JP2023022658A - 減速機付油圧モータ - Google Patents

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。

特開２０１４－００９６５０号公報 特開２０１６－２１１３９１号公報

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。

本発明の実施の形態の一例である減速機付油圧モータ１０の略縦断面図である。 図１に示す点線ＩＩで囲んだ部分の拡大詳細図である。 第二キャリアが傾いた状態を説明する図である。

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)

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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