JP2015135004A - ホイール式建設機械 - Google Patents

Abstract

【課題】 ブレーキ機構の非制動時に回転ディスクと非回転ディスクを十分に離間し、ロストルクや発熱を低減し、アクスル装置に対する信頼性を向上する。
【解決手段】ブレーキ機構３３は、回転軸２５に取り付けられ該回転軸２５と一緒に回転する複数枚の回転ディスク３５と、回転ディスク３５を左，右方向から対面して挟むようにケーシング１３に非回転状態で取付けられた複数枚の非回転ディスク３６と、該非回転ディスク３６を回転ディスク３５に押付けて制動力を発生させるピストン３７と、各非回転ディスク３６の間に位置して両者に互いに離間する方向の弾性力を付与する第１の弾性部材３８と、非回転ディスク３６と回転ディスク３５との間に位置して両者に互いに離間する方向の弾性力を付与する第２の弾性部材３９とを備える構成とする。これにより、回転ディスク３５と非回転ディスク３６を十分に離間できる。
【選択図】 図４

Description

本発明は、例えばアクスル装置を介して左，右の車輪（ホイール）を回転駆動するホイールローダ等のホイール式建設機械に関する。

一般に、ホイール式建設機械の代表例としては、例えばホイールローダ等が知られている。このホイールローダは、後部車体の前側に前部車体が左，右方向に揺動可能に連結され、前部車体には、アーム、バケットを含んだ作業装置が取付けられている。一方、後部車体には、エンジン、トルクコンバータ、トランスミッション、油圧ポンプ等が搭載され、該エンジンの動力がトルクコンバータを介してトランスミッションに伝達されるようになっている。

さらに、前，後の車体には、トランスミッションの出力軸に接続されることにより左，右の両側の車輪を回転駆動するアクスル装置が設けられている。このアクスル装置は、左，右方向の中間部に配置されたデファレンシャルケースと該デファレンシャルケースから左，右方向の両側に向けて延びた左，右のアクスルチューブとにより形成され内部に潤滑油が蓄えられるケーシングと、該ケーシングのデファレンシャルケース内に設けられ駆動源の回転力を左，右方向に配置された回転軸に分配するデファレンシャル機構と、ケーシングの各アクスルチューブ内を左，右方向に延びデファレンシャル機構の左，右の回転軸の回転を左，右の車輪（ホイール）に伝える左，右のアクスルシャフトと、デファレンシャル機構の回転軸に設けられ制動力を発生する左，右のブレーキ機構とにより構成されている。

ここで、ブレーキ機構は、回転軸に取り付けられ該回転軸と一緒に回転する複数枚の回転ディスクと、該回転ディスクを左，右方向から対面して挟むようにケーシングに非回転状態で取付けられた複数枚の非回転ディスクと、該非回転ディスクを回転ディスクに押付けて制動力を発生させるピストンとにより構成されている（例えば、特許文献１参照）。

一方、特許文献２には、湿式多板クラッチ機構に関し、隣合うクラッチプレートの間に両者を離間する方向の弾性力を付与する皿ばねを設けた構成が記載されている。

特開２０１１−６９４５７号公報 特開平４−２８５３３１号公報

ところで、前述したブレーキ機構は、隣接する非回転ディスクの間を回転ディスクが回転駆動するため、例えば回転ディスクが傾く傾向となったり軸方向に変位する傾向となると、非制動時にも拘わらず、非回転ディスクと回転ディスクとが接触し、これら非回転ディスクと回転ディスクとが摺接するおそれがある。このような摺接は、ロストルクの増大や、摺接による発熱を起因とした回転ディスク、非回転ディスクの焼け、シール部材やパッキンの短寿命化等に繋がるおそれがある。

本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、ブレーキ機構の非制動時に回転ディスクと非回転ディスクを十分に離間し、ロストルクや発熱を低減することができ、アクスル装置に対する信頼性を向上できるようにしたホイール式建設機械を提供することにある。

本発明によるホイール式建設機械は、駆動源を備えた車体と、該車体に設けられ前記駆動源に接続されることにより左，右方向の両側の車輪を回転駆動するアクスル装置とからなり、このアクスル装置は、左，右方向の中間部に配置されたデファレンシャルケースと該デファレンシャルケースから左，右方向の両側に向けて延びた左，右のアクスルチューブとにより形成され内部に潤滑油が蓄えられるケーシングと、該ケーシングの前記デファレンシャルケース内に設けられ前記駆動源の回転力を左，右方向に配置された回転軸に分配するデファレンシャル機構と、前記ケーシングの前記各アクスルチューブ内を左，右方向に延び前記デファレンシャル機構の前記左，右の回転軸の回転を前記左，右の車輪に伝える左，右のアクスルシャフトと、前記デファレンシャル機構の前記回転軸に設けられ制動力を発生する左，右のブレーキ機構とを備えている。

そして、上述した課題を解決するために、請求項１の発明が採用する構成の特徴は、前記ブレーキ機構は、前記回転軸に取り付けられ該回転軸と一緒に回転する複数枚の回転ディスクと、該回転ディスクを左，右方向から対面して挟むように前記ケーシングに非回転状態で取付けられた複数枚の非回転ディスクと、該非回転ディスクを前記回転ディスクに押付けて制動力を発生させるピストンと、前記各非回転ディスクの間に位置して両者に互いに離間する方向の弾性力を付与する第１の弾性部材と、該第１の弾性部材に対し径方向に所定寸法離間して設けられ、前記非回転ディスクと前記回転ディスクとの間に位置して両者に互いに離間する方向の弾性力を付与する第２の弾性部材とを備える構成としたことにある。

請求項２の発明は、前記非回転ディスクには前記第２の弾性部材が嵌合する収容溝を設ける構成としたことにある。

請求項３の発明は、前記第２の弾性部材を、前記非回転ディスクに対し非回転状態で取付ける構成としたことにある。

請求項４の発明は、前記第２の弾性部材の自由状態の軸方向寸法を、前記ブレーキ機構が非制動状態のときに、隣り合う前記非回転ディスクの前記収容溝の底面と前記回転ディスクとの間に生じる隙間寸法よりも小さく設定することにある。

請求項５の発明は、前記第２の弾性部材の外径寸法を前記回転ディスクの外径寸法の５分の１よりも大きく５分の４未満に設定することにある。

請求項１の発明によれば、各非回転ディスクの間を離間するために、両者の間に互いに離間する方向の弾性力を付与する第１の弾性部材を備えている。また、非回転ディスクと回転ディスクとの間を離間するために、両者の間に互いに離間する方向の弾性力を付与する第２の弾性部材を備えている。このため、非制動時に、回転ディスクが非回転ディスクに向けて傾く傾向となったり軸方向に変位する傾向となった場合に、回転ディスクが第２の弾性部材に押圧される。これにより、第２の弾性部材によって回転ディスクと非回転ディスクを十分に離間することができ、これらの摺接（引き摺り）によるロストルクや発熱を低減することができる。

請求項２の発明によれば、非回転ディスクに第２の弾性部材が嵌合する収容溝を設けることで、第２の弾性部材を収容溝内に保持することができる。これにより、第２の弾性部材の下方向への脱落を抑制し、非回転ディスクと回転ディスクとの離間不良を防止することができる。

請求項３の発明によれば、第２の弾性部材を非回転ディスクに対し非回転状態で取付けることで、第２の弾性部材が非回転ディスクと摺接する部分を所定の部位に規制することができる。即ち、第２の弾性部材の摺接を、回転ディスクとの摺接に限定することができ、第２の弾性部材の摩耗する面積を減らすことができる。

請求項４の発明によれば、第２の弾性部材の自由状態の軸方向寸法を、ブレーキ機構が非制動状態のときに隣り合う非回転ディスクの収容溝の底面と回転ディスクとの間に生じる隙間寸法よりも小さく設定している。このため、ブレーキ機構の非制動時に、隣り合う第２の弾性部材の間でこれら第２の弾性部材と回転ディスクとが摺接することを抑制することができる。一方、回転ディスクが非回転ディスクに向けて傾く傾向となったり軸方向に変位する傾向となると、回転ディスクが第２の弾性部材に押圧され、非回転ディスクと回転ディスクを十分に離間できる。これにより、非制動時のロストルクの低減をより高いレベルで図ることができる。

請求項５の発明によれば、第２の弾性部材の外径寸法を回転ディスクの外径寸法の５分の１よりも大きく５分の４未満に設定している。即ち、第２の弾性部材の外径寸法を回転ディスクの外径寸法の５分の１以下にすると、回転ディスクの外径と第２の弾性部材の外径との差が過度に大きくなる。この場合、回転ディスクが第２の弾性部材に押圧されたときに、回転ディスクの外径部が非回転ディスクに向けて傾き易くなり、これらが摺接し易くなるおそれがある。この結果、ロストルクや発熱が増すことが考えられる。一方、第２の弾性部材の外径寸法を回転ディスクの外径寸法の５分の４以上にすると、第２の弾性部材の外径が過度に大きくなる。この場合、回転ディスクが第２の弾性部材に押圧されたときに、これら第２の弾性部材と回転ディスクが高い周速で摺接し、ロストルクや発熱が増大することが考えられる。

これに対して、第２の弾性部材の外径寸法は、回転ディスクの外径寸法の５分の１よりも大きく５分の４未満に設定している。このため、回転ディスクの外径部が非回転ディスクに向けて傾き回転ディスクと非回転ディスクとが摺接することと、第２の弾性部材と回転ディスクとが摺接するときの周速が過度に高くなることとの両方を抑制することができる。

本発明の第１の実施の形態に係るホイールローダを示す正面図である。 図１中のフロントアクスル装置を前方から拡大して示す外観斜視図である。 アクスル装置の内部構造を示す断面図である。 フロントアクスル装置のブレーキ機構を非制動状態で示す図３中のIV部の断面図である。 図４中のＶ部の拡大図である。 フロントアクスル装置のブレーキ機構を制動状態で示す図４と同様位置の断面図である。 図６中のVII部の拡大図である。 回転ディスクを単体で示す正面図である 非回転ディスクを単体で示す外観斜視図である。 第２の弾性部材を単体で示す正面図である。 本発明の第２の実施の形態に係るフロントアクスル装置のブレーキ機構を非制動状態で示す要部拡大の断面図である。 図１１中のXII部の拡大図である。 フロントアクスル装置のブレーキ機構を制動状態で示す図１１と同様位置の断面図である。 図１３中のXIV部の拡大図である。

以下、本発明の実施の形態に係るホイール式建設機械の代表例として、ホイールローダを例に挙げ、添付図面に従って詳細に説明する。

図１ないし図１０は本発明の第１の実施の形態を示している。図１において、１はホイール式建設機械のホイールローダである。このホイールローダ１は後部車体２と、該後部車体２の前側に左，右方向に揺動可能に連結された前部車体３と、後部車体２の左，右方向の両側に設けられた後輪４（左側のみ図示）と、前部車体３の左，右方向の両側に設けられた前輪５（左側のみ図示）と、前部車体３の前側に府仰動可能に設けられた作業装置６と、後述のアクスル装置１１，１２とにより構成されている。

ここで、後部車体２には、駆動源となるエンジン７、トルクコンバータ８、トランスミッション９、油圧ポンプ（図示せず）等が搭載されている。トランスミッション９は、前，後方向に延びたプロペラシャフト９Ａを介してリヤアクスル装置１１に接続され、プロペラシャフト９Ｂを介してフロントアクスル装置１２に接続されている。後部車体２の上側には、オペレータが搭乗するキャブ１０が設けられている。

１１は後部車体２の下側に位置して設けられたリヤアクスル装置である。このリヤアクスル装置１１は、左，右方向に延びて形成され、その左，右の端部に後輪４がそれぞれ取付けられている。

一方、１２は前部車体３の下側に位置して設けられたフロントアクスル装置である。このフロントアクスル装置１２は、リヤアクスル装置１１と同様に左，右方向に延びて形成され、その左，右の端部に前輪５がそれぞれ取付けられている。

ここで、リヤアクスル装置１１とフロントアクスル装置１２とは、ほぼ同様に構成されている。このため、本実施の形態では、フロントアクスル装置１２の構成について詳細に説明し、リヤアクスル装置１１の構成の説明は省略するものとする。

フロントアクスル装置１２はプロペラシャフト９Ｂに接続されることにより左，右の前輪５を回転駆動するものである。フロントアクスル装置１２は、図２、図３に示すように、後述のケーシング１３、入力軸１８、ピニオンギヤ２０、デファレンシャル機構２１、遊星歯車減速機構２７、アクスルシャフト３２、ブレーキ機構３３を含んで構成されている。

１３はフロントアクスル装置１２の外形をなすケーシングである。このケーシング１３は、左，右方向の中間部に位置し、デファレンシャル機構２１、ブレーキ機構３３等を収容するデファレンシャルケース１４（以下、デフケース１４という）と、該デフケース１４の上面側に設けられた開口部を閉塞する蓋体１５と、デフケース１４の左，右方向の両側に取付けられ、内部に後述の遊星歯車減速機構２７、アクスルシャフト３２等が配置されたアクスルチューブ１６とにより密閉容器として構成されている。

ここで、ケーシング１３の内部には、潤滑油が蓄えられている。潤滑油は、後述の各ギヤ２０，２３，２４，２６，２８，２９、３０、各スプライン結合部、軸受１９の回転部位、摺動部位を潤滑、冷却するものである。潤滑油の標準的な充填量は、ケーシング１３を形成するデフケース１４と各アクスルチューブ１６の底部から上，下方向の中間部位までとなっている。

ここで、図２および図３に示すように、デフケース１４は、左，右方向を軸線とする略円筒状に形成されている。また、デフケース１４の左，右方向の両側には、側端部から所定寸法だけ奥まった位置を縮径することで円環状の隔壁１４Ａが形成されている。これにより、デフケース１４内は、後述のデファレンシャル機構２１を収容する中央のギヤ室１４Ｂと、該ギヤ室１４Ｂの左，右方向の両側に位置して後述のブレーキ機構３３を収容するブレーキ室１４Ｃとに仕切られている。換言すれば、デフケース１４は、ブレーキ機構３３のブレーキケースを構成するものである。

また、デフケース１４の後側には、トランスミッション９側に突出するように突出筒１４Ｄが設けられ、該突出筒１４Ｄ内には、後述の入力軸１８が回転自在に配置されている。

左，右のアクスルチューブ１６は、デフケース１４の左，右両側に取付けられている。アクスルチューブ１６は、デフケース１４側となる基端側が該デフケース１４とほぼ同じ直径寸法をもった短尺な円筒状の筒部１６Ａとなり、該筒部１６Ａから先端側が縮径されて左，右方向の外側に延びている。また、筒部１６Ａは、後述の遊星歯車減速機構２７に対向して位置し、その内部は、遊星歯車減速機構２７を収容する減速機構室１６Ｂとなっている。そして、左，右のアクスルチューブ１６は、基端側の筒部１６Ａが複数本のボルト１７を用いてデフケース１４の両端部に取付けられている。各アクスルチューブ１６は、デフケース１４に取付けられた状態で、該デフケース１４から左，右方向の両側に向けてそれぞれ延びている。

１８はデフケース１４の突出筒１４Ｄ内に各軸受１９を介して回転可能に設けられた入力軸である（図３参照）。この入力軸１８は、外部に突出したフランジ部１８Ａがプロペラシャフト９Ｂに接続されている。また、入力軸１８の内部側には、ベベルギヤからなるピニオンギヤ２０が設けられている。

２１はデフケース１４のギヤ室１４Ｂ内に収容されたデファレンシャル機構で、該デファレンシャル機構２１は、トランスミッション９の出力軸の回転力を左，右の前輪５に分配するものである。そして、デファレンシャル機構２１は、デフケース１４の各隔壁１４Ａに軸受１９を介して左，右方向を軸線として回転可能に支持されたギヤケース２２と、該ギヤケース２２内に固定されたスパイダ２２Ａに回転可能に設けられた複数のデフ用ピニオンギヤ２３と、該各デフ用ピニオンギヤ２３と噛合う２個のサイドギヤ２４と、一端側が該サイドギヤ２４とスプライン結合され、他端側がアクスルシャフト３２に向けて左，右の方向に延びた２本の回転軸２５とにより構成されている。

ギヤケース２２の外周側には、入力軸１８のピニオンギヤ２０に噛合うデフ用リングギヤ２６が設けられている。このデフ用リングギヤ２６はベベルギヤにより形成され、ギヤケース２２、デフ用ピニオンギヤ２３、サイドギヤ２４、回転軸２５等と共に、デファレンシャル機構２１を構成している。

デファレンシャル機構２１は、トランスミッション９による回転力が入力軸１８、ピニオンギヤ２０、デフ用リングギヤ２６を介してギヤケース２２に伝わると、デフ用ピニオンギヤ２３、サイドギヤ２４を介して左，右の回転軸２５を適宣に回転運動させるものである。

２７は左，右のアクスルチューブ１６の減速機構室１６Ｂ内に設けられた遊星歯車減速機構で、該各遊星歯車減速機構２７は、回転軸２５の回転を減速して後述のアクスルシャフト３２に伝達するものである。また、各遊星歯車減速機構２７は、回転軸２５の他端側に一体形成されたサンギヤ２８と、アクスルチューブ１６の内周側に固着して設けられたリングギヤ２９と、サンギヤ２８とリングギヤ２９とに噛合する複数のプラネットギヤ３０と、該各プラネットギヤ３０を回転可能に支持するキャリア３１とを含んで構成されている。

また、３２は左，右のアクスルチューブ１６内にそれぞれ回転可能に設けられたアクスルシャフトで、該各アクスルシャフト３２は、左，右の回転軸２５の回転を左，右の前輪５に伝えるものである。各アクスルシャフト３２は、基端側が遊星歯車減速機構２７のキャリア３１にスプライン結合され、各アクスルチューブ１６内を左，右方向に延びている。一方、各アクスルシャフト３２の先端側は、アクスルチューブ１６から突出し、その端部には左，右の前輪５がそれぞれ取付けられている。

３３は左，右の回転軸２５にそれぞれ設けられた左，右のブレーキ機構（ブレーキ装置）である。各ブレーキ機構３３は、例えば湿式多板型のブレーキ機構として構成され、デフケース１４の左，右のブレーキ室１４Ｃ内に収容されている。

ブレーキ機構３３は、回転軸２５にスプライン結合されたハブ３４と、回転軸２５の外周側にハブ３４を介して取付けられハブ３４とスプライン結合することにより回転軸２５と一緒に回転する複数枚（例えば２枚）の回転ディスク３５と、該各回転ディスク３５を左，右方向から対面して挟むようにデフケース１４に回転不能に（非回転状態で）取付けられた複数枚（例えば３枚）の非回転ディスク３６と、外部からの油圧力によって非回転ディスク３６を回転ディスク３５に押付けるピストン３７と、各非回転ディスク３６の間に位置して両者に互いに離間する方向の弾性力を付与する第１の弾性部材３８と、非回転ディスク３６と回転ディスク３５との間に位置して両者に互いに離間する方向の弾性力を付与する第２の弾性部材３９とを含んで構成されている。

この場合、第２の弾性部材３９は、第１の弾性部材３８よりも径方向内側に、具体的には、第１の弾性部材３８に対し径方向に所定寸法Ｘ（図４参照）離間して設けられている。

そして、各ブレーキ機構３３は、例えばブレーキペダル（図示せず）を足踏み操作し、油室３７Ｂに供給された圧油によってピストン３７を軸方向に移動させ、非回転ディスク３６を回転ディスク３５に押付ける。これにより、摩擦力で制動力を発生し、前輪５にブレーキをかけるものである。

ここで、図８に示すように、回転ディスク３５は、全体として円環状の板体により形成され、非回転ディスク３６と軸方向に交互に隣合う状態で、回転軸２５の外周側に配置されている。回転ディスク３５の内周側には、雌スプライン３５Ａが形成されている。この雌スプライン３５Ａは、回転軸２５に取付けられたハブ３４の雄スプライン３４Ａと嵌合（スプライン結合）し、これにより、回転ディスク３５は、ハブ３４に対して軸方向に移動可能な状態で、回転軸２５と一緒に回転することができる。また、雌スプライン３５Ａの外径側には、潤滑油が流通する複数の貫通孔３５Ｂが左，右方向に貫通して設けられている。さらに、回転ディスク３５の外周縁側で左，右方向の両側面には、非回転ディスク３６と摩擦接触（摩擦係合）することにより制動力を発生する一対の摩擦材３５Ｃがそれぞれ設けられている。

一方、図９に示すように、非回転ディスク３６は、全体として円環状の板体により形成され、２枚の回転ディスク３５をそれぞれ左，右方向から対面して挟むように３枚設けられている。なお、３枚の非回転ディスク３６のうち、左，右方向の中央に位置する非回転ディスク３６は、左，右方向の両側に位置する非回転ディスク３６と比較して板厚が厚くなっている。非回転ディスク３６の内周側には、後述の第２の弾性部材３９を嵌合するための収容溝３６Ａが全周にわたって設けられている。この収容溝３６Ａは、対向する回転ディスク３５に開口する円周溝ないし段部として形成され、収容溝３６Ａ内には、第２の弾性部材３９の切り欠き３９Ａと係合する突起３６Ｂが、１８０°離間して２個所位置に設けられている。

一方、非回転ディスク３６の外周縁には、デフケース１４の内周面に設けられた係合凹部（図示せず）と係合する係合凸部３６Ｃが周方向に一定の間隔をもって形成されている。この場合、非回転ディスク３６は、係合凸部３６Ｃとデフケース１４の係合凹部との係合により、デフケース１４に対して左，右方向に移動可能に、かつ、デフケース１４に対して非回転状態で取付けられている。

ピストン３７は、段付き円筒状に形成されている。ピストン３７は、デフケース１４のブレーキ室１４Ｃ内に、隔壁１４Ａに隣接して設けられている。ピストン３７は、回転ディスク３５と非回転ディスク３６とを押付けてこれらを摩擦係合させることにより、回転軸２５に制動力を付与するものである。ここで、ピストン３７には、軸方向に離間して一対のシール部材３７Ａが全周にわたって設けられている。これらシール部材３７Ａの間には、ピストン３７の外面とデフケース１４の内面とにより円環状の油室３７Ｂが形成されている。

図６に示すように、ブレーキペダルの操作に伴って、油室３７Ｂに圧油が供給されると、ピストン３７は、エンドプレート４０側に変位し、これにより、ピストン３７とエンドプレート４０との間で回転ディスク３５と非回転ディスク３６とが挟持される。ここで、エンドプレート４０の一端側（図４および図６の左端側）は、リングギヤ２９の側面と当接しており、エンドプレート４０と隣り合う非回転ディスク３６は、エンドプレート４０によりそれ以上遊星歯車減速機構２７側（前輪５側）に向けて変位するのを阻止される。

第１の弾性部材３８は、回転ディスク３５よりも外径側に位置して、隣合う各非回転ディスク３６の間に設けられている。第１の弾性部材３８は、例えば２枚の皿ばねを対面して配置してなり、隣合う非回転ディスク３６に互いに離間する方向の弾性力を付与している。これにより、図４に示すように、非制動時は、第１の弾性部材３８の弾性力により、各非回転ディスク３６間にそれぞれ隙間が形成されると共に、ピストン３７が隔壁１４Ａと当接した戻し位置まで戻される。なお、第１の弾性部材３８は、皿ばねの他、例えばウェーブスプリング等の円環状の弾性体により構成することができる。

第２の弾性部材３９は、非回転ディスク３６と回転ディスク３５との間に位置して、非回転ディスク３６の収容溝３６Ａに設けられている。第２の弾性部材３９は、例えば皿ばねにより構成され、回転ディスク３５が非回転ディスク３６に向けて傾いたり軸方向に変位すると、回転ディスク３５と接触（摺接）して、該回転ディスク３５に非回転ディスク３６から離間する方向の弾性力を付与するものである。図９に示すように、第２の弾性部材３９の外周縁には、第２の弾性部材３９の中心を基準として対称な位置に、２つの切り欠き３９Ａが設けられている。切り欠き３９Ａは、非回転ディスク３６の突起３６Ｂと係合し、この係合により、第２の弾性部材３９は、非回転ディスク３６に対し非回転状態で取付けられている。

即ち、第２の弾性部材３９が回転ディスク３５との接触（摺接）により該回転ディスク３５の回転方向と同方向に連れ回りする傾向となっても、切り欠き３９Ａと突起３６Ｂとの係合により、第２の弾性部材３９が非回転ディスク３６に対して回転することを阻止することができる。さらに、第２の弾性部材３９は、非回転ディスク３６に取付けられた状態で、該非回転ディスク３６の収容溝３６Ａ内に保持されるため、第２の弾性部材３９の下方向への脱落を阻止することができる。なお、第２の弾性部材３９は、皿ばねの他、例えばウェーブスプリング等の円環状の弾性体により構成することができる。

図６に示すように、ブレーキ機構３３を制動させると、ピストン３７の油室３７Ｂに圧油が供給され、ピストン３７がエンドプレート４０側に向けて変位することにより、回転ディスク３５と非回転ディスク３６とが摺接する（摩擦係合し、回転軸２５に制動力が付与される）。一方、制動を解除したときは、図４に示すように、第１の弾性部材３８により、各非回転ディスク３６同士が離間すると共に、ピストン３７が、隔壁１４Ａと当接する戻し位置に戻される。また、図４および図５に示すように、回転ディスク３５は、第２の弾性部材３９により、非回転ディスク３６に対して離間する。即ち、非制動時は、隣り合う非回転ディスク３６は、第１の弾性部材３８の弾性力で離間される。これに加えて、隣り合う非回転ディスク３６と回転ディスク３５との間は、第２の弾性部材３９により離間される。

ここで、第２の弾性部材３９の自由状態での軸方向寸法Ａ（図５参照）は、隣り合う非回転ディスク３６の収容溝３６Ａの底面３６Ｄと回転ディスク３５との間に生じる隙間寸法Ｂ（図５参照）よりも小さく（Ａ＜Ｂ）設定している。このため、非制動時に、回転ディスク３５が第２の弾性部材３９と常時接触することを抑制することができ、第２の弾性部材３９と回転ディスク３５との摺接によるロストルクや発熱を低減することができる。

さらに、図４に示すように、第２の弾性部材３９の外径寸法Ｃは、以下の数１式に示すように、回転ディスク３５の外径寸法Ｄの５分の１よりも大きく５分の４未満に設定している。

ここで、第２の弾性部材３９の外径寸法Ｃを回転ディスク３５の外径寸法Ｄの５分の１以下にすると、回転ディスク３５の外径と第２の弾性部材３９の外径との差が過度に大きくなる。この場合は、回転ディスク３５が第２の弾性部材３９に押圧されたときに、回転ディスク３５の外径部が非回転ディスク３６に向けて傾き易くなり、これらが摺接し易くなるおそれがある。この結果、ロストルクや発熱が増すことが考えられる。一方、第２の弾性部材３９の外径寸法Ｃを回転ディスク３５の外径寸法Ｄの５分の４以上にすると、第２の弾性部材３９の外径が過度に大きくなる。この場合は、回転ディスク３５が第２の弾性部材３９に押圧されたときに、これら第２の弾性部材３９と回転ディスク３５が高い周速で摺接し、ロストルクや発熱が増大することが考えられる。

これに対し、本実施の形態では、第２の弾性部材３９の外径寸法Ｃを、回転ディスク３５の外径寸法Ｄの５分の１．９に設定している。このため、第２の弾性部材３９と回転ディスク３５とが摺接するときの周速を低く抑えることができる。しかも、第２の弾性部材３９の外径寸法Ｃは回転ディスク３５の外径寸法Ｄの５分の１よりも大きいため、回転ディスク３５の外径部が非回転ディスク３６に向けて傾き回転ディスク３５と非回転ディスク３６とが摺接することも抑制できる。

本実施の形態によるホイールローダ１は上述の如き構成を有するもので、次に、その動作について説明する。

まず、キャブ１０に搭乗したオペレータは、周囲のレバー、ペダル類（いずれも図示せず）を操作して走行用のトランスミッション９を作動させる。このときにトランスミッション９の出力軸の回転力がプロペラシャフト９Ｂからフロントアクスル装置１２の入力軸１８、デファレンシャル機構２１、遊星歯車減速機構２７を介して左，右のアクスルシャフト３２に伝達される。これにより、各アクスルシャフト３２に接続された左，右の前輪５を回転駆動することができる。同様に、トランスミッション９の出力軸の回転を、プロペラシャフト９Ａからリヤアクスル装置１１に伝えることにより、左，右の後輪４を回転駆動することができる。

このように、前，後の車輪５，４を回転駆動することにより、作業現場に向けてホイールローダ１を走行させることができる。この走行時に左，右いずれかの方向に曲がった場合には、デファレンシャル機構２１の各デフ用ピニオンギヤ２３が自転しつつ各サイドギヤ２４に回転力を伝達する。これにより、例えば左方向に曲がるときには、内輪側となる左側の車輪５，４の回転数を、外輪側となる右側の車輪５，４の回転数よりも低下させることができ、内側と外側の車輪５，４間の回転数差によってスムーズに曲がることができる。

また、走行時には、ブレーキペダル（図示せず）を操作することにより、ブレーキ機構３３によって回転軸２５に制動力を発生させ、減速または停車することができる。このとき、ブレーキ機構３３は、図６に示すように、回転ディスク３５と非回転ディスク３６とが摺接する（摩擦係合し、回転軸２５に制動力が付与される）。一方、ブレーキペダル（図示せず）を操作しない場合は、図４に示すように、回転ディスク３５と非回転ディスク３６とが離間する。このとき、各非回転ディスク３６同士は、第１の弾性部材３８の弾性力に基づいて離間し、回転ディスク３５と非回転ディスク３６とは、第２の弾性部材３９の弾性力に基づいて離間する。さらに、ホイールローダ１は、走行しつつ作業装置６を操作することにより、土砂の積み込み作業を含む各種作業を行うことができる。

かくして、本実施の形態によれば、各非回転ディスク３６の間に位置して両者に互いに離間する方向の弾性力を付与する第１の弾性部材３８と、回転ディスク３５と非回転ディスク３６との間に位置して両者に互いに離間する方向の弾性力を付与する第２の弾性部材３９とを備える構成としている。

このため、非制動時に、回転ディスク３５が非回転ディスク３６に向けて傾く傾向となったり軸方向に変位する傾向となった場合に、回転ディスク３５が第２の弾性部材３９に押圧される。これにより、第２の弾性部材３９によって回転ディスク３５と非回転ディスク３６を十分に離間することができ、これらの摺接（引き摺り）によるロストルクや発熱を低減することができる。

また、非回転ディスク３６に第２の弾性部材３９が嵌合する収容溝３６Ａを設けることで、第２の弾性部材３９を収容溝３６Ａ内に保持することができる。これにより、第２の弾性部材３９の下方向への脱落を抑制し、非回転ディスク３６と回転ディスク３５との離間不良を防止することができる。

また、第２の弾性部材３９を、非回転ディスク３６に対し突起３６Ｂと切り欠き３９Ａとの係合により非回転状態で取付けることで、第２の弾性部材３９が非回転ディスク３６と摺接する部分を所定の部位に規制することができる。即ち、第２の弾性部材３９の摺接を、回転ディスク３５との摺接に限定することができ、第２の弾性部材３９の摩耗する面積を減らすことができる。

また、第２の弾性部材３９の自由状態の軸方向寸法Ａを、ブレーキ機構３３が非制動状態のときに隣り合う非回転ディスク３６の収容溝３６Ａの底面３６Ｄと回転ディスク３５との間に生じる隙間寸法Ｂよりも小さく設定している。このため、ブレーキ機構３３の非制動時に、隣り合う第２の弾性部材３９の間でこれら第２の弾性部材３９と回転ディスク３５とが摺接することを抑制することができる。一方、回転ディスク３５が非回転ディスク３６に向けて傾く傾向となったり軸方向に変位する傾向となると、回転ディスク３５が第２の弾性部材３９に押圧され、非回転ディスク３６と回転ディスク３５を十分に離間できる。これにより、非制動時のロストルクの低減をより高いレベルで図ることができる。

さらに、第２の弾性部材３９の外径寸法Ｃを回転ディスク３５の外径寸法Ｄの５分の１よりも大きく５分の４未満に設定している。このため、回転ディスク３５の外径部が非回転ディスク３６に向けて傾き回転ディスク３５と非回転ディスク３６とが摺接することと、第２の弾性部材３９と回転ディスク３５とが摺接するときの周速が過度に高くなることとの両方を抑制することができる。

次に図１１ないし図１４は本発明の第２の実施の形態を示している。第２の実施の形態の特徴は、第２の弾性部材の外径寸法を第１の実施の形態と比較して大きくしたことにある。なお、第２の実施の形態では、上述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一符号を付し、その説明を省略するものとする。

図１１において、４１は第２の実施の形態によるブレーキ機構を示している。このブレーキ機構４１は第１の実施の形態によるブレーキ機構３３とほぼ同様に、ハブ３４、回転ディスク３５、ピストン３７、第１の弾性部材３８とを含んで構成されている。しかし、第２の実施の形態によるブレーキ機構４１は、後述の非回転ディスク４２の形状と第２の弾性部材４３の形状が異なる点で、第１の実施の形態によるブレーキ機構３３と相違している。

４２は全体として円環状の板体により形成された非回転ディスクを示し、この非回転ディスク４２は第１の実施の形態の非回転ディスク３６に比べて内径寸法が大きく設定されている。これに伴って、非回転ディスク４２の収容溝４２Ａも、第１の実施の形態の収容溝３６Ａに比べて内径寸法が大きく設定されている。

４３は非回転ディスク４２と回転ディスク３５との間に位置して、非回転ディスク４２の収容溝４２Ａに設けられた第２の弾性部材を示している。この第２の弾性部材４３の外径寸法Ｃは回転ディスク３５の外径寸法Ｄの５分の３．９に設定している。

第２の実施の形態は、上述の如き、第２の弾性部材４３により回転ディスク３５と非回転ディスク４２とに互いに離間する方向の弾性力を付与するもので、その基本的作用については、上述した第１の実施の形態によるものと格別差異はない。

特に、第２の実施の形態の場合は、第２の弾性部材４３の外径寸法Ｃを回転ディスク３５の外径寸法Ｄの５分の３.９に設定している。このため、回転ディスク３５の径方向の外側を第２の弾性部材４３により押圧することができ、回転ディスク３５の外径部が非回転ディスク４２に向けて傾くことを抑制することができる。しかも、第２の弾性部材４３の外径寸法Ｃは回転ディスク３５の外径寸法Ｄの５分の４よりも小さいため、第２の弾性部材４３と回転ディスク３５とが摺接するときの周速が過度に高くなることも抑制することができる。

なお、上述した各実施の形態では、第２の弾性部材３９，４３を、回転軸２５の全周にわたって囲む外径寸法の大きい１個の円環状の弾性体（皿ばね、ウエーブスプリング）により構成した場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば、外径寸法の小さい第２の弾性部材を、回転ディスクの周方向に離間して複数設け、これら複数の第２の弾性部材により、非回転ディスクと回転ディスクに互いに離間する方向の弾性力を付与する構成としてもよい。

また、上述した各実施の形態では、回転ディスク３５が傾く傾向となった場合に、回転ディスク３５が第２の弾性部材３９，４３に直接接触（摺接）する構成を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば、第２の弾性部材と回転ディスクとの間にスラストワッシャ等の摺接速度低減部材を設け、第２の弾性部材と回転ディスクとを摺接速度低減部材を介して接触（摺接）させることにより、接触時（摺接時）の相対速度を低減する構成としてもよい。

さらに、上述した各実施の形態では、ホイール式建設機械としてトランスミッション９と前，後の車輪５，４との間にアクスル装置１２，１１を備えたホイールローダ１を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば前，後に車輪を有する油圧ショベル、鉱山用大型ダンプトラック、トラクタ等の他のホイール式建設機械にも広く適用できるものである。また、油圧モータと後輪との間にアクスル装置を備えたロードローラ等に適用してもよい。

１ ホイールローダ（ホイール式建設機械）
２ 後部車体
３ 前部車体
４ 後輪
５ 前輪
７ エンジン（駆動源）
１１ リヤアクスル装置
１２ フロントアクスル装置
１３ ケーシング
１４ デファレンシャルケース（デフケース）
１６ アクスルチューブ
２１ デファレンシャル機構
２５ 回転軸
３２ アクスルシャフト
３３，４１ ブレーキ機構
３５ 回転ディスク
３６，４２ 非回転ディスク
３６Ａ，４２Ａ 収容溝
３６Ｄ 底面
３７ ピストン
３８ 第１の弾性部材
３９，４３ 第２の弾性部材

Claims (5)

1. 駆動源を備えた車体と、該車体に設けられ前記駆動源に接続されることにより左，右方向の両側の車輪を回転駆動するアクスル装置とからなり、
   前記アクスル装置は、
   左，右方向の中間部に配置されたデファレンシャルケースと該デファレンシャルケースから左，右方向の両側に向けて延びた左，右のアクスルチューブとにより形成され内部に潤滑油が蓄えられるケーシングと、
   該ケーシングの前記デファレンシャルケース内に設けられ前記駆動源の回転力を左，右方向に配置された回転軸に分配するデファレンシャル機構と、
   前記ケーシングの前記各アクスルチューブ内を左，右方向に延び前記デファレンシャル機構の前記左，右の回転軸の回転を前記左，右の車輪に伝える左，右のアクスルシャフトと、
   前記デファレンシャル機構の前記回転軸に設けられ制動力を発生する左，右のブレーキ機構とを備えてなるホイール式建設機械において、
   前記ブレーキ機構は、
   前記回転軸に取り付けられ該回転軸と一緒に回転する複数枚の回転ディスクと、
   該回転ディスクを左，右方向から対面して挟むように前記ケーシングに非回転状態で取付けられた複数枚の非回転ディスクと、
   該非回転ディスクを前記回転ディスクに押付けて制動力を発生させるピストンと、
   前記各非回転ディスクの間に位置して両者に互いに離間する方向の弾性力を付与する第１の弾性部材と、
   該第１の弾性部材に対し径方向に所定寸法離間して設けられ、前記非回転ディスクと前記回転ディスクとの間に位置して両者に互いに離間する方向の弾性力を付与する第２の弾性部材とを備える構成としたことを特徴とするホイール式建設機械。
2. 前記非回転ディスクには前記第２の弾性部材が嵌合する収容溝を設ける構成としてなる請求項１に記載のホイール式建設機械。
3. 前記第２の弾性部材は、前記非回転ディスクに対し非回転状態で取付ける構成としてなる請求項１または２に記載のホイール式建設機械。
4. 前記第２の弾性部材は、自由状態の軸方向寸法を、前記ブレーキ機構が非制動状態のときに、隣り合う前記非回転ディスクの前記収容溝の底面と前記回転ディスクとの間に生じる隙間寸法よりも小さく設定してなる請求項２または３に記載のホイール式建設機械。
5. 前記第２の弾性部材の外径寸法は前記回転ディスクの外径寸法の５分の１よりも大きく５分の４未満に設定してなる請求項１，２，３または４に記載のホイール式建設機械。

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