WO2019059028A1

WO2019059028A1 - 作業車両

Info

Publication number: WO2019059028A1
Application number: PCT/JP2018/033501
Authority: WO
Inventors: 松山　伸生; 慎太郎小林
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2017-09-21
Filing date: 2018-09-10
Publication date: 2019-03-28
Anticipated expiration: 2020-03-21
Also published as: JP6946131B2; JP2019055665A; US20210140139A1; CN110494317A

Abstract

モータグレーダ（１）は、リヤフレーム（１２）と、リヤフレーム（１２）に回動可能に連結されるフロントフレーム（１１）と、フロントフレーム（１１）に取り付けられる作業機（４０）と、フロントフレーム（１１）に配置されるモータ（８０）と、モータ（８０）に接続される差動装置（９０）と、差動装置（９０）に接続される左右のドライブシャフト（１００ａ，１０１ａ）とを備える。モータ（８０）は、作業機（４０）の前方に配置される。

Description

作業車両

　本発明は、作業車両に関する。

　従来、左右の後輪を駆動させる後輪駆動装置と、左右の前輪を駆動させる前輪駆動装置とを備えた全輪駆動方式のモータグレーダが知られている。特許文献１では、エンジンの出力を２つのポンプに伝達し、これら２つのポンプから供給される作動油で回転する２つのモータによって左右の前輪それぞれを駆動させる前輪駆動装置が提案されている。２つのモータは、左右の前輪それぞれのホイール内に配置される。

米国特許第６４９１６００号明細書

　しかしながら、特許文献１に記載の前輪駆動装置では、２つのモータを駆動させるための２つのポンプを設ける必要があるため、車載レイアウトが複雑になってしまう。

　本発明は、上述の状況に鑑みてなされたものであり、前輪駆動装置を簡素化可能な作業車両の提供を目的とする。

　本発明に係る作業車両は、リヤフレームと、リヤフレームに回動可能に取り付けられたフロントフレームと、フロントフレームに取り付けられた作業機と、フロントフレームに配置されたモータと、モータに駆動連結された差動装置と、差動装置に接続されたドライブシャフトとを備える。モータは、作業機の前方に配置される。

　本発明によれば、前輪駆動装置を簡素化可能な作業車両を提供することができる。

モータグレーダの側面図モータグレーダの上面図図２のＡ－Ａ断面図右前輪支持機構の構成を示す上面図右前輪支持機構の構成を示す正面図モータグレーダの前輪駆動装置の構成を示すブロック図

　（モータグレーダ１の全体構成）
　図１は、モータグレーダ１の側面図である。図２は、モータグレーダ１の上面図である。図３は、図２のＡ－Ａ断面図である。以下の説明において、「上」「下」「左」「右」「前」「後」は、運転席に着座したオペレータから見た方向を基準とする用語である。

　モータグレーダ１は、全輪が駆動される全輪駆動車両である。モータグレーダ１は、フレーム１０と、左右の前輪２０，２１と、片側二輪ずつ左右の後輪３０，３１，３２，３３と、作業機４０と、キャブ５０と、エンジン６０と、油圧ポンプ７０と、モータ８０と、差動装置９０と、左右の前輪支持機構１００，１０１とを備える。

　フレーム１０は、フロントフレーム１１とリヤフレーム１２とによって構成される。フロントフレーム１１は、リヤフレーム１２の前方に配置される。フロントフレーム１１は、リヤフレーム１２に連結される。フロントフレーム１１は、リヤフレーム１２に対して左右に回動可能である。フロントフレーム１１は、左右の前輪２０，２１によって支持される。フロントフレーム１１は、作業機４０を支持する。フロントフレーム１１は、前後方向に延びるビーム部１１ａを有する。ビーム部１１ａの前方端には、モータ８０及び差動装置９０が配置される。リヤフレーム１２は、左右の後輪３０，３１，３２，３３によって支持される。リヤフレーム１２には、キャブ５０、エンジン６０及び油圧ポンプ７０が配置される。

　作業機４０は、フロントフレーム１１に取り付けられる。作業機４０は、フロントフレーム１１の下方に配置される。作業機４０は、前後方向において、左右の前輪２０，２１と左右の後輪３０，３１，３２，３３との間に配置される。作業機４０は、ドローバ４１、ブレード４２、ブレード旋回装置４３、リフタブラケット４４、左右のリフトシリンダ４５，４６及びシフトシリンダ４７を備える。

　ドローバ４１は、上下左右揺動可能にフロントフレーム１１の前端部に連結される。ブレード４２は、ブレード旋回装置４３に支持される。ブレード旋回装置４３は、ドローバ４１の後端部に取り付けられる。ブレード旋回装置４３は、サークル４３ａ及びサークル回転機４３ｂを有する。サークル４３ａは、ドローバ４１の後端部に回転可能に支持される。サークル４３ａは、ブレード４２を支持する。サークル回転機４３ｂは、油圧によってサークル４３ａを回転駆動させる。

　リフタブラケット４４は、フレーム１０（具体的には、フロントフレーム１１）に固定される。リフタブラケット４４には、左右のリフトシリンダ４５，４６とシフトシリンダ４７とが連結される。

　左右のリフトシリンダ４５，４６は、ドローバ４１とリフタブラケット４４に連結される。左右のリフトシリンダ４５，４６は、伸縮することによってドローバ４１を上下揺動させる。シフトシリンダ４７は、ドローバ４１とリフタブラケット４４とに連結される。シフトシリンダ４７は、伸縮することによってドローバ４１を左右揺動させる。

　キャブ５０は、フレーム１０上に載置される。キャブ５０には、運転席や操作装置などが配置される。エンジン６０は、リヤフレーム１２上に載置される。エンジン６０には、図示しない後輪駆動装置（トルクコンバータ、変速機、終減速装置及びタンデム装置など）が接続されており、後輪駆動装置を介して左右の後輪３０，３１，３２，３３が駆動される。エンジン６０には、油圧ポンプ７０が接続される。油圧ポンプ７０は、エンジン６０によって駆動される。油圧ポンプ７０は、モータ８０に作動油を供給する。油圧ポンプ７０としては、例えば斜板式あるいは斜軸式の油圧ポンプを用いることができる。

　モータ８０は、図３に示すように、フロントフレーム１１の先端部内に収容される。モータ８０は、差動装置９０を収容するアクスルサポート９５上に固定される。ただし、モータ８０は、フロントフレーム１１の外に配置されていてもよいし、アクスルサポート９５から離れた位置に配置されていてもよい。

　モータ８０は、図示しない作動油配管を介して油圧ポンプ７０に接続される。モータ８０は、油圧ポンプ７０から供給される作動油によって駆動する油圧モータである。モータ８０としては、例えばラジアルピストン式油圧モータを用いることができるが、これに限られるものではない。

　ここで、モータグレーダ１が左右いずれかに旋回する場合、内輪差の関係で前輪２０，２１の旋回半径が後輪３０，３１，３２，３３の旋回半径よりも大きくなるため、前輪２０，２１を後輪３０，３１，３２，３３よりも速く回転させる必要がある。そこで、前輪２０，２１を後輪３０，３１，３２，３３よりも速く回転させることによって、モータグレーダ１をスムーズに旋回させるためにモータ８０が設けられている。

　モータ８０は、図１及び図２に示すように、作業機４０の前方に配置される。具体的には、モータ８０は、作業機４０を構成するドローバ４１、ブレード４２、ブレード旋回装置４３、リフタブラケット４４、左右のリフトシリンダ４５，４６及びシフトシリンダ４７それぞれよりも前方に配置されている。モータ８０は、図２に示すように、その一部がフロントフレーム１１のビーム部１１ａと重なるように配置されている。

　差動装置９０は、図３に示すように、アクスルサポート９５内に収容される。アクスルサポート９５は、差動装置９０の差動中心を基準として左右揺動可能にフロントフレーム１１に取り付けられる。差動装置９０は、モータ８０に駆動連結されている。差動装置９０は、モータ８０によって駆動される。

　ここで、モータグレーダ１が左右いずれかに旋回する場合、内輪差の関係で前輪２１，２２のうち外輪の旋回半径が内輪の旋回半径よりも大きくなるため、外輪を内輪よりも速く回転させる必要がある。そこで、外輪を内輪よりも速く回転させることによって、モータグレーダ１をスムーズに旋回させるために差動装置９０が設けられている。

　差動装置９０は、図１及び図２に示すように、作業機４０の前方に配置される。具体的には、差動装置９０は、作業機４０を構成するドローバ４１、ブレード４２、ブレード旋回装置４３、リフタブラケット４４、左右のリフトシリンダ４５，４６及びシフトシリンダ４７それぞれよりも前方に配置されている。差動装置９０は、図２に示すように、その一部がフロントフレーム１１のビーム部１１ａと重なるように配置されている。

　本実施形態において、差動装置９０は、モータ８０の下方に配置されているが、これに限られるものではない。差動装置９０は、上下方向においてモータ８０と同等の位置に配置されていてもよいし、モータ８０の上方に配置されていてもよい。差動装置９０は、前後方向においてモータ８０よりも前方に配置されていてもよいし、モータ８０よりも後方に配置されていてもよい。

　左右の前輪支持機構１００，１０１は、アクスルサポート９５の左右に接続される。左右の前輪支持機構１００，１０１それぞれの構成は同じであるため、以下、左前輪支持機構１００の構成について主に説明する。

　図４は、左前輪支持機構１００の構成を示す上面図である。図５は、左前輪支持機構１００の構成を示す正面図である。図５では、内部構造の断面が部分的に示されている。

　左前輪支持機構１００は、左ドライブシャフト１００ａ、左等速ジョイント１００ｂ、左ステアリングシリンダ１００ｃ、タイロッド１００ｄ、左リーニングシリンダ１００ｅ、左リーンハウジング１００ｈ、及び左ハブキャリア１００ｉを有する。

　左ドライブシャフト１００ａは、差動装置９０から左ホイール２０ａに向かって延びる。左ドライブシャフト１００ａは、差動装置９０と左等速ジョイント１００ｂとに連結される。左ドライブシャフト１００ａは、アクスルサポート９５内に挿通される。なお、差動装置９０を挟んで左ドライブシャフト１００ａの反対側には、右ドライブシャフト１０１ａが連結されている。

　左等速ジョイント１００ｂは、ハブキャリア１００ｉ内に配置される。左等速ジョイント１００ｂは、連結軸１００ｆを有する。連結軸１００ｆは、ホイールハブ１００ｇに連結される。ホイールハブ１００ｇは、左前輪２０が取り付けられるホイール２０ａ内に配置される。左等速ジョイント１００ｂは、上下方向に平行なステアリング軸ＡＸ１を中心として、左ドライブシャフト１００ａに対して揺動可能である。左等速ジョイント１００ｂは、前後方向に平行なリーニング軸ＡＸ２を中心として、左ドライブシャフト１００ａに対して揺動可能である。

　左ステアリングシリンダ１００ｃは、フロントフレーム１１と左ハブキャリア１００ｉとに連結される。左ステアリングシリンダ１００ｃが伸縮することによって、左ハブキャリア１００ｉがステアリング軸ＡＸ１を中心として揺動する。これによって、左前輪２０のステアリング操作が行われる。タイロッド１００ｄは、左ハブキャリア１００ｉと図示しない左ハブキャリアとに連結される。

　左リーニングシリンダ１００ｅは、アクスルサポート９５と左リーンハウジング１００ｈとに連結される。左リーニングシリンダ１００ｅが伸縮することによって、左リーンハウジング１００ｈがリーニング軸ＡＸ２を中心として揺動する。これによって、左前輪２０のリーニング操作が行われる。

　（前輪駆動装置２の構成）
　図６は、モータグレーダ１の前輪駆動装置２の構成を示すブロック図である。

　前輪駆動装置２は、ポンプ７０とモータ８０とを制御するコントローラ１２０を備える。コントローラ１２０は、ポンプ７０からモータ８０に供給される作動油量を調整することによって、モータ８０の回転数を調整する。

　コントローラ１２０は、例えば、モータグレーダ１の旋回半径、左右の後輪３０，３１，３２，３３の回転数、及びエンジン６０の回転数に基づいてポンプ７０からモータ８０に供給される作動油量を調整する。具体的には、モータグレーダ１が左右いずれかに旋回する場合、コントローラ１２０がポンプ７０からモータ８０に供給される作動油量を増大させることによって、前輪２０，２１を後輪３０，３１，３２，３３よりも速く回転させる。

　モータ８０の回転力は、差動装置９０を介して左右のドライブシャフト１００，１０１に伝達される。具体的には、モータグレーダ１が左右いずれかに旋回する場合、差動装置９０が左右のドライブシャフト１００，１０１それぞれの回転数を調整することによって、外輪を内輪よりも速く回転させる。

　（特徴）
　本実施形態に係るモータグレーダ１では、差動装置９０によって左右の前輪２０，２１の内輪差を調整することができるため、モータ８０を１つだけ備えていればよい。また、モータ８０は、作業機４０の前方に配置されているため、モータ８０を差動装置９０の近くに配置させることができる。従って、前輪駆動装置２の構成を簡素化することができる。

　また、モータ８０が、フロントフレーム１１に配置されているため、ポンプ７０からモータ８０に接続される作動油配管の外部への露出を抑えることができるため、土砂などが当たって作動油配管が損傷することを抑制できる。

　（他の実施形態）
　上記実施形態では、モータ８０は、油圧ポンプ７０から供給される作動油によって駆動する油圧モータであることとしたが、これに限られるものではない。モータ８０としては、電動モータを用いることができる。この場合、モータグレーダ１は、エンジンによって駆動し、モータ８０に電力を供給する発電機を備えていればよい。

　上記実施形態では、本発明に係る前輪駆動装置を適用した作業車両の一例としてモータグレーダについて説明したが、本発明に係る前輪駆動装置は、全輪駆動方式の作業車両に対して広く適用可能である。

１　　　　　　　モータグレーダ
２　　　　　　　前輪駆動装置
１０　　　　　　フレーム
２０，２１　　　左右の前輪
３０，３１，３２，３３　　　左右の後輪
４０　　　　　　作業機
４１　　　　　　ドローバ
４２　　　　　　ブレード
４３　　　　　　ブレード旋回装置
４４　　　　　　リフタブラケット
４５，４６　　　左右のリフトシリンダ
４７　　　　　　シフトシリンダ
５０　　　　　　キャブ
６０　　　　　　エンジン
７０　　　　　　油圧ポンプ
８０　　　　　　モータ
９０　　　　　　差動装置
１００，１０１　左右の前輪支持機構
１１０，１１１　左右のホイールハブ

Claims

　リヤフレームと、
　前記リヤフレームに回動可能に連結されるフロントフレームと、
　前記フロントフレームに取り付けられる作業機と、
　前記フロントフレームに配置されるモータと、
　前記モータに接続される差動装置と、
　前記差動装置に接続されるドライブシャフトと、
を備え、
　前記モータは、前記作業機の前方に配置される、
作業車両。
　前記差動装置は、前記作業機の前方に配置される、
請求項１に記載の作業車両。
　前記リヤフレームを支持する後輪と、
　前記フロントフレームを支持する前輪と、
を備え、
　前記作業機は、前記後輪と前記前輪との間に配置される、
請求項１又は２に記載の作業車両。
　前記作業機は、上下揺動可能に前記フロントフレームに連結されるドローバと、前記ドローバを上下揺動させるリフトシリンダとを有し、
　前記モータは、前記リフトシリンダの前方に配置される、
請求項３に記載の作業車両。
　前記作業機は、前記ドローバに回転可能に支持されるブレード旋回装置を有し、
　前記モータは、前記ブレード旋回装置の前方に配置される、
請求項３又は４に記載の作業車両。
　前記作業機は、前記ブレード旋回装置に支持されるブレードを有し、
　前記モータは、前記ブレードの前方に配置される、
請求項５に記載の作業車両。
　前記フロントフレームは、ビーム部を有し、
　前記モータは、前記ビーム部の前方端に配置される、
請求項１乃至６に記載の作業車両。
　前記モータは、前記差動装置より上方に配置される、
請求項１乃至７に記載の作業車両。
　前記モータ及び前記差動装置それぞれの少なくとも一部は、上面視において、前記ビーム部と重なるように配置される、
請求項７に記載の作業車両
　エンジンと、
　前記エンジンによって駆動される油圧ポンプと、
を備え、
　前記モータは、前記油圧ポンプから供給される作動油によって駆動する油圧モータである、
請求項１乃至９のいずれかに記載の作業車両。
　エンジンと、
　前記エンジンによって駆動する発電機と、
を備え、
　前記モータは、前記発電機から供給される電力によって駆動する電動モータである、
請求項１乃至９のいずれかに記載の作業車両。
　前記作業車両は、モータグレーダである、
請求項１乃至１１のいずれかに記載の作業車両。