JP2004060713A

JP2004060713A - 電動減速機

Info

Publication number: JP2004060713A
Application number: JP2002217576A
Authority: JP
Inventors: Masazumi Fujiki; 藤木　正純; Seiji Sakamoto; 坂本　精児; Yuji Nonaka; 野中　祐二; Mamoru Nishiyama; 西山　守; Motohiko Nakamura; 中村　元彦
Original assignee: Mitsui Miike Machinery Co Ltd; Mitsui Miike Engineering Corp
Current assignee: Mitsui Miike Machinery Co Ltd; Mitsui Miike Engineering Corp
Priority date: 2002-07-26
Filing date: 2002-07-26
Publication date: 2004-02-26

Abstract

【課題】従来のものよりも更に小型化が可能にしてメンテナンスも容易で、滑り耐久性にも優れたものにする。
【解決手段】原動機５の回転を内歯歯車１２が回転可能な遊星減速機構１０を介して出力軸１３に伝達する電動減速機１において、原動機５の回転軸６が液密に挿通する遊星減速機構１０の内歯歯車１２にブレーキパッド２３が直接摺接するブレーキ装置２０を設け、遊星減速機構１０の潤滑油でブレーキ装置２０を湿式として滑り耐久性を向上させた。
また、ブレーキ装置２０を、原動機５と遊星減速機構１０とを液密に仕切る隔壁２ａにシリンダ２１を設け、ブレーキ装置２０自身の構造を簡素化して軸方向の短縮化を更に容易にした。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原動機の回転を減速して出力軸に伝達する電動減速機に関するものであり、特に、内歯歯車が回転可能な遊星減速機構およびクラッチ機構を介して適正な回転出力で出力軸を回転させることができる電動減速機に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
従来、例えば、シールド方式のトンネル掘削機のように前面に掘削用のカッタを備えた円筒シールドを前進させて前記回転するカッタにより連続的にトンネルを掘削する場合や、破砕機のように回転するビットによってコンクリート躯体等を連続して破砕していくような場合には、カッタやビットを適正な回転出力で駆動させる必要があり、従来から、遊星減速機、クラッチ、電動機の順に直列的に連結された電動減速機が用いられていた。
【０００３】
上記従来の電動減速機は、遊星減速機、クラッチ、電動機が軸線方向に連結されることから軸線方向に長くなり、電動減速機自体が大型化する欠点を有しており、小型化が可能で過負荷に対応してトルクリミッタ機能のある電動減速機が要望されていた。
【０００４】
上記の欠点を解消する電動減速機として特開平１１−０８１８７４号公報には、油圧で摺動されるピストンによって圧接自在な多数枚のクラッチ板を有する湿式油圧クラッチを遊星減速機構と一体形成したものが提示されており、軸方向の長さを短くする設計が可能である。
【０００５】
ところが、前記公報に提示されている従来の電動減速機は、遊星減速機構に一体形成された湿式の油圧クラッチ自身の構造が複雑で部品点数も多く、製造コストが高くなるうえに、点検や部品の交換など、メンテナンスが面倒な構成となっている。
【０００６】
そこで、特願２００１−３７８２０９号には、乾式ディスクブレーキを遊星減速機構と一体化し、遊星減速機構の内歯歯車に連結したドーナツ円板型のディスクを原動機と遊星歯車機構との間に配置することにより、軸の長さを短くして小型を図ると共にメンテナンスを容易にした電動減速機が提示されている。
【０００７】
この従来の電動減速機は、小型化が可能であり、乾式ディスクブレーキを用いたことから構造が簡単で点検並びに保守等がきわめて容易であり、量産汎用品の乾式ディスクブレーキが使えることから製造コストも低くなる利点がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の乾式ディスクブレーキを用いた電動減速機は、既述した湿式油圧クラッチを用いた電動減速機に比較して、乾式ディスクブレーキの摺動部材の摩耗が早く、滑り耐久性の点で劣る欠点を有している。
【０００９】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたもので、更に小型化が可能にしてメンテナンスも容易で、且つ、滑り耐久性にも優れた電動減速機にすることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、原動機の回転を内歯歯車が回転可能な遊星減速機構を介して出力軸に伝達する電動減速機において、前記原動機の回転軸が液密に挿通する前記遊星減速機構の前記内歯歯車にブレーキパッドが直接摺接するブレーキ装置を設けたことを特徴としており、原動機の回転軸を遊星減速機構に液密に挿通することにより遊星減速機構の潤滑油でブレーキ装置を湿式として滑り耐久性を向上させ、且つ内歯歯車にブレーキパッドが直接摺接する構成とすることにより軸方向の寸法が短縮され、小型化を可能にした。
【００１１】
ブレーキパッドを内歯歯車の前後両面の少なくとも一方に配置して内歯歯車をブレーキディスクとすることが好ましい。
【００１２】
また、ブレーキ装置を、原動機と遊星減速機構とを液密に仕切る隔壁にシリンダを設けた湿式油圧ブレーキとしたことにより、ブレーキ装置自身の構造を簡素化して軸方向の短縮化を更に容易にした。
【００１３】
また、ブレーキ装置を軸線を中心にした円周線上の複数箇所に配設したことにより、内歯歯車に制動力がバランスよく働き、トルクリミッタ効果を円滑且つ確実に発揮することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１５】
図１乃至図２は、本発明の電動減速機の実施の形態を示しており、電動減速機１は、内側に隔壁２ａを有する円筒状のケース２の基端２ｂに複数のボルト３によって固定された主として電動機からなる原動機５と、前記ケース２の先端側に収装された遊星減速機構１０と、前記ケース２の隔壁２ａに一体的に配設されたブレーキ装置２０とから構成されている。
【００１６】
カップリング部材７が装着された原動機５の回転軸６は、ケース２の隔壁２ａの中央部をオイルシール８を介して液密に回転自在に挿通し、原動機５と遊星減速機構１０は前記ケース２の隔壁２ａによって液密に仕切られており、遊星減速機構１０の潤滑油は隔壁２ａによって遊星減速機１０側に密封されている。
【００１７】
遊星減速機構１０は、軸心に位置する太陽歯車１１と、外周に配置された内歯歯車１２と、前記太陽歯車１１と同軸の出力軸１３を有するキャリア１４に軸着させた前記太陽歯車１１と内歯歯車１２とに噛み合う複数の遊星歯車１５とからなり、太陽歯車１１の基端側がカップリング部材７を介して原動機５の回転軸６に連結されている。
【００１８】
ブレーキ装置２０は、ケース２の隔壁２ａに穿設されたシリンダ２１と、該シリンダ２１に嵌挿され油圧室２４の油圧によって摺動されるＯリング２２ａにより形成される軸封部材が嵌装されたピストン２２と、該ピストン２２の前端面に固定されたブレーキパッド２３およびケース２の前端面に固定されたドーナッツ状の板材４の裏面に固定されたブレーキパッド２３とを有し、該ブレーキパッド２３、２３によって内歯歯車１２を直接挟圧する構成となっている。
【００１９】
このブレーキ装置２０の油圧室２４は、ケース２の隔壁２ａに穿設された各シリンダ２１と連結され、ケース２に穿設された導入孔２ｃにより図指しない油圧回路に接続されており、軸方向の短い油圧ブレーキとなっている。
【００２０】
また、各ブレーキパッド２３、２３は内歯歯車１２をブレーキディスクとしてその前後両面を直接摺接する位置に配置され、従来の多数の摩擦板を要するクラッチやブレーキディスクを別個に設けたものに比較して、内歯歯車１２をブレーキディスクにした極めて簡素化された構成となっており、これにより軸方向の寸法が短縮されて装置の小型化を可能としている。
【００２１】
また、各ブレーキパッド２３、２３が隔壁２ａで仕切られた遊星減速機構１０側に位置することから、各ブレーキパッド２３、２３は常に潤滑油により湿潤された湿式ブレーキとなっていて滑り耐久性に優れている。
【００２２】
また、上記のブレーキ装置２０は、内歯歯車１２に制動力がバランスよく働くように、図２に示すように、軸線を中心にした円周線上の複数箇所に均等間隔をおいて配設されており、トルクリミッタ効果を円滑且つ確実に発揮することができる。
【００２３】
次に、以上のように構成された本発明の実施の形態の作動を説明する。起動時にはブレーキ装置２０をＯＦＦ状態にしておき、動力が被動機に伝わらないようにすることで、無負荷の状態で起動させる。
【００２４】
原動機５を駆動させると、回転軸６が回転してその回転力がカップリング部材７を介して遊星減速機構１０の中心にある太陽歯車１１に伝達する。この状態でブレーキ装置２０の油圧シリンダ２１に所定圧の油圧を注入すると、ピストン２２が移動してブレーキパッド２３、２３が内歯歯車１２の前後側面を挟持することによりブレーキ装置２０がＯＮ状態になり、内歯歯車１２の回転が阻止される。
【００２５】
内歯歯車１２の回転が阻止されることにより、太陽歯車１１、各遊星歯車１５、および中心位置に出力軸１３を固着したキャリヤ１４がそれぞれ回転し、前記回転力が所定の出力に減速されて所定の駆動力で出力軸１３を回転させる。従って、例えば、出力軸１３の駆動力で作動するトンネル掘削機のカッタや破砕機のビットを適正な回転出力で駆動させて作業を行うことができる。
【００２６】
尚、作業に際しての出力軸１３から伝達される出力は、内歯歯車１２の回転を阻止するブレーキ装置２０の油圧力に依存するので、油圧力を制御することで自身がトルクリミッタとしての機能を発揮することができる。
【００２７】
即ち、作業中に、出力軸１３に設定してある作業出力よりも大きな負荷が作用した場合には、出力軸１３の回転がロックされ、この状態で原動機５の回転が継続すると、各遊星歯車１５は内歯歯車１２の内周に沿って回転することなしに自身の軸を中心に回転して出力を内歯歯車１２に伝達し、所定の油圧力により設定されたブレーキ装置２０の摩擦力に抗して内歯歯車１２を回転させることにより、トルクリミッタ効果を発揮する。
【００２８】
そして、出力軸１３に設定してある作業出力がブレーキ装置２０の摩擦力よりも小さくなると、内歯歯車１２の回転が停止して各遊星歯車１５は内歯歯車１２の内周に沿って回転を始め、各遊星歯車１５を介してキャリア１４が回転して出力軸１３が回転するので再び作業を続けることができる。
【００２９】
尚、本実施の形態にあっては、ブレーキパッド２３を内歯歯車１２の前後両面に配設して内歯歯車１２をブレーキディスクとする構成としたが、ブレーキ装置を内歯歯車１２の外周面の周囲に配設してブレーキパッド２３が内歯歯車１２の外周面を直接摺接する構成としてもよい（図指省略）。
【００３０】
また、本実施の形態では、ブレーキ装置における圧力装置を油圧式としたが、これに限定されるものではなく、バネ式、空気式、電気式であってもよいことは言うまでもない。
【００３１】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したような形態で実施され、以下に記載されるような効果を奏する。
【００３２】
本発明によれば、遊星減速機構の潤滑油でブレーキ装置のブレーキパッドを湿潤状態に保って滑り耐久性を向上させたばかりか、ブレーキ装置のシリンダを隔壁に設けると共に、内歯歯車をブレーキパッドで直接摺接するようにしたので、軸の長さを短くして小型化を図ることができ、部品数も少なく構成が簡単でメンテナンスも容易である。
【００３３】
また、ブレーキ装置の制動力が直接摺接するブレーキパッドによって内歯歯車にバランスよく働くようにしたので、トルクリミッタ効果を円滑且つ確実に発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電動減速装置の好ましい実施の形態を示す部分断面図。
【図２】図１のＡ−Ａ部の断面図。
【符号の説明】
１　電動減速機，５　原動機，６　回転軸，１０　遊星減速機構，１２　内歯歯車，１３　出力軸，２０　ブレーキ装置，２１　シリンダ，２３　ブレーキパッド，

Claims

原動機の回転を内歯歯車が回転可能な遊星減速機構を介して出力軸に伝達する電動減速機において、前記原動機の回転軸が液密に挿通する前記遊星減速機構の前記内歯歯車にブレーキパッドが直接摺接するブレーキ装置を設けたことを特徴とする電動減速機。
前記ブレーキパッドを前記内歯歯車の前後両面の少なくとも一方に配置したことを特徴とする請求項１記載の電動減速機。
前記ブレーキ装置が、前記原動機と前記遊星減速機構とを液密に仕切る隔壁にシリンダが設けられた湿式油圧ブレーキであることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の電動減速機。
前記ブレーキ装置が軸線を中心にした円周線上の複数箇所に配設されていることを特徴とする請求項１、２又は３記載の電動減速機。