JP2023022658A - 減速機付油圧モータ - Google Patents
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Abstract
【課題】遊星歯車のキャリアが傾いた場合でも軸受に作用する荷重が過大になることがなく、軸受寿命の低下のおそれのない減速機付油圧モータを提供する。【解決手段】モータケーシング13にスプライン結合された遊星歯車のキャリア(第二キャリア54)と、モータケーシングに対して回転ドラム16を回転可能に支持する軸受18、19と、軸受の側面に当接して軸受に予圧を付与するカラー96およびスペーサ97とを備え、カラー96は軸受18、19に対してキャリア(第二キャリア54)側に配置されていると共に、スペーサ97は軸受18、19に対してキャリア(第二キャリア54)の反対側に配置されていて、キャリア54には、カラー96の脱落を防止するために突出した環状部54aと、環状部の内側にあってカラーとの間に所定の隙間を形成する凹部54bを有していることを特徴とする。【選択図】図2
Description
本発明は減速機付油圧モータに関し、さらに詳細には、適正な予圧をかけて使用する軸受を有する減速機の寿命の安定化を目指す減速機付油圧モータに関する。
従来から、ショベルカーなどの減速機付油圧モータにおいては、斜板式のピストンモータを駆動源として、回転ドラム(減速機のケーシング)を回転させて駆動力を伝達するものがある。減速機としては、減速比の大きい遊星歯車機構が利用される。遊星歯車機構においては、太陽歯車が油圧モータのシャフトに取り付けられていて(駆動軸)、回転ドラムに内歯車を有し(従動軸)、遊星歯車のキャリアがモータケーシングに固定される(固定軸)。遊星歯車のキャリアとモータケーシングとは、大きなトルクがかかるため、スプライン結合(スプラインはめ合い)が利用される。
モータケーシングと回転ドラムの間に配置される軸受には、アンギュラ玉軸受や円すいころ軸受が背面組み合わせで使用される。そして軸受に予圧荷重をかけるために、予圧調整機構を設けている。予圧調整機構は、予圧荷重の大きさを調節するためのスペーサ(厚みによって予圧荷重を調節する)と、軸受とスペーサをあわせて固定するロックワッシャ機構から構成される。
例えば特許文献1に記載の減速機付き油圧モータにおいては、第二キャリア29はロックワッシャ機構32に接触している(特許文献1の図3参照)。ロックワッシャ機構32はスペーサ(番号なし)に接触していて、スペーサは軸受22bの内輪端面に接触している。軸受22a、22bはアンギュラ玉軸受であり、一般的にアンギュラ玉軸受は適正な予圧をかけて使用するため、スペーサの厚さを調整することで予圧荷重を与えている構造と考えられる。
また、例えば特許文献2に記載の減速機付き油圧走行モータにおいては、軸受18aとカラー96との間にスペーサ97を配置して予圧を付与している(特許文献2の図2参照)。第二キャリア54とスペーサ97の隙間は僅かであり、第二キャリア54とカラー96との隙間も僅かとなっている。第二キャリア54はモータケーシング13とスプライン22でスプライン結合されている。
しかしながら、特許文献1に記載の減速機付き油圧モータにおいては、第二キャリア29は第二遊星歯車28の回転とトルクを伝達する際に弾性変形により僅かに傾き、回転軸と水平方向への荷重(スラスト荷重)が作用する。そのスラスト荷重は第二キャリア29、ロックワッシャ33、スペーサを介して軸受22bの内輪に作用する。適正な予圧荷重が与えられている軸受に対し、スラスト荷重による荷重が追加されることで、軸受に作用する荷重が過大となり、軸受寿命の低下につながるという問題がある。
特許文献2に記載の減速機付き油圧走行モータにおいては、一般的にスプライン結合部には隙間(ガタ)があり、特許文献1と同様にスラスト荷重が作用した際に、第二キャリア5は減速機回転軸に対して傾く場合がある。すると第二キャリア54とスペーサ97またはカラー96が接触し、これらを介して軸受内輪にスラスト荷重が作用する。従ってこの場合も、適正な予圧荷重が与えられている軸受に対し、スラスト荷重による荷重が追加されることで、軸受に作用する荷重が過大となり、軸受寿命の低下につながるという問題がある。
そこで本発明は、遊星歯車のキャリアが傾いた場合でも軸受に作用する荷重が過大になることがなく、軸受寿命の低下のおそれのない減速機付油圧モータを提供することを目的としている。
本発明にかかる減速機付油圧モータの代表的な構成は、油圧モータを内蔵するモータケーシングと、モータケーシングに回転可能に支持され遊星歯車減速機構を有する回転ドラムと、モータケーシングにスプライン結合された遊星歯車のキャリアと、モータケーシングに対して回転ドラムを回転可能に支持する軸受と、軸受の側面に当接して軸受に予圧を付与するカラーおよびスペーサとを備え、カラーは軸受に対してキャリア側に配置されていると共に、スペーサは軸受に対してキャリアの反対側に配置されていて、キャリアには、カラーの脱落を防止するために突出した環状部と、環状部の内側にあってカラーとの間に所定の隙間を形成する凹部を有していることを特徴とする。
本発明によれば、遊星歯車のキャリアが傾いた場合でも軸受に作用する荷重が過大になることがなく、軸受寿命の低下のおそれのない減速機付油圧モータを提供することができる。
本発明の減速機付油圧モータ10につき、好適な実施の形態を挙げ添付図面を参照して詳細に説明する。
図1に示すように、減速機付油圧モータ10は、概略構成として油圧モータ11と、減速機14とにより構成されている。油圧モータ11の出力軸24が回転することにより、減速機14の外装である回転ドラム16が回転する。
油圧モータ11は、配管ポート12、モータケーシング13、出力軸24、および図示を省略したシリンダブロック、ピストン、可変容量機構等により構成されている。油圧モータ11は、図示しない油圧ポンプから配管ポート12を通って供給又は排出される圧油により出力軸24を回転させると共に、可変容量機構によって出力軸24の回転数を変化させる。
モータケーシング13は、油圧モータ11の外殻をなしている。モータケーシング13の外周面38には固定フランジ34が形成されており、固定フランジ34は図示しない建設車両等(例えばクローラ式油圧ショベル)のフレームにボルト等を用いて固着されている。
モータケーシング13の一端面37(図1で左端面)には、第二キャリア54に当接する複数個の突起部21が形成されている。またモータケーシング13には、突起部21の後方(図1の右側)の外周面38にスプライン22が形成されている。同様に、後述する第二キャリア54の内側にもスプライン22が形成されていて、これらが互いに噛合することにより、回転不能に組み合わされる。
減速機14は、回転ドラム16と、出力軸24と、遊星歯車減速機構48、49とにより大略構成されている。
回転ドラム16は減速機14の外殻をなしている。回転ドラム16の外周面には駆動フランジ35が形成されている。駆動フランジ35は不図示の建設車両等の履帯を駆動するスプロケットにボルト等を用いて固着され、油圧ショベル等の建設車両を走行させる。また、回転ドラム16の内側には全周に亘って減速機内歯車52が形成されている。
回転ドラム16はモータケーシング13に対して軸受18、19によって回転可能に支持されている。軸受18、19は、モータケーシング13の外周面38から径が細くなった段部38aに嵌合されている。また回転ドラム16とモータケーシング13の継ぎ目には、メカニカルシール20が配置されている。
減速機室51は、回転ドラム16と、回転ドラム16に蓋をするカバー17と、モータケーシング13とで囲まれた領域である。そして、減速機室51内に遊星歯車減速機構48、49が収容されている。
遊星歯車減速機構48は、減速機室51内の一段目(図1の左側)に配置され、油圧モータ11の出力軸24と結合して一体に回転する第一太陽歯車56と、第一太陽歯車56と減速機内歯車52とに噛合して自転および公転する複数個の第一遊星歯車58と、第一遊星歯車58を回転可能に支持する第一キャリア53と、により構成されている。第一キャリア53にはキャリア内歯車55が形成されており、第二太陽歯車57に勘合している。
遊星歯車減速機構49は、減速機室51内の二段目(図1の右側)に配置されており、キャリア内歯車55に噛合した第二太陽歯車57と、第二太陽歯車57と減速機内歯車52とに噛合する複数個の第二遊星歯車59と、第二遊星歯車59を回転可能に支持する第二キャリア54とにより構成されている。第二キャリア54は、軸方向の一端側(図1の右側)がモータケーシング13にスプライン22によりスプライン結合していて、回転しない。従って第二遊星歯車59は自転するが公転しない。第二遊星歯車59と減速機内歯車52とは噛合っているため、減速機内歯車52と一体の回転ドラム16は、第二遊星歯車59が自転すると回転する。これらの構成により、出力軸24が回転すると、大きな減速比で回転ドラム16を回転させることができる。
図2は、図1に示す点線IIで囲んだ部分の拡大詳細図である。図2に示すように、モータケーシング13の段部38aに軸受18、19が嵌合されている。そして外周面38のうち段部38aの第二キャリア54側(図1、図2で左側)には溝95が形成されている。溝95には円環を三分割に形成されたカラー96が嵌挿されている。
第二キャリア54の軸方向の一端側(図1の右側)には、カラー96の脱落を防止するための環状部54aが形成されている。環状部54aは円筒形をしていて、第二キャリア54からスプライン22より突出し、カラー96の外周面の少なくとも一部にかぶるように伸びている。
第二キャリア54の環状部54aの内側には、第二キャリア54とモータケーシング13の突起部21とが接触することで、第二キャリア54とカラー96との間に所定の隙間98を形成する凹部54bが形成されている。所定の隙間98とは、後述する第二キャリア54が傾いた状態(図3)でも第二キャリア54とカラー96とが接触しないような隙間である。
そして本発明の特徴として、スペーサ97が、軸受18、19に対して第二キャリア54の反対側(図1、図2で右側)に配置されている。スペーサ97は円環状の薄板であって、段部38aの隅部38bに当接している。軸受18、19の内輪18a、19aはカラー96とスペーサ97で挟まれて固定されることになるため、スペーサ97の厚みを調節することによって軸受18、19に適切な予圧をかけることができる。
図3は第二キャリア54が傾いた状態を説明する図である。背景技術の項で説明したように、第二キャリア54は第二遊星歯車59の回転とトルクを伝達する際に弾性変形により僅かに傾き、回転軸と水平方向への荷重(スラスト荷重)が作用する。一般的にスプライン結合部には隙間(ガタ)があるため、スラスト荷重が作用した際に、図3に示すように第二キャリア54は出力軸24に対して傾く場合がある。
しかしながら本発明においては、スペーサ97が、軸受18、19に対して第二キャリア54の反対側(図1、図2で右側)に配置されている。これにより、第二キャリア54が傾いた状態となっても、その先端である環状部54aは「スペーサ97、及びカラー96に」接触することはない。傾いた環状部54aが接触するとすれば軸受18ということになるが、軸受18はアンギュラ玉軸受(または円すいころ軸受)であるため、内輪18aがカラー96に当接している(隣接している)ものの、外輪18bはカラー96よりも大きく後退している。そして環状部54aが傾くとき、外周に近づくほど軸受18に近づくのであるから、外輪18bが後退していることによって、環状部54aが軸受18に接触する可能性を極めて低くすることができる。
上記説明したように、本発明によれば、第二キャリア54が傾いても、適正な予圧荷重が与えられている軸受18、19に対し、スラスト荷重による荷重が追加されることがない。したがって、第二キャリア54の傾きに起因する軸受寿命の低下のおそれのない減速機付油圧モータを提供することができる。
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
本発明は、適正な予圧をかけて使用する軸受を有する減速機の寿命の安定化を目指す減速機付油圧モータとして利用することができる。
10…減速機付油圧モータ、11…油圧モータ、12…配管ポート、13…モータケーシング、14…減速機、16…回転ドラム、17…カバー、18…軸受、18a…内輪、18b…外輪、19…軸受、19a…内輪、20…メカニカルシール、21…突起部、22…スプライン、24…出力軸、33…スナップリング、34…固定フランジ、35…駆動フランジ、37…一端面、38…外周面、38a…段部、38b…隅部、41…太陽歯車群、48…遊星歯車減速機構、49…遊星歯車減速機構、51…減速機室、52…減速機内歯車、53…第一キャリア、54…第二キャリア、54a…環状部、54b…凹部、55…キャリア内歯車、56…第一太陽歯車、57…第二太陽歯車、58…第一遊星歯車、59…第二遊星歯車、72…第一軸受、95…溝、96…カラー、97…スペーサ、98…隙間
Claims (1)
- 油圧モータを内蔵するモータケーシングと、
前記モータケーシングに回転可能に支持され遊星歯車減速機構を有する回転ドラムと、
前記モータケーシングにスプライン結合された遊星歯車のキャリアと、
前記モータケーシングに対して前記回転ドラムを回転可能に支持する軸受と、
前記軸受の側面に当接して軸受に予圧を付与するカラーおよびスペーサとを備え、
前記カラーは前記軸受の前記キャリア側に配置されていると共に、
前記スペーサは前記軸受の前記キャリアの反対側に配置されていて、
前記キャリアには、前記カラーの脱落を防止するために突出した環状部と、前記環状部の内側にあって前記カラーとの間に所定の隙間を形成する凹部を有していることを特徴とする減速機付油圧モータ。
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