JP5066661B2 - 道路舗装機械 - Google Patents

Description

本発明は、アスファルトフィニッシャ等の道路舗装機械に関し、より特定的には、変速機構を有する道路舗装機械に関する。

従来、アスファルトフィニッシャ等の道路舗装機械の走行機構としては、エンジンにより油圧ポンプを駆動し、その油圧ポンプを駆動源として油圧モータにより走行輪を駆動するものがある。ここで、例えばアスファルトフィニッシャ等の道路舗装機械では、道路舗装の施行時と回送時（施工を行わずに走行する時）とで要求される走行性能が異なる。すなわち、道路舗装の施工時においては、要求される走行速度は比較的遅い（例えば１０ｍ／ｍｉｎ以下）が、スクリード前方に抱えるアスファルト合材が抵抗となるために大きな走行牽引力とともに一定速度で走行することが要求される。一方、回送時（道路舗装の施工を行わずに走行する時）においては、要求される走行速度は比較的速い（例えば１２ｋｍ／ｈｒ（２００ｍ／ｍｉｎ））が、速度の安定性は必要とされていない。このような要求を満足するために、次のような変速機構を有する建設機械が提案されている。

例えば特許文献１には、シフタ機構を用いた変速機構を有する建設機械が開示されている。この建設機械は、シフタ機構により変速を可能とするとともに、変速の切り換えの際にニュートラル状態となった時に一定条件下でブレーキ制動を行う。これによって、傾斜地等において変速の切り換えの際に機体が不用意に走行することを防止している。

また、例えば特許文献２には、遊星ギヤを用いた走行機構を有する建設機械が開示されている。この建設機械は、遊星歯車機構のサンギヤ、プラネタリキャリヤ、およびリングギヤのうちの２部品を連結可能なクラッチを備える変速機構によって変速を行うものである。すなわち、低速走行時にはクラッチが切られることによって遊星歯車機構が減速機構として動作し、高速走行時にはクラッチが連結されることによって遊星歯車機構の各部品を一体として回転させることで遊星歯車機構の減速比が１となり、変速を可能としている。

特開２０００−２４７２１７号公報 特開平１１−３７２２９号公報

上記特許文献１のようにシフタ機構を用いる場合には、変速の切換時においてブレーキ制動を行う必要があるので、変速を円滑に行うことが難しいという課題がある。また、上記特許文献２に記載の変速機構では、油圧で作動するクラッチを遊星歯車機構に設けるといった複雑な機構を採用している。すなわち、上記変速機構は、遊星歯車機構の軸心内に圧油を通す構成であるので、油漏れ等のリスクが高く、維持管理に手間・コストを要する。

それ故、本発明は、変速を円滑かつ安全に行うことが可能な走行機構を有する道路舗装機械を提供することを目的とする。

本発明は、上記の課題を解決するために、下記（１）〜（６）の構成を採用した。

（１）
本発明は、駆動源と、回転部材と、制動部と、遊星歯車機構と、伝達部とを備える道路舗装機械である。回転部材は、駆動源によって回転可能である。制動部は、回転部材の回転を制動可能である。遊星歯車機構は、駆動源による回転力がサンギヤに入力され、回転部材の回転がリングギヤおよびプラネタリキャリヤのいずれか一方に入力される。伝達部は、リングギヤおよびプラネタリキャリヤのいずれか他方の回転を駆動輪に伝達する。また、道路舗装機械は、制動部が回転部材を固定するとともに駆動源がサンギヤを回転させる第１状態と、制動部が回転部材を回転可能とするとともに駆動源が回転部材を回転させる第２状態とを切り換えることによって変速を行う。

上記「駆動源」は、後述する第１の実施形態のように複数のモータによって構成されてもよいし、後述する第２の実施形態のように１つのモータによって構成されてもよい。
また、上記「第２状態」において、駆動源は、少なくとも回転部材を回転させればよく、サンギヤを回転させてもよいし、回転させなくてもよい。

上記（１）の構成によれば、第１状態においては、回転部材が固定されるので遊星歯車機構のリングギヤ（あるいはプラネタリキャリヤ）が固定される。その結果、駆動源による回転力は、サンギヤに入力されプラネタリキャリヤ（あるいはリングギヤ）から出力されて駆動輪に伝達されるので、道路舗装機械を低速かつ高トルクで走行させることができる。一方、第２状態においては、回転部材が回転可能であるので遊星歯車機構のリングギヤ（あるいはプラネタリキャリヤ）が回転可能となる。その結果、駆動源による回転力は、リングギヤに入力されプラネタリキャリヤから出力されて（あるいは、プラネタリキャリヤに入力されリングギヤから出力されて）駆動輪に伝達されるので、道路舗装機械を高速かつ低トルクで走行させることができる。このように、上記（１）の構成によれば、道路舗装機械の変速を遊星歯車機構によって行うことが可能となる。そして、遊星歯車機構を用いて変速を行うことによって、変速を円滑に行うことができる。また、上記特許文献２に記載の技術のような、遊星歯車機構内にクラッチを設ける構成ではないので、油漏れ等のリスクが少なく安全である。以上のように、上記（１）の構成によれば、変速を円滑かつ安全に行うことが可能な道路舗装機械を提供することができる。

（２）
駆動源は、回転部材を回転させる第１モータと、サンギヤを回転させる第２モータとを有していてもよい。このとき、第１状態においては第２モータが駆動し、第２状態においては第１モータが少なくとも駆動する。

上記（２）においては、第１モータは、第２状態において少なくとも駆動すればよく、第１状態においても駆動してもよい。

上記（２）の構成によれば、駆動源として２つのモータを備えるので、後述する第２の実施形態のようなクラッチを必要とする構成ではないので、クラッチの制御が不要であり制御が容易になるとともに、クラッチのメンテナンス等も不要であるので道路舗装機械の維持管理が容易になる。

（３）
道路舗装機械は、第２モータによる回転力を減速してサンギヤへ伝達する減速機構をさらに備えていてもよい。

上記（３）の構成によれば、第１状態においては上記減速機構と上記遊星歯車機構との両方によって減速を行うことができる。ここで、道路舗装機械においては一般的に、低速走行時と高速走行時との間の速度比として１０倍といった大きな速度比が要求されるが、上記（３）の構成によれば、このような大きな速度比を有する変速機構の実現が容易になる。

（４）
駆動源は、回転力がサンギヤへ伝達されるモータを有していてもよい。このとき、道路舗装機械は、モータの回転力を回転部材へ伝達可能なクラッチをさらに備える。クラッチは、第２状態においてはモータの回転力を回転部材へ伝達し、第１状態においてはモータから回転部材への回転力の伝達を切断するように制御される。

上記（４）の構成によれば、駆動源を１つのモータで実現することができるので、道路舗装機械の走行機構を簡易化および小型化することができる。

（５）
道路舗装機械は、モータによる回転力を減速してサンギヤへ伝達する減速機構をさらに備えていてもよい。

上記（５）の構成によれば、上記（３）の構成と同様、第１状態においては上記減速機構と上記遊星歯車機構との両方によって減速を行うことができる。したがって、上記（５）の構成によれば、道路舗装機械に要求される大きな速度比を有する変速機構の実現が容易になる。

（６）
制動部は、第２状態において、道路舗装機械を制動するための所定の制御指令があった場合、回転部材の回転を制動してもよい。

上記（６）の構成によれば、道路舗装機械が第２状態で走行中である場合には、制動部は走行停止用のブレーキとしても機能する。つまり、上記（６）の構成によれば、制動部は変速を切り換える機能と、走行停止用のブレーキの機能とを有するので、走行停止を効果的に行うことができるとともに、（走行停止用のブレーキを別途設ける場合に比べて）構成を簡易化することができる。

本発明によれば、遊星減速機構のリングギヤ（またはプラネタリキャリヤ）を固定状態と回転可能状態とで切り換える変速機構を採用することによって、変速を円滑かつ安全に行うことが可能となる。

第１の実施形態に係るアスファルトフィニッシャの外観構成図 第１の実施形態に係るアスファルトフィニッシャの走行機構を示す図 図２に示す第１遊星歯車機構１８および第２遊星歯車機構１９等の詳細な構成を示す図 第２の実施形態に係るアスファルトフィニッシャの走行機構を示す図 図４に示す第１遊星歯車機構１８等の詳細な構成を示す図

［第１の実施形態］
以下、本発明の第１の実施形態に係るアスファルトフィニッシャについて図面を参照して説明する。図１は、第１の実施形態に係るアスファルトフィニッシャの外観構成図である。本実施形態に係るアスファルトフィニッシャは、以下に示す変速機構によって、速度比の大きな変速を円滑かつ安全に行うことを可能とするものである。

（アスファルトフィニッシャの基本構成）
まず、第１の実施形態に係るアスファルトフィニッシャの基本構成について説明する。図１において、アスファルトフィニッシャ１は、車体２と、スクリード９とを備えている。車体２は、ホッパ３、前輪４、後輪５、コンベヤ６、ならびにスクリュー７を有している。前輪４および後輪５は、アスファルトフィニッシャ１の走行機構であり、前輪４が操向輪であり後輪５が駆動輪である。ホッパ３は、車体２の前部（図１では左側）に設けられ、供給側（ダンプカー等）からアスファルト合材を受け入れるためのものである。コンベヤ６は、ホッパ３の下側から車体２の後部まで設けられ、ホッパ３で受けたアスファルト合材を後方へ搬送する。スクリュー７は、コンベヤ６で搬送されてきたアスファルト合材を左右方向へ拡幅しつつ路面に拡散する。また、スクリード９は、レベリングアーム８によって車体２と上下可動に連結される。スクリード９は、スクリード９の下面（スクリードプレート）を加熱する加熱装置や、スクリードを振動させるバイブレータを有している。

以上の構成により、アスファルトフィニッシャ１は、ホッパ３に供給されたアスファルト合材をコンベヤ６を介して後方のスクリュー７から路面に拡散し、拡散されたアスファルト合材をスクリード９によって均一平坦に転圧して舗装する。なお、図１に示す構成は、従来のアスファルトフィニッシャと同じであってもよい。また、図１に示す構成は一例であり、本発明は任意の道路舗装機械に適用可能である。例えば、アスファルトフィニッシャ１は、上記の構成以外に他のアクチュエータを備えていてもよい。また、本実施形態においては、アスファルトフィニッシャ１の駆動輪、コンベヤ６、スクリュー７、スクリード９等は電気により駆動するものとするが、油圧により駆動するものであってもよい。

（走行機構の構成）
次に、第１の実施形態に係るアスファルトフィニッシャの走行機構の構成について説明する。図２は、第１の実施形態に係るアスファルトフィニッシャの走行機構を示す図である。なお、図２〜図５においては、図面を見やすくする目的で、部材の断面部分について斜線を設けていない箇所がある。図２に示すように、アスファルトフィニッシャ１は、高速用モータ１１、低速用モータ１２、変速機構１３、リングギヤ制動用ブレーキ１４、停止保持ブレーキユニット１５を備えている。また、変速機構１３には、高速モータ用歯車１６、リングギヤ連結歯車１７、第１遊星歯車機構１８、第２遊星歯車機構１９、歯車軸２０、および、デファレンシャルギヤ２１が含まれる。

高速用モータ１１は、高速走行用に駆動されるモータである。また、低速用モータ１２は、主に低速走行用に駆動されるモータである。このように第１の実施形態では駆動源として２つのモータを備える構成である。なお、本実施形態では、各モータ１１および１２は電動モータであるとするが、油圧モータであってもよい。

高速モータ用歯車１６は、駆動源（高速用モータ１１）によって回転可能な回転部材であり、高速用モータ１１の出力軸２２に接続される。また、高速モータ用歯車１６には出力軸２２を介してリングギヤ制動用ブレーキ１４が接続される。リングギヤ制動用ブレーキ１４は、高速モータ用歯車１６の回転を制動可能である。詳細は後述するが、リングギヤ制動用ブレーキ１４は、制御部からの変速を行うための制御指令に応じて動作する。また、高速モータ用歯車１６はリングギヤ連結歯車１７と噛み合っている。リングギヤ連結歯車１７は第１遊星歯車機構１８に接続される。

図３は、図２に示す第１遊星歯車機構１８および第２遊星歯車機構１９等の詳細な構成を示す図である。図３に示すように、第２遊星歯車機構１９は、低速用モータ１２に接続される。具体的には、第２遊星歯車機構１９のサンギヤ３１は低速用モータ１２の出力軸に接続される。また、第２遊星歯車機構１９のプラネタリキャリヤ３２は第２遊星歯車機構１９（のサンギヤ３４）に接続され、リングギヤ３３は固定されている。このように、第２遊星歯車機構１９は、サンギヤ３１を入力とし、プラネタリキャリヤ３２を出力とする減速機構として機能する。換言すれば、第２遊星歯車機構１９は、低速用モータ１２による回転力を減速して第１遊星歯車機構１８（のサンギヤ３４）へ伝達する減速機構として機能する。

また、第１遊星歯車機構１８は、第２遊星歯車機構１９およびリングギヤ連結歯車１７に接続される。具体的には、第１遊星歯車機構１８のサンギヤ３４は、第２遊星歯車機構１９のプラネタリキャリヤ３２に接続される。第１遊星歯車機構１８のリングギヤ３５は、ブラケット３７を介してリングギヤ連結歯車１７に接続される。第１遊星歯車機構１８のプラネタリキャリヤ３６は、軸３８を介して歯車軸２０に接続される。具体的には、リングギヤ連結歯車１７の中心には穴が形成されており、穴の周には軸受３９が設けられる。上記軸３８は軸受３９によって支持されることで上記穴を通るように配置される。これによって、歯車軸２０は、リングギヤ連結歯車１７に対して第１遊星歯車機構１８の反対側で歯車軸２０と連結される。

以上のように、第１遊星歯車機構１８においては、低速用モータ１２による回転力がサンギヤ３５に入力され、高速モータ用歯車１６の回転がリングギヤ３６に入力され、プラネタリキャリヤ３６が出力として機能する。詳細は後述するが、第１遊星歯車機構１８の動作は高速走行時と低速走行時で異なり、これによって変速が実現される。

また、図２に示すように、歯車軸２０には、デファレンシャルギヤ２１が有する歯車（デフ歯車）２２が噛み合っている。デファレンシャルギヤ２１は、歯車軸２０の回転、すなわち、第１遊星歯車機構１８の出力回転力を駆動輪（後輪５）に伝達する。具体的には、デファレンシャルギヤ２１には、左右の駆動軸２４ａおよび２４ｂを介してミッションスプロケット２５ａおよび２５ｂが接続される。ミッションスプロケット２５ａおよび２５ｂは、図示しないチェーンを介して、後輪５のホイール側のチェーンスプロケットに回転力を伝達する。以上の構成によって、各モータ１１および１２による駆動力によって後輪５が駆動することが可能である。なお、デファレンシャルギヤ２１は、本実施形態ではいわゆるノースピンデフであるとするが、第１遊星歯車機構１８の出力回転力を左右の駆動輪に分配することができればどのようなものでもよく、他の方式のデファレンシャルギヤでもよい。

また、歯車軸２０には、アスファルトフィニッシャ１の停止保持に用いられる停止保持ブレーキユニット１５が接続される。停止保持ブレーキユニット１５は、第１遊星歯車機構１８の出力側に設けられ、当該出力側における回転（出力軸の回転）を制動可能な負作動の制動部である。図３に示すように、停止保持ブレーキユニット１５は、負作動ブレーキ４０および第３遊星歯車機構４１を備えている。第３遊星歯車機構４１は、サンギヤ４２が負作動ブレーキ４０に接続され、プラネタリキャリヤ４３が歯車軸２０に接続され、リングギヤ４４が固定されている。このように、負作動ブレーキ４０と歯車軸２０との間に減速機構を設けることによって、負作動ブレーキ４０にかかるトルクを軽減している。なお、停止保持ブレーキユニット１５は負作動ブレーキ４０を有する構成としたが、他の方式のブレーキを有していてもよい。また、負作動ブレーキ４０（他のブレーキも同様）が油圧機構を用いない方式のブレーキ（例えば電磁ブレーキ等）である場合には、ブレーキの機構を簡易化することができる。また、停止保持用のブレーキの配置はどのようなものであってもよく、他の実施形態においては、左右の車輪にそれぞれ停止保持用のブレーキを設けるようにしてもよい。なお、本実施形態では、片輪がスリップすると自動的にデフロックが働く機能を有するデファレンシャルギヤを用いるので、停止保持用のブレーキを第１遊星歯車機構１８の出力部分に配置する構成を採ることができる。

なお、図２および図３に示す走行機構の構成は一例であり、他の実施形態においては、本実施形態における各構成の接続関係と同等の接続関係で構成される走行機構を用いてもよい。例えば、歯車軸２０とデファレンシャルギヤ２１との間に歯車を設ける（後述する第２の実施形態参照）といったように、第１の実施形態における各構成の間に、必要に応じて歯車を設けるようにしてもよい。

また、アスファルトフィニッシャ１は、図示しない制御部を備えている。制御部は、各モータ１１および１２の駆動と、各ブレーキ１４および２５の駆動とを制御する。ここで、制御部は、低速走行モードと高速走行モードという２つのモードで各モータ１１および１２ならびにブレーキ１４を制御する。低速走行モードは、走行機構による減速比が相対的に大きい低速走行用のモードであり、典型的には、道路舗装の施行時に適用される。また、高速走行モードは、走行機構による減速比が相対的に小さい高速走行用のモードであり、典型的には、施工を行わない回送時に適用される。つまり、制御部は、各モータ１１および１２ならびにブレーキ１４を制御することによって変速を行う。なお、制御部は、ＣＰＵ等の情報処理手段とメモリ等の記憶手段とを含むシーケンサであり、プログラムによって動作を行うものであってもよいし、リレー回路等を用いた専用回路によって実現されてもよい。

（走行機構の動作）
次に、図２および図３に示す走行機構の動作を説明する。本実施形態においては、アスファルトフィニッシャ１は、上記低速走行モードおよび高速走行モードで走行が可能である。以下、低速走行モードおよび高速走行モードにおける走行機構の動作をそれぞれ説明する。

低速走行モードにおいては、制御部は、高速用モータ１１を駆動させず、また、リングギヤ制動用ブレーキ１４を駆動させる。これによって、第１遊星歯車機構１８のリングギヤ３５は固定される。また、制御部は低速用モータ１２を駆動させ、低速用モータ１２の回転力は、第２遊星歯車機構１９において減速されて第１遊星歯車機構１８のサンギヤ３４に伝達される。したがって、低速走行モードにおいては、第１遊星歯車機構１８のサンギヤ３４が入力となり、プラネタリキャリヤ３６が出力となる。

以上より、低速走行モードにおいては、２つの遊星歯車機構１８および１９がそれぞれ減速機構として機能し、低速用モータ１２による回転力が各遊星歯車機構１８および１９によって減速されて出力される。したがって、低速走行モードにおける第１遊星歯車機構１８の出力回転数（プラネタリキャリヤ３６の回転数）Ｎｇｌは、次の式（１）によって表すことができる。
上式（１）において、Ｎｌｍは低速用モータ１２の回転数を表し、Ｒ１は第１遊星歯車機構１８の減速比を表し、Ｒ２は第２遊星歯車機構１９の減速比を表している。

一方、高速走行モードにおいては、制御部は、高速用モータ１１および低速用モータ１２の両方を駆動させる。また、制御部はリングギヤ制動用ブレーキ１４を作動させず、高速モータ用歯車１６は回転可能となる。これによって、高速用モータ１１によって第１遊星歯車機構１８のリングギヤが回転する。一方、高速走行モードにおいても低速用モータ１２は低速走行モードと同様に動作するので、低速用モータ１２によって第１遊星歯車機構１８のサンギヤ３４が回転する。したがって、高速走行モードにおいては、第１遊星歯車機構１８のプラネタリキャリヤ３６は、サンギヤ３４およびリングギヤ３５によって回転されるので、低速走行モードよりも高速で回転することになり、高速走行が実現される。なお、ここでは、サンギヤ３４およびリングギヤ３５は同じ方向に回転するものとする。

以上より、高速走行モードにおいては、第１遊星歯車機構１８のプラネタリキャリヤ３６の総出力回転数は、低速用モータ１２によるサンギヤ３４の回転に起因する（プラネタリキャリヤ３６の）出力回転数と、高速用モータ１１によるリングギヤ３５の回転に起因する（プラネタリキャリヤ３６の）出力回転数との和となる。ここで、高速用モータ１１によるリングギヤ３５の回転に起因する出力回転数Ｎｇｒは、次の式（２）によって表すことができる。
上式（２）において、Ｎｈｍは高速用モータ１１の回転数を表し、Ｚ１は高速モータ用歯車１６の歯数を表し、Ｚ２はリングギヤ連結歯車１７の歯数を表す。

上述のように、高速走行モードにおける総出力回転数Ｎｇｈは、リングギヤ３５の回転に起因する出力回転数Ｎｇｒと、サンギヤ３４の回転に起因する出力回転数Ｎｇｓとの和となる。なお、上記出力回転数Ｎｇｓは上式（１）における回転数Ｎｇと同じである。したがって、高速走行モードにおける総出力回転数Ｎｇｈは、次に式（３）によって表すことができる。

さらに、各遊星歯車機構１８および１９の減速比Ｒ１およびＲ２をともに“５”とし、各歯車１６および１７の歯数Ｚ１およびＺ２を同じ値（つまり、Ｚ１／Ｚ２＝１）とし、各モータ１１および１２の回転数を等しいと仮定すると、低速走行モードおよび高速走行モードの出力回転数ＮｇｌおよびＮｇｈは次の式（４）および（５）によって表すことができる。
上式（５）より、上記仮定の場合には、高速走行モードにおいては低速走行モードの２１倍の速度比を得ることが可能となる。

なお、制御部は、リングギヤ制動用ブレーキ１４（および各モータ１１および１２）を制御することによって、上記低速走行モードと高速走行モードとの間の切換動作を行う。ここで、切換動作は、ユーザ（オペレータ）による操作によって行われてもよいし、所定の条件が満たされたことに応じて制御部が自動的に行うようにしてもよい。

また、高速走行モードで走行中の機体（アスファルトフィニッシャ１）を停止させる場合には、リングギヤ制動用ブレーキ１４が用いられる。すなわち、機体を制動するための所定の制御指令があった場合、制御部は高速用モータ１１を停止するとともに、リングギヤ制動用ブレーキ１４を作動させる。したがって、機体は、高速用モータ１１の回生とリングギヤ制動用ブレーキ１４による制動とによって停止される。これによれば、２つの制動手段によって高速走行時における走行停止を効果的に行うことができる。また、変速切り換えに用いられるリングギヤ制動用ブレーキ１４を走行停止用にも用いるので、走行停止用のブレーキを別途設ける必要が無く、アスファルトフィニッシャ１の構成を簡易化することができる。一方、低速走行モードで走行中の機体を停止させる場合、制御部は低速用モータ１２を停止する。低速走行モードでは抵抗が大きいので、低速用モータ１２を停止することで機体を十分停止させることができる。ただし、他の実施形態においては走行停止用のブレーキを別途設けるようにしてもよい。例えば、アスファルトフィニッシャ１は、低速用モータ１２の出力軸の回転を制動可能な制動部（ブレーキ）をさらに備えていてもよい。この制動部は、例えば低速用モータ１２と第１遊星歯車機構１８との間に設けられる。制御部は、ユーザ（オペレータ）の操作に応じて制御される。つまり、低速走行時において、ユーザは、上記制動部を用いてアスファルトフィニッシャ１を停止させることができる。また、制動部が正作動のブレーキである場合には負作動のブレーキである場合に比べてブレーキの操作性（フィーリング）を向上することができる。例えば、アスファルトフィニッシャ１の運転席に設けられるフットペダルによって上記制動部が制御されることによって、ユーザは操作を容易に行うことができる。

また、駐停車時には、負作動である停止保持ブレーキユニット１５によってアスファルトフィニッシャ１の停止が維持される。本実施形態によれば、第１遊星歯車機構１８の出力側（出力軸）に停止保持用の制動部が設けられるので、簡易かつ信頼性の高い停止保持構造を実現することができる。

以上のように、第１の実施形態によれば、低速走行モードと高速走行モードとの間で大きな速度比を実現することが可能となる。ここで、アスファルトフィニッシャ等の道路舗装機械においては、一般的に、施行時の走行速度と回送時の走行速度との間の速度比として１０倍程度の速度比が要求される。第１の実施形態によれば、このような要求を満たすことができるので、本実施形態における走行機構はホイール式の道路舗装機械に好適である。

また、第１の実施形態によれば、遊星歯車機構を用いて変速を行うことによって、変速を円滑に行うことができる。さらに、第１の実施形態においては、油圧システムを用いない構成を採ることも可能であるので、そのような構成を採る場合には、油漏れ等のリスクの無い安全な道路舗装機械を提供することができる。

また、第１の実施形態によれば、後述する第２の実施形態と比べるとクラッチを必要としない構成であるので、クラッチの制御が不要であるので制御部による制御が容易になるとともに、クラッチのメンテナンス等も不要であるので道路舗装機械の維持管理が容易になる。

なお、上記第１の実施形態においては、第１遊星歯車機構１８の前段に第２遊星歯車機構１９を設け、低速用モータ１２の回転力を２段の減速機構によって減速して出力する構成としている。このように、減速機構を２段とすることによって、速度比が大きい変速機構の実現を容易にしている。なお、他の実施形態においては、第２の遊星歯車機構１９に代えて（または第２の遊星歯車機構１９とともに）他の減速機構が用いられてもよい。また、第１遊星歯車機構１８によって十分な速度比を得ることができれば、第２遊星歯車機構１９を設けない構成としてもよい。

また、上記第１の実施形態においては、高速走行モードにおいては高速用モータ１１および低速用モータ１２の両方が駆動するものとしたが、他の実施形態においては、高速用モータ１１のみが駆動してもよい。

また、上記第１の実施形態においては、高速用モータ１１の回転力が第１遊星歯車機構１８のリングギヤ３５に入力され、プラネタリキャリヤ３６の出力回転力が駆動輪に伝達された。ここで、他の実施形態においては、変速機構１３は、高速用モータ１１の回転力が第１遊星歯車機構１８のプラネタリキャリヤ３６に入力され、リングギヤ３５の出力回転力が駆動輪に伝達される構成であってもよい。このような構成によれば、プラネタリキャリヤ３６の固定状態と回転可能状態とを切り換えることによって、上記第１の実施形態と同様に変速を行うことができる。ただし、この場合、サンギヤ３４に対する入力回転方向とリングギヤ３５の出力回転方向とが逆になる点、および、サンギヤ３４とプラネタリキャリヤ３６との入力回転方向を逆にする点に留意する。

［第２の実施形態］
以下、本発明の第２の実施形態に係るアスファルトフィニッシャについて図面を参照して説明する。なお、第２の実施形態においてもアスファルトフィニッシャの外観構成については図１と同様であるので説明を省略する。また、以下における第２の実施形態の説明において、第１の実施形態と同じ構成要素には第１の実施形態と同じ参照符号を付し、詳細な説明を省略する。

（走行機構の構成）
図４は、第２の実施形態に係るアスファルトフィニッシャの走行機構を示す図である。また、図５は、図４に示す第１遊星歯車機構１８等の詳細な構成を示す図である。図４および図５に示すように、アスファルトフィニッシャは、モータ５１、変速機構５２、リングギヤ制動用ブレーキ１４、停止保持ブレーキユニット１５を備えている。また、変速機構５２は、モータ連結歯車５３、クラッチ５４、サンギヤ連結歯車５５、高速モータ用歯車１６、リングギヤ連結歯車１７、第１遊星歯車機構１８、歯車軸２０、デフ伝達歯車５６および５７、ならびにデファレンシャルギヤ５８を備えている。

図４および図５に示すように、第２の実施形態では、アスファルトフィニッシャは１つのモータ５１を備えている。モータ５１は電動モータであるとするが、油圧モータであってもよい。モータ連結歯車５３は、モータ５１の出力回転軸に接続される。クラッチ５４は、モータ連結歯車５３および高速モータ用歯車１６に接続されており、モータ５１の回転力を高速モータ用歯車１６へ伝達／切断することが可能である。なお、クラッチ５４の種類（機構や動力源）は、どのような方式のものであってもよい。以上より、クラッチ５４が繋がれている場合には、モータ５１の回転は、モータ連結歯車５３および高速モータ用歯車１６を介して第１遊星歯車機構１８のリングギヤ３５に伝達される。

図５に示すように、モータ連結歯車５３はサンギヤ連結歯車５５と噛み合っている。サンギヤ連結歯車５５は、第１遊星歯車機構１８のサンギヤ３４に接続されている。したがって、モータ５１の回転は、モータ連結歯車５３およびサンギヤ連結歯車５５を介して第１遊星歯車機構１８のサンギヤ３４に伝達される。第２の実施形態においては、各歯車５３および５５が、モータ５１による回転力を減速してサンギヤ３４へ伝達する減速機構として機能する。

また、図４に示すように、第１遊星歯車機構１８の出力である歯車軸２０は、デフ伝達歯車５６および５７を介してデファレンシャルギヤ５８のデフ歯車５９に接続されている。すなわち、歯車軸２０はデフ伝達歯車５６に噛み合っており、デフ伝達歯車５６に連結されるデフ伝達歯車５７がデフ歯車５９に噛み合っている。なお、第２の実施形態では製造の容易化等の観点で各歯車の径を小さくするべく、デフ伝達歯車５６および５７を用いる構成を採っているが、第１の実施形態と同様、デフ伝達歯車５６および５７を用いずに歯車軸２０がデフ歯車５９に噛み合う構成としてもよい。また、第２の実施形態では、第１の実施形態におけるデファレンシャルギヤ２１による減速比と、第２の実施形態におけるデフ伝達歯車５６および５７ならびにデファレンシャルギヤ５８による減速比とは同等であるとする。

なお、第２の実施形態におけるデファレンシャルギヤ５８から駆動輪までの機構については第１の実施形態と同様である。また、第２の実施形態における停止保持ブレーキユニット１５の構成についても第１の実施形態と同様である。

（走行機構の動作）
第２実施形態においても第１の実施形態と同様、アスファルトフィニッシャは、低速走行モードおよび高速走行モードでの走行が可能である。以下、低速走行モードおよび高速走行モードにおける走行機構の動作をそれぞれ説明する。

まず、低速走行モードにおいては、制御部は、モータ５１を駆動するとともに、クラッチ５４を切り、リングギヤ制動用ブレーキ１４を作動させる。これによって、モータ５１の回転力は高速モータ用歯車１６には伝達されず、高速モータ用歯車１６は固定される。つまり、第１遊星歯車機構１８のリングギヤ３５は固定される。一方、モータ５１の回転力は、モータ連結歯車５３およびサンギヤ連結歯車５５を介して第１遊星歯車機構１８のサンギヤ３４に伝達される。したがって、第２の実施形態においても第１の実施形態と同様、低速走行モードにおいては、第１遊星歯車機構１８のサンギヤ３４が入力となり、プラネタリキャリヤ３６が出力となる。

以上より、低速走行モードにおいては、第１遊星歯車機構１８が減速機構として機能するとともに、モータ連結歯車５３およびサンギヤ連結歯車５５によって回転数が調整される。したがって、低速走行モードにおける第１遊星歯車機構１８の出力回転数（プラネタリキャリヤ３６の回転数）Ｎｇｌは、次の式（６）によって表すことができる。
上式（６）において、Ｎｍはモータ５１の回転数を表し、Ｚａはモータ連結歯車５３の歯数を表し、Ｚｂはサンギヤ連結歯車５５の歯数を表している。

高速走行モードにおいては、制御部は、モータ５１を駆動するとともに、クラッチ５４を繋ぎ、リングギヤ制動用ブレーキ１４を作動させない。これによって、モータ５１の回転力は高速モータ用歯車１６に伝達され、モータ５１によって第１遊星歯車機構１８のリングギヤが回転する。一方、高速走行モードにおいても低速走行モードと同様、モータ５１の回転力は第１遊星歯車機構１８のサンギヤ３４に伝達される。したがって、高速走行モードにおいては、第１遊星歯車機構１８のプラネタリキャリヤ３６は、サンギヤ３４およびリングギヤ３５によって回転されるので、低速走行モードよりも高速で回転することになり、高速走行が実現される。なお、ここでは、サンギヤ３４およびリングギヤ３５は同じ方向に回転するものとする。

以上より、第２の実施形態においても第１の実施形態と同様、高速走行モードにおいては、第１遊星歯車機構１８の総出力回転数は、サンギヤ３４の回転に起因する出力回転数と、リングギヤ３５の回転に起因する出力回転数との和となる。ここで、リングギヤ３５の回転に起因する出力回転数Ｎｇｒは、第１の実施形態における式（２）と同様に、次の式（７）によって表すことができる。
また、サンギヤ３４の回転に起因する出力回転数Ｎｇｓは、上式（６）における回転数Ｎｇと同じである。したがって、高速走行モードにおける総出力回転数Ｎｇｈは、次に式（８）によって表すことができる。

さらに、第１の実施形態において仮定した条件と同様、第１遊星歯車機構１８の減速比Ｒ１を“５”とし、各歯車１６および１７の歯数Ｚ１およびＺ２を同じ値（つまり、Ｚ１／Ｚ２＝１）と仮定すると、低速走行モードおよび高速走行モードの出力回転数ＮｇｌおよびＮｇｈは次の式（９）および（１０）によって表すことができる。
上式（９）および（１０）より、第２の実施形態においても第１の実施形態と同等の速度比を得ることができることがわかる。具体的には、上式（９）および（１０）において、例えば“Ｚａ／Ｚｂ＝１／３”（つまり減速比が３）となるように各歯車５３および５５の歯数を設定すれば、速度比は１３倍となり、例えば“Ｚａ／Ｚｂ＝１／４”（つまり減速比が４）となるように各歯車５３および５５の歯数を設定すれば、速度比は１７倍となる。したがって、第２の実施形態においては、各歯車５３および５５の歯数を適切に設定することによって、第１の実施形態と同等の速度比を得ることができ、道路舗装機械に要求される速度比を十分満たすことができる。

なお、制御部は、リングギヤ制動用ブレーキ１４およびクラッチ５４の動作を制御することによって、上記低速走行モードと高速走行モードとの間の切換動作を行う。ここで、切換動作は、ユーザ（オペレータ）による操作によって行われてもよいし、所定の条件が満たされたことに応じて制御部が自動的に行うようにしてもよい。

また、走行中の機体（アスファルトフィニッシャ）を停止させる動作に関しては、第２の実施形態においても第１の実施形態と同様である。すなわち、高速走行モードで走行中の機体を停止させる場合、制御部はモータ５１を停止するとともに、リングギヤ制動用ブレーキ１４を作動させる。また、低速走行モードで走行中の機体を停止させる場合、制御部はモータ５１を停止する。

以上のように、第２の実施形態においても第１の実施形態と同様、低速走行モードと高速走行モードとの間で大きな速度比を実現することが可能となる。また、第１の実施形態と同様、遊星歯車機構を用いて変速を行うことによって、変速を円滑に行うことができる。なお、第２の実施形態においてはクラッチ５４が設けられるが、このクラッチ５４を仮に油圧により駆動するとしても、上述の特許文献２に記載の技術のように遊星歯車機構にクラッチを設ける構成ではないので、油漏れ等のリスクの低い安全な建設機械を提供することができる。さらに、上記第２の実施形態によれば、駆動源を１つのモータによって実現することができるので道路舗装機械の構成を簡易化することができる。

なお、第２の実施形態においては、第１遊星歯車機構１８の前段にモータ連結歯車５３およびサンギヤ連結歯車５５を設けている。これによって、第１の実施形態と同様、モータの回転力を２段の減速機構によって減速して出力する構成とし、速度比が大きい変速機構の実現を容易にしている。ここで、他の実施形態においては、上記歯車５３および５５に代えて（または上記歯車５３および５５とともに）、遊星歯車機構等の他の減速機構が用いられてもよい。また、第１遊星歯車機構１８によって十分な速度比を得ることができれば、第１遊星歯車機構１８の前段に減速機構を設けない構成としてもよい。

また、第２の実施形態においても第１の実施形態と同様、第１遊星歯車機構１８のリングギヤ３５とプラネタリキャリヤ３６との役割を入れ替えてもよい。すなわち、モータ５１の回転力が第１遊星歯車機構１８のプラネタリキャリヤ３６に入力され、リングギヤ３５の出力回転力が駆動輪に伝達される構成であってもよい。

以上のように、本発明は、変速を円滑かつ安全に行うこと等を目的として、アスファルトフィニッシャ、リペーバ、およびリミキサ等の、道路を舗装する道路舗装機械に利用することが可能である。

１ アスファルトフィニッシャ
５ 後輪
１１ 高速用モータ
１２ 低速用モータ
１３ 変速機構
１４ リングギヤ制動用ブレーキ
１５ 停止保持ブレーキユニット
１６ 高速モータ用歯車
１７ リングギヤ連結歯車
１８ 第１遊星歯車機構
１９ 第２遊星歯車機構
２０ 歯車軸
２１ デファレンシャルギヤ
２３ デフ歯車
３４ 第１遊星歯車機構のサンギヤ
３５ 第１遊星歯車機構のリングギヤ
３６ 第１遊星歯車機構のプラネタリキャリヤ
４１ 第３遊星歯車機構
５１ モータ
５２ 変速機構
５３ モータ連結歯車
５４ クラッチ
５５ サンギヤ連結歯車
５６ デフ伝達歯車
５７ デフ伝達歯車
５８ デファレンシャルギヤ
５９ デフ歯車

Claims (6)

1. 駆動源と、
   前記駆動源によって回転可能な回転部材と、
   前記回転部材の回転を制動可能な第１制動部と、
   前記駆動源による回転力がサンギヤに入力され、前記回転部材の回転がリングギヤおよびプラネタリキャリヤのいずれか一方に入力される遊星歯車機構と、
   前記リングギヤおよびプラネタリキャリヤのいずれか他方の回転を駆動輪に伝達する伝達部と、
   前記遊星歯車機構の出力側に設けられ、当該出力側における回転を制動可能な負作動の第２制動部とを備え、
   前記制動部が前記回転部材を固定するとともに前記駆動源が前記サンギヤを回転させる第１状態と、前記第１制動部が前記回転部材を回転可能とするとともに前記駆動源が前記回転部材を回転させる第２状態とを切り換えることによって変速を行う、道路舗装機械。
2. 前記駆動源は、前記回転部材を回転させる第１モータと、前記サンギヤを回転させる第２モータとを有し、
   前記第１状態においては前記第２モータが駆動し、前記第２状態においては前記第１モータが少なくとも駆動し、
   前記第１モータの出力軸の回転を制動可能な正作動の第３制動部をさらに備える、請求項１に記載の道路舗装機械。
3. 前記第２モータによる回転力を減速して前記サンギヤへ伝達する減速機構をさらに備える、請求項２に記載の道路舗装機械。
4. 前記駆動源は、回転力が前記サンギヤへ伝達されるモータを有し、
   前記モータの回転力を前記回転部材へ伝達可能なクラッチをさらに備え、
   前記クラッチは、前記第２状態においては前記モータの回転力を前記回転部材へ伝達し、前記第１状態においては前記モータから前記回転部材への回転力の伝達を切断するように制御される、請求項１に記載の道路舗装機械。
5. 前記モータによる回転力を減速して前記サンギヤへ伝達する減速機構をさらに備える、請求項４に記載の道路舗装機械。
6. 前記第１制動部は、前記第２状態において、前記道路舗装機械を制動するための所定の制御指令があった場合、前記回転部材の回転を制動する、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の道路舗装機械。