JP2020159463A - 動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】製造コストの増加を招くことなく、ベアリングのガタを抑制する。【解決手段】動力伝達装置１００は、駆動源９を収容する固定ハウジング１０と、駆動源９の出力回転が伝達されて回転する回転ハウジング２０と、固定ハウジング１０に取り付けられ、固定ハウジング１０に対して回転ハウジング２０を回転自在に支持する一対のベアリング４１と、ベアリング４１と回転ハウジング２０の軸方向の相対移動を規制する断面円形状の止め輪４９と、を備え、一対のベアリング４１の外輪４３は、互いに当接し、回転ハウジング２０の内周に形成される第１凹部２５と、一対のベアリング４１の外輪４３同士が当接することにより形成される第２凹部４７と、によって囲まれる空間に止め輪４９が配置される。【選択図】図２

Description

本発明は、動力伝達装置に関する。

クローラ式走行装置を駆動するための油圧モータの回転を減速させて出力する動力伝達装置が知られている（特許文献１、特許文献２参照）。

特許文献１に記載の動力伝達装置は、油圧モータ４７を収容するモータハウジング６１と、モータハウジング６１に回転自在に支持された回転ドラム６２と、回転ドラム６２内に収容され油圧モータ４７の回転出力を減速して回転ドラム６２に伝達する減速装置６３と、を備えている。回転ドラム６２は、ベアリング９１を介してモータハウジング６１に回転自在に支持されている（特許文献１の段落[００４２]、図１参照）。

特許文献２に記載の動力伝達装置は、内歯歯車２９が形成される減速機本体１６が、油圧モータ１１のケーシング１４の外壁にベアリング１５で回転自在に支持されている（特許文献２の段落[０００８]、図１参照）。

特開２００９−２９９５３１号公報 特開２０１６−１６４４２３号公報

特許文献１に記載の動力伝達装置では、特許文献１の図１に示されているように、ベアリング９１の外周に設けられた環状の凹部に複数の球体を嵌合させることにより、ベアリング９１に対する回転ドラム６２の軸方向の移動を規制している。しかしながら、特許文献１に記載の構成では、回転ドラム６２のドラム本体８９の外側から球体を投入するための投入口を形成するための孔加工が必要になり、また、球体を投入孔から一つ一つ投入するとともに球体の数を適正に管理する必要があるので、製造に手間がかかるという問題がある。

特許文献２に記載の動力伝達装置では、特許文献２の図１に示されているように、一対のベアリング１５の間に矩形断面形状の環状部材が介在されており、この環状部材によってベアリング１５に対する減速機本体１６の軸方向の移動を規制している。しかしながら、一対のベアリング１５に環状部材を当接させる構成では、環状部材の厚み（軸方向の長さ）の製造誤差が大きいと、ベアリング１５においてガタが生じるおそれがある。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、製造コストの増加を招くことなく、ベアリングのガタを抑制することを目的とする。

本発明は、動力伝達装置であって、駆動源を収容する固定ハウジングと、駆動源の出力回転が伝達されて回転する回転ハウジングと、固定ハウジングに取り付けられ、固定ハウジングに対して回転ハウジングを回転自在に支持する一対のベアリングと、ベアリングと回転ハウジングの軸方向の相対移動を規制する断面円形状の止め輪と、を備え、一対のベアリングの外輪は、互いに当接し、回転ハウジングの内周に形成される第１凹部と、一対のベアリングの外輪同士が当接することにより形成される第２凹部と、によって囲まれる空間に止め輪が配置されることを特徴とする。

この発明では、回転ハウジングの内周に形成される第１凹部と、一対のベアリングの外輪同士が当接することにより形成される第２凹部と、によって囲まれる空間に止め輪が配置されるため、製造コストの増加を招くことなく、固定ハウジングから回転ハウジングが脱落することを防止できる。また、一対のベアリングの外輪が互いに当接するため、一対のベアリングの外輪間に別部材を介在させる場合に比べて、累積公差を小さくすることができ、ガタを抑制することができる。つまり、この発明では、製造コストの増加を招くことなく、ベアリングのガタを抑制することができる。

本発明は、回転ハウジングに収容され、駆動源の出力回転を変速して回転ハウジングに伝達する変速機構と、固定ハウジングと回転ハウジングとの間の隙間をシールするフローティングシールと、をさらに備え、フローティングシールが、固定ハウジングに設けられる第１弾性リングと、第１弾性リングを介して固定ハウジングに支持される第１シールリングと、回転ハウジングに設けられる第２弾性リングと、第２弾性リングを介して回転ハウジングに支持され、第１シールリングに摺接する第２シールリングと、を有することを特徴とする。

この発明では、固定ハウジングと回転ハウジングとの位置ずれが抑制されることにより、フローティングシールの第１シールリングと第２シールリングとの間のシール性が低下することを抑制することができる。

本発明によれば、製造コストの増加を招くことなく、ベアリングのガタを抑制することができる。

図１は、本発明の実施形態に係る動力伝達装置を備える駆動装置の断面図である。 図２は、図１のII部を拡大して示す部分断面図である。 図３は、軸受ユニットの組み付け手順について説明する模式図である。

図面を参照して、本発明の実施形態に係る動力伝達装置について説明する。本実施形態では、油圧ショベルなどのクローラ式作業機の走行用の駆動源である油圧モータの動力をクローラベルトに伝達する動力伝達装置を一例に説明する。図１は、動力伝達装置１００を備える駆動装置１の断面図であり、図２は、図１のII部を拡大して示す部分断面図である。

図１に示すように、駆動装置１は、駆動源としての油圧モータ９と、油圧モータ９の動力をクローラベルト（図示せず）に伝達する動力伝達装置１００と、を備える。動力伝達装置１００は、油圧モータ９を収容する固定ハウジング１０と、固定ハウジング１０に対して回転自在に設けられる回転ハウジング２０と、油圧モータ９のシャフト３１の出力回転を変速して回転ハウジング２０に伝達する変速機構３０と、を備える。

回転ハウジング２０は、円筒状の部材であり、その内部には変速機構３０が収容されている。回転ハウジング２０は、変速機構３０を介して油圧モータ９の出力回転が伝達されて回転する。

固定ハウジング１０及び回転ハウジング２０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２０には、外周面２２から径方向外方に突出する環状の回転フランジ２９が形成される。回転フランジ２９には、ボルトによってスプロケット（図示せず）が締結される。スプロケットにはクローラベルトが噛み合う。回転ハウジング２０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が循環してクローラ式作業機が走行する。

動力伝達装置１００は、固定ハウジング１０の外周と回転ハウジング２０の内周との間に設けられる軸受ユニット４０を備える。軸受ユニット４０は、固定ハウジング１０に対して回転ハウジング２０を回転自在に支持する一対のベアリング４１と、ベアリング４１と回転ハウジング２０の軸方向の相対移動を規制する断面円形状の止め輪４９と、を有する。

回転ハウジング２０は、外部部材としての車体６に固定される固定ハウジング１０に対して、一対のベアリング４１を介して回転自在に支持され、回転中心軸Ｏを中心として回転する。一対のベアリング４１及び止め輪４９により構成される軸受ユニット４０の取り付け構造の詳細については、後述する。

油圧モータ９は、固定ハウジング１０の本体部１１の内部に収容される。油圧モータ９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、駆動源は電動モータとしてもよい。固定ハウジング１０には、本体部１１の外周面から突出するように固定フランジ１２が形成される。固定フランジ１２がボルトによって車体６に取り付けられることにより、固定ハウジング１０が車体６に固定される。

本実施形態に係る変速機構３０は、油圧モータ９のシャフト３１の出力回転を減速して回転ハウジング２０に伝達する遊星歯車減速機構である。変速機構３０は、油圧モータ９のシャフト３１に設けられるサンギヤ３２と、回転ハウジング２０の内壁に設けられるインナーギヤ３３と、サンギヤ３２とインナーギヤ３３との双方に噛み合う複数のプラネタリギヤ３４と、各プラネタリギヤ３４を支持するプラネタリキャリア３５と、プラネタリキャリア３５と噛み合う２段目のサンギヤ３６と、サンギヤ３６とインナーギヤ３３との双方に噛み合う複数のプラネタリギヤ３７と、を備える。

回転ハウジング２０の開口端部２０ａの内周には、開口端部２０ａを閉塞する円盤状のカバー２が着脱可能に取り付けられる。

回転ハウジング２０の内面と、固定ハウジング１０の本体部１１の外面と、カバー２と、によって変速機構３０を収容するギヤ室４が形成される。ギヤ室４には、変速機構３０を潤滑する潤滑剤（潤滑油）が充填される。

固定フランジ１２には、回転ハウジング２０に向かって延びる環状の固定側突起部１３が形成される。回転ハウジング２０の回転フランジ２９の基端側には、固定側突起部１３の径方向内側において固定ハウジング１０に向かって延びる環状の回転側突起部２３が形成される。

固定ハウジング１０と回転ハウジング２０の間には、固定ハウジング１０と回転ハウジング２０との間の隙間をシールするフローティングシール５０が設けられる。フローティングシール５０は、固定ハウジング１０に設けられる第１弾性リング５１と、第１弾性リング５１を介して固定ハウジング１０に支持される第１シールリング５３と、回転ハウジング２０に設けられる第２弾性リング５２と、第２弾性リング５２を介して回転ハウジング２０に支持される第２シールリング５４と、を有する。

第１弾性リング５１は、固定ハウジング１０の固定フランジ１２に形成されたシール面１４に装着されるＯリングである。第２弾性リング５２は、回転ハウジング２０の回転側突起部２３の内周面２１に装着されるＯリングである。第１シールリング５３と第２シールリング５４とは互いに摺接するように配置される。

フローティングシール５０は、回転ハウジング２０の回転時に、第１シールリング５３及び第２シールリング５４が互いに摺接することによって、動力伝達装置１００内の油が外部に漏出しないように密封するとともに、外部から泥等の異物が動力伝達装置１００内に侵入することを防止する。

なお、フローティングシール５０の外側における固定ハウジング１０と回転ハウジング２０との間には、外部から異物が侵入することを防止するラビリンスシール５が形成される。ラビリンスシール５は、固定ハウジング１０と回転ハウジング２０の互いに対向する面同士の隙間によって形成される。これにより、フローティングシール５０が異物によって損傷することを防止できる。

図２を参照して、軸受ユニット４０の取り付け構造について詳しく説明する。止め輪４９は、環状部材の一部が切除されたＣ字状の部材であって、両端部を近づけるように変形させることで縮径可能に構成されている。

一対のベアリング４１（第１ベアリング４１ａ及び第２ベアリング４１ｂ）は、それぞれ、内輪４２と、外輪４３と、内輪４２と外輪４３との間に配置される複数の転動体としてのボール４４と、ボール４４を保持する保持器４５と、を有する。第１ベアリング４１ａと第２ベアリング４１ｂは、同様の構成であり、左右対称に配置される。ベアリング４１は、ボール４４と内輪４２との接触点及びボール４４と外輪４３との接触点を結ぶ直線がラジアル方向に対して所定の角度（接触角）をもっている単列型のアンギュラボールベアリングである。

本実施形態では、ベアリング４１の内輪４２と固定ハウジング１０とのはめあいは「しまりばめ」であり、ベアリング４１の外輪４３と回転ハウジング２０とのはめあいは「すきまばめ」である。

一対のベアリング４１ａ，４１ｂは、固定ハウジング１０の外周に取り付けられる。一対のベアリング４１ａ，４１ｂは、固定ハウジング１０の外周に設けられる段部１６と、ナット６０との間で挟持される。ナット６０は、固定ハウジング１０の外周に形成されたネジ部１７に螺合される。回転ハウジング２０の内周には、第２ベアリング４１ｂの外輪４３の軸方向移動を規制する段部２６と、止め輪４９が嵌合する第１凹部２５が形成される。第１凹部２５は、断面が半円弧状であり、回転ハウジング２０の内周に沿って形成される。

第１ベアリング４１ａの外輪４３における第２ベアリング４１ｂ側の外周角部には略４５度の面取り部４６ａが形成される。同様に、第２ベアリング４１ｂの外輪４３における第１ベアリング４１ａ側の外周角部には略４５度の面取り部４６ｂが形成される。第１ベアリング４１ａの外輪４３と第２ベアリング４１ｂの外輪４３とが当接すると、面取り部４５ａ及び面取り部４６ａによって、断面が三角形形状の第２凹部４７が形成される。第２凹部４７は、ベアリング４１の外周に沿って形成される。

一対のベアリング４１ａ，４１ｂがナット６０と段部１６との間で挟持されている状態では、第２凹部４７と第１凹部２５とが互いに対向するように位置決めされる。回転ハウジング２０の内周に形成される第１凹部２５と一対のベアリング４１ａ，４１ｂの外輪４３同士が当接することにより形成される第２凹部４７とによって囲まれる環状の空間に、止め輪４９が配置される。

一対のベアリング４１及び止め輪４９によって構成される軸受ユニット４０は、次のようにして固定ハウジング１０の外周と回転ハウジング２０の内周との間に装着される。

図３に示すように、先ず、第１ベアリング４１ａを固定ハウジング１０に装着する。第１ベアリング４１ａの内輪４２が段部１６に当接するまで、第１ベアリング４１ａを固定ハウジング１０の外周に嵌め込む。

次に、第２ベアリング４１ｂを回転ハウジング２０に装着する。第２ベアリング４１ｂの外輪４３が段部２６に当接するまで、第２ベアリング４１ｂを回転ハウジング２０の内周に嵌め込む。その後、環状の第１凹部２５にＣ字状の止め輪４９を嵌め込み、止め輪４９によって第２ベアリング４１ｂが回転ハウジング２０から脱落することを防止する。なお、止め輪４９は、縮径可能な構成であるので、回転ハウジング２０の内周に容易に挿入することができる。止め輪４９は、第１凹部２５に位置すると、その弾性により拡径され、第１凹部２５に嵌め込まれる。

また、第２ベアリング４１ｂの外輪４３に面取り部４６ｂが形成されているため、止め輪４９を第１凹部２５に嵌め込む際、面取り部４６ｂに沿って止め輪４９が第１凹部２５に向かって案内される。したがって、止め輪４９を容易に第１凹部２５に嵌め込むことができる。

次に、固定ハウジング１０に回転ハウジング２０を近づけ、第１ベアリング４１ａの外輪４３に第２ベアリング４１ｂの外輪４３を当接させる。その後、図２に示すように、ナット６０が第２ベアリング４１ｂの内輪４２に当接するように、ナット６０を固定ハウジング１０のネジ部１７に締結することにより、軸受ユニット４０が完成する。

上述したように、第２凹部４７と第１凹部２５とによって囲まれる空間に止め輪４９が配置されているため、固定ハウジング１０に締結されるベアリング４１に対する回転ハウジング２０の軸方向の移動が規制される。つまり、止め輪４９によって、固定ハウジング１０から回転ハウジング２０が脱落してしまうことが防止される。

ここで、止め輪４９に代えて、複数の球体を第１凹部２５と第２凹部４７とによって囲まれる空間に配置させる場合、回転ハウジング２０の外側から球体を投入するための投入口を形成するための孔加工が必要になり、また、球体を投入孔から一つ一つ投入するとともに球体の数を適正に管理する必要があるので、製造に手間がかかるという問題がある。

これに対して、本実施形態では、回転ハウジング２０の内周に形成される第１凹部２５と、一対のベアリング４１ａ，４１ｂの外輪４３同士が当接することにより形成される第２凹部４７と、によって囲まれる空間に止め輪４９が配置されるため、製造コストの増加を招くことなく、固定ハウジング１０から回転ハウジング２０が脱落することを防止できる。

また、本実施形態では、一対のベアリング４１ａ，４１ｂの外輪４３が互いに当接する構成である。このため、一対のベアリング４１ａ，４１ｂ同士を当接させず、一対のベアリング４１ａ，４１ｂの外輪４３間に別部材を介在させる場合に比べて、累積公差を小さくすることができる。これにより、止め輪４９が配置される第１凹部２５の軸方向の幅の公差を小さく設定することができるので、ベアリング４１における軸方向のガタを抑制することができる。

上述したように、フローティングシール５０の第２シールリング５４は、第２弾性リング５２を介して回転ハウジング２０の内周面２１に支持されている。ここで、固定ハウジング１０に対する回転ハウジング２０の軸方向に位置ずれが生じると、第２シールリング５４に対する第２弾性リング５２の押圧力が変化する。このため、第１凹部２５の軸方向の幅の公差が大きすぎると、固定ハウジング１０に対する回転ハウジング２０の軸方向の位置ずれが生じたときに、第１シールリング５３と第２シールリング５４との間から油が外部に漏れ出てしまうおそれがある。

これに対して本実施形態では、軸受ユニット４０の累積公差を小さくすることができ、止め輪４９が配置される第１凹部２５の軸方向の幅の公差を小さく設定することができるので、固定ハウジング１０と回転ハウジング２０との位置ずれを抑制できる。その結果、フローティングシール５０の第１シールリング５３と第２シールリング５４との間のシール性が低下することを抑制することができる。

上述した実施形態によれば、次の作用効果を奏する。

本実施形態に係る動力伝達装置１００では、回転ハウジング２０の内周に形成される第１凹部２５と、一対のベアリング４１ａの外輪４３同士が当接することにより形成される第２凹部４７と、によって囲まれる空間に止め輪４９が配置されるため、製造コストの増加を招くことなく、固定ハウジング１０から回転ハウジング２０が脱落することを防止できる。また、一対のベアリング４１ａ，４１ｂの外輪４３が互いに当接するため、一対のベアリング４１ａ，４１ｂの外輪４３間に別部材を介在させる場合に比べて、累積公差を小さくすることができ、ガタを抑制することができる。つまり、本実施形態によれば、製造コストの増加を招くことなく、ベアリング４１のガタを抑制することができる。

さらに、固定ハウジング１０と回転ハウジング２０との位置ずれが抑制されることになるので、フローティングシール５０の第１シールリング５３と第２シールリング５４との間のシール性が低下することを抑制することができる。

次のような変形例も本発明の範囲内であり、変形例に示す構成と上述の実施形態で説明した構成を組み合わせたり、以下の異なる変形例で説明する構成同士を組み合わせたりすることも可能である。

＜変形例１＞
上記実施形態では、第１凹部２５の断面形状が半円弧状である例について説明したが、本発明はこれに限定されない。第１凹部２５の断面形状は、種々の形状とすることができる。例えば、第１凹部２５の断面形状は、矩形状、または三角形形状であってもよい。

＜変形例２＞
上記実施形態では、第２凹部４７の断面形状が三角形形状である例について説明したが、本発明はこれに限定されない。第２凹部４７の断面形状は、種々の形状とすることができる。例えば、第２凹部４７の断面形状は、半円弧状、または矩形状であってもよい。

＜変形例３＞
上記実施形態では、止め輪４９が、切れ目を有するＣ字状に形成される例について説明したが、本発明はこれに限定されない。止め輪４９は、切れ目の無い円環状部材であってもよい。

＜変形例４＞
上記実施形態では、ナット６０をネジ部１７に螺合し、固定ハウジング１０の段部１６とナット６０で一対のベアリング４１ａ，４１ｂを挟持する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。ネジ部１７にナット６０を螺合することに代えて、固定ハウジング１０の外周に沿う環状の溝を設け、この溝にシムを嵌合し、固定ハウジング１０の段部１６とシムで一対のベアリング４１ａ，４１ｂを挟持するようにしてもよい。

以上のように構成された本発明の実施形態の構成、作用、および効果をまとめて説明する。

動力伝達装置１００は、駆動源（油圧モータ９、電動モータ）を収容する固定ハウジング１０と、駆動源（油圧モータ９、電動モータ）の出力回転が伝達されて回転する回転ハウジング２０と、固定ハウジング１０に取り付けられ、固定ハウジング１０に対して回転ハウジング２０を回転自在に支持する一対のベアリング４１と、ベアリング４１と回転ハウジング２０の軸方向の相対移動を規制する断面円形状の止め輪４９と、を備え、一対のベアリング４１の外輪４３は、互いに当接し、回転ハウジング２０の内周に形成される第１凹部２５と、一対のベアリング４１の外輪４３同士が当接することにより形成される第２凹部４７と、によって囲まれる空間に止め輪４９が配置される。

この構成では、回転ハウジング２０の内周に形成される第１凹部２５と、一対のベアリング４１の外輪４３同士が当接することにより形成される第２凹部４７と、によって囲まれる空間に止め輪４９が配置されるため、製造コストの増加を招くことなく、固定ハウジング１０から回転ハウジング２０が脱落することを防止できる。また、一対のベアリング４１の外輪４３が互いに当接するため、一対のベアリング４１の外輪４３間に別部材を介在させる場合に比べて、累積公差を小さくすることができ、ガタを抑制することができる。つまり、この構成では、製造コストの増加を招くことなく、ベアリング４１のガタを抑制することができる。

動力伝達装置１００は、回転ハウジング２０に収容され、駆動源（油圧モータ９、電動モータ）の出力回転を変速して回転ハウジング２０に伝達する変速機構３０と、固定ハウジング１０と回転ハウジング２０との間の隙間をシールするフローティングシール５０と、をさらに備え、フローティングシール５０が、固定ハウジング１０に設けられる第１弾性リング５１と、第１弾性リング５１を介して固定ハウジング１０に支持される第１シールリング５３と、回転ハウジング２０に設けられる第２弾性リング５２と、第２弾性リング５２を介して回転ハウジング２０に支持され、第１シールリング５３に摺接する第２シールリング５４と、を有する。

この構成では、固定ハウジング１０と回転ハウジング２０との位置ずれが抑制されることにより、フローティングシール５０の第１シールリング５３と第２シールリング５４との間のシール性が低下することを抑制することができる。

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に過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

１・・・駆動装置、９・・・油圧モータ（駆動源）、１０・・・固定ハウジング、２０・・・回転ハウジング、２５・・・第１凹部、３０・・・変速機構、４０・・・軸受ユニット、４１・・・ベアリング、４３・・・外輪、４７・・・第２凹部、４９・・・止め輪、５０・・・フローティングシール、５１・・・第１弾性リング、５２・・・第２弾性リング、５３・・・第１シールリング、５４・・・第２シールリング、１００・・・動力伝達装置

Claims (2)

1. 動力伝達装置であって、
   駆動源を収容する固定ハウジングと、
   前記駆動源の出力回転が伝達されて回転する回転ハウジングと、
   前記固定ハウジングに取り付けられ、前記固定ハウジングに対して前記回転ハウジングを回転自在に支持する一対のベアリングと、
   前記ベアリングと前記回転ハウジングの軸方向の相対移動を規制する断面円形状の止め輪と、を備え、
   前記一対のベアリングの外輪は、互いに当接し、
   前記回転ハウジングの内周に形成される第１凹部と、前記一対のベアリングの外輪同士が当接することにより形成される第２凹部と、によって囲まれる空間に前記止め輪が配置される
   ことを特徴とする動力伝達装置。
2. 請求項１に記載の動力伝達装置であって、
   前記回転ハウジングに収容され、前記駆動源の出力回転を変速して前記回転ハウジングに伝達する変速機構と、
   前記固定ハウジングと前記回転ハウジングとの間の隙間をシールするフローティングシールと、をさらに備え、
   前記フローティングシールは、
   前記固定ハウジングに設けられる第１弾性リングと、
   前記第１弾性リングを介して前記固定ハウジングに支持される第１シールリングと、
   前記回転ハウジングに設けられる第２弾性リングと、
   前記第２弾性リングを介して前記回転ハウジングに支持され、前記第１シールリングに摺接する第２シールリングと、を有することを特徴とする動力伝達装置。

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