JP2013234715A - ホイールローダ - Google Patents

Abstract

【課題】ホイールローダのトランスミッションにおいて、自然潤滑によって各部に十分な潤滑油を供給する。
【解決手段】このホイールローダのトランスミッション２０は、第１油溜まり部Ｐ１と、第２油溜まり部Ｐ２と、連通油路ＯＰ１と、横孔８４と、縦孔８５ａ，８５ｂと、を有している。第１油溜まり部Ｐ１は、被潤滑部の上方に設けられ、飛散した潤滑油を溜める。第２油溜まり部Ｐ２は、第１油溜まり部Ｐ１の下方で出力軸４１の端部に設けられ、第１油溜まり部Ｐ１からの潤滑油を溜める。連通油路ＯＰ１は第１油溜まり部Ｐ１と第２油溜まり部Ｐ２とを連通する。横孔８４は、回転軸に軸方向に延びて形成され、第２油溜まり部Ｐ２と連通する。縦孔８５ａ，８５ｂは、出力軸４１に形成されて横孔８４と連通しており、出力軸４１の回転が所定回転数より低いときに第２油溜まり部Ｐ２に溜まった潤滑油を被潤滑部に導く。
【選択図】図３

Description

本発明は、ホイールローダ、特に、走行と停止とを繰り返して作業を行うホイールローダに関する。

ホイールローダは、主に掘削作業を行うための車両であり、車体フレーム、作業機、前後のタイヤ、運転室等を備えている。また、車体フレームは、フロントフレームとリアフレームと連結部とを有しており、フロントフレームは連結部によってリアフレームに対して左右方向に回動自在に連結されている。

このようなホイールローダは、前後進の切換や変速を行うために、油圧式のトランスミッションを備えている。そして、このトランスミッションには、入力軸、中間軸、出力軸等の回転軸や、これらの軸に装着された油圧式クラッチ装置、ギア、駐車ブレーキ等が設けられている。

このように、トランスミッションの内部には、クラッチ装置及びブレーキ装置を含む摩擦部や、軸受等の摺動部、スプラインによる係合部が設けられているので、これらの部分に潤滑油を供給することが必要である。

そこで、特許文献１に示されるような油圧システムや、特許文献２に示されるような構成が提供されている。

特許文献１に示された油圧システムでは、クラッチに作動油を供給する高圧回路から分岐するトランスミッション潤滑回路が設けられ、さらに、ステアリング潤滑回路から分岐するトランスミッション潤滑応援回路が設けられている。このトランスミッション潤滑応援回路はトランスミッション潤滑回路に接続されている。また、これらの回路によって潤滑された油は、トランスミッションケースに溜められ、その後ステアリング装置に戻される。

また、特許文献２に示されたトランスミッションでは、パワーステアリング機構のドレン油によってクラッチを強制潤滑することにより、低コストでクラッチの潤滑を実現するようにしている。

さらに、特許文献３には、自動変速装置の給油装置として、自動変速装置の上方に、ギアによって掻き上げられたトランスミッション内の潤滑油を収集する樋を配置することが示されている。そして、この樋で収集された潤滑油を、重力の作用によって各摺動部に給油するようにしている。

特開２０１０−１７４９７１号公報 特開２００１−２２７５６３号公報 特開平６−２４９３２４号公報

ホイールローダのトランスミッションにおいて、入力軸については、特許文献1及び２に示されるように、ポンプによって強制的に潤滑油を供給し、各部を潤滑している場合が多い。出力軸等を有する出力部についても同様に強制潤滑することも考えられるが、この場合は、潤滑油供給用のオイルポンプの容量を大きくする必要があり、また回路の追加によりコストが増加する。

そこで、トランスミッションのケース底部にある出力軸等のスプライン係合部分については、ケース底部に溜まった潤滑油をギアの回転等によって掻き上げ、飛散した潤滑油によって自然潤滑を行っている場合が多い。

ここで、ホイールローダにおいては、低速で作業を行うことが多い。特に、長時間にわたって低速作業を行うような状況では、従来の自然潤滑では各部に十分な潤滑油が供給されにくい。特に、ホイールローダの駐車ブレーキは、トランスミッションのケースの端部に装着されており、従来の自然潤滑では、駐車ブレーキ装置を構成するブレーキプレートやスプライン係合部に対して十分な潤滑を行うことができない。

従来の自然潤滑によってスプライン係合部分等を良好に潤滑するためには、ケース内の潤滑油の油面レベルをスプライン係合部にまで上げる必要がある。しかし、このような構成では、回転する部材による潤滑油の攪拌抵抗が大きくなり、動力のロスが増加する。

本発明の課題は、ホイールローダのトランスミッションにおいて、自然潤滑によって各部に十分な潤滑油を供給できるようにすることにある。

本発明のホイールローダにおける代表的な作業として、Ｖシェープ作業がある。このＶシェープ作業とは、以下のような作業である。

すなわち、ある位置で掘削を行い、その後、ブームを上昇させてバケット内の土砂などの積荷を持ち上げつつ、同時に車両を後進させる。その後、トランスミッションを後進から前進に切り替え、ブームをさらに上げつつ同時に車両を前進させて、ダンプトラックにアプローチし、そして、バケットをダンプさせてダンプトラック上に排土する。その後、空荷状態で後進と前進を行って掘削位置へ再び戻る。

以上のように、Ｖシェープ作業中における車速は、ある車速（以下、「分岐車速」と記す）を境として、分岐車速より低い低速と、分岐車速以上の車速とが交互に推移する。

そこで本発明では、このホイールローダの特徴的な作業を利用して、自然潤滑でありながら強制潤滑と同様な潤滑が行えるようにしている。

すなわち、本発明の第１側面に係るホイールローダは、エンジンと、作業機と、前後進の切換及び変速を行うトランスミッションと、を備えている。作業機は、エンジンの駆動によって発生される圧油によって駆動される。トランスミッションは、ケースと、ケースの内部に配置された回転軸及び回転軸の外周部に配置された被潤滑部と、を有している。トランスミッションは、第１油溜まり部と、第２油溜まり部と、連通油路と、横孔と、潤滑油路と、を有している。第１油溜まり部は、被潤滑部の上方に設けられ、飛散した潤滑油を溜める。第２油溜まり部は、第１油溜まり部の下方で回転軸の端部に設けられ、第１油溜まり部からの潤滑油を溜める。連通油路は第１油溜まり部と第２油溜まり部とを連通する。横孔は、回転軸に軸方向に延びて形成され、第２油溜まり部に連通する。潤滑油路は、回転軸の外周面から径方向に延びて形成された縦孔を有し、横孔と連通する。そして、潤滑油路は、回転軸の回転が所定の回転数より低いときに第２油溜まり部に溜まった潤滑油を被潤滑部に導く。

ここで、「所定の回転数」とは、第２油溜まり部に対する第１油溜まり部の位置エネルギと、出力軸の回転による第２油溜まり部内の潤滑油の運動エネルギ（遠心力によって発生する）との大小関係によって定まる回転数である。具体的には、運動エネルギの方が位置エネルギより大きい場合は、第２油溜まり部内の潤滑油は第２油溜まりの円周壁内部に押し付けられ、連通油路内を押し戻されることになり、横孔内へ供給されない。以上のように、運動エネルギの方が位置エネルギより大きくなる境界の回転数が「所定の回転数」である。

このホイールローダでは、車両が走行している場合等において、トランスミッションのケース内に飛散した潤滑油が第１油溜まり部に溜められる。そして、ホイールローダのＶシェープ作業中において、速度が所定速度より低い場合、すなわち回転軸の回転が所定の回転数より低いときには、第１油溜まり部に溜められた潤滑油は、重力の作用によって下方の第２油溜まり部に導かれ、さらに横孔及び縦孔を有する潤滑油路を経由して被潤滑部に給油される。

ここでは、自然潤滑でありながら、ホイールローダのＶシェープ作業中の低速時に、第１油溜まり部に溜められた潤滑油の位置エネルギを利用して被潤滑部に強制的に潤滑油が供給される。したがって、自然潤滑では潤滑油が供給されにくい個所にも、潤滑油を供給することができる。

本発明の第２側面に係るホイールローダは、第１側面のホイールローダにおいて、回転軸はケースの底部に配置された出力軸であり、第１油溜まり部は出力軸の軸方向に沿って所定の長さを有している。また、連絡油路はケースに形成されている。

ここでは、第１油溜まり部に溜められた潤滑油は、ケースに形成された連通油路を介して第２油溜まり部に導かれる。この場合は、外部に両油溜まり部を連通させるための配管が不要になる。

本発明の第３側面に係るホイールローダは、第２側面のホイールローダにおいて、トランスミッションは、出力軸の一端にスプライン係合された出力フランジをさらに有している。そして、第２油溜まり部は、出力軸の一端の端面と、出力軸の端面と軸方向に所定の隙間をあけて出力フランジに固定されたキャップと、の間の軸端部スペースである。横孔は出力軸の中心部に形成されている。

ここでは、出力軸の軸端部に存在するスペースを利用して第２油溜まり部としているので、特別なスペースが不要になる。

本発明の第４側面に係るホイールローダは、第３側面のホイールローダにおいて、トランスミッションは、ケースの側部に装着され、出力軸にスプラインによって係合された駐車ブレーキをさらに有している。そして、縦孔は横孔と駐車ブレーキのスプライン係合部とを連通する。

ケースの側部に装着され、出力軸にスプライン係合された駐車ブレーキは、上方に入力側の機構や部材が配置されていない場合が多い。したがって、駐車ブレーキには自然潤滑によって潤滑油を供給することは困難である。

そこで、この第４側面のホイールローダでは、駐車ブレーキのスプライン係合部に縦孔を介して潤滑油が供給されるようにしている。

本発明の第５側面に係るホイールローダは、第１から第４側面のいずれかのホイールローダにおいて、第１油溜まり部は、ケースの内壁に一体形成され、内壁とともに断面Ｕ字形状を有する。

ここでは、ケースの内壁を利用して第１油溜まり部を形成しているので、簡単な構成で第１油溜まり部を形成できる。

本発明の第６側面に係るホイールローダは、第２から第５側面のいずれかのホイールローダにおいて、トランスミッションは、出力軸の上方に回転軸及びギアを含み、潤滑油が供給される入力機構をさらに有している。また、第１油溜まり部は入力機構からの飛散油及びケース底部から掻き上げられた飛散油を溜める。

一般的に、入力機構に対しては強制潤滑される場合が多い。そして、入力機構を潤滑した潤滑油は、ケース底部に落下し、あるいは回転部材によって飛散される。

そこで、これらの潤滑油を第１油溜まり部に溜めるようにしている。このため、効率良く潤滑油を第１油溜まり部に溜めることができ、結果的に出力軸部分を良好に潤滑することができる。

本発明に係るホイールローダのトランスミッションの潤滑方法は、第１油溜まり部と、第２油溜まり部と、被潤滑部と、を有するホイールローダのトランスミッションを潤滑する方法である。第１油溜まり部はトランスミッションのケースの内壁に設けられている。第２油溜まり部は、第１油溜まり部の下方に配置された回転軸の端部に設けられ、第１油溜まり部と連通路を介して連通する。被潤滑部は回転軸の外周面に配置されている。そして、この潤滑方法は、以下の工程を有している。

◎飛散した潤滑油を第１油溜まり部に溜める工程。

◎回転軸の回転が所定の回転数より低いときに、第１油溜まり部に溜められた潤滑油の位置のエネルギによって第２油溜まり部を介して被潤滑部に潤滑油を導く工程。

なお、この潤滑方法における「所定の回転数」とは、前述と同様の回転数である。

以上のように本発明では、ホイールローダのトランスミッションにおいて、重力を利用した自然潤滑によって、各部に十分な潤滑油を供給することができる。

本発明の一実施形態によるホイールローダの側面図。 トランスミッションの一部の断面図。 トランスミッションの潤滑構造を示す断面図。 フロントケースとリアケースの外観斜視図。 ホイールローダのＶシェープ作業中の車速の推移を示す図。 車速と潤滑油の供給との関係を示す図。

［ホイールローダの全体構成］
本発明の一実施形態によるホイールローダ１の全体構成を図１に示している。なお、図１はホイールローダ１の側面図である。

ホイールローダ１は、車体フレーム２、作業機３、１対のフロントタイヤ４、運転室５、エンジンルーム６、及び１対のリアタイヤ７を備えている。

車体フレーム２は、いわゆるアーティキュレート構造であり、フロントフレーム１１とリアフレーム１２と連結部１３とを有している。フロントフレーム１１は、リアフレーム１２の前方に配置されており、連結部１３によってリアフレーム１２に対して左右方向に回動自在に連結されている。リアフレーム１２には、エンジン及びトランスミッション等の駆動系が搭載されている。

作業機３はリフトアーム１５とバケット１６とを有している。リフトアーム１５及びバケット１６は図示しない油圧ポンプから供給される圧油によって駆動される。リフトアーム１５は、基端がフロントフレーム１１に回動自在に支持されている。バケット１６はリフトアーム１５の先端部に回動自在に取り付けられている。

運転室５は、リアフレーム１２上に載置されており、内部には、ステアリング操作のためのハンドルやジョイスティック、作業機を操作するための操作部材、各種の表示装置等が配置されている。

［トランスミッション］
＜全体構成＞
このホイールローダに搭載されるトランスミッションは、２つの油圧モータから入力されるトルクを出力軸に伝達するものである。具体的には、トランスミッションは、第１及び第２油圧モータを有している。第１油圧モータはクラッチ機構を介して第１入力軸に連結され、第２油圧モータは直接第２入力軸に連結されている。また、第１入力軸には大減速比の遊星歯車機構が設けられている。

そして、作業時等のように大トルクが必要な場合は、クラッチ機構がオンされ、第１及び第２油圧モータから、それぞれが連結された入力軸を介してトルクが入力される。一方、高速で走行するような場合は、第１入力軸に設けられたクラッチ機構がオフされ、高速走行用の第２油圧モータのみからのトルクが第２入力軸を介して入力される。

以下、図２を用いてトランスミッションの全体構成について説明する。図２に示すように、トランスミッション２０は、フロントケース２１及びリアケース２２と、これらのケース２１，２２に収納された入力部２３と、出力部２４と、リアケース２２の後部に装着された駐車ブレーキ２５と、を有している。

＜入力部＞
入力部２３は、前述のように、２つの油圧モータと、２つの変速機構と、を有している。２つの変速機構のそれぞれは、入力軸及び変速用のギア機構を有し、対応する油圧モータから出力軸にトルクを伝達する。図２では、２つの変速機構のうちの一方の機構の一部のみを示している。図２に示された変速機構は、第１入力軸３１と、図示しないクラッチ機構及び遊星歯車機構（一部のみを示している）と、入力ギア３５と、を有している。

第１入力軸３１は、スプライン係合を介して第１油圧モータ（図示せず）の出力軸に連結されている。そして、第１入力軸３１に入力されたトルクは、図示しないクラッチ機構を介して遊星歯車機構のリングギア３２に入力される。リングギア３２には複数の遊星ギア３３が噛み合っており、複数の遊星ギア３３はキャリア３４に回転自在に支持されている。キャリア３４には入力ギア３５が固定されている。入力ギア３５は、リアケース２２に固定されたエンドカバー３６に軸受を介して回転自在に支持されている。

＜出力部＞
出力部２４は、出力軸４１と、出力ギア４２と、を有している。

出力軸４１は、ケース２１，２２の底部に配置されており、一端部がフロントケース２１に軸受を介して回転自在に支持され、軸方向中間部がリアケース２２に軸受を介して回転自在に支持されている。出力軸４１の一端部外周面にはフランジ係合用の第１スプライン４１ａが形成され、他端部外周面には同様にフランジ係合用の第２スプライン４１ｂが形成されている。第２スプライン４１ｂは第１スプライン４１ａに比較して軸方向長さが長く形成されている。また、出力軸４１の軸方向中間部には、ギア係合用の第３スプライン４１ｃが形成されている。

出力軸４１の第１スプライン４１ａには第１出力フランジ４３がスプライン係合され、第２スプライン４１ｂには第２出力フランジ４４がスプライン係合されている。第１出力フランジ４３はプレート４５及びボルト４６によって出力軸４１の一方の端面に固定されている。また、第２出力フランジ４４の開口部には、キャップ４７が嵌め込まれ、キャップ４７と出力軸４１の他方の端面４１ｄとの間には所定の隙間Ｇ１が形成されている。

出力ギア４２は第３スプライン４１ｃにスプライン係合されている。出力ギア４２には、図２に示す入力ギア３５と、図示されていない他の入力ギアとが噛み合っている。なお、出力ギア４２の下部側周囲を取り囲むように、バッフルプレート４８が設けられている。

＜駐車ブレーキ＞
駐車ブレーキ２５は、リアケース２２の第２出力フランジ４４側の側面に装着されている。駐車ブレーキ２５は、ハウジング５１と、カバー５２と、ハブ５３と、固定リング５４と、複数のブレーキプレート５５と、ピストン５６と、複数の皿ばね５７と、を有している。

ハウジング５１は、概略リング状に形成されており、カバー５２とともにリアケース２２の側面に複数のボルト６０によって固定されている。カバー５２はハウジング５１の端面に固定されている。カバー５２の内周部と第２出力フランジ４４の外周面との間には、ダストシール６１及びオイルシール６２が設けられている。なお、ダストシール６１及びオイルシール６２は、第１出力フランジ４３側にも同様に設けられている。

以上のようなハウジング５１とカバー５２とによって形成された空間に、ハブ５３、固定リング５４、複数のブレーキプレート５５、ピストン５６、複数の皿ばね５７が収納されている。

ハブ５３はリング状に形成されており、内周面に形成されたスプラインが出力軸４１の第２スプライン４１ｂにスプライン係合している。また、ハブ５３の外周面には複数の歯が形成されている。

固定リング５４は、ハブ５３の外周側において、ボルト６４によってリアケース２２の側面に固定されている。固定リング５４の内周面には複数の歯が形成されている。

複数のブレーキプレート５５は、ハブ５３に係合する第１プレートと、固定リング５４に係合する第２プレートと、を有する。すなわち、第１プレートの内周部には複数の歯が形成されており、この歯がハブ５３の外周面に形成された歯と噛み合っている。また、第２プレートの外周部には複数の歯が形成されており、この歯が固定リング５４の内周面に形成された歯と噛み合っている。第１プレートの両側面には摩擦部材が設けられている。

ピストン５６は、リング状で、かつ筒状に形成されており、ハウジング５１の内周面に沿って軸方向に移動自在に配置されている。ピストン５６の外周面とハウジング５１の内周面との間には、ピストン５６を作動させるための作動油が供給される油室６５が形成されている。

複数の皿ばね５７は、ピストン５６の内周部において、ピストン５６とカバー５２との間に配置されている。複数の皿ばね５７は圧縮された状態でセットされている。したがって、油室６５に作動油が供給されていない状態では、ピストン５６は複数の皿ばね５７によって複数の第１プレートと第２プレートとを互いに押圧している。

以上のような構成の駐車ブレーキ２５では、油室６５に作動油が供給されていない状態では、ブレーキオンであって、出力軸４１の回転は制動されている。一方、油室６５に作動油が供給されると、ピストン５６は複数のブレーキプレート５５から離れる側に移動させられる。このため、ブレーキプレート５５を構成する第１プレートと第２プレートとの押圧が解除され、ブレーキがオフとなる。この状態では、出力軸４１に対する制動が解除される。

［潤滑構造］
図３にトランスミッション２０に設けられた潤滑構造の一部を抽出して示している。この実施形態では、入力部２３については、オイルポンプから供給される潤滑油によって、強制的に潤滑される。一方、出力部２４については、入力部２３から落下、飛散された潤滑油及び出力ギア４２等によって飛散させられた潤滑油によって潤滑される。以下、これらの潤滑構造について、具体的に説明する。

図２に示すように、エンドカバー３６には潤滑油供給用の第１孔７１が軸方向に形成されている。この第１孔７１は、第１入力軸３１の中心軸と同軸に形成された第２孔７２に連通している。図示しないオイルポンプからこれらの孔７１，７２を通して供給された潤滑油は、各部の隙間や径方向に形成された孔を通して、軸受や摺動部に供給される。また、第１入力軸３１の中心部にも軸方向に第３孔７３が形成されており、この第３孔７３及び径方向に形成された孔（図示せず）を通して、第１入力軸３１に設けられたクラッチ機構等に潤滑油が供給される。

図３に示すように、出力部２４を潤滑するために、第１油溜まり部Ｐ１と、第２油溜まり部Ｐ２と、横孔８４と、潤滑用の油路ＯＰ１，ＯＰ２と、が設けられている。

第１油溜まり部Ｐ１は、主に、入力部２３に供給されて飛散した潤滑油を溜める部分である。第１油溜まり部Ｐ１は、図３及び図４に示すように、フロントケース２１及びリアケース２２の内壁に一体形成され、内壁とともに断面Ｕ字形状を有している。より詳細には、フロントケース２１には、第１油溜まり部Ｐ１の底部Ｐ１ａ及び側部Ｐ１ｂの一部と、前壁Ｐ１ｆと、が形成されている。また、リアケース２２には、第１油溜まり部Ｐ１の底部Ｐ１ａ及び側部Ｐ１ｂの大部分と、後壁Ｐ１ｒと、が形成されている。そして、フロントケース２１とリアケース２２とを、互いに合わせ面２１ａ，２２ａで合わせることによって、底部Ｐ１ａ、側部Ｐ１ｂ、ケース内壁面、及び前後の壁Ｐ１ｆ，Ｐ１ｒによる断面Ｕ字形状の第１油溜まり部Ｐ１が形成されている。なお、後壁Ｐ１ｒの下部には、軸方向に貫通する第４孔７４が形成されている。

第２油溜まり部Ｐ２は、前述のように、第２出力フランジ４４に装着されたキャップ４７と出力軸４１の端面４１ｄとの間に形成された隙間Ｇ１である。

横孔８４は、出力軸４１の中心部に軸方向に沿って形成されており、出力軸４１の一端面４１ｄから所定の深さを有している。すなわち、横孔８４の一端は隙間Ｇ１に開口している。

潤滑用の油路は、第１油溜まり部Ｐ１に溜められた潤滑油を第２油溜まり部Ｐ２に導く連通油路ＯＰ１と、第２油溜まり部Ｐ２に溜められた潤滑油を各部に導くための供給油路ＯＰ２と、を有している。

連通油路ＯＰ１は、前述の第４孔７４と、第５孔７５〜第９孔７９と、を有している。第５孔７５は、駐車ブレーキ２５のハウジング５１に軸方向に貫通して形成されており、第４孔７４に連通している。第６孔７６は、駐車ブレーキ２５のカバー５２に軸方向に沿って形成されており、第５孔７５に連通している。第６孔７６はハウジング５１の合わせ面から所定の深さに形成されている。第７孔７７は、カバー５２に径方向に沿って形成されており、カバー５２の外周面から内周側に向かって所定の深さを有している。第７孔７７の途中に第６孔７６が連通している。第８孔７８は、カバー５２の皿ばね５７を支持する面から軸方向に所定の深さで形成されており、第７孔７７に連通している。第９孔７９は第８孔７８とカバー５２の内周部とを連通している。

第９孔７９が開口している部分には所定の空間Ｇ２が形成されている。具体的には、出力軸４１の外周面と、第２出力フランジ４４の先端面と、カバー５２の内周部に配置されたシール部材８０と、によって、環状の空間Ｇ２が形成されている。この空間Ｇ２に第９孔７９が連通している。

なお、シール部材８０の端面には、スナップリング８１が設けられており、空間Ｇ２に溜められた潤滑油が、出力軸４１の第２スプライン４１ｂを通してシール部材８０側に漏れるのを抑えている。

また、第２出力フランジ４４のスプライン内歯の一部は削除されて欠歯部分が設けられており、この欠歯部分と出力軸４１により形成された隙間を主として隙間Ｇ１と空間Ｇ２とが連通している。

供給油路ＯＰ２は第１及び第２縦孔８５ａ，８５ｂを有している。第１縦孔８５ａは、出力軸４１の軸方向中間部に径方向に形成されている。この第１縦孔８５ａは、出力ギア４２の端部でかつ第３スプライン４１ｃの端部の出力軸４１の外周面と、横孔８４とを連通している。第２縦孔８５ｂは、第１縦孔８５ａの側方において径方向に形成されている。この第２縦孔８５ｂは、ハブ５３の内周面でかつ第２スプライン４１ｂの端部の出力軸４１の外周面と、横孔８４とを連通している。

［出力部の潤滑について］
ここでは、特に、Ｖシェープ作業を行っている場合の出力部２４の潤滑作用について説明する。

Ｖシェープ作業とは、前述した通りであり、図５にＶシェープ作業時の車速の推移を示している。この図４に示した例では、（１）〜（４）の１サイクルの作業が３０秒程度で実行される。具体的には、ステップ（１）では、空荷で前進し、掘削作業を行う。ステップ（２）では、バケット内の土砂などの積荷を持ち上げつつ、同時に車両を後進させる。ステップ（３）では、積荷を保持したまま前進し、ダンプトラックにアプローチしてダンプトラックに排土する。ステップ（４）では、空荷状態で後進し、方向切替を行って掘削位置へ再び戻る。

以上のようなＶシェープ作業中においては、図５に示すように、車速は、分岐車速を境として、分岐車速より低い低速と、分岐車速以上の車速とが交互に推移する。この分岐車速は、出力軸４１の回転によって第２油溜まり部Ｐ２の潤滑油に生じる遠心力（運動エネルギ）と、第１油溜まり部Ｐ１に溜められた潤滑油の位置エネルギと、が釣り合う車速である。ここでは、図５において斜線で示す領域、すなわち分岐車速より低い車速で走行している時間帯において、各部が潤滑されることになる。したがって、１サイクル３０秒のＶシェープ作業中の半分程度の時間において、潤滑効果があることになる。

この分岐車速についてより詳細に説明する。第１油溜まり部Ｐ１に溜められた潤滑油は、各孔７４〜７９、隙間Ｇ２、第２スプライン４１ｂを通して第２油溜まり部Ｐ２に導かれる。そして、この第２油溜まり部Ｐ２に溜められた潤滑油は、横孔８４及び２つの縦孔８５ｂを通して各部に潤滑される。この場合の、各部に潤滑油を押し流す圧力は、第１油溜まり部Ｐ１に溜められた潤滑油の位置エネルギ（以下、「潤滑油の供給ヘッド」と記す）である。

一方、出力軸４１が回転すると、第２油溜まり部Ｐ２に溜められた潤滑油に遠心力が作用する。そして、出力軸４１の回転数が所定回転数以上になると、潤滑油の供給ヘッドよりも第２油溜まり部Ｐ２の潤滑油に作用する遠心力（以下、「遠心油圧」と記す）の方が大きくなる。すると、第２油溜まり部Ｐ２の隙間Ｇ１では、外周部に潤滑油が移動し、隙間Ｇ１の中心部分及び横孔８４には潤滑油が存在しなくなる。

以上のような状況において、潤滑油の供給ヘッドと第２油溜まり部Ｐ２（隙間Ｇ１）の潤滑油の遠心油圧とが同じときの車速（出力軸４１の回転数）が分岐車速である。

図６に、車速と潤滑油の供給との関係を示している。図６において、ＯＨは潤滑油の供給ヘッド、すなわち、出力軸４１の横孔８４に潤滑油を流入させる圧力を示している。また、ＣＰは走行（回転）による遠心油圧、すなわち横孔８４への流入を妨げる圧力を示している。

この図６から明らかなように、分岐車速より低速の領域（図６左側）では、潤滑油の供給ヘッドＯＨが遠心油圧ＣＰより大きく、各部が潤滑される。具体的には、第１油溜まり部Ｐ１に溜められた潤滑油は、第４孔７４〜第９孔７９を介して隙間Ｇ２に導かれる。また、隙間Ｇ２からは第２スプライン４１ｂを介して第２油溜まり部Ｐ２の隙間Ｇ１に導かれる。そして、隙間Ｇ１の潤滑油は、供給ヘッドによって、横孔８４を流れ、さらに第１及び第２縦孔８５ａ，８５ｂを介してスプライン係合部や摺動部、さらには駐車ブレーキ２５の複数のブレーキプレート５５部分に供給される。

一方で、分岐車速以上（図６右側）になると、遠心油圧ＣＰの方が潤滑油の供給ヘッドＯＨより大きくなり、隙間Ｇ１の潤滑油は外周部に移動してしまい、隙間Ｇ１の中心部及び横孔８４には潤滑油は存在しなくなる。このため、この車速領域では、各部は潤滑されない。

なお、この分岐車速以上の車速領域では、潤滑油はギア等の回転部材によって各部に飛散される。また、入力部２３に強制的に供給された潤滑油もケース２１，２２内に飛散される。これらの飛散された潤滑油は、第１油溜まり部Ｐ１に溜められる。この分岐車速以上の車速領域で第１油溜まり部Ｐ１に溜められた潤滑油が、分岐車速より低い低速領域において出力部２４の各部の潤滑に用いられる。

図５において、斜線の時間領域において、出力部２４の各部が第１及び第２油溜まり部Ｐ１，Ｐ２に溜められた潤滑油によって潤滑される。

［特徴］
（１）ホイールローダの特徴的な作業形態を利用して出力部２４の各部及び駐車ブレーキ２５を潤滑するので、自然潤滑では潤滑油が供給されにくい個所に十分に潤滑油を供給することができる。

（２）ケース２１，２２の内壁を利用して第１油溜まり部Ｐ１を形成しているので、簡単な構成で第１油溜まり部Ｐ１を形成できる。

（３）第１油溜まり部Ｐ１と第２油溜まり部Ｐ２とを、リアケース２２や駐車ブレーキ２５のハウジング５１等に形成された油路によって連通しているので、両油溜まり部を連通させるための配管が不要になる。

（４）出力軸４１の軸端部に存在する隙間Ｇ１を利用して第２油溜まり部Ｐ２としているので、特別なスペースが不要になる。

［他の実施形態］
本発明は以上のような実施形態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又は修正が可能である。

（ａ）前記実施形態では、トランスミッションの出力部を潤滑するようにしたが、中間軸等を含む他の機構にも同様の潤滑構造を適用することができる。

（ｂ）第１及び第２油溜まり部Ｐ１，Ｐ２の構成は前記実施形態に限定されない。他のスペースや凹部等を利用して油溜まり部を形成してもよい。

（ｃ）潤滑油路は、前記実施形態の縦孔８５ａ，８５ｂに限定されない。各部材の間に形成された隙間等であってもよい。

１ ホイールローダ
３ 作業機
２０ トランスミッション
２１ フロントケース
２２ リアケース
２３ 入力部
２４ 出力部
２５ 駐車ブレーキ
４１ 出力軸
４３，４４ 出力フランジ
４７ キャップ
５１ ハウジング
７１〜７９ 孔（油路）
８４ 横孔
８５ａ，８５ｂ 縦孔
Ｐ１ 第１油溜まり部
Ｐ２ 第２油溜まり部
Ｇ１ 隙間

本発明は、ホイールローダ、特に、走行と停止とを繰り返して作業を行うホイールローダに関する。

ホイールローダは、主に掘削作業を行うための車両であり、車体フレーム、作業機、前後のタイヤ、運転室等を備えている。また、車体フレームは、フロントフレームとリアフレームと連結部とを有しており、フロントフレームは連結部によってリアフレームに対して左右方向に回動自在に連結されている。

このようなホイールローダは、前後進の切換や変速を行うために、油圧式のトランスミッションを備えている。そして、このトランスミッションには、入力軸、中間軸、出力軸等の回転軸や、これらの軸に装着された油圧式クラッチ装置、ギア、駐車ブレーキ等が設けられている。

このように、トランスミッションの内部には、クラッチ装置及びブレーキ装置を含む摩擦部や、軸受等の摺動部、スプラインによる係合部が設けられているので、これらの部分に潤滑油を供給することが必要である。

そこで、特許文献１に示されるような油圧システムや、特許文献２に示されるような構成が提供されている。

特許文献１に示された油圧システムでは、クラッチに作動油を供給する高圧回路から分岐するトランスミッション潤滑回路が設けられ、さらに、ステアリング潤滑回路から分岐するトランスミッション潤滑応援回路が設けられている。このトランスミッション潤滑応援回路はトランスミッション潤滑回路に接続されている。また、これらの回路によって潤滑された油は、トランスミッションケースに溜められ、その後ステアリング装置に戻される。

また、特許文献２に示されたトランスミッションでは、パワーステアリング機構のドレン油によってクラッチを強制潤滑することにより、低コストでクラッチの潤滑を実現するようにしている。

さらに、特許文献３には、自動変速装置の給油装置として、自動変速装置の上方に、ギアによって掻き上げられたトランスミッション内の潤滑油を収集する樋を配置することが示されている。そして、この樋で収集された潤滑油を、重力の作用によって各摺動部に給油するようにしている。

特開２０１０−１７４９７１号公報 特開２００１−２２７５６３号公報 特開平６−２４９３２４号公報

ホイールローダのトランスミッションにおいて、入力軸については、特許文献1及び２に示されるように、ポンプによって強制的に潤滑油を供給し、各部を潤滑している場合が多い。出力軸等を有する出力部についても同様に強制潤滑することも考えられるが、この場合は、潤滑油供給用のオイルポンプの容量を大きくする必要があり、また回路の追加によりコストが増加する。

そこで、トランスミッションのケース底部にある出力軸等のスプライン係合部分については、ケース底部に溜まった潤滑油をギアの回転等によって掻き上げ、飛散した潤滑油によって自然潤滑を行っている場合が多い。

ここで、ホイールローダにおいては、低速で作業を行うことが多い。特に、長時間にわたって低速作業を行うような状況では、従来の自然潤滑では各部に十分な潤滑油が供給されにくい。特に、ホイールローダの駐車ブレーキは、トランスミッションのケースの端部に装着されており、従来の自然潤滑では、駐車ブレーキ装置を構成するブレーキプレートやスプライン係合部に対して十分な潤滑を行うことができない。

従来の自然潤滑によってスプライン係合部分等を良好に潤滑するためには、ケース内の潤滑油の油面レベルをスプライン係合部にまで上げる必要がある。しかし、このような構成では、回転する部材による潤滑油の攪拌抵抗が大きくなり、動力のロスが増加する。

本発明の課題は、ホイールローダのトランスミッションにおいて、自然潤滑によって各部に十分な潤滑油を供給できるようにすることにある。

本発明のホイールローダにおける代表的な作業として、Ｖシェープ作業がある。このＶシェープ作業とは、以下のような作業である。

すなわち、ある位置で掘削を行い、その後、ブームを上昇させてバケット内の土砂などの積荷を持ち上げつつ、同時に車両を後進させる。その後、トランスミッションを後進から前進に切り替え、ブームをさらに上げつつ同時に車両を前進させて、ダンプトラックにアプローチし、そして、バケットをダンプさせてダンプトラック上に排土する。その後、空荷状態で後進と前進を行って掘削位置へ再び戻る。

以上のように、Ｖシェープ作業中における車速は、ある車速（以下、「分岐車速」と記す）を境として、分岐車速より低い低速と、分岐車速以上の車速とが交互に推移する。

そこで本発明では、このホイールローダの特徴的な作業を利用して、自然潤滑でありながら強制潤滑と同様な潤滑が行えるようにしている。

すなわち、本発明の第１側面に係るホイールローダは、エンジンと、作業機と、前後進の切換及び変速を行うトランスミッションと、を備えている。作業機は、エンジンの駆動によって発生される圧油によって駆動される。トランスミッションは、ケースと、ケースの底部に配置された出力軸及び出力軸の外周部に配置された被潤滑部と、を有している。トランスミッションは、第１油溜まり部と、出力フランジと、第２油溜まり部と、連通油路と、横孔と、潤滑油路と、を有している。第１油溜まり部は、被潤滑部の上方に設けられるとともに出力軸の軸方向に沿って所定の長さを有し、飛散した潤滑油を溜める。出力フランジは出力軸の一端にスプライン係合されている。第２油溜まり部は、第１油溜まり部の下方で、出力軸の一端の端面と、出力軸の端面と軸方向に所定の隙間をあけて出力フランジに固定されたキャップと、の間の軸端部スペースで構成され、第１油溜まり部からの潤滑油を溜める。連通油路は、ケースに形成され、第１油溜まり部と第２油溜まり部とを連通する。横孔は、出力軸の中心部に軸方向に延びて形成され、第２油溜まり部に連通する。潤滑油路は、出力軸の外周面から径方向に延びて形成された縦孔を有し、横孔と連通する。そして、潤滑油路は、出力軸の回転が所定の回転数より低いときに第２油溜まり部に溜まった潤滑油を被潤滑部に導く。

ここで、「所定の回転数」とは、第２油溜まり部に対する第１油溜まり部の位置エネルギと、出力軸の回転による第２油溜まり部内の潤滑油の運動エネルギ（遠心力によって発生する）との大小関係によって定まる回転数である。具体的には、運動エネルギの方が位置エネルギより大きい場合は、第２油溜まり部内の潤滑油は第２油溜まりの円周壁内部に押し付けられ、連通油路内を押し戻されることになり、横孔内へ供給されない。以上のように、運動エネルギの方が位置エネルギより大きくなる境界の回転数が「所定の回転数」である。

このホイールローダでは、車両が走行している場合等において、トランスミッションのケース内に飛散した潤滑油が第１油溜まり部に溜められる。そして、ホイールローダのＶシェープ作業中において、速度が所定速度より低い場合、すなわち出力軸の回転が所定の回転数より低いときには、第１油溜まり部に溜められた潤滑油は、重力の作用によって下方の第２油溜まり部に導かれ、さらに横孔及び縦孔を有する潤滑油路を経由して被潤滑部に給油される。

ここでは、自然潤滑でありながら、ホイールローダのＶシェープ作業中の低速時に、第１油溜まり部に溜められた潤滑油の位置エネルギを利用して被潤滑部に強制的に潤滑油が供給される。したがって、自然潤滑では潤滑油が供給されにくい個所にも、潤滑油を供給することができる。

また、第１油溜まり部に溜められた潤滑油は、ケースに形成された連通油路を介して第２油溜まり部に導かれるので、外部に両油溜まり部を連通させるための配管が不要になる。

さらに、出力軸の軸端部に存在するスペースを利用して第２油溜まり部としているので、特別なスペースが不要になる。

本発明の第２側面に係るホイールローダは、第１側面のホイールローダにおいて、トランスミッションは、ケースの側部に装着され、出力軸にスプラインによって係合された駐車ブレーキをさらに有している。そして、縦孔は横孔と駐車ブレーキのスプライン係合部とを連通する。

ケースの側部に装着され、出力軸にスプライン係合された駐車ブレーキは、上方に入力側の機構や部材が配置されていない場合が多い。したがって、駐車ブレーキには自然潤滑によって潤滑油を供給することは困難である。

そこで、この第２側面のホイールローダでは、駐車ブレーキのスプライン係合部に縦孔を介して潤滑油が供給されるようにしている。

本発明の第３側面に係るホイールローダは、第１又は第２側面のホイールローダにおいて、第１油溜まり部は、ケースの内壁に一体形成され、内壁とともに断面Ｕ字形状を有する。

ここでは、ケースの内壁を利用して第１油溜まり部を形成しているので、簡単な構成で第１油溜まり部を形成できる。

本発明の第４側面に係るホイールローダは、第１から第３側面のいずれかのホイールローダにおいて、トランスミッションは、出力軸の上方に回転軸及びギアを含み、潤滑油が供給される入力機構をさらに有している。また、第１油溜まり部は入力機構からの飛散油及びケース底部から掻き上げられた飛散油を溜める。

一般的に、入力機構に対しては強制潤滑される場合が多い。そして、入力機構を潤滑した潤滑油は、ケース底部に落下し、あるいは回転部材によって飛散される。

そこで、これらの潤滑油を第１油溜まり部に溜めるようにしている。このため、効率良く潤滑油を第１油溜まり部に溜めることができ、結果的に出力軸部分を良好に潤滑することができる。

以上のように本発明では、ホイールローダのトランスミッションにおいて、重力を利用した自然潤滑によって、各部に十分な潤滑油を供給することができる。

本発明の一実施形態によるホイールローダの側面図。 トランスミッションの一部の断面図。 トランスミッションの潤滑構造を示す断面図。 フロントケースとリアケースの外観斜視図。 ホイールローダのＶシェープ作業中の車速の推移を示す図。 車速と潤滑油の供給との関係を示す図。

［ホイールローダの全体構成］
本発明の一実施形態によるホイールローダ１の全体構成を図１に示している。なお、図１はホイールローダ１の側面図である。

ホイールローダ１は、車体フレーム２、作業機３、１対のフロントタイヤ４、運転室５、エンジンルーム６、及び１対のリアタイヤ７を備えている。

車体フレーム２は、いわゆるアーティキュレート構造であり、フロントフレーム１１とリアフレーム１２と連結部１３とを有している。フロントフレーム１１は、リアフレーム１２の前方に配置されており、連結部１３によってリアフレーム１２に対して左右方向に回動自在に連結されている。リアフレーム１２には、エンジン及びトランスミッション等の駆動系が搭載されている。

作業機３はリフトアーム１５とバケット１６とを有している。リフトアーム１５及びバケット１６は図示しない油圧ポンプから供給される圧油によって駆動される。リフトアーム１５は、基端がフロントフレーム１１に回動自在に支持されている。バケット１６はリフトアーム１５の先端部に回動自在に取り付けられている。

運転室５は、リアフレーム１２上に載置されており、内部には、ステアリング操作のためのハンドルやジョイスティック、作業機を操作するための操作部材、各種の表示装置等が配置されている。

［トランスミッション］
＜全体構成＞
このホイールローダに搭載されるトランスミッションは、２つの油圧モータから入力されるトルクを出力軸に伝達するものである。具体的には、トランスミッションは、第１及び第２油圧モータを有している。第１油圧モータはクラッチ機構を介して第１入力軸に連結され、第２油圧モータは直接第２入力軸に連結されている。また、第１入力軸には大減速比の遊星歯車機構が設けられている。

そして、作業時等のように大トルクが必要な場合は、クラッチ機構がオンされ、第１及び第２油圧モータから、それぞれが連結された入力軸を介してトルクが入力される。一方、高速で走行するような場合は、第１入力軸に設けられたクラッチ機構がオフされ、高速走行用の第２油圧モータのみからのトルクが第２入力軸を介して入力される。

以下、図２を用いてトランスミッションの全体構成について説明する。図２に示すように、トランスミッション２０は、フロントケース２１及びリアケース２２と、これらのケース２１，２２に収納された入力部２３と、出力部２４と、リアケース２２の後部に装着された駐車ブレーキ２５と、を有している。

＜入力部＞
入力部２３は、前述のように、２つの油圧モータと、２つの変速機構と、を有している。２つの変速機構のそれぞれは、入力軸及び変速用のギア機構を有し、対応する油圧モータから出力軸にトルクを伝達する。図２では、２つの変速機構のうちの一方の機構の一部のみを示している。図２に示された変速機構は、第１入力軸３１と、図示しないクラッチ機構及び遊星歯車機構（一部のみを示している）と、入力ギア３５と、を有している。

第１入力軸３１は、スプライン係合を介して第１油圧モータ（図示せず）の出力軸に連結されている。そして、第１入力軸３１に入力されたトルクは、図示しないクラッチ機構を介して遊星歯車機構のリングギア３２に入力される。リングギア３２には複数の遊星ギア３３が噛み合っており、複数の遊星ギア３３はキャリア３４に回転自在に支持されている。キャリア３４には入力ギア３５が固定されている。入力ギア３５は、リアケース２２に固定されたエンドカバー３６に軸受を介して回転自在に支持されている。

＜出力部＞
出力部２４は、出力軸４１と、出力ギア４２と、を有している。

出力軸４１は、ケース２１，２２の底部に配置されており、一端部がフロントケース２１に軸受を介して回転自在に支持され、軸方向中間部がリアケース２２に軸受を介して回転自在に支持されている。出力軸４１の一端部外周面にはフランジ係合用の第１スプライン４１ａが形成され、他端部外周面には同様にフランジ係合用の第２スプライン４１ｂが形成されている。第２スプライン４１ｂは第１スプライン４１ａに比較して軸方向長さが長く形成されている。また、出力軸４１の軸方向中間部には、ギア係合用の第３スプライン４１ｃが形成されている。

出力軸４１の第１スプライン４１ａには第１出力フランジ４３がスプライン係合され、第２スプライン４１ｂには第２出力フランジ４４がスプライン係合されている。第１出力フランジ４３はプレート４５及びボルト４６によって出力軸４１の一方の端面に固定されている。また、第２出力フランジ４４の開口部には、キャップ４７が嵌め込まれ、キャップ４７と出力軸４１の他方の端面４１ｄとの間には所定の隙間Ｇ１が形成されている。

出力ギア４２は第３スプライン４１ｃにスプライン係合されている。出力ギア４２には、図２に示す入力ギア３５と、図示されていない他の入力ギアとが噛み合っている。なお、出力ギア４２の下部側周囲を取り囲むように、バッフルプレート４８が設けられている。

＜駐車ブレーキ＞
駐車ブレーキ２５は、リアケース２２の第２出力フランジ４４側の側面に装着されている。駐車ブレーキ２５は、ハウジング５１と、カバー５２と、ハブ５３と、固定リング５４と、複数のブレーキプレート５５と、ピストン５６と、複数の皿ばね５７と、を有している。

ハウジング５１は、概略リング状に形成されており、カバー５２とともにリアケース２２の側面に複数のボルト６０によって固定されている。カバー５２はハウジング５１の端面に固定されている。カバー５２の内周部と第２出力フランジ４４の外周面との間には、ダストシール６１及びオイルシール６２が設けられている。なお、ダストシール６１及びオイルシール６２は、第１出力フランジ４３側にも同様に設けられている。

以上のようなハウジング５１とカバー５２とによって形成された空間に、ハブ５３、固定リング５４、複数のブレーキプレート５５、ピストン５６、複数の皿ばね５７が収納されている。

ハブ５３はリング状に形成されており、内周面に形成されたスプラインが出力軸４１の第２スプライン４１ｂにスプライン係合している。また、ハブ５３の外周面には複数の歯が形成されている。

固定リング５４は、ハブ５３の外周側において、ボルト６４によってリアケース２２の側面に固定されている。固定リング５４の内周面には複数の歯が形成されている。

複数のブレーキプレート５５は、ハブ５３に係合する第１プレートと、固定リング５４に係合する第２プレートと、を有する。すなわち、第１プレートの内周部には複数の歯が形成されており、この歯がハブ５３の外周面に形成された歯と噛み合っている。また、第２プレートの外周部には複数の歯が形成されており、この歯が固定リング５４の内周面に形成された歯と噛み合っている。第１プレートの両側面には摩擦部材が設けられている。

ピストン５６は、リング状で、かつ筒状に形成されており、ハウジング５１の内周面に沿って軸方向に移動自在に配置されている。ピストン５６の外周面とハウジング５１の内周面との間には、ピストン５６を作動させるための作動油が供給される油室６５が形成されている。

複数の皿ばね５７は、ピストン５６の内周部において、ピストン５６とカバー５２との間に配置されている。複数の皿ばね５７は圧縮された状態でセットされている。したがって、油室６５に作動油が供給されていない状態では、ピストン５６は複数の皿ばね５７によって複数の第１プレートと第２プレートとを互いに押圧している。

以上のような構成の駐車ブレーキ２５では、油室６５に作動油が供給されていない状態では、ブレーキオンであって、出力軸４１の回転は制動されている。一方、油室６５に作動油が供給されると、ピストン５６は複数のブレーキプレート５５から離れる側に移動させられる。このため、ブレーキプレート５５を構成する第１プレートと第２プレートとの押圧が解除され、ブレーキがオフとなる。この状態では、出力軸４１に対する制動が解除される。

［潤滑構造］
図３にトランスミッション２０に設けられた潤滑構造の一部を抽出して示している。この実施形態では、入力部２３については、オイルポンプから供給される潤滑油によって、強制的に潤滑される。一方、出力部２４については、入力部２３から落下、飛散された潤滑油及び出力ギア４２等によって飛散させられた潤滑油によって潤滑される。以下、これらの潤滑構造について、具体的に説明する。

図２に示すように、エンドカバー３６には潤滑油供給用の第１孔７１が軸方向に形成されている。この第１孔７１は、第１入力軸３１の中心軸と同軸に形成された第２孔７２に連通している。図示しないオイルポンプからこれらの孔７１，７２を通して供給された潤滑油は、各部の隙間や径方向に形成された孔を通して、軸受や摺動部に供給される。また、第１入力軸３１の中心部にも軸方向に第３孔７３が形成されており、この第３孔７３及び径方向に形成された孔（図示せず）を通して、第１入力軸３１に設けられたクラッチ機構等に潤滑油が供給される。

図３に示すように、出力部２４を潤滑するために、第１油溜まり部Ｐ１と、第２油溜まり部Ｐ２と、横孔８４と、潤滑用の油路ＯＰ１，ＯＰ２と、が設けられている。

第１油溜まり部Ｐ１は、主に、入力部２３に供給されて飛散した潤滑油を溜める部分である。第１油溜まり部Ｐ１は、図３及び図４に示すように、フロントケース２１及びリアケース２２の内壁に一体形成され、内壁とともに断面Ｕ字形状を有している。より詳細には、フロントケース２１には、第１油溜まり部Ｐ１の底部Ｐ１ａ及び側部Ｐ１ｂの一部と、前壁Ｐ１ｆと、が形成されている。また、リアケース２２には、第１油溜まり部Ｐ１の底部Ｐ１ａ及び側部Ｐ１ｂの大部分と、後壁Ｐ１ｒと、が形成されている。そして、フロントケース２１とリアケース２２とを、互いに合わせ面２１ａ，２２ａで合わせることによって、底部Ｐ１ａ、側部Ｐ１ｂ、ケース内壁面、及び前後の壁Ｐ１ｆ，Ｐ１ｒによる断面Ｕ字形状の第１油溜まり部Ｐ１が形成されている。なお、後壁Ｐ１ｒの下部には、軸方向に貫通する第４孔７４が形成されている。

第２油溜まり部Ｐ２は、前述のように、第２出力フランジ４４に装着されたキャップ４７と出力軸４１の端面４１ｄとの間に形成された隙間Ｇ１である。

横孔８４は、出力軸４１の中心部に軸方向に沿って形成されており、出力軸４１の一端面４１ｄから所定の深さを有している。すなわち、横孔８４の一端は隙間Ｇ１に開口している。

潤滑用の油路は、第１油溜まり部Ｐ１に溜められた潤滑油を第２油溜まり部Ｐ２に導く連通油路ＯＰ１と、第２油溜まり部Ｐ２に溜められた潤滑油を各部に導くための供給油路ＯＰ２と、を有している。

連通油路ＯＰ１は、前述の第４孔７４と、第５孔７５〜第９孔７９と、を有している。第５孔７５は、駐車ブレーキ２５のハウジング５１に軸方向に貫通して形成されており、第４孔７４に連通している。第６孔７６は、駐車ブレーキ２５のカバー５２に軸方向に沿って形成されており、第５孔７５に連通している。第６孔７６はハウジング５１の合わせ面から所定の深さに形成されている。第７孔７７は、カバー５２に径方向に沿って形成されており、カバー５２の外周面から内周側に向かって所定の深さを有している。第７孔７７の途中に第６孔７６が連通している。第８孔７８は、カバー５２の皿ばね５７を支持する面から軸方向に所定の深さで形成されており、第７孔７７に連通している。第９孔７９は第８孔７８とカバー５２の内周部とを連通している。

第９孔７９が開口している部分には所定の空間Ｇ２が形成されている。具体的には、出力軸４１の外周面と、第２出力フランジ４４の先端面と、カバー５２の内周部に配置されたシール部材８０と、によって、環状の空間Ｇ２が形成されている。この空間Ｇ２に第９孔７９が連通している。

なお、シール部材８０の端面には、スナップリング８１が設けられており、空間Ｇ２に溜められた潤滑油が、出力軸４１の第２スプライン４１ｂを通してシール部材８０側に漏れるのを抑えている。

また、第２出力フランジ４４のスプライン内歯の一部は削除されて欠歯部分が設けられており、この欠歯部分と出力軸４１により形成された隙間を主として隙間Ｇ１と空間Ｇ２とが連通している。

供給油路ＯＰ２は第１及び第２縦孔８５ａ，８５ｂを有している。第１縦孔８５ａは、出力軸４１の軸方向中間部に径方向に形成されている。この第１縦孔８５ａは、出力ギア４２の端部でかつ第３スプライン４１ｃの端部の出力軸４１の外周面と、横孔８４とを連通している。第２縦孔８５ｂは、第１縦孔８５ａの側方において径方向に形成されている。この第２縦孔８５ｂは、ハブ５３の内周面でかつ第２スプライン４１ｂの端部の出力軸４１の外周面と、横孔８４とを連通している。

［出力部の潤滑について］
ここでは、特に、Ｖシェープ作業を行っている場合の出力部２４の潤滑作用について説明する。

Ｖシェープ作業とは、前述した通りであり、図５にＶシェープ作業時の車速の推移を示している。この図４に示した例では、（１）〜（４）の１サイクルの作業が３０秒程度で実行される。具体的には、ステップ（１）では、空荷で前進し、掘削作業を行う。ステップ（２）では、バケット内の土砂などの積荷を持ち上げつつ、同時に車両を後進させる。ステップ（３）では、積荷を保持したまま前進し、ダンプトラックにアプローチしてダンプトラックに排土する。ステップ（４）では、空荷状態で後進し、方向切替を行って掘削位置へ再び戻る。

以上のようなＶシェープ作業中においては、図５に示すように、車速は、分岐車速を境として、分岐車速より低い低速と、分岐車速以上の車速とが交互に推移する。この分岐車速は、出力軸４１の回転によって第２油溜まり部Ｐ２の潤滑油に生じる遠心力（運動エネルギ）と、第１油溜まり部Ｐ１に溜められた潤滑油の位置エネルギと、が釣り合う車速である。ここでは、図５において斜線で示す領域、すなわち分岐車速より低い車速で走行している時間帯において、各部が潤滑されることになる。したがって、１サイクル３０秒のＶシェープ作業中の半分程度の時間において、潤滑効果があることになる。

この分岐車速についてより詳細に説明する。第１油溜まり部Ｐ１に溜められた潤滑油は、各孔７４〜７９、隙間Ｇ２、第２スプライン４１ｂを通して第２油溜まり部Ｐ２に導かれる。そして、この第２油溜まり部Ｐ２に溜められた潤滑油は、横孔８４及び２つの縦孔８５ｂを通して各部に潤滑される。この場合の、各部に潤滑油を押し流す圧力は、第１油溜まり部Ｐ１に溜められた潤滑油の位置エネルギ（以下、「潤滑油の供給ヘッド」と記す）である。

一方、出力軸４１が回転すると、第２油溜まり部Ｐ２に溜められた潤滑油に遠心力が作用する。そして、出力軸４１の回転数が所定回転数以上になると、潤滑油の供給ヘッドよりも第２油溜まり部Ｐ２の潤滑油に作用する遠心力（以下、「遠心油圧」と記す）の方が大きくなる。すると、第２油溜まり部Ｐ２の隙間Ｇ１では、外周部に潤滑油が移動し、隙間Ｇ１の中心部分及び横孔８４には潤滑油が存在しなくなる。

以上のような状況において、潤滑油の供給ヘッドと第２油溜まり部Ｐ２（隙間Ｇ１）の潤滑油の遠心油圧とが同じときの車速（出力軸４１の回転数）が分岐車速である。

図６に、車速と潤滑油の供給との関係を示している。図６において、ＯＨは潤滑油の供給ヘッド、すなわち、出力軸４１の横孔８４に潤滑油を流入させる圧力を示している。また、ＣＰは走行（回転）による遠心油圧、すなわち横孔８４への流入を妨げる圧力を示している。

この図６から明らかなように、分岐車速より低速の領域（図６左側）では、潤滑油の供給ヘッドＯＨが遠心油圧ＣＰより大きく、各部が潤滑される。具体的には、第１油溜まり部Ｐ１に溜められた潤滑油は、第４孔７４〜第９孔７９を介して隙間Ｇ２に導かれる。また、隙間Ｇ２からは第２スプライン４１ｂを介して第２油溜まり部Ｐ２の隙間Ｇ１に導かれる。そして、隙間Ｇ１の潤滑油は、供給ヘッドによって、横孔８４を流れ、さらに第１及び第２縦孔８５ａ，８５ｂを介してスプライン係合部や摺動部、さらには駐車ブレーキ２５の複数のブレーキプレート５５部分に供給される。

一方で、分岐車速以上（図６右側）になると、遠心油圧ＣＰの方が潤滑油の供給ヘッドＯＨより大きくなり、隙間Ｇ１の潤滑油は外周部に移動してしまい、隙間Ｇ１の中心部及び横孔８４には潤滑油は存在しなくなる。このため、この車速領域では、各部は潤滑されない。

なお、この分岐車速以上の車速領域では、潤滑油はギア等の回転部材によって各部に飛散される。また、入力部２３に強制的に供給された潤滑油もケース２１，２２内に飛散される。これらの飛散された潤滑油は、第１油溜まり部Ｐ１に溜められる。この分岐車速以上の車速領域で第１油溜まり部Ｐ１に溜められた潤滑油が、分岐車速より低い低速領域において出力部２４の各部の潤滑に用いられる。

図５において、斜線の時間領域において、出力部２４の各部が第１及び第２油溜まり部Ｐ１，Ｐ２に溜められた潤滑油によって潤滑される。

［特徴］
（１）ホイールローダの特徴的な作業形態を利用して出力部２４の各部及び駐車ブレーキ２５を潤滑するので、自然潤滑では潤滑油が供給されにくい個所に十分に潤滑油を供給することができる。

（２）ケース２１，２２の内壁を利用して第１油溜まり部Ｐ１を形成しているので、簡単な構成で第１油溜まり部Ｐ１を形成できる。

（３）第１油溜まり部Ｐ１と第２油溜まり部Ｐ２とを、リアケース２２や駐車ブレーキ２５のハウジング５１等に形成された油路によって連通しているので、両油溜まり部を連通させるための配管が不要になる。

（４）出力軸４１の軸端部に存在する隙間Ｇ１を利用して第２油溜まり部Ｐ２としているので、特別なスペースが不要になる。

［他の実施形態］
本発明は以上のような実施形態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又は修正が可能である。

（ａ）前記実施形態では、トランスミッションの出力部を潤滑するようにしたが、中間軸等を含む他の機構にも同様の潤滑構造を適用することができる。

（ｂ）潤滑油路は、前記実施形態の縦孔８５ａ，８５ｂに限定されない。各部材の間に形成された隙間等であってもよい。

１ ホイールローダ
３ 作業機
２０ トランスミッション
２１ フロントケース
２２ リアケース
２３ 入力部
２４ 出力部
２５ 駐車ブレーキ
４１ 出力軸
４３，４４ 出力フランジ
４７ キャップ
５１ ハウジング
７１〜７９ 孔（油路）
８４ 横孔
８５ａ，８５ｂ 縦孔
Ｐ１ 第１油溜まり部
Ｐ２ 第２油溜まり部
Ｇ１ 隙間

Claims (7)

1. エンジンと、
   前記エンジンの駆動によって発生される圧油によって駆動される作業機と、
   ケースと、前記ケースの内部に配置された回転軸及び前記回転軸の外周部に配置された被潤滑部と、を有し、前後進の切換及び変速を行うトランスミッションと、
   を備え、
   前記トランスミッションは、
   前記被潤滑部の上方に設けられ、飛散した潤滑油を溜める第１油溜まり部と、
   前記第１油溜まり部の下方で前記回転軸の端部に設けられ、前記第１油溜まり部からの潤滑油を溜める第２油溜まり部と、
   前記第１油溜まり部と前記第２油溜まり部とを連通する連通油路と、
   前記回転軸に軸方向に延びて形成され、前記第２油溜まり部に連通する横孔と、
   前記回転軸の外周面から径方向に延びて形成された縦孔を有し、前記横孔と連通する潤滑油路と、
   を有し、
   前記潤滑油路は、前記回転軸の回転が所定の回転数より低いときに前記第２油溜まり部に溜まった潤滑油を前記被潤滑部に導くことを特徴とする、
   ホイールローダ。
2. 前記回転軸は前記ケースの底部に配置された出力軸であり、
   前記第１油溜まり部は前記出力軸の軸方向に沿って所定の長さを有し、
   前記連通油路は前記ケースに形成されている、
   請求項１に記載のホイールローダ。
3. 前記トランスミッションは、前記出力軸の一端にスプライン係合された出力フランジをさらに有し、
   前記第２油溜まり部は、前記出力軸の一端の端面と、前記出力軸の端面と軸方向に所定の隙間をあけて前記出力フランジに固定されたキャップと、の間の軸端部スペースであり、
   前記横孔は前記出力軸の中心部に形成されている、請求項２に記載のホイールローダ。
4. 前記トランスミッションは、前記ケースの側部に装着され、前記出力軸にスプラインによって係合された駐車ブレーキをさらに有し、
   前記縦孔は前記横孔と前記駐車ブレーキのスプライン係合部とを連通する、
   請求項３に記載のホイールローダ。
5. 前記第１油溜まり部は、前記ケースの内壁に一体形成され、前記内壁とともに断面Ｕ字形状を有する、請求項１から４のいずれかに記載のホイールローダ。
6. 前記トランスミッションは、前記出力軸の上方に回転軸及びギアを含み、潤滑油が供給される入力機構をさらに有し、
   前記第１油溜まり部は前記入力機構からの飛散油及び前記ケース底部から掻き上げられた飛散油を溜める、
   請求項２から５のいずれかに記載のホイールローダ。
7. トランスミッションのケースの内壁に設けられた第１油溜まり部と、
   前記第１油溜まり部の下方に配置された回転軸の端部に設けられ、前記第１油溜まり部と連通路を介して連通する第２油溜まり部と、
   前記回転軸の外周部に配置された被潤滑部と、
   を有するホイールローダのトランスミッションの潤滑方法であって、
   飛散した潤滑油を前記第１油溜まり部に溜める工程と、
   前記回転軸の回転が所定の回転数より低いときに、前記第１油溜まり部に溜められた潤滑油の位置のエネルギによって前記第２油溜まり部を介して前記被潤滑部に潤滑油を導く工程と、
   を有することを特徴とするホイールローダのトランスミッションの潤滑方法。