JPH0842641A - 旋回装置の遊星歯車式減速機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 出力軸の軸振れに起因するキャリアの揺動を
防止することができるようにすること。 【構成】 上部旋回体に設けられたケース内上部には入
力軸が配置され、下部には下端にピニオンギヤが設けら
れた出力軸が軸受手段により回転自在に支持されてい
る。ケースには更に入力軸に駆動連結された第１段目の
遊星歯車減速機構及び出力軸に駆動連結された第Ｎ段目
の遊星歯車減速機構を含む遊星歯車減速装置が備えられ
ている。ピニオンギヤは下部走行体に設けられたリング
ギヤに噛み合わされている。第Ｎ段目の遊星歯車減速機
構は出力軸の上端に駆動連結されたキャリアを有し、こ
のキャリアの外周面とこの外周面に対向するケースの内
周面との間には軸受が配設されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、油圧ショベル等の建設
機械における旋回装置に適用される遊星歯車式減速機に
関する。

【０００２】

【従来の技術】図３を参照して従来の旋回装置の遊星歯
車式減速機について説明する。建設機械、例えば油圧シ
ョベルは、図示しない下部走行体と、この下部走行体上
に、上下方向に延びる図示しない旋回軸を中心として旋
回自在に支持された上部旋回体２を備えている。上部旋
回体２にはケース４が装着されている。ケース４は、図
示の実施例においては、下ケース６と、中間ケース８
と、上ケース１０とから構成されている。中間ケース８
の内周面には、後述する遊星歯車減速装置３０のための
リングギヤ１２が形成されている。上ケース１０の上部
には、駆動源である油圧モータ１４が装着されている。
油圧モータ１４の駆動軸、すなわち遊星歯車式減速機の
入力軸１６は上ケース１０の内部に突出するよう位置付
けられている。ケース４の下方、すなわち下ケース６内
には、出力軸１８が軸受手段を構成する第１の軸受２０
と第２の軸受２２により回転自在に支持されている。出
力軸１８の下端にはピニオンギヤ２４が設けられ、この
ピニオンギヤ２４は下ケース６の下端から下方に突出
し、下部走行体に設けられたリングギヤ２６に噛み合わ
されている。図示はしていないが、リングギヤ２６の外
周部には前記旋回軸を中心とする旋回軸受外輪が装着さ
れ、この旋回軸受外輪に前記上部走行体２が回転自在に
支持されている。

【０００３】ケース４内上部には遊星歯車減速装置３０
が備えられている。この遊星歯車減速装置３０は、入力
軸１６に駆動連結された第１段目の遊星歯車減速機構３
２及び出力軸１８に駆動連結された第２段目の遊星歯車
減速機構３４とを備えている。第１段目の遊星歯車減速
機構３２は、入力軸１６にスプライン結合されたサンギ
ヤ３６と、キャリア３８に回転自在に支持されかつサン
ギヤ３６と前記リングギヤ１２に噛み合わされた複数の
遊星ギヤ４０とを備えている。第２段目の遊星歯車減速
機構３４は、キャリア３８にスプライン結合されたサン
ギヤ４２と、キャリア４４に回転自在に支持されかつサ
ンギヤ４２と前記リングギヤ１２に噛み合わされた複数
の遊星ギヤ４６とを備えている。出力軸１８の上部には
カップリング４８がスプライン結合され、キャリア４４
はカップリング４８にスプライン結合されている。なお
下ケース６の下端にはカバー７が着脱自在に装着され、
カバー７と出力軸１８との間にはオイルシール４９が設
けられている。したがって入力軸１６の回転力は、第１
段目の遊星歯車減速機構３２及び第２段目の遊星歯車減
速機構３４を介して出力軸１８に２段減速して伝達され
る。ピニオンギヤ２４は下部走行体のリングギヤ２６に
沿って公転するため、前記構成を有する遊星歯車式減速
機を装着している上部旋回体２が前記旋回軸まわりに旋
回させられるものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】

（１）前記遊星歯車式減速機は、上部旋回体２に対して
ピニオンギヤ２４とリングギヤ２６とで噛み合い支持さ
れた片持支持構造を有している。回転駆動されている油
圧モータ１４の駆動を停止した場合、上部旋回体２の慣
性力によりブレーキ力が発生するので、リングギヤ２６
によりピニオンギヤ２４が逆駆動される。この時、前記
片持支持構造に起因して、出力軸１８を支持する軸受２
０及び２２の内部隙間の存在により出力軸１８が軸倒
（軸の傾斜）を起こし、その結果軸振れが発生する。出
力軸１８が軸振れを起こすと、遊星歯車式減速機内のキ
ャリア３８及び４４の揺動が大きくなる。その結果、遊
星歯車減速機構３２におけるサンギヤ３６、遊星ギヤ４
０及びリングギヤ１２間、及び、遊星歯車減速機構３４
におけるサンギヤ４２、遊星ギヤ４６及びリングギヤ１
２間における噛み合い歯当たりが不良となり、各ギヤの
寿命が短くなる。 （２）一方、ケース４の内部には、遊星歯車減速機構３
２及び遊星歯車減速機構３４における各ギヤの噛み合い
部、あるいは軸受２０及び２２等の潤滑のため、潤滑油
が略充満されている。そして各ギヤの噛み合い部等で発
生した金属磨耗粉は、潤滑油中を漂いながら遊星歯車減
速機構３４の下部である軸受２０付近に滞留・沈澱す
る。ケース４内の潤滑油は遊星歯車減速機構３２及び遊
星歯車減速機構３４の回転により攪拌される。したがっ
て沈澱した金属磨耗粉の量が多くなると、かき揚げら
れ、攪拌される量も多くなり、各ギヤの噛み合い部、あ
るいは軸受２０及び２２等に噛み込む割合も当然多くな
る。その結果、各ギヤあるいは軸受２０及び２２等の寿
命が短くなる。沈澱した金属磨耗粉の量が多くなること
に起因してオイルシール４９が損傷した場合には、ケー
ス４内の潤滑油が流出し、潤滑油量の不足により各ギヤ
部、あるいは軸受部において、焼付き、損傷等の不具合
が発生する。

【０００５】本発明の第１の目的は、出力軸の軸振れに
起因するキャリアの揺動を防止することができる、改良
された旋回装置の遊星歯車式減速機を提供することであ
る。

【０００６】本発明の第２の目的は、潤滑油中の金属磨
耗粉の滞留・沈澱を防止することができる、改良された
旋回装置の遊星歯車式減速機を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記第１の目的を達成す
るため、本発明によれば、下部走行体に旋回自在に支持
された上部旋回体に設けられたケースと、該ケース内上
部に配置されかつ駆動源により回転駆動される入力軸
と、該ケースの下方側に軸受手段により回転自在に支持
されかつ該ケースの下端から下方に突出した下端にピニ
オンギヤが設けられた出力軸と、該ケース内上部に配置
されかつ該入力軸に駆動連結された第１段目の遊星歯車
減速機構及び該出力軸に駆動連結された第Ｎ段目の遊星
歯車減速機構を含む遊星歯車減速装置と、該下部走行体
に設けられたリングギヤに噛み合わされた該ピニオンギ
ヤとを備えた旋回装置の遊星歯車式減速機において、該
第Ｎ段目の遊星歯車減速機構は該出力軸の上端に駆動連
結されたキャリアを有し、該キャリアの外周面と該外周
面に対向する該ケースの内周面との間には軸受が配設さ
れていることを特徴とする旋回装置の遊星歯車式減速
機、が提供される。

【０００８】前記第２の目的を達成するため、本発明に
よれば、下部走行体に旋回自在に支持された上部旋回体
に設けられたケースと、該ケース内上部に配置されかつ
駆動源により回転駆動される入力軸と、該ケースの下方
側に軸受手段により回転自在に支持されかつ該ケースの
下端から下方に突出した下端にピニオンギヤが設けられ
た出力軸と、該ケース内上部に配置されかつ該入力軸に
駆動連結された第１段目の遊星歯車減速機構及び該出力
軸に駆動連結された第Ｎ段目の遊星歯車減速機構を含む
遊星歯車減速装置と、該下部走行体に設けられたリング
ギヤに噛み合わされた該ピニオンギヤとを備えた旋回装
置の遊星歯車式減速機において、該第Ｎ段目の遊星歯車
減速機構は該出力軸の上端に駆動連結されたキャリアを
有し、該軸受手段の上部位置において、該キャリアの外
周面と該外周面に対向する該ケースの内周面との間には
環状のシールが配設され、該シールの上端面に沿った半
径方向外方への延長上の位置における該ケースには、一
端が該ケースの該内周面に開口し他端が該ケースの外周
面に開口する複数の貫通孔が設けられ、該貫通孔の各々
にはマグネットプラグが着脱自在に装着されていること
を特徴とする旋回装置の遊星歯車式減速機、が提供され
る。

【０００９】

【作用】前記第１の目的を達成するため、本発明に従っ
て改良された旋回装置の遊星歯車式減速機の作用につい
て説明する。回転駆動されている駆動源の駆動を停止し
た場合、上部旋回体の慣性力によりブレーキ力が発生す
るので、下部走行体に固定されているリングギヤにより
ピニオンギヤが逆駆動される。この時、前記片持支持構
造に起因して、出力軸を支持する各軸受の内部隙間の存
在により出力軸が軸倒を起こして軸振れが発生しようと
する。しかしながら、第Ｎ段目の遊星歯車減速機構は出
力軸の上端に駆動連結されたキャリアを有し、キャリア
の外周面とこの外周面に対向するケースの内周面との間
には軸受が配設されているので、キャリアの半径方向外
方への移動は前記軸受及びケースの内周面により規制さ
れる。その結果、出力軸の軸振れに起因する前記キャリ
アの揺動は確実に防止され、各遊星歯車減速機構の各ギ
ヤ間における噛み合い歯当たりの正常な噛み合いが保持
される。そして前記各ギヤの寿命が長くなる。

【００１０】次に、前記第２の目的を達成するため、本
発明に従って改良された旋回装置の遊星歯車式減速機の
作用について説明する。各ギヤの噛み合い部等で発生し
た金属磨耗粉は、潤滑油中を漂いながら第Ｎ段目の遊星
歯車減速機構の下部である軸受手段付近に滞留・沈澱し
ようとする。しかしながら、この金属磨耗粉は、ケース
の内周面とこれに対向する第Ｎ段目の遊星歯車減速機構
のキャリアの外周面との間に配設されたシールにより捕
獲され、更に回転遠心力によりシール上端面に沿ってケ
ースの内周面側に飛散され、ケースに設けられた複数の
貫通孔内に導かれる。各貫通孔内に導入された金属磨耗
粉は各貫通孔に着脱自在に装着されているマグネットプ
ラグに吸着・捕獲される。したがって、これらのマグネ
ットプラグを定期的に取り外し、清掃することにより、
潤滑油中の金属磨耗粉を除去することができる。その結
果、金属磨耗粉の前記軸受手段付近への滞留・沈澱が防
止され、かき揚げられたり攪拌される量も少なくなるの
で、各ギヤあるいは軸受手段等の寿命が長くなる。また
オイルシールの損傷が防止され、ケース内の潤滑油の流
出も防止されるので、ケース内の潤滑油量は十分確保さ
れ、各ギヤ部、あるいは軸受部における焼付き、損傷等
の不具合が防止される。

【００１１】

【実施例】以下、図１及び図２を参照して、本発明に従
って改良された旋回装置の遊星歯車式減速機の一実施例
を説明する。なお、図１及び図２において、図３と同一
部分は同一符号で示すと共に、同一部分の説明は省略す
る。遊星歯車減速装置３０は、第１段目の遊星歯車減速
機構３２と第Ｎ段目である第２段目の遊星歯車減速機構
３４とから構成されている。第２段目の遊星歯車減速機
構３４は出力軸１８の上端に駆動連結されたキャリア４
４を有している。すなわちキャリア４４は、出力軸１８
の上端にスプライン結合されたカップリング４８にスプ
ライン結合されている。キャリア４４の外周面とこの外
周面に対向する下ケース６の内周面との間には軸受５０
が配設されている。軸受５０は、この実施例において
は、キャリア４４の外周面に圧入された形態で下ケース
６の内周面に組み込まれている。図３と比較することに
より明らかなように、従来においてはキャリア４４の外
周面とこの外周面に対向する下ケース６の内周面との間
には比較的大きな隙間が存在していた。この隙間の存在
により、出力軸１８が軸振れを起こすとキャリア４４は
大きく揺動させられ、前記した不具合を発生していた。
前記軸受５０はこの隙間を実質上連結するものであり、
出力軸１８の軸振れによるキャリア４４の揺動は確実に
防止される。

【００１２】軸受５０の上部位置において、キャリア４
４の外周面とこの外周面に対向する下ケース６の内周面
との間には環状のシール５２が配設されている。シール
５２の外周部は下ケース６の内周面側に装着され、シー
ル５２の内周部はキャリア４４の外周面に接触されてい
る。シール５２の上端面は内周部が高く外周部が低くな
るように傾斜している。更に具体的に説明すると、下ケ
ース６の内周面にはシール取付リング５４が嵌め込まれ
て固着されている。このシール取付リング５４の内周面
には環状溝が形成され、この環状溝にシール５２の外周
部が嵌め込まれて装着される。シール５２の傾斜した上
端面に沿った半径方向外方への延長上の位置におけるシ
ール取付リング５４及び下ケース６には、それぞれ同軸
の貫通孔５６及び５８が形成されている。貫通孔５６及
び５８は複数箇所に形成されている（図１では１か所の
み示す）。各貫通孔５８にはマグネットプラグ６０がそ
れぞれ着脱自在に装着されている。貫通孔５８に面した
マグネットプラグ６０の先端部にはマグネット（永久磁
石）６２が嵌め込まれている。したがってシール５２の
上端面に降下した金属磨耗粉は、潤滑油の回転遠心力に
より下ケース６の内周面側、すなわちシール取付リング
５４の内周面側に飛散され、自重によりシール５２の上
端面上に集積される。この金属磨耗粉は傾斜したシール
５２の上端面に沿って貫通孔５６及び５８内に導入され
る。シール５２の上端面が傾斜していることにより、金
属磨耗粉は貫通孔５６及び５８内に導入され易くなる。
貫通孔５６及び５８内に導入された金属磨耗粉はマグネ
ットプラグ６０のマグネット６２に吸着される。シール
５２の存在により、軸受２０側へ落下する金属磨耗粉の
量が少なくなる。

【００１３】以上、本発明による旋回装置の遊星歯車式
減速機の一実施例について説明したが、本発明は前記実
施例に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱す
ることなく種々の変形あるいは修正が可能である。例え
ば前記実施例における遊星歯車式減速機においては、キ
ャリア４４の揺動を防止するための軸受５０、及び、潤
滑油中の金属磨耗粉を除去するための、シール取付リン
グ５４、シール５２、貫通孔５６及び５８、マグネット
プラグ６０等、を備えているが、これらを単独で適用す
ることも自由である（例えば、軸受５０のみを適用した
旋回装置の遊星歯車式減速機、あるいはシール取付リン
グ５４、シール５２、貫通孔５６及び５８、マグネット
プラグ６０のみを適用した旋回装置の遊星歯車式減速
機）。また前記実施例においては、遊星歯車減速装置３
０は、第１段目の遊星歯車減速機構３２と第２段目の遊
星歯車減速機構３４からなるが、３段以上の遊星歯車減
速機構を備えた遊星歯車減速装置においても本発明は適
用されることは容易に理解されよう。更にシール５２は
シール取付リング５４を介して下ケース６の内周面に装
着されているが、下ケース６の内周面に直接装着しても
よい。シール５２の上端面は平坦であっても成立するが
傾斜しているほうが好ましい。軸受５０は下ケース６の
内周面に圧入してもよい。

【００１４】

【発明の効果】本発明に従って構成された旋回装置の遊
星歯車式減速機によれば次のような効果が達成される。 （１）出力軸の軸振れに起因するキャリアの揺動を防止
することができるので、各遊星歯車減速機構の各ギヤ間
における噛み合い歯当たりの正常な噛み合いが保持さ
れ、各ギヤの寿命が長くなる。 （２）潤滑油中の金属磨耗粉の滞留・沈澱を防止するこ
とができるので、かき揚げられたり攪拌される金属磨耗
粉の量が少なくなり、各ギヤあるいは軸受手段等の寿命
が長くなる。またオイルシールの損傷が防止され、ケー
ス内の潤滑油の流出も防止されるので、ケース内の潤滑
油量は十分確保され、各ギヤ部、あるいは軸受部におけ
る焼付き、損傷等の不具合が防止される。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明に従って改良された旋回装置の
遊星歯車式減速機の一実施例を示す断面図。

【図２】図２は、図１のＡ部を拡大して示す図。

【図３】図３は、従来の旋回装置の遊星歯車式減速機の
断面図。

【符号の説明】

２ 上部旋回体 ４ ケース ６ 下ケース １２ リングギヤ １４ 油圧モータ １６ 入力軸 １８ 出力軸 ２４ ピニオンギヤ ２６ リングギヤ ３０ 遊星歯車式減速装置 ３２ 第１段目の遊星歯車減速機構 ３４ 第２段目の遊星歯車減速機構 ４４ キャリア ５０ 軸受 ５２ シール ５６及び５８ 貫通孔 ６０ マグネットプラグ ６２ マグネット

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下部走行体に旋回自在に支持された上部
   旋回体に設けられたケースと、該ケース内上部に配置さ
   れかつ駆動源により回転駆動される入力軸と、該ケース
   の下方側に軸受手段により回転自在に支持されかつ該ケ
   ースの下端から下方に突出した下端にピニオンギヤが設
   けられた出力軸と、該ケース内上部に配置されかつ該入
   力軸に駆動連結された第１段目の遊星歯車減速機構及び
   該出力軸に駆動連結された第Ｎ段目の遊星歯車減速機構
   を含む遊星歯車減速装置と、該下部走行体に設けられた
   リングギヤに噛み合わされた該ピニオンギヤとを備えた
   旋回装置の遊星歯車式減速機において、 該第Ｎ段目の遊星歯車減速機構は該出力軸の上端に駆動
   連結されたキャリアを有し、該キャリアの外周面と該外
   周面に対向する該ケースの内周面との間には軸受が配設
   されていることを特徴とする旋回装置の遊星歯車式減速
   機。
2. 【請求項２】 該軸受の上部位置において、該キャリア
   の外周面と該外周面に対向する該ケースの内周面との間
   には環状のシールが配設され、該シールの上端面に沿っ
   た半径方向外方への延長上の位置における該ケースに
   は、一端が該ケースの該内周面に開口し他端が該ケース
   の外周面に開口する複数の貫通孔が設けられ、該貫通孔
   の各々にはマグネットプラグが着脱自在に装着されてい
   る、請求項１記載の旋回装置の遊星歯車式減速機。
3. 【請求項３】 該シールの外周部は該ケースの内周面側
   に装着され、該シールの内周部は該キャリアの外周面に
   接触され、該シールの該上端面は該内周部が高く該外周
   部が低くなるように傾斜している、請求項２記載の旋回
   装置の遊星歯車式減速機。
4. 【請求項４】 下部走行体に旋回自在に支持された上部
   旋回体に設けられたケースと、該ケース内上部に配置さ
   れかつ駆動源により回転駆動される入力軸と、該ケース
   の下方側に軸受手段により回転自在に支持されかつ該ケ
   ースの下端から下方に突出した下端にピニオンギヤが設
   けられた出力軸と、該ケース内上部に配置されかつ該入
   力軸に駆動連結された第１段目の遊星歯車減速機構及び
   該出力軸に駆動連結された第Ｎ段目の遊星歯車減速機構
   を含む遊星歯車減速装置と、該下部走行体に設けられた
   リングギヤに噛み合わされた該ピニオンギヤとを備えた
   旋回装置の遊星歯車式減速機において、 該第Ｎ段目の遊星歯車減速機構は該出力軸の上端に駆動
   連結されたキャリアを有し、該軸受手段の上部位置にお
   いて、該キャリアの外周面と該外周面に対向する該ケー
   スの内周面との間には環状のシールが配設され、該シー
   ルの上端面に沿った半径方向外方への延長上の位置にお
   ける該ケースには、一端が該ケースの該内周面に開口し
   他端が該ケースの外周面に開口する複数の貫通孔が設け
   られ、該貫通孔の各々にはマグネットプラグが着脱自在
   に装着されていることを特徴とする旋回装置の遊星歯車
   式減速機。
5. 【請求項５】 該シールの外周部は該ケースの内周面側
   に装着され、該シールの内周部は該キャリアの外周面に
   接触され、該シールの該上端面は該内周部が高く該外周
   部が低くなるように傾斜している、請求項４記載の旋回
   装置の遊星歯車式減速機。
6. 【請求項６】 該シールの下部位置において、該キャリ
   アの外周面と該外周面に対向する該ケースの内周面との
   間には軸受が配設されている、請求項４記載の旋回装置
   の遊星歯車式減速機。