JP2022158828A - 減速機、及び、建設機械 - Google Patents

Abstract

【課題】電動モータとの接続部分のスペースを有効利用することで、高速回転を可能とするとともに小型化を図ることができ、さらに油圧駆動のものと部品を共通化できる。
【解決手段】電動モータ２の回転駆動力を入力段側から出力段側に減速させて回転駆動部に伝達する多段減速部４のうち入力段に配置される第１減速部４Ａと、第１減速部４Ａに設けられる第１遊星ギア４２が噛み合う第１リングギア５２と、多段減速部４のうち出力段に配置され第１ケース５Ａを有する第３減速部４Ｃと、を備え、第１リングギア５２は、第３減速部４Ｃの第１ケース５Ａの内部に設けられた減速機を提供する。
【選択図】図２

Description

本発明は、減速機、及び、建設機械に関する。

ショベル等の建設機械の走行ユニットにおいては、エンジンを駆動源としてポンプを介して各アクチュエータを油圧で制御している。近年では、エンジンによる駆動源に代えて、バッテリーを駆動源としてポンプを駆動する方式や、例えば特許文献１に示されるような各アクチュエータをバッテリーから電気駆動する方式の電動モータを用いることが提案されている。

特公昭５９－２６８２５号公報

上記のように電動モータを使用する場合、油圧駆動モータに比べて出力密度が低いことから電動モータが油圧駆動モータよりも大型化する課題があった。電動モータの小型化を図るためには、出力密度を上げる必要がある。すなわち、電動モータの高速回転化が必要となり、高速回転にすることに伴って減速比を高くし、減速機を多段化することが求められている。
しかしながら、建設用走行装置の遊星多段機構で減速機を多段化する場合には、通常、前段減速部のリングギアが出力段のリングギアに固定されるため、電動機との接続部分に無駄なスペースが生じてしまい、電動ユニットが大型化する要因となっている。
また、従来の減速機では、リングギアの回転軸線方向の長さを長くする必要があり、さらに中空のサンギアが必要になる等、特殊な部品構造となっている。このように油圧駆動モータの場合との部品の共通化ができないことから、その点で改善の余地があった。

本発明は、電動モータとの接続部分のスペースを有効利用することで、高速回転を可能とするとともに小型化を図ることができ、さらに油圧駆動のものと部品を共通化できる減速機、及び、建設機械を提供する。

本発明の一態様に係る減速機は、電動モータの回転駆動力を入力段側から出力段側に減速させて回転駆動部に伝達する多段減速部のうち入力段に配置される前段減速部と、前記前段減速部に設けられる第１ギアが噛み合う第１リングギアと、前記多段減速部のうち出力段に配置され最終段キャリアを有する最終段減速部と、を備え、前記第１リングギアは、前記最終段減速部の前記最終段キャリアの内部に設けられている。

このように構成することで、入力段となる前段減速部の第１リングギアが出力段となる最終段キャリアの内部に設けられるので、前段減速部を電動モータ側となる最終段キャリア内に配置することができる。すなわち、モータシャフトのみが配置されていた電動モータとの接続部分となる最終段キャリア内のスペースを有効的に利用して前段減速部を配置でき、減速機を多段にした場合であっても減速機の大型化することを抑制できる。したがって、減速機を大型化を抑えて多段に設けることができ、電動モータの高速回転が可能となり出力密度を上げることができる。
また、本実施形態の減速機では、従来のようなリングギアの長さを長くしたり、出力段減速部である最終段減速部の部品形状が変わることに伴う特殊な部品が不要となるので、油圧駆動モータと同じ部品で共通化でき、新たな部品を製作する必要がなくなる。

前記前段減速部から入力された回転駆動力は、前記前段減速部と前記最終段減速部との間に配置される中間段減速部で減速されて前記最終段減速部に伝達され、前記最終段減速部は、前記前段減速部と前記中間段減速部との間に配置されていることが望ましい。

前記中間段減速部の第２ギアが噛み合う第２リングギアが設けられ、前記最終段減速部の第３ギアが噛み合う第３リングギアが設けられ、前記第２リングギアと前記第３リングギアとが相対回転不能に設けられていてもよい。

前記中間段減速部は、第２ギアと、前記第２ギアを回転可能に支持する中間段キャリアと、を備え、前記最終段減速部は、前記電動モータの回転軸に同軸になる入力軸を挿通させる中空部を有するサンギアと、前記サンギアに噛み合う第３ギアと、を備え、前記中間段キャリアは、前記サンギアと一体に設けられ、前記入力軸は、前記中間段キャリアと前記サンギアを挿通することが望ましい。

前記最終段キャリアは、筒壁および底壁を有する有底筒状をなし、前記筒壁の内周面には、前記第１ギアが噛み合って設けられ、前記第３ギアが噛み合う第３リングギアが設けられ、前記底壁には、前記入力軸を回転自在に支持する軸受と、前記サンギアに対して公転不能に支持され、前記第３ギアを回転自在に支持する支柱と、を備えていても良い。

本発明の他の態様に係る減速機は、電動モータの回転駆動力を入力段側から出力段側に減速させて回転駆動部に伝達する多段減速部のうち入力段に配置される前段減速部と、前記多段減速部のうち出力段に配置され最終段キャリアを有する最終段減速部と、前記前段減速部と前記最終段減速部との間に配置され、前記前段減速部から入力された回転駆動力を減速して前記最終段減速部に伝達する中間段減速部と、前記前段減速部に設けられる第１ギアが噛み合う第１リングギアと、前記中間段減速部の第２ギアが噛み合う第２リングギアと、前記最終段減速部の第３ギアが噛み合うとともに、前記第２リングギアに相対回転不能に設けられた第３リングギアと、を備え、前記第１リングギアは、前記最終段減速部の前記最終段キャリアの内部に設けられ、前記最終段減速部は、前記電動モータの回転軸に同軸になる入力軸を挿通させる中空部を有するサンギアを有し、前記中間段減速部には、前記サンギアと一体に設けられ前記第２ギアを回転可能に支持する中間段キャリアを備え、前記入力軸は、前記中間段キャリアと前記サンギアを挿通し、前記最終段キャリアは、筒壁および底壁を有する有底筒状をなし、前記筒壁の内周面には、前記第１ギアが噛み合って設けられ、前記底壁には、前記入力軸を回転自在に支持する軸受と、前記サンギアに対して公転不能に支持され、前記第３ギアを回転自在に支持する支柱と、を備える。

このように構成することで、入力段となる前段減速部の第１リングギアが出力段となる最終段キャリアの内部に設けられるので、前段減速部を電動モータ側となる最終段キャリア内に配置することができる。すなわち、モータシャフトのみが配置されていた電動モータとの接続部分となる最終段キャリア内のスペースを有効的に利用して前段減速部を配置でき、減速機を多段にした場合であっても減速機の大型化することを抑制できる。したがって、減速機を大型化を抑えて多段に設けることができ、電動モータの高速回転が可能となり出力密度を上げることができる。
また、本実施形態の減速機では、従来のようなリングギアの長さを長くしたり、出力段減速部である最終段減速部の部品形状が変わることに伴う特殊な部品が不要となるので、油圧駆動モータと同じ部品で共通化でき、新たな部品を製作する必要がなくなる。
また、最終段減速部の電動モータ側に隣接する位置に第１リングギア及び前段減速部を配置することができる。そのため、最終段減速部の最終段キャリアに第１リングギアを設けることができる。
さらに、入力段の前段減速部の第１リングギアと別体で第２リングギアおよび第３リングギアを設けることができるので、第２リングギアおよび第３リングギアを一体的に設けることができる。そのため、構造が複雑化することがなく、簡単な構造で多段減速部を製造することができる。
また、最終段減速部のサンギアは、中間段減速部の中間段キャリアに設けられているので、入力軸の回転駆動力ではなく、中間段減速部で減速された回転駆動力が中間段キャリアから伝達されて回転する。そのため、最終段減速部を前段減速部と中間段減速部との間に配置することができる。

また、最終段キャリアの底壁に設けられる支柱に第３ギアが公転不能かつ回転自在に支持されているので、第３リングギアを回転させることができる。この場合には、最終段キャリアの底壁が最終段減速部の最終段キャリアとして機能し、筒壁が第１リングギアを配置させる機能を有することから、最終段キャリアの内側に前段減速部を効率よく配置することが可能となる。

本発明の一態様に係る建設機械は、車体と、前記車体を走行させる駆動輪と、前記駆動輪を駆動する電動モータ及び減速機と、を備え、前記減速機は、電動モータの回転駆動力を入力段側から出力段側に減速させて回転駆動部に伝達する多段減速部のうち入力段に配置される前段減速部と、前記前段減速部に設けられる第１ギアが噛み合う第１リングギアと、前記多段減速部のうち出力段に配置され最終段キャリアを有する最終段減速部と、を備え、前記第１リングギアは、前記最終段減速部の前記最終段キャリアの内部に設けられ、前記第１リングギアが前記車体に固定され、前記最終段減速部に噛み合う第２リングギアが前記駆動輪に固定され、前記電動モータの回転駆動力を前記減速機を介して前記駆動輪に伝達する。

このように構成することで、最終段キャリア内のスペースを有効的に利用して前段減速部を配置でき、減速機を多段にした場合であっても減速機の大型化することを抑制できる。したがって、減速機を大型化を抑えて多段に設けることができ、電動モータの高速回転が可能となり出力密度を上げることができる。そして、第１リングギアを備えた最終段キャリアが車体に固定され、第２リングギアが駆動輪に固定することで、ショベル等の建設機械に電動モータを備えた減速機を搭載することができる。

上述の減速機、及び、建設機械は、電動モータとの接続部分のスペースを有効利用することで、高速回転を可能とするとともに小型化を図ることができ、さらに油圧駆動のものと部品を共通化できる。

実施形態の減速機を備えたショベルの側面図。 実施形態の電動モータを備えた減速機の断面図。 第１リングギアとモータフランジを分割した斜視図。 図２に示すＡ－Ａ線矢視図であって、第１リングギアを軸線方向から見た平面図。

次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下で説明する各実施形態と変形例においては、共通部分に同一符号を付し、重複する説明を一部省略するものとする。

図１は、駆動部に電動モータ２に設けられる減速機１を採用したショベル１０（建設機械）の側面図である。
本実施形態のショベル１０は、走行体１２の一形態であるクローラによって走行するショベルである。ショベル１０は、走行体１２と、走行体１２の上に旋回可能に設置された上部旋回体１１と、を備えている。

上部旋回体１１は、操作者が搭乗可能な運転席１３と、運転席１３の前部に基端側が回転可能に支持されたブーム１４と、ブーム１４の先端部に基端側が回転可能に連結されたアーム１５と、アーム１５の先端側に回転可能に連結されたバケット１６と、を備えている。運転席１３、ブーム１４、アーム１５及びバケット１６の各関節には、図示しない駆動装置が内蔵されている。各関節の駆動装置は、運転席１３における操作者による操作によって駆動される。
走行体１２は、クローラ本体１２１（車体）と、クローラ本体１２１に回転自在に支持された駆動輪１２２と、を有している。走行体１２には、駆動輪１２２を駆動する減速機１を備えた電動モータ２が設けられている。

図２は、電動モータ２を備えた減速機１の断面図（回転軸線Ｏを含む平面に沿って切断した図）である。なお、図２に示す減速機１の形状、寸法は一例であって、実際の寸法とは一致しない。

減速機１は、正逆回転自在の電動モータ２に連結される。電動モータ２の回転駆動力は、減速機１で減速されて回転運動として出力され、駆動輪１２２に設けられる車軸に伝達される。

減速機１は、電動モータ２のモータシャフト２０と車軸との間に、遊星ギア機構からなる３段の減速部４を設けている。
ここで、以下の説明では、減速機１において、モータシャフト２０の中心軸を回転軸線Ｏといい、回転軸線方向でモータシャフト２０側を入力側とし、その反対側を出力側とする。

電動モータ２は、モータシャフト２０と、モータ本体２１と、モータ本体２１を保持するモータケース２２と、モータケース２２の一端に固定されたモータフランジ２３と、を有している。モータシャフト２０は、モータ本体２１の中心部をモータ軸方向に延び、モータシャフト２０の一端（紙面左側）の先端部２０ａが減速機１内に突出している。電動モータ２は、モータフランジ２３を介して減速機１に取り付けられている。
モータフランジ２３は、板状に形成され、モータケース２２に取り付けられた状態で、モータケース２２に対して径方向外側に張り出している。
なお、電動モータ２としては、いわゆるブラシ付きモータやブラシレスモータ等、電力が供給されることにより駆動するさまざまなモータを採用することができる。

減速機１は、電動モータ２の回転駆動力を入力段側から出力段側に減速させて回転駆動部に伝達する多段遊星機構からなる多段減速部４を備えている。
多段減速部４は、モータシャフト２０からの回転駆動力が伝達される順番に１段目となる第１減速部４Ａ（前段減速部）、２段目となる第２減速部４Ｂ（中間段減速部）、３段目となる第３減速部４Ｃ（最終段減速部）を有している。そして、これら減速部４の配置としては、回転軸線方向で入力側から出力側に向かって第１減速部４Ａ、第３減速部４Ｃ、第２減速部４Ｂの順で配置される。すなわち、第１減速部４Ａと第２減速部４Ｂとの間に第３減速部４Ｃが配置されている。
第１減速部４Ａは、第１ケース５Ａによって回転自在に支持されている、第２減速部４Ｂ及び第３減速部４Ｃは、第２ケース５Ｂを共有し、第２ケース５Ｂによって回転自在に支持されている。

本実施形態では、図１に示すように、第１ケース５Ａがクローラ本体１２１に接続され、第２ケース５Ｂが走行体１２の駆動輪１２２に接続されている。
第１ケース５Ａ及び第２ケース５Ｂとショベル１０との接続形態は、前述した形態に限定されることはない。例えば、第２ケース５Ｂを駆動輪１２２に対して接続し、第１ケース５Ａをクローラ本体１２１に接続する構成としてもよい。
これにより、電動モータ２の回転駆動力は、減速機１を介して走行体１２に伝達される。

減速機１は、電動モータ２のモータフランジ２３の出力側端面２３ｂに対して固定ボルト２４により固定されている。具体的には、第１ケース５Ａの入力側の端部（入力側端面５０１ａ）がモータフランジ２３に取り付けられている。減速機１の内側の第１減速機室１Ａは、外気に対して密閉された状態となり、室内には潤滑油が充填されている。

第１ケース５Ａは、有底筒状に形成されている。第１ケース５Ａは、回転軸線方向と同軸に配置される内筒壁５０１（筒壁）と、モータフランジ２３に対向して配置され内筒壁５０１の出力側端部を塞ぐ底壁５０２と、を有している。内筒壁５０１の入力側端面５０１ａは、モータフランジ２３に対して固定ボルト２４により固定されている。すなわち、第１ケース５Ａは、電動モータ２に対して回転不能な状態で一体に設けられている。

内筒壁５０１の電動モータ２側の開口部には、モータシャフト２０を挿通させて回転自在に支持する第１軸受５１が設けられている。内筒壁５０１の入力側の内周面には、第１リングギア５２が設けられている。第１リングギア５２には、複数の第１遊星ギア４２が噛み合うように配置されている。
内筒壁５０１には、本実施形態ではショベル１０のクローラ本体１２１に固定するための第１固定部５５が設けられている。

第１ケース５Ａの底壁５０２には、軸部材からなる入力軸３を回転自在に支持する第２軸受５３と、第３減速部４Ｃの第３歯車４８を回転自在に支持する回転支持柱５４（支柱）と、を備えている。回転支持柱５４は、底壁５０２の出力側端面５０２ａに対して回転軸線方向に一体的に突設されている。

第２ケース５Ｂは、第１ケース５Ａの内筒壁５０１の外周面５０１ｂに対して第３軸受５６を介して周方向に回転自在に嵌合する外筒壁５０３を有している。外筒壁５０３の出力側（紙面左側）の開口部には、蓋体５０４が取り付けられ、潤滑油が充填される第２減速機室１Ｂを密閉状態にしている。

外筒壁５０３の内周面には、出力段側リングギア５７が設けられている。出力段側リングギア５７には、後述する複数の第２遊星ギア４５と第３歯車４８の両方が噛み合うように配置されている。すなわち、第２ケース５Ｂは、第２遊星ギア４５と第３歯車４８とが共有する。第２ケース５Ｂは、段付きギアであって、出力段側リングギア５７のうち第２遊星ギア４５が噛み合う部分の第２リングギア５７Ａは、第３歯車４８が噛み合う部分の第３リングギア５７Ｂよりも内径寸法が大きく設定されている。
外筒壁５０３には、本実施形態ではショベル１０の駆動輪１２２に固定するための第２固定部５８が設けられている。
第２減速部４Ｂが噛み合う第２リングギア５７Ａと第３減速部４Ｃが噛み合う第３リングギア５７Ｂとは相対回転不能に設けられている。

第２減速機室１Ｂの室内には、第１ケース５Ａの底壁５０２を挿通する入力軸３と、底壁５０２に固定される回転支持柱５４と、が挿入されている。

上述したように減速機１の内側は、第１ケース５Ａの内側の空間を形成した第１減速機室１Ａと、第２ケース５Ｂの内側の空間を形成した第２減速機室１Ｂと、を有している。第１減速機室１Ａと第２減速機室１Ｂとは、第１ケース５Ａの底壁５０２によって隔離されている。第１減速機室１Ａには、モータシャフト２０の出力側が挿入されて配置されている。そして、モータシャフト２０の先端部２０ａには、モータシャフト２０と同軸線上に入力軸３が連結されている。

第１減速部４Ａは、第１サンギア４１と、第１遊星ギア４２（第１ギア）と、第１キャリア４３（前段キャリア）と、を備えている。第１サンギア４１は、モータシャフト２０に同軸に連結されている。第１遊星ギア４２は、第１サンギア４１を中心として円周方向に複数が均等に配置されている。第１遊星ギア４２は、第１ケース５Ａの第１リングギア５２に噛み合うように設けられ、第１キャリア４３に設けられる軸部４２１に対して回転自在に支持されている。すなわち、第１遊星ギア４２は、第１サンギア４１と第１ケース５Ａの双方に噛み合うように配置されている。

第１遊星ギア４２の軸部４２１は、圧入されることにより第１キャリア４３に結合されている。第１キャリア４３は、平板のリング状に形成されている。第１キャリア４３は、回転軸線方向で第１遊星ギア４２より出力側の位置において、入力軸３に対して回転が規制された状態でモータシャフト２０と同軸に固定されている。モータシャフト２０と入力軸３との連結部は、第１サンギア４１と第１キャリア４３との間に位置している。

第１減速部４Ａでは、電動モータ２の回転駆動力は、モータシャフト２０、第１サンギア４１、第１遊星ギア４２、第１キャリア４３を介して減速されて入力軸３に伝達される。

第２減速部４Ｂは、第２サンギア４４と、第２遊星ギア４５（第２ギア）と、第２キャリア４６と、を備えている。第２サンギア４４は、入力軸３の出力側（紙面左側）の先端部３ａに同軸に連結されている。第２遊星ギア４５は、第２サンギア４４を中心として円周方向に複数が均等に配置されている。第２遊星ギア４５は、第２ケース５Ｂの出力段側リングギア５７（第２リングギア５７Ａ）に噛み合うように設けられ、第２キャリア４６に設けられる軸部４６１に対して回転自在に支持されている。すなわち、第２遊星ギア４５は、第２サンギア４４と第２ケース５Ｂの双方に噛み合うように配置されている。

第２遊星ギア４５の軸部４６１は、圧入されることにより第２キャリア４６に結合されている。第２キャリア４６は、平板のリング状に形成されている。第２キャリア４６は、回転軸線方向で第２遊星ギア４５より入力側の位置において、入力軸３に対して回転自在な状態でモータシャフト２０と同軸に固定されている。第２キャリア４６は、モータ軸方向で第２サンギア４４と第３サンギア４７との間に位置している。

第２減速部４Ｂでは、第１減速部４Ａで減速した回転駆動力は、入力軸３、第２サンギア４４、第２遊星ギア４５、第２キャリア４６を介して減速されて第３減速部４Ｃの第３サンギア４７に伝達される。

第３減速部４Ｃは、第３サンギア４７と、第３歯車４８（第３ギア）と、を備えている。
第３サンギア４７は、入力軸３を挿通させる中空部４７ａを有している。入力軸３は、第１キャリア４３と第３サンギア４７の両方を貫通し、第３サンギア４７を貫通した先端部３ａに第２サンギア４４が同軸に固定されている。第３サンギア４７は、出力側で第２キャリア４６の内周４６ａに回転不能に係合して一体的に設けられている。第３サンギア４７は、第２キャリア４６とともに回転する。

第３歯車４８は、第３サンギア４７を中心として円周方向に複数が均等に配置されている。第３歯車４８は、第２ケース５Ｂの出力段側リングギア５７（第３リングギア５７Ｂ）に噛み合うように設けられ、第１ケース５Ａの底壁５０２から出力側に突出する回転支持柱５４に対して回転自在に支持されている。すなわち、第３歯車４８は、第３サンギア４７と第２ケース５Ｂの双方に噛み合うように配置されている。

第３減速部４Ｃでは、第２減速部４Ｂで減速した回転駆動力が、第３サンギア４７、第３歯車４８を介して減速されて第２ケース５Ｂに伝達される。

図２及び図３に示すように、第１ケース５Ａには、第１減速部４Ａを冷却するための水冷式の水冷流路６が設けられている。モータフランジ２３には、水冷流路６に接続される吸入ポート６１及び吐出ポート６２が設けられている。
水冷流路６は、第１ケース５Ａに配置されるとともに、吸入ポート６１及び吐出ポート６２に接続されている。

吸入ポート６１及び吐出ポート６２は、それぞれモータフランジ２３の外周面２３ａからＬ型に屈曲して出力側端面２３ｂに向けて配置されている。吸入ポート６１は、外部から冷却水Ｗを水冷流路６に吸入する。吐出ポート６２は、水冷流路６を流通した冷却水Ｗを外部に吐出する。吸入ポート６１及び吐出ポート６２は、上述したショベル１０の一部に装備された水供給部（図示省略）に配管により接続されている。

図４に示すように、水冷流路６は、第１ケース５Ａの内筒壁５０１におけるモータフランジ２３側を向く入力側端面５０１ａに配置されている。回転軸線方向から見て水冷流路６より外周側の外周縁５０１ｃには、モータフランジ２３と液密に接触する不図示のＯリング等の止水部材が設けられている。水冷流路６は、回転軸線方向から見てＣ型形状に延在している。水冷流路６は、深さが浅い第１溝６３と、第１溝６３の一部に複数（ここでは４つ）の第１溝６３より深い第２溝６４と、を有する。
なお、水冷流路６のＣ型形状の溝の無い部分（後述する吸入口６３ａ及び吐出口６３ｂが位置する部分）の向きは、本実施形態では上向きとなっているが、とくに制限されることはなく、例えば下向き、あるいは横向きであってもかまわない。

第２溝６４は、第１溝６３の底部６３ｃよりさらに深くなる溝であって、図２に示すように回転軸線方向で、第１減速部４Ａの第１遊星ギア４２が噛み合う第１リングギア５２の近傍に達するように位置している。水冷流路６のうち延在方向の一端の吸入口６３ａには吸入ポート６１が接続され、他端の吐出口６３ｂには吐出ポート６２が接続されている。水冷流路６の吸入口６３ａから吸入された冷却水Ｗは吐出口６３ｂ側（図３及び図４に示す矢印の方向）に流通し、吐出口６３ｂから吐出される。このととき、第１溝６３に流れ込んだ冷却水Ｗは、４つの第２溝６４に浸入していく。

図２に示すように、このように構成される減速機１では、電動モータ２によって回転するモータシャフト２０から回転駆動力が入力されると、第１減速部４Ａにおける第１サンギア４１と第１遊星ギア４２との歯数差、および第１遊星ギア４２と第１ケース５Ａの第１リングギア５２との歯数差に応じて第１遊星ギア４２が自転するとともに、回転軸線Ｏ周りに公転する。そして、第１遊星ギア４２を支持する第１キャリア４３を介して第１減速部４Ａから減速された回転駆動力が入力軸３に伝達される。

次に、モータシャフト２０に結合された入力軸３に第１減速部４Ａから回転駆動力が入力されると、入力軸３の先端部３ａに固定された第２減速部４Ｂにおける第２サンギア４４と第２遊星ギア４５との歯数差、および第２遊星ギア４５と第２ケース５Ｂの第２リングギア５７Ａとの歯数差に応じて第２遊星ギア４５が自転するとともに、回転軸線Ｏ周りに公転する。そして、第２遊星ギア４５を支持する第２キャリア４６を介して第２減速部４Ｂから減速された回転駆動力が第３減速部４Ｃの第３サンギア４７に伝達される。

次に、第２減速部４Ｂの第２キャリア４６から第３減速部４Ｃの第３サンギア４７に回転駆動力が入力されると、第３減速部４Ｃにおける第３サンギア４７と第３歯車４８との歯数差、および第３歯車と第２ケース５Ｂの第３リングギア５７Ｂとの歯数差に応じて第３歯車４８が自転し、第３歯車４８に噛み合う第２ケース５Ｂが回転軸線Ｏ周りに回転する。すなわち、第３歯車４８を介して第３減速部４Ｃから減速された回転駆動力が第２ケース５Ｂに伝達される。そして、第２ケース５Ｂの第２固定部５８に固定されるショベル１０の駆動輪１２２に減速された回転駆動力を出力として取り出すことができる。

以上のように、本実施形態の減速機１では、電動モータ２の回転駆動力を入力段側から出力段側に減速させて回転駆動部に伝達する多段減速部４のうち入力段に配置される第１減速部４Ａ（前段減速部）と、第１減速部４Ａに設けられる第１遊星ギア４２（第１ギア）が噛み合う第１リングギア５２と、多段減速部４のうち出力段に配置され第１ケース５Ａ（最終段キャリア）を有する第３減速部４Ｃ（最終段減速部）と、を備え、第１リングギア５２は、第３減速部４Ｃの第１ケース５Ａの内部に設けられている。
このため、入力段となる第１減速部４Ａの第１リングギア５２が出力段となる最終段キャリアに相当する第１ケース５Ａの内部に設けられるので、第１減速部４Ａを電動モータ２側となる第１ケース５Ａ内に配置することができる。すなわち、モータシャフト２０のみが配置されていた電動モータ２との接続部分となる第１ケース５Ａ内のスペースを有効的に利用して第１減速部４Ａを配置でき、減速機１を多段にした場合であっても減速機１の大型化することを抑制できる。したがって、減速機を大型化を抑えて多段に設けることができ、電動モータ２の高速回転が可能となり出力密度を上げることができる。
また、本実施形態の減速機１では、従来のようなリングギア（第１ケース５Ａに相当）の長さを長くしたり、出力段減速部である第３減速部４Ｃの部品形状が変わることに伴う特殊な部品が不要となるので、油圧駆動モータと同じ部品で共通化でき、新たな部品を製作する必要がなくなる。

なお、本実施形態の減速機１では、第１減速部４Ａ（前段減速部）から入力された回転駆動力は第１減速部４Ａと第３減速部４Ｃ（最終段減速部）との間に配置される第２減速部４Ｂ（中間段減速部）で減速されて第３減速部４Ｃに伝達され、第３減速部４Ｃは、第１減速部４Ａと第２減速部４Ｂとの間に配置されている。
このため、最終段減速部である第３減速部４Ｃの電動モータ２側に隣接する位置に第１リングギア５２及び第１減速部４Ａを配置することができる。そのため、第３減速部４Ｃの最終段キャリア（第１ケース５Ａ）に第１リングギア５２を設けることができる。

さらに、本実施形態の減速機１では、第２減速部４Ｂ（中間段減速部）の第２遊星ギア４５（第２ギア）が噛み合う第２リングギア５７Ａが設けられ、第３減速部４Ｃ（最終段減速部）の第３歯車４８（第３ギア）が噛み合う第３リングギア５７Ｂが設けられ、第２リングギア５７Ａと第３リングギア５７Ｂとが相対回転不能に設けられている。
このため、入力段の第１減速部４Ａの第１リングギア５２と別体で第２リングギア５７Ａおよび第３リングギア５７Ｂを設けることができるので、第２リングギア５７Ａおよび第３リングギア５７Ｂを一体的に設けることができる。そのため、構造が複雑化することがなく、簡単な構造で多段減速部４を製造することができる。

また、本実施形態の減速機１では、第２減速部４Ｂ（中間段減速部）は、第２ギアと、第２遊星ギア４５を回転可能に支持する第２キャリア４６（中間段キャリア）と、を備え、第３減速部４Ｃ（最終段減速部）は、電動モータ２のモータシャフト２０（回転軸）に同軸になる入力軸３を挿通させる中空部４７ａを有する第３サンギア４７と、第３サンギア４７に噛み合う第３歯車４８と、を備え、第２キャリア４６は、第３サンギア４７と一体に設けられ、入力軸３は、第２キャリア４６と第３サンギア４７を挿通する。
このため、第３減速部４Ｃの第３サンギア４７は、第２減速部４Ｂの第２キャリア４６に設けられているので、入力軸３の回転駆動力ではなく、第２減速部４Ｂで減速された回転駆動力が第２キャリア４６から伝達されて回転する。そのため、第３減速部４Ｃを第１減速部４Ａと第２減速部４Ｂとの間に配置することができる。

また、本実施形態の減速機１では、第１ケース５Ａ（最終段キャリア）は、内筒壁５０１（筒壁）および底壁５０２を有する有底筒状をなし、内筒壁５０１の内周面には、第１遊星ギア４２が噛み合って設けられ、第３歯車４８（第３ギア）が噛み合う第３リングギア５７Ｂが設けられ、底壁５０２には、入力軸３を回転自在に支持する第２軸受５３と、第３サンギア４７に対して公転不能に支持され、第３歯車４８を回転自在に支持する回転支持柱５４（支柱）と、を備える。
このため、第１ケース５Ａの底壁５０２に設けられる回転支持柱５４に第３歯車４８が公転不能かつ回転自在に支持されているので、第３リングギア５７Ｂを回転させることができる。この場合には、第１ケース５Ａの底壁５０２が第３減速部４Ｃのキャリア（最終段キャリア）として機能し、内筒壁５０１が第１リングギア５２を配置させる機能を有することから、第１ケース５Ａの内側に第１減速部４Ａを効率よく配置することが可能となる。

また、本実施形態では、クローラ本体１２１（車体）と、クローラ本体１２１を走行させる駆動輪１２２と、駆動輪１２２を駆動する電動モータ２及び減速機１と、を備え、減速機１は、電動モータ２の回転駆動力を入力段側から出力段側に減速させて回転駆動部に伝達する多段減速部４のうち入力段に配置される第１減速部４Ａ（前段減速部）と、第１減速部４Ａに設けられる第１遊星ギア４２が噛み合う第１リングギア５２と、多段減速部４のうち出力段に配置され第１ケース５Ａ（最終段キャリア）を有する第３減速部４Ｃ（最終段減速部）と、を備え、第１リングギア５２は、第３減速部４Ｃの第１ケース５Ａの内部に設けられ、第１リングギア５２がクローラ本体１２１に固定され、第３減速部４Ｃに噛み合う第２リングギア５７Ａが駆動輪１２２に固定され、電動モータ２の回転駆動力を減速機１を介して駆動輪１２２に伝達する。
このため、上述したように第１ケース５Ａ内のスペースを有効的に利用して第１減速部４Ａを配置でき、減速機１を多段にした場合であっても減速機１の大型化することを抑制できる。したがって、減速機を大型化を抑えて多段に設けることができ、電動モータ２の高速回転が可能となり出力密度を上げることができる。そして、第１リングギア５２を備えた第１ケース５Ａがクローラ本体１２１に固定され、第２リングギア５７Ａが駆動輪１２２に固定することで、ショベル１０等の建設機械に電動モータ２を備えた減速機１を搭載することができる。

なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。
例えば、上記の実施形態では、回転軸線方向で第１ケース５Ａの出力側に第２ケース５Ｂが設けられ、第２ケース５Ｂが第１ケース５Ａに対して回転自在に支持された構成としているが、第２ケース５Ｂを設ける構成に限定されるものではない。

さらに、上記の実施形態では、多段減速部４として第１減速部４Ａ、第２減速部４Ｂおよび第３減速部４Ｃを備えた３段構成としているが、３段であることに限定されることはなく、２段、あるいは３段より多い段数であってもかまわない。

また、減速機１として、本実施形態では遊星歯車機構を一例として示しているが、遊星歯車機構であることに限定されることはない。

さらに、伝達機構について、本実施形態では減速関係（減速機）を示しているが、等速、増速関係になっていてもよい。

また、上述した実施形態では、減速機１の適用対象としてショベル１０について説明したが、本発明の減速機は、これに限定されず、ショベル以外の建設機械にも適用することができる。

なお、本明細書で開示した実施形態のうち、複数の物体で構成されているものは、当該複数の物体を一体化してもよく、逆に一つの物体で構成されているものを複数の物体に分けることができる。一体化されているか否かにかかわらず、発明の目的を達成できるように構成されていればよい。

１…減速機、２…電動モータ、３…入力軸、４…多段減速部、４Ａ…第１減速部（前段減速部）、４Ｂ…第２減速部（中間段減速部）、４Ｃ…第３減速部（最終段減速部）、５…ケース、５Ａ…第１ケース（最終段キャリア）、５Ｂ…第２ケース、１０…ショベル（建設機械）、１２…走行体、４１…第１サンギア、４２…第１遊星ギア（第１ギア）、４３…第１キャリア、４４…第２サンギア、４５…第２遊星ギア（第２ギア）、４６…第２キャリア、４７…第３サンギア、４８…第３歯車（第３ギア）、５２…第１リングギア、５３…軸受、５４…回転支持柱（支柱）、５５…第１固定部、５７…出力段側リングギア、５７Ａ…第２リングギア、５７Ｂ…第３リングギア、５８…第２固定部、１２１…クローラ本体（車体）、１２２…駆動輪、５０１…内筒壁（筒壁）、５０２…底壁、Ｏ…回転軸線

Claims (7)

1. 電動モータの回転駆動力を入力段側から出力段側に減速させて回転駆動部に伝達する多段減速部のうち入力段に配置される前段減速部と、
   前記前段減速部に設けられる第１ギアが噛み合う第１リングギアと、
   前記多段減速部のうち出力段に配置され最終段キャリアを有する最終段減速部と、
   を備え、
   前記第１リングギアは、前記最終段減速部の前記最終段キャリアの内部に設けられている、減速機。
2. 前記前段減速部から入力された回転駆動力は、前記前段減速部と前記最終段減速部との間に配置される中間段減速部で減速されて前記最終段減速部に伝達され、
   前記最終段減速部は、前記前段減速部と前記中間段減速部との間に配置されている請求項１に記載の減速機。
3. 前記中間段減速部の第２ギアが噛み合う第２リングギアが設けられ、
   前記最終段減速部の第３ギアが噛み合う第３リングギアが設けられ、
   前記第２リングギアと前記第３リングギアとが相対回転不能に設けられている請求項２に記載の減速機。
4. 前記中間段減速部は、第２ギアと、前記第２ギアを回転可能に支持する中間段キャリアと、を備え、
   前記最終段減速部は、前記電動モータの回転軸に同軸になる入力軸を挿通させる中空部を有するサンギアと、前記サンギアに噛み合う第３ギアと、を備え、
   前記中間段キャリアは、前記サンギアと一体に設けられ、
   前記入力軸は、前記中間段キャリアと前記サンギアを挿通する請求項２又は３に記載の減速機。
5. 前記最終段キャリアは、筒壁および底壁を有する有底筒状をなし、
   前記筒壁の内周面には、前記第１ギアが噛み合って設けられ、
   前記第３ギアが噛み合う第３リングギアが設けられ、
   前記底壁には、
   前記入力軸を回転自在に支持する軸受と、
   前記サンギアに対して公転不能に支持され、前記第３ギアを回転自在に支持する支柱と、を備える請求項４に記載の減速機。
6. 電動モータの回転駆動力を入力段側から出力段側に減速させて回転駆動部に伝達する多段減速部のうち入力段に配置される前段減速部と、
   前記多段減速部のうち出力段に配置され最終段キャリアを有する最終段減速部と、
   前記前段減速部と前記最終段減速部との間に配置され、前記前段減速部から入力された回転駆動力を減速して前記最終段減速部に伝達する中間段減速部と、
   前記前段減速部に設けられる第１ギアが噛み合う第１リングギアと、
   前記中間段減速部の第２ギアが噛み合う第２リングギアと、
   前記最終段減速部の第３ギアが噛み合うとともに、前記第２リングギアに相対回転不能に設けられた第３リングギアと、
   を備え、
   前記第１リングギアは、前記最終段減速部の前記最終段キャリアの内部に設けられ、
   前記最終段減速部は、前記電動モータの回転軸に同軸になる入力軸を挿通させる中空部を有するサンギアを有し、
   前記中間段減速部には、前記サンギアと一体に設けられ前記第２ギアを回転可能に支持する中間段キャリアを備え、
   前記入力軸は、前記中間段キャリアと前記サンギアを挿通し、
   前記最終段キャリアは、筒壁および底壁を有する有底筒状をなし、
   前記筒壁の内周面には、前記第１ギアが噛み合って設けられ、
   前記底壁には、前記入力軸を回転自在に支持する軸受と、前記サンギアに対して公転不能に支持され、前記第３ギアを回転自在に支持する支柱と、を備える、減速機。
7. 車体と、
   前記車体を走行させる駆動輪と、
   前記駆動輪を駆動する電動モータ及び減速機と、
   を備え、
   前記減速機は、
   電動モータの回転駆動力を入力段側から出力段側に減速させて回転駆動部に伝達する多段減速部のうち入力段に配置される前段減速部と、
   前記前段減速部に設けられる第１ギアが噛み合う第１リングギアと、
   前記多段減速部のうち出力段に配置され最終段キャリアを有する最終段減速部と、
   を備え、
   前記第１リングギアは、前記最終段減速部の前記最終段キャリアの内部に設けられ、
   前記第１リングギアが前記車体に固定され、
   前記最終段減速部に噛み合う第２リングギアが前記駆動輪に固定され、
   前記電動モータの回転駆動力を前記減速機を介して前記駆動輪に伝達する、建設機械。
   

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