JP2006527119A

JP2006527119A - 自走車両の駆動装置

Info

Publication number: JP2006527119A
Application number: JP2006508234A
Authority: JP
Inventors: ヨハン、ゲルハルト、オーベルスタール
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2003-06-06
Filing date: 2004-05-29
Publication date: 2006-11-30
Also published as: EP1631470A1; EP1631470B1; DE10326143A1; ATE337198T1; KR20060025160A; DE502004001288D1; WO2004108460A1

Abstract

自走車両の駆動装置は遊星歯車式多段変速機（７）を有し、その外側中央歯車（９）は固定して保持され、内側中央歯車（６）は駆動部を形成し、遊星歯車キャリヤ（１２）は出力部を形成し、この出力部はブレーキ（１４）を介してケース（４）に結合できる。単純な組立を保証するために、出力フランジ（１７）は第１軸受（２８）を介して、遊星歯車キャリヤ（１２）は第２軸受（２６）を介して、それぞれケース（４）に支持され、遊星歯車キャリヤ（１２）の軸棒（２４）は出力フランジ（１７）の孔内に固定保持されている。

Description

本発明は、請求項１の上位概念部分に記載の自走車両の駆動装置に関する。

この種の駆動装置は、特に例えばパワーショベルやホィールローダのような作業機械における走行車輪を駆動するために利用される。ここでは、一方では、制動状態において、常用ブレーキに後置接続された減速伝動装置のかみ合い遊びによる走行車輪の追加的な運動を防止するために、走行車輪を直接制動すること、他方では、その常用ブレーキを汚れから保護することが重要である。同様に、車両車輪を支持する車輪軸受を、作業機械の車両が非常に重い場合でも十分な耐用期間が得られるように形成することが重要である。また、車両から車軸を取り外す必要なしに、駆動装置における点検作業を実施できることも重要である。

欧州特許第０９７９３６５号明細書に、出力フランジが車輪軸受によってケースに直接支持され、スプラインを介して遊星歯車キャリヤに固く結合されている一体形冷却式ブレーキを備えた車両変速機が開示されている。遊星歯車キャリヤの半径方向外側部位に、多板ディスクブレーキの内側回転ブレーキディスクが配置されている。そのディスクブレーキを介して、遊星歯車キャリヤが固定ケースに結合される。これによって、ブレーキを汚れから保護し、出力部を直接制動することができる。遊星歯車キャリヤは軸棒を有し、その軸棒は出力フランジの孔の中に突出し、出力フランジと軸棒との固い結合はスプラインを介して行われている。

米国特許第６，０９０，００６号明細書に、出力フランジが２つの車輪軸受を介してケースに直接支持され、出力フランジの軸棒が遊星歯車キャリヤの孔にスプラインを介して固定保持されている、走行車輪を駆動するための車両変速機が開示されている。その遊星歯車キャリヤの半径方向外側部位に、ディスクブレーキの回転ブレーキディスクが存在している。そのディスクブレーキを介して、遊星歯車キャリヤがケースに固く結合される。この場合、出力フランジの分解に非常に経費がかかる。

欧州特許出願公開第１２３４９９３号明細書に、出力フランジが心出しピンを介して遊星歯車キャリヤに支持され、遊星歯車キャリヤが２つの車輪軸受を介してケースに直接支持されている、走行車輪を駆動するための車両変速機が開示されている。その出力フランジを遊星歯車キャリヤに固く結合するために、出力フランジは軸方向に配置されたボルトを介して遊星歯車キャリヤにねじ結合されている。

米国特許第６，５３０，８５９号明細書に、出力フランジがスプラインを介して出力軸に固く結合され、出力軸が第１軸受を介してケースに支持され、遊星歯車キャリヤが第２軸受を介してケースに支持され、出力軸の半径方向外側部位と遊星歯車キャリヤにおける孔との間に、遊星歯車キャリヤを出力軸上に心出しする心出しブッシュが配置されている、遊星歯車式変速機が開示されている。その遊星歯車式変速機の内側中央歯車に直ぐに隣接して、結合要素付き円板が配置され、その結合要素によって、遊星歯車キャリヤが出力軸に軸方向に結合される。その出力軸の分解には経費がかかる。

米国特許第４４２４８７４号明細書の特に図４に、ディスクブレーキが内側中央歯車と固定ケースとの間に配置され、出力フランジがスプラインを介して遊星歯車キャリヤに固く結合され、出力フランジが第１軸受を介してケースに支持され、遊星歯車キャリヤが第２軸受を介してケースに支持され、出力フランジが、内側中央歯車に直に隣接して配置されたナットを介して遊星歯車キャリヤに軸方向に結合されている、自走車両の駆動装置が開示されている。その配置構造の場合、車輪軸受を調整するために遊星歯車式変速機が分解されねばならないので、駆動装置の組立分解が困難である。

本発明の課題は、出力部がディスクブレーキによって直接制動でき、車輪軸受が十分な耐用期間を有し、駆動部が簡単に分解できるような、自走車両の駆動装置を作ることにある。

この課題は、請求項１に記載の特徴を有する自走車両の駆動装置によって解決される。

本発明に基づいて、自走車両の駆動装置は、第１軸受を介してケースに支持された出力フランジを有している。遊星歯車キャリヤは第２軸受を介して同様にケースに支持されている。好適には、第１軸受および第２軸受は同じケース部分に配置されている。遊星歯車キャリヤは出力フランジの方向に向いた軸棒を有し、この軸棒は出力フランジの孔の中に突出し、出力フランジはその軸棒を介して遊星歯車キャリヤに固く結合されている。これによって、出力フランジはその寸法を最適に要件に合わせて設計することができ、これによって、例えば第１軸受は第２軸受より大きく寸法づけられる。第２軸受の内輪は、一方では、遊星歯車キャリヤに接触支持され、他方では、軸方向において出力フランジに当てられ、これによって、第２軸受の内輪は軸方向において出力フランジおよび遊星歯車キャリヤによって固定される。この配置構造によって、両車輪軸受の経費のかかる調整が不要となり、いわゆる「セットライト（Set-Right）軸受」が利用できるので、単純な組立を保証することができる。同様に、車輪軸受としていわゆる「Ｏ形配置」で配置された円錐ころ軸受を利用する場合、分解時に出力フランジに対して大きな押し離し力を加える必要がないので、出力フランジを簡単に分解することができる。出力フランジおよび遊星歯車キャリヤの軸棒は、第２軸受に直ぐ隣接する個所が、出力フランジが遊星歯車キャリヤ上に半径方向において心出し（中心合わせ）されるように形成されている。遊星歯車キャリヤの軸棒における出力フランジの側の端部において、出力フランジおよび軸棒が、出力フランジの第２心出しが遊星歯車キャリヤの軸棒上で行われるように形成されている。好適には、この心出しは、軸棒と出力フランジとの間に存在する心出しブッシュを介して行われる。

他の実施態様において、この心出しブッシュは、カップ状に形成され、これによって、そのようなカップ状ブッシュが、一方では、例えばボルトのような軸方向結合要素を介して軸棒に結合され、他方では、軸方向に出力フランジに当てられることによって、出力フランジは遊星歯車キャリヤの軸棒上に軸方向に固定される。出力フランジが互い間隔を隔てられた２つの心出し部を介して遊星歯車キャリヤ上で半径方向に心出しされることによって、出力フランジにおける遊星歯車キャリヤの傾きが有効に防止され、これによって、車輪軸受は最良の運転条件となる。出力フランジにおける遊星歯車キャリヤの軸方向固定が、車両の外から簡単に接近できる遊星歯車キャリヤの軸棒における出力フランジの側で行われることによって、車両における車軸を取り外す必要なしに、出力フランジの分解が行なえる。また、市販のボルトが利用されているので、出力フランジを分解するために特殊な工具は不要である。
他の特徴は以下の図を参照した説明から理解できる。

図１には、車両（図示せず）に結合されると共に、結合要素３を介してケース４に結合されている車軸管１を備えた駆動車軸の一部が断面図で示されている。駆動軸５は遊星歯車式変速機７の内側中央歯車（太陽歯車）６を駆動し、その内側中央歯車６は駆動軸と一体に形成することができる。好適には、駆動軸は差動装置（図示せず）に結合されている。しかし、駆動軸を例えば電動機やハイドロモータのような駆動エンジンに結合することもできる。内側中央歯車６は遊星歯車８に連動接続され、その遊星歯車８は、回り止め保持された外側中央歯車（内ば歯車）９で支持されている。好適には、外側中央歯車９はピン１０を介して漏斗状拡大部２あるいはケース４の中に配置されている。しかし、外側中央歯車９をセルフタッピング歯、いわゆる「マウス歯」を介して、漏斗状拡大部２あるいはケース４の中に固定保持することもできる。また、欧州特許第０９７９３６５号明細書に記載されているような外側中央歯車の配置も可能である。

遊星歯車８は遊星歯車軸受１１を介して遊星歯車キャリヤ１２上に支持されている。遊星歯車キャリヤ１２の半径方向外側部位に、遊星歯車８に隣接して、多板ディスクブレーキ１４の内側回転ブレーキディスク１３が配置されている。ディスクブレーキ１４の外側ブレーキディスク１５は、ケース４あるいは漏斗状拡大部２の中に固定して配置されている。内側ディスク１３が回転することによって、潤滑剤の遠心加速によって、ブレーキ１４の冷却が行われる。即ち、潤滑剤が遊星歯車キャリヤ１２の外側部位で内側ディスク１３に流入し、ディスクブレーキを通して流れ、外側ディスク１５が固定保持されている部位で再びディスクブレーキ１４から軸方向に流出し、通路１６を介して戻る。好適には、ディスクブレーキ１４は遊星歯車８と出力フランジ１７との間に配置されている。また、ディスクブレーキ１４を漏斗状拡大部の方に配置することもできる。

ディスクブレーキ１４と出力フランジ１７との間にピストン１８が配置されている。このピストン１８は、シリンダ室１９への圧力供給時に、ディスクブレーキ１４を係合するように作動する。ピストン１８はその非作動時に復帰ばね２０によって押し戻される。この場合、復帰ばね２０を、ピストン１８の半径方向外側部位に配置された自動調整装置２１に作用させることができる。この調整装置の場合、締付けブッシュ２２がピストン１８内に配置されている。その締付けブッシュ２２は円板２３に作用し、この円板２３は所定の行程内において軸方向に移動でき、両側のストッパによって軸方向行程が限定されている。自動調整装置２１が半径方向に固定されていないので、ピストン１８を半径方向に固定する必要もない。好適には、ピストン１８および調整装置は、第１軸受２８および第２軸受２６の範囲に存在している。

遊星歯車キャリヤ１２は出力フランジ１７の方に軸棒２４を有し、この軸棒外周面に、第２軸受２６の内輪２５が配置されている。軸棒２４は回り止め継手２７、例えばスプライン、表面の蛇行形状、あるいは複数のボルトを介して、出力フランジ１７に固く結合されている。この回り止め継手２７は出力フランジ１７の孔内に配置されている。回り止め継手２７が出力フランジ１７の孔内に配置されていることによって、その長さは要件に応じて最適に設計できる。

出力フランジ１７は第１軸受２８を介してケース４に支持されている。好適には、第１軸受２８はその内径が第２軸受２６より大きく形成されている。内輪２５に直に隣接して、心出し部２９が配置されている。出力フランジ１７はその心出し部２９を介して軸棒２４上に心出しされる。軸棒２４の遊星歯車８とは反対側の端部３０に、出力フランジ１７を軸棒２４上に心出しするブッシュ３１が存在している。これによって、出力フランジ１７はブッシュ３１および心出し部２９を介して軸棒２４上に心出しされる。これにより、出力フランジ１７が遊星歯車キャリヤ１２に対して傾かないので、第１軸受２８および第２軸受２６は最良の運転条件となる。ブッシュ３１はカップ状に形成され、結合要素３２を介して軸棒２４の方向に締付け固定され、そのブッシュ３１はその軸方向当接部３３を介して、出力フランジ１７を内輪２５に押し付ける。

内輪２５が一方では遊星歯車キャリヤ１２に、他方では出力フランジ１７の軸方向当接部３４に接することによって、第１軸受２８および第２軸受２６の経費がかかる調整作業を必要とすることなしに、簡単な組立が可能となる。従って、いわゆる「セットライト軸受」が利用できる。ブッシュ３１および結合要素３２には、車両の外から簡単に接近できるので、出力フランジ１７は、車軸を車両から取り外す必要なしに分解できる。出力フランジ１７に唯一の第１軸受２８しか存在しないので、出力フランジ１７は大きな力を使わずに分解できる。これは、内輪２５が遊星歯車キャリヤ１２上に残されるために可能となる。ブッシュ３１は押し離しねじ３５を介して簡単に分解できる。

結合要素３２を保護するためおよび簡単に密封するために、出力フランジ１７はカバー３６によってパッキン３７を介して閉じられている。出力フランジ１７はラジアル軸封リング３８、いわゆる「カセットシール」を介して、ケース４に対して密封されている。シールリング３８を汚れから保護するために、出力フランジ１７およびケース４は、ラビリンスパッキン３９をなすように形成されている。

車両に結合され結合要素を介してケースに結合された車軸管を備えた駆動車軸の一部断面図。

符号の説明

１車軸管
２漏斗状拡大部
３結合要素
４ケース
５駆動軸
６内側中央歯車
７遊星歯車式変速機
８遊星歯車
９外側中央歯車
１０ピン
１１軸受
１２遊星歯車キャリヤ
１３内側ディスク
１４ディスクブレーキ
１５外側ディスク
１６通路
１７出力フランジ
１８ピストン
１９シリンダ室
２０復帰ばね
２１自動調整装置
２２締付けブッシュ
２３円板
２４軸棒
２５内輪
２６第２軸受
２７回り止め継手
２８第１軸受
２９心出し部
３０軸棒端
３１ブッシュ
３２結合要素
３３軸方向当接部
３４軸方向当接部
３５押し離しねじ
３６カバー
３７パッキン
３８パッキン
３９ラビリンスパッキン

Claims

遊星歯車式変速機（７）を備え、この変速機（７）は、内側中央歯車（６）が駆動部を形成し、外側中央歯車（９）が固定して保持され、少なくとも１つの遊星歯車（８）を支持する遊星歯車キャリヤ（１２）が出力部を形成し、固定ケース（４）と遊星歯車キャリヤ（１２）の外側部位との間にディスクブレーキ（１４）のブレーキディスクが配置され、遊星歯車キャリヤ（１２）が軸棒（２４）を介して出力フランジ（１７）に固く結合され、第１軸受（２８）および第２軸受（２６）が互いに間隔を隔ててケース（４）内に配置されている、自走車両の駆動装置において、
出力フランジ（１７）が第１軸受（２８）を介して、遊星歯車キャリヤ（１２）が第２軸受（２６）を介して、それぞれケース（４）に支持され、第２軸受（２６）が出力フランジ（１７）および遊星歯車キャリヤ（１２）によって軸方向に固定されている、ことを特徴とする自走車両の駆動装置。
出力フランジ（１７）が第２軸受（２６）に隣接して軸棒（２４）上に心出しされると共に、軸棒（２４）の遊星歯車キャリヤとは反対側の端部（３０）の範囲において、出力フランジ（１７）がブッシュ（３１）を介して軸棒（２４）上に心出しされている、ことを特徴とする請求項１記載の自走車両の駆動装置。
出力フランジ（１７）が、軸棒（２４）を受ける孔を有している、ことを特徴とする請求項１記載の自走車両の駆動装置。
軸棒（２４）がスプラインを介して出力フランジ（１７）に固く結合されている、ことを特徴とする請求項１記載の自走車両の駆動装置。
ブッシュ（３１）がカップ状に形成され、一方では結合要素（３２）を介して軸棒（２４）に軸方向に結合され、他方では出力フランジ（１７）に軸方向に当てられている、ことを特徴とする請求項２記載の自走車両の駆動装置。
結合要素（３２）が駆動部の外側に面して配置されている、ことを特徴とする請求項５記載の自走車両の駆動装置。
第１軸受（２８）が第２軸受（２６）より大きな内径を有している、ことを特徴とする請求項１記載の自走車両の駆動装置。
第１軸受（２８）および第２軸受（２６）の範囲に、ディスクブレーキ（１４）を係合するように作動するピストン（１８）が配置されている、ことを特徴とする請求項１記載の自走車両の駆動装置。
ピストン（８）が自動調整装置（２１）を有している、ことを特徴とする請求項８記載の自走車両の駆動装置。
ブレーキ（１４）が出力フランジ（１７）と遊星歯車（８）との間に配置されている、ことを特徴とする請求項１記載の自走車両の駆動装置。