(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
変速機の出力軸に連結する入力軸を備えるとともに左右の履帯の駆動輪へそれぞれ伝達するための出力軸を備え、該出力軸の一方を油圧モータで変速することによって旋回走行させるようにした装軌車両の操向装置において、
第１、第２および第３の遊星歯車機構の各太陽歯車を固設した中空軸に入力軸を挿通し、該入力軸の軸端を第１遊星歯車機構の遊星キャリアに連結し、第２遊星歯車機構のリングギアを油圧モータに連結し、かつ、第２遊星歯車機構の遊星キャリアを第１遊星歯車機構のリングギアに連結するとともに一方の出力軸と連結し、第３遊星歯車機構のリングギアをケースに固定するとともに第３遊星歯車機構の遊星キャリアを他方の出力軸と連結したことを特徴とする装軌車両の操向装置。
【請求項２】
両出力軸を第２遊星歯車機構と第３遊星歯車機構の間に中空軸に外嵌させて設けたことを特徴とする請求項１記載の装軌車両の操向装置。
【請求項３】
エンジンを横置きとして変速機と操向装置を左右の履帯間に配置させたことを特徴とする請求項２記載の装軌車両の操向装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スクレープドーザなど、走行用のエンジンを横置きに搭載して機械的伝導によって左右の走行履帯を駆動する装軌車両における操向装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ブルドーザやスクレプドーザのように走行作業が多い装軌車両では、エンジンの動力を機械的に伝達して走行している。スクレープドーザはスクレーパとブルドーザの両方の機能を備え、前進方向で掘削・積み込み・運搬・排土・整地を行い、後進で掘削位置まで戻るシャトル運動で連続作業ができるという特徴を有し、道路、宅地、ゴルフ場造成、農地改良などの施工に使用されている。
【０００３】
スクレプドーザは図４に示すように、左右の履帯５０の間に土砂を掘削・積み込むボウル５１を備え、その前部に整地用のブレード５２が付設され、機体上部には運転席５３が設けられている。
この機械の走行用の動力系統は図３に示すように、運転席後部に横置きに搭載したエンジン１からトルクコンバータ２、変速機３および操向装置４を介して左右の駆動輪６ａ，６ｂへ歯車によって伝達している。
【０００４】
操向装置４は、車両の進行方向を変えるためのもので、変速機の出力軸３ａから軸継手８を介して伝達された動力を、クラッチ７ａ，７ｂを介して左右のピニオン１０ａ，１０ｂへ伝達している。
そして、旋回走行する場合には旋回する方向のクラッチ７ａ（または７ｂ）を断ち、他方側のピニオン１０ｂ（または１０ａ）にのみ動力を伝達して動力を断った側へ旋回走行させている。なお、片方の駆動輪６ａ（または６ｂ）への動力を断つだけでは、他方の動力に引きずられて多少回転し、緩旋回状態となるので、さらに、動力を断った側をブレーキ５ａ（または５ｂ）で回転を止めるようにしている。
【０００５】
したがって、旋回走行時は車速は急激に低下し、ショックが大きいばかりでなく、牽引力も低下する。
ブルドーザでは、傘歯車を組み合わせた差動機構を用い車速を低下させることなく旋回走行する操向装置を設けたものがある。
【０００６】
この操向操向は、例えば図５に示すごときもので、変速機３の出力軸に傘歯車６１を設けて作動歯車６０の入力軸６２に連結し、作動歯車６０の左右の出力軸６３、６４に図示してない左右の駆動輪を連結している。そして、該出力軸６３、６４にはブレーキ６６ａ、６６ｂが設けられている。なお、６５はデフロックのためのクラッチである。
【０００７】
この操向装置では、旋回時に一方の出力軸６３（または６４）をブレーキ６６ａ（または６６ｂ）を作動させてその回転数を小さくすることにより、他方の出力軸６４（または６３）を直進時より高回転にすることができる。したがって、車速の低下がなくスムーズな旋回走行ができる。なお、この操向装置ではブレーキによるエネルギーロスがあるので、出力軸に可変容量型の油圧モータを付設したものが提案されている（例えば、特開平６−１８３３６６号）。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ブルドーザではエンジンを縦置き（進行方向に出力軸が位置する）にしており、変速機の出力軸は左右の駆動輪に対してほぼ中央に直角に配置している。したがって、操向装置の長さを履帯間スペースの最大まで使用することができる。
【０００９】
しかしながら、スクレプドーザでは、機械の構造上エンジンを横置きに搭載せざるを得ないため、変速機と操向装置の両者を履帯間スペースに収める必要がある（図３参照）。  したがって、変速機との軸継手８から操向装置の出力側のピニオン１０ａ，１０ｂの中心、即ち履帯間中心までをＡ寸法内に配置しなければならず、上記のような傘歯車を組み合わせた差動機構を用いることはできない。
【００１０】
そこで、本発明は、エンジンを横置きに搭載した装軌車両に好適な差動機構を備えたコンパクトな操向装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するため、次の手段を採った。即ち、
変速機の出力軸に連結する入力軸を備えるとともに左右の履帯の駆動輪へそれぞれ伝達するための出力軸を備え、該出力軸の一方を油圧モータで変速することによって旋回走行させるようにした装軌車両の操向装置において、第１、第２および第３の遊星歯車機構の各太陽歯車を固設した中空軸に入力軸を挿通し、該入力軸の軸端を第１遊星歯車機構の遊星キャリアに連結し、第２遊星歯車機構のリングギアを油圧モータに連結し、かつ、第２遊星歯車機構の遊星キャリアを第１遊星歯車機構のリングギアに連結するとともに一方の出力軸と連結し、第３遊星歯車機構のリングギアをケースに固定するとともに第３遊星歯車機構の遊星キャリアを他方の出力軸と連結したことを特徴としている。
【００１２】
本発明の操向装置は、エンジン動力を変速機を介して機械的に履帯の駆動輪へ伝達する装軌車両、例えばブルドーザ、スクレプドーザ、コンバイン等に適用され、移動式クレーンや杭打機など油圧ポンプと油圧モータによって走行する装軌車両は対象としていない。
【００１３】
また、この操向装置は、エンジンを横置きにした装軌車両では特に有効であるが、エンジンを縦置きとする場合でも車体の中央に搭載できない場合に適用できる。
装軌車両はトレーラなどの搬送車で工事現場へ搬送しており、履帯間の寸法は輸送上の制限を受ける。この履帯間に作業装置などの配置で操向装置の幅方向が制限される場合には、請求項２に記載したように、ピニオンを駆動する両出力軸を第２遊星歯車機構と第３遊星歯車機構の間に中空軸に外嵌させて設けるのがよい。即ち、両ピニオンの中間を車体中心位置となるように操向装置を配置するには、制限される側に第３遊星歯車機構を配置すればよい。また、スクレプドーザのようにエンジンを横置きとして変速機と操向装置を左右の履帯間に配置させる場合には特に有効である（請求項３）。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施形態例を図１および図２に基づいて説明する。
この操向装置は、上記従来技術で説明したスクレプドーザに適用した例を示すもので、図３および図４に示した各部と共通する部分については、同一の符号を付し、その説明を省略する。変速機３の出力軸３ａと軸継手８およびピニオン１０ａ、１０ｂは従来と同じ位置に設けられている。
【００１５】
図１に示すように、変速機３の出力軸３ａと軸継手８を介して入力軸１１が設けられ、入力軸１１は、第１太陽歯車１３、第２太陽歯車１８および第３太陽歯車２６が固設された中空軸２５に挿通され、その端部は第１遊星歯車機構３７の第１遊星キャリア１２に接続されている。即ち、中空軸２５は、３個の遊星歯車機構３７、３８、３９の共通の軸となっている。
【００１６】
第１遊星キャリア１２には遊星歯車１４が設けられており、第１太陽歯車１３と第１リングギア１５に噛み合っている。
第２遊星歯車機構３８は、中空軸２５に固設された第２太陽歯車１８と第１リングギア１５に連結された第２遊星キャリア１６ａに設けられた第２遊星歯車１７と第２リングギア１９から構成され、第２リングギア１９は油圧モータ４０の出力軸に連結された歯車２１に噛合う歯車２２に連結されている。また、第２遊星歯車１４は右出力軸２０ｂと第２遊星キャリア１６ｂによって連結されている。なお、油圧モータ４０の回路は油圧モータ４０が正転・逆転ができ、回転数を任意に変えることができるように構成されている。
【００１７】
第３遊星歯車機構３９は、中空軸２５に固設された第３太陽歯車２６と第３遊星歯車２７とケース３５に固設された第３リングギア３０から構成され、第３遊星キャリア２８は左出力軸２０ａに連結されている。なお、第２遊星歯車機構３８と第３遊星歯車機構３９の各歯車の歯数はそれぞれ同一となっている。すなわち、第２太陽歯車１８と第３太陽歯車２６、第２遊星歯車１７と第３遊星歯車２７および第２リングギア１９と第３リングギア３０が同一歯数となっている。
【００１８】
そして、左出力軸２０ａと右出力軸２０ｂは第２遊星歯車機構３８と第３遊星歯車機構３９の間に対向するように設けられピニオン１０ａとピニオン１０ｂが隣接してそれぞれ固設されている。
３３、３４はケース３５内に固設されたブレーキ機構で、ブレーキ機構３３は第１リングギア１５に、ブレーキ機構３４は第３遊星キャリア２８と係合させて設けられている。  次ぎにこのように構成された操向装置の作用について説明する。
【００１９】
直進走行時においては、油圧モータ４０を停止状態とする。エンジン１の動力は変速機３の出力軸３ａに連結された軸継手８を介して入力軸１１へ伝達され、第１遊星歯車機構３７の第１遊星キャリア１２を回転させる。これにより、第１リングギア１５が回転するとともに第１太陽歯車１３が回転する。このとき、第２リングギア１９は固定状態にあり、第１リングギア１５の回転によって第２遊星キャリア１６ａが回転し、第２遊星キャリア１６ｂを介して右出力軸２０ｂが回転する。
【００２０】
一方、第１太陽歯車１３の回動は中空軸２５を介して第２太陽歯車１８および第３太陽歯車２６を回転させ、第３リングギア３０がケース３５に固定されているので、第３キャリア２８が回転し左出力軸２０ａを回転させる。第２遊星歯車機構３８と第３遊星歯車機構３９の歯車諸元は同一であるので右出力軸２０ｂと左出力軸２０ａは同じ回転数で回転し、それぞれピニオン１０ｂ、１０ａを同速度で回転させる。
【００２１】
次に、旋回走行する場合は、油圧モータ４０を回転させる。旋回方向は油圧モータ４０の回転方向を変えることによって行い、旋回半径は油圧モータ４０の回転数の増減によって行われる。
油圧モータ４０の回転は歯車２１を介して歯車２２を回転させる。これにより、第２リングギア１９を回転させ、右出力軸２０ｂの回転数が変化する。そして、右出力軸２０ｂを直進時より増速させた場合は、第２太陽歯車１８の回転は直進時に比べ減速される。
【００２２】
したがって、左出力軸２０ａは、右出力軸２０ｂが増速した分減速される。
逆に、右出力軸２０ｂを減速（油圧モータ４０を逆転させる）させた場合には、右出力軸２０ｂは減速され、第２太陽歯車１８の回転は直進時に比べ増速される。したがって、左出力軸２０ａは、右出力軸２０ｂが減速した分増速される。
【００２３】
このように、旋回走行は右出力軸２０ａの回転数を油圧モータ４０によって増減させることによって行われるが、旋回走行時の車速は直進時と同じである。
なお、ブレーキ機構３３、３４は遊星歯車機構には関係しない。このブレーキ機構３３、３４は同時に操作され、車両速度の減速、停止、および駐車ブレーキとして使用される。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、第１、第２および第３の遊星歯車機構の各太陽歯車を固設した中空軸に入力軸を挿通し、該入力軸の軸端を第１遊星歯車機構の遊星キャリアに連結し、第２遊星歯車機構のリングギアを油圧モータに連結し一方の出力軸と連結したので、車速を落とすことなくスムーズな旋回走行ができる。また、エンジンを横置きとして変速機と操向装置を履帯間に配置することができ、エンジンを縦置きできない装軌車両はもちろん、エンジンを車体の中央に配置できない場合にも適用できるという顕著な効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態としての装軌車両の操向装置の構成を示すスケルトン図である。
【図２】本発明の一実施形態としての装軌車両の操向装置の一部断面図である。
【図３】従来のスクレプドーザの動力系統を示す説明図である。
【図４】スクレプドーザの側面図である。
【図５】従来の操向装置の説明図である。
【符号の説明】
１…エンジン              ２…トルクコンバータ
３…変速機                ３ａ…出力軸
４…操向装置
５ａ，５ｂ…ブレーキ      ６ａ，６ｂ…駆動輪
７ａ，７ｂ…クラッチ      ８…軸継手
１０ａ，１０ｂ…ピニオン  １１…入力軸
１２…第１遊星キャリア    １３…第１太陽歯車
１４…第１遊星歯車        １５…第１リングギア
１６ａ、１６ｂ…第２遊星キャリア
１７…第２遊星歯車        １８…第２太陽歯車
１９…第２リングギア      ２０ａ…右出力軸
２０ｂ…左出力軸          ２１、２２…歯車
２５…中空軸              ２６…第３太陽歯車
２７…第３遊星歯車        ２８…第３遊星キャリア
３０…第３リングギア      ３３、３４…ブレーキ機構
３５…ケース              ３７…第１遊星歯車機構
３８…第２遊星歯車機構    ３９…第３遊星歯車機構
４０…油圧モータ
５０…履帯                ５１…ボウル
５２…ブレード            ５３…運転席
６０…作動歯車            ６１…傘歯車
６２…入力軸              ６３、６４…出力軸
６５…クラッチ            ６６ａ，６６ｂ…ブレーキ
【図１】
0004132356.tif 000002
【図２】
0004132356.tif 000003
【図３】
0004132356.tif 000004
【図４】
0004132356.tif 000005
【図５】
0004132356.tif 000006