JPH04321429A - ホイールローダの駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、建設機械として土砂等
を押土、削土、運土作業するホイールローダにおいて、
低、中速域の車輪駆動力と共に作業能率等を増大する駆
動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のホイールローダの駆動装
置は、ディーゼルエンジンが複数段の変速機や終減速機
を介し車輪側に動力伝達するように連結して構成され、
車体の前方にブレードが取付けられている。そして、デ
ィーゼルエンジンの動力による車輪の駆動力で走行しな
がらブレードで土砂等を押して、押土等の作業を行うよ
うになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のホイールローダの駆動装置にあっては、動力源がデ
ィーゼルエンジンのみであるから、車輪駆動力と共に押
土等の作業量、作業効率がディーゼルエンジンのトルク
特性に依存し、低、中速域のエンジントルクの比較的小
さい領域では、作業能率も低くなる。更に、ホイールロ
ーダは押土等の作業の際の加速、減速の使い方が激しく
て、低、中速域のエンジンのトルクアップが要求される
。そこで、ターボチャージャ等を装着してエンジントル
クを全体的に増大する傾向にあるが、これによるとエン
ジンの低回転域のエンジントルクが著しく低下し、且つ
低速からのレスポンスが悪化する問題がある。

【０００４】本発明は、このような問題点に鑑みてなさ
れたものであってその目的は、エンジンの全回転域、特
に低回転域の出力トルクを増大させ、低、中速域の車輪
駆動力、押土等の作業能率を向上することができるホイ
ールローダの駆動装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
、この発明は、ホイールローダのエンジンの駆動系のフ
ライホイールに、少なくともバッテリ電源により電動機
として作動して補助駆動し且つリターダ制御装置も出来
る誘導機を設けることを主要な特徴とする。そして、エ
ンジンの低、中速域等の運転条件でバッテリ電源を用い
た電動機として作動する誘導機を作動させ、エンジン動
力を更に補助駆動して車輪の駆動力、押土等の作業能率
を向上する。

【０００６】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づき説明
する。図１は本発明のホイールローダの駆動装置を示す
側面図であり、ホイールローダ１　は大きいタイヤ径の
車輪２　を有する走行可能な車体３　に運転席４　が設
けられ、この運転席４　に操向ハンドル５　等が設けら
れている。また、車体３　の前方の低い位置には、押土
等の作業を行うブレード６　がアーム７　を介して取付
けられる。車体３　の内部にはディーゼルエンジン１０
が搭載され、このディーゼルエンジン１０がフライホイ
ール１１のクラッチ１２、変速機１３以降に連結されて
いる。

【０００７】また、ディーゼルエンジン１０の低、中速
域において車輪の駆動力を増大するため、電気的駆動手
段が付加されている。この電気的駆動装置は既に本件出
願人により提案されているリターダ制御装置２０におい
て、発電機及び電動機として作動する誘導機２１である
。そして、この誘導機２１が上記フライホイール１１に
装着され、ディーゼルエンジン１０の低、中速域の運転
条件で電気エネルギにより電動機として作動し、駆動力
を補助するようになっている。

【０００８】図２はホイールローダ駆動系を詳細に示す
構成図であり、ディーゼルエンジン１０のクランク軸１
０ａ　の端部に設けられるフライホイール１１がクラッ
チ１２、入力軸１４を介して変速機１３に連結され、変
速機１３の出力軸１５が終減速機１６を有するディファ
レンシャル装置１７に連結される。そして、ディファレ
ンシャル装置１７から左右の車軸１８を介し車輪２　に
連結して伝動構成される。

【０００９】リターダ制御装置２０において、誘導機２
１はフライホイール１１にロータ側のコア、コイルから
成る回転子部２１ａ　が設けられ、フライホイールハウ
ジング１１’　にステータ側のコア、コイルから成る固
定子部２１ｂ　が設けられる。そして、これらの回転子
部２１ａ　と固定子部２１ｂ　が径方向に近接対向して
配置され、回転子部２１ａ　に対して固定子部２１ｂ　
の回転磁界を進ませることにより電動機として作動し、
逆に遅らせることにより発電機として作動するように構
成される。

【００１０】誘導機２１はインバータ回路２２を介して
バッテリ２３に接続され、このバッテリの回路に充電回
路２４と放電回路２５が接続される。また、ディーゼル
エンジン１０の運転状態を検出するため、エンジン回転
センサ２６とアクセル開度センサ２７を有し、これらの
センサ２６，２７　のエンジン回転数とアクセル開度の
信号は補助駆動力設定回路２８に入力する。更に誘導機
２１はスタータモータとしても利用できることから、ス
タータスイッチ２９の信号も補助駆動力設定回路２８に
入力する。補助駆動力設定回路２８は、スタータスイッ
チ２９の信号によりエンジン始動を判断し、エンジン回
転数とアクセル開度の関係によりエンジン運転状態を判
断する。そして、特にエンジン回転数が比較的低くてア
クセル開度の大きい低、中速域の運転条件の場合は、大
きい補助駆動力を設定するのであり、この補助駆動力の
信号は放電回路２５と回転磁界進み回路３０に入力する
。放電回路２５はバッテリ２３の高電圧を誘導機２１に
印加し、回転磁界進み回路３０はエンジン回転数に対し
て補助駆動力に応じ所定量進んだ回転磁界の周波数信号
を生じ、この周波数信号をインバータ回路２２に出力す
る。

【００１１】一方、補助駆動以外の運転条件では誘導機
２１により自らバッテリ２３に電気エネルギを充電する
ため、エンジン回転数とアクセル開度の信号が入力する
発電モード設定回路３１を有する。発電モード設定回路
は高速走行や減速時を判断して発電可能な制動力を設定
するのであり、この制動力の信号は充電回路２４と回転
磁界遅れ回路３２に入力する。充電回路２４はバッテリ
２３に充電することが可能な電圧に定め、回転磁界遅れ
回路３２はエンジン回転数に対して制動力に応じ所定量
遅れた回転磁界の周波数信号を生じてインバータ回路２
２に出力するように構成される。

【００１２】次に、この実施例の動作について説明する
。先ず、ホイールローダ１　の作業の際に、作業者が運
転席４　に乗ってディーゼルエンジン１０を運転し、ク
ラッチ１２を接続し、変速機１３を所定の変速段にシフ
トすることで、エンジン動力が変速機１３と終減速機１
６で変速されてディファレンシャル装置１７を介し左右
の車輪２　に伝達する。そして、その車輪２　に走行の
みならず、土砂等を強力に押すことが可能な駆動力を生
じる。そこで、前方のブレード６　を土砂に当てホイー
ルローダ１　をアクセルの踏込みで加速走行することで
、車輪駆動力により土砂の押土等の作業が行われること
になる。

【００１３】上記ホイールローダ１　による押土作業の
際に、リターダ制御装置２０の補助駆動力設定回路２８
と発電モード設定回路３１においてエンジン運転状態が
判断されている。そして、押土開始のような低、中速域
の加速時には、補助駆動力設定回路２８により大きい補
助駆動力が設定され、この補助駆動力信号が出力する。 そこで、放電回路２５によりバッテリ２３から高電圧が
誘導機２１に印加され、同時に回転磁界進み回路３０か
ら所定の進みの周波数信号がインバータ回路２２に入力
し、誘導機２１の固定子部２１ｂ　に回転子部２１ａ　
に対して進んだ回転磁界を生じるようになる。このため
、誘導機２１は一時的に強力な電動機として作動し、上
記ディーゼルエンジン１０の駆動系を補助駆動するので
あり、こうして車輪２　の駆動力は図３の実線のエンジ
ントルクによるものに対して破線のように増大され、全
体としてフラットな車輪駆動力特性になる。従って、押
土作業の際には初期の段階から大きい車輪駆動力を生じ
て作業能率等が向上することになり、この場合のディー
ゼルエンジン１０のトルクは同一であるから、排気ガス
の排出の増大が効果的に防止されることになる。

【００１４】一方、上記ホイールローダ１　の走行時に
おいて、実質的に押土作業しない減速や高速時には、発
電モード設定回路３１から制動力信号が出力する。そし
て、回転磁界遅れ回路３２から所定の遅れの周波数信号
がインバータ回路２２に入力し、誘導機２１の固定子部
２１ｂ　に回転子部２１ａ　に対して遅れた回転磁界を
生じるようになる。 そこでこの場合は、誘導機２１が発電機として作動して
エンジン駆動系の機械エネルギにより発電し、この電気
エネルギがインバータ回路２２で直流に変換され、充電
回路２４で電圧調整してバッテリ２３に充電される。こ
うして、ホイールローダ１　の作業中の加減速等の際に
、バッテリ２３の充電とそのバッテリ電源を用いた補助
駆動が繰り返し行われ、バッテリ２３の過放電を生じる
こと無く、常に上述の補助駆動を使用してその効果を得
ることが可能になる。

【００１５】以上、本発明の実施例について説明したが
、これのみに限定されない。

【００１６】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明は、ホイ
ールローダの駆動装置において、エンジンの駆動系にバ
ッテリ電源により電動機として作動するリターダ制御装
置の誘導機が設けられるので、この誘導機によりエンジ
ン動力を補助駆動して車輪駆動力をフラット化し、作業
能率等を向上することができる。また、エンジントルク
を抑えて運転することができるので、特にディーゼルエ
ンジンの排気ガスの黒煙等の排出を低減することが可能
になる。誘導機は電動機として作動すると共に発電機と
しても作動するので、バッテリには自ら充電することが
できる。エンジンの運転状態により誘導機が自動的に電
動機または発電機として作動するように制御されるので
、バッテリの過放電を防止して、補助駆動の効果を長期
間得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるホイールローダの駆動装置の実施
例の側面図である。

【図２】同詳細に示す構成図である。

【図３】車輪の駆動力特性を示す図である。

【図４】エンジンのトルク特性図である。

【符号の説明】 １　　　ホイールローダ ３　　　車体 ６　　　ブレード １０　　ディーゼルエンジン １１　　フライホイール ２０　　リターダ制御装置 ２１　　誘導機

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　前方にブレードを有する車体に搭載さ
   れるエンジンから、車輪に動力伝達する駆動系を備えた
   ホイールローダの駆動装置において、上記エンジンの駆
   動系のフライホイールに、少なくともバッテリ電源によ
   り電動機として作動して補助駆動するリターダ制御装置
   の誘導機を設けることを特徴とするホイールローダの駆
   動装置。
2. 【請求項２】　　上記リターダ制御装置は、エンジンの
   低、中速域運転条件でバッテリの電圧を誘導機に印加し
   且つ誘導機に進んだ回転磁界を生じ、上記以外の運転条
   件では誘導機に遅れた回転磁界を生じ且つ発電された電
   気エネルギをバッテリに充電するように構成されること
   を特徴とする請求項１記載のホイールローダの駆動装置
   。