WO2018062417A1 - 動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

トランスミッション（９）は、出力軸（１０）と、トランスミッションケース（２０）と、環状の内カバー（４１）と、環状の外カバー（４２）とを備える。トランスミッションケース（２０）は、出力軸（１０）を回転可能に支持する。内カバー（４１）は、出力軸（１０）に取り付けられる。内カバー（４１）は、径方向において出力軸（１０）とトランスミッションケース（２０）との間に配置される。外カバー（４２）は、出力軸（１０）に取り付けられる。外カバー（４２）は、軸心方向において内カバー（４１）の外側に配置される。

Description

動力伝達装置

　本発明は、動力伝達装置に関する。

　従来、ホイールローダ及びホイール式ショベルなどの作業車両では、トランスミッションケースと出力軸との隙間やアクスルケースとプロペラシャフトとの隙間には、外部から土砂や泥水など（以下、「異物」と総称する。）が侵入することを抑制するためのシール装置が設けられている。

　特許文献１では、軸受けケースに取り付けられた複数の固定側環状体と回転軸に取り付けられた複数の回転側環状体とが交互に入り込むことによって構成されるラビリンス構造を有するシール装置が提案されている。このシール装置によれば、異物が浸入したとしても、各回転側環状体の回転に伴う遠心力によって異物は外部に排出されるとされている。

実開昭６３－１２８３２０号公報

　しかしながら、特許文献１に記載のシール装置では、各回転側環状体によって飛ばされた異物は各固定側環状体の隙間に溜まりやすいため、より効果的に異物を排出したいという要請がある。

　本発明は、上述の状況に鑑みてなされたものであり、異物を効率的に排出可能な動力伝達装置を提供することを目的とする。

　第１態様に係る動力伝達装置は、回転軸と、軸受けケースと、環状の内カバーと、環状の外カバーとを備える。軸受けケースは、回転軸を回転可能に支持する。環状の内カバーは、回転軸に取り付けられ、回転軸の径方向において回転軸と軸受けケースとの間に配置される。環状の外カバーは、回転軸に取り付けられ、軸心方向において内カバーの外側に配置される。

　第１態様に係る動力伝達装置によれば、内カバーと外カバーが回転軸とともに回転するため、内カバーと外カバーとの間に異物が侵入したとしても、内カバーと外カバーの回転力によって異物を外部に効率的に排出することができる。

　第２態様に係る動力伝達装置は、第１態様に係り、軸受けケースは、ケース本体と、ケース本体から軸心方向に突出する環状の突出部とを有する。径方向における内カバーの外端部は、径方向における突出部の内周面と隣接する。径方向における外カバーの外端部は、径方向における突出部の外周面と隣接する。

　第２態様に係る動力伝達装置によれば、外カバーと突出部の隙間からの異物の侵入を抑制するとともに、内カバーと突出部との隙間からの異物の侵入を抑制することができる。

　第３態様に係る動力伝達装置は、第２態様に係り、径方向における内カバーの外端部は、突出部の内周面に近づくほど軸心方向の外側に向かって傾斜している。

　第３態様に係る動力伝達装置によれば、回転する内カバーの外端部によって、内カバーと突出部との隙間から遠ざかる向きに異物を飛ばすことができるため、異物の侵入をより抑制することができる。

　第４態様に係る動力伝達装置は、第２又は第３態様に係り、径方向において、突出部は内カバーから離れており、径方向における内カバーと突出部との隙間の間隔は、径方向における内カバーの全幅の１／１０以下である。

　第４態様に係る動力伝達装置によれば、内カバーと突出部との隙間を十分に狭くすることができるため、異物の侵入をより抑制することができる。

　第５態様に係る動力伝達装置は、第２乃至第４のいずれかの態様に係り、径方向における突出部の内周面は、軸心方向に平行である。

　第５態様に係る動力伝達装置によれば、回転軸の全体が軸心方向に揺動したとしても、内カバーが突出部と抵触することを抑制できる。

　第６態様に係る動力伝達装置は、第２乃至第５のいずれかの態様に係り、突出部は、外カバーの外端部と径方向において所定間隔を隔てて対向する。径方向における外カバーの外端部と突出部との隙間の間隔は、軸心方向における突出部の全長の１／２０以下である。

　第６態様に係る動力伝達装置によれば、外カバーと突出部の隙間を十分に狭くすることができるため、異物の侵入をより抑制することができる。

　第７態様に係る動力伝達装置は、第２乃至第６のいずれかの態様に係り、径方向における突出部の外周面は、軸心方向に平行である。

　第７態様に係る動力伝達装置によれば、回転軸の全体が軸心方向に揺動したとしても、外カバーが突出部と抵触することを抑制できる。

　本発明によれば、簡易な構成で異物を排出可能な動力伝達装置を提供することができる。

本実施形態に係るホイールローダの側面図 本実施形態に係るトランスミッションの断面図 図２の部分拡大図 図３の部分拡大図

　（ホイールローダ１の構成）
　図１は、本実施形態に係るホイールローダ１の側面図である。図１では、ホイールローダ１の動力伝達系統の透視図が模式的に示されている。以下の説明において、「前」「後」とは、運転席に着座したオペレータから見た「前」「後」と同じである。

　ホイールローダ１は、車体２、バケット３、作業機駆動機構４及びキャブ５を備える。車体２は、前部車体と後部車体とを有する。車体２の前方には、掘削及び積込に用いられるバケット３が、油圧式の作業機駆動機構４を介して取り付けられる。作業機駆動機構４は、ブーム、ベルクランク、連結リンク、バケットシリンダ、ブームシリンダなどによって構成される。

　車体２には、オペレータが乗り込む箱状のキャブ５が配置される。車体２の後端部には、エンジンルーム６が設けられる。エンジンルーム６には、動力源であるエンジン７が収容される。本実施形態において、エンジン７のクランクシャフト（不図示）は前後方向に配置されている。

　エンジン７の動力は、プロペラシャフト８を介してトランスミッション９に伝達される。トランスミッション９から出力される動力の一部は、出力軸１０を介してリアドライブシャフト１１に伝達される。リアドライブシャフト１１に伝達された動力は、リアアクスル１２を介して後輪に伝達される。トランスミッション９から出力される動力の一部は、出力軸１０を介してフロントドライブシャフト１４に伝達される。フロントドライブシャフト１４に伝達された動力は、フロントアクスル１５を介して前輪に伝達される。

　本実施形態において、トランスミッション９、出力軸１０、リアドライブシャフト１１、リアアクスル１２、フロントドライブシャフト１４及びフロントアクスル１５は、本実施形態に係る「動力伝達装置」を構成する。

　（トランスミッション９の構成）
　図２は、本実施形態に係るトランスミッション９の全体構成を示す断面図である。図３は、図２の部分拡大図である。

　トランスミッション９は、トランスミッションケース２０、入力軸２１、トルクコンバータ２２、第１中間軸２３、第２中間軸２４、第３中間軸２５及び出力軸１０を備える。

　トランスミッションケース２０は、入力軸２１、トルクコンバータ２２、第１中間軸２３、第２中間軸２４、第３中間軸２５及び出力軸２６を収容する。トランスミッションケース２０は、本実施形態に係る「軸受けケース」の一例である。出力軸１０は、本実施形態に係る「回転軸」の一例である。

　入力軸２１には、トルクコンバータ２２を介してエンジン７からの動力が入力される。第１中間軸２３には、Ｆクラッチ２７と第１クラッチ２８とが設けられる。第２中間軸２４には、Ｒクラッチ２９と第２クラッチ３０とが設けられる。第３中間軸２５には、第３クラッチ３１と第４クラッチ３２とが設けられる。第３中間軸２５の前端部には、トランスファシャフト３３が連結されている。トランスファシャフト３３には、トランスファギア３３ｇが設けられる。

　出力軸１０には、トランスファシャフト３３から動力が伝達される。出力軸１０には、トランスファギア３３ａに噛み合う出力ギア１０ｇとパーキングブレーキ３４とが設けられる。

　出力軸１０は前後方向に沿って配置される。出力軸１０の後端部は、トランスミッションケース２０から後方に突出する。出力軸１０の前端部は、トランスミッションケース２０から前方に突出する。図３に示すように、出力軸１０は、トランスミッションケース２０に支持される。出力軸１０は、軸心ＡＸを中心として回転可能である。

　出力軸１０の後端部には、リアドライブシャフト１１の前端部が連結されるリヤカップリング１０ａが設けられる。出力軸１０の前端部には、フロントドライブシャフト１４の後端部が連結されるフロントカップリング１０ｂが設けられる。

　図３に示すように、トランスミッションケース２０は、ケース本体２０ａ、後突出部２０ｂ（「突出部」の一例）及び前突出部２０ｃを有する。ケース本体２０ａは、軸心方向における出力軸１０の中央部を収容する。軸心方向とは、出力軸１０の軸心ＡＸに平行な方向である。後突出部２０ｂは、ケース本体２０ａから後方に突出する。後突出部２０ｂは、軸心ＡＸを中心とした環状に形成される。前突出部２０ｃは、ケース本体２０ａから前方に突出する。前突出部２０ｃは、軸心ＡＸを中心とした環状に形成される。

　出力軸１０とトランスミッションケース２０の後突出部２０ｂとの隙間には、後オイルシール３５と後ダストシール３６が配置される。後オイルシール３５と後ダストシール３６それぞれは、軸心ＡＸを中心とした環状に形成される。後オイルシール３５と後ダストシール３６それぞれには、周知のオイルシールとダストシールを用いることができる。

　出力軸１０には、トランスミッションケース２０のうち後突出部２０ｂの軸心方向外側を覆う環状のラビリンス構造３７が取り付けられている。ラビリンス構造３７は、出力軸１０とトランスミッションケース２０の後突出部２０ｂとの間から土砂や泥水など（以下、「異物」と総称する。）がトランスミッションケース２０の内部に侵入することを抑制する。ラビリンス構造３７の構成については後述する。

　出力軸１０とトランスミッションケース２０の前突出部２０ｃとの隙間には、前オイルシール３８と前ダストシール３９が配置される。前オイルシール３８と前ダストシール３９それぞれは、軸心ＡＸを中心とした環状に形成される。前オイルシール３８と前ダストシール３９それぞれには、周知のオイルシールとダストシールを用いることができる。

　出力軸１０には、トランスミッションケース２０のうち前突出部２０ｃの軸心方向外側を覆う環状のシールカバー４０が取り付けられている。シールカバー４０は、出力軸１０とトランスミッションケース２０の前突出部２０ｃとの間から異物がトランスミッションケース２０の内部に侵入することを抑制する。

　（ラビリンス構造３７の構成）
　次に、出力軸１０に取り付けられたラビリンス構造３７について説明する。図４は、図３の部分拡大図である。ラビリンス構造３７は、内カバー４１と外カバー４２によって構成される。

　１．内カバー４１
　内カバー４１は、軸心ＡＸを中心とした環状に形成される。内カバー４１は、出力軸１０の外周面１０Ｓに取り付けられる。内カバー４１は、出力軸１０とともに軸心ＡＸを中心として回転する。内カバー４１は、軸心方向において外カバー４２の内側に配置される。内カバー４１は、出力軸１０の径方向において、出力軸１０とトランスミッションケース２０の後突出部２０ｂとの間に配置される。径方向とは、出力軸１０の軸心ＡＸに垂直な方向である。内カバー４１は、軸心方向における後オイルシール３５及び後ダストシール３６の外側を覆っている。

　内カバー４１は、圧入部４３、延在部４４及び外端部４５を有する。本実施形態において、内カバー４１の断面形状は略Ｃ字状である。

　圧入部４３は、軸心ＡＸを中心とした円筒状に形成される。圧入部４３は、軸心方向に沿って延びる。圧入部４３は、出力軸１０に圧入されている。

　延在部４４は、軸心方向における圧入部４３の内端に連なる。延在部４４は、軸心ＡＸを中心とした穴あき円板状に形成される。延在部４４は、径方向に沿って延びる。延在部４４は、後ダストシール３６と軸心方向において対向する。

　外端部４５は、内カバー４１のうち最も径方向外側に位置する部位である。外端部４５は、径方向における延在部４４の外端に連なる。外端部４５は、延在部４４に対して傾斜する。外端部４５は、トランスミッションケース２０のうち後突出部２０ｂの内周面２０Ｓに近づくほど軸心方向の外側に向かって傾斜している。外端部４５は、径方向及び軸心方向の両方に対して傾斜した方向に延びる。本実施形態において、外端部４５は、後突出部２０ｂの先端に向かって延びている。

　外端部４５の先端は、後突出部２０ｂの内周面２０Ｓと隣接する。外端部４５の先端は、後突出部２０ｂの内周面２０Ｓから離れている。外端部４５の先端と後突出部２０ｂの内周面２０Ｓとの間には、内隙間４６が形成される。径方向における内隙間４６の間隔Ｌ１は特に制限されないが、径方向における内カバー４１の全幅Ｌ２の１／１０以下であることが好ましく、内カバー４１の全幅Ｌ２の１／１５以上であることが好ましい。

　ここで、トランスミッションケース２０のうち後突出部２０ｂの内周面２０Ｓは、軸心方向に平行である。そのため、出力軸１０の全体が軸心方向に揺動した場合であっても、内カバー４１の外端部４５が後突出部２０ｂと抵触することを抑制できる。

　２．外カバー４２
　外カバー４２は、軸心ＡＸを中心とした環状に形成される。外カバー４２は、出力軸１０の外周面１０Ｓに取り付けられる。外カバー４２は、出力軸１０とともに軸心ＡＸを中心として回転する。外カバー４２は、軸心方向において内カバー４１の外側に配置される。外カバー４２は、軸心方向において、後オイルシール３５及び後ダストシール３６の外側に配置される。外カバー４２は、径方向における後突出部２０ｂの外側を覆っている。

　外カバー４２は、圧入部４７、延在部４８及び外端部４９を有する。本実施形態において、外カバー４２の断面形状は略Ｌ字状である。

　圧入部４７は、軸心ＡＸを中心とした円筒状に形成される。圧入部４７は、軸心方向に沿って延びる。圧入部４７は、出力軸１０に圧入されている。

　延在部４８は、軸心方向における圧入部４７の外端に連なる。延在部４８は、軸心ＡＸを中心とした穴あき円板状に形成される。延在部４８は、径方向に沿って延びる。延在部４８は、径方向においてトランスミッションケース２０の後突出部２０ｂよりも外側まで延びている。延在部４８は、内カバー４１の延在部４４及び外端部４５と軸心方向において対向する。

　外端部４９は、外カバー４２のうち最も径方向外側に位置する部位である。外端部４９は、軸心ＡＸを中心とした円筒状に形成される。外端部４９は、径方向においてトランスミッションケース２０の後突出部２０ｂよりも外側に配置される。外端部４９は、径方向における延在部４８の外端に連なる。外端部４９は、延在部４８に対して約９０度屈曲している。

　外端部４９は、後突出部２０ｂの外周面２０Ｔと隣接する。外端部４９は、後突出部２０ｂの外周面２０Ｔから離れている。トランスミッションケース２０の後突出部２０ｂは、外端部４９と径方向において対向する対向部分２０ｄを含む。外端部４９は、対向部分２０ｄに沿って延びる。外端部４９は、対向部分２０ｄと平行である。

　外端部４９と対向部分２０ｄとの間には、外隙間５０が形成される。径方向における外隙間５０の間隔Ｍ１は特に制限されないが、径方向における対向部分２０ｄの全長Ｍ２の１／２０以下であることが好ましく、１／３０以上であることが好ましい。

　ここで、トランスミッションケース２０のうち後突出部２０ｂの外周面２０Ｔは、軸心方向に平行である。そのため、出力軸１０の全体が軸心方向に揺動した場合であっても、外カバー４２の外端部４９が後突出部２０ｂと抵触することを抑制できる。

　（特徴）
　（１）トランスミッション９は、出力軸１０と、トランスミッションケース２０と、環状の内カバー４１と、環状の外カバー４２とを備える。トランスミッションケース２０は、軸心ＡＸを中心として出力軸１０を回転可能に支持する。内カバー４１は、出力軸１０に取り付けられる。内カバー４１は、径方向において出力軸１０とトランスミッションケース２０との間に配置される。外カバー４２は、出力軸１０に取り付けられる。外カバー４２は、軸心方向において内カバー４１の外側に配置される。

　このように、内カバー４１と外カバー４２が出力軸１０とともに回転するため、図４の破線矢印で示すように、内カバー４１と外カバー４２との間に異物が侵入したとしても、内カバー４１と外カバー４２の回転力によって異物を外部に効率的に排出することができる。

　（２）トランスミッションケース２０は、ケース本体２０ａと、ケース本体２０ａから軸心方向に突出する環状の後突出部２０ｂとを有する。径方向における内カバー４１の外端部４５は、径方向における後突出部２０ｂの内周面２０Ｓと隣接する。径方向における外カバー４２の外端部４９は、径方向における後突出部２０ｂの外周面２０Ｔと隣接する。

　従って、外カバー４２と後突出部２０ｂとの外隙間５０からの異物の侵入を抑制するとともに、内カバー４１と後突出部２０ｂとの内隙間４６からの異物の侵入を抑制することができる。

　（３）径方向における内カバー４１の外端部４５は、後突出部２０ｂの内周面２０Ｓに近づくほど軸心方向の外側に向かって傾斜している。

　従って、回転する内カバー４１の外端部４５によって、内隙間４６から遠ざかる向きに異物を飛ばすことができるため、内隙間４６からの異物の侵入をより抑制することができる。

　（４）径方向において、後突出部２０ｂは内カバー４１から離れており、径方向における内カバー４１と後突出部２０ｂとの間の内隙間４６の間隔Ｌ１は、径方向における内カバー４１の全幅Ｌ２の１／１０以下である。

　これにより、内隙間４６を十分に狭くすることができるため、内隙間４６からの異物の侵入をより抑制することができる。

　（５）径方向における後突出部２０ｂの内周面２０Ｓは、軸心方向に平行である。従って、出力軸１０の全体が軸心方向に揺動したとしても、内カバー４１が後突出部２０ｂと抵触することを抑制できる。

　（６）後突出部２０ｂは、外カバー４２の外端部４９と径方向において所定間隔を隔てて対向する。径方向における外カバー４２の外端部４９と後突出部２０ｂとの間の外隙間５０の間隔Ｍ１は、軸心方向における後突出部２０ｂの全長Ｍ２の１／２０以下である。

　これにより、外隙間５０を十分に狭くすることができるため、外隙間５０からの異物の侵入をより抑制することができる。

　（７）径方向における後突出部２０ｂの外周面２０Ｔは、軸心方向に平行である。従って、出力軸１０の全体が軸心方向に揺動したとしても、外カバー４２が後突出部２０ｂと抵触することを抑制できる。

　（他の実施形態）
　本発明は以上のような実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形又は修正が可能である。

　上記実施形態では、本発明に係るラビリンス構造３７を出力軸１０とトランスミッションケース２０との間に適用した場合について説明したが、これに限られるものではない。本発明に係るラビリンス構造３７は、動力伝達装置における回転軸と軸受けケースとの間に幅広く適用可能である。例えば、本発明に係るラビリンス構造３７は、フロントドライブシャフト１４とフロントアクスル１５との間、及びリアドライブシャフト１１とリアアクスル１２との間などに適用することができる。

　上記実施形態では、本発明に係るラビリンス構造３７をホイールローダの動力伝達装置に適用した場合について説明したが、これに限られるものではない。本発明に係るラビリンス構造３７は、モータグレーダやダンプトラックなどの作業車両だけでなく、乗用車や二輪自動車などの動力伝達装置に幅広く適用可能である。

　上記実施形態において、内カバー４１は出力軸１０に圧入されることとしたが、内カバー４１は出力軸１０に溶接されていてもよい。この場合、内カバー４１は、圧入部４３を有していなくてもよい。

　上記実施形態において、外カバー４２は出力軸１０に圧入されることとしたが、外カバー４２は出力軸１０に溶接されていてもよい。この場合、外カバー４２は、圧入部４７を有していなくてもよい。

　上記実施形態において、内カバー４１は、延在部４４に対して傾斜する外端部４５を有することとしたが、外端部４５を有していなくてもよい。この場合には、延在部４４を後突出部２０ｂに近接する位置まで延ばすことが好ましい。

　上記実施形態において、トランスミッションケース２０のうち後突出部２０ｂの内周面２０Ｓは、軸心方向に平行であることとしたが、内カバー４１と抵触しにくい形状であればよい。例えば、内周面２０Ｓは、全体的又は部分的に凹んでいてもよい。

　上記実施形態において、トランスミッションケース２０のうち後突出部２０ｂの内周面２０Ｓは、軸心方向に平行であることとしたが、外カバー４２と抵触しにくい形状であればよい。例えば、外周面２０Ｔは、全体的又は部分的に凹んでいてもよい。

１　　　ホイールローダ
９　　　トランスミッション
１０　　出力軸
１１　　リアドライブシャフト
１２　　リアアクスル
１４　　フロントドライブシャフト
１５　　フロントアクスル
２０　　トランスミッションケース
２０ａ　ケース本体
２０ｂ　後突出部
４１　　内カバー
４３　　圧入部
４４　　延在部
４５　　外端部
４６　　内隙間
４２　　外カバー
４７　　圧入部
４８　　延在部
４９　　外端部
５０　　外隙間

Claims (7)

1. 　回転軸と、
   　前記回転軸を回転可能に支持する軸受けケースと、
   　前記回転軸に取り付けられ、前記回転軸の径方向において前記回転軸と前記軸受けケースとの間に配置される環状の内カバーと、
   　前記回転軸に取り付けられ、軸心方向において前記内カバーの外側に配置される環状の外カバーと、
   を備える動力伝達装置。
2. 　前記軸受けケースは、ケース本体と、前記ケース本体から前記軸心方向に突出する環状の突出部とを有し、
   　前記径方向における前記内カバーの外端部は、前記径方向における前記突出部の内周面と隣接し、
   　前記径方向における前記外カバーの外端部は、前記径方向における前記突出部の外周面と隣接する、
   請求項１に記載の動力伝達装置。
3. 　前記径方向における前記内カバーの前記外端部は、前記突出部の前記内周面に近づくほど前記軸心方向の外側に向かって傾斜している、
   請求項２に記載の動力伝達装置。
4. 　前記径方向における前記内カバーと前記突出部との隙間の間隔は、前記径方向における前記内カバーの全幅の１／１０以下である、
   請求項２に記載の動力伝達装置。
5. 　前記径方向における前記突出部の前記内周面は、前記軸心方向に平行である、
   請求項２に記載の動力伝達装置。
6. 　前記突出部は、前記外カバーの前記外端部と前記径方向において対向する対向部分を有し、
   　前記径方向における前記外カバーの前記外端部と前記突出部との隙間の間隔は、前記軸心方向における前記突出部の全長の１／２０以下である、
   請求項２に記載の動力伝達装置。
7. 　前記径方向における前記突出部の前記外周面は、前記軸心方向に平行である、
   請求項２に記載の動力伝達装置。

Images