车轮驱动装置及叉车的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种车轮驱动装置及叉车，其确保驱动叉车车轮的车轮驱动装置的维护性或者提高其它设备的配置自由度。车轮驱动装置(10)分别设置于叉车的左右车轮，并驱动各车轮。各车轮驱动装置(10)在叉车的车体内侧具备制动器(14)。制动器(14)具有制动轴(70)、摩擦板(78A、78B)、及制动罩(58)。制动罩(58)在保持车轮驱动装置(10)安装于车体的状态下能够从车轮驱动装置卸下。摩擦板(78A、78B)以沿轴向可移动的方式组装于制动轴(70)，并在卸下制动罩(58)的状态下，使摩擦板(78A、78B)沿制动轴(70)向轴向车体内侧滑动，由此能够在保持车轮驱动装置(10)安装于车体的状态下从车轮驱动装置卸下所述固定摩擦板及旋转摩擦板。
【专利说明】车轮驱动装置及叉车
[0001]本申请主张基于2013年9月27日申请的日本专利申请第2013-201795号的优先权。该日本申请的全部内容通过参考援用于本说明书中。
【技术领域】
[0002]本发明涉及一种车轮驱动装置以及具有车轮驱动装置的叉车。
【背景技术】
[0003]在驱动叉车等工作车辆的车轮的车轮驱动装置中，已知有在车轮的轮轴上一体安装减速机、马达及制动机构的装置(例如，专利文献I)。
[0004]专利文献1:日本特开2012-182917号公报
[0005]在叉车的车轮驱动装置中存在如下要求:确保车轮驱动装置本身的维护性或者提高车体下部的其它设备的配置自由度。
【发明内容】
[0006]本发明是鉴于这种情况而完成的，其目的在于提供一种如下技术:确保驱动叉车车轮的车轮驱动装置的维护性或者提高其它设备的配置自由度。
[0007]本发明的一种实施方式为，具有分别设置于左右车轮并驱动各车轮的车轮驱动装置的叉车。各车轮驱动装置在叉车的车体内侧具备制动器，制动器具有制动轴、摩擦板、及制动罩。制动罩在保持车轮驱动装置安装于车体的状态下能够从车轮驱动装置卸下。摩擦板以沿轴向可移动的方式组装于制动轴，并在卸下制动罩的状态下，使所述摩擦板沿制动轴向轴向车体内侧进行滑动，由此能够在保持车轮驱动装置安装于车体的状态下从车轮驱动装置卸下所述摩擦板。
[0008]根据该方式，在每个车轮上设置车轮驱动装置的叉车中，车轮驱动装置设为使车体内侧对向配置的车轮驱动装置的后端彼此之间确保有适当空间的轴向长度，能够在保持车轮驱动装置安装于车体的状态下进行制动罩或摩擦板的检查和更换。
[0009]本发明的另一种实施方式为驱动叉车车轮的车轮驱动装置。车轮驱动装置具备马达，马达具有以分布式绕组方式卷绕的线圈，线圈的线圈端部沿轴向压缩整形。
[0010]根据该方式，与以往的车轮驱动装置相比，能够缩短马达的轴向长度。因此，将车轮驱动装置安装于叉车的车体时，提高叉车的车体下部的其它设备的配置自由度或者提高维护性。
[0011]另外，将以上构成要件的任意组合和本发明的构成要件及表现在方法、装置、及系统等之间彼此替换的技术也作为本发明的方式仍然有效。
[0012]根据本发明，能够确保驱动叉车车轮的车轮驱动装置的维护性或者提高其它设备的配置自由度。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是将比较例所涉及的叉车的车轮驱动装置以包含中心轴的铅垂面进行剖切时的剖视图。
[0014]图2是将本发明的一种实施方式所涉及的叉车的车轮驱动装置以包含中心轴的铅垂面进行剖切时的剖视图。
[0015]图3(a)?图3(c)是在图2的保持车轮驱动装置安装于叉车的车体的状态下卸下制动罩的状态的图。
[0016]图中:4-车轮，10-车轮驱动装置，12-马达，14-制动机构，20-驻车制动装置，58-制动罩，60-后部外壳，64-定子，68A-线圈端部，69-电源线，70-转子轴(制动轴)，78A-固定摩擦板，78B-旋转摩擦板，100-叉车，Dl、D2-线圈端部。
【具体实施方式】
[0017]图1是将比较例所涉及的车轮驱动装置I的一部分以包含其中心轴的铅垂面进行剖切时的剖视图，图2是将本发明的一种实施方式所涉及的车轮驱动装置10的一部分以包含其中心轴的铅垂面进行剖切时的剖视图。除另有说明外，以下说明适用于车轮驱动装置1、10 二者。
[0018]车轮驱动装置1、10是将减速机(未图示)、马达12、湿式多片式制动机构14及驻车制动装置20 —体化的装置，且用于驱动包括叉车在内的工作车辆的车轮。
[0019]车轮驱动装置1、10可以分别设置于叉车的左右车轮，也可以通过设置差动齿轮而以一个车轮驱动装置驱动左右车轮。参考图3(a)?图3(c)对前者的结构进行后述。
[0020]马达12是具备均由层压钢板构成的定子64及转子66的IPM(Inter1r PermanentMagnet)同步电动机。在转子66的层压钢板上形成有多个沿轴向延伸的空隙66A，在该空隙内埋入有永久磁铁76A、76B。转子内埋入有永久磁铁的IPM马达的效率高于转子的表面上贴有永久磁铁的SPM(Surface Permanent Magnet)马达。构成转子66的层压钢板通过铆接被一体化，且通过键92与转子轴70 —体化。另外，还可以不通过铆接而通过螺栓或粘接被一体化。转子轴70的后部侧(图1的左侧)经由轴承82旋转自如地支承于从后部外壳60(图2中为60’)向内侧延伸的延出部60A。
[0021]转子轴70的前端侧(图的右侧)与任意结构的减速机的输入轴连结或者与车轮等负载直接连结。
[0022]定子64固定于前部外壳59。在定子64的多个槽中分别插入绝缘纸，并且用于形成磁场的线圈横跨槽以规定次数卷绕。用于卷绕线圈的折回部分在图1的比较例的车轮驱动装置I中作为线圈端部C1、C2，且在图2的实施方式所涉及的车轮驱动装置10中作为线圈端部Dl、D2，分别从定子64的两端沿轴向突出。
[0023]虽然未图示，但在与转子66对置的定子64的内周面形成有以改善电压波形或降低齿槽转矩为目的的、由槽的开口部构成的偏斜。另外，也可以不在定子64而在与定子64对置的转子66的外周面上形成偏斜，或者也可以在定子64的内周面及转子66的外周面这两者上形成偏斜。在后者的情况下，定子与转子的偏斜的扭转方向相同。
[0024]在转子66的轴向两端面分别安装有端板72、74，该端板用于防止埋入于转子内的永久磁铁76A、76B在旋转时掉落。端板例如为不锈钢或铝制。另外，端板并不限定于铝制，只要是非磁性体即可，例如可以是树脂制。
[0025]在转子轴70的内部形成有沿轴向延伸的中空部90。中空部90的负载相反侧(左侦U端部通过开口部96与外壳59、60(图2中为60’)内的空间80L连通，在中空部90的负载侧(右侧)端部例如插入有未图不的减速机的输入轴。
[0026]制动机构14在马达12的后部与马达同轴配置，且对马达的转子轴70的旋转进行制动。制动机构14具备多片式制动部78，该多片式制动部容纳于卷绕在定子64上的线圈的线圈端部C2或D2的半径方向内侧且具有多个摩擦板。多片式制动部78的摩擦板由多个(图示的例子中为5个)固定摩擦板78A及多个(图示的例子中为4个)旋转摩擦板78B构成。
[0027]固定摩擦板78A在以堵塞后部外壳60(图2中为60’)的后端的方式配置的第2制动活塞84与后部外壳60的延出部60A之间，通过未图示的贯穿销沿圆周方向固定，并且能够沿贯穿销在轴向上移动。
[0028]另一方面，旋转摩擦板78B组装于与转子66 —体旋转的转子轴(也为制动轴)70侦牝能够与转子轴70—体旋转。在转子轴70的外周沿轴向形成有花键70B，旋转摩擦板78B的内周端与花键70B卡合。由此，旋转摩擦板78B经由花键70B沿圆周方向与转子轴70 —体化，并且可沿转子轴70的轴向移动。在旋转摩擦板78B的表面粘接有摩擦片。
[0029]第I制动活塞40被配置成在形成于制动罩58内的缸体48内滑动，所述制动罩安装于后部外壳60 (图2中为60’)的后端。缸体48经由油路86及制动软管88与液压机构连通，根据制动操作从液压机构向缸体48内供给压力油。第I制动活塞40与缸体48之间，通过3个密封件42、44、46，相对于马达内部的空间80L及驻车制动装置20侧密封。
[0030]第2制动活塞84配置在制动罩58的右端面58A与多片式制动部78之间，以便当第I制动活塞40移动时与第I制动活塞的右端面抵接而联动移动。在第2制动活塞84的右端形成有抵接面84A，所述抵接面根据制动操作与位于最左端的固定摩擦板78A抵接。
[0031]在第2制动活塞84与形成于后部外壳60的内周的肩部之间夹装有使第2制动活塞84向左侧施力的复位弹簧85。
[0032]马达12及制动机构14均为湿式结构。马达12及制动机构14的内部空间为密封的连续空间，在该空间内封入冷却液，冷却液可在空间内流动。该冷却液不仅对马达12的转子66及定子64进行冷却，还同时发挥马达内的轴承及滑动部的润滑油的作用。本实施方式中，在外壳59、60内封入当中心轴成水平状态时马达12的轴承82的一部分被浸溃的程度的量的冷却液。
[0033]另外，冷却液并不限定于润滑油，也可以是纯粹以冷却为目的的物质。并且，若马达及制动机构的一部分被浸溃，则也可以在与外部容器或导管之间使用泵等使冷却液进行循环，以此来代替将冷却液封入空间内。
[0034]接着，对制动机构14的制动作用进行说明。
[0035]根据规定的制动控制，从液压机构经由油路86向缸体48内供给压力油，第I制动活塞40在缸体48内向负载侧(图中的右方向)移动。与之相对应，第2制动活塞84也向右方向移动，抵接面84A沿轴向按压位于最左端的固定摩擦板78A。其结果，多个固定摩擦板78A与旋转摩擦板78B依次强力接触。如上述，固定摩擦板78A经由贯穿销沿圆周方向固定，旋转摩擦板78B经由组装于转子轴70的花键70B沿圆周方向与转子轴70 —体化。因此，固定摩擦板78A与旋转摩擦板78B经由粘接于旋转摩擦板78B的摩擦片而强力接触，由此产生对转子轴70的制动作用。
[0036]若制动控制结束，则由于缸体48内的压力油的供给被停止，因此通过夹装在第2制动活塞84与后部外壳60的肩部之间的复位弹簧85的复原力，第2制动活塞84及第I制动活塞40返回到负载相反侧(图中的左方向)，各固定摩擦板78A恢复到原来的轴向位置。随之，旋转摩擦板78B也恢复到原来的轴向位置，固定摩擦板78A与旋转摩擦板78B的接触被解除从而制动作用消失。
[0037]在制动罩58的后端组装有驻车制动装置20。驻车制动装置20构成为利用制动机构14的多片式制动部78在车辆驻车时产生制动力。驻车制动装置20被盖16覆盖，制动拉索18通过形成于盖16的孔被引导至盖内。
[0038]若驾驶员操作未图示的驻车制动杆，则驻车制动装置20内的第I部件28、第2部件32经由制动拉索18进行动作，使第I制动活塞40的后端部向图中的右方向移动。其结果，与上述制动机构14的制动操作时相同，多个固定摩擦板78A与旋转摩擦板78B依次强力接触，从而产生对转子轴(制动轴)70的制动作用。
[0039]在叉车等工作车辆上安装车轮驱动装置时，车轮驱动装置一般配置在车轮的车体内侧。为了确保车轮驱动装置的维护性或提高在车体下部的其它设备的配置自由度，优选缩短车轮驱动装置的轴向长度。为了缩短车轮驱动装置，缩短马达的长度是有效的。
[0040]在图1所示的比较例的车轮驱动装置I中，在定子64上按分布式绕组卷绕线圈。一般，分布式绕组与集中式绕组的马达相比这种分布式绕组的马达的磁特性优异，但是另一方面存在线圈端部变长，不适于缩短马达的长度的问题。实际上，从图1可知，卷绕在定子64的线圈的线圈端部Cl、C2分别在前部外壳59、后部外壳60内占相当大的容积。
[0041]因此，在本实施方式所涉及的车轮驱动装置10中，如图2中的线圈端部Dl、D2所示，通过将线圈端部整形为在轴向压缩且向外径侧稍微突出，由此能够改善线圈端部变长之类的分布式绕组马达的短处。
[0042]更具体而言，例如，通过将截面为凹形且其内径大于线圈端部的夹具分别推压于定子两侧的线圈端部，由此压缩整形线圈端部。作为一例，在负载侧(图中的右侧)，相对于压缩前的线圈端部Cl的轴向长度30mm,压缩后的线圈端部Dl的轴向长度缩短至20mm。并且，在负载相反侧(图中的左侧)，相对于压缩前的线圈端部C2的轴向长度55mm，压缩后的线圈端部D2的轴向长度缩短至38mm。
[0043]缩短线圈端部的结果，能够采用轴向长度短于比较例的后部外壳60的后部外壳60’，能够缩短马达12的轴向长度。此外或代替此，也可以采用轴向长度短于比较例的前部外壳59的前部外壳。
[0044]若对线圈端部进行上述压缩整形，则线圈涂层有可能会损坏。然而，通常叉车用车轮驱动装置的马达以比较低的电压(例如交流电30?50V)驱动，因此线圈涂层的损坏几乎不会影响马达的性能。
[0045]与从负载侧引出电源线相比，通过安装于后部外壳的插头71从负载相反侧(制动器侧、车体内侧)引出与三相交流电源连接的线圈的3根电源线69，能够减小装置的轴向长度，并且电源线的处理也变得容易。并且，制动机构的配置也变得轻松。
[0046]并且，与相同输出功率的集中式绕组的马达相比，分布式绕组的马达中转子及定子的长度变短。因此，通过采用分布式绕组马达，因存在于转子与定子之间的间隙的冷却液而产生的搅拌损坏小于集中式绕组马达，从而提高马达的效率。此外，也能降低转子铁芯及定子铁芯的材料费。
[0047]参考图3(a)?(C)，对在保持图2所示的车轮驱动装置安装于叉车车体的状态下卸下制动罩的顺序进行说明。
[0048]图3(a)?图3(c)的上段是在叉车100 (仅表示一部分)的左右车轮4上分别设置有车轮驱动装置10的叉车的主视图，下段是其前方立体图。
[0049]车轮驱动装置10的外壳经由凸缘8固定于叉车100的车体侧结构。如上述，在车轮驱动装置10的车体内侧安装有驻车制动装置20。驻车制动装置20由于被盖16覆盖，因此在图3(a)中未示出。
[0050]本实施方式所涉及的车轮驱动装置10的轴向长度短于比较例的车轮驱动装置，因此在保持左右车轮驱动装置安装于车体的状态下，在两者的盖16彼此之间确保有用于插入工作人员的手或工具的充分的空间(参考图3(a))。
[0051]因此，如图3 (b)所示，能够在保持车轮驱动装置10安装于车体的状态下从车轮驱动装置卸下盖16。另外，如图3(c)所示，能够在保持车轮驱动装置10安装于车体的状态下通过卸下螺栓57 (参考图2)从车轮驱动装置卸下组装有驻车制动装置20的制动罩58。
[0052]如上述，制动机构14的固定摩擦板78A沿着未图示的贯穿销可在轴向上移动，并且，旋转摩擦板78B可沿着转子轴(制动轴)70的轴向移动。因此，在卸下制动罩58且卸下第2制动活塞84及复位弹簧85之后，通过使固定摩擦板78A及旋转摩擦板78B沿着转子轴(制动轴)70向轴向车体内侧滑动，从而能够在保持车轮驱动装置安装于车体的状态下从车轮驱动装置卸下固定摩擦板78A及旋转摩擦板78B。
[0053]另外，有时无需构成在保持车轮驱动装置安装于车体的状态下能够卸下制动罩58、固定摩擦板78A及旋转摩擦板78B的车轮驱动装置。即使无法卸下这些部件，也可以构成如下车轮驱动装置，即通过减小车轮驱动装置的轴向长度，在保持车轮驱动装置安装于车体的状态下能够检查制动(例如插入探针)。
[0054]由此，在车轮驱动装置安装于车体的状态下能够进行制动机构的部件检查(例如磨损的测量)、更换，因此提高制动机构的维护性。
[0055]如以上说明，根据本实施方式，通过将以分布式绕组方式卷绕的线圈的线圈端部在轴向上压缩整形，从而与比较例相比能够缩短马达甚至车轮驱动装置的轴向长度。
[0056]当车轮驱动装置分别设置于叉车的左右车轮时，与比较例相比能够确保更宽的车轮驱动装置的后端彼此之间的空间，因此提高配置于车轮驱动装置的后部的制动机构的维护性。
[0057]在使叉车的货叉升降的桅杆上采用耳轴结构时，需要在车轮驱动装置的外壳上设置耳轴配置部，因而存在装置的轴向长度与其他结构相比变长的问题。但是，根据本实施方式所涉及的车轮驱动装置，通过缩短马达的轴向长度，能够吸收采用耳轴结构而导致的轴向长度的增加量。
[0058]以上，对本发明的实施方式进行了说明。这些实施方式为例示，本领域的技术人员可理解这些各构成要素的组合可存在各种变形例，并且这种变形例也属于本发明的范围内。
[0059]实施方式中，对左右车轮上分别设置有车轮驱动装置的结构的叉车进行了说明。然而，本发明也能够适用于通过设置差动齿轮而用一个车轮驱动装置驱动左右车轮的结构的叉车。
[0060]在实施方式中，说明了制动机构与马达同轴配置的车轮驱动装置。然而，本发明也能够适用于制动机构与马达平行配置的结构的车轮驱动装置。此时，通过缩短车轮驱动装置的轴向长度，提高在叉车的车体下部的其它设备的配置自由度，或者提高维护性。
[0061]实施方式中，陈述了车轮驱动装置的马达及制动机构的内部空间为连续空间，在该空间内封入冷却液的情况。然而，本发明也能够适用于具有仅在马达的内部空间封入冷却液的结构的车轮驱动装置。另外，本发明也能够适用于具备未封入有冷却液的干式马达或干式制动机构的车轮驱动装置。并且，马达的形式也并不限定于IPM同步电动机，即使是SPM同步电动机或感应电动机也能够使用本发明。
[0062]在实施方式中，陈述了马达12的转子轴与制动机构14的制动轴为一体的情况，但转子轴与制动轴也可以是分体的。
【权利要求】
1.一种叉车，具有分别设置于左右车轮并驱动各车轮的车轮驱动装置，其特征在于， 各车轮驱动装置在叉车的车体内侧具备制动器， 所述制动器具有制动轴、摩擦板、及制动罩， 在保持车轮驱动装置安装于车体的状态下，所述制动罩能够从车轮驱动装置卸下，所述摩擦板以沿轴向可移动的方式组装于所述制动轴，并在卸下所述制动罩的状态下，使所述摩擦板沿所述制动轴向轴向车体内侧滑动，由此能够在保持车轮驱动装置安装于车体的状态下从车轮驱动装置卸下所述摩擦板。
2.根据权利要求1所述的叉车，其特征在于， 所述车轮驱动装置具有马达， 所述制动器在所述马达的后部与该马达同轴配置， 所述马达具有按分布式绕组卷绕的线圈，该线圈的线圈端部沿轴向压缩整形。
3.根据权利要求2所述的叉车，其特征在于， 所述马达浸溃于冷却液中。
4.根据权利要求2或3所述的叉车，其特征在于， 所述马达的电源线从制动器侧引出。
5.一种车轮驱动装置，其驱动叉车车轮，其特征在于， 所述车轮驱动装置具备马达， 所述马达具有以分布式绕组方式卷绕的线圈，该线圈的线圈端部沿轴向压缩整形。
6.根据权利要求5所述的车轮驱动装置，其特征在于 所述车轮驱动装置分别设置于左右车轮。
7.根据权利要求5或6所述的车轮驱动装置，其特征在于， 所述车轮驱动装置还具备在所述马达的后部与该马达同轴配置的制动器。
8.根据权利要求5?7中任一项所述的车轮驱动装置，其特征在于， 所述马达浸溃于冷却液中。
9.根据权利要求5?8中任一项所述的车轮驱动装置，其特征在于， 所述马达的电源线从车体内侧引出。
【文档编号】B60K7/00GK104512237SQ201410323940
【公开日】2015年4月15日 申请日期:2014年7月8日 优先权日:2013年9月27日
【发明者】山本泰三, 守谷幸次, 石塚正幸 申请人:住友重机械工业株式会社