JP6584271B2 - ブルドーザ - Google Patents

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Description

本発明は、ブルドーザに関する。
従来、ブルドーザでは、エンジンの動力がトランスミッションを介して左右の駆動輪に伝達され、これらの駆動輪によって左右の履帯が駆動される。このようなブルドーザでは、左右の駆動輪それぞれに対応してステアリングクラッチとステアリングブレーキが設けられている。そして、ステアリングクラッチとステアリングブレーキを油圧によって制御することにより、ブルドーザの旋回が実行される(例えば、特許文献1参照)。
ここで、特許文献1では、クラッチ用潤滑油供給路を介して油圧ポンプからステアリングクラッチに潤滑油が供給されるとともに、ブレーキ用潤滑油供給路を介して油圧ポンプからステアリングブレーキに潤滑油が供給される。ステアリングクラッチを通過した潤滑油とステアリングブレーキを通過した潤滑油は潤滑油タンクに回収される。
特開2010−143259号公報
ところで、ステアリングクラッチとステアリングブレーキへの潤滑油の供給量を多くして、ステアリングクラッチとステアリングブレーキそれぞれの容量を増大させたいという要請がある。また、ステアリングクラッチとステアリングブレーキへの潤滑油の供給量を少なくして、油圧ポンプの容量を低減させたいという要請もある。そこで、油圧ポンプから吐出される潤滑油を効率的に利用することが期待されている。
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、潤滑油を効率的に利用可能なブルドーザを提供することを目的とする。
第1の態様に係るブルドーザは、ステアリングクラッチと、ステアリングブレーキと、油圧ポンプと、第1潤滑油供給路と、第2潤滑油供給路と、第3潤滑油供給路と、流量切換弁とを備える。ステアリングクラッチは、出力軸の回転力を伝達又は遮断する。ステアリングブレーキは、前記出力軸を制動する。油圧ポンプは、潤滑油を吐出する。第1潤滑油供給路は、前記油圧ポンプから吐出される潤滑油の一部を前記ステアリングクラッチに供給する。第2潤滑油供給路は、前記油圧ポンプから吐出される潤滑油の一部を前記ステアリングブレーキに供給する。第3潤滑油供給路は、前記ステアリングクラッチを通過した潤滑油の一部を前記ステアリングブレーキに供給する。流量切換弁は、前記第2潤滑油供給路上に配置され、前記ステアリングブレーキに供給される潤滑油量を切り換える。
第1の態様に係るブルドーザでは、油圧ポンプから吐出されてステアリングクラッチを通過した潤滑油の一部が、第3潤滑油供給路を介してステアリングブレーキに供給される。従って、ステアリングクラッチに供給された潤滑油の一部をステアリングブレーキにおいて再利用することができるため、油圧ポンプから吐出される潤滑油を効率的に利用することができる。
第2の態様に係るブルドーザは、第1の態様に係り、前記ステアリングクラッチは、クラッチハウジングと、前記クラッチハウジングに固定された複数の第1クラッチディスクと、前記入力軸とともに回転する複数の第2クラッチディスクとを有する。前記ステアリングブレーキは、ブレーキハウジングと、前記ブレーキハウジングに固定された複数の固定プレートと、前記出力軸とともに回転する複数のブレーキディスクとを有する。前記複数の固定プレート及び前記複数のブレーキディスクは、前記入力軸に垂直な径方向において、前記複数の第1クラッチディスク及び前記複数のクラッチディスクよりも前記入力軸から離れている。
第2の態様に係るブルドーザによれば、ステアリングブレーキと干渉しないように第1潤滑油回収路を設けることができる。
第3の態様に係るブルドーザは、第1の態様に係り、前記ステアリングクラッチは、クラッチハウジングと、前記クラッチハウジングに固定された複数の第1クラッチディスクと、前記入力軸とともに回転する複数の第2クラッチディスクとを有する。前記ステアリングブレーキは、ブレーキハウジングと、前記ブレーキハウジングに固定された複数の固定プレートと、前記出力軸とともに回転する複数のブレーキディスクとを有する。前記ブレーキハウジングは、前記入力軸に平行な軸方向において、前記複数の第1クラッチディスク及び複数の第2クラッチディスクの前記軸方向における中央線から離れている。
第3の態様に係るブルドーザによれば、遠心力を利用して、ステアリングクラッチを通過した潤滑油をステアリングブレーキに効率的に供給することができる。
本発明によれば、潤滑油を効率的に利用可能なブルドーザを提供することができる。
実施形態に係るブルドーザのシステム構成図 ステアリングクラッチ及びステアリングブレーキ周辺の構成を示す断面図 従来の潤滑油供給系における潤滑油回路の概略図 実施形態に係る潤滑油供給系における潤滑油回路の概略図
(ブルドーザの全体構成)
図1は、実施形態に係るブルドーザ1のシステム構成図である。ブルドーザ1は、エンジン2、動力伝達機構3、一対の走行装置4a,4b、潤滑油供給部6、制御部7、及び動力取出装置(パワーテイクオフ)8を備える。
エンジン2の動力は、動力取出装置8に伝達される。動力取出装置8は、エンジン2の動力を、潤滑油供給部6と動力伝達機構3と図示しない作動油ポンプとに分配する。作動油ポンプは、作業機(ブレードやリッパなど)を駆動するための油圧シリンダに作動油を供給する。
潤滑油供給部6は、油圧ポンプ30と潤滑油タンク19と流量切替弁43を有する。本実施形態において、油圧ポンプ30は、エンジン2の動力によって駆動される固定容量ポンプである。油圧ポンプ30は、エンジン2によって駆動される。油圧ポンプ30は、潤滑油タンク19に貯留された潤滑油を吸入して、吐出路30aに潤滑油を吐出する。吐出路30aは、第1潤滑油供給路31と第2潤滑油供給路33に繋がる。油圧ポンプ30から吐出路30aに吐出された潤滑油は、第1潤滑油供給路31と第2潤滑油供給路33に所定比で分配される。所定比は、第1潤滑油供給路31と第2潤滑油供給路33それぞれの開口径によって適宜調整可能である。
流量切替弁43は、第2潤滑油供給路33上に配置される。流量切替弁43は、制御部7からの制御信号によって制御される電磁制御弁である。流量切替弁43は、励磁電流の有無に応じて開状態と閉状態に移動する。流量切替弁43は、後述する一対のステアリングブレーキ5a,5bが制動状態である場合には開状態となり、一対のステアリングブレーキ5a,5bが非制動状態である場合には閉状態となる。油圧ポンプ30から吐出され第2潤滑油供給路33に流入した潤滑油は、流量切替弁43が開状態である場合には一対のステアリングブレーキ5a,5bに向かって流れ、流量切替弁43が閉状態である場合には回収タンク19に向かって流れる。
動力伝達機構3は、動力取出装置8を介して伝達されるエンジン2の動力を一対の走行装置4a,4bに伝達する。動力伝達機構3は、トルクコンバータ9、トランスミッション10、ベベルギヤ11、入力軸12、一対のステアリングクラッチ13a,13b、一対の出力軸14a,14b、及び一対のステアリングブレーキ5a,5bを有する。
トルクコンバータ9は、動力取出装置8とトランスミッション10に連結される。トルクコンバータ9は、流体を介して、動力取出装置8からの動力をトランスミッション10に伝達する。トランスミッション10は、トルクコンバータ9から伝達される回転運動を変速する。トランスミッション10は、前進と後進に切り替え可能である。トランスミッション10は、ベベルギヤ11に連結される。トランスミッション10から出力される動力は、ベベルギヤ11を介して入力軸12に伝達される。入力軸12は、一対のステアリングクラッチ13a,13bに連結される。
一対のステアリングクラッチ13a,13bは、それぞれ油圧によって係合状態と解除状態に切替可能な湿式多板式クラッチである。一対のステアリングクラッチ13a,13bは、一対の出力軸14a,14bに連結される。ステアリングクラッチ13aが係合状態である場合、入力軸12の動力は、出力軸14aに伝達される。ステアリングクラッチ13bが係合状態である場合、入力軸12の動力は出力軸14bに伝達される。一対のステアリングクラッチ13a,13bの構成については後述する。
一対のステアリングクラッチ13a,13bと吐出路30aには、第1潤滑油供給路31が連通する。第1潤滑油供給路31は、油圧ポンプ30から吐出される潤滑油の一部を一対のステアリングクラッチ13a,13bに供給する。一対のステアリングクラッチ13a,13bと潤滑油タンク19には、第1潤滑油回収路32が連通する。第1潤滑油回収路32は、一対のステアリングクラッチ13a,13bを通過した潤滑油を潤滑油タンク19に回収する。
一対の出力軸14a,14bは、一対の走行装置4a,4bに連結される。走行装置4aは、スプロケット17aと履帯18aを有する。スプロケット17aは、出力軸14aに連結される。履帯18aは、スプロケット17aに巻回される。出力軸14aによってスプロケット17aが回転駆動されると、それに伴って履帯18aが駆動される。走行装置4bは、スプロケット17bと履帯18bを有する。スプロケット17bは、出力軸14bに連結される。履帯18bは、スプロケット17bに巻回される。出力軸14bによってスプロケット17bが回転駆動されると、それに伴って履帯18bが駆動される。
一対のステアリングブレーキ5a,5bは、一対のステアリングクラッチ13a,13bと一対の走行装置4a,4bの間に配置される。一対のステアリングブレーキ5a,5bは、それぞれ油圧によって制動状態と非制動状態に切替可能な湿式多板式のネガティブブレーキである。ステアリングブレーキ5aは、制動状態において出力軸14aの回転を制動し、非制動状態には出力軸14aの回転を制動しない。一対のステアリングブレーキ5a,5bの構成については後述する。
一対のステアリングブレーキ5a,5bと吐出路30aには、第2潤滑油供給路33が連通する。第2潤滑油供給路33は、流量切替弁43から吐出される潤滑油の一部を一対のステアリングブレーキ5a,5bに供給する。一対のステアリングブレーキ5a,5bと潤滑油タンク19には、第2潤滑油回収路34が連通する。第2潤滑油回収路34は、一対のステアリングブレーキ5a,5bを通過した潤滑油を潤滑油タンク19に回収する。
一対のステアリングクラッチ13a,13bと一対のステアリングブレーキ5a,5bには、第3潤滑油供給路35が連通する。第3潤滑油供給路35は、一対のステアリングクラッチ13a,13bを通過した潤滑油の一部を一対のステアリングブレーキ5a,5bに供給する。従って、流量切替弁43が開状態である場合には、第2潤滑油供給路33及び第3潤滑油供給路35それぞれから一対のステアリングブレーキ5a,5bに潤滑油が供給される。流量切替弁43が閉状態である場合には、第3潤滑油供給路35から一対のステアリングブレーキ5a,5bに潤滑油が供給される。このように、一対のステアリングブレーキ5a,5bには、常に第3潤滑油供給路35から潤滑油が供給される。
制御部7は、スロットル操作部71、変速操作部72、ステアリング操作部73、及びブレーキ操作部74それぞれから操作信号を受信する。スロットル操作部71は、エンジン2の回転数を指定する操作信号を出力する。変速操作部72は、トランスミッション10の速度段を指定する操作信号を出力する。ステアリング操作部73は、ブルドーザ1の前進、後進、及び旋回方向の切換えを指示する操作信号を出力する。ブレーキ操作部74は、ブルドーザ1の減速を指示する操作信号を出力する。
制御部7は、ブレーキ操作部74からの操作信号を受信した場合、一対のステアリングブレーキ5a,5bを制動状態にするとともに、流量切替弁43を開状態にする。制御部7は、ブレーキ操作部74からの操作信号を受信しない場合、一対のステアリングブレーキ5a,5bを非制動状態にするとともに、流量切替弁43を閉状態にする。制御部7は、ブレーキ操作部74からの操作信号を受信しない場合、一対のステアリングブレーキ5a,5bを非制動状態にするとともに、流量切替弁43を閉状態にする。
制御部7は、ステアリング操作部73からの操作信号を受信した場合、一対のステアリングブレーキ5aまたは5bを制動状態にするとともに、流量切替弁43を開状態にする。制御部7は、ステアリング操作部73からの操作信号を受信しない場合、一対のステアリングブレーキ5aまたは5bを非制動状態にするとともに、流量切替弁43を閉状態にする。
(ステアリングクラッチ及びステアリングブレーキ周辺の構成)
次に、ステアリングクラッチ及びステアリングブレーキ周辺の構成について、図面を参照しながら説明する。ステアリングクラッチ13a及びステアリングブレーキ5a周辺の構成は、ステアリングクラッチ13b及びステアリングブレーキ5b周辺の構成と同様である。そのため、以下においては、ステアリングクラッチ13a及びステアリングブレーキ5a周辺の構成について説明する。
図2は、ステアリングクラッチ13a及びステアリングブレーキ5a周辺の構成を示す断面図である。ステアリングクラッチ13aは、回転部材40、クラッチハウジング41、複数の第1クラッチディスク42、複数の第2クラッチディスク43、及びクラッチピストン44を有する。
回転部材40は、入力軸12に固定されており、入力軸12の軸心12S周りに回転する。クラッチハウジング41は、複数の第1クラッチディスク42及び複数の第2クラッチディスク43の外側を取り囲む。複数の第1クラッチディスク42は、回転部材40に固定されている。複数の第2クラッチディスク43は、クラッチハウジング41に固定されている。複数の第1クラッチディスク42と複数の第2クラッチディスク43は、入力軸12の軸心12Sに平行な軸方向において交互に配置される。
クラッチハウジング41は、出力軸14aに連結されている。クラッチハウジング41は、第1軸受け45aによって、回転部材40に対して相対回転可能に支持されている。クラッチハウジング41は、第2軸受け45b及び第3軸受け45cによって、後述するブレーキハウジング46に対して相対回転可能に支持されている。ステアリングクラッチ13aが係合状態になると、クラッチハウジング41は、出力軸14aとともに軸心14S周りに回転する。本実施形態において、出力軸14aの軸心14Sは、入力軸12の軸心12Sと一致する。
クラッチピストン44に作動油が供給されると、クラッチピストン44は複数の第1クラッチディスク42と複数の第2クラッチディスク43を圧接する。これによって、ステアリングクラッチ13aは係合状態となり、クラッチハウジング41が回転部材40とともに軸心12S周りに回転する。
ステアリングブレーキ5aは、ブレーキハウジング46、複数の固定プレート47、複数のブレーキディスク48、及びブレーキピストン49を有する。
ブレーキハウジング46は、複数の固定プレート47及び複数のブレーキディスク48の外側を取り囲む。ブレーキハウジング46は、出力軸14aの軸心14Sに平行な軸方向において、複数の第1クラッチディスク42及び複数の第2クラッチディスク43の軸方向における中央線CLから離れている。すなわち、ブレーキハウジング46は、出力軸14aの軸心14Sに垂直な径方向において、複数の第1クラッチディスク42及び複数の第2クラッチディスク43の中央線CLと重ならない。本実施形態において、ブレーキハウジング46は、径方向において複数の第1クラッチディスク42及び複数の第2クラッチディスク43の一部と重なっているが、重なっていなくてもよい。
複数の固定プレート47は、ブレーキハウジング46に固定されている。複数のブレーキディスク48は、クラッチハウジング41に固定されている。複数の固定プレート47と複数のブレーキディスク48は、出力軸14aの軸心14Sに平行な軸方向において交互に配置される。複数の固定プレート47と複数のブレーキディスク48は、図示しない皿ばねによって圧接されている。
複数の固定プレート47及び複数のブレーキディスク48は、出力軸14aの軸心14Sに垂直な径方向において、複数の第1クラッチディスク42及び複数の第2クラッチディスク43よりも出力軸14aから離れている。すなわち、複数の固定プレート47及び複数のブレーキディスク48は、複数の第1クラッチディスク42及び複数の第2クラッチディスク43よりも外側に配置されている。本実施形態において、複数の固定プレート47及び複数のブレーキディスク48の一部は、径方向において複数の第1クラッチディスク42及び複数の第2クラッチディスク43の一部と重なっていないが、重なっていてもよい。
ブレーキピストン49に作動油が供給されると、ブレーキピストン49は複数の固定プレート47と複数のブレーキディスク48を離反させる。これによって、ステアリングブレーキ5aは非制動状態となる。
次に、ステアリングクラッチ13a及びステアリングブレーキ5aに供給される潤滑油の流れについて説明する。
ステアリングクラッチ13aには、第1潤滑油供給路31を介して油圧ポンプ30から吐出された潤滑油が供給される。ステアリングクラッチ13aを通過した潤滑油は、第1潤滑油回収路32と第3潤滑油供給路35に所定比で分配される。所定比は、第1潤滑油回収路32と第3潤滑油供給路35それぞれの開口径によって適宜調整可能である。本実施形態では、入力軸12の軸心12Sを中心とする周方向において、4本の第1潤滑油回収路32と8本の第3潤滑油供給路35が略等間隔で設けられているが、第1潤滑油回収路32及び第3潤滑油供給路35の本数及び位置は適宜変更可能である。
ステアリングブレーキ5aには、第2潤滑油供給路33を介して油圧ポンプ30から吐出された潤滑油が供給されるとともに、第3潤滑油供給路35を介してステアリングクラッチ13aを通過した潤滑油の一部が供給される。第2潤滑油供給路33上に配置された流量切替弁43(図1参照)は、ステアリングブレーキ5aが制動状態である場合に開状態となり、ステアリングブレーキ5aが非制動状態である場合に閉状態となる。そのため、ステアリングブレーキ5aが制動状態である場合には、第2潤滑油供給路33及び第3潤滑油供給路35それぞれから潤滑油が供給されることによって、ステアリングブレーキ5aの冷却と潤滑が実施される。また、ステアリングブレーキ5aが非制動状態である場合には、主に第3潤滑油供給路35からステアリングブレーキ5aに潤滑油が供給されることによって、ステアリングブレーキ5aの潤滑が維持される。ステアリングブレーキ5aを通過した潤滑油は、第2潤滑油回収路34に回収される。
(特徴)
(1)ブルドーザ1は、第1潤滑油供給路31と、第2潤滑油供給路33と、第3潤滑油供給路35と、流量切換弁43とを備える。第1潤滑油供給路31は、油圧ポンプ30から吐出される潤滑油の一部をステアリングクラッチ13aに供給する。第2潤滑油供給路33は、油圧ポンプ30から吐出される潤滑油の一部をステアリングブレーキ5aに供給する。第3潤滑油供給路35は、ステアリングクラッチ13aを通過した潤滑油の一部をステアリングブレーキ5aに供給する。流量切換弁43は、第2潤滑油供給路33上に配置され、ステアリングブレーキ5aに供給される潤滑油量を切り換える。
ここで、従来の潤滑油供給系では、図3に示すように、油圧ポンプ30’から吐出されてステアリングクラッチ13aを通過した潤滑油の全てが、第1潤滑油回収路32を介して回収タンク19に回収されていた。従って、ステアリングクラッチ13aに必要な潤滑油とステアリングブレーキ5aに必要な潤滑油の合計量を油圧ポンプ30から吐出する必要があった。なお、図3に記載された数値は各流路を流れる潤滑油量の一例を示している。
一方、本実施形態に係る潤滑油供給系では、図4に示すように、油圧ポンプ30から吐出されてステアリングクラッチ13aを通過した潤滑油の一部が、第3潤滑油供給路35を介してステアリングブレーキ5aに供給されている。従って、ステアリングクラッチ13aに供給された潤滑油の一部をステアリングブレーキ5aにおいて再利用することができるため、油圧ポンプ30から供給される潤滑油を効率的に利用することができる。その結果、ステアリングクラッチ13a及びステアリングブレーキ5aへの潤滑油の供給量を少なくすることができるため、油圧ポンプ30の容量を低減させることができる。なお、図4に記載された数値は各流路を流れる潤滑油量の一例を示している。
なお、図4では、ステアリングクラッチ13a及びステアリングブレーキ5aへの潤滑油の供給量を少なくする観点から潤滑油量が図示されているが、油圧ポンプ30の容量を図3の油圧ポンプ30’と同等に維持するのであれば、ステアリングクラッチ13a及びステアリングブレーキ5aへの潤滑油の供給量を多くすることができる。そのため、ステアリングクラッチ13a及びステアリングブレーキ5aの容量を増大させることができる。
(2)ブレーキハウジング46は、出力軸14aの軸心14Sに平行な軸方向において、複数の第1クラッチディスク42及び複数の第2クラッチディスク43の中央線CLから離れている。そのため、ステアリングブレーキ5aと干渉しないように第1潤滑油回収路32を設けることができる。
(3)複数の固定プレート47及び複数のブレーキディスク48は、出力軸14aの軸心14Sに垂直な径方向において、複数の第1クラッチディスク42及び複数の第2クラッチディスク43よりも入力軸12から離れている。そのため、遠心力を利用して、ステアリングクラッチ13aを通過した潤滑油をステアリングブレーキ5aに効率的に供給することができる。
(変形例)
本発明は以上のような実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形又は修正が可能である。
上記実施形態において、流量切替弁43は、開状態と閉状態に移動することとしたが、オリフィスを設けることによって閉状態でも少量の潤滑油を通過させるようにしてもよく、開状態であっても全量を通過させる必要はない。
上記実施形態において、ブレーキハウジング46は、軸方向において複数の第1クラッチディスク42及び複数の第2クラッチディスク43の中央線CLから離れることとしたが、中央線CLと重なっていてもよい。
上記実施形態において、複数の固定プレート47及び複数のブレーキディスク48は、径方向において複数の第1クラッチディスク42及び複数の第2クラッチディスク43よりも出力軸14aから離れていることとしたが、これに限られるものではない。
ステアリングクラッチ 13a,13b
ステアリングブレーキ 5a,5b
油圧ポンプ 30
第1潤滑油供給路 31
第2潤滑油供給路 33
第3潤滑油供給路 35
流量切換弁 43
入力軸 12
出力軸 14a
クラッチハウジング 41
第1クラッチディスク 42
第2クラッチディスク 43
ブレーキハウジング 46
固定プレート 47
ブレーキディスク 48

Claims (3)

  1. 入力軸の回転力を伝達又は遮断するステアリングクラッチと、
    出力軸を制動するステアリングブレーキと、
    潤滑油を吐出する油圧ポンプと、
    前記油圧ポンプから吐出される潤滑油の一部を前記ステアリングクラッチに供給する第1潤滑油供給路と、
    前記油圧ポンプから吐出される潤滑油の一部を前記ステアリングブレーキに供給する第2潤滑油供給路と、
    前記ステアリングクラッチを通過した潤滑油の一部を前記ステアリングブレーキに供給する第3潤滑油供給路と、
    前記第2潤滑油供給路上に配置され、前記ステアリングブレーキに供給される潤滑油量を切り換える流量切換弁と、
    を備えるブルドーザ。
  2. 前記ステアリングクラッチは、クラッチハウジングと、前記クラッチハウジングに固定された複数の第1クラッチディスクと、前記入力軸とともに回転する複数の第2クラッチディスクとを有し、
    前記ステアリングブレーキは、ブレーキハウジングと、前記ブレーキハウジングに固定された複数の固定プレートと、前記出力軸とともに回転する複数のブレーキディスクとを有し、
    前記複数の固定プレート及び前記複数のブレーキディスクは、前記入力軸に垂直な径方向において、前記複数の第1クラッチディスク及び前記複数の第2クラッチディスクよりも前記入力軸から離れている、
    請求項1に記載のブルドーザ。
  3. 前記ステアリングクラッチは、クラッチハウジングと、前記クラッチハウジングに固定された複数の第1クラッチディスクと、前記入力軸とともに回転する複数の第2クラッチディスクとを有し、
    前記ステアリングブレーキは、ブレーキハウジングと、前記ブレーキハウジングに固定された複数の固定プレートと、前記出力軸とともに回転する複数のブレーキディスクとを有し、
    前記ブレーキハウジングは、前記入力軸に平行な軸方向において、前記複数の第1クラッチディスク及び複数の第2クラッチディスクの前記軸方向における中央線から離れている、
    請求項1に記載のブルドーザ。
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