動力伝達装置及び作業車両
【課題】作業車両の車輪を駆動する動力伝達装置の占めるスペース、特に動力伝達装置の車輪軸方向のスペースを縮小する。
【解決手段】フォークリフト（作業車両）１６の前輪（車輪）１８を駆動する動力伝達装置Ｐｔ１において、回転出力を取り出すためのロータ２０、及び磁場を形成するためのコイル３２が巻回されたステータ２２を有するＩＰＭモータ１０と、ロータ２０と一体的に回転するモータ軸２６の回転を制動するブレーキ機構１２と、を備え、ブレーキ機構１２が、複数の摩擦板３４からなる多板式制動部３６を有し、且つ摩擦板３４の全部（または少なくとも一部）が、コイル３２のコイルエンド３２Ａの半径方向内側に収められている。
【解決手段】フォークリフト（作業車両）１６の前輪（車輪）１８を駆動する動力伝達装置Ｐｔ１において、回転出力を取り出すためのロータ２０、及び磁場を形成するためのコイル３２が巻回されたステータ２２を有するＩＰＭモータ１０と、ロータ２０と一体的に回転するモータ軸２６の回転を制動するブレーキ機構１２と、を備え、ブレーキ機構１２が、複数の摩擦板３４からなる多板式制動部３６を有し、且つ摩擦板３４の全部（または少なくとも一部）が、コイル３２のコイルエンド３２Ａの半径方向内側に収められている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作業車両、及び該作業車両の車輪を駆動する動力伝達装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１に、フォークリフト（作業車両）の車輪を駆動する動力伝達装置が開示されている。この特許文献１において開示されているフォークリフトは、車輪を駆動するための動力伝達装置として、モータ、該モータの回転を減速する減速機、及び車輪の回転を制動するブレーキ機構を備えている。減速機は、３段の平行軸減速機構によって構成されている。ブレーキ機構は、モータのロータを該モータの反負荷側に延長し、この反負荷側に延長されたロータに対してディスクブレーキ装置を組み込んだ構成とされている。
【０００３】
また、特許文献２には、１段の平行軸減速機構及び単純遊星歯車減速機構からなる減速機を備える共に、前記平行軸減速機構の部分にブレーキ機構を配置した湿式ブレーキ内蔵トランスファ付きのフォークリフトが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２９１７７３号公報（図４）
【特許文献２】特開２０１０−１５９７９４号公報（図１、図２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
フォークリフトにおいては、大型のバッテリのほか、フォークの積み荷を上げ下げするための油圧ポンプ、タンク等の付属物が多く、そのため、限られたスペースを有効に使わないと、フォークリフト全体がいたずらに大きくなってしまう。そのため、車輪を駆動する動力伝達装置も、できるだけ（車輪に近い）小さなスペース内に収めたいという要請が強い。
【０００６】
一方、フォークリフトの場合、前輪の前方に積み荷を上げ下げするためのフォークがあることから、フォークリフトの重心より後側にカウンタバランス（カウンタウェイト）を配置した構造とされている。カウンタバランスの大きさを小さくするためには、フォーク及びフォークに積載される積み荷の重心をできるだけ前輪の接地位置に近づけなければならない。この観点で、フォークリフトの車輪の径は小さいほどよい。それにも拘わらず、フォークに搭載される積み荷の大重量を支えるためには、車輪のタイヤ（ゴムの部分）自体の容積は大きく確保されなければならない。そのため、車輪の半径方向内側のスペースは非常に小さいというのが実情である。そのため、フォークリフトの車輪を駆動する動力伝達装置は、前述した特許文献１、２を含め、事実上、車輪の軸方向外側に配置されており、結果として大きな収容スペースを必要としていた。
【０００７】
本発明は、このような問題を解消するためになされたものであって、フォークリフトを含む作業車両の車輪を駆動する動力伝達装置の占めるスペース、特に動力伝達装置の車輪軸方向のスペースを縮小することをその課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、作業車両の車輪を駆動する動力伝達装置であって、回転出力を取り出すためのロータ、及び磁場を形成するためのコイルが巻回されたステータを有するモータと、前記ロータと一体的に回転する軸の回転を制動するブレーキ機構と、を備え、前記ブレーキ機構が、複数の摩擦板からなる多板式制動部を有し、且つ少なくとも、前記摩擦板の一部が、前記コイルのコイルエンドの半径方向内側に収められている構成とすることにより、上記課題を解決したものである。
【０００９】
本発明においては、作業車両の車輪を駆動する動力伝達装置において、特にブレーキ機構の配置に着目した。ブレーキ機構を、例えばモータのロータの中に組み込むことができれば、その分、動力伝達装置の軸方向の寸法を短縮できる可能性がある。しかし、ＩＰＭモータ（Ｉｎｔｅｒｉｏｒ Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ Ｍａｇｎｅｔ Ｍｏｔｏｒ）のように、ロータの内側に磁石を埋め込むタイプのモータや、誘導機のように板材を積層して形成されたロータを用いるタイプのモータでは、モータのロータの半径方向内側のスペースは使えない。また、ロータの内側では、固定側の摩擦板の配置の設計が難しく、結果として必ずしもブレーキ機構全体の占有容積の縮小に繋がらない。
【００１０】
しかしながら、コイルが巻回されたステータを有するモータの場合、コイルエンドの半径方向内側は、コイルを巻くために、ステータ本体から該コイルがオーバーハングした分、「所定のスペース」が存在する。このコイルエンドの半径方向内側位置は、ステータ本体自体が固定された状態にあるため、後述するように固定部材側の摩擦板と回転部材側の摩擦板の組み込みが比較的容易なことから、摩擦板を多板とする設計が容易である。このため、（コイルエンドの半径方向内側に収めるために）摩擦板の半径方向の大きさを大きくとれないという不利な点は、摩擦板を多板とすることで解決できる。
【００１１】
本発明では、この点に着目し、ブレーキ機構を、半径方向寸法を小さくすることのできる複数の摩擦板からなる多板式の制動部を有した構成とすると共に、該ブレーキ機構の少なくとも摩擦板の一部を、このコイルエンドの半径方向内側のデッドスペースに配置するようにした。
【００１２】
本発明によれば、結果としてブレーキ機構全体の占める容積を最小にすることができ、且つ、コイルエンドの半径方向内側のスペースを有効利用できた分、動力伝達装置の占有スペース、特に車輪軸方向の占有スペースを小さくすることができる。
【００１３】
なお、本発明は、フォークリフト特有の課題を解消するためになされたものであり、フォークリフトに適用した場合に顕著な効果が得られるが、創案された構成は、結果として、車輪周りの構成に関して同様の事情を有する「作業車両」に広く適用することができ、同様な作用効果が得られる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、作業車両の車輪を駆動する動力伝達装置の占めるスペース、特に動力伝達装置の車輪軸方向のスペースを縮小することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態の一例に係る動力伝達装置がフォークリフトの車輪の駆動に適用されている構成を示す断面図
【図２】図１の動力伝達装置のブレーキ機構付近の要部拡大断面図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態の一例を詳細に説明する。
【００１７】
図１は、本発明の実施形態の一例に係る動力伝達装置がフォークリフトの車輪の駆動に適用されている構成を示す断面図、図２は、そのブレーキ機構付近の要部拡大断面図である。
【００１８】
この動力伝達装置Ｐｔ１は、ＩＰＭモータ１０、ブレーキ機構１２、減速機１４、を備え、フォークリフト（作業車両：全体は図示略）１６の前輪（車輪：図１は片側のみ図示）１８を片方ずつ独立して駆動するために用いられている。
【００１９】
前記ＩＰＭモータ１０は、回転出力を取り出すためのロータ２０及びステータ２２を有している。ロータ２０は、複数の板材（プレート）２０Ａが積層されたものであり、ロータ２０内には永久磁石２１が埋め込まれている。永久磁石２１がロータ２０内に埋め込まれているＩＰＭモータ１０は、ＳＰＭモータ（永久磁石がロータの表面に張り付けられているタイプのモータ）に比べて効率が高く（小型で出力が高く）、フォークリフトの駆動用モータとして適している。ロータ２０を構成している複数の板材２０Ａは、ボルト２４によって一体化され、図示せぬ係合部を介してモータ軸（ロータ２０と一体的に回転する軸）２６と一体化されている。
【００２０】
図２を合わせて参照して、前記ステータ２２のステータ本体２２Ａは、モータケーシング３０に固定されている。ステータ本体２２Ａには、磁場を形成するためのコイル３２が巻回されている。コイル３２は、巻回のための折り返しの部分が「コイルエンド３２Ａ」として、ステータ本体２２Ａの軸方向端部２２Ａ１から軸方向に寸法Ｌ１だけ突出している。また、この実施形態においては、コイルエンド３２Ａの一部（図１、２における寸法Ｌ２で示した部分）が、前輪１８の半径方向内側に収まっている。
【００２１】
前記ブレーキ機構１２は、モータ軸（ロータ２０と一体的に回転する軸）２６の回転を制動する。ブレーキ機構１２は、ステータ２２に巻回されているコイル３２のコイルエンド３２Ａの半径方向内側に収められており、複数の摩擦板３４を有する多板式制動部３６を備える。この実施形態では、該多板式制動部３６の全てがコイルエンド３２Ａの半径方向内側に収められている。
【００２２】
多板式制動部３６の摩擦板３４は、複数（図示の例では４枚）の固定摩擦板３４Ａと、複数（図示の例では３枚）の回転摩擦板３４Ｂとで構成されている（多板構成）。固定摩擦板３４Ａは、ＩＰＭモータ１０のモータケーシング３０の一部を構成するモータカバー１１の突起部１１Ａに組み込まれ、貫通ピン３８によって円周方向に固定されると共に、該貫通ピン３８に沿って軸方向に移動可能とされている。貫通ピン３８は、モータカバー１１のプレート部１１Ｂと、該モータカバー１１の前記突起部１１Ａの先端にボルト３９を介して固定された制動部プレート４１とによって固定・支持されている。各固定摩擦板３４Ａの間には、ばね４０が介在されている。
【００２３】
一方、回転摩擦板３４Ｂは、ロータ２０と一体的に回転するモータ軸２６側に組み込まれ、該モータ軸２６と一体的に回転可能である。モータ軸２６の外周には軸方向に沿ってスプライン２６Ａが形成されており、該回転摩擦板３４Ｂの内周端３４Ｂ１が該スプライン２６Ａと係合している。これにより、回転摩擦板３４Ｂは、モータ軸２６と該スプライン２６Ａを介して円周方向に一体化されると共に（一体回転可能とされると共に）モータ軸２６の軸方向に沿って移動可能である。回転摩擦板３４Ｂの表面には、摩擦シート３４Ｂ２が接着・固定されている。
【００２４】
この実施形態に係るブレーキ機構１２には、油圧機構４２が付設されている。油圧機構４２はシリンダ４４及び該シリンダ４４内で摺動するピストン４５を備える。ピストン４５は、固定摩擦板３４Ａの軸方向側部に位置しており、フォークリフト１６の作業者が制動操作を行ったときに油路４６を介してシリンダ４４内に供給される圧油によって駆動され、最も軸方向負荷側に位置する固定摩擦板３４Ａを反負荷側に押圧可能である。
【００２５】
図１に戻って、モータ軸２６は、前輪１８の軸方向ほぼ中央付近にまで伸在され、ここで前記減速機１４の中空の入力軸５２と前記スプライン２６Ａを介して連結されている。減速機１４は、その全体が前輪１８の半径方向内側に収められている。この実施形態に係る減速機１４は、内歯歯車５６及び該内歯歯車５６に揺動しながら内接する外歯歯車５４を備える「揺動内接噛合型」と称される遊星歯車減速機構５３を有している。以下、減速機１４の遊星歯車減速機構５３について具体的に説明する。
【００２６】
減速機１４の入力軸５２には、該入力軸５２と軸心のずれた２つの偏心体５８が一体に形成されている。偏心体５８の外周には、それぞれころ６０を介して（２枚の）前記外歯歯車５４が揺動可能に組み込まれている。外歯歯車５４が２枚組み込まれているのは、必要な伝達容量を確保するためである。両外歯歯車５４は、それぞれ揺動の位相が１８０度ずれているが、入力軸５２及び内歯歯車５６に対しては、同一の動き（揺動）を行う。外歯歯車５４は内歯歯車５６の内側で揺動しながら該内歯歯車５６に内接噛合している。内歯歯車５６は、車輪ケーシング６２と一体化された内歯歯車本体５６Ａと、内歯を構成する外ピン５６Ｂとによって構成されている。外ピン５６Ｂは、一対のニードル軸受６４を介して内歯歯車本体５６Ａ（車輪ケーシング６２）に回転自在に組み込まれている。内歯歯車５６の内歯の歯数（外ピン５６Ｂの数）は、外歯歯車５４の外歯の歯数よりも僅かだけ（この実施形態では１だけ）多い。なお、車輪ケーシング６２は、ボルト６６によってモータカバー１１及びモータケーシング３０と一体化され、フォークリフト１６の車体側（図示略）に固定されている。
【００２７】
外歯歯車５４には、それぞれ貫通孔６８が円周方向に複数形成されている。貫通孔６８には、ハブ７０から軸方向に突出されたハブピン７２が隙間を有して貫通（遊嵌）している。各ハブピン７２は、ボルト７４によってキャリヤ体７６と一体化されている。
【００２８】
この実施形態では、ハブ７０が減速機１４の出力軸に相当している。ハブ７０にはスプライン８０を介してハブプレート８２が連結されている。前輪１８は、ボルト８３及び車輪プレート８５を介して該ハブプレート８２に連結されている。ハブプレート８２、ハブ７０、及びキャリヤ体７６が一体化された大きなハブブロック８４は、全体として前輪１８の車軸を構成している。ハブブロック８４は、一対のアンギュラ玉軸受８６、８８によって車輪ケーシング６２に回転可能に支持されている。なお、符号９０はハブプレート８２がハブ７０から抜けるのを防止するための抜け止めナットである。
【００２９】
この実施形態では、ＩＰＭモータ１０のロータ２０、該ロータ２０と一体的に回転するモータ軸２６、ブレーキ機構１２の摩擦板３４、減速機１４の入力軸５２、減速機１４の出力軸を構成するハブ７０、更には前輪１８の車軸を構成するハブブロック８４が、全て同軸とされ、単一の軸線Ｘ１周りに配置されている。
【００３０】
また、本実施形態においては、ＩＰＭモータ１０及びブレーキ機構１２は、共に湿式で構成され、且つ、ＩＰＭモータ１０、ブレーキ機構１２、及び減速機１４の内部がオイルシール９２（及びシールリング９６Ａ〜９６Ｃ等）によって密閉された単一の空間Ｐ１とされている（すなわち、ＩＰＭモータ１０、ブレーキ機構１２、及び減速機１４の内部空間が連通している）。この空間Ｐ１には、単一の（同一の）オイルが封入されている。
【００３１】
次に、この動力伝達装置Ｐｔ１の作用を説明する。
【００３２】
ＩＰＭモータ１０のロータ２０が回転すると、該ロータ２０と一体化されているモータ軸２６が回転する。モータ軸２６が回転すると、該モータ軸２６のスプライン２６Ａを介して連結されている減速機１４の入力軸５２が回転する。この結果、入力軸５２の外周に一体的に形成されている偏心体５８が偏心回転し、ころ６０を介して外歯歯車５４が揺動し、該外歯歯車５４が内歯歯車５６の内側で内歯歯車５６と内接噛合する。
【００３３】
この実施形態では、外歯歯車５４の外歯の数は、内歯歯車５６の内歯の歯数（外ピン５６Ｂの数）よりも１だけ少なく、且つ、内歯歯車本体５６Ａが車輪ケーシング６２と一体化されて固定状態を維持している。このため、外歯歯車５４は（入力軸５２が１回回転したことによって）１回揺動する度に、内歯歯車５６に対して１歯分だけ位相がずれる（自転する）ことになる。この外歯歯車５４の動きは、その揺動成分が外歯歯車５４の貫通孔６８とハブピン７２との隙間によって吸収され、自転成分のみがハブピン７２を介してハブ７０（及びキャリヤ体７６）から取り出される。ハブ７０の回転は、スプライン８０を介してハブプレート８２に伝達され、ボルト８３及び車輪プレート８５を介して前輪１８に伝達される。
【００３４】
ここで、図２を参照してブレーキ機構１２の作用を説明する。
【００３５】
フォークリフト１６の作業者が制動操作を行うと、油圧機構４２の油路４６を介してシリンダ４４内に圧油が供給され、ピストン４５がシリンダ４４内を（図２の左方向）に移動する。この結果、一番負荷側に位置する固定摩擦板３４Ａが、該ピストン４５に押されて軸方向反負荷側に移動する。すると、ばね４０が圧縮され、複数の固定摩擦板３４Ａと回転摩擦板３４Ｂが次々に強い力で接触する。固定摩擦板３４Ａは、（固定状態にある）モータカバー１１に組み込まれていて貫通ピン３８を介して円周方向に固定されており、回転摩擦板３４Ｂは、モータ軸２６に組み込まれていてスプライン２６Ａを介して該モータ軸２６と円周方向に一体化されている。そのため、固定摩擦板３４Ａと回転摩擦板３４Ｂが（回転摩擦板３４Ｂに接着・固定された摩擦シート３４Ｂ２を介して）強く接触することによって、モータ軸２６の制動作用がなされる。
【００３６】
作業者が制動操作を止めると、シリンダ４４内の圧油の供給が停止されるため、ばね４０の復元力により、各固定摩擦板３４Ａは、元の（制動操作がなされる前の）軸方向位置に復帰する。これに伴って回転摩擦板３４Ｂも元の軸方向位置に復帰し、固定摩擦板３４Ａと回転摩擦板３４Ｂの接触が解かれて制動が中止される。
【００３７】
この実施形態に係る動力伝達装置Ｐｔ１によれば、ブレーキ機構１２が複数の摩擦板３４からなる多板式制動部３６を有し、且つ、該複数の摩擦板３４の全てがＩＰＭモータ１０のコイル３２のコイルエンド３２Ａの半径方向内側に収められている。このため、多板とすることによって径の小さな摩擦板３４であっても必要な制動力を確保しつつ、ブレーキ機構１２をコイルエンド３２Ａ内の極めて小さなスペース内に収めることができている。この結果、前輪１８の内側空間が小さいという事情を有するフォークリフト１６の該前輪１８の内側空間にＩＰＭモータ１０やブレーキ機構１２の一部を収めることができ、フォークリフト１６の車体側の空間をより広く確保することができる。すなわち、駆動源に高出力で小型のＩＰＭモータ１０が採用されていることと相まって、動力伝達装置Ｐｔ１の占有スペース、特にその軸方向寸法Ｌ５の短縮化が可能となっている。
【００３８】
コイルエンド３２Ａ内のスペースは、固定部材である（モータケーシング３０の一部を構成する）モータカバー１１とも、制動すべき部材であるロータ２０と一体的に回転するモータ軸２６とも近く、固定摩擦板３４Ａ、回転摩擦板３４Ｂの双方が配置し易いため、多板構成を容易に採りやすいという位置的メリットが得られることも大きい。何よりも、ＩＰＭモータ１０のロータ２０が板材２０Ａを積層した構成とされ、且つ、ロータ２０内に永久磁石が埋め込まれていること等からロータ２０内のスペースを利用できない構造でありながら、ＩＰＭモータ１０内のスペースを有効利用できる効果は大きい。
【００３９】
本実施形態により、動力伝達装置Ｐｔ１の占有スペースを小さくできた分、フォークリフト１６に必須の他の付属機器、例えば図示せぬフォークを駆動するための油圧ポンプやタンク、あるいはバッテリ等の付属機器のためのスペースをより大きく確保することができる。付属機器のためのスペースが同一で良い場合には、フォークリフト全体の大きさをより小さくすることができる。
【００４０】
また、上記実施形態においては、減速機１４の減速機構として、例えば従来の特許文献１、２で採用されていたような３段の平行軸減速機構、或いは、平行軸減速機構と単純遊星減速機構を組み合わせたような多段で且つ回転軸が複数存在するような減速機構ではなく、揺動内接噛合型の遊星歯車減速機構５３を１段のみ備えた構成を採用している。このため、ＩＰＭモータ１０のロータ２０、該ロータ２０と一体的に回転するモータ軸２６、ブレーキ機構１２の摩擦板３４、減速機１４の入出力軸５２、７０、及び車輪１８のハブブロック８４（車軸）を、全て同じ軸線Ｘ１周りに配置でき、ＩＰＭモータ１０、ブレーキ機構１２、減速機１４、及びハブブロック８４の全てをＩＰＭモータ１０のモータケーシング３０の外径と殆ど変わらない径方向寸法に収めることができる。この結果、前輪１８の直径ｄ１の小型化が実現されている。フォークリフト１６においては、前輪１８の直径ｄ１を小型化できると、該前輪１８の接地位置からフォーク上の積み荷の重心までの距離をそれだけ短くできるようになるため、同一のフォーク積載重量を確保しつつ、カウンタバランスの重量をより小さくできるようになるという大きなメリットが得られるようになる。
【００４１】
また、この実施形態では、ブレーキ機構１２が湿式とされており、該ブレーキ機構１２の摩擦板３４の全てをコイルエンド３２Ａの半径方向内側に収めることができているメリットも大きい。更に、ブレーキ機構１２のみならず、ＩＰＭモータ１０も湿式とされ、しかも、ＩＰＭモータ１０、ブレーキ機構１２、及び減速機１４内の各空間を同一の（単一の）空間Ｐ１とした上で、この同一の空間Ｐ１に同一のオイルが封入されているため、当該各空間を仕切るための壁部材が不要であり、この点も重量軽減及び寸法の縮小に寄与している。また、オイルシール９２の数（すなわちシールすべき箇所の数）も少なくなるため、部品点数が少なくなるだけでなく、オイル漏れの原因となる箇所も低減でき、それだけメンテナンスが容易となる。また、大きな空間に多量のオイルが封入されることになるため、冷却効果も高い。
【００４２】
なお、上記実施形態においては、モータとして、ＩＰＭモータを採用していたが、例えば、ＩＰＭモータのほか、積層ロータのＳＰＭモータ、誘導モータなどでも、ロータの内側を利用するのが困難という事情があり、本発明を適用することによってスペース的なメリットを得ることができる。また、本発明のモータは、ロータの内側を利用するのが困難なモータであればよく、積層ロータのモータに限らない。
【００４３】
また、上記実施形態においては、減速機の減速機構として、１段の揺動内接噛合型の遊星歯車減速機構を採用していたが、本発明に係る減速機の減速機構は、特に限定されるものではなく、例えば、単純遊星歯車減速機構や平行軸歯車減速機構であってもよく、また、これらの組み合わせであってもよい。すなわち、必ずしも入力軸と出力軸が同軸の１段の減速機構である必要はなく、多軸あるいは多段の減速機構であってもよい。
【００４４】
また、上記実施形態においては、摩擦板は全てモータのコイルエンドの半径方向内側に収められていたが、摩擦板の一部のみがコイルエンドに収められる構成であってもよい。逆に、摩擦板以外の部分、例えば油圧シリンダ部の一部がコイルエンド内に収められている構成であってもよい。
【００４５】
また、上記実施形態においては、モータのコイルエンドの一部が車輪の半径方向内側に収められていたが、もちろん、コイルエンドの全てが車輪の半径方向内側に収められていても良い。尤も、本発明においては、モータのコイルエンドは、必ずしも車輪の内側に収められている必要はなく、その全てが車輪の外側に配置されていても良い。
【００４６】
また、上記実施形態においては、モータ、ブレーキ機構及び減速機の全てにオイルが封入され、３者全てが湿式とされていたが、ブレーキ機構やモータは乾式であってもよい。更には、上記実施形態においては、モータ、ブレーキ機構及び減速機の内部空間が連通しており、同一のオイルが封入される構成とされていたが、このうちの２者、あるいは３者が、それぞれ別々の空間に収められるようにしてもよい。この場合には、それぞれの空間ごとに最適の特性を有するオイルを封入することができる。
【００４７】
また、上記実施形態においては、モータのロータ、ロータと一体的に回転する軸、ブレーキ機構の摩擦板、減速機の入出力軸、及び車輪の回転軸を、全て同軸に配置するようにしていた、この同軸の配置構成も本発明においては必ずしも必須の構成ではない（各構成要素の軸心は、ずれていてもよい）。
【００４８】
本発明は、フォークリフトに適用した場合に最も顕著な効果を得ることができるが、フォークリフトのほか、例えば建設用、土木用或いは運搬用の作業機械等を搭載した各種作業車両においても、車輪の外径は小さくしたいが、大重量の積荷や土砂を取り扱うためにタイヤ（ゴムの部分）の部分の容積は大きく確保したいという事情が同様に存在する。そして、これらの作業機械においても、本発明を適用することにより、径の小さな車輪の径方向内側に効率的に動力伝達装置のブレーキ機構やモータの一部を収められるようになるという、同様の作用効果を得ることができる。したがって、本発明の適用対象は、フォークリフトのみに限定されない。
【００４９】
また、作業車両の中には、例えば建設機械の油圧ショベルのように、車輪の代わりにクローラを用いて走行するものも多いが、車輪駆動とクローラ駆動の相違は、本発明においては、本質的な相違ではなく、本発明は双方の駆動形態に適用可能である。したがって、本発明の「車輪を駆動する」の概念には、「クローラを駆動する」の概念が含まれる。
【符号の説明】
【００５０】
Ｐｔ１…動力伝達装置
１０…ＩＰＭモータ
１２…ブレーキ機構
１４…減速機
１６…フォークリフト
１８…前輪
２０…ロータ
２２…ステータ
２６…モータ軸
３０…モータケーシング
３２…コイル
３２Ａ…コイルエンド
３４…摩擦板
３６…多板式制動部
４１…制動部プレート
４２…油圧機構
４４…シリンダ
４６…油路
５２…入力軸
５３…遊星歯車減速機構
５４…外歯歯車
５６…内歯歯車
６２…車輪ケーシング
７０…ハブ（減速機の出力軸）
８４…ハブブロック（車軸）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作業車両、及び該作業車両の車輪を駆動する動力伝達装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１に、フォークリフト（作業車両）の車輪を駆動する動力伝達装置が開示されている。この特許文献１において開示されているフォークリフトは、車輪を駆動するための動力伝達装置として、モータ、該モータの回転を減速する減速機、及び車輪の回転を制動するブレーキ機構を備えている。減速機は、３段の平行軸減速機構によって構成されている。ブレーキ機構は、モータのロータを該モータの反負荷側に延長し、この反負荷側に延長されたロータに対してディスクブレーキ装置を組み込んだ構成とされている。
【０００３】
また、特許文献２には、１段の平行軸減速機構及び単純遊星歯車減速機構からなる減速機を備える共に、前記平行軸減速機構の部分にブレーキ機構を配置した湿式ブレーキ内蔵トランスファ付きのフォークリフトが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２９１７７３号公報（図４）
【特許文献２】特開２０１０−１５９７９４号公報（図１、図２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
フォークリフトにおいては、大型のバッテリのほか、フォークの積み荷を上げ下げするための油圧ポンプ、タンク等の付属物が多く、そのため、限られたスペースを有効に使わないと、フォークリフト全体がいたずらに大きくなってしまう。そのため、車輪を駆動する動力伝達装置も、できるだけ（車輪に近い）小さなスペース内に収めたいという要請が強い。
【０００６】
一方、フォークリフトの場合、前輪の前方に積み荷を上げ下げするためのフォークがあることから、フォークリフトの重心より後側にカウンタバランス（カウンタウェイト）を配置した構造とされている。カウンタバランスの大きさを小さくするためには、フォーク及びフォークに積載される積み荷の重心をできるだけ前輪の接地位置に近づけなければならない。この観点で、フォークリフトの車輪の径は小さいほどよい。それにも拘わらず、フォークに搭載される積み荷の大重量を支えるためには、車輪のタイヤ（ゴムの部分）自体の容積は大きく確保されなければならない。そのため、車輪の半径方向内側のスペースは非常に小さいというのが実情である。そのため、フォークリフトの車輪を駆動する動力伝達装置は、前述した特許文献１、２を含め、事実上、車輪の軸方向外側に配置されており、結果として大きな収容スペースを必要としていた。
【０００７】
本発明は、このような問題を解消するためになされたものであって、フォークリフトを含む作業車両の車輪を駆動する動力伝達装置の占めるスペース、特に動力伝達装置の車輪軸方向のスペースを縮小することをその課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、作業車両の車輪を駆動する動力伝達装置であって、回転出力を取り出すためのロータ、及び磁場を形成するためのコイルが巻回されたステータを有するモータと、前記ロータと一体的に回転する軸の回転を制動するブレーキ機構と、を備え、前記ブレーキ機構が、複数の摩擦板からなる多板式制動部を有し、且つ少なくとも、前記摩擦板の一部が、前記コイルのコイルエンドの半径方向内側に収められている構成とすることにより、上記課題を解決したものである。
【０００９】
本発明においては、作業車両の車輪を駆動する動力伝達装置において、特にブレーキ機構の配置に着目した。ブレーキ機構を、例えばモータのロータの中に組み込むことができれば、その分、動力伝達装置の軸方向の寸法を短縮できる可能性がある。しかし、ＩＰＭモータ（Ｉｎｔｅｒｉｏｒ Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ Ｍａｇｎｅｔ Ｍｏｔｏｒ）のように、ロータの内側に磁石を埋め込むタイプのモータや、誘導機のように板材を積層して形成されたロータを用いるタイプのモータでは、モータのロータの半径方向内側のスペースは使えない。また、ロータの内側では、固定側の摩擦板の配置の設計が難しく、結果として必ずしもブレーキ機構全体の占有容積の縮小に繋がらない。
【００１０】
しかしながら、コイルが巻回されたステータを有するモータの場合、コイルエンドの半径方向内側は、コイルを巻くために、ステータ本体から該コイルがオーバーハングした分、「所定のスペース」が存在する。このコイルエンドの半径方向内側位置は、ステータ本体自体が固定された状態にあるため、後述するように固定部材側の摩擦板と回転部材側の摩擦板の組み込みが比較的容易なことから、摩擦板を多板とする設計が容易である。このため、（コイルエンドの半径方向内側に収めるために）摩擦板の半径方向の大きさを大きくとれないという不利な点は、摩擦板を多板とすることで解決できる。
【００１１】
本発明では、この点に着目し、ブレーキ機構を、半径方向寸法を小さくすることのできる複数の摩擦板からなる多板式の制動部を有した構成とすると共に、該ブレーキ機構の少なくとも摩擦板の一部を、このコイルエンドの半径方向内側のデッドスペースに配置するようにした。
【００１２】
本発明によれば、結果としてブレーキ機構全体の占める容積を最小にすることができ、且つ、コイルエンドの半径方向内側のスペースを有効利用できた分、動力伝達装置の占有スペース、特に車輪軸方向の占有スペースを小さくすることができる。
【００１３】
なお、本発明は、フォークリフト特有の課題を解消するためになされたものであり、フォークリフトに適用した場合に顕著な効果が得られるが、創案された構成は、結果として、車輪周りの構成に関して同様の事情を有する「作業車両」に広く適用することができ、同様な作用効果が得られる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、作業車両の車輪を駆動する動力伝達装置の占めるスペース、特に動力伝達装置の車輪軸方向のスペースを縮小することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態の一例に係る動力伝達装置がフォークリフトの車輪の駆動に適用されている構成を示す断面図
【図２】図１の動力伝達装置のブレーキ機構付近の要部拡大断面図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態の一例を詳細に説明する。
【００１７】
図１は、本発明の実施形態の一例に係る動力伝達装置がフォークリフトの車輪の駆動に適用されている構成を示す断面図、図２は、そのブレーキ機構付近の要部拡大断面図である。
【００１８】
この動力伝達装置Ｐｔ１は、ＩＰＭモータ１０、ブレーキ機構１２、減速機１４、を備え、フォークリフト（作業車両：全体は図示略）１６の前輪（車輪：図１は片側のみ図示）１８を片方ずつ独立して駆動するために用いられている。
【００１９】
前記ＩＰＭモータ１０は、回転出力を取り出すためのロータ２０及びステータ２２を有している。ロータ２０は、複数の板材（プレート）２０Ａが積層されたものであり、ロータ２０内には永久磁石２１が埋め込まれている。永久磁石２１がロータ２０内に埋め込まれているＩＰＭモータ１０は、ＳＰＭモータ（永久磁石がロータの表面に張り付けられているタイプのモータ）に比べて効率が高く（小型で出力が高く）、フォークリフトの駆動用モータとして適している。ロータ２０を構成している複数の板材２０Ａは、ボルト２４によって一体化され、図示せぬ係合部を介してモータ軸（ロータ２０と一体的に回転する軸）２６と一体化されている。
【００２０】
図２を合わせて参照して、前記ステータ２２のステータ本体２２Ａは、モータケーシング３０に固定されている。ステータ本体２２Ａには、磁場を形成するためのコイル３２が巻回されている。コイル３２は、巻回のための折り返しの部分が「コイルエンド３２Ａ」として、ステータ本体２２Ａの軸方向端部２２Ａ１から軸方向に寸法Ｌ１だけ突出している。また、この実施形態においては、コイルエンド３２Ａの一部（図１、２における寸法Ｌ２で示した部分）が、前輪１８の半径方向内側に収まっている。
【００２１】
前記ブレーキ機構１２は、モータ軸（ロータ２０と一体的に回転する軸）２６の回転を制動する。ブレーキ機構１２は、ステータ２２に巻回されているコイル３２のコイルエンド３２Ａの半径方向内側に収められており、複数の摩擦板３４を有する多板式制動部３６を備える。この実施形態では、該多板式制動部３６の全てがコイルエンド３２Ａの半径方向内側に収められている。
【００２２】
多板式制動部３６の摩擦板３４は、複数（図示の例では４枚）の固定摩擦板３４Ａと、複数（図示の例では３枚）の回転摩擦板３４Ｂとで構成されている（多板構成）。固定摩擦板３４Ａは、ＩＰＭモータ１０のモータケーシング３０の一部を構成するモータカバー１１の突起部１１Ａに組み込まれ、貫通ピン３８によって円周方向に固定されると共に、該貫通ピン３８に沿って軸方向に移動可能とされている。貫通ピン３８は、モータカバー１１のプレート部１１Ｂと、該モータカバー１１の前記突起部１１Ａの先端にボルト３９を介して固定された制動部プレート４１とによって固定・支持されている。各固定摩擦板３４Ａの間には、ばね４０が介在されている。
【００２３】
一方、回転摩擦板３４Ｂは、ロータ２０と一体的に回転するモータ軸２６側に組み込まれ、該モータ軸２６と一体的に回転可能である。モータ軸２６の外周には軸方向に沿ってスプライン２６Ａが形成されており、該回転摩擦板３４Ｂの内周端３４Ｂ１が該スプライン２６Ａと係合している。これにより、回転摩擦板３４Ｂは、モータ軸２６と該スプライン２６Ａを介して円周方向に一体化されると共に（一体回転可能とされると共に）モータ軸２６の軸方向に沿って移動可能である。回転摩擦板３４Ｂの表面には、摩擦シート３４Ｂ２が接着・固定されている。
【００２４】
この実施形態に係るブレーキ機構１２には、油圧機構４２が付設されている。油圧機構４２はシリンダ４４及び該シリンダ４４内で摺動するピストン４５を備える。ピストン４５は、固定摩擦板３４Ａの軸方向側部に位置しており、フォークリフト１６の作業者が制動操作を行ったときに油路４６を介してシリンダ４４内に供給される圧油によって駆動され、最も軸方向負荷側に位置する固定摩擦板３４Ａを反負荷側に押圧可能である。
【００２５】
図１に戻って、モータ軸２６は、前輪１８の軸方向ほぼ中央付近にまで伸在され、ここで前記減速機１４の中空の入力軸５２と前記スプライン２６Ａを介して連結されている。減速機１４は、その全体が前輪１８の半径方向内側に収められている。この実施形態に係る減速機１４は、内歯歯車５６及び該内歯歯車５６に揺動しながら内接する外歯歯車５４を備える「揺動内接噛合型」と称される遊星歯車減速機構５３を有している。以下、減速機１４の遊星歯車減速機構５３について具体的に説明する。
【００２６】
減速機１４の入力軸５２には、該入力軸５２と軸心のずれた２つの偏心体５８が一体に形成されている。偏心体５８の外周には、それぞれころ６０を介して（２枚の）前記外歯歯車５４が揺動可能に組み込まれている。外歯歯車５４が２枚組み込まれているのは、必要な伝達容量を確保するためである。両外歯歯車５４は、それぞれ揺動の位相が１８０度ずれているが、入力軸５２及び内歯歯車５６に対しては、同一の動き（揺動）を行う。外歯歯車５４は内歯歯車５６の内側で揺動しながら該内歯歯車５６に内接噛合している。内歯歯車５６は、車輪ケーシング６２と一体化された内歯歯車本体５６Ａと、内歯を構成する外ピン５６Ｂとによって構成されている。外ピン５６Ｂは、一対のニードル軸受６４を介して内歯歯車本体５６Ａ（車輪ケーシング６２）に回転自在に組み込まれている。内歯歯車５６の内歯の歯数（外ピン５６Ｂの数）は、外歯歯車５４の外歯の歯数よりも僅かだけ（この実施形態では１だけ）多い。なお、車輪ケーシング６２は、ボルト６６によってモータカバー１１及びモータケーシング３０と一体化され、フォークリフト１６の車体側（図示略）に固定されている。
【００２７】
外歯歯車５４には、それぞれ貫通孔６８が円周方向に複数形成されている。貫通孔６８には、ハブ７０から軸方向に突出されたハブピン７２が隙間を有して貫通（遊嵌）している。各ハブピン７２は、ボルト７４によってキャリヤ体７６と一体化されている。
【００２８】
この実施形態では、ハブ７０が減速機１４の出力軸に相当している。ハブ７０にはスプライン８０を介してハブプレート８２が連結されている。前輪１８は、ボルト８３及び車輪プレート８５を介して該ハブプレート８２に連結されている。ハブプレート８２、ハブ７０、及びキャリヤ体７６が一体化された大きなハブブロック８４は、全体として前輪１８の車軸を構成している。ハブブロック８４は、一対のアンギュラ玉軸受８６、８８によって車輪ケーシング６２に回転可能に支持されている。なお、符号９０はハブプレート８２がハブ７０から抜けるのを防止するための抜け止めナットである。
【００２９】
この実施形態では、ＩＰＭモータ１０のロータ２０、該ロータ２０と一体的に回転するモータ軸２６、ブレーキ機構１２の摩擦板３４、減速機１４の入力軸５２、減速機１４の出力軸を構成するハブ７０、更には前輪１８の車軸を構成するハブブロック８４が、全て同軸とされ、単一の軸線Ｘ１周りに配置されている。
【００３０】
また、本実施形態においては、ＩＰＭモータ１０及びブレーキ機構１２は、共に湿式で構成され、且つ、ＩＰＭモータ１０、ブレーキ機構１２、及び減速機１４の内部がオイルシール９２（及びシールリング９６Ａ〜９６Ｃ等）によって密閉された単一の空間Ｐ１とされている（すなわち、ＩＰＭモータ１０、ブレーキ機構１２、及び減速機１４の内部空間が連通している）。この空間Ｐ１には、単一の（同一の）オイルが封入されている。
【００３１】
次に、この動力伝達装置Ｐｔ１の作用を説明する。
【００３２】
ＩＰＭモータ１０のロータ２０が回転すると、該ロータ２０と一体化されているモータ軸２６が回転する。モータ軸２６が回転すると、該モータ軸２６のスプライン２６Ａを介して連結されている減速機１４の入力軸５２が回転する。この結果、入力軸５２の外周に一体的に形成されている偏心体５８が偏心回転し、ころ６０を介して外歯歯車５４が揺動し、該外歯歯車５４が内歯歯車５６の内側で内歯歯車５６と内接噛合する。
【００３３】
この実施形態では、外歯歯車５４の外歯の数は、内歯歯車５６の内歯の歯数（外ピン５６Ｂの数）よりも１だけ少なく、且つ、内歯歯車本体５６Ａが車輪ケーシング６２と一体化されて固定状態を維持している。このため、外歯歯車５４は（入力軸５２が１回回転したことによって）１回揺動する度に、内歯歯車５６に対して１歯分だけ位相がずれる（自転する）ことになる。この外歯歯車５４の動きは、その揺動成分が外歯歯車５４の貫通孔６８とハブピン７２との隙間によって吸収され、自転成分のみがハブピン７２を介してハブ７０（及びキャリヤ体７６）から取り出される。ハブ７０の回転は、スプライン８０を介してハブプレート８２に伝達され、ボルト８３及び車輪プレート８５を介して前輪１８に伝達される。
【００３４】
ここで、図２を参照してブレーキ機構１２の作用を説明する。
【００３５】
フォークリフト１６の作業者が制動操作を行うと、油圧機構４２の油路４６を介してシリンダ４４内に圧油が供給され、ピストン４５がシリンダ４４内を（図２の左方向）に移動する。この結果、一番負荷側に位置する固定摩擦板３４Ａが、該ピストン４５に押されて軸方向反負荷側に移動する。すると、ばね４０が圧縮され、複数の固定摩擦板３４Ａと回転摩擦板３４Ｂが次々に強い力で接触する。固定摩擦板３４Ａは、（固定状態にある）モータカバー１１に組み込まれていて貫通ピン３８を介して円周方向に固定されており、回転摩擦板３４Ｂは、モータ軸２６に組み込まれていてスプライン２６Ａを介して該モータ軸２６と円周方向に一体化されている。そのため、固定摩擦板３４Ａと回転摩擦板３４Ｂが（回転摩擦板３４Ｂに接着・固定された摩擦シート３４Ｂ２を介して）強く接触することによって、モータ軸２６の制動作用がなされる。
【００３６】
作業者が制動操作を止めると、シリンダ４４内の圧油の供給が停止されるため、ばね４０の復元力により、各固定摩擦板３４Ａは、元の（制動操作がなされる前の）軸方向位置に復帰する。これに伴って回転摩擦板３４Ｂも元の軸方向位置に復帰し、固定摩擦板３４Ａと回転摩擦板３４Ｂの接触が解かれて制動が中止される。
【００３７】
この実施形態に係る動力伝達装置Ｐｔ１によれば、ブレーキ機構１２が複数の摩擦板３４からなる多板式制動部３６を有し、且つ、該複数の摩擦板３４の全てがＩＰＭモータ１０のコイル３２のコイルエンド３２Ａの半径方向内側に収められている。このため、多板とすることによって径の小さな摩擦板３４であっても必要な制動力を確保しつつ、ブレーキ機構１２をコイルエンド３２Ａ内の極めて小さなスペース内に収めることができている。この結果、前輪１８の内側空間が小さいという事情を有するフォークリフト１６の該前輪１８の内側空間にＩＰＭモータ１０やブレーキ機構１２の一部を収めることができ、フォークリフト１６の車体側の空間をより広く確保することができる。すなわち、駆動源に高出力で小型のＩＰＭモータ１０が採用されていることと相まって、動力伝達装置Ｐｔ１の占有スペース、特にその軸方向寸法Ｌ５の短縮化が可能となっている。
【００３８】
コイルエンド３２Ａ内のスペースは、固定部材である（モータケーシング３０の一部を構成する）モータカバー１１とも、制動すべき部材であるロータ２０と一体的に回転するモータ軸２６とも近く、固定摩擦板３４Ａ、回転摩擦板３４Ｂの双方が配置し易いため、多板構成を容易に採りやすいという位置的メリットが得られることも大きい。何よりも、ＩＰＭモータ１０のロータ２０が板材２０Ａを積層した構成とされ、且つ、ロータ２０内に永久磁石が埋め込まれていること等からロータ２０内のスペースを利用できない構造でありながら、ＩＰＭモータ１０内のスペースを有効利用できる効果は大きい。
【００３９】
本実施形態により、動力伝達装置Ｐｔ１の占有スペースを小さくできた分、フォークリフト１６に必須の他の付属機器、例えば図示せぬフォークを駆動するための油圧ポンプやタンク、あるいはバッテリ等の付属機器のためのスペースをより大きく確保することができる。付属機器のためのスペースが同一で良い場合には、フォークリフト全体の大きさをより小さくすることができる。
【００４０】
また、上記実施形態においては、減速機１４の減速機構として、例えば従来の特許文献１、２で採用されていたような３段の平行軸減速機構、或いは、平行軸減速機構と単純遊星減速機構を組み合わせたような多段で且つ回転軸が複数存在するような減速機構ではなく、揺動内接噛合型の遊星歯車減速機構５３を１段のみ備えた構成を採用している。このため、ＩＰＭモータ１０のロータ２０、該ロータ２０と一体的に回転するモータ軸２６、ブレーキ機構１２の摩擦板３４、減速機１４の入出力軸５２、７０、及び車輪１８のハブブロック８４（車軸）を、全て同じ軸線Ｘ１周りに配置でき、ＩＰＭモータ１０、ブレーキ機構１２、減速機１４、及びハブブロック８４の全てをＩＰＭモータ１０のモータケーシング３０の外径と殆ど変わらない径方向寸法に収めることができる。この結果、前輪１８の直径ｄ１の小型化が実現されている。フォークリフト１６においては、前輪１８の直径ｄ１を小型化できると、該前輪１８の接地位置からフォーク上の積み荷の重心までの距離をそれだけ短くできるようになるため、同一のフォーク積載重量を確保しつつ、カウンタバランスの重量をより小さくできるようになるという大きなメリットが得られるようになる。
【００４１】
また、この実施形態では、ブレーキ機構１２が湿式とされており、該ブレーキ機構１２の摩擦板３４の全てをコイルエンド３２Ａの半径方向内側に収めることができているメリットも大きい。更に、ブレーキ機構１２のみならず、ＩＰＭモータ１０も湿式とされ、しかも、ＩＰＭモータ１０、ブレーキ機構１２、及び減速機１４内の各空間を同一の（単一の）空間Ｐ１とした上で、この同一の空間Ｐ１に同一のオイルが封入されているため、当該各空間を仕切るための壁部材が不要であり、この点も重量軽減及び寸法の縮小に寄与している。また、オイルシール９２の数（すなわちシールすべき箇所の数）も少なくなるため、部品点数が少なくなるだけでなく、オイル漏れの原因となる箇所も低減でき、それだけメンテナンスが容易となる。また、大きな空間に多量のオイルが封入されることになるため、冷却効果も高い。
【００４２】
なお、上記実施形態においては、モータとして、ＩＰＭモータを採用していたが、例えば、ＩＰＭモータのほか、積層ロータのＳＰＭモータ、誘導モータなどでも、ロータの内側を利用するのが困難という事情があり、本発明を適用することによってスペース的なメリットを得ることができる。また、本発明のモータは、ロータの内側を利用するのが困難なモータであればよく、積層ロータのモータに限らない。
【００４３】
また、上記実施形態においては、減速機の減速機構として、１段の揺動内接噛合型の遊星歯車減速機構を採用していたが、本発明に係る減速機の減速機構は、特に限定されるものではなく、例えば、単純遊星歯車減速機構や平行軸歯車減速機構であってもよく、また、これらの組み合わせであってもよい。すなわち、必ずしも入力軸と出力軸が同軸の１段の減速機構である必要はなく、多軸あるいは多段の減速機構であってもよい。
【００４４】
また、上記実施形態においては、摩擦板は全てモータのコイルエンドの半径方向内側に収められていたが、摩擦板の一部のみがコイルエンドに収められる構成であってもよい。逆に、摩擦板以外の部分、例えば油圧シリンダ部の一部がコイルエンド内に収められている構成であってもよい。
【００４５】
また、上記実施形態においては、モータのコイルエンドの一部が車輪の半径方向内側に収められていたが、もちろん、コイルエンドの全てが車輪の半径方向内側に収められていても良い。尤も、本発明においては、モータのコイルエンドは、必ずしも車輪の内側に収められている必要はなく、その全てが車輪の外側に配置されていても良い。
【００４６】
また、上記実施形態においては、モータ、ブレーキ機構及び減速機の全てにオイルが封入され、３者全てが湿式とされていたが、ブレーキ機構やモータは乾式であってもよい。更には、上記実施形態においては、モータ、ブレーキ機構及び減速機の内部空間が連通しており、同一のオイルが封入される構成とされていたが、このうちの２者、あるいは３者が、それぞれ別々の空間に収められるようにしてもよい。この場合には、それぞれの空間ごとに最適の特性を有するオイルを封入することができる。
【００４７】
また、上記実施形態においては、モータのロータ、ロータと一体的に回転する軸、ブレーキ機構の摩擦板、減速機の入出力軸、及び車輪の回転軸を、全て同軸に配置するようにしていた、この同軸の配置構成も本発明においては必ずしも必須の構成ではない（各構成要素の軸心は、ずれていてもよい）。
【００４８】
本発明は、フォークリフトに適用した場合に最も顕著な効果を得ることができるが、フォークリフトのほか、例えば建設用、土木用或いは運搬用の作業機械等を搭載した各種作業車両においても、車輪の外径は小さくしたいが、大重量の積荷や土砂を取り扱うためにタイヤ（ゴムの部分）の部分の容積は大きく確保したいという事情が同様に存在する。そして、これらの作業機械においても、本発明を適用することにより、径の小さな車輪の径方向内側に効率的に動力伝達装置のブレーキ機構やモータの一部を収められるようになるという、同様の作用効果を得ることができる。したがって、本発明の適用対象は、フォークリフトのみに限定されない。
【００４９】
また、作業車両の中には、例えば建設機械の油圧ショベルのように、車輪の代わりにクローラを用いて走行するものも多いが、車輪駆動とクローラ駆動の相違は、本発明においては、本質的な相違ではなく、本発明は双方の駆動形態に適用可能である。したがって、本発明の「車輪を駆動する」の概念には、「クローラを駆動する」の概念が含まれる。
【符号の説明】
【００５０】
Ｐｔ１…動力伝達装置
１０…ＩＰＭモータ
１２…ブレーキ機構
１４…減速機
１６…フォークリフト
１８…前輪
２０…ロータ
２２…ステータ
２６…モータ軸
３０…モータケーシング
３２…コイル
３２Ａ…コイルエンド
３４…摩擦板
３６…多板式制動部
４１…制動部プレート
４２…油圧機構
４４…シリンダ
４６…油路
５２…入力軸
５３…遊星歯車減速機構
５４…外歯歯車
５６…内歯歯車
６２…車輪ケーシング
７０…ハブ（減速機の出力軸）
８４…ハブブロック（車軸）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業車両の車輪を駆動する動力伝達装置であって、
回転出力を取り出すためのロータ、及び磁場を形成するためのコイルが巻回されたステータを有するモータと、
前記ロータと一体的に回転する軸の回転を制動するブレーキ機構と、を備え、
前記ブレーキ機構が、複数の摩擦板からなる多板式制動部を有し、且つ少なくとも、前記摩擦板の一部が、前記コイルのコイルエンドの半径方向内側に収められている
ことを特徴とする動力伝達装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記ロータが、板材を積層して形成されたものである
ことを特徴とする動力伝達装置。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記ブレーキ機構が、湿式である
ことを特徴とする動力伝達装置。
【請求項４】
請求項３において、
前記モータ、ブレーキ機構及び減速機の全てにオイルが封入されている
ことを特徴とする動力伝達装置。
【請求項５】
請求項４において、
前記モータ、ブレーキ機構及び減速機の内部空間が連通しており、同一のオイルが封入されている
ことを特徴とする動力伝達装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかにおいて、
前記複数の摩擦板の全てが、前記コイルエンドの半径方向内側に収められている
ことを特徴とする動力伝達装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかにおいて、
前記モータの前記ロータ、該ロータと一体的に回転する前記軸、該軸を制動する前記ブレーキ機構の前記摩擦板、及び前記減速機の前記入出力軸が、全て同軸に配置されている
ことを特徴とする動力伝達装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかにおいて、
前記ロータと一体的に回転する軸の回転を減速する減速機を備え、
該減速機の減速機構が、内歯歯車の内側で外歯歯車が揺動しながら該内歯歯車に内接噛合すると共に、入力軸と出力軸が同軸の１段の揺動内接噛合型の遊星歯車減速機構で構成される
ことを特徴とする動力伝達装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載された動力伝達装置を備えた作業車両であって、
前記モータの前記コイルエンドの少なくとも一部が、前記車輪の半径方向内側に収まっている
ことを特徴とする作業車両。
【請求項１０】
請求項９において、
前記ロータと一体的に回転する軸の回転を減速すると共に、入力軸と出力軸が同軸の減速機を備え、
前記モータの前記ロータ、前記ロータと一体的に回転する軸、前記ブレーキ機構の前記摩擦板、前記減速機の前記入出力軸、及び前記車輪の車軸が、全て同軸に配置されている
ことを特徴とする作業車両。
【請求項１】
作業車両の車輪を駆動する動力伝達装置であって、
回転出力を取り出すためのロータ、及び磁場を形成するためのコイルが巻回されたステータを有するモータと、
前記ロータと一体的に回転する軸の回転を制動するブレーキ機構と、を備え、
前記ブレーキ機構が、複数の摩擦板からなる多板式制動部を有し、且つ少なくとも、前記摩擦板の一部が、前記コイルのコイルエンドの半径方向内側に収められている
ことを特徴とする動力伝達装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記ロータが、板材を積層して形成されたものである
ことを特徴とする動力伝達装置。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記ブレーキ機構が、湿式である
ことを特徴とする動力伝達装置。
【請求項４】
請求項３において、
前記モータ、ブレーキ機構及び減速機の全てにオイルが封入されている
ことを特徴とする動力伝達装置。
【請求項５】
請求項４において、
前記モータ、ブレーキ機構及び減速機の内部空間が連通しており、同一のオイルが封入されている
ことを特徴とする動力伝達装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかにおいて、
前記複数の摩擦板の全てが、前記コイルエンドの半径方向内側に収められている
ことを特徴とする動力伝達装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかにおいて、
前記モータの前記ロータ、該ロータと一体的に回転する前記軸、該軸を制動する前記ブレーキ機構の前記摩擦板、及び前記減速機の前記入出力軸が、全て同軸に配置されている
ことを特徴とする動力伝達装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかにおいて、
前記ロータと一体的に回転する軸の回転を減速する減速機を備え、
該減速機の減速機構が、内歯歯車の内側で外歯歯車が揺動しながら該内歯歯車に内接噛合すると共に、入力軸と出力軸が同軸の１段の揺動内接噛合型の遊星歯車減速機構で構成される
ことを特徴とする動力伝達装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載された動力伝達装置を備えた作業車両であって、
前記モータの前記コイルエンドの少なくとも一部が、前記車輪の半径方向内側に収まっている
ことを特徴とする作業車両。
【請求項１０】
請求項９において、
前記ロータと一体的に回転する軸の回転を減速すると共に、入力軸と出力軸が同軸の減速機を備え、
前記モータの前記ロータ、前記ロータと一体的に回転する軸、前記ブレーキ機構の前記摩擦板、前記減速機の前記入出力軸、及び前記車輪の車軸が、全て同軸に配置されている
ことを特徴とする作業車両。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１２−１８２９１７（Ｐ２０１２−１８２９１７Ａ）
【公開日】平成２４年９月２０日（２０１２．９．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４４４０７（Ｐ２０１１−４４４０７）
【出願日】平成２３年３月１日（２０１１．３．１）
【出願人】（０００００２１０７）住友重機械工業株式会社 (2,241)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月２０日（２０１２．９．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月１日（２０１１．３．１）
【出願人】（０００００２１０７）住友重機械工業株式会社 (2,241)
【Ｆターム（参考）】
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