(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心部にドライブシャフトが回転可能に貫通される中心孔を有したアクスルハウジングと、
一対のホイールベアリングを介して前記アクスルハウジングの外周部に回転可能に配設したホイールハブと、
前記アクスルハウジングの開口端部を覆う態様で前記ホイールハブに設けた減速機収容室と、
前記減速機収容室の内部に構成し、前記ドライブシャフトの回転を減速して前記ホイールハブに伝達する歯車減速機と、
前記アクスルハウジング及び前記ホイールハブの間に構成したブレーキ室に収容し、前記アクスルハウジングに対する前記ホイールハブの回転に制動を加えるように作動する湿式型のブレーキ機構と
を備えた動力伝達装置であって、
前記ブレーキ室は、前記アクスルハウジングにブレーキカバー部材を設けることにより前記ホイールハブの外周部に構成したものであり、
前記ブレーキカバー部材と前記ホイールハブとの間に第１のフローティングシールを配設するとともに、前記アクスルハウジングにおいて前記減速機収容室に臨む開口端部と前記ホイールハブとの間に第２のフローティングシールを配設することにより、前記ブレーキ室及び前記一対のホイールベアリングを含む潤滑空間を構成し、
前記ブレーキ機構及び前記第１のフローティングシールは、いずれもドライブシャフトの中心軸に沿った方向において前記１対のホイールベアリングの相互間に配置されており、
前記潤滑空間に対してオイルフィルタを備えた油の循環通路を接続したことを特徴とする動力伝達装置。
【請求項２】
前記第１のフローティングシール及び前記第２のフローティングシールは、前記ホイールベアリングよりも外周となる位置に配設されていることを特徴とする請求項１に記載の動力伝達装置。
【請求項３】
前記第１のフローティングシール及び前記第２のフローティングシールは、前記ドライブシャフトの中心軸から互いに半径が等しい２位置に配設されていることを特徴とする請求項１に記載の動力伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダンプトラック等、車輪を回転させて走行する作業車両を適用対象とした動力伝達装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の動力伝達装置としては、アクスルハウジングの外周部にホイールベアリングを介してホイールハブを回転可能に配設したものが一般的である。アクスルハウジングの中心孔には、アクスルハウジングと相対回転できるようにドライブシャフトが配設されている。ドライブシャフトとホイールハブとの間には、ドライブシャフトの回転を減速してホイールハブに伝達する歯車減速機が設けられている。この動力伝達装置では、エンジンや電動モータ等の駆動源の駆動によってドライブシャフトが回転すると、歯車減速機を介してホイールハブが回転し、ホイールハブに取り付けられた車輪によって作業車両を走行させることが可能となる。【０００３】
一方、アクスルハウジングとホイールハブとの間には、ブレーキ室が設けられている。ブレーキ室は、アクスルハウジングとホイールハブとの間に構成された湿式多板型のブレーキ機構が収容される空間である。ブレーキ機構は、作動した場合にアクスルハウジングに対するホイールハブの回転に制動を加えるものであり、走行中の作業車両を減速させることが可能となる。【０００４】
ブレーキ機構としては、冷却効果を考慮し、発熱源となる摩擦プレート及びメーティングプレートを油に浸漬した湿式のものが多く適用されている（例えば特許文献１参照）。この従来技術では、ブレーキ機構を収容するブレーキ室と、ホイールベアリングを含む空間との間にフローティングシールを配設することによって二つの空間を分断する一方、歯車減速機を収容する減速機収容室と、ホイールベアリングを含む空間とを連通し、減速機収容室に貯留された油によってホイールベアリングの潤滑を図るようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開昭４８−１０３７８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、歯車減速機を収容する減速機収容室では、歯車の噛み合いによって発生した摩耗粉が油に混入するおそれがある。このため、特許文献１に記載の動力伝達装置にあっては、ホイールベアリングの長寿命化を図る場合、減速機収容室の油を頻繁に交換する必要があり、保守作業が煩雑化する。【０００７】
本発明は、上記実情に鑑みて、保守作業の煩雑化を伴うことなくホイールベアリングの長寿命化を図ることのできる動力伝達装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明に係る動力伝達装置は、中心部にドライブシャフトが回転可能に貫通される中心孔を有したアクスルハウジングと、一対のホイールベアリングを介して前記アクスルハウジングの外周部に回転可能に配設したホイールハブと、前記アクスルハウジングの開口端部を覆う態様で前記ホイールハブに設けた減速機収容室と、前記減速機収容室の内部に構成し、前記ドライブシャフトの回転を減速して前記ホイールハブに伝達する歯車減速機と、前記アクスルハウジング及び前記ホイールハブの間に構成したブレーキ室に収容し、前記アクスルハウジングに対する前記ホイールハブの回転に制動を加えるように作動する湿式型のブレーキ機構とを備えた動力伝達装置であって、前記ブレーキ室及び前記一対のホイールベアリングを含む潤滑空間と前記減速機収容室との間にフローティングシールを配設し、前記潤滑空間に対してオイルフィルタを備えた油の循環通路を接続したことを特徴とする。【０００９】
また、本発明は、上述した動力伝達装置において、前記ホイールベアリングよりも外周となる位置に前記フローティングシールを配設したことを特徴とする。【００１０】
また、本発明は、上述した動力伝達装置において、前記ドライブシャフトの中心軸から互いに半径が等しい２位置に前記フローティングシールを配設したことを特徴とする。【００１１】
また、本発明に係る動力伝達装置は、中心部にドライブシャフトが回転可能に貫通される中心孔を有したアクスルハウジングと、一対のホイールベアリングを介して前記アクスルハウジングの外周部に回転可能に配設したホイールハブと、前記アクスルハウジングの開口端部を覆う態様で前記ホイールハブに設けた減速機収容室と、前記減速機収容室の内部に構成し、前記ドライブシャフトの回転を減速して前記ホイールハブに伝達する歯車減速機と、前記アクスルハウジング及び前記ホイールハブの間に構成したブレーキ室に収容し、前記アクスルハウジングに対する前記ホイールハブの回転に制動を加えるように作動する湿式型のブレーキ機構とを備えた動力伝達装置であって、前記ブレーキ室は、前記アクスルハウジングにブレーキカバー部材を設けることにより前記ホイールハブの外周部に構成したものであり、前記ブレーキカバー部材と前記ホイールハブとの間に第１のフローティングシールを配設するとともに、前記アクスルハウジングにおいて前記減速機収容室に臨む開口端部と前記ホイールハブとの間に第２のフローティングシールを配設することにより、前記ブレーキ室及び前記一対のホイールベアリングを含む潤滑空間を構成し、前記潤滑空間に対してオイルフィルタを備えた油の循環通路を接続したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ブレーキ室及びホイールベアリングを含む潤滑空間に対してオイルフィルタを備えた油の循環通路を接続するようにしている。このため、常に清浄化した油によってホイールベアリングを潤滑することができる。しかも、減速機収容空間と潤滑空間との間においては油の流通を遮断するようにしているため、歯車減速機で発生した摩耗粉がホイールベアリングの摺動面に混入するおそれがない。これらの結果、頻繁に油を交換する等の煩雑な保守作業を行うことなくホイールベアリングの長寿命化を図ることが可能となる。さらに、循環通路からの油が減速機収容空間に供給されないため、減速機の油に浸漬される部分が少なくなり、油の抵抗による歯車減速機の機械的ロスを最低限に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明の実施の形態である動力伝達装置を適用した作業車両を前方から見た図である。
【図２】図２は、図１に示した作業車両に適用する動力伝達装置の要部断面図である。
【図３】図３は、図２に示した動力伝達装置の要部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る動力伝達装置の好適な実施の形態について詳細に説明する。
【００１５】
図２は、本発明の実施の形態である動力伝達装置を示したものである。ここで例示する動力伝達装置は、図１に示すように、車輪１を回転させて走行する４輪ダンプトラックを適用対象とし、車体フレーム２に搭載された電動モータ３の回転を車輪１に伝達するためのものである。本実施の形態では特に、車輪１の直径が約４ｍあり、鉱山等のオフロードで岩石や土砂の運搬を行う大型のダンプトラックを例示している。電動モータ３は、個々の車輪１ごとに用意されたもので、ドライブシャフト４の中心軸Ｃが左右方向に沿う状態で車体フレーム２に搭載してある。以下、電動モータ３の回転を車輪１に伝達する動力伝達装置の構成について説明する。尚、動力伝達装置の構成としては、４輪すべてが共通であるため、以下ではそのうちの一つについてのみ説明を行う。
【００１６】
上述のダンプトラックに適用する動力伝達装置は、図１及び図２に示すように、アクスルハウジング１０を備えている。アクスルハウジング１０は、中心孔１１を有した筒状を成すもので、中心孔１１にドライブシャフト４を貫通させた状態で、アッパアーム５及びロアアーム６を介して車体フレーム２に取り付けてある。アッパアーム５及びロアアーム６は、基端部がそれぞれ車体フレーム２の前後方向に沿った枢軸５ａ，６ａを介して回転可能に取り付けられたもので、個々の先端部の間にアクスルハウジング１０の基端部を支持している。アッパアーム５と車体フレーム２との間には、緩衝器となるダンパシリンダ７が設けてある。
【００１７】
一方、アクスルハウジング１０の先端部には、図２及び図３に示すように、ホイールハブ２０が配設してある。ホイールハブ２０は、円筒状を成す回転支持部２１と、回転支持部２１の一端部から外周に向けて延在した円板状を成すハブ部２２とを有したものである。このホイールハブ２０は、ハブ部２２をアクスルハウジング１０の先端部側に配置し、回転支持部２１の内周面とアクスルハウジング１０の外周面との間に一対のホイールベアリング３１，３２を介在させることにより、ドライブシャフト４の中心軸Ｃを中心として回転可能となるようにアクスルハウジング１０の外周部に支持してある。
【００１８】
ホイールベアリング３１，３２は、それぞれ複数のテーパローラを備えて構成したものである。尚、以下においては便宜上、２つのホイールベアリング３１，３２を区別する場合、アクスルハウジング１０の先端部側（図２において右側）に配置したものを第１ホイールベアリング３１と称し、アクスルハウジング１０の基端部側（図２において左側）に配置したものを第２ホイールベアリング３２と称することとする。
【００１９】
ホイールハブ２０のハブ部２２には、車輪１が取り付けてある。車輪１は、ホイール１ａの外周部にタイヤ１ｂを装着することによって構成したもので、多数のボルト１ｃによりホイール１ａを介してハブ部２２の外周部に締結してある。
【００２０】
また、この動力伝達装置では、ホイールハブ２０とドライブシャフト４との間に終減速機（歯車減速機）４０が設けてある。終減速機４０は、ドライブシャフト４の回転を減速してホイールハブ２０に伝達するもので、複数の歯車によって構成してある。本実施の形態では、ドライブシャフト４とホイールハブ２０との間に２組の遊星歯車機構を直列に接続することによって終減速機４０が構成してある。
【００２１】
具体的には、ドライブシャフト４にスプライン結合させた第１サンギヤ４１と、リングギヤハブ４２を介してアクスルハウジング１０の内周面にスプライン結合した第１リングギヤ４３と、これら第１サンギヤ４１及び第１リングギヤ４３のそれぞれに歯合するように設けた複数の第１プラネタリギヤ４４とを備えて第１遊星歯車機構４５が構成してある。第２遊星歯車機構４６は、ドライブシャフト４の先端部に回転可能に支持させた第２サンギヤ４７と、第１リングギヤ４３に設けた第２リングギヤ４８と、これら第２サンギヤ４７及び第２リングギヤ４８のそれぞれに歯合するように設けた複数の第２プラネタリギヤ４９とを備えて構成してある。第１遊星歯車機構４５の第１プラネタリキャリヤ４４Ａは、第１プラネタリギヤ４４の回転軸を回転可能に支持するとともに、その内周部に設けた歯部を介して第２サンギヤ４７に歯合している。第２遊星歯車機構４６の第２プラネタリキャリヤ４９Ａは、第２プラネタリギヤ４９の回転軸を回転可能に支持するとともに、その外周部に設けたリングプレート５０を介してホイールハブ２０のハブ部２２に取り付けてある。リングプレート５０は、終減速機４０の外周部を覆う大きさの円筒状を成すもので、第２プラネタリキャリヤ４９Ａの端面に設けたカバープレート５１及びホイールハブ２０のハブ部２２との間に減速機収容室５２を構成している。減速機収容室５２は、アクスルハウジング１０の開口端部を覆うように設けた密閉空間であり、その内部に終減速機４０を収容している。図には明示していないが、この減速機収容室５２には、終減速機４０を構成する多数のギヤの潤滑を図るため、油が貯留してある。油の貯溜量は、それぞれのギヤの潤滑を図り、かつ油の抵抗による機械的ロスを最小限に抑えることのできるように設定してある。
【００２２】
この終減速機４０では、第１遊星歯車機構４５の第１リングギヤ４３及び第２遊星歯車機構４６の第２リングギヤ４８がいずれもリングギヤハブ４２を介してアクスルハウジング１０に歯合しているため、ドライブシャフト４によって第１サンギヤ４１が回転した場合、第１プラネタリギヤ４４が自転しながら第１サンギヤ４１の周囲を公転し、第１プラネタリキャリヤ４４Ａを介して第２サンギヤ４７が回転する。第２サンギヤ４７が回転すると、第２プラネタリギヤ４９が自転しながら第２サンギヤ４７の周囲を公転し、第２プラネタリキャリヤ４９Ａが回転するため、リングプレート５０を介してホイールハブ２０が回転することになる。
【００２３】
また、ホイールハブ２０の回転支持部２１とアクスルハウジング１０との間には、ブレーキ室６０が設けてある。ブレーキ室６０は、アクスルハウジング１０において第２ホイールベアリング３２よりも基端部側となる部分の外周面に取付フランジ１２を形成し、さらに取付フランジ１２にブレーキカバー部材６１を取り付けることにより構成した環状の空所である。ブレーキカバー部材６１は、ホイールハブ２０の回転支持部２１を取り囲むように配置される筒状部６１ａと、筒状部６１ａの両端面からそれぞれ回転支持部２１の外周面に近接する方向に向けて延在する一対のプレート部６１ｂとを備えたもので、一方のプレート部６１ｂを介して取付フランジ１２に取り付けてある。
【００２４】
このブレーキ室６０には、ブレーキ機構７０が収容してある。ブレーキ機構７０は、ブレーキピストン７１と、交互に重ね合わせた複数の摩擦プレート７２及び複数のメーティングプレート７３とを備えて構成してある。ブレーキピストン７１は、図には明示していないが、圧力室に制動用の油が供給された場合に作動し、ドライブシャフト４の中心軸Ｃに沿って進出移動するものである。摩擦プレート７２及びメーティングプレート７３は、互いに圧接した場合に相互間の大きな摩擦力が作用するものである。摩擦プレート７２は、内周面を介してホイールハブ２０の回転支持部２１に歯合し、メーティングプレート７３は、外周面を介してブレーキカバー部材６１の筒状部６１ａに歯合した状態にある。
【００２５】
このブレーキ機構７０では、ブレーキピストン７１の圧力室に制動用の油が供給されていない場合、図示せぬリターンスプリングによってブレーキピストン７１が退行しており、メーティングプレート７３に対して摩擦プレート７２が回転可能な状態にある。従って、ホイールハブ２０に外力を加えれば、アクスルハウジング１０に対してホイールハブ２０を回転させることが可能である。
【００２６】
これに対してブレーキピストン７１の圧力室に制動用の油を供給すると、ブレーキピストン７１が進出移動し、摩擦プレート７２とメーティングプレート７３とが互いに圧接された状態となる。この結果、摩擦プレート７２とメーティングプレート７３との間に作用する摩擦力により、アクスルハウジング１０に対するホイールハブ２０の回転に制動が加えられる。
【００２７】
さらに、この動力伝達装置には、ブレーキ室６０及び一対のホイールベアリング３１，３２を含むように潤滑空間８０が構成してあるとともに、この潤滑空間８０に油を供給するための循環通路９０が設けてある。潤滑空間８０は、アクスルハウジング１０とホイールハブ２０との間の２位置にフローティングシール８１，８２を配設することによって構成した密封空間である。
【００２８】
本実施の形態では、ホイールハブ２０の外周部においてブレーキカバー部材６１のプレート部６１ｂと、ホイールハブ２０に設けた第１ハブ用ベアリングホルダ８３との間に第１のフローティングシール８１が設けてあり、第２のフローティングシール８２は、アクスルハウジング１０の開口端面に設けたアクスル用ベアリングホルダ８４と、ホイールハブ２０のハブ部２２に設けた第２ハブ用ベアリングホルダ８５との間に設けてある。第１ハブ用ベアリングホルダ８３は、ホイールハブ２０のハブ部２２から回転支持部２１の外周面に沿って延在し、先端部がブレーキカバー部材６１のプレート部６１ｂに近接するように設けた筒状部材である。アクスル用ベアリングホルダ８４は、アクスルハウジング１０の開口端面から外周方向に向けて延在したもので、その外周部が第１ホイールベアリング３１を超えてホイールハブ２０のハブ部２２に対向している。第２ハブ用ベアリングホルダ８５は、ハブ部２２の端面に取り付けたもので、ドライブシャフト４の中心軸Ｃからの距離が第１ハブ用ベアリングホルダ８３と等しくなるように設けてある。すなわち、アクスル用ベアリングホルダ８４と第２ハブ用ベアリングホルダ８５との間に設けた第２のフローティングシール８２は、第１のフローティングシール８１と内径が等しいものであり、かつ終減速機４０を収容する減速機収容室５２との間との油の流通を遮断するものである。
【００２９】
循環通路９０は、油圧ポンプ９１の駆動により油タンク９２に貯留された油を潤滑空間８０に供給する供給通路部９３と、潤滑空間８０の油を油タンク９２に返還する排出通路部９４とを備えたものである。より具体的に説明すると、循環通路９０の供給通路部９３は、潤滑空間８０においてアクスルハウジング１０の取付フランジ１２と第２ホイールベアリング３２とによって囲まれる部位に油を供給するように接続してある。図３からも明らかなように、この供給通路部９３には、オイルクーラ９５及びオイルフィルタ９６が設けてある。循環通路９０の排出通路部９４は、ブレーキ室６０においてブレーキカバー部材６１のプレート部６１ｂとメーティングプレート７３とによって囲まれる部位の油を排出するように接続してある。
【００３０】
上記のように構成した動力伝達装置では、電動モータ３が駆動してドライブシャフト４が回転すると、終減速機４０を介してホイールハブ２０が回転することになり、車輪１によって作業車両を走行させることが可能となる。作業車両が走行中においては、終減速機４０を構成するギヤの回転によって減速機収容室５２に貯留された油が撹拌され、各部の潤滑が図られる。
【００３１】
一方、ブレーキピストン７１の圧力室に制動用の油を供給すれば、摩擦プレート７２とメーティングプレート７３との間に作用する摩擦力により、アクスルハウジング１０に対するホイールハブ２０の回転に制動が加えられるため、例えば走行中の作業車両を減速させることが可能となる。この間、循環通路９０を通じて潤滑空間８０に順次油が循環供給されるため、ブレーキ機構７０の冷却が図られる。さらに、この動力伝達装置によれば、ホイールベアリング３１，３２も潤滑空間８０に含まれるため、循環通路９０から循環供給される油によって潤滑されることになる。
【００３２】
ここで、ブレーキ機構７０を通過した後の油にはブレーキダストが混入するおそれがある。しかしながら、潤滑空間８０の油は、常にオイルフィルタ９６によって清浄化され、さらにはオイルクーラ９５によって冷却されるため、ホイールベアリング３１，３２の寿命に影響を与えることなくブレーキ機構７０の冷却を図ることができる。また、潤滑空間８０は、第２のフローティングシール８２によって減速機収容室５２とは油の流通が遮断されているため、終減速機４０で発生した摩耗粉が混入するおそれがない。これらの結果、頻繁に油を交換する等の煩雑な保守作業を行うことなくホイールベアリング３１，３２の長寿命化を図ることが可能となる。
【００３３】
しかも、第２のフローティングシール８２によって潤滑空間８０からは油の流通が遮断された減速機収容室５２には、循環通路９０から油が供給されることがない。従って、油に浸漬される部分が少なくなり、油の抵抗による終減速機４０の機械的ロスを最低限に抑えることができる。
【００３４】
尚、上述した実施の形態では、鉱山等のオフロードで用いる大型のダンプトラックを適用対象として例示しているが、必ずしも大型のダンプトラックに限らず、その他の作業車両に対しても動力伝達装置として適用することが可能である。
【００３５】
また、上述した実施の形態では、ホイールベアリング３１，３２よりも外周となる位置にフローティングシール８１，８２を配設するようにしているため、径方向においてホイールベアリング３１，３２とフローティングシール８１，８２とをオーバーラップさせることができ、ドライブシャフト４の中心軸Ｃに沿った寸法の長大化を抑えることが可能となる。しかしながら、フローティングシール８１，８２は必ずしもホイールベアリング３１，３２よりも外周に設ける必要はない。
【００３６】
さらに、上述した実施の形態では、ドライブシャフト４の中心軸Ｃから互いに半径が等しい２位置にフローティングシール８１，８２を配設しているため、潤滑空間８０に供給した油によってホイールハブ２０に生じるスラスト力がキャンセルされることになり、ホイールベアリング３１，３２の長寿命化に寄与することができる。しかしながら、本発明は必ずしも半径の等しいフローティングシール８１，８２を用いる必要はない。
【符号の説明】
【００３７】
４    ドライブシャフト
１０    アクスルハウジング
１１    中心孔
２０    ホイールハブ
３１，３２    ホイールベアリング
４０    終減速機
５２    減速機収容室
６０    ブレーキ室
７０    ブレーキ機構
８０    潤滑空間
８１，８２    フローティングシール
９０    循環通路
９６    オイルフィルタ
Ｃ    ドライブシャフトの中心軸
【図１】
0006453880.tif 000002
【図２】
0006453880.tif 000003
【図３】
0006453880.tif 000004