(57)【要約】【課題】ケーシング内に減速機構部が配置されるとともに、フォークリフトのマストを支持するトラニオン部材がケーシングの外周に配置される車輪駆動装置において、トラニオン部材からの荷重による減速機構部の噛み合いの悪化を防止する。【解決手段】車輪駆動装置１００は、ケーシング３４と、ケーシング３４内に配置される減速機構部１０１とを有し、フォークリフトの車輪を駆動する。ケーシング３４の外周には、フォークリフトのマストを支持するトラニオン部材５０が配置されるトラニオン配置部３４Ａが設けられる。トラニオン配置部３４Ａの径方向内側には、減速機構部１０１を構成する内歯歯車６８Ａが設けられる。内歯歯車６８Ａは、ケーシング３４とは別体の内歯体６８で構成される。内歯体６８は、ケーシング３４の内周との間に隙間８０を設けた状態でケーシングに固定される。【選択図】図１
2014177327.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシングと、該ケーシング内に配置される減速機構部とを有し、フォークリフトの車輪を駆動する車輪駆動装置であって、
前記ケーシングの外周には、フォークリフトのマストを支持するトラニオン部材が配置されるトラニオン配置部が設けられ、該トラニオン配置部の径方向内側には、前記減速機構部を構成する内歯歯車が設けられ、
前記内歯歯車は、前記ケーシングとは別体の内歯体で構成され、
前記内歯体は、前記ケーシングの内周との間に隙間を設けた状態で該ケーシングに固定される
ことを特徴とする車輪駆動装置。
【請求項２】
前記内歯体は、前記ケーシングの内周とインロー嵌合するインロー部を有することを特徴とする請求項１に記載の車輪駆動装置。
【請求項３】
前記ケーシングには、フォークリフトの車体に固定される車体固定部が設けられ、前記インロー部は前記車体固定部の径方向内側に設けられることを特徴とする請求項２に記載の車輪駆動装置。
【請求項４】
前記ケーシングと前記内歯体の間の隙間に前記減速機構部内の潤滑剤を誘導する誘導路が設けられることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の車輪駆動装置。
【請求項５】
前記ケーシングと前記内歯体の間の隙間と、前記減速機構部内の空間とは、前記減速機構部のキャリア体を回転支持する軸受と前記内歯体とが当接することにより仕切られており、前記誘導路が前記内歯体と前記軸受との当接面に周方向に複数設けられていることを特徴とする請求項４に記載の車輪駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車輪駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、車輪駆動装置のケーシング内に、減速機としての遊星歯車機構とディスクブレーキとが収められた構造が開示されている。
【０００３】
また、フォークリフトのフォークを昇降させるマストの下方にトラニオン部材を設け、トラニオン部材を車両のドライブアクスルに対して揺動自在に支承することにより、マストを所定の角度範囲にわたって傾動可能にする構造が知られている（例えば、特許文献２）。この構造は、ドライブアクスルのデッドスペースを有効活用することができるとともに、ドライブアクスルに接近させてマストを配置できるため、マストの重量を削減できるという利点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第００／３６３１７号公報
【特許文献２】特開２００８−２２２３６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
トラニオン部材は、フォークリフトのマストと積載物の両方を支持するため、非常に大きな荷重がかかる。特許文献１に示すような車輪駆動装置をドライブアクスルに組み込んだインホイールモータ式のフォークリフトにおいて、特許文献２のようにトラニオン部材を車輪駆動装置のケーシングに支承させた場合、トラニオン部材からの荷重がケーシングに伝達される。この荷重がケーシングを変形させ、ケーシング内に収容されている歯車機構の噛み合いを悪化させるため、車輪駆動装置に異音や振動が生じるおそれがある。
【０００６】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、ケーシング内に減速機構部が配置されるとともに、フォークリフトのマストを支持するトラニオン部材がケーシングの外周に配置される車輪駆動装置において、トラニオン部材からの荷重による減速機構部の噛み合いの悪化を防止する構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のある態様は、ケーシングと、ケーシング内に配置される減速機構部とを有し、フォークリフトの車輪を駆動する車輪駆動装置である。ケーシングの外周には、フォークリフトのマストを支持するトラニオン部材が配置されるトラニオン配置部が設けられ、トラニオン配置部の径方向内側には、減速機構部を構成する内歯歯車が設けられる。内歯歯車は、ケーシングとは別体の内歯体で構成され、内歯体は、ケーシングの内周との間に隙間を設けた状態でケーシングに固定される。
【０００８】
この態様によると、トラニオン部材からの荷重によるケーシングの変形が、内歯体とケーシングの間にある隙間により吸収されるため、内歯歯車の変形を抑制でき、減速機構部の噛み合いの悪化を防止することができる。
【０００９】
以上の構成要素の任意の組み合わせや、本発明の構成要素や表現を方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ケーシング内に減速機構部が配置されるとともに、フォークリフトのマストを支持するトラニオン部材がケーシングの外周に配置される車輪駆動装置において、トラニオン部材からの荷重による減速機構部の噛み合いの悪化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係る車輪駆動装置を中心軸を含む鉛直面で切断したときの断面図である。
【図２】図１のＸ部の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は、本発明の一実施形態に係る車輪駆動装置１００を中心軸を含む鉛直面で切断したときの断面図である。図２は、図１中のＸ部の拡大図である。
【００１３】
車輪駆動装置１００は、減速機１０と、図１の左側すなわち車体側で減速機１０に連結される図示しないモータとを備える。減速機１０は、第１ケーシング３４の内側に配置された第１段減速機構部１０１と、第２ケーシング３０の内側に配置された第２段減速機構部１０２とからなる多段型減速機である。第１段減速機構部１０１と第２段減速機構部１０２は、ともに単純遊星型の遊星歯車装置である。
【００１４】
モータからの回転が第１段減速機構部１０１に入力され、第１段減速機構部１０１により減速された回転が第２段減速機構部１０２に入力される。第２段減速機構部１０２によりさらに減速された回転が第２ケーシング３０から出力され、最終的にフォークリフトの車輪を駆動する。
【００１５】
モータの出力軸１１には、軸方向に延びる貫通穴１１Ａが形成されており、貫通穴１１Ａに第１段減速機構部１０１の入力軸６０が圧入されている。入力軸６０のうち、出力軸１１の外側にある部分には、第１段減速機構部１０１の太陽歯車として機能する外歯歯車６０Ａが形成されている。なお、外歯歯車６０Ａを入力軸６０とは別部材として形成し、入力軸６０に圧入するようにしてもよい。
【００１６】
外歯歯車６０Ａに外接噛合して、複数（例えば三つ）の遊星歯車６２が配置される。遊星歯車６２は、内歯体６８の内周面に形成された内歯歯車６８Ａに内接噛合している。内歯体６８と第１ケーシング３４とは別々に形成されている。内歯体６８に形成された穴６８Ｂを通して、第１ケーシング３４に形成されたねじ穴３４Ｂにボルト７６をねじ込むことで、両者が締結される。
【００１７】
第１ケーシング３４には、径方向外側に延びるフランジ状の車体固定部３４Ｅが形成されており、この車体固定部３４Ｅがボルト９０によって図示しない車体フレームに固定される。したがって、内歯歯車６８Ａも車体フレームに対して固定されるので、遊星歯車６２は自転するとともに太陽歯車６０Ａの周りを公転する。
【００１８】
遊星ピン６６は、内歯歯車６８Ａの軸心からオフセットされた位置で軸方向に延びるように、第１キャリア体７４によって支持される。遊星ピン６６は、端板７７に形成された穴７７Ａに嵌入されるとともに、第１キャリア体７４に形成された凹部７４Ａに圧入されている。
【００１９】
遊星ピン６６の中間部の外側面と遊星歯車６２とは、複数のころ６４を介して接しており、遊星ピン６６に対して遊星歯車６２を自転自在に支持する軸受を構成している。複数のころ６４は、軸方向両端に配置されたプレート６５によって軸方向の移動が規制されている。
【００２０】
第１ケーシング３４の内周に形成された凹部３４Ｈに第１軸受７２が嵌入されている。また、第１軸受７２は、第１キャリア体７４に形成された肩部７４Ｃと止め輪７３とによって第１キャリア体７４に固定されている。この第１軸受７２を介して第１ケーシング３４の内周に第１キャリア体７４が回転自在に支持される。
【００２１】
第１キャリア体７４には、軸方向に延びる貫通穴７４Ｂが形成されており、貫通穴７４Ｂに、第２段減速機構部１０２の入力軸１６が圧入されている。入力軸１６のうち、第１キャリア体７４の外側にある部分には、第２段減速機構部１０２の太陽歯車として機能する外歯歯車１６Ａが形成されている。なお、外歯歯車１６Ａを入力軸とは別部材として形成し、入力軸１６に圧入するようにしてもよい。
【００２２】
外歯歯車１６Ａに外接噛合して、複数（例えば三つ）の遊星歯車２４が配置されている。遊星歯車２４は、内歯体２８の内周面に形成された内歯歯車２８Ａに内接噛合している。内歯体２８と第２ケーシング３０とは別々に形成されている。内歯体２８に形成された穴２８Ｂを通して、第２ケーシング３０に形成されたねじ穴３０Ｄにボルト２９をねじ込むことで、両者が締結される。なお、内歯体２８には座ぐり穴２８Ｃを形成して、ボルト２９の頭部を座ぐり穴内に収容すると好ましい。内歯体２８と第２ケーシング３０とが一体形成されていてもよい。
【００２３】
遊星歯車２４の軸方向反車体側（車体外側）には、ボルト３６および遊星ピン２０を介して第１ケーシング３４と一体に連結された第２キャリア体３８が配置されている。
【００２４】
遊星ピン（遊星軸）２０は、内歯歯車２８Ａの軸心からオフセットされた位置で軸方向に延びるように、第１ケーシング３４および第２キャリア体３８によって支持される。遊星ピン２０は、第１ケーシング３４に形成された凹部３４Ｄと、第２キャリア体３８に形成された凹部３８Ａとにその両端がそれぞれ圧入されている。遊星ピン２０を第１ケーシング３４および第２キャリア体３８で支持することによって、遊星ピン（遊星軸）２０の公転運動が規制される。
【００２５】
遊星ピン２０の中間部の外側面と遊星歯車２４とは、複数のころ２２を介して接しており、遊星ピン２０に対して遊星歯車２４を自転自在に支持する軸受を構成している。複数のころ２２は、軸方向両端に配置されたプレート２３によって軸方向の移動が規制されている。
【００２６】
第１ケーシング３４のうち、遊星歯車２４を支持していない部分には、軸方向外側に延び出す柱部３４Ｃが形成されている。この柱部３４Ｃの軸方向外側端面にはねじ穴３４Ｆが形成されている。第２キャリア体３８の柱部３４Ｃに面する部分には、座ぐり孔３８Ｃが形成されている。座ぐり孔３８Ｃを通してねじ穴３４Ｆにボルト３６をねじ込むことで、第１ケーシング３４と第２キャリア体３８とが締結される。なお、柱部３４Ｃに相当する構造が第２キャリア体３８側に形成されてもよい。
【００２７】
減速機１０の第２ケーシング３０は略円筒形をなしている。第２ケーシング３０の車体内側の内周に形成された凹部３０Ａに第２主軸受４６が嵌入されており、第２主軸受４６を介して第１ケーシング３４の外周に第２ケーシング３０が回転自在に支持される。また、第２ケーシング３０は車体外側に縮径部を有しており、この縮径部の内周に形成された凹部３０Ｃに第３主軸受４７が嵌入されている。この第３主軸受４７を介して第２キャリア体３８の外周に第２ケーシング３０が回転自在に支持される。なお、第２主軸受４６および第３主軸受４７は、第２ケーシング３０に対して圧入されていてもよいし、隙間嵌めされた後に図示しない止め輪で第２ケーシング３０に固定されてもよい。
【００２８】
第２主軸受および第３主軸受４７は開放型の軸受であり、第２ケーシング３０内に封入された潤滑剤によって潤滑される。
【００２９】
第２ケーシング３０の車体外側の端面には、ボルト４５によってホイール４８が連結され、このホイール４８にフォークリフト（図示せず）のタイヤ４９が装着される。第２段減速機構部１０２は、タイヤ４９の軸方向範囲内（図１の二点鎖線の範囲内）に収められている。
【００３０】
第２キャリア体３８の外周面に形成されたねじ穴にはベアリングナット５６が螺合されている。第２主軸受４６および第３主軸受４７が嵌入された第２ケーシング３０の軸方向の移動は、ベアリングナット５６によって規制されている。
【００３１】
第２主軸受４６の内輪は、第１ケーシング３４の外周に形成された肩部に嵌入されており、内輪の軸方向の移動は車体内側の内輪規制面３４Ｇによって規制されている。
【００３２】
第２主軸受４６よりも車体内側には、第２ケーシング３０の内周面と第１ケーシング３４の外周面との間を封止するオイルシール７０も設けられている。
【００３３】
続いて、車輪駆動装置１００の作用を説明する。図示しないモータの出力軸１１の回転が第１段減速機構部１０１の入力軸６０に伝達される。入力軸６０が回転すると太陽歯車６０Ａが回転し、内歯歯車６８Ａが固定されているため、遊星歯車６２が自転しつつ太陽歯車６０Ａの周りを公転する。太陽歯車と遊星歯車、および遊星歯車と内歯歯車の歯数差に応じて、入力軸６０の回転に対して減速された回転速度にて、遊星歯車６２に遊星ピン６６で接続された第１キャリア体７４が回転する。
【００３４】
第１キャリア体７４の回転は、第２段減速機構部１０２の入力軸１６に伝達される。入力軸１６が回転すると太陽歯車１６Ａが回転し、遊星ピン２０によって公転運動が規制された遊星歯車２４が自転する。太陽歯車と遊星歯車、および遊星歯車と内歯歯車の歯数差に応じて、入力軸１６の回転に対して減速された回転速度にて、内歯歯車２８Ａと一体化されている第２ケーシング３０が回転する。このようにして、減速機の回転出力が第２ケーシング３０から取り出され、第２ケーシング３０にボルト４５によって固定されているホイール４８を介してフォークリフトのタイヤ４９が回転する。
【００３５】
第１ケーシング３４の外周には、滑動面を有するトラニオン配置部３４Ａが形成されている。このトラニオン配置部３４Ａには、フォークリフトのマストの下部に形成されたトラニオン部材５０が滑り軸受５１を介して取り付けられる。図示しない駆動装置によりトラニオン部材５０を第１ケーシング３４の周りに回転させることによって、車輪駆動装置１００に対してフォークリフトのマストを傾動することができる。
【００３６】
上述したように、トラニオン部材５０はフォークリフトのマストと積載物の両方を支持しているため、トラニオン部材５０が配置されている第１ケーシング３４には非常に大きな荷重がかかり、第１ケーシング３４は一定量の変形をする。この変形が第１段減速機構１０１の内歯歯車６８Ａを歪ませることを防止するために、本実施形態では、内歯歯車６８Ａを有する内歯体６８を第１ケーシング３４とは別の部材としている。さらに、第１ケーシング３４の内周面と内歯体６８の外周面との間に、軸方向に延びる円環状の隙間８０ができるように、両者の内径および外径が設定されている。この隙間８０の径方向の幅は、トラニオン部材５０からの想定最大荷重による第１ケーシング３４の内径側への変形量よりも大きくすることが好ましい。
【００３７】
トラニオン部材５０からの荷重によって、第１ケーシング３４のトラニオン配置部３４Ａが内径側に変形した場合でも、変形分が隙間８０によって吸収されるので、内歯体６８を変形させることがほとんどまたは全くない。したがって、第１段減速機構部１０１の噛み合いを悪化させず、異音や振動の発生を防止することができる。
【００３８】
内歯体６８には、第１ケーシング３４の凹部３４Ｄとインロー嵌合するインロー部６８Ｃが設けられている。これにより、別部材である内歯体６８と第１ケーシング３４の同軸度の精度を高くして、第１段減速機構部１０１の円滑な作動を確保するとともに、第１段減速機構部１０１の荷重をインロー部で支持することができる。なお、十分な同軸度を出すことができれば、インロー部を設けずボルト等のみで内歯体６８と第１ケーシング３４とを接続してもよい。
【００３９】
なお、インロー部６８Ｃは、第１ケーシング３４の車体固定部３４Ｅの径方向内側に設けられると好ましい。これにより、隙間８０の軸方向長さを内歯歯車６８Ａの幅よりも長くとることができるので、第１ケーシング３４の変形の影響が内歯歯車６８Ａに完全に及ばないようにすることができる。
【００４０】
第１ケーシング３４と内歯体６８の間の隙間８０と、第１段減速機構部１０１内の空間８２とは、内歯体６８の反車体側端面と第１軸受７２の車体側端面とが当接することにより仕切られている。内歯体６８の反車体側端面には、周方向に複数個の誘導路６８Ｄが形成されている。誘導路６８Ｄの部分だけ内歯体６８と第１軸受７２とが当接していないので、空間８２内の潤滑剤が隙間８０に導かれる。
【００４１】
上述した車輪駆動装置１００の組立方法について説明する。
１．第２ケーシング３０の内側に、第２主軸受４６の外輪、第３主軸受４７の外輪、オイルシール７０、および内歯体２８をそれぞれ組み付ける。
２．第１ケーシング３４の外側に第２キャリア体３８、遊星ピン２０、遊星歯車２４を組み付けるとともに、第１ケーシング３４の内側に、第１軸受７２、第１キャリア体７４、遊星ピン６６、遊星歯車６２、およびプレート６５を組み付ける。
３．上記２．で組み立てた部材に第２主軸受４６および第３主軸受４７の内輪と転動体を組み付け、上記１．で組み立てた部材に挿入する。
４．内歯歯車６８Ａと遊星歯車６２とが噛み合うように内歯体６８を挿入する。
５．ボルト７６で内歯体６８を第１ケーシング３４に固定する。
【００４２】
以上説明したように、本実施形態によると、第１段減速機構部が内側に収容された第１ケーシングの外周に、フォークリフトのマストを支持するトラニオン部材が配置される構造の車輪駆動装置において、第１ケーシングの内周と、第１段減速機構部の内歯歯車を有する内歯体とを別体にした上で、両者の間に隙間を設けた状態で固定するようにした。この結果、トラニオン部材からの荷重による第１ケーシングの変形が、内歯体と第１ケーシングの間にある隙間により吸収されるため、内歯歯車を変形させることがほとんどなく、第１段減速機構部の噛み合いの悪化を防止することができる。
【００４３】
以上、本発明の実施の形態について説明した。これらの実施の形態は例示であり、それらの各構成要素の組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【００４４】
実施の形態では、単純遊星型の遊星歯車減速機について説明した。しかしながら、このタイプの減速機に限られない。例えば内歯歯車の中心からオフセットした位置に複数本の偏心体軸（遊星軸）が配置され、揺動する外歯歯車と偏心体軸との間に軸受が配置されるタイプや、内歯歯車の中心に偏心体軸が配置されるタイプの偏心揺動噛合型の遊星歯車減速機などの任意のタイプの減速機構を、第１段減速機構部および／または第２段減速機構部として使用することも可能である。また、減速段数も２段に限られず、１段でも３段以上でもよい。
【符号の説明】
【００４５】
１０  減速機、  ３０  第２ケーシング、  ３４  第１ケーシング、  ３４Ａ  トラニオン配置部、  ３８  第２キャリア体、  ４６  第２主軸受、  ４７  第３主軸受、  ４８  ホイール、  ４９  タイヤ、  ５０  トラニオン部材、  ６８Ｃ  インロー部、  ６８Ｄ  誘導路、  ７２  第１軸受、  ７４  第１キャリア体、  ８０  隙間、  ８２  空間、  １００  車輪駆動装置、  １０１  第１段減速機構部、  １０２  第２段減速機構部。
【図１】
2014177327.tif 000003
【図２】
2014177327.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成26年4月2日(2014.4.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
第２主軸受４６および第３主軸受４７は開放型の軸受であり、第２ケーシング３０内に封入された潤滑剤によって潤滑される。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
上述したように、トラニオン部材５０はフォークリフトのマストと積載物の両方を支持しているため、トラニオン部材５０が配置されている第１ケーシング３４には非常に大きな荷重がかかり、第１ケーシング３４は一定量の変形をする。この変形が第１段減速機構部１０１の内歯歯車６８Ａを歪ませることを防止するために、本実施形態では、内歯歯車６８Ａを有する内歯体６８を第１ケーシング３４とは別の部材としている。さらに、第１ケーシング３４の内周面と内歯体６８の外周面との間に、軸方向に延びる円環状の隙間８０ができるように、両者の内径および外径が設定されている。この隙間８０の径方向の幅は、トラニオン部材５０からの想定最大荷重による第１ケーシング３４の内径側への変形量よりも大きくすることが好ましい。