JP3652223B2

JP3652223B2 - Electric traveling industrial vehicle

Info

Publication number: JP3652223B2
Application number: JP2000216730A
Authority: JP
Inventors: 浩二今村
Original assignee: Ｔｃｍ株式会社
Priority date: 2000-07-18
Filing date: 2000-07-18
Publication date: 2005-05-25
Anticipated expiration: 2020-07-18
Also published as: JP2002034105A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、走行車輪を個々にモータで回転駆動させることにより走行する電動走行式産業用車両に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、図９，図１０に示すように、産業用車両の一例であるホイールローダ１においては、エンジン２によって各走行車輪９，１０を回転駆動させることにより走行するタイプがある。すなわち、車体５は前車体部６と後車体部７とに分割され、これら前車体部６と後車体部７とは、連結軸８を介して、左右方向へ相対的に回動自在に連結されている。上記前車体部６には左右一対の前部走行車輪９が設けられ、後車体部７には、上記エンジン２と左右一対の後部走行車輪１０と運転室（図示せず）とが設けられている。
【０００３】
上記エンジン２の動力は、トルクコンバータ３２とトランスミッション１２とプロペラシャフト１３ａ，１３ｂと前後両差動装置１４，１５（ディファレンシャル装置）とを介して前後各走行車輪９，１０へ伝達される。
【０００４】
また、図８，図９に示すように、ホイールローダ１には、車体５の向きを左右へ換向させるステアリング装置１７が設けられている。このステアリング装置１７は、上記運転室内に設けられたステアリング１８と、後車体部７に対して前車体部６を左右方向へ回動させる左右一対のステアリングシリンダ１９，２０と、上記ステアリング１８に連動して切換えられかつ上記両ステアリングシリンダ１９，２０の動作を制御するステアリングバルブ２１と、このステアリングバルブ２１を介して作動油をタンク２３から両ステアリングシリンダ１９，２０へ供給するステアリングポンプ２２と、ステアリングポンプ２２に異常が発生した場合にステアリングポンプ２２の代わりに作動油をタンク２３から両ステアリングシリンダ１９，２０へ供給する非常用ポンプ２４とで構成されている。
【０００５】
上記ステアリングバルブ２１は、ステアリングポンプ２２から両ステアリングシリンダ１９，２０へ接続された供給流路２６の途中に設けられている。また、上記ステアリングポンプ２２は上記エンジン２から取り出された動力によって駆動される。また、上記非常用ポンプ２４は、図１０に示すように、トランスミッション１２のケース３３に取付けられ、トランスミッション１２の出力軸から取り出された動力によって駆動される。
【０００６】
また、図８に示すように、上記非常用ポンプ２４から吐出された作動油は、切換弁２５によって、上記供給流路２６に合流する合流流路２７と、タンク２３に回収される回収流路２８とのいずれかに切り換えられて流れ込む。また、上記切換弁２５は圧力スイッチ２９によって切り換えられ、この圧力スイッチ２９はステアリングポンプ２２の吐出圧によって作動する。
【０００７】
これによると、通常時（すなわちステアリングポンプ２２に異常が無い場合）、エンジン２を作動させることにより、ステアリングポンプ２２が駆動する。そして、ステアリング１８を左回転することにより、ステアリングバルブ２１が中立位置Ｎから一方の切換位置Ａへ切り換わり、ステアリングポンプ２２から吐出した作動油が両ステアリングシリンダ１９，２０へ供給され、左側のステアリングシリンダ１９のピストンロッド１９ａが短縮するとともに、右側のステアリングシリンダ２０のピストンロッド２０ａが伸長する。これにより、前車体部６が、連結軸８を中心に、後車体部７に対して左方向へ回動し、以って、ホイールローダ１が左旋回する。
【０００８】
同様に、ステアリング１８を右回転することにより、ステアリングバルブ２１が他方の切換位置Ｂへ切り換わり、ステアリングポンプ２２から吐出した作動油が両ステアリングシリンダ１９，２０へ供給され、左側のステアリングシリンダ１９のピストンロッド１９ａが伸長するとともに、右側のステアリングシリンダ２０のピストンロッド２０ａが短縮する。これにより、前車体部６が、連結軸８を中心に、後車体部７に対して右方向へ回動し、以って、ホイールローダ１が右旋回する。
【０００９】
上記のようにステアリングポンプ２２に異常が無い場合、非常用ポンプ２４はトランスミッション１２の出力軸から取り出された動力によって駆動しているが、ステアリングポンプ２２の吐出圧によって圧力スイッチ２９がオフの状態になっているため、切換弁２５が一方の切換位置Ｃに切り換わり、非常用ポンプ２４から吐出された作動油は回収流路２８を通ってタンク２３へ回収される。
【００１０】
また、万一、ステアリングポンプ２２に異常が発生して停止した場合、ステアリングポンプ２２の吐出圧が低下し、圧力スイッチ２９がオフからオンの状態に切り換わる。これにより、切換弁２５が一方の切換位置Ｃから他方の切換位置Ｄに切り換わり、非常用ポンプ２４から吐出された作動油は合流流路２７を通り供給流路２６へ流れ込む。これにより、ステアリングポンプ２２が異常停止した場合であっても、ステアリングポンプ２２の代わりに、非常用ポンプ２４から両ステアリングシリンダ１９，２０へ作動油が供給されるため、ホイールローダ１の左旋回や右旋回が行なえる。
【００１１】
尚、ホイールローダ１が左旋回または右旋回する際の内外輪の回転速度差は差動装置１４，１５によって付与される。
また、エンジン２がストップした場合、ステアリングポンプ２２も停止してしまうが、ホイールローダ１を牽引することによって、トランスミッション１２の出力軸が回転するため、非常用ポンプ２４が駆動し、両ステアリングシリンダ１９，２０へ作動油が供給され、ホイールローダ１の左旋回や右旋回が可能となる。
【００１２】
上記のホイールローダ１は図１０に示すようにエンジン２で各走行車輪９，１０を回転駆動させるタイプであるが、最近では、各走行車輪９，１０を個々にモータで回転駆動させる電動走行式のホイールローダが登場している。このような電動走行式のホイールローダでは、エンジンで発電機を駆動させ、発電機で得られた電力を各モータへ供給して各モータを駆動させている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような電動走行式のホイールローダでは、図１０で示したようなトランスミッション１２が不要となるため、非常用ポンプ２４を駆動させるための動力を確保することが困難であった。
【００１４】
本発明は、トランスミッションが設けられていない電動走行式の産業用車両において、非常用ポンプを駆動させるための動力を容易に確保することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、車体が前車体部と後車体部とに分割され、
上記前車体部と後車体部とが左右方向へ相対的に回動自在に連結され、
上記前車体部に、左右一対の前部走行車輪と、これら前部走行車輪を個々に回転駆動させる左右一対の前部モータとが設けられ、
上記後車体部に、左右一対の後部走行車輪と、これら後部走行車輪を個々に回転駆動させる左右一対の後部モータとが設けられ、
上記車体にステアリング装置が設けられ、
上記ステアリング装置は、後車体部に対して前車体部を左右方向へ回動させるステアリングシリンダと、ステアリングに連動して切換えられかつ上記ステアリングシリンダの動作を制御するステアリングバルブと、このステアリングバルブを介して作動流体をステアリングシリンダへ供給するステアリングポンプと、このステアリングポンプの異常時にステアリングポンプの代わりに作動流体をステアリングシリンダへ供給する非常用ポンプとで構成され、
上記両前部モータ間に前部差動装置が設けられ、
上記前部差動装置の左右一対のアクスルシャフトが両前部モータの回転軸に連結され、
上記両後部モータ間に後部差動装置が設けられ、
上記後部差動装置の左右一対のアクスルシャフトが両後部モータの回転軸に連結され、
上記前部差動装置のリングギヤに歯合するピニオンと後部差動装置のリングギヤに歯合するピニオンとの間がプロペラシャフトで接続され、
上記非常用ポンプの回転駆動軸が、動力取出用歯車を介して、前部または後部差動装置の左右いずれか一方のアクスルシャフトに連動連結されているものである。
【００１６】
これによると、各モータを駆動することにより、各走行車輪が回転駆動して産業用車両が走行する。ステアリングを回転することにより、ステアリングバルブが切換えられ、ステアリングポンプの作動によって、作動流体がステアリングポンプからステアリングシリンダへ供給され、ステアリングシリンダが作動する。これにより、前車体部が後車体部に対して左右方向へ回動するため、産業用車両の左旋回や右旋回が行なえる。
【００１７】
万一、走行中に、ステアリングポンプに異常が発生して停止した場合でも、各モータの回転軸と一体に各アクスルシャフトも回転しているため、いずれかのアクスルシャフトの回転駆動力の一部が動力取出用歯車を介して非常用ポンプの回転駆動軸へ伝達され、これにより、非常用ポンプが駆動し、ステアリングポンプの代わりに、作動流体が非常用ポンプによってステアリングシリンダへ供給される。したがって、産業用車両の左旋回や右旋回が可能となる。
【００１８】
このように、トランスミッションが不要な電動走行式の産業用車両であっても、非常用ポンプを駆動させるための動力を確保することができる。
さらに、各モータへの電力の供給が遮断されてしまった場合であっても、産業用車両を牽引することによって、各走行車輪が外部からの力で回転し、各モータの回転軸と一体に各アクスルシャフトも回転するため、非常用ポンプが駆動し、ステアリングポンプの代わりに、作動流体が非常用ポンプによってステアリングシリンダへ供給される。これにより、牽引時においても、産業用車両の左旋回や右旋回が可能となる。
【００１９】
また、いずれかの走行車輪が浮いたりスリップして負荷（摩擦抵抗）が少ない状態になったとき、浮いたりスリップした走行車輪に対応するモータの駆動力が前部および後部差動装置とプロペラシャフトとを介して残りの走行車輪へ分配される。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図１〜図８に基づいて説明する。尚、従来のものと同じ構成を有する部材は同一の番号を付記して説明を省略する。
【００２１】
図５，図６に示すように、電動走行式のホイールローダ４０（産業用車両の一例）の前車体部６には、左右一対の前部走行車輪９を回転駆動させる左右一対の前部モータ４１が設けられている。また、後車体部７には、左右一対の後部走行車輪１０を回転駆動させる左右一対の後部モータ４２と、各モータ４１，４２に電力を供給する発電機４３と、この発電機４３を駆動させるエンジン４４とが設けられている。尚、各走行車輪９，１０側には各モータ４１，４２の回転速度を減らすブレーキ付き減速機４７が設けられている。
【００２２】
また、ステアリングポンプ２２は、ポンプ用プロペラシャフト４５を介してエンジン４４からの駆動軸４６に接続されており、エンジン４４の駆動力によって作動する。
【００２３】
図１に示すように、上記両前部モータ４１間には前部差動装置４９（ディファレンシャル装置）が設けられ、さらに、両後部モータ４２間には後部差動装置５０が設けられている。尚、上記前部差動装置４９は両前部モータ４１間に設けられた前部ボックス７１（図２参照）内に収納されており、同様に、上記後部差動装置５０は両後部モータ４２間に設けられた後部ボックス７２内に収納されている。
【００２４】
図３に示すように、上記両差動装置装置４９，５０はそれぞれ、ディファレンシャルケース５１と、このディファレンシャルケース５１にスバイダ５２を介して遊転自在に支持された前後一対のピニオンギヤ５３と、これらピニオンギヤ５３に同時に歯合されかつディファレンシャルケース５１にアクスルシャフト５４を介して遊転自在に支持された左右一対のサイドギヤ５５と、これらサイドギヤ５５と同一軸心としてディファレンシャルケース５１に固定されたリングギヤ５６と、このリングギヤ５６に歯合されるピニオン５７とで構成されている。そして、図１，図２に示すように、各アクスルシャフト５４が、対応するモータ４１，４２の回転軸５９に連結されている。
【００２５】
尚、図３に示すように、両差動装置４９，５０は、左右方向において相対的に１８０°変位した状態で配置されている。また、互いに直交する上記ピニオンギヤ５３とサイドギヤ５５とは、歯数の等しい（すなわちギヤ比１：１）マイタ歯車として構成されている。
【００２６】
図１，図３に示すように、上記前部差動装置４９のピニオン５７と後部差動装置５０のピニオン５７とはプロペラシャフト６０の両端部に設けられている。上記プロペラシャフト６０は、前部シャフト体６０ａと、後部シャフト体６０ｂと、これら両シャフト体６０ａ，６０ｂ間に設けられている中間部シャフト体６０ｃとに３分割されている。これら各シャフト体６０ａ，６０ｂ，６０ｃ間はそれぞれ自在継手６１，６２（ユニバーサルジョイント）によって接続されている。尚、プロペラシャフト６０は、前後複数の軸受け装置（図示せず）を介して、回転自在に車体５に保持されている。
【００２７】
また、図１〜図３に示すように、前部ボックス７１の外側には、ブラケット６５を介して、上記非常用ポンプ２４が設けられている。この非常用ポンプ２４の回転駆動軸６６に第１の動力取出用歯車６７が設けられており、前部差動装置４９の左右いずれか一方のアクスルシャフト５４に第２の動力取出用歯車６８が設けられている。さらに、上記ブラケット６５の内部には、上記第１および第２の動力取出用歯車６７，６８間に歯合する第３の動力取出用歯車６９が設けられている。これにより、非常用ポンプ２４の回転駆動軸６６は、上記第１〜第３の動力取出用歯車６７〜６９を介して、前部差動装置４９の左右いずれか一方のアクスルシャフト５４に連動連結される。
【００２８】
以下、上記構成における作用を説明する。
図５，図６に示すように、エンジン４４で発電機４３を駆動することにより、発電機４３から各モータ４１，４２へ電力が供給され、各モータ４１，４２が駆動して各走行車輪９，１０が回転駆動し、ホイールローダ４０が走行する。通常時（すなわちステアリングポンプ２２に異常が無い場合）、上記エンジン４４の駆動により、ポンプ用プロペラシャフト４５が回転し、ステアリングポンプ２２が作動する。
【００２９】
また、上記各モータ４１，４２の駆動によって、各モータ４１，４２の回転軸５９と一体に各アクスルシャフト５４が回転し、このうち図２に示すように前部差動装置４９の左右一方のアクスルシャフト５４の回転駆動力の一部が、第１〜第３の動力取出用歯車６７〜６９を介して取り出され、非常用ポンプ２４の回転駆動軸６６に伝達される。これにより、回転駆動軸６６が回転し、非常用ポンプ２４が駆動する。
【００３０】
例えば、図８に示すように、ステアリング１８を左回転した場合、ステアリングバルブ２１が中立位置Ｎから一方の切換位置Ａへ切り換わり、ステアリングポンプ２２から吐出した作動油が両ステアリングシリンダ１９，２０へ供給され、左側のステアリングシリンダ１９のピストンロッド１９ａが短縮するとともに、右側のステアリングシリンダ２０のピストンロッド２０ａが伸長する。これにより、前車体部６が、連結軸８を中心に、後車体部７に対して左方向へ回動し、以って、ホイールローダ４０が左旋回する。
【００３１】
同様に、ステアリング１８を右回転した場合、ステアリングバルブ２１が他方の切換位置Ｂへ切り換わり、ステアリングポンプ２２から吐出した作動油が両ステアリングシリンダ１９，２０へ供給され、左側のステアリングシリンダ１９のピストンロッド１９ａが伸長するとともに、右側のステアリングシリンダ２０のピストンロッド２０ａが短縮する。これにより、前車体部６が、連結軸８を中心に、後車体部７に対して右方向へ回動し、以って、ホイールローダ４０が右旋回する。
【００３２】
上記のようにステアリングポンプ２２に異常が無い場合、非常用ポンプ２４は図２に示すように前部差動装置４９の左右一方のアクスルシャフト５４から取り出された動力によって駆動しているが、図８に示すようにステアリングポンプ２２の吐出圧によって圧力スイッチ２９がオフの状態になっているため、切換弁２５が一方の切換位置Ｃに切り換わり、非常用ポンプ２４から吐出された作動油は回収流路２８を通ってタンク２３へ回収される。
【００３３】
また、万一、ステアリングポンプ２２に異常が発生して停止した場合、ステアリングポンプ２２の吐出圧が低下し、圧力スイッチ２９がオフからオンの状態に切り換わる。これにより、切換弁２５が一方の切換位置Ｃから他方の切換位置Ｄに切り換わり、非常用ポンプ２４から吐出された作動油は合流流路２７を通り供給流路２６へ流れ込む。これにより、ステアリングポンプ２２が異常停止した場合であっても、ステアリングポンプ２２の代わりに、非常用ポンプ２４から両ステアリングシリンダ１９，２０へ作動油が供給されるため、ホイールローダ４０の左旋回や右旋回が行なえる。
【００３４】
このように、トランスミッションが不要な電動走行式のホイールローダ４０であっても、非常用ポンプ２４を駆動させるための動力を確保することができる。さらに、何らかの異常でエンジン２がストップして、各モータ４１，４２が停止してしまった場合であっても、ホイールローダ４０を牽引することによって、各走行車輪９，１０が外部からの力で回転し、各モータ４１，４２の回転軸５９と一体に各アクスルシャフト５４も回転するため、非常用ポンプ２４が駆動し、ステアリングポンプ２２の代わりに、作動油が非常用ポンプ２４によってステアリングシリンダ１９，２０へ供給される。これにより、牽引時においても、ホイールローダ４０の左旋回や右旋回が可能となる。
【００３５】
また、通常の走行時には、各モータ４１，４２の回転軸５９と一体に全てのアクスルシャフト５４が同方向に同回転数で回転されることから、図３に示されるように、ピニオンギヤ５３は回転せず、両差動装置４９，５０ならびにプロペラシャフト６０は、相互に駆動力を伝達することもなく空転状態になり、以て機械効率は高い（大きい）ものになる。
【００３６】
また走行時に、４輪のうち１輪が浮いたとき、たとえば左の前部走行車輪９が浮いたとき、この左の前部走行車輪９は負荷（摩擦抵抗）が無い（少ない）ことから高速回転しようとする。すなわち図４に示されるように、前部差動装置４９における左前のアクスルシャフト５４が、右前のアクスルシャフト５４の回転ａに比べて高速回転Ａを行うことになり、その回転数差によってピニオンギヤ５３が回転し、右前のアクスルシャフト５４を高速回転させようとするが、このとき前部モータ４１の特性が低速側ほど高トルクとなるようになっており、以て左の前部走行車輪９が高速回転するのを抑えるように働く。
【００３７】
さらに、前部差動装置４９におけるリングギヤ５６の回転数と、後部差動装置５０におけるリングギヤ５６の回転数とに回転数差が生じるが、このとき、前後両リングギヤ５６間でプロペラシャフト６０により駆動力の伝達が行われて、後部差動装置５０におけるピニオンギヤ５３が増速回転し、以て左の前部走行車輪９の駆動力が残りの３輪に分配されて、残り３輪を増速回転ａ＋αさせることになる。
【００３８】
すなわち、各走行車輪９，１０のうち、いずれかの単数個または複数個の走行車輪９，１０が浮いたり、負荷（摩擦抵抗）が少ない状態になったとき、残りの走行車輪９，１０に対して、４個のモータ４１，４２のトルクを利用でき、以て浮いた走行車輪９，１０に対応するモータ４１，４２の駆動力を、残りの走行車輪９，１０に有効に分配し得る。
【００３９】
上記実施の形態では、図５に示すように、産業用車両の一例としてホイールローダ４０を挙げたが、フォークリフト等の他の産業用車両であってもよい。
上記実施の形態では、図２に示すように、非常用ポンプ２４が前部ボックス７１に設けられ、非常用ポンプ２４の回転駆動軸６６が、第１〜第３の動力取出用歯車６７〜６９を介して、前部差動装置４９の左右一方のアクスルシャフト５４に連動連結されているが、左右他方のアクスルシャフト５４に連動連結されてもよい。また、非常用ポンプ２４が後部ボックス７２に設けられ、非常用ポンプ２４の回転駆動軸６６が、第１〜第３の動力取出用歯車６７〜６９を介して、後部差動装置５０の左右一方（または他方）のアクスルシャフト５４に連動連結されてもよい。
【００４０】
上記実施の形態では、図２に示すように、ブラケット６５に非常用ポンプ２４を１台設けているが、ステアリングシリンダ１９，２０のサイズに応じて、図７に示すように、非常用ポンプ２４を２台（または３台以上）ブラケット６５に設けてもよい。
【００４１】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、万一、走行中に、ステアリングポンプに異常が発生して停止した場合でも、各モータの回転軸と一体に各アクスルシャフトも回転しているため、いずれかのアクスルシャフトの回転駆動力の一部が動力取出用歯車を介して非常用ポンプの回転駆動軸へ伝達される。これにより、非常用ポンプが駆動し、ステアリングポンプの代わりに、作動流体が非常用ポンプによってステアリングシリンダへ供給される。したがって、産業用車両の左旋回や右旋回が可能となる。このように、トランスミッションが不要な電動走行式の産業用車両であっても、非常用ポンプを駆動させるための動力を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態におけるホイールローダの駆動系統の構成を示す平面図である。
【図２】同、ホイールローダの非常用ポンプの取付構造を示す図である。
【図３】同、ホイールローダの通常走行時における差動装置の動作を説明するための概略平面図である。
【図４】同、ホイールローダの浮き走行時における差動装置の動作を説明するための概略平面図である。
【図５】同、ホイールローダの概略平面図である。
【図６】同、ホイールローダの概略側面図である。
【図７】本発明の他の実施の形態におけるホイールローダの非常用ポンプの取付構造を示す図である。
【図８】従来のホイールローダのステアリング装置の油圧回路の図である。
【図９】従来のホイールローダの概略平面図である。
【図１０】従来のホイールローダの駆動系統の構成を示す平面図である。
【符号の説明】
５車体
６前車体部
７後車体部
９前部走行車輪
１０後部走行車輪
１７ステアリング装置
１８ステアリング
１９，２０ステアリングシリンダ
２１ステアリングバルブ
２２ステアリングポンプ
２４非常用ポンプ
４０ホイールローダ（産業用車両）
４１前部モータ
４２後部モータ
４９前部差動装置
５０後部差動装置
５４アクスルシャフト
５６リングギヤ
５７ピニオン
５９回転軸
６０プロペラシャフト
６６回転駆動軸
６７，６８，６９動力取出用歯車[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electric traveling industrial vehicle that travels by individually driving and rotating traveling wheels with a motor.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as shown in FIGS. 9 and 10, in the wheel loader 1 that is an example of an industrial vehicle, there is a type in which the traveling wheels 9 and 10 are driven to rotate by an engine 2. That is, the vehicle body 5 is divided into a front vehicle body portion 6 and a rear vehicle body portion 7, and the front vehicle body portion 6 and the rear vehicle body portion 7 are connected via a connecting shaft 8 so as to be relatively rotatable in the left-right direction. Has been. The front vehicle body portion 6 is provided with a pair of left and right front traveling wheels 9, and the rear vehicle body portion 7 is provided with the engine 2, a pair of left and right rear traveling wheels 10, and a cab (not shown). Yes.
[0003]
The power of the engine 2 is transmitted to the front and rear traveling wheels 9 and 10 via the torque converter 32, the transmission 12, the propeller shafts 13a and 13b, and the front and rear differential devices 14 and 15 (differential devices).
[0004]
As shown in FIGS. 8 and 9, the wheel loader 1 is provided with a steering device 17 that changes the direction of the vehicle body 5 to the left and right. The steering device 17 includes a steering wheel 18 provided in the driver's cab, a pair of left and right steering cylinders 19 and 20 that turn the front vehicle body portion 6 in the left-right direction with respect to the rear vehicle body portion 7, and the steering wheel 18. A steering valve 21 that is switched and controls the operation of the two steering cylinders 19 and 20, a steering pump 22 that supplies hydraulic oil from the tank 23 to the two steering cylinders 19 and 20 via the steering valve 21, and a steering wheel. Instead of the steering pump 22, an emergency pump 24 is provided for supplying hydraulic oil from the tank 23 to both the steering cylinders 19 and 20 when an abnormality occurs in the pump 22.
[0005]
The steering valve 21 is provided in the middle of a supply passage 26 connected from the steering pump 22 to both the steering cylinders 19 and 20. The steering pump 22 is driven by the power extracted from the engine 2. Further, as shown in FIG. 10, the emergency pump 24 is attached to a case 33 of the transmission 12 and is driven by power extracted from the output shaft of the transmission 12.
[0006]
Further, as shown in FIG. 8, the hydraulic oil discharged from the emergency pump 24 is joined to the supply flow path 26 by the switching valve 25, and the recovery flow path is collected in the tank 23. 28 is switched to any one of 28. The switching valve 25 is switched by a pressure switch 29, and the pressure switch 29 is operated by the discharge pressure of the steering pump 22.
[0007]
According to this, the steering pump 22 is driven by operating the engine 2 at the normal time (that is, when there is no abnormality in the steering pump 22). Then, by rotating the steering 18 counterclockwise, the steering valve 21 is switched from the neutral position N to one switching position A, and the hydraulic oil discharged from the steering pump 22 is supplied to both the steering cylinders 19 and 20, and the left steering While the piston rod 19a of the cylinder 19 is shortened, the piston rod 20a of the right steering cylinder 20 is extended. As a result, the front vehicle body 6 rotates leftward with respect to the rear vehicle body 7 about the connecting shaft 8, and thus the wheel loader 1 turns left.
[0008]
Similarly, by rotating the steering wheel 18 to the right, the steering valve 21 is switched to the other switching position B, and the hydraulic oil discharged from the steering pump 22 is supplied to both the steering cylinders 19, 20. As the piston rod 19a extends, the piston rod 20a of the right steering cylinder 20 shortens. As a result, the front vehicle body portion 6 rotates about the connecting shaft 8 in the right direction with respect to the rear vehicle body portion 7, and thus the wheel loader 1 turns right.
[0009]
When there is no abnormality in the steering pump 22 as described above, the emergency pump 24 is driven by the power extracted from the output shaft of the transmission 12, but the pressure switch 29 is turned off by the discharge pressure of the steering pump 22. Therefore, the switching valve 25 is switched to one switching position C, and the hydraulic oil discharged from the emergency pump 24 is recovered to the tank 23 through the recovery flow path 28.
[0010]
Also, if an abnormality occurs in the steering pump 22 and stops, the discharge pressure of the steering pump 22 decreases and the pressure switch 29 switches from OFF to ON. Thereby, the switching valve 25 is switched from one switching position C to the other switching position D, and the hydraulic oil discharged from the emergency pump 24 flows into the supply flow path 26 through the merging flow path 27. As a result, even when the steering pump 22 is abnormally stopped, hydraulic oil is supplied from the emergency pump 24 to both the steering cylinders 19 and 20 instead of the steering pump 22. You can turn right.
[0011]
The difference in rotational speed between the inner and outer wheels when the wheel loader 1 turns left or right is given by the differential units 14 and 15.
Further, when the engine 2 is stopped, the steering pump 22 is also stopped. However, by pulling the wheel loader 1, the output shaft of the transmission 12 is rotated, so that the emergency pump 24 is driven and both the steering cylinders 19 are driven. , 20 is supplied to the hydraulic oil and the wheel loader 1 can turn left or turn right.
[0012]
The wheel loader 1 is of a type in which the traveling wheels 9 and 10 are rotationally driven by the engine 2 as shown in FIG. 10, but recently, the traveling wheels 9 and 10 are individually driven and rotated by a motor. The wheel loader has appeared. In such an electric travel type wheel loader, a generator is driven by an engine, and electric power obtained by the generator is supplied to each motor to drive each motor.
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the electric traveling type wheel loader as described above, the transmission 12 as shown in FIG. 10 is not necessary, and it is difficult to secure the power for driving the emergency pump 24.
[0014]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to easily secure power for driving an emergency pump in an electrically driven industrial vehicle without a transmission.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the present invention, the vehicle body is divided into a front vehicle body portion and a rear vehicle body portion,
The front vehicle body portion and the rear vehicle body portion are coupled so as to be relatively rotatable in the left-right direction,
The front vehicle body portion is provided with a pair of left and right front traveling wheels and a pair of left and right front motors that individually rotate and drive the front traveling wheels.
The rear vehicle body is provided with a pair of left and right rear running wheels and a pair of left and right rear motors that individually rotate and drive these rear running wheels.
A steering device is provided on the vehicle body,
The steering device includes a steering cylinder that rotates the front vehicle body portion in the left-right direction with respect to the rear vehicle body portion, a steering valve that is switched in conjunction with steering and controls the operation of the steering cylinder, and the steering valve. A steering pump that supplies the working fluid to the steering cylinder, and an emergency pump that supplies the working fluid to the steering cylinder instead of the steering pump when the steering pump is abnormal.
A front differential is provided between the front motors;
A pair of left and right axle shafts of the front differential are connected to the rotating shafts of both front motors,
A rear differential is provided between the two rear motors;
A pair of left and right axle shafts of the rear differential are connected to the rotating shafts of both rear motors,
A pinion that meshes with the ring gear of the front differential and a pinion that meshes with the ring gear of the rear differential are connected by a propeller shaft.
The rotary drive shaft of the emergency pump is interlocked and connected to the left or right axle shaft of the front or rear differential through a power take-off gear.
[0016]
According to this, by driving each motor, each traveling wheel is rotationally driven and the industrial vehicle travels. By rotating the steering, the steering valve is switched, and by operating the steering pump, the working fluid is supplied from the steering pump to the steering cylinder, and the steering cylinder is operated. Thereby, since the front vehicle body part rotates in the left-right direction with respect to the rear vehicle body part, the industrial vehicle can perform a left turn or a right turn.
[0017]
Even if the steering pump malfunctions and stops during traveling, each axle shaft rotates together with the rotation shaft of each motor, so a part of the rotational driving force of any axle shaft Is transmitted to the rotary drive shaft of the emergency pump via the power take-off gear, whereby the emergency pump is driven and the working fluid is supplied to the steering cylinder by the emergency pump instead of the steering pump. Therefore, the industrial vehicle can turn left or turn right.
[0018]
In this way, even for an electrically driven industrial vehicle that does not require a transmission, power for driving the emergency pump can be ensured.
Furthermore, even if the power supply to each motor is interrupted, each traveling wheel rotates with the force from the outside by pulling the industrial vehicle, and is integrated with the rotating shaft of each motor. Since each axle shaft also rotates, the emergency pump is driven, and the working fluid is supplied to the steering cylinder by the emergency pump instead of the steering pump. Thereby, even when towing, the industrial vehicle can turn left or turn right.
[0019]
Also, when one of the traveling wheels floats or slips and the load (friction resistance) is low, the driving force of the motor corresponding to the traveling wheel that floats or slips is changed to the front and rear differentials and the propeller shaft. To the remaining traveling wheels.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. Note that members having the same configuration as the conventional one are given the same reference numerals and description thereof is omitted.
[0021]
As shown in FIGS. 5 and 6, a pair of left and right front motors that rotationally drive a pair of left and right front traveling wheels 9 are provided in the front body portion 6 of the electric traveling wheel loader 40 (an example of an industrial vehicle). 41 is provided. Further, the rear vehicle body portion 7 has a pair of left and right rear motors 42 that rotationally drive the pair of left and right rear traveling wheels 10, a generator 43 that supplies electric power to each of the motors 41 and 42, and this generator 43 is driven. An engine 44 is provided. A reduction gear 47 with a brake that reduces the rotational speed of each motor 41, 42 is provided on each traveling wheel 9, 10 side.
[0022]
The steering pump 22 is connected to a drive shaft 46 from the engine 44 via a pump propeller shaft 45 and is operated by the driving force of the engine 44.
[0023]
As shown in FIG. 1, a front differential device 49 (differential device) is provided between the front motors 41, and a rear differential device 50 is provided between the rear motors 42. The front differential unit 49 is housed in a front box 71 (see FIG. 2) provided between the front motors 41. Similarly, the rear differential unit 50 includes the rear motors 42. It is housed in a rear box 72 provided therebetween.
[0024]
As shown in FIG. 3, each of the differential devices 49 and 50 includes a differential case 51, a pair of front and rear pinion gears 53 supported by the differential case 51 via a divider 52, and these pinion gears. A pair of left and right side gears 55 that are simultaneously meshed with 53 and supported by a differential case 51 via an axle shaft 54, and a ring gear 56 that is fixed to the differential case 51 as the same axis as the side gears 55, It is comprised with the pinion 57 meshed with this ring gear 56. As shown in FIGS. 1 and 2, each axle shaft 54 is connected to the rotation shaft 59 of the corresponding motor 41, 42.
[0025]
As shown in FIG. 3, the two differential devices 49 and 50 are arranged in a state where they are relatively displaced by 180 ° in the left-right direction. The pinion gear 53 and the side gear 55 that are orthogonal to each other are configured as miter gears having the same number of teeth (that is, a gear ratio of 1: 1).
[0026]
As shown in FIGS. 1 and 3, the pinion 57 of the front differential 49 and the pinion 57 of the rear differential 50 are provided at both ends of the propeller shaft 60. The propeller shaft 60 is divided into three parts: a front shaft body 60a, a rear shaft body 60b, and an intermediate shaft body 60c provided between the two shaft bodies 60a and 60b. These shaft bodies 60a, 60b, 60c are connected by universal joints 61, 62 (universal joints), respectively. The propeller shaft 60 is rotatably held on the vehicle body 5 via a plurality of front and rear bearing devices (not shown).
[0027]
As shown in FIGS. 1 to 3, the emergency pump 24 is provided outside the front box 71 via a bracket 65. A first power take-out gear 67 is provided on the rotary drive shaft 66 of the emergency pump 24, and a second power take-out gear 68 is provided on either the left or right axle shaft 54 of the front differential 49. Is provided. Further, a third power take-off gear 69 that meshes between the first and second power take-out gears 67 and 68 is provided inside the bracket 65. As a result, the rotary drive shaft 66 of the emergency pump 24 is linked to the left or right axle shaft 54 of the front differential 49 through the first to third power take-out gears 67 to 69. Is done.
[0028]
Hereinafter, the operation of the above configuration will be described.
As shown in FIGS. 5 and 6, when the generator 43 is driven by the engine 44, electric power is supplied from the generator 43 to the motors 41 and 42, and the motors 41 and 42 are driven to drive the traveling wheels 9. , 10 are rotated and the wheel loader 40 travels. At normal times (that is, when there is no abnormality in the steering pump 22), the driving of the engine 44 causes the pump propeller shaft 45 to rotate and the steering pump 22 to operate.
[0029]
Further, by driving the motors 41 and 42, the axle shafts 54 are rotated integrally with the rotation shafts 59 of the motors 41 and 42, and among these, as shown in FIG. A part of the rotational driving force of the axle shaft 54 is taken out via the first to third power extraction gears 67 to 69 and transmitted to the rotational driving shaft 66 of the emergency pump 24. Thereby, the rotation drive shaft 66 rotates and the emergency pump 24 is driven.
[0030]
For example, as shown in FIG. 8, when the steering wheel 18 is rotated counterclockwise, the steering valve 21 is switched from the neutral position N to one switching position A, and the hydraulic oil discharged from the steering pump 22 is transferred to both steering cylinders 19 and 20. The piston rod 19a of the left steering cylinder 19 is shortened, and the piston rod 20a of the right steering cylinder 20 is extended. As a result, the front vehicle body portion 6 rotates about the connecting shaft 8 in the left direction with respect to the rear vehicle body portion 7, and thus the wheel loader 40 turns left.
[0031]
Similarly, when the steering wheel 18 is rotated to the right, the steering valve 21 is switched to the other switching position B, the hydraulic oil discharged from the steering pump 22 is supplied to both the steering cylinders 19 and 20, and the piston of the left steering cylinder 19 is supplied. As the rod 19a extends, the piston rod 20a of the right steering cylinder 20 shortens. As a result, the front vehicle body portion 6 rotates about the connecting shaft 8 in the right direction with respect to the rear vehicle body portion 7, and thus the wheel loader 40 turns to the right.
[0032]
When there is no abnormality in the steering pump 22 as described above, the emergency pump 24 is driven by the power extracted from the left and right axle shafts 54 of the front differential 49 as shown in FIG. 8, since the pressure switch 29 is turned off by the discharge pressure of the steering pump 22, the switching valve 25 is switched to one switching position C, and the hydraulic oil discharged from the emergency pump 24 is recovered. It is collected into the tank 23 through the flow path 28.
[0033]
Also, if an abnormality occurs in the steering pump 22 and stops, the discharge pressure of the steering pump 22 decreases and the pressure switch 29 switches from OFF to ON. Thereby, the switching valve 25 is switched from one switching position C to the other switching position D, and the hydraulic oil discharged from the emergency pump 24 flows into the supply flow path 26 through the merging flow path 27. As a result, even when the steering pump 22 is abnormally stopped, hydraulic oil is supplied from the emergency pump 24 to both the steering cylinders 19 and 20 instead of the steering pump 22. You can turn right.
[0034]
Thus, even if it is the electric travel type wheel loader 40 which does not require a transmission, the power for driving the emergency pump 24 can be secured. Further, even if the engine 2 is stopped due to some abnormality and the motors 41 and 42 are stopped, by pulling the wheel loader 40, the traveling wheels 9 and 10 are caused by external force. Since each axle shaft 54 rotates together with the rotation shaft 59 of each motor 41, 42, the emergency pump 24 is driven, and the hydraulic oil is replaced by the emergency pump 24 instead of the steering pump 22 and the steering cylinder 19. , 20. Thereby, even when towing, the wheel loader 40 can turn left or turn right.
[0035]
Further, during normal traveling, all axle shafts 54 are rotated in the same direction and at the same rotational speed integrally with the rotary shaft 59 of each motor 41, 42, so that the pinion gear 53 rotates as shown in FIG. Therefore, both the differential devices 49 and 50 and the propeller shaft 60 are in the idling state without transmitting the driving force to each other, so that the mechanical efficiency is high (large).
[0036]
Further, when one of the four wheels floats during traveling, for example, when the left front traveling wheel 9 floats, the left front traveling wheel 9 has no load (friction resistance) and thus has a high speed. Try to rotate. That is, as shown in FIG. 4, the left front axle shaft 54 in the front differential 49 performs a high speed rotation A compared with the rotation a of the right front axle shaft 54, and the pinion gear 53 depends on the rotational speed difference. And the right front axle shaft 54 tries to rotate at a high speed. At this time, the characteristic of the front motor 41 is such that the lower the speed, the higher the torque is. It works to suppress high-speed rotation.
[0037]
Further, there is a rotational speed difference between the rotational speed of the ring gear 56 in the front differential 49 and the rotational speed of the ring gear 56 in the rear differential 50. At this time, the propeller shaft 60 drives between the front and rear ring gears 56. The force is transmitted, the pinion gear 53 in the rear differential 50 is rotated at an increased speed, so that the driving force of the left front traveling wheel 9 is distributed to the remaining three wheels, and the remaining three wheels are increased in speed. The rotation is a + α.
[0038]
That is, when any one or a plurality of traveling wheels 9, 10 out of the traveling wheels 9, 10 float or when the load (friction resistance) is low, the remaining traveling wheels 9, 10 On the other hand, the torques of the four motors 41 and 42 can be used, so that the driving force of the motors 41 and 42 corresponding to the floating traveling wheels 9 and 10 can be effectively distributed to the remaining traveling wheels 9 and 10. .
[0039]
In the above embodiment, as illustrated in FIG. 5, the wheel loader 40 is described as an example of an industrial vehicle. However, another industrial vehicle such as a forklift may be used.
In the above embodiment, as shown in FIG. 2, the emergency pump 24 is provided in the front box 71, and the rotary drive shaft 66 of the emergency pump 24 is connected to the first to third power extraction gears 67 to 69. The left and right axle shafts 54 of the front differential 49 are interlocked and connected to each other, but may be interlocked and connected to the left and right axle shafts 54. The emergency pump 24 is provided in the rear box 72, and the rotational drive shaft 66 of the emergency pump 24 is connected to the left and right sides of the rear differential device 50 via first to third power take-out gears 67 to 69. It may be linked to the (or the other) axle shaft 54.
[0040]
In the above embodiment, one emergency pump 24 is provided in the bracket 65 as shown in FIG. 2, but depending on the size of the steering cylinders 19 and 20, as shown in FIG. Two (or three or more) brackets 65 may be provided.
[0041]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, even if the steering pump malfunctions and stops during traveling, each axle shaft rotates together with the rotation shaft of each motor. A part of the rotational driving force of the axle shaft is transmitted to the rotational driving shaft of the emergency pump via the power take-out gear. As a result, the emergency pump is driven, and the working fluid is supplied to the steering cylinder by the emergency pump instead of the steering pump. Therefore, the industrial vehicle can turn left or turn right. In this way, even for an electrically driven industrial vehicle that does not require a transmission, power for driving the emergency pump can be secured.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing a configuration of a drive system of a wheel loader in an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view showing a mounting structure of an emergency pump of the wheel loader.
FIG. 3 is a schematic plan view for explaining the operation of the differential device during normal traveling of the wheel loader.
FIG. 4 is a schematic plan view for explaining the operation of the differential when the wheel loader is floating.
FIG. 5 is a schematic plan view of the wheel loader.
FIG. 6 is a schematic side view of the wheel loader.
FIG. 7 is a view showing a mounting structure of an emergency pump of a wheel loader according to another embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a diagram of a hydraulic circuit of a steering device for a conventional wheel loader.
FIG. 9 is a schematic plan view of a conventional wheel loader.
FIG. 10 is a plan view showing a configuration of a drive system of a conventional wheel loader.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 5 Car body 6 Front vehicle body part 7 Rear vehicle body part 9 Front traveling wheel 10 Rear traveling wheel 17 Steering device 18 Steering 19, 20 Steering cylinder 21 Steering valve 22 Steering pump 24 Emergency pump 40 Wheel loader (industrial vehicle)
41 Front motor 42 Rear motor 49 Front differential device 50 Rear differential device 54 Axle shaft 56 Ring gear 57 Pinion 59 Rotating shaft 60 Propeller shaft 66 Rotating drive shaft 67, 68, 69 Gear for taking out power

Claims

The car body is divided into a front car body part and a rear car body part,
The front vehicle body portion and the rear vehicle body portion are coupled so as to be relatively rotatable in the left-right direction,
The front vehicle body portion is provided with a pair of left and right front traveling wheels and a pair of left and right front motors that individually rotate and drive the front traveling wheels.
The rear vehicle body is provided with a pair of left and right rear running wheels and a pair of left and right rear motors that individually rotate and drive these rear running wheels.
A steering device is provided on the vehicle body,
The steering device includes a steering cylinder that rotates the front vehicle body portion in the left-right direction with respect to the rear vehicle body portion, a steering valve that is switched in conjunction with steering and controls the operation of the steering cylinder, and the steering valve. A steering pump that supplies the working fluid to the steering cylinder, and an emergency pump that supplies the working fluid to the steering cylinder instead of the steering pump when the steering pump is abnormal.
A front differential is provided between the front motors;
A pair of left and right axle shafts of the front differential are connected to the rotating shafts of both front motors,
A rear differential is provided between the two rear motors;
A pair of left and right axle shafts of the rear differential are connected to the rotating shafts of both rear motors,
A pinion that meshes with the ring gear of the front differential and a pinion that meshes with the ring gear of the rear differential are connected by a propeller shaft.
The electric drive industrial vehicle characterized in that the rotary drive shaft of the emergency pump is interlocked and connected to either the left or right axle shaft of the front or rear differential through a power take-off gear. .