JP6667811B2 - 移動台車 - Google Patents

Description

本発明はリモコン操縦に適した移動台車に関する。

草刈機等に使用する移動台車は、従来、例えば特許文献１（特開平５−８４００８号公報）や特許文献２（特許４９８９６１６号公報）に記載されたものが知られている。また小型の移動台車では、エンジン駆動のＨＳＴ（Hydro Static Transmission：油圧動力伝達装置）と減速機とを組み合わせた駆動機構を左右一対で配置したものがある。この駆動機構では、ＨＳＴの（斜板ポンプの）斜板角度制御軸を手動調節することで左右のタイヤの回転速度と方向を変更し、これにより移動台車の前・後進、左・右旋回、加・減速及び停止の各操作を行う。

特開平５−８４００８号公報 特許第４９８９６１６号公報

（１）ＨＳＴと減速機を組み合わせた駆動機構は一般的に許容出力が小さい。したがって移動台車の走行性能（走行スピード、登坂力）には限界があった。駆動機構を大出力にして高速走行性と登坂力を確保することも不可能ではないが、そうすると移動台車が大型かつ大重量となる。草刈機の場合は平地のほか傾斜地でも使用することが多く、小型・低重心・軽量にする必要があるが、従来のＨＳＴ駆動方式ではこれが難しい。

（２）草刈機による草刈作業は重労働であり、特に傾斜地では転倒可能性がある。このため草刈機用移動台車をリモコン操縦可能に構成することが求められているが、ＨＳＴの斜板角度制御軸をリモコンで操作する為には、当該制御軸を駆動するアクチュエータ（電動モータ・電動シリンダ）とその制御回路が必要になり、前述した小型・低重心・軽量の設計が困難になる。

（３）ＨＳＴに組み付けた減速機は完全な停車ブレーキとはならず、草刈機を傾斜地で停車しておくと、目を離した隙に自重により自走を始めたりすることがある。このような自走を防止するにはリモコン操作可能な停車ブレーキを別途草刈機に装備する必要があるが、そうすると前述の小型・低重心・軽量の設計が困難になる。

そこで本発明の目的は、リモコン操縦が可能な移動台車であって、リモコン用付加装置を最小限にして小型・低重心・軽量に設計可能であって、さらに停車ブレーキを別装備することなく傾斜地での安全走行と安全停止が可能な移動台車を提供することにある。

前記課題を解決するため本発明は、前後左右に車輪を備えた車台に原動機と当該原動機で駆動される走行用油圧ポンプを搭載してなる移動台車において、左右の車輪の車軸にそれぞれ連結された左右の油圧モータと、
前記左右の油圧モータに接続された左右のパイロットチェックバルブと、前記左右のパイロットチェックバルブに接続された左右の電磁切換弁と、前記左右の電磁切換弁に接続された左右のリリーフ弁と、及び前記左右のリリーフ弁に接続された左右の電磁比例フロープライオリティバルブとを、並列に配置し、前記左右の電磁比例フロープライオリティバルブの一方の供給接続ポートを前記走行用油圧ポンプに接続すると共に、当該一方の電磁比例フロープライオリティバルブの余剰流取出ポートを他方の電磁比例フロープライオリティバルブの供給接続ポートに接続し、前記左右の電磁比例フロープライオリティバルブの各優先流取出ポートを、前記左右のリリーフ弁、前記左右の電磁切換弁及び前記左右のパイロットチェックバルブを介して前記左右の油圧モータに接続し、リモコンによる前記左右の電磁切換弁のＯＮ・ＯＦＦ操作と、前記リモコンによる前記左右の電磁比例フロープライオリティバルブの優先流量制御により、前・後進、左・右旋回、その場旋回、加・減速及び停止ブレーキの各操作を可能にしたことを特徴とする移動台車である。

本発明に係る移動台車は、電磁切換弁と電磁比例フロープライオリティバルブのリモコン制御により、前・後進、左・右旋回、その場旋回、加・減速及び停止ブレーキの各操作が可能である。また移動台車を停止すると左右のパイロットチェックバルブにより左右の油圧モータの回転がロックされるので、停止と同時にブレーキ作用が得られる。このため、停止専用のブレーキ装置を別装備する必要がなく、傾斜地に移動台車を停止させると同時にブレーキ作用が得られるので、移動台車が自走し始めるのを確実に防止することができる。また停止専用のブレーキ装置などが不要なため小型・低重心・軽量の設計も容易である。

本発明の実施形態に係る移動台車の概略斜視図である。 本発明の実施形態に係る移動台車の概略正面図である。 本発明の実施形態に係る移動台車の概略底面図である。 本発明の実施形態に係る移動台車の油圧回路図（過渡期を含む）である。

以下、草刈機用に適合させた本発明の実施形態に係る移動台車について説明する。図１は移動台車１０の概略斜視図である。この移動台車１０は後述する送信機１９によってリモコン操縦可能に構成されている。移動台車１０は図示するように略矩形状の車台１１を有し、当該車台１１の四隅付近に４つの車輪（前輪１２と後輪１３）を備えている。この移動台車１０は小型・低重心・軽量に構成され、最大４０゜の傾斜地でも安全かつ効率的にリモコン操縦で草刈作業が可能に構成されている。

車台１１の上には、原動機１４、燃料タンク１４ａ、油圧ポンプ１５、左右の前輪１２、１２を駆動する油圧モータ１６Ａ、１６Ｂ、バッテリー１７、受信機１８、オイルクーラー２０及びオイルタンク２１などが配設されている。重量が大きい原動機１４は、安定性を考慮して車台１１の略中央に配置されている。

原動機１４の出力軸（図示せず）は前進方向を向いて右側に突出し、当該出力軸の先端に駆動プーリ３１が取り付けられている。一方、車台１１上の前側においてギアボックス３４、３４が左右一対で配置され、当該ギアボックス３４、３４相互間に水平な回転軸３５が架け渡されている。そして回転軸３５の中間に取り付けられた従動プーリ３２と前記駆動プーリ３１との間にベルト３３が架け渡されている。

一対のギアボックス３４、３４の内部には互いに噛み合った傘歯車が収容され、軸線が水平な一方の傘歯車が前記回転軸３５の両端部にそれぞれ連結されている。また軸線が垂直な他方の傘歯車は、図２、図３に示すように、車台１１を垂直に貫通する回転軸３６を介して、車台１１の下側に左右一対で配置された回転円板３７の中心に連結されている。

回転円板３７の直径方向で対向した円周上二箇所には、支軸３７ａを中心として回転可能な上下一対の草刈刃３８の基端部が取り付けられている。上下一対の草刈刃３８の先端部は、草刈領域を拡大するため、上下方向に互いに離間する方向に傾斜・屈曲している。

車台１１の前端部と後端部には、移動台車１０の前後方向から前記草刈刃３８が直接見えないように、縦スリット入りのゴム製垂れ板５０が取り付けられている。当該ゴム製垂れ板５０によって、草刈刃３８で弾かれた小石等が周囲に飛び散るのが防止される。

前記油圧モータ１６Ａ、１６Ｂは、車台１１上の前側において左右一対で配置されている。各油圧モータ１６Ａ、１６Ｂの回転軸４０Ａ、４０Ｂには駆動スプロケット４１が固定され、この駆動スプロケット４１が、後述するように左右の前輪１２の車軸４３に固定された従動スプロケット４２と、左右の後輪１３の車軸４４に固定された従動スプロケット４５に、チェーン４６によって連結されている。

左右の前輪１２の車軸４３と、左右の後輪１３の車軸４４に、従動スプロケット４２、４５がそれぞれ固定されている。そして前後の従動スプロケット４２、４５と、前記駆動スプロケット４１との間に、チェーン４６がＬ字状に架け渡されている。このチェーン４６のＬ字状の内側屈曲部は、前車軸４３の後方上方側に配置されたチェーンアイドラに掛け回されている。これにより四輪駆動、すなわち右前後輪１２、１３が同一方向・同一速度で回転し、左前後輪１２、１３が同一方向・同一速度で回転するようになっている。

（移動台車の作動）
移動台車１０は以上のように構成され、その作動は以下の通りである。まず原動機１４を始動する。この原動機１４の始動によって油圧ポンプ１５が駆動される。同時に、駆動プーリ３１、ベルト３３、従動プーリ３２、ギアボックス３４、３４を介して、草刈刃３８を有する左右一対の回転円板３７、３７が互いに逆方向に回転する。またベルトクラッチにより、手動で草刈刃３８のＯＮ・ＯＦＦを切り換えることが可能である。

油圧ポンプ１５から吐出された作動油は、本実施形態では図４に示すように、左の電磁比例フロープライオリティバルブ５１Ｂの供給接続ポート５１Ｂ１に供給される。左右の電磁比例フロープライオリティバルブ５１Ａ、５１Ｂが作動すると、下側の電磁比例バルブ５１Ａ１、５１Ｂ１をリモコン操作することで優先流量制御が行われる。すなわち、下側の電磁比例バルブ５１Ａ１、５１Ｂ１の供給電流値を増減することにより、上側の電磁比例フロープライオリティバルブ５１Ａ、５１Ｂの流量制御スプールが移動操作される。そして流量制御スプールの移動操作により、一方の電磁比例フロープライオリティバルブ５１Ｂにおいて、優先流取出ポート５１Ｂ２から流出する作動油と、余剰流取出ポート５１Ｂ３から流出する作動油の流量配分が行われる。

同様に、他方の電磁比例フロープライオリティバルブ５１Ａにおいて、優先流取出ポート５１Ａ２から流出する作動油と、下側の余剰流取出ポート５１Ａ３ａから流出する作動油の流量配分が行われる。なお、当該余剰流取出ポート５１Ａ３ａは、電磁比例フロープライオリティバルブ５１Ａの内部において、戻り作動油受入ポート５１Ａ３ｂと接続されている。

両方の優先流取出ポート５１Ａ２、５１Ｂ２から出た作動油は、並列的に、それぞれ、リリーフ弁５２Ａ、５２Ｂ、電磁切換弁５３Ａ、５３Ｂ、パイロットチェックバルブ５４Ａ、５４Ｂを通って、油圧モータ１６Ａ、１６Ｂに供給される。図４は、電磁切換弁５３Ａ、５３Ｂと電磁比例フロープライオリティバルブ５１Ａ、５１Ｂが共にＯＦＦ状態を示している。この状態から、前・後進、左・右旋回、加・減速及び停止ブレーキの各操作は以下のようになされる。

（前進）
図４の状態から両方の電磁比例フロープライオリティバルブ５１Ａ、５１ＢをＯＮ作動して「前進（直進）」制御すると共に、右電磁切換弁５３ＡをＯＦＦのまま左電磁切換弁５３ＢをＯＮ作動する。電磁比例フロープライオリティバルブ５１Ａ、５１Ｂの「前進」制御では、左右の電磁比例フロープライオリティバルブ５１Ａ、５１Ｂの優先流取出ポート５１Ａ２、５１Ｂ２から、作動油が左右均等に吐出される。

左電磁比例フロープライオリティバルブ５１Ｂの優先流取出ポート５１Ｂ２から吐出された作動油は、左リリーフ弁５２Ｂ、左電磁切換弁５３Ｂ、左パイロットチェックバルブ５４Ｂを通って、左油圧モータ１６Ｂの前進ポートに供給される。これにより左油圧モータ１６Ｂが前進回転し、チェーン４６で連動する左前輪１２と左後輪１３を前進回転させる。そして使用後の作動油は左油圧モータ１６Ｂの後進ポートから排出された後、左パイロットチェックバルブ５４Ｂ、左電磁切換弁５３Ｂ、左リリーフ弁５２Ｂ、戻り通路５５、右電磁比例フロープライオリティバルブ５１Ａを経由してオイルタンク２１に戻される。

一方、右電磁比例フロープライオリティバルブ５１Ａの優先流取出ポート５１Ａ２から吐出された作動油は、右リリーフ弁５２Ａ、右電磁切換弁５３Ａ、右パイロットチェックバルブ５４Ａを通って、右油圧モータ１６Ａの前進ポートに供給される。これにより右油圧モータ１６Ａが前進回転し、右前輪１２を前進回転させる。そして使用後の作動油は右油圧モータ１６Ａの後進ポートから排出された後、右パイロットチェックバルブ５４Ａ、右電磁切換弁５３Ａ、右リリーフ弁５２Ａ、右電磁比例フロープライオリティバルブ５１Ａを経由してオイルタンク２１に戻される。このように左右の前輪１２が同じ回転数で前進回転することで移動台車１０が前進（直進）し、同時に草刈刃３８によって地面に生えた雑草が前進しながら刈られる。

（後進）
図４の状態から両方の電磁比例フロープライオリティバルブ５１Ａ、５１ＢをＯＮ作動して「後進」制御すると共に、左電磁切換弁５３ＢをＯＦＦのまま右電磁切換弁５３ＡをＯＮ作動する。電磁比例フロープライオリティバルブ５１Ａ、５１Ｂの「後進」制御では、左右の電磁比例フロープライオリティバルブ５１Ａ、５１Ｂの優先流取出ポート５１Ａ２、５１Ｂ２から、作動油が左右均等に吐出される。

左電磁比例フロープライオリティバルブ５１Ｂの優先流取出ポート５１Ｂ２から吐出された作動油は、左リリーフ弁５２Ｂ、左電磁切換弁５３Ｂ、左パイロットチェックバルブ５４Ｂを通って、左油圧モータ１６Ｂの後進ポートに供給される。これにより左油圧モータ１６Ｂが後進回転し、チェーン４６で連動する左前輪１２と左後輪１３を後進回転させる。そして使用後の作動油は左油圧モータ１６Ｂの前進ポートから排出された後、左パイロットチェックバルブ５４Ｂ、左電磁切換弁５３Ｂ、左リリーフ弁５２Ｂ、戻り通路５５、右電磁比例フロープライオリティバルブ５１Ａを経由してオイルタンク２１に戻される。

一方、右電磁比例フロープライオリティバルブ５１Ａの優先流取出ポート５１Ａ２から吐出された作動油は、右リリーフ弁５２Ａ、右電磁切換弁５３Ａ、右パイロットチェックバルブ５４Ａを通って、右油圧モータ１６Ａの後進ポートに供給される。これにより右油圧モータ１６Ａが後進回転し、チェーン４６で連動する右前輪１２と右後輪１３を後進回転させる。そして使用後の作動油は右油圧モータ１６Ａの前進ポートから排出された後、右パイロットチェックバルブ５４Ａ、右電磁切換弁５３Ａ、右リリーフ弁５２Ａ、右電磁比例フロープライオリティバルブ５１Ａを経由してオイルタンク２１に戻される。このように左右の前輪１２と後輪１３が同じ回転数で後進回転することで移動台車１０が後進（直進）し、同時に草刈刃３８によって地面に生えた雑草が後進しながら刈られる。

（前進右旋回）
前進右旋回する場合、前述した前進状態において、左右の電磁比例フロープライオリティバルブ５１Ａ、５１Ｂの電磁比例バルブ５１Ａ１、５１Ｂ１への供給電流を増減することにより左油圧モータ１６Ｂに供給される作動油を増やし、右油圧モータ１６Ａに供給される作動油を減らす。当該作動油の供給量の差（流量差）により、移動台車１０は進行方向を前進から右方向に変える。

右旋回の旋回半径の大きさは、電磁比例バルブ５１Ａ１、５１Ｂ１への供給電流を増減することにより流量差を変えることにより行う。緩やかに大きな旋回半径で右旋回する場合は流量差を少なくし、急カーブで右旋回する場合は流量差を大きくする。

（前進左旋回）
前進左旋回する場合は前進右旋回と逆の操作、すなわち右油圧モータ１６Ａに供給される作動油を増やし、左油圧モータ１６Ｂに供給される作動油を減らす。

（後進右旋回）
後進右旋回する場合は、前述した後進状態において、右油圧モータ１６Ａに供給される作動油を増やし、左油圧モータ１６Ｂに供給される作動油を減らす。

（後進左旋回）
後進左旋回する場合は、前述した後進状態において、左油圧モータ１６Ｂに供給される作動油を増やし、右油圧モータ１６Ａに供給される作動油を減らす。

（その場旋回）
前・後進せずにその場旋回する場合は、左モータ１６Ｂ前進、右モータ１６Ａ後進、又は左モータ１６Ｂ後進、右モータ１６Ａ前進とする。

（加速と減速）
加速する場合は左右の電磁比例バルブ５１Ａ１、５１Ｂ１の供給電流値を上げ、減速する場合は供給電流値を下げる。

（停止ブレーキ）
停止する場合は、左右の電磁比例フロープライオリティバルブ５１Ａ、５１ＢをＯＦＦにする。これによりパイロットチェックバルブ５４Ａ、５４Ｂが閉じ、左右の油圧モータ１６Ａ、１６Ｂ内の作動油の行き場がなくなり油圧モータ１６Ａ、１６Ｂがロックされる。

油圧モータ１６Ａ、１６Ｂがロックされると、当該モータにチェーン４６で連結された前後輪がすべてロックされる。したがって、移動台車１０を傾斜地で停止させると同時に油圧モータ１６Ａ、１６Ｂ及び前後輪にロックが掛かり、移動台車１０が傾斜地の低い方向に向かって自走するのを確実に防止することができる。

（前進・後進の繰り返しで草刈効率大幅アップ）
本実施形態の移動台車１０は、前進と後進の両方で草刈刃３８による草刈が可能であるから、従来のように移動台車１０を前進のみで草刈し、圃場の端まで来ると移動台車１０を旋回させて折り返す作業に比べて、草刈効率が大幅アップする。例えば長方形の圃場において草刈作業をする場合、本実施形態の移動台車１０では前進から後進に切り替え、また後進から前進に切り替える際に、移動台車１０を斜め移動することで次列へ移動する。したがって本実施形態の移動台車１０は旋回操作が不要であり、作業時間の大幅短縮と、旋回による車輪跡の圃場荒れ防止を図れる利点がある。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく、種々の変形が可能である。例えば前記実施形態では、油圧ポンプ１５から吐出された作動油を図４のように左の電磁比例フロープライオリティバルブ５１Ｂの供給接続ポート５１Ｂ１に供給したが、これを左右反対に入替えてもよい。すなわち油圧ポンプ１５から吐出された作動油を右の電磁比例フロープライオリティバルブ５１Ａの供給接続ポート５１Ａ１に供給し、右の電磁比例フロープライオリティバルブ５１Ａの余剰流取出ポート５１Ａ３を左の電磁比例フロープライオリティバルブ５１Ｂの供給接続ポート５１Ｂ１に接続する。

また余剰流取出ポート５１Ｂ３はオイルタンク２１に接続する。そして右の電磁比例フロープライオリティバルブ５１Ａの上側の戻り作動油受入ポート５１Ａ３ｂを閉塞し、代わりに左の電磁比例フロープライオリティバルブ５１Ｂに同様の戻り作動油受入ポートを設ける。なお、戻り作動油は電磁比例フロープライオリティバルブ５１Ａ、５１Ｂを経由せずに直接オイルタンク２１に戻してもよい。

また前記実施形態は傾斜地での走行性を高めるために前後輪をすべて駆動する構成にしたが、移動台車を主として平地や緩やかな傾斜地でのみ使用する場合は、前輪又は後輪のみを駆動する構成も可能である。

１０：移動台車 １１：車台
１２：前輪 １３：後輪
１４：原動機 １４ａ：燃料タンク
１５：油圧ポンプ １６Ａ、１６Ｂ：油圧モータ
１７：バッテリー １８：受信機
１９：送信機 ２０：オイルクーラー
２１：オイルタンク ３１：駆動プーリ
３２：従動プーリ ３３：チェーン
３４：ギアボックス ３５：回転軸
３６：回転軸 ３７：回転円板
３７ａ：支軸 ３８：草刈刃
４０Ａ、４０Ｂ：回転軸 ４１：駆動スプロケット
４２、４５：従動スプロケット ４３、４４：車軸
４６：チェーン ５０：ゴム製垂れ板
５１Ａ、５１Ｂ：電磁比例フロープライオリティバルブ
５１Ａ１、５１Ｂ１：供給接続ポート ５１Ａ２、５１Ｂ２：優先流取出ポート
５１Ａ３、５１Ｂ３：余剰流取出ポート ５１Ａ３ａ：余剰流取出ポート
５１Ａ３ｂ：戻り作動油受入ポート ５２Ａ、５２Ｂ：リリーフ弁
５３Ａ、５３Ｂ：電磁切換弁 ５４Ａ、５４Ｂ：パイロットチェックバルブ
５５：戻り通路

Claims (1)

1. 前後左右に車輪を備えた車台に原動機と当該原動機で駆動される走行用油圧ポンプを搭載してなる移動台車において、
   左右の車輪の車軸にそれぞれ連結された左右の油圧モータと、
   前記左右の油圧モータに接続された左右のパイロットチェックバルブと、
   前記左右のパイロットチェックバルブに接続された左右の電磁切換弁と、
   前記左右の電磁切換弁に接続された左右のリリーフ弁と、及び
   前記左右のリリーフ弁に接続された左右の電磁比例フロープライオリティバルブとを、並列に配置し、
   前記左右の電磁比例フロープライオリティバルブの一方の供給接続ポートを前記走行用油圧ポンプに接続すると共に、当該一方の電磁比例フロープライオリティバルブの余剰流取出ポートを他方の電磁比例フロープライオリティバルブの供給接続ポートに接続し、
   前記左右の電磁比例フロープライオリティバルブの各優先流取出ポートを、前記左右のリリーフ弁、前記左右の電磁切換弁及び前記左右のパイロットチェックバルブを介して前記左右の油圧モータに接続し、
   リモコンによる前記左右の電磁切換弁のＯＮ・ＯＦＦ操作と、前記リモコンによる前記左右の電磁比例フロープライオリティバルブの優先流量制御により、前・後進、左・右旋回、その場旋回、加・減速及び停止ブレーキの各操作を可能にしたことを特徴とする移動台車。

Images