JP2005035532A - 履帯張力調整装置 - Google Patents

Abstract

【課題】履帯走行式車両において、車両の走行状態に応じて履帯の張力の調整を自動的に、かつ最適に行うことのできる履帯張力調整装置を提供する。
【解決手段】左右の履帯張力調整装置２０は、進退両方向に同条件で作動する張力調整シリンダ２１と、モータ駆動油圧ポンプ２５と、このモータ駆動油圧ポンプ２５と張力調整シリンダ２１とを接続する油圧回路中に配される方向切換弁２６を備え、前記油圧回路に前記張力調整シリンダ２１の作動状態を検知する作動状態検知手段を備えており、作業車両側に設けられたコントローラ３０で前記作動状態検知手段の発する信号を判別し、圧力状態が設定値以上であると判断されると張力調整シリンダ２１を後退作動させて履帯の張力異常を回避させ、定常値にあると判断されると車両の走行方向に対応した設定値により判別し、張力調整シリンダ２１の動作を制御して履帯の張力を適正に調整する。
【選択図】図４

Description

本発明は、主としてブルドーザなどの履帯走行式の作業機械における走行時の履帯の張力調整を自動的に行う履帯張力調整装置に関するものである。

従来、履帯走行式の作業機械においては、下部走行体としてトラックフレームに支持されて駆動源からの動力を受けて回転駆動される駆動スプロケットと、前記トラックフレーム上で前後方向に移動可能に支持されるアイドラとの間に、接地側では下部転輪により、非接地側では上部転輪により、それぞれ案内支持されて履帯が巻装されている。この履帯の張力を設定維持するために、アイドラの軸受を支持するヨークとトラックフレームとの間にコイルバネ形式（スプリング式）もしくは油圧シリンダ形式の履帯緊張装置が設けられている。

ところで、履帯は複数の履帯リンクをピン連結して構成されているので、時間の経過とともにリンクや連結部のブッシュ・ピンなどの構成部品あるいはアイドラ、駆動スプロケットの歯の摩耗によって巻掛け状態で緩みが発生する。履帯に緩みが発生すると、その構成部品や動力伝達部に不規則な外力が作用して、履帯などを損傷させる原因となる。そこで、この履帯の緩みを除去するためにその履帯の張力を強める必要がある。このような履帯の張力を強める手段としては、従来、履帯緊張装置にグリースを充填されたシリンダが付加されて、手動でグリースを注入して、あるいは充填されたグリースの排出によって履帯の張力調整を行うようにしたものが知られている。

このようなグリースを媒体として使用する張力調整装置としては、例えば特許文献１によって開示されるものがある。また、特許文献２によって、作業機械の両側に巻装される履帯の張力をそれぞれ調整する張力調整装置に油圧シリンダを用いるに際し、両方の油圧シリンダ（アジャストシリンダ）に負荷がかかったときと、片方のみに負荷がかかったときのいずれにおいても、ストローク変動量を適切に吸収できるようにする制御回路を備えたものが提案されている。さらに、特許文献３には、油圧シリンダによる履帯張力の調整を最適化する構成のものが提案されている。

特開平７−１４４６６８号公報 特開２０００−２４７２７３号公報 特開２００１−２０６２６１号公報

しかしながら、前記特許文献１によって知られる履帯張力調整装置では、次のような問題点がある。
ａ）履帯の張り具合は、作業者がグリースによる調整を行う必要上、比較的緩い張りで良い前進時の張力状態と上部をきつく張る必要がある後進時とをその都度調整することは、実作業においてはできない。また、作業性が悪い。
ｂ）走行中に岩石など異物の噛み込みや駆動スプロケットの歯底への土砂侵入堆積で履帯が異常に張られる場合、コイルバネ（スプリング）に働く荷重が増大し、トラックフレーム各部は大きな荷重を受けることになるので、頑丈な構造にする必要がある。したがって、自重量が増加してコストアップになる。
ｃ）岩石などの噛み込み状態が排除された場合、コイルバネの蓄勢力が一挙に開放されることになるので、この際の衝撃荷重に耐えるための強度が履帯各部において必要になり、部品重量の増加を招く。これによっても、コストアップが避けられない。

また、前記特許文献２によって知られるような油圧シリンダを用いた履帯張力調整装置では、スプリング方式の張力緊張装置と異なり、非圧縮性流体を使用して操作する構成となるので、アキュムレータが必要となり、その配管系統における信頼性確保のために、アキュムレータの定期的なガスチャージや配管（油圧ホース）の定期交換が必要になる、という問題点がある。また、この公報には、前後進時に最適のテンションへの切換えを行うことについては言及されていない。

さらに、前記特許文献３による油圧シリンダを用いる履帯張力調整装置にあっては、履帯の伸縮に対応させる制御に位置センサを用いるように構成されている。このような制御方式は、一見合理的ではあるが、何分にもブルドーザなど不整地での作業を主とする作業機械では履帯走行部分が土砂によって汚染されるので、作業中にセンサの光ビームを土砂が遮断する状態が生じ易く、正確性に欠けるという問題点がある。もちろん、レーザ以外に距離を計測する手段として糸巻き状のいわゆるスケールを使用することにしても、計測中（作業中）にその計測部に土砂が侵入すると計測機能が阻害され、目的を達成できないという難点がある。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、履帯走行式車両において、車両の走行状態に応じて履帯の張力の調整を自動的に、かつ最適に行うことのできる履帯張力調整装置を提供することを目的とするものである。

前述された目的を達成するために、本発明による履帯張力調整装置は、
履帯走行式車両において、左右の走行体に、駆動スプロケットと、履帯に張力を与えるアイドラと、このアイドラの位置を変える油圧アクチュエータと、この油圧アクチュエータの作動状態を検知する作動状態検知手段をそれぞれ備えるとともに、前記作動状態検知手段の発する信号に基づき、前記油圧アクチュエータを作動させて前記アイドラを履帯に適正張力を与える位置に移動させるように制御する制御手段とを備え、
前記油圧アクチュエータは、油圧ポンプから吐出される圧油により駆動され、これら油圧ポンプと油圧アクチュエータとを接続する油圧回路中に方向制御弁が設けられ、前記油圧回路中に前記作動状態検知手段が設けられ、前記制御手段は、前記作動状態検知手段の発する信号を判別して、前記油圧回路の圧力が設定値以上であるときには前記油圧アクチュエータを後退作動させて履帯の張力異常を回避させ、前記油圧回路の圧力が定常値であるときには前記油圧アクチュエータの動作を制御して履帯の張力が適正になるように調整することを特徴とするものである（第１発明）。

本発明において、前記制御手段は、前記作動状態検知手段からの信号により前記油圧回路の圧力が設定値よりも高いと判断された場合でも、前記方向切換弁の操作により前記油圧アクチュエータが緩み側に操作される際、履帯の張りを維持しながら緩み方向に作動させるように制御するのが好ましい（第２発明）。

また、前記制御手段は、前記作動状態検知手段からの信号により前記油圧回路の圧力が異常圧以下であると判断されると自動張力調整モードになり、車両の前進または後進いずれかの走行中において、前記油圧回路の圧力が履帯のばたつきによる圧力変動値を越えているときには、前記履帯の緩み側でのたるみを規制するように前記油圧アクチュエータの作動圧力を調整するのが好ましい（第３発明）。

また、前記制御手段は、前記作動状態検知手段の検知信号の設定範囲を、車両進行方向信号、車体の傾斜角信号および走行速度により変化させ、車両の進行方向、車体の傾斜状況および走行速度に応じて、履帯を適正張り／たるみ状態になるまで昇圧／降圧させるように制御するのが好ましい（第４発明）。

さらに、前記制御手段は、車両が走行時に旋回操作される場合、前進方向に動く側の走行体における履帯張力調整装置の油圧アクチュエータの作動圧を前進時の適正値に保持し、後進方向に動く側の走行体における履帯張力調整装置の油圧アクチュエータの作動圧を後進時の適正値に保持するように制御するのが好ましい（第５発明）。

本発明において、前記作動状態検知手段は、前記油圧アクチュエータの圧力を検知する油圧センサであるのが良い（第６発明）。

また、前記油圧ポンプは、前記油圧アクチュエータを作動操作する運転時以外においては、前記油圧回路の吐出側圧力を維持するように作動されるのが好ましい（第７発明）。

さらに、前記油圧アクチュエータの作動部の進退位置を検知する手段が付設されているのが好ましい（第８発明）。

また、前記油圧アクチュエータと、油圧ポンプと、方向切換弁と、作動状態検知手段とが左右の走行体にそれぞれ独立して設けられるのが好ましい（第９発明）。

さらに、前記油圧アクチュエータには、車体側の油圧源から前記方向切換弁を介して圧油が供給されるのが好ましい（第１０発明）。

本発明によれば、左右の走行体に設けられる履帯張力調整装置のアイドラ位置を変える油圧アクチュエータが、作動状態検知手段の発する信号に基づき制御手段にて判別して作動されることにより、アイドラの位置を制御して履帯の張力調整が行えるので、履帯の張りを走行状態に対応して最適に調整することができる。したがって、履帯構成部のブッシュ・ピンの摩耗による履帯の張り調整が自動化できて、最適化を図ることができる。

そして、左右の油圧アクチュエータが、それぞれ独立して設けられる油圧ポンプより供給される圧油にて駆動操作され、この油圧アクチュエータの作動状態を検知する作動状態検知手段の発する信号を制御手段にて判別し、油圧アクチュエータを進退いずれかの方向に作動させることによりアイドラ位置を変え、履帯の張力調整が行われるので、走行時の状態に応じて左右の走行体における履帯を、それぞれ最適な状態にして走行させることができる。したがって、履帯の最適化を図り、寿命を長くすることができるとともに、走行を円滑に行わせることができる。

前記第２発明の構成によれば、スプリング式の履帯張力調整装置と同様、履帯に岩石などが噛み込んだ場合の油圧アクチュエータの加圧側での緊張による荷重の増大に伴い、履帯リンクの破損やトラックフレームに対する負荷の増大が予防される。また、噛み込みが発生した後の解除を緩やかにすることができ、瞬間的衝撃を回避できるという効果が得られる。

また、前記第３発明の構成によれば、車両の走行に応じて履帯の張り具合を判別して自動的に適正な張力が設定され、走行時に履帯がバタツクことなく、かつ無理な張力が作用しないで走行できるという効果を奏する。

さらに、前記第４発明の構成によれば、後進登坂開始時において駆動スプロケットの下側にある遊びによる履帯のピッチ飛びを減少させることができる。また、前進降坂開始時において駆動スプロケット上部の遊びによる履帯のピッチ飛びを減少させることができる。

また、前記第５発明の構成を採用すれば、旋回時に、後進側となる履帯の張りを強くすることができて、履帯のピッチ飛びを予防することができる。

前記第６発明の構成を採用すれば、油圧アクチュエータに作用するアイドラを介しての履帯の張り具合を忠実に検知することができ、油圧ポンプと方向切換弁を制御手段を介して操作することができて自動調整機能を良好に発揮することができる。

また、前記第７発明の構成を採用することにより、油圧回路中における負荷側の漏油を常時補給して設定状態を維持することができるとともに、維持に必要な出力を最小限にして燃料消費の上昇を最小限に抑えることができる。

前記第８発明の構成によれば、油圧アクチュエータの作動によりその作動部の移動量を検知して、履帯の状態を知ることができるという利点がある。また、その移動量検知データと、予め得られている初期データとの比較によって遠隔位置で履帯の消耗状態などを知ることができ、車両の走行体の管理を行うことができるという効果を奏する。

前記第９発明の構成によれば、車両の下部走行体における履帯張力調整装置を独立した構成として下部走行体のフレーム内に組込むことができ、コンパクト化を図ることができる。また、構造的なコンパクト化に伴いコストダウンを実現できる。そのほかに、車両本体から独立させることで、油圧系統の引き回しがなくなり、配管を省略することによる圧油漏れを回避できるなどの利点がある。

また、前記第１０発明の構成を採用すれば、車体側に搭載される油圧源を利用して左右の走行体に組み込まれる履帯張力調整装置の油圧アクチュエータを駆動することができるので、ホース接続を伴うが各走行体内部の構造を簡単にできるという利点がある。

次に、本発明による履帯張力調整装置の具体的な実施の形態につき、図面を参照しつつ説明する。

図１には、本発明の一実施形態に係る履帯張力調整装置を備える作業機械の側面図が示されている。図２には、本実施形態の履帯張力調整装置の縦断正面図が、図３には、本実施形態の履帯張力調整装置とその制御部を表わす模式図が、それぞれ示されている。

本実施形態は、図１に示されるような土壌の移動や剥土等の作業に利用される履帯走行式の作業機械としてのブルドーザに適用された例を示すものである。このブルドーザ１は、油圧駆動により操作されるブレード３およびリッパ装置（図示省略）などの作業装置を備えている。また、このブルドーザ１は、車体２上に、ブレード３やリッパ装置を作動させるとともに、車両を走行させるためのエンジン４が搭載され、車体フレーム２Ａの両側に履帯走行装置（走行体）１０をそれぞれ備えている。

前記履帯走行装置１０は、車体フレーム２Ａの両側に位置するトラックフレーム５の後端部に配設される駆動スプロケット１１と、前端部に配設されるアイドラ１２と、トラックフレーム５の中間部下部に配される複数の下部転輪１３と、中間部上部に配される複数の上部転輪１４と、前記駆動スプロケット１１とアイドラ１２に巻き掛けられる無端状の履帯１５とを備え、この履帯１５が、中間部で前記下部転輪１３と上部転輪１４とによって保持されて構成されている。履帯１５は、多数の履帯リンクに履板が取付けられたものを順次ピン連結して無端状に形成されており、車体２上に搭載される油圧装置（図示せず）から駆動スプロケット１１に駆動力が与えられることにより車両が走行されるようになっている。

前記履帯走行装置１０には、車体フレーム２Ａの左右両側でともに前部のアイドラ１２に関連させて履帯張力調整装置２０が配置されている。この履帯張力調整装置２０は、車両の走行時に履帯リンクの連結ピンとブッシュおよび駆動スプロケット１１の歯部との間に生じる摩耗によって履帯の張力が緩んだり、履帯１５に岩石などが噛み込んで負荷が増大するのを排除できるようにその履帯１５の張力を調整するものである。なお、前記履帯走行装置１０および履帯張力調整装置２０は、左右対称であるから、以下その構成については、一方について説明する。

前記履帯張力調整装置２０は、図２および図３に示されるように、ブルドーザ１の車体フレーム２Ａの両側に設けられるトラックフレーム５内に組込まれ、前端部に可動的に支持されるアイドラ１２と直接連結されて（または力が伝達されるように接して）作動するように設けられている。この履帯張力調整装置２０は、張力調整シリンダ（油圧アクチュエータ）２１と、電気モータ２５ａにて駆動される油圧ポンプ２５と、電磁式の方向切換弁２６と油圧センサ２７とそれらを閉鎖的に繋ぐ油圧回路とで構成され、それら機器が筒状に形成されるケーシング２９内に収められてユニット構造とされている。そして、この履帯張力調整装置２０は、筒状に形成されているトラックフレーム５の内部に装入され、前記アイドラ１２を支持するヨーク１６の後端に前記張力調整シリンダ２１のロッドを接続してそのヨーク１６を操作できるようにされている。

前記張力調整シリンダ２１は、シリンダ本体２１ａの内部に形成される圧力室内で摺動自在なピストン２２に対してピストンロッド前端部２２ａおよびピストンロッド後端部２２ｂがシリンダヘッドから突出すように形成され、ピストン２２によって仕切られる前後の圧力室２３ａ，２３ｂにおいてピストン２２に作用する圧力が前後等しくなるようにされている。前記ピストンロッド前端部２２ａは、アイドラ１２をスライド可能に支持するヨーク１６の軸端部と継手１７によって接続できるようにされている。また、ピストンロッド後端部２２ｂに対しては、後部シリンダヘッドにシリンダストロークセンサ２４が付設され、このシリンダストロークセンサ２４にてピストンロッド後端部２２ｂの前後移動量が計測されて車体フレーム２Ａの適所に設置されるコントローラ（制御手段）３０にその移動量信号（位置信号）が発信されるようになっている。このシリンダストロークセンサ２４は、履帯の巻き掛け初期における張り具合を設定するほか、前記移動量から履帯の使用による状態変化を検知するのに役立てられる。なお、この張力調整シリンダ２１は、トラニオン２１ｂで支持され、アイドラ１２の上下方向の変位に対して即応できるようにされている。

前記油圧ポンプ２５は、電気モータ２５ａに直結されており、かつ小型の作動油タンク２５ｂが一体的に付設されたポンプユニット構成のものとされる。また、前記張力調整シリンダ２１の前側圧力室２３ａおよび後側圧力室２３ｂにそれぞれ接続される管路２８ａ，２８ｂと前記油圧ポンプ２５の吐出口とを接続する管路２８ｃの途中に、３ポジション−４ポート型の電磁式の方向切換弁（以下、単に「方向切換弁」という。）２６が配置され、かつ方向切換弁２６と前記張力調整シリンダ２１の後側圧力室２３ｂに繋がる管路２８ｂの途中に油圧センサ（作動状態検知手段）２７が配されている。また、前記油圧ポンプ２５の吐出側と前記張力調整シリンダ２１の後側圧力室２３ｂとに繋がる管路２８ｂには、バイパス管路２８ｄが設けられてそのバイパス管路２８ｄが油圧ポンプ２５の吸引側（作動油タンク２５ｂ側）に接続され、このバイパス管路２８ｄにリリーフ弁３２が介挿されて異常圧力上昇時に圧油を吸引側へ戻すようにされている。

こうして、張力調整シリンダ２１の前後両圧力室２３ａ，２３ｂと油圧ポンプ２５および作動油タンク２５ｂは閉鎖された油圧回路によって接続され、独立した油圧作動機として機能するように構成され、これら機器がユニット構造にされて、前記張力調整シリンダ２１以外の機器をケーシング２９に収めてその張力調整シリンダ２１と接続され、前記筒状に形成されるトラックフレーム５の内部に装入できるようにされている。履帯張力調整装置２０は、このように構成されることにより、車両側の油圧駆動源との繋がりを求めることなく独立して油圧駆動できる。なお、前記張力調整シリンダ２１のトラニオン２１ｂは、前記トラックフレーム５内に設けられる支持軸受部（図示省略）に支持される。

このようにユニット構造とされた履帯張力調整装置２０は、図３に模式図で示されるように、車体の適所に設けられるメインコントローラ３１と併設される張力調整用のコントローラ３０に前記油圧センサ２７、シリンダストロークセンサ２４などの検知信号発生器が電気的に接続される。また、前記コントローラ３０に油圧ポンプ２５の電気モータ２５ａおよび方向切換弁２６のソレノイド部２６ａ，２６ｂへの指令信号伝達手段が接続されて、コントローラ３０の演算部で、予め入力されたデータおよびメインコントローラ３１からの車体傾斜角などのデータを受けて比較演算されて、状況に応じた指令信号が所定の箇所に与えられるように関連付けられている。したがって、この履帯張力調整装置２０には、車両本体側からは各機器（方向切換弁２６，油圧センサ２７およびシリンダストロークセンサ２４）への制御信号線と電気モータ２５ａへの動力線のみを接続すればよいので小型化することができる。

このように構成される本実施形態の履帯張力調整装置２０は、油圧ポンプ２５を起動して通常状態では張力調整シリンダ２１の後側圧力室２３ｂに繋がる管路２８ｂと管路２８ｃとが連通するように切換えられている方向切換弁２６を介して圧油が供給されることで、その張力調整シリンダ２１のピストン２２が前進方向に作動する。そして、ピストンロッド前端部２２ａによって支持ヨーク１６を押し、アイドラ１２を前進させるようにして巻き掛けられる履帯１５に所要の緊張力を与える。

次に、本実施形態の履帯張力調整装置２０の作動の態様を、図４に示される張力調整シリンダのストローク／油圧線図と図５〜図７に示されるフローチャートとによって具体的に説明する。

まず、図４に示される張力調整シリンダのストローク／油圧線図に基づいて履帯張力調整装置２０における張力調整シリンダ２１の機能を説明する。

前記履帯張力調整装置２０においては、アイドラ１２が巻付け位置ｉ'に位置するときに、駆動スプロケット１１とアイドラ１２とに履帯１５を巻き掛けて装着する。この後、張力調整シリンダ２１の後側圧力室２３ｂの圧力Ｐが予め規定されるたるみの設定値となるように後側圧力室２３ｂに圧力を加える。この圧力Ｐを平坦地前進保持圧Ｐｆｏにすると、アイドラ１２は基準点位置０を通過して、設定されたアイドラ前進位置ｉに移動する。

車両を後進させるときには、履帯１５の接地側には車両の自重量が作用してその履帯１５が地面に押し付けられた状態にあるので、駆動スプロケット１１の回転によって上側に位置する部分の履帯１５がその駆動スプロケット１１側へ引かれる際、上側でたるみが生じていると駆動スプロケット１１によって送り出される側で噛み合いにたるみが発生し易くなる。したがって、繰出された位置で噛み合いが外れる、いわゆるピッチ飛びの現象が発生し易くなる。これを防止するために、車両の走行が後進操作に切換えられると同時に、圧力Ｐを平坦地後進保持圧Ｐｒｏまで高める。これにより、張力調整シリンダ２１が操作されてアイドラ１２が後進時のアイドラ前進位置ｋまで移動する。この操作によって上側位置にある履帯１５が緊張状態となる。

さらに、車両の後進時に傾斜面を登坂する場合には、その際の牽引力によって履帯１５に作用する負荷が増大することになるので、前述のように後進時のアイドラ前進位置ｋに張力調整シリンダ２１を保った状態で走行することになり、登坂傾斜角が大きくなるに従ってその張力調整シリンダ２１の保持圧も増大し、最大登坂後進保持圧Ｐｒｖｍａｘに達するまで圧力を上昇させる（図４中記号Ｂで示す。）。これにより、履帯１５を緊張状態に保持してたるみを発生させずに走行させ、牽引力が確保されることになる。なお、後側圧力室２３ｂの内圧が最大登坂後進保持圧Ｐｒｖｍａｘに達すると、張力調整シリンダ２１は、従来のスプリング式履帯緊張装置におけるスプリングのセット荷重をかける場合とほぼ等しい状態に伸張する。

一方、車両が前進時に車速を抑制しながら降坂する場合（いわゆるエンジンブレーキを掛けた状態）では、車体傾斜角信号により、張力調整シリンダ２１の作動を後進時と同様に履帯１５に適切な張力が与えられる。また、後進時の降坂は、登坂時のような履帯張力が不要であり、車体傾斜角信号で張力調整シリンダ２１の作動を前進・平坦地と同様に切換えることで履帯１５に適切な張力を付与することができる。

また、履帯１５に岩石が噛み込むなどして発生するシューテンション時には、前進あるいは後進のいずれにあってもアイドラ１２の位置は変わらず履帯１５に過度な張力が発生することになるので、張力調整シリンダ２１の内圧（後側圧力室２３ｂ内の圧力Ｐ）が急上昇する。そこで、この内圧が規定圧Ｐｔｍ（＝１．１×Ｐｒｖ）に達すると、そのままの圧力状態Ｃを保って張力調整シリンダ２１のロッドを後退させて、アイドラ１２を後退させ、履帯１５に作用する張力を緩和させる。なお、履帯１５に噛み込んだ岩石などが外れると、履帯１５の張力の緊張が除かれるので、速やかに平坦地前進保持圧Ｐｆｏもしくは平坦地後進保持圧Ｐｒｏに戻されて、履帯１５には前進走行時もしくは後進走行時における適正な張力が付与されることになる。これらの操作は、油圧センサ２７からの信号がコントローラ３０に入力され、このコントローラ３０とメインコントローラ３１（図３参照）との間でのデータの比較演算によって自動的に行われる。

なお、図４中記号Ｄで示されるのは、現状のスプリング式履帯張力調整装置におけるシューテンション時の荷重特性を表わす線である。このスプリング式履帯張力調整装置は、現状では、スプリングのセット荷重（２８６ｋＮ）からストロークエンド荷重（３８０ｋＮ）に至るプリセット荷重を与えられたスプリングがグリスシリンダを介して装着されている。

次に、本実施形態の履帯張力調整装置２０の作動態様を、図５〜図８に示されるフローチャートおよび図９に示される表を参照しつつ、より具体的に説明する。図５は、本実施形態の全体的なフローチャート、図６〜図８はそれぞれシューテンション回避モード、自動テンション調整モードおよび旋回時ピッチ飛び回避モードのフローチャートである。

Ａ：通常起動時の状態では、方向切換弁２６が中立位置に保たれる。また、電動油圧ポンプ２５の吐出圧が設定値の範囲にあるときには、この電動油圧ポンプ２５は回転を落してバルブなどの油漏れ分のみが補充されるように、必要時のみ回転される。したがって、張力調整シリンダ（以下、フローチャート等の説明においては「テンションシリンダ」という。）２１のピストン２２は定常位置に保たれて設定値の状態に維持されている。

Ｂ〜Ｃ：テンションシリンダ２１の後部圧力室２３ｂにおける油圧Ｐ（以下、「テンションシリンダ内圧」という。）が管路２８ｂ中に設けられている油圧センサ２７によって検知されて、その検知信号がコントローラ３０に送信される。コントローラ３０の演算部では、設定されているデータと比較演算して、その圧力がＰ≧Ｐｔｍ（設定値）と高まればシューテンション回避モード（ステップＣ）に移行する。

Ｄ〜Ｆ：ステップＢでの判定において、油圧センサ２７によって検知される油圧が設定値未満である（Ｐ＜Ｐｔｍ）ときには、メインコントローラ３１からの信号に基づき、車両の左右のスプロケットに速度差を設ける装置（ＨＳＳ（Ｈｙｄｒｏｓｔａｔｉｃ Ｓｔｅｅｒｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）モータ）の信号（ＨＳＳ回転信号）の有無が判定される。そして、ＨＳＳ回転信号がない場合には自動テンション調整モード（ステップＥ）に移行し、ＨＳＳ回転信号がある場合には旋回時ピッチ飛び回避モード（ステップＦ）に移行する。

次に、前記シューテンション回避モード（図５のステップＣ）について、図６に示されるフローチャートによってより詳細に説明する。

Ｃ１：テンションシリンダ内圧がＰ≧Ｐｔｍであると判定された場合であるので、方向切換弁２６のソレノイド２６ｂに電流を印加してポートＡがポートＴに連通されるように切換える。すると、テンションシリンダ２１の前部圧力室２３ａに圧油が送られるとともに、後部圧力室２３ｂ内の圧油が作動油タンク２５ｂに戻されることになる。

Ｃ２〜Ｃ３：方向切換弁２６の切換え作動によってテンションシリンダ２１の内圧をほぼＰｔｍに保持したまま、テンションシリンダ２１のピストンロッド２２ａを縮側に移動させることによりアイドラ１２が後退する。こうして、ピストンロッド２２ａの後退で（図４のシューテンション時の圧力状態Ｃ参照）、アイドラ１２に付与されていた履帯１５への緊張作用が増加しないで履帯１５に石などが噛み込んだ状態が除かれる。なお、ステップＣ２の判定において、内圧がＰ＞ＰｔｍであるとステップＣ１に戻る。

Ｃ４：履帯１５への噛み込みが除かれるとテンションシリンダ２１の内圧がＰ＜Ｐｔｍとなるので、このシューテンション回避モードから脱する。

次に、前記自動テンション調整モード（図５のステップＥ）について、図７に示されるフローチャートによってより詳細に説明する。

Ｅ１：モータ電流Ｉｍ＝０、方向切換弁２６の切換電流Ｉｖ＝０の状態で、メインコントローラ３１からの入力信号に基づき、車両が前進、後進またはニュートラルのいずれにあるかを判定する。そして、車両が前進操作（Ｆ）されているときには、ステップＥ２に移行し、車両が後進操作（Ｒ）されているときには、ステップＥ７に移行し、ニュートラル（Ｎ）にあるときには、この自動テンション調整モードのフローを終了する。

Ｅ２〜Ｅ４：テンションシリンダ２１の内圧ＰがＰｆｏに等しいか、Ｐｆｏ以外であるかを判定し、Ｐ≠Ｐｆｏであるときには、ステップＥ３に移行し、Ｐ＝Ｐｆｏであるときには、ステップＥ５に移行する。ステップＥ３においては、メインコントローラ３１からの車体傾斜角信号に基づき、車体が前下がり状態にあるか後下がり状態にあるかを検知し、前下がり以外（傾斜角θ＝０：平坦地での走行、または傾斜角θ＞０：登坂走行）であると判断されると、ステップＥ４に移行する。一方、前下がりの場合（傾斜角θ＜０：降坂走行）にはステップＥ８に移行する。ステップＥ４（平坦地走行時もしくは登坂走行時）では、方向切換弁２６のソレノイド２６ａに電流を印加してポートＡをポートＴに、またポートＢをポートＰに繋ぎ、同時に油圧ポンプ２５のモータ２５ａを高速回転させてテンションシリンダ２１の前部圧力室２３ａに圧油を供給し、テンションシリンダ２１の後部圧力室２３ｂの内圧をＰｆｏ（図４参照）まで排圧してアイドラ１２を後退させる。

Ｅ５〜Ｅ６：走行速度に係わってテンションシリンダ２１の内圧変動が発生して、その変動幅ΔＰが高まると、履帯１５がバタついていると判断され、方向切換弁２６のソレノイド２６ｂに電流を印加してポートＡをポートＰに繋ぎ、同時に油圧ポンプ２５のモータ２５ａを高速回転させてテンションシリンダ２１の後部圧力室２３ｂに圧油を供給して適正たるみ位置まで昇圧し、ピストン２２を前進させてアイドラ１２を履帯張り方向に移動させる。こうして前記テンションシリンダ２１の内圧変動が収まるまで操作して、履帯１５のばたつきを解消させる。内圧変動が収斂したと判断される変動幅ΔＰの閾値をＰｏとして、ステップＥ５においてテンションシリンダ２１の内圧変動がなくなった（Ｐ＜Ｐｆｏ＋Ｐｏ）と判定されると、自動テンション調整モードから脱して定常運転に移行する。

Ｅ７〜Ｅ８：ステップＥ１の判定において、メインコントローラ３１から後進操作（Ｒ）の信号を受けたときには、テンションシリンダ２１の内圧Ｐが定常値であるか否かを判定する。この判定において、テンションシリンダ２１の内圧がＰ≠Ｐｒｏであるときには、ステップＥ８で方向切換弁２６のソレノイド２６ｂに電流を印加してポートＡをポートＰに繋ぎ、同時に油圧ポンプ２５のモータ２５ａを高速回転させてテンションシリンダ２１の後部圧力室２３ｂに圧油を供給して昇圧し、適正たるみ位置までピストン２２を前進させてアイドラ１２を履帯張り方向に移動させる。また、ステップＥ７の判定において、Ｐ＝Ｐｒｏと判断されると、ステップＥ１０に移行する。

Ｅ９：メインコントローラ３１からの車体傾斜角信号に基づき、車体の傾斜角がθ＝０であるとき（平坦地を走行しているとき）には、自動テンション調整モードから脱して定常運転に移行する。また、車体傾斜角がθ＞０であるとき（登坂走行時）には、ステップＥ４に移行して、前述のアイドラ１２を後退させる操作を行う。また、車体傾斜角がθ＜０であるとき（降板走行時）には、ステップＥ１０に移行する。

Ｅ１０〜Ｅ１１：コントローラ３０においてテンションシリンダ２１の内圧Ｐを演算し、Ｐ＝Ｐｒｖ（定常値）であると判断されると、自動テンション調整モードを脱し、定常運転に移行する。また、Ｐ≠Ｐｒｖであると判断されると、ステップＥ１１に移行して、コントローラ３０においてＰｒｖの演算が行われ、指令信号で方向切換弁２６のソレノイド２６ａが励磁されるとともに、油圧ポンプ２５のモータ２５ａが高速回転され、圧油をテンションシリンダ２１の後側圧力室２３ｂに供給して２×Ｗｓｉｎθ（Ｗ：車体重量）まで加圧する。こうして、ピストン２２を前進させ、アイドラ１２を介して履帯に緊張力を付与する。この後、テンションシリンダ２１の内圧がＰ＝Ｐｒｖとなって、その状態が維持されると自動テンション調整モードを脱して定常運転に移行する。

このような自動テンション調整モードを採用することにより、前進時には車両の走行速度を考慮して過負荷になるような張力を加えることなく走行できるようにされ、また、後進時には特に車体が傾斜する状態（登坂状態）となった場合の駆動スプロケット１１側でのたるみの発生をなくするように張力を与えて、運転中における履帯１５のばたつきを解消させる操作がテンションシリンダ２１の後部圧力室２３ｂの圧力を検出して自動的に行われるので、履帯１５の損耗を最小限に留めて、耐久性を高めて長期使用を図ることができる。

次に、前記旋回時ピッチ飛び回避モード（図５のステップＦ）について、図８に示されるフローチャートおよび図９に示される表によって、より詳細に説明する。なお、この旋回時における操作では、車両の右側走行体における履帯走行装置２０と左側走行体の履帯走行装置２０とが、それぞれ個々に操作されるので、それぞれに組込まれる履帯張力調整装置（テンションシリンダ２１）も、個々に調整操作されることになる。

Ｆ１：メインコントローラ３１から入力されるＦ／Ｒ信号に基づき、コントローラ３０にて車両が前進操作（Ｆ）されているか、後進操作（Ｒ）されているかを判定し、前進操作（Ｆ）であればステップＦ２へ移行し、後進操作（Ｒ）であればステップＦ５へ移行する。

Ｆ２〜Ｆ４：前進操作（Ｆ）時においては、左旋回か右旋回かを判別し（ステップＦ２）、左旋回時には左側の履帯張力調整装置における張力調整シリンダ（左シリンダ）を前進させ、右側の履帯張力調整装置における張力調整シリンダ（右シリンダ）を後進させる（ステップＦ３）。また、右旋回時には左側の履帯張力調整装置における張力調整シリンダ（左シリンダ）を後進させ、右側の履帯張力調整装置における張力調整シリンダ（右シリンダ）を前進させる（ステップＦ４）。

Ｆ５〜Ｆ６：後進操作（Ｒ）時においては、同様に、左旋回か右旋回かを判別し（ステップＦ５）、左旋回時には左側の履帯張力調整装置における張力調整シリンダ（左シリンダ）後進させ、右側の履帯張力調整装置における張力調整シリンダ（右シリンダ）を前進させる（ステップＦ６）。また、右旋回時には左側の履帯張力調整装置における張力調整シリンダ（左シリンダ）を前進させ、右側の履帯張力調整装置における張力調整シリンダ（右シリンダ）を後進させる（ステップＦ７）。

また、信地旋回の場合においても、前記旋回時と同様に、左右の履帯走行装置の走行を制御する。

次に、図１０に履帯張力調整装置の他の実施形態の概要図が示されている。この実施形態は、前述の実施形態における履帯張力調整装置と基本的に同様であるが、張力調整シリンダに対する圧油の供給系統を異にするものである。したがって、前記実施形態における構成と同一もしくは同様のものについては、前記と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

この実施形態の履帯張力調整装置２０Ａは、左右走行体１０ともに前記実施形態のものと同様同一構成で左右対称に配置されている。アイドラ１２を操作する張力調整シリンダ２１は、走行体のトラックフレーム（図示せず）内に装入設置される筒状体のケーシング２９'内部に組み込まれ、トラニオン２１ｂによってケーシング２９'に支持されている。前記アイドラ１２は、この張力調整シリンダ２１のピストンロッド２２ａと継手１７によってアイドラ１２を支持するヨーク１６と接続され、張力の調整ができるようにされている。なお、この実施形態では、前記ヨーク１６の後部がケーシング２９'に嵌挿されて摺動可能に支持されている。

このようにされる張力調整シリンダ２１に対する油圧回路においては、車体に設置される動力駆動部４０のエンジン４１からミッション４２に伝達される動力の一部を取り出して、左右の各張力調整シリンダ２１に対してそれぞれ車体上に設置される独立の油圧ポンプ２５'から、同じく車体上に配置される方向切換弁２６を介して油圧配管（まとめて符号２８Ａで表わす）が接続されている。

このように構成される本実施形態では、その制御は前述のフローチャートに基づいて行われる。こうして、本実施形態の履帯張力調整装置２０Ａでは、油圧ポンプ２５'、方向切換弁２６を車体２内に設置するようにしても、前記実施形態における電動モータ駆動ポンプに限らず、エンジン４１からの直接駆動による油圧ポンプ２５'を用いるようにしても、前記実施形態と同様の効果が得られる。なお、この方式による場合、車体側から油圧配管と制御用電線を各走行体１０の張力調整シリンダ２１に接続する必要があるが、その張力調整シリンダ２１を組み込む部分の構造を簡単にできるという利点がある。

このように、本発明による履帯張力調整装置では、自動テンション調整ならびにシューテンション回避などの操作を履帯張力調整シリンダの後部圧力室側での圧力状態を検知して、コントローラにおいて設定されているデータとの比較演算により、自動的に制御することができるので、運転に先立って履帯の張力調整を行う必要もなく、合理的に実施できるので、履帯の摩耗を最小限に抑えて長期使用に供することができ、経済性を一層向上させることが可能になる。

さらに、メインコントローラ３１において、履帯の張力およびストロークセンサ２４からの位置信号で読取られる履帯ピッチの伸びに関する情報を集積して、これを例えば衛星通信機能を利用して遠隔地の基地における管理センターにおいて受信するようにすれば、稼働中の作業機械の足回りの状況を管理することができる。

以上の説明においては、ブルドーザのような作業機械の足回りに用いられる履帯の張力調整装置として説明したが、本発明は、これ以外の作業機械における履帯張力調整装置として適用することは、もちろん可能である。

本発明の一実施形態に係る履帯張力調整装置を備える作業機械の側面図 本実施形態の履帯張力調整装置の縦断正面図 本実施形態の履帯張力調整装置とその制御部を表わす模式図 張力調整シリンダのストローク／油圧線図 本実施形態の履帯張力調整装置を示すフローチャート シューテンション回避モードのフローチャート 自動テンション調整モードのフローチャート 旋回時ピッチ飛び回避モードのフローチャート 旋回時ピッチ飛び回避モードを説明する表 履帯張力調整装置の他の実施形態の概要図

符号の説明

１ ブルドーザ（作業機械）
５ トラックフレーム
１０ 履帯走行装置
１１ 駆動スプロケット
１２ アイドラ
１５ 履帯
２０，２０Ａ 履帯張力調整装置
２１ 張力調整シリンダ
２２ ピストン
２２ａ ピストンロッド
２３ａ シリンダの後側圧力室
２３ｂ シリンダの前側圧力室
２５，２５' 油圧ポンプ
２５ａ 電気モータ
２５ｂ 作動油タンク
２６ 電磁方向切換弁
２７ 油圧センサ
２８ａ〜２８ｄ 管路
２９ ケーシング
３０ コントローラ
３１ メインコントローラ

Claims (10)

1. 履帯走行式車両において、左右の走行体に、駆動スプロケットと、履帯に張力を与えるアイドラと、このアイドラの位置を変える油圧アクチュエータと、この油圧アクチュエータの作動状態を検知する作動状態検知手段をそれぞれ備えるとともに、前記作動状態検知手段の発する信号に基づき、前記油圧アクチュエータを作動させて前記アイドラを履帯に適正張力を与える位置に移動させるように制御する制御手段とを備え、
   前記油圧アクチュエータは、油圧ポンプから吐出される圧油により駆動され、これら油圧ポンプと油圧アクチュエータとを接続する油圧回路中に方向制御弁が設けられ、前記油圧回路中に前記作動状態検知手段が設けられ、前記制御手段は、前記作動状態検知手段の発する信号を判別して、前記油圧回路の圧力が設定値以上であるときには前記油圧アクチュエータを後退作動させて履帯の張力異常を回避させ、前記油圧回路の圧力が定常値であるときには前記油圧アクチュエータの動作を制御して履帯の張力が適正になるように調整することを特徴とする履帯張力調整装置。
2. 前記制御手段は、前記作動状態検知手段からの信号により前記油圧回路の圧力が設定値よりも高いと判断された場合でも、前記方向切換弁の操作により前記油圧アクチュエータが緩み側に操作される際、履帯の張りを維持しながら緩み方向に作動させるように制御する請求項１に記載の履帯張力調整装置。
3. 前記制御手段は、前記作動状態検知手段からの信号により前記油圧回路の圧力が異常圧以下であると判断されると自動張力調整モードになり、車両の前進または後進いずれかの走行中において、前記油圧回路の圧力が履帯のばたつきによる圧力変動値を越えているときには、前記履帯の緩み側でのたるみを規制するように前記油圧アクチュエータの作動圧力を調整する請求項１に記載の履帯張力調整装置。
4. 前記制御手段は、前記作動状態検知手段の検知信号の設定範囲を、車両進行方向信号、車体の傾斜角信号および走行速度により変化させ、車両の進行方向、車体の傾斜状況および走行速度に応じて、履帯を適正張り／たるみ状態になるまで昇圧／降圧させるように制御する請求項１に記載の履帯張力調整装置。
5. 前記制御手段は、車両が走行時に旋回操作される場合、前進方向に動く側の走行体における履帯張力調整装置の油圧アクチュエータの作動圧を前進時の適正値に保持し、後進方向に動く側の走行体における履帯張力調整装置の油圧アクチュエータの作動圧を後進時の適正値に保持するように制御する請求項１に記載の履帯張力調整装置。
6. 前記作動状態検知手段は、前記油圧アクチュエータの圧力を検知する油圧センサである請求項１に記載の履帯張力調整装置。
7. 前記油圧ポンプは、前記油圧アクチュエータを作動操作する運転時以外においては、前記油圧回路の吐出側圧力を維持するように作動される請求項１に記載の履帯張力調整装置。
8. 前記油圧アクチュエータの作動部の進退位置を検知する手段が付設されている請求項１に記載の履帯張力調整装置。
9. 前記油圧アクチュエータと、油圧ポンプと、方向切換弁と、作動状態検知手段とが左右の走行体にそれぞれ独立して設けられる請求項１〜８のいずれかに記載の履帯張力調整装置。
10. 前記油圧アクチュエータには、車体側の油圧源から前記方向切換弁を介して圧油が供給される請求項１〜８のいずれかに記載の履帯張力調整装置。

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