JP5657772B1

JP5657772B1 - ホイールローダ

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Publication number: JP5657772B1
Application number: JP2013254750A
Authority: JP
Inventors: 誠内藤
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2013-08-08
Filing date: 2013-12-10
Publication date: 2015-01-21
Anticipated expiration: 2033-12-10
Also published as: WO2015019694A1; EP3009287A1; US9657460B2; EP3009287A4; EP3009287B1; JP2015051757A; CN105392652B; CN105392652A; US20160153174A1

Abstract

【課題】本発明の課題は、ハイブリッド型ホイールローダにおいて、トランスミッションの車幅方向への大型化を抑えることにある。【解決手段】ホイールローダのトランスミッションは、第1モータ及び第2モータの回転速度を変化させることによって、入力軸に対する出力軸の回転速度比を変化させるように構成されている。トランスミッションケースは、入力軸を収容する入力軸ケースを有する。入力軸ケースの下部は、曲面部を含む。曲面部は、下方に向かって凸に湾曲している。第1モータと第2モータとは、入力軸よりも下方に配置されている。第1モータと第2モータとの少なくとも一部は、上下方向への投影視において曲面部と重なる。【選択図】図５

Description

本発明は、ハイブリッド型ホイールローダに関する。

近年、エンジンからの駆動力とモータからの駆動力とによって走行するハイブリッド型ホイールローダが提案されている。ハイブリッド型ホイールローダのトランスミッションとして、例えば特許文献1では、HMT（油圧−機械式変速装置）、或いは、EMT（電気−機械式変速装置）が開示されている。

HMTは、遊星歯車機構と、遊星歯車機構の回転要素に接続される2つ以上の油圧モータとを有している。油圧モータは、ホイールローダの走行状況に応じて、モータ及びポンプのいずれかとして機能する。HMTは、この油圧モータの回転速度を変化させることによって、出力軸の回転速度を無段に変化させることができるように構成されている。

また、EMTでは、HMTにおける油圧モータの代わりに、電動モータが用いられる。電動モータは、ホイールローダの走行状況に応じて、モータ及び発電機のいずれかとして機能する。HMTと同様に、EMTは、この電動モータの回転速度を変化させることによって、出力軸の回転速度を無段に変化させることができるように構成されている。

特開2006−329244号公報

上述したハイブリッド型ホイールローダのトランスミッションは、モータを有しており、モータはトランスミッションケースに取り付けられる。ここで、モータがトランスミッションケースの側方に配置されると、モータがトランスミッションケースから側方へ突出することになる。この場合、モータを備えていない従来のトランスミッションと比べて、トランスミッション全体が車幅方向に大型化してしまう。トランスミッション全体が車幅方向に大型化すると、ホイールローダの車体が大型化する、或いは、タイヤ間の距離が拡大することにより旋回性能が低下する、などの問題が生じる。

本発明の課題は、ハイブリッド型ホイールローダにおいて、トランスミッションの車幅方向への大型化を抑えることにある。

本発明の一態様にかかるホイールローダは、エンジンと、走行装置と、トランスミッションと、車体フレームとを備える。走行装置は、エンジンによって駆動される。トランスミッションは、エンジンからの駆動力を走行装置に伝達する。車体フレームは、トランスミッションを支持する。トランスミッションは、車両前後方向に延びる入力軸と、車両前後方向に延びる出力軸と、歯車機構と、トランスミッションケースと、第1モータと、第2モータと、を有する。歯車機構は、入力軸の下方に配置され車両前後方向に延びる中間軸と、中間軸に接続される遊星歯車機構とを含む。歯車機構は、入力軸の回転を出力軸に伝達する。第1モータは、遊星歯車機構の第1の回転要素に接続され、トランスミッションケースに取り付けられる。第2モータは、遊星歯車機構の第2の回転要素に接続され、トランスミッションケースに取り付けられる。トランスミッションは、第1モータ及び第2モータの回転速度を変化させることによって、入力軸に対する出力軸の回転速度比を変化させるように構成されている。トランスミッションケースは、入力軸を収容する入力軸ケースを有する。入力軸ケースの下部は、曲面部を含む。曲面部は、下方に向かって凸に湾曲している。第1モータと第2モータとは、入力軸よりも下方に配置されている。第1モータと第2モータとの少なくとも一部は、上下方向への投影視において曲面部と重なる。

この場合、第1モータと第2モータとは、入力軸ケースの下方の空間において、第1モータと第2モータとの少なくとも一部が、上下方向への投影視において曲面部と重なるように配置される。このため、第1モータと第2モータとの車幅方向への突き出し量が小さく抑えられる。これにより、トランスミッションの車幅方向への大型化が抑えられる。また、重量物である第1モータと第2モータとを低い位置に配置することで、トランスミッションの重心位置を低くすることができる。

好ましくは、トランスミッションケースは、歯車機構を収容する中間軸ケースをさらに有する。中間軸ケースは、入力軸ケースと車両前後方向に並んで配置されている。中間軸ケースの底部は、入力軸ケースの底部よりも下方に位置している。第1モータ及び第2モータとの少なくとも一部は、車両前後方向視において中間軸ケースと重なる。

この場合、第1モータと第2モータとの間の車幅方向における間隔を小さくすることができる。これにより、トランスミッションの車幅方向への大型化が抑えられる。

好ましくは、第1モータの回転軸線は、入力軸ケースの底部よりも下方に位置する。この場合、第1モータと第2モータとの間の車幅方向における間隔を更に小さくすることができる。

好ましくは、第2モータの回転軸線は、入力軸ケースの底部よりも下方に位置する。この場合、第1モータと第2モータとの間の車幅方向における間隔を更に小さくすることができる。

好ましくは、第1モータの底部は、入力軸ケースの底部よりも下方に位置する。この場合、第1モータと第2モータとの間の車幅方向における間隔を更に小さくすることができる。

好ましくは、第2モータの底部は、入力軸ケースの底部よりも下方に位置する。この場合、第1モータと第2モータとの間の車幅方向における間隔を更に小さくすることができる。

好ましくは、第1モータの頂上部は、入力軸ケースの底部よりも上方に位置する。この場合、第1モータの位置が過度に低くなることが抑えられる。これにより、第1モータの下方に配置される部品との干渉を回避することができる。

好ましくは、第2モータの頂上部は、入力軸ケースの底部よりも上方に位置する。この場合、第2モータの位置が過度に低くなることが抑えられる。これにより、第2モータの下方に配置される部品との干渉を回避することができる。

好ましくは、第1モータと第2モータとは、車幅方向に間隔をおいて配置される。中間軸は、第1モータと第2モータとの間に配置される。この場合、第1モータと第2モータとを中間軸との干渉を回避しながら、入力軸ケースの下方の空間に配置することができる。

好ましくは、トランスミッションケースは、入力軸ケースの底部から下方に突出する凸部をさらに有する。中間軸の一部は、凸部内に配置されている。凸部は、第1モータと第2モータとの間に配置される。この場合、第1モータと第2モータとを凸部との干渉を回避しながら、入力軸ケースの下方の空間に配置することができる。

好ましくは、走行装置は、車幅方向に延びるアクスルシャフトと、トランスミッションからの駆動力をアクスルシャフトに伝達する伝達軸とを有する。伝達軸の少なくとも一部は、トランスミッションの下方に配置され、車両前後方向に延びている。第1モータと第2モータとは、伝達軸の斜め上方に配置される。

この場合、第1モータと第2モータとのメンテナンス時に、伝達軸が邪魔にならずに第1モータと第2モータとに容易にアクセスすることができる。

好ましくは、走行装置は、アクスルシャフトを収容するアクスルハウジングをさらに有する。アクスルハウジングは、車体フレームに対して揺動可能に支持されている。第1モータ及び第2モータは、アクスルハウジングに対して車両前後方向にずれて配置される。この場合、第1モータ及び第2モータがアクスルハウジングの揺動範囲に干渉することを回避しながら、第1モータと第2モータとアクスルハウジングとをコンパクトに配置することができる。

好ましくは、第1モータの底部は、アクスルハウジングの頂上部よりも下方に位置する。この場合、第1モータとアクスルハウジングとを上下方向にコンパクトに配置することができる。

好ましくは、第2モータの底部は、アクスルハウジングの頂上部よりも下方に位置する。この場合、第2モータとアクスルハウジングとを上下方向にコンパクトに配置することができる。

好ましくは、車体フレームは、アクスルハウジングを揺動可能に支持するマウントブラケットをさらに有する。マウントブラケットの上面は、下方に向かって凹んだ凹部を含む。第1モータ及び第2モータは、車両前後方向に凹部を通るように配置される。この場合、第1モータ及び第2モータとマウントブラケットとの干渉を回避しながら、第1モータ及び第2モータを低い位置に配置することができる。

好ましくは、車体フレームの底面は、トランスミッションの下方に位置する開口を有する。この場合、第1モータ及び第2モータに開口を介して下方から容易にアクセスすることができ、メンテナンス性を向上させることができる。

好ましくは、トランスミッションは、第1モータ又は第2モータを補助するための第3モータをさらに有する。第3モータの回転軸線は、第1モータの回転軸線及び第2モータの回転軸線よりも上方に配置される。この場合、上方から第3モータに容易にアクセスすることができ、メンテナンス性を向上させることができる。

好ましくは、トランスミッションは、入力軸に接続される第1動力取り出し機構と、入力軸に接続される第2動力取り出し機構と、をさらに有する。第1動力取り出し機構と第2動力取り出し機構とは、第1モータ及び第2モータの上方に配置される。第3モータは、第1モータ又は第2モータに対して車両前後方向にずれて配置される。この場合、第3モータと第1動力取り出し機構及び第2動力取り出し機構との干渉を回避しつつ、第3モータをコンパクトに配置することができる。

好ましくは、第1モータの回転軸の先端及び第2モータの回転軸の先端は、車両前後方向において第1モータ及び第2モータから第3モータに向かう方向に指向している。第3モータの回転軸の先端は、車両前後方向において第3モータから第1モータ及び第2モータに向かう方向に指向している。この場合、第3モータが第1モータ及び第2モータに干渉することを回避しつつ、第1モータと第2モータと第3モータとをコンパクトに配置することができる。

好ましくは、車体フレームに対して着脱可能に取り付けられる運転室をさらに備える。第3モータは、運転室の下方に位置する。この場合、運転室を車体フレームから取り外すことで、上方から第3モータに容易にアクセスすることができる。これにより、メンテナンス性を向上させることができる。

好ましくは、第3モータは、トランスミッションケースの側方に配置される。トランスミッションは、トランスミッションにおける動力の伝達経路を切り換えるための油圧クラッチと、油圧クラッチに供給される作動油を制御するためのクラッチ制御弁とをさらに有する。クラッチ制御弁は、トランスミッションの前面又は後面に配置される。この場合、第3モータとクラッチ制御弁とをコンパクトに配置することができる。

好ましくは、車体フレームは左側部と右側部とを有する。第1モータ及び第2モータは、左側部と右側部との間に配置される。この場合、左側部と右側部との間の距離の拡大を抑えることができる。

好ましくは、第1モータ及び第2モータを冷却するための冷却油を貯留する冷却油タンクをさらに備える。冷却油タンクは、第1モータ及び第2モータよりも下方に位置する。この場合、冷却油を重力によって第1モータ及び第2モータから冷却油タンクに回収することができる。これにより、冷却油を効率よく循環させることができる。

本発明の一態様にかかるホイールローダによれば、トランスミッションの車幅方向への大型化が抑えられる。また、重量物である第1モータと第2モータとを低い位置に配置することで、トランスミッションの重心位置を低くすることができる。

本発明の実施形態に係るホイールローダの側面図である。ホイールローダの構成を示す模式図である。第1〜第3モータの機能と各クラッチの状態とを示す表である。車速に対する第1〜第3モータの回転速度の変化を示す図である。トランスミッションの斜視図である。トランスミッションの左側面図である。トランスミッションの後面図である。ホイールローダの後部の一部を示す側面図である。ホイールローダの後部の一部の後面図である。ホイールローダの後部の一部を斜め下方から見た図である。トランスミッション潤滑系及びモータ冷却系の構成を示す模式図である。モータ冷却系を含むトランスミッションの斜視図である。第1モータの断面図である。図8における冷却油タンク及びその周囲の構造の拡大図である。ホイールローダの後部の一部を示す下面図である。変形例に係るトランスミッションの構成を示す模式図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。図1は、本発明の実施形態に係るホイールローダ1の側面図である。図1に示すように、ホイールローダ1は、車体フレーム2と、作業機3と、走行輪4，5と、運転室6とを備えている。ホイールローダ1は、走行輪4，5が回転駆動されることにより走行する。ホイールローダ1は、作業機3を用いて掘削等の作業を行うことができる。

車体フレーム2には、作業機3および走行輪4が取り付けられている。作業機3は、作業機ポンプ23（図2参照）からの作動油によって駆動される。作業機3は、ブーム11とバケット12とを有する。ブーム11は、車体フレーム2に装着されている。作業機3は、リフトシリンダ13とバケットシリンダ14とを有している。リフトシリンダ13とバケットシリンダ14とは、油圧シリンダである。リフトシリンダ13の一端は車体フレーム2に取り付けられている。リフトシリンダ13の他端はブーム11に取り付けられている。リフトシリンダ13が作業機ポンプ23からの作動油によって伸縮することによって、ブーム11が上下に揺動する。バケット12は、ブーム11の先端に取り付けられている。バケットシリンダ14の一端は車体フレーム2に取り付けられている。バケットシリンダ14の他端はベルクランク15を介してバケット12に取り付けられている。バケットシリンダ14が、作業機ポンプ23からの作動油によって伸縮することによって、バケット12が上下に揺動する。

車体フレーム2には、運転室6及び走行輪5が取り付けられている。運転室6は、車体フレーム2上に載置されている。運転室6内には、オペレータが着座するシートや、後述する操作装置などが配置されている。車体フレーム2は、前フレーム16と後フレーム17とを有する。前フレーム16と後フレーム17とは互いに左右方向に揺動可能に取り付けられている。

前フレーム16には、作業機3が取り付けられている。後フレーム17には、運転室6が載置されている。また、後フレーム17には、後述するエンジン21、トランスミッション24、冷却装置26などの装置が搭載されている。トランスミッション24は、エンジン21の前方に位置している。冷却装置26は、エンジン21の後方に位置している。冷却装置26は、エンジン21の冷却液を冷却するためのラジエータを有する。

ホイールローダ1は、ステアリングシリンダ18を有している。ステアリングシリンダ18は、前フレーム16と後フレーム17とに取り付けられている。ステアリングシリンダ18は、油圧シリンダである。ステアリングシリンダ18が、後述するステアリングポンプ30からの作動油によって伸縮することによって、ホイールローダ1の進行方向が左右に変更される。

図2は、ホイールローダ1の構成を示す模式図である。図2に示すように、ホイールローダ1は、エンジン21、作業機ポンプ23、トランスミッションポンプ29、ステアリングポンプ30、トランスミッション24、走行装置25などを備えている。

エンジン21は、例えばディーゼルエンジンである。エンジン21は、走行装置25、作業機ポンプ23、トランスミッションポンプ29、ステアリングポンプ30などを駆動するための駆動力を発生させる。

作業機ポンプ23とトランスミッションポンプ29とステアリングポンプ30とは、油圧ポンプである。作業機ポンプ23とトランスミッションポンプ29とステアリングポンプ30とは、エンジン21からの駆動力によって駆動される。

作業機ポンプ23は、可変容量型の油圧ポンプである。作業機ポンプ23から吐出された作動油は、作業機制御弁41を介して、上述したリフトシリンダ13とバケットシリンダ14とに供給される。

トランスミッションポンプ29は、固定容量型の油圧ポンプである。トランスミッションポンプ29から吐出された作動油は、クラッチ制御弁32を介して、後述するトランスミッション24の各種のクラッチに供給される。

ステアリングポンプ30は、可変容量型の油圧ポンプである。ステアリングポンプ30から吐出された作動油は、ステアリング制御弁43を介して、上述したステアリングシリンダ18に供給される。

トランスミッション24は、エンジン21からの駆動力を走行装置25に伝達する。トランスミッション24は、エンジン21からの駆動力を変速して出力する。トランスミッション24の構成については後に詳細に説明する。

走行装置25は、エンジン21によって駆動される。走行装置25は、伝達軸46と、アクスルシャフト45と、上述した走行輪5とを有する。伝達軸46は、トランスミッション24からの駆動力をアクスルシャフト45に伝達する。アクスルシャフト45は、車幅方向に延びており、走行輪5に接続されている。アクスルシャフト45は、トランスミッション24からの駆動力を走行輪5に伝達する。これにより、走行輪5が回転する。

次に、トランスミッション24の構成について詳細に説明する。トランスミッション24は、入力軸61と、第1動力取り出し機構22（以下、「第1PTO22」と呼ぶ）と、第2動力取り出し機構27（以下、「第2PTO27」と呼ぶ）と、歯車機構62と、出力軸63と、第1モータMG1と、第2モータMG2と、第3モータMG3と、を備えている。

入力軸61には、エンジン21からの回転が入力される。歯車機構62は、入力軸61の回転を出力軸63に伝達する。出力軸63は、上述した走行装置25に接続されており、歯車機構62からの回転を走行装置25に伝達する。

第1PTO22は、入力軸61に接続されており、エンジン21からの駆動力の一部を作業機ポンプ23及びトランスミッションポンプ29に伝達する。第2PTO27は、第1PTO22と並列に入力軸61に接続されており、エンジン21からの駆動力の一部をステアリングポンプ30に伝達する。

歯車機構62は、エンジン21からの駆動力を伝達する機構である。歯車機構62は、モータMG1, MG2, MG3の回転速度の変化に応じて、入力軸61に対する出力軸63の回転速度比を変化させるように構成されている。歯車機構62は、FR切換機構65と、変速機構66とを有する。

FR切換機構65は、前進用クラッチCFと、後進用クラッチCRと、各種のギアとを有している。前進用クラッチCFと後進用クラッチCRとは、油圧式クラッチである。前進用クラッチCFの接続及び切断と、後進用クラッチCRの接続及び切断とが切り換えられることによって、FR切換機構65から出力される回転の方向が切り換えられる。

変速機構66は、中間軸67と、第1遊星歯車機構68と、第2遊星歯車機構69と、Hi／Lo切替機構70と、出力ギア71と、を有している。中間軸67は、FR切換機構65に連結されている。第1遊星歯車機構68及び第2遊星歯車機構69は、中間軸67と同軸上に配置されている。

第1遊星歯車機構68は、第1サンギアS1と、複数の第1遊星ギアP1と、複数の第1遊星ギアP1を支持する第1キャリアC1と、第1リングギアR1とを有している。第1サンギアS1は、中間軸67に連結されている。複数の第1遊星ギアP1は、第1サンギアS1と噛み合い、第1キャリアC1に回転可能に支持されている。第1キャリアC1の外周部には、第1キャリアギアGc1が設けられている。第1リングギアR1は、複数の遊星ギアP1に噛み合うとともに回転可能である。また、第1リングギアR1の外周には、第1リング外周ギアGr1が設けられている。

第2遊星歯車機構69は、第2サンギアS2と、複数の第2遊星ギアP2と、複数の第2遊星ギアP2を支持する第2キャリアC2と、第2リングギアR2とを有している。第2サンギアS2は第1キャリアC1に連結されている。複数の第2遊星ギアP2は、第2サンギアS2と噛み合い、第2キャリアC2に回転可能に支持されている。第2リングギアR2は、複数の遊星ギアP2に噛み合うとともに回転可能である。第2リングギアR2の外周には、第2リング外周ギアGr2が設けられている。第2リング外周ギアGr2は出力ギア71に噛み合っており、第2リングギアR2の回転は出力ギア71を介して出力軸63に出力される。

Hi／Lo切替機構70は、トランスミッション24における駆動力伝達経路を、車速が高い高速モード（Hiモード）と車速が低い低速モード（Loモード）で切り替えるための機構である。このHi／Lo切替機構70は、Hiモード時にオンにされるHiクラッチCHと、Loモード時にオンにされるLoクラッチCLとを有している。HiクラッチCHは、第1リングギアR1と第2キャリアC2とを接続又は切断する。また、LoクラッチCLは、第2キャリアC2と固定端72とを接続又は切断し、第2キャリアC2の回転を禁止又は許容する。

なお、各クラッチCH，CLは油圧式クラッチであり、各クラッチCH，CLには、それぞれトランスミッションポンプ29からの作動油が供給される。各クラッチCH，CLへの作動油は、クラッチ制御弁32によって制御される。

第1モータMG1と第2モータMG2と第3モータMG3とは、電気エネルギーによって駆動力を発生させる駆動モータとして機能する。また、第1モータMG1と第2モータMG2と第3モータMG3とは、入力される駆動力を用いて電気エネルギーを発生させるジェネレータとしても機能する。

第1モータMG1の回転軸Sm1には第1モータギアGm1が固定されている。第1モータギアGm1は、第1キャリアギアGc1に噛み合っている。第2モータMG2の回転軸Sm2には第2モータギアGm2が固定されている。第2モータギアGm2は、第1リング外周ギアGr1に噛み合っている。

第3モータMG3は、第1モータMG1と第2モータMG2とを補助する。変速機構66は、モータ切替機構73を有しており、モータ切替機構73は、第3モータMG3による補助対象を、第1モータMG1と第2モータMG2とに選択的に切り換える。

詳細には、モータ切替機構73は、第1モータクラッチCm1と、第2モータクラッチCm2と、第1接続ギアGa1と、第2接続ギアGa2とを有する。第3モータMG3の回転軸Sm3には第3モータギアGm3が接続されており、第3モータギアGm3は、第1接続ギアGa1に噛み合っている。第1モータクラッチCm1は、第1モータMG1の回転軸Sm1と第1接続ギアGa1との接続及び切断を切り換える。第1接続ギアGa1は、第2接続ギアGa2と噛み合っている。第2モータクラッチCm2は、第2モータMG2の回転軸Sm2と第2接続ギアGa2との接続及び切断を切り換える。

第1モータクラッチCm1と第2モータクラッチCm2とは油圧式のクラッチである。各モータクラッチCm1, Cm2には、それぞれトランスミッションポンプ29からの作動油が供給される。各モータクラッチCm1, Cm2への作動油は、クラッチ制御弁32によって制御される。

第1モータクラッチCm1が接続され、且つ、第2モータクラッチCm2が切断されている状態では、第3モータギアGm3は、第1モータMG1を補助する。第2モータクラッチCm2が接続され、且つ、第1モータクラッチCm1が切断されている状態では、第3モータギアGm3は、第2モータMG2を補助する。

第1モータMG1は第1インバータI1を介してキャパシタ64に接続されている。第2モータMG2は第2インバータI2を介してキャパシタ64に接続されている。第3モータMG3は第3インバータI3を介してキャパシタ64に接続されている。

キャパシタ64は、モータMG1，MG2，MG3で発生するエネルギーを蓄えるエネルギー貯留部として機能する。すなわち、キャパシタ64は、各モータMG1，MG2，MG3の合計発電量が多いときに、各モータMG1，MG2，MG3で発電された電力を蓄電する。また、キャパシタ64は、各モータMG1，MG2，MG3の合計電力消費量が多いときに、電力を放電する。すなわち、各モータMG1，MG2，MG3は、キャパシタ64に蓄えられた電力によって駆動される。なお、キャパシタに代えてバッテリーが蓄電手段として用いられてもよい。

ホイールローダ1は、制御部31を備える。制御部31は、モータMG1，MG2，MG3への指令トルクを示す指令信号を各インバータI1, I2, I3に与える。また、制御部31は、各クラッチCF，CR，CH，CL，Cm1，Cm2のクラッチ油圧を制御するための指令信号をクラッチ制御弁32に与える。クラッチ制御弁32は、各クラッチCF，CR，CH，CL，Cm1，Cm2を制御するための複数のバルブを含む。

制御部31からの指令信号によってモータMG1，MG2，MG3及びクラッチCF，CR，CH，CL，Cm1，Cm2が制御されることにより、トランスミッション24の変速比及び出力トルクが制御される。以下、トランスミッション24の動作について説明する。

ここでは、エンジン21の回転速度を一定に保ったまま車速が0から前進側に加速する場合におけるトランスミッション24の概略動作を、図3及び図4を用いて説明する。図3は、各モードにおけるモータMG1，MG2，MG3の機能とクラッチの状態とを示している。Loモードは、L1モードとL2モードとを有する。Hiモードは、H1モードとH2モードとを有する。図3において、“M”は、モータMG1，MG2，MG3が駆動モータとして機能していることを意味する。”G”は、モータMG1，MG2，MG3がジェネレータとして機能していることを意味する。”O”は、クラッチが接続状態であることを意味する。”X”は、クラッチが切断状態であることを意味する。

図4は、車速に対する各モータMG1，MG2，MG3の回転速度を示したものである。エンジン21の回転速度が一定である場合には、車速は、トランスミッション24の回転速度比に応じて変化する。回転速度比は、入力軸61の回転速度に対する出力軸63の回転速度の比である。従って、図4において車速の変化は、トランスミッション24の回転速度比の変化に一致する。すなわち、図4は、各モータMG1，MG2，MG3の回転速度とトランスミッション24の回転速度比との関係を示している。図4において、実線が第1モータMG1の回転速度、破線が第2モータMG2の回転速度、一点差線が第3モータMG3の回転速度を示している。
車速が0以上V1未満の領域では、LoクラッチCLが接続され、HiクラッチCHが切断され、第1モータクラッチCm1が接続され、第2モータクラッチCm2が切断される（L1モード）。HiクラッチCHが切断されているので、第2キャリアC2と第1リングギアR1とが切断される。LoクラッチCLが接続されるので、第2キャリアC2が固定される。また、第1接続ギアGa1が第1モータMG1の回転軸Sm3に接続され、第2接続ギアGa2が第2モータMG2の回転軸Sm2から切断される。これにより、第3モータギアGm3と第1接続ギアGa1と第1モータクラッチCm1とを介して、第3モータMG3が第1モータMG1に接続される。また、第2モータクラッチCm2が切断されるので、第3モータMG3は第2モータMG2から切断される。

このL1モードにおいては、エンジン21からの駆動力は、中間軸67を介して第1サンギアS1に入力され、この駆動力は第1キャリアC1から第2サンギアS2に出力される。一方、第1サンギアS1に入力された駆動力は第1遊星ギアP1から第1リングギアR1に伝達され、第1リング外周ギアGr1及び第2モータギアGm2を介して第2モータMG2に出力される。第2モータMG2は、このL1モードにおいては、主としてジェネレータとして機能しており、第2モータMG2によって発電された電力の一部は、キャパシタ64に蓄電される。

また、L1モードにおいては、第1モータMG1及び第3モータMG3は、主として電動モータとして機能する。第1モータMG1及び第3モータMG3の駆動力は、第1モータギアGm1→第1キャリアギアGc1→第1キャリアC1の経路で第2サンギアS2に出力される。以上のようにして第2サンギアS2に出力された駆動力は、第2遊星ギアP2→第2リングギアR2→第2リング外周ギアGr2→出力ギア71の経路で出力軸63に伝達される。

車速がV1以上V2未満の領域では、LoクラッチCLは接続され、HiクラッチCHは切断され、第1モータクラッチCm1が切断され、第2モータクラッチCm2が接続される（L2モード）。従って、第2接続ギアGa2が第2モータMG2の回転軸Sm2に接続され、第1接続ギアGa1が第1モータMG1の回転軸Sm1から切断されている。これにより、第3モータギアGm3と第1接続ギアGa1と第2接続ギアGa2と第2モータクラッチCm2とを介して、第3モータMG3が第2モータMG2に接続される。また、第1モータクラッチCm1が切断されるので、第3モータMG3は第1モータMG1から切断される。

このL2モードにおいては、エンジン21からの駆動力は、中間軸67を介して第1サンギアS1に入力され、この駆動力は第1キャリアC1から第2サンギアS2に出力される。一方、第1サンギアS1に入力された駆動力は第1遊星ギアP1から第1リングギアR1に伝達され、第1リング外周ギアGr1及び第2モータギアGm2を介して第2モータMG2に出力される。また、駆動力は、第2モータギアGm2から第2モータクラッチCm2と第2接続ギアGa2と第1接続ギアGa1と第3モータギアGm3を介して、第3モータMG3に出力される。第2モータMG2及び第3モータMG3は、このL2モードにおいては、主としてジェネレータとして機能しており、第2モータMG2及び第3モータMG3によって発電された電力の一部は、キャパシタ64に蓄電される。

また、L2モードにおいては、第1モータMG1は、主として電動モータとして機能する。第1モータMG1の駆動力は、第1モータギアGm1→第1キャリアギアGc1→第1キャリアC1の経路で第2サンギアS2に出力される。以上のようにして第2サンギアS2に出力された駆動力は、第2遊星ギアP2→第2リングギアR2→第2リング外周ギアGr2→出力ギア71の経路で出力軸63に伝達される。

車速がV2以上V3未満の領域では、LoクラッチCLが切断され、HiクラッチCHが接続され、第1モータクラッチCm1が切断され、第2モータクラッチCm2が接続される（H1モード）。このH1モードでは、HiクラッチCHが接続されているので、第2キャリアC2と第1リングギアR1とが接続される。また、LoクラッチCLが切断されるので、第2キャリアC2が解放される。従って、第1リングギアR1と第2キャリアC2の回転速度とは一致する。また、第2接続ギアGa2が第2モータMG2の回転軸Sm2に接続され、第1接続ギアGa1が第1モータMG1の回転軸Sm1から切断されている。これにより、第3モータギアGm3と第1接続ギアGa1と第2接続ギアGa2と第2モータクラッチCm2とを介して、第3モータMG3が第2モータMG2に接続される。また、第1モータクラッチCm1が切断されるので、第3モータMG3は第1モータMG1から切断される。

このH1モードでは、エンジン21からの駆動力は第1サンギアS1に入力され、この駆動力は第1キャリアC1から第2サンギアS2に出力される。また、第1サンギアS1に入力された駆動力は、第1キャリアC1から第1キャリアギアGc1及び第1モータギアGm1を介して第1モータMG1に出力される。このH1モードでは、第1モータMG1は主としてジェネレータとして機能するので、この第1モータMG1で発電された電力の一部は、キャパシタ64に蓄電される。

また、H1モードでは、第2モータMG2と第3モータMG3とは、主として電動モータとして機能する。第3モータMG3の駆動力は、第3モータギアGm3から第1接続ギアGa1と第2接続ギアGa2と第2モータクラッチCm2とを介して第2モータMG2の回転軸Sm2に伝達される。そして、第2モータMG2の駆動力と第3モータMG3の駆動力とが、第2モータギアGm2→第1リング外周ギアGr1→第1リングギアR1→HiクラッチCHの経路で第2キャリアC2に出力される。以上のようにして第2サンギアS2に出力された駆動力は第2遊星ギアP2を介して第2リングギアR2に出力されるとともに、第2キャリアC2に出力された駆動力は第2遊星ギアP2を介して第2リングギアR2に出力される。このようにして第2リングギアR2で合わさった駆動力が、第2リング外周ギアGr2及び出力ギア71を介して出力軸63に伝達される。

車速がV3以上V4未満の領域では、LoクラッチCLが切断され、HiクラッチCHが接続され、第1モータクラッチCm1が接続され、第2モータクラッチCm2が切断される（H2モード）。このH2モードでは、第1接続ギアGa1が第1モータMG1の回転軸Sm3に接続され、第2接続ギアGa2が第2モータMG2の回転軸Sm2から切断される。これにより、第3モータギアGm3と第1接続ギアGa1と第1モータクラッチCm1とを介して、第3モータMG3が第1モータMG1に接続される。また、第2モータクラッチCm2が切断されるので、第3モータMG3は第2モータMG2から切断される。

このH2モードでは、エンジン21からの駆動力は第1サンギアS1に入力され、この駆動力は第1キャリアC1から第2サンギアS2に出力される。また、第1サンギアS1に入力された駆動力は、第1キャリアC1から第1キャリアギアGc1及び第1モータギアGm1を介して第1モータMG1及び第3モータGm3に出力される。このH2モードでは、第1モータMG1及び第3モータGm3は主としてジェネレータとして機能するので、この第1モータMG1及び第3モータGm3で発電された電力の一部は、キャパシタ64に蓄電される。

また、H2モードでは、第2モータMG2は主として電動モータとして機能する。第2モータMG2の駆動力は、第2モータギアGm2→第1リング外周ギアGr1→第1リングギアR1→HiクラッチCHの経路で第2キャリアC2に出力される。以上のようにして第2サンギアS2に出力された駆動力は第2遊星ギアP2を介して第2リングギアR2に出力されるとともに、第2キャリアC2に出力された駆動力は第2遊星ギアP2を介して第2リングギアR2に出力される。このようにして第2リングギアR2で合わさった駆動力が、第2リング外周ギアGr2及び出力ギア71を介して出力軸63に伝達される。

なお、以上は前進駆動時の説明であるが、後進駆動時においても同様の動作となる。

次に、トランスミッション24の構造について説明する。図5は、トランスミッション24の斜視図である。図6は、トランスミッション24の左側面図である。図7は、トランスミッション24の後面図である。

トランスミッション24は、トランスミッションケース33を有する。トランスミッションケース33は、入力軸61と、歯車機構62と、出力軸63とを収容している。詳細には、トランスミッションケース33は、入力軸ケース331と、中間軸ケース332と、出力軸ケース333と、を有する。入力軸ケース331は、入力軸61を収容する。入力軸61は、車両前後方向に延びている。図7に示すように、入力軸ケース331の下部は、曲面部334を含む。曲面部334は、下方に向かって凸に湾曲している。詳細には、入力軸ケース331は、略円筒状の形状を有する。入力軸ケース331の中心軸線は、車両前後方向に延びている。入力軸ケース331の中心軸線は、入力軸61の中心軸線Ax1と一致している。

トランスミッションケース33は、第1PTOケース335と第2PTOケース336とを有する。第1PTOケース335は、第1PTO22（図2参照）を収容する。第2PTOケース336は、第2PTO27（図2参照）を収容する。第1PTOケース335と第2PTOケース336とは、入力軸ケース331の上方に位置している。第1PTOケース335と第2PTOケース336とは、入力軸ケース331に接続されている。第1PTOケース335と第2PTOケース336とは、車幅方向に並んで配置されている。

中間軸ケース332は、上述した第1遊星歯車機構68と、第2遊星歯車機構69とを収容している。また、中間軸ケース332は、中間軸67を収容している。中間軸67は、車両前後方向に延びており、入力軸61の下方に位置している。中間軸ケース332は、入力軸ケース331と車両前後方向に並んで配置されている。詳細には、中間軸ケース332は、入力軸ケース331の前方に位置する。中間軸ケース332は、第1PTOケース335及び第2PTOケース336よりも前方に位置する。中間軸ケース332の底部は、入力軸ケース331の底部よりも下方に位置している。上述したクラッチ制御弁32は、中間軸ケース332の前面に取り付けられている。

図7に示すように、トランスミッションケース33は、入力軸ケース331の底部から下方に突出する凸部337をさらに有する。凸部337は、車両前後方向に延びており、中間軸ケース332に接続されている。中間軸67のうち中間軸ケース332よりも後方に位置する部分は、凸部337内に配置されている。

出力軸ケース333は、出力軸63を収容する。出力軸ケース333は、中間軸ケース332の下方に位置している。出力軸ケース333は、入力軸ケース331よりも前方に位置している。出力軸ケース333の底部は、トランスミッションケース33において最も下方に位置している。出力軸ケース333からは、出力軸63が突出している。出力軸63は、車両前後方向に延びており、伝達軸46に連結される。

第1モータMG1と第2モータMG2と第3モータMG3とは、トランスミッションケース33に取り付けられる。詳細には、第1モータMG1と第2モータMG2と第3モータMG3とは、中間軸ケース332に取り付けられる。

第1モータMG1と第2モータMG2とは、入力軸61よりも下方に配置されている。第1モータMG1及び第2モータMG2は、車両側面視において走行輪5と重なる（図1参照）。第1モータMG1と第2モータMG2との一部は、上下方向への投影視において曲面部334と重なる。すなわち、第1モータMG1と第2モータMG2とは、上下方向への投影視において入力軸ケース331と重なる（図15参照）。また、第1モータMG1及び第2モータMG2との一部は、車両前後方向視において中間軸ケース332と重なる。第1PTOケース335と第2PTOケース336とは、第1モータMG1及び第2モータMG2の上方に配置される。出力軸ケース333は、第1モータMG1及び第2モータMG2よりも前方に位置し、第1モータMG1より下方の位置まで突出している。

図7に示すように、第1モータMG1と第2モータMG2とは、入力軸61の中心軸線Ax1を通る鉛直面PL1に対して対称に配置されている。なお、入力軸61の軸方向視において、入力軸61と中間軸67と出力軸63とは上下方向に並んで配置されている。

第1モータMG1の回転軸線Ax2は、入力軸ケース331の底部よりも下方に位置する。第2モータMG2の回転軸線Ax3は、入力軸ケース331の底部よりも下方に位置する。第1モータMG1の底部は、入力軸ケース331の底部よりも下方に位置する。第2モータMG2の底部は、入力軸ケース331の底部よりも下方に位置する。第1モータMG1の頂上部は、入力軸ケース331の底部よりも上方に位置する。第2モータMG2の頂上部は、入力軸ケース331の底部よりも上方に位置する。第1モータMG1と第2モータMG2とは、車幅方向に間隔をおいて配置される。凸部337は、車幅方向において第1モータMG1と第2モータMG2との間に配置される。すなわち、中間軸67は、車幅方向において第1モータMG1と第2モータMG2との間に配置される。第1モータMG1と第2モータMG2とは、出力軸63の斜め上方に配置される。

第3モータMG3は、トランスミッションケース33の側方に配置される。第3モータMG3は、トランスミッションケース33の中心を通る鉛直面PL1に対して第1モータMG1と同側方に配置されている。本実施形態では、第1モータMG1と第3モータMG3とは、鉛直面PL1の左方に配置されている。第2モータMG2は、トランスミッションケース33の中心を通る鉛直面PL1の右方に配置されている。第3モータMG3は、第1モータMG1及び第2モータMG2に対して車両前後方向にずれて配置される。詳細には、第3モータMG3は、第1モータMG1及び第2モータMG2よりも前方に位置している。第3モータMG3は、中間軸ケース332の側方に配置されている。第3モータMG3は、出力軸ケース333よりも上方に位置している。

第3モータMG3の回転軸線Ax4は、第1モータMG1の回転軸線Ax2及び第2モータMG2の回転軸線Ax3よりも上方に位置している。図6に示すように、第1モータMG1の回転軸Sm1の先端E1及び第2モータMG2の回転軸Sm2の先端は、車両前後方向において第1モータMG1及び第2モータMG2から第3モータMG3に向かう方向に指向している。第3モータMG3の回転軸Sm3の先端E3は、車両前後方向において第3モータMG3から第1モータMG1及び第2モータMG2に向かう方向に指向している。詳細には、第1モータMG1の回転軸Sm1の先端E1及び第2モータMG2の回転軸Sm2の先端は、前方を向いている。第3モータMG3の回転軸Sm3の先端E3は、後方を向いている。

図8は、ホイールローダ1の後部の一部を示す側面図である。図8においては、理解の容易のため、走行輪5及び外装カバーなど構成の一部を省略している。図8に示すように、走行装置25は、アクスルハウジング47を有する。アクスルハウジング47は、アクスルシャフト45を収容する。アクスルハウジング47は、車体フレーム2に対して揺動可能に支持されている。詳細には、アクスルハウジング47は、後フレーム17に対して揺動可能に支持されている。アクスルハウジング47は、伝達軸46を中心に揺動可能であり、これによりアクスルシャフト45の左右の端部が上下方向に移動する。

第1モータMG1及び第2モータMG2は、アクスルハウジング47に対して車両前後方向にずれて配置される。詳細には、アクスルハウジング47は、第1モータMG1及び第2モータMG2よりも後方に位置している。第1モータMG1の底部は、アクスルハウジング47の頂上部よりも下方に位置する。第2モータMG2の底部は、アクスルハウジング47の頂上部よりも下方に位置する。

伝達軸46は、トランスミッション24の下方に配置され、車両前後方向に延びている。伝達軸46は、出力軸ケース333の後方に配置されている。伝達軸46は、中間軸ケース332の下方に配置されている。伝達軸46は、出力軸63と同軸に配置される。従って、伝達軸46の軸方向視において、第1モータMG1と第2モータMG2とは、伝達軸46の斜め上方に配置される。

図9は、ホイールローダ1の後部の一部の後面図である。図9においては、理解の容易のため、走行輪5及びアクスルハウジング47など構成の一部を省略している。図9に示すように、後フレーム17は左側部171と右側部172とを有する。トランスミッション24は、左側部171と右側部172との間に配置されており、車体フレーム2によって支持されている。第1モータMG1及び第2モータMG2は、左側部171と右側部172との間に配置されている。

後フレーム17は、運転室6を支持するための複数のマウント部48-51（図15参照）を有する。運転室6は、マウント部48-51に着脱可能に取り付けられる。従って、運転室6は、車体フレーム2に対して着脱可能に取り付けられる。詳細には、複数のマウント部48-51は、一対の前マウント部48, 51と一対の後マウント部49, 50とを有する。第3モータMG3は、運転室6の下方に位置している。

図8に示すように、左側部171には側部開口173が設けられている。側部開口173は、トランスミッション24の側方に位置している。第1モータMG1の一部が側部開口173と対向している。左側部171には図示しない外装カバーが着脱可能に取り付けられる。外装カバーが取り付けられた状態では、側部開口173は外装カバーによって覆われる。外装カバーが取り外された状態で、第1モータMG1の一部は、側部開口173を通して視認可能である。なお、左側部171の側部開口173と同様の開口が右側部172にも設けられている。

図10は、ホイールローダ1の後部の一部を斜め下方から見た図である。図10に示すように、後フレーム17の底面には底部開口174が設けられている。底部開口174は、トランスミッション24の下方に位置している。図9に示すように、底部開口174は、出力軸ケース333及び伝達軸46の下方に位置している。従って、底部開口174は、第1モータMG1及び第2モータMG2の下方に位置している。なお、底部開口174を覆うように後フレーム17の底面に底板（図示せず）が着脱可能に取り付けられる。

図8に示すように、車体フレーム2は、アクスルハウジング47を揺動可能に支持するマウントブラケット52をさらに有する。マウントブラケット52は、アクスルハウジング47の前方に位置している。マウントブラケット52は、車幅方向及び上下方向に延びる板状の部材である。

図9に示すように、マウントブラケット52の上面は、凹部521を有する。凹部521は、マウントブラケット52の上面から下方に向かって凹んだ形状を有する。第1モータMG1と第2モータMG2とは、凹部521を車両前後方向に凹部521を通るように配置される。詳細には、凹部521は、第1凹部522と第2凹部523とを有する。第1凹部522と第2凹部523とは車幅方向に並んでおり、互いに繋がっている。第1モータMG1は、車両前後方向に第1凹部522を通るように配置される。第2モータMG2は、車両前後方向に第2凹部523を通るように配置される。第1凹部522と第2凹部523との間には、トランスミッションケース33の凸部337が配置される。

マウントブラケット52は、貫通孔524を有する。貫通孔524は、マウントブラケット52を車両前後方向に貫通している。貫通孔524は、凹部521の下方に位置している。詳細には、凹部521は、第1凹部522と第2凹部523との間に位置する隆起部525を有する。隆起部525は、第1凹部522の底部及び第2凹部523の底部よりも上方の位置まで隆起した形状を有する。貫通孔524は、隆起部525の下方に位置している。貫通孔524には伝達軸46が通される。

次に、トランスミッション24が有するトランスミッション潤滑系53とモータ冷却系54について説明する。図11(a)は、トランスミッション潤滑系53の構成を示す模式図である。図11(b)は、モータ冷却系54の構成を示す模式図である。トランスミッション潤滑系53は、トランスミッション24を潤滑するための潤滑油を循環させる。

図11(a)に示すように、トランスミッション潤滑系53は、潤滑油ポンプ531と、オイルクーラ532と、潤滑油配管533とを有する。潤滑油ポンプ531と、オイルクーラ532とは、潤滑油配管533を介してトランスミッションケース33に接続されている。なお、潤滑油配管533においてオイルクーラ532とトランスミッションケース33との間には、潤滑油フィルタ534が設けられている。

トランスミッションケース33内の潤滑油は、出力軸ケース333内に貯留されている。潤滑油ポンプ531は、出力軸ケース333内の潤滑油をオイルクーラ532に送る。潤滑油は、オイルクーラ532において冷却され、トランスミッションケース33に供給される。潤滑油は、トランスミッションケース33内の各種のギアを潤滑する。潤滑油は、各種のギアから滴下して、出力軸ケース333に貯留される。

モータ冷却系54は、トランスミッション潤滑系53と別系統であり、第1〜第3モータMG1-MG3を冷却するための冷却油を循環させる。図12は、モータ冷却系54を含むトランスミッション24の斜視図である。図11(b)及び図12に示すように、モータ冷却系54は、冷却油ポンプ541と、モータクーラ542と、冷却油タンク543と、冷却油配管544とを有する。冷却油ポンプ541と、モータクーラ542と、冷却油タンク543とは、冷却油配管544を介して第1〜第3モータMG1-MG3に接続されている。詳細には、冷却油配管544は、第1冷却油管551と、第2冷却油管552と、第3冷却油管553と、第1供給管554と、第2供給管555と、第3供給管556と、第1ドレン管557と、第2ドレン管558と、第3ドレン管559と、を有する。第1冷却油管551は、冷却油タンク543と冷却油ポンプ541とを接続する。第2冷却油管552は、冷却油ポンプ541とモータクーラ542とを接続する。第3冷却油管553は、モータクーラ542に接続されている。モータクーラ542は、冷却油を冷却する。モータクーラ542は、オイルクーラ532と共に上述した冷却装置26に含まれる。第3冷却油管553は、第1供給管554と第2供給管555と第3供給管556とに接続されている。なお、第3冷却油管553には冷却油フィルタ561が設けられている。

第1供給管554は、第1モータMG1に接続されている。第1供給管554には第1分岐管562が接続されている。詳細には、第1供給管554は、第1モータMG1の回転軸Sm1内の冷却油通路に接続される。第1分岐管562は、第1モータMG1のモータケースの上部に接続される。第1モータMG1の構造については後に詳細に説明する。

第2供給管555は、第2モータMG2に接続されている。第2供給管555には第2分岐管563が接続されている。詳細には、第2供給管555は、第2モータMG2の回転軸Sm2内の冷却油通路に接続される。第2分岐管563は、第2モータMG2のモータケースの上部に接続される。

第3供給管556は、第3モータMG3に接続されている。第3供給管556には第3分岐管564が接続されている。詳細には、第3供給管556は、第3モータMG3の回転軸Sm3内の冷却油通路に接続される。第3分岐管564は、第3モータMG3のモータケースの上部に接続される。

第1ドレン管557は、第1モータMG1と冷却油タンク543とを接続する。第2ドレン管558は、第2モータMG2と冷却油タンク543とを接続する。第3ドレン管559は、第3モータMG3と冷却油タンク543とを接続する。

冷却油タンク543は、第1モータMG1と第2モータMG2と第3モータMG3とを冷却するための冷却油を貯留する。冷却油ポンプ541は、第1冷却油管551を介して冷却油タンク543内の冷却油を吸引し、冷却油を第2冷却油管552を介してモータクーラ542に送る。冷却油は、モータクーラ542において冷却される。冷却油は、第3冷却油管553から第1供給管554と第2供給管555と第3供給管556とに分流する。

冷却油は、第1供給管554及び第1分岐管562から第1モータMG1に供給され、第1モータMG1を冷却する。冷却油は、第1モータMG1から第1ドレン管557を介して冷却油タンク543に戻される。冷却油は、第2供給管555及び第2分岐管563から第2モータMG2に供給され、第2モータMG2を冷却する。冷却油は、第2モータMG2から第2ドレン管558を介して冷却油タンク543に戻される。冷却油は、第3供給管556及び第3分岐管564から第3モータMG3に供給され、第3モータMG3を冷却する。冷却油は、第3モータMG3から第3ドレン管559を介して冷却油タンク543に戻される。

図13は、第1モータMG1の断面図である。図13に示すように、第1モータMG1は、モータケース74と、回転軸Sm1と、ロータ75と、ステータ76とを有する。モータケース74は、回転軸Sm1と、ロータ75と、ステータ76とを収容している。ロータ75は、回転軸Sm1に固定されており、回転軸Sm1と共に回転するように設けられている。ロータ75は、磁石751を有する。磁石751は、例えば、薄板状の複数の電磁鋼板が積層されることで構成されている。ステータ76は、ロータ75の周囲を囲むように配置されている。ステータ76は、コイル761を有する。

回転軸Sm1は、冷却液通路752を有する。冷却液通路752は、回転軸Sm1の中心軸線に沿って設けられている。冷却液通路752は、貫通孔753と連通している。貫通孔753は、回転軸Sm1を径方向に貫通している。第1供給管554からの冷却油は、冷却液通路752に供給され、貫通孔753を介してロータ75に供給される。ロータ75に供給された冷却油は、ロータ75の回転による遠心力によってモータケース74内に散布される。

モータケース74の頂上部には、冷却油供給口741が設けられている。冷却油供給口741は、モータケース74内の空間に連通している。冷却油供給口741には上述した第1分岐管562が接続されている。第1分岐管562からの冷却油は、冷却油供給口741を介して重力によって滴下することで、モータケース74内に供給される。

モータケース74の底部には、冷却油ドレン口742が設けられている。冷却油ドレン口742は、モータケース74内の空間に連通している。冷却油ドレン口742には上述した第1ドレン管557が接続されている。モータケース74内に供給された冷却油は、重力によって冷却油ドレン口742から第1ドレン管557を介して冷却油タンク543に戻される。

第2モータMG2及び第3モータMG3の構造も上述した第1モータMG1の構造と同様であるため、説明を省略する。

図8に示すように、冷却油タンク543は、第1モータMG1及び第2モータMG2よりも下方に位置する。また、冷却油タンク543は、第3モータMG3よりも下方に位置する。冷却油タンク543は、出力軸ケース333の後方、且つ、第1モータMG1の下方に位置する。冷却油タンク543は、アクスルハウジング47の前方に位置する。冷却油タンク543は、車両側面視において走行輪5と重なる（図1参照）。

図14は、図8における冷却油タンク543及びその周囲の構造の拡大図である。図14に示すように、冷却油タンク543は、ブラケット540を介してマウントブラケット52に取り付けられている。冷却油タンク543の底面は、後方且つ上方に向かって傾斜した第1傾斜面571を有する。車両側面視において第1傾斜面571の仮想延長線EL1は、アクスルハウジング47と重なる。

冷却油タンク543の前面は、前方且つ下方に向かって傾斜した第2傾斜面572を有する。冷却油配管544は、第2傾斜面572に接続されている。詳細には、第1冷却油管551と第1ドレン管557と第2ドレン管558と第3ドレン管559とが第2傾斜面572に接続されている。第1ドレン管557は、第1モータMG1から冷却油タンク543に向かって上方に延びる部分が無いように配置される。第2ドレン管558は、第2モータMG2から冷却油タンク543に向かって上方に延びる部分が無いように配置される。第3ドレン管559は、第3モータMG3から冷却油タンク543に向かって上方に延びる部分が無いように配置される。

図15は、ホイールローダ1の後部の一部を示す下面図である。図15に示すように、冷却油タンク543は、車幅方向において、車体フレーム2の側面と伝達軸46との間に配置される。本実施形態では、冷却油タンク543は、車幅方向において、車体フレーム2の左側部171と伝達軸46との間に配置される。

第1モータMG1と第3モータMG3と冷却油タンク543とは、車両前後方向に延びるトランスミッション24の中心線に対して、同側方に配置される。すなわち、第1モータMG1と第3モータMG3と冷却油タンク543とは、入力軸61の中心軸線Ax1を含む鉛直面PL1に対して、同側方に配置される。本実施形態では、第1モータMG1と第3モータMG3と冷却油タンク543とは、鉛直面PL1の左方に配置される。下面視において、冷却油タンク543の一部は、第1モータMG1と重なっている。

本実施形態にかかるホイールローダ1は、次の特徴を有する。

入力軸ケース331の下方の空間において、第1モータMG1と第2モータMG2との一部が、上下方向への投影視において入力軸ケース331と重なる。このため、第1モータMG1と第2モータMG2との車幅方向への突き出し量が小さく抑えられる。これにより、トランスミッション24の車幅方向への大型化が抑えられる。また、重量物である第1モータMG1と第2モータMG2とを低い位置に配置することで、トランスミッション24の重心位置を低くすることができる。

第1モータMG1及び第2モータMG2との一部は、車両前後方向視において中間軸ケース332と重なる。このため、第1モータMG1と第2モータMG2との間の車幅方向における間隔を、中間軸ケース332の幅よりも小さくすることができる。これにより、トランスミッション24の車幅方向への大型化が抑えられる。

第1モータMG1の回転軸線Ax2及び第2モータMG2の回転軸線Ax3は、入力軸ケース331の底部よりも下方に位置する。このため、第1モータMG1と第2モータMG2との間の車幅方向における間隔を更に小さくすることができる。

第1モータMG1の底部及び第2モータMG2の底部は、入力軸ケース331の底部よりも下方に位置する。このため、第1モータMG1と第2モータMG2との間の車幅方向における間隔を更に小さくすることができる。

第1モータMG1の頂上部及び第2モータMG2の頂上部は、入力軸ケース331の底部よりも上方に位置する。このため、第1モータMG1の位置が過度に低くなることが抑えられる。これにより、第1モータMG1及び第2モータMG2の下方に配置される部品との干渉を回避することができる。例えば、冷却油タンク543を配置するスペースを第1モータMG1の下方に確保することができる。

中間軸67は、車幅方向において、第1モータMG1と第2モータMG2との間に配置される。このため、第1モータMG1と第2モータMG2とを中間軸67との干渉を回避しながら、入力軸ケース331の下方の空間に配置することができる。

中間軸67の一部が配置される凸部337が、車幅方向において、第1モータMG1と第2モータMG2との間に配置される。このため、凸部337との干渉を回避しながら、第1モータMG1と第2モータMG2とを入力軸ケース331の下方の空間に配置することができる。

第1モータMG1と第2モータMG2とは、伝達軸46の斜め上方に配置される。このため、第1モータMG1と第2モータMG2とのメンテナンス時に、伝達軸46が邪魔にならずに第1モータMG1と第2モータMG2とに容易にアクセスすることができる。

第1モータMG1及び第2モータMG2は、アクスルハウジング47に対して車両前後方向にずれて配置される。このため、第1モータMG1及び第2モータMG2がアクスルハウジング47の揺動範囲に干渉することを回避しながら、第1モータMG1と第2モータMG2とアクスルハウジング47とをコンパクトに配置することができる。

第1モータMG1の底部及び第2モータMG2の底部は、アクスルハウジング47の頂上部よりも下方に位置する。このため、第1モータMG1と第2モータMG2とアクスルハウジング47とを上下方向にコンパクトに配置することができる。

第1モータMG1及び第2モータMG2は、車両前後方向にマウントブラケット52の凹部521を通るように配置される。このため、第1モータMG1及び第2モータMG2とマウントブラケット52との干渉を回避しながら、第1モータMG1及び第2モータMG2を低い位置に配置することができる。

車体フレーム2の底面は、第1モータMG1及び第2モータMG2の下方に位置する底部開口174を有する。このため、第1モータMG1及び第2モータMG2に底部開口174を介して下方から容易にアクセスすることができ、メンテナンス性を向上させることができる。

第3モータMG3の回転軸線Ax4は、第1モータMG1の回転軸線Ax2及び第2モータMG2の回転軸線Ax3よりも上方に配置される。このため、第3モータMG3は、第1モータMG1及び第2モータMG2よりも上方に配置される。これにより、上方から第3モータMG3に容易にアクセスすることができ、メンテナンス性を向上させることができる。

第3モータMG3は、第1モータMG1及び第2モータMG2に対して車両前後方向にずれて配置される。このため、第3モータMG3が、第1モータMG1及び第2モータMG2の上方に配置される第1PTOケース335及び第2PTOケース336と干渉することを回避しつつ、第3モータMG3をコンパクトに配置することができる。

第1モータMG1の回転軸Sm1の先端E1及び第2モータMG2の回転軸Sm2の先端は、車両前後方向において第1モータMG1及び第2モータMG2から第3モータMG3に向かう方向に指向している。第3モータMG3の回転軸Sm3の先端E3は、車両前後方向において第3モータMG3から第1モータMG1及び第2モータMG2に向かう方向に指向している。このため、第3モータMG3が第1モータMG1及び第2モータMG2に干渉することを回避しつつ、第1モータMG1と第2モータMG2と第3モータMG3とをコンパクトに配置することができる。

第3モータMG3は、運転室6の下方に位置する。このため、運転室6を車体フレーム2から取り外すことで、上方から第3モータMG3に容易にアクセスすることができる。これにより、メンテナンス性を向上させることができる。

第3モータMG3は、トランスミッションケース33の側方に配置される。また、クラッチ制御弁32は、トランスミッション24の前面に配置される。このため、第3モータMG3とクラッチ制御弁32とをコンパクトに配置することができる。

第1モータMG1及び第2モータMG2は、車体フレーム2の左側部171と右側部172との間に配置される。従って、第1モータMG1と第2モータMG2との間の車幅方向における間隔を小さくすることで、左側部171と右側部172との間の距離の拡大を抑えることができる。これにより、左右の走行輪5の間の間隔の拡大を抑えることができる。

冷却油タンク543は、第1モータMG1及び第2モータMG2よりも下方に位置する。このため、冷却油を重力によって第1モータMG1及び第2モータMG2から冷却油タンク543に回収することができる。これにより、冷却油を効率よく循環させることができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

本発明は、EMTに限らずHMTなどの他の種類の変速装置に適用されてもよい。この場合、第1モータMG1は、油圧モータ及び油圧ポンプとして機能する。第2モータMG2は、油圧モータ及び油圧ポンプとして機能する。また、第3モータMG3は、油圧モータ及び油圧ポンプとして機能する。第1モータMG1と第2モータMG2と第3モータMG3とは、可変容量型のポンプ／モータであり、制御部31によって容量が制御される。

トランスミッション24の構成は上記の実施形態の構成に限られない。例えば、2つの遊星歯車機構68，69の各要素の連結、配置は、上記の実施形態の連結、配置に限定されるものではない。遊星歯車機構の数は２つに限らない。例えば、トランスミッションは1つの遊星歯車機構を備えてもよい。モータの数は３つに限らない。例えば、第3モータMG3が省略されてもよい。

図16は、変形例に係るトランスミッション124の構成を示す模式図である。図16に示すようにトランスミッション124では、前進用クラッチCFと後進用クラッチCRとは、入力軸61と同軸に配置されている。これにより、上下方向において入力軸61を中間軸67に近接して配置することが可能となり、トランスミッション124を小型化することができる。また、第1モータMG1と第2モータMG2とを配置するための空間を入力軸61の下方に確保することができる。これにより、第1モータMG1と第2モータMG2とを車幅方向に近接して配置することができ、第1モータMG1と第2モータMG2との間の車幅方向における間隔を小さくすることができる。

また、変形例に係るトランスミッション124では、モータ切替機構173は、第3接続ギアGa3を有している。第3接続ギアGa3は、第1リング外周ギアGr1に噛み合っている。第3接続ギアGa3と第2モータギアGm2とは、互いに並列に第1リング外周ギアGr1に噛み合っている。第3接続ギアGa3の歯数は、第2モータギアGm2の歯数と同じである。第1接続ギアGa1は、第2接続ギアGa2と噛み合っている。第3モータギアGm3は、第2接続ギアGa2と噛み合っている。第2モータクラッチCm2は、第3接続ギアGa3の回転軸と第2接続ギアGa2との接続及び切断を切り換える。他の構成については、上記の実施形態のトランスミッション24と同様である。

変形例に係るトランスミッション124では、上記の実施形態のトランスミッション24と同様に、第1モータクラッチCm1が接続され、且つ、第2モータクラッチCm2が切断されている状態では、第3モータギアGm3は、第1モータMG1を補助する。第2モータクラッチCm2が接続され、且つ、第1モータクラッチCm1が切断されている状態では、第3モータギアGm3は、第2モータMG2を補助する。

また、変形例に係るトランスミッション124では、第2モータギアGm2は、第3接続ギアGa3に対して並列に第1リング外周ギアGr1に噛み合っている。従って、第3接続ギアGa3の位置に関らずに、第2モータMG2を配置することができる。このため、第2モータMG2の配置の自由度を向上させることができる。

なお、図16において、MR1は第1モータMG1に接続される減速機であり、MR2は第2モータMG2に接続される減速機であり、MR3は第3モータMG3に接続される減速機である。これらの減速機MR1,MR2,MR3は省略されてもよい。或いは、上記の実施形態において減速機MR1,MR2,MR3が設けられてもよい。

第1モータMG1と第2モータMG2との全体が、上下方向への投影視において入力軸ケース331と重なってもよい。第1モータMG1及び第2モータMG2との全体が、車両前後方向視において中間軸ケース332と重なってもよい。

入力軸ケース331の形状は円筒状に限らない。入力軸ケース331の少なくとも下部が、下方に向かって凸に湾曲した曲面部334を有していれば良く、入力軸ケース331の上部が直線的な形状であってもよい。

第1〜第3モータMG1-MG3の位置は、上記の実施形態の位置に限られず、変更されてもよい。トランスミッションケース33の形状は、上記の実施形態の位置に限られず、変更されてもよい。例えば、第1〜第3モータMG1-MG3の位置及び／又はトランスミッションケース33の形状が上記の実施形態の位置及び形状と前後に逆であってもよい。或いは、第1〜第3モータMG1-MG3の位置及び／又はトランスミッションケース33の形状が上記の実施形態の位置及び形状と左右に逆であってもよい。

クラッチ制御弁32は、トランスミッション24の前面以外の場所に配置されてもよい。例えば、クラッチ制御弁32は、トランスミッション24の後面に配置されてもよい。

マウントブラケット52の形状は上記の実施形態の形状に限られない。例えば、マウントブラケット52の凹部521の形状が変更されてもよい。或いは、凹部521が省略されてもよい。

車体フレーム2の形状は上記の実施形態の形状に限られない。例えば、底部開口174が省略されてもよい。或いは、側部開口173が省略されてもよい。

冷却油タンク543の位置は、上記の実施形態の位置に限られない。例えば、冷却油タンク543が第2モータMG2の下方に配置されてもよい。或いは、冷却油タンク543がトランスミッション24の下方以外の場所に配置されてもよい。冷却油タンク543の形状は、上記の実施形態の形状に限られない。例えば、第1傾斜面571が省略されてもよい。或いは、第2傾斜面572が省略されてもよい。或いは、冷却油タンク543が直方体、立方体、又は円筒状の形状であってもよい。

本発明によれば、ハイブリッド型ホイールローダにおいて、トランスミッションの車幅方向への大型化を抑えることができる。

21…エンジン, 25…走行装置, 24…トランスミッション, 2…車体フレーム, 61…入力軸, 63…出力軸, 67…中間軸, 68…第1遊星歯車機構, 69…第2遊星歯車機構, 62…歯車機構, 33…トランスミッションケース, MG1…第1モータ, MG2…第2モータ, 331…入力軸ケース, 334…曲面部, 332…中間軸ケース, 337…凸部, 45…アクスルシャフト, 46…伝達軸, 47…アクスルハウジング, 52…マウントブラケット, 521…凹部, MG3…第3モータ, 22…第1PTO, 27…第2PTO, 6…運転室, 32…クラッチ制御弁, 171…左側部, 172…右側部, 543…冷却油タンク

Claims

エンジンと、
前記エンジンによって駆動される走行装置と、
前記エンジンからの駆動力を前記走行装置に伝達するトランスミッションと、
前記トランスミッションを支持する車体フレームと、
前記エンジンによって駆動される作業機ポンプと、
前記作業機ポンプからの作動油によって駆動される作業機と、
を備え、
前記トランスミッションは、
前記エンジンからの駆動力が入力され、車両前後方向に延びる入力軸と、
車両前後方向に延びる出力軸と、
前記入力軸の下方且つ前記出力軸の上方に配置され車両前後方向に延びる中間軸と、前記中間軸に接続される遊星歯車機構とを含み、前記入力軸の回転を前記出力軸に伝達する歯車機構と、
前記入力軸に接続され、前記エンジンからの駆動力の一部を前記作業機ポンプに伝達する第１動力取り出し機構と、
前記入力軸と、前記歯車機構と、前記出力軸と、前記第１動力取り出し機構とを収容するトランスミッションケースと、
前記遊星歯車機構の第１の回転要素に接続され、前記トランスミッションケースの外部において前記トランスミッションケースに取り付けられる第１モータと、
前記遊星歯車機構の第２の回転要素に接続され、前記トランスミッションケースの外部において前記トランスミッションケースに取り付けられる第２モータと、
を有し、
前記トランスミッションは、前記第１モータ及び前記第２モータの回転速度を変化させることによって、前記入力軸に対する前記出力軸の回転速度比を変化させるように構成されており、
前記トランスミッションケースは、前記入力軸を収容する入力軸ケースと、前記入力軸ケースと車両前後方向に並んで配置され前記歯車機構を収容する中間軸ケースと、を有し、
前記入力軸ケースの下部は、下方に向かって凸に湾曲した曲面部を含み、
前記第１モータと前記第２モータとは、前記入力軸よりも下方に配置されており、
前記第１モータと前記第２モータとの少なくとも一部は、上下方向への投影視において前記曲面部と重なり、
前記第１モータの少なくとも一部と前記第２モータの少なくとも一部とは、車両前後方向視において前記中間軸ケースと重なり、
前記走行装置は、前記出力軸に連結される伝達軸を有し、
前記第１モータと前記第２モータとは、前記伝達軸の斜め上方に配置される、
ホイールローダ。
前記中間軸ケースの底部は、前記入力軸ケースの底部よりも下方に位置している、
請求項１に記載のホイールローダ。
前記第１モータの回転軸線は、前記入力軸ケースの底部よりも下方に位置する、
請求項１又は２に記載のホイールローダ。
前記第２モータの回転軸線は、前記入力軸ケースの底部よりも下方に位置する、
請求項１から３のいずれかに記載のホイールローダ。
前記第１モータの底部は、前記入力軸ケースの底部よりも下方に位置する、
請求項１から４のいずれかに記載のホイールローダ。
前記第２モータの底部は、前記入力軸ケースの底部よりも下方に位置する、
請求項１から５のいずれかに記載のホイールローダ。
前記第１モータの頂上部は、前記入力軸ケースの底部よりも上方に位置する、
請求項１から６のいずれかに記載のホイールローダ。
前記第２モータの頂上部は、前記入力軸ケースの底部よりも上方に位置する、
請求項１から７のいずれかに記載のホイールローダ。
前記第１モータと前記第２モータとは、車幅方向に間隔をおいて配置され、
前記中間軸は、前記第１モータと前記第２モータとの間に配置される、
請求項１から８のいずれかに記載のホイールローダ。
前記トランスミッションケースは、前記入力軸ケースの底部から下方に突出する凸部をさらに有し、
前記中間軸の一部は、前記凸部内に配置されており、
前記凸部は、前記第１モータと前記第２モータとの間に配置される、
請求項９に記載のホイールローダ。
前記走行装置は、車幅方向に延びるアクスルシャフトを有し、
前記伝達軸は、前記トランスミッションからの駆動力を前記アクスルシャフトに伝達し、
前記伝達軸の少なくとも一部は、前記トランスミッションの下方に配置され、車両前後方向に延びている、
請求項１から１０のいずれかに記載のホイールローダ。
前記走行装置は、前記アクスルシャフトを収容するアクスルハウジングをさらに有し、
前記アクスルハウジングは、前記車体フレームに対して揺動可能に支持されており、
前記第１モータ及び前記第２モータは、前記アクスルハウジングに対して車両前後方向にずれて配置される、
請求項１１に記載のホイールローダ。
前記第１モータの底部は、前記アクスルハウジングの頂上部よりも下方に位置する、
請求項１２に記載のホイールローダ。
前記第２モータの底部は、前記アクスルハウジングの頂上部よりも下方に位置する、
請求項１２又は１３に記載のホイールローダ。
前記車体フレームは、前記アクスルハウジングを揺動可能に支持するマウントブラケットをさらに有し、
前記マウントブラケットの上面は、下方に向かって凹んだ凹部を含み、
前記第１モータ及び前記第２モータは、車両前後方向に前記凹部を通るように配置される、
請求項１２から１４のいずれかに記載のホイールローダ。
前記車体フレームの底面は、前記トランスミッションの下方に位置する開口を有する、
請求項１から１５のいずれかに記載のホイールローダ。
前記トランスミッションは、前記第１モータ又は前記第２モータを補助するための第３モータをさらに有し、
前記第３モータの回転軸線は、前記第１モータの回転軸線及び前記第２モータの回転軸線よりも上方に配置される、
請求項１から１６のいずれかに記載のホイールローダ。
前記トランスミッションは、前記入力軸に接続される第２動力取り出し機構をさらに有し、
前記第１動力取り出し機構と前記第２動力取り出し機構とは、前記第１モータ及び前記第２モータの上方に配置され、
前記第３モータは、前記第１モータ又は前記第２モータに対して車両前後方向にずれて配置される、
請求項１７に記載のホイールローダ。
前記第１モータの回転軸の先端及び前記第２モータの回転軸の先端は、車両前後方向において前記第１モータ及び前記第２モータから前記第３モータに向かう方向に指向しており、
前記第３モータの回転軸の先端は、車両前後方向において前記第３モータから前記第１モータ及び前記第２モータに向かう方向に指向している、
請求項１８に記載のホイールローダ。
前記車体フレームに対して着脱可能に取り付けられる運転室をさらに備え、
前記第３モータは、前記運転室の下方に位置する、
請求項１７から１９のいずれかに記載のホイールローダ。
前記第３モータは、前記トランスミッションケースの側方に配置されており、
前記トランスミッションは、前記トランスミッションにおける動力の伝達経路を切り換えるための油圧クラッチと、前記油圧クラッチに供給される作動油を制御するためのクラッチ制御弁とをさらに有し、
前記クラッチ制御弁は、前記トランスミッションの前面又は後面に配置される、
請求項１７から２０のいずれかに記載のホイールローダ。
前記車体フレームは左側部と右側部とを有し、
前記第１モータ及び前記第２モータは、前記左側部と前記右側部との間に配置される、
請求項１から２１のいずれかに記載のホイールローダ。
前記第１モータ及び前記第２モータを冷却するための冷却油を貯留する冷却油タンクをさらに備え、
前記冷却油タンクは、前記第１モータ及び前記第２モータよりも下方に位置する、
請求項１から２２のいずれかに記載のホイールローダ。
前記車体フレームは、側部開口を有し、
前記第１モータは、前記側部開口に対向して配置される、
請求項１から２３のいずれかに記載のホイールローダ。