JP4033726B2 - 履帯式車両走行検査装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主に履帯式車両の走行性能を検査する履帯式車両走行検査装置に関し、より詳しくは油圧ショベルやブルドーザ等の履帯式車両における走行速度と走行曲りを測定する履帯式車両走行検査装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば油圧ショベルのような履帯式車両の走行曲りを検査する手段として、当該車両をフィールド上で所定距離（例えば３０ｍ）走行させ、そのときの走行曲り量を測定するという方法がある。このような測定方法では、実走行可能な広いスペースのフィールドが必要で、しかもそのフィールドに数十メートルにも及ぶ固い水平面を造成する必要があり、非常に大掛かりで面倒であるという欠点がある。
【０００３】
このような欠点を解決し得るものとして、本出願人が既に特公昭６１−３４０８４号公報にて提案した検査装置がある。この検査装置は、車両の左右両側に配されるドップラーレーダを有し、このドップラーレーダにより車両の両側の対地速度を個別かつ同時に計測して走行曲り量を測定するように構成され、比較的短い走行距離で走行曲り量を測定することができるようにされている。ところが、この検査装置でも比較的短い走行距離とは言えそれ相応のフィールドが必要であり、更なる合理化を図るため、装置台上で実走行試験が行える検査装置が要望されていた。
【０００４】
このような要望に応えるものとして、例えば特公平２−３１８１５号公報にて提案された検査装置がある。この検査装置は、車両を持ち上げるリフト手段を有し、左右の履帯を浮かした状態でそれら履帯を無負荷運転（空運転）させたときにおける左右の履帯の周期差から走行曲り量を測定するように構成されている。なお、装置台上で実走行試験が行える検査装置の他の例としては、特公昭５４−１２４４０１号公報にて提案された検査装置も挙げられるが、この検査装置は主に不整地走行試験用の装置に関するもので、しかも当該先行技術は不整地面再現手段の構造に関するものであり、主旨を異にするものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
一般に履帯式車両の走行性能は、主に走行速度と走行曲りで決定される。ここで、走行曲りの原因としては、▲１▼足回りにおける左右の駆動部の回転差、▲２▼フレームの精度不良（左右駆動系支持部の平行度不良）、▲３▼履帯支持部品の進直度（アライメント）不良などが挙げられる。ところが、これら三者の要因が走行曲りに関して互いに打ち消し合うように働いた場合には、走行曲りが発生せず、実走行において車両が直進する場合がある。このことは走行曲りの原因▲１▼〜▲３▼のうちの一つを計測しても走行曲りとの相関がマッチし難いことを示しており、特に履帯接地面積の小さい小型機種では、なおさらその相関が出ない。
【０００６】
しかしながら、前述した左右の履帯を浮かした状態でそれら履帯の周期差から走行曲り量を測定するように構成される検査装置では、走行曲りの原因のうち▲１▼に係わる要素のみを検出し走行曲りと関係付けるようにされており、フレームの精度不良やアライメント不良などの要因を加味した走行曲り量を測定することができない。また、一般に左右の履帯はそれぞれ独立した油圧アクチュエータによって駆動され、車両重量等の負荷がかからない無負荷状態における左右の履帯の回転差と車両重量等の負荷がかかった状態における左右の履帯の回転差とは必ずしも一致しないため、車両を浮かした状態、つまり無負荷状態で測定した走行曲り量をもって、実走時の走行曲り量とするのは、正確さに欠けると言わざるを得ない。したがって、当該検査装置では、実走行に近いデータを得ることができないという問題点がある。
【０００７】
なお、車両が真直ぐ走行するように特殊なテーパシムを用いた履帯の支持構造（特許３１４２２９１号公報参照）が考案されてはいるものの、この支持構造を採用するのは費用対効果の観点から困難であり、走行曲り検査装置によって不具合を有する車両を確実に検出し、個別具体的に対策を講じることが合理的な手法であると言える。
【０００８】
本発明は、以上述べたような問題点等に鑑みてなされたもので、走行速度を測定することができるとともに、駆動部の回転差、フレーム精度、アライメントなど全ての要因を加味した走行曲り量を計測することができる履帯式車両走行検査装置を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段および作用・効果】
前記目的を達成するために、本発明による履帯式車両走行検査装置は、
車両の左右両側に履帯を備える履帯式車両の走行検査装置であって、履帯の周回運動に倣い回転する回転体を備えて構成される倣い回転装置を有し、この倣い回転装置を、前記回転体を介して車両を支持するように配設し、かつ少なくともその回転体のスラスト方向に移動可能に設けるとともに、その倣い回転装置の移動量もしくは移動時の荷重を計測する計測手段と、前記回転体の回転速度を検出する検出手段を設けることを特徴とするものである。
【００１０】
本発明においては、当該検査装置上に車両が置かれる際、車両両側の履帯がそれぞれ回転体を介して倣い回転装置に支持されるとともに、例えばワイヤーロープ等の固定手段によって車両が前後に動かないように固定される。このように固定された状態で車両を前または後に直進させるように履帯が駆動され、このときの履帯の周回運動に倣って回転体が回転される。そして、回転体の回転速度を検出する検出手段により、車両の走行速度は勿論のこと、車両重量等の負荷がかかった状態における左右履帯の駆動部の回転差が求められ、この求められた回転差から走行曲り量が算出される。
【００１１】
一方、倣い回転装置の移動量もしくは移動時の荷重を計測する計測手段による計測結果により、フレームの精度不良やアライメント不良に起因する走行曲り量が算出される。すなわち、フレームの精度不良やアライメント不良により履帯単体の進行方向と車両の直進方向とがズレるのであるが、このズレによって生じる履帯から回転体へのスラスト方向分力を、倣い回転装置の移動量として間接的に、あるいは倣い回転装置の移動時の荷重として略直接的に関係付けて、倣い回転装置の移動量もしくは移動時の荷重の計測結果から走行曲り量が算出される。
【００１２】
こうして算出された各走行曲り量から、走行曲りを引き起こす要因（左右駆動部の回転差、フレーム精度不良、履帯支持部分のアライメント不良等）が同時作用した場合の走行曲り量が求められる。したがって、本発明によれば、左右駆動部の回転差、フレーム精度、履帯支持部分のアライメントなど全ての要素を加味した走行曲り量を計測することができ、装置上の走行試験で実走行検査に近い走行曲りのデータを得ることができる。また、従来の実走行検査では必要であった広いフィールドが不要で検査スペースが少なくて済み、組立ライン途中に設置してインライン検査も可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明による履帯式車両走行検査装置の具体的な実施の形態につき、図面を参照しつつ説明する。なお、本実施形態において検査対象となるのは、履帯式車両の一種である油圧ショベル（以下、単に「車両」と称する。）である。
【００１４】
図１には、本発明の一実施形態に係る履帯式車両走行検査装置の外観斜視図が示されている。また、図２には、本実施形態の履帯式車両走行検査装置の構造説明図が示されている。
【００１５】
本実施形態に係る車両１は、図２に示されるように、下部走行体２と、この下部走行体２に対して旋回自在に設けられ、運転室４や作業機５等が取着されてなる上部旋回体３を備えて構成されている。前記下部走行体２の左右両側には、車体を前後進あるいは旋回走行させる履帯６Ａ，６Ｂが設けられている。この履帯６Ａ，６Ｂは、足回りにおける従動輪のアイドラと駆動輪のスプロケット（いずれも図示省略）との間に巻き掛け装着されており、駆動部の駆動によるスプロケットの回転により、アイドラとスプロケットとの間で周回運動を行い、これによって車体を走行もしくは旋回させるようにされている。
【００１６】
本実施形態の履帯式車両走行検査装置１０は、図１および図２に示されるように、前記車両１における左右それぞれの履帯６Ａ，６Ｂに対応するように独立して設けられる同構造の２基の倣い回転装置１１Ａ，１１Ｂを有している。各倣い回転装置１１Ａ，１１Ｂは、フリーコンベヤに似た構造の装置であって、トラフ状の支持台２１，２１と、この支持台２１，２１に対して回転自在に取着される回転体２２Ａ，２２Ｂを備えて構成されている。この倣い回転装置１１Ａ，１１Ｂにおいては、当該倣い回転装置１１Ａ，１１Ｂ上で履帯６Ａ，６Ｂが駆動されたときに、その履帯６Ａ，６Ｂの接地面に対して均等に転がり接触しながらその履帯６Ａ，６Ｂの周回運動に倣って回転するように所要個数の回転体２２Ａ，２２Ｂが支持台２１，２１に縦列配置され、それら回転体２２Ａ，２２Ｂを介して支持台２１，２１により車両１を支持するようにされている。
【００１７】
前記各回転体２２Ａ，２２Ｂは、支持軸２３と、この支持軸２３の軸線方向に並ぶようにして設けられる複数（本実施形態では４個）の回転輪２４と、その支持軸２３を回転可能に支持する軸受装置２５，２５を備えて構成されている。ここで、前記回転輪２４は、ホイール部２４ａと、このホイール部２４ａに外嵌される比較的小径のタイヤ２４ｂとからなり、ホイール部２４ａと支持軸２３とがキーあるいはスプライン等のトルク伝達手段によって結合されている。また、前記軸受装置２５，２５は、支持台２１に設けられたブラケットにボルト締結によって固定されている。また、回転体２２Ａ，２２Ｂの支持台２１に対するスラスト方向の移動を規制するために、隣接する回転輪２４の間、並びに回転輪２４と軸受装置２５との間にはそれぞれスペーサ２６が設けられ、各スペーサ２６は支持軸２３の外側に嵌め込むようにして装着されている。
【００１８】
前記各支持軸２３には、スプロケット２７が取着されるとともに、それらスプロケット２７は、チェーン２８によって繋がれている。こうして、縦列配置された複数の回転体２２Ａ，２２Ｂに回転差が生じないようにされている。
【００１９】
また、前記支持台２１には、その支持台２１とフロア３５との間に介在される直動案内機構の一種であるリニアガイド２９が所要の位置に所要本数取着され、倣い回転装置全体１１Ａ，１１Ｂが回転体２２Ａ，２２Ｂのスラスト方向に移動可能とされている。以下特に断りのない限り、「スラスト方向」とは、「回転体２２Ａ，２２Ｂのスラスト方向」のことである。
【００２０】
本実施形態においては、各倣い回転装置１１Ａ，１１Ｂのスラスト方向の移動量を計測する計測手段が設けられている。すなわち、各支持台２１，２１には直進変位計測器３０，３０が取着され、この直進変位計測器３０，３０により倣い回転装置１１Ａ，１１Ｂのスラスト方向の移動量を計測できるようにされている。ここで、直進変位計測器３０として、例えば本実施形態で採用のリニアスケールや、直進変位型ポテンショメータなどが用いられる。
【００２１】
また、本実施形態においては、各倣い回転装置１１Ａ，１１Ｂにおける回転体２２Ａ，２２Ｂの回転速度を検出する検出手段が設けられている。すなわち、各倣い回転装置１１Ａ，１１Ｂにおけるいずれかの支持軸２３，２３にはエンコーダ３１，３１が接続され、このエンコーダ３１，３１にて支持軸２３，２３の回転速度を検出することにより回転体２２Ａ，２２Ｂの回転速度を検出するようにされている。
【００２２】
次に、本実施形態の履帯式車両走行検査装置１０による走行検査について、（Ａ）走行曲りの原因、（Ｂ）曲り検査原理、（Ｃ）検査方法の成り立ち、を説明することでその主旨を明らかにすることとする。
【００２３】
（Ａ）走行曲りの原因
前記車両１は、操舵を左右の履帯６Ａ，６Ｂの回転差で実施しているため、左右の駆動部は必ず独立した速度変換機構を持っている。そのため、直進時は左右の駆動部が同一回転数で回転する必要があり、回転差が生じると走行曲りとなる。また、この駆動部の回転差の他に、左右の履帯６Ａ，６Ｂを支えるフレーム２ａの精度不良（図３（ａ）中記号Ｌ，Ｌ'で示される寸法のズレ）や、履帯支持部品の進直度、すなわち駆動部と従動部を結ぶ直線（アライメント）の狂い（図３（ｂ）中記号αで示されるズレ）でも走行曲りとなる。
【００２４】
（Ｂ）曲り検査原理
左右の倣い回転装置１１Ａ，１１Ｂ上に跨るように車両１を乗せ、車両１が前後に動かないように固定した状態で履帯６Ａ，６Ｂを駆動させると、左右各倣い回転装置１１Ａ，１１Ｂにおける回転体２２Ａ，２２Ｂは履帯６Ａ，６Ｂの周回運動に倣い回転される。その時の左右各倣い回転装置１１Ａ，１１Ｂにおける回転体２２Ａ，２２Ｂの回転差が車両１の左右駆動部の回転差として現れる。また、フレーム２ａの精度不良やアライメントに狂いがある場合には、倣い回転装置１１Ａ，１１Ｂがスラスト方向にズレようとする。その時のズレ量の大きさでフレーム系の不具合を検知する。
【００２５】
本実施形態における検査方法は、前記（Ａ）の走行曲りの原因を踏まえ、前記（Ｂ）の検査原理に基づいて、以下に述べる３点の考え方から成立している。
【００２６】
（Ｃ）検査方法の成り立ち
（考え方▲１▼）
左右履帯６Ａ，６Ｂを含む足回り部分を左右別々の駆動体として検査する。すなわち、図４（ａ）に示されるように、例えば右側の履帯６Ａを含む足回り部分を前後方向に移動しないように固定した状態で履帯６Ａを前進方向（図中矢印Ｐ方向）に駆動すると、フレーム２ａの精度不良やアライメント不良に起因する右駆動体の進行方向と車両１の直進方向とのズレ角αによって発生するスラスト方向分力により右側の倣い回転装置１１Ａは矢印Ｑで示されるスラスト方向に移動され、この時の移動量を測定する。左側の駆動体に係る同移動量も測定し、両測定値の差から実走行時の曲り量を算出する。測定例として、例えば図４（ｂ）に示される右側倣い回転装置１１Ａの移動量ＣＲと左側倣い回転装置１１Ｂの移動量ＣＬとの関係が、ＣＲ＞ＣＬの場合には車両はＡ方向に曲り、ＣＲ＜ＣＬの場合には車両はＢ方向に曲り、ＣＲ＝ＣＬの場合には車両は直進する。
【００２７】
（考え方▲２▼）
履帯６Ａ，６Ｂに倣い回転する回転体２２Ａ，２２Ｂの回転速度を左右の履帯６Ａ，６Ｂそれぞれに対応して別々に測定する。この際、車両重量等の負荷がかかった状態における左右の履帯６Ａ，６Ｂの回転差を測定する。従来技術においては左右の履帯６Ａ，６Ｂを浮かした状態でそれら履帯６Ａ，６Ｂを無負荷運転（空運転）させたときにおける左右の履帯６Ａ，６Ｂの周期差を求めて駆動部の回転差を測定する手法のものがあるが、これでは実走行状態における駆動部の回転差を正確に測定することはできない。その理由は、一般に左右の履帯６Ａ，６Ｂはそれぞれ独立した油圧アクチュエータによって駆動されており、車両重量等の負荷がかからない無負荷状態における左右の履帯６Ａ，６Ｂの回転差と車両重量等の負荷がかかった状態における左右の履帯６Ａ，６Ｂの回転差とは必ずしも一致しないためである。測定例として、例えば図４（ｂ）に示される右側倣い回転装置１１Ａにおける回転体２２Ａの回転数ＤＲと左側倣い回転装置１１Ｂにおける回転体２２Ｂの回転数ＤＬとの関係が、ＣＲ＝ＣＬを前提条件として、ＤＲ＞ＤＬの場合には車両はＡ方向に曲り、ＤＲ＜ＤＬの場合には車両はＢ方向に曲り、ＤＲ＝ＤＬの場合には車両は直進する。
【００２８】
（考え方▲３▼）
前記考え方▲１▼，▲２▼からトータルに走行曲りを判断するために、倣い回転装置１１Ａ，１１Ｂの移動量と駆動部の回転差の複合検査を行う。なぜならば、実走行時はフレーム２ａの精度やアライメント、駆動部回転差などが複雑に絡みあっており、例えば、図４（ｂ）で示されるＣＲとＣＬとの関係がＣＲ＞ＣＬ、またＤＲとＤＬとの関係がＤＲ＜ＤＬで、しかも各関係によりもたらされる走行曲りが同時作用した場合には、車両１は直進する可能性がある。実際問題、フレーム２ａの精度やアライメント、左右駆動部の同期性能などの条件が悪くてもそれら悪条件が互いに打ち消し合うように働いて実走行で車両１が直進すれば良品であり問題無いが、逆に悪条件が重なるように働けば車両１が大きく曲る可能性があり悪品となる。したがって、考え方▲１▼および考え方▲２▼によってもたらされる測定結果から総合的に判断し走行曲り量を求めるようにする。
【００２９】
前記考え方▲１▼〜▲３▼に基づいて、本実施形態では次のようにして走行検査が行われる。まず、車両１における左右両側の履帯６Ａ，６Ｂをそれぞれ回転体２２Ａ，２２Ｂを介して支持台２１，２１に支持させるように各倣い回転装置１１Ａ，１１Ｂ上に乗せ、例えばワイヤーロープ等（図示省略）の固定手段によって車両１を前後に動かないように固定し、車両１を前または後に直進させるように履帯６Ａ，６Ｂを駆動する。この際、履帯６Ａ，６Ｂの周回運動に倣って回転体２２Ａ，２２Ｂが回転され、その回転数がエンコーダ３１，３１により検出される。このエンコーダ３１，３１によって検出された回転数により、車両１の走行速度、並びに車両重量等の負荷がかかった状態における左右履帯６Ａ，６Ｂの駆動部の回転差を求め、この回転差から走行曲がり量を算出する。一方、リニアスケール３０，３０による各倣い回転装置１１Ａ，１１Ｂのスラスト方向移動量の計測結果により、フレーム２ａの精度不良やアライメント不良に起因する走行曲り量を算出する。こうして算出された各走行曲り量から、走行曲りを引き起こす要因（左右駆動部の回転差、フレーム２ａの精度不良、履帯支持部分のアライメント不良等）が同時作用した場合の走行曲り量を求める。
【００３０】
本実施形態によれば、左右駆動部の回転差、フレーム精度、履帯支持部分のアライメントなど全ての要素を加味した走行曲り量を計測することができるので、装置上の走行試験で実走行検査に近い走行曲りのデータを得ることができる。したがって、従来の実走行検査では必要であった広いフィールドが不要となり、インライン検査も可能となる。
【００３１】
なお、本実施形態では、フレーム２ａの精度不良やアライメント不良に起因する走行曲り量を求める際に、倣い回転装置１１Ａ，１１Ｂのスラスト方向への移動量を測定するようにされているが、これに限られず、倣い回転装置１１Ａ，１１Ｂのスラスト方向への移動時の荷重を測定し、得られた荷重測定値から走行曲り量を算出するようにしても良い。この場合の荷重を測定するものとして、例えばロードセル等が用いられる。
【００３２】
また、本実施形態では、倣い回転装置１１Ａ，１１Ｂにおいて、履帯６Ａ，６Ｂに倣い回転する部分を、小径タイヤを組み合せてなる回転体２２Ａ，２２Ｂを縦列配置して構成するものとしたが、これに限られず、履帯６Ａ，６Ｂに倣い回転する部分を、エンドレスベルト状のもので構成しても良い。
【００３３】
また、支持台２１とリニアガイド２９との間に、周知の回転機構や揺動機構あるいは両機構を組み合わせたような機構を設け、支持台２１のリニアガイド２９に対する回動運動や揺動運動を許容する構成としても良い。こうすることで、倣い回転装置１１Ａ，１１Ｂの移動がこじれることなくスムーズ行われ、より正確に走行曲り量を測定することができる。
【００３４】
また、前記リニアガイド２９に代えて樹脂製あるいは金属製の摺動材とし、倣い回転装置１１Ａ，１１Ｂをその摺動材に対して移動可能に設ける構成としても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る履帯式車両走行検査装置の外観斜視図である。
【図２】図２は、本実施形態の履帯式車両走行検査装置の構造説明図である。
【図３】図３は、走行曲りの原因を説明するための図である。
【図４】図４は、本実施形態における検査方法の成り立ちを説明するための図である。
【符号の説明】
１ 車両
２ 下部走行体
６Ａ，６Ｂ 履帯（右、左）
１０ 履帯式車両走行検査装置
１１Ａ，１１Ｂ 倣い回転装置（右、左）
２２Ａ，２２Ｂ 回転体（右、左）
２９ リニアガイド
３０ 直進変位計測器（リニアスケール）
３１ エンコーダ

Claims (1)

1. 車両の左右両側に履帯を備える履帯式車両の走行検査装置であって、履帯の周回運動に倣い回転する回転体を備えて構成される倣い回転装置を有し、この倣い回転装置を、前記回転体を介して車両を支持するように配設し、かつ少なくともその回転体のスラスト方向に移動可能に設けるとともに、その倣い回転装置の移動量もしくは移動時の荷重を計測する計測手段と、前記回転体の回転速度を検出する検出手段を設けることを特徴とする履帯式車両走行検査装置。

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