CN102951016B - 车轮驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种车轮驱动装置，其减速机构的至少一部分配置于车轮内侧，能够更大地确保该车轮驱动装置的传递容量。本发明的车轮驱动装置（10）中，减速机构（G1）的至少一部分配置于车轮（50）的内侧，其具备外壳（30）、与该外壳（30）相对旋转的作为相对旋转部件的突缘体（34）、配置于外壳（30）与突缘体（34）之间的轴承（48）及对减速机构（G1）进行密封的油封（62），其中，轴承（角接触球轴承）（48）的外圈（70）具有其外周配置于外壳（30）的内侧的主体部（74）和从该主体部（74）向轴向延伸且其外周从外壳（30）露出的延伸部（76），油封（62）与该延伸部（76）和突缘体（相对旋转部件）（34）抵接。

Description

车轮驱动装置

技术领域

本发明涉及一种驱动车辆的车轮的车轮驱动装置。

背景技术

专利文献1中公开有驱动叉车的车轮的装置。

该车轮驱动装置中，减速机构的一部分配置于车轮内侧。

专利文献1：日本特开2010-159794号公报（图1）

由此，对于减速机构的至少一部分配置于车轮内侧的车轮驱动装置，将减速机构（的至少一部分）容纳于狭小的车轮内侧空间，并且如何确保较大的传递容量成为重要课题。

发明内容

本发明的课题在于，在减速机构的至少一部分配置于车轮内侧的车轮驱动装置中，更大地确保该车轮驱动装置的传递容量。

本发明是通过设成如下结构来解决上述课题的，一种车轮驱动装置，其中减速机构的至少一部分配置于车轮内侧，其具备外壳、与该外壳相对旋转的相对旋转部件、配置于所述外壳及相对旋转部件之间的轴承及对所述减速机构所存在的空间进行密封的油封，所述轴承的外圈具有主体部和从该主体部向轴向延伸的延伸部，且所述主体部的外周配置于所述外壳内侧，且所述延伸部的外周从外壳露出，所述油封与该延伸部和所述相对旋转部件抵接。

在外壳的半径方向内侧配置油封时，为了实现在该油封的轴向内侧组装轴承，外壳的油封配置面的内径必须大于该轴承的外圈的外径。并且，为了确保外壳的强度，该外壳必须具有一定的厚度。

因此，在车轮的半径方向内侧配置减速机构的关系中，若外壳的外径的大小有限制，则必然使外圈的外径（轴承的直径）也不得不变小，还导致可确保的传递容量也降低。

在本发明中，由于延长轴承的外圈，且使油封配置于从外壳露出的延伸部的内侧，所以轴承的直径可以不用受到外壳的油封配置面的内径的影响。因此，可使轴承的直径变得更大，并能够确保更大的传递容量。

发明效果

根据本发明，在减速机构的至少一部分配置于车轮的内侧的车轮驱动装置中，能够更大地确保该车轮驱动装置的传递容量。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式的一例所涉及的车轮驱动装置应用于叉车的车轮驱动装置的结构例的主要部分截面图。

图2是图1的整体截面图。

图中：16-输入轴，18、20-偏心体，21、23-轴承，24、26-外齿轮，28-内齿轮，30-外壳，34-突缘体，38-轮架体，46-圆锥滚子轴承，48-角接触球轴承，49、53-第1、第2滚轮部件，50-车轮，62-油封，64-锁环，70-外圈，72-滚珠（滚动体），76-延伸部。

具体实施方式

以下，根据附图对本发明的实施方式的一例进行详细说明。

图1是表示本发明的实施方式的一例所涉及的车轮驱动装置应用于叉车的车轮驱动装置的结构例的主要部分截面图，图2是其整体截面图。

该车轮驱动装置10具备马达12和对该马达12的旋转进行减速的减速机构G1。

减速机构G1在此实施方式中其全部配置于车轮（轮胎）50的内侧。

该车轮驱动装置10中，后述的突缘体（相对旋转部件）34固定于车体框架32，作为该减速机构G1的输出部件的外壳30相对于固定在该车体框架32上的突缘体34进行相对旋转。车轮50与该外壳30一体旋转。

以下，进行详细叙述。

马达12的输出轴12A通过花键14与减速机构G1的输入轴16连结。在该实施方式中，减速机构G1采用具有作为行星齿轮的外齿轮24、26及该外齿轮24、26所内啮合的内齿轮28的偏心摆动型的行星齿轮减速机构。

减速机构G1的输入轴16配置于该减速机构G1的半径方向中央（轴心Ｏ1的位置）。在输入轴16上该输入轴16和偏离轴心的2个偏心体18、20一体地形成。各偏心体18、20的外周通过轴承21、23外嵌有外齿轮24、26。外齿轮24、26与内齿轮28内啮合。

内齿轮28主要包括：构成内齿的圆柱形的内齿销28A、28B、贯穿该内齿销28A、28B并旋转自如地保持该内齿销的保持销28C、及具有旋转自如地支承该保持销28C的保持销槽28D且与外壳30成为一体的内齿轮主体28E。保持销槽28D主要作为内齿销28A、28B的组装槽发挥作用。

内齿轮28的内齿的齿数（内齿销28A、28B的数量）稍多（在该实施方式中仅限于1）于外齿轮24、26的外齿的齿数。

所述外齿轮24、26的轴向车体侧配置有固定于车体框架32的突缘体34，轴向车体相反侧配置有轮架体38，所述轮架体通过轮架螺栓36及轮架销42与该突缘体34成为一体。轮架体38中一体形成有内销40。

内销40与滑动促进部件44一同隔着间隙贯穿内销孔24A、26A，其中内销孔24A、26A贯穿形成于外齿轮24、26。内销40的前端嵌入于突缘体34的凹部34A。内销40通过滑动促进部件44与外齿轮24、26的所述内销孔24A、26A的一部分抵接，并限制外齿轮24、26的自转（仅容许摆动）。

轮架销42隔着间隙贯穿轮架销孔24B、26B，并与突缘体34的轴向端部抵接，其中轮架销孔24B、26B贯穿形成于外齿轮24、26。但是，轮架销42不与外齿轮24、26的所述轮架销孔24B、26B抵接，对限制外齿轮24、26的自转不起作用。

减速装置G1的输入轴16通过一对角接触球轴承52、54旋转自如地支承于突缘体34及轮架体38。

作为减速机构G1的输出部件的外壳30通过位于轴向外侧（车体相反侧）的圆锥滚子轴承46及位于轴向内侧（车体侧）的角接触球轴承48旋转自如地支承于突缘体（与外壳相对旋转的相对旋转部件）34及轮架体38。突缘体34固定于车体框架32。

外壳30的轴向车体相反侧的端面上通过螺栓47连结第1滚轮部件49，通过该第1滚轮部件49安装叉车（省略整体图示）51的车轮（轮胎）50。

即，该实施方式中，（作为与外壳30相对旋转的相对旋转部件的）突缘体34固定于车体框架32，通过外壳30旋转来驱动与该外壳30固定的车轮50。角接触球轴承48相当于配置在外壳30与作为相对旋转部件的突缘体34之间的轴承。

另外，本实施方式中，圆锥滚子轴承46的外径小于角接触球轴承48的外径。而且，外径较小地形成的圆锥滚子轴承46的径向外侧的空间SP1中配置有空气注入用管60。

管60朝向车体相反侧弯曲，且容纳于在外壳30的圆周方向的一部分沿轴向形成的缺口30A，并且贯穿通过螺栓47固定于外壳30的第1滚轮部件49的孔49A而被抽出至车轮50的外侧。第1滚轮部件49通过锁环64与第2滚轮部件53连结并固定。

另外，减速机构G1通过配置于角接触球轴承48的轴向外侧的油封62、配置于在外壳30的角接触球轴承48的外圈的承载面30C上形成的槽30D内的Ｏ型环31及配置于通过螺栓安装于外壳30的车体相反侧端部的罩体45与外壳30之间的Ｏ型环41来进行密封。

该实施方式中，由于所述锁环64的存在，第1滚轮部件49在该部分向半径方向内侧突出。另一方面，所述角接触球轴承48及油封62位于该车轮50的第1滚轮部件49的锁环64的径向内侧。因此，限制该部分的外壳30的外径无法任意的进一步加大。

因此，在该实施方式中，采用如下结构。

参考图1，角接触球轴承48具备独立的专用外圈70、作为滚动体的滚珠72及独立的专用内圈73。

角接触球轴承48的外圈70具有主体部74及延伸部76，所述延伸部76从该主体部74向轴向车体侧延伸且其外周从外壳30露出。

外圈70的主体部74其外周抵接并配置于外壳30的内侧的（与轴心Ｏ1平行的）配置面30B及从该配置面30B连续并与轴心Ｏ1呈直角延伸的承载面30C的2面上。主体部74具有滚珠72的滚走面74A、从该滚走面74A向油封62侧延伸的滚走面延长部74B及突出形成于该主体部74的油封相反侧的端部的突起部74C。

外圈70的延伸部76从主体部74通过钩型加大直径的方式向轴向车体侧延伸。即，延伸部76的外径d4大于主体部74的外径d1，从轴向观察，延伸部76和外壳30重叠（d4-d1）的量。延伸部76具有油封62的安装面76A。安装面76A的内径D3大于从外圈70的主体部74的滚走面74A延伸的滚走面延长部74B的内径D2。

油封62抵接并配置于该延伸部76的安装面76A和与外壳30相对旋转的部件即突缘体34之间。油封62的内径D1形成为大于内圈73的最外径d3。这是因为在外壳30组装有外圈70、滚珠（滚动体）72及油封62的状态下，想从图1、图2的左侧对组装有内圈73的状态下的突缘体34进行组装。因此，突缘体34具有直径（与油封62的内径D1对应的直径）比角接触球轴承48的内圈73的配置面34B的外径d2更大的油封面34E。

此外，本实施方式中，由于油封62的内径D1如此大于内圈73的最外径d3，因此油封62有难以确保所需的高度的状况，如前所述，将延伸部76的外径d4加大至从轴向观察时与外壳30重叠的程度，从而较大地确保油封62的安装面76A的内径D3，确保油封62所需的高度t5。

关于由上述尺寸大小设定所产生的作用效果进行后述。

该实施方式中，角接触球轴承48及圆锥滚子轴承46的接触角（连结滚动体与外圈、内圈的接触点的直线（作用线）对径向所具有的角度）θ1、θ2并非为零，相互背对背组装。

因此，该角接触球轴承48的作用线F1与外壳30的外周的交点P1比角接触球轴承48的轴向中心48C1向车体相反侧偏离δ1。另一方面，本实施方式中，因输出部件为减速机构G1的外壳30（由于是所谓框旋转的减速装置），所以外壳30、第1、第2滚轮部件49、53及车轮（轮胎）50并不相对旋转，而是一体地旋转。因此，这些部件之间不会发生旋转相位偏离。因此，在比图1、图2的区A1（与滚轮部件49的轴呈直角的面）更靠车体侧的区域中，如前述仅在外壳30的外周的配置有空气注入用管60的部分形成缺口30A，并且在第1滚轮部件49上形成孔49A。

与这些结构相结合，本实施方式所涉及的外壳30中，为了充分承受来自角接触球轴承48的荷载，朝向油封62侧直至该外壳30的外周与所述作用线F1的交点P1附近，维持较厚的厚度t1，并且在外圈70的承载面30B的半径方向外侧也确保较厚的厚度t2。换言之，该角接触球轴承48的外圈70及支承外圈70的外壳30（的厚的部分）的双方位于角接触球轴承48的作用线F1上。其另一方面，比起该交点P1靠所述油封62侧，从靠近该交点P1的位置P2朝向轴向车体侧端部，外壳30的厚度由t2向t3逐渐地直线性变小，有效地避免外壳30与锁环64附近的第1滚轮部件49的干涉。

另外，构成所述内齿轮28的内齿的所述内齿销28A及该内齿销28A的保持销28C的保持销槽（内齿销的组装槽）28D位于承载面30C的轴向内侧（相对减速装置整体的内侧：该实施方式中为轴向车体相反侧）。换言之，该实施方式中，角接触球轴承48与内齿轮28的内齿销28A或贯穿该内齿销28A的保持销28C的保持销槽28D邻接。因此，通过所述外圈70的主体部74的突起部74C来进行内齿轮28的保持销28C的轴向的位置限制（将突起部74C活用为保持销28C的位置限制部件）。

以下，对该实施方式所涉及的减速机构G1的作用进行说明。

马达12的输出轴12A的旋转通过花键14传递至减速机构G1的输入轴16。若输入轴16旋转，则偏心体18、20（的外周）进行偏心运动，并通过轴承21、23使外齿轮24、26摆动。通过该摆动，发生外齿轮24、26与内齿轮28的啮合位置依次偏离的现象。

外齿轮24、26与内齿轮28的齿数差设定为1，并且，各外齿轮24、26的自转通过固定于车体框架32侧的内销40来限制。因此，输入轴16每旋转1次，内齿轮28相对于自转被限制的外齿轮24、26只自转（旋转）相当于齿数差的量。

其结果，通过输入轴16的旋转，与内齿轮主体28E成为一体的外壳30以减速成1/（内齿轮的齿数）的转速进行旋转。通过外壳30的旋转，叉车51的车轮（轮胎）50经（通过螺栓47）固定于该外壳30的第1滚轮部件49而旋转。

在此，本实施方式中，角接触球轴承48的外圈70及油封62位于连结车轮50的第1、第2滚轮部件49、53的锁环64的径向内侧。通常，在外壳的半径方向内侧配置油封时，为了能够在该油封的轴向内侧组装轴承，而需要使外壳的油封配置面的内径大于该轴承的外圈的外径。并且，为确保外壳的强度，该外壳需要一定的厚度。因此，如本实施方式，外壳的外径因锁环附近的滚轮部件等受限制时，以往的方法中，必然地外圈的外径（轴承的直径）也不得不变小，可确保的传递容量也下降。

然而，本发明中，由于延长角接触球轴承48的外圈70，并在从外壳30露出的延伸部76的内侧配置油封62，角接触球轴承48（的外圈70的主体部74）的外径d1无需受油封62的安装面76A的内径D3的影响。因此，能够较大地设成角接触球轴承48（的外圈70的主体部74）的外径d1，并能够确保更大的传递容量。

并且，（由于延伸部76的半径方向外侧不存在外壳30）可使延伸部76的外径d4大于主体部74的外径d1，还能够充分确保延伸部76的壁厚t4。不过，由于角接触球轴承48的外圈70的延伸部76由比外壳30更有强度的材料制成，（若例如配置关系上有需要）反过来，也能够使图1、图2的延伸部76的厚度t4更薄，并使延伸部76的外径d4更加缩小。

另外，通过上述结构可获得如下作用效果。

例如，外壳30能够从角接触球轴承48的作用线F1与外壳30的外周的交点P1附近逐渐减少壁厚t2，其结果，在外圈70的主体部74的油封62侧大大降低至壁厚t3。若对这一点详细叙述，该实施方式中，采用接触角不为零的（作用线F1从径向倾斜的）角接触球轴承48（及圆锥滚子轴承46）作为角接触球轴承48，并使其背对背组装。

因此，可使外壳30的外周与作用线F1的交点P1比角接触球轴承48（的滚珠72）的轴向中央48C1向轴向车体相反侧偏离δ1。反言之，即使只偏离δ1，由于该角接触球轴承48的外圈70及支承外圈70的外壳30（的厚的部分）的双方位于角接触球轴承48的作用线F1上，所以充分确保了强度。因此，结果从比角接触球轴承48的轴向中央48C1更靠车体相反侧的位置P2起能够使外壳30的壁厚从t2逐渐降低至t3，与减少的量相应地，能够更加可靠地避免外壳30与锁环64的干涉。

并且，当意图缩短减速机构的径向的尺寸，只省略外圈（或者内圈）时，为确保与外壳或突缘体相应的滚走面硬度，应当实施热处理（表面硬化处理）等，但在本实施方式中，由于外圈70及内圈73是独立的，因此相对于外壳30或突缘体34，无需为了形成该滚走面而对外圈70的配置面30B或承载面30C实施热处理。因此，减速机构G1为行星齿轮减速机构，尽管支承（保持）内齿销28A（的保持销28C）的保持销槽（内齿销28A的组装槽）28D呈位于外壳30的承载面30C的轴向内侧的结构，且所述内齿销28A构成其内齿轮28的内齿，也能够防止该保持销槽28D带有热应变。即使内齿轮的内齿并非通过内齿销构成，而是直接形成于内齿轮主体（外壳）的结构也能够享受该作用效果。

并且，活用存在外圈70的构造，在该外圈70的主体部74形成突起部74C，从而也可将该突起部74C活用于保持销28C的定位中。

并且，由于油封62的内径D1形成为大于内圈73的最外径d3，因此能够在外壳30组装外圈70、滚珠（滚动体）72及油封62的状态下，从图1、图2的左侧对组装有内圈73的状态下的突缘体34进行组装。因此，装配轻松。

并且，本实施方式中，由于位于突缘体34的外侧的外壳30进行旋转（为外圈旋转荷载）内圈73可以以间隙配合或过渡配合的方式组装于突缘体34。因此，在这一点上也可轻松装配。

而且，使油封62的内径D1如此形成为大于内圈73的最外径d3时，常常很难较大地确保油封62本身的半径方向的尺寸（高度）t5，但在本实施方式中，由于延伸部76的油封62的安装面76A的内径D3形成为大于从外圈70的主体部74的滚走面74A延伸的滚走面延长部74B的内径D2，因此能够可靠地确保油封62所需的高度t5。

并且，关于延伸部76的外径d4，由于在延伸部76的外侧不存在外壳30，因此进一步加大该外径d4来确保使延伸部76的壁厚厚于图1、图2的壁厚t4，相反地，（由于延伸部76的材料的强度高）因此根据状况使之稍薄于图1、图2的壁厚t4，可进一步减小外径d4。

这也可以说是积极利用了在形状设计的自由度较高的外圈70的延伸部76与突缘体34之间配置油封62的结构的协同效果。

此外，上述实施方式中，由于角接触球轴承48及油封62位于车轮50的锁环64的径向内侧，因此为了避免“因与锁环的关系而发生的空间干涉”而应用本发明。然而，本发明不一定只限定于适用于与锁环的空间干涉，也可应用于与其他特定部件的配置关系。另外，尤其也可以与其他特定的部件无关，而更广泛地，以较小地维持（外壳与其相对旋转部件之间的）轴承及与该轴承邻接配置的油封附近的径向尺寸，并确保更大的传递容量为目的来应用。

并且，上述实施方式中，采用在配置于外齿轮24、26的中心的输入轴16上具备偏心体18、20的偏心摆动型行星齿轮机构作为减速机构G1，但在本发明中，对减速机构的结构并无特别限定。例如，也可以是通过多个偏心体轴在从外齿轮的中心偏移的位置同时旋转，而使外齿轮摆动的类型的偏心摆动型行星齿轮机构。并且，还可以是简单行星齿轮减速机构、平行轴减速机构、正交轴减速机构等，也可以是它们的组合。

并且，关于内齿轮，在上述实施方式中，虽然该内齿轮呈具备构成内齿的内齿销的结构，但并不限定于此，本发明中，也可以是内齿直接形成于内齿轮主体（外壳）的结构。如前述，在这种情况下，由于外圈是独立的，因此可避免内齿的热应变。

并且，关于轴承，上述实施方式中，采用了接触角不为零的（接触角θ1的）角接触球轴承48，但在本发明中，并未对轴承的种类进行特别限定。例如，如上述实施方式中的车体相反侧的圆锥滚子轴承46，滚动体可以使用“圆锥滚子”，另外，也可采用接触角为零的通常的滚珠轴承，或者是滚子轴承。

并且，上述实施方式中，在外圈70的主体部74设置突起部74C，该突起部74C具有周边部件（对构成内齿轮28的内齿的内齿销28A进行保持的保持销28C）的轴向的定位功能，但本发明所涉及的外圈不必一定具有这样的结构。

并且，上述实施方式中，延伸部76的油封62的安装面76A的内径D3形成为大于从外圈70的主体部74的滚走面74A延伸的滚走面延长部74B的内径D2。然而，从该外圈的滚走面延伸的滚走面延长部的内径与油封的安装面的内径的大小关系也无需特别设定为上述实施方式（如D2＜D3这样的关系），例如，也可以使外圈的滚走面的延长部直接成为油封的安装面的内径。

并且，上述实施方式中，对于内圈侧也使之具有独立的内圈73，但本发明中，关于内圈并不一定要求具有独立的内圈，也可以是与突缘部件成为一体的内圈。而且，无论是否与内圈成为一体，油封的内径大于内圈的最外径的结构，（例如，根据其他部件的结构如何）也并非必须。

并且，上述实施方式中，外壳30旋转，作为相对旋转部件的突缘体34成为固定于车体框架32的结构，但也可以是外壳固定于车体框架，而相对旋转部件（上述实施方式中突缘体34及轮架体38）旋转的结构。此时，车轮与相对旋转部件成为一体。

并且，上述实施方式中，减速机构G1的轴向全长配置于车轮50的内侧，但在本发明中，至少一部分为车轮内侧即可。此时，轴承（上述实施方式中角接触球轴承48）的外圈为车轮内侧时，本申请发明尤其有效，外圈配置于滚轮部件的锁环等、与其他部分相比更突出于径向内侧的部件的内侧时，更加有效。

并且，上述实施方式中，油封62直接抵接于突缘体34，但不限定于此，例如油封62与突缘体34之间可具备（安装于突缘体34的）垫圈。这种情况下，垫圈相当于相对旋转部件。

并且，上述实施方式中，已示出了将本发明所涉及的车轮驱动装置应用于叉车的例子，本发明所涉及的车轮驱动装置也可以广泛应用于除了叉车以外的车辆等。

本申请主张基于2011年8月23日申请的日本专利申请第2011-181864号的优先权。其申请的全部内容通过参考援用于本说明书中。

Claims (6)

1.一种车轮驱动装置，其中减速机构的至少一部分配置于车轮内侧，其特征在于，

具备：外壳；

相对旋转部件，与该外壳相对旋转；

轴承，配置于所述外壳及相对旋转部件之间；

油封，对所述减速机构所存在的空间进行密封，

所述轴承的外圈具有主体部和从该主体部向轴向延伸的延伸部，且所述主体部的外周配置于所述外壳内侧，所述延伸部的外周从外壳露出，

所述油封与该延伸部和所述相对旋转部件抵接，

所述减速机构为具有行星齿轮及该行星齿轮内啮合的内齿轮的行星齿轮减速机构，

所述外壳具有所述轴承的外圈的承载面，

所述内齿轮的内齿或构成内齿的内齿销的组装槽位于该承载面的轴向内侧。

2.如权利要求1所述的车轮驱动装置，其特征在于，

所述轴承的外圈配置于所述车轮的径向内侧。

3.如权利要求2所述的车轮驱动装置，其特征在于，

所述轴承的外圈位于所述车轮的滚轮部件的锁环的径向内侧。

4.如权利要求1所述的车轮驱动装置，其特征在于，

所述轴承为将接触角不为零的一对轴承背对背组装而成，该轴承的外圈及支承外圈的所述外壳至少位于该轴承的作用线上。

5.如权利要求1所述的车轮驱动装置，其特征在于，

所述轴承具有专用内圈，所述油封的内径大于该内圈的最外径。

6.如权利要求1所述的车轮驱动装置，其特征在于，

所述油封的安装面的内径大于从所述轴承的外圈的滚走面延伸的滚走面延长部的内径。