JP2012011964A - 油圧四輪駆動作業車輌 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電動モータの作動制御を行う制御装置は手動操作に応じて又は旋回半径差に応じて前記電動モータを作動させる通常モードと可変容積側油圧モータの容積量を基準容積よりも大きい第1容積に固定するトルクアップモードとを有し、駆動源が作動中で且つポンプ側容積調整機構が中立状態の車輌アイドリング状態の場合にはトルクアップモードを起動し、車速が第1速度に到達すると通常モードを起動する。
【選択図】図12
Description
従って、大きな走行トルクを必要とする車輌発進時に前記可変容積型油圧モータユニットの容積量が小容積とされることが起こり得る。
この場合、前記基準容積は、前記第1油圧モータによって駆動される前記第1車輪の周速が前記第2油圧モータユニットの第2油圧モータによって駆動される前記第2車輪の周速と略同一となるように設定され、前記第1容積は、前記第1車輪の周速が車輌最大旋回状態の際に生じる前記第1及び第2車輪の旋回半径差に応じた割合で減速するように設定される。そして、前記通常モードは、旋回角センサからの信号に基づき車輌直進状態時には前記第1油圧モータの容積が基準容積となり且つ車輌直進状態から最大旋回状態へ移行するに従って前記第1油圧モータの容積が基準容積から第1容積へ変化するように前記電動モータの作動制御を行うものとされる。
この場合、前記第2車輪は前記第2フレームに支持され、前記第1車輪は前記枢支軸との間の車両前後方向長さが前記第2車輪及び前記枢支軸の間の車両前後方向長さよりも長くなるように前記第1フレームに支持される。
又、図2に、前記作業車輌1の油圧回路図を示す。
詳しくは、図2に示すように、前記油圧ポンプユニット50,前記第1油圧モータユニット100及び前記第2油圧モータユニット200は直列的に流体接続されている。
詳しくは、図2に示すように、前記油圧ポンプユニット50は、前記駆動源40に作動連結されたポンプ軸51と、前記ポンプ軸51に相対回転不能に支持された油圧ポンプ52と、前記油圧ポンプ52を収容し且つ前記ポンプ軸51を軸線回り回転自在に支持するポンプハウジング53と、外部操作に基づき前記油圧ポンプ52の容積量を変更して前記主変速装置として作用するポンプ側容積調整機構54とを備えている。
詳しくは、図2に示すように、前記油圧ポンプユニット50は、前記構成部材に加えて、前記ポンプ軸51によって作動的に駆動されるチャージポンプ55を有している。
そして、前記チャージライン530は、一端部が前記チャージポンプ55の吐出側に流体接続され且つ他端部が一対のチェック弁535を介して前記一対のポンプ側作動油ライン500にそれぞれ流体接続されている。
又、符号550は、前記油タンク95及び前記ポンプハウジング53の内部空間を流体接続するドレンラインである。
例えば、前記変速操作部材60への人為操作量を機械リンク機構61(図2参照)を介して前記ポンプ側容積調整機構54に伝達させることも可能である。
可変容積型の油圧モータユニットは、前記作業車輌1における変速幅を広げる為の副変速装置、若しくは、対応する前記第1又は第2車輪10,20の駆動速度を前記第1及び第2車輪10,20間の旋回半径差に応じて変化させる為の変速装置として作用する。
そして、前記第1車輪10を作動的に駆動する前記第1油圧モータユニット100が、対応する前記第1車輪10の駆動速度を前記旋回半径差に応じて変化させる為に、可変容積型とされている。
斯かる構成により、前記第1車輪10の旋回半径R1が前記第2車輪20の旋回半径R2よりも小さく、且つ、車輌旋回角度が大きくなるに従って前記第1及び第2車輪10,20間の旋回半径差が大きくなる。
本実施の形態においては、前記第2油圧モータユニット200は固定容積型とされている。
詳しくは、前記第2油圧モータユニット200は、図2に示すように、第2油圧モータ220と、前記第2油圧モータ220を相対回転不能に支持する第2モータ軸210と、前記第2油圧モータ220を収容し且つ前記第2モータ軸210を軸線回り回転自在に支持する第2モータハウジング230とを備えており、前記第2油圧モータ220の容積量が固定とされた固定容積型とされている。
又、符号260は、前記油タンク及び前記第2モータハウジング230の内部空間を流体接続するドレンラインである。
なお、前記第2アクスルハウジング25及び前記第2モータハウジング230は一体形成されている。
図3Aに、前記第1油圧モータユニット100の横断平面図を示す。
又、図4に、図3AにおけるIV-IV線に沿った断面図を示す。
又、符号160は、前記油タンク95及び前記第1モータハウジング130の内部空間を流体接続するドレンラインである。
図3A及び図5に示すように、前記モータ側容積調整機構135は、一端部が前記第1モータハウジング130より外方へ延在された状態で前記第1モータハウジング130に直接又は間接的に軸線回り回転自在に支持されたモータ側制御軸136を有しており、前記モータ側制御軸136が軸線回りに回転されることにより前記第1油圧モータ120の容積量を変更させるように構成されている。
従って、前記モータ側容積調整機構135は、図3A〜図5に示すように、前記モータ側制御軸136に加えて、揺動軸線回りに傾転可能なモータ側可動斜板137であって、前記揺動軸線回りの傾転位置に応じて前記第1油圧モータ120の容積量を増減させるモータ側可動斜板137を有している。
前記モータ側可動斜板137は、前記モータ側制御軸136の軸線回りの回転に応じて前記揺動軸線回りに傾転するように前記モータ側制御軸136に連結されている。
なお、前記第1アクスルハウジング15及び前記第1モータハウジング130は一体形成されて単一の第1ハウジングを形成している。
斯かる好ましい構成によれば、前記ブレーキ機構16の小型化を図ることができる。
本実施の形態においては、図3Aに示すように、前記ブレーキ機構16は前記第1モータ軸110に制動力を付加し得るように構成されている。
斯かる構成によれば、前記第1油圧モータユニット100を含む前記第1車軸駆動装置11を効率的に冷却させることができる。
又、図7及び図8に、それぞれ、図3AにおけるVII-VII線及びVIII-VIII線に沿った断面図を示す。
本実施の形態においては、前記電動モータケース305は電動モータカバー315を介して前記第1モータハウジング130に連結されている。
即ち、前記作業車輌1においては、前記電動モータ本体出力軸310の回転に応じて前記モータ側制御軸136が軸線回りに回転し、これにより、前記第1油圧モータ本体120の容積が変更されるようになっている。
従って、複雑な機械的リンク構造を備えることなく、前記操向操作部材65への人為操作に応じた前記第1油圧モータ本体120の容積量の変更を実現することができる。
図6〜図9に示すように、本実施の形態においては、前記電動モータ300は、前記モータ側容積調整機構135に連結された操作軸340及び前記操作軸340に連結されたセクタギヤ335を介して、前記モータ側容積調整機構135に連結されている。
前記セクタギヤ335は、基端部が前記操作軸340に連結された状態で前記モータ側制御軸136とは直交する方向へ延び且つ自由端部にギヤが設けられている。
前記第1及び第2調整ネジ341,342を設けることにより、追加部材を可及的に不要としつつ、前記第1油圧モータ120の可変容積範囲を正確に設定することができる。
好ましくは、前記固定ピン336cとして前記締結部材306を用いることができる。即ち、前記電動モータ300を前記電動モータカバー315から取り外す際に締結解除させた前記締結部材306を前記貫通孔336a及び前記固定用孔336bに挿通させる前記固定ピン336cとして用いることができる。
従って、前記セクタギヤ335の前記操作軸340回りの位置(即ち、前記モータ側制御軸136の軸線回り位置)を前記センサユニット350によって検出しつつ、前記電動モータ300及び前記センサユニット350が装着された状態のままで前記電動モータカバー315を前記第1モータハウジング130から容易に取り外すことができる。
又、図11に図10におけるXI-XI線に沿った前記クラッチ機構360の横断面図を示す。
前記電動モータ本体301が軸線回り一方側(例えば、前記作業車輌1を前進させる正転側)又は他方側(例えば、前記作業車輌1を後進させる逆転側)の何れかの方向(以下、第1方向D1という)に回転されると(図11(a)参照)、前記駆動側アーム361が前記従動側アーム363及び前記コンタクト部材364の双方を前記第1方向D1に押圧する。これにより、前記ウォーム軸320が前記第1方向D1と同一方向d1に回転し(図11(b)参照)し、前記可動斜板137が前記第1方向D1に対応した方向に傾転する。
これに応じて、図11(c)に示すように、前記可動斜板137に作動連結されている前記ウォーム軸320は前記中立方向に対応した第2方向d2へ回転するが、フリー状態の前記コンタクト部材364の位置変化は生じない。
従って、前記電動モータ320によって前記可動斜板137が所定傾転位置に位置された後に、前記可動斜板137が所定傾転位置から意に反して傾転することを有効に防止できる。
前述の通り、本実施の形態に係る前記作業車輌1においては、前記第1車輪10を作動的に駆動する前記第1油圧モータユニット100及び前記第2車輪20を作動的に駆動する前記第2油圧モータユニット200が互いに対して同期した状態で前記油圧ポンプユニット50によって油圧的に駆動され、且つ、車輌旋回角度が大きくなるに従って前記第1車輪10の旋回半径R1が前記第2車輪20の旋回半径R2に比して小さくなる。
前記制御データは、例えば、制御用換算式又はLUT(ルックアップテーブル)等の形態を取り得る。
前記制御装置90は、前記駆動源40が作動中で且つ前記ポンプ側容積調整機構54が中立状態とされた車輌アイドリング状態の場合には前記トルクアップモードを起動する。
この判断は、例えば、前記ポンプ側容積調整機構54における前記ポンプ側制御軸の軸線回り位置を油圧ポンプ用センサ71(図2参照)によって検出することで行われる。
この判断は、前記旋回角度センサからの信号に基づいて行われる。
前記第1旋回角度は、例えば、15°とされる。
これに対し、前記ステップ13においてNOの場合、即ち、前記作業車輌1が前記第1旋回角度を越えた旋回状態にある場合には、前記制御装置90はステップ15へ移行して前記通常モードを起動する。これは、前記作業車輌1が所定の前記第1旋回角度を超えた旋回状態である場合に前記トルクアップモードが起動することを禁止する為である。
この判断は、前記油圧ポンプ用センサ71からの信号に基づいて行われる。
この判断は、前記旋回角度センサからの信号に基づいて行われる。
前記第2旋回角度は、例えば、40°とされる。
即ち、前記ステップ21においてYESと判断されたのであれば前記作業車輌1が少なくとも走行すべき最低速度よりも低い速度に前記クリープ速が設定される。
従って、前記制御装置90は、前記ステップ24においてNOの場合には、第1エラーモードを起動する(ステップ51)。
この際、前記制御装置90は、前記作業車輌1の車速が前記第1速度よりも高速の第2速度以上であるか否かを判断しする(ステップ26)。
前記ステップ26においてNOの場合(車速が前記第1速度以上で且つ前記第2速度未満の場合)には、前記制御装置90は前記移行モードを起動して(ステップ27)、前記ステップ11へ戻る。
これに対し、前記ステップ26においてYESの場合(車速が前記第2速度以上の場合)には、前記制御装置90は前記通常モードを起動する(ステップ41)。
ここで、前記ポンプ側容積調整機構54が後進状態であるということは、前記第1車輪10が進行方向後方側に位置し、前記第1車輪10を駆動する可変容積型の前記第1油圧モータユニット100がメインの走行トルク発生手段となることを意味する。
従って、前記ステップ21においてYESの場合には、車速が前記第1速度に達するまでは前記トルクアップモードを維持する。
ここで、前記ポンプ側容積調整機構54が前進状態であるということは、前記第2車輪20が進行方向後方側に位置し、前記第2車輪20を駆動する固定容積型の前記第2油圧モータユニット20がメインの走行トルク発生手段となることを意味する。
即ち、前記ステップ12において前記ポンプ側容積調整機構54が中立状態にはないと判断された場合に前記ステップ21へ移行し、前記ステップ21において前記ポンプ側容積調整機構が後進状態ではないと判断された場合に前記ステップ31へ移行する。従って、理論上においては前記ステップ31においてNOと判断されることは有り得ない。
その為、前記第2エラーモードは、例えば、モニタ又はスピーカ等の報知手段を介して第2エラーが発生していることを使用者に報知しつつ、前記トルクアップモードの起動を禁止して前記通常モードのみの起動を許容する。
10 第1車輪
20 第2車輪
30 車輌フレーム
31 第1フレーム
32 第2フレーム
35 枢支軸
40 駆動源
50 油圧ポンプユニット
52 油圧ポンプ
54 ポンプ側容積調整機構
62 車速センサ
90 制御装置
100 第1油圧モータユニット(可変容積型油圧モータユニット)
120 第1油圧モータ(可変容積側油圧モータ)
135 モータ側容積調整機構
200 第2油圧モータユニット
300 電動モータ
Claims (7)
- 車輌フレームと、前記車輌フレームの前後方向一方側及び他方側にそれぞれ支持された第1及び第2車輪と、前記車輌フレームに支持された駆動源と、前記駆動源によって作動的に駆動される可変容積型の油圧ポンプユニットと、前記油圧ポンプユニットに流体接続され且つ前記第1及び第2車輪をそれぞれ作動的に駆動する第1及び第2油圧モータユニットであって、少なくとも一方が可変容積型とされた第1及び第2油圧モータユニットとを備え、前記油圧ポンプユニットは前記駆動源によって作動的に駆動される油圧ポンプとポンプ側制御軸の軸線回りの回転に応じて前記油圧ポンプの容積量を変更するポンプ側容積調整機構とを含み、前記可変容積型の油圧モータユニットは可変容積側油圧モータとモータ側制御軸の軸線回りの回転に応じて前記可変容積側油圧モータの容積量を基準容積及び前記基準容積よりも大きな第1容積の間で変更させるモータ側容積調整機構とを含んでいる油圧四輪駆動作業車輌であって、
前記モータ側制御軸を軸線回りに回転させるように前記モータ側制御軸に作動連結された電動モータと、前記電動モータの作動制御を行う制御装置とを備え、
前記制御装置は、手動操作に応じて又は前記第1及び第2車輪の旋回半径差に応じて前記電動モータの作動制御を行って前記可変容積側油圧モータの容積量を変化させる通常モードと前記可変容積側油圧モータの容積量を前記第1容積に固定するトルクアップモードとを有し、前記駆動源が作動中で且つ前記ポンプ側容積調整機構が中立状態の車輌アイドリング状態にあると判断した場合には前記トルクアップモードを起動し、車速センサからの信号に基づき車速が第1速度に到達すると前記トルクアップモードを解除して前記通常モードを起動することを特徴とする油圧四輪駆動作業車輌。 - 前記制御装置は、車輌旋回角度が所定の第1旋回角度を超える場合には前記トルクアップモードの起動を禁止して前記通常モードを起動することを特徴とする請求項1に記載の油圧四輪駆動作業車輌。
- 車輌旋回角度に応じて前記第1車輪の旋回半径が前記第2車輪の旋回半径より小さくなるように配置され、
前記第1車輪を駆動する前記第1油圧モータユニットが可変容積型とされており、
前記基準容積は、前記第1油圧モータによって駆動される前記第1車輪の周速が前記第2油圧モータユニットの第2油圧モータによって駆動される前記第2車輪の周速と略同一となるように設定され、
前記第1容積は、前記第1車輪の周速が車輌最大旋回状態の際に生じる前記第1及び第2車輪の旋回半径差に応じた割合で減速するように設定されており、
前記通常モードは、旋回角センサからの信号に基づき車輌直進状態時には前記第1油圧モータの容積が基準容積となり且つ車輌直進状態から最大旋回状態へ移行するに従って前記第1油圧モータの容積が基準容積から第1容積へ変化するように前記電動モータの作動制御を行うことを特徴とする請求項1又は2に記載の油圧四輪駆動作業車輌。 - 前記車輌フレームは、略垂直に沿った枢支軸回り揺動可能に連結された第1及び第2フレームを含み、
前記第2車輪は前記第2フレームに支持され、
前記第1車輪は前記枢支軸との間の車両前後方向長さが前記第2車輪及び前記枢支軸の間の車両前後方向長さよりも長くなるように前記第1フレームに支持されていることを特徴とする請求項3に記載の油圧四輪駆動作業車輌。 - 前記制御装置は、前記トルクアップモード起動状態において車速が前記第1速度に達すると前記トルクアップモードを解除して直ちに前記通常モードを起動する代わりに、前記トルクアップモードを解除しつつ、車速の前記第1速度から該第1速度よりも高速の第2速度への上昇に応じて前記第1油圧モータの容積が第1容積から基準容積へ変化するように前記電動モータの作動制御を行う移行モードを起動し、車速が前記第2速度に達した時点で前記移行モードを解除して前記通常モードを起動することを特徴とする請求項3又は4に記載の油圧四輪駆動作業車輌。
- 前記制御装置は、前記トルクアップモード起動状態において車速が第1車速に達すると前記トルクアップモードを解除して直ちに前記通常モードを起動する代わりに、前記トルクアップモードを解除しつつ、一定時間をかけて前記第1油圧モータの容積が第1容積から基準容積へ徐々に変化するように前記電動モータの作動制御を行う移行モードを起動し、前記一定時間経過後に前記移行モードを解除して前記通常モードを起動することを特徴とする請求項3又は4に記載の油圧四輪駆動作業車輌。
- 前記第2車輪を駆動する前記第2油圧モータユニットが固定容積型とされており、
前記制御装置は、車輌アイドリング状態から車輌が前記第1車輪を進行方向前方側とする前後方向一方側へ走行されていると判断した場合には、第1速度よりも低速の第3速度に達した時点で前記トルクアップモードを解除して前記通常モードを起動することを特徴とする請求項3から6の何れかに記載の油圧四輪駆動作業車輌。
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