JP2009506285A - 遊星駆動装置 - Google Patents

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Abstract

作業機械（１０）用の駆動装置（１８）が開示される。本駆動装置は、第１の遊星歯車セット（５２）、第２の遊星歯車セット（５４）、第３の遊星歯車セット（５６）、第１のモータ（２４）、第２のモータ（２６）、及び第３のモータ（２８）を有する。第１、第２、及び第３のモータは、第１、第２及び第３の遊星歯車セットに駆動的に接続され、３つ未満の個別出力回転を同時に発生させる。

Description

本出願は、駆動装置、及びより詳細には、遊星型駆動装置に関する。
作業機械、例えば、履帯式トラクタ及び他の建設重機、農業機械、及び掘削機械などは、多くの作業を遂行するために使用される。これらの作業を効果的に遂行するため、作業機械は駆動装置に大きな動力を供給する動力源を必要とする。動力源は、ある速度レンジでトルク出力が発生するよう動作するエンジン、例えば、タービンエンジン、ディーゼルエンジン、ガソリンエンジン、又は天然ガスエンジンなどであり得る。駆動装置は、動力源により駆動されるとともに作業機械の独立トラクションデバイスと連繋する独立モータを備え得る。これらの独立モータは動力源の全トルク出力を関連トラクションデバイスに伝達するサイズでなければならず、これは１個のトラクションデバイスが好ましくないトラクション条件によって摺動する場合に、エンジンの全トルク出力が摺動しないトラクションデバイスにより吸収されるようにするためである。加えて、回生力によって、単一モータ及び関連トラクションデバイスに動力源の全トルク出力及び作業機械の反対側に位置するトラクションデバイスから回生されている追加的なトルク量が負荷される可能性があり得る。これらの偶発的な高トルク及び／又は高動力負荷状況の結果として、これらのモータは典型的には、大多数の作業機械動作上、超大型となる。超大型モータの高い構成部品費用及び関連する実装問題に加え、低トルク負荷条件下においてこれらの超大型モータの動作は非効率である。
超大型駆動装置に付随する費用及び非効率性を低減する試みの１つが、１９９２年１２月８日付けでドルガン（Ｄｏｒｇａｎ）に対し交付された（特許文献１）に記載されている。（特許文献１）は、左及び右の連結ギアセットを介してそれぞれ左及び右の車両履帯に接続される第１、第２、及び第３の電気モータを有する電気駆動システムを記載する。車両を低レンジ動作（例えば、低速、高トルク）で推進するためには、第１及び第２のモータにエネルギーが印加される一方、第３のモータに制動がかけられる。車両を高レンジ動作（例えば、高速、低トルク）で推進するためには、３個のモータ全てにエネルギーが印加される。高レンジ動作中には電力の回生が利用可能であり得る。高レンジ動作においては３個のモータの使用が、２個の使用よりむしろ、結果としてモータサイズの低減をもたらす。
（特許文献１）の電気駆動システムは超大型モータに付随する費用及び非効率性を低減し得るが、動作上制約的及び非効率であり得る。特に、第３のモータは高レンジ動作中にのみ使用され得る。最大量のトルクは、操舵又はトラクション損失に関わる低レンジ動作中に発生する。（特許文献１）では２個のモータのみが低レンジ動作中の車両を推進するため、２個の動作モータは関連高トルク負荷に適合するよう、やはり超大型でなければならない。加えて、回生が最も効果的となるのは車両の操舵動作中であるが、これは低レンジ動作中に生じることが最も多い。（特許文献１）に記載される車両の回生は高レンジ動作中にのみ利用可能であるため、当該電気駆動システムは効率性に欠け得る。
米国特許第５，１６８，９４６号明細書
本開示の遊星駆動装置は、１つ又は複数の上記の問題を解決する。
本開示の一態様は駆動装置に関する。本駆動装置は、第１の遊星歯車セット、第２の遊星歯車セット、第３の遊星歯車セット、第１のモータ、第２のモータ、及び第３のモータを備える。第１、第２、及び第３のモータは第１、第２及び第３の遊星歯車セットに駆動的に接続され、３個未満の個別出力回転を同時に発生させる。
本開示の別の態様は、第１及び第２のトラクションデバイスを駆動する方法に関する。本方法は、第１、第２、及び第３のモータを動作させて３個未満の個別出力回転を発生させるステップを含む。第１、第２、及び第３のモータは第１、第２及び第３の遊星歯車セットに接続される。
図１は、例示的作業機械１０を図示する。作業機械１０は、掘削、建設、農業、輸送などの産業又は当該技術分野において周知の任意の他の産業に付随するある種類の動作を遂行する移動機械であり得る。例えば、作業機械１０は、履帯式トラクタなどの土木機械であり得る。作業機械１０はあるいは、オンハイウェイトラック、乗用車、又は任意の他の好適な動作遂行作業機械として実現され得る。作業機械１０は、動力源１２、トラクションデバイス１４、操作者インタフェースデバイス１６、及び操作者インタフェースデバイス１６を介して受信される入力に応答して動力源１２の動力出力をトラクションデバイス１４に伝達するよう構成される駆動システム１８を備え得る。
動力源１２は、動力出力を生成するよう構成され得るとともに内燃機関を備え得る。例えば、動力源１２は、ディーゼルエンジン、ガソリンエンジン、ガス燃料動力エンジン、タービンエンジン、又は当業者に明らかな任意の他の種類のエンジンを備え得る。また、動力源１２は、燃料電池、バッテリ、又は当該技術分野において周知の任意の他の動力源などの別の動力源として実現され得ることも企図される。
トラクションデバイス１４は、作業機械１０の両側に位置する履帯２０Ｌ及び２０Ｒを備え得る（図１には２０Ｌのみが示される）。あるいは、トラクションデバイス１４は、ホイール、ベルト、又は他の被駆動トラクションデバイスを備え得る。トラクションデバイス１４は駆動システム１８により駆動され、駆動システム１８の出力回転に伴い回転され得る。
操作者インタフェースデバイス１６は、作業機械１０の操縦室内でシートに近接して位置し得るとともに作業機械１０の機能を制御するための数多くのデバイスのうち任意のものとして実現され得る。一例において、操作者インタフェースデバイス１６は、ジョイスティックコントローラとして実現され得る。操作者インタフェースデバイス１６は、追加的な、又は異なる制御装置、例えば、ペダル、レバー、スイッチ、ボタン、ハンドル、及び当該技術分野において周知の他の制御デバイスなどとして実現され得ることが企図される。
操作者インタフェースデバイス１６は、作業機械１０の走行速度、リムプルトルク、及び／又は進行方向を調整するよう構成され得る。特に、履帯２０Ｌ、Ｒの走行速度及び／又はリムプルトルクは操作者インタフェースデバイス１６の作動位置に比例し得る。例えば、操作者インタフェースデバイス１６の傾斜角が第１の方向において第１の枢軸に対し可変であることにより作業機械１０の走行速度及び／又はリムプルトルクは所望の増加を示し得る。同様に、操作者インタフェースデバイス１６の傾斜角が第１の方向と反対の第２の方向において第１の枢軸に対し可変であることにより作業機械１０の走行速度及び／又はリムプルトルクは所望の減少を示し得る。進行方向が、第１の枢軸と実質的に垂直な第２の枢軸に対し操作者インタフェースデバイス１６を傾斜させることにより制御され得ることによって、履帯２０Ｌ、Ｒの一方はより高速又は低速で、又は作業機械１０の反対側に位置する履帯２０Ｌ、Ｒの他方と反対方向に移動し得る。
図２に示されるとおり、駆動システム１８は、動力を動力源１２から履帯２０Ｌ、Ｒに伝達するよう相互作用する数多くの構成部品を備え得る。特に、駆動システム１８は、発電機２２、第１のモータ２４、第２のモータ２６、第３のモータ２８、及び遊星歯車装置３０を有する電気トランスミッションとして実現され得る。第１、第２、及び第３のモータ２４〜２８は、選択的に動作することにより、作業機械１０を直進又は逆進方向に推進させ得るとともに作業機械１０を旋回又は枢動させ得る。駆動システム１８はあるいは、３個の油圧モータを駆動するよう流体接続される油圧ポンプを有する油圧トランスミッションとして実現され得ることが企図される。第１、第２、及び第３のモータ２４〜２８の出力は、それぞれ入力軸３２、３４、及び３６を介して遊星歯車装置３０に入力動力を供給し得る。遊星歯車装置３０は、第１の出力軸３８を介して履帯２０Ｌに、及び第２の出力軸４０を介して履帯２０Ｒに接続されるとともに、それらを回転駆動するよう構成されることにより、作業機械１０を推進し得る。
発電機２２は、動力源１２からの回転入力に応答して電力出力を生成するよう構成される三相永久磁石交流磁界型発電機であり得る。発電機２２は、スイッチドリラクタンス発電機、直流発電機、又は当該技術分野において周知の任意の他の然るべき種類の発電機であり得ることもまた企図される。発電機２２は、当該技術分野において周知の任意の手段により、例えば、クランク軸直接接続３９により、歯車列を介して、油圧回路を通じて、又は任意の他の然るべき方式によるなどして動力源１２に回転可能に接続されるロータ（図示せず）を備え得る。発電機２２は、ロータが動力源１２によりステータ（図示せず）内で回転すると電気的出力を生成するよう構成され得る。発電機２２は、三相交流電力を直流電力に変換するよう構成され得る発電機インバータ（図示せず）を介して、コモンバス４１と電気的に接続され得る。
コモンバス４１は、１個又は複数のモータインバータ（図示せず）によって発電機インバータをモータ２４〜２８に電気的に接続する正及び負の電源ライン（図示せず）を備え得る。コモンバス４１はまた、バッテリ（図示せず）、コンデンサ（図示せず）などの電力貯蔵デバイス及び当該技術分野において周知の他の電力貯蔵デバイスに対し、及びコモンバス４１に電力を供給する、及び／又はそこから電力を取り出すための付属電源負荷に対し、電気的に接続され得る。
モータ２４〜２８の各々は、コモンバス４１から電力を受け取るとともに遊星歯車装置３０に動力を入力するよう構成される永久磁石交流磁界型モータであり得る。モータ２４〜２８は、スイッチド電気モータ、直流モータ、又は当該技術分野において周知の任意の他の然るべき種類のモータであり得ることが企図される。モータ２４〜２８は電力回生中に（例えば、履帯２０Ｌ又は２０Ｒがモータ２４〜２８を駆動するとき）コモンバス４１に電力を供給し得ることもまた企図される。
制御器４２は操作者インタフェースデバイス１６及びモータ２４〜２８と通信可能に接続され得る。特に、制御器４２は通信ライン４３によって操作者インタフェースデバイス１６と通信し得る。制御器４２は通信ライン４４、４６、及び４８によってそれぞれモータ２４〜２８と通信し得る。制御器４２はまた、動力源１２、発電機２２、コモンバス４１、及び／又は、所望であれば、履帯２０Ｌ、Ｒと連繋する１個又は複数のセンサ（図示せず）とも通信し得ることが企図される。
制御器４２は、駆動システム１８の動作を制御するための手段を備える単一のマイクロプロセッサ又は複数のマイクロプロセッサとして実現され得る。数多くの市販のマイクロプロセッサが、制御器４２の機能を遂行するよう構成され得る。制御器４２は、数多くの作業機械又は動力源機能を制御する能力を有する一般作業機械又は動力源用マイクロプロセッサとして容易に実現され得るであろうことは理解されるべきである。制御器４２は、例えば、メモリ、補助記憶装置、及び中央演算処理装置などのプロセッサなど、要求されるシステム制御を遂行するために必要な全ての構成部品を備え得る。当業者は、制御器４２が追加的な、又は異なる構成部品を含み得ることを理解するであろう。様々な他の既知の回路、例えば、とりわけ、電源回路、信号処理回路、及びソレノイドドライバ回路などが、制御器４２と連繋し得る。
制御器４２は、１つ又は複数の入力に応答してモータ２４〜２８の出力を制御するよう構成され得る。特に、制御器４２は、所望の走行速度、リムプルトルク、及び／又は進行方向の変更を指示する操作者インタフェースデバイス１６を介して入力を受信し得る。制御器４２は、遊星歯車装置３０からの要求される動力出力を、及びモータ２４〜２８からの関連する動力入力を決定して結果として所望の走行速度、リムプルトルク、及び／又は進行方向の変更をもたらすよう構成され得る。制御器４２は次に、決定された動力を遊星歯車装置３０に入力するようモータ２４〜２８に命令し得る。
遊星歯車装置３０は、回転可能に支持されるとともに回転軸５０に沿って整列され、及び固定ハウジング（図示せず）内に配置される３個の遊星歯車アセンブリを備え得る。歯車、入力部材、出力部材、連結部材、及びそれらの間の接続部の構造は、当該技術分野において周知の構成部品を使用して達成され得る。
本開示の実施形態に関連してさらに詳細に説明されるであろうとおり、遊星歯車セットは、太陽歯車、少なくとも１セットの遊星歯車を有する遊星キャリア、及びリングギアを含む、少なくとも３個の要素を有し得る。遊星キャリアの遊星歯車は、太陽歯車及びリングギアと、及び中間遊星歯車が遊星歯車セットに含まれる場合には同じ遊星キャリアの中間遊星歯車と噛合し得る。太陽歯車、遊星キャリア、遊星歯車、及びリングギアは共に全て同時に回転し得る。あるいは、太陽歯車、遊星キャリア、及びリングギアの各々は、固定状態に保たれ得る。各遊星歯車セットは、１つ又は複数の入力回転を受け取り得るとともに１つ又は複数の対応する出力回転を発生させ得る。入力と出力との間の回転速度の変化は、太陽歯車及びリングギアの歯の数に依存し得る。回転速度の変化はまた、入力回転を受け取るために使用される歯車、出力回転を供給するために選択される歯車、及び、該当があれば、どの歯車が固定状態に保たれるかに依存し得る。
遊星歯車装置３０は、第１の遊星歯車セット５２、第２の遊星歯車セット５４、及び第３の遊星歯車セット５６を備え得る。第１の遊星歯車セット５２は、太陽歯車５２ｓ、遊星キャリア５２ｐ、及びリングギア５２ｒを備え得る。第２の遊星歯車セット５４は、太陽歯車５４ｓ、遊星キャリア５４ｐ、及びリングギア５４ｒを備え得る。第３の遊星歯車セット５６は、太陽歯車５６ｓ、遊星キャリア５６ｐ、及びリングギア５８ｒを備え得る。
遊星歯車装置３０の要素は相互接続され、５個の回転部材を形成し得る。特に、図２の実施形態に示されるとおり、リングギア５６ｒは遊星キャリア５４ｐ及び遊星キャリア５２ｐに接続され、第１の回転部材を形成し得る。遊星キャリア５６ｐは第２の回転部材を形成し得る。太陽歯車５６ｓ及び太陽歯車５４ｓは接続され、第３の回転部材を形成し得る。リングギア５２ｒは第４の回転部材を形成し得る。太陽歯車５２ｓは第５の回転部材を形成し得る。
遊星歯車装置３０は、モータ２４〜２８の各々から動力入力を受け取り得る。特に、図２の実施形態において、モータ２４は第４の回転部材に接続され得る。モータ２６は第３の回転部材に接続され得る。モータ２８は第２の回転部材に接続され得る。
遊星歯車装置３０は履帯２０Ｌ及び２０Ｒの各々に動力を出力し得る。具体的には、履帯２０Ｌは出力軸３８を介して第１の回転部材に接続され得る。履帯２０Ｒは出力軸４０を介して第５の回転部材に接続され得る。
図３Ａ及び３Ｂは、図２の駆動装置の実施形態に関して上述される相互接続、及び代替的な駆動装置の実施形態の相互接続を示す表を含む。例えば、図３Ａの表に挙げられる第２の実施形態は、太陽歯車５４ｓ及び太陽歯車５２ｓに接続され、モータ２８により駆動される第１の回転部材を形成するリングギア５６ｒを含む。これと同じ実施形態において、遊星キャリア５６ｐは履帯２０Ｌを駆動する第２の回転部材を形成し得る。太陽歯車５６ｓはリングギア５４ｒ及び遊星キャリア５２ｐに接続され、履帯２０Ｒを駆動する第３の回転部材を形成し得る。遊星キャリア５４ｐはモータ２６により駆動される第４の回転部材を形成し得る。リングギア５２ｒはモータ２４により駆動される第５の回転部材を形成し得る。
図３Ａの表に挙げられる第３の実施形態において、リングギア５６ｒはモータ２８により駆動される第１の回転部材を形成し得る。遊星キャリア５６ｐはリングギア５４ｒに接続され、履帯２０Ｌを駆動する第２の回転部材を形成し得る。太陽歯車５６ｓは太陽歯車５４ｓ及び遊星キャリア５２ｐに接続され、モータ２４により駆動される第３の回転部材を形成し得る。遊星キャリア５４ｐは太陽歯車５２ｓに接続され、モータ２６により駆動される第４の回転部材を形成し得る。リングギア５２ｒは履帯２０Ｒを駆動する第５の回転部材を形成し得る。
図３Ａの表に挙げられる第４の実施形態において、リングギア５６ｒは遊星キャリア５４ｐに接続され、履帯２０Ｌを駆動する第１の回転部材を形成し得る。遊星キャリア５６ｐは遊星キャリア５２ｐに接続され、モータ２４により駆動される第２の回転部材を形成し得る。太陽歯車５６ｓは太陽歯車５４ｓ及び太陽歯車５２ｓに接続され、モータ２６により駆動される第３の回転部材を形成し得る。リングギア５４ｒはモータ２８により駆動される第４の回転部材を形成し得る。リングギア５２ｒは履帯２０Ｒを駆動する第５の回転部材を形成し得る。
図３Ａの表に挙げられる第５の実施形態において、リングギア５６ｒはモータ２８により駆動される第１の回転部材を形成し得る。遊星キャリア５６ｐはリングギア５４ｒ及び太陽歯車５２ｓに接続され、履帯２０Ｌを駆動する第２の回転部材を形成し得る。太陽歯車５６ｓは遊星キャリア５２ｐに接続され、履帯２０Ｒを駆動する第３の回転部材を形成し得る。遊星キャリア５４ｐはモータ２６により駆動される第４の回転部材を形成し得る。太陽歯車５４ｓはリングギア５２ｒに接続され、モータ２４により駆動される第５の回転部材を形成し得る。
図３Ａの表に挙げられる第６の実施形態において、リングギア５６ｒはモータ２８により駆動される第１の回転部材を形成し得る。遊星キャリア５６ｐはリングギア５２ｒに接続され、履帯２０Ｌを駆動する第２の回転部材を形成し得る。太陽歯車５６ｓは太陽歯車５４ｓ及び太陽歯車５２ｓに接続され、モータ２６により駆動される第３の回転部材を形成し得る。リングギア５４ｒは履帯２０Ｒを駆動する第４の回転部材を形成し得る。遊星キャリア５４ｐは遊星キャリア５２ｐに接続され、モータ２４により駆動される第５の回転部材を形成し得る。
図３Ａの表に挙げられる第７の実施形態において、リングギア５６ｒはモータ２８により駆動される第１の回転部材を形成し得る。遊星キャリア５６ｐは遊星キャリア５４ｐ及び太陽歯車５２ｓに接続され、履帯２０Ｌを駆動する第２の回転部材を形成し得る。太陽歯車５６ｓは太陽歯車５４ｓ及び遊星キャリア５２ｐに接続され、履帯２０Ｒを駆動する第３の回転部材を形成し得る。リングギア５４ｒはモータ２６により駆動される第４の回転部材を形成し得る。リングギア５２ｒはモータ２４により駆動される第５の回転部材を形成し得る。
図３Ａの表に挙げられる第８の実施形態において、リングギア５６ｒはモータ２８により駆動される第１の回転部材を形成し得る。遊星キャリア５６ｐはリングギア５２ｒに接続され、履帯２０Ｌを駆動する第２の回転部材を形成し得る。太陽歯車５６ｓはリングギア５４ｒに接続され、履帯２０Ｒを駆動する第３の回転部材を形成し得る。遊星キャリア５４ｐは遊星キャリア５２ｐに接続され、モータ２６により駆動される第４の回転部材を形成し得る。太陽歯車５４ｓは太陽歯車５２ｓに接続され、モータ２４により駆動される第５の回転部材を形成し得る。
図３Ａの表に挙げられる第９の実施形態において、リングギア５６ｒは太陽歯車５２ｓに接続され、モータ２８により駆動される第１の回転部材を形成し得る。遊星キャリア５６ｐは履帯２０Ｌを駆動する第２の回転部材を形成し得る。太陽歯車５６ｓはリングギア５４ｒ及びリングギア５２ｒに接続され、履帯２０Ｒを駆動する第３の回転部材を形成し得る。遊星キャリア５４ｐはモータ２４により駆動される第４の回転部材を形成し得る。太陽歯車５４ｓは遊星キャリア５２ｐに接続され、モータ２６により駆動される第５の回転部材を形成し得る。
図３Ａの表に挙げられる第１０の実施形態において、リングギア５６ｒはモータ２８により駆動される第１の回転部材を形成し得る。遊星キャリア５６ｐはリングギア５４ｒに接続され、履帯２０Ｌを駆動する第２の回転部材を形成し得る。太陽歯車５６ｓはリングギア５２ｒに接続され、履帯２０Ｒを駆動する第３の回転部材を形成し得る。遊星キャリア５４ｐは太陽歯車５２ｓに接続され、モータ２６により駆動される第４の回転部材を形成し得る。太陽歯車５４ｓは遊星キャリア５２ｐに接続され、モータ２４により駆動される第５の回転部材を形成し得る。
図３Ｂの表に挙げられる第１１の実施形態において、リングギア５６ｒはモータ２８により駆動される第１の回転部材を形成し得る。遊星キャリア５６ｐは遊星キャリア５４ｐに接続され、履帯２０Ｌを駆動する第２の回転部材を形成し得る。太陽歯車５６ｓは太陽歯車５４ｓ及び遊星キャリア５２ｐに接続され、履帯２０Ｒを駆動する第３の回転部材を形成し得る。リングギア５４ｒは太陽歯車５２ｓに接続され、モータ２６により駆動される第４の回転部材を形成し得る。リングギア５２ｒはモータ２４により駆動される第５の回転部材を形成し得る。
図３Ｂの表に挙げられる第１２の実施形態において、リングギア５６ｒは太陽歯車５２ｓに接続され、モータ２８により駆動される第１の回転部材を形成し得る。遊星キャリア５６ｐは履帯２０Ｌを駆動する第２の回転部材を形成し得る。太陽歯車５６ｓはリングギア５４ｒ及びリングギア５２ｒに接続され、履帯２０Ｒを駆動する第３の回転部材を形成し得る。遊星キャリア５４ｐは遊星キャリア５２ｐに接続され、モータ２４により駆動される第４の回転部材を形成し得る。太陽歯車５４ｓはモータ２６により駆動される第５の回転部材を形成し得る。
図３Ｂの表に挙げられる第１３の実施形態において、リングギア５６ｒは太陽歯車５４ｓに接続され、モータ２８により駆動される第１の回転部材を形成し得る。遊星キャリア５６ｐは太陽歯車５２ｓに接続され、履帯２０Ｌを駆動する第２の回転部材を形成し得る。太陽歯車５６ｓは遊星キャリア５４ｐ及び遊星キャリア５２ｐに接続され、履帯２０Ｒを駆動する第３の回転部材を形成し得る。リングギア５４ｒはモータ２６により駆動される第４の回転部材を形成し得る。リングギア５２ｒはモータ２４により駆動される第５の回転部材を形成し得る。
図３Ｂの表に挙げられる第１４の実施形態において、リングギア５６ｒは太陽歯車５４ｓ及び太陽歯車５２ｓに接続され、モータ２８により駆動される第１の回転部材を形成し得る。遊星キャリア５６ｐは履帯２０Ｌを駆動する第２の回転部材を形成し得る。太陽歯車５６ｓは遊星キャリア５２ｐに接続され、履帯２０Ｒを駆動する第３の回転部材を形成し得る。リングギア５４ｒはモータ２６により駆動される第４の回転部材を形成し得る。遊星キャリア５４ｐはリングギア５２ｒに接続され、モータ２４により駆動される第５の回転部材を形成し得る。
図３Ｂの表に挙げられる第１５の実施形態において、リングギア５６ｒはモータ２８により駆動される第１の回転部材を形成し得る。遊星キャリア５６ｐはリングギア５４ｒ及び太陽歯車５２ｓに接続され、履帯２０Ｌを駆動する第２の回転部材を形成し得る。太陽歯車５６ｓはリングギア５２ｒに接続され、履帯２０Ｒを駆動する第３の回転部材を形成し得る。遊星キャリア５４ｐはモータ２６により駆動される第４の回転部材を形成し得る。太陽歯車５４ｓは遊星キャリア５２ｐに接続され、モータ２４により駆動される第５の回転部材を形成し得る。
図３Ｂの表に挙げられる第１６の実施形態において、リングギア５６ｒはモータ２８により駆動される第１の回転部材を形成し得る。遊星キャリア５６ｐはリングギア５４ｒ及び太陽歯車５２ｓに接続され、履帯２０Ｌを駆動する第２の回転部材を形成し得る。太陽歯車５６ｓは太陽歯車５４ｓ及び遊星キャリア５２ｐに接続され、モータ２４により駆動される第３の回転部材を形成し得る。遊星キャリア５４ｐはモータ２６により駆動される第４の回転部材を形成し得る。リングギア５２ｒは履帯２０Ｒを駆動する第５の回転部材を形成し得る。
図３Ｂの表に挙げられる第１７の実施形態において、リングギア５６ｒは遊星キャリア５４ｐ及び太陽歯車５２ｓに接続され、モータ２８により駆動される第１の回転部材を形成し得る。遊星キャリア５６ｐは履帯２０Ｌを駆動する第２の回転部材を形成し得る。太陽歯車５６ｓは遊星キャリア５２ｐに接続され、履帯２０Ｒを駆動する第３の回転部材を形成し得る。リングギア５４ｒはモータ２６により駆動される第４の回転部材を形成し得る。太陽歯車５４ｓはリングギア５２ｒに接続され、モータ２４により駆動される第５の回転部材を形成し得る。
図３Ｂの表に挙げられる第１８の実施形態において、リングギア５６ｒはモータ２８により駆動される第１の回転部材を形成し得る。遊星キャリア５６ｐは遊星キャリア５４ｐ及び太陽歯車５２ｓに接続され、履帯２０Ｌを駆動する第２の回転部材を形成し得る。太陽歯車５６ｓは遊星キャリア５２ｐに接続され、履帯２０Ｒを駆動する第３の回転部材を形成し得る。リングギア５４ｒはモータ２６により駆動される第４の回転部材を形成し得る。太陽歯車５４ｓはリングギア５２ｒに接続され、モータ２４により駆動される第５の回転部材を形成し得る。
図３Ｂの表に挙げられる第１９の実施形態において、リングギア５６ｒは太陽歯車５４ｓ及び太陽歯車５２ｓに接続され、モータ２８により駆動される第１の回転部材を形成し得る。遊星キャリア５６ｐは履帯２０Ｌを駆動する第２の回転部材を形成し得る。太陽歯車５６ｓは遊星キャリア５２ｐに接続され、履帯２０Ｒを駆動する第３の回転部材を形成し得る。リングギア５４ｒはモータ２４により駆動される第４の回転部材を形成し得る。遊星キャリア５４ｐはリングギア５２ｒに接続され、モータ２６により駆動される第５の回転部材を形成し得る。
本開示の駆動システムは任意の作業機械における適用可能性を有するが、開示される本駆動システムは特に、相対する履帯に印加される力における差異からモーメントを生じさせることにより操舵が達成される履帯式トラクタ及び他の建設重機及び掘削作業機械における適用性を有する。これらの生じたモーメントは適正に機能するために高いトルク及び／又は高動力入力を必要とし得る。開示される本駆動システムは、かかる作業機械の高トルク及び動力需要に対し低費用で効率的な解決策を提供し得る。
作業機械１０の履帯２０Ｌ、Ｒを推進するため、発電機２２により生成される電力は、各々が遊星駆動装置３０の異なる入力回転部材に接続されるモータ２４〜２８に選択的に割り当てられ得る。各モータに割り当てられる電力量は作業機械１０の進行方向及び走行速度、及び駆動システム１８の関連する効率性を決定し得る。
駆動システム１８の３個全てのモータ２４〜２８が作業機械１０の全動作レンジにわたり使用され得るため、作業機械１０の構成部品費用、効率性、及び設計自由度は向上し得る。具体的には、モータ２４〜２８は作業機械１０の動作レンジ全体にわたり動作し得るため、駆動システム１８により吸収される動力は常に３個のモータ間で分割され、それにより任意の１個のモータが受ける最大トルク及び／又は電力レベルが低減され得る。任意の１個のモータが受ける最大トルク及び／又は電力レベルを低下させることにより、モータ２４〜２８に要求されるサイズが低減され得る。より小型のモータは典型的には、より低価格及びより高効率である。加えて、より小さいサイズのモータ２４〜２８によって作業機械１０に空きスペースが生じ、それによりシステム構成部品周りの設計自由度は向上し得る。さらには、モータ２４〜２８は低レンジ及び高レンジの双方の適用において使用され得るため、電力の追加的な回生が可能となり、作業機械の高レンジ動作中のみ使用可能なモータを有する駆動システムと比較したとき、作業機械１０の効率性がさらに増加し得る。
開示される本駆動装置においては本開示の範囲を逸脱することなく様々な修正及び変更がなされ得ることは、当業者には明らかであろう。開示される本駆動装置の他の実施形態は、本明細書の考察及び本明細書に開示される駆動装置の実施から当業者に明らかとなるであろう。本明細書及び例は単に例示と見なされ、本開示の真の範囲は以下の特許請求の範囲及びそれらの等価物により示されることが意図される。
例示的に開示される作業機械の略図である。 図１の作業機械について例示的に開示される駆動システムの概略図である。 図２の駆動システムについてさらに例示的に開示される駆動装置のギア接続に関する表を含む。 図２の駆動システムについてさらに例示的に開示される駆動装置のギア接続に関する表を含む。

Claims (10)

  1. 第１の遊星歯車セット（５２）、
    第２の遊星歯車セット（５４）、
    第３の遊星歯車セット（５６）、
    第１のモータ（２４）、
    第２のモータ（２６）、及び
    第３のモータ（２８）、
    を具備し、第１、第２、及び第３のモータが第１、第２及び第３の遊星歯車セットに駆動的に接続され、３つ未満の個別出力回転を同時に発生させる駆動装置（１８）。
  2. 第１、第２及び第３の遊星歯車セットの各々が少なくとも３個の要素（ｓ、ｐ、ｒ）を備え、第１、第２及び第３の遊星歯車セットの少なくとも３個の要素が接続されて５個の部材を形成する、請求項１に記載の駆動装置。
  3. 第１、第２及び第３の遊星歯車セットの各々の少なくとも２個の要素が第１、第２及び第３の遊星歯車セットの他のセットの少なくとも２個の要素に接続される、請求項２に記載の駆動装置。
  4. ５個の部材の各々が、第１、第２及び第３の遊星歯車セットのいずれか１つからの２個未満の要素を備える、請求項２に記載の駆動装置。
  5. 第１、第２及び第３の遊星歯車セットの各々が、第１、第２及び第３の遊星歯車セットの他のセットのいずれかの要素に接続される３個未満の要素を有する、請求項２に記載の駆動装置。
  6. 少なくとも３個の要素が、
    太陽歯車、
    遊星歯車を有する遊星キャリア、及び
    リングギア、を備え、
    ５個の部材の第１部材が、接続された第１の遊星歯車セットのリングギア、第２の遊星歯車セットの遊星キャリア、及び第３の遊星歯車セットの遊星キャリアを備え、
    ５個の部材の第２部材が、第１の遊星歯車セットの遊星キャリアを備え、
    ５個の部材の第３部材が、接続された第１の遊星歯車セットの太陽歯車及び第２の遊星歯車セットの太陽歯車を備え、
    ５個の部材の第４部材が、接続された第２の遊星歯車セットのリングギア及び第３の遊星歯車セットのリングギアを備え、及び
    ５個の部材の第５部材が、第３の遊星歯車セットの太陽歯車を備える、
    請求項２に記載の駆動装置。
  7. 少なくとも３個の要素が、
    太陽歯車、
    遊星歯車を有する遊星キャリア、及び
    リングギア、を備え、
    ５個の部材の第１部材が、接続された第１の遊星歯車セットのリングギア、第２の遊星歯車セットの太陽歯車、及び第３の遊星歯車セットの太陽歯車を備え、
    ５個の部材の第２部材が、第１の遊星歯車セットの遊星キャリアを備え、
    ５個の部材の第３部材が、接続された第１の遊星歯車セットの太陽歯車、第２の遊星歯車セットのリングギア、及び第３の遊星歯車セットの遊星キャリアを備え、
    ５個の部材の第４部材が、第２の遊星歯車セットの遊星キャリアを備え、及び
    ５個の部材の第５部材が、第３の遊星歯車セットのリングギアを備える、
    請求項２に記載の駆動装置。
  8. 少なくとも３個の要素が、
    太陽歯車、
    遊星歯車を有する遊星キャリア、及び
    リングギア、を備え、
    ５個の部材の第１部材が、第１の遊星歯車セットのリングギアを備え、
    ５個の部材の第２部材が、接続された第１の遊星歯車セットの遊星キャリア及び第２の遊星歯車セットのリングギアを備え、
    ５個の部材の第３部材が、接続された第１の遊星歯車セットの太陽歯車、第２の遊星歯車セットの太陽歯車、及び第３の遊星歯車セットの遊星キャリアを備え、
    ５個の部材の第４部材が、接続された第２の遊星歯車セットの遊星キャリア及び第３の遊星歯車セットの太陽歯車を備え、及び
    ５個の部材の第５部材が、第３の遊星歯車セットのリングギアを備える、
    請求項２に記載の駆動装置。
  9. 少なくとも３個の要素が、
    太陽歯車、
    遊星歯車を有する遊星キャリア、及び
    リングギア、を備え、
    ５個の部材の第１部材が、接続された第１の遊星歯車セットのリングギア及び第２の遊星歯車セットの遊星キャリアを備え、
    ５個の部材の第２部材が、接続された第１の遊星歯車セットの遊星キャリア及び第３の遊星歯車セットの遊星キャリアを備え、
    ５個の部材の第３部材が、接続された第１の遊星歯車セットの太陽歯車、第２の遊星歯車セットの太陽歯車、及び第３の遊星歯車セットの太陽歯車を備え、
    ５個の部材の第４部材が、第２の遊星歯車セットのリングギアを備え、及び
    ５個の部材の第５部材が、第３の遊星歯車セットのリングギアを備える、
    請求項２に記載の駆動装置。
  10. 動力出力を発生させるよう動作可能な動力源（１２）、
    第１のトラクションデバイス（２０Ｌ）、
    第２のトラクションデバイス（２０Ｒ）、
    第１及び第２のトラクションデバイスに動力出力を伝達するよう構成される請求項１〜５のいずれか一項に記載の駆動装置（１８）
    を具備する作業機械（１０）。
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