JP4030082B2 - アーティキュレート式ダンプトラックの後部車体転倒防止装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、オシレーション装置を備えたアーテイキュレート式ダンプトラックの後部車体転倒防止装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
アーティキュレート式ダンプトラックは、運転室を有する前部車体と排土自在なダンプボデイを有する後部車体との連結部にアーテイキュレート用の垂直軸を有すると共に、前後方向の水平軸を備えており、この水平軸回りに回動可能、すなわちオシレーションを可能として走行時の前後輪の接地性を向上し、車体の安定性を良好にしている。以下に、アーテイキュレート式ダンプトラックの詳細について説明する。
【０００３】
図４はアーティキュレート式ダンプトラックの側面図であり、図５はその平面図である。前輪２を有する前部車体１と、後輪４を有する後部車体３とはオシレーション装置である連結装置１０により連結されている。前部車体１には運転室が設けられ、後部車体３には土砂等を積載するダンプボデイ５が搭載されており、排土時には細い２点鎖線に示すようにダンプボデイ５を図示しないダンプシリンダにより後方にダンプして排土する。
図６は図４のＰ部である連結装置１０の斜視図である。前部車体１には連結部材１１の一端が矢印のように前後方向の水平軸Ｘ−Ｘ回りに回動可能、すなわちオシレーション可能に取着されており、連結部材１１の他端には、後部車体フレーム７が垂直軸Ｙ−Ｙ回りに回動可能に取着されている。
【０００４】
走行中、旋回する場合には図５に示すように、前部車体１を垂直軸Ｙ−Ｙ（図６参照）回りに細い２点鎖線に示すように右あるいは左に回動させ、旋回するようになっている。前部車体１と後部車体３とは水平軸Ｘ−Ｘ（図６参照）回りに回動し、オシレーション可能となっているため、旋回時にタイヤへの負担が均等にかかり、外側の車輪が沈むのを防ぐため、過酷な条件の軟弱地でも安定した走行が可能であり、車両の転倒を防止し、タイヤの寿命を延ばすことができる。
【０００５】
しかしながら、排土時にダンプボデイを上げてダンプしたときには重心位置が高くなり、地形が左右方向に傾斜していたり、後輪の片側が軟弱地盤上にあるような場合には後部車体がオシレーション可能であるため、左右方向に転倒し易いという問題がある。
【０００６】
この問題を解決するために、出願人は特開平９−２５４８３１号公報で前部車体と後部車体との連結部に、前後方向の水平軸回りに回動自在なオシレーション装置を備えたアーティキュレート式ダンプトラックにおいて、ブレーキディスクと、このブレーキディスクをブレーキするブレーキキャリパとよりなるオシレーション固定手段を備えた構成としたアーティキュレート式ダンプトラックの後部車体転倒防止装置を提案している。このようなアーティキュレート式ダンプトラックの後部車体転倒防止装置であれば、オシレーションを固定することによって前部車体の重量を後部車体に付加し、後部車体の転倒を防止することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特開平９−２５４８３１号公報に開示されたアーティキュレート式ダンプトラックの後部車体転倒防止装置では、ブレーキディスクをブレーキするブレーキキャリパとよりなるオシレーション固定手段が必要であるので装置が複雑でコストの高いものになってしまう。
【０００８】
本発明は、上記の問題点に着目してなされたものであり、アーティキュレート式ダンプトラックに新たな装置を付け加えることなく、駆動装置をそのまま利用することにより、簡単な構成でアーティキュレート式ダンプトラックの後部車体転倒防止装置を提供することを目的としている。
つまり、従来のアーティキュレート式ダンプトラックは全ての車輪を駆動する全輪駆動になっており、その駆動装置には、後述する、前輪４と後輪５の回転差を吸収するためのインタアクスルデフ５３と、軟弱地で前輪４又は後輪５がスリップするのを防止するために、前輪４と後輪５が回転差なく駆動できるようにインタアクスルデフ５３をロックするインタアクスルデフロック７１とが設けられている。また、左右の車輪の回転差を吸収するためのフロントデフ５３およびリアデフ５６，５８と、軟弱地で左右の一方の車輪がスリップするのを防止するために、右輪と左輪が回転差なく駆動できるようにフロントデフ５３又はリアデフ５６，５８をロックするデフロック７２，７３，７４が設けられている。そして、インタアクスルデフロック７１又はデフロック７２，７３，７４を必要に応じて作動させるコントローラ及びインタアクスルデフロック弁３６又はデフロック弁３５などのデフロック作動手段を設けているので、本発明は、上記駆動装置をそのまま利用し、コントローラに新たな機能を付加することにより、簡単な構成でアーティキュレート式ダンプトラックの後部車体転倒防止装置を提供することができるのである。
【０００９】
【課題を解決するための手段、作用及び効果】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、運転室を有する前部車体と、排土自在なダンプボデイを有する後部車体とを水平軸回りに回動自在に連結し、フロントブレーキとフロントデフとフロントデフロックとを備えたフロントアクスルを前部車体に備え、リアブレーキとリアデフとリアデフロックを備えたリアアクスルを後部車体に備え、インタアクスルデフとインタアクスルデフロックとを備えたトランスファ装置を前部車体に備え、トランスファ装置のインタアクスルデフとフロントアクスルのフロントデフを接続するフロントプロペラシャフトと、トランスファ装置のインタアクスルデフとリアアクスルのリアデフを接続するリアプロペラシャフトとを備え、前輪と後輪を制動するブレーキ作動手段と、フロントデフとリアデフとをロックするデフロック作動手段と、インタアクスルデフをロックするインタデフロック作動手段とを備えたアーティキュレート式ダンプトラックにおいて、後部車体の左右方向の傾斜を検出する横方向傾斜センサと、横方向傾斜センサからの信号が所定の転倒閾値を越えた場合は、ブレーキ作動手段とデフロック作動手段とインタデフロック作動手段とを作動させる信号を出力するコントローラとを備えた構成としている。
【００１０】
請求項１に記載の発明によると、後部車体の傾斜が転倒閾値を越える時はブレーキ作動手段と、デフロック作動手段と、インタデフロック作動手段とを作動させ前部車体と後部車体の相対回転がないように固定し、車体の駆動装置をそのまま、用いることで、新たな装置を付け加えることなく、簡単な構成でコストの低い転倒防止装置を提供できる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載のアーティキュレート式ダンプトラックの後部車体転倒防止装置において、転倒警報器を付設し、コントローラは、さらに、横方向傾斜センサからの信号が所定の警報閾値を越えた場合は転倒警報器を作動させる信号を出力する構成としている。
【００１２】
請求項２に記載の発明によると、請求項１の発明の効果に加えて、オペレータに後部車体の傾きが大きいことを転倒警報装置で知らせることが出来るので、オペレータはダンプボデイを下げて後部車体の転倒を未然に防止でき安全である。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項２記載のアーティキュレート式ダンプトラックの後部車体転倒防止装置において、ダンプボデイが上がった状態か否かを検出するダンプボデイ状態検出器を付設し、コントローラは、さらに、ダンプボデイ状態検出器からのダンプボデイが上がった状態である検出信号がコントローラに入力されたら、横方向傾斜センサからの信号が所定の警報閾値を越えた場合は転倒警報器を作動させる信号と、横方向傾斜センサからの信号が所定の転倒閾値を越えた場合はブレーキ作動手段とデフロック作動手段とインタデフロック作動手段とを作動させる信号とを発生する構成としている。
【００１４】
請求項３に記載の発明によると、請求項２の発明の効果に加えて、車両が走行中に後部車体が傾いて、転倒警報装置が作動したり、コントローラが駆動装置を固定したりという誤作動が発生しないので走行中に予期せず駆動装置が固定されることがなく駆動装置の保護ができ、車両に路面からのショックも発生せず安定した走行できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施の形態を図を参照しながら説明する。
【００１６】
なお、従来例で説明した部分は同一の符号を付け説明を省略する。
【００１７】
図１に基づいて実施形態を説明する。
図１は連結装置１０で連結された前部車体１と後部車体３に設けられた後部車体転倒防止装置のハード構成ブロック図を示したものである。前部車体１に設けられたコントローラ２０には車速計２１と、ダンプボデイ５が積荷か空荷かを検出する積空識別器２２と、図示しない排土レバーが操作されたか否かを検出する排土レバーセンサ２５とが接続され、また、コントローラ２０には後部車体３に設けられた、後部車体３の左右方向の傾斜を検出する横方向傾斜計２３と、ダンプボデイ５が上がった状態か否かを検出するダンプボデイ状態検出器２４とが接続されて信号をコントローラ２０に送っている。
【００１８】
そして、コントローラ２０には転倒警報器３１と、フロントブレーキ弁３２と、リアブレーキ弁３３と、パーキングブレーキ弁３４と、デフロック弁３５と、インタアクスルデフロック弁３６とが接続され、コントローラ２０からの出力信号により作動するようになっている。フロントブレーキ弁３２と、リアブレーキ弁３３と、パーキングブレーキ弁３４と、デフロック弁３５と、インタアクスルデフロック弁３６とは電磁操作切換弁であり、コントローラ２０からの出力信号により図示しないポンプからの圧油を送ったり、またはタンク(図示せず)にドレンさせる。フロントブレーキ弁３２はフロントブレーキ８１に、リアブレーキ弁３３は前部リアブレーキ８２と後部リアブレーキ８３に、パーキングブレーキ弁３４はパーキングブレーキ５９に接続している。デフロック弁３５はフロントデフロック７２と前部リアデフロック７３と後部リアデフロック７４とに、インタアクスルデフロック弁３６はインタアクスルデフロック７１に、それぞれ接続している。フロントブレーキ８１と、前部リアブレーキ８２と，後部リアブレーキ８３と、パーキングブレーキ５９と、フロントデフロック７２と、前部リアデフロック７３と、後部リアデフロック７４と、インタアクスルデフロック７１とはフロントブレーキ弁３２と、リアブレーキ弁３３と、パーキングブレーキ弁３４と、デフロック弁３５と、インタアクスルデフロック弁３６とからそれぞれ送られた圧油により、それぞれ作動するようになっている。
【００１９】
コントローラ２０は、マイクロコンピュータ又は高速数値演算装置等の演算処置装置により構成されており、所定の書換え可能なメモリ２０ａ（いわゆるＲＡＭ）を有している。コントローラ２０は、横方向傾斜計２３からの信号がメモリ２０ａ内に記憶している所定の第１閾値の警報閾値を超えた場合、例えば、横方向傾斜計２３の信号が後部車体３の左右方向傾斜が５度を超えた信号であると、転倒警報器３１に信号を出力し、少なくともランプ及びブザーのいずれか一方の転倒警報器３１を作動させる。そして、さらに後部車体３の左右方向傾斜が増してメモリ２０ａ内に記憶している第２閾値の転倒閾値、例えば、７度を超えると、コントローラ２０はフロントブレーキ弁３２と、リアブレーキ弁３３と、パーキングブレーキ弁３４と、デフロック弁３５と、インタアクスルデフロック弁３６とに信号を出力してそれぞれを作動させる。なお、第１，２閾値は任意の値に調整可能となっている。
【００２０】
車速計２１はコントローラ２０に接続され、トランスミッション５１の出力軸の回転数を検出して、検出信号をコントローラ２０に送っている。ダンプボデイ５が積荷状態であるか、空荷状態であるかを識別する積空識別器２２はコントローラ２０に接続され、後輪４を支持している図示しない後輪サスペンションの圧力を検出して検出信号をコントローラ２０に送っている。図示しない排土レバーが操作されたか否かを検出する排土レバーセンサ２５は排土レバーの位置を検出するリミットスイッチ又は排土レバーの角度を検出するポテンショメータ等を用いており、図示しない排土レバーの位置を又は角度の信号をコントローラ２０に送っている。ダンプボデイ５が上がった状態か否かを検出するダンプボデイ状態検出器２４はダンプボデイ５の位置を検出するリミットスイッチ又はダンプボデイ５の角度を検出するポテンショメータ等を用いており、ダンプボデイ５の位置又は角度の信号をコントローラ２０に送っている。
【００２１】
駆動装置は次のような構成になっている。エンジン５０の出力軸はトルクコンバータ５１ａの入力軸と接続し、トルクコンバータ５１ａの出力軸はトランスミッション５１の入力軸と接続し、トランスミッション５１の出力軸は出力をフロントアクスル９１とリアアクスルである前部リアアクスル９２及び後部リアアクスル９３に分けて伝達するトランスファ装置５２とが接続している。そして、トランスファ装置５２は前側でフロントプロペラシャフト９５を介してフロントアクスル９１に、後側でリア第１プロペラシャフト９６とリア第２プロペラシャフト９４を介して前部リアアクスル９２に接続して、エンジン５０の出力をトランスファ装置５２内部のギヤにより分けて最終的に前輪２と後輪４に伝える。前部リアアクスル９２及び後部リアアクスル９３はそれぞれのギアボックス５５及びギアボックス５７と後部リアプロペラシャフト９７とを介して接続している。
【００２２】
トランスファ装置５２には入力を前輪２と後輪４への出力に分けて伝達し、また、前輪２と後輪４との回転差を吸収するために差動装置であるインタアクスルデフ５３が設けられ、さらに、インタアクスルデフ５３を固定して差動装置を非作動状態にするインタアクスルデフロック７１が設けられている。
【００２３】
インタアクスルデフ５３の前側は差動装置であるフロントデフ５４に接続している。さらに、フロントデフ５４を固定して差動装置を非作動状態にするフロントデフロック７２が設けられている。フロントデフ５４の出力軸は左右の終減速装置８４に接続し、終減速装置８４には前輪２が装着されている。また、フロントアクスル９１には前輪２を制動するフロントブレーキ８１が設けられている。
【００２４】
インタアクスルデフ５３の後側は一方のリアアクスルである前部リアアクスル９２のギアボックス５５を介して差動装置である一方のリアデフである前部リアデフ５６に接続している。さらに、前部リアデフ５６を固定して差動装置を非作動状態にする前部リアデフロック７３が設けられている。前部リアデフ５６の出力軸は左右の終減速装置８５に接続し、終減速装置８５には後輪４が装着されている。また、前部リアアクスル９２には後輪４を制動する前部リアブレーキ８２が設けられている。
【００２５】
前部リアアクスル９２はギアボックス５５、５７を介して他方のリアアクスルである後部リアアクスル９３の差動装置である他方のリアデフである後部リアデフ５８に接続している。さらに、後部リアデフ５８を固定して差動装置を非作動状態にする後部リアデフロック７４が設けられている。後部リアデフ５８の出力軸は左右の終減速装置８６に接続し、終減速装置８６には後輪４が装着されている。また、後部リアアクスル９３には後輪４を制動する後部リアブレーキ８３が設けられている。
【００２６】
各差動装置を非作動状態にするインタアクスルデフロック７１、フロントデフロック７２、前部リアデフロック７３、後部リアデフロック７４はそれぞれの差動装置のギア５３ａ，５４ａ，５６ａ，５８ａと一方のピニオンギア５３ｂ，５４ｂ，５６ｂ，５８ｂとを油圧クラッチなどの手段により固定する。従って、インタアクスルデフロック７１、フロントデフロック７２、前部リアデフロック７３、後部リアデフロック７４が作動すると、それぞれの差動装置のギア５３ａ，５４ａ，５６ａ，５８ａと一方のピニオンギア５３ｂ，５４ｂ，５６ｂ，５８ｂと、他方のピニオンギア５３ｃ，５４ｃ，５６ｃ，５８ｃとは固定され、相互の回転差は発生しない。
【００２７】
インタアクスルデフ５３の後側と前部リアアクスル９２との接続しているリア第２プロペラシャフト９４にはパーキングブレーキ５９が設けられており、プロペラシャフト９４を駐車時に制動している。
【００２８】
図２は、車体とエンジン５０、トランスミッション５１などの駆動装置の配置を示した側面図であり、図３は同様な平面図である。
【００２９】
次に、実施形態の作用を説明する。
図４の細い２点鎖線で示したように土砂等を積載したダンプボデイ５を排土のためにダンプしたときに、地面が左右方向に傾斜していたり、あるいは後輪４の左右どちらかの地盤が軟弱であるような場合、後部車体３は左右方向に傾斜する。このとき後部車体３の重心位置は高くなっており、後部車体３の左右方向の傾斜角が所定の角度以上に達すると、連結部材１１部で水平軸Ｘ−Ｘ回りにオシレートし、転倒する。それを防止するために、コントローラ２０は後部車体３に設けられた横方向傾斜計２３からの信号が所定の第１閾値を超えた場合、例えば、横方向傾斜計２３の信号が後部車体３の左右方向傾斜が５度を超えた信号であると、転倒警報器３１に信号を出力して、作動させ、オペレータに注意を促す。そして、さらに左右方向傾斜が増して第２閾値の７度を超えた場合にはコントローラ２０はフロントブレーキ弁３２と、リアブレーキ弁３３と、パーキングブレーキ弁３４と、デフロック弁３５と、インタアクスルデフロック弁３６とに信号を出力してそれぞれを作動させる。
【００３０】
すると、フロントブレーキ弁３２が作動することにより、前輪２は左右とも固定され、リアブレーキ弁３３が作動することにより、後輪４は左右とも固定され回転しなくなる。そして、デフロック弁３５が作動することにより、フロントデフロック７２と前部リアデフロック７３と後部リアデフロック７４とが作動し、結局各差動装置であるフロントデフ５４と前部リアデフ５６と後部リアデフ５８とはそれぞれ固定され、それぞれの差動装置はそれぞれブレーキで固定された前輪２、後輪４と連結され回転しなくなる。さらに、インタアクスルデフロック弁３６が作動することにより、インタアクスルデフロック７１が作動してインタアクスルデフ５３が固定され、フロントアクスル９１と前部リアアクスル９２と後部リアアクスル９３とがフロントプロペラシャフト９５とリア第１プロペラシャフト９６とリア第２プロペラシャフト９４と後部リアプロペラシャフト９７とを介して結合する。つまり、フロントアクスル９１と前部リアアクスル９２及び後部リアアクスル９３とは機械的に固定され、相対的な回転は出来なくなる。
【００３１】
この時、後部車体３は転倒方向に傾いていき、図示しないアクスルと後部車体３との間にある左右の一方のサスペンションが縮んでストロークエンドになり、反対側のサスペンションが伸び切ってストロークエンドになると、車体は前部リアアクスル９２と後部リアアクスル９３を持上げようとする。すると、リアアクスルである前部リアアクスル９２と後部リアアクスル９３の傾斜が増加していくが、上記のようにフロントアクスル９１と前部リアアクスル９２及び後部リアアクスル９３とが結合し相対的な回転は出来なくなっているのでプロぺラシャフトにはねじれが発生する。つまり、転倒しようとする力がプロペラシャフト９４を介してフロントアクスル９１に伝わり、後部車体３はフロントアクスル９１も含めた前部車体１の重量により転倒が阻止されることになる。
【００３２】
従って、本発明による転倒防止装置によれば、車体の駆動装置をそのまま、用いることで、新たな装置を付け加えることなく、簡単な構成でコストの低い転倒防止装置を提供できる。
【００３３】
なお、本実施形態では後部車体３にはリアアクスルが２本のもので説明したが、リアアクスルが１本のものでも、本発明の作用及び効果には変わりがない。
【００３４】
また、転倒警報装置３１を作動させるためには、コントローラ２０を介さずに、横方向傾斜計２３は後部車体３の左右方向傾斜が第１閾値を超えたら、接点が閉じるリミットスイッチを備えたものとして、直接転倒警報装置３１を作動する警報発生手段であっても良い。
【００３５】
さらに、転倒警報装置３１を作動させる閾値の第１閾値を更に細分化して、第１ａ閾値を正常、第１ｂ閾値を注意、第１ｃ閾値を警告と判定する閾値として、コントローラ２０で識別し、転倒警報装置３１を例えば、正常では青色ランプ、注意では黄色ランプ、警告では赤色ランプとしたり、ブザー音を正常では無音、注意では断続音、警告では連続音としてもよい。
【００３６】
このようにすることで、オペレータに後部車体３の傾きが大きいことを転倒警報装置３１で知らせることが出来るので、オペレータはダンプボデイ５を下げて後部車体３の転倒を未然に防止でき安全である。
【００３７】
また、車両が走行中に後部車体が傾いて、転倒警報装置３１が作動したり、コントローラ２０が駆動装置を固定したりしないように、車両を停止して排土するために、オペレータにより図示しない排土レバーが操作されてダンプボデイ５が上がっていると確認した場合には、転倒警報装置３１の作動や駆動装置のロックを行うようにすることが望ましい。このために、排土レバーセンサ２５からの検出信号が所定値以上で図示しない排土レバーが操作されていることを示す信号がコントローラ２０に送信された場合には、コントローラ２０は横方向傾斜計２３からの信号を上記のように判断して、転倒警報装置３１を作動させたり、駆動装置を固定したりしても良い。
【００３８】
また、ダンプボデイ状態検出器２４からの検出信号が所定値以上でダンプボデイ５が上がった状態であることを示す信号がコントローラ２０に送信された場合には、上記と同様に、コントローラ２０は横方向傾斜計２３からの信号を上記のように判断して、転倒警報装置３１を作動させたり、駆動装置を固定したりしても良い。
【００３９】
また、排土レバーセンサ２５からの検出信号が所定値以上で図示しない排土レバーが操作されていることを示す信号と、ダンプボデイ状態検出器２４からの検出信号が所定値以上でダンプボデイ５が上がった状態であることを示す信号とが同時にコントローラ２０に送信された場合には、上記と同様に、コントローラ２０は横方向傾斜計２３からの信号を上記のように判断して、転倒警報装置３１を作動させたり、駆動装置を固定したりしても良い。
【００４０】
このようにすることで、車両が走行中に後部車体３が傾いて、転倒警報装置３１が作動したり、コントローラ２０が駆動装置を固定したりという誤作動が発生しないので走行中に予期せず駆動装置が固定されることがなく駆動装置の保護ができ、車両に路面からのショックも発生せず安定した走行できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のハード構成ブロック図である。
【図２】アーティキュレート式ダンプトラックの駆動装置の配置の説明図である。
【図３】図２を上面から見た配置図である。
【図４】アーティキュレート式ダンプトラックの側面図
【図５】図４の平面図
【図６】図４における連結装置の斜視図である。
【符号の説明】
１…前部車体、２…前輪、３…後部車体、４…後輪、５…ダンプボデイ、１０…連結装置、２０…コントローラ、２３…横方向傾斜センサ、２４…ボデイ状態検出器、３１…転倒警報機、５２…トランスファ装置、５３…インタアクスルデフ、５４…フロントデフ、５６…前部リアデフ、５８…後部リアデフ、７１…インタアクスルデフロック、７２…フロントデフロック、７３…前部リアデフロック、７４…後部リアデフロック。
【発明の属する技術分野】
本発明は、オシレーション装置を備えたアーテイキュレート式ダンプトラックの後部車体転倒防止装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
アーティキュレート式ダンプトラックは、運転室を有する前部車体と排土自在なダンプボデイを有する後部車体との連結部にアーテイキュレート用の垂直軸を有すると共に、前後方向の水平軸を備えており、この水平軸回りに回動可能、すなわちオシレーションを可能として走行時の前後輪の接地性を向上し、車体の安定性を良好にしている。以下に、アーテイキュレート式ダンプトラックの詳細について説明する。
【０００３】
図４はアーティキュレート式ダンプトラックの側面図であり、図５はその平面図である。前輪２を有する前部車体１と、後輪４を有する後部車体３とはオシレーション装置である連結装置１０により連結されている。前部車体１には運転室が設けられ、後部車体３には土砂等を積載するダンプボデイ５が搭載されており、排土時には細い２点鎖線に示すようにダンプボデイ５を図示しないダンプシリンダにより後方にダンプして排土する。
図６は図４のＰ部である連結装置１０の斜視図である。前部車体１には連結部材１１の一端が矢印のように前後方向の水平軸Ｘ−Ｘ回りに回動可能、すなわちオシレーション可能に取着されており、連結部材１１の他端には、後部車体フレーム７が垂直軸Ｙ−Ｙ回りに回動可能に取着されている。
【０００４】
走行中、旋回する場合には図５に示すように、前部車体１を垂直軸Ｙ−Ｙ（図６参照）回りに細い２点鎖線に示すように右あるいは左に回動させ、旋回するようになっている。前部車体１と後部車体３とは水平軸Ｘ−Ｘ（図６参照）回りに回動し、オシレーション可能となっているため、旋回時にタイヤへの負担が均等にかかり、外側の車輪が沈むのを防ぐため、過酷な条件の軟弱地でも安定した走行が可能であり、車両の転倒を防止し、タイヤの寿命を延ばすことができる。
【０００５】
しかしながら、排土時にダンプボデイを上げてダンプしたときには重心位置が高くなり、地形が左右方向に傾斜していたり、後輪の片側が軟弱地盤上にあるような場合には後部車体がオシレーション可能であるため、左右方向に転倒し易いという問題がある。
【０００６】
この問題を解決するために、出願人は特開平９−２５４８３１号公報で前部車体と後部車体との連結部に、前後方向の水平軸回りに回動自在なオシレーション装置を備えたアーティキュレート式ダンプトラックにおいて、ブレーキディスクと、このブレーキディスクをブレーキするブレーキキャリパとよりなるオシレーション固定手段を備えた構成としたアーティキュレート式ダンプトラックの後部車体転倒防止装置を提案している。このようなアーティキュレート式ダンプトラックの後部車体転倒防止装置であれば、オシレーションを固定することによって前部車体の重量を後部車体に付加し、後部車体の転倒を防止することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特開平９−２５４８３１号公報に開示されたアーティキュレート式ダンプトラックの後部車体転倒防止装置では、ブレーキディスクをブレーキするブレーキキャリパとよりなるオシレーション固定手段が必要であるので装置が複雑でコストの高いものになってしまう。
【０００８】
本発明は、上記の問題点に着目してなされたものであり、アーティキュレート式ダンプトラックに新たな装置を付け加えることなく、駆動装置をそのまま利用することにより、簡単な構成でアーティキュレート式ダンプトラックの後部車体転倒防止装置を提供することを目的としている。
つまり、従来のアーティキュレート式ダンプトラックは全ての車輪を駆動する全輪駆動になっており、その駆動装置には、後述する、前輪４と後輪５の回転差を吸収するためのインタアクスルデフ５３と、軟弱地で前輪４又は後輪５がスリップするのを防止するために、前輪４と後輪５が回転差なく駆動できるようにインタアクスルデフ５３をロックするインタアクスルデフロック７１とが設けられている。また、左右の車輪の回転差を吸収するためのフロントデフ５３およびリアデフ５６，５８と、軟弱地で左右の一方の車輪がスリップするのを防止するために、右輪と左輪が回転差なく駆動できるようにフロントデフ５３又はリアデフ５６，５８をロックするデフロック７２，７３，７４が設けられている。そして、インタアクスルデフロック７１又はデフロック７２，７３，７４を必要に応じて作動させるコントローラ及びインタアクスルデフロック弁３６又はデフロック弁３５などのデフロック作動手段を設けているので、本発明は、上記駆動装置をそのまま利用し、コントローラに新たな機能を付加することにより、簡単な構成でアーティキュレート式ダンプトラックの後部車体転倒防止装置を提供することができるのである。
【０００９】
【課題を解決するための手段、作用及び効果】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、運転室を有する前部車体と、排土自在なダンプボデイを有する後部車体とを水平軸回りに回動自在に連結し、フロントブレーキとフロントデフとフロントデフロックとを備えたフロントアクスルを前部車体に備え、リアブレーキとリアデフとリアデフロックを備えたリアアクスルを後部車体に備え、インタアクスルデフとインタアクスルデフロックとを備えたトランスファ装置を前部車体に備え、トランスファ装置のインタアクスルデフとフロントアクスルのフロントデフを接続するフロントプロペラシャフトと、トランスファ装置のインタアクスルデフとリアアクスルのリアデフを接続するリアプロペラシャフトとを備え、前輪と後輪を制動するブレーキ作動手段と、フロントデフとリアデフとをロックするデフロック作動手段と、インタアクスルデフをロックするインタデフロック作動手段とを備えたアーティキュレート式ダンプトラックにおいて、後部車体の左右方向の傾斜を検出する横方向傾斜センサと、横方向傾斜センサからの信号が所定の転倒閾値を越えた場合は、ブレーキ作動手段とデフロック作動手段とインタデフロック作動手段とを作動させる信号を出力するコントローラとを備えた構成としている。
【００１０】
請求項１に記載の発明によると、後部車体の傾斜が転倒閾値を越える時はブレーキ作動手段と、デフロック作動手段と、インタデフロック作動手段とを作動させ前部車体と後部車体の相対回転がないように固定し、車体の駆動装置をそのまま、用いることで、新たな装置を付け加えることなく、簡単な構成でコストの低い転倒防止装置を提供できる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載のアーティキュレート式ダンプトラックの後部車体転倒防止装置において、転倒警報器を付設し、コントローラは、さらに、横方向傾斜センサからの信号が所定の警報閾値を越えた場合は転倒警報器を作動させる信号を出力する構成としている。
【００１２】
請求項２に記載の発明によると、請求項１の発明の効果に加えて、オペレータに後部車体の傾きが大きいことを転倒警報装置で知らせることが出来るので、オペレータはダンプボデイを下げて後部車体の転倒を未然に防止でき安全である。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項２記載のアーティキュレート式ダンプトラックの後部車体転倒防止装置において、ダンプボデイが上がった状態か否かを検出するダンプボデイ状態検出器を付設し、コントローラは、さらに、ダンプボデイ状態検出器からのダンプボデイが上がった状態である検出信号がコントローラに入力されたら、横方向傾斜センサからの信号が所定の警報閾値を越えた場合は転倒警報器を作動させる信号と、横方向傾斜センサからの信号が所定の転倒閾値を越えた場合はブレーキ作動手段とデフロック作動手段とインタデフロック作動手段とを作動させる信号とを発生する構成としている。
【００１４】
請求項３に記載の発明によると、請求項２の発明の効果に加えて、車両が走行中に後部車体が傾いて、転倒警報装置が作動したり、コントローラが駆動装置を固定したりという誤作動が発生しないので走行中に予期せず駆動装置が固定されることがなく駆動装置の保護ができ、車両に路面からのショックも発生せず安定した走行できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施の形態を図を参照しながら説明する。
【００１６】
なお、従来例で説明した部分は同一の符号を付け説明を省略する。
【００１７】
図１に基づいて実施形態を説明する。
図１は連結装置１０で連結された前部車体１と後部車体３に設けられた後部車体転倒防止装置のハード構成ブロック図を示したものである。前部車体１に設けられたコントローラ２０には車速計２１と、ダンプボデイ５が積荷か空荷かを検出する積空識別器２２と、図示しない排土レバーが操作されたか否かを検出する排土レバーセンサ２５とが接続され、また、コントローラ２０には後部車体３に設けられた、後部車体３の左右方向の傾斜を検出する横方向傾斜計２３と、ダンプボデイ５が上がった状態か否かを検出するダンプボデイ状態検出器２４とが接続されて信号をコントローラ２０に送っている。
【００１８】
そして、コントローラ２０には転倒警報器３１と、フロントブレーキ弁３２と、リアブレーキ弁３３と、パーキングブレーキ弁３４と、デフロック弁３５と、インタアクスルデフロック弁３６とが接続され、コントローラ２０からの出力信号により作動するようになっている。フロントブレーキ弁３２と、リアブレーキ弁３３と、パーキングブレーキ弁３４と、デフロック弁３５と、インタアクスルデフロック弁３６とは電磁操作切換弁であり、コントローラ２０からの出力信号により図示しないポンプからの圧油を送ったり、またはタンク(図示せず)にドレンさせる。フロントブレーキ弁３２はフロントブレーキ８１に、リアブレーキ弁３３は前部リアブレーキ８２と後部リアブレーキ８３に、パーキングブレーキ弁３４はパーキングブレーキ５９に接続している。デフロック弁３５はフロントデフロック７２と前部リアデフロック７３と後部リアデフロック７４とに、インタアクスルデフロック弁３６はインタアクスルデフロック７１に、それぞれ接続している。フロントブレーキ８１と、前部リアブレーキ８２と，後部リアブレーキ８３と、パーキングブレーキ５９と、フロントデフロック７２と、前部リアデフロック７３と、後部リアデフロック７４と、インタアクスルデフロック７１とはフロントブレーキ弁３２と、リアブレーキ弁３３と、パーキングブレーキ弁３４と、デフロック弁３５と、インタアクスルデフロック弁３６とからそれぞれ送られた圧油により、それぞれ作動するようになっている。
【００１９】
コントローラ２０は、マイクロコンピュータ又は高速数値演算装置等の演算処置装置により構成されており、所定の書換え可能なメモリ２０ａ（いわゆるＲＡＭ）を有している。コントローラ２０は、横方向傾斜計２３からの信号がメモリ２０ａ内に記憶している所定の第１閾値の警報閾値を超えた場合、例えば、横方向傾斜計２３の信号が後部車体３の左右方向傾斜が５度を超えた信号であると、転倒警報器３１に信号を出力し、少なくともランプ及びブザーのいずれか一方の転倒警報器３１を作動させる。そして、さらに後部車体３の左右方向傾斜が増してメモリ２０ａ内に記憶している第２閾値の転倒閾値、例えば、７度を超えると、コントローラ２０はフロントブレーキ弁３２と、リアブレーキ弁３３と、パーキングブレーキ弁３４と、デフロック弁３５と、インタアクスルデフロック弁３６とに信号を出力してそれぞれを作動させる。なお、第１，２閾値は任意の値に調整可能となっている。
【００２０】
車速計２１はコントローラ２０に接続され、トランスミッション５１の出力軸の回転数を検出して、検出信号をコントローラ２０に送っている。ダンプボデイ５が積荷状態であるか、空荷状態であるかを識別する積空識別器２２はコントローラ２０に接続され、後輪４を支持している図示しない後輪サスペンションの圧力を検出して検出信号をコントローラ２０に送っている。図示しない排土レバーが操作されたか否かを検出する排土レバーセンサ２５は排土レバーの位置を検出するリミットスイッチ又は排土レバーの角度を検出するポテンショメータ等を用いており、図示しない排土レバーの位置を又は角度の信号をコントローラ２０に送っている。ダンプボデイ５が上がった状態か否かを検出するダンプボデイ状態検出器２４はダンプボデイ５の位置を検出するリミットスイッチ又はダンプボデイ５の角度を検出するポテンショメータ等を用いており、ダンプボデイ５の位置又は角度の信号をコントローラ２０に送っている。
【００２１】
駆動装置は次のような構成になっている。エンジン５０の出力軸はトルクコンバータ５１ａの入力軸と接続し、トルクコンバータ５１ａの出力軸はトランスミッション５１の入力軸と接続し、トランスミッション５１の出力軸は出力をフロントアクスル９１とリアアクスルである前部リアアクスル９２及び後部リアアクスル９３に分けて伝達するトランスファ装置５２とが接続している。そして、トランスファ装置５２は前側でフロントプロペラシャフト９５を介してフロントアクスル９１に、後側でリア第１プロペラシャフト９６とリア第２プロペラシャフト９４を介して前部リアアクスル９２に接続して、エンジン５０の出力をトランスファ装置５２内部のギヤにより分けて最終的に前輪２と後輪４に伝える。前部リアアクスル９２及び後部リアアクスル９３はそれぞれのギアボックス５５及びギアボックス５７と後部リアプロペラシャフト９７とを介して接続している。
【００２２】
トランスファ装置５２には入力を前輪２と後輪４への出力に分けて伝達し、また、前輪２と後輪４との回転差を吸収するために差動装置であるインタアクスルデフ５３が設けられ、さらに、インタアクスルデフ５３を固定して差動装置を非作動状態にするインタアクスルデフロック７１が設けられている。
【００２３】
インタアクスルデフ５３の前側は差動装置であるフロントデフ５４に接続している。さらに、フロントデフ５４を固定して差動装置を非作動状態にするフロントデフロック７２が設けられている。フロントデフ５４の出力軸は左右の終減速装置８４に接続し、終減速装置８４には前輪２が装着されている。また、フロントアクスル９１には前輪２を制動するフロントブレーキ８１が設けられている。
【００２４】
インタアクスルデフ５３の後側は一方のリアアクスルである前部リアアクスル９２のギアボックス５５を介して差動装置である一方のリアデフである前部リアデフ５６に接続している。さらに、前部リアデフ５６を固定して差動装置を非作動状態にする前部リアデフロック７３が設けられている。前部リアデフ５６の出力軸は左右の終減速装置８５に接続し、終減速装置８５には後輪４が装着されている。また、前部リアアクスル９２には後輪４を制動する前部リアブレーキ８２が設けられている。
【００２５】
前部リアアクスル９２はギアボックス５５、５７を介して他方のリアアクスルである後部リアアクスル９３の差動装置である他方のリアデフである後部リアデフ５８に接続している。さらに、後部リアデフ５８を固定して差動装置を非作動状態にする後部リアデフロック７４が設けられている。後部リアデフ５８の出力軸は左右の終減速装置８６に接続し、終減速装置８６には後輪４が装着されている。また、後部リアアクスル９３には後輪４を制動する後部リアブレーキ８３が設けられている。
【００２６】
各差動装置を非作動状態にするインタアクスルデフロック７１、フロントデフロック７２、前部リアデフロック７３、後部リアデフロック７４はそれぞれの差動装置のギア５３ａ，５４ａ，５６ａ，５８ａと一方のピニオンギア５３ｂ，５４ｂ，５６ｂ，５８ｂとを油圧クラッチなどの手段により固定する。従って、インタアクスルデフロック７１、フロントデフロック７２、前部リアデフロック７３、後部リアデフロック７４が作動すると、それぞれの差動装置のギア５３ａ，５４ａ，５６ａ，５８ａと一方のピニオンギア５３ｂ，５４ｂ，５６ｂ，５８ｂと、他方のピニオンギア５３ｃ，５４ｃ，５６ｃ，５８ｃとは固定され、相互の回転差は発生しない。
【００２７】
インタアクスルデフ５３の後側と前部リアアクスル９２との接続しているリア第２プロペラシャフト９４にはパーキングブレーキ５９が設けられており、プロペラシャフト９４を駐車時に制動している。
【００２８】
図２は、車体とエンジン５０、トランスミッション５１などの駆動装置の配置を示した側面図であり、図３は同様な平面図である。
【００２９】
次に、実施形態の作用を説明する。
図４の細い２点鎖線で示したように土砂等を積載したダンプボデイ５を排土のためにダンプしたときに、地面が左右方向に傾斜していたり、あるいは後輪４の左右どちらかの地盤が軟弱であるような場合、後部車体３は左右方向に傾斜する。このとき後部車体３の重心位置は高くなっており、後部車体３の左右方向の傾斜角が所定の角度以上に達すると、連結部材１１部で水平軸Ｘ−Ｘ回りにオシレートし、転倒する。それを防止するために、コントローラ２０は後部車体３に設けられた横方向傾斜計２３からの信号が所定の第１閾値を超えた場合、例えば、横方向傾斜計２３の信号が後部車体３の左右方向傾斜が５度を超えた信号であると、転倒警報器３１に信号を出力して、作動させ、オペレータに注意を促す。そして、さらに左右方向傾斜が増して第２閾値の７度を超えた場合にはコントローラ２０はフロントブレーキ弁３２と、リアブレーキ弁３３と、パーキングブレーキ弁３４と、デフロック弁３５と、インタアクスルデフロック弁３６とに信号を出力してそれぞれを作動させる。
【００３０】
すると、フロントブレーキ弁３２が作動することにより、前輪２は左右とも固定され、リアブレーキ弁３３が作動することにより、後輪４は左右とも固定され回転しなくなる。そして、デフロック弁３５が作動することにより、フロントデフロック７２と前部リアデフロック７３と後部リアデフロック７４とが作動し、結局各差動装置であるフロントデフ５４と前部リアデフ５６と後部リアデフ５８とはそれぞれ固定され、それぞれの差動装置はそれぞれブレーキで固定された前輪２、後輪４と連結され回転しなくなる。さらに、インタアクスルデフロック弁３６が作動することにより、インタアクスルデフロック７１が作動してインタアクスルデフ５３が固定され、フロントアクスル９１と前部リアアクスル９２と後部リアアクスル９３とがフロントプロペラシャフト９５とリア第１プロペラシャフト９６とリア第２プロペラシャフト９４と後部リアプロペラシャフト９７とを介して結合する。つまり、フロントアクスル９１と前部リアアクスル９２及び後部リアアクスル９３とは機械的に固定され、相対的な回転は出来なくなる。
【００３１】
この時、後部車体３は転倒方向に傾いていき、図示しないアクスルと後部車体３との間にある左右の一方のサスペンションが縮んでストロークエンドになり、反対側のサスペンションが伸び切ってストロークエンドになると、車体は前部リアアクスル９２と後部リアアクスル９３を持上げようとする。すると、リアアクスルである前部リアアクスル９２と後部リアアクスル９３の傾斜が増加していくが、上記のようにフロントアクスル９１と前部リアアクスル９２及び後部リアアクスル９３とが結合し相対的な回転は出来なくなっているのでプロぺラシャフトにはねじれが発生する。つまり、転倒しようとする力がプロペラシャフト９４を介してフロントアクスル９１に伝わり、後部車体３はフロントアクスル９１も含めた前部車体１の重量により転倒が阻止されることになる。
【００３２】
従って、本発明による転倒防止装置によれば、車体の駆動装置をそのまま、用いることで、新たな装置を付け加えることなく、簡単な構成でコストの低い転倒防止装置を提供できる。
【００３３】
なお、本実施形態では後部車体３にはリアアクスルが２本のもので説明したが、リアアクスルが１本のものでも、本発明の作用及び効果には変わりがない。
【００３４】
また、転倒警報装置３１を作動させるためには、コントローラ２０を介さずに、横方向傾斜計２３は後部車体３の左右方向傾斜が第１閾値を超えたら、接点が閉じるリミットスイッチを備えたものとして、直接転倒警報装置３１を作動する警報発生手段であっても良い。
【００３５】
さらに、転倒警報装置３１を作動させる閾値の第１閾値を更に細分化して、第１ａ閾値を正常、第１ｂ閾値を注意、第１ｃ閾値を警告と判定する閾値として、コントローラ２０で識別し、転倒警報装置３１を例えば、正常では青色ランプ、注意では黄色ランプ、警告では赤色ランプとしたり、ブザー音を正常では無音、注意では断続音、警告では連続音としてもよい。
【００３６】
このようにすることで、オペレータに後部車体３の傾きが大きいことを転倒警報装置３１で知らせることが出来るので、オペレータはダンプボデイ５を下げて後部車体３の転倒を未然に防止でき安全である。
【００３７】
また、車両が走行中に後部車体が傾いて、転倒警報装置３１が作動したり、コントローラ２０が駆動装置を固定したりしないように、車両を停止して排土するために、オペレータにより図示しない排土レバーが操作されてダンプボデイ５が上がっていると確認した場合には、転倒警報装置３１の作動や駆動装置のロックを行うようにすることが望ましい。このために、排土レバーセンサ２５からの検出信号が所定値以上で図示しない排土レバーが操作されていることを示す信号がコントローラ２０に送信された場合には、コントローラ２０は横方向傾斜計２３からの信号を上記のように判断して、転倒警報装置３１を作動させたり、駆動装置を固定したりしても良い。
【００３８】
また、ダンプボデイ状態検出器２４からの検出信号が所定値以上でダンプボデイ５が上がった状態であることを示す信号がコントローラ２０に送信された場合には、上記と同様に、コントローラ２０は横方向傾斜計２３からの信号を上記のように判断して、転倒警報装置３１を作動させたり、駆動装置を固定したりしても良い。
【００３９】
また、排土レバーセンサ２５からの検出信号が所定値以上で図示しない排土レバーが操作されていることを示す信号と、ダンプボデイ状態検出器２４からの検出信号が所定値以上でダンプボデイ５が上がった状態であることを示す信号とが同時にコントローラ２０に送信された場合には、上記と同様に、コントローラ２０は横方向傾斜計２３からの信号を上記のように判断して、転倒警報装置３１を作動させたり、駆動装置を固定したりしても良い。
【００４０】
このようにすることで、車両が走行中に後部車体３が傾いて、転倒警報装置３１が作動したり、コントローラ２０が駆動装置を固定したりという誤作動が発生しないので走行中に予期せず駆動装置が固定されることがなく駆動装置の保護ができ、車両に路面からのショックも発生せず安定した走行できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のハード構成ブロック図である。
【図２】アーティキュレート式ダンプトラックの駆動装置の配置の説明図である。
【図３】図２を上面から見た配置図である。
【図４】アーティキュレート式ダンプトラックの側面図
【図５】図４の平面図
【図６】図４における連結装置の斜視図である。
【符号の説明】
１…前部車体、２…前輪、３…後部車体、４…後輪、５…ダンプボデイ、１０…連結装置、２０…コントローラ、２３…横方向傾斜センサ、２４…ボデイ状態検出器、３１…転倒警報機、５２…トランスファ装置、５３…インタアクスルデフ、５４…フロントデフ、５６…前部リアデフ、５８…後部リアデフ、７１…インタアクスルデフロック、７２…フロントデフロック、７３…前部リアデフロック、７４…後部リアデフロック。
Claims (3)
- 運転室を有する前部車体(1)と、排土自在なダンプボデイ(5)を有する後部車体(3)とを水平軸回りに回動自在に連結し、フロントブレーキ(81)とフロントデフ(54)とフロントデフロック(72)とを備えたフロントアクスル(91)を前部車体(1)に備え、リアブレーキ(82.83)とリアデフ(56,58)とリアデフロック(73,74)を備えたリアアクスル(92.93)を後部車体(3)に備え、インタアクスルデフ(53)とインタアクスルデフロック(71)とを備えたトランスファ装置(52)を前部車体(1)に備え、トランスファ装置(52)のインタアクスルデフ(53)とフロントアクスル(91)のフロントデフ(54)を接続するフロントプロペラシャフト(95)と、トランスファ装置(52)のインタアクスルデフ(53)とリアアクスル(92.93)のリアデフ(56,58)を接続するリアプロペラシャフト(94,96,97)とを備え、前輪(2)と後輪(4)を制動するブレーキ作動手段(32,33)と、フロントデフ(54)とリアデフ(56,58)とをロックするデフロック作動手段(35)と、インタアクスルデフ(53)をロックするインタデフロック作動手段(36)とを備えたアーティキュレート式ダンプトラックにおいて、
後部車体(3)の左右方向の傾斜を検出する横方向傾斜センサ(23)と、
横方向傾斜センサ(23)からの信号が所定の転倒閾値を越えた場合は、ブレーキ作動手段(32,33)とデフロック作動手段(35)とインタデフロック作動手段(36)とを作動させる信号を出力するコントローラ(20)とを
備えたことを特徴とするアーティキュレート式ダンプトラックの後部車体転倒防止装置。 - 請求項１記載のアーティキュレート式ダンプトラックの後部車体転倒防止装置において、
転倒警報器(31)を付設し、
コントローラ(20)は、さらに、横方向傾斜センサ(23)からの信号が所定の警報閾値を越えた場合は転倒警報器(31)を作動させる信号を出力することを
特徴とするアーティキュレート式ダンプトラックの後部車体転倒防止装置。 - 請求項２記載のアーティキュレート式ダンプトラックの後部車体転倒防止装置において、
ダンプボデイ(5)が上がった状態か否かを検出するダンプボデイ状態検出器(24)を付設し、
コントローラ(20)は、さらに、ダンプボデイ状態検出器(24)からのダンプボデイ(5)が上がった状態である検出信号がコントローラ(20)に入力されたら、横方向傾斜センサ(23)からの信号が所定の警報閾値を越えた場合は転倒警報器(31)を作動させる信号と、横方向傾斜センサ(23)からの信号が所定の転倒閾値を越えた場合はブレーキ作動手段(32,33)とデフロック作動手段(35)とインタデフロック作動手段(36)とを作動させる信号とを発生することを
特徴とするアーティキュレート式ダンプトラックの後部車体転倒防止装置。
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