ところで、上記特許文献1記載の従来の運搬車は、荷台部に農作物を積載して走行中に、畦や河川の土手を乗り越えたり、登ったりして機体が前後に傾動したり、または左右に傾いた場合に、前後角速度センサ、前後傾斜角センサ、左右角速度センサ、左右傾斜角センサのようなセンサ類が検知する検出値に基づいて、その傾斜角と角速度に基づくファジイルールデータに基づく電磁弁の駆動出力値を制御部により演算して駆動制御し、畦や河川の土手を乗り越えたり、登ったりして機体が前後に傾く場合や、または左右に傾く場合や急激に変化する時に、前後姿勢制御機構としての油圧式前後回動シリンダを前後に駆動したり、または、左右姿勢制御機構としての油圧式左右回動シリンダを左右に駆動させて荷台を自動的に水平姿勢に制御するものであるので、前後角速度センサ、前後傾斜角センサ、左右角速度センサ、左右傾斜角センサのようなセンサ類、また、コンピュータのような制御部、前後姿勢制御機構としての油圧式前後回動シリンダや左右姿勢制御機構としての油圧式左右回動シリンダ、それらの油圧回路、電磁弁等の多くの部材、部品を必要としていた。また、構造も複雑になり、製作および組付けには多くの時間および手間がかかり生産効率が悪く、製作費も高価になっていた。また、前述のように、多くの部材、部品を必要とし、構造も複雑なので、故障することもあり、日常の保守、管理も容易ではなかった。しかも、荷台部に農作物を積載して走行する場合に、畦や河川の土手を乗り越えたり、登ったりして機体が前後に傾動したり、または左右に傾いた場合に、荷台を自動的に水平化させるためには、前後角速度センサ、前後傾斜角センサ、または左右角速度センサ、左右傾斜角センサのようなセンサ類が検知した検出値を制御部により演算して前後姿勢制御機構としての油圧式前後回動シリンダ、または油圧式左右回動シリンダを駆動させるまでには、多少時間がかかり、タイムラグを生じていた。そして、取り扱い操作も複雑化し、容易ではなかった。
本発明は上記従来の問題点を解決するとともに、特に不整地や山野において作業や荷を荷台に積載して運搬するのに、少なくとも前部台車のホイールやクローラが石や切株等の障害物に乗り上げたり、傾斜地を登降する場合に、大きく左右に傾こうとしても、後部台車の荷台が左右に大きく傾くのを防止し、スピーディにしかも応答性良く水平化させて安全化をはかり、構造が簡単であり、部品、部材が寡小であって生産効率が良く、また、保守、管理が容易に行える車両懸架装置を提供することを目的とする。
本発明は上記課題に鑑みてなされ請求項1に記載の発明は、
前部台車フレームを有する前部台車と、
後部台車フレームを有し、該前部台車に連繋可能な後部台車と、
前記前部台車フレームと前記後部台車フレームとを水平方向に回動可能に枢着するために垂直方向に配した第1の枢軸材と、
少なくとも前記前部台車のフロント・アクスルに前記前部台車フレームを左右に揺動可能に枢着する中央軸線上に水平に配した第2の枢軸材と、
前記フロント・アクスルと前記前部台車フレームとの間の左右の間隙に前記第2の枢軸材を中心にして予め圧縮状態で介装された左右のスプリングとを備えている、
ことを特徴とする。
また、本発明の請求項2に記載の発明は、請求項1において前記後部台車に設けられたリア・アクスルと、該リア・アクスルに前記後部台車フレームを左右に揺動可能に枢着する中央軸線上に水平に配した第3の枢軸材と、
前記リア・アクスルと前記後部台車フレームとの左右の間隙に前記第3の枢軸材を中心にして予め圧縮状態で介装された左右のスプリングとを備えている、
ことを特徴とする。
また、本発明の請求項3に記載の発明は、請求項1または2において前記前部荷台フレームまたは前記後部荷台フレームの設置高さが、ホイールまたはクローラの高さと略等しいことを特徴とする。
また、本発明の請求項4に記載の発明は、請求項1−3の何れか1項において前記前部台車の少なくとも左右の2輪がホイールであり、前記後部台車の左右の2輪がクローラであることを特徴とする。
また、本発明の請求項5に記載の発明は、請求項1−3の何れか1項において前記前部台車の少なくとも左右の2輪がクローラであり、前記後部台車の左右の2輪がクローラであることを特徴とする。
また、本発明の請求項6に記載の発明は、請求項1−5の何れか1項において前記前部台車フレームおよび前記後部台車フレームの対向端を前記第1の枢軸材を中央にしてその左右に対設されたシリンダを介して連結したことを特徴とする。
また、本発明の請求項7に記載の発明は、請求項1−6の何れか1項においてフロント・アクスルと、前記前部台車フレームとの間に介装された前記スプリングが、その全長の略1/3〜略1/5を予め圧縮させた状態で介装されることを特徴とする。
また、本発明の請求項8に記載の発明は、請求項1−7の何れか1項において前記スプリングが、前記フロント・アクスルまたは前記リア・アクスルと、前記前部台車フレームまたは前記後部台車フレームとに一側の上面または下面が密接するとともに、解放側の他面にはその上端部および下端部を収容する略皿状の端部収容凹部を有するスプリング受材と、前記スプリングの端部近傍における螺旋空隙内に内挿されてスプリングの前記上端部および前記下端部を前記スプリング受材とで挟持する押圧板と、前記上端部および前記下端部を挟持する前記スプリング受材および前記押圧板に螺挿されるボルトとにより前記フロント・アクスルまたは前記リア・アクスルと、前記前部台車フレームまたは前記後部台車フレームとに取付けられることを特徴とする。
また、本発明の請求項9に記載の発明は、請求項1、もしくは3−5の何れか1項において前記前部台車または前記後部台車の左右の2輪を構成するクローラには、前記フロント・アクスルまたは前記リア・アクスルの左右端に設けた支軸部が軸受材を介して回動可能に挿入されるとともに、前記クローラは該支軸部を中心として水平面を基準にして前記前部台車フレームまたは前記後部台車フレームが±30度の傾斜角度範囲に上下方向に揺動可能に支持されることを特徴とする。
本発明の請求項1に記載の考案によれば、前部台車フレームを有する前部台車と、後部台車フレームを有し、該前部台車に連繋可能な後部台車と、前記前部台車フレームと前記後部台車フレームとを水平方向に回動可能に枢着するために垂直方向に配した第1の枢軸材と、少なくとも前記前部台車のフロント・アクスルに前記前部台車フレームを左右に揺動可能に枢着する中央軸線上に水平に配した第2の枢軸材と、前記フロント・アクスルと前記前部台車フレームとの間の左右の間隙に前記第2の枢軸材を中心にして予め圧縮状態で介装された左右のスプリングとを備えているので、特に不整地や山野において作業を行ったり、物品を荷台に積載して運搬するのに、少なくとも前部台車のホイールやクローラが石や切株等の障害物に乗り上げたり、傾斜地を登降する場合に、大きく左右に傾こうとしても、フロント・アクスルと前部台車フレームとの左右の間隙には、前部台車のフロント・アクスルに前部台車フレームを左右に揺動可能に枢着する中央軸線上に水平に配した第2の枢軸材を中心にして予め圧縮状態で介装された左右のスプリングのうち、障害物に乗り上げた一方のスプリングは縮み、他方のスプリングは伸長するため、前部台車のフロント・アクスルに中央軸線上に水平に配した第2の枢軸材により左右に揺動可能に枢着されている前部台車フレームは水平状態を維持しようとし、前部台車のホイールやクローラの傷害物に対する乗り上げ量に対して左右の傾きは少なく、安定化する。このような、水平保持機能は、前部台車フレームに力が加わった場合にも、同様に行われ、不整地であっても、水平状態を保持した安定性の良い走行を行うことができる。また、一方の車輪が障害物を乗り上げたり、傾斜地を登降するのとは異なり、車輪が凹地に落ち込んだ場合には、一方のスプリングが伸長し、前部台車の一方のホイールまたはクローラは、地面との間に所定の接地圧を保持でき、ホイール等の空転を防止できる。
そして、このような前部台車の前部台車フレームに対して後部台車フレームが、垂直方向に配した第1の枢軸材により水平方向に回動可能に枢着されているので、後部台車は前部台車に第1の枢軸材にて水平方向に回動されることにより、障害物を回避しながら荷台に荷を積載した状態で大きく傾くのが防止され、安定に走行できる。
また、本発明の車両懸架装置を用いた運搬車は、前部台車の前部台車フレームと後部台車の後部台車フレームとを水平方向に回動可能に枢着するために垂直方向に配した第1の枢軸材と、少なくとも前記前部台車のフロント・アクスルに前記前部台車フレームを左右に揺動可能に枢着する中央軸線上に水平に配した第2の枢軸材と、フロント・アクスルと前部台車フレームとの間の左右の間隙に前記第2の枢軸材を中心にして予め圧縮状態で介装された左右のスプリングとを備える構成なので、構造が簡単であり、部品、部材が寡小で済むため、生産効率が良く、また、保守、管理も容易になる。
また、本発明の請求項2に記載の発明によれば、前記後部台車に設けられたリア・アクスルと、該リア・アクスルに前記後部台車フレームを左右に揺動可能に枢着する中央軸線上に水平に配した第3の枢軸材と、前記リア・アクスルと前記後部台車フレームとの間の左右の間隙に前記第3の枢軸材を中心にして予め圧縮状態で介装された左右のスプリングとを備えているので、特に不整地や山野において作業を行ったり、物品を荷台に積載して運搬するのに、後部台車のホイールやクローラが石や切株等の障害物に乗り上げたり、傾斜地を登降する場合に、大きく左右に傾こうとしても、リア・アクスルと後部台車フレームとの間の左右の間隙に、後部台車のリア・アクスルに後部台車フレームを左右に揺動可能に枢着する中央軸線上に水平に配した第3の枢軸材を中心にして予め圧縮状態で介装された左右のスプリングのうち、障害物に乗り上げた一方のスプリングは縮み、他方のスプリングは伸長するため、後部台車のリア・アクスルに中央軸線上に水平に配した第3の枢軸材により左右に揺動可能に枢着されている後部台車フレームは水平状態を維持しようとし、後部台車のホイールやクローラの障害物に対する乗り上げ量に対して左右の傾きは少なく、安定化する。このような、水平保持機能は、後部台車フレームに力が加わった場合にも、同様に行われ、不整地であっても、水平状態を保持した安定性の良い走行を行うことができる。また、一方の車輪が障害物を乗り上げたり、傾斜地を登降するのとは異なり、凹地に落ち込んだ場合には、一方のスプリングが伸長し、後部台車の一方のホイールまたはクローラと地面との間に所定の接地圧を保持でき、ホイールまたはクローラの空転を防止できる。
そして、このような前部台車の前部台車フレームに対して後部台車フレームが、垂直方向に配した第1の枢軸材により水平方向に回動可能に枢着されているので、後部台車は前部台車に第1の枢軸材にて水平方向に回動されることにより、障害物を回避しながら荷台に荷を積載した状態で大きく傾くのが防止され、安定に走行できる。
また、本発明の請求項3に記載の発明によれば、前記前部荷台フレームまたは前記後部荷台フレームの設置高さが、ホイールまたはクローラの高さと略等しいので、車両の重心は低くなり、後部台車の後部荷台フレームに荷を積載した場合に、特に不整地や山野において作業を行ったり、荷台に荷を積載して運搬するのに、後部台車のホイールやクローラが石や切株等の障害物に乗り上げたり、傾斜地を登降する場合に、大きく左右に傾こうとしても、前部荷台フレームまたは後部荷台フレームは、ホイールやクローラの障害物に対する乗り上げ量に対して左右の傾きは少なく、安定化する。
また、本発明の請求項4に記載の発明によれば、前記前部台車の少なくとも左右の2輪がホイールであり、前記後部台車の左右の2輪がクローラであるので、特に不整地や山野において作業を行ったり、物品を荷台に積載して運搬するのに、石や切株等の障害物があったり、傾斜地を登降する場合に、左右にホイールを有する前部台車は小回りが効いて障害物や傾斜地を回避でき、また、左右にクローラを有する後部台車は確実に接地して障害物を乗り越えたり、傾斜地を登降するのに適する。
また、本発明の請求項5に記載の発明によれば、前記前部台車の少なくとも左右の2輪がクローラであり、前記後部台車の左右の2輪がクローラであるので、特に不整地や山野において作業を行ったり、物品を荷台に積載して運搬するのに、石や切株等の障害物があったり、傾斜地を登降する場合に、前部台車の少なくとも左右の2輪と、後部台車の左右の2輪との、合計少なくとも4クローラであるため、荷台に荷を積載した状態でこれらのクローラが確実に接地し、障害物を確実に乗り越えたり、傾斜地を滑落なく確実に登降することができ、しかも、接地圧が低いから地表を壊すことがない。
また、本発明の請求項6に記載の発明によれば、前記前部台車フレームおよび前記後部台車フレームの対向端を前記第1の枢軸材を中央にしてその左右に対設されたシリンダを介して連結したので、前部台車フレームおよび後部台車フレームの対向端を連結している第1の枢軸材を中心にその左右に対設されたシリンダを駆動制御して伸縮することにより前部台車に対して後部台車を水平方向に所望量回動することができる。このため、特に不整地や山野において作業を行ったり、物品を荷台に積載して運搬するのに、ホイールやクローラが石や切株等の障害物があったり、傾斜地を登降する場合に、最適なコースを選択するのに適するとともに、安全に走行できる。
また、本発明の請求項7に記載の発明によれば、フロント・アクスルと、前記前部台車フレームとの間に介装された前記スプリングが、その全長の略1/3〜略1/5を予め圧縮させた状態で介装されるので、スプリングを圧縮させた分、フロント・アクスルと、前記前部台車フレームとの間の間隔を狭めた状態でスプリングを介装することにより、前部台車フレームの高さを抑え、車両の重心を低くできる。しかも、特に不整地や山野において作業を行ったり、物品を荷台に積載して運搬するのに、少なくとも前部台車のホイールやクローラが石や切株等の障害物に乗り上げたり、傾斜地を登降する場合に、車両が大きく左右に傾こうとしても、予め圧縮状態で介装された左右のスプリングのうち、障害物に乗り上げた側の一方のスプリングは予め附与される圧縮力に抗してなお縮み、他方のスプリングは予め附与される圧縮力が助長されて伸長するため、前部台車のフロント・アクスルに、中央軸線上に水平に配した第2の枢軸材により左右に揺動可能に枢着されている前部台車フレームは、水平状態を迅速かつ確実に維持しようとし、前部台車のホイールやクローラの傷害物に対する乗り上げ量に対して左右の傾きは少なく、安定化する。
また、本発明の請求項8に記載の発明によれば、前記スプリングが、前記フロント・アクスルまたは前記リア・アクスルと、前記前部台車フレームまたは前記後部台車フレームとに一側の上面または下面が密接するとともに、解放側の他面にはその上端部および下端部を収容する略皿状の端部収容凹部を有するスプリング受材と、前記スプリングの端部近傍における螺旋空隙内に内挿されてスプリングの前記上端部および前記下端部を前記スプリング受材とで挟持する押圧板と、前記上端部および前記下端部を挟持する前記スプリング受材および前記押圧板に螺挿されるボルトとにより、前記フロント・アクスルまたは前記リア・アクスルと、前記前部台車フレームまたは前記後部台車フレームとに取付けられるので、フロント・アクスルまたはリア・アクスルと、前部台車フレームまたは後部台車フレームとの間にスプリングを取付けたり、またはスプリングを取り外したりするのに、フロント・アクスルまたはリア・アクスルの上面に密接するか、または前部台車フレームまたは後部台車フレームの下面に一面が密接する略皿状の端部収容凹部を有するスプリング受材と、スプリングの上下の端部近傍における螺旋空隙内に内挿されてスプリングの上端部および下端部を前記スプリング受材とで挟持する押圧板と、スプリングの上端部および下端部を挟持する前記スプリング受材および前記押圧板に螺挿されるボルトとを用いてスプリングが偏芯したり捩れることなく、迅速かつ確実にフロント・アクスルまたはリア・アクスルと、前部台車フレームまたは後部台車フレームとの間に取付けたり、または取り外したりすることができる。
また、本発明の請求項9に記載の発明によれば、前記前部台車または前記後部台車の左右の2輪を構成するクローラには、前記フロント・アクスルまたは前記リア・アクスルの左右端に設けた支軸部が軸受材を介して回動可能に挿入されるとともに、前記クローラは該支軸部を中心として水平面を基準にして前記前部台車フレームまたは前記後部台車フレームが±30度の傾斜角度範囲に上下方向に揺動可能に支持されるので、特に不整地や山野において作業を行ったり、荷を荷台に積載して運搬するのに、本発明の車両懸架装置を備えた車両では、前部台車または後部台車に装着されているクローラが石や切株等の障害物に乗り上げたり、傾斜地を登坂する時に、前部台車または後部台車は、車両の重心が車両の後部側に移動することにより先頭部側が接地面に対して浮き上がるのを、フロント・アクスルまたは前記リア・アクスルの左右端に設けた支軸部が軸受材を介してクローラに対して水平面を基準にして±30度の傾斜角度範囲内で上下方向に前方が伏動するように回動するので、クローラに対して前部台車の前部台車フレームまたは後部台車の後部台車フレームは、水平状態を維持するようになり、後部側にある車両の重心は元に戻り、前部台車または後部台車のクローラの障害物に対する乗り上げ量や傾斜に対して前後の傾きは少なくなり、安定化する。
そして、前部台車または後部台車に装着されているクローラが石や切株等の障害物を乗り切ったり、傾斜地を登坂し切る時には、フロント・アクスルまたはリア・アクスルを、その左右端に設けた支軸部を介してクローラに対して水平面を基準にして±30度の傾斜角度範囲内で上下方向に前方が起動するように元方向へ回動するので、クローラに対して前部台車の前部台車フレームまたは後部台車の後部台車フレームも復位し、クローラの履帯は落差を生ずることなく、接地して安全走行が行え、クローラの履帯との間の落差もないので、衝撃もない。
また、クローラが、石や切り株等の障害物を乗り越えたり、傾斜地を降坂する時には、前部台車または後部台車は、車両の重心が車両の先頭部側に移動することにより先頭部側が前のめりになるとともに後部側が浮き上がるのを、フロント・アクスルまたは前記リア・アクスルの左右端に設けた支軸部が軸受材を介してクローラに対して水平面を基準にして±30度の傾斜角度範囲内で上下方向に前方が起動するように回動するので、車両の重心は後方へ移動し、クローラに対して前部台車の前部台車フレームまたは後部台車の後部台車フレームは、水平状態を維持するようになり、前部台車または後部台車のクローラの障害物に対する乗り上げ量や傾斜に対して前後の傾きは少なく、安定化して走行される。
このような、水平保持機能は、前部台車フレーム又は後部台車フレームに力が加わった場合にも、同様に行われ、不整地であっても、水平状態を保持した安定性の良い走行を行うことができる。また、クローラの履帯が石や切株等の障害物に乗り上げたり、如何なる傾斜地を登降する場合にも確実に接地し、所定の接地圧を保持でき、空転を防止できるから、安全に作業や荷を運搬することができる。
従って、従来の車両懸架装置を備えた車両では、特に不整地や山野において作業を行ったり、荷を荷台に積載して運搬するのに、前部台車または後部台車に装着されているクローラが石や切株等の障害物に乗り上げたり、傾斜地を登坂する時に、車両の重心が車両の後部側に移動することにより先頭部側が接地面に対して浮き上がり、仮に積載量以上に荷を積載していると、車両は転倒したり、荷崩れを生じ、不安定であった。
そして、従来の車両懸架装置を備えた車両では、前部台車または後部台車に装着されているクローラが石や切株等の障害物を乗り切ったり、傾斜地を登坂し切る直前において、車両の後部側に移動していた車両の重心が前方に復位するまでは、クローラの先頭側が障害物の頂上や傾斜地の頂上から浮き上がって空中に到り、車両の重心が復位することによりクローラは先端側が咄嗟に伏動するので、クローラは大きな落差を介して接地し、その後は履帯による走行が行われる。そのため、車体には、この時にクローラが落差を介して接地する時に大きな衝撃を伴うものであった。
また、傾斜地を登坂したり、石や切り株等の障害物を乗り越える場合に、前部台車または後部台車は、車両の重心が車両の先頭部側に移動することにより先頭部側が前のめりになるとともに後部側が浮き上がるので、仮に積載量以上に荷を積載していると、車両が転倒したり、荷崩れを生じ、不安定になっていたのとは異なる。
以下、図面に従って本発明を実施するための形態ににつき、詳細に説明する。
<実施形態1>
図示では本実施形態1は、図1乃至図3に示すように、前部台車1の左右の2輪がホイールWであり、後部台車3の左右の2輪がクローラCである場合の2ホイール2クローラの4輪の運搬車に適用した場合を示している。
本実施形態1は、前部台車フレーム2を有する前部台車1と、後部台車フレーム4を有し、該前部台車1に連繋可能な後部台車3と、前記前部台車フレーム2と前記後部台車フレーム4とを水平方向Yに回動可能に枢着するために垂直方向Xに配した第1の枢軸材5と、少なくとも前記前部台車1のフロント・アクスル6に前記前部台車フレーム2を左右に揺動可能に枢着する中央軸線M上に水平に配した第2の枢軸材7と、前記フロント・アクスル6と前記前部台車フレーム2との間の左右の間隙8A,8Bに前記第2の枢軸材7を中心にして予め圧縮状態で介装された左右1対のスプリングS1,S2とを備えている。そして、図示する実施形態1では、左右1対、合計2個のスプリングS1,S2を備えているが、このスプリングS1,S2の設置個数は、使用するスプリングS1,S2のばね力の強さに応じて増加は自由であり、その数、および配置は制限されない。
また、本実施形態1では、図4に示すように、前記前部荷台フレーム2または前記後部荷台フレーム4の高さH1,H2が、ホイールWまたはクローラCの高さh1,h2と略等しく形成されることが好ましい。このように、前部荷台フレーム2または後部荷台フレーム4の高さH1,H2を、ホイールWまたはクローラCの高さh1,h2と略等しく形成したのは、車両の重心を低くすることにより、後部台車3の後部荷台フレーム4に荷を積載した場合に、特に不整地や山野において作業を行ったり、荷台に荷を積載して運搬するのに、後部台車3のクローラC,Cが石や切株等の障害物に乗り上げたり、傾斜地Kを登降する場合に、大きく左右に傾こうとしても、前部荷台フレーム2または後部荷台フレーム4は、ホイールWやクローラCの障害物に対する乗り上げ量に対して左右の傾きは少なく、安定化させるためである。本実施形態1では、ホイールWまたはクローラCの高さh1,h2(直径)は、約100cmであり、前記前部荷台フレーム2または前記後部荷台フレーム4の設置高さH1,H2に対してその実質的な高さは、約50cmより低い高さである。
前記前部台車フレーム2および前記後部台車フレーム4の対向端2a,4aを前記第1の枢軸材5を中央にしてその左右に対設されたシリンダSL1,SL2を介して連結している。このように、前部台車フレーム2および前記後部台車フレーム4の対向端2a,4aを前記第1の枢軸材5を中央にしてその左右に対設されたシリンダSL1,SL2を介して連結したのは、前部台車フレーム2および後部台車フレーム4の対向端2a,4aを連結している第1の枢軸材5を中心にその左右に対設されたシリンダSL1,SL2を駆動制御して伸縮することにより前部台車1に対して後部台車3を水平方向Yに所望量回動することができ、特に不整地や山野において作業を行ったり、物品を荷台に積載して運搬するのに、ホイールWやクローラCが石や切株等の障害物があったり、傾斜地Kを登降する場合に、最適なコースを選択するのに適するとともに、安全なためである。
前記フロント・アクスル6と、前記前部台車フレーム2との間に介装された前記スプリングS1,S2とが、その全長の略1/3〜略1/5を予め圧縮させた状態で介装する。このように、フロント・アクスル6と、前記前部台車フレーム2との間に介装された前記スプリングS1,S2とが、その全長の略1/3〜略1/5を予め圧縮させた状態で介装するようにしたのは、スプリングS1,S2を圧縮させた分、フロント・アクスル6と、前記前部台車フレーム2との間の間隙8A,8Bを狭めた状態でスプリングS1,S2を介装することにより、前部台車フレーム2の設置高さH1を抑え、車両の重心を低くできる。しかも、特に不整地や山野において作業を行ったり、物品を荷台に積載して運搬するのに、少なくとも前部台車1のホイールW,Wが石や切株等の障害物に乗り上げたり、傾斜地Kを登降する場合に、車両が大きく左右に傾こうとしても、予め圧縮状態で介装された左右1対のスプリングS1,S2のうち、障害物に乗り上げた側の一方のスプリングS2(図5において右側に示すもの)は予め附与される圧縮力に抗してなお縮み、他方のスプリングS1(図5において左側に示すもの)は予め附与される圧縮力により伸長が助長されるため、前部台車1のフロント・アクスル6に中央軸線M上に水平に配した第2の枢軸材7により左右に揺動可能に枢着されている前部台車フレーム2は水平状態を迅速かつ確実に維持しようとし、前部台車1のホイールW,Wの障害物に対する乗り上げ量に対して左右の傾きを少なくし安定化させるためである。
そして、この前記スプリングS1,S2が、図6に示すように、前記フロント・アクスル6と、前記前部台車フレーム2とに一側の上面または下面が密接するとともに、解放側の他面にはその上端部および下端部を収容する略皿状の端部収容凹部9aを有するスプリング受材9と、前記スプリングS1,S2の端部近傍における螺旋空隙10内に内挿されてスプリングS1,S2の前記上端部および前記下端部を前記スプリング受材9とで挟持する押圧板11と、前記上端部および前記下端部を挟持する前記スプリング受材9および前記押圧板11に螺挿されるボルト12とにより、前記フロント・アクスル6と、前記前部台車フレーム2とに取付けられる。11aは前記押圧板11の外周に設けられた切欠部であり、この切欠部11aは、スプリングS1,S2の端部近傍における螺旋空隙10内に押圧板11を内挿する場合に、スプリングS1,S2が進行方向に配挿されるようになっている。
前記後部台車4の左右の2輪を構成するクローラC,Cには、リア・アクスル13の左右端に設けた支軸部14,14が軸受材15,15を介してトラックフレームに回動可能に挿入されるとともに、前記クローラC,Cは図7及び図8に示すように、該支軸部14,14を中心として水平面Bを基準にして後部台車フレーム4が±30度の傾斜角度範囲に上下方向に揺動可能に支持されている。16A,16Bは前記後部台車フレーム4が水平面Bを基準にしてクローラC,Cに対して所望角度θ、θ′例えば±30度の傾斜角度範囲に上下方向に回動するのを規制するためのストッパであり、このストッパ16A,16Bは図示では、前記支軸部14,14を中心にして例えば後部台車フレーム4の前後の下面に下方に向けて規制板を突設しているが、これは例示であり、このほかに、図には示さないが、例えばクローラC,Cのトラックフレームの側面または上面に後部台車フレーム4の下面に当接可能に規制板を突設させても良いし、さらには、前記後部台車フレーム4とクローラC,Cのトラックフレームとの前方部および後方部間に、前記スプリングS1,S2と同様構造のスプリングを同様構造の取付手段を用いて取付けるようにしても良い。この場合、ストッパとして使用されるスプリングの設置個数は、後部荷台フレーム4に積載する荷の加重に応じて増加は自由に行える。また、上記傾斜角度範囲の角度θ、θ′を例えば±30度としたのは、例示であり、例えば前部台車1のエンジン出力、後部台車3の荷の積載量、後部台車3の後部台車フレーム4の長さ、幅等を考慮してその増減変更は自由である。
なお、20は前部台車1上に設けられたキャビンであり、図示では簡略化されて示されている。なお、図中B′は水平な路面、Kは傾斜面である。
本発明の車両用懸架装置の実施形態1は以上の構成からなり、特に不整地や山野において作業を行ったり、物品を荷台に積載して運搬するのに、少なくとも前部台車1のホイールW,WやクローラC,Cが石や切株等の障害物に乗り上げたり、傾斜地Kを登降する場合に、大きく左右に傾こうとしても、フロント・アクスル6と前部台車フレーム2との左右の間隙8A,8Bには、図5に示すように前部台車1のフロント・アクスル6に前部台車フレーム2を左右に揺動可能に枢着する中央軸線M上に水平に配した第2の枢軸材7を中心にして予め圧縮状態で介装された左右1対のスプリングS1,S2のうち、障害物に乗り上げた一方のスプリングS2(図5において右側に示すもの)は縮み、他方のスプリングS1(図5において左側に示すもの)は伸長するため、前部台車1のフロント・アクスル6に中央軸線M上に水平に配した第2の枢軸材7により左右に揺動可能に枢着されている前部台車フレーム2は水平状態を維持しようとし、前部台車1のホイールWの障害物に対する乗り上げ量に対して左右の傾きは少なく、安定化する。なお、図示する実施形態1では、左右1対、合計2個のスプリングS1,S2を備えているが、このスプリングS1,S2の設置個数は、使用するスプリングS1,S2のばね力の強さに応じて増加は自由であり、その数は制限されない。
そして、前記フロント・アクスル6と、前記前部台車フレーム2との間に介装された前記スプリングS1,S2は、その全長の略1/3〜略1/5を予め圧縮させた状態で介装されているので、スプリングS1,S2を圧縮させた分、フロント・アクスル6と、前記前部台車フレーム2との間の間隔を狭めた状態でスプリングS1,S2を介装するため、前部台車フレーム6の高さH1を抑えることができるとともに、車両の重心を低くできる。しかも、特に不整地や山野において作業を行ったり、物品を荷台に積載して運搬するのに、少なくとも前部台車1のホイールW,Wが石や切株等の障害物に乗り上げたり、傾斜地Kを登降する場合に、前述のように、車両が大きく左右に傾こうとしても、予め圧縮状態で介装された左右1対のスプリングS1,S2のうち、障害物に乗り上げた側の一方のスプリングS2は予め附与される圧縮力に抗してなお縮み、他方のスプリングS1は予め附与される圧縮力が助長されて伸長するため、前部台車1のフロント・アクスル6に中央軸線M上に水平に配した第2の枢軸材7により左右に揺動可能に枢着されている前部台車フレーム2は、水平状態を迅速かつ確実に維持し、前部台車1のホイールWの傷害物に対する乗り上げ量に対して左右の傾きは少なく、安定化する。
また、フロント・アクスル6と、前部台車フレーム2との間にスプリングS1,S2を取付けたり、またはスプリングS1,S2を取り外したりするのに、図6に示すように、フロント・アクスル6の上面に密接するか、または前部台車フレーム2の下面に一面が密接する略皿状の端部収容凹部9aを有するスプリング受材9と、スプリングS1,S2の上下の端部近傍における螺旋空隙10内に内挿されてスプリングS1,S2の上端部および下端部を前記スプリング受材9とで挟持する押圧板11と、スプリングS1,S2の上端部および下端部を挟持する前記スプリング受材9および前記押圧板11に螺挿されるボルト12とを用いて取付けたり、または取り外されるので、スプリングS1,S2が偏芯したり捩れることなく、迅速かつ確実にフロント・アクスル6と、前部台車フレーム2との間に取付けたり、または取り外したりすることができ、伸縮力を充分に発揮する。
上記のような、水平保持機能は、前部台車フレーム2に力が加わった場合にも、同様に行われ、不整地であっても、水平状態を保持した安定性の良い走行を行うことができる。また、一方のホイールWが障害物を乗り上げたり、傾斜地Kを登降するのとは異なり、ホイールWが図には示さない凹地に落ち込んだ場合には、一方のスプリングS1が伸長し、前部台車1の一方のホイールWと地面との間に所定の接地圧を保持でき、ホイールWの空転を防止できる。
そして、前部台車1の前部台車フレーム2に対して後部台車フレーム4が、垂直方向Xに配した第1の枢軸材5により水平方向Yに回動可能に枢着されているので、前部台車1に対して後部台車3は第1の枢軸材5を中心に水平方向Yに回動されることにより、障害物を回避しながら荷台に荷を積載した状態で大きく傾くのが防止され、安定に走行できる。
この際、前記前部台車フレーム2および前記後部台車フレーム4の対向端2a,4aを前記第1の枢軸材5を中央にしてその左右に対設されたシリンダSL1,SL2を介して連結しているので、前部台車フレーム2および後部台車フレーム4の対向端2a,4aを連結している第1の枢軸材5を中心にその左右に対設されたシリンダSL1,SL2を駆動制御して伸縮することにより前部台車1に対して後部台車3を水平方向Yに所望量回動することができるため、特に不整地や山野において作業を行ったり、物品を荷台に積載して運搬するのに、ホイールWやクローラCが石や切株等の障害物があったり、傾斜地Kを登降する場合に、最適なコースを選択するのに適するとともに、安全な走行が行える。
また、図4に示すように、前記前部荷台フレーム2または前記後部荷台フレーム4の設置高さH1,H2が、ホイールW,WまたはクローラC,Cの高さh1,h2と略等しいので、車両の重心は低くなり、後部台車3の後部荷台フレーム4に荷を積載した場合に、特に不整地や山野において作業を行ったり、荷台に荷を積載して運搬するのに、前部台車1のホイールW,Wが石や切株等の障害物に乗り上げたり、傾斜地Kを登降する場合に、大きく左右に傾こうとしても、前部荷台フレーム2または後部荷台フレーム4は、ホイールW,WやクローラC,Cの障害物に対する乗り上げ量に対して左右の傾きは少なく、安定化する。そして、本実施形態1では、ホイールWまたはクローラCの高さh1,h2(直径)は、約100cmであり、前記前部荷台フレーム2または前記後部荷台フレーム4の設置高さH1,H2に対して実質的な高さは約50cmより低い高さであるので、図4に示すように例えば前部台車1の右側のホイールWが傾斜地Kを登って50cmほど高くなったり、図には示さないが、50cmほどの障害物に乗り上げて大きく左右に傾こうとしても、フロント・アクスル6と前部台車フレーム2との左右の間隙8A,8Bには、前述のように、前部台車1のフロント・アクスル6に前部台車フレーム2を左右に揺動可能に枢着する中央軸線M上に水平に配した第2の枢軸材7を中心にして予め圧縮状態で介装された左右1対のスプリングS1,S2のうち、障害物に乗り上げた一方のスプリングS2(図5において右側に示すもの)は縮み、他方のスプリングS1(図5において左側に示すもの)は伸長することにより、前部台車フレーム2は、実際には30cm程度しか高くはならずに水平状態を維持しようとし、前部台車1のホイールWの障害物に対する乗り上げ量に対して左右の傾きは少なく、安定化する。
そして、図示する本実施形態の車両懸架装置を用いた運搬車によれば、前部台車1の左右の2輪がホイールW,Wであり、後部台車3の左右の2輪がクローラC,Cであるので、特に不整地や山野において作業を行ったり、物品を荷台に積載して運搬するのに、石や切株等の障害物があったり、傾斜地Kを登降する場合に、左右にホイールW,Wを有する前部台車1は小回りが効いて障害物や傾斜地Kを回避でき、また、左右にクローラC,Cを有する後部台車3は確実に接地して障害物を乗り越えたり、傾斜地Kを登降するのに適する。なお、図示する本実施形態1では、前部台車1の左右の2輪がホイールW,Wであり、後部台車3の左右の2輪がクローラC,Cを装着しているが、ホイールWおよびクローラCの増加は、図示するものに限らず、自由に行える。
また、本実施形態1の車両懸架装置を用いた運搬車は、前述のように前部台車1の前部台車フレーム2と後部台車3の後部台車フレーム4とを水平方向Yに回動可能に枢着するために垂直方向Xに配した第1の枢軸材5と、前記前部台車1のフロント・アクスル6に前記前部台車フレーム2を左右に揺動可能に枢着する中央軸線M上に水平に配した第2の枢軸材7と、フロント・アクスル6と前部台車フレーム2との間の左右の間隙8A,8Bに第2の枢軸材7を中心にして予め圧縮状態で介装された左右のスプリングS1,S2とを備える構成なので、構造が簡単であり、部品、部材が寡小で済むため、生産効率が良く、また、保守、管理も容易になる。
また、本実施形態1の車両懸架装置は、前記後部台車3の左右の2輪を構成するクローラC,Cには、リア・アクスル13の左右端に設けた支軸部14,14が軸受材15,15を介して回動可能に挿入されるとともに、図7、図8に示すように、前記クローラC,Cは該支軸部14,14を中心として水平面Bを基準にして±30度の傾斜角度範囲に上下方向に揺動可能に支持されているので、特に不整地や山野において作業を行ったり、荷を荷台に積載して運搬するのに、後部台車3に装着されているクローラC,Cが石や切株等の障害物に乗り上げたり、傾斜地Kを登坂する時に、車両の重心が車両の後部側に移動することにより先頭部側が接地面に対して浮き上がるのを、前記リア・アクスル13の左右端に設けた支軸部14,14が軸受材15を介してクローラC,Cのトラックフレームに対して水平面Bを基準にして±30度の傾斜角度範囲内で上下方向に回動してクローラC,Cが図8に示すように前方が伏動するように回動するため、荷が積載される後部台車フレーム4は図9乃至図11に示すようにクローラC,Cに対して水平状態を維持し、傾斜地Kを登坂して行く。図9乃至図11では、傾斜地Kの勾配αは例えば45度であり、図中、一点鎖線Qは荷が積載されて支軸部14,14を中心に上下動する後部台車フレーム4の登坂軌跡であり、この登坂軌跡Qは、クローラC,Cが後部台車フレーム4に固定された状態で勾配αが45度の傾斜地Kを登坂して行く場合に比較して勾配β,β′,β″は緩やかであり、前後の傾きは少なく、安定して登坂できることがわかる。
そして、図11に示すように後部台車3に装着されているクローラC,Cが前部台車1に牽引されながら、石や切株等の障害物を乗り切ったり、傾斜地Kを登坂し切る時には、前部台車1に追従する後続の後部台車フレーム4は、リア・アクスル13の左右端に設けた支軸部14,14を介してクローラC,Cに対して水平面Bを基準にして±30度の傾斜角度範囲内で上下方向に前方が起動するように元方向へ回動することにより、クローラC,Cに対して後部台車3の後部台車フレーム4も復位し、クローラC,Cの履帯は落差を生ずることなく、円滑に接地して安全走行が行え、衝撃もない。
また、クローラCが、石や切り株等の障害物を乗り越えたり、傾斜地Kを降坂する時には、後部台車3は、車両の重心が車両の先頭部側に移動することにより先頭部側が前のめりになるとともに後部側が浮き上がろうとするが、前記リア・アクスル13の左右端に設けた支軸部14,14が軸受材15を介してクローラC,Cは図7に示すように水平面Bを基準にして±30度の傾斜角度範囲内で上下方向に前方が起動するように回動し、車両の重心は後方へ移動し、クローラC,Cに対して後部台車3の後部台車フレーム4は、水平状態を維持するため、後部台車3のクローラCの障害物に対する乗り上げ量や傾斜に対して前後の傾きは少なく、安定して降坂が行える。
このような、水平保持機能は、後部台車フレーム4に力が加わった場合にも、同様に行われ、不整地であっても、水平状態を保持した安定性の良い走行を行うことができる。また、クローラCの履帯が石や切株等の障害物に乗り上げたり、如何なる傾斜地を登降する場合にも接地し、所定の接地圧を保持でき、空転を防止できるから、安全に作業や荷を運搬することができる。
従って、特許文献1に記載されるようなクローラを用いた運搬車では、特に不整地や山野において作業を行ったり、荷を荷台に積載して運搬するのに、車両に装着されているクローラが石や切株等の障害物に乗り上げたり、傾斜地を登坂する時に、車両の重心が車両の後部側に移動することにより先頭部側が接地面に対して浮き上がり、仮に積載量以上に荷を積載していると、車両は転倒したり、荷崩れを生じ、不安定であったのを、前後角速度センサ、前後傾斜角センサのようなセンサ類が検知する検知値に基づいて、その傾斜角と角速度に基づくファジイルールデータに基づく電磁弁の駆動出力値を制御部により演算して駆動制御し、畦や河川の土手等の傾斜地を乗り越えたり、登ったりして機体が前後に傾く場合や、急激に変化する時に、前後姿勢制御機構としての油圧式前後回動シリンダを駆動させて荷台を自動的に水平姿勢に制御するようにしているのに対して本実施形態1では構造が簡単になり、部材、部品も少なく、製作および組付けは短時間に、多くの手間がかからず、生産効率が良く行え、製作費も安価に製作することができるとともに、保守・管理も容易である。また、荷を積んで傾斜地を登ったりして機体が前後に傾動した場合に、荷台を自動的に水平化させることができる。
そして、特許文献1に記載されるようなクローラを用いた運搬車では、車両に装着されているクローラが石や切株等の障害物を乗り切ったり、傾斜地を登坂し切った直後において、車両の後部側に移動していた車両の重心が前方に復位するまでは、クローラの先頭側が障害物の頂上や傾斜地の頂上から浮き上がって空中に到り、車両の重心が復位することによりクローラは先端側が伏動して大きな落差を介して接地し、履帯による走行が行われ、そのため、大きな衝撃を伴うものであったのとは本実施形態1は異なる。
また、特許文献1に記載されるようなクローラを用いた運搬車では、傾斜地を登坂したり、石や切り株等の障害物を前部台車部が乗り越える場合には、前部台車または後部台車は、車両の重心が車両の先頭部側に移動することにより先頭部側が前のめりになるとともに後部側が浮き上がり、仮に積載量以上に荷を積載していると、車両は転倒したり、荷崩れを生じ、不安定になっていたのを、前後角速度センサ、前後傾斜角センサのようなセンサ類が検知する検知値に基づいて、その傾斜角と角速度に基づくファジイルールデータに基づく電磁弁の駆動出力値を制御部により演算して駆動制御し、畦や河川の土手等の傾斜地を乗り越えたり、登ったりして機体が前後に傾く場合や、急激に変化する時に、前後姿勢制御機構としての油圧式前後回動シリンダを駆動させて荷台を自動的に水平姿勢に制御していたのに対して、本実施形態1では構造が簡単になり、部材、部品も少なく、製作および組付けは短時間に、多くの手間がかからず、生産効率が良く行え、製作費も安価に製作することができるとともに、保守・管理も容易である。また、荷を積んで傾斜地を登ったりして機体が前後に傾動した場合に、荷台を自動的に水平化させるのに、タイムラグを生ぜず、スピーディに、しかも応答性良く行え、また取り扱い操作も容易である。
<実施形態2>
図12に示すものは、本発明の実施形態2であり、この実施形態2によれば、前記前部台車1の左右の2輪がクローラC,Cであり、前記後部台車4の左右の2輪がクローラC,Cである点が前記実施形態1とは異なる構成である。
そして、この実施形態2では、特に不整地や山野において作業を行ったり、物品を荷台に積載して運搬するのに、石や切株等の障害物があったり、傾斜地Kを登降する場合に、前部台車1の少なくとも左右の2輪と、後部台車4の左右の2輪との、合計少なくとも4クローラであるため、後部台車4の荷台に荷を積載した状態でこれらのクローラC,C;C,Cが確実に接地し、クローラC,C;C,Cによって障害物を確実に乗り越えたり、傾斜地Kを滑落なく確実に登降することができ、しかも、4クローラC,C;C,Cにより接地圧が低いから地表を壊すことがないほかは、前記実施形態1と同様の構成、効果がある。
また、上記実施形態1では、前部台車に設けられたフロント・アクスル6と、該フロント・アクスル6に前部台車フレーム2を左右に揺動可能に枢着する中央軸線M上に水平に配した第2の枢軸材7と、フロント・アクスル6と前部台車フレーム2との間の左右の間隙8A,8Bに前記第2の枢軸材7を中心にして予め圧縮状態で介装された左右1対のスプリングS1,S2とを備えているが、これは代表的な例示的説明であり、後部台車3に設けられたリア・アクスル13と、該リア・アクスル13に後部台車フレーム4を左右に揺動可能に枢着する中央軸線M上に水平に配した第3の枢軸材7′と、前記リア・アクスル13と前記後部台車フレーム4との間の左右の間隙8A,8Bに前記第3の枢軸材7′を中心にして予め圧縮状態で介装された左右1対のスプリングS1,S2とを備えることにより、特に不整地や山野において作業を行ったり、物品を荷台に積載して運搬するのに、後部台車3のクローラC,Cが石や切株等の障害物に乗り上げたり、傾斜地Kを登降する場合に、大きく左右に傾こうとしても、リア・アクスル13と後部台車フレーム4との間の左右の間隙8A,8Bに、後部台車3のリア・アクスル13に後部台車フレーム4を左右に揺動可能に枢着する中央軸線M上に水平に配した第3の枢軸材7′を中心にして予め圧縮状態で介装された左右1対のスプリングS1,S2のうち、障害物に乗り上げた一方のスプリングS2は縮み、他方のスプリングS1は伸長するため、後部台車3のリア・アクスル13に中央軸線M上に水平に配した第3の枢軸材7′により左右に揺動可能に枢着されている後部台車フレーム3は水平状態を維持しようとし、後部台車3のクローラC,Cの障害物に対する乗り上げ量に対して後部台車フレーム3の左右の傾きは少なく、安定化するという効果を発揮することもできる点も本発明の適用範囲である。