JPS5936765Y2 - 減速機 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は減速機に関し、より詳しくは入力回転軸に第１
歯車を止着し、該第１歯車に複数個の第２歯車を噛合さ
せ、該第２歯車を複数個のクランクピンに連結して該第
２歯車の回転運動を該クランクピンの自転運動に変換し
、内部に円周方向に配された複数個のピン孔を具備しか
つ外周に外歯を有するピニオンの該ピン孔に前記クラン
クピンを挿入して該クランクピンの自転運動によりピニ
オンを偏心公転運動可能となし、該ピニオンの外歯を囲
むハブの内周に該外歯と噛合する内歯を設けてなる、所
謂遊星差動減速機に関する。

従来、パワーショベル等のクローラ車輛用走行駆動装置
は、その小型化が十分でなく、クローラシュー幅内に理
想的な形態で完全に収納することができなかった。

特に車体重量が５トン未満または標準パケット容量が０
．２ｍ３未満のミニショベルにおいては、車体重量に対
応して定まるクローラシュー幅がきわめて短く、このた
めシュー幅内に駆動装置を完全に収納することが困難で
あった。

走行駆動装置を相当程度小型化しシュー幅内に収納しよ
うとする試みは、実開昭５３−１４２６３８号公報に開
示されている。

しかしこの公知技術においても減速機外筐の外端部がク
ローラフレームの外側面から突出した状態で収納されて
おり、十分な小型化は未だ遠戚されていない。

従って岩石等の大きな障害物はクローラフレームの外側
面に当る前に減速機外筐の外端部に当たり、この結果、
減速機が破損されるという事故が頻繁に発生している。

このような事故は土木建設工事に支障をきたすので、重
大な問題となっている。

また、近年エネルギー消費問題について重大な関心がも
たれており、このことは建設機械分野についても例外で
はなく、当該業界では省エネルギー化をめざし研究を重
ねている。

従って、上述の事故の回避とともに省エネルギー化が達
成できる走行駆動装置が待望されている。

ここで、理想的な形態についていえば以下の４つの要件
が満たされることである。

第１に、クローラシュー幅内に収納されるだ（ｊではな
く、更にクローラフレームの外側面から切突出していな
いことである。

僅がでもクローラフレームの外表面から突出していると
、その突出と岩石等の障害物が衝突する危険性、ひいて
は走行駆動装置が破損される確率が飛躍的に大きくなる
。

その確率は突出する量の増加につれて増大する。

このような衝突や破損を防止するために従来装置ではク
ローラ車輛の運転操作者に常時クローラの足元の岩石等
に注意しながら走行操作することを要求している。

この結果、操作者を心理的に疲労させまたその作業能率
を低下させる。

一方、破損防止のために、往々にして極めて強靭な保護
部材が駆動装置の外側に設けられるが、かかる部材はそ
れ自体が不経済であるのみならずががる部材装置による
車輌重量の増大に伴いエネルギー消費が増し不経済であ
る。

第２に、走行駆動装置に取付けられることが必須の付属
機器、換言すれは田本国法令によりその付設が義務付け
られているパーキングブレーキ、油圧ブレーキ弁および
油圧配管、をクローラシュー幅内に収納できるような余
裕空間をクローラシューと走行駆動装置間に有している
ことである。

なお、この余裕空間は前述の付属機器が一箇所にまとめ
て収納でき、かつ、それらの保守や着脱が容易に行える
ような広さを持っていなければならない。

上述した付属機器がクローラシュー幅から突出している
ため岩石等と衝突して破損すれば走行駆動装置自体も使
用不能になるから、この第２の要件が満たされることが
第１の要件が満たされることと同様に重要であり、仮に
この第２の要件が満たされなければ前述の第１の要件を
満たすための努力が半ば徒労となる。

第３に、クローラシューを駆動する駆動輪外周とクロー
ラシュー内周間に十分大きな空間を形威して排土性を良
好にすることがある。

クローラ車輛は一般に大小の岩石または土塊が散乱する
工事現場や川原等で使用されるため、排土性が悪いとク
ローラシュー上に乗り上げた比較的小さな岩や石が駆動
輪の回転によって駆動輪外周とクローラシュー間に巻き
込まれる。

これにより、駆動輪、クローラシューの連結ピンおよび
クローラシューが破損されることになる。

前記の空間が大きければ大きい程、岩や石の巻き込みが
少なくなる。

第４に、工事現場で容易にクローラ車輛の分解修理が可
能であることである。

クローラ車輛は山間部等のように交通の不便な工事現場
または沼沢地のように精密機械部品に好ましくない環境
劣悪地において使用されることがよくある。

このため、万一故障した場合にも、多大な工事遅延を招
がないためにクローラ車輛を工場に運搬せずに代りに軽
量な交換部品を現地へ輸送し現地にて容易に補修作業が
行える必要がある。

従来、上述した４つの要件を全て満たす走行駆動装置は
存在しなかった。

本考案はががる状況に鑑みなされたものである。

走行駆動装置は駆動源としての油圧モータおよび油圧モ
ータの回転を減速して大出力トルクを伝達する減速機の
組合せがらなっているので、理想的な形態を具備した走
行駆動装置を得るには、大減速比で大トルクを伝達可能
でかつ極めて小型の減速機の開発が不可欠である。

しかして本考案は減速比が大きく、大きなトルクの伝達
が可能でしかも小型の減速機を提供することを目的とす
る。

本考案ではかかる目的を次のような減速機により達成す
る。

入力回転軸に第１外歯車を止着し、該第１外歯車に複数
個の第２外歯車を噛合させ、該第２外歯車を複数個のク
ランクピンに連結して該第２外歯車の回転駆動を該クラ
ンクピンの自転運動に変換し、内部に内周方向に配設さ
れた複数個のピン孔を具備しかつ外周に外歯を有するピ
ニオンの該ピン孔に前記クランクピンを挿入して該クラ
ンクピンの自転運動によりピニオンを偏心公転運動可能
となし、該ピニオンの外歯を囲むハブの内周に該外歯と
噛合する内歯を設けてなる減速機において、前記ピニオ
ンの隣接するピン孔間に貫通孔を穿ち、固定支持される
板状部を一端に有する支持ブロックに該板状部から他端
に向けて突出しがっ中心部が連結した星形形状の柱状部
を形威し該柱状部を前記ピニオンの貫通孔に遊嵌挿する
とともに該柱状部の先端に端内板を一体的に止着し、該
支持ブロックの両端部により前記クランクピンを回転可
能に支持し、前記支持ブロックの外周部および前記ハブ
の内周面間に軸受を装着して支持ブロックおよびハブの
相対回転を許容するとともに、前記入力回転軸が前記柱
状部を貫通して前記端円板位置まで延在しており該位置
にて前記第１外歯車を止着し、前記第２外歯車を端内板
側でクランクピン端に連結していることを特徴とする減
速機。

以下添付図面を参照して本考案の実施例を説明する。

第１図に示す第１実施例はクローラ車輛の走行駆動用減
速機付油圧モータの減速機に適用したものであり、クロ
ーラ車輛のフレーム１に公知形式の油圧モータ３を止着
し、減速機５により油圧モータ３の回転を減速して走行
駆動系のスプロケット７を大出力１−ルクにて駆動する
。

油圧モータ３の出力軸１１は本考案の減速機５の入力回
転軸であり、油圧モータ３のケーシング１３に一対の軸
受１５．１６により回転可能に支持されている。

油圧モータ３のケーシング１３は本考案の減速機５の支
持ブロックを構成しており、以下支持ブロックと称する
。

支持ブロック１３本体は、第１図及び第３図に示すよう
に、油圧モータ３ （第１図）の本体に密嵌合する四部
１７ａ（第１図）を裏面に有する円板状部１７及び該円
板状部１７に突設した星状部１９からなる。

星状部１９は、円周方向に延在する頭部部分２１ ａ及
び該頭部部分２１ ａから半径方向に延在する根元部分
２１ ｂを組合せてなる柱状部２１を３個円周方向に等
配装置し、その根元部分２１ ｂを中心部まで延在させ
て連結している。

円板状部１７の表面には隣接柱状部２１間に所定深さの
軸受装着孔１７ ｂ及び支持ブロック１３をクローラ車
輛のフレーム１にボルト結合するための螺子孔１７ Ｃ
を形成している。

更に星状部１９の中心部分には入力回転軸１１を嵌挿さ
せる中心孔１９ ａを貫通して穿っている。

また第１図の如く、支持ブロック１３の一部をなす端円
板２５を支持ブロックの柱状部２１にピン２３．２３’
により一体的に結合するために、ピン孔２１Ｃ，２１ｄ
を柱状部２１の頭部部分に形式している。

このピン２３．２３’は負荷により作用するせん断荷重
に耐えうるに充分な寸法を有している。

なお、第１図および第３図においては２本のピン２３、
２３’を用いたが、本実施例においては頭部部分か゛円
周方向に延在しているので必要に応じさらに本数を増加
するかまたは、ピン径を大きくすることができる。

′また、端円板２５を支持ブロックの柱状部２１にボル
ト２４によっても固定するための螺子孔２１ ｅを柱状
部のビン孔２１ Ｃ，２１ｄよりも放射方向で内側位置
に形式している。

第１図において端円板２５には柱状部２１のビン孔２１
Ｃ，２１ｄに対応して穿ったピン孔２５ａ、２５ｂ及
び螺子孔２１ ｅに対応して穿ったボルト貫挿−ＦＬ２
５Ｃ並びに前述の円板状部１７に形式した軸受装着孔１
７ｂに対応して軸受装着孔２５ ｄを形式している。

軸受装着孔１７ ｂ、 ２５ ｄにそれぞれローラ軸受
２７．２９を装着し、該軸受間にクランクピン３１を回
転可能に両端支援している。

クランクピン３１はその回転軸縁Ａ。

Ｄに対しｅだけ偏心配置した２つのクランク部３１ａ、
３１ｅを有し、該クランク部３１ ａ、 ３１ Ｃにピ
ニオン３３を嵌合されている。

ピニオン３３は第４図に示すように外周面にペノサイク
ロイド曲線への等距離曲線からなる歯形の外歯３３ ａ
を有し、クランクピン３１のクランク部３１ ａ又は３
１Ｃ（第１図）に軸受３５を介して係合するビン孔３３
ｂを具備する。

更にピニオン３３の中心部から半径方向に放射状に延在
し支持ブロック１３に形式した星状部１９より僅かに大
きい寸法の星状溝３３ Ｃを形式している。

再び第１図で、支持ブロック１３の円板状部１７及び端
円板２５の外周部にボール軸受３６ａ、３６ｂを装着し
、ハブ３７を回転可能に支持している。

ハブ３７はクローラ車輛の駆動スプロケット７を駆動す
るもので゛、その内周面に、ピニオン３３の外周に形式
した外歯３３ ａの歯数より僅かに多い数の小径ピン３
９を、等退的に固着したピン歯車からなる内歯を形成し
ている。

しかして第２図に示すようにピニオン３３の星状溝３３
Ｃは支持ブロック１３の柱状部２１により形成される
星状部１９に遊嵌合しており、クラックピン３１の自転
運動によりそのクランク部３１ａ。

３１ Ｃの中心軸線がクランクピン３１の回転軸線に対
して公転運動することにより２つのピニオン３３は偏心
公転運動され、外歯３３ ａがハブ３７のピン歯車と係
合する。

ここでピニオン３３のビン孔３３ｂ（第４図）の配置位
置、換言すれば支持ブロック１３の軸受装着孔１７ｂ（
第３図）の配置位置、を中心Ａからの半径Ｒ１’（第２
図）で表わし、支持ブロック１３の柱状部２１の最外部
と中心Ａ間の距離をＲ２で表わしたときにＲ１とＲ２の
比Ｒ１／Ｒ２を１対１．１５乃至１対１．５５にとるこ
とが好ましい。

この範囲未満では支持ブロック柱状部の半径方向に延在
する根元部分２１ ｂの外部負荷及びトルク発生に起因
するラジアル荷重に対する耐荷重を十分に大きくできず
、一方この範囲を越えるとピニオン３３の外周及び星状
溝３３ Ｃ間の肉厚が過小となりその強度が不十分とな
り易い。

また支持ブロック１３の星状部１９（第３図）の最小径
部の半径Ｒ３（第２図）はＲ１／Ｒ３の比が１対０．２
６７乃至１対０゜４３３の範囲にとることが好ましく、
この範囲未満では支持ブロック１３の星状部１９の根元
部の肉厚が過小となり根元部を連結する効果が十分に発
揮されず、一方この範囲を越えるとピニオン３３のピン
孔３３ ｂの肉厚が過小となりその強度が不十分となり
易い。

また、支持ブロック１３の柱状部２１の頭部部分２１
ａの円周方向の長さＬとピニオン内部のピン孔のうち互
いに最も近接する各々のピン孔の内壁最短距離Ｓの比Ｓ
／Ｌを１対０．７５乃至１対１．３０の範囲とすること
が好ましい。

この範囲未満では頭部部分２１ ａの長さが過小でねじ
り負荷に対する耐荷重が不十分となり易く、一方この範
囲を越えるとピニオンの強度が不足することがある。

これはピニオンには支持ブロックの頭部部分２１ ａの
長さＬに対応して貫通孔を形成せねばならないが、上記
範囲を越えるとピニオンの貫通孔の円周方向距離が極端
に長くなるためである。

また、根元部分２１ ｂの最小幅Ｗと前記内壁最短距離
Ｓの比Ｓ／Ｗを１対０．４０乃至１対０．７３の範囲と
することが好ましい。

この範囲未満では根元部分２１ ｂの幅が過小でラジア
ル負荷に対する耐荷重が不十分となり易く、一方この範
囲を越えるとピニオンのピン孔３３ ｂと星形溝３３
Ｃ間の肉厚が過小のためその強度が不足することがある
。

なお、根元部分２１ ｂの最小幅Ｗは通常その根元部分
２１ｂの両側に位置する軸受装着孔１７ ｂの中心を連
結する線上又はその近傍に位置している。

なお、前述の実施例の第２図に示すように、本考案にお
いては支持ブロック１３の柱状部２１の頭部部分２１
ａおよび根元部分２１ ｂの全体としての形状をその曲
率半径の中心が支持ブロック１３の中心Ａである円弧お
よびその曲率半径の中心が支持ブロック１３の軸受装着
孔１７ ｂの中心である円弧より形成し、その頭部部分
２１ ａが円周方向に最も長く延在でき、かつ柱状部２
１の断面積が最も大きくできるようにするのが好ましい
。

再び第１図を参照して入力回転軸１１の右側先端に第１
外歯車４１を一体的に止着し、また前記両端支持された
クランクピン３１の右側に第１外歯車４１の歯数より大
きな歯数を有する第２外歯車４３を止着し、両歯車４１
，４３を噛合させる。

両歯車４１．４３の外側にポル）・４５により蓋４７を
密封状に締結し、かつ前述したハブ３７を回転可能に支
持すｉる軸受３６ ａの外側にオイルシール４９を設け
て減速機５からの潤滑油洩れを防止する。

油圧モータ３の出力軸、すなわち減速機の入力回転軸１
Ｌの回転は入力回転軸１１に止着した第１外歯車４１を
通しそれに噛合する第２外歯車４３に両歯車４１，４３
の歯数比に応じ減速して伝達される。

第２外歯車４３の回転により支持ブロック１３に回転可
能に両端支持されたクランクピン３１のクランク部３１
ａは公転運動を生に、この公転運動により軸受３５を
介してピン孔３３ ｂがクランク部３１ ａに係合した
ピニオン３３は偏心公転運動される。

ピニオン３３の偏心公転運動によりピニオンの外周に形
成した外歯３３ ａがハブ３７の内周に形成したピン歯
車に係合しハブ３７を減速回転させる。

しかして、ハブ３７に取付けたスプロケット７によりク
ローラ車輛の走行系を駆動する。

本考案においてはピニオンに穿設した貫通孔に支持ブロ
ックの柱状部を遊嵌挿しこの支持ブロックの両端部によ
りクランクピンを両端支持しているためクランクピンの
歪を最小とでき、同一限界歪を許容するときには片持ち
支持する場合に比し出力トルクを数倍に増大できる。

両端支持によるクランクピンの安定支持及び歪減少によ
り小型の軸受を使用でき、減速機を小型化できる。

また同寸法の軸受を用いる場合には従来の片持ち支持に
比し軸受寿命を延長できる。

更にクランクピンの安定化及び歪減少により、クランク
ピンにより公転運転されるピニオンの外歯とハブの内歯
との噛合効率が向上し、より大出力トルクの伝達を促進
する。

また本考案では、支持ブロックの外周面部及びハブの内
周面間に軸受を装着して支持ブロック及びハブの相対回
転を許容することにより、前述の従来の減速機のように
ハブの外側を囲むケースが不要となりまた支持ブロック
がハブを囲む必要もなく、従って減速機の外径を一層小
さくできる。

更に本考案では、ピニオンに形成した複数個の貫通孔の
内側端部を連・結して中心部から半径方向に放射状に延
在する星形形状となし、支持ブロックの複数個の柱状部
の内端を連結して同様に星形形状となし、支持ブロック
の柱状部のラジアル荷重に対する剛性を一部高めること
ができる。

更に本考案では固定支持される板状部から柱状部を突設
しその先端に端内板をボルト等により止着して支持ブロ
ックを構成している。

この構造によってクローラ車輛を駆動することの反力に
より生じる曲げモーメントが大きく作用する固定端に近
い側の柱状部を板状部と一体構成することになる。

従って一体構成による剛性により大出力の伝達が可能と
なる。

なお、柱状部をボルト等により板状部に連結するように
するとこのボルトには柱状部に作用する曲げモーメント
が同様に作用するのでその総断面積を著しく大きくする
必要があるが本考案はかかる必要がなくコンパクトとで
きる。

また本考案では第１外歯車および第２外歯車を支持ブロ
ックの自由端側、すなわち板状部と反対側、に支持して
いる。

これにより一つには支持ブロックを固定する構造が簡単
となり、減速機が一層小型化されるとともに支持ブロッ
クの組立てが容易となる。

加えて、第１および第２外歯車の取付けや交換が簡単と
なり、減速比の変更もきわめて容易に行える。

更に本考案の特別な組合せ効果として起動効率が良く、
このため起動トルクを小さくできる。

換言すれば油圧モータやポンプに必要な動力は小さく、
ポンプを駆動するエンジンの燃料消費を大幅に低減でき
、省エネルギーに大いに貢献する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の第１実施例の断面図、第２図は第１図
のＩＩ −ＩＩ断面図であり図中スプロケット及びその
取付ボルトは省略している。 第３図は第１実施例の支持ブロックの斜視図、第４図は
第１実施例のピニオンの斜視図である。 ３・・・・・・油圧モータ、５・・・・・・減速機、１
１・・・・・・入力回転軸、］３・・・・・・支持ブロ
ック、１７・・・・・・円板状部、１９・・・・・・星
状部、２１・・・・・・柱状部、２１ ａ・・・・・・
頭部部分、２１ ｂ・・・・・・根元部分、２７．２９
・・・・・・軸受、３１・・・・・・クランクピン、３
３・・・・・・ピニオン、３３ ａ・・・・・・ペリサ
イクロイド歯形、３３ ｂ・・・・・・ピン孔、３３
Ｃ・・・・・・星状溝、３６ａ、３６ｂ・・・・・・軸
受、３７・・・・・・ハブ、３９・・・・・・ピン、４
１・・・・・・第１外歯車、４３・・・・・・第２外歯
車。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 人力回転軸に第１外歯車を止着し、該第１外歯車に複数
   個の第２外歯車を噛合させ、該第２外歯車を複数個のク
   ランクピンに連結して該第２外歯車の回転運動を該クラ
   ンクピンの自転運動に変換し、内部に円周方向に配設さ
   れた複数個のピン孔を具備しかつ外周に外歯を有するピ
   ニオンの該ピン孔に前記クランクピンを挿入して該クラ
   ンクピンの自転運動によりピニオンを偏心公転運動可能
   となし、該ピニオンの外歯を囲むハブの内周に該外歯と
   噛合する内歯を設けてなる減速機において、前記ピニオ
   ンの隣接するピン孔間に貫通孔を穿ち、固定支持される
   板状部を一端に有する支持ブロックに該板状部から他端
   に向けて突出しかつ中央部が連結した星形形状の柱状部
   を形成し該柱状部を前記ピニオンの貫通孔に遊嵌挿する
   とともに該柱状部の先端に端円板を一体的に止着し、該
   支持ブロックの両端部により前記クランクピンを回転可
   能に支持し、前記支持ブロックの外周部および前記ハブ
   の内周面間に軸受を装着して支持ブロックおよびハブの
   相対回転を許容するとともに、前記人力回転軸が前記柱
   状部を貫通し前記端円板位置まで延在しており該位置に
   て前記第１外歯車を止着し、前記第２外歯車を端内板側
   でクランクピン端に連結していることを特徴とする減速
   機。