JPWO2020178908A1 - 動力伝達機構および車両の走行駆動装置 - Google Patents

Abstract

車両の走行駆動装置などを小型化、簡易化する。
第１のポートＰ１から油圧を供給すると、第１のスプリング１６による第１の駆動クラッチ１２への押圧が解除されて、駆動源によってドライブシャフト１１の太陽ギヤＧ１１が回転し、遊星ギヤＧ１４が公転することで、ドライブギヤＧ１５が低速モードで回転し、第２のポートＰ２から油圧を供給すると、第２のスプリング１７による第２の駆動クラッチ１４への押圧が解除されて、駆動源によってドライブシャフト１１の太陽ギヤＧ１１とリングギヤキャリア１３の伝達ギヤＧ１３が回転し、リングギヤＧ１２が回転するとともに遊星ギヤＧ１４が公転することで、ドライブギヤＧ１５が高速モードで回転する。

Description

本発明は、油圧モータなどの駆動源で回転されるドライブシャフトの動力を他の軸（従動軸）に伝達する動力伝達機構および、この動力伝達機構を備えた車両の走行駆動装置に関する。

従来、凍土や泥濘地などで使用される運搬車両や不整地走行車両などの車両において、車両の車軸に動力を伝達して走行させる走行駆動装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この走行駆動装置は、車両の左右一対の車軸にそれぞれ連結された左右一対の遊星歯車機構と、走行用駆動源を含む走行駆動系からの動力を、左右一対の遊星歯車機構の太陽ギヤに入力し、左右一対の車軸を同方向に同速度で回転させる走行用入力シャフトを備える。また、旋回用駆動源を含む旋回駆動系からの動力を、左右一対の遊星歯車機構のリングギヤに入力して互いに逆方向に回転させ、左右一対の車軸の回転速度に差を生じさせる旋回用入力シャフトを備える。このような走行用入力シャフトと旋回用入力シャフトが同軸上に配置され、走行用入力シャフトと旋回用入力シャフトのいずれか一方が他方を貫通していることで、小型化が図られている。

また、左右一対の車軸と左右一対の駆動輪との間に、左右一対の減速機構が配置されている。この変速機構は、走行用入力シャフトに同軸上で連結され変速ギヤを有する変速シャフトと、変速ギヤに噛合した状態を維持したまま、変速シャフトの軸方向に沿ってスライド自在な切替ギヤと、を備える。また、走行用入力シャフトの同軸上に配設された高速入力ギヤと低速入力ギヤを備えるとともに、切替ギヤがスライドされた場合に噛合される、高速変速ギヤと低速変速ギヤが走行用入力シャフトの同軸上に設けられている。

そして、走行用油圧ポンプに接続された油圧シリンダによって切替ギヤが高速位置に移動すると、走行用油圧モータの動力が、高速出力ギヤおよび高速入力ギヤを介して走行用入力シャフトに伝達される。同様に、油圧シリンダによって切替ギヤが低速位置に移動すると、走行用油圧モータの動力が、低速出力ギヤおよび低速入力ギヤを介して走行用入力シャフトに伝達されるものである。

特開２０１７−１０５３８５号公報

ところで、特許文献１に記載の走行駆動装置では、変速ギヤ、切替ギヤ、高速入力ギヤ、低速入力ギヤ、さらには、高速変速ギヤや低速変速ギヤなどを備える複雑な変速機構が、走行用入力シャフトに同軸上で配設されている。このように、走行用油圧モータ側の走行駆動系（動力伝達機構）のみで変速機能を備えるものではないため、構成が複雑でさらなる小型化が困難となる。また、従来のコンスタントメッシュ方式のシフトチェンジ・変速では、機械式クラッチのため走行中のシフトチェンジができず、停止してシフトチェンジする必要があった。

そこで本発明は、上記課題を解決するために、走行駆動装置などの小型化、簡易化が可能で、しかも、走行中のシフトチェンジを可能にする動力伝達機構および、この動力伝達機構を備えた車両の走行駆動装置を提供することを目的にする。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、駆動源によって軸心周りに回転可能で、太陽ギヤが設けられたドライブシャフトと、前記ドライブシャフトの外周側に配設された第１の駆動クラッチと、前記第１の駆動クラッチの外周側に配設され、前記太陽ギヤと同軸のリングギヤの内歯と噛合する伝達ギヤが設けられたリングギヤキャリアと、前記リングギヤキャリアの外周側に配設された第２の駆動クラッチと、前記太陽ギヤと前記リングギヤの内歯とに噛合する遊星ギヤと、前記遊星ギヤに連結され、前記太陽ギヤと同心に回転可能なドライブギヤが設けられた遊星キャリアと、前記第１の駆動クラッチを押圧することで、前記ドライブシャフトと前記リングギヤキャリアを固定する第１の押圧手段と、前記第２の駆動クラッチを押圧することで、前記リングギヤキャリアを固定する第２の押圧手段と、油圧を供給して前記第１の駆動クラッチへの押圧を解除し、前記駆動源によって前記ドライブシャフトの前記太陽ギヤを回転させて、前記遊星ギヤを公転させることで、前記ドライブギヤを低速モードで回転させる第１のポートと、油圧を供給して前記第２の駆動クラッチへの押圧を解除し、前記駆動源によって前記ドライブシャフトの太陽ギヤと前記リングギヤキャリアの伝達ギヤを回転させて、前記リングギヤを回転させるとともに前記遊星ギヤを公転させることで、前記ドライブギヤを高速モードで回転させる第２のポートと、を備えることを特徴とする動力伝達機構である。

この発明によれば、第１のポートと第２のポートから油圧が供給されない状態では、第１の押圧手段で第１の駆動クラッチが押圧されてドライブシャフトとリングギヤキャリアが固定され、第２の押圧手段で第２の駆動クラッチが押圧されてリングギヤキャリアが固定される。つまり、駆動源が駆動してもドライブシャフトは固定されたままとなる。一方、第１のポートから油圧が供給されると、駆動源によってドライブシャフトつまり太陽ギヤが回転し、遊星ギヤが公転することでドライブギヤが低速モードで回転する。さらに、第２のポートから油圧が供給されると、駆動源によってドライブシャフトつまり太陽ギヤとリングギヤキャリアつまり伝達ギヤが回転し、リングギヤが回転するとともに遊星ギヤが公転することで、ドライブギヤが高速モードで回転する。このように、この動力伝達機構において変速機能を備え、しかも、油圧クラッチでシフトチェンジするものである。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の動力伝達機構において、前記ドライブシャフトと、前記第１の駆動クラッチと、前記リングギヤキャリアと、前記第２の駆動クラッチと、前記遊星キャリアは、同軸上に配設されている、ことを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の動力伝達機構において、前記低速モードと前記高速モードとのシフトチェンジを円滑に行えるように、該シフトチェンジに連動して前記ドライブシャフトを駆動する油圧モータの容量を制御する、ことを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、車両の左右一対の車軸にそれぞれ連結された左右一対の車両用遊星歯車機構と、請求項１から３のいずれか１項に記載の動力伝達機構の前記ドライブギヤの回転を、前記左右一対の車両用遊星歯車機構の太陽ギヤに入力し、前記左右一対の車軸を同方向に同速度で回転させる走行用入力シャフトと、旋回駆動系からの動力を前記左右一対の車両用遊星歯車機構のリングギヤに入力して互いに逆方向に回転させ、前記左右一対の車軸の回転速度に差を生じさせる旋回用入力シャフトと、を備え、前記走行用入力シャフトと前記旋回用入力シャフトは同軸上に配置されていて、前記走行用入力シャフトと前記旋回用入力シャフトのいずれか一方が他方を貫通している、ことを特徴とする車両の走行駆動装置である。

請求項１に記載の発明によれば、動力伝達機構において変速機能を備えるため、この動力伝達機構を走行駆動装置などに備えることで、走行駆動装置などを小型化、簡易化することが可能となる。すなわち、請求項３に記載の発明によれば、動力伝達機構において変速機能を備えるため、車両の走行駆動装置を小型化、簡易化することが可能となる。また、第１のポートと第２のポートから油圧を供給したり供給しなかったりするだけで、ドライブシャフトを固定状態（ブレーキオン状態）にしたり、低速モード（低速ギヤ）や高速モード（高速ギヤ）で回転させることができるため、より小型化、簡易化することが可能となるとともに、より適正な変速が可能となる。また、油圧クラッチで変速するため、走行中に滑らかにシフトチェンジすることが可能となる。

請求項２に記載の発明によれば、ドライブシャフトと第１の駆動クラッチとリングギヤキャリアと第２の駆動クラッチと遊星キャリアとが、同軸上に配設されているため、重量バランスや安定性が向上するとともに、動力伝達機構を小型化、簡易化することが可能となる。この結果、走行駆動装置などをより小型化、簡易化することが可能となる。

請求項３に記載の発明によれば、シフトチェンジに連動してドライブシャフトの油圧モータの容量が制御されるため、シフトチェンジを円滑かつ安全に行うことが可能となる。

この発明の実施の形態に係わる走行動力伝達機構を示す断面図である。 図１の走行動力伝達機構を備えた車両の走行駆動装置を示す断面図である。 図２の走行駆動装置の走行旋回機構を示す断面図である。 図２の走行駆動装置の動力伝達ブロック図である。 図１の走行動力伝達機構の低速モード状態を示す断面図である。 図１の走行動力伝達機構の高速モード状態を示す断面図である。

以下、この発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。

図１〜図６は、この発明の実施の形態を示し、図１は、この実施の形態に係わる走行動力伝達機構（動力伝達機構）１を示す断面図であり、図２は、この走行動力伝達機構１を備えた車両の走行駆動装置１００を示す断面図である。この走行駆動装置１００は、凍土や泥濘地などで使用される運搬車両や不整地走行車両などに搭載される装置であり、これらの車両は、農業用車両や工事用車両よりも比較的速い速度で走行する。

走行駆動装置１００は、図２および図４に示すように、主として、走行動力伝達機構１と旋回動力伝達機構２と走行旋回機構３を備える。走行動力伝達機構１は、車両を前進または後進させるための動力を走行旋回機構３に伝達する走行駆動系であり、駆動源・動力源としての走行用油圧ポンプ７１と走行用油圧モータ７２によって駆動される。旋回動力伝達機構２は、車両を左右に旋回させるための動力を走行旋回機構３に伝達する旋回駆動系であり、駆動源としての旋回用油圧ポンプ７３と旋回用油圧モータ７４によって駆動される。

この走行動力伝達機構１と旋回動力伝達機構２は、走行旋回機構３の走行用入力シャフト３１および旋回用入力シャフト３２を挟むようにして、左右方向に並列に配置されている。また、走行用油圧ポンプ７１や旋回用油圧ポンプ７３などは、車両のエンジンによって駆動される。

以下にまず、旋回動力伝達機構２と走行旋回機構３について説明し、その後、走行動力伝達機構１について説明する。

旋回動力伝達機構２は、図２に示すように、軸心周りに回転可能な旋回駆動シャフト２１を備え、この旋回駆動シャフト２１の上端部が、円筒状の連結カプラ２２を介して旋回用油圧モータ７４の出力軸７４１に連結されている。さらに、連結カプラ２２の外周には、複数のクラッチ板が積層された旋回クラッチ２３が配設され、出力軸７４１の動力、回転が旋回駆動シャフト２１に伝達または遮断されるようになっている。

すなわち、旋回クラッチ２３の上側に旋回クラッチ押圧体２４が配置され、この旋回クラッチ押圧体２４を旋回クラッチ２３側に押圧する旋回押圧バネ２５が配設され、さらに、旋回クラッチ押圧体２４を油圧で反旋回クラッチ２３側に押し上げられるようになっている。そして、油圧を供給しない状態では、旋回押圧バネ２５によって旋回クラッチ押圧体２４が旋回クラッチ２３を押圧し（クラッチ板が密着し）、出力軸７４１の動力が旋回駆動シャフト２１に伝達されずに、旋回駆動シャフト２１が固定される。一方、油圧を供給した状態では、旋回押圧バネ２５による旋回クラッチ２３への押圧が解除され（クラッチ板が摺動可能となり）、出力軸７４１の動力が旋回駆動シャフト２１に伝達されて、旋回駆動シャフト２１が回転する。

このようにして回転する旋回駆動シャフト２１の回転方向および回転数は、車両のハンドル操作に基づいて制御される。すなわち、ハンドルの操作量に応じて旋回用油圧ポンプ７３の流量が調節され、この流量に応じた回転数とハンドル操作方向によって旋回用油圧モータ７４が駆動され、旋回駆動シャフト２１が時計回りまたは反時計回りに回転される。また、このような旋回駆動シャフト２１の下端部に、後述する旋回用入力平歯車Ｇ３３と噛合する旋回駆動平歯車Ｇ２１が配設されている。

走行旋回機構３は、図２および図４に示すように、走行用入力シャフト３１、旋回用入力シャフト３２、左右一対の車両用遊星歯車機構３３Ｌ、３３Ｒなどを備える。走行用入力シャフト３１は、この実施の形態では、２分割されており、上端部に走行用入力平歯車Ｇ３１が配設され、下端部に第１の走行用ベベルギヤＧ３２が配設されている。この走行用入力シャフト３１と同軸上に円筒状の旋回用入力シャフト３２が配置され、走行用入力シャフト３１が旋回用入力シャフト３２を貫通している。

また、旋回用入力シャフト３２の上端部には、旋回用入力平歯車Ｇ３３が配設され、旋回用入力シャフト３２の下端部には、第１の旋回用ベベルギヤＧ３４が配設されている。このようにして、走行用入力シャフト３１、旋回用入力シャフト３２および第１の走行用ベベルギヤＧ３２などが、１本分の入力シャフトの配置スペース内に配置されている。

左右一対の車両用遊星歯車機構３３Ｌ、３３Ｒは、図３、図４に示すように、第１の走行用ベベルギヤＧ３２および第１の旋回用ベベルギヤＧ３４を左右方向から挟み込むように配置されている。この車両用遊星歯車機構３３Ｌ、３３Ｒは、太陽ギヤＧ３５Ｌ、Ｇ３５Ｒと、ギヤホルダ３３１Ｌ、３３１Ｒに支持されて太陽ギヤＧ３５Ｌ、Ｇ３５Ｒに噛合するそれぞれ３個の遊星ギヤＧ３６Ｌ、Ｇ３６Ｒと、３個の遊星ギヤＧ３６Ｌ、Ｇ３６Ｒに噛合する歯列が内周面に設けられた円筒状のリングギヤ（内歯車）Ｇ３７Ｌ、Ｇ３７Ｒとから構成されている。

左右のギヤホルダ３３１Ｌ、３３１Ｒには、左右一対の車軸８１Ｌ、８１Ｒがそれぞれ連結され、車軸８１Ｌ、８１Ｒにはそれぞれ駆動輪８２Ｌ、８２Ｒが取り付けられている。また、ギヤホルダ３３１Ｌ、３３１ＲおよびリングギヤＧ３７Ｌ、Ｇ３７Ｒは、走行旋回機構ケーシング３０に設けられた軸受部・ベアリングによって、回転自在に軸支されている。

左右の太陽ギヤＧ３５Ｌ、Ｇ３５Ｒをスプライン軸によって連結する太陽軸３３２には、第１の走行用ベベルギヤＧ３２と噛合する第２の走行用ベベルギヤＧ３８が取り付けられている。そして、走行用入力シャフト３１が回転すると、その回転が第１の走行用ベベルギヤＧ３２および第２の走行用ベベルギヤＧ３８を介して、左右の太陽ギヤＧ３５Ｌ、Ｇ３５Ｒに伝達される。さらに、太陽ギヤＧ３５Ｌ、Ｇ３５Ｒの回転は、遊星ギヤＧ３６Ｌ、Ｇ３６Ｒおよびギヤホルダ３３１Ｌ、３３１Ｒを介して車軸８１Ｌ、８１Ｒに伝達される。これにより、左右一対の車軸８１Ｌ、８１Ｒが同一方向に同一速度で回転し、車両が直進する。

また、左右のリングギヤＧ３７Ｌ、Ｇ３７Ｒの旋回用入力シャフト３２に対面する端面には、第１の旋回用ベベルギヤＧ３４と噛合する左右一対の第２の旋回用ベベルギヤＧ３９Ｌ、Ｇ３９Ｒがそれぞれ複数のネジによって取り付けられている。そして、旋回用入力シャフト３２が回転すると、その回転が第１の旋回用ベベルギヤＧ３４および左右一対の第２の旋回用ベベルギヤＧ３９Ｌ、Ｇ３９Ｒを介して、左右のリングギヤＧ３７Ｌ、Ｇ３７Ｒに伝達され、左右のリングギヤＧ３７Ｌ、Ｇ３７Ｒが互いに逆方向に回転する。さらに、このリングギヤＧ３７Ｌ、Ｇ３７Ｒの回転が、遊星ギヤＧ３５Ｌ、Ｇ３５Ｒを介して車軸８１Ｌ、８１Ｒに伝達されることで、左右の車軸８１Ｌ、８１Ｒの回転速度に差が生じ、回転速度が遅い側に車両が旋回する。

次に、走行動力伝達機構１について説明する。この走行動力伝達機構１は、図１に示すように、ハウジング１０内に主として、ドライブシャフト１１と、第１の駆動クラッチ１２と、リングギヤキャリア１３と、第２の駆動クラッチ１４と、遊星キャリア１５と、第１のスプリング（第１の押圧手段）１６と、第２のスプリング（第１の押圧手段）１７が配設されている。

ドライブシャフト１１は、走行用油圧モータ７２によって軸心周りに回転可能で、太陽ギヤＧ１１が設けられたシャフトである。すなわち、ドライブシャフト１１の一端部・上端部と走行用油圧モータ７２の出力軸７２１とが、円筒状のスプラインシャフト４１で囲まれるようにして連結され、ドライブシャフト１１の他端部・下端部に、図４に示す遊星歯車機構Ｇ１を構成する太陽ギヤＧ１１が形成されている。また、後述する低速モードと高速モードとのシフトチェンジを円滑かつ安全に行えるように、このシフトチェンジに連動して走行用油圧モータ７２の容量が制御されるようになっている。

また、スプラインシャフト４１は、ドライブシャフト１１と同軸に配設され、その外周面の第１の駆動クラッチ１２に対向する領域には、第１の駆動クラッチ１２のクラッチ板の内端縁が挿入、嵌合可能な溝が軸方向に沿って複数形成されている。これにより、後述するように第１の駆動クラッチ１２が押圧された状態で、クラッチ板が横方向に延びて溝に嵌合し、スプラインシャフト４１つまりドライブシャフト１１とリングギヤキャリア１３が固定・連結される。

第１の駆動クラッチ１２は、円筒状で、ドライブシャフト１１の外周側つまりスプラインシャフト４１の下部外周側を囲うように、ドライブシャフト１１と同軸に配設されたクラッチであり、リング状のクラッチ板が複数積層されている。そして、押圧力・圧縮力を受けた状態では、クラッチ板が圧縮されて横方向（平面方向）に延びてスプラインシャフト４１つまりドライブシャフト１１とリングギヤキャリア１３を固定・連結する。一方、押圧力が解除されると、クラッチ板が復元してスプラインシャフト４１がリングギヤキャリア１３から離脱し、スプラインシャフト４１つまりドライブシャフト１１がリングギヤキャリア１３とは独立して回転自在となる。

このような第１の駆動クラッチ１２の上方に、スプラインシャフト４１を囲うように円筒状の押圧シャフト４２が配設されている。この押圧シャフト４２の下端部は第１の駆動クラッチ１２の上面に接し、上端部が第１のベアリング４３の内周面に嵌合されて回転自在に軸支されている。また、第１のベアリング４３の外周面には、略リング状の第１の押圧盤４４の内周面が嵌合されている。この第１の押圧盤４４は、ドライブシャフト１１と同軸に配設され、軸方向に進退動自在で、その上面とハウジング１０の天板部１０ａの下面との間に第１のスプリング１６が配設されている。

この第１のスプリング１６は、圧縮コイルスプリングで構成され、第１の押圧盤４４を常時下方に押圧する。これにより、第１のベアリング４３を介して押圧シャフト４２が下方に押され、押圧シャフト４２が第１の駆動クラッチ１２を押圧する。また、押圧シャフト４２の内孔の下部であるバネ収容部４２ａの内径は、スプラインシャフト４１の外径よりも大きく設定され、このバネ収容部４２ａに第３のスプリング４５が収容されている。この第３のスプリング４５は、圧縮コイルスプリングで構成され、スプラインシャフト４１と押圧シャフト４２との位置関係を保つように作用し、そのバネ力は、第１のスプリング１６よりも小さく設定されている。そして、第１のスプリング１６の押圧力によって第１の駆動クラッチ１２のクラッチ板が圧縮されて、スプラインシャフト４１とリングギヤキャリア１３とが固定されるように、第１のスプリング１６のバネ力が設定されている。

リングギヤキャリア１３は、第１の駆動クラッチ１２の外周側にドライブシャフト１１と同軸に配設され、太陽ギヤＧ１１と同軸のリングギヤＧ１２の内歯と噛合する伝達ギヤＧ１３が設けられた円筒体である。すなわち、円筒状で上部側が第１の駆動クラッチ１２を囲うように配設され、下端部の外周に伝達ギヤＧ１３が設けられており、第２のベアリング４６によって軸心周りに回転自在に軸支されている。一方、遊星歯車機構Ｇ１を構成する内歯歯車であるリングギヤＧ１２が、太陽ギヤＧ１１と同軸に回転可能に配設され、このリングギヤＧ１２の内歯列と伝達ギヤＧ１３の外歯列とが全周にわたって噛合している。

また、このリングギヤキャリア１３の内周面の第１の駆動クラッチ１２に対向する領域には、第１の駆動クラッチ１２のクラッチ板の外端縁が挿入、嵌合可能な溝が軸方向に沿って複数形成されている。そして、上記のように第１の駆動クラッチ１２が押圧された状態で、クラッチ板が圧縮されて横方向（平面方向）に延び、クラッチ板の内端縁がスプラインシャフト４１の溝に嵌合するとともに、クラッチ板の外端縁がリングギヤキャリア１３の内周面の溝に嵌合する。これにより、スプラインシャフト４１つまりドライブシャフト１１とリングギヤキャリア１３が固定・連結される。

同様に、リングギヤキャリア１３の外周面の第２の駆動クラッチ１４に対向する領域には、第２の駆動クラッチ１４のクラッチ板の内端縁が挿入、嵌合可能な溝が軸方向に沿って複数形成されている。これにより、後述するように第２の駆動クラッチ１４が押圧された状態で、クラッチ板が横方向に延びて溝に嵌合し、リングギヤキャリア１３が回転しないように固定される。

第２の駆動クラッチ１４は、円筒状で、リングギヤキャリア１３の上部外周側を囲うようにドライブシャフト１１と同軸に配設されたクラッチであり、リング状のクラッチ板が複数積層されている。一方、ハウジング１０の側壁１０ｂの内面の第２の駆動クラッチ１４に対向する領域には、第２の駆動クラッチ１４のクラッチ板の外端縁が挿入、嵌合可能な溝が軸方向に沿って複数形成されている。そして、第２の駆動クラッチ１４が押圧力を受けた状態では、クラッチ板が圧縮されて横方向（平面方向）に延び、クラッチ板の内端縁がリングギヤキャリア１３の外周面の溝に嵌合するとともに、クラッチ板の外端縁が側壁１０ｂの溝に嵌合し、リングギヤキャリア１３が回転しないように固定される（リングギヤキャリア１３がハウジング１０に固定される）。一方、押圧力が解除されると、クラッチ板が復元して溝への嵌合が解除され、リングギヤキャリア１３が回転自在となる。

このような第２の駆動クラッチ１４の上方に、略リング状の第２の押圧盤４７がドライブシャフト１１と同軸に配設されている。この第２の押圧盤４７は、軸方向に進退動自在で、その上部とハウジング１０の側壁突出部（側壁１０ｂが内側に横に突出した部分）１０ｃの下面との間に、第２のスプリング１７が配設されている。

この第２のスプリング１７は、圧縮コイルスプリングで構成され、第２の押圧盤４７を常時下方に押圧し、これにより、第２の駆動クラッチ１４を押圧する。そして、第２のスプリング１７の押圧力によって第２の駆動クラッチ１４のクラッチ板が圧縮されて、上記のようにリングギヤキャリア１３が固定されるように、第２のスプリング１７のバネ力が設定されている。

遊星キャリア１５は、遊星ギヤＧ１４に連結され、太陽ギヤＧ１１と同心に回転可能なドライブギヤＧ１５が設けられた回転体であり、ドライブシャフト１１と同軸に配設されている。すなわち、遊星歯車機構Ｇ１を構成する複数（例えば、３個）の遊星ギヤＧ１４が、太陽ギヤＧ１１とリングギヤＧ１２の内歯と噛合して配設されている。この遊星ギヤＧ１４が、略円筒状でドライブシャフト１１と同軸に配設された遊星キャリア１５の上部に連結されている。具体的には、遊星ギヤＧ１４の軸４８が遊星キャリア１５の上部を貫通し、固定ピン４８ａが遊星キャリア１５の上部と軸４８を貫通することで連結されている。

この遊星キャリア１５は、ハウジング１０内に配設された第３のベアリング４９と第４のベアリング５０とによって回転自在に軸支されている。また、２つのベアリング４９、５０間にドライブギヤＧ１５がスプラインで取り付けられ、このドライブギヤＧ１５が走行用入力シャフト３１の走行用入力平歯車Ｇ３１と噛合している。なお、遊星キャリア１５の筒内１５ａには、ドライブシャフト１１の下端面に同軸に接続された潤滑油供給パイプ５１が配設されている。

また、図１に示すように、ハウジング１０の側壁１０ｂに第１のポートＰ１と、側壁１０ｃに第２のポートＰ２とが形成されている。第１のポートＰ１は、第１の押圧盤４４の下面側に油圧を供給するためのポートであり、このポートから油圧を供給することで、後述するように、第１の押圧盤４４が反第１の駆動クラッチ１２側に移動するようになっている。第２のポートＰ２は、第２の押圧盤４７の下面側に油圧を供給するためのポートであり、このポートから油圧を供給することで、後述するように、第２の押圧盤４７が反第２の駆動クラッチ１４側に移動するようになっている。

次に、このような構成の走行動力伝達機構１および車両の走行駆動装置１００の作用などについて説明する。

まず、車両のシフトレバーをニュートラルにしてエンジンを始動させると、エンジンは所定の回転数でアイドリング回転し、走行用油圧ポンプ７１および旋回用油圧ポンプ７３がアイドリング回転に応じた流量で駆動する。このとき、走行動力伝達機構１の第１のポートＰ１と第２のポートＰ２から油圧が供給されず、図１に示すように、第１の駆動クラッチ１２と第２の駆動クラッチ１４はともに押圧されて、スプラインシャフト４１つまりドライブシャフト１１とリングギヤキャリア１３が固定され、リングギヤキャリア１３が回転しないように固定される。すなわち、ドライブシャフト１１は回転せず、車両は走行しない。同様に、旋回動力伝達機構２においても油圧が供給されず、旋回駆動シャフト２１も回転しない。

次に、シフトレバーをロー（１速）にすると、走行動力伝達機構１の第１のポートＰ１から油圧が供給され、図５に示すように、第１のスプリング１６のバネ力に抗して第１の押圧盤４４が反第１の駆動クラッチ１２側に移動する。これにより、第１の駆動クラッチ１２への押圧力が解除され、上記のように、ドライブシャフト１１がリングギヤキャリア１３とは独立して回転し、これに伴って太陽ギヤＧ１１が回転して遊星ギヤＧ１４が公転することで、遊星キャリア１５つまりドライブギヤＧ１５が回転する。このとき、リングギヤＧ１２は回転しないため低速モードで回転し、ドライブギヤＧ１５を介して走行用入力シャフト３１が回転する。

このように、走行用油圧ポンプ７１および走行用油圧モータ７２からの動力が、ドライブシャフト１１、太陽ギヤＧ１１、遊星ギヤＧ１４、遊星キャリア１５、ドライブギヤＧ１５を介して走行用入力シャフト３１に伝達される。この動力・回転が、左右一対の車両用遊星歯車機構３３Ｌ、３３Ｒを介して左右一対の車軸８１Ｌ、８１Ｒに伝達され、車軸８２Ｌ、８２Ｒが同一方向に同一速度で回転し、車両は、アクセルペダルの操作量に応じた速度で直進走行する。

また、シフトレバーをハイ（２速）にすると、走行動力伝達機構１の第２のポートＰ２から油圧が供給されて、第１のポートＰ１からの油圧供給が停止され、図６に示すように、第２のスプリング１７のバネ力に抗して第２の押圧盤４７が反第２の駆動クラッチ１４側に移動する。これにより、第２の駆動クラッチ１４への押圧力が解除され、上記のように、ドライブシャフト１１と一体となってリングギヤキャリア１３が回転し、これに伴って太陽ギヤＧ１１と伝達ギヤＧ１３が回転する。そして、リングギヤＧ１２が回転するとともに遊星ギヤＧ１４が公転することで、遊星キャリア１５つまりドライブギヤＧ１５が回転する。このとき、リングギヤＧ１２が回転するため高速モードで回転し、ドライブギヤＧ１５を介して走行用入力シャフト３１が回転する。

このように、走行用油圧ポンプ７１および走行用油圧モータ７２からの動力が、ドライブシャフト１１、太陽ギヤＧ１１、遊星ギヤＧ１４および、ドライブシャフト１１、リングギヤキャリア１３、リングギヤＧ１２、遊星ギヤＧ１４に伝達され、さらに、遊星キャリア１５、ドライブギヤＧ１５を介して走行用入力シャフト３１に伝達される。この動力・回転が車軸８２Ｌ、８２Ｒに伝達されるのは、上記１速の場合と同様である。

一方、車両走行中にハンドルが操作されると、その操作量に応じて旋回用油圧ポンプ７３の流量が調節され、旋回用油圧モータ７４が旋回用油圧ポンプ７３の流量に応じた回転数で駆動される。また、シフトレバーがハイまたはローにされた際に、旋回動力伝達機構２に油圧が供給され、旋回押圧バネ２５による旋回クラッチ２３への押圧が解除され、旋回駆動シャフト２１が回転可能となっている。このため、旋回用油圧モータ７４の動力が、旋回駆動シャフト２１の旋回駆動平歯車Ｇ２１および旋回用入力平歯車Ｇ３３を介して旋回用入力シャフト３２に伝達される。そして、左右一対の車両用遊星歯車機構３３Ｌ、３３ＲのリングギヤＧ３７Ｌ、Ｇ３７Ｒが互いに逆方向に回転し、車軸８１Ｌ、８１Ｒの回転速度に差が生じて、回転速度が遅い側に車両が旋回する。

以上のように、この走行動力伝達機構１によれば、変速機能を備えるため、この走行動力伝達機構１を走行駆動装置などに備えることで、走行駆動装置などを小型化、簡易化することが可能となる。すなわち、走行動力伝達機構１において変速機能を備えるため、この実施の形態に係わる走行駆動装置１００を小型化、簡易化することが可能となる。また、第１のポートＰ１と第２のポートＰ２から油圧を供給したり供給しなかったりするだけで、ドライブシャフト１１を固定状態（ブレーキオン状態）にしたり、低速モード（低速ギヤ）や高速モード（高速ギヤ）で回転させることができるため、より小型化、簡易化することが可能となるとともに、より適正な変速が可能となる。また、油圧クラッチで変速するため、走行中に滑らかにシフトチェンジすることが可能となる。しかも、シフトチェンジに連動してドライブシャフト１１の走行用油圧モータ７２の容量が制御されるため、シフトチェンジを円滑かつ安全に行うことが可能となる。

また、ドライブシャフト１１と第１の駆動クラッチ１２とリングギヤキャリア１３と第２の駆動クラッチ１４と遊星キャリア１５とが、同軸上に配設されているため、重量バランスや安定性が向上するとともに、走行動力伝達機構１を小型化、簡易化することが可能となる。この結果、走行駆動装置１００などをより小型化、簡易化することが可能となる。

さらに、走行用入力シャフト３１が円筒状の旋回用入力シャフト３２を貫通して配設されているため、配設スペースを小さくすることができる。これらの結果、走行駆動装置１００を小型化して車両への取り付け性を向上させることができる。

以上、この発明の各実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、この発明に含まれる。例えば、上記の実施の形態では、凍土や泥濘地などで使用される運搬車両や不整地走行車両を例に説明したが、農業用車両や工事用車両などに適用してもよい。また、動力伝達機構が車両の走行駆動装置１００に適用される場合について説明したが、他の装置に適用してもよい。

１ 走行動力伝達機構（動力伝達機構）
１１ ドライブシャフト
１２ 第１の駆動クラッチ
１３ リングギヤキャリア
１４ 第２の駆動クラッチ
１５ 遊星キャリア
１６ 第１のスプリング（第１の押圧手段）
１７ 第２のスプリング（第１の押圧手段）
Ｇ１ 遊星歯車機構
Ｇ１１ 太陽ギヤ
Ｇ１２ リングギヤ
Ｇ１３ 伝達ギヤ
Ｇ１４ 遊星ギヤ
Ｇ１５ ドライブギヤ
Ｐ１ 第１のポート
Ｐ２ 第２のポート
１００ 走行駆動装置
２ 旋回動力伝達機構
２１ 旋回駆動シャフト
２３ 旋回クラッチ
Ｇ２１ 旋回駆動平歯車
３ 走行旋回機構
３１ 走行用入力シャフト
３２ 旋回用入力シャフト
３３Ｌ、３３Ｒ 車両用遊星歯車機構
Ｇ３１ 走行用入力平歯車
Ｇ３２ 第１の走行用ベベルギヤ
Ｇ３３ 旋回用入力平歯車
Ｇ３４ 第１の旋回用ベベルギヤ
Ｇ３５Ｌ、Ｇ３５Ｒ 太陽ギヤ
Ｇ３６Ｌ、Ｇ３６Ｒ 遊星ギヤ
Ｇ３７Ｌ、Ｇ３７Ｒ リングギヤ（内歯車）
７１ 走行用油圧ポンプ（駆動源）
７２ 走行用油圧モータ（駆動源）
７３ 旋回用油圧ポンプ（駆動源）
７４ 旋回用油圧モータ（駆動源）

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、駆動源によって軸心周りに回転可能で、太陽ギヤが設けられたドライブシャフトと、前記ドライブシャフトの外周側に配設された第１の駆動クラッチと、前記第１の駆動クラッチの外周側に配設され、前記太陽ギヤと同軸のリングギヤの内歯と噛合する伝達ギヤが設けられたリングギヤキャリアと、前記リングギヤキャリアの外周側に配設された第２の駆動クラッチと、前記太陽ギヤと前記リングギヤの内歯とに噛合する遊星ギヤと、前記遊星ギヤに連結され、前記太陽ギヤと同心に回転可能なドライブギヤが設けられた遊星キャリアと、前記第１の駆動クラッチを常時押圧することで、前記ドライブシャフトと前記リングギヤキャリアを固定する第１の押圧手段と、前記第２の駆動クラッチを常時押圧することで、前記リングギヤキャリアを固定する第２の押圧手段と、油圧を供給して前記第１の押圧手段の力に抗して前記第１の駆動クラッチへの押圧を解除し、前記駆動源によって前記ドライブシャフトの前記太陽ギヤを回転させて、前記遊星ギヤを公転させることで、前記ドライブギヤを低速モードで回転させる第１のポートと、油圧を供給して前記第２の押圧手段の力に抗して前記第２の駆動クラッチへの押圧を解除し、前記駆動源によって前記ドライブシャフトの太陽ギヤと前記リングギヤキャリアの伝達ギヤを回転させて、前記リングギヤを回転させるとともに前記遊星ギヤを公転させることで、前記ドライブギヤを高速モードで回転させる第２のポートと、を備えることを特徴とする動力伝達機構である。

Claims (4)

1. 駆動源によって軸心周りに回転可能で、太陽ギヤが設けられたドライブシャフトと、
   前記ドライブシャフトの外周側に配設された第１の駆動クラッチと、
   前記第１の駆動クラッチの外周側に配設され、前記太陽ギヤと同軸のリングギヤの内歯と噛合する伝達ギヤが設けられたリングギヤキャリアと、
   前記リングギヤキャリアの外周側に配設された第２の駆動クラッチと、
   前記太陽ギヤと前記リングギヤの内歯とに噛合する遊星ギヤと、
   前記遊星ギヤに連結され、前記太陽ギヤと同心に回転可能なドライブギヤが設けられた遊星キャリアと、
   前記第１の駆動クラッチを押圧することで、前記ドライブシャフトと前記リングギヤキャリアを固定する第１の押圧手段と、
   前記第２の駆動クラッチを押圧することで、前記リングギヤキャリアを固定する第２の押圧手段と、
   油圧を供給して前記第１の駆動クラッチへの押圧を解除し、前記駆動源によって前記ドライブシャフトの前記太陽ギヤを回転させて、前記遊星ギヤを公転させることで、前記ドライブギヤを低速モードで回転させる第１のポートと、
   油圧を供給して前記第２の駆動クラッチへの押圧を解除し、前記駆動源によって前記ドライブシャフトの太陽ギヤと前記リングギヤキャリアの伝達ギヤを回転させて、前記リングギヤを回転させるとともに前記遊星ギヤを公転させることで、前記ドライブギヤを高速モードで回転させる第２のポートと、
   を備えることを特徴とする動力伝達機構。
2. 前記ドライブシャフトと、前記第１の駆動クラッチと、前記リングギヤキャリアと、前記第２の駆動クラッチと、前記遊星キャリアは、同軸上に配設されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の動力伝達機構。
3. 前記低速モードと前記高速モードとのシフトチェンジを円滑に行えるように、該シフトチェンジに連動して前記ドライブシャフトを駆動する油圧モータの容量を制御する、
   ことを特徴とする請求項１または２のいずれか１項に記載の動力伝達機構。
4. 車両の左右一対の車軸にそれぞれ連結された左右一対の車両用遊星歯車機構と、
   請求項１から３のいずれか１項に記載の動力伝達機構の前記ドライブギヤの回転を、前記左右一対の車両用遊星歯車機構の太陽ギヤに入力し、前記左右一対の車軸を同方向に同速度で回転させる走行用入力シャフトと、
   旋回駆動系からの動力を前記左右一対の車両用遊星歯車機構のリングギヤに入力して互いに逆方向に回転させ、前記左右一対の車軸の回転速度に差を生じさせる旋回用入力シャフトと、
   を備え、
   前記走行用入力シャフトと前記旋回用入力シャフトは同軸上に配置されていて、前記走行用入力シャフトと前記旋回用入力シャフトのいずれか一方が他方を貫通している、
   ことを特徴とする車両の走行駆動装置。
   

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