(57)【要約】【課題】主要熱源付近の冷却を行うことができる金属ガスケット及びホイール式建設機械の提供。【解決手段】本発明は、ケーシングを形成するアクスルボディ１１とアクスルチューブ１２を有しており、内部にホイール６を回転させる回転軸１７、この回転軸１７に接続された遊星歯車機構４０、及び回転軸１７を制動するブレーキ装置３０が収納されたホイールローダ１のアクスル装置１０に備えられ、アクスルボディ１１とアクスルチューブ１２の接合部のシーリングを行う金属ガスケット５０であって、ブレーキ装置３０の発熱箇所の近傍に配置された受熱部５２と、受熱部５２に連設されてアクスルボディ１１とアクスルチューブ１２の接合部のシーリングを行うシール部５１と、シール部５１に連設されて大気中に露出された放熱部５３とを備えている。【選択図】図４
2017203500.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシングを形成するアクスルボディとアクスルチューブを有し内部にホイールを回転させる回転軸、前記回転軸に接続された遊星歯車機構、及び前記回転軸を制動するブレーキ装置が収納されたホイール式建設機械のアクスル装置に備えられ、前記アクスルボディと前記アクスルチューブの接合部のシーリングを行う金属ガスケットにおいて、
前記ブレーキ装置の発熱箇所の近傍に配置された受熱部と、前記受熱部に連設されて前記アクスルボディと前記アクスルチューブの接合部のシーリングを行うシール部と、前記シール部に連設されて大気中に露出された放熱部とを備えていることを特徴とする金属ガスケット。
【請求項２】
請求項１に記載の金属ガスケットにおいて、
前記受熱部は、前記ブレーキ装置と前記遊星歯車機構との間に位置して、前記ブレーキ装置と前記遊星歯車機構に対して非接触の状態で配置されていることを特徴とする金属ガスケット。
【請求項３】
請求項２に記載の金属ガスケットにおいて、
前記放熱部は複数の放熱フィンを有しており、前記放熱フィンのそれぞれの形状は、前記ホイール式建設機械の進行方向に応じた傾斜形状に設定されていることを特徴とする金属ガスケット。
【請求項４】
請求項１に記載の金属ガスケットにおいて、
前記受熱部は、前記ブレーキ装置の外周面に沿う形状に形成されており、前記ブレーキ装置の前記外周面に対し非接触に配置されていることを特徴とする金属ガスケット。
【請求項５】
請求項１に記載の金属ガスケットにおいて、
前記受熱部は、前記ブレーキ装置のエンドプレートの押圧面に沿う形状に形成されており、前記エンドプレートに接触させて配置されていることを特徴とする金属ガスケット。
【請求項６】
車体と、この車体に取り付けられた作業装置と、ケーシングを形成するアクスルボディとアクスルチューブを有し内部にホイールを回転させる回転軸、この回転軸に接続された遊星歯車機構、及び前記回転軸を制動するブレーキ装置が収納されたアクスル装置と、前記アクスルボディと前記アクスルチューブの接合部のシーリングを行う金属ガスケットとを備えたホイール式建設機械において、
前記金属ガスケットは、前記アクスル装置の前記ブレーキ装置の発熱箇所の近傍に配置された受熱部と、前記受熱部に連設されて前記アクスルボディと前記アクスルチューブの前記接合部のシーリングを行うシール部と、前記シール部に連設されて大気中に露出された放熱部とを有することを特徴とするホイール式建設機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アクスル装置のアクスルボディとアクスルチューブの接合部のシーリングを行う金属ガスケット、及びこの金属ガスケットを備えたホイール式建設機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
ホイール式建設機械、例えばホイールローダは土砂等の運搬、積み込み作業に活用されている。このホイールローダにあっては、作業に際して前後方向への頻繁な進行方向変更が行われており、これに伴ってブレーキ装置による制動が頻繁に行われている。前述の作業に際しての進行方向変更は、ホイールローダが土砂等を積載した状態で行われることから、ブレーキ装置による制動で発生する摩擦熱は高温となる。この高温の摩擦熱によって、アクスル装置の潤滑油及びアクスル装置のケーシングが高温状態となり、これにより潤滑油の劣化や、アクスル装置の内部に配置されたシール構造物の劣化あるいは損傷を生じる虞がある。潤滑油はアクスル装置の内部に密閉された状態で収容されていることから、この潤滑油を冷却することが難しいのが実情である。
【０００３】
従来、アクスル装置を冷却する技術が特許文献１に開示されている。この従来技術は、アクスル装置のケーシングの蓋体に取り付けた伝熱プレートと、放熱フィンにより、潤滑油の熱を大気中に放出するものである。
【０００４】
アクスル装置は、内部に潤滑油を満たす構造となっているため、液体シーリング剤、ガスケットなどを用いてシーリングが施される。ガスケットを用いた冷却については特許文献２に開示されている。この特許文献２に開示された金属ガスケット５０は、基板の両面に副板をそれぞれ設け、基板の外端部及び２枚の副板のそれぞれの外端部を内燃機関のシリンダブロック及びシリンダヘッドの接合面側端部よりも突出させるとともに、シリンダブロック及びシリンダヘッドの略全周に沿って延設して放熱板とし、２枚の副板のそれぞれを先端に行くに従って開傘させる構成としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−６９４５５号公報
【特許文献２】特公平１−１９０６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示された従来技術は、潤滑油の熱を吸収する伝熱プレートがアクスル装置のケーシングの蓋体に取り付けられており、伝熱プレートで吸収した熱をケーシングの蓋体に熱伝達するものであることから、伝達ロスが生じやすい。また、アクスル装置の主な発熱源はブレーキ装置例えば湿式多板ブレーキであると考えられるが、特許文献１に開示された従来技術はデファレンシャルケースの中央部において潤滑油の温度を吸収する構造となっているため、主要熱源付近の冷却を行う観点からは不十分である。
【０００７】
また、特許文献２に開示された従来技術のように、金属ガスケットをアクスル装置に対してケーシング接合部の外側に延設した構成とすると、金属ガスケットが受ける熱は主にケーシングから金属ガスケットへ伝導される熱となるため、主要熱源付近の冷却を行うことができない。これらのことから、特許文献１及び特許文献２に開示された従来技術は、いずれも冷却精度の点で課題がある。
【０００８】
前述した課題を解決するために、本発明の目的は、主要熱源付近の冷却を行うことができる金属ガスケット及びホイール式建設機械を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前述した課題を解決するために、本発明の金属ガスケットは、ケーシングを形成するアクスルボディとアクスルチューブを有し内部にホイールを回転させる回転軸、この回転軸に接続された遊星歯車機構、及び前記回転軸を制動するブレーキ装置が収納されたホイール式建設機械のアクスル装置に備えられ、前記アクスルボディと前記アクスルチューブの接合部のシーリングを行う金属ガスケットにおいて、前記ブレーキ装置の発熱箇所の近傍に配置された受熱部と、前記受熱部に連設されて前記アクスルボディと前記アクスルチューブの接合部のシーリングを行うシール部と、前記シール部に連設されて大気中に露出された放熱部とを備えたことを特徴としている。
【００１０】
また、前述した課題を解決するために、本発明のホイール式建設機械は、車体と、この車体に取り付けられた作業装置と、ケーシングを形成するアクスルボディとアクスルチューブを有し内部にホイールを回転させる回転軸、この回転軸に接続された遊星歯車機構、及び前記回転軸を制動するブレーキ装置が収納されたアクスル装置と、前記アクスルボディと前記アクスルチューブの接合部のシーリングを行う金属ガスケットとを備えたホイール式建設機械において、前記金属ガスケットは、前記アクスル装置の前記ブレーキ装置の発熱箇所の近傍に配置された受熱部と、前記受熱部に連設されて前記アクスルボディと前記アクスルチューブの前記接合部のシーリングを行うシール部と、前記シール部に連設されて大気中に露出された放熱部とを有することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の金属ガスケット及びホイール式建設機械は、受熱部が受けたブレーキ装置の発熱箇所の高温の熱、すなわち主要熱源の高温の熱をシール部を介して放熱部に伝え、この放熱部で大気中に放出させて主要熱源付近の冷却を行うことができ、従来よりも精度の高い潤滑油の冷却及びアクスル装置の冷却を実現させることができる。これにより従来に比べて潤滑油の劣化、及びアクスル装置の内部に配置されたシール構造物の劣化あるいは損傷を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る金属ガスケットの一実施形態が備えられたホイール式建設機械の一例として挙げたホイールローダを示す側面図である。
【図２】図１に示したホイールローダに備えられたアクスル装置を示す斜視図である。
【図３】図１に示したホイールローダに備えられた本発明の一実施形態に係る金属ガスケットを示す斜視図である。
【図４】図２に示したアクスル装置の要部横断面図である。
【図５】図２に示したアクスル装置の要部縦断面図である。
【図６】本実施形態に係る金属ガスケットの放熱部の要部拡大図である。
【図７】金属ガスケットの放熱部の別の例を示す要部拡大図である。
【図８】金属ガスケットの放熱部の別の例を示す要部拡大図である。
【図９】金属ガスケットの放熱部の別の例を示す要部拡大図である。
【図１０】金属ガスケットの別の例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係る金属ガスケット及びホイール式建設機械の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１４】
［本実施形態に係る金属ガスケットを備えたホイールローダの構成］
図１に示すように、本実施形態に係る金属ガスケットが備えられたホイール式建設機械は、例えばホイールローダ１である。このホイールローダ１は、後部車体２Ａと、左右方向に揺動可能な前部車体２Ｂとを備えている。後部車体２Ａ上には、運転者が乗り込んで操作を行うキャブ３が設けられている。
【００１５】
このホイールローダ１は、後部車体２Ａ及び前部車体２Ｂのそれぞれの左右に設けられたホイール６と、前部車体２Ｂに取り付けられ、アーム５ａ及びバケット５ｂを含み土砂等の運搬、積み込み作業を行う作業装置５と、アクスル装置１０とを備えている。アクスル装置１０は、前部車体２Ｂ側に配置された前部アクスル装置と、後部車体２Ａ側に配置された後部アクスル装置によって構成されている。
【００１６】
後部車体２Ａには、エンジン７、トランスミッション８、及びエンジン７によって駆動される図示しない油圧ポンプ等が搭載されている。トランスミッション８は、前側プロペラシャフト９ａ、後側プロペラシャフト９ｂを介してアクスル装置１０に接続されている。前部アクスル装置と後部アクスル装置は、ほぼ同等の構成であるので以下にあっては前部アクスル装置をアクスル装置１０として説明を行う。
【００１７】
図２に示すように、アクスル装置１０のケーシングは、中央に配置されたアクスルボディ１１と、このアクスルボディ１１の左右に接合される一対のアクスルチューブ１２と、アクスルボディ１１の上部に取り付けた蓋体１３とから構成されている。
【００１８】
図４及び図５に示すように、アクスル装置１０のケーシングの内部中央には、デファレンシャル機構１５と、このデファレンシャル機構１５に接続されたベベルリングギア１６と、入力軸１４とが配置されている。ベベルリングギア１６と入力軸１４は、ベベルギアで噛み合い、動力の伝達を行う。
【００１９】
デファレンシャル機構１５から左右に設置されてホイール６を回転させる回転軸１７の外端のそれぞれには、遊星歯車機構４０が接続されている。この遊星歯車機構４０は、回転軸１７端に形成されたサンギア４１、複数の遊星ギア４２、アクスルチューブ１２の内周に固着して設けられたリングギア４３、及び各遊星ギア４２を回転可能に支持するキャリア４４によって構成されている。左右の遊星歯車機構４０のキャリア４４のそれぞれは、アクスルシャフト２３と嵌合されている。
【００２０】
アクスルボディ１１の左右にはブレーキ室が設けられ、このブレーキ室のそれぞれには回転軸１７を制動するブレーキ装置３０が収納されている。ブレーキ装置３０は、例えば湿式多板型のブレーキ装置から成っている。このブレーキ装置３０は、回転軸１７にスプライン結合された複数枚のブレーキディスク３１と、これらのブレーキディスク３１に対向するようにアクスルボディ１１に取り付けられた複数枚のブレーキプレート３２と、外部から与えられる油圧力によってブレーキプレート３２をブレーキディスク３１に押圧するピストン３３と、ブレーキ装置３０の最も外側位置に配置され、回転方向及び軸方向の動きを生じさせないように設けられたエンドプレート３４とにより構成されている。
【００２１】
ブレーキ装置３０は、例えばブレーキペダルの踏み込み装置により、ピストン３３が油圧力によってエンドプレート３４方向に移動してブレーキプレート３２とブレーキディスク３１を回転軸１７の軸方向に押圧し、ブレーキプレート３２がブレーキディスク３１を挟み込むことで制動力を発生し、車体すなわち前部車体２Ｂと後部車体２Ａを減速し、停止させる。
【００２２】
［本実施形態に係る金属ガスケットの構成］
図２に示すように、本実施形態に係る金属ガスケット５０は、アクスルボディ１１と左右のアクスルチューブ１２との接合部のそれぞれに配置され、接合部のシーリングを行う。
【００２３】
図３〜図５に示すように、金属ガスケット５０は、ブレーキ装置３０の発熱箇所の近傍に配置された受熱部５２と、この受熱部５２に連設されてアクスルボディ１１とアクスルチューブ１２の接合部のシーリングを行うシール５１ａを有するシール部５１と、例えばシール部５１とは別体に設けられ、このシール部５１に連設されて大気中に露出された放熱部５３とを備えている。
【００２４】
シール部５１のシール５１ａには貫通穴である複数のボルト５５穴５１ｂを設けてある。これらのボルト５５穴５１ｂに挿入されたボルト５５によって、アクスルボディ１１とアクスルチューブ１２は、シール部５１のシール５１ａを挟んで接合されている。シール部５１と放熱部５３とは、ボルト５５によって連結されている。
【００２５】
図４及び図５に示すように、受熱部５２は、例えばシール部５１よりもブレーキ装置３０側に突出した形状に形成されている。この受熱部５２は、ブレーキ装置３０と遊星歯車機構４０との間に、これらのブレーキ装置３０と遊星歯車機構４０に対して非接触の状態で配置されている。この受熱部５２には、図３に示すように、板厚方向に貫通する例えば円形の複数の通油穴５２ａが形成されている。
【００２６】
図２及び図３に示すように、放熱部５３はアクスル装置１０のアクスルチューブ１２方向に折れ曲げ形成されている。この放熱部５３は、シール部５１の上下のそれぞれに連結されて一対設けられ、それぞれの放熱部５３は複数の放熱フィン５４を有している。上側の放熱部５３の放熱フィン５４は、下向きに切り起こし形成されており、下側の放熱部５３の放熱フィン５４は、上向きに切り起こし形成されている。
【００２７】
放熱フィン５４のそれぞれの形状は、当該ホイールローダ１の進行方向に応じた傾斜形状に設定されている。ホイールローダ１は前後方向に頻繁に走行することから、上側の放熱部５３の放熱フィン５４は、進行方向である前後方向の中央部を挟んで対称形状に形成され、中央部よりも前側の複数の放熱フィン５４は下方に行くに従ってより前側に位置する傾斜形状に形成されており、中央部よりも後側の複数の放熱フィン５４は、下方に行くに従ってより後側に位置する傾斜形状に形成されている。
【００２８】
下側の放熱部５３の放熱フィン５４も、前後方向の中央部を挟んで対称形状に形成され、中央部よりも前側の複数の放熱フィン５４は上方に行くに従ってより前側に位置する傾斜形状に形成されており、中央部よりも後側の複数の放熱フィン５４は、上方に行くに従ってより後側に位置する傾斜形状に形成されている。
【００２９】
［本実施形態に係る金属ガスケット、及びホイールローダの作用効果］
走行中のホイールローダ１が減速または停止する場合、ブレーキ装置３０のピストン３３が油圧力によって移動し、エンドプレート３４及び受熱部５２方向にブレーキプレート３２がブレーキディスク３１を押圧することで制動力が発生する。このブレーキ装置３０の制動によって発生した摩擦熱によってブレーキ装置３０の周辺部分が高温に熱せられ、この周辺部分に存在する潤滑油が高温となる。潤滑油がブレーキ装置３０や遊星歯車機構４０の回転によって流動する際に、ブレーキ装置３０の近傍に配置した金属ガスケット５０の受熱部５２と接触する。すなわち潤滑油の高温の熱が受熱部５２に伝えられる。
【００３０】
受熱部５２に伝えられた高温の熱はシール部５１を介して大気中に露出させた放熱部５３に伝えられ、この放熱部５３から大気中に放出され、放熱部５３は冷却される。また、この第１実施形態は、放熱部５３の複数の放熱フィン５４を前述の形状としたことにより、ホイールローダ１の前後方向の移動時に放熱フィン５４の傾斜面に沿う風の流れを生起させ、その風の流れにより受熱部５２からシール部５１を介して放熱部５３に伝えられた熱を強制的に冷却することができる。このようにして行われる放熱部５３の冷却により、シール部５１を介して受熱部５２が冷却され、これによってブレーキ装置３０発熱箇所付近の潤滑油を冷却することができる。また、放熱部５３の冷却に伴うシール部５１の冷却により、このシール部５１に接合されたアクスルボディ１１とアクスルチューブ１２を含むケーシングを冷却することができる。
【００３１】
なお、金属ガスケット５０は、アクスルボディ１１とアクスルチューブ１２の接合部に挟まるようにボルト５５により締結されることから、アクスル装置１０の組み立て時にこの金属ガスケット５０を容易にアクスル装置１０に組み込むことができる。またアクスル装置１０の設計変更を生じさせることなく組み込むことができる。
【００３２】
このように構成した本実施形態に係る金属ガスケット５０、及び金属ガスケット５０を備えたホイールローダ１は、前述のように金属ガスケット５０の受熱部５２が受けたブレーキ装置３０の発熱箇所の高温の熱、すなわち主要熱源の高温の熱をシール部５１を介して放熱部５３に伝え、この放熱部５３で大気中に放出させて主要熱源付近の冷却を行うことができる。これにより本実施形態は、精度の高い潤滑油の冷却及びアクスル装置１０の冷却を実現させることができ、潤滑油の劣化、及びアクスル装置１０の内部に配置されたシール構造物の劣化あるいは損傷を抑えることができる。
【００３３】
［金属ガスケットの放熱部に形成される放熱フィンの他の例］
なお、ホイール式建設機械がダンプトラックのように一方向に走行する頻度が多い建設機械の場合には、例えば上下一対の放熱部５３のうちの上側の放熱フィン５４の形状を、図７に示すように全てが同じ方向を向く傾斜形状に形成してもよい。この図７に示す放熱フィン５４の形状は、全体にわたって複数の放熱フィン５４を下方に行くに従ってより進行方向の前側に位置する傾斜形状に切り起こし形成されている。このように放熱フィン５４を形成することにより、ダンプトラックの進行に伴って冷却に有効な風を生起させて放熱部５３を冷却することができる。
【００３４】
また、ホイール式建設機械の種類によっては、例えば上下一対の放熱部５３のうちの上側の放熱部５３の形状を、図８あるいは図９に示すように形成してもよい。これらの図８及び図９に示す放熱部５３の放熱フィン５４は、下向きに傾斜する複数の放熱フィン５４の間に、上向きの複数の放熱フィン５４を切り起こし形成したものである。このように放熱フィン５４を形成した放熱部５３を備えたホイール式建設機械にあっても、ホイール式建設機械の走行時に放熱フィン５４を介して放熱部５３を冷却するに有効な風を生起させることができる。
【００３５】
また、ホイール式建設機械の種類によっては図１０に示すように、金属ガスケット５０が、シール部５１から切り起こし形成させた放熱フィン５４から成る放熱部５３を有するように構成されていてもよい。
【００３６】
［金属ガスケットの別の構成］
なお、前述した実施形態にあっては、金属ガスケット５０のシール部５１と放熱部５３とを別体に構成したが、これらのシール部５１と放熱部５３とを、受熱部５２も含めて１枚の板材によって構成してもよい。
【００３７】
また、金属ガスケット５０の放熱部５３をアクスルチューブ１２に向う方向に折り曲げ形成してあるが、アクスルボディ１１に向う方向に折り曲げ形成してもよい。
【００３８】
また、受熱部５２に複数の円形の通油穴５２ａを形成してあるが、通油穴５２ａは円形には限られず、角形に形成してもよい。
【００３９】
また、前述した実施形態にあっては、金属ガスケット５０の受熱部５２をブレーキ装置３０と遊星歯車機構４０との間に、これらのブレーキ装置３０と遊星歯車機構４０に対して非接触に配置してあるが、本発明は、このように構成することには限定されない。
【００４０】
例えば受熱部５２は、ブレーキ装置３０の外周面に沿う形状に形成されて、ブレーキ装置３０の外周面に対し非接触に配置されていてもよい。このように構成したものでは、ブレーキ装置３０や遊星歯車機構４０の回転によって飛散した潤滑油を受熱部５２で受け、潤滑油の熱をシール部５１を介して放熱部５３に伝えて冷却することができる。
【００４１】
また例えば受熱部５２は、ブレーキ装置３０のエンドプレート３４のブレーキプレート３２に対向する押圧面に沿う形状に形成されて、エンドプレート３４に接触させて配置されていてもよい。このように構成したものもブレーキ装置３０の発熱箇所によって熱せられた潤滑油の熱を受熱部５２で受け、シール部５１を介して放熱部５３に伝えて冷却することができる。
【００４２】
［ホイール式建設機械の他の例］
また、上記では金属ガスケット５０を備えたホイール式建設機械としてホイールローダ、ダンプトラックを挙げたが、本発明はこれらのホイールローダ、ダンプトラックに限定されない。前述した構成の金属ガスケット５０を、ホイールショベル、クレーン車両、モーターグレーダー等に備えてもよい。
【符号の説明】
【００４３】
１    ホイールローダ（ホイール式建設機械）
２Ａ  後部車体
２Ｂ  前部車体
５    作業装置
６    ホイール
９ａ  プロペラシャフト
９ｂ  プロペラシャフト
１０    アクスル装置
１１    アクスルボディ
１２    アクスルチューブ
１３    蓋体
１７    回転軸
３０    ブレーキ装置
３１    ブレーキディスク
３２    ブレーキプレート
３３    ピストン
３４    エンドプレート
４０    遊星歯車機構
５０    金属ガスケット
５１    シール部
５１ａ  シール
５１ｂ  ボルト穴
５２    受熱部
５２ａ  通油穴
５３    放熱部
５４    放熱フィン
５５    ボルト
【図１】
2017203500.tif 000003
【図２】
2017203500.tif 000004
【図３】
2017203500.tif 000005
【図４】
2017203500.tif 000006
【図５】
2017203500.tif 000007
【図６】
2017203500.tif 000008
【図７】
2017203500.tif 000009
【図８】
2017203500.tif 000010
【図９】
2017203500.tif 000011
【図１０】
2017203500.tif 000012