CN110073127B - 动力传递装置以及建筑机械 - Google Patents

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Abstract

第一行星齿轮组(126)包括被从液压马达(124)输入动力的第一太阳轮(130)。第一行星齿轮组(126)包括第一齿轮架(132)及第一齿圈(133)。第一齿轮架(132)和第一齿圈(133)能够伴随第一太阳轮(130)的旋转而进行旋转。第二行星齿轮组(127)包括构成为与第一齿轮架(132)一体地旋转的第二太阳轮(135)。液压式离合器机构(128)允许或禁止第一齿圈(133)的旋转。

Description

动力传递装置以及建筑机械
技术领域
本公开涉及动力传递装置和具备该动力传递装置的建筑机械。
背景技术
在近些年的机动平地机等中，有时设置对全部的前后轮进行驱动的全轮驱动装置。全轮驱动装置将发动机的输出经由变速器向后轮传递来驱动后轮，并且将发动机的输出向液压泵传递，通过借助来自该液压泵的喷出油而旋转的一对液压马达来分别驱动左右的前轮。
在美国专利第6491600号说明书(专利文献1)中公开了如下结构：来自马达的转矩向第一级的行星齿轮机构的太阳轮输入，第一级的齿轮架与第二级的行星齿轮机构的太阳轮连结，第一级的齿圈及第二级的齿轮架与车轮连结，第二级的齿圈经由离合器机构而与固定外壳连结。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：美国专利第6491600号说明书
发明内容
发明要解决的课题
在专利文献1所记载的装置中，作用于离合器机构的转矩大，因此需要大的面积的离合器，离合器片张数变多，因此难以实现装置的轻量化。
在本公开中，提供能够实现轻量化的动力传递装置和具备该动力传递装置的机动平地机。
用于解决课题的方案
根据本公开，提供具备驱动源、第一行星齿轮组、第二行星齿轮组及离合器的动力传递装置。第一行星齿轮组包括被从驱动源输入动力的第一旋转单元。第一行星齿轮组包括第二旋转单元及第三旋转单元。第二旋转单元和第三旋转单元能够伴随第一旋转单元的旋转而旋转。第二行星齿轮组包括构成为与第二旋转单元一体地旋转的第四旋转单元。离合器允许或禁止第三旋转单元的旋转。
发明效果
根据本公开的动力传递装置，能够实现轻量化。
附图说明
图1是简要地示出实施方式中的机动平地机的结构的侧视图。
图2是表示图1所示的机动平地机的简要结构的结构图。
图3是实施方式中的动力传递装置的示意图。
图4是实施方式中的动力传递装置的剖面结构图。
具体实施方式
以下，参照附图来说明动力传递装置的实施方式。有时对同一部件及相当部件标注同一参照标号，不反复进行重复的说明。
首先，作为能够适用实施方式的动力传递装置的建筑机械的一例而说明机动平地机的结构，但实施方式的动力传递装置能够适用于具有构成为能够对驱动的通断进行切换的动力传递装置的建筑机械或车辆等各种装置。
图1是简要地表示实施方式的机动平地机1的结构的侧视图。如图1所示，本实施方式的机动平地机1是全六轮的车辆。机动平地机1具备由左右一对前轮和一侧各两个轮的后轮构成的行驶轮。前轮具有左前轮2和图1中未图示的右前轮。后轮具有左后前轮4、左后后轮5以及图1中未图示的右后前轮及右后后轮。前轮以及后轮的数量以及配置并不限定于图1所示的例子。
机动平地机1具备推土铲50。推土铲50设置于前轮与后轮之间。机动平地机1能够利用推土铲50进行地面的平整作业、除雪作业、轻切削、材料混合等作业。
机动平地机1具备车架。车架具有前架51和后架52。前架51以能够转动的方式连结于后架52。
前轮与推土铲50一起设置于前架51。前轮以能够旋转的方式安装于前架51的前端部。后轮设置于后架52。后轮以如后述那样能够被来自发动机的驱动力驱动而旋转的方式安装于后架52。
图2是表示图1所示的机动平地机1的简要结构的结构图。上述的左右一对前轮具有左前轮2和右前轮3。机动平地机1具备发动机6。发动机6支承于图1所示的后架52。
在发动机6的一方的输出侧连接有液压系统7L、7R。液压系统7L驱动左前轮2。液压系统7R驱动右前轮3。在发动机6的另一方的输出侧经由变矩器8、变速器9、终减速装置10以及串联装置11而连接有左后轮4、5及与左后轮4、5成对的右后轮。发动机6经由变矩器8、变速器9、终减速装置10以及串联装置11而对左后轮4、5和右后轮进行驱动。
机动平地机1是前轮2、3、左后轮4、5以及右后轮被动力产生用以及传递用的各装置6～11一起驱动的全轮驱动车辆。该装置6～11构成全轮驱动装置12。全轮驱动装置12的大部分(发动机6、液压系统7L、7R的一部分、变矩器8、变速器9以及终减速装置10)由后架52支承。
液压系统7L具备左液压泵13和左液压马达14。液压系统7R具备右液压泵16和右液压马达15。左液压泵13以及右液压泵16通过经由PTO(Power Take-Off)17传递发动机6的输出而被驱动。左液压马达14借助从左液压泵13喷出的工作油而旋转来驱动左前轮2。右液压马达15借助从右液压泵16喷出的工作油而旋转来驱动右前轮3。液压马达14、15在本实施方式中为斜轴式轴向型的马达。
左液压泵13与左液压马达14通过左液压回路18而连接。从左液压泵13喷出的工作油经由左液压回路18向左液压马达14供给。左前轮2被驱动时的左前轮2的旋转速度由从左液压泵13喷出的工作油进行控制。
右液压泵16与右液压马达15通过右液压回路19而连接。从右液压泵16喷出的工作油经由右液压回路19向右液压马达15供给。右前轮3被驱动时的右前轮3的旋转速度由从右液压泵16喷出的工作油进行控制。
左液压式离合器机构22设置于左前轮2与左液压马达14之间。右液压式离合器机构23设置于右前轮3与右液压马达15之间。通过向左液压式离合器机构22以及右液压式离合器机构23供给液压，从而向左前轮2和右前轮3传递动力而使机动平地机1成为全轮驱动。当向左液压式离合器机构22以及右液压式离合器机构23的液压的供给被切断时，机动平地机1被解除全轮驱动而成为后轮驱动。
图3是实施方式中的动力传递装置125的示意图。动力传递装置125是用于将作为驱动源的液压马达124(相当于图2所示的液压马达14、15)的动力向车轮(相当于图2所示的前轮2、3)传递的装置。
动力传递装置125具备第一行星齿轮组126、第二行星齿轮组127及液压式离合器机构128(相当于图2所示的液压式离合器机构22、23)。在两个行星齿轮组中，第一行星齿轮组126设于从液压马达124到车轮为止的动力传递路径中的上游侧，第二行星齿轮组127设置于动力传递路径的下游侧。图3所示的单点划线表示成为动力传递装置125所包含的旋转件的旋转中心的中心线CL。
第一行星齿轮组126具有多个旋转单元。第一行星齿轮组的多个旋转单元包括第一太阳轮130、多个第一行星齿轮131、第一齿轮架132以及第一齿圈133。第二行星齿轮组127具有多个旋转单元。第二行星齿轮组的多个旋转单元包括第二太阳轮135、多个第二行星齿轮136、第二齿轮架137以及第二齿圈138。
在该动力传递装置125中，来自液压马达124的转矩向第一太阳轮130输入。在动力传递装置125中，第一太阳轮130构成被从液压马达124传递动力的第一旋转单元。第一齿轮架132构成能够伴随第一太阳轮130的旋转而旋转的第二旋转单元。
第一齿圈133构成能够伴随第一太阳轮130的旋转而旋转的第三旋转单元。第一齿圈133与连结部133A连结。连结部133A经由液压式离合器机构128而与固定外壳139连结。第一齿圈133经由连结部133A及液压式离合器机构128而与固定外壳139连结。
液压式离合器机构128在卡合状态下将第一齿圈133与固定外壳139连结，对第一齿圈133的旋转进行制动。即，使第一齿圈133为无法旋转的状态。液压式离合器机构128在非卡合状态下不将第一齿圈133与固定外壳139连结，而使第一齿圈133为能够旋转的状态。
第一齿轮架132经由连结部132A而与第二太阳轮135连结。在动力传递装置125中，第二太阳轮135构成第四旋转单元，该第四旋转单元构成为与第一齿轮架132一体地旋转。第二齿圈138与连结部138A连结。连结部138A与固定外壳139连结。第二齿圈138经由连结部138A而与固定外壳139连结。
第二齿轮架137与旋转外壳144连结。旋转外壳144构成为与第二齿轮架137一体地旋转。旋转外壳144与车轮连结。第二齿轮架137经由旋转外壳144而与车轮连结。
图4是实施方式中的动力传递装置125的剖面结构图。如图4所示，液压马达124收纳于车身内侧(在图4中为左侧)的固定外壳139。液压马达124具有输出轴124A和主体部124B。在输出轴124A形成有有底孔，在该有底孔的内周面形成有花键槽。在输入轴130A的基端的外周面形成有花键齿。输入轴130A与形成于输出轴124A的有底孔进行花键嵌合而安装于输出轴124A。输出轴124A从主体部124B朝向车身外侧(在图4中为右侧)突出。输入轴130A从输出轴124A朝向车身外侧(在图4中为右侧)突出。
输入轴130A设置为通过液压马达124产生的驱动力而能够进行旋转。图4所示的单点划线与图3同样地，表示成为液压马达124的输出轴124A等旋转件的旋转中心的中心线CL。输入轴130A与车轮的旋转轴同轴地配置。
在固定外壳139内另外收纳有第一行星齿轮组126和液压式离合器机构128。
动力传递装置125具有旋转外壳144。在旋转外壳144内收纳有第二行星齿轮组127。第一行星齿轮组126和第二行星齿轮组127在输出轴124A的轴向(是中心线CL延伸的方向，在图4中为左右方向)上排列配置。旋转外壳144设置为能够相对于固定外壳139以中心线CL为中心进行旋转。旋转外壳144具有向固定外壳139侧敞开的碗型的形状。
旋转外壳144具有第一壳体部144A和第二壳体部144B。第一壳体部144A具有大致圆板状的形状，构成碗型的底部。第二壳体部144B具有环状的形状，构成碗型的侧部。第一壳体部144A与第二壳体部144B连结而构成碗型。
在旋转外壳144(第二壳体部144B)与固定外壳139之间设置有油密封件148A及浮动密封件148B。油密封件148A和浮动密封件148B为了防止旋转外壳144内的油漏到外部而设置。
在旋转外壳144形成有螺纹部147A。车轮190(图2所示的前轮2、3)通过螺栓147而安装于旋转外壳144。在车轮190上装配有橡胶制的轮胎191。
在径向(是输出轴124A等旋转件的径向，在图4中为上下方向)上，在固定外壳139与旋转外壳144的第二壳体部144B之间配置有两个车轮轴承142、143。旋转外壳144及车轮190经由两个车轮轴承142、143而以能够旋转的方式支承于固定外壳139。
如图4所示，第一行星齿轮组126配置于比第二行星齿轮组127接近液压马达124的位置。第一行星齿轮组126相对于第二行星齿轮组127而言配置于车身内侧。第一行星齿轮组126具有第一太阳轮130、第一行星齿轮131、第一齿轮架132及第一齿圈133。
第一太阳轮130与输入轴130A一体地形成。第一太阳轮130形成于输入轴130A的前端。第一太阳轮130形成于输入轴130A的车身外侧的端部。第一太阳轮130设置为能够与输入轴130A一体地旋转。第一太阳轮130也可以与输入轴130A连结。
多个第一行星齿轮131分别以旋转自如的方式支承于第一齿轮架132，且与第一太阳轮130啮合。各第一行星齿轮131经由轴承162而以旋转自如的方式配置于第一齿轮架132。在第一齿轮架132的车身外侧的内周部，形成有沿着轴向突出的连结部132A。在连结部132A的内周面形成有多个花键齿。多个第一行星齿轮131与第一齿圈133啮合。第一齿圈133相对于固定外壳139而言设置于径向内侧。
与输入轴130A同轴地配置有连结轴150。连结轴150设置为能够以中心线CL为中心进行旋转。连结轴150相对于输入轴130A而言配置于车身外侧。输入轴130A的车身外侧的端面与连结轴150的车身内侧的端面彼此对置。在输入轴130A的车身外侧的端面与连结轴150的车身内侧的端面之间配置有滚珠151。
在连结轴150的车身内侧的端部附近的外周面形成有花键槽。形成于连结部132A的花键齿嵌合于连结轴150的花键槽，从而连结部132A与连结轴150连结为能够一体地旋转。
第二行星齿轮组127配置于比第一行星齿轮组126远离液压马达124的一侧。第二行星齿轮组127相对于第一行星齿轮组126而言配置于车身外侧。第二行星齿轮组127具有第二太阳轮135、第二行星齿轮136、第二齿轮架137及第二齿圈138。
第二太阳轮135与连结轴150一体地形成。第二太阳轮135形成于连结轴150的车身外侧的端部。第二太阳轮135设置为能够与连结轴150一体地旋转。第二太阳轮135也可以与连结轴150连结。
多个第二行星齿轮136分别以旋转自如的方式支承于第二齿轮架137，且与第二太阳轮135啮合。各第二行星齿轮136经由两个轴承163而以旋转自如的方式配置于第二齿轮架137。在第二齿轮架137的车身内侧的端面设置有对轴承163进行支承的支承板164。支承板164使用螺栓165而固定于第二齿轮架137。
多个第二行星齿轮136与形成于第二齿圈138的内周面的齿轮齿啮合。形成于第二齿圈138的外周面的多个花键齿与在连结部138A的内周面形成的多个花键槽啮合。相对于第二齿圈138而言在车身外侧设置有限制第二齿圈138的朝向车身外侧的移动的开口环。连结部138A固定于固定外壳139。由此，第二齿圈138经由连结部138A而固定于固定外壳139。第二齿圈138形成为比第一齿圈133大径。
液压式离合器机构128是在接合状态下禁止(动力传递)以中心线CL为中心的第一齿圈133的旋转且在分离状态下允许(传递解除)第一齿圈133的旋转的机构。
如图4所示，液压式离合器机构128包括旋转部和固定部。旋转部具有离合器输入部167和多张(在该例子中为三张)离合器片168。离合器输入部167连结于与第一齿圈133连结的连结部133A，且设置为能够与第一齿圈133一起旋转。在连结部133A的外周面与固定外壳139的内周面之间设置有轴承182。连结部133A经由轴承182而以能够旋转的方式支承于固定外壳139。
多个离合器片168形成为环状。在离合器输入部167的外周面形成有卡合部169。在离合器片168的内周面形成有与卡合部169卡合的卡合部。在离合器片168的两面贴附有摩擦件。离合器片168与第一齿圈133一起旋转，并且能够沿着离合器输入部167的卡合部169在轴向上移动。
液压式离合器机构128的固定部具有压板171、多张(在该例子中为4张)固定片172以及活塞173。固定部安装成无法相对于固定外壳139旋转。
多张固定片172形成为环状。在固定外壳139的内周面形成有卡合部174。在固定片172的外周形成有与卡合部174卡合的卡合部。由此，固定片172装配成相对于固定外壳139无法进行相对旋转且能够进行轴向移动。
液压式离合器机构128相对于固定外壳139而言配置于径向内侧。上述的车轮轴承142、143相对于固定外壳139而言配置于径向外侧。液压式离合器机构128配置于比车轮轴承142、143靠径向内侧的位置。
液压式离合器机构128相对于离合器输入部167而言配置于径向外侧。离合器输入部167的供液压式离合器机构128装配的部分具有大致圆筒状的形状，该离合器输入部167的内周面与液压马达124的主体部124B对置。液压式离合器机构128配置于比液压马达124的主体部124B靠径向外侧的位置。
压板171形成为环状。压板171在径向上配置于固定外壳139与连结部133A之间。在压板171的外周形成有与卡合部174卡合的卡合部。相对于压板171而言在车身外侧设置有限制压板171的朝向车身外侧的移动的开口环。
离合器片168与固定片172在沿着中心线CL的轴向上交替配置。相对于离合器片168与固定片172交替重叠而成的组装体，在车身内侧配置有活塞173，在车身外侧配置有压板171。离合器片168和固定片172构成为在活塞173与压板171之间被压接。
在液压式离合器机构128中，通过使活塞173工作来对离合器的接合和分离进行切换。在离合器接合(制动器接通)的状态下，液压式离合器机构128的旋转部被固定，旋转被禁止。在离合器分离(制动器断开)的状态下，液压式离合器机构128的旋转部被解除固定，被允许旋转。
活塞173在从未图示的控制阀供给的液压的作用下工作。如图4所示，该液压供给用的供给口185形成于固定外壳139。供给口185沿着固定外壳139的径向形成。从控制阀供给至供给口185的液压作用于活塞173。
在如以上那样构成的动力传递装置125中，通过向活塞173供给液压，从而液压式离合器机构128的离合器片168与固定片172被压接，离合器成为接合(制动器接通)的状态。由此，第一行星齿轮组126的第一齿圈133的旋转被禁止。
从液压马达124经由输入轴130A向第一太阳轮130输入转矩。输入到第一太阳轮130的转矩经由多个第一行星齿轮131向第一齿轮架132及第一齿圈133传递。传递到第一齿圈133的转矩经由液压式离合器机构128而由固定外壳139承接。
来自第一齿轮架132的转矩经由连结轴150向第二太阳轮135输入。输入到第二太阳轮135的转矩经由多个第二行星齿轮136而向第二齿轮架137及第二齿圈138传递。传递到第二齿轮架137的转矩经由旋转外壳144而向车轮190传递。
另外，停止向活塞173的液压供给并排出压力油，由此液压式离合器机构128成为分离状态。在液压式离合器机构128分离(制动器断开)的情况下，允许第一行星齿轮组126的第一齿圈133的旋转。此时，即使从液压马达124输入转矩，第一齿圈133也自如地旋转，由此不向第二太阳轮135传递转矩。因此，不向车轮190传递转矩。
接着，说明本实施方式的作用效果。
如图3、4所示，实施方式的动力传递装置125具备第一行星齿轮组126、第二行星齿轮组127及液压式离合器机构128。液压式离合器机构128构成为能够允许或禁止第一行星齿轮组126的第一齿圈133的旋转。
从作为驱动源的液压马达124输入到动力传递装置125的转矩被第一行星齿轮组126放大，且被第二行星齿轮组127进一步放大，并向车轮输出。通过在第一行星齿轮组126的第一齿圈133安装液压式离合器机构128，从而作用于液压式离合器机构128的转矩成为仅被第一行星齿轮组126放大后的转矩、即被第二行星齿轮组127放大之前的转矩。不会对液压式离合器机构128作用由第二行星齿轮组127放大后的转矩，能够减少作用于液压式离合器机构128的转矩。
通过作用于液压式离合器机构128的转矩变小，能够减小液压式离合器机构128的面积，能够减少离合器片168及固定片172的张数。另外，通过能够减小液压式离合器机构128的直径，能够实现液压式离合器机构128向车轮轴承142、143的内径侧的配置。因此，能够实现动力传递装置125的轻量化。
通过使第一行星齿轮组126的旋转单元经由液压式离合器机构128而与固定外壳139连结并使液压式离合器机构128为接合状态，能够对该旋转单元的旋转进行制动。如图3、4所示那样，通过将第一行星齿轮组126配置于比第二行星齿轮组127接近液压马达124的位置，从而在收容液压马达124的固定外壳139附近配置第一行星齿轮组126。无需为了将离合器连结于处于远离液压马达124的位置的旋转单元而使固定外壳139大型化。因此，能够使固定外壳139小型化，能够实现动力传递装置125的进一步的重量减轻。另外，动力传递装置125的设计变得容易。
另外，如图3、4所示，第二行星齿轮组127的第二齿圈138固定于固定外壳139。通过在行星齿轮组中固定齿圈，能够增大减速比。
另外，如图3、4所示，能够相对于固定外壳139进行旋转的旋转外壳144构成为仅与第一行星齿轮组126及第二行星齿轮组127的旋转单元中的第二齿轮架137一体地旋转。行星齿轮组中的第二行星齿轮组127远离液压马达124地配置，且配置于车身外侧。通过仅第二齿轮架137与旋转外壳144连结，能够使旋转外壳144为简单的结构，动力传递装置125的设计变得容易。
如图1、2所示，实施方式的机动平地机1具备左前轮2和右前轮3。机动平地机1另外具备向左前轮2及右前轮3传递动力的图3、4所示的动力传递装置125。这样，能够减轻机动平地机1的左前轮2及右前轮3的重量。
应该认为此次公开的实施方式的所有点均是例示而非限制性的内容。本发明的范围由技术方案表示而非上述的说明，意在包括与技术方案同等的含义以及范围内的所有变更。
附图标记说明：
1机动平地机；2左前轮；3右前轮；4、5后轮；6发动机；7液压系统；12全轮驱动装置；13、16液压泵14左液压马达；15右液压马达；50推土铲；51前架；52后架；124液压马达；124A输出轴；124B主体部；125动力传递装置；126第一行星齿轮组；127第二行星齿轮组；128液压式离合器机构；130第一太阳轮；130A输入轴；131第一行星齿轮；132第一齿轮架；132A、133A、138A连结部；133第一齿圈；135第二太阳轮；136第二行星齿轮；137第二齿轮架；138第二齿圈；139固定外壳；142、143车轮轴承；144旋转外壳；150连结轴167离合器输入部；168离合器片；169、174卡合部；171压板；172固定片；173活塞；182轴承；185供给口；190车轮；191轮胎。

Claims (6)

1.一种动力传递装置，其中，
所述动力传递装置具备：
驱动源，其产生驱动力；
输入轴，其通过所述驱动力而能够旋转；
第一行星齿轮组，其包括与所述输入轴一体地旋转的第一旋转单元和能够伴随所述第一旋转单元的旋转进行旋转的第二旋转单元及第三旋转单元；
第二行星齿轮组，其包括构成为与所述第二旋转单元一体地旋转的第四旋转单元；以及
离合器，其允许或禁止所述第三旋转单元的旋转。
2.根据权利要求1所述的动力传递装置，其中，
所述第一行星齿轮组具有太阳轮、行星齿轮、齿圈及齿轮架，
所述第三旋转单元为所述第一行星齿轮组的所述齿圈。
3.根据权利要求1或2所述的动力传递装置，其中，
所述第一行星齿轮组配置于比所述第二行星齿轮组接近所述驱动源的位置。
4.根据权利要求1或2所述的动力传递装置，其中，
所述第二行星齿轮组具有太阳轮、行星齿轮、齿圈及齿轮架，
所述动力传递装置还具备收容所述驱动源的外壳，
所述第二行星齿轮组的所述齿圈固定于所述外壳。
5.根据权利要求1或2所述的动力传递装置，其中，
所述第一行星齿轮组和所述第二行星齿轮组分别具有太阳轮、行星齿轮、齿圈及齿轮架，
所述动力传递装置还具备收容所述驱动源的外壳和能够相对于所述外壳进行旋转的旋转外壳，
所述旋转外壳构成为仅与所述第一行星齿轮组及所述第二行星齿轮组所包含的旋转单元中的所述第二行星齿轮组的所述齿轮架一体地旋转。
6.一种建筑机械，其中，
所述建筑机械具备：
车轮；以及
权利要求1～5中任一项所述的动力传递装置，
所述第一行星齿轮组和所述第二行星齿轮组分别具有太阳轮、行星齿轮、齿圈及齿轮架，
所述车轮构成为仅与所述第一行星齿轮组及所述第二行星齿轮组所包含的旋转单元中的所述第二行星齿轮组的所述齿轮架一体地旋转。
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