JP2008039099A - 車両用ブレーキ内蔵トランスミッション - Google Patents

Abstract

【課題】インプットギヤをミッションケース内に安定的に支持し、ドライブギヤとの間で異音が発生したり、ギヤが摩耗したりするのを防止するとともに、組立てを容易とする。
【解決手段】電気駆動ユニット２７側のインプットシャフト２８に嵌合されているインプットギヤ３１の両端部に、軸方向を向く支持軸３０ａ，３０ｂを突設し、両支持軸３０ａ，３０ｂの外周面を、ミッションケース３の内部により回転自在に支持する。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば電動フォークリフト等の車両において、電気駆動ユニットと車輪間に配設される車両用ブレーキ内蔵トランスミッションに関する。

この種の車両用ブレーキ内蔵トランスミッションとしては、例えば特許文献１に記載されているように、電気駆動ユニット連係されたインプットシャフトに嵌合されたインプットギヤと、このインプットギヤと噛合されたドライブギヤと、このドライブギヤに連係された遊星歯車ユニットと、この遊星歯車ユニットに連結され、車輪を回転させるアウトプットシャフトと、ドライブギヤと遊星歯車ユニットとの間に設けられ、ドライブギヤから遊星歯車ユニットに伝達される駆動力を制動するディスクブレーキユニットとを備えるものがある。
米国特許 第５，６４５，１４８号公報

上記特許文献に記載されている車両用ブレーキ内蔵トランスミッションにおいては、ミッションケース内に、ドライブギヤと噛合しているインプットギヤを支持する手段はなく、インプットギヤは、電気駆動ユニットに連係されたインプットシャフトに嵌合されているのみであるため、インプットギヤにドライブギヤを駆動する駆動力が加わると、インプットギヤが、ドライブギヤから逃げる方向、すなわち軸線と直交する方向に移動する恐れがある。
このようになると、双方のギヤの噛み合いが浅くなり、異音を発生させたり、ギヤが早期に摩耗したりすることがある。
また、トランスミッションを電気駆動ユニットに装着する際に、インプットギヤをインプットシャフトに嵌合した後、ドライブギヤにインプットギヤを噛合させなければならないため、組立てが面倒であり、かつ、ドライブギヤに対しインプットギヤの位置精度が出しにくくなる。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、インプットギヤを安定的に支持することにより、ドライブギヤと強固に噛合しうるようにし、異音や摩耗を防止するとともに、組立てを容易とし、かつドライブギヤとの位置精度を出し易いようにした車両用ブレーキ内蔵トランスミッションを提供することを目的としている。

本発明によると、上記課題は、次のようにして解決される。
（１）車両の電気駆動ユニットに取り付けられるミッションケース内に収容され、前記電気駆動ユニットに連係されたインプットシャフトに相対回転不能に嵌合されているインプットギヤと、このインプットギヤと噛合するドライブギヤと、このドライブギヤと一体的に回転するドライブシャフトと、このドライブシャフトにより駆動されるサンギヤを有する遊星歯車ユニットと、この遊星歯車ユニットに連係され、車輪を回転させるアウトプットシャフトと、前記ドライブギヤから遊星歯車ユニットに伝達される駆動力を制動可能な、回転側ブレーキディスク、固定側ブレーキディスク及びプレッシャプレートを押圧する押圧手段を有するディスクブレーキユニットとを備えてなる車両用ブレーキ内蔵トランスミッションにおいて、前記インプットギヤの両側端に、軸方向を向く支持軸を突設し、両支持軸の外周面を、前記ミッションケースの内部により回転自在に支持する。

（２）上記(１)項において、インプットギヤの内周面とインプットシャフトの外周面とに、互いに嵌合し合うスプラインを形成する。

（３）上記(１)または(２)項において、固定側ブレーキディスクを、ミッションケースにおける電気駆動ユニット側の開口部を閉塞するカバープレートの内側面に突設した円筒部内に、回転不能かつ軸方向に移動可能に内嵌するとともに、回転側ブレーキディスクを、ドライブシャフトに、相対回転不能かつ前記円筒部の内端に取付けたディスク保持プレートにより、ドライブギヤ側に移動不能として外嵌し、プレッシャプレートと押圧手段とを、前記円筒部内において前記固定側ブレーキディスクとカバープレートとの間に設ける。

（４）上記(３)項において、カバープレートにおける固定側ブレーキディスクと対向する内側面に、環状凹溝を設け、この環状凹溝に、プレッシャプレートの外周端部を押圧する、押圧手段としての環状の押圧ピストンを収容する。

（５）上記(１)〜(４)項のいずれかにおいて、プレッシャプレートの中心に、ガイド軸を突設し、このガイド軸を、カバープレートに設けたガイド孔に軸方向に摺動可能に嵌合する。

（６）上記(１)〜(５)項のいずれかにおいて、ドライブギヤの外側面に、ディスクブレーキユニットの内方の一部が収容される、外側方に開口する凹部を設ける。

（７）上記(１)〜(６)項のいずれかにおいて、ドライブギヤとドライブシャフトとを、スプラインにより一体的に結合する。

（８）上記(１)〜(７)項のいずれかにおいて、サンギヤを、ドライブシャフトの軸端部に一体的に形成する。

請求項１記載の発明によれば、インプットギヤの軸方向の両端部は、ミッションケースの内部に、回転自在に安定的に支持されているので、このインプットギヤが電気駆動ユニット側のインプットシャフトにより駆動された際に、ドライブギヤとの噛み合いが浅くなる恐れはなく、互いに強固に噛合させることができる。
その結果、双方のギヤ間に異音が発生したり、摩耗したりするのを防止することができる。
また、インプットギヤは、予めミッションケース内に組み付けられているので、トランスミッションを電気駆動ユニットに装着する際に、インプットシャフトにインプットギヤを嵌合させるのみでよく、組立てが容易となるとともに、ドライブギヤに対するインプットギヤの位置精度が出し易くなる。

請求項２記載の発明によれば、インプットギヤをインプットシャフトに嵌合するだけで、それらを相対回転不能に簡単に連結することができる。

請求項３記載の発明によれば、ディスクブレーキユニットの構成部材を、全てカバープレートに組み付けることができるので、各部材を、別工程で予めカバープレートに組み付けておいて、これをミッションケースに装着するのみでよく、組付け作業が能率的となる。また、固定側ブレーキディスク、プレッシャプレート、及び押圧手段は、カバープレートの円筒部内に収容されているので、ディスクブレーキユニットの軸方向の寸法を小さくすることができる。

請求項４記載の発明によれば、押圧手段の部品点数が少なく、かつ軸方向の寸法も最小限としうるので、トランスミッション全体の小型軽量化が図れる。
また、押圧ピストンは円環状をなしているので、プレッシャプレートの側面を均一な力で押圧することができる。

請求項５記載の発明によれば、プレッシャプレートは、安定して軸方向に移動することができる。

請求項６記載の発明によれば、ディスクブレーキユニットを、ミッションケース内にコンパクトに納めることができるので、トランスミッションの軸方向の寸法がより小さくなり、それをさらに小型軽量化することができる。

請求項７記載の発明によれば、ドライブギヤとドライブシャフトとを一体的に形成する必要がないので、機械加工する際において材料の歩留まりが向上し、コストが低減される。

請求項８記載の発明によれば、サンギヤを別途製作してドライブシャフトに連結する必要がないので、コスト低減が図れるとともに、組付け工数が削減される。

以下本発明の実施形態を、図面に基づいて説明する。なお、以下の説明において、左右とは、図１におけるものを言い、また、右方を外方、左方を内方とする。
図１は、電動フォークリフト等の車輪を駆動する本発明のブレーキ内蔵トランスミッションの一実施形態の縦断正面図で、右側面の開口部にカバープレート(１)がボルト(２)止めされたミッションケース(３)内の左端部には、アウトプットシャフト(４)が、左端部をミッションケース(３)の左側方に突出させて、ベアリング(５)により回転自在に支持されている。

アウトプットシャフト(４)の左端部には、ホイールシャフト(６)が、スプライン(７)を介して相対回転不能に外嵌され、アウトプットシャフト(４)の左端部の小径ねじ軸(８)にワッシャ(９)を介して螺合したナット(10)により、互いに一体的に結合されている。

ホイールシャフト(６)の右端部の外周面は、ベアリング(５)によりミッションケース(３)の左端部の内面に回転自在に支持されている。(11)は、ミッションケース(３)の左端の内周面に圧嵌されたシール部材で、ドライブシャフト(６)の外周面に摺接することにより、ミッションケース(３)に供給される潤滑油が外部に洩出するのを防止している。

ホイールシャフト(６)の拡径フランジ(6a)には、車輪(12)が、複数のボルト(13)とナット(14)により固定されている。

ミッションケース(３)内の中央部には、中心のサンギヤ(15)と、このサンギヤ(15)に噛合する複数（例えば３個）のプラネットギヤ(16)と、各プラネットギヤ(16)を囲むようにして、それらに噛合する内噛(17a)を内周面に有するリングギヤ(17)とからなる遊星歯車ユニット(18)が収容されている。

上記プラネットギヤ(16)の中心に、ベアリング(19)を介して回転自在に嵌合されている左右方向を向く支軸(20)の左方の突出端部は、アウトプットシャフト(４)の右端の外周面に突設された連結片(21)に圧嵌されている。

リングギヤ(17)は、ミッションケース(３)の内面の段付孔(22)に圧嵌して固定されている。これにより、サンギヤ(15)が回転すると、各プラネットギヤ(16)は、自転しながらリングギヤ(17)の内歯(17a)に沿って公転し、アウトプットシャフト(４)が減速されて回転されるようになる。

サンギヤ(15)の右端には、これを駆動する大径のドライブシャフト(23)が、サンギヤ(15)と同心的に一体的に連設されている。

ドライブシャフト(23)の外周面には、ドライブギヤ(24)の中心の円筒軸(24a)が、互いに係合し合うスプライン(25)を介して、相対回転不能に外嵌されている。

ドライブギヤ(24)は、その外側面、すなわちカバープレート(１)と対向する右側面に、カバープレート(１)側に開口する環状の凹部(26)が形成された、軸方向の寸法の小さい、正面視ほぼ右向きコ字状断面を呈している。

ドライブギヤ(24)には、本発明のブレーキ内蔵トランスミッションが取付けられる車体側の電気駆動ユニット(27)のインプットシャフト(28)に、スプライン(29)を介して相対回転不能に外嵌された、左右両端に軸方向を向く円筒状の支持軸(30a)(30b)を有するインプットギヤ(31)が噛合している。

インプットギヤ(31)の左側の支持軸(30a)の外周面は、ミッションケース(３)の段付孔(32)に圧嵌されたベアリング(33)により回転自在に支持され、また同じく右側の支持軸(30b)の外周面は、カバープレート(１)における支持軸(30b)の挿通孔(34)に圧嵌されたベアリング(35)により回転自在に支持されている。これにより、インプットギヤ(31)は、実質的にカバープレート(１)とミッションケース(３)とにより両持ちで安定的に支持されている。

ドライブギヤ(24)の凹部(26)と、それに対向するカバープレート(１)の内側面との間に形成された空間内には、多板式のディスクブレーキユニット(36)が、次のようにして組込まれている。なお、インプットギヤ(31)は、カバープレート（１）を電気駆動ユニット(27)に固定する際に、そのインプットシャフト(28)に、スプライン(29)をもって相対回転不能に容易に嵌合することができる。

ディスクブレーキユニット(36)は、複数の回転側ブレーキディスク(37)と、互いに隣接する回転側ブレーキディスク(37)間に軸方向に重合するように交互に挟入された複数の固定側ブレーキディスク(38)と、最外方（右方）に位置する固定側ブレーキディスク(38)の外側面（右側面）を軸方向に押動可能なプレッシャプレート(39)と、このプレッシャプレート(39)を内側方（左側方）に押動可能な押圧ピストン(40)とを備えている。

各回転側ブレーキディスク(37)の中心の円孔に形成された凹凸部（図示略）は、ドライブシャフト(23)におけるドライブギヤ(24)の外側方（右側方）に突出する外周面のスプライン(25)に、相対回転不能かつ軸方向に移動可能に外嵌され、ドライブシャフト(23)と一体的に回転しうるようになっている。

各固定側ブレーキディスク(38)の外周の凹凸部（図示略）は、カバープレート(１)の内側面に、ドライブシャフト(23)の右側端部を囲むように内向突設された円筒部(41)内において、その内周面に形成されたスプライン(42)に、軸方向に移動可能かつ回転不能に内嵌されている。

(43)は、各回転側ブレーキディスク(37)及び固定側ブレーキディスク(38)の内側方（左側方）への移動を阻止するディスク保持プレートで、最内方の回転側ブレーキディスク(37)の内側面とを当接しうるようにして、かつ内方の一部をドライブギヤ(24)の凹部(26)内に収容した状態で、カバープレート(１)における円筒部(41)の内端面に、複数のボルト(44)により固着されている。

ディスク保持プレート(43)の内端部は、その内周面と、ドライブギヤ(24)の円筒軸(24a)の外周面との間に介設したベアリング(45)により、ドライブギヤ(24)の回転に支障を来さないように、このドライブギヤ(24)の円筒軸(24a)により支持されている。なお、上記ベアリング(45)は省略することもある。

プレッシャプレート(39)は、中心部に、ドライブギヤ(23)側に膨出する円形の膨出部(39a)を有する、厚肉かつ固定側ブレーキディスク(38)の直径とほぼ等径をなす円板状をなし、最外方（右方）の固定側ブレーキディスク(38)とカバープレート(１)との間の空間に収容されている。

膨出部(39a)における外側面（右側面）の中心には、ガイド軸(46)が、外側方に向かって突設され、このガイド軸(46)は、カバープレート(１)の中心に穿設されたガイド孔(47)に、内方より摺動可能に嵌合されている。

(48)は、ガイド軸(46)の環状溝に嵌め込まれたＯリングである。

プレッシャプレート(39)の外周端部と対向するカバープレート(１)の内側面（左側面）には、内方に開口する環状凹溝(49)が形成され、この環状凹溝(49)内に、上述した環状の押圧ピストン(40)が、軸方向（左右方向）に摺動可能に収容されている。(50)は、押圧ピストン(40)の環状溝に嵌め込まれたシール部材である。

押圧ピストンは(40)は、その外側面と環状凹溝(49)の奥面との間に形成された油室(51)に、油路(52)を介して、ブレーキ作動用の圧油を供給することにより、内方（左方）に移動させられるようになっている。押圧ピストン(40)が内方に移動すると、プレッシャプレート(39)の外周端部の外側面、及びそれと対向している最外方の固定側ブレーキディスク(38)が内方に押圧させられ、全てのブレーキディスク(37)(38)同士は互いに圧接する。

これにより、ドライブギヤ(24)と一体的に回転するドライブシャフト(23)に制動力が働き、それと一体をなすサンギヤ(15)の回転が規制又は停止される。

ディスク保持プレート(43)の外周面に、円周方向に等間隔をもって一体的に突設された複数（例えば３個）の突部(43a)には、カバープレート(１)方向に開口する凹孔(53)が形成され、この凹孔(53)内には、リターンばね（圧縮コイルばね）(54)が収容されている。

プレッシャプレート(39)の外周面には、上記各突部(43a)と対向する突片(39b)が複数突設され、この突片(39b)の内側面に、リターンばね(54)の外側端が圧接することにより、プレッシャプレート(39)は、常時外側方、すなわち最外方の固定側ブレーキディスク(38)と離れる方向に付勢されている。従って、油室(51)への圧油の供給を停止して、押圧ピストン(40)によるプレッシャプレート(39)の押動を停止すれば、ディスクブレーキユニット(36)により、ブレーキは速やかに解除され、ドライブギヤ(24)、ドライブシャフト(23)及びサンギヤ(15)は自由に回転する。

(55)は、リターンばね(54)のガイドピンで、突部(43a)の内方より、凹孔(53)内に圧入されている。

以上説明したように、上記実施形態のブレーキ内蔵トランスミッションにおいては、インプットギヤ(31)の軸方向の両端部は、ミッションケース（３）の内部に、回転自在に安定的に支持されているので、インプットギヤ(31)が電気駆動ユニット(27)側のインプットシャフト(28)により駆動された際に、ドライブギヤ(24)との噛み合いが浅くなる恐れはなく、互いに強固に噛合させることができる。
その結果、双方のギヤ(24)(31)間に異音が発生したり、摩耗したりするのを防止することができる。

また、インプットギヤ(31)は、予めミッションケース（３）内に組み付けられているので、トランスミッションを電気駆動ユニット(27)に装着する際に、インプットシャフト(28)にインプットギヤ(31)を嵌合するのみでよく、組立てが容易となるとともに、ドライブギヤ(24)に対し、インプットギヤ(31)の位置精度が出し易くなる。

上記実施形態においては、 ディスクブレーキユニット(36)の回転側ブレーキディスク(37)及び固定側ブレーキディスク(38)を、プレッシャプレート(39)の外周端部の内側面により押動しうるようにするとともに、各ブレーキディスク(37)(38)とほぼ対向する押圧ピストン(40)により、プレッシャプレート(39)の外周端部の外側面を押圧するようにしているため、押圧ピストン(40)の押圧力が、プレッシャプレート(39)を介して、各ブレーキディスク(37)(38)に、直接かつ効果的に伝達される。また、従来のように、押圧時において、プレッシャプレート(39)に曲げ荷重が作用することもない。

その結果、小さな押圧力でも、大きな制動力が得られる。
また、プレッシャプレート(39)が板厚方向に撓むのが防止されるので、各ブレーキディスク(37)(38)に加わる面圧にばらつきが生じる恐れはなく、それらが均一に押圧されることにより、安定した制動力が得られる。

プレッシャプレート(39)の押圧手段は、カバープレート(１)の内側面の環状凹溝(49)に収容された押圧ピストン(40)のみであるため、部品点数が少なく、しかも、ディスクブレーキユニット(36)の内方の一部は、ドライブギヤ(24)の外側面に形成された凹部(26)内に収容されているので、トランスミッション全体の軸方向の寸法が小さくなって小型化しうるとともに、軽量化も図れる。

ディスクブレーキユニット(36)の構成部材は、全てカバープレート(１)に組付けられているので、それらを別工程で予めカバープレート(１)に組付けておき、カバープレート(１)をミッションケース(３)に装着するのみで、ディスクブレーキユニット(36)を容易に組付けることができ、その組付作業が能率的となる。
また、カバープレート(１)を取外すだけで、ディスクブレーキユニット(36)のメンテナンス等を容易に行うことができる。

なお、上記実施形態では、押圧ピストン(40)を円環状としているが、単体の押圧ピストンを、円周方向に少なくとも３個設けてもよい。

本発明の車両用ブレーキ内蔵トランスミッションの縦断正面図である。

符号の説明

(１)カバープレート
(２)ボルト
(３)ミッションケース
(４)アウトプットシャフト
(５)ベアリング
(６)ホイールシャフト
(6a)拡径フランジ
(７)スプライン
(８)小径ねじ軸
(９)ワッシャ
(10)ナット
(11)シール部材
(12)車輪
(13)ボルト
(14)ナット
(15)サンギヤ
(16)プラネットギヤ
(17)リングギヤ
(17a)内歯
(18)遊星歯車ユニット
(19)ベアリング
(20)支軸
(21)連結片
(22)段付孔
(23)ドライブシャフト
(24)ドライブギヤ
(24a)円筒軸
(25)スプライン
(26)凹部
(27)電気駆動ユニット
(28)インプットブシャフト
(29)スプライン
(30a)(30b)支持軸
(31)インプットギヤ
(32)段付孔
(33)ベアリング
(34)挿通孔
(35)ベアリング
(36)ディスクブレーキユニット
(37)回転側ブレーキディスク
(38)固定側ブレーキディスク
(39)プレッシャプレート
(39a)膨出部
(39b)突片
(40)押圧ピストン
(41)円筒部
(42)スプライン
(43)ディスク保持プレート
(43a)突部
(44)ボルト
(45)ベアリング
(46)ガイド軸
(47)ガイド孔
(48)Ｏリング
(49)環状凹溝
(50)シール部材
(51)油室
(52)油路
(53)凹孔
(54)リターンばね
(55)ガイドピン

Claims (8)

1. 車両の電気駆動ユニットに取り付けられるミッションケース内に収容され、前記電気駆動ユニットに連係されたインプットシャフトに相対回転不能に嵌合されているインプットギヤと、このインプットギヤと噛合するドライブギヤと、このドライブギヤと一体的に回転するドライブシャフトと、このドライブシャフトにより駆動されるサンギヤを有する遊星歯車ユニットと、この遊星歯車ユニットに連係され、車輪を回転させるアウトプットシャフトと、前記ドライブギヤから遊星歯車ユニットに伝達される駆動力を制動可能な、回転側ブレーキディスク、固定側ブレーキディスク及びプレッシャプレートを押圧する押圧手段を有するディスクブレーキユニットとを備えてなる車両用ブレーキ内蔵トランスミッションにおいて、
   前記インプットギヤの両側端に、軸方向を向く支持軸を突設し、両支持軸の外周面を、前記ミッションケースの内部により回転自在に支持したことを特徴とする車両用ブレーキ内蔵トランスミッション。
2. インプットギヤの内周面とインプットシャフトの外周面とに、互いに嵌合し合うスプラインを形成してなる請求項１記載の車両用ブレーキ内蔵トランスミッション。
3. 固定側ブレーキディスクを、ミッションケースにおける電気駆動ユニット側の開口部を閉塞するカバープレートの内側面に突設した円筒部内に、回転不能かつ軸方向に移動可能に内嵌するとともに、回転側ブレーキディスクを、ドライブシャフトに、相対回転不能かつ前記円筒部の内端に取付けたディスク保持プレートにより、ドライブギヤ側に移動不能として外嵌し、プレッシャプレートと押圧手段とを、前記円筒部内において前記固定側ブレーキディスクとカバープレートとの間に設けてなる請求項１または２記載の車両用ブレーキ内蔵トランスミッション。
4. カバープレートにおける固定側ブレーキディスクと対向する内側面に、環状凹溝を設け、この環状凹溝に、プレッシャプレートの外周端部を押圧する、押圧手段としての環状の押圧ピストンを収容してなる請求項３記載の車両用ブレーキ内蔵トランスミッション。
5. プレッシャプレートの中心に、ガイド軸を突設し、このガイド軸を、カバープレートに設けたガイド孔に軸方向に摺動可能に嵌合してなる請求項１〜４のいずれかに記載の車両用ブレーキ内蔵トランスミッション。
6. ドライブギヤの外側面に、ディスクブレーキユニットの内方の一部が収容される、外側方に開口する凹部を設けた請求項１〜５のいずれかに記載の車両用ブレーキ内蔵トランスミッション。
7. ドライブギヤとドライブシャフトとを、スプラインにより一体的に結合してなる請求項１〜６のいずれかに記載の車両用ブレーキ内蔵トランスミッション。
8. サンギヤを、ドライブシャフトの軸端部に一体的に形成してなる請求項１〜７のいずれかに記載の車両用ブレーキ内蔵トランスミッション。
   

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