KR20210066709A

KR20210066709A - 구동 장치, 링체용 구동 장치 및 건설 기계

Info

Publication number: KR20210066709A
Application number: KR1020200137959A
Authority: KR
Inventors: 다쿠히로 가리노; 게이스케 니시타니
Original assignee: 나부테스코 가부시키가이샤
Priority date: 2019-11-28
Filing date: 2020-10-23
Publication date: 2021-06-07
Also published as: CN112855864A; JP2021085468A

Abstract

본 발명의 구동 장치는, 환상의 기어 본체와, 상기 기어 본체의 내주에 마련되고, 모터로부터의 동력이 입력되는 제1 내치와, 상기 기어 본체의 외주에 마련되고, 링체의 제2 내치와 맞물리는 외치를 구비한다.

Description

구동 장치, 링체용 구동 장치 및 건설 기계{DRIVE UNIT, DRIVE UNIT FOR RING BODY AND CONSTRUCTION MACHINE}

본 발명은, 구동 장치, 링체용 구동 장치 및 건설 기계에 관한 것이다.

종래, 건설 기계의 1종으로서 유압 셔블이 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조). 유압 셔블은, 선회체의 선회용으로서 사용되는 구동 장치를 구비한다. 예를 들어, 구동 장치는, 유압 모터와, 유압 모터에 있어서의 모터축의 회전을 감속하여 출력하는 감속기를 구비한다. 유압 모터는, 공급되는 작동유의 압력을 회전력으로 변환하여 모터축을 회전시킨다. 감속기는, 복수의 기어를 갖는다. 감속기는, 맞물리는 각 기어의 잇수를 다르게 함으로써, 모터축의 회전을 감속하여 출력축에 출력한다.

근년, 셔블 등의 건설 기계는, 완전한 순유압 제어에서 전기적인 제어에 기초하여 구동되고 있다. 예를 들어, 건설 기계는, 센서의 검출 정보에 기초하여 구동 장치를 제어한다. 예를 들어, 구동 장치는, 유압 모터 대신에 전동 모터를 구비한다.

일본 특허 공개 2016-133206호 공보

그런데, 전동 모터는 유압 모터보다도 대형화하는 경우가 많다. 전동 모터화에 의해, 회전축 상(구동 장치의 축 방향)에 구동 장치의 외형이 긴 경우가 있다. 이 경우, 선회체의 탑재 스페이스를 압박시킬 가능성이 있다. 그 때문에, 구동 장치의 회전축 방향으로의 소형화가 요망되고 있다.

본 발명은, 상기의 과제를 해결하기 위하여 이루어진 것으로서, 회전축의 축 방향으로 소형화할 수 있는 구동 장치, 링체용 구동 장치 및 건설 기계를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제의 해결 수단으로서, 본 발명의 양태는 이하의 구성을 갖는다.

(1) 본 발명의 양태에 관한 구동 장치는, 환상의 기어 본체와, 상기 기어 본체의 내주에 마련되고, 모터로부터의 동력이 입력되는 제1 내치와, 상기 기어 본체의 외주에 마련되고, 링체의 제2 내치와 맞물리는 외치를 구비한다.

이 구성에 의하면, 외치가 기어 본체의 외주에 마련되기 때문에, 구동 장치의 회전축의 축 방향 외측으로 돌출되는 연결축(출력축)의 외주에 외치가 마련되는 경우와 비교하여, 구동 장치를 회전축의 축 방향으로 소형화할 수 있다.

(2) 상기 (1)에 기재된 구동 장치에서는, 편심 요동형의 감속기를 더 구비해도 된다.

(3) 상기 (2)에 기재된 구동 장치에서는, 상기 감속기는, 상기 감속기의 회전 축선의 주위 방향에 배치된 복수의 크랭크축을 구비해도 된다.

(4) 상기 (1) 내지 (3) 중 어느 한 항에 기재된 구동 장치에서는, 상기 외치의 표면은, 상기 기어 본체의 내주면보다도 단단해도 된다.

(5) 상기 (1) 내지 (4) 중 어느 한 항에 기재된 구동 장치에서는, 상기 외치의 표면은, 상기 제2 내치의 표면보다도 물러도 된다.

(6) 상기 (1) 내지 (5) 중 어느 한 항에 기재된 구동 장치에서는, 상기 외치의 잇수를 T1, 상기 제2 내치의 잇수를 T2, 자연수를 n으로 한 때, 이하의 식 (1), (2)를 만족시켜도 된다.

T1≠n×T2 ···(1)

T2≠n×T1 ···(2)

(7) 상기 (1) 내지 (6) 중 어느 한 항에 기재된 구동 장치에서는, 상기 외치는, 상기 기어 본체와 일체로 형성되어 있어도 된다.

(8) 상기 (1) 내지 (6) 중 어느 한 항에 기재된 구동 장치에서는, 상기 외치는, 상기 기어 본체에 대하여 탈착 가능해도 된다.

(9) 본 발명의 양태에 관한 구동 장치는, 환상의 기어 본체와, 상기 기어 본체의 내주에 마련되고, 모터로부터의 동력이 입력되는 제1 내치와, 상기 기어 본체의 외주에 마련되고, 링체의 제2 내치와 맞물리는 외치와, 편심 요동형의 감속기를 구비하고, 상기 감속기는, 상기 감속기의 회전 축선의 주위 방향에 배치된 복수의 크랭크축을 구비하고, 상기 외치는, 상기 기어 본체와 일체로 형성되고, 상기 외치의 표면은, 상기 기어 본체의 내주면보다도 단단하고, 또한, 상기 제2 내치의 표면보다도 무르고, 상기 외치의 잇수를 T1, 상기 제2 내치의 잇수를 T2, 자연수를 n으로 한 때, 이하의 식 (1), (2)를 만족시킨다.

T1≠n×T2 ···(1)

T2≠n×T1 ···(2)

이 구성에 의하면, 외치가 기어 본체의 외주에 마련되기 때문에, 구동 장치가 구비하는 회전축의 축 방향 외측으로 돌출되는 연결축(출력축)의 외주에 외치가 마련되는 경우와 비교하여, 구동 장치를 회전축의 축 방향으로 소형화할 수 있다.

게다가, 감속기가 감속기의 회전 축선의 주위 방향에 배치된 복수의 크랭크축을 구비함으로써, 기어 본체가 고정밀도의 위치 결정 및 고감속에 적합하다.

게다가, 외치가 기어 본체와 일체로 형성됨으로써, 부품 개수를 삭감함과 함께 제조 비용을 저감할 수 있다.

게다가, 외치의 표면이 기어 본체의 내주면보다도 단단함으로써, 링체에 대한 전달력을 향상할 수 있다.

게다가, 외치의 표면이 링체의 제2 내치의 표면보다도 무름으로써, 링체의 메인터넌스 비용(러닝 코스트)을 저감할 수 있다.

게다가, 상기 식 (1), (2)를 만족시킴으로써, 기어 본체 및 링체의 회전의 주기가 서로 어긋나기 때문에, 기진력을 억제할 수 있다.

(10) 본 발명의 양태에 관한 구동 장치는, 환상의 기어 본체와, 상기 기어 본체의 내주에 마련되고, 모터로부터의 동력이 입력되는 제1 내치와, 상기 기어 본체의 외주에 마련되고, 링체의 제2 내치와 맞물리는 외치와, 편심 요동형의 감속기를 구비하고, 상기 감속기는, 상기 감속기의 회전 축선의 주위 방향에 배치된 복수의 크랭크축을 구비하고, 상기 외치는, 상기 기어 본체에 대하여 착탈 가능하고, 상기 외치의 표면은, 상기 기어 본체의 내주면보다도 단단하고, 또한, 상기 제2 내치의 표면보다도 무르고, 상기 외치의 잇수를 T1, 상기 제2 내치의 잇수를 T2, 자연수를 n으로 한 때, 이하의 식 (1), (2)를 만족시킨다.

T1≠n×T2 ···(1)

T2≠n×T1 ···(2)

게다가, 감속기가 감속기의 회전 축선의 주위 방향에 배치된 복수의 크랭크축을 구비함으로써, 기어 본체의 고정밀도의 위치 결정 및 고감속에 적합하다.

게다가, 외치가 기어 본체에 착탈 가능함으로써, 외치를 교환할 수 있기 때문에, 메인터넌스성이 우수하다.

(11) 본 발명의 양태에 관한 링체용 구동 장치는, 내주에 제2 내치를 갖는 환상의 링체와, 환상의 기어 본체와, 상기 기어 본체의 내주에 마련되고, 모터로부터의 동력이 입력되는 제1 내치와, 상기 기어 본체의 외주에 마련되고 상기 제2 내치와 맞물리는 외치를 구비한다.

이 구성에 의하면, 외치가 기어 본체의 외주에 마련되기 때문에, 구동 장치의 회전축의 축 방향 외측으로 돌출되는 연결축(출력축)의 외주에 외치가 마련되는 경우와 비교하여, 링체용 구동 장치를 회전축의 축 방향으로 소형화할 수 있다.

(12) 상기 (11)에 기재된 링체용 구동 장치에서는, 상기 링체는, 건설 기계의 주행체에 마련된 선회륜이어도 된다.

(13) 본 발명의 양태에 관한 건설 기계는, 주행체의 측에 마련되고 내주에 제2 내치를 갖는 환상의 링체와, 상기 주행체 위의 상부 선회체의 측에 마련되고 상기 링체와 맞물리는 환상의 기어 본체와, 상기 기어 본체의 내주에 마련되고, 모터로부터의 동력이 입력되는 제1 내치와, 상기 기어 본체의 외주에 마련되고, 상기 제2 내치와 맞물리는 외치를 구비한다.

이 구성에 의하면, 외치가 기어 본체의 외주에 마련되기 때문에, 구동 장치의 회전축의 축 방향 외측으로 돌출되는 연결축(출력축)의 외주에 외치가 마련되는 경우와 비교하여, 구동 장치를 회전축의 축 방향으로 소형화할 수 있다. 따라서, 회전축 방향으로 소형화한 구동 장치를 구비한 건설 기계를 제공할 수 있다.

(14) 상기 (13)에 기재된 건설 기계에서는, 상기 기어 본체, 상기 제1 내치 및 상기 외치를 포함하는 복수의 구동 장치를 구비해도 된다.

(15) 상기 (14)에 기재된 건설 기계에서는, 상기 복수의 구동 장치는, 상기 링체의 축선에 대해서 2회 대칭으로 마련되어 있어도 된다.

(16) 상기 (14) 또는 (15)에 기재된 건설 기계에서는, 상기 복수의 구동 장치는, 서로 동기 회전해도 된다.

본 발명에 따르면, 회전축의 축 방향으로 소형화할 수 있는 구동 장치, 링체용 구동 장치 및 건설 기계를 제공할 수 있다.

도 1은, 제1 실시 형태의 건설 기계의 모식도이다.
도 2는, 제1 실시 형태의 구동 장치의 모식도이다.
도 3은, 도 2의 III-III 단면을 포함하는 도면이다.
도 4는, 제1 실시 형태의 구동 장치의 배치 설명도이다.
도 5는, 제1 실시 형태의 구동 장치의 단면도이다.
도 6은, 도 3의 부분 확대도이다.
도 7은, 제2 실시 형태의 구동 장치의 모식도이다.
도 8은, 제3 실시 형태의 구동 장치의 배치 설명도이다.

이하, 본 발명에 관한 실시 형태에 대하여 도면을 참조하여 설명한다. 이하의 실시 형태에서는, 건설 기계로서 구동 장치를 구비한 셔블을 예로 들어 설명한다. 또한, 이하의 설명에 사용하는 도면에서는, 각 부재를 인식 가능한 크기로 하기 위해서, 각 부재의 축척을 적절히 변경하고 있다.

[제1 실시 형태]

[건설 기계]

도 1은, 실시 형태의 건설 기계(1)의 모식도이다.

예를 들어, 건설 기계(1)는 셔블이다. 건설 기계(1)는, 선회체(2) 및 주행체(3)를 구비한다. 선회체(2)는, 주행체(3) 위에 선회 가능하게 마련된 상부 선회체이다.

선회체(2)는, 조작자가 탑승 가능한 운전석(5)(기타, 조종석 등)과, 운전석(5)의 가까이에서 선회체(2)에 일단부가 요동 가능하게 연결된 붐(6)과, 붐(6)의 운전석(5)과는 반대측의 타단부(선단부)에 요동 가능하게 일단부가 연결된 암(7)과, 암(7)의 붐(6)과는 반대측의 타단부(선단부)에 요동 가능하게 연결된 버킷(8)을 구비한다. 운전석(5), 붐(6), 암(7) 및 버킷(8)의 각 관절에는, 전동 모터 및 감속기를 포함하는 구동부(도시하지 않음)가 마련되어 있다. 전동 모터의 구동에 의해, 운전석(5), 붐(6), 암(7) 및 버킷(8)이 구동된다.

건설 기계(1)는, 선회체(2)를 선회시키기 위한 구동 장치(10)를 구비한다. 구동 장치(10)는, 선회체(2)의 저부에 마련되어 있다. 주행체(3)에는, 환상의 링체(9)(도 4 참조)가 마련되어 있다. 링체(9)는, 주행체(3)에 고정되어 있어서, 주행체(3)에 대하여 회전하지 않는다. 링체(9)는, 주행체(3)에 마련된 선회륜이다. 도 4에 도시한 바와 같이, 링체(9)는, 내주에 제2 내치(9a)를 갖는다. 구동 장치(10)는, 제2 내치(9a)와 맞물린다. 도면 중 부호(9b)는, 주행체(3)에 마련된 스위벨 조인트를 나타낸다.

[구동 장치]

도 2는, 제1 실시 형태의 구동 장치의 모식도이다. 도 3은, 도 2의 III-III 단면을 포함하는 도이다. 도 4는, 제1 실시 형태의 구동 장치 배치 설명도이다. 도 5는, 제1 실시 형태의 구동 장치 단면도이다. 도 6은, 도 3의 부분 확대도이다. 도 3에 있어서는, 구동 장치의 구성 요소의 일부의 단면 해치를 생략하고 있다.

구동 장치(10)는, 감속기를 구비한 전동 모터이다. 도 2에 도시한 바와 같이, 구동 장치(10)는, 구동원인 전동 모터(22)와, 전동 모터(22)에 있어서의 모터축(22a)(도 5 참조)의 회전을 감속하여 출력하는 감속기(18)(도 5 참조)를 구비한다. 도면 중 부호(15)는, 전동 모터(22)에 연결된 연결 부재를 나타낸다. 연결 부재(15)는, 복수의 연결 구멍(15a)을 갖는다.

전동 모터(22) 및 감속기(18)는, 모터축(22a)의 축 방향으로 나열되어 배치되어 있다. 모터축(22a)의 축선은, 감속기(18)의 회전 축선 C1과 일치하고 있다. 이하, 모터축(22a)의 축 방향을 단순히 「축 방향」이라고 한다. 마찬가지로, 회전 축선 C1의 축 방향을 「축 방향」이라고 한다. 모터축(22a)과 직교하는 방향을 「직경 방향」이라고 한다. 모터축(22a)의 회전 방향을 「주위 방향」이라고 한다.

도 4에 도시한 바와 같이, 구동 장치(10)는, 링체(9)와 맞물리는 환상의 링 기어(11)와, 링 기어(11)의 직경 방향 내측에 배치된 캐리어(14)(도 5 참조)와, 캐리어(14)를 회전시키는 구동력을 부여하는 입력축(16)과, 감속기(18)(도 5 참조)를 구비한다. 감속기(18)는, 입력축(16)의 회전수에 대하여 소정의 비율로 감속된 회전수로 캐리어(14)를 회전시킨다.

구동 장치(10)는, 선회체(2)(도 1 참조)의 저부에 마련되어 있다. 링 기어(11)의 회전에 의해, 선회체(2)가 회전한다. 링 기어(11)는, 환상의 기어 본체(12)와, 기어 본체(12)의 내주에 마련된 제1 내치(24)와, 기어 본체(12)의 외주에 마련된 외치(13)를 구비한다.

기어 본체(12)는, 구동 장치(10)의 감속기(18)(도 5 참조)의 외통이다. 도 5에 도시한 바와 같이, 기어 본체(12)의 외주부에는, 외치(13)가 일체적으로 마련되어 있다. 연결 부재(15)에 의해, 기어 본체(12)의 축 방향 일단부(전동 모터(22)가 고정되어 있는 단부)가 막히어 있다. 연결 부재(15)에는, 전동 모터(22)가 고정되어 있다. 연결 부재(15)에는, 전동 모터(22)의 모터축(22a)을 삽입 관통시키는 삽입 관통 구멍(15b)이 두께 방향으로 개구되어 있다.

기어 본체(12)의 축 방향 타단부(전동 모터(22)가 고정되어 있는 부분과는 반대측의 단부)는, 덮개(17)에 의해 막히어 있다. 덮개(17)는, 기어 본체(12)의 축 방향 타단부의 내주에 설치되어 있다. 덮개(17)는, 입력축(16) 및 감속기(18) 등을 축 방향 외측으로부터 덮고 있다. 기어 본체(12)의 축 방향 타단부의 내주에는, 덮개(17)를 고정하기 위한 리테이닝 링(17a)이 마련되어 있다.

제1 내치(24)는, 기어 본체(12)의 내주면에 마련된 핀상(원주상)의 톱니이다. 제1 내치(24)는, 주위 방향으로 등간격을 두고 복수 배치되어 있다. 제1 내치(24)에는, 선회체(2)를 구동하기 위한 동력(전동 모터(22)로부터의 동력)이 입력된다.

외치(13)는, 기어 본체(12)의 외주면에 마련된 피니언 기어이다. 외치(13)는, 제2 내치(9a)(도 4 참조)와 맞물린다. 외치(13)는, 전동 모터(22)로부터의 동력을 링체(9)(제2 내치(9a))에 전달한다. 외치(13)는, 기어 본체(12)와 동일한 부재로 일체로 형성되어 있다. 즉, 외치(13)는, 구동 장치(10)의 감속기(18)(캐리어(14))의 외통 자체에 마련되어 있다.

외치(13)의 표면은, 기어 본체(12)의 내주면보다도 단단하다. 여기서 「기어 본체(12)의 내주면」은, 복수의 제1 내치(24)가 마련되는 홈을 형성하는 홈 형성면(축 방향에서 보아 호 형상의 면)을 의미한다. 여기서 「경도」는, JIS Z 2244에서 규정되는 비커스 경도를 의미한다. 예를 들어, 기어 본체(12) 및 외치(13)는, SCM(크롬몰리브덴강)으로 형성되어 있다. 예를 들어, 외치(13)는, 외주측으로부터 침탄 ??칭 처리가 실시되어 있다. 이에 의해, 외치(13)의 표면은, 기어 본체(12)의 내주면보다도 단단해지고 있다.

외치(13)의 표면은, 제2 내치(9a)의 표면보다도 무르다. 바꾸어 말하면, 제2 내치(9a)의 표면은, 외치(13)의 표면보다도 단단하다. 여기서 「경도」는, JIS Z 2244에서 규정되는 비커스 경도를 의미한다. 예를 들어, 제2 내치(9a)는, 외치(13)보다도 단단한 금속으로 형성되어 있다.

외치(13)의 잇수를 T1, 제2 내치(9a)의 잇수를 T2, 자연수를 n으로 한 때, 이하의 식 (1), (2)를 만족시킨다.

T1≠n×T2 ···(1)

T2≠n×T1 ···(2)

상기의 식 (1)은, 외치(13)의 잇수 T1이 제2 내치(9a)의 잇수 T2의 비정수배인 것을 나타낸다. 상기의 식 (2)는, 제2 내치(9a)의 잇수 T2가 외치(13)의 잇수 T1의 비정수배인 것을 나타낸다.

캐리어(14)는, 축 방향으로 간격을 두고 배치된 한쌍의 주베어링(26)에 의해 기어 본체(12)에 지지되어 있다. 캐리어(14)는, 기어 본체(12)와 동축 상에 배치되어 있다. 캐리어(14)는, 기어 본체(12)에 대하여 상대적으로 회전한다. 예를 들어, 주베어링(26)은, 앵귤러 볼베어링이다.

캐리어(14)는, 축 방향의 일측부(전동 모터(22)측의 연결 부재(15)에 설치되어 있는 부분)인 원판상의 기판부(30)와, 축 방향의 타측부(전동 모터(22)와는 반대측의 부분)인 원판상의 단판부(32)와, 기판부(30)의 한쪽 면에 마련된 기둥부(33)를 구비한다. 기둥부(33)는, 기판부(30)와 동일한 부재로 일체로 형성되어 있다.

도 6에 도시한 바와 같이, 기둥부(33)는, 단면 원 형상을 갖는다. 또한, 기둥부(33)는, 단면 원 형상을 갖는 것에 한하지 않고, 원주가 아니어도 된다. 기둥부(33)는, 주위 방향으로 등간격을 두고 3개 배치되어 있다. 도 5에 도시한 바와 같이, 기둥부(33)와 단판부(32)는, 기둥부(33)의 선단면이 단판부(32)에 맞부딪친 상태에서 볼트(34)에 의해 서로 체결되어 있다. 이 상태에서, 기판부(30)와 단판부(32) 사이에는, 축 방향으로 소정 폭을 갖는 공간이 형성되어 있다.

기둥부(33)는, 볼트(34)가 체결되는 볼트 체결 구멍(33a)을 갖는다. 기둥부(33)와 반대측으로부터 단판부(32)의 볼트 삽입 관통 구멍(32a)에 삽입된 볼트(34)는, 기둥부(33)의 볼트 체결 구멍(33a)에 체결되어 있다. 볼트(34)의 측방에는, 기판부(30)에 대하여 단판부(32)를 위치 결정하는 핀(36)이 마련되어 있다. 핀(36)은, 기둥부(33)와 단판부(32)를 연결하도록 배치되어 있다.

기판부(30)의 단판부(32)와는 반대측의 면은, 연결 부재(15)(상대 부재)에 설치되어 있다. 예를 들어, 기판부(30)는, 볼트 등의 체결 부재(도시하지 않음)로 연결 부재(15)에 체결되어 있다. 기판부(30)는, 연결 부재(15)와 일체적으로 형성해도 된다. 기판부(30)는, 연결 부재(15)를 통해 모터(22)(모터 하우징)에 설치되어 있다. 기판부(30)가 모터 하우징에 고정되어 있음으로써, 감속기(18)(캐리어(14))의 외통인 링 기어(11)가 감속된 회전수로 회전하도록 되어 있다.

기어 본체(12)와 기판부(30) 사이에는, 오일 시일(30a)이 마련되어 있다. 기어 본체(12)와 기판부(30) 사이에는, 오일 시일(30a)에 한하지 않고 플로팅 시일 등의 다른 시일 부재가 마련되어 있어도 된다.

기판부(30) 및 단판부(32)의 직경 방향 중앙에는, 축 방향으로 관통하는 관통 구멍(30b, 32b)이 각각 형성되어 있다. 관통 구멍(30b, 32b)은, 입력축(16)을 삽입 관통 가능한 관통 구멍이다. 입력축(16)은, 관통 구멍(30b, 32b)에 삽입 관통되어 있다. 입력축(16)은, 기어 본체(12)와 동축 상에 배치되어 있다.

입력축(16)은, 모터축(22a)과 동축 상에 배치되어 있다. 입력축(16)의 기단부는, 모터축(22a)에 결합되어 있다. 입력축(16)의 선단부는, 단판부(32)의 관통 구멍(32b)을 통해 단판부(32)의 외측으로 돌출되어 있다. 입력축(16)의 선단부에는, 외기어로 이루어지는 구동 기어(42)가 일체적으로 마련되어 있다.

[감속기]

감속기(18)는, 입력축(16)의 회전수에 대하여 소정의 비율로 감속된 회전수로 캐리어(14)를 회전시킨다. 감속기(18)는, 전달 기어(44), 크랭크축(46), 제1 외치 기어(48a) 및 제2 외치 기어(48b)를 구비한다.

전달 기어(44)는, 크랭크축(46)의 단부이며, 또한 전동 모터(22)와는 반대측에 고정되어 있다. 전달 기어(44)는, 입력축(16)에 마련된 구동 기어(42)와 맞물려 있다. 따라서, 크랭크축(46)에는 전달 기어(44)를 통해 구동력이 전달된다. 이에 의해, 크랭크축(46)은 입력축(16)의 회전에 연동한다.

크랭크축(46)은, 입력축(16)과 평행하게 배치되어 있다. 크랭크축(46)은, 제1 크랭크 베어링(51)을 통해 기판부(30)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 크랭크축(46)은, 제2 크랭크 베어링(52)을 통해 단판부(32)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 제1 크랭크 베어링(51)은, 기판부(30)과 크랭크축(46) 사이에 배치되어 있다. 제2 크랭크 베어링(52)은, 단판부(32)와 크랭크축(46) 사이에 배치되어 있다. 예를 들어, 제1 크랭크 베어링(51) 및 제2 크랭크 베어링(52)은, 모두 원뿔 롤러 베어링이다.

크랭크축(46)은, 제1 편심부(46a) 및 제2 편심부(46b)를 갖는다. 제1 편심부(46a) 및 제2 편심부(46b)는, 서로 위상각이 어긋나 있다. 제1 편심부(46a) 및 제2 편심부(46b)는, 제1 크랭크 베어링(51)과 제2 크랭크 베어링(52) 사이에서 축 방향으로 서로 인접하여 배치되어 있다. 제1 편심부(46a)는, 제1 크랭크 베어링(51)에 인접하고 있다. 제2 편심부(46b)는, 제2 크랭크 베어링(52)에 인접하고 있다.

기판부(30) 및 단판부(32)에는, 크랭크축(46)이 삽입 관통되는 관통 구멍(30c, 32c)이 각각 형성되어 있다. 크랭크축(46)은, 주위 방향으로 등간격을 두고 복수(예를 들어 본 실시 형태에서는 3개) 배치되어 있다(도 6 참조).

제1 외치 기어(48a) 및 제2 외치 기어(48b)는, 캐리어(14)의 기판부(30)와 단판부(32) 사이의 공간에 배치되어 있다. 제1 외치 기어(48a) 및 제2 외치 기어(48b)에는, 입력축(16)이 관통 가능한 제1 관통 구멍(48c)과, 기둥부(33)가 관통 가능한 제2 관통 구멍(48d)과, 크랭크축(46)의 편심부(46a, 46b)가 관통 가능한 제3 관통 구멍(48e)이 각각 형성되어 있다.

제1 편심부(46a)에는, 제1 롤러 베어링(55a)이 설치되어 있다. 제1 편심부(46a)는, 제1 외치 기어(48a)의 제3 관통 구멍(48e)에 삽입 관통되어 있다.

제2 편심부(46b)에는, 제2 롤러 베어링(55b)이 설치되어 있다. 제2 편심부(46b)는, 제2 외치 기어(48b)의 제3 관통 구멍(48e)에 삽입 관통되어 있다.

제1 외치 기어(48a) 및 제2 외치 기어(48b)는, 크랭크축(46)의 회전에 의해 제1 편심부(46a) 및 제2 편심부(46b)가 요동하는 데 수반하여, 기어 본체(12)의 내치(24)에 맞물리면서 회전한다.

예를 들어, 제1 롤러 베어링(55a)은, 원통 롤러 베어링이다. 제1 롤러 베어링(55a)은, 복수의 롤러(56)와, 복수의 롤러(56)를 보유 지지하는 보유 지지기(57)를 갖는다.

제2 롤러 베어링(55b)은, 제1 롤러 베어링(55a)과 마찬가지의 구성을 갖기 때문에, 그 상세한 설명에 대해서는 생략한다.

제1 크랭크 베어링(51)과 제1 롤러 베어링(55a) 사이에는, 제1 와셔(59)가 마련되어 있다. 제1 와셔(59)는, 크랭크축(46)에 끼워 맞춰져 있다. 제1 와셔(59)는, 제2 편심부(46b)와 반대측의 제1 편심부(46a)의 단부면에 맞부딪히고 있다.

제2 크랭크 베어링(52)과 제2 롤러 베어링(55b) 사이에는, 제2 와셔(60)가 마련되어 있다. 제2 와셔(60)는, 크랭크축(46)에 끼워 맞춰져 있다. 제2 와셔(60)는, 제1 편심부(46a)와는 반대측의 제2 편심부(46b)의 단부면에 맞부딪히고 있다. 제2 와셔(60)의 외경은, 제1 와셔(59)의 외경과 동일하다.

[구동 장치의 동작]

구동 장치(10)에서는, 전동 모터(22)의 구동력에 의해 입력축(16)이 구동되면, 입력축(16)의 회전에 의해 구동 기어(42)를 통해 전달 기어(44)가 회전한다. 이에 의해, 크랭크축(46)이 전달 기어(44)와 일체적으로 회전한다. 크랭크축(46)이 회전하면, 제1 편심부(46a)의 요동에 따라 제1 외치 기어(48a)가 내치(24)에 맞물리면서 회전하고, 제2 편심부(46b)의 요동에 따라 제2 외치 기어(48b)가 내치(24)에 맞물리면서 회전한다. 본 실시 형태에서는, 양쪽 외치 기어(48a, 48b)의 제2 관통 구멍(48d)을 관통하고 있는 기둥부(33)는 기판부(30)와 일체로 연결 부재(15)에 고정되어 있다. 이에 의해, 감속기(18)(캐리어(14))의 외통인 링 기어(11)가 캐리어(14)에 대하여 회전한다.

본 실시 형태에서는, 링체(9)는, 주행체(3)의 측에 고정되어 있어서, 주행체(3)에 대하여 회전하지 않는다. 연결 부재(15)는, 선회체(2)의 저부에 고정되어 있어서, 선회체(2)에 대하여 회전하지 않는다. 그 때문에, 링 기어(11)가 회전 축선 C1을 중심으로 회전하면, 외치(13)를 통해 링체(9)에 구동력이 전달된다. 이에 의해, 선회체(2)가 주행체(3)에 대하여 회전(선회)한다. 이 선회체(2)의 회전수는, 입력축(16)에 입력된 회전수에 대하여 소정의 비율로 감속된 회전수가 된다.

[작용 효과]

이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 구동 장치(10)는, 환상의 기어 본체(12)와, 기어 본체(12)의 내주에 마련되고 동력이 입력되는 제1 내치(24)와, 기어 본체(12)의 외주에 마련되어 링체(9)의 제2 내치(9a)와 맞물리는 외치(13)와, 편심 요동형의 감속기(18)를 구비하고, 감속기(18)는, 감속기(18)의 회전 축선 C1의 주위 방향에 배치된 복수의 크랭크축(46)을 구비하고, 외치(13)는, 기어 본체(12)와 일체로 형성되고, 외치(13)의 표면은, 기어 본체(12)의 내주면보다도 단단하고, 또한, 제2 내치(9a)의 표면보다도 무르고, 외치(13)의 잇수를 T1, 제2 내치(9a)의 잇수를 T2, 자연수를 n으로 한 때, 이하의 식 (1), (2)를 만족시킨다.

T1≠n×T2 ···(1)

T2≠n×T1 ···(2)

이 구성에 의하면, 외치(13)가 기어 본체(12)의 외주에 마련되기 때문에, 구동 장치의 축 방향 외측으로 돌출되는 연결축(출력축)의 외주에 외치가 마련되는 경우와 비교하여, 구동 장치(10)를 회전축(모터축(22a))의 축 방향으로 소형화할 수 있다.

게다가, 감속기(18)가 감속기(18)의 회전 축선 C1의 주위 방향에 배치된 복수의 크랭크축(46)을 구비함으로써, 기어 본체(12)의 고정밀도의 위치 결정 및 고감속에 적합하다.

이 구성에 의하면, 외치(13)가 기어 본체(12)와 일체로 형성됨으로써, 부품 개수를 삭감함과 함께 제조 비용을 저감할 수 있다.

이 구성에 의하면, 외치(13)의 표면이 기어 본체(12)의 내주면보다도 단단함으로써, 링체(9)에 대한 전달력을 향상할 수 있다.

이 구성에 의하면, 외치(13)의 표면이 제2 내치(9a)의 표면보다도 무름으로써, 링체(9)의 메인터넌스 비용(러닝 코스트)을 저감할 수 있다.

이 구성에 의하면, 상기 식 (1), (2)를 만족시킴으로써, 기어 본체(12) 및 링체(9)의 회전 주기가 서로 어긋나기 때문에, 기진력을 억제할 수 있다.

본 실시 형태에 관한 건설 기계(1)는, 주행체(3)의 측에 마련되고 내주에 제2 내치(9a)를 갖는 환상의 링체(9)와, 주행체(3) 위의 상부 선회체(2)의 저부에 마련되고 링체(9)와 맞물리는 환상의 기어 본체(12)와, 기어 본체(12)의 내주에 마련되고 동력이 입력되는 제1 내치(24)와, 기어 본체(12)의 외주에 마련되고 제2 내치(9a)와 맞물리는 외치(13)를 구비한다.

이 구성에 의하면, 외치(13)가 기어 본체(12)의 외주에 마련되기 때문에, 구동 장치의 축 방향 외측으로 돌출되는 연결축(출력축)의 외주에 외치가 마련되는 경우와 비교하여, 구동 장치(10)를 회전축(모터축(22a))의 축 방향으로 소형화할 수 있다. 따라서, 회전축(모터축(22a))의 축 방향으로 소형화한 구동 장치(10)를 구비한 건설 기계를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 기술 범위는 상술한 실시 형태에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에 있어서 여러가지 변경을 가하는 것이 가능하다.

예를 들어, 상술한 실시 형태에서는, 건설 기계(1)는 셔블인 예를 들어서 설명했지만, 이에 한정되지는 않는다. 예를 들어, 크레인 등, 셔블 이외의 건설 기계에 본 발명을 적용해도 된다.

상술한 실시 형태에서는, 감속기(18)가 감속기(18)의 회전 축선 C1의 주위 방향에 배치된 복수의 크랭크축(46)을 구비하는 예를 들어서 설명했지만, 이에 한정되지는 않는다. 예를 들어, 감속기(18)는, 감속기(18)의 회전 축선 C1 상에 배치된 크랭크축(46)을 갖는 소위 센터 크랭크 방식이어도 된다. 예를 들어, 감속기(18)는, 유성 기어 감속기여도 된다. 감속기(18)는, 편심 요동형의 감속기에 한정되지 않고, 여러가지 감속기를 채용할 수 있다.

상술한 실시 형태에서는, 구동 장치(10)는 링체(9)를 구비하는 링체용 구동 장치(10)인 예를 들어서 설명했지만, 이에 한정되지는 않는다. 예를 들어, 구동 장치(10)는, 링체(9)를 갖지 않아도 된다.

상술한 실시 형태에서는, 외치(13)의 표면이 기어 본체(12)의 내주면보다도 단단한 예를 들어 설명했지만, 이에 한정되지는 않는다. 예를 들어, 외치(13)의 표면은, 기어 본체(12)의 내주면 이하의 경도(비커스 경도)를 가져도 된다. 예를 들어, 외치(13)의 표면은, 기어 본체(12)의 내주면과 동일 경도로 설정해도 된다.

상술한 실시 형태에서는, 외치(13)의 표면이 제2 내치(9a)의 표면보다도 무른 예를 들어 설명했지만, 이에 한정되지는 않는다. 예를 들어, 외치(13)의 표면은, 제2 내치(9a)의 표면 이상의 경도(비커스 경도)를 가져도 된다. 예를 들어, 외치(13)의 표면은, 제2 내치(9a)의 표면과 동일 경도로 설정해도 된다.

상술한 실시 형태에서는, 외치(13)의 잇수 T1이 제2 내치(9a)의 잇수 T2의 비정수배인 예를 들어서 설명했지만, 이에 한정되지는 않는다. 예를 들어, 외치(13)의 잇수 T1이 제2 내치(9a)의 잇수 T2의 정수배여도 된다.

상술한 실시 형태에서는, 제2 내치(9a)의 잇수 T2가 외치(13)의 잇수 T1의 비정수배인 예를 들어서 설명했지만, 이에 한정되지는 않는다. 예를 들어, 제2 내치(9a)의 잇수 T2가 외치(13)의 잇수 T1의 정수배여도 된다.

[제2 실시 형태]

도 7은, 제2 실시 형태의 구동 장치의 모식도이다.

상술한 제1 실시 형태에서는, 외치(13)는, 기어 본체(12)와 일체로 형성되는 예를 들어서 설명했지만, 이에 한정되지는 않는다. 예를 들어, 도 7에 도시한 바와 같이, 외치(113)는, 기어 본체(12)에 대하여 탈착 가능해도 된다. 도 7에 있어서, 상기 제1 실시 형태와 동일한 구성에는 동일한 부호를 붙이고, 그 상세한 설명은 생략한다.

외치(113)는, 환상의 외통부(113a)와, 외통부(113a)의 외주에 마련된 외치부(113b)를 구비한다. 외통부(113a) 및 외치부(113b)는, 동일한 부재로 일체로 형성되어 있다. 예를 들어, 기어 본체(12)는, 외통부(113a)의 내주에 압입하여 고정되어 있다.

또한, 외치(113)를 기어 본체(12)에 체결구에 의해 체결함으로써, 외치(113)를 기어 본체(12)에 대하여 착탈 가능하게 할 수 있다.

이 구성에 의하면, 외치(113)를 교환할 수 있기 때문에, 메인터넌스성이 우수하다.

[제3 실시 형태]

도 8은, 제3 실시 형태의 구동 장치의 배치 설명도이다.

상술한 제1 실시 형태에서는, 건설 기계가 1개의 구동 장치(10)를 구비하는 예를 들어서 설명했지만, 이에 한정되지는 않는다. 예를 들어, 도 8에 도시한 바와 같이, 건설 기계는 복수의 구동 장치(10A, 10B)를 구비해도 된다. 도 8에 있어서, 상기 제1 실시 형태와 동일한 구성에는 동일한 부호를 붙이고, 그 상세한 설명은 생략한다.

복수(2개)의 구동 장치(10A, 10B)는, 링체(9)의 축선 CL에 대하여 대칭으로 마련되어 있다. 구동 장치(10A, 10B)는, 링체(9)의 축선 CL을 끼워서 1대 마련되어 있다. 한쌍의 구동 장치(10A, 10B)는, 링체(9)의 축선 CL을 끼워서 한쪽에 마련된 제1 구동 장치(10A)와, 링체(9)의 축선 CL을 끼워서 다른 쪽에 마련된 제2 구동 장치(10B)이다. 복수의 구동 장치(10A, 10B)는, 서로 동기 회전한다. 도시는 하지 않지만, 제1 구동 장치(10A)의 제1 전동 모터와 제2 구동 장치(10B)의 제2 전동 모터는, 서로 동기 회전한다. 예를 들어, 제1 전동 모터 및 제2 전동 모터는, 공통의 제어 장치에 의해 구동 제어된다.

구동 장치(10A, 10B)의 설치수는 2개에 한하지 않고, 3개 이상이어도 된다.

본 실시 형태에서는, 건설 장치는, 복수의 구동 장치(10A, 10B)를 구비한다.

이 구성에 의하면, 구동 장치(10A, 10B)가 분산되어 배치되기 때문에, 구동 장치(10A, 10B)를 소형화하기 쉽다.

본 실시 형태에서는, 복수의 구동 장치(10A, 10B)는, 링체(9)의 축선 CL에 대해서 2회 대칭으로 마련되어 있다.

이 구성에 의하면, 구동 장치(10A, 10B)의 중량 배분의 밸런스가 우수하다.

본 실시 형태에서는, 복수의 구동 장치(10A, 10B)는, 서로 동기 회전한다.

이 구성에 의하면, 링체(9)를 안정되게 회전시킬 수 있다.

그 밖에, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서, 상기한 실시 형태에 있어서의 구성 요소를 주지의 구성 요소로 치환하는 것은 가능하다. 또한, 상술한 각 변형예를 조합해도 상관없다.

1: 셔블(건설 기계)
2: 선회체(상부 선회체)
9: 링체(선회륜)
9a: 제2 내치
10: 구동 장치
10A: 제1 구동 장치(구동 장치)
10B: 제2 구동 장치(구동 장치)
12: 기어 본체
13, 113: 외치
18: 감속기
24: 제1 내치
46: 크랭크축
C1: 감속기의 회전 축선
CL: 링체의 축선

Claims

환상의 기어 본체와,
상기 기어 본체의 내주에 마련되고, 모터로부터의 동력이 입력되는 제1 내치와,
상기 기어 본체의 외주에 마련되고, 링체의 제2 내치와 맞물리는 외치를 구비하는, 구동 장치.
제1항에 있어서, 편심 요동형의 감속기를 더 구비하는, 구동 장치.
제2항에 있어서, 상기 감속기는, 상기 감속기의 회전 축선의 주위 방향에 배치된 복수의 크랭크축을 구비하는, 구동 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 외치의 표면은, 상기 기어 본체의 내주면보다도 단단한, 구동 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 외치의 표면은, 상기 제2 내치의 표면보다도 무른, 구동 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 외치의 잇수를 T1, 상기 제2 내치의 잇수를 T2, 자연수를 n으로 한 때, 이하의 식 (1), (2)를 만족시키는, 구동 장치.
T1≠n×T2 ···(1)
T2≠n×T1 ···(2)
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 외치는, 상기 기어 본체와 일체로 형성되어 있는, 구동 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 외치는, 상기 기어 본체에 대하여 탈착 가능한, 구동 장치.
환상의 기어 본체와,
상기 기어 본체의 내주에 마련되고, 모터로부터의 동력이 입력되는 제1 내치와,
상기 기어 본체의 외주에 마련되고, 링체의 제2 내치와 맞물리는 외치와,
편심 요동형의 감속기를 구비하고,
상기 감속기는, 상기 감속기의 회전 축선의 주위 방향에 배치된 복수의 크랭크축을 구비하고,
상기 외치는, 상기 기어 본체와 일체로 형성되고,
상기 외치의 표면은, 상기 기어 본체의 내주면보다도 단단하고, 또한, 상기 제2 내치의 표면보다도 무르고,
상기 외치의 잇수를 T1, 상기 제2 내치의 잇수를 T2, 자연수를 n으로 한 때, 이하의 식 (1), (2)를 만족시키는, 구동 장치.
T1≠n×T2 ···(1)
T2≠n×T1 ···(2)
환상의 기어 본체와,
상기 기어 본체의 내주에 마련되고, 모터로부터의 동력이 입력되는 제1 내치와,
상기 기어 본체의 외주에 마련되고, 링체의 제2 내치와 맞물리는 외치와,
편심 요동형의 감속기를 구비하고,
상기 감속기는, 상기 감속기의 회전 축선의 주위 방향에 배치된 복수의 크랭크축을 구비하고,
상기 외치는, 상기 기어 본체에 대하여 착탈 가능하고,
상기 외치의 표면은, 상기 기어 본체의 내주면보다도 단단하고, 또한, 상기 제2 내치의 표면보다도 무르고,
상기 외치의 잇수를 T1, 상기 제2 내치의 잇수를 T2, 자연수를 n으로 한 때, 이하의 식 (1), (2)를 만족시키는, 구동 장치.
T1≠n×T2 ···(1)
T2≠n×T1 ···(2)
내주에 제2 내치를 갖는 환상의 링체와,
환상의 기어 본체와,
상기 기어 본체의 내주에 마련되고, 모터로부터의 동력이 입력되는 제1 내치와,
상기 기어 본체의 외주에 마련되고, 상기 제2 내치와 맞물리는 외치를 구비하는, 링체용 구동 장치.
제11항에 있어서, 상기 링체는, 건설 기계의 주행체에 마련된 선회륜인, 링체용 구동 장치.
주행체의 측에 마련되고 내주에 제2 내치를 갖는 환상의 링체와,
상기 주행체 위의 상부 선회체의 측에 마련되고 상기 링체와 맞물리는 환상의 기어 본체와,
상기 기어 본체의 내주에 마련되고, 모터로부터의 동력이 입력되는 제1 내치와,
상기 기어 본체의 외주에 마련되고 상기 제2 내치와 맞물리는 외치를 구비하는, 건설 기계.
제13항에 있어서, 상기 기어 본체, 상기 제1 내치 및 상기 외치를 포함하는 복수의 구동 장치를 구비하는, 건설 기계.
제14항에 있어서, 상기 복수의 구동 장치는, 상기 링체의 축선에 대해서 2회 대칭으로 마련되어 있는, 건설 기계.
제14항 또는 제15항에 있어서, 상기 복수의 구동 장치는, 서로 동기 회전하는, 건설 기계.