JP2020196321A - 油圧式車軸駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来に比べさらなる小型化が実現された油圧式車軸駆動装置を提供する。【解決手段】車軸駆動装置１は、車軸２Ｌ・２Ｒと、センターケース３１によって互いに流体接続される油圧ポンプ３９及び油圧モータ３３を有するＨＳＴ３と、ＨＳＴ３の出力を前記車軸に伝達する減速ギア列４と、車軸２Ｌ・２Ｒを支持するとともに、内部にＨＳＴ３と減速ギア列４を収容して油溜まりとする車軸駆動ケース１０と、を備え、車軸駆動ケース１０は、その内部に、ＨＳＴ３と減速ギア列４を設置するための単一の空間を有する収容室１０ａを形成し、収容室１０ａの上部を形成する上ハウジング１１と、収容室１０ａの下部を形成する下ハウジング１２により構成され、下ハウジング１２が略立方体状の内部空間を有する。【選択図】図３

Description

本発明に係る少なくとも一つの実施例は、油圧式車軸駆動装置に関する。

油圧ポンプと油圧モータを流体接続した油圧式無段変速装置（以下、ＨＳＴと呼ぶ）を備えた油圧式車軸駆動装置が知られている。従来、このような油圧式無段変速装置を備えた油圧式車軸駆動装置は、車軸駆動ケースを備えており、該車軸駆動ケースの内部に前記ＨＳＴと、前記油圧モータの回転出力を減速する減速ギア列と、を収容するとともに、該車軸駆動ケースによって、車軸を回転可能に支持する構成が一般的である。

このような構成の油圧式車軸駆動装置では、例えば、特許文献１に示す如く、前記車軸駆動ケース内は油で満たされており、その内部に隔壁を設けて、前記ＨＳＴを収容する空間（ＨＳＴ室）と、前記減速ギア列を収容する空間（ギア室）に区画する構成が一般的である。ＨＳＴは、この油を作動油として用いるが、減速ギア列から発生するギアの磨耗粉が油と一緒にＨＳＴ内に取り込まれないように互いの収容空間を仕切っているのである。

近年、このような油圧式車軸駆動装置を搭載する作業車両（例えば、モアや除雪機等）のさらなる小型軽量化へのニーズに応えるべく、油圧式車軸駆動装置のさらなる小型化へのニーズが存在している。しかしながら、車軸駆動ケースの内部に隔壁を設ける従来構成の油圧式車軸駆動装置では、既にスペース効率の改善等の検討が十分に行われていることもあり、さらなる小型化を実現することが困難になっている。

米国特許第特５８３６１５９号明細書

本発明は斯かる現状の課題に鑑みてなされたものであり、従来に比べさらなる小型化が実現された油圧式車軸駆動装置を提供する。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

前記事項を達成すべく、油圧式車軸駆動装置は、車軸と、センターケースによって互いに流体接続される油圧ポンプ及び油圧モータを有する油圧式変速装置と、前記油圧式無段変速装置の出力を前記車軸に伝達するギア機構と、前記車軸を支持するとともに、内部に前記油圧式変速装置と前記ギア機構を収容して油溜まりとするケースと、を備え、前記ケースは、その内部に、前記油圧式変速装置と前記ギア機構を設置するための単一の空間を有する収容室を形成し、前記収容部の上部を形成する上部ケーシングと、前記収容部の下部を形成する下部ケーシングにより構成され、前記下部ケーシングが略立方体状の内部空間を有する構成とする。

以上のように、ケース内のＨＳＴを収容する領域とギア機構を収容する領域間の隔壁を省略することで、ケースの小型化が図られ、これにより、油圧式車軸駆動装置の小型化を図ることができる。また、コンパクト化された車軸駆動装置において、ケース内の保有油量を確保することができる。

また、前記事項を達成すべく、前記油圧式車軸駆動装置は、前記収容室において、少なくとも２以上のマグネットが配置されている。

以上のような構成により、ケース内で発生した鉄系の磨耗粉をマグネットで捕集することができる。これにより、磨耗粉の噛み込み等に起因する不具合の発生を抑制できる。

また、前記事項を達成すべく、前記油圧式車軸駆動装置は、前記収容室の底面に、前記マグネットが配置されている。

以上のような構成により、停止時等において下部に滞留沈殿する磨耗粉を効率よく捕集することができる。これにより、磨耗粉の噛み込み等に起因する不具合の発生をより確実に抑制できる。

また、前記事項を達成すべく、前記油圧式車軸駆動装置は、前記ギア機構を構成するギアのうち、少なくとも前記車軸上に固設されるファイナルギアを焼結品とし、他のギアはスチール製としている。

以上のように、大径で重量のあるギアを安価に加工製作できる焼結品とすることで低コスト化が図られる。スチール品に比べて柔らかい焼結品では、歯車噛合い時に歯面が削られ磨耗し易いものの、大径ギアであるため噛合い頻度が少ないので許容することができる。なお、削られた焼結品の摩耗粉はマグネットで吸着される。

また、前記事項を達成すべく、前記油圧式車軸駆動装置は、前記油圧モータのモータ軸上に配置され前記ギア機構のひとつである出力ギアと、前記モータ軸上に配置されたブレーキディスクを有する前記車軸を制動するためのブレーキ手段と、をさらに備え、前記ブレーキディスクを焼結品で構成している。

以上のような構成とすれば、ブレーキディスクは制動時にのみ磨耗するものであり、出力ギアはスチール品であるので、製造コストを抑えつつケース内における磨耗粉の発生量を抑制することができる。

以上の、またはその他の特徴及び効果については、添付の図面を参照して、以下の発明の詳細な説明にて明白になる。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

本発明によれば、従来に比べさらなる小型化が実現された油圧式車軸駆動装置を提供することができる。

車軸駆動装置の上ハウジングを取り外した状態の平面一部断面図である。 図１のＡ−Ａ位置における車軸駆動装置の断面図である。 図１のＢ−Ｂ位置における車軸駆動装置の断面図である。 図１のＣ−Ｃ位置における車軸駆動装置の断面図である。 図１のＤ−Ｄ位置における車軸駆動装置の断面図である。 図１のＥ−Ｅ位置における車軸駆動装置の断面図である。 図１のＦ−Ｆ位置における車軸駆動装置の断面図である。 下ハウジングによる車軸の支持形態を示す部分斜視図である。 車軸駆動ケースにおけるマグネットの配置を示す斜視図である。 車軸駆動ケースによるマグネットの保持状態を示す部分斜視図である。 上ハウジングによるセンターケースの支持状態を示す斜視図である。 固定斜板ホルダーを上下反転させる状況を示す斜視図である。 可動斜板ホルダーに対するプレートの組み付け状況を示す斜視図であり、図１３（Ａ）は組み付け後の状態を示す斜視図であり、図１３（Ｂ）は分解斜視図である。 センターケースを示す斜視図であり、図１４（Ａ）は前方右斜め上方から見た斜視図であり、図１４（Ｂ）は後方右斜め上方から見た斜視図である。 図１７のＪ−Ｊ位置におけるＨＳＴ（センターケース部分）の断面図である。 図１７のＫ−Ｋ位置におけるＨＳＴ（センターケース部分）の断面図である。 図１５のＧ−Ｇ位置におけるＨＳＴ（センターケース部分）の断面図である。 図１５のＨ−Ｈ位置におけるＨＳＴ（センターケース部分）の断面図である。 ＨＳＴの油圧回路図である。 図１のＸ−Ｘ位置におけるデフロック機構の部分断面図である。

次に、発明の実施の形態を説明する。以下、添付の図面を参照しつつ、いくつかの実施例について説明するが、実施例も図面も、あくまで一例であって限定的なものではない。なお、いくつかの図面において、同じ要素には同じ符号が付されている。

＜油圧式車軸駆動装置の構成＞
油圧式車軸駆動装置の構成について説明する。なお、以下の説明では、図中に示す矢印のように、油圧式車軸駆動装置の前後方向、左右方向、上下方向を規定している。

図１〜図７に示すように、本発明に係る油圧式車軸駆動装置の一実施形態である車軸駆動装置１は、車軸駆動ケース１０を有する。車軸駆動ケース１０は、上ハウジング１１と下ハウジング１２とが複数のボルトにより締結されて構成される。車軸駆動ケース１０は、その内部に密閉された単一の空間である収容室１０ａを備えており、作動油を貯めるタンクとしての役割を果たしている。

車軸駆動ケース１０の内部に形成される収容室１０ａ内には、ＨＳＴ３、減速ギア列４、差動ギア装置５、デフロック機構６、ブレーキ機構７等が配設されている。そして、収容室１０ａは、ＨＳＴ３の駆動およびＨＳＴ３および減速ギア列４の潤滑に用いられる油（作動油）で満たされている。収容室１０ａのうち減速ギア列４を収容する部分は、左側にオフセットされており、かつ、当該部分は、差動ギア装置５を収容する部分より前方の部分である。そして、収容室１０ａのＨＳＴ３を収容する部分は、減速ギア列４を収容する部分の右側で、かつ、差動ギア装置５を収容する部分より前方の部分である。

このように、車軸駆動装置１では、車軸駆動ケース１０の内部に、一体の収容室１０ａが設ける構成としており、換言すれば、車軸駆動ケース１０内部のＨＳＴ３や減速ギア列４等を配置する部分の間に隔壁を設けない構成としている。このため車軸駆動ケース１０は、ＨＳＴ３と減速ギア列４との間の隔壁を省略した分だけ、左右方向の大きさを小さくすることが可能になっており、小型化が図られている。

右車軸２Ｒは上ハウジング１１を貫通するよう延設され、上ハウジング１１の右外側端部内のブッシュ（ニードル軸受）１５にて軸支されている。左車軸２Ｌは上ハウジング１１を貫通するよう延設され、上ハウジング１１の左端部内のブッシュ１５にて軸支されている。左右の車軸２Ｌ、２Ｒそれぞれの内端部は、収容室１０ａ内の後部に配置されている。詳しくは、左右の車軸２Ｌ、２Ｒの内端部は、差動ギア装置５におけるリングギア５１の軸芯孔に嵌入されて互いに対峙している。

また、図８に示すように、左車軸２Ｌの右端部は、該左車軸２Ｌが挿通された角ブッシュ（ニードル軸受）１８にて軸支されている。角ブッシュ１８は、下ハウジング１２に形成された軸受台座部１２ａに形成された角型の凹部１２ｂに嵌めこまれ、下ハウジング１２により支持されている。右車軸２Ｒの左端部は、該右車軸２Ｒが挿通された角ブッシュ（ニードル軸受）１９にて軸支されている。角ブッシュ１９は、下ハウジング１２に形成された軸受台座部１２ａに形成された角型の凹部１２ｂに嵌めこまれ、下ハウジング１２により支持されている。車軸駆動装置１では、左右の各車軸２Ｌ・２Ｒを各角ブッシュ１８・１９で軸支する構成とすることによって、各車軸２Ｌ・２Ｒの位置決めが容易になり、車軸駆動装置１を組み立てる際の作業効率の向上が図られている。

また、図１〜図７に示すように、下ハウジング１２は、略立方体状の内部空間を有しており、車軸駆動ケース１０の収容室１０ａは、オイルフィルタ２０の配置部（後述する油溜まり１６）以外を一連の平面状とした底面１０ｂを備えている。このように車軸駆動ケース１０では、底面１０ｂを平坦な形状とし、車軸駆動ケース１０の底部側の外形形状における凹凸を減らすことで、車軸駆動ケース１０の小型化を図っている。また、車軸駆動装置１では、下ハウジング１２に略立方体状の内部空間を形成することにより、小型化を図りつつ車軸駆動ケース１０内（収容室１０ａ）の保有油量を確保している。

また、図９に示すように、車軸駆動ケース１０の収容室１０ａ内には、適宜の位置にマグネット１７を配置している。マグネット１７は、減速ギア列４を構成する各ギアの摩耗等により生じる鉄系の摩耗粉を捕集するための手段である。本実施形態で示す例では、収容室１０ａ内に合計４個のマグネット１７を設けており、従来の車軸駆動装置に比してマグネット１７の配置数を増やしている。車軸駆動ケース１０では、ＨＳＴ３を配置する部位と減速ギア列４を配置する部位の間の隔壁を省略しているが、摩耗粉をマグネット１７で捕集することによって、減速ギア列４の周囲で生じた摩耗粉がＨＳＴ３の周囲に拡散することを抑制している。これにより、ＨＳＴ３において摩耗粉の噛み込みに起因する不具合が生じることを抑制している。

なお、本実施形態で示した車軸駆動装置１では、収容室１０ａ内の摩耗粉を捕集するために、合計４個のマグネット１７を設けているが、マグネット１７は、収容室１０ａ内の従来のＨＳＴ室に相当する部分に少なくとも１個と、従来のギア室に相当する部分に少なくとも１個の、合計２個以上設ける構成とすることが好ましい。

図９および図１０に示すように、収容室１０ａ内の上ハウジング１１側には、マグネット１７を保持するための凹状の部位であるホルダー部１１ｈが形成されている。また、収容室１０ａ内の下ハウジング１２側には、上ハウジング１１と下ハウジング１２を接合したときに、ホルダー部１１ｈに対面するように配置された当たり部１２ｃが形成されている。そして、ホルダー部１１ｈに収容されたマグネット１７は、上ハウジング１１と下ハウジング１２を接合したときに、当たり部１２ｃが当接することで、ホルダー部１１ｈに保持されるように構成されている。

さらに、図４に示すように、下ハウジング１２の底面１０ｂには、オイルフィルタ２０の周囲を取り囲むように、シート状のマグネット２１を配設している。マグネット２１を底面１０ｂに配置することで、停止時等において底面１０ｂに滞留沈殿するギア等の磨耗粉を効率よく捕集することができる。これにより、ＨＳＴ３において摩耗粉の噛み込みに起因する不具合が生じることを確実に抑制している。さらに、オイルフィルタ２０にはその内部に、穴あきコイン状のマグネット２２を支持させてあり、オイルフィルタ２０内に侵入した微細な鉄系の摩耗粉は、マグネット２２で捕捉されるように構成している。

＜ＨＳＴ＞
図１〜図７に示すように、ＨＳＴ３は、上ハウジング１１に対して４本のボルト３８で固定されるセンターケース３１と、該センターケース３１に取り付けたアキシャルピストン型の油圧ポンプ３９と、該センターケース３１に取り付けたアキシャルピストン型の油圧モータ３３とを有している。センターケース３１の後半部には水平面３１ｈが形成されており、この水平面３１ｈに油圧ポンプ３９を取り付けて、該油圧ポンプ３９が該センターケース３１の後半部より上方に延設されるように構成している。また、センターケース３１の前半部の右側面に鉛直面が形成されており、この鉛直面に油圧モータ３３を取り付けて、該油圧モータ３３がその左方に配置された減速ギア列４に連係されるように構成している。

油圧ポンプ３９の回転軸芯（すなわち、ＨＳＴ３の入力軸）である鉛直のポンプ軸３４は、その下部が、センターケース３１の後半部内にて軸支されており、上方に延出して、その上端部を車軸駆動ケース１０の上ハウジング１１の上端より上方に突出させている。このポンプ軸３４の上端部には、入力プーリ８及び冷却ファン９を固設している。入力プーリ８にはベルト（図示せず）が巻回され、該ベルトを介して、入力プーリ８を、内燃機関等の原動機に駆動連結している。

左右の車軸２Ｌ、２Ｒを支持する車軸駆動装置１は、ポンプ軸３４上に設けた入力プーリ８より原動機（図示せず）からの動力が入力され、この動力を、減速ギア列４及び差動ギア装置５を介して左右の車軸２Ｌ、２Ｒへと出力するよう、構成されている。

センターケース３１の前半部には油圧モータ３３の受部となる鉛直面３１ｖが形成されており、この鉛直面３１ｖに油圧モータ３３を取り付けて、該油圧モータ３３がセンターケース３１の該前半部より右方に延設されるものとしている。油圧モータ３３の出力軸であるモータ軸３５は、センターケース３１の左方より突出され、その先端に、油圧モータ３３からの回転出力が出力されるモータ出力ギア４１が配置されている。また、モータ軸３５におけるモータ出力ギア４１の配置部よりもさらに先端側には、ブレーキディスク７０が配置されている。そして、油圧モータ３３は、モータ軸３５上に固設されたモータ出力ギア４１を介して、減速ギア列４に連係されている。

車軸駆動装置１では、モータ出力ギア４１とブレーキディスク７０とを別体で構成しており、モータ出力ギア４１とブレーキディスク７０を、それぞれ異なる素材で構成できるようにしている。そして、車軸駆動装置１では、モータ出力ギア４１を通常のスチール製とし、ブレーキディスク７０を焼結品としている。車軸駆動装置１では、モータ出力ギア４１をスチール製とすることで、モータ出力ギア４１の製造コストを抑えている。

図１１に示すように、車軸駆動装置１では、上ハウジング１１の上部内面より支持壁１１ａが突設されている。支持壁１１ａは、ＨＳＴ３のセンターケース３１を支持するための部位であり、ボルトボス状の２本の柱部１１ｂ・１１ｂとその間を繋ぐ壁部１１ｃとにより構成されている。また、壁部１１ｃには、軸孔１１ｄが形成されている。軸孔１１ｄは、各トラニオン軸のうちの一方である第一トラニオン軸４０ｂを軸支するための孔部である。柱部１１ｂ・１１ｂの端面にはボルト孔１１ｐ・１１ｐが形成される。

そして、センターケース３１の前記水平面３１ｈにおいてボルト孔１１ｐ・１１ｐと対向する部位には、孔部３１ｅ・３１ｆが形成され、２本のボルト３８・３８を挿通して柱部１１ｂ・１１ｂのボルト孔１１ｐ・１１ｐに螺合させることにより、上ハウジング１１に対して固定される。第一トラニオン軸４０ｂを軸支するための軸孔１１ｄは、２本のボルト３８・３８が螺合される柱部１１ｂ・１１ｂの間、即ち、各柱部１１ｂ・１１ｂに形成された２箇所のボルト孔１１ｐ・１１ｐの間に形成されている。このような構成では、ボルト孔の間のスペースを有効に活用することができるため、支持壁１１ａを設けても車軸駆動ケース１０の小型化を妨げることがない。また、このような構成では、柱部１１ｂ・１１ｂが壁部１１ｃの補強としての役割を兼ねることで、車軸駆動ケース１０に対してセンターケース３１を堅固に支持しつつ、軸孔１１ｄの強度を確保することができる。

そして、車軸駆動装置１は、オイルフィルタ２０を備えている。車軸駆動装置１の下ハウジング１２の下部は油溜まり１６となっており、この中に、可変容積型の油圧ポンプ３９と固定容積型の油圧モータ３３とを閉回路を介して流体接続してなるＨＳＴ３と、油圧モータ３３のモータ軸３５と、減速ギア列４とを収容している。そして、車軸駆動ケース１０内におけるＨＳＴ３は、センターケース３１に形成性された一対の油路３２ａ・３２ｂによって油圧ポンプ３９と油圧モータ３３とを流体接続して構成されている。該油路３２ａ・３２ｂの両端にはそれぞれキドニー状のポートが開口され、前記水平面３１ｈと前記鉛直面３１ｖとにそれぞれ位置してシリンダブロック３３ａ、３９ｂのシリンダに連通している。

＜固定斜板＞
図１〜図７に示すように、油圧モータ３３の付設面である鉛直面３１ｖに、シリンダブロック３３ａが回転自在に支持されており、該シリンダブロック３３ａの複数のシリンダ３３ｃ・３３ｃ・・・内に、付勢バネを介して複数のピストン３３ｂ・３３ｂ・・・が往復動自在に嵌装されている。該ピストン３３ｂ・３３ｂ・・・の頭部は固定斜板３７に当接している。固定斜板３７は、油圧モータ３３の回転軸線に対して所定角度を維持するよう固定斜板ホルダー４５に対して固定されている。

図５に示すように、固定斜板ホルダー４５は、上ハウジング１１と下ハウジング１２との間に挟み込まれて固定されている。上ハウジング１１には支持面１１ｆが形成され、下ハウジング１２には支持面１２ｄが形成されている。各支持面１１ｆ・１２ｄは、車軸駆動ケース１０において対向する位置に形成されている。

固定斜板ホルダー４５の上下端部には、上ハウジング１１の支持面１１ｆおよび下ハウジング１２の支持面１２ｄに接触する平面部である被支持面４５ａが形成されている。上下の各被支持面４５ａ・４５ａは互いに平行である。また、固定斜板ホルダー４５のそれぞれの被支持面４５ａには、２箇所のピン４５ｂ・４５ｂが突設されている。上ハウジング１１の支持面１１ｆには、ピン４５ｂ・４５ｂに対応する位置にピン孔１１ｇ・１１ｇが形成されており、かつ、下ハウジング１２の支持面１２ｄには、ピン４５ｂ・４５ｂに対応する位置にピン孔１２ｅ・１２ｅが形成されている。

そして、車軸駆動ケース１０は、モータ軸３５の軸線を含む平面上で分離接合可能な少なくとも２つの各ハウジング１１・１２により構成されており、各ハウジング１１・１２を接合して車軸駆動ケース１０を構成したときに、固定斜板ホルダー４５を挟み込む各支持面１１ｆ・１２ｄが、各ハウジング１１・１２に設けられている。このような構成では、車軸駆動ケース１０に対する固定斜板ホルダー４５の組み付けを容易に行うことができる。

そして、固定斜板ホルダー４５では、上下端部の被支持面４５ａ・４５ａの中間の位置に、軸受孔４５ｃを設けている。軸受孔４５ｃは、モータ軸３５を支持するための軸孔であり、軸受孔４５ｃとモータ軸３５の間にはブッシュ（ニードル軸受）４５ｄを介設している。

このような構成により、固定斜板ホルダー４５は、上ハウジング１１と下ハウジング１２との間に挟み込まれて固定されている状態で、上下の各ピン４５ｂによって位置決めされている。また、固定斜板ホルダー４５の各ピン４５ｂ・４５ｂの各軸心は、同一平面上に位置し、かつ、上下の各ピン４５ｂ・４５ｂの軸心を一致させるように配置している。このため、固定斜板ホルダー４５は、上下を反転させても、軸受孔４５ｃの位置を変えずに、上ハウジング１１と下ハウジング１２との間に挟み込んで固定できるように構成されている。

そして、図１２に示すように、車軸駆動装置１では、固定斜板ホルダー４５を上下反転させることで固定斜板３７の角度を反転でき、これにより、搭載する車両の仕様に応じて油圧ポンプ３９における可動斜板３９ａの傾動方向に対する車軸２Ｌ・２Ｒの回転方向を容易に変更することができる。

＜油圧モータの軸支部＞
図１および図５に示すように、センターケース３１の油圧モータ３３の配置面である鉛直面３１ｖの中心部裏側には、凹部３１ｃが形成されており、該凹部３１ｃにベアリング３１ｄが嵌め入れられている。また、センターケース３１には、その軸線が鉛直面３１ｖに直交する軸孔３１ｂが形成され凹部３１ｃに連通している。
油圧モータ３３の回転軸芯（すなわち、ＨＳＴ３の出力軸）である左右水平のモータ軸３５は、その左部が、ベアリング３１ｄにて軸支されている。また、モータ軸３５の右部は、センターケース３１の前半部より右方に向けて延設され、さらに油圧モータ３３のシリンダブロック３３ａを貫通して、その右方に配置された固定斜板ホルダー４５によって軸支されている。より詳しくは、モータ軸３５の右端部は、固定斜板ホルダー４５に形成された軸受孔４５ｃにおいて軸支されており、モータ軸３５と軸受孔４５ｃとの間には、ブッシュ４５ｄが介設されている。

このように、油圧モータ３３のモータ軸３５は、左部がセンターケース３１に形成されたベアリング３１ｄによって軸支されており、右部が固定斜板ホルダー４５に形成された軸受孔４５ｃ（ブッシュ４５ｄ）によって軸支されている。そして、車軸駆動装置１では、モータ軸３５の軸支部を、センターケース３１の外側に配置した固定斜板ホルダー４５によって担わせることで、センターケース３１の小型化を実現している。また、センターケース３１の小型化を図りつつ、モータ軸３５の軸ブレを抑制し、後述の大径カウンタギア４３に対するモータ出力ギア４１の噛合姿勢を良好に保って歯面の異常磨耗を低減させることが可能になっている。

＜油圧ポンプ＞
図１〜図７および図１３に示すように、可動斜板３９ａは、油圧ポンプ３９の作動油吐出量及び吐出方向を変更すべく可動斜板３９ａを傾動操作する容積変更手段であり、可動斜板ホルダー４０によって保持されている。可動斜板ホルダー４０は、ホルダー本体４０ａと、該ホルダー本体４０ａに分離不能な第一トラニオン軸４０ｂと、分離可能な第二トラニオン軸４０ｃとを備えている。第一トラニオン軸４０ｂと第二トラニオン軸４０ｃは、一対で可動斜板３９ａの回動軸を構成している。

上ハウジング１１の支持壁１１ａに形成された軸孔１１ｄには、車軸２Ｌ・２Ｒに対して平行な第一トラニオン軸４０ｂが回転自在に支持されている。上ハウジング１１の右側壁に形成された孔部１１ｅには、車軸２Ｌ・２Ｒに対して平行で、車軸駆動ケース１０の外部へと延びる第二トラニオン軸４０ｃが回転自在に支持されている。両軸４０ｂ・４０ｃは同一軸線上に配置される。そして、第二トラニオン軸４０ｃの外端部には、コントロールレバー３９ｄが取り付けられている。また、上ハウジング１１内における第二トラニオン軸４０ｃの内端部には、後述するオリフィス６３・６４に対する遮閉手段となる略扇形のプレート６５が取り付けられている。コントロールレバー３９ｄは、車両に備えられたレバーやペダル等の変速操作具（図示せず）に対してリンク機構（図示せず）を介して連結されている。

このような、可動斜板３９ａ、各トラニオン軸４０ｂ・４０ｃによる容積変更手段の構成において、コントロールレバー３９ｄを回動させると、各トラニオン軸４０ｂ・４０ｃを回動軸として、その回動軸まわりに可動斜板３９ａを傾動操作することができ、これに伴い、油圧ポンプ３９からの作動油の吐出量が変更され、その結果、油圧モータ３３（即ち、モータ軸３５）の駆動回転数及び回転方向が制御される。

＜可動斜板ホルダーの構成＞
図１３に示すように、可動斜板ホルダー４０は、ホルダー本体４０ａの左端部に形成されている孔部４０ｄに対して分離自在に第二トラニオン軸４０ｃを挿通し、ボルト４０ｅによって、第二トラニオン軸４０ｃをホルダー本体４０ａに固定することで一体的に構成される。第二トラニオン軸４０ｃのホルダー本体４０ａ側の端部には、二面幅状に切り取られた凹部４０ｆを有し、第二トラニオン軸４０ｃの円筒状外周部が凸部となって、凹凸溝を構成している。

また、プレート６５には、第二トラニオン軸４０ｃを挿通するための孔部６５ａが形成されている。そして、孔部６５ａは、第二トラニオン軸４０ｃの凹部４０ｆに対応する二面幅状の凸部６５ｂを有する形状であり、孔部６５ａの円筒状内周部が凹部となって、凹凸溝を構成している。

そして、孔部６５ａに第二トラニオン軸４０ｃを挿通したときに、第二トラニオン軸４０ｃ側の凹凸溝と、プレート６５側の凹凸溝が互いに係止し合うことで、プレート６５が第二トラニオン軸４０ｃに対して軸線方向に対してスライド可能で相対回転不能となる。

また、可動斜板ホルダー４０を上ハウジング１１に組み付ける際には、第一トラニオン軸４０ｂを軸孔１１ｄに挿通するために、第一トラニオン軸４０ｂの長さの分だけ、ホルダー本体４０ａを左内壁側に寄せなければならないため、その分の余裕（隙間）を確保しておく必要がある。プレート６５は、そのための隙間を利用して、ホルダー本体４０ａと上ハウジング１１と左内壁との間に配置される。

なお、本実施形態では、第二トラニオン軸４０ｃに二面幅状の凹部を形成して凹凸溝を形成した場合を例示しているが、第二トラニオン軸４０ｃに形成する凹凸溝、およびこれに対応するプレート６５側の凹凸溝の形態はこれに限定されるものではなく、ローレットなど種々の形態を採用し得る。

＜可動斜板ホルダーの組み付け手順＞
可動斜板ホルダー４０を上ハウジング１１に組み付ける際には、まず、第二トラニオン軸４０ｃは外しておいた状態で、第一トラニオン軸４０ｂを軸孔１１ｄに挿通し、ホルダー本体４０ａおよび第一トラニオン軸４０ｂを所定位置に配置する。このとき、ホルダー本体４０ａの孔部４０ｄと上ハウジングの孔部１１ｅの各軸心位置を同一軸心上に配置させておく。

次に、ホルダー本体４０ａと上ハウジング１１の左内壁との間の隙間に、プレート６５を配置する。このとき、プレート６５の孔部６５ａの軸心位置を、ホルダー本体４０ａの孔部４０ｄおよび上ハウジング１１の孔部１１ｅの軸心位置と同一軸心上に配置させておく。

次に、上ハウジングの孔部１１ｅ、プレート６５の孔部６５ａ、およびホルダー本体４０ａの孔部４０ｄに対して、第二トラニオン軸４０ｃを挿通する。このとき、第二トラニオン軸４０ｃの凹部４０ｆにより、プレート６５の凸部６５ｂを係止させる。

最後に、ボルト４０ｅによって、第二トラニオン軸４０ｃをホルダー本体４０ａに締結して、上ハウジング１１に対する可動斜板ホルダー４０の組み付けを完了する。

車軸駆動装置１では、第一トラニオン軸４０ｂをホルダー本体４０ａに固定するためのボルト等が不要であるため、第一トラニオン軸４０ｂの軸長を短くすることができ、これにより、小型化が図られている。また、ボルトの締め付け箇所が削減されるため、車軸駆動装置１では、組立作業の効率化が図られる。

＜センターケースの油路＞
図１〜図７および図１４〜図１８に示すように、ＨＳＴ３を構成するセンターケース３１には、油路３２ａ・３２ｂ・３２ｃ・３２ｄ・３２ｅ・３２ｆ・３２ｇ・３２ｈ・３２ｋ・３２ｍ・３２ｎ・３２ｐが形成されている。油路３２ａ・３２ｂは、センターケース３１の背面から前方に向かって、上下に並んで平行に穿設されている。

油路３２ｂからは右方向に向かって水平な油路３２ｅが分岐されており、その外側開口端部において拡径された油路３２ｄが形成されている。油路３２ｄは、上側のＩＤＳバルブ６１にて閉塞されている。

油路３２ａからは右方向に向かって水平な油路３２ｅが分岐されており、さらに油路３２ｅからは後方向に向かって水平な油路３２ｆが分岐されている。そして油路３２ｆからは、前記油路３２ｅと平行するように右方向に向かって水平な油路３２ｇが分岐されており、その外側開口端部において拡径された油路３２ｈが形成されている。油路３２ｈは、下側のＩＤＳバルブ６２にて閉塞されている。

また、センターケース３１には、下方に向けて開放された吸油ポート３２ｋが形成されている。吸油ポート３２ｋは、内部ポート３２ｎにより油路３２ａに連通し、かつ、内部ポート３２ｍにより油路３２ｂに連通している。さらに、吸油ポート３２ｋは、内部ポート３２ｐにより油路３２ｆに連通している。吸油ポート３２ｋと油溜まり１６との間にはオイルフィルタ２０が設けられており、油溜まり１６に溜まっている作動油を、オイルフィルタ２０を介してセンターケース３１内に吸油できるように構成している。油路３２ａと内部ポート３２ｍとの間、油路３２ｂと内部ポート３２ｎとの間、および油路３２ｆと内部ポート３２ｐとの間にはチャージチェックバルブ（後述するチャージチェックバルブ９０）が介設されている。なお、油路３２ｅの末端開口部はプラグ６７にて封止している。

＜チャージチェックバルブ＞
ＨＳＴ３は、閉回路を循環する作動油が減少したとき、作動油が、油溜まり１６よりオイルフィルタ２０を介して、さらに、チャージチェックバルブ（以下、ＣＶとも呼ぶ）９０を介してＨＳＴ３の油圧ポンプ３９と油圧モータ３３間の閉回路（一対の油路３２ａ・３２ｂ）のうちの低圧側から補給されるように構成している。

そして、図１４〜図１９に示すように、ＨＳＴ３では、同一構成のＣＶ９０が、センターケース３１に形成された油路３２ａと油路３２ｂにそれぞれ設けられている。以下の説明では、油路３２ａに設けるＣＶ９０を第一ＣＶ９０Ａとも呼び、油路３２ｂに設けるＣＶ９０を第二ＣＶ９０Ｂとも呼ぶ。

また、ＨＳＴ３では、油路３２ｂより分岐された油路３２ｆにおいて、第二ＣＶ９０Ｂと並列に第三のＣＶ９０（以下では、第三ＣＶ９０Ｃと呼ぶ）が設けられている。油路３２ｂは、油路３２ａに比して経路長が長いため、油路３２ｂに対しては作動油が自吸されにくい。ＨＳＴ３では、経路長がより長い油路３２ｂ側に、ＣＶ９０を並列で設けることによって、油路３２ｂに対する作動油の自吸性能を補うように構成している。

＜ＩＤＳ（内部緩衝機構）＞
図１〜図７および図１４〜図１８に示すように、上下の各ＩＤＳバルブ６１・６２は、ピストン状部材により構成され、それぞれ油路３２ｄ・３２ｈにおいて、油路の軸線方向に進退自在に構成されている。各ＩＤＳバルブ６１・６２は、それぞれ各油路３２ａ・３２ｂに常時連通する外向き開口状の上部のオリフィス６３と下部のオリフィス６４を穿設しており、該オリフィス６３・６４を介して閉回路内の圧油が車軸駆動ケース１０内の油溜まり１６に連通している（即ち、ドレン可能となっている）。即ち、各ＩＤＳバルブ６１・６２は、センターケース３１において、油圧ポンプ３９と油圧モータ３３との間で循環する作動油の一部を、油溜まり１６に排出可能としている。

そして、各ＩＤＳバルブ６１・６２の外端面にプレート６５を常時摺接させることで、ＩＤＳ（ＩｎｔｅｒｎａｌＤａｍｐｉｎｇＳｙｓｔｅｍ：内部緩衝機構）６０を構成している。

ＩＤＳ６０は、容積変更手段たる可動斜板３９ａが中立復帰する間、各ＩＤＳバルブ６１・６２の端面がプレート６５を押圧して可動斜板３９ａが中立に戻る速度を緩めることにより、また、二次的には、各オリフィス６３・６４を介して閉回路内の圧油をドレンすることにより、ダイナミックブレーキ及び前後進発進時の衝撃を緩和するために、設けられるものである。

各ＩＤＳバルブ６１・６２の内端と油路３２ｄ・３２ｈの内端との間にはそれぞれコイルバネ６６・６６を介装して、各ＩＤＳバルブ６１・６２を外向きに付勢している。即ち、各ＩＤＳバルブ６１・６２は、各油路３２ａ・３２ｂ内の油圧とコイルバネ６６・６６の付勢力とにより外向きに押圧されており、この閉回路の油圧とコイルバネ６６・６６の付勢力との総合による各ＩＤＳバルブ６１・６２のプレート６５に対する摩擦力は、第二トラニオン軸４０ｃに巻装したコイル状かつ捩じり状の中立復帰バネ８０（中立付勢手段）のそれよりも小さく設定している。また、プレート６５の各ＩＤＳバルブ６１・６２が接触する側とは反対側には、各ＩＤＳバルブ６１・６２により押圧されてプレート６５が撓むことを抑制するために、プレート６５の当該反対側に接触する接触部材６９を配置している。

また、プレート６５における各ＩＤＳバルブ６１・６２との接触面には、溝部８６・８７が形成されている。溝部８６は、上側のＩＤＳバルブ６１との接触領域に形成されている溝部であり、該溝部８６に上側のＩＤＳバルブ６１のオリフィス６３が位置しているときに、溝部８６を介して油路３２ａから作動油を流出させることができるように構成されている。溝部８７は、下側のＩＤＳバルブ６２との接触領域に形成されている溝部であり、該溝部８７にＩＤＳバルブ６２のオリフィス６４が位置しているときに、溝部８７を介して油路３２ｂから作動油を流出させることができるように構成されている。

＜バイパス機構＞
図１〜図７に示すように、牽引時に車軸を空転可能とすべく、油路３２ａ・３２ｂを油溜まり１６に開放するためのバイパス操作レバー５５が、上ハウジング１１の上方に配置されている。バイパス操作レバー５５の基部は、上ハウジング１１の上壁に垂直方向に回動自在に軸支されたバイパスレバー軸５６の上端に固定され、該バイパスレバー軸５６の下端はセンターケース３１の内部まで延びている。また、センターケース３１の内部には、該センターケース３１により支持したシリンダブロック３３ａの回転摺動面に当接可能な押しピン５７（図５参照）を配置しており、該押しピン５７の端面が、バイパスレバー軸５６の下端側面に形成した平坦面と当接するように構成している。そして、車両の牽引時に運転手がハウジング外部のバイパス操作レバー５５を操作すると、バイパスレバー軸５６が回動され、その下端の平坦面が傾いて押しピン５７をシリンダブロック３３ａ方向へ押し込み、押しピン５７が鉛直面３１ｖとシリンダブロック３３ａとの密着状態を開放して、油路３２ａ・３２ｂが車軸駆動ケース１０内の油溜まりと連通し、モータ軸３５が自由に回転できるようになる。

本実施形態では、油圧ポンプ３９のシリンダブロック３９ｂの直径が、油圧モータ３３のシリンダブロック３３ａの直径に比して小さい。そして、シリンダブロック３９ｂに形成されるピストン（プランジャ）を収容するためのシリンダの総容積が、シリンダブロック３３ａに形成されるピストン３３ｂを収容するためのシリンダの総容積に比して小さい。そして、車軸駆動装置１では、油圧ポンプ３９のシリンダブロック３９ｂの１回転あたりの吐出および吸入油量が、油圧モータ３３のシリンダブロック３３ａの１回転あたりの吐出および吸入油量に比して少なくなっており、油圧ポンプ３９のポンプ軸３４の回転数に比べ、油圧モータ３３のモータ軸３５の回転数が減速されている（油圧減速を行う構成である）。

＜減速ギア列＞
前記油圧減速に加えて、図１〜図７に示すように、収容室１０ａ内に配される減速ギア列４は、モータ出力ギア４１、カウンタ軸４２、大径カウンタギア４３、小径カウンタギア４４、そして、減速ギア列４の最終列に位置するファイナルギアであり、かつ、差動ギア装置５の入力ギアでもあるリングギア５１よりなる。

モータ出力ギア４１は、モータ軸３５の左端部に固設されている。また、モータ軸３５のさらに左端側には、ブレーキディスク７０が固設されている。つまり、車軸駆動装置１において、モータ出力ギア４１はブレーキディスク７０よりも右側（ＨＳＴ３に近接する側）に配置されており、このような配置によって、車軸駆動ケース１０の小型化を可能にしている。

カウンタ軸４２は左右水平方向に延設され、その前方のモータ軸３５と、その後方の差動ギア装置５との間に配設されている。カウンタ軸４２の左端は、車軸駆動ケース１０によって支持されており、カウンタ軸４２の右端は、センターケース３１に形成された軸孔３１ｇによって支持されている。

従来の構成では、収容室１０ａの内部に隔壁を設けて、収容室１０ａを、ＨＳＴ３が収容される部位（ＨＳＴ室）と減速ギア列４が収容される部位（ギア室）とに区画し、カウンタ軸４２の右端を、当該隔壁によって支持する構成が一般的である。本実施形態の車軸駆動装置１では、小型化を図るべく前記隔壁を省略しているため、カウンタ軸４２の右端をセンターケース３１により支持する構成としている。

カウンタ軸４２には小径カウンタギア４４が装着され、その後端がリングギア５１に噛合している。小径カウンタギア４４には大径カウンタギア４３が固設されており、大径カウンタギア４３の前端がモータ出力ギア４１に噛合している。車軸駆動装置１において、大径カウンタギア４３は小径カウンタギア４４に噛合号するリングギア５１よりも右側（ＨＳＴ３に近接する側）に配置されており、このような配置によって、車軸駆動ケース１０の小型化を可能にしている。

こうして、減速ギア列４は、モータ出力ギア４１、大径カウンタギア４３、及び小径カウンタギア４４を介して、モータ軸３５よりリングギア５１へと動力を伝達するよう構成されている。

そして、減速ギア列４を構成する各ギアのうち、リングギア５１のみは焼結品とし、その他のモータ出力ギア４１、大径カウンタギア４３、および小径カウンタギア４４は、スチール品としている。車軸駆動装置１では、少なくとも、大径で重量のあるリングギア５１を焼結品とすることで、リングギア５１の製造コストを抑えている。また、減速ギア列４を構成する各ギアの中で最も大径であり低回転で噛み合い頻度が少ないリングギア５１を焼結品とすることで、摩耗粉の発生量を抑制している。

＜ブレーキ装置＞
図１および図２に示すように、収容室１０ａの前端部内にはモータ軸３５を制動するためのブレーキ機構７が配設されている。ブレーキ機構７は、モータ軸３５上に固定されたフランジ状のブレーキディスク７０と、ブレーキ軸部の一例である鉛直のカム軸７１と、ブレーキシュー７２と、ブレーキパッド７３とを備える。ブレーキシュー７２及びブレーキパッド７３は車軸２Ｌ、２Ｒを制動するブレーキ部の一例である。

カム軸７１は車軸駆動ケース１０に枢支されており、その上部は車軸駆動ケース１０から上方へ突出している。一方、収容室１０ａ内において、カム軸７１には鉛直のカム面７１ａを有する断面視半円状の部分が形成されている。カム面７１ａはカム軸７１とブレーキディスク７０の前端部との間に配されるブレーキシュー７２と対峙している。

ブレーキ機構７では、ブレーキパッド７３が車軸駆動ケース１０の壁に装着されており、ブレーキシュー７２と前記ブレーキパッドとの間にブレーキディスク７０の前端部を配するものとしている。通常は、図１に示すように、カム面７１ａがブレーキシュー７２に対し平行に延設される非制動位置に位置するようにカム軸７１を回動方向に位置決めしており、これにより、ブレーキディスク７０をブレーキシュー７２及びブレーキパッド７３より離し、ブレーキがかからない状態でモータ軸３５の回転を保持している。

そして、車軸駆動装置１では、ブレーキ機構７を構成するブレーキディスク７０を、モータ出力ギア４１とは別体とし、制動時にのみ摩耗するブレーキディスク７０を焼結品とすることによって、摩耗粉の発生を抑制している。

＜デフ機構＞
図１〜図７に示すように、差動ギア装置５は、リングギア５１と、２つのピニオンギア５２と、第一サイドギア５３と、第二サイドギア５４とを備える。リングギア５１は、図３に示すように、軸孔５１ａと、２つのギア孔５１ｂと、嵌入孔が形成されたプレート５１ｃと、を有する。軸孔５１ａは、リングギア５１の中心部に形成された貫通孔であり、左車軸２Ｌ及び右車軸２Ｒを受けるものである。ギア孔５１ｂは、軸孔５１ａの両側にそれぞれ形成された貫通孔であり、ピニオンギア５２を受けるものである。プレート５１ｃは、デフロック機構６を受けるものである。

ピニオンギア５２の一対が、リングギア５１のギア孔５１ｂ内に、支軸５２ａを介してそれぞれ回転自在される。第一サイドギア５３は、リングギア５１の一側面である左側面に配置され、左車軸２Ｌにスプライン嵌合される。第二サイドギア５４は、リングギア５１の他側面である右側面に配置され、右車軸２Ｒにスプライン嵌合される。第一サイドギア５３と第二サイドギア５４は、２つのピニオンギア５２に噛み合う。

このような差動ギア装置５によれば、左車軸２Ｌと右車軸２Ｒとを差動回転させることができる。

＜デフロック機構＞
図１〜図７および図２０に示すように、デフロック機構６は、デフロックスライダ８１、デフロックフォーク８２、バネ８３、を組み合わせて構成されている。ここで、リングギア５１のプレート５１ｃには、デフロックピン８４が嵌入するための凹部５１ｄが形成されている。この凹部５１ｄに対応して、デフロックスライダ８１のリングギア５１に対面する側には、デフロックピン８４が突設されている。

デフロックスライダ８１の位置は、デフロックアーム８５ａの操作による回動軸８５の回動に応じてデフロックフォーク８２が回動し、その回動により、デフロックスライダ８１が、左車軸２Ｌ側のデフロック位置と、右車軸２Ｒ側のデフロック解除位置とのうちのいずれかに切り換えられる。デフロックスライダ８１はバネ８３によってデフロック解除位置の方向へ常時付勢されている。運転者がバネ８３のバネ力に抗して回動軸８５を回動させて、デフロックスライダ８１を、凹部５１ｄにデフロックピン８４が嵌入される位置であるデフロック位置まで変位させることによって、デフロック機構６を作動させることができる。

以上の説明は本発明に係る特定の実施例についてのものであって、本発明の精神を逸脱しない限りいくつもの変容が可能である。添付の請求の範囲は、本発明の真実の範囲及び精神の及ぶところでのこのような応用をカバーすることを意図したものである。

したがって、本願にて開示した実施例は全て例示的なものと考えるべきものであって限定的なものと考えるべきではない。本発明の範囲は、以上の明細書よりもむしろ以下の請求の範囲にて表示されているものであって、請求の範囲の意味するところと均等の範囲内に該当する程度のあらゆる変更についても、その中に含まれるものとすべきである。

１ 車軸駆動装置（油圧式車軸駆動装置）
２Ｌ・２Ｒ 車軸
３ ＨＳＴ（油圧式変速装置）
４ 減速ギア列（ギア機構）
７ ブレーキ機構（ブレーキ手段）
１０ 車軸駆動ケース
１０ａ 収容室
１０ｂ 底面
１１ 上ハウジング（上部ケーシング）
１２ 下ハウジング（下部ケーシング）
１７ マグネット
３１ センターケース
３３ 油圧モータ
３５ モータ軸
３９ 油圧ポンプ
４１ モータ出力ギア
５１ リングギア（ファイナルギア）
７０ ブレーキディスク

Claims (5)

1. 車軸と、
   センターケースによって互いに流体接続される油圧ポンプ及び油圧モータを有する油圧式変速装置と、
   前記油圧式無段変速装置の出力を前記車軸に伝達するギア機構と、
   前記車軸を支持するとともに、内部に前記油圧式変速装置と前記ギア機構を収容して油溜まりとするケースと、
   を備え、
   前記ケースは、
   その内部に、前記油圧式変速装置と前記ギア機構を設置するための単一の空間を有する収容室を形成し、
   前記収容室の上部を形成する上部ケーシングと、前記収容室の下部を形成する下部ケーシングにより構成され、
   前記下部ケーシングが略立方体状の内部空間を有する
   ことを特徴とする油圧式車軸駆動装置。
2. 前記収容室において、
   少なくとも２以上のマグネットが配置されている請求項１に記載の油圧式車軸駆動装置。
3. 前記収容室の底面に、前記マグネットが配置されている請求項２に記載の油圧式車軸駆動装置。
4. 前記ギア機構を構成するギアのうち、少なくとも前記車軸上に固設されるファイナルギアを焼結品とし、他のギアはスチール製とした請求項１に記載の油圧式車軸駆動装置。
5. 前記油圧モータのモータ軸上に配置され前記ギア機構のひとつであるモータ出力ギアと、
   前記モータ軸上に配置されたブレーキディスクを有する前記車軸を制動するためのブレーキ手段と、
   をさらに備え、
   前記ブレーキディスクを焼結品で構成した請求項４に記載の油圧式車軸駆動装置。

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