JP2014054888A - 湿式ブレーキ内蔵アクスル - Google Patents

Abstract

【課題】 出力軸と入力シャフトの芯合わせが容易で、ブレーキディスクの交換も容易な湿式ブレーキ内蔵アクスルを提供する。
【解決手段】 アクスルハウジング２と、第１アクスルシャフト３と、アクスルハウジング２に着脱可能なアクスルチューブ５と、第２アクスルシャフト６と、アクスルハウジング２とアクスルチューブ５との連結部内部に軸受を介して回転自在に支持され第１アクスルシャフト３の端部と第２アクスルシャフト６の端部とを対向させて挿入しスプライン係合させる内側スプライン係合部９及び湿式ブレーキ用ブレーキディスク１０を相対回転不能に外嵌してキー係合させる外側キー係合部１１を有するハブ体１２と、を備え、前記軸受は、アクスルハウジング２側に支持された第１軸受７とアクスルチューブ５側に支持された第２軸受８とによってハブ体１２の軸方向両端部を支持し、第２軸受８は内輪８ａと外輪８ｂとが分離可能なラジアルころ軸受とした。
【選択図】 図２

Description

本発明は、フォークリフト等の産業車両に搭載されるアクスルに関し、詳しくは、湿式ブレーキを内蔵させたアクスルに関する。

従来、フォークリフトでは、乾式ブレーキをドラムに装着したアクスルが広く知られている（例えば特許文献１、２等）。乾式ブレーキは、雨天等でドラム内に水が入るとブレーキの効きが悪くなる傾向があってブレーキ力が不安定であること、ブレーキのいわゆる“鳴き”が生じること、ブレーキシューを１〜２年に一度交換しなければならないこと、等の欠点を有している。

乾式ブレーキの上記のような欠点を改善すべく、多板式湿式ブレーキを装着したアクスルも知られている（例えば、特許文献３、４等）。この種の湿式ブレーキでは、アクスルの中央部に収容された差動歯車装置の側部近傍に配置されるもの（特許文献３）や、ホイール内に配置されるもの（特許文献４）が知られているが、フォークリフトでは、一般に、作動歯車装置の側部近傍にマストサポートが設置される関係で作動歯車装置の側部近傍に湿式ブレーキを配置するスペースを確保することが困難なため、フォークサポートより車軸方向外側に配置することが望まれ、ホイール側に配置されることが多い。

特許文献４に記載された産業車両用ドライブアクスル装置は、アクスルチューブ内に湿式ブレーキと遊星ギヤ機構を内蔵することにより、ドライブケースからアクスルチューブを分離できるようにすることで分解整備を容易にしている点で優れた発明である。

特開平１１−７８４０７号公報 特開２０００−５２９４４号公報 特開２０００−２９７８３０号公報 特開２００９−２０８５８２号公報

しかしながら、上記特許文献４の発明では、ドライブケースから分離可能なアクスルチューブ内に湿式ブレーキを内蔵させた結果、ドライブケースからアクスルチューブを分離した状態では、出力軸は差動歯車装置側のみで支持された片持ち状態となって長尺の出力軸に撓みを生じるため、ドライブケースにアクスルチューブを連結させる場合に出力軸に入力シャフトをスプライン嵌合させる際の芯合わせがややしづらくなる場合がある。

また、湿式ブレーキであってもブレーキディスクの交換を要する場合があり、上記特許文献４の発明では、ブレーキディスクを交換する際には、ドライブケースからアクスルチューブを分離した後、入力シャフトを支持している隔壁をアクスルチューブから取り外すという追加作業を必要とする。

そこで、本発明は、出力軸（第１アクスルシャフト）と入力シャフト（第２アクスルシャフト）の芯合わせが容易で、ブレーキディスクの交換も容易な湿式ブレーキ内蔵アクスルを提供することを主たる目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る湿式ブレーキ内蔵アクスルは、アクスルハウジングと、前記アクスルハウジング内を長手方向に延びる第１アクスルシャフトと、前記アクスルハウジングの長手方向両端に着脱可能に連結されるとともにホイールを回動自在に支持するアクスルチューブと、前記アクスルチューブ内に挿通されて前記ホイールに駆動連結される第２アクスルシャフトと、前記アクスルハウジングと前記アクスルチューブとの連結部内部に軸受を介して回転自在に支持され、前記第１アクスルシャフトの端部と前記第２アクスルシャフトの端部とを対向させて挿入しスプライン係合させる内側スプライン係合部、及び、湿式ブレーキ用ブレーキディスクを相対回転不能に外嵌してキー係合させる外側キー係合部を有するハブ体と、を備え、前記軸受は、前記アクスルハウジング側に支持された第１軸受と前記アクスルチューブ側に支持された第２軸受とによって前記ハブ体の軸方向両端部を支持し、前記第２軸受は、内輪と外輪とが分離可能なラジアルころ軸受であることを特徴とする。

前記第２軸受は、円筒ころ軸受であることが好ましい。

前記アクスルハウジングは、軸方向両端の開口端部に前記ブレーキディスクを収容する収容室を備えることが好ましい。

前記ハブ体の内側スプライン係合部は、該ハブ体の軸方向中間部の内周面に形成され、該ハブ体の前記第２軸受によって支持される軸方向端部の内周面に形成されていないことが好ましい。

本発明によれば、アクスルチューブをアクスルハウジングから分離した際にハブ体をアクスルハウジング側に残すことができるので、第１アクスルシャフトの撓みを防ぎ、再びアクスルチューブをアクスルハウジングに連結する際に第１アクスルシャフトと第２アクスルシャフトとの芯出しが容易に行える。

また、アクスルチューブをアクスルハウジングから分離した際にハブ体をアクスルハウジング側に残すことができるので、アクスルチューブをアクスルハウジングから外すだけでハブ体に係合したブレーキディスクにアクセスできるとともに、ハブ体によってブレーキディスクの芯だしができているため、ブレーキディスクの交換も容易となる。

本発明に係る湿式ブレーキ内蔵アクスルの一実施形態を示す水平断面図である。 図１の要部を拡大して示す拡大断面図である。 図１の一部を拡大して示す拡大断面図である。 図１の湿式ブレーキ内蔵アクスルの分離状態を示す水平断面図である。 図１の湿式ブレーキ内蔵アクスルの他の分離状態を示す水平断面図である。

本発明に係る湿式ブレーキ内蔵アクスルの実施形態について、以下に図１〜図５を参照して説明する。

湿式ブレーキ内蔵アクスル１は、アクスルハウジング２と、アクスルハウジング２内を長手方向に延びる第１アクスルシャフト３と、アクスルハウジング２の長手方向両端に着脱可能に連結されるとともにホイール４を回動自在に支持するアクスルチューブ５と、アクスルチューブ５内に挿通されてホイール４に駆動連結される第２アクスルシャフト６と、アクスルハウジング２とアクスルチューブ５との連結部内部に第１軸受７及び第２軸受８を介して回転自在に支持されるとともに第１アクスルシャフト３の端部と第２アクスルシャフト６の端部とを対向させて挿入しスプライン係合させる内側スプライン係合部９（図２）、及び湿式ブレーキ用ブレーキディスク１０を相対回転不能に外嵌してキー係合させる外側キー係合部１１を有するハブ体１２と、を備えている。

第１軸受７はアクスルハウジング２側に支持され、第２軸受８はアクスルチューブ５側に支持されており、第１軸受７及び第２軸受８によってハブ体１２の軸方向両端部が支持されている。

図示例の第２軸受８は、内輪８ａと外輪８ｂとが分離可能なラジアルころ軸受であり、図２に拡大して示すように外輪８ｂに両つばがあって内輪８ａに片つばがあるＮＪ形と呼ばれる円筒ころ軸受であり、アキシャル荷重をある程度受けることができる。第２軸受８は、円すいころ軸受を採用することもできるが、アクスルシャフト長手方向の調整が容易な円筒ころ軸受がより好ましい。第１軸受７は、第２軸受８と同じ種類のラジアルころ軸受を採用することができる。

第１アクスルシャフト３は、アクスルハウジング２の軸方向中央部に収容された差動歯車装置１３に一端部がスプライン結合され、差動歯車装置１３から回転出力を伝達される。第１アクスルシャフト３は、差動歯車装置１３の左右の両側に連結される。図外のエンジンからのエンジン出力は、図示しないクラッチや変速機を介して差動歯車装置１３に伝達され、差動歯車装置１３から左右の第１アクスルシャフト３に出力される。差動歯車装置１３は、フォークリフトの旋回時に、左右のタイヤに回転速度差を与える。なお、図示例において、アクスルハウジング２は、差動歯車装置１３を収容する中央部２ａと中央部２ａの左右側方に連結された側方部２ｂとで構成されているが、中央部２ａと側方部２ｂとは一体形成することもできる。

第１アクスルシャフト３の軸方向外側の端部は、軸方向に沿って延びるスプラインキー溝３ａ（図２）が形成されており、ハブ体１２の内周面に軸方向に沿って形成された内側スプライン係合部９とスプライン係合し、ハブ体１２の軸方向中間位置まで延びている。なお、第１アクスルシャフトの「軸方向外側」とは、軸方向の車体外側のことである。

第２アクスルシャフト６の軸方向内側の端部も、軸方向に沿って延びるスプラインキー溝６ａが形成されており、ハブ体１２の内周面に軸方向に沿って形成された内側スプライン係合部９とスプライン係合し、ハブ体１２の軸方向中間位置まで延びている。なお、第２アクスルシャフトの「軸方向内側」とは、軸方向の車体内側のことである。

第１軸受７は、アクスルハウジング２に固定されたサポートプレート１４に外輪７ｂが圧入されて締り嵌め式に固定されている。具体的には、第１軸受７は、円盤状をしたサポートプレート１４の中央穴内周面に形成された環状段部１４ａに外輪７ｂが圧入されて固定されている。第１軸受７の内輪７ａは、ハブ体１２の軸方向一端側外周面に形成された環状段部１２ａに圧入され固定されている。第１軸受７のころ７ｃは、外輪７ｂに保持されている。

第２軸受８は、アクスルチューブ５の連結側端面に形成された環状段部５ａに外輪８ｂが圧入されて固定されている。第２軸受８の内輪８ａは、ハブ体１２の軸方向他端側外周面に形成された環状段部１２ｂに圧入されて固定されている。第２軸受８のころ８ｃは、外輪８ｂに保持されている。

ハブ体１２の外側キー係合部１１は、ハブ体１２の環状段部１２ａ、１２ｂ間の外周面に軸方向に沿って形成されており、一本のキー溝又はキーとすることもできるし、複数本の平行なキー溝によってスプライン溝とすることもできる。

ハブ体１２の外側キー係合部１１にキー係合するブレーキディスク１０は、ハブ体１２の外側キー係合部１１に沿って軸方向に摺動可能となっている。ブレーキディスク１０を挟むようにして円環状のブレーキパッド１５が軸方向変位可能に配設されている。ブレーキパッド１５にピストン１６が当接している。アクスルハウジング２は、アクスルチューブ５を連結する側の開口端部に、これらのブレーキディスク１０を収容する収容室１７を備えている。

サポートプレート１４の外周面とアクスルハウジング２の環状凸部２ｃとの間にピストン油室１８が形成されている。ピストン油室１８に図示しない油路から作動油が供給されると、ピストン１６がアクスルチューブ５の側へ押され、ブレーキパッド１５によってブレーキディスク１０が挟持され、ハブ体１２及び第１アクスルシャフト３及び第２アクスルシャフト６の回転を止める。

第２アクスルシャフト６の軸方向外側端部は、遊星歯車機構で構成された終減速装置１９を介して、ホイール４のハブ４ａと駆動連結されている。ホイール４のハブ４ａは、アクスルチューブ５の外周面に配設された円すいころ軸受２０、２１を介して、アクスルチューブ５に回転自在に支持されている。終減速装置１９は、第２アクスルシャフト６の回転速度を減速してホイール４に伝える。アクスルチューブ５及び終減速装置１９は、ホイール４のリム４ｂ内に収容されている。

終減速装置１９は、いわゆるプラネタリ型の遊星歯車機構であり、図３に拡大して示すように、第２アクスルシャフト６の軸方向外側端部にスプライン係合されたサンギア１９ａと、サンギア１９ａと噛み合うプラネタリーギア１９ｂと、プラネタリーギア１９ｂと噛み合うとともにアクスルチューブ５にスプライン結合されて回転不能に取り付けられた内歯リングギア１９ｃと、プラネタリーギア１９ｂの公転運動をハブ４ａに伝達するキャリア１９ｄと、キャリア１９ｄに着脱可能に取り付けられてプラネタリーギア１９ａと第２アクスルシャフト６の軸方向外側端部を封じているエンドカバー１９ｅと、を備えている。

アクスルチューブ５は、ボルト２２によってアクスルハウジング２に固定されており、ボルト２２を外すことによってアクスルハウジング２から外すことができる。アクスルチューブ５をアクスルハウジング２から外すことで、図４に示すように、アクスルチューブ５、第２アクスルシャフト６、終減速装置１９、及びホイール４からなるアッセンブリ２３がアクスルハウジング２から外れる。このとき、第２軸受８の外輪８ｂ及びころ８ｃは、内輪８ａと分離して、アクスルチューブ５に付いてくる。一方、第２軸受８の内輪８ａは、ハブ体１２に圧入されているので、そのままハブ体１２上に残る。このとき、ハブ体１２は、ブレーキディスク１０とともにアクスルハウジング２の側に残っている。

ハブ体１２がアクスルハウジング２の側にあるため、アッセンブリ２３を再びアクスルハウジング２に連結する際、第２アクスルシャフト６と第１アクスルシャフト３との芯合わせは容易に行える。

すなわち、第１アクスルシャフト３は差動歯車装置１３とハブ体１２とによって両端部が支持されているので撓みが無い状態となっており、第２アクスルシャフト６もアクスルチューブ５からの突出量は短く撓みが少ないので、芯合わせは容易に行える。

特に、第２アクスルシャフト６をハブ体１２に挿入する途中で、アクスルチューブ５側にある第２軸受８の外輪８ｂのころ８ｃが、ハブ体１２上にある第２軸受８の内輪８ａに案内されるため、第２アクスルシャフト６と第１アクスルシャフト３との芯合わせが容易になされる。

第２アクスルシャフト６は、アクスルチューブ５内に挿通されているので、図５に示すように、終減速装置１９のエンドカバー１９ｅを取り外せば、スライドさせて軸方向外側に後退させることができる。従って、アクスルハウジング２から取り外したアッセンブリ２３を再びアクスルハウジング２に連結する際には、終減速装置１９のエンドカバー１９ｅを取り外し、第２アクスルシャフト６をアクスルチューブ５に対して軸方向外側に後退させた状態で連結させることにより、アクスルチューブ５側にある第２軸受８の外輪８ｂのころ８ｃが、ハブ体１２上にある第２軸受８の内輪８ａに早期に案内されるため、第２アクスルシャフト６と第１アクスルシャフト３との芯合わせがいっそう容易になる。

なお、内側スプライン係合部９は、好ましくは、図２に示されているように、ハブ体１２の内周面の軸方向中間部のみに形成されたスプラインキーにより構成され、ハブ体１２の内周面の軸方向両端部には形成されていない。詳細には、少なくとも、ハブ体１２の軸方向端面から、第２軸受８が装着される部分の内周面には、内側スプライン係合部９が形成されていない。そうすることにより、図５に示した状態から第２アクスルシャフト６をハブ体１２に嵌入する際に、第２軸受８の外輪８ｂのころ８ｃがハブ体１２上にある第２軸受８の内輪８ａに案内されつつ第２アクスルシャフト６がハブ体１２に嵌入された後にハブ体１２の内側スプライン係合部９と第２アクスルシャフト６のスプラインキー溝６ａとをスプライン係合させることができるため、スプライン係合作業を行い易い。

また、アクスルチューブ５をアクスルハウジング２から外すだけで、ブレーキディスク１０にアクセスできるので、ブレーキディスク１０の交換も容易に行える。更に、アクスルチューブ５をアクスルハウジング２から外した際にハブ体１２をアクスルハウジング２に残しておけるので、ブレーキディスクの芯出しができていることからも、ブレーキディスク１０の交換が容易となる。

本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更が可能である。

１ 湿式ブレーキ内蔵アクスル
２ アクスルハウジング
３ 第１アクスルシャフト
４ ホイール
５ アクスルチューブ
６ 第２アクスルシャフト
７ 第１軸受
８ 第２軸受
８ａ 内輪
８ｂ 外輪
９ 内側スプライン係合部
１０ ブレーキディスク
１１ 外側キー係合部
１２ ハブ体
１７ 収容室

Claims (4)

1. アクスルハウジングと、
   前記アクスルハウジング内を長手方向に延びる第１アクスルシャフトと、
   前記アクスルハウジングの長手方向両端に着脱可能に連結されるとともにホイールを回動自在に支持するアクスルチューブと、
   前記アクスルチューブ内に挿通されて前記ホイールに駆動連結される第２アクスルシャフトと、
   前記アクスルハウジングと前記アクスルチューブとの連結部内部に軸受を介して回転自在に支持され、前記第１アクスルシャフトの端部と前記第２アクスルシャフトの端部とを対向させて挿入しスプライン係合させる内側スプライン係合部と、湿式ブレーキ用ブレーキディスクを相対回転不能に外嵌してキー係合させる外側キー係合部と、を有するハブ体と、を備え、
   前記軸受は、前記アクスルハウジング側に支持された第１軸受と前記アクスルチューブ側に支持された第２軸受とによって前記ハブ体の軸方向両端部を支持し、前記第２軸受は、内輪と外輪とが分離可能なラジアルころ軸受であることを特徴とする湿式ブレーキ内蔵アクスル。
2. 前記第２軸受は、円筒ころ軸受であることを特徴とする請求項１に記載の湿式ブレーキ内蔵アクスル。
3. 前記アクスルハウジングは、軸方向両端の開口端部に前記ブレーキディスクを収容する収容室を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の湿式ブレーキ内蔵アクスル。
4. 前記ハブ体の内側スプライン係合部は、該ハブ体の軸方向中間部の内周面に形成され、該ハブ体の前記第２軸受によって支持される軸方向端部の内周面に形成されていないことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の湿式ブレーキ内蔵アクスル。
   
   

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