(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動車軸であって、走行モータ（４）と車軸端部に配置された２つの減速歯車装置（１７、２６）とを有していて、１つの車輪を駆動するためにそれぞれ１つの減速歯車装置（１７、２６）が設けられており、前記走行モータ（４）から駆動される車輪への力の伝達経路が、最終段として働く前記減速歯車装置（１７、２６）とそのための入力段とを有している形式のものにおいて、
前記減速歯車装置（１７、２６）の前記入力段が、１つの共通の単段式遊星歯車装置（１２）として構成されており、該遊星歯車装置がそれぞれ１つの被動軸（１５、２５）を介して両方の減速歯車装置（１７、２６）と結合しており、
前記遊星歯車装置（１２）が回転可能な太陽歯車（１１）と回転可能な遊星キャリア（１４）と回転可能な内歯車（２４）とを有しており、前記遊星歯車装置（１２）のいずれか１つの回転可能な構成要素（１１、１４、２４）が駆動軸（６）と駆動結合していて、遊星歯車装置（１２）のそれぞれ１つの別の回転可能な構成要素（１１、１４、２４）が前記減速歯車装置（１７、２６）を駆動するために第１の被動軸（１５）および第２の被動軸（２５）と作用結合しており、
前記減速歯車装置（１７、２６）がそれぞれ単段式遊星歯車装置として構成されており、
前記被動軸（１５、２５）がそれぞれ前記減速歯車装置（１７、２６）の太陽歯車として構成されており、前記両減速歯車装置（１７、２６）のうちの第１の減速歯車装置（２６）の被動が遊星キャリア（２８）を介して行われ、前記第１の減速歯車装置（２６）の内歯車（２７）が前記軸箱（１）に対して相対的に静止しており、前記両減速歯車装置（１７、２６）のうちの第２の減速歯車装置（１７）の被動が内歯車（２０）を介して行われ、前記第２の減速歯車装置（１７）の遊星キャリア（１９）が前記軸箱（１）に対して相対的に静止していることを特徴とする駆動車軸。
【請求項２】
前記遊星歯車装置（１２）の前記太陽歯車（１１）が前記駆動軸（６）と作用結合しており、前記遊星キャリア（１４）が前記第１の被動軸（１５）と駆動結合し、前記遊星歯車装置（１２）の前記内歯車（２４）が前記第２の被動軸（２５）と駆動結合している、請求項１記載の駆動車軸。
【請求項３】
前記駆動軸（６）が前記遊星歯車装置（１２）の前記内歯車（２４）と駆動結合しており、前記遊星歯車装置（１２）の前記太陽歯車（１１）が前記第１の被動軸（１５）と作用結合し、前記遊星歯車装置（１２）の前記遊星キャリア（１４）が前記第２の被動軸（２５）と作用結合している、請求項１記載の駆動車軸。
【請求項４】
前記駆動軸（６）が中空軸として形成されていて、前記被動軸（１５、２５）と共軸に配置されて１つの被動軸（１５）を包囲している、請求項１から３のいずれか１項記載の駆動車軸。
【請求項５】
前記駆動軸（６）が軸箱（１）内に配置された走行モータ（４）の軸として形成されていて、軸箱（１）内でころがり軸受（７、８）によって支持されており、前記軸箱（１）の前記走行モータ（４）が配置されている範囲が、前記遊星歯車装置（１２）と前記減速歯車装置（１７、２６）に対して密封されている、請求項１から４のいずれか１項記載の駆動車軸。
【請求項６】
前記走行モータ（４）が電気モータまたは油圧モータとして構成されている、請求項５記載の駆動車軸。
【請求項７】
前記遊星歯車装置（１２）に、共通のブレーキ操作装置を有していて被動軸に作用するブレーキ装置（３０）が配置されている、請求項１から６のいずれか１項記載の駆動車軸。
【請求項８】
前記ブレーキ装置（３０）が軸方向で前記走行モータ（４）と前記遊星歯車装置（１２）との間に配置されていて、マルチプレートブレーキとして構成されている、請求項７記載の駆動車軸。
【請求項９】
前記遊星歯車装置（１２）の前記太陽歯車（１１）と前記遊星キャリア（１４）、または前記遊星歯車装置（１２）の前記太陽歯車（１１）と前記内歯車（２４）が、それぞれ少なくとも１つのブレーキプレート（３１、３２、３３）と回転不能、かつ軸方向に移動可能に結合している、請求項７または８記載の駆動車軸。
【請求項１０】
前記遊星歯車装置（１２）の前記内歯車（２４）と前記遊星キャリア（１４）が、それぞれ少なくとも１つのブレーキプレート（３２、３３）と回転不能、かつ軸方向に移動可能に結合している、請求項７または８記載の駆動車軸。
【請求項１１】
操作装置として環状ピストン（３５）が設けられており、該ピストン（３５）が前記軸箱（１）と一緒に圧力媒体を供給するための環状空間（３６）を形成している、請求項７から１０のいずれか１項記載の駆動車軸。
【請求項１２】
駆動車軸が、電気駆動装置または油圧駆動装置を有する床上運搬車において使用される、請求項１から１１のいずれか１項記載の駆動車軸。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、駆動車軸であって、走行モータと、車軸端部に配置された、特に遊星歯車装置として構成された２つの減速歯車装置とを有していて、１つの車輪を駆動するためにそれぞれ１つの減速歯車装置が設けられており、前記走行モータから駆動される車輪への力の伝達経路が前記減速歯車装置の入力段と少なくとも１つの最終段とを通して行われる形式のものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
このような駆動車軸は自動車に用いられる。回転数を相応に下げ、したがって駆動される車輪でトルクの上昇を達成するために、走行モータと駆動される車輪との間に、それぞれ少なくとも１つの伝動段階を有する減速歯車装置が配置されている。公知の技術による駆動車軸では、減速歯車装置を多段式減速歯車装置として、たいていは２段式遊星歯車装置として構成することが知られている。この場合、第１の遊星段階は入力段であり、第２の遊星段階は最終段を形成している。したがって、減速歯車装置としての２段式遊星歯車装置を有するこのような駆動車軸では、合計４つの遊星段階を有する２つの遊星歯車装置を設けなければならない。これにより、駆動車軸のための多大な構造コストが生じる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、構成部材の数が比較的少なく、構造および製作のコストを減らした、冒頭で述べた形式の駆動車軸を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために本発明の構成では、減速歯車装置の入力段が共通の単段式遊星歯車装置として構成されており、該遊星歯車装置がそれぞれ１つの被動軸によって両方の減速歯車装置の最終段と結合しているようにした。
【０００５】
公知の技術の駆動車軸と比べて、本発明による駆動車軸は構成部材が少ない。なぜならば、それぞれ２つの多段式減速歯車装置の代わりに、１つの共通の伝動入力段を用いるからである。これにより、減速歯車装置の構成、したがってまた駆動車軸の構成は、構成部材を省略することによって単純にすることができる。こうして製作コストを減らすことができる。
【０００６】
それぞれ減速歯車装置の最終段と作用結合している２つの被動軸を用いることにより、カーブ走行で駆動される車輪の異なる回転数を補償することが同時に可能になる。本発明に従い減速歯車装置の入力段を、２つの被動軸を有する共通の単段式遊星歯車装置に置き換えることによって、差動歯車装置の機能が実現される。これにより、駆動車軸の構造コストは大幅に減少する。なぜならば、公知の技術の駆動車軸に対して、独自の差動歯車装置を省略できるからである。別の利点は、駆動車軸が必要とする構造スペースが減ることである。その上、製作コストを減らすことができる。
【０００７】
本発明の別の有利な構成において、前記遊星歯車装置が回転可能な太陽歯車と回転可能な遊星キャリアと回転可能な内歯車とを有しており、前記遊星歯車装置の１つの回転可能な構成要素が前記被動軸と駆動結合していて、衛星歯車装置のそれぞれ１つの別の回転可能な構成要素が前記減速歯車装置を駆動するために第１の被動軸および第２の被動軸と作用結合している。したがって、遊星歯車装置の太陽歯車、遊星キャリアおよび内歯車は互いに独立して回転できて、異なる回転数を有している。その際に、遊星歯車装置の駆動要素と被動要素を適当に選択することによって、遊星歯車装置の駆動要素と被動要素との間で任意の増速および減速が可能になる。
【０００８】
路面の状態が変化したり、本発明の駆動車軸を装備した自動車でカーブを走行したりする際に、遊星歯車装置の互いに独立に回転可能な被動要素に基づいて、駆動される車輪の回転数を補償することが簡単に可能になる。この目的のために、本発明による駆動車軸では、公知の技術の駆動車軸とは異なり、独自の差動歯車装置は必要ない。なぜならば、差動歯車装置の機能は、遊星歯車装置として構成された共通の歯車装置入力段に組み込まれているからである。したがって、この遊星歯車装置は差動歯車装置の機能と減速歯車装置の歯車装置入力段の機能とを統合している。こうすることにより、本発明による駆動車軸における構成部材の数は、公知の技術の駆動車軸と比べて大幅に減る。
【０００９】
本発明の有利な構成において、遊星歯車装置の太陽歯車が被動軸と作用結合しており、遊星キャリアが第１の被動軸と駆動結合し、内歯車が第２の被動軸と駆動結合している。これにより、被動軸に異なる回転数および回転方向が生じる。さらに、遊星歯車装置の太陽歯車を介して駆動し、一方では遊星キャリアを介して被動され、他方では内歯車を介して被動されることにより、駆動軸と被動軸との間で緩慢に増速することが可能になる。このように構成することによって、走行モータの入力回転数の第１の減少が達成され、それにより減速歯車装置において１つの伝動段階を省略することができる。
【００１０】
本発明の第２の構成では、被動軸が内歯車と駆動結合しており、それぞれ１つの被動軸が太陽歯車および遊星キャリアと結合している。したがって、回転可能な構成部材の形態を適当に選択することによって、駆動軸とそれぞれの被動軸との間で任意の増速を可能にできる。駆動軸と被動軸との間で急速に増速する際に、たとえば被動軸の直径を小さくできる。なぜならば、減速歯車装置に比較的少ないトルクを伝達すればよいからである。さらに、遊星キャリアは駆動軸と作用結合することができ、被動要素として太陽歯車および内歯車を設けることができる。
【００１１】
本発明の別の構成に従い、減速歯車装置がそれぞれ単段式遊星歯車装置として構成されている。遊星歯車装置の太陽歯車を駆動し、遊星歯車装置において入力回転数の第１の減少を行う際に、減速歯車装置の構成は１伝動段階減少できるので、この減速歯車装置では最終段のみ必要である。したがって、走行モータから駆動される車輪へのトルクの増強は、遊星歯車装置と減速歯車装置において行われる。したがって、本発明による駆動車軸は、公知の技術の駆動車軸に対し、合計３遊星段階しかない３つの遊星歯車装置を有している。
【００１２】
したがって、減速歯車装置における歯車入力段と独自の差動歯車装置を省略することによって、軸箱内では軸方向で既存の構成部材または追加の構成部材のために追加の構造スペースが得られる。
【００１３】
被動軸がそれぞれ減速歯車装置の太陽歯車として構成されており、第１の減速歯車装置の被動が遊星キャリアを介して行われ、内歯車が軸箱に対して相対的に固定しており、第２の減速歯車装置の被動が内歯車を介して行われ、遊星キャリアが軸箱に対して相対的に固定していると、特に実用的である。これにより、遊星歯車装置における被動軸の異なる回転数と異なる回転方向が、減速歯車装置における２つの最終段によって補償される。
【００１６】
本発明の有利な構成において、駆動軸が中空軸として形成されていて、被動軸と共軸に配置されて１つの被動軸を包囲しているようにした。これにより、被動軸が駆動軸の中心を貫通し、被動軸が駆動軸と共軸に配置されていることによって、駆動車軸のための半径方向の構造スペースを減らすことが可能となる。
【００１７】
さらに、駆動軸が軸箱内に配置された走行モータの軸として構成されていて、軸箱内でころがり軸受によって支持されており、前記走行モータが配置されている軸箱の範囲が、遊星歯車装置と減速歯車装置に対して密封されていると、特に実用的である。そうすることによって、一方では減速歯車装置と遊星歯車装置が潤滑剤に浸漬され、他方では走行モータが潤滑剤から遮断されたモータ室に配置されているようにすることが容易に達成される。
【００１８】
さらに、走行モータが電気モータまたは油圧モータとして形成されていると実用的であることが分かった。潤滑剤を供給された歯車装置構成部材に対してモータ室を簡単に密封できることにより、本発明による駆動車軸では公知の駆動車軸と比べて構造コストを少なくできる。その上、差動歯車装置を省くことにより、駆動車軸の軸方向で追加的に得られる電気モータの構造スペースを活用できる。そうすることによって、一方ではより大きい出力の電気モータを取り付けることが可能である。他方では、電気モータの同じ大きさの出力で、電気モータの半径方向寸法を減らすことができる。そうすることによって、軸箱の直径も減らすことができる。これにより、たとえば本発明による駆動車軸を装備した自動車の地上高を増すことができる。
【００１９】
本発明の有利な構成は、遊星歯車装置に共通のブレーキ操作装置を有するブレーキ装置が配置されている点にある。公知の技術による駆動車軸では、２つの両方の被動軸に高いトルク範囲でブレーキ操作装置を有するそれぞれ１つのブレーキ装置が存在する。これに対し、本発明の駆動車軸の遊星歯車装置では、被動軸と両方の被動軸が１つのブレーキ装置から容易に到達および接近できる。これにより、ブレーキ操作装置を有する１つのブレーキ装置を配置することが可能となり、ブレーキ装置は直接被動軸に作用する。こうすることにより、ブレーキ装置のための構成部材を省くことによって、構造コストは公知の技術の駆動車軸に対して単純になる。
【００２０】
ここで、ブレーキ装置を軸方向で前記走行モータと遊星歯車装置との間に配置し、マルチプレートブレーキとして構成することが実用的であることが分かった。ブレーキ装置を遊星歯車装置の範囲に配置することにより、小さい寸法のブレーキ装置を使用できる。なぜならば、制動力は力の伝達経路の範囲で生み出されるからである。さらに、差動歯車装置の潤滑剤中を循環するマルチプレートブレーキを用いることにより、ブレーキ装置の摩耗が減少する。
【００２１】
さらに、遊星歯車装置の太陽歯車と遊星キャリア、または遊星歯車装置の太陽歯車と内歯車が、それぞれ少なくとも１つのブレーキプレートと回転不能、かつ軸方向に移動可能に結合していることが実用的である。ブレーキ装置の別の実用的な構成は、遊星歯車装置の内歯車と遊星キャリアが、それぞれ少なくとも１つのブレーキプレートと回転不能、かつ軸方向に移動可能に結合している点にある。こうすることにより、駆動軸と両方の被動軸の一方を、ブレーキ操作装置を有する共通のブレーキ装置で制動し、または両方の被動軸と作用結合している遊星歯車装置の構成部材に直接作用するブレーキ装置を設けることが可能となる。
【００２２】
ブレーキ操作装置として種々の系、すなわち油圧系、空気圧系、電気系または機械系を使用できる。しかしながら、ブレーキ操作装置が環状ピストンとして構成され、このピストンが軸箱と一緒に圧力媒体を供給するための環状空間を形成していると好都合である。さらに、ブレーキ装置はスプリングブレーキとして構成できる。
【００２３】
これにより、構造コストは減少する。なぜならば、車輪または駆動車軸の減速歯車装置には、２つのブレーキ装置の代わりに、ブレーキ操作装置を有する１つのブレーキ装置のみが存在しているからである。ブレーキ装置を省略することにより構成部材の数が減少し、それによって製作コストを引き下げることができる。ここで、別の利点として、１つのブレーキ装置を省略することにより、軸箱内で軸方向に既存の構成部材または追加の構成部材のための追加的な構造スペースが得られることが揚げられる。
【００２４】
本発明の駆動車軸を、床上運搬車、特に電気駆動または油圧駆動を有するカウンタウェイト式フォークリフトに使用することが特に実用的である。差動歯車装置機能を有する共通の歯車装置入力段を用い、これに伴い独立の差動歯車装置と減速歯車装置における歯車装置入力段を省略する結果として構造スペースが減少することによって、軸箱内に存在する構造スペースは他の構成部材のために用いることができる。たとえば、得られた構造スペースを電気モータの軸方向に用いることが可能である。これにより、床上運搬車に高出力の駆動装置を装備することが可能である。他方、電気モータの出力は変えないで、電気モータおよび軸箱の寸法を半径方向に減らすことが可能である。こうすることによって、床上運搬車の地上高を増す。さらに、駆動車軸をカウンタウェイト式フォークリフトの吊上げ手段の近傍に配置でき、それにより突出部の寸法が小さくなる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の別の利点と詳細を概略図に示された本発明の実施例に基づいて詳しく説明する。
【００２６】
図１は、軸箱１を有する本発明による駆動車軸を示す。軸箱１には外側端部で、それぞれ１つのハウジング２および３が接続しており、それらの中に減速歯車装置１７、２６が配置されている。軸箱１内には電気モータ４が配置されており、その回転子５は中空軸として形成された駆動軸６と回転不能に結合していて、単段式遊星歯車装置１２を駆動する。駆動軸６は軸箱１内でころがり軸受７、８によって回転可能に支承されている。軸箱１の走行モータが配置されている範囲は、シーリング９および１０によって密封されている。
【００２７】
駆動軸６は遊星歯車装置１２に対面した端部に歯列を有しており、これが遊星歯車装置１２の太陽歯車１１を形成している。太陽歯車１１は幾つかの遊星歯車１３と結合している。遊星歯車１３は遊星キャリア１４上に回転可能に支承されていて、内歯車２４に沿って転動する。遊星キャリア１４は歯列を介して、駆動軸６を通って軸箱１の図で左側に向かって延びている第１の被動軸１５を駆動する。遊星歯車装置１２の内歯車２４は、軸箱１の右側に延びている第２の被動軸２５と回転不能に結合している。
【００２８】
被動軸１５には、遊星歯車装置１２と反対側の端部に、たとえば単段式遊星歯車装置として構成された減速歯車装置１７の太陽歯車１６が一体的に成形されている。減速歯車装置１７の遊星歯車１８は遊星キャリア１９上に回転可能に配置されている。遊星キャリア１９の支持ジャーナルは軸箱１に成形されているか、これと回転不能に結合している。減速歯車装置１７の中空軸２０は最終被動軸２１ａと駆動結合している。
【００２９】
差動歯車装置１２の内歯車２４と結合した被動軸２５は、やはり駆動車軸の図で右側の範囲に対する減速歯車装置２６をなす単段式遊星歯車装置の太陽歯車として構成されている。減速歯車装置２６の内歯車２７はハウジング３と回転不能に結合している。ハウジング３のハウジング内壁に内歯車２７を成形することも可能である。減速歯車装置２６の被動要素として、歯列を介して最終被動軸２１ｂと作用結合している遊星キャリア２８が設けられている。
【００３０】
最終被動軸２１ａ、２１ｂには、ホイールリム２３ａ、２３ｂを保持するために設けられたそれぞれ１つのホイールフランジ２２ａ、２２ｂが成形されている。最終被動軸２１ａ、２１ｂは、ホイールハブハウジング２および３内に軸受６ａおよび６ｂによって回転可能に支承されている。
【００３１】
電気モータ１と遊星歯車装置１２との間には、ブレーキ装置３０が設けられている。ブレーキ装置３０は、たとえばブレーキ装置はたとえば幾つかのブレーキプレート３１、３２および３３を有するマルチプレートブレーキとして構成できる。ブレーキプレート３１は差動歯車装置１２の太陽歯車１１として構成された駆動軸６に回転不能に、しかし軸方向に移動可能に固定されている。ブレーキプレート３２および３３は、差動歯車装置１２の遊星キャリア１４および内歯車２４と同じ形式で作用結合している。ブレーキプレート３１から３３の間には、それぞれ１つのブレーキプレート３４が配置されている。このブレーキプレート３４は同様に軸箱１またはこの軸箱と回転不能に結合した構成部材と、回転不能に、しかし軸方向に移動可能に作用結合している。この際に、駆動軸６と遊星キャリア１４また内歯車２４にブレーキプレートを装備すれば十分である。同様に、遊星キャリア１４および内歯車２４のみにブレーキプレートを設けることができる。それぞれ１つのプレートパッケージを構成する幾つかのブレーキプレート３１、３２および３３をそれぞれ設けることも可能である。プレーキ操作装置として環状ピストン３５が設けられている。環状ピストン３５は軸箱１と一緒に、油圧作動液を供給できるピストン室３６を形成する。
【００３２】
したがって、本発明に従い、電気モータ５は駆動軸６を介して遊星歯車装置１２の太陽歯車１１を駆動する。減速歯車装置１７および２６の駆動は、被動軸１５および２５によって行われる。被動軸１５および２５は、差動歯車装置１２の遊星キャリア１４および内歯車２４と作用結合している。この構成により、一方では駆動される車輪の回転数の補償が可能になり、他方では遊星歯車装置内に第１の増速を組み込むことができる。遊星キャリア１４と内歯車２４、したがって被動軸１５と２５の種々の回転数および回転方向は、減速歯車装置１７および２６における異なる増速によって補償される。したがって駆動車軸は、合計３つのそれぞれ単段式の遊星歯車装置１２、１７および２６しか有しておらず、これにより構造コストおよび製作コストを大幅に削減できる。
【００３３】
図２は、図１に従う駆動車軸の概略図を示し、走行モータ１は駆動軸６を介して遊星歯車装置１２の太陽歯車１１を駆動する。遊星歯車装置１２の遊星キャリア１４および内歯車２４は、それぞれ１つの被動軸１５および２５と結合しており、同時にやはり遊星歯車装置として構成された減速歯車装置１７および２６の太陽歯車を構成している。図の左側の減速歯車装置１７の遊星キャリア１９は、たとえば軸箱に回転不能に固定されている。そうすることによって、最終被動軸２１ａへの駆動は内歯車２０を介して行われる。これと反対に、図で右側に示された減速歯車装置２６は、内歯車２７が箱構成部材に回転不能に固定されているので、最終被動軸２１ｂは遊星歯車装置２８と作用結合している。
【００３４】
図３は、本発明による駆動車軸の変形例を示す。この場合、図２に従う構成に対して、減速歯車装置１７および２６の被動要素の配置構成が変わっている。左側の減速歯車装置１７では、最終被動軸２１ａの駆動は遊星歯車装置１９を介して行われる。この際に、内歯車２０は軸箱に回転不能に形成されている。これに対し、右側の減速歯車装置では遊星キャリア２８が箱構成部材に固定されているので、最終被動軸２１ｂは内歯車２７と回転不能に結合している。
【００３５】
図２および３から、被動軸１５と２５の異なる回転数および回転方向が、単段式遊星歯車装置として構成された２種類の減速歯車装置により、減速歯車装置の被動要素を適当に選択することによって簡単に補償できることが明らかである。
【００３８】
たとえば低速走行モータの使用により、走行モータから駆動される車輪まで比較的小さい減速が必要な場合は、被動軸が最終被動軸と直接作用結合することも可能である。第２の被動軸の同じ回転方向および同じ回転数を作るために、他方の被動軸は、内歯車または遊星キャリアが最終被動軸と結合している単段式遊星歯車装置と作用結合している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の駆動車軸の縦断面図である。
【図２】図１に従う駆動車軸の概略図である。
【図３】駆動車軸の変形例の概略図である。
【符号の説明】
１  軸箱、  ４  走行モータ、  ６  駆動軸、  ７  ころがり軸受、  ８  ころがり軸受、  ９  シーリング、  １０  シーリング、  １１  太陽歯車、  １２  遊星歯車装置、  １４  遊星キャリア、  １５  被動軸、１７  減速歯車装置、２０  内歯車、  ２４  内歯車、  ２５  被動軸、２６  減速歯車装置、  ２７  内歯車、  ３０  ブレーキ装置、  ３１  ブレーキプレート、  ３２  ブレーキプレート、  ３３  ブレーキプレート、  ３５  ピストン、  ３６  環状空間、  ４０  歯車対、  ４１  歯車対、  ４２  歯車対、  ４３  遊び歯車、４４  歯車対
【図１】
0004068697.tif 000002
【図２】
0004068697.tif 000003
【図３】
0004068697.tif 000004