JP3696713B2 - 減速装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば油圧ショベル、油圧クレーン等の旋回装置に用いて好適な減速装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
油圧ショベル、油圧クレーン等の上部旋回体を下部走行体上で旋回させるための旋回装置には、一般に、回転源の出力を増大するための減速装置が搭載されている。
【０００３】
そこで、この種の従来技術による減速装置を、図４および図５に示す油圧ショベルの旋回装置に適用した場合を例に挙げて説明する。
【０００４】
図中、１は油圧ショベルの下部走行体と上部旋回体（いずれも図示せず）との間に配設された旋回装置を示し、該旋回装置１は、外部から圧油が給排されることにより出力軸２Ａを回転駆動する回転源としての油圧モータ２と、該油圧モータ２の出力軸２Ａの回転を減速して旋回輪３に伝達する減速装置４とから大略構成されている。
【０００５】
ここで、旋回輪３は下部走行体の丸胴５と上部旋回体の旋回フレーム６との間に設けられ、丸胴５に固着された内輪７と、旋回フレーム６に固着された外輪８と、該外輪８と内輪７との間に配設された複数の鋼球９（１個のみ図示）とからなっている。そして、外輪８が内輪７の周囲を各鋼球９を介して回転し、該外輪８と共に旋回フレーム６が回転することにより、上部旋回体が下部走行体に対して旋回するようになっている。
【０００６】
１０は旋回輪３の内周側に設けられたグリースバスで、該グリースバス１０は丸胴５の内周面に全周に亘って凹環状に形成され、内輪７の内周側に形成された内歯７Ａと後述のピニオン１９との噛合部を潤滑するグリースを保持するものである。
【０００７】
１１は減速装置４の外殻をなし、旋回フレーム６上に上下方向に配置されたハウジングを示し、該ハウジング１１は、内周側が減速機構収容部１２となった上側ハウジング１３と、内周側に軸支持部１４が設けられた下側ハウジング１５とから構成され、上側ハウジング１３の上端側には油圧モータ２が固着されている。そして、上側ハウジング１３と下側ハウジング１５とは複数のボルトによって固着され、下側ハウジング１５は複数のボルトによって旋回フレーム６上に固着されている。ここで、上側ハウジング１３の内周側には全周に亘って内歯１３Ａが形成されている。
【０００８】
１６は下側ハウジング１５に設けられた軸支持部１４と出力軸１８との間に設けられた上側軸受で、該上側軸受１６は、図２に示すように、出力軸１８に嵌合した内輪１６Ａと、軸支持部１４の上部中央に取付けられた外輪１６Ｂと、内輪１６Ａと外輪１６Ｂとの間に設けられた複数の転動体１６Ｃとにより、円すいころ軸受として構成されている。１７は上側軸受１６の下方に位置して軸支持部１４と出力軸１８との間に設けられた下側軸受で、該下側軸受１７は、出力軸１８に嵌合した内輪１７Ａと、軸支持部１４の下部中央に取付けられた外輪１７Ｂと、内輪１７Ａと外輪１７Ｂとの間に設けられた複数の転動体１７Ｃとにより、円すいころ軸受として構成されている。
【０００９】
１８は下側ハウジング１５の軸支持部１４に挿通され、上側軸受１６、下側軸受１７によって回転可能に支持された出力軸を示し、該出力軸１８の上端側外周には、後述する遊星歯車機構２８のキャリア３２とスプライン結合する歯部１８Ａが形成され、該歯部１８Ａの下側には後述するナット部材３３が螺合するねじ部１８Ｂが螺設されている。また、該出力軸１８の下端側は旋回フレーム６の下側に突出してピニオン１９となり、該ピニオン１９は旋回輪３の内輪７に形成された内歯７Ａと噛合している。これにより、出力軸１８はピニオン１９と共に内輪７の内歯７Ａ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１１を介して旋回フレーム６を旋回させるようになっている。
【００１０】
２０は出力軸１８の下端側に挿嵌された環状のリテーナで、該リテーナ２０は、出力軸１８のピニオン１９と下側軸受１７との間に位置して該下側軸受１７の内輪を保持している。２１は下側軸受１７とリテーナ２０との間に設けられた環状の仕切板で、該仕切板２１は、グリースバス１０内に充填されたグリースが旋回輪３の内歯７Ａとピニオン１９との噛合によるポンプ作用によって噴出し、ハウジング１１内に侵入するのを防止するものである。
【００１１】
２２は上側軸受１６と下側軸受１７との間に位置してハウジング１１内に設けられた環状のシール部材で、該シール部材２２は、外周側が下側ハウジング１５の軸支持部１４に嵌着し、内周側が出力軸１８に適度な弾性力をもって液密に摺接している。そして、シール部材２２は遊星歯車機構２３，２８等を潤滑する潤滑油を減速機構収容部１２内に封止し、グリースバス１０内に充填されたグリースから隔絶するものである。
【００１２】
２３は油圧モータ２の下方に位置して上側ハウジング１３の減速機構収容部１２内に配設された１段目の遊星歯車機構を示し、該遊星歯車機構２３は、油圧モータ２の出力軸２Ａにスプライン結合された太陽歯車２４と、該太陽歯車２４と上側ハウジング１３の内歯１３Ａとに噛合し、該太陽歯車２４の周囲を自転しつつ公転する複数の遊星歯車２５（１個のみ図示）と、該各遊星歯車２５をピン２６を介して回転可能に支持するキャリア２７とから大略構成されている。
【００１３】
２８は遊星歯車機構２３の下方に位置して上側ハウジング１３の減速機構収容部１２内に配設された２段目の遊星歯車機構を示し、該遊星歯車機構２８は、遊星歯車機構２３のキャリア２７に設けられた内歯にスプライン結合する太陽歯車２９と、該太陽歯車２９と上側ハウジング１３の内歯１３Ａとに噛合し、該太陽歯車２９の周囲を自転しつつ公転する複数の遊星歯車３０（１個のみ図示）と、該各遊星歯車３０をピン３１を介して回転可能に支持するキャリア３２とから大略構成されている。
【００１４】
そして、キャリア３２に形成された内歯は出力軸１８の歯部１８Ａにスプライン結合し、各遊星歯車３０の公転を出力軸１８に伝達するようになっている。これにより、油圧モータ２の出力軸２Ａの回転は、遊星歯車機構２３，２８によって２段階に減速され、出力軸１８を大きなトルクをもって回転させる。
【００１５】
３３は上側軸受１６の上方に位置して出力軸１８の外周側に配設されたナット部材を示し、該ナット部材３３は、出力軸１８のねじ部１８Ｂに螺合することにより該出力軸１８の軸方向に移動し、下側ハウジング１５の軸支持部１４との間で上側軸受１６を軸方向に位置決めしている。
【００１６】
従来技術による減速装置４は上述の如き構成を有するもので、油圧モータ２に外部から圧油を給排して出力軸２Ａを回転駆動すると、この回転は減速装置４のハウジング１１内で遊星歯車機構２３，２８により２段階に減速され、出力軸１８に高トルクの回転力が伝達される。
【００１７】
そして、該出力軸１８のピニオン１９は旋回輪３の内歯７Ａに噛合し、該旋回輪３は内輪７が下部走行体の丸胴５に固着され、外輪８が上部旋回体の旋回フレーム６に固着されているから、ピニオン１９は内輪７の内歯７Ａを介して自転しつつ公転し、この公転が出力軸１８からハウジング１１を介して旋回フレーム６に伝達され、上部旋回体が下部走行体上で旋回する。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来技術による減速装置４では、ハウジング１１内に貯えられた潤滑油によって遊星歯車機構２３，２８等が常時潤滑されるようになっているが、該遊星歯車機構２３，２８を構成する各歯車が噛合することにより生じた摩耗粉等の異物Ａは、図５に示すように潤滑油中を沈降して上側軸受１６の内輪１６Ａと外輪１６Ｂとの間に侵入する。これにより、上側軸受１６の転動体１６Ｃ等が損傷してしまい、出力軸１８の円滑な回転が妨げられるという問題がある。
【００１９】
また、上側軸受１６を通過した異物Ａが、シール部材２２と出力軸１８との摺接部等に侵入した場合には、該シール部材２２が早期に摩耗または損傷してハウジング１１内から潤滑油が漏洩することにより、遊星歯車機構２３，２８等の安定した作動が損なわれるという問題がある。
【００２０】
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、摩耗粉等の異物によって軸受等が損傷するのを防止し、回転軸あるいは減速機構等を長期に亘って安定して作動させることができる減速装置を提供することを目的としている。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために本発明は、上部側が減速機構収容部となり下部側が軸支持部となって上下方向に配置されるハウジングと、該ハウジングの減速機構収容部内に設けられ回転源の回転を減速する減速機構と、前記ハウジングの軸支持部を挿通して設けられ該減速機構によって減速された回転を出力する出力軸と、前記ハウジングの軸支持部に設けられ該出力軸を回転可能に支持する軸受と、該軸受の上側に位置して前記出力軸の外周側に設けられ、前記ハウジングの軸支持部との間で該軸受を位置決めするナット部材とからなる減速装置に適用される。
【００２２】
そして、請求項１の発明が採用する構成の特徴は、前記ハウジング内で前記減速機構を潤滑する潤滑油中に混入した異物が前記軸受内に侵入するのを防止するため、前記ナット部材の外径寸法を前記軸受を構成する外輪の直径以上に設定したことにある。
【００２３】
このように構成したことにより、軸受を構成する外輪の直径以上の外径寸法を有するナット部材によって軸受の上側が覆われるから、減速機構を潤滑する潤滑油中に異物が混入したとしても、該異物が軸受内に侵入するのをナット部材によって防止できる。
【００２４】
また、請求項２の発明は、前記ナット部材の上面には、外周側が漸次下向きに傾斜するテーパ面を設ける構成としたことにある。
【００２５】
このように構成したことにより、ナット部材の上面に落下した異物をテーパ面に沿って軸受の外周側に導くことができる。
【００２６】
さらに、請求項３の発明は、前記ハウジングの軸支持部には、前記ナット部材の外周側から飛散する異物を捕捉するため前記軸受の外周側に位置して環状の凹陥溝を設ける構成としたことにある。
【００２７】
このように構成したことにより、潤滑油中に混入した異物は、ナット部材の外周側から飛散して凹陥溝内に捕捉される。この場合、凹陥溝内に捕捉された異物はその自重によって該凹陥溝内で堆積するから、減速機構の作動によって潤滑油が攪拌されたとしても、異物が軸受内に侵入するのを防止できる。
【００２８】
また、請求項４の発明は、前記回転軸と噛合する前記減速機構のキャリア下面には前記ナット部材に設けたピン穴に挿通される廻止めピンを設け、該廻止めピンはその下面の少なくとも一部が前記軸受を構成する内輪の上面と対面する構成としたことにある。
【００２９】
このように構成したことにより、例えば減速機構の作動時等において廻止めピンがキャリアに対して緩みを生じたとしても、該廻止めピンの下面が軸受の内輪上面に当接することにより、廻止めピンがキャリアから離脱するのを防止でき、ナット部材を廻止め状態に保つことができる。
【００３０】
さらに、請求項５の発明は、前記ナット部材には一定の半径をもった円周上に複数のピン穴を設け、前記廻止めピンは該各ピン穴のいずれかに挿通する構成としたことにある。
【００３１】
上記構成によれば、減速機構のキャリアに設けた廻止めピンをナット部材に設けた複数のピン穴のうちいずれかに挿通することにより、回転軸に対するナット部材の廻止めを簡単に行うことができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照しつつ説明する。
【００３３】
図１および図２は本発明による減速装置を油圧ショベルの旋回装置に用いた場合を例に挙げて示している。なお、本実施例では上述した従来技術と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００３４】
図中、４１は本実施例による減速装置を示し、該減速装置４１のハウジング４２は、従来技術によるハウジング１１と同様に、内周側が減速機構収容部１２となった上側ハウジング１３と、下側ハウジング４３とから構成されるものの、該下側ハウジング４３の構成が従来技術とは異なっている。
【００３５】
４３は従来技術による下側ハウジング１５に代えて本実施例に適用される下側ハウジングで、該下側ハウジング４３は、従来技術による下側ハウジング１５と同様に上端側が複数のボルトによって上側ハウジング１３に固着され、下端側が複数のボルトによって旋回フレーム６上に固着されている。そして、下側ハウジング４３の内周側には、上側軸受１６、下側軸受１７を介して出力軸１８を支持する軸支持部４４が設けられているものの、該軸支持部４４の上面側には環状の凹陥溝４５が形成されている。
【００３６】
ここで、凹陥溝４５は、上側軸受１６の外輪１６Ｂよりも外周側に位置して軸支持部４４の上面側に全周に亘って凹設され、後述するナット部材４６の外周側から飛散する異物Ａを捕捉するものである。
【００３７】
４６は従来技術によるナット部材３３に代えて本実施例に適用されるナット部材を示し、該ナット部材４６は、図３に示す如くほぼ中空の円板状に形成され、その内周側には出力軸１８のねじ部１８Ｂに螺合するめねじが螺設されている。ここで、ナット部材４６は、その外径寸法Ｄが上側軸受１６の外輪１６Ｂの直径ｄ以上（Ｄ≧ｄ）に設定され、上側軸受１６を全周に亘って上側から覆う構成となっている（図２参照）。
【００３８】
４７はナット部材４６の上面に形成されたテーパ面で、該テーパ面４７は、外周側に向けて漸次下向きに傾斜するように形成され、ハウジング４２内に封入された潤滑油内に混入した異物Ａが自重によってナット部材４６上に落下したときに、該異物Ａをナット部材４６の外周側に導くものである。
【００３９】
４８，４８，…はナット部材４６に穿設された４個のピン穴で、該各ピン穴４８は、ナット部材４６の軸中心から一定の半径をもった円周４９（図３中に一点鎖線で示す）上に９０度の間隔をもって配設されている。そして、各ピン穴４８のうちいずれか１個に後述の廻止めピン５０を挿通することにより、ナット部材４６が出力軸１８に対して廻止めされる構成となっている。
【００４０】
５０は遊星歯車機構２８を構成するキャリア３２の下面に設けられて下向きに伸長した廻止めピンで、該廻止めピン５０は、ナット部材４６の各ピン穴４８よりも小径に形成されている。そして、廻止めピン５０の上端側はキャリア３２の下面に穿設された嵌合穴５１内に圧入嵌合され、キャリア３２を出力軸１８の歯部１８Ａに噛合させるときに、廻止めピン５０の下端側をナット部材４６の各ピン穴４８のうちいずれか１個に挿通することにより、ナット部材４６が出力軸１８に対して廻止めされる。
【００４１】
この場合、ナット部材４６の各ピン穴４８は一定の半径をもった円周４９上に４個設けられているから、キャリア３２を出力軸１８の歯部１８Ａに噛合させたときに、廻止めピン５０を４個のピン穴４８のうち１個に確実に挿通することができる。これにより、例えば廻止めピン５０とピン穴４８とを位置合わせするために、ナット部材４６を出力軸１８のねじ部１８Ｂに締込む作業等を不要にでき、ナット部材４６に対する廻止めを簡単に行うことができると共に、ナット部材４６の過剰な締付けによって上側軸受１６等の円滑な回転が阻害されるのを防止できる。
【００４２】
また、廻止めピン５０は、図２に示すように、その下面５０Ａの一部が上側軸受１６の内輪１６Ａ上面と対面するように、キャリア３２に対する取付位置が考慮されている。これにより、廻止めピン５０がキャリア３２の嵌合穴５１内で緩みを生じた場合でも、該廻止めピン５０の下面５０Ａが上側軸受１６の内輪１６Ａ上面に当接することにより、廻止めピン５０がキャリア３２から離脱するのを防止し、ナット部材４６を廻止め状態に保つことができる構成となっている。
【００４３】
本実施例による減速装置４１は上述の如き構成を有するもので、油圧モータ２に外部から圧油を給排すると出力軸２Ａが回転し、この回転は減速装置４１のハウジング４２内で遊星歯車機構２３，２８によって２段階に減速され、出力軸１８に高トルクの回転力が伝達される。これにより、ピニオン１９が内輪７の内歯７Ａを介して自転しつつ公転し、この公転が出力軸１８からハウジング４２を介して旋回フレーム６に伝達され、上部旋回体が下部走行体上で旋回動作を行う。
【００４４】
このとき、油圧モータ２の出力軸２Ａの回転を減速すべく作動する遊星歯車機構２３，２８は、ハウジング４２内に封入された潤滑油によって常時潤滑され、該遊星歯車機構２３，２８を構成する各歯車の噛合によって生じた摩耗粉等の異物Ａは、自重によって潤滑油中を沈降する。
【００４５】
しかし、本実施例では、上側軸受１６の上側を、該上側軸受１６を構成する外輪１６Ｂの直径ｄ以上の外径寸法Ｄを有するナット部材４６によって覆う構成としたから、潤滑油中を沈降する異物Ａは、ナット部材４６の上面に達した後、出力軸１８と共に回転するナット部材４６の遠心力によって該ナット部材４６の外周側に飛散するようになる。これにより、異物Ａは上側軸受１６内に侵入することなく、下側ハウジング４３の軸支持部４４に設けられた凹陥溝４５内に捕捉される。
【００４６】
この場合、ナット部材４６の上面には、外周側に向けて下向きに傾斜するテーパ面４７が形成されているから、ナット部材４６の上面に達した異物Ａを、テーパ面４７に沿って確実に凹陥溝４５内に導くことができる。
【００４７】
そして、凹陥溝４５内に捕捉された異物Ａは、その自重によって上側軸受１６の外輪１６Ｂ上面よりも低い位置にある凹陥溝４５内に堆積するから、遊星歯車機構２３，２８の作動によって潤滑油が攪拌されたとしても、該異物Ａが凹陥溝４５を越えて上側軸受１６内に侵入するのを防止できる。
【００４８】
従って、潤滑油中の異物Ａが上側軸受１６の内輪１６Ａと外輪１６Ｂとの間に侵入し、該上側軸受１６の転動体１６Ｃ等を損傷させるのを防止でき、出力軸１８を長期に亘って円滑に回転させることができる。また、上側軸受１６の下方に配設されたシール部材２２と出力軸１８との摺接部等への異物Ａの侵入をも防止でき、シール部材２２のシール性を良好に保つことができる。
【００４９】
また、ナット部材４６の外径寸法Ｄを大きく設定することにより、該ナット部材４６を出力軸１８のねじ部１８Ｂに締込むときのトルクを大きくすることができる。これにより、ナット部材４６に対する締付けトルクの管理がし易くなり、該ナット部材４６とハウジング４２の軸支持部４４との間で位置決めされる上側軸受１６等の作動を安定させることができる。
【００５０】
しかも、本実施例では、ハウジング４２の軸支持部４４との間で上側軸受１６等を位置決めするナット部材４６を用いて、潤滑油中に混入した異物Ａが上側軸受１６等に侵入するのを防止できる構成としたから、例えば異物Ａが上側軸受１６内等に侵入するのを防止するためだけの別部品を設ける場合に比較して、部品点数や組付工数の増加を防止できる。
【００５１】
なお、前記実施例では、２段の遊星歯車機構を備えた減速装置を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限るものではなく、１段の遊星歯車機構または３段以上の遊星歯車機構を備えた減速装置に適用してもよく、さらに、例えば遊星歯車を用いない型式の減速機構を備えた減速装置に適用してもよい。
【００５２】
また、前記実施例では、出力軸１８を支持する軸受として上側軸受１６と下側軸受１７とを用いた場合を例に挙げたが、本発明はこれに限らず、１個の軸受、あるいは３個以上の軸受によって出力軸を支持する構成としてもよい。
【００５３】
さらに、前記実施例では、上側軸受１６および下側軸受１７として円すいころ軸受を用いた場合を例に挙げたが、本発明はこれに限らず、ラジアル方向およびスラスト方向の荷重を受承しナット部材によって位置決めされる玉軸受等の他の型式の軸受を用いてもよい。
【００５４】
【発明の効果】
以上詳述した如く、請求項１の発明によれば、ハウジングの軸支持部との間で軸受を位置決めするナット部材の外径寸法を軸受を構成する外輪の直径以上に設定する構成としたから、減速機構を潤滑する潤滑油中に摩耗粉等の異物が混入したとしても、軸受の上側を覆うナット部材によって該異物が軸受内に侵入するのを確実に防止できる。この結果、潤滑油中の異物によって軸受が損傷するのを防止でき、回転軸を円滑に回転させることができる。また、軸受の下方に配設されたシール部材が異物によって損傷してハウジング内から潤滑油が漏洩するのを防止でき、減速機構を長期に亘って安定して作動させることができる。
【００５５】
また、請求項２の発明によれば、ナット部材の上面に外周側が漸次下向きに傾斜するテーパ面を設ける構成としたから、ナット部材の上面に落下した異物をテーパ面に沿って軸受の外周側に導くことができ、軸受内へ異物の侵入を一層確実に防止できる。
【００５６】
さらに、請求項３の発明によれば、ハウジングの軸支持部には、ナット部材の外周側から飛散する異物を捕捉する環状の凹陥溝を設ける構成としたから、ナット部材の外周側から飛散して凹陥溝内に捕捉された異物は、その自重によって該凹陥溝内で堆積するから、減速機構の作動によって潤滑油が攪拌されたとしても、異物が軸受内に侵入するのを防止できる。
【００５７】
また、請求項４の発明によれば、回転軸と噛合する減速機構のキャリア下面にはナット部材に設けたピン穴に挿通される廻止めピンを設け、該廻止めピンは、その下面の少なくとも一部が軸受の内輪上面と対面する構成としたから、例えば減速機構の作動時等において廻止めピンがキャリアに対して緩みを生じたとしても、該廻止めピンの下面が軸受の内輪上面に当接することにより、廻止めピンがキャリアから離脱するのを防止でき、ナット部材を廻止め状態に保つことができる。
【００５８】
さらに、請求項５の発明によれば、ナット部材には一定の半径をもった円周上に複数のピン穴を設け、廻止めピンは該各ピン穴のいずれかに挿通する構成としたから、キャリアを回転軸に噛合させたときに、廻止めピンを複数のピン穴のうち１個に確実に挿通することができる。これにより、例えば廻止めピンとピン穴とを位置合わせするために、ナット部材を回転軸に締込む作業等を不要にでき、ナット部材に対する廻止めを簡単に行うことができると共に、ナット部材の過剰な締付けによって軸受の円滑な回転が阻害されるのを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例による減速装置を示す縦断面図である。
【図２】図１中の上側軸受、ナット部材等を拡大して示す要部拡大断面図である。
【図３】図１中のナット部材を拡大して示す斜視図である。
【図４】従来技術による減速装置を示す縦断面図である。
【図５】図５中の上側軸受、ナット部材等を拡大して示す拡大断面図である。
【符号の説明】
２ 油圧モータ（回転源）
１２ 減速機構収容部
１６ 上側軸受
１６Ａ 内輪
１６Ｂ 外輪
１７ 下側軸受
１８ 出力軸
２３，２８ 遊星歯車機構（減速機構）
４２ ハウジング
４４ 軸支持部
４５ 凹陥溝
４６ ナット部材
４７ テーパ面
４８ ピン穴
５０ 廻止めピン
５０Ａ 下面
５１ 嵌合穴
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば油圧ショベル、油圧クレーン等の旋回装置に用いて好適な減速装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
油圧ショベル、油圧クレーン等の上部旋回体を下部走行体上で旋回させるための旋回装置には、一般に、回転源の出力を増大するための減速装置が搭載されている。
【０００３】
そこで、この種の従来技術による減速装置を、図４および図５に示す油圧ショベルの旋回装置に適用した場合を例に挙げて説明する。
【０００４】
図中、１は油圧ショベルの下部走行体と上部旋回体（いずれも図示せず）との間に配設された旋回装置を示し、該旋回装置１は、外部から圧油が給排されることにより出力軸２Ａを回転駆動する回転源としての油圧モータ２と、該油圧モータ２の出力軸２Ａの回転を減速して旋回輪３に伝達する減速装置４とから大略構成されている。
【０００５】
ここで、旋回輪３は下部走行体の丸胴５と上部旋回体の旋回フレーム６との間に設けられ、丸胴５に固着された内輪７と、旋回フレーム６に固着された外輪８と、該外輪８と内輪７との間に配設された複数の鋼球９（１個のみ図示）とからなっている。そして、外輪８が内輪７の周囲を各鋼球９を介して回転し、該外輪８と共に旋回フレーム６が回転することにより、上部旋回体が下部走行体に対して旋回するようになっている。
【０００６】
１０は旋回輪３の内周側に設けられたグリースバスで、該グリースバス１０は丸胴５の内周面に全周に亘って凹環状に形成され、内輪７の内周側に形成された内歯７Ａと後述のピニオン１９との噛合部を潤滑するグリースを保持するものである。
【０００７】
１１は減速装置４の外殻をなし、旋回フレーム６上に上下方向に配置されたハウジングを示し、該ハウジング１１は、内周側が減速機構収容部１２となった上側ハウジング１３と、内周側に軸支持部１４が設けられた下側ハウジング１５とから構成され、上側ハウジング１３の上端側には油圧モータ２が固着されている。そして、上側ハウジング１３と下側ハウジング１５とは複数のボルトによって固着され、下側ハウジング１５は複数のボルトによって旋回フレーム６上に固着されている。ここで、上側ハウジング１３の内周側には全周に亘って内歯１３Ａが形成されている。
【０００８】
１６は下側ハウジング１５に設けられた軸支持部１４と出力軸１８との間に設けられた上側軸受で、該上側軸受１６は、図２に示すように、出力軸１８に嵌合した内輪１６Ａと、軸支持部１４の上部中央に取付けられた外輪１６Ｂと、内輪１６Ａと外輪１６Ｂとの間に設けられた複数の転動体１６Ｃとにより、円すいころ軸受として構成されている。１７は上側軸受１６の下方に位置して軸支持部１４と出力軸１８との間に設けられた下側軸受で、該下側軸受１７は、出力軸１８に嵌合した内輪１７Ａと、軸支持部１４の下部中央に取付けられた外輪１７Ｂと、内輪１７Ａと外輪１７Ｂとの間に設けられた複数の転動体１７Ｃとにより、円すいころ軸受として構成されている。
【０００９】
１８は下側ハウジング１５の軸支持部１４に挿通され、上側軸受１６、下側軸受１７によって回転可能に支持された出力軸を示し、該出力軸１８の上端側外周には、後述する遊星歯車機構２８のキャリア３２とスプライン結合する歯部１８Ａが形成され、該歯部１８Ａの下側には後述するナット部材３３が螺合するねじ部１８Ｂが螺設されている。また、該出力軸１８の下端側は旋回フレーム６の下側に突出してピニオン１９となり、該ピニオン１９は旋回輪３の内輪７に形成された内歯７Ａと噛合している。これにより、出力軸１８はピニオン１９と共に内輪７の内歯７Ａ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１１を介して旋回フレーム６を旋回させるようになっている。
【００１０】
２０は出力軸１８の下端側に挿嵌された環状のリテーナで、該リテーナ２０は、出力軸１８のピニオン１９と下側軸受１７との間に位置して該下側軸受１７の内輪を保持している。２１は下側軸受１７とリテーナ２０との間に設けられた環状の仕切板で、該仕切板２１は、グリースバス１０内に充填されたグリースが旋回輪３の内歯７Ａとピニオン１９との噛合によるポンプ作用によって噴出し、ハウジング１１内に侵入するのを防止するものである。
【００１１】
２２は上側軸受１６と下側軸受１７との間に位置してハウジング１１内に設けられた環状のシール部材で、該シール部材２２は、外周側が下側ハウジング１５の軸支持部１４に嵌着し、内周側が出力軸１８に適度な弾性力をもって液密に摺接している。そして、シール部材２２は遊星歯車機構２３，２８等を潤滑する潤滑油を減速機構収容部１２内に封止し、グリースバス１０内に充填されたグリースから隔絶するものである。
【００１２】
２３は油圧モータ２の下方に位置して上側ハウジング１３の減速機構収容部１２内に配設された１段目の遊星歯車機構を示し、該遊星歯車機構２３は、油圧モータ２の出力軸２Ａにスプライン結合された太陽歯車２４と、該太陽歯車２４と上側ハウジング１３の内歯１３Ａとに噛合し、該太陽歯車２４の周囲を自転しつつ公転する複数の遊星歯車２５（１個のみ図示）と、該各遊星歯車２５をピン２６を介して回転可能に支持するキャリア２７とから大略構成されている。
【００１３】
２８は遊星歯車機構２３の下方に位置して上側ハウジング１３の減速機構収容部１２内に配設された２段目の遊星歯車機構を示し、該遊星歯車機構２８は、遊星歯車機構２３のキャリア２７に設けられた内歯にスプライン結合する太陽歯車２９と、該太陽歯車２９と上側ハウジング１３の内歯１３Ａとに噛合し、該太陽歯車２９の周囲を自転しつつ公転する複数の遊星歯車３０（１個のみ図示）と、該各遊星歯車３０をピン３１を介して回転可能に支持するキャリア３２とから大略構成されている。
【００１４】
そして、キャリア３２に形成された内歯は出力軸１８の歯部１８Ａにスプライン結合し、各遊星歯車３０の公転を出力軸１８に伝達するようになっている。これにより、油圧モータ２の出力軸２Ａの回転は、遊星歯車機構２３，２８によって２段階に減速され、出力軸１８を大きなトルクをもって回転させる。
【００１５】
３３は上側軸受１６の上方に位置して出力軸１８の外周側に配設されたナット部材を示し、該ナット部材３３は、出力軸１８のねじ部１８Ｂに螺合することにより該出力軸１８の軸方向に移動し、下側ハウジング１５の軸支持部１４との間で上側軸受１６を軸方向に位置決めしている。
【００１６】
従来技術による減速装置４は上述の如き構成を有するもので、油圧モータ２に外部から圧油を給排して出力軸２Ａを回転駆動すると、この回転は減速装置４のハウジング１１内で遊星歯車機構２３，２８により２段階に減速され、出力軸１８に高トルクの回転力が伝達される。
【００１７】
そして、該出力軸１８のピニオン１９は旋回輪３の内歯７Ａに噛合し、該旋回輪３は内輪７が下部走行体の丸胴５に固着され、外輪８が上部旋回体の旋回フレーム６に固着されているから、ピニオン１９は内輪７の内歯７Ａを介して自転しつつ公転し、この公転が出力軸１８からハウジング１１を介して旋回フレーム６に伝達され、上部旋回体が下部走行体上で旋回する。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来技術による減速装置４では、ハウジング１１内に貯えられた潤滑油によって遊星歯車機構２３，２８等が常時潤滑されるようになっているが、該遊星歯車機構２３，２８を構成する各歯車が噛合することにより生じた摩耗粉等の異物Ａは、図５に示すように潤滑油中を沈降して上側軸受１６の内輪１６Ａと外輪１６Ｂとの間に侵入する。これにより、上側軸受１６の転動体１６Ｃ等が損傷してしまい、出力軸１８の円滑な回転が妨げられるという問題がある。
【００１９】
また、上側軸受１６を通過した異物Ａが、シール部材２２と出力軸１８との摺接部等に侵入した場合には、該シール部材２２が早期に摩耗または損傷してハウジング１１内から潤滑油が漏洩することにより、遊星歯車機構２３，２８等の安定した作動が損なわれるという問題がある。
【００２０】
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、摩耗粉等の異物によって軸受等が損傷するのを防止し、回転軸あるいは減速機構等を長期に亘って安定して作動させることができる減速装置を提供することを目的としている。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために本発明は、上部側が減速機構収容部となり下部側が軸支持部となって上下方向に配置されるハウジングと、該ハウジングの減速機構収容部内に設けられ回転源の回転を減速する減速機構と、前記ハウジングの軸支持部を挿通して設けられ該減速機構によって減速された回転を出力する出力軸と、前記ハウジングの軸支持部に設けられ該出力軸を回転可能に支持する軸受と、該軸受の上側に位置して前記出力軸の外周側に設けられ、前記ハウジングの軸支持部との間で該軸受を位置決めするナット部材とからなる減速装置に適用される。
【００２２】
そして、請求項１の発明が採用する構成の特徴は、前記ハウジング内で前記減速機構を潤滑する潤滑油中に混入した異物が前記軸受内に侵入するのを防止するため、前記ナット部材の外径寸法を前記軸受を構成する外輪の直径以上に設定したことにある。
【００２３】
このように構成したことにより、軸受を構成する外輪の直径以上の外径寸法を有するナット部材によって軸受の上側が覆われるから、減速機構を潤滑する潤滑油中に異物が混入したとしても、該異物が軸受内に侵入するのをナット部材によって防止できる。
【００２４】
また、請求項２の発明は、前記ナット部材の上面には、外周側が漸次下向きに傾斜するテーパ面を設ける構成としたことにある。
【００２５】
このように構成したことにより、ナット部材の上面に落下した異物をテーパ面に沿って軸受の外周側に導くことができる。
【００２６】
さらに、請求項３の発明は、前記ハウジングの軸支持部には、前記ナット部材の外周側から飛散する異物を捕捉するため前記軸受の外周側に位置して環状の凹陥溝を設ける構成としたことにある。
【００２７】
このように構成したことにより、潤滑油中に混入した異物は、ナット部材の外周側から飛散して凹陥溝内に捕捉される。この場合、凹陥溝内に捕捉された異物はその自重によって該凹陥溝内で堆積するから、減速機構の作動によって潤滑油が攪拌されたとしても、異物が軸受内に侵入するのを防止できる。
【００２８】
また、請求項４の発明は、前記回転軸と噛合する前記減速機構のキャリア下面には前記ナット部材に設けたピン穴に挿通される廻止めピンを設け、該廻止めピンはその下面の少なくとも一部が前記軸受を構成する内輪の上面と対面する構成としたことにある。
【００２９】
このように構成したことにより、例えば減速機構の作動時等において廻止めピンがキャリアに対して緩みを生じたとしても、該廻止めピンの下面が軸受の内輪上面に当接することにより、廻止めピンがキャリアから離脱するのを防止でき、ナット部材を廻止め状態に保つことができる。
【００３０】
さらに、請求項５の発明は、前記ナット部材には一定の半径をもった円周上に複数のピン穴を設け、前記廻止めピンは該各ピン穴のいずれかに挿通する構成としたことにある。
【００３１】
上記構成によれば、減速機構のキャリアに設けた廻止めピンをナット部材に設けた複数のピン穴のうちいずれかに挿通することにより、回転軸に対するナット部材の廻止めを簡単に行うことができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照しつつ説明する。
【００３３】
図１および図２は本発明による減速装置を油圧ショベルの旋回装置に用いた場合を例に挙げて示している。なお、本実施例では上述した従来技術と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００３４】
図中、４１は本実施例による減速装置を示し、該減速装置４１のハウジング４２は、従来技術によるハウジング１１と同様に、内周側が減速機構収容部１２となった上側ハウジング１３と、下側ハウジング４３とから構成されるものの、該下側ハウジング４３の構成が従来技術とは異なっている。
【００３５】
４３は従来技術による下側ハウジング１５に代えて本実施例に適用される下側ハウジングで、該下側ハウジング４３は、従来技術による下側ハウジング１５と同様に上端側が複数のボルトによって上側ハウジング１３に固着され、下端側が複数のボルトによって旋回フレーム６上に固着されている。そして、下側ハウジング４３の内周側には、上側軸受１６、下側軸受１７を介して出力軸１８を支持する軸支持部４４が設けられているものの、該軸支持部４４の上面側には環状の凹陥溝４５が形成されている。
【００３６】
ここで、凹陥溝４５は、上側軸受１６の外輪１６Ｂよりも外周側に位置して軸支持部４４の上面側に全周に亘って凹設され、後述するナット部材４６の外周側から飛散する異物Ａを捕捉するものである。
【００３７】
４６は従来技術によるナット部材３３に代えて本実施例に適用されるナット部材を示し、該ナット部材４６は、図３に示す如くほぼ中空の円板状に形成され、その内周側には出力軸１８のねじ部１８Ｂに螺合するめねじが螺設されている。ここで、ナット部材４６は、その外径寸法Ｄが上側軸受１６の外輪１６Ｂの直径ｄ以上（Ｄ≧ｄ）に設定され、上側軸受１６を全周に亘って上側から覆う構成となっている（図２参照）。
【００３８】
４７はナット部材４６の上面に形成されたテーパ面で、該テーパ面４７は、外周側に向けて漸次下向きに傾斜するように形成され、ハウジング４２内に封入された潤滑油内に混入した異物Ａが自重によってナット部材４６上に落下したときに、該異物Ａをナット部材４６の外周側に導くものである。
【００３９】
４８，４８，…はナット部材４６に穿設された４個のピン穴で、該各ピン穴４８は、ナット部材４６の軸中心から一定の半径をもった円周４９（図３中に一点鎖線で示す）上に９０度の間隔をもって配設されている。そして、各ピン穴４８のうちいずれか１個に後述の廻止めピン５０を挿通することにより、ナット部材４６が出力軸１８に対して廻止めされる構成となっている。
【００４０】
５０は遊星歯車機構２８を構成するキャリア３２の下面に設けられて下向きに伸長した廻止めピンで、該廻止めピン５０は、ナット部材４６の各ピン穴４８よりも小径に形成されている。そして、廻止めピン５０の上端側はキャリア３２の下面に穿設された嵌合穴５１内に圧入嵌合され、キャリア３２を出力軸１８の歯部１８Ａに噛合させるときに、廻止めピン５０の下端側をナット部材４６の各ピン穴４８のうちいずれか１個に挿通することにより、ナット部材４６が出力軸１８に対して廻止めされる。
【００４１】
この場合、ナット部材４６の各ピン穴４８は一定の半径をもった円周４９上に４個設けられているから、キャリア３２を出力軸１８の歯部１８Ａに噛合させたときに、廻止めピン５０を４個のピン穴４８のうち１個に確実に挿通することができる。これにより、例えば廻止めピン５０とピン穴４８とを位置合わせするために、ナット部材４６を出力軸１８のねじ部１８Ｂに締込む作業等を不要にでき、ナット部材４６に対する廻止めを簡単に行うことができると共に、ナット部材４６の過剰な締付けによって上側軸受１６等の円滑な回転が阻害されるのを防止できる。
【００４２】
また、廻止めピン５０は、図２に示すように、その下面５０Ａの一部が上側軸受１６の内輪１６Ａ上面と対面するように、キャリア３２に対する取付位置が考慮されている。これにより、廻止めピン５０がキャリア３２の嵌合穴５１内で緩みを生じた場合でも、該廻止めピン５０の下面５０Ａが上側軸受１６の内輪１６Ａ上面に当接することにより、廻止めピン５０がキャリア３２から離脱するのを防止し、ナット部材４６を廻止め状態に保つことができる構成となっている。
【００４３】
本実施例による減速装置４１は上述の如き構成を有するもので、油圧モータ２に外部から圧油を給排すると出力軸２Ａが回転し、この回転は減速装置４１のハウジング４２内で遊星歯車機構２３，２８によって２段階に減速され、出力軸１８に高トルクの回転力が伝達される。これにより、ピニオン１９が内輪７の内歯７Ａを介して自転しつつ公転し、この公転が出力軸１８からハウジング４２を介して旋回フレーム６に伝達され、上部旋回体が下部走行体上で旋回動作を行う。
【００４４】
このとき、油圧モータ２の出力軸２Ａの回転を減速すべく作動する遊星歯車機構２３，２８は、ハウジング４２内に封入された潤滑油によって常時潤滑され、該遊星歯車機構２３，２８を構成する各歯車の噛合によって生じた摩耗粉等の異物Ａは、自重によって潤滑油中を沈降する。
【００４５】
しかし、本実施例では、上側軸受１６の上側を、該上側軸受１６を構成する外輪１６Ｂの直径ｄ以上の外径寸法Ｄを有するナット部材４６によって覆う構成としたから、潤滑油中を沈降する異物Ａは、ナット部材４６の上面に達した後、出力軸１８と共に回転するナット部材４６の遠心力によって該ナット部材４６の外周側に飛散するようになる。これにより、異物Ａは上側軸受１６内に侵入することなく、下側ハウジング４３の軸支持部４４に設けられた凹陥溝４５内に捕捉される。
【００４６】
この場合、ナット部材４６の上面には、外周側に向けて下向きに傾斜するテーパ面４７が形成されているから、ナット部材４６の上面に達した異物Ａを、テーパ面４７に沿って確実に凹陥溝４５内に導くことができる。
【００４７】
そして、凹陥溝４５内に捕捉された異物Ａは、その自重によって上側軸受１６の外輪１６Ｂ上面よりも低い位置にある凹陥溝４５内に堆積するから、遊星歯車機構２３，２８の作動によって潤滑油が攪拌されたとしても、該異物Ａが凹陥溝４５を越えて上側軸受１６内に侵入するのを防止できる。
【００４８】
従って、潤滑油中の異物Ａが上側軸受１６の内輪１６Ａと外輪１６Ｂとの間に侵入し、該上側軸受１６の転動体１６Ｃ等を損傷させるのを防止でき、出力軸１８を長期に亘って円滑に回転させることができる。また、上側軸受１６の下方に配設されたシール部材２２と出力軸１８との摺接部等への異物Ａの侵入をも防止でき、シール部材２２のシール性を良好に保つことができる。
【００４９】
また、ナット部材４６の外径寸法Ｄを大きく設定することにより、該ナット部材４６を出力軸１８のねじ部１８Ｂに締込むときのトルクを大きくすることができる。これにより、ナット部材４６に対する締付けトルクの管理がし易くなり、該ナット部材４６とハウジング４２の軸支持部４４との間で位置決めされる上側軸受１６等の作動を安定させることができる。
【００５０】
しかも、本実施例では、ハウジング４２の軸支持部４４との間で上側軸受１６等を位置決めするナット部材４６を用いて、潤滑油中に混入した異物Ａが上側軸受１６等に侵入するのを防止できる構成としたから、例えば異物Ａが上側軸受１６内等に侵入するのを防止するためだけの別部品を設ける場合に比較して、部品点数や組付工数の増加を防止できる。
【００５１】
なお、前記実施例では、２段の遊星歯車機構を備えた減速装置を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限るものではなく、１段の遊星歯車機構または３段以上の遊星歯車機構を備えた減速装置に適用してもよく、さらに、例えば遊星歯車を用いない型式の減速機構を備えた減速装置に適用してもよい。
【００５２】
また、前記実施例では、出力軸１８を支持する軸受として上側軸受１６と下側軸受１７とを用いた場合を例に挙げたが、本発明はこれに限らず、１個の軸受、あるいは３個以上の軸受によって出力軸を支持する構成としてもよい。
【００５３】
さらに、前記実施例では、上側軸受１６および下側軸受１７として円すいころ軸受を用いた場合を例に挙げたが、本発明はこれに限らず、ラジアル方向およびスラスト方向の荷重を受承しナット部材によって位置決めされる玉軸受等の他の型式の軸受を用いてもよい。
【００５４】
【発明の効果】
以上詳述した如く、請求項１の発明によれば、ハウジングの軸支持部との間で軸受を位置決めするナット部材の外径寸法を軸受を構成する外輪の直径以上に設定する構成としたから、減速機構を潤滑する潤滑油中に摩耗粉等の異物が混入したとしても、軸受の上側を覆うナット部材によって該異物が軸受内に侵入するのを確実に防止できる。この結果、潤滑油中の異物によって軸受が損傷するのを防止でき、回転軸を円滑に回転させることができる。また、軸受の下方に配設されたシール部材が異物によって損傷してハウジング内から潤滑油が漏洩するのを防止でき、減速機構を長期に亘って安定して作動させることができる。
【００５５】
また、請求項２の発明によれば、ナット部材の上面に外周側が漸次下向きに傾斜するテーパ面を設ける構成としたから、ナット部材の上面に落下した異物をテーパ面に沿って軸受の外周側に導くことができ、軸受内へ異物の侵入を一層確実に防止できる。
【００５６】
さらに、請求項３の発明によれば、ハウジングの軸支持部には、ナット部材の外周側から飛散する異物を捕捉する環状の凹陥溝を設ける構成としたから、ナット部材の外周側から飛散して凹陥溝内に捕捉された異物は、その自重によって該凹陥溝内で堆積するから、減速機構の作動によって潤滑油が攪拌されたとしても、異物が軸受内に侵入するのを防止できる。
【００５７】
また、請求項４の発明によれば、回転軸と噛合する減速機構のキャリア下面にはナット部材に設けたピン穴に挿通される廻止めピンを設け、該廻止めピンは、その下面の少なくとも一部が軸受の内輪上面と対面する構成としたから、例えば減速機構の作動時等において廻止めピンがキャリアに対して緩みを生じたとしても、該廻止めピンの下面が軸受の内輪上面に当接することにより、廻止めピンがキャリアから離脱するのを防止でき、ナット部材を廻止め状態に保つことができる。
【００５８】
さらに、請求項５の発明によれば、ナット部材には一定の半径をもった円周上に複数のピン穴を設け、廻止めピンは該各ピン穴のいずれかに挿通する構成としたから、キャリアを回転軸に噛合させたときに、廻止めピンを複数のピン穴のうち１個に確実に挿通することができる。これにより、例えば廻止めピンとピン穴とを位置合わせするために、ナット部材を回転軸に締込む作業等を不要にでき、ナット部材に対する廻止めを簡単に行うことができると共に、ナット部材の過剰な締付けによって軸受の円滑な回転が阻害されるのを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例による減速装置を示す縦断面図である。
【図２】図１中の上側軸受、ナット部材等を拡大して示す要部拡大断面図である。
【図３】図１中のナット部材を拡大して示す斜視図である。
【図４】従来技術による減速装置を示す縦断面図である。
【図５】図５中の上側軸受、ナット部材等を拡大して示す拡大断面図である。
【符号の説明】
２ 油圧モータ（回転源）
１２ 減速機構収容部
１６ 上側軸受
１６Ａ 内輪
１６Ｂ 外輪
１７ 下側軸受
１８ 出力軸
２３，２８ 遊星歯車機構（減速機構）
４２ ハウジング
４４ 軸支持部
４５ 凹陥溝
４６ ナット部材
４７ テーパ面
４８ ピン穴
５０ 廻止めピン
５０Ａ 下面
５１ 嵌合穴
Claims (5)
- 上部側が減速機構収容部となり下部側が軸支持部となって上下方向に配置されるハウジングと、該ハウジングの減速機構収容部内に設けられ回転源の回転を減速する減速機構と、前記ハウジングの軸支持部を挿通して設けられ該減速機構によって減速された回転を出力する出力軸と、前記ハウジングの軸支持部に設けられ該出力軸を回転可能に支持する軸受と、該軸受の上側に位置して前記出力軸の外周側に設けられ、前記ハウジングの軸支持部との間で該軸受を位置決めするナット部材とからなる減速装置において、
前記ハウジング内で前記減速機構を潤滑する潤滑油中に混入した異物が前記軸受内に侵入するのを防止するため、前記ナット部材の外径寸法を前記軸受を構成する外輪の直径以上に設定したことを特徴とする減速装置。 - 前記ナット部材の上面には、外周側が漸次下向きに傾斜するテーパ面を設ける構成としてなる請求項１に記載の減速装置。
- 前記ハウジングの軸支持部には、前記ナット部材の外周側から飛散する異物を捕捉するため前記軸受の外周側に位置して環状の凹陥溝を設ける構成としてなる請求項１または２に記載の減速装置。
- 前記回転軸と噛合する前記減速機構のキャリア下面には前記ナット部材に設けたピン穴に挿通される廻止めピンを設け、該廻止めピンはその下面の少なくとも一部が前記軸受を構成する内輪の上面と対面する構成としてなる請求項１，２または３に記載の減速装置。
- 前記ナット部材には一定の半径をもった円周上に複数のピン穴を設け、前記廻止めピンは該各ピン穴のいずれかに挿通する構成としてなる請求項１，２，３または４に記載の減速装置。
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