(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸に組込まれる部材の内周面に凹溝を形成するとともに、この部材の端面および外周面から前記凹溝に連通して外側から止め輪を押さえることができる止め輪押え溝を当該部材の円周方向に複数形成する一方、前記部材が組み込まれる軸の外周に止め輪が装着されるとともに、装着された止め輪を押さえて収納し得る止め輪用溝を形成し、この止め輪用溝に内周部が位置するとともに外周部が前記部材の凹溝に位置して互いを固定する止め輪を備えてなることを特徴とする軸に組込まれる部材の固定構造。
【請求項２】
前記軸が回転軸であるとともに、前記軸に組込まれる部材が転がり軸受のインナレースであることを特徴とする請求項１記載の軸に組込まれる部材の固定構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、軸に組込まれる部材の固定構造に関し、特にボールやころなどの転がり軸受のインナレースを軸の外周面に固定する場合に、固定スペースが小さくて済み、高速回転による遠心力が加わっても固定状態を維持できるようにしたものである。
【０００２】
【従来の技術】
通常の機械部分においては、円柱状や円筒状の軸の外周や内周に部材を組み込んで軸方向に固定したり、位置決めしなければならない場合も多い。
【０００３】
例えば、軸を回転可能に支持するため転がり軸受を用いる場合には、転がり軸受のインナレースを軸の外周に組み込んでその軸方向の移動を規制するよう固定する必要がある。
【０００４】
このような転がり軸受のインナレースの固定方法としては、軸の外周に形成した環状の突起にインナレースの一端面を当るとともに、インナレースの他端面の外側に位置する軸の外周に雄ねじを形成し、この雄ねじにロックナットをねじこんでインナレースの他端面を押さえて固定することが行われている。
【０００５】
また、ロックナットに代え、止め輪（retaining rings ）を用い、インナレースの他端面の外側に位置する軸の外周に溝を形成し、この溝に止め輪を押し拡げて装着し、その側面でインナレースの他端面を押さえて固定することが行われている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、ロックナットを用いる場合には、軸方向や径方向にロックナットを回転するための工具を装着したり、操作して締付けるためのスペース的な余裕が必要となるという問題がある。
【０００７】
また、止め輪を用いて固定する場合には、軸が高速回転すると止め輪に大きな遠心力が作用して拡張してしまうという問題がある。
【０００８】
このため、例えば航空機エンジン（ガスタービンやジェットエンジン）のギヤボックスから外部に動力を取り出して補機を駆動するための補機駆動軸の中間部を支持する転がり軸受の場合には、ケースとの間のスペースが非常に小さく、しかも高速回転することから、上記のロックナットや止め輪のいずれの使用もできない。
【０００９】
この発明はかかる従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、わずかなスペースで装着することができ、高速回転によっても外れることがなく、構造および着脱が簡単な軸に組込まれる部材の固定構造を提供しようとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するためこの発明の請求項１記載の軸に組込まれる部材の固定構造は、軸に組込まれる部材の内周面に凹溝を形成するとともに、この部材の端面および外周面から前記凹溝に連通して外側から止め輪を押さえることができる止め輪押え溝を当該部材の円周方向に複数形成する一方、前記部材が組み込まれる軸の外周に止め輪が装着されるとともに、装着された止め輪を押さえて収納し得る止め輪用溝を形成し、この止め輪用溝に内周部が位置するとともに外周部が前記部材の凹溝に位置して互いを固定する止め輪を備えてなることを特徴とするものである。
【００１１】
また、この発明の請求項２記載の軸に組込まれる部材の固定構造は、前記請求項１記載の前記軸が回転軸であるとともに、前記軸に組込まれる部材を転がり軸受のインナレースとしたことを特徴とするものである。
【００１２】
【作用】
この請求項１記載の軸に組込まれる部材の固定構造によれば、軸に組込まれる部材の内周面に凹溝を形成するとともに、この凹溝に端面および外周面から連通する止め輪押え溝を円周方向に複数形成し、この部材の凹溝と対向する軸には、止め輪用溝を形成してその深さを止め輪を押さえて収納できるようにしており、軸の止め輪用溝に止め輪を装着した状態で、部材を押し込んで止め輪が凹溝に入るようにして互いを固定するようにするとともに、止め輪押え溝を利用して止め輪を押さえることで止め輪を止め輪用溝内に押し込んで部材を取り外すことができるようにしている。
【００１３】
これにより、軸外周への部材の組み込みであっても内周側に止め輪を装着して固定でき、しかもわずかなスペースで止め輪の着脱ができ、止め輪の外周を部材の凹溝で押さえて遠心力による拡がりを防止して固定状態の維持ができるようにしている。
【００１４】
また、請求項２記載の軸に組込まれる部材の固定構造によれば、軸を回転軸とするとともに、部材を転がり軸受のインナレースとしており、インナレースをわずかなスペースしかない軸の外周に固定することができ、高速回転する場合の止め輪の拡がりも防止できるようになる。
【００１５】
【実施例】
以下、この発明の一実施例を図面に基づき詳細に説明する。
図１および図２はこの発明の軸に組込まれる部材の固定構造の一実施例にかかり、図１は縦断面図およびインナレースの固定状態の正面図、図２はこの発明の適用対象の一例の補機駆動軸の縦断面図である。
【００１６】
この軸に組込まれる部材の固定構造（以下、単に固定構造とする。）１０では、軸に組込まれる部材である転がり軸受１１のインナレース１２の一端部の内周に環状の凹溝１３が形成されるとともに、インナレース１２の一端面１４および外周面から凹溝１３に連通する止め輪押え溝１５が円周方向等間隔に複数形成され、インナレース１２の一端面に複数の切欠きが形成された状態になっている。そして、インナレース１２の凹溝１３が形成された部分の外径が僅かに小径に形成してある。
【００１７】
一方、この転がり軸受１１のインナレース１２が取付けられる軸１６には、組み込まれるインナレース１２の他端面を当てて位置決めする環状の突起部１７が形成され、インナレース１２の高さよりわずかに低く形成してある。
【００１８】
そして、軸１６の突起部１７にインナレース１２の他端面を当てた状態でインナレース１２の凹溝１３と対向する軸１６の外周に止め輪用溝１８が環状に形成され、その深さが止め輪１９を押し込んだときに外周面が突き出すことのない状態で収納できるように設定してある。
【００１９】
また、この止め輪用溝１８への止め輪１９の装着を容易とするため軸１６の止め輪用溝１８の外側部分がなだらかな曲面にＲ加工が施してあり、この曲面に沿って止め輪１９を押し拡げながら止め輪用溝１８に装着できるようにしてある。
【００２０】
このようなインナレース１２の凹溝１３と軸１６の止め輪用溝１８との間に装着される止め輪１９は、横断面が略矩形のＣ形止め輪が用いられ、その幅が軸１６の止め輪用溝１８の幅とほぼ同一とされて嵌合されるように設定され、外周の一端側の角部が僅かに円弧状にＲ加工が施してある。
【００２１】
このように構成した固定構造１０は、例えば図２に示す航空機エンジン（ガスタービンやジェットエンジン）２０の補機駆動軸２１の中間部を支持する軸受２２のインナレース２３の固定に用いられる。
【００２２】
この補機駆動軸２１は、その一端部に航空機エンジン２０内の図示しないギヤボックの傘歯車と噛み合う傘歯車２４のスプライン２５に連結されるスプライン２６が形成されて駆動力が伝達され、他端部に補機に駆動力を伝達するためのスプライン２７が形成されて航空機エンジン２０の半径方向に突き出して配置されており、補機駆動軸２１はその外周とわずかな隙間をあけて軸方向に分割されたケース２８で覆われている。
【００２３】
次に、この固定構造１０による転がり軸受のインナレースの固定方法を図３に示す工程図により説明する。
【００２４】
(a)   軸１６の一端側から止め輪１９を入れ、軸１６の止め輪用溝１８の外側部分のなだらかな曲面に沿って止め輪１９を押し拡げながら止め輪用溝１８に装着する。
【００２５】
(b)   止め輪用溝１８に装着した止め輪１９の他端側の外周の幅の半分程度にバンド３１を巻き付けて押えることで止め輪１９全体を止め輪用溝１８内に収納した状態にする。
【００２６】
(c)   円筒状のインナレース押込治具３２の先端内周にインナレース１２を装着し、軸１６の一端から挿入して行く。
【００２７】
(d)   インナレース押込治具３２をさらに挿入して、バンド３１で押さえられた止め輪１９の半分まで被せるようにしたのち、バンド３１を取り外す。
【００２８】
(e)   さらに、インナレース押込治具３２を挿入してインナレース１２が軸１６の突起部１７に当たるまで押し込む。
【００２９】
すると、インナレース１２の内周で押さえられていた止め輪１９がその弾性力で拡がってインナレース１２の凹溝１３に嵌まった状態になり、インナレース１２が軸１６に固定される。
【００３０】
この後、インナレース押込治具３２を引き抜き、他の転がり軸受１１の部品（ころおよびアウタレース等）を装着して全ての取付作業が完了する（図１(a) 参照）。
【００３１】
次に、この固定構造１０による転がり軸受のインナレースの取外方法を図４に示す工程図により説明する。
【００３２】
(a)   このインナレース１２の取り外しには取外治具３３が用いられる。
【００３３】
この取外治具３３は、図４（ａ）に示すように、インナレース１２の一端に形成した止め輪押え溝１５に対応した押え部３４が円周上複数箇所に形成された円筒状であり、押え部３４の内面が外側ほど内径が大きい円すい面とされて押え部３４の基端内径では止め輪１９を止め輪用溝１８に収納できる大きさになっている。そして、取外治具３３の円筒部の外径がインナレース１２の外径と同一にしてある。
【００３４】
転がり軸受１１の取り外しに当たっては、転がり軸受１１のインナレース１２以外の部品（ころやアウタレース等）を取り外した後、取外治具３３を軸１６の一端から挿入して押え部３４をインナレース１２の止め輪押え溝１５にいれるように押し込む。
【００３５】
すると、取外治具３３の押え部３４の内側の円すい面で止め輪１９が止め輪用溝１９内に押し込まれて外周が止め輪用溝１８の外側と同一平面をなす状態になり、インナレース１２の止め輪１９による固定状態が解放される。
【００３６】
(b)   この取外治具３３を押し込んだ状態のまま引抜き治具３５を軸１６の一端から挿入して取外治具３３及びインナレース１２の外周を覆うように配置するとともに、先端部の爪３６をインナレース１２の他端面の外側に配置し、締め具３７で締付けることで引抜き治具３５の爪３６をインナレース１２の他端面に係止する。
【００３７】
(c)   この状態で引抜き治具３５を引き抜くようにし、インナレース１２および取外治具３３を取り外す。
【００３８】
(d)   こうしてインナレース１２が取り外されて止め輪１９だけが軸１６に残された状態なることから、止め輪１９を押し拡げて軸１６の止め輪用溝１８から外して取り出すことで、転がり軸受１１の取り外しが完了する。
【００３９】
以上のように、この固定構造１０によれば、インナレース１２の内周の凹溝１３と軸１６の外周の止め輪用溝１８との間に止め輪１９を入れてインナレース１２を固定するようにしており、わずかな軸方向および径方向のスペースでインナレース１２を軸１６に固定することができ、しかも止め輪１９の外周がインナレース１２の凹溝１３で押えられるので、軸１６が高速回転して大きな遠心力が作用する場合に止め輪１９が拡がることがなく、安定した状態でインナレース１２を固定することができる。
【００４０】
また、この固定構造１０では、インナレース１２に凹溝１３および止め輪押え溝１５を形成するとともに、軸６に止め輪用溝１８を形成するだけで良く、簡単な構造であり、加工や製作が容易である。
【００４１】
さらに、固定や取外しのためバンド３１、インナレース押込治具３２、引抜き治具３５および締め具３６を用いるが、いずれも小型な簡単なものであり、安価に製作することができる。
【００４２】
また、止め輪１９としてＣ型止め輪を用いるようにしていることから、周囲の一部から押付力を加えても均等に押し縮めることが出来ず、開口部分が外側に開くように変形するが、この固定構造１０では、取外治具３３の押え部３４を円周複数箇所に形成して止め輪１９の周囲から均等に押えることができるので、開口部が開くように変形せず、取り外しを簡単に行うことができる。
【００４３】
したがって、航空機エンジン２０の補機駆動軸２１の中間部の軸受２２のインナレース２３の固定に用いることで、スペースの問題や高速回転による遠心力の問題を解消して強固に固定することができる。
【００４４】
なお、上記実施例では、高速回転する軸に取付ける転がり軸受のインナレースの固定に適用する場合で説明したが、これに限らず、軸とその外周に取付けられる部材の固定に利用することができ、軸が回転する場合に限らず固定状態や往復移動など他の動きの場合にも同様に適用できるものである。
【００４５】
【発明の効果】
以上、一実施例とともに具体的に説明したようにこの発明の請求項１記載の軸に組込まれる部材の固定構造によれば、軸に組込まれる部材の内周面に凹溝を形成するとともに、この凹溝に端面および外周面から連通する止め輪押え溝を円周方向に複数形成し、この部材の凹溝と対向する軸には、止め輪用溝を形成してその深さを止め輪を押さえて収納できるようにしたので、軸の止め輪用溝に止め輪を装着した状態で、部材を押し込んで止め輪が凹溝に入るようにして互いを固定することができ、止め輪押え溝を利用して止め輪を押さえて止め輪用溝内に押し込むことで、簡単に部材を軸から取り外すことができる。
【００４６】
これにより、軸外周への部材の組み込みであっても内周側に止め輪を装着して固定でき、しかも軸方向および径方向のわずかなスペースで止め輪の着脱ができ、止め輪の外周を部材の凹溝で押さえて遠心力による拡がりを防止して固定状態の維持ができる。
【００４７】
また、この発明の請求項２記載の軸に組込まれる部材の固定構造によれば、軸を回転軸とするとともに、部材を転がり軸受のインナレースとしたので、インナレースをわずかなスペースしかない軸の外周に固定することができ、高速回転する場合の止め輪の拡がりも防止でき、航空機エンジンの補機駆動軸の中間部の軸受のインナレースの固定に用いることができ、スペースの問題と遠心力の問題の両方を解消して強固に固定することができる。
【００４８】
さらに、これら発明は、いずれも構造が簡単であり、必要な治具も簡単に製作することができ、安価である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の軸に組込まれる部材の固定構造の一実施例にかかる縦断面図およびインナレースの固定状態の正面図である。
【図２】この発明の軸に組込まれる部材の固定構造の一実施例にかかる適用対象の一例の補機駆動軸の縦断面図である。
【図３】この発明の軸に組込まれる部材の固定構造の一実施例にかかる転がり軸受のインナレースの固定方法の工程図である。
【図４】この発明の軸に組込まれる部材の固定構造の一実施例にかかる転がり軸受のインナレースの取外し方法の工程図である。
【符号の説明】
１０  軸に組込まれる部材の固定構造
１１  転がり軸受
１２  インナレース
１３  凹溝
１４  一端面
１５  止め輪押え溝
１６  軸
１７  突起部
１８  止め輪用溝
１９  止め輪
２０  航空機エンジン
２１  補機駆動軸
２２  軸受
２３  インナレース
２８  ケース
３１  バンド
３２  インナレース押込治具
３３  取外治具
３４  押え部
３５  引抜き治具
３６  爪
３７  締め具
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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