JP7429201B2

JP7429201B2 - 履帯式作業機械

Info

Publication number: JP7429201B2
Application number: JP2021008066A
Authority: JP
Inventors: 剛史吉川; 宏明竹島; 直也秋山; 和志中田; 修矢津田; 慎一大▲高▼; 悠史行木; 亮一長坂; 貴臣幸村
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2021-01-21
Filing date: 2021-01-21
Publication date: 2024-02-07
Anticipated expiration: 2041-01-21
Also published as: US20240101192A1; WO2022158179A1; CN116348362A; JP2022112296A

Description

本開示は、履帯式作業機械に関する。

従来、左右の遊星歯車機構と、油圧駆動式の左右のステアリングクラッチと、油圧駆動式の左右のステアリングブレーキと、旋回モータとを備える履帯式作業機械（例えば、ブルドーザなど）が知られている（特許文献１参照）。

左右の遊星歯車機構は、入力軸と左右の出力軸との間に配置される。左右のステアリングクラッチは、入力軸を中心として回転可能であり、左右の遊星歯車機構による入力軸から左右の出力軸への回転動力の伝達及び遮断を切り替える。左右のステアリングブレーキは、左右の出力軸を制動する。旋回モータは、左右の出力軸に回転数差が生じるように左右のステアリングクラッチを回転させる。

特許文献１に記載の履帯式作業機械は、左右のステアリングクラッチを係合させ、左右のステアリングブレーキを開放させるとともに、旋回モータを停止させることによって直進する。

特許文献１に記載の履帯式作業機械は、左右のステアリングクラッチを係合させ、左右のステアリングブレーキを開放させるとともに、旋回モータを駆動させることによって緩旋回モードで旋回する。

特許文献１に記載の履帯式作業機械は、内側ステアリングクラッチを開放させ、内側ステアリングブレーキを制動させるとともに、旋回モータを停止させることによって信地旋回モードで旋回する。

特開昭５３－２７９２９号公報

ところで、信地旋回モードにおいても旋回モータを駆動させることによって、信地旋回中の旋回速度を上げることができる。

この場合、信地旋回モードでは、内側ステアリングクラッチが開放されているため、入力軸からの回転動力によって内側遊星歯車機構は空転し、かつ、旋回モータの駆動力によって内側ステアリングクラッチも空転する。

一方で、例えば信地旋回モードから直進モードへ即座に切り替えられる場合、旋回モータは停止され、かつ、内側ステアリングクラッチは係合されるところ、旋回モータの停止に伴って内側ステアリングクラッチも停止するので、内側遊星歯車機構に対する内側ステアリングクラッチの相対回転数が大きくなる。この状態で内側ステアリングクラッチが係合されると、内側ステアリングクラッチに過大な熱負荷が発生するおそれがある。

本開示の目的は、内側ステアリングクラッチの熱負荷を抑制可能な履帯式作業機械を提供することにある。

本開示の一側面に係る履帯式作業機械は、左右の遊星歯車機構と、左右のステアリングクラッチと、左右のステアリングブレーキと、旋回モータと、コントローラとを備える。左右の遊星歯車機構は、入力軸と左右の出力軸との間に配置される。左右のステアリングクラッチは、入力軸を中心として回転可能であり、左右の遊星歯車機構による入力軸から左右の出力軸への回転動力の伝達及び遮断を切り替える。左右のステアリングブレーキは、左右の出力軸を制動する。旋回モータは、左右の出力軸に回転数差が生じるように左右のステアリングクラッチを回転させる。コントローラは、左右のステアリングクラッチ、左右のステアリングブレーキ及び旋回モータを制御することによって、直進モード、緩旋回モード及び信地旋回モードのいずれかで履帯式作業機械を旋回させる。コントローラは、直進モードにおいて、左右のステアリングクラッチを係合させ、左右のステアリングブレーキを開放させ、かつ、旋回モータを停止させる。コントローラは、緩旋回モードにおいて、左右のステアリングクラッチを係合させ、左右のステアリングブレーキを開放させ、かつ、旋回モータを駆動させる。コントローラは、信地旋回モードにおいて、左右のステアリングクラッチのうち旋回方向に対応する内側ステアリングクラッチを開放させ、左右のステアリングブレーキのうち旋回方向に対応する内側ステアリングブレーキを制動させ、かつ、旋回モータを駆動させる。コントローラは、信地旋回モードから直進モード又は緩旋回モードに移行する際、内側ステアリングクラッチが部分係合し始める第１タイミング以降まで旋回モータの回転数を維持する。

本開示に係る技術によれば、内側ステアリングクラッチの熱負荷を抑制可能な履帯式作業機械を提供することができる。

実施形態に係るブルドーザの斜視図である。実施形態に係るブルドーザの動力伝達系統の断面構成図である。実施形態に係るブルドーザの動力伝達系統の概略システム構成図である。実施形態に係るコントローラによるブルドーザの制御例を示すグラフである。信地旋回モードから直進モードへ即座に切り替える場合におけるブルドーザの状態の一例を示すグラフである。変形例１に係るブルドーザの動力伝達系統の概略システム構成図である。

（ブルドーザ１の構成）
図１は、履帯式作業機械の一例であるブルドーザ１の斜視図である。図２は、ブルドーザ１の動力伝達系統の断面構成図である。図３は、ブルドーザ１の動力伝達系統の概略システム構成図である。

図１に示すように、ブルドーザ１は、左右のスプロケット２Ｌ，２Ｒ及び左右の履帯３Ｌ，３Ｒを含む左右の走行装置４Ｌ，４Ｒと、車両前部に設けられたブレード５と、車両後部に設けられたリッパ装置６とを備える。

ブルドーザ１は、ブレード５による土押し等の作業や、リッパ装置６による破砕及び掘削等の作業を行うことができる。

図２及び図３に示すように、ブルドーザ１は、エンジン１０と、エンジン動力伝達部２０と、左右の遊星歯車機構３０Ｌ，３０Ｒと、左右のステアリングクラッチ４０Ｌ，４０Ｒと、左右のステアリングブレーキ５０Ｌ，５０Ｒと、左右の出力軸６０Ｌ，６０Ｒと、旋回モータ８０と、モータ動力伝達部９０と、コントローラ１００とを有する。

［エンジン動力伝達部］
エンジン動力伝達部２０は、エンジン１０からの動力を左右の遊星歯車機構３０Ｌ，３０Ｒに伝達する。エンジン動力伝達部２０は、動力取出装置（パワーテイクオフ）２１と、トルクコンバータ２２と、トランスミッション２３と、ピニオン２４と、ベベルギア２５と、入力軸２６とを含む。

動力取出装置２１は、エンジン１０からの動力をトルクコンバータ２２に伝達する。トルクコンバータ２２は、動力取出装置２１から伝達されるエンジン１０の動力を、流体を介してトランスミッション２３に伝達する。トランスミッション２３は、トルクコンバータ２２から伝達される回転動力を変速するための複数の速度段クラッチと、前進及び後進を切り替えるための方向段クラッチとを有する。トランスミッション２３は、ピニオン２４に連結される。トランスミッション２３からの動力は、ピニオン２４及びベベルギア２５を介して、入力軸２６に伝達される。入力軸２６は、左右方向に延びる。入力軸２６の軸方向は、ブルドーザ１の左右方向と同義である。

［遊星歯車機構］
左右の遊星歯車機構３０Ｌ，３０Ｒは、入力軸２６と左右の出力軸６０Ｌ，６０Ｒとの間に配置される。左右の遊星歯車機構３０Ｌ，３０Ｒは、左右のリングギア３１Ｌ，３１Ｒと、左右のプラネタリギア３２Ｌ，３２Ｒと、左右のサンギア３３Ｌ，３３Ｒと、左右のキャリア３４Ｌ，３４Ｒとを有する。

左右のリングギア３１Ｌ，３１Ｒは、入力軸２６に連結される。左右のプラネタリギア３２Ｌ，３２Ｒは、入力軸２６の軸方向に垂直な径方向において、左右のリングギア３１Ｌ，３１Ｒの内側に配置される。左右のプラネタリギア３２Ｌ，３２Ｒは、左右のリングギア３１Ｌ，３１Ｒと左右のサンギア３３Ｌ，３３Ｒとに噛み合っている。左右のサンギア３３Ｌ，３３Ｒは、入力軸２６に対して回転自在に取り付けられる。左右のサンギア３３Ｌ，３３Ｒは、径方向において、左右のプラネタリギア３２Ｌ，３２Ｒの内側に配置される。左右のサンギア３３Ｌ，３３Ｒは、左右のステアリングクラッチ４０Ｌ，４０Ｒに連結される。左右のサンギア３３Ｌ，３３Ｒは、左右のステアリングクラッチ４０Ｌ，４０Ｒを介して、モータ動力伝達部９０（具体的には、後述する左右のクラッチギア９１Ｌ，９１Ｒ）と離接可能である。左右のキャリア３４Ｌ，３４Ｒは、左右のプラネタリギア３２Ｌ，３２Ｒと左右の出力軸６０Ｌ，６０Ｒとに連結される。

［ステアリングクラッチ］
左右のステアリングクラッチ４０Ｌ，４０Ｒは、左右の遊星歯車機構３０Ｌ，３０Ｒとモータ動力伝達部９０との間に配置される。左右のステアリングクラッチ４０Ｌ，４０Ｒは、左右の遊星歯車機構３０Ｌ，３０Ｒが有する左右のサンギア３３Ｌ，３３Ｒとモータ動力伝達部９０が有する左右のクラッチギア９１Ｌ，９１Ｒとを離接させる。

左右のステアリングクラッチ４０Ｌ，４０Ｒは、作動油の供給によって駆動する。左右のステアリングクラッチ４０Ｌ，４０Ｒは、係合及び開放可能な湿式多板式クラッチによって構成される。本実施形態において、左右のステアリングクラッチ４０Ｌ，４０Ｒは、ポジティブタイプの油圧クラッチである。左右のステアリングクラッチ４０Ｌ，４０Ｒは、作動油が供給されないとき開放され、供給される作動油の油圧が所定値未満であるとき部分係合し、供給される作動油の油圧が所定値以上であるとき完全係合する。

左右のステアリングクラッチ４０Ｌ，４０Ｒに供給される作動油の油圧は、左右のクラッチ用コントロールバルブ２７Ｌ，２７Ｒによって制御される。左右のクラッチ用コントロールバルブ２７Ｌ，２７Ｒは、コントローラ１００から入力されるクラッチ油圧指令に応じて駆動する。

左右のステアリングクラッチ４０Ｌ，４０Ｒは、左右の遊星歯車機構３０Ｌ，３０Ｒによる入力軸２６から左右の出力軸６０Ｌ，６０Ｒへの回転動力の伝達及び遮断を切り替える。

具体的には、左ステアリングクラッチ４０Ｌが係合されると、入力軸２６の回転は、左リングギア３１Ｌ、左プラネタリギア３２Ｌ及び左キャリア３４Ｌを介して左出力軸６０Ｌに伝達される。一方、左ステアリングクラッチ４０Ｌが開放されると、左サンギア３３Ｌは自由回転状態になって、入力軸２６から左出力軸６０Ｌへの回転動力の伝達は遮断される。同様に、右ステアリングクラッチ４０Ｒは、その係合及び開放に応じて、入力軸２６から右出力軸６０Ｒへの回転動力の伝達及び遮断を切り替える。

ここで、左右のステアリングクラッチ４０Ｌ，４０Ｒは、入力軸２６を中心として回転可能である。左右のステアリングクラッチ４０Ｌ，４０Ｒは、モータ動力伝達部９０を介して伝達される旋回モータ８０からの回転動力によって、互いに逆方向に回転する。

例えば、左右のステアリングクラッチ４０Ｌ，４０Ｒが係合された状態で、左ステアリングクラッチ４０Ｌが順回転しながら右ステアリングクラッチ４０Ｒが逆回転すると、左出力軸６０Ｌの回転数が右出力軸６０Ｒの回転数より高くなってブルドーザ１は右に緩旋回する。

本明細書において、緩旋回とは、同方向に回転する左右の出力軸６０Ｌ，６０Ｒに回転数差を生じさせることによって、比較的大きな旋回半径で弧を描くように前進または後退することを意味する。

また、左ステアリングクラッチ４０Ｌが係合され、かつ、右ステアリングクラッチ４０Ｒが開放された状態で、左ステアリングクラッチ４０Ｌが順回転すると、右出力軸６０Ｒの回転が停止するとともに左出力軸６０Ｌが回転してブルドーザ１は右に信地旋回する。ただし、ブルドーザ１が右に信地旋回する場合、後述するように、右ステアリングブレーキ５０Ｒは右出力軸６０Ｒを制動する。

本明細書において、信地旋回とは、左右の出力軸６０Ｌ，６０Ｒのうち一方を回転させつつ他方を実質的に又は完全に停止させることによって、他方側の履帯を軸として旋回することを意味する。

図２に示すように、右ステアリングクラッチ４０Ｒは、複数のクラッチプレート４１、複数のクラッチディスク４２及びクラッチピストン４３を有する。

各クラッチプレート４１は、右クラッチギア９１Ｒに取り付けられる。各クラッチディスク４２は、右サンギア３３Ｒに固定される。各クラッチプレート４１と各クラッチディスク４２は、軸方向において交互に配置される。

作動油の供給に伴ってクラッチピストン４３が右方向に移動すると、各クラッチプレート４１と各クラッチディスク４２とが圧接されて右ステアリングクラッチ４０Ｒが係合する。これによって、右遊星歯車機構３０Ｒが有する右サンギア３３Ｒとモータ動力伝達部９０が有する右クラッチギア９１Ｒとが接合する。

一方、作動油の排出に伴ってクラッチピストン４３が左方向に移動すると、各クラッチプレート４１と各クラッチディスク４２とが離れて右ステアリングクラッチ４０Ｒは開放される。これによって、右遊星歯車機構３０Ｒが有する右サンギア３３Ｒとモータ動力伝達部９０が有する右クラッチギア９１Ｒとが離れる。

なお、左ステアリングクラッチ４０Ｌは、右ステアリングクラッチ４０Ｒと同様の構成を有する。

［ステアリングブレーキ］
左右のステアリングブレーキ５０Ｌ，５０Ｒは、作動油の供給によって駆動する。左右のステアリングブレーキ５０Ｌ，５０Ｒは、係合及び開放可能な湿式多板式クラッチによって構成される。本実施形態において、左右のステアリングブレーキ５０Ｌ，５０Ｒは、ネガティブタイプの油圧ブレーキである。左右のステアリングブレーキ５０Ｌ，５０Ｒは、作動油が供給されないとき完全係合し、供給される作動油の油圧が所定値未満であるとき部分係合し、供給される作動油の油圧が所定値以上であるとき開放される。左右のステアリングブレーキ５０Ｌ，５０Ｒが係合（完全係合又は部分係合）されると、左右のステアリングブレーキ５０Ｌ，５０Ｒに制動力が生じる。

左右のステアリングブレーキ５０Ｌ，５０Ｒに供給される作動油の油圧は、左右のブレーキ用コントロールバルブ２８Ｌ，２８Ｒによって制御される。左右のブレーキ用コントロールバルブ２８Ｌ，２８Ｒは、コントローラ１００から入力されるブレーキ油圧指令に応じて駆動する。

左右のステアリングブレーキ５０Ｌ，５０Ｒは、左右の出力軸６０Ｌ，６０Ｒの回転を制動する。

具体的には、左ステアリングブレーキ５０Ｌが係合されると、左出力軸６０Ｌの回転が制動されることによって、左スプロケット２Ｌの回転が低減される。一方、右ステアリングブレーキ５０Ｒが係合されると、右出力軸６０Ｒの回転が制動されることによって、右スプロケット２Ｒの回転が低減される。

図２に示すように、右ステアリングブレーキ５０Ｒは、回転部材５１、ブレーキハウジング５２、複数の固定プレート５３、複数のブレーキディスク５４及びブレーキピストン５５を有する。

回転部材５１は、右出力軸６０Ｌに固定されており、右出力軸６０Ｒとともに回転する。ブレーキハウジング５２は、回転部材５１に対して固定されている。各固定プレート５３は、ブレーキハウジング５２に取り付けられる。各ブレーキディスク５４は、回転部材５１に固定される。各固定プレート５３と各ブレーキディスク５４は、軸方向において交互に配置される。

作動油の充填に伴ってブレーキピストン５５が左方向に移動すると、各固定プレート５３と各ブレーキディスク５４とが離れて、右ステアリングブレーキ５０Ｒは開放される。一方、作動油の排出に伴ってブレーキピストン５５が右方向に移動すると、各固定プレート５３と各ブレーキディスク５４とが圧接されて右ステアリングブレーキ５０Ｒに制動力が生じる。

なお、左ステアリングブレーキ５０Ｌは、右ステアリングブレーキ５０Ｒと同様の構成を有する。

［旋回モータ］
旋回モータ８０は、エンジン１０の動力によって駆動する。旋回モータ８０は、正回転方向及び反回転方向のいずれかで回転する。旋回モータ８０の回転方向及び回転数は、コントローラ１００によって制御される。旋回モータ８０の回転数は、エンジン１０から伝達される動力に応じて０％から１００％（最大値）まで変化する。

旋回モータ８０の回転動力は、モータ動力伝達部９０を介して左右のステアリングクラッチ４０Ｌ，４０Ｒに伝達される。旋回モータ８０は、左右の出力軸６０Ｌ，６０Ｒに回転数差が生じるように左右のステアリングクラッチ４０Ｌ，４０Ｒを回転させる。例えば、ブルドーザ１が右に緩旋回する場合、旋回モータ８０が左右のステアリングクラッチ４０Ｌ，４０Ｒを逆回転させると、左出力軸６０Ｌの回転数が右出力軸６０Ｒの回転数より高くなる。また、ブルドーザ１が右に信地旋回する場合、旋回モータ８０は、左右のステアリングクラッチ４０Ｌ，４０Ｒを逆回転させるが、右ステアリングクラッチ４０Ｒは開放され、かつ、右ステアリングブレーキ５０Ｒは制動されるので、右出力軸６０Ｒは回転せずに左出力軸６０Ｌのみが回転する。

［モータ動力伝達部］
モータ動力伝達部９０は、旋回モータ８０と左右のステアリングクラッチ４０Ｌ，４０Ｒとの間に配置される。モータ動力伝達部９０は、旋回モータ８０の回転動力を左右のステアリングクラッチ４０Ｌ，４０Ｒに伝達する。

モータ動力伝達部９０は、左右のクラッチギア９１Ｌ，９１Ｒ、第１トランスファギア９２、副軸９３、第２トランスファギア９４、アイドラギア９５及びピニオンギア９６を有する。

左右のクラッチギア９１Ｌ，９１Ｒは、左右のステアリングクラッチ４０Ｌ，４０Ｒを介して左右のサンギア３３Ｌ，３３Ｒと離接可能である。左右のクラッチギア９１Ｌ，９１Ｒは、入力軸２６の軸方向を中心として回転可能である。左クラッチギア９１Ｌは、アイドラギア９５と噛み合う。右クラッチギア９１Ｒは、第１トランスファギア９２、副軸９３及び第２トランスファギア９４を介してアイドラギア９５と連結される。左右のクラッチギア９１Ｌ，９１Ｒは、旋回モータ８０が回転すると、互いに逆方向に回転する。

アイドラギア９５は、左クラッチギア９１Ｌ、第２トランスファギア９４及びピニオンギア９６と噛み合う。アイドラギア９５は、入力軸２６の軸方向を中心として回転可能である。

ピニオンギア９６は、アイドラギア９５と噛み合う。ピニオンギア９６は、ピニオン軸９６ａを中心として回転可能である。ピニオンギア９６は、ピニオン軸９６ａを介して伝達される旋回モータ８０の回転動力によって回転する。

［コントローラ］
コントローラ１００は、ブルドーザ１を走行させるために、エンジン１０の回転数と、トランスミッション２３の速度段クラッチ及び方向段クラッチとを制御する。

コントローラ１００は、左右のステアリングクラッチ４０Ｌ，４０Ｒ、左右のステアリングブレーキ５０Ｌ，５０Ｒ及び旋回モータ８０を制御することによって、「直進モード」、「緩旋回モード」及び「信地旋回モード」のいずれかでブルドーザ１を走行させる。

コントローラ１００は、ブルドーザ１の操向操作に用いられる操向レバー３５に接続される。操向レバー３５は、中立位置Ｐ１を基準として左旋回方向Ｐ２及び右旋回方向Ｐ３それぞれに操作可能である。

コントローラ１００は、操向レバー３５の操作方向及び操作量に応じて、「直進モード」、「緩旋回モード」及び「信地旋回モード」のいずれかでブルドーザ１を走行させる。

図４は、コントローラ１００によるブルドーザ１の制御例を示すグラフである。

操向レバー３５の操作量が第１所定量ＴＨ１以下である場合、コントローラ１００は、直進モードでブルドーザ１を直進させる。操向レバー３５の操作量が第１所定量ＴＨ１より大きく第２所定量ＴＨ２より小さい場合、コントローラ１００は、緩旋回モードでブルドーザ１を旋回させる。操向レバー３５の操作量が第２所定量ＴＨ２以上である場合、コントローラ１００は、信地旋回モードでブルドーザ１を旋回させる。

第２所定量ＴＨ２は、第１所定量ＴＨ１より大きい。第１及び第２所定量ＴＨ１，ＴＨ２それぞれは、所望の値に設定することができる。第１所定量ＴＨ１は“０”であってもよい。

・直進モード
直進モードにおいて、コントローラ１００は、左右のクラッチ用コントロールバルブ２７Ｌ，２７Ｒを制御して、左右のステアリングクラッチ４０Ｌ，４０Ｒを完全係合させる。

直進モードにおいて、コントローラ１００は、左右のブレーキ用コントロールバルブ２８Ｌ，２８Ｒを制御して、左右のステアリングブレーキ５０Ｌ，５０Ｒを開放させる。

直進モードにおいて、コントローラ１００は、旋回モータ８０を停止させる。

・緩旋回モード
緩旋回モードにおいて、コントローラ１００は、左右のクラッチ用コントロールバルブ２７Ｌ，２７Ｒを制御して、左右のステアリングクラッチ４０Ｌ，４０Ｒを係合（典型的には、完全係合）させる。

緩旋回モードにおいて、コントローラ１００は、左右のブレーキ用コントロールバルブ２８Ｌ，２８Ｒを制御して、左右のステアリングブレーキ５０Ｌ，５０Ｒを開放させる。

緩旋回モードにおいて、コントローラ１００は、操向レバー３５の操作量が大きくなるに従って内側出力軸６０_ＩＮの回転数が外側出力軸６０_ＯＵＴの回転数より低くなるように旋回モータ８０を駆動させる。

内側出力軸６０_ＩＮとは、左右の出力軸６０Ｌ，６０Ｒのうち操向レバー３５の操作方向（すなわち、旋回方向）に対応する出力軸である。外側出力軸６０_ＯＵＴとは、左右の出力軸６０Ｌ，６０Ｒのうち操向レバー３５の操作方向と反対の出力軸である。

コントローラ１００は、操向レバー３５の操作量が大きくなるに従って旋回モータ８０の回転数を高くする。例えば、コントローラ１００は、操向レバー３５の操作量に比例するように旋回モータ８０の回転数を徐々に高めてもよいし、操向レバー３５の操作量に応じて旋回モータ８０の回転数を段階的に高めてもよい。

操向レバー３５の操作量が第２所定量ＴＨ２であるときの旋回モータ８０の回転数は、十分高ければよく特に制限されないが、９０％以上が好ましく、９５％以上がより好ましく、１００％（最大値）が特に好ましい。

・信地旋回モード
信地旋回モードにおいて、コントローラ１００は、左右のクラッチ用コントロールバルブ２７Ｌ，２７Ｒを制御して、内側ステアリングクラッチ４０_ＩＮを開放させ、外側ステアリングクラッチ４０_ＯＵＴを係合（典型的には、完全係合）させる。

内側ステアリングクラッチ４０_ＩＮとは、左右のステアリングクラッチ４０Ｌ，４０Ｒのうち操向レバー３５の操作方向に対応するステアリングクラッチである。外側ステアリングクラッチ４０_ＯＵＴとは、左右のステアリングクラッチ４０Ｌ，４０Ｒのうち操向レバー３５の操作方向と反対のステアリングクラッチである。

信地旋回モードにおいて、コントローラ１００は、左右のブレーキ用コントロールバルブ２８Ｌ，２８Ｒを制御して、内側ステアリングブレーキ５０_ＩＮを制動させ、外側ステアリングブレーキ５０_ＯＵＴを開放させる。

内側ステアリングブレーキ５０_ＩＮとは、左右のステアリングブレーキ５０Ｌ，５０Ｒのうち操向レバー３５の操作方向に対応するステアリングブレーキである。外側ステアリングブレーキ５０_ＯＵＴとは、左右のステアリングブレーキ５０Ｌ，５０Ｒのうち操向レバー３５の操作方向と反対のステアリングブレーキである。

信地旋回モードにおいて、コントローラ１００は、旋回モータ８０の回転数を緩旋回モードの回転数と同程度に維持する。旋回モータ８０の回転数は、十分高ければよく特に制限されないが、９０％以上が好ましく、９５％以上がより好ましく、１００％が特に好ましい。

・信地旋回モードから直進モード又は緩旋回モードへの切り替え
コントローラ１００は、信地旋回モードから直進モード又は緩旋回モードへ切り替える場合、内側ステアリングクラッチ４０_ＩＮを開放状態から係合状態に移行させ、内側ステアリングブレーキ５０_ＩＮを制動状態から開放状態に移行させ、かつ、旋回モータ８０の回転数を低減させる。

コントローラ１００は、信地旋回モードから直進モードへ即座に切り替える場合、旋回モータ８０を停止（回転数＝０％）させる。コントローラ１００は、信地旋回モードから緩旋回モードへ切り替える場合、旋回モータ８０の回転数を操向レバー３５の操作量に応じた回転数（０％＜回転数＜１００％）に低減させる。

図５は、信地旋回モードから直進モードへ即座に切り替える場合におけるブルドーザ１の状態の一例を示すグラフである。

図５には、内側クラッチ用コントロールバルブ２７_ＩＮに出力されるクラッチ油圧指令、内側ステアリングクラッチ４０_ＩＮ内部の実油圧、旋回モータ８０の回転数、内側ステアリングクラッチ４０_ＩＮの周速、及び内側ステアリングクラッチ４０_ＩＮに発生する熱負荷それぞれの経時変化が示されている。

内側クラッチ用コントロールバルブ２７_ＩＮとは、左右のクラッチ用コントロールバルブ２７Ｌ，２７Ｒのうち内側ステアリングクラッチ４０_ＩＮに対応するクラッチ用コントロールバルブである。内側ステアリングクラッチ４０_ＩＮの周速とは、入力軸２６からの回転動力によって空転している内側サンギア３３_ＩＮに対する内側ステアリングクラッチ４０_ＩＮの相対回転速度である。

図５では、旋回モータ８０の回転数、内側ステアリングクラッチ４０_ＩＮの周速及び熱負荷について、実施例及び比較例それぞれのグラフが示されている。実施例とは、内側ステアリングクラッチ４０_ＩＮが部分係合し始めた後に旋回モータ８０の回転数を低減させる場合である。比較例とは、内側ステアリングクラッチ４０_ＩＮが部分係合し始める前に旋回モータ８０の回転数を低減させる場合である。

（ア）比較例に係る制御
図５を参照しながら、比較例に係る制御について説明する。

旋回モータ８０の回転数は、内側クラッチ用コントロールバルブ２７_ＩＮにクラッチ油圧指令が出力され始めるタイミングｔ０において０％まで低減される。そのため、内側ステアリングクラッチ４０_ＩＮの周速は、タイミングｔ０以降において信地旋回中に比べて速くなっている。

内側ステアリングクラッチ４０_ＩＮでは、タイミングｔ０以降に作動油が徐々に充填され、タイミングｔ１（「第１タイミング」の一例）において作動油の充填が完了する。そして、内側ステアリングクラッチ４０_ＩＮは、タイミングｔ１において部分係合し始め、タイミングｔ２（「第２タイミング」の一例）において完全係合する。そのため、内側ステアリングクラッチ４０_ＩＮの周速は、タイミングｔ１からタイミングｔ２にかけて徐々に低下し、タイミングｔ２以降は０になる。

内側ステアリングクラッチ４０_ＩＮに発生する熱負荷は、内側ステアリングクラッチ４０_ＩＮが部分係合し始めるタイミングｔ１から徐々に上昇し始めてタイミングｔ３において最高値を記録した後、内側ステアリングクラッチ４０_ＩＮが完全係合するタイミングｔ２において０になっている。

このように、比較例では、内側ステアリングクラッチ４０_ＩＮが部分係合し始めるタイミングｔ１より前に旋回モータ８０の回転数が低減さているため、タイミングｔ１における内側ステアリングクラッチ４０_ＩＮの周速が速く、その結果、内側ステアリングクラッチ４０_ＩＮに発生する熱負荷が大きくなっている。

（イ）実施例に係る制御
図５を参照しながら、実施例に係る制御について説明する。

旋回モータ８０の回転数は、内側クラッチ用コントロールバルブ２７_ＩＮにクラッチ油圧指令が出力され始めるタイミングｔ０以降も維持される。そのため、内側ステアリングクラッチ４０_ＩＮの周速は、タイミングｔ０以降において信地旋回中と同じである。

内側ステアリングクラッチ４０_ＩＮでは、タイミングｔ０以降に作動油が徐々に充填され、タイミングｔ１において作動油の充填が完了する。そして、内側ステアリングクラッチ４０_ＩＮは、タイミングｔ１において部分係合し始め、タイミングｔ２において完全係合する。そのため、内側ステアリングクラッチ４０_ＩＮの周速は、タイミングｔ１からタイミングｔ２にかけて徐々に低下し、タイミングｔ２以降は０になる。

このように、実施例では、内側ステアリングクラッチ４０_ＩＮが部分係合し始めるタイミングｔ１まで旋回モータ８０の回転数が維持されているため、タイミングｔ１における内側ステアリングクラッチ４０_ＩＮの周速は上述した比較例に比べて遅く、その結果、内側ステアリングクラッチ４０_ＩＮに発生する熱負荷を抑制することができる。

なお、本実施例では、内側ステアリングクラッチ４０_ＩＮが部分係合し始めるタイミングｔ１を超えると即座に旋回モータ８０の回転数が低減され始めているが、これに限られない。内側ステアリングクラッチ４０_ＩＮが部分係合し始めるタイミングｔ１を超えた後も旋回モータ８０の回転数を維持したとしても、熱負荷抑制効果を得ることはできる。従って、コントローラ１００は、タイミングｔ１以降まで旋回モータ８０の回転数を維持すればよい。

なお、本実施例では、内側ステアリングクラッチ４０_ＩＮが完全係合するタイミングｔ２丁度に旋回モータ８０が停止しているが、これに限られない。内側ステアリングクラッチ４０_ＩＮが完全係合するタイミングｔ２より前に旋回モータ８０を停止させたとしても、速やかに直進モードに移行させることはできる。従って、コントローラ１００は、タイミングｔ２以前に旋回モータ８０を停止させればよい。

また、実施例では、内側ステアリングクラッチ４０_ＩＮに発生する熱負荷が最高値を記録するタイミングｔ３以降に旋回モータ８０が停止している。そのため、タイミングｔ３より前に旋回モータ８０を停止させる場合に比べて、内側ステアリングクラッチ４０_ＩＮに発生する熱負荷の最高値を低くすることができる。

以上、図５を参照して、信地旋回モードから直進モードへ即座に切り替える場合における旋回モータ８０の回転数制御について説明したが、信地旋回モードから緩旋回モードへ切り替える場合であっても同様に旋回モータ８０の回転数制御が行われる。

（実施形態の変形例）
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。

（変形例１）
上記実施形態において、コントローラ１００は、操向レバー３５の操作量に応じて、緩旋回モードから信地旋回モードへの切り替えと、信地旋回モードから緩旋回モードへの切り替えとを行うこととしたが、これに限られない。コントローラ１００は、操向レバー３５の操作量が第１所定量ＴＨ１より大きく、かつ、信地旋回指示をオペレータから受け付けたことに応じて、緩旋回モードから信地旋回モードに切り替えてもよい。さらに、コントローラ１００は、信地旋回モード中において、信地旋回指示をオペレータから受け付けなくなったことに応じて、信地旋回モードから緩旋回モードに切り替えてもよい。

ここで、図６は、本変形例に係るブルドーザ１ａが備える動力伝達系統の概略システム構成図である。ブルドーザ１ａは、信地旋回ボタン３６を備える以外、上記実施形態に係るブルドーザ１と同じ構成を備える。

信地旋回ボタン３６は、コントローラ１００に接続される。信地旋回ボタン３６は、信地旋回指示をオペレータから受け付ける。信地旋回ボタン３６がオペレータによって押されると、信地旋回ボタン３６は信地旋回指示をコントローラ１００に送信する。信地旋回ボタン３６は、オペレータによって押されているあいだ信地旋回指示をコントローラ１００に送信してもよいし、オペレータによって再び押されるまで信地旋回指示をコントローラ１００に送信し続けてもよい。

コントローラ１００は、操向レバー３５の操作量が第１所定量ＴＨ１以下である場合、上記実施形態にて説明したとおり、ブルドーザ１の走行モードを直進モードにする。

コントローラ１００は、操向レバー３５の操作量が第１所定量ＴＨ１より大きく、かつ、信地旋回指示を受け付けていない場合、ブルドーザ１の走行モードを緩旋回モードにする。緩旋回モードにおけるコントローラ１００の制御は、上記実施形態にて説明したとおりである。

コントローラ１００は、操向レバー３５の操作量が第１所定量ＴＨ１より大きく、かつ、信地旋回指示を受け付けた場合、ブルドーザ１の走行モードを信地旋回モードにする。信地旋回モードにおけるコントローラ１００の制御は、上記実施形態にて説明したとおりである。

信地旋回モードから緩旋回モードへの切り替え時におけるコントローラ１００の制御は、上記実施形態にて説明したとおりである。

（変形例２）
上記実施形態において、左右のステアリングクラッチ４０Ｌ，４０Ｒは、ポジティブタイプの油圧クラッチであることとしたが、ネガティブタイプの油圧クラッチであってもよい。

（変形例３）
上記実施形態において、左右のステアリングブレーキ５０Ｌ，５０Ｒは、ネガティブタイプの油圧ブレーキであることとしたが、ポジティブタイプの油圧クラッチであってもよい。

（変形例４）
上記実施形態において、左右の出力軸６０Ｌ，６０Ｒは、左右のスプロケット２Ｌ，２Ｒに連結されることとしたが、左右の出力軸６０Ｌ，６０Ｒと左右のスプロケット２Ｌ，２Ｒとの間には、左右の終減速装置が介在していてもよい。

（変形例５）
上記実施形態では、信地旋回モードから直進モードへ即座に切り替える場合と、信地旋回モードから緩旋回モードへ切り替える場合との両方において旋回モータ８０の回転数制御を行うこととしたが、いずれか一方の場合にのみ旋回モータ８０の回転数制御を行ってもよい。

１ブルドーザ
１０エンジン
２０エンジン動力伝達部
２６入力軸
３０Ｌ，３０Ｒ左右の遊星歯車機構
３１Ｌ，３１Ｒ左右のリングギア
３２Ｌ，３２Ｒ左右のプラネタリギア
３３Ｌ，３３Ｒ左右のサンギア
３４Ｌ，３４Ｒ左右のキャリア
４０Ｌ，４０Ｒ左右のステアリングクラッチ
５０Ｌ，５０Ｒ左右のステアリングブレーキ
６０Ｌ，６０Ｒ左右の出力軸
８０旋回モータ
９０モータ動力伝達部
９１Ｌ，９１Ｒ左右のクラッチギア
９２第１トランスファギア
９３副軸
９４第２トランスファギア
９５アイドラギア
９６ピニオンギア
９８固定部材
９９旋回用モータ
１００コントローラ

Claims

入力軸と左右の出力軸との間に配置される左右の遊星歯車機構と、
前記入力軸を中心として回転可能であり、前記左右の遊星歯車機構による前記入力軸から前記左右の出力軸への回転動力の伝達及び遮断を切り替える左右のステアリングクラッチと、
前記左右の出力軸を制動する左右のステアリングブレーキと、
前記左右の出力軸に回転数差が生じるように前記左右のステアリングクラッチを回転させる旋回モータと、
前記左右のステアリングクラッチ、前記左右のステアリングブレーキ及び前記旋回モータを制御することによって、直進モード、緩旋回モード及び信地旋回モードのいずれかで履帯式作業機械を旋回させるコントローラと、
を備え、
前記コントローラは、前記直進モードにおいて、前記左右のステアリングクラッチを係合させ、前記左右のステアリングブレーキを開放させ、かつ、前記旋回モータを停止させ、
前記コントローラは、前記緩旋回モードにおいて、前記左右のステアリングクラッチを係合させ、前記左右のステアリングブレーキを開放させ、かつ、前記旋回モータを駆動させ、
前記コントローラは、前記信地旋回モードにおいて、前記左右のステアリングクラッチのうち前記旋回方向に対応する内側ステアリングクラッチを開放させ、前記左右のステアリングブレーキのうち旋回方向に対応する内側ステアリングブレーキを制動させ、かつ、前記旋回モータを駆動させ、
前記コントローラは、前記信地旋回モードから前記直進モード又は前記緩旋回モードに移行する際、前記内側ステアリングクラッチが部分係合し始める第１タイミング以降まで前記旋回モータの回転数を維持する、
履帯式作業機械。
前記コントローラは、前記信地旋回モードから前記直進モード又は前記緩旋回モードに移行する際、前記内側ステアリングクラッチが完全係合する第２タイミング以前に前記旋回モータを停止させる、
請求項１に記載の履帯式作業機械。
前記左右の遊星歯車機構それぞれは、
前記入力軸に連結されるリングギアと、
前記入力軸に回転自在に取り付けられ、前記ステアリングクラッチに連結されるサンギアと、
前記リングギア及び前記サンギアの間に配置されるプラネタリギアと、
前記プラネタリギアと前記出力軸に連結されるキャリアと、
を有する、
請求項１又は２に記載の履帯式作業機械。
前記左右のステアリングクラッチを介して前記左右の遊星歯車機構それぞれの前記サンギアと離接可能であり、互いに逆方向に回転する左右のクラッチギアと、
前記左右のクラッチギアに前記旋回モータの回転動力を伝達するアイドラギアと、
を備える、
請求項３に記載の履帯式作業機械。