JP2009204017A

JP2009204017A - 走行装置

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Publication number: JP2009204017A
Application number: JP2008044694A
Authority: JP
Inventors: Soshi Shibukawa; 壮史澁川
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2008-02-26
Filing date: 2008-02-26
Publication date: 2009-09-10
Anticipated expiration: 2028-02-26
Also published as: US20090215568A1; US8062160B2; JP4703670B2

Abstract

【課題】スピンドルと遊星減速機構のキャリアとのスプライン結合を実現させることができる走行装置の提供。
【解決手段】走行モータ６の回転を減速する遊星減速機構７と、車軸を形成するスピンドル８にテーパ軸受９を介して支持され、遊星減速機構７によって回転するホイール１０とを備え、遊星減速機構７が、走行モータ６のシャフト１２の回転によって回転する太陽ギヤ１３と、この太陽ギヤ１３の回転に応じてホイール１０を回転させる遊星ギヤ１８と、この遊星ギヤ１８の回転軸を形成する段付ピン２０と、この段付ピン２０を保持するキャリア２１と、このキャリア２１に段付ピン２０を固定するボルト２２とを含む走行装置において、スピンドル８とキャリア２１とを結合させるスプライン結合部２３と、ボルト２２のテーパ軸受９に近づく方向の移動を規制する規制部材とを設けた構成にしてある。
【選択図】図３

Description

本発明は、鉱山用ダンプトラック等の車両に備えられ、走行モータと、この走行モータの回転を減速する遊星減速機構とを有する走行装置に関する。

この種の従来技術として、特許文献１に示されるものがある。この従来技術は、走行モータと、この走行モータの回転を減速する遊星減速機構と、車軸を形成するスピンドルと、このスピンドルの外側に配置され、スピンドルとスプライン結合するハブと、このハブにテーパ軸受を介して支持され、遊星減速機構によって回転するホイールとを備えている。遊星減速機構は、走行モータのシャフトによって回転する太陽ギヤと、この太陽ギヤの回転に応じてホイールを回転させる遊星ギヤと、この遊星ギヤの回転軸を形成する段付ピンと、この段付ピンを支持し、上述のハブにスプライン結合するキャリアと、このキャリアに上述の段付ピンを固定するボルトとを備えている。このような構成を有する従来の走行装置は、鉱山用ダンプトラックのタイヤの回転駆動等に活用されている。
米国特許出願公開２００４／００６５１６９号明細書

上述した従来技術において、スピンドルの強度を高めること、及び部品数の削減による製造費の節減等を考慮して、スピンドルと遊星減速機構のキャリアの双方にスプライン結合するハブを除く構成が要望されている。このようにハブを除いた構成にする場合には、スピンドルとキャリアを直接にスプライン結合させることが考えられる。しかし、このように構成したときには、段付ピンをキャリアに固定するボルトの頭部が、ホイールを支持するテーパ軸受に対向する状態となることから、段付ピン、キャリア及びボルトの部分に伝えられる振動によってボルトが弛んだ際に、ボルトの頭部がテーパ軸受に接触して、このテーパ軸受を損傷させる懸念がある。

本発明は、上述した従来技術における実状からなされたもので、その目的は、スピンドルと遊星減速機構のキャリアとのスプライン結合を実現させることができる走行装置を提供することにある。

この目的を達成するために、本発明に係る走行装置は、走行モータと、この走行モータの回転を減速する遊星減速機構と、車軸を形成するスピンドルと、このスピンドルにテーパ軸受を介して支持され、上記遊星減速機構によって回転するホイールとを備え、上記遊星減速機構が、上記走行モータのシャフトの回転によって回転する太陽ギヤと、この太陽ギヤの回転に応じて上記ホイールを回転させる遊星ギヤと、この遊星ギヤの回転軸を形成する段付ピンと、この段付ピンを保持するキャリアと、このキャリアに上記段付ピンを固定するボルトとを含む走行装置において、上記スピンドルと上記キャリアとを結合させるスプライン結合部と、上記テーパ軸受に近づく方向の上記ボルトの移動を規制する規制部材とを設けたことを特徴としている。

このように構成した本発明は、スピンドルとキャリアの双方にスプライン結合されるハブを設けることを要せずに、ホイール等の回転体の回転反力を、キャリアを介してキャリアとスピンドルとのスプライン結合部に伝えるようにして、ホイールを回転させることができるので、それまでのハブの設置スペースを、スピンドルの径寸法を大きくさせるための空間として活用でき、これによりスピンドルの径寸法を大きくして強度を高めることができるとともに、ハブを除いたことにより部品数を削減できる。また、規制部材によって段付ピンをキャリアに固定するボルトのテーパ軸受に近づく方向の移動を防止できる。これにより、ボルトの頭部とテーパ軸受との接触を防止でき、テーパ軸受の損傷を防ぐことができる。

また、本発明に係る走行装置は、上記発明において、上記スピンドルの端面及び上記キャリアに当接するとともに、上記テーパ軸受を押圧するリテーナを備え、上記規制部材が、上記ボルトの頭部と上記テーパ軸受との間に配置されるように上記リテーナに設けられ、上記テーパ軸受の開口部内径よりも大きく設定されたつば部から成ることを特徴としている。このように構成した本発明は、リテーナによって遊星減速機構の内部の潤滑油の走行モータ側への漏出を低減することができるとともに、リテーナに設けたつば部によって規制部材を構成したことから、部品数の増加を抑えることができる。

また、本発明に係る走行装置は、上記発明において、上記リテーナが配置される側と反対側に位置する上記段付ピンの端面近傍に、上記太陽ギヤの回転を、上記ホイールを回転させる上記遊星ギヤの回転として伝えるギヤカップリングを設け、このギヤカップリングが、上記リテーナから離れる方向の上記段付ピンの移動を規制する別の規制部材を成すことを特徴としている。このように構成した本発明は、ボルトに弛みが生じた際、規制部材によってボルトのテーパ軸受に近づく方向の移動が規制されるが、このとき、ボルトに対する規制部材の規制力がボルトを介して段付ピンに伝えられることによって、段付ピンがリテーナから離れる方向に移動しようとした場合には、この段付ピンの移動がギヤカップリングによって規制される。したがって、段付ピンとボルトとの螺合状態を保つことができ、これによって段付ピンからのボルトの離脱を確実に防止できる。

また、本発明に係る走行装置は、上記発明において、上記規制部材が、上記ボルトに係着され、上記段付ピンからの上記ボルトの離脱を防止する抜け止めワイヤを含むことを特徴としている。このように構成した本発明は、規制部材によるテーパ軸受方向の移動の規制と、抜け止めワイヤによる段付ピンからのボルトの離脱防止の双方によって、段付ピンからのボルトの離脱を確実に防止できる。

また、本発明に係る走行装置は、上記発明において、上記スプライン係合部に上記遊星減速機構の内部の潤滑油を導く油路を設けたことを特徴としている。このように構成した本発明は、遊星減速機構の内部の潤滑油を、油路を介してスプライン結合部に導くことができるので、このスプライン結合部の良好な潤滑性を確保できる。これによって、キャリアを介してスプライン結合部に与えられる回転反力等によるスプライン結合部の損耗を防ぐことができる。

本発明は、スピンドルと遊星減速機構のキャリアとを結合させるスプライン結合部と、テーパ軸受に近づく方向の段付ピンを固定するボルトの移動を規制する規制部材とを設けたことから、従来のようにスピンドルとキャリアの双方にスプライン結合されるハブを要することなく、ホイール等の回転体の回転反力を、キャリアを介してキャリアとスピンドルとのスプライン結合部に伝えるようにして、ホイールを回転させることができるので、スピンドルの径寸法を大きくして強度を高め、より安定した構造を実現させることができる。また、従来に比べて部品数を削減でき、これによって製作費を節減できる。また、規制部材によって、テーパ軸受に近づく方向のボルトの移動を防止できる。これにより、ボルトの頭部とテーパ軸受との接触を防止でき、テーパ軸受の損傷を防ぐことができ、優れた耐久性を確保できる。

以下，本発明に係る走行装置を実施するための最良の形態を図に基づいて説明する。

図１は本発明に係る走行装置の一実施形態が備えられる車両の一例として挙げた鉱山用ダンプトラックを示す側面図、図２は図１に示すダンプトラックの背面図である。

本実施形態に係る走行装置は、車両例えば図１，２に示す鉱山用ダンプトラックに備えられるものである。この鉱山用ダンプトラックは、シャーシ１と、このシャーシ１上に配置され、傾動可能な荷台２と、シャーシ１の前側位置に配置される運転室３と、複数のタイヤ５とを備えている。タイヤ５は、図２に示すように、本実施形態に係る走行装置４に連結され、この走行装置４によって与えられる回転力で回転駆動するようになっている。

図３は本発明に係る走行装置の一実施形態を示す要部断面図、図４は図３のＡ−Ａ断面図、図５は図３の要部拡大断面図である。

本実施形態に係る走行装置４は、図３に示すように、走行モータ６と、この走行モータ６の回転を減速する遊星減速機構７と、車軸を形成するスピンドル８と、このスピンドル８にテーパ軸受９を介して回転支持され、遊星減速機構７によって回転するホイール１０とを備えている。タイヤ５にはリム１１が一体に係着されており、リム１１と上述のホイール１０とが連結されている。

遊星減速機構７は、走行モータ６のシャフト１２に連結され、シャフト１２の回転に伴って回転する１段目の太陽ギヤ１３と、この太陽ギヤ１３に噛み合う複数の遊星ギヤ１４と、内周に遊星ギヤ１４が噛み合う歯部が形成されたリングギヤ１５と、遊星ギヤ１４それぞれの回転に伴って回転するギヤカップリング１６とを含んでいる。また、ギヤカップリング１６の回転に伴って回転する２段目の太陽ギヤ１７と、この太陽ギヤ１７と噛み合い、太陽ギヤ１７の回転に応じてホイール１０を回転させる複数の遊星ギヤ１８とを含んでいる。さらに、遊星ギヤ１８の回転軸を形成する複数の段付ピン２０と、これらの段付ピン２０と遊星ギヤ１８間にそれぞれ介在される複数のテーパ軸受１９と、段付ピン２０のそれぞれを保持するキャリア２１と、このキャリア２１に段付ピン２０のそれぞれを固定するボルト２２とを含んでいる。ボルト２２のそれぞれの頭部は、上述したホイール１０を回転支持するテーパ軸受９に対向するように配置してある。

また、スピンドル８と遊星減速機構７のキャリア２１とを結合させるスプライン結合部２３を設けてある。図５に示すように、キャリア２１の歯部２１ａは、スピンドル８の歯部８ａよりもわずかに遊星減速機構７側に突出するように設けてある。

また、スピンドル８の端面及びキャリア２１に当接するとともに、テーパ軸受９を押圧するリテーナ２４を備えている。

本実施形態は、段付ピン２０、キャリア２１及びボルト２２の部分に与えられる振動によるボルト２２の弛みによって、テーパ軸受９に近づく方向のボルト２２の移動を規制する規制部材を設けてある。

この規制部材は、例えば図５に示すように、ボルト２２のそれぞれの頭部２２ａと、テーパ軸受９との間に位置するようにリテーナ２４に設けられ、テーパ軸受９の開口部内径９ａよりも大きく設定されたつば部２４ａから成っている。

なお、図３に示すように、上述したギヤカップリング１６は、リテーナ２４が配置される側と反対側に位置する段付ピン２０のそれぞれの端面近傍に配置してあり、段付ピン２０、キャリア２１及びボルト２２の部分に与えられる振動によるボルト２２の弛みによって、リテーナ２４から離れる方向に段付ピン２０が移動する際のこの段付ピン２０の移動を規制する別の規制部材を成している。このギヤカップリング１６の段付ピン２０のそれぞれの端面に対向する位置には、例えば、段付ピン２０がこのギヤカップリング１６方向へ移動して、このギヤカップリング１６に接触した際のギヤカップリング１６と段付ピン２０の接触面積を小さくする円形穴２１ｂを形成してある。

また、本実施形態は、図４，５に示すように、スピンドル８とキャリア２１とを結合させるスプライン結合部２３に、遊星減速機構７の内部の潤滑油を導く油路を設けてある。潤滑油は、遊星減速機構７の内部の例えば図３に示す潤滑油ライン３０まで収容されている。

上述した潤滑油を導く油路は、例えばリテーナ２４に形成してある。この油路は、リテーナ２４に形成された溝部２５から成っている。

また、リテーナ２４には、図５に示すように、遊星減速機構７の内部の潤滑油を油路、すなわち溝部２５に案内する案内部を設けてある。この案内部は、例えば傾斜面２４ａ１を有するつば部２４ａから成っている。

このように構成した本実施形態は、図３に示す走行モータ６の駆動によってシャフト１２が回転し、このシャフト１２によって１段目の太陽ギヤ１３が回転する。この太陽ギヤ１３の回転によって、遊星ギヤ１４のそれぞれがリングギヤ１９内を回転する。これらの遊星ギヤ１４の回転に伴ってギヤカップリング１６が回転し、このギヤカップリング１６の回転力が２段目の太陽ギヤ１７に伝えられる。この太陽ギヤ１７の回転によって、遊星ギヤ１８のそれぞれが段付ピン２０を中心に自転するとともに、ホイール１０を回転させる。このホイール１０の回転が、リム１１を介してタイヤ５に伝えられ、タイヤ５が回転駆動し、この走行装置４が備えられる鉱山用ダンプトラックが走行する。

このような走行が行なわれる間、段付ピン２０、キャリア２１及びボルト２２の部分に与えられる振動によって、ボルト２２に弛みが生じてもリテーナ２４のつば部２４ａによって、テーパ軸受９方向へのボルト２２の移動が規制されるので、ボルト２２の頭部２２ａがテーパ軸受９に接触しないように保持される。

また、上述の走行の間、図３に示す遊星減速機構７の内部の潤滑油が攪拌されて上方へ飛散し、必要箇所を潤滑するとともに、上方へ飛散した潤滑油が、図５に示すリテーナ２４のつば部２４ａの傾斜面２４ａ１に案内されて、リテーナ２４に形成した溝部２５に導かれ、さらにスプライン結合部２３を形成するキャリア２１の歯部２１ａに導かれる。これによって、スプライン結合部２３が潤滑される。

本実施形態によれば、スピンドル８とキャリア２１の双方にスプライン結合されるハブを設けることを要せずに、ホイール１０等の回転反力を、キャリア２１を介してキャリア２１とスピンドル８とのスプライン結合部２３に伝えるようにして、ホイール１０を回転させることができるので、それまでのハブの設置スペースを、スピンドル８の径寸法を大きくさせるための空間として活用できる。これによりスピンドル８の径寸法を大きくして強度を高め、より安定した構造を実現させることができる。また、ハブを除いたことにより部品数を削減でき、これによって製作費を節減できる。

また、規制部材すなわちリテーナ２４に設けたつば部２４ａによって、テーパ軸受９に近づく方向のボルト２２それぞれの移動を防止できる。これにより、ボルト２２の頭部２２ａとテーパ軸受９とが接触しないように保持でき、テーパ軸受９の損傷を防ぐことができ、優れた耐久性を確保できる。

また、シール部材を形成するリテーナ２４によって、走行モータ６側への遊星減速機構７の内部の潤滑油の漏出を防ぐことができるとともに、リテーナ２４に設けたつば部２４ａによって、テーパ軸受９に近づく方向のボルト２２の移動を規制する規制部材を構成してあることから、部品数の増加を抑えることができ、製作費を安くすることに貢献する。

また、ボルト２２に弛みが生じた際、規制部材すなわちリテーナ２４のつば部２４ａによってボルト２２のテーパ軸受９に近づく方向の移動が規制されるが、このとき、ボルト２２の頭部２２ａとつば部２４ａの当接によるボルト２２に対する規制力が、ボルト２２を介して段付ピン２０に伝えられることによって、段付ピン２０がリテーナ２４から離れる方向に移動した場合には、ギヤカップリング１６が、リテーナ２４から離れる方向の段付ピン２０の移動を規制する別の規制部材を成すことから、段付ピン２０の移動がギヤカップリング１６によって規制される。したがって、段付ピン２０とボルト２２との螺合状態を保つことができ、これによって段付ピン２０からのボルト２２の離脱を確実に防止できる。なお、段付ピン２０がギヤカップリング１６に接触した際には、ギヤカップリング１６の回転に伴って異音が発生するので、この走行装置４が備えられる鉱山用ダンプトラックの運転手に、異常が生じていることを容易に気付かせることができる。

また、本実施形態は、遊星減速機構７の内部の潤滑油を、上述したように油路すなわち溝部２５を介してスプライン結合部２３に導くことができるので、このスプライン結合部２３の良好な潤滑性を確保できる。これによって、キャリア２１を介してスプライン結合部２３に与えられる回転反力と、スピンドル８とキャリア２１相互間の微動とに伴うスプライン結合部２３の損耗を防ぐことができ、優れた耐久性を確保できる。

また、リテーナ２４に溝部２５すなわち油路を形成することから、部品数の増加を抑えることができ、製作費を安くすることに貢献する。

また、リテーナ２４に、潤滑油を案内する案内部、すなわち傾斜面２４ａ１を有するつば部２４ａを設けたことから、傾斜面２４ａ１を介して遊星減速機構７の内部の潤滑油を円滑、かつ確実に溝部２５に導くことができ、スプライン結合部２３の潤滑性の確保に貢献する。

また、遊星減速機構７の内部の潤滑油を溝部２５に導く案内部を構成する傾斜面２４ａ１を有するつば部２４ａは、リテーナ２４の一部を形成するので部品数の増加を招くことがなく、製作費を安くすることに貢献する。また、案内部がつば部２４ａの傾斜面２４ａ１であることから、構成が簡単で、リテーナ２４に容易に設けることができる。

図６は本発明の別の実施形態を示す要部拡大断面図である。この別の実施形態は、テーパ軸受９に近づく方向のボルト２２ａのそれぞれの移動を規制する規制部材として、リテーナ２４と、テーパ軸受９及びスピンドル８の端面との間に、ドーナツ形状の板部材２７を設けた構成にしてある。なお、この別の実施形態では、遊星減速機構７の内部の潤滑油をスプライン結合部２３に導く油路は設けていない。その他の構成は、上述した図１〜５に示した実施形態と同等である。

このように構成した別の実施形態は、上述した図１〜５に示した実施形態におけるリテーナ２４に設けた溝部２５、すなわち油路による効果は得られないが、規制部材すなわち板部材２７によって、テーパ軸受９に近づく方向のボルト２２それぞれの移動を防止できる。これにより、上述した図１〜５に示した実施形態と同様に、ボルト２２の頭部２２ａとテーパ軸受９とが接触しないように保持でき、テーパ軸受９の損傷を防ぐことができ、優れた耐久性を確保できる。

なお、上述した図１〜５に示す実施形態におけるテーパ軸受９に近づく方向のボルト２２の移動を規制する規制部材を、上述したリテーナ２４に設けたつば部２４ａに加えて、ボルト２２ａのそれぞれに係着され、段付ピン２０からのボルト２２ａの離脱を防止する抜け止めワイヤを含む構成にしてもよい。同様に、図６に示す別の実施形態において、さらに、ボルト２２ａのそれぞれに係着され、段付ピン２０からのボルト２２ａの離脱を防止する抜け止めワイヤを備えた構成にしてもよい。

本発明に係る走行装置の一実施形態が備えられる車両の一例として挙げた鉱山用ダンプトラックを示す側面図である。図１に示すダンプトラックの背面図である。本発明に係る走行装置の一実施形態を示す要部断面図である。図３のＡ−Ａ断面図である。図３の要部拡大断面図である。本発明の別の実施形態を示す要部拡大断面図である。

符号の説明

４走行装置
６走行モータ
７遊星減速機構
８スピンドル
９テーパ軸受
９ａ開口部内径
１０ホイール
１２シャフト
１３太陽ギヤ
１８遊星ギヤ
２０段付ピン
２１キャリア
２２ボルト
２２ａ頭部
２３スプライン結合部
２４リテーナ
２４ａつば部（規制部材）
２７板部材（別の規制部材）
３０潤滑油ライン

Claims

走行モータと、この走行モータの回転を減速する遊星減速機構と、車軸を形成するスピンドルと、このスピンドルにテーパ軸受を介して支持され、上記遊星減速機構によって回転するホイールとを備え、
上記遊星減速機構が、上記走行モータのシャフトの回転によって回転する太陽ギヤと、この太陽ギヤの回転に応じて上記ホイールを回転させる遊星ギヤと、この遊星ギヤの回転軸を形成する段付ピンと、この段付ピンを保持するキャリアと、このキャリアに上記段付ピンを固定するボルトとを含む走行装置において、
上記スピンドルと上記キャリアとを結合させるスプライン結合部と、上記テーパ軸受に近づく方向の上記ボルトの移動を規制する規制部材とを設けたことを特徴とする走行装置。
上記請求項１記載の発明において、
上記スピンドルの端面及び上記キャリアに当接するとともに、上記テーパ軸受を押圧するリテーナを備え、
上記規制部材が、上記ボルトの頭部と上記テーパ軸受との間に配置されるように上記リテーナに設けられ、上記テーパ軸受の開口部内径よりも大きく設定されたつば部から成ることを特徴とする走行装置。
上記請求項２記載の発明において、
上記リテーナが配置される側と反対側に位置する上記段付ピンの端面近傍に、上記太陽ギヤの回転を、上記ホイールを回転させる上記遊星ギヤの回転として伝えるギヤカップリングを設け、このギヤカップリングが、上記リテーナから離れる方向の上記段付ピンの移動を規制する別の規制部材を成すことを特徴とする走行装置。
上記請求項１記載の発明において、
上記規制部材が、上記ボルトに係着され、上記段付ピンからの上記ボルトの離脱を防止する抜け止めワイヤを含むことを特徴とする走行装置。
上記請求項１〜４のいずれか１項記載の発明において、
上記スプライン係合部に上記遊星減速機構の内部の潤滑油を導く油路を設けたことを特徴とする走行装置。