JP2023092156A - 作業車 - Google Patents

Abstract

【課題】不整地を走行することが可能な作業車において、駆動源を必要とするような作業を簡易な構成で行えるようにすることが要望されていた。【解決手段】車両本体１の左右両側における前後夫々に位置する複数の走行装置２と、複数の走行装置２の夫々を各別に駆動する複数の走行駆動装置４と、複数の走行装置２を各別に昇降可能に車両本体１に支持する支持機構Ａと、走行駆動装置４の回転動力を車体外部に取り出し可能な動力取り出し部ＴＯと、が備えられている。【選択図】図１

Description

本発明は、凹凸等が存在する地面あるいは山間地等の不整地を走行するのに適した作業車に関する。

上記作業車として、従来では、車両本体に対して支持機構における屈折リンク機構を介して４つの走行車輪が支持され、車両本体に対する走行車輪の高さを変更させることにより、地面に凹凸があっても走行車輪が接地追従しながら回転駆動することができるように構成されたものがあった（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１９－１１１９８５号公報

上記構成では、凹凸等が存在する地面あるいは山間地等の不整地（以下、単に不整地という）を走行する場合であっても、複数の走行車輪が接地している状態で、車両本体の姿勢を例えば水平姿勢等の所定の姿勢に維持しながら走行することが可能である。

この種の作業車が利用される山間地等において行われる作業として、例えば、果物の生育作業や収穫作業等がある。このような作業を行う場合には、作業車による収穫物の搬送作業だけでなく、作物に水や薬剤等を散布する作業がある。従来では、このような散布作業を行う場合には、駆動源を有する液体噴射用の専用作業機を用意しなければならず、コスト高になるともに、多い装置を運搬する等の煩わしい手間がかかる等の不利な面があった。

そこで、不整地を走行することが可能な作業車において、駆動源を必要とするような作業を簡易な構成で行えるようにすることが要望されていた。

本発明に係る作業車の特徴構成は、車両本体と、前記車両本体の左右両側における前後夫々に位置する複数の走行装置と、複数の前記走行装置の夫々を各別に駆動する複数の走行駆動装置と、複数の前記走行装置を各別に昇降可能に前記車両本体に支持する支持機構と、前記走行駆動装置の回転動力を車体外部に取り出し可能な動力取り出し部と、が備えられている点にある。

本発明によれば、支持機構により複数の走行装置を各別に昇降可能であるから、複数の走行装置のうちいずれか１つあるいは複数の走行装置を走行面から浮上させることができる。又、複数の走行装置の夫々が各別に走行駆動装置によって駆動可能であるから、浮上している走行装置についても走行駆動装置によって回転駆動することができる。そして、動力取り出し部を備えることによって、走行面から浮上している走行駆動装置から動力を車体外部に取り出すことが可能となる。

その結果、駆動源を必要とする作業が必要な場合であっても、走行駆動装置を利用することができ、駆動源を有する専用作業機を用意する等の煩わしさがなく、簡易な構成で作業を行うことができる。

従って、不整地を走行することが可能な作業車において、駆動源を必要とするような作業を簡易な構成で行えるようにすることが可能となった。また、車両本体の前後左右の走行駆動装置の回転動力を個別に制御できるため、１つの車両から同時に異なる動力を取り出すことができる。また、走行駆動装置を制御することにより、無限回転で回転動力を取り出したり、一定の角度分だけ回転させて回転動力を取り出したり、任意のトルクで回転させて回転動力を取り出したりするなど、用途等に応じて多様な動力取り出し方法を実現できる。

本発明においては、前記走行駆動装置が油圧モータにて構成されていると好適である。

本構成によれば、油圧モータによって走行装置が駆動される。油圧モータは、電動モータ等に比べて一般的に防水性や防塵性を備えている。このため、不整地を走行する際に油圧モータの表面に水分や塵埃が付着しても内部に入り込むことを防止できるため、そのことによって悪影響を受けて動作不良等を起こすおそれは少ない。

本発明においては、前記支持機構に屈折リンク機構が備えられ、前記屈折リンク機構に、一端部が前記車両本体に対して横軸芯周りで揺動可能に支持された第一リンクと、一端部が前記第一リンクの他端部に横軸芯周りで揺動可能に支持された第二リンクと、が備えられ、前記第二リンクの他端部に前記走行装置が支持され、前記第一リンクと前記第二リンクとの連結箇所に補助輪が支持されていると好適である。

本構成によれば、支持機構は走行装置と補助輪とによって前後方向に広い接地幅にて車両本体を安定的に接地支持することが可能であり、車両本体に対する第一リンクの揺動姿勢を変更することで、車両本体に対して走行装置及び補助輪を昇降させることができる。又、車両本体に対する第一リンクの揺動姿勢を固定して第一リンクに対する第二リンクの揺動姿勢を変更することで、補助輪を位置固定させて走行装置を昇降させることができる。

その結果、補助輪を接地させた状態で走行装置を浮上させることが可能であり、補助輪を用いて車体を安定的に接地支持した状態で、走行駆動装置から動力取り出しを行うことができる。

本発明においては、前記動力取り出し部として、前記走行装置の横側部に位置する状態で、動力取り出し用のアタッチメントを取り付け可能な被取付部が備えられていると好適である。

本構成によれば、走行装置を支持機構から取り外す等の煩わしい作業が不要でありながら、被取付部に取り付けた動力取り出し用のアタッチメントを介して外部作業装置を駆動することができる。

作業車の側面図である。 作業車の平面図である。 支持機構の平面図である。 支持機構の側面図である。 制御ブロック図である。 動力取り出し状態を示す側面図である。 移動台車を牽引する状態の全体側面図である。 別実施形態の支持機構の平面図である。 別実施形態の移動台車を牽引する状態の全体側面図である。 別実施形態の牽引支持部の平面図である。 別実施形態の牽引支持部の平面図である。

本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、以下の説明においては、図中に示される矢印ＦＷの方向を「前」、矢印ＢＫの方向を「後」、矢印ＲＨの方向を「右」、矢印ＬＨの方向を「左」、矢印ＵＰの方向を「上」、矢印ＤＷの方向を「下」とする。

図１及び図２に示すように、作業車には、車両全体を支持する平面視で略矩形状の車両本体１と、車両本体１を支持する複数の走行装置としての走行車輪２と、複数の走行車輪２の夫々に対応して設けられた複数の補助輪３と、複数の走行車輪２を車両本体１に対して位置変更可能に支持する支持機構Ａと、複数の走行車輪２を各別に駆動する走行駆動装置としての複数の油圧モータ４と、が備えられている。

走行車輪２は、車両本体１の左右両側における前後夫々に位置する。本実施形態では、作業車は、左前、右前、左後、及び右後の４つの走行車輪２を備える。又、左前、右前、左後、及び右後の４つの支持機構Ａを備える。支持機構Ａは、屈折リンク機構５と、屈折リンク機構５の姿勢を個別に変更可能な複数の油圧シリンダ６，７と、を備えている。

車両本体１の上部に荷物を積載可能な平坦状の積載部８が備えられている。この積載部８の上に、例えば収穫物を収納するコンテナ等の荷物を積載して支持することができる。

車両本体１は、積載部８の下側において、油圧シリンダ６，７及び油圧モータ４に向けて作動油を送り出す油圧供給源９、油圧供給源９からの作動油の供給状態を調整する弁機構１０、弁機構１０の作動を制御するＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１１等が備えられている。油圧供給源９は、エンジンによって駆動される油圧ポンプを備えている。ＥＣＵ１１は、マイクロコンピュータを備えており、制御プログラムに従って種々の制御を実行可能である。弁機構１０は、作動油の給排あるいは流量の調節等を行う複数の油圧制御弁１３を備えている。油圧制御弁１３及びＥＣＵ１１により、制御装置Ｃが構成されている。

〔支持機構〕
上述したように、支持機構Ａは、屈折リンク機構５と複数の油圧シリンダ６，７と、を備えている。図３，図４に示すように、屈折リンク機構５には、車両本体１に支持される基端部１４と、上側端部が基端部１４の下部に横軸芯Ｘ１周りで回動可能に支持された第一リンク１５と、一端部が第一リンク１５の下側端部に横軸芯Ｘ２周りで回動可能に支持され且つ他端部に走行車輪２が支持された第二リンク１６と、が備えられている。

走行車輪２を支持する支持ブラケット１７が第二リンク１６の揺動側端部に設けられたボス部１８に縦軸芯Ｙ周りで揺動可能に支持されている。第二リンク１６の一端部側のブラケット１９と、支持ブラケット１７に設けられたアーム部１７ａとに亘って旋回操作用の油圧シリンダ２０（以下、旋回シリンダという）が備えられている。

４つの屈折リンク機構５の夫々に対応して、屈折リンク機構５の姿勢を各別に変更可能な複数の油圧シリンダ６，７が備えられている。すなわち、車両本体１に対する第一リンク１５の揺動姿勢を変更可能な第一油圧シリンダ６と、第一リンク１５に対する第二リンク１６の揺動姿勢を変更可能な第二油圧シリンダ７と、が備えられている。

第二油圧シリンダ７の作動を停止した状態で第一油圧シリンダ６を伸縮操作すると、第一リンク１５、第二リンク１６及び走行車輪２の夫々が、相対的な姿勢を一定に維持したまま一体的に、基端部１４に対する枢支連結箇所の横軸芯Ｘ１周りで揺動する。第一油圧シリンダ６の作動を停止した状態で第二油圧シリンダ７を伸縮操作すると、第一リンク１５の姿勢が一定に維持されたまま、第二リンク１６及び走行車輪２が、一体的に、第一リンク１５と第二リンク１６との連結箇所の横軸芯Ｘ２周りで揺動する。

４つの屈折リンク機構５夫々の中間屈折部に回転可能に補助輪３が支持されている。補助輪３は走行車輪２と略同じ外径の車輪にて構成されている。第一リンク１５と第二リンク１６とを枢支連結する支軸が車体横幅方向外方側に突出するように延長形成され、支軸の延長突出箇所に補助輪３が回動可能に支持されている。

旋回シリンダ２０の操作により、屈折リンク機構５に対して走行車輪２を縦軸芯Ｙ周りで回動することにより旋回操作させることができる。

各油圧モータ４に対応する油圧制御弁１３により作動油の流量調整が行われることで、各油圧モータ４の回転速度すなわち各走行車輪２の回転速度を個別に変更することができる。

〔センサ〕
この作業車は種々のセンサを備える。
図５に示すように、４つの第二油圧シリンダ７の夫々について、ヘッド側圧力センサＳ１及びキャップ側圧力センサＳ２を備える。ヘッド側圧力センサＳ１は、第二油圧シリンダ７のヘッド側室の油圧を検出する。キャップ側圧力センサＳ２は、第二油圧シリンダ７のキャップ側室の油圧を検出する。

４つの第一油圧シリンダ６及び４つの第二油圧シリンダ７の夫々について、伸縮操作量を検出可能な複数のストロークセンサＳ３を備える。各油圧シリンダ６，７の伸縮操作量は、操作対象である第一リンク１５及び第二リンク１６の揺動位置に対応する検出値である。

車両本体１には車体の傾斜状態を検出する傾斜センサＳ４が備えられている。傾斜センサＳ４は、周知の構成である慣性計測装置（Ｉｎｅｒｔｉａｌ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ｕｎｉｔ）（ＩＭＵ）を用いて構成されている。ＩＭＵは、三軸加速度センサとジャイロセンサとを有し、車両本体１の姿勢変化状態、具体的には、前後方向並びに左右方向の傾きを検知することができる。

走行車輪２の近傍には、油圧モータ４により駆動される走行車輪２の回転速度を検出する回転センサＳ５が備えられている。回転センサＳ５にて検出された走行車輪２の回転速度に基づいて、走行車輪２の回転速度が目標の値となるように、油圧モータ４への作動油の供給が制御される。油圧モータ４に供給される作動油の圧力を検出する圧力センサＳ６が備えられている。圧力センサＳ６にて検出された作動油の圧力に基づいて、走行車輪２の駆動トルクが目標の値となるように、油圧モータ４への作動油の供給（圧力）が制御される。４つの旋回シリンダ２０の夫々について、伸縮操作量を検出可能なストロークセンサＳ７を備える。

〔ＥＣＵ〕
ＥＣＵ１１は、姿勢制御部１００及び走行制御部１０１を備えている。走行制御部１０１は、４つの走行車輪２が接地する状態で走行するときは、４個の走行車輪２の夫々について、回転センサＳ５にて検出された走行車輪２の回転速度が目標速度となり、かつ、圧力センサＳ６にて検出される駆動トルクが目標の値となるように、油圧モータ４の作動を制御する。

姿勢制御部１００は、車体が移動走行するときは、傾斜センサＳ４の検出情報に基づいて車両本体１が水平姿勢になるように支持機構Ａの動作を制御する水平制御を実行する。

水平制御において、姿勢制御部１００は、傾斜センサＳ４の検出情報に基づいて、車両本体１の水平姿勢からの前後方向での傾斜角及び左右方向での傾斜角が水平姿勢に対応する値になるように、４個の第一油圧シリンダ６及び４個の第二油圧シリンダ７の作動を制御する。

〔牽引支持部〕
図１及び図２に示すように、車両本体１の前後両側における左右方向の中央部に、移動台車ＩＤを牽引可能なように支持する牽引支持部２２が備えられている。牽引支持部２２に移動台車ＩＤから延設された連結アーム２３の先端部が連結され、作業車が移動走行するに伴って移動台車ＩＤを牽引して引っ張り操作可能に構成されている。

牽引支持部２２は、車両本体１から延設された支持部２４の端部に固定され、平面視で円環状に形成されている。移動台車ＩＤの連結アーム２３の先端部には、牽引支持部２２に係合するフック部材２５が備えられている。従って、連結アーム２３は、牽引支持部２２において、上下方向並びに左右方向に揺動可能に連結されている。連結アーム２３は移動台車ＩＤに対して上下方向並びに左右方向に揺動可能に連結されている。移動台車ＩＤは接地追従しながら且つ滑らかに旋回移動しながら作業車により牽引される。

〔動力取り出し部〕
油圧モータ４の回転動力を車体外部に取り出し可能な動力取り出し部ＴＯが備えられている。すなわち、図２及び図３に示すように、動力取り出し部ＴＯとして、４つの走行車輪２のうちのいずれか１つの走行車輪２の横側部、より具体的には走行車輪２の駆動軸と同軸上に動力取り出し用のアタッチメントとしての動力中継装置２６を取り付け可能な被取付部２７が備えられている。

被取付部２７には、油圧モータ４によって回転駆動される動力伝達軸２８が横側方に突出する状態で備えられている。動力伝達軸２８は、例えば、スプライン軸あるいは六角軸等、差し込まれた従動軸がトルク伝達可能に嵌り合う形状、又は、径方向に貫通する連結ピンにより従動軸と一体回転する形状等にて構成されている。要するに、回転動力を従動軸に伝達可能な構成であればよい。

被取付部２７を用いて外部作業装置ＧＳを駆動するときは、先ず、図６に示すように、被取付部２７が備えられた走行車輪２が接地面から浮上するように屈折リンク機構５の姿勢を調整する。このとき、当該走行車輪２に対応する補助輪３を接地させることで作業車全体の接地姿勢が安定化する。補助輪３を接地させずに、残り３つの走行車輪２によって作業車を接地支持するようにしてもよい。

そして、図３に示すように、動力中継装置２６の連結部２６Ａを被取付部２７に連結する。動力中継装置２６は、回転動力を外部作業装置ＧＳの動力入力部２９に伝達するように構成されている。動力中継装置２６が装着された状態で、油圧モータ４を駆動すると、油圧モータ４の動力が動力中継装置２６を介して外部作業装置ＧＳに伝達され、作業が行われる。外部作業装置ＧＳとしては種々の作業装置を利用可能である。例えば、水を汲み上げて作物に散布する散水ポンプ等がある。

〔別実施形態〕
（１）上記実施形態では、動力取り出し部ＴＯとして、走行車輪２の横側部に動力取り出し用のアタッチメントを取り付け可能な被取付部２７が備えられる構成としたが、この構成に代えて、図８に示すように、走行車輪２を支持機構Ａから取り外し、走行車輪２を取り外した後の車輪取付部３０を、動力取り出し部ＴＯとして用いて、車輪取付部３０に動力取り出し用のアタッチメントを連結して動力を取り出すようにしてもよい。また、ギア等を介して、走行車輪２の駆動軸上とは異なる位置に動力取り出し用のアタッチメントを連結するようにしてもよい。

（２）上記実施形態では、動力取り出し部（被取付部２７）が４つの走行車輪２のうちのいずれか１つの走行車輪２について備えられる可能な構成としたが、２つ以上の走行車輪２について動力取り出し部を備えるようにしてもよい。

（３）上記実施形態では、牽引支持部２２が車両本体１に備えられる構成としたが、この構成に代えて、牽引支持部２２が屈折リンク機構５に備えられる構成としてもよい。図９に示すように、移動台車ＩＤから延設された連結アーム２３の先端部が、４つの走行車輪２うちのいずれか１つの走行車輪２における支持ブラケット１７に一体的に連結される構成である。連結アーム２３の後端部は移動台車ＩＤに対して、上下方向並びに左右方向に揺動可能に連結されている。

この構成では、図９に示すように、対象となる走行車輪２を浮上させた状態で、移動台車ＩＤを牽引する。図１０及び図１１に示すように、旋回シリンダを操作すると、支持ブラケット１７を介して連結アーム２３が左右に揺動して、例えば、地面上の凸部や凹部を避けるように移動台車ＩＤを牽引することができる。

（４）上記実施形態では、走行駆動装置が油圧モータ４にて構成されるものを示したが、油圧モータ４に代えて、電動モータを用いてもよく、エンジンの動力が走行車輪２毎に各別に設けられた伝動機構を介して動力伝達される構成としてもよい。

（５）上記従来構成では、支持機構Ａが屈折リンク機構５と油圧シリンダ６，７とを備える構成としたが、この構成に代えて、屈折リンク機構５の揺動支点部に油圧モータを備えて、その油圧モータによって屈折リンク機構５の姿勢を変更する構成でもよい。

（６）上記実施形態では、支持機構Ａに屈折リンク機構５が備えられる構成としたが、この構成に代えて、例えば、任意の方向に折れ曲がり自在なロボットアーム等を用いて、走行車輪２を支持する構成でもよく、要するに、走行車輪２を各別に車両本体１に対して高さ位置変更自在に支持するとともに、車両本体１を姿勢保持可能に支持する構成であればよく、支持機構Ａの構成は種々変更して実施することができる。

本発明は、不整地を走行するのに適した作業車に適用できる。

１ 車両本体
２ 走行車輪
３ 補助輪
４ 走行駆動装置
５ 屈折リンク機構
１５ 第一リンク
１６ 第二リンク
２６ アタッチメント
２７ 被取付部
Ａ 支持機構
ＴＯ 動力取り出し部
Ｘ１ 第一横軸芯
Ｘ２ 第二横軸芯

Claims (4)

1. 車両本体と、
   前記車両本体の左右両側における前後夫々に位置する複数の走行装置と、
   複数の前記走行装置の夫々を各別に駆動する複数の走行駆動装置と、
   複数の前記走行装置を各別に昇降可能に前記車両本体に支持する支持機構と、
   前記走行駆動装置の回転動力を車体外部に取り出し可能な動力取り出し部と、が備えられている作業車。
2. 前記走行駆動装置が油圧モータにて構成されている請求項１に記載の作業車。
3. 前記支持機構に屈折リンク機構が備えられ、
   前記屈折リンク機構に、一端部が前記車両本体に対して横軸芯周りで揺動可能に支持された第一リンクと、一端部が前記第一リンクの他端部に横軸芯周りで揺動可能に支持された第二リンクと、が備えられ、
   前記第二リンクの他端部に前記走行装置が支持され、前記第一リンクと前記第二リンクとの連結箇所に補助輪が支持されている請求項１又は２に記載の作業車。
4. 前記動力取り出し部として、前記走行装置の横側部に位置する状態で、動力取り出し用のアタッチメントを取り付け可能な被取付部が備えられている請求項１から３のいずれか１項に記載の作業車。

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