JP2003021197A - 油圧駆動減速装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 油圧駆動減速装置に内蔵される遊星歯車機構
の最適化を図り、抜本的な小型化を可能にするととも
に、部品の大幅節減および構造の簡易化を図るものであ
り、特に、径方向の大幅な小型化を図る油圧駆動減速装
置を提供する。 【解決手段】 内部に油圧モータ３を配設する固定ケー
シング１１と、固定ケーシング１１の外周にその一端側
から挿入された軸受１３を介して回転自在に支持され、
内周側に内歯１５を有する回転ケーシング１２と、油圧
モータ３から前記一端側に突出する出力軸１６に取り付
けられる太陽歯車１７と、太陽歯車１７と内歯１５との
間に配設されて減速を行う遊星歯車列とを有する油圧駆
動減速装置であって、前記遊星歯車列のうち少なくとも
一段は、出力軸１６を介して対称に位置する２個の遊星
歯車２０と、２個の遊星歯車２０を回転自在に軸方向両
端において挟むように支持する略楕円状の遊星枠１９と
を有していることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、油圧モータの回転
を減速して出力する油圧駆動減速装置に関し、特に走行
装置用の駆動装置として用いられるものに関する。

【０００２】

【従来の技術】建設機械の中でも、特に油圧ショベルの
走行装置に代表されるクローラによって走行する建設機
械の駆動装置として、油圧駆動減速装置が使用される。
この油圧駆動減速装置は、本体車両に固定される固定ケ
ーシングの内部に油圧モータを配置し、この出力回転を
前記固定ケーシングに同心的に回転自在に嵌めた回転ケ
ーシングに遊星歯車機構を介して伝達し、回転ケーシン
グの外周に設けたスプロケットによりクローラを駆動す
るようになっている。この油圧駆動減速装置は、クロー
ラ内配置という制限から、その全体にスペース的な制限
があり、小型で高出力の形態であることが求められる。

【０００３】このような油圧駆動減速装置として、例え
ば、特開平８−２４７２２３号公報に開示のものが知ら
れている。この減速装置は、円筒状の固定ケーシングの
内部に油圧モータを配置し、前記油圧モータの出力軸の
先端に第１太陽歯車を取り付け、前記固定ケーシングの
外周に軸受を介して回転自在に回転ケーシングを支持
し、この回転ケーシングの内周に内歯を形成し、前記第
１太陽歯車の回転を、第１遊星歯車、および第１遊星歯
車の保持枠である遊星枠に係合する第２太陽歯車、およ
び前記固定ケーシングの先端から突出する軸に支持され
た第２遊星歯車を介して前記内歯に伝達し、前記回転ケ
ーシングを減速して回転させるものである。図７は、特
開平８−２４７２２３号公報の油圧駆動減速装置におい
て開示されている第１遊星歯車構造の概略を示した図で
ある。本図においては、正三角形状に配置された３個の
第１遊星歯車１０１と、この第１遊星歯車１０１と当接
する位置決めプレート１０２の構造が示されている。一
般的に、遊星歯車機構を有した油圧駆動減速装置として
は、上述のように、正三角形状に配置された３個の遊星
歯車を有するものが、安定支持の利点を享受する観点か
ら通常多く用いられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
８−２４７２２３号公報に代表されるような３個の遊星
歯車を有する構造では、部品点数の削減や各部品の小型
化を図ることは、限界に達しているといわざるを得ない
状況にある。

【０００５】本発明は、上記実情に鑑みることにより、
油圧駆動減速装置に内蔵される遊星歯車機構の最適化を
図り、抜本的な部品の小型化を可能にするとともに、部
品の大幅節減および構造の簡易化を図る油圧駆動減速装
置を提供することを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する請求
項１に記載の油圧駆動減速装置は、内部に油圧モータを
配設する固定ケーシングと、前記固定ケーシングの外周
にその一端側から挿入された軸受を介して回転自在に支
持され、内周側に内歯を有する回転ケーシングと、前記
油圧モータから前記一端側に突出する出力軸に取り付け
られる太陽歯車と、前記太陽歯車と前記内歯との間に配
設されて減速を行う遊星歯車列とを有する油圧駆動減速
装置であって、前記遊星歯車列のうち少なくとも一段
は、出力軸を介して対称に位置する２個の遊星歯車と、
前記２個の遊星歯車を回転自在に軸方向両端において挟
むように支持する遊星枠とを有し、前記遊星枠は、前記
２個の遊星歯車を挟むように支持する一対の平板部分
と、前記一対の平板部分を連結する支柱とを有し、前記
支柱の一部が、前記平板部分の外周に沿うとともに前記
歯車の近傍に配置していることを特徴とする。

【０００７】この構成によると、安定した構造の２個の
遊星歯車からなる油圧駆動減速装置を実現することがで
き、従来の３個の遊星歯車を有していたものに比して、
部品の大幅節減および構造の簡易化も合わせて達成で
き、コスト的にも優れた油圧駆動減速装置を得ることが
できる。

【０００８】請求項２に記載の油圧駆動減速装置は、請
求項１において、前記平板部分が略楕円状に形成されて
いることを特徴とする。

【０００９】この構成によると、遊星枠を楕円に形成す
ることで、２個の遊星歯車からなる油圧駆動減速装置を
さらに部品の小型軽量化することができる。

【００１０】請求項３に記載の油圧駆動減速装置は、請
求項１または２において、前記出力軸は、一体に形成さ
れた回転軸で前記油圧モータと前記太陽歯車とを連結す
るものであることを特徴とする。

【００１１】この構成によると、モータの出力軸を突出
させ、減速機の中心を貫く入力軸を兼用する一体の回転
軸であるため、中間の継ぎ手を設けるものより、回転軸
の径方向の移動が少なくなる。よって、遊星歯車と太陽
歯車が偏当たりすることを低減でき、太陽歯車や回転軸
の耐久性を向上させる効果も得られる。

【００１２】請求項４に記載の油圧駆動減速装置は、請
求項３において、前記回転軸と前記太陽歯車をスプライ
ン係合させるとともに、前記太陽歯車の内周に形成され
たスプライン溝を、周方向で外径に形成された歯の隣合
う谷のほぼ中間に位置するように形成したことを特徴と
する。

【００１３】この構成によると、太陽歯車の外周の歯の
谷と、太陽歯車と回転軸との嵌合部分のスプライン溝と
が周方向にずれるため、太陽歯車を小径にしても肉厚が
確保できる。これにより、太陽歯車が出力を伝達すると
きの変形が低減でき、太陽歯車と遊星歯車が噛合うとき
の騒音を低減できる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に従って説明する。図１は、本発明の実施形態例に係る
油圧駆動減速装置１の断面図を示したものである。図１
において、減速装置１は、固定ケーシング１１内に油圧
モータ３を内蔵し、回転ケーシング１２に対して固定ケ
ーシング１１を回転自在に嵌め、回転ケーシング１２に
二段式の遊星歯車列からなる減速機構２を内蔵して構成
される。

【００１５】回転ケーシング１２は、固定ケーシング１
１の外側に軸受１３で回転自在で且つ軸方向に移動しな
いように取り付けてあり、この回転ケーシング１２と前
記油圧モータ３とが軸心方向で部分的に重なっており、
回転ケーシング１２と油圧モータ３とを組み上げた軸心
方向のほぼ中央に図示されないスプロケットを取り付け
るフランジ１４が設けてある。軸受１３及びフローティ
ングシール３２は、固定ケーシング１１の油圧モータ３
と反対側の一端側から嵌められる。そのため、特に減速
機構２の側の外周の径を小さくしないと、軸受１３及び
フローティングシール３２の外径が大きくなる。

【００１６】固定ケーシング１１の前記一端側であって
回転ケーシング１２の内部には、できるだけ大きな減速
比を得る様にしてある二段式の遊星歯車列を有した減速
機構２が収められている。回転ケーシング１２の内周に
は内歯１５が形成され、減速機構２の入力軸でもある油
圧モータ３の出力軸１６の先端に第１太陽歯車１７がス
プライン１８を介して嵌入されている。すなわち、油圧
モータ３と第１太陽歯車１７とは、一体に形成された回
転軸で連結されている。そして、第１太陽歯車１７と内
歯１５の間に、遊星枠１９に自転自在に支持された２個
の第１遊星歯車２０が噛み合っている。第１遊星歯車２
０の第１太陽歯車１７回りの公転を伝える遊星枠１９の
内周と第２太陽歯車２２の外周とがスプライン２１で係
合している。以上のように、一個の第１太陽歯車１７、
２個の第１遊星歯車２０、内歯１５および出力軸として
も機能する遊星枠１９が第１段目の遊星歯車機構を構成
している。

【００１７】ここで、遊星枠１９の構成を図２〜４に示
す。図２は、図１のＡ−Ａ線方向から見た遊星枠１９の
断面図であり、図３は、図２におけるＢ−Ｂ線矢視断面
を展開して示した図であって油圧モータ３側を上側とし
た断面図である。そして、図４は、遊星枠１９を油圧モ
ータ３と反対側からみた図である。これらによく示され
るように、遊星枠１９は、一対の略楕円状の平板部分１
９ａ、１９ｂを有しており、図２によく示される平板部
分１９ａには、出力軸１６が挿入される挿入孔１９ｃが
設けられ、図４によく示される平板部分１９ｂには、第
１太陽歯車１７の出力軸１６への嵌入を行うための開口
１９ｄが設けられている。挿入口１９ｃの内周には、第
２太陽歯車２２の外周と係合するスプライン２１を構成
する溝が形成されている（図３参照、図２においては省
略）。また、開口１９ｄは、第１太陽歯車１７の嵌入後
に、図１に示すように蓋部材２３によって塞がれる。

【００１８】そして、図２および図４によく示されるよ
うに、平板部分１９ａ、１９ｂには、出力軸１６を介し
て対称に２個の第１遊星歯車２０が位置するよう支持す
るための支持孔１９ｅがそれぞれ設けられている。図１
において示されるように、該支持孔１９ｅに嵌挿される
軸部材によって第１遊星歯車２０が取り付けられる。す
なわち、この２枚の平板部分１９ａによって、２個の第
１遊星歯車２０を回転自在に軸方向両端において挟むよ
うに支持されるものである。第１遊星歯車２０が公転す
るときに、第1太陽歯車１７は２個の第１遊星歯車２０
からそれぞれの反力を受ける。上述のように、出力軸１
６を介して対称に２個の第１遊星歯車２０を配置したか
ら、当該２つの反力が打ち消しあい、この反力による第
1太陽歯車１７の径方向への移動を低減できる。よっ
て、第１遊星歯車２０と第1太陽歯車１７が偏当たりす
ることを低減でき、これらの耐久性を向上できる。

【００１９】また、遊星枠１９は、一対の平板部分１９
ａ、１９ｂを、出力軸１６を介して対称な位置において
固持するよう対をなして配置される支柱１９ｆを有して
いる。支柱１９ｆは、平板部分１９ａ、１９ｂの略楕円
状の外周に一部沿うとともに第１遊星歯車２０の近傍に
２対の対をなして配置されている。これら支柱１９ｆの
位置により、遊星枠１９がトルクを受けたときに、遊星
枠１９の変形を抑えるとともに、第１遊星歯車の駆動時
の反力を受けるための支柱を細く形成することができ
る。よって、構造的な安定性と軽量化を兼ね備えた２個
の第１遊星歯車で構成される油圧駆動減速装置を得るこ
とができる。

【００２０】また、図１において、固定ケーシング１１
の一端側の底部５０には、トラニオンボス７５が、その
一端をはめ込まれるようにして取り付けられている。ト
ラニオンボス７５の他端側には、その他端と嵌合する孔
３７を有するホルダ２４が取り付けられている。トラニ
オンボス７５は、大径の本体７５ａの両端に小径の軸７
５ｂを突設した単品に形成されている。固定ケーシング
１１の底部５０には、孔７６が設けられ、この孔７６に
対向するように、ホルダ２４の孔３７も設けられてい
る。すなわち、トラニオンボス７５の一方の軸７５ａが
孔７６に嵌入され、トラニオンボス７５の他方の軸７５
ａが孔３７に嵌入されることにより、トラニオンボス７
５は固定ケーシング１１の底部５０とホルダ２４の間で
両端支持される。このトラニオンボス７５は円周方向に
３本設けられ、このトラニオンボス７５の本体７５ａ
に、第２太陽歯車２２と内歯１５に噛み合う３個の第２
遊星歯車２６が自転自在に支持されている。

【００２１】図５に、固定ケーシング１１に対するホル
ダ２４の支持構造の概略を斜視図で示すが、トラニオン
ボス７５の間に位置するようにホルダ２４から３本の支
柱２７が一体に突設されている。そして、同じくトラニ
オンボス７５の間に位置する固定ケーシング１１側から
３本の支柱２８が一体に突設されている。ホルダ２４の
側の支柱２７と、固定ケーシング１１の側の支柱２８と
が合わせ面２９で当接しており、ボルト３０および位置
決め用のピン３１により支柱２７、２８同士が固定され
ている。この様子は、図１においても示されている。な
お、合わせ面２９の位置は、第２遊星歯車２６の幅内で
あって、好ましくは略中央付近である。また、図１にお
いて、固定ケーシング１１の外周３６に嵌入される軸受
１３はナット６１で軸方向に押圧されて固定される。こ
のナット６１の回り止めのために、ホルダ２４に突出部
７７が設けられ、この突出部７７とナット６１との間に
ピン７８が配設されている。

【００２２】図6に第１太陽歯車１７の構造が示されて
いる。図６（ａ）は側面図であり、図６（ｂ）は縦断面
図である。図６（ｂ）において、第1太陽歯車１７の外
周に図示されない第1遊星歯車２０に対する噛み合い歯
１７ａが形成され、第1太陽歯車１７の内周に図示され
ない入力軸部１６のスプライン歯に係合するスプライン
溝１８ｂが形成されている。図３（ａ）において、外周
の噛み合い歯１７ａの数と、内周のスプライン溝１８ｂ
の数が同じであるとともに、スプライン歯１８ａは噛み
合い歯１７ａの谷１７ｂの間にスプライン溝１８ｂが位
置する様に配設されている。このような配置により、噛
み合い歯１７ａの谷１７ｂとスプライン歯１８ａが重な
らず、第１太陽歯車１７の肉厚ｔを確保できるため、第
１太陽歯車１７の外径を小さくすることができる。これ
により、減速比を大きくすることができ、低トルク・高
回転である小型の油圧モータ３を適用することができる
ので、減速装置１を小型化することが可能になる。

【００２３】以上のように、第２太陽歯車２２と３個の
第２遊星歯車２６と出力軸として機能する内歯１５が第
２段目の遊星歯車機構を構成している。そして、この支
持構造により、撓みが少ない状態で支持される。また、
ホルダ２４の支柱２７と固定ケーシング２８との合わせ
面２９が、第２遊星歯車２６の幅内であって略中央に配
設されているため、ボルト３０による両支柱２７、２８
の締め付けが強固に行われる。また、両支柱２７、２８
の根元がホルダ２４または固定ケーシング１１と一体で
あるため、応力集中に耐えることができる。これらのこ
とから、固定ケーシング１１の径方向及び軸方向の寸法
を押さえた小型化に寄与することになる。

【００２４】減速機構２は、以上のように構成されてお
り、油圧モータ３の駆動によって第１太陽歯車１７が回
転されると、この第１太陽歯車１７と内歯１５の両方に
噛み合う第１遊星歯車２０が遊星枠１９と共に第１太陽
歯車１７の回りを公転により減速回転し、その回転が第
２太陽歯車２２に伝達され、更に第２遊星歯車２６を経
て、内歯１５を有する回転ケーシング１２が減速回転す
るので、フランジ１４に取り付けられる図示されないス
プロケットが回転駆動される。

【００２５】固定ケーシング１１は、その内部の一端側
に底部５０を有し、他端側が蓋体５１で閉鎖された内孔
５２を備えている。この内孔５２の軸心に沿って出力軸
１６が配置してあり、この出力軸１６はその一端を蓋体
５１に設けた軸受５３で回転自在に保持されると共に、
他端側の途中を底部５０に設けた軸受５４で回転自在に
保持される構成である。この出力軸１６には、複数のピ
ストン５５を摺動自在に挿入したシリンダブロック５６
が回転不能で摺動自在にスプライン結合されている。底
部５０の側には、鋼球５７で揺動可能に支持された斜板
５８が設けてあり、この斜板５８の一端には、斜板５８
を傾転させるシリンダ５９が設けてある。この斜板５８
には、ピストン５５の先端が摺動自在に当接しており、
シリンダブロック５６に圧油が供給されるとピストン５
５が押し出されその反力で出力軸１６が回転する。シリ
ンダブロック５６への圧油の給排は，蓋体５１に設けた
図示されないカウタバランス弁を介して給排される。

【００２６】油圧モータ３側で支持される出力軸１６
は、前述のように、固定ケーシング１１の一端側に片持
ち状に支持され、一体の回転軸として油圧モータ３の反
対側に対して突設されている。そして、出力軸１６の突
出部に第２太陽歯車２２が遊嵌され、突出部の先端に第
１太陽歯車１７がスプライン１８で嵌合されている。突
出部の先端は第１太陽歯車１７の噛み合い反力が作用し
て撓むため、スプライン１８はスプライン孔又はスプラ
イン軸のいずれか一方又は両方にクラウニングが施さ
れ、片当たりが生じないようになっている。クラウニン
グに代わり、スプライン孔又はスプライン軸のいずれか
一方又は両方を先細り状にすることもできる。

【００２７】出力軸１６は、油圧モータ３から第１太陽
歯車１７までを継手で接続されることなく一体で構成し
ているため、減速機構２の入力軸としての機能を有する
部分の径を継ぎ手接続した場合に比して細くすることが
可能になる。そのため、前記入力軸部分に遊嵌される第
２太陽歯車２２を小径にすることができ、第２太陽歯車
と第２遊星歯車２６とによる減速比を大きくすることが
できる。これにより、低トルク・高回転である小型の油
圧モータ３を適用することができ、減速装置１を小型化
することが可能になる。

【００２８】以上説明したように、本実施形態例に係る
油圧駆動減速装置によると、油圧駆動減速装置に内蔵さ
れる遊星歯車機構の最適化を図ることができ、抜本的な
部品の小型化を可能にするとともに、部品の大幅節減お
よび構造の簡易化を図るものであり、特に、全体として
小型化も達成することが可能になる。

【００２９】なお、実施の形態は前記に限定されるもの
ではなく、例えば、次のように変更して実施してもよ
い。 （１）本実施形態例においては、２個の遊星歯車で構成
されるのは、第１遊星歯車のみであったが、第２遊星歯
車においても、同様に２個の遊星歯車で構成されるもの
を採用することができる。

【００３０】（２）減速機構については、二段の遊星歯
車機構であったが、三段以上からなる遊星歯車機構を有
するものであってもよく、また、３段目以降の遊星歯車
機構の遊星歯車の数についても、２個または３個のいず
れからなるものであっても採用することができる。

【００３１】（３）また、第２太陽歯車回りを公転する
第２遊星歯車の数は３個に限らず４個であっても、トラ
ニオンボス及び支柱の数を４個にして、本実施形態の保
持構造を採用することができる。

【００３２】（４）トラニオンボスについては、本実施
形態例のように必ずしも別部材を取り付けるものでなく
てもよく、固定ケーシングに一体に形成されるものであ
ってもよい。

【００３３】（５）遊星枠を支持する支柱については、
必ずしも本実施形態例に示すように平板部分の略楕円状
の周方向に一部沿うように２対の対をなして配置されて
いるものでなくてもよく、例えば、１対もしくは３対以
上に形成されるものであってもよい。また、前記周方向
に一部沿うように配置される壁状に形成されるものであ
ってもよい。

【００３４】

【発明の効果】請求項１の発明によると、安定した構造
の２個の遊星歯車からなる油圧駆動減速装置を実現する
ことができ、従来の３個の遊星歯車を有していたものに
比して、大幅な小型化を図ることができ、部品の大幅節
減および構造の簡易化も合わせて達成でき、コスト的に
も優れた油圧駆動減速装置を得ることができる。

【００３５】請求項２の発明によると、遊星枠を楕円に
形成することで、２個の遊星歯車からなる油圧駆動減速
装置をさらに小型軽量化することができるという効果を
奏する。

【００３６】請求項３の発明によると、モータの出力軸
を突出させ、減速機の中心を貫く入力軸を兼用する一体
の回転軸であるため、中間の継ぎ手を設けるものより、
回転軸の径方向の移動が少なくなる。遊星歯車と太陽歯
車が偏当たりすることを低減でき、太陽歯車や回転軸の
耐久性を向上させることができるという効果を奏する。

【００３７】請求子４の発明によると、太陽歯車の外周
の歯の谷と、太陽歯車と回転軸との嵌合部分のスプライ
ン溝とが周方向にずれるため、太陽歯車を小径にしても
肉厚が確保できる。これにより、太陽歯車が出力を伝達
するときの変形が低減でき、太陽歯車と遊星歯車が噛合
うときの騒音を低減できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態例に係る油圧駆動減速装置の
断面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線方向からみた遊星枠の断面図で
ある。

【図３】図２におけるＢ−Ｂ線矢視断面を展開して示し
た図であって油圧モータ側を上側とした断面図である。

【図４】遊星枠を油圧モータと反対側からみた図であ
る。

【図５】固定ケーシングに対するホルダの支持構造を概
略的に示した斜視図である。

【図６】太陽歯車の構造を示す図である。

【図７】従来の技術に係る遊星歯車機構の概略を示した
図である。

【符号の説明】

１ 油圧駆動減速装置 ２ 減速機構 ３ 油圧モータ １１ 固定ケーシング １２ 回転ケーシング １３ 軸受 １５ 内歯 １６ 出力軸 １７ 第１太陽歯車（太陽歯車） １９ 遊星枠 ２０ 第１遊星歯車（遊星歯車）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3J027 FA36 FB01 GA01 GB06 GC13 GC24 GD04 GD07 GD13 GE01 GE29

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部に油圧モータを配設する固定ケーシ
   ングと、前記固定ケーシングの外周にその一端側から挿
   入された軸受を介して回転自在に支持され、内周側に内
   歯を有する回転ケーシングと、前記油圧モータから前記
   一端側に突出する出力軸に取り付けられる太陽歯車と、
   前記太陽歯車と前記内歯との間に配設されて減速を行う
   遊星歯車列とを有する油圧駆動減速装置であって、 前記遊星歯車列のうち少なくとも一段は、出力軸を介し
   て対称に位置する２個の遊星歯車と、前記２個の遊星歯
   車を回転自在に軸方向両端において挟むように支持する
   遊星枠とを有し、前記遊星枠は、前記２個の遊星歯車を
   挟むように支持する一対の平板部分と、前記一対の平板
   部分を連結する支柱とを有し、前記支柱の一部が、前記
   平板部分の外周に沿うとともに前記遊星歯車の近傍に配
   置していることを特徴とする油圧駆動減速装置。
2. 【請求項２】 前記平板部分が略楕円状に形成されてい
   ることを特徴とする請求項１に記載の油圧駆動減速装
   置。
3. 【請求項３】 前記出力軸は、一体に形成された回転軸
   で前記油圧モータと前記太陽歯車とを連結するものであ
   ることを特徴とする請求項１または２に記載の油圧駆動
   減速装置。
4. 【請求項４】 前記回転軸と前記太陽歯車をスプライン
   係合させるとともに、前記太陽歯車の内周に形成された
   スプライン溝を、周方向で外径に形成された歯の隣合う
   谷のほぼ中間に位置するように形成したことを特徴とす
   る請求項３に記載の油圧駆動減速装置。