JP4673809B2 - 車両用ブレーキ内蔵トランスミッション - Google Patents

Description

本発明は、例えば電動フォークリフト等の車両において、電気駆動ユニットと車輪間に配設される車両用ブレーキ内蔵トランスミッションに関する。

この種の車両用ブレーキ内蔵トランスミッションとしては、例えば特許文献１に記載されているように、電気駆動ユニットのインプットシャフトにより駆動させられるドライブギヤと、このドライブギヤに連係された遊星歯車ユニットと、この遊星歯車ユニットに連結され、車輪を回転させるアウトプットシャフトと、ドライブギヤと遊星歯車ユニットとの間に設けられ、ドライブギヤから遊星歯車ユニットに伝達される駆動力を制動するディスクブレーキユニットとを備えるものがある。
米国特許 第５,６４５,１４８号公報

上記特許文献に記載されている車両用ブレーキ内蔵トランスミッションにおいては、ディスクブレーキユニットのブレーキディスクの側面に、円板状のプレッシャプレートの外周端部の一側面を当接させ、プレッシャプレートの中心部寄りを押圧手段をもって軸方向に押圧することにより、ブレーキディスクを押圧し、制動力が得られるようになっている。

このように、プレッシャプレートの中心部寄りを押圧手段により軸方向に押圧すると、力点と力の作用点であるブレーキディスクの押圧部とが、軸線と直交する径方向に離間するため、押圧力がブレーキディスクに効果的に伝達されず、小さな押圧力で大きな制動力を得ることはできない。

また、プレッシャプレートに曲げ荷重が作用して板厚方向（押圧方向）に撓み、ブレーキディスクに加わる面圧にばらつきが発生して、ブレーキディスク全体が均一に押圧されなくなる恐れがあるため、安定した制動力が得られなくなることがある。

さらに、上記従来のブレーキ内蔵トランスミッションにおいては、プレッシャプレートの押圧手段が、油圧式の押圧ピストンと、これにより押圧される円板状の押圧フランジと、この押圧フランジの内側面に一端が当接し、他端が、プレッシャプレートの中心部寄りの外側面に当接する複数の押圧ピンとを備えているため、押圧手段の部品点数が多いだけでなく、構造が複雑で、かつ軸方向の寸法も大となるので、トランスミッション全体も大型で重くなるという問題がある。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、押圧手段による押圧力がブレーキディスク押圧用のプレッシャプレートに曲げ荷重が加わるのを防止しつつ、ブレーキにディスクに効果的に伝達されるようにし、大きな制動力が安定して得られるようにするとともに、押圧手段の部品点数を削減し、かつブレーキディスクユニットをコンパクトに収めることにより、小型軽量化が図れるようにした車両用ブレーキ内蔵トランスミッションを提供することを目的としている。

本発明によると、上記課題は、次のようにして解決される。
（１）車両の電気駆動ユニットに取付けられるミッションケース内に収容され、前記電気駆動ユニットに連係されて回転させられるドライブギヤと、このドライブギヤと一体的に回転するドライブシャフトと、このドライブシャフトにより駆動されるサンギヤを有する遊星歯車ユニットと、この遊星歯車ユニットに連係され、車輪を回転させるアウトプットシャフトと、前記ドライブギヤから遊星歯車ユニットに伝達される駆動力を制動可能な、回転側ブレーキディスク、固定側ブレーキディスク及びプレッシャプレートを押圧する押圧手段を有するディスクブレーキユニットとを備えてなる車両用ブレーキ内蔵トランスミッションにおいて、前記回転側ブレーキディスクを、前記ドライブギヤ又はドライブシャフトに相対回転不能に設けるとともに、前記固定側ブレーキディスクを、前記ミッションケース内の不動部材に軸方向に移動可能に設け、かつミッションケースにおける電気駆動ユニット側の開口部を閉塞するカバープレートの前記プレッシャプレートの外周面と対向する内側面に、内方に開口する環状凹溝を設け、この環状凹溝に、前記押圧手段としての環状をなす押圧ピストンを、前記固定側ブレーキディスクの側面と対向させた前記プレッシャプレートの外周端部を押圧しうるように、軸方向に摺動可能に収容し、さらに、前記プレッシャプレートの中心にガイド軸を突設し、このガイド軸を、前記カバープレートに設けたガイド孔に軸方向に摺動可能に嵌合する。

（２）上記(１)項において、固定側ブレーキディスクを、カバープレートの内側面に突設した円筒部内に、回転不能かつ軸方向に移動可能に内嵌するとともに、回転側ブレーキディスクを、ドライブシャフトに、相対回転不能かつ前記円筒部の内端に取付けたディスク保持プレートにより、ドライブギヤ側に移動不能として外嵌し、押圧ピストンを、前記固定側ブレーキディスクとカバープレートとの間に設ける。

（３）上記(１)または(２)項において、ディスク保持プレートに、プレッシャプレートを固定側ブレーキディスクより離間する方向に付勢する付勢手段を設ける。

（４）上記(１)〜(３)項のいずれかにおいて、ドライブギヤの外側面に、ディスクブレーキユニットの内方の一部が収容される、外側方に開口する凹部を設ける。

（５）上記(１)〜(４)項のいずれかにおいて、ドライブギヤとドライブシャフトとを、スプラインにより一体的に結合する。

（６）上記(１)〜(５)項のいずれかにおいて、サンギヤを、ドライブシャフトの軸端部に一体的に形成する。

請求項１記載の発明によれば、固定側ブレーキディスクの側面が、プレッシャプレートを介して押圧手段により直接押圧されるので、押圧手段の押圧力が固定側及び回転側ブレーキディスクに効果的に直接伝達され、小さな押圧力でも大きな制動力が得られる。
また、プレッシャプレートに曲げ荷重が作用して、それが板厚方向に撓むのが防止されるので、回転側ブレーキディスクに加わる面圧にばらつきが生じる恐れはなく、均一に押圧されるので、安定した制動力が得られるとともに、両ブレーキディスクの摺接面が偏摩耗するのが防止される。
さらに、プレッシャプレートの外周端部を押圧する押圧手段を、カバープレートの内側面の環状凹溝に収容した環状の押圧ピストンとしてあるので、押圧手段の部品点数が少なく、かつ軸方向の寸法も最小限としうるので、トランスミッション全体の小型軽量化が図れるとともに、押圧ピストンは環状をなしているので、プレッシャプレートの側面を均一な力で押圧することができる。
プレッシャプレートの中心に突設したガイド軸を、カバープレートに設けたガイド孔に軸方向に摺動可能に嵌合してあるので、プレッシャプレートは、安定して軸方向に移動することができる。

請求項２記載の発明によれば、ディスクブレーキユニットの構成部材を、全てカバープレートに組付けることができるので、各部材を別工程で予めカバープレートに組付けておいて、これをミッションケースに装着するのみでよく、組付作業が能率的となる。
また、カバープレートを取外すだけで、ディスクブレーキユニットのメンテナンス等を容易に行うことができる。

請求項３記載の発明によれば、押圧手段による押圧を停止すると、付勢手段が固定側ブレーキディスクを速やかに回転側ブレーキディスクより離間させるので、制動力も迅速に解除される。
また、付勢手段も、カバープレート側に予め組付けることができるので、組付作業が能率的となる。

請求項４記載の発明によれば、ディスクブレーキユニットを、ミッションケース内にコンパクトに収めることができるので、トランスミッションの軸方向の寸法がより小さくなり、それをさらに小型、軽量化することができる。

請求項５記載の発明によれば、ドライブギヤとドライブシャフトとを一体的に形成する必要がないので、機械加工をする際において材料の歩留まりが向上し、コストが低減される。

請求項６記載の発明によれば、サンギヤを別途製作してドライブシャフトに連結する必要がないので、コスト低減が図れるとともに、組付工数が削減される。

以下本発明の実施形態を、図面に基づいて説明する。なお、以下の説明において、左右とは、図１におけるものを言い、また、右方を外方、左方を内方とする。
図１は、電動フォークリフト等の車輪を駆動する本発明のブレーキ内蔵トランスミッションの一実施形態の縦断正面図で、右側面の開口部にカバープレート(１)がボルト(２)止めされたミッションケース(３)内の左端部には、アウトプットシャフト(４)が、左端部をミッションケース(３)の左側方に突出させて、ベアリング(５)により回転自在に支持されている。

アウトプットシャフト(４)の左端部には、ホイールシャフト(６)が、スプライン(７)を介して相対回転不能に外嵌され、アウトプットシャフト(４)の左端部の小径ねじ軸(８)にワッシャ(９)を介して螺合したナット(10)により、互いに一体的に結合されている。

ホイールシャフト(６)の右端部の外周面は、ベアリング(５)によりミッションケース(３)の左端部の内面に回転自在に支持されている。(11)は、ミッションケース(３)の左端の内周面に圧嵌されたシール部材で、ドライブシャフト(６)の外周面に摺接することにより、ミッションケース(３)に供給される潤滑油が外部に洩出するのを防止している。

ホイールシャフト(６)の拡径フランジ(6a)には、車輪(12)が、複数のボルト(13)と、ナット(14)により固定されている。

ミッションケース(３)内の中央部には、中心のサンギヤ(15)と、このサンギヤ(15)に噛合する複数（例えば３個）のプラネットギヤ(16)と、各プラネットギヤ(16)を囲むようにして、それらに噛合する内噛(17a)を内周面に有するリングギヤ(17)とからなる遊星歯車ユニット(18)が収容されている。

上記プラネットギヤ(16)の中心に、ベアリング(19)を介して回転自在に嵌合されている左右方向を向く支軸(20)の左方の突出端部は、アウトプットシャフト(４)の右端の外周面に突設された連結片(21)に圧嵌されている。

リングギヤ(17)は、ミッションケース(３)の内面の段付孔(22)に圧嵌して固定されている。これにより、サンギヤ(15)が回転すると、各プラネットギヤ(16)は、自転しながらリングギヤ(17)の内歯(17a)に沿って公転し、アウトプットシャフト(４)が減速されて回転されるようになる。

サンギヤ(15)の右端には、これを駆動する大径のドライブシャフト(23)が、サンギヤ(15)と同心的に一体的に連設されている。

ドライブシャフト(23)の外周面には、ドライブギヤ(24)の中心の円筒軸(24a)が、互いに係合し合うスプライン(25)を介して、相対回転不能に外嵌されている。

ドライブギヤ(24)は、その外側面、すなわちカバープレート(１)と対向する右側面に、カバープレート(１)側に開口する環状の凹部(26)が形成された、軸方向の寸法が小さい、正面視ほぼ右向きコ字状断面を呈している。

ドライブギヤ(24)には、本発明のブレーキ内蔵トランスミッションが取付けられる車体側の電気駆動ユニット(27)のインプットシャフト(28)に、スプライン(29)を介して相対回転不能に外嵌された、左右両端に軸方向を向く円筒状の支持軸(30a)(30b)を有するインプットギヤ(31)が噛合している。

インプットギヤ(31)の左側の支持軸(30a)の外周面は、ミッションケース(３)の段付孔(32)に圧嵌されたベアリング(33)により回転自在に支持され、また同じく右側の支持軸(30b)の外周面は、カバープレート(１)における支持軸(30b)の挿通孔(34)に圧嵌されたベアリング(35)により回転自在に支持されている。これにより、インプットギヤ(31)は、実質的にカバープレート(１)とミッションケース(３)とにより両持ちで安定的に支持されている。

ドライブギヤ(24)の凹部(26)と、それに対向するカバープレート(１)の内側面との間に形成された空間内には、多板式のディスクブレーキユニット(36)が、次のようにして組込まれている。なお、インプットギヤ(31)は、カバープレート（１）を電気駆動ユニット(27)に固定する際に、そのインプットシャフト(28)に、スプライン(29)をもって相対回転不能に容易に嵌合することができる。

ディスクブレーキユニット(36)は、複数の回転側ブレーキディスク(37)と、互いに隣接する回転側ブレーキディスク(37)間に軸方向に重合するように交互に挟入された複数の固定側ブレーキディスク(38)と、最外方（右方）に位置する固定側ブレーキディスク(38)の外側面（右側面）を軸方向に押動可能なプレッシャプレート(39)と、このプレッシャプレート(39)を内側方（左側方）に押動可能な押圧ピストン(40)とを備えている。

各回転側ブレーキディスク(37)の中心の円孔に形成された凹凸部（図示略）は、ドライブシャフト(23)におけるドライブギヤ(24)の外側方（右側方）に突出する外周面のスプライン(25)に、相対回転不能かつ軸方向に移動可能に外嵌され、ドライブシャフト(23)と一体的に回転しうるようになっている。

各固定側ブレーキディスク(38)の外周の凹凸部（図示略）は、カバープレート(１)の内側面に、ドライブシャフト(23)の右側端部を囲むように内向突設された円筒部(41)内において、その内周面に形成されたスプライン(42)に、軸方向に移動可能かつ回転不能に内嵌されている。

(43)は、各回転側ブレーキディスク(37)及び固定側ブレーキディスク(38)の内側方（左側方）への移動を阻止するディスク保持プレートで、最内方の回転側ブレーキディスク(37)の内側面とを当接しうるようにして、かつ内方の一部をドライブギヤ(24)の凹部(26)内に収容した状態で、カバープレート(１)における円筒部(41)の内端面に、複数のボルト(44)により固着されている。

ディスク保持プレート(43)の内端部は、その内周面と、ドライブギヤ(24)の円筒軸(24a)の外周面との間に介設したベアリング(45)により、ドライブギヤ(24)の回転に支障を来さないように、このドライブギヤ(24)の円筒軸(24a)により支持されている。なお、上記ベアリング(45)は省略することもある。

プレッシャプレート(39)は、中心部に、ドライブギヤ(23)側に膨出する円形の膨出部(39a)を有する、厚肉かつ固定側ブレーキディスク(38)の直径とほぼ等径をなす円板状をなし、最外方（右方）の固定側ブレーキディスク(38)とカバープレート(１)との間の空間に収容されている。

膨出部(39a)における外側面（右側面）の中心には、ガイド軸(46)が、外側方に向かって突設され、このガイド軸(46)は、カバープレート(１)の中心に穿設されたガイド孔(47)に、内方より摺動可能に嵌合されている。

(48)は、ガイド軸(46)の環状溝に嵌め込まれたＯリングである。

プレッシャプレート(39)の外周端部と対向するカバープレート(１)の内側面（左側面）には、内方に開口する環状凹溝(49)が形成され、この環状凹溝(49)内に、上述した環状の押圧ピストン(40)が、軸方向（左右方向）に摺動可能に収容されている。(50)は、押圧ピストン(40)の環状溝に嵌め込まれたシール部材である。

押圧ピストンは(40)は、その外側面と環状凹溝(49)の奥面との間に形成された油室(51)に、油路(52)を介して、ブレーキ作動用の圧油を供給することにより、内方（左方）に移動させられるようになっている。押圧ピストン(40)が内方に移動すると、プレッシャプレート(39)の外周端部の外側面、及びそれと対向している最外方の固定側ブレーキディスク(38)が内方に押圧させられ、全てのブレーキディスク(37)(38)同士は互いに圧接する。

これにより、ドライブギヤ(24)と一体的に回転するドライブシャフト(23)に制動力が働き、それと一体をなすサンギヤ(15)の回転が規制又は停止される。

ディスク保持プレート(43)の外周面に、円周方向に等間隔をもって一体的に突設された複数（例えば３個）の突部(43a)には、カバープレート(１)方向に開口する凹孔(53)が形成され、この凹孔(53)内には、リターンばね（圧縮コイルばね）(54)が収容されている。

プレッシャプレート(39)の外周面には、上記各突部(43a)と対向する突片(39b)が複数突設され、この突片(39b)の内側面に、リターンばね(54)の外側端が圧接することにより、プレッシャプレート(39)は、常時外側方、すなわち最外方の固定側ブレーキディスク(38)と離れる方向に付勢されている。従って、油室(51)への圧油の供給を停止して、押圧ピストン(40)によるプレッシャプレート(39)の押動を停止すれば、ディスクブレーキユニット(36)により、ブレーキは速やかに解除され、ドライブギヤ(24)、ドライブシャフト(23)及びサンギヤ(15)は自由に回転する。

(55)は、リターンばね(54)のガイドピンで、突部(43a)の内方より、凹孔(53)内に圧入されている。

以上説明したように、上記実施形態のブレーキ内蔵トランスミッションにおいては、ディスクブレーキユニット(36)の回転側ブレーキディスク(37)及び固定側ブレーキディスク(38)を、プレッシャプレート(39)の外周端部の内側面により押動しうるようにするとともに、各ブレーキディスク(37)(38)とほぼ対向する押圧ピストン(40)により、プレッシャプレート(39)の外周端部の外側面を押圧するようにしているため、押圧ピストン(40)の押圧力が、プレッシャプレート(39)を介して、各ブレーキディスク(37)(38)に、直接かつ効果的に伝達される。また、従来のように、押圧時においてプレッシャプレート(39)に曲げ荷重が作用することもない。
その結果、小さな押圧力でも、大きな制動力が得られる。

また、プレッシャプレート(39)が板厚方向に撓むのが防止されるので、各ブレーキディスク(37)(38)に加わる面圧にばらつきが生じる恐れはなく、それらが均一に押圧されることにより、安定した制動力が得られる。

プレッシャプレート(39)の押圧手段は、カバープレート(１)の内側面の環状凹溝(49)に収容された押圧ピストン(40)のみであるため、部品点数が少なく、しかも、ディスクブレーキユニット(36)の内方の一部は、ドライブギヤ(24)の外側面に形成された凹部(26)内に収容されているので、トランスミッション全体の軸方向の寸法が小さくなって小型化しうるとともに、軽量化も図れる。

ディスクブレーキユニット(36)の構成部材は、全てカバープレート(１)に組付けられているので、それらを別工程で予めカバープレート(１)に組付けておき、カバープレート(１)をミッションケース(３)に装着するのみで、ディスクブレーキユニット(36)を容易に組付けることができ、その組付作業が能率的となる。
また、カバープレート(１)を取外すだけで、ディスクブレーキユニット(36)のメンテナンス等を容易に行うことができる。

本発明の車両用ブレーキ内蔵トランスミッションの縦断正面図である。

(１)カバープレート
(２)ボルト
(３)ミッションケース
(４)アウトプットシャフト
(５)ベアリング
(６)ホイールシャフト
(6a)拡径フランジ
(７)スプライン
(８)小径ねじ軸
(９)ワッシャ
(10)ナット
(11)シール部材
(12)車輪
(13)ボルト
(14)ナット
(15)サンギヤ
(16)プラネットギヤ
(17)リングギヤ
(17a)内歯
(18)遊星歯車ユニット
(19)ベアリング
(20)支軸
(21)連結片
(22)段付孔
(23)ドライブシャフト
(24)ドライブギヤ
(24a)円筒軸
(25)スプライン
(26)凹部
(27)電気駆動ユニット
(28)インプットブシャフト
(29)スプライン
(30a)(30b)支持軸
(31)インプットギヤ
(32)段付孔
(33)ベアリング
(34)挿通孔
(35)ベアリング
(36)ディスクブレーキユニット
(37)回転側ブレーキディスク
(38)固定側ブレーキディスク
(39)プレッシャプレート
(39a)膨出部
(39b)突片
(40)押圧ピストン
(41)円筒部
(42)スプライン
(43)ディスク保持プレート
(43a)突部
(44)ボルト
(45)ベアリング
(46)ガイド軸
(47)ガイド孔
(48)Ｏリング
(49)環状凹溝
(50)シール部材
(51)油室
(52)油路
(53)凹孔
(54)リターンばね
(55)ガイドピン

Claims (6)

1. 車両の電気駆動ユニットに取付けられるミッションケース内に収容され、前記電気駆動ユニットに連係されて回転させられるドライブギヤと、このドライブギヤと一体的に回転するドライブシャフトと、このドライブシャフトにより駆動されるサンギヤを有する遊星歯車ユニットと、この遊星歯車ユニットに連係され、車輪を回転させるアウトプットシャフトと、前記ドライブギヤから遊星歯車ユニットに伝達される駆動力を制動可能な、回転側ブレーキディスク、固定側ブレーキディスク及びプレッシャプレートを押圧する押圧手段を有するディスクブレーキユニットとを備えてなる車両用ブレーキ内蔵トランスミッションにおいて、
   前記回転側ブレーキディスクを、前記ドライブギヤ又はドライブシャフトに相対回転不能に設けるとともに、前記固定側ブレーキディスクを、前記ミッションケース内の不動部材に軸方向に移動可能に設け、かつミッションケースにおける電気駆動ユニット側の開口部を閉塞するカバープレートの前記プレッシャプレートの外周面と対向する内側面に、内方に開口する環状凹溝を設け、この環状凹溝に、前記押圧手段としての環状をなす押圧ピストンを、前記固定側ブレーキディスクの側面と対向させた前記プレッシャプレートの外周端部を押圧しうるように、軸方向に摺動可能に収容し、さらに、前記プレッシャプレートの中心にガイド軸を突設し、このガイド軸を、前記カバープレートに設けたガイド孔に軸方向に摺動可能に嵌合したことを特徴とする車両用ブレーキ内蔵トランスミッション。
2. 固定側ブレーキディスクを、カバープレートの内側面に突設した円筒部内に、回転不能かつ軸方向に移動可能に内嵌するとともに、回転側ブレーキディスクを、ドライブシャフトに、相対回転不能かつ前記円筒部の内端に取付けたディスク保持プレートにより、ドライブギヤ側に移動不能として外嵌し、押圧ピストンを、前記固定側ブレーキディスクとカバープレートとの間に設けてなる請求項１記載の車両用ブレーキ内蔵トランスミッション。
3. ディスク保持プレートに、プレッシャプレートを固定側ブレーキディスクより離間する方向に付勢する付勢手段を設けてなる請求項１または２記載の車両用ブレーキ内蔵トランスミッション。
4. ドライブギヤの外側面に、ディスクブレーキユニットの内方の一部が収容される、外側方に開口する凹部を設けた請求項１〜３のいずれかに記載の車両用ブレーキ内蔵トランスミッション。
5. ドライブギヤとドライブシャフトとを、スプラインにより一体的に結合してなる請求項１〜４のいずれかに記載の車両用ブレーキ内蔵トランスミッション。
6. サンギヤを、ドライブシャフトの軸端部に一体的に形成してなる請求項１〜５のいずれかに記載の車両用ブレーキ内蔵トランスミッション。

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