JPH07190175A - 遊星歯車減速装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 遊星歯車減速機構の歯車から生じる摩耗粉
が、ハウジング内で回転軸を支持する軸受内に侵入する
ことを防止することにより、軸受の耐用期間の向上を図
り、遊星歯車減速装置の寿命を延ばす。 【構成】 遊星歯車減速機構４５を構成するキャリア４
６の下側に設けたリップシール４７の外周縁部を、キャ
リア４６の下側に配置された軸受２４の外輪２４Ａに向
かって延ばし、軸受２４の外輪２４Ａと内輪２４Ｂとの
間を覆う。また、ハウジング４２の内部に形成されるリ
ップシール４７より上側の室とハウジング４２の外部と
をオイル通路４４，オイルドレン４３Ｃによって連通さ
せる。これにより、遊星歯車減速装置４５の作動時ある
いは潤滑油の交換時において、軸受２４の外輪２４Ａと
内輪２４Ｂとの間に摩耗粉が侵入するのを防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば油圧ショベル等
の建設機械に設けられ、走行用油圧モータまたは旋回モ
ータ等の回転を減速するのに好適に用いられる遊星歯車
減速装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４および図５に従来技術による遊星歯
車減速装置としての油圧ショベルの旋回モータ用減速装
置を例に挙げて示す。

【０００３】図において、１は下部走行体、２は該下部
走行体１上に旋回可能に搭載された上部旋回体を示し、
該上部旋回体２は旋回フレーム３を有し、該旋回フレー
ム３上には運転室４，機械室５およびカウンタウエイト
６等が設けられている。７は上部旋回体２の前部に位置
して旋回フレーム３に俯仰動可能に設けられた作業装置
を示し、該作業装置７は土砂等の掘削作業を行なうよう
になっている。

【０００４】８は下部走行体１と上部旋回体２との間に
配設された旋回装置を示し、該旋回装置８は、外部から
圧油が給排されることにより出力軸９Ａを回転駆動する
油圧モータからなる回転源としての旋回モータ９と、該
旋回モータ９の回転を減速して旋回輪１０に伝える遊星
歯車減速装置１１とから大略構成され、旋回輪１０は図
５に示す如く、内周面に内歯１２Ａが全周に亘って形成
された内輪１２と、旋回フレーム３に固着された外輪１
３と、該外輪１３と内輪１２との間に多数個配設され、
内輪１２に対して外輪１３が旋回フレーム３と共に回転
（旋回）するのを補償するボール１４（１個のみ図示）
とからなっている。ここで、該旋回輪１０の内輪１２は
下部走行体１のフレームを構成する丸胴１Ａ等に固着さ
れ、外輪１３は内輪１２の周囲を各ボール１４を介して
旋回フレーム３と共に回転（旋回）するようになってい
る。

【０００５】１５は遊星歯車減速装置１１の本体を構成
するハウジングを示し、該ハウジング１５は図５に示す
如く、段付の略円筒状に形成され、下端側が旋回フレー
ム３上に複数のボルト１７，１７，…を介して固着され
た下側ハウジング１６と、該下側ハウジング１６上に設
けられ、内周面に内歯車としての各内歯１８Ａが全周に
亘って形成された略円筒状の上側ハウジング１８と、該
上側ハウジング１８の上端側を施蓋し、前記旋回モータ
９が取付けられたカバー１９とから構成され、長尺ボル
ト２０によって一体的に固着している。

【０００６】また、下側ハウジング１６の中間部には後
述する軸受２４の外輪２４Ａが嵌合固着するボス部１６
Ａが設けられている。さらに、下側ハウジング１６の下
端側にはハウジング１５の内部と外部とを連通させるオ
イルドレン１６Ｂが設けられている。該オイルドレン１
６Ｂの一端はハウジング１５の内部における後述する軸
受２４，２５の間に形成された油室Ｂに開口し、他端は
下側ハウジング１６の外面に開口し、該開口部はドレン
プラグ２１によって閉塞されている。

【０００７】なお、カバー１９の上面部には注油口が設
けられており、該注油口はプラグ２２によって閉塞され
ている。

【０００８】２３は下側ハウジング１６に軸受２４，２
５を介して回転自在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２３の上端側外
周には全周に亘って外歯２３Ａが形成され、該外歯２３
Ａは後述するキャリア３０とスプライン結合することに
より、ピニオンシャフト２３を旋回モータ９の回転に基
づき回転させる。

【０００９】また、前記ピニオンシャフト２３の下端側
は旋回フレーム３の下側へと突出したピニオン２３Ｂと
なり、該ピニオン２３Ｂは旋回輪１０の内輪１２に形成
された内歯１２Ａと噛合している。そして、該ピニオン
シャフト２３は旋回輪１０に対しピニオン２３Ｂと共に
内輪１２の内歯１２Ａ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１５を介して旋回フレーム３を
下部走行体１上で旋回させる。

【００１０】２４，２５は下側ハウジング１６に対しピ
ニオンシャフト２３を回転可能に保持する軸受を示し、
該軸受２４，２５は、それぞれ上下に位置し、下側ハウ
ジング１６のボス部１６Ａに固着された外輪２４Ａ，下
側ハウジング１６の下端部に固着された外輪２５Ａ、ピ
ニオンシャフト２３に嵌挿されて固着された内輪２４
Ｂ，２５Ｂおよび外輪と内輪との間に配設された円筒状
の転動子２４Ｃ，２５Ｃからなる円筒ころ軸受として構
成されている。なお、ハウジング１５内は上側の軸受２
４に対して上側が油室Ａとなり下側が油室Ｂとなってい
る。

【００１１】２６はカバー１９の下側に位置して上側ハ
ウジング１８内に配設された遊星歯車減速機構を示し、
該遊星歯車減速機構２６は、旋回モータ９の出力軸９Ａ
にスプライン結合された太陽歯車２７と、該太陽歯車２
７と上側ハウジング１８の各内歯１８Ａとに噛合し、該
太陽歯車２７の周囲を自転しつつ公転する例えば３個の
遊星歯車２８（１個のみ図示）と、該各遊星歯車２８を
各ピン２９を介して回転自在に支持し、該各遊星歯車２
８の公転をピニオンシャフト２３に伝達するキャリア３
０とから構成されている。

【００１２】ここで、前記キャリア３０の下面側には下
方に向かって突出するボス部３０Ａが形成されており、
該ボス部３０Ａがピニオンシャフト２３の外歯２３Ａと
噛合することによりピニオンシャフト２３とキャリア３
０とがスプライン結合されている。従って、ピニオンシ
ャフト２３とキャリア３０とは一体回転し、遊星歯車減
速機構２６によって減速された旋回モータ９の回転はピ
ニオンシャフト２３に大きなトルクをもって伝達され
る。

【００１３】３１は下側ハウジング１６の下面にボルト
締めされて固定されたカバーを示し、該カバー３１は下
側ハウジング１６と協働して軸受２５の外輪２５Ａを挟
持しており、これにより軸受２５がハウジング１５内に
保持されている。

【００１４】３２はピニオンシャフト２３におけるピニ
オン２３Ｂの直上部に嵌挿され、ピニオン２３Ｂと軸受
２５との間に介在するスリーブを示し、該スリーブ３２
の外周部には環状のオイルシール３３が嵌挿されてお
り、該オイルシール３３はハウジング１５内に供給され
る後述の潤滑油を封止している。

【００１５】そして、ハウジング１５の内部には、遊星
歯車減速機構２６を構成する上側ハウジング１８の内歯
１８Ａ，太陽歯車２７，各遊星歯車２８および軸受２
４，２５等の潤滑を行うための潤滑油が、通常、各遊星
歯車２８の上面近傍となる、図中Ｌで示す位置まで満た
されている。この潤滑油は、ドレンプラグ２１を抜くこ
とによってハウジング１５の外部に排出される。

【００１６】このように構成される油圧ショベルでは、
下部走行体１上で上部旋回体２を旋回させる場合に、旋
回モータ９に外部から圧油を給排すると出力軸９Ａが回
転し、この回転は遊星歯車減速装置１１のハウジング１
５内で遊星歯車減速機構２６の太陽歯車２７から各遊星
歯車２８に伝えられ、該各遊星歯車２８は太陽歯車２７
と上側ハウジング１８の各内歯１８Ａとに噛合すること
により、太陽歯車２７の周囲を自転しつつ公転し、この
公転をキャリア３０からピニオンシャフト２３に伝える
ので、旋回モータ９の回転は大きく減速され、ピニオン
シャフト２３に高トルクの回転が伝えられる。

【００１７】そして、該ピニオンシャフト２３のピニオ
ン２３Ｂは旋回輪１０の内歯１２Ａに噛合し、該旋回輪
１０は内歯１２が下部走行体１のフレームに固着され、
外輪１３が上部旋回体２の旋回フレーム３に固着されて
いるから、ピニオン２３Ｂは内輪１２の内歯１２Ａを介
して自転しつつ公転し、この公転がピニオンシャフト２
３からハウジング１５を介して旋回フレーム３に伝達さ
れ、上部旋回体２全体が下部走行体１上で旋回されるよ
うになる。

【００１８】また、ハウジング１５の内部に供給された
潤滑油の交換に際しては、通常、ドレンプラグ２１とプ
ラグ２２を抜くことにより、オイルドレン１６Ｂを介し
て潤滑油をハウジング１５の外部に排出し、その後、ド
レンプラグ２１を取付けてオイルドレン１６Ｂを閉塞し
た状態にて、カバー１９の注油口からハウジング１５の
内部に新たな潤滑油を供給し、プラグ２２を取付けるよ
うにしていた。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来技術では、ピニオンシャフト２３に高トルクの回転を
伝えるために、旋回モータ９からピニオンシャフト２３
へのトルク伝達経路内に遊星歯車減速機構２６が介在し
ており、旋回モータ９が作動すると、遊星歯車減速機構
２６の各遊星歯車２８が、太陽歯車２７と上側ハウジン
グ１８の各内歯１８Ａとに噛合しながら、太陽歯車２７
の周囲を自転しつつ公転する。

【００２０】このとき、互いに噛合する太陽歯車２７，
各遊星歯車２８および上側ハウジング１８の各内歯１８
Ａの当接面から剥離した摩耗粉が、ハウジング１５内に
供給された潤滑油の中を落下していく間に軸受２４の外
輪２４Ａと内輪２４Ｂとの間、あるいは軸受２５の外輪
２５Ａと内輪２５Ｂとの間に侵入することにより、転動
子２４Ｃ，２５Ｃが損傷し、軸受２４，２５の耐用期間
が著しく低下してしまうという問題がある。

【００２１】また、摩耗粉のうち軸受２５の外輪２５Ａ
と内輪２５Ｂとの間を通過したものがオイルシール３３
に付着することにより、オイルシール３３が損傷して油
洩れを招くという問題がある。

【００２２】さらに、潤滑油を交換すべくドレンプラグ
２１を抜いてハウジング１５内の潤滑油を外部に排出す
る場合、軸受２４の上側にある油室Ａの潤滑油は軸受２
４の外輪２４Ａと内輪２４Ｂとの間を通過して油室Ｂに
移動した後に、オイルドレン１６Ｂに導かれる。このた
め、上述した摩耗粉が潤滑油の流れに導かれて軸受２４
の外輪２４Ａと内輪２４Ｂとの間に侵入し、軸受２４の
耐用期間の低下を一段と早めてしまうという不都合があ
る。

【００２３】本発明は上述した従来技術の問題に鑑みて
なされたもので、ハウジング内で回転軸を支持する軸受
の外輪と内輪との間に、遊星歯車減速機構等から生じる
摩耗粉が侵入することを効果的に防止し、軸受の耐用期
間の向上を図ることのできる遊星歯車減速装置を提供す
ることを目的としている。

【００２４】

【課題を解決するための手段】本発明が採用する遊星歯
車減速装置は、内周面に内歯車が形成され、外部に回転
源が設けられる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、前記回転源によって回転駆動され
る回転軸と、前記回転源の回転を減速して該回転軸に伝
達すべく前記ハウジング内に設けられ、太陽歯車、該太
陽歯車と前記内歯車に噛合する遊星歯車および該遊星歯
車を回転自在に支持するキャリアからなる減速歯車機構
と、前記キャリアの下側に位置し、前記ハウジングに対
し回転軸を回転可能に保持する軸受とを備え、該軸受は
外輪がハウジングに固着されると共に内輪が回転軸に固
着され、該外輪と内輪との間に複数の転動子を設けるよ
うになっている。

【００２５】そして、前述した課題を解決するために本
発明が採用する手段の特徴は、前記キャリアの下側外周
に、内周側が前記キャリアに固着され、外周側が前記軸
受の外輪に向かって延びる環状シール部材を設けたこと
にある。

【００２６】また、前記ハウジングには、前記環状シー
ル部材が配設される室を該ハウジングの外部に連通させ
るドレン穴を設けることが望ましい。

【００２７】

【作用】上記構成により、軸受の外輪と内輪との間が環
状シール部材によって覆われるので、遊星歯車減速機構
の作動時において互いに噛合する歯車から剥離した摩耗
粉が、軸受の外輪と内輪との間に侵入することが防止さ
れる。

【００２８】また、ハウジング内に供給された潤滑油の
交換時においては、環状シール部材より上側に形成され
たハウジング内の部屋に貯留する潤滑油は、環状シール
部材によって覆われた軸受の外輪と内輪との間を迂回
し、ドレン穴を通ってハウジングの外部に排出されるの
で、軸受の外輪と内輪との間への摩耗粉の侵入が防止さ
れる。

【００２９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１および図２に基
づき説明する。なお、実施例では前述した図４および図
５に示す従来技術と同一の構成要素には同一の符号を付
し、その説明を省略する。

【００３０】図中、４１は本実施例による遊星歯車減速
装置を示し、該遊星歯車減速装置４１は、上側に旋回モ
ータ９が支持された後述するハウジング４２と、該ハウ
ジング４２内に軸受２４，２５を介して回転可能に保持
されたピニオンシャフト２３と、前記旋回モータ９の回
転を減速して該ピニオンシャフト２３に伝達する遊星歯
車減速機構４５とから大略構成され、該遊星歯車減速機
構４５は、太陽歯車２７，３個の遊星歯車２８，キャリ
ア４６等からなる。

【００３１】４２は本実施例によるハウジングを示し、
該ハウジング４２は従来技術によるハウジングとほぼ同
様に構成され、下端側が旋回フレーム３上に複数のボル
ト１７，１７…によって固着された下側ハウジング４３
と、該下側ハウジング４３上に設けられ、遊星歯車２８
に噛合する内歯１８Ａが内周面に形成された上側ハウジ
ング１８と、該上側ハウジング１８の上端側を施蓋する
カバー１９とから構成されている。

【００３２】ここで、前記下側ハウジング４３は、軸受
２４の外輪２４Ａが固着されたボス部４３Ａに、該外輪
２４Ａを囲むように全周に亘って形成された環状溝４３
Ｂ、該環状溝４３Ｂの下側に位置して径方向に穿設され
たオイルドレン４３Ｃを有し、該オイルドレン４３Ｃ
は、一端が軸受２４の下側に形成された油室Ｂに開口
し、他端が下側ハウジング４３の外面に開口し、該開口
部は螺着されたドレンプラグ２１によって閉塞されてい
る。

【００３３】４４はオイル通路を示し、該オイル通路４
４は前記環状溝４３Ｂとオイルドレン４３Ｃを連通すべ
く、前記下側ハウジング４３の軸方向に形成されてい
る。そして、該オイル通路４４，オイルドレン４３Ｃに
より軸受２４の上側に形成された油室Ａと外部とを連通
するドレン穴を構成している。

【００３４】４５は遊星歯車減速機構を示し、該遊星歯
車減速機構４５は従来技術とほぼ同様に、太陽歯車２
７，３個の遊星歯車２８，ピン２９およびキャリア４６
から構成されている。また、該キャリア４６の下面側に
は、ピニオンシャフト２３の外歯２３Ａに噛合してピニ
オンシャフト２３とキャリア４６とをスプライン結合さ
せるボス部４６Ａが設けられており、該ボス部４６Ａの
下端部には、図２に示す如くの縮径部４６Ｂが形成され
ている。

【００３５】４７は環状シール部材としてのリップシー
ルを示し、該リップシール４７は弾性部材により形成さ
れ、内周面４７Ａは、前記キャリア４６の縮径部４６Ｂ
外周面に固着され、内周面４７Ａから拡径しつつ下方に
伸びる外周縁部４７Ｂは、軸受２４の外輪２４Ａの上面
に摺動可能に接している。即ち、軸受２４の上側に形成
された油室Ａと下側に形成された油室Ｂとの間に配置さ
れたリップシール４７によって、該軸受２４を介して潤
滑油が油室Ａから油室Ｂに流込むのを規制している。

【００３６】本実施例は上述の如き構成を有するもの
で、その基本的作動については従来技術によるものと格
別差異はない。

【００３７】然るに、本実施例においては、旋回モータ
９が作動し、遊星歯車減速機構４５の各遊星歯車２８
が、太陽歯車２７と上側ハウジング１８の各内歯１８Ａ
とに噛合しながら太陽歯車２７の周囲を自転しつつ公転
する際に、互いに噛合する歯車から剥離した摩耗粉４８
がハウジング４２内の潤滑油の中を落下したとしても、
軸受２４の上側はリップシール４７によって覆われてい
るから、該摩耗粉４８が軸受２４の外輪２４Ａと内輪２
４Ｂとの間に侵入するのを確実に防止することができ
る。

【００３８】従って、本実施例による遊星歯車減速装置
４１においては、遊星歯車減速機構４５から発生した摩
耗粉４８が軸受２４，２５およびオイルシール３３内に
侵入するのを防止することができ、該軸受２４，２５お
よびオイルシール３３の耐用期間を延ばし、当該遊星歯
車減速装置４１の寿命を長期に亘って延ばすことができ
る。

【００３９】一方、ハウジング４２内の潤滑油交換を行
うときには、ドレンプラグ２１を抜いて潤滑油をハウジ
ング４２の外部に排出するが、この場合にはハウジング
４２の油室Ａ内の潤滑油は、リップシール４７によって
覆われた軸受２４を迂回し、下側ハウジング４３に形成
された環状溝４３Ｂ，オイル通路４４およびオイルドレ
ン４３Ｃを通ってハウジング４２の外部に導かれる。こ
れにより、摩耗粉４８が軸受２４の外輪２４Ａと内輪２
４Ｂとの間へ侵入するのを防止することができる。

【００４０】さらに、ハウジング４２内への給油時にお
いては、カバー１９の注油口から潤滑油を供給するが、
この場合でも油室Ａから油室Ｂへの潤滑油の移動は、オ
イル通路４４，オイルドレン４３Ｃを介して行うことが
でき、潤滑油交換を容易に行うことができる。しかも、
この時においても遊星歯車減速機構４５からの摩耗粉４
８が軸受２４内に侵入するのを防止することができる。

【００４１】なお、前記実施例においては、ハウジング
４２の内部において上述のリップシール４７の上側とハ
ウジング４２の外部とを連通するドレン穴を、下側ハウ
ジング４３に形成された環状溝４３Ｂ，オイルドレン４
３Ｃおよびオイル通路４４によって形成したが、本発明
はこれに限らず下側ハウジング４３に、一端が油室Ａに
開口し、他端がハウジング４２の外部に開口するオイル
ドレンを設ける構成としてもよい。

【００４２】さらに、前記実施例におけるリップシール
４７は、外周縁部４７Ｂが軸受２４の外輪２４Ａまで延
びるようにしたが、例えば図３に示す如く、キャリア４
６の縮径部４６Ｂ外周面に固着される内周面４７Ａ′か
ら拡径しつつ下方に伸びる外周縁部４７Ｂ′が、軸受２
４を越えて下側ハウジング４３のボス部４３Ａの上面に
摺動可能に接するリップシール４７′を用いるようにし
てもよい。

【００４３】

【発明の効果】以上詳述した如く本発明によれば、減速
歯車機構を構成するキャリアの下側に位置する軸受を、
該キャリアの下側に固着された環状シール部材の外周側
によって外輪まで覆うようにしたから、上側の遊星歯車
減速機構の作動時において互いに噛合する歯車から剥離
した摩耗粉が、軸受の外輪と内輪との間に侵入するのを
確実に防止することができ、該軸受の耐用期間を延ば
し、遊星歯車減速装置の寿命を延ばすことができる。

【００４４】また、ハウジングに、環状シール部材の上
側の室と外部とを連通させるドレン穴を設けることによ
り、潤滑油の交換時には、環状シール部材より上側の室
に貯留する潤滑油は、ドレン穴を介して外部に排出でき
るから、環状シール部材によって覆われた軸受内を潤滑
油が流通するのを阻止でき、潤滑油の交換時において
も、軸受内への摩耗粉の侵入を効果的に防止することが
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を示す
縦断面図である。

【図２】図１中の要部を拡大して示す縦断面図である。

【図３】本発明の変形例を示す図２と同様位置の縦断面
図である。

【図４】従来技術による遊星歯車減速装置が用いられた
油圧ショベルを示す外観図である。

【図５】従来技術による遊星歯車減速装置を示す縦断面
図である。

【符号の説明】

９ 旋回モータ ２３ ピニオンシャフト（回転軸） ２４，２５ 軸受 ２７ 太陽歯車 ２８ 遊星歯車 ２９ ピン ４２ ハウジング ４３ 下側ハウジング ４３Ｂ 環状溝 ４３Ｃ オイルドレン ４４ オイル通路 ４５ 遊星歯車減速機構 ４６ キャリア ４７，４７′ リップシール（環状シール部材）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内周面に内歯車が形成され、外部に回転
   源が設けられる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、前記回転源によって回転駆動され
   る回転軸と、前記回転源の回転を減速して該回転軸に伝
   達すべく前記ハウジング内に設けられ、太陽歯車、該太
   陽歯車と前記内歯車に噛合する遊星歯車および該遊星歯
   車を回転自在に支持するキャリアからなる減速歯車機構
   と、前記キャリアの下側に位置し、前記ハウジングに対
   し前記回転軸を回転可能に保持する軸受とを備え、該軸
   受は外輪がハウジングに固着されると共に内輪が回転軸
   に固着され、該外輪と内輪との間に複数の転動子を設け
   てなる遊星歯車減速装置において、前記キャリアの下側
   外周には、内周側が前記キャリアに固着され、外周側が
   前記軸受の外輪に向かって延びる環状シール部材を設け
   たことを特徴とする遊星歯車減速装置。
2. 【請求項２】 前記ハウジングには、前記環状シール部
   材が配設される室を該ハウジングの外部に連通させるド
   レン穴を設けてなる請求項１に記載の遊星歯車減速装
   置。