JP2017150509A - 変速機及び変速機を備えた駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】Ｏリングのシール性に対する異物の影響を低減する。【解決手段】変速機１００は、変速機構２０と、変速機構２０を収容する回転ハウジング１０と、回転ハウジング１０の開口端１０ａを閉塞する開口端カバー３０と、開口端カバー３０の外周に形成されたＯリング溝３０ｂに嵌装され、回転ハウジング１０と開口端カバー３０との間を封止するＯリング５０と、を備え、Ｏリング溝３０ｂは、Ｏリング５０と当接してシール部５１、５２を形成する複数の当接面３０ｃ、３０ｄを有し、変速機１００の最外部側に設けられた当接面３０ｄと最内部側に設けられた当接面３０ｃとのうち少なくとも一方は、Ｏリング溝３０ｂの開口側に向けて拡がって形成される。【選択図】図３

Description

本発明は、変速機及び変速機を備えた駆動装置に関する。

特許文献１には、油圧ショベル等の無限軌道車両の走行モータに用いられる変速機が開示されている。

上記の変速機は、クローラベルトに噛み合うスプロケットが連結される円筒状の回転ハウジングと、回転ハウジングの開口端を閉塞する円盤状の開口端カバーと、を備える。開口端カバーは、回転ハウジングの内周に形成された内周溝と開口端カバーの外周に形成された外周溝との間に形成される円筒状の空間に配設されたワイヤを介して回転ハウジングに係止される。

回転ハウジング及び開口端カバーの内部には、油圧モータの出力回転を減速して回転ハウジングに伝達する変速機構が収容されるとともに、変速機構を潤滑する潤滑油が充填される。このため、回転ハウジングの内周と開口端カバーの外周との間には、潤滑油が回転ハウジングの外部に漏れることを防止するシール部材としてＯリングが設けられる。

特開２０１４−１９０４４４号公報

回転ハウジングの内周と開口端カバーの外周との間には隙間があるので、土砂等の異物が侵入することがある。上述したように、回転ハウジングの内周と開口端カバーの外周との間にはＯリングが設けられるので、異物がそれ以上変速機の内部に入ることは防止できる。

ここで、上記の変速機では、開口端カバーを回転ハウジングに係止するためのワイヤの外径が、回転ハウジングの内周溝と開口端カバーの外周溝との間の円筒状の空間に対してクリアランスを持つように設定される。このため、回転ハウジングと開口端カバーとは、当該クリアランスの分だけ軸方向に相対変位可能となっている。

このように、回転ハウジングと開口端カバーとが軸方向に相対変位可能な構造においては、振動等で回転ハウジングと開口端カバーとが軸方向に相対変位すると、Ｏリングも軸方向に動くことになる。

このため、回転ハウジングの内周と開口端カバーの外周との間に多量の異物が侵入してＯリング近傍に堆積してしまうと、Ｏリングが軸方向に動いた際にＯリングのシール部に異物が入り込み、Ｏリングのシール性に影響を及ぼすことが考えられる。

本発明は、このような技術的課題に鑑みてなされたもので、Ｏリングのシール性に対する異物の影響を低減することを目的とする。

第１の発明は、変速機であって、駆動源の出力回転を変速する変速機構と、変速機構を収容し、変速された出力回転が伝達されて回転する円筒状の回転ハウジングと、回転ハウジングの開口端の内周に嵌装され、開口端を閉塞する開口端カバーと、開口端カバーの外周に形成されたＯリング溝に嵌装され、回転ハウジングと開口端カバーとの間を封止するＯリングと、を備え、Ｏリング溝は、Ｏリングと当接してシール部を形成する複数の当接面を有し、変速機の最外部側に設けられた当接面と最内部側に設けられた当接面とのうち少なくとも一方は、Ｏリング溝の開口側に向けて拡がって形成されることを特徴とする。

第１の発明では、変速機の最外部側に設けられた当接面と最内部側に設けられた当接面とのうち少なくとも一方がＯリング溝の開口側に向けて拡がって形成されるので、回転ハウジング１０と開口端カバー３０とが軸方向に相対変位したときの開口端カバーに対するＯリングの移動が抑制され、Ｏリングと開口端カバーとの間のシール部に異物が入り込み難くなる。また、変速機の外部側のシール部で異物が堰き止められるので、内部側のシール部近傍への異物の侵入を抑制できる。

第２の発明は、変速機の最外部側に設けられた当接面と最内部側に設けられた当接面とは、Ｏリング溝の開口側に向けて拡がって形成されることを特徴とする。

第３の発明は、変速機の最外部側に設けられた当接面と最内部側に設けられた当接面とは、Ｏリング溝の側面にそれぞれ連なることを特徴とする。

第２及び第３の発明では、開口端カバーが回転ハウジングに対して外部側に変位したときと内部側に変位したときとで、Ｏリングの変形度合が均等又は均等に近くなる。これによれば、Ｏリングの耐久性を向上できる。

第４の発明は、駆動装置であって、第１から第３のいずれかの発明に係る変速機と、駆動源と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、Ｏリングのシール性に対する異物の影響を低減できる。

本発明の実施形態に係る変速機の側面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。 本発明の実施形態に係る変速機の要部の拡大図である。 Ｏリング溝の変形例を示す図である。 Ｏリング溝の別の変形例を示す図である。

以下、図１〜図３を参照しながら本発明の実施形態に係る変速機１００について説明する。

変速機１００は、例えば、油圧ショベル等のクローラ式車両の車軸部に設けられてクローラベルトを駆動する走行モータに用いられる。駆動装置としての走行モータは、駆動源としての油圧モータ１と、油圧モータ１のシャフト２１の出力回転を減速する変速機１００と、を備える。

変速機１００は、固定ハウジング（図示せず）に対して回転作動する円筒状の回転ハウジング１０を備える。回転ハウジング１０の外周面にはスプロケット（図示せず）が連結される。回転ハウジング１０とスプロケットとが共に回転することで、スプロケットに噛み合うクローラベルト（図示せず）が循環して車両が走行する。

固定ハウジング及び回転ハウジング１０は、クローラベルトが循環する経路の内側に配置される。回転ハウジング１０は、車両のフレームに連結される固定ハウジングに対してベアリング（図示せず）を介して回転自在に支持され、回転軸Ｏを中心として回転作動する。

固定ハウジングの内部には、油圧モータ１が設けられる。油圧モータ１は、例えば、斜板式ピストンモータである。なお、駆動源は油圧モータ以外であってもよく、例えば、電動モータ等を用いてもよい。

図２に示すように、回転ハウジング１０の内部には、変速機構２０が収容される。変速機構２０は、油圧モータ１のシャフト２１に設けられるサンギヤ２２、回転ハウジング１０の内壁に設けられるリングギヤであるインナーギヤ２３、サンギヤ２２とインナーギヤ２３との双方に噛み合う複数のプラネタリギヤ２４、及び各プラネタリギヤ２４を支持するプラネタリキャリア２５等によって構成される。

変速機構２０は、油圧モータ１のシャフト２１の出力回転を減速して回転ハウジング１０に伝達する。これにより、回転ハウジング１０と共にスプロケットが回転作動する。

回転ハウジング１０の開口端１０ａの内周には、開口端１０ａを閉塞する円盤状の開口端カバー３０が嵌装される。

開口端カバー３０は、図２、図３に示すように、回転ハウジング１０の内周に形成された内周溝１０ｂと開口端カバー３０の外周に形成された外周溝３０ａとの間に形成される円筒状の空間に配設されたワイヤ４０を介して回転ハウジング１０に係止される。

回転ハウジング１０の内周溝１０ｂの位置と開口端カバー３０の外周溝３０ａの位置とは、開口端カバー３０を回転ハウジング１０の内周に嵌装してインナーギヤ２３の端面に当接させた状態で、内周溝１０ｂと外周溝３０ａとが対向して円筒状の空間を形成するように設定される。

ワイヤ４０の外径は、内周溝１０ｂと外周溝３０ａとによって形成される円筒状の空間の内径より小さく形成される。ワイヤ４０は、１本の金属製線材からなるものを使用してもよいし、複数の細い金属製線材をまとめた撚線を使用してもよい。

ワイヤ４０は、回転ハウジング１０の内周に開口端カバー３０を嵌装した状態で、内周溝１０ｂと外周溝３０ａとで形成された空間に貫通孔１０ｃから挿入される。このようにして、ワイヤ４０は、開口端カバー３０の周囲を略一周して内周溝１０ｂと外周溝３０ａとの間の空間に配設される。

これにより、開口端カバー３０がワイヤ４０を介して回転ハウジング１０に係止され、変速機構２０を収容するギヤ室１１０が回転ハウジング１０の内部に画成される。

なお、貫通孔１０ｃは、ワイヤ４０挿入後にプラグ（図示せず）で封止される。開口端カバー３０を回転ハウジング１０から取り外す場合は、貫通孔１０ｃからワイヤ４０を抜き取ればよい。

ギヤ室１１０には、変速機構２０を潤滑する潤滑油が充填される。このため、回転ハウジング１０と開口端カバー３０との間には、潤滑油がギヤ室１１０から外部に漏れることを防止するシール部材としてＯリング５０が設けられる。

具体的には、Ｏリング５０は、開口端カバー３０の外周溝３０ａよりも開口端１０ａ側に形成されたＯリング溝３０ｂに嵌装される。

Ｏリング溝３０ｂは、図３に示すように、Ｏリング５０と当接してシール部５１、５２を形成する当接面３０ｃ、３０ｄを有する。当接面３０ｃ、３０ｄは、Ｏリング溝３０ｂの開口側に向けて拡がって形成され、変速機１００の径方向に形成されたＯリング溝３０ｂの側面３０ｋにそれぞれ連なっている。Ｏリング溝３０ｂについては後で詳しく述べる。

開口端カバー３０及びＯリング５０を回転ハウジング１０に組み付けると、Ｏリング５０が、Ｏリング溝３０ｂの当接面３０ｃ、３０ｄと回転ハウジング１０の内周面との間で圧縮される。

これにより、Ｏリング５０と当接面３０ｃ、３０ｄとの間にシール部５１、５２が形成されるとともに、Ｏリング５０と回転ハウジング１０の内周面との間にシール部５３が形成され、ギヤ室１１０が封止される。

また、図１に示すように、開口端カバー３０には、３つのポート３１〜３３が設けられる。

ポート３１〜３３の内周にはねじ部が形成され、ボルト型のプラグ３４が螺合してそれぞれ取り付けられる。

ポート３１は検油ポートであって、開口端カバー３０の中央に配置される。ポート３１からプラグ３４を外すことによって、ギヤ室１１０内に充填された潤滑油量をポート３１を通じて確認することができる。

ポート３２は図１における開口端カバー３０の下部に配置される。ポート３２からプラグ３４を外すことによって、ギヤ室１１０内の潤滑油をポート３２を通じて外部に排出することができる。

ポート３３は図１における開口端カバー３０の右上部に配置される。ポート３３からプラグ３４を外すことによって、潤滑油をポート３３を通じてギヤ室１１０内に充填することができる。

続いて、変速機１００を上記のように構成することの作用効果について説明する。

変速機１００は、油圧ショベル等の走行モータに用いられるので、土砂等の異物がかかりやすい環境下で使用されることが多い。このため、回転ハウジング１０と開口端カバー３０との間の隙間１２０には、土砂等の異物が侵入することがある。

上述したように、回転ハウジング１０と開口端カバー３０との間にはＯリング５０が設けられるので、異物がそれ以上変速機１００の内部に入ることは防止できる。

ここで、本実施形態では、開口端カバー３０を回転ハウジング１０に係止するためのワイヤ４０の外径が、回転ハウジング１０の内周溝１０ｂと開口端カバー３０の外周溝３０ａとの間の円筒状の空間に対してクリアランスを持つように設定されている。このため、回転ハウジング１０と開口端カバー３０とは、当該クリアランスの分だけ軸方向に相対変位可能となっている。

このように、回転ハウジング１０と開口端カバー３０とが軸方向に相対変位可能な構造においては、Ｏリング５０が嵌装されるＯリング溝の形状を一般的な角溝等にしてしまうと、振動等で回転ハウジング１０と開口端カバー３０とが軸方向に相対変位した際に、Ｏリング５０も軸方向に動くことになる。

この場合は、隙間１２０から多量の異物が侵入してＯリング５０近傍に堆積してしまうと、Ｏリング５０が軸方向に動いた際に堆積した異物に乗り上げたりしてシール部に異物が入り込み、Ｏリング５０のシール性に影響を及ぼすことが考えられる。

これに対して、本実施形態では、上述したように、Ｏリング溝３０ｂが、Ｏリング溝３０ｂの開口側に向けて拡がって形成された当接面３０ｃ、３０ｄを有している。

これによれば、回転ハウジング１０と開口端カバー３０とが軸方向に相対変位したときの開口端カバー３０に対するＯリング５０の移動が、軸方向に対して傾斜して設けられた当接面３０ｃ、３０ｄにより抑制される。よって、Ｏリング５０と開口端カバー３０との間のシール部５１、５２に異物が入り込み難くなる。また、変速機１００の外部側のシール部５２で異物が堰き止められるので、内部側のシール部５１近傍への異物の侵入を抑制できる。

また、Ｏリング溝の形状を一般的な角溝等にしてしまうと、回転ハウジング１０と開口端カバー３０とが軸方向に相対変位したときに、Ｏリング５０が転動する場合がある。この場合は、Ｏリング５０近傍に堆積した異物にＯリング５０が乗り上げ易くなる。

これに対して、本実施形態によれば、開口端カバー３０に対するＯリング５０の移動が抑制されることで、回転ハウジング１０に対しては、Ｏリング５０を転動させずに摺動させることができる。

このため、Ｏリング５０が回転ハウジング１０に対して軸方向に動いても、近傍に堆積した異物にＯリング５０が乗り上げず、また、堆積した異物をＯリング５０によって削ぎ落とすことができる。よって、シール部５３に異物が入り込み難くなる。

また、Ｏリング５０及び開口端カバー３０を回転ハウジング１０に組み付けると、Ｏリング５０が径方向に圧縮される。このため、Ｏリング５０の軸方向側に圧縮されたＯリング５０が変形するための空間がないと、Ｏリング５０及び開口端カバー３０を回転ハウジング１０に組み付ける際に、Ｏリング５０が回転ハウジング１０と開口端カバー３０との間に噛み込んでしまう可能性がある。

これに対して、本実施形態では、Ｏリング溝３０ｂの当接面３０ｃ、３０ｄがＯリング溝３０ｂの開口側に向けて拡がって形成されるので、Ｏリング５０が変形するための空間を、Ｏリング５０の軸方向側に確保できる。よって、Ｏリング５０及び開口端カバー３０を回転ハウジング１０に組み付ける際の組付け性を確保できる。

このように、本実施形態によれば、Ｏリング５０のシール性に対する異物の影響を低減できる。また、Ｏリング５０及び開口端カバー３０を回転ハウジング１０に組み付ける際の組付け性を確保できる。

なお、図４、図５に示すように、Ｏリング５０との間にシール部を形成する２つの当接面のいずれか一方のみが開口側に向けて拡がるように、Ｏリング溝を形成してもよい。

図４に示すＯリング溝３０ｅは、Ｏリング５０と当接してシール部５４、５５を形成する当接面３０ｆ、３０ｇを有する。変速機１００の内部側の当接面３０ｆは、Ｏリング溝３０ｂの開口側に向けて拡がって形成され、外部側の当接面３０ｇは、変速機１００の径方向に形成される。

この場合も、Ｏリング溝３０ｂの場合と同様の効果を得ることができる。また、当接面３０ｇが変速機１００の径方向に形成されるので、回転ハウジング１０と開口端カバー３０とが軸方向に相対変位しても、Ｏリング５０が当接面３０ｇと平行な方向に移動することがない。このため、開口端カバー３０側においては、近傍に堆積した異物へのＯリング５０の乗り上げが発生せず、Ｏリング５０と開口端カバー３０との間のシール部５５に異物が入り込み難くなる。

図５に示すＯリング溝３０ｈは、Ｏリング５０と当接してシール部５６、５７を形成する当接面３０ｉ、３０ｊを有する。変速機１００の内部側の当接面３０ｉは、変速機１００の径方向に形成され、外部側の当接面３０ｊは、Ｏリング溝３０ｂの開口側に向けて拡がって形成される。

この場合も、Ｏリング溝３０ｂの場合と同様の効果を得ることができる。また、当接面３０ｊが、開口端カバー３０の外周面に到達するまで延伸しているので、Ｏリング５０の外部側に、隙間１２０に侵入した異物が溜まる空間を確保できる。これによれば、シール部５７に異物が入り込み難くなり、シール部５６近傍への異物の侵入を遅らせることができる。

一方、本実施形態では、Ｏリング溝３０ｂの当接面３０ｃ、３０ｄが、Ｏリング溝３０ｂの開口側に向けて等しく拡がって形成される。このため、例えば、振動により回転ハウジング１０と開口端カバー３０とが相対変位した場合には、開口端カバー３０が回転ハウジング１０に対して外部側に変位したときのＯリング５０の変形度合と、内部側に変位したときのＯリング５０の変形度合とが均等になる。これによれば、Ｏリング５０の耐久性を向上できる。

なお、当接面３０ｃ、３０ｄの傾斜角が等しくなくても、傾斜角が近ければ、開口端カバー３０が回転ハウジング１０に対して外部側に変位したときのＯリング５０の変形度合と、内部側に変位したときのＯリング５０の変形度合とが均等に近くなり、Ｏリング５０の耐久性を向上できる。

以下、本発明の実施形態の構成、作用、及び効果をまとめて説明する。

変速機１００は、油圧モータ１の出力回転を変速する変速機構２０と、変速機構２０を収容し、変速された前記出力回転が伝達されて回転する円筒状の回転ハウジング１０と、回転ハウジング１０の開口端１０ａの内周に嵌装され、開口端１０ａを閉塞する開口端カバー３０と、開口端カバー３０の外周に形成されたＯリング溝３０ｂに嵌装され、回転ハウジング１０と開口端カバー３０との間を封止するＯリング５０と、を備え、Ｏリング溝３０ｂは、Ｏリング５０と当接してシール部５１、５２を形成する複数の当接面３０ｃ、３０ｄを有し、変速機１００の最外部側に設けられた当接面３０ｄと最内部側に設けられた当接面３０ｃとのうち少なくとも一方は、Ｏリング溝３０ｂの開口側に向けて拡がって形成されることを特徴とする。

この構成では、変速機１００の最外部側に設けられた当接面３０ｄと最内部側に設けられた当接面３０ｃとのうち少なくとも一方が、Ｏリング溝３０ｂの開口側に向けて拡がって形成されるので、回転ハウジング１０と開口端カバー３０とが軸方向に相対変位したときの開口端カバー３０に対するＯリング５０の移動が抑制され、Ｏリング５０と開口端カバー３０との間のシール部５１、５２に異物が入り込み難くなる。また、変速機１００の外部側のシール部５２で異物が堰き止められるので、内部側のシール部５１近傍への異物の侵入を抑制できる。よって、Ｏリング５０のシール性に対する異物の影響を低減できる。

また、変速機１００の最外部側に設けられた当接面３０ｄと最内部側に設けられた当接面３０ｃとは、Ｏリング溝３０ｂの開口側に向けて拡がって形成されることを特徴とする。

また、変速機１００の最外部側に設けられた当接面３０ｄと最内部側に設けられた当接面３０ｃとは、Ｏリング溝３０ｂの側面にそれぞれ連なることを特徴とする。

これらの構成では、開口端カバー３０が回転ハウジング１０に対して外部側に変位したときと内部側に変位したときとで、Ｏリング５０の変形度合が均等又は均等に近くなる。これによれば、Ｏリング５０の耐久性を向上できる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したものに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体例に限定する趣旨ではない。

例えば、上記実施形態では、油圧モータ１の出力回転を減速して回転ハウジング１０に伝達しているが、出力回転を増速して回転ハウジング１０に伝達するものであってもよい。

また、上記実施形態では、Ｏリング溝３０ｂが、２つの当接面３０ｃ、３０ｄを有しているが、Ｏリング５０との間にシール部を形成する当接面を３つ以上有するように、Ｏリング溝を設けてもよい。

この場合は、変速機１００の最外部側に設けられた当接面と最内部側に設けられた当接面とのうち少なくとも一方を、Ｏリング溝３０ｂの開口側に向けて拡がるように形成すればよい。

また、上記実施形態では、駆動装置として、走行モータを例に説明したが、旋回モータやウィンチなどを駆動するモータなどにも適用できる。

なお、当接面がＯリング溝の開口側に向けて拡がって形成されているものには、当接面が最後まで拡がっていないもの（図３参照）や、２つの当接面の間に軸方向に形成された底面が設けられたものも含まれる。また、２つの当接面の傾斜は非対称でもよい。

１００・・・変速機、１・・・油圧モータ（駆動源）、１０・・・回転ハウジング、１０ａ・・・開口端、２０・・・変速機構、３０・・・開口端カバー、３０ｂ・・・Ｏリング溝、３０ｃ・・・当接面、３０ｄ・・・当接面、３０ｅ・・・Ｏリング溝、３０ｆ・・・当接面、３０ｇ・・・当接面、３０ｈ・・・Ｏリング溝、３０ｉ・・・当接面、３０ｊ・・・当接面、３０ｋ・・・側面、５０・・・Ｏリング、５１・・・シール部、５２・・・シール部、５４・・・シール部、５５・・・シール部、５６・・・シール部、５７・・・シール部

Claims (4)

1. 駆動源の出力回転を変速する変速機構と、
   前記変速機構を収容し、変速された前記出力回転が伝達されて回転する円筒状の回転ハウジングと、
   前記回転ハウジングの開口端の内周に嵌装され、前記開口端を閉塞する開口端カバーと、
   前記開口端カバーの外周に形成されたＯリング溝に嵌装され、前記回転ハウジングと前記開口端カバーとの間を封止するＯリングと、
   を備え、
   前記Ｏリング溝は、前記Ｏリングと当接してシール部を形成する複数の当接面を有し、
   前記変速機の最外部側に設けられた前記当接面と最内部側に設けられた前記当接面とのうち少なくとも一方は、前記Ｏリング溝の開口側に向けて拡がって形成される、
   ことを特徴とする変速機。
2. 請求項１に記載の変速機であって、
   前記変速機の最外部側に設けられた前記当接面と最内部側に設けられた前記当接面とは、前記Ｏリング溝の開口側に向けて拡がって形成される、
   ことを特徴とする変速機。
3. 請求項２に記載の変速機であって、
   前記変速機の最外部側に設けられた前記当接面と最内部側に設けられた前記当接面とは、前記Ｏリング溝の側面にそれぞれ連なる、
   ことを特徴とする変速機。
4. 請求項１から３のいずれかに記載の変速機と、前記駆動源と、を備える駆動装置。

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