JPS62137282A - ４自由度型連結構造をもつ連結車両 - 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】 （発明の利用分野） 本発明は、主に林業用等の多用途車両として使用され、
不整地において優れた走行性を示す連結車両に関するも
のである。

（発明の背景） 従来より不整地の走行性や運搬性を向上させる可能性を
もった車両として、連結車両の研究が種々なされている
。

例えば、渡辺氏等は、前後車両をユニバーサルジヨイン
トで連結した小型模型車両を用いて、関節部に強制的に
角度を与えて操舵する関節式装軌車両の平面運動につい
ての運動方程式を銹導し、数値解析によって、その応答
性を検討するとともに、水平平坦な堅固路面においての
定常旋回試験やＡ渡操舵試験を行って旋回半径、スプロ
ケットトルク、関節部の操舵力等を計測し、理論モデル
を用いた数値解析結果と比較検討を行っている（自動車
技術会論文集。

Ｎｏ　２６．１９８３、ＮＯ２７，１９８３）　、　　
しかしこれらは関節式装軌車両の運動特性を一般的に説
明する数学モデルの確立のために、理論解析を、小型模
型実験によって確認しようとしたものであり、その連結
部は実機形の車両に適用できる一般性を持つものではな
い。

また伊藤氏等は、前後車両を左右２木の油圧シリンダと
一個のユニバーサルジヨイントにより連結し、油圧シリ
ンダの並列動作が車両のピッチ方向、独立動作が車両ヨ
一方向の動作を受は持つ多用途農用車両を試作して種々
実験を行ない、車両の各種姿勢について論じている（三
重大学農学部学術報告、　　Ｎｏ　５４．１９７７）。

しかしこの場合もロール方向ならびに上下方向の２方向
の動作を受は持つ機構をもたない車両であるため、凹凸
の大きな不整地での走行性は十分改良されたものとはな
っていない。

以上のように、これまでに提案されている連結構造をも
つ車両は、機構上からみると、凹凸のある不整地を実際
に走行するには多くの問題があり、未だ実用に供しうる
車両はみられていないのが現状である。

（発明の目的） 本発明は以上のような現状に鑑みてなされたものであり
、その目的は、凹凸のある不整地の走行に適当するよう
に連結された連結構造をもつ車両を提供するところにあ
る。

（発明の概要〉 而してかかる目的を実現するためになされた本発明より
なる４自由度型連結構造をもつ連結車両の特徴は、それ
ぞれ動力装置を備えた前後一対のスッキドステアリング
方式の履帯型（クローラ型）車両を、前後、左右および
垂直の各方向を夫々ｘ、ｙ、ｚ軸としたときに、Ｘ軸方
向の相対移動とＸ軸方向の相対移動を拘束し、かつＸ軸
方向の相対移動および各ｘ、ｙ、ｚ軸の軸回りの回転を
許容する連結装置により連結し、更に当該連結装置には
、前後車両を前記Ｚ軸回りに相対的に回転駆動させる駆
動手段を連結したところにある。

前記した４自由度型の連結装置は、例えば、互いに軸回
り回転可能でかつその軸方向の駆動が拘束された一対の
軸体を、その軸方向を前記Ｘ軸（ローリング軸）方向に
一致させ、その一方である前側軸体の前端を前車両の後
部にｙ軸（ピッチ軸）回り回転可能に連結し、また他方
である後側軸体の後端を後車両の前部に同じくｙ軸（ピ
ッチ軸）回り回転可能に連結し、更にこれらｙ軸回り回
転可能ジヨイント部分のいずれか一方については、２軸
（ヨーイング軸）回りの回転を可能とさせる（すなわち
この連結部は、ｘ、ｙ、ｚ軸の回転を許容したユニバー
サルジヨイントを構成することになる）ことによって構
成することができる。

前記Ｘ軸方向をなす一対の軸体の軸回り回転許容により
、前後車両の間のローリングは許容され、またｙ軸回り
の回転許容により前後車両のピッチングが許容されるこ
とになる。

更に一対の軸体夫々の両端部における２組のｙ軸回り回
転許容の構造により、前後車両の上下変容すなわちヒー
ビングが許容される。

また前記いずれか一方の連結部がユニバーサルジヨイン
トとされていることにより、前後車両の旋回すなわちヨ
ーイングが許容され、以上の各自由度により前記４自由
度が与えられることになる。

またこの４自由度型連結装置に付設連結するＺ軸（ヨー
イング軸）回りの回転駆動手段は、前記ユニバーサルジ
ヨイントに対しｙ軸方向に離間した位置で対向し、かつ
前記軸体から延出された延出端部の先端に設けられた第
２のユニバーサルジヨイントと、車両側のピンジヨイン
トとの間に、両端が連結された複動油圧シリンダ装置を
設けることで構成される。

（発明の実施例） 以下本発明を図面に示す実施例に基すいて説明する。

図面に示す本実施例は、操舵方法と運動が装軌車両と類
似している８輪駆動の農作業車を２台連結した連結車両
を例として示したものである。

これらの図において、１は前車両、２は後車両、３は４
自由度型の連結装置、４は前後車両をヨーイング駆動さ
せる駆動装置としての複動油圧シリンダ装置をそれぞれ
示している。

第２図および第３図は、前記連結装置と複動油圧シリン
ダ装置の詳細を拡大して示した図であり、本例における
連結装置は次のように構成されている。

すなわち、当該連結装置は、車両の前後、左右および上
下の方向を夫々ｘ、ｙ、ｚの軸方向としたときに、Ｘ軸
回り（すなわちピッチング軸回り）についてはその回転
が許容され、かつ同Ｘ軸方向の移動については拘束され
た関係で互いに嵌合した一対の軸体２１，２２　（以下
一方の軸体を前側軸体、他方の軸体を後側軸体と称する
ものとし、その嵌合部をＡとする）を有し、当該一方の
軸体２１は、その前端部が、前車両の後部固定突起部１
ａに対し、Ｘ軸およびＺ軸夫々に回転自在のユニバーサ
ルジヨイントＢにより連結されている。また他方の軸体
２２は、その中間部から水平な面内で二股状に後方に延
設された左右の腕部２２ａ、２２ａの後端で、後車両に
対し、Ｘ軸回りの回転を自在とするピンジヨイントＣに
より連結されている。

以上の各Ａ、Ｂ、Ｃのジヨイントにより、本例の連結装
置は、前後車両の間の相対的なローリングはジヨイント
Ａにより許容され、相対的なピッチングはジヨイントＢ
またはＣにより許容され、また相対的なヨーイングはジ
ヨイントＢによりそれぞれ許容されるものとなり、更に
前後車両の上下変りすなわち上下の平行駆動であるヒー
ビングは、ジヨイントＢおよびＣの協働によって許容さ
れることとなって、前記した４自由度が保証されること
になる。また引っ張り、抑圧の力の伝達、および左右方
向のズレ力は前記各ジヨイントによって拘束される。

また前記前側軸対２１には、水平面内でｙ軸方向に延設
された延設腕部２１ａが設けられ、この延設腕部の先端
と前車両の間に、水平な面内で両端がユニバーサルジヨ
イントＤ、およびピンジヨイントＥにて連結された複動
油圧シリンダ装置４をもつようになっている。

第４図は、かかる複動油圧シリンダ装置に接続された油
圧回路の構成概要を示し、図中４１は油圧ポンプ、４２
は当該ポンプ駆動源としてのエンジン、４３は油槽、４
４はフィルタ、４５は３モードの切換ポジションをもつ
流路切換弁であり、前記油圧ポンプ４１からの圧油を複
動油圧シリンダ装置４に伝えて、この複動油圧シリンダ
装置４を伸張させるＣポジション、短縮させるＣポジシ
ョン、軸方向の長さをそのままに保つｂポジションの間
を操作レバー４６によって切換できるようになっている
。なお４７および４８はリリーフ弁である。

前記において、複動油圧シリンダ装置の伸張は連結車両
の左旋回を意味し、また短縮は連結車両の右旋回を意味
する。

以上のように構成された連結車両により、実際の林地に
おける走行試験を行なって、その効果を確認した。試験
は、茨城県多賀郡十王町の林業試験場高萩試験地の混林
施業試験地（面積約６．３ｈａ）において行なった。

第５図は、走行路での幕−車両と前記連結車両のピッチ
方向の傾斜角の出現頻度を比較したものであり、図から
明らかなように、単一車両では一１６度〜＋１７度の範
囲に出現傾斜角が分布しているのに対し、前記連結車両
では一１２度〜＋１１度にそれが分布して、現われる傾
斜角すなわちピッチ角が小さいことが理解される。つま
り連結車両では、凹凸のある不整地でも上下動が少なく
、車両の姿勢安定性が高く得られることが確認された。

また第６図は車両の振動を比較して示したものであり、
この図から明らかなように前記連結車両においては、ど
の周波数域においても振動加速度レベルが低くなってい
ることが解り、乗心地性も優れていることが解る。

さらに本例の連結車両においては、単一車両では乗り越
え不能な凹凸路面も、連結装置を介した前車両または後
車両からの推進力の伝達によって好適に乗り越えできる
という利点があることが、登板試験、障害物乗り越し試
験、けん引試験等々の各種試験によって確認されている
。

（発明の効果） 本発明によれば、４自由度型の連結装置によって林地等
の大きな凹凸のある不整地においても、従来にない走行
性、姿勢安定性、更には前後車両の連結による相互のピ
ッチ運動の打消しあいによる乗り心地性の向上環が得ら
れ、その有用性は極めて大なるものがある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を説明するためのものであり、
第１図は連結車両の概要を示す側面図、第２図は連結装
置の拡大平面図、第３図は同側面図、第４図は複動油圧
シリンダ装置に接続された油圧回路の概要説明図、第５
図はピッチ方向傾斜角の出現頻度を単一車両と比較した
試験の結果を示した図、第６図は同じく車両の　　−振
動を比較して示した図である。 １：前車両　　　　２：後車両 ３：連結装置 ４：複動油圧シリンダ装置 ２１：前側軸体　　　２１ａ：延設腕部２２：後側軸体
　　　２２ａ：腕部 ４１：油圧ポンプ　　４２：エンジン ４３：油Ｍ　　　　　４４：フィルタ ４５：流路切換弁　　４６：操作レバー４７　．４８　
　：リリーフ弁

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）それぞれ動力装置を備えた前後一対のスッキドス
   テアリング方式の履帯型車両を、前後、左右および垂直
   の各方向を夫々ｘ、ｙ、２軸としたときに、ｘ軸方向の
   相対移動とｙ軸方向の相対移動を拘束し、かつｚ軸方向
   の相対移動および各ｘ、ｙ、ｚ軸の軸回り回転を許容す
   る連結装置により連結し、更に当該連結装置には、前後
   車両を前記ｚ軸回りに相対的に回転駆動させる駆動手段
   を連結したことを特徴とする４自由度型連結構造をもつ
   連結車両。
2. （２）前記連結装置は、ｘ軸方向の相対移動が拘束され
   ると共にｘ軸回りの回転が許容されて相互に嵌合された
   前側軸対と後側軸対からなる一対の嵌合軸体を有し、当
   該前側軸体の前端は前車両に対しｙ軸回りの回転を許容
   してピンジョイントされ、後側軸体の後端は後車両に対
   しｙ軸回りの回転を許容してピンジョイントされ、更に
   これらピンジョイントのいずれか一方は、ｚ軸回りの回
   転を許容したピン連結を付加してかつユニバーサルジョ
   イントとしたことを特徴とする特許請求の範囲第（１）
   項に記載した４自由度型連結構造をもつ連結車両
3. （３）前記駆動手段は、ユニバーサルジョイントにより
   相互に連結された前記一方の軸体と車両との間において
   、一端が、当該一方の軸体からｙ軸方向に延出した延設
   部の先端に、前記ユニバーサルジョイントとｙ軸を一致
   して設けられたｙ、ｚ軸回転許容の第２のユニバーサル
   ジョイントを介して連結され、かつ他端は、前記車両に
   ｚ軸回転許容のピジョイントを介して連結された複動油
   圧シリンダ装置からなることを特徴とする特許請求の範
   囲第（２）項に記載の４自由度型連結構造をもつ連結車
   両