減速装置及びその遊星歯車固定方法
【課題】遊星歯車を備えた減速装置において、遊星歯車を回転自在に支持する転がり軸受の軸方向移動を抑止する固定プレートの異常摩耗を防止する。
【解決手段】回転軸の回転を該回転軸に取り付けられた太陽歯車から遊星歯車を介し減速して回転伝達機構に伝達し、該遊星歯車を転がり軸受１３を介してキャリア又は固定部材１１の円筒軸１２に嵌合固定してなる減速装置において、円筒軸１２の端面１２ａに押え部材１６を固定し、該押え部材を転がり軸受端面に当てて転がり軸受１３の軸方向移動を係止し、該押え部材の内部に摩耗検知回路に接続された電極２１を転がり軸受端面との間に設定寸法の空隙を介在させて配置し、該押え部材の転がり軸受１３に対する摺接面が摩耗して該電極と転がり軸受端面とが接触した時に摩耗検知回路を作動させて該押え部材の摩耗を検知するようにした。
【解決手段】回転軸の回転を該回転軸に取り付けられた太陽歯車から遊星歯車を介し減速して回転伝達機構に伝達し、該遊星歯車を転がり軸受１３を介してキャリア又は固定部材１１の円筒軸１２に嵌合固定してなる減速装置において、円筒軸１２の端面１２ａに押え部材１６を固定し、該押え部材を転がり軸受端面に当てて転がり軸受１３の軸方向移動を係止し、該押え部材の内部に摩耗検知回路に接続された電極２１を転がり軸受端面との間に設定寸法の空隙を介在させて配置し、該押え部材の転がり軸受１３に対する摺接面が摩耗して該電極と転がり軸受端面とが接触した時に摩耗検知回路を作動させて該押え部材の摩耗を検知するようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧ショベル等の走行装置等に使用され出力軸の回転を減速する減速装置に関し、詳しくは、出力軸の回転を減速して回転伝達機構に伝達する遊星歯車の固定方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
油圧ショベル等の建設機械は、クローラ等の走行装置で走行するが、走行装置の駆動装置として、走行ユニットが使用される。この走行ユニットは、本体車両に固定される固定ケーシングの内部に油圧モータを配置し、油圧モータの出力軸の回転を固定ケーシングに同心状に回転自在に嵌合した回転ケーシングに遊星歯車機構を介して伝達し、回転ケーシングの外周に設けたスプロケットによりクローラを駆動するように構成されている。
【０００３】
特許文献１（特開２００２−２１３５６８号公報）には、前述の走行ユニットの構成が開示されている。この走行ユニットは、回転ケーシング内に２段遊星歯車式の減速機構を内蔵している。
この減速機構を構成する遊星歯車は、キャリアに一体に形成された円筒形状の軸に転がり軸受を介して回転自在に取り付けられている。そして、キャリアに取り付けられた遊星歯車が転がり軸受の軸方向に移動しないように、ホルダ２４でキャリアに固定されている（図１，図４、図５、図８、図９又は図１０参照）。
【０００４】
しかし、特許文献１に開示された前記ホルダ２４は、構造が複雑であり、その加工に手間がかかり、製造費が高コストとなる問題がある。また、ホルダ２４はスペースを取るため、減速機構の狭い空間に取り付けるには不向きであるという問題がある。
【０００５】
そこで、本発明者等は、簡単な構成で低コストであり、省スペースが可能な固定手段を考案した。以下、この固定手段を採用した走行ユニットの構成を図５及び図６で説明する。図５において、走行ユニット１００は、固定ケーシング１０５内に油圧モータ１０２を内蔵し、固定ケーシング１０３に対して回転ケーシング１０４を回転自在に嵌合し、回転ケーシング１０４に２段遊星歯車式の減速装置１０１を内蔵している。油圧モータ１０２が収容された空間は、油路等を有する蓋体１０５で密閉され、回転ケーシング１０４及び固定ケーシング１０３の内部空間は、潤滑油が封入された密閉空間ｓを形成している。
【０００６】
回転ケーシング１０４は、固定ケーシング１０３の外側に軸受１１１で回転自在でかつ軸方向に移動しないように取り付けられている。回転ケーシング１０４と油圧モータ１０２とを組み上げた軸方向の略中央に、図示しないクローラ用スプロケットを取り付けるフランジ１１２からなる回転伝達機構が設けられている。
【０００７】
回転ケーシング１０４の内周には内歯１１３が形成され、油圧モータ１０２の出力軸１１４の先端に第1太陽歯車１１５が固設されている。第1太陽歯車１１５と内歯１１３の間に、キャリア１１６にニードル軸受１１８を介して回転自在に支持された複数の第1遊星歯車１１７が噛み合っている。第1遊星歯車１１７は自転しながら第1太陽歯車１１５の周囲を公転する。第1遊星歯車１１７の第1太陽歯車１１５回りの公転運動が伝わるキャリア１１６の内周と第２太陽歯車１２１の外周とが係合して連動する。第２太陽歯車１２１は、出力軸１１４の外周側に出力軸１１４とは独立して回転可能なように装着されている。
【０００８】
1個の第1太陽歯車１１５、１個の第1遊星歯車１１７、内歯１１３及び出力軸としても機能するキャリア１１６が第1段目の遊星歯車機構１１０を構成している。
固定ケーシング１０３の一端側から複数の円筒形状の軸１２２が一体に突設されている。この円筒軸１２２に、第２太陽歯車１２１と内歯１１３に噛み合う複数の第２遊星歯車１２３がニードル軸受１２４を介して回転自在に嵌合固定されている。
第２太陽歯車１２１と、自転しながら第２太陽歯車１２１の周囲を公転する複数の第２遊星歯車１２３と、出力軸として機能する内歯１１３が第２段目の遊星歯車機構１２０を構成している。
【０００９】
以上の構成により、減速装置１０１は、油圧モータ１０２の駆動によって第1太陽歯車１１５が時計方向に回転すると、第1太陽歯車１１５及び内歯１１３の両方に噛み合う第1遊星歯車１１７が、キャリア１１６と共に、第1太陽歯車１１７の回りを公転する。
この回転が第２太陽歯車１２１に伝達され、さらに第２遊星歯車１２３を経て、内歯１１３を有する回転ケーシング１０４に伝達され、回転ケーシング１０４が減速して反時計方向に回転するので、フランジ１１２に取り付けられた図示しない回転伝達用スプロケットが回転駆動される。
【００１０】
この減速装置１０１では、第1遊星歯車１１７又は第２遊星歯車１２３は、ニードル軸受１１８又は１２４を介して、キャリア１１６又は円筒軸１２２に回転自在に支持されている。ニードル軸受は、転がり軸受の１種で、転動体に細長いころを使用し、スペースを小さく取れる割りに、負荷容量と剛性が大きいため、減速装置１０１の軽量化及びコンパクト化に貢献できる。
【００１１】
キャリア１１６の端面には、円板状の固定プレート１３１がボルト１３２によって取り付けられている。固定プレート１３１がニードル軸受１１８の転動体保持器（外輪及び内輪）の端面に当接し、これによって、ニードル軸受１１８の軸方向移動が係止される。
円筒軸１２２の端面には、第２太陽歯車１２１を取り巻くように、リング形状の板状体からなる固定プレート１３３がボルト１３４によって取り付けられている。図６は、円筒軸１２２の周辺部分を拡大した側面図である。
【００１２】
図６において、円筒軸１２２の中心にボルト孔１２２ａが穿設され、固定プレート１３３にボルト挿入孔１３３ａが穿設されている。ボルト１３４がボルト孔１２２ａに螺合して、固定プレート１３３を円筒軸１２２の端面に固定している。固定プレート１３３をニードル軸受１２４の転動体保持器（外輪１２５ａ及び内輪１２５ｂ）の端面に固定することにより、ニードル軸受１２４の軸方向移動を係止している。なお、ニードル軸受１２４と固定ケーシング１０３との間に、リング状のプレート１３５を介装することにより、ニードル軸受１２４と円筒軸１２の端面同士が合致するように位置決めしている。
【００１３】
【特許文献１】特開２００２−２１３５６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
固定プレート１３１及び１３３を用いることによって、スペースを取らずかつ低コストでニードル軸受１１８及び１２４の軸方向移動を係止できる利点がある。ニードル軸受の外輪は図示しない遊星歯車の内面に圧入されるが、キャリア１１６又は円筒軸１２２との隙間などの影響で軸方向位置が変動する。これによって、該固定プレートとニードル軸受の保持器（外輪１２５ａ及び内輪１２５ｂ）の端面が接触する。
【００１５】
保持器端面にはバリ等があり、また、保持器の外輪１２５ａは第２遊星歯車１２３と共に回転するので、外輪１２５ａの端面と接する固定プレート１３１又は１３３の摺動面で摩耗が発生するという問題がある。外輪１２５ａの代わりに、内輪１２５ｂを回転させるようにした構造の場合も同様の問題が生じる。
図５及び図６に示す減速装置では、運転中に固定プレート１３１又は１３３の摩耗の進行を検知できないという問題がある。
【００１６】
固定プレートの摩耗が進行すると、固定プレートが破断し、減速装置の破損を招くおそれがある。また、摩耗粉が潤滑油に混入して、潤滑油が汚染され、汚染された潤滑油が他の摺動部位に移動するか、あるいは摩耗粉が直接摺動部位に混入して、該摺動部位の潤滑を損なう虞がある。
【００１７】
本発明は、かかる従来技術の課題に鑑み、前述のような遊星歯車を備えた減速装置において、遊星歯車を回転自在に支持する転がり軸受の軸方向移動を抑止する固定プレートの摩耗を運転中に検知可能にして、固定プレートの異常摩耗を防止し、これによって、減速装置の破損を防止することを目的とする。
また、本発明は、ニードル軸受の保持器端面と接触する部位の摩耗を軽減できる固定プレートを実現して、該固定プレートの破損と摩耗粉による摺動部位の潤滑性悪化を防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
前記目的を達成するため、本発明の減速装置の遊星歯車固定方法は、
回転軸の回転を該回転軸に取り付けられた太陽歯車から遊星歯車を介し減速して回転伝達機構に伝達する減速装置であって、該遊星歯車を転がり軸受を介してキャリア又は固定部材の円筒軸に嵌合固定してなる減速装置の遊星歯車固定方法において、
前記円筒軸の端面に押え部材を固定し、該押え部材を転がり軸受端面に当てて転がり軸受の軸方向移動を係止すると共に、
該押え部材の内部に摩耗検知回路を構成する電極を転がり軸受端面との間に設定寸法の空隙を介在させて配置し、
該押え部材の転がり軸受に対する摺接面が摩耗して該電極と転がり軸受端面とが接触した時に該摩耗検知回路により該押え部材の摩耗を検知するようにしたものである。
【００１９】
本発明方法では、遊星歯車を支持する円筒軸の端面に前記プレートを固定することにより、転がり軸受の軸方向の動きを係止する。該プレートは平坦な板状のものでよく、これによって、省スペース化を可能とし、かつ低コストとすることができる。従って、スペースに余裕のない減速装置に適用して好適である。
【００２０】
また、前記構成により、運転中に押え部材の設定値までの摩耗を検知できるので、押え部材の適切な修理時期又は交換時期を遅滞なく選択できる。そのため、押え部材が破損する前に押え部材を修理又は交換できるので、押え部材の破損を防止できると共に、摩耗粉による摺動部位の潤滑性悪化を軽減できる。
【００２１】
本発明方法において、押え部材を転がり軸受構成材より軟質の材料からなるプレートで構成し、該プレートのうち少なくとも転がり軸受端面と摺動する部位に該転がり軸受の当りを吸収可能な弾性をもたせることにより、転がり軸受の軸方向位置の変動に対して該プレートの当接面を追従させるようにして転がり軸受の片当りによるプレートの摩耗を軽減するようにするとよい。
【００２２】
転がり軸受はベアリングの隙間などの影響でその軸方向位置が変動する。本発明方法では該プレートを転がり軸受構成材より軟質の材料で構成し、該転がり軸受の当りに対して吸収可能な弾性をもたせることにより、該プレートを転がり軸受の軸方向位置の変動に対しプレートの当接面を追従させるようにする。これによって、プレートに対する転がり軸受端面の片当りをなくし、プレートの摩耗を抑えることができる。
【００２３】
また、前記構成において、前記プレートのうち少なくとも転がり軸受端面との摺動面に転がり軸受構成材より軟質の材料として、例えば銅又は青銅等の展延性材を被覆し、該被覆面を転がり軸受端面の軸方向位置の変動に倣った形状とすることにより、該プレートの摩耗を低減させるようにするとよい。
プレート面に展延性材を被覆することにより、転がり軸受の軸方向位置の変動に合わせて該被覆面の形状を追従させ、被覆面を転がり軸受の保持器端面に馴染ませることができる。これによって、低コストな手段でプレート面の摩耗を低減できる。
【００２４】
なお、前記プレートの摩耗を抑える別な手段として、プレートのうち転がり軸受端面と摺動する部位の入口部及び出口部に、転がり軸受構成材より軟質の材料からなるアブレダブル材を埋め込み、該アブレダブル材の転がり軸受端面との摺動面を転がり軸受の軸方向位置の変動に合わせて初期摩耗させ、該摺動面を転がり軸受端面の動きに倣った表面形状とすることにより、プレート全体の摩耗を低減させるようにするとよい。
転がり軸受の保持器のうち回転輪の端面と接する部位のプレートの入口部及び出口部が最も片当りしやすく、従って、摩耗が激しい。
【００２５】
そのため、この部位に前記アブレダブル材を埋め込み、転がり軸受の軸方向位置の変動に合わせてアブレダブル材を初期摩耗させる。これによって、初期摩耗したアブレダブル材が転がり軸受の端面と馴染むことにより、転がり軸受の片当りが緩和され、プレート全体の摩耗を低減できる。
【００２６】
また、転がり軸受端面によるプレート面への片当りをさらに軽減する手段として、プレートのうち転がり軸受端面と接する面をクラウニング形状とすることにより、転がり軸受端面との当り面を少なくするとよい。これによって、プレートの摩耗をさらに低減することができる。
【００２７】
前記本発明方法を実施するために直接使用可能な本発明の減速装置は、
回転軸に固設された太陽歯車と、該太陽歯車と噛み合う遊星歯車とを備え、該回転軸の回転を遊星歯車を介して減速して回転伝達機構に伝達し、該遊星歯車を転がり軸受を介してキャリア又は固定部材の円筒軸に嵌合固定してなる減速装置において、
押え部材の内部に転がり軸受端面との間に設定寸法の空隙を介在させて配置された電極と、該電極が組み込まれ該電極と転がり軸受端面とが接触した時に信号を発生する信号発生装置とを備えた摩耗検知回路を設け、
該押え部材の転がり軸受に対する摺接面が摩耗して該電極と転がり軸受端面とが接触した時に該摩耗検知回路により該押え部材の摩耗を検知するように構成したものである。
【００２８】
本発明装置では、押え部材で転がり軸受の軸方向移動を係止して、転がり軸受が円筒軸から脱落するのを防止できる。押え部材は平坦な板状のものを用いることにより、省スペース化を可能とし、かつ低コストとすることができる。
また、押え部材が設定された寸法だけ摩耗した時に摩耗検知回路に組み込まれた電極が転がり軸受端面に接触すると、摩耗検知回路に組み込まれた信号発生装置が信号を発生することにより、押え部材の摩耗を検知できる。信号発生装置として、例えば、無線タグやダイオード等を使用できる。
これによって、減速装置の運転中に押え部材の許容摩耗量を検知でき、そこで押え部材を修理又は交換することによって、押え部材の異常摩耗を防ぐことができる。
【００２９】
本発明装置において、押え部材を転がり軸受構成材より軟質の材料からなるプレートで構成し、転がり軸受の軸方向位置の変動に対して該プレートの当接面を追従させるようにして該プレートに対する転がり軸受の片当りを防止するように構成するとよい。
これによって、該プレートを転がり軸受の当りに対して吸収可能な弾性をもたせ、転がり軸受の軸方向位置の変動に対してプレートの当接面を追従させることができるので、プレートに対する転がり軸受の片当りを軽減し、プレートの摩耗を低減することができる。
【００３０】
具体的には、プレートを２枚の剛性の板の間に転がり軸受構成材より軟質の材料で構成した板を介在させて構成するとよい。該軟質材料は、例えば、ゴム等の弾性体を用いることができる。これによって、２枚の剛性板と１枚の軟質板とを接合する等の簡単な方法で本発明に適用可能なプレートを製造できる。
【００３１】
あるいは別な構成として、プレートを２枚の剛性の板の間にばね部材を介在させることにより、転がり軸受の軸方向位置の変動に対して該プレートの当接面を追従させるように構成するとよい。バネ部材の弾性の程度は、転がり軸受に対するプレートの当接面が、全体として転がり軸受構成材より軟質の材料となるように適宜選択する。
【００３２】
あるいは別な構成として、減速装置が潤滑油封入空間に配置される場合には、プレートを転がり軸受構成材より軟質の樹脂材で構成し、プレートのうち少なくとも転がり軸受端面との摺動面に転がり軸受の摺動方向に複数の潤滑油導入溝を刻設するとよい。
これによれば、転がり軸受の初期の軸方向位置の変動時に、樹脂製のプレートの転がり軸受との接触面が転がり軸受の軸方向位置の変動に合わせて摩耗される。この結果、該プレート接触面が転がり軸受端面に適合して馴染むので、プレート面に対する転がり軸受の片当りをなくすことができる。そのため、全体としてプレートの摩耗を低減できる。
【００３３】
加えて、潤滑油導入溝を設けることで、プレートと転がり軸受端面との接触面に潤滑油が導入される。これによって、摺動面の潤滑性が向上するため、プレートの摩耗をさらに低減できる。この場合、転がり軸受の摺動方向に潤滑油導入溝を設けているので、潤滑油導入溝への潤滑油の導入が促進される。
【００３４】
あるいは、減速装置が潤滑油封入空間に配置される場合の別な構成として、減速装置が潤滑油封入空間に配置される場合、プレートを転がり軸受構成材より軟質の樹脂材で構成し、該プレートのうち少なくとも転がり軸受端面との摺動面にうずまき状の潤滑油導入溝を刻設するとよい。
これによって、前記構成と同様に、樹脂製のプレートによる摩耗低減効果に加えて、うずまき状の潤滑油導入溝を刻設することにより、摺動面に潤滑油が入りやすくなるので、摺動面の潤滑性が向上し、プレートの摩耗をさらに低減できる。
【００３５】
さらに、これらの構成に加えて、転がり軸受の少なくとも回転輪の端面を凹凸面として該プレート面との接触面積を低減するように構成するとよい。これによって、回転輪端面によるプレートへの片当りを軽減できるので、プレートの摩耗を低減できる。
【００３６】
本発明装置において、摩耗検知回路の信号発生装置が電極と転がり軸受端面が接触した時に可視的な信号を発生するものであるとよい。これによって、オペレータが摩耗検知信号の発生時期を確実に確認することができる。
【００３７】
前記構成に加えて、電源に対して前記信号発生装置と可変抵抗器とを並列に配置して、該信号発生装置に流れる電流値を調整するように構成するとよい。これによって、電極と転がり軸受端面が接触しない状態の時に、摩耗検知回路に過不足のない電流値を流すことができる。従って、摩耗検知回路や摩耗検知回路に組み込まれた信号発生装置の作動状態を良好に保持できる。
【発明の効果】
【００３８】
本発明方法によれば、回転軸の回転を該回転軸に取り付けられた太陽歯車から遊星歯車を介し減速して回転伝達機構に伝達する減速装置であって、該遊星歯車を転がり軸受を介してキャリア又は固定部材の円筒軸に嵌合固定してなる減速装置の遊星歯車固定方法において、前記円筒軸の端面に押え部材を固定し、該押え部材を転がり軸受端面に当てて転がり軸受の軸方向移動を係止すると共に、該押え部材の内部に摩耗検知回路を構成する電極を転がり軸受端面との間に設定寸法の空隙を介在させて配置し、該押え部材の転がり軸受に対する摺接面が摩耗して該電極と転がり軸受端面とが接触した時に該摩耗検知回路により該押え部材の摩耗を検知するようにしたことにより、前記押え部材により転がり軸受の軸方向移動を確実に防止できると共に、押え部材が許容限界の摩耗量に達した時に、それを検知することができるので、押え部材の異常摩耗を防止できる。そのため、押え部材の破損を防止できると共に、発生した摩耗粉による摺動部位の潤滑性の悪化を軽減することができる。
【００３９】
また、本発明装置によれば、回転軸に固設された太陽歯車と、該太陽歯車と噛み合う遊星歯車とを備え、該回転軸の回転を遊星歯車を介して減速して回転伝達機構に伝達し、該遊星歯車を転がり軸受を介してキャリア又は固定部材の円筒軸に嵌合固定してなる減速装置において、押え部材の内部に転がり軸受端面との間に設定寸法の空隙を介在させて配置された電極と、該電極と転がり軸受端面とが接触した時に信号を発生する信号発生装置とを備えた摩耗検知回路を設け、該押え部材の転がり軸受に対する摺接面が摩耗して該電極と転がり軸受端面とが接触した時に該摩耗検知回路により該押え部材の摩耗を検知するように構成したことにより、前記本発明方法と同様の作用効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明をそれのみに限定する趣旨ではない。
【００４１】
本発明の減速装置に係る一実施形態を図１〜図４に基づいて説明する。図１は、本実施形態の減速装置のうちの遊星歯車支持機構１０を示す側面図である。支持機構１０は、図５に示す走行ユニットに適用される減速装置の一部をなす。
図１において、支持機構１０は、走行ユニットを構成する減速装置のキャリア又は固定ケーシング１１（以下「キャリア等１１」という）に円筒形状の軸１２が一体に固設されている。円筒軸１２は、太陽歯車の周囲に複数個（例えば３個）配設されている。円筒軸１２の外周面にニードル軸受１３が装着されている。円筒軸１２がキャリアに固設されていれば、遊星歯車はキャリアにより公転しながら自転する。円筒軸１２が固定ケーシングに固設されていれば、遊星歯車が自転のみ行なう。
【００４２】
ニードル軸受１３は、転がり軸受の１種で、転動体１３ａと転動体１３ａを挟んで保持する保持器（外輪１３ｂ及び内輪１３ｃ）からなる。転動体１３ａは、小径の細長い円筒体からなり、ニードル軸受１３の肉厚は薄く、スペースを取らないように構成され、スペースの割りに負荷容量と剛性が大きい特長をもつ。ニードル軸受１３の外周側には、図示しない遊星歯車が嵌合固定される。遊星歯車の内周面はニードル軸受１３の外輪１３ｂの外周面に圧入される。
【００４３】
キャリア等１１とニードル軸受１３との間には、リング状のプレート１４を挿入して、円筒軸１２の端面１２ａがニードル軸受１３の外輪１３ｂの端面１３ｄ及び内輪１３ｃの端面１３ｅと同一平面を形成するように位置決めしている。
円筒軸１２の端面１２ａには、固定プレート１６が当接されて、ボルト１５により固定されている。ボルト１５は円筒軸１２の中心に穿設されたボルト孔１２ｂに螺合して、固定プレート１６を固定している。
【００４４】
固定プレート１６は、図５及び図６に示す固定プレート１３３と同様のリング形状を有した板状体で構成されている。固定プレート１６は、剛性の、例えば金属製のプレート本体１７と、中央にボルト孔１７ａが設けられ、ボルト１５の周囲でプレート本体１７に埋設されてプレート本体１７を押える役目を有し、内部に摩耗検知装置２０が埋設されたプレート押え金具１８と、銅や青銅等のように、ニードル軸受１３の外輪１３ｂ又は内輪１３ｃより軟質の展延性材からなり、プレート本体１７の転がり軸受１３との当接面に被覆された展延性層１９とからなる。
【００４５】
展延性層１９はニードル軸受１３の保持器（内輪１３ｃ及び外輪１３ｂ）の構成材より軟質な材料が用いられている。
図３に示すように、固定プレート１６は、ニードル軸受の保持器端面に当接して、ニードル軸受１３の軸方向移動を係止している。
【００４６】
次に、プレート押え金具１８に埋設された摩耗検知装置２０の構成を図２〜図４により説明する。図２において、プレート押え金具１８の内部に電極２１が埋設され、電極２１の周囲は短絡しないように絶縁材２２で覆われている。図３に示すように、電極２１は、ニードル軸受１３の回転輪（外輪１３ｂ）の端面に摺接する位置に配置されている。電極２１の前面には、隙間ｃがもうけられ、電極前面と外輪端面１３ｄとの間で設定された寸法δの隙間をもたせてある。外輪端面１３ｄには、外輪１３ｂの回転で電極２１と対面する位置に、外輪端面と略同一高さとなるように検知金具２３が埋設されている。電極２１及び検知金具２３は、摩耗検知回路２０に接続されている。
【００４７】
図４において、摩耗検知回路２０には、電極２１及び検知金具２３のほか、固定抵抗器Ｒ１、可変抵抗器Ｒ２及び電池Ｅ０が設けられている。また、展延性層１９が摩耗して、電極２１と検知金具２３とが接触した時に、可視的に判断できる信号発生装置２４が設けられている。信号発生装置４は、例えば、無線タグと無線タグからの信号を受けて異常を表示する表示装置とから構成される。あるいは、ダイオードとダイオードの端子間電圧が零になったことを検知して異常を表示する装置（例えば発光ダイオード）とから構成してもよい。
【００４８】
かかる構成で遊星歯車支持機構１０を構成している。本実施形態のその他の構成は、図５に示す走行ユニットと同一構成である。支持機構１０以外の減速装置の構成は、図５に示す減速装置１０１と同一構成である。支持機構１０の周囲は潤滑油が封入された密閉空間ｓを形成している。
【００４９】
かかる構成の本実施形態において、固定プレート１６がニードル軸受１３と接触する側の面に、ニードル軸受１３の内輪１３ｃ又は外輪１３ｂを構成する材料より軟質の材料からなる展延性層１９を被覆していることにより、展延性層１９がニードル軸受１３の保持器端面、特に回転輪（外輪１３ｂ）の端面１３ｄと摺接しているうちに、展延性層１９の表面をニードル軸受１３の軸方向位置の変動に合わせてそれに倣った形状とすることができる。これによって、展延性層１９の表面をニードル軸受１３の保持器端面に馴染ませることができるので、固定プレート１６に対するニードル軸受１３の片当りを緩和できる。従って、低コストで固定プレート１６の摩耗を低減できる。
【００５０】
摩耗検知回路２０には電流が流れており、信号発生装置２４として組み込まれたダイオードの端子間電圧は例えば１５０ｍＶとなる。該ダイオード電圧は、信号発生装置２４と並列に接続された可変抵抗器Ｒ２により適宜に調整可能である。
展延性層１９の摩耗が進行して、摩耗検知回路２０のＡ−Ｂ間が接触すると、Ａ−Ｂ間に電流が流れるため、信号発生装置２４に電流が流れなくなり、信号発生装置２４に組み込まれたダイオードの端子間電圧は０ｍＶとなる。
本実施形態では、展延性層１９が設定量δだけ摩耗した時に、電極２１と検知金具２３とが接触して、信号発生装置２４が作動して異常を伝えるので、固定プレート１６の摩耗量を正確に検知でき、固定プレート１６の修理、取替え等の措置を実施できる。
【００５１】
また、信号発生装置として、可視的に判断できる信号発生装置２４を設けているので、オペレータが確実に固定プレート１６の異常摩耗を確認できる。
さらに、摩耗検知回路２０に可変抵抗器Ｒ２を設けているので、電極２１と検知金具２３とが接触していない時は、信号発生装置２４のダイオード電圧を適宜に調整できる。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明によれば、油圧シャベル等の建設機械等に適用される減速装置の遊星歯車支持機構において、転がり軸受の軸方向移動を係止する固定プレートの異常摩耗を事前に検知して、固定プレートの破損と摩耗粉による汚染を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の一実施形態に係る減速装置の遊星歯車支持機構の側面図である。
【図２】図１の一部拡大図である。
【図３】前記実施形態の一部の正面図である。
【図４】前記実施形態の摩耗検知回路図である。
【図５】比較例として示す非公開の油圧シャベル等に用いられる走行ユニットの縦断面図である。
【図６】図５の走行ユニットの遊星歯車支持機構を示す側面図である。
【符号の説明】
【００５４】
１０ 遊星歯車支持機構
１２，１２２ 円筒軸
１２ａ 円筒軸端面
１３ ニードル軸受（転がり軸受）
１３ａ 転動体
１３ｂ 外輪（保持器）
１３ｃ 内輪（保持器）
１３ｄ 外輪端面
１３ｅ 内輪端面
１６ 固定プレート
１９ 展延性層
２０ 摩耗検知回路
２１ 電極
２４ 信号発生装置
１００ 走行ユニット
１０１ 減速装置
１０２ 油圧モータ
１０４ 回転ケーシング
１０３ 固定ケーシング（固定部材）
１１２ フランジ（回転伝達機構）
１１４ 油圧モータ出力軸
１１５ 第1太陽歯車
１１６ キャリア
１１７ 第1遊星歯車
１２１ 第２太陽歯車
１２３ 第２遊星歯車
ｃ 隙間
ｓ 潤滑油封入空間
δ 空隙の設定寸法
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧ショベル等の走行装置等に使用され出力軸の回転を減速する減速装置に関し、詳しくは、出力軸の回転を減速して回転伝達機構に伝達する遊星歯車の固定方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
油圧ショベル等の建設機械は、クローラ等の走行装置で走行するが、走行装置の駆動装置として、走行ユニットが使用される。この走行ユニットは、本体車両に固定される固定ケーシングの内部に油圧モータを配置し、油圧モータの出力軸の回転を固定ケーシングに同心状に回転自在に嵌合した回転ケーシングに遊星歯車機構を介して伝達し、回転ケーシングの外周に設けたスプロケットによりクローラを駆動するように構成されている。
【０００３】
特許文献１（特開２００２−２１３５６８号公報）には、前述の走行ユニットの構成が開示されている。この走行ユニットは、回転ケーシング内に２段遊星歯車式の減速機構を内蔵している。
この減速機構を構成する遊星歯車は、キャリアに一体に形成された円筒形状の軸に転がり軸受を介して回転自在に取り付けられている。そして、キャリアに取り付けられた遊星歯車が転がり軸受の軸方向に移動しないように、ホルダ２４でキャリアに固定されている（図１，図４、図５、図８、図９又は図１０参照）。
【０００４】
しかし、特許文献１に開示された前記ホルダ２４は、構造が複雑であり、その加工に手間がかかり、製造費が高コストとなる問題がある。また、ホルダ２４はスペースを取るため、減速機構の狭い空間に取り付けるには不向きであるという問題がある。
【０００５】
そこで、本発明者等は、簡単な構成で低コストであり、省スペースが可能な固定手段を考案した。以下、この固定手段を採用した走行ユニットの構成を図５及び図６で説明する。図５において、走行ユニット１００は、固定ケーシング１０５内に油圧モータ１０２を内蔵し、固定ケーシング１０３に対して回転ケーシング１０４を回転自在に嵌合し、回転ケーシング１０４に２段遊星歯車式の減速装置１０１を内蔵している。油圧モータ１０２が収容された空間は、油路等を有する蓋体１０５で密閉され、回転ケーシング１０４及び固定ケーシング１０３の内部空間は、潤滑油が封入された密閉空間ｓを形成している。
【０００６】
回転ケーシング１０４は、固定ケーシング１０３の外側に軸受１１１で回転自在でかつ軸方向に移動しないように取り付けられている。回転ケーシング１０４と油圧モータ１０２とを組み上げた軸方向の略中央に、図示しないクローラ用スプロケットを取り付けるフランジ１１２からなる回転伝達機構が設けられている。
【０００７】
回転ケーシング１０４の内周には内歯１１３が形成され、油圧モータ１０２の出力軸１１４の先端に第1太陽歯車１１５が固設されている。第1太陽歯車１１５と内歯１１３の間に、キャリア１１６にニードル軸受１１８を介して回転自在に支持された複数の第1遊星歯車１１７が噛み合っている。第1遊星歯車１１７は自転しながら第1太陽歯車１１５の周囲を公転する。第1遊星歯車１１７の第1太陽歯車１１５回りの公転運動が伝わるキャリア１１６の内周と第２太陽歯車１２１の外周とが係合して連動する。第２太陽歯車１２１は、出力軸１１４の外周側に出力軸１１４とは独立して回転可能なように装着されている。
【０００８】
1個の第1太陽歯車１１５、１個の第1遊星歯車１１７、内歯１１３及び出力軸としても機能するキャリア１１６が第1段目の遊星歯車機構１１０を構成している。
固定ケーシング１０３の一端側から複数の円筒形状の軸１２２が一体に突設されている。この円筒軸１２２に、第２太陽歯車１２１と内歯１１３に噛み合う複数の第２遊星歯車１２３がニードル軸受１２４を介して回転自在に嵌合固定されている。
第２太陽歯車１２１と、自転しながら第２太陽歯車１２１の周囲を公転する複数の第２遊星歯車１２３と、出力軸として機能する内歯１１３が第２段目の遊星歯車機構１２０を構成している。
【０００９】
以上の構成により、減速装置１０１は、油圧モータ１０２の駆動によって第1太陽歯車１１５が時計方向に回転すると、第1太陽歯車１１５及び内歯１１３の両方に噛み合う第1遊星歯車１１７が、キャリア１１６と共に、第1太陽歯車１１７の回りを公転する。
この回転が第２太陽歯車１２１に伝達され、さらに第２遊星歯車１２３を経て、内歯１１３を有する回転ケーシング１０４に伝達され、回転ケーシング１０４が減速して反時計方向に回転するので、フランジ１１２に取り付けられた図示しない回転伝達用スプロケットが回転駆動される。
【００１０】
この減速装置１０１では、第1遊星歯車１１７又は第２遊星歯車１２３は、ニードル軸受１１８又は１２４を介して、キャリア１１６又は円筒軸１２２に回転自在に支持されている。ニードル軸受は、転がり軸受の１種で、転動体に細長いころを使用し、スペースを小さく取れる割りに、負荷容量と剛性が大きいため、減速装置１０１の軽量化及びコンパクト化に貢献できる。
【００１１】
キャリア１１６の端面には、円板状の固定プレート１３１がボルト１３２によって取り付けられている。固定プレート１３１がニードル軸受１１８の転動体保持器（外輪及び内輪）の端面に当接し、これによって、ニードル軸受１１８の軸方向移動が係止される。
円筒軸１２２の端面には、第２太陽歯車１２１を取り巻くように、リング形状の板状体からなる固定プレート１３３がボルト１３４によって取り付けられている。図６は、円筒軸１２２の周辺部分を拡大した側面図である。
【００１２】
図６において、円筒軸１２２の中心にボルト孔１２２ａが穿設され、固定プレート１３３にボルト挿入孔１３３ａが穿設されている。ボルト１３４がボルト孔１２２ａに螺合して、固定プレート１３３を円筒軸１２２の端面に固定している。固定プレート１３３をニードル軸受１２４の転動体保持器（外輪１２５ａ及び内輪１２５ｂ）の端面に固定することにより、ニードル軸受１２４の軸方向移動を係止している。なお、ニードル軸受１２４と固定ケーシング１０３との間に、リング状のプレート１３５を介装することにより、ニードル軸受１２４と円筒軸１２の端面同士が合致するように位置決めしている。
【００１３】
【特許文献１】特開２００２−２１３５６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
固定プレート１３１及び１３３を用いることによって、スペースを取らずかつ低コストでニードル軸受１１８及び１２４の軸方向移動を係止できる利点がある。ニードル軸受の外輪は図示しない遊星歯車の内面に圧入されるが、キャリア１１６又は円筒軸１２２との隙間などの影響で軸方向位置が変動する。これによって、該固定プレートとニードル軸受の保持器（外輪１２５ａ及び内輪１２５ｂ）の端面が接触する。
【００１５】
保持器端面にはバリ等があり、また、保持器の外輪１２５ａは第２遊星歯車１２３と共に回転するので、外輪１２５ａの端面と接する固定プレート１３１又は１３３の摺動面で摩耗が発生するという問題がある。外輪１２５ａの代わりに、内輪１２５ｂを回転させるようにした構造の場合も同様の問題が生じる。
図５及び図６に示す減速装置では、運転中に固定プレート１３１又は１３３の摩耗の進行を検知できないという問題がある。
【００１６】
固定プレートの摩耗が進行すると、固定プレートが破断し、減速装置の破損を招くおそれがある。また、摩耗粉が潤滑油に混入して、潤滑油が汚染され、汚染された潤滑油が他の摺動部位に移動するか、あるいは摩耗粉が直接摺動部位に混入して、該摺動部位の潤滑を損なう虞がある。
【００１７】
本発明は、かかる従来技術の課題に鑑み、前述のような遊星歯車を備えた減速装置において、遊星歯車を回転自在に支持する転がり軸受の軸方向移動を抑止する固定プレートの摩耗を運転中に検知可能にして、固定プレートの異常摩耗を防止し、これによって、減速装置の破損を防止することを目的とする。
また、本発明は、ニードル軸受の保持器端面と接触する部位の摩耗を軽減できる固定プレートを実現して、該固定プレートの破損と摩耗粉による摺動部位の潤滑性悪化を防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
前記目的を達成するため、本発明の減速装置の遊星歯車固定方法は、
回転軸の回転を該回転軸に取り付けられた太陽歯車から遊星歯車を介し減速して回転伝達機構に伝達する減速装置であって、該遊星歯車を転がり軸受を介してキャリア又は固定部材の円筒軸に嵌合固定してなる減速装置の遊星歯車固定方法において、
前記円筒軸の端面に押え部材を固定し、該押え部材を転がり軸受端面に当てて転がり軸受の軸方向移動を係止すると共に、
該押え部材の内部に摩耗検知回路を構成する電極を転がり軸受端面との間に設定寸法の空隙を介在させて配置し、
該押え部材の転がり軸受に対する摺接面が摩耗して該電極と転がり軸受端面とが接触した時に該摩耗検知回路により該押え部材の摩耗を検知するようにしたものである。
【００１９】
本発明方法では、遊星歯車を支持する円筒軸の端面に前記プレートを固定することにより、転がり軸受の軸方向の動きを係止する。該プレートは平坦な板状のものでよく、これによって、省スペース化を可能とし、かつ低コストとすることができる。従って、スペースに余裕のない減速装置に適用して好適である。
【００２０】
また、前記構成により、運転中に押え部材の設定値までの摩耗を検知できるので、押え部材の適切な修理時期又は交換時期を遅滞なく選択できる。そのため、押え部材が破損する前に押え部材を修理又は交換できるので、押え部材の破損を防止できると共に、摩耗粉による摺動部位の潤滑性悪化を軽減できる。
【００２１】
本発明方法において、押え部材を転がり軸受構成材より軟質の材料からなるプレートで構成し、該プレートのうち少なくとも転がり軸受端面と摺動する部位に該転がり軸受の当りを吸収可能な弾性をもたせることにより、転がり軸受の軸方向位置の変動に対して該プレートの当接面を追従させるようにして転がり軸受の片当りによるプレートの摩耗を軽減するようにするとよい。
【００２２】
転がり軸受はベアリングの隙間などの影響でその軸方向位置が変動する。本発明方法では該プレートを転がり軸受構成材より軟質の材料で構成し、該転がり軸受の当りに対して吸収可能な弾性をもたせることにより、該プレートを転がり軸受の軸方向位置の変動に対しプレートの当接面を追従させるようにする。これによって、プレートに対する転がり軸受端面の片当りをなくし、プレートの摩耗を抑えることができる。
【００２３】
また、前記構成において、前記プレートのうち少なくとも転がり軸受端面との摺動面に転がり軸受構成材より軟質の材料として、例えば銅又は青銅等の展延性材を被覆し、該被覆面を転がり軸受端面の軸方向位置の変動に倣った形状とすることにより、該プレートの摩耗を低減させるようにするとよい。
プレート面に展延性材を被覆することにより、転がり軸受の軸方向位置の変動に合わせて該被覆面の形状を追従させ、被覆面を転がり軸受の保持器端面に馴染ませることができる。これによって、低コストな手段でプレート面の摩耗を低減できる。
【００２４】
なお、前記プレートの摩耗を抑える別な手段として、プレートのうち転がり軸受端面と摺動する部位の入口部及び出口部に、転がり軸受構成材より軟質の材料からなるアブレダブル材を埋め込み、該アブレダブル材の転がり軸受端面との摺動面を転がり軸受の軸方向位置の変動に合わせて初期摩耗させ、該摺動面を転がり軸受端面の動きに倣った表面形状とすることにより、プレート全体の摩耗を低減させるようにするとよい。
転がり軸受の保持器のうち回転輪の端面と接する部位のプレートの入口部及び出口部が最も片当りしやすく、従って、摩耗が激しい。
【００２５】
そのため、この部位に前記アブレダブル材を埋め込み、転がり軸受の軸方向位置の変動に合わせてアブレダブル材を初期摩耗させる。これによって、初期摩耗したアブレダブル材が転がり軸受の端面と馴染むことにより、転がり軸受の片当りが緩和され、プレート全体の摩耗を低減できる。
【００２６】
また、転がり軸受端面によるプレート面への片当りをさらに軽減する手段として、プレートのうち転がり軸受端面と接する面をクラウニング形状とすることにより、転がり軸受端面との当り面を少なくするとよい。これによって、プレートの摩耗をさらに低減することができる。
【００２７】
前記本発明方法を実施するために直接使用可能な本発明の減速装置は、
回転軸に固設された太陽歯車と、該太陽歯車と噛み合う遊星歯車とを備え、該回転軸の回転を遊星歯車を介して減速して回転伝達機構に伝達し、該遊星歯車を転がり軸受を介してキャリア又は固定部材の円筒軸に嵌合固定してなる減速装置において、
押え部材の内部に転がり軸受端面との間に設定寸法の空隙を介在させて配置された電極と、該電極が組み込まれ該電極と転がり軸受端面とが接触した時に信号を発生する信号発生装置とを備えた摩耗検知回路を設け、
該押え部材の転がり軸受に対する摺接面が摩耗して該電極と転がり軸受端面とが接触した時に該摩耗検知回路により該押え部材の摩耗を検知するように構成したものである。
【００２８】
本発明装置では、押え部材で転がり軸受の軸方向移動を係止して、転がり軸受が円筒軸から脱落するのを防止できる。押え部材は平坦な板状のものを用いることにより、省スペース化を可能とし、かつ低コストとすることができる。
また、押え部材が設定された寸法だけ摩耗した時に摩耗検知回路に組み込まれた電極が転がり軸受端面に接触すると、摩耗検知回路に組み込まれた信号発生装置が信号を発生することにより、押え部材の摩耗を検知できる。信号発生装置として、例えば、無線タグやダイオード等を使用できる。
これによって、減速装置の運転中に押え部材の許容摩耗量を検知でき、そこで押え部材を修理又は交換することによって、押え部材の異常摩耗を防ぐことができる。
【００２９】
本発明装置において、押え部材を転がり軸受構成材より軟質の材料からなるプレートで構成し、転がり軸受の軸方向位置の変動に対して該プレートの当接面を追従させるようにして該プレートに対する転がり軸受の片当りを防止するように構成するとよい。
これによって、該プレートを転がり軸受の当りに対して吸収可能な弾性をもたせ、転がり軸受の軸方向位置の変動に対してプレートの当接面を追従させることができるので、プレートに対する転がり軸受の片当りを軽減し、プレートの摩耗を低減することができる。
【００３０】
具体的には、プレートを２枚の剛性の板の間に転がり軸受構成材より軟質の材料で構成した板を介在させて構成するとよい。該軟質材料は、例えば、ゴム等の弾性体を用いることができる。これによって、２枚の剛性板と１枚の軟質板とを接合する等の簡単な方法で本発明に適用可能なプレートを製造できる。
【００３１】
あるいは別な構成として、プレートを２枚の剛性の板の間にばね部材を介在させることにより、転がり軸受の軸方向位置の変動に対して該プレートの当接面を追従させるように構成するとよい。バネ部材の弾性の程度は、転がり軸受に対するプレートの当接面が、全体として転がり軸受構成材より軟質の材料となるように適宜選択する。
【００３２】
あるいは別な構成として、減速装置が潤滑油封入空間に配置される場合には、プレートを転がり軸受構成材より軟質の樹脂材で構成し、プレートのうち少なくとも転がり軸受端面との摺動面に転がり軸受の摺動方向に複数の潤滑油導入溝を刻設するとよい。
これによれば、転がり軸受の初期の軸方向位置の変動時に、樹脂製のプレートの転がり軸受との接触面が転がり軸受の軸方向位置の変動に合わせて摩耗される。この結果、該プレート接触面が転がり軸受端面に適合して馴染むので、プレート面に対する転がり軸受の片当りをなくすことができる。そのため、全体としてプレートの摩耗を低減できる。
【００３３】
加えて、潤滑油導入溝を設けることで、プレートと転がり軸受端面との接触面に潤滑油が導入される。これによって、摺動面の潤滑性が向上するため、プレートの摩耗をさらに低減できる。この場合、転がり軸受の摺動方向に潤滑油導入溝を設けているので、潤滑油導入溝への潤滑油の導入が促進される。
【００３４】
あるいは、減速装置が潤滑油封入空間に配置される場合の別な構成として、減速装置が潤滑油封入空間に配置される場合、プレートを転がり軸受構成材より軟質の樹脂材で構成し、該プレートのうち少なくとも転がり軸受端面との摺動面にうずまき状の潤滑油導入溝を刻設するとよい。
これによって、前記構成と同様に、樹脂製のプレートによる摩耗低減効果に加えて、うずまき状の潤滑油導入溝を刻設することにより、摺動面に潤滑油が入りやすくなるので、摺動面の潤滑性が向上し、プレートの摩耗をさらに低減できる。
【００３５】
さらに、これらの構成に加えて、転がり軸受の少なくとも回転輪の端面を凹凸面として該プレート面との接触面積を低減するように構成するとよい。これによって、回転輪端面によるプレートへの片当りを軽減できるので、プレートの摩耗を低減できる。
【００３６】
本発明装置において、摩耗検知回路の信号発生装置が電極と転がり軸受端面が接触した時に可視的な信号を発生するものであるとよい。これによって、オペレータが摩耗検知信号の発生時期を確実に確認することができる。
【００３７】
前記構成に加えて、電源に対して前記信号発生装置と可変抵抗器とを並列に配置して、該信号発生装置に流れる電流値を調整するように構成するとよい。これによって、電極と転がり軸受端面が接触しない状態の時に、摩耗検知回路に過不足のない電流値を流すことができる。従って、摩耗検知回路や摩耗検知回路に組み込まれた信号発生装置の作動状態を良好に保持できる。
【発明の効果】
【００３８】
本発明方法によれば、回転軸の回転を該回転軸に取り付けられた太陽歯車から遊星歯車を介し減速して回転伝達機構に伝達する減速装置であって、該遊星歯車を転がり軸受を介してキャリア又は固定部材の円筒軸に嵌合固定してなる減速装置の遊星歯車固定方法において、前記円筒軸の端面に押え部材を固定し、該押え部材を転がり軸受端面に当てて転がり軸受の軸方向移動を係止すると共に、該押え部材の内部に摩耗検知回路を構成する電極を転がり軸受端面との間に設定寸法の空隙を介在させて配置し、該押え部材の転がり軸受に対する摺接面が摩耗して該電極と転がり軸受端面とが接触した時に該摩耗検知回路により該押え部材の摩耗を検知するようにしたことにより、前記押え部材により転がり軸受の軸方向移動を確実に防止できると共に、押え部材が許容限界の摩耗量に達した時に、それを検知することができるので、押え部材の異常摩耗を防止できる。そのため、押え部材の破損を防止できると共に、発生した摩耗粉による摺動部位の潤滑性の悪化を軽減することができる。
【００３９】
また、本発明装置によれば、回転軸に固設された太陽歯車と、該太陽歯車と噛み合う遊星歯車とを備え、該回転軸の回転を遊星歯車を介して減速して回転伝達機構に伝達し、該遊星歯車を転がり軸受を介してキャリア又は固定部材の円筒軸に嵌合固定してなる減速装置において、押え部材の内部に転がり軸受端面との間に設定寸法の空隙を介在させて配置された電極と、該電極と転がり軸受端面とが接触した時に信号を発生する信号発生装置とを備えた摩耗検知回路を設け、該押え部材の転がり軸受に対する摺接面が摩耗して該電極と転がり軸受端面とが接触した時に該摩耗検知回路により該押え部材の摩耗を検知するように構成したことにより、前記本発明方法と同様の作用効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明をそれのみに限定する趣旨ではない。
【００４１】
本発明の減速装置に係る一実施形態を図１〜図４に基づいて説明する。図１は、本実施形態の減速装置のうちの遊星歯車支持機構１０を示す側面図である。支持機構１０は、図５に示す走行ユニットに適用される減速装置の一部をなす。
図１において、支持機構１０は、走行ユニットを構成する減速装置のキャリア又は固定ケーシング１１（以下「キャリア等１１」という）に円筒形状の軸１２が一体に固設されている。円筒軸１２は、太陽歯車の周囲に複数個（例えば３個）配設されている。円筒軸１２の外周面にニードル軸受１３が装着されている。円筒軸１２がキャリアに固設されていれば、遊星歯車はキャリアにより公転しながら自転する。円筒軸１２が固定ケーシングに固設されていれば、遊星歯車が自転のみ行なう。
【００４２】
ニードル軸受１３は、転がり軸受の１種で、転動体１３ａと転動体１３ａを挟んで保持する保持器（外輪１３ｂ及び内輪１３ｃ）からなる。転動体１３ａは、小径の細長い円筒体からなり、ニードル軸受１３の肉厚は薄く、スペースを取らないように構成され、スペースの割りに負荷容量と剛性が大きい特長をもつ。ニードル軸受１３の外周側には、図示しない遊星歯車が嵌合固定される。遊星歯車の内周面はニードル軸受１３の外輪１３ｂの外周面に圧入される。
【００４３】
キャリア等１１とニードル軸受１３との間には、リング状のプレート１４を挿入して、円筒軸１２の端面１２ａがニードル軸受１３の外輪１３ｂの端面１３ｄ及び内輪１３ｃの端面１３ｅと同一平面を形成するように位置決めしている。
円筒軸１２の端面１２ａには、固定プレート１６が当接されて、ボルト１５により固定されている。ボルト１５は円筒軸１２の中心に穿設されたボルト孔１２ｂに螺合して、固定プレート１６を固定している。
【００４４】
固定プレート１６は、図５及び図６に示す固定プレート１３３と同様のリング形状を有した板状体で構成されている。固定プレート１６は、剛性の、例えば金属製のプレート本体１７と、中央にボルト孔１７ａが設けられ、ボルト１５の周囲でプレート本体１７に埋設されてプレート本体１７を押える役目を有し、内部に摩耗検知装置２０が埋設されたプレート押え金具１８と、銅や青銅等のように、ニードル軸受１３の外輪１３ｂ又は内輪１３ｃより軟質の展延性材からなり、プレート本体１７の転がり軸受１３との当接面に被覆された展延性層１９とからなる。
【００４５】
展延性層１９はニードル軸受１３の保持器（内輪１３ｃ及び外輪１３ｂ）の構成材より軟質な材料が用いられている。
図３に示すように、固定プレート１６は、ニードル軸受の保持器端面に当接して、ニードル軸受１３の軸方向移動を係止している。
【００４６】
次に、プレート押え金具１８に埋設された摩耗検知装置２０の構成を図２〜図４により説明する。図２において、プレート押え金具１８の内部に電極２１が埋設され、電極２１の周囲は短絡しないように絶縁材２２で覆われている。図３に示すように、電極２１は、ニードル軸受１３の回転輪（外輪１３ｂ）の端面に摺接する位置に配置されている。電極２１の前面には、隙間ｃがもうけられ、電極前面と外輪端面１３ｄとの間で設定された寸法δの隙間をもたせてある。外輪端面１３ｄには、外輪１３ｂの回転で電極２１と対面する位置に、外輪端面と略同一高さとなるように検知金具２３が埋設されている。電極２１及び検知金具２３は、摩耗検知回路２０に接続されている。
【００４７】
図４において、摩耗検知回路２０には、電極２１及び検知金具２３のほか、固定抵抗器Ｒ１、可変抵抗器Ｒ２及び電池Ｅ０が設けられている。また、展延性層１９が摩耗して、電極２１と検知金具２３とが接触した時に、可視的に判断できる信号発生装置２４が設けられている。信号発生装置４は、例えば、無線タグと無線タグからの信号を受けて異常を表示する表示装置とから構成される。あるいは、ダイオードとダイオードの端子間電圧が零になったことを検知して異常を表示する装置（例えば発光ダイオード）とから構成してもよい。
【００４８】
かかる構成で遊星歯車支持機構１０を構成している。本実施形態のその他の構成は、図５に示す走行ユニットと同一構成である。支持機構１０以外の減速装置の構成は、図５に示す減速装置１０１と同一構成である。支持機構１０の周囲は潤滑油が封入された密閉空間ｓを形成している。
【００４９】
かかる構成の本実施形態において、固定プレート１６がニードル軸受１３と接触する側の面に、ニードル軸受１３の内輪１３ｃ又は外輪１３ｂを構成する材料より軟質の材料からなる展延性層１９を被覆していることにより、展延性層１９がニードル軸受１３の保持器端面、特に回転輪（外輪１３ｂ）の端面１３ｄと摺接しているうちに、展延性層１９の表面をニードル軸受１３の軸方向位置の変動に合わせてそれに倣った形状とすることができる。これによって、展延性層１９の表面をニードル軸受１３の保持器端面に馴染ませることができるので、固定プレート１６に対するニードル軸受１３の片当りを緩和できる。従って、低コストで固定プレート１６の摩耗を低減できる。
【００５０】
摩耗検知回路２０には電流が流れており、信号発生装置２４として組み込まれたダイオードの端子間電圧は例えば１５０ｍＶとなる。該ダイオード電圧は、信号発生装置２４と並列に接続された可変抵抗器Ｒ２により適宜に調整可能である。
展延性層１９の摩耗が進行して、摩耗検知回路２０のＡ−Ｂ間が接触すると、Ａ−Ｂ間に電流が流れるため、信号発生装置２４に電流が流れなくなり、信号発生装置２４に組み込まれたダイオードの端子間電圧は０ｍＶとなる。
本実施形態では、展延性層１９が設定量δだけ摩耗した時に、電極２１と検知金具２３とが接触して、信号発生装置２４が作動して異常を伝えるので、固定プレート１６の摩耗量を正確に検知でき、固定プレート１６の修理、取替え等の措置を実施できる。
【００５１】
また、信号発生装置として、可視的に判断できる信号発生装置２４を設けているので、オペレータが確実に固定プレート１６の異常摩耗を確認できる。
さらに、摩耗検知回路２０に可変抵抗器Ｒ２を設けているので、電極２１と検知金具２３とが接触していない時は、信号発生装置２４のダイオード電圧を適宜に調整できる。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明によれば、油圧シャベル等の建設機械等に適用される減速装置の遊星歯車支持機構において、転がり軸受の軸方向移動を係止する固定プレートの異常摩耗を事前に検知して、固定プレートの破損と摩耗粉による汚染を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の一実施形態に係る減速装置の遊星歯車支持機構の側面図である。
【図２】図１の一部拡大図である。
【図３】前記実施形態の一部の正面図である。
【図４】前記実施形態の摩耗検知回路図である。
【図５】比較例として示す非公開の油圧シャベル等に用いられる走行ユニットの縦断面図である。
【図６】図５の走行ユニットの遊星歯車支持機構を示す側面図である。
【符号の説明】
【００５４】
１０ 遊星歯車支持機構
１２，１２２ 円筒軸
１２ａ 円筒軸端面
１３ ニードル軸受（転がり軸受）
１３ａ 転動体
１３ｂ 外輪（保持器）
１３ｃ 内輪（保持器）
１３ｄ 外輪端面
１３ｅ 内輪端面
１６ 固定プレート
１９ 展延性層
２０ 摩耗検知回路
２１ 電極
２４ 信号発生装置
１００ 走行ユニット
１０１ 減速装置
１０２ 油圧モータ
１０４ 回転ケーシング
１０３ 固定ケーシング（固定部材）
１１２ フランジ（回転伝達機構）
１１４ 油圧モータ出力軸
１１５ 第1太陽歯車
１１６ キャリア
１１７ 第1遊星歯車
１２１ 第２太陽歯車
１２３ 第２遊星歯車
ｃ 隙間
ｓ 潤滑油封入空間
δ 空隙の設定寸法
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸の回転を該回転軸に取り付けられた太陽歯車から遊星歯車を介し減速して回転伝達機構に伝達する減速装置であって、該遊星歯車を転がり軸受を介してキャリア又は固定部材の円筒軸に嵌合固定してなる減速装置の遊星歯車固定方法において、
前記円筒軸の端面に押え部材を固定し、該押え部材を転がり軸受端面に当てて転がり軸受の軸方向移動を係止すると共に、
該押え部材の内部に摩耗検知回路を構成する電極を転がり軸受端面との間に設定寸法の空隙を介在させて配置し、
該押え部材の転がり軸受に対する摺接面が摩耗して該電極と転がり軸受端面とが接触した時に該摩耗検知回路により該押え部材の摩耗を検知するようにしたことを特徴とする減速装置の遊星歯車固定方法。
【請求項２】
前記押え部材が転がり軸受構成材より軟質の材料からなるプレートであり、
該プレートのうち少なくとも転がり軸受端面と摺動する部位に該転がり軸受の当りを吸収可能な弾性をもたせることにより、転がり軸受の軸方向位置の変動に対して該プレートの当接面を追従させるようにして転がり軸受の片当りによるプレートの摩耗を軽減するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の減速装置の遊星歯車固定方法。
【請求項３】
前記プレートのうち少なくとも転がり軸受端面との摺動面に転がり軸受構成材より軟質の展延性材を被覆し、該被覆面を転がり軸受端面の軸方向位置の変動に倣った形状とすることにより、該プレートの摩耗を低減させるようにしたことを特徴とする請求項２に記載の減速装置の遊星歯車固定方法。
【請求項４】
回転軸に固設された太陽歯車と、該太陽歯車と噛み合う遊星歯車とを備え、該回転軸の回転を遊星歯車を介して減速して回転伝達機構に伝達し、該遊星歯車を転がり軸受を介してキャリア又は固定部材の円筒軸に嵌合固定してなる減速装置において、
押え部材の内部に転がり軸受端面との間に設定寸法の空隙を介在させて配置された電極と、該電極と転がり軸受端面とが接触した時に信号を発生する信号発生装置とを備えた摩耗検知回路を設け、
該押え部材の転がり軸受に対する摺接面が摩耗して該電極と転がり軸受端面とが接触した時に該摩耗検知回路により該押え部材の摩耗を検知するように構成したことを特徴とする減速装置。
【請求項５】
前記押え部材が転がり軸受構成材より軟質の材料からなるプレートであり、転がり軸受の軸方向位置の変動に対して該プレートの当接面を追従させるようにして該プレートに対する転がり軸受の片当りを防止するように構成したことを特徴とする請求項４に記載の減速装置。
【請求項６】
前記信号発生装置が前記電極と転がり軸受端面が接触した時に可視的な信号を発生するものであることを特徴とする請求項４又は５に記載の減速装置。
【請求項７】
前記摩耗検知回路において、電源に対して前記信号発生装置と可変抵抗器とを並列に配置して、該信号発生装置に流れる電流値を調整するように構成したことを特徴とする請求項６に記載の減速装置。
【請求項１】
回転軸の回転を該回転軸に取り付けられた太陽歯車から遊星歯車を介し減速して回転伝達機構に伝達する減速装置であって、該遊星歯車を転がり軸受を介してキャリア又は固定部材の円筒軸に嵌合固定してなる減速装置の遊星歯車固定方法において、
前記円筒軸の端面に押え部材を固定し、該押え部材を転がり軸受端面に当てて転がり軸受の軸方向移動を係止すると共に、
該押え部材の内部に摩耗検知回路を構成する電極を転がり軸受端面との間に設定寸法の空隙を介在させて配置し、
該押え部材の転がり軸受に対する摺接面が摩耗して該電極と転がり軸受端面とが接触した時に該摩耗検知回路により該押え部材の摩耗を検知するようにしたことを特徴とする減速装置の遊星歯車固定方法。
【請求項２】
前記押え部材が転がり軸受構成材より軟質の材料からなるプレートであり、
該プレートのうち少なくとも転がり軸受端面と摺動する部位に該転がり軸受の当りを吸収可能な弾性をもたせることにより、転がり軸受の軸方向位置の変動に対して該プレートの当接面を追従させるようにして転がり軸受の片当りによるプレートの摩耗を軽減するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の減速装置の遊星歯車固定方法。
【請求項３】
前記プレートのうち少なくとも転がり軸受端面との摺動面に転がり軸受構成材より軟質の展延性材を被覆し、該被覆面を転がり軸受端面の軸方向位置の変動に倣った形状とすることにより、該プレートの摩耗を低減させるようにしたことを特徴とする請求項２に記載の減速装置の遊星歯車固定方法。
【請求項４】
回転軸に固設された太陽歯車と、該太陽歯車と噛み合う遊星歯車とを備え、該回転軸の回転を遊星歯車を介して減速して回転伝達機構に伝達し、該遊星歯車を転がり軸受を介してキャリア又は固定部材の円筒軸に嵌合固定してなる減速装置において、
押え部材の内部に転がり軸受端面との間に設定寸法の空隙を介在させて配置された電極と、該電極と転がり軸受端面とが接触した時に信号を発生する信号発生装置とを備えた摩耗検知回路を設け、
該押え部材の転がり軸受に対する摺接面が摩耗して該電極と転がり軸受端面とが接触した時に該摩耗検知回路により該押え部材の摩耗を検知するように構成したことを特徴とする減速装置。
【請求項５】
前記押え部材が転がり軸受構成材より軟質の材料からなるプレートであり、転がり軸受の軸方向位置の変動に対して該プレートの当接面を追従させるようにして該プレートに対する転がり軸受の片当りを防止するように構成したことを特徴とする請求項４に記載の減速装置。
【請求項６】
前記信号発生装置が前記電極と転がり軸受端面が接触した時に可視的な信号を発生するものであることを特徴とする請求項４又は５に記載の減速装置。
【請求項７】
前記摩耗検知回路において、電源に対して前記信号発生装置と可変抵抗器とを並列に配置して、該信号発生装置に流れる電流値を調整するように構成したことを特徴とする請求項６に記載の減速装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−４３６８２（Ｐ２０１０−４３６８２Ａ）
【公開日】平成２２年２月２５日（２０１０．２．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２０７６４１（Ｐ２００８−２０７６４１）
【出願日】平成２０年８月１２日（２００８．８．１２）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年２月２５日（２０１０．２．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月１２日（２００８．８．１２）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
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