JP5044274B2

JP5044274B2 - 走行減速機

Info

Publication number: JP5044274B2
Application number: JP2007120960A
Authority: JP
Inventors: 輝政今城; 雅彦石山
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2007-05-01
Filing date: 2007-05-01
Publication date: 2012-10-10
Anticipated expiration: 2027-05-01
Also published as: JP2008275105A

Description

本発明は、走行減速機に関する。

従来、走行減速機として、図４に示すように、走行用モータを収容する固定側ハウジング２１と、固定側ハウジング２１の先端部を覆い固定側ハウジング２１に対して回転可能に設けられた回転側ハウジング２２と、回転側ハウジング２２内に設けられ走行用モータ（図示せず）から出力された回転を減速して回転側ハウジング２２に伝達する遊星歯車式減速機構２３とを備えるものが知られている（特許文献１参照）。この走行減速機では、遊星歯車式減速機構２３は、複数段の減速部２４〜２６を有しており、走行用モータから出力された回転が各減速部２４〜２６を順に伝わって、回転側ハウジング２２に伝達される。

この走行減速機では、減速部２４〜２６のうち最も基端側（図４における右側）に位置する、即ち、すなわち最も固定側ハウジング２１に近い減速部２６は、サンギヤ２７と、サンギヤ２７の周囲に配置される複数のプラネタリギヤ２８と、これらのプラネタリギヤ２８の軸部を回転可能に支持するキャリア２９とを有している。キャリア２９のうちプラネタリギヤ２８より基端側の部分には、固定側ハウジング２１の先端部の一部が挿入される孔２９ａが形成されており、孔２９ａの内周面に形成されたギヤ部と固定側ハウジングの先端部に形成された溝部とが嵌合することによって、キャリア２９が固定側ハウジング２１に固定されている。
特開２００５−１４７１７５号公報

上記の走行減速機では、キャリア２９の孔２９ａは、キャリア２９のうちプラネタリギヤ２８より基端側の部分に形成されており、その半径は、サンギヤ２７の中心からプラネタリギヤ２８の内側までの距離よりも大きくなっている。そして、固定側ハウジング２１の先端部の一部は、この孔２９ａに挿入されており、プラネタリギヤ２８と軸方向に並んで、プラネタリギヤ２８の基端側端面より基端側に位置している。このようなプラネタリギヤ２８と固定側ハウジング２１の先端部との配置は、走行減速機を軸方向に大型化する一因となっている。

本発明の課題は、走行減速機を小型化することにある。

第１発明に係る走行減速機は、走行用モータを収容する固定側ハウジングと、固定側ハウジングの先端部を覆い固定側ハウジングに対して回転可能に設けられた回転側ハウジングと、回転側ハウジング内に設けられ走行用モータから出力された回転を減速して回転側ハウジングに伝達する遊星歯車式減速機構とを備える。遊星歯車式減速機構は、サンギヤと、サンギヤの周囲に配置されサンギヤの回転を回転側ハウジングに伝達する複数のプラネタリギヤと、複数のプラネタリギヤの軸部を支持し固定側ハウジングの先端部に固定されるキャリアとを有する。キャリアには、サンギヤの中心からプラネタリギヤの軸部の内側までの距離よりも小さな半径を有する孔が形成されている。そして、固定側ハウジングの先端部の少なくとも一部は、キャリアの孔に挿入され、複数のプラネタリギヤの径方向内側に位置している。

この走行減速機では、キャリアに形成された孔がサンギヤの中心からプラネタリギヤの軸部の内側までの距離よりも小さな半径を有しており、孔に挿入された固定側ハウジングの先端部が複数のプラネタリギヤの径方向内側に位置している。このため、この走行減速機では、軸方向の寸法を小さくすることができ、小型化が可能である。

第２発明に係る走行減速機は、第１発明の走行減速機であって、固定側ハウジングの先端部の少なくとも一部の外周面には、軸方向に延びる複数の溝が形成されている。また、キャリアの孔の内周面には、軸方向に延び固定側ハウジングの先端部の複数の溝と嵌合するギヤ部が形成されている。そして、キャリアの孔は、キャリアを軸方向に貫通している。

この走行減速機では、固定側ハウジングの複数の溝と、キャリアのギヤ部とが嵌合することによって、固定側ハウジングとキャリアとが固定される。

また、キャリアの製造工程においては、加工用の治具をキャリアの孔に挿入して軸方向に移動させることによって、キャリアの孔の内周面に軸方向に延びるギヤ部を形成することができる。ここで、キャリアの孔がキャリアを軸方向に貫通していることにより、治具を孔の内部において軸方向に容易に移動させることができる。

第３発明に係る走行減速機は、第１発明または第２発明の走行減速機であって、固定側ハウジングの先端部は、回転側ハウジングを回転可能に受ける軸受が嵌着される第１先端部と、第１先端部の軸方向先端側に位置しておりキャリアの孔に挿入される第２先端部とを有する。そして、第１先端部の半径は、サンギヤの中心からプラネタリギヤの軸部の内側までの距離よりも小さい。

この走行減速機では、第１先端部の半径が、サンギヤの中心からプラネタリギヤの軸部の内側までの距離よりも小さいため、第１先端部に嵌着される軸受として内径の小さいものを用いることができる。これにより、軸受のコストを低減することができる。

第４発明に係る走行減速機は、第１発明または第２発明の走行減速機であって、サンギヤの中心には、軸方向に貫通する孔が形成されている。そして、固定側ハウジングの先端部は、キャリアの孔に挿入される第２先端部と、第２先端部の軸方向先端側に位置しておりサンギヤの孔に挿入される第３先端部とを有する。

この走行減速機では、固定側ハウジングの第２先端部がキャリアの孔に挿入されると共に、さらに第３先端部がサンギヤの孔に挿入される。このため、走行減速機の軸方向の寸法をさらに小さくすることができる。

第５発明に係る走行減速機は、第４発明の走行減速機であって、第３先端部の内部には、軸受を含む走行用モータの構成部品が収容される。

第６発明に係る走行減速機は、第１発明または第２発明の走行減速機であって、サンギヤの中心には、軸方向に貫通する孔が形成されている。そして、固定側ハウジングの先端部は、キャリアの孔に挿入される第２先端部と、第２先端部の軸方向先端側に位置している第３先端部とを有する。第３先端部は、第２先端部よりも小径であり、プラネタリギヤの径方向内側に位置する。第３先端部の内部には、軸受を含む走行用モータの構成部品が収容される。

本発明に係る走行減速機では、キャリアに形成された孔がサンギヤの中心からプラネタリギヤの軸部の内側までの距離よりも小さな半径を有しており、孔に挿入された固定側ハウジングの先端部が複数のプラネタリギヤの径方向内側に位置している。このため、この走行減速機では、軸方向の寸法を小さくすることができ、小型化が可能である。

＜構成＞
本発明の一実施形態に係る走行減速機１を図１に示す。この走行減速機１は、例えば油圧ショベルなどの履帯式車両に備えられるものであり、油圧により駆動される走行用モータ２の駆動力によってスプロケット４２を回転させ、これにより履帯（図示せず）を駆動する。走行減速機１は、固定側ハウジング３と、回転側ハウジング４と、遊星歯車式減速機構５とを備える。なお、図１は、走行減速機１の側面断面図であるが、理解の容易のために、構成部品の一部のみにハッチングを付している。

〔固定側ハウジング３〕
固定側ハウジング３は、走行用モータ２を収容しており、履帯式車両本体（図示せず）に対して固定的に取り付けられる。固定側ハウジング３は、先端部３１と基端部３２とを有する。

先端部３１は、固定側ハウジング３における先端側（図１における左側）の部分であり、回転側ハウジング４の内部に位置している。先端部３１は、走行用モータ２の回転軸方向に並んで、基端側（軸方向における先端側と反対の方向、すなわち、図１における右側）から順に、第１先端部３３、第２先端部３４、第３先端部３５を有している。

第１先端部３３は、回転側ハウジング４を回転可能に受ける一対の軸受３６，３７が嵌着される部分である。第１先端部３３の半径Ｒ１は、後述する第２サンギヤ５７の中心から第２プラネタリギヤ５８の軸部５８ａの内側までの距離Ｄ１よりも小さくなっている。

第２先端部３４は、第１先端部３３の軸方向先端側に位置しており、第１先端部３３より僅かに小さな外径を有している。第２先端部３４の外周面３８には、軸方向に延びる複数の溝が形成されている。第２先端部３４の半径Ｒ２は、後述する第２サンギヤ５７の中心（一点鎖線Ｘ参照）から第２プラネタリギヤ５８の軸部５８ａの内側までの距離Ｄ１よりも小さくなっており、第２先端部３４は、後述する第２キャリア５９の孔５９ａに挿入され、複数の第２プラネタリギヤ５８の軸部５８ａの径方向内側に位置している。

第３先端部３５は、第２先端部３４の軸方向先端側に位置している。第３先端部３５は、第２先端部３４より小さな外径を有しており、第２先端部３４と第３先端部３５との間には段部が形成されている。第３先端部３５の半径Ｒ３は、第２サンギヤ５７の中心から第２プラネタリギヤ５８のギヤ部５８ｂの内側までの距離Ｄ２よりも小さく、且つ、第２サンギヤ５７の孔５７ｂの半径よりも小さくなっており、第３先端部３５は、第２サンギヤ５７の孔５７ｂに挿入されている。なお、第３先端部３５の内部には、シール機構や軸受などの走行用モータ２の構成部品が収容されている。

基端部３２は、先端部３１の基端側において先端部３１と連続しており、ボルトなどの固定手段によって、履帯式車両本体（図示せず）に固定される。基端部３２と回転側ハウジング４との間には、回転側ハウジング４の内部から外部へのオイル漏れ防止および外部から内部への異物侵入防止を図るシール機構３９が設けられている。

〔回転側ハウジング４〕
回転側ハウジング４は、固定側ハウジング３の先端部３１を覆っており、固定側ハウジング３に対して回転可能に設けられている。回転側ハウジング４は、遊星歯車式減速機構５を内部に収納している。回転側ハウジング４は、ハブ４１と、スプロケット４２と、リングギヤ４３と、カバー部材４４とを有している。

ハブ４１は、上述した一対の軸受３６，３７を介して固定側ハウジング３に回転可能に取り付けられている。ハブ４１の外周面には、スプロケット４２が取り付けられるフランジ部４１ａが設けられている。

スプロケット４２は、ハブ４１のフランジ部４１ａにボルト等の固定手段によって固定されており、履帯（図示せず）が巻回される部分である。

リングギヤ４３は、ハブ４１の先端側に設けられており、ハブ４１に対して回転不能に固定されている。リングギヤ４３の内周面には、ギヤ４３ａが形成されており、リングギヤ４３は、遊星歯車式減速機構５を介して走行用モータ２からの回転を伝達される。

カバー部材４４は、リングギヤ４３の先端側に設けられており、回転側ハウジング４の内部空間の先端側を閉じている。

〔遊星歯車式減速機構５〕
遊星歯車式減速機構５は、回転側ハウジング４内に設けられ、走行用モータ２から出力された回転を減速して回転側ハウジング４に伝達する機構である。遊星歯車式減速機構５は、第１減速部５１と、第２減速部５２とを有する。

第１減速部５１は、第１サンギヤ５３と、複数の第１プラネタリギヤ５４と、第１キャリア５５とを有する。

第１サンギヤ５３は、走行用モータ２の出力軸に連結されており、ボール５６を介して回転側ハウジング４に対して回転可能に支持されている。

複数の第１プラネタリギヤ５４は、第１サンギヤ５３の周囲に配置されており、第１サンギヤ５３の径方向外側において第１サンギヤ５３と同心の円周上に配置されている。なお、図１では、複数の第１プラネタリギヤ５４の１つのみを図示しており他は省略している。第１プラネタリギヤ５４は、第１キャリア５５に回転不能に支持された軸部５４ａと、軸部５４ａに回転可能に支持されたギヤ部５４ｂとを有している。第１プラネタリギヤ５４のギヤ部５４ｂは、第１サンギヤ５３のギヤ部５３ｂおよびリングギヤ４３のギヤ部４３ａと噛み合っている。

第１キャリア５５には、後述する第２サンギヤ５７の先端が挿入される孔が形成されており、孔の内周面には、第２サンギヤ５７のギヤ部５７ａと噛み合うギヤ部５５ａが形成されている。

第２減速部５２は、第２サンギヤ５７と、複数の第２プラネタリギヤ５８と、第２キャリア５９とを有する。

第２サンギヤ５７は、第１サンギヤ５３と同心に配置されており、第１サンギヤ５３に対して回転可能に設けられている。第２サンギヤ５７の中心には、軸方向に貫通する孔５７ｂが形成されており、第１サンギヤ５３の軸部５３ａおよび固定側ハウジング３の第３先端部３５がこの孔５７ｂに挿入されている。

第２プラネタリギヤ５８は、第２サンギヤ５７の周囲に配置されており、第２サンギヤ５７の径方向外側において第２サンギヤ５７と同心の円周上に配置されている（図３参照）。なお、ここでは、４つの第２プラネタリギヤ５８が設けられているが、第２プラネタリギヤ５８の数はこれに限られるものではない。第２プラネタリギヤ５８は、第２キャリア５９に回転不能に支持される軸部５８ａと、軸部５８ａに回転可能に支持されたギヤ部５８ｂとを有している。第２プラネタリギヤ５８のギヤ部５８ｂは、第２サンギヤ５７のギヤ部５７ａおよびリングギヤ４３のギヤ部４３ａと噛み合っている。

第２キャリア５９は、上述したように、複数の第２プラネタリギヤ５８の軸部５８ａを支持しており、固定側ハウジング３の第２先端部３４に固定される。図２および図３に示すように、第２キャリア５９の中心には、第２キャリア５９を軸方向に貫通する孔５９ａが形成されている。図２に示すように、第２キャリア５９は、第１円板部６１、第２円板部６２、および、複数の連結部６３を有している。第１円板部６１および第２円板部６２は、軸方向に距離を隔てて配置されており、第２円板部６２は第１円板部６１よりも先端側に配置されている。孔５９ａは、第１円板部６１および第２円板部６２を貫通して設けられている。複数の連結部６３は、第１円板部６１と第２円板部６２とを連結しており、孔５９ａの周囲に互いに円周方向に距離を隔てて配置されている。なお、図３に示すように、第２プラネタリギヤ５８のギヤ部５８ｂは、連結部６３の間の空間に配置される。また、第１円板部６１に形成された孔５９ａの内周面には、軸方向に延びたギヤ部５９ｂが形成されている。この孔５９ａのギヤ部５９ｂは、上述した固定側ハウジング３の先端部３１の複数の溝と嵌合し、これにより、第２キャリア５９が固定側ハウジング３に回転不能に固定される。また、孔５９ａの周囲には、第２キャリア５９を軸方向に貫通しており第２プラネタリギヤ５８の軸部５８ａが嵌め込まれる複数の孔６０が形成されている。図１に示すように、孔５９ａの半径Ｒ４は、第２サンギヤ５７の中心すなわち走行用モータ２の回転軸Ｘから第２プラネタリギヤ５８の軸部５８ａの内側までの距離Ｄ１よりも小さく、且つ、第２サンギヤ５７の中心から第２プラネタリギヤ５８のギヤ部５８ｂの内側までの距離Ｄ２よりも大きくなっている。このため、孔５９ａに挿入され嵌合した固定側ハウジング３の第２先端部３４は、第２プラネタリギヤ５８の軸部５８ａの径方向内側に位置し、且つ、第２プラネタリギヤ５８のギヤ部５８ｂより軸方向基端側に位置する。なお、図３は、図２におけるIII−III断面図である。

＜動作＞
この遊星歯車式減速機構５では、走行用モータ２が回転すると、第１減速部５１において、走行用モータ２の出力軸に直結された第１サンギヤ５３が回転し、第１サンギヤ５３とリングギヤ４３との間で第１プラネタリギヤ５４が自転しながら公転する。これにより、第１キャリア５５が第１サンギヤ５３の回りを回転する。

次に、第２減速部５２では、第１キャリア５５と噛合する第２サンギヤ５７が回転し、この第２サンギヤ５７と噛合する第２プラネタリギヤ５８も回転する。しかし、第２キャリア５９は、固定側ハウジング３とスプライン結合されており回転しないため、第２プラネタリギヤ５８は、第２キャリア５９に嵌合された定位置の軸部５８ａを中心に回転する。これにより、第２プラネタリギヤ５８と噛合しているリングギヤ４３すなわち回転側ハウジング４が回転する。

＜特徴＞
この走行減速機１では、固定側ハウジング３の第２先端部３４が、第２プラネタリギヤ５８の軸部５８ａの径方向内側に位置しており、第２プラネタリギヤ５８の基端側軸端面よりも先端側に位置している。また、固定側ハウジング３の第３先端部３５が、第２キャリア５９の孔５９ａに挿入されている。すなわち、第２サンギヤ５７および第２キャリア５９の内側の空間が、固定側ハウジング３の先端部３１の配置空間として利用されている。これにより、この走行減速機１では、軸方向寸法が小型化されている。

また、第２キャリア５９の孔５９ａの内周面には、軸方向に延びるギヤ部５９ｂが形成されているが、孔５９ａが第２キャリア５９を貫通して設けられているため、ギヤ部５９ｂを形成する際の治具の移動が容易である。このため、ブローチ加工によるギヤ部５９ｂの形成が可能であり、これにより、生産性を向上させることができる。

さらに、この走行減速機１では、第１先端部３３の半径Ｒ１が、第２サンギヤ５７の中心から第２プラネタリギヤ５８の軸部５８ａの内側までの距離Ｄ１よりも小さいため、第１先端部３３に嵌着される軸受３６，３７として内径の小さいものを用いることができる。これにより、軸受３６，３７のコストを低減することができる。

＜他の実施形態＞
（Ａ）
上記の実施形態では、第１減速部５１と、第２減速部５２との２段の減速部が設けられているが、減速部の段数はこれに限られるものではない。

（Ｂ）
上記の実施形態では、固定側ハウジング３と第２キャリア５９との固定は、溝部とギヤ部との嵌合によるスプライン結合が用いられているが、ボルトやピンなどの他の固定手段が用いられてもよい。

（Ｃ）
上記の実施形態では、履帯式車両として油圧ショベルが例示されているが、ブルドーザなどの他の履帯式車両に本発明に係る走行減速機１が適用されてもよい。

（Ｄ）
上記の実施形態では、固定側ハウジング３が第２サンギヤ５７の孔５７ｂに挿入される第１先端部３３を有しているが、第１先端部３３が形成されていない場合であっても、上記のように第２先端部３４が第２プラネタリギヤ５８の軸部５８ａの内側に位置することにより、走行減速機１の軸方向の小型化が可能である。

（Ｅ）
上記の実施形態では、軸受３６，３７の小型化の観点から、第１先端部３３の半径Ｒ１が、第２サンギヤ５７の中心から第２プラネタリギヤ５８の軸部５８ａの内側までの距離Ｄ１よりも小さくなっているが、走行減速機１の軸方向の小型化の観点からは、第１先端部３３の半径Ｒ１が、第２サンギヤ５７の中心から第２プラネタリギヤ５８の軸部５８ａの内側までの距離Ｄ１よりも大きくてもよい。

本発明は、走行減速機を小型化することができる効果を有し、走行減速機として有用である。

走行減速機の側面断面図。第２キャリアの斜視図。第２キャリアの軸断面図。従来の走行減速機の側面断面図。

１走行減速機
２走行用モータ
３固定側ハウジング
４回転側ハウジング
５遊星歯車式減速機構
３１先端部
３３第１先端部
３４第２先端部
３５第３先端部
５７第２サンギヤ（サンギヤ）
５８第２プラネタリギヤ（プラネタリギヤ）
５９第２キャリア（キャリア）

Claims

走行用モータを収容する固定側ハウジングと、
前記固定側ハウジングの先端部を覆い前記固定側ハウジングに対して回転可能に設けられた回転側ハウジングと、
前記回転側ハウジング内に設けられ、前記走行用モータから出力された回転を減速して前記回転側ハウジングに伝達する遊星歯車式減速機構と、
を備え、
前記遊星歯車式減速機構は、
サンギヤと、
前記サンギヤの周囲に配置され、前記サンギヤの回転を前記回転側ハウジングに伝達する複数のプラネタリギヤと、
複数の前記プラネタリギヤの軸部を支持し、前記固定側ハウジングの先端部に固定されるキャリアと、
を有し、
前記キャリアには、前記サンギヤの中心から前記プラネタリギヤの軸部の内側までの距離よりも小さな半径を有する孔が形成されており、
前記固定側ハウジングの先端部の少なくとも一部は、前記キャリアの孔に挿入され、複数の前記プラネタリギヤの径方向内側に位置している、
走行減速機。
前記固定側ハウジングの先端部の少なくとも一部の外周面には、軸方向に延びる複数の溝が形成されており、
前記キャリアの孔の内周面には、軸方向に延び前記固定側ハウジングの先端部の複数の溝と嵌合するギヤ部が形成されており、
前記キャリアの孔は、前記キャリアを軸方向に貫通している、
請求項１に記載の走行減速機。
前記固定側ハウジングの先端部は、前記回転側ハウジングを回転可能に受ける軸受が嵌着される第１先端部と、前記第１先端部の軸方向先端側に位置しており前記キャリアの孔に挿入される第２先端部とを有し、
前記第１先端部の半径は、前記サンギヤの中心から前記プラネタリギヤの軸部の内側までの距離よりも小さい、
請求項１または２に記載の走行減速機。
前記サンギヤの中心には、軸方向に貫通する孔が形成されており、
前記固定側ハウジングの先端部は、前記キャリアの孔に挿入される第２先端部と、前記第２先端部の軸方向先端側に位置しており前記サンギヤの孔に挿入される第３先端部とを有する、
請求項１または２に記載の走行減速機。
前記第３先端部の内部には、軸受を含む前記走行用モータの構成部品が収容される、
請求項４に記載の走行減速機。
前記サンギヤの中心には、軸方向に貫通する孔が形成されており、
前記固定側ハウジングの先端部は、前記キャリアの孔に挿入される第２先端部と、前記第２先端部の軸方向先端側に位置しており前記前記第２先端部よりも小径であり前記プラネタリギヤの径方向内側に位置する第３先端部とを有し、
前記第３先端部の内部には、軸受を含む前記走行用モータの構成部品が収容される、
請求項１または２に記載の走行減速機。