JP4369136B2

JP4369136B2 - Reduction gear

Info

Publication number: JP4369136B2
Application number: JP2003034029A
Authority: JP
Inventors: 壮史澁川; 信夫鵜沢; 裕二井川; 猛栗原; 慎一関戸; 智大永田
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2003-02-12
Filing date: 2003-02-12
Publication date: 2009-11-18
Anticipated expiration: 2023-02-12
Also published as: JP2004245283A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば油圧ショベル、油圧クレーン等の建設機械に搭載される走行装置、旋回装置等に用いて好適な減速装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、油圧ショベル、油圧クレーン等の建設機械は、自走可能な下部走行体と、該下部走行体上に旋回可能に搭載された上部旋回体とにより大略構成されている。そして、下部走行体と上部旋回体との間に設けられる旋回装置、下部走行体に設けられる走行装置等には、回転源の出力を増大するための減速装置が用いられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−２６４２６７号公報
【０００４】
そこで、従来技術による油圧ショベルの走行装置に用いられる減速装置について、図８ないし図１２を参照しつつ説明する。
【０００５】
図中、１は油圧ショベルで、該油圧ショベル１は、クローラ式の下部走行体２と、該下部走行体２上に旋回可能に搭載された上部旋回体３とにより大略構成されている。
【０００６】
ここで、下部走行体２は、前，後方向に延びる左，右のサイドフレーム４（左側のみ図示）を有するトラックフレーム５と、各サイドフレーム４の前端側に設けられた遊動輪６と、各サイドフレーム４の後端側に設けられた駆動輪７と、遊動輪６と駆動輪７とに巻回された履帯８とにより構成されている。
【０００７】
１１はサイドフレーム４の後端側に設けられたブラケット４Ａと駆動輪７との間に設けられた走行用の減速装置で、該減速装置１１は、駆動輪７を回転させて履帯８を周回駆動することにより、油圧ショベル１を走行させるものである。そして、減速装置１１は、後述の油圧モータ１２、駆動歯車１８、減速歯車２０、遊星歯車減速機構２２，２３、回転軸２４等により構成されている。
【０００８】
１２は回転源としての油圧モータで、該油圧モータ１２は後述のケーシング１３に取付けられている。そして、油圧モータ１２は、油圧ポンプ（図示せず）から圧油が給排されることにより作動して出力軸１２Ａを回転させるものである。また、出力軸１２Ａの外周側には、図１０に示すように、後述する駆動歯車１８の雌スプライン１８Ｅに噛合する雄スプライン１２Ｂが軸方向の先端側から基端側に延びて形成されている。この場合、雄スプライン１２Ｂの基端側は、カッター（図示せず）を用いて雄スプライン１２Ｂを切削するときに当該カッターを逃がす切上り部１２Ｃとなっている。
【０００９】
１３は減速装置１１の外殻をなすケーシングで、該ケーシング１３は、内部に後述の減速歯車２０等を収容した歯車ケース１４と、該歯車ケース１４の軸方向一側を施蓋する蓋体１５と、歯車ケース１４の軸方向他側に固着され内周側に内歯１６Ａが形成されたリングギヤ１６と、該リングギヤ１６の軸方向他側に固着され内周側に内歯１７Ａが形成されたリングギヤ１７とにより構成され、リングギヤ１７の軸方向他側は、サイドフレーム４のブラケット４Ａに固着されている。そして、蓋体１５には油圧モータ１２が取付けられ、該油圧モータ１２の出力軸１２Ａはケーシング１３内に伸長している。
【００１０】
１８はケーシング１３の歯車ケース１４内に収容されたピニオン歯車からなる駆動歯車で、該駆動歯車１８は、軸受１９，１９によって歯車ケース１４内に回転可能に支持され、油圧モータ１２の出力軸１２Ａに組付けられることにより、該出力軸１２Ａと一体に回転するものである。
【００１１】
ここで、駆動歯車１８は、図１０および図１１に示すように、内周側が軸方向に貫通する軸孔１８Ａとなり、外周側は後述の減速歯車２０に噛合する歯部１８Ｂとなっている。そして、軸孔１８Ａの軸方向一側は開口部１８Ｃとなり、軸方向他側は開口部１８Ｄとなっている。また、軸孔１８Ａの内周側には雌スプライン１８Ｅが形成され、該雌スプライン１８Ｅは、油圧モータ１２の出力軸１２Ａに形成された雄スプライン１２Ｂに噛合する構成となっている。
【００１２】
２０はケーシング１３の歯車ケース１４内に収容された減速歯車で、該減速歯車２０は、軸受２１，２１によって歯車ケース１４内に回転可能に支持され、駆動歯車１８の歯部１８Ｂに噛合している。そして、減速歯車２０は、後述の各遊星歯車減速機構２２，２３と共に駆動歯車１８の回転を減速して出力する歯車減速機構を構成している。
【００１３】
２２は減速歯車２０の軸中心線と同心上に配置された１段目の遊星歯車減速機構で、該遊星歯車減速機構２２は、減速歯車２０の中心部にスプライン結合された太陽歯車２２Ａと、該太陽歯車２２Ａとリングギヤ１６の内歯１６Ａとに噛合しリングギヤ１６の周囲を自転しつつ公転する複数の遊星歯車２２Ｂと、該遊星歯車２２Ｂを回転可能に支持するキャリア２２Ｃとにより大略構成されている。
【００１４】
２３は遊星歯車減速機構２２と同心上に配置された２段目の遊星歯車減速機構で、該遊星歯車減速機構２３は、遊星歯車減速機構２２のキャリア２２Ｃにスプライン結合された太陽歯車２３Ａと、該太陽歯車２３Ａとリングギヤ１７の内歯１７Ａとに噛合しリングギヤ１７の周囲を自転しつつ公転する複数の遊星歯車２３Ｂと、該遊星歯車２３Ｂを回転可能に支持するキャリア２３Ｃとにより大略構成されている。
【００１５】
２４は各遊星歯車減速機構２２，２３によって減速された回転を駆動輪７に伝達する回転軸で、該回転軸２４は、軸方向の中間部位がサイドフレーム４のブラケット４Ａに軸受２５を介して回転可能に支持されている。そして、回転軸２４の軸方向一側は、遊星歯車減速機構２３のキャリア２３Ｃにスプライン結合され、回転軸２４の軸方向他側は、駆動輪７の中心部にスプライン結合されている。
【００１６】
従来技術による減速装置１１は上述の如き構成を有するもので、油圧モータ１２が作動して駆動歯車１８が回転すると、この駆動歯車１８の回転は、減速歯車２０、遊星歯車減速機構２２，２３によって３段減速され、この減速された回転が回転軸２４に伝わる。これにより、駆動輪７を大きなトルクをもって回転させることができ、該駆動輪７によって履帯８を周回駆動することにより、油圧ショベル１を走行させることができる。
【００１７】
ここで、従来技術の減速装置１１に用いられる駆動歯車１８は、図１０および図１１に示すように、内周側に軸孔１８Ａが形成されると共に外周側に歯部１８Ｂが形成され、軸孔１８Ａの内周側には雌スプライン１８Ｅが設けられている。そして、駆動歯車１８は、軸方向の中心線を挟んで左，右対称となるように構成されている。
【００１８】
これにより、例えば駆動歯車１８の軸方向一側の開口部１８Ｃを油圧モータ１２の出力軸１２Ａに組付けた場合でも、これとは逆に駆動歯車１８の軸方向他側の開口部１８Ｄを油圧モータ１２の出力軸１２Ａに組付けた場合でも、出力軸１２Ａに形成された雄スプライン１２Ｂを、駆動歯車１８の雌スプライン１８Ｅに確実に噛合させることができる構成となっている。このため、図１０に示すように、雌スプライン１８Ｅの軸方向の長さ寸法（歯幅）Ｌは、実際に雌スプライン１８Ｅと出力軸１２Ａの雄スプライン１２Ｂとが噛合する長さ寸法ΔＬよりも大きく設定されている。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、駆動歯車１８に雌スプライン１８Ｅを加工する作業は、通常、多数の切削刃が設けられたブローチと呼ばれる切削工具を用いて、軸孔１８Ａの内周面を切削することにより行われる（ブローチ加工）。
【００２０】
しかし、大きな長さ寸法Ｌを有する雌スプライン１８Ｅのブローチ加工を行う場合には、この雌スプライン１８Ｅの長さ寸法Ｌに対応した長い（高価な）ブローチが必要となる。また、雌スプライン１８Ｅの全長に亘ってほぼ均一な寸法精度を確保するため、高い加工技術が要求される。
【００２１】
このため、従来技術による駆動歯車１８のように、雌スプライン１８Ｅの長さ寸法Ｌを必要以上に大きくした場合には、駆動歯車１８全体の製造コストが嵩んでしまうという問題がある。
【００２２】
これに対し、他の従来技術として、例えば図１２に示す如く雌スプライン１８Ｅ′の長さ寸法Ｌ′を小さく設定した駆動歯車１８′を用いた場合には、該駆動歯車１８′の製造コストを低減することができる。そして、この駆動歯車１８′は、軸方向一側の開口部１８Ｃを油圧モータ１２の出力軸１２Ａに組付けることにより、出力軸１２Ａの雄スプライン１２Ｂを雌スプライン１８Ｅ′に確実に噛合させることができる。
【００２３】
しかし、駆動歯車１８′は、雌スプライン１８Ｅ′の長さ寸法Ｌ′が小さいため、誤って軸方向他側の開口部１８Ｄを油圧モータ１２の出力軸１２Ａに組付けた場合には、出力軸１２Ａの雄スプライン１２Ｂと雌スプライン１８Ｅ′とが噛合する長さを充分に確保することができず、雌スプライン１８Ｅ′の損傷等を招くという問題がある。
【００２４】
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、回転源の出力軸に対する駆動歯車の誤組付けを確実に抑えることができ、かつ、駆動歯車の製造コストを低減することができるようにした減速装置を提供することを目的としている。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために本発明は、軸方向の先端側から基端側に雄スプラインが形成されると共に該雄スプラインの基端側に切上がり部を有し、回転源により回転駆動される出力軸と、内周側に該出力軸が組付けられる軸孔が貫通して形成されると共に外周側に歯部が形成された駆動歯車と、該駆動歯車の回転を減速して出力する歯車減速機構とを備えてなる減速装置に適用される。
【００２６】
そして、請求項１の発明が採用する構成の特徴は、駆動歯車の内周側には、軸方向一側の開口部を出力軸に組付けたときに該出力軸の雄スプラインに噛合する組付け用雌スプラインと、軸方向他側の開口部を出力軸に誤って組付けたときに前記出力軸の雄スプラインに形成された前記切上がり部に引掛かる誤組付け防止用雌スプラインとを設けたことにある。
【００２７】
このように構成したことにより、駆動歯車の軸方向一側の開口部を、回転源の出力軸に組付けた場合には、駆動歯車の組付け用雌スプラインが出力軸の雄スプラインに噛合するので、駆動歯車を回転軸に適正に組付けることができる。一方、駆動歯車の軸方向他側の開口部を、誤って回転源の出力軸に組付けた場合には、駆動歯車の誤組付け防止用雌スプラインが、出力軸の雄スプラインに形成された切上がり部に引掛かるので、駆動歯車が誤った方向から出力軸に組付けられるのを抑えることができる。
【００２８】
請求項２の発明は、組付け用雌スプラインは、駆動歯車の軸方向中間位置から軸方向一側に寄った位置に配置し、誤組付け防止用雌スプラインは、駆動歯車の軸方向他側の開口部近傍に配置する構成としたことにある。
【００２９】
このように構成したことにより、駆動歯車の軸方向一側の開口部を出力軸に組付けたときに、組付け用雌スプラインを出力軸の雄スプラインに適正に噛合させることができるので、組付け用雌スプラインの長さ寸法を小さくすることができる。また、駆動歯車の軸方向他側の開口部を、誤って出力軸に組付けた場合には、出力軸に形成した雄スプラインが誤組付け防止用雌スプラインに引掛かるので、駆動歯車が出力軸に誤組付けされるのを防止することができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態による減速装置を油圧ショベルの走行装置に適用した場合を例に挙げ、図１ないし図７を参照しつつ詳細に説明する。なお、本実施の形態では、上述した従来技術と同一の構成要素に同一符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００３１】
図中、３１は従来技術による減速装置１１に代えて本実施の形態に用いた走行用の減速装置で、該減速装置３１は、油圧モータ１２（出力軸１２Ａ）の回転を減速して回転軸２４に伝達するものである。ここで、減速装置３１は、従来技術によるものとほぼ同様に、ケーシング１３、後述の駆動歯車３２、減速歯車２０、遊星歯車減速機構２２，２３、回転軸２４等により構成されているものの、駆動歯車３２の構成が従来技術による駆動歯車１８とは異なっている。
【００３２】
３２は従来技術による駆動歯車１８に代えて本実施の形態に用いた駆動歯車で、該駆動歯車３２は、軸受１９，１９によって歯車ケース１４内に回転可能に支持され、油圧モータ１２の出力軸１２Ａに組付けられることにより、該出力軸１２Ａと一体に回転するものである。
【００３３】
ここで、駆動歯車３２は、図２ないし図４に示すように、内周側が軸方向に貫通する軸孔３２Ａとなり、外周側は減速歯車２０に噛合する平歯車状の歯部３２Ｂとなっている。そして、軸孔３２Ａの軸方向一側は開口部３２Ｃとなり、軸孔３２Ａの軸方向他側は開口部３２Ｄとなっている。
【００３４】
３２Ｅは軸孔３２Ａの内周側に形成された組付け用雌スプラインで、この組付け用雌スプライン３２Ｅは、油圧モータ１２の出力軸１２Ａに形成した雄スプライン１２Ｂに噛合するものである。ここで、組付け用雌スプライン３２Ｅは、軸方向の中間位置Ｐ−Ｐを挟んで左，右非対称となるように形成され、組付け用雌スプライン３２Ｅの軸方向の長さ寸法をＳとすると、この長さ寸法Ｓは、従来技術による駆動歯車１８の雌スプライン１８Ｅの長さ寸法Ｌよりも短く設定されている（Ｓ＜Ｌ）。
【００３５】
そして、組付け用雌スプライン３２Ｅは、軸方向の中間位置Ｐ−Ｐから軸方向一側（開口部３２Ｃ側）に寄った位置に配置されている。これにより、図１および図５に示すように、駆動歯車３２の軸方向一側の開口部３２Ｃを、油圧モータ１２の出力軸１２Ａに組付けた場合にのみ、組付け用雌スプライン３２Ｅが、出力軸１２Ａの雄スプライン１２Ｂに適正に噛合する構成となっている。
【００３６】
３２Ｆは組付け用雌スプライン３２Ｅとは異なる位置で軸孔３２Ａの内周側に形成された誤組付け防止用雌スプラインで、この誤組付け防止用雌スプライン３２Ｆは、油圧モータ１２の出力軸１２Ａに駆動歯車３２が誤って組付けられるのを防止するものである。
【００３７】
ここで、誤組付け防止用雌スプライン３２Ｆは、組付け用雌スプライン３２Ｅから軸方向に大きく離間し、駆動歯車３２の軸方向他側の開口部３２Ｄの近傍に配置されている。また、誤組付け防止用雌スプライン３２Ｆは、組付け用雌スプライン３２Ｅと等しい歯数を有し、軸方向の長さ寸法（歯幅）Ｔは、組付け用雌スプライン３２Ｅの長さ寸法Ｓに比較してはるかに小さな長さに設定されている。
【００３８】
そして、誤組付け防止用雌スプライン３２Ｆは、図６および図７に示すように、駆動歯車３２の軸方向他側の開口部３２Ｄを、誤って油圧モータ１２の出力軸１２Ａに組付けた場合に、出力軸１２Ａに形成した雄スプライン１２Ｂの切上り部１２Ｃが引掛かるものである。これにより、組付け方向を誤った駆動歯車３２が、出力軸１２Ａに組付けられるのを誤組付け防止用雌スプライン３２Ｆによって禁止することができ、駆動歯車３２の誤組付けを確実に防止することができる構成となっている。
【００３９】
ここで、組付け用雌スプライン３２Ｅと誤組付け防止用雌スプライン３２Ｆとは、歯数等が等しい同一形状を有する雌スプラインとして形成されている。このため、これら組付け用雌スプライン３２Ｅと誤組付け防止用雌スプライン３２Ｆとは、軸孔３２Ａの内周側に単一のブローチ（切削工具）を用いたブローチ加工を施すことにより、同時に形成することができる。
【００４０】
この場合、誤組付け防止用雌スプライン３２Ｆは、駆動歯車３２の組付け方向を誤ったときに、雄スプライン１２Ｂの切上り部１２Ｃが衝合するだけのものであるため、組付け用雌スプライン３２Ｅに比較して、精密な寸法精度を必要としない。
【００４１】
従って、駆動歯車３２の内周側に組付け用雌スプライン３２Ｅと誤組付け防止用雌スプライン３２Ｆとを形成する場合には、組付け用雌スプライン３２Ｅの長さ寸法Ｓに対応した、比較的短い（安価な）ブローチを用いることができる。しかも、組付け用雌スプライン３２Ｅの長さ寸法Ｓを、従来技術による雌スプライン１８Ｅの長さ寸法Ｌよりも短く設定しているので、この分、組付け用雌スプライン３２Ｅに対するブローチ加工を行うときに、精密な寸法精度を必要とする範囲を小さくすることができ、駆動歯車３２の製造コストを低減できる構成となっている。
【００４２】
本実施の形態による減速装置３１は上述の如き駆動歯車３２を有するもので、その基本的作動については従来技術によるものと格別差異はない。
【００４３】
然るに、本実施の形態によれば、駆動歯車３２に形成した軸孔３２Ａの内周側に、組付け用雌スプライン３２Ｅと、誤組付け防止用雌スプライン３２Ｆとを設ける構成としている。
【００４４】
これにより、図１および図５に示すように、駆動歯車３２の軸方向一側の開口部３２Ｃを油圧モータ１２の出力軸１２Ａに組付けたとき（適正な組付け時）にのみ、組付け用雌スプライン３２Ｅを出力軸１２Ａの雄スプライン１２Ｂに確実に噛合させることができる。この場合、組付け用雌スプライン３２Ｅは、駆動歯車３２の軸方向の中間位置Ｐ−Ｐから軸方向一側（開口部３２Ｃ側）に寄った位置に配置されているので、組付け用雌スプライン３２Ｅの長さ寸法Ｓを従来技術に比較して短くすることができる。
【００４５】
このため、組付け用雌スプライン３２Ｅに対するブローチ加工を行うときに、比較的短い安価なブローチを用いることができ、かつ、精密な寸法精度を必要とする範囲を小さくすることができるので、駆動歯車３２の製造コストを低減することができる。
【００４６】
一方、例えば図６および図７に示すように、駆動歯車３２の軸方向他側の開口部３２Ｄを、誤って油圧モータ１２の出力軸１２Ａに組付けたとき（誤組付け時）には、この開口部３２Ｄの近傍に設けた誤組付け防止用雌スプライン３２Ｆが、出力軸１２Ａに形成した雄スプライン１２Ｂの切上り部１２Ｃに引掛かる。これにより、駆動歯車３２が、組付け方向を誤ったまま出力軸１２Ａに組付けられてしまうのを、誤組付け防止用雌スプライン３２Ｆによって確実に防止することができる。
【００４７】
この結果、駆動歯車３２の組付け方向を誤ることなく、開口部３２Ｃを適正に油圧モータ１２の出力軸１２Ａに組付けることにより、組付け用雌スプライン３２Ｅを、出力軸１２Ａの雄スプライン１２Ｂに確実に噛合させることができる。これにより、減速装置３１を長期に亘って確実に作動させることができ、その信頼性を高めることができる。
【００４８】
なお、上述した実施の形態では、平歯車状の歯部３２Ｂを有する駆動歯車３２を例示している。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えばはすば歯車状、かさ歯車状、ウォーム歯車状の歯部を有する駆動歯車を用いてもよい。
【００４９】
また、上述した実施の形態では、１段の減速歯車２０と、２段の遊星歯車減速機構２２，２３とを備えた３段減速型の減速装置３１を例示している。しかし、本発明はこれに限るものではなく、２段以下の減速段を有する減速装置、あるいは４段以上の減速段を有する減速装置にも適用できるものである。
【００５０】
さらに、上述した実施の形態では、減速装置３１を油圧ショベルの走行装置に適用した場合を例示している。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば建設機械の旋回装置、ロープウインチ装置等に搭載される減速装置にも適用できるものである。
【００５１】
【発明の効果】
以上詳述した如く、請求項１の発明によれば、駆動歯車の内周側に、軸方向一側の開口部を回転源の出力軸に組付けたときに該出力軸の雄スプラインに噛合する組付け用雌スプラインと、軸方向他側の開口部を誤って出力軸に組付けたときに該出力軸の雄スプラインに形成された切上がり部に引掛かる誤組付け防止用雌スプラインとを設ける構成としている。これにより、駆動歯車の軸方向他側の開口部を誤って出力軸に組付けた場合には、誤組付け防止用雌スプラインによって駆動歯車が誤った方向から出力軸に組付けられるのを抑えることができ、駆動歯車の軸方向一側の開口部を出力軸に組付けた場合には、駆動歯車の組付け用雌スプラインを出力軸の雄スプラインに適正に噛合させることができる。従って、駆動歯車を、常に適正な方向から出力軸に組付けることにより、組付け用雌スプラインを出力軸の雄スプラインに確実に噛合させることができ、減速装置の信頼性を高めることができる。
【００５２】
また、請求項２の発明によれば、組付け用雌スプラインは、駆動歯車の軸方向中間位置から軸方向一側に寄った位置に配置し、誤組付け防止用雌スプラインは、駆動歯車の軸方向他側の開口部近傍に配置している。このため、駆動歯車の軸方向一側の開口部を出力軸に組付けることにより、組付け用雌スプラインを出力軸の雄スプラインに確実に噛合させることができるので、組付け用雌スプラインの長さ寸法を小さくすることができる。この結果、組付け用雌スプラインに対するブローチ加工を行うときに、比較的短い安価なブローチを用いることができ、かつ、精密な寸法精度を必要とする範囲を小さくすることができるので、駆動歯車の製造コストを低減することができる。
【００５３】
一方、駆動歯車の軸方向他側の開口部を誤って出力軸に組付けた場合には、出力軸に形成した雄スプラインの切上り部が誤組付け防止用雌スプラインに引掛かるので、駆動歯車が、組付け方向を誤ったまま出力軸に組付けられてしまうのを確実に防止することができ、減速装置の信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態による駆動歯車を油圧モータの出力軸に適正に組付けた状態で示す断面図である。
【図２】駆動歯車を単体で示す断面図である。
【図３】駆動歯車の組付け用雌スプライン等を示す図２中の矢示III−III方向からみた断面図である。
【図４】駆動歯車の誤組付け防止用雌スプライン等を示す図２中の矢示IV−IV方向からみた断面図である。
【図５】図１中のＡ部を拡大してみた要部拡大断面図である。
【図６】駆動歯車を誤組付けした状態を示す図１と同様位置の断面図である。
【図７】図６中のＢ部を拡大してみた要部拡大断面図である。
【図８】従来技術による減速装置を搭載した油圧ショベルを示す正面図である。
【図９】減速装置を油圧ショベルの走行装置に適用した状態で示す図８中の矢示IX−IX方向からみた断面図である。
【図１０】従来技術による駆動歯車を油圧モータの出力軸に組付けた状態で示す断面図である。
【図１１】従来技術による駆動歯車を単体で示す断面図である。
【図１２】他の従来技術による駆動歯車を単体で示す断面図である。
【符号の説明】
１２油圧モータ（回転源）
１２Ａ出力軸
１２Ｂ雄スプライン
２０減速歯車（歯車減速機構）
２２，２３遊星歯車減速機構（歯車減速機構）
２４回転軸
３１減速装置
３２駆動歯車
３２Ａ軸孔
３２Ｂ歯部
３２Ｃ，３２Ｄ開口部
３２Ｅ組付け用雌スプライン
３２Ｆ誤組付け防止用雌スプライン[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a reduction gear suitable for use in a traveling device, a turning device or the like mounted on a construction machine such as a hydraulic excavator or a hydraulic crane.
[0002]
[Prior art]
In general, construction machines such as a hydraulic excavator and a hydraulic crane are generally configured by a self-propelled lower traveling body and an upper revolving body that is rotatably mounted on the lower traveling body. In addition, a reduction device for increasing the output of the rotation source is used for a turning device provided between the lower traveling body and the upper turning body, a traveling device provided for the lower traveling body, and the like (for example, patents). Reference 1).
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 2000-264267
Accordingly, a reduction gear used for a conventional excavator traveling device will be described with reference to FIGS.
[0005]
In the figure, reference numeral 1 denotes a hydraulic excavator, and the hydraulic excavator 1 is roughly constituted by a crawler type lower traveling body 2 and an upper revolving body 3 that is rotatably mounted on the lower traveling body 2.
[0006]
Here, the lower traveling body 2 includes a track frame 5 having left and right side frames 4 (only the left side is shown) extending in the front and rear directions, idle wheels 6 provided on the front end side of each side frame 4, The driving wheel 7 is provided on the rear end side of each side frame 4 and the idler wheel 6 and the crawler belt 8 wound around the driving wheel 7.
[0007]
Reference numeral 11 denotes a traveling speed reduction device provided between the bracket 4A provided on the rear end side of the side frame 4 and the drive wheel 7. The speed reduction device 11 rotates the drive wheel 7 and circulates the crawler belt 8. The hydraulic excavator 1 is caused to travel by being driven. The reduction gear 11 includes a hydraulic motor 12, a drive gear 18, a reduction gear 20, planetary gear reduction mechanisms 22, 23, a rotating shaft 24, and the like, which will be described later.
[0008]
Reference numeral 12 denotes a hydraulic motor as a rotation source, and the hydraulic motor 12 is attached to a casing 13 which will be described later. The hydraulic motor 12 is operated by supplying and discharging pressure oil from a hydraulic pump (not shown) to rotate the output shaft 12A. Further, on the outer peripheral side of the output shaft 12A, as shown in FIG. 10, a male spline 12B meshing with a female spline 18E of a drive gear 18 described later is formed extending from the distal end side in the axial direction to the proximal end side . . In this case, the base end side of the male spline 12B is a raised portion 12C through which the cutter is released when the male spline 12B is cut using a cutter (not shown).
[0009]
Reference numeral 13 denotes a casing that forms an outer shell of the reduction gear 11. The casing 13 includes a gear case 14 that houses a reduction gear 20 and the like that will be described later, and a lid 15 that covers one side of the gear case 14 in the axial direction. A ring gear 16 fixed to the other axial side of the gear case 14 and having inner teeth 16A formed on the inner peripheral side, and an inner tooth 17A fixed to the other outer side of the ring gear 16 in the axial direction. The other side in the axial direction of the ring gear 17 is fixed to the bracket 4 A of the side frame 4. A hydraulic motor 12 is attached to the lid 15, and an output shaft 12 A of the hydraulic motor 12 extends into the casing 13.
[0010]
Reference numeral 18 denotes a drive gear composed of a pinion gear housed in a gear case 14 of the casing 13. The drive gear 18 is rotatably supported in the gear case 14 by bearings 19, 19, and is output shaft 12 A of the hydraulic motor 12. As a result, the output shaft 12A rotates together with the output shaft 12A.
[0011]
Here, as shown in FIGS. 10 and 11, the drive gear 18 has a shaft hole 18 A that penetrates in the axial direction on the inner peripheral side, and a tooth portion 18 B that meshes with a reduction gear 20 described later on the outer peripheral side. And the axial direction one side of 18 A of axial holes becomes the opening part 18C, and the other axial direction is the opening part 18D. A female spline 18E is formed on the inner peripheral side of the shaft hole 18A, and the female spline 18E is configured to mesh with a male spline 12B formed on the output shaft 12A of the hydraulic motor 12.
[0012]
Reference numeral 20 denotes a reduction gear housed in a gear case 14 of the casing 13. The reduction gear 20 is rotatably supported in the gear case 14 by bearings 21 and 21 and meshes with a tooth portion 18B of the drive gear 18. Yes. The reduction gear 20 constitutes a gear reduction mechanism that decelerates and outputs the rotation of the drive gear 18 together with the planetary gear reduction mechanisms 22 and 23 described later.
[0013]
22 is a first-stage planetary gear reduction mechanism disposed concentrically with the axial center line of the reduction gear 20, and the planetary gear reduction mechanism 22 includes a sun gear 22A splined to the center of the reduction gear 20; A plurality of planetary gears 22B that mesh with the sun gear 22A and the inner teeth 16A of the ring gear 16 and revolve around the ring gear 16 and a carrier 22C that rotatably supports the planetary gear 22B. Yes.
[0014]
23 is a second stage planetary gear reduction mechanism arranged concentrically with the planetary gear reduction mechanism 22, and the planetary gear reduction mechanism 23 includes a sun gear 23 A splined to the carrier 22 C of the planetary gear reduction mechanism 22; A plurality of planetary gears 23B that mesh with the sun gear 23A and the inner teeth 17A of the ring gear 17 and revolve around the ring gear 17 and a carrier 23C that rotatably supports the planetary gear 23B. Yes.
[0015]
Reference numeral 24 denotes a rotating shaft that transmits the rotation decelerated by the planetary gear speed reduction mechanisms 22 and 23 to the driving wheel 7. The rotating shaft 24 has an intermediate portion in the axial direction on the bracket 4 A of the side frame 4 via a bearing 25. It is rotatably supported. One side in the axial direction of the rotary shaft 24 is splined to the carrier 23C of the planetary gear reduction mechanism 23, and the other side in the axial direction of the rotary shaft 24 is splined to the central portion of the drive wheel 7.
[0016]
The reduction gear 11 according to the prior art has the above-described configuration. When the hydraulic motor 12 is operated and the drive gear 18 is rotated, the rotation of the drive gear 18 is caused by the reduction gear 20 and the planetary gear reduction mechanisms 22 and 23. The speed is reduced by three stages, and this reduced rotation is transmitted to the rotating shaft 24. Thereby, the drive wheel 7 can be rotated with a large torque, and the hydraulic excavator 1 can be driven by driving the crawler belt 8 around the drive wheel 7.
[0017]
Here, as shown in FIGS. 10 and 11, the drive gear 18 used in the speed reducer 11 of the prior art has a shaft hole 18A formed on the inner peripheral side and a tooth portion 18B formed on the outer peripheral side. A female spline 18E is provided on the inner peripheral side of the hole 18A. The drive gear 18 is configured to be left and right symmetrical with respect to the axial center line.
[0018]
Thus, for example, even when the opening 18C on the one side in the axial direction of the drive gear 18 is assembled to the output shaft 12A of the hydraulic motor 12, the opening 18D on the other side in the axial direction of the drive gear 18 is hydraulically reversed. Even when assembled to the output shaft 12A of the motor 12, the male spline 12B formed on the output shaft 12A can be reliably meshed with the female spline 18E of the drive gear 18. Therefore, as shown in FIG. 10, the length dimension (tooth width) L in the axial direction of the female spline 18E is larger than the length dimension ΔL in which the female spline 18E and the male spline 12B of the output shaft 12A are actually engaged with each other. It is set large.
[0019]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the operation of machining the female spline 18E on the drive gear 18 is usually performed by cutting the inner peripheral surface of the shaft hole 18A using a cutting tool called a broach provided with a large number of cutting blades (broaching). processing).
[0020]
However, when performing broaching of the female spline 18E having a large length dimension L, a long (expensive) broach corresponding to the length dimension L of the female spline 18E is required. Moreover, in order to ensure substantially uniform dimensional accuracy over the entire length of the female spline 18E, a high processing technique is required.
[0021]
For this reason, when the length dimension L of the female spline 18E is increased more than necessary as in the conventional drive gear 18, there is a problem that the manufacturing cost of the entire drive gear 18 increases.
[0022]
On the other hand, as another conventional technique, for example, when a drive gear 18 'having a small length L' of a female spline 18E 'is used as shown in FIG. 12, the manufacturing cost of the drive gear 18' is reduced. Can be reduced. And this drive gear 18 'can mesh | engage the male spline 12B of the output shaft 12A reliably with the female spline 18E' by assembling the opening part 18C of the one axial direction to the output shaft 12A of the hydraulic motor 12. it can.
[0023]
However, since the drive gear 18 'has a small length L' of the female spline 18E ', when the opening 18D on the other axial side is mistakenly assembled to the output shaft 12A of the hydraulic motor 12, the output shaft There is a problem that the length of the engagement of the male spline 12B of 12A and the female spline 18E 'cannot be sufficiently secured, and the female spline 18E' is damaged.
[0024]
The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and can reliably prevent erroneous assembly of the drive gear to the output shaft of the rotation source, and can reduce the manufacturing cost of the drive gear. An object of the present invention is to provide a reduced speed reduction device.
[0025]
[Means for Solving the Problems]
The present invention to solve the problems described above, the base end side in the axial direction of the distal end side has a proximal end cut up portion side of the male spline is formed Rutotomoni male spline is driven to rotate by the rotation source an output shaft that, a drive gear teeth are formed on the outer peripheral side with the shaft hole output shaft is assembled to the inner peripheral side is formed through, and reducing the rotation of the drive gear output The present invention is applied to a reduction gear device that includes a gear reduction mechanism that performs the above operation.
[0026]
A feature of the configuration adopted by the invention of claim 1 is that the drive gear is configured to mesh with the male spline of the output shaft when the axially one side opening is assembled to the output shaft. a female spline for attaching, a hooking Cal mis-mounting prevention female spline on the switching up portion formed in the male splines of the output shaft when assembled incorrectly to the output shaft openings other axial side It is in providing.
[0027]
With this configuration, when the opening on one side in the axial direction of the drive gear is assembled with the output shaft of the rotation source, the female spline for assembling the drive gear meshes with the male spline of the output shaft. Thus, the drive gear can be properly assembled to the rotating shaft. On the other hand, the opening of the other axial side of the drive gear, when assembled to the output shaft of accidentally rotating source, mis-mounting prevention female splines of the drive gear, formed on the male spline of the output shaft Since it catches on the rounded- up part, it can suppress that a drive gear is assembled | attached to an output shaft from a wrong direction.
[0028]
According to a second aspect of the present invention, the female spline for assembly is disposed at a position closer to one axial direction than the intermediate position in the axial direction of the drive gear, and the female spline for preventing erroneous assembly is disposed on the other axial side of the drive gear. It is that it was set as the structure arrange | positioned in the opening part vicinity.
[0029]
With this configuration, the assembly female spline can be properly meshed with the male spline of the output shaft when the opening on the one side in the axial direction of the drive gear is assembled to the output shaft. The length dimension of the female spline for attachment can be reduced. Also, if the opening on the other side of the drive gear in the axial direction is mistakenly assembled to the output shaft, the male spline formed on the output shaft will be caught by the female spline for preventing incorrect assembly, so the drive gear will output It is possible to prevent erroneous assembly to the shaft.
[0030]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a case where the reduction gear according to the embodiment of the present invention is applied to a traveling device of a hydraulic excavator will be described as an example, and will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 7. In the present embodiment, the same reference numerals are given to the same components as those of the above-described conventional technology, and the description thereof will be omitted.
[0031]
In the figure, reference numeral 31 denotes a traveling speed reduction device used in this embodiment in place of the speed reduction device 11 according to the prior art. The speed reduction device 31 decelerates the rotation of the hydraulic motor 12 (output shaft 12A) and rotates the shaft. 24. Here, the speed reduction device 31 is constituted by the casing 13, a drive gear 32, a speed reduction gear 20, planetary gear speed reduction mechanisms 22, 23, a rotating shaft 24, and the like, as in the prior art. The configuration of the gear 32 is different from the drive gear 18 according to the prior art.
[0032]
Reference numeral 32 denotes a drive gear used in the present embodiment in place of the drive gear 18 according to the prior art. The drive gear 32 is rotatably supported in the gear case 14 by bearings 19, 19, and is an output shaft of the hydraulic motor 12. By being assembled to 12A, it rotates integrally with the output shaft 12A.
[0033]
Here, as shown in FIGS. 2 to 4, the drive gear 32 has a shaft hole 32 A that penetrates in the axial direction on the inner peripheral side, and a spur gear-like tooth portion 32 B that meshes with the reduction gear 20 on the outer peripheral side. Yes. And the axial direction one side of 32 A of axial holes becomes the opening part 32C, and the axial direction other side of 32 A of axial holes becomes the opening part 32D.
[0034]
An assembly female spline 32E is formed on the inner peripheral side of the shaft hole 32A. The assembly female spline 32E meshes with a male spline 12B formed on the output shaft 12A of the hydraulic motor 12. Here, the assembly female spline 32E is formed so as to be left and right asymmetric with respect to the axial intermediate position PP, and the length dimension in the axial direction of the assembly female spline 32E is S. The length dimension S is set to be shorter than the length dimension L of the female spline 18E of the drive gear 18 according to the prior art (S <L).
[0035]
The assembling female spline 32E is disposed at a position close to one axial side (opening 32C side) from the axial intermediate position PP. As a result, as shown in FIGS. 1 and 5, only when the opening 32C on one side in the axial direction of the drive gear 32 is assembled to the output shaft 12A of the hydraulic motor 12, the female spline 32E for assembly is It is configured to properly mesh with the male spline 12B of the output shaft 12A.
[0036]
32F is a misassembly preventing female spline formed on the inner peripheral side of the shaft hole 32A at a position different from the assembling female spline 32E. The misassembly preventing female spline 32F is an output shaft of the hydraulic motor 12. This prevents the drive gear 32 from being erroneously assembled to 12A.
[0037]
Here, the misassembly preventing female spline 32F is largely separated in the axial direction from the assembling female spline 32E, and is disposed in the vicinity of the opening 32D on the other axial side of the drive gear 32. Further, the misassembly preventing female spline 32F has the same number of teeth as the assembling female spline 32E, and the axial length dimension (tooth width) T is the length dimension S of the assembling female spline 32E. It is set to a much smaller length compared to.
[0038]
And, as shown in FIGS. 6 and 7, the misassembly preventing female spline 32F is when the opening 32D on the other side in the axial direction of the drive gear 32 is mistakenly assembled to the output shaft 12A of the hydraulic motor 12. In addition, the raised portion 12C of the male spline 12B formed on the output shaft 12A is hooked. As a result, the drive gear 32 with the wrong assembly direction can be prohibited from being assembled to the output shaft 12A by the misassembly prevention female spline 32F, and the drive gear 32 can be reliably prevented from being assembled incorrectly. It has a configuration that can.
[0039]
Here, the female spline 32E for assembly and the female spline 32F for erroneous assembly prevention are formed as female splines having the same shape with the same number of teeth. Therefore, the assembly female spline 32E and the erroneous assembly prevention female spline 32F are simultaneously formed by performing broaching using a single broach (cutting tool) on the inner peripheral side of the shaft hole 32A. can do.
[0040]
In this case, the female spline 32F for preventing wrong assembly is only for the raised portion 12C of the male spline 12B to abut when the assembly direction of the drive gear 32 is wrong. Compared to 32E, precise dimensional accuracy is not required.
[0041]
Accordingly, when the female spline 32E for assembly and the female spline 32F for erroneous assembly prevention are formed on the inner peripheral side of the drive gear 32, the length corresponding to the length dimension S of the female spline 32E for assembly is relatively large. Short (inexpensive) broaches can be used. Moreover, since the length dimension S of the female spline 32E for assembly is set shorter than the length dimension L of the female spline 18E according to the prior art, when the broaching process is performed on the female spline 32E for this amount. In addition, the range that requires precise dimensional accuracy can be reduced, and the manufacturing cost of the drive gear 32 can be reduced.
[0042]
The reduction gear 31 according to the present embodiment has the drive gear 32 as described above, and the basic operation thereof is not different from that according to the prior art.
[0043]
However, according to the present embodiment, the female spline 32E for assembly and the female spline 32F for preventing erroneous assembly are provided on the inner peripheral side of the shaft hole 32A formed in the drive gear 32.
[0044]
As a result, as shown in FIGS. 1 and 5, the opening 32C on one side in the axial direction of the drive gear 32 is assembled only when the output shaft 12A of the hydraulic motor 12 is assembled (during proper assembly). The female spline 32E can be reliably meshed with the male spline 12B of the output shaft 12A. In this case, the assembling female spline 32E is disposed at a position closer to one axial side (opening 32C side) from the axial intermediate position PP of the drive gear 32, and therefore the assembling female spline. The length dimension S of 32E can be shortened compared to the prior art.
[0045]
Therefore, when performing broaching on the assembly female spline 32E, a relatively short and inexpensive broach can be used, and the range requiring precise dimensional accuracy can be reduced. The manufacturing cost of 32 can be reduced.
[0046]
On the other hand, for example, as shown in FIGS. 6 and 7, when the opening 32D on the other side in the axial direction of the drive gear 32 is mistakenly assembled to the output shaft 12A of the hydraulic motor 12 (when erroneously assembled), A female spline 32F for preventing improper assembly provided in the vicinity of the opening 32D is hooked on the raised portion 12C of the male spline 12B formed on the output shaft 12A. As a result, it is possible to reliably prevent the drive gear 32 from being assembled to the output shaft 12A with the incorrect assembly direction by the misassembly preventing female spline 32F.
[0047]
As a result, the assembly female spline 32E is connected to the male spline 12B of the output shaft 12A by properly assembling the opening 32C to the output shaft 12A of the hydraulic motor 12 without mistaking the assembly direction of the drive gear 32. Engage reliably. Thereby, the reduction gear 31 can be operated reliably over a long period of time, and its reliability can be improved.
[0048]
In the above-described embodiment, the drive gear 32 having the spur gear-like tooth portion 32B is illustrated. However, the present invention is not limited to this, and for example, a drive gear having helical gears, bevel gears, or worm gears may be used.
[0049]
In the above-described embodiment, the three-stage reduction type reduction gear 31 including the one-stage reduction gear 20 and the two-stage planetary gear reduction mechanisms 22 and 23 is illustrated. However, the present invention is not limited to this, and can be applied to a reduction gear having two or less speed reduction stages, or a reduction gear having four or more speed reduction stages.
[0050]
Furthermore, in embodiment mentioned above, the case where the reduction gear 31 is applied to the traveling apparatus of a hydraulic shovel is illustrated. However, the present invention is not limited to this, and can also be applied to a reduction gear mounted on, for example, a turning device of a construction machine, a rope winch device, or the like.
[0051]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the first aspect of the present invention, when the opening on one side in the axial direction is assembled to the output shaft of the rotation source on the inner peripheral side of the drive gear, it meshes with the male spline of the output shaft. A female spline for assembly, and a female spline for preventing erroneous assembly that catches on the raised portion formed in the male spline of the output shaft when the opening on the other side in the axial direction is mistakenly assembled to the output shaft. It is set as the structure which provides. As a result, when the opening on the other side in the axial direction of the drive gear is mistakenly assembled to the output shaft, the female spline for preventing wrong assembly prevents the drive gear from being assembled to the output shaft from the wrong direction. When the opening on one side in the axial direction of the drive gear is assembled to the output shaft, the female spline for assembling the drive gear can be properly meshed with the male spline of the output shaft. Accordingly, by always assembling the drive gear to the output shaft from an appropriate direction, the female spline for assembly can be surely engaged with the male spline of the output shaft, and the reliability of the reduction gear can be improved.
[0052]
According to a second aspect of the present invention, the female spline for assembly is disposed at a position closer to one axial direction than the intermediate position in the axial direction of the drive gear, and the female spline for preventing erroneous assembly is provided on the drive gear. Arranged in the vicinity of the opening on the other side in the axial direction. Therefore, by assembling the opening on the one side in the axial direction of the drive gear to the output shaft, the female spline for assembly can be surely engaged with the male spline of the output shaft. The size can be reduced. As a result, when performing broaching on the assembly female spline, a relatively short and inexpensive broach can be used, and the range requiring precise dimensional accuracy can be reduced. Manufacturing cost can be reduced.
[0053]
On the other hand, if the opening on the other side of the drive gear in the axial direction is mistakenly assembled to the output shaft, the raised part of the male spline formed on the output shaft is caught by the female spline for preventing misassembly. It is possible to reliably prevent the gear from being assembled to the output shaft while the assembly direction is wrong, and the reliability of the reduction gear can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a state in which a drive gear according to an embodiment of the present invention is properly assembled to an output shaft of a hydraulic motor.
FIG. 2 is a sectional view showing a drive gear alone.
3 is a cross-sectional view taken from the direction of arrows III-III in FIG. 2 showing a female spline for assembling a drive gear and the like.
4 is a cross-sectional view taken from the direction of arrows IV-IV in FIG. 2, showing a female spline for preventing erroneous assembly of the drive gear.
FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of a main part when an A part in FIG. 1 is enlarged.
6 is a cross-sectional view of the same position as in FIG. 1 showing a state where the drive gear is assembled incorrectly. FIG.
7 is an enlarged cross-sectional view of a main part of an enlarged B portion in FIG. 6;
FIG. 8 is a front view showing a hydraulic excavator equipped with a speed reducer according to the prior art.
9 is a cross-sectional view seen from the direction of arrows IX-IX in FIG. 8 showing a state in which the speed reducer is applied to a traveling device of a hydraulic excavator.
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a state in which a driving gear according to the prior art is assembled to an output shaft of a hydraulic motor.
FIG. 11 is a sectional view showing a driving gear according to the prior art alone.
FIG. 12 is a sectional view showing a driving gear according to another prior art alone.
[Explanation of symbols]
12 Hydraulic motor (rotation source)
12A Output shaft 12B Male spline 20 Reduction gear (gear reduction mechanism)
22, 23 Planetary gear reduction mechanism (gear reduction mechanism)
24 Rotating shaft 31 Reduction gear 32 Drive gear 32A Shaft hole 32B Teeth 32C, 32D Opening 32E Female spline for assembly 32F Female spline for misassembly prevention

Claims

Axial comprises a switching up portion on the proximal side of the distal male spline is formed on the base end side from the side Rutotomoni male spline, and an output shaft that is rotationally driven by a rotational source, the output on the inner peripheral side A reduction gear comprising a drive gear having a shaft hole through which a shaft is assembled and a tooth portion formed on an outer peripheral side, and a gear reduction mechanism that decelerates and outputs the rotation of the drive gear. ,
On the inner peripheral side of the drive gear, an assembly female spline that meshes with the male spline of the output shaft when an opening on one axial direction is assembled to the output shaft, and an opening on the other axial side reduction gear, wherein a has a configuration in which the hook hunt mis-mounting prevention female spline on the switching up portion formed in the male splines of the output shaft when assembled incorrectly to the output shaft.

The assembly female spline is disposed at a position closer to one side in the axial direction than the intermediate position in the axial direction of the drive gear, and the female spline for erroneous assembly prevention is an opening on the other side in the axial direction of the drive gear. The speed reducer according to claim 1, wherein the speed reducer is arranged in the vicinity.