JP2002362407A - 屈折式車両 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 長いホイールベースに対して小さい旋回半径
を実現し、前輪等のリヤフレームへの干渉も回避する。 【解決手段】 フロントフレーム２とリヤフレーム３と
を、前方へ向けて広がる平面視で逆ハの字形配置の２本
のリンク６，７で連結するとともに、フロントフレーム
２を所定の屈折角度位置まで揺動させてその位置に保持
させる揺動手段としての油圧シリンダ８を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、リヤフレームに対
してフロントフレームを屈折可能に連結してなる屈折式
車両に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の屈折式車両の一例とし
て、アーティキュレート式のホイールローダが知られて
いる。このホイールローダ１００は、図５（ａ）（ｂ）
に示されるように、フロントフレーム１０１とリヤフレ
ーム１０２とを備え、フロントフレーム１０１の左右に
前輪１０３を取着するとともに、リヤフレーム１０２の
左右に後輪１０４を取着し、フロントフレーム１０１と
リヤフレーム１０２とを前後方向の車両中心軸線上に配
されるセンタピン１０５によって相互に連結し、フロン
トフレーム１０１とリヤフレーム１０２間にステアリン
グシリンダ１０６を配してなる構造とされている。な
お、図５（ａ）中、符号１０７，１０８，１０９，１１
０は、それぞれバケット、ブーム、バケットシリンダ、
ブームシリンダを示し、図５（ｂ）はフレーム構造のみ
を模式的に示している。

【０００３】このような構成において、操舵時には、オ
ペレータが運転室に設けられたハンドルを操作すること
で、左右の各ステアリングシリンダ１０６が伸張もしく
は収縮され、リヤフレーム１０２に対してフロントフレ
ーム１０１がセンタピン１０５周りに左右方向に揺動さ
れる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来のアーティキュレート式の屈折式車両においては、フ
ロントフレーム１０１とリヤフレーム１０２とがセンタ
ピン１０５によって連結された構造であるために、リヤ
フレーム１０２に対するフロントフレーム１０１の左右
揺動運動は固定のセンタピン１０５を回転中心とする動
きのみに限られ、旋回半径を所定値以下にできない、言
い換えれば小回りが利かないという問題点がある。

【０００５】また、旋回半径を小さくしようとすると、
フロントフレーム１０１の後部もしくは前輪１０３がリ
ヤフレーム１０２の前部に干渉してしまうため、図５
（ｂ）に示されるようにリヤフレーム１０２の前部を後
方へ大きく切り欠いた構造を採用せざるを得ず、このた
めリヤフレーム１０２側に設けられる運転室の前部空間
が狭くなり、あるいはその運転室を低フロア構造にでき
ないといった問題点がある。このような問題点は、セン
タピン１０５を前後方向の車両中心に対して前方に配置
せざるを得ない小型車において特に顕著に表れることに
なる。

【０００６】本発明は、このような問題点を解消するた
めになされたもので、長いホイールベースに対して小さ
い旋回半径を実現することができ、前輪等のリヤフレー
ムへの干渉も回避することのできる屈折式車両を提供す
ることを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段および作用・効果】前記目
的を達成するために、本発明による屈折式車両は、リヤ
フレームに対してフロントフレームを屈折可能に連結し
てなる屈折式車両において、前記フロントフレームとリ
ヤフレームとを、前方へ向けて広がる平面視で逆ハの字
形配置の２本のリンクで連結するとともに、前記フロン
トフレームを所定の屈折角度位置まで揺動させてその位
置に保持させる揺動手段を設けることを特徴とするもの
である。

【０００８】本発明においては、揺動手段によって、リ
ヤフレームに対してフロントフレームを左右方向に揺動
させると、２本のリンクの前端部がその揺動方向に移動
することによりリヤフレームが所望の屈折角度位置まで
揺動されて車両が旋回される。この際、揺動方向側のリ
ンクが他の側のリンクに比べて大きく揺動され、前記揺
動運動の中心（仮想中心）は揺動角度が増すにしたがっ
て前方へ移動される。本発明によれば、フロントフレー
ムとリヤフレームとが平面視で逆ハの字形配置の２本の
リンクで連結された構造が採用されているので、フロン
トフレームとリヤフレームとの連結ピンを、前後方向の
車両中心部近傍に配置できないような小型車両において
も、あたかもその車両中心部に近付いた位置に連結ピン
が存在するかのように、揺動運動の仮想中心を設定する
ことができ、この仮想中心を軸にしてリヤフレームに対
してフロントフレームを揺動させて操舵することができ
る。したがって、前後のフレーム間がピン連結されてい
る従来構造のものに比べて、機器等の設置スペースが連
結ピンの設置位置によって制限を受けるのを回避するこ
とができる。また、操舵時に、前記仮想中心が徐々に前
方へ移動することになるので、可変ステアリングの機能
を併せ持つとともに、同等のホイールベースを有する従
来構造のものに比べて、最小旋回半径を小さくすること
ができて小回りの利く車両を得ることができる。さら
に、旋回時に前輪等とリヤフレームの前部との干渉度を
低くすることができるので、リヤフレームに運転室を設
ける場合にそのリヤフレームの前部側方を切り欠く必要
がなく、運転室を低床にしてその室内空間を広くするこ
とができる。

【０００９】本発明において、前記２本のリンクは、前
後方向の車両中心軸に対して左右対称に配されているの
が好ましい（第２発明）。こうすることで、右旋回方向
および左旋回方向のいずれの操舵を行っても、車両が同
様の旋回運動を行うことになってオペレータに違和感を
生じることがない。

【００１０】

【発明の実施の形態】次に、本発明による屈折式車両の
具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ説明す
る。

【００１１】図１には、本発明の一実施形態に係る屈折
式車両のフレーム構造を表す平面図が模式的に示されて
いる。なお、本実施形態においてはホイールローダを例
にして説明する。

【００１２】本実施形態のホイールローダ１において
は、フロントフレーム２とリヤフレーム３とが設けら
れ、フロントフレーム２には左右に前輪４，４が、リヤ
フレーム３には左右に後輪５，５がそれぞれ取着されて
いる。

【００１３】前記フロントフレーム２とリヤフレーム３
とは２本のリンク６，７にて相互に連結されている。こ
れら２本のリンク６，７は、後端部がリヤフレーム３の
前部に設けられたピン連結部にそれぞれ枢支され、前端
部がフロントフレーム２の後部に設けられたピン連結部
（ピン連結部はいずれも図示せず）にそれぞれ枢支され
ている。また、各リンク６，７は、平面視で前方へ向け
て広がる逆ハの字形配置にされ、かつ前後方向の車両中
心軸線に対して左右対称に配されている。ここで、各ピ
ン連結部におけるリンクピンは鉛直向きになるように配
されている。

【００１４】また、右側リンク７の後部寄りの内側位置
にはピン連結部７ａが突設されるとともに、フロントフ
レーム２の後端部の左寄りの位置にはピン連結部２ａが
突設され、これら両ピン連結部７ａ，２ａ間には油圧シ
リンダ（ステアリングシリンダ）８がその両端部を枢支
されて配されている。この油圧シリンダ８は、車両の直
進状態（図示の状態）において、ロッドが最伸張状態と
最収縮状態の略中間位置になるようにその取り付け位置
が決められている。こうして、図示の位置から油圧シリ
ンダ８が伸長方向に作動されると、フロントフレーム２
はリヤフレーム３に対して左旋回方向に揺動し、油圧シ
リンダ８が収縮方向に作動されると、フロントフレーム
２はリヤフレーム３に対して右旋回方向に揺動する。な
お、本実施形態における油圧シリンダ８が、本発明にお
ける揺動手段に対応する。

【００１５】なお、図には明示されていないが、本実施
形態のホイールローダ１は、リヤフレーム３側にエンジ
ンおよび油圧ポンプ（ＨＳＴモータ）が搭載され、油圧
ポンプによってトランスファに装着された油圧モータ
（ＨＳＴモータ）を回転させてフロントアクスルおよび
リヤアクスルに動力を分配するように構成されている。

【００１６】次に、前述の構成よりなるホイールローダ
１のステアリング動作について、図２（ａ）〜（ｃ）を
参照しつつ説明する。

【００１７】図２（ａ）は車両が直進している状態を示
している。この状態では、左右のリンク６，７は前後方
向の車両中心軸線に対して左右対称の位置にあり、フロ
ントフレーム２の中心軸線Ｃ_Ｆとリヤフレーム３の中心
軸線Ｃ_Rとが一致した状態にある。

【００１８】この状態からオペレータがハンドルを右に
切ると、油圧シリンダ８（図２には図示せず）が収縮方
向に作動され、図２（ｂ）に示されるように、リヤフレ
ーム３に対してフロントフレーム２が右側に揺動する。
このとき２本のリンク６，７が逆ハの字形配置にされて
いることによって、左側リンク６の揺動角度よりも右側
リンク７の揺動角度の方が大きく変化して、フロントフ
レーム２の右側後端部がリヤフレーム３の右側前端部に
大きく近づくことになる。要するに、車両の旋回時の旋
回中心（仮想中心）、言い換えればフロントフレーム２
の中心軸線Ｃ_Ｆとリヤフレーム３の中心軸線Ｃ_Rとの交
点Ｐが、操舵角度（アーティキュレート角）の増大に伴
って車両の前方へ移動していくこととなる。

【００１９】図２（ｃ）は図２（ｂ）の状態から更に旋
回した状態を示している。この図から明らかなように、
旋回中心Ｐは、図２（ｂ）に示される旋回位置にあると
きより前方へ距離Ｑだけ移動していることがわかる。な
お、当然、車両が左旋回方向に操舵された場合にも、同
様にして旋回運動を行うことになる。

【００２０】このように、本実施形態のホイールローダ
１によれば、車両の操舵時に操舵角度（アーティキュレ
ート角）が増すにつれて旋回中心が徐々に前方へ移動す
ることになるので、可変ステアリング機能を有するもの
となり、前後のフレーム間がピン連結されている従来構
造のものに比べて、旋回半径を格段に小さくすることが
できる。なお、本実施形態のものと図５に示す従来構造
のものとの最小旋回半径の違いを比較するために、車両
の直進状態でのホイールベースが１，７５０ｍｍの車両
について、アーティキュレート角を４０°にしたときの
最小旋回半径を求めたところ、従来構造の車両では３，
０６０ｍｍであったのに対して、本実施形態の車両では
２，８１０ｍｍであることが確認された。

【００２１】また、本実施形態のホイールローダ１にお
いては、車両の操舵時に、仮想中心を旋回中心にして旋
回運動がなされるので、前後のフレーム間がピン連結さ
れている従来構造のものに比べて、その連結ピンの設置
位置の関係で他の機器等の設置スペースが制限されるこ
とがない。したがって、機器配置の自由度が大きく、特
にリヤフレーム３上に設けられる運転室の設置スペース
が狭くなるのを回避することができる。

【００２２】本実施形態においては、ステアリングシリ
ンダとしての油圧シリンダ８を、右側リンク７とフロン
トフレーム２との間に連結したものを説明したが、この
油圧シリンダ８は、左側リンク６とフロントフレーム２
との間に連結しても良いし、あるいは図３（ａ）に示さ
れるように、右側リンク７の後端部と左側リンク６の前
端部との間に連結しても良い。勿論、図３（ｂ）に示さ
れるように、右側リンク７の前端部と左側リンク６の後
端部との間であっても良い。ただし、図３（ｂ）のよう
な取り付け状態とした場合には、油圧シリンダ８を伸長
させると右旋回、収縮させると左旋回となる。また、油
圧シリンダ８のボトム側とロッド側とを逆に取り付ける
こともできる。

【００２３】前記実施形態においては、リンク６，７と
フレーム２，３との接合部に配されるリンクピンを鉛直
向きに配し、フロントフレーム２とリヤフレーム３とを
平面内で揺動させる例について説明したが、このリンク
ピンは、一方側を鉛直軸に対して所定角度傾斜させた配
置とし、他方側をボールジョイント結合にする実施形態
も可能である。このようにすれば、フロントフレーム２
とリヤフレーム３とを３次元的に揺動させることができ
る。また、フレームとリンクとの結合をボールジョイン
ト結合にすれば、取り付けの自由度が増すという利点が
ある。

【００２４】前記実施形態においては、リヤフレーム３
に対するフロントフレーム２の揺動運動を行わせるのに
油圧シリンダ８を用いたものを説明したが、これは必ず
しも油圧シリンダに限る必要はなく、揺動運動を行わせ
る機能を持つアクチュエータであれば、他に、ボールね
じ、ラックとピニオン等を用いても良い。

【００２５】また、前記実施形態では、左右のリンク
６，７を車体中心軸線に対して左右対称に配置するよう
にしたが、左右のリンク長さを変えたり、あるいは同長
リンクであってもその取り付け位置を変えるようにして
左右非対称配置とすることもできる。

【００２６】前記実施形態では、ホイールローダに適用
したものを説明したが、本発明は、他の作業車両、例え
ば図４に示されるようなアーティキュレートダンプ１０
に対しても適用することができる。勿論、フロントフレ
ームとリヤフレームに分離された車両であれば、その他
の車両であっても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る屈折式車両
のフレーム構造を模式的に示す平面図である。

【図２】図２（ａ）（ｂ）（ｃ）は、本実施形態のホイ
ールローダのステアリング動作説明図である。

【図３】図３（ａ）（ｂ）は、本発明の別実施形態を示
す図である。

【図４】図４は、アーティキュレートダンプに適用した
別実施形態を示す図である。

【図５】図５は、従来のホイールローダの側面図（ａ）
および平面模式図（ｂ）である。

【符号の説明】

１ ホイールローダ ２ フロントフレーム ２ａ ピン連結部 ３ リヤフレーム ４ 前輪 ５ 後輪 ６，７ リンク ７ａ ピン連結部 ８ 油圧シリンダ（揺動手段） １０ アーティキュレートダンプ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 リヤフレームに対してフロントフレーム
   を屈折可能に連結してなる屈折式車両において、 前記フロントフレームとリヤフレームとを、前方へ向け
   て広がる平面視で逆ハの字形配置の２本のリンクで連結
   するとともに、前記フロントフレームを所定の屈折角度
   位置まで揺動させてその位置に保持させる揺動手段を設
   けることを特徴とする屈折式車両。
2. 【請求項２】 前記２本のリンクは、前後方向の車両中
   心軸に対して左右対称に配されている請求項１に記載の
   屈折式車両。