JP5662789B2

JP5662789B2 - 遊星歯車減速機

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Publication number: JP5662789B2
Application number: JP2010281664A
Authority: JP
Inventors: 雄二清家
Original assignee: Nabtesco Corp
Current assignee: Nabtesco Corp
Priority date: 2010-12-17
Filing date: 2010-12-17
Publication date: 2015-02-04
Anticipated expiration: 2030-12-17
Also published as: JP2012127470A

Description

本発明は、遊星歯車減速機に関し、特に、クローラ車両などの建設車両を駆動するのに好適に用いられる遊星歯車減速機に関する。

この種の遊星歯車減速機に関する技術としては、例えば、特許文献１に開示されているようなものがある。特許文献１に記載の遊星歯車減速機（２）では、原動機（１）の出力軸（１１）と遊星歯車減速機（２）の入力歯車（１４）とを駆動連結する連結継手（３）を、外部から着脱可能に設けている。原動機（１）と遊星歯車減速機（２）との間の動力伝達を遮断するときは、連結継手（３）をハウジング（２４）内から外部へ抜き取る。なお、原動機（例えば油圧モータ）と遊星歯車減速機との間の動力伝達を遮断する機構は、当該技術分野において、フリー機構と呼ばれている。
フリー機構を上記したような構成とすることで、複雑な専用部品を使用することなくフリー機構付きの走行モータを提供することができる、と特許文献１において称されている。

特開２００３−２４００６６号公報

ここで、フリー機構は、一部の車両（または遊星歯車減速機）に設けられるオプションである。特許文献１に記載の遊星歯車減速機（２）では、フリー機構として複雑な専用部品を使用しないで済むかもしれないが、その遊星歯車減速機（２）を構成する裏蓋（４）、連結継手（３）は、フリー機構を有さない遊星歯車減速機を構成する標準の部品とは別に作製されている。したがって、一部の車両にのみオプションで必要となる部品を別に作製しなければならないことになり、製造コストは高くなる。また、別に作製しなければならない部品の種類が増えることは、その管理コストの増大にもつながる。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、フリー機構付きの遊星歯車減速機を提供するにあたり、製造コストおよび管理コストを従来よりも低減することである。

本発明は、モータの出力軸に一端部がスプライン結合される入力軸と、前記入力軸の他端部に配置され当該入力軸と共に回転するサンギアと、前記サンギアに噛み合う遊星歯車と、前記遊星歯車が噛み合う内歯が内周に形成され、モータケースに対して回転自在に保持される筒状の回転ケースと、前記回転ケースの開口を覆うカバーと、を備える遊星歯車減速機において、前記入力軸と前記サンギアとが一体的に形成されており、前記サンギアが通過可能な大きさの孔が前記カバーの中心に穿設されており、前記孔を覆うサブカバーが前記カバーに取り付けられており、前記サブカバーは、前記サンギア側に空間を有し、前記サンギアを前記空間に退避させることで、前記サンギアと前記遊星歯車との噛み合いを解くことを特徴とする、遊星歯車減速機である。
また、本発明は、モータの出力軸に一端部がスプライン結合される入力軸と、前記入力軸の他端部に配置され当該入力軸と共に回転するサンギアと、前記サンギアに噛み合う遊星歯車と、前記遊星歯車が噛み合う内歯が内周に形成され、モータケースに対して回転自在に保持される筒状の回転ケースと、前記回転ケースの開口を覆うカバーと、を備える遊星歯車減速機において、前記入力軸と前記サンギアとが一体的に形成されており、前記サンギアが通過可能な大きさの孔が前記カバーの中心に穿設されており、前記孔を覆うサブカバーが前記カバーに取り付けられており、前記サブカバーは、前記サンギア側に空間を有し、前記サンギアを前記空間に退避させることで、前記入力軸と前記出力軸とのスプライン結合を解くことを特徴とする、遊星歯車減速機である。

これらの構成によると、サンギアおよび入力軸を標準品と同じ部品にすることができる。また、カバーについては標準品のカバーを加工して使用することができる。すなわち、フリー機構専用のサンギア、入力軸、およびカバーを別に作製してストックしておく必要がなく、製造コストおよび管理コストを従来よりも低減することができる。フリー機構用に新作する部品はサブカバーのみでよい。

また、サブカバーをはずすことなくモータをフリーにすることができる。サブカバーをはずさないので減速機内部の潤滑油が外部に流出することを防止できる。

さらに本発明において、前記サブカバーを摺動貫通するように設けられ、前記サンギアを前記空間に退避させるための引抜用ピンを備え、前記引抜用ピンは、入力軸側の先端にネジ部を有し、前記入力軸には、前記ネジ部が螺合可能なナット部が他端に形成されているとともに、前記ネジ部を収容可能な中空部が当該ナット部から延在するように設けられており、前記ネジ部が前記中空部に到達するまで前記ネジ部を前記ナット部にねじ込むことで、前記引抜用ピンを前記入力軸の他端にセットすることが好ましい。

この構成によると、標準の遊星歯車減速機（フリー機構を有さない遊星歯車減速機）を構成する入力軸（部品）を加工して使用することができる。その結果、フリー機構専用のサンギアや入力軸を別に作製してストックしておく必要がなくなり、製造コストおよび管理コストを従来よりも低減することができる。フリー機構用に新作する主な部品は、サブカバーおよび引抜用ピンのみでよい。

本発明によれば、フリー機構付きの遊星歯車減速機を提供するにあたり、フリー機構を有さない遊星歯車減速機（標準品）を構成する部品の多くを流用することができるようになり、製造コストおよび管理コストを従来よりも低減することができる。

本発明の第１実施形態に係る遊星歯車減速機を示す一部切り欠き断面図である。図１のＡ部拡大図である。図１に示した遊星歯車減速機において油圧モータをフリーにした状態を示す図である。本発明の第２実施形態に係る遊星歯車減速機を示す一部切り欠き断面図である。図４のＢ部拡大図である。図４に示した遊星歯車減速機において油圧モータをフリーにした状態を示す図である。標準の遊星歯車減速機（フリー機構を有さない遊星歯車減速機）を示す一部切り欠き断面図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しつつ説明する。なお、本発明に係る遊星歯車減速機は、例えば、油圧ショベルなどの建設車両を駆動するのに好適に用いられる減速機である。以下の説明では、本発明の理解が容易となるように、フリー機構を有さない遊星歯車減速機（標準品）の概要について説明した後、本発明に係るフリー機構付きの遊星歯車減速機について説明することとする。

（標準品）
フリー機構を有さない標準の遊星歯車減速機２００を図７に示した。図７に示すように、遊星歯車減速機２００は、モータ部２と減速機部３とからなる。すなわち、遊星歯車減速機２００は、モータ付きの遊星歯車減速機である。

モータ部２は、油圧モータ６、出力軸７、およびこれら部品を収容するモータケース４などから構成される。遊星歯車減速機２００は、モータケース４の外周に形成されたフランジ４ａを介して建設車両のフレームに固定される。

減速機部３は、入力軸５８、第１サンギア９、第１遊星歯車１１、遊星キャリア１４、第２サンギア１５、第２遊星歯車１６、およびこれら部品を収容する筒状の回転ケース５などから構成される。回転ケース５の開口は、板部材からなるカバー５２で覆われる。カバー５２は、ボルト１７により回転ケース５に固定されている。なお、第１サンギア９、第１遊星歯車１１、第２サンギア１５、および第２遊星歯車１６は、いずれも平歯車である。

油圧モータ６の出力軸７と減速機部３の入力軸５８とは、端部同士が突き合せられた状態でスプライン継手１０を介してスプライン結合される（後述する入力軸８、２１についても同様）。油圧モータ６の出力軸７にスプライン継手１０を介して一端部が連結された状態の入力軸５８は、スプライン結合により、軸方向にはスライド可能であるが、回転方向には拘束される。

出力軸７とは反対側の入力軸５８の端部には、入力軸５８と共に回転する第１サンギア９が配置される。入力軸５８と第１サンギア９とは一体的に形成されている。一体的に形成するとは、例えば、削り出しなどの加工により１本の金属材料からサンギアを有する入力軸を作製することをいう。

第１サンギア９の外側には、この第１サンギア９と噛み合う第１遊星歯車１１が配置されている。第１遊星歯車１１は、遊星キャリア１４に回転自在に保持されており、自転しながら回転ケース５の内周に沿って公転運動を行うことになる。

また、出力軸７および入力軸５８には、第２サンギア１５が緩挿されている。第２サンギア１５は遊星キャリア１４により回転させられる。第２サンギア１５の外側には、この第２サンギア１５と噛み合う第２遊星歯車１６が配置されている。第２遊星歯車１６は、モータケース４から突設されたボス部４ｂに回転自在に保持されており、ボス部４ｂ周りに自転運動を行うことになる（ボス部４ｂは固定されているので公転運動は行わない）。

なお、回転ケース５は、モータケース４に対してベアリングを介して回転自在に保持されるものであって、その内周には、第１遊星歯車１１および第２遊星歯車１６が噛み合う内歯５ｂが形成されている。また、入力軸５８とカバー５２との間にはスラストプレート５３が配置されている。スラストプレート５３は、入力軸５８に作用するスラスト荷重を受けるための金属プレートである。回転ケース５の外周にはフランジ５ａが設けられている。遊星歯車減速機２００は、このフランジ５ａを介して建設車両の駆動輪に連結される。

油圧モータ６を駆動すると、その動力は減速機部３内を伝達し、回転ケース５が所定の回転数で回転する。
（第１実施形態）

（遊星歯車減速機の構成）
図１〜３を参照しつつ、本発明に係るフリー機構付きの遊星歯車減速機１について説明する。なお、遊星歯車減速機１についての説明においては、前記した標準の遊星歯車減速機２００と同一の部品についてはその説明を省略する。

図１、２に示したように、回転ケース５の開口を覆うカバー１２の中心部には、第１サンギア９が通過可能な大きさの孔１２ａが穿設されている。同様に、スラストプレート１３の中心部にも第１サンギア９が通過可能な大きさの孔が穿設されている。そして、カバー１２には、この孔１２ａを塞ぐサブカバー１８が複数本のボルト１９により固定されている。

サブカバー１８は、円板状の部品であって、大径部１８ａ、中径部１８ｂ、および小径部１８ｃをこの順に有する。中径部１８ｂの外径と孔１２ａの内径とがほぼ等しくされている。また、大径部１８ａの厚みと中径部１８ｂの厚みとはほぼ等しい。中径部１８ｂの厚みはカバー１２の厚みとほぼ等しくされている。すなわち、サブカバー１８の厚みは、カバー１２の厚みの２倍以上、３倍未満とされている。入力軸８の端面と小径部１８ｃとの間にはわずかな隙間が設けられている。サブカバー１８の大径部１８ａとカバー１２との間には油漏れ防止のための樹脂製のシールリング２０が挟み込まれている。また、ボルト１９の頭部とサブカバー１８との間にも、油漏れ防止のための樹脂製のシールリング３０（シール材）が挟み込まれている。なお、シールリング２０・３０は、必ずしも樹脂製である必要はない。

出力軸７とは反対側の入力軸８の端面中心には、ボルト１９が螺合可能な大きさのボルト穴８ａが軸方向に設けられている。なお、入力軸８の設けられるボルト穴８ａの大きさは、ボルト１９が螺合可能な大きさである必要は必ずしもなく、他の大きさのボルト穴であってもよい。さらには、入力軸８を引き抜ける手段であればよく、ボルト穴（ボルトによる引き抜き）に限られるものでもない。

（モータ部２と減速機部３との間の動力伝達遮断手順）
周囲の安全確認をした後、ボルト１９を緩めてサブカバー１８を外す。取り外したボルト１９のうち１本のボルト１９を入力軸８のボルト穴８ａにねじ込む。ねじ込んだボルト１９を工具などで挟んで入力軸８を引き抜く。その後、粉塵などが減速機内部に入らないように、サブカバー１８をカバー１２に再取付する。サブカバー１８をカバー１２に再取付した状態を図３に示している。

以上説明したように、本発明に係るフリー機構によると、フリー機構付きの遊星歯車減速機１を組立てあげるのに際し、入力軸８、スラストプレート１３、およびカバー１２以外の部品は、すべて、フリー機構を有さない標準の遊星歯車減速機２００の部品と同じ部品とすることができる。入力軸８、スラストプレート１３、およびカバー１２に関しては、標準の遊星歯車減速機２００の部品である、入力軸５８、スラストプレート５３、およびカバー５２を少し加工して使用することができる。その結果、フリー機構専用のサンギア、入力軸８、カバー１２などを別に作製してストックしておく必要がなくなり、製造コストおよび管理コストを従来よりも低減することができる。なお、フリー機構用に新作する部品はサブカバー１８のみでよい。

また、本実施形態によると、第１サンギア９が一体的に形成された入力軸８を抜くときに、サブカバー１８の取付用のボルト１９をはずして使用することができる。すなわち、入力軸８の引抜用の治具を別途備えてく必要がない。
（第２実施形態）

（遊星歯車減速機の構成）
次に、図４〜６を参照しつつ、第２実施形態に係るフリー機構付きの遊星歯車減速機１０２について説明する。なお、前記した標準の遊星歯車減速機２００と同一の部品についてはその説明を省略する。

図４、５に示したように、回転ケース５の開口を覆うカバー１２の中心部には、第１サンギア９が十分に通過可能な大きさの孔１２ａが穿設されている。同様に、スラストプレート１３の中心部にも第１サンギア９が通過可能な大きさの孔が穿設されている。そして、カバー１２には、この孔１２ａを塞ぐサブカバー２２が複数本のボルト２６により固定されている。

（サブカバー）
サブカバー２２は、内側に空間Ｓを有する断面山形の部品であって、大径部２２ａ、および環状の中径部２２ｂを有する。サブカバー２２の中心には、後述する引抜用ピン２３が挿入される孔２２ｃが設けられている。サブカバー２２を断面山形の部品とすることで、第１サンギア９の退避スペースとなる空間Ｓを減速機部３の内部側に確保している（図６参照）。

環状の中径部２２ｂの内径は、第１サンギア９の外径よりも少し大きくされている。サブカバー２２の大径部２２ａとカバー１２との間には油漏れ防止のための樹脂製のシールリング２０が挟み込まれている。また、ボルト２６の頭部とサブカバー２２との間にも、油漏れ防止のための樹脂製のシールリング３０（シール材）が挟み込まれている。なお、シールリング２０・３０は、必ずしも樹脂製である必要はない。

（引抜用ピン）
本実施形態では、第１サンギア９を空間Ｓに退避させるための引抜用ピン２３が、カバー１２に取り付けられたサブカバー２２の中央を摺動貫通するように設けられている。図５に示したように、引抜用ピン２３は、円柱状の本体部２８と、本体部２８の端面中心から突出するように設けられた係合部２９とからなる。

係合部２９が設けられた側とは反対側の本体部２８の端面中心には、ボルト２５（後述するフリー用カバー２４をサブカバー２２に固定するためのボルト）が螺合可能な大きさのボルト穴２８ａが軸方向に設けられている。

係合部２９は、先端のネジ部２９ａと、ネジ部２９ａと本体部２８との間の棒状部２９ｂとからなる。棒状部２９ｂの径は、ネジ部２９ａの径よりも小さい。また、棒状部２９ｂの長さは、入力軸２１の端部に設けられたナット部２１ａの長さよりも少し長くされる。これにより、図５に示すように、定常時は、ネジ部２９ａの雄ネジとナット部２１ａの雌ネジとの間に軸方向に隙間が形成され、引抜用ピン２３は、入力軸２１の回転の妨げにならない。

（入力軸）
スプライン継手１０（スプライン結合部）とは反対側の入力軸２１の端部には、引抜用ピン２３のネジ部２９ａ（雄ネジ部）が螺合可能なナット部２１ａが設けられている。すなわち、スプライン継手１０とは反対側の入力軸２１の端部には、ネジ部２９ａが螺合可能なネジ孔２１ｃ（雌ネジ部）が設けられている。また、ネジ部２９ａを収容可能な大きさの中空部２１ｂがナット部２１ａから延在するように設けられている。なお、本実施形態では、ナット部２１ａから入力軸２１の端まで中空部２１ｂが形成されているが、入力軸２１の端まで中空部２１ｂを形成しなくてもよい。

引抜用ピン２３の本体部２８とサブカバー２２の孔２２ｃとの間には油漏れ防止のための樹脂製のシールリング２７が挟み込まれおり、引抜用ピン２３の本体部２８の外周面と、サブカバー２２の孔２２ｃとは摺動自在とされている。なお、シールリング２７は、必ずしも樹脂製である必要はない。

また、図５に示したように、引抜用ピン２３の外側には、引抜用ピン２３を保護するためのフリー用カバー２４が配置されている。フリー用カバー２４は、複数本のボルト２５によりサブカバー２２に固定されている。

（引抜用ピン２３のセット方法）
引抜用ピン２３の先端に設けたネジ部２９ａを、当該ネジ部２９ａが入力軸２１のナット部２１ａを超えて中空部２１ｂに到達するまで（噛み合いがなくなるまで）、入力軸２１のナット部２１ａにねじ込む。

（モータ部２と減速機部３との間の動力伝達遮断手順）
周囲の安全確認をした後、ボルト２５を緩めてフリー用カバー２４を外す。取り外したボルト２５のうち１本のボルト２５を引抜用ピン２３のボルト穴２８ａにねじ込む。ねじ込んだボルト２５を工具などで挟んで、サブカバー２２の内壁に第１サンギア９が当たるまで引抜用ピン２３を引っ張る。引抜用ピン２３先端のネジ部２９ａ（雄ネジ部）が入力軸２１のナット部２１ａ（雌ネジ部）に引っ掛かることで第１サンギア９がスライド移動するのである。これにより、第１サンギア９が空間Ｓに退避し、第１サンギア９と第１遊星歯車１１との噛み合いが解かれるとともに、入力軸２１と出力軸７とのスプライン結合が解かれる。

本実施形態によると、サブカバー２２をはずすことなく油圧モータ６をフリーにすることができる。サブカバー２２をはずさないので減速機内部の潤滑油が外部に流出することを防止できる。

また、標準の遊星歯車減速機２００（フリー機構を有さない遊星歯車減速機）を構成する入力軸５８を加工して、本実施形態に係る入力軸２１を作製することができる。その結果、フリー機構専用のサンギアや入力軸を別に作製してストックしておく必要がなくなり、製造コストおよび管理コストを従来よりも低減することができる。フリー機構用に新作する部品は、サブカバー２２、引抜用ピン２３、およびフリー用カバー２４のみとなる。

さらには、引抜用ピン２３を引っ張るときに、フリー用カバー２４の固定用のボルト２５をはずして使用することができる。すなわち、引抜用ピン２３の引抜用の治具を別途備えてく必要がない。

１：遊星歯車減速機
２：モータ部
３：減速機部
４：モータケース
５：回転ケース
５ｂ：内歯
６：油圧モータ
７：出力軸
８：入力軸
９：第１サンギア（サンギア）
１１：第１遊星歯車
１２：カバー
１２ａ：孔
１８：サブカバー
１９：ボルト

Claims

モータの出力軸に一端部がスプライン結合される入力軸と、
前記入力軸の他端部に配置され当該入力軸と共に回転するサンギアと、
前記サンギアに噛み合う遊星歯車と、
前記遊星歯車が噛み合う内歯が内周に形成され、モータケースに対して回転自在に保持される筒状の回転ケースと、
前記回転ケースの開口を覆うカバーと、
を備える遊星歯車減速機において、
前記入力軸と前記サンギアとが一体的に形成されており、
前記サンギアが通過可能な大きさの孔が前記カバーの中心に穿設されており、
前記孔を覆うサブカバーが前記カバーに取り付けられており、
前記サブカバーは、前記サンギア側に空間を有し、
前記サンギアを前記空間に退避させることで、前記サンギアと前記遊星歯車との噛み合いを解くことを特徴とする、遊星歯車減速機。
モータの出力軸に一端部がスプライン結合される入力軸と、
前記入力軸の他端部に配置され当該入力軸と共に回転するサンギアと、
前記サンギアに噛み合う遊星歯車と、
前記遊星歯車が噛み合う内歯が内周に形成され、モータケースに対して回転自在に保持される筒状の回転ケースと、
前記回転ケースの開口を覆うカバーと、
を備える遊星歯車減速機において、
前記入力軸と前記サンギアとが一体的に形成されており、
前記サンギアが通過可能な大きさの孔が前記カバーの中心に穿設されており、
前記孔を覆うサブカバーが前記カバーに取り付けられており、
前記サブカバーは、前記サンギア側に空間を有し、
前記サンギアを前記空間に退避させることで、前記入力軸と前記出力軸とのスプライン結合を解くことを特徴とする、遊星歯車減速機。
請求項１又は２に記載の遊星歯車減速機において、
前記サブカバーを摺動貫通するように設けられ、前記サンギアを前記空間に退避させるための引抜用ピンを備え、
前記引抜用ピンは、入力軸側の先端にネジ部を有し、
前記入力軸には、前記ネジ部が螺合可能なナット部が他端に形成されているとともに、前記ネジ部を収容可能な中空部が当該ナット部から延在するように設けられており、
前記ネジ部が前記中空部に到達するまで前記ネジ部を前記ナット部にねじ込むことで、前記引抜用ピンを前記入力軸の他端にセットすることを特徴とする、遊星歯車減速機。