JP2013164088A - 電動キャリヤ用トランスファ - Google Patents

Abstract

【課題】ケースの放熱穴からのダストの侵入に対して、シール部材の内側にダストが侵入することを防止できる電動キャリヤ用トランスファを提供すること。
【解決手段】電動キャリヤ用トランスファ１３は、発電機１２とエンジン１１との間に配置され、エンジン１１の動力を発電機１２と油圧ポンプ１４とに分配するものである。このトランスファ１３は、エンジン１１からの動力が入力される入力軸２０と、エンジン１１と入力軸２０とを連結するカップリング４０及び円筒ハブ３０と、カップリング４０及び円筒ハブ３０を覆い放熱用の放熱穴６１ａを有するケース６０と、入力軸２０を覆う入力軸カバー５０と、入力軸カバー５０と入力軸２０との間に組付けられていてダストの侵入及び油の漏れを防止するオイルシール５３とを備える。第２カバー５２と円筒ハブ３０との間には、入力軸２０の周方向に環状で凹凸状に嵌合するラビリンス構造ＬＫが設けられている。
【選択図】 図７

Description

本発明は、電動キャリヤに搭載されている電動キャリヤ用トランスファに関し、特に、入力軸と入力軸カバーとの間に組付けられているシール部材の機能を補助した電動キャリヤ用トランスファに関する。

主に、製鉄所や造船所等で重量物を搬送するための搬送車両として、電動キャリヤがある。この電動キャリヤは、発電機で発生した電力により車輪を回転駆動するとともに、油圧ポンプで発生した油圧により車輪を操舵駆動するようになっている。このような電動キャリヤとして、例えば下記特許文献１に記載されたものがある。

下記特許文献１に記載された電動キャリヤは、本出願人が提案したものであって、図９には、電動キャリヤの動力構成が模式的に示されている。この電力キャリヤでは、図９に示したように、発電機１１２とこの発電機１１２を駆動するための動力を発生するエンジン１１１との間に、電動キャリヤ用トランスファ１１３が配置されている。そして、電動キャリヤ用トランスファ１１３の一端部（図９の下端部）では、発電機１１２側に油圧ポンプ１１４が接続され、エンジン１１１側に冷却液ポンプ１１５が接続されている。また、電動キャリヤ用トランスファ１１３の他端部（図９の上端部）では、発電機１１２側に潤滑油ポンプ１１６が接続されている。

こうして、構造の簡素化を図りつつ、電動キャリヤ用トランスファ１１３がエンジン１１１の動力を、発電機１１２と、油圧ポンプ１１４と、冷却液ポンプ１１５と、潤滑油ポンプ１１６とに分配するようになっている。なお、冷却液ポンプ１１５は、車輪を回転駆動するモータ（図示省略）を冷却するための冷却液を圧送するものである。また、潤滑油ポンプ１１６は、電動キャリヤ用トランスファ１１３を潤滑するための潤滑油を圧送するものである。

特開２０１０−６４７２７号公報

ところで、上記した電動キャリヤ用トランスファ１１３において、詳細には、図１０に示したように、入力軸１２０とエンジン１１１（図９参照）とが、カップリング１４０と円筒ハブ１３０を介して連結されている。そして、入力軸カバー１５０が、入力軸１２０を覆っていて、オイルシール（シール部材）１５３が、入力軸カバー１５０と入力軸１２０との間で油の漏れを防止するとともにダストの侵入を防止している。

このような構造の電動キャリヤ用トランスファ１１３において、以下の問題点があった。先ず、カップリング１４０及び円筒ハブ１３０を覆っているケース１６０には、エンジン１１１からの熱を放熱するための放熱穴（図示省略）を形成する必要がある。しかしながら、この場合において、電動キャリヤ（電動キャリヤ用トランスファ１１３）が用いられる製鉄所や造船所等では、ダスト（鉄粉、砂埃、ゴムの摩耗片等の粉塵）が多く発生するため、放熱穴からケース１６０の内側にダストが多く侵入することになる。この結果、オイルシール１５３によるダストの侵入を防止する機能だけでは、ダスト対策が十分でないおそれがあった。また、放熱穴から侵入する多くのダストや長期間の使用によっ
て、オイルシール１５３が劣化して、油がオイルシール１５３からにじみ出るように漏れるおそれがあった。

そこで、本発明は、上記した課題を解決すべく、ケースの放熱穴からのダストの侵入に対して、シール部材の内側にダストが侵入することを防止できる電動キャリヤ用トランスファを提供することを目的とする。

（１）本発明に係る電動キャリヤ用トランスファは、車輪を回転駆動するための電力を発生する発電機と、この発電機を駆動するための動力を発生するエンジンとの間に配置され、前記エンジンの動力を前記発電機と前記車輪を操舵駆動するための油圧を発生する油圧ポンプとに分配するものであって、前記エンジンからの動力が入力される入力軸と、前記エンジンと前記入力軸とを連結して回転可能な連結部材と、前記連結部材を覆い放熱用の放熱穴を有するケースと、前記入力軸を覆う入力軸カバーと、前記入力軸カバーと前記入力軸との間に組付けられていてダストの侵入を防止するとともに油の漏れを防止するシール部材とを備え、前記入力軸カバーと前記連結部材との間には、前記入力軸の周方向に環状で凹凸状に嵌合するラビリンス構造が設けられていることを特徴とする。

（２）（１）に記載された電動キャリヤ用トランスファにおいて、前記シール部材から漏れた油を前記入力軸カバーを通って前記ケース外へ逃がすドレンチューブが設けられていると良い。
（３）（２）に記載された電動キャリヤ用トランスファにおいて、前記ドレンチューブは、振動を抑制する防振ゴムを介して前記ケースに組付けられていることが好ましい。

上記構成（１）では、ダスト（鉄粉、砂埃、ゴムの摩耗片等の粉塵）が、ケースの放熱穴から侵入して、連結部材と入力軸カバーとの間に設けられたラビリンス構造に入り込もうとしても、連結部材の回転によって吹き飛ばされる。この結果、ダストがシール部材まで到達しないようになり、シール部材の内側へダストが侵入することを確実に防止することができる。また、ダストがシール部材まで到達しないようになるため、ダストによるシール部材の劣化を抑制でき、シール部材の劣化によって生じる油のにじみ漏れを防止できる。

上記構成（２）では、シール部材が放熱穴から侵入する多くのダストや長期間の使用によって劣化して、万一油がシール部材からにじみ出るように漏れても、ドレンチューブがシール部材から漏れる油を入力軸カバーを通してケース外へ逃がす。このため、シール部材から漏れる油が連結部材に付着することを防止でき、油が連結部材に付着した場合の不具合を防止できる。
上記構成（３）では、防振ゴムによってドレンチューブが振れ難くなり、ドレンチューブから生じる振動を抑制できる。

（Ａ）本実施形態の電動キャリヤ用トランスファを搭載した電動キャリヤの側面図である。（Ｂ）一部分を透視した電動キャリヤの平面図である。 図１（Ｂ）に示した動力装置を詳細に示した平面図である。 図２に示した電動キャリヤ用トランスファの平面図である。 図３に示した電動キャリヤ用トランスファを右側から見たときの側面図である。 図４に示した電動キャリヤ用トランスファを下側から見たときの正面図である。 図４に示したＡ−Ｂ−Ｃ−Ｄ−Ｅ線に沿った断面図である。 図６に示した入力軸の近傍を拡大した図である。 図４に示したＤ−Ｆ線に沿った断面図である。 従来の電動キャリヤの動力構成を模式的に示した図である。 従来の電動キャリヤ用トランスファの入力軸の近傍を拡大した図である。

本発明に係る電動キャリヤ用トランスファについて、図面を参照しながら以下に説明する。図１（Ａ）は、本実施形態の電動キャリヤ用トランスファを搭載した電動キャリヤ１の側面図であり、図１（Ｂ）は、電動キャリヤ１の平面図である。なお、図１（Ｂ）では、荷台２の一部が透視して示されている。

電動キャリヤ１は、主に製鉄所や造船所等で重量物を搬送するための搬送車両である。電動キャリヤ１は、図１（Ａ）（Ｂ）に示したように、搬送物を積載する荷台２と、この荷台２を支持する複数の車輪３と、これら複数の車輪３の一部を電力により回転駆動するモータ４と、複数の車輪３の全てを油圧により操舵駆動するシリンダ５とを備えている。こうして、電動キャリヤ１は、シリンダ５により複数の車輪３を独立して操舵駆動することで、斜行や横行等の走行ができるようになっている。

また、電動キャリヤ１は、図１（Ａ）に示したように、荷台２及び車輪３を連結する伸縮可能なアーム６と、このアーム６を油圧により伸縮駆動するシリンダ７とを備えている。こうして、電動キャリヤ１は、シリンダ７によりアーム６を伸縮駆動することで荷台２の昇降ができるようになっている。ここで、この電動キャリヤ１には、図１（Ｂ）に示したように、動力装置１０が搭載されている。図２は、図１に示した動力装置１０を詳細に示した平面図である。

動力装置１０は、図２に示したように、エンジン１１と、発電機１２と、エンジン１１と発電機１２との間に配置される電動キャリヤ用トランスファ１３（以下、単に「トランスファ１３」と呼ぶ）と、トランスファ１３の一端部（図２の下端部）に接続される油圧ポンプ１４及び冷却液ポンプ１５と、トランスファ１３の他端部（図２の上端部）に接続される潤滑油ポンプ１６とを備えている。

エンジン１１は、発電機１２や油圧ポンプ１４等を駆動するための動力を発生するものである。発電機１２は、車輪３を回転駆動するための電力を発生するとともに、発生した電力をモータ４に供給するものである。この発電機１２は、トランスファ１３を介して伝達されるエンジン１１の動力によって、駆動するようになっている。トランスファ１３は、エンジン１１の動力を、発電機１２と油圧ポンプ１４と冷却液ポンプ１５と潤滑油ポンプ１６とに分配するものである。トランスファ１３の構成については、後に詳しく説明する。

油圧ポンプ１４は、車輪３を操舵駆動するための油圧及びアーム６を伸縮駆動するための油圧を発生するとともに、発生した油圧をシリンダ５及びシリンダ７に供給するものである。冷却液ポンプ１５は、モータ４を冷却するための冷却液を圧送するものである。潤滑油ポンプ１６は、トランスファ１３を潤滑するための潤滑油を圧送するものである。これら油圧ポンプ１４、冷却液ポンプ１５、潤滑油ポンプ１６は、トランスファ１３を介して伝達されるエンジン１１の動力によって、駆動するようになっている。

ここで、図３は、図２に示したトランスファ１３の平面図である。また、図４は、図３に示したトランスファ１３を右側から見たときの側面図である。また、図５は、図４に示したトランスファ１３を下側から見たときの正面図である。図６は、図４に示したＡ−Ｂ−Ｃ−Ｄ−Ｅ線に沿った断面図である。

トランスファ１３は、図３〜図６に示したように、エンジン１１からの動力が伝達される入力軸２０と、エンジン１１と入力軸２０とを連結する円筒ハブ３０及びカップリング４０と、入力軸２０を覆う入力軸カバー５０と、円筒ハブ３０及びカップリング４０を覆うケース６０と、入力軸２０からエンジン１１の動力を伝達するための歯車機構７０と、この歯車機構７０をケース６０とともに挟むように組付ける第２ケース８０とを備えている。

入力軸２０は、エンジン１１からの動力が入力される軸であり、エンジン１１からの動力により回転するようになっている。円筒ハブ３０は、入力軸２０と一体回転するものである。この円筒ハブ３０は、入力軸２０と同軸的に配置されていて、ナット３１及びカラー３２を介して入力軸２０に組付けられている。カップリング４０は、エンジン１１の出力軸（図示省略）と円筒ハブ３０とを連結するものである。このカップリング４０は、円筒形状であり、径方向に延びるボルト４１を介して円筒ハブ３０に一体回転可能に組付けられている。この円筒ハブ３０とカップリング４０とが、本発明の連結部材に相当する。ここで、図７は、図６に示した入力軸２０の近傍を拡大した図である。

入力軸カバー５０は、図７に示したように、ベアリングＢｒ１を保持している第１カバー５１と、オイルシール５３を組付けている第２カバー５２とで構成されている。ベアリングＢｒ１は、入力軸２０を回転可能に支持するものである。第１カバー５１と第２カバー５２とは、円環状に形成されていて、軸方向に延びるボルト５４を介して連結している。そして、第２カバー５２は、軸方向に延びるボルト５５を介してケース６０に組付けられている。

オイルシール５３は、このオイルシール５３より内側（図７の左側）にダスト（鉄粉、砂埃、ゴムの摩耗片等の粉塵）が侵入することを防止するとともに、このオイルシールより外側（図７の右側）に油が漏れることを防止するものである。即ち、オイルシール５３は、ダストリップ付のオイルシールである。このオイルシール５３は、第２カバー５２と入力軸２０の周りに組付けられたブッシュ５６との間に組付けられている。オイルシール５３より内側には、ベアリングＢｒ１の潤滑を良くするための油が封入されている。このオイルシール５３が、本発明のシール部材に相当する。

ケース６０は、図６に示したように、トランスファ１３のエンジン１１側（図６の右側）を覆うものである。ケース６０は、カップリング４０を囲む円筒状の円環部６１と、円環部６１の底部分（図６の左端部分）から平面状に広がる平面部６２とを有している。円環部６１には、図４に示したように、放熱用の放熱穴６１ａが３個形成されている。平面部６２には、後述する歯車機構７０の第１，第２出力軸７１，７２、入力ギヤ７３、各アイドルギヤ７４，７５，７６，７７を回転可能に支持するベアリングＢｒ２が組付けられている。

歯車機構７０は、エンジン１１から入力軸２０に伝達された動力を、油圧ポンプ１４と冷却液ポンプ１５と潤滑油ポンプ１６とに伝達するものである。この歯車機構７０は、図６に示したように、径方向の一方側（図６の下側）に第１出力軸７１を有し、径外方向の他方側（図６の上側）に第２出力軸７２を有し、入力軸２０の周りに一体回転可能に組付けられた入力ギヤ７３とを有している。

第１出力軸７１は、発電機１２側（図６の左側）で油圧ポンプ１４の入力軸（図示省略）と連結するとともに、エンジン１１側（図６の右側）で冷却液ポンプ１５の入力軸（図示省略）と連結している。そして、第１出力軸７１は第１アイドルギヤ７４と噛合し、第１アイドルギヤ７４は第２アイドルギヤ７５と噛合し、第２アイドルギヤ７５は入力ギヤ７３と噛合している。こうして、エンジン１１から入力軸２０に伝達された動力が、入力ギヤ７３、第２アイドルギヤ７５、第１アイドルギヤ７４、第１出力軸７１を介して、油圧ポンプ１４と冷却液ポンプ１５とに伝達されるようになっている。

第２出力軸７２は、エンジン１１側（図６の右側）で潤滑油ポンプ１６の入力軸１６ａと連結している。そして、第２出力軸７２は第３アイドルギヤ７６と噛合し、第３アイドルギヤ７６は第４アイドルギヤ７７と噛合し、第４アイドルギヤ７７は入力ギヤ７３と噛合している。こうして、エンジン１１から入力軸２０に伝達された動力が、入力ギヤ７３、第４アイドルギヤ７７、第３アイドルギヤ７６、第２出力軸７２を介して、潤滑油ポンプ１６に伝達されるようになっている。

第２ケース８０は、図６に示したように、トランスファ１３の発電機１２側（図６の左側）を覆うものである。第２ケース８０は、第１出力フランジ９１及び第２出力フランジ９２を囲む円筒状の円環部８１と、円環部８１の底部分（図６の右端部分）から平面状に広がる平面部８２とを有している。第１出力フランジ９１と第２出力フランジ９２は、入力軸２０と発電機１２とを連結するものである。第１出力フランジ９１は、軸方向に延びるボルト９３を介して入力軸２０に一体回転可能に連結され、第２出力フランジ９２は、軸方向に延びるボルト９４を介して入力軸２０に一体回転可能に連結されている。平面部８２には、歯車機構７０の第１，第２出力軸７１，７２、入力ギヤ７３、各アイドルギヤ７４，７５，７６，７７を回転可能に支持するベアリングＢｒ２が組付けられている。

ところで、本実施形態では、発電機１２の常用回転数で生じる共振を防止するために、カップリング４０がゴム製で構成されるようになっている。しかし、ゴム製のカップリング４０は耐熱性が比較的低いものであり、エンジン１１からの熱がケース６０内にこもると、ゴム製のカップリング４０が損傷するおそれがある。そこで、ケース６０の円環部６１には、上述したように、エンジン１１からの熱を放熱するための放熱穴６１ａを形成する必要があるが、この場合に以下の問題がある。

即ち、電動キャリヤ１（トランスファ１３）が用いられる製鉄所や造船所等では、ダスト（鉄粉、砂埃、ゴムの摩耗片等の粉塵）が多く発生するため、放熱穴６１ａからケース６０の内側にダストが多く侵入することになる。この結果、オイルシール５３によるダストの侵入を防止する機能だけでは、ダスト対策が十分でない。また、放熱穴６１ａから侵入する多くのダストや長年の使用によって、オイルシール５３が劣化して、油がオイルシール５３からにじみ出るように漏れるおそれがある。

そこで、本実施形態では、オイルシール５３の機能を補助すべく、図７に示したように、入力軸カバー５０の第２カバー５２と円筒ハブ３０との間で、凹凸状に嵌合するラビリンス構造ＬＫが設けられている。このラビリンス構造ＬＫは、第２カバー５２の側面から入力軸２０の軸方向に突出する凸部５２ａと、円筒ハブ３０の側面から入力軸２０の軸方向に窪んでいる凹部３０ａとによって、構成されている。

凸部５２ａと凹部３０ａとは、入力軸２０の周方向に円環状になるように形成されていて、嵌合している。この凸部５２ａと凹部３０ａとが嵌合している位置は、オイルシール５３より径外方向側の位置であって、オイルシール５３と放熱穴６１ａとの間である。こうして、凸部５２ａと凹部３０ａが嵌合している状態で、円筒ハブ３０が第２カバー５２に対して回転するようになっている。このため、放熱穴６１ａからケース６０の内側に侵入したダストは、ラビリンス構造ＬＫへ入り込もうとしても、凸部５２ａと嵌合した凹部
３０ａの回転によって、吹き飛ばされることになる。

また、本実施形態では、オイルシール５３の機能を補助すべく、図８に示したように、ケース６０の内側にドレンチューブ９５が設けられている。なお、図８は、図４に示したＤ−Ｆ線に沿った断面図であり、図８の下側が鉛直方向下側に対応している。ドレンチューブ９５は、オイルシール５３から漏れた油を第２カバー５２を通してケース６０外へ逃がすものである。このドレンチューブ９５は、図８に示したように、振動を抑制する防振ゴム９６を介してケース６０の平面部６２に組付けられていて、上方側が第２カバー５２を貫通している。

そして、ドレンチューブ９５の上端部９５ａが、オイルシール５３とブッシュ５６と円筒ハブ３０と第２カバー５２（凸部５２ａ）とに囲まれた空間ＫＫに連通している。また、ドレンチューブ９５の下端部９５ｂが、ケース６０の円環部６１に形成された３個の放熱穴６１ａのうち、鉛直方向下側の放熱穴６１ａの近傍に配置されている。こうして、万一油がオイルシール５３からにじみ出るように漏れても、その油が自重によって空間ＫＫからドレンチューブ９５の上端部９５ａに入り、ドレンチューブ９５内を通って行く。そして、その油が、ドレンチューブ９５の下端部９５ｂから排出されて、放熱穴６１ａからケース６０外へ逃げるようになっている。

本実施形態のトランスファ１３の作用効果について説明する。
このトランスファ１３では、ダスト（鉄粉、砂埃、ゴムの摩耗片等の粉塵）が、ケース６０の放熱穴６１ａから侵入し、図７に示したように、円筒ハブ３０と第２カバー５２との間に設けられたラビリンス構造ＬＫに入り込もうとしても、円筒ハブ３０（凹部３０ａ）の回転によって、吹き飛ばされる。この結果、ダストがオイルシール５３まで到達しないようになり、オイルシール５３の内側へダストが侵入することを確実に防止することができる。また、ダストがオイルシール５３まで到達しないようになるため、ダストによるオイルシール５３の劣化を抑制でき、オイルシール５３の劣化によって生じる油のにじみ漏れを防止できる。こうして、このトランスファ１３では、オイルシール５３の負担が軽減し、放熱穴６１ａからのダストの侵入やオイルシール５３からの油のにじみ漏れに十分対応できるようになっている。

また、このトランスファ１３では、オイルシール５３が長年の使用によって劣化して、万一油がにじみ出るように漏れても、ドレンチューブ９５が漏れた油を第２カバー５２を通ってケース６０外へ逃がす。このため、オイルシール５３から漏れる油がゴム製のカップリング４０に付着することを防止でき、油がゴム製のカップリング４０に付着した場合の不具合を防止できる。

また、このトランスファ１３では、ドレンチューブ９５が、防振ゴム９６を介してケース６０の平面部６２に組付けられているため、振れ難くなる。従って、ドレンチューブ９５から生じる振動を抑制できる。

以上、本発明に係るトランスファ１３について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、本実施形態では、カップリング４０がゴム製であるが、カップリング４０の材質はゴムに限定されるものではなく、適宜変更可能であり、例えば樹脂であっても良い。
また、本実施形態では、エンジン１１と入力軸２２を連結する連結部材が、円筒ハブ３０とカップリング４０の二部材で構成されているが、連結部材が一部材又は三部材以上で構成されていても良い。
また、本実施形態では、入力軸カバー５０は第１カバー５１と第２カバー５２の二部材で構成されているが、入力軸カバー５０は一部材又は三部材以上で構成されていても良い。

また、本実施形態では、油圧ポンプ１４と冷却液ポンプ１５と潤滑油ポンプ１６とをトランスファ１３に接続して、それら油圧ポンプ１４と冷却液ポンプ１５と潤滑油ポンプ１６とがエンジン１１の動力により駆動する場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。例えば、冷却液ポンプ１５、潤滑油ポンプ１６に換えて他の装置をトランスファ１３に接続しても良く、冷却液ポンプ１５、潤滑油ポンプ１６がなくても良い。

また、本実施形態では、第２カバー５２に凸部５２ａを設け、円筒ハブ３０に凹部３０ａを設けてラビリンス構造ＬＫを構成したが、第２カバー５２に凹部を設け、円筒ハブ３０に凸部を設けてラビリンス構造を構成しても良い。

１ 電動キャリヤ
１０ 動力装置
１１ エンジン
１２ 発電機
１３ トランスファ（電動キャリヤ用トランスファ）
１４ 油圧ポンプ
１５ 冷却液ポンプ
１６ 潤滑油ポンプ
２０ 入力軸
３０ 円筒ハブ
３０ａ 凹部
４０ カップリング
５０ 入力軸カバー
５２ａ 凸部
５３ オイルシール
６０ ケース
６１ａ 放熱穴
７０ 歯車機構
８０ 第２ケース
９５ ドレンチューブ
９６ 防振ゴム
ＬＫ ラビリンス構造

Claims (3)

1. 車輪を回転駆動するための電力を発生する発電機と、この発電機を駆動するための動力を発生するエンジンとの間に配置され、
   前記エンジンの動力を前記発電機と前記車輪を操舵駆動するための油圧を発生する油圧ポンプとに分配する電動キャリヤ用トランスファにおいて、
   前記エンジンからの動力が入力される入力軸と、
   前記エンジンと前記入力軸とを連結して回転可能な連結部材と、
   前記連結部材を覆い放熱用の放熱穴を有するケースと、
   前記入力軸を覆う入力軸カバーと、
   前記入力軸カバーと前記入力軸との間に組付けられていてダストの侵入を防止するとともに油の漏れを防止するシール部材とを備え、
   前記入力軸カバーと前記連結部材との間には、前記入力軸の周方向に環状で凹凸状に嵌合するラビリンス構造が設けられていることを特徴とする電動キャリヤ用トランスファ。
2. 請求項１に記載された電動キャリヤ用トランスファにおいて、
   前記シール部材から漏れる油を前記入力軸カバーを通って前記ケース外へ逃がすドレンチューブが設けられていることを特徴とする電動キャリヤ用トランスファ。
3. 請求項２に記載された電動キャリヤ用トランスファにおいて、
   前記ドレンチューブは、振動を抑制する防振ゴムを介して前記ケースに組付けられていることを特徴とする電動キャリヤ用トランスファ。

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