WO2024122156A1 - 減速機及び建設機械 - Google Patents
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Classifications
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Definitions
- the present invention relates to a reducer and a construction machine.
- Patent Document 1 describes an electric linear actuator for obtaining propulsive force in a construction device such as a power shovel.
- Patent Document 1 describes the electric linear actuator being used to drive the boom, arm, bucket, etc. of the power shovel.
- Patent Document 1 describes an impact mitigation device formed of an elastic body such as a spring that mitigates the impact force applied to the piston of an electric linear actuator.
- a reducer is incorporated into a device that obtains propulsive force from the rotation output from the electric motor in order to slow down the rotation of the electric motor.
- shocks may be transmitted to the reducer.
- a device incorporating such a reducer is used to drive construction equipment, such as the boom, arm, or bucket of a power shovel, a relatively large shock may be transmitted to the reducer. It was also anticipated that a large shock would be transmitted to a part of the reducer, such as a part that has the function of slowing down the input rotation, and that this part would be damaged. For this reason, there was a need to alleviate the shock transmitted to the reducer, and in particular to that part of the reducer.
- the present invention was made with these circumstances in mind, and aims to reduce the impact transmitted to the reducer.
- a first aspect of the present disclosure is a rotational speed reducing unit that reduces the speed of an input rotation; a first member having an accommodation portion that accommodates the reduction gear portion and having a through hole that is used for fixing the accommodation portion to a mounting member;
- the reducer is provided with a buffer portion having a cylindrical shape, covering the inner wall of the through hole, and having a first portion and a second portion that differ in their ease of deformation when subjected to a certain stress.
- a second aspect of the present disclosure may further include a bush having a cylindrical shape provided inside the buffer portion in the reducer according to the first aspect described above.
- a third aspect of the present disclosure is a reducer according to the second aspect described above, in which the dimension of the bush in the axial direction in which the through hole extends may be greater than the dimension of the through hole in the axial direction.
- a fourth aspect of the present disclosure is a reducer according to the second aspect or the third aspect described above, wherein the first member further has a flange portion that protrudes from the accommodating portion in a direction intersecting an axial direction in which the through hole extends and faces the mounting member, The through hole is provided in the flange portion, A dimension of the bush in the axial direction may be greater than a dimension of the flange portion in the axial direction.
- a fifth aspect of the present disclosure is a reducer according to any one of the second to fourth aspects described above, further comprising a bolt that is passed through the bush and fixes the accommodation portion to the mounting member,
- a dimension of the bush in a radial direction perpendicular to the axis of the through hole may be equal to or greater than a dimension of the head of the bolt in the radial direction.
- a sixth aspect of the present disclosure is a reducer according to any one of the first to fifth aspects described above, further comprising a second member that is rotatable relative to the first member,
- the first member has internal teeth;
- the reduction section may include a crankshaft rotatably supported on the second member, and an external gear having a through hole through which the crankshaft passes and external teeth that mesh with internal teeth of the first member.
- a seventh aspect of the present disclosure is a reducer according to each of the second aspect to the fifth aspect described above, further comprising the mounting member arranged so that a gap is formed between the mounting member and the first member in a radial direction perpendicular to the axis of the through hole; a bolt that is passed through the bush and fixes the housing to the mounting member, A width of a gap between the first member and the mounting member in the radial direction may be larger than a width of a gap between the bush and the bolt in the radial direction.
- An eighth aspect of the present disclosure is a rotational speed reducing unit that reduces the speed of an input rotation;
- a first member having a housing portion that houses the speed reducing portion;
- the insulating film may further include a buffer portion having a cylindrical shape, covering an inner wall of the through hole, and having a first portion and a second portion that differ in ease of deformation when subjected to a certain stress.
- the ninth aspect of the present disclosure is a construction machine equipped with a reducer according to each of the first to eighth aspects described above.
- a tenth aspect of the present disclosure is a reducer including: a speed reducer section that reduces the speed of an input rotation; a first member having a housing section that houses the speed reducer section and having a through hole used for fixing the housing section to a mounting member; a buffer section that has a cylindrical shape, covers an inner wall of the through hole, and has a first part and a second part that differ in their ease of deformation when subjected to a certain stress; and a bushing that is provided inside the buffer section and has a cylindrical shape;
- the mounting member is disposed so as to have a gap between the mounting member and the first member in a radial direction perpendicular to an axis of the through hole; a bolt that is passed through the bush and fixes the housing portion to the mounting member,
- the width of a gap between the first member and the mounting member in the radial direction is larger than the width of a gap between the bush and the bolt in the radial direction.
- An eleventh aspect of the present disclosure is a reducer including a first member having a reduction section that reduces the speed of an input rotation and a housing section that houses the reduction section; a mounting member to which the accommodation portion is fixed, the mounting member having a through hole used for fixing the accommodation portion to the mounting member; a buffer portion having a cylindrical shape, covering an inner wall of the through hole, and having a first portion and a second portion that differ in ease of deformation when subjected to a certain stress; A bush provided inside the buffer portion and having a cylindrical shape; A bolt may be passed through the bush to fix the housing portion to the mounting member.
- the present invention makes it possible to transmit the required torque while mitigating the impact transmitted to the reducer.
- FIG. 1 is a cross-sectional view of a construction machine according to an embodiment.
- FIG. 2 is a cross-sectional view of a reducer according to an embodiment. 2 is an enlarged cross-sectional view showing a portion surrounded by a dashed line and indicated by reference symbol III in FIG. 1;
- FIG. FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of a construction machine according to a first modified example.
- FIG. 11 is a cross-sectional view of a construction machine according to a second modified example.
- FIG. 11 is a cross-sectional view of a construction machine according to a third modified example.
- FIG. 11 is a cross-sectional view of a construction machine according to a fourth modified example.
- FIG. 13 is a cross-sectional view of a construction machine according to a fifth modified example.
- FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of the vicinity of the reducer 4 of a construction machine 1 incorporating the reducer 4.
- FIG. 1 is a cross-sectional view of the construction machine 1 incorporating the reducer 4, cut along a plane passing through the rotation axis LA of the rotation output by the reducer 4.
- FIG. 2 is a cross-sectional view of the reducer 4 cut along line II-II in FIG. 1.
- the direction in which the rotation axis LA of the rotation output by the reducer 4 extends is called the rotation axis direction DA.
- the side on which the base plate portion 422 of the second member 42 described later is located is called the first side SA1, based on the end plate portion 421 of the second member 42 of the reducer 4 described later.
- the side opposite the side on which the base plate portion 422 of the second member 42 is located is called the second side SA2, based on the end plate portion 421 of the second member 42.
- the mounting member 47 is located on the second side SA2 in the rotation axis direction DA of the reducer 4.
- the direction circumnavigating the rotation axis LA is called the rotation axis circumferential direction DB
- the direction perpendicular to the rotation axis LA is called the rotation axis radial direction DC.
- the rotation axis radial direction DC is the direction in which a perpendicular line that can be drawn to the rotation axis LA extends.
- the construction machine 1 is equipped with a reduction gear 4 according to this embodiment.
- the construction machine 1 is further equipped with an electric motor 3.
- the reduction gear 4 reduces the speed of the rotation input from the electric motor 3.
- the electric motor 3 is a general electric motor.
- the electric motor 3 has a main body 32 and a rotating shaft 31 that rotates relative to the main body 32.
- the main body 32 of the electric motor 3 is fixed to a mounting member 47 described later.
- the electric motor 3 is fixed to the surface of the second side SA2 of the mounting member 47 by being fixed to the mounting member 47 with a bolt.
- the mounting member 47 has a through hole 471 that penetrates the mounting member 47 in the rotation axis direction DA.
- the rotating shaft 31 of the electric motor 3 is inserted into the through hole 471.
- the rotating shaft 31 protrudes toward the first side SA1 and extends in the rotation axis direction DA.
- the rotation axis about which the rotating shaft 31 rotates coincides with the rotation axis LA of the rotation output by the reducer 4.
- the reducer 4 will be described.
- the reducer 4 is disposed on the first side SA1 in the rotation axis direction DA of the electric motor 3.
- the reducer 4 includes a reduction section 45, a first member 41, and a buffer section 5.
- the reduction section 45 reduces the speed of the input rotation.
- the first member 41 has a housing section 48 that houses the reduction section 45, and the first member 41 is provided with a through hole 41b that is used to fix the housing section 48 to the mounting member 47 described later.
- the buffer section 5 has a cylindrical shape and covers the inner wall 41c of the through hole 41b. As described later, the buffer section 5 has a first part 51 and a second part 52 that differ in their ease of deformation when subjected to a certain stress.
- the reducer 4 of this embodiment also includes a bush 6, a bolt 7, a second member 42, and a mounting member 47 described later. Note that in FIG. 1, the shapes of the first part 51 and the second part 52 are omitted, and only the outer shape of the buffer section 5 is shown. Also, in Figure 2, the buffer section 5, bushing 6, and bolt 7 are not shown.
- the reducer 4 includes a reduction section 45, a first member 41, a buffer section 5, and a second member 42 that can rotate relative to the first member 41.
- the reduction section 45 reduces the speed of the input from the electric motor 3 to rotate the first member 41 and the second member 42 relative to each other.
- the first member 41 has internal teeth 412.
- the reduction gear unit 45 has a crankshaft 43 rotatably supported by the second member 42, and an external gear 44 having external teeth 441a, 442a and a through hole 44d through which the crankshaft 43 passes.
- the crankshaft 43 to which rotation is input eccentrically oscillates the external gear 44.
- the external teeth 441a, 442a of the external gear 44 mesh with the internal teeth 412 of the first member 41.
- the external teeth 441a, 442a of the eccentrically oscillated external gear 44 mesh with the internal teeth 412 of the first member 41, causing the first member 41 and the second member 42 to rotate relative to each other.
- the external gear 44 has a through hole 44d through which the crankshaft 43 passes.
- the reduction gear unit 45 includes a plurality of crankshafts 43.
- the plurality of crankshafts 43 extend through the through holes 44d of the external gear 44.
- the external gear 44 is provided with a plurality of through holes 44d, and each of the plurality of crankshafts 43 extends through each of the plurality of through holes 44d.
- the reducer 4 has a cylindrical case 41a as the first member 41.
- the reducer 4 also has a carrier 42a as the second member 42, which is arranged on the inside of the case 41a in the rotation axis radial direction DC (the side closer to the rotation axis LA in the rotation axis radial direction DC).
- the reducer 4 also has an input shaft 46 that applies a driving force to rotate the carrier 42a.
- the mounting member 47 of the reducer 4 has a through hole 471 to which the electric motor 3 is fixed.
- the mounting member 47 has a cylindrical shape.
- the first member 41 (case 41a) has a housing portion 48 that houses the crankshaft 43 and the external gear 44, which are the reduction gear portion 45.
- the housing portion 48 is a part of the case 41a that has a cylindrical shape.
- the first member 41 (case 41a) also has a through hole 41b that is used to fix the housing portion 48 to the mounting member 47.
- the through hole 41b extends in the rotation axis direction DA.
- the case 41a is fixed to the mounting member 47 by passing the bolt 7 described later through the through hole 41b and screwing it to the mounting member 47, and the housing portion 48 is fixed to the mounting member 47.
- the case 41a is fixed to the mounting member 47, and the electric motor 3 is fixed to the mounting member 47, so that the electric motor 3 is fixed to the case 41a via the mounting member 47.
- the inner circumferential surface of the case 41a is provided with internal teeth 412.
- the internal teeth 412 are pin-shaped (cylindrical) teeth provided on the inner circumferential surface of the case 41a.
- the first member 41 has, as the internal teeth 412, internal tooth pins 412a fitted into pin grooves 412b.
- a plurality of internal teeth 412 are arranged at equal intervals in the circumferential direction DB of the rotation axis.
- the carrier 42a is rotatably supported on the case 41a by a pair of main bearings 42j spaced apart in the direction of the rotation axis DA.
- the main bearings 42j are, for example, angular ball bearings.
- the carrier 42a is arranged coaxially with the case 41a and the rotation axis LA.
- the carrier 42a includes a disk-shaped end plate portion 421 disposed on the second side SA2 in the direction of the rotation axis DA, a disk-shaped base plate portion 422 disposed on the first side SA1 in the direction of the rotation axis DA, and three pillar portions 423 integrally formed with the base plate portion 422 and protruding from the base plate portion 422 toward the end plate portion 421.
- the pillar portions 423 shown in FIG. 2 have a columnar shape such that a cross section perpendicular to the direction of the rotation axis DA is a substantially triangular shape with rounded corners.
- the pillar portions 423 are disposed at equal intervals in the circumferential direction DB of the rotation axis.
- the pillar portions 423 and the end plate portions 421 are fixed to each other by fastening them to each other with the bolts 42b with the tip surface of the pillar portion 423 overlapping the end plate portion 421. In this state, a space having a predetermined width in the direction of the rotation axis DA is formed between the base plate portion 422 and the end plate portion 421.
- the column portion 423 has a bolt fastening hole 42c into which the bolt 42b is fastened.
- the end plate portion 421 has a bolt insertion hole 42d into which the bolt 42b is inserted.
- the bolt 42b is inserted into the bolt insertion hole 42d from the opposite side of the end plate portion 421 to the column portion 423 and fastened to the bolt fastening hole 42c of the column portion 423.
- a pin 42e is provided on the inside of the bolt 42b in the rotation axis radial direction DC to position the end plate portion 421 with respect to the base plate portion 422.
- the pin 42e is arranged so as to straddle the column portion 423 and the end plate portion 421.
- the column portion 423 does not have to be formed integrally with the base plate portion 422.
- the column portion 423 is fastened to the base plate portion 422.
- the column portion 423 is not limited to a columnar shape in which the cross section perpendicular to the rotation axis direction DA is a substantially triangular shape with rounded corners.
- the pillar portion 423 may form a space having a predetermined width in the rotation axis direction DA between the base plate portion 422 and the end plate portion 421.
- the pillar portion 423 may be cylindrical.
- the end plate portion 421 and the base plate portion 422 each have a plurality of holes 42f, 42g (for example, three in this embodiment) into which the crankshaft 43 of the reduction gear portion 45 is inserted.
- the holes 42f, 42g are arranged at equal intervals in the circumferential direction DB of the rotation axis.
- through holes 42h, 42i that penetrate in the rotation axis direction DA are formed in the center of the end plate portion 421 and the base plate portion 422 in the radial direction DC of the rotation axis.
- the input shaft 46 is inserted into these through holes 42h, 42i.
- the input shaft 46 is arranged coaxially with the case 41a and the rotation axis LA.
- the base end of the input shaft 46 on the electric motor 3 side (second side SA2 in the rotation axis direction DA) is connected to the rotating shaft 31 of the electric motor 3. This causes the input shaft 46 to rotate integrally with the rotating shaft 31.
- the tip 46a of the input shaft 46 on the side opposite the electric motor 3 (first side SA1 in the rotation axis direction DA) is disposed within the through hole 42i of the base plate portion 422.
- a drive gear 461 having external teeth is integrally provided on the tip 46a of the input shaft 46.
- the reduction gear unit 45 rotates the carrier 42a at a rotation speed that is reduced by a predetermined ratio relative to the rotation speed of the input shaft 46.
- the reduction gear unit 45 has a plurality of (e.g., three in this embodiment) transmission gears 431 that mesh with the drive gear 461, and a plurality of (e.g., three in this embodiment) crankshafts 43 with one end fixed to the transmission gears 431.
- the transmission gears 431 are fixed to one end of the first side SA1 in the rotation axis direction DA of the crankshafts 43.
- the reduction gear unit 45 also has, as the external gears 44, a first external gear 441 and a second external gear 442 that oscillate and rotate in conjunction with the rotation of the crankshafts 43.
- crankshaft 43 Since a transmission gear 431 is fixed to one end of the crankshaft 43, the rotation of the rotating shaft 31 is transmitted to the crankshaft 43 via the transmission gear 431.
- the crankshaft 43 is arranged parallel to the input shaft 46. In other words, the crankshaft 43 rotates about a rotation axis that is parallel to the rotation axis LA of the rotation output by the reduction gear 4.
- the crankshaft 43 is rotatably supported by the end plate portion 421 via the first crank bearing 43a.
- the crankshaft 43 is rotatably supported by the base plate portion 422 via the second crank bearing 43b.
- the first crank bearing 43a and the second crank bearing 43b are, for example, tapered roller bearings.
- a first eccentric portion 43c and a second eccentric portion 43d are formed in the center of the crankshaft 43 in the rotational axis direction DA, and are eccentric from the axis of the crankshaft 43.
- the first eccentric portion 43c and the second eccentric portion 43d are disposed adjacent to each other in the rotational axis direction DA between the first crank bearing 43a and the second crank bearing 43b.
- the first eccentric portion 43c is adjacent to the first crank bearing 43a.
- the second eccentric portion 43d is adjacent to the second crank bearing 43b.
- the first eccentric portion 43c and the second eccentric portion 43d are also out of phase with each other.
- crankshaft 43 is inserted into each of the holes 42f, 42g of the end plate portion 421 and the base plate portion 422. That is, the crankshaft 43 is also disposed at equal intervals in the circumferential direction DB of the rotation axis, just like each of the holes 42f, 42g.
- a first roller bearing 43e is attached to the first eccentric portion 43c of the crankshaft 43.
- a second roller bearing 43f is attached to the second eccentric portion 43d.
- the first roller bearing 43e is, for example, a cylindrical roller bearing.
- the first external gear 441 and the second external gear 442 are oscillatingly rotated via the roller bearings 43e, 43f as the crankshaft 43 rotates.
- the first external gear 441 and the second external gear 442 are disposed in the space between the base plate portion 422 and the end plate portion 421 of the carrier 42a.
- the first external gear 441 and the second external gear 442 have external teeth 441a, 442a that mesh with the internal teeth 412 of the case 41a.
- the first external gear 441 and the second external gear 442 are formed with a first through hole 44a centered on the rotation axis LA, a second through hole 44b into which the column portion 423 is inserted, and a through hole 44d into which the crankshaft 43 is inserted.
- the eccentric portions 43c, 43d of the crankshaft 43 are inserted into the through hole 44d.
- the input shaft 46 is inserted into the first through hole 44a.
- the first eccentric portion 43c and the first roller bearing 43e of the crankshaft 43 are inserted into the through hole 44d of the first external gear 441.
- the second eccentric portion 43d and the second roller bearing 43f of the crankshaft 43 are inserted into the through hole 44d of the second external gear 442.
- the crankshaft 43 rotates, the first external gear 441 rotates while meshing with the internal teeth 412 in accordance with the oscillation of the first eccentric portion 43c. Also, the second external gear 442 rotates while meshing with the internal teeth 412 in accordance with the oscillation of the second eccentric portion 43d.
- the crankshaft 43 rotates about a rotation axis parallel to the rotation axis LA of the rotation output by the reducer 4, and revolves around the rotation axis LA. In this way, the first external gear 441 and the second external gear 442 are driven by the rotation of the crankshaft 43.
- the second member 42 (carrier 42a) whose column portion 423 is inserted into the first external gear 441 and the second external gear 442 is driven by the first external gear 441 and the second external gear 442.
- the carrier 42a rotates at a reduced rotation speed relative to the case 41a, which is fixed to the electric motor 3 via the mounting member 47, compared to the input shaft 46.
- the speed reducer 4 can slow down the rotation of the electric motor 3.
- the form of the reducer 4 is not limited to this.
- the reduction section 45 of the reducer 4 may have a planetary gear rotatably supported on the second member 42, and the planetary gear to which rotation is input may mesh with the internal teeth 412 of the first member 41, causing the first member 41 and the second member 42 to rotate relative to each other.
- the reducer 4 may be a planetary gear reducer.
- FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing an enlarged view of the portion surrounded by the two-dot chain line marked with the symbol III in FIG. 1.
- the dashed line marked with the symbol LB in FIG. 1 is an imaginary line showing the axis LB of the through hole 41b.
- the axis LB is an imaginary line passing through the center of gravity of the cross section of the through hole 41b.
- the axis LB is a straight line passing through the center of the circle of the cross section of the through hole 41b.
- the direction in which the through hole 41b extends (the direction in which the axis LB of the through hole 41b extends) is also referred to as the axial direction DD.
- the axial direction DD in which the through hole 41b extends is parallel to the rotational axis direction DA in which the rotational axis LA of the rotation output by the reducer 4 extends.
- the side on which the mounting member 47 is located with respect to the through hole 41b is referred to as the first side SD1.
- the side opposite the side on which the mounting member 47 is located with respect to the through hole 41b is referred to as the second side SD2.
- the direction going around the axis LB of the through hole 41b is referred to as the circumferential direction DE.
- the direction perpendicular to the axis LB of the through hole 41b is referred to as the radial direction DF.
- the radial direction DF is the direction in which a perpendicular line that can be drawn to the axis LB extends.
- the multiple through holes 41b are arranged in a line in the rotation axis circumferential direction DB that orbits the rotation axis LA.
- the multiple through holes 41b surround the accommodation section 48 from the outside in the rotation axis radial direction DC that is perpendicular to the rotation axis LA.
- the number of through holes 41b can be changed as appropriate depending on the magnitude of torque that is required to be transmitted when transmitting torque from the electric motor 3 to the reducer 4.
- the buffer section 5, which will be described later, is provided in each of the multiple through holes 41b.
- the first member 41 further has a flange portion 49 that protrudes from the accommodating portion 48 in a direction intersecting the axial direction DD in which the through hole 41b extends, and faces the mounting member 47.
- the flange portion 49 protrudes outward from the accommodating portion 48 in the radial direction DC of the rotation axis.
- the flange portion 49 also extends in the circumferential direction DB of the rotation axis.
- the flange portion 49 surrounds the accommodating portion 48 from the outside in the radial direction DC of the rotation axis.
- the through hole 41b is provided in the flange portion 49.
- the mounting member 47 has a mounting surface 47a in which a screw hole 47b is provided.
- the flange portion 49 has a surface facing the mounting surface 47a.
- the surface of the flange portion 49 facing the mounting surface 47a (the surface on the first side SD1 in the axial direction DD) is referred to as the first surface 49a.
- the surface of the flange portion 49 that is located on the opposite side to the first surface 49a in the axial direction DD (the surface on the second side SD2 in the axial direction DD) is referred to as the second surface 49b.
- the first surface 49a, the second surface 49b, and the mounting surface 47a are surfaces perpendicular to the axial direction DD.
- the multiple through holes 41b are provided so as to open in the first surface 49a and the second surface 49b of the flange portion 49.
- the reducer 4 includes a buffer section 5 having a cylindrical shape and covering the inner wall 41c of the through hole 41b.
- the buffer section 5 is a portion that buffers the impact transmitted from the mounting member 47 to the first member 41 when the mounting member 47 receives an impact.
- the buffer section 5 has a substantially cylindrical shape.
- the buffer section 5 has a cylindrical shape and thus has a buffer section through hole 5a extending in the axial direction DD.
- the bolt 7, which will be described later, is passed through the buffer section through hole 5a.
- the buffer section 5 is continuously in close contact with the inner wall 41c of the through hole 41b in the circumferential direction DE.
- the buffer section 5 is fixed to the inner wall 41c of the through hole 41b.
- the buffer section 5 is fixed to the inner wall 41c of the through hole 41b by being bonded to the inner wall 41c of the through hole 41b using, for example, an adhesive.
- the buffer section 5 has a first portion 51 and a second portion 52 that differ in their ease of deformation when subjected to a certain stress.
- Each of the first portion 51 and the second portion 52 has a tubular shape.
- the first portion 51 has a substantially cylindrical shape.
- the second portion 52 has a cylindrical shape.
- the second portion 52 is located inward in the radial direction DF (closer to the axis LB in the radial direction DF) than the first portion 51.
- the first portion 51 is continuously in close contact with the inner wall 41c of the through hole 41b in the circumferential direction DE.
- the second portion 52 is continuously in close contact with the inner wall 51a of the first portion 51 in the circumferential direction DE.
- the second portion 52 is fixed to the inner wall 51a of the first portion 51 by being bonded to the inner wall 51a of the first portion 51 using, for example, an adhesive.
- the second part 52 is more likely to deform than the first part 51 when subjected to a certain stress.
- the magnitude of elongation of the first part 51 and the second part 52 when the first part 51 and the second part 52 are subjected to a certain tensile stress can be used as an index of the ease of deformation when subjected to a certain stress. That is, the magnitude of elongation of the first part 51 and the second part 52 when subjected to a certain tensile stress is measured, and if the magnitude of elongation of the second part 52 is greater than that of the first part 51, it can be considered that the second part 52 is more likely to deform than the first part 51 when subjected to a certain stress.
- the magnitude of elongation of the first part 51 and the second part 52 when subjected to a certain tensile stress can be compared, for example, by the following method.
- test pieces having the same shape are prepared for the first part 51 and the second part 52, and a tensile tester is prepared. Then, the test piece is pulled using the tensile tester so that a certain tensile stress is applied to the test piece. The magnitude of elongation of the test piece is then measured when the test piece is pulled. The measured magnitudes of elongation of the test piece are then compared for the first portion 51 and the second portion 52.
- the degree of shrinkage of the first part 51 and the second part 52 when the first part 51 and the second part 52 are subjected to a certain compressive stress may be used. That is, the degree of shrinkage of the first part 51 and the second part 52 when subjected to a certain compressive stress is measured, and if the degree of shrinkage of the second part 52 is greater than that of the first part 51, it can be considered that the second part 52 is more likely to deform when subjected to a certain stress than the first part 51.
- the degree of shrinkage of the first part 51 and the second part 52 when subjected to a certain compressive stress can be compared, for example, by the following method.
- test pieces having the same shape are prepared for the first part 51 and the second part 52, and a compression tester is prepared. Then, the test piece is pulled using the compression tester so that a certain compressive stress is applied to the test piece. Then, the degree of shrinkage of the test piece when the test piece is pulled is measured. The magnitude of shrinkage measured for the first portion 51 and the second portion 52 of the test specimen is then compared.
- the buffer section 5 has a first flange section 53 overlapping the first surface 49a of the flange section 49 and a second flange section 54 overlapping the second surface 49b of the flange section 49.
- the buffer section 5 has a cylindrical buffer section main body section 55, a first flange section 53, and a second flange section 54.
- the first flange section 53 is connected to the end of the buffer section main body section 55 on the first side SD1 in the axial direction DD.
- the second flange section 54 is connected to the end of the buffer section main body section 55 on the second side SD2 in the axial direction DD.
- Each of the first flange section 53 and the second flange section 54 protrudes outward in the radial direction DF from the buffer section main body section 55.
- the first flange section 53 is in contact with the first surface 49a of the flange section 49.
- the second flange section 54 is in contact with the second surface 49b of the flange section 49.
- first flange portion 53 and the second flange portion 54 are formed by the first portion 51, which is located radially outward from the second portion 52 in the radial direction DF (the side farther from the axis LB in the radial direction DF) and is less likely to deform than the second portion 52 when subjected to a certain stress.
- the first portion 51 and the second portion 52 are more likely to deform when subjected to a certain stress than the mounting member 47, the first member 41, the bolt 7, and the bushing 6 described below.
- the ease with which the first portion 51 and the second portion 52 deform when subjected to a certain stress may be ensured by selecting the material of the first portion 51 and the second portion 52, or by increasing the proportion of voids contained in the first portion 51 and the second portion 52.
- the material of the first portion 51 and the second portion 52 is not particularly limited as long as it can reduce the impact transmitted from the mounting member 47 to the first member 41.
- the material of the first portion 51 and the second portion 52 may be resin or metal.
- the material of the first portion 51 and the second portion 52 is, for example, rubber.
- the buffer portion 5 has a first flange portion 53 and a second flange portion 54, which prevents the buffer portion 5 from slipping out of the through hole 41b.
- the reducer 4 further includes a bush 6 having a cylindrical shape provided inside the buffer section 5.
- the bush 6 has a cylindrical shape.
- the bush 6 has a cylindrical shape, and thus has a bush through hole 6a extending in the axial direction DD.
- a bolt 7, which will be described later, is passed through the bush through hole 6a.
- the bush 6 is continuously in close contact with the inner wall 5b of the buffer section through hole 5a in the circumferential direction DE.
- the bush 6 is fixed to the inner wall 5b of the buffer section through hole 5a.
- the bush 6 is fixed to the inner wall 5b of the buffer section through hole 5a by being bonded to the inner wall 5b of the buffer section through hole 5a using, for example, an adhesive.
- the end of the bush 6 on the first side SD1 in the axial direction DD is referred to as the first end 6b.
- the end of the bush 6 on the second side SD2 in the axial direction DD is referred to as the second end 6c.
- the material of the bushing 6 is selected so that it can be fixed to the mounting member 47 using the bolts 7.
- the material of the bushing 6 is metal.
- the material of the bushing 6 is iron.
- the dimension w1 of the bush 6 in the axial direction DD in which the through hole 41b extends is greater than the dimension w2 of the through hole 41b in the axial direction DD. This allows the bush 6 to be positioned so that it protrudes from the through hole 41b on both sides of the through hole 41b.
- the dimension w1 of the bush 6 in the axial direction DD is greater than the dimension w3 of the flange portion 49 in the axial direction DD. This allows the first end 6b of the bush 6 to be positioned on the first side SD1 in the axial direction DD relative to the first surface 49a of the flange portion 49, and the second end 6c of the bush 6 to be positioned on the second side SD2 in the axial direction DD relative to the second surface 49b of the flange portion 49.
- the reducer 4 further includes a bolt 7 that is passed through the bush 6 to fix the accommodating portion 48 to the mounting member 47.
- the bolt 7 has a shaft portion 7a with an external thread 7b and a head portion 7c provided at one end of the shaft portion 7a.
- the dimension w4 of the bush through hole 6a in the radial direction DF perpendicular to the axis LB of the through hole 41b is equal to or greater than the dimension w5 of the shaft portion 7a in the radial direction DF.
- the dimension w4 of the bush through hole 6a in the radial direction DF is smaller than the dimension w6 of the head portion 7c in the radial direction DF.
- the shaft portion 7a is passed through the bush through hole 6a, and the end of the shaft portion 7a opposite to the side where the head portion 7c is provided is screwed into the screw hole 47b of the mounting member 47, whereby the bush 6 can be sandwiched between the head portion 7c and the mounting member 47.
- the bush 6 is fixed to the mounting member 47 by being sandwiched between the head portion 7c and the mounting member 47.
- the bush 6 is fixed to the inner wall 5b of the buffer through hole 5a, and the buffer 5 is fixed to the inner wall 41c of the through hole 41b. Therefore, by fixing the bush 6 to the mounting member 47 with the bolt 7, the first member 41 including the storage portion 48 is fixed to the mounting member 47 via the bush 6 and the buffer 5.
- the dimension w7 of the bushing 6 in the radial direction DF perpendicular to the axis LB of the through hole 41b is equal to or greater than the dimension w6 of the head 7c of the bolt 7 in the radial direction DF.
- the reducer 4 further includes an attachment member 47 that is arranged so as to leave a gap between the first member 41 and the attachment member 47 in the radial direction DF perpendicular to the axis LB of the through hole 41b. That is, in this embodiment, the attachment member 47 is a part of the reducer 4. As described above, the attachment member 47 in this embodiment is a member to which the electric motor 3 is fixed.
- the first member 41 and the mounting member 47 may have faces that face each other in the radial direction DF.
- face 41d of the first member 41 and face 47c of the mounting member 47 face each other in the radial direction DF.
- the width w8 of the gap between the first member 41 and the mounting member 47 in the radial direction DF is larger than the width w9 of the gap between the bush 6 and the bolt 7 in the radial direction DF.
- the width w8 of the gap between the first member 41 and the mounting member 47 in the radial direction DF is the minimum distance between the first member 41 and the mounting member 47 when considering the distance between the first member 41 and the mounting member 47 in all directions parallel to a plane perpendicular to the axis LB of the through hole 41b.
- the width w9 of the gap between the bush 6 and the bolt 7 in the radial direction DF is the gap between the bush 6 and the bolt 7 in the radial direction DF when the bolt 7 is positioned relative to the through hole 41b so that the axis of the bolt 7 coincides with the axis LB of the through hole 41b.
- the reducer 4 of this embodiment includes the first member 41 having the reduction unit 45 that reduces the input rotation, the accommodation unit 48 that accommodates the reduction unit 45, and the through hole 41b used to fix the accommodation unit 48 to the mounting member 47, and the buffer unit 5 having a cylindrical shape that covers the inner wall 41c of the through hole 41b and has a first part 51 and a second part 52 that differ in ease of deformation when subjected to a certain stress.
- the number of through holes 41b is determined so that a torque of a magnitude required to be transmitted can be transmitted when transmitting torque from the electric motor 3 to the reducer 4, and the buffer unit 5 is provided in each of the multiple through holes 41b.
- the reducer 4 provides the following effects. It is considered that the mounting member 47 will receive an impact.
- the mounting member 47 will receive an impact when an impact received from the outside of the construction machine 1 is transmitted to the mounting member 47. At this time, it is considered that the impact received by the mounting member 47 is also transmitted to the bolt 7 that is passed through the through hole 41b and screwed into the screw hole 47b of the mounting member 47. In this case, it is considered that the bolt 7 moves in the radial direction DF due to the impact received, and transmits the impact to the first member 41.
- the reducer 4 further includes a bush 6, it is considered that the bolt 7 and the bush 6 move in the radial direction DF due to the impact received by the bolt 7, and the impact received by the bolt 7 is transmitted to the first member 41 via the bush 6.
- the reducer 4 of this embodiment includes a buffer section 5 that has a cylindrical shape and covers the inner wall 41c of the through hole 41b.
- the buffer section 5 is disposed between the bolt 7 and the first member 41 in the radial direction DF. Therefore, when the bolt 7 moves in the radial direction DF to transmit the impact to the first member 41, the buffer section 5 can mitigate the impact transmitted from the bolt 7 to the first member 41.
- the buffer section 5 can mitigate the impact transmitted from the bolt 7 to the reduction section 45 via the first member 41.
- the buffer section 5 can reduce the impact transmitted to the reducer 4, particularly to the first member 41 and the reduction section 45, which are part of the reducer 4.
- the buffer section 5 has a first portion 51 and a second portion 52 that differ in ease of deformation when subjected to a certain stress.
- the second portion 52 is more likely to deform than the first portion 51 when subjected to a certain stress.
- the first portion 51 and the second portion 52 each have a cylindrical shape.
- the buffer section 5 has the first part 51 and the second part 52, the following effect can be obtained.
- the buffer section 5 is less likely to deform. This makes it possible to suppress the escape of the input rotational force by the buffer section 5 when rotation is input to the reducer 4.
- the escape of the rotational force input from the electric motor 3 due to the buffer section 5 can be suppressed.
- the first part 51 which is less likely to deform than the second part 52, can be set to be less likely to deform due to the force that is normally applied when rotation is input to the reducer 4.
- the deformation of the first part 51 is suppressed.
- the amount of rotational force lost by the buffer portion 5 can be reduced, and torque can be appropriately transmitted from the electric motor 3 to the reducer 4. As a result, rotation can be efficiently input to the reducer 4 while providing the buffer portion 5.
- the second portion 52 can be set as a portion that deforms more than the first portion 51 and largely absorbs the impact when the bolt 7 moves in the radial direction DF to transmit an impact to the first member 41. Furthermore, the first portion 51 can be set as a portion that further absorbs the impact when the bolt 7 moves in the radial direction DF to transmit an impact to the first member 41 is particularly large and the second portion 52 is completely deformed. Furthermore, the first portion 51 can be set to be less likely to deform due to the force that is normally applied when rotation is input to the reducer 4.
- the buffer section 5 is provided in the reducer 4 to absorb the impact transmitted from the bolt 7 to the first member 41 in the radial direction DF, while increasing the efficiency with which rotation is input to the reducer 4 and increasing the efficiency with which the reducer 4 outputs reduced rotation.
- the reducer 4 of this embodiment further includes a bush 6 having a cylindrical shape provided inside the buffer section 5.
- the dimension w1 of the bushing 6 in the axial direction DD in which the through hole 41b extends is greater than the dimension w2 of the through hole 41b in the axial direction DD. This allows the bushing 6 to be positioned so that it protrudes from the through hole 41b on both sides of the through hole 41b. Also, in this embodiment, the dimension w1 of the bushing 6 in the axial direction DD is greater than the dimension w3 of the flange portion 49 in the axial direction DD.
- first end portion 6b of the bushing 6 to be positioned on the first side SD1 in the axial direction DD relative to the first surface 49a of the flange portion 49, and the second end portion 6c of the bushing 6 to be positioned on the second side SD2 in the axial direction DD relative to the second surface 49b of the flange portion 49.
- the bush 6 protrudes from the through hole 41b on the first side SD1 of the through hole 41b, and the first end 6b of the bush 6 is arranged on the first side SD1 in the axial direction DD further than the first surface 49a of the flange portion 49, so that the first end 6b of the bush 6 comes into contact with the mounting surface 47a of the mounting member 47.
- the bush 6 protrudes from the through hole 41b on the second side SD2 of the through hole 41b, and the second end 6c of the bush 6 is disposed on the second side SD2 in the axial direction DD, further than the second surface 49b of the flange portion 49, thereby achieving the following effect:
- the head 7c of the bolt 7 is prevented from contacting the first member 41. This makes it possible to prevent an impact from being directly transmitted from the head 7c of the bolt 7 to the first member 41.
- the reducer 4 of this embodiment further includes a bolt 7 that is passed through the bush 6 and fixes the housing portion 48 to the mounting member 47.
- the dimension w7 of the bush 6 in the radial direction DF perpendicular to the axis LB of the through hole 41b is equal to or greater than the dimension w6 of the head 7c of the bolt 7 in the radial direction DF. This also prevents the head 7c of the bolt 7 from contacting the first member 41 when the bush 6 is sandwiched between the head 7c of the bolt 7 and the mounting member 47 and the bush 6 is fixed to the mounting member 47. This prevents the head 7c of the bolt 7 from directly transmitting an impact to the first member 41.
- the area where the head 7c contacts the bush 6 can be secured. This allows the bush 6 to be stably fixed to the mounting member 47, increasing the efficiency with which rotation is input from the electric motor 3 fixed to the mounting member 47 to the reducer 4, and increasing the efficiency with which the reducer 4 outputs reduced rotation.
- the reducer 4 of this embodiment further includes a second member 42 that is rotatable relative to the first member 41.
- the first member 41 has internal teeth 412.
- the reduction section 45 includes a crankshaft 43 rotatably supported by the second member 42, and an external gear 44 that is provided with a through hole 44d through which the crankshaft 43 passes and has external teeth 441a, 442a that mesh with the internal teeth 412 of the first member 41. Even with this structure, the reducer 4 of this embodiment can be stably protected from impacts.
- the reducer 4 of this embodiment further includes an attachment member 47 arranged to leave a gap between the first member 41 in the radial direction DF perpendicular to the axis LB of the through hole 41b, and a bolt 7 that is passed through the bush 6 and fixes the accommodating portion 48 to the attachment member 47.
- the width w8 of the gap between the first member 41 and the attachment member 47 in the radial direction DF is greater than the width w9 of the gap between the bush 6 and the bolt 7 in the radial direction DF.
- the attachment member 47 When the attachment member 47 receives an impact and moves in the radial direction DF to transmit the impact to the first member 41, it is possible that a surface other than the attachment surface 47a of the attachment member 47 directly contacts the surface of the first member 41. For example, it is possible that the surface 41d of the first member 41 and the surface 47c of the attachment member 47, which face each other in the radial direction DF in FIG. 3, directly contact each other.
- the width w8 is greater than the width w9, when the mounting member 47 receives an impact and moves in the radial direction DF, the bolt 7 can come into contact with the buffer portion 5 in the radial direction DF before the surface of the mounting member 47 and the surface of the first member 41 come into direct contact in the radial direction DF.
- the impact can be absorbed by the buffer portion 5 before the surface of the mounting member 47 and the surface of the first member 41 come into direct contact in the radial direction DF. This makes it possible to prevent a strong impact from being transmitted from the mounting member 47 to the first member 41 due to direct contact between the surface of the mounting member 47 and the surface of the first member 41 in the radial direction DF.
- the reduction gear 4 of this embodiment described above can be used in the construction machine 1.
- the construction machine 1 is equipped with the reduction gear 4.
- the construction machine 1 is, for example, a power shovel.
- the reduction gear 4 outputs rotation that drives, for example, the boom, arm, bucket, etc. of the power shovel.
- the construction machine 1 equipped with the reduction gear 4 of this embodiment the construction machine 1 is driven by the rotation slowed down by the reduction gear 4, while the impact transmitted to the first member 41 of the reduction gear 4 can be mitigated.
- Fig. 4 is an enlarged cross-sectional view showing an enlarged view of the vicinity of the buffer portion 5 in a cross section of the construction machine 1 of Modification 1.
- Fig. 4 shows a cross section of the construction machine 1 cut along a plane passing through the axis LB of the through hole 41b.
- the second portion 52 which is more easily deformed than the first portion 51 when subjected to a certain stress, is located radially inward of the first portion 51 in the radial direction DF.
- the buffer portion 5 having the first portion 51 and the second portion 52 can increase the efficiency with which rotation is input to the reducer 4 while mitigating the impact transmitted from the bolt 7 to the first member 41, and can increase the efficiency with which the reducer 4 outputs reduced rotation.
- the first portion 51 which is located radially inward of the second portion 52 in the radial direction DF, forms the first flange portion 53 and the second flange portion 54. Even in this case, the first flange portion 53 and the second flange portion 54 can prevent the buffer portion 5 from slipping out of the through hole 41b.
- FIG. 5 is a cross-sectional view showing an example of the configuration around the reducer 4 of a construction machine 1 incorporating a reducer 4 of modified example 2.
- Fig. 5 is a cross-sectional view of the construction machine 1 cut along a plane passing through the rotation axis LA of the rotation output by the reducer 4.
- the mounting member 47 is a particularly large member compared to the first member 41 of the reducer 4 and the reduction section 45, which form part of the construction machine 1.
- the mounting member 47 in Modification 2 is a member that is driven by the rotation output by the reduction section 45.
- the mounting member 47 in Modification 2 is a member that forms the boom, arm, bucket, etc. of the power shovel.
- the electric motor 3 is fixed directly to the mounting member 47.
- the construction machine 1 of the modified example 2 includes a first member 41 having a reduction unit 45 that reduces the input rotation, a storage unit 48 that stores the reduction unit 45, and a through hole 41b used to fix the storage unit 48 to the mounting member 47, a buffer unit 5 that has a cylindrical shape and covers the inner wall 41c of the through hole 41b, and has a first part 51 and a second part 52 that differ in their ease of deformation when subjected to a certain stress, and a bush 6 that has a cylindrical shape and is provided inside the buffer unit 5, a reduction gear 4, a mounting member 47 that is arranged so that a gap is created between the first member 41 and the mounting member 47 in the radial direction DF perpendicular to the axis LB of the through hole 41b, and a bolt 7 that is passed through the bush 6 and fixes the storage unit 48 to the mounting member 47.
- the width w8 of the gap between the first member 41 and the mounting member 47 in the radial direction DF is larger than
- the width w8 is greater than the width w9, so that when the mounting member 47 receives an impact and moves in the radial direction DF, the bolt 7 can come into contact with the buffer portion 5 in the radial direction DF before the surface of the mounting member 47 and the surface of the first member 41 come into direct contact in the radial direction DF.
- Fig. 6 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of the electric motor 3 and the reducer 4 and its surroundings in a construction machine 1 incorporating a reducer 4 of modified example 3.
- Fig. 6 is a cross-sectional view of the construction machine 1 cut along a plane passing through the rotation axis LA of the rotation output by the reducer 4.
- the transmission gear 431 is fixed to one end of the crankshaft 43 on the second side SA2 in the rotational axis direction DA.
- the transmission gear 431 is also disposed on the second side SA2 in the rotational axis direction DA of the first external gear 441 and the second external gear 442.
- the drive gear 461 provided on the tip 46a of the input shaft 46 meshes with the transmission gear 431 on the second side SA2 in the rotational axis direction DA of the first external gear 441 and the second external gear 442.
- the buffer section 5 can also reduce the impact transmitted to the reducer 4, particularly the first member 41 and the reduction section 45 that are part of the reducer 4.
- torque can be appropriately transmitted from the electric motor 3 to the reducer 4.
- the rotation input from the electric motor 3 can be decelerated by the reducer 4 and then output.
- Fig. 7 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of the electric motor 3 and the surrounding area of the reduction gear 4 of a construction machine 1 incorporating a reduction gear 4 of modified example 4.
- Fig. 7 is a cross-sectional view of the construction machine 1 cut along a plane passing through the rotation axis LA of the rotation output by the reduction gear 4.
- the main body 32 of the electric motor 3 is fixed to the second member 42.
- the construction machine 1 further includes a connecting member 8 that connects the electric motor 3 and the second member 42 of the reduction gear 4.
- the connecting member 8 is fixed to the surface of the first side SA1 of the second member 42 by a bolt 81.
- the main body 32 of the electric motor 3 is also fixed to the surface of the first side SA1 of the connecting member 8 by a bolt (not shown). As a result, the main body 32 of the electric motor 3 is positioned on the first side SA1 of the second member 42 and fixed to the second member 42.
- the connecting member 8 has a through hole 82 that passes through the connecting member 8 in the rotation axis direction DA.
- the rotating shaft 31 of the electric motor 3 is inserted into the through hole 82.
- the base end of the input shaft 46 of the reducer 4 on the electric motor 3 side (first side SA1 in the rotation axis direction DA) is connected to the rotating shaft 31 of the electric motor 3 within the through hole 82.
- the transmission gear 431 is fixed to one end of the crankshaft 43 on the second side SA2 in the rotational axis direction DA.
- the transmission gear 431 is also disposed on the second side SA2 in the rotational axis direction DA of the first external gear 441 and the second external gear 442.
- the input shaft 46 is inserted into the first through hole 44a of the first external gear 441 and the second external gear 442 and the through hole 42h of the end plate portion 421.
- the drive gear 461 provided at the tip portion 46a of the input shaft 46 meshes with the transmission gear 431 on the second side SA2 in the rotational axis direction DA of the first external gear 441 and the second external gear 442.
- the mounting member 47 to which the accommodating portion 48 is fixed is a member forming a part of the construction machine 1.
- a part of the mounting member 47 is located on the first side SA1 of the flange portion 49 in the rotational axis direction DA.
- the flange portion 49 faces a part of the mounting member 47.
- a screw hole 474 extending in the rotational axis direction DA and opening on the second side SA2 is provided in the part of the mounting member 47 facing the flange portion 49.
- the reducer 4 also has a fixing auxiliary member 9 arranged on the second side SA2 of the first member 41 of the reducer 4 in the rotational axis direction DA.
- the fixing auxiliary member 9 covers the entire reduction portion 45 and the first member 41 from the second side SA2 in the rotational axis direction DA.
- a part of the fixing auxiliary member 9 is located on the second side SA2 of the flange portion 49 in the rotational axis direction DA.
- the flange portion 49 faces a part of the fixing auxiliary member 9.
- a through hole 91 is provided in the portion of the fixing auxiliary member 9 facing the flange portion 49, extending in the direction of the rotation axis DA and penetrating the fixing auxiliary member 9.
- the mounting member 47 and the fixing auxiliary member 9 are fixed to the housing portion 48 by the bolt 7.
- the mounting member 47 and the fixing auxiliary member 9 can be fixed to the housing portion 48 by tightening the bolt 7 inserted into the through hole 91 and the through hole 41b into the screw hole 474.
- the reducer 4 also has a buffer section 5 that covers the inner wall 41c of the through hole 41b.
- the reducer 4 also has a bush 6 provided inside the buffer section 5.
- the bolt 7 is passed through the buffer section through hole 5a and the bush through hole 6a.
- the dimension w1 of the bushing 6 is also greater than the dimension w2 of the through hole 41b. Also, in variant 4, the dimension w1 of the bushing 6 is also greater than the dimension w3 of the flange portion 49. This prevents the mounting member 47 and the first member 41 from coming into direct contact in the direction of the rotation axis DA. Also, it prevents the fixing auxiliary member 9 and the first member 41 from coming into direct contact in the direction of the rotation axis DA.
- the buffer section 5 can also reduce the impact transmitted to the reducer 4, particularly the first member 41 and the reduction section 45 which are part of the reducer 4. Furthermore, when the rotation input from the electric motor 3 is slowed down by the reducer 4 and output, the torque from the electric motor 3 can be appropriately transmitted. As a result, in the construction machine 1 of the fourth modified example, the rotation input from the electric motor 3 can also be slowed down by the reducer 4 and output.
- Fig. 8 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of the electric motor 3 and the reducer 4 and its surroundings in a construction machine 1 incorporating a reducer 4 of modified example 5.
- Fig. 8 is a cross-sectional view of the construction machine 1 cut along a plane passing through the rotation axis LA of the rotation output by the reducer 4.
- the first member 41 does not have a through hole 41b.
- the mounting member 47 has a through hole 47d that is used to fix the storage portion 48 to the mounting member 47.
- the mounting member 47 may be a member that can be considered to be part of the reducer 4.
- the mounting member 47 may be a particularly large member compared to the first member 41 and reduction portion 45 of the reducer 4, which form part of the construction machine 1.
- the mounting member 47 is a member that can be considered to be part of the reducer 4.
- the reducer 4 shown in FIG. 8 further includes a buffer section 5 having a cylindrical shape and covering the inner wall 47e of the through hole 47d.
- the buffer section 5 has a first portion 51 and a second portion 52 that differ in their tendency to deform when subjected to a certain stress.
- the reducer 4 further includes a bushing 6 having a cylindrical shape provided inside the buffer section 5.
- the explanations given for the buffer section 5, bushing 6, and bolt 7 in the above embodiment and variants 1 to 4 can also be applied to the buffer section 5, bushing 6, and bolt 7 in variant 5, unless contradictory.
- a screw hole 491 that extends in the rotation axis direction DA and opens on the second side SA2 is provided in the portion of the flange portion 49 that faces the mounting member 47.
- the first member 41 (case 41a) is fixed to the mounting member 47 by passing a bolt 7 through the through hole 47d and screwing it into the screw hole 491 of the flange portion 49, and the housing portion 48 is fixed to the mounting member 47.
- the bolt 7 is passed through the buffer portion through hole 5a and through the bush through hole 6a.
- the dashed line marked with the symbol LC in FIG. 8 is an imaginary line indicating the axis LC of the through hole 47d.
- the direction in which the through hole 47d extends (the direction in which the axis LC of the through hole 47d extends) is referred to as the axial direction DG.
- the direction perpendicular to the axis LC of the through hole 47d is referred to as the radial direction DH.
- the dimension w10 of the bush 6 in the axial direction DG in which the through hole 47d extends is greater than the dimension w11 of the through hole 47d in the axial direction DG.
- the mounting member 47 of the fifth modified example may have a portion facing the first member 41 in the radial direction DH.
- the mounting member 47 is arranged so that a gap is provided between the mounting member 47 and the first member 41 in the radial direction DH perpendicular to the axis LC of the through hole 47d.
- the mounting member 47 is arranged so that the width of the gap between the first member 41 and the mounting member 47 in the radial direction DH is larger than the width of the gap between the bush 6 and the bolt 7 in the radial direction DH.
- the buffer section 5 can also reduce the impact transmitted to the reducer 4, particularly the first member 41 and the reduction section 45 that are part of the reducer 4.
- torque can be appropriately transmitted from the electric motor 3 to the reducer 4.
- the rotation input from the electric motor 3 can be decelerated by the reducer 4 and then output.
- those that are composed of multiple objects may be integrated into one object, and conversely, those that are composed of one object may be separated into multiple objects. Regardless of whether they are integrated or not, it is sufficient that they are configured in such a way that the object of the invention can be achieved.
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Abstract
[課題]減速機に伝わる衝撃を緩和する。 [解決手段]減速機は、入力される回転を減速する減速部と、減速部を収容する収容部を有し、収容部の取付部材への固定に用いられる貫通孔が設けられている、第1部材と、筒状の形状を有して貫通孔の内壁を覆い、一定の応力を受けたときの変形のしやすさの異なる第1部分と第2部分とを有する緩衝部と、を備える。
Description
本発明は、減速機及び建設機械に関する。
従来、電動機から出力される回転により推進力を得る装置が知られている。例えば、特許文献1には、パワーショベルのような建設装置において、推進力を得るための電動リニアアクチュエータが記載されている。特に、特許文献1には、電動リニアアクチュエータを、パワーショベルのブーム、アーム、バケット等を駆動することが記載されている。
また、電動機から出力される回転により推進力を得る装置において、装置にかかる衝撃を緩和する技術が知られている。例えば特許文献1には、ばね等の弾性体で形成される、電動リニアアクチュエータのピストンにかかる衝撃力を緩和する衝撃緩和装置が記載されている。
電動機から出力される回転により推進力を得る装置に、電動機の回転を減速するために、減速機が組み込まれる場合があった。このような場合に、減速機に衝撃が伝わる場合があった。特に、当該減速機が組み込まれた装置を、建設装置の駆動、例えばパワーショベルのブーム、アーム、バケット等の駆動のために用いる場合には、減速機に、比較的大きな衝撃が伝わる場合があった。減速機の、入力される回転を減速する機能を有する部分などの一部に大きな衝撃が伝わることによって、当該減速機の一部が破損することも想定された。このため、減速機、特に減速機の一部に伝わる衝撃を緩和することが求められていた。
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、減速機に伝わる衝撃を緩和することを目的とする。
本開示の第1の態様は、入力される回転を減速する減速部と、
前記減速部を収容する収容部を有し、前記収容部の取付部材への固定に用いられる貫通孔が設けられている、第1部材と、
筒状の形状を有して前記貫通孔の内壁を覆い、一定の応力を受けたときの変形のしやすさの異なる第1部分と第2部分とを有する緩衝部と、を備える、減速機である。
前記減速部を収容する収容部を有し、前記収容部の取付部材への固定に用いられる貫通孔が設けられている、第1部材と、
筒状の形状を有して前記貫通孔の内壁を覆い、一定の応力を受けたときの変形のしやすさの異なる第1部分と第2部分とを有する緩衝部と、を備える、減速機である。
本開示の第2の態様は、上述した第1の態様による減速機において、前記緩衝部の内部に設けられた、筒状の形状を有するブッシュをさらに備えてもよい。
本開示の第3の態様は、上述した第2の態様による減速機において、前記貫通孔の延びる軸線方向における前記ブッシュの寸法は、前記軸線方向における前記貫通孔の寸法よりも大きくてもよい。
本開示の第4の態様は、上述した第2の態様又は上述した第3の態様による減速機において、前記第1部材は、前記収容部から前記貫通孔の延びる軸線方向に交差する方向に突出して、前記取付部材と向かい合うフランジ部をさらに有し、
前記貫通孔は、前記フランジ部に設けられており、
前記軸線方向における前記ブッシュの寸法は、前記軸線方向における前記フランジ部の寸法よりも大きくてもよい。
前記貫通孔は、前記フランジ部に設けられており、
前記軸線方向における前記ブッシュの寸法は、前記軸線方向における前記フランジ部の寸法よりも大きくてもよい。
本開示の第5の態様は、上述した第2の態様から上述した第4の態様のそれぞれによる減速機において、前記ブッシュに通されて前記収容部を前記取付部材に固定するボルトをさらに備え、
前記貫通孔の軸線に垂直な径方向におけるブッシュの寸法は、前記径方向におけるボルトの頭部の寸法以上であってもよい。
前記貫通孔の軸線に垂直な径方向におけるブッシュの寸法は、前記径方向におけるボルトの頭部の寸法以上であってもよい。
本開示の第6の態様は、上述した第1の態様から上述した第5の態様のそれぞれによる減速機において、前記第1部材に対して相対回転可能な第2部材をさらに備え、
前記第1部材は、内歯を有し、
前記減速部は、前記第2部材に回転可能に支持されたクランク軸と、前記クランク軸が通過する貫通穴を設けられ、前記第1部材の内歯と噛み合う外歯を有する外歯歯車と、を有してもよい。
前記第1部材は、内歯を有し、
前記減速部は、前記第2部材に回転可能に支持されたクランク軸と、前記クランク軸が通過する貫通穴を設けられ、前記第1部材の内歯と噛み合う外歯を有する外歯歯車と、を有してもよい。
本開示の第7の態様は、上述した上述した第2の態様から上述した第5の態様のそれぞれによる減速機において、前記第1部材との間に、前記貫通孔の軸線に垂直な径方向において隙間が空くように配置されている、前記取付部材と、
前記ブッシュに通されて前記収容部を前記取付部材に固定するボルトと、をさらに備え、
前記径方向における前記第1部材と前記取付部材との間の隙間の幅は、前記径方向における前記ブッシュと前記ボルトとの間の隙間の幅よりも大きくてもよい。
前記ブッシュに通されて前記収容部を前記取付部材に固定するボルトと、をさらに備え、
前記径方向における前記第1部材と前記取付部材との間の隙間の幅は、前記径方向における前記ブッシュと前記ボルトとの間の隙間の幅よりも大きくてもよい。
本開示の第8の態様は、入力される回転を減速する減速部と、
前記減速部を収容する収容部を有する、第1部材と、
前記収容部が固定される取付部材であって、前記収容部の前記取付部材への固定に用いられる貫通孔が設けられている、取付部材と、
筒状の形状を有して前記貫通孔の内壁を覆い、一定の応力を受けたときの変形のしやすさの異なる第1部分と第2部分とを有する緩衝部と、を備えてもよい。
前記減速部を収容する収容部を有する、第1部材と、
前記収容部が固定される取付部材であって、前記収容部の前記取付部材への固定に用いられる貫通孔が設けられている、取付部材と、
筒状の形状を有して前記貫通孔の内壁を覆い、一定の応力を受けたときの変形のしやすさの異なる第1部分と第2部分とを有する緩衝部と、を備えてもよい。
本開示の第9の態様は、上述した第1の態様から上述した第8の態様のそれぞれによる減速機を備える、建設機械である。
本開示の第10の態様は、入力される回転を減速する減速部と、前記減速部を収容する収容部を有し且つ前記収容部の取付部材への固定に用いられる貫通孔が設けられている第1部材と、筒状の形状を有して前記貫通孔の内壁を覆い且つ一定の応力を受けたときの変形のしやすさの異なる第1部分と第2部分とを有する緩衝部と、前記緩衝部の内部に設けられ且つ筒状の形状を有するブッシュと、を有する減速機と、
前記第1部材との間に、前記貫通孔の軸線に垂直な径方向において隙間が空くように配置されている、前記取付部材と、
前記ブッシュに通されて前記収容部を前記取付部材に固定するボルトと、を備え、
前記径方向における前記第1部材と前記取付部材との間の隙間の幅は、前記径方向における前記ブッシュと前記ボルトとの間の隙間の幅よりも大きい、建設機械である。
前記第1部材との間に、前記貫通孔の軸線に垂直な径方向において隙間が空くように配置されている、前記取付部材と、
前記ブッシュに通されて前記収容部を前記取付部材に固定するボルトと、を備え、
前記径方向における前記第1部材と前記取付部材との間の隙間の幅は、前記径方向における前記ブッシュと前記ボルトとの間の隙間の幅よりも大きい、建設機械である。
本開示の第11の態様は、入力される回転を減速する減速部と、前記減速部を収容する収容部を有する第1部材と、を有する減速機と、
前記収容部が固定される取付部材であって、前記収容部の前記取付部材への固定に用いられる貫通孔が設けられている、取付部材と、
筒状の形状を有して前記貫通孔の内壁を覆い、一定の応力を受けたときの変形のしやすさの異なる第1部分と第2部分とを有する緩衝部と、
前記緩衝部の内部に設けられ且つ筒状の形状を有するブッシュと、
前記ブッシュに通されて前記収容部を前記取付部材に固定するボルトと、を備えてもよい。
前記収容部が固定される取付部材であって、前記収容部の前記取付部材への固定に用いられる貫通孔が設けられている、取付部材と、
筒状の形状を有して前記貫通孔の内壁を覆い、一定の応力を受けたときの変形のしやすさの異なる第1部分と第2部分とを有する緩衝部と、
前記緩衝部の内部に設けられ且つ筒状の形状を有するブッシュと、
前記ブッシュに通されて前記収容部を前記取付部材に固定するボルトと、を備えてもよい。
本発明によれば、要求されるトルク伝達を可能としつつ、減速機に伝わる衝撃を緩和することができる。
本実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。まず、本実施形態に係る減速機4が組み込まれた建設機械1について説明する。図1は、減速機4が組み込まれた建設機械1の、減速機4の周辺の構成例を示す断面図である。特に図1は、減速機4が組み込まれた建設機械1を、減速機4が出力する回転の回転軸線LAを通る面で切断した断面図である。図2は、減速機4を、図1のII-II線で切断した断面図である。
減速機4が出力する回転の回転軸線LAが延びる方向を、回転軸線方向DAと称する。回転軸線方向DAにおける、減速機4の後述する第2部材42の端板部421を基準として、後述する第2部材42の基板部422が位置する側を第1側SA1と称する。また、回転軸線方向DAにおける、第2部材42の端板部421を基準として第2部材42の基板部422が位置する側とは反対側を第2側SA2と称する。図1において、取付部材47は、減速機4の、回転軸線方向DAにおける第2側SA2に位置する。また、回転軸線LAを周回する方向を回転軸線周方向DBと称し、回転軸線LAに垂直な方向を回転軸線径方向DCと称する。回転軸線径方向DCは、回転軸線LAに対して引くことができる垂線の延びる方向である。
建設機械1は、本実施形態の減速機4を備える。また、建設機械1は、電動機3をさらに備えている。減速機4は、電動機3から入力される回転を減速する。
本実施形態において、電動機3は、一般的な電動のモータである。電動機3は、本体部32と、本体部32に対して回転する回転軸31とを有する。図1において、電動機3の本体部32は、後述する取付部材47に固定されている。図示はしないが、電動機3は、ボルトにより取付部材47に固定されることによって、取付部材47の第2側SA2の面に固定されている。図1に示すように、取付部材47には、取付部材47を回転軸線方向DAに貫通する貫通孔471が設けられている。貫通孔471に、電動機3の回転軸31が挿入されている。回転軸31は、第1側SA1に向かって突出し、回転軸線方向DAに延びている。図1において、回転軸31が回転する回転軸線は、減速機4が出力する回転の回転軸線LAと一致している。
減速機4について説明する。減速機4は、電動機3の、回転軸線方向DAにおける第1側SA1に配置されている。減速機4は、減速部45と、第1部材41と、緩衝部5と、を備える。減速部45は、入力される回転を減速する。第1部材41は、減速部45を収容する収容部48を有し、また、第1部材41には、収容部48の、後述する取付部材47への固定に用いられる貫通孔41bが設けられている。緩衝部5は、筒状の形状を有して貫通孔41bの内壁41cを覆っている。また、後述するように、緩衝部5は、一定の応力を受けたときの変形のしやすさの異なる第1部分51と第2部分52とを有している。また、本実施形態の減速機4は、後述するブッシュ6と、ボルト7と、第2部材42と、取付部材47とをさらに備える。なお、図1においては、第1部分51及び第2部分52の形状については図示を省略し、緩衝部5について外形のみを示している。また、図2においては、緩衝部5、ブッシュ6及びボルト7について図示を省略している。
減速機4は、減速部45、第1部材41及び緩衝部5とともに、第1部材41に対して相対回転可能な第2部材42を備える。減速部45は、電動機3からの入力を減速して第1部材41及び第2部材42を相対回転させる。
本実施形態において、第1部材41は内歯412を有する。そして、減速部45は、第2部材42に回転可能に支持されたクランク軸43と、クランク軸43が通過する貫通穴44dが設けられ且つ外歯441a、442aを有する外歯歯車44と、を有する。減速部45において、回転を入力されたクランク軸43は外歯歯車44を偏心揺動させる。外歯歯車44の外歯441a、442aは、第1部材41の内歯412と噛み合う。偏心揺動した外歯歯車44の外歯441a、442aが、第1部材41の内歯412と噛み合うことにより、第1部材41及び第2部材42が相対回転する。
本実施形態において、外歯歯車44には、クランク軸43が通過する貫通穴44dが設けられている。
本実施形態において、減速部45は、複数のクランク軸43を含む。複数のクランク軸43は、外歯歯車44の貫通穴44dを通過して延びている。外歯歯車44には、複数の貫通穴44dが設けられており、複数のクランク軸43の各々は、複数の貫通穴44dの各々を通過して延びている。
本実施形態において、減速機4は、第1部材41として、円筒状のケース41aを備える。また、減速機4は、第2部材42として、ケース41aの回転軸線径方向DCの内側(回転軸線径方向DCにおいて回転軸線LAに近づく側)に配置されたキャリア42aを備える。また、減速機4は、キャリア42aを回転させる駆動力を付与する入力軸46を備える。また、減速機4の取付部材47には、貫通孔471が設けられて電動機3が固定される。取付部材47は、円筒状の形状を有している。
第1部材41(ケース41a)は、減速部45であるクランク軸43及び外歯歯車44を収容する収容部48を有している。本実施形態において、収容部48は、ケース41aの円筒状の形状を有する一部である。また、第1部材41(ケース41a)には、収容部48の取付部材47への固定に用いられる貫通孔41bが設けられている。貫通孔41bは、回転軸線方向DAに延びている。後述するボルト7を貫通孔41bに通して取付部材47にねじ留めすることによって、ケース41aが取付部材47に固定されて、収容部48が取付部材47に固定される。ケース41aが取付部材47に固定され、且つ電動機3が取付部材47に固定されることによって、電動機3が取付部材47を介してケース41aに固定される。
ケース41aの内周面には、内歯412が設けられている。内歯412は、ケース41aの内周面に設けられたピン状(円柱状)の歯である。特に、第1部材41は、内歯412として、ピン溝412bに嵌め込まれた内歯ピン412aを有している。内歯412は、回転軸線周方向DBに等間隔をあけて複数配置されている。
キャリア42aは、回転軸線方向DAに間隔をおいて配置された一対の主軸受42jによってケース41aに回転自在に支持されている。主軸受42jは、例えばアンギュラ玉軸受である。キャリア42aは、ケース41a及び回転軸線LAと同軸上に配置されている。
キャリア42aは、回転軸線方向DAにおける第2側SA2に配置された円板状の端板部421と、回転軸線方向DAにおける第1側SA1に配置された円板状の基板部422と、基板部422と一体成形され基板部422から端板部421に向かって突出された3つの柱部423と、を備える。図2に示す柱部423は、回転軸線方向DAに垂直な断面が角に丸みのある略三角形となるような、柱状の形状を有している。柱部423は、回転軸線周方向DBに等間隔で配置されている。柱部423と端板部421とは、柱部423の先端面が端板部421に重ね合わされた状態で、ボルト42bによって互いに締結されることによって、固定されている。この状態で、基板部422と端板部421との間には、回転軸線方向DAに所定幅を有する空間が形成されている。
柱部423には、ボルト42bが締め付けられるボルト締結孔42cが形成されている。また、端板部421には、ボルト42bが挿入されるボルト挿入孔42dが形成されている。端板部421を挟んで柱部423とは反対側からボルト挿入孔42dに挿入されたボルト42bは、柱部423のボルト締結孔42cに締め付けられている。ボルト42bよりも回転軸線径方向DCにおける内側には、基板部422に対して端板部421を位置決めするピン42eが設けられている。ピン42eは、柱部423と端板部421とに跨るように配置されている。なお、柱部423を基板部422と一体に形成しなくてもよい。この場合、柱部423は基板部422と締結される。また、柱部423は、回転軸線方向DAに垂直な断面が角に丸みのある略三角形となるような柱状の形状に限られるものではない。柱部423によって、基板部422と端板部421との間に、回転軸線方向DAに所定幅を有する空間が形成されればよい。柱部423は、円柱状であってもよい。
端板部421及び基板部422には、減速部45のクランク軸43が挿入される穴部42f,42gがそれぞれ複数(例えば、本実施形態では3つ)形成されている。穴部42f,42gは、回転軸線周方向DBに等間隔で配置されている。さらに、端板部421及び基板部422の回転軸線径方向DCにおける中央には、回転軸線方向DAに貫通する貫通孔42h,42iが形成されている。これら貫通孔42h,42iに、入力軸46が挿入される。入力軸46は、ケース41a及び回転軸線LAと同軸上に配置されている。
入力軸46の電動機3側(回転軸線方向DAにおける第2側SA2)の基端部は、電動機3の回転軸31に結合されている。これにより、回転軸31と一体となって入力軸46が回転する。入力軸46の電動機3とは反対側(回転軸線方向DAにおける第1側SA1)の先端部46aは、基板部422の貫通孔42i内に配置されている。入力軸46の先端部46aには、外歯を有する駆動歯車461が一体的に設けられている。
減速部45は、入力軸46の回転数に対して所定の比率で減速された回転数でキャリア42aを回転させる。減速部45は、駆動歯車461と噛み合う複数(例えば、本実施形態では3つ)の伝達歯車431と、伝達歯車431に一端が固定された複数(例えば、本実施形態では3つ)のクランク軸43を有する。伝達歯車431は、クランク軸43の、回転軸線方向DAにおける第1側SA1の一端に固定されている。また、本実施形態において、減速部45は、外歯歯車44として、クランク軸43の回転に伴って揺動回転する第1外歯歯車441及び第2外歯歯車442を有する。
クランク軸43の一端に伝達歯車431が固定されているので、クランク軸43には伝達歯車431を介して回転軸31の回転が伝達される。クランク軸43は、入力軸46と平行に配置されている。つまり、クランク軸43は、減速機4が出力する回転の回転軸線LAと平行な回転軸線を中心に回転する。クランク軸43は、第1クランク軸受43aを介して端板部421に回転自在に支持されている。また、クランク軸43は、第2クランク軸受43bを介して基板部422に回転自在に支持されている。第1クランク軸受43a及び第2クランク軸受43bは、例えば円錐ころ軸受である。
クランク軸43の回転軸線方向DAにおける中央には、クランク軸43の軸心から偏心された第1偏心部43c及び第2偏心部43dが形成されている。第1偏心部43c及び第2偏心部43dは、第1クランク軸受43aと第2クランク軸受43bとの間で回転軸線方向DAに互いに隣接して配置されている。第1偏心部43cは、第1クランク軸受43aに隣接している。第2偏心部43dは、第2クランク軸受43bに隣接している。また、第1偏心部43c及び第2偏心部43dは、互いに位相角がずれている。
このようなクランク軸43が、端板部421及び基板部422の各穴部42f,42gに挿入されている。すなわち、クランク軸43も各穴部42f,42gと同様に回転軸線周方向DBに等間隔で配置されている。
また、クランク軸43の第1偏心部43cには、第1ころ軸受43eが取り付けられている。第2偏心部43dには、第2ころ軸受43fが取り付けられている。第1ころ軸受43eは、例えば円筒ころ軸受である。各ころ軸受43e,43fを介し、クランク軸43の回転に伴って第1外歯歯車441及び第2外歯歯車442が揺動回転される。
第1外歯歯車441及び第2外歯歯車442は、キャリア42aの基板部422と端板部421との間の空間に配置されている。第1外歯歯車441及び第2外歯歯車442は、ケース41aの内歯412に噛み合う外歯441a,442aを有する。第1外歯歯車441及び第2外歯歯車442には、回転軸線LAを中心とした第1貫通孔44aと、柱部423が挿入される第2貫通孔44bと、クランク軸43が挿入される貫通穴44dと、が形成されている。貫通穴44dには、クランク軸43の偏心部43c,43dが挿入される。第1貫通孔44aには、入力軸46が挿入される。
第1外歯歯車441の貫通穴44dに、クランク軸43の第1偏心部43cと第1ころ軸受43eとが挿入される。第2外歯歯車442の貫通穴44dに、クランク軸43の第2偏心部43dと第2ころ軸受43fとが挿入される。これにより、クランク軸43の回転によって第1偏心部43c及び第2偏心部43dが揺動回転するのに伴い、第1外歯歯車441及び第2外歯歯車442がケース41aの内歯412に噛み合いながら揺動回転する。
減速機4の作用について説明する。電動機3を駆動させると、回転軸31と一体となって入力軸46が駆動される。すると、入力軸46の回転により駆動歯車461を介して伝達歯車431が回転される。これにより、クランク軸43が伝達歯車431と一体的に回転する。
クランク軸43が回転すると、第1偏心部43cの揺動に伴って第1外歯歯車441が内歯412に噛み合いながら回転する。また、第2偏心部43dの揺動に伴って第2外歯歯車442が内歯412に噛み合いながら回転する。つまり、クランク軸43は、減速機4が出力する回転の回転軸線LAと平行な回転軸線を中心に回転するとともに、回転軸線LAの回りを公転する。このようにして、クランク軸43の回転により、第1外歯歯車441及び第2外歯歯車442が駆動される。
第1外歯歯車441及び第2外歯歯車442が駆動されると、柱部423が第1外歯歯車441及び第2外歯歯車442に挿入されている第2部材42(キャリア42a)が、第1外歯歯車441及び第2外歯歯車442によって駆動される。これにより、取付部材47を介して電動機3に固定されているケース41aに対して、キャリア42aが、入力軸46よりも減速された回転数で回転する。以上により、減速機4によって、電動機3の回転を減速できる。
なお、減速機4として、特に減速部45がクランク軸43及び外歯歯車44を有している減速機4について説明したが、減速機4の形態は、これに限られない。減速機4の減速部45は、第2部材42に回転可能に支持された遊星歯車を有し、回転を入力された当該遊星歯車が第1部材41の内歯412と噛み合うことにより、第1部材41及び第2部材42が相対回転してもよい。すなわち、減速機4は、遊星歯車減速機であってもよい。
貫通孔41bの詳細、並びに緩衝部5及びブッシュ6について説明する。本実施形態において、第1部材41には、複数の貫通孔41bが設けられている。図3は、図1において符号IIIが付された二点鎖線で囲まれた部分を拡大して示す拡大断面図である。図1において符号LBが付された一点鎖線は、貫通孔41bの軸線LBを示す仮想の線である。軸線LBは、貫通孔41bの断面の重心を通過する仮想の線である。例えば貫通孔41bが円柱状の形状を有する場合、軸線LBは、貫通孔41bの断面の円の中心を通る直線である。貫通孔41bの延びる方向(貫通孔41bの軸線LBの延びる方向)を、軸線方向DDとも称する。本実施形態において、貫通孔41bの延びる軸線方向DDは、減速機4が出力する回転の回転軸線LAが延びる回転軸線方向DAと平行である。軸線方向DDにおける、貫通孔41bを基準として取付部材47が位置する側を第1側SD1と称する。また、軸線方向DDにおける、貫通孔41bを基準として、取付部材47が位置する側とは反対側を第2側SD2と称する。また、貫通孔41bの軸線LBを周回する方向を周方向DEと称する。また、貫通孔41bの軸線LBに垂直な方向を径方向DFと称する。径方向DFは、軸線LBに対して引くことができる垂線の延びる方向である。
本実施形態において、複数の貫通孔41bは、回転軸線LAを周回する回転軸線周方向DBに並ぶように設けられている。複数の貫通孔41bは、回転軸線LAに垂直な回転軸線径方向DCの外側から、収容部48を囲っている。貫通孔41bの数は、電動機3から減速機4へとトルクを伝達するときに、伝達することが要求されるトルクの大きさに応じて適宜変更し得る。この場合に、後述する緩衝部5は、複数の貫通孔41bの各々に設けられている。
本実施形態において、第1部材41は、収容部48から貫通孔41bの延びる軸線方向DDに交差する方向に突出して、取付部材47と向かい合うフランジ部49をさらに有する。本実施形態において、フランジ部49は、収容部48から回転軸径方向DCの外側に突出している。また、フランジ部49は、回転軸線周方向DBに延びている。これによって、フランジ部49は、回転軸線径方向DCの外側から、収容部48を囲っている。そして、貫通孔41bは、フランジ部49に設けられている。本実施形態において、取付部材47は、ねじ穴47bが設けられた取付面47aを有している。そして、フランジ部49は、取付面47aと向かい合う面を有している。フランジ部49の、取付面47aと向かい合う面(軸線方向DDにおける第1側SD1の面)を、第1面49aと称する。また、フランジ部49の、軸線方向DDにおいて第1面49a側とは反対側に位置する面(軸線方向DDにおける第2側SD2の面)を、第2面49bと称する。本実施形態において、第1面49a、第2面49b及び取付面47aは、軸線方向DDに垂直な面である。そして、複数の貫通孔41bは、フランジ部49の第1面49a及び第2面49bにおいて開口するように設けられている。
減速機4は、筒状の形状を有して貫通孔41bの内壁41cを覆う緩衝部5を備える。緩衝部5は、取付部材47が衝撃を受けたときに、取付部材47から第1部材41に伝わる衝撃を緩和する部分である。本実施形態において、緩衝部5は、略円筒状の形状を有している。緩衝部5は、筒状の形状を有することにより、軸線方向DDに延びる緩衝部貫通孔5aを有している。後述するボルト7は、緩衝部貫通孔5aに通される。本実施形態において、緩衝部5は、周方向DEにおいて、連続的に貫通孔41bの内壁41cに密着している。緩衝部5は、貫通孔41bの内壁41cに固定されている。緩衝部5は、例えば接着剤を用いて貫通孔41bの内壁41cに接着されることで、貫通孔41bの内壁41cに固定される。
緩衝部5は、一定の応力を受けたときの変形のしやすさの異なる第1部分51と第2部分52とを有する。第1部分51と第2部分52との各々は、筒状の形状を有している。本実施形態において、第1部分51は略円筒状の形状を有している。第2部分52は円筒状の形状を有している。第2部分52は、第1部分51よりも径方向DFの内側(径方向DFにおいて軸線LBに近づく側)に位置している。第1部分51は、周方向DEにおいて、連続的に貫通孔41bの内壁41cに密着している。第2部分52は、周方向DEにおいて、連続的に第1部分51の内壁51aに密着している。第2部分52は、例えば接着剤を用いて第1部分51の内壁51aに接着されることで、第1部分51の内壁51aに固定される。
本実施形態においては、第2部分52が、第1部分51よりも、一定の応力を受けたときに変形しやすい。ここで、一定の応力を受けたときの変形のしやすさの指標として、例えば第1部分51及び第2部分52が一定の引張応力を受けた場合の、第1部分51及び第2部分52の伸びの大きさを用いることができる。すなわち、第1部分51及び第2部分52について、一定の引張応力を受けた場合の伸びの大きさを測定して、第2部分52のほうが第1部分51よりも伸びの大きさが大きければ、第2部分52のほうが第1部分51よりも一定の応力を受けたときに変形しやすいとみなせる。第1部分51及び第2部分52の、一定の引張応力を受けた場合の伸びの大きさは、例えば以下の方法によって比較できる。JIS K6251:2017に準拠して、第1部分51及び第2部分52について形状の同じ試験片を作成し、且つ引張試験機を準備する。そして、当該引張試験機を用いて、試験片に一定の引張応力が加わるように試験片を引っ張る。そして、試験片が引っ張られているときの、試験片の伸びの大きさを測定する。そして、第1部分51及び第2部分52について、測定された試験片の伸びの大きさを比較する。
また、一定の応力を受けたときの変形のしやすさの指標として、第1部分51及び第2部分52が一定の圧縮応力を受けた場合の、第1部分51及び第2部分52の縮みの大きさを用いてもよい。すなわち、第1部分51及び第2部分52について、一定の圧縮応力を受けた場合の縮みの大きさを測定して、第2部分52のほうが第1部分51よりも縮みの大きさが大きければ、第2部分52のほうが第1部分51よりも一定の応力を受けたときに変形しやすいとみなせる。第1部分51及び第2部分52の、一定の圧縮応力を受けた場合の縮みの大きさは、例えば以下の方法によって比較できる。JIS K6254:2016に準拠して、第1部分51及び第2部分52について形状の同じ試験片を作成し、且つ圧縮試験機を準備する。そして、当該圧縮試験機を用いて、試験片に一定の圧縮応力が加わるように試験片を引っ張る。そして、試験片が引っ張られているときの、試験片の縮みの大きさを測定する。そして、第1部分51及び第2部分52について、測定された試験片の縮みの大きさを比較する。
本実施形態において、緩衝部5は、フランジ部49の第1面49aに重なる第1フランジ部53と、フランジ部49の第2面49bに重なる第2フランジ部54とを有している。緩衝部5は、円筒状の緩衝部本体部55と、第1フランジ部53と、第2フランジ部54と、を有している。第1フランジ部53は、緩衝部本体部55の、軸線方向DDにおける第1側SD1の端部に接続している。第2フランジ部54は、緩衝部本体部55の、軸線方向DDにおける第2側SD2の端部に接続している。第1フランジ部53及び第2フランジ部54の各々は、緩衝部本体部55から、径方向DFの外側に突出している。第1フランジ部53は、フランジ部49の第1面49aに接している。第2フランジ部54は、フランジ部49の第2面49bに接している。
本実施の形態においては、第2部分52よりも径方向DFの外側(径方向DFにおいて軸線LBから遠ざかる側)に位置しており、第2部分52よりも一定の応力を受けたときに変形しにくい第1部分51が、第1フランジ部53及び第2フランジ部54を形成している。
本実施形態において、第1部分51及び第2部分52は、取付部材47、第1部材41、ボルト7及び後述するブッシュ6よりも、一定の応力を受けたときに変形しやすい。第1部分51及び第2部分52の、一定の応力を受けたときの変形のしやすさは、第1部分51及び第2部分52の材料を選択することで確保されてもよいし、第1部分51及び第2部分52に含まれる空隙の割合を大きくすることで確保されてもよい。第1部分51及び第2部分52の材料は、取付部材47から第1部材41に伝わる衝撃を緩和できる限り、特に限られない。第1部分51及び第2部分52の材料は、樹脂であってもよいし、金属であってもよい。第1部分51及び第2部分52の材料は、例えばゴムである。
緩衝部5が第1フランジ部53及び第2フランジ部54を有することによって、緩衝部5が貫通孔41bから抜けることを抑制できる。
減速機4は、緩衝部5の内部に設けられた、筒状の形状を有するブッシュ6をさらに備える。本実施形態において、ブッシュ6は、円筒状の形状を有している。ブッシュ6は、筒状の形状を有することにより、軸線方向DDに延びるブッシュ貫通孔6aを有している。後述するボルト7は、ブッシュ貫通孔6aに通される。本実施形態において、ブッシュ6は、周方向DEにおいて、連続的に緩衝部貫通孔5aの内壁5bに密着している。ブッシュ6は、緩衝部貫通孔5aの内壁5bに固定されている。ブッシュ6は、例えば接着剤を用いて緩衝部貫通孔5aの内壁5bに接着されることで、緩衝部貫通孔5aの内壁5bに固定される。ブッシュ6の、軸線方向DDにおける第1側SD1の端部を、第1端部6bと称する。また、ブッシュ6の、軸線方向DDにおける第2側SD2の端部を、第2端部6cと称する。
ブッシュ6の材料としては、ボルト7を用いて取付部材47に固定できる材料が選択される。本実施形態において、ブッシュ6の材料は金属である。一例として、ブッシュ6の材料は鉄である。
本実施形態において、貫通孔41bの延びる軸線方向DDにおけるブッシュ6の寸法w1は、軸線方向DDにおける貫通孔41bの寸法w2よりも大きい。これによって、ブッシュ6を、貫通孔41bの両側において貫通孔41bから飛び出すように配置できる。
また、本実施形態において、軸線方向DDにおけるブッシュ6の寸法w1は、軸線方向DDにおけるフランジ部49の寸法w3よりも大きい。これによって、ブッシュ6の第1端部6bを、フランジ部49の第1面49aよりも、軸線方向DDにおける第1側SD1に配置し、且つブッシュ6の第2端部6cを、フランジ部49の第2面49bよりも、軸線方向DDにおける第2側SD2に配置できる。
また、本実施形態において、減速機4は、ブッシュ6に通されて収容部48を取付部材47に固定するボルト7をさらに備える。本実施形態において、ボルト7は、外ねじ7bが設けられた軸部7aと、軸部7aの端部の一方に設けられた頭部7cと、を有する。貫通孔41bの軸線LBに垂直な径方向DFにおけるブッシュ貫通孔6aの寸法w4は、径方向DFにおける軸部7aの寸法w5以上である。また、径方向DFにおけるブッシュ貫通孔6aの寸法w4は、径方向DFにおける頭部7cの寸法w6より小さい。このため、ブッシュ貫通孔6aに軸部7aを通して、軸部7aの頭部7cが設けられている側とは反対側の端部を取付部材47のねじ穴47bにねじ留めすることによって、頭部7cと取付部材47との間でブッシュ6を挟むことができる。ブッシュ6が頭部7cと取付部材47との間に挟まれることによって、ブッシュ6が取付部材47に固定される。また、本実施形態において、ブッシュ6は緩衝部貫通孔5aの内壁5bに固定されており、緩衝部5は貫通孔41bの内壁41cに固定されている。このため、ボルト7によってブッシュ6を取付部材47に固定することによって、ブッシュ6及び緩衝部5を介して、収容部48を含む第1部材41が取付部材47に固定される。
また、貫通孔41bの軸線LBに垂直な径方向DFにおけるブッシュ6の寸法w7は、径方向DFにおけるボルト7の頭部7cの寸法w6以上である。
また、本実施形態において、減速機4は、第1部材41との間に、貫通孔41bの軸線LBに垂直な径方向DFにおいて隙間が空くように配置されている、取付部材47をさらに備える。すなわち、本実施形態において、取付部材47は、減速機4の一部である。上述したように、本実施形態の取付部材47は、電動機3が固定される部材である。
第1部材41と取付部材47とは、径方向DFにおいて向かい合う面を有する場合がある。図3においては、第1部材41の面41dと、取付部材47の面47cとが、径方向DFにおいて向かい合っている。ここで、本実施形態において、径方向DFにおける第1部材41と取付部材47との間の隙間の幅w8は、径方向DFにおけるブッシュ6とボルト7との間の隙間の幅w9よりも大きい。
ここで、径方向DFにおける第1部材41と取付部材47との間の隙間の幅w8は、貫通孔41bの軸線LBに垂直な面に平行な全ての方向における第1部材41と取付部材47との距離を考えたときの、最小の第1部材41と取付部材47との間の距離である。また、径方向DFにおけるブッシュ6とボルト7との間の隙間の幅w9は、ボルト7の軸線が貫通孔41bの軸線LBと一致するように、貫通孔41bに対してボルト7を配置したときの、径方向DFにおけるブッシュ6とボルト7との間の隙間である。
以上のように、本実施形態の減速機4は、入力される回転を減速する減速部45と、減速部45を収容する収容部48を有し、収容部48の取付部材47への固定に用いられる貫通孔41bが設けられている、第1部材41と、筒状の形状を有して貫通孔41bの内壁41cを覆い、一定の応力を受けたときの変形のしやすさの異なる第1部分51と第2部分52とを有する緩衝部5と、を備える。貫通孔41bの数は、電動機3から減速機4へとトルクを伝達するときに、伝達することが要求される大きさのトルクを伝達できるように定められるところ、緩衝部5は、複数の貫通孔41bの各々に設けられている。この減速機4によって、以下の効果が得られる。取付部材47が、衝撃を受けることが考えられる。例えば、減速機4がパワーショベルなどの建設機械1に組み込まれている場合に、建設機械1が外部から受けた衝撃が取付部材47に伝わることによって、取付部材47が衝撃を受けることが考えられる。このとき、貫通孔41bに通されて取付部材47のねじ穴47bにねじ留めされるボルト7にも、取付部材47が受けた衝撃が伝わると考えられる。この場合、ボルト7が、受けた衝撃によって径方向DFに動き、第1部材41に衝撃を伝えることが考えられる。減速機4がさらにブッシュ6を備える場合には、ボルト7が受けた衝撃によって、ボルト7とブッシュ6とが径方向DFに動き、ボルト7が受けた衝撃がブッシュ6を介して第1部材41に伝わることが考えられる。ここで、本実施形態の減速機4は、筒状の形状を有して貫通孔41bの内壁41cを覆う、緩衝部5を備える。緩衝部5は、径方向DFにおけるボルト7と第1部材41との間に配置される。このため、ボルト7が径方向DFに動いて第1部材41に衝撃を伝えようとするときに、緩衝部5によって、ボルト7から第1部材41に伝わる衝撃を緩和できる。これにより、緩衝部5によって、ボルト7から第1部材41を介して減速部45に伝わる衝撃を緩和できる。以上の通り、緩衝部5によって、減速機4、特に減速機4の一部である第1部材41や減速部45に伝わる衝撃を緩和することができる。
本実施形態において、緩衝部5は、一定の応力を受けたときの変形のしやすさの異なる第1部分51と第2部分52とを有する。本実施形態においては、第2部分52が、第1部分51よりも、一定の応力を受けたときに変形しやすい。第1部分51と第2部分52との各々は、筒状の形状を有している。緩衝部5が第1部分51と第2部分52とを有することによって、以下の効果が得られる。ボルト7が径方向DFに動いて第1部材41に衝撃を伝えようとするときに、変形しやすい第2部分52によって、効果的に衝撃を緩和できる。また、ボルト7からの衝撃が特に大きいために、第2部分52が、それ以上の変形の余地がないほど変形してしまうことも考えられる。この場合にも、第2部分52より変形しにくい第1部分51によって、衝撃を緩和できる。
また、緩衝部5が第1部分51と第2部分52とを有することによって、以下の効果も得られる。緩衝部5が第1部分51よりも変形しやすい第2部分52のみから形成されている場合と比較して、緩衝部5が変形しにくくなる。これによって、減速機4に回転が入力されるときに、入力される回転の力が緩衝部5によって逃がされてしまうことを抑制できる。特に、本実施形態のように、取付部材47に固定された電動機3から減速機4に回転が入力される場合に、緩衝部5のために電動機3から入力される回転の力が逃げることを抑制できる。特に、第2部分52よりも変形しにくい第1部分51を、減速機4に回転が入力されるときに通常加わる程度の力によっては変形が生じにくいものに設定できる。この場合、減速機4に回転が入力されるときに、第2部分52に変形が生じたとしても、第1部分51の変形は抑制される。減速機4に回転が入力されるときに、第1部分51の変形が抑制されることによって、回転の力が緩衝部5によって失われる量を小さくでき、電動機3から減速機4へと適切にトルクを伝達することができる。以上によって、緩衝部5を設けつつ、減速機4に効率よく回転を入力できる。
以上の通り、本実施形態の緩衝部5によれば、第2部分52を、ボルト7が径方向DFに動いて第1部材41に衝撃を伝えようとするときに、第1部分51と比べて大きく変形して、大きく衝撃を緩和する部分に設定できる。また、第1部分51を、ボルト7が径方向DFに動いて第1部材41に伝えようとする衝撃が特に大きく、第2部分52が変形しきってしまった場合に、さらに衝撃を緩和する部分に設定できる。また、第1部分51を、減速機4に回転が入力されるときに通常加わる程度の力によっては変形が生じにくいものに設定することもできる。これによって、減速機4に緩衝部5を設けて径方向DFにおいてボルト7から第1部材41に伝わる衝撃を緩和しつつ、減速機4に回転が入力される効率を高くでき、減速機4が減速された回転を出力する効率を高くできる。
また、本実施形態の減速機4は、緩衝部5の内部に設けられた、筒状の形状を有するブッシュ6をさらに備える。これにより、ブッシュ6を緩衝部5に固定し、緩衝部5を第1部材41に固定し、ボルト7によってブッシュ6を取付部材47に固定することによって、ブッシュ6及び緩衝部5を介して、収容部48を有する第1部材41を、安定的に取付部材47に固定できる。
また、本実施形態において、貫通孔41bの延びる軸線方向DDにおけるブッシュ6の寸法w1は、軸線方向DDにおける貫通孔41bの寸法w2よりも大きい。これによって、ブッシュ6を、貫通孔41bの両側において貫通孔41bから飛び出すように配置できる。また、本実施形態において、軸線方向DDにおけるブッシュ6の寸法w1は、軸線方向DDにおけるフランジ部49の寸法w3よりも大きい。これによって、ブッシュ6の第1端部6bを、フランジ部49の第1面49aよりも、軸線方向DDにおける第1側SD1に配置し、且つブッシュ6の第2端部6cを、フランジ部49の第2面49bよりも、軸線方向DDにおける第2側SD2に配置できる。
このようにブッシュ6が配置されることによって、以下の効果が得られる。ブッシュ6が貫通孔41bの第1側SD1において貫通孔41bから飛び出し、ブッシュ6の第1端部6bが、フランジ部49の第1面49aよりも、軸線方向DDにおける第1側SD1に配置されることによって、ブッシュ6の第1端部6bが、取付部材47の取付面47aに接触する。これにより、取付部材47の取付面47aと、軸線方向DDにおいて第1部材41の取付面47aに向かい合う面(フランジ部49の第1面49a)とが離間する。これによって、取付部材47と第1部材41とが軸線方向DDにおいて直接接触することを抑制でき、軸線方向DDにおいて取付部材47から第1部材41に直接衝撃が伝わることを抑制できる。また、ブッシュ6が貫通孔41bの第2側SD2において貫通孔41bから飛び出し、ブッシュ6の第2端部6cが、フランジ部49の第2面49bよりも、軸線方向DDにおける第2側SD2に配置されることによって、以下の効果が得られる。ブッシュ6をボルト7の頭部7cと取付部材47との間で挟み、ブッシュ6を取付部材47に固定するときに、ボルト7の頭部7cが第1部材41に接触することが抑制される。これによって、ボルト7の頭部7cから第1部材41に直接衝撃が伝わることを抑制できる。
また、本実施形態の減速機4は、ブッシュ6に通されて収容部48を取付部材47に固定するボルト7をさらに備える。貫通孔41bの軸線LBに垂直な径方向DFにおけるブッシュ6の寸法w7は、径方向DFにおけるボルト7の頭部7cの寸法w6以上である。これによっても、ブッシュ6をボルト7の頭部7cと取付部材47との間で挟み、ブッシュ6を取付部材47に固定するときに、ボルト7の頭部7cが第1部材41に接触することが抑制される。これによって、ボルト7の頭部7cから第1部材41に直接衝撃が伝わることを抑制できる。また、ブッシュ6をボルト7の頭部7cと取付部材47との間で挟み、ブッシュ6を取付部材47に固定するときに、頭部7cがブッシュ6に接触する面積を確保できる。これにより、ブッシュ6を取付部材47に安定的に固定して、取付部材47に固定された電動機3から減速機4に回転が入力される効率を高くでき、減速機4が減速された回転を出力する効率を高くできる。
また、本実施形態の減速機4は、第1部材41に対して相対回転可能な第2部材42をさらに備える。第1部材41は、内歯412を有する。減速部45は、第2部材42に回転可能に支持されたクランク軸43と、クランク軸43が通過する貫通穴44dを設けられ、第1部材41の内歯412と噛み合う外歯441a、442aを有する外歯歯車44と、を有する。本実施形態の減速機4は、このような構造を有する場合であっても、衝撃から安定的に保護され得る。
また、本実施形態の減速機4は、第1部材41との間に、貫通孔41bの軸線LBに垂直な径方向DFにおいて隙間が空くように配置されている、取付部材47と、ブッシュ6に通されて収容部48を取付部材47に固定するボルト7と、をさらに備える。径方向DFにおける第1部材41と取付部材47との間の隙間の幅w8は、径方向DFにおけるブッシュ6とボルト7との間の隙間の幅w9よりも大きい。これによって、以下の効果が得られる。取付部材47が衝撃を受け、径方向DFに動いて第1部材41に衝撃を伝えようとするときに、取付部材47の取付面47a以外の面が、第1部材41の面に直接接触することも考えられる。例えば、図3において径方向DFにおいて向かい合っている、第1部材41の面41dと取付部材47の面47cとが、直接接触することも考えられる。ここで、幅w8が幅w9よりも大きいことによって、取付部材47が衝撃を受けて径方向DFに動くときに、径方向DFにおいて取付部材47の面と第1部材41の面とが直接接触するより前に、径方向DFにおけるボルト7の緩衝部5への接触を生じさせることができる。このため、径方向DFにおいて取付部材47の面と第1部材41の面とが直接接触するより前に、緩衝部5によって衝撃を緩和できる。これによって、径方向DFにおける取付部材47の面と第1部材41の面との直接の接触により取付部材47から第1部材41に強い衝撃が伝わることを抑制できる。
上述した本実施形態の減速機4は、建設機械1に用いることができる。この場合、建設機械1は減速機4を備えると言える。建設機械1は、例えばパワーショベルである。建設機械1がパワーショベルである場合、減速機4は、例えばパワーショベルのブーム、アーム、バケット等を駆動する回転を出力する。本実施形態の減速機4を備える建設機械1によれば、減速機4によって減速された回転によって建設機械1を駆動しつつ、減速機4の第1部材41に伝わる衝撃を緩和できる。
本実施形態を具体例により説明してきたが、これらの具体例は本実施形態を限定しない。上述した本実施形態は、その他の様々な具体例で実施されることが可能であり、その要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、追加を行える。
以下、図面を参照しながら、変形の一例について説明する。以下の説明及び以下の説明で用いる図面では、上述した具体例と同様に構成され得る部分について、上述の具体例における対応する部分に対して用いた符号と同一の符号を用いるとともに、重複する説明を省略する。
(変形例1)
上述の実施形態においては、緩衝部5において、一定の応力を受けたときに第1部分51よりも変形しやすい第2部分52が、第1部分51よりも径方向DFの内側に位置している場合について説明した。しかしながら、緩衝部5の形態は、これに限られない。図4は、変形例1の建設機械1の断面の、緩衝部5の付近を拡大して示す拡大断面図である。特に図4は、建設機械1を、貫通孔41bの軸線LBを通る面で切断した断面を示している。
上述の実施形態においては、緩衝部5において、一定の応力を受けたときに第1部分51よりも変形しやすい第2部分52が、第1部分51よりも径方向DFの内側に位置している場合について説明した。しかしながら、緩衝部5の形態は、これに限られない。図4は、変形例1の建設機械1の断面の、緩衝部5の付近を拡大して示す拡大断面図である。特に図4は、建設機械1を、貫通孔41bの軸線LBを通る面で切断した断面を示している。
変形例1においては、一定の応力を受けたときに第1部分51よりも変形しやすい第2部分52が、第1部分51よりも径方向DFの内側に位置している。この場合にも、第1部分51及び第2部分52を有する緩衝部5によって、ボルト7から第1部材41に伝わる衝撃を緩和しつつ、減速機4に回転が入力される効率を高くでき、減速機4が減速された回転を出力する効率を高くできる。
また、変形例1においては、第2部分52よりも径方向DFの内側に位置している第1部分51が、第1フランジ部53及び第2フランジ部54を形成している。この場合においても、第1フランジ部53及び第2フランジ部54によって、緩衝部5が貫通孔41bから抜けることを抑制できる。
(変形例2)
上述の実施形態及び変形例においては、取付部材47が、減速機4の一部であるとみなせる例について説明した。しかしながら、取付部材47の形態は、これに限られない。図5は、変形例2の減速機4が組み込まれた建設機械1の、減速機4の周辺の構成例を示す断面図である。特に図5は、建設機械1を、減速機4が出力する回転の回転軸線LAを通る面で切断した断面図である。
上述の実施形態及び変形例においては、取付部材47が、減速機4の一部であるとみなせる例について説明した。しかしながら、取付部材47の形態は、これに限られない。図5は、変形例2の減速機4が組み込まれた建設機械1の、減速機4の周辺の構成例を示す断面図である。特に図5は、建設機械1を、減速機4が出力する回転の回転軸線LAを通る面で切断した断面図である。
変形例2において、取付部材47は、建設機械1の一部を形成する、減速機4の第1部材41や減速部45などと比較して特に大きな部材である。一例として、変形例2の取付部材47は、減速部45が出力する回転によって駆動される対象の部材である。一例として、建設機械1がパワーショベルである場合、変形例2の取付部材47は、パワーショベルのブーム、アーム、バケット等を形成する部材である。変形例2において、電動機3は、当該取付部材47に直接固定されている。
換言すれば、変形例2の建設機械1は、入力される回転を減速する減速部45と、減速部45を収容する収容部48を有し、収容部48の取付部材47への固定に用いられる貫通孔41bが設けられている、第1部材41と、筒状の形状を有して貫通孔41bの内壁41cを覆い、一定の応力を受けたときの変形のしやすさの異なる第1部分51と第2部分52とを有する緩衝部5と、緩衝部5の内部に設けられた、筒状の形状を有するブッシュ6と、を有する減速機4と、第1部材41との間に、貫通孔41bの軸線LBに垂直な径方向DFにおいて隙間が空くように配置されている、取付部材47と、ブッシュ6に通されて収容部48を取付部材47に固定するボルト7と、を備える。そして、変形例2においても、径方向DFにおける第1部材41と取付部材47との間の隙間の幅w8は、径方向DFにおけるブッシュ6とボルト7との間の隙間の幅w9よりも大きい。
変形例2の建設機械1においても、上述の実施形態の減速機4と同様に、幅w8が幅w9よりも大きいことによって、取付部材47が衝撃を受けて径方向DFに動くときに、径方向DFにおいて取付部材47の面と第1部材41の面とが直接接触するより前に、径方向DFにおけるボルト7の緩衝部5への接触を生じさせることができる。
(変形例3)
上述の実施形態及び各変形例においては、伝達歯車431が、クランク軸43の、回転軸線方向DAにおける第1側SA1の一端に固定されている例について説明した。しかしながら、減速機4の態様は、これに限られない。図6は、変形例3の減速機4が組み込まれた建設機械1の、電動機3及び減速機4の周辺の構成例を示す断面図である。特に図6は、建設機械1を、減速機4が出力する回転の回転軸線LAを通る面で切断した断面図である。
上述の実施形態及び各変形例においては、伝達歯車431が、クランク軸43の、回転軸線方向DAにおける第1側SA1の一端に固定されている例について説明した。しかしながら、減速機4の態様は、これに限られない。図6は、変形例3の減速機4が組み込まれた建設機械1の、電動機3及び減速機4の周辺の構成例を示す断面図である。特に図6は、建設機械1を、減速機4が出力する回転の回転軸線LAを通る面で切断した断面図である。
変形例3において、伝達歯車431は、クランク軸43の、回転軸線方向DAにおける第2側SA2の一端に固定されている。また、伝達歯車431は、第1外歯歯車441及び第2外歯歯車442の、回転軸線方向DAにおける第2側SA2に配置されている。そして、入力軸46の先端部46aに設けられた駆動歯車461は、第1外歯歯車441及び第2外歯歯車442の、回転軸線方向DAにおける第2側SA2において、伝達歯車431と噛み合っている。
変形例3の建設機械1においても、緩衝部5によって、減速機4、特に減速機4の一部である第1部材41や減速部45に伝わる衝撃を緩和することができる。また、電動機3から減速機4へと適切にトルクを伝達することができる。これによって、変形例3の建設機械1においても、電動機3から入力される回転を、減速機4によって減速して出力することができる。
(変形例4)
上述の実施形態及び各変形例においては、電動機3の本体部32が取付部材47に固定されている例について説明した。しかしながら、電動機3が固定される態様は、これに限られない。図7は、変形例4の減速機4が組み込まれた建設機械1の、電動機3及び減速機4の周辺の構成例を示す断面図である。特に図7は、建設機械1を、減速機4が出力する回転の回転軸線LAを通る面で切断した断面図である。
上述の実施形態及び各変形例においては、電動機3の本体部32が取付部材47に固定されている例について説明した。しかしながら、電動機3が固定される態様は、これに限られない。図7は、変形例4の減速機4が組み込まれた建設機械1の、電動機3及び減速機4の周辺の構成例を示す断面図である。特に図7は、建設機械1を、減速機4が出力する回転の回転軸線LAを通る面で切断した断面図である。
変形例4において、電動機3の本体部32は、第2部材42に固定されている。図7において、建設機械1は、電動機3と減速機4の第2部材42とを連結する連結部材8をさらに備える。連結部材8は、ボルト81によって、第2部材42の第1側SA1の面に固定されている。また、電動機3の本体部32は、図示しないボルトによって、連結部材8の第1側SA1の面に固定されている。これによって、電動機3の本体部32は、第2部材42の第1側SA1に配置されて、第2部材42に固定されている。
連結部材8には、連結部材8を回転軸線方向DAに貫通する貫通孔82が設けられている。貫通孔82に、電動機3の回転軸31が挿入されている。減速機4の入力軸46の電動機3側(回転軸線方向DAにおける第1側SA1)の基端部は、貫通孔82内において、電動機3の回転軸31に結合されている。
図7において、伝達歯車431は、クランク軸43の、回転軸線方向DAにおける第2側SA2の一端に固定されている。また、伝達歯車431は、第1外歯歯車441及び第2外歯歯車442の、回転軸線方向DAにおける第2側SA2に配置されている。そして、入力軸46は、第1外歯歯車441及び第2外歯歯車442の第1貫通孔44a、並びに端板部421の貫通孔42hに挿入されている。これによって、入力軸46の先端部46aに設けられた駆動歯車461は、第1外歯歯車441及び第2外歯歯車442の、回転軸線方向DAにおける第2側SA2において、伝達歯車431と噛み合っている。
図7において、収容部48が固定される取付部材47は、建設機械1の一部を形成する部材である。取付部材47の一部は、フランジ部49の、回転軸線方向DAにおける第1側SA1に位置している。これによって、フランジ部49は、取付部材47の一部と向かい合っている。取付部材47のフランジ部49と向かい合う部分には、回転軸線方向DAに延びて第2側SA2において開口するねじ穴474が設けられている。また、減速機4は、減速機4の第1部材41の、回転軸線方向DAにおける第2側SA2に配置されている固定補助部材9をさらに有する。固定補助部材9は、回転軸線方向DAにおける第2側SA2から、減速部45及び第1部材41の全体を覆っている。固定補助部材9の一部は、フランジ部49の、回転軸線方向DAにおける第2側SA2に位置している。これによって、フランジ部49は、固定補助部材9の一部と向かい合っている。固定補助部材9のフランジ部49と向かい合う部分には、回転軸線方向DAに延びて固定補助部材9を貫通する貫通孔91が設けられている。
図7において、取付部材47及び固定補助部材9は、ボルト7によって収容部48に固定されている。具体的には、図7のように、貫通孔91及び貫通孔41bに挿入されたボルト7をねじ穴474に締め付けることによって、取付部材47及び固定補助部材9を収容部48に固定できる。
変形例4においても、減速機4は、貫通孔41bの内壁41cを覆う緩衝部5を備えている。また、減速機4は、緩衝部5の内部に設けられたブッシュ6を備えている。そして、ボルト7は、緩衝部貫通孔5aに通され、且つブッシュ貫通孔6aに通されている。
変形例4においても、ブッシュ6の寸法w1は貫通孔41bの寸法w2よりも大きい。また、変形例4においても、ブッシュ6の寸法w1はフランジ部49の寸法w3よりも大きい。これによって、取付部材47と第1部材41とが回転軸線方向DAにおいて直接接触することが抑制されている。また、固定補助部材9と第1部材41とが回転軸線方向DAにおいて直接接触することが抑制されている。
変形例4の建設機械1においても、緩衝部5によって、減速機4、特に減速機4の一部である第1部材41や減速部45に伝わる衝撃を緩和することができる。また、電動機3から入力される回転を減速機4によって減速して出力するときに、電動機3からのトルクを適切に伝達することができる。これによって、変形例4の建設機械1においても、電動機3から入力される回転を、減速機4によって減速して出力することができる。
(変形例5)
上述の実施形態及び各変形例においては、収容部48の取付部材47への固定に用いられる貫通孔41bが第1部材41に設けられている例について説明した。しかしながら、減速機4及び建設機械1の形態は、これに限られない。図8は、変形例5の減速機4が組み込まれた建設機械1の、電動機3及び減速機4の周辺の構成例を示す断面図である。特に図8は、建設機械1を、減速機4が出力する回転の回転軸線LAを通る面で切断した断面図である。
上述の実施形態及び各変形例においては、収容部48の取付部材47への固定に用いられる貫通孔41bが第1部材41に設けられている例について説明した。しかしながら、減速機4及び建設機械1の形態は、これに限られない。図8は、変形例5の減速機4が組み込まれた建設機械1の、電動機3及び減速機4の周辺の構成例を示す断面図である。特に図8は、建設機械1を、減速機4が出力する回転の回転軸線LAを通る面で切断した断面図である。
変形例5において、第1部材41には、貫通孔41bが設けられていない。そして、収容部48の取付部材47への固定に用いられる貫通孔47dが、取付部材47に設けられている。この場合に、取付部材47は、減速機4の一部であるとみなせる部材であってもよい。取付部材47は、建設機械1の一部を形成する、減速機4の第1部材41や減速部45などと比較して特に大きな部材であってもよい。図8において、取付部材47は、減速機4の一部であるとみなせる部材である。
上述の実施形態及び変形例1乃至4において、第1部材41に設けられる貫通孔41bについてした説明は、矛盾しない限り、変形例5における、取付部材47に設けられる貫通孔47dにも適用できる。
図8に示す減速機4は、筒状の形状を有して貫通孔47dの内壁47eを覆う緩衝部5をさらに備える。緩衝部5は、一定の応力を受けたときの変形のしやすさの異なる第1部分51と第2部分52とを有している。また、減速機4は、緩衝部5の内部に設けられた、筒状の形状を有するブッシュ6をさらに備えている。上述の実施形態及び変形例1乃至4において緩衝部5、ブッシュ6及びボルト7についてした説明は、矛盾しない限り、変形例5における緩衝部5、ブッシュ6及びボルト7にも適用できる。
変形例5において、フランジ部49の取付部材47と向かい合う部分には、回転軸線方向DAに延びて第2側SA2において開口するねじ穴491が設けられている。変形例5においては、ボルト7を貫通孔47dに通してフランジ部49のねじ穴491にねじ留めすることによって、第1部材41(ケース41a)が取付部材47に固定されて、収容部48が取付部材47に固定される。ボルト7は、緩衝部貫通孔5aに通され、且つブッシュ貫通孔6aに通される。
図8において符号LCが付された一点鎖線は、貫通孔47dの軸線LCを示す仮想の線である。貫通孔47dの延びる方向(貫通孔47dの軸線LCの延びる方向)を、軸線方向DGと称する。また、貫通孔47dの軸線LCに垂直な方向を径方向DHと称する。変形例5において、貫通孔47dの延びる軸線方向DGにおけるブッシュ6の寸法w10は、軸線方向DGにおける貫通孔47dの寸法w11よりも大きい。これによって、ブッシュ6を、貫通孔47dの両側において貫通孔47dから飛び出すように配置できる。これにより、取付部材47と第1部材41とが、軸線方向DGにおいて離間する。このため、軸線方向DGにおいて取付部材47から第1部材41に直接衝撃が伝わることを抑制できる。
図示はしないが、変形例5の取付部材47は、径方向DHにおいて第1部材41と向かい合う部分を有していてもよい。この場合、取付部材47は、第1部材41との間に、貫通孔47dの軸線LCに垂直な径方向DHにおいて隙間が空くように配置される。特に、取付部材47は、径方向DHにおける第1部材41と取付部材47との間の隙間の幅が、径方向DHにおけるブッシュ6とボルト7との間の隙間の幅よりも大きくなるように、配置される。これによって、径方向DHにおいて取付部材47の面と第1部材41の面とが直接接触するより前に、緩衝部5によって衝撃を緩和できる。このため、径方向DHにおける取付部材47の面と第1部材41の面との直接の接触により取付部材47から第1部材41に強い衝撃が伝わることを抑制できる。
変形例5の建設機械1においても、緩衝部5によって、減速機4、特に減速機4の一部である第1部材41や減速部45に伝わる衝撃を緩和することができる。また、電動機3から減速機4へと適切にトルクを伝達することができる。これによって、変形例5の建設機械1においても、電動機3から入力される回転を、減速機4によって減速して出力することができる。
本明細書で開示した実施形態のうち、複数の物体で構成されているものは、当該複数の物体を一体化してもよく、逆に一つの物体で構成されているものを複数の物体に分けることができる。一体化されているか否かにかかわらず、発明の目的を達成できるように構成されていればよい。
本発明の態様は、上述した個々の実施形態に限定されるものではなく、当業者が想到しうる種々の変形も含むものであり、本発明の効果も上述した内容に限定されない。すなわち、特許請求の範囲に規定された内容及びその均等物から導き出される本発明の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更及び部分的削除が可能である。
1 建設機械
2 駆動機
3 電動機
31 回転軸
4 減速機
41 第1部材
41b 貫通孔
42 第2部材
43 クランク軸
44 外歯歯車
45 減速部
47 取付部材
48 収容部
49 フランジ部
5 緩衝部
51 第1部分
52 第2部分
6 ブッシュ
7 ボルト
2 駆動機
3 電動機
31 回転軸
4 減速機
41 第1部材
41b 貫通孔
42 第2部材
43 クランク軸
44 外歯歯車
45 減速部
47 取付部材
48 収容部
49 フランジ部
5 緩衝部
51 第1部分
52 第2部分
6 ブッシュ
7 ボルト
Claims (11)
- 入力される回転を減速する減速部と、
前記減速部を収容する収容部を有し、前記収容部の取付部材への固定に用いられる貫通孔が設けられている、第1部材と、
筒状の形状を有して前記貫通孔の内壁を覆い、一定の応力を受けたときの変形のしやすさの異なる第1部分と第2部分とを有する緩衝部と、を備える、減速機。 - 前記緩衝部の内部に設けられた、筒状の形状を有するブッシュをさらに備える、請求項1に記載の減速機。
- 前記貫通孔の延びる軸線方向における前記ブッシュの寸法は、前記軸線方向における前記貫通孔の寸法よりも大きい、請求項2に記載の減速機。
- 前記第1部材は、前記収容部から前記貫通孔の延びる軸線方向に交差する方向に突出して、前記取付部材と向かい合うフランジ部をさらに有し、
前記貫通孔は、前記フランジ部に設けられており、
前記軸線方向における前記ブッシュの寸法は、前記軸線方向における前記フランジ部の寸法よりも大きい、請求項2に記載の減速機。 - 前記ブッシュに通されて前記収容部を前記取付部材に固定するボルトをさらに備え、
前記貫通孔の軸線に垂直な径方向におけるブッシュの寸法は、前記径方向におけるボルトの頭部の寸法以上である、請求項2に記載の減速機。 - 前記第1部材に対して相対回転可能な第2部材をさらに備え、
前記第1部材は、内歯を有し、
前記減速部は、前記第2部材に回転可能に支持されたクランク軸と、前記クランク軸が通過する貫通穴を設けられ、前記第1部材の内歯と噛み合う外歯を有する外歯歯車と、を有する、請求項1に記載の減速機。 - 前記第1部材との間に、前記貫通孔の軸線に垂直な径方向において隙間が空くように配置されている、前記取付部材と、
前記ブッシュに通されて前記収容部を前記取付部材に固定するボルトと、をさらに備え、
前記径方向における前記第1部材と前記取付部材との間の隙間の幅は、前記径方向における前記ブッシュと前記ボルトとの間の隙間の幅よりも大きい、請求項2に記載の減速機。 - 入力される回転を減速する減速部と、
前記減速部を収容する収容部を有する、第1部材と、
前記収容部が固定される取付部材であって、前記収容部の前記取付部材への固定に用いられる貫通孔が設けられている、取付部材と、
筒状の形状を有して前記貫通孔の内壁を覆い、一定の応力を受けたときの変形のしやすさの異なる第1部分と第2部分とを有する緩衝部と、を備える、減速機。 - 請求項1乃至8のいずれか一項に記載の減速機を備える、建設機械。
- 入力される回転を減速する減速部と、前記減速部を収容する収容部を有し且つ前記収容部の取付部材への固定に用いられる貫通孔が設けられている第1部材と、筒状の形状を有して前記貫通孔の内壁を覆い且つ一定の応力を受けたときの変形のしやすさの異なる第1部分と第2部分とを有する緩衝部と、前記緩衝部の内部に設けられ且つ筒状の形状を有するブッシュと、を有する減速機と、
前記第1部材との間に、前記貫通孔の軸線に垂直な径方向において隙間が空くように配置されている、前記取付部材と、
前記ブッシュに通されて前記収容部を前記取付部材に固定するボルトと、を備え、
前記径方向における前記第1部材と前記取付部材との間の隙間の幅は、前記径方向における前記ブッシュと前記ボルトとの間の隙間の幅よりも大きい、建設機械。 - 入力される回転を減速する減速部と、前記減速部を収容する収容部を有する第1部材と、を有する減速機と、
前記収容部が固定される取付部材であって、前記収容部の前記取付部材への固定に用いられる貫通孔が設けられている、取付部材と、
筒状の形状を有して前記貫通孔の内壁を覆い、一定の応力を受けたときの変形のしやすさの異なる第1部分と第2部分とを有する緩衝部と、
前記緩衝部の内部に設けられ且つ筒状の形状を有するブッシュと、
前記ブッシュに通されて前記収容部を前記取付部材に固定するボルトと、を備える、建設機械。
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