JPH069987B2 - 装軌車両の操向装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (a)産業上の利用分野 この発明は、農耕作業用車両のように路面の軟弱な土地
を走行し、進行方向に対して左右に履帯を備えた装軌車
両に関し、特に左右の履帯に回転速度差を与えて旋回動
作を行う操向装置に関する。

(b)発明の概要 この発明に係る装軌車両の操向装置は要約すれば、駆動
装置と履帯との間に位置する摩擦継手の原動軸および従
動軸の回転数を検出する原動軸回転検出手段および従動
軸回転検出手段を備えることにより、両者の検出値の比
が操向レバーの操作量に対して予め定められた伝達比に
一致するように摩擦継手を断続動作させ、車体の回転半
径が路面状態に関わらず操向レバーの操作量によって一
義的に決まるようにし、旋回動作を簡略化するようにし
たものである。

(c)従来の技術 路面の軟弱な土地を走行する車両は進行方向に対して左
右に履帯を備え、接地面積を増加することによって大き
な推力を得るようにしている。このような装軌車両の旋
回動作時には操向レバーの操作によって指定された旋回
方向側の履帯に対して駆動力の伝達停止または制動力の
供給を行い、左右の履帯に回転速度差を与えて車体を旋
回させる。このため、装軌車両には駆動装置と左右の履
帯との間に、摩擦継手および制動装置を備えた操向装置
が設けられている。この操向装置において摩擦継手によ
る駆動力の伝達を断つことにより駆動力の伝達を停止
し、さらに制動装置を動作させて制動力を供給する。何
れか一方の履帯に対して駆動力の伝達を停止すると、左
右の履帯に回転速度差が生じ、車体は駆動力の伝達が停
止された履帯側に旋回動作を行う。このとき、旋回方向
側の履帯は回転を規制されていないから車体の進行にと
もなって回転し、車体の回転半径は比較的大きくなる。
これに対し、制動力を供給して旋回動作を行った場合、
旋回方向側の履帯は回転を完全に規制され、車体の進行
にともなって回転せず、車体の回転半径は小さくなる。
以上のことから操向レバーの操作量が所定量を超えるま
では操作側の履帯に対して駆動力の伝達を停止し、操作
量が所定量を超えたのち制動力を供給するようにすれ
ば、操向レバーの操作量に応じて旋回動作の回転半径を
小さくできる。さらに、単位時間当たりの駆動力の伝達
停止時間および制動力の供給時間を操向レバーの操作量
に応じて増減することにより、操向レバーの操作量に略
比例した旋回力を得ることができる。このような操向レ
バーの操作量による旋回力の変更は、摩擦継手および制
動装置を多板式クラッチおよび多板式ブレーキにより構
成し、これらクラッチおよびブレーキに作用させる圧力
を制御することによっても可能である。

(d)発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記従来の装軌車両の操向装置では路面
抵抗による摩擦継手の駆動力の伝達比の変化を考慮した
ものがなかった。すなわち、摩擦継手において駆動力の
伝達が所定の伝達比で履帯に伝達されている場合におい
て、履帯に大きな路面抵抗が作用すると履帯の回転が規
制される。このため、履帯の回転速度は、駆動装置の回
転数と摩擦継手の伝達比とにより決定される回転数を下
回ることとなり、摩擦継手において滑りを生じ、摩擦継
手の伝達比が低下してしまう。このように、操向レバー
の操作量に応じて摩擦継手による駆動力の伝達停止時間
を増減するようにしても路面抵抗の影響により操作量に
応じた旋回力を得ることができない場合があった。

この発明の目的は、摩擦継手の原動軸側と従動軸側との
回転数を検出することにより、旋回動作時における両者
の比が操向レバーの操作量に対応する値となるように
し、路面抵抗の大小に関わらず常に操向レバーの操作量
に応じた旋回力を得ることができる装軌車両の操向装置
を提供することにある。

(e)問題点を解決するための手段 この発明の装軌車両の操向装置は、駆動装置の駆動力を
左右個別の摩擦継手を介して左右の履帯に伝達し、操向
レバーの操作方向側の摩擦継手を断続動作させて履帯に
対する駆動力の伝達比を減少させる装軌車両の操向装置
において、 操向レバーの操作量の摩擦継手の伝達比との関係を記憶
する記憶手段と、摩擦継手の原動軸および従動軸の回転
数を検出する原動軸回転検出手段および従動軸回転検出
手段と、操向レバーの操作時にその操作量に対応する伝
達比を記憶手段から読み出し、この伝達比に操作方向側
の摩擦継手の原動軸回転検出手段の検出結果と従動軸回
転検出手段の検出結果との比を一致させる断続動作手段
と、を設けたことを特徴とする。

(f)作用 この発明は、第７図に示すように装軌車両における旋回
動作の回転半径の大きさは左右の履帯７１，７２の速度
の比によって決定されることに着目してなされたもので
ある。すなわち、左右の履帯７１，７２の速度比がＶａ
／Ｖｂである場合には旋回中心の位置Ｏは変化しない。
一般に装軌車両においては駆動装置の回転は旋回方向側
の履帯に対してのみ減速して伝達され、反対側の履帯に
対しては直結されている。したがって、操向装置の摩擦
継手の従動軸と原動軸との回転速度比は、旋回方向側の
履帯と反対側の履帯との速度比に等しい。このため、装
軌車両の旋回動作時の回転半径は、操向装置における摩
擦継手の原動軸の回転数の大小に関わらず、摩擦継手の
伝達比によって決定される。旋回動作時における回転半
径の大小は旋回力に比例するから摩擦継手の伝達比の変
化により装軌車両の旋回力が変化する。

この発明においては、摩擦継手の伝達比は操向レバーの
操作量により決定され、その関係は記憶手段に記憶され
ている。また、摩擦継手における原動軸および従動軸の
回転数は原動軸回転手段および従動軸回転手段により検
出される。さらに、操向レバーが操作されると、断続動
作手段により摩擦継手の原動軸と従動軸との回転数の比
が操向レバーの操作量に対応する伝達比に一致するよう
に摩擦継手の駆動力の伝達状態が変わる。操向装置にお
ける従動軸の回転数は路面抵抗の影響を受けて回転する
履帯の回転数であり、従動軸回転検出手段は路面抵抗を
受けて回転する履帯の現実の回転数を検出する。

以上のことから旋回動作時においては、旋回方向側の履
帯に関し、操向レバーの操作量に対応するものとして予
め設定された伝達比により従動軸が回転する。このと
き、従動軸回転検出手段は路面抵抗の影響を受けて回転
している履帯の回転数を検出するから、原動軸と従動軸
との回転数の比は路面状態に関わらず常に記憶手段に記
憶されている伝達比に一致する。したがって、旋回方向
側の履帯と反対側の履帯との速度比は路面状態に関わら
ず操向レバーの操作量に応じた値になり、操向レバーの
操作量が一定であると、旋回動作時の回転半径および旋
回力は路面状態および車体の速度に関わらず常に一定に
なる。

(g)実施例 第１図は、この発明の実施例である装軌車両の操向装置
の構成を示す模式図である。

操向装置１は図外の駆動装置の回転が伝達される原動軸
４と、図外の履帯を回転する駆動転輪２ａ，２ｂを一端
に固定した従動軸３ａ，３ｂとの間に設けられている。
操向装置１は詳細には、クラッチ部６とブレーキ部７と
からなり、原動軸４の回転はクラッチ部６からブレーキ
部７を経て従動軸３ａ，３ｂに伝達される。すなわち、
原動軸４に固定された原動軸ギア５にはクラッチ軸ギア
８が噛み合っている。このクラッチ軸ギア８はクラッチ
９ａ，９ｂを介して伝達ギア１０ａ，１０ｂに摩擦係合
している。クラッチ９ａ，９ｂのそれぞれはシリンダ１
１ａ，１１ｂを備えている。このシリンダ１１ａ，１１
ｂに後述する油圧回路から圧油が供給されると、クラッ
チ軸ギア８と伝達ギア１０ａ，１０ｂとの摩擦係合状態
が解除される。

伝達ギア１０ａ，１０ｂはブレーキ軸ギア１２ａ，１２
ｂと噛み合っている。ブレーキ軸ギア１２ａ，１２ｂの
それぞれは、ブレーキ１３ａ，１３ｂおよび中間ギア１
５ａ，１５ｂを備えている。ブレーキ１３ａ，１３ｂの
それぞれにはシリンダ１４ａ，１４ｂが設けられてお
り、このシリンダ１４ａ，１４ｂに後述する油圧回路か
ら圧油が供給されるとブレーキ１３ａ，１３ｂが作用
し、ブレーキ軸ギア１２ａ，１２ｂの回転が規制され
る。また、中間ギア１５ａ，１５ｂは従動軸３ａ，３ｂ
に固定された従動軸ギア１６ａ，１６ｂに噛み合ってい
る。

以上の構成により原動軸４の回転は原動軸ギア５、クラ
ッチ軸ギア８、クラッチ９ａ，９ｂ、伝達ギア１０ａ，
１０ｂ、ブレーキ軸ギア１２ａ，１２ｂ、中間ギア１５
ａ，１５ｂおよび従動軸ギア１６ａ，１６ｂを介して従
動軸３ａ，３ｂに伝達される。原動軸４の回転数はこの
発明の原動軸回転検出手段である回転センサＳ３により
検出され、従動軸３ａ，３ｂの回転は同じく従動軸回転
検出手段である回転センサＳ１，Ｓ２により検出され
る。

第２図は、上記装軌車両の操向装置の油圧回路図であ
る。

操向装置１が有するシリンダ１１ａ，１１ｂおよび１４
ａ，１４ｂは方向切換弁２１ａ，２１ｂを介してポンプ
２２に接続されている。また、方向切換弁２１ａ，２１
ｂとポンプ２２との間には切換弁２３およびリリーフ弁
２４が設けられている。リリーフ弁２４が油圧回路中の
圧油圧力を設定値以下に保つ。切換弁２３はソレノイド
ＳＯＬ１を備えた電磁切換弁であり、ソレノイドＳＯＬ
１が駆動されたときポジションＰ５の状態になる。切換
弁２３はソレノイドＳＯＬ１が駆動されていない状態で
は油圧回路中の圧油をタンクに導く。方向切換弁２１
ａ，２１ｂのそれぞれは操向レバー２５ａ，２５ｂの操
作によりポジションＰ１，Ｐ２およびＰ３，Ｐ４の状態
に変化する。操向レバー２５ａ，２５ｂの操作量はボリ
ュームＶＲ１，ＶＲ２により検出される。さらに、方向
切換弁２１ａ，２１ｂからブレーキ部７のシリンダ１４
ａ，１４ｂのそれぞれに至る間には油圧スイッチＳＷ
１，ＳＷ２が備えられている。この油圧スイッチＳＷ
１，ＳＷ２は、ブレーキ部７のシリンダ１４ａ，１４ｂ
に圧油が供給されたときオンする。

以上の構成により左側の操向レバー２５ａが操作される
と、方向切換弁２１ａはポジションＰ１の状態になる。
この状態でソレノイドＳＯＬ１が駆動されると、ポンプ
２２から供給された圧油はクラッチ部６のシリンダ１１
ａに導かれる。これによってブレーキ軸ギア８は左側の
伝達ギア１０ａと係合しなくなり、原動軸４の回転は左
側の従動軸３ａに伝達されなくなる。このとき、原動軸
４の回転はクラッチ部６およびブレーキ部７を介して従
動軸３ｂに伝達されており、左右の駆動転輪２ａ，２ｂ
には回転速度差が生じる。これによって車体は左側に旋
回する。左側の履帯は車体の進行に伴って回転を生じる
から旋回動作の回転半径は比較的大きくなる。なお、ソ
レノイドＳＯＬ１がオフされると切換弁２３は油圧回路
中の圧油をタンクに戻すからシリンダ１１内の圧油は流
出し、原動軸４の回転は再び従動軸３ａに伝達される。

左側の操向レバー２５ａの操作量が増加すると方向切換
弁２１ａはポジションＰ２の状態になる。この状態でソ
レノイドＳＯＬ１駆動され、切換弁２３がポジションＰ
５の状態になると、ポンプ２２から供給された圧油はシ
リンダ１１ａおよびシリンダ１４ａの両方に供給され
る。これによってクラッチ軸ギア８と伝達ギア１０ａと
の係合が解除されるとともに、ブレーキ１３が作動す
る。これによってブレーキ軸１２ａおよび中間軸１５ａ
に噛み合う左側の従動軸ギア１６ａに制動力が供給さ
れ、左側の駆動転輪２ａの回転が停止する。このとき、
左側の履帯は車体の進行によっても回転することがな
く、旋回動作の回転半径は小さくなる。なお、方向切換
弁２１ａがポジションＰ２の状態にあるときにソレノイ
ドＳＯＬ１がオフされると、シリンダ１４ａの圧油はタ
ンクに戻されるが、シリンダ１１ａの圧油はポジション
Ｐ２の逆止弁の効果によりタンクには戻らない。このた
め、方向切換弁２１ａがポジションＰ２の状態にあると
きにはソレノイドＳＯＬ１がオフされても左側の駆動転
輪２ａに対する駆動力の供給停止は継続される。

以上の動作は右側の操向レバー２５ｂが操作されて、方
向切換弁２１ｂがポジションＰ３またはＰ４の状態にな
った場合にも同様であり、右側の駆動転輪２ｂに対して
駆動力の伝達停止および制動力の供給がなされる。

第３図は、上記操向装置を備えた装軌車両の操向装置の
制御部のブロック図である。

ＣＰＵ３１にはＩ／Ｏインターフェイス３４を介して回
転センサＳ１〜Ｓ３およびボリュームＶＲ１，ＶＲ２の
検出データ、油圧スイッチＳＷ１，ＳＷ２のオンデータ
が入力される。ＲＯＭ３２には各入出力機器の制御プロ
グラムが記憶されており、ＣＰＵ３１はこのプログラム
にしたがって制御データを出力する。このときＲＡＭ３
３のメモリエリアの一部がワーキングエリアとして用い
られる。ＣＰＵ３１は制御データをソレノイドドライバ
３５に出力し、ソレノイドドライバ３５はこの制御デー
タにしたがってソレノイドＳＯＬ１を駆動する。

ＲＯＭ３２には第４図に示すボリュームＶＲ１，ＶＲ２
の出力と、操向装置の伝達比およびソレノイドＳＯＬ１
の駆動デューティー比との関係が記憶されている。ここ
で、ボリュームＶＲ１，ＶＲ２の出力は操向レバー２５
ａ，２５ｂの操作量に比例して増減する。ＣＰＵ３１は
このボリュームＶＲ１，ＶＲ２の出力値に応じたソレノ
イドＳＯＬ１の駆動デューティー比を制御データとして
出力する。これとともにＣＰＵ３１は回転センサＳ１ま
たはＳ２の検出結果と回転センサＳ３の検出結果との比
が第４図に示すボリュームＶＲ１，ＶＲ２の出力値に対
応する伝達比に一致するようにソレノイドＳＯＬ１の駆
動デューティー比を変更する。なお、ソレノイド２５
ａ，２５ｂが操作可能な範囲の略中間位置まで操作さ
れ、ボリュームＶＲ１，ＶＲ２の出力がＶ１になると、
第２図に示す方向切換弁２１ａ，２１ｂがポジションＰ
２またはＰ４の状態になりブレーキ部７が作動する。こ
れによってスイッチＳＷ１またはＳＷ２がオンする。上
記ＲＯＭ３２がこの発明の記憶手段に相当する。

第５図は、上記装軌車両の制御部の処理手順の一部を示
すフローチャートである。

ボリュームＶＲ１の出力値が微小値ｋを超えると（ｎ
１）、ＲＯＭ３２からボリュームＶＲ１の出力値に応じ
たソレノイドＳＯＬ１の駆動デューティー比Ｄを読み出
す（ｎ２）。この微小値ｋは、車体の振動や操向レバー
２５ａの誤操作によるボリュームＶＲ１の誤検出を吸収
する不感帯を構成している。ついでスイッチＳＷ１がオ
ンされているか否かをチェックする（ｎ３）。操向レバ
ー２５ａが中間位置まで操作されボリュームＶＲ１の出
力がＶ１を超えており、スイッチＳＷ１がオンしている
場合には読み出したデューティー比Ｄの制御データをソ
レノイドドライバ３５に出力する。

スイッチＳＷ１がオンしていない場合にはＲＯＭ３２か
らボリュームＶＲ１の出力値に応じた伝達比Ｒを読み出
すとともに、回転センサＳ１およびＳ３の検出値を読み
出す（ｎ４）。次いで回転センサＳ１と回転センサＳ３
との比ＲａをＲＯＭ３２から読み出した伝達比Ｒと比較
する（ｎ５，ｎ６）。回転センサＳ１，Ｓ３の比Ｒａが
伝達比Ｒに一致する場合にはｎ２において読み出したデ
ューティー比ＤでソレノイドＳＯＬ１を駆動制御する。
回転センサＳ１，Ｓ３の比Ｒａが伝達比Ｒに一致しない
場合にはｎ２において読み出したデューティーＤに所定
値ｄを掛け合わせる（ｎ７）。

この所定値ｄは１以下の値であり、デューティー比Ｄは
第４図に示すボリュームＶＲ１の出力値との関係から読
み出された値よりも小さくされる。このｎ６→ｎ７は回
転センサＳ１，Ｓ３の比が伝達比Ｒに一致するまで継続
して行われ、デューティー比Ｄは徐々に小さくされてい
く。以上においてｎ４〜ｎ７この発明の断続動作手段で
ある。

以上のようにしてこの実施例によれば、操向レバー２５
ａが操作されると、ボリュームＶＲ１の出力値に応じた
ソレノイドＳＯＬ１の駆動デューティー比ＤがＲＯＭ３
２から読み出される。スイッチＳＷ１がオンしていない
場合すなわち、操向装置１においてクラッチ部６のみが
作動している場合には、回転センサＳ１，Ｓ３の比Ｒａ
がＲＯＭ３２に予め記憶されている伝達比Ｒに一致する
ようにソレノイドＳＯＬ１のデューティー比Ｄを変更す
る。回転センサＳ１と回転センサＳ３との比Ｒａが伝達
比Ｒに一致しない場合とは、履帯に対する路面抵抗が大
きく、履帯の回転が遅い場合すなわち、回転センサＳ１
の検出値が小さい場合である。このように履帯に作用す
る路面抵抗が大きくなると第６図に示すように回転セン
サＳ１，Ｓ３の比ＲａのボリュームＶＲ１の出力値に対
する傾きは伝達比Ｒの出力値に対する傾きを下方に平行
移動した状態になる。このような状況において駆動力の
伝達を停止すると履帯は路面抵抗によって回転を規制さ
れ、車体の旋回半径が必要以上に小さくなるとともに、
クラッチ９ａにおいて過度の滑りを生じる。これを防止
するためこの実施例ではソレノイドＳＯＬ１の駆動デュ
ーティーＤを第６図中実線で示す状態から破線で示す状
態に変更する。こうすることによって、クラッチ９ａが
接続されている状態すなわち履帯に駆動力が伝達されて
いる状態を長くする。これによって履帯が回転し、旋回
動作時の回転半径が路面抵抗により小さくされることを
防止できる。また、クラッチ９ａにおける過度の滑りを
防止でき、クラッチ９ａの摩耗も少なくできる。

なお、以上の処理は右側の操向レバー２５ｂが操作され
た際にも同様に行われる。また、本実施例では、クラッ
チの伝達状態を変更するためにデューティー比を変える
ようにしたが、多板クラッチを用いて圧力制御するよう
にした操向装置においても操向レバーの操作量に応じた
伝達比となるようにクラッチに作用する圧力を変更する
ことによって同様の効果を得ることができる。さらに、
旋回動作時に外側と履帯には駆動装置の駆動力が直結さ
れているため、旋回方向側の履帯の回転数と反対側の履
帯の回転数との比が予め設定された伝達比に一致するよ
うにすれば、第１図に示す原動軸側の回転センサＳ３を
省略できる。

(h)発明の効果 この発明によれば、旋回動作時に原動時回転検出手段の
検出結果と、従動軸回転検出手段の検出結果との比が、
記憶手段に予め記憶された操向レバーの操作量に対応す
る伝達比に一致するように摩擦継手を断続動作させるこ
とができる。これによって原動軸の回転数と従動軸の回
転数との比は操向レバーの操作量により一義的に決ま
る。旋回動作時には原動軸の回転は旋回方向側の反対側
の履帯に直結して伝達されるから、旋回動作時の旋回方
向側の履帯の回転数と反対側の履帯の回転数との比は路
面状態に関わらず操向レバーの操作量により一義的に決
まる。第７図において説明したように左右の履帯の回転
速度比が一定であると旋回動作における回転半径は変化
しないから、路面状態の良否に関わらず操向レバーの操
作量によって旋回動作時の回転半径が決定できる。この
ためオペレータは旋回動作時に路面状態を考慮すること
なく操向レバーの操作量のみによって旋回力の大きさを
選択でき、旋回作業を容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】 第１図はこの発明の実施例である装軌車両の操向装置を
示す模式図、第２図は同操向装置の油圧回路図、第３図
は同操向装置を備えた装軌車両の制御部のブロック図、
第４図は同制御部の一部を構成するＲＯＭに記憶されて
いるボリュームの出力値、操向装置の伝達比、ソレノイ
ドの駆動デューティー比およびスイッチのオン／オフ状
態と操向レバーの操作量との関係を示す図、第５図は同
制御部の処理手順の一部を示すフローチャート、第６図
は同操向装置における伝達比および回転数の比とソレノ
イドの駆動デューティー比との関係を示す図である。ま
た、第７図はこの発明の実施例を含む一般的な装軌車両
における左右の履帯の速度比と回転半径との関係を示す
図である。 １……操向装置、３ａ，３ｂ……従動軸、 ４……原動軸、６……クラッチ部、 ９ａ，９ｂ……クラッチ、 Ｓ１，Ｓ２……回転センサ（従動軸回転検出手段） Ｓ３……回転センサ（原動軸回転検出手段）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】駆動装置の駆動力を左右個別の摩擦継手を
   介して左右の履帯に伝達し、操向レバーの操作方向側の
   摩擦継手を断続動作させて履帯に対する駆動力の伝達比
   を減少させる装軌車両の操向装置において、 操向レバーの操作量の摩擦継手の伝達比との関係を記憶
   する記憶手段と、摩擦継手の原動軸および従動軸の回転
   数を検出する原動軸回転検出手段および従動軸回転検出
   手段と、操向レバーの操作時にその操作量に対応する伝
   達比を記憶手段から読み出し、この伝達比に操作方向側
   の摩擦継手の原動軸回転検出手段の検出結果と従動軸回
   転検出手段の検出結果との比を一致させる断続動作手段
   と、を設けてなる装軌車両の操向装置。