JP5764157B2 - 作業車両のアクスル装置及び作業車両 - Google Patents

Description

本発明は、作業車両のアクスル装置及び作業車両に関する。

ホイールローダ或いはバックホーローダなどの作業車両は、アクスル装置を備えている。アクスル装置は、エンジンからの駆動力をタイヤに伝達するための装置である。例えば、特許文献１に開示されているように、アクスル装置は、アクスル軸と、アクスルハウジングと、遊星歯車機構とを備えている。アクスルハウジングは、アクスル軸を収容している。遊星歯車機構は、アクスル軸の側方に配置される。アクスルハウジングは、軸受を介してホイールハブに支持される。遊星歯車機構のリングギアは、リングギアハブを介してアクスルハウジングに支持される。リングギアハブはアクスルハウジングに連結される。また、軸線方向におけるアクスルハウジングの端部には、固定部材が取り付けられる。固定部材により、リングギアハブとホイールハブとの移動が規制される。これにより、ホイールがアクスルハウジングに保持される。

特開２００７−１２０６４９号公報

ホイールのアクスルハウジングへの保持力を向上させるためには、固定部材がアクスルハウジングに強固に固定されることが好ましい。そのためには、固定部材を大型化させて、固定部材の固定力を増大させることにより、ホイールの保持力を向上させることができる。しかし、この場合、アクスル装置が大型化するという問題がある。また、固定部材とは別の固定部材を追加することによっても、ホイールの保持力を向上させることができる。しかし、この場合、追加の固定部材を取り付けるための構造が必要となり、アクスル装置の構造が複雑化するという問題がある。或いは、追加の固定部材を配置するためのスペースが必要がとなり、アクスル装置が大型化する場合もありうる。

本発明の課題は、アクスル装置において簡易な構造でホイールの保持力を向上させることができると共に、アクスル装置の大型化を防止することにある。

本発明の一態様に係る作業車両のアクスル装置は、アクスル軸と、アクスルハウジングと、遊星歯車機構と、ホイールハブと、キャリアと、ホイールと、第１の軸受と、リングギアハブと、第１固定部材と、第２固定部材とを備える。アクスルハウジングは、アクスル軸を収容する。遊星歯車機構は、軸線方向においてアクスルハウジングの外方に配置される。遊星歯車機構は、サンギアとプラネタリギアとリングギアとを有する。サンギアは、アクスル軸に固定される。プラネタリギアは、サンギアに噛み合う。リングギアは、プラネタリギアに噛み合う。ホイールハブは、径方向においてアクスルハウジングの外方に配置される。キャリアは、プラネタリギアを回転可能に支持する。キャリアは、軸線方向においてホイールハブの外方に配置される。キャリアは、遊星歯車機構を収容する。ホイールは、ホイールハブとキャリアとを収容する。ホイールは、ホイールハブとキャリアとに取り付けられる。第１の軸受は、ホイールハブの内周面とアクスルハウジングの外周面との間に配置される。リングギアハブは、軸線方向において第１の軸受の外方かつ径方向においてアクスルハウジングの外方に配置される。リングギアハブは、リングギアに連結される。第１固定部材は、軸線方向においてリングギアハブの外方に配置される。第１固定部材は、アクスルハウジングに固定される。第２固定部材は、軸線方向において第１の軸受の外方かつ径方向においてアクスルハウジングの外方に配置される。アクスルハウジングの外周面は、第１外周面と第２外周面と段部とを有する。第１外周面は、第１の軸受を支持する。第２外周面は、第１外周面の外径よりも小さな外径を有する。段部は、第１外周面と第２外周面との間に位置する。アクスルハウジングは、スプラインと逃げ溝とを有する。スプラインは、第２外周面に設けられる。逃げ溝は、第２外周面においてスプラインと段部との間に配置される。リングギアハブは、スプラインを介してアクスルハウジングと連結されている。第２固定部材は、逃げ溝に嵌合されている。第２固定部材の外周面は、径方向において第１の軸受の内周面よりも外方に位置している。

この作業車両のアクスル装置では、第１固定部材によってリングギアハブと第１の軸受との軸線方向への移動が規制される。また、第２固定部材によって第１の軸受の軸線方向への移動が規制される。従って、第１固定部材と第２固定部材とによってホイールの保持力を向上させることができる。また、第１固定部材を大型化させる必要が無いため、アクスル装置の大型化を防止することができる。さらに、第２固定部材は、逃げ溝に嵌合されている。逃げ溝は、アクスルハウジングの外周面にスプラインを形成する加工を行うときに必要となる構成である。従って、第２固定部材を取り付けるための複雑な構造を追加することなく、逃げ溝を利用して第２固定部材を取り付けることができる。これにより、簡易な構造でホイールの保持力を向上させることができる。

好ましくは、第１の軸受の内周面の軸線方向における外方側の端部は、第２固定部材に近づく方向に向かって内径が大きくなる形状を有する。この場合、第１の軸受が軸線方向における外方に移動すると、第１の軸受が第２固定部材に乗り上げる。第１の軸受が第２固定部材に乗り上げると、第１の軸受の外周面がホイールハブの内周面に押し当てられる。これにより、ホイールハブの保持力を増大させることができる。

好ましくは、第１の軸受は、外輪と、内輪と、転動体とを有する。転動体は、外輪と内輪との間に配置される円錐台形状を有する。リングギアハブは、内輪に接触している。この場合、第１の軸受が軸線方向における外方に移動すると、第１の軸受の内輪が第２固定部材に乗り上げる。第１の軸受の内輪が第２固定部材に乗り上げると、第１の軸受の外輪の外周面がホイールハブの内周面に押し当てられる。これにより、ホイールの保持力をさらに増大させることができる。

好ましくは、作業車両のアクスル装置は、第２の軸受をさらに備える。第２の軸受は、軸線方向において第１の軸受の内方かつホイールハブの内周面とアクスルハウジングの外周面との間に配置される。ホイールハブの内周面は、軸線方向において第１の軸受と第２の軸受との間に配置される突出部を有する。この場合、突出部によって第２の軸受の軸線方向における外方への移動が規制される。これにより、ホイールの保持力をさらに増大させることができる。

好ましくは、リングギアハブは、凹部を有する。凹部は、リングギアハブの軸線方向における内方の端部から軸線方向に凹んだ形状を有する。凹部内には、第２固定部材が配置される。この場合、第２固定部材が軸線方向にリングギアハブから離れて配置される場合と比べて、第２固定部材とリングギアハブとを軸線方向にコンパクトに配置することができる。これにより、アクスル装置を小型化することができる。

本発明の一態様に係る作業車両は、上述したアクスル装置を備える。

本発明によれば、簡易な構造でホイールの保持力を向上させることができると共に、アクスル装置の大型化を防止することができる。

作業車両の側面図。 アクスル装置の断面図。 アクスル装置の拡大断面図。 アクスル装置の拡大断面図。

以下、本発明の一実施形態に係る作業車両について、図面を用いて説明する。図１は、作業車両１の斜視図である。本実施形態において作業車両１は、ホイールローダである。作業車両１は、車体２と、作業機３と、複数のタイヤ４と、キャブ５と、を備えている。キャブ５は、車体２上に載置されている。作業機３は、車体２の前部に取り付けられている。

作業機３は、ブーム６とバケット７と油圧アクチュエータ８，９とを有する。ブーム６は、バケット７を持ち上げるための部材である。ブーム６は、上下方向に回動可能に車体２に取り付けられている。バケット７は、上下方向に回動可能にブーム６の先端部に取り付けられている。油圧アクチュエータ８，９は、ブームシリンダ８とバケットシリンダ９を有する。ブーム６は、ブームシリンダ８によって上下に回動する。バケット７は、バケットシリンダ９によって上下に回動する。なお、ブーム６には、バケット７に代えてフォークなどの他の作業具が装着可能である。

作業車両１は、エンジン１１と油圧ポンプ１２とを有する。エンジン１１は、例えば、ディーゼル式のエンジンであり、エンジン１１で発生した駆動力が、油圧ポンプ１２に伝達される。エンジン１１で発生した駆動力は、後述するアクスル装置を介してタイヤ４に伝達される。油圧ポンプ１２は、エンジン１１によって駆動されることにより作動油を吐出する。上述した油圧アクチュエータ８，９は、油圧ポンプ１２から吐出された作動油によって駆動される。

図２は、図１のＩＩ−ＩＩ断面視におけるアクスル装置１３の断面図である。図２に示すように、アクスル装置１３は、アクスル軸２１と、アクスルハウジング２２と、遊星歯車機構２３と、ホイールハブ２４と、キャリア２５と、カバー３４と、ホイール２６と、を備える。

アクスル軸２１は、アクスル軸２１の中心軸線が作業車両１の車幅方向に沿うように配置されている。アクスル軸２１はエンジン１１からの駆動力によって回転駆動される。アクスル軸２１は、ユニバーサルジョイント２７を有している。ユニバーサルジョイント２７は、本体ハウジング２８内に配置されている。なお、本実施形態において、軸線方向とは、アクスル軸２１の中心軸線に平行な方向を意味する。また、軸線方向における内方とは、アクスル軸２１の中心軸線に平行な方向において車体２の中心に向かう方向を意味する。軸線方向における外方とは、アクスル軸２１の中心軸線に平行な方向において車体２の中心から離れる方向を意味する。径方向における内方とは、アクスル軸２１の径方向に平行な方向においてアクスル軸２１の中心軸線に向かう方向を意味する。径方向における外方とは、アクスル軸２１の径方向に平行な方向においてアクスル軸２１の中心軸線から離れる方向を意味する。

アクスルハウジング２２は、アクスル軸２１を収容する。アクスルハウジング２２は、本体ハウジング２８に固定されている。アクスル軸２１の端部は、アクスルハウジング２２の端部から軸線方向における外方に突出している。

遊星歯車機構２３は、アクスルハウジング２２の軸線方向における外方に配置される。遊星歯車機構２３は、アクスル軸２１に連結されており、アクスル軸２１の回転をホイール２６に減速して伝達する。遊星歯車機構２３は、サンギア３１と複数のプラネタリギア３２とリングギア３３とを有する。

サンギア３１は、アクスル軸２１と同心に配置されている。サンギア３１は、アクスル軸２１に固定されており、アクスル軸２１と共に回転する。プラネタリギア３２は、サンギア３１の周囲に配置されており、サンギア３１に噛み合う。プラネタリギア３２は、サンギア３１の周囲を公転可能に配置される。また、プラネタリギア３２は、プラネタリギア３２軸を中心に自転可能に配置される。

リングギア３３は、プラネタリギア３２に噛み合う。プラネタリギア３２は、リングギア３３に対して回転可能に配置される。キャリア２５は、プラネタリギア３２を回転可能に支持している。キャリア２５は、プラネタリギア３２の公転と共に回転する。カバー３４は、キャリア２５に固定されている。

ホイールハブ２４は、アクスルハウジング２２の径方向における外方に配置される。キャリア２５は、ホイールハブ２４の軸線方向における外方に配置される。キャリア２５は、遊星歯車機構２３を収容する。ホイール２６は、ホイールハブ２４とキャリア２５とを収容する。ホイール２６は、ボルトなどの固定手段によって、ホイールハブ２４とキャリア２５とに取り付けられる。ホイール２６には、上述したタイヤ４が取り付けられている。

図３は、図２の一部を拡大した図である。図３に示すように、アクスル装置１３は、第１の軸受３５と、第２の軸受３６と、リングギアハブ３７と、第１固定部材３８と、第２固定部材３９とを有する。

第１の軸受３５は、ホイールハブ２４の内周面とアクスルハウジング２２の外周面との間に配置される。第２の軸受３６は、ホイールハブ２４の内周面とアクスルハウジング２２の外周面との間に配置される。第１の軸受３５は、いわゆる円錐ころ軸受である。第１の軸受３５は、第１外輪３５１と、第１内輪３５２と、第１転動体３５３とを有する。第１転動体３５３は、第１外輪３５１と第１内輪３５２との間に配置されている。第１転動体３５３は、円錐台形状を有する。第１転動体３５３は、第１転動体３５３の中心軸線が、軸線方向における外方且つ径方向における外方に向かって傾斜するように配置されている。

第１の軸受３５の内周面は、端部３５４を有する。端部３５４は、第１の軸受３５の内周面において軸線方向における外方側の端部である。端部３５４は、軸線方向における外方に向かって内径が大きくなる形状を有する。すなわち、第１内輪３５２の端部３５４は、軸線方向における外方に向かって内径が大きくなる形状を有する。

第１の軸受３５と第２の軸受３６とは、軸線方向に並んで配置されている。第２の軸受３６は、第１の軸受３５の軸線方向における内方に配置されている。第２の軸受３６は、ホイールハブ２４の内周面とアクスルハウジング２２の外周面との間に配置される。

第２の軸受３６は、いわゆる円錐ころ軸受である。第２の軸受３６は、第２外輪３６１と、第２内輪３６２と、第２転動体３６３とを有する。第２転動体３６３は、第２外輪３６１と第２内輪３６２との間に配置されている。第２転動体３６３は、円錐台形状を有する。第２転動体３６３は、中心軸線が、軸線方向における内方且つ径方向における外方に向かって傾斜するように配置されている。

第２の軸受３６の内周面は、端部３６４を有する。端部３６４は、第２の軸受３６の内周面において軸線方向における内方側の端部である。端部３６４は、軸線方向における内方に向かって内径が大きくなる形状を有する。すなわち、第２内輪３６２の端部３６４は、軸線方向における内方に向かって内径が大きくなる形状を有する。

リングギアハブ３７は、第１の軸受３５の軸線方向における外方に配置されている。リングギアハブ３７は、アクスルハウジング２２の径方向における外方に配置されている。リングギアハブ３７は、リングギア３３に連結される。リングギアハブ３７は、第１内輪３５２に接触している。詳細には、リングギアハブ３７は、第１内輪３５２の軸線方向における外方の端面３５５に接触している。

アクスルハウジング２２の外周面は、第４外周面２２１と第１外周面２２２とを有する。第４外周面２２１は、オイルシール４１を支持する。オイルシール４１は、アクスルハウジング２２とホイールハブ２４との間に配置されている。オイルシール４１は、アクスルハウジング２２とホイールハブ２４との隙間を封止する。

第１外周面２２２は、第１の軸受３５と第２の軸受３６とを支持する。第１外周面２２２において第１の軸受３５を支持する部分と第２の軸受３６を支持する部分とは平坦に繋がっている。第１外周面２２２の直径は、第４外周面２２１の直径よりも小さい。このため、第４外周面２２１と第１外周面２２２との間には第１段部２２６が形成されている。第２の軸受３６の第２内輪３６２は、第１段部２２６に接触している。

なお、ホイールハブ２４の内周面は、突出部２４１を有する。突出部２４１は、第１外周面２２２の径方向における外方に配置されている。突出部２４１は、軸線方向において第１の軸受３５と第２の軸受３６との間に配置される。突出部２４１は第１外輪３５１と第２外輪３６１との間に配置される。

アクスルハウジング２２の外周面は、第２外周面２２３と第２段部２２９とを有する。第２外周面２２３は、第１外周面２２２の軸線方向における外方に配置されている。第２外周面２２３の直径は、第１外周面２２２の直径よりも小さい。第２段部２２９は、第１階周面２２２と第２外周面２２３との間に位置する。第２外周面２２３は、スプライン２２７と逃げ溝２２８とを有する。

スプライン２２７は、アクスルハウジング２２の外周面において軸線方向に延びている。スプライン２２７は、第１外周面２２２の軸線方向における外方に配置されている。逃げ溝２２８は、アクスルハウジング２２の外周面において周方向に延びている。逃げ溝２２８は、軸線方向においてスプライン２２７と第２段部２２９との間に配置される。すなわち、逃げ溝２２８は、軸線方向においてスプライン２２７と第１の軸受３５との間に配置される。

アクスルハウジング２２の外周面は、第３外周面２２４を有する。第３外周面２２４は、第２外周面２２３の軸線方向における外方に配置されている。第３外周面２２４の直径は、第２外周面２２３の直径よりも小さい。第３外周面２２４の外周面には、雄ネジが設けられている。

第１固定部材３８は、ナット状の形状を有する。第１固定部材３８は、リングギアハブ３７の軸線方向における外方に配置される。第１固定部材３８は、アクスルハウジング２２に固定される。詳細には、第１固定部材３８は、第３外周面２２４に固定される。第１固定部材３８の内周面には、雌ネジが設けられている。第３外周面２２４の雄ネジが第１固定部材３８の雌ネジに螺合することによって、第１固定部材３８が、第３外周面２２４に固定される。

リングギアハブ３７は、第１凹部３７１を有する。第１凹部３７１は、リングギアハブ３７の軸線方向における外方の端部から軸線方向に凹んだ形状を有する。第１凹部３７１内には、第１固定部材３８が配置される。リングギアハブ３７は、第１の軸受３５と第１固定部材３８との間に挟みこまれる。これにより、リングギアハブ３７の軸線方向への移動が規制される。

第２固定部材３９は、例えばスナップリングである。第２固定部材３９は、第１の軸受３５の軸線方向における外方に配置されている。第２固定部材３９は、アクスルハウジング２２の径方向における外方に配置される。第２固定部材３９は、逃げ溝２２８に嵌合されている。第２固定部材３９の外周面は、第１の軸受３５の内周面よりも径方向における外方に位置している。リングギアハブ３７は、第２凹部３７２を有する。第２凹部３７２は、リングギアハブ３７の軸線方向における内方の端部から軸線方向に凹んだ形状を有する。第２凹部３７２内には、第２固定部材３９が配置される。

本実施形態に係るアクスル装置１３の特徴は次のとおりである。アクスル装置１３では、第１固定部材３８によって第１の軸受３５とリングギアハブ３７の軸線方向への移動が規制される。また、第２固定部材３９によって第１の軸受３５の軸線方向への移動が規制される。従って、第１固定部材３８と第２固定部材３９とによってホイール２６の保持力を向上させることができる。また、第１固定部材３８を大型化させる必要が無いため、アクスル装置１３の大型化を防止することができる。さらに、第２固定部材３９は、逃げ溝２２８に嵌合されている。逃げ溝２２８は、アクスルハウジング２２の外周面にスプライン２２７を形成する加工を施すときに必要となる構成である。従って、第２固定部材３９を取り付けるための複雑な構造を追加することなく、逃げ溝２２８を利用して第２固定部材３９を取り付けることができる。これにより、簡易な構造でホイール２６の保持力を向上させることができる。

第１の軸受３５の内周面の端部３５４は、第２固定部材３９に近づく方向に向かって内径が大きくなる形状を有する。このため、図４に示すように、第１の軸受３５が軸線方向における外方に移動すると、第１内輪３５２が第２固定部材３９に乗り上げる。第１内輪３５２が第２固定部材３９に乗り上げると、第１外輪３５１がホイールハブ２４の内周面に押し当てられる。これにより、ホイールハブ２４の保持力を増大させることができる。

ホイールハブ２４の内周面の突出部２４１が、軸線方向において第１の軸受３５と第２の軸受３６との間に配置されている。このため、突出部２４１によって第２の軸受３６の軸線方向における外方への移動が規制される。これにより、ホイール２６の保持力をさらに増大させることができる。

第２凹部３７２内には、第２固定部材３９が配置される。このため、第２固定部材３９が軸線方向にリングギアハブ３７から離れて配置される場合と比べて、第２固定部材３９とリングギアハブ３７とを軸線方向にコンパクトに配置することができる。これにより、アクスル装置１３を小型化することができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

本発明は、ホイールローダに限らず、バックホーローダ或いはダンプカーなどの他の種類の作業車両のアクスル装置に適用されてもよい。

第１固定部材は上述した形状に限られない。例えば、第１固定部材が板状であり、ボルトによってアクスル軸に固定されてもよい。第２固定部材は、スナップリングに限らず、逃げ溝に嵌合できる形状であれば他の形状であってもよい。

第１の軸受は、円錐ころ軸受に限らず、玉軸受、或いは、球面ころ軸受などの他の種類の軸受であってもよい。第２の軸受は、円錐ころ軸受に限らず、玉軸受、或いは、球面ころ軸受などの他の種類の軸受であってもよい。

本発明によれば、アクスル装置において簡易な構造でホイールの保持力を向上させることができると共に、アクスル装置の大型化を防止することができる。

１ 作業車両
２１ アクスル軸
２２ アクスルハウジング
２３ 遊星歯車機構
２４ ホイールハブ
２５ キャリア
２６ ホイール
３５ 第１の軸受
３６ 第２の軸受
３７ リングギアハブ
３８ 第１固定部材
３９ 第２固定部材
２２７ スプライン
２２８ 逃げ溝
２４１ 突出部
３７２ 第２凹部

Claims (7)

1. アクスル軸と、
   前記アクスル軸を収容するアクスルハウジングと、
   前記アクスル軸に固定されるサンギアと、前記サンギアに噛み合うプラネタリギアと、前記プラネタリギアに噛み合うリングギアとを有し、前記アクスル軸の軸線方向において、前記アクスルハウジングの外方に配置される遊星歯車機構と、
   前記アクスル軸の径方向において前記アクスルハウジングの外方に配置されるホイールハブと、
   前記プラネタリギアを回転可能に支持し、前記軸線方向において前記ホイールハブの外方に配置され、前記遊星歯車機構を収容するキャリアと、
   前記ホイールハブと前記キャリアとを収容し、前記ホイールハブと前記キャリアとに取り付けられるホイールと、
   前記ホイールハブの内周面と前記アクスルハウジングの外周面との間に配置される第１の軸受と、
   前記軸線方向において前記第１の軸受の外方かつ前記径方向において前記アクスルハウジングの外方に配置され、前記リングギアに連結されるリングギアハブと、
   前記軸線方向において前記リングギアハブの外方に配置され、前記アクスルハウジングに固定される第１固定部材と、
   前記軸線方向において前記第１の軸受の外方かつ前記径方向において前記アクスルハウジングの外方に配置される第２固定部材と、
   を備え、
   前記アクスルハウジングの外周面は、前記第１の軸受を支持する第１外周面と、前記第１外周面の外径よりも小さな外径を有する第２外周面と、前記第１外周面と前記第２外周面との間に位置する段部とを有し、
   前記アクスルハウジングは、前記第２外周面に設けられるスプラインと、前記第２外周面において前記スプラインと前記段部との間に配置される逃げ溝とを有し、
   前記リングギアハブは、前記スプラインを介して前記アクスルハウジングと連結されており、
   前記第２固定部材は、前記逃げ溝に嵌合されており、
   前記逃げ溝は、前記軸線方向において前記スプラインと前記第１の軸受との間に配置され、前記第２固定部材の外周面は、前記第１の軸受の内周面よりも前記径方向における外方に位置していることで、前記第１の軸受が前記アクスルハウジングに対して抜け止めされる、
   作業車両のアクスル装置。
2. 前記第１の軸受の内周面の前記軸線方向における外方側の端部は、前記第２固定部材に近づく方向に向かって内径が大きくなる形状を有する、
   請求項１に記載の作業車両のアクスル装置。
3. 前記第１の軸受は、外輪と、内輪と、前記外輪と前記内輪との間に配置される円錐台形状の転動体とを有し、
   前記リングギアハブは、前記内輪に接触している、
   請求項２に記載の作業車両のアクスル装置。
4. 前記軸線方向において前記第１の軸受の内方かつ前記ホイールハブの内周面と前記アクスルハウジングの外周面との間に配置される第２の軸受をさらに備え、
   前記ホイールハブの内周面は、前記軸線方向において前記第１の軸受と前記第２の軸受との間に配置される突出部を有する、
   請求項１から３のいずれかに記載の作業車両のアクスル装置。
5. 前記リングギアハブは、凹部を有し、
   前記凹部は、前記軸線方向における前記リングギアハブの内方の端部から前記軸線方向に凹んだ形状を有し、
   前記第２固定部材は、前記凹部内に配置される、
   請求項１から４のいずれかに記載の作業車両のアクスル装置。
6. 前記アクスルハウジングの外周面は、前記第２外周面の前記軸線方向における外方に配置され雄ネジが設けられる第３外周面をさらに有し、
   前記第１固定部材は、前記第３外周面の雄ネジに螺合することによって前記アクスルハウジングに固定される、
   請求項１から５のいずれかに記載の作業車両のアクスル装置。
7. 請求項１から請求項６のいずれかに記載のアクスル装置を備える作業車両。

Images