JP6371784B2 - ホイール式建設機械 - Google Patents

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、前記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内部がデファレンシャル機構収容室となったデファレンシャルケースと、前記デファレンシャルケースの左，右両側に配置されると共に、前記デファレンシャルケースの前記デファレンシャル機構収容室との間が隔壁によって画成され内部がブレーキ機構収容室となった左，右のブレーキケースと、前記デファレンシャルケースの前記デファレンシャル機構収容室に設けられ前記駆動源の駆動力を左，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、前記左，右のブレーキケースの前記ブレーキ機構収容室にそれぞれ設けられ前記デファレンシャル機構の前記回転軸の回転に制動を与える左，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、前記回転軸に取付けられて前記回転軸と一緒に回転する複数枚の回転ディスクと、前記回転ディスクを左，右方向から対面して挟むように前記ブレーキケース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、前記非回転ディスクと対面して前記ブレーキケース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て制動力を発生させる円環状のピストンとにより構成されている。

ブレーキ機構のピストンには、左，右方向に移動可能に設けられたピン部材が設けられている。一方、ブレーキケースの隔壁には、ピストンと一緒に移動するピン部材に当接する環状板と、環状板を介して前記ピン部材を前記ピストンによる各ディスクの押圧方向と反対側に付勢するばね部材と、ばね部材を位置決めするストッパとが設けられている（例えば、特許文献１参照）。これにより、ピストンは、ピストンへの押圧力を解除した場合、ばね部材の付勢力によって規定の寸法だけ戻す構成としている。

国際公開第２００４／１０９１４２号

ところで、制動（押圧力)を解除したときにピストンが戻される寸法は、ピストンを押圧したときの残圧およびピストンと隔壁との間に設けられたシール部材による摺動抵抗に対し、ばね部材の付勢力がつり合う位置までとなる。ここで、ばね部材には、付勢力に多少の個体差があり、経時的にも付勢力が変化する。また、シール部材においても、経時的な摺動抵抗の変化が生じる。

従って、特許文献１によるものでは、ばね部材の付勢力によってピストンを戻そうとした場合に、ピストンの戻り寸法が一定にならない虞がある。このために、ブレーキ機構の操作性にバラツキが生じることになり、ブレーキ機構の動作性能が低下するという問題がある。

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、制動を解除したときのピストンの戻り寸法を一定にすることができ、ブレーキ機構の動作性能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、前記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、前記車体に設けられた作業装置とからなり、前記アクスル装置は、左，右方向の中間部に配置され内部がデファレンシャル機構収容室となったデファレンシャルケースと、前記デファレンシャルケースの左，右両側に配置されると共に、前記デファレンシャルケースの前記デファレンシャル機構収容室との間が隔壁によって画成され内部がブレーキ機構収容室となった左，右のブレーキケースと、前記デファレンシャルケースの前記デファレンシャル機構収容室に設けられ前記駆動源の駆動力を左，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、前記左，右のブレーキケースの前記ブレーキ機構収容室にそれぞれ設けられ前記デファレンシャル機構の前記回転軸の回転に制動を与える左，右のブレーキ機構とを備え、前記ブレーキ機構は、前記回転軸に取付けられて前記回転軸と一緒に回転する１枚以上の回転ディスクと、前記回転ディスクを左，右方向から対面して挟むように前記ブレーキケースに非回転状態で取付けられた１枚以上の非回転ディスクと、前記非回転ディスクと対面して前記ブレーキケース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て制動力を発生させる円環状のピストンとにより構成し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、前記ブレーキケースの前記隔壁と左，右方向に離間すると共に前記隔壁と対面した状態で前記ピストンの内径側から径方向の内向きに突出して設けられた突出部位と、前記突出部位に左，右方向に貫通して設けられたピン孔と、前記ピン孔から両端側が左，右方向の突出した状態で前記ピン孔に左，右方向に移動可能に挿嵌され前記ピストンが非制動位置にあるとき左，右方向の一端が前記隔壁に当接可能なピン部材と、前記回転ディスクと前記非回転ディスクが離間することができる離間寸法をもって前記ピン部材の左，右方向の他端と離間して設けられ、前記離間寸法の範囲で前記ピン部材の移動を許すストッパ部材とを含んで構成したことを特徴としている。

本発明によれば、制動を解除したときのピストンの戻り寸法を一定にすることができ、ブレーキ機構の動作性能を向上することができる。

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。 フロントアクスル装置の内部構造を示す断面図である。 図３中のブレーキ機構、遊星歯車減速機構等を拡大して示す要部拡大の断面図である。 図３中の矢示Ｖ−Ｖ方向から見た断面図である。 ピストン、各突出部位、各ピン部材およびストッパ部材の配置関係を示す分解斜視図である。 図４中のVII部を拡大して示す断面図である。 組立状態からピン部材がストッパ部材に当接するまでピストンを移動させた状態を図７と同様位置から見た断面図である。 ピストンによって各ディスクを押圧して制動を与えた状態を図７と同様位置から見た断面図である。 ピストンによる制動を解除し、弾性部材によってピストンをピン部材が隔壁の当接面に当接するまで戻した状態を図７と同様位置から見た断面図である。 摩耗した回転ディスクを用いて制動を与えた状態を図７と同様位置から見た断面図である。 摩耗した回転ディスクを用いた制動を解除し、弾性部材によってピストンをピン部材が隔壁の当接面に当接するまで戻した状態を図７と同様位置から見た断面図である。 本発明の第２の実施の形態によるピン部材、保護部材を含むブレーキ機構等を図７と同様位置から見た断面図である。 本発明の第３の実施の形態によるストッパ部材を含むブレーキ機構等を図７と同様位置から見た断面図である。 図１４中のストッパ部材を単体で示す斜視図である。

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１２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、第１の実施の形態によるホイールローダ１は、ホイール式建設機械を構成するものである。このホイールローダ１は、後部車体２と、この後部車体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とを含んで構成されている。

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。

リヤアクスル装置１１は、後部車体２の下側に位置して設けられている。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、フロントアクスル装置１２は、前部車体３の下側に位置して設けられている。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、後述のデファレンシャルケース１４、ブレーキケース１５、デファレンシャル機構２０、遊星歯車減速機構２７、ブレーキ機構３３、突出部位４０、ピン部材４２、ストッパ部材４３を含んで構成されている。

ケーシング１３は、フロントアクスル装置１２の外形を構成している。このケーシング１３は、左，右方向の中央に位置する中央筒部１３Ａと、この中央筒部１３Ａの左，右両側にそれぞれ取付けられた側方筒部１３Ｂとにより密閉容器として形成され、その内部には、潤滑油が充填されている。ケーシング１３は、左，右方向で異なる部材を収容しており、それぞれの機能毎に後述のデファレンシャルケース１４、左，右のブレーキケース１５および左，右のアクスルチューブ１６に区分されている。

デファレンシャルケース１４（以下、デフケース１４という）は、ケーシング１３の左，右方向の中央部に配置されている。このデフケース１４は、後述するブレーキケース１５の隔壁１５Ａ間の範囲となり、内部はデファレンシャル機構２０を収容するデファレンシャル機構収容室１４Ａとなっている。デファレンシャル機構収容室１４Ａの左，右両側は、ブレーキケース１５の隔壁１５Ａによって仕切られている。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１４Ｂが設けられ、該突出筒１４Ｂ内には、後述の入力軸１７が回転自在に配置されている。

ブレーキケース１５は、デフケース１４の左，右両側に配置されている。左，右のブレーキケース１５は、デフケース１４内のデファレンシャル機構収容室１４Ａとの間が隔壁１５Ａによって画成されている。この隔壁１５Ａは、デフケース１４の内周面から縮径した円環状の板状体として形成され、その中心部には後述の回転軸２５が挿通されている。これにより、ブレーキケース１５の内部は、各隔壁１５Ａに仕切られてブレーキ機構収容室１５Ｂとなっている。

ここで、図４、図７に示すように、ブレーキケース１５の各隔壁１５Ａには、外周側に位置して前記ブレーキ機構収容室１５Ｂ側（左，右方向の外側）に開口するように段付円環状のピストン挿着部１５Ｃが設けられている。また、各隔壁１５Ａには、ピストン挿着部１５Ｃよりも内径側に位置して円環状の環状突起１５Ｄが設けられ、該環状突起１５Ｄの先端部(後述の回転ディスク３５と対面する部位)は、平坦な取付面１５Ｅとなっている。各隔壁１５Ａには、ピストン挿着部１５Ｃと環状突起１５Ｄとの間に位置して平坦な当接面１５Ｆが設けられている。この当接面１５Ｆは、制動を解除してピストン３７が戻されたときに、ピン部材４２の一端部４２Ａが当接するストッパとして機能する。

ここで、環状突起１５Ｄの突出寸法(左，右方向の長さ寸法)は、取付面１５Ｅと当接面１５Ｆとの間の左，右方向寸法が、ピン部材４２の長さ寸法よりも後述の離間寸法Ｇだけ大きな値に設定されている。

各隔壁１５Ａの内周側には、段付き筒状のリテーナ１５Ｇが設けられている。このリテーナ１５Ｇの内周側には、ギヤケース２１、回転軸２５を回転可能に支持する後述の軸受１８が取付けられている。

さらに、各ブレーキケース１５の左，右方向の外側は、側方筒部１３Ｂを用いたアクスルチューブ１６となっている。このアクスルチューブ１６は、縮径しつつ左，右方向に延びる円筒状体として形成されている。左，右のアクスルチューブ１６内には、それぞれ後述のアクスルシャフト３２が回転可能に設けられている。

入力軸１７は、デフケース１４の突出筒１４Ｂ内に２個の軸受１８を介して回転可能に設けられている（図３参照）。この入力軸１７は、外部に突出したフランジ部１７Ａがプロペラシャフト９Ｂに接続されている。また、入力軸１７の内部側には、ベベルギヤからなるピニオンギヤ１９が設けられている。

デファレンシャル機構２０は、デフケース１４のデファレンシャル機構収容室１４Ａに設けられている。このデファレンシャル機構２０は、駆動源となるエンジン７の駆動力を左，右方向に配置された回転軸２５、アクスルシャフト３２を介して左，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２０は、左，右のブレーキケース１５の各隔壁１５Ａ(リテーナ１５Ｇ)に軸受１８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２１と、該ギヤケース２１内に固定されたスパイダ２２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、基端側が該サイドギヤ２４とスプライン結合され、先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２１の外周側には、入力軸１７のピニオンギヤ１９に噛合うデフ用リングギヤ２６が設けられている（図３参照）。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２１、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２０を構成している。

デファレンシャル機構２０は、トランスミッション９による回転力が入力軸１７、ピニオンギヤ１９、デフ用リングギヤ２６を介してギヤケース２１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。

遊星歯車減速機構２７は、後述のブレーキ機構３３と一緒に左，右のブレーキケース１５のブレーキ機構収容室１５Ｂにそれぞれ設けられている。左，右の遊星歯車減速機構２７は、回転軸２５の回転を減速してアクスルシャフト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の先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。

アクスルシャフト３２は、左，右のアクスルチューブ１６内をそれぞれ長さ方向（軸方向）に延びて配置されている。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。

次に、本発明の特徴部分である左，右のブレーキ機構３３の構成について詳しく説明する。

左，右のブレーキ機構３３は、左，右のブレーキケース１５のブレーキ機構収容室１５Ｂにそれぞれ設けられている。各ブレーキ機構３３は、デファレンシャル機構２０の回転軸２５の回転に制動を与えるもので、例えば湿式多板型のブレーキ機構として構成されている。

ブレーキ機構３３は、図４に示すように、回転軸２５の外周側にスプライン結合された円筒状のハブ３４と、回転軸２５の外周側にハブ３４を介して取付けられ該ハブ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ブレーキケース１５（ケーシング１３の中央筒部１３Ａ）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間に位置して各非回転ディスク３６の径方向外側に配置され、各非回転ディスク３６に対し互いに離間する方向の弾性力（付勢力）を付与する弾性部材３８とを含んで構成されている。

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、後述の油室３７Ｄ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、回転ディスク３５は、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の内周側は、雌スプライン３５Ａとなって回転軸２５に取付けられたハブ３４の雄スプライン３４Ａとスプライン結合している。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。図７に示すように、回転ディスク３５の左，右方向の両面には、径方向の外側寄りに位置して摩擦材３５Ｂがそれぞれ設けられている。

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。非回転ディスク３６は、その外周縁がブレーキケース１５の内周面側に左，右方向に移動可能に、かつ、ブレーキケース１５に対して非回転状態で取付けられている。

ピストン３７は、その外周面３７Ａが段付き円筒面となり、内周面３７Ｂが一定の直径寸法をもった円筒面として形成されている。ピストン３７は、ブレーキケース１５のブレーキ機構収容室１５Ｂに設けられたピストン挿着部１５Ｃに、左，右方向に移動可能に挿着されている。ピストン３７は、非回転ディスク３６を回転ディスク３５に押付けて摩擦接触させることにより、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の外周面３７Ａには、軸方向に離間して２本のシール部材３７Ｃが全周に亘って設けられている。ピストン３７の外周面３７Ａとピストン挿着部１５Ｃとの間には、各シール部材３７Ｃによって円環状の油室３７Ｄ（図８等参照）が形成されている。さらに、ピストン３７の内周面３７Ｂには、後述の突出部位４０が周方向に間隔をもって複数個設けられている。

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。弾性部材３８は、例えば皿ばね、波ワッシャ等からなり、隣合う非回転ディスク３６に対し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１０、図１２に示すように、非制動時は、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が後述する規定の離間寸法Ｇだけ押し戻される。

エンドプレート３９は、各ディスク３５，３６を挟んでピストン３７の反対側に設けられている。このエンドプレート３９は、円環状の強度部材として形成され、リングギヤ２９の端面に当接している。これにより、エンドプレート３９は、ピストン３７との間で回転ディスク３５と非回転ディスク３６とを挟持し、このときのピストン３７の押圧力を受止めることができる。

次に、各ディスク３５，３６を押圧したピストン３７の押圧力（制動）を解除したときに、このピストン３７を規定の離間寸法Ｇだけ戻すための構成について述べる。このピストン３７を規定寸法Ｇだけ戻すための構成は、前述した弾性部材３８、後述の突出部位４０、ピン孔４１、ピン部材４２、ストッパ部材４３を含んでいる。

突出部位４０は、ブレーキケース１５の隔壁１５Ａと対面するように、ピストン３７の内径側となる内周面３７Ｂから径方向の内向きに突出して設けられている。突出部位４０は、例えばピストン３７の周方向に等しい間隔をもって複数個、例えば６個設けられている（図５参照）。各突出部位４０は、隔壁１５Ａの当接面１５Ｆと左，右方向に離間すると共に、隔壁１５Ａの当接面１５Ｆと対面した状態でピストン３７の内周面３７Ｂから径方向の内側に向けて延びている。各突出部位４０には、当接面１５Ｆと対応する位置に後述のピン孔４１が設けられている。

ピン孔４１は、当接面１５Ｆと対応する位置、即ち、各突出部位４０のほぼ中央部位に左，右方向に貫通して設けられている。このピン孔４１は、後述のピン部材４２が軸方向となる左，右方向に移動可能に挿嵌されるもので、挿嵌されたピン部材４２との間で後述する所定の摩擦抵抗を発生するように内径寸法（直径寸法）が設定されている。即ち、ピン孔４１の内径寸法は、自由状態のピン部材４２の外径寸法よりも小さな値に設定されている。

ピン部材４２は、突出部位４０に設けられたピン孔４１から両端側が突出した状態でピン孔４１に左，右方向に移動可能に挿嵌されている。これにより、ピン部材４２の両端部のうち、左，右方向の内側(隔壁１５Ａ側)となる一端としての一端部４２Ａが、隔壁１５Ａの当接面１５Ｆに当接可能となっている。一方、左，右方向の外側(各ディスク３５，３６側)となる他端としての他端部４２Ｂは、後述のストッパ部材４３に当接可能となっている。ピン部材４２は、径方向に弾性力をもったスプリングピンからなり、突出部位４０に穿設されたピン孔４１に対して弾性変形した状態（径方向の外側に向けてばね力をもった状態）で挿嵌されている。即ち、ピン部材４２とピン孔４１との間には、摩擦抵抗が付与されている。

ストッパ部材４３は、隔壁１５Ａに設けられた環状突起１５Ｄの取付面１５Ｅにボルト４４を用いて取付けられている。これにより、ストッパ部材４３は、ピン部材４２が左，右方向に移動可能な離間寸法Ｇを有する状態で、ピン部材４２を挟んで隔壁１５Ａと左，右方向に離間して設けられている。図５、図６に示すように、ストッパ部材４３は、隔壁１５Ａの当接面１５Ｆと対面するように円環状に形成された環状取付部４３Ａと、該環状取付部４３Ａの外周から径方向の外側に突出した複数個の当接部４３Ｂとにより構成されている。当接部４３Ｂは、突出部位４０と対応するように周方向に等間隔をもって６個配置されている。

ストッパ部材４３を隔壁１５Ａの環状突起１５Ｄに取付けた状態では、当接面１５Ｆとストッパ部材４３との離間寸法は、ピン部材４２の長さ寸法よりも寸法Ｇだけ大きな値に設定されている。これにより、ピン部材４２(ピストン３７)は、当接面１５Ｆとストッパ部材４３との間を離間寸法Ｇだけ移動することができる。この場合、離間寸法Ｇは、制動を解除してピストン３７がブレーキケース１５の隔壁１５Ａ側に戻るのを許可するための隙間であり、各回転ディスク３５と各非回転ディスク３６とを離間させて接触を防止しつつ、次回の制動時には瞬時にピストン３７によって各ディスク３５，３６を押圧できる適正な寸法に設定されている。

ここで、非制動時にピストン３７を適正な位置まで安定的に戻すために、各部に設定された弾性力(押付け力)と摩擦力（摩擦抵抗）の大きさの関係について述べる。

まず、油室３７Ｄに供給された油圧によるピストン３７の押付け力（押圧力）が最も大きな値に設定されている。制動時のピストン３７の押付け力に次いで、突出部位４０に設けられたピン孔４１とピン部材４２との間の摩擦抵抗が大きな値に設定されている。

一方、ピン孔４１とピン部材４２との間の摩擦抵抗は、弾性部材３８の弾性力(押付け力)よりも大きな値に設定されている。また、弾性部材３８による弾性力は、非制動時のピストン３７を移動させるときの摩擦抵抗、即ち、ブレーキケース１５のピストン挿着部１５Ｃとピストン３７の各シール部材３７Ｃとの間の摩擦抵抗よりも大きな値に設定されている。

ここで、ブレーキケース１５の隔壁１５Ａに対してピストン３７、ピン部材４２、ストッパ部材４３を組付けるときの作業の一例について述べる。

まず、各突出部位４０に穿設されたピン孔４１にピン部材４２が挿嵌されたピストン３７を、ブレーキケース１５の隔壁１５Ａに設けられたピストン挿着部１５Ｃに挿着する。次に、環状突起１５Ｄの取付面１５Ｅにストッパ部材４３の環状取付部４３Ａを当接させ、この状態で、ボルト４４を用いてストッパ部材４３を環状突起１５Ｄに取付ける。このように、ピン部材４２、ストッパ部材４３等は、特殊な工具等を用いることなく、簡単な作業、少ない工数で組付けることができる。

次に、前述した各部の押付け力、摩擦力等の力関係に基づくブレーキ機構３３による制動時の動作について、図７ないし図１２を用いて説明する。

ブレーキ機構３３を組立てた直後の状態（ブレーキペダルが１回も踏まれていない状態）について、その一例を述べる。例えば、図７に示すように、ピストン３７に設けられた突出部位４０およびピン部材４２が隔壁１５Ａの当接面１５Ｆに近接している。また、各非回転ディスク３６間は、弾性部材３８によって確保される隙間寸法よりも大きく離間している。

オペレータによってブレーキペダルが踏まれると、図８に示すように、油室３７Ｄに圧油が供給されてピストン３７が矢示Ａ方向に移動される。このときには、油圧によるピストン３７の押付け力（押圧力）は、ピストン挿着部１５Ｃとピストン３７の各シール部材３７Ｃとの間の摩擦抵抗よりも大幅に大きな値に設定されているから、ピストン３７を円滑に移動させることができる。

続いて、ブレーキペダルをさらに踏み込むと、図９に示すように、ピストン３７が非回転ディスク３６に当接し、各ディスク３５，３６を押付ける。従って、各回転ディスク３５の摩擦材３５Ｂと各非回転ディスク３６との間で摩擦力が高まるから、この摩擦抵抗によって回転軸２５に対する制動力を発生することができる。この場合、油圧によるピストン３７の押付け力（押圧力）は、各弾性部材３８の弾性力による反対向きの押圧力よりも大きな値に設定されているから、ピストン３７は、各弾性部材３８に抗して各ディスク３５，３６を強く押付けることができる。

しかも、ブレーキペダルを大きく踏み込んだ場合には、ピストン３７の各突出部位４０に設けた各ピン部材４２がストッパ部材４３の当接部４３Ｂに当接し、このストッパ部材４３を矢示Ａ方向に押圧する。このときに、突出部位４０のピン孔４１とピン部材４２との間の摩擦抵抗は、制動時のピストン３７の押付け力よりも小さな値に設定している。従って、ピン部材４２は、ストッパ部材４３に当接した位置で移動が規制されるから、ピストン３７（突出部位４０）だけが移動限界位置（制動位置）まで矢示Ａ方向に移動することができる。

次に、ブレーキペダルから足を離してブレーキ機構３３による制動を解除した場合、弾性部材３８による弾性力は、非制動時のピストン３７を移動させるときの摩擦抵抗、即ち、ブレーキケース１５のピストン挿着部１５Ｃとピストン３７の各シール部材３７Ｃとの間の摩擦抵抗よりも大きな値に設定されている。これにより、図１０に示すように、ピストン３７は、弾性部材３８による弾性力によって矢示Ｂ方向に移動する。

そして、各弾性部材３８によって非回転ディスク３６間が適正な間隔となるまでピストン３７が移動したときに、ピストン３７の突出部位４０に設けられたピン部材４２の一端部４２Ａが隔壁１５Ａの当接面１５Ｆに当接する。この場合、突出部位４０のピン孔４１とピン部材４２との間の摩擦抵抗は、弾性部材３８の弾性力よりも大きな値に設定している。従って、ピストン３７の移動は、ピン部材４２が隔壁１５Ａに当接した位置、即ち、矢示Ｂ方向に離間寸法Ｇだけ戻された位置で停止される。これにより、ピストン３７は、制動の解除時に毎回寸法Ｇだけ戻されることになるから、各ディスク３５，３６間の接触を防止しつつ、次回の制動時には瞬時に適正なブレーキ操作ができる位置に配置することができる。

次に、各回転ディスク３５の摩擦材３５Ｂが摩耗した場合のピストン３７の動作について説明する。

この場合には、前述した各回転ディスク３５が通常状態のときと同様に、図１１に示すように、ピストン３７は、各非回転ディスク３６を各回転ディスク３５に押付けて回転軸２５に対する制動力を発生することができる。この際、各回転ディスク３５の摩擦材３５Ｂが摩耗した分だけピストン３７の移動量が大きくなり、これに伴って、ピン部材４２をストッパ部材４３に当接した位置に残し、ピストン３７だけが矢示Ａ方向にさらに移動することになる。

一方、ブレーキ機構３３による制動を解除した場合には、図１２に示すように、ピストン３７は、弾性部材３８による弾性力によって矢示Ｂ方向に移動し、ピン部材４２が隔壁１５Ａに当接する離間寸法Ｇだけ戻されて停止される。このように、各回転ディスク３５の摩擦材３５Ｂが摩耗した場合でも、制動が解除されたときには、ピストン３７を毎回寸法Ｇだけ戻すことができる。

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１７、デファレンシャル機構２０、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２０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。このブレーキ機構３３は、制動を解除したときにピストン３７を離間寸法Ｇだけ矢示Ｂ方向に戻すことができ、各ディスク３５，３６間の接触を防止しつつ、次回の制動時には瞬時に適正なブレーキ操作を行うことができる。

かくして、本実施の形態によれば、デファレンシャル機構２０の各回転軸２５の回転に制動を与える左，右のブレーキ機構３３は、ブレーキケース１５の隔壁１５Ａと左，右方向に離間すると共に隔壁１５Ａと対面した状態でピストン３７の内径側から径方向の内向きに突出して設けられた突出部位４０と、突出部位４０に左，右方向に貫通して設けられたピン孔４１と、ピン孔４１から両端側が左，右方向の突出した状態でピン孔４１に左，右方向に移動可能に挿嵌されピストン３７が非制動位置にあるとき左，右方向の一端部４２Ａが隔壁１５Ａに当接可能なピン部材４２と、各回転ディスク３５と各非回転ディスク３６が離間することができる離間寸法Ｇをもってピン部材４２の左，右方向の他端部４２Ｂと離間して設けられ、離間寸法Ｇの範囲でピン部材４２の移動を許すストッパ部材４３とを含んで構成している。

従って、非制動時にピストン３７は、弾性部材３８による付勢力によって矢示Ｂ方向に戻され、突出部位４０、ピン孔４１、ピン部材４２およびストッパ部材４３により離間寸法Ｇだけ戻った位置で移動が規制される。

この結果、ブレーキ機構３３による制動を解除したときのピストン３７の戻り寸法を毎回一定にすることができるから、ブレーキ機構３３の動作性能を向上することができ、信頼性を高めることができる。

しかも、ブレーキ機構３３は、突出部位４０、ピン孔４１、ピン部材４２、ストッパ部材４３を含んで構成しているから、ブレーキ機構３３は、少ない種類の部品によって形成することができる。また、ストッパ部材４３は、ボルト４４を用いて隔壁１５Ａに取付けることができるから、特殊な組付け工具等を用いることなく、簡単なスパナ、ソケットレンチ等を用いて容易に組付けることができ、組立作業性を向上することができる。

ピン孔４１とピン部材４２との間の摩擦抵抗は、制動時のピストン３７の押付け力よりも小さな値に設定している。従って、回転軸２５の回転に制動を与えるべく、ピストン３７を矢示Ａ方向に移動させて各ディスク３５，３６に押付けたときには、このピストン３７と一緒に突出部位４０をピン部材４２に対して移動させることができる。

各非回転ディスク３６の間には、各非回転ディスク３６が互いに離間する方向に弾性力を付与する弾性部材３８を設けている。この上で、ピン孔４１とピン部材４２との間の摩擦抵抗は、前記弾性部材３８の弾性力よりも大きな値に設定している。従って、弾性部材３８によってピストン３７が矢示Ｂ方向に移動されたときの距離は、ピン部材４２の一端部４２Ａが隔壁１５Ａの当接面１５Ｆに当接した位置、即ち、矢示Ｂ方向に寸法Ｇだけ戻された位置とすることができる。これにより、ピストン３７は、制動の解除時に毎回寸法Ｇだけ戻されることになるから、各ディスク３５，３６間の接触を防止しつつ、次回の制動時には瞬時に適正なブレーキ操作ができる位置に配置することができ、ブレーキ機構３３に対する信頼性を高めることができる。

また、各弾性部材３８は、各非回転ディスク３６が互いに離間する方向に弾性力を付与しているから、回転ディスク３５と非回転ディスク３６を十分に離間させることができ、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。

次に、図１３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、ピン部材のブレーキケースの隔壁側の端部には、隔壁に対する衝突時の衝撃を緩和するための保護部材を設けると共に、ピン部材のストッパ部材側の端部には、ストッパ部材に対する衝突時の衝撃を緩和するための保護部材を設ける構成としたことにある。なお、第２の実施の形態では、前述した第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１３において、第２の実施の形態によるピン部材５１は、第１の実施の形態によるピン部材４２とほぼ同様に、突出部位４０に設けられたピン孔４１から両端側が左，右方向の突出した状態で、ピン孔４１に左，右方向に移動可能に挿嵌されている。しかし、第２の実施の形態によるピン部材５１は、その左，右方向の一端部５１Ａに保護部材５２が設けられ、他端部５１Ｂとに保護部材５３が設けられている点で、第１の実施の形態によるピン部材４２と相違している。また、第２の実施の形態によるピン部材５１は、両端部５１Ａ，５１Ｂに保護部材５２，５３が設けられているから、この保護部材５２，５３の厚さ寸法の分だけ左，右方向（軸方向）に短く形成されている。

ここで、各保護部材５２，５３は、短尺な有蓋筒状のキャップとして形成され、ピン部材５１の一端部５１Ａが隔壁１５Ａの当接面１５Ｆに当接するとき、またはピン部材５１の他端部５１Ｂがストッパ部材４３の当接部４３Ｂに当接するときの面積を拡大するものである。これにより、ブレーキケース１５の当接面１５Ｆ、ストッパ部材４３の当接部４３Ｂに対する単位面積当たりの負荷を軽減して衝突時の衝撃を緩和することができ、ピン部材５１、隔壁１５Ａ、ストッパ部材４３の摩耗等を抑制することができる。

かくして、このように構成された第２の実施の形態においても、前述した第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。特に、第２の実施の形態によれば、ピン部材５１の左，右方向の一端部５１Ａと他端部５１Ｂとに保護部材５２，５３を設ける構成としている。これにより、ブレーキケース１５の隔壁１５Ａおよびストッパ部材４３に対する衝突時の衝撃を緩和することができ、耐久性、信頼性等を向上することができる。

次に、図１４および図１５は本発明の第３の実施の形態を示している。第３の実施の形態の特徴は、ストッパ部材のうち突出部位と対面する面には、ピン部材と当接してピストンを案内するための案内突片を設ける構成としたことにある。なお、第３の実施の形態では、前述した第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１４、図１５において、第３の実施の形態によるストッパ部材６１は、第１の実施の形態によるストッパ部材４３とほぼ同様に、円環状の環状取付部６１Ａと、該環状取付部６１Ａの外周から径方向の外側に突出した例えば６個の当接部６１Ｂとにより構成されている。しかし、第３の実施の形態によるストッパ部材６１は、後述の案内突片６２が設けられている点で、第１の実施の形態によるストッパ部材４３と相違している。

案内突片６２は、ストッパ部材６１を形成する各当接部６１Ｂのうち、突出部位４０と対面する面６１Ｂ１に、突出部位４０に向けて突設されている。各案内突片６２は、各ピン部材４２に対しピストン３７の径方向の内側から当接することにより、ピストン３７を左，右方向に移動可能に支持するものである。各案内突片６２は、各ピン部材４２を径方向の内側から支持することにより、ブレーキケース１５のピストン挿着部１５Ｃ内でピストン３７が径方向（偏心方向）に移動するのを規制している。従って、各案内突片６２は、ピストン３７が重力によって偏心し、該ピストン３７の外周面３７Ａがピストン挿着部１５Ｃに接触するのを防止することができる。

かくして、このように構成された第３の実施の形態においても、前述した第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。特に、第３の実施の形態によれば、ストッパ部材６１の各当接部６１Ｂのうち、突出部位４０と対面する面６１Ｂ１には、突出部位４０に向けて突出する案内突片６２を設けている。これにより、案内突片６２は、ピン部材４２と当接してピストン３７を案内することができ、隔壁１５Ａのピストン挿着部１５Ｃに対するピストン３７の位置ずれを防止することができる。この結果、ピストン３７や隔壁１５Ａの摩耗、摩耗粉の噛み込みによるシール不良等を防止でき、信頼性や寿命を向上することができる。

なお、第１の実施の形態では、ストッパ部材４３は、ボルト４４を用いてブレーキケース１５の隔壁１５Ａに設けられた環状突起１５Ｄに取付ける構成としている。これにより、ストッパ部材４３は、ピン部材４２が左，右方向に移動可能な離間寸法Ｇを有する状態で、ピン部材４２を挟んで隔壁１５Ａと左，右方向に離間して設けている。しかし、本発明はこれに限らず、例えば、ブレーキケース１５から環状突起１５Ｄを廃止し、ギヤケース２１、回転軸２５を回転可能に支持する軸受１８が取付けられたリテーナ１５Ｇの外周側にストッパ部材４３を一体的に設ける構成としてもよい。この構成は、他の実施の形態にも同様に適用できるものである。

第１の実施の形態では、突出部位４０、ピン孔４１、ピン部材４２およびストッパ部材４３の当接部４３Ｂを、周方向に間隔をもって６箇所に配置した場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば突出部位４０、ピン孔４１、ピン部材４２およびストッパ部材４３の当接部４３Ｂを周方向の２〜５箇所、または７箇所以上に配置する構成としてもよい。また、突出部位は、円環状の１枚の板体として形成し、その周方向の複数箇所にピン孔を形成する構成としてもよい。これらの構成は、他の実施の形態にも同様に適用できるものである。

第１の実施の形態では、デフケース１４の左，右両側に並ぶようにブレーキケース１５を設け、デファレンシャル機構２０の左，右両側に隣接してブレーキ機構３３を配置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、デフケースとブレーキケースとを、例えば、特開２０１０-１３７７８１号公報のように配置してもよい。

即ち、デフケースの左，右両側の離間した位置、例えば車輪の内部または近傍にアクスルチューブを介してブレーキケースを設け、このブレーキケース内にブレーキ機構を配置する構成としてもよい。この場合、ブレーキケースの隔壁は、このブレーキケースを形成する容器のうち左，右方向の内側（アクスルチューブ側）に位置する壁面となる。この構成は、他の実施の形態にも同様に適用できるものである。

第１の実施の形態では、回転ディスク３５を２枚設け、非回転ディスク３６を３枚設けた場合を例に挙げて設している。しかし、本発明はこれに限らず、回転ディスク３５と非回転ディスク３６をそれぞれ１枚以上設ける構成としてもよい。即ち、回転ディスク３５と非回転ディスク３６は、１枚以上１０枚以下、好ましくは１枚以上５枚以下の範囲で枚数を設定することができる。これらの構成は、他の実施の形態にも同様に適用できるものである。

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。

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
６ 作業装置
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）
１４Ａ デファレンシャル機構収容室
１５ ブレーキケース
１５Ａ 隔壁
１５Ｂ ブレーキ機構収容室
１５Ｃ ピストン挿着部
１５Ｄ 環状突起
１５Ｅ 取付面
１５Ｆ 当接面
２０ デファレンシャル機構
２５ 回転軸
３２ アクスルシャフト
３３ ブレーキ機構
３５ 回転ディスク
３６ 非回転ディスク
３７ ピストン
３７Ｃ シール部材
３８ 弾性部材
４０ 突出部位
４１ ピン孔
４２，５１ ピン部材
４２Ａ，５１Ａ 一端部
４２Ｂ，５１Ｂ 他端部
４３，６１ ストッパ部材
５２，５３ 保護部材
６１Ｂ１ 面
６２ 案内突片
Ａ 制動時のピストンの移動方向
Ｂ 非制動時のピストンの移動方向、弾性部材の弾性力の方向
Ｇ 非制動時にピストンが戻される適正な寸法（離間寸法）

Claims (5)

1. 駆動源を備えた車体と、前記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、前記車体に設けられた作業装置とからなり、
   前記アクスル装置は、
   左，右方向の中間部に配置され内部がデファレンシャル機構収容室となったデファレンシャルケースと、
   前記デファレンシャルケースの左，右両側に配置されると共に、前記デファレンシャルケースの前記デファレンシャル機構収容室との間が隔壁によって画成され内部がブレーキ機構収容室となった左，右のブレーキケースと、
   前記デファレンシャルケースの前記デファレンシャル機構収容室に設けられ前記駆動源の駆動力を左，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、
   前記左，右のブレーキケースの前記ブレーキ機構収容室にそれぞれ設けられ前記デファレンシャル機構の前記回転軸の回転に制動を与える左，右のブレーキ機構とを備え、
   前記ブレーキ機構は、
   前記回転軸に取付けられて前記回転軸と一緒に回転する１枚以上の回転ディスクと、前記回転ディスクを左，右方向から対面して挟むように前記ブレーキケースに非回転状態で取付けられた１枚以上の非回転ディスクと、前記非回転ディスクと対面して前記ブレーキケース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て制動力を発生させる円環状のピストンとにより構成し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、
   前記ブレーキケースの前記隔壁と左，右方向に離間すると共に前記隔壁と対面した状態で前記ピストンの内径側から径方向の内向きに突出して設けられた突出部位と、
   前記突出部位に左，右方向に貫通して設けられたピン孔と、
   前記ピン孔から両端側が左，右方向の突出した状態で前記ピン孔に左，右方向に移動可能に挿嵌され前記ピストンが非制動位置にあるとき左，右方向の一端が前記隔壁に当接可能なピン部材と、
   前記回転ディスクと前記非回転ディスクが離間することができる離間寸法をもって前記ピン部材の左，右方向の他端と離間して設けられ、前記離間寸法の範囲で前記ピン部材の移動を許すストッパ部材とを含んで構成したことを特徴とするホイール式建設機械。
2. 前記ピン孔と前記ピン部材との間の摩擦抵抗は、制動時の前記ピストンの前記押付け力よりも小さな値に設定してなる請求項１に記載のホイール式建設機械。
3. 前記各非回転ディスクの間には、前記各非回転ディスクが互いに離間する方向に弾性力を付与する弾性部材を設け、
   前記ピン孔と前記ピン部材との間の摩擦抵抗は、前記弾性部材の弾性力よりも大きな値に設定してなる請求項１または２に記載のホイール式建設機械。
4. 前記ピン部材の前記ブレーキケースの前記隔壁側の端部には、前記隔壁に対する衝突時の衝撃を緩和するための保護部材を設けると共に、前記ピン部材の前記ストッパ部材側の端部には、前記ストッパ部材に対する衝突時の衝撃を緩和するための保護部材を設ける構成としてなる請求項１，２または３に記載のホイール式建設機械。
5. 前記ストッパ部材のうち前記突出部位と対面する面には、前記ピン部材と当接して前記ピストンを案内するための案内突片を設ける構成としてなる請求項１，２，３または４に記載のホイール式建設機械。

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