JP2019014576A - 車両用電動ウインチ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】湿式多板式ブレーキを用いても、オイルシールに不具合等の問題が生じることを軽減・防止することができる車両用電動ウインチ装置を提供すること。【解決手段】車両用電動ウインチ装置(1)は、モータ(20)と、モータ(20)の出力軸(25)の少なくとも一部を覆うケース部(30)と、出力軸(25)を支持するオイルシール(27)と、ワイヤ(11)を巻取り又は巻出しする回転ドラム(10)と、減速機構部(40)と、出力軸(25)と常時連結する連結部(62)を有する第１伝達軸(60)と、第１伝達軸(60)に係合し、モータ(20)の出力トルクを減速機構部(40)へと伝達する第２伝達軸(70)と、第１伝達軸(60)の一端側に設けられる湿式多板ブレーキ部(50)と、を具備し、ケース部(30)の外壁上であって、出力軸(25)の軸線よりも鉛直上方且つ出力軸(25)に対向する位置に、凹部(30a)が設けられる。【選択図】 図１

Description

本発明は、湿式多板ブレーキ部を含む車両用電動ウインチ装置に関する。

一般に、車両の前部又は後部に搭載される電動ウインチ装置は、円筒状の巻銅にワイヤを巻きつけたドラムと、駆動源となるモータと、減速機構部とを有し、かかるモータの出力トルクを、減速機構部を介してドラムに伝達するように構成されている。また、モータとドラムの間には、クラッチやブレーキが更に設けられており、モータの出力トルクやモータの回転の、ドラムへの伝達及び非伝達が制御されている。

ここで、かかるクラッチやブレーキにおいては、多板式のものが多く使用され、例えば特許文献１には、乾式多板式クラッチを備えたウインチ装置が開示されている。他方、例えば特許文献２には、湿式多板式ブレーキを備えたウインチ装置が開示されている。一般に、湿式多板式は、耐摩耗性、冷却性、及び騒音防止等の観点で乾式多板式よりも有効であることから、電動ウインチ装置においても、湿式多板式のクラッチやブレーキが多く用いられている。

特開平１０−１６７６７７号公報 特開２０１４−２５５１７号公報

特許文献２に開示されるような湿式多板式ブレーキ（又はクラッチ）においては、かかる湿式多板式ブレーキにおける複数のプレート同士が係合又は切断することによって生じる摺動運動によって、かかる湿式多板式ブレーキ部周辺に存在する空気（潤滑オイルの液面より上方に存在する空気）が瞬間的に高圧となる結果、特にモータの出力軸を支持するオイルシールに不具合が生じてしまう等の課題がある。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたもので、湿式多板式ブレーキを用いても、オイルシールに不具合が生じることのないウインチ装置、特に車両に搭載される車両用電動ウインチ装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る車両用電動ウインチ装置は、駆動源であるモータと、前記モータの出力軸の少なくとも一部を覆うケース部と、前記モータの出力軸を支持するオイルシールと、前記モータと同軸上に設けられ、ワイヤを巻取り又は巻出しする回転ドラムと、前記モータと同軸上に設けられる減速機構部と、前記モータの出力軸と常時連結する連結部を有する第１伝達軸と、前記第１伝達軸に係合し、前記モータの出力トルクを前記減速機構部へと伝達する第２伝達軸と、前記第１伝達軸の一端側に設けられる湿式多板ブレーキ部と、を具備し、前記ケース部の外壁上であって、前記モータの出力軸の軸線よりも鉛直上方且つ前記モータの出力軸に対向する位置に、前記モータの出力軸に対して凹となる凹部が設けられるものである。

この構成により、前記湿式多板ブレーキ部が摺動運動をする場合においても、前記湿式多板ブレーキ部周辺に存在する空気の逃げ道として、前記凹部が前記ケースの外壁上に確保されているため、前記湿式多板ブレーキ部周辺の空気が高圧状態となることを軽減することができる。これにより、前記オイルシールに対して、高圧状態の空気が作用することを軽減することができ、前記オイルシールに不具合等の問題が生じることを軽減・防止することが可能となる。

また、本発明の前記車両用電動ウインチ装置において、前記凹部は、前記オイルシールと前記湿式多板ブレーキ部との間に設けられることが好ましい。

この構成により、前記凹部は、前記オイルシールと前記湿式多板ブレーキ部との間、つまり前記オイルシール周辺且つ前記湿式多板ブレーキ部周辺に存在する空気の逃げ道として確保されており、かかる空気が高圧状態となることを効率的に防止することができる。これにより、前記オイルシールに対して、高圧状態の空気が作用することを、更に効率的に防止することができ、前記オイルシールに不具合等の問題が生じることを効率的に軽減・防止することが可能となる。

また、本発明の前記車両用電動ウインチ装置において、前記湿式多板ブレーキ部には、ワンウェイクラッチが含まれることが好ましい。

この構成により、前記湿式多板ブレーキ部におけるブレーキ機能を効率的に発揮することができる。特に、前記ドラムに巻回されるワイヤを巻出す場合において、前記ドラムの回転が、前記モータの回転よりも速い場合に、前記ワンウェイクラッチの機能を発現させることで、前記ドラムの回転を効率的に減速させることができる。

また、本発明の前記車両用電動ウインチ装置において、前記モータの出力軸の少なくとも一部、前記第１伝達軸、及び前記湿式多板ブレーキ部は、前記回転ドラムに内蔵されることが好ましい。

この構成により、前記車両用電動ウインチ装置を、全体としてコンパクトなものとすることができ、車両の幅に適合させることが可能となる。

また、本発明の前記車両用電動ウインチ装置において、前記減速機構部は、前記第２伝達軸上に設けられるサンギヤを含む遊星歯車機構であることが好ましい。

この構成によれば、前記モータの出力トルクを、効率的に減速することが可能となる。

本発明によれば、湿式多板式ブレーキを用いても、オイルシールに不具合等の問題が生じることを軽減・防止することができるウインチ装置、特に車両に搭載される車両用電動ウインチ装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る車両用電動ウインチ装置を示す概略断面図である。 図１に示した車両用電動ウインチ装置において、点線で囲った部分を拡大した概略断面図である。 図１に示した車両用電動ウインチ装置において、Ｘ−Ｘ’間から見た簡略化した概略断面図である。

以下、添付図面を参照して本発明の様々な実施形態を説明する。なお、図面において共通した構成要素には同一の参照符号が付されている。また、或る図面に表現された構成要素が、説明の便宜上、別の図面においては省略されていることがある点に留意されたい。さらにまた、添付した図面が必ずしも正確な縮尺で記載されている訳ではないということに注意されたい。

１．車両用電動ウインチ装置の全体構成
本発明の一実施形態に係る車両用電動ウインチ装置１の全体構成の概要について、図１を参照しつつ説明する。図１は本発明の一実施形態に係る車両用電動ウインチ装置１を示す概略断面図である。

図１に示すように、本発明の一実施形態に係る車両用電動ウインチ装置１は、外周側にワイヤ１１が巻き付けられる回転体としての回転ドラム１０と、駆動源としてのモータ２０と、モータ２０の出力軸２５の少なくとも一部、及びモータ２０を覆うケース部３０と、減速機構部４０と、ワンウェイクラッチ５５を含む湿式多板ブレーキ部５０と、を主に具備する。また、モータ２０の出力軸２５を軸通するオイルシール２７、モータ２０の出力軸２５と常時連結する連結部６２を有する第１伝達軸６０、及び第１伝達軸６０に係合しモータ２０の出力トルク（及び回転）を減速機構部４０へと伝達する第２伝達軸７０が、さらに具備される。

１−１．回転ドラム１０
図１に示すように、回転ドラム１０は、所定の内径を有する中空の円筒形状のものを用いることができ、かかる円筒の外周側には、ワイヤ１１が巻き付けられている。他方、回転ドラム１０の内径側には、第２連結ギヤ９０と噛合する内歯の噛合部１０ａが設けられており、外歯の第２連結ギヤ９０と常に噛合している。したがって、回転ドラム１０は、減速機構部４０の出力側となっているキャリア４４と、第１連結ギヤ８０及び第２連結ギヤ９０を介して連結され、モータ２０の出力トルク（及び回転）は、モータ２０の出力軸２５、第１伝達軸６０、第２伝達軸７０、減速機構部４０を経由して、回転ドラム１０へと伝達されている。

なお、第１連結ギヤ８０及び第２連結ギヤ９０は、第２伝達軸７０と同軸上、且つ第２伝達軸７０の外周側で、第２伝達軸７０と相対回転可能に設けられ、軸方向に互いに噛合するように並設されている。

また、回転ドラム１０は、前述のとおり、中空の円筒形状を有しているため、その円筒内には、モータ２０の出力軸２５の一部、第１伝達軸６０、及び後述する湿式多板ブレーキ部５０が少なくとも内蔵されている。さらに、図１に示すように、第２伝達軸７０の少なくとも一部、及び第２連結ギヤ９０の少なくとも一部も、回転ドラム１０に内蔵されていてもよい。この構成により、車両用電動ウインチ装置１全体の大きさをコンパクトなものとすることができる。

１−２．モータ２０、出力軸２５、及びケース部３０
次に、図１乃至図３を参照しつつ、モータ２０及びケース部３０について説明する。なお、図２は、図１に示した車両用電動ウインチ装置１において、点線で囲った部分を拡大した概略断面図である。図３は、図１に示した車両用電動ウインチ装置において、Ｘ−Ｘ’間から見た簡略化した概略断面図である。

モータ２０は、例えばブラシモータ等の一般的なものを用いることができ、モータ２０の出力軸２５が連結される本体部２１と、モータ２０のＯＮ／ＯＦＦ、回転数、及び回転方向等を制御する制御部２３が設けられる。

図１及び図２に示すように、モータ２０には、出力軸２５が連結されており、モータ２０の出力トルクや回転が、出力軸２５を経由して第１伝達軸６０へと伝達されている。また、出力軸２５は、第１伝達軸６０に設けられる連結部６２と常時連結されており、モータ２０の出力トルクや回転を、第１伝達軸６０へと伝達している。なお、連結部６２の詳細については、後述する。

また、出力軸２５の外周であってモータ２０における本体部２１の外壁２１ａと対向する位置には、出力軸２５を軸通し、出力軸２５を支持する円環状のオイルシール２７が設けられている。これにより、出力軸２５、第１伝達軸６０、第２伝達軸７０、及び減速機構部４０に充填されているオイルが、モータ２０の本体部２１内に侵入することがないように構成されている。なお、オイルは、図１における太実線で示すように出力軸２５の軸線近傍まで満たされており、かかる軸線より鉛直上方には空気が存在している。

さらに、図１及び図２に示すように、出力軸２５の少なくとも一部を、出力軸２５の外周側から覆うケース部３０が、モータ２０の本体部２１の外壁２１ａ及び車両のバンパー（図示せず）に固定されている。ケース部３０には、内部に出力軸２５を挿通させる円筒形状の挿通孔３１が設けられている。

また、ケース部３０の挿通孔３１における外壁上であって、出力軸２５の軸線よりも鉛直上方且つ出力軸２５に対向する位置に、出力軸２５に対して凹となる凹部３０ａが設けられている。より具体的には、凹部３０ａは、車両用電動ウインチ装置１全体の軸方向において、オイルシール２７と後述する湿式多板ブレーキ部５０との間に設けられている。これにより、オイルシール２７周辺且つ湿式多板ブレーキ部５０周辺に存在する空気の逃げ道が凹部３０ａとして確保されているので、湿式多板ブレーキ部５０の摺動運動が発生しても、かかる空気が高圧状態となることを効率的に防止することができ、オイルシール２７の不具合発生等の問題を効率的に防止することが可能となる。なお、湿式多板ブレーキ部５０における摺動運動の詳細については、後述する。

凹部３０ａの形状や大きさは、前述したオイルの液面とケース部３０との間に存在する空気量や、当該空気の圧縮比等を考慮した上で、当該空気の逃げ道としての機能（当該空気が圧縮されることのない）を有する限りにおいて、特に制限はなく、適宜選択すればよい。但し、例えば図３における一点斜線で示すように、車両が坂道等を走行してオイルの液面が出力軸２５の軸線を超えるような場合（例えば、傾斜４５°の登坂の場合）においても、凹部３０ａ（及び後述の凹部３０ｂ）は、オイルによって満たされることのないよう、所定値以上の大きさを有する必要がある。

なお、図１乃至図３に示すように、ケース部３０には、凹部３０ａのみならず、凹部３０ｂを含めて、複数の凹部がケース部３０の外壁上に設けられてもよい。凹部３０ｂは、ケース部３０の挿通孔３１における外壁上であって、出力軸２５の軸線よりも鉛直上方且つ出力軸２５に対向する位置に設けられる。より具体的には、凹部３０ｂは、車両用電動ウインチ装置１全体の軸方向において、オイルシール２７の近傍に設けられている。これにより、オイルシール２７周辺に存在する空気の逃げ道を確実に確保することができるため、さらに効率的に、オイルシール２７に不具合等の問題が生じることを軽減・防止することが可能となる。

１−３．減速機構部４０
続いて、図１を参照しつつ、減速機構部４０について説明する。減速機構部４０は一般的な遊星歯車機構を用いることができる。より具体的には、図１に示すように、減速機構部４０は、第２伝達軸７０と一体回転可能な外歯のサンギヤ４１と、筒状のハウジング４５の内周面に設けられる内歯のリングギヤ４２と、回転するキャリア４４に回転自在に支持され、サンギヤ４１とリングギヤ４２との両方に噛合する３つのピニオンギヤ４３ａ、４３ｂ、及び４３ｃと、を主に含む遊星歯車機構である。第２伝達軸７０と一体回転するサンギヤ４１を入力側とし、キャリア４４を出力側とした上で、キャリア４４は第１連結ギヤ８０と噛合して、モータ２０の出力トルク及び回転を、第２連結ギヤ９０を経由して、回転ドラム１０へと伝達している。

１−４．湿式多板ブレーキ部５０及び第１伝達軸６０
続いて、図１及び図２を参照しつつ、湿式多板ブレーキ部５０について説明する。湿式多板ブレーキ部５０は、第１伝達軸６０の一端側に設けられており、複数の制動ディスク板５１ａ及び複数の回転ディスク板５１ｂが軸方向に交互に並ぶ多板部５１と、多板部５１に隣接するワンウェイクラッチ５５とを有する。多板部５１において、複数の制動ディスク板５１ａは、モータ２０の出力軸２５の外周側に設けられ、出力軸２５と相対回転可能な支持部５２に取り付けられている。他方、複数の回転ディスク板５１ｂは、第１伝達軸６０に取り付けられている。

ここで、第１伝達軸６０は、前述のとおり、連結部６２において、モータ２０の出力軸２５と常時連結している。連結部６２は、摺動ねじ構造となっており、モータ２０の出力軸２５と第１伝達軸６０との回転数差に応じて、第１伝達軸６０が軸方向に摺動するように構成されている。より具体的には、回転ドラム１０に巻回されるワイヤ１１を巻き取る場合等、モータ２０（出力軸２５）の回転数が第１伝達軸６０よりも大きい場合には、第１伝達軸６０は、出力軸２５から離れる方向に摺動し、ワイヤ１１を巻き出す場合等、モータ２０（出力軸２５）の回転数が第１伝達軸６０よりも小さい場合には、第１伝達軸６０は、出力軸２５に近づく方向に摺動するように構成されている。

この第１伝達軸６０の摺動運動と連動して、モータ２０の回転数が第１伝達軸６０よりも大きい場合には、複数の回転ディスク板５１ｂは、複数の制動ディスク板５１ａから離れる方向に摺動することで、複数の回転ディスク板５１ｂは、複数の制動ディスク板５１ａに圧接されず、湿式多板ブレーキ部５０のブレーキ機能が発現されないように構成されている。逆に、モータ２０の回転数が第１伝達軸６０よりも小さい場合には、複数の回転ディスク板５１ｂは、複数の制動ディスク板５１ａに近づく方向に摺動して、制動ディスク板５１ａに圧接され、両ディスク間で摩擦を発生させることで、湿式多板ブレーキ部５０のブレーキ機能を発現している。

なお、支持部５２には、ワンウェイクラッチ５５が取り付けられており、一定の方向の回転を許容し、他方の回転を規制している。具体的には、ワイヤ１１を巻き出す場合であって、モータ２０の回転数が第１伝達軸６０よりも大きい場合には、第１伝達軸６０から、複数の回転ディスク板５１ｂ、複数の制動ディスク板５１ａを経由して支持部５２に回転が伝達された場合に、当該回転を規制するようにワンウェイクラッチ５５が設けている。これにより、モータ２０の回転数よりもワイヤ１１が意図しない高速な回転数で巻き出されている場合に、多板部５１により制動機能に加えて、ワンウェイクラッチ５５による回転規制機能に基づいて、かかる意図しない速さでのワイヤ１１の巻出しを防止することができる。

第１伝達軸６０は、前述のとおり、モータ２０の出力軸２５との回転数差に応じて、軸方向に摺動するため、第２伝達軸７０との係合部６４において、第１伝達軸６０は第２伝達軸７０と常時係合しつつ、軸方向に摺動できるように、係合部６４には溝が切られている。

以上、本発明の実施形態を例示したが、上記実施形態はあくまで一例であって、発明の範囲を限定することは意図していない。上記実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置換、変更を行うことができる。また、各構成や、形状、大きさ、長さ、幅、厚さ、高さ、数等は適宜変更して実施することができる。車両用電動ウインチ装置１の各部の配置や構成等は、上記実施形態には限定されない。

１ 車両用電動ウインチ装置
１０ 回転ドラム
１１ ワイヤ
２０ モータ
２５ 出力軸
２７ オイルシール
３０ ケース部
３０ａ、３０ｂ 凹部
４０ 減速機構部
４１ サンギヤ
４２ リングギヤ
４３ａ、４３ｂ、４３ｃ ピニオンギヤ
４４ キャリア
５０ 湿式多板ブレーキ部
５５ ワンウェイクラッチ
６０ 第１伝達軸
６２ 連結部
７０ 第２伝達軸

Claims (5)

1. 駆動源であるモータと、
   前記モータの出力軸の少なくとも一部を覆うケース部と、
   前記モータの出力軸を支持するオイルシールと、
   前記モータと同軸上に設けられ、ワイヤを巻取り又は巻出しする回転ドラムと、
   前記モータと同軸上に設けられる減速機構部と、
   前記モータの出力軸と常時連結する連結部を有する第１伝達軸と、
   前記第１伝達軸に係合し、前記モータの出力トルクを前記減速機構部へと伝達する第２伝達軸と、
   前記第１伝達軸の一端側に設けられる湿式多板ブレーキ部と、
   を具備し、
   前記ケース部の外壁上であって、前記モータの出力軸の軸線よりも鉛直上方且つ前記モータの出力軸に対向する位置に、前記モータの出力軸に対して凹となる凹部が設けられる、車両用電動ウインチ装置。
2. 前記凹部は、前記オイルシールと前記湿式多板ブレーキ部との間に設けられる、請求項１に記載の車両用電動ウインチ装置。
3. 前記湿式多板ブレーキ部には、ワンウェイクラッチが含まれる、請求項１又は２に記載の車両用電動ウインチ装置。
4. 前記モータの出力軸の少なくとも一部、前記第１伝達軸、及び前記湿式多板ブレーキ部は、前記回転ドラムに内蔵される、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の車両用電動ウインチ装置。
5. 前記減速機構部は、前記第２伝達軸上に設けられるサンギヤを含む遊星歯車機構である、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の車両用電動ウインチ装置。

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