JP2002130394A - 装軌式建設機械の走行減速機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 走行減速機を少ない個数の歯車と単純な構造
で構成すると共に、大きな減速比の実現を可能にしてコ
ストを低減でき、またスプロケットの内周側空間への配
設も可能とした装軌式建設機械の走行減速機を提供す
る。 【解決手段】 １組の遊星歯車列(21,22,22a,23)と、２
個のドライブギア(26,27)を設け、外部から回転動力を
入力する１個の入力シャフト(26a)と、入力シャフト(26
a)の前記２個のドライブギア(26,27)にそれぞれ噛合っ
て前記遊星歯車列のサンギア(21)、キャリア(22a)及び
リングギア(23)の３要素内のいずれか２要素をそれぞれ
駆動する２個のドリブンギア(24,25)(24,45)とを有し、
前記遊星歯車列の他の１要素から動力を出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、装軌式建設機械の
走行減速機に関する。

【０００２】

【従来の技術】履帯式油圧ショベル及びクローラクレー
ン等の履帯式下部走行体と上部旋回体で構成された装軌
式建設機械においては一般的に、上部旋回体上に配設さ
れたエンジンに油圧ポンプを取着し、同油圧ポンプから
の吐出油を履帯式下部走行体の走行減速機に取着した油
圧モータに導いて走行を行う構成としている。

【０００３】その場合に、走行減速機と油圧モータを履
帯式下部走行体のスプロケットの内周側空間に配設し、
且つ履帯幅内に略収まるようにして、建設機械の全幅を
抑制すると共に、岩等の障害物による走行減速機及び油
圧モータの損傷を防ぐように配慮されている。

【０００４】以下、図６〜図８により油圧ショベルを例
にして、従来技術に係る装軌式建設機械の走行減速機を
説明する。

【０００５】図６は、油圧ショベルの側面図である。先
ず図６に示す油圧ショベルにおいて、下部走行体１に旋
回自在に搭載された上部旋回体２にはマシンキャブ３が
配設されており、マシンキャブ３の内部にはエンジン４
が配設され、エンジン４には油圧ポンプ５が取着されて
いる。又、下部走行体１の左右のトラックフレーム１０
Ｌ，１０Ｒの後部には走行減速機６０Ｌ，６０Ｒがそれ
ぞれ配設され、走行減速機６０Ｌ，６０Ｒにはそれぞれ
油圧モータ９０，９０が取着されている。なお、上記油
圧ポンプ５と油圧モータ９０、９０との間は、切換弁８
及びスイベルジョイント９を介して配管で接続されてい
る。

【０００６】次に、図７により従来技術に係る装軌式建
設機械の走行減速機の歯車列を説明する。図７は、図６
のＭ−Ｍ断面図である。なお、図中のＺ１〜Ｚ９は各ギ
アの歯数を示す符号であり、以下同様とする。図７にお
いて、走行減速機６０Ｌの内部には、３列の遊星歯車列
が配設され、それぞれサンギア６１，７１，８１、キャ
リア６２ａ，７２ａ，８２ａ、プラネットピニオン６
２，７２，８２及びリングギア６３，７３，８３を有し
ている。サンギア６１にはサンギアシャフト６１ａが取
着されており、サンギアシャフト６１ａの図中右端部の
スプライン６１ｂには油圧モータ９０の出力軸が挿入さ
れている。又、キャリア８２ａはケース６０ａに固着さ
れ、ケース６０ａはトラックフレーム１０Ｌにボルト１
０ａにより取着されている。更に、リングギア６３，７
３，８３は共に回転カバー６０ｂに取着されており、回
転カバー６０ｂにはスプロケット７０がボルト７０ａに
より取着され、スプロケット７０にはリンク１８を介し
て履帯１９が巻き付けられている。

【０００７】図８は、図７の歯車列の減速比の説明図で
ある。図８において、前記遊星歯車列の各歯数Ｚ１〜Ｚ
９に、一般的には構造上無理のない歯数を適用して減速
比を６５程度としており（図８の上段）、又、構造と強
度に工夫を凝らして、サンギアの歯数Ｚ１，Ｚ４，Ｚ７
を少なくして減速比を１００程度としている場合（図８
の下段）もある。なお、図中の各歯数Ｚ１〜Ｚ９は一般
的には互いに整数倍にならない様に設定するが、説明を
簡略にする為に整数倍で例示してある。また、図中の減
速比のマイナスはモータ回転方向とスプロケット回転方
向とが逆になることを示す。

【０００８】上記図６〜図８の構成において、走行減速
機６０Ｌは円筒型にすることができると共に、油圧モー
タ９０を同軸上に取着できる。その結果、走行減速機６
０Ｌと油圧モータ９０とをスプロケット７０の内周側空
間に配設できると共に、それらを履帯１９の幅内に略収
めることが可能となっている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来技術の走行減速機には次に示す問題点があり、それ
らが課題として残っている。 （１）コストに占める割合が大きい油圧モータ９０をで
きるだけ小容量のものを使用する為に、走行減速機６０
Ｌ，６０Ｒは遊星歯車列を３列使用して、大きな減速比
を実現している。その結果、多数の歯車が必要であり、
又構造も複雑になるからコストアップの大きな要因とな
っている。 （２）減速比を１００以上の大きな値にすることは構造
と強度との問題から困難な場合が多くあるから、油圧モ
ータ９０は低速高トルクの大型油圧モータを必要とす
る。その結果、特に大型の装軌式建設機械においては、
汎用性の乏しい大型油圧モータを使う必要があり、それ
がコストアップの大きな要因となっている。

【００１０】本発明は、上記の問題点に着目してなされ
たものであり、走行減速機を少ない個数の歯車と単純な
構造で構成すると共に、大きな減速比の実現を可能にし
てコストを低減でき、またスプロケットの内周側空間へ
の配設も可能とした装軌式建設機械の走行減速機を提供
することを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段、作用及び効果】上記の目
的を達成するために、第１発明は、装軌式建設機械のス
プロケットの内周側空間に配設される遊星歯車機構によ
る走行減速機において、１組の遊星歯車列と、外部から
回転動力を入力する１個の入力シャフトと、この入力シ
ャフトに設けた２個のドライブギア（駆動歯車）と、前
記２個のドライブギアにそれぞれ噛合って前記遊星歯車
列のサンギア、キャリア及びリングギアの３要素内のい
ずれか２要素をそれぞれ駆動する２個のドリブンギア
（従動歯車）とを有し、前記遊星歯車列の他の１要素か
ら動力を出力する構成としている。

【００１２】第１発明によると、１組のみの遊星歯車列
を用いるので、少ない個数の歯車と単純な構造とによっ
て走行減速機を構成でき、走行減速機のコスト低減が可
能となる。また、２個のドライブギア及び２個のドリブ
ンギアの各歯数を選択することにより、少ない個数の歯
車と単純な構造とで大きな減速比を実現し易い。

【００１３】第２発明は、第１発明において、２個のド
ライブギアと２個のドリブンギアの各歯数を、走行減速
機の減速比が１００以上となるように設定している。

【００１４】第２発明によると、第１発明における作用
と効果に加えて、１００以上の大きな減速比を有するこ
とによって、高速低トルクの小形油圧モータの使用が可
能となり、油圧モータのコスト低減及び小型化を図るこ
とができる。

【００１５】第３発明は、第１又は第２発明において、
前記２個のドリブンギアを、互いに同心で回転自在とさ
れた２個のドリブンシャフトにそれぞれ設け、２個のド
リブンシャフトのいずれか一方を回転自在に支持するベ
アリングを、他方のドリブンシャフト、又は他方のドリ
ブンシャフトに設けた前記ドリブンギアのシャフト部に
取着した構成としている。

【００１６】第３発明によると、第１又は第２発明にお
ける作用と効果に加えて、ドリブンギアを支持するベア
リングは、ドライブギアを支持するベアリングの配設ス
ペースと競合しない位置に配設することができる。従っ
て、各ベアリングの配設スペースに制約されずに、ドラ
イブギアとドリブンギアの外径を小さくして互いの軸間
距離を小さくできるから、走行減速機をコンパクトにで
きる。その結果、走行減速機をスプロケットの内周側空
間へ配設することが可能となる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る装軌式建設
機械の走行減速機の実施形態について、図面を参照して
詳述する。

【００１８】先ず図１〜図４により、第１実施形態につ
いて説明する。図１は、第１実施形態の走行減速機の歯
車列を説明する図である。ここでは、走行減速機２０Ｌ
の説明を行なうが、走行減速機２０Ｒも同様である。
尚、図１中のＺ１〜Ｚ７は各ギアの歯数を示す符号であ
り、以下同様とする。また、図６及び図７と同一の構成
要素には同一の符合を付して以下での説明を省略し、以
下同様とする。

【００１９】先ず図１において、走行減速機２０Ｌの内
部には１列の遊星歯車列が配設されており、この遊星歯
車列はサンギア２１、キャリア２２ａ、プラネットピニ
オン２２及びリングギア２３を有している。又、サンギ
ア駆動用ドライブギア２６とキャリア駆動用ドライブギ
ア２７とを取着した入力シャフト２６ａが設けられてお
り、サンギア駆動用ドライブギア２６と噛合うサンギア
駆動用ドリブンギア２４がサンギア駆動用ドリブンシャ
フト２１ａに取着され、キャリア駆動用ドライブギア２
７と噛合うキャリア駆動用ドリブンギア２５がキャリア
２２ａに取着されている。

【００２０】又、リングギア２３は回転カバー２０ｂに
取着され、回転カバー２０ｂの外周部にはスプロケット
７０がボルト７０ａにより取着されている。入力シャフ
ト２６ａの図中右端のスプライン２６ｂには、油圧モー
タ３０の出力軸が挿入されている。尚、サンギア駆動用
ドリブンシャフト２１ａの図中右端にスプライン２１ｂ
を設けて、油圧モータ３０の出力軸を挿入するようにし
てもよい。さらに、走行減速機２０Ｌのケース２０ａは
トラックフレーム１０Ｌにボルト１０ａにより取着さ
れ、スプロケット７０にはリンク１８を介して履帯１９
が巻き付けられている。

【００２１】図２は、本実施形態の走行減速機の上面断
面図で、図６のＮ−Ｎ断面図である。図２に示す構成に
より、前記図１の歯車列を有する走行減速機を実現して
いる。図中において、サンギア駆動用の歯車セット（ド
リブンギア２４、ドライブギア２６）の噛合い反力を支
持する為のベアリング２４Ｐ，２６Ｐ、及びキャリア駆
動用の歯車セット（ドリブンギア２５、ドライブギア２
７）の噛合い反力を支持する為のベアリング２５Ｐ，２
７Ｐがそれぞれ設けられている。

【００２２】本実施形態の構成によると、走行減速機の
減速比Ｉは、次式により得られる。 Ｉ＝（Ｉ１×Ｉ２×Ｚ３）／｛Ｉ１×（Ｚ１＋Ｚ３）−
（Ｚ１×Ｉ２）｝ ここで、Ｉ１＝Ｚ４／Ｚ６、Ｉ２＝Ｚ５／Ｚ７である。
図３に示すように、サンギア駆動用の歯車セット（ドリ
ブンギア２４、ドライブギア２６）の歯数（Ｚ４、Ｚ
６）を決めて所定のＡ値（＝Ｉ１×（Ｚ１＋Ｚ３））を
設定し、キャリア駆動用の歯車セット（ドリブンギア２
５、ドライブギア２７）の歯数（Ｚ５、Ｚ７）を決めて
所定のＢ値（Ｚ１×Ｉ２）を設定して、１００以上の減
速比Ｉを容易に得ることができる。なお、図３の各歯数
Ｚ１〜Ｚ７は一般的には互いに整数倍にならない様に設
定するが、説明を簡略にする為にＺ１〜Ｚ３は整数倍で
例示してある。

【００２３】図４は、図３の減速比の変化の説明図であ
る。図４に示すように、上記図３のＡ値とＢ値を選択す
ることによって、減速比は無限大（出力軸回転ゼロ）を
挟んで逆転から正転までの任意の減速比をとることがで
きる。

【００２４】以上の結果、１列のみの遊星歯車列を備え
た、少ない個数の歯車と単純な構造で、大きな減速比を
有する走行減速機を得ることができる。従って、走行減
速機のコストを低減できる。また、大きな減速比によ
り、高速低トルクの小形油圧モータの使用が可能とな
り、油圧モータのコストを低減できる。

【００２５】次に図５により、第２実施形態について説
明する。図５は、本実施形態の走行減速機の後面断面図
であり、図６のＭ−Ｍ断面図である。

【００２６】図５において、先ず、キャリア駆動用ドリ
ブンギア４５を回転自在に支持するベアリング４５Ｐを
サンギア駆動用ドリブンシャフト２１ａに取着し、前記
ベアリング４５Ｐの外周部には、中空のキャリア駆動用
ドリブンシャフト４１を配設している。キャリア駆動用
ドリブンシャフト４１の外周部の両端部には、キャリア
駆動用ドリブンギア４５とキャリア２２ａとがそれぞれ
スプラインで嵌合されている。

【００２７】図５では、ベアリング４５Ｐはニードルベ
アリングで表しているが、サンギア駆動用ドリブンシャ
フト２１ａとサンギア駆動用ドリブンギア２４とをスプ
ライン軸とスプライン穴（何れも図示しない）で嵌合す
る組立構成にすれば、他と同様の形式のベアリングをベ
アリング４５Ｐとして挿入することもできる。

【００２８】次に、入力シャフト２６ａの図中右端部に
カップリング４６を挿入し、カップリング４６に油圧モ
ータ３０の出力軸を挿入している。

【００２９】本実施形態の構成によると、先ず、ベアリ
ング４５Ｐは、ベアリング２７Ｐと配設スペースで競合
しない位置に配設することができる。また、入力シャフ
ト２６ａに直接的に油圧モータ３０の出力軸を挿入しな
いから、入力シャフト２６ａを細くできて、ベアリング
２６Ｐの外径を小さくできる。これらにより、サンギア
駆動用の歯車セット（ドリブンギア２４、ドライブギア
２６）及びキャリア駆動用の歯車セット（ドリブンギア
４５、ドライブギア２７）の歯数を少なくして各歯車を
小さくし、入力シャフト２６ａとサンギア駆動用ドリブ
ンシャフト２１ａとの軸間距離を小さくできるので、走
行減速機をコンパクトに構成できる。

【００３０】その結果、入力シャフト２６ａを配設した
ケース４０ｃも小型化され、走行減速機全体が小型化さ
れるので、スプロケット７０の内周側空間に収めること
ができる。しかも、小形の油圧モータ３０を、サンギア
駆動用ドリブンシャフト２１ａ（遊星歯車列の回転中
心）よりも上方へオフセットした位置に配設できるか
ら、油圧モータ３０と地面とのクリアランスを大きく確
保できて、地上の障害物による油圧モータ３０の損傷を
防ぐことができる。

【００３１】なお、上記実施形態では油圧ショベルを例
に説明したが、本発明はそれに限定されるものではな
く、履帯式走行装置を有する他の建設機械にも広く適用
できて、同様の作用と効果を実現できる。

【００３２】以上説明したように、本発明によると、１
組のみの遊星歯車列を用いて大きな減速比が得られる走
行減速機を構成できるので、少ない個数の歯車と簡単な
構造で構成でき、安価なコストで、しかも小型に装軌式
建設機械の走行減速機を製作できる。また、大きな減速
比が容易に得られるので、高速低トルクの小形油圧モー
タの使用が可能となり、油圧モータのコスト低減及び小
型化を図ることもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態の走行減速機の歯車列の説明図で
あり、図６のＮ−Ｎ断面を表す図である。

【図２】第１実施形態の走行減速機の上面断面図であ
り、図６のＮ−Ｎ断面を表す図である。

【図３】図１の歯車列の減速比を説明する図である。

【図４】図３の減速比の変化の説明図である。

【図５】第２実施形態の走行減速機の後面断面図であ
り、図６のＭ−Ｍ断面を表す図である。

【図６】油圧ショベルの側面図である。

【図７】従来技術に係る装軌式建設機械の走行減速機の
歯車列の説明図である。

【図８】図７の歯車列の減速比の説明図である。

【符号の説明】

１８…リンク、１９…履帯、２０Ｌ，２０Ｒ…走行減速
機、２０ｂ…回転カバー、２１…サンギア、２１ａ…サ
ンギア駆動用ドリブンシャフト、２２…プラネットピニ
オン、２２ａ…キャリア、２３…リングギア、２４…サ
ンギア駆動用ドリブンギア、２５…キャリア駆動用ドリ
ブンギア、２５ｐ…ベアリング、２６…サンギア駆動用
ドライブギア、２６ａ…入力シャフト、２７…キャリア
駆動用ドライブギア、２７ｐ…ベアリング、３０…油圧
モータ、４０Ｌ…走行減速機、４１…キャリア駆動用ド
リブンシャフト、４５…キャリア駆動用ドリブンギア、
４５Ｐ…ベアリング、７０…スプロケット。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 装軌式建設機械のスプロケット(70)の内
   周側空間に配設される遊星歯車機構による走行減速機に
   おいて、 １組の遊星歯車列(21,22,22a,23)と、外部から回転動力
   を入力する１個の入力シャフト(26a)と、この入力シャ
   フト(26a)に設けた２個のドライブギア(26,27)と、前記
   ２個のドライブギア(26,27)にそれぞれ噛合って前記遊
   星歯車列(21,22,22a,23)のサンギア(21)、キャリア(22
   a)及びリングギア(23)の３要素内のいずれか２要素をそ
   れぞれ駆動する２個のドリブンギア(24,25)(24,45)とを
   有し、前記遊星歯車列(21,22,22a,23)の他の１要素から
   動力を出力することを特徴とする装軌式建設機械の走行
   減速機。
2. 【請求項２】 請求項１記載の装軌式建設機械の走行減
   速機において、 ２個のドライブギア(26,27)と２個のドリブンギア(24,2
   5)(24,45)の各歯数を、走行減速機の減速比(I)が１００
   以上となるように設定したことを特徴とする装軌式建設
   機械の走行減速機。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載の装軌式建設機械の
   走行減速機において、 前記２個のドリブンギア(24,45)を、互いに同心で回転
   自在とされた２個のドリブンシャフト(21a,41)にそれぞ
   れ設け、２個のドリブンシャフト(21a,41)のいずれか一
   方を回転自在に支持するベアリングを、他方のドリブン
   シャフト(21a,41)、又は他方のドリブンシャフト(21a,4
   1)に設けた前記ドリブンギア(24,45)のシャフト部に取
   着したことを特徴とする装軌式建設機械の走行減速機。