JPH07139610A - 動力伝達装置の過負荷吸収機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】動力伝達装置が大型化や複雑化することなく、
装置に加わる過負荷を吸収することのできる過負荷吸収
機構を提供する。 【構成】モータの動力はインプットシャフト１２に伝達
されている。インプットギヤ１５とアウトプットギヤ１
６とははすば歯車により構成されている。アウトプット
ギヤ１６にはディファレンシャルケース１７が嵌着され
ている。ベアリング１９はギヤケース１１ａとの軸方向
の間に皿バネ２０がそれぞれ設けられ、ディファレンシ
ャルケース１７の軸方向の移動を許容するようになって
いる。ディファレンシャルケース１７内には差動かさ歯
車装置が配設されている。差動かさ歯車装置はアウトプ
ットシャフト２６に対して摺動可能となっている。ギヤ
ケース１１ａのアウトプットギヤ１６との接触面には摩
擦材２１が取着されている。アウトプットシャフト２６
には左右一対の駆動輪がそれぞれ接続されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、動力をはすば歯車によ
り伝達する動力伝達装置の過負荷吸収機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般にバッテリ式フォークリフトの動力
伝達装置は図２に示すような構造になっている。

【０００３】ギヤケース３１にはインプットシャフト３
２の一端がテーパローラベアリング３３によって支持さ
れている。又、他端がベアリング３４によって軸支され
ることにより、インプットシャフト３２はギヤケース３
１に対して回転可能となっている。インプットシャフト
３２には図示しないモータの動力を入力するギヤ３２ａ
が一体成形されている。又、インプットシャフト３２に
は一体回転可能なようにインプットギヤ３５が嵌着され
ている。

【０００４】インプットギヤ３５にはその直径がインプ
ットギヤ３５よりも大きいアウトプットギヤ３６が噛合
している。なお、インプットギヤ３５とアウトプットギ
ヤ３６ははすば歯車により構成されている。

【０００５】アウトプットギヤ３６にはディファレンシ
ャルケース３７がボルト３８により嵌着され、アウトプ
ットギヤ３６と一体回転可能なようになっている。ディ
ファレンシャルケース３７はその両端にベアリング３９
を介してギヤケース３１のディファレンシャル部３１ａ
に回転可能に支持されている。ディファレンシャルケー
ス３７の中央にはピニオンシャフト４０がアウトプット
ギヤ３６と平行となるようにボルト４１により固着さ
れ、ディファレンシャルケース３７と一体回転可能なよ
うになっている。ピニオンシャフト４０の両端にはディ
ファレンシャルピニオンギヤ４２がピニオンシャフト４
０と一体回転可能であるとともに、ピニオンシャフト４
０を中心軸にして自転可能なように嵌合されている。

【０００６】ディファレンシャルピニオンギヤ４２には
左右一対のディファレンシャルサイドギヤ４３が噛合し
ている。一対のディファレンシャルサイドギヤ４３の内
側にはそれぞれアウトプットシャフト４４がスプライン
結合し、ディファレンシャルサイドギヤ４３と一体回転
可能となっている。そして、一対のアウトプットシャフ
ト４４には図示しない左右一対の駆動輪がそれぞれ接続
され、その駆動輪に動力が伝達されることによりフォー
クリフトが走行するようになっている。

【０００７】上記構成により、図示しないモータからの
動力がギヤ３２ａを介してインプットシャフト３２に伝
達され、インプットシャフト３２が回転する。インプッ
トシャフト３２が回転するのに伴って、インプットギヤ
３５が回転する。インプットギヤ３５の回転はアウトプ
ットギヤ３６を介してディファレンシャルケース３７に
伝達される。ディファレンシャルケース３７が回転する
のに伴って、ピニオンシャフト４０及びディファレンシ
ャルピニオンギヤ４２が一体回転する。そして、ディフ
ァレンシャルピニオンギヤ４２がアウトプットシャフト
４４を中心軸にして公転するのに伴って、ディファレン
シャルサイドギヤ４３が回転するとともにアウトプット
シャフト４４が回転する。そして、アウトプットシャフ
ト４４が回転することにより図示しない駆動輪に動力が
伝達され、フォークリフトが走行する。

【０００８】ところで、駆動輪、すなわちアウトプット
シャフト４４には過負荷がかかるときがある。例えば、
ハンドブレーキを掛けたまま発進しようとしたとき、
又、過度に急な坂道を登ろうとするときなどである。こ
のとき、モータにも過負荷が伝達され、モータが焼き付
く等の故障を招来する虞がある。さらに、インプットギ
ヤ３５とアウトプットギヤ３６からなるはすば歯車にお
いては、スラスト方向に移動しようとする力が大きくな
るため、ディファレンシャルケース３７がベアリング３
９をギヤケース３１に押しつける力が大きくなる。その
ため、過負荷が度重なるとベアリング３９及びギヤケー
ス３１が破損する虞がある。

【０００９】これらの問題点への対策として、アウトプ
ットシャフト４４に過負荷防止装置としてのトルクリミ
ッタを装着することが行われる。トルクリミッタはアウ
トプットシャフト４４に加わるトルクを検出して、アウ
トプットシャフト４４に過負荷が加わったときには、モ
ータに設けた制御装置により機械的に制動をかけるか、
又は電源を切るかしてモータを停止させるようになって
いる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
過負荷防止装置では駆動輪にかかる過負荷を検出する手
段と、モータを停止させる手段の二つが必要であり、動
力伝達装置が全体として大型化や複雑化するという問題
が生じていた。

【００１１】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたものであって、その目的は動力伝達装置が大型化や
複雑化することなく、装置に加わる過負荷を吸収するこ
とのできる動力伝達装置の過負荷吸収機構を提供するこ
とにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点を解
決するため、減速歯車ケースと、減速歯車ケースに対し
て回転可能に軸支された入力軸と、入力軸に嵌着された
減速小歯車と、減速小歯車とともにはすば歯車を構成す
る減速大歯車と、減速大歯車に嵌着されるとともに減速
歯車ケースに対して回転可能に支持された差動歯車ケー
スと、差動歯車ケース内に配設された差動かさ歯車装置
と、差動歯車ケースを回転可能に軸支するとともに差動
かさ歯車装置とスプライン結合された駆動軸とからなる
動力伝達装置において、減速歯車ケースと差動歯車ケー
スとの軸方向の間に弾性部材を設けるとともに減速歯車
ケースと減速大歯車又は差動歯車ケースとの接触面に摩
擦材を設けたことをその要旨とする。

【００１３】

【作用】従って、本発明によれば、入力軸の動力ははす
ば歯車、さらに差動かさ歯車装置を介して駆動軸に伝達
される。駆動軸に過負荷がかかると、はすば歯車に発生
する軸方向へ移動しようとする力が大きくなる。過負荷
により増大した軸方向へ移動しようとする力は弾性部材
の付勢力よりも大きくなると、減速大歯車が差動歯車ケ
ースとともに軸方向へ移動する。このとき、減速大歯車
が摩擦材に当接することにより、その軸方向の力は摩擦
材に吸収される。又、入力軸からの動力が減少する過渡
期においても、その慣性による動力を摩擦材により吸収
する。そして、入力軸からの動力が減少すると、はすば
歯車に発生する軸方向へ移動しようとする力が弾性部材
の付勢力よりも小さくなり、減速大歯車がその弾性部材
の付勢力により原位置に復帰する。

【００１４】

【実施例】以下、本発明をバッテリ式フォークリフトの
動力伝達装置に具体化した一実施例を図１に従って説明
する。なお、図示しない直流電動機（以下、モータとい
う）には過電流防止用の保護回路が接続されている。

【００１５】ギヤケース１１にはインプットシャフト１
２の一端がテーパローラベアリング１３によって支持さ
れている。又、他端がベアリング１４によって軸支され
ることにより、インプットシャフト１２はギヤケース１
１に対して回転可能となっている。インプットシャフト
１２にはモータの動力を入力するギヤ１２ａが一体成形
されている。又、インプットシャフト１２には一体回転
可能なようにインプットギヤ１５が嵌着されている。

【００１６】インプットギヤ１５にはその直径がインプ
ットギヤ１５よりも大きい減速大歯車としてのアウトプ
ットギヤ１６が噛合している。なお、インプットギヤ１
５とアウトプットギヤ１６ははすば歯車により構成され
ている。

【００１７】アウトプットギヤ１６には差動歯車ケース
としてのディファレンシャルケース１７がボルト１８に
より嵌着され、アウトプットギヤ１６と一体回転可能と
なっている。ディファレンシャルケース１７はその両端
にベアリング１９を介してギヤケース１１のディファレ
ンシャル部１１ａに対して回転可能に軸支されている。
ベアリング１９はギヤケース１１のディファレンシャル
部１１ａとの軸方向の間に皿バネ２０がそれぞれ設けら
れ、軸方向にスライド可能となっている。

【００１８】皿バネ２０は出力側に通常の負荷がかかっ
ているときには、はすば歯車を構成するアウトプットギ
ヤ１６に発生するスラスト方向に移動しようとする力に
抗して収縮しないような取付荷重となっている。そし
て、皿バネ２０は出力側に過負荷がかかったときにはア
ウトプットギヤ１６に発生するスラスト方向に移動しよ
うとする力によって収縮し、ディファレンシャルケース
１７をベアリング１９とともに軸方向の移動を許容する
ようになっている。

【００１９】又、アウトプットギヤ１６もディファレン
シャルケース１７と一体となって軸方向にスライドする
ようになっている。このアウトプットギヤ１６がスライ
ドしたときにその両側面が当接するギヤケース１１のデ
ィファレンシャル部１１ａの内側面１１ｂには、アウト
プットギヤ１６とほぼ同じ直径のリング状の摩擦材２１
がそれぞれ取着されている。尚、この摩擦材２１は磨耗
に強く、摩擦力を有しているものが好ましく、具体的に
はウレタンゴムや樹脂等が考えられる。

【００２０】前記ディファレンシャルケース１７の略中
央にはピニオンシャフト２２がアウトプットギヤ１６と
平行となるようにボルト２３により固着され、ディファ
レンシャルケース１７に対して一体回転可能なようにな
っている。ピニオンシャフト２２の両端にはディファレ
ンシャルピニオンギヤ２４がピニオンシャフト２２に対
して一体回転可能であるとともに、ピニオンシャフト２
２を中心軸にして自転可能に嵌合されている。

【００２１】ディファレンシャルピニオンギヤ２４には
左右一対のディファレンシャルサイドギヤ２５が噛合し
ている。一対のディファレンシャルサイドギヤ２５の内
側にはそれぞれアウトプットシャフト２６がスプライン
結合し、ディファレンシャルサイドギヤ２５と一体回転
可能であるとともに、軸方向にスライド可能となってい
る。従って、アウトプットシャフト２６に過負荷がかか
り、アウトプットギヤ１６に発生するスラスト方向に移
動しようとする力が大きくなると、アウトプットギヤ１
６、ディファレンシャルケース１７、ピニオンシャフト
２２、ディファレンシャルピニオンギヤ２４及びディフ
ァレンシャルサイドギヤ２５（以下、アウトプットギヤ
１６及び伝達ギヤという）をアウトプットシャフト２６
に対してベアリング１９とともに軸方向にスライドさせ
るようになっている。なお、本実施例ではピニオンシャ
フト２２、ディファレンシャルピニオンギヤ２４及びデ
ィファレンシャルサイドギヤ２５によって差動かさ歯車
装置を構成している。

【００２２】前記アウトプットシャフト２６には図示し
ない左右一対の駆動輪がそれぞれ接続され、その駆動輪
に動力が伝達されてフォークリフトが走行するようにな
っている。

【００２３】次に上記のように構成されたバッテリ式フ
ォークリフトの動力伝達装置の過負荷吸収機構の作用に
ついて説明する。図示しないモータからの動力がギヤ１
２ａを介してインプットシャフト１２に伝達され、イン
プットシャフト１２が回転する。インプットシャフト１
２が回転するのに伴って、インプットギヤ１５が回転す
る。インプットギヤ１５の回転はアウトプットギヤ１６
を介してディファレンシャルケース１７に伝達される。
ディファレンシャルケース１７が回転するのに伴って、
ピニオンシャフト２２及びディファレンシャルピニオン
ギヤ２４が一体回転する。そして、ディファレンシャル
ピニオンギヤ２４がアウトプットシャフト２６を中心軸
にして公転するのに伴って、ディファレンシャルサイド
ギヤ２５が回転するとともにアウトプットシャフト２６
が一体回転する。そして、アウトプットシャフト２６が
回転することにより図示しない駆動輪に動力が伝達され
る。

【００２４】ところで、ハンドブレーキを掛けたまま発
進しようとするとき、又急な坂道を登ろうとするときな
どには駆動輪、すなわちアウトプットシャフト２６に過
負荷がかかる。このとき、はすば歯車を構成するアウト
プットギヤ１６に発生するスラスト方向に移動しようと
する力が皿バネ２０の付勢力よりも大きくなる。そのた
め、アウトプットギヤ１６及び伝達ギヤがベアリング１
９とともにアウトプットシャフト２６に対して軸方向に
スライドする。アウトプットギヤ１６は軸方向にスライ
ドすることによりインプットギヤ１２と噛み合う力をス
ラスト方向に分散させて、ギヤの破損が防止される。そ
して、そのスラスト方向の力は、皿バネ２０の付勢力
と、アウトプットギヤ１６が軸方向にスライドしたとき
に摩擦材２１に当接することにより吸収される。

【００２５】又、アウトプットシャフト２６に過負荷が
かかると、前記モータの保護回路は過負荷によりモータ
に流れる過電流を検出して、モータの電源を切るか、又
は機械的に制動をかけるかしてモータを停止させようと
する。このとき、モータはすぐには停止せず慣性トルク
により回転する。そして、この慣性トルクはアウトプッ
トギヤ１６まで伝達される。アウトプットギヤ１６は摩
擦材２１に当接しているため、この慣性トルクは摩擦材
２１により吸収される。従って、モータを完全に停止さ
せることができ、その慣性トルクがアウトプットシャフ
ト２６に伝達され、ねじれ力を加えることはない。

【００２６】その後、モータからの動力が減少すると、
アウトプットギヤ１６に発生するスラスト方向に移動し
ようとする力が皿バネ２０の付勢力よりも小さくなり、
アウトプットギヤ１６及び伝達ギヤはベアリング１９と
ともに原位置に復帰する。

【００２７】このように本実施例によれば、アウトプッ
トシャフト２６に過負荷がかかると、アウトプットギヤ
１６が軸方向に移動してインプットギヤ１２との噛み合
う力をスラスト方向の力へ分散させる。そして、その力
は、皿バネ２０の付勢力と、アウトプットギヤ１６が摩
擦材２１に当接することにより摩擦材２１に吸収され
る。又、モータの慣性トルクもこの摩擦材２１により吸
収されるため、モータを完全に停止させることができる
とともにアウトプットシャフト２６にかかった過負荷に
よるインプットギヤ１２、アウトプットギヤ１６、ギヤ
ケース１１及びベアリング１９等の破損を防止すること
ができる。

【００２８】又、軸方向に移動したアウトプットギヤ１
６はモータからの動力が減少すると皿バネ２０の付勢力
により原位置に復帰するので、再びモータが駆動する際
には復帰させるための作業及び装置を必要としない。

【００２９】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のでなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、例
えば次のように変更してもよい。 （１）上記実施例では、動力伝達装置としてバッテリ式
フォークリフト、すなわち直流電動機の動力伝達装置を
例に挙げて詳述したが、動力源は特に限定されない。例
えば、エンジンを動力源とする動力伝達装置に本発明を
具体化してもよい。

【００３０】（２）上記実施例では、左右の駆動輪を一
つの動力源で駆動するタイプの動力伝達装置に適用した
が、左右の駆動輪をそれぞれ独立の動力源によりに駆動
するタイプの動力伝達装置に適用してもよい。

【００３１】（３）上記実施例では、弾性部材として皿
バネ２０を用いていたが、他にコイルバネ等をギヤケー
ス１１のディファレンシャル部１１ａ内のベアリング１
９に対向する位置に複数個設けるようにしてもよい。

【００３２】（４）上記実施例では、摩擦材２１をギヤ
ケース１１側に設けたが、アウトプットギヤ１６側に一
体回転可能なように固着するようにしてもよい。又、摩
擦材２１をギヤケース１１とディファレンシャルケース
１７との接触面に設けるようにしてもよい。

【００３３】（５）上記実施例では、摩擦材２１として
リング状のものを用いていたが、ギヤケース１１のアウ
トプットギヤ１６との接触円周面に複数のチップ状の摩
擦材を設けるようにしてもよい。

【００３４】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、装
置を大型化や複雑化することなく動力伝達装置に加わる
過負荷を吸収することができる優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明をバッテリ式フォークリフトの動力伝達
装置の過負荷吸収機構に具体化した一実施例を示す断面
図である。

【図２】従来のバッテリ式フォークリフトの動力伝達装
置を示す断面図である。

【符号の説明】

１１…ギヤケース、１２…インプットシャフト、１５…
はすば歯車を構成するインプットギヤ、１６…はすば歯
車を構成する減速大歯車としてのアウトプットギヤ、１
７…ディファレンシャルケース、２０…弾性部材として
の皿バネ、２１…摩擦材、２２…差動かさ歯車装置を構
成するピニオンシャフト、２４…差動かさ歯車装置を構
成するディファレンシャルピニオンギヤ、２５…差動か
さ歯車装置を構成するディファレンシャルサイドギヤ、
２６…駆動軸としてのアウトプットシャフト。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 減速歯車ケースと、 減速歯車ケースに対して回転可能に軸支された入力軸
   と、 入力軸に嵌着された減速小歯車と、 減速小歯車とともにはすば歯車を構成する減速大歯車
   と、 減速大歯車に嵌着されるとともに減速歯車ケースに対し
   て回転可能に支持された差動歯車ケースと、 差動歯車ケース内に配設された差動かさ歯車装置と、 差動歯車ケースを回転可能に軸支するとともに差動かさ
   歯車装置とスプライン結合された駆動軸とからなる動力
   伝達装置において、 減速歯車ケースと差動歯車ケースとの軸方向の間に弾性
   部材を設けるとともに減速歯車ケースと減速大歯車又は
   差動歯車ケースとの接触面に摩擦材を設けた動力伝達装
   置の過負荷吸収機構。