JP2023092158A - 作業車 - Google Patents

Abstract

【課題】走破性を向上させた作業車を提供する。【解決手段】作業車は、車両本体と、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車輪２と、車両本体に支持されると共に、複数の走行車輪２を車両本体に対する位置を個別に変更可能な状態で支持する支持機構Ａと、接地部材６０と、を備える。接地部材６０は、支持機構Ａにおける走行車輪２を支持する支持部１７に配置され、走行車輪２に近づくほど低くなるように傾斜する下面６０ａを有し、下面６０ａが路面に対向配置されている。【選択図】図７

Description

本発明は、作業車に関する。

特許文献１には、４つの走行車輪を備える作業車が開示されている。この作業車は、不整地を走行するのに適した作業車であって、各別に昇降自在なように走行車輪を支持する屈折リンク機構を備える。

特開２０２０－００１４４４号公報

特許文献１に記載された作業車では、走行車輪を駆動する油圧モータが、走行車輪の回転軸と駆動軸とが同軸となる状態にて、屈折リンク機構の先端に配置されている。油圧モータは、円筒形状である。そうすると、ぬかるんだ道や雪道、凹凸の大きい路面等を走行しているときに油圧モータが路面に乗り上げてしまうと、走行車輪が空転して走行できなくなる（いわゆるスタック状態）可能性がある。すなわち、特許文献１の作業車には、走破性を向上させる余地がある。

本発明の目的は、走破性を向上させた作業車を提供することにある。

上述した課題を解決する手段として、本発明の作業車は、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車輪と、前記車両本体に支持されると共に、複数の前記走行車輪を前記車両本体に対する位置を個別に変更可能な状態で支持する支持機構と、前記支持機構における前記走行車輪を支持する支持部に配置され、前記走行車輪に近づくほど低くなるように傾斜する下面を有し、前記下面が路面に対向配置された接地部材と、を備えることを特徴とする。

上記の特徴によれば、接地部材の下面が走行車輪に近づくほど低くなるように傾斜しているので、スタックの際に接地部材が路面と接触したとき、接地部材の下面の傾斜に導かれて走行車輪が横滑りする。そうすると、走行車輪の位置がずれて、スタックから脱出できる可能性が高まる。すなわち、上記の特徴によれば作業車の走破性を向上させることができる。

本発明において、前記下面の下端が、前記支持部の下端よりも下、且つ前記走行車輪の下端よりも上に位置すると好適である。

上記の特徴によれば、スタックした際に支持部の下端よりも接地部材の方が先に地面に接触するので、支持部の接地によるスタックの可能性を減じ、作業車の走破性を更に向上させることができる。

本発明において、前記下面の形状が円錐面の一部を成す形状であり、前記下面の中心軸が前記走行車輪の回転軸と平行であると好適である。

上記の特徴によれば、接地部材の下面が路面に対してずれ易くなり、走行車輪の横滑りが発生し易くなる。従って、作業車の走破性を更に向上させることができる。

本発明において、前記走行車輪と同軸に配置され前記走行車輪を駆動する駆動モータを更に備え、前記接地部材が前記駆動モータを下から覆っていると好適である。

上記の特徴によれば、接地部材により駆動モータの下面が保護されるので好ましい。

本発明において、前記接地部材が前記駆動モータの全体を覆っていると好適である。

上記の特徴によれば、接地部材により駆動モータの全体が保護されるので好ましい。

本発明において、前記接地部材は、前記走行車輪に対して車両幅方向内側に配置されていると好適である。

上記の特徴によれば、接地部材によって車幅が増大することが回避できるので好ましい。

作業車の側面図である。 作業車の背面図である。 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。 油圧モータのカバーが路面に接触した状態を示す背面図である。

以下、本発明に係る作業車の実施の形態について、図面に基づいて説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。

なお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１－３に示すように、作業車は、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車輪３と、複数の走行車輪２を車両本体１に対する位置を個別に変更可能な状態で支持する支持機構Ａと、走行車輪２を駆動する複数の油圧モータ４（駆動モータの一例）と、油圧モータ４を覆う複数のカバー６０（接地部材の一例）と、を備える。

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。

支持機構Ａは、車両本体１に支持される。本実施形態では、作業車は、４つの走行車輪２に対応して、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。

なお、本実施形態の作業車の走行車輪２、補助車輪３、及び支持機構Ａの構造は前後で対称であり、作業車は図中で定義した前及び後の両方向に走行可能である。

車両本体１は、荷物を載置可能な荷台部８を備えている。荷台部８は、車両本体１の上面に設けられている。

車両本体１は、油圧モータ４及び油圧シリンダ６、７へ作動油を供給するための装置として、油圧供給源９、ＥＣＵ１１、バッテリー１２、及び作動油の供給量を調節する油圧制御弁１３（バルブの一例）を備える。これらの装置は荷台部８の下に配置される。

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。油圧制御弁１３及びＥＣＵ１１により、作業車を制御する制御装置Ｃが構成されている。バッテリー１２は、エンジンの動力によって駆動される発電機により充電される。

〔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１に示すように、複数（具体的には４つ）の走行車輪２は、屈折リンク機構５を介して車両本体１に対して各別に位置変更可能な状態で支持されている。

図４，図５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。

図２に示すように、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（以下、旋回シリンダ２０という）が備えられている。

複数の屈折リンク機構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。

複数の屈折リンク機構５夫々の中間屈折部に回転可能に補助車輪３が支持されている。補助車輪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車輪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。

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、油圧モータ４の回転速度すなわち走行車輪２の回転速度を変更することができる。

〔センサ〕
図６に示すように、この作業車は種々のセンサを備える。

作業車は、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。

作業車は、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、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（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）は、後述する機能部に対応するプログラムを記憶するメモリ（ＨＤＤや不揮発性ＲＡＭなど。図示省略）と、当該プログラムを実行するＣＰＵ（図示省略）と、を備えている。プログラムがＣＰＵにより実行されることにより、各機能部の機能が実現される。すなわち、ＥＣＵ１１は、プログラムを記憶した一次的ではない（ｎｏｎ－ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ）記録媒体を備える。

ＥＣＵ１１は、機能部として、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、油圧制御弁１３を制御して油圧モータ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、油圧制御弁１３を制御して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。

〔油圧モータのカバー（接地部材）〕
上述の通り、作業車は、４つの油圧モータ４を覆う４つのカバー６０（接地部材の一例）を備えている。図４、図５、図７に示すように、カバー６０は、支持機構Ａにおける走行車輪２を支持する支持ブラケット１７（支持部の一例）に配置されている。

カバー６０は、外形が円錐台の形状であり、内部に油圧モータ４を収容可能な形状である。すなわち、カバー６０は、油圧モータ４の全体を覆っている。換言すれば、カバー６０は、油圧モータ４の下部を下から覆っている。

カバー６０は、中心線（円錐台の中心軸）が走行車輪２の回転軸Ｘ３と一致する姿勢にて、支持ブラケット１７における走行車輪２と反対側に配置されている。

なお、油圧モータ４の回転軸は走行車輪２の回転軸Ｘ３と一致している。すなわち、油圧モータ４は走行車輪２と同軸に配置されている。

すなわち、カバー６０の下面６０ａの形状は円錐面（円錐台の外周面）であり、円錐台の中心軸が走行車輪２の回転軸Ｘ３と平行である。

カバー６０は、その下面６０ａを含め、全体として地面との接触が可能なように構成されている。すなわち、カバー６０は、走行車輪２がスタックした際に地面と接触することを想定して形成されており、地面と接触しても破損しない程度の強度を有している。本実施形態では、カバー６０は金属製である。

カバー６０の下面６０ａは、走行車輪２に近づくほど低くなるように傾斜する。これにより、図７に示されるように、下面６０ａが路面Ｇと接触したときに下面６０ａが路面Ｇから受ける反力Ｎは、上下方向に平行とならず、走行車輪２の側（左右方向の外側、図７では左側）へ傾く。反力Ｎの左右方向の分力Ｎｘは、走行車輪２へ向かう方向（左右方向の外向き、図７では左向き）の力となる。そうすると、カバー６０、支持ブラケット１７、及び走行車輪２は走行車輪２へ向かう方向の力を受けて、路面Ｇに対して左へずれる。これにより、走行車輪２と路面Ｇとの接触状態あるいは路面Ｇにおける走行車輪２との接触位置が変化し、スタックから脱出できる可能性が高くなる。

本実施形態では、カバー６０の下面６０ａの下端は支持ブラケット１７の下端よりも下、且つ走行車輪２の下端よりも上に位置している。従って、平坦な路面を走行しているときにはカバー６０は路面に接触しないが、走行車輪２が路面の凹部や泥濘にはまるなどしてスタックしたときに、支持ブラケット１７の先端よりも先にカバー６０の下面６０ａの下端が路面Ｇに接触する。また、本実施形態では、油圧モータ４及びカバー６０が走行車輪２に対して車両幅方向内側に備えられているので、油圧モータ４及びカバー６０によって車幅が増大することがない。

〔別実施形態〕
（１）カバー６０の形態は、上述の例に限られない。例えば、カバー６０が、油圧モータ４の一部を覆う形状であってもよい。カバー６０は、その下面６０ａが接地可能な形状であればよい。例えば、下面６０ａに穴やスリット等が存在してもよい。例えば、カバー６０の下部が棒状やレール状であってもよい。

（２）カバー６０の下面６０ａの形態は、上述の例に限られない。下面６０ａは平面でもよい。下面６０ａが下又は上に湾曲する面でもよい。下面６０ａが角錐面であってもよい。

（３）作業車が、カバー６０とは別に、またはカバー６０に代えて、接地部材（支持機構Ａにおける走行車輪２を支持する支持ブラケット１７に配置され、走行車輪２に近づくほど低くなるように傾斜する下面を有し、下面が接地可能なように構成された部材）を備えてもよい。

（４）カバー６０は走行車輪２に対して車両幅方向外側に配置されていてもよく、車両幅方向内側及び車両幅方向外側の両方に設けられていてもよい。

（５）走行車輪２を駆動する駆動モータとして電動モータを用いてもよい。

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。この作業車は、山地や山林、圃場及びその周辺、河川周辺、工事現場等で使用可能である。

１ ：車両本体
２ ：走行車輪
４ ：油圧モータ（駆動モータ）
１７ ：支持ブラケット（支持部）
６０ ：カバー（接地部材）
６０ａ ：下面
Ａ ：支持機構
Ｘ３ ：回転軸

Claims (6)

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車輪と、
   前記車両本体に支持されると共に、複数の前記走行車輪を前記車両本体に対する位置を個別に変更可能な状態で支持する支持機構と、
   前記支持機構における前記走行車輪を支持する支持部に配置され、前記走行車輪に近づくほど低くなるように傾斜する下面を有し、前記下面が路面に対向配置された接地部材と、を備える作業車。
2. 前記下面の下端が、前記支持部の下端よりも下、且つ前記走行車輪の下端よりも上に位置する請求項１に記載の作業車。
3. 前記下面の形状が円錐面の一部を成す形状であり、前記下面の中心軸が前記走行車輪の回転軸と平行である請求項１または２に記載の作業車。
4. 前記走行車輪と同軸に配置され前記走行車輪を駆動する駆動モータを更に備え、
   前記接地部材が前記駆動モータを下から覆っている請求項１から３のいずれか１項に記載の作業車。
5. 前記接地部材が前記駆動モータの全体を覆っている請求項４に記載の作業車。
6. 前記接地部材は、前記走行車輪に対して車両幅方向内側に配置されている請求項１から５のいずれか１項に記載の作業車。

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