KR101411240B1 - 동력전달장치 및 작업차량 - Google Patents

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Abstract

[과제] 작업차량의 차륜을 구동하는 동력전달장치가 차지하는 스페이스, 특히 동력전달장치의 차륜축 방향의 스페이스를 축소한다.
[해결수단] 포크리프트(작업차량)(16)의 전륜(차륜)(18)을 구동하는 동력전달장치(Pt1)에 있어서, 회전출력을 인출하기 위한 로터(20), 및 자장을 형성하기 위한 코일(32)이 권회된 스테이터(22)를 가지는 IPM모터(10)와, 로터(20)와 일체적으로 회전하는 모터축(26)의 회전을 제동하는 브레이크기구(12)를 구비하고, 브레이크기구(12)가, 복수의 마찰판(34)으로 이루어지는 다판식 제동부(36)를 가지며, 또한 마찰판(34)의 전부(또는 적어도 일부)가, 코일(32)의 코일엔드(32A)의 반경방향 내측에 수용되어 있다.

Description

동력전달장치 및 작업차량{Power transmission device and working vehicle}
본 출원은, 2011년 3월 1일에 출원된 일본 특허출원 제2011-044407호에 근거한 우선권을 주장한다. 이 출원의 모든 내용은 이 명세서 안에 참조로서 원용되어 있다.
본 발명은, 작업차량, 및 이 작업차량의 차륜을 구동하는 동력전달장치에 관한 것이다.
예컨대, 특허문헌 1에, 포크리프트(작업차량)의 차륜을 구동하는 동력전달장치가 개시되어 있다. 이 특허문헌 1에 있어서 개시되어 있는 포크리프트는, 차륜을 구동하기 위한 동력전달장치로서, 모터, 이 모터의 회전을 감속하는 감속기, 및 차륜의 회전을 제동하는 브레이크기구를 구비하고 있다. 감속기는, 3단의 평행축 감속기구에 의하여 구성되어 있다. 브레이크기구는, 모터의 로터를 이 모터의 부하 반대측으로 연장하고, 이 부하 반대측으로 연장된 로터에 대하여 디스크 브레이크장치를 장착한 구성으로 되어 있다.
또한, 특허문헌 2에는, 1단의 평행축 감속기구 및 단순유성기어 감속기구로 이루어지는 감속기를 구비함과 함께, 상기 평행축 감속기구의 부분에 브레이크기구를 배치한 습식브레이크 내장 트랜스퍼 장착의 포크리프트가 개시되어 있다.
일본 특허공개 평11-291773호 공보(도 4) 일본 특허공개 2010-159794호 공보(도 1, 도 2)
포크리프트에 있어서는, 대형의 배터리 외에, 포크의 적하물을 승강시키기 위한 유압펌프, 탱크 등의 부속물이 많고, 그로 인하여, 한정된 스페이스를 유효하게 사용하지 않으면, 포크리프트 전체가 쓸데없이 커져 버린다. 그로 인하여, 차륜을 구동하는 동력전달장치도, 가능한 한 (차륜에 가까운) 작은 스페이스 내에 수용하고자 하는 요청이 강하다.
한편, 포크리프트의 경우, 전륜의 전방에 적하물을 승강시키기 위한 포크가 있다는 점으로부터, 포크리프트의 무게중심보다 후측에 카운터 밸런스(카운터 웨이트)를 배치한 구조로 되어 있다. 카운터 밸런스의 크기를 작게 하기 위하여 는, 포크 및 포크에 적재되는 적하물의 무게중심을 가능한 한 전륜의 접지위치에 가깝게 하여야 한다. 이 관점에서, 포크리프트의 차륜의 직경은 작을수록 좋다. 그럼에도 불구하고, 포크에 탑재되는 적하물의 큰 중량을 지지하기 위하여 는, 차륜의 타이어(고무인 부분) 자체의 용적은 크게 확보되어야 한다. 그로 인하여, 차륜의 반경방향 내측의 스페이스는 매우 작은 것이 실정이다. 그로 인하여, 포크리프트의 차륜을 구동하는 동력전달장치는, 상술한 특허문헌 1, 2를 포함하여, 사실상, 차륜의 축방향 외측에 배치되어 있어서, 결과적으로 큰 수용 스페이스를 필요로 하고 있었다.
본 발명은, 이러한 문제를 해소하기 위하여 이루어진 것으로, 포크리프트를 포함하는 작업차량의 차륜을 구동하는 동력전달장치가 차지하는 스페이스, 특히 동력전달장치의 차륜축 방향의 스페이스를 축소하는 것을 그 과제로 하고 있다.
본 발명은, 작업차량의 차륜을 구동하는 동력전달장치로서, 회전출력을 인출하기 위한 로터, 및 자장을 형성하기 위한 코일이 권회(卷回)된 스테이터를 가지는 모터와, 상기 로터와 일체적으로 회전하는 축의 회전을 제동하는 브레이크기구를 구비하고, 상기 브레이크기구가, 복수의 마찰판으로 이루어지는 다판(多板)식 제동부를 가지며, 또한 적어도, 상기 마찰판의 일부가, 상기 코일의 코일엔드(end)의 반경방향 내측에 수용되어 있는 구성으로 함으로써, 상기 과제를 해결한 것이다.
본 발명에 있어서는, 작업차량의 차륜을 구동하는 동력전달장치에 있어서, 특히 브레이크기구의 배치에 착안하였다. 브레이크기구를, 예컨대 모터의 로터 안에 장착할 수 있으면, 그만큼, 동력전달장치의 축방향의 치수를 단축할 수 있는 가능성이 있다. 그러나, IPM모터(Interior Permanent Magnet Motor)와 같이, 로터의 내측에 자석을 매립하는 타입의 모터나, 유도기와 같이 판재를 적층하여 형성된 로터를 이용하는 타입의 모터에서는, 모터의 로터의 반경방향 내측의 스페이스는 사용할 수 없다. 또한, 로터의 내측에서는, 고정측의 마찰판의 배치의 설계가 어려워서, 결과적으로 반드시 브레이크기구 전체의 점유용적의 축소로 이어지지는 않는다.
그러나, 코일이 권회된 스테이터를 가지는 모터의 경우, 코일엔드의 반경방향 내측은, 코일을 감기 위하여 , 스테이터 본체로부터 그 코일이 오버행된 만큼, "소정의 스페이스"가 존재한다. 이 코일엔드의 반경방향 내측 위치는, 스테이터 본체 자체가 고정된 상태에 있기 때문에, 후술하는 바와 같이 고정부재측의 마찰판과 회전부재측의 마찰판의 장착이 비교적 용이한 점으로부터, 마찰판을 다판으로 하는 설계가 용이하다. 이로 인하여, (코일엔드의 반경방향 내측에 수용하기 위하여) 마찰판의 반경방향의 크기를 크게 할 수 없다고 하는 불리한 점은, 마찰판을 다판으로 함으로써 해결할 수 있다.
본 발명에서는, 이 점에 착안하여, 브레이크기구를, 반경방향 치수를 작게 할 수 있는 복수의 마찰판으로 이루어지는 다판식의 제동부를 가진 구성으로 함과 함께, 이 브레이크기구의 적어도 마찰판의 일부를, 이 코일엔드의 반경방향 내측의 데드 스페이스에 배치하도록 하였다.
본 발명에 의하면, 결과적으로 브레이크기구 전체가 차지하는 용적을 최소로 할 수 있고, 또한, 코일엔드의 반경방향 내측의 스페이스를 유효하게 이용할 수 있었던 만큼, 동력전달장치의 점유 스페이스, 특히 차륜축 방향의 점유 스페이스를 작게 할 수 있다.
다만, 본 발명은, 포크리프트 특유의 과제를 해소하기 위하여 이루어진 것으로서, 포크리프트에 적용한 경우에 현저한 효과를 얻을 수 있지만, 창안된 구성은, 결과적으로, 차륜 둘레의 구성에 관하여 마찬가지의 사정을 가지는 "작업차량"에 널리 적용할 수 있고, 마찬가지의 작용효과를 얻을 수 있다.
본 발명에 의하면, 작업차량의 차륜을 구동하는 동력전달장치가 차지하는 스페이스, 특히 동력전달장치의 차륜축 방향의 스페이스를 축소할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 실시형태의 일례에 관한 동력전달장치가 포크리프트의 차륜의 구동에 적용되어 있는 구성을 나타내는 단면도이다.
도 2는, 도 1의 동력전달장치의 브레이크기구 부근의 요부 확대단면도이다.
이하, 도면에 근거하여 본 발명의 실시형태의 일례를 상세히 설명한다.
도 1은, 본 발명의 실시형태의 일례에 관한 동력전달장치가 포크리프트의 차륜의 구동에 적용되어 있는 구성을 나타내는 단면도, 도 2는, 그 브레이크기구 부근의 요부 확대단면도이다.
이 동력전달장치(Pt1)는, IPM모터(10), 브레이크기구(12), 감속기(14)를 구비하고, 포크리프트(작업차량:전체는 도시 생략)(16)의 전륜(차륜:도 1은 한쪽만 도시)(18)을 한쪽씩 독립하여 구동하기 위하여 이용되고 있다.
상기 IPM모터(10)는, 회전출력을 인출하기 위한 로터(20) 및 스테이터(22)를 가지고 있다. 로터(20)는, 복수의 판재(플레이트)(20A)가 적층된 것으로서, 로터(20) 내에는 영구자석(21)이 매립되어 있다. 영구자석(21)이 로터(20) 내에 매립되어 있는 IPM모터(10)는, SPM모터(영구자석이 로터의 표면에 부착되어 있는 타입의 모터)에 비하여 효율이 높아서(소형이고 출력이 높아서), 포크리프트의 구동용 모터로서 적합하다. 로터(20)를 구성하고 있는 복수의 판재(20A)는, 볼트(24)에 의하여 일체화되고, 도시하지 않은 계합부를 통하여 모터축(로터(20)와 일체적으로 회전하는 축)(26)과 일체화되어 있다.
도 2를 함께 참조하여, 상기 스테이터(22)의 스테이터 본체(22A)는, 모터케이싱(30)에 고정되어 있다. 스테이터 본체(22A)에는, 자장을 형성하기 위한 코일(32)이 권회되어 있다. 코일(32)은, 권회를 위한 되접힘 부분이 "코일엔드(32A)"로서, 스테이터 본체(22A)의 축방향 단부(22A1)로부터 축방향으로 치수(L1)만큼 돌출되어 있다. 또한, 이 실시형태에 있어서는, 코일엔드(32A)의 일부(도 1, 2에 있어서의 치수(L2)로 나타낸 부분)가, 전륜(18)의 반경방향 내측에 수용되어 있다.
상기 브레이크기구(12)는, 모터축(로터(20)와 일체적으로 회전하는 축)(26)의 회전을 제동한다. 브레이크기구(12)는, 스테이터(22)에 권회되어 있는 코일(32)의 코일엔드(32A)의 반경방향 내측에 수용되어 있고, 복수의 마찰판(34)을 가지는 다판식 제동부(36)를 구비한다. 이 실시형태에서는, 이 다판식 제동부(36)의 전부가 코일엔드(32A)의 반경방향 내측에 수용되어 있다.
다판식 제동부(36)의 마찰판(34)은, 복수(도시된 예에서는 4장)의 고정마찰판(34A)과, 복수(도시된 예에서는 3장)의 회전마찰판(34B)으로 구성되어 있다(다판 구성). 고정마찰판(34A)은, IPM모터(10)의 모터케이싱(30)의 일부를 구성하는 모터커버(11)의 돌기부(11A)에 장착되고, 관통핀(38)에 의하여 원주방향으로 고정됨과 함께, 이 관통핀(38)을 따라서 축방향으로 이동 가능하게 되어 있다. 관통핀(38)은, 모터커버(11)의 플레이트부(11B)와, 이 모터커버(11)의 상기 돌기부(11A)의 선단에 볼트(39)를 통하여 고정된 제동부 플레이트(41)에 의하여 고정·지지되어 있다. 각 고정마찰판(34A)의 사이에는, 스프링(40)이 개재되어 있다.
한편, 회전마찰판(34B)은, 로터(20)와 일체적으로 회전하는 모터축(26)측에 장착되고, 이 모터축(26)과 일체적으로 회전 가능하다. 모터축(26)의 외주에는 축방향을 따라서 스플라인(26A)이 형성되어 있고, 이 회전마찰판(34B)의 내주단(34B1)이 이 스플라인(26A)과 계합되어 있다. 이로써, 회전마찰판(34B)은, 모터축(26)과 이 스플라인(26A)을 통하여 원주방향으로 일체화됨과 함께(일체 회전 가능하게 됨과 함께) 모터축(26)의 축방향을 따라서 이동 가능하다. 회전마찰판(34B)의 표면에는, 마찰시트(34B2)가 접착·고정되어 있다.
이 실시형태에 관한 브레이크기구(12)에는, 유압기구(42)가 부설되어 있다. 유압기구(42)는 실린더(44) 및 당해 실린더(44) 내에서 슬라이딩하는 피스톤(45)을 구비한다. 피스톤(45)은, 고정마찰판(34A)의 축방향 측부에 위치하고, 포크리프트(16)의 작업자가 제동조작을 행하였을 때에 유로(46)를 통하여 실린더(44) 내에 공급되는 압유에 의하여 구동되고, 가장 축방향 부하측에 위치하는 고정마찰판(34A)을 부하 반대측으로 가압 가능하다.
도 1로 되돌아와서, 모터축(26)은, 전륜(18)의 축방향 대략 중앙 부근에까지 뻗어 있고, 여기서 상기 감속기(14)의 중공의 입력축(52)과 상기 스플라인(26A)을 통하여 연결되어 있다. 감속기(14)는, 그 전체가 전륜(18)의 반경방향 내측에 수용되어 있다. 이 실시형태에 관한 감속기(14)는, 내치(內齒)기어(56) 및 이 내치기어(56)에 요동하면서 내접하는 외치(外齒)기어(54)를 구비하는 "요동내접 맞물림형"이라고 불리는 유성기어 감속기구(53)를 가지고 있다. 이하, 감속기(14)의 유성기어 감속기구(53)에 대하여 구체적으로 설명한다.
감속기(14)의 입력축(52)에는, 이 입력축(52)과 축심이 어긋난 2개의 편심체(58)가 일체로 형성되어 있다. 편심체(58)의 외주에는, 각각 롤러(60)를 통하여 (2장의) 상기 외치기어(54)가 요동 가능하게 장착되어 있다. 외치기어(54)가 2장 장착되어 있는 것은, 필요한 전달용량을 확보하기 위함이다. 양 외치기어(54)는, 각각 요동의 위상이 180도 어긋나 있는데, 입력축(52) 및 내치기어(56)에 대해서는, 동일한 움직임(요동)을 행한다. 외치기어(54)는 내치기어(56)의 내측에서 요동하면서 이 내치기어(56)에 내접하여 맞물려 있다. 내치기어(56)는, 차륜 케이싱(62)과 일체화된 내치기어 본체(56A)와, 내치를 구성하는 외측핀(56B)에 의하여 구성되어 있다. 외측핀(56B)은, 한 쌍의 니들 베어링(64)을 통하여 내치기어 본체(56A)(차륜 케이싱(62))에 회전 가능하게 장착되어 있다. 내치기어(56)의 내치의 치수(齒數)(외측핀(56B)의 수)는, 외치기어(54)의 외치의 치수(齒數)보다 약간(이 실시형태에서는 1개만큼) 많다. 다만, 차륜 케이싱(62)은, 볼트(66)에 의하여 모터커버(11) 및 모터케이싱(30)과 일체화되고, 포크리프트(16)의 차체측(도시 생략)에 고정되어 있다.
외치기어(54)에는, 각각 관통공(68)이 원주방향으로 복수 형성되어 있다. 관통공(68)에는, 허브(70)로부터 축방향으로 돌출된 허브핀(72)이 간극을 가지고 관통(헐겁게 끼워짐)하고 있다. 각 허브핀(72)은, 볼트(74)에 의하여 캐리어체(76)와 일체화되어 있다.
이 실시형태에서는, 허브(70)가 감속기(14)의 출력축에 상당하고 있다. 허브(70)에는 스플라인(80)을 통하여 허브 플레이트(82)가 연결되어 있다. 전륜(18)은, 볼트(83) 및 차륜 플레이트(85)를 통하여 이 허브 플레이트(82)에 연결되어 있다. 허브 플레이트(82), 허브(70), 및 캐리어체(76)가 일체화된 큰 허브블록(84)은, 전체로서 전륜(18)의 차축을 구성하고 있다. 허브블록(84)은, 한 쌍의 앵귤러 볼베어링(86, 88)에 의하여 차륜 케이싱(62)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 다만, 부호(90)는 허브 플레이트(82)가 허브(70)로부터 빠지는 것을 방지하기 위한 빠짐방지 너트이다.
이 실시형태에서는, IPM모터(10)의 로터(20), 이 로터(20)와 일체적으로 회전하는 모터축(26), 브레이크기구(12)의 마찰판(34), 감속기(14)의 입력축(52), 감속기(14)의 출력축을 구성하는 허브(70), 나아가서는 전륜(18)의 차축을 구성하는 허브블록(84)이, 전부 동축이 되어, 단일의 축선(X1) 둘레에 배치되어 있다.
또한, 본 실시형태에 있어서는, IPM모터(10) 및 브레이크기구(12)는, 모두 습식으로 구성되고, 또한, IPM모터(10), 브레이크기구(12), 및 감속기(14)의 내부가 오일씰(92)(및 씰링(96A~96C) 등)에 의하여 밀폐된 단일의 공간(P1)으로 되어 있다(즉, IPM모터(10), 브레이크기구(12), 및 감속기(14)의 내부공간이 연통(連通)되어 있다). 이 공간(P1)에는, 단일의(동일한) 오일이 봉입되어 있다.
다음으로, 이 동력전달장치(Pt1)의 작용을 설명한다.
IPM모터(10)의 로터(20)가 회전하면, 이 로터(20)와 일체화되어 있는 모터축(26)이 회전한다. 모터축(26)이 회전하면, 이 모터축(26)의 스플라인(26A)을 통하여 연결되어 있는 감속기(14)의 입력축(52)이 회전한다. 이 결과, 입력축(52)의 외주에 일체적으로 형성되어 있는 편심체(58)가 편심 회전하고, 롤러(60)를 통하여 외치기어(54)가 요동하고, 이 외치기어(54)가 내치기어(56)의 내측에서 내치기어(56)와 내접 맞물림한다.
이 실시형태에서는, 외치기어(54)의 외치의 수는, 내치기어(56)의 내치의 치수(齒數)(외측핀(56B)의 수)보다 1만큼 적고, 또한, 내치기어 본체(56A)가 차륜 케이싱(62)과 일체화되어 고정상태를 유지하고 있다. 이로 인하여, 외치기어(54)는 (입력축(52)이 1회 회전한 것에 의하여) 1회 요동할 때마다, 내치기어(56)에 대하여 1톱니 분만큼 위상이 어긋나게(자전하게) 된다. 이 외치기어(54)의 움직임은, 그 요동성분이 외치기어(54)의 관통공(68)과 허브핀(72)의 간극에 의하여 흡수되고, 자전성분만이 허브핀(72)을 통하여 허브(70)(및 캐리어체(76))로부터 인출된다. 허브(70)의 회전은, 스플라인(80)을 통하여 허브 플레이트(82)에 전달되고, 볼트(83) 및 차륜 플레이트(85)를 통하여 전륜(18)에 전달된다.
여기서, 도 2를 참조하여 브레이크기구(12)의 작용을 설명한다.
포크리프트(16)의 작업자가 제동조작을 행하면, 유압기구(42)의 유로(46)를 통하여 실린더(44) 내에 압유가 공급되고, 피스톤(45)이 실린더(44) 내를 (도 2의 좌측방향으로) 이동한다. 이 결과, 제일 부하측에 위치하는 고정마찰판(34A)이, 이 피스톤(45)에 가압되어 축방향 부하 반대측으로 이동한다. 그러면, 스프링(40)이 압축되고, 복수의 고정마찰판(34A)과 회전마찰판(34B)이 차례로 강한 힘으로 접촉한다. 고정마찰판(34A)은, (고정상태에 있는) 모터커버(11)에 장착되어 있고 관통핀(38)을 통하여 원주방향으로 고정되어 있고, 회전마찰판(34B)은, 모터축(26)에 장착되어 있어서 스플라인(26A)을 통하여 이 모터축(26)과 원주방향으로 일체화되어 있다. 그로 인하여, 고정마찰판(34A)과 회전마찰판(34B)이 (회전마찰판(34B)에 접착·고정된 마찰시트(34B2)를 통하여) 강하게 접촉함으로써, 모터축(26)의 제동 작용이 이루어진다.
작업자가 제동조작을 멈추면, 실린더(44) 내의 압유의 공급이 정지되기 때문에, 스프링(40)의 복원력에 의하여, 각 고정마찰판(34A)은, 원래의 (제동조작이 이루어지기 전의) 축방향위치로 복귀한다. 이에 따라서 회전마찰판(34B)도 원래의 축방향위치로 복귀하고, 고정마찰판(34A)과 회전마찰판(34B)의 접촉이 풀려서 제동이 중지된다.
이 실시형태에 관한 동력전달장치(Pt1)에 의하면, 브레이크기구(12)가 복수의 마찰판(34)으로 이루어지는 다판식 제동부(36)를 가지고, 또한, 이 복수의 마찰판(34)의 전부가 IPM모터(10)의 코일(32)의 코일엔드(32A)의 반경방향 내측에 수용되어 있다. 이로 인하여, 다판으로 함으로써 직경이 작은 마찰판(34)이더라도 필요한 제동력을 확보하면서, 브레이크기구(12)를 코일엔드(32A) 내의 극히 작은 스페이스 내에 수용할 수 있게 되어 있다. 이 결과, 전륜(18)의 내측 공간이 작다는 사정을 가지는 포크리프트(16)의 그 전륜(18)의 내측 공간에 IPM모터(10)나 브레이크기구(12)의 일부를 수용할 수 있어, 포크리프트(16)의 차체측의 공간을 보다 넓게 확보할 수 있다. 즉, 구동원에 고출력으로 소형의 IPM모터(10)가 채용되어 있는 것과 어우러져서, 동력전달장치(Pt1)의 점유 스페이스, 특히 그 축방향 치수(L5)의 단축화가 가능하게 되어 있다.
코일엔드(32A) 내의 스페이스는, 고정부재인 (모터케이싱(30)의 일부를 구성하는) 모터커버(11)와도, 제동하여야 할 부재인 로터(20)와 일체적으로 회전하는 모터축(26)과도 가까워서, 고정마찰판(34A), 회전마찰판(34B)의 쌍방을 배치하기 쉽기 때문에, 다판 구성을 용이하게 채용하기 쉽다는 위치적 메리트를 얻을 수 있는 점도 크다. 무엇보다도, IPM모터(10)의 로터(20)가 판재(20A)를 적층한 구성으로 되고, 또한, 로터(20) 내에 영구자석이 매립되어 있는 것 등으로부터 로터(20) 내의 스페이스를 이용할 수 없는 구조이면서, IPM모터(10) 내의 스페이스를 유효 이용할 수 있는 효과는 크다.
본 실시형태에 의하여, 동력전달장치(Pt1)의 점유 스페이스를 작게 할 수 있었던 만큼, 포크리프트(16)에 필수인 다른 부속기기, 예컨대 도시하지 않은 포크를 구동하기 위한 유압펌프나 탱크, 혹은 배터리 등의 부속기기를 위한 스페이스를 보다 크게 확보할 수 있다. 부속기기를 위한 스페이스가 동일하여도 좋은 경우에는, 포크리프트 전체의 크기를 보다 작게 할 수 있다.
또한, 상기 실시형태에 있어서는, 감속기(14)의 감속기구로서, 예컨대 종래의 특허문헌 1, 2에서 채용되어 있었던 바와 같은 3단의 평행축 감속기구, 혹은, 평행축 감속기구와 단순유성 감속기구를 조합한 것과 같은 다단이며 또한 회전축이 복수 존재하는 감속기구가 아닌, 요동내접 맞물림형의 유성기어 감속기구(53)를 1단만 구비한 구성을 채용하고 있다. 이로 인하여, IPM모터(10)의 로터(20), 이 로터(20)와 일체적으로 회전하는 모터축(26), 브레이크기구(12)의 마찰판(34), 감속기(14)의 입출력축(52, 70), 및 차륜(18)의 허브블록(84)(차축)을, 전부 동일 축선(X1) 둘레에 배치할 수 있어서, IPM모터(10), 브레이크기구(12), 감속기(14), 및 허브블록(84)의 전부를 IPM모터(10)의 모터케이싱(30)의 외경과 거의 다르지 않은 직경방향 치수에 수용할 수 있다. 이 결과, 전륜(18)의 직경(d1)의 소형화가 실현되고 있다. 포크리프트(16)에 있어서는, 전륜(18)의 직경(d1)을 소형화할 수 있으면, 이 전륜(18)의 접지위치로부터 포크 상의 적하물의 무게중심까지의 거리를 그만큼 짧게 할 수 있게 되기 때문에, 동일한 포크 적재중량을 확보하면서, 카운터 밸런스의 중량을 보다 작게 할 수 있게 된다는 큰 메리트를 얻을 수 있게 된다.
또한, 이 실시형태에서는, 브레이크기구(12)가 습식으로 되어 있고, 이 브레이크기구(12)의 마찰판(34)의 전부를 코일엔드(32A)의 반경방향 내측에 수용하는 것이 가능하다는 메리트도 크다. 또한, 브레이크기구(12)뿐만 아니라, IPM모터(10)도 습식으로 되어 있고, 또한, IPM모터(10), 브레이크기구(12), 및 감속기(14) 내의 각 공간을 동일(단일한) 공간(P1)으로 한 다음, 이 동일 공간(P1)에 동일 오일이 봉입되어 있기 때문에, 이 각 공간을 칸막음하기 위한 벽(壁)부재가 불필요하고, 이 점도 중량경감 및 치수의 축소에 기여하고 있다. 또한, 오일씰(92)의 수(즉 씰하여야 하는 개소의 수)도 적어지기 때문에, 부품점수가 적게 될 뿐만 아니라, 오일누출의 원인이 되는 개소도 저감할 수 있어서, 그만큼 메인터넌스가 용이하여진다. 또한, 큰 공간에 다량의 오일이 봉입되는 것이 되기 때문에, 냉각효과도 높다.
다만, 상기 실시형태에 있어서는, 모터로서, IPM모터를 채용하였었지만, 예컨대, IPM모터 외에, 적층 로터의 SPM모터, 유도모터 등에서도, 로터의 내측을 이용하는 것이 곤란하다는 사정이 있고, 본 발명을 적용함으로써 스페이스적인 메리트를 얻을 수 있다. 또한, 본 발명의 모터는, 로터의 내측을 이용하는 것이 곤란한 모터이면 되고, 적층 로터의 모터에 한정되지 않는다.
또한, 상기 실시형태에 있어서는, 감속기의 감속기구로서, 1단의 요동내접 맞물림형의 유성기어 감속기구를 채용하였었지만, 본 발명에 관한 감속기의 감속기구는, 특별히 한정되는 것은 아니고, 예컨대, 단순유성기어 감속기구나 평행축기어 감속기구이어도 되고, 또한, 이들의 조합이어도 된다. 즉, 반드시 입력축과 출력축이 동축인 1단의 감속기구일 필요는 없고, 다축 혹은 다단의 감속기구이어도 된다.
또한, 상기 실시형태에 있어서는, 마찰판은 전부 모터의 코일엔드의 반경방향 내측에 수용되어 있었지만, 마찰판의 일부만이 코일엔드에 수용되는 구성이어도 된다. 반대로, 마찰판 이외의 부분, 예컨대 유압 실린더부의 일부가 코일엔드 내에 수용되는 구성이어도 된다.
또한, 상기 실시형태에 있어서는, 모터의 코일엔드의 일부가 차륜의 반경방향 내측에 수용되어 있었지만, 물론, 코일엔드의 전부가 차륜의 반경방향 내측에 수용되어 있어도 된다. 다만, 본 발명에 있어서는, 모터의 코일엔드는, 반드시 차륜의 내측에 수용되어 있을 필요는 없고, 그 전부가 차륜의 외측에 배치되어 있어도 된다.
또한, 상기 실시형태에 있어서는, 모터, 브레이크기구 및 감속기의 전부에 오일이 봉입되고, 3자 모두가 습식으로 되어 있었지만, 브레이크기구나 모터는 건식이어도 된다. 또한, 상기 실시형태에 있어서는, 모터, 브레이크기구 및 감속기의 내부공간이 연통되어 있고, 동일한 오일이 봉입되는 구성으로 되어 있었지만, 이 중의 2자, 혹은 3자가, 각각 별개의 공간에 수용되도록 하여도 된다. 이 경우에는, 각각의 공간마다 최적의 특성을 가지는 오일을 봉입할 수 있다.
또한, 상기 실시형태에 있어서는, 모터의 로터, 로터와 일체적으로 회전하는 축, 브레이크기구의 마찰판, 감속기의 입출력축, 및 차륜의 회전축을, 전부 동축으로 배치하도록 하였지만, 이 동축의 배치구성도 본 발명에 있어서는 반드시 필수의 구성은 아니다(각 구성요소의 축심은, 어긋나 있어도 된다).
본 발명은, 포크리프트에 적용한 경우에 가장 현저한 효과를 얻을 수 있지만, 포크리프트 외에, 예컨대 건설용, 토목용 혹은 운반용의 작업기계 등을 탑재한 각종 작업차량에 있어서도, 차륜의 외경은 작게 하고 싶지만, 큰 중량의 적하물이나 토사를 취급하기 위하여 타이어(고무인 부분) 부분의 용적은 크게 확보하고자 한다는 사정이 마찬가지로 존재한다. 그리고, 이들 작업기계에 있어서도, 본 발명을 적용함으로써, 직경이 작은 차륜의 직경방향 내측에 효율적으로 동력전달장치의 브레이크기구나 모터의 일부를 수용할 수 있게 된다고 하는, 마찬가지의 작용효과를 얻을 수 있다. 따라서, 본 발명의 적용대상은, 포크리프트에만 한정되지 않는다.
또한, 작업차량 중에는, 예컨대 건설기계의 유압셔블과 같이, 차륜 대신 크롤러를 이용하여 주행하는 것도 많지만, 차륜구동과 크롤러구동의 상이점은, 본 발명에 있어서는, 본질적으로 상이한 것이 아니고, 본 발명은 쌍방의 구동형태에 적용 가능하다. 따라서, 본 발명의 "차륜을 구동한다"의 개념에는, "크롤러를 구동한다"의 개념이 포함된다.
Pt1…동력전달장치
10…IPM모터
12…브레이크기구
14…감속기
16…포크리프트
18…전륜
20…로터
22…스테이터
26…모터축
30…모터케이싱
32…코일
32A…코일엔드
34…마찰판
36…다판식 제동부
41…제동부 플레이트
42…유압기구
44…실린더
46…유로
52…입력축
53…유성기어 감속기구
54…외치기어
56…내치기어
62…차륜 케이싱
70…허브(감속기의 출력축)
84…허브블록(차축)

Claims (10)

  1. 작업차량의 차륜을 구동하는 동력전달장치로서,
    회전출력을 인출하기 위한 로터, 및 자장을 형성하기 위한 코일이 권회(卷回)된 스테이터를 가지는 모터와,
    상기 로터와 일체적으로 회전하는 축의 회전을 제동하는 브레이크기구
    를 구비하고,
    상기 브레이크기구가, 복수의 마찰판으로 이루어지는 다판(多板)식 제동부를 가지며, 상기 로터의 단면(端面)과 상기 마찰판이 축방향으로 대향하고, 또한 적어도, 상기 마찰판의 일부가, 상기 코일의 코일엔드의 반경방향 내측에 수용되어 있는 것
    을 특징으로 하는 동력전달장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 로터가, 판재를 적층하여 형성된 것인 것
    을 특징으로 하는 동력전달장치.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 로터 내에 영구자석이 매립되어 있는 것
    을 특징으로 하는 동력전달장치.
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 모터의 회전을 감속하여 차륜에 전달하는 감속기를 가지고,
    상기 브레이크기구가, 습식이고,
    상기 모터, 브레이크기구 및 감속기의 전부에 오일이 봉입되어 있는 것
    을 특징으로 하는 동력전달장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 모터, 브레이크기구 및 감속기의 내부공간이 연통(連通)되어 있고, 동일한 오일이 봉입되어 있는 것
    을 특징으로 하는 동력전달장치.
  6. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 복수의 마찰판의 전부가, 상기 코일엔드의 반경방향 내측에 수용되어 있는 것
    을 특징으로 하는 동력전달장치.
  7. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 모터의 회전을 감속하여 차륜에 전달하는 감속기를 가지고,
    상기 모터의 상기 로터, 상기 로터와 일체적으로 회전하는 상기 축, 상기 축을 제동하는 상기 브레이크기구의 상기 마찰판, 및 상기 감속기의 입력축 및 출력축이, 전부 동축으로 배치되어 있는 것
    을 특징으로 하는 동력전달장치.
  8. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 로터와 일체적으로 회전하는 축의 회전을 감속하는 감속기를 구비하고,
    상기 감속기의 감속기구가, 내치기어의 내측에서 외치기어가 요동하면서 상기 내치기어에 내접 맞물림함과 함께, 입력축과 출력축이 동축인 1단의 요동내접 맞물림형 유성기어 감속기구로 구성되는 것
    을 특징으로 하는 동력전달장치.
  9. 청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 동력전달장치를 구비한 작업차량으로서,
    상기 모터의 상기 코일엔드의 적어도 일부가, 상기 차륜의 반경방향 내측에 수용되어 있는 것
    을 특징으로 하는 작업차량.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 로터와 일체적으로 회전하는 축의 회전을 감속함과 함께, 입력축과 출력축이 동축인 감속기를 구비하고,
    상기 모터의 상기 로터, 상기 로터와 일체적으로 회전하는 축, 상기 브레이크기구의 상기 마찰판, 상기 감속기의 상기 입력축 및 출력축, 및 상기 차륜의 차축이, 전부 동축으로 배치되어 있는 것
    을 특징으로 하는 작업차량.
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