JP7174523B2 - 駆動装置 - Google Patents
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Description
このような駆動装置は、例えば一条の無端帯状のクローラベルトを送り移動させて走行するクローラ走行装置の駆動ユニットとして利用することができる。
かかる特許文献1に記載の駆動装置は、高減速比を実現するべく、モータ軸の軸方向に沿って配置された3段の減速機構部を備えている。また、この駆動装置に設けられた1段目及び2段目の減速機構部は、太陽歯車がモータ軸に設けられて入力側とされ、内歯車がハウジングに固定されて固定側とされ、遊星キャリアがモータ軸の同軸上に配置された駆動軸に連結されて出力側とされて、太陽歯車の外周と内歯車の内周との間で遊星キャリアにより回転自在に軸支された遊星歯車が公転する所謂プラネタリー型の減速機構部として構成されている。
当該モータハウジングに対して回転自在に支持された筒状の駆動ホイールと、
前記駆動ホイールの内部に配置されて前記モータ部の回転動力を減速して前記駆動ホイールに伝達させる減速機構部と、を備えた駆動装置であって、
前記減速機構部が、前記モータ軸の回転動力を減速して当該モータ軸と同軸上に設けられた中段駆動軸に伝達させる第1減速機構部と、前記中段駆動軸の回転動力を減速して前記駆動ホイールに伝達させる第2減速機構部とを有し、
前記第1減速機構部が、
前記モータ軸に設けられた第1太陽歯車と、
前記第1太陽歯車と同軸上に設けられ、前記モータハウジングに固定された第1内歯車と、
前記中段駆動軸に連結された第1遊星キャリアに回転自在に支持され、前記第1太陽歯車及び前記第1内歯車に噛み合って前記第1太陽歯車の外周を公転する第1遊星歯車と、を有し、
前記第2減速機構部が、
前記中段駆動軸に設けられた第2太陽歯車と、
前記駆動ホイールの内面に固定された第2内歯車と、
前記モータハウジングに固定された第2支持部に回転自在に支持され、前記第2太陽歯車及び前記第2内歯車に噛み合う第2中間歯車と、を有し、
前記第2中間歯車が、前記第2太陽歯車に噛み合う大歯車と、前記大歯車に同軸上に連結されて当該大歯車よりも歯数が少なく前記第2内歯車に噛み合う小歯車と、を有する点にある。
そして、前段の第1減速機構部は、第1太陽歯車の外周と第1内歯車の内周との間で第1遊星キャリアにより回転自在に軸支された第1遊星歯車が公転する所謂プラネタリー型減速機構部として構成されている。よって、この第1減速機構部により、大型化を抑制しながら、第1太陽歯車が設けられたモータ軸の回転動力をそれと同軸上の中段駆動軸に伝達させる際の減速比(速度伝達比)を合理的に高くすることができる。
この第1減速機構部は、駆動ホイールの内部においてモータハウジング側(以下「基端側」と呼ぶ場合がある。)に配置することができる。よって、比較的大径となる第1内歯車については、それに近接するモータハウジングに対してできるだけコンパクトな構成で固定することができる。更に、中段駆動軸がモータ軸と同軸上に配置されているので、第1遊星歯車を回転自在に支持しながら中段駆動軸に連結される第1遊星キャリアについても、できるだけコンパクトな構成とすることができる。
よって、減速機構部では、第1減速機構部及び第2減速機構部に対して別の減速機構部を追加することなく小型化を図りながら、第1減速機構部による1段の減速と第2減速機構部による2段の減速とをあわせた3段の減速を行って高減速比化を実現することができる。
前記先端側軸部の外周部に、前記駆動ホイールを回転自在に軸支する先端側駆動ホイール軸受部が設けられている点にある。
前記駆動ホイールの外周部において、前記基端側駆動ホイール軸受部よりも前記モータハウジング側の部位に、走行用のクローラベルトに噛み合う駆動輪が設けられている点にある。
そして、このように駆動ホイールにおいて駆動輪が基端側ホイール軸受部よりも基端側に配置されている場合であっても、比較的大型なベアリング等で構成可能な基端側駆動ホイール軸受部により、駆動ホイールにおける駆動輪に近い基端側を安定且つ強固に軸支することができる。
前記基端側駆動ホイール軸受部が、前記第1内歯車の外周部に直接取り付けられている点にある。
前記モータハウジングの内部において、前記電動モータ部の前記減速機構部側とは反対側に、前記電動モータ部に対して駆動電力を供給するモータ駆動回路部が設けられている点にある。
図8に示すように、本実施形態の駆動装置1は、一条の無端帯状のクローラベルト101を送り移動させて走行するクローラ走行装置100の駆動部として利用される。
具体的に、クローラ走行装置100は、駆動装置1と当該駆動装置1により回転駆動される駆動輪102とを有する駆動ユニット110と、回転自在に支持された従動輪105とが、互いに離間して配置されている。そして、一条の無端帯状のクローラベルト101が、これら互いに離間して配置された駆動輪102と従動輪105との夫々に外接するように巻回されている。
また、クローラベルト101の内側において駆動ユニット110と従動輪105との間には、駆動装置1に対して動力源となる電力を供給するバッテリが設置されるバッテリ設置部107が設けられている。そして、これら駆動ユニット110と従動輪105とバッテリ設置部107とは、支持フレーム108により支持されている。
そして、駆動輪102と従動輪105とに巻回された無端帯状のクローラベルト101が、駆動輪102が駆動装置1により回転駆動することにより従動輪105の従動回転を伴ってクローラ幅方向と直交するクローラ送り方向に沿って送り移動される。すると、クローラ走行装置100は、この送り移動されるクローラベルト101の下面を地表面に接地する状態で、駆動輪102と従動輪105との夫々の中心を結ぶ方向に沿って走行することができる。
図1に示すように、駆動装置1は、モータ軸21を回転させる電動モータ部20(モータ部の一例)を内部に収容したモータハウジング10と、当該モータハウジング10に対して回転自在に支持された筒状の駆動ホイール30と、駆動ホイール30の内部に配置されて電動モータ部20の回転動力を減速して駆動ホイール30に伝達させる減速機構部Xと、を備えたものとして構成されている。
また、モータハウジング10の内部において、電動モータ部20の減速機構部X側とは反対側には、電動モータ部20に対して駆動電力を供給するインバータ等のモータ駆動回路部25が設けられている。
尚、本実施形態において、モータハウジング10から見て駆動ホイール30側を「先端側」と呼ぶ場合があり、駆動ホイール30から見てモータハウジング10側を「基端側」と呼ぶ場合がある。
モータハウジング10の内部の先端側には、比較的安価な高速タイプの電動モータ部20が固定されており、その電動モータ部20のモータ軸21が、当該モータハウジング10の筒軸心に沿って配置されている。そして、モータ軸21の先端部21bは、先端側の支持プレート45に固定されたベアリング46により回転自在に軸支されており、モータ軸21の基端部21aは、基端側の支持プレート14に固定されたベアリング15により回転自在に軸支されている。
駆動ホイール30の先端側には、内部に潤滑オイルを供給するためのオイル供給口30aが形成され、そのオイル供給口30aを封鎖するためのキャップ30Bが着脱自在に取り付けられている。また、これらオイル供給口30aの形成箇所を含む駆動ホイール30の先端側の表面には、化粧蓋30Aが着脱自在に取り付けられている。
更に、図1に示すように、駆動ホイール30の基端側縁部には、フランジリング33が取り付けられており、そのフランジリング33の外周に設けられた取付部33aに対して駆動輪102がボルトにより固定されている。
そして、駆動ホイール30におけるモータハウジング10に近い側の基端側縁部に駆動輪102が固定されており、クローラベルト102の幅方向における中心位置にその駆動輪1が係合することから、駆動装置1の駆動ホイール30及びモータハウジング10がクローラベルト101の内側の領域に好適に収まるようになる。
以下、第1減速機構部40及び第2減速機構部50の夫々の詳細構成について、順に説明する。
減速機構部Xにおける前段の第1減速機構部40は、図1、図2、図3、及び図7に示すように、駆動ホイール30の内部において後述する第2減速機構部50よりもモータハウジング10に近い側に配置されており、第1太陽歯車41、第1内歯車42、第1遊星キャリア43、及び第1遊星歯車44を有して構成されている。
第1遊星歯車44は、第1太陽歯車41及び第1内歯車42に噛み合って第1太陽歯車41の外周を公転する外歯歯車であり、第1太陽歯車41の外周に沿って均等に同歯数の3つの第1遊星歯車44が配置されている。また、第1遊星キャリア43は、これら3つの第1遊星歯車44を回転自在に支持すると共に、モータ軸21の先端側において当該モータ軸21と同軸上に配置された中段駆動軸48に連結されて当該中段駆動軸48と一体的に回転するものとして構成されている。
よって、このプラネタリー型の第1減速機構部40では、比較的小型でありながら、第1太陽歯車41が設けられたモータ軸21の回転動力をそれと同軸上の中段駆動軸48に伝達させる際の減速比を合理的に高く設定できている。
減速機構部Xにおける後段の第2減速機構部50は、図1、図2、図4、及び図6に示すように、駆動ホイール30の内部において前述の第1減速機構部40よりもモータハウジング10から遠い側に配置されており、第2太陽歯車51、第2内歯車52、第2支持部53、及び第2中間歯車54を有して構成されている。
第2中間歯車54は、第2太陽歯車51及び第2内歯車52に噛み合う外歯歯車であり、第2太陽歯車51の外周に沿って均等に同歯数の3つの第2中間歯車54が配置されている。また、第2支持部53は、これら3つの第2中間歯車54を回転自在に支持すると共に、モータハウジング10の支持プレート45に固定されたものとして構成されている。
よって、このスター型の第2減速機構部50では、第2太陽歯車51が設けられた中段駆動軸48の回転動力を一層減速してそれらを内部に収容する駆動ホイール30に伝達させることができている。
そして、第2中間歯車54は、これら一対の第2支持プレート53A,53Bに対して、間に挟まれた状態で回転自在に支持されている。
中段駆動軸48の先端部48bは、先端側第2支持プレート53Bに固定されたベアリング55により回転自在に軸支されており、中段駆動軸48の基端部48aは、基端側第2支持プレート53Aに固定されたベアリング47により回転自在に軸支されている。
即ち、第2中間歯車54は、大歯車54Aが第2太陽歯車51と噛み合いながら、小歯車54Bが第2内歯車52と噛み合う状態で、大歯車54Aと小歯車54Bとが同期回転する。この第2減速機構部50では、第2太陽歯車51と第2中間歯車54の大歯車54Aとの間で行われる減速と、第2中間歯車54の小歯車54Bと第2内歯車52との間で行われる減速との2段の減速が行われることで、減速比の増加が図られている。
更に、この第2中間歯車54では、大歯車54Aと第2内歯車52とを中段駆動軸48の径方向において重複する状態で配置することができる。よって、第2太陽歯車51の外周面と駆動ホイール10の内周面との間に形成された比較的大きな空間に、できるだけ大きな大歯車54Aを配置して、減速比の一層の増加を図ることができる。
更に、この減速機構部Xでは、上述のような3段の減速を行うにあたり、第1減速機構部40及び第2減速機構部50に対して別の減速機構部を追加する必要がないため、小型化が図ることができる
更に、第2太陽歯車51から第2内歯車52へは、複数の第2中間歯車54を介して並列で動力伝達が行われることになる。すると、第2太陽歯車51と複数の第2中間歯車54の夫々との噛み合い部に生じる接触応力、及び、複数の第2中間歯車54の夫々と第2内歯車52との噛み合い部に生じる接触応力は小さくなる。よって、第2減速機構部50を構成する各歯車51,52,54に対して要求される必要強度が小さくなるので、これら歯車51,52,54のモジュールの大きさや歯幅や外径や厚み等については、できるだけ小さく設定することができる。
図1に示すように、駆動ホイール30の先端側が、第2減速機構部50側に設けられたベアリング31(先端側駆動ホイール軸受部の一例)に回転自在に軸支されており、駆動ホイール30の基端側が第1減速機構部40側に設けられたベアリング32(基端側駆動ホイール軸受部の一例)に回転自在に軸支されている。
更に、このベアリング32は、第1内歯車42の外周部に直接取り付けられている。よって、ベアリング32の外径は、第1内歯車42との間に別の部材を介装させて取り付ける場合よりも小さくなっている。
また、駆動ホイール30の内部において、基端側のフランジリング33には、周方向において凹凸が複数形成されたオイル拡散翼60が取り付けられている。そして、このオイル拡散翼60が駆動ホイール30と共に回転することで、駆動ホイール30の内部に溜められた潤滑オイルが拡散させて、各歯車や軸受等の潤滑を行うことができる。
本発明の他の実施形態について説明する。尚、以下に説明する各実施形態の構成は、それぞれ単独で適用することに限らず、他の実施形態の構成と組み合わせて適用することも可能である。
(1)上記実施形態では、第2減速機構部50において、入力側の中段駆動軸48と出力側の駆動ホイール30の回転中心軸とを同軸上に配置したが、これらを偏心させて配置しても良い。この場合、第2太陽歯車51の外周に沿って配置された第2中間歯車54については、複数配置する場合にはそれらを異なる歯数のものにしたり、単一の中間歯車を配置することで対応することができる。
10 モータハウジング
20 電動モータ部(モータ部)
21 モータ軸
25 モータ駆動回路部
30 駆動ホイール
31 ベアリング(先端側駆動ホイール軸受部)
32 ベアリング(基端側駆動ホイール軸受部)
40 第1減速機構部
41 第1太陽歯車
42 第1内歯車
43 第1遊星キャリア
44 第1遊星歯車
48 中段駆動軸
50 第2減速機構部
51 第2太陽歯車
52 第2内歯車
53 第2支持部
53B 先端側第2支持プレート(先端側第2支持部)
53Ba 先端側軸部
54 第2中間歯車
54A 大歯車
54B 小歯車
101 クローラベルト
102 駆動輪
X 減速機構部
Claims (5)
- モータ軸を回転させるモータ部を内部に収容したモータハウジングと、
当該モータハウジングに対して回転自在に支持された筒状の駆動ホイールと、
前記駆動ホイールの内部に配置されて前記モータ部の回転動力を減速して前記駆動ホイールに伝達させる減速機構部と、を備えた駆動装置であって、
前記減速機構部が、前記モータ軸の回転動力を減速して当該モータ軸と同軸上に設けられた中段駆動軸に伝達させる第1減速機構部と、前記中段駆動軸の回転動力を減速して前記駆動ホイールに伝達させる第2減速機構部とを有し、
前記第1減速機構部が、
前記モータ軸に設けられた第1太陽歯車と、
前記第1太陽歯車と同軸上に設けられ、前記モータハウジングに固定された第1内歯車と、
前記中段駆動軸に連結された第1遊星キャリアに回転自在に支持され、前記第1太陽歯車及び前記第1内歯車に噛み合って前記第1太陽歯車の外周を公転する第1遊星歯車と、
を有し、
前記第2減速機構部が、
前記中段駆動軸に設けられた第2太陽歯車と、
前記駆動ホイールの内面に固定された第2内歯車と、
前記モータハウジングに固定された第2支持部に回転自在に支持され、前記第2太陽歯車及び前記第2内歯車に噛み合う第2中間歯車と、を有し、
前記第2中間歯車が、前記第2太陽歯車に噛み合う大歯車と、前記大歯車に同軸上に連結されて当該大歯車よりも歯数が少なく前記第2内歯車に噛み合う小歯車と、を有することにより、前記第1減速機構部による1段の減速と前記第2減速機構部による2段の減速とを合わせた3段の減速を実現し、
前記第2支持部として、前記第2中間歯車の前記モータハウジング側とは反対の先端側に配置された先端側第2支持部を備えると共に、当該先端側第2支持部の先端側の中心部に前記モータ軸と同軸上の先端側軸部が形成され、
前記先端側軸部の外周部に、前記駆動ホイールを回転自在に軸支する先端側駆動ホイール軸受部が設けられている、
駆動装置。 - モータ軸を回転させるモータ部を内部に収容したモータハウジングと、
当該モータハウジングに対して回転自在に支持された筒状の駆動ホイールと、
前記駆動ホイールの内部に配置されて前記モータ部の回転動力を減速して前記駆動ホイールに伝達させる減速機構部と、を備えた駆動装置であって、
前記減速機構部が、前記モータ軸の回転動力を減速して当該モータ軸と同軸上に設けられた中段駆動軸に伝達させる第1減速機構部と、前記中段駆動軸の回転動力を減速して前記駆動ホイールに伝達させる第2減速機構部とを有し、
前記第1減速機構部が、
前記モータ軸に設けられた第1太陽歯車と、
前記第1太陽歯車と同軸上に設けられ、前記モータハウジングに固定された第1内歯車と、
前記中段駆動軸に連結された第1遊星キャリアに回転自在に支持され、前記第1太陽歯車及び前記第1内歯車に噛み合って前記第1太陽歯車の外周を公転する第1遊星歯車と、
を有し、
前記第2減速機構部が、
前記中段駆動軸に設けられた第2太陽歯車と、
前記駆動ホイールの内面に固定された第2内歯車と、
前記モータハウジングに固定された第2支持部に回転自在に支持され、前記第2太陽歯車及び前記第2内歯車に噛み合う第2中間歯車と、を有し、
前記第2中間歯車が、前記第2太陽歯車に噛み合う大歯車と、前記大歯車に同軸上に連結されて当該大歯車よりも歯数が少なく前記第2内歯車に噛み合う小歯車と、を有することにより、前記第1減速機構部による1段の減速と前記第2減速機構部による2段の減速とを合わせた3段の減速を実現し、
前記第1減速機構部側に、前記駆動ホイールを回転自在に軸支する基端側駆動ホイール軸受部が設けられ、
前記駆動ホイールの外周部において、前記基端側駆動ホイール軸受部よりも前記モータハウジング側の部位に、走行用のクローラベルトに噛み合う駆動輪が設けられている、
駆動装置。 - 前記中段駆動軸と前記駆動ホイールの回転中心軸とが同軸上に配置されている請求項1又は2に記載の駆動装置。
- モータ軸を回転させるモータ部を内部に収容したモータハウジングと、
当該モータハウジングに対して回転自在に支持された筒状の駆動ホイールと、
前記駆動ホイールの内部に配置されて前記モータ部の回転動力を減速して前記駆動ホイールに伝達させる減速機構部と、を備えた駆動装置であって、
前記減速機構部が、前記モータ軸の回転動力を減速して当該モータ軸と同軸上に設けられた中段駆動軸に伝達させる第1減速機構部と、前記中段駆動軸の回転動力を減速して前記駆動ホイールに伝達させる第2減速機構部とを有し、
前記第1減速機構部が、
前記モータ軸に設けられた第1太陽歯車と、
前記第1太陽歯車と同軸上に設けられ、前記モータハウジングに固定された第1内歯車と、
前記中段駆動軸に連結された第1遊星キャリアに回転自在に支持され、前記第1太陽歯車及び前記第1内歯車に噛み合って前記第1太陽歯車の外周を公転する第1遊星歯車と、
を有し、
前記第2減速機構部が、
前記中段駆動軸に設けられた第2太陽歯車と、
前記駆動ホイールの内面に固定された第2内歯車と、
前記モータハウジングに固定された第2支持部に回転自在に支持され、前記第2太陽歯車及び前記第2内歯車に噛み合う第2中間歯車と、を有し、
前記第2中間歯車が、前記第2太陽歯車に噛み合う大歯車と、前記大歯車に同軸上に連結されて当該大歯車よりも歯数が少なく前記第2内歯車に噛み合う小歯車と、を有し、
前記第1減速機構部側に、前記駆動ホイールを回転自在に軸支する基端側駆動ホイール軸受部が設けられ、
前記基端側駆動ホイール軸受部が、前記第1内歯車の外周部に直接取り付けられている駆動装置。 - 前記モータ部が、電力によりモータ軸を回転させる電動モータ部であり、
前記モータハウジングの内部において、前記電動モータ部の前記減速機構部側とは反対側に、前記電動モータ部に対して駆動電力を供給するモータ駆動回路部が設けられている請求項1~4の何れか1項に記載の駆動装置。
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