JP5276573B2 - 作業用車両の終減速装置 - Google Patents

Description

本発明は、終減速装置、特に、駆動源から入力された回転を減速して駆動輪に伝達する作業用車両の終減速装置に関する。

作業用車両としての例えばフォークリフトは、特許文献１に示されるように、左右のファイナルドライブ装置を有している。各ファイナルドライブ装置は、車体に固定された左右のドライブケースに収納されており、モータ軸を有するモータと、モータの回転を減速してハブに固定されたホイールに伝達する終減速装置と、を有している。終減速装置は、モータの回転を減速するドライブギア及びドリブンギアと、ドリブンギアの回転をさらに減速する遊星歯車減速機と、を有している。また、ドリブンギアの内部には、湿式ブレーキ装置が設けられている。

このファイナルドライブ装置では、モータからの回転は、ドライブギア及びドリブンギアによって減速され、さらに遊星歯車機構によって減速されてホイールに伝達される。また、停止する場合は、ドリブンギアの回転が湿式ブレーキ装置によって制動される。

また、特許文献２及び３にも、フォークリフト用のドライブユニットが示されており、これらの文献に示された終減速装置も、特許文献１と同様に、ドライブギア及びドリブンギアによる減速機と、この減速機から出力される回転をさらに減速する遊星歯車減速機と、を有している。

国際公開 ２００７／１１９５７７号公報 国際公開 ２００５／００５１６７号公報 特開２００９−８３７９６号公報

特にフォークリフトにおいては、タイヤの内側で前方側には、フォークを昇降駆動するためのマスト等の部材が配置されている。このため、特許文献１〜３に示されるように、モータはタイヤの回転軸である出力軸よりも後方に配置されるとともに、ブレーキ装置が出力軸と同軸に配置されている。また、ブレーキ装置はドライブギアの内周部に配置されている。

しかし、このような構成では、モータとタイヤとの間に広いスペースが必要になり、車両の左右方向（幅方向）のコンパクト化を図ることができない。また、モータが比較的車体の内側に配置されているので、車体内側のスペースが狭くなってしまう。

また、従来の終減速装置では、遊星歯車減速機が大減速比を有しているが、ドライブギアとドリブンギアで構成される減速機においても大減速比にしなければならない。このため、ドリブンギアが大径になってしまい、コンパクト化の妨げになっている。

本発明の課題は、作業用車両の終減速装置において、特に回転軸方向のコンパクト化を実現することにある。

第１発明に係る作業用車両の終減速装置は、駆動源から入力された回転を減速して駆動輪に伝達する装置であって、トランスファ減速機と、遊星歯車機構と、ブレーキ機構と、を備えている。トランスファ減速機は、入力軸及び出力軸と、入力軸と同軸に配置されたドライブギアと、出力軸と同軸に配置されドライブギアに噛み合うドリブンギアと、を有し、駆動源からの回転を減速する。遊星歯車機構は、出力軸と同軸に配置され、出力軸の回転を減速する第１遊星歯車減速機と、第１遊星歯車減速機の出力回転をさらに減速して駆動輪に伝達する第２遊星歯車減速機と、を有し、トランスファ減速機からの出力回転をさらに減速して駆動輪に伝達する。ブレーキ機構は、入力軸及び出力軸からオフセットして配置されたブレーキ軸と、ブレーキ軸に設けられドリブンギアと噛み合うブレーキ用ギアと、を有し、出力軸の回転を制動する。

この装置では、駆動源からの回転は、トランスファ減速機によって減速され、さらに遊星歯車機構によって減速されて駆動輪に伝達される。また、出力軸の回転はブレーキ機構によって制動される。

ここで、特に電動モータで駆動するフォークリフトにおいては、フォークリフトの性能をより向上するために、ハイブリッド車両等のようにキャパシタが採用されることがある。このキャパシタは負荷からの回生エネルギを蓄積することができる。このような車両においては、ブレーキング時において回生エネルギを蓄積するために、この回生エネルギの蓄積作用がブレーキとして作用することになる。したがって、通常のブレーキ機構のブレーキ容量を小さくすることができるので、ブレーキ機構に含まれるブレーキディスク等の部材の径を小さくでき、ブレーキ機構全体をコンパクトにすることができる。このような状況では、ブレーキ機構を出力軸からオフセットして前方（出力軸に対して入力軸と逆側）に配置しても、他の構成部材との干渉を避けることができる。

そこで第１発明に係る装置では、従来装置では出力軸と同軸に配置されていたブレーキ機構を、出力軸からオフセットして配置している。このため、従来装置でブレーキ機構が配置されていたスペースにモータ等の部品を配置でき、終減速装置全体の回転軸方向の寸法がコンパクトになる。

なお、駆動源がモータ以外の場合でも、あるいは作業用車両がフォークリフト以外の場合でも、終減速装置におけるブレーキ機構を出力軸とオフセットして配置することにより、終減速装置全体の回転軸方向の長さを短くすることができる。

ここで、特に駆動源としてモータを用いた場合、モータを小型化するためには高回転型でかつ低トルク容量のモータを搭載する必要がある。このような高回転型のモータを用いた場合、最終出力である駆動輪までに大きな減速比で回転を減速しなければならない。

そこで、この発明に係る装置では、遊星歯車機構を２つの遊星歯車減速機で構成し、大減速比の減速機構を構成している。また、遊星歯車機構を２つの遊星歯車減速機で構成し、大減速比の減速機構とすることにより、トランスファ減速機の減速比を従来に比較して小さくすることができる。このため、トランスファ減速機のドリブンギアの径を小さくして径方向寸法をコンパクトにすることができる。このため、駆動輪が例えばタイヤ及びホールで構成されている場合は、トランスファ減速機及び遊星歯車機構を含めた装置全体をホイール内に配置することが可能になる。

第２発明に係る作業用車両の終減速装置は、第１発明の装置において、駆動輪はタイヤ及びタイヤが装着されたホイールであり、トランスファ減速機及び遊星歯車機構はホイールの内周部でホイールの回転軸方向の幅内に配置されている。

ここでは、トランスファ減速機及び遊星歯車機構がホイール内に配置されているので、装置全体の回転軸方向の寸法がさらに短くなる。

第３発明に係る作業用車両の終減速装置は、第１発明の装置において、ブレーキ機構は、ブレーキ軸に固定された少なくとも１枚の円板状のブレーキディスクと、ブレーキディスクが圧接される固定部と、を有するブレーキ本体部を有する。

第４発明に係る作業用車両の終減速装置は、第１発明の装置において、駆動源は電気モータであり、電気モータの出力軸は入力軸と同軸に配置されている。

以上のような本発明では、作業用車両の終減速装置の回転軸方向の寸法をコンパクトにすることができる。このため、車体内側に広いスペースを確保でき、特に電動モータで駆動するフォークリフトにおいては電装品の配置が容易になる。

本発明の一実施形態による終減速装置を有するフォークリフトの平面部分図。 前記終減速装置の断面展開図。 前記終減速装置のトランスファ減速機の断面展開図。 前記終減速装置の遊星歯車機構の断面展開図。 前記終減速装置のブレーキ機構の断面展開図。 前記終減速装置の潤滑構造を示す断面展開図。 図６のZ方向矢視図。 潤滑構造の他の実施形態の図７に相当する図。 潤滑構造の他の実施形態の断面展開図。 遊星ギアのニードルベアリングを潤滑するための構成を示す断面図。 遊星ギアのニードルベアリングを潤滑するための別の構成を示す断面図。 遊星ギアのニードルベアリングを潤滑するためのさらに別の構成を示す断面図。

図１及び図２に、本発明の一実施形態による終減速装置を有するフォークリフト及び終減速装置の断面構成を示す。なお、図２は断面構成を展開して示しており、各部材の上下左右の位置関係は実際の位置関係とは異なって表現されている。また、図２では、一方の終減速装置のみを示しているが、他方にも同様の装置が配置されている。

図１に示すように、フォークリフトは、左右の前輪１を駆動するためのファイナルドライブ装置２を有している。ファイナルドライブ装置２は、電動式のモータ３と、モータ３の回転を減速して前輪１に伝達する終減速装置４と、を有している。また、フォークリフトは、前輪１の車体内側で前輪１より前方側には、１対のフォーク５を有しており、フォーク５の基端側には、前輪１に近接してマスト６が配置されている。

モータ３は、前輪１の車両内側において、マスト６との干渉を避けるために車軸中心Ｃから後方にオフセットして配置されている。終減速装置４は、その前後方向の中心が車軸中心Ｃと一致するように配置されている。また、終減速装置４はそのほぼ大半が、前輪１のホイール７の回転軸方向の幅内に収まるように配置されている。

［モータ］
モータ３は車体の内側に配置されており、図２に示すように、モータ３の出力軸であるモータ軸１０がボールベアリング１１によって支持部材１２に回転自在に支持されている。また、モータ軸１０の中心には、スプライン孔１０ａが形成されている。ここで、本実施形態で用いられるモータ３は、モータ３を小型化するために、高回転数で回転する高回転型でかつ低トルク容量のモータが搭載されている。

［終減速装置］
終減速装置４は、固定ハウジング１４を有するとともに、メインハウジング１５、エンドハウジング１６、及びエンドカバー１７からなるケース１８を有している。また、終減速装置４は、入力軸がモータ軸１０と同軸に配置されたトランスファ減速機２０と、モータ軸１０と平行で前輪１の車軸中心と同軸に配置された遊星歯車機構２１と、前輪１を制動するためのブレーキ機構２２と、を有している。トランスファ減速機２０、遊星歯車機構２１、及びブレーキ機構２２は、ケース１８の内部に収納されている。

このような終減速装置４においては、前述のように、トランスファ減速機２０及び遊星歯車機構２１を収納するケース18は、前輪１のホイール７の内部で、ホイール７の回転軸方向の幅内に収まるように配置されている。

＜ケース＞
固定ハウジング１４は車体フレームに固定される。固定ハウジング１４には、入力軸用開口１４ａと、出力軸用開口１４ｂと、ブレーキ軸用開口１４ｃと、が回転軸方向（以下、単に軸方向と記す）に貫通して形成されている。また、固定ハウジング１４には、ブレーキ軸用開口１４ｃと同軸でブレーキ収容部１４ｄが形成されている。ブレーキ収容部１４ｄは、ブレーキ軸用開口１４ｃより大径で、固定ハウジング１４の車体内側の面に開放して形成されている。

メインハウジング１５は、筒状に形成されており、固定ハウジング１４の車体外側に配置されている。エンドハウジング１６は、筒状に形成されるとともに、外周側に固定用のフランジ１６ａを有している。このフランジ１６ａが、前輪１のホイール７とともに、ボルト２５によってメインハウジング１５に固定されている。また、エンドカバー１７は、プレート状の部材であり、外周部が複数のボルト２６によってエンドハウジング１６に固定されている。

メインハウジング１５、エンドハウジング１６、及びエンドカバー１７を含むケース１８は固定ハウジング１４に対して回転自在である。そして、メインハウジング１５と固定ハウジング１４との間には、ケース１８内部のオイルが漏れ出るのを防止するためにオイルシール２４が設けられている。

＜トランスファ減速機＞
トランスファ減速機２０は、図３に示すように、入力軸２８と、出力軸２９と、ドライブギア３０と、ドリブンギア３１と、を有している。ドライブギア３０及びドリブンギア３１は、この実施形態では、はすば歯車であるが、平歯車で形成してもよい。

入力軸２８はモータ軸１０と同軸に配置されている。入力軸２８の先端（モータ側の端部）にはスプライン軸２８ａが形成されており、このスプライン軸２８ａがモータ軸１０に形成されたスプライン孔１０ａに係合している。入力軸２８は、１対のボールベアリング３２，３３を介して、固定ハウジング１４とメインハウジング１５（直接的には後述する第２キャリア）に回転自在に支持されている。そして、この入力軸２８に、ドライブギア３０が一体に形成されている。

ドリブンギア３１は、ドライブギア３０に噛み合っており、１対のボールベアリング３４，３５を介して固定ハウジング１４及びメインハウジング１５（直接的には後述する第２キャリア）に回転自在に支持されている。ドリブンギア３１の中心部にはスプライン孔３１ａが形成されている。ドリブンギア３１の中心部には出力軸２９が貫通しており、出力軸２９に形成されたスプライン軸２９ａがドリブンギア３１のスプライン孔３１ａに係合している。なお、出力軸２９は前輪１の車軸中心と同軸であり、かつ入力軸２８と平行に配置されている。

＜遊星歯車機構＞
図４に示すように、遊星歯車機構２１は、出力軸２９と同軸に配置されており、１段目の第１遊星歯車減速機３８と、第１遊星歯車減速機３９の出力回転をさらに減速する２段目の第２遊星歯車減速機３９と、を有している。

−第１遊星歯車減速機−
１段目の第１遊星歯車減速機３８は、第１太陽ギア４０と、複数の第１遊星ギア４１と、複数の遊星ギア４１を回転自在に支持する第１キャリア４２と、第１リングギア４３と、を有している。

第１太陽ギア４０は、出力軸２９の先端（車体外側の端部）に、出力軸２９と一体に形成されている。なお、出力軸２９の先端とエンドカバー１７との間には、出力軸２９に作用するスラスト力を受けるためのボール４４が設けられている。

複数の第１遊星ギア４１は第１太陽ギア４０及び第１リングギア４３に噛み合っている。この複数の第１遊星ギア４１は、第１キャリア４２に固定された支持ピン４５に、ニードルベアリング４６を介して回転自在に支持されている。なお、各第１遊星ギア４１の両側面と第１キャリア４２との間にはスラストワッシャ４７が配置されている。

第１キャリア４２は、筒状に形成されるとともに、円周方向の複数箇所に、径方向に貫通するスリットが形成されている。このスリットに、前述のように、支持ピン４５を介して第１遊星ギア４１が支持されている。また、第１キャリア４２の図４における車体内側の右側面の内周部には、軸方向の突出する筒状部４２ａが形成されている。この突出部４２ａの内面に連結リングギア４２ｂが形成されている。なお、第１キャリア４２の図４における左側面の内周部とエンドカバー１７との間には、スラストワッシャ４８が設けられている。

第１リングギア４３は、エンドハウジング１６の内周面にエンドハウジング１６と一体に形成されている。

−第２遊星歯車減速機−
２段目の第２遊星歯車減速機３９は、第１太陽ギア５０と、複数（この実施形態では４個）の第２遊星ギア５１と、複数の第２遊星ギア５１を回転自在に支持する第２キャリア５２と、第２リングギア５３と、を有している。

第２太陽ギア５０は、中心部に軸方向に貫通する孔５０ａを有し、この孔５０ａを出力軸２９が貫通している。第２太陽ギア５０の一端側（図４の左側）には、第１キャリア４２の連結リングギア４２ｂが噛み合っている。この噛み合いによって、第1遊星歯車減速機３８の第1キャリア４２の回転が第２太陽ギア５０に入力される。

複数の第２遊星ギア５１は第２太陽ギア５０の他端側（図４の右側）及び第２リングギア５３に噛み合っている。この複数の第２遊星ギア５１は、第２キャリア５２に固定された支持ピン５５に、ニードルベアリング５６を介して回転自在に支持されている。

第２キャリア５２は、車体内側から外側に向かって装着される複数のボルト５７によって、固定ハウジング１４に固定されている。この第２キャリア５２は、第１キャリア４２と同様に、筒状に形成されるとともに、円周方向の複数箇所に、径方向に貫通するスリットが形成されている。このスリットに、支持ピン５５を介して第２遊星ギア５１が支持されている。各遊星ギア５１の両側面と第２キャリア５２との間には、それぞれスラストワッシャ５８が配置されている。

第２キャリア５２は、第２遊星ギア５１を支持する部分を挟んで、車体内側に大径部５２ａを有し、車体外側に小径部５２ｂを有している。大径部５２ａ及び小径部５２ｂには、それぞれテーパローラベアリング５９，６０が装着されており、このテーパローラベアリング５９，６０を介してメインハウジング１５を含むケース１８が第２キャリア５２に回転自在に支持されている。２つのテーパローラベアリング５９，６０は、前述のように、第２遊星ギア５１を挟んで配置されるとともに、前輪１の中心Ｃｔの車体内側と車体外側に振り分けて配置されている。そして、車体外側に配置されたテーパローラベアリング６０は、車体内側に配置されたテーパローラベアリング５９よりも小径である。このテーパローラベアリング６０の外周側に、ホイール７及びエンドハウジング１６をメインハウジング１５に固定する複数のボルト２５が配置されている。なお、軸受容量としては、２つのテーパローラベアリング５９，６０はほぼ同様である。

第２キャリア５２の車体内側の側面には、ギア収納用開口５２ｃと、３つのベアリング収納用開口５２ｄ，５２ｅ，５２ｆと、が形成されている。ギア収納用開口５２ｃにはドライブギア３０及びドリブンギア３１が収納され、ベアリング収納用開口５２ｄ，５２ｅには、それぞれ入力軸２８を支持するボールベアリング３３及び出力軸２９を支持するボールベアリング３５が装着されている。そして、第２キャリア５２の車体内側の端面と固定ハウジング１４の車体外側の端面とが固定されている。

第２キャリア５２の車体外側の端面には、テーパローラベアリング６０をメインハウジング１５に固定するための支持プレート６１が複数のボルト６２によって固定されている。

第２リングギア５３は、メインハウジング１５の内周面にメインハウジング１５と一体に形成されている。

［ブレーキ機構］
ブレーキ機構２２は、図５に示すように、ブレーキ軸６５と、ブレーキ用ギア６６と、ブレーキ本体部６７と、を有している。

ブレーキ軸６５は出力軸２９と平行にかつ出力軸２９からオフセットして配置されており、車両内側の先端にはスプライン軸６５ａが形成されている。また、ブレーキ軸６５は１対のボールベアリング７０，７１を介して固定ハウジング１４及び第２キャリア５２に回転自在に支持されている。なお、ボールベアリング７１は第２キャリア５２のベアリング収納用開口５２ｆに装着されている。そして、このブレーキ軸６５にブレーキ用ギア６６がブレーキ軸６５と一体に形成されている。ブレーキ用ギア６６はトランスファ減速機２０のドリブンギア３１と噛み合っている。ブレーキ用ギア６６は、この実施形態では、はすば歯車であるが、平歯車で形成してもよい。

ブレーキ本体部６７は、２枚のブレーキ用ディスク７４と、３枚の固定プレート７５と、ピストン７６と、を有している。

ブレーキ用ディスク７４は、リング状のプレートであり、内周にスプライン孔７４ａを有している。このスプライン孔７４ａがブレーキ軸６５のスプライン軸６５ａに係合している。したがって、ブレーキ用ディスク７４はブレーキ軸６５に対して相対回転不能かつ軸方向移動可能である。また、ブレーキ用ディスク７４の両面には摩擦フェーシングが装着されている。

固定プレート７５は、リング状のプレートであり、２枚のブレーキ用ディスク７４を挟むように配置されている。固定プレート７５の外周部には１つの突出部が形成されるとともに、この突出部に切欠きが形成されている。そして、この固定プレート７５の切欠きに、固定ハウジング１４のブレーキ収容部１４ｄに設けられたピンが係合している。これにより、固定プレート７５は固定ハウジング１４に対して相対回転不能かつ軸方向移動可能である。

ピストン７６は、円板状の部材であり、中心部に操作部７６ａが設けられている。この操作部７６ａを外部からの操作によってブレーキ軸６５側に押すことにより、ブレーキ用ディスク７４と固定プレート７５とが圧接され、ブレーキ軸６５が制動される。このブレーキ軸６５が制動されることにより、出力軸２９、遊星歯車機構２１、及び前輪１の回転が制動されることになる。

なお、ブレーキ本体部６７の車体内側には、ブレーキカバー７８が設けられている。ブレーキカバー７８は複数のボルト７９によって固定ハウジング１４に固定されている。このような構成により、ブレーキ本体部６７はオイルとともにケース１８内部に密閉されている。

［潤滑構造］
次に、図６及び図７を用いて、第２遊星ギア５１を支持するニードルベアリング５６の潤滑構造について説明する。なお、図７は、図６のＺ方向矢視図であり、固定ハウジング１４を取り外して第２キャリア５２を示している。

一般的に終減速機４においては、図７の直線ＯＬで示す高さまで、潤滑用のオイルが溜まるようになっている。そして、従来装置においては、オイルレベルＯＬより上方の部位については、オイル飛散による雰囲気潤滑に期待するか、あるいはオイル供給用の管等の油路を用いた強制潤滑がなされている。

ここで、本実施形態の構成では、前述のように、第２キャリア５２は、固定ハウジング１４に固定されており、公転しない。このため、４つの第２遊星ギア５１のうちの上方に配置された２つの第２遊星ギア５１を支持するニードルベアリング５６には、潤滑用のオイルが供給されにくい。したがって、雰囲気潤滑では潤滑が不足するおそれがあり、また強制潤滑の場合は構成が複雑になる。

そこで、本実施形態では、トランスファ減速機２０のドライブギア３０及びドリブンギア３１と、ブレーキ機構２２のブレーキ用ギア６６によるギアポンプ作用を利用して、第２遊星ギア５１を支持するニードルベアリング５６に確実に潤滑用のオイルが供給されるようにしている。以下、この潤滑構造について詳細に説明する。

まず、この実施形態では、入力軸２８、出力軸２９、及びブレーキ軸６５、すなわち各ギア３０，３１，６６は、図７に示すように配置されている。すなわち、ドライブギア３０、ドリブンギア３１及びブレーキ用ギア６６が直線状に並んで配置されており、ドライブギア３０が最も下方で、ブレーキ用ギア６６が最も上方に配置されている。これは、ブレーキ機構２２によるロスを抑えるためである。具体的には、ブレーキ用ディスク７４がオイルに没していると、ブレーキ用ディスク７４の回転によってオイルが攪拌される。この際に、ブレーキ用ディスク７４がオイルに没している面積が大きい場合は、それだけオイル攪拌による抵抗が大きく、この抵抗がロスとなる。そこで、ロスを抑えるために、ブレーキ用ディスク７４が必要最小限でオイルに触れるように、ブレーキ機構２２は上方に配置されている。

そして、前述のように、第２キャリア５２の車体内側の側面にはギア収納用開口５２ｃが形成されている。一方、第２キャリア５２の車体内側の端面には固定ハウジング１４が固定されている。この固定ハウジング１４には３つの開口１４ａ，１４ｂ，１４ｃが形成されているが、その他の部分は閉じられている。したがって、第２キャリア５２の車体内側の部分と固定ハウジング１４との間には、ギア収納用開口５２ｃによって形成されるほぼ閉じられたギア収納空間Ｇｒが形成されている。このギア収納空間Ｇｒを図６及び図７に破線の斜線で示している。

一方、第２キャリア５２において、ギア収納空間Ｇｒの下方には下オイル溜まり８２が設けられ、ギア収納空間Ｇｒの上方には上オイル溜まり８３が設けられている。各オイル溜まり８２，８３は、第２キャリア５２の車体内側の側面に形成されており、固定ハウジング１４に取り付けられる端面５２ｇより凹んだ部分である。

下オイル溜まり８２は、ドライブギア３０とドリブンギア３１との噛み合い部分の下方に位置する第１溜まり部８２ａと、ドリブンギア３１とブレーキ用ギア６６の噛み合い部分の下方に位置する第２溜まり部８２ｂと、これらの間に位置する連結部８２ｃと、を有している。また、第１溜まり部８２ａには、下方から吸い込み口８２ｄが連続して形成されている。この吸い込み口８２ｄは図６にも表れている。

また、第２キャリア５２に固定された４つの支持ピン５５のそれぞれには、潤滑用の横油路５５ａ及び縦油路５５ｂが形成されている。横油路５５ａは軸方向に沿って支持ピン５５の中心部に形成されている。また、縦油路５５ｂは支持ピン５５の外周面から横油路５５ａに連通するように形成されている。そして、下方に配置された２つの遊星ギア５１を支持する支持ピン５５の横油路５５ａが、下オイル溜まり８２の第１溜まり部８２ａと第２溜まり部８２ｂに連通している。

上オイル溜まり８３は、ドライブギア３０とドリブンギア３１との噛み合い部分の上方に位置する第３溜まり部８３ａと、ドリブンギア３１とブレーキ用ギア６６の噛み合い部分の上方に位置する第４溜まり部８３ｂと、これらの間に位置する連結部８３ｃと、を有している。第３溜まり部８３ａ及び第４溜まり部８３ｂは、それぞれギア収納空間Ｇｒからのオイル吐出口に連続して形成されている。

そして、下方の２つの遊星ギア５１の場合と同様に、上方に配置された２つの遊星ギア５１を支持する支持ピン５５の横油路５５ａが、上オイル溜まり８３の第３溜まり部８３ａと第４溜まり部８３ｂに連通している。

［動作］
以上のように構成された終減速装置４では、モータ３から回転が入力されると、この回転はトランスファ減速機２０のドライブギア３０及びドリブンギア３１によって減速されて出力軸２９に出力される。出力軸２９の回転は、第１遊星歯車減速機３８の第１太陽ギア４０、第１遊星ギア４１、及び第１リングギア４３を介して前輪１に伝達される。また、第１遊星歯車減速機３８の第１キャリア４２の出力が第２遊星歯車減速機３９の第２太陽ギア５０に伝達され、第２太陽ギア５０、第２遊星ギア５１、及び第２リングギア５３を介して前輪１に伝達される。

以上のようにして、モータ３の回転は、トランスファ減速機２０と、第１及び第２遊星歯車減速機３８，３９を含む遊星歯車機構２１とによって決まる減速比で減速されて、前輪１に伝達される。

また、外部からブレーキ操作がなされた場合は、ブレーキ機構２２のピストン７６がブレーキ用ディスク７４と固定プレート７５とを圧接する。これにより、ブレーキ軸６５の回転が制動され、ブレーキ軸６５のブレーキ用ギア６６と噛み合うドリブンギア３１、すなわち出力軸２９の回転が制動される。

以上のような動作中においては、ドライブギア３０、ドリブンギア３１、及びブレーキ用ギア６６は常に回転している。また、各ギア３０，３１，６６は走行方向に応じて両方向に回転する。これらの各ギア３０，３１，６６の回転によって、ケース１８内に溜まっていたオイルは、吸い込み口８２ｄを介して下オイル溜まり８２の第１溜まり部８２ａ及び第２溜まり部８２ｂに充填される。この第１溜まり部８２ａ及び第２溜まり部８２ｂには、それぞれ下方に配置された第２遊星ギア５１を支持する支持ピン５５の横油路５５ａが連通している。したがって、各溜まり部８２ａ，８２ｂに溜まったオイルは横油路５５ａ及び縦油路５５ｂを介して支持ピン５５の外周に設けられたニードルベアリング５６に供給される。

また、下オイル溜まり８２に吸い上げられたオイルは、ギア収納空間Ｇｒに充填され、さらに吐出口を介して上オイル溜まり８３に吐出される。上オイル溜まり８３に吐出されたオイルは、第３溜まり部８３ａ及び第４溜まり部８３ｂに充填され、前述の場合と同様に、上方に配置された第２遊星ギア５１を支持する支持ピン５５の横油路５５ａ及び縦油路５５ｂを介して、第２遊星ギア５１を支持するニードルベアリング５６に供給される。

［特徴］
（１）ブレーキ操作時に、回生エネルギを蓄積するための負荷によるブレーキが作用するので、ブレーキ機構２２を小型化することができ、そのため、ブレーキ機構２２を出力軸２９からオフセットして配置できる。これにより、従来装置においてブレーキ機構が配置されていたスペースに、モータ３の一部やトランスファ減速機２０を構成する部品の一部又は全部を配置できる。したがって、終減速装置４全体の軸方向寸法をコンパクトにすることができる。また、モータ３を、従来装置に比較して車体外側に配置できるので、車体内側により広いスペースを確保でき、このスペースにより大型の電装品を配置することができる。

（２）遊星歯車機構２１を第１及び第２遊星歯車減速機３８，３９で構成しているので、この遊星歯車機構２１によって非常に大きな減速比で回転を減速することができる。このため、トランスファ減速機２０の減速比を従来に比較して小さくすることができ、トランスファ減速機２０のドリブンギア３１の径を小さくすることができる。したがって、ドリブンギア３１が装着されている出力軸２９の周囲をコンパクトにすることができる。

（３）トランスファ減速機２０及び遊星歯車機構２１をホイール内部に配置することができ、終減速装置４の占有スペースがコンパクトになる。

（４）第２遊星ギア５１を支持するニードルベアリング５６に対して、トランスファ減速機２０のギア３０，３１及びブレーキ用ギア６６によるギアポンプ作用を利用してオイルを供給しているので、簡単な構成で確実に潤滑用のオイルを供給できる。

［他の実施形態］
本発明は以上のような実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形又は修正が可能である。

（ａ）前記実施形態では、駆動源として電気モータを例にとって説明したが、エンジン等の他の駆動源であっても、本発明を同様に適用することができる。

（ｂ）前記実施形態では、遊星歯車機構を第１及び第２遊星歯車減速機で構成したが、遊星歯車機構が１つの遊星歯車減速機で構成されていてもよい。

（ｃ）潤滑構造は前記実施形態に限定されない。他の例を図８に示す。この図８に示す例では、ギア収納空間Ｇｒの上方に形成された上オイル溜まりが図７に示した実施形態と異なっている。他の構成は図７と同様である。

図８に示す上オイル溜まり９３は、前記実施形態と同様に、第２キャリア５２の車両内側の側面に形成されており、固定ハウジング１４に取り付けられる端面５２ｇより凹んだ部分である。この上オイル溜まり９３は、上方の２つの第２遊星ギア５１のうちの一方を支持する支持ピン５５の横油路５５ａに連通する第３溜まり部９３ａと、他方の支持ピン５５の横油路５５ａに連通する第４溜まり部９３ｂと、これらの間に位置する連結部９３ｃと、を有している。そして、この連結部９３ｃとギア収納空間Ｇｒとを連通する吐出口９３ｄが、連結部９３ｃの長手方向の中間部に形成されている。

この図８に示す実施形態では、ギア収納空間Ｇｒに充填されたオイルは、吐出口９３ｄから連結部９３ｃを介して各溜まり部９３ａ，９３ｂに供給され、さらに横油路５５ａ及び縦油路５５ｂを介して各ニードルベアリング５６に供給される。

（ｄ）図９にさらに別の潤滑構造の例を示す。この図９に示す実施形態は、前記図７及び図８の実施形態の潤滑構造を利用して、モータを支持するベアリングの潤滑を行うものである。

従来のファイナルドライブ装置では、モータの回転を支持するベアリングは、グリス封入タイプのベアリングが用いられている。従来装置では、モータの回転速度が比較的遅いために、このようなグリス封入タイプのベアリングを用いることで特に問題はなく、外部からの強制潤滑等は不要である。

しかし、効率の向上やモータの小型化を実現するためには、高い回転数で回転可能なモータを用いる必要がある。そして、本実施形態のように高回転型のモータを用いた場合には、モータをグリス封入タイプのベアリングで支持すると、ベアリングの潤滑が不足する場合がある。

そこでモータを支持するベアリングに対して、オイルによる強制潤滑が必要になる。このような強制潤滑を行うためには、オイルポンプ、オイルパン等が必要となり、コストの増加を招くことになり、また機器のレイアウト上の困難も伴う。

そこで図９に示す実施形態では、図７及び図８で示された各ギア３０，３１，６６を利用したギアポンプ作用を利用して、モータ３を支持するベアリングに強制的に潤滑用のオイルを供給している。以下、具体的な構成について説明する。

まず、モータ３は、モータ軸１０の両端が１対のボールベアリング９５，９６によって車体フレーム及びモータハウジング９７に支持されている。また、ドライブギア３０が形成された入力軸２８には、中心部に軸方向に貫通する横油路２８ｂが形成されている。一方、モータ軸１０にも、同様に中心部に軸方向に沿って横油路１０ｂが形成されている。横油路１０ｂは、入力軸２８側の端部は外部に連通しており、入力軸２８に形成された横油路２８ｂと連通している。また、横油路１０ｂの逆側の端部は閉じられている。また、各ベアリング９５，９６の近傍には、モータ軸１０の外周面から横油路１０ｂに連通する縦油路１０ｃ，１０ｄ，１０ｅが形成されている。そして、モータ軸１０の車両内側端とモータハウジング９７との間の空間と、終減速装置４のケース１８の底部との間は、外部配管９８によって連通されている。

このような構成では、図７又は図８に示すギアポンプ作用によってケース１８の底部から汲み上げられたオイルは、まずギア収納空間Ｇｒに充填され、このギア収納空間Ｇｒに充填されたオイルは、前述の溜まり部を介して入力軸２８の横油路２８ｂに導かれる。そして、この横油路２８ｂのオイルは、モータ軸１０の横油路１０ｂに導かれ、各縦油路１０ｃ，１０ｄを介してボールベアリング９５に供給されるとともに、別の縦油路１０ｅを介してボールベアリング９６に供給される。そして、各部を潤滑したオイルは、外部配管９８を通してケース８の底部に戻される。

このような実施形態では、特別なオイルポンプを用いることなく、各ギア３０，３１，６６によるギアポンプ作用を利用してモータ３を支持するベアリングを潤滑している。このため、安価な構成で、確実にベアリングを潤滑することができる。

（ｅ−１）第１遊星歯車減速機３８では、第１キャリア４２は公転する。したがって、第１キャリア４２に設けられた複数の第１遊星ギア４１は、すべてケース８の底部に溜まったオイルに浸漬する。このため、第１遊星ギア４１を支持しているニードルベアリング４６に対してもオイルが供給されることになる。

しかし、前記各実施形態では、高回転・低トルク型のモータを用い、かつトランスファ減速機２０における減速比が比較的小さいので、１段目の第１遊星歯車減速機３８には、比較的高い回転数が入力されることになる。したがって、第１遊星ギア４１を支持するニードルベアリング４６に対して、十分に潤滑オイルを供給する必要がある。また、ニードルベアリング４６は第１遊星ギア４１とスラストワッシャ４７とによって囲まれているので、ニードルベアリング４６に対してオイルが供給されにくい。さらに、オイルを攪拌する際のロスを避けるために、オイルレベルを下げることが要望されており、ニードルベアリング４６へのオイル供給のための構成について、改善が求められている。

そこで、第１遊星ギア４１を支持するニードルベアリング４６に十分な潤滑オイルを供給するための構成を図１０に示す。

図１０には、複数の第１遊星ギア４１のうちの１つが、最も下方に位置している状態を示している。この図に示すように、ケース１８内のオイルレベルＯＬは、最下位の第１遊星ギア４１の回転中心軸Ｃよりも上方に位置している。

そして、第１遊星ギア４１を支持する支持ピン４５には、回転中心軸Ｃに一致して軸方向に沿って形成された横油路４５ａと、支持ピン４５の外周面から横油路４５ａに連通する縦油路４５ｂとが形成されている。

このような構成によれば、支持ピン４５がケース１８の底部に溜まったオイル中に没したときに、オイルが横油路４５ａ及び縦油路４５ｂを通して確実にニードルベアリング４６に導かれる。このため、ニードルベアリング４６の潤滑不足を防止できる。

（ｅ−２）図１１に、図１０に示した実施形態の変形例を示す。この例では、支持ピン１４５の横油路１４５ａが、回転中心軸Ｃから外周側に偏芯して形成されている。縦油路１４５ｂについては図１０の例と同じ構成である。

この場合は、支持ピン１４５は第１キャリア４２に対して固定されており、かつ横油路１４５ａが外周側に偏芯して形成されているので、図１０の例に比較して横油路１４５ａがオイル中に没している時間が増える。このため、ニードルベアリング４６に供給される油量を増やすことができる。

（ｅ−３）図１２に、図１０に示した実施形態のさらなる変形例を示す。この例では、支持ピン２４５の横油路２４５ａが、回転中心軸Ｃに対して斜めに形成されている。すなわち、横油路２４５ａの開放端（図１２の右端）が内周側に位置し、先端側が外周側に位置している。縦油路２４５ｂについては図１０の例と同じ構成である。

この場合は、重力及び遠心力を利用して、ニードルベアリング４６に供給される油量を増やすことができる。

１ 前輪
２ ファイナルドライブ装置
３ モータ
４ 終減速装置
２０ トランスファ減速機
２１ 遊星歯車機構
２２ ブレーキ機構
２８ 入力軸
２９ 出力軸
３０ ドライブギア
３１ ドリブンギア
３８ 第１遊星歯車減速機
３９ 第２遊星歯車減速機
６５ ブレーキ軸
６６ ブレーキ用ギア
６７ ブレーキ本体部
７４ ブレーキディスク
７５ 固定プレート

Claims (4)

1. 駆動源から入力された回転を減速して駆動輪に伝達する作業用車両の終減速装置であって、
   入力軸及び出力軸と、前記入力軸と同軸に配置されたドライブギアと、前記出力軸と同軸に配置され前記ドライブギアに噛み合うドリブンギアと、を有し、前記駆動源からの回転を減速するトランスファ減速機と、
   前記出力軸と同軸に配置され、前記出力軸の回転を減速する第１遊星歯車減速機と、前記第１遊星歯車減速機の出力回転をさらに減速して前記駆動輪に伝達する第２遊星歯車減速機と、を有し、前記トランスファ減速機からの出力回転をさらに減速して前記駆動輪に伝達する遊星歯車機構と、
   前記入力軸及び出力軸からオフセットして配置されたブレーキ軸と、前記ブレーキ軸に設けられ前記ドリブンギアと噛み合うブレーキ用ギアと、を有し、前記出力軸の回転を制動するブレーキ機構と、
   を備えた作業用車両の終減速装置。
2. 前記駆動輪は、タイヤ及び前記タイヤが装着されたホイールであり、
   前記トランスファ減速機及び前記遊星歯車機構は前記ホイールの内周部で前記ホイールの回転軸方向の幅内に配置されている、
   請求項１に記載の作業用車両の終減速装置。
3. 前記ブレーキ機構は、前記ブレーキ軸に固定された少なくとも１枚の円板状のブレーキディスクと、前記ブレーキディスクが圧接される固定部と、を有するブレーキ本体部を有する、請求項１に記載の作業用車両の終減速装置。
4. 前記駆動源は電気モータであり、前記電気モータの出力軸は前記入力軸と同軸に配置されている、請求項１に記載の作業用車両の終減速装置。

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