WO2022137833A1

WO2022137833A1 - 履帯式作業機械

Info

Publication number: WO2022137833A1
Application number: PCT/JP2021/040792
Authority: WO
Inventors: 剛史吉川; 宏明竹島; 直也秋山; 俊一岡田; 和志中田; 修矢津田
Original assignee: 株式会社小松製作所
Priority date: 2020-12-25
Filing date: 2021-11-05
Publication date: 2022-06-30
Also published as: JP2022102180A; US20240010273A1; CN116261615A

Abstract

ブルドーザ（１）は、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、左右のステアリングクラッチ（４０Ｌ，４０Ｒ）を係合させ、左右のステアリングブレーキ（５０Ｌ，５０Ｒ）を開放させ、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。コントローラ（１００）は、操向レバー（３５）の操作量が第２所定量（ＴＨ２）以上である場合、内側ステアリングクラッチ（４０_ＩＮ）の係合率を低下させ、内側ステアリングブレーキ（５０_ＩＮ）を制動させる。

Description

履帯式作業機械

　本開示は、履帯式作業機械に関する。

　従来、エンジンの動力によって回転する入力軸と、入力軸から左右の出力軸に回転動力を伝達又は遮断する左右のステアリングクラッチと、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（例えば、特許文献１参照）。

　特許文献１に記載の履帯式作業機械は、走行中に操向レバーが左右いずれかの方向に操作されると、操作方向に対応するステアリングクラッチが開放されるとともに、操作方向に対応するステアリングブレーキが半制動されることによって緩旋回する。

特開２０１０－１４４５９８号公報

　しかしながら、特許文献１に記載の履帯式作業機械では、ステアリングブレーキの制動力を利用して緩旋回が実行されるためエンジンの動力ロスが生じてしまう。

　本開示の課題は、緩旋回中のエンジンの動力ロスを抑制可能な履帯式作業機械を提供することである。

　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、操向レバーと、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。操向レバーは、中立位置を基準として左旋回方向及び右旋回方向に操作可能である。コントローラは、操向レバーの操作方向及び操作量に応じて、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。コントローラは、操作量が第１所定量より大きく第２所定量より小さい場合、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、操作量が大きくなるに従って左右の出力軸のうち操作方向に対応する内側出力軸の回転数が操作方向と反対の外側出力軸の回転数より低くなるように旋回モータを駆動させる。コントローラは、操作量が第２所定量以上である場合、左右のステアリングクラッチのうち操作方向に対応する内側ステアリングクラッチの係合率を低下させ、左右のステアリングブレーキのうち操作方向に対応する内側ステアリングブレーキを制動させる。

　本開示に係る技術によれば、緩旋回中のエンジンの動力ロス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。実施形態に係る旋回制御方法を説明するためのフロー図である。実施形態に係るブルドーザの状態の一例を示すグラフである。変形例３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。左右のステアリングクラッチ４０Ｌ，４０Ｒの係合率は、供給される作動油の油圧に応じて０％から１００％（最大値）まで変化する。

　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は右に急旋回する。ただし、ブルドーザ１が右に急旋回する場合、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、急旋回とは、信地旋回と準信地旋回とを含む概念である。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完全に停止させることによって、他方側の履帯を完全に停止させた状態で当該履帯を軸として旋回することを意味する。準信地旋回とは、左右の出力軸６０Ｌ，６０Ｒのうち一方を回転させつつ他方の回転を若干許容することによって、他方側の履帯を実質的に停止させた状態で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の制動力は、供給される作動油の油圧に応じて０％から１００％（最大値）まで変化する。

　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６０Ｒ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。オペレータは、操向レバー３５の操作方向及び操作量を調整することによって、ブルドーザ１を左右に緩旋回及び急旋回（準信地旋回及び信地旋回）させることができる。

　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、ブルドーザ１の走行中、ブルドーザ１を旋回させるために、操向レバー３５の操作方向及び操作量に応じて、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、旋回モータ８０とを制御する。

　コントローラ１００は、操向レバー３５の操作量に応じて、ブルドーザ１の走行モードを「直進モード」、「緩旋回モード」、「準信地旋回モード」及び「信地旋回モード」のいずれかに切り替える。

　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、ブルドーザ１の走行モードを直進モードにする。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、ブルドーザ１の走行モードを緩旋回モードにする。操向レバー３５の操作量が第２所定量ＴＨ２以上かつ第３所定量ＴＨ３より小さい場合、コントローラ１００は、ブルドーザ１の走行モードを準信地旋回モードにする。操向レバー３５の操作量が第３所定量ＴＨ３以上である場合、コントローラ１００は、ブルドーザ１の走行モードを信地旋回モードにする。

　第２所定量ＴＨ２は、第１所定量ＴＨ１より大きい。第３所定量ＴＨ３は、第２所定量ＴＨ２より大きい。第１乃至第３所定量ＴＨ１～ＴＨ３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。

　本明細書では、「準信地旋回モード」及び「信地旋回モード」を合わせて「急旋回モード」と総称する場合がある。

　・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を係合させる。左右のステアリングクラッチ４０Ｌ，４０Ｒの係合率は、１００％に設定される。

　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。左右のステアリングブレーキ５０Ｌ，５０Ｒの制動力は、０％に設定される。

　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。旋回モータ８０の回転数は０％に設定される。

　・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を係合させる。左右のステアリングクラッチ４０Ｌ，４０Ｒそれぞれの係合率は、十分高い値であ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。

　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。左右のステアリングブレーキ５０Ｌ，５０Ｒの制動力は、０％に設定される。

　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。

　・準信地旋回モード
　準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の係合率を緩旋回モードの係合率より低下させ、外側ステアリングクラッチ４０_ＯＵＴの係合率を緩旋回モードの係合率と同程度に維持する。

　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。

　内側ステアリングクラッチ４０_ＩＮの係合率の目標値は、十分低ければよく特に制限されないが、５０％以下が好ましく、１０％以下がより好ましく、０％が特に好ましい。コントローラ１００は、操向レバー３５の操作量に反比例するように内側ステアリングクラッチ４０_ＩＮの係合率を目標値まで徐々に低下させてもよいし、操向レバー３５の操作量に応じて内側ステアリングクラッチ４０_ＩＮの係合率を段階的に低下させてもよい。或いは、コントローラ１００は、操向レバー３５の操作量が第２所定量ＴＨ２になったときに内側ステアリングクラッチ４０_ＩＮの係合率を目標値まで低下させてもよい。

　外側ステアリングクラッチ４０_ＯＵＴの係合率は、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。

　準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。

　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ステアリングブレーキ５０_ＩＮの制動力を大きくすることが好ましい。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内側ステアリングブレーキ５０_ＩＮの制動力を大きくしてもよいし、操向レバー３５の操作量に応じて内側ステアリングブレーキ５０_ＩＮの制動力を段階的に大きくしてもよい。

　操向レバー３５の操作量が第３所定量ＴＨ３であるときの内側ステアリングブレーキ５０_ＩＮの制動力は、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。外側ステアリングブレーキ５０_ＯＵＴの制動力は、緩旋回モードと同じく０％である。

　準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
　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及び外側ステアリングクラッチ４０_ＯＵＴそれぞれの係合率を準信地旋回モードの係合率と同程度に維持する。内側ステアリングクラッチ４０_ＩＮの係合率は、緩旋回モードの係合率より低い。

　内側ステアリングクラッチ４０_ＩＮの係合率の目標値は、十分低ければよく特に制限されないが、５０％以下が好ましく、１０％以下がより好ましく、０％が特に好ましい。外側ステアリングクラッチ４０_ＯＵＴの係合率は、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を完全係合させ、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の制動力は１００％であり、外側ステアリングブレーキ５０_ＯＵＴの制動力は０％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の回転数を準信地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。

　（旋回制御方法）
　次に、コントローラ１００によって実行される旋回制御方法について、操向レバー３５の操作量が０から徐々に大きくなる場合を想定して説明する。

　図４は、旋回制御方法を説明するためのフロー図である。図５は、ブルドーザ１の状態の一例を示すグラフである。

　ステップＳ１において、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、ブルドーザ１を直進モードで走行させる。

　具体的には、コントローラ１００は、左右のステアリングクラッチ４０Ｌ，４０Ｒを係合させ、左右のステアリングブレーキ５０Ｌ，５０Ｒを開放させ、かつ、旋回モータ８０を停止させる。これによって、ブルドーザ１は直進する。

　ステップＳ２において、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より大きく第２所定量ＴＨ２より小さい場合、操向レバー３５の操作方向に向かってブルドーザ１を緩旋回モードで旋回させる。

　具体的には、コントローラ１００は、左右のステアリングクラッチ４０Ｌ，４０Ｒを係合させ、左右のステアリングブレーキ５０Ｌ，５０Ｒを開放させ、かつ、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。これによって、ブルドーザ１は、操向レバー３５の操作方向に向かって緩旋回する。

　なお、図５に示す例では、旋回モータ８０の回転数は、操向レバー３５の操作量に比例して０％から１００％まで徐々に高くなっている。

　ステップＳ３において、コントローラ１００は、操向レバー３５の操作量が第２所定量ＴＨ２以上かつ第３所定量ＴＨ３より小さい場合、操向レバー３５の操作方向に向かってブルドーザ１を準信地旋回モードで旋回させる。

　具体的には、コントローラ１００は、内側ステアリングクラッチ４０_ＩＮの係合率を低下させ、内側ステアリングブレーキ５０_ＩＮを制動させ、かつ、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。これによって、ブルドーザ１は、操向レバー３５の操作方向に向かって準信地旋回する。

　なお、図５に示す例では、内側ステアリングクラッチ４０_ＩＮの係合率は、操向レバー３５の操作量に応じて１００％から０％まで２段階で低下し、内側ステアリングブレーキ５０_ＩＮの制動力は、操向レバー３５の操作量に応じて０％から１００％まで２段階で大きくなっている。

　ステップＳ４において、コントローラ１００は、操向レバー３５の操作量が第３所定量ＴＨ３以上である場合、操向レバー３５の操作方向に向かってブルドーザ１を信地旋回モードで旋回させる。

　具体的には、コントローラ１００は、内側ステアリングクラッチ４０_ＩＮ及び外側ステアリングクラッチ４０_ＯＵＴそれぞれの係合率を準信地旋回モードの係合率と同程度に維持し、内側ステアリングブレーキ５０_ＩＮを完全係合させ、外側ステアリングブレーキ５０_ＯＵＴを開放させる。さらに、コントローラ１００は、旋回モータ８０の回転数を準信地旋回モードの回転数と同程度に維持する。これによって、ブルドーザ１は、操向レバー３５の操作方向に向かって信地旋回する。

　（特徴）
　［１］
　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より大きく第２所定量ＴＨ２より小さい場合、左右のステアリングクラッチ４０Ｌ，４０Ｒを係合させ、左右のステアリングブレーキ５０Ｌ，５０Ｒを開放させ、かつ、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。これによって、ブルドーザ１は、操向レバー３５の操作方向に向かって緩旋回する。

　コントローラ１００は、操向レバー３５の操作量が第２所定量ＴＨ２以上である場合、内側ステアリングクラッチ４０_ＩＮの係合率を低下させ、内側ステアリングブレーキ５０_ＩＮを制動させる。これによって、ブルドーザ１は、操向レバー３５の操作方向に向かって急旋回（信地旋回又は準信地旋回）する。

　このように、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、緩旋回及び急旋回の両方を実行することができる。

　緩旋回中、左右のステアリングブレーキ５０Ｌ，５０Ｒは開放されるので、左右のステアリングブレーキ５０Ｌ，５０Ｒの制動力を利用して緩旋回が実行される場合に比べて、エンジン１０の動力ロスを抑制できる。また、緩旋回中に左右のステアリングブレーキ５０Ｌ，５０Ｒが使用されないので、左右のステアリングブレーキ５０Ｌ，５０Ｒを長寿命化できる。

　［２］
　コントローラ１００は、操向レバー３５の操作量が第２所定量ＴＨ２以上である場合、旋回モータ８０の回転数を１００％（最大値）にすることが好ましい。これによって、急旋回にブルドーザ１の中心車速が低下することをより抑制できる。

　［３］
　コントローラ１００は、操向レバー３５の操作量が第２所定量ＴＨ２以上かつ第３所定量ＴＨ３より小さい場合、操向レバー３５の操作量が大きくなるに従って内側ステアリングブレーキ５０_ＩＮの制動力を大きくすることが好ましい。これによって、緩旋回と信地旋回との間に準信地旋回を介在させることができるため、緩旋回から信地旋回への切り替え時におけるブルドーザ１のコントロール性を向上させることができる。

　［４］
　コントローラ１００は、操向レバー３５の操作量が第３所定量ＴＨ３のとき、内側ステアリングブレーキ５０_ＩＮの制動力を１００％（最大値）にすることが好ましい。これによって、準信地旋回における旋回半径の調整範囲を広くすることができる。

　［５］
　コントローラ１００は、操向レバー３５の操作量が第２所定量ＴＨ２以上である場合、内側ステアリングクラッチ４０_ＩＮの係合率を０％にすることが好ましい。これによって、急旋回（特に、準信地旋回）中の旋回半径をより小さくすることができる。

　［６］
　コントローラ１００は、急旋回中に旋回モータ８０を駆動させるので、急旋回中におけるブルドーザ１の旋回半径を小さくすることができる。

　（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、準信地旋回モードにおいて、操向レバー３５の操作量が大きくなるに従って内側ステアリングブレーキ５０_ＩＮの制動力を大きくすることとしたが、内側ステアリングブレーキ５０_ＩＮの制動力を０％より大きな所定値に保持してもよい。

　（変形例２）
　上記実施形態において、コントローラ１００は、緩旋回モードと信地旋回モードとの間に準信地旋回モードを介在させることとしたが、準信地旋回モードを介在させずに緩旋回モードと信地旋回モードとを直接連続させてもよい。この場合、急旋回は、信地旋回のみを意味することになる。

　（変形例３）
　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、緩旋回モードから急旋回モード（準信地旋回モード及び信地旋回モード）に切り替えることとしたが、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、急旋回指示をオペレータから受け付けたことに応じて、緩旋回モードから急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、急旋回ボタン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。

　急旋回ボタン３６は、コントローラ１００に接続される。急旋回ボタン３６は、急旋回指示をオペレータから受け付ける。急旋回ボタン３６がオペレータによって押されると、急旋回指示をコントローラ１００に送信する。急旋回ボタン３６は、オペレータによって押されているあいだ急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急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、急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。

　ただし、上記実施形態では、操向レバー３５の操作量が第２所定量ＴＨ２以上である場合に急旋回モードになることとしたが、本変形例では、操向レバー３５の操作量が第２所定量ＴＨ２以上であっても急旋回モードにはならない。よって、本変形例において、操向レバー３５は、ブルドーザ１を緩旋回させるためだけに用いられる。

　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、急旋回指示を受け付けた場合、ブルドーザ１の走行モードを急旋回モードにする。急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。

　なお、上記実施形態では、操向レバー３５の操作量に応じて、準信地旋回モードから信地旋回モードに切り替えることとしたが、本変形例において、コントローラ１００は、急旋回指示を受け付けてから所定時間のあいだ準信地旋回モードにし、所定時間経過したのちに信地旋回モードにする。ただし、本変形例において、コントローラ１００は、準信地旋回モードを介在させずに緩旋回モードと信地旋回モードとを直接連続させてもよい。

　（変形例４）
　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５）
　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ブレーキであってもよい。

　（変形例６）
　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７）
　上記実施形態において、コントローラ１００は、急旋回モード（準信地旋回モード及び信地旋回モード）において旋回モータ８０を駆動させることとしたが、これに限られない。コントローラ１００は、準信地旋回モードにおいて旋回モータ８０を駆動させなくてもよいし、信地旋回モードにおいて旋回モータ８０を駆動させなくてもよい。

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、
　中立位置を基準として左旋回方向及び右旋回方向に操作可能な操向レバーと、
　前記操向レバーの操作方向及び操作量に応じて、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コントローラと、
を備え、
　前記コントローラは、
　前記操作量が第１所定量より大きく第２所定量より小さい場合、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、前記操作量が大きくなるに従って前記左右の出力軸のうち前記操作方向に対応する内側出力軸の回転数が前記操作方向と反対の外側出力軸の回転数より低くなるように前記旋回モータを駆動させ、
　前記操作量が前記第２所定量以上である場合、前記左右のステアリングクラッチのうち前記操作方向に対応する内側ステアリングクラッチの係合率を低下させ、前記左右のステアリングブレーキのうち前記操作方向に対応する内側ステアリングブレーキを制動させる、
履帯式作業機械。
　前記コントローラは、前記操作量が前記第２所定量以上である場合、前記旋回モータの回転数を最大値にする、
請求項１に記載の履帯式作業機械。
　前記コントローラは、前記操作量が前記第２所定量以上かつ第３所定量より小さい場合、前記操作量が大きくなるに従って前記内側ステアリングブレーキの制動力を大きくする、
請求項１又は２に記載の履帯式作業機械。
　前記コントローラは、前記操作量が前記第３所定量のとき、前記内側ステアリングブレーキの制動力を最大値にする、
請求項３に記載の履帯式作業機械。
　前記コントローラは、前記操作量が前記第２所定量以上である場合、前記内側ステアリングクラッチの係合率を０％にする、
請求項１乃至４のいずれかに記載の履帯式作業機械。
　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、
　中立位置を基準として左旋回方向及び右旋回方向に操作可能な操向レバーと、
　前記操向レバーの操作方向及び操作量に応じて、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コントローラと、
を備え、
　前記コントローラは、
　前記操作量が第１所定量より大きく、かつ、オペレータから急旋回指示を受け付けていない場合、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、前記操作量が大きくなるに従って前記左右の出力軸のうち前記操作方向に対応する内側出力軸の回転数が前記操作方向と反対の外側出力軸の回転数より低くなるように前記旋回モータを駆動させ、
　前記操作量が前記第１所定量より大きく、かつ、前記急旋回指示を受け付けた場合、前記左右のステアリングクラッチのうち前記操作方向に対応する内側ステアリングクラッチの係合率を低下させ、前記左右のステアリングブレーキのうち前記操作方向に対応する内側ステアリングブレーキを制動させる、
履帯式作業機械。
　前記コントローラは、前記操作量が前記第１所定量より大きく、かつ、前記急旋回指示を受け付けた場合、前記旋回モータの回転数を最大値にする、
請求項６に記載の履帯式作業機械。
　前記コントローラは、前記操作量が前記第１所定量より大きく、かつ、前記急旋回指示を受け付けた場合、前記内側ステアリングブレーキの制動力を最大値にする、
請求項６又は７に記載の履帯式作業機械。
　前記コントローラは、前記操作量が前記第１所定量より大きく、かつ、前記急旋回指示を受け付けた場合、前記内側ステアリングクラッチの係合率を０％にする、
請求項６乃至８のいずれかに記載の履帯式作業機械。
　前記急旋回指示をオペレータから受け付ける急旋回ボタンを備える、
請求項６乃至９のいずれかに記載の履帯式作業機械。
　前記コントローラは、前記操作量が前記第２所定量以上である場合、前記旋回モータを駆動させる、
請求項１乃至１０のいずれか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乃至１１のいずれか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１２に記載の履帯式作業機械。