JP6696944B2 - ダンプトラック - Google Patents

Description

本発明は、機械室を画成する建屋を車体フレーム上に取り付けたダンプトラックに関する。

従来、パンタグラフを建屋上に搭載し、当該パンタグラフを介してトロリー線（架線）から得た電力で走行するトロリー式のダンプトラックが知られている。

一般に、トロリー式ダンプトラックは鉱山での鉱石運搬等に使用され、凹凸の大きい路面を走行するため、例えば特許文献１に開示されたトロリー式トラックでは、走行中の激しい振動や揺れによるパンタグラフの枠組の横揺れを防止すべく、パンタグラフの台枠に枠組ガイドが取り付けられている。

再表２０１３／１２４９９４号公報

しかしながら、特許文献１に記載のトロリー式トラックでは、一般的なダンプトラックと異なり、重量物であるパンタグラフが建屋上に搭載されている上、枠組ガイドも取り付けられていることから、建屋にかかる荷重が大きくなっている。また、建屋は、路面と接触する前輪の前方近傍に立設されているため、走行中に発生する振動の影響を受けやすい。したがって、建屋にかかる荷重が大きいほど建屋が受ける振動の大きさが大きくなるため、建屋と重量物との接続部分に応力が集中して、当該接続部分及びその周辺部が変形したり破損したりしやすくなる。

そこで、本発明の目的は、建屋上に重量物が載置された場合であっても、走行中の振動による建屋の変形や破損を抑制することが可能なダンプトラックを提供する。

上記の目的を達成するために、車体フレームと、前記車体フレームにそれぞれ取り付けられた前輪及び後輪と、機械室を画成する建屋と、前記車体フレームと前記建屋とを接続する一対の棒状部材と、を備え、前記建屋は、前記車体フレーム上における前記前輪の車軸前方に立設され、重量物を載置するための載置部を上端側に有し、前記一対の棒状部材はそれぞれ、車高方向に対して傾斜した状態で、一端部が前記載置部における車幅方向の中央領域に固定され、かつ他端部が前記車体フレームにおける車幅方向の前記一端部よりも外側に固定されていることを特徴とするダンプトラックを提供する。

本発明によれば、建屋上に重量物が載置された場合であっても、走行中の振動による建屋の変形や破損を抑制することができる。上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本発明の実施形態に係るトロリー式ダンプトラックの一構成例を示す側面図である。 トロリー式ダンプトラックの正面図である。 トロリー式ダンプトラックにおいて、車体フレーム、建屋、前輪、及び集電装置を抽出して示した斜視図である。 トロリー式ダンプトラックにおいて、車体フレーム、建屋、前輪、及び集電装置を抽出して示した側面図である。 トロリー式ダンプトラックにおいて、車体フレーム、建屋、前輪、及び集電装置を抽出して示した正面図である。 図３におけるＸ部の拡大図である。 トロリー式ダンプトラックに車幅方向の加速度が作用したときの状態を説明する正面模式図である。

以下、本発明の実施形態に係るダンプトラックの一態様として、電気で駆動するトロリー式ダンプトラックについて説明する。

＜トロリー式ダンプトラック１の全体構成＞
まず、トロリー式ダンプトラック１の全体構成について、図１〜５を参照して説明する。

図１は、本発明の実施形態に係るトロリー式ダンプトラック１の一構成例を示す側面図である。図２は、トロリー式ダンプトラック１の正面図である。図３〜５は、トロリー式ダンプトラック１において、車体フレーム２、建屋４、前輪３Ａ、及び集電装置５を抽出して示した図であり、図３は斜視図、図４は側面図、図５は正面図である。

トロリー式ダンプトラック１は、例えば露天掘り鉱山等において、ショベルで掘削した大量の土砂や鉱物を運搬する大型の運搬作業機械であり、例えば車高が数ｍを超える車両まである。また、このトロリー式ダンプトラック１は、トロリー線Ｗから電力を得て走行し、鉱山内において、土砂や鉱物を積込む積込場や運搬した荷物を放土する放土場、及び積込場と放土場とを連結する搬送路を主に走行する。

図１に示すように、トロリー式ダンプトラック１は、車両全体を支持する枠体である車体フレーム２と、車体フレーム２の前部に回転可能に取り付けられた左右一対の前輪３Ａと、車体フレーム２の後部に回転可能に取り付けられた左右一対の後輪３Ｂと、機械室を画成する建屋４と、トロリー線Ｗから電力を得るための集電装置５と、オペレータや作業員の通行領域となるデッキ６と、オペレータが搭乗する運転室６０と、大量の土砂や鉱物を積載するベッセル７と、を備えている。なお、図１では、左右一対の前輪３Ａ及び後輪３Ｂのうち左側の前輪３Ａ及び後輪３Ｂのみを示している。

車体フレーム２は、図３に示すように、車幅方向の両側においてそれぞれ前後方向に延在するサイドフレーム部２１と、デッキ６を支持する支持フレーム部２２と、を有している。支持フレーム部２２は、左右一対のサイドフレーム部２１における前方部からそれぞれ上方に延出する延出部２２１と、左右一対の延出部２２１を車幅方向に接続する接続部２２２と、によって構成されている。

建屋４は、図３及び図４に示すように、車体フレーム２上における前輪３Ａの車軸前方に立設されている。図２、図３、及び図５に示すように、建屋４は、左右一対のサイドフレーム部２１からそれぞれ立設した側板部４１と、左右一対の側板部４１を上端側で車幅方向に接続する上板部４２と、一対の側板部４１及び上板部４２により囲まれた前板部としてのフロントグリル４３と、を有する箱状に形成されている。

建屋４の内部には、例えばエンジンやラジエータ等（いずれも不図示）の機器が収容されており、これらの機器は、フロントグリル４３に形成された複数の通気孔４３０等から取り込んだ空気により冷却される。

建屋４と車体フレーム２とは、一対の棒状部材８Ｌ，８Ｒによって接続されている。これら一対の棒状部材８Ｌ，８Ｒは、いわゆる筋交いとして機能するものであり、車高方向に対して傾斜した状態で、一端部が建屋４の上板部４２に固定され、かつ他端部が車体フレーム２に固定されている。一対の棒状部材８Ｌ，８Ｒの具体的な構成については、後述する。

集電装置５は、トロリー線Ｗ（図１及び図２参照）に接触させて電気を集める一対の集電部５１０Ｌ，５１０Ｒを有するパンタグラフ５１と、当該パンタグラフ５１を支持するパンタグラフサポート５２と、を備えた重量物である。なお、図１及び図２では、パンタグラフ５１が畳まれた状態を示しており、パンタグラフ５１の一対の集電部５１０Ｌ，５１０Ｒをトロリー線Ｗに接触させる際には、パンタグラフ５１に搭載された油圧シリンダやばね等によりパンタグラフ５１を上方に向かって起立させる。

集電装置５は、パンタグラフサポート５２が建屋４の上板部４２上に取り付けられることにより、建屋４の上端部に載置されている。すなわち、建屋４の上板部４２は、重量物である集電装置５を載置するための載置部の一態様である。なお、以下の説明において「上板部４２」を「載置部４２」とも呼ぶ。

デッキ６は、車体フレーム２の支持フレーム部２２及び建屋４によって支持されており、図２に示すように、例えば左領域６Ｌ、中央領域６Ｃ、及び右領域６Ｒに区分することができる。本実施形態では、デッキ６の左領域６Ｌに運転室６０が配置されている。中央領域６Ｃは、建屋４上（載置部４２）に設けられており、集電装置５が載置されている。

ベッセル７は、車体フレーム２に傾転可能に取り付けられており、サイドフレーム部２１との間を連結するホイストシリンダ（不図示）を伸縮させることにより上下方向に傾転（回動）することができる。例えば、ホイストシリンダを伸長させてベッセル７の前部を上方に持ち上げることにより、積載した土砂や鉱物等を排出することができる。

＜一対の棒状部材８Ｌ，８Ｒの構成＞
次に、一対の棒状部材８Ｌ，８Ｒの構成について、図２、図３、図５、及び図６を参照して説明する。

図６は、図３におけるＸ部の拡大図である。なお、図６では、便宜上、一対の棒状部材８Ｌ，８Ｒの後方に配置されたフロントグリル４３の図示を省略している。

一対の棒状部材８Ｌ，８Ｒはそれぞれ、例えば一般構造用角形鋼管（ＳＴＫＲ）等を用いて形成された内部が中空の角筒状の部材である。なお、一対の棒状部材８Ｌ，８Ｒは互いに同様の構成を有しているため、以下では、一対の棒状部材８Ｌ，８Ｒのうちの左側棒状部材８Ｌを例に挙げて説明する。

左側棒状部材８Ｌは、トロリー式ダンプトラック１に取り付けられた状態で載置部４２側から車体フレーム２側に亘って延伸する軸体８１と、軸体８１の一端である上端（建屋４の載置部４２側の端）、及び軸体８１の他端である下端（車体フレーム２側の端）にそれぞれ設けられた基体８２Ａ，８２Ｂと、を有している。軸体８１の上端に設けられた基体８２Ａと下端に設けられた基体８２Ｂとは同様の構成を有しているため、上端に設けられた基体８２Ａを例に挙げ、図６を参照して説明する。

図６に示すように、基体８２Ａは、板材を屈曲させることにより断面Ｌ字状に形成されており、建屋４の載置部４２に固定される固定部８２１と、固定部８２１から軸体８１の延伸方向に沿って延在して軸体８１の上端部を補強する補強部８２２と、を有している。

建屋４の載置部４２は一対の側板部４１よりも前方に突出した領域を有しており、固定部８２１は、当該突出領域の下面に複数のボルト８Ａによって締め付けられて載置部４２に固定されている。補強部８２２は、固定部８２１側、すなわち屈曲部分に向かうにつれて幅（車幅方向に沿った寸法）が広がるように形成されている。これにより、左側棒状部材８Ｌと建屋４との接続部分をしっかりと補強することができる。

なお、軸体８１の下端部に設けられた基体８２Ｂでは、固定部８２１が、車体フレーム２の左右一対のサイドフレーム部２１の前端に設けられた台座部２１０の座面（上面）に複数のボルトによって締め付けられて車体フレーム２に固定されている。そして、基体８２Ｂの補強部８２２は、左側棒状部材８Ｌと車体フレーム２（台座部２１０）との接続部分を補強している。本実施形態では、一対の棒状部材８Ｌ，８Ｒは、建屋４の前面側（フロントグリル４３の前側）に配置されている。

また、本実施形態では、図６に示すように、建屋４の載置部４２の車幅方向の中央領域には、車体フレーム２側に延在する中継板９が一体化して設けられている。この中継板９は、一対の棒状部材８Ｌ，８Ｒの基体８２Ａ，８２Ｂと同様に板材を屈曲させることにより断面Ｌ字状に形成されており、載置部４２に接合された接合部９１と、接合部９１から車体フレーム２側に向かって延在する延在部９２と、を有している。延在部９２は、車幅方向に長辺を有する長方形状である。

そして、一対の棒状部材８Ｌ，８Ｒの基体８２Ａはそれぞれ、固定部８２１が中継板９の接合部９１に複数のボルト８Ａにより締め付けられると共に、補強部８２２が中継板９の延在部９２に複数のボルト９Ａにより締め付けられて、中継板９に固定されている。すなわち、本実施形態では、一対の棒状部材８Ｌ，８Ｒの上端部は共に、載置部４２の車幅方向の中央領域において中継板９を介して固定されている。

これにより、一対の棒状部材８Ｌ，８Ｒの上端部と建屋４の載置部４２とを中継板９を介さずに接続する場合と比べて、一対の棒状部材８Ｌ，８Ｒの上端部と建屋４の載置部４２との接続がより強固になる。また、予め中継板９が載置部４２に一体化して設けられていることにより一対の棒状部材８Ｌ，８Ｒの上端部の固定位置が中継板９によって決まるため、一対の棒状部材８Ｌ，８Ｒの固定作業がしやすくなる。

＜一対の棒状部材８Ｌ，８Ｒの機能＞
次に、一対の棒状部材８Ｌ，８Ｒの機能について、図７を参照して説明する。

図７は、トロリー式ダンプトラック１に車幅方向の加速度ａが作用したときの状態を説明する正面模式図である。

重量物である集電装置５が建屋４上に載置されたトロリー式ダンプトラック１では、重量物が建屋上に載置されていない一般的なダンプトラックと異なり、建屋４にかかる荷重が大きくなっている。また、建屋４は、路面と直接的に接触する前輪３Ａの車軸前方であって、前輪３Ａに比較的近い場所に立設されているため、トロリー式ダンプトラック１の走行中における路面の凹凸による振動の影響を大きく受ける。なお、この場合における「振動」には、例えばトロリー式ダンプトラック１が路面上の突出した部分に乗り上げることによって発生する車体フレーム２の捻じれによる揺れも含まれる。

トロリー式ダンプトラック１に振動が発生した場合には、建屋４の載置部４２とパンタグラフサポート５２（集電装置５）との接続部分Ｙ（図７に示す）に力が集中しやすくなる。このとき、建屋４を正面側から見ると、長方形状であった外縁部分が、平行四辺形状にひしゃげるように変形する。また、接続部分Ｙが固定端となって載置部４２の中央領域が振動の腹となるように載置部４２が振動する。

例えば、図７において矢印で示すように、路面の凹凸によってトロリー式ダンプトラック１に車幅方向の左側から右側に向かう加速度ａが作用すると建屋４は右方向の力を受け、正面側から見たときに平行四辺形状に変形しようとする。このとき、車幅方向の中央から右方に向かって斜め下に傾斜する右側棒状部材８Ｒには圧縮方向に力が作用し、車幅方向の中央から左方に向かって斜め下に傾斜する左側棒状部材８Ｌには伸長方向に力が作用する。これにより、接続部分Ｙに集中する力を一対の棒状部材８Ｌ，８Ｒにも分散させることができる。

このように、車高方向に対して傾斜する一対の棒状部材８Ｌ，８Ｒは、建屋４を正面側から見たときに長方形状の外縁部分内に三角形の構造を形成して、筋交いの機能を果たしている。これにより、建屋４上に重量物である集電装置５が載置された場合であっても、一対の棒状部材８Ｌ，８Ｒによって建屋４が補強されるため、トロリー式ダンプトラック１の走行中の振動による建屋４の変形や破損を抑制することが可能となる。

さらに、本実施形態では、一対の棒状部材８Ｌ，８Ｒはそれぞれ、載置部４２において振動の腹となり得る中央領域に上端部が固定されると共に、車幅方向において上端部よりも外側かつ前輪３Ａの近傍に設けられた台座部２１０に下端部が固定されている。このように、建屋４及び車体フレーム２において振動の影響を強く受けやすい部分を一対の棒状部材８Ｌ，８Ｒで固定することにより、建屋４の変形や破損がより抑制される。

以上、本発明の実施形態について説明した。なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、本実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、本実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。またさらに、本実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

例えば、上記実施形態では、重量物を搭載したダンプトラックとして集電装置５を搭載したトロリー式ダンプトラック１について説明したが、必ずしも電気で駆動するトロリー式のダンプトラックである必要はなく、例えば油圧で駆動するダンプトラックであってもよい。

また、上記実施形態では、トロリー式ダンプトラック１の軽量化を図る目的から、一対の棒状部材８Ｌ，８Ｒはそれぞれ、内部が中空である角筒状の部材で形成されていたが、必ずしも角筒状である必要はない。

また、上記実施形態では、一対の棒状部材８Ｌ，８Ｒはそれぞれ、下端部（基体８２Ｂ）が車体フレーム２に取り付けられた台座部２１０に固定されていたが、これに限らず、例えば車体フレーム２の前方部側を構成する部位に直接的に固定されていてもよい。

また、上記実施形態では、一対の棒状部材８Ｌ，８Ｒはそれぞれ、載置部４２に一体化して設けられた中継板９に上端部が固定されていたが、必ずしも中継板９を介して上端部を載置部４２に固定する必要はなく、載置部４２に直接的に固定してもよい。

また、上記実施形態では、一対の棒状部材８Ｌ，８Ｒはそれぞれ、上端部が載置部４２における車幅方向の中央領域に固定され、下端部が車体フレーム２の台座部２１０に固定されていたが、一対の棒状部材８Ｌ，８Ｒの載置部４２及び車体フレーム２における固定場所については特に制限はなく、一対の棒状部材８Ｌ，８Ｒが建屋４と車体フレーム２との間を斜めに接続して筋交いとしての役割を発揮できればよい。

また、上記実施形態では、一対の棒状部材８Ｌ，８Ｒは建屋４の前面側に配置されていたが、これに限らず、例えば建屋４の背面側（ベッセル７が設けられた側）に配置されていてもよい。

１：トロリー式ダンプトラック（ダンプトラック）
２：車体フレーム
３Ｆ：前輪
３Ｒ：後輪
４：建屋
５：集電装置（重量物）
８Ｌ，８Ｒ：一対の棒状部材
９：中継板
４２：上板部（載置部）
Ｗ：トロリー線

Claims (4)

1. 車体フレームと、
   前記車体フレームにそれぞれ取り付けられた前輪及び後輪と、
   機械室を画成する建屋と、
   前記車体フレームと前記建屋とを接続する一対の棒状部材と、を備え、
   前記建屋は、前記車体フレーム上における前記前輪の車軸前方に立設され、重量物を載置するための載置部を上端側に有し、
   前記一対の棒状部材はそれぞれ、車高方向に対して傾斜した状態で、一端部が前記載置部における車幅方向の中央領域に固定され、かつ他端部が前記車体フレームにおける車幅方向の前記一端部よりも外側に固定されている
   ことを特徴とするダンプトラック。
2. 請求項１に記載のダンプトラックであって、
   前記載置部の前記中央領域には、前記車体フレーム側に延在する中継板が一体化して設けられており、
   前記一対の棒状部材の前記一端部はそれぞれ、前記中継板に固定されている
   ことを特徴とするダンプトラック。
3. 請求項１に記載のダンプトラックであって、
   前記一対の棒状部材は、前記建屋の前面側に配置されている
   ことを特徴とするダンプトラック。
4. 請求項１に記載のダンプトラックであって、
   前記ダンプトラックは、前記重量物としての集電装置によりトロリー線から電力を得て走行するトロリー式である
   ことを特徴とするダンプトラック。