掘削車の一体型動力伝達装置
【課題】掘削車の動力伝達装置の効率を改善する。
【解決手段】ディーゼルエンジン１４０を装備し、タワー９５を支持した搭載回転テーブル１０４を支持している下部走行体１１０を包含する掘削車９１の一体型動力伝達装置は、ディーゼルエンジンに連結された発電機１４２と回転テーブルの回転を指令するための第１のリニア電気モータ１００と車両の並進を指令するための少なくとも１つの第２の高トルク・可逆型電気モータ１２１と発電機に接続された少なくとも１つの電圧及び電流強さ調整グループ１４４と回転テーブルに設けられ、第１のリニア電気モータ及び第２の高トルク・可逆型電気モータに電気的に接続した接点付回転分配器１４７と調整グループに接続されたバッテリグループ１４５を包含する。
【解決手段】ディーゼルエンジン１４０を装備し、タワー９５を支持した搭載回転テーブル１０４を支持している下部走行体１１０を包含する掘削車９１の一体型動力伝達装置は、ディーゼルエンジンに連結された発電機１４２と回転テーブルの回転を指令するための第１のリニア電気モータ１００と車両の並進を指令するための少なくとも１つの第２の高トルク・可逆型電気モータ１２１と発電機に接続された少なくとも１つの電圧及び電流強さ調整グループ１４４と回転テーブルに設けられ、第１のリニア電気モータ及び第２の高トルク・可逆型電気モータに電気的に接続した接点付回転分配器１４７と調整グループに接続されたバッテリグループ１４５を包含する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、掘削車の一体型動力伝達装置に関する。
【０００２】
特に、本発明は、ホイール式掘削車又はクローラ式掘削車の回転テーブルの推進及び回転のための一体型機械式動力伝達装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
クローラ式掘削車及びホイール式掘削車のような土工機械を建造するための技術は、よく確立されている。
【０００４】
このような機械は、かなり長い間確立されている本質的に同様の技術を介して、当業分野の大手製造業者によって確かに製造されている。
【０００５】
機械の様々なクラス又はカテゴリーは、等価重量（例えば２０トン、２４トン、３０トンのクラスなど）の車両を比較することによって比較され、これらは互いに、
− 寸法特性：単に幾つかを挙げると、ピッチ、掘削ダイヤグラム、サイズ及びアームのタイプ；
− 性能特性：掘削力、牽引力、テーブルの回転トルク及び速度、並進速度及び類似のもの；
− 運転特性：操縦者の快適性、やかましさ、指令の人間工学及び感度、電子的に支援された作業プログラムなど；
− 構造特性：機械構造部材、油圧構造部材及び電子構造部材のすべての構造技術の質；
において異なる。
【０００６】
前述の機械は、一般に同じ構造形態により特徴付けられ、これらには、
− 溶接構造で作られた下部フレーム：このフレームは高剛性であり、２つの後方端部ですべての駆動輪減速装置を収蔵し、減速装置はクローラ式掘削車のための２つの側部クローラ装置あるいはホイール式機械のための４つのハブを介して車両の移動性を確保する。
− 「第五輪」として知られている軸方向ボールベアリングにより下部フレームに連結された回転上部部分（旋回タワー又は回転テーブル）：タワーは、動力駆動装置（作動に必要なすべての付属品を備えたディーゼルエンジン）と、内部に設置された様々な作業及び移動機能を動かすのに適した油圧系統とを有する。油圧系統は、本質的且つ一般に、ディーゼルエンジンにより駆動される２つの油圧ポンプと、様々な操作機能（掘削シリンダ、回転、並進）に接続された方向弁のブロックとで構成される。すべての機能の指令は、油圧・電気油圧式連動装置（要求時に支援する電子プログムを備える）により「制御棒」を介して行われる。
− 上述したそれぞれの方向弁にパイプを介して接続された油圧シリンダによって指令されるスクープ又はかバケットの可動アームから成る掘削装置；
がある。
【０００７】
特にタワーの回転及び車両の並進に関し、最も一般に採用される方法による先行技術は、図１〜４に概略的に記載され後述される。
【０００８】
先行技術の図１〜４は例としてホイール式掘削車を参照するが、主な構成要素はクローラ装置にも存在する。
【０００９】
図１は、先行技術による掘削車１の概略図を示すもので、この掘削車は、ハブ３０に装着されたゴムタイヤ２を装備し、且つ、タワー５及び油圧シリンダ８により駆動される相対アーム７をもつバケット６を支持する回転テーブル４を取り付けている下部走行体３を包含する。
【００１０】
図２は、回転タワー又は回転テーブルを回転させるための装置１０の詳細な部分断面図を示すもので、回転テーブルは、「第五輪」１１として知られている軸方向ボールベアリングによって下部フレーム（図示しない）に連結されている。図２に示されたバージョンでは、第五輪１１は、下部走行体に固定された内部要素１２と、回転テーブルに一体の外部要素１３とを有する。第五輪１１の内部要素１２の内周に沿って、軸方向の歯１４が、遊星歯車減速装置１５’に連結された対応するピニオン１５と噛合するように配設され、この遊星歯車減速装置は一般に２段式で、それぞれの方向弁により指令され回転テーブルに固定された油圧モータ１６に連結されている。動力駆動装置（作動に必要なすべての付属品を備えたディーゼルエンジン）と、掘削車の様々な操作及び移動機能を駆動するのに適した油圧系統は、タワーに設置されている。
【００１１】
図３は、下部走行体３（ホイール式掘削車）の分解斜視図を示すもので、下部走行体は、前車軸２８、後車軸２９、ダブルユニバーサルジョイントを備えた伝動装置２７、車両の並進用の油圧モータ２５、及びこのモータに連結された機械式変速機２６を装備している。
【００１２】
図４は、先行技術による車両の動力／動力伝達装置の概略図を示すもので、車両は、１つ以上の油圧ポンプ２１に連結されたディーゼルエンジン２０を包含し、油圧ポンプは、調整及び制御弁を含む分配グループ２２に接続されている。
【００１３】
このグループ２２は、適宜の油圧回路２３を介して油圧シリンダ８と油圧回転モータ１６に接続され、この油圧回転モータは、第五輪１１と係合するために回転テーブル４により支持された、ピニオン１５を備える減速装置１５’（図２に既に示してある）を駆動する。
【００１４】
分配グループ２２からの他の油圧接続部２３は、回転テーブル４と下部走行体（簡略のため図示しない）との間に配設された油圧マニホルド２４に、そして機械式変速機２６に連結された油圧並進モータ２５に油圧供給する。
【００１５】
タワー５及びすべての掘削部品は、台車に対して動いて、操縦者により決定された場合にバケット６を放出することを適宜指示する。
【００１６】
この動きは、第五輪又は軸方向ボールベアリングとの係合を介して行われ、第五輪の内部のピニオン歯車／歯を備えた機械式カップリングにより達成される。
【００１７】
第五輪の内部の歯１４はベアリングの一体部分であり、大きいモジュールを有する歯で作られている。
【００１８】
ピニオン１５は、遊星歯車減速装置（一般に２段式）に同軸に連結され、この遊星歯車減速装置は、この減速装置１５’にフランジで取り付けた、高圧軸方向ピストンを備える油圧モータ１６によって指令される。キャビテーション防止弁及び衝撃防止弁を介在し油圧管を介する油圧モータ１６のそれぞれの方向弁との接続は、タワーの回転運動を２方向で得ることができる。
【００１９】
クローラ式掘削車における車両の並進又は推進に関し、フレーム又は台車及びすべての機械は、それぞれの遊星歯車減速装置（一般に３段式）にフランジで取り付けた、軸方向ピストンを備える２つの油圧モータによって動かすことができる。
【００２０】
それぞれのクローラに直接係合するモータのリムは、減速装置にフランジで取り付けられている。各軌道は他の軌道とは別個に指令され得る。油の流れは、それぞれの方向弁のタワー上方部分から出て、四方ロータリージョイントを横切り、安全弁（キャビテーション防止及び衝撃防止）により保護された２つの油圧モータに別個に油圧供給する。
【００２１】
上述したことから、掘削車において、掘削機能と共に、上述した概略の方法に従って回転及び並進のための油圧伝達の解答を総合的に開発する構造技術は、よく確立されていると言うことができる。
【００２２】
ディーゼル原動機は油圧ポンプに機械的な回転エネルギーを供給し、これらポンプは、ユーザに伝えられる流量及び圧力として方向弁のユニットに油圧エネルギーを供給する。油圧回転及び並進モータの場合、この油圧エネルギーは、機械的な回転エネルギーへ、すなわち、全体としてテーブルの（２方向の）動き及び／又はそれぞれの軌道の駆動輪の動きそして２つの進行方向の並進へ戻り変換する。
【００２３】
回転と並進の両方の上述した機能は、キャビンに設置された相対的な油圧・電子式指令及び制御装置によって、また既述のように相対油圧回路の適宜の安全保護弁によって統合されている。
【００２４】
すべての油圧系統は最終的にはオイルタンクに至り、ここからポンプが油圧供給し、また、要求された機能を使用した後に多種のラインがここに戻る。系統のすべてのオイルは、ディーゼル原動機のファンによって冷却される放射質量交換器を通して最終的に冷まされる。
【００２５】
車両の回転及び並進用の前述した油圧要素の存在は、次のような一連の欠点を生じる：
− 構造の複雑さ：高価な油圧及び機械装置（方向弁、ロータリージョイント、油圧モータ、遊星歯車減速装置、高圧用剛性及び可撓性パイプ、油圧弁及び取付具）の存在は、相当の製造コストを意味する。
− エネルギーコスト：軸方向ピストンを備えたモータ及びポンプで作られた現在の油圧式動力伝達装置（回転及び並進）は、媒体圧力（２５０−２８０バール）の最適条件で、せいぜい７５−８０％の全収率であり、さらに、機械式動力伝達装置（３段式遊星歯車減速装置及びピニオン／第五輪の噛合の除去）は、エネルギー変換効率をさらに低下させ、オイルの冷却は、全収率を犠牲にしてエネルギーをさらに使用することを意味する。
− 騒音公害：近年の重要な技術的進歩にもかかわらず、油圧式動力伝達装置は非常に大きい特有の音を発生する。
− 保守コスト：油圧回路及び接続された装置は、本質的に連続して保守を必要とし、油圧回路の点検や設定（弁の目盛定め）は、装置及び専門の人材を必要とするためさらに高価となる。
− 車両の運転しやすさ：電子制御装置にもかかわらず、油圧の動作は、車両の運転し易さにおいて負の影響をもたらす、回転及び並進の正確さ、応答性、調整の可能性及漸進性に関する欠点を有する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２６】
出願人は、掘削車の動力伝達装置の効率を改善することで問題に直面した。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
出願人は、テーブルの回転及び車両の並進を指令し制御するための油圧系統を、以下のような主構成要素を基にした電気エネルギー系統に置き換えるようにした掘削車の一体型動力伝達装置を提供することにより、前述の問題を解決することができた。すなわち、主構成要素は、
− ディーゼル原動機に連結した発電機；
− テーブルの回転を指令するためのリニア電気モータ；
− 並進を指令するための高トルク・可逆型アキシャル電気モータ；
− 電圧及び電流強さ調整グループ；
− 接点を備えた回転分配器；
− バッテリグループ；
である。
【００２８】
従って、本発明の第１の様相によれば、請求項１に記載されたものによる掘削車の一体型動力伝達装置が提供されている。
【００２９】
本発明のさらなる特徴は、従属請求項の対象をなしている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
本発明による掘削車の一体型動力伝達装置の特徴及び利点は、非限定的な例として与えられ添付図面を参照する下記説明から明らかになるであろう。
【実施例１】
【００３１】
図５〜１５に関して、ホイール式掘削車又はクローラ式掘削車の一体型動力伝達装置が概略的に示されている。
【００３２】
特に図１４に関し、ホイール式掘削車９１は、単に一例として、先行技術（図１による）による掘削車と共通の外部要素を有し、従って、理解を容易にするために示されている。
【００３３】
本発明による一体型動力伝達装置をもつ掘削車９１は、ディーゼルエンジン１４０を装備し、ハブ１２０に装着したタイヤ付車輪９２を装備した下部走行体１１０を包含する。
【００３４】
下部走行体１１０は、タワー９５及び油圧シリンダ９８により駆動される相対アーム９７をもつバケット６を支持し搭載した回転テーブル４を有する。
【００３５】
掘削車９１の一体型動力伝達装置は、
− ディーゼルエンジン１４０に連結した発電機１４２；
− 回転テーブル１０４の回転を指令するための第１のリニア電気モータ１００；
− 並進を指令するための少なくとも１つの第２の高トルク・可逆型電気モータ１２１；
− 発電機１４２に接続された少なくとも１つの電圧及び電流強さ調整グループ１４４；
− 前記回転テーブル１０４に設けられ、前記第１のリニア電気モータ１００及び前記第２の高トルク・可逆型電気モータ１２１に電気的に接続された、接点を備えた回転分配器１４７；
− 調整グループ１４４に接続されたバッテリグループ１４５；
を包含する。
【００３６】
アーム９７及びバケット９６の掘削機能は、油圧系統によって管理され、その結果、様々な油圧シリンダ９８の動力供給は、調整及び制御弁と油圧パイプ１４８を含む分配グループ１４３に接続されている油圧ポンプ１４１を包含する独立した油圧回路によって行われる。
【００３７】
回転を指令するためのリニアモータ１００は、図５〜８に示された変形例に従って作られるのに対し、ホイール式掘削車及びクローラ式掘削車の両方の並進のための電気モータ１２１（図９に概略的に示される）は、適用された革新的な技術により高トルクを供給できる、ロータ及びステータを装備した可逆型アキシャルモータである。
【００３８】
前述の変形例に従って作ることができるテーブルの回転のためのリニアモータ１００は、環状ディスク１０１ｂの表面のまわりに配設された複数のモータ素子１０１ａを包含し、電流がモータ素子とディスクの間を流れるときに、前記ディスクに接線力Ｆを与える。
【００３９】
この力Ｆは、ディスク自体の平面に垂直な中心軸Ａの回りに、環状ディスクに対してモータ素子を相対回転させるトルクを生成する。
【００４０】
従って、この構成により、モータ素子及び環状ディスクはステータ又はロータあるいはその逆となり得る。
【００４１】
図６において、４つのモータ素子が描かれているが、矢印Ｆで識別された発揮される接線力、必要なトルク及び系統のサイズに応じて、２つ以上のモータ素子１０１ａがある場合がある。
【００４２】
このモータ素子１０１ａは、好適には、環状ディスク１０１ｂの部分が位置されるウィングにおいてＣ形断面に作られる。
【００４３】
モータ素子とディスクの間での電流の通過によりモータ素子１０１ａの極１０２の間で誘起される磁界は、接線力Ｆを生成し、これによりトルクが伝達される。
【００４４】
従って、第１のリニアモータ１００は、運転範囲（例えば０〜１２のテーブル回転）において、卓越した調整可能性、漸進性及び応答性を備えた動きを生じることができる。特に、前述のモータを採用することにより、以下の利点、すなわち、
− 高い発生トルクで始まるピックアップ；
− 緩やかな加速；
− 緩やかな減速；
− バケットの非常に正確な制動及び位置決め；
− 動きの静粛性；
が得られる。
【００４５】
さらに、一体型動力伝達装置の構造簡素化は、先行技術による掘削車について既述した次の油圧及び機械的構成要素の除去、すなわち、
− 第五輪の歯の除去；
− ピニオン（３段式減速装置）及び油圧モータの除去；
− 方向弁及び保護弁の除去；
− ピニオン／第五輪用潤滑グリースタンクの除去；
により、動力装置を簡素化することができる。
【００４６】
図７に関し、第１のモータ１００において、モータ素子１０１ａはロータとして働き、支持体１０９を介して回転テーブル１０４に固定され一緒に回転する。
【００４７】
軸方向転がり軸受をなす第五輪１０５は、回転テーブルと一体の外部要素１０６、環状ディスク１０１ｂに固定された内部要素１０７、及び第五輪の前記両要素の相互回転を確保する複数のボール１０８を有する。環状ディスクは、ディスクの内側縁部に円周方向に固定された支持体１０３を介して、下部走行体に支持される。
【００４８】
図８に示された変形例によれば、モータ素子１０１ａはステータとして働き、下部走行体１１０に固定される。
【００４９】
軸方向転がり軸受をなす第五輪１０５は、頂部をスペーサ１０６’の介在により回転テーブルに固定され且つ底部を回転テーブルと一体に環状ディスク１０１ｂの内側縁部分に固定された外部要素１０６を有する。内部要素１０７は、スペーサ１０３’の介在により支持体１０３を介して下部走行体１１０に固定される。
【００５０】
第１及び第２のモータ１００，１２１の両方は、それぞれのブレーキ装置（図示しない）を統合され、特に、第２のモータ用には油圧挟圧式ディスクブレーキが使用でき、あるいは、負指令型電磁ブレーキ（電圧を零にしたときにロックする）が両方のために有効に使用できる。
【００５１】
車両の並進装置に関し、図９及び１０は、可逆回転アキシャル型の第２の電気モータ１２１を表しており、このモータは、駆動輪に直接連結されるか、あるいはハブ１２３を支持するハブユニット１２０を構成するための単段式遊星歯車減速装置１２４に連結されるピニオン１２２を備えており、ハブユニットは、各タイヤ付車輪又はクローラの２つの駆動輪の各々に適合し、あるいは、適宜の動力伝達装置を介して車輪に伝えられる回転運動を供給するのにさらに適合する。
【００５２】
図１１は、前車軸１３０及び２つの後部ハブユニット１２０を装備した下部走行体１１０を示しており、後部ハブユニットは下部走行体１１０に直接にフランジで取り付けられている。
【００５３】
図１２及び１３は、本発明による一体型動力伝達装置を支持するホイール式掘削車及びクローラ式掘削車のそれぞれの要素を、機能図と統合したブロック図で示している。
【００５４】
両図とも、ディーゼルエンジン１４０に連結された発電機１４２、回転テーブル１０４の回転を指令するためのリニア電気モータ１００、分配グループ１４３に接続された油圧ポンプ１４１を包含する独立した油圧回路を示しており、分配グループは、バケットとアームを動かすためにダクト１４８を介してオイルを油圧シリンダ１４６に循環させる調整及び制御弁を含む。
【００５５】
電線１４９を通して発電機１４２に接続されているものは、電圧及び電流強さ調整グループ１４４及び前記回転テーブル１０４に設けた接点付回転分配器１４７であり、バッテリグループ１４５は調整グループ１４４に接続されている。
【００５６】
両図とも、既述した回転テーブルの回転機構を示している。
【００５７】
ホイール式掘削車の場合には、接点付回転分配器１４７は、電線１４９を通して、第２の可逆型電気モータ１２１をそれぞれ備える２つのハブユニット１２０を装備した前車軸１３０と、下部走行体に後部で固定された２つのハブユニット１２０とに電力を供給する。
【００５８】
図１３に示されたクローラ式掘削車の場合には、接点付回転分配器１４７は、後部に配設された２つの第２のハブユニット１２０に直接に電力を供給して、各クローラの牽引力を決定する。
【００５９】
もちろん、ユニバーサルジョイント付伝動装置を介して推進を異なる形態で行い、必要なモータを４個から２個へ、あるいは単一の第２モータ１２１に減らすことが可能である。
【００６０】
図１５に部分的な概略図で示される変形例では、わずかに修正した装備が、図１２及び１３のものに対して予見され、ここでは、切離機構１５０が原動機１４０と発電機１４２の間に配設され、両方に連結され、また、発電機１４２はポンプ１４１に同軸に連結されている。
【００６１】
切離機構１５０は、バッテリ１４５の充電レベルが所定の限界レベル以上にあるときに原動機１４０と発電機１４２との間の動作を切り離すことができるように、フリーホイール又は摩擦等の形式のもので作ることができる。
【００６２】
この場合、好適な自動装置が原動機１４０を止め、バッテリ１４５により電力供給される発電機１４２は、最大のエネルギー節約を果たしつつ、ポンプ１４１の機能に必要な電力を提供する。
【００６３】
任意の形態において、革新的な技術を備えた第２の高トルク・可逆型モータ１２１は、その特性のおかげで、
− 高いピックアップトルクと共に指令の卓越した調整可能性及び漸進性；
− 前進駆動及び後退における加速及び減速の両方での回転の規則正しさ；
− 作動中における振動の不在；
− 機械が下り坂を進む場合における全体のモータ回転制御；
を保証している。
【００６４】
構造簡素化は、次の従来の構成要素、すなわち、
ａ） 並進減速装置（少なくとも部分的に）
ｂ） 軸方向ピストン及び相対的なパイプを備えた油圧モータ；
ｃ） キャビテーション防止及び衝撃防止弁を備えた油圧モータの方向弁；
ｄ） 油圧モータに対するロータリージョイント；
ｅ） 構造簡素化；
を除去するか減少することが可能である。
【００６５】
本発明による一体型動力伝達装置は、次の目的を達成することができる。すなわち、
高価な油圧及び機械装置（方向弁、ロータリージョイント、遊星歯車減速装置、高圧用剛性及び可撓性パイプ、油圧弁及び取付具）の除去；
収率の増大によるエネルギーの節約：ポンプ及び軸方向ピストンを備えたモータで構成した現在の油圧式動力伝達装置（回転及び並進）は、中間圧力（２５０〜２８０バール）の最適条件で、せいぜい７５〜８０％の全収率である；
逆に、発電機／リニアモータの電気式動力伝達装置の収率は、９０％を超える。さらに、回転の制動段階では、モータが発電機のように作用する理由で、エネルギー回収を得ることができる。同じ方法で、下り坂の並進段階あるいは減速段階では、原動機が発電機にエネルギーの供給を止め、そのエネルギーもバッテリ１４５に蓄積することができる。
【００６６】
回転の場合には、３段式遊星歯車減速装置の除去及び第五輪の歯／ピニオンの噛合の除去は、
ｎ＝１段式減速装置の噛合収率＝０.９６
ｎｔ＝３段式減速装置の噛合収率＝０.９６３＝０.８８
ｎｔの合計＝遊星歯車減速装置＝０.８８
第五輪／ピニオンの噛合収率＝０.９
減速装置及び第五輪のピニオンの合計収率＝０.９ｘ０.８８＝０.８
に等しい効率の改善をもたらす。
【００６７】
従って、リニアモータでもって、係合する機械的な部材が存在しないことにより２０％、また油圧式動力伝達装置から電気式動力伝達装置への移行により記述のような少なくとも１０〜１５％、合計で３０〜３５％の利得を獲得することが可能である。
【００６８】
少なくとも２つの減速段を除去するクローラ式車両における並進の場合には、
ｎｔ＝０.９６２＝０.９２
で、８％の利得に等しく、トルクモータ式動力伝達装置による１０〜１５％の利得を付加して、各クローラ（クローラ式掘削車の場合）のために１８〜２３％の合計利得を得る。
【００６９】
ホイール式掘削車の場合には、４つのトルクモータがモータと車輪との間で、単一減速段を備え車軸に挿設されるので、従来周知の解決策に対して次の簡素化がある。すなわち、
ａ） 車軸の減速装置（悪評の２段式）における減速ジャンプの除去；
ｂ） 車軸（油圧モータがフランジで取り付けられる）とでブロックをなす減速装置における減速ジャンプの除去；
ｃ） 車軸における円錐トルク低減の除去（２つの円錐トルク）；
ｄ）２つの関節及び相対摩擦の除去；
である。
【００７０】
収率を定量化すると、
ａ１＝遊星歯車減速装置の収率＝０.９６
ｂ１＝減速装置のジャンプの収率＝０.９８
ｃ１＝２つの円錐形トルクの収率＝０.９４２＝０.８８
ｄ１＝２つのユニバーサルジョイントの収率＝０.９８２＝０.９６
となる。
【００７１】
全体として、前述の収率の成果に等しい全収率ｎｔｏｔａｌ＝０.７９、従って動力伝達装置の大幅な簡素化は、８０％を超える利得を生じ、この利得は電気式動力伝達装置の高い効率の１０〜１５％を付加されて、３０〜３５％に等しい全体利益を得る。
【００７２】
他の利点は、より小さい騒音及びより少ない保守必要性である。
【００７３】
この最後の利点に関し、電気モータ及び発電機は、それらの特性により、定期保守整備をほとんど必要とせず、油圧構成要素よりも遥かに運転寿命を有することに注目されるべきである。また、油圧回路の制御（弁の目盛り定め）は、専門の人材及び装置を必要とするため非常に高価である。
【００７４】
さらに、全コストと機械組立体の簡素化の両方により、生産コストの全面的な削減が得られる。
【００７５】
リニアモータ及びアキシァルモータの既に強調された特性は、それらの動きをより正確に制御することを可能にしているので、より良い応答性、調整可能性及び漸進性を伴って、運転し易さをより容易にする。
【００７６】
また、多数の原因（例えば、ディーゼルエンジン、油圧ポンプ、油圧モータ、方向弁、指令系統、パイプの破損などに依存する）による機械の故障の場合における油圧式動力伝達装置は、それぞれの並進モータがパイプ内の流体の非圧縮性によりロックされるので、車両を牽引したり動かすことを不能にすることが、強調されるべきである。
【００７７】
この欠点は、素早く解決するのが難しい問題を呈する。
【００７８】
これに対し、電気モータは、圧力を受けずに自由に回転することができるので、容易に車両を牽引することも可能である。
【００７９】
従って、引張棒を受けるように予め設定された車両は、実際に「アイドル」状態で、前方の運搬車両によって牽引することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】先行技術の掘削車を示す概略図である。
【図２】先行技術の掘削車の構成要素の詳細図である。
【図３】先行技術の掘削車の他の構成要素の詳細斜視図である。
【図４】先行技術の掘削車の他の構成要素の概略図である。
【図５】本発明による回転装置に使用されるリニアモータの詳細を示す概略斜視図である。
【図６】本発明による回転装置に使用されるリニアモータの詳細を示す概略斜視図である。
【図７】掘削車の回転テーブルに適用された本発明による動力伝達装置の一実施例の概略部分断面図である。
【図８】掘削車の回転テーブルに適用された本発明による動力伝達装置の他の実施例の概略部分断面図である。
【図９】クローラ式掘削車の並進に適用された本発明による動力伝達装置の部分的に断面の正面図である。
【図１０】クローラ式掘削車の並進に適用された本発明による他の動力伝達装置の部分的に断面の正面図である。
【図１１】本発明によるホイール式掘削車の下部走行体の分解斜視図である。
【図１２】本発明による一体型動力伝達装置を装備したホイール式掘削車の要素を示す概略図である。
【図１３】本発明による一体型動力伝達装置を装備したクローラ式掘削車の要素を示す概略図である。
【図１４】本発明による一体型動力伝達装置を装備したホイール式掘削車の概略側面図である。
【図１５】本発明の変形例による一体型動力伝達装置を装備した掘削車の部分概略図である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、掘削車の一体型動力伝達装置に関する。
【０００２】
特に、本発明は、ホイール式掘削車又はクローラ式掘削車の回転テーブルの推進及び回転のための一体型機械式動力伝達装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
クローラ式掘削車及びホイール式掘削車のような土工機械を建造するための技術は、よく確立されている。
【０００４】
このような機械は、かなり長い間確立されている本質的に同様の技術を介して、当業分野の大手製造業者によって確かに製造されている。
【０００５】
機械の様々なクラス又はカテゴリーは、等価重量（例えば２０トン、２４トン、３０トンのクラスなど）の車両を比較することによって比較され、これらは互いに、
− 寸法特性：単に幾つかを挙げると、ピッチ、掘削ダイヤグラム、サイズ及びアームのタイプ；
− 性能特性：掘削力、牽引力、テーブルの回転トルク及び速度、並進速度及び類似のもの；
− 運転特性：操縦者の快適性、やかましさ、指令の人間工学及び感度、電子的に支援された作業プログラムなど；
− 構造特性：機械構造部材、油圧構造部材及び電子構造部材のすべての構造技術の質；
において異なる。
【０００６】
前述の機械は、一般に同じ構造形態により特徴付けられ、これらには、
− 溶接構造で作られた下部フレーム：このフレームは高剛性であり、２つの後方端部ですべての駆動輪減速装置を収蔵し、減速装置はクローラ式掘削車のための２つの側部クローラ装置あるいはホイール式機械のための４つのハブを介して車両の移動性を確保する。
− 「第五輪」として知られている軸方向ボールベアリングにより下部フレームに連結された回転上部部分（旋回タワー又は回転テーブル）：タワーは、動力駆動装置（作動に必要なすべての付属品を備えたディーゼルエンジン）と、内部に設置された様々な作業及び移動機能を動かすのに適した油圧系統とを有する。油圧系統は、本質的且つ一般に、ディーゼルエンジンにより駆動される２つの油圧ポンプと、様々な操作機能（掘削シリンダ、回転、並進）に接続された方向弁のブロックとで構成される。すべての機能の指令は、油圧・電気油圧式連動装置（要求時に支援する電子プログムを備える）により「制御棒」を介して行われる。
− 上述したそれぞれの方向弁にパイプを介して接続された油圧シリンダによって指令されるスクープ又はかバケットの可動アームから成る掘削装置；
がある。
【０００７】
特にタワーの回転及び車両の並進に関し、最も一般に採用される方法による先行技術は、図１〜４に概略的に記載され後述される。
【０００８】
先行技術の図１〜４は例としてホイール式掘削車を参照するが、主な構成要素はクローラ装置にも存在する。
【０００９】
図１は、先行技術による掘削車１の概略図を示すもので、この掘削車は、ハブ３０に装着されたゴムタイヤ２を装備し、且つ、タワー５及び油圧シリンダ８により駆動される相対アーム７をもつバケット６を支持する回転テーブル４を取り付けている下部走行体３を包含する。
【００１０】
図２は、回転タワー又は回転テーブルを回転させるための装置１０の詳細な部分断面図を示すもので、回転テーブルは、「第五輪」１１として知られている軸方向ボールベアリングによって下部フレーム（図示しない）に連結されている。図２に示されたバージョンでは、第五輪１１は、下部走行体に固定された内部要素１２と、回転テーブルに一体の外部要素１３とを有する。第五輪１１の内部要素１２の内周に沿って、軸方向の歯１４が、遊星歯車減速装置１５’に連結された対応するピニオン１５と噛合するように配設され、この遊星歯車減速装置は一般に２段式で、それぞれの方向弁により指令され回転テーブルに固定された油圧モータ１６に連結されている。動力駆動装置（作動に必要なすべての付属品を備えたディーゼルエンジン）と、掘削車の様々な操作及び移動機能を駆動するのに適した油圧系統は、タワーに設置されている。
【００１１】
図３は、下部走行体３（ホイール式掘削車）の分解斜視図を示すもので、下部走行体は、前車軸２８、後車軸２９、ダブルユニバーサルジョイントを備えた伝動装置２７、車両の並進用の油圧モータ２５、及びこのモータに連結された機械式変速機２６を装備している。
【００１２】
図４は、先行技術による車両の動力／動力伝達装置の概略図を示すもので、車両は、１つ以上の油圧ポンプ２１に連結されたディーゼルエンジン２０を包含し、油圧ポンプは、調整及び制御弁を含む分配グループ２２に接続されている。
【００１３】
このグループ２２は、適宜の油圧回路２３を介して油圧シリンダ８と油圧回転モータ１６に接続され、この油圧回転モータは、第五輪１１と係合するために回転テーブル４により支持された、ピニオン１５を備える減速装置１５’（図２に既に示してある）を駆動する。
【００１４】
分配グループ２２からの他の油圧接続部２３は、回転テーブル４と下部走行体（簡略のため図示しない）との間に配設された油圧マニホルド２４に、そして機械式変速機２６に連結された油圧並進モータ２５に油圧供給する。
【００１５】
タワー５及びすべての掘削部品は、台車に対して動いて、操縦者により決定された場合にバケット６を放出することを適宜指示する。
【００１６】
この動きは、第五輪又は軸方向ボールベアリングとの係合を介して行われ、第五輪の内部のピニオン歯車／歯を備えた機械式カップリングにより達成される。
【００１７】
第五輪の内部の歯１４はベアリングの一体部分であり、大きいモジュールを有する歯で作られている。
【００１８】
ピニオン１５は、遊星歯車減速装置（一般に２段式）に同軸に連結され、この遊星歯車減速装置は、この減速装置１５’にフランジで取り付けた、高圧軸方向ピストンを備える油圧モータ１６によって指令される。キャビテーション防止弁及び衝撃防止弁を介在し油圧管を介する油圧モータ１６のそれぞれの方向弁との接続は、タワーの回転運動を２方向で得ることができる。
【００１９】
クローラ式掘削車における車両の並進又は推進に関し、フレーム又は台車及びすべての機械は、それぞれの遊星歯車減速装置（一般に３段式）にフランジで取り付けた、軸方向ピストンを備える２つの油圧モータによって動かすことができる。
【００２０】
それぞれのクローラに直接係合するモータのリムは、減速装置にフランジで取り付けられている。各軌道は他の軌道とは別個に指令され得る。油の流れは、それぞれの方向弁のタワー上方部分から出て、四方ロータリージョイントを横切り、安全弁（キャビテーション防止及び衝撃防止）により保護された２つの油圧モータに別個に油圧供給する。
【００２１】
上述したことから、掘削車において、掘削機能と共に、上述した概略の方法に従って回転及び並進のための油圧伝達の解答を総合的に開発する構造技術は、よく確立されていると言うことができる。
【００２２】
ディーゼル原動機は油圧ポンプに機械的な回転エネルギーを供給し、これらポンプは、ユーザに伝えられる流量及び圧力として方向弁のユニットに油圧エネルギーを供給する。油圧回転及び並進モータの場合、この油圧エネルギーは、機械的な回転エネルギーへ、すなわち、全体としてテーブルの（２方向の）動き及び／又はそれぞれの軌道の駆動輪の動きそして２つの進行方向の並進へ戻り変換する。
【００２３】
回転と並進の両方の上述した機能は、キャビンに設置された相対的な油圧・電子式指令及び制御装置によって、また既述のように相対油圧回路の適宜の安全保護弁によって統合されている。
【００２４】
すべての油圧系統は最終的にはオイルタンクに至り、ここからポンプが油圧供給し、また、要求された機能を使用した後に多種のラインがここに戻る。系統のすべてのオイルは、ディーゼル原動機のファンによって冷却される放射質量交換器を通して最終的に冷まされる。
【００２５】
車両の回転及び並進用の前述した油圧要素の存在は、次のような一連の欠点を生じる：
− 構造の複雑さ：高価な油圧及び機械装置（方向弁、ロータリージョイント、油圧モータ、遊星歯車減速装置、高圧用剛性及び可撓性パイプ、油圧弁及び取付具）の存在は、相当の製造コストを意味する。
− エネルギーコスト：軸方向ピストンを備えたモータ及びポンプで作られた現在の油圧式動力伝達装置（回転及び並進）は、媒体圧力（２５０−２８０バール）の最適条件で、せいぜい７５−８０％の全収率であり、さらに、機械式動力伝達装置（３段式遊星歯車減速装置及びピニオン／第五輪の噛合の除去）は、エネルギー変換効率をさらに低下させ、オイルの冷却は、全収率を犠牲にしてエネルギーをさらに使用することを意味する。
− 騒音公害：近年の重要な技術的進歩にもかかわらず、油圧式動力伝達装置は非常に大きい特有の音を発生する。
− 保守コスト：油圧回路及び接続された装置は、本質的に連続して保守を必要とし、油圧回路の点検や設定（弁の目盛定め）は、装置及び専門の人材を必要とするためさらに高価となる。
− 車両の運転しやすさ：電子制御装置にもかかわらず、油圧の動作は、車両の運転し易さにおいて負の影響をもたらす、回転及び並進の正確さ、応答性、調整の可能性及漸進性に関する欠点を有する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２６】
出願人は、掘削車の動力伝達装置の効率を改善することで問題に直面した。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
出願人は、テーブルの回転及び車両の並進を指令し制御するための油圧系統を、以下のような主構成要素を基にした電気エネルギー系統に置き換えるようにした掘削車の一体型動力伝達装置を提供することにより、前述の問題を解決することができた。すなわち、主構成要素は、
− ディーゼル原動機に連結した発電機；
− テーブルの回転を指令するためのリニア電気モータ；
− 並進を指令するための高トルク・可逆型アキシャル電気モータ；
− 電圧及び電流強さ調整グループ；
− 接点を備えた回転分配器；
− バッテリグループ；
である。
【００２８】
従って、本発明の第１の様相によれば、請求項１に記載されたものによる掘削車の一体型動力伝達装置が提供されている。
【００２９】
本発明のさらなる特徴は、従属請求項の対象をなしている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
本発明による掘削車の一体型動力伝達装置の特徴及び利点は、非限定的な例として与えられ添付図面を参照する下記説明から明らかになるであろう。
【実施例１】
【００３１】
図５〜１５に関して、ホイール式掘削車又はクローラ式掘削車の一体型動力伝達装置が概略的に示されている。
【００３２】
特に図１４に関し、ホイール式掘削車９１は、単に一例として、先行技術（図１による）による掘削車と共通の外部要素を有し、従って、理解を容易にするために示されている。
【００３３】
本発明による一体型動力伝達装置をもつ掘削車９１は、ディーゼルエンジン１４０を装備し、ハブ１２０に装着したタイヤ付車輪９２を装備した下部走行体１１０を包含する。
【００３４】
下部走行体１１０は、タワー９５及び油圧シリンダ９８により駆動される相対アーム９７をもつバケット６を支持し搭載した回転テーブル４を有する。
【００３５】
掘削車９１の一体型動力伝達装置は、
− ディーゼルエンジン１４０に連結した発電機１４２；
− 回転テーブル１０４の回転を指令するための第１のリニア電気モータ１００；
− 並進を指令するための少なくとも１つの第２の高トルク・可逆型電気モータ１２１；
− 発電機１４２に接続された少なくとも１つの電圧及び電流強さ調整グループ１４４；
− 前記回転テーブル１０４に設けられ、前記第１のリニア電気モータ１００及び前記第２の高トルク・可逆型電気モータ１２１に電気的に接続された、接点を備えた回転分配器１４７；
− 調整グループ１４４に接続されたバッテリグループ１４５；
を包含する。
【００３６】
アーム９７及びバケット９６の掘削機能は、油圧系統によって管理され、その結果、様々な油圧シリンダ９８の動力供給は、調整及び制御弁と油圧パイプ１４８を含む分配グループ１４３に接続されている油圧ポンプ１４１を包含する独立した油圧回路によって行われる。
【００３７】
回転を指令するためのリニアモータ１００は、図５〜８に示された変形例に従って作られるのに対し、ホイール式掘削車及びクローラ式掘削車の両方の並進のための電気モータ１２１（図９に概略的に示される）は、適用された革新的な技術により高トルクを供給できる、ロータ及びステータを装備した可逆型アキシャルモータである。
【００３８】
前述の変形例に従って作ることができるテーブルの回転のためのリニアモータ１００は、環状ディスク１０１ｂの表面のまわりに配設された複数のモータ素子１０１ａを包含し、電流がモータ素子とディスクの間を流れるときに、前記ディスクに接線力Ｆを与える。
【００３９】
この力Ｆは、ディスク自体の平面に垂直な中心軸Ａの回りに、環状ディスクに対してモータ素子を相対回転させるトルクを生成する。
【００４０】
従って、この構成により、モータ素子及び環状ディスクはステータ又はロータあるいはその逆となり得る。
【００４１】
図６において、４つのモータ素子が描かれているが、矢印Ｆで識別された発揮される接線力、必要なトルク及び系統のサイズに応じて、２つ以上のモータ素子１０１ａがある場合がある。
【００４２】
このモータ素子１０１ａは、好適には、環状ディスク１０１ｂの部分が位置されるウィングにおいてＣ形断面に作られる。
【００４３】
モータ素子とディスクの間での電流の通過によりモータ素子１０１ａの極１０２の間で誘起される磁界は、接線力Ｆを生成し、これによりトルクが伝達される。
【００４４】
従って、第１のリニアモータ１００は、運転範囲（例えば０〜１２のテーブル回転）において、卓越した調整可能性、漸進性及び応答性を備えた動きを生じることができる。特に、前述のモータを採用することにより、以下の利点、すなわち、
− 高い発生トルクで始まるピックアップ；
− 緩やかな加速；
− 緩やかな減速；
− バケットの非常に正確な制動及び位置決め；
− 動きの静粛性；
が得られる。
【００４５】
さらに、一体型動力伝達装置の構造簡素化は、先行技術による掘削車について既述した次の油圧及び機械的構成要素の除去、すなわち、
− 第五輪の歯の除去；
− ピニオン（３段式減速装置）及び油圧モータの除去；
− 方向弁及び保護弁の除去；
− ピニオン／第五輪用潤滑グリースタンクの除去；
により、動力装置を簡素化することができる。
【００４６】
図７に関し、第１のモータ１００において、モータ素子１０１ａはロータとして働き、支持体１０９を介して回転テーブル１０４に固定され一緒に回転する。
【００４７】
軸方向転がり軸受をなす第五輪１０５は、回転テーブルと一体の外部要素１０６、環状ディスク１０１ｂに固定された内部要素１０７、及び第五輪の前記両要素の相互回転を確保する複数のボール１０８を有する。環状ディスクは、ディスクの内側縁部に円周方向に固定された支持体１０３を介して、下部走行体に支持される。
【００４８】
図８に示された変形例によれば、モータ素子１０１ａはステータとして働き、下部走行体１１０に固定される。
【００４９】
軸方向転がり軸受をなす第五輪１０５は、頂部をスペーサ１０６’の介在により回転テーブルに固定され且つ底部を回転テーブルと一体に環状ディスク１０１ｂの内側縁部分に固定された外部要素１０６を有する。内部要素１０７は、スペーサ１０３’の介在により支持体１０３を介して下部走行体１１０に固定される。
【００５０】
第１及び第２のモータ１００，１２１の両方は、それぞれのブレーキ装置（図示しない）を統合され、特に、第２のモータ用には油圧挟圧式ディスクブレーキが使用でき、あるいは、負指令型電磁ブレーキ（電圧を零にしたときにロックする）が両方のために有効に使用できる。
【００５１】
車両の並進装置に関し、図９及び１０は、可逆回転アキシャル型の第２の電気モータ１２１を表しており、このモータは、駆動輪に直接連結されるか、あるいはハブ１２３を支持するハブユニット１２０を構成するための単段式遊星歯車減速装置１２４に連結されるピニオン１２２を備えており、ハブユニットは、各タイヤ付車輪又はクローラの２つの駆動輪の各々に適合し、あるいは、適宜の動力伝達装置を介して車輪に伝えられる回転運動を供給するのにさらに適合する。
【００５２】
図１１は、前車軸１３０及び２つの後部ハブユニット１２０を装備した下部走行体１１０を示しており、後部ハブユニットは下部走行体１１０に直接にフランジで取り付けられている。
【００５３】
図１２及び１３は、本発明による一体型動力伝達装置を支持するホイール式掘削車及びクローラ式掘削車のそれぞれの要素を、機能図と統合したブロック図で示している。
【００５４】
両図とも、ディーゼルエンジン１４０に連結された発電機１４２、回転テーブル１０４の回転を指令するためのリニア電気モータ１００、分配グループ１４３に接続された油圧ポンプ１４１を包含する独立した油圧回路を示しており、分配グループは、バケットとアームを動かすためにダクト１４８を介してオイルを油圧シリンダ１４６に循環させる調整及び制御弁を含む。
【００５５】
電線１４９を通して発電機１４２に接続されているものは、電圧及び電流強さ調整グループ１４４及び前記回転テーブル１０４に設けた接点付回転分配器１４７であり、バッテリグループ１４５は調整グループ１４４に接続されている。
【００５６】
両図とも、既述した回転テーブルの回転機構を示している。
【００５７】
ホイール式掘削車の場合には、接点付回転分配器１４７は、電線１４９を通して、第２の可逆型電気モータ１２１をそれぞれ備える２つのハブユニット１２０を装備した前車軸１３０と、下部走行体に後部で固定された２つのハブユニット１２０とに電力を供給する。
【００５８】
図１３に示されたクローラ式掘削車の場合には、接点付回転分配器１４７は、後部に配設された２つの第２のハブユニット１２０に直接に電力を供給して、各クローラの牽引力を決定する。
【００５９】
もちろん、ユニバーサルジョイント付伝動装置を介して推進を異なる形態で行い、必要なモータを４個から２個へ、あるいは単一の第２モータ１２１に減らすことが可能である。
【００６０】
図１５に部分的な概略図で示される変形例では、わずかに修正した装備が、図１２及び１３のものに対して予見され、ここでは、切離機構１５０が原動機１４０と発電機１４２の間に配設され、両方に連結され、また、発電機１４２はポンプ１４１に同軸に連結されている。
【００６１】
切離機構１５０は、バッテリ１４５の充電レベルが所定の限界レベル以上にあるときに原動機１４０と発電機１４２との間の動作を切り離すことができるように、フリーホイール又は摩擦等の形式のもので作ることができる。
【００６２】
この場合、好適な自動装置が原動機１４０を止め、バッテリ１４５により電力供給される発電機１４２は、最大のエネルギー節約を果たしつつ、ポンプ１４１の機能に必要な電力を提供する。
【００６３】
任意の形態において、革新的な技術を備えた第２の高トルク・可逆型モータ１２１は、その特性のおかげで、
− 高いピックアップトルクと共に指令の卓越した調整可能性及び漸進性；
− 前進駆動及び後退における加速及び減速の両方での回転の規則正しさ；
− 作動中における振動の不在；
− 機械が下り坂を進む場合における全体のモータ回転制御；
を保証している。
【００６４】
構造簡素化は、次の従来の構成要素、すなわち、
ａ） 並進減速装置（少なくとも部分的に）
ｂ） 軸方向ピストン及び相対的なパイプを備えた油圧モータ；
ｃ） キャビテーション防止及び衝撃防止弁を備えた油圧モータの方向弁；
ｄ） 油圧モータに対するロータリージョイント；
ｅ） 構造簡素化；
を除去するか減少することが可能である。
【００６５】
本発明による一体型動力伝達装置は、次の目的を達成することができる。すなわち、
高価な油圧及び機械装置（方向弁、ロータリージョイント、遊星歯車減速装置、高圧用剛性及び可撓性パイプ、油圧弁及び取付具）の除去；
収率の増大によるエネルギーの節約：ポンプ及び軸方向ピストンを備えたモータで構成した現在の油圧式動力伝達装置（回転及び並進）は、中間圧力（２５０〜２８０バール）の最適条件で、せいぜい７５〜８０％の全収率である；
逆に、発電機／リニアモータの電気式動力伝達装置の収率は、９０％を超える。さらに、回転の制動段階では、モータが発電機のように作用する理由で、エネルギー回収を得ることができる。同じ方法で、下り坂の並進段階あるいは減速段階では、原動機が発電機にエネルギーの供給を止め、そのエネルギーもバッテリ１４５に蓄積することができる。
【００６６】
回転の場合には、３段式遊星歯車減速装置の除去及び第五輪の歯／ピニオンの噛合の除去は、
ｎ＝１段式減速装置の噛合収率＝０.９６
ｎｔ＝３段式減速装置の噛合収率＝０.９６３＝０.８８
ｎｔの合計＝遊星歯車減速装置＝０.８８
第五輪／ピニオンの噛合収率＝０.９
減速装置及び第五輪のピニオンの合計収率＝０.９ｘ０.８８＝０.８
に等しい効率の改善をもたらす。
【００６７】
従って、リニアモータでもって、係合する機械的な部材が存在しないことにより２０％、また油圧式動力伝達装置から電気式動力伝達装置への移行により記述のような少なくとも１０〜１５％、合計で３０〜３５％の利得を獲得することが可能である。
【００６８】
少なくとも２つの減速段を除去するクローラ式車両における並進の場合には、
ｎｔ＝０.９６２＝０.９２
で、８％の利得に等しく、トルクモータ式動力伝達装置による１０〜１５％の利得を付加して、各クローラ（クローラ式掘削車の場合）のために１８〜２３％の合計利得を得る。
【００６９】
ホイール式掘削車の場合には、４つのトルクモータがモータと車輪との間で、単一減速段を備え車軸に挿設されるので、従来周知の解決策に対して次の簡素化がある。すなわち、
ａ） 車軸の減速装置（悪評の２段式）における減速ジャンプの除去；
ｂ） 車軸（油圧モータがフランジで取り付けられる）とでブロックをなす減速装置における減速ジャンプの除去；
ｃ） 車軸における円錐トルク低減の除去（２つの円錐トルク）；
ｄ）２つの関節及び相対摩擦の除去；
である。
【００７０】
収率を定量化すると、
ａ１＝遊星歯車減速装置の収率＝０.９６
ｂ１＝減速装置のジャンプの収率＝０.９８
ｃ１＝２つの円錐形トルクの収率＝０.９４２＝０.８８
ｄ１＝２つのユニバーサルジョイントの収率＝０.９８２＝０.９６
となる。
【００７１】
全体として、前述の収率の成果に等しい全収率ｎｔｏｔａｌ＝０.７９、従って動力伝達装置の大幅な簡素化は、８０％を超える利得を生じ、この利得は電気式動力伝達装置の高い効率の１０〜１５％を付加されて、３０〜３５％に等しい全体利益を得る。
【００７２】
他の利点は、より小さい騒音及びより少ない保守必要性である。
【００７３】
この最後の利点に関し、電気モータ及び発電機は、それらの特性により、定期保守整備をほとんど必要とせず、油圧構成要素よりも遥かに運転寿命を有することに注目されるべきである。また、油圧回路の制御（弁の目盛り定め）は、専門の人材及び装置を必要とするため非常に高価である。
【００７４】
さらに、全コストと機械組立体の簡素化の両方により、生産コストの全面的な削減が得られる。
【００７５】
リニアモータ及びアキシァルモータの既に強調された特性は、それらの動きをより正確に制御することを可能にしているので、より良い応答性、調整可能性及び漸進性を伴って、運転し易さをより容易にする。
【００７６】
また、多数の原因（例えば、ディーゼルエンジン、油圧ポンプ、油圧モータ、方向弁、指令系統、パイプの破損などに依存する）による機械の故障の場合における油圧式動力伝達装置は、それぞれの並進モータがパイプ内の流体の非圧縮性によりロックされるので、車両を牽引したり動かすことを不能にすることが、強調されるべきである。
【００７７】
この欠点は、素早く解決するのが難しい問題を呈する。
【００７８】
これに対し、電気モータは、圧力を受けずに自由に回転することができるので、容易に車両を牽引することも可能である。
【００７９】
従って、引張棒を受けるように予め設定された車両は、実際に「アイドル」状態で、前方の運搬車両によって牽引することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】先行技術の掘削車を示す概略図である。
【図２】先行技術の掘削車の構成要素の詳細図である。
【図３】先行技術の掘削車の他の構成要素の詳細斜視図である。
【図４】先行技術の掘削車の他の構成要素の概略図である。
【図５】本発明による回転装置に使用されるリニアモータの詳細を示す概略斜視図である。
【図６】本発明による回転装置に使用されるリニアモータの詳細を示す概略斜視図である。
【図７】掘削車の回転テーブルに適用された本発明による動力伝達装置の一実施例の概略部分断面図である。
【図８】掘削車の回転テーブルに適用された本発明による動力伝達装置の他の実施例の概略部分断面図である。
【図９】クローラ式掘削車の並進に適用された本発明による動力伝達装置の部分的に断面の正面図である。
【図１０】クローラ式掘削車の並進に適用された本発明による他の動力伝達装置の部分的に断面の正面図である。
【図１１】本発明によるホイール式掘削車の下部走行体の分解斜視図である。
【図１２】本発明による一体型動力伝達装置を装備したホイール式掘削車の要素を示す概略図である。
【図１３】本発明による一体型動力伝達装置を装備したクローラ式掘削車の要素を示す概略図である。
【図１４】本発明による一体型動力伝達装置を装備したホイール式掘削車の概略側面図である。
【図１５】本発明の変形例による一体型動力伝達装置を装備した掘削車の部分概略図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディーゼルエンジン（１４０）を装備し、タワー（９５）を支持した搭載回転テーブル（１０４）を支持している下部走行体（１１０）を包含する、ホイール式又はクローラ式掘削車（９１）の一体型動力伝達装置において、
− ディーゼルエンジン（１４０）に連結された発電機（１４２）；
− 回転テーブル（１０４）の回転を指令するための第１のリニア電気モータ（１００）；
− 車両の並進を指令するための少なくとも１つの第２の高トルク・可逆型電気モータ（１２１）；
− 発電機（１４２）に接続された少なくとも１つの電圧及び電流強さ調整グループ（１４４）；
− 前記回転テーブル（１０４）に設けられ、第１のリニア電気モータ（１００）及び第２の高トルク・可逆型電気モータ（１２１）に電気的に接続した接点付回転分配器（１４７）；
− 調整グループ（１４４）に接続されたバッテリグループ（１４５）；
を包含することを特徴とする一体型動力伝達装置。
【請求項２】
前記第１のリニアモータ（１００）が、環状ディスク（１０１ｂ）と、環状ディスク（１０１ｂ）の少なくとも１つの表面に接近して配設された複数のモータ素子（１０１ａ）とを包含し、モータ素子と環状ディスクの間で電流が通過するとき前記環状ディスクに接線力（Ｆ）を与え、環状ディスクの平面に垂直な中心軸（Ａ）の回りに、モータ素子と環状ディスクとの相対回転を生じさせる、請求項１記載の一体型動力伝達装置。
【請求項３】
前記モータ素子（１０１ａ）が、環状ディスク（１０１ｂ）の部分が位置されるウィングにおいてＣ形断面に作られている、請求項１記載の一体型動力伝達装置。
【請求項４】
回転テーブル（１０４）の回転のための前記第１の電気モータ（１００）において、モータ素子（１０１ａ）がロータであり、支持体（１０９）を介して回転テーブル（１０４）に固定され一緒に回転する、請求項３記載の一体型動力伝達装置。
【請求項５】
軸方向転がり軸受をなす第五輪（１０５）が、回転テーブル（１０４）と一体の外部要素（１０６）と、環状ディスク（１０１ｂ）に固定された内部要素（１０７）と、第五輪の前記両要素の相互回転を確保する複数のボール（１０８）とを有し、環状ディスク（１０１ｂ）が、環状ディスクの内側縁部に円周方向に固定された支持体（１０３）を介して下部走行体に支持されている、請求項４記載の一体型動力伝達装置。
【請求項６】
モータ素子（１０１ａ）がステータであり、下部走行体（１１０）に固定されている、請求項３記載の一体型動力伝達装置。
【請求項７】
軸方向転がり軸受をなす第五輪（１０５）が、頂部をスペーサ（１０６’）の介在により回転テーブルに固定され且つ底部を回転テーブルと一体に環状ディスク（１０１ｂ）の内側縁部分に固定された外部要素（１０６）を有し、内部要素（１０７）が、スペーサ（１０３’）の介在により支持体（１０３）を介して下部走行体（１１０）に固定されている、請求項６記載の一体型動力伝達装置。
【請求項８】
掘削車の並進装置が、ピニオン（１２２）を備えた少なくとも１つの第２の高トルク・可逆型電気モータ（１２１）を包含し、このピニオンが、駆動輪に直接連結されるか、あるいはハブ（１２３）を支持するハブユニット（１２０）を構成するための単段式遊星歯車減速装置（１２４）に連結される、請求項１記載の一体型動力伝達装置。
【請求項９】
ホイール式掘削車の並進装置が、電力を供給する電線（１４９）を通して、前車軸（１３０）に装着された２つのハブユニット（１２０）に接続される接点付回転分配器（１４７）を包含し、２つのハブユニット（１２０）が下部走行体に後部で固定されている、請求項１記載の一体型動力伝達装置。
【請求項１０】
クローラ式掘削車の並進装置が、後部に配設された２つの第２のハブユニット（１２０）に直接に電力を供給し各クローラの牽引力を決定する接点付回転分配器（１４７）を包含する、請求項１記載の一体型動力伝達装置。
【請求項１１】
切離機構（１５０）が原動機（１４０）と発電機（１４２）の間に配設され、前記原動機（１４０）と発電機（１４２）に連結されている、請求項１記載の一体型動力伝達装置。
【請求項１２】
前記切離機構（１５０）は、バッテリ（１４５）の充電レベルが所定の限界レベル以上にあるときに原動機（１４０）と発電機（１４２）との間の動作を切り離すことができるように、フリーホイール又は摩擦形式のもの又は同等物で作ることができる、請求項１１記載の一体型動力伝達装置。
【請求項１３】
前記発電機（１４２）がポンプ（１４１）に同軸に連結されている、請求項１記載の一体型動力伝達装置。
【請求項１】
ディーゼルエンジン（１４０）を装備し、タワー（９５）を支持した搭載回転テーブル（１０４）を支持している下部走行体（１１０）を包含する、ホイール式又はクローラ式掘削車（９１）の一体型動力伝達装置において、
− ディーゼルエンジン（１４０）に連結された発電機（１４２）；
− 回転テーブル（１０４）の回転を指令するための第１のリニア電気モータ（１００）；
− 車両の並進を指令するための少なくとも１つの第２の高トルク・可逆型電気モータ（１２１）；
− 発電機（１４２）に接続された少なくとも１つの電圧及び電流強さ調整グループ（１４４）；
− 前記回転テーブル（１０４）に設けられ、第１のリニア電気モータ（１００）及び第２の高トルク・可逆型電気モータ（１２１）に電気的に接続した接点付回転分配器（１４７）；
− 調整グループ（１４４）に接続されたバッテリグループ（１４５）；
を包含することを特徴とする一体型動力伝達装置。
【請求項２】
前記第１のリニアモータ（１００）が、環状ディスク（１０１ｂ）と、環状ディスク（１０１ｂ）の少なくとも１つの表面に接近して配設された複数のモータ素子（１０１ａ）とを包含し、モータ素子と環状ディスクの間で電流が通過するとき前記環状ディスクに接線力（Ｆ）を与え、環状ディスクの平面に垂直な中心軸（Ａ）の回りに、モータ素子と環状ディスクとの相対回転を生じさせる、請求項１記載の一体型動力伝達装置。
【請求項３】
前記モータ素子（１０１ａ）が、環状ディスク（１０１ｂ）の部分が位置されるウィングにおいてＣ形断面に作られている、請求項１記載の一体型動力伝達装置。
【請求項４】
回転テーブル（１０４）の回転のための前記第１の電気モータ（１００）において、モータ素子（１０１ａ）がロータであり、支持体（１０９）を介して回転テーブル（１０４）に固定され一緒に回転する、請求項３記載の一体型動力伝達装置。
【請求項５】
軸方向転がり軸受をなす第五輪（１０５）が、回転テーブル（１０４）と一体の外部要素（１０６）と、環状ディスク（１０１ｂ）に固定された内部要素（１０７）と、第五輪の前記両要素の相互回転を確保する複数のボール（１０８）とを有し、環状ディスク（１０１ｂ）が、環状ディスクの内側縁部に円周方向に固定された支持体（１０３）を介して下部走行体に支持されている、請求項４記載の一体型動力伝達装置。
【請求項６】
モータ素子（１０１ａ）がステータであり、下部走行体（１１０）に固定されている、請求項３記載の一体型動力伝達装置。
【請求項７】
軸方向転がり軸受をなす第五輪（１０５）が、頂部をスペーサ（１０６’）の介在により回転テーブルに固定され且つ底部を回転テーブルと一体に環状ディスク（１０１ｂ）の内側縁部分に固定された外部要素（１０６）を有し、内部要素（１０７）が、スペーサ（１０３’）の介在により支持体（１０３）を介して下部走行体（１１０）に固定されている、請求項６記載の一体型動力伝達装置。
【請求項８】
掘削車の並進装置が、ピニオン（１２２）を備えた少なくとも１つの第２の高トルク・可逆型電気モータ（１２１）を包含し、このピニオンが、駆動輪に直接連結されるか、あるいはハブ（１２３）を支持するハブユニット（１２０）を構成するための単段式遊星歯車減速装置（１２４）に連結される、請求項１記載の一体型動力伝達装置。
【請求項９】
ホイール式掘削車の並進装置が、電力を供給する電線（１４９）を通して、前車軸（１３０）に装着された２つのハブユニット（１２０）に接続される接点付回転分配器（１４７）を包含し、２つのハブユニット（１２０）が下部走行体に後部で固定されている、請求項１記載の一体型動力伝達装置。
【請求項１０】
クローラ式掘削車の並進装置が、後部に配設された２つの第２のハブユニット（１２０）に直接に電力を供給し各クローラの牽引力を決定する接点付回転分配器（１４７）を包含する、請求項１記載の一体型動力伝達装置。
【請求項１１】
切離機構（１５０）が原動機（１４０）と発電機（１４２）の間に配設され、前記原動機（１４０）と発電機（１４２）に連結されている、請求項１記載の一体型動力伝達装置。
【請求項１２】
前記切離機構（１５０）は、バッテリ（１４５）の充電レベルが所定の限界レベル以上にあるときに原動機（１４０）と発電機（１４２）との間の動作を切り離すことができるように、フリーホイール又は摩擦形式のもの又は同等物で作ることができる、請求項１１記載の一体型動力伝達装置。
【請求項１３】
前記発電機（１４２）がポンプ（１４１）に同軸に連結されている、請求項１記載の一体型動力伝達装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２００８−２９１６２９（Ｐ２００８−２９１６２９Ａ）
【公開日】平成２０年１２月４日（２００８．１２．４）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２００７−２０１２２４（Ｐ２００７−２０１２２４）
【出願日】平成１９年８月１日（２００７．８．１）
【出願人】（５０７２５９５４５）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１２月４日（２００８．１２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２０１２２４（Ｐ２００７−２０１２２４）
【出願日】平成１９年８月１日（２００７．８．１）
【出願人】（５０７２５９５４５）
【Ｆターム（参考）】
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