JPH01266077A

JPH01266077A - 旋回容易なスキッドステア車両

Info

Publication number: JPH01266077A
Application number: JP9379888A
Authority: JP
Inventors: Noboru Noda; 野田　昇
Original assignee: Toyoda Automatic Loom Works Ltd
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 1988-04-15
Filing date: 1988-04-15
Publication date: 1989-10-24
Anticipated expiration: 2011-01-24
Also published as: JPH085400B2

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】〔産業上の利用分野〕本発明は、スキッドステアローダのようなスキッドステ
ア車両において、安定した旋回ができるようなしたスキ
ッドステア車両に関する。

〔従来技術〕

スキッドステア車両の１種であるスキッドステアショベ
ルローダは、第５図及び第６図に示すごとく、まずその
機台９０には、駆動輪としての車輪１１〜１４と、パケ
ット９１と、該バケット９１を操作するためのアーム９
１１と安全ガード９２を有する。上記車輪１１〜１４は
、ショベルローダ９の機台９０の両側の前後に２輪づつ
合計４輪設けられている。また、咳機台９０上には、車
輪駆動装置としての油圧ポンプ８８．８９及び両油圧ポ
ンプによって駆動される油圧モータ３０゜３０を有する
。該油圧モータ３０，３０のドライブシャフト５０．５
０は、チェーン５２．５７を介して車輪１１〜１４に連
結されている。

しかして、ショベルローダ９の左側の車輪１１゜１２は
、油圧ポンプ８８に発生した加圧作動油によりモータ３
０を回転させることにより、ドライブシャフト５０．チ
ェーン５２．５７を介して駆動する。左側の車輪１３．
１４も、同様に油圧ポンプ８９の加圧作動油により駆動
される。この油圧ポンプ８８．８９は、エンジン２１に
より作動される。

また、第４図は左側の車輪１１．１２と油圧ポンプ８と
の関連をより詳しく示したものである。

この油圧ポンプ８としては、静油圧駆動装置（Ｈ５Ｔ）
を用いている。しかして、油圧ポンプ８と油圧モータ３
０とは油圧配管２２により連結する。

油圧モータ３０のドライブシャフト５０には、スブロケ
ッ）５１．５５を一体回転可能に固定する。

また、左側の前車輪（以下、前輪）１１．左側の後車輪
（以下、後輪）１２の各アクスルシャフト５４には、ス
プロケット５３．５６を固定する。

そして、ドライブシャフト５０のスプロケット５１と左
前輪１１側のスプロケット５３にはチェーン５２を連結
する。同様にドライブシャフト５０のスプロケット５５
と左後輪１２側のスプロケット５６にはチェーン５７を
連結する。右前輪１３゜右後輪１４についても同様であ
る。

上記より知られるごとく、従来のスキッドステア車両は
左側の駆動輪である左前輪１１と左後輪１２とが油圧ポ
ンプ８によって共に一定回転で。

また右側の駆動輪である右前輪１３と右後輪１４とが油
圧ポンプ９によって共に一定回転で駆動される。スキッ
ドステア車両の旋回方向の操作は前記油圧ポンプ８８．
８９に連結したステアリングレバー（第１図参照）を傾
倒操作し、左駆動輪と右駆動輪との間に回転差を与える
ことにより行う。

〔解決しようとする課題〕

しかしながら、従来のスキッドステア車両においては、
前輪及び後輪が同回転数で回転するため。

スキッドステア車両を旋回させるときには、旋回が不安
定である。これは前輪の駆動力がより強いため後輪の回
転が旋回運動について行けず、ひきずられているためで
ある。

この点を第３図を用いて説明する。同図において、符号
１１，１２．１３及び１４は、左前輪。

左後輪、右前輪及び右後輪である。また、０は４つの駆
動輪の中心、ＯＩは車両重心、０□は旋回中心、ωは旋
回角速度、Ｒは旋回中心からの距離。

■は車輪中心点の速度、θは車輪回転方向と旋回方向の
角度差、ＦＲは車両の前方である。その他は、下記に示
す。

同図に示すごとく１重心０．は車両中心０と一敗せず、
前方にずれている。重心のずれは前輪と後輪の摩擦力の
差を生じ、結果的に旋回中心０□は、車両中心Ｏに比べ
て前方に移動する。なお。

旋回中心０２は左右車輪の回転差により、左右方向に移
動する。

そして、車両が旋回中心０２を中心に旋回角速度ωで旋
回しているとき１円周方向に、前輪中心はＶＦＬ（＝Ｒ
Ｆω）、後輪中心はＶ＋＋ｔ（＝Ｒ＊ω）の速度を持つ
（ＶＦＬ＜ＶＩＬ）　−ところが、車輪の回転より得る
車輪中心速度は、前輪がＶＦＩ（＝Ｖ、＊ＣｏｓθＦ）
、後輪がＶｉ＋　（＝Ｖ＊　＊Ｃｏｓθ８）、またＶ、
＝ＶＲ，θ、くθ、である故、Ｖ、、＞Ｖ□となる。

しかして、前輪の駆動力は後輪のそれに比してより強い
ので、　　Ｖ　ＦＬ　”ｉ　Ｖ　ｙ　１とすると、ＶＩ
Ｌ＞＞Ｖｌとなる。つまり、後輪の回転が旋回運動につ
いていけず、引きずられている形となり、前輪が不安定
となる。また、不安定な旋回は、パケットに積んだ荷重
量に応じて旋回時間が変わることによっても生ずる。例
えば、１８０度旋同じ要する時間が安定しない。

本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑み、安定した旋
回を行うことができる。旋回容易なスキントステア車両
を提供しようとするものである。

〔課題の解決手段〕

本発明は９機台と、該機台の両側の前後に２輪づつ合計
４輪設けた駆動輪と９該駆動輪を回転させる油圧モータ
と、該油圧モータを駆動する油圧ポンプとよりなるスキ
ッドステア車両において。

上記機台には荷重量を検出するための荷重センサと、該
荷重センサからの信号により車両の重心位置を検出する
重心位置検出装置と、車両の要求旋回速度検出装置と、
上記重心位置検出装置と要求旋回速度検出装置とからの
信号により前輪と後輪との回転数を演算する制御装置を
設け、該制御装置により前輪と後輪との回転数を制御す
るようにしたことを特徴とする旋回容易なスキッドステ
ア車両にある。

本発明において、荷重センサはバケット等に積載した荷
物の荷重量を検出するセンサである。該荷重センサは９
例えばバケットの積ｖｉ重量或いはリフトシリンダ圧等
を検出するものを用い、荷重量を検出できる位置に設け
る。

また５重心位置検出装置は上記荷重センサからの荷重量
相当信号値と予め求められている車両自体の重心位置と
から、積載時の車両の重心位置をコントローラボンクス
内のＣＰＵのデータテーフ゛ル等によって検出する装置
である。要求旋回速度検出装置は、運転者の望む車両の
旋回速度を検出する装置であり、該旋回速度は車両の旋
回操作に用いるステアリングレバーの動きをスライドセ
ンサーにより検出することなどにより求める。

また、制御装置は上記重心位置検出装置と要求旋回速度
検出装置とからの信号により旋回中心０、を求め、それ
に基づき下記のごとく前輪と後輪との回転数を演算し、
前輪と後輪の回転数を制御するものである。

即ち、ショベルローダのパケットに、ある重量の荷物が
積載された際、前記第３図において車両重心Ｏ５は４つ
の駆動輪の前方に位置する。このとき５旋回中心０２は
車両重心０．の位置と、駆動輪のタイヤ摩擦力の差に基
づく前後輪の差により、一元的に決定され、直線２１上
に位置する。

なお、左右輪の回転差により旋回中心はｆｆ１ｆｆｉ上
を移動する。

ここで説明を簡単にするため、左車輪の前方回転のみの
場面を設定する。このとき、左前輪の中心の速度の円周
上成分について、前記従来技術の説明より■□ζ■、と
すると、左後輪の中心の速度の円周上に成分については
Ｖ、、＞＞Ｖ□となる。

ここで１機台族回による速度■、に後輪回転による速度
■□を一致させるようにＶ、即ち後輪回転を上げる。

この前輪と後輪の回転比は２次式によって定められる。

後輪／前輪・回転比（ｗ＊　／ＷＦ　）＝　（Ｒ＊　／
Ｒ，）ｘ（Ｃｏｓθｙ　／　ＣＯＳθ、ｌ）また、第３
図からも知られるように２次の関係が成立する。

Ｖ＊ｔ＝Ｒ＋＋　　・ω＝■□冨Ｖ、Ｃｏｓθ。

ＶＦＬ−ＲＦ　　’　ω＝Ｖｙ＋−Ｖｙ　ＣＯＳθ。

Ｖｌｌ＝ＲＡ　　・Ｗ８Ｖｒ　＝　ＲＡ　　’　ＷＦ上式において、ＲＡは車輪の半径、Ｗ、及びＷ、は後輪
及び前輪の車輪回転数である。また、同図からも知られ
るように、旋回中心０□の位置より、Ｒ，、Ｒ，、θ、
９　θ、は一元的に決定される。

以上のごとく、車両重心位置の決定により１前後輪の回
転数の比の最適値が一元的に決定される。

これは、旋回中心０□が機台中心線上になくても適用さ
れる。

しかして、前輪と後輪の回転数制御としては。

第１実施例に示すごとき無段階的制御、或いは第２実施
例に示すごとき段階制御がある。

〔作用及び効果］本発明においては、上記のごとく１重心位置検出装置に
より車両重心を検出し、また要求旋回速度検出装置によ
り車両の旋回速度を検出して、制御装置により前輪と後
輪の回転数を制御している。

この制御は、前進旋回の場合、後輪が前輪より大きい回
転数となる。

それ故１本発明によれば、車両旋回時に後輪の回転が旋
回運動についていけず１引きずられるということがなく
、スムースに後輪が回転する。したがって、安定して旋
回を行うことができる旋回容易なスキッドステア車両を
提供することができる。

〔実施例〕

第１実施例本例のスキッドステアショベルローダにつき。

第１図を用いて説明する０本例のスキッドステア車両は
無段階で前輪と後輪の回転制ｊｎを行うものである。

本例装置は、まず機台９０の両側前後に駆動輪としての
左前輪１１．左後輪１２．右前輪１３゜右後輪１４を有
する。左前輪１１は、ドライブシャフト３１を介して油
圧モータ３０に連結されている。該油圧モータ３０は、
油圧配管２２により油圧ポンプ８１と連結されている。

他の駆動輪も同様にして、左後輪１２は油圧ポンプ８３
に、右前輪１３は油圧ポンプ８２に、右後輪１４は油圧
ポンプ８４にそれぞれ連結されている。上記油圧ポンプ
８１〜８４は前記Ｈ３Ｔを用いる。

また、パケット９１のアーム９１１の下方には。

荷重センサ４１を配設する。また、車両の旋回操作を行
うためのステアリングレバー９３．９４は。

その連結ロッド９３１，９４１の先端部に、要求旋回速
度検出装置としてのスライドセンサー４３゜４３を有し
ている。しかして、コントロールボックス４には、上記
荷重センサ４１、スライドセンサー４３．４３からの信
号ケーブル４２．４４が接続されている。また、該コン
トロールボックス４は、油圧ポンプ８１〜８４に信号ケ
ーブル４５が接続されている。また、符号２１は４個の
油圧ポンプ８を回転させるためのエンジンである。

本例装置は、上記のように構成されているので。

次の作用効果を呈する。

即ち、パケット９１に、荷物９９が積載されたとき、そ
の荷重量が荷重センサ４１により検出され、その信号が
コントロールボックス４に入力される。また、走行中に
ステアリングレバー９３゜９４の操作により旋回が指示
されると１機台の旋回速度相当信号がスライドセンサ４
３，４３よりコントロールボックス４に入力される。

該コントロールボックス４においては、上記荷重センサ
４１からの信号により重心位置を検出し。

またスライドセンサ４３からの信号により旋回速度を検
出する。また、該コントロールボックスは前記のごと（
、これらの検出値に基づいて、前輪。

後輪の回転数を演算し９両輪の回転数制御を行う。

つまり、該コントロールボックス４は、前記重心位置検
出装置、要求旋回速度検出装置、制御装置の機能を有す
る。

しかして、上記前輪、後輪の回転数の演算は。

前記式により行うが、その演算フローは荷重センサ４１
からの信号により車両重心Ｏ１９次いで旋回中心Ｏｘを
算出し１前後輪の回転比を決定する。

次いで、右側ステアリングレバー９３側のスライドセン
サー４３からの信号（旋回速度）に基づき右前後輪の回
転数を決定する。また、左側ステアリングレバー９４の
スライドセンサー４３からの上記信号に基づき、左側前
後輪の回転数を決定する。

次に、コントロールボックス４における演算結果に基づ
き、油圧ポンプ８１〜８４から各駆動輪１１〜１４駆動
用の各油圧モータ３０に至る作動油送出量を制御する。

即ち、各駆動輪の油圧モータの回転をｒｌｌｉＨする。

各駆動輪は、この油圧モータの回転数に応じた回転を行
う、したがって、各駆動輪は前記パケットの荷重量９機
台の旋回速度に応じた適正な回転数で回転し、スキッド
ステア車両は円滑に旋回をすることができる。また、こ
の回転数の制御は無段階である。

第２実施例本例は９重心位置の移動により２前後輪の回転比を変更
する必要が生じたとき２段階的に両輪の回転比を変更す
るものである。これを第２図を用いて説明する。同図は
、左側の前後輪の関係を示すものである。

まず、前輪１１はアクスルシャフト５４を介してスプロ
ケット５３に連結されている。また、後輪１２のアクス
ルシャフト５４には２個所にスプロケット６８．５６を
設ける。該スプロケット６８はチェーン６７を介して、
第１クラツチ板６５のスプロケット６６に連結する。ま
た、一方のスプロケット５６はチェーン５７を介して、
第２クラツチ仮５８のスプロケット５９に連結する。上
記第１及び第２クラッチ板６５．５８の間にはクラッチ
６２が介在している。該クラッチ６２のクラッチシャフ
ト６２１は、ドライブシャフト６１に嵌合している０両
者はスライド可能なスプライン構造である。上記クラッ
チ６゛２は、ソレノイドバルブ６３により、そのリンク
６４を回動することにより、前記第１クランチ板６５又
は第２クラツチ板５８に押し付けられ、接続される。

また、上記ドライブシャフト６１は油圧モータ３０に連
結され、該油圧モータは第１実施例と同様に油圧ポンプ
８に油圧配管２２にて接続する。

また、前記ドライブシャフト６１はスプロケット５１、
チェーン５２を介して、前記前輪側のスプロケット５３
と連結する。

本例装置は、上記のように構成されているので。

次の作用効果を呈する。

即ち、直進時はクラッチ６２は第１クラツチ板６５と接
続されている。そのため、まず前輪１１はドライブシャ
フト６１のスプロケット５１．チェーン５２．アクスル
シャフト５４により回転し。

後輪１２はドライブシャフト６１．クラッチ６２゜第１
クラッチ仮６５．チェーン６７を介して回転し５両者は
同回転数である。

次に車両を旋回したとき、第１実施例に示すごとく制御
装置において前輪１１と後輪１２の回転比をある値以上
（例えば１．１）にする必要が生じたとき、ソレノイド
弁６３によりクラッチ６２を第２クラツチ板５８に接続
する。この第２クラツチ板５８のスプロケット５９の歯
数は、前記第１クラツチ仮６５のスプロケット６６より
多い。

そのため、スプロケット５９．チェーン５７．スプロケ
ット５６を介して回転される後輪１２の回転数は、直進
時よりも大きくなる。このとき、前輪１１は、ドライブ
シャフト６１によって、チェーン５２を介して駆動され
ているのみである。それ故、前輪１１よりも後輪１２の
回転数が大きくなる。

このように１本例によれば、上記旋回時において１前後
輪回転比をある値以上とする必要が生じたときには、ク
ラッチによってこれを２段階に変えることができる。そ
の他、第１実施例と同様の効果が得られる。

なお９本例において、クラッチ構造を変えることにより
、３〜５段階の前後輪回転変更を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１実施例にかかるスキッドステア車両の説明
図、第２図は第２実施例にかかる同様の説明図、第３図
は、駆動輪の旋回状態を説明する図、第４図は従来のス
キッドステア車両における駆動輪機構の説明図、第５図
はショベルローダの側面図、第６図は従来のスキッドス
テア車両の制御説明図である。１１〜１４・・・車輪。２１・・・エンジン。２２・・・油圧配管。３０・・・油圧モータ。４・・・コントロールボックス。６２・・・クラッチ。８．８１〜８４．８８．８９・・・油圧ポンプ。９３．９４・・・ステアリングレバー。出願人株式会社豊田自動礒機製作所代理人　弁理士　　高　橋　祥　泰第２図第３図第４図第５図

Claims

【特許請求の範囲】　機台と、該機台の両側の前後に２輪づつ合計４輪設け
た駆動輪と、該駆動輪を回転させる油圧モータと、該油
圧モータを駆動する油圧ポンプとよりなるスキッドステ
ア車両において、上記機台には荷重量を検出するための荷重センサと、該
荷重センサからの信号により車両の重心位置を検出する
重心位置検出装置と、車両の要求旋回速度検出装置と、
上記重心位置検出装置と要求旋回速度検出装置とからの
信号により前輪と後輪との回転数を演算する制御装置を
設け、該制御装置により前輪と後輪との回転数を制御す
るようにしたことを特徴とする旋回容易なスキッドステ
ア車両。