JP2665841B2 - 遊星歯車減速装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば下部走行体と上
部旋回体等からなる油圧ショベル等の建設機械に設けら
れ、旋回モータの回転を減速するのに用いて好適な遊星
歯車減速装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図３および図４に従来技術の遊星歯車減
速装置を示す。

【０００３】図において、１は下部走行体（図示せず）
の一部を構成する丸胴、２は該丸胴１上に後述の旋回装
置３を介して旋回可能に設けられ、上部旋回体（図示せ
ず）の一部を構成する旋回フレーム２をそれぞれ示し、
該旋回フレーム２の上面には、後述のハウジング１０が
設けられている。

【０００４】３は丸胴１と旋回フレーム２との間に設け
られた旋回装置を示し、該旋回装置３は、後述するカバ
ー１４の上面側に設けられ、圧油の給排によって出力軸
４Ａを回転駆動させる旋回モータ４と、該旋回モータ４
と対向して丸胴１の上端側に設けられた旋回輪５と、旋
回モータ４と該旋回輪５との間に設けられた後述の遊星
歯車減速装置９とから構成されている。

【０００５】ここで、前記旋回輪５は、丸胴１の上端側
に固着され、内周面に内歯６Ａが全周に亘って形成され
た内輪６と、旋回フレーム２の下面側に固着された外輪
７と、該外輪７と内輪６との間に多数個配設され、内輪
６に対して外輪７が回転（旋回）するのを補償する複数
のボール８（１個のみ図示）とから構成され、該内輪６
の内歯６Ａは、後述するピニオンシャフト２８のピニオ
ン２８Ｂと噛合している。そして、該旋回輪５は、ピニ
オンシャフト２８が回転したときに、外輪７が内輪６の
周囲を旋回フレーム２と共に旋回するのを許すものであ
る。

【０００６】９は旋回モータ４と旋回輪５との間に設け
られた遊星歯車減速装置を示し、該遊星歯車減速装置９
は、旋回フレーム２上に固定された段付筒状のハウジン
グ１０と、該ハウジング１０内に設けられた後述する１
段目減速機構１６および２段目減速機構２３と、ピニオ
ンシャフト２８とから構成されている。そして、該遊星
歯車減速装置９は、旋回モータ４の出力軸４Ａの回転を
減速し、回転トルクを増大させて旋回輪５に伝達するも
のである。

【０００７】ここで、前記ハウジング１０は、下端側の
下フランジ１１Ａが旋回フレーム２上に複数のボルト１
２，１２，…（２個のみ図示）を介して固着され、上端
側に上フランジ１１Ｂが形成された段付筒状の下側ハウ
ジング１１と、該下側ハウジング１１の上フランジ１１
Ｂ上に設けられ、内周面に内歯車としての内歯１３Ａが
全周に亘って形成された筒状の上側ハウジング１３と、
該上側ハウジング１３の上端側を施蓋して設けられ、上
面側に旋回モータ４が取付けられたカバー１４とから大
略構成され、該カバー１４および上側ハウジング１３
は、複数のボルト１５（１個のみ図示）によって下側ハ
ウジング１１の上フランジ１１Ｂに固定されている。ま
た、該ハウジング１０内には、各減速機構１６，２３の
潤滑性を保持させるべく、潤滑油が封入されている。

【０００８】１６はカバー１４の下側に位置して上側ハ
ウジング１３内に配設された１段目の減速機構を示し、
該１段目減速機構１６は、旋回モータ４の出力軸４Ａに
スプライン結合され、該出力軸４Ａと一体に回転する第
１の太陽歯車としての上側太陽歯車１７と、該上側太陽
歯車１７と上側ハウジング１３の内歯１３Ａとに噛合し
て設けられ、該上側太陽歯車１７の周囲を自転しつつ公
転する第１の遊星歯車としての例えば３個の上側遊星歯
車１８（１個のみ図示）と、該各上側遊星歯車１８を各
ピン１９を介して回転自在に支持し、該各上側遊星歯車
１８の公転運動を後述の下側太陽歯車２４に伝達する上
側キャリア２０とから構成されている。また、該上側太
陽歯車１７は、図４に示す如く、下側太陽歯車２４の上
面側で支持されている。

【０００９】２１は上側太陽歯車１７の下端内周側に嵌
合された環状板、２２は該環状板２１を支持、固定する
スナップリングを示し、該スナップリング２２は、環状
板２１と共に、上側太陽歯車１７が旋回フレーム２の振
動によって上方に跳ね上がるのを防止している。

【００１０】２３は最終段となる２段目の減速機構を示
し、該２段目減速機構２３は、上側太陽歯車１７の下側
に同軸に設けられ、１段目の上側キャリア２０と噛合し
て該上側キャリア２０と一体的に回転する第２の太陽歯
車としての下側太陽歯車２４と、該下側太陽歯車２４と
上側ハウジング１３の内歯１３Ａとに噛合して設けら
れ、該下側太陽歯車２４の周囲を自転しつつ公転する第
２の遊星歯車としての例えば３個の下側遊星歯車２５
（１個のみ図示）と、該各下側遊星歯車２５を各ピン２
６を介して回転可能に支持し、該各下側遊星歯車２５の
公転運動をピニオンシャフト２８に伝達する下側キャリ
ア２７とから構成され、該下側キャリア２７はピニオン
シャフト２８の歯部２８Ａに噛合している。そして、該
２段目減速機構２３は、１段目減速機構１６によって減
速された旋回モータ４の回転をさらに減速し、これによ
りピニオンシャフト２８を大きな回転トルクをもって回
転させるものである。

【００１１】２８は下側太陽歯車２４の下側に同軸に位
置し、下側ハウジング１１内に軸受２９，３０を介して
回転可能に支持された回転軸としてのピニオンシャフト
を示し、該ピニオンシャフト２８の上端外周側には、下
側キャリア２７と噛合する歯部２８Ａが形成され、下端
側は旋回フレーム２の下面側へと伸長し、内輪６の内歯
６Ａと噛合するピニオン２８Ｂとなっている。そして、
該ピニオンシャフト２８は、下側遊星歯車２５の公転運
動が下側キャリア２７を介して伝達されることにより回
転し、ピニオン２８Ｂと共に内輪６の内歯６Ａを介して
自転しつつ公転し、この公転力によりハウジング１０を
介して旋回フレーム２を旋回させるものである。

【００１２】３１は、下側ハウジング１１の下端側に位
置し、該下側ハウジング１１の内周側とピニオンシャフ
ト２８の外周側との間に設けられたオイルシールを示
し、該オイルシール３１は、ハウジング１０内を旋回輪
５内に対して液密に保持している。

【００１３】従来技術による遊星歯車減速装置９は上述
の如き構成を有するもので、旋回モータ４に外部から圧
油を給排して該旋回モータ４の出力軸４Ａを回転させる
と、上側太陽歯車１７は該出力軸４Ａと一体に回転（自
転運動）し、上側遊星歯車１８は該上側太陽歯車１７の
周囲を自転しつつ公転する。そして、該上側遊星歯車１
８の公転運動が上側キャリア２０によって下側太陽歯車
２４に伝達されると、該下側太陽歯車２４は自転し、下
側遊星歯車２５は該下側太陽歯車２４の周囲を自転しつ
つ公転し、該下側遊星歯車２５の公転運動は下側キャリ
ア２７によってピニオンシャフト２８に伝達される。

【００１４】これにより、旋回モータ４の回転は、各減
速機構１６，２３によって２段階に減速され、大きな回
転トルクでピニオンシャフト２８を回転させる。そし
て、該ピニオンシャフト２８のピニオン２８Ｂは、内輪
６の内歯６Ａを介して自転しつつ公転し、この公転運動
はピニオンシャフト２８からハウジング１０を介して旋
回フレーム２側に伝達され、該旋回フレーム２は外輪７
等と共に内輪６の周囲を旋回する。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来技術によるものでは、上側太陽歯車１７を下側太陽歯
車２４の上面側で支持する構成となっているから、上側
太陽歯車１７は下側太陽歯車２４の上面側に、図４中に
示す如く幅寸法Ｗを有する環状の摺接面で摺接しつつ回
転する。従って、各太陽歯車１７，２４の摺接面の状態
が悪かったり、潤滑油中の異物が各太陽歯車１７，２４
間に侵入したりすると、該各太陽歯車１７，２４間にカ
ジリが生じ易く、摩耗粉が発生する。特に、油圧ショベ
ル等の建設機械に搭載される遊星歯車減速装置９は大型
だから、各太陽歯車１７，２４の面粗度を低くして均一
に加工するのが難しく、多量の摩耗粉が生じ易い。

【００１６】このため、上述した従来技術では、旋回装
置３の作動中に、各太陽歯車１７，２４間で発生した摩
耗粉が潤滑油中に混入してハウジング１０内を浮遊し、
各遊星歯車１８，２５、各キャリア２０，２７等の噛合
部に噛み込まれて、これら各遊星歯車１８，２５等の寿
命が低下するという問題がある。また、旋回装置３の停
止時には、これらの摩耗粉がハウジング１０内を下降し
てオイルシール３１の上面側に沈殿、付着し、これによ
り該オイルシール３１が損傷してシール性が大幅に低下
し、ハウジング１０内の潤滑油が旋回輪５側に漏洩する
という問題がある。さらに、各太陽歯車１７，２４間に
は、摺接面の摩擦係数に応じて摩擦熱が生じるから、こ
の摩擦熱によって潤滑油が早期に劣化するばかりか、遊
星歯車減速装置９の減速効率が大幅に低下するという問
題がある。

【００１７】本発明は上述した従来技術の問題に鑑みな
されたもので、第１の太陽歯車が第２の太陽歯車に摺接
しつつ回転するのを防止し、該各太陽歯車間にカジリが
生じるのを防止できるようにした遊星歯車減速装置を提
供することを目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために本発明が採用する構成の特徴は、第２の太陽歯車
の上面側に筒状部材を設け、該筒状部材と第１の太陽歯
車との間には、内輪が該筒状部材の外周側に固着され、
外輪が前記第１の太陽歯車の内周側に固着された軸受を
設けたことにある。

【００１９】

【作用】上記構成により、第１の太陽歯車の下面側と第
２の太陽歯車の上面側との間に隙間を確保できる。そし
て、回転源が回転すると、第１の太陽歯車は軸受によっ
て支持されつつ、第２の太陽歯車との間に前記隙間を確
保した状態で回転源の出力軸と一体に回転する。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１および図２に基
づいて説明する。なお、実施例では前述した図３および
図４に示す従来技術と同一の構成要素に同一の符号を付
し、その説明を省略するものとする。なお、本実施例に
おいては、従来技術による環状板２１、スナップリング
２２は設けられていない。

【００２１】図中、４１は本実施例による第１の太陽歯
車としての上側太陽歯車を示し、該上側太陽歯車４１は
従来技術で述べた上側太陽歯車１７とほぼ同様に、上側
ハウジング１３内に位置し、旋回モータ４の出力軸４Ａ
とスプライン結合されているものの、該上側太陽歯車４
１の下端内周側には環状の軸受穴４１Ａが形成され、該
軸受穴４１Ａ内に後述する軸受４３の外輪４３Ｂが固着
される。

【００２２】４２は上側太陽歯車４１の下側に同軸に位
置し、下側太陽歯車２４の上面側に載置された段付筒状
の筒状部材を示し、該筒状部材４２は、図２に示す如く
下側太陽歯車２４の上面側に設けられた大径筒部４２Ａ
と、該大径筒部４２Ａの内周側から軸方向上向きに突出
して一体形成された小径筒部４２Ｂとから構成され、該
小径筒部４２Ｂの外周側には後述する軸受４３の内輪４
３Ａが固着される。また、該筒状部材４２の大径筒部４
２Ａによって上側太陽歯車４１の下面側と下側太陽歯車
２４の上面側との間に、隙間Ｓが形成されている。そし
て、該筒状部材４２は、上側太陽歯車４１の荷重を軸受
４３を介して受承するものである。

【００２３】４３は上側太陽歯車４１の軸受穴４１Ａと
筒状部材４２の外周側との間に設けられた玉軸受からな
る軸受を示し、図２に示す如く、該軸受４３の内輪４３
Ａは筒状部材４２の小径筒部４２Ｂ外周側に固着され、
外輪４３Ｂは上側太陽歯車４１の軸受穴４１Ａに固着さ
れ、下側からスナップリング４４によって固定されてい
る。そして、該軸受４３は、上側太陽歯車４１を筒状部
材４２に対して回転可能に支持すると共に、上側太陽歯
車４１が旋回フレーム２の振動等によって跳ね上がるの
を防止している。

【００２４】本実施例による遊星歯車減速装置は上述の
如き構成を有するもので、その基本的動作については従
来技術によるものと格別差異はない。

【００２５】然るに本実施例では、下側太陽歯車２４の
上面側に筒状部材４２を設け、該筒状部材４２と上側太
陽歯車４１との間には、内輪４３Ａが筒状部材４２の小
径筒部４２Ｂに固着され、外輪４３Ｂが上側太陽歯車４
１の軸受穴４１Ａに固着された玉軸受からなる軸受４３
を設ける構成としたから、該上側太陽歯車４１の下面と
下側太陽歯車２４の上面との間に、隙間Ｓを確保した状
態で、上側太陽歯車４１を回転可能に支持することがで
きる。また、筒状部材４２の大径筒部４２Ａ下面側と下
側太陽歯車２４の上面側との間に形成される幅寸法Ｗの
環状接触面のすべり摩擦係数は、軸受４３の転がり摩擦
係数よりも大きいから、下側太陽歯車２４と筒状部材４
２とは実質的に一体回転し、上側太陽歯車４１は小さい
摩擦係数をもった軸受４３によって支持されつつ自転運
動することができる。

【００２６】即ち、前記幅寸法Ｗの環状接触面に上側太
陽歯車４１の荷重が作用するから、筒状部材４２と下側
太陽歯車２４との接触によるすべり摩擦力をＦ1 とし、
軸受４３の転がり摩擦力をＦ2 としたとき、Ｆ1 》Ｆ2
となり、筒状部材４２は下側太陽歯車２４に追従して一
体回転し、筒状部材４２と下側太陽歯車２４との間に回
転摺動が発生することはない。

【００２７】かくして、本実施例によれば、上側太陽歯
車４１と下側太陽歯車２４とが摺接するのを確実に防止
し、各太陽歯車４１，２４間にカジリが生じるのを効果
的に防止でき、上側太陽歯車４１が回転するときの摩擦
係数を低減して減速効率を大幅に向上することができ
る。この結果、上側太陽歯車４１の回転によって摩耗粉
が発生するのを効果的に防止し、この摩耗粉が各遊星歯
車１８，２５等に噛み込まれるのを防止でき、信頼性、
寿命を大幅に向上することができる。また、摩耗粉によ
ってオイルシール３１が損傷するのを防止し、シール性
を長期に亘って向上することができる。さらに、上側太
陽歯車４１の回転時の摩擦係数が低下するから、上側太
陽歯車４１に摩擦熱が生じるのを効果的に防止でき、潤
滑油の劣化を防止して、寿命を向上することができる。

【００２８】なお、前記実施例では、軸受４３として玉
軸受を用いるものとして述べたが、ローラ軸受等の他の
転がり軸受を用いてもよい。また、上側太陽歯車４１
は、旋回モータ４の出力軸４Ａにスプライン結合させる
構成としたが、これに替えて、上側太陽歯車４１と出力
軸４Ａとを一体形成してもよい。

【００２９】

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明によれば、第
２の太陽歯車の上面側に筒状部材を設け、該筒状部材と
第１の太陽歯車との間には、内輪が該筒状部材の外周側
に固着され、外輪が前記第１の太陽歯車の内周側に固着
された軸受を設ける構成としたから、第１の太陽歯車
を、第２の太陽歯車の上面側との間に隙間を確保した状
態で、回転源の出力軸と一体回転させることができる。
この結果、第１の太陽歯車と第２の太陽歯車との間にカ
ジリが生じるのを確実に防止し、減速効率を向上するこ
とができる。また、各太陽歯車間で摩耗粉が生じるのを
効果的に防止できるから、摩耗粉によって各遊星歯車等
が損傷するのを防止できると共に、潤滑油が劣化するの
を防止でき、信頼性、寿命を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例による遊星歯車減速装置の要部
拡大縦断面図である。

【図２】図１中の遊星歯車減速装置を拡大して示す縦断
面図である。

【図３】従来技術による遊星歯車減速装置の縦断面図で
ある。

【図４】図３中の要部を拡大して示す縦断面図である。

【符号の説明】

４ 旋回モータ ４Ａ 出力軸 ９ 遊星歯車減速装置 １０ ハウジング １３ 上側ハウジング １３Ａ 内歯（内歯車） １８ 上側遊星歯車（第１の遊星歯車） ２４ 下側太陽歯車（第２の太陽歯車） ２５ 下側遊星歯車（第２の遊星歯車） ２８ ピニオンシャフト（回転軸） ４１ 上側太陽歯車（第１の太陽歯車） ４２ 筒状部材 ４３ 軸受 ４３Ａ 内輪 ４３Ｂ 外輪

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 平１−122542（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭55−170524（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭57−12253（ＪＰ，Ｙ２)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内周面に内歯車が形成された筒状のハウ
   ジングと、該ハウジング内に回転可能に設けられた第１
   の太陽歯車と、該第１の太陽歯車と前記内歯車とに噛合
   して設けられ、該第１の太陽歯車の自転運動によって前
   記ハウジング内を公転運動する第１の遊星歯車と、前記
   第１の太陽歯車の下側に同軸に位置して前記ハウジング
   内に回転可能に設けられ、該第１の遊星歯車の公転運動
   が伝達されて回転する第２の太陽歯車と、該第２の太陽
   歯車と前記内歯車とに噛合して設けられ、該第２の太陽
   歯車の自転運動によって前記ハウジング内を公転運動す
   る第２の遊星歯車と、前記第２の太陽歯車の下側に位置
   して前記ハウジング内に回転可能に軸支され、該第２の
   遊星歯車の公転運動が伝達されて回転する回転軸とから
   なる遊星歯車減速装置において、前記第２の太陽歯車の
   上面側には筒状部材を設け、該筒状部材と前記第１の太
   陽歯車との間には、内輪が該筒状部材の外周側に固着さ
   れ、外輪が前記第１の太陽歯車の内周側に固着された軸
   受を設けたことを特徴とする遊星歯車減速装置。