JPH09119511A

JPH09119511A - 歯車装置

Info

Publication number: JPH09119511A
Application number: JP27443795A
Authority: JP
Inventors: Motonobu Sato; 元信佐藤; Kenichi Goto; 研一後藤; Kenji Okada; 健治岡田; Masahiko Kataoka; 雅彦片岡
Original assignee: NTN Corp; Toyo Electric Manufacturing Ltd; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp; Toyo Electric Manufacturing Ltd
Priority date: 1995-10-23
Filing date: 1995-10-23
Publication date: 1997-05-06

Abstract

(57)【要約】【課題】高速性を具備させ、組立後の軸受すきまの調
整を不要化し、軸受の点検を容易とし得る歯車装置を提
供すること。【解決手段】軸１１上に固着された歯車１２の軸方向
両側に円筒ころ軸受１３、１４を配置すると共に、該歯
車１２の軸方向一側に四点接触形又は三点接触形玉軸受
１５を配置して前記軸１１を歯車箱１６内に回転可能に
支持する。上記四点接触形又は三点接触形玉軸受１５の
内輪１５ｂは、軸方向中央部で２分割可能に組み付け、
かつ、該玉軸受１５を歯車軸１１の軸端側に配置して実
施する。なお、軸端側の内輪には引き抜き用段部を設け
る。また、玉軸受１５を配置した側の円筒ころ軸受１４
は省略してもよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鉄道車輌用歯車装
置その他高速回転で使用される歯車装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】鉄道車輌の駆動方式として、主電動機を
動輪軸と平行にして台車枠（ばね上）に固定し、主電動
機の電機子軸と動輪軸との間に動力伝達用歯車装置を設
置し、該電機子軸と歯車装置内に軸承された小歯車軸と
を撓み継手で連結し、この小歯車軸上の小歯車と噛合す
る大歯車を動輪軸に固着して主電動機から動輪軸に動力
を伝達する方式のものがある。

【０００３】鉄道車輌では、始動時や変速時等における
衝撃を緩和するために、はすば歯車を採用しており、歯
車装置内に軸承される軸にはラジアル荷重とアキシャル
荷重とが作用する。

【０００４】そこで、上記方式における従来の歯車装置
は、図３に示すように、主電動機の電機子軸に撓み継手
を介して連結される小歯車軸１を軸承するに当って、小
歯車軸１上に固着された小歯車２を挟んで円錐ころ軸受
３、４が正面組合せの形式で使用されている。動輪軸側
の軸承構造もほぼ同様である。図３において、５は歯車
箱本体、６は主電動機側の歯車箱蓋、７は軸端側の歯車
箱蓋、８はシムを示す。

【０００５】上記のように小歯車２を挟んで円錐ころ軸
受３、４を正面組合せの形式で使用した場合、組立後の
円錐ころ軸受３、４の軸方向すきまを適性値に保持させ
るため、歯車箱本体５と軸端側の歯車箱蓋７との間に介
在させるシム８の厚さを種々変更してすきま調整をして
いる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の歯車装置では、
シム８による軸方向すきまの調整（通常、６０〜１８０
μｍの範囲）が必要であり、シム８の管理を含めて組立
作業や点検後の再組立作業等が煩雑化するという問題点
があった。

【０００７】また、車輌の高速化に伴い軸受は高速回転
に耐え得るものが必要となるが、円錐ころ軸受は、内輪
の鍔部でころの端面がすべり接触しているため、許容回
転数が円筒ころ軸受や玉軸受よりも低いという問題点が
あった。

【０００８】さらに、高速車輌は、軽量化のため、歯車
箱にアルミニウム合金が使用されており、軸の材質
（例：肌焼き鋼）と歯車箱の材質との線膨張率の差によ
り、季節によって雰囲気温度が変わると、軸方向すきま
も変化するという問題点もあった。

【０００９】そこで、本発明の目的は、従来の歯車装置
の上記問題点を解消し、高速性を具備させ、組立後の軸
受すきまの調整を不要化し、軸受の点検を容易とし得る
歯車装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、軸上に固着された歯車の軸方向両側また
は一側に円筒ころ軸受を配置すると共に、該歯車の軸方
向一側または円筒ころ軸受の非配置側に四点接触形又は
三点接触形玉軸受を配置して前記軸を歯車箱内に回転可
能に支持した歯車装置において、上記四点接触形又は三
点接触形玉軸受の内輪を、軸方向中央部で２分割可能に
組み付け、かつ、該玉軸受を歯車軸の軸端側に配置した
ものである。

【００１１】また、上記四点接触形又は三点接触形玉軸
受の内輪に内輪引き抜き用段部を設け、かつ、該玉軸受
を歯車軸の軸端側に配置して実施する。

【００１２】上記したように、本発明は、従来の円錐こ
ろ軸受の正面組合せに代えて、歯車軸のラジアル負荷を
担持させるための円筒ころ軸受を歯車の両側または一側
に使用し、これと、主としてアキシャル負荷を担持させ
るための四点接触形又は三点接触形玉軸受（ラジアル負
荷も同時に担持可能）とを使用し、組立後のシムによる
軸方向すきまの調整を不要化し、かつ、従来の円錐ころ
軸受のころ端面と鍔部とのすべり接触による摩擦発熱等
の高速化阻害要因を解消して高速性を具備させ得る。

【００１３】そして、上記四点接触形又は三点接触形玉
軸受の内輪を軸方向中央部で２分割可能に組み付けると
共に、上記玉軸受を歯車軸の軸端側に配置することによ
って、軸受の点検が容易となり、組付作業も容易とな
る。さらに、内輪に引き抜き用段部を設けることによ
り、取り外し作業が容易になる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面の実施例に基いて本発
明の構成を説明する。図１は本発明に係る歯車装置の実
施例を示すもので、軸１１の大径部１１ａ上に圧入等に
よって固着された歯車１２の軸方向両側の小径部１１
ｂ、１１ｃに円筒ころ軸受１３、１４を配置すると共
に、該歯車１２の軸方向一側に四点接触形又は三点接触
形玉軸受１５を配置して前記軸１１を歯車箱１６内に回
転可能に支持したものである。

【００１５】歯車箱１６は、軸方向両側が開放した歯車
箱本体１６ａと、この歯車箱本体１６ａの両側開放部を
閉鎖する歯車箱蓋１６ｂ、１６ｃとからなり、この歯車
箱蓋１６ｂ、１６ｃを、歯車箱本体１６ａの両側開放部
に締結ボルトで着脱可能に組み付けられる。

【００１６】図１における軸１１の左端は、主電動機の
電機子軸に撓み継手を介して連結されるもので、この側
の歯車箱蓋１６ｂは、軸１１が貫通する貫通孔１６ｂ’
を有し、この貫通孔１６ｂ’の内側に一方の円筒ころ軸
受１３を組み付けるための環状段部１６ｂ”が形成さ
れ、この環状段部１６ｂ”の内径面には、上記円筒ころ
軸受１３の外輪１３ａが嵌装され、クリップ１７で止め
られている。上記貫通孔１６ｂ’と軸１１の外周との間
には、環状のシール部材１８が装着されている。

【００１７】また、図１における軸１１の右端側の歯車
箱蓋１６ｃは、他方の円筒ころ軸受１４及び四点接触形
又は三点接触形玉軸受１５を組み付けるための貫通孔１
６ｃ’と、この貫通孔１６ｃ’に連続する内径面を有す
る環状段部１６ｃ”が形成され、この環状段部１６ｃ”
の内径面に上記円筒ころ軸受１４の外輪１４ａ及び四点
接触形又は三点接触形玉軸受１５の外輪１５ａが嵌装さ
れ、これらの円筒ころ軸受１４の外輪１４ａ及び四点接
触形又は三点接触形玉軸受１５の外輪１５ａは、上記貫
通孔１６ｃ’の外側に着脱可能に取り付けられる小蓋１
６ｄによって上記環状段部１６ｃ”の内径面に止められ
ている。

【００１８】上記四点接触形又は三点接触形玉軸受１５
の内輪１５ｂは、軸方向中央部で２分割され、その一方
１５ｂ’は、軸１１の小径部１１ｃに直接嵌装されてい
るが、他方１５ｂ”は、軸１１の右端に着脱可能に取り
付けた軸蓋１９を介して間接的に嵌装されている。即
ち、軸蓋１９の環状段部１９ａは、軸１１の右端に形成
されたさらに小さい小径部１１ｄに内径面を嵌装され、
この環状段部１９ａの外径面上に上記玉軸受１５の内輪
１５ｂの他方１５ｂ”が嵌装されている。

【００１９】上記構造によって、軸受の点検時、小蓋１
６ｄを取り外し、かつ、軸蓋１９を軸端側の内輪１５
ｂ”と共に軸１１から取り外せば、図１の右側の歯車箱
蓋１６ｃを歯車箱本体１６ａから取り外す際、右側の円
筒ころ軸受１４の外輪１４ａ、及び、玉軸受１５の外輪
１５ａ、玉１５ｃ、保持器（図示省略）を一体的に、軸
１１及び歯車箱本体１６ａから取り出すことができる。

【００２０】図２は内輪１５ｂ”の取り外しを一層容易
化するための他の実施例を示すものである。即ち、内輪
１５ｂ”の軸蓋１９側の端部外径面に内輪引き抜き用の
環状の段部１５ｂ”’を設け、取り外し時、軸蓋１９外
した後、該段部１５ｂ”’に引き抜き用治具を引っ掛け
て内輪１５ｂ”を取り外すものである。

【００２１】上記四点接触形玉軸受は、内輪、外輪とも
玉の転走面となる軌道がゴシックアーチ状の溝になって
おり、玉と内外輪の転走面とが四点で接触し、ラジアル
荷重とアキシャル荷重との両方及びこれらの合成荷重を
担持させることができる構造である。また、三点接触形
玉軸受は、内外輪の一方の転走面の溝がゴシックアーチ
状とされ、他方の転走面の溝が深い円弧状の溝とされ、
玉がゴシックアーチ状の溝には２点で接触し、深い円弧
状の溝には１点で接触して、これもラジアル荷重とアキ
シャル荷重との両方及びこれらの合成荷重を担持させる
ことができる構造である。

【００２２】本発明の歯車装置は、以上の構成からな
り、次のような動作特性を有する。円筒ころ軸受１３、
１４と玉軸受１５は、歯車軸１１を歯車箱１６内で回転
可能に支持している。したがって、上記軸１１が主電動
機により回転駆動され、この軸１１に取り付けられた歯
車１２が、動輪軸に取り付けられた歯車と噛合して回転
トルクを伝達するとき、該軸１１には、ラジアル荷重と
アキシャル荷重並びにこれらの合成荷重が作用する。円
筒ころ軸受１３、１４は、上記軸１１に作用するラジア
ル荷重を担持し、玉軸受１５は主としてアキシャル荷重
を担持し、これらの合成荷重は、両軸受１３、１４、１
５が協働して担持する。

【００２３】本発明の歯車装置は、変形実施例として、
図１において、歯車１２の右側の円筒ころ軸受１４を省
略し、歯車１２の左側には円筒ころ軸受１３を配置し、
右側には玉軸受１５のみを配置した構成で実施してもよ
い。この場合も内輪引き抜き用段部を設けることが望ま
しい。本発明の歯車装置は、鉄道車輌用として用いるこ
とができるが、船舶、航空機、自動車等、他の用途にも
使用することができる。

【００２４】

【発明の効果】本発明によれば、歯車軸のラジアル負荷
を担持させるための円筒ころ軸受と、主としてアキシャ
ル負荷を担持させるための四点接触形又は三点接触形玉
軸受とを使用し、組立後のシムによる軸方向すきまの調
整を不要化し、かつ、従来の円錐ころ軸受のころ端面と
鍔部とのすべり接触による摩擦発熱等の高速化阻害要因
を解消して高速性を具備させ得る。

【００２５】そして、上記四点接触形又は三点接触形玉
軸受の内輪を軸方向中央部で２分割可能に組み付けると
共に、上記玉軸受を歯車軸の軸端側に配置することによ
って、軸受の点検が容易となり、組付作業も容易とな
る。さらに、内輪に引き抜き用段部を設けることによ
り、内輪の取り外し作業が容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る歯車装置の実施例を示す要部上半
分の縦断側面図。

【図２】本発明に係る歯車装置の他の実施例を示す軸端
側の軸受部の上半分の縦断側面図。

【図３】従来の歯車装置の要部上半分の縦断側面図。

【符号の説明】１１歯車軸１２歯車１３、１４円筒ころ軸受１５玉軸受１６歯車箱

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者岡田健治三重県四日市市あかつき台１−１−50 (72)発明者片岡雅彦三重県桑名市松ノ木一丁目15番地の35

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】軸上に固着された歯車の軸方向両側また
は一側に円筒ころ軸受を配置すると共に、該歯車の軸方
向一側または円筒ころ軸受の非配置側に四点接触形又は
三点接触形玉軸受を配置して前記軸を歯車箱内に回転可
能に支持した歯車装置において、四点接触形又は三点接触形玉軸受の内輪を、軸方向中央
部で２分割可能に組み付け、かつ、該玉軸受を歯車軸の
軸端側に配置したことを特徴とする歯車装置。
【請求項２】四点接触形又は三点接触形玉軸受の内輪
に内輪引き抜き用段部を設け、かつ、該玉軸受を歯車軸
の軸端側に配置したことを特徴する請求項１の歯車装
置。