(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022112296
(43)【公開日】2022-08-02
(54)【発明の名称】履帯式作業機械
(51)【国際特許分類】
E02F 9/22 20060101AFI20220726BHJP
B62D 11/18 20060101ALI20220726BHJP
【FI】
E02F9/22 A
B62D11/18
【審査請求】未請求
【請求項の数】4
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2021008066
(22)【出願日】2021-01-21
(71)【出願人】
【識別番号】000001236
【氏名又は名称】株式会社小松製作所
(74)【代理人】
【識別番号】110000202
【氏名又は名称】新樹グローバル・アイピー特許業務法人
(72)【発明者】
【氏名】吉川 剛史
(72)【発明者】
【氏名】竹島 宏明
(72)【発明者】
【氏名】秋山 直也
(72)【発明者】
【氏名】中田 和志
(72)【発明者】
【氏名】矢津田 修
(72)【発明者】
【氏名】大▲高▼ 慎一
(72)【発明者】
【氏名】行木 悠史
(72)【発明者】
【氏名】長坂 亮一
(72)【発明者】
【氏名】幸村 貴臣
【テーマコード(参考)】
2D003
3D052
【Fターム(参考)】
2D003AA02
2D003AB01
2D003AC01
2D003BA05
2D003BB01
2D003DA02
3D052AA04
3D052BB08
3D052BB11
3D052DD01
3D052EE01
3D052FF01
3D052GG04
3D052HH03
3D052JJ10
3D052JJ14
3D052JJ20
3D052JJ21
3D052JJ25
(57)【要約】
【課題】内側ステアリングクラッチの熱負荷を抑制可能な履帯式作業機械を提供する。
【解決手段】ブルドーザ1において、コントローラ100は、信地旋回モードから直進モード又は緩旋回モードに移行する際、内側ステアリングクラッチ40
INが部分係合し始めるタイミングt1以降まで旋回モータ80の回転数を維持する。
【選択図】
図5
【特許請求の範囲】
【請求項1】
入力軸と左右の出力軸との間に配置される左右の遊星歯車機構と、
前記入力軸を中心として回転可能であり、前記左右の遊星歯車機構による前記入力軸から前記左右の出力軸への回転動力の伝達及び遮断を切り替える左右のステアリングクラッチと、
前記左右の出力軸を制動する左右のステアリングブレーキと、
前記左右の出力軸に回転数差が生じるように前記左右のステアリングクラッチを回転させる旋回モータと、
前記左右のステアリングクラッチ、前記左右のステアリングブレーキ及び前記旋回モータを制御することによって、直進モード、緩旋回モード及び信地旋回モードのいずれかで履帯式作業機械を旋回させるコントローラと、
を備え、
前記コントローラは、前記直進モードにおいて、前記左右のステアリングクラッチを係合させ、前記左右のステアリングブレーキを開放させ、かつ、前記旋回モータを停止させ、
前記コントローラは、前記緩旋回モードにおいて、前記左右のステアリングクラッチを係合させ、前記左右のステアリングブレーキを開放させ、かつ、前記旋回モータを駆動させ、
前記コントローラは、前記信地旋回モードにおいて、前記左右のステアリングクラッチのうち前記旋回方向に対応する内側ステアリングクラッチを開放させ、前記左右のステアリングブレーキのうち旋回方向に対応する内側ステアリングブレーキを制動させ、かつ、前記旋回モータを駆動させ、
前記コントローラは、前記信地旋回モードから前記直進モード又は前記緩旋回モードに移行する際、前記内側ステアリングクラッチが部分係合し始める第1タイミング以降まで前記旋回モータの回転数を維持する、
履帯式作業機械。
【請求項2】
前記コントローラは、前記信地旋回モードから前記直進モード又は前記緩旋回モードに移行する際、前記内側ステアリングクラッチが完全係合する第2タイミング以前に前記旋回モータを停止させる、
請求項1に記載の履帯式作業機械。
【請求項3】
前記左右の遊星歯車機構それぞれは、
前記入力軸に連結されるリングギアと、
前記入力軸に回転自在に取り付けられ、前記ステアリングクラッチに連結されるサンギアと、
前記リングギア及び前記サンギアの間に配置されるプラネタリギアと、
前記プラネタリギアと前記出力軸に連結されるキャリアと、
を有する、
請求項1又は2に記載の履帯式作業機械。
【請求項4】
前記左右のステアリングクラッチを介して前記左右の遊星歯車機構それぞれの前記サンギアと離接可能であり、互いに逆方向に回転する左右のクラッチギアと、
前記左右のクラッチギアに前記旋回モータの回転動力を伝達するアイドラギアと、
を備える、
請求項3に記載の履帯式作業機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、履帯式作業機械に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、左右の遊星歯車機構と、油圧駆動式の左右のステアリングクラッチと、油圧駆動式の左右のステアリングブレーキと、旋回モータとを備える履帯式作業機械(例えば、ブルドーザなど)が知られている(特許文献1参照)。
【0003】
左右の遊星歯車機構は、入力軸と左右の出力軸との間に配置される。左右のステアリングクラッチは、入力軸を中心として回転可能であり、左右の遊星歯車機構による入力軸から左右の出力軸への回転動力の伝達及び遮断を切り替える。左右のステアリングブレーキは、左右の出力軸を制動する。旋回モータは、左右の出力軸に回転数差が生じるように左右のステアリングクラッチを回転させる。
【0004】
特許文献1に記載の履帯式作業機械は、左右のステアリングクラッチを係合させ、左右のステアリングブレーキを開放させるとともに、旋回モータを停止させることによって直進する。
【0005】
特許文献1に記載の履帯式作業機械は、左右のステアリングクラッチを係合させ、左右のステアリングブレーキを開放させるとともに、旋回モータを駆動させることによって緩旋回モードで旋回する。
【0006】
特許文献1に記載の履帯式作業機械は、内側ステアリングクラッチを開放させ、内側ステアリングブレーキを制動させるとともに、旋回モータを停止させることによって信地旋回モードで旋回する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
ところで、信地旋回モードにおいても旋回モータを駆動させることによって、信地旋回中の旋回速度を上げることができる。
【0009】
この場合、信地旋回モードでは、内側ステアリングクラッチが開放されているため、入力軸からの回転動力によって内側遊星歯車機構は空転し、かつ、旋回モータの駆動力によって内側ステアリングクラッチも空転する。
【0010】
一方で、例えば信地旋回モードから直進モードへ即座に切り替えられる場合、旋回モータは停止され、かつ、内側ステアリングクラッチは係合されるところ、旋回モータの停止に伴って内側ステアリングクラッチも停止するので、内側遊星歯車機構に対する内側ステアリングクラッチの相対回転数が大きくなる。この状態で内側ステアリングクラッチが係合されると、内側ステアリングクラッチに過大な熱負荷が発生するおそれがある。
【0011】
本開示の目的は、内側ステアリングクラッチの熱負荷を抑制可能な履帯式作業機械を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0012】
本開示の一側面に係る履帯式作業機械は、左右の遊星歯車機構と、左右のステアリングクラッチと、左右のステアリングブレーキと、旋回モータと、コントローラとを備える。左右の遊星歯車機構は、入力軸と左右の出力軸との間に配置される。左右のステアリングクラッチは、入力軸を中心として回転可能であり、左右の遊星歯車機構による入力軸から左右の出力軸への回転動力の伝達及び遮断を切り替える。左右のステアリングブレーキは、左右の出力軸を制動する。旋回モータは、左右の出力軸に回転数差が生じるように左右のステアリングクラッチを回転させる。コントローラは、左右のステアリングクラッチ、左右のステアリングブレーキ及び旋回モータを制御することによって、直進モード、緩旋回モード及び信地旋回モードのいずれかで履帯式作業機械を旋回させる。コントローラは、直進モードにおいて、左右のステアリングクラッチを係合させ、左右のステアリングブレーキを開放させ、かつ、旋回モータを停止させる。コントローラは、緩旋回モードにおいて、左右のステアリングクラッチを係合させ、左右のステアリングブレーキを開放させ、かつ、旋回モータを駆動させる。コントローラは、信地旋回モードにおいて、左右のステアリングクラッチのうち旋回方向に対応する内側ステアリングクラッチを開放させ、左右のステアリングブレーキのうち旋回方向に対応する内側ステアリングブレーキを制動させ、かつ、旋回モータを駆動させる。コントローラは、信地旋回モードから直進モード又は緩旋回モードに移行する際、内側ステアリングクラッチが部分係合し始める第1タイミング以降まで旋回モータの回転数を維持する。
【発明の効果】
【0013】
本開示に係る技術によれば、内側ステアリングクラッチの熱負荷を抑制可能な履帯式作業機械を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【
図2】実施形態に係るブルドーザの動力伝達系統の断面構成図である。
【
図3】実施形態に係るブルドーザの動力伝達系統の概略システム構成図である。
【
図4】実施形態に係るコントローラによるブルドーザの制御例を示すグラフである。
【
図5】信地旋回モードから直進モードへ即座に切り替える場合におけるブルドーザの状態の一例を示すグラフである。
【
図6】変形例1に係るブルドーザの動力伝達系統の概略システム構成図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
(ブルドーザ1の構成)
図1は、履帯式作業機械の一例であるブルドーザ1の斜視図である。
図2は、ブルドーザ1の動力伝達系統の断面構成図である。
図3は、ブルドーザ1の動力伝達系統の概略システム構成図である。
【0016】
図1に示すように、ブルドーザ1は、左右のスプロケット2L,2R及び左右の履帯3L,3Rを含む左右の走行装置4L,4Rと、車両前部に設けられたブレード5と、車両後部に設けられたリッパ装置6とを備える。
【0017】
ブルドーザ1は、ブレード5による土押し等の作業や、リッパ装置6による破砕及び掘削等の作業を行うことができる。
【0018】
図2及び
図3に示すように、ブルドーザ1は、エンジン10と、エンジン動力伝達部20と、左右の遊星歯車機構30L,30Rと、左右のステアリングクラッチ40L,40Rと、左右のステアリングブレーキ50L,50Rと、左右の出力軸60L,60Rと、旋回モータ80と、モータ動力伝達部90と、コントローラ100とを有する。
【0019】
[エンジン動力伝達部]
エンジン動力伝達部20は、エンジン10からの動力を左右の遊星歯車機構30L,30Rに伝達する。エンジン動力伝達部20は、動力取出装置(パワーテイクオフ)21と、トルクコンバータ22と、トランスミッション23と、ピニオン24と、ベベルギア25と、入力軸26とを含む。
【0020】
動力取出装置21は、エンジン10からの動力をトルクコンバータ22に伝達する。トルクコンバータ22は、動力取出装置21から伝達されるエンジン10の動力を、流体を介してトランスミッション23に伝達する。トランスミッション23は、トルクコンバータ22から伝達される回転動力を変速するための複数の速度段クラッチと、前進及び後進を切り替えるための方向段クラッチとを有する。トランスミッション23は、ピニオン24に連結される。トランスミッション23からの動力は、ピニオン24及びベベルギア25を介して、入力軸26に伝達される。入力軸26は、左右方向に延びる。入力軸26の軸方向は、ブルドーザ1の左右方向と同義である。
【0021】
[遊星歯車機構]
左右の遊星歯車機構30L,30Rは、入力軸26と左右の出力軸60L,60Rとの間に配置される。左右の遊星歯車機構30L,30Rは、左右のリングギア31L,31Rと、左右のプラネタリギア32L,32Rと、左右のサンギア33L,33Rと、左右のキャリア34L,34Rとを有する。
【0022】
左右のリングギア31L,31Rは、入力軸26に連結される。左右のプラネタリギア32L,32Rは、入力軸26の軸方向に垂直な径方向において、左右のリングギア31L,31Rの内側に配置される。左右のプラネタリギア32L,32Rは、左右のリングギア31L,31Rと左右のサンギア33L,33Rとに噛み合っている。左右のサンギア33L,33Rは、入力軸26に対して回転自在に取り付けられる。左右のサンギア33L,33Rは、径方向において、左右のプラネタリギア32L,32Rの内側に配置される。左右のサンギア33L,33Rは、左右のステアリングクラッチ40L,40Rに連結される。左右のサンギア33L,33Rは、左右のステアリングクラッチ40L,40Rを介して、モータ動力伝達部90(具体的には、後述する左右のクラッチギア91L,91R)と離接可能である。左右のキャリア34L,34Rは、左右のプラネタリギア32L,32Rと左右の出力軸60L,60Rとに連結される。
【0023】
[ステアリングクラッチ]
左右のステアリングクラッチ40L,40Rは、左右の遊星歯車機構30L,30Rとモータ動力伝達部90との間に配置される。左右のステアリングクラッチ40L,40Rは、左右の遊星歯車機構30L,30Rが有する左右のサンギア33L,33Rとモータ動力伝達部90が有する左右のクラッチギア91L,91Rとを離接させる。
【0024】
左右のステアリングクラッチ40L,40Rは、作動油の供給によって駆動する。左右のステアリングクラッチ40L,40Rは、係合及び開放可能な湿式多板式クラッチによって構成される。本実施形態において、左右のステアリングクラッチ40L,40Rは、ポジティブタイプの油圧クラッチである。左右のステアリングクラッチ40L,40Rは、作動油が供給されないとき開放され、供給される作動油の油圧が所定値未満であるとき部分係合し、供給される作動油の油圧が所定値以上であるとき完全係合する。
【0025】
左右のステアリングクラッチ40L,40Rに供給される作動油の油圧は、左右のクラッチ用コントロールバルブ27L,27Rによって制御される。左右のクラッチ用コントロールバルブ27L,27Rは、コントローラ100から入力されるクラッチ油圧指令に応じて駆動する。
【0026】
左右のステアリングクラッチ40L,40Rは、左右の遊星歯車機構30L,30Rによる入力軸26から左右の出力軸60L,60Rへの回転動力の伝達及び遮断を切り替える。
【0027】
具体的には、左ステアリングクラッチ40Lが係合されると、入力軸26の回転は、左リングギア31L、左プラネタリギア32L及び左キャリア34Lを介して左出力軸60Lに伝達される。一方、左ステアリングクラッチ40Lが開放されると、左サンギア33Lは自由回転状態になって、入力軸26から左出力軸60Lへの回転動力の伝達は遮断される。同様に、右ステアリングクラッチ40Rは、その係合及び開放に応じて、入力軸26から右出力軸60Rへの回転動力の伝達及び遮断を切り替える。
【0028】
ここで、左右のステアリングクラッチ40L,40Rは、入力軸26を中心として回転可能である。左右のステアリングクラッチ40L,40Rは、モータ動力伝達部90を介して伝達される旋回モータ80からの回転動力によって、互いに逆方向に回転する。
【0029】
例えば、左右のステアリングクラッチ40L,40Rが係合された状態で、左ステアリングクラッチ40Lが順回転しながら右ステアリングクラッチ40Rが逆回転すると、左出力軸60Lの回転数が右出力軸60Rの回転数より高くなってブルドーザ1は右に緩旋回する。
【0030】
本明細書において、緩旋回とは、同方向に回転する左右の出力軸60L,60Rに回転数差を生じさせることによって、比較的大きな旋回半径で弧を描くように前進または後退することを意味する。
【0031】
また、左ステアリングクラッチ40Lが係合され、かつ、右ステアリングクラッチ40Rが開放された状態で、左ステアリングクラッチ40Lが順回転すると、右出力軸60Rの回転が停止するとともに左出力軸60Lが回転してブルドーザ1は右に信地旋回する。ただし、ブルドーザ1が右に信地旋回する場合、後述するように、右ステアリングブレーキ50Rは右出力軸60Rを制動する。
【0032】
本明細書において、信地旋回とは、左右の出力軸60L,60Rのうち一方を回転させつつ他方を実質的に又は完全に停止させることによって、他方側の履帯を軸として旋回することを意味する。
【0033】
図2に示すように、右ステアリングクラッチ40Rは、複数のクラッチプレート41、複数のクラッチディスク42及びクラッチピストン43を有する。
【0034】
各クラッチプレート41は、右クラッチギア91Rに取り付けられる。各クラッチディスク42は、右サンギア33Rに固定される。各クラッチプレート41と各クラッチディスク42は、軸方向において交互に配置される。
【0035】
作動油の供給に伴ってクラッチピストン43が右方向に移動すると、各クラッチプレート41と各クラッチディスク42とが圧接されて右ステアリングクラッチ40Rが係合する。これによって、右遊星歯車機構30Rが有する右サンギア33Rとモータ動力伝達部90が有する右クラッチギア91Rとが接合する。
【0036】
一方、作動油の排出に伴ってクラッチピストン43が左方向に移動すると、各クラッチプレート41と各クラッチディスク42とが離れて右ステアリングクラッチ40Rは開放される。これによって、右遊星歯車機構30Rが有する右サンギア33Rとモータ動力伝達部90が有する右クラッチギア91Rとが離れる。
【0037】
なお、左ステアリングクラッチ40Lは、右ステアリングクラッチ40Rと同様の構成を有する。
【0038】
[ステアリングブレーキ]
左右のステアリングブレーキ50L,50Rは、作動油の供給によって駆動する。左右のステアリングブレーキ50L,50Rは、係合及び開放可能な湿式多板式クラッチによって構成される。本実施形態において、左右のステアリングブレーキ50L,50Rは、ネガティブタイプの油圧ブレーキである。左右のステアリングブレーキ50L,50Rは、作動油が供給されないとき完全係合し、供給される作動油の油圧が所定値未満であるとき部分係合し、供給される作動油の油圧が所定値以上であるとき開放される。左右のステアリングブレーキ50L,50Rが係合(完全係合又は部分係合)されると、左右のステアリングブレーキ50L,50Rに制動力が生じる。
【0039】
左右のステアリングブレーキ50L,50Rに供給される作動油の油圧は、左右のブレーキ用コントロールバルブ28L,28Rによって制御される。左右のブレーキ用コントロールバルブ28L,28Rは、コントローラ100から入力されるブレーキ油圧指令に応じて駆動する。
【0040】
左右のステアリングブレーキ50L,50Rは、左右の出力軸60L,60Rの回転を制動する。
【0041】
具体的には、左ステアリングブレーキ50Lが係合されると、左出力軸60Lの回転が制動されることによって、左スプロケット2Lの回転が低減される。一方、右ステアリングブレーキ50Rが係合されると、右出力軸60Rの回転が制動されることによって、右スプロケット2Rの回転が低減される。
【0042】
図2に示すように、右ステアリングブレーキ50Rは、回転部材51、ブレーキハウジング52、複数の固定プレート53、複数のブレーキディスク54及びブレーキピストン55を有する。
【0043】
回転部材51は、右出力軸60Lに固定されており、右出力軸60Rとともに回転する。ブレーキハウジング52は、回転部材51に対して固定されている。各固定プレート53は、ブレーキハウジング52に取り付けられる。各ブレーキディスク54は、回転部材51に固定される。各固定プレート53と各ブレーキディスク54は、軸方向において交互に配置される。
【0044】
作動油の充填に伴ってブレーキピストン55が左方向に移動すると、各固定プレート53と各ブレーキディスク54とが離れて、右ステアリングブレーキ50Rは開放される。一方、作動油の排出に伴ってブレーキピストン55が右方向に移動すると、各固定プレート53と各ブレーキディスク54とが圧接されて右ステアリングブレーキ50Rに制動力が生じる。
【0045】
なお、左ステアリングブレーキ50Lは、右ステアリングブレーキ50Rと同様の構成を有する。
【0046】
[旋回モータ]
旋回モータ80は、エンジン10の動力によって駆動する。旋回モータ80は、正回転方向及び反回転方向のいずれかで回転する。旋回モータ80の回転方向及び回転数は、コントローラ100によって制御される。旋回モータ80の回転数は、エンジン10から伝達される動力に応じて0%から100%(最大値)まで変化する。
【0047】
旋回モータ80の回転動力は、モータ動力伝達部90を介して左右のステアリングクラッチ40L,40Rに伝達される。旋回モータ80は、左右の出力軸60L,60Rに回転数差が生じるように左右のステアリングクラッチ40L,40Rを回転させる。例えば、ブルドーザ1が右に緩旋回する場合、旋回モータ80が左右のステアリングクラッチ40L,40Rを逆回転させると、左出力軸60Lの回転数が右出力軸60Rの回転数より高くなる。また、ブルドーザ1が右に信地旋回する場合、旋回モータ80は、左右のステアリングクラッチ40L,40Rを逆回転させるが、右ステアリングクラッチ40Rは開放され、かつ、右ステアリングブレーキ50Rは制動されるので、右出力軸60Rは回転せずに左出力軸60Lのみが回転する。
【0048】
[モータ動力伝達部]
モータ動力伝達部90は、旋回モータ80と左右のステアリングクラッチ40L,40Rとの間に配置される。モータ動力伝達部90は、旋回モータ80の回転動力を左右のステアリングクラッチ40L,40Rに伝達する。
【0049】
モータ動力伝達部90は、左右のクラッチギア91L,91R、第1トランスファギア92、副軸93、第2トランスファギア94、アイドラギア95及びピニオンギア96を有する。
【0050】
左右のクラッチギア91L,91Rは、左右のステアリングクラッチ40L,40Rを介して左右のサンギア33L,33Rと離接可能である。左右のクラッチギア91L,91Rは、入力軸26の軸方向を中心として回転可能である。左クラッチギア91Lは、アイドラギア95と噛み合う。右クラッチギア91Rは、第1トランスファギア92、副軸93及び第2トランスファギア94を介してアイドラギア95と連結される。左右のクラッチギア91L,91Rは、旋回モータ80が回転すると、互いに逆方向に回転する。
【0051】
アイドラギア95は、左クラッチギア91L、第2トランスファギア94及びピニオンギア96と噛み合う。アイドラギア95は、入力軸26の軸方向を中心として回転可能である。
【0052】
ピニオンギア96は、アイドラギア95と噛み合う。ピニオンギア96は、ピニオン軸96aを中心として回転可能である。ピニオンギア96は、ピニオン軸96aを介して伝達される旋回モータ80の回転動力によって回転する。
【0053】
[コントローラ]
コントローラ100は、ブルドーザ1を走行させるために、エンジン10の回転数と、トランスミッション23の速度段クラッチ及び方向段クラッチとを制御する。
【0054】
コントローラ100は、左右のステアリングクラッチ40L,40R、左右のステアリングブレーキ50L,50R及び旋回モータ80を制御することによって、「直進モード」、「緩旋回モード」及び「信地旋回モード」のいずれかでブルドーザ1を走行させる。
【0055】
コントローラ100は、ブルドーザ1の操向操作に用いられる操向レバー35に接続される。操向レバー35は、中立位置P1を基準として左旋回方向P2及び右旋回方向P3それぞれに操作可能である。
【0056】
コントローラ100は、操向レバー35の操作方向及び操作量に応じて、「直進モード」、「緩旋回モード」及び「信地旋回モード」のいずれかでブルドーザ1を走行させる。
【0057】
図4は、コントローラ100によるブルドーザ1の制御例を示すグラフである。
【0058】
操向レバー35の操作量が第1所定量TH1以下である場合、コントローラ100は、直進モードでブルドーザ1を直進させる。操向レバー35の操作量が第1所定量TH1より大きく第2所定量TH2より小さい場合、コントローラ100は、緩旋回モードでブルドーザ1を旋回させる。操向レバー35の操作量が第2所定量TH2以上である場合、コントローラ100は、信地旋回モードでブルドーザ1を旋回させる。
【0059】
第2所定量TH2は、第1所定量TH1より大きい。第1及び第2所定量TH1,TH2それぞれは、所望の値に設定することができる。第1所定量TH1は“0”であってもよい。
【0060】
・直進モード
直進モードにおいて、コントローラ100は、左右のクラッチ用コントロールバルブ27L,27Rを制御して、左右のステアリングクラッチ40L,40Rを完全係合させる。
【0061】
直進モードにおいて、コントローラ100は、左右のブレーキ用コントロールバルブ28L,28Rを制御して、左右のステアリングブレーキ50L,50Rを開放させる。
【0062】
直進モードにおいて、コントローラ100は、旋回モータ80を停止させる。
【0063】
・緩旋回モード
緩旋回モードにおいて、コントローラ100は、左右のクラッチ用コントロールバルブ27L,27Rを制御して、左右のステアリングクラッチ40L,40Rを係合(典型的には、完全係合)させる。
【0064】
緩旋回モードにおいて、コントローラ100は、左右のブレーキ用コントロールバルブ28L,28Rを制御して、左右のステアリングブレーキ50L,50Rを開放させる。
【0065】
緩旋回モードにおいて、コントローラ100は、操向レバー35の操作量が大きくなるに従って内側出力軸60INの回転数が外側出力軸60OUTの回転数より低くなるように旋回モータ80を駆動させる。
【0066】
内側出力軸60INとは、左右の出力軸60L,60Rのうち操向レバー35の操作方向(すなわち、旋回方向)に対応する出力軸である。外側出力軸60OUTとは、左右の出力軸60L,60Rのうち操向レバー35の操作方向と反対の出力軸である。
【0067】
コントローラ100は、操向レバー35の操作量が大きくなるに従って旋回モータ80の回転数を高くする。例えば、コントローラ100は、操向レバー35の操作量に比例するように旋回モータ80の回転数を徐々に高めてもよいし、操向レバー35の操作量に応じて旋回モータ80の回転数を段階的に高めてもよい。
【0068】
操向レバー35の操作量が第2所定量TH2であるときの旋回モータ80の回転数は、十分高ければよく特に制限されないが、90%以上が好ましく、95%以上がより好ましく、100%(最大値)が特に好ましい。
【0069】
・信地旋回モード
信地旋回モードにおいて、コントローラ100は、左右のクラッチ用コントロールバルブ27L,27Rを制御して、内側ステアリングクラッチ40INを開放させ、外側ステアリングクラッチ40OUTを係合(典型的には、完全係合)させる。
【0070】
内側ステアリングクラッチ40INとは、左右のステアリングクラッチ40L,40Rのうち操向レバー35の操作方向に対応するステアリングクラッチである。外側ステアリングクラッチ40OUTとは、左右のステアリングクラッチ40L,40Rのうち操向レバー35の操作方向と反対のステアリングクラッチである。
【0071】
信地旋回モードにおいて、コントローラ100は、左右のブレーキ用コントロールバルブ28L,28Rを制御して、内側ステアリングブレーキ50INを制動させ、外側ステアリングブレーキ50OUTを開放させる。
【0072】
内側ステアリングブレーキ50INとは、左右のステアリングブレーキ50L,50Rのうち操向レバー35の操作方向に対応するステアリングブレーキである。外側ステアリングブレーキ50OUTとは、左右のステアリングブレーキ50L,50Rのうち操向レバー35の操作方向と反対のステアリングブレーキである。
【0073】
信地旋回モードにおいて、コントローラ100は、旋回モータ80の回転数を緩旋回モードの回転数と同程度に維持する。旋回モータ80の回転数は、十分高ければよく特に制限されないが、90%以上が好ましく、95%以上がより好ましく、100%が特に好ましい。
【0074】
・信地旋回モードから直進モード又は緩旋回モードへの切り替え
コントローラ100は、信地旋回モードから直進モード又は緩旋回モードへ切り替える場合、内側ステアリングクラッチ40INを開放状態から係合状態に移行させ、内側ステアリングブレーキ50INを制動状態から開放状態に移行させ、かつ、旋回モータ80の回転数を低減させる。
【0075】
コントローラ100は、信地旋回モードから直進モードへ即座に切り替える場合、旋回モータ80を停止(回転数=0%)させる。コントローラ100は、信地旋回モードから緩旋回モードへ切り替える場合、旋回モータ80の回転数を操向レバー35の操作量に応じた回転数(0%<回転数<100%)に低減させる。
【0076】
図5は、信地旋回モードから直進モードへ即座に切り替える場合におけるブルドーザ1の状態の一例を示すグラフである。
【0077】
図5には、内側クラッチ用コントロールバルブ27
INに出力されるクラッチ油圧指令、内側ステアリングクラッチ40
IN内部の実油圧、旋回モータ80の回転数、内側ステアリングクラッチ40
INの周速、及び内側ステアリングクラッチ40
INに発生する熱負荷それぞれの経時変化が示されている。
【0078】
内側クラッチ用コントロールバルブ27INとは、左右のクラッチ用コントロールバルブ27L,27Rのうち内側ステアリングクラッチ40INに対応するクラッチ用コントロールバルブである。内側ステアリングクラッチ40INの周速とは、入力軸26からの回転動力によって空転している内側サンギア33INに対する内側ステアリングクラッチ40INの相対回転速度である。
【0079】
図5では、旋回モータ80の回転数、内側ステアリングクラッチ40
INの周速及び熱負荷について、実施例及び比較例それぞれのグラフが示されている。実施例とは、内側ステアリングクラッチ40
INが部分係合し始めた後に旋回モータ80の回転数を低減させる場合である。比較例とは、内側ステアリングクラッチ40
INが部分係合し始める前に旋回モータ80の回転数を低減させる場合である。
【0080】
(ア)比較例に係る制御
図5を参照しながら、比較例に係る制御について説明する。
【0081】
旋回モータ80の回転数は、内側クラッチ用コントロールバルブ27INにクラッチ油圧指令が出力され始めるタイミングt0において0%まで低減される。そのため、内側ステアリングクラッチ40INの周速は、タイミングt0以降において信地旋回中に比べて速くなっている。
【0082】
内側ステアリングクラッチ40INでは、タイミングt0以降に作動油が徐々に充填され、タイミングt1(「第1タイミング」の一例)において作動油の充填が完了する。そして、内側ステアリングクラッチ40INは、タイミングt1において部分係合し始め、タイミングt2(「第2タイミング」の一例)において完全係合する。そのため、内側ステアリングクラッチ40INの周速は、タイミングt1からタイミングt2にかけて徐々に低下し、タイミングt2以降は0になる。
【0083】
内側ステアリングクラッチ40INに発生する熱負荷は、内側ステアリングクラッチ40INが部分係合し始めるタイミングt1から徐々に上昇し始めてタイミングt3において最高値を記録した後、内側ステアリングクラッチ40INが完全係合するタイミングt2において0になっている。
【0084】
このように、比較例では、内側ステアリングクラッチ40INが部分係合し始めるタイミングt1より前に旋回モータ80の回転数が低減さているため、タイミングt1における内側ステアリングクラッチ40INの周速が速く、その結果、内側ステアリングクラッチ40INに発生する熱負荷が大きくなっている。
【0085】
(イ)実施例に係る制御
図5を参照しながら、実施例に係る制御について説明する。
【0086】
旋回モータ80の回転数は、内側クラッチ用コントロールバルブ27INにクラッチ油圧指令が出力され始めるタイミングt0以降も維持される。そのため、内側ステアリングクラッチ40INの周速は、タイミングt0以降において信地旋回中と同じである。
【0087】
内側ステアリングクラッチ40INでは、タイミングt0以降に作動油が徐々に充填され、タイミングt1において作動油の充填が完了する。そして、内側ステアリングクラッチ40INは、タイミングt1において部分係合し始め、タイミングt2において完全係合する。そのため、内側ステアリングクラッチ40INの周速は、タイミングt1からタイミングt2にかけて徐々に低下し、タイミングt2以降は0になる。
【0088】
内側ステアリングクラッチ40INに発生する熱負荷は、内側ステアリングクラッチ40INが部分係合し始めるタイミングt1から徐々に上昇し始めてタイミングt3において最高値を記録した後、内側ステアリングクラッチ40INが完全係合するタイミングt2において0になっている。
【0089】
このように、実施例では、内側ステアリングクラッチ40INが部分係合し始めるタイミングt1まで旋回モータ80の回転数が維持されているため、タイミングt1における内側ステアリングクラッチ40INの周速は上述した比較例に比べて遅く、その結果、内側ステアリングクラッチ40INに発生する熱負荷を抑制することができる。
【0090】
なお、本実施例では、内側ステアリングクラッチ40INが部分係合し始めるタイミングt1を超えると即座に旋回モータ80の回転数が低減され始めているが、これに限られない。内側ステアリングクラッチ40INが部分係合し始めるタイミングt1を超えた後も旋回モータ80の回転数を維持したとしても、熱負荷抑制効果を得ることはできる。従って、コントローラ100は、タイミングt1以降まで旋回モータ80の回転数を維持すればよい。
【0091】
なお、本実施例では、内側ステアリングクラッチ40INが完全係合するタイミングt2丁度に旋回モータ80が停止しているが、これに限られない。内側ステアリングクラッチ40INが完全係合するタイミングt2より前に旋回モータ80を停止させたとしても、速やかに直進モードに移行させることはできる。従って、コントローラ100は、タイミングt2以前に旋回モータ80を停止させればよい。
【0092】
また、実施例では、内側ステアリングクラッチ40INに発生する熱負荷が最高値を記録するタイミングt3以降に旋回モータ80が停止している。そのため、タイミングt3より前に旋回モータ80を停止させる場合に比べて、内側ステアリングクラッチ40INに発生する熱負荷の最高値を低くすることができる。
【0093】
以上、
図5を参照して、信地旋回モードから直進モードへ即座に切り替える場合における旋回モータ80の回転数制御について説明したが、信地旋回モードから緩旋回モードへ切り替える場合であっても同様に旋回モータ80の回転数制御が行われる。
【0094】
(実施形態の変形例)
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。
【0095】
(変形例1)
上記実施形態において、コントローラ100は、操向レバー35の操作量に応じて、緩旋回モードから信地旋回モードへの切り替えと、信地旋回モードから緩旋回モードへの切り替えとを行うこととしたが、これに限られない。コントローラ100は、操向レバー35の操作量が第1所定量TH1より大きく、かつ、信地旋回指示をオペレータから受け付けたことに応じて、緩旋回モードから信地旋回モードに切り替えてもよい。さらに、コントローラ100は、信地旋回モード中において、信地旋回指示をオペレータから受け付けなくなったことに応じて、信地旋回モードから緩旋回モードに切り替えてもよい。
【0096】
ここで、
図6は、本変形例に係るブルドーザ1aが備える動力伝達系統の概略システム構成図である。ブルドーザ1aは、信地旋回ボタン36を備える以外、上記実施形態に係るブルドーザ1と同じ構成を備える。
【0097】
信地旋回ボタン36は、コントローラ100に接続される。信地旋回ボタン36は、信地旋回指示をオペレータから受け付ける。信地旋回ボタン36がオペレータによって押されると、信地旋回ボタン36は信地旋回指示をコントローラ100に送信する。信地旋回ボタン36は、オペレータによって押されているあいだ信地旋回指示をコントローラ100に送信してもよいし、オペレータによって再び押されるまで信地旋回指示をコントローラ100に送信し続けてもよい。
【0098】
コントローラ100は、操向レバー35の操作量が第1所定量TH1以下である場合、上記実施形態にて説明したとおり、ブルドーザ1の走行モードを直進モードにする。
【0099】
コントローラ100は、操向レバー35の操作量が第1所定量TH1より大きく、かつ、信地旋回指示を受け付けていない場合、ブルドーザ1の走行モードを緩旋回モードにする。緩旋回モードにおけるコントローラ100の制御は、上記実施形態にて説明したとおりである。
【0100】
コントローラ100は、操向レバー35の操作量が第1所定量TH1より大きく、かつ、信地旋回指示を受け付けた場合、ブルドーザ1の走行モードを信地旋回モードにする。信地旋回モードにおけるコントローラ100の制御は、上記実施形態にて説明したとおりである。
【0101】
信地旋回モードから緩旋回モードへの切り替え時におけるコントローラ100の制御は、上記実施形態にて説明したとおりである。
【0102】
(変形例2)
上記実施形態において、左右のステアリングクラッチ40L,40Rは、ポジティブタイプの油圧クラッチであることとしたが、ネガティブタイプの油圧クラッチであってもよい。
【0103】
(変形例3)
上記実施形態において、左右のステアリングブレーキ50L,50Rは、ネガティブタイプの油圧ブレーキであることとしたが、ポジティブタイプの油圧クラッチであってもよい。
【0104】
(変形例4)
上記実施形態において、左右の出力軸60L,60Rは、左右のスプロケット2L,2Rに連結されることとしたが、左右の出力軸60L,60Rと左右のスプロケット2L,2Rとの間には、左右の終減速装置が介在していてもよい。
【0105】
(変形例5)
上記実施形態では、信地旋回モードから直進モードへ即座に切り替える場合と、信地旋回モードから緩旋回モードへ切り替える場合との両方において旋回モータ80の回転数制御を行うこととしたが、いずれか一方の場合にのみ旋回モータ80の回転数制御を行ってもよい。
【符号の説明】
【0106】
1 ブルドーザ
10 エンジン
20 エンジン動力伝達部
26 入力軸
30L,30R 左右の遊星歯車機構
31L,31R 左右のリングギア
32L,32R 左右のプラネタリギア
33L,33R 左右のサンギア
34L,34R 左右のキャリア
40L,40R 左右のステアリングクラッチ
50L,50R 左右のステアリングブレーキ
60L,60R 左右の出力軸
80 旋回モータ
90 モータ動力伝達部
91L,91R 左右のクラッチギア
92 第1トランスファギア
93 副軸
94 第2トランスファギア
95 アイドラギア
96 ピニオンギア
98 固定部材
99 旋回用モータ
100 コントローラ