JP2013249951A - ギヤボックスのための過負荷防止装置 - Google Patents

Abstract

【課題】原動機のトルクを負荷に加えるギヤボックスのための過負荷防止装置に関する。
【解決手段】ギヤボックスの入力軸２Ｂは原動機によって駆動されて回転する。入力軸２Ｂの外歯スプライン２Ｐは、入力歯車２Ａの内歯スプライン２Ｉと係合する。ギヤボックスに過負荷が生じると、入力軸２Ｂに設けられた環状溝８２Ｆが破断する。原動機によって駆動されかつ前記破断後も回転を継続する入力軸２Ｂの一部分の変位を防止するブッシング２Ｃが、入力歯車２Ａのボア内に配設されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、ボーリングマシンを駆動するギヤボックスのための過負荷防止装置に関する。

ロードヘッダ（Ｒｏａｄ Ｈｅａｄｅｒ）は、自由断面掘削機ともよばれ、トンネル掘削、坑道掘削等の用に供されるボーリングマシンであって、一般にカッタヘッドと、ギヤボックスと、モータ（原動機）とを備えている。また、ロードヘッダは、水平方向に対して傾動可能に所定の移動範囲内で動作するように構成されている。

従来技術に係るロードヘッダに関して、Ｊａｎｓｅｎほかによる２０１１年５月３日発行の米国特許第７，９３５，０２０号には、次のような記載がある。
「風力タービンのための動力伝達装置が提供される。風力タービンは、風力タービンのブレードに接続された低速軸と、発電機に接続された高速軸とを備えている。また、動力伝達装置は、少なくとも低速軸の重量を実質的に支持する軸受を備えている。複合遊星歯車ステージが低速軸および高速軸に接続されており、回転キャリアと、非回転リングギヤと、複数の遊星歯車と、回転太陽歯車とを備えている。太陽歯車は、高速軸に接続されている。」

また、Ａｖｅｒｙほかによる１９８９年１０月１７日発行の米国特許第４，８７３，８９４号には、次のように記載されている。
「バランス型フリープラネット駆動機構は、中心軸に沿って配設されたリアクションリングギヤと、出力リングギヤと、入力太陽歯車とを有し、また、太陽歯車と係合する第１の遊星歯車を各別に有する複数の浮動遊星要素と、出力リングギヤと係合する第２の遊星歯車と、リアクションリングギヤと係合する第３の遊星歯車とを有している。必要的な第１のローリングリングギヤが第３の遊星歯車に隣接して遊星要素の半径方向内向き運動に抵抗し、選択的な第２のローリングリングギヤが第１の遊星歯車に隣接して遊星要素の半径方向内向き運動に抵抗して、上記複数の遊星要素が中心軸に対して実質的に平行に維持されている。出力リングギヤには、複数のリングセグメントが接続されており、各遊星要素に形成された溝と係合することにより複数の遊星要素を所定の軸方向位置に維持するとともに相対的に低い推力を伝達する。駆動機構は、トラック等の接地ホイールに容易に組み付けることができ、出力リングギヤを接続してホイールと一緒に回転させることができる。駆動機構をホイールに組み込むことにより、従来型の多段遊星ファイナルドライブと関連付けされた遊星キャリアおよび遊星軸受を用いる必要がなくなり、同じ空間上の制約内でコンパクトに収まるより軽量で安価なものになる。」

米国特許第７，９３５，０２０号明細書 米国特許第４，８７３，８９４号明細書

ロードヘッダの構造、用途および動作の特性上、ロードヘッダのフレームは比較的大きい軸方向の力（アキシアル荷重）および半径方向の力（ラジアル荷重）を受ける。このため、歯車機構、特にそのリングギヤが静止系部材としてのギヤボックスのハウジングに取付けられていると、カッタヘッドに作用する軸方向の力と半径方向の力とが当該ハウジングを介してリングギヤに伝わって歯車群やその他の構成部品のミスアライメントを生じさせる。ミスアライメントは歯車群の異常な摩耗につながり、究極的には歯車、キャリアおよびその他の構成部品の破損を生じさせる。

また、前述のようにロードヘッダは水平方向に対して傾動し得るので、ロードヘッダの動作中、カッタヘッドとこれに接続されたギヤボックスとが水平方向に対して傾斜することがある。このため、ギヤボックス内の軸受が潤滑油の外に引き上げられることがあるので、該軸受を潤滑するうえで問題がある。

さらに、従来技術においては、ロードヘッダ内に配設される内側導管は内側接続部を必要とするので、送給される冷却水等が漏出する可能性が伴う。このような漏れにより冷却水がギヤボックス内に浸入するとギヤボックスの故障につながる。また、漏れが発生する可能性は、カッタヘッドが土砂や岩盤を切削することに起因してギヤボックス内に生じる極度の振動が原因でさらに高くなる。そして、導管がギヤボックス内で振動して、この振動により接続部に漏れが生じることがある。

歯車群に対して負荷がかかると、歯車装置内の力は、最適な負荷バランシングが生じるように当該歯車装置の歯車群と他の構成部品とを整列（アライン）させるが、歯車装置によって生成されたものでない外力は、歯車群を偏位させて整列状態（アライメント）から離脱させて、歯車位置に対して悪影響を及ぼし、破損や早まった摩耗を生じさせる。

したがって、歯車群を最適な整列位置に保つことができる浮動式歯車装置へのニーズが存在している。

電気モータは、スプライン接続を介して入力歯車を駆動する。入力歯車は、中間歯車を駆動する。中間歯車は、入力用シャフトを駆動し、このシャフトが、中間歯車と第１の太陽歯車とが同じ速度で一緒に回転するように、第１の太陽歯車を駆動する。第１の太陽歯車は、第１の遊星歯車群を駆動する。好ましくは、３つの第１の遊星歯車が設けられている。これらの遊星歯車は、静止（静止系に固定された）リングギヤと噛み合っている。第１対の球面軸受は、第１の遊星歯車の夫々と第１の遊星軸の夫々との間に配設されている。第１の一対の球面軸受は互いに離隔されており、第１の遊星歯車のための支持を提供する。第１の遊星軸はそれぞれ第１の遊星キャリアに取付けられている。第１の遊星歯車は、第１の遊星キャリアを回転させて、第２の太陽歯車を駆動する。第２の太陽歯車は、外歯スプラインと歯とを備えている。

第２の太陽歯車は、４つの第２の遊星歯車を駆動する。第２の遊星歯車は、静止（回転自在に取付けられた）リングギヤと噛み合っている。第２の一対の球面軸受は、第２の遊星歯車の夫々と第２の遊星軸の夫々との間に配設されている。第２の一対の球面軸受は、互いに対して分離されており、第２の遊星歯車に対する支持を提供する。第２の遊星軸はそれぞれ第２の遊星キャリアに回転可能に取付けられている。第２の遊星歯車は、第２の遊星キャリアを回転させ、それにより出力軸を駆動する。

本発明に係る歯車群は浮動式である。カッタヘッドに作用する鉛直力および水平力は、ギヤボックスを介して、カッタヘッドに対して後方に位置する支持構造にも伝わる。本発明においては、歯車群がハウジングから独立に動作する、つまり浮動する。したがって、リングギヤも浮動する。リングギヤはハウジングから離隔して設けられている。そして、小さい環状間隙がリングギヤおよびハウジングの間に存在しているので、外力に起因するハウジング内での偏向（または、撓み）がギヤの整列状態（アライメント）に影響を及ぼすことがない、なぜならば、歯車群がハウジングに直接取付けられていないからである。リングギヤにはトルクが作用するが、リングギヤおよびカバーの間のスプライン接続部を介してハウジングに（回転に抗するように）取付けられている。カバーはハウジングに取付けられており、スプライン接続部がヒンジとして作用する。リングギヤおよびハウジングは互いに対して独立に偏向する。

本発明におけるスプライン接続は、歯車群を浮動させる。スプラインはその中に小さい間隙を有している。この間隙は、噛み合うスプライン同士の間でわずかな相対的移動を許容するように形成されており、歯車群がその最適位置を見出すことを支援する。このスプライン接続に関して、リングギヤとカバーとの接続、第２の遊星キャリアと出力軸との接続、第１の遊星キャリアと第２の太陽歯車との接続、第１の太陽歯車とスプライン付きシャフトとの接続、および、中間歯車とスプライン付きシャフトとの接続がスプライン接続により実現されている。

歯車に荷重がかかる場合、最適な負荷バランシングが生じるように歯車装置内部の力が歯車群を整列させる、つまり、歯車群が自ら整列状態になる。従来技術においては、歯車装置によって生成されたものではない外力が歯車群を整列状態から乖離させ、それゆえそれらの位置関係に悪影響が及ぶ。これに対して、本発明によれば、遊星歯車装置は最適な整列状態を維持することができる。

カバーを有するハウジングを備えたギヤボックスが提供される。カバーはハウジングに取付けられている。カバーは、その中央に位置している外歯スプラインを有する。複数の原動機、例えば電気モータによって駆動される２つの入力歯車が設けられている。入力歯車はドロップダウンギヤとして知られる中間歯車を駆動する。この中間歯車（ドロップダウンギヤ）には、内歯スプラインが形成されている。スプライン付きシャフトには、第１の外歯スプラインおよび第２の外歯スプラインが形成されている。中間歯車の内歯スプラインは、前記シャフトの第１の外歯スプラインと係合して該シャフトを中間歯車と共に回転させる。中央に配設された導管は、ハウジングの第１の縦軸に沿って配設されている。中央に配設されたアダプタは、ハウジングの第１の縦軸に沿って配設されている。中央に配設されたアダプタは、ハウジングに取付けられている。中央に配設されたアダプタおよび中央に配設された導管は静止系に固定されている。２つの球面軸受、すなわち、入力軸側球面軸受および出力軸側球面軸受が設けられており、これらの軸受によってギヤボックスの構成部品がギヤボックス内で浮動することが可能となり、それにより構成部品の変形およびそれに起因する破損が防止される。構成部品としては、リングギヤ、スプライン付きシャフト、第１の遊星歯車装置、第２の遊星歯車装置、および出力軸が含まれる。各遊星歯車は、太陽歯車と、複数の遊星歯車と、遊星歯車キャリアと、複数の遊星軸とを備えている。

第１の入力軸側球面軸受は、静止ないし固定された導管と回転する入力用シャフトとの間に配設されている。第１の太陽歯車には、内歯スプラインが形成されている。スプライン付きの前記入力用シャフトの第２の外歯スプラインは、第１の太陽歯車の内歯スプラインと係合して太陽歯車を駆動する。

複数の第１の遊星歯車は、第１の遊星歯車キャリアによって担持されている。各遊星歯車は、第１の遊星軸によって第１の遊星歯車キャリアに対して回転する。第１の一対の球面軸受は、第１の遊星軸の夫々と第１の遊星歯車の夫々との間に配設されている。第１の太陽歯車は第１の遊星歯車を駆動する。第１の遊星歯車キャリアは、第１の遊星歯車および第１の遊星軸の間に配設された第１の一対の球面軸受の夫々による縦方向運動を制限する。第１の遊星歯車キャリアは、第１の遊星歯車の夫々を、それらを保持する第１の遊星軸の夫々に対する縦方向運動を制限する。リングギヤは、ハウジング内に取付けられており、内歯スプラインが形成されている。リングギヤの内歯スプラインは、カバーの外歯スプラインと係合して、リングギヤがカバー／ハウジングに対する回転をしないようにリングギヤが取付けられている。

複数の第１の遊星歯車は、第１の遊星キャリアを駆動するリングギヤと噛み合っている。第１の遊星キャリアには、内歯出力スプラインが形成されている。第２の太陽歯車には、外歯スプラインと歯とが設けられている。

第１の遊星キャリアの内歯出力スプラインは、第２の太陽歯車の外歯スプラインを駆動する。複数の第２の遊星歯車は、第２の遊星キャリアを駆動するリングギヤと噛み合っている。第２の太陽の歯車は、第２の遊星歯車を駆動し、この第２の遊星歯車が第２の遊星キャリアを駆動する。第２の遊星歯車は、リングギヤと噛み合っている。第２の一対の球面軸受は、第２の遊星軸および第２の遊星歯車の間に配設されている。第２の遊星歯車キャリアは、この第２の一対の球面軸受の縦方向運動を制限する。第２の遊星歯車キャリアは、第２の遊星歯車による、その各第２の遊星軸に対する縦方向運動を制限し、縦方向運動に抗してそれらを保持する。第２の遊星キャリアには、内歯出力スプラインが形成されている。

出力軸には、外歯スプラインが形成されている。ハウジング、カバーおよび出力軸は縦軸を有している。第２の遊星キャリアの内歯出力スプラインは、出力軸の外歯スプラインを駆動する。

出力軸側球面軸受は、出力軸とギヤボックスのカバーとの中間に配設されて該出力軸を支持している。出力軸側球面軸受は、出力軸の縦軸に対する該出力軸の角変位を許容する。リングギヤは、カバー／ハウジングに対して枢動可能である。出力軸側球面軸受は、リングギヤを、ハウジングに係合することなく該ハウジング内で浮動させることができる。

ロードヘッダと組み合わせて用いられるギヤボックスが提供される。ロードヘッダには、原動機と、カッタヘッドと、ギヤボックスとが備えられている。ギヤボックスには、内側表面および外歯スプラインを有するハウジングと、入力用シャフトと、前記シャフトによって駆動される第１の遊星歯車装置と、前記第１の遊星歯車装置によって駆動される第２の遊星歯車装置とが設けられている。リングギヤには、内歯スプラインが形成されている。第１対の球面軸受は、前記第１の遊星歯車装置を支持している。第２対の球面軸受は、第２の遊星歯車装置を支持している。リングギヤには、外側表面が設けられており、この外側表面は実質的に筒状に形成されている。前記リングギヤの外側表面は、ハウジングの内側表面から離隔されて外側表面と内側表面との間に間隙が形成されている。リングギヤの内歯スプラインは、ハウジングの外歯スプラインと係合して、リングギヤが回転しないように該リングギヤが内歯スプラインによってハウジングに対して取付けられている。リングギヤは、ハウジングに対して枢動可能である。出力軸は、第２の遊星歯車装置によって駆動される。ギヤボックスは、原動機およびカッタヘッドの間に配設されている。原動機は、動力をギヤボックスの入力用シャフトに伝達し、ギヤボックスの出力軸はカッタヘッドを駆動する。

ギヤボックスハウジングを備えた軸受潤滑装置が提供される。このギヤボックスハウジングには、遊星歯車装置が設けられ、遊星歯車装置には、遊星歯車と、外歯スプラインと、内側表面と、外側表面とが設けられている。ギヤボックスハウジング内には潤滑剤が備えられ、遊星歯車が、ギヤボックスハウジング内の潤滑剤の中を通過して設けられている。浮動リングギヤは、ギヤボックスハウジング内に配設されており、浮動リングギヤは実質的に筒状に形成されている。浮動リングギヤには、内側表面（または、内側部分）と外側表面とが設けられ、浮動リングギヤの内側表面には、内歯スプラインと内歯車とが設けられている。浮動リングギヤの内歯スプラインは、ギヤボックスハウジングの外歯スプラインと係合して、ハウジングに対する浮動リングギヤの回転を防止する。浮動リングギヤの外側表面は、ギヤボックスハウジングの内側表面から半径方向に離隔して設けられていて、これによりギヤボックスハウジングおよび浮動リングギヤの間の環路が形成されている。

遊星歯車装置の遊星歯車は、浮動リングギヤの内歯車と噛み合う。浮動リングギヤの内歯車には、浮動リングギヤの内歯車との遊星歯車の噛み合いからの潤滑油を受け取るための第１の通路がその内部に設けられている。前記第１の通路は、浮動リングギヤを通って延在されている。浮動リングギヤの外側表面には、第１の溝と第２の溝とが形成されている。第１のＯリングと第２のＯリングとが、浮動リングギヤの外側表面の第１の溝および第２の溝内に配設されて、リングギヤの外側表面とハウジングの内側表面との間のスペースによって構成された前記環路を密封するように構成されている。ギヤボックスハウジングには、前記環路と連通された第２の通路が設けられている。ギヤボックスハウジングにおける前記第２の通路は、ハウジングの外側表面まで延在されている。ハウジングに取付けられたカバーには、ギヤボックスの第２の通路と連通された第３の通路が設けられている。第２の通路および第３の通路が、接続部において接続され、かつこの接続部がＯリングで密封されている。

前記カバーには、空洞（または、キャビティ）がその内部に設けられている。前記第３の通路は、前記接続部とカバーにおける空洞との間に連通されている。カバーには、第４の通路および周方向リセスが設けられている。前記第４の通路が、前記カバーにおける前記空洞とカバーにおける前記周方向リセスとの間に連通されている。カバーにおける周方向リセスに隣接して出力軸側球面軸受が取付けられている。潤滑剤が、浮動リングギヤ内を通る前記第１の通路を通ってギヤボックスハウジングおよび浮動リングギヤの間の環路内へ送り出される。前記環路からの潤滑剤は、前記第２の通路内へおよびこれを通って、および、前記第２の通路と前記第３の通路との間の接続部を通って送り出される。その後、潤滑油はさらに前記第３の通路を通ってカバーにおける空洞内へ送り出され、潤滑油がカバーにおける空洞とカバーにおける周方向リセスとの間の前記第４の通路を通過して、前記リセスに隣接して取付けられた出力軸側球面軸受を潤滑する。

さらにまた、ギヤボックスハウジングを備えた軸受潤滑装置が開示される。このギヤボックスハウジングには、遊星歯車装置が設けられている。遊星歯車装置には、遊星歯車と、外歯スプラインと、内側表面と、外側表面とが設けられている。ギヤボックスには、出力軸が設けられている。出力軸側球面軸受は、出力軸およびカバーの間に配設されている。潤滑剤が空洞に集まり、ギヤボックスが、動作中に、水平面に対して最大４３度まで角度をつけて傾動する。浮動リングギヤは、ギヤボックスハウジング内に配設されており、実質的に筒状に形成されている。浮動リングギヤには、内側表面と外側表面が設けられている。浮動リングギヤの内側表面には、内歯車が設けられている。浮動リングギヤは、ギヤボックスハウジングと係合してハウジングに対する該浮動リングギヤの回転を防止する。浮動リングギヤの外側表面は、ギヤボックスハウジングの内側表面から半径方向に離隔して設けられていて、これによりギヤボックスハウジングおよび浮動リングギヤの間の環路が形成されている。遊星歯車装置の遊星歯車は、浮動リングギヤの内歯車と噛み合っている。浮動リングギヤの内歯車は、遊星歯車と噛み合って潤滑油を前記浮動リングギヤ、前記環路、ギヤボックスハウジングおよびカバーを通って出力軸側球面軸受へ送り出すように構成されている。

カバー／ハウジングと出力軸との間に配設された出力軸側球面軸受は、当該出力軸側球面軸受に送り出された潤滑油を有しており、これにより常時潤滑された状態を確保することができる。カッタヘッドが地面に対して水平である場合には、潤滑油は、ハウジング内の潤滑油により出力軸側球面軸受に供給される。ここでは、出力軸側球面軸受はまた、本発明のポンプ装置からの潤滑油を受け入れるようになっている。カッタヘッド、したがってギヤボックスは、ギヤボックスの水平軸に対して実質的に傾動することができる。傾動した状態で出力軸側球面軸受はハウジング内の潤滑油の外に引き上げられる。潤滑油またはその他の潤滑剤は、通常はハウジングをその高さの５０パーセントまで充填されている。ハウジングには点検窓が設けられており、ロードヘッダのユーザがギヤボックス内の潤滑油レベルを目視で確認することができる。リングギヤおよびその周囲の構成部品は、それらが通常発揮すべき機能に加えて、潤滑油ポンプとしても機能する。リングギヤにおいて、第１の遊星歯車の直上には、リングギヤの歯の間に３つの小孔が設けられており、これらの小孔が１２０度ずつ互いに分離されている。

第１の遊星歯車の歯とリングギヤの歯とが噛み合うにしたがって、潤滑油がこれらの小孔内に流入する。潤滑油は、その後、リングギヤとハウジングとの間の幅狭な空洞に流入しこれを貫流する。リングギヤの各端部におけるＯリングは、加圧下の潤滑油がリングギヤの外側表面およびハウジングの内側表面によって囲まれた貯留部から漏出するのを防止している。潤滑油は、ハウジング内の通路および空洞を通って流れて、潤滑油が出力軸側球面軸受に到達し、これにより出力軸側球面軸受が潤滑された状態に保たれる。

本発明に係るギヤボックスは大型であって、潤滑装置のためのハウジング内の深穴は費用がかかるだけでなく製造するのが難しい。そこで、本発明は、深穴を設ける必要性自体を事前に取り除くことができる。具体的には、リングギヤとハウジングとの間の間隙は、潤滑油を送るように構成されている。リングギヤの両端部はそれぞれＯリングで密封されている。この間隙は、距離の大半、すなわち、ギヤボックスの前部までの距離にわたって潤滑油路を提供する。第１の遊星歯車は、第２の遊星歯車の代わりに出力軸側球面軸受を潤滑するための潤滑油を送り出すが、これは、第１の遊星歯車が第２の遊星歯車よりもはるかに高速で回転するからであり、したがってより一層効果的なポンプとして作用するからである。間隙を過ぎると、潤滑油はある程度の相対的に短い長さを有する複数の通路を経由し、さらに、カバーにおける鋳造キャビティ／空洞内に落ちる。この鋳造キャビティは潤滑装置において利用されて深穴を設ける必要性をあらかじめ取り除くものである。鋳造キャビティを経過すると、潤滑油は別の短い通路を経由して出力軸側球面軸受に到達する。

ギヤボックスは、過負荷防止装置（過剰トルク防止機構）備えている。入力軸には、直径が絞られた部分が設けられており、当該部分がヒューズとして機能する。従来技術においては、過剰な力がカッタヘッドに作用すると内歯車構成部品に故障や破損が生じる。そこで、入力軸がヒューズの役割を果たし、この直径を絞った部分において破断ないし切断されるように構成されている。ヒューズが切断されると依然として電機モータに接続されている入力軸の部分はブッシング内で無害に回転する。ブッシングは、入力軸の回転部分が過度に歯車内のボアに進入することを防止するように構成されている。ねじは、外歯スプラインが形成された軸の部分を保持する。入力歯車におけるボアの内歯スプラインは、入力軸の破断ないし破壊の後の入力軸の外歯スプラインと噛み合った状態にとどまる。過負荷防止装置は、リングギヤその他のギヤボックス構成部品の破損をより一層確実に防止することができる。また、切断された入力軸の２つの部分を容易に交換することができる。

また、入力軸の外側半分が依然として回転している状態で入力歯車の破損を防止するために、ブッシングは、回転が制御された態様にて生じることを許容しそれにより入力歯車への損傷を防止するように構成されている。言い換えると、ブッシングは、肩部として機能し、および入力歯車に向かって入力軸が内側へ移動することを防止し、それにより歯車への損傷を防止している。ヒューズが切断されずかつギヤボックスが正常かつ適切な態様で回転している場合には、ブッシングは回転を経験することはなく、入力軸を半径方向において支持している。ブッシングはヒューズが切断された場合にのみ機能するように構成されている。もしヒューズが切断されて何等かの損傷がＯリングに生じるならば、Ｏリングは容易に交換することができる。入力軸に沿うＯリングの機能は、ブッシングおよびスプラインにおいてグリースを保持することにある。入力軸には、外歯スプラインが形成されており、この外歯スプラインは入力歯車の内歯スプラインと係合する。

原動機のトルクを負荷に与えるギヤボックス（または、ギヤボックス変速機）のための過負荷防止装置が提供される。入力軸には、ボアが貫通して設けられ、入力軸を入力歯車に取付けることができるようになっている。入力軸には、前記原動機との結合および該原動機による回転のためのキーが設けられている。また、入力軸には、入力歯車のボアにおける内歯スプラインと係合する外歯スプラインが形成されている。原動機は、入力歯車を駆動する入力軸にトルクを伝える。入力歯車には、その内部にボアが設けられている。入力歯車のボア内における内歯スプラインは、入力軸の外歯スプラインと係合する。入力歯車のボアには、肩部が設けられており、ブッシングが、歯車のボア内に配設されてボアの肩部と係合されている。ギヤボックスの入力歯車が遊星歯車装置を駆動し、この遊星歯車装置が負荷に対して動力を与える。

入力軸には、ロードヘッダの切削工具に加わる荷重があまりに大きい場合には切断される作用する環状溝が設けられている。前記ギヤボックスに過負荷が生じると前記入力軸が前記環状溝の部分で破断するように構成されている。入力軸には、内部にボアが設けられており、環状溝が軸を通って延在されたボアと組み合わせられて、ヒューズとして機能する薄肉部が提供されている。入力軸は、縦方向運動をしないように入力歯車に取付けられており、入力軸が切断された後で入力軸が縦方向に移動しないようになっている。

ハウジングと、ギヤボックスに作用する軸方向力および半径方向力による破損から歯車機構を保護するための浮動歯車手段とを備えたギヤボックスが提供される。第１の冷却室および第２の冷却室が開示される。前記第１および第２の冷却室が、浮動歯車手段から隔離されている。第１のポートおよび第２のポートが、冷却流体を第１の冷却室に供給し、第３のポートおよび第４のポートが冷却流体を第２の冷却室に供給する。

ギヤボックスが冷却室に対して密封されているので、冷却水がギヤボックス内に漏出することは起こらない。逆に、水漏れはすべて地上に落下するので無害である。冷却室の水は厚肉、で熱伝導性が高いスチール壁によってギヤボックスから隔離されている。冷却室は、ギヤボックスの各端部に、後板および前板の背後に存在している。プラグがねじ穴から取り除かれ、冷却水を冷却室内に送り込むためにホースがこれらのねじ穴に装着される。冷却室内の冷却水は、ギヤボックス内で生成された熱を吸収する。

ギヤボックスの中央部を通って延在された静止管が設けられている。ギヤボックスがボーリングマシンに取付けられると、冷却流体を運ぶ導管がこの静止管を通って設置されて、冷却水その他の冷却流体をカッタヘッドに供給する。

本発明の一実施形態に係る、カッタヘッド、ギヤボックスおよび電気モータを備えたロードヘッダの概略図である。 図１のカッタヘッドおよびギヤボックスを説明するための概略図である。 図１のギヤボックスの斜視図である。 図１のギヤボックスの正面図である。 図１のギヤボックスの右側面図であり、動力がギヤボックスに入力される側を示す。 図１のギヤボックスの左側面図であり、動力がギヤボックスから出力される側を示す。 図１Ｄ中の１Ｆ−１Ｆ線断面図である。 図１Ｆの１Ｇ部分の拡大図である。 図１Ｆの１Ｈ部分の拡大図である。 図１Ｆの１Ｉ部分の拡大図である。 図１の、リングギヤとハウジングとを省略した浮動式ギヤボックスの斜視図である。 図１の、リングギヤを分解位置で示す浮動式ギヤボックスの斜視図である。 アンギュラースプラインの線図である。 インボリュートスプラインの線図である。 ヒューズ付き入力軸を示す図１Ｄの２−２線断面図である。 入力歯車の正面図である。 入力歯車の図２Ａ中の２Ｂ−２Ｂ線断面図である。 ヒューズ付き入力軸の正面図である。 リングギヤにおける潤滑装置および通路と、ハウジングと、カバーとを示す図１Ｅの３−３線断面図である。 カバーとハウジングとを通って延在された潤滑剤通路を示す、図３の３Ａ部分の拡大図である。 潤滑剤通路を示すカバーの部分斜視図である。 潤滑剤通路の１つを示す浮動リングギヤの平面図である。 潤滑剤通路、ハウジング、噛合歯車およびリングギヤとハウジングとの間の間隙を示す浮動リングギヤの、図３Ｃの３Ｄ−３Ｄ線断面図である。 冷却水プラグを示すギヤボックスの上面図である。 冷却室、冷却水注入口、冷却水排出口および冷却室を歯車装置から分離する壁部を示す冷却水プレートを取り外した状態のギヤボックスの右端図である。 冷却室と、冷却水注入口と、冷却水排出口と、冷却室を歯車装置から隔離する壁部とを示す、冷却水プレートが取り除かれた状態のギヤボックスの左端図である。

図１は、カッタヘッド３と、ギヤボックス９と、原動機としての電気モータ７とを備えたロードヘッダ組立体７Ｒを含むロードヘッダ１００の概略図である。図１Ａは、カッタヘッド３およびギヤボックス９をより詳細に説明するための概略図であって、図１に示すロードヘッダ１００の拡大部１００Ａを示す図である。図１および図１Ａに示すように、電気モータ７は、入力軸２Ｂ（図１Ｂ）を駆動する。駆動入力軸である入力軸２Ｂは、スプライン接続により入力歯車２Ａ（図１Ｊ、図２）を駆動する。また、入力歯車２Ａは、対応して設けられた中間歯車３Ａ（図１Ｊ、図２）を駆動する。

図１および図１Ａに示すように、水平力または軸方向力４がボーリング動作中のカッタヘッド３に作用する。ロードヘッダ１００（ボーリングマシン）は、場合によっては非常に硬い土材料の中に貫入される必要がある。このため、カッタヘッド３には、地中に強制的に食い込むスパイク（図示せず）が設けられている。ボーリング動作中における軸方向力４全体が、カッタヘッド３のフレーム、カップリングフレーム６Ａ、ギヤボックス９のハウジング１およびカバー２（図１Ｂ、図１Ｆ）ならびにモータフレーム７Ａに伝わる。同様に、土砂や岩盤が負荷として作用しているカッタヘッド３は、図１および図１Ａに示すように鉛直力または半径方向力５にも晒される。半径方向力５全体が、カッタヘッド３のフレーム、カップリングフレーム６Ａ、ギヤボックス９のハウジング１およびカバー２ならびにモータフレーム７Ａに伝わる。
他方、軸方向力４および半径方向力５は、リングギヤ２２（図１Ｆ）には伝わらず、したがって、第１の遊星歯車装置および第２の遊星歯車装置には伝わらない。ギヤボックス９内のこれらの遊星歯車装置は、入力軸側球面軸受３Ｃ（図１Ｆ）と出力軸側球面軸受２７（図１Ｆ）とによって支持されている。本発明の一実施形態に係る入力軸側球面軸受３Ｃと出力軸側球面軸受２７とで構成される支持構造によれば、複数の遊星歯車装置がギヤボックス９内で浮動することができる。言い換えると、複数の遊星歯車装置が自己調心および自己整列（セルフアライメント）を確保することが許容され、（従来技術における）ギヤボックスのフレームを介して歯車装置に通常伝わる力に起因する変形およびミスアライメントを回避することができる。
具体的には、入力軸側球面軸受３Ｃおよび出力軸側球面軸受２７、複数の噛み合う内歯スプラインおよび外歯スプラインならびに複数の噛合歯車によって、複数の遊星歯車装置が、浮動可能に、言い換えると、自己調心および自己整列を行うように、構成されている。そして、ギヤボックス構成部品、すなわち様々な歯車、スプライン、キャリア等の公差の累積により、該ギヤボックス構成部品がギヤボックス内で自然な向きおよび整列状態になる。

ギヤボックス９内の歯車群は浮動可能（浮動式）に構成されている。前述のとおり、ボーリング動作中における軸方向力４および半径方向力５がカッタヘッド３に作用する。これらの力４，５は、ギヤボックス９を介して、カッタヘッド３に対して後方に位置する入力軸側球面軸受３Ｃと出力軸側球面軸受２７とで構成される支持構造にも伝わる。従来技術ではリングギヤはハウジングなどの静止系部材に固定されており、ハウジングに伝達される力によってリングギヤやその他の遊星歯車装置構成部品のミスアライメントが生じる。このようなミスアライメントは、構成部品の整列異常、歯車群の異常な摩耗につながり、場合によっては遊星歯車装置の破損を惹起し得る。

そこで、本発明の一実施形態に係るギヤボックス９においては、当該ギヤボックス９に属する歯車群は、ギヤボックス９のハウジング１とは独立に動作する、つまり浮動する。例えば、実質的に円筒状に形成されているリングギヤ２２（図１Ｆ）は、ハウジング１とは分離されているので浮動することができる。図１Ｇに示すように、小さな半径方向幅の環状の間隙２２Ｇがリングギヤ２２とハウジング１との間に設けられているので、ハウジング１内の力が該ハウジング１内の歯車群の整列状態に影響を及ぼすことがない。

トルクが作用するリングギヤ２２は、ハウジング１に対して取付けられている。この取付は、リングギヤ２２に形成されたスプライン５９とカバー２に形成されたスプライン６０（図１Ｆ、図１Ｇ）とによって行われる。これらスプライン５９，６０により構成されるスプライン接続部がヒンジまたはピボットとして機能することで、符号９９（図１Ｇ）で示す枢動が生じる。
カバー２は、ハウジング１に取付けられて、該ハウジング１と共にギヤボックスハウジングを構成する。そして、リングギヤ２２とハウジング１とは、互いに対して独立に、偏向する（または、撓む）。

図１および図１Ａに示すように、ロードヘッダ１００のカップリングフレーム６Ａは、カップリング６Ｂを介して出力軸２８に結合されている。カップリング６Ｂは、さらに、ギヤボックス９から出力軸２８へ力が伝わらないように当該力を隔離および防止する。電気モータ７とギヤボックス９との間には連結部８が設けられている。連結部８は、電気モータ７とギヤボックス９の入力軸２Ｂ（図１Ｂ、図１Ｆ）とを連結する。導管６Ｃはボーリング動作中にカッタヘッド３を冷却するためにロードヘッダ１００内を通って延在する導水管として機能する。

図１Ｂは、本発明の一実施形態に係るギヤボックス９（図１Ａ）の斜視図１００Ｂである。図１Ｂに示すように、ギヤボックス９には、ハウジング１と、カバー２と、軸受カバー１０と、後側冷却板または後側冷却キャップ１２と、アダプタ１３と、前側冷却板または前側冷却キャップ２５（図１Ｅ）とが設けられている。なお、ハウジング１には、符号が付していないが点検窓が設けられている。
入力歯車２Ａ，２Ａ（図１Ｊ、図２）の受け部２Ｒ，２Ｒには、入力軸２Ｂ，２Ｂがそれぞれ収容されている。図１Ｂおよび図１Ｆに示すように、後側冷却キャップ１２はねじ１２Ｓを用いてハウジング１に締結されている。前側冷却キャップ２５（図１Ｅ）は、有頭ねじ１１を用いてカバー２に取付けられている。アダプタ１３は、ねじ１３Ａを用いてハウジング１に締結されている。また、静止管２１は、図１Ｆおよび図１Ｉに示すごとく、回転しないようにだぼピン（または、位置決めピン）２６でアダプタ１３に取付けられていて、ハウジング１の縦軸（図1Ａ，図１Ｆ，図１Ｋに一点鎖線の直線で示されている。）に沿ってハウジング１の中央に配設されている。

図１Ｅは、ギヤボックス９の左側面図１００Ｅである。動力は、ギヤボックス９から出力軸２８（図１Ｆも参照）とスプライン２８Ｓ（図１Ｆも参照）を有する接続部とを介して出力される。図１Ｅには、軸受カバー３０と、リテーナ３６と、静止管２１とが図示されている。

図１Ｅおよび図１Ｆに示すように、軸受カバー３０は、ねじ３０Ｓによりカバー２に取付けられている。軸受カバー３０は、出力軸側球面軸受２７を保持する部材である。だぼピン４１は、カバー２をハウジング１の各受け部に対して正確に方向付けするために設けられている。カバー２は、ねじ２Ｘを用いてハウジング１に固定されている。また、軸受カバー３０と出力軸２８との間には、リップシール３１が設けられている。

図１Ｆおよび図１Ｈに示すように、出力軸側球面軸受２７は、内レース２７Ｉと、外レース２７Ｏと、ローラ２７Ｒとを備えている。出力軸側球面軸受２７は、出力軸２８とカバー２との間に配設されており、軸受カバー３０と、出力軸２８の肩部２８Ｌと、カバー２の肩部２Ｓとによって、縦方向での定位置に保持されている。静止管２１は、静止系に固定された要素であって、ギヤボックス９の後端に隣接してだぼピン２６を用いてアダプタ１３に取付けられている一方、ギヤボックス９の前端に隣接してリテーナ３６によって支持されている。リテーナ３６は、図示しない異なる平面においてねじによにって出力軸２８に取付けられている。リテーナ３６は出力軸２８と一緒に回転する。

図１Ｆに示すように、軸受３４は、静止管２１とリテーナ３６との間に配設されている。軸受３４は、リテーナ３６の回転を許容するとともに、第２の遊星キャリア５Ａを支持している。リップシール３３は、リテーナ３６と静止管２１との間に配設されている。リップシール３３は、軸受３４およびその他の構成部品のための潤滑油などの潤滑剤を保持している。また、リテーナ３６は、出力軸２８が抜け出さないように出力軸２８を保持している。さらに、出力軸側球面軸受２７と第２の遊星キャリア５Ａとの間には、Ｏリング６１（図１Ｈ）が軸方向に保持されている。

図１Ｃは、図１Ｂに示したのと同じ主要構成要素の大半を示すギヤボックス９の正面図１００Ｃである。図１Ｃは、カップリング６Ｂ（図１Ａ）と噛み合うように形成された外歯スプライン２８Ｓを有する出力軸２８を示している。また、図１Ｃは、図１Ｆに示すごとく出力軸２８を支持する出力軸側球面軸受２７を保持する軸受カバー３０を示している。また、図１Ｄには、後側冷却キャップ１２が示されている。

図１Ｄは、ギヤボックス９の右側面図１００Ｄであり、動力は、入力軸２Ｂを介してギヤボックス９に入力される。受け部２Ｒは、キーで固定された入力軸２Ｂを支持している。
図２に示すように、軸受カバー１０は、軸受を保持している。入力軸２Ｂは、受け部２Ｒに形成された内歯スプライン２Ｉと噛み合う（または、係合する）ように形成された外歯スプライン２Ｐを有している。図３は、入力軸２Ｂと入力歯車２Ａとを示す図１Ｅ中の３−３線に沿った断面図である。

図１Ｆは、図１Ｄ中の１Ｆ−１Ｆ線に沿った断面図１００Ｆであり、第１の遊星歯車装置と、第２の遊星歯車装置と、浮動リングギヤ２２と、第１の遊星歯車装置への入力部と、第２の遊星歯車装置からの出力部とを示す。これらの構成要素はすべて、入力軸側球面軸受３Ｃと出力軸側球面軸受２７とによって支持されかつスプライン接続されており、これにより歯車装置とリングギヤ２２とが固定系部材としてのハウジング１内で浮動することができる。
一対の第１の球面軸受４Ｃ，４Ｃは、第１の遊星歯車４Ｂと第１の遊星軸４Ｄとの間に設けられており、第１の遊星歯車４Ｂを第１の遊星軸４Ｄに対して支持している。一対の第２の球面軸受５Ｃ，５Ｃは、第２の遊星歯車５Ｂと第２の遊星軸５Ｄとの間に設けられており、第２の遊星歯車５Ｄを第１の遊星軸５Ｄに対して支持している。入力軸側球面軸受３Ｃは、静止管２１とスプライン付きシャフト３Ｂとの間に設けられており、シャフト３Ｂを静止管２１に対して支持している。
静止管２１は、アダプタ１３に取付けられており（図１Ｉも参照）、アダプタ１３はハウジング１に取付けられている。シール１４は、アダプタ１３とハウジング１との間に配設されたＯリングシールである。出力軸側球面軸受２７は、カバー２と出力軸２８との間に設けられており、第１縦軸と一致するときの出力軸２８の縦軸に対する出力軸２８の角変位を許容するように、出力軸２８をカバー２に対して支持している。カバー２は、図１Ｅに示すねじ２Ｘを用いてハウジング１に取付けられている。

図１Ｆおよび図１Ｇに示すように、一対の球面軸受５Ｃは、それぞれ、内レース７１と、外レース７３と、ローラ７２とを備えている。図１Ｆおよび図１Ｉに示すように、入力軸側球面軸受３Ｃは、内レース７７と、外レース７９と、ローラ７８とを備えている。また、図１Ｆおよび図１Ｈに示すように、一対の球面軸受４Ｃはそれぞれ、内レース７４と、外レース７６と、ローラ７５とを備えている。

図１Ｇは、図１Ｆの断面図の拡大部１００Ｇであり、浮動リングギヤ２２と、該リングギヤ２２とカバー２との間のスプライン接続部を構成するスプライン５９，６０と、潤滑装置の一部分とを示す。

図１Ｆおよび図１Ｇに示すように、カバー２は外歯スプライン５９を有し、かつ、リングギヤ２２は内歯スプライン６０を有する。外歯スプライン５９は、リングギヤ２２が外歯スプライン５９に対して枢動することができるように、リングギヤ２２の内歯スプライン６０と緩く係合して（または、噛み合って）いる。換言すれば、リングギヤ２２および内歯スプライン６０が有する第２縦軸は、ハウジング１および外歯スプライン５９が有する第１縦軸に対して枢動可能である。なお、図１Ｆ，図１Ｋには、第２縦軸が第１縦軸と一致している状態の第１，第２縦軸が一点鎖線で示されている。
ここで、リングギヤ２２自体はカバー２に対して回転することはない。しかしながら、リングギヤ２２は、矢印９９で示すごとくわずかに枢動または回転することができる。間隙２２Ｇは、ハウジング１の内側表面とリングギヤ２２の外側表面２２Ｚとの間に設けられた円環状の間隙である（リングギヤ２２については、図３Ｂおよび図３Ｃも参照されたい）。

図１Ｆおよび図１Ｇに示すように、リングギヤ２２の内側表面（または、内側部分）には、第２の遊星歯車５Ｂの歯５８と噛み合うように形成された内歯車の歯５７が設けられており、同様に、リングギヤ２２の内側表面（または、内側部分）には、第１の遊星歯車４Ｂの歯５５と噛み合うように形成された内歯車の歯５６が設けられている。これらの歯はここに説明したとおり実際に噛み合う関係にあるが、歯の間には十分な遊びがあり、リングギヤ２２が符号９９で示すごとく枢動することができるように、リングギヤ２２と遊星歯車との間の相対的な回転運動が許容されている。リングギヤ２２の枢動または回転の量は、もちろん、環状間隙２２Ｇの寸法に依存して決まる。さらに、ギヤボックス９内の遊星歯車装置の力学・荷重特性によっては、遊星歯車４Ｂ，５Ｂと内側リングギヤ２２との間の相対的回転運動が提供されてもよい。

図１Ｈは、図１Ｆの断面図の拡大部１００Ｈであり、第１の遊星歯車４Ｂを駆動する第１の太陽歯車３Ｅ、第２の遊星歯車５Ｂを駆動する第２の太陽歯車２０、第２の太陽歯車２０を駆動する第１の遊星キャリア４Ａ、および、浮動出力スピンドル２８を駆動する第２の遊星キャリア５Ａと、第１の太陽歯車３Ｅへ入力する被動入力軸または入力用シャフトであるシャフト３Ｂを示す。これらの要素はすべて入力軸側球面軸受３Ｃおよび出力軸側球面軸受２７によって支持されており、この支持構造によって、歯車群、キャリア、太陽歯車群およびリングギヤ２２が固定ハウジング１内で浮動することができる。

図１Ｆおよび図１Ｈに示すように、第２の太陽歯車２０は、歯６９Ａを有する外歯車６９と外歯スプライン６８とを有している。第２の太陽歯車２０の外歯スプライン６８は、第１の遊星キャリア４Ａの内歯出力スプライン６７と噛み合う。第２の太陽歯車２０の歯６９Ａは、遊星歯車５Ｂの歯７０と噛み合う。さらに、第２の遊星キャリア５Ａは、出力軸２８の外歯スプライン６５と噛み合う内歯出力スプライン６６を備えている。第２の遊星キャリア５Ａの内歯スプライン６６は、出力軸２８の外歯スプライン６５と噛み合い、噛み合わせられたスプライン同士の間のある程度の相対的回転運動が生じることができる。歯とスプラインとはここに説明したとおり実際に噛み合うが、歯の間には十分な遊びがあり、符号９９Ａで示すごとく枢動が許容されるように、第２の太陽歯車２０、第１の遊星キャリア４Ａおよび第２の遊星歯車５Ｂの間の相対的回転運動が許容されるようになっている。

図１Ｆおよび図１Ｈに示すように、第２の遊星キャリア５Ａは、内歯スプライン６６を備え、出力軸２８は、外歯スプライン６５を備えている。内歯スプライン６６は、出力スプライン６５と噛み合う。スプライン同士はここに説明したとおり実際に噛み合う（または、係合する）が、スプライン接続部には十分な遊びがあり、符号９９Ａで示す如く枢動が可能となるように、第２の太陽歯車２０、第１の遊星キャリア４Ａおよび第２の遊星歯車５Ｂの間の相対的回転運動が許容されるようになっている。

図１Ｉは、図１Ｆの断面図の拡大部１００Ｉであり、中央に配設された静止管２１と中間歯車３Ａによって駆動されるシャフト３Ｂとの間に配設された入力軸側球面軸受３Ｃを示す。図１Ｉには、中間歯車３Ａを定位置に保持する固定リング３Ｆが図示されている。入力軸側球面軸受３Ｃは、アダプタ１３と静止管２１上の肩部との間に配設されている。追加的に、入力軸側球面軸受３Ｃは、スプライン付きシャフト３Ｂとスプライン付きシャフト３Ｂの溝内に部分的に存在している固定リングとの間に配設されている。
図１Ｆ、図１Ｈおよび図１Ｉに示すように、スプライン付きシャフト３Ｂは、中間歯車３Ａの内歯スプライン５４と噛み合う外歯スプライン５３を有している。スプライン付きシャフト３Ｂは、第１の太陽歯車３Ｅの内歯スプライン５２と噛み合う外歯スプライン５１を備えている。スプラインはここに説明したとおり実際に噛み合うが、その間には十分なあそびがあり、符号９９Ｂ，９９Ｃで示すごとく枢動が可能となるように、スプライン付きシャフト３Ｂ、第１の太陽歯車３Ｅおよび中間歯車３Ａの間の相対的回転運動が許容されるようになっている。

図１Ｊは、リングギヤ２２およびハウジング１を省略した浮動式ギヤボックスの斜視図１００Ｊである。図１Ｋは、リングギヤ２２を分解位置で示す一方、入力歯車を省略した浮動式ギヤボックスの斜視図１００Ｋである。通路２２Ｐ（図１Ｇも参照）は、潤滑剤がリングギヤ２２の内側から、より具体的には、歯５６を有する内歯車から、外側表面２２Ｚへと流れるための通路である。３つの通路２２Ｐがリングギヤ２２に設けられている。
同じく図１Ｋには、リングギヤ２２の歯５６，５７および内歯スプライン６０とが図示されている。内歯スプライン６０は、カバー２の外歯スプライン５９（図１Ｇ）と噛み合う。前述したとおり、カバー２はハウジング１に固定されており、カバー２は該カバー２およびハウジング１に対してリングギヤ２２が回転することを防止している。

図１Ｊに示すように、入力軸２Ｂは入力歯車２Ａを駆動し（図２も参照）、この入力歯車２Ａが中間歯車３Ａを駆動する。中間歯車３Ａは、スプライン付きシャフト３Ｂのスプライン５４と噛み合う内歯スプライン５３を有しており、この噛み合いにより、スプライン付きシャフト３Ｂが中間歯車３Ａと一緒に回転する。入力歯車２Ａは、中間歯車３Ａの歯８５と噛み合う歯８４を有している。

図１Ｆ、図１Ｊおよび図１Ｋに示す第１の遊星歯車装置は、遊星歯車４Ｂと、第１の遊星キャリア４Ａと、第１の太陽歯車３Ｅとを備えている。好ましくは、３つの遊星歯車４Ｂが設けられており、これらが軸リテーナ１７によって定位置に保持されている。図１Ｆ、図１Ｊおよび図１Ｋに示す第２の遊星歯車装置は、遊星歯車５Ｂと、第２の遊星キャリア５Ａと、第２の太陽歯車２０とを備えている。好ましくは、４つの遊星歯車５Ｂが設けられており、これらが軸リテーナ１７によって定位置に保持されている。第２の太陽歯車２０は、自動調心特性を有しており静止管２１の周りに離隔して設けられている。ワッシャ２０Ｒ，２０Ｌ（図１Ｈ）は、第２の太陽歯車２０をリテーナ３６とスプライン付きシャフト３Ｂとの間に位置決めしている。

図１Ｌは、鉛直間隙９５Ａ，９６Ａが内歯スプライン歯および外歯スプライン歯の間に存在しているアンギュラ内歯スプラインとアンギュラ外歯スプラインの線図１００Ｌである。さらに、図１Ｌは、内歯スプライン歯および外歯スプライン歯の間に存在している水平間隙９７Ｔを図示している。この水平間隙９７Ｔは、歯溝の幅（スペース幅）から歯厚を引いた長さに対応しており、噛み合わせられたスプラインの歯の間に存在しているいわゆるバックラッシュである。なお、図１Ｌおよび図１Ｍ中、ＳＷはスペース幅を表し、ＴＴは歯厚を表す。

図１Ｍは、図１Ｌと同様の線図１００Ｍであって、インボリュート内歯スプライン歯および外歯スプライン歯の間の鉛直スプライン間隙９５Ｉ，９６Ｉがあるインボリュートスプライン歯プロファイルを用いたものである。さらに、図１Ｍは、インボリュート内歯スプライン歯および外歯スプライン歯の間に存在している水平間隙９７Ｉを図示している。この水平間隙９７Ｉは、噛み合わせられたスプライン歯の間のバックラッシュである。

上述した複数の間隙はいずれも説明の便宜上のものであり、ここに説明したすべてのスプライン状の相互接続部にあてはまる例示的なものであって、構成部品同士の間の相対的回転運動を許容するものである。また、相対的回転運動は歯車同士の間でも生じる。例えば、回転運動は、（１）リングギヤ２２とカバー２との間、（２）第２の遊星歯車５Ｂとリングギヤ２２との間、（３）第２の遊星歯車５Ｂと第２の太陽歯車２０との間、（４）第２の遊星キャリア５Ａと出力軸２８との間、（５）第１の遊星歯車４Ｂとリングギヤ２２との間、（６）第１の遊星歯車４Ｂと第１の太陽歯車３Ｅとの間、（７）第１の遊星キャリア４Ａと第２の太陽歯車２０との間、（８）第１の太陽歯車３Ｅとスプライン付きシャフト３Ｂとの間、および、（９）中間歯車３Ａとスプライン付きシャフト３Ｂとの間で行われてもよい。

次に、過負荷防止装置としての過剰トルク防止機構を備えたギヤボックス９を、図２ないし図２Ｃを参照して説明する。

図２は、図１Ｄの２−２線に沿った断面図２００であり、中間歯車３Ａを駆動する入力歯車２Ａへのスプライン接続部２Ｉ，２Ｐを有するヒューズ付き入力軸２Ｂを示す。図２に示すように、中間歯車３Ａは、スプラインつきシャフト３Ｂの外歯スプライン５３と噛み合う内歯スプライン５４を有している。スプライン付きシャフト３Ｂは、中間歯車３Ａと一緒に回転する。

図２に示すように、入力歯車２Ａは、ハウジング１内で円筒軸受４８，４９によって支持されている。シール４０は、軸受カバー１０と受け部２Ｒとの間に配設されている。軸受カバー１０および入力歯車肩部４８Ｓによって、円筒軸受４８がハウジングと入力歯車２Ａとの間の定位置に固定されている。また、ハウジング肩部４９Ｓと入力歯車２Ａ内の肩部４９Ｂとによって、円筒軸受４９がハウジング１と入力歯車２Ａとの間の定位置に固定されている。

図２Ａは、入力歯車２Ａの正面図２００Ａであって、入力歯車２Ａの歯８４と受け部２Ｒとを示したものである。図２Ｂは、ヒューズ付き入力軸２Ｂとの接続のための内歯スプライン２Ｉを示す入力歯車２Ａの断面図２００Ｂである。図２Ｃは、ヒューズ部８２Ｆと、外歯スプライン２Ｐと、外側軸部８２Ｃと、内側軸部８２Ｄと、段付きボア８１（図２参照）とを示すヒューズ付き入力軸２Ｂの正面図２００Ｃである。なお、外側軸部８２Ｃには、キー溝８２Ｋが設けられている。キー溝８２Ｋは、対応する電気モータ７から供給される動力を入力軸２Ｂに伝える連結部８に設けられたキーと噛み合うように形成されている。

ギヤボックス９は、過剰トルク防止機能を備えている。図２Ｃに示すように、入力軸２Ｂには、直径を絞ったくびれ部または環状溝であるヒューズ部８２Ｆが設けられている。図２中、段付きボア８１とヒューズ部８２Ｆとの間の薄肉領域８２Ｒにおける軸厚は、外側軸部８２Ｃおよび内側軸部８２Ｄと比較して顕著に小さくされている。Ｏリング２Ｅ，２Ｇは、好ましくないホコリの侵入を防ぐとともにシール間のグリースを保持するために入力軸２Ｂを密封している。過剰な力がカッタヘッド３に作用するような場合には、入力軸２Ｂが、ヒューズとして、すなわち該過剰な力を遮断する遮断部として機能して、入力軸２Ｂがヒューズ部８２Ｆにおいて破断する。ただし、この破断が生じても、入力軸２Ｂの一部は依然として連結部８（図１）に接続された状態に保たれるので、後述する筒状ブッシング２Ｃ内で妨げられることなく回転することができる。

入力歯車２Ａには、第１の肩部８６Ａと第２の肩部８６Ｂとを有する段付きボア８６が設けられている。筒状ブッシング２Ｃは、受け部２Ｒのボア８６内に配設されている。この筒状ブッシング２Ｃは、入力歯車２Ａのボア８６内で第２の肩部８６Ｂと係合している。入力軸２Ｂの表面には、外側肩部８２Ｈが設けられている。入力軸２Ｂの外側肩部８２Ｈは、ヒューズ部８２Ｆが破断ないし切断されると、受け部２Ｒのボア８６内で第１の肩部８６Ａと係合する。なお、外側肩部８２Ｈには、受け部２Ｒのボア８６の第１の肩部８６Ａの対応する表面と一致する面取り部８２Ｚが形成されていることに留意すべきである。ヒューズ部８２Ｆが破断ないし切断されていない通常の条件下では、外側肩部８２Ｈは、ボア８６の第１の肩部８６Ａとは係合していない。入力軸２Ｂのボア８１は、第１の肩部８１Ａと第２の肩部８１Ｂとを有する段付きボアである。

筒状ブッシング２Ｃと、入力歯車２Ａの受け部２Ｒのボア８６に設けられた第１の肩部８６Ａと第２の肩部８６Ｂとは、ヒューズ部８２Ｆがひとたび破断ないし切断されると、ヒューズ部８２Ｆが入力歯車２Ａの中心部分へ向かって内側に移動することを防止するように構成されている。これにより、入力歯車２Ａおよび／または入力歯車２Ａの受け部２Ｒの内歯スプライン２Ｉの破損を防止することができる。ねじ２Ｆは、おける入力軸２Ｂの内側部分８２Ｄを、入力歯車２Ａの受け部２Ｒ内に保持する。このような過剰トルク防止機構は、入力歯車２Ａおよびギヤボックス９のその他の構成部品の破損の発生を防止することができる。しかも、２つに切断された入力軸２Ｂの外側軸部８２Ｃと内側軸部８２Ｄとを容易に交換することができる。

過負荷がかかった結果、ヒューズ部８２Ｆが破断ないし切断された後、引き続きくヒューズ部８２Ｆより外側の外側軸部８２Ｃが連結部８（図１）に接続された状態で回転を続ける間に、入力歯車２Ａの破損を防止するために、筒状ブッシング２Ｃは、制御された態様にて当該回転を許容し、これにより入力歯車２Ａの受け部２Ｒの破損を防止することができる。ヒューズ部８２Ｆが破断ないし切断されず、かつギヤボックス９が通常かつ適切な態様にて動作している場合には、筒状ブッシング２Ｃは、入力軸２Ｂを支持する。つまり、筒状ブッシング２Ｃは、ヒューズ部８２Ｆが切断または解放された場合にのみ機能する。しかも、仮にヒューズ部８２Ｆが破断ないし切断されて、何らかの破損がＯリング２Ｇに生じたとしても、Ｏリング２Ｇは容易に交換することができる。なお、Ｏリング２Ｇ，２Ｅの機能は、筒状ブッシング２Ｃおよびスプライン２Ｐにてグリースを保持することにある。

次に、潤滑装置を備えたギヤボックス９（図１Ａ）を、図３ないし図３Ｄを参照して説明する。

図３は、図１Ｅの３−３線に沿った断面図３００であり、リングギヤ２２内の潤滑装置および通路、ハウジング１ならびにカバー２を示す。図３Ａは、カバー２を通って延在している潤滑剤通路を示す図３の部分拡大図３００Ａである。間隙２２Ｇは、リングギヤ２２とハウジング１の内側表面との間の環帯として形成されている。間隙２２Ｇの形状は、ギヤボックス９の動作、つまり、カバー２に対するリングギヤ２２の枢動作用にしたがって変化する。

図３Ｂは、貫通された潤滑剤通路を符号のない矢印によって示すカバー２の一部分の斜視図３００Ｂである。図中、破線つき矢印は、カバー２内を通る潤滑剤の流れを表す。

図３Ｃは、リングギヤ２２の平面図３００Ｃであり、リングギヤ２２を貫通している潤滑剤通路２２Ｐを示す。図１Ｋでは３つの通路２２Ｐが図示されており、これらが１２０度だけ互いに分離されている。これは、ハウジング１が潤滑剤（例えば、潤滑油）で半分充たされているならば、少なくとも２つの通路２２Ｐが潤滑剤の水準線（油面）よりも下側に向けられていることを意味する。
図３Ｄは、リングギヤ２２の断面図３００Ｄであり、通路２２Ｐと、ハウジング１と、リングギヤ２２とハウジング１との環状の間隙２２を示す。第１の遊星歯車４Ｂはリングギヤ２２と噛み合った状態にあり、第１の遊星歯車４Ｂのポンプ作用によって潤滑剤が通路２２Ｐ内を通って押し出される。

カッタヘッド３、したがってギヤボックス９は、図１の矢印９９Ｚで示すごとく水平方向に対して最大４３度２２分まで傾動することができる。下向き円弧における傾動は限定的な程度で行われてもよいが、この傾動は軸受に対する潤滑作用に影響を及ぼさない。逆にギヤボックス９が上向きに傾動する場合、ギヤボックス９は上昇して、軸受が潤滑剤（潤滑油）から露出する。この上昇が原因となって軸受の加熱、焼け焦げ、故障が生じ得る。リングギヤ２２およびその周囲の構成部品は、それらが通常発揮すべき機能に加えて、潤滑油ポンプとしても機能する。リングギヤ２２において、第１の遊星歯車４Ｂの直上には、リングギヤ２２の歯の間に小さい通路２２Ｐが設けられている。歯車の歯が噛み合うにしたがって、潤滑剤が通路２２Ｐ内に流入する。第１の遊星歯車４Ｂは第２の遊星歯車５Ｂに代わって潤滑剤を汲み出すために選択されたものである。その理由は、第１の遊星歯車４Ｂが第２の遊星歯車５Ｂよりもはるかに高速で回転するからであり、したがって、より一層効果的なポンプ機能を発揮することができるからである。潤滑剤はその後、リングギヤ２２とハウジング１との間の環状の通路である環路として機能する隙間２２Ｇに流入しこれを貫流する。
リングギヤ２２の各端部におけるＯリング２４（図１Ｇ）は、加圧下の潤滑剤が漏出するのを防止している。潤滑剤は、孔および空洞（または、キャビティ）を含む通路群を通って流れて、潤滑剤が出力軸側球面軸受２７に到達し、これにより出力軸側球面軸受２７が潤滑された状態に保たれる。

図１Ｇ、図３および図３Ａに示すように、潤滑剤は、第１の遊星歯車４Ｂの歯車歯５５によって通路２２Ｐを通って送り出される。図１Ｋに示すごとく３つの通路２２Ｐが１２０度離隔して設けられている。潤滑剤は、通路２２Ｐを通じて、図１Ｇに示すごとく概して環状とされた間隙２２ＧおよびＯリング２４，２４によって規定される容積を満たす量となるように供給される。潤滑剤が規定した通りの量である場合には潤滑剤は加圧下にありハウジング１における鉛直通路２２Ａに流入し、鉛直通路２２Ａがハウジング１における水平通路２２Ｂと連通する。シール２２Ｓは、カバー２におけるリセス２Ｚ内に配設されている。接続部としてのリセス２Ｚは、ハウジングにおける通路２２Ｂと一直線に並んでおり、水平方向に、カバー２における短通路２２Ｙと連通し、この短通路２２Ｙが、カバー２内に設けられた鉛直通路２２Ｃと連通している。鉛直通路２２Ｃは、前側冷却キャップ２５によって包囲された空洞（または、キャビティ）としての貯留部２２Ｖと連通している。前側冷却キャップ２５は有頭ねじ１１（図１Ｅ）によりカバー２に取付けられている。
潤滑剤が集まって貯留部２２Ｖ内に存在するようになるのに応じて、潤滑剤は、水平通路２２Ｈと連通している狭小なネック域２２Ｄ内に進入し、該ネック域２２Ｄを通過していく。水平通路２２Ｈは、潤滑剤を出力軸側球面軸受２７に供給する周方向リセスとしての開口２２Ｒと連通している。潤滑は、ギヤボックス９の向きに関わらず供給される、言い換えれば、もしギヤボックス９が傾いているならば、上述したポンプ装置のおかげで潤滑作用を継続することができる。

次に、冷却装置を備えたギヤボックスを、図４ないし図４Ｂを参照して説明する。

図４、図４Ａおよび図４Ｂは、ハウジング１と、ギヤボックス９（図１Ａ）に作用する軸方向力および半径方向力による破損から歯車機構を保護するための浮動歯車手段とを備えたギヤボックス９を示したものである。
ギヤボックス９には、第１の冷却室および第２の冷却室が、区画された空間として設けられていることに留意すべきである。第１の冷却室および第２の冷却室は浮動歯車手段からは隔離されている。第１のポートおよび第２のポートが第１の冷却室に冷却流体を供給し、第３のポートおよび第４のポートが第２の冷却室に冷却流体を供給するように構成されている。これらのポートはすべて図４において引用符号３８で示されている。

ギヤボックス９が各冷却室に対して密閉されているので、冷却水がギヤボックス９内に漏れ出ることは起こらない。冷却室（冷却キャビティ）１２Ｃ，２５Ｃ（図１Ｆも参照）内の冷却水は、それぞれ、厚肉かつ熱伝導性のスチール壁１２Ｗ，２５Ｗによってギヤボックス９から隔離されている。冷却室１２Ｃ，２５Ｃは、ギヤボックス９の各端部に、すなわち後側冷却キャップ１２と前側冷却キャップ２５との背後にそれぞれ設けられている。

図４は、ギヤボックス９の上面図４００であり、ギヤボックス９の端部における冷却水の供給のための冷却水プラグ３８，３８を示す。また、図４には、入力軸２Ｂ，２Ｂと、後側冷却キャップ１２と、前側冷却キャップ２５と、出力軸スプライン２８Ｓとが図示されている。
図４Ａは、後側冷却キャップ１２が取り除かれた状態のギヤボックス９の右端図４００Ａであり、冷却室１２Ｃと、冷却水注入口１２Ｉと、冷却水排出口１２Ｏと、冷却室１２Ｃを歯車装置から分離する壁部１２Ｗとが図示されている。壁部１２Ｗは高熱伝導性を有している。
図４Ｂは、前側冷却キャップ２５が取り除かれた状態のギヤボックス９の左端図４００Ｂであり、冷却室２５Ｃと、冷却水注入口２５Ｉと、冷却水排出口２５Ｏと、冷却室２５Ｃを歯車装置から分離する壁部２５Ｗとを示す。壁部２５Ｗは高熱伝導性を有している。大きな動力がギヤボックスに伝達されて、熱が歯車装置同士の摩擦によって生成される。図４には、製造プロセスで形成された潤滑油潤滑ドリル穴を密封するプラグ３７，３７が図示されている。なお、プラグ３７，３７は、図３および図３Ａにも図示されている。

冷却室１２Ｃ，２５Ｃは、ギヤボックスの各端部において、後側冷却キャップ１２と前側冷却キャップ２５との背後に設けられている。冷却室２５Ｃの一部分が図１Ｆに図示されている。図４は、ギヤボックス９の上面図４００である。プラグ３８が図示されており、それらはねじ穴から取り除かれ、冷却水を冷却室１２Ｃ，２５Ｃ内に送り込むためにホースがこれらの孔に装着される。冷却室１２Ｃ，２５Ｃ内の冷却水により、ギヤボックス内に生成された熱が除去される。また、冷却室１２Ｃ，２５Ｃは、それぞれ壁部１２Ｗ，２５Ｗの背後に存在している歯車装置から完全に密封されている。

図１および図１Ａに示すように、ギヤボックス９の中央を通過する導水管６Ｃが設けられている。ギヤボックス９がボーリングマシンに設置されると、冷却流体を運ぶ導水管６Ｃも設置される。この導水管６Ｃは、静止管２１内を通っていて、水をカッタヘッド３に供給する。図１および図１Ａ中、引用符号６Ｃは、ギヤボックス９とカッタヘッド３とを通る導水管６Ｃを表す。導水管６Ｃは、図１Ｆに示される静止管２１内に設けられている。

以上、本発明に係る実施形態を説明したが、これらの実施形態は例示的なものであって、本発明は前述した実施形態に限定されるものではない。したがって、本発明は、特許請求の範囲で請求される本発明の要旨を逸脱しない範囲で、本発明が属する分野において通常の知識を有する者により適宜変更して実施されることができる。

１ ハウジング
２ カバー
２Ａ 入力歯車
２Ｂ 入力軸
２Ｃ ブッシング
２Ｅ，２Ｇ，１４，２４ Ｏリング
２Ｆ 入力軸２ｂを入力歯車２Ａに取付けるねじ／コネクタ
２Ｉ 入力歯車２Ａの内歯スプライン
２Ｐ 入力軸２Ｂの外歯スプライン
２Ｒ 入力軸２Ｂのための受け部
２Ｓ 軸受を保持するための肩部
２Ｘ カバー２をハウジング１に取付ける複数のねじ
２Ｚ 内部にシール２２Ｓが設けられたカバーの中のリセス
３ カッタヘッド
３Ａ 中間歯車
３Ｂ スプライン付きシャフト
３Ｃ 静止管２１と軸３Ｂとの間の入力軸側球面軸受
３Ｅ 第１の太陽歯車
３Ｆ 固定リング
４ カッタヘッド３に作用する水平力
４Ａ 第１の遊星キャリア
４Ｂ 第１の遊星歯車
４Ｃ 第１の遊星軸４Ｄおよび第１の遊星歯車４Ｂの間の第１対の球面軸受
４Ｄ 第１の遊星軸
５ カッタヘッド３に作用する鉛直力
５Ａ 第２の遊星キャリア
５Ｂ 第２の遊星歯車
５Ｃ 第２対の球面軸受
５Ｄ 第２の遊星軸
６ 駆動軸
６Ａ カップリングフレーム
６Ｂ カップリング
６Ｃ カッタヘッドの冷却・潤滑のための導水管
７ 電気モータないし原動機
７Ａ モータフレーム
７Ｒ ロードヘッダ組立体
８ モータと入力歯車とを連結する連結部
９ ギヤボックス
１０ 軸受カバー
１１ 有頭ねじ
１２ 後側冷却板／キャップ
１２Ｓ 冷却板／キャップ１２のためのコネクタ
１３ アダプタ
１３Ａ コネクタ／ねじ
１７ 遊星軸リテーナ
２０ 第２の太陽歯車
２１ 管部
２２ リングギヤ
２２Ｂ ハウジング１内の水平通路
２２Ｃ カバー２内の鉛直通路
２２Ｄ カバー２内のネック域
２２Ｇ リングギヤ２２とハウジング１との間の間隙
２２Ｈ 開口２２Ｒと連通されたカバー２内の水平通路
２２Ｐ 鉛直通路２２Ａに至るポート
２２Ｒ 潤滑油を出力軸側球面軸受２７に供給するためのカバー２に設けられた開口
２２Ｖ 内部に潤滑油が存在するカバー２に設けられた貯留部
２２Ｙ カバー２に設けられた水平短通路
２２Ｚ リングギヤ２２の外側表面
２４Ｒ Ｏリング用リセス
２５ 前側冷却板／キャップ
２６ だぼピン
２７ 出力軸側球面軸受
２７Ｉ 内レース
２７Ｏ 外レース
２７Ｒ ローラ
２８ 出力軸
２８Ｌ 軸２８の肩部
２８Ｓ 出力軸のスプライン
３０ 軸受カバー
３０Ｓ コネクタ／ねじ
３１ リップシール
３３ リップシール
３４，４８，４９ 軸受
３６ リテーナ
３７ ハウジングに設けられたプラグ
３８ 冷却水接続のために取り除かれるハウジングに設けられたポートプラグ
３８Ｔ 冷却水のためのねじ接続
３９ 潤滑油をギヤボックス９に追加するためのハウジングに設けられたポートプラグ
４０ シール
４１ カバー２をハウジング１と一直線に整列させるだぼピン
４８Ｂ 肩部
４８Ｓ 入力歯車肩部
４９Ｓ ハウジング肩部
５１ 第１の太陽歯車３Ｅのスプライン５２と係合するスプライン付きシャフト３ｂの外歯スプライン
５２ 第１の太陽歯車３Ｅの内歯スプライン
５３ 中間歯車３Ａの内歯スプライン５４と係合する外歯スプライン
５４ 中間歯車３Ａの内歯スプライン
５５ 第１の遊星歯車歯
５６ 第１の遊星歯車４Ｂの歯５５と噛み合うリングギヤの歯
５７ 第２の遊星歯車５Ｂの歯５８と噛み合うリングギヤの歯
５８ 第２の遊星歯車歯
５９ カバー２の外歯スプライン
６０ リングギヤ２２の内歯スプライン
６１ 出力軸２８を保持する固定リング
６５ 出力軸２８の外歯スプライン
６６ 第２の遊星キャリア５Ａの内歯スプライン
６７ 第１の遊星キャリア４Ａの内歯スプライン
６８ 第２の太陽歯車２０の外歯スプライン
６９ 第２の太陽歯車２０の外歯車
６９Ａ 第２の太陽歯車２０の出力歯
７０ 第２の遊星歯車５Ｂの歯
７１ 球面軸受５Ｃの内レース
７２ 球面軸受５Ｃのころ軸受
７３ 球面軸受５Ｃの外レース
７４ 球面軸受４Ｃの内レース
７５ 球面軸受４Ｃのローラ
７６ 球面軸受４Ｃの外レース
７７ 入力軸側球面軸受３Ｃの内レース
７８ 入力軸側球面軸受３Ｃのローラ
７９ 入力軸側球面軸受３Ｃの外レース
８０ 第２の遊星キャリア５Ａとカバー２との間の軸封
８１ 入力軸２Ｂにおける段付きボア
８１Ａ 入力軸２Ｂのボアにおける第１の肩部
８１Ｂ 入力軸２Ｂのボアにおける第２の肩部
８２Ｃ 入力軸２Ｂの外側部分
８２Ｄ 入力軸２Ｂの内側部分
８２Ｈ 入力軸２Ａの外側肩部
８２Ｆ 環状溝、くびれ部ないしヒューズ部
８２Ｒ 環状溝と入力軸２Ｂの段付きボア８１との間の薄肉領域
８２Ｚ 肩部８２Ｈの面取り部
８４ 入力歯車２Ａの歯
８５ 中間歯車３Ａの歯
８６ 入力歯車２Ａの受け部２Ｒに設けられたボア
８６Ａ 入力軸２Ｂの肩部８２Ｈと係合するボア８６に設けられた第１の肩部
８６Ｂ 筒状ブッシング２Ｃと係合するボア８５に設けられた第２の肩部
９５Ａ 内側アンギュラースプラインと外側アンギュラースプラインとの間の間隙
９６Ａ 内側アンギュラースプラインと外側アンギュラースプラインの間の間隙
９７Ｔ 内側アンギュラースプラインおよび外側アンギュラースプラインの間の間隙ないしバックラッシュ
９５Ｉ 内側インボリュートスプラインおよび外側インボリュートスプラインの間の間隙
９６Ｉ 内側インボリュートスプラインおよび外側インボリュートスプラインの間の間隙
９７Ｉ 内側インボリュートスプラインおよび外側インボリュートスプラインの間の間隙ないしバックラッシュ
９９ リングギヤ２２、ハウジング１、および第２の遊星歯車５Ｂの相対的枢動を表す矢印
９９Ａ 第２の遊星歯車５Ｂおよび第２の太陽２０の相対的枢動を表す矢印
９９Ｂ 第１の太陽歯車３Ｅおよびスプライン付きシャフト３Ｂの相対的枢動を表す矢印
９９Ｃ 中間歯車３Ａおよびスプライン付きシャフト３Ｂの相対的枢動を表す矢印
９９Ｄ 第２の遊星キャリア５Ａおよび出力軸２８の相対的枢動を表す矢印
９９Ｅ 第１の遊星歯車４Ｂ、リングギヤ２２およびハウジング１の相対的枢動を表す矢印
９９Ｚ ロードヘッダの枢動を表す矢印
１００ ロードヘッダの概略図
ＴＴ 歯厚
ＳＷ スペース幅

Claims (6)

1. 外歯スプラインおよびボアを有すると共に原動機のトルクが伝達される入力軸と、前記入力軸の前記ボア内に配設されるブッシングと、ボアを有する入力歯車とを備えて、前記原動機のトルクを負荷に与えるギヤボックスのための過負荷防止装置であって、
   前記入力軸には、前記入力軸を、前記原動機に連結して前記原動機によって回転させるためのキーが設けられ、
   前記入力歯車の前記ボアには、内歯スプラインおよび肩部が設けられ、
   前記入力軸の前記外歯スプラインが、前記入力歯車の前記内歯スプラインと係合し、
   前記ブッシングが、前記入力歯車の前記ボア内に配設されて前記肩部と係合し、
   前記入力軸には環状溝が設けられ、
   前記入力歯車が、前記負荷に動力を与える遊星歯車装置を駆動し、
   前記入力軸が、前記ギヤボックスに過負荷が生じたときに、前記環状溝において破断される
   ことを特徴とする過負荷防止装置。
2. 前記入力軸が前記環状溝において破断されたときに、前記ブッシングが、前記原動機に連結されている前記入力軸の一部分が回転を継続することを許容することを特徴とする請求項１に記載の過負荷防止装置。
3. 前記環状溝がＵ字形状の断面を有することを特徴とする請求項１に記載の過負荷防止装置。
4. 外歯スプラインおよびボアを有すると共に原動機のトルクが伝達される入力軸と、ブッシングと、ボアが設けられた受け部を有する入力歯車とを備えて、前記原動機のトルクを負荷に与えるギヤボックスのための過負荷防止装置であって、
   前記入力軸が、前記原動機によって駆動されて回転し、
   前記入力歯車の前記受け部の前記ボアには、内歯スプラインおよび第１の肩部が設けられ、
   前記入力軸の前記外歯スプラインが、前記入力歯車の前記内歯スプラインと係合し、 前記ブッシングが、前記入力歯車の前記受け部の前記ボア内に配設されて前記第１の肩部と係合し、
   前記入力軸には、環状溝が設けられ、
   前記入力歯車が、前記負荷に動力を与える遊星歯車装置を駆動し、
   前記入力軸が、前記ギヤボックスに過負荷が生じたときに、前記環状溝において破断される
   ことを特徴とする過負荷防止装置。
5. 前記環状溝がＵ字形状の断面を有することを特徴とする請求項４に記載の過負荷防止装置。
6. 前記入力軸が前記環状溝において破断されたときに、前記ブッシングが、前記原動機に連結されている前記入力軸の一部分が回転を継続することを許容することを特徴とする請求項５に記載の過負荷防止装置。

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