JP2020159472A

JP2020159472A - 車両用動力伝達装置

Info

Publication number: JP2020159472A
Application number: JP2019059440A
Authority: JP
Inventors: 健太田川; Kenta Tagawa; 兼児上薗; Kenji Uezono
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2019-03-26
Filing date: 2019-03-26
Publication date: 2020-10-01
Anticipated expiration: 2039-03-26
Also published as: JP6918043B2

Abstract

【課題】１本の伝達軸を構成する２本の分割軸の結合部の摩耗を抑制し、かつ伝達軸の長手方向の中間部を支持する軸受に潤滑油を安定供給する。【解決手段】原動機と油圧ポンプを連結する内軸と、第１分割軸を第２分割軸に挿し込んで連結して構成され、内側に前記内軸を通すと共に前記第２分割軸と前記内軸との間に環状の油路を形成する筒状の外軸と、前記外軸の一端部を支持する第１軸受と、前記外軸の他端部を支持する第２軸受と、前記外軸の中間部を支持する第３軸受と、前記外軸の外周面における前記第１分割軸と前記第２分割軸との継ぎ目を包囲して前記第３軸受に隣接するように形成された油室とを備えた車両用動力伝達装置において、記第２分割軸に対する前記第１分割軸の挿し込み部にローレット加工を施すと共に螺旋溝を設け、前記第２分割軸に対して前記第１分割軸を締り嵌め構造で結合し前記油路と前記油室とを前記螺旋溝で連絡する。【選択図】図６

Description

本発明は、ホイールローダやホイール式ショベル等のホイール式の作業車両に搭載され、原動機の回転動力を走行系の回転軸等に伝達する車両用動力伝達装置に関する。

ホイールローダやホイール式ショベル等に代表されるホイール式の作業車両においては、原動機（例えば内燃機関）の動力が動力伝達装置を介して油圧ポンプと車輪の２系統に伝達される（特許文献１等参照）。

同文献に示された動力伝達装置には、筒状の外軸とこの外軸の内側を通る内軸とからなる二重構造の伝達軸が備わっており、この伝達軸を介して原動機の１本の出力軸から２系統に動力が取り出される。伝達軸の内軸は一端が原動機の出力軸にカップリングを介して直接的に連結され、他端が油圧ポンプの回転軸に連結されている。これにより内軸を介して油圧ポンプに原動機の動力が直接伝達される。

それに対し、伝達軸の外軸は内軸とは別個に回転自在に支持されており、原動機に直結されていない。外軸と原動機の出力軸は流体継手の一種であるトルクコンバータを介して間接的に接続され、トルクコンバータを介して伝達される原動機動力により外軸が回転する。この外軸の回転動力が変速機等を介して車輪に伝達される。

特許第６１９７２４９号公報

特許文献１のような動力伝達装置では、油圧ポンプを駆動する内軸を外軸の内側に通すことで、２系統に動力が取り出せる構成ながら容積が抑えられている。しかし、外軸はトルクコンバータと変速機を経由して延びるため長軸化する傾向にある。中空の長尺物の加工は加工機の仕様等の問題もあって難易度が高く、そのため２つの筒状の分割軸を同軸に連結する分割構造が外軸に採用される場合がある。２軸を同軸に連結する場合、一般的にスプライン結合が適用されることが多いが、スプラインには噛み合い部分に微小な隙間が存在することから２軸間のガタツキによる摩耗を伴う。

また、外軸は長尺であるため、両端を支持するのみでは長手方向の中間部に撓みが生じ、軸振動が増加する可能性がある。そのため、外軸は両端に加え、長手方向の中間部（結果として２つの分割軸の結合部の近辺）でも軸受で支持する必要があり、この軸受にも潤滑油を安定に供給する必要がある。

本発明の目的は、２本の分割軸で構成した外軸の結合部の摩耗を抑制し、かつ外軸の長手方向の中間部を支持する軸受に潤滑油を安定供給することができる車両用動力伝達装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、外郭を構成するケーシングと、作業車両に搭載された原動機の出力軸と油圧ポンプの回転軸を連結する内軸と、第１分割軸を第２分割軸に挿し込んで連結することにより構成され、内側に前記内軸を通すと共に前記第２分割軸と前記内軸との間に環状の油路を形成する筒状の外軸と、前記外軸の長手方向の一端部を支持する第１軸受と、前記外軸の長手方向の他端部を支持する第２軸受と、前記外軸の長手方向の中間部を支持する第３軸受と、前記内軸と前記外軸とを流体を介して間接的に接続し前記原動機の動力を前記外軸に伝達するトルクコンバータと、前記外軸の回転を前記作業車両の車輪に変速して伝達する変速機と、前記外軸の外周面における前記第１分割軸と前記第２分割軸との継ぎ目を包囲して前記第３軸受に隣接するように形成された油室とを備えた車両用動力伝達装置において、前記第２分割軸に対する前記第１分割軸の挿し込み部がローレット加工を施した外周面を有すると共に前記外周面に少なくとも１条の螺旋溝が設けられており、前記第２分割軸に対して前記第１分割軸が締り嵌め構造で結合されて前記油路と前記油室とが前記螺旋溝で連絡されていることを特徴とする。

本発明によれば、第１分割軸のローレット加工の微小な多数の山が第２分割軸の内周面に食い込むため、外軸を大きな伝達トルクに耐え得る構造とすることができる。一般的なスプライン結合で生じる結合部のガタツキもないため、第１分割軸と第２分割軸との結合部において互いの接触面間の摩耗も抑制することができる。また、第１分割軸と第２分割軸との結合に焼き嵌め等の加熱工程がないため変形による軸受の偏摩耗も抑制できる。加えて、第２分割軸に対する第１分割軸の挿し込み部の外周面に螺旋溝を形成したことで、外軸と内軸の間に形成した油路から外軸の中間部を支持する軸受に隣接する油室までスクリューポンプ作用により潤滑油を積極的に搬送することができる。これにより２本の分割軸で構成した外軸の結合部の摩耗を抑制し、かつ外軸の長手方向の中間部を支持する軸受に潤滑油を安定供給することができる。

本発明の第１実施形態に係る車両用動力伝達装置を適用する建設機械の一例であるホイールローダの側面図本発明の第１実施形態に係る車両用動力伝達装置の右前方から見た斜視図本発明の第１実施形態に係る車両用動力伝達装置の一部破断側面図本発明の第１実施形態に係る車両用動力伝達装置の右方から見た部分断面図本発明の第１実施形態に係る車両用動力伝達装置に備えられた外軸の第１分割軸と第２分割軸との結合部の拡大断面図本発明の第１実施形態に係る車両用動力伝達装置に備えられた外軸の第２分割軸に対する第１分割軸の挿し込み部を径方向外側から見た図本発明の第１実施形態に係る車両用動力伝達装置に備えられた外軸の第２分割軸に対する第１分割軸の挿し込み部の端面を軸方向から見た図図５中のIX−IX線による矢視断面図本発明の第２実施形態に係る車両用動力伝達装置に備えられた外軸の第２分割軸に対する第１分割軸の挿し込み部を径方向外側から見た図本発明の第２実施形態に係る車両用動力伝達装置に備えられた外軸の第２分割軸に対する第１分割軸の挿し込み部の端面を軸方向から見た図

以下に図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。

（第１実施形態）
−ホイールローダ−
図１は本発明の第１実施形態に係る車両用動力伝達装置を適用する建設機械の一例であるホイールローダの側面図である。図１において図中の左側を前方とする。同図に示したホイールローダ１はホイール式の作業車両の代表例であり、左右の前車輪２が設けられた前部車体３と左右の後車輪４が設けられた後部車体５とが、センタヒンジ６を介して左右方向に屈曲可能に連結されたアーティキュレート式の車両である。前部車体３の下側には、左右方向に延びるフロントアクスル（前車軸）１１が設けられ、フロントアクスル１１の両端に左右の前車輪２が取り付けられている。後部車体５の下側には、左右方向に延びるリヤアクスル（後車軸）１２が設けられ、リヤアクスル１２の両端には左右の後車輪４が取り付けられている。

前部車体３には、ローダバケット８ａを備えた作業機８が俯仰動可能に設けられている。後部車体５には、キャブ（運転室）９、原動機（エンジン）１０、油圧ポンプ１５、車両用動力伝達装置２０等が搭載されている。車両用動力伝達装置２０（以下、動力伝達装置２０と略称する）の入力軸には原動機１０の出力軸が連結され、油圧ポンプ１５の回転軸は動力伝達装置２０の第１の出力軸（内軸４１）に連結されている。動力伝達装置２０の第２の出力軸６２（図３）には、前側のプロペラシャフト１３を介してフロントアクスル１１が、後側のプロペラシャフト１４を介してリヤアクスル１２がそれぞれ連結されており、出力軸６２の出力により前車輪２及び後車輪４が回転する。前部車体３と後部車体５との間にはステアリングシリンダ７が設けられており、このステアリングシリンダ７を伸縮させることにより、前部車体３と後部車体５とが左右方向に屈曲してホイールローダ１が操舵される。

−車両用動力伝達装置−
図２は動力伝達装置２０の右前方から見た斜視図、図３は一部破断側面図、図４は右方から見た部分断面図である。動力伝達装置２０は原動機１０の回転出力を油圧ポンプ１５や前車輪２及び後車輪４に伝達する役割を果たし、図４に示すように、ケーシング３０、伝達軸４０、トルクコンバータ５０、変速機６０、及びロックアップ装置７０を含んで構成されている。

・ケーシング
ケーシング３０は動力伝達装置２０の外殻を構成する部材であり、フロントケーシング３０ａ、中間ケーシング３０ｂ、リヤケーシング３０ｃ及びカバー３０ｄといった複数の分割パーツを連結して構成されている。フロントケーシング３０ａは椀型に形成されたケーシング３０の前部パーツである。このフロントケーシング３０ａの上部には、外部に油圧ポンプ１５が取り付けられている。また、フロントケーシング３０ａの下部からは、出力軸６２が前後に突出している。リヤケーシング３０ｃは筒状に形成されたケーシング３０の後部パーツである。トルクコンバータ５０やロックアップ装置７０はこのリヤケーシング３０ｃの内部に配置されている。中間ケーシング３０ｂは筒状に形成されたケーシング３０の前後方向の中間部のパーツであり、フロントケーシング３０ａとリヤケーシング３０ｃとの間に介在し、フロントケーシング３０ａとリヤケーシング３０ｃとを連結している。変速機６０はこの中間ケーシング３０ｂの内部に配置されている。カバー３０ｄはリヤケーシング３０ｃの後端部を塞ぐプレート状の部材である。カバー３０ｄからは、動力伝達装置２０の入力軸としての継手４５（後述）が後方に突出している。

図４に示したように、フロントケーシング３０ａの内部には軸受３１が取り付けられている。カバー３０ｄには、軸受３２が取り付けられている。また、中間ケーシング３０ｂには軸受３３が取り付けられている。これら軸受３１〜３３は前後に間隔を空けて配置されており、互いの中心軸が一致するように同軸上に配置されている。また、リヤケーシング３０ｃの上部の外壁には、潤滑油を循環させる循環ポンプ８０（図２）が取り付けられている。リヤケーシング３０ｃの内部空間における上部にはこの循環ポンプ８０に動力を伝達するポンプ駆動歯車（不図示）が収容されている。

・伝達軸
伝達軸４０は前後方向に水平に延び、内軸４１とこれを包囲する外軸４２とを含んで構成されている。内軸４１と外軸４２は同心であり、互いに独立して回転可能な内軸４１と外軸４２とで二重構造とすることにより、伝達軸４０を介して原動機１０の動力を油圧ポンプ１５及び走行系の２系統に分配して伝達できるように構成されている。また、外軸４２の内部に内軸４１を収めた構成とすることで、動力伝達装置２０の小型化にも貢献している。

内軸４１は、一端が継手４３を介して油圧ポンプ１５の回転軸１５ａに連結され、他端が回転筒体４４及び継手４５を介して作業車両に搭載された原動機１０（図１）の出力軸（不図示）に連結されている。回転軸１５ａと継手４３、継手４３と内軸４１、内軸４１と回転筒体４４、回転筒体４４と継手４５は、それぞれスプライン結合されている。これにより、原動機１０の出力軸と油圧ポンプ１５の回転軸１５ａとが内軸４１を介して同軸に連結されている。また、内軸４１の後端部は、回転筒体４４が上記軸受３２に支持されることにより、ケーシング３０（カバー３０ｄ）に対して回転自在に支持されている。回転筒体４４には、トルクコンバータ５０のリング型のカバープレート５４（後述）がボルト等で連結されている。

外軸４２は原動機１０の出力軸の回転を変速機６０に伝達する筒状の中空軸である。この外軸４２は、筒状の第１分割軸４２ａと筒状の第２分割軸４２ｂに分割されている。雄側の第１分割軸４２ａに対して雌側の第２分割軸４２ｂは内径が大きく、第１分割軸４２ａを第２分割軸４２ｂに挿し込んで同軸に連結することにより長尺の１本の外軸４２として構成されている（詳細は後述）。外軸４２の内側には内軸４１が通されており、第２分割軸４２ｂの内周面と内軸４１の外周面との間に環状の油路８５が形成されている。また、外軸４２の後部（第１分割軸４２ａの後部）にはトルクコンバータ５０の二次回転体５３（後述）が、外軸４２の前部（第２分割軸４２ｂの前部）には出力ギヤ４６が、それぞれスプライン結合されている。

外軸４２は、長手方向の一端部（第２分割軸４２ｂの前端部）が上記軸受３１によりケーシング３０（フロントケーシング３０ａ）に対して回転自在に支持されている。外軸４２の長手方向の他方部（第１分割軸４２ａの後端部）は、上記二次回転体５３と上記カバープレート５４との間に介在する軸受５６で支持されることにより、内軸４１に対して回転自在に支持されている。また、外軸４２の長手方向の中間部は、ケーシング３０（中間ケーシング３０ｂ）に対して上記軸受３３を介して回転自在に支持されている。このように長手方向の両端部と中間部の３か所で第１の軸受３１、第２の軸受５６及び第３の軸受３３により支持することで、前後方向に水平に伸びる長尺の外軸４２の撓みを抑えている。なお、この外軸４２に沿って、原動機１０から油圧ポンプ１５に向かって、ロックアップ装置７０、トルクコンバータ５０、変速機６０がこの順番でケーシング３０の内部に配置されている。上記の出力ギヤ４６は軸受３１及び軸受３３の間に、二次回転体５３は軸受３３及び軸受５６の間に位置している。

・変速機
変速機６０は、入力ギヤ６１に入力された回転を変速して出力軸６２に出力する機構を含んで構成された装置である。入力ギヤ６１は、ケーシング３０（中間ケーシング３０ｂ）の内部において外軸４２に取り付けられた出力ギヤ４６と噛み合っている。出力軸６２はケーシング３０の下部においてケーシング３０の前後に突出しており、前後のプロペラシャフト１３，１４に連結されている。これにより外軸４２の回転が変速機６０を介して変速されて前車輪２及び後車輪４に伝達される。変速機の構成については、特許第６１９７２４９号公報等に詳細に記載されている。

・トルクコンバータ
トルクコンバータ５０は流体継手の一種であり、図４に示すように、固定軸５１、一次回転体５２、二次回転体５３等を含んで構成されている。固定軸５１はケーシング３０に対してトルクコンバータ５０を取り付けるフランジ管型の部品であり、内側に伝達軸４０（内軸４１及び外軸４２）を通した状態で中間ケーシング３０ｂの後端面にボルト（不図示）により固定されている。

一次回転体５２はトルクコンバータ５０の外郭を構成する部品であって中空のドーナツ型に形成されており、後部にボルトで装着したカバープレート５４が回転筒体４４にボルトで連結されることで、内軸４１を介して原動機１０の出力軸に連結している。一次回転体５２は軸受５５を介して固定軸５１の外周面に回転自在に支持されている。回転筒体４４がケーシング３０のカバー３０ｄに軸受３２を介して回転自在に支持されているので、一次回転体５２は軸受５５，５６を介してケーシング３０に対して回転自在に支持されている。また一次回転体５２には内部にポンプインペラ５２ａが備えられている。一次回転体５２の内部は循環ポンプ８０から供給される潤滑油で満たされている。更に一次回転体５２の前部にはギヤ５７が固定されている。リヤケーシング３０ｃに収容されたポンプ駆動歯車（不図示）にギヤ５７を介して動力が伝達され、これによりエンジン駆動中は循環ポンプ８０が常時駆動される。

二次回転体はタービンランナ５３ａを含んで構成されており、外軸４２の後端部にスプライン結合されており、軸受５６を介して一次回転体５２（カバープレート５４）に回転可能に支持されている。つまり原動機１０の出力軸と一体に回転する一次回転体５２に対して、外軸４２と一体に回転する二次回転体５３が相対回転する構造である。タービンランナ５３ａは一次回転体５２の内部に収納されている。

従って、原動機１０の回転がトルクコンバータ５０の一次回転体５２に伝達されると、ポンプインペラ５２ａの回転に伴って一次回転体５２の内部に潤滑油の流れが発生する。そして、一次回転体５２の内部に発生した潤滑油の流れによってタービンランナ５３ａが回転し、二次回転体５３を介して外軸４２が回転する。このような原理により、トルクコンバータ５０は、内軸４１と外軸４２とを流体を介して間接的に接続し原動機１０の動力を外軸４２に伝達する。トルクコンバータの構成については、特許第６１９７２４９号公報等に詳細に記載されている。

・ロックアップ装置
ロックアップ装置７０は、トルクコンバータ５０の流体を介することなく、原動機１０の回転を変速機６０に直接伝達する装置である。具体的には、ロックアップ装置７０は油圧駆動式のクラッチを含んで構成されており、トルクコンバータ５０のカバープレート５４と一次回転体５２との間に介在し原動機１０の出力軸と一体に回転する。そして、二次回転体５３と固定関係にあるディスクをクラッチで挟み込むことにより一次回転体５２と二次回転体５３とを摩擦力で連結する。こうして一次回転体５２と二次回転体５３とを連結することで、ロックアップ装置７０はトルクコンバータ５０の潤滑油の流れを介することなく原動機１０の動力を外軸４２ひいては変速機６０に機械的に直接伝達する。ディスクとクラッチとの連結を解けば、トルクコンバータ５０の潤滑油を介して原動機１０の動力が外軸４２に伝達される状態に復帰する。ロックアップ装置の構成については、特許第６１９７２４９号公報等に詳細に記載されている。

−潤滑油経路−
動力伝達装置２０の内部には、軸受やギヤ等、２つの可動部品が接触する箇所が多数存在するため、これらの接触部に潤滑油を供給する潤滑油経路が複数必要になる。ここでは、これら潤滑油経路の要部を説明する。

前述した通りケーシング３０（リヤケーシング３０ｃ）の上部の外壁には循環ポンプ８０（図２）が取り付けられている。この循環ポンプ８０の吸い込み側はフロントケーシング３０ａの下部に配管８１（図３）を介して接続しており、吐き出し側は配管８２を介しオイルフィルタ１６を経由してフロントケーシング３０ａの上部に接続している。潤滑油はフロントケーシング３０ａの下部に溜まっており、この潤滑油を循環ポンプ８０により汲み上げ、配管８２を介してフロントケーシング３０ａの上部に供給する。

図４に矢印Ａで示したように、配管８２からフロントケーシング３０ａに供給された潤滑油の一部は、油圧ポンプ１５と軸受３１の間に形成した油室８４に対し、この油室８４の上方に位置するようにフロントケーシング３０ａに設けた油路８３を介して供給される。油室８４に導かれた潤滑油は、矢印Ｂ，Ｇで示したように、一部は内軸４１と第２分割軸４２ｂの間の隙間を通って内軸４１と外軸４２との間の油路８５に流入し、一部は軸受３１の潤滑に用いられる。残りの潤滑油は、矢印Ｈで示したように軸受３１を通過してこれを潤滑し、変速機６０の前部に導かれて変速機６０のギヤ等を伝って落下する過程でこれらを潤滑しフロントケーシング３０ａの下部に貯留される。

内軸４１と外軸４２との間の油路８５に導かれた潤滑油は、矢印Ｃ，Ｄで示したように外軸４２の第１分割軸４２ａと第２分割軸４２ｂとの結合部（後述）を経由して軸受３３とトルクコンバータ５０の固定軸５１との間に形成した油室８６に供給される。油室８６は、外軸４２の外周面における第１分割軸４２ａと第２分割軸４２ｂとの継ぎ目４２ｃ（図５）を包囲して軸受３３に隣接するように形成されている。この油室８６に導かれた潤滑油は、矢印Ｅで示したように軸受３３を通過してこれを潤滑し、矢印Ｆで示したように変速機６０の後部に導かれて変速機６０のギヤ等を伝って落下する過程でこれらを潤滑しフロントケーシング３０ａの下部に貯留される。

一方、矢印Ｘで示したように、配管８２を介してフロントケーシング３０ａに供給された潤滑油の一部は、ケーシング３０に設けられた油路（不図示）を介してトルクコンバータ５０の固定軸５１と二次回転体５３の間に形成した油室８７に導かれる。油室８７に常時供給される潤滑油によりトルクコンバータ５０の一次回転体５２の内部空間が満たされ、矢印Ｙで示したように、一次回転体５２の内部空間から排出された潤滑油で軸受５５が潤滑される。軸受５５を潤滑した潤滑油は、矢印Ｚで示したように固定軸５１に形成した油路８８を経由してケーシング３０の外部に取り出される。油路８８からケーシング３０の外部に取り出された潤滑油は、配管８９（図２）を介しオイルクーラ１７を経由してフロントケーシング３０ａの下部に戻される。

−外軸の結合部−
図５は外軸４２の結合部の拡大断面図、図６は第２分割軸４２ｂに対する第１分割軸４２ａの挿し込み部を径方向外側から見た図、図７はその挿し込み部の端面を軸方向から見た図である。また、図８は図５中のIX−IX線による矢視断面図である。

図６に示した通り、第２分割軸４２ｂに対する第１分割軸４２ａの挿し込み部４２ａ１の外周面にはローレット加工が施されている。このローレット加工は斜めローレットやクロスローレット等でも良いが、第２分割軸４２ｂに対する挿入性と密着性を考慮すると、図６に示したような軸方向に（第１分割軸４２ａの中心軸と平行に）目を延ばした平目ローレットが望ましい。

第１分割軸４２ａが挿し込まれる第２分割軸４２ｂの内径は、第１分割軸４２ａの挿し込み部４２ａ１のローレット加工の谷径と同程度である。第２分割軸４２ｂの内径に対し、第１分割軸４２ａの挿し込み部４２ａ１の外径はローレット加工の山の高さの２倍程度大きい。つまり、第１分割軸４２ａと第２分割軸４２ｂの結合部には、締り嵌め構造が採用されている。第１分割軸４２ａの挿し込み部４２ａ１を第２分割軸４２ｂに圧入することで、図８に示したように第２分割軸４２ｂの内周面が塑性変形する（第１分割軸４２ａのローレット加工の山が第２分割軸４２ｂの内周面に食い込む）。ローレット加工の山に押し退けられた第２分割軸４２ｂの内径部の材料でローレット加工の谷が埋まった状態となり、第１分割軸４２ａと第２分割軸４２ｂが強固に結合される。

また、第１分割軸４２ａの挿し込み部４２ａ１の外周面には、少なくとも１条（本実施形態では１条のみ）の螺旋溝４２ａ２が第２分割軸４２ｂとの結合前に予め機械加工により設けられている。この螺旋溝４２ａ２は、図６のように第１分割軸４２ａの半径方向の外側から見て内軸４１と第２分割軸４２ｂとの間に形成された油路８５（図５）に向かって（図６中の右側に向かって）外軸４２の回転方向Ｒに傾斜している。螺旋溝４２ａ２の傾斜角θ（外軸４２との直交面と螺旋溝４２ａ２との挟角）は図６に示したように４５度より小さく（θ＞０）挿し込み部４２ａ１の外周面に対する螺旋溝４２ａ２の周回数（巻き数）は２周以上である。

螺旋溝４２ａ２の深さはローレット加工の山の高さよりも深い（軸方向から見て螺旋溝４２ａ２の谷が描く円の直径はローレット加工の谷径よりも小さい）。第１分割軸４２ａと第２分割軸４２ｂとが締り嵌めにより結合されても螺旋溝４２ａ２が埋まることはなく、図５に示したように螺旋溝４２ａ２と第２分割軸４２ｂの内周面とで画定された螺旋状の油路が確保されている。図５に示したように、螺旋溝４２ａ２により形成された油路の入口は第２分割軸４２ｂと内軸４１との間の油路８５に臨み、出口は軸受３３に隣接する油室８６に臨んでいる。つまり、螺旋溝４２ａ２により形成された油路で油路８５と油室８６とが連絡されている。

−動作−
ホイールローダ１の原動機１０を始動させると、原動機１０の回転出力が継手４５を介して内軸４１に伝達される。内軸４１を介して伝達される動力により油圧ポンプ１５と一次回転体５２とが回転する。一次回転体５２の回転はギヤ５７を介して循環ポンプ８０に伝達され、先に説明した潤滑油経路に潤滑油が流れて循環する。また、油圧ポンプ１５から吐出される圧油は、オペレータの操作に応じて作業機用の油圧アクチュエータ（不図示）に供給され、これにより作業機８が駆動される。

一方、一次回転体５２が回転することでポンプインペラ５２ａにより一次回転体５２の環状の内部空間に潤滑油の流れが発生し、タービンランナ５３ａが回転して二次回転体５３と共に外軸４２が回転する。外軸４２の回転は出力ギヤ４６を介して変速機６０に伝達され、オペレータによる走行操作に応じて変速機６０が動作して前車輪２及び後車輪４が回転しホイールローダ１が走行する。前述したロックアップ装置７０は、例えばホイールローダ１の走行速度が設定速度以上になるとコントローラ（不図示）の指令により作動し、一次回転体５２と二次回転体５３を直結して原動機１０の回転出力を外軸４２に対して機械的に直接伝達する。

また、原動機１０が稼働している状態では外軸４２が常に一方向に回転しているため、軸受３１，３３等に給油する必要がある。そこで上記の通り潤滑油経路を構築し、油路８３を介して油室８４に潤滑油を導いて軸受３１を潤滑しつつ、油室８４に溜まった潤滑油を内軸４１と外軸４２との間に形成した油路８５に導く。このとき、上記の通り第１分割軸４２ａと第２分割軸４２ｂとの結合部に螺旋溝４２ａ２で螺旋状の油路が設けられており、この螺旋状の油路が外軸４２の回転に伴ってスクリューポンプとして機能する。伝達軸４０の内部の油路８５の潤滑油が螺旋状の油路に吸い込まれ、伝達軸４０の外側に取り出されて軸受３３に隣接する油室８６に導かれる。これにより油室８６に潤滑油が溜まり、長尺の外軸４２の中間部を支持する軸受３３も安定的に潤滑される。

−効果−
本実施形態によれば、長尺の外軸４２に分割構造を採用し、第１分割軸４２ａのローレット加工を施した挿し込み部４２ａ１を第２分割軸４２ｂに締り嵌め構造で結合した。ローレット加工の微小な多数の山が第２分割軸４２ｂの内周面に食い込むため、円筒同士を単に圧入する場合に比べて大きな伝達トルクに耐え得る構造とすることができる。また、仮に外軸４２の結合に焼き嵌めを採用した場合、外軸４２の熱変形が軸受３３等の偏摩耗の要因となり得るが、本実施形態の場合は第１分割軸４２ａと第２分割軸４２ｂの結合に焼き嵌め等の加熱工程がないため変形による軸受３３等の偏摩耗も抑制できる。一般的なスプライン結合で生じる結合部のガタツキもないため、第１分割軸４２ａと第２分割軸４２ｂとの結合部において互いの接触面間の摩耗も抑制することができる。

一方、一般的なスプライン結合を採用した場合は、結合部に隙間が存在するため潤滑油を通すことができるが、本実施形態の場合は第１分割軸４２ａと第２分割軸４２ｂとの結合部に隙間がなく、そのままでは潤滑油を通すことができない。そこで、第２分割軸４２ｂに対する第１分割軸４２ａの挿し込み部４２ａ１の外周面に螺旋溝４２ａ２を形成し、そのスクリューポンプ作用により油路８５の潤滑油を油室８６に積極的に搬送する構成とした。これにより第１分割軸４２ａと第２分割軸４２ｂとの結合構造を強化しつつも、外軸４２の中間部を支持する軸受３３の安定した潤滑機能も確保できる。

以上のように、第１分割軸４２ａ及び第２分割軸４２ｂの結合部の摩耗を抑制し、かつ外軸４２の長手方向の中間部を支持する軸受３３に潤滑油を安定供給することができる。

（第２実施形態）
図９は本発明の第２実施形態に係る車両用動力伝達装置に備えられた外軸の第２分割軸に対する第１分割軸の挿し込み部を径方向外側から見た図、図１０はその挿し込み部の端面を軸方向から見た図である。これら図９及び図１０は第１実施形態の図６及びにそれぞれ対応している。図９及び図１０において第１実施形態と同様の又は対応する要素には既出図面と同符号を付して説明を省略する。

本実施形態が第１実施形態と相違する点は、螺旋溝４２ａ２が複数である点にある。本実施形態では３条の螺旋溝４２ａ２を設けた場合を例示しているが、螺旋溝４２ａ２を２条又は４条以上とすることもできる。本実施形態においては各螺旋溝４２ａ２の傾斜角θは図９に示したように４５度より大きく（θ＜９０度）、挿し込み部４２ａ１の外周面に対する各螺旋溝４２ａ２の周回数（巻き数）は１周未満である。各螺旋溝４２ａ２の形状や断面積は同一である。本実施形態のその他の構成については、図示していない部分を含めて第１実施形態と同様である。

本実施形態では螺旋溝４２ａ２の傾斜角θが大きい分だけ１本当たりの螺旋溝４２ａ２のポンプ効果が第１実施形態に比べて低下する可能性がある。そこで、この螺旋溝４２ａ２を複数とすることで潤滑油の搬送流量を補うことができ、第１実施形態と同様の効果が期待できる。また、螺旋溝４２ａ２が複数あることで、いずれかの螺旋溝４２ａ２に目詰まりが生じても他の螺旋溝４２ａ２が機能して潤滑油の搬送停止を抑制できる。

（変形例）
以上においては、ホイールローダ１の後部車体５に動力伝達装置２０を搭載した場合を例示したが、例えば前部車体３に動力伝達装置２０を搭載する構成としても良い。また、動力伝達装置２０を搭載する作業車両としてホイールローダ１を例示したが、例えばホイール式ショベル等の建設車両、リフトトラック等の運搬車両、トラクタ等の農業車両といった他の作業車両にも本発明は広く適用することができる。

１…ホイールローダ（作業車両）、１０…原動機、１５…油圧ポンプ、１５ａ…回転軸、２０…車両用動力伝達装置、３０…ケーシング、３１…軸受（第１軸受）、３３…軸受（第３軸受）、４１…内軸、４２…外軸、４２ａ…第１分割軸、４２ａ１…挿し込み部、４２ａ２…螺旋溝、４２ｂ…第２分割軸、４２ｃ…継ぎ目、５０…トルクコンバータ、５６…軸受（第２軸受）、６０…変速機、８５…油路、８６…油室

Claims

外郭を構成するケーシングと、
作業車両に搭載された原動機の出力軸と油圧ポンプの回転軸を連結する内軸と、
第１分割軸を第２分割軸に挿し込んで連結することにより構成され、内側に前記内軸を通すと共に前記第２分割軸と前記内軸との間に環状の油路を形成する筒状の外軸と、
前記外軸の長手方向の一端部を支持する第１軸受と、
前記外軸の長手方向の他端部を支持する第２軸受と、
前記外軸の長手方向の中間部を支持する第３軸受と、
前記内軸と前記外軸とを流体を介して間接的に接続し前記原動機の動力を前記外軸に伝達するトルクコンバータと、
前記外軸の回転を前記作業車両の車輪に変速して伝達する変速機と、
前記外軸の外周面における前記第１分割軸と前記第２分割軸との継ぎ目を包囲して前記第３軸受に隣接するように形成された油室とを備えた車両用動力伝達装置において、
前記第２分割軸に対する前記第１分割軸の挿し込み部がローレット加工を施した外周面を有すると共に前記外周面に少なくとも１条の螺旋溝が設けられており、前記第２分割軸に対して前記第１分割軸が締り嵌め構造で結合されて前記油路と前記油室とが前記螺旋溝で連絡されていることを特徴とする車両用動力伝達装置。
請求項１に記載の車両用動力伝達装置において、前記螺旋溝が、前記外軸の半径方向の外側から見て前記油路に向かって前記外軸の回転方向に傾斜していることを特徴とする車両用動力伝達装置。
請求項１に記載の車両用動力伝達装置において、前記螺旋溝が１条のみであり、前記螺旋溝の周回数が２周以上であることを特徴とする車両用動力伝達装置。
請求項１に記載の車両用動力伝達装置において、前記螺旋溝が複数であり、前記螺旋溝の周回数が１周未満であることを特徴とする車両用動力伝達装置。