JP4104057B2

JP4104057B2 - 運搬車両

Info

Publication number: JP4104057B2
Application number: JP2002241636A
Authority: JP
Inventors: 恭司浦中; 耕一岡本; 孝雄永井; 哲小河
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2002-08-22
Filing date: 2002-08-22
Publication date: 2008-06-18
Anticipated expiration: 2022-08-22
Also published as: JP2004075009A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、運搬車両に関する。
【０００２】
【従来の技術】
運搬車両は、フォークリフトで積み降ろしする荷物を荷台の上に積んで運搬したり、ホイールローダや油圧ショベルで積み込む土砂や岩石等を傾動可能な荷台に積載して運搬する作業車両である。運搬車両は、作業性の向上を図るために、大型化や走行性能の向上が求められる。走行性能を向上させる手段として、不整地や傾斜地での走破性に優れる４輪駆動の採用が考えられる。
【０００３】
図８に示すように、４輪駆動のパワートレインは、エンジン３１の出力をトランスミッション３２で変速し、トランスミッション３２からプロペラシャフト３３Ｆ，３３Ｒを介してエンジン３１の出力を前車軸３４Ｆ及び後車軸３４Ｒにそれぞれ伝動することにより前後輪３５Ｆ，３５Ｒを駆動している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来技術においては、以下に述べるような問題点がある。
すなわち、運搬車両の大型化を進める場合、大出力が要求されるエンジン３１は大型で特殊なものとなり、同様にトランスミッション３２も大型で特殊なものとなる。このため、エンジン３１及びトランスミッション３２の生産設備や生産性が問題となり、パワートレインが非常にコスト高となってしまう。また、プロペラシャフト３３Ｒの上方に大型のエンジン３１を配置するので、車両の重心が高くなり走行安定性が不十分となると共に、車高が高くなり積み込み高さが高くなることにより作業性が低下する。また、パワートレインが大型であるので、車体フレームの幅が大きくなり操舵の邪魔となるため操舵角に制限を受けるてしまい、最小回転半径を小さくすることができない。
乗用車においては、特許登録第２７３００３４号公報の様な例もあるが、同公報は重量バランスを良好にすることによる運動性能の向上に関する技術であり、運搬車両における上記の問題を解決するものとはなっていない。
【０００５】
本発明は、上記の問題に着目してなされたものであり、車両の大型化に伴うパワートレインのコストアップを抑制できると共に、作業性の優れた運搬車両を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段、作用及び効果】
【０００９】
上記の目的を達成するために、第１の発明は、運搬車両において、車両の前部に設けられ車輪を装着した前車軸と、車両の後部に設けられ車輪を装着した後車軸と、前車軸と後車軸との間に出力軸を前方に向けて配置された前エンジンと、前車軸と後車軸との間に出力軸を後方に向けて配置された後エンジンと、前エンジンの前側にトランスファを介して連設され、前エンジンの駆動力を前車軸に伝動する前トランスミッションと、後エンジンの後側にトランスファを介して連設され、後エンジンの駆動力を後車軸に伝動する後トランスミッションと、前記２つのエンジンを左右方向で所定距離離間し前後方向で重なるように固設し、かつ前記２つのトランスミッションを車体幅の中央に固設する車体フレームとを備えた構成としている。
【００１０】
上記構成によれば、運搬車両の大型化に伴い大出力が要求されるエンジンは、前車軸用のものと後車軸用のものの２つのエンジンを搭載しているので、それぞれのエンジンは比較的小型で他機種で使用されている量産品で対応可能となる。同様にトランスミッションも２つのエンジンに対応して、前車軸用のものと後車軸用のものの２つのトランスミッションを搭載しているので、それぞれのトランスミッションは比較的小型で他機種で使用されている量産品で対応可能となる。このため、運搬車両が大型の場合であっても、エンジン及びトランスミッションは大出力に対応する大型で特殊なものとはならず、パワートレインがコスト高となるのを大幅に抑制することができる。
また、図８で示すようにエンジンの下方にプロペラシャフトを配設する必要がないため、エンジンを低い位置に配設することができる。これにより、車両の重心が低くなって走行安定性が向上すると共に、車高が低くなり運搬車両の重要性能の一つである積み込み高さを低くすることができ、作業性の優れた運搬車両が得られる。
また、前後２組のパワートレインがそれぞれ長い場合であっても、２つのエンジンを車体幅方向に離間し前後方向で重なるように配置しているので、２組のパワートレイン全体としての前後方向の長さを短くでき、これにより、ホイールベースが短くなるので、最小回転半径をより小さくすることができる。
また、２つのエンジンを車体幅方向に所定距離離間しているので、それぞれのエンジンの両側に作業空間を確保することができるので、エンジンの整備作業性が良好となる。
さらに、トランスミッションが小型であり車体幅の中央に配置されるので、前後両車軸に近いトランスミッション付近の車体フレームの幅を狭くでき、車輪と車体フレームとの離間距離が左右共に大きくなる。これにより、操舵角を大きくしても車輪と車体フレームとの干渉の恐れがなくなるので、最小回転半径の小さい運搬車両が得られる。
【００１１】
また、第１の発明に基づく第２の発明は、前記前車軸及び前記後車軸は、それぞれ車体フレームの前端部及び後端部に上下軸回りに揺動可能に支持される構成としている。
かかる構成によれば、前後両車軸が操舵可能となるので、前後の同相操舵により回転半径を小さくでき、逆相操舵によりいわゆるカニ走行が可能となり、操舵バリエーションが増加し操舵性能を向上できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に、実施形態を図面を参照して説明する。
なお、本明細書において、前後左右及び上下の各方向は、特に断らない限り、それぞれ本発明の運搬車両の前後左右及び上下の各方向を意味する。
まず、図１，２を用いて、本発明の第１実施形態について説明する。図１は、運搬車両の平面図であり、図２は、運搬車両の側面図である。
【００１３】
車両の前部には両側に車輪５Ｆ、５Ｆを装着した前車軸４Ｆが設けられ、車両の後部には両側に車輪５Ｒ、５Ｒを装着した後車軸４Ｒが設けられている。上部に荷台８を搭載する車体フレーム６の前後両端には、それぞれ前車軸４Ｆ及び後車軸４Ｒが連結されている。前車軸４Ｆの中央部の上下両端部には、舌状ブラケット４Ｆａ，４Ｆｂが後方に延設され、車体フレーム６の前端に設けられた連結ブラケット６ａ，６ｂに、ヒンジピン７，７を介して揺動自在に連結されている。同様に、後車軸４Ｒの中央部の上下両端部には、舌状ブラケット４Ｒａ，４Ｒｂが前方に延設され、車体フレーム６の後端に設けられた連結ブラケット６ａ，６ｂに、ヒンジピン７，７を介して揺動自在に連結されている。さらに、前車軸４Ｆ及び後車軸４Ｒはそれぞれ、図示しないステアリングシリンダ等の操舵機構により車体フレーム６に対して操舵可能に構成されている。
【００１４】
車体フレーム６の中央部には、エンジン１Ｆ，１Ｒが前後に並んでそれぞれ縦置きにて搭載されている。２つのエンジン１Ｆ，１Ｒのうち、前側のエンジン１Ｆは出力軸を前方に向けており、その前側にはトランスミッション２Ｆが連設されている。後側のエンジン１Ｒは出力軸を後方に向けており、その後側にはトランスミッション２Ｒが連設されている。すなわち、図１にも示すように、エンジン１Ｆ，１Ｒ及びトランスミッション２Ｆ，２Ｒは、エンジン１Ｆ，１Ｒを内側にして車体幅の略中央に前後方向に沿って一列に配置されている。トランスミッション２Ｆ，２Ｒの出力側は、プロペラシャフト３Ｆ，３Ｒを介してそれぞれ前車軸４Ｆ及び後車軸４Ｒに連結されている。すなわち、エンジン１Ｆの出力がトランスミッション２Ｆ及びプロペラシャフト３Ｆを介して前車軸４Ｆに伝動され、エンジン１Ｒの出力がトランスミッション２Ｒ及びプロペラシャフト３Ｒを介して後車軸４Ｒに伝動され、４輪駆動にて走行する。
【００１５】
上記構成によれば、運搬車両の大型化に伴い大出力が要求される動力源として、前車軸４Ｆの駆動用のエンジン１Ｆと後車軸の駆動用のエンジン１Ｒの２つのエンジンを搭載しているので、それぞれのエンジン１Ｆ，１Ｒは比較的小型で他機種で使用されている量産品で対応可能となる。同様にトランスミッションも２つのエンジン１Ｆ，１Ｒに対応して、前車軸４Ｆの駆動用のトランスミッション２Ｆと後車軸４Ｒ駆動用のトランスミッション２Ｒの２つのトランスミッションを搭載しているので、それぞれのトランスミッション２Ｆ，２Ｒは比較的小型で他機種で使用されている量産品で対応可能となる。このため、運搬車両が大型の場合であっても、エンジン１Ｆ，１Ｒ及びトランスミッション２Ｆ，２Ｒは大出力に対応する大型で特殊なものとはならず、パワートレインがコスト高となるのを大幅に抑制することができる。
【００１６】
また、前車軸４Ｆ及び後車軸４Ｒはそれぞれ、車体フレーム６に対して操舵可能に構成されているので、図３（ａ）に示すように、前車軸４Ｆ及び後車軸４Ｒを同相操舵することにより小旋回が容易となり、また、回転半径が小旋回ほど小さい必要のない中旋回を行う場合には、図３（ｂ）に示すように、前車軸４Ｆ及び後車軸４Ｒのいずれか一方のみを操舵すればよく、さらに、図３（ｃ）に示すように、前車軸４Ｆ及び後車軸４Ｒを逆相操舵することによりいわゆるカニ走行（斜め走行）が可能となり、狭い現場への進入が容易となる。すなわち、操舵のバリエーションが増え操舵性能が向上する。
【００１７】
また、エンジン１Ｆ，１Ｒ及びトランスミッション２Ｆ，２Ｒを、車体幅の略中央に前後方向に沿って一列に配置しており、これに加えエンジン１Ｆ，１Ｒ及びトランスミッション２Ｆ，２Ｒが小型であるので、車体フレーム６の幅を狭くすることができる。これにより、車輪５Ｆ、５Ｒと車体フレーム６との離間距離が左右共に大きくなり、操舵角度を大きく設定できるので、車両の最小回転半径をより小さくすることができる。
【００１８】
さらに、図８のように、プロペラシャフト３３Ｒをエンジン３１の下方に配設する必要がないので、エンジン１Ｆ，１Ｒの配置位置を低くできる。このため、トランスミッション２Ｆ，２Ｒも小型で低位置にあるので、車両の重心が低くなり走行安定性が向上すると共に、車高が低くなり運搬車両の重要性能の一つである積み込み高さを低くすることができる。
【００１９】
つぎに、図４，５を用いて、本発明の第２実施形態について説明するが、第１実施形態で説明した同一の構成には同じ符号を付し、説明を省略する。図４は、運搬車両の平面図であり、図５は、運搬車両の側面図である。
【００２０】
車体フレーム６の中央部左右側面には、エンジン１Ｆ，１Ｒがそれぞれ縦置きにて搭載されている。そして、図４にも示すように、エンジン１Ｆ，１Ｒは左右方向で車体フレーム６の幅だけ離間し前後方向で重なるように配置されており、車体フレーム６のエンジン１Ｆ，１Ｒに挟まれる部分には、メンテナンス用の空間が設けられている。２つのエンジン１Ｆ，１Ｒのうち、右側のエンジン１Ｆは出力軸を前方に向けており、その出力側はトランスファ１３Ｆを介して車体フレーム６の前部中央に搭載されたトランスミッション２Ｆに連設されている。左側のエンジン１Ｒは出力軸を後方に向けており、その出力側はトランスファ１３Ｒを介して車体フレーム６の後部中央に搭載されたトランスミッション２Ｒに連設されている。
【００２１】
上記構成によれば、第１実施形態と同様の作用効果が得られるほか、前後２組のパワートレインがそれぞれ長い場合であっても、２つのエンジン１Ｆ，１Ｒを車体幅方向に離間し前後方向で重なるように配置しているので、第１実施例のように前後に１列に配置する場合よりも略エンジンの長さ分だけ前後方向の長さを短くでき（すなわち、必要に応じて車両をコンパクトにでき）、ホイールベースが短くなるので、最小回転半径をより小さくすることができる。
さらに、２つのエンジン１Ｆ，１Ｒを車体幅方向に所定距離離間してメンテナンス作業用の空間を設けているので、それぞれのエンジン１Ｆ，１Ｒの両側に作業空間が確保され、エンジン１Ｆ，１Ｒの整備作業性が良好となる。
【００２２】
なお、本発明は上記実施形態に限定するものではなく、本発明の範囲内において変更や修正を加えることができるのは言うまでもない。
例えば、上記実施形態においては、前後車軸４Ｆ、４Ｒは直接車体フレーム６に連結する構成で説明したが、図６に示すように、サブフレーム９を介して車体フレーム６に連結するように構成しても構わない。すなわち、車体フレーム６の連結ブラケット６ａ，６ｂにヒンジピン７，７を介してサブフレーム９を揺動自在に連結し、このサブフレーム９に前車軸４Ｆを装着する。この際、図６に示すように、前車軸４Ｆのサブフレーム９への装着に緩衝機構１０（サスペンションシリンダ及びロッドの組み合わせ）を用いることにより荷崩れの抑制に効果がある。後車軸４Ｒについても同様である。
【００２３】
また、両側に車輪５Ｆ，５Ｒを装着した車軸４Ｆ，４Ｒが、車体フレーム６に対して操舵可能に装着されている例にて説明したが、図７に示すように、例えば、前車軸１４ＦＬ，１４ＦＲが左右にそれぞれ独立して設けられ、車体フレーム１６にそれぞれ独立して支持されると共に、各車輪１５ＦＬ，１５ＦＲが略接地位置を中心にそれぞれ操舵可能に構成してもよい。勿論、後車軸４Ｒも同様に左右独立するように構成しても構わない。
【００２４】
運搬車両の荷台８としては、パレットやコンテナをフォークリフトで積み降ろしする平らな荷台でもよいし、ホイールローダや油圧ショベルで積み込む土砂を降ろすための傾動機構（例えば、油圧シリンダ）を備えた荷台（ダンプベッセル）を装着しても構わない。
本発明の運搬車両は、運転席を備えた有人車両にも適用できるし、無線又はプログラムにより走行する無人車両にも適用できる。
また、トランスミッションとしては、必要に応じてトルクコンバータ付きのものを使用してもよい。
さらに、第２実施形態においては、車体フレーム６の側面にエンジン１Ｆ，１Ｒを装着する例にて説明したが、エンジン間にメンテナンス用の空間を確保できれば、エンジン１Ｆ，１Ｒの一部が車体フレーム６内に位置するように装着しても構わない。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係る運搬車両の平面図である。
【図２】第１実施形態に係る運搬車両の側面図である。
【図３】操舵パターンの説明図である。
【図４】第２実施形態に係る運搬車両の平面図である。
【図５】第２実施形態に係る運搬車両の側面図である。
【図６】別態様に係る車軸の連結方法の説明図である。
【図７】別態様に係る操舵機構の概略平面図である。
【図８】従来技術の運搬車両の側面図である。
【符号の説明】
１Ｆ，１Ｒ…エンジン、２Ｆ，２Ｒ…トランスミッション、３Ｆ，３Ｒ…プロペラシャフト、４Ｆ…前車軸、４Ｒ…後車軸、５Ｆ，５Ｒ…車輪、６…車体フレーム、７…ヒンジピン、８…荷台、９…サブフレーム、１０…緩衝機構、１３Ｆ，１３Ｒ…トランスファ。

Claims

運搬車両において、
車両の前部に設けられ車輪(5F)を装着した前車軸(4F)と、
車両の後部に設けられ車輪(5R)を装着した後車軸(4R)と、
前車軸(4F)と後車軸(4R)との間に出力軸を前方に向けて配置された前エンジン(1F)と、
前車軸(4F)と後車軸(4R)との間に出力軸を後方に向けて配置された後エンジン(1R)と、
前エンジン(1F)の前側にトランスファ(13F) を介して連設され、前エンジン(1F)の駆動力を前車軸(4F)に伝動する前トランスミッション(2F)と、
後エンジン(1R)の後側にトランスファ(13R) を介して連設され、後エンジン(1R)の駆動力を後車軸(4R)に伝動する後トランスミッション(2R)と、
前記２つのエンジン(1F,1R) を左右方向で所定距離離間し前後方向で重なるように固設し、かつ前記２つのトランスミッション(2F,2R) を車体幅の中央に固設する車体フレーム(6) と
を備えたことを特徴とする運搬車両。
請求項１記載の運搬車両において、
前記前車軸(4F)及び前記後車軸(4R)は、それぞれ車体フレーム(6) の前端部及び後端部に上下軸回りに揺動可能に支持される
ことを特徴とする運搬車両。