JP2010265965A - 歯車装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】遊星歯車機構30は、遊星歯車31と、略円筒状のピン32と、ピン32の上端部に取り付けられるフランジ部33と、略円環状のプレート部材34と、を備えている。フランジ部33は、ピン32の上端部から径方向外側に向かって突出するように形成されており、プレート部材34における径方向内側において一部が当接する。プレート部材34は、ピン32が挿通され、遊星歯車31の側面上に載置された状態でフランジ部33によって固定される。
【選択図】図6
Description
例えば、特許文献1には、潤滑油中に浸漬された遊星歯車機構を備えた減速機の構成が開示されている。この遊星歯車機構では、それぞれの遊星歯車が軸受部を介して遊星軸(ピン)の外周面に沿って装填され、遊星軸の上端部分にワッシャー(プレート部材)とこれを固定するC型止め輪(抜け止め部)とを装着して、遊星歯車を遊星軸に固定している。
すなわち、上記公報に開示された遊星歯車機構では、遊星歯車をワッシャーとC型止め輪とを用いて遊星軸に固定しているが、歯車の回転に伴ってワッシャーが連れ回りした場合には、ワッシャーとC型止め輪との当接面が全体で互いに接触しながら相対的に回転する。よって、歯車の回転時には、ワッシャーとの相対回転によって、C型止め輪が開いて外れたり、熱変形したりして、外れた部品が不具合を発生させるおそれがある。
ここで、このような構成の歯車装置では、歯車が回転する際にプレート部材が歯車に連れ回りして、抜け止め部−プレート部材間において摺動して抜け止め部が外れたり、摺動熱によって変形したり、焼きついたりする等の不具合が生じるおそれがある。なお、上記対向面とは、歯車の端面上にセットされたプレート部材と、ピンの上端部に装着された抜け止め部とが互いに対向する面を意味している。
これにより、互いの対向面全体が接触した状態で回転する従来の構成と比較して、歯車の回転時に抜け止め部に対して付与される回転モーメントが低減され、抜け止め部の外れや熱変形、焼きつき等の不具合の発生を防止することができる。この結果、抜け止め部によって保持されたプレート部材の脱落による歯車装置のロック等の問題を解消しつつ、潤滑性を向上させることができる。
ここでは、歯車を固定するプレート部材と抜け止め部材との当接部分の形状に関して、一方の面が他方の面に対して傾斜するテーパ状の傾斜面を有している。
これにより、互いの対向面は面全体で当接するのではなく、一部だけで接触する状態とすることができる。よって、プレート部材が歯車と連れ回りする際に、プレート部材と抜け止め部との相対的な回転による抜け止め部にかかる回転力を小さくして、抜け止め部の外れや変形等を防止することができる。
ここでは、プレート部材と抜け止め部との対向面の一方に配置される傾斜面が、抜け止め部側の対向面に設けられている。
これにより、抜け止め部とプレート部材とが当接する面積を対向面全体から減らすことで、抜け止め部にかかる負荷を低減して、外れや変形等の不具合の発生を防止することができる。
ここでは、プレート部材と抜け止め部との対向面の一方に配置される傾斜面が、プレート部材側の対向面に設けられている。
これにより、抜け止め部とプレート部材とが当接する面積を対向面全体から減らすことで、抜け止め部にかかる負荷を低減して、外れや変形等の不具合の発生を防止することができる。
ここでは、プレート部材と抜け止め部との対向面が、凸部を介して当接している。
これにより、抜け止め部とプレート部材とが当接する面積を対向面全体から減らすことで、抜け止め部にかかる負荷を低減して、外れや変形等の不具合の発生を防止することができる。
ここでは、プレート部材と抜け止め部との対向面における互いに当接する部分に、例えば、凹みや溝状の凹部が形成されている。
これにより、プレート部材と抜け止め部とが互いに当接する面における潤滑性を向上させることができる。
ここでは、抜け止め部におけるプレート部材に対する対向面に形成される凹部として、研削時に形成される綾目、旋削時に形成される旋削溝、ショットピーニングの加工痕等、あるいはこれらの組合せが用いられる。
これにより、プレート部材と抜け止め部との当接面にオイルが保持される隙間を設けることができ、潤滑性を向上させることができる。
ここでは、抜け止め部として、ピンの上部において径方向外側に突出するピン一体型のフランジ部を用いている。
ここでは、抜け止め部として、C型止め輪等のような弾性変形を利用してピンに対して装着されるリング部材を用いている。
これにより、抜け止め部として、このような一般的なリング部材を用いた場合でも、抜け止め部とプレート部材との間の相対回転時における当接部分の面積を減らすことで、リング部材の外れ、熱変形等の不具合の発生を防止することができる。
ここでは、ピンのフランジ部におけるプレート部材との対向面を含む領域に、熱処理硬化層を設けている。
ここで、上記熱処理硬化層には、高周波加熱、浸炭、浸炭浸窒等によって処理された硬化層が含まれる。
これにより、プレート部材との当接部分における表面強度を向上させることができる。
ここでは、プレート部材における、例えば、高周波加熱や浸炭処理によって表面硬化層が形成されたフランジ部との対向面に、フランジ部側とは異質の表面処理が施された硬化層を設けている。
ここで、上記凹部は、プレート部材および抜け止め部のいずれか一方、あるいは双方に形成されていてもよい。また、この凹部としては、例えば、研削時に形成される綾目、旋削溝、ショットピーニング痕のいずれか1つを用いることができる。
これにより、プレート部材と抜け止め部とが互いに当接する面に、オイルを保持する隙間を設けることができる。この結果、凹部に保持されたオイルの存在によって、互いの当接面における潤滑性を向上させることができる。
[油圧ショベル1全体の構成]
本実施形態に係る油圧ショベル1は、図1に示すように、下部走行体2と、旋回台3と、作業機4と、カウンタウェイト5と、車体部6と、機器室9と、キャブ10と、を備えている。
旋回台3は、後述する旋回モータ20によって下部走行体2上において任意の方向に旋回可能であって、上面に作業機4と、カウンタウェイト5と、車体部6と、キャブ10とを搭載している。
車体部6は、図1に示すように、カウンタウェイト5に隣接する位置に配置されており、開閉可能なエンジンフード14によって覆われた点検用の上部開口を有している。そして、車体部6の内部には、下部走行体2や作業機4を駆動するための動力源である図示しないエンジンやクーリングコア、後述する旋回モータ20等が収容されている。
キャブ10は、油圧ショベル1のオペレータが乗降する室内空間を有しており、作業機4の先端部を見通せるように、旋回台3上における作業機4の側方となる左側前部に配置されている。
旋回モータ20は、車体部6の内部であって下部走行体2上に搭載されており、上述した旋回台3を所望の方向へ旋回させる。また、旋回モータ20は、図2に示すように、給油管24が接続されており、減速機21、旋回軸22を介してピニオンギア(図示せず)を回転させることで、下部走行体2上において旋回台3を旋回させる。
また、旋回モータ20は、図2に示すように、減速機21内に遊星歯車機構30を搭載している。なお、この遊星歯車機構30については、後段にて詳述する。
遊星歯車機構(歯車装置)30は、図3に示すように、遊星歯車(歯車)31と、ピン32と、フランジ部(抜け止め部)33と、プレート部材34と、キャリア35と、太陽歯車36と、軸受部37と、を有している。
太陽歯車36は、複数の遊星歯車31の中心部に設けられており、それぞれの遊星歯車31に対して噛み合っている。
本実施形態では、上述した遊星歯車機構30の組立てを、以下のような手順で行う。
まず、旋削加工されたピン32に対して、上述した高周波過熱または浸炭浸窒処理を行った後、外周研磨処理を行う。
次に、キャリア35上に、複数の遊星歯車31、プレート部材34をセットする。
次に、キャリア35上にセットされた複数の遊星歯車31、プレート部材34および軸受部37の中央開口部に、フランジ部33が一体成形されたピン32を挿通させながら、キャリア35に形成された開口に対してピン32を圧入固定する。
本実施形態の遊星歯車機構30は、図5に示すように、遊星歯車31と、略円筒状のピン32と、ピン32の上端部に一体的に成形されたフランジ部33と、略円環状のプレート部材34と、を備えている。フランジ部33は、ピン32の上端部から径方向外側に向かって突出するように形成されており、プレート部材34における径方向内側において一部が当接する。プレート部材34は、ピン32が挿通され、遊星歯車31の側面上に載置された状態でフランジ部33によって固定される。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
(A)
上記実施形態では、本発明に係る抜け止め部として、ピン32の上端部にピン32と一体的に設けられたフランジ部33を用いた例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
この場合には、組立て工程としては、まず、キャリア35に対してピン132を圧入して固定する。
次に、プレート部材34を固定するために、ピン132の上端部付近に止め輪133を装着する。
これにより、遊星歯車31の回転に伴ってプレート部材34が連れ回りした場合でも、プレート部材34側のテーパ部34aが傾斜角度θで止め輪133の当接面に対して傾いているため、止め輪133に対して付与されるプレート部材34の回転力、回転モーメントを、従来よりも小さくすることができる。よって、止め輪133の外れ、熱変形等の不具合の発生を防止できるという、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
上記実施形態では、プレート部材34とフランジ部33(抜け止め部)との間における当接部分の面積を従来よりも減らすために、当接面の一方(プレート部材34側のテーパ部34a)を他方に対して傾斜させてテーパ状の傾斜面を設けた例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
なお、この凸部は、プレート部材、抜け止め部のいずれか一方、あるいは双方に設けられていればよい。また、凸部は、当接面が平面であってもよいし、曲面であってもよい。
上記実施形態では、プレート部材34とフランジ部33(抜け止め部)との間における当接部分の面積を従来よりも減らすために、プレート部材34側の当接面をフランジ部33側の当接面に対して傾斜させたテーパ状の傾斜面(テーパ部34a)を設けた例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、反対に、フランジ部側の当接面を傾斜させて、プレート部材側の当接面との当接面積を従来よりも小さくしてもよい。
上記実施形態では、ピン32に一体成形されたフランジ部33側の当接面33aの表面に、凹部33aaを形成してオイル溜まり部分を設けた例を挙げて説明した。
しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、フランジ部側の当接面に対向するプレート部材側の面に対して、オイル溜まり用の凹部を設けてもよい。あるいは、フランジ部側、プレート部材側の双方の当接面に対してオイル溜まり用の凹部を設けてもよい。
上記実施形態では、ピン32の表面における所定の領域に、高周波処理または浸炭浸窒処理を施して表面強度を高めた例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、ピンの表面に施される表面処理としては、浸炭処理等の他の処理が採用されてもよい。
上記実施形態では、プレート部材34側の表面に、ピン32のフランジ部33側に施された表面処理(高周波処理または浸炭浸窒処理)とは異なる処理である塩浴窒化処理、あるいはガス軟窒化処理を施して表面強度を高めた例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
ただし、上記実施形態でも説明したように、互いに当接するピン32(フランジ部33)側とプレート部材34との間の潤滑性を向上させる面では、互いの当接面には異質の表面処理が施されていることが望ましい。
上記実施形態では、減速機21に搭載された遊星歯車機構30に含まれる歯車装置に対して、本発明を適用した例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、本発明の歯車装置は、遊星歯車機構以外の歯車装置に適用されてもよい。
2 下部走行体
3 旋回台
4 作業機
5 カウンタウェイト
6 車体部
9 機器室
10 キャブ
11 ブーム
11a 油圧シリンダ
12 アーム
12a 油圧シリンダ
13 バケット
13a 油圧シリンダ
14 エンジンフード
20 旋回モータ
21 減速機
22 旋回軸
24 給油管
30 遊星歯車機構(歯車装置)
31 遊星歯車(歯車)
32 ピン
32a 貫通孔
33 フランジ部(抜け止め部)
33a 当接面
33aa 凹部
34 プレート部材
34a テーパ部(傾斜面)
35 キャリア
36 太陽歯車
37 軸受部
38 ベアリング保持器
132 ピン
133 止め輪(抜け止め部)
234 プレート部材
234a 凸部
Claims (12)
- 中心部分に開口を有する歯車と、
前記歯車の前記開口に沿って挿入され、前記歯車の回転中心となる略円筒状のピンと、
前記歯車の端面上に載置された状態で前記ピンの外周面に沿って装着される略円環状のプレート部材と、
前記プレート部材における前記ピンの外周面寄りの対向面の一部分に対して当接するとともに、前記歯車の端面との間に前記プレート部材を挟み込むように、前記ピンの上端部付近に設けられている抜け止め部と、
を備えている歯車装置。 - 前記プレート部材と前記抜け止め部とが互いに当接する対向面の一方が他方に対して傾斜する傾斜面を有している、
請求項1に記載の歯車装置。 - 前記傾斜面は、前記抜け止め部側の対向面に形成されている、
請求項2に記載の歯車装置。 - 前記傾斜面は、前記プレート部材側の対向面に形成されている、
請求項2に記載の歯車装置。 - 前記プレート部材と前記抜け止め部とが互いに当接する対向面の少なくとも一方が凸部を有している、
請求項1に記載の歯車装置。 - 前記プレート部材と前記抜け止め部とが互いに当接する対向面の少なくとも一方にはオイルが溜まる凹部が形成されている、
請求項1から5のいずれか1項に記載の歯車装置。 - 前記凹部は、研削時に形成される綾目、施削溝、ショットピーニング痕の少なくともいずれか1つである、
請求項6に記載の歯車装置。 - 前記抜け止め部は、前記ピンの上部において径方向外側に突出するように一体成形されたフランジ部である、
請求項1から7のいずれか1項に記載の歯車装置。 - 前記抜け止め部は、前記ピンの上部に弾性変形を利用して装着されるリング部材である、
請求項1から7のいずれか1項に記載の歯車装置。 - 前記ピンは、前記フランジ部における前記プレート部材との対向面の部分を含む領域に、熱処理硬化層を有している、
請求項8に記載の歯車装置。 - 前記プレート部材は、前記フランジ部と当接する対向面に、前記フランジ部とは異質の硬化層を有している、
請求項10に記載の歯車装置。 - 中心部分に開口を有する歯車と、
前記歯車の前記開口に沿って挿入され、前記歯車の回転中心となるとともに、上端部に径方向外側に向かって突出するフランジ部を有する略円筒状のピンと、
前記歯車の端面上に載置された状態で前記ピンの外周面に沿って装着され、前記フランジ部によって固定される略円環状のプレート部材と、
前記フランジ部における前記プレート部材との対向面に形成された凹部と、
を備えている歯車装置。
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