ホイール式建設機械
【課題】 簡単な構成によって発熱原因となるブレーキ機構を冷却することにより、アクスル装置に対する信頼性、組立作業性等を向上する。
【解決手段】 ケーシング１３を形成する蓋体１５の上面１５Ａに、走行時に前側から流入する冷却風によってケーシング１３内の潤滑油３８を冷却する放熱フィン３９を設け、この放熱フィン３９には、冷却風を左，右のブレーキ機構３３と対向する位置に設けた各側方フィン４５に向けて導くために傾斜したフィン４０〜４４を形成する。従って、放熱フィン３９は、各フィン４０〜４４の傾斜形状により、走行時に流入する冷却風を左，右のブレーキ機構３３を冷却する側方フィン４５に向け導くことができ、各ブレーキ機構３３を狙って冷却することができる。これにより、多くの熱を発生する左，右のブレーキ機構３３を集中的に冷却することができる。
【解決手段】 ケーシング１３を形成する蓋体１５の上面１５Ａに、走行時に前側から流入する冷却風によってケーシング１３内の潤滑油３８を冷却する放熱フィン３９を設け、この放熱フィン３９には、冷却風を左，右のブレーキ機構３３と対向する位置に設けた各側方フィン４５に向けて導くために傾斜したフィン４０〜４４を形成する。従って、放熱フィン３９は、各フィン４０〜４４の傾斜形状により、走行時に流入する冷却風を左，右のブレーキ機構３３を冷却する側方フィン４５に向け導くことができ、各ブレーキ機構３３を狙って冷却することができる。これにより、多くの熱を発生する左，右のブレーキ機構３３を集中的に冷却することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばアクスル装置を介して左，右の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。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ホイール式建設機械としては、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、バケット等からなる作業装置が取付けられている。また、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。
【０００３】
さらに、各車体の下側には、トランスミッションの出力軸にプロペラシャフトを介して接続されることにより左，右のホイールを回転駆動するアクスル装置が設けられ、該アクスル装置は、上面側が車体に対面するように配設されたケーシングと、該ケーシング内に設けられトランスミッションの出力軸の回転力を左，右のホイールに分配するデファレンシャル機構と、該デファレンシャル機構の左，右両側に位置して前記ケーシング内に設けられ左，右のホイールに制動をかけるブレーキ機構とを備え、前記ケーシング内には、前記デファレンシャル機構、ブレーキ機構等を潤滑、冷却するための潤滑油が貯留されている。
【０００４】
ここで、ホイールローダは、前進してバケットを土砂の山に突っ込み、大量の土砂と共にバケットを持ち上げて積み込むという作業を繰り返し行うものである。このため、デファレンシャル機構に負荷がかかり発熱の原因になる。特に、上述した作業では、ブレーキ機構によって頻繁に制動をかけることになるから、このブレーキ機構の摩擦熱による温度上昇によって、シール部材やパッキンの寿命が短くなる虞がある。
【０００５】
そこで、アクスル装置には、ケーシング内にオイルクーラを設け、該ケーシング内の潤滑油を積極的に冷却する構成としたものがある（例えば、特許文献１参照）。また、他のデファレンシャル機構のケーシングには、その底面に放熱フィンを設ける構成としたものがある（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２４０８２１号公報
【特許文献２】実開昭６３−９２８６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上述した特許文献１の発明のように、ケーシング内にオイルクーラを内蔵するためには、ケーシングを大きくする必要があり、アクスル装置が大型化するという問題がある。また、オイルポンプ等の周辺機器が増えるから、組立作業性の低下、コストの上昇等を招くという問題がある。
【０００８】
また、特許文献２の発明では、ケーシングの底面に放熱フィンを設けているが、不整地で作業を行うホイールローダに適用した場合には、各放熱フィン間に土砂が詰まってしまい放熱効果が得られなくなるという問題がある。
【０００９】
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、簡単な構成によって発熱原因となるブレーキ機構を冷却することができ、アクスル装置に対する信頼性、組立作業性等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。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
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、該車体の下側に設けられ前記駆動源に接続されることにより左，右のホイール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、密閉容器として形成され上面側が前記車体に対面するように配設されたケーシングと、該ケーシング内に設けられ前記駆動源の回転力を前記左，右のホイールに分配するデファレンシャル機構と、該デファレンシャル機構の左，右両側に位置して前記ケーシング内に設けられ前記左，右のホイールに制動をかける左，右のブレーキ機構と、前記デファレンシャル機構とブレーキ機構を潤滑、冷却するために前記ケーシング内に貯留された潤滑油とを備えてなる。
【００１１】
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、前記ケーシングには、その上面側に形成された開口部を閉塞する蓋体を設け、前記ケーシングの蓋体には、その上面側に位置して前記車体の走行時に前側から流入する冷却風によって前記潤滑油を冷却する放熱フィンを設け、前記放熱フィンは、冷却風を前記左，右のブレーキ機構と対向する位置に導く傾斜フィンを有する構成としたことにある。
【００１２】
請求項２の発明は、前記ケーシングには、前記蓋体の左，右方向の側方であって前記左，右のブレーキ機構と対向する位置に側方フィンを設け、前記放熱フィンは、走行時の冷却風を前記左，右の側方フィンに向けて導く構成としたことにある。
【００１３】
請求項３の発明は、前記ケーシング内には、前記各ブレーキ機構の左，右方向の外側に位置して減速機構を設け、前記ケーシングには、前記各側方フィンの左，右方向の外側であって前記左，右の減速機構と対向する位置に外側フィンを設け、前記放熱フィンは、走行時の冷却風を前記左，右の外側フィンに向けて導く構成としたことにある。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１の発明によれば、作業時、走行時にはデファレンシャル機構とブレーキ機構が発熱し潤滑油の温度が上昇するが、この潤滑油の熱はケーシングを介して蓋体に設けた放熱フィンから外部に放出することができる。しかも、放熱フィンは、走行時に流入する冷却風を傾斜フィンにより、制動時の摩擦によって多くの熱を発生する左，右のブレーキ機構と対向する位置に導くことができ、該各ブレーキ機構を狙って冷却することができる。
【００１５】
この結果、傾斜フィンを有した放熱フィンを蓋体に取付けるだけでデファレンシャル機構とブレーキ機構を冷却することができ、特に、多くの熱を発生する左，右のブレーキ機構を集中的に冷却することができる。これにより、これらの熱劣化、焼付き、シール部材の損傷等を防止でき、アクスル装置の耐久性、信頼性等を向上することができる。
【００１６】
また、放熱フィンは、傾斜フィンで冷却風の向きを変えているだけであるから、簡単な構成でブレーキ機構を冷却することができ、部品点数の増大を抑えて、組立作業性の向上、コストの低減等を図ることができる。また、放熱フィンは、ケーシングの上側に位置する蓋体に設けているから、不整地で作業を行う場合でも、放熱フィン間に土砂等が詰まるのを防止でき、放熱効果を持続することができる。さらに、放熱フィンは、蓋体の上面に設けているから、既存の蓋体を放熱フィンが設けられた蓋体に変更するだけで、ブレーキ機構の冷却効率を簡単に高めることができる。
【００１７】
請求項２の発明によれば、左，右のブレーキ機構と対向する位置に設けた側方フィンは、ブレーキ機構が発する熱を外部に放出することができる。しかも、この側方フィンには、放熱フィンの傾斜フィンによって冷却風が積極的に導かれるから、ブレーキ機構やその周囲を効率よく冷却することができる。
【００１８】
請求項３の発明によれば、左，右の減速機構と対向する位置に設けた外側フィンは、減速機構が発する熱を外部に放出することができる。しかも、この外側フィンには、放熱フィンの傾斜フィンによりブレーキ機構の周囲を経由して冷却風が導かれるから、このときの冷却風によって減速機構やその周囲を効率よく冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明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２】図１中の前側アクスル装置を拡大して示す外観斜視図である。
【図３】アクスル装置の中央付近を拡大して示す平面図である。
【図４】図３のアクスル装置の内部構造を示す一部破断の平面図である。
【図５】図３中の矢示Ｖ−Ｖ方向からみた要部拡大の断面図である。
【図６】放熱フィンが設けられた蓋体を示す平面図である。
【図７】本発明の第１の変形例による放熱フィンが設けられた蓋体を示す平面図である。
【図８】本発明の第２の変形例による放熱フィンが設けられた蓋体を示す平面図である。
【図９】本発明の第３の変形例による放熱フィンが設けられた蓋体を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
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６に従って詳細に説明する。
【００２１】
図１において、１はホイール式建設機械としてのホイールローダで、該ホイールローダ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、前記後部車体２、前部車体３の左，右両側に設けられた後ホイール４、前ホイール５と、前記前部車体３の前側に俯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とにより大略構成されている。
【００２２】
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、図示しない油圧ポンプ等が搭載されている。そして、トランスミッション９は、プロペラシャフト９Ａ，９Ｂを介してアクスル装置１１，１２に接続されている。また、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。
【００２３】
１１は後部車体２の下側に位置して設けられた後側アクスル装置で、この後側アクスル装置１１は、左，右方向に延びて形成され、その左，右の両端部に後ホイール４が取付けられている。
【００２４】
一方、１２は前部車体３の下側に位置して設けられた前側アクスル装置で、この前側アクスル装置１２は、後側アクスル装置１１と同様に、左，右方向に延びて形成され、その左，右の両端部に前ホイール５が取付けられている。
【００２５】
ここで、後側アクスル装置１１と前側アクスル装置１２とは、ほぼ同様に構成されているから、前側アクスル装置１２の構成について詳細に説明し、後側アクスル装置１１の構成の説明は省略するものとする。
【００２６】
まず、前側アクスル装置１２は、プロペラシャフト９Ｂに接続されることにより左，右の前ホイール５を回転駆動するものである。また、前側アクスル装置１２は、図２ないし図４に示すように、後述のケーシング１３、入力軸１８、ピニオンギヤ２０、デファレンシャル機構２１、遊星歯車減速機構２７、左，右のアクスルシャフト３２、ブレーキ機構３３、放熱フィン３９、側方フィン４５、外側フィン４６等により構成されている。
【００２７】
１３は前側アクスル装置１２の外形をなすケーシングである。このケーシング１３は、左，右方向の中間部に位置し、デファレンシャル機構２１、ブレーキ機構３３等を収容する本体ケースとしてのデファレンシャルケース１４（以下、デフケース１４という）と、該デフケース１４の上面側に設けられた開口部１４Ａを閉塞する蓋体１５と、前記デフケース１４の左，右両側に取付けられ、内部に後述の遊星歯車減速機構２７、アクスルシャフト３２等が配置されたアクスルチューブ１６とにより密閉容器として構成されている。また、ケーシング１３は、内部の熱を外部に放出できるように、熱伝導性のよい材料、例えば鉄材、アルミニウム材等の金属材料により形成されている。
【００２８】
そして、ケーシング１３は、前部車体３の下側に配置され、デフケース１４の上面と蓋体１５とが前部車体３の底面と隙間をもって対面している。これにより、ホイールローダ１が前進走行したときには、走行風が冷却風となって前部車体３とデフケース１４、蓋体１５との隙間に前側から流入するようになっている。
【００２９】
ここで、デフケース１４は、図４、図５に示すように、左，右方向を軸線とする略円筒状に形成されている。また、デフケース１４の開口部１４Ａは、左，右方向の中央に位置して前，後方向に延びる略四角形状に形成されている。また、デフケース１４の左，右両側には、側端部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１４Ｂが形成されている。これにより、デフケース１４内は、後述のデファレンシャル機構２１を収容する中央のギヤ室１４Ｃと、該ギヤ室１４Ｃの左，右両側に位置して後述のブレーキ機構３３を収容するブレーキ室１４Ｄとに仕切られている。
【００３０】
また、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１４Ｅが設けられ、該突出筒１４Ｅ内には、後述の入力軸１８が回転自在に配置されている。さらに、デフケース１４の上部には、開口部１４Ａの左，右両側に沿うようにしてほぼ平坦なフィン形成部１４Ｆが形成され、該各フィン形成部１４Ｆは、ブレーキ機構３３と対向するように配置され、その上面には後述の側方フィン４５が形成されている。
【００３１】
一方、蓋体１５は、図２、図３に示すように、デフケース１４の開口部１４Ａを閉塞することができるように略長方形状の板体により形成されている。そして、蓋体１５は、図５に示すように、その周囲が複数本のボルト１７を用いてデフケース１４の開口部１４Ａに取付けられている。また、蓋体１５の上面１５Ａには、後述の放熱フィン３９が設けられている。
【００３２】
さらに、アクスルチューブ１６は、デフケース１４側となる基端側が該デフケース１４とほぼ同じ直径寸法をもった短尺な円筒状の筒部１６Ａとなり、該筒部１６Ａから先端側が縮径されて左，右方向の外側に延びている。また、筒部１６Ａは、後述の遊星歯車減速機構２７に対向して位置し、その内部は、遊星歯車減速機構２７を収容する減速機構室１６Ｂとなっている。そして、左，右のアクスルチューブ１６は、基端側の筒部１６Ａが複数本のボルト１７を用いてデフケース１４の両端部に取付けられている。
【００３３】
１８はデフケース１４の突出筒１４Ｅ内に各軸受１９を介して回転可能に設けられた入力軸である（図４参照）。この入力軸１８は、外部に突出したフランジ部１８Ａがプロペラシャフト９Ｂに接続されている。また、入力軸１８の内部側には、ベベルギヤからなるピニオンギヤ２０が設けられている。
【００３４】
２１はデフケース１４のギヤ室１４Ｃ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２１は、トランスミッション９の出力軸の回転力を左，右の前ホイール５に分配するものである。そして、デファレンシャル機構２１は、デフケース１４の各隔壁１４Ｂに軸受１９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２２と、該ギヤケース２２内に固定されたスパイダ２２Ａに回転可能に設けられた複数のピニオンギヤ２３と、該各ピニオンギヤ２３と噛合う２個のサイドギヤ２４と、一端側が該サイドギヤ２４とスプライン結合され、他端側がアクスルシャフト３２に向けて左，右方向に延びた２本の回転軸２５とにより構成されている。また、ギヤケース２２の外周側には、入力軸１８のピニオンギヤ２０に噛合うベベルリングギヤ２６が設けられている。
【００３５】
これにより、デファレンシャル機構２１は、トランスミッション９による回転力が入力軸１８、ピニオンギヤ２０、ベベルリングギヤ２６を介してギヤケース２２に伝わると、各ピニオンギヤ２３、サイドギヤ２４を介して左，右の回転軸２５を適宜に回転駆動するものである。
【００３６】
２７は左，右のアクスルチューブ１６の減速機構室１６Ｂ内に設けられた遊星歯車減速機構で、該各遊星歯車減速機構２７は、回転軸２５の回転を減速して後述のアクスルシャフト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の他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、前記サンギヤ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（１個のみ図示）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とにより大略構成されている。
【００３７】
また、３２は左，右のアクスルチューブ１６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３２は、基端側が遊星歯車減速機構２７のキャリヤ３１にスプライン結合されている。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、その端部には前ホイール５が取付けられている。
【００３８】
３３はデフケース１４の左，右のブレーキ室１４Ｄ内に設けられた左，右のブレーキ機構で、該各ブレーキ機構３３は、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。また、ブレーキ機構３３は、回転軸２５の外周側にハブ３４を介してスプライン結合された複数枚のブレーキディスク３５と、該各ブレーキディスク３５に対面してデフケース１４に回転不能に取付けられたブレーキプレート３６と、外部からの油圧力によって前記ブレーキプレート３６をブレーキディスク３５に押付けるピストン３７とにより大略構成されている。
【００３９】
そして、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、油圧力によってピストン３７を軸方向に移動させることにより、ブレーキプレート３６をブレーキディスク３５に押付けて摩擦力で制動力を発生し、前ホイール５にブレーキをかけるものである。
【００４０】
３８はケーシング１３内に貯留された潤滑油（図５参照）で、該潤滑油３８は、デファレンシャル機構２１、遊星歯車減速機構２７、ブレーキ機構３３の摺接部、噛合い部を潤滑、冷却するものである。
【００４１】
３９はケーシング１３の上面側となる蓋体１５に設けられた複数枚の放熱フィンを示し、該各放熱フィン３９は、鋳造、溶接等の手段を用いて蓋体１５の上面１５Ａに一体的に突設されている。また、各放熱フィン３９は、その１つ目の機能としてデファレンシャル機構２１、ブレーキ機構３３等によって加温された潤滑油３８の熱をケーシングの外部に放出して冷却するものである。
【００４２】
また、本発明の特徴部分となる２つ目の機能として、ホイールローダ１の走行時に前部車体３と前側アクスル装置１２との間に前側から流入する冷却風を、左，右のブレーキ機構３３と対向する位置、即ち、ブレーキ機構３３の上側に配置された後述の側方フィン４５に向けて導くものである。さらに、各放熱フィン３９は、走行時の冷却風を側方フィン４５を経由して後述の外側フィン４６に向けても導くことができる。
【００４３】
ここで、放熱フィン３９は、形状が異なる複数種類の板状突起を左，右対称となるように並べて形成されている。具体的に述べると、放熱フィン３９は、図６に示す如く、冷却風の上流側（前側）に位置して左，右方向の外側寄りに配置され、上流部分が前，後方向に真直ぐに延びた直線フィン４０Ａとなり、下流部分が左，右方向の外側に屈曲して傾斜した傾斜フィン４０Ｂとなった略へ字状の第１フィン４０と、該第１フィン４０の傾斜フィン４０Ｂの下流側（後側）に所定の間隔をもって平行に配置された傾斜フィンをなす第２フィン４１、第３フィン４２と、上流部分が第２フィン４１、第３フィン４２よりも左，右方向の内側寄りに位置して前，後方向に真直ぐに延びた直線フィン４３Ａとなり、下流部分が左，右方向の外側に傾斜して第３フィン４２の下流側に所定の間隔をもって平行に配置された傾斜フィン４３Ｂとなった略へ字状の第４フィン４３と、該第４フィン４３の傾斜フィン４３Ｂの下流側に所定の間隔をもって平行に配置された傾斜フィンをなす第５フィン４４とにより構成され、最下流側に位置する左，右の第５フィン４４は中央寄り位置で一体的に固着されている。
【００４４】
これにより、放熱フィン３９は、図３中の矢示のように、前側から冷却風が流入すると、この冷却風に潤滑油３８からケーシング１３に伝達された熱を各フィン４０〜４４から放出し、該ケーシング１３内のデファレンシャル機構２１等を冷却することができる。一方で、放熱フィン３９は、流入する冷却風を各フィン４０〜４４の傾斜形状によって左，右方向の外側、即ち、各ブレーキ機構３３と対面する位置に導くことにより、ここに配置された後述の各側方フィン４５に冷却風を集中的に供給することができる。
【００４５】
４５はデフケース１４の上側に設けられた複数枚、例えば４枚の側方フィンで、該各側方フィン４５は、蓋体１５の左，右方向の側方であってブレーキ機構３３と対向する位置となるデフケース１４の各フィン形成部１４Ｆに設けられている。また、側方フィン４５は、フィン形成部１４Ｆの上面に左，右方向に延びて立設され、前，後方向に間隔をもってほぼ平行に並べられている。
【００４６】
ここで、各側方フィン４５は、制動時の摩擦によって多くの熱を発生するブレーキ機構３３と対面する位置に設けているから、各側方フィン４５にはブレーキ機構３３が発する熱が集中的に伝わることになる。従って、各側方フィン４５は、左，右方向に延びて形成することにより、放熱フィン３９によって左，右方向の外側に導かれる冷却風を受承することができ、この冷却風に放熱してブレーキ機構３３を冷却することができる。また、左，右方向に延びて形成された各側方フィン４５は、冷却風をさらに左，右方向の外側に導くことができ、各側方フィン４５の外側に位置する後述の外側フィン４６にも冷却風を導くことができる。
【００４７】
４６は左，右のアクスルチューブ１６に設けられた左，右の外側フィンである。この左，右の外側フィン４６は、各側方フィン４５の左，右方向の外側であって左，右の遊星歯車減速機構２７と対向する位置、即ち、筒部１６Ａの外周面に設けられている。また、外側フィン４６は、筒部１６Ａの外周面を全周に亘って延びた鍔状に形成されている。
【００４８】
ここで、各外側フィン４６は、各ギヤ２８，２９，３０間の摩擦によって熱を発生する遊星歯車減速機構２７と対面する位置に設けているから、各外側フィン４６には遊星歯車減速機構２７が発する熱が集中的に伝わることになる。従って、各外側フィン４６は、放熱フィン３９から側方フィン４５を経由して左，右方向の外側に導かれる冷却風を受承し、これとは別に、前側から流入する冷却風を受承することにより、これらの冷却風に放熱して遊星歯車減速機構２７を冷却することができる。
【００４９】
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。
【００５０】
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を作動し、このトランスミッション９の出力軸の回転力をプロペラシャフト９Ｂ、入力軸１８、デファレンシャル機構２１、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に伝達する。これにより、各アクスルシャフト３２に接続された左，右の前ホイール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から後側アクスル装置１１に伝えることにより、左，右の後ホイール４を回転駆動することができる。
【００５１】
このように、前，後のホイール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２１の各ピニオンギヤ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ホイール５，４の回転数を、外輪側となる右側のホイール５，４の回転数よりも低下させることができ、内，外のホイール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。
【００５２】
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によってアクスルシャフト３２に制動力を発生し、減速または停車することができる。一方、走行しつつ作業装置６を操作することにより、土砂の積み込み作業等を行うことができる。
【００５３】
ここで、トランスミッション９の出力軸の回転力を各ホイール４，５に伝えるアクスル装置１１，１２は、摺接部、噛合い部等の摩擦熱等によって温度上昇を生じる。そこで、前側アクスル装置１２を例に挙げ、各部の冷却方法について説明する。
【００５４】
まず、ホイールローダ１の走行時には、デファレンシャル機構２１、遊星歯車減速機構２７、ブレーキ機構３３が熱を発し、これらを冷却したために潤滑油３８の温度が上昇する。この潤滑油３８の熱は、例えばケーシング１３を伝って放熱フィン３９に伝わり、走行時に前側から流入する冷却風に放出することができ、潤滑油３８を冷却することができる。
【００５５】
また、ケーシング１３内で走行時に熱を発生するデファレンシャル機構２１、遊星歯車減速機構２７、ブレーキ機構３３のうち、特に、ブレーキ機構３３は、制動時の摩擦によって多くの熱を発生してしまう。このために、前側アクスル装置１２を効果的に冷却するためには、ブレーキ機構３３を狙って冷却することが望まれる。
【００５６】
そして、本実施の形態では、走行時に前側から冷却風が流入すると、蓋体１５の上面１５Ａに設けた放熱フィン３９は、流入する冷却風を各フィン４０〜４４の傾斜形状によって左，右方向の外側に位置する各側方フィン４５に向けて導く。これにより、ブレーキ機構３３と対向する位置に設けられた各側方フィン４５は、導かれた冷却風に熱を放散することで、ブレーキ機構３３を狙って冷却することができる。さらに、各アクスルチューブ１６の筒部１６Ａに設けた各外側フィン４６は、放熱フィン３９から側方フィン４５を経由して導かれた冷却風と前側から流入する冷却風とを受承することにより、これらの冷却風によって放熱フィン３９から離れた遊星歯車減速機構２７を冷却することができる。
【００５７】
かくして、本実施の形態によれば、ケーシング１３を形成する蓋体１５の上面１５Ａに、走行時に前側から流入する冷却風によってケーシング１３内の潤滑油３８を冷却する放熱フィン３９を設けている。この上で、放熱フィン３９には、冷却風を左，右のブレーキ機構３３と対向する位置に設けた各側方フィン４５に向けて導くための傾斜したフィン４０〜４４を形成する構成としている。
【００５８】
従って、放熱フィン３９を形成する各フィン４０〜４４の傾斜形状により、走行時に流入する冷却風を左，右のブレーキ機構３３を冷却するための側方フィン４５に向け導くことができ、該各ブレーキ機構３３を狙って冷却することができる。
【００５９】
この結果、傾斜したフィン４０〜４４を有した放熱フィン３９を蓋体１５に取付けるだけでデファレンシャル機構２１とブレーキ機構３３を冷却することができ、特に、多くの熱を発生する左，右のブレーキ機構３３を集中的に冷却することができる。これにより、これらの熱劣化、焼付き、シール部材の損傷等を防止でき、前側アクスル装置１２の耐久性、信頼性等を向上することができる。
【００６０】
また、放熱フィン３９は、傾斜したフィン４０〜４４で冷却風の向きを変えているだけであるから、簡単な構成でブレーキ機構３３を冷却することができ、部品点数の増大を抑えて、組立作業性の向上、コストの低減等を図ることができる。
【００６１】
また、放熱フィン３９は、ケーシング１３の上側に位置する蓋体１５に設けているから、不整地で作業を行う場合でも、フィン４０〜４４間に土砂等が詰まるのを防止でき、放熱効果を持続して信頼性を向上することができる。さらに、放熱フィン３９は、蓋体１５の上面１５Ａに設けているから、既存の蓋体（図示せず）を放熱フィン３９が設けられた蓋体１５に変更するだけで、ブレーキ機構３３の冷却効率を簡単に高めることができる。
【００６２】
一方、左，右のブレーキ機構３３と対向するデフケース１４のフィン形成部１４Ｆには、側方フィン４５を左，右方向に延びて設けているから、この側方フィン４５によりブレーキ機構３３が発する熱を中心に外部に放出することができる。しかも、この側方フィン４５には、放熱フィン３９によって冷却風を積極的に供給することができるから、ブレーキ機構３３やその周囲を効率よく冷却することができる。
【００６３】
さらに、左，右の遊星歯車減速機構２７と対向する各アクスルチューブ１６の筒部１６Ａには、鍔状の外側フィン４６を設けているから、この外側フィン４６により遊星歯車減速機構２７が発する熱を中心に外部に放出することができる。しかも、この外側フィン４６には、放熱フィン３９により側方フィン４５を経由して冷却風を積極的に供給することができるから、遊星歯車減速機構２７やその周囲を効率よく冷却することができる。
【００６４】
なお、実施の形態では、放熱フィン３９、側方フィン４５および外側フィン４６を前側アクスル装置１２に設け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、放熱フィン３９、側方フィン４５および外側フィン４６を後側アクスル装置１１に設ける構成としてもよい。
【００６５】
また、実施の形態では、放熱フィン３９を、直線フィン４０Ａと傾斜フィン４０Ｂからなる略へ字状の第１フィン４０と、該第１フィン４０の傾斜フィン４０Ｂの下流側に配置された傾斜フィンをなす第２フィン４１、第３フィン４２と、直線フィン４３Ａと傾斜フィン４３Ｂからなる略へ字状の第４フィン４３と、該第４フィン４３の傾斜フィン４３Ｂの下流側に配置された傾斜フィンをなす第５フィン４４とにより構成した場合を例に挙げて説明した。
【００６６】
しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば図７に示す第１の変形例のように構成してもよい。即ち、放熱フィン５１は、直線フィンが無く、傾斜フィンだけからなる第１フィン５２〜第５フィン５６によって形成する構成としてもよい。
【００６７】
また、図８に示す第２の変形例のように構成してもよい。即ち、放熱フィン６１は、直線フィン６２Ａ〜６４Ａと傾斜フィン６２Ｂ〜６４Ｂとからなる第１フィン６２〜第３フィン６４と傾斜フィンだけからなる第４フィン６５とによって形成する構成としてもよい。
【００６８】
また、実施の形態では、放熱フィン３９をなす第１フィン４０と第４フィン４３を、直線フィン４０Ａ，４３Ａと傾斜フィン４０Ｂ，４３Ｂとの間で折り曲げて形成し、第２フィン４１、第３フィン４２、第５フィン４４を真直ぐに形成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、図９に示す第３の変形例のように構成してもよい。即ち、放熱フィン７１は、傾斜フィン７２Ａ〜７６Ａに向け滑らかな円弧状をなした第１フィン７２〜第５フィン７６によって構成してもよい。
【００６９】
また、実施の形態では、蓋体１５の上面１５Ａに放熱フィン３９を一体的に設け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、例えば蓋体１５と別部材からなる板体に放熱フィン３９を設け、この板体を蓋体１５の上面１５Ａにボルト止め、溶接等の手段で取付ける構成としてもよい。
【００７０】
一方、実施の形態では、駆動源をエンジン７、動力伝達機構をトルクコンバータ８、トランスミッション９により構成し、このトランスミッション９を各アクスル装置１１，１２に連結する構成とした場合を例示している。しかし、本発明はこれに限らず、例えばトルクコンバータ８、トランスミッション９を廃止し、エンジン７の出力軸に油圧ポンプを設け、この油圧ポンプと油圧モータで油圧閉回路を構成し、油圧モータの出力軸を無段の動力伝達機構を介して各アクスル装置１１，１２に接続する構成としてもよい。
【００７１】
さらに、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，後のホイール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，後にホイール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、油圧モータと後ホイール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。
【符号の説明】
【００７２】
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 後ホイール
５ 前ホイール
７ エンジン（駆動源）
８ トルクコンバータ
９ トランスミッション
１１ 後側アクスル装置
１２ 前側アクスル装置
１３ ケーシング
１４ デファレンシャルケース（本体ケース）
１４Ｆ フィン形成部
１５ 蓋体
１５Ａ 上面
１６ アクスルチューブ
１６Ａ 筒部
２１ デファレンシャル機構
２７ 遊星歯車減速機構
３２ アクスルシャフト
３３ ブレーキ機構
３８ 潤滑油
３９，５１，６１，７１ 放熱フィン
４０，６２，７２ 第１フィン
４０Ａ，４３Ａ，６２Ａ，６３Ａ，６４Ａ 直線フィン
４０Ｂ，４３Ｂ，６２Ｂ，６３Ｂ，６４Ｂ，７２Ａ，７３Ａ，７４Ａ，７５Ａ，７６Ａ 傾斜フィン
４１，５３ 第２フィン（傾斜フィン）
４２，５４ 第３フィン（傾斜フィン）
４３，７５ 第４フィン
４４，５６ 第５フィン（傾斜フィン）
４５ 側方フィン
４６ 外側フィン
５２ 第１フィン（傾斜フィン）
５５，６５ 第４フィン（傾斜フィン）
６３，７３ 第２フィン
６４，７４ 第３フィン
７６ 第５フィン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばアクスル装置を介して左，右の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。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ホイール式建設機械としては、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、バケット等からなる作業装置が取付けられている。また、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。
【０００３】
さらに、各車体の下側には、トランスミッションの出力軸にプロペラシャフトを介して接続されることにより左，右のホイールを回転駆動するアクスル装置が設けられ、該アクスル装置は、上面側が車体に対面するように配設されたケーシングと、該ケーシング内に設けられトランスミッションの出力軸の回転力を左，右のホイールに分配するデファレンシャル機構と、該デファレンシャル機構の左，右両側に位置して前記ケーシング内に設けられ左，右のホイールに制動をかけるブレーキ機構とを備え、前記ケーシング内には、前記デファレンシャル機構、ブレーキ機構等を潤滑、冷却するための潤滑油が貯留されている。
【０００４】
ここで、ホイールローダは、前進してバケットを土砂の山に突っ込み、大量の土砂と共にバケットを持ち上げて積み込むという作業を繰り返し行うものである。このため、デファレンシャル機構に負荷がかかり発熱の原因になる。特に、上述した作業では、ブレーキ機構によって頻繁に制動をかけることになるから、このブレーキ機構の摩擦熱による温度上昇によって、シール部材やパッキンの寿命が短くなる虞がある。
【０００５】
そこで、アクスル装置には、ケーシング内にオイルクーラを設け、該ケーシング内の潤滑油を積極的に冷却する構成としたものがある（例えば、特許文献１参照）。また、他のデファレンシャル機構のケーシングには、その底面に放熱フィンを設ける構成としたものがある（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２４０８２１号公報
【特許文献２】実開昭６３−９２８６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上述した特許文献１の発明のように、ケーシング内にオイルクーラを内蔵するためには、ケーシングを大きくする必要があり、アクスル装置が大型化するという問題がある。また、オイルポンプ等の周辺機器が増えるから、組立作業性の低下、コストの上昇等を招くという問題がある。
【０００８】
また、特許文献２の発明では、ケーシングの底面に放熱フィンを設けているが、不整地で作業を行うホイールローダに適用した場合には、各放熱フィン間に土砂が詰まってしまい放熱効果が得られなくなるという問題がある。
【０００９】
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、簡単な構成によって発熱原因となるブレーキ機構を冷却することができ、アクスル装置に対する信頼性、組立作業性等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。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
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、該車体の下側に設けられ前記駆動源に接続されることにより左，右のホイール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、密閉容器として形成され上面側が前記車体に対面するように配設されたケーシングと、該ケーシング内に設けられ前記駆動源の回転力を前記左，右のホイールに分配するデファレンシャル機構と、該デファレンシャル機構の左，右両側に位置して前記ケーシング内に設けられ前記左，右のホイールに制動をかける左，右のブレーキ機構と、前記デファレンシャル機構とブレーキ機構を潤滑、冷却するために前記ケーシング内に貯留された潤滑油とを備えてなる。
【００１１】
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、前記ケーシングには、その上面側に形成された開口部を閉塞する蓋体を設け、前記ケーシングの蓋体には、その上面側に位置して前記車体の走行時に前側から流入する冷却風によって前記潤滑油を冷却する放熱フィンを設け、前記放熱フィンは、冷却風を前記左，右のブレーキ機構と対向する位置に導く傾斜フィンを有する構成としたことにある。
【００１２】
請求項２の発明は、前記ケーシングには、前記蓋体の左，右方向の側方であって前記左，右のブレーキ機構と対向する位置に側方フィンを設け、前記放熱フィンは、走行時の冷却風を前記左，右の側方フィンに向けて導く構成としたことにある。
【００１３】
請求項３の発明は、前記ケーシング内には、前記各ブレーキ機構の左，右方向の外側に位置して減速機構を設け、前記ケーシングには、前記各側方フィンの左，右方向の外側であって前記左，右の減速機構と対向する位置に外側フィンを設け、前記放熱フィンは、走行時の冷却風を前記左，右の外側フィンに向けて導く構成としたことにある。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１の発明によれば、作業時、走行時にはデファレンシャル機構とブレーキ機構が発熱し潤滑油の温度が上昇するが、この潤滑油の熱はケーシングを介して蓋体に設けた放熱フィンから外部に放出することができる。しかも、放熱フィンは、走行時に流入する冷却風を傾斜フィンにより、制動時の摩擦によって多くの熱を発生する左，右のブレーキ機構と対向する位置に導くことができ、該各ブレーキ機構を狙って冷却することができる。
【００１５】
この結果、傾斜フィンを有した放熱フィンを蓋体に取付けるだけでデファレンシャル機構とブレーキ機構を冷却することができ、特に、多くの熱を発生する左，右のブレーキ機構を集中的に冷却することができる。これにより、これらの熱劣化、焼付き、シール部材の損傷等を防止でき、アクスル装置の耐久性、信頼性等を向上することができる。
【００１６】
また、放熱フィンは、傾斜フィンで冷却風の向きを変えているだけであるから、簡単な構成でブレーキ機構を冷却することができ、部品点数の増大を抑えて、組立作業性の向上、コストの低減等を図ることができる。また、放熱フィンは、ケーシングの上側に位置する蓋体に設けているから、不整地で作業を行う場合でも、放熱フィン間に土砂等が詰まるのを防止でき、放熱効果を持続することができる。さらに、放熱フィンは、蓋体の上面に設けているから、既存の蓋体を放熱フィンが設けられた蓋体に変更するだけで、ブレーキ機構の冷却効率を簡単に高めることができる。
【００１７】
請求項２の発明によれば、左，右のブレーキ機構と対向する位置に設けた側方フィンは、ブレーキ機構が発する熱を外部に放出することができる。しかも、この側方フィンには、放熱フィンの傾斜フィンによって冷却風が積極的に導かれるから、ブレーキ機構やその周囲を効率よく冷却することができる。
【００１８】
請求項３の発明によれば、左，右の減速機構と対向する位置に設けた外側フィンは、減速機構が発する熱を外部に放出することができる。しかも、この外側フィンには、放熱フィンの傾斜フィンによりブレーキ機構の周囲を経由して冷却風が導かれるから、このときの冷却風によって減速機構やその周囲を効率よく冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明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２】図１中の前側アクスル装置を拡大して示す外観斜視図である。
【図３】アクスル装置の中央付近を拡大して示す平面図である。
【図４】図３のアクスル装置の内部構造を示す一部破断の平面図である。
【図５】図３中の矢示Ｖ−Ｖ方向からみた要部拡大の断面図である。
【図６】放熱フィンが設けられた蓋体を示す平面図である。
【図７】本発明の第１の変形例による放熱フィンが設けられた蓋体を示す平面図である。
【図８】本発明の第２の変形例による放熱フィンが設けられた蓋体を示す平面図である。
【図９】本発明の第３の変形例による放熱フィンが設けられた蓋体を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
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６に従って詳細に説明する。
【００２１】
図１において、１はホイール式建設機械としてのホイールローダで、該ホイールローダ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、前記後部車体２、前部車体３の左，右両側に設けられた後ホイール４、前ホイール５と、前記前部車体３の前側に俯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とにより大略構成されている。
【００２２】
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、図示しない油圧ポンプ等が搭載されている。そして、トランスミッション９は、プロペラシャフト９Ａ，９Ｂを介してアクスル装置１１，１２に接続されている。また、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。
【００２３】
１１は後部車体２の下側に位置して設けられた後側アクスル装置で、この後側アクスル装置１１は、左，右方向に延びて形成され、その左，右の両端部に後ホイール４が取付けられている。
【００２４】
一方、１２は前部車体３の下側に位置して設けられた前側アクスル装置で、この前側アクスル装置１２は、後側アクスル装置１１と同様に、左，右方向に延びて形成され、その左，右の両端部に前ホイール５が取付けられている。
【００２５】
ここで、後側アクスル装置１１と前側アクスル装置１２とは、ほぼ同様に構成されているから、前側アクスル装置１２の構成について詳細に説明し、後側アクスル装置１１の構成の説明は省略するものとする。
【００２６】
まず、前側アクスル装置１２は、プロペラシャフト９Ｂに接続されることにより左，右の前ホイール５を回転駆動するものである。また、前側アクスル装置１２は、図２ないし図４に示すように、後述のケーシング１３、入力軸１８、ピニオンギヤ２０、デファレンシャル機構２１、遊星歯車減速機構２７、左，右のアクスルシャフト３２、ブレーキ機構３３、放熱フィン３９、側方フィン４５、外側フィン４６等により構成されている。
【００２７】
１３は前側アクスル装置１２の外形をなすケーシングである。このケーシング１３は、左，右方向の中間部に位置し、デファレンシャル機構２１、ブレーキ機構３３等を収容する本体ケースとしてのデファレンシャルケース１４（以下、デフケース１４という）と、該デフケース１４の上面側に設けられた開口部１４Ａを閉塞する蓋体１５と、前記デフケース１４の左，右両側に取付けられ、内部に後述の遊星歯車減速機構２７、アクスルシャフト３２等が配置されたアクスルチューブ１６とにより密閉容器として構成されている。また、ケーシング１３は、内部の熱を外部に放出できるように、熱伝導性のよい材料、例えば鉄材、アルミニウム材等の金属材料により形成されている。
【００２８】
そして、ケーシング１３は、前部車体３の下側に配置され、デフケース１４の上面と蓋体１５とが前部車体３の底面と隙間をもって対面している。これにより、ホイールローダ１が前進走行したときには、走行風が冷却風となって前部車体３とデフケース１４、蓋体１５との隙間に前側から流入するようになっている。
【００２９】
ここで、デフケース１４は、図４、図５に示すように、左，右方向を軸線とする略円筒状に形成されている。また、デフケース１４の開口部１４Ａは、左，右方向の中央に位置して前，後方向に延びる略四角形状に形成されている。また、デフケース１４の左，右両側には、側端部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１４Ｂが形成されている。これにより、デフケース１４内は、後述のデファレンシャル機構２１を収容する中央のギヤ室１４Ｃと、該ギヤ室１４Ｃの左，右両側に位置して後述のブレーキ機構３３を収容するブレーキ室１４Ｄとに仕切られている。
【００３０】
また、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１４Ｅが設けられ、該突出筒１４Ｅ内には、後述の入力軸１８が回転自在に配置されている。さらに、デフケース１４の上部には、開口部１４Ａの左，右両側に沿うようにしてほぼ平坦なフィン形成部１４Ｆが形成され、該各フィン形成部１４Ｆは、ブレーキ機構３３と対向するように配置され、その上面には後述の側方フィン４５が形成されている。
【００３１】
一方、蓋体１５は、図２、図３に示すように、デフケース１４の開口部１４Ａを閉塞することができるように略長方形状の板体により形成されている。そして、蓋体１５は、図５に示すように、その周囲が複数本のボルト１７を用いてデフケース１４の開口部１４Ａに取付けられている。また、蓋体１５の上面１５Ａには、後述の放熱フィン３９が設けられている。
【００３２】
さらに、アクスルチューブ１６は、デフケース１４側となる基端側が該デフケース１４とほぼ同じ直径寸法をもった短尺な円筒状の筒部１６Ａとなり、該筒部１６Ａから先端側が縮径されて左，右方向の外側に延びている。また、筒部１６Ａは、後述の遊星歯車減速機構２７に対向して位置し、その内部は、遊星歯車減速機構２７を収容する減速機構室１６Ｂとなっている。そして、左，右のアクスルチューブ１６は、基端側の筒部１６Ａが複数本のボルト１７を用いてデフケース１４の両端部に取付けられている。
【００３３】
１８はデフケース１４の突出筒１４Ｅ内に各軸受１９を介して回転可能に設けられた入力軸である（図４参照）。この入力軸１８は、外部に突出したフランジ部１８Ａがプロペラシャフト９Ｂに接続されている。また、入力軸１８の内部側には、ベベルギヤからなるピニオンギヤ２０が設けられている。
【００３４】
２１はデフケース１４のギヤ室１４Ｃ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２１は、トランスミッション９の出力軸の回転力を左，右の前ホイール５に分配するものである。そして、デファレンシャル機構２１は、デフケース１４の各隔壁１４Ｂに軸受１９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２２と、該ギヤケース２２内に固定されたスパイダ２２Ａに回転可能に設けられた複数のピニオンギヤ２３と、該各ピニオンギヤ２３と噛合う２個のサイドギヤ２４と、一端側が該サイドギヤ２４とスプライン結合され、他端側がアクスルシャフト３２に向けて左，右方向に延びた２本の回転軸２５とにより構成されている。また、ギヤケース２２の外周側には、入力軸１８のピニオンギヤ２０に噛合うベベルリングギヤ２６が設けられている。
【００３５】
これにより、デファレンシャル機構２１は、トランスミッション９による回転力が入力軸１８、ピニオンギヤ２０、ベベルリングギヤ２６を介してギヤケース２２に伝わると、各ピニオンギヤ２３、サイドギヤ２４を介して左，右の回転軸２５を適宜に回転駆動するものである。
【００３６】
２７は左，右のアクスルチューブ１６の減速機構室１６Ｂ内に設けられた遊星歯車減速機構で、該各遊星歯車減速機構２７は、回転軸２５の回転を減速して後述のアクスルシャフト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の他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、前記サンギヤ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（１個のみ図示）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とにより大略構成されている。
【００３７】
また、３２は左，右のアクスルチューブ１６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３２は、基端側が遊星歯車減速機構２７のキャリヤ３１にスプライン結合されている。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、その端部には前ホイール５が取付けられている。
【００３８】
３３はデフケース１４の左，右のブレーキ室１４Ｄ内に設けられた左，右のブレーキ機構で、該各ブレーキ機構３３は、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。また、ブレーキ機構３３は、回転軸２５の外周側にハブ３４を介してスプライン結合された複数枚のブレーキディスク３５と、該各ブレーキディスク３５に対面してデフケース１４に回転不能に取付けられたブレーキプレート３６と、外部からの油圧力によって前記ブレーキプレート３６をブレーキディスク３５に押付けるピストン３７とにより大略構成されている。
【００３９】
そして、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、油圧力によってピストン３７を軸方向に移動させることにより、ブレーキプレート３６をブレーキディスク３５に押付けて摩擦力で制動力を発生し、前ホイール５にブレーキをかけるものである。
【００４０】
３８はケーシング１３内に貯留された潤滑油（図５参照）で、該潤滑油３８は、デファレンシャル機構２１、遊星歯車減速機構２７、ブレーキ機構３３の摺接部、噛合い部を潤滑、冷却するものである。
【００４１】
３９はケーシング１３の上面側となる蓋体１５に設けられた複数枚の放熱フィンを示し、該各放熱フィン３９は、鋳造、溶接等の手段を用いて蓋体１５の上面１５Ａに一体的に突設されている。また、各放熱フィン３９は、その１つ目の機能としてデファレンシャル機構２１、ブレーキ機構３３等によって加温された潤滑油３８の熱をケーシングの外部に放出して冷却するものである。
【００４２】
また、本発明の特徴部分となる２つ目の機能として、ホイールローダ１の走行時に前部車体３と前側アクスル装置１２との間に前側から流入する冷却風を、左，右のブレーキ機構３３と対向する位置、即ち、ブレーキ機構３３の上側に配置された後述の側方フィン４５に向けて導くものである。さらに、各放熱フィン３９は、走行時の冷却風を側方フィン４５を経由して後述の外側フィン４６に向けても導くことができる。
【００４３】
ここで、放熱フィン３９は、形状が異なる複数種類の板状突起を左，右対称となるように並べて形成されている。具体的に述べると、放熱フィン３９は、図６に示す如く、冷却風の上流側（前側）に位置して左，右方向の外側寄りに配置され、上流部分が前，後方向に真直ぐに延びた直線フィン４０Ａとなり、下流部分が左，右方向の外側に屈曲して傾斜した傾斜フィン４０Ｂとなった略へ字状の第１フィン４０と、該第１フィン４０の傾斜フィン４０Ｂの下流側（後側）に所定の間隔をもって平行に配置された傾斜フィンをなす第２フィン４１、第３フィン４２と、上流部分が第２フィン４１、第３フィン４２よりも左，右方向の内側寄りに位置して前，後方向に真直ぐに延びた直線フィン４３Ａとなり、下流部分が左，右方向の外側に傾斜して第３フィン４２の下流側に所定の間隔をもって平行に配置された傾斜フィン４３Ｂとなった略へ字状の第４フィン４３と、該第４フィン４３の傾斜フィン４３Ｂの下流側に所定の間隔をもって平行に配置された傾斜フィンをなす第５フィン４４とにより構成され、最下流側に位置する左，右の第５フィン４４は中央寄り位置で一体的に固着されている。
【００４４】
これにより、放熱フィン３９は、図３中の矢示のように、前側から冷却風が流入すると、この冷却風に潤滑油３８からケーシング１３に伝達された熱を各フィン４０〜４４から放出し、該ケーシング１３内のデファレンシャル機構２１等を冷却することができる。一方で、放熱フィン３９は、流入する冷却風を各フィン４０〜４４の傾斜形状によって左，右方向の外側、即ち、各ブレーキ機構３３と対面する位置に導くことにより、ここに配置された後述の各側方フィン４５に冷却風を集中的に供給することができる。
【００４５】
４５はデフケース１４の上側に設けられた複数枚、例えば４枚の側方フィンで、該各側方フィン４５は、蓋体１５の左，右方向の側方であってブレーキ機構３３と対向する位置となるデフケース１４の各フィン形成部１４Ｆに設けられている。また、側方フィン４５は、フィン形成部１４Ｆの上面に左，右方向に延びて立設され、前，後方向に間隔をもってほぼ平行に並べられている。
【００４６】
ここで、各側方フィン４５は、制動時の摩擦によって多くの熱を発生するブレーキ機構３３と対面する位置に設けているから、各側方フィン４５にはブレーキ機構３３が発する熱が集中的に伝わることになる。従って、各側方フィン４５は、左，右方向に延びて形成することにより、放熱フィン３９によって左，右方向の外側に導かれる冷却風を受承することができ、この冷却風に放熱してブレーキ機構３３を冷却することができる。また、左，右方向に延びて形成された各側方フィン４５は、冷却風をさらに左，右方向の外側に導くことができ、各側方フィン４５の外側に位置する後述の外側フィン４６にも冷却風を導くことができる。
【００４７】
４６は左，右のアクスルチューブ１６に設けられた左，右の外側フィンである。この左，右の外側フィン４６は、各側方フィン４５の左，右方向の外側であって左，右の遊星歯車減速機構２７と対向する位置、即ち、筒部１６Ａの外周面に設けられている。また、外側フィン４６は、筒部１６Ａの外周面を全周に亘って延びた鍔状に形成されている。
【００４８】
ここで、各外側フィン４６は、各ギヤ２８，２９，３０間の摩擦によって熱を発生する遊星歯車減速機構２７と対面する位置に設けているから、各外側フィン４６には遊星歯車減速機構２７が発する熱が集中的に伝わることになる。従って、各外側フィン４６は、放熱フィン３９から側方フィン４５を経由して左，右方向の外側に導かれる冷却風を受承し、これとは別に、前側から流入する冷却風を受承することにより、これらの冷却風に放熱して遊星歯車減速機構２７を冷却することができる。
【００４９】
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。
【００５０】
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を作動し、このトランスミッション９の出力軸の回転力をプロペラシャフト９Ｂ、入力軸１８、デファレンシャル機構２１、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に伝達する。これにより、各アクスルシャフト３２に接続された左，右の前ホイール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から後側アクスル装置１１に伝えることにより、左，右の後ホイール４を回転駆動することができる。
【００５１】
このように、前，後のホイール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２１の各ピニオンギヤ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ホイール５，４の回転数を、外輪側となる右側のホイール５，４の回転数よりも低下させることができ、内，外のホイール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。
【００５２】
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によってアクスルシャフト３２に制動力を発生し、減速または停車することができる。一方、走行しつつ作業装置６を操作することにより、土砂の積み込み作業等を行うことができる。
【００５３】
ここで、トランスミッション９の出力軸の回転力を各ホイール４，５に伝えるアクスル装置１１，１２は、摺接部、噛合い部等の摩擦熱等によって温度上昇を生じる。そこで、前側アクスル装置１２を例に挙げ、各部の冷却方法について説明する。
【００５４】
まず、ホイールローダ１の走行時には、デファレンシャル機構２１、遊星歯車減速機構２７、ブレーキ機構３３が熱を発し、これらを冷却したために潤滑油３８の温度が上昇する。この潤滑油３８の熱は、例えばケーシング１３を伝って放熱フィン３９に伝わり、走行時に前側から流入する冷却風に放出することができ、潤滑油３８を冷却することができる。
【００５５】
また、ケーシング１３内で走行時に熱を発生するデファレンシャル機構２１、遊星歯車減速機構２７、ブレーキ機構３３のうち、特に、ブレーキ機構３３は、制動時の摩擦によって多くの熱を発生してしまう。このために、前側アクスル装置１２を効果的に冷却するためには、ブレーキ機構３３を狙って冷却することが望まれる。
【００５６】
そして、本実施の形態では、走行時に前側から冷却風が流入すると、蓋体１５の上面１５Ａに設けた放熱フィン３９は、流入する冷却風を各フィン４０〜４４の傾斜形状によって左，右方向の外側に位置する各側方フィン４５に向けて導く。これにより、ブレーキ機構３３と対向する位置に設けられた各側方フィン４５は、導かれた冷却風に熱を放散することで、ブレーキ機構３３を狙って冷却することができる。さらに、各アクスルチューブ１６の筒部１６Ａに設けた各外側フィン４６は、放熱フィン３９から側方フィン４５を経由して導かれた冷却風と前側から流入する冷却風とを受承することにより、これらの冷却風によって放熱フィン３９から離れた遊星歯車減速機構２７を冷却することができる。
【００５７】
かくして、本実施の形態によれば、ケーシング１３を形成する蓋体１５の上面１５Ａに、走行時に前側から流入する冷却風によってケーシング１３内の潤滑油３８を冷却する放熱フィン３９を設けている。この上で、放熱フィン３９には、冷却風を左，右のブレーキ機構３３と対向する位置に設けた各側方フィン４５に向けて導くための傾斜したフィン４０〜４４を形成する構成としている。
【００５８】
従って、放熱フィン３９を形成する各フィン４０〜４４の傾斜形状により、走行時に流入する冷却風を左，右のブレーキ機構３３を冷却するための側方フィン４５に向け導くことができ、該各ブレーキ機構３３を狙って冷却することができる。
【００５９】
この結果、傾斜したフィン４０〜４４を有した放熱フィン３９を蓋体１５に取付けるだけでデファレンシャル機構２１とブレーキ機構３３を冷却することができ、特に、多くの熱を発生する左，右のブレーキ機構３３を集中的に冷却することができる。これにより、これらの熱劣化、焼付き、シール部材の損傷等を防止でき、前側アクスル装置１２の耐久性、信頼性等を向上することができる。
【００６０】
また、放熱フィン３９は、傾斜したフィン４０〜４４で冷却風の向きを変えているだけであるから、簡単な構成でブレーキ機構３３を冷却することができ、部品点数の増大を抑えて、組立作業性の向上、コストの低減等を図ることができる。
【００６１】
また、放熱フィン３９は、ケーシング１３の上側に位置する蓋体１５に設けているから、不整地で作業を行う場合でも、フィン４０〜４４間に土砂等が詰まるのを防止でき、放熱効果を持続して信頼性を向上することができる。さらに、放熱フィン３９は、蓋体１５の上面１５Ａに設けているから、既存の蓋体（図示せず）を放熱フィン３９が設けられた蓋体１５に変更するだけで、ブレーキ機構３３の冷却効率を簡単に高めることができる。
【００６２】
一方、左，右のブレーキ機構３３と対向するデフケース１４のフィン形成部１４Ｆには、側方フィン４５を左，右方向に延びて設けているから、この側方フィン４５によりブレーキ機構３３が発する熱を中心に外部に放出することができる。しかも、この側方フィン４５には、放熱フィン３９によって冷却風を積極的に供給することができるから、ブレーキ機構３３やその周囲を効率よく冷却することができる。
【００６３】
さらに、左，右の遊星歯車減速機構２７と対向する各アクスルチューブ１６の筒部１６Ａには、鍔状の外側フィン４６を設けているから、この外側フィン４６により遊星歯車減速機構２７が発する熱を中心に外部に放出することができる。しかも、この外側フィン４６には、放熱フィン３９により側方フィン４５を経由して冷却風を積極的に供給することができるから、遊星歯車減速機構２７やその周囲を効率よく冷却することができる。
【００６４】
なお、実施の形態では、放熱フィン３９、側方フィン４５および外側フィン４６を前側アクスル装置１２に設け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、放熱フィン３９、側方フィン４５および外側フィン４６を後側アクスル装置１１に設ける構成としてもよい。
【００６５】
また、実施の形態では、放熱フィン３９を、直線フィン４０Ａと傾斜フィン４０Ｂからなる略へ字状の第１フィン４０と、該第１フィン４０の傾斜フィン４０Ｂの下流側に配置された傾斜フィンをなす第２フィン４１、第３フィン４２と、直線フィン４３Ａと傾斜フィン４３Ｂからなる略へ字状の第４フィン４３と、該第４フィン４３の傾斜フィン４３Ｂの下流側に配置された傾斜フィンをなす第５フィン４４とにより構成した場合を例に挙げて説明した。
【００６６】
しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば図７に示す第１の変形例のように構成してもよい。即ち、放熱フィン５１は、直線フィンが無く、傾斜フィンだけからなる第１フィン５２〜第５フィン５６によって形成する構成としてもよい。
【００６７】
また、図８に示す第２の変形例のように構成してもよい。即ち、放熱フィン６１は、直線フィン６２Ａ〜６４Ａと傾斜フィン６２Ｂ〜６４Ｂとからなる第１フィン６２〜第３フィン６４と傾斜フィンだけからなる第４フィン６５とによって形成する構成としてもよい。
【００６８】
また、実施の形態では、放熱フィン３９をなす第１フィン４０と第４フィン４３を、直線フィン４０Ａ，４３Ａと傾斜フィン４０Ｂ，４３Ｂとの間で折り曲げて形成し、第２フィン４１、第３フィン４２、第５フィン４４を真直ぐに形成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、図９に示す第３の変形例のように構成してもよい。即ち、放熱フィン７１は、傾斜フィン７２Ａ〜７６Ａに向け滑らかな円弧状をなした第１フィン７２〜第５フィン７６によって構成してもよい。
【００６９】
また、実施の形態では、蓋体１５の上面１５Ａに放熱フィン３９を一体的に設け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、例えば蓋体１５と別部材からなる板体に放熱フィン３９を設け、この板体を蓋体１５の上面１５Ａにボルト止め、溶接等の手段で取付ける構成としてもよい。
【００７０】
一方、実施の形態では、駆動源をエンジン７、動力伝達機構をトルクコンバータ８、トランスミッション９により構成し、このトランスミッション９を各アクスル装置１１，１２に連結する構成とした場合を例示している。しかし、本発明はこれに限らず、例えばトルクコンバータ８、トランスミッション９を廃止し、エンジン７の出力軸に油圧ポンプを設け、この油圧ポンプと油圧モータで油圧閉回路を構成し、油圧モータの出力軸を無段の動力伝達機構を介して各アクスル装置１１，１２に接続する構成としてもよい。
【００７１】
さらに、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，後のホイール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，後にホイール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、油圧モータと後ホイール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。
【符号の説明】
【００７２】
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 後ホイール
５ 前ホイール
７ エンジン（駆動源）
８ トルクコンバータ
９ トランスミッション
１１ 後側アクスル装置
１２ 前側アクスル装置
１３ ケーシング
１４ デファレンシャルケース（本体ケース）
１４Ｆ フィン形成部
１５ 蓋体
１５Ａ 上面
１６ アクスルチューブ
１６Ａ 筒部
２１ デファレンシャル機構
２７ 遊星歯車減速機構
３２ アクスルシャフト
３３ ブレーキ機構
３８ 潤滑油
３９，５１，６１，７１ 放熱フィン
４０，６２，７２ 第１フィン
４０Ａ，４３Ａ，６２Ａ，６３Ａ，６４Ａ 直線フィン
４０Ｂ，４３Ｂ，６２Ｂ，６３Ｂ，６４Ｂ，７２Ａ，７３Ａ，７４Ａ，７５Ａ，７６Ａ 傾斜フィン
４１，５３ 第２フィン（傾斜フィン）
４２，５４ 第３フィン（傾斜フィン）
４３，７５ 第４フィン
４４，５６ 第５フィン（傾斜フィン）
４５ 側方フィン
４６ 外側フィン
５２ 第１フィン（傾斜フィン）
５５，６５ 第４フィン（傾斜フィン）
６３，７３ 第２フィン
６４，７４ 第３フィン
７６ 第５フィン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源を備えた車体と、該車体の下側に設けられ前記駆動源に接続されることにより左，右のホイール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、密閉容器として形成され上面側が前記車体に対面するように配設されたケーシングと、該ケーシング内に設けられ前記駆動源の回転力を前記左，右のホイールに分配するデファレンシャル機構と、該デファレンシャル機構の左，右両側に位置して前記ケーシング内に設けられ前記左，右のホイールに制動をかける左，右のブレーキ機構と、前記デファレンシャル機構とブレーキ機構を潤滑、冷却するために前記ケーシング内に貯留された潤滑油とを備えてなるホイール式建設機械において、
前記ケーシングには、その上面側に形成された開口部を閉塞する蓋体を設け、
前記ケーシングの蓋体には、その上面側に位置して前記車体の走行時に前側から流入する冷却風によって前記潤滑油を冷却する放熱フィンを設け、
前記放熱フィンは、冷却風を前記左，右のブレーキ機構と対向する位置に導く傾斜フィンを有する構成としたことを特徴とするホイール式建設機械。
【請求項２】
前記ケーシングには、前記蓋体の左，右方向の側方であって前記左，右のブレーキ機構と対向する位置に側方フィンを設け、前記放熱フィンは、走行時の冷却風を前記左，右の側方フィンに向けて導く構成としてなる請求項１に記載のホイール式建設機械。
【請求項３】
前記ケーシング内には、前記各ブレーキ機構の左，右方向の外側に位置して減速機構を設け、前記ケーシングには、前記各側方フィンの左，右方向の外側であって前記左，右の減速機構と対向する位置に外側フィンを設け、前記放熱フィンは、走行時の冷却風を前記左，右の外側フィンに向けて導く構成としてなる請求項１または２に記載のホイール式建設機械。
【請求項１】
駆動源を備えた車体と、該車体の下側に設けられ前記駆動源に接続されることにより左，右のホイール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、密閉容器として形成され上面側が前記車体に対面するように配設されたケーシングと、該ケーシング内に設けられ前記駆動源の回転力を前記左，右のホイールに分配するデファレンシャル機構と、該デファレンシャル機構の左，右両側に位置して前記ケーシング内に設けられ前記左，右のホイールに制動をかける左，右のブレーキ機構と、前記デファレンシャル機構とブレーキ機構を潤滑、冷却するために前記ケーシング内に貯留された潤滑油とを備えてなるホイール式建設機械において、
前記ケーシングには、その上面側に形成された開口部を閉塞する蓋体を設け、
前記ケーシングの蓋体には、その上面側に位置して前記車体の走行時に前側から流入する冷却風によって前記潤滑油を冷却する放熱フィンを設け、
前記放熱フィンは、冷却風を前記左，右のブレーキ機構と対向する位置に導く傾斜フィンを有する構成としたことを特徴とするホイール式建設機械。
【請求項２】
前記ケーシングには、前記蓋体の左，右方向の側方であって前記左，右のブレーキ機構と対向する位置に側方フィンを設け、前記放熱フィンは、走行時の冷却風を前記左，右の側方フィンに向けて導く構成としてなる請求項１に記載のホイール式建設機械。
【請求項３】
前記ケーシング内には、前記各ブレーキ機構の左，右方向の外側に位置して減速機構を設け、前記ケーシングには、前記各側方フィンの左，右方向の外側であって前記左，右の減速機構と対向する位置に外側フィンを設け、前記放熱フィンは、走行時の冷却風を前記左，右の外側フィンに向けて導く構成としてなる請求項１または２に記載のホイール式建設機械。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−６９４５７（Ｐ２０１１−６９４５７Ａ）
【公開日】平成２３年４月７日（２０１１．４．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２２２４１４（Ｐ２００９−２２２４１４）
【出願日】平成２１年９月２８日（２００９．９．２８）
【出願人】（０００００５５２２）日立建機株式会社 (2,611)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年４月７日（２０１１．４．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月２８日（２００９．９．２８）
【出願人】（０００００５５２２）日立建機株式会社 (2,611)
【Ｆターム（参考）】
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