(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸を回転可能に支持するころ軸受を備え、該ころ軸受が外側リングを有し、該外側リングが、ハウジングの壁に連結され、かつ、軸受の回転軸線に実質上一致する軸方向で考えたときに外側リングの少なくとも軸方向長さだけ延びる管状のハウジング構造体に支持されている、ころ軸受とハウジングとの組立体において、
上記管状のハウジング構造体が、上記外側リングの軸方向他端においてよりも当該外側リングの軸方向一端において一層大きな、該外側リングの半径方向の運動に対する抵抗を提供し、軸の負荷に応じて垂直方向又は側方向への管状のハウジング構造体の偏向を可能とするため上記管状のハウジング構造体は少なくとも一つのスリット、又は軸方向端面に
設けられた少なくとも一つの溝からなる部分的な形状付け部分を設けられ、上記溝は外側リングの軸方向長さの一部にわたって軸方向に延びていることを特徴とするころ軸受とハウジングとの組立体。
【請求項２】
上記管状のハウジング構造体が、長手方向に及び同管状のハウジング構造体の主軸線に実質上平行に延びる少なくとも１つのスリットをその壁内に具備することを特徴とする請求項１に記載のころ軸受とハウジングとの組立体。
【請求項３】
上記管状のハウジング構造体が、同管状のハウジング構造体の主軸線に対して螺旋状に延びる少なくとも１つのスリットをその壁内に具備することを特徴とする請求項１に記載のころ軸受とハウジングとの組立体。
【請求項４】
上記管状のハウジング構造体の上記部分的な形状付け部分が、上記管状のハウジング内に環状の溝を提供することであることを特徴とする請求項１に記載のころ軸受とハウジングとの組立体。
【請求項５】
上記管状のハウジング構造体の上記部分的な形状付け部分が、上記外側リングの軸方向長さの一部にわたって当該ハウジング構造体と当該外側リングとの間に半径方向のクリアランスを提供するようなリベート又は面取り区域を提供することであることを特徴とする請求項１に記載のころ軸受とハウジングとの組立体。
【請求項６】
上記管状のハウジング構造体の上記部分的な形状付け部分が、円周方向で連続することを特徴とする請求項１に記載のころ軸受とハウジングとの組立体。
【請求項７】
上記管状のハウジング構造体の上記部分的な形状付け部分が円周方向で不連続であることを特徴とする請求項１に記載のころ軸受とハウジングとの組立体。
【請求項８】
上記部分的な形状付け部分が実質上半円であり、該半円が当該ころ軸受へ加えられる負荷の方向に合わせて上記管状のハウジング構造体内に位置決めされることを特徴とする請求項７に記載のころ軸受とハウジングとの組立体。
【請求項９】
上記部分的な形状付け部分の区域が、上記外側リングの軸方向長さの１０％ないし７５％だけ軸方向に延びることを特徴とする請求項４ないし８のいずれかに記載のころ軸受とハウジングとの組立体。
【請求項１０】
上記部分的な形状付け部分の区域が、上記外側リングの軸方向長さの１５％ないし５０％だけ軸方向に延びることを特徴とする請求項４ないし８のいずれかに記載のころ軸受とハウジングとの組立体。
【請求項１１】
先細りころ又は円筒状ころを有するころ軸受とハウジングとの組立体により上記ハウジングに関して回転自在に支持された歯車シャフトを有する歯車ユニットにおいて、
上記ころ軸受とハウジングとの組立体が請求項１ないし１０のいずれかに記載のものであることを特徴とする歯車ユニット。
【請求項１２】
上記ころ軸受とハウジングとの組立体が上記歯車ユニットのハウジング壁の一部として一体的に形成された管状のハウジング構造体を有することを特徴とする請求項１１に記載の歯車ユニット。
【請求項１３】
上記ころ軸受とハウジングとの組立体が、予備形成されかつ上記歯車ユニットのハウジング壁に固定された素子により画定された管状のハウジング構造体を有することを特徴とする請求項１１に記載の歯車ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はころ軸受とハウジングとの組立体に関し、特に、排他的ではないが、ハウジングと、先細りの又は円筒状のころ軸受によりハウジングに関して回転自在に支持された歯車シャフトとを有する歯車ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
軸受製造者の推奨によれば、先細りころ軸受の内側リング（円錐）と歯車シャフトの表面との間に締まりばめを提供することが慣行である。締まりばめはフレッチングコロージョン及び他の損傷を回避又は最小化するために必要である。
【０００３】
内側リングに対する締まりばめの要求とは逆に、先細り形式のころ軸受の外側リングは、外側リングが体験する点形式の負荷のため、ハウジング内での締まりばめを必要としない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
締まりばめは各ハウジングの外側リングとハウジング壁との間で必要とされないが、それにも拘わらず、軸受が軸方向で適正に位置決めされるために、及び、シャフトに担持されたはすば歯車の結果として生ずるハウジング壁を歪ませる傾向を有する軸方向の力に拘わらず所要の予負荷又はクリアランスを維持するためには、ハウジング壁を十分に剛直にする必要がある。
【０００５】
先細り形式及び円筒状ころ形式の双方の軸受の作動寿命はまた、内側軸受リングを固定したシャフトの回転軸線と外側軸受リングの位置との間で使用時に生じることのある不整合の度合いに依存する。特に一層大きな負荷を受ける多段歯車箱のそのような歯車段（ステージ）の場合、シャフトの不整合が重大になることがあり、軸受が体験する重大な高縁応力が軸受の満足できる作動寿命を不当に減少させる結果を招くことがある。
【０００６】
本発明は、上述の困難を軽減又は克服するころ軸受組立体を提供することを追求する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の１つの態様によれば、軸を回転可能に支持するころ軸受を備え、該ころ軸受が外側リングを有し、該外側リングが、ハウジングの壁に連結され、かつ、軸受の回転軸線に実質上一致する軸方向で考えたときに外側リングの少なくとも軸方向長さだけ軸方向に延びる管状のハウジング構造体に支持され、管状のハウジング構造体が、外側リングの軸方向他端においてよりも外側リングの軸方向一端において一層大きな、
外側リングの半径方向の運動に対する抵抗を提供し、軸の負荷に応じて垂直方向又は側方向への管状のハウジング構造体の偏向を可能とするため上記管状のハウジング構造体は少なくとも一つのスリット、又は軸方向端面に設けられた少なくとも一つの溝からなる部分的な輪郭付け、すなわち形状付け部分又形状付け、を設けられ、上記溝は外側リングの軸方向長さの一部にわたって軸方向に延びているようなころ軸受とハウジングとの組立体が提供される。
【０００８】
ハウジング構造体は軸受の近傍における該軸受周囲のハウジング壁を含む平面の一側へ実質上変位した位置へ延びることができ、これにより、半径方向における運動に対する上記の抵抗を提供する。
【０００９】
加えて又は代わりに、半径方向の運動に対する抵抗の差は、ハウジング壁が軸受外側リングの軸方向一端において他端より壁の平面に平行に作用する力の作用の下で変形に対する一層大きな抵抗を示すように、ハウジング壁及び（又は）ハウジング構造体を選択的に輪郭付けすることにより、達成することができる。
【００１０】
管状のハウジング構造体は内側方向即ちハウジングの反対側の壁の方に向く方向においてハウジングの概略面から延びることができる。代わりに、管状のハウジング構造体は外方へ延びることができ、普通の軸受カバーキャップが管状のハウジング構造体の末端、又は代わりに、ハウジングの周囲壁に固定される。
【００１１】
管状のハウジング構造体はころ軸受の外側リングのための位置決めを提供する補助を行うために半径方向内方に延びる当接フランジを具備することができる。
管状のハウジング構造体の壁厚及び構成は好ましくは、負荷の下で作動しているときにシャフトの歪みに追従する傾向のあるような方法で、負荷の下における管状のハウジング構造体の変形を許容する補助を行う。その結果、内側及び外側軸受リング間の不整合の効果は減少され、軸受ころが体験する損傷を生じさせる可能性のある縁応力を対応的に減少させる。
【００１２】
シャフトの変形に実質上一致して変形する能力を有する管状のハウジング構造体を提供する補助を行うため、管状のハウジング構造体はその軸方向長さの少なくとも一部にわたって円周方向で不連続とすることができる。例えば、管状のハウジング構造体は長手方向に及び管状のハウジング構造体の主軸線に実質上平行に又は主軸線に対して螺旋状に延びる少なくとも１つのスリットをその壁内に具備することができる。
【００１３】
管状のハウジング構造体は、例えば鋳造により、ハウジング壁の一部として一体的に形成することができ、または、管状のハウジング構造体は予備形成され次いで例えばクランプ又は溶接によりハウジングに固定される素子により画定することができる。
【００１４】
組立体が周囲のハウジング壁を含む平面の一側に実質上変位した形式の管状ハウジング構造体を有すると否とに拘わらず、ハウジング壁（又はハウジング構造体）の材料は組立てられた歯車ユニット内の内側面又は外側面のいずれかにおいて選択(部分)的に輪郭付けすることができる。
【００１５】
選択的な輪郭付けはハウジング内の溝構造とすることができ、または、外側リングの軸方向長さの一部にわたってハウジング構造体と軸受リングとの間に半径方向のクリアランスが形成されるように、ハウジング構造体のリベート区域（この用語は面取り領域をも意味するために使用される）とすることができる。
【００１６】
溝構造又はリベートは円周方向で連続することができる。しかし、作動負荷状態が予測でき、特定の方向のものである場合は、溝構造又はリベートは例えば実質的な半円のような円周方向で不連続とすることができ、作動負荷の方向に関してハウジング内で選択的に位置決めすることができる。
【００１７】
ハウジング壁の横断面を考えると、溝は例えば実質的に矩形、三角形、放物線形状又は半円形状とするか又はこれを有することができる。
溝又はリベートを設ける場合は、好ましくは外側リングの軸方向長さの１０％ないし７５％、一層好ましくは１５％ないし５０％だけ軸方向に延びる。
【００１８】
先細り形式のころ軸受の場合、シャフト上に設けた一対の先細りころ軸受は、各ころが対をなす他の軸受けから離れる方向において直径を減少させるようなＸ形状、または、各対の他の軸受けから離れる方向において直径が増大するようなＯ形状として配列することができる。
【実施例】
【００１９】
ここで、添付の概略的な図面を参照して、本発明の実施の形態を単なる例として説明する。
従来の歯車ユニット組立体（図１参照）はハウジング壁１１と、先細りころ軸受１３によりハウジング内で回転自在に支持されたシャフト１２とを有する。先細りころ軸受は、最小の歪み効果で半径方向の負荷がハウジングの壁に直接伝達されるように、シャフトの近傍においてハウジングの壁を含む概略平面に整合する位置でシャフトに関して軸方向に存在する。
【００２０】
軸受の外側リング１６のこの確固とした位置決めのため、軸受ころの軸方向端部は高い縁応力を受ける。その結果、ハウジングの有用な作動寿命の減少を招く。
図２は本発明に係る歯車ユニット組立体２０を示し、この組立体においては、シャフト２１はシャフトの主軸線２３に関してシャフトの近傍でハウジングの壁から軸方向に変位した位置で先細りころ軸受２２内に回転自在に支持される。先細りころ軸受は歯車ユニットハウジングの室２４内に内方へ軸方向に延びる管状のハウジングスリーブ２５により画定された管状のハウジング構造体内で支持される。ハウジングスリーブの軸方向内端２６は半径方向内方へ延びる当接フランジ２７を備え、このフランジはシャフト２１の他端に設けた先細りころ軸受に関連してＯ形状に装着された先細りころ軸受の外側リング２８のための軸方向の位置を提供する。
【００２１】
管状のハウジングスリーブ２５は円周方向で連続する必要がなく、図３の長手方向断面及び端面図に示すような軸方向に延びるスロット３０を有することができる。図３は、端方向において、シャフトの端部間の位置でそれを下方に偏向させる歯車ユニットシャフトが体験する負荷の結果として垂直下向きの負荷Ｆを受けたときの管状のハウジング構造体２５がとる形状を、破線で示す。同様に、図４に示すような側方の負荷を受けた場合は、ハウジングスリーブはまた点線位置４０として偏向することができ、さもなければ軸受ころが体験するであろう局部縁応力の減少を容易にすることができる。
【００２２】
図５の上半分に示す別の実施の形態においては、管状のハウジング構造体５０は歯車ユニットハウジングから外方へ延びて先細りころ軸受を支持し、この場合、軸受はシャフト５３の近傍でハウジング壁５２により画定された平面５１の外方の位置でＸ形状に配列される。
【００２３】
図５の下半分において、Ｘ配列の軸受の作用線間の距離ｘ１は図２のＯ形状の対応する距離よりも小さい。その結果、内方に延びるハウジングスリーブ５１の歪みの可能性は少ない。これに対し、Ｘ形状の軸受が図５の上半分に示すように外方に延びるハウジングスリーブ５０に装着された場合、距離ｘ２は一層大きく、スリーブは一層容易に変形する。
【００２４】
図６ａは、ころ軸受（図示せず）の外側リングを内部に位置させることのできるハウジング開口構造体６１を有する歯車ユニットハウジング壁６０の一部を断面で示す。構造体６１は開口６１の近傍６２における壁６０の厚さ及び壁６０の材料と一体的に形成された環状の肩部６３の厚さに対応する軸方向長さを有する。
【００２５】
肩部６３の軸方向端面６４は円周方向に延びる溝６５（図６ｂ参照）を備え、この実施の形態においては、この溝は肩部６３の厚さよりも僅かに小さな深さを有する。開口６１は開口の軸方向長さに実質上等しい軸方向長さを有する軸受外側リングを受け入れるためのものであり、この溝は軸受の軸方向長さの３５％の深さを有する。
【００２６】
図７は、この実施の形態では、溝７０が円周方向において不連続で、特に開口７１の軸線のまわりで半円形状となっている点を除いて、図６ａ、６ｂのものと実質上対応する図７ａ、７ｂを示す。
【００２７】
図６、７の各々において、破線及び角度δは、溝の存在が局部負荷の下に開口６１、７１を画定する壁の材料の偏向を許容する方法を示す。
図７ａは特異の半径方向剛性を容易にするリベートの随意の使用をも示す。面取りライン７５は、ハウジング開口構造体が部分的に円筒形状及び部分的に切頭円錐形状となるように、開口７１をカットバック（又は最初に形成）できる位置を示す。円筒状外側形状の従来の軸受外側リングとの使用において、リベート区域は、外側リングの軸方向の長さの一部が円筒断面の長さ内に収容された部分よりも一層容易に変形することを許容する。
【００２８】
本発明は本出願人の同日出願の英国特許出願ＧＢ０１０７６１６．５号明細書に記載されたような溝形式のころ軸受と組み合わせて使用するのにも適する。
【特許文献１】英国特許出願ＧＢ０１０７６１６．５号明細書
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】既知の歯車ユニット組立体の一部の断面図である。
【図２】本発明に係る歯車ユニット組立体の一部の断面図である。
【図３】図２の実施の形態の一部の修正形の部分長手方向断面図及び端面図である。
【図４】別の負荷状態における図３の図を示す図である。
【図５】本発明に係る２つの他の歯車ユニット組立体の一部の垂直断面図である。
【図６】本発明に係る別のハウジングの一部の断面及び側面図である。
【図７】更に別の実施の形態の図６におけるものと同様の図を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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