JP7224279B2 - 作業車 - Google Patents

Description

本発明は、車高調整可能な作業車に関する。

前述のような作業車の一例が特許文献１に開示されている。特許文献１の作業車は、本体部の左右両側に位置する複数の油圧駆動式の走行装置と、走行装置を支持する脚部とが設けられており、脚部の各々において、走行装置を各別に昇降可能に本体部に支持する屈折リンク機構が設けられ、屈折リンク機構の一端側が本体部に支持されて、他端側に走行用の車輪が取り付けられている。
支持アームが本体部に対して上下に揺動操作されることにより、本体部に対する車輪の位置が変更されるのであり、作業地や作業状態に適した車高が設定される。

特開２０１８－１０３６８１号公報

しかしながら特許文献１の技術では、走行装置を支持する脚部の各々に、屈折リンク機構が設けられているので、低コスト化、構造の簡素化及び重量の軽減という面で改善の余地がある。
本発明は、作業車の車高調整機構を低コスト且つ簡素な構成で実現することを目的としている。

本発明の一態様にかかる作業車は、本体部と、前記本体部に設けられた複数の車輪支持機構と、前記車輪支持機構の各々の下部に支持された走行用の車輪とが備えられ、前記車輪支持機構に、前記本体部に取り付けられて、前記本体部から下側に延出されるように配置された本体側部と、前記車輪を支持して、前記本体側部の延伸方向に沿ってスライド可能に、前記本体側部に支持された車輪支持部と、前記車輪支持部を前記本体側部に固定及び固定解除可能な固定部とが設けられ、前記車輪支持部は、前記本体側部に固定及び固定解除可能に接続される接続部と、前記接続部に連結された支持部とを有し、前記支持部における機体幅方向内側の部分に前記車輪を駆動する駆動モータが支持され、前記支持部の機体幅方向外側に前記車輪が支持されている。

上記の構成によると、車輪支持機構において、車輪支持部（車輪）が、本体側部の延伸方向に沿って上側にスライド操作されて、固定部により本体側部に固定されると、低い車高の状態が得られる。車輪支持部（車輪）が、本体側部の延伸方向に沿って下側にスライド操作されて、固定部により本体側部に固定されると、高い車高の状態が得られる。
これにより、車高調整機構を低コストで実現することができ、構造の簡素化及びこれに基づく重量の軽減を図った構成で、車高調整機構を実現することができる。

本発明において、前記本体側部は、前記本体部から上下方向に沿って下側に延伸され、前記車輪支持部は、上下方向に沿ってスライド可能に、前記本体側部に支持されていると好適である。

上述した特許文献１の技術では、前後方向に屈折する屈折リンク機構の先端部に車輪が支持されているので、低い車高状態のときには車輪が本体部に対して前後方向で離れてホイルベースが長くなり、高い車高状態のときには車輪が本体部に対して前後方向で接近してホイルベースが短くなる。

これに対して上記の構成によると、車輪支持部（車輪）の位置は、上下方向に沿って直線的に変化するので、本体部に対する車輪支持部（車輪）の前後方向での位置の変化は、小さいものとなるのであり、車高の変更に伴うホイルベースの変化が抑えられる。これにより、作業車において、作業地や作業状態に応じて車高が変更されても、ホイルベースの変化が抑えられるのであり、走行特性の変化が抑えられる。

本発明において、前記本体側部及び前記車輪支持部のうちの少なくとも一方が、パイプ状に構成され、前記本体側部及び前記車輪支持部のパイプ状の一方に、前記本体側部及び前記車輪支持部の他方が挿入されることにより、前記車輪支持部が、前記本体側部の延伸方向に沿ってスライド可能に、前記本体側部に支持されていると好適である。

上記の構成によると、車輪支持機構において、本体側部及び車輪支持部のパイプ状の一方に、本体側部及び車輪支持部の他方が挿入されることにより、車輪支持部のスライド構造が容易に得られるので、構造の簡素化の面で有利である。

本発明において、前記本体側部及び前記車輪支持部の一方が、角パイプ状に構成され、前記本体側部及び前記車輪支持部の他方が、丸パイプ状に構成され、前記本体側部及び前記車輪支持部の角パイプ状の一方に、前記本体側部及び前記車輪支持部の丸パイプ状の他方が挿入されることにより、前記車輪支持部が、前記本体側部の延伸方向に沿ってスライド可能に、前記本体側部に支持されていると好適である。

上記の構成によると、車輪支持機構において、本体側部及び車輪支持部の角パイプ状の一方に、本体側部及び車輪支持部の丸パイプ状の他方が挿入されることにより、車輪支持部のスライド構造が得られる。

上記の構成によると、丸パイプに丸パイプが挿入される構成に比べて、角パイプの内面と丸パイプの外面との接触面積が小さなものとなるのであり、角パイプの角部において角パイプの内面と丸パイプの外面との間に隙間が生じる。
これにより、土や泥が角パイプの内部に侵入しても、前述の接触面積が小さい点によって、土や泥が角パイプの内面と丸パイプの外面との間に咬み込まれ難いのであり、前述の隙間が生じる点によって、土や泥が排出され易くなる。

本発明において、前記本体側部が、前記本体側部の延伸方向に沿ったステアリング軸芯周りに揺動可能に前記本体部に支持され、前記本体側部を前記本体部に対して前記ステアリング軸芯周りに揺動操作可能なステアリングアクチュエータが設けられていると好適である。

上記の構成によると、車輪支持機構において、固定部により車輪支持部が本体側部に固定されていることによって、ステアリングアクチュエータにより本体側部がステアリング軸芯周りに揺動操作されると、車輪支持部（車輪）が本体側部と一体で揺動操作されるのであり、作業車の向きの変更が無理なく行われる。

本発明において、前記車輪を駆動する駆動モータが、前記車輪支持部に設けられていると好適である。

上記の構成によると、車輪支持機構において、車輪と駆動モータとが互いに接近して配置されるのであり、車輪支持部が本体側部の延伸方向に沿ってスライド操作されても、車輪と駆動モータとの位置関係は変化しないので、駆動モータによる車輪の駆動構造の簡素化の面で有利である。

本発明において、フェンダが、前記車輪に対して上側に配置されるように、前記車輪支持部に固定又は着脱可能に装着されていると好適である。

上記の構成によると、車輪支持機構において、車輪支持部が本体側部の延伸方向に沿ってスライド操作されても、車輪とフェンダとの位置関係は変化しないので、フェンダの機能が安定して発揮されるようになる。
フェンダが車輪支持部に着脱可能に装着されていると、フェンダが不要な場合に、フェンダを車輪支持部から取り外すことができる。

本発明において、前記固定部は、前記本体側部の延伸方向に沿った任意の位置又は複数の位置で、前記車輪支持部を前記本体側部に固定及び固定解除可能であると好適である。

上記の構成によると、任意の車高又は複数段階の車高に調整可能な車高調整機構を低コストで実現することができ、構造の簡素化及びこれに基づく重量の軽減を図った構成で、車高調整機構を実現することができる。

本発明において、前記本体側部は、前記本体部に対して着脱可能であると好適である。

上記の構成によると、車高調整機構において、本体側部を本体部から着脱可能に構成にすることにより、長さの異なる本体側部に交換して、作業車の車高を容易に調整することができる。

作業車の右側面図である。 作業車の平面図である。 右前の車輪支持機構の正面図である。 車輪支持機構の本体側部の分解斜視図である。 車輪支持機構の本体側部の接続部と車輪支持部の接続部との固定状態を示す断面図である。 車輪支持機構の車輪支持部の斜視図である。

（作業車の全体構成）
図１～図６に、本実施形態にかかる作業車が示されており、Ｆは前方向を示し、Ｂは後方向を示し、Ｕは上方向を示し、Ｄは下方向を示し、Ｒは右方向を示し、Ｌは左方向を示している。
本実施形態では、本発明をＧＰＳに基づく自律走行及び無線操縦による走行を行う作業車に適用する場合の実施例について説明するが、本発明の適用対象はこれに限るものではない。

図１及び図２に示すように、作業車は、本体部１と、本体部１の前部及び後部における右部及び左部に設けられた４個の車輪支持機構２と、車輪支持機構２の各々の下部に支持された４個の走行用の車輪３とが備えられている。

（本体部の構成）
図１，２，３に示すように、本体部１において、左右方向に沿った上及び下の前フレーム４と、左右方向に沿った上及び下の後フレーム５と、前後方向に沿った上及び下の右の横フレーム６と、前後方向に沿った上及び下の左の横フレーム６とが設けられている。

上の前フレーム４、後フレーム５、右及び左の横フレーム６が、平面視で四角形の枠状に連結されており、下の前フレーム４、後フレーム５、右及び左の横フレーム６が、平面視で四角形の枠状に連結されている。前述のように構成された上の枠状の構造物と、下の枠状の構造物とが、上下方向に沿った４個の縦フレームに７より連結されている。

下の右及び左の横フレーム６に支持フレーム８が連結されており、油圧供給部９が支持フレーム８に支持されている。油圧供給部９には、エンジン（図示せず）、及びエンジンにより駆動される油圧ポンプ（図示せず）等が設けられている。

複数の電磁操作型式の制御弁（図示せず）が収納された制御弁部１０が、上の右及び左の横フレーム６に支持されている。ＣＰＵ（図示せず）や各種のセンサー（図示せず）及び受信機（図示せず）等が設けられた制御部１１が、制御弁部１０に支持されている。
前及び後の上フレーム１２が、制御弁部１０及び制御部１１の上側を覆うように、上の前フレーム４及び後フレーム５に連結されている。

（車輪支持機構における本体側部）
図１，２，３に示すように、車輪支持機構２に、本体側部１３と、車輪支持部１４と、固定ピン１５（固定部に相当）とが設けられている。

図１～図４に示すように、本体側部１３において、角パイプ状の基部１６が設けられており、基部１６の上部及び下部に、連結孔１６ａが開口されている。上及び下のボス部１７が基部１６に連結され、アーム部１８が基部１６に連結されている。

本体側部１３において、丸パイプ状に構成された接続部１９が設けられており、接続部１９の上部に、２個の連結孔１９ａが開口され、接続部１９の下部に６個の固定孔１９ｂが開口されている。

接続部１９が基部１６に上側から挿入され、基部１６の連結孔１６ａと接続部１９の連結孔１９ａとに亘って、連結ピン２０が挿入されることにより、基部１６と接続部１９とが連結されている。
以上のように、本体側部１３に、基部１６、ボス部１７、アーム部１８、接続部１９及び連結ピン２０等が設けられている。

図１，２，３に示すように、上の右及び左の横フレーム６の前部及び後部に、正面視でチャンネル状の支点部２１が連結され、下の右及び左の横フレーム６の前部及び後部に、正面視でチャンネル状の支点部２１が連結されている。

基部１６のボス部１７が、上下方向（本体側部１３の延伸方向）に沿ったステアリング軸芯Ｐ１周りに揺動可能に、支点部２１に支持されている。上の右及び左の横フレーム６に、ブラケット２２が連結されており、復動型の油圧シリンダ２３（ステアリングアクチュエータに相当）が、アーム部１８とブラケット２２とに亘って接続されている。

以上のように、本体側部１３（基部１６及び接続部１９）が、本体部１に取り付けられて、本体部１から上下方向（本体側部１３の延伸方向）に沿って下側に延伸された状態となる。

本体側部１３（基部１６及び接続部１９）が、上下方向に沿ったステアリング軸芯Ｐ１周りに揺動可能に本体部１に支持され、油圧シリンダ２３の伸縮作動により、本体側部１３（基部１６及び接続部１９）が本体部１に対してステアリング軸芯Ｐ１周りに揺動操作される。

（車輪支持機構における車輪支持部）
図１，３，６に示すように、車輪支持部１４において、角パイプ状に構成された接続部２４が設けられており、接続部２４に２個の固定孔２４ａが開口されている。ボス部２５が、接続部２４の下部の横部に連結されており、正面視でアングル状の支持部２６が、ボス部２５の下部に連結されている。

車輪支持部１４において、車輪３が、接続部２４の下部の下方に位置するように、支持部２６に回転可能に支持されており、車輪３を駆動する油圧モータ型式の駆動モータ２７が、支持部２６における車輪３の反対側の部分に連結されている。板材が折り曲げられて構成されたフェンダ２８が、車輪３に対して上側に配置されるように、接続部２４の下部に連結されている。

以上のように、車輪支持部１４に、接続部２４、ボス部２５及び支持部２６等が設けられおり、車輪３が車輪支持部１４に支持されている。
車輪３を駆動する駆動モータ２７が、車輪支持部１４に設けられており、フェンダ２８が、車輪３に対して上側に配置されるように車輪支持部１４に固定されている。

（車輪支持機構における本体側部と車輪支持部との接続）
本体側部１３（図４参照）と車輪支持部１４（図６参照）とにおいて、図１，３，５に示すように、車輪支持部１４の角パイプ状の接続部２４に、本体側部１３の丸パイプ状の接続部１９が挿入されることによって、車輪支持部１４（接続部２４）が、本体側部１３（接続部１９）に上下方向（本体側部１３の延伸方向）に沿ってスライド可能に支持される。

本体側部１３（接続部１９）の２個の固定孔１９ｂと、車輪支持部１４（接続部２４）の固定孔２４ａとに亘って、固定ピン１５が挿入されることにより、車輪支持部１４（接続部２４）が本体側部１３（接続部１９）に固定されて、作業車（本体部１）の車高が設定される。

固定ピン１５が取り外されることにより、車輪支持部１４（接続部２４）が本体側部１３（接続部１９）に上下方向（本体側部１３の延伸方向）に沿ってスライド可能となる。
本体側部１３（接続部１９）の別の２個の固定孔１９ｂと、車輪支持部１４（接続部２４）の固定孔２４ａとに亘って、固定ピン１５が挿入されることにより、車輪支持部１４（接続部２４）が本体側部１３（接続部１９）に固定されて、作業車（本体部１）の車高が変更される。

作業車が法面等の斜面を等高線に沿って走行する場合、右の前及び後の車輪支持機構２と、左の前及び後の車輪支持機構２とにおいて、車輪支持部１４（接続部２４）を本体側部１３（接続部１９）の異なる位置に固定すればよい。これにより、作業車（本体部１）の右部及び左部の車高を異なるものになり、作業車は本体部１を水平に維持しながら等高線に沿って走行することができる。

作業車（本体部１）の車高を大きく変更する場合、図４に示すように、作業者は、連結ピン２０を取り外し、接続部１９を基部１６から取り外して、長さの異なる別の接続部１９を基部１６に挿入し、基部１６の連結孔１６ａと接続部１９の連結孔１９ａとに亘って連結ピン２０を挿入して、基部１６と接続部１９とを連結すればよい。

以上のように、本体側部１３において接続部１９が基部１６に取り付け及び取り外し可能であることにより、本体側部１３（接続部１９）が本体部１に対して着脱可能となる。
本体側部１３において基部１６に本体部１に残っても、接続部１９が長さの異なる接続部１９に交換されることにより、本体側部１３が交換されたことになる。

（作業車の走行）
図１及び図２に示すように、油圧供給部９の作動油が、制御弁部１０の制御弁を介して４個の駆動モータ２７に供給されて、駆動モータ２７により車輪３が正方向及び逆方向に駆動される。

油圧供給部９の作動油が、制御弁部１０の制御弁を介して油圧シリンダ２３に供給されて、油圧シリンダ２３の伸縮作動により、本体側部１３（基部１６及び接続部１９）が本体部１に対してステアリング軸芯Ｐ１周りに揺動操作される。固定ピン１５により車輪支持部１４（接続部２４）が本体側部１３（接続部１９）に固定されていることによって、車輪支持部１４及び車輪３が、本体側部１３（基部１６及び接続部１９）と一体で、ステアリング軸芯Ｐ１周りに揺動操作（操向操作）される。

ＧＰＳによる位置データ、又は作業者が操作する送信機（図示せず）からの操縦信号に基づいて、制御部１１は制御弁部１０の制御弁を操作するのであり、前述のように車輪３の駆動及び操向操作が行われる。

（発明の実施の第１別形態）
図１～図６では、本体側部１３が本体部１から上下方向に沿って下側に延伸されている構成について説明したが、本体側部１３の延伸方向は必ずしも鉛直方向の下方でなくてもよく、鉛直方向に対して前後方向又は左右方向に傾斜していてもよい。
この構成において、車輪支持部１４が、本体側部１３に対して本体側部１３の延伸方向に沿ってスライド可能に構成されるとよい。

（発明の実施の第２別形態）
本体側部１３の接続部１９が角パイプ状に構成され、車輪支持部１４の接続部２４が丸パイプ状に構成されて、本体側部１３の角パイプ状の接続部１９に、車輪支持部１４の丸パイプ状の接続部２４が挿入されるように構成されてもよい。

図１～図６に示す構成、並びに、前述の構成によって、本体側部１３及び車輪支持部１４の一方が、上下方向に沿った角パイプ状に構成され、本体側部１３及び車輪支持部１４の他方が、上下方向に沿った丸パイプ状に構成され、本体側部１３及び車輪支持部１４の角パイプ状の一方に、本体側部１３及び車輪支持部１４の丸パイプ状の他方が挿入されることにより、車輪支持部１４が本体側部１３に上下方向（本体側部１３の延伸方向）に沿ってスライド可能に支持される。

（発明の実施の第３別形態）
本体側部１３の接続部１９及び車輪支持部１４の接続部２４の一方が、中実の丸棒状に構成され、本体側部１３の接続部１９及び車輪支持部１４の接続部２４の他方が、角パイプ状又は丸パイプ状に構成されて、角パイプ又は丸パイプに中実の丸棒が挿入されるように構成されてもよい。

本体側部１３の接続部１９及び車輪支持部１４の接続部２４の一方が、角パイプ状又は中実の角棒状に構成され、本体側部１３の接続部１９及び車輪支持部１４の接続部２４の他方が、角パイプ状に構成されて、角パイプに角パイプ又は中実の角棒が挿入されるように構成されてもよい。

本体側部１３の接続部１９及び車輪支持部１４の接続部２４の一方が、丸パイプ状又は中実の丸棒状に構成され、本体側部１３の接続部１９及び車輪支持部１４の接続部２４の他方が、丸パイプ状に構成されて、丸パイプに丸パイプ又は中実の丸棒が挿入されるように構成されてもよい。

図１～図６に示す構成、並びに、前述の構成によって、本体側部１３及び車輪支持部１４のうちの少なくとも一方が、上下方向に沿ったパイプ状に構成され、本体側部１３及び車輪支持部１４のパイプ状の一方に、本体側部１３及び車輪支持部１４の他方が挿入されることにより、車輪支持部１４が本体側部１３に上下方向（本体側部１３の延伸方向）に沿ってスライド可能に支持される。

（発明の実施の第４別形態）
固定ピン１５に代えて、固定ボルト（図示せず）やバックル（図示せず）、固定フック（図示せず）等が、固定部として使用されてもよい。本体側部１３において、接続部１９に７個以上の固定孔１９ｂが開口されてもよい。

（発明の実施の第５別形態）
本体側部１３の接続部１９の固定孔１９ｂ、及び車輪支持部１４の接続部２４の固定孔２４ａを廃止して、ベルト状の固定部（図示せず）により、本体側部１３の接続部１９と車輪支持部１４の接続部２４とを締め付けて、車輪支持部１４の接続部２４を本体側部１３の接続部１９に固定するように構成してもよい。
この構成によると、車輪支持部１４の接続部２４の固定位置を、連続的に任意の位置に設定することができる。

（発明の実施の第６別形態）
本体側部１３において、接続部１９が基部１６に固定されたり、接続部１９と基部１６とが一体的に構成されて、基部１６に対して接続部１９が取り付け及び取り外しできないように構成されてもよい。
この構成によると、本体側部１３（基部１６のボス部１７）を、本体部１の支点部２１に対して着脱可能に構成すればよい。これにより、本体側部１３の全体が、接続部１９の長さの異なる別の本体側部１３に交換される。

（発明の実施の第７別形態）
車輪支持部１４において、フェンダ２８が、車輪支持部１４に着脱可能に構成されてもよい。

（発明の実施の第８別形態）
油圧シリンダ２３に代えて、電動シリンダ（図示せず）や電動モータ（図示せず）が、ステアリングアクチュエータとして使用されてもよい。油圧モータ型式の駆動モータ２７に代えて、電動モータ型式の駆動モータ２７が使用されてもよい。
この構成によると、油圧供給部９に代えて、バッテリー（図示せず）が備えられると良いのであり、制御弁部１０に代えて、電流用のコントローラ（図示せず）が備えられるとよい。

（発明の実施の第９別形態）
４個の車輪支持機構２及び車輪３ではなく、６個又は８個の車輪支持機構２及び車輪３が本体部１に設けられてもよい。

本発明は、作業車に適用できる。

１ 本体部
２ 車輪支持機構
３ 車輪
１３ 本体側部
１４ 車輪支持部
１５ 固定ピン（固定部）
２３ 油圧シリンダ（ステアリングアクチュエータ）
２７ 駆動モータ
２８ フェンダ
Ｐ１ ステアリング軸芯

Claims (9)

1. 本体部と、前記本体部に設けられた複数の車輪支持機構と、前記車輪支持機構の各々の下部に支持された走行用の車輪とが備えられ、
   前記車輪支持機構に、
   前記本体部に取り付けられて、前記本体部から下側に延出されるように配置された本体側部と、
   前記車輪を支持して、前記本体側部の延伸方向に沿ってスライド可能に、前記本体側部に支持された車輪支持部と、
   前記車輪支持部を前記本体側部に固定及び固定解除可能な固定部とが設けられ、
   前記車輪支持部は、前記本体側部に固定及び固定解除可能に接続される接続部と、前記接続部に連結された支持部とを有し、前記支持部における機体幅方向内側の部分に前記車輪を駆動する駆動モータが支持され、前記支持部の機体幅方向外側に前記車輪が支持されている作業車。
2. 前記本体側部は、前記本体部から上下方向に沿って下側に延伸され、
   前記車輪支持部は、上下方向に沿ってスライド可能に、前記本体側部に支持されている請求項１に記載の作業車。
3. 前記本体側部及び前記車輪支持部のうちの少なくとも一方が、パイプ状に構成され、
   前記本体側部及び前記車輪支持部のパイプ状の一方に、前記本体側部及び前記車輪支持部の他方が挿入されることにより、前記車輪支持部が、前記本体側部の延伸方向に沿ってスライド可能に、前記本体側部に支持されている請求項１又は２に記載の作業車。
4. 前記本体側部及び前記車輪支持部の一方が、角パイプ状に構成され、
   前記本体側部及び前記車輪支持部の他方が、丸パイプ状に構成され、
   前記本体側部及び前記車輪支持部の角パイプ状の一方に、前記本体側部及び前記車輪支持部の丸パイプ状の他方が挿入されることにより、前記車輪支持部が、前記本体側部の延伸方向に沿ってスライド可能に、前記本体側部に支持されている請求項３に記載の作業車。
5. 前記本体側部が、前記本体側部の延伸方向に沿ったステアリング軸芯周りに揺動可能に前記本体部に支持され、
   前記本体側部を前記本体部に対して前記ステアリング軸芯周りに揺動操作可能なステアリングアクチュエータが設けられている請求項１～４のうちのいずれか一項に記載の作業車。
6. 前記支持部が、前記駆動モータの側面に沿って上下方向に延び且つ前記駆動モータが取り付けられる上下延出部分と、前記上下延出部分の上端部から前記駆動モータの上面の上方を機体幅方向内側に延びる上方延出部分とを有し、前記支持部が前記上方延出部分の上面に固定されたボス部を介して前記接続部に連結されている請求項１～５のうちのいずれか一項に記載の作業車。
7. フェンダが、前記車輪に対して上側に配置されるように、前記車輪支持部に固定又は着脱可能に装着されている請求項１～６のうちのいずれか一項に記載の作業車。
8. 前記固定部は、前記本体側部の延伸方向に沿った任意の位置又は複数の位置で、前記車輪支持部を前記本体側部に固定及び固定解除可能である請求項１～７のうちのいずれか一項に記載の作業車。
9. 前記本体側部は、前記本体部に対して着脱可能である請求項１～８のうちのいずれか一項に記載の作業車。

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