説明

駆動装置内蔵車輪式車両

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、たとえば前部にバケット装置(油圧式の作業装置)を装着した建設車両など駆動装置内蔵車輪式車両に関するものである。
【0002】
【従来の技術】たとえば大型の建設車両として、車体側と2輪または4輪など複数輪の車輪との間に電動式または油圧式の駆動装置が設けられ、そして車体の前部にはバケット装置など油圧式の作業装置が装備されるとともに、作業装置を作動させるための油圧機器が設けられ、さらに車体には、エンジンと、このエンジンにより運転される発電機または油圧ポンプなどが配設された形式が提供されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし上記した従来構成によると、電動式または油圧式の駆動装置が内蔵された複数輪の車輪は、それぞれの駆動装置を別々に制御するために、車輪が浮いたりスリップすると、この車輪が高速で空転もしくは空転状態になって、車輪に対応する駆動装置の駆動力(ブレーキ力も含む。)を発揮(有効利用)できないという問題があった。
【0004】そこで本発明のうち請求項1記載の発明は、浮いたりスリップした車輪に対応する車輪駆動装置の駆動力を、別の車輪に分配し得る駆動装置内蔵車輪式車両を提供することを目的としたものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】前述した目的を達成するために、本発明のうちで請求項1記載の駆動装置内蔵車輪式車両は、車体側には、左右対の車輪が前後で複数組設けられ、少なくとも一組の左右対の車輪と車体側との間にはそれぞれ車輪駆動装置が設けられ、車体には車輪駆動装置の駆動源が配設され、各組における左右対の車輪の車輪軸間にはそれぞれデファレンシャル装置が介在され、前後で対向されたデファレンシャル装置におけるデファレンシャルケースの回転取り出し軸間がシャフトを介して連結されていることを特徴としたものである。
【0006】したがって請求項1の発明によると、駆動源により車輪駆動装置を駆動して、車輪を駆動回転し得る。そして走行時に、いずれかの単数個または複数個の車輪が浮いたりスリップしたりして、負荷(摩擦抵抗)が無い(少ない)状態で高速回転(空転)を行ったとき、デファレンシャル装置においては、左右対の車輪軸のうち、一方側の回転に比べて他方側が高速回転を行うことになり、その回転数差によって一方側を減速させようと働く。しかし車輪駆動装置は、低速時に高トルクを発生する特性があり、他方側の高速回転を抑えるように働く。また、前後のデファレンシャル装置における回転取り出し軸間に回転数差が生じたとき、両回転取り出し軸間でシャフトにより駆動力の伝達が行われる。
【0007】すなわち、いずれかの車輪が浮いたりスリップしたりして負荷(摩擦抵抗)が少ない状態になったとき、残りの車輪に対して、全ての車輪駆動装置のトルクを利用し得、以て浮いたりスリップした車輪に対応する車輪駆動装置の駆動力を、別の車輪に分配し得る。
【0008】また本発明の請求項2記載の駆動装置内蔵車輪式車両は、上記した請求項1記載の構成において、車輪駆動装置は電動駆動式であり、駆動源がエンジンと発電機とからなることを特徴としたものである。
【0009】したがって請求項2の発明によると、エンジンの駆動により発電機を運転させることで発電し得、その電力を電動駆動式の車輪駆動装置に供給して、車輪を駆動回転し得る。
【0010】そして本発明の請求項3記載の駆動装置内蔵車輪式車両は、上記した請求項1記載の構成において、車輪駆動装置は油圧駆動式であり、駆動源が油圧発生装置からなることを特徴としたものである。
【0011】したがって請求項3の発明によると、油圧発生装置による油圧力を油圧駆動式の車輪駆動装置に供給して、車輪を駆動回転し得る。
【0012】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。車輪駆動式車両の一例である電動駆動式の建設車両1の車体2は、左右一対の前車輪3が設けられた前車体部2Aと、左右一対の後車輪4が設けられた後車体部2Bからなる。両車体部2A,2B間は、上下に振り分けられた縦連結軸5により相対回動自在に連結され、そして両車体部2A,2B間には、左右一対のステアリングシリンダ6が配設されている。
【0013】後車体部2Bの前端上部には、座席や各種レバーなどが配置された運転部7が設けられている。この運転部7の前方で前車体部2Aには、左右一対のブーム8が配設され、これらブーム8の基端は、前車体部2Aの後端上部に設けられたブラケット9に左右方向の支軸10を介して取付けられ、以て上下揺動自在に構成される。そして前車体部2Aとブーム8との間には、このブーム8を上下揺動させる荷役シリンダ11が設けられる。
【0014】両ブーム8の遊端間には、左右方向の横ピン12を介してバケット装置13が取付けられている。そして、ブーム8にピン14を介して取付けられた第一リンク15の遊端に第二リンク16がピン17により連結され、この第二リンク16の遊端とバケット装置13とがピン18により連結されている。前記第一リンク15の基端とブーム8との間に、前記バケット装置13を横ピン12の周りに回動させるバケットシリンダ19が設けられている。
【0015】前車体部2Aにはオイルタンク20が設けられ、このオイルタンク20の後側上部にはポンプ駆動装置21が配設され、そしてポンプ駆動装置21には、作業装置用のメインポンプ22とステアリング用ポンプ23とが設けられる。前記オイルタンク20の前側上部にはメインバルブ24が設けられ、また前車体部2Aの後側上部にはステアリングバルブ25が設けられ、これらバルブ24,25は、運転部7でのレバー操作により制御される。
【0016】後車体部2Bには、発電機26、ジェネレータ27、エンジン28などが、前から後ろへとこの順で配設されている。そして、エンジン28からの駆動軸29が、ジェネレータ27と発電機26とに挿通されて、この駆動軸29により発電機26が運転されるように構成されており、以て発電機26やエンジン28により駆動源の一例が構成される。
【0017】さらに、前車体部2Aと後車体部2Bとに亘ってプロペラシャフト30が配設され、このプロペラシャフト30の後端が前記駆動軸29に連結されるとともに、前端は前記ポンプ駆動装置21の軸に連結されている。すなわち、エンジン28の駆動軸29により、発電機26を運転させるとともに油圧機器のメインポンプ22を駆動するよう構成されている。
【0018】車体2側と各車輪3,4との間にそれぞれ電動駆動装置(車輪駆動装置の一例)31が設けられる。すなわち、前車輪3の前車体部2Aに対する取付けや、後車輪4の後車体部2Bに対する取付けは、同様な構成の電動駆動装置31を介して行われる。ここで電動駆動装置31は、前車体部2A側や後車体部2B側に設けられる電動機(電動モータ)32や、前車輪3側や後車輪4側に設けられるブレーキ付き減速機33などにより構成される。
【0019】前記前車輪3や後車輪4は左右対であり、そして前車輪3の対と後車輪4の対により、前後で二組が設けられる。各対において、前記電動駆動装置31における両電動機32側から内側に突出される車輪軸34間に、前部デファレンシャル装置(差動装置)40Aや後部デファレンシャル装置40Bが介在されている。
【0020】すなわち両デファレンシャル装置40A,40Bは、デファレンシャルケース41と、このデファレンシャルケース41にスバイダ42を介して遊転自在に支持された一対のピニオンギヤ43と、これらピニオンギヤ43に同時に噛合されかつデファレンシャルケース41にアクスルシャフト44を介して遊転自在に支持された一対のサイドギヤ45と、これらサイドギヤ45と同一状の軸心としてデファレンシャルケース41に固定されたリングギヤ46と、このリングギヤ46に噛合されるピニオン47などから構成されている。そして両アクスルシャフト44が、対応する駆動軸34に、適宜の連結手段を介して連結されている。
【0021】前記ピニオン47が設けられる軸はデファレンシャルケース41の回転取り出し軸48であり、両デファレンシャル装置40は、左右方向において相対的に180度変位した状態に配置され、かつ回転取り出し軸48は相対向する側へ伸ばされている。そして回転取り出し軸48間が、プロペラシャフト(シャフトの一例)38を介して連結されている。
【0022】以下に、上記した実施の形態における作用を説明する。エンジン28の駆動により、その駆動軸29を介して発電機26を運転させることで発電し得、その電力を電動駆動装置31の電動機32に供給して、この電動機32を駆動し得る。そして、運転部7におけるレバー操作などにより電動機32への電流を制御し、電動機32の回転を制御(正回転、逆回転、停止)することで、車輪3,4を正または逆に強制駆動し得、以て建設車両1を前または後に走行し得る。さらにブレーキ付き減速機33のブレーキを作用させることで、建設車両1を停止し得る。
【0023】前記エンジン28の駆動により、駆動軸29に連結されたプロペラシャフト30を介してポンプ駆動装置21も作動させており、そしてポンプ駆動装置21により、大容量のメインポンプ22やステアリング用ポンプ23を作動させている。
【0024】したがって、運転部7におけるレバー操作などによりステアリングバルブ25を制御することで、ステアリング用ポンプ23からの油圧により左右一対のステアリングシリンダ6を可逆的に伸縮動作し得、以て建設車両1を左右に旋回走行し得る。また運転部7におけるレバー操作などによりメインバルブ24を制御することで、メインポンプ22からの油圧により荷役シリンダ11やバケットシリンダ19を伸縮動作し得、以てブーム8やバケット装置13を作動して、所期の作業を遂行し得る。
【0025】このようにして、建設車両1の走行やバケット装置13の作動などを行えるのであり、その際に通常の走行時には、各電動駆動装置31側の車輪軸34、すなわち、両デファレンシャル装置40A,40Bにおける全てのアクスルシャフト44が同方向に同回転数で回転されることから、図2に示されるように、ピニオンギヤ43は回転せず、両デファレンシャル装置40A,40Bならびにプロペラシャフト38は、相互に駆動力を伝達することもなく空転状態になり、以て機械効率は高い(大きい)ものになる。
【0026】また走行時に、4輪のうち1輪が浮いたとき、たとえば左の前車輪3が浮いたとき、この左の前車輪3は負荷(摩擦抵抗)が無い(少ない)ことから高速回転しようとする。すなわち図3に示されるように、前部デファレンシャル装置40Aにおける左前のアクスルシャフト44が、右前のアクスルシャフト44の回転aに比べて高速回転Aを行うことになり、その回転数差によってピニオンギヤ43が回転し、右前のアクスルシャフト44を低速回転させようとするが、このとき電動機32の特性が低速側ほど高トルクとなるようになっており、以て左の前車輪3が高速回転するのを抑えるように働く。
【0027】さらに、前部デファレンシャル装置40Aにおける回転取り出し軸48の回転数と、後部デファレンシャル装置40Bにおける回転取り出し軸48の回転数とに回転数差が生じるが、このとき、両回転取り出し軸48間でプロペラシャフト38により駆動力の伝達が行われて、後部デファレンシャル装置40Bにおけるピニオンギヤ43が増速回転し、以て右の前車輪3の駆動力が残り3輪に分配されて、残り3輪を増速回転a+αさせることになる。
【0028】すなわち、車輪3,4のうち、いずれかの単数個または複数個の車輪3,4が浮いたり、負荷(摩擦抵抗)が少ない状態になったとき、残りの車輪3,4に対して、4個の電動機32のトルクを利用でき、以て浮いた車輪に対応する電動駆動装置31の駆動力を、別の車輪に有効に分配し得る。
【0029】以下に、本発明の別の実施の形態を図7に基づいて説明する。すなわち、車体2側と各車輪3,4との間にそれぞれ油圧駆動装置(車輪駆動装置の一例)50が設けられる。この油圧駆動装置50は、油圧モータ51やブレーキ付き減速機52などにより構成される。そして、この場合に駆動源は、油圧ポンプ(油圧発生装置の一例)51などにより構成される。
【0030】上記した両実施の形態では、車輪3,4が浮いて負荷(摩擦抵抗)が無い(少ない)ことから高速回転を行う場合を述べたが、これは、氷結したり柔らかい路面に位置した車輪3,4がスリップして負荷(摩擦抵抗)が少ない状態で高速回転を行う場合も同様である。
【0031】上記した実施の形態では、一対の前車輪3と一対の後車輪4との全てに電動駆動装置31や油圧駆動装置50を配設した形式が示されているが、これは一対の前車輪3のみに電動駆動装置40や油圧駆動装置50が配設された形式、一対の後車輪4のみに電動駆動装置40や油圧駆動装置50が配設された形式などであってもよい。
【0032】上記した両実施の形態では、一対の前車輪3と一対の後車輪4とからなる建設車両1が示されているが、これは前後で二組以上、複数組の車輪が配設された走行台車形式などであってもよい。
【0033】上記した実施の形態では、車体2として、前車体部2Aと後車体部2Bとからなる分割形式が示されているが、これは一体形式の車体であってもよい。上記した実施の形態では、油圧式の作業装置としてバケット装置13が装備された駆動装置内蔵車輪式車両が示されているが、これは、作業装置としてクランプ装置やリフト装置などが装備された駆動装置内蔵車輪式車両であってもよい。
【0034】
【発明の効果】上記した本発明の請求項1によると、駆動源により車輪駆動装置を駆動して、車輪を駆動回転できる。そして走行時に、いずれかの単数個または複数個の車輪が浮いたりスリップしたりして、負荷(摩擦抵抗)が無い(少ない)状態で高速回転(空転)を行ったとき、デファレンシャル装置においては、左右対の車輪軸のうち、一方側の回転に比べて他方側が高速回転を行うことになり、その回転数差によって一方側を減速させようと働くが、この場合に車輪駆動装置は、低速時に高トルクを発生する特性があり、他方側の高速回転を抑えるように働くことになる。また、前後のデファレンシャル装置における回転取り出し軸間に回転数差が生じたとき、両回転取り出し軸間でシャフトにより駆動力の伝達を行うことができる。
【0035】すなわち、いずれかの車輪が浮いたりスリップしたりして負荷(摩擦抵抗)が少ない状態になったとき、残りの車輪に対して、全ての車輪駆動装置のトルクを利用できて、浮いたりスリップした車輪に対応する車輪駆動装置の駆動力を、別の車輪に有効に分配でき、以て全ての車輪駆動装置の駆動力を十分に活用(有効利用)でき、しかも、ノンスリップデフの効果も期待できる。
【0036】なお、旋回走行時の内外輪差が必要なときは、あらかじめ車輪駆動装置(電動機や油圧モータなど)が回転数差を持って回転するように制御することで、滑らかな旋回を可能とすることができる。
【0037】また上記した本発明の請求項2によると、エンジンの駆動により発電機を運転させることで発電でき、その電力を電動駆動装置に供給して、車輪を駆動回転できる。
【0038】そして上記した本発明の請求項3によると、油圧発生装置による油圧力を油圧駆動式の車輪駆動装置に供給して、車輪を駆動回転できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の一例を示し、駆動装置内蔵車輪式車両における車輪配設状態の平面図である。
【図2】同駆動装置内蔵車輪式車両の通常走行時におけるデファレンシャル装置部分の説明図である。
【図3】同駆動装置内蔵車輪式車両の浮き走行時におけるデファレンシャル装置部分の説明図である。
【図4】同駆動装置内蔵車輪式車両の側面図である。
【図5】同駆動装置内蔵車輪式車両の平面図である。
【図6】同駆動装置内蔵車輪式車両における車体部分の側面図である。
【図7】本発明の別の実施の形態を示し、駆動装置内蔵車輪式車両における車輪配設状態の平面図である。
【符号の説明】
1 建設車両(車輪駆動式車両)
2 車体
3 前車輪
4 後車輪
5 縦連結軸
7 運転部
8 ブーム
11 荷役シリンダ
13 バケット装置
21 ポンプ駆動装置
26 発電機(駆動源)
28 エンジン(駆動源)
29 駆動軸
31 電動駆動装置(車輪駆動装置)
32 電動機
33 ブレーキ付き減速機
34 車輪軸
38 プロペラシャフト(シャフト)
40A 前部デファレンシャル装置
40B 後部デファレンシャル装置
41 デファレンシャルケース
42 スバイダ
43 ピニオンギヤ
44 アクスルシャフト
45 サイドギヤ
46 リングギヤ
47 ピニオン
48 回転取り出し軸
50 油圧駆動装置(車輪駆動装置)
51 油圧モータ
52 ブレーキ付き減速機
53 油圧ポンプ(駆動源)

【特許請求の範囲】
【請求項1】 車体側には、左右対の車輪が前後で複数組設けられ、少なくとも一組の左右対の車輪と車体側との間にはそれぞれ車輪駆動装置が設けられ、車体には車輪駆動装置の駆動源が配設され、各組における左右対の車輪の車輪軸間にはそれぞれデファレンシャル装置が介在され、前後で対向されたデファレンシャル装置におけるデファレンシャルケースの回転取り出し軸間がシャフトを介して連結されていることを特徴とする駆動装置内蔵車輪式車両。
【請求項2】 車輪駆動装置は電動駆動式であり、駆動源がエンジンと発電機とからなることを特徴とする請求項1記載の駆動装置内蔵車輪式車両。
【請求項3】 車輪駆動装置は油圧駆動式であり、駆動源が油圧発生装置からなることを特徴とする請求項1記載の駆動装置内蔵車輪式車両。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【特許番号】特許第3295046号(P3295046)
【登録日】平成14年4月5日(2002.4.5)
【発行日】平成14年6月24日(2002.6.24)
【国際特許分類】
【出願番号】特願平10−361735
【出願日】平成10年12月21日(1998.12.21)
【公開番号】特開2000−177411(P2000−177411A)
【公開日】平成12年6月27日(2000.6.27)
【審査請求日】平成13年5月30日(2001.5.30)
【出願人】(000003241)ティー・シー・エム株式会社 (319)
【参考文献】
【文献】特開 平9−172705(JP,A)
【文献】実開 昭63−54520(JP,U)
【文献】実開 昭62−112616(JP,U)
【文献】実開 昭60−56842(JP,U)