JP6333773B2

JP6333773B2 - ホイール式建設機械

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Publication number: JP6333773B2
Application number: JP2015112141A
Authority: JP
Inventors: 永田　智大; 智大永田
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2015-06-02
Filing date: 2015-06-02
Publication date: 2018-05-30
Anticipated expiration: 2035-06-02
Also published as: JP2016223215A

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、前部車体および後部車体には、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左，右方向の両側が開口端となったデファレンシャルケースと、左，右方向に延びた中空な筒体からなり前記デファレンシャルケースの開口端と対面する部位が該開口端に接続される接続端となった左，右のアクスルチューブと、前記デファレンシャルケース内に設けられエンジンの回転力を左，右の回転軸に分配するデファレンシャル機構と、前記各アクスルチューブ内に配置され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各回転軸に制動力を付与する左，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、前記デファレンシャルケースの開口端近傍に非回転状態で取付けられた非回転ディスクと、該非回転ディスクと左，右方向で対面した状態で前記回転軸に取付けられ該回転軸と一緒に回転する回転ディスクと、前記非回転ディスクを回転ディスクに押付けて制動力を付与するブレーキピストンと、該ブレーキピストンとの間で前記回転ディスクと前記非回転ディスクとを挟むエンドプレートとにより構成されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１１−６９４５７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構造となっている。このため、例えば非回転ディスクや回転ディスクが軸方向に変位（位置ずれ）していると、非回転ディスクと回転ディスクとの間に十分な隙間を確保できない虞れがある。このような場合には、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することが考えられる。このような接触（摺接）は、ロストルク（ドラグトルク）の増大や、接触による発熱を起因とした回転ディスクおよび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虞れがある。

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との間に適正な隙間を確保し、ロストルク（ドラグトルク）や過剰な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、駆動源を備え建設機械に用いられる車体と、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左，右方向の両側が開口端となったデファレンシャルケースと、左，右方向に延びた中空な筒体からなり前記デファレンシャルケースの開口端と対面する部位が該開口端に接続される接続端となった左，右のアクスルチューブと、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，右の回転軸に分配するデファレンシャル機構と、前記各アクスルチューブ内に配置され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各回転軸に制動力を付与する左，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、前記各ブレーキ機構は、前記デファレンシャルケースの開口端近傍に非回転状態で取付けられた非回転ディスクと、該非回転ディスクと左，右方向で対面した状態で前記回転軸に取付けられ該回転軸と一緒に回転する回転ディスクと、前記回転ディスクと前記非回転ディスクよりも前記デファレンシャル機構側に位置して前記デファレンシャルケース内に設けられ、前記非回転ディスクを前記回転ディスクに押付けるブレーキピストンと、前記デファレンシャルケースの開口端の内周面に嵌合されるケース側嵌合部と前記アクスルチューブの接続端の内周面に嵌合されるチューブ側嵌合部とを有して、前記デファレンシャルケースの開口端と前記アクスルチューブの接続端とに跨って配置され、前記ブレーキピストンとの間で前記回転ディスクと前記非回転ディスクとを挟むエンドプレートとにより構成し、前記デファレンシャルケースの開口端の内周面には、該デファレンシャルケースの開口端から前記デファレンシャル機構に向けて徐々に縮径するケース側テーパ面が設けられており、前記エンドプレートの前記ケース側嵌合部には、前記アクスルチューブ側から前記デファレンシャル機構に向けて徐々に縮径し、前記ケース側テーパ面と当接した状態が維持されるプレート側テーパ面が設けられており、前記アクスルチューブの接続端側には、前記エンドプレートよりも軸方向に奥まった位置に配置され前記エンドプレートの端面と軸方向で対面するリングギヤが設けられており、前記エンドプレートは、前記リングギヤの端面との当接と前記デファレンシャルケースの前記ケース側テーパ面との当接により前記デファレンシャルケースと前記アクスルチューブとの軸中心線が一致して軸方向に位置決めされる構成としたことにある。

請求項２の発明は、前記エンドプレートの前記チューブ側嵌合部は、均一な外径寸法を有する外周面からなり、前記アクスルチューブの接続端には、前記リングギヤの前記エンドプレート側の端面よりも前記デファレンシャルケース側に位置して前記リングギヤよりも大径な拡径段部が設けられており、前記エンドプレートの前記チューブ側嵌合部は、前記アクスルチューブの拡径段部により径方向に位置決めされる構成としたことにある。

請求項１の発明によれば、デファレンシャルケースの開口端の内周面にはケース側テーパ面を設け、エンドプレートのケース側嵌合部にはプレート側テーパ面を設けている。このため、アクスルチューブにエンドプレートのチューブ側嵌合部を嵌合させた状態で、アクスルチューブの接続端をデファレンシャルケースの開口端に取付ける場合、デファレンシャルケースのケース側テーパ面とエンドプレートのプレート側テーパ面とが当接する。これにより、通常の組立作業を行うだけで、デファレンシャルケースとアクスルチューブとの芯合わせを容易に行うことができる。

しかも、ケース側テーパ面とプレート側テーパ面とが当接すると共に、この当接した状態が維持されることにより、エンドプレートに対しブレーキピストンから離れる方向への力が作用するので、回転ディスクと非回転ディスクとを挟むエンドプレートとブレーキピストンとの間に、一定（規定）の離間寸法（隙間）を確保することができる。

この結果、ブレーキ機構の非制動時には、回転ディスクと非回転ディスクとの間に隙間を確実に保持することができるから、回転ディスクと非回転ディスクの摺接（引き摺り）によるロストルクや発熱を低減でき、アクスル装置に対する信頼性を向上することができる。

しかも、アクスルチューブの接続端側には、エンドプレートよりも軸方向に奥まった位置にリングギヤを設けている。これにより、ブレーキピストンが回転ディスクと非回転ディスクとをエンドプレート側に押し付けたときは、エンドプレートのギヤ側端面をリングギヤの端面に当接させることができる。この結果、ブレーキ機構は、ブレーキピストンによるブレーキ力（制動力）の反力をリングギヤによって受けることができ、デファレンシャル機構の各回転軸に対し、確実に制動力を付与することができる。さらに、エンドプレートは、リングギヤの端面との当接とデファレンシャルケースのケース側テーパ面との当接により、デファレンシャルケースとアクスルチューブとの軸中心線が一致して軸方向に位置決めされる。

請求項２の発明によれば、エンドプレートのチューブ側嵌合部は、アクスルチューブの拡径段部により径方向に位置決めすることができる。このため、アクスルチューブをデファレンシャルケースに取付ける場合には、デファレンシャルケースのケース側テーパ面にエンドプレートのプレート側テーパ面を当接させることにより、エンドプレートをアクスルチューブのガイドとして利用することができる。この結果、アクスルチューブの軸中心線とデファレンシャルケースの軸中心線とを近接した位置に配置することができる。これにより、アクスルチューブとデファレンシャルケースとを径方向に位置決めした状態で組付けることができ、ブレーキ非制動時において、回転ディスクと非回転ディスクとの間に適正な隙間を確保することができる。

本発明の実施の形態に係るホイールローダを示す側面図である。図１中のリヤアクスル装置を後方から拡大して示す外観斜視図である。リヤアクスル装置の内部構造を示す断面図である。リヤアクスル装置のブレーキ機構を拡大して示す断面図である。図４中のブレーキ機構のＶ部を制動状態で示す拡大断面図である。図４中のブレーキ機構のＶ部を非制動状態で示す拡大断面図である。アクスルチューブをデファレンシャルケースに取付ける状態を示す一部破断の正面図である。アクスルチューブをデファレンシャルケースに取付けた状態を示す一部破断の正面図である。アクスルチューブをデファレンシャルケースに取付ける過程を図８中のＡ部およびＢ部を拡大して示す断面図である。図９に続いてアクスルチューブをデファレンシャルケースに取付ける過程を示す図９と同様の断面図である。図１０に続いてアクスルチューブをデファレンシャルケースに取付ける過程を示す図９と同様の断面図である。アクスルチューブをデファレンシャルケースに取付けた状態を示す図９と同様の断面図である。リヤアクスル装置に対して衝撃的な負荷作用が加わった状態を示す説明図である。

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、図１ないし図１３に従って詳細に説明する。

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、リヤアクスル装置１１の構成について詳細に説明し、フロントアクスル装置１２の構成の説明は省略するものとする。

リヤアクスル装置１１はプロペラシャフト９Ａに接続されることにより左，右の後輪４を回転駆動するものである。リヤアクスル装置１１は、図２、図３に示すように、後述のデファレンシャルケース１３、アクスルチューブ１４、入力軸１６、ピニオンギヤ１８、デファレンシャル機構１９、遊星歯車減速機構２６、アクスルシャフト３１、ブレーキ機構３２を含んで構成されている。

１３はリヤアクスル装置１１の左，右方向の中間部に配置されたデファレンシャルケースを示し、該デファレンシャルケース１３は、後述のデファレンシャル機構１９、ブレーキ機構３２等を収容するものである。図２および図３に示すように、デファレンシャルケース１３は、左，右方向に延びる略円筒状に形成され、左，右方向の両端部は円筒状の開口端１３Ａ（図４参照）となっている。

また、デファレンシャルケース１３の左，右方向の両側には、開口端１３Ａ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１３Ｂが形成されている。これにより、デファレンシャルケース１３内は、左，右の隔壁１３Ｂ間に位置し後述のデファレンシャル機構１９を収容する中央のギヤ室１３Ｃと、該ギヤ室１３Ｃの左，右方向の両側に位置して後述のブレーキ機構３２を収容する左，右のブレーキ室１３Ｄとに仕切られている。

デファレンシャルケース１３の前側には、図２、図３に示すように、トランスミッション９側に突出するように突出筒１３Ｅが設けられ、該突出筒１３Ｅ内には、後述の入力軸１６が回転自在に配置されている。さらに、デファレンシャルケース１３の上面側には、ギヤ室１３Ｃに開口する開口部が設けられ、該開口部は蓋体１３Ｆによって閉塞されている。

ここで、図５および図６に示すように、デファレンシャルケース１３の開口端１３Ａの内周面には、開口端１３Ａからデファレンシャル機構１９に向けて徐々に縮径する円錐状のケース側テーパ面１３Ａ１が設けられている。このケース側テーパ面１３Ａ１は、後述のエンドプレート３９を構成するケース側嵌合部３９Ａのプレート側テーパ面３９Ａ１が当接するものである。一方、ケース側テーパ面１３Ａ１と隔壁１３Ｂとの間には、ケース側テーパ面１３Ａ１よりも小径な円筒状に形成され、後述の非回転ディスク３４を保持するディスク保持面１３Ａ２と、ディスク保持面１３Ａ２よりも小径な段付き円筒状に形成され、後述のブレーキピストン３６が摺動するピストン摺動面１３Ａ３とが設けられている。

左，右のアクスルチューブ１４はデファレンシャルケース１３の左，右両側に取付けられ、左，右方向の外側に延びている。このアクスルチューブ１４は左，右方向に延びた中空な筒体からなり、先端側が縮径されて左，右方向の外側に延び、内部に後述のアクスルシャフト３１を収容している。各アクスルチューブ１４のうちデファレンシャルケース１３の開口端１３Ａと対面する部位は、該開口端１３Ａに接続される接続端１４Ａとなっている。アクスルチューブ１４の接続端１４Ａは、デファレンシャルケース１３の開口端１３Ａに対応する短尺な円筒状に形成され、その内部は後述の遊星歯車減速機構２６を収容する減速機構室１４Ｂとなっている。

ここで、アクスルチューブ１４の接続端１４Ａの内周側には、後述のリングギヤ２８が嵌合する円筒状のリングギヤ嵌合面１４Ｃと、該リングギヤ嵌合面１４Ｃよりもデファレンシャルケース１３側に位置し、後述するエンドプレート３９のチューブ側嵌合部３９Ｂが嵌合する拡径段部１４Ｄとが設けられている。この場合、拡径段部１４Ｄは、リングギヤ２８のエンドプレート３９側の端面２８Ａよりもデファレンシャルケース１３側に配置され、拡径段部１４Ｄの内周面の内径寸法は、リングギヤ２８の外径寸法よりも大径に設定されている。

そして、左，右のアクスルチューブ１４は、図４に示すように、基端側の接続端１４Ａが複数本のボルト１５を用いてデファレンシャルケース１３の左，右の開口端１３Ａに取付けられている。各アクスルチューブ１４は、デファレンシャルケース１３に取付けられた状態で、該デファレンシャルケース１３から左，右方向の両側に向けてそれぞれ延びている。

１６はデファレンシャルケース１３の突出筒１３Ｅ内に各軸受１７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１６は、突出筒１３Ｅの外部に突出したフランジ部１６Ａがトランスミッション９のプロペラシャフト９Ａに接続され、エンジン７からの回転力を後述のデファレンシャル機構１９に出力するものである。また、デファレンシャルケース１３の内部側に位置する入力軸１６の端部には、ベベルギヤからなるピニオンギヤ１８が設けられている。

１９はデファレンシャルケース１３のギヤ室１３Ｃ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１９は、トランスミッション９の出力軸の回転力を左，右の後輪４に分配するものである。そして、デファレンシャル機構１９は、デファレンシャルケース１３の各隔壁１３Ｂに軸受２０を介して回転可能に支持されたギヤケース２１と、該ギヤケース２１内に固定されたスパイダ２１Ａに回転可能に支持された複数のデフ用ピニオンギヤ２２と、該各デフ用ピニオンギヤ２２と噛合う左，右のサイドギヤ２３と、一端側が該サイドギヤ２３とスプライン結合され、他端側がアクスルシャフト３１に向けて左，右方向に延びた左，右の回転軸２４とにより構成されている。また、ギヤケース２１の外周側には、入力軸１６のピニオンギヤ１８に噛合うデフ用リングギヤ２５が設けられている。このデフ用リングギヤ２５はベベルギヤにより形成され、ギヤケース２１、デフ用ピニオンギヤ２２、サイドギヤ２３、回転軸２４等と共に、デファレンシャル機構１９を構成している。

デファレンシャル機構１９は、トランスミッション９による回転力が入力軸１６、ピニオンギヤ１８、デフ用リングギヤ２５を介してギヤケース２１に伝わると、デフ用ピニオンギヤ２２、サイドギヤ２３を介して左，右の回転軸２４を適宣に回転運動させるものである。

２６は左，右のアクスルチューブ１４の減速機構室１４Ｂ内にそれぞれ設けられた遊星歯車減速機構で、該各遊星歯車減速機構２６は、回転軸２４の回転を減速して後述のアクスルシャフト３１に伝達するものである。また、各遊星歯車減速機構２６は、図４に示すように、回転軸２４の他端側に一体形成されたサンギヤ２７と、アクスルチューブ１４のリングギヤ嵌合面１４Ｃに嵌合して設けられたリングギヤ２８と、サンギヤ２７とリングギヤ２８とに噛合する複数のプラネットギヤ２９と、該各プラネットギヤ２９を回転可能に支持するキャリア３０とを含んで構成されている。

ここで、リングギヤ２８は、アクスルチューブ１４の接続端１４Ａ側で、後述のエンドプレート３９よりも奥まった位置に配置され、エンドプレート３９のギヤ側端面３９Ｃと軸方向で対面している。このリングギヤ２８は、デファレンシャルケース１３側の端面２８Ａがエンドプレート３９のギヤ側端面３９Ｃと当接することにより、エンドプレート３９を介して後述するブレーキピストン３６からのブレーキ力（制動力）の反力を受けるものである。

３１は左，右のアクスルチューブ１４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３１は、左，右の回転軸２４の回転を左，右の後輪４に伝えるものである。各アクスルシャフト３１は、基端側が遊星歯車減速機構２６のキャリア３０にスプライン結合され、各アクスルチューブ１４内を左，右方向に延びている。一方、各アクスルシャフト３１の先端側は、アクスルチューブ１４から突出し、その端部には左，右の後輪４がそれぞれ取付けられている。

次に、本発明の特徴部分となるブレーキ機構３２の構成について詳細に説明する。

３２は左，右の回転軸２４にそれぞれ設けられた左，右のブレーキ機構を示している。各ブレーキ機構３２は、例えば湿式多板型のブレーキ機構として構成され、デファレンシャルケース１３の左，右のブレーキ室１３Ｄ内に収容されている。ブレーキ機構３２は、回転軸２４の軸方向中間部にスプライン結合されたハブ３３と、デファレンシャルケース１３の開口端１３Ａ近傍に設けられたディスク保持面１３Ａ２に非回転状態で保持された複数枚（例えば３枚）の非回転ディスク３４と、該非回転ディスク３４と左，右方向で対面した状態で回転軸２４に取付けられ回転軸２４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、デファレンシャルケース１３のピストン摺動面１３Ａ３に摺動可能に挿嵌され、外部からの油圧力によって非回転ディスク３４を回転ディスク３５に押付けるブレーキピストン３６と、デファレンシャルケース１３の開口端１３Ａとアクスルチューブ１４の接続端１４Ａとに跨って配置されたエンドプレート３９とを含んで構成されている。

ここで、非回転ディスク３４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３４のうち、左，右方向の中央に位置する非回転ディスク３４は、左，右方向の両側に位置する非回転ディスク３４と比較して板厚が厚くなっている。ここで、非回転ディスク３４は、デファレンシャルケース１３に対して軸方向（左，右方向）に移動可能に、かつ、デファレンシャルケース１３に対して非回転状態で取付けられている。

一方、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３４と軸方向に交互に隣合う状態で、回転軸２４に取付けられたハブ３３とスプライン結合されている。これにより、回転ディスク３５は、ハブ３３に対して軸方向（左，右方向）に移動可能な状態で、回転軸２４と一緒に回転することができる。また、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３４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３５Ａがそれぞれ設けられている。

ブレーキピストン３６は、全体として段付き円筒状に形成され、回転ディスク３５と非回転ディスク３４よりもデファレンシャル機構１９側に位置して、デファレンシャルケース１３のピストン摺動面１３Ａ３に摺動可能に挿嵌されている。ブレーキピストン３６の外周面には、軸方向に離間して一対のシール部材３６Ａが全周にわたって設けられ、各シール部材３６Ａと、ブレーキピストン３６の外周面と、デファレンシャルケース１３のピストン摺動面１３Ａ３とにより円環状の油室３７が形成され、該油室３７には油路（図示せず）が連通している。また、ブレーキピストン３６のうちデファレンシャルケース１３の隔壁１３Ｂに当接する端面には、径方向内側に張出す複数個（１個のみ図示）の張出し板３６Ｂが設けられ、該各張出し板３６Ｂには、ブッシュ挿通孔３６Ｃが穿設されている。

３８はブレーキピストン３６の張出し板３６Ｂとデファレンシャルケース１３の隔壁１３Ｂとの間に設けられた戻しばね機構を示している。この戻しばね機構３８は、張出し板３６Ｂのブッシュ挿通孔３６Ｃに挿通された鍔付き円筒状のブッシュ３８Ａと、該ブッシュ３８Ａを隔壁１３Ｂに固定するボルト３８Ｂと、張出し板３６Ｂとブッシュ３８Ａの鍔部との間に縮装された圧縮ばね３８Ｃとにより構成されている。そして、戻しばね機構３８は、圧縮ばね３８Ｃのばね力により、ブレーキピストン３６をデファレンシャル機構１９側（隔壁１３Ｂ側）に向けて常時付勢している。

そして、各ブレーキ機構３２は、例えばブレーキペダル（図示せず）に対する足踏み操作に応じて、ブレーキ用の圧油が油路を通じて油室３７に供給されることにより、戻しばね機構３８に抗して、ブレーキピストン３６を隔壁１３Ｂから離れる方向（アクスルチューブ１４側）に移動させ、非回転ディスク３４を回転ディスク３５に押付ける。これにより、回転軸２４に摩擦力で制動力を付与し、後輪４にブレーキをかけるものである。

次に、デファレンシャルケース１３の開口端１３Ａとアクスルチューブ１４の接続端１４Ａとに跨って配置されたエンドプレート３９について説明する。

このエンドプレート３９は、ブレーキピストン３６との間で非回転ディスク３４と回転ディスク３５とを挟むもので、全体として軸方向寸法が小さい扁平な円筒状に形成されている。エンドプレート３９の外周面は、デファレンシャルケース１３の開口端１３Ａの内周面に嵌合するケース側嵌合部３９Ａと、アクスルチューブ１４の接続端１４Ａの内周面に嵌合するチューブ側嵌合部３９Ｂとにより構成されている。また、エンドプレート３９は、リングギヤ２８の端面２８Ａと対面するギヤ側端面３９Ｃと、非回転ディスク３４と対面するディスク側端面３９Ｄとを有している。

ここで、ケース側嵌合部３９Ａには、アクスルチューブ１４側からデファレンシャル機構１９に向けて徐々に縮径する円錐状のプレート側テーパ面３９Ａ１が設けられ、該プレート側テーパ面３９Ａ１は、デファレンシャルケース１３のケース側テーパ面１３Ａ１と当接する。一方、チューブ側嵌合部３９Ｂは、エンドプレート３９の中心から均一な外径寸法を有する円筒状の外周面３９Ｂ１を有し、該外周面３９Ｂ１は、アクスルチューブ１４の拡径段部１４Ｄの内周面に嵌合する。

従って、デファレンシャルケース１３の開口端１３Ａとアクスルチューブ１４の接続端１４Ａとに跨ってエンドプレート３９を配置した状態では、エンドプレート３９のケース側嵌合部３９Ａに設けたプレート側テーパ面３９Ａ１が、デファレンシャルケース１３の開口端１３Ａに設けたケース側テーパ面１３Ａ１に当接することにより、エンドプレート３９に対し、常にブレーキピストン３６から離れる方向への力が作用する。これにより、非回転ディスク３４と回転ディスク３５とを挟むブレーキピストン３６とエンドプレート３９との間には、一定（規定）の離間寸法が保たれるから、ブレーキ機構３２の非制動時には、図６に示すように、非回転ディスク３４と回転ディスク３５との間に適正な隙間を確保することができる。

一方、図５に示すように、ブレーキ機構３２の制動時には、ブレーキピストン３６とエンドプレート３９との間で回転ディスク３５と非回転ディスク３４とを挟持し、エンドプレート３９のギヤ側端面３９Ｃをリングギヤ２８の端面２８Ａに当接させる。これにより、エンドプレート３９が軸方向に位置決めされ、ブレーキピストン３６によるブレーキ力（制動力）の反力をリングギヤ２８によって受けることができる。

次に、図７、図８を用いて、アクスルチューブ１４をデファレンシャルケース１３に取付けるときの手順について述べる。

まず、デファレンシャルケース１３のブレーキ室１３Ｄにブレーキ機構３２を挿嵌し、アクスルチューブ１４に遊星歯車減速機構２６とエンドプレート３９とを挿嵌する。次いで、図７に示すように、デファレンシャルケース１３の開口端１３Ａとアクスルチューブ１４の接続端１４Ａとを対面させ、エンドプレート３９のケース側嵌合部３９Ａに設けたプレート側テーパ面３９Ａ１を、デファレンシャルケース１３の開口端１３Ａに設けたケース側テーパ面１３Ａ１に当接させることにより、エンドプレート３９をガイドとして、アクスルチューブ１４の接続端１４Ａをデファレンシャルケース１３の開口端１３Ａに接近させる。そして、図８に示すように、アクスルチューブ１４の接続端１４Ａをデファレンシャルケース１３の開口端１３Ａに当接させると、後述するエンドプレート３９の心出し機能により、デファレンシャルケース１３の軸中心線Ｏ_１−Ｏ_１とアクスルチューブ１４の軸中心線Ｏ_２−Ｏ_２とがほぼ一致する。この状態において、デファレンシャルケース１３とアクスルチューブ１４とをボルト１５を用いて固定することにより、デファレンシャルケース１３にアクスルチューブ１４を取付けることができる。

ここで、アクスルチューブ１４をデファレンシャルケース１３に取付けるときに、エンドプレート３９のガイドによって、デファレンシャルケース１３の軸中心線Ｏ_１−Ｏ_１とアクスルチューブ１４の軸中心線Ｏ_２−Ｏ_２とを心出しする機能について、図９ないし図１２を用いて説明する。

なお、図９ないし図１２は、図８中のＡ部（上，下方向の下側）とＢ部（上，下方向の上側）とを拡大した状態で、アクスルチューブ１４をデファレンシャルケース１３に組付ける手順を示している。また、デファレンシャルケース１３のケース側テーパ面１３Ａ１の最大半径をＲ_１で示し、アクスルチューブ１４の拡径段部１４Ｄの内周面の半径をＲ_２で示している。

まず、図９に示すように、デファレンシャルケース１３の開口端１３Ａとアクスルチューブ１４の接続端１４Ａとを対面させると、アクスルチューブ１４の拡径段部１４Ｄに挿嵌されたエンドプレート３９は、重力により、チューブ側嵌合部３９Ｂ（外周面３９Ｂ１）の下端部がアクスルチューブ１４の拡径段部１４Ｄの内周面に当接し、上端部が拡径段部１４Ｄの内周面から下方に離間している。

次いで、図１０に示すように、アクスルチューブ１４をデファレンシャルケース１３に近付けると、エンドプレート３９のプレート側テーパ面３９Ａ１の下端部が、デファレンシャルケース１３のケース側テーパ面１３Ａ１に当接する。これにより、エンドプレート３９が上方に移動し、チューブ側嵌合部３９Ｂ（外周面３９Ｂ１）の下端部は、アクスルチューブ１４の拡径段部１４Ｄの内周面から上方に離間する。

次いで、図１１に示すように、アクスルチューブ１４をデファレンシャルケース１３にさらに近付けると、エンドプレート３９のプレート側テーパ面３９Ａ１とデファレンシャルケース１３のケース側テーパ面１３Ａ１との係合により、エンドプレート３９がさらに上方に移動される。その結果、エンドプレート３９のチューブ側嵌合部３９Ｂ（外周面３９Ｂ１）の上端部が、アクスルチューブ１４の拡径段部１４Ｄの内周面に当接する。

次いで、図１２に示すように、アクスルチューブ１４をデファレンシャルケース１３にさらに近付けると、エンドプレート３９のプレート側テーパ面３９Ａ１とデファレンシャルケース１３のケース側テーパ面１３Ａ１との係合により、エンドプレート３９がさらに上方へと移動される。これにより、エンドプレート３９のプレート側テーパ面３９Ａ１にデファレンシャルケース１３のケース側テーパ面１３Ａ１の全体が収まる。このとき、エンドプレート３９の上方への移動が最大となり、アクスルチューブ１４はエンドプレート３９と共に上方に大きく移動される。この結果、デファレンシャルケース１３の軸中心線Ｏ_１−Ｏ_１にアクスルチューブ１４の軸中心線Ｏ_２−Ｏ_２をほぼ一致するまで近付けることができ、デファレンシャルケース１３にアクスルチューブ１４を組付けるときの心出しを容易に行うことができる。

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１６、デファレンシャル機構１９、回転軸２４、遊星歯車減速機構２６を介して左，右のアクスルシャフト３１に伝達される。これにより、各アクスルシャフト３１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１９の各デフ用ピニオンギヤ２２が自転しつつ各サイドギヤ２３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、ホイールローダ１の走行時には、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３２によって回転軸２４に制動力を付与し、ホイールローダ１を減速または停車させることができる。このとき、ブレーキ機構３２は、図５に示すように、油室３７内にブレーキ圧が供給されることにより、戻しばね機構３８に抗してブレーキピストン３６をアクスルチューブ１４側に移動させ、ブレーキピストン３６とエンドプレート３９との間で、回転ディスク３５と非回転ディスク３４とを摩擦係合させ、回転軸２４に制動力を付与する。このとき、エンドプレート３９のギヤ側端面３９Ｃがリングギヤ２８の端面２８Ａと当接することにより、ブレーキピストン３６によるブレーキ力（制動力）の反力をリングギヤ２８によって受けることができ、回転軸２４を確実に制動することができる。

一方、ブレーキペダル（図示せず）を操作しない非制動時には、図６に示すように、戻しばね機構３８によってブレーキピストン３６がデファレンシャルケース１３の隔壁１３Ｂに押付けられて、回転ディスク３５と非回転ディスク３４とが互いに隙間をもって対面する。この状態では、エンドプレート３９のケース側嵌合部３９Ａに設けたプレート側テーパ面３９Ａ１が、デファレンシャルケース１３の開口端１３Ａに設けたケース側テーパ面１３Ａ１に当接しているから、エンドプレート３９には、常にブレーキピストン３６から離れる方向に向けて力が作用している。これにより、非制動時には、ブレーキピストン３６とエンドプレート３９との間に一定（規定）の離間寸法が保たれるので、非回転ディスク３４と回転ディスク３５との間に適正な隙間を確保することができる。この結果、非制動時において、非回転ディスク３４と回転ディスク３５とが摺接することによるロストルクや発熱を低減することができ、リヤアクスル装置１１、フロントアクスル装置１２に対する信頼性を高めることができる。

一方、ホイールローダ１の稼働時には、デファレンシャルケース１３の開口端１３Ａとアクスルチューブ１４の接続端１４Ａとの接合面に対し、ホイールローダ１の重量を受ける後輪４からの反力（タイヤ反力）によりせん断力が発生するが、このせん断力はボルト１５の締付けによる摩擦力で受けている。しかし、デファレンシャルケース１３とアクスルチューブ１４との接合面に発生したせん断力がボルト１５の締付けによる摩擦力を上回ると、接合面にすべりが発生してしまう。例えば、重量物を作業装置６で持ち上げる際に、前輪５を支点として後輪４が地面から浮き上がり、作業装置６から重量物が外れて後部車体２が自由落下すると、後輪４を介して後部車体２に衝撃荷重が作用し、アクスルチューブ１４は、デファレンシャルケース１３に対し鉛直上方にずれを生じる。

このような事態が生じた場合には、図１３に示すように、アクスルチューブ１４の拡径段部１４Ｄに、エンドプレート３９のチューブ側嵌合部３９Ｂの下端部が当接し、エンドプレート３９のプレート側テーパ面３９Ａ１の上端部がデファレンシャルケース１３のケース側テーパ面１３Ａ１に当接する。これにより、エンドプレート３９によってデファレンシャルケース１３とアクスルチューブ１４との間の衝撃荷重を受けることができる。この場合でも、エンドプレート３９のプレート側テーパ面３９Ａ１がデファレンシャルケース１３のケース側テーパ面１３Ａ１に当接しているから、エンドプレート３９をリングギヤ２８側に押圧することができ、エンドプレート３９とブレーキピストン３６との間に一定の離間寸法を保つことができる。

かくして、本実施の形態によれば、デファレンシャルケース１３の開口端１３Ａの内周面にはケース側テーパ面１３Ａ１を設け、エンドプレート３９のケース側嵌合部３９Ａにはプレート側テーパ面３９Ａ１を設けている。このため、アクスルチューブ１４にエンドプレート３９のチューブ側嵌合部３９Ｂを嵌合させた状態で、アクスルチューブ１４の接続端１４Ａをデファレンシャルケース１３の開口端１３Ａに取付ける場合に、デファレンシャルケース１３のケース側テーパ面１３Ａ１とエンドプレート３９のプレート側テーパ面３９Ａ１とが当接する。これにより、通常の組立作業を行うだけで、デファレンシャルケース１３とアクスルチューブ１４との芯合わせを容易に行うことができる。

しかも、ケース側テーパ面１３Ａ１とプレート側テーパ面３９Ａ１とが当接することにより、エンドプレート３９に対しブレーキピストン３６から離れる方向への力が作用するので、回転ディスク３５と非回転ディスク３４とを挟むエンドプレート３９とブレーキピストン３６との間に、一定（規定）の離間寸法（隙間）を確保することができる。

この結果、ブレーキ機構３２の非制動時には、回転ディスク３５と非回転ディスク３４との間に隙間を確実に保持することができるから、回転ディスク３５と非回転ディスク３４の摺接（引き摺り）によるロストルクや発熱を低減でき、アクスル装置１１，１２に対する信頼性を向上することができる。

一方、アクスルチューブ１４の接続端１４Ａ側には、エンドプレート３９よりも軸方向に奥まった位置にリングギヤ２８を設けている。これにより、ブレーキピストン３６が回転ディスク３５と非回転ディスク３４とをエンドプレート３９側に押し付けたときには、エンドプレート３９のギヤ側端面３９Ｃをリングギヤ２８の端面２８Ａに当接させることができる。この結果、ブレーキ機構３２は、ブレーキピストン３６によるブレーキ力（制動力）の反力をリングギヤ２８によって受けることができ、デファレンシャル機構１９の各回転軸２４に対し、確実に制動力を付与することができる。

さらに、エンドプレート３９のチューブ側嵌合部３９Ｂは、アクスルチューブ１４の拡径段部１４Ｄにより径方向に位置決めすることができる。このため、アクスルチューブ１４をデファレンシャルケース１３に取付けるときに、デファレンシャルケース１３のケース側テーパ面１３Ａ１に対し、エンドプレート３９のプレート側テーパ面３９Ａ１を当接させることにより、エンドプレート３９をアクスルチューブ１４のガイドとして利用することができる。この結果、アクスルチューブ１４の軸中心線Ｏ_２−Ｏ_２をデファレンシャルケース１３の軸中心線Ｏ_１−Ｏ_１に近接した位置に配置することができる。これにより、アクスルチューブ１４とデファレンシャルケース１３とを径方向に位置決めした状態で組付けることができ、ブレーキ非制動時において、回転ディスク３５と非回転ディスク３４との間に適正な隙間を確保することができる。

なお、上述した実施の形態では、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デファレンシャルケース
１３Ａ開口端
１３Ａ１ケース側テーパ面
１４アクスルチューブ
１４Ａ接続端
１４Ｄ拡径段部
１９デファレンシャル機構
２４回転軸
２８リングギヤ
２８Ａ端面
３１アクスルシャフト
３２ブレーキ機構
３４非回転ディスク
３５回転ディスク
３６ブレーキピストン
３９エンドプレート
３９Ａケース側嵌合部
３９Ａ１プレート側テーパ面
３９Ｂチューブ側嵌合部
３９Ｂ１外周面

Claims

駆動源を備え建設機械に用いられる車体と、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左，右方向の両側が開口端となったデファレンシャルケースと、左，右方向に延びた中空な筒体からなり前記デファレンシャルケースの開口端と対面する部位が該開口端に接続される接続端となった左，右のアクスルチューブと、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，右の回転軸に分配するデファレンシャル機構と、前記各アクスルチューブ内に配置され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各回転軸に制動力を付与する左，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、
前記各ブレーキ機構は、
前記デファレンシャルケースの開口端近傍に非回転状態で取付けられた非回転ディスクと、
該非回転ディスクと左，右方向で対面した状態で前記回転軸に取付けられ該回転軸と一緒に回転する回転ディスクと、
前記回転ディスクと前記非回転ディスクよりも前記デファレンシャル機構側に位置して前記デファレンシャルケース内に設けられ、前記非回転ディスクを前記回転ディスクに押付けるブレーキピストンと、
前記デファレンシャルケースの開口端の内周面に嵌合されるケース側嵌合部と前記アクスルチューブの接続端の内周面に嵌合されるチューブ側嵌合部とを有して、前記デファレンシャルケースの開口端と前記アクスルチューブの接続端とに跨って配置され、前記ブレーキピストンとの間で前記回転ディスクと前記非回転ディスクとを挟むエンドプレートとにより構成し、
前記デファレンシャルケースの開口端の内周面には、該デファレンシャルケースの開口端から前記デファレンシャル機構に向けて徐々に縮径するケース側テーパ面が設けられており、
前記エンドプレートの前記ケース側嵌合部には、前記アクスルチューブ側から前記デファレンシャル機構に向けて徐々に縮径し、前記ケース側テーパ面と当接した状態が維持されるプレート側テーパ面が設けられており、
前記アクスルチューブの接続端側には、前記エンドプレートよりも軸方向に奥まった位置に配置され前記エンドプレートの端面と軸方向で対面するリングギヤが設けられており、
前記エンドプレートは、前記リングギヤの端面との当接と前記デファレンシャルケースの前記ケース側テーパ面との当接により前記デファレンシャルケースと前記アクスルチューブとの軸中心線が一致して軸方向に位置決めされる構成としたことを特徴とするホイール式建設機械。
前記エンドプレートの前記チューブ側嵌合部は、均一な外径寸法を有する外周面からなり、
前記アクスルチューブの接続端には、前記リングギヤの前記エンドプレート側の端面よりも前記デファレンシャルケース側に位置して前記リングギヤよりも大径な拡径段部が設けられており、
前記エンドプレートの前記チューブ側嵌合部は、前記アクスルチューブの拡径段部により径方向に位置決めされ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。