JP5112919B2 - Vertical motor unit with reduction gear - Google Patents
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Description
本発明は、減速機を構成する遊星歯車機構を、減速機内に溜められた潤滑油中に配設し、遊星歯車機構における太陽歯車の駆動軸と縦型モータの出力軸とをスプライン結合した減速機付き縦型モータ装置に関するものである。特に、太陽歯車の駆動軸と縦型モータの出力軸とのスプライン結合部に、潤滑油を強制的に供給することのできる減速機付き縦型モータ装置に関するものである。 According to the present invention, a planetary gear mechanism constituting a speed reducer is disposed in lubricating oil stored in the speed reducer, and a sun gear drive shaft and a vertical motor output shaft in the planetary gear mechanism are spline-coupled. The present invention relates to a machine-equipped vertical motor device. In particular, the present invention relates to a vertical motor device with a reduction gear capable of forcibly supplying lubricating oil to a spline coupling portion between a drive shaft of a sun gear and an output shaft of a vertical motor.
減速機付き縦型モータ装置は、油圧ショベル等の自走式の建設作業機械において、上部旋回体を下部走行体に対して旋回させるための駆動源等として用いられている。そして、通常において減速機付き縦型モータ装置は、上部旋回体側に取付けられている。 BACKGROUND ART A vertical motor device with a reduction gear is used as a drive source or the like for turning an upper swing body with respect to a lower travel body in a self-propelled construction work machine such as a hydraulic excavator. And the vertical motor apparatus with a reduction gear is normally attached to the upper revolving body side.
減速機付き縦型モータ装置としては、旋回用の減速機付き油圧モータ装置（特許文献１参照）などが、各種提案されている。特許文献１に記載された油圧モータ装置では、図４で示すように、油圧モータ６を有する油圧モータ部52と、油圧モータ56の出力軸58に太陽歯車61を取り付けて構成した遊星歯車機構からなる減速機構部５3と、を備えた構成となっている。
As a vertical motor device with a reduction gear, various types of hydraulic motor devices with a reduction gear for turning (see Patent Document 1) have been proposed. In the hydraulic motor device described in
そして、斜板式油圧モータとして構成された油圧モータ56は、油圧モータ部52のモータハウジング54内に収納されており、減速機構部53は、減速機構部53を構成するケーシング62,63内に収納されている。油圧モータ56の回転は、減速機構部53において減速され、減速された回転は、最終的には出力ピニオン64に伝達される構成となっている。
The
出力ピニオン64は、図示せぬ下部走行体側に固定された内輪の内歯歯車（リングギア）65と噛合している。下部走行体側は、接地によって回転が規制されており、出力ピニオン64が回転すると、出力ピニオン64は内歯歯車（リングギア）65の内周面に沿って自転しながら公転することになる。そして、減速機付き油圧モータ装置51を設けた上部旋回体は、下部走行体に対して相対的に旋回動作ることができる。
The
特許文献１で示した減速機付き油圧モータ装置51では、油圧モータ56の出力軸58に太陽歯車61を取り付けた構成となっており、油圧モータ56の駆動力は、太陽歯車61から遊星歯車減速機構に伝達される構成となっている。また、減速機構部53としては、２段遊星歯車減速機構が採用されている。
In the hydraulic motor device with a
２段遊星歯車減速機構を備える減速機構部53は、ケーシング62,63によって外郭が構成されており、一方のケーシング63は上部旋回体の旋回フレーム上に固定されている。この構成によって、旋回用の減速機付き油圧モータ装置51は、上部旋回体側に固定的に設けられることになる。そして、油圧モータ56の回転駆動によって、上部旋回体は下部走行体に対して減速して旋回動することができる。
特許文献１における遊星歯車減速機構では、太陽歯車61の中心部に形成した凹スプラインは、油圧モータ56の出力軸58の外周面に形成した凸スプラインとスプライン結合する構成となっている。ところで、一般に減速機を備えた建設機械の旋回装置等においては、油浴潤滑（オイルバス方式）が採用されており、太陽歯車や遊星歯車などは、潤滑油に浸漬された状態で使用されている。
In the planetary gear speed reduction mechanism in
特許文献１における２段遊星歯車減速機構においても、そのように油浴潤滑が採用されているので、２段遊星歯車減速機構としては、ケーシング62，63内に充填した潤滑油に浸かっている構成になっている。そして、太陽歯車61と油圧モータ56の出力軸58とのスプライン結合部は、潤滑油中に浸った状態となっており、前記スプライン結合部に対して十分な潤滑を行える構成となっている。
The two-stage planetary gear reduction mechanism in
ところで、近年においては建設機械のハイブリッド化が検討されており、特許文献１に記載された油圧モータ56を、電動の縦型モータに置き換えた構成にすることなどが考えられている。しかし、油圧モータ56を縦型モータに置き換えたとしても、馬力としては油圧モータ56を用いていた場合と同程度の馬力が得られるように構成すると、どうしても縦型モータの大きさが、油圧モータ56の大きさよりも大きくなってしまう。そのため、縦型モータへの置き換えを図ろうとすると、上部旋回体への装着に問題が生じてしまう。
By the way, in recent years, hybrid construction machines have been studied, and it is considered that the
そこで、縦型モータにおける出力軸の下端面位置を、縦型モータを収納するモータケースの内側に位置させた構成にしておくことで、長手方向の長さ寸法を短く構成することができ、上部旋回体への装着についての問題が解決できる。しかし、縦型モータの出力軸と太陽歯車の駆動軸とのスプライン結合部は、モータケースの内側に位置してしまう。そのため、前記スプライン結合部は、油浴潤滑を行っている潤滑油の油面から離間した位置に配されることになり、前記スプライン結合部に対しての潤滑が難しくなる。 Therefore, by setting the lower end surface position of the output shaft in the vertical motor inside the motor case that houses the vertical motor, the length in the longitudinal direction can be shortened, The problem of mounting on the swivel can be solved. However, the spline coupling portion between the output shaft of the vertical motor and the drive shaft of the sun gear is located inside the motor case. For this reason, the spline coupling portion is disposed at a position away from the oil surface of the lubricating oil performing oil bath lubrication, and lubrication with respect to the spline coupling portion becomes difficult.
本発明では、電動の縦型モータの出力軸をモータハウジング内に配設して、縦型モータの出力軸と太陽歯車の駆動軸とのスプライン結合部が、油浴潤滑を行っている潤滑油の油面から離間した位置に配されても、前記スプライン結合部に対して潤滑油の供給を行うことができる減速機付き縦型モータ装置を提供することにある。 In the present invention, the lubricating oil in which the output shaft of the electric vertical motor is disposed in the motor housing, and the spline coupling portion between the output shaft of the vertical motor and the drive shaft of the sun gear performs oil bath lubrication. An object of the present invention is to provide a vertical motor device with a reduction gear that can supply lubricating oil to the spline coupling portion even if it is disposed at a position spaced from the oil surface.
本願発明の課題は請求項１、２に記載された各発明により達成することができる。
即ち、本願発明の減速機付き縦型モータ装置は、減速機内に溜められる潤滑油中に、遊星歯車機構が配設され、前記遊星歯車機構における太陽歯車の駆動軸と縦型モータの出力軸とをスプライン結合させた減速機付き縦型モータ装置であって、
前記出力軸の下端面位置が、前記出力軸の軸方向において前記縦型モータを収納するモータケースの内側に位置し、前記駆動軸の外周面に凸スプラインが形成され、前記出力軸の下端部に、前記凸スプラインと係合する凹スプラインが形成され、前記凸スプラインの下端部に環状の逃げ溝が形成されてなることを最も主要な特徴となしている。
The object of the present invention can be achieved by the inventions described in
That is, the vertical motor device with a speed reducer according to the present invention includes a planetary gear mechanism disposed in the lubricating oil stored in the speed reducer, and a drive shaft of the sun gear and an output shaft of the vertical motor in the planetary gear mechanism. Is a vertical motor device with a reduction gear that is spline-coupled,
The position of the lower end surface of the output shaft is located inside the motor case that houses the vertical motor in the axial direction of the output shaft , a convex spline is formed on the outer peripheral surface of the drive shaft, and the lower end of the output shaft The most important feature is that a concave spline that engages with the convex spline is formed and an annular relief groove is formed at the lower end of the convex spline.
また、本願発明の減速機付き縦型モータ装置では、前記環状の逃げ溝と、前記凹スプラインの先端部との間に油受けスペースが形成されてなることを主要な特徴となしている。 In addition, the vertical motor device with a reduction gear according to the present invention is characterized in that an oil receiving space is formed between the annular relief groove and the tip of the concave spline.
本願発明では、太陽歯車の駆動軸の外周面に凸スプラインを形成し、同凸スプラインを縦型モータの出力軸に形成した凹スプラインとスプライン結合させた構成としている。しかも、凸スプラインの下端部に環状の逃げ溝を形成している。 In the present invention, a convex spline is formed on the outer peripheral surface of the drive shaft of the sun gear, and the convex spline is splined with a concave spline formed on the output shaft of the vertical motor. In addition, an annular relief groove is formed at the lower end of the convex spline.
この構成によって、縦型モータの出力軸における下端面位置が、出力軸の軸方向において縦型モータを収納するモータケースの内側に位置するように構成しておくことができる
。そして、縦型モータの出力軸は、モータケース内に引っ込んだ構成となるので、モータケース内に収納した縦型モータの搬送が容易となる。また、縦型モータを梱包する場合でも、縦型モータの出力軸がモータケースから突出していないので、縦型モータの出力軸がモータケースから突出している場合に比べて、梱包する容積を小さくしておくことができる。しかも、モータケースを台等の上にそのまま載置したとしても、モータケースを安定した状態で載置しておくことができる。
With this configuration, the lower end surface position of the output shaft of the vertical motor can be configured to be located inside the motor case that houses the vertical motor in the axial direction of the output shaft . Since the output shaft of the vertical motor is retracted into the motor case, the vertical motor housed in the motor case can be easily conveyed. Even when packing a vertical motor, the output shaft of the vertical motor does not protrude from the motor case, so the packing volume is reduced compared to when the output shaft of the vertical motor protrudes from the motor case. I can keep it. Moreover, even if the motor case is placed on a table or the like as it is, the motor case can be placed in a stable state.
更に、縦型モータにおける出力軸の長さを短く構成することができるので、太陽歯車から伝達される駆動反力を、縦型モータの出力軸を支持している軸受けに近いところで受けることができる。これによって、軸受けの容積を小さく構成しておくことができ、しかも、軸受けの寿命を長くすることができる。 Further, since the length of the output shaft in the vertical motor can be shortened, the driving reaction force transmitted from the sun gear can be received near the bearing supporting the output shaft of the vertical motor. . As a result, the volume of the bearing can be reduced, and the life of the bearing can be extended.
更に、太陽歯車の駆動軸が突出した構成となるので、縦型モータを遊星歯車機構に結合させるときには、位置合せ等が容易になる。しかも、太陽歯車が遊星歯車に対して多少動き得る構成となるので、縦型モータの出力軸と太陽歯車の駆動軸とをスプライン結合させるときの芯合せの精度を、ある程度ラフな構成としておくことができる。 Furthermore, since the drive shaft of the sun gear protrudes, alignment and the like are facilitated when the vertical motor is coupled to the planetary gear mechanism. In addition, since the sun gear can move somewhat with respect to the planetary gear, the accuracy of alignment when the output shaft of the vertical motor and the drive shaft of the sun gear are spline-coupled should be somewhat rough. Can do.
このため、縦型モータを遊星歯車機構に結合する作業が短時間で行うことができるようになる。特に、野外における縦型モータの交換作業時においては、縦型モータを遊星歯車機構に結合する作業を短時間で行うことができる。 For this reason, the operation of coupling the vertical motor to the planetary gear mechanism can be performed in a short time. In particular, when the vertical motor is exchanged outdoors, the operation of coupling the vertical motor to the planetary gear mechanism can be performed in a short time.
また、縦型モータの出力軸における下端面位置を、出力軸の軸方向において縦型モータを収納するモータケースの内側に位置させた構成にしておくと、縦型モータの出力軸と太陽歯車の駆動軸とのスプライン結合部は、モータケースの内側に位置してしまうことになる。そして、スプライン結合部は、油浴潤滑を行っている潤滑油の油面から離間した位置に配されることになるので、スプライン結合部に対しての潤滑が難しくなる。 Also, if the lower end surface position of the output shaft of the vertical motor is positioned inside the motor case that houses the vertical motor in the axial direction of the output shaft , the output shaft of the vertical motor and the sun gear The spline coupling portion with the drive shaft is located inside the motor case. And since a spline coupling | bond part will be distribute | arranged to the position spaced apart from the oil surface of the lubricating oil which is performing oil bath lubrication, lubrication with respect to a spline coupling | bond part will become difficult.
油浴潤滑を行っている潤滑油が、太陽歯車と遊星歯車との噛合部において挟み込まれると、潤滑油は、噛合部から押出されて太陽歯車及び遊星歯車の側方から噴き出されることになる。そこで、本発明ではこの現象を利用して、凸スプラインの下端部に環状の逃げ溝を形成している。そして、噛合部から押出されて噴き上げられた潤滑油を、凸スプラインの下端部に環状の逃げ溝内に捕捉できるように構成している。 When the lubricating oil performing oil bath lubrication is sandwiched in the meshing portion between the sun gear and the planetary gear, the lubricating oil is pushed out from the meshing portion and ejected from the sides of the sun gear and the planetary gear. . Therefore, the present invention utilizes this phenomenon to form an annular relief groove at the lower end of the convex spline. And it is comprised so that the lubricating oil extruded and spouted from the meshing part can be caught in the annular escape groove at the lower end part of the convex spline.
環状の逃げ溝を凸スプラインの下端部に形成しておくことにより、凸スプラインと凹スプラインとにおける油受けスペースが拡大し、噛合部から押出されて噴き上げられた潤滑油を大量に環状の逃げ溝内に捕捉することができる。そして、上方へと移動するエネルギーが残っている油は、更に環状の逃げ溝に連通しているスプライン結合部へと移動していくことになる。 By forming an annular relief groove at the lower end of the convex spline, the oil receiving space between the convex spline and the concave spline is expanded, and a large amount of lubricating oil extruded from the meshing portion and spouted is formed. Can be captured within. Then, the remaining oil that moves upward moves further to the spline coupling portion that communicates with the annular relief groove.
また、太陽歯車の回転数が高くなるほど、噛合部からの噴き上げは激しくなる。そして、環状の逃げ溝には次から次へと大量の潤滑油が噴き付けられてくることになり、環状の逃げ溝に噴き付けられた潤滑油は、次から次へと噴き上げられてくる潤滑油によって、スプライン結合部の奥へ奥へと圧送されることになる。そのため、環状の逃げ溝に噴き付けられた潤滑油の一部は、太陽歯車の駆動軸の回転による遠心力で跳ね飛ばされてしまうが、多くの潤滑油はスプライン結合部を上昇し、スプライン結合部に対する潤滑を行うことができる。 Moreover, the higher the number of revolutions of the sun gear, the more intense the spray from the meshing portion. Then, a large amount of lubricating oil is sprayed from one to the next into the annular relief groove, and the lubricating oil sprayed into the annular relief groove is lubricated from the next to the next. The oil is pumped to the back of the spline joint. Therefore, a part of the lubricating oil sprayed into the annular relief groove is spattered by the centrifugal force due to the rotation of the drive shaft of the sun gear. It is possible to lubricate the part.
油浴潤滑を行っている潤滑油の油面レベルとして、例えば、太陽歯車が静止しているときに、太陽歯車と遊星歯車との噛合部における歯車の上面に設定されていたとしても、太陽歯車の回転に伴って潤滑油に対して遠心力が作用して、潤滑油の油面はすり鉢状の形状になってしまう。そのため、太陽歯車の駆動軸の中央付近や太陽歯車と遊星歯車との噛合部の上面部に、油面が存在しない状態が生じてしまうことになる。 As the oil level of the lubricating oil performing the oil bath lubrication, for example, when the sun gear is stationary, even if the sun gear is set on the upper surface of the gear at the meshing portion of the sun gear and the planetary gear, A centrifugal force acts on the lubricating oil with the rotation of the oil, and the oil surface of the lubricating oil has a mortar shape. For this reason, a state in which no oil level exists in the vicinity of the center of the drive shaft of the sun gear or the upper surface portion of the meshing portion between the sun gear and the planetary gear occurs.
太陽歯車と遊星歯車との噛合部における噛合いの度合いを調節しておくことによって、前記噛合部の一部は常に潤滑油に浸かっている状態としておくことができる。そして、前記噛合部の一部を浸けている潤滑油は、噛合部から押出されて噴き上げられることになる。潤滑油としては、噛合部から上方側と下方側とに押出されることになるが、下方側に押出された潤滑油は、減速機内に溜められている潤滑油内に戻されることになる。そして、上方側に押出された潤滑油は、上述したように、凹スプラインの下端部に形成した環状の逃げ溝に噴き付けられることになる。 By adjusting the degree of meshing at the meshing part between the sun gear and the planetary gear, a part of the meshing part can be kept in a state of being always immersed in the lubricating oil. Then, the lubricating oil soaking part of the meshing part is pushed out from the meshing part and spouted up. The lubricating oil is extruded upward and downward from the meshing portion, but the lubricating oil extruded downward is returned to the lubricating oil stored in the speed reducer. Then, as described above, the lubricating oil pushed upward is sprayed onto the annular relief groove formed at the lower end of the concave spline.
また、本発明では、環状の逃げ溝と、凹スプラインの先端部との間に油受けスペースを形成しておくことができる。即ち、環状の逃げ溝の周囲を凹スプラインの先端部によって覆っておく構成とすることにより、環状の逃げ溝と凹スプラインの先端部との間に形成できるスペースを、油受けのスペースとして利用することができる。 In the present invention, an oil receiving space can be formed between the annular relief groove and the tip of the concave spline. In other words, the space that can be formed between the annular escape groove and the tip of the concave spline is used as the space for the oil receiver by covering the circumference of the annular relief groove with the tip of the concave spline. be able to.
このように、油受けスペースを構成することにより、環状の逃げ溝と凹スプラインの先端部との間に潤滑油を保持しておくことができる。これにより、縦型モータの回転による遠心力が、環状の逃げ溝と凹スプラインの先端部との間に保持されている潤滑油に作用しても、潤滑油は遠心力によって外側に飛ばされることなく、スプライン結合部に対する潤滑油としてスプライン結合部に供給することができる。 Thus, by configuring the oil receiving space, the lubricating oil can be held between the annular relief groove and the tip of the concave spline. As a result, even if the centrifugal force due to the rotation of the vertical motor acts on the lubricating oil held between the annular relief groove and the tip of the concave spline, the lubricating oil is blown outward by the centrifugal force. Instead, it can be supplied to the spline joint as lubricating oil for the spline joint.
本発明の好適な実施の形態について、添付図面に基づいて以下において具体的に説明する。本願発明の減速機付き縦型モータ装置の構成としては、以下で説明する縦型モータとして電動モータを用いた構成以外にも、例えば、縦型モータとして油圧モータを用いた構成であっても、オイルバス方式を採用した各種減速機付き縦型モータ装置に対して本願発明を有効に適用することができる。このため、本発明は、以下に説明する実施例に限定されるものではなく、多様な変更が可能である。 Preferred embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the accompanying drawings. As the configuration of the vertical motor device with a speed reducer of the present invention, in addition to the configuration using an electric motor as a vertical motor described below, for example, a configuration using a hydraulic motor as a vertical motor, The present invention can be effectively applied to vertical motor devices with various reduction gears that employ an oil bath system. For this reason, this invention is not limited to the Example demonstrated below, A various change is possible.
図１は、本発明の実施形態に係わる建設機械に用いられる減速機付き縦型モータ装置の縦断面図である。図２は、本願発明の特徴的構成である、スプライン結合部の要部構成を模式的に示した図である。また、図３は、本願発明との比較を行うため、太陽歯車の駆動軸に形成した凸スプラインの下端部に環状の逃げ溝を形成しなかった場合に関して、スプライン結合部における要部構成を模式的に示した図である。 FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a vertical motor device with a reduction gear used in a construction machine according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram schematically showing a main configuration of the spline coupling portion, which is a characteristic configuration of the present invention. Further, FIG. 3 schematically shows the main configuration of the spline coupling portion in the case where the annular relief groove is not formed at the lower end portion of the convex spline formed on the drive shaft of the sun gear for comparison with the present invention. FIG.
図１に示すように、減速機付き縦型モータ装置4は、縦型モータとして用いた電動モータ5と減速機10とを備えた構成となっている。電動モータ5は、図示せぬ旋回制御装置からの制御によって、所定の電力が供給されて回転駆動する。電動モータ5は、従来の油圧モータとほぼ同じ大きさのものを用いているが、従来の油圧モータと異なる大きさのものを用いることもできる。また、電動モータ5は、従来の油圧モータに相当する出力トルクを生じさせるために、油圧モータに比べて高速回転型のモータを用いている。
As shown in FIG. 1, the
尚、以下においては、縦型モータとして電動モータ5を用いた構成について説明を行っていくが、縦型モータとして油圧モータを用いておくこともできる。そのため、本願発明は、縦型モータとして電動モータ5を用いた構成に限定されるものではない。
In the following, the configuration using the
電動モータ5の下部側には、モータ出力軸5aの回転を減速する減速機10が設けられている。減速機10は、三段階の減速機として構成されている。三段階の減速機としては、電動モータ5からの回転を最初に減速する第一減速機11、第一減速機11で減速した回転を更に減速する第二減速機12、そして、第二減速機12で減速した回転を更にもう一度減速して出力ピニオン14を回転させる第三減速機13から構成されている。
On the lower side of the
第一減速機11と第二減速機12との間には、メカニカルブレーキ15が配設されている。また、減速機10内の潤滑油室9には潤滑油が溜められており、第一減速機11、第二減速機12、第三減速機13及びメカニカルブレーキ15は、潤滑油中に配された構成となっている。
A
電動旋回装置4は上部旋回体2に固定され、スイングサークル3は下部走行体1に固定されている。また、上部旋回体2にはスイングサークル3に対して外接して相対回転できるように同芯円状の外輪8（左側断面の図示は省略）が固定されている。外輪8とスイングサークル3との間で相対回転が行えるように、外輪8とスイングサークル3との間にはベアリング8aが介在されている。
The
そして、第三減速機13からの出力で回転される出力ピニオン14は、下部走行体1に設けたスイングサークル3に形成された内歯に噛合しており、出力ピニオン14が回転することによって、上部旋回体2は下部走行体1に対して旋回動することができる。
Then, the
次に減速機10の構成及びメカニカルブレーキ15の構成について説明するが、減速機10としては三段階の減速機に限定されるものではなく、一段階の減速機を含む適宜の段数を備えた減速機として構成しておくことができる。
Next, the structure of the
尚、図示例では、第一減速機11から第三減速機13における各遊星歯車11b、12b、13bが、それぞれのキャリア11d、12d、13dによって片持ち状態で支持された例を示している。しかし、各遊星歯車11b、12b、13bの支持構造としては、各遊星歯車11b、12b、13bの遊星軸11c、12c、13cにおける両端が、それぞれのキャリア11d、12d、13dによって支持された構成としておくこともできる。両端支持の支持構成は公知の支持構成であるため特に例示していないが、例えば、特開２００６―２２０２２０号公報には、両端支持の支持構成が開示されている。
In the illustrated example, the
また、メカニカルブレーキ15の構成としては、以下で説明するブレーキ機構に限定されるものではなく、周知のブレーキ機構を用いることができる。ブレーキ機構を配設する部位としては、第一減速機11と第二減速機12との間の部位に限定されるものではない。
Further, the configuration of the
減速機10及びメカニカルブレーキ15は、上部旋回体2に固定された円筒状のケーシング7内に収納されている。ケーシング7は、上方から順に、内部に第一減速機11が配設される第１ケーシング7aと、内部にメカニカルブレーキ15が配設されるブレーキケーシング7bと、内部に第二減速機12及び第三減速機13の一部が配設される第２ケーシング7cと、内部に第三減速機13の残りの部分が配設される第３ケーシング7dとから構成されている。各ケーシング7a〜7dは、例えばボルト等の固定手段により隣接するケーシング同士が固定されている。
The
第１ケーシング7aの上端部には、電動モータ5が固定されており、第３ケーシング7dの下端部は、上部旋回体2に固定されている。図示例では、電動モータ5は、モータケース19内に配設されている。
The
第一減速機11は、駆動軸20に設けた第一太陽歯車11aの回転を減速して、駆動トルクを増大させ、第一駆動軸11fから出力させる構成となっている。第一太陽歯車11aの回転は、第一太陽歯車11aと第１ケーシング7aの内周面に形成した第一リング歯車11eとに噛合している第一遊星歯車11bに伝えられる。
The
第一遊星歯車11bは、第一キャリア11dに支持された第一遊星軸11cとの間で、回転自在に支持されている。また、第一遊星軸11cから第一遊星歯車11bの抜け止めを行うため、第一遊星軸11cの上端部側には、第一リテーナ11hが取付けられている。
The first
第一太陽歯車11aからの回転によって、第一遊星歯車11bは自転するとともに第一太陽歯車11aの外周を公転する。第一遊星歯車11bの公転運動は、第一遊星歯車11bを回転自在に支承している第一キャリア11dの回転として取り出すことができる。第一キャリア11dの回転速度は、第一太陽歯車11aの外周を公転する第一遊星歯車11bの公転速度となり、第一太陽歯車11aの回転速度よりも減速される。そして、第一キャリア11dの回転は、第一キャリア11dとスプライン結合している第一駆動軸11fに伝えられる。
By the rotation from the
第二減速機12は、第一駆動軸11fに設けた第二太陽歯車12aの回転を減速して、駆動トルクを増大させ、第二駆動軸12fから出力させる構成となっている。第二太陽歯車12aの回転は、第二太陽歯車12aと第２ケーシング7cの内周面に形成した第二リング歯車12eとに噛合している第二遊星歯車12bに伝えられる。
The
第二遊星歯車12bは、第二キャリア12dに支持された第二遊星軸12cとの間で、回転自在に支持されている。また、第二遊星軸12cから第二遊星歯車12bの抜け止めを行うため、第二遊星軸12cの上端部側には、第二リテーナ12hが取付けられている。
The second
第二太陽歯車12aからの回転によって、第二遊星歯車12bは自転するとともに第二太陽歯車12aの外周を公転する。第二遊星歯車12bの公転運動は、第二遊星歯車12bを回転自在に支承している第二キャリア12dの回転として取り出すことができる。第二キャリア12dの回転速度は、第二太陽歯車12aの外周を公転する第二遊星歯車12bの公転速度となり、第二太陽歯車12aの回転速度よりも減速される。そして、第二キャリア12dの回転は、第二キャリア12dにスプライン結合している第二駆動軸12fに伝えられる。
Due to the rotation from the
第三減速機13は、第二駆動軸12fに設けた第三太陽歯車13aの回転を減速して、駆動トルクを増大させ、第三駆動軸13fから出力させる構成となっている。第三太陽歯車13aの回転は、第三太陽歯車13aと第２ケーシング7cの内周面に形成した第三リング歯車13eとに噛合している第三遊星歯車13bに伝えられる。
The
第三遊星歯車13bは、第三キャリア13dに支持された第三遊星軸13cとの間で、回転自在に支持されている。また、第三遊星軸13cから第三遊星歯車13bの抜け止めを行うため、第三遊星軸13cの上端部側には、第三リテーナ13hが取付けられている。
The third planetary gear 13b is rotatably supported between the third
第三太陽歯車13aからの回転によって、第三遊星歯車13bは自転するとともに第三太陽歯車13aの外周を公転する。第三遊星歯車13bの公転運動は、第三遊星歯車13bを回転自在に支承している第三キャリア13dの回転として取り出すことができる。第三キャリア13dの回転速度は、第三太陽歯車13aの外周を公転する第三遊星歯車13bの公転速度となり、第三太陽歯車13aの回転速度よりも減速される。そして、第三キャリア13dの回転は、第三キャリア13dにスプライン結合している第三駆動軸13fに伝えられる。第三駆動軸13fの回転は、出力ピニオン14を回転させる回転力として用いられることになる。
By rotation from the
このように高速回転していた電動モータ5の回転は、減速機10によって減速されて、高出力トルクの状態となって出力ピニオン14を回転させることができる。また、第一太陽歯車11aから第三太陽歯車13aの構成及び出力ピニオン14の構成としては、それぞれ駆動軸20の一端部、第一駆動軸11fの先端部、第二駆動軸12fの先端部、第三駆動軸13fの先端部を歯車形状に加工して、それぞれの軸20、11f、12f、13fと一体に形成しておくこともできる。また、それぞれの軸20、11f、12f、13fに対して回転不可の状態で嵌合させた構成としておくこともできる。
Thus, the rotation of the
メカニカルブレーキ15は、第一減速機11と第二減速機12との間に配設され、第一減速機11の出力軸である第一駆動軸11fの回転を制動する構成となっている。即ち、メカニカルブレーキ15は、第一駆動軸11fに接合されたブレーキディスク15bを、ブレーキパッド15cを介して昇降動制御されるブレーキピストン16であり、挟圧保持したり挟圧保持を解除したりすることができる構成となっている。この構成により、第一駆動軸11fの回転に対して制動を加えることや、制動の解除を行うことができる。
The
ブレーキディスク15bは、第一駆動軸11fにスプライン接合やセレーション接合などによって接合されたブレーキ連結部15aの外周部に設けられている。ブレーキパッド15cは、ブレーキディスク15bの上下両面に対向する位置に一対設けられている。一対のブレーキパッド15cのうちでブレーキディスク15bの下方側の面に対向して設けられるブレーキパッド15cは、ブレーキケーシング7bのパッド固定部に固定されており、ブレーキディスク15bの上方側の面に対向して設けられるブレーキパッド15cは、ブレーキピストン16の下端部に取り付けられている。
The brake disc 15b is provided on the outer peripheral portion of the
ブレーキピストン16は、略環状に形成されており、ブレーキケーシング7bの段差部分に対向した形状の段差部分を備えている。そして、ブレーキケーシング7bの段差部分とブレーキピストン16の段差部分とによって油圧室17が形成されている。また、ブレーキピストン16は、上部に設けたバネ18によって下方への付勢力が与えられている。
The
油圧室17に対して圧油の給排を行うことで、ブレーキピストン16の上下方向への摺動を制御することができる。油圧室17への圧油の給排は、ブレーキケーシング7bに形成した油圧ポート17aから行うことができる。油圧室17に圧油が供給されると、ブレーキピストン16はバネ18を圧縮しながら上方側に押し上げられる。これにより、ブレーキピストン16によるブレーキディスク15bの挟圧保持状態が解除され、第一駆動軸11fの回転は制動されない状態となる。
By supplying / discharging pressure oil to / from the
油圧室17から圧油が排出されると、ブレーキピストン16はバネ18の付勢力によって下方側に押し下げられる。これにより、ブレーキディスク15bはブレーキピストン16によって挟圧保持され、第一駆動軸11fの回転は制動されることになる。
When the pressure oil is discharged from the
尚、本実施例において、１枚のブレーキディスク15bを用いた例を説明したが、この構成に限定されるものではなく、複数枚のブレーキディスクを用いた構成や他の周知の構成によるブレーキ機構を採用しても良い。また、ブレーキディスク15bを用いる場合に、ブレーキパッド15cをブレーキディスク15b側に設けた構成とすることもできる。
In this embodiment, an example using one brake disk 15b has been described. However, the present invention is not limited to this configuration, and a brake mechanism using a configuration using a plurality of brake discs or other well-known configuration is used. May be adopted. Further, when the brake disk 15b is used, the
次に、図２を用いて、本願発明の特徴的構成である、第一太陽歯車11aの駆動軸20と電動モータ5のモータ出力軸5aとを結合するスプライン結合部22の構成について説明する。駆動軸20は、第一太陽歯車11aから立設されており、駆動軸20の上端部側の外周面には、凸スプライン24が形成されている。
Next, the configuration of the
また、モータ出力軸5aの下端部が、モータケース19内に位置するように構成されている。そして、モータ出力軸5aの端部には、駆動軸20に形成した凸スプライン24が係合する凹スプライン23が形成されている。更に、凸スプライン24の下端部には、環状の逃げ溝30が形成されており、スプライン結合時には、凹スプライン23と環状の逃げ溝30の間に潤滑油を捕捉できる開口が形成されている。
Further, the lower end portion of the
ところで、図３で示すように、凹スプライン23と凸スプライン24との噛合い長さとしては、両者を相対的に位置決めするときに、長さ方向に誤差があっても両者の噛合い長さが短くなることがないように余裕をもって設定されている。即ち、凹スプライン23と凸スプライン24との噛合い状態で、凹スプライン23の噛合い端と凸スプライン24の有効端には、隙間ｔが設定される。
By the way, as shown in FIG. 3, the meshing length of the
更に、凸スプライン24の切り上がり長さ分だけ、凹スプライン23よりさらに下方に切り上がり端が存在することになる。図３で示す様な構成であっても、第一太陽歯車11aと第一遊星歯車11bとの噛合部25の位置を、スプライン結合部22の近くに配設させることができれば、第一太陽歯車11aの回転中に油を、前記隙間ｔの部位に撥ねかけられることができる。しかし、前記隙間ｔの部位となる凸スプライン24の切上端は、環状の溝として構成されておらず、駆動軸20の周方向に等間隔で、凸スプライン24の歯幅分の窪みとして点在する構成となっている。
Further, a rounded end exists further below the
そのため、前記隙間ｔの部位には、潤滑油がほとんど溜まることがなく、モータ出力軸5aの回転による遠心力によって、前記隙間ｔの部位に撥ねかけられた油は、モータ出力軸5aの軸外側へと飛ばされてしまうことになる。そのため、スプライン結合部22の上方に油を行き渡らせることができない。
Therefore, the lubricating oil hardly accumulates in the portion of the gap t, and the oil splashed on the portion of the gap t by the centrifugal force due to the rotation of the
そこで、凹スプライン23と凸スプライン24との隙間ｔと凸スプライン24の切り上がり長さ部に、撥ねかけられた油が遠心力によって吹き飛ばされない様にするため、本願発明では、図２で示すように、凸スプライン24の下端部に環状の逃げ溝30を設けている。
Therefore, in order to prevent the splashed oil from being blown off by the centrifugal force in the gap t between the
即ち、一旦、環状の逃げ溝30に撥ねかけられた油は、遠心力の作用によって外側に飛ばされそうになるが、逃げ溝30は環状に形成されているので、常に環状の逃げ溝30には噛合部25から噴き上げられた潤滑油が噴き付けられることになり、環状の逃げ溝30において大量の潤滑油を常に捕捉しておくことができる。そして、上方へと移動するエネルギーが残っている油や、後から噴き付けられてきた潤滑油によって押圧されることになり、環状の逃げ溝からスプライン結合部22へと移動していくことになる。
That is, the oil once splashed on the
また、図２に示すように、環状の逃げ溝30の周囲を凹スプライン23の先端部によって、覆っておく構成とすることで、環状の逃げ溝30と凹スプライン23の先端部との間に、油受けのスペース31を構成しておくことができる。
Further, as shown in FIG. 2, the periphery of the
このように油受けスペースを構成しておくことができるので、環状の逃げ溝30と凹スプライン23の先端部との間に潤滑油を保持しておくことができる。これにより、電動モータ5の回転による遠心力が、環状の逃げ溝30と凹スプライン23の先端部との間に保持されている潤滑油に作用しても、潤滑油は遠心力によって外側に飛ばされることが防止され、スプライン結合部22に対する潤滑油として供給することができる。
Since the oil receiving space can be configured in this way, the lubricating oil can be held between the
環状の逃げ溝30内に捕捉された潤滑油は、重力によって落下するよりも次から次へと噴き付けられてくる潤滑油によって、スプライン結合部22の奥へ奥へと圧送され続けることになる。そして、潤滑油は、環状の逃げ溝30からスプライン結合部22を上昇し、スプライン結合部22に対する潤滑を行うことができる。
The lubricating oil trapped in the
スプライン結合部22を上昇した潤滑油は、環状の逃げ溝30内における潤滑油が噴き付けられていない部位となったスプライン結合部22のところを下っていき、最終的には、第１ケーシング7a内に溜められている潤滑油のところに戻っていくことになる。
The lubricating oil that has risen up the
尚、モータ出力軸5aの端部に凹スプライン23を形成した穴の底部近傍に、モータ出力軸5aの半径方向に貫通するキリ孔を形成しておくことで、前記穴の底部まで圧送されてきた潤滑油を軸受け26側に排出させることもできる。軸受け26側に排出された潤滑油は、軸受け26に対する潤滑と冷却とを行って、第１ケーシング7a内の潤滑油まで戻ることができる。
In addition, by forming a drill hole that penetrates in the radial direction of the
第一太陽歯車11aの回転数が高くなるほど、噛合部25からの潤滑油の噴き上げは激しくなる。そして、環状の逃げ溝30内には次から次へと大量の潤滑油が噴き付けられてくることになり、環状の逃げ溝30内に噴き付けられた潤滑油は奥へ奥へと圧送されることになる。
The higher the rotational speed of the
油浴潤滑を行っている潤滑油の油面レベルとして、例えば、第一太陽歯車11aの回転が静止しているときに、第一太陽歯車11aと第一遊星歯車11bとの噛合部25における歯車の上面に設定されていたとしても、第一太陽歯車11aの回転に伴って潤滑油に対して遠心力が作用して、潤滑油の油面はすり鉢状の形状になってしまう。そのため、第一太陽歯車11aの駆動軸20における中央付近や第一太陽歯車11aと第一遊星歯車11bとの噛合部25の上面部に油面が存在しない状態が生じてしまうことになる。
For example, when the rotation of the
しかし、第一太陽歯車11aと第一遊星歯車11bとの噛合部25における噛合いの度合いを調整しておくことによって、噛合部25において第一太陽歯車11aと第一遊星歯車11bとの一部を、常に潤滑油に浸かっている状態にしておくことができる。そして、噛合部25の一部を浸けている潤滑油は、噛合部25から押出されて噴き上げられることになる。潤滑油としては、噛合部25から上方側と下方側とに押出されることになるが、下方側に押出された潤滑油は、第１ケーシング7a内の潤滑油に戻されることになる。そして、上方側に押出された潤滑油は、上述したように、凸スプライン24の下端部に形成した環状の逃げ溝30内に噴き付けられることになる。
However, by adjusting the degree of meshing in the meshing
本願発明では、電動モータ5のモータ出力軸5aにおける下端面位置が、電動モータ5を収納するモータケース19の内側に位置するように構成しておくことができる。即ち、モータ出力軸5aが、モータケース19内に引っ込んで収納されている構成となっているので、モータケース19内に収納した電動モータ5の搬送が容易となる。また、モータケース19を梱包する場合でも、モータ出力軸5aがモータケース19から突出していないので、モータ出力軸がモータケースから突出している場合に比べて、梱包する容積を小さくしておくことができる。更に、電動モータ5を収納したモータケース19を平らな台の上などの場所に、安定した状態で載置しておくことができる。
In the present invention, the lower end surface position of the
更にまた、モータ出力軸5aの長さを短く構成しておくことができるので、第一太陽歯車11aから伝達される駆動反力を、モータ出力軸5aを支持している軸受け26に近いところで受ける構成にすることができる。これによって、軸受け26の容積を小さく構成しておくことができ、しかも、軸受け26に作用する駆動反力が小さくなるので、軸受け26の寿命を長くすることができる。
Furthermore, since the length of the
更に、第一太陽歯11a車の駆動軸20が突出した構成となるので、電動モータ5のモータ軸5aと第一太陽歯11a車の駆動軸20とをスプライン結合するときに、位置合せ等が容易になる。しかも、第一太陽歯車11aが第一遊星歯車11bに対して多少動き得る構成となるので、モータ出力軸5aと駆動軸20とをスプライン結合させるときの芯合せの精度を、ある程度ラフな構成としておくことができる。
Further, since the
このため、電動モータ5を第一減速機11に連結する作業が短時間で行うことができる。特に、野外における電動モータ5の交換作業時においては、電動モータ5を第一減速機11に連結する作業が、短時間で行うことができる。
For this reason, the operation | work which connects the
ところで、電動モータ５のモータ出力軸5aにおける下端面位置を、モータケース19の内側に位置させた構成にしておくと、モータ出力軸5aと駆動軸20とのスプライン結合部22が、モータケース19の内側に位置することになる。そして、スプライン結合部22の位置としては、油浴潤滑を行っている潤滑油の油面から離間した位置に配されることになり、スプライン結合部への潤滑が難しくなってしまう。
By the way, if the lower end surface position of the
しかし、本願発明では、凸スプライン24の下端部に、上述したように環状の逃げ溝30を形成している。この構成により、噛合部25から噴き上がった潤滑油を環状の逃げ溝30内に捕捉することができ、スプライン結合部22に対する潤滑を行なわせることができる。
However, in the present invention, the
本願発明は、本願発明の技術思想を適用することができる装置等に対しては、本願発明の技術思想を適用することができる。 The present invention can apply the technical idea of the present invention to an apparatus or the like to which the technical idea of the present invention can be applied.
４・・・減速機付き縦型モータ装置、５・・・電動モータ、１０・・・減速機、１１・・・第一減速機、１２・・・第二減速機、１３・・・第三減速機、１４・・・出力ピニオン、１５・・・メカニカルブレーキ、１９・・・モータケース、２０・・・駆動軸、２２・・・スプライン結合部、２３・・・凹スプライン、２４・・・凸スプライン、２５・・・噛合部、２６・・・軸受け、３０・・・環状の逃げ溝、３１・・・油受けのスペース、５１・・・減速機付き油圧モータ装置、５２・・・油圧モータ部、５３・・・減速機機構部、５４・・・モータハウジング、５６・・・油圧モータ、５８・・・モータ出力軸、６０・・・軸受け部、６１・・・太陽歯車、６２，６３・・・ケーシング、６４・・・出力ピ二オン、６５・・・リングギア
4 ... Vertical motor device with reduction gear, 5 ... Electric motor, 10 ... Reduction gear, 11 ... First reduction gear, 12 ... Second reduction gear, 13 ... Third Reducer, 14 ... Output pinion, 15 ... Mechanical brake, 19 ... Motor case, 20 ... Drive shaft, 22 ... Spline coupling part, 23 ... Concave spline, 24 ... Convex spline, 25 ... meshing part, 26 ... bearing, 30 ... annular relief groove, 31 ... space for oil receiver, 51 ... hydraulic motor device with reduction gear, 52 ... hydraulic
Claims (2)
前記出力軸の下端面位置が、前記出力軸の軸方向において前記縦型モータを収納するモータケースの内側に位置し、
前記駆動軸の外周面に凸スプラインが形成され、
前記出力軸の下端部に、前記凸スプラインと係合する凹スプラインが形成され、
前記凸スプラインの下端部に環状の逃げ溝が形成されてなることを特徴とする減速機付き縦型モータ装置。 This is a vertical motor device with a speed reducer in which a planetary gear mechanism is disposed in the lubricating oil stored in the speed reducer, and the sun gear drive shaft and the vertical motor output shaft in the planetary gear mechanism are spline-coupled. And
The position of the lower end surface of the output shaft is located inside the motor case that houses the vertical motor in the axial direction of the output shaft ,
Convex splines are formed on the outer peripheral surface of the drive shaft,
A concave spline that engages with the convex spline is formed at the lower end of the output shaft,
A vertical motor device with a reduction gear, wherein an annular relief groove is formed at a lower end of the convex spline.
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