JP-2026077679-A - 電動ローラ

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Abstract

【課題】電動化を図る際に、従来機との変更を小さくしつつ速度制御を容易に行うことができるとともに、脱炭素社会への貢献、作業環境の改善及びメンテナンス性の向上を図ることができる電動ローラを提供する。【解決手段】転圧輪と、転圧輪を回転可能に支持する車体フレーム２と、転圧輪を駆動させる転圧輪用電動モータと、転圧輪用電動モータの回転数を制御する転圧輪用インバータと、旋回させるための油圧シリンダ５５と、オペレーターによるステアリングの操作に連動し、油圧シリンダ５５を駆動させる電動油圧ポンプ５２と、転圧輪用電動モータ、転圧輪用インバータ及び電動油圧ポンプ５２に電力を供給するバッテリＫと、前後進レバー１７の傾きに応じて転圧輪用インバータに信号を出力する制御部３と、ステアリングに連結されたオービットロール５１と電動油圧ポンプ５２とを接続する配管と、を有し、内燃機関を備えておらず、転圧輪の動力源をバッテリＫのみとすることを特徴とする。【選択図】図４

Inventors

小池房義
伏見哲行
柴田大地
吉田悠一郎

Assignees

酒井重工業株式会社

Dates

Publication Date: 20260513
Application Date: 20260206

Claims (3)

前後にそれぞれ設置された一対の転圧輪と、前記転圧輪を回転可能に支持する車体フレームと、前記転圧輪を駆動させる転圧輪用電動モータと、前記転圧輪用電動モータの回転数を制御する転圧輪用インバータと、旋回させるための油圧シリンダと、オペレーターによるステアリングの操作に連動し、前記油圧シリンダを駆動させる電動油圧ポンプと、前記転圧輪用電動モータ、前記転圧輪用インバータ及び電動油圧ポンプに電力を供給するバッテリと、前後進レバーの傾きに応じて前記転圧輪用インバータに信号を出力する制御部と、前記ステアリングに連結されたオービットロールと前記電動油圧ポンプとを接続する配管と、を有し、内燃機関を備えておらず、前記転圧輪の動力源を前記バッテリのみとすることを特徴とする電動ローラ。
前記油圧シリンダは、前記車体フレームに左右両側に設置されていることを特徴とする請求項１に記載の電動ローラ。
前記油圧シリンダは、前記車体フレームに一つ設置されていることを特徴とする請求項１に記載の電動ローラ。

Description

本発明は、電動ローラに関する。例えば、特許文献１には、路面の締め固めを行う転圧車両（転圧ローラ）が開示されている。従来の転圧ローラは、一対の転圧輪と、車体フレームと、エンジンと、油圧ポンプと、走行用油圧モータと、を備えている。従来の転圧ローラは、エンジンにより油圧ポンプを駆動させ、その油圧によって走行用油圧モータを回転させて走行している。また、前後進レバーの入力量に応じて油の吐出力を調整することで、車両が加速、減速又は停止する。特開２０１０－１４９７８４号公報本発明の第一実施形態に係る電動ローラの側面図である。第一実施形態に係る電動ローラの平面図である。第一実施形態に係る電動ローラの背面図である。第一実施形態に係る電動ローラの構成を示すブロック図である。第一実施形態に係る電動ローラの動作概略図である。第一実施形態に係る電動ローラの電源系及び制御系を示すブロック図である。第一実施形態に係る電動ローラのダッシュボードを示す背面図である。第一実施形態に係る電動ローラのダッシュボードを示す側面図である。第一実施形態に係る電動ローラにおいて、前進時のブレーキペダルを示す側面図である。第一実施形態に係る電動ローラにおいて、ブレーキペダルを踏み込んだ時を示す側面図である。第一実施形態に係る電動ローラの一部透過側面図である。第一実施形態に係る電動ローラの一部透過平面図である。第一実施形態に係る電動ローラの前輪を示す断面図である。第一実施形態に係る電動ローラの第一ギヤボックスを示す平面図である。図１４のXV-XV断面図である。図１４のXVI-XVI断面図である。第一実施形態に係る電動ローラの後輪周りを示す断面図である。図１７のXVIII-XVIII断面図である。第一実施形態に係る電動ローラのステアリングシステムを示す側面図である。第一実施形態に係る電動ローラのステアリングシステムを示す平面図である。始動時において、比較例の時間と回転数との関係を示すグラフである。停止時において、比較例の時間と回転数との関係を示すグラフである。比較例及び実施例の転圧輪用電動モータの駆動指示値を、時間と回転数との関係で示すグラフである。始動時において、実施例の時間と回転数との関係を示すグラフである。停止時において、実施例の時間と回転数との関係を示すグラフである。変形例の転圧輪用電動モータの駆動指示値を、時間と回転数との関係で示すグラフである。［第一実施形態］本発明の電動ローラについて、図面を参照して詳細に説明する。以下に記載する実施形態、変形例等は、あくまで例示であって、各実施形態、変形例を適宜組み合わせて使用することができる。図面に示す、上下、左右、前後は電動ローラの進行方向に従う。＜全体概略構成＞図１～４に示すように、電動ローラ１は、前輪Ｒ１と、後輪Ｒ２と、車体フレーム２と、電動モータＭ（Ｍ１～Ｍ４）と、インバータＪ（Ｊ１～Ｊ４）と、バッテリＫ（Ｋ１～Ｋ３）と、制御部３と、を主に備えている。前輪Ｒ１は、車体フレーム２の前部に設けられた一対の前輪用サイドプレートＳＰ１，ＳＰ２に回転可能に支持されている。前輪Ｒ１は、路面を転圧する転圧輪であって、本実施形態では一体の鉄輪で構成されている。前輪Ｒ１は、複数のタイヤで構成されていてもよいし、複数の鉄輪で構成されていてもよい。後輪Ｒ２は、車体フレーム２の後部に回転可能に支持されている。後輪Ｒ２は、路面を転圧する転圧輪であって、本実施形態では４つのタイヤ（Ｒ２Ａ，Ｒ２Ｂ，Ｒ２Ｃ，Ｒ２Ｄ）で構成されている。後輪Ｒ２は、単数又は複数の鉄輪で構成されていてもよい。車体フレーム２は、前輪Ｒ１，Ｒ２を回転可能に支持する車体である。車体フレーム２は、前部フレーム１１と、後部フレーム１２と、運転席１３と、ダッシュボード１４とを備えている。前部フレーム１１は、前部に前輪用サイドプレートＳＰ１，ＳＰ２が固定されている。前部フレーム１１の内部には、インバータＪ及びバッテリＫを収容する前部スペース１５が形成されている。後部フレーム１２は、運転席１３，ダッシュボード１４を備えるとともに、内部に電動モータＭ、インバータＪ１、ギヤボックス等を収容する後部スペース１６が形成されている。後部スペース１６は、運転席１３の足元の下方に形成された第一後部スペース１６ａと、運転席１３の下方に形成された第二後部スペース１６ｂと、を備えている。前部フレーム１１と、後部フレーム１２とは鉛直方向に平行な関節ピンを介して連結されている。本実施形態の電動ローラ１はアーティキュレート式であるが、リジッド式であってもよい。図４に示すように、前輪用電動モータＭ１は、前輪Ｒ１を駆動させる電動モータである。前輪用電動モータＭ１は、制御部３から前輪用インバータＪ１に入力される駆動指示値に応じて駆動する。後輪右用電動モータＭ２は、後輪Ｒ２を駆動させる電動モータである。後輪右用電動モータＭ２は、制御部３から後輪右用インバータＪ２に入力される駆動指示値に応じて駆動する。後輪左用電動モータＭ３は、後輪Ｒ２を駆動させる電動モータである。後輪左用電動モータＭ３は、制御部３から後輪左用インバータＪ３に入力される駆動指示値に応じて駆動する。なお、前輪用電動モータＭ１、後輪右用電動モータＭ２及び後輪左用電動モータＭ３を総称して「転圧輪用電動モータ」と言う。また、前輪用インバータＪ１、後輪右用インバータＪ２及び後輪左用インバータＪ３を総称して「転圧輪用インバータ」と言う。図４に示すように、振動用電動モータＭ４は、起振軸１３０を駆動させる電動モータである。振動用電動モータＭ４は、制御部３から振動用インバータＪ４に入力される駆動指示値に応じて駆動する。バッテリＫは、図６に示すように、電動モータＭ及びインバータＪ等の各部品に電力を供給する部品である。バッテリＫは、本実施形態では、４８ＶバッテリＫ１、２４ＶバッテリＫ２、１２ＶバッテリＫ３を備えており、前部スペース１５に配置されたバッテリケースＫＡ（図１１参照）に収納されている。４８ＶバッテリＫ１及び２４ＶバッテリＫ２は、リチウムイオン二次電池である。１２ＶバッテリＫ３は、鉛畜電池である。バッテリＫは、本実施形態では電圧の異なるバッテリを三種類設けたが、何種類であってもよいし、単一の電圧で構成してもよい。バッテリ管理部７１は、例えば、ＢＭＵ（Battery Management Unit）を用いている。制御部３は、各部品を制御するコントローラである。制御部３は、例えば、ＶＣＵ（Vehicle Control Unit）を用いている。バッテリＫ、バッテリ管理部７１及び制御部３は、バッテリ情報を送信するためのＣＡＮ通信で連携可能になっている。図５に示すように、電動ローラ１は、オペレーターＯＰによる前後進レバー１７の傾倒角度に応じ、制御部３がインバータＪ（Ｊ１～Ｊ３）へ駆動指示値を出力する。各インバータＪに入力された駆動指示値に応じて電動モータＭ（Ｍ１～Ｍ３）が回転することにより、前方又は後方に車両が走行する。従来は、ガソリン等の燃料を燃焼させて内燃機関（エンジン等）を用いて油圧ポンプを稼働させ、転圧輪を駆動させていたのに対し、本実施形態の電動ローラ１では、内燃機関を備えず、転圧輪の動力源をバッテリＫのみとする点で相違する。また、従来は、車両の走行速度の加減速は、油圧制御によって調整していたのに対し、本実施形態の電動ローラ１では制御部３からインバータＪへ出力される駆動指示値で制御する点で相違する。＜走行システム＞次に、走行システムについて詳細に説明する。図１及び図２に示すように、運転席１３は、オペレーターＯＰが座る部位であって、ダッシュボード１４と対向している。ダッシュボード１４は、運転席１３の前方に設置された箱状体であって、後方に突出するブレーキペダルＢＰが設けられるとともに、上面にはディスプレイ１８が配置されている。ステアリング１９は、車両の進行方向を定める機器であり、ダッシュボード１４の上面に設けられている。ステアリング１９は、ダッシュボード１４の内部に設けられたオービットロール（登録商標、以下同じ。図４，１９参照）５１に接続されている。図１に示すように、ブレーキペダルＢＰは、ダッシュボード１４の後側の下部に設けられ、オペレーターＯＰの踏み込みによってブレーキが作動するように構成されている。前後進レバー１７，１７は、ダッシュボード１４の両側に設けられ、中立位置、前進位置、後進位置に傾倒可能なレバーである。前後進レバー１７は、ダッシュボード１４の片側だけに設けられる構成であってもよい。前後進レバー１７，１７は、図７に示すように、シャフト２１の両端部に連結されている。シャフト２１は、ダッシュボード１４の内部に車両の幅方向に沿って配置されている。図８に示すように、シャフト２１には、シャフト２１と同期して回動する板状のベースプレート２２が設けられ、シャフト２１に対して垂直に固定されている。ブレーキペダルＢＰは、図９に示すように、シャフト２１と連動するように構成されている。ベースプレート２２には、車両の幅方向に突出する第一ピン２２ａ及び第二ピン２２ｂが形成されている。第一ピン２２ａ及び第二ピン２２ｂは、シャフト２１から概ね等距離で配置されている。ブレーキペダルＢＰは、本体プレート２３と、ペダル部２４と、回動支点部２５と、連結支点部２６と、を備えている。本体プレート２３は、後方にペダル部２４を備えた板状部材である。本体プレート２３の前端は、ダッシュボード１４の前壁に固定されたブラケット２７を介して回動可能に固定されている。回動支点部２５は、ブレーキペダルＢＰの回動中心になっている。連結支点部２６は、本体プレート２３の上部に形成されている。連結支点部２６は、第一ブレーキペダル用ロッド２８及び第二ブレーキペダル用ロッド２９を介してベースプレート２２に連結されている。第一ブレーキペダル用ロッド２８及び第二ブレーキペダル用ロッド２９は、棒状の部材である。第一ブレーキペダル用ロッド２８及び第二ブレーキペダル用ロッド２９の下端は、連結支点部２６にピン結合により連結されている。第一ブレーキペダル用ロッド２８の上端部には、第一ピン２２ａが遊嵌する長孔２８ａが形成されている。第二ブレーキペダル用ロッド２９の上端部には、第二ピン２２ｂが遊嵌する長孔２９ａが形成されている。側面視すると、第一ブレーキペダル用ロッド２８及び第二ブレーキペダル用ロッド２９は側面視Ｖ字状を呈する。初期位置（前後進レバー１７が中立位置）において、ベースプレート２２は概ね水平となる。また、第一ピン２２ａ及び第二ピン２２ｂは、長孔２８ａ，２９ａにおいて高さ方向の真ん中やや上側に位置する。図９は、前後進レバー１７を前進方向に最も傾倒させた場合のベースプレート２２周りの作用図である。図９に示すように、前後進レバー１７を前方に傾倒させるとそれに伴って、シャフト２１及びベースプレート２２がシャフト２１を中心に反時計回りに回動する。この時、第一ピン２２ａは、第一ブレーキペダル用ロッド２８の長孔２８ａの上端に位置する。一方、第二ピン２２ｂは、第二ブレーキペダル用ロッド２９の長孔２９ａの高さ方向の真ん中やや下側に位置する。前後進レバー１７を前方に傾倒させても、長孔２８ａ，２９ａ内を第一ピン２２ａ及び第二ピン２２ｂがそれぞれ移動するため、ブレーキペダルＢＰの位置は変わらない。なお、具体的な図示は省略するが、前後進レバー１７を後方に傾倒させて車両を後進させる場合は、ベースプレート２２がシャフト２１と同期して時計回りに回動する。この場合も、前進と同様に、前後進レバー１７を後方に傾倒させても、長孔２８ａ，２９ａ内を第一ピン２２ａ及び第二ピン２２ｂがそれぞれ移動するため、ブレーキペダルＢＰの位置は変わらない。図１０は、ブレーキペダルＢＰを踏み込んだ場