JP4746279B2 - 作業車両のトランスミッション - Google Patents

Description

本発明は、駆動源と、一対の走行装置とを具備する作業車両のトランスミッションの技術に関する。

従来、エンジン等の駆動源と、一対のクローラ等の走行装置とを具備し、各種作業を行う作業車両の技術は公知となっている。このような作業車両の具体例としては、除雪機やクローラトラクタ、あるいはクローラ式の管理機等が挙げられる。例えば、特許文献１に記載の如くである。

特許文献１に記載の除雪機はエンジンから走行用のＨＳＴ（Ｈｙｄｒｏ Ｓｔａｔｉｃ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ；静油圧式無段変速装置）を経て左右のクローラへ駆動力を伝達するとともに、該ＨＳＴと左右のクローラとの間の駆動力伝達経路にクラッチおよびブレーキを設け、クラッチにより一方のクローラへの駆動力の伝達を遮断するとともにブレーキにより該一方のクローラをロックして旋回する構成となっている。しかし、このような旋回方法は滑らかな旋回を行うことが困難であり、軟弱地盤上で旋回する場合には走行装置が地面に埋もれてしまうという問題があった。

上記問題を解決する方法として、駆動源からの駆動力を走行用のＨＳＴで変速して左右の走行装置に伝達するトランスミッションに左右一対の差動機構を設け、該一対の差動機構に対して、一方の走行装置は増速し、他方の走行装置は減速するように駆動力を入力する旋回用アクチュエータを設けることにより、左右のクローラの走行速度を滑らかに変化させて旋回させる方法が知られている。

特開２０００−５４３３５号公報

しかし、トランスミッションの旋回用アクチュエータとしてＨＳＴを設ける場合、走行用のＨＳＴと合わせて二つのＨＳＴを用いることとなり、製造コストが増大するという問題がある。一方、旋回用アクチュエータとして電気モータを用いた場合でも該電気モータは大きな出力が要求され、大型化および製造コストの増大を招く。また、トランスミッションに差動機構を設ける場合、旋回用アクチュエータを作動させない時（直進時）には、駆動源からの駆動力が旋回用アクチュエータ側に逆流しないように、旋回用アクチュエータと差動機構との駆動力伝達経路にクラッチおよびブレーキを設ける必要があり、これも部品点数および製造コストの増大の原因となる。本発明は以上の如き状況に鑑み、滑らかな旋回を可能とし、かつ安価に製造可能な作業車両のトランスミッションを提供するものである。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

請求項１においては、駆動源（３１）と、一対の走行装置（４Ｌ・４Ｒ）とを具備する作業車両（１）のトランスミッション（１０１）であって、サンギヤ（１２１）と、複数のプラネタリギヤ（１２３・・・）を有するキャリア（１２２）と、リングギヤ（１２４）と、を具備する一対の差動機構（１０４Ｌ・１０４Ｒ）と、該駆動源（３１）からの駆動力を変速して一対の差動機構（１０４Ｌ・１０４Ｒ）のサンギヤに入力する無段変速装置（１０３）と、対応する一対の差動機構（１０４Ｌ・１０４Ｒ）のリングギヤ（１２４Ｌ・１２４Ｒ）に、それぞれ駆動力を入力する一対のモータ（１０５Ｌ・１０５Ｒ）と、を具備し、該一対のモータ（１０５Ｌ・１０５Ｒ）は、対応するキャリア（１２２Ｌ・１２２Ｒ）の回転速度を減速させる方向に、対応するリングギヤ（１２４Ｌ・１２４Ｒ）を回転駆動し、該一対のモータ（１０５Ｌ・１０５Ｒ）は、トランスミッション（１０１）を構成するミッションケース（１０２）の上面の左右で、前後の位置に固設し、該一対のモータ（１０５Ｌ・１０５Ｒ）の一対の出力軸（１３１Ｌ・１３１Ｒ）を、ミッションケース（１０２）内の、前記左右のリングギヤ（１２４Ｌ・１２４Ｒ）の、前後の位置に挿入し、前記一対のリングギヤ（１２４Ｌ・１２４Ｒ）をウォームホイールとするとともに、前記一対の出力軸（１３１Ｌ・１３１Ｒ）にウォームギヤ（１３２Ｌ・１３２Ｒ）を設けて噛合させたものである。

請求項２においては、請求項１に記載の作業車両のトランスミッションにおいて、前記一対のモータ（１０５Ｌ・１０５Ｒ）は、作業車両（１）の直進時にはいずれも回転駆動せず、作業車両（１）の旋回時には一方のモータ（１０５）のみ回転駆動するものである。

請求項３においては、請求項１又は請求項２に記載の作業車両のトランスミッションにおいて、前記無段変速装置（１０３）として、静油圧式無段変速装置（ＨＳＴ）を用いるものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１においては、駆動源（３１）と、一対の走行装置（４Ｌ・４Ｒ）とを具備する作業車両（１）のトランスミッション（１０１）であって、サンギヤ（１２１）と、複数のプラネタリギヤ（１２３・・・）を有するキャリア（１２２）と、リングギヤ（１２４）と、を具備する一対の差動機構（１０４Ｌ・１０４Ｒ）と、該駆動源（３１）からの駆動力を変速して一対の差動機構（１０４Ｌ・１０４Ｒ）のサンギヤに入力する無段変速装置（１０３）と、対応する一対の差動機構（１０４Ｌ・１０４Ｒ）のリングギヤ（１２４Ｌ・１２４Ｒ）に、それぞれ駆動力を入力する一対のモータ（１０５Ｌ・１０５Ｒ）と、を具備し、該一対のモータ（１０５Ｌ・１０５Ｒ）は、対応するキャリア（１２２Ｌ・１２２Ｒ）の回転速度を減速させる方向に、対応するリングギヤ（１２４Ｌ・１２４Ｒ）を回転駆動し、該一対のモータ（１０５Ｌ・１０５Ｒ）は、トランスミッション（１０１）を構成するミッションケース（１０２）の上面の左右で、前後の位置に固設し、該一対のモータ（１０５Ｌ・１０５Ｒ）の一対の出力軸（１３１Ｌ・１３１Ｒ）を、ミッションケース（１０２）内の、前記左右のリングギヤ（１２４Ｌ・１２４Ｒ）の、前後の位置に挿入し、前記一対のリングギヤ（１２４Ｌ・１２４Ｒ）をウォームホイールとするとともに、前記一対の出力軸（１３１Ｌ・１３１Ｒ）にウォームギヤ（１３２Ｌ・１３２Ｒ）を設けて噛合させたので、滑らかな旋回を可能とするとともに、一対のモータとして出力が大きいモータを使用する必要がなく、トランスミッションの製造コストを削減することが可能である。

また、該一対のモータ（１０５Ｌ・１０５Ｒ）は、トランスミッション（１０１）を構成するミッションケース（１０２）の上面に固設し、該一対のモータ（１０５Ｌ・１０５Ｒ）の一対の出力軸（１３１Ｌ・１３１Ｒ）をミッションケース（１０２）内に挿入したので、地上高が高くなる位置に配置することが可能であり、ミッションケース（１０２）により下方が保護されるので、電気式のモータに、泥や水等ができるだけ付着しない位置に配置することが出来、ショート等の発生を防止することが出来たものである。

また、滑らかな旋回を可能とするとともに、ウォームギヤのセルフロック機能を利用して直進時における一対のモータへの駆動力の逆流を防止することが可能であり、部品点数および製造コストを削減することが可能である。

請求項２においては、請求項１に記載の作業車両のトランスミッションにおいて、前記一対のモータ（１０５Ｌ・１０５Ｒ）は、作業車両（１）の直進時にはいずれも回転駆動せず、作業車両（１）の旋回時には一方のモータ（１０５）のみ回転駆動するので、一対のモータとして出力が大きいモータを使用する必要がなく、トランスミッションの製造コストを削減することが可能である。

請求項３においては、請求項１又は請求項２に記載の作業車両のトランスミッションにおいて、前記無段変速装置（１０３）として、静油圧式無段変速装置（ＨＳＴ）を用いるので、滑らかな旋回と高い駆動力伝達効率を達成することが可能である。

以下では図１を用いて本発明の作業車両の実施の一形態である除雪機１の全体構成について説明する。除雪機１は、除雪部２、駆動部３、左右一対の走行装置４Ｌ・４Ｒ、運転操作部５等で構成される。なお、本発明は除雪機１に限定されず、エンジン等の駆動源と、一対の走行装置（例えば、一対の走行輪またはクローラ）を具備する作業車両に広く適用可能である。当該作業車両の具体例としては、クローラトラクタ、クローラ式の管理機、クローラ式のモア等の農業機械、あるいは除雪機等が挙げられる。

以下では図１を用いて除雪部２の詳細構成を説明する。除雪部２は除雪機１の機体フレーム１１の前部に配設され、除雪機１の走行経路上に存在する雪を除去するものである。除雪部２は、主に掻込オーガ２１、オーガハウジング２２、ブロアハウジング２３、ブロア２４、シュータ２５等で構成される。

掻込オーガ２１は除雪機１の走行経路上に存在する雪を機体前部中央に集めてブロア２４に送るものであり、外周面に螺旋状の突起が設けられた略円柱形状の部材で構成される。掻込オーガ２１は地面と干渉しない範囲で極力地面に近接した位置に配置され、その軸心方向は機体左右方向と略一致している。掻込オーガ２１の左右両端はオーガハウジング２２に回転可能に軸支され、掻込オーガ２１はエンジン３１からの駆動力により回転駆動される。

オーガハウジング２２は掻込オーガ２１を軸支する構造体であるとともに、掻込オーガ２１の筐体としての機能を兼ねる。オーガハウジング２２はブロアハウジング２３の前方に設けられる。

ブロアハウジング２３はその内部にブロア２４が内設される筐体であり、オーガハウジング２２を支持する構造体としての機能を兼ねる。ブロアハウジング２３の上部にはシュータ２５が設けられている。

ブロア２４は掻込オーガ２１によりブロアハウジング２３内に搬送された雪を筒状のシュータ２５を通して跳ね飛ばし、除雪機１の走行経路外に除去する。ブロア２４はエンジン３１からの駆動力により回転駆動される。なお、シュータ２５はブロアハウジング２３に対して水平面上で旋回可能であり、かつシュータ２５の先端部は上下回動可能である。すなわち、ブロア２４により跳ね飛ばされ、シュータ２５を通過して投出された雪が地面に落下する位置を調整可能としている。

以下では図１および図２を用いて駆動部３の詳細構成を説明する。駆動部３は主にエンジン３１、発電機３２、バッテリ３３、トランスミッション１０１等で構成される。駆動部３は機体フレーム１１に設けられる。

エンジン３１は除雪機１の駆動源であり、駆動力伝達手段により掻込オーガ２１およびブロア２４に駆動力を伝達するとともに、発電機３２を回転駆動して電力を発生させる。発電機３２で発生した電力はバッテリ３３に充電され、バッテリ３３（または発電機３２）は、左モータ１０５Ｌの駆動回路（インバータ）３６Ｌおよび右モータ１０５Ｒの駆動回路（インバータ）３６Ｒに電力を供給し、左モータ１０５Ｌおよび右モータ１０５Ｒの回転数を制御しながら駆動する。該駆動回路３６Ｌ・３６Ｒは制御回路３０と接続されている。トランスミッション１０１は左右一対の走行装置４Ｌ・４Ｒに駆動力を伝達する。このとき、トランスミッション１０１は左右の走行装置４Ｌ・４Ｒの回転速度をそれぞれ調整し、除雪機１の直進（前進または後進）および滑らかな旋回を可能としている。トランスミッション１０１の詳細構成については後述する。

以下では、図１および図２を用いて走行装置４Ｌ・４Ｒの詳細構成を説明する。なお、本実施例における左右一対の走行装置４Ｌ・４Ｒはクローラ式であるがホイール式の走行輪としても良く、限定されない。また、走行装置４Ｌ・４Ｒは左右略対称に構成されているため、以下の説明では走行装置４Ｌについてのみ説明し、走行装置４Ｒについては説明を省略する。

走行装置４Ｌは主に、駆動スプロケット４１Ｌ、従動スプロケット４２Ｌ、クローラベルト４３Ｌ等で構成される。

駆動スプロケット４１Ｌはトランスミッション１０１から機体左側方に突出した出力軸１０６Ｌの先端部（左端部）に外嵌固定される。従動スプロケット４２Ｌは従動軸４４の左端部に外嵌固定される。従動軸４４は機体フレーム１１の後部に回転可能に軸支され、従動軸４４の長手方向は機体左右方向と略一致する。クローラベルト４３Ｌは駆動スプロケット４１Ｌおよび従動スプロケット４２Ｌに巻回される無端ベルトである。

以下では図３、図４および図５を用いて本発明の作業車両に係るトランスミッションの実施の一形態であるトランスミッション１０１について説明する。トランスミッション１０１は駆動源であるエンジン３１からの駆動力を左右の走行装置４Ｌ・４Ｒに伝達し、除雪機１を直進（前進または後進）、右旋回または左旋回させるものである。トランスミッション１０１は主に、ミッションケース１０２、ＨＳＴ１０３、左右一対の差動機構１０４Ｌ・１０４Ｒ、一対のモータである左モータ１０５Ｌおよび右モータ１０５Ｒ、等を具備している。

図４および図５に示す如く、ミッションケース１０２は、トランスミッション１０１を構成する他の部材を収容し、埃等の侵入を防止する筐体としての機能と、トランスミッション１０１を構成する他の部材を支持（軸支）する構造体としての機能とを兼ねる。本実施例において、ミッションケース１０２は左ケース１０２Ｌと右ケース１０２Ｒの二つの部材からなり、左右に分割可能な構成となっている。

図４および図５に示す如く、ＨＳＴ（Ｈｙｄｒｏ Ｓｔａｔｉｃ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ；静油圧式無段変速装置）１０３は駆動源であるエンジン３１からミッションケース１０１に入力された駆動力を変速して、後述する一対の差動機構１０４Ｌ・１０４Ｒのサンギヤ１２１Ｌ・１２１Ｒに伝達する無段変速装置の実施の一形態である。ＨＳＴ１０３は主に筐体１１１、油圧ポンプ１１２、油圧モータ１１３等で構成される。

筐体１１１は油圧ポンプ１１２および油圧モータ１１３を収容するとともに、ＨＳＴ１０３の構造体としての機能を兼ねる。また、筐体１１１には油圧ポンプ１１２と油圧モータ１１３とを流体的に接続するための油圧回路が形成される。筐体１１１はミッションケース１０２の前部に固設される。

本実施例における油圧ポンプ１１２は、いわゆる可動斜板式のアキシャルピストンポンプであり、入力軸１１２ａと、該入力軸１１２ａに相対回転不能に嵌設されるシリンダブロックと、該シリンダブロックに穿設された複数のシリンダ孔に気密的に摺接可能に収容された複数のピストンと、該ピストンを往復駆動させる斜板カムとして作用する可動斜板と、を備えている。油圧ポンプ１１２の可動斜板は、その板面と入力軸の軸線方向との成す角度が変更可能であり、可動斜板の板面を入力軸１１２ａの軸線方向に対して垂直としたときは入力軸１１２ａが回転駆動されても油圧モータ１１３に圧油を搬送することがない中立状態であり、該可動斜板の板面を入力軸１１２ａの軸線方向に対して垂直の状態から傾倒させることにより、入力軸１１２ａの回転駆動に連動して油圧モータ１１３に圧油を搬送する。また、可動斜板の傾倒角度を調節することにより、入力軸１１２ａが一回転する間に搬送される圧油の量を調節することが可能である。なお、以後の説明において「ＨＳＴ１０３を作動させる」とは、「油圧ポンプ１１２の可動斜板を入力軸１１２ａに対して傾倒させ、油圧モータ１１３に圧油を搬送可能な状態とする」ことを指すものとする。

本実施例における油圧モータ１１３は、いわゆる可動斜板式のアキシャルピストンモータであり、出力軸１１３ａと、該出力軸１１３ａに相対回転不能に嵌設されるシリンダブロックと、該シリンダブロックに穿設された複数のシリンダ孔に気密的に摺接可能に収容された複数のピストンと、油圧ポンプ１１２から搬送されてきた圧油によるピストンの往復駆動力を出力軸１１３ａの回転駆動力に変換する斜板カムとして作用する可動斜板と、を備えている。油圧モータ１１３の可動斜板は、その板面と出力軸１１３ａの軸線方向との成す角度を変更することが可能に構成され、可動斜板の傾倒角度を調節することにより、油圧ポンプ１１２から搬送されてくる圧油の量に対する出力軸１１３ａの回転量を調節することが可能である。なお、本実施例の油圧モータ１１３については可動斜板を用いているが、該可動斜板に代えて、固定式斜板（出力軸１１３ａと斜板の板面との成す角度が固定されている）を用いても良い。また、無段変速装置はＨＳＴに限定されず、他の無段変速装置（例えばＣＶＴ等）でも良い。

本実施例においては、ＨＳＴ１０３の入力軸１１２ａはトランスミッション１０１の前部より突出し、出力軸１１３ａはミッションケース１０２の内部に挿入されている。

図３、図４および図５に示す如く、左右一対の差動機構１０４Ｌ・１０４Ｒは、それぞれ対応する一対の走行装置４Ｌ・４Ｒに駆動力を伝達し、該走行装置４Ｌ・４Ｒを駆動するものである。差動機構１０４Ｌは主に、サンギヤ１２１Ｌ、キャリア１２２Ｌ、複数のプラネタリギヤ１２３Ｌ・１２３Ｌ・・・（図４において一つのみ図示）、リングギヤ１２４Ｌ等で構成される。なお、差動機構１０４Ｌ・１０４Ｒは左右略対称であり、その構成は略同じであることから、以下の説明では差動機構１０４Ｌについてのみ説明し、差動機構１０４Ｒについては説明を省略する。

サンギヤ１２１Ｌは伝達軸１２５の左半部に外嵌固定され、複数のプラネタリギヤ１２３Ｌ・１２３Ｌ・・・と互いに噛合している。

キャリア１２２Ｌは出力軸１０６Ｌの一端（右端）に外嵌固定され、出力軸１０６Ｌと一体的に回転する略円盤状の部材である。キャリア１２２Ｌを挟んで出力軸１０６Ｌの反対側となるキャリア１２２Ｌの盤面には複数の回転軸１２６Ｌ・１２６Ｌ・・・（図４において一つのみ図示）が突設され、各回転軸１２６Ｌにそれぞれプラネタリギヤ１２３Ｌが回転可能に軸支される。複数のプラネタリギヤ１２３Ｌ・１２３Ｌ・・・はサンギヤ１２１Ｌと互いに噛合する。なお、前記伝達軸１２５の左端部は軸受を介してキャリア１２２Ｌに軸支される。

リングギヤ１２４Ｌはその内周面と外周面に歯車部が形成された略リング状のギヤである。リングギヤ１２４Ｌはその内周面側において複数のプラネタリギヤ１２３Ｌ・１２３Ｌ・・・と互いに噛合する。

図３、図４および図５に示す如く、一対のモータである左モータ１０５Ｌおよび右モータ１０５Ｒはいずれも電気式のモータであり、トランスミッション１０１に駆動力を伝達する。左モータ１０５Ｌおよび右モータ１０５Ｒは、泥や水等ができるだけ付着せず、ショート等の発生を防止するために地上高が高くなる位置に配置すべく、ミッションケース１０２の上面に固設される。左モータ１０５Ｌの出力軸１３１Ｌおよび右モータ１０５Ｒの出力軸１３１Ｒはミッションケース１０２内に挿入されている。そして、出力軸１３１Ｌにはウォームギヤ１３２Ｌが外嵌固定され、ウォームギヤ１３２Ｌは前記差動機構１０４Ｌのリングギヤ１２４Ｌの外周面に形成された歯と互いに噛合している。すなわち、本実施例におけるリングギヤ１２４Ｌはウォームギヤ１３２Ｌに対応するウォームホイールを兼ねている。同様に、出力軸１３１Ｒにはウォームギヤ１３２Ｒが外嵌固定され、ウォームギヤ１３２Ｒは前記差動機構１０４Ｒのリングギヤ１２４Ｒの外周面に形成された歯と互いに噛合している。すなわち、本実施例におけるリングギヤ１２４Ｒはウォームギヤ１３２Ｒに対応するウォームホイールを兼ねている。

以下では、図３、図４および図５を用いてミッションケース１０１の駆動力伝達経路について詳細説明を行う。図３に示す如く、駆動源であるエンジン３１の出力軸３１ａにはプーリ１４１が設けられている。また、プーリ１４１にはクラッチ１４２が設けられており、該クラッチ１４２を切り替えることにより、「クラッチ入」の状態（すなわち、プーリ１４１が出力軸３１ａに固定され、駆動力を伝達可能な状態）と、「クラッチ切」の状態（すなわち、プーリ１４１が出力軸３１ａに固定されず、駆動力を伝達不可能な状態）と、を選択することが可能である。

図３に示す如く、ＨＳＴ１０３の入力軸１１２ａにはプーリ１４３が外嵌固定され、プーリ１４１およびプーリ１４３にベルト１４４が巻回される。また、ＨＳＴ１０３の出力軸１１３ａにはベベルギヤ１４５が外嵌固定される。

図３、図４および図５に示す如く、伝達軸１４６は、その軸線方向が除雪機１の機体左右方向に略一致するようにミッションケース１０２の内部空間前部に軸支される。伝達軸１４６の中途部にはベベルギヤ１４７およびスプロケット１４９が外嵌固定され、該ベベルギヤ１４７とベベルギヤ１４５とは互いに噛合している。また、伝達軸１４６の一端（本実施例においては右端）にはブレーキ１４８が設けられており、伝達軸１４６の回転を制動することが可能である。

スプロケット１５０は伝達軸１２５の略中央部に外嵌固定され、スプロケット１４９およびスプロケット１５０にチェーン１５１が巻回される。伝達軸１２５の左半部および右半部にはそれぞれサンギヤ１２１Ｌ・１２１Ｒが外嵌固定される。

クラッチ１４２が「クラッチ入」の状態であり、ブレーキ１４８が作動していない（制動していない）場合、エンジン３１からの駆動力は出力軸３１ａ→プーリ１４１→ベルト１４４→プーリ１４３→入力軸１１２ａを経てＨＳＴ１０３に伝達される。ＨＳＴ１０３へ伝達された駆動力は、ＨＳＴ１０３にて変速された後、出力軸１１３ａ→ベベルギヤ１４５→ベベルギヤ１４７→伝達軸１４６→スプロケット１４９→チェーン１５１→スプロケット１５０→伝達軸１２５を経て左右一対の差動機構１０４Ｌ・１０４Ｒのサンギヤ１２１Ｌ・１２１Ｒに伝達される。差動機構１０４Ｌに伝達された駆動力は、サンギヤ１２１Ｌ→プラネタリギヤ１２３Ｌ→回転軸１２６Ｌ→キャリア１２２Ｌ→出力軸１０６Ｌを経て走行装置４Ｌの駆動スプロケット４１Ｌに伝達される。差動機構１０４Ｒに伝達された駆動力は、サンギヤ１２１Ｒ→プラネタリギヤ１２３Ｒ→回転軸１２６Ｒ→キャリア１２２Ｒ→出力軸１０６Ｒを経て走行装置４Ｒの駆動スプロケット４１Ｒに伝達される。このようにして、エンジン３１からの駆動力は左右一対の走行装置４Ｌ・４Ｒに伝達され、走行装置４Ｌ・４Ｒは回転駆動される。エンジン３１は電圧が１２Ｖまたは２４Ｖの電気モータ等に比較して高出力であり、走行時の牽引力や除雪部（作業部）２の駆動力が大きく、高効率な作業が可能である。

一方、左モータ１０５Ｌからの駆動力は、出力軸１３１Ｌ→ウォームギヤ１３２Ｌ→リングギヤ１２４Ｌ→プラネタリギヤ１２３Ｌ→回転軸１２６Ｌ→キャリア１２２Ｌ→出力軸１０６Ｌを経て走行装置４Ｌの駆動スプロケット４１Ｌに伝達される。また、右モータ１０５Ｒからの駆動力は、出力軸１３１Ｒ→ウォームギヤ１３２Ｒ→リングギヤ１２４Ｒ→プラネタリギヤ１２３Ｒ→回転軸１２６Ｒ→キャリア１２２Ｒ→出力軸１０６Ｒを経て走行装置４Ｒの駆動スプロケット４１Ｒに伝達される。このようにして、左モータ１０５Ｌおよび右モータ１０５Ｒからの駆動力はそれぞれ対応する走行装置４Ｌ・４Ｒに伝達されて、走行装置４Ｌ・４Ｒは回転駆動される。そして、左モータ１０５Ｌおよび右モータ１０５Ｒの回転速度に応じて対応する走行装置４Ｌ・４Ｒの走行速度を滑らかに変化させ、左右の走行装置４Ｌ・４Ｒの間で走行速度差を生じさせることにより、除雪機１は滑らかに旋回することが可能である。

除雪機１を直進させる場合、左モータ１０５Ｌおよび右モータ１０５Ｒを停止させるとともに、差動機構１０４Ｌ・１０４Ｒのリングギヤ１２４Ｌ・１２４Ｒを回転しないように固定する必要がある。これは、エンジン３１からの駆動力の一部がリングギヤ１２４Ｌ・１２４Ｒから左モータ１０５Ｌおよび右モータ１０５Ｒに伝達されて（駆動力が左モータ１０５Ｌおよび右モータ１０５Ｒに逆流して）直進速度が低下したり、直進安定性が低下するのを防止するためである。従来は、このような駆動力の逆流を防止するために制動手段（ブレーキ等）を設けて直進時にリングギヤを制動していた。しかし、この方法では、各差動機構に当該制動手段を設けるとともに、直進時と旋回時で制動手段の作動状況を切り替えるための切替手段等を設ける必要があり、部品点数の増加および製造コストの増大の原因となっていた。

そこで、本実施例の除雪機１にかかるトランスミッション１０１においては、一対のリングギヤ１２４Ｌ・１２４Ｒをウォームホイールとするとともに、一対のモータ（左モータ１０５Ｌおよび右モータ１０５Ｒ）の出力軸１３１Ｌ・１３１Ｒにウォームギヤ１３２Ｌ・１３２Ｒを設け、左モータ１０５Ｌからリングギヤ１２４Ｌへの駆動力伝達経路はウォームギヤ１３２Ｌからウォームホイール（リングギヤ１２４Ｌ）へ駆動力を伝達する構成とするとともに、右モータ１０５Ｒからリングギヤ１２４Ｒへの駆動力伝達経路はウォームギヤ１３２Ｒからウォームホイール（リングギヤ１２４Ｒ）へ駆動力を伝達する構成としている。

このように構成することは、以下の如き利点を有する。すなわち、ウォームギヤのセルフロック機能（ウォームギヤを回転させることによりウォームホイールを容易に回転駆動することができるが、ウォームホイールを回転させようとしても負荷が大きく、ウォームギヤを回転駆動することができない性質）を利用して直進時における左モータ１０５Ｌおよび右モータ１０５Ｒへの駆動力の逆流を防止することができ、ブレーキ等の制動手段を省略して部品点数および製造コストを削減することが可能である。

除雪機１を滑らかに旋回させる方法としては、
（１）一方の走行装置の走行速度を増速し、他方の走行装置の走行速度は直進時の速度を保持する、
（２）一方の走行装置の走行速度を増速し、他方の走行装置の走行速度を減速する、
（３）一方の走行装置の走行速度を減速し、他方の走行装置の走行速度は直進時の速度を保持する、といった方法が考えられる。
（１）または（２）の方法の場合、走行装置の走行速度を増速させるためには、左モータ１０５Ｌおよび右モータ１０５Ｒはエンジン３１からの駆動力の一部が左モータ１０５Ｌまたは右モータ１０５Ｒに逆流してくるのに抗して差動機構１０４Ｌ・１０４Ｒに駆動力を入力する必要があるため、左モータ１０５Ｌおよび右モータ１０５Ｒとして出力が大きいものを使用しなければならず、製造コストが増大する要因となる。一方、（３）の方法は、エンジン３１からの駆動力の一部が左モータ１０５Ｌまたは右モータ１０５Ｒに逆流し、該駆動力にアシストされる形で左モータ１０５Ｌまたは右モータ１０５Ｒを駆動するため、左モータ１０５Ｌおよび右モータ１０５Ｒとして出力が大きいものを使用する必要がない（その代わり、（１）および（２）と比較すると旋回時の走行速度は遅い）。そこで、本実施例のトランスミッション１０１については、（３）の方法を採用し、一対のモータである左モータ１０５Ｌおよび右モータ１０５Ｒは、それぞれ対応するキャリア１２２Ｌ・１２２Ｒの回転速度を減速させる方向に、対応するリングギヤ１２４Ｌ・１２４Ｒを回転駆動する構成としている。このように構成することにより、左モータ１０５Ｌおよび右モータ１０５Ｒとして出力が大きいものを使用する必要がなく、トランスミッション１０１の製造コストを削減することが可能である。また、左モータ１０５Ｌおよび右モータ１０５Ｒの出力が小さい場合には、通常はそのサイズも小さいので、トランスミッション１０１を小型化することが可能である。

また、本実施例においては、一対のモータである左モータ１０５Ｌおよび右モータ１０５Ｒは、除雪機１の直進時にはいずれも回転駆動せず、除雪機１の旋回時には一方のモータのみ回転駆動する。このように構成することにより、左モータ１０５Ｌおよび右モータ１０５Ｒとして出力が大きいものを使用する必要がなく、トランスミッション１０１の製造コストを削減することが可能である。また、左モータ１０５Ｌおよび右モータ１０５Ｒの出力が小さい場合には、通常はそのサイズも小さいので、トランスミッション１０１を小型化することが可能である。

さらに、本実施例においては、無段変速装置としてＨＳＴ１０３を用いている。このように構成することにより、滑らかな旋回と高い駆動力伝達効率を達成することが可能である。

以下では図１および図２を用いて運転操作部５および走行・操向制御の詳細構成を説明する。運転操作部５は主に走行レバー５０、操向ハンドル５１、操作ボックス５２・５３、旋回レバー５４、除雪クラッチレバー５５、走行変速レバー５６等で構成される。

操向ハンドル５１は機体フレーム１１の後部より斜め後上方に延設された平面視略Ｕ字型の部材であり、運転操作部５を構成する他の部材が取り付けられるとともに作業者が該操向ハンドル５１を持って除雪機１を操作する。

除雪クラッチレバー５５は操向ハンドル５１に取り付けられる。除雪クラッチレバー５５はエンジン３１から除雪部２への駆動力伝達経路の中途部に設けられた除雪クラッチ３７（図２に図示）を操作し、除雪部２への駆動力の伝達の入切を行うものである。

操作ボックス５３は操向ハンドル５１に固設され、該操作ボックス５３上に走行変速レバー（またはダイヤル）５６が取り付けられる。また、走行変速レバー５６の回動角を検知するセンサは制御回路３０に接続される。一方、ＨＳＴ１０３の可動斜板を回動させるためのアクチュエータ１０３ａも制御回路３０に接続されており、接続回路３０は走行変速レバー５６の回動角に基づいてアクチュエータ１０３ａを作動させ、ＨＳＴ１０３の変速を行う。

走行レバー５０は操向ハンドル５１に設けられる。走行レバー５０はいわゆるデッドマンクラッチレバーであり、作業者が該走行レバー５０を握ると、ブレーキ１４８が解除されるとともにクラッチ１４２が「クラッチ入」の状態となり、除雪機１が走行可能となる。また、作業者が該走行レバー５０から手を離すとブレーキ１４８が作動する（制動する）とともにクラッチ１４２が「クラッチ切」の状態となり、駆動力が伝達されなくなる。従って、作業者が転倒した場合等で走行レバー５０から手を離すと、除雪機１は停止するように構成されており、安全性を確保している。なお、走行レバー５０から手を離した状態ではブレーキ１４８により走行装置４Ｌ・４Ｒはロックされており、除雪機１が斜面等にあってもその場に静止可能である。

旋回レバー５４は操向ハンドル５１の左右中央部に設けた操作ボックス５２上に設けられたレバーであり、作業者が手で左右に傾倒可能に構成される。また、旋回レバー５４は作業者が手を離しているときには左右中央（中立位置）に位置するようにバネ等の付勢手段で付勢されている。旋回レバー５４には該旋回レバー５４の傾倒角度を検知するセンサが設けられ、該センサは制御回路３０に接続される。また、左モータ１０５Ｌの駆動回路３６Ｌおよび右モータ１０５Ｒの駆動回路３６Ｒも制御回路３０に接続されている。

旋回レバー５４が中立位置にあるときには左モータ１０５Ｌおよび右モータ１０５Ｒには電力が供給されず、走行装置４Ｌ・４Ｒは同方向に同速度で回転可能な状態（すなわち、直進可能な状態）である。前進時に旋回レバー５４を左に傾倒させると、左モータ１０５Ｌが回転駆動され、左側の走行装置４Ｌの走行速度が右側の走行装置４Ｒの走行速度より遅くなって左旋回する。このとき、旋回レバー５４の傾倒角度に応じて左モータ１０５Ｌの回転速度を調整可能であり、旋回レバー５４の傾倒角度を大きくするほど左モータ１０５Ｌの回転速度が大きくなって除雪機１は小さい旋回半径で左旋回することとなる。前進時に旋回レバー５４を右に傾倒させると、右モータ１０５Ｌが回転駆動され、右側の走行装置４Ｒの走行速度が左側の走行装置４Ｌの走行速度より遅くなって右旋回する。このとき、旋回レバー５４の傾倒角度に応じて左モータ１０５Ｌの回転速度を調整可能であり、旋回レバー５４の傾倒角度を大きくするほど左モータ１０５Ｌの回転速度が大きくなって除雪機１は小さい旋回半径で左旋回することとなる。

除雪機の左側面図。 除雪機の駆動力伝達経路を示す模式図。 本発明に係るトランスミッションのスケルトン図。 本発明に係るトランスミッションの平面一部断面図。 本発明に係るトランクミッションの左側面図。

１ 除雪機（作業車両）
４Ｌ 走行装置（左側）
４Ｒ 走行装置（右側）
３１ エンジン（駆動源）
１０１ トランスミッション
１０３ ＨＳＴ
１０４Ｌ 差動機構（左側）
１０４Ｒ 差動機構（右側）
１０５Ｌ 左モータ
１０５Ｒ 右モータ

Claims (3)

1. 駆動源（３１）と、一対の走行装置（４Ｌ・４Ｒ）とを具備する作業車両（１）のトランスミッション（１０１）であって、サンギヤ（１２１）と、複数のプラネタリギヤ（１２３・・・）を有するキャリア（１２２）と、リングギヤ（１２４）と、を具備する一対の差動機構（１０４Ｌ・１０４Ｒ）と、該駆動源（３１）からの駆動力を変速して一対の差動機構（１０４Ｌ・１０４Ｒ）のサンギヤに入力する無段変速装置（１０３）と、対応する一対の差動機構（１０４Ｌ・１０４Ｒ）のリングギヤ（１２４Ｌ・１２４Ｒ）に、それぞれ駆動力を入力する一対のモータ（１０５Ｌ・１０５Ｒ）と、を具備し、該一対のモータ（１０５Ｌ・１０５Ｒ）は、対応するキャリア（１２２Ｌ・１２２Ｒ）の回転速度を減速させる方向に、対応するリングギヤ（１２４Ｌ・１２４Ｒ）を回転駆動し、該一対のモータ（１０５Ｌ・１０５Ｒ）は、トランスミッション（１０１）を構成するミッションケース（１０２）の上面の左右で、前後の位置に固設し、該一対のモータ（１０５Ｌ・１０５Ｒ）の一対の出力軸（１３１Ｌ・１３１Ｒ）を、ミッションケース（１０２）内の、前記左右のリングギヤ（１２４Ｌ・１２４Ｒ）の、前後の位置に挿入し、前記一対のリングギヤ（１２４Ｌ・１２４Ｒ）をウォームホイールとするとともに、前記一対の出力軸（１３１Ｌ・１３１Ｒ）にウォームギヤ（１３２Ｌ・１３２Ｒ）を設けて噛合させたことを特徴とする作業車両のトランスミッション。
2. 請求項１に記載の作業車両のトランスミッションにおいて、前記一対のモータ（１０５Ｌ・１０５Ｒ）は、作業車両（１）の直進時にはいずれも回転駆動せず、作業車両（１）の旋回時には一方のモータ（１０５）のみ回転駆動することを特徴とする作業車両のトランスミッション。
3. 請求項１又は請求項２に記載の作業車両のトランスミッションにおいて、前記無段変速装置（１０３）として、静油圧式無段変速装置（ＨＳＴ）を用いることを特徴とする作業車両のトランスミッション。

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