JP2021003965A - スクレーパ車両及びその制御方法並びに牽引車両 - Google Patents

Abstract

【課題】 比較的簡単かつ低コストな構成でありながら、簡単には走行不能にはならず、工期の短縮、施工コストの削減などに貢献可能なスクレーパ車両を提供する。【解決手段】 本発明は、掘削可能なスクレーパ１１０を備えたスクレーパ車両１００であって、前記スクレーパ１１０による掘削において、常時或いはスクレーパ車両１００の走行抵抗に応じて、スクレーパ車両の走行車輪１０３の少なくとも一部に駆動力を供給する補助駆動システムを備えたスクレーパ車両である。【選択図】図２

Description

本発明は掘削可能なスクレーパを備えたスクレーパ車両およびスクレーパ車両を牽引する牽引車両に関する。

従来、地表等を削り取るスクレーパを備えたスクレーパ車両の一例として、例えば、Ｋ−ＴＥＣ社製のものが知られている（非特許文献１など参照）。

このようなスクレーパ車両は、大型トラックやその他の牽引車両により牽引される被牽引車両に、地表等を削り取るスクレーパが備えられ、地表等を平坦に均すような作業に用いられている。

例えば、大型土木の作業等（例えば、住宅地、ゴルフ場、太陽光パネル発電所用地の造成など）においては、スクレーパ車両（被牽引車両）を、大型トラック等の牽引車両により牽引しながら、スクレーパにて地表の凸部を削って平らに均し、その削った土砂等を収容部に集めて、所定の土砂置き場まで搬送して排出するといった作業が繰り返し行われる。

なお、被牽引車両ではないが、小型のスクレーパをトラクタに取り付け、削った土を容器に収納して運搬するようにした構成は、整地キャリアなどと称されて、例えば特許文献２などに記載されている。

インターネット＜ＵＲＬ：http://ktec.com/our-scrapers/k-tec-1243-adt＞

特開２０００−１６６３０５号公報

ところで、上述したような従来のスクレーパ車両は、大型の牽引車両により牽引されて作業が行われるが、スクレーパによる地表の削り代が大きい場合などには、スクレーパが地表に噛み込んでしまって抵抗が大きくなり、牽引車両（大型トラック等）のタイヤ（駆動輪）が空転等してしまい牽引車両（大型トラック等）の牽引力だけでは作業（走行、移動）を継続することができなくなってしまう場合があった。

かかる場合には、例えば、ブルドーザなどを応援に呼び、牽引車両により牽引されているスクレーパ車両の後方から押して走行（移動）を助ける必要があるなど、作業効率が悪く工期が長くなってしまうなどのおそれがあると共に、スクレーパ車両の他にブルドーザを準備して待機させておく必要があるなど、施工コストが増大してしまうなどの問題があった。

本発明は、かかる実情に鑑みなされたもので、比較的簡単かつ低コストな構成でありながら、スクレーパ車両であっても、簡単には走行不能にはならず、工期の短縮、施工コストの削減などに貢献可能なスクレーパ車両及びその制御方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、使い勝手のよい牽引車両を提供することを目的とする。

このため、本発明に係るスクレーパ車両は、掘削可能なスクレーパを備えたスクレーパ車両であって、
前記スクレーパによる掘削において、常時或いはスクレーパ車両の走行抵抗に応じて、スクレーパ車両の走行車輪の少なくとも一部に駆動力を供給する補助駆動システムを備えている。

本発明に係るスクレーパ車両の制御方法は、
掘削可能なスクレーパを備えたスクレーパ車両の制御方法であって、
前記スクレーパよる掘削において、常時或いはスクレーパ車両の走行抵抗に応じて、スクレーパ車両の走行車輪の少なくとも一部に駆動力を供給するように補助駆動システムを制御する。

本発明に係る牽引車両は、掘削可能なスクレーパを備えたスクレーパ車両を牽引する牽引車両であって、
前記牽引車両の走行に関する情報を検出する検出装置と、
該検出装置が検出した前記牽引車両の走行に関する情報を前記スクレーパ車両に通信する通信装置と、
を備えている。

本発明によれば、比較的簡単かつ低コストな構成でありながら、簡単には走行不能にはならず、工期の短縮、施工コストの削減などに貢献可能なスクレーパ車両及びその制御方法を提供することができる。
また、本発明によれば使い勝手のよい牽引車両を実現することができる。

（Ａ）は本発明の一実施の形態に係るスクレーパ車両の全体構成の一例を示す平面図であり、（Ｂ）は同スクレーパ車両の側面図であり、（Ｃ）は同スクレーパ車両の後輪部分を拡大して示す拡大図である。 同上実施の形態に係るスクレーパ車両を概略的に示した側面図である。 同上実施の形態に係るスクレーパ車両を利用したスクレーパ作業サイクルを説明する図である。 同上実施の形態に係るスクレーパ車両に備えられる補助駆動システム（アキュームレータ、油圧ポンプ、油圧モータなど）の動作の概要を説明する図である。 同上実施の形態に係る牽引車両とスクレーパ車両とのブロック図である。

以下に、本発明の一実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下で説明する実施の形態により、本発明が限定されるものではない。

本実施の形態に係るスクレーパ車両１００は、大型トラックやその他の牽引車両１により牽引される被牽引車として利用される。

図１（Ａ）、図１（Ｂ）、図２に示すように、スクレーパ車両１００は、フレーム１０１に、スプリング及びダンパー等を含むサスペンション機構等を介して回転自在に支持されている左右一対の前輪１０２（従動輪）と、左右一対の後輪１０３（従動輪）と、を備えて構成されている。なお、左右一対の前輪１０２（１０２Ａ，１０２Ｂ）は相互独立に回転可能に構成されることができ、同様に左右一対の後輪１０３（１０３Ａ，１０３Ｂ）は相互独立に回転可能に構成されることができる。なお、従動輪である左右一対の前輪１０２（１０２Ａ，１０２Ｂ）や左右一対の後輪１０３（１０３Ａ，１０３Ｂ）が、本実施の形態に係る走行車輪の一例に相当する。

また、スクレーパ車両１００は、図５に示すように、牽引車両１に設けられた通信装置４と通信可能な通信装置５と、スクレーパ車両１００の移動速度を検出する速度計６と、収納容器１２０が土砂などの掘削物をどの程度収納しているかを検出する収納容器検出装置７と、を備えている。

通信装置４および通信装置５としては、どのような通信方式を用いることができるが、本実施の形態においては、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）や、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）であるＦｅｌｉＣａ（登録商標）モジュールなどの近接通信を用いるものとする。

速度計６としては、後輪１０３の回転数を検出するものを用いることができる。
なお、速度計６を省略してもよく、この場合、制御装置２００は、後述の速度計３の出力を用いて、油圧アクチュエータ１５０の制御を行ってもよい（詳細は後述）。

収納容器検出装置７は、本実施の形態においては、収納容器１２０が満杯かほぼ満杯かを検出するものである。収納容器検出装置７は、収納容器１２０にロードセルを設けて、ロードセルの出力から掘削物の重量から収納容器１２０が満杯かほぼ満杯かを検出してもよい。また、収納容器検出装置７は、収納容器１２０の上方に設けられた超音波距離計、レーザ距離計などの非接触距離計の出力や、収納容器１２０の上方に設けられたカメラが撮影した画像から収納容器１２０が満杯かほぼ満杯かを検出してもよい。なお、カメラは、後述するスクレーパ１１０を撮影できる位置に設けてもよい。

また、フレーム１０１の前方（図１において左方）には、大型トラックやその他の牽引車両１に着脱可能に連結される連結装置１０４が備えられている。

牽引車両１は、複数の速度段を有する変速装置２（例えば、自動変速装置）と、速度計３と、スクレーパ車両１００の通信装置５と通信する通信装置４と、を備えている。

変速装置２として自動変速装置を用いた場合には、牽引車両１の車速に応じて速度段が切り換えられ、特に走行中に負荷がかかって予め設定された所定の車速以下になると、自動的にシフトダウンが実行される。

速度計３は、変速装置２の出力軸の回転数を検出することにより、牽引車両１の速度を検出している。
通信装置４は、速度計３が検出した速度や、シフトダウンが実行されたことを通信装置５に通信する。

なお、本実施の形態において、牽引車両１の出力は、２００〜３００ＫＷ、好ましくは、２５０ＫＷ前後であるが、これに限定されるものではない。
また、本実施形態において、牽引車両１は、掘削時の速度が３ｋｍ／ｈ〜５ｋｍ／ｈ、好ましくは３ｋｍ／ｈ〜４ｋｍ／ｈであり、非掘削時の速度が６ｋｍ／ｈ〜８ｋｍ／ｈであるが、これに限定されるものではない。

スクレーパ車両１００は、掘削を行うスクレーパ１１０を備えて構成されている。スクレーパ（ｓｃｒａｐｅｒ）１１０は、地表等の走行面の土砂を削り取るための刃状或いはへら状の部材であり、本実施の形態では、図１（Ｂ）に示すように、土砂等を収容する上面開放の回収容器１２０の底部に車幅方向（図１（Ａ）の上下方向）に沿って延在するように取り付けられている。なお、走行面は、地表等に限定されるものではなく、スクレーパ車両がその上を走行する面（例えば、地表を覆う土砂、氷、雪の他、人工的な物など）であれば適用可能である。

スクレーパ１１０は回収容器１２０と一体的であるため、油圧シリンダ１１１を短縮させると、リンク機構を介して、土砂等の回収容器１２０が枢軸１２０Ａ周りに揺動されて回収容器１２０が前下がり（図１、図２において左方下がり）に傾斜され、これにより、当該スクレーパ１１０の先端１１０Ａを地表（図１（Ｂ）の下方）に向けて移動させることができ、以って地表等の走行面に対して所定に食い込ませることが可能に構成されている。

なお、スクレーパ１１０の先端１１０Ａの回収容器１２０の底部からの下方への突き出し量によって、地表等に対する食い込み量、延いては土砂などの掘削量（単位水平移動量当たりの掘削量）を調整することができる。

また、地表等の走行面を削らない移動時等には、油圧シリンダ１１１を伸長させることで、リンク機構を介して、回収容器１２０を枢軸１２０Ａ周りに揺動させてスクレーパ１１０の先端１１０Ａを、地表等の走行面から離間（退避）させることができるように構成されている。

このスクレーパ１１０は、スクレーパ車両１００が、図１、図２において左方に走行（移動）したときに、地表等の走行面に食い込んで表面をすくい上げることができるように、スクレーパ１１０の先端がくさび状に（くさびのように）、所定のすくい角Ａ（図１（Ｂ）参照）を有して構成されている。

また、スクレーパ１１０の上面（すくい面）の上には、スクレーパ１１０の先端によりすくい上げられた土砂などを、スクレーパ１１０の車両進行方向後方（図１において左側）に設けられている収容容器１２０に招き入れて収容するための開口１２１が設けられている。

収容容器１２０は、底面１２２と、左右の側面１２３と、後端面１２４と、を含んで構成され、スクレーパ１１０によって地表等からすくい上げられた土砂等を内部に収容することができるように構成されている。

また、収容容器１２０は、所定の排出場所（或いは放出場所）において、収容している土砂等を走行中においても排出（放出）することができるように、油圧シリンダ１２５等を前方（図１及び図２において左方）に向けて伸長させることで、後端面１２４（後端部材）を収容容器１２０に対して前方（開口１２１側）に移動させて、前記開口１２１（すなわち底面１２２と揺動可能なゲート１２７の下端との隙間）から土砂等を排出することができるように構成されている。

但し、例えば、少なくとも底面１２２を斜めに持ち上げるなど他の方法により収容した土砂等を収容容器１２０から排出する構成を採用することもできる。

なお、この走行中における土砂等の排出（或いは放出）の際には、油圧シリンダ１１１は伸長されて、スクレーパ１１０の先端１１０Ａは地表等の走行面から所定高さまで上昇（退避）されている。

また、土砂等の排出時には、排出効率が良くなるように、油圧シリンダ１２６を伸長させて、ゲート１２７を枢軸１２７Ａを介して上方へ揺動させることで、開口１２１の開口を大きくできるように構成されている。

ここで、地表（地面）に対する食い込み代（削り代）が大きい場合などには、スクレーパ１１０の先端１１０Ａが地表（地面）に噛み込んでしまい、牽引車両１（大型トラック等）の牽引力だけでは、牽引車両１のタイヤ（駆動輪）が空転等してしまい走行（移動）を継続することができなくなってしまう場合があり、かかる場合には、例えば、ブルドーザ３００（図２参照）などを応援に呼び、牽引車両１により牽引されているスクレーパ車両１００をその後方から押して走行（移動）を助ける必要があるなど、作業効率が悪く工期が長くなってしまうと共に、ブルドーザ３００を準備して待機させておく必要があるなど、施工コストが増大してしまうなどの問題があった。

このため、本実施の形態に係るスクレーパ車両１００では、図１、図２に示すように、左右一対の前輪１０２と、左右一対の後輪１０３と、のうちの少なくとも一方に対して、蓄圧した油圧で駆動力を供給することができる油圧アクチュエータ（油圧モータ）１５０を備えて構成した。

図１（Ａ）では、後輪１０３は左右独立に構成され、左右のそれぞれ（１０３Ａ、１０３Ｂ）に対応して油圧アクチュエータ（油圧モータ）１５０（１５０Ａ，１５０Ｂ）が備えられているが、これに限定されるものではない。

油圧アクチュエータ（油圧モータ）１５０（１５０Ａ，１５０Ｂ）は、所定油圧に昇圧された作動油を蓄えているアキュームレータ（蓄圧器）１６０に接続されている。
本実施の形態において、油圧アクチュエータ（油圧モータ）１５０の出力は、４０ＫＷ〜２００ＫＷ（牽引車両１の出力の１６％〜８０％）、好ましくは６２．５ＫＷ〜１５０ＫＷ（牽引車両１の出力の２５％〜６０％）、より好ましくは１００ＫＷ〜１２５ＫＷ（牽引車両１の出力の４０％〜５０％）である。これは、油圧アクチュエータ（油圧モータ）１５０の出力は、牽引車両１の出力より大きい必要はなく、アキュームレータ１６０および油圧アクチュエータ１５０が大型になってしまうからである。一方、油圧アクチュエータ（油圧モータ）１５０の出力は、牽引車両１の出力の１６％未満ではタイヤの空転を改善できない可能性があるからである。

制御装置２００では指令（制御信号）（予めプログラムされた制御信号発生タイミング或いは作業者のマニュアル操作による制御信号発生タイミング）に従って、電磁弁１６１等（図４参照）を開弁させて、アキュームレータ（蓄圧器）１６０内の高圧作動油を油圧アクチュエータ（油圧モータ）１５０（１５０Ａ、１５０Ｂ）に供給して回転駆動する。

油圧アクチュエータ（油圧モータ）１５０（１５０Ａ、１５０Ｂ）の回転力は、減速機等のギア機構を介して、後輪１０３（１０３Ａ，１０３Ｂ）に伝達されて、後輪１０３（１０３Ａ，１０３Ｂ）を駆動するように構成されている。

このように、本実施の形態によれば、アキュームレータ（蓄圧器）１６０に蓄圧された油圧（流体圧、流体圧エネルギ）を用いて、油圧アクチュエータ（油圧モータ）１５０（１５０Ａ，１５０Ｂ）を回転駆動し、この油圧アクチュエータ（油圧モータ）１５０（１５０Ａ，１５０Ｂ）に連結されている後輪１０３（１０３Ａ，１０３Ｂ）を回転駆動できるようにしたので、例えば、地表（地面）に対する削り代が大きい場合などには、スクレーパ１１０の先端１１０Ａが地表（地面）に噛み込んでしまい、牽引車両１（大型トラック等）の牽引力だけでは、タイヤが空転等してしまい走行（移動）を継続することができなくなってしまう場合でも、後輪１０３（１０３Ａ，１０３Ｂ）を油圧アクチュエータ（油圧モータ）１５０（１５０Ａ，１５０Ｂ）により回転駆動することができるので、従来、ブルドーザ等に援助して貰わなければ走行継続ができないような場合（走行不能となっていた場合）であっても、走行不能にはならず、工期の短縮、施工コストの削減などに貢献することができる。

すなわち、本実施の形態によれば、比較的簡単かつ低コストな構成でありながら、大型トラックやその他の牽引車両により牽引される被牽引車としてのスクレーパ車両であっても、簡単には走行不能にはならず、工期の短縮、施工コストの削減などに貢献可能なスクレーパ車両及びその制御方法を提供することができる。

ここで、本実施の形態に係る油圧モータ１５０は、一般的な油圧モータを採用することができる。油圧モータとは、油圧ポンプを動かして得た圧油を一次側から供給し、二次側から排出することで、軸の回転運動を取り出す圧力モータの一種である。また、一次側と二次側を入れ替えることで逆回転（車両を後退させる方向に補助する）も可能である。供給する油の圧力を制御することで、トルクの制御が可能であり、また供給する油の流量を制御することで、出力（軸の回転速度）を制御することができる。

なお、アキュームレータ（蓄圧器）１６０への蓄圧は、例えば、以下のように行うことができる。

本実施の形態では、スクレーパ車両１００は、大型トラックやその他の牽引車両１に牽引されて、図３のような作業サイクル（スクレーパ作業サイクル）に従って移動される。

＜図３のＡ区間（領域）＞
図３のＡ区間（領域）は、牽引車両１により牽引されて走行するスクレーパ車両１００は空荷の状態で、かつ、スクレーパ１１０の先端１１０Ａを持ち上げて地面を削らない状態（スクレーパ１１０の退避状態）で、スクレーパ車両１００は牽引車両１により牽引されて走行する空荷走行区間（領域）であり、このＡ区間（領域）でアキュームレータ（蓄圧器）１６０に油圧等の流体圧を油圧ポンプ１７０等を介して蓄圧する（図４参照）。なお、アキュームレータ（蓄圧器）１６０や油圧ポンプ１７０は、従来公知の一般的なものを採用することができる。

この場合において、油圧ポンプ１７０はスクレーパ車両１００に搭載されると共に後輪１０３（１０３Ａ，１０３Ｂ）に回転連結され、牽引車両１により牽引されて走行するスクレーパ車両１００の後輪１０３（１０３Ａ，１０３Ｂ）の回転により油圧ポンプ１７０を駆動する構成とすることができる。本実施の形態では、制御装置２００による油圧回路の制御（或いは油圧ポンプ１７０と後輪１０３（１０３Ａ，１０３Ｂ）との間に設けたクラッチ機構等の制御）により、油圧ポンプ１７０の駆動状態・非駆動状態を切り換えることができるように構成されている。

なお、制御装置２００は、Ａ区間（領域）においても、速度計３と速度計６との少なくとも一方の出力に基づいて、牽引車両１またはスクレーパ車両１００の速度が例えば４．５Ｋｍ／ｈ未満になった場合や、変速装置２がシフトダウンを行った場合に、油圧アクチュエータ（油圧モータ）１５０によりスクレーパ車両の走行を補助するようにしてもよい。これにより、作業サイクル全体を短縮することができる。

ここにおいて、本実施の形態に係る油圧ポンプ１７０、アキュームレータ（蓄圧器）１６０、油圧モータ１５０、制御装置２００などが、本実施の形態に係る補助駆動システムの一例に相当する。

＜図３のＢ区間（領域）＞
図３のＡ区間に続くＢ区間は、スクレーパ車両１００はスクレーパ１１０の先端１１０Ａを地面に食い込ませて地表等の走行面を削ることで平らに均しながら、スクレーパ車両１００は牽引されて走行するスクレーパ作業区間（領域）である。この区間は、削った土を収容容器１２０に収容しながら走行するため、土砂積み込み及び土砂運搬区間（領域）でもある。

この区間では、油圧ポンプ１７０は非駆動状態で、空荷走行区間（Ａ区間）などの走行中にアキュームレータ（蓄圧器）１６０に蓄圧した流体圧を、制御装置２００が電磁弁１６１を開弁などすることで、油圧アクチュエータ（油圧モータ）１５０（１５０Ａ，１５０Ｂ）に供給して後輪１０３（１０３Ａ，１０３Ｂ）を回転駆動（駆動アシスト）することで、スクレーパ車両１００の走行を補助（駆動アシスト）する（図４参照）。

制御装置２００は、速度計３と速度計６との少なくとも一方の出力に基づいて、牽引車両１またはスクレーパ車両１００の速度が例えば２．５〜３Ｋｍ／ｈ未満になった場合や、変速装置２がシフトダウンを行った場合に、油圧アクチュエータ（油圧モータ）１５０によりスクレーパ車両の走行を補助するようにすればよい。

これにより、地表（地面）等の走行面に対する削り代が比較的大きい場合などのように走行抵抗が増加して、従来であれば、ブルドーザ等に援助して貰わなければ走行継続ができないような場合（走行不能となっていた場合）であっても、走行不能にはならず、工期の短縮、施工コストの削減などに大きく貢献することができることになる。

なお、制御装置２００へのプログラミング等により、制御装置２００が、Ｂ区間において常に走行を補助するように油圧回路（アキュームレータ１６０と油圧アクチュエータ１５０を接続する油圧回路の電磁弁１６１など）を制御する場合に限らず、Ｂ区間において走行抵抗が所定以上に大きくなり走行継続に支障をきたすような状態となったときに走行を補助するように、例えば、連結装置１０４やその付近のフレーム１０１に貼り付けたロードセル等の負荷検出結果に基づいて（或いは牽引車両１の運転者がマニュアル操作により）、制御装置２００が前記油圧回路を制御することも可能である。

なお、制御装置２００は、Ｂ区間（領域）においても、収容容積検出装置７が収納容器１２０の満杯かほぼ満杯かを検出した場合に、油圧ポンプ１７０を非駆動状態としてもよい。同様に、制御装置２００は、Ｂ区間（領域）においても、速度計３と速度計６との少なくとも一方の出力に基づいて、牽引車両１またはスクレーパ車両１００の速度が例えば３Ｋｍ／ｈ以上になった場合や、変速装置２がシフトアップを行った場合に、油圧アクチュエータ（油圧モータ）１５０によるスクレーパ車両の走行の補助をやめるようにすればよい。これにより、アキュームレータ１６０および油圧アクチュエータ１５０を効率良く使用することができる。

＜図３のＣ区間（領域）＞
続いて、図３のＣ区間は、Ｂ区間で削った土砂等であって収容容器１２０に収容した土砂等の積荷を、荷降ろし場所（土砂集積場所）へ運搬するための運搬走行を行う区間（領域）である。この区間では、アキュームレータ（蓄圧器）１６０に油圧等の流体圧を油圧ポンプ１７０等を介して蓄圧する（図４参照）。また、スクレーパ１１０の先端１１０Ａを持ち上げて地面を削らない状態（スクレーパ１１０の退避状態）で走行している状態である。

＜図３のＤ区間（領域）＞
図３のＣ区間に続くＤ区間は、Ｃ区間から運搬されてくる土砂等の積荷を降ろすと共に、荷降ろした土砂を巻き出す（敷き広げる）区間（領域）である。この区間では、アキュームレータ（蓄圧器）１６０に油圧等の流体圧を油圧ポンプ１７０等を介して蓄圧する（図４参照）。また、スクレーパ１１０の先端１１０Ａを持ち上げて地面を削らない状態（スクレーパ１１０の退避状態）で走行している状態である。

なお、制御装置２００は、Ｃ区間とＤ区間とにおいても、速度計３と速度計６との少なくとも一方の出力に基づいて、牽引車両１またはスクレーパ車両１００の速度が例えば２．５〜３Kｍ／ｈ未満になった場合や、変速装置２がシフトダウンを行った場合に、油圧アクチュエータ（油圧モータ）１５０によりスクレーパ車両の走行を補助するようにすればよい。これにより、作業サイクル全体を短縮することができる。

なお、本実施の形態では、走行不能となりブルドーザ等により後方から押してもらうような事態が発生し難いので、スクレーパ車両１００の後方に転圧ローラーなどを備えることが可能である。このため、例えば、Ｄ区間において巻き出した（敷き広げた）土砂等を、当該スクレーパ車両１００の後方に配置した転圧ローラー等により転圧することができるように構成することが可能である。

このように、本実施の形態では、スクレーパ１１０によるスクレーパ作業を行わない区間（牽引車両１に対する負荷が比較的小さい区間；スクレーパ１１０の退避区間）（図３のＡ，Ｃ，Ｄ区間）において、アキュームレータ（蓄圧器）１６０に油圧等の流体圧を油圧ポンプ１７０等を介して蓄圧し、この蓄圧した流体圧を、スクレーパ作業を行うスクレーパ作業区間（牽引車両１に対する負荷が大きい区間；スクレーパ１１０を走行面に所定に食い込ませている区間））（図３のＢ区間）にて、油圧アクチュエータ（油圧モータ）１５０（１５０Ａ，１５０Ｂ）に供給して後輪１０３（１０３Ａ，１０３Ｂ）を回転駆動（駆動アシスト）することで、スクレーパ車両１００の走行を補助するようにしたので、スクレーパ車両１００が独自に駆動源（内燃機関や電動モータなど）を備える必要のない簡単かつ経済的な構成、かつ、給油（燃料の供給）や電動モータ等への充電などの必要がない使い勝手の良い構成としながら、従来、ブルドーザ等に援助して貰わなければ走行継続ができないような場合（走行不能となっていた場合）であっても、走行不能にはならず、工期の短縮、施工コストの削減などに貢献することができる。

なお、制御装置２００へのプログラミング等により、制御装置が、図３のＡ，Ｃ，Ｄ区間において、アキュームレータ（蓄圧器）１６０に油圧等の流体圧を油圧ポンプ１７０等を介して蓄圧するように油圧回路を制御するように構成することができるし、或いは牽引車両１の運転者がマニュアル操作により油圧回路を制御するように構成することも可能である。

また、本実施の形態では、図１（Ａ）〜図１（Ｃ）に示したように、油圧アクチュエータ（油圧モータ）１５０（１５０Ａ，１５０Ｂ）と、後輪１０３（１０３Ａ，１０３Ｂ）と、の間に介装されるギア機構の一例としては、後輪１０３（１０３Ａ，１０３Ｂ）と同軸的かつ一体的に回転すると共に内周側にギヤ（内歯車）を備えたインターナルギヤ１３０（１３０Ａ，１３０Ｂ）と、このインターナルギヤ１３０（１３０Ａ，１３０Ｂ）の内歯車に噛合し油圧モータ１５０（１５０Ａ，１５０Ｂ）の出力軸（出力回転軸）と同軸的かつ一体的に回転するギヤ１３１（１３１Ａ，１３１Ｂ）と、を含んで構成されることができる。

なお、インターナルギヤ１３０（１３０Ａ，１３０Ｂ）は、後輪１０３（１０３Ａ，１０３Ｂ）を車軸に対して回転自在に支持しているホイール（タイヤが外周に組み付けられる円環状要素）に対して略一体的に取り付けた構成とすることができる。

この場合において、ギヤ１３１（１３１Ａ，１３１Ｂ）は、油圧アクチュエータ（油圧モータ）１５０（１５０Ａ，１５０Ｂ）を介してスクレーパ１１０側（スクレーパ１１０のフレーム側）に回転自在に支持されることになる。

このような構成によれば、比較的簡単かつ低コストで、所定の比較的大きな減速比を実現することができると共に、内歯車なので異物噛み込み等による破損などを効果的に抑制しながら、アキュームレータ（蓄圧器）１６０に蓄圧した流体圧を、所定のタイミングで（例えば、スクレーパ作業を行うスクレーパ作業区間（牽引車両１に対する負荷が大きい区間）（図３のＢ区間）にて、油圧アクチュエータ（油圧モータ）１５０（１５０Ａ，１５０Ｂ）に供給すれば、油圧アクチュエータ（油圧モータ）１５０（１５０Ａ，１５０Ｂ）の出力回転軸に一対的に取り付けられているギヤ１３１（１３１Ａ、１３１Ｂ）、及びこれに噛合しているインターナルギヤ１３０（１３０Ａ，１３０Ｂ）を介して、後輪１０３（１０３Ａ，１０３Ｂ）を回転駆動することができる。

なお、上記では、油圧シリンダ１１１、１２５、１２６等は牽引車両１側から供給される油圧を利用することができると共に、アキュームレータ（蓄圧器）１６０に蓄圧した流体圧等を利用する構成とすることも可能である。

また、本実施の形態では、アキュームレータ（蓄圧器）１６０に蓄圧する流体圧は、油圧に限定されるものではなく、他の流体の流体圧を利用することも可能である。すなわち、油圧ポンプは流体圧ポンプの一例であり、油圧モータは流体圧モータの一例である。

また、本実施の形態では、補助駆動システムとして、アキュームレータ１６０、油圧ポンプ１７０、油圧モータ１５０を備えた油圧エネルギ（流体圧エネルギ）を利用した補助駆動システムを採用した場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、再充電可能な蓄電池（図４のアキュームレータ１６０相当）や発電機（図４の油圧ポンプ１７０相当）、電動モータ（図４の油圧モータ１５０相当）を備えた電気エネルギを利用した補助駆動システムとして採用する場合にも適用可能である。

なお、油圧ポンプと油圧モータは油圧回路等の切り替えによりどちらの機能も奏することができるタイプのものを利用することができると共に、発電機と電動モータはこれらを一体化した電動発電機とすることも可能である。

また、本発明に係る補助駆動システムは、流体圧エネルギを駆動力として利用する補助駆動システム或いは電気エネルギを駆動力として利用する補助駆動システムの少なくとも一方、すなわち、当該両補助駆動システムのうちの何れか一方を備える構成に加えて、双方を備える構成とすることができるものである。

以上で説明したように、本実施の形態によれば、比較的簡単かつ低コストな構成でありながら、大型トラックやその他の牽引車両により牽引される被牽引車としてのスクレーパ車両であっても、簡単には走行不能にはならず、工期の短縮、施工コストの削減などに貢献可能なスクレーパ車両及びその制御方法を提供することができる。

また、本実施の形態では、スクレーパ車両を用いたスクレーパ作業サイクルが、図３に示したように、土砂の運搬、放出区間、空荷区間など牽引車両１に対する負荷が比較的小さい区間（図３のＡ，Ｃ，Ｄ区間）と、スクレーパ作業（地表等の土砂を救い上げて回収する作業）を実際に行うスクレーパ作業区間（牽引車両１に対する負荷が大きい区間）（図３のＢ区間）と、を含むことに着眼して、牽引車両１に対する負荷が比較的小さい区間（図３のＡ，Ｃ，Ｄ区間）にてアキュームレータにエネルギを蓄える一方で、この蓄えたエネルギをスクレーパ作業区間（図３のＢ区間）にて補助駆動（駆動アシスト）として利用するようにしたので、従来から一般的に行われているスクレーパ作業サイクルを変更することなく、非常に効率良く、蓄えたエネルギを補助駆動（駆動アシスト）として利用することができる。

また、本実施の形態では、左右一対の前輪１０２（１０２Ａ，１０２Ｂ）、左右一対の後輪１０３（１０３Ａ，１０３Ｂ）を備える場合を説明したが、これに限定されるものではなく、前輪１０２（１０２Ａ，１０２Ｂ）が省略された場合、また、前輪１０２及び後輪１０３以外の走行車輪（例えば、中間車輪、３列目或いはそれ以上の車軸に取り付けられた走行車輪）を備え、それらの車輪の少なくとも一部に補助駆動システムにより駆動を補助的に供給するスプレーパ車両にも適用可能である。

上述したように、牽引車両１の通信装置４が、速度計３が検出した速度や、変速装置の変速状態をスクレーパ車両１００の通信装置５に通信すれば、使い勝手の良い牽引車両１を実現することができる。
なお、上述の実施形態では、スクレーパ車両１００として牽引車両１に牽引されるものとしたが、スクレーパ車両１００として自走式のスクレーパ車両を用いることもできる。
以上で説明した実施の形態は、本発明を説明するための例示に過ぎず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々変更を加え得ることは可能である。

１ 牽引車両
１００ スクレーパ車両
１０２（１０２Ａ，１０２Ｂ） 左右一対の前輪
１０３（１０３Ａ，１０３Ｂ） 左右一対の後輪
１１０ スクレーパ
１２０ 回収容器
１１０Ａ スクレーパの先端
１５０（１５０Ａ，１５０Ｂ） 油圧アクチュエータ（油圧モータ）
１６０ アキュームレータ（蓄圧器）
１６１ 電磁弁（開閉弁）
１７０ 油圧ポンプ
２００ 制御装置

このため、本発明に係るスクレーパ車両は、掘削可能なスクレーパを備えたスクレーパ車両であって、
前記スクレーパによる掘削において、常時或いは前記スクレーパ車両の走行抵抗に応じて、前記スクレーパ車両の走行車輪の少なくとも一部に駆動力を供給する補助駆動システムを備え、
前記補助駆動システムは、前記スクレーパを退避した際にエネルギが蓄えられ、当該エネルギが蓄えられている際でも前記スクレーパ車両の走行抵抗に応じて、前記スクレーパ車両の走行車輪の少なくとも一部に駆動力を供給する。

本発明に係るスクレーパ車両の制御方法は、
掘削可能なスクレーパを備えたスクレーパ車両の制御方法であって、
前記スクレーパによる掘削において、常時或いはスクレーパ車両の走行抵抗に応じて、前記スクレーパ車両の走行車輪の少なくとも一部に駆動力を供給し、前記スクレーパを退避した際にエネルギが蓄えられ、当該エネルギが蓄えられている際でも前記スクレーパ車両の走行抵抗に応じて、前記スクレーパ車両の走行車輪の少なくとも一部に駆動力を供給するように補助駆動システムを制御する。

本発明に係る牽引車両は、掘削可能なスクレーパを備えたスクレーパ車両を牽引する牽引車両であって、
前記牽引車両の走行に関する情報を検出する検出装置と、
該検出装置が検出した前記牽引車両の走行に関する情報を近接通信により前記スクレーパ車両に通信する通信装置と、
を備えている。

Claims (11)

1. 掘削可能なスクレーパを備えたスクレーパ車両であって、
   前記スクレーパによる掘削において、常時或いはスクレーパ車両の走行抵抗に応じて、スクレーパ車両の走行車輪の少なくとも一部に駆動力を供給する補助駆動システムを備えたスクレーパ車両。
2. 前記補助駆動システムは、流体圧エネルギを駆動力として利用する補助駆動システム或いは電気エネルギを駆動力として利用する補助駆動システムの少なくとも一方である請求項１に記載のスクレーパ車両。
3. 前記補助駆動システムは、流体圧を蓄えるアキュームレータと、アキュームレータに流体圧を供給する流体圧ポンプと、スクレーパ車両の走行車輪の少なくと一部に駆動力を供給する流体圧モータと、を含んでいる請求項１又は請求項２に記載のスクレーパ車両。
4. 前記補助駆動システムは、電気エネルギを蓄える再充電可能な蓄電池と、蓄電池に電気エネルギを供給する発電機と、スクレーパ車両の走行車輪の少なくと一部に駆動力を供給する電動モータと、を含んでいる請求項１又は請求項２に記載のスクレーパ車両。
5. 前記補助駆動システムは、
   前記スクレーパを地表から退避させた走行中に、前記流体圧ポンプを介して流体圧をアキュームレータに蓄える一方で、
   前記スクレーパによる掘削において、アキュームレータに蓄えられた流体圧を流体圧モータに供給して、スクレーパ車両の走行車輪の少なくと一部に駆動力を供給する請求項３に記載のスクレーパ車両。
6. 前記補助駆動システムは、
   前記スクレーパを走行面から退避させた走行中に、前記発電機を介して前記蓄電池を充電する一方で、
   前記スクレーパによる掘削において、前記蓄電池に蓄えられた電気エネルギを電動モータに供給して、スクレーパ車両の走行車輪の少なくと一部に駆動力を供給する請求項４に記載のスクレーパ車両。
7. 前記補助駆動システムは、前記スクレーパ車両を牽引する牽引車両と前記スクレーパ車両との少なくとも一方の走行に関する情報に基づいて、スクレーパ車両の走行車輪の少なくとも一部に駆動力を供給する請求項１から６のいずれか一項に記載のスクレーパ車両。
8. 前記補助駆動システムは、前記スクレーパ車両を牽引する牽引車両と前記スクレーパ車両との少なくとも一方の走行に関する情報に基づいて、スクレーパ車両の走行車輪の少なくとも一部に供給していた駆動力の供給を停止する請求項１から６のいずれか一項に記載のスクレーパ車両。
9. 前記補助駆動システムは、前記スクレーパが掘削した掘削量に基づいて、スクレーパ車両の走行車輪の少なくとも一部に供給していた駆動力の供給を停止する請求項１から７のいずれか一項に記載のスクレーパ車両。
10. 掘削可能なスクレーパを備えて構成したスクレーパ車両の制御方法であって、
    前記スクレーパによる掘削において、常時或いはスクレーパ車両の走行抵抗に応じて、スクレーパ車両の走行車輪の少なくとも一部に駆動力を供給するように補助駆動システムを制御することを特徴とするスクレーパ車両の制御方法。
11. 掘削可能なスクレーパを備えたスクレーパ車両を牽引する牽引車両であって、
    前記牽引車両の走行に関する情報を検出する検出装置と、
    該検出装置が検出した前記牽引車両の走行に関する情報を前記スクレーパ車両に通信する通信装置と、
    を備えた牽引車両。