(57)【要約】【課題】  車高を低減し、重心を低くしたリーチスタッカを提供する。【解決手段】  コンテナの保持、移動、積替え作業を行うスプレッダ、ブーム等をフレームの上方に有するリーチスタッカにおいて、フロントアクスルを駆動するフロントディファレンシャル１５に近接してトランスファ１４を設け、車両後方に配設されたエンジン１１及びトランスミッション１２からの動力を、プロペラシャフト１３を介して、トランスファ１４に接続する。又、プロペラシャフト１３の回転軸となる車幅方向の車両中心Ｄに対して、フロントディファレンシャル１５が有するベベルギヤの回転中心Ｉをオフセットして配置し、ベベルギヤとプロペラシャフト１３とをトランスファ１４を介して接続してもよい。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンテナを保持するスプレッダと、前記スプレッダを伸縮可能に支持するブームとを有し、前記ブームが車体の上方に、傾斜可能に支持されたリーチスタッカにおいて、
フロントアクスルを駆動するフロントディファレンシャルに近接してトランスファを設け、車両後方に配設されたエンジン及びトランスミッションからの動力を、プロペラシャフトを介して、前記トランスファに接続したことを特徴とするリーチスタッカ。
【請求項２】
請求項１記載のリーチスタッカにおいて、
前記プロペラシャフトの回転軸に対して、前記フロントディファレンシャルが有するベベルギヤの回転中心をオフセットして配置し、前記ベベルギヤと前記プロペラシャフトとを前記トランスファを介して接続したことを特徴とするリーチスタッカ。
【請求項３】
請求項２記載のリーチスタッカにおいて、
前記プロペラシャフトが、車幅方向の車体中心線上に配置されたことを特徴とするリーチスタッカ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、港湾等において、コンテナの積替えや移動を行うリーチスタッカに関する。
【背景技術】
【０００２】
港湾等において、コンテナの積み降ろしや移動には、固定式クレーンやフォークリフトが用いられている。ところが、固定式クレーンは、コンテナの移動距離に制約があり、又、フォークリフトは、手前のコンテナにしかアクセスできない、という欠点があった。そこで、リーチスタッカと呼ばれる荷役車両が用いられている。リーチスタッカは、固定式クレーンと比較すると、低コストである上、小回りが効き、コンテナの移動距離の制約がなく、又、フォークリフトと比較すると、手前だけでなく、奥側のコンテナにもアクセス可能であり、コンテナの積替えや移動に、非常に便利なものである。
【０００３】
図４に、従来のリーチスタッカの概略図を示す。
図４に示すように、リーチスタッカは、４つの前輪２１、２つの後輪２２を有するフレーム２３の上方に、タワー２４を支点にチルトシリンダ２５により傾斜可能に構成されたブーム２６と、ブーム２６内に伸縮可能に設けられ、ブーム２６内に設けられたテレスコピックシリンダ（図示せず）により伸縮されるトップブーム２７と、トップブーム２７の先端部分に設けられ、伸縮、回転、傾斜、平行動作が可能に構成され、４つのツイストロックピン２８によりコンテナを保持するスプレッダ２９とを有する。又、フレーム２３の上面側であり、ブーム２６の下方側には、キャブ３０が配設され、オペレータは、キャブ３０内の操作盤を用いて、リーチスタッカ自体の移動動作やコンテナの保持動作、設置動作を行うことができる。
【０００４】
フレーム２３内部の後方側には、リーチスタッカを駆動する原動機となるエンジン３１が配設され、エンジン３１の前方側に、順に、変速を行うトランスミッション３２（以降、ミッションと略す。）、トルク伝達を行うトランスファ３３が配設されている。トランスファ３３からの動力は、プロペラシャフト３４を介して、内部にベベルギヤを有するフロントディファレンシャル３５（以降、フロントデフと略す。）へ伝達されて、エンジン３１からの動力が前輪２１へ伝達される。
【０００５】
図５に、従来のリーチスタッカの動力系の配置状態を説明する図を示す。
なお、図５（ａ）は、フレームの側面側から動力系を見た図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）におけるＡ方向、つまり、フレームの上面側から見た図であり、図５（ｃ）は、図５（ａ）におけるＢ方向、つまり、フレームの正面側から見た図である。
【０００６】
リーチスタッカは、フレーム２３の前方側に配置されたスプレッダ２９を用いて、重量のあるコンテナを持ち上げるので、車両の姿勢を安定させるため、フレーム２３の後方側へ重量物を配分している。つまり、カウンタウェイト（図示せず）はフレーム２３の後方側へ配置され、重量のあるエンジン３１も、通常フレーム２３の後方側に配置されている。図５に示すように、車幅方向が前輪の車軸（フロントアクスル）Ｃ上であり、その中心が車幅方向の車体中心Ｄに位置するように配置されたフロントデフ３５は、フレーム２３の後方側に設けられたエンジン３１、ミッション３２、トランスファ３３とは、プロペラシャフト３４を介して接続されている。つまり、フロントアクスルを駆動するフロントデフ３５内部のベベルギヤの回転中心は、車体中心Ｄの位置となるように配置され、ベベルギヤに接続されるプロペラシャフト３４も車体中心Ｄの位置となっている。
【０００７】
【特許文献１】特開平９−２６３３９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
リーチスタッカは、その動作機能上、安定姿勢を保つために、低い重心を有することを求められている。そのため、できるだけ低い車高が望ましい。又、高さ制限のある場所での作業や車両自体の保管、又、一般道路を走行する場合にも、車高を低くする利点は大きい。
【０００９】
例えば、上記リーチスタッカを、同クラスのフォークリフトと比較した場合、リーチスタッカは、フォークリフトのマストの代りにキャブ上方に荷役用のブームを装着しているので、車高を低くすることができ、高さ制限のある場所での作業等に有効である。しかしながら、ブームの強度確保、オペレータの居住性向上及び動力系の配置から全体の車高が決定されるため、車高を下げるのには限界があった。
【００１０】
具体的には、リーチスタッカでは、動力系が図５に示すような配置であるため、フレーム２３自体の高さを抑えるのに限界があった。ここで、図５を用いて更に詳細に説明する。エンジン３１の回転軸は、ギヤを介してミッション３２の入力軸と接続され、変速に用いられるギヤが配置されるスペース（高さ）分下げられた位置に、ミッション３２の出力軸が配置されている。同様に、ミッション３２の出力軸は、ギヤを介してトランスファ３２の入力軸と接続され、動力伝達に用いられるギヤが配置されるスペース（高さ）分下げられた位置に、トランスファ３３の出力軸、即ち、プロペラシャフト３４が配置されている。従って、フレーム２３の高さは、フロントアクスルＣの高さ位置Ｅからエンジンの回転軸位置Ｆまでの高さｈ０が、大きな支配要素となり、この高さｈ０を小さくすることが困難であった。
【００１１】
本発明は上記課題に鑑みなされたもので、車高を低減し、重心を低くしたリーチスタッカを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決する本発明の請求項１に係るリーチスタッカは、
コンテナの保持するスプレッダと、スプレッダを伸縮可能に支持するブームとを有し、ブームが車体の上方に傾斜可能に支持され、
フロントアクスルを駆動するフロントディファレンシャルに近接してトランスファを設け、車両後方に配設されたエンジン及びトランスミッションからの動力を、プロペラシャフトを介して、前記トランスファに接続したことを特徴とする。
【００１３】
上記課題を解決する本発明の請求項２に係るリーチスタッカは、
上記リーチスタッカにおいて、
プロペラシャフトの回転軸に対して、フロントディファレンシャルが有するベベルギヤの回転中心をオフセットして配置し、ベベルギヤとプロペラシャフトとをトランスファを介して接続したことを特徴とする。
【００１４】
上記課題を解決する本発明の請求項３に係るリーチスタッカは、
上記リーチスタッカにおいて、
プロペラシャフトが、車幅方向の車体中心線上に配置されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、動力系を構成する装置の配置を工夫したので、動力系の占有する高さを低減して、フレーム自体の高さを低減し、車両全体の高さを低減して、車両の重心を低くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明に係るリーチスタッカは、コンテナの保持、移動、積替え作業を行うためのスプレッダ、ブーム等をフレーム（車体）の上方に有し、フロントアクスルを駆動するフロントディファレンシャルに近接してトランスファを設け、車両後方に配設されたエンジン及びトランスミッションからの動力を、プロペラシャフトを介して、トランスファに接続するものである。又、プロペラシャフトが位置する車幅方向の車体中心に対して、フロントディファレンシャルが有するベベルギヤの回転中心をオフセットして配置し、ベベルギヤとプロペラシャフトとをトランスファを介して接続してもよい。
【実施例１】
【００１７】
図１は、本発明に係るリーチスタッカの実施形態の一例を示す概略図である。
なお、本発明は、リーチスタッカだけに限定されるものではなく、他の大型産業車両へも適用可能なものである。
【００１８】
図１に示すように、本発明に係るリーチスタッカは、４つの前輪１、２つの後輪２を有するフレーム３の上方に、タワー４を支点にチルトシリンダ５により傾斜可能に構成されたブーム６と、ブーム６内に伸縮可能に設けられ、ブーム６内に設けられたテレスコピックシリンダ（図示せず）により伸縮されるトップブーム７と、トップブーム７の先端部分に設けられ、伸縮、回転、傾斜、平行動作が可能に構成され、４つのツイストロックピン８によりコンテナを保持するスプレッダ９とを有する。又、フレーム３の上面側であり、ブーム６の下方側には、キャブ１０が配設され、オペレータは、キャブ１０内の操作盤を用いて、リーチスタッカ自体の移動動作やコンテナの保持動作、設置動作を行うことができる。
【００１９】
リーチスタッカは、安定姿勢を保つために、低い重心を有することを求められおり、そのため、できるだけ低い車高が望ましい。具体的には、図１に示す車両全体の高さＨを低減するために、路面−フレーム間高さｈ１、フレーム高さｈ２、キャブ高さｈ３、キャブブーム間隙間ｈ４、ブーム高さｈ５、各々の高さを低減する必要がある。本発明では、特に、フレーム３の高さｈ２に着目して、その内部の動力系、具体的には、エンジン及びミッションを含めた動力系の配置を工夫することで、まず、フレーム３の高さｈ２の低減を図った。
【００２０】
リーチスタッカでは、エンジン１１は、車両移動の動力源として用いられるだけではなく、ブーム６、トップブーム７、スプレッダ９等を駆動するためにも用いられており、例えば、油圧モータ等を駆動して、油圧シリンダ等への油圧供給のための動力源ともなっている。従って、エンジン１１等の動力系の装置の大きさは、荷役車両で必要とされる最低限の出力が要求されるため、それらの装置自体の大きさを小さくして、フレームの高さを低くするのは容易ではない。
【００２１】
又、リーチスタッカは、フレーム３の前方側に配置されたスプレッダ９を用いて、重量のあるコンテナを持ち上げるので、車両の姿勢を安定させるため、フレーム３の後方側へ重量物を配分している。例えば、重量のあるエンジン１１やカウンタウェイト（図示せず）は、車両後方に配置されている。また、車両の前後方向のバランスだけではなく、車両の車幅方向のバランスも重要であり、ブーム６やスプレッダ９が初期状態の位置にあるとき、車両の重心が車幅方向の車体中心あることが望ましく、そのような状態になるように、エンジン１１等の動力系は配置されている。従って、通常、プロペラシャフト１３も車体中心線上に位置することが多い。逆に、車高を低くするために、エンジン１１等の動力系を、車幅方向のどちらかに偏って配置した場合、車両の車幅方向のバランスの制御が必要になり、車両の姿勢制御が難しいものとなってしまう。
【００２２】
そこで、本発明では、車両の重量バランスを崩すことなく、動力系の装置の配置を工夫することにより、フレーム自体の高さの低減を図って、車両全体の高さを低減した。その具体的な配置の一例を、図１、図２を用いて以下に説明する。
【００２３】
図２は、図１に示したリーチスタッカの動力系の配置状態を説明する図である。
なお、図２（ａ）は、フレームの側面から動力系を見た図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）におけるＡ方向、つまり、フレームの上面側から見た図であり、図２（ｃ）は、図２（ａ）におけるＢ方向、つまり、フレームの正面側から見た図である。
【００２４】
図１、図２に示すように、フレーム３内部の後方側には、リーチスタッカを駆動する原動機となるエンジン１１が配設され、エンジン１１の前方側に、変速を行うトランスミッション１２（以降、ミッションと略す。）が配設され、プロペラシャフト１３を介して、トルク伝達を行うトランスファ１４に接続されている。トランスファ１４は、内部にベベルギヤを有するフロントディファレンシャル１５（以降、フロントデフと略す。）に近接して設けられており、エンジン１１、ミッション１２からの動力は、プロペラシャフト１３を介して、前輪側に配設されたトランスファ１４に伝達され、フロントデフ１５を介して前輪１へ伝達される。
【００２５】
フロントアクスルを駆動するベベルギヤ（図示せず）を内部に有するフロントデフ１５は、車幅方向が前輪の車軸（フロントアクスル）Ｃ上に配置されており、エンジン１１、ミッション１２は、フレーム３の後方側に配設されている。本発明では、トランスファ１４をフロントデフ１５に近接して設け、エンジン１１、ミッション１２からの動力を、プロペラシャフト１３を介して、トランスファ１４、フロントデフ１５に伝達している。つまり、トランスファ１４をフロントアクスル側に移設し、更に、トランスファ１４の入力軸、出力軸の相互位置を車幅方向に配置することで、従来は必要であったトランスファの入力軸、出力軸間の高さｇ０（図５（ａ）参照）を不要となるようにし、動力系の高さの低減を図っている。
【００２６】
又、トランスファ１４の入力軸、出力軸の相互位置の変更にともない、フロントデフ１５内部のベベルギヤの回転軸位置Ｉを、プロペラシャフト１３の回転軸、つまり、車体中心Ｄの位置からｇ１オフセットした位置に設けた。つまり、フロントデフ１５内部のベベルギヤの回転軸位置Ｉのみを、車体中心Ｄの位置からオフセットしたので、プロペラシャフト１３の延長線上にあり、重量物であるミッション１２、エンジン１１の重心位置を車体中心Ｄの位置から移動させることなく、動力系を配置することとなり、車両の車幅方向のバランスを崩すことなく、フレームの高さの低減が可能となる。
【００２７】
上記のような動力系の構成おいて、エンジン１１の回転軸は、ギヤを介してミッション１２の入力軸と接続され、変速に用いられるギヤが配置されるスペース（高さ）分下げられた位置に、ミッション１２の出力軸、即ち、プロペラシャフト１３が配置されている。プロペラシャフト１３は、ギヤを介してトランスファ１４の入力軸と接続され、動力伝達に用いられるギヤが配置されるスペース分、車幅方向にオフセットされた位置に、トランスファ１４の出力軸が配置され、フロントデフ１５内部のベベルギヤと接続される。従って、フレーム３の高さは、フロントアクスルＣの高さ位置Ｅ、換言すれば、ミッション１２の出力軸の高さからエンジンの回転軸位置Ｆまでの高さｈ９で決定される。この高さｈ９は、従来とは異なり、トランスファ１４の高さ成分は含まない。つまり、高さｈ９は、トランスファの入力軸と出力軸の高さ分、従来のリーチスタッカの高さｈ０（図５（ａ）参照）より低く抑えられることとなり、フレーム３の高さｈ２、ひいては車両全体の高さＨを低減することが可能となる。
【００２８】
実際に、上記配置にて設計した結果、オフセットｇ１＝１５０ｍｍに設定したところ、高さ方向の低減値、つまり「ｈ０−ｈ９」は、略１５０ｍｍとなった。
【００２９】
なお、図２においては、車体中心Ｄに対して、ベベルギヤの回転軸位置Ｉを車幅方向にのみオフセットした例、つまり、フロントアクスルＣの高さ位置に、車体中心Ｄとなるプロペラシャフト１３の回転軸中心Ｊ、ベベルギヤの回転中心位置Ｋが一致して、車幅方向にのみオフセットする例を図示している。しかし、車幅方向にのみオフセットするのではなく、フロントアクスルＣの高さ位置に対して、プロペラシャフト１３の回転軸中心Ｊを、更に高さ方向にオフセットして配置してもよい。この場合、プロペラシャフト１３の回転軸中心Ｊを高さ方向にオフセットするため、ベベルギヤの回転軸位置Ｉの車幅方向へのオフセット量を減らすことが可能となる。
【００３０】
更に、上述したフレーム高さｈ２の低減に加えて、他の部分の高さも、可能な限り低減している。具体的には、ブーム６−キャブ１０間隙間ｈ４、ブーム６の高さｈ５等、各々の高さを低減して、車高全体の高さＨを低減している。
【００３１】
例えば、ブーム６の高さｈ５は、ＦＥＭ（有限要素法）解析により強度解析を行い、最適化を行って、ブーム６の高さｈ５の低減を行っている。又、ブームに高張力鋼を用いて強度の向上を図ると共に、軽量化を行い、ブーム６の高さｈ５の低減、重心位置の改善を行うようにしてもよい。なお、キャブ１０の高さｈ３は、オペレータの居住性を考慮した必要最小限の高さとして、キャブ１０の高さｈ３の低減を行い、又、路面−フレーム間高さｈ１は、作業上必要な最低地上高として、路面−フレーム間高さｈ１の低減を行い、これらにより、車両全体の高さＨの低減を実施している（図１参照）。
【００３２】
又、ブーム６−キャブ１０間隙間ｈ４は、チルトシリンダ５、ブーム６を支持する支持ピンＰ１乃至Ｐ３の支持ピン間の公差を最適化することで、ブーム６−キャブ１０間の隙間ｈ４を可能な限り低減するようにしている。図３に、支持ピン間の公差の最適化を説明する図を示す。
【００３３】
図３に示すように、ブーム６の支持ピンＰ１−Ｐ２間寸法ｌ２、ｈ７及びフレーム３の支持ピンＰ２−Ｐ３間寸法ｌ３、ｈ６及びチルトシリンダ５の支持ピンＰ１−Ｐ３間寸法ｌ１、ｈ８に対して、それらの公差の最適化を実施することで、ブーム６−キャブ１０間の隙間ｈ４を可能な限り小さくしている。
【００３４】
以上説明してきたように、動力系の各装置の配置を最適な配置にすることで、フレーム３自体の高さｈ２を低減すると共に、路面−フレーム間高さｈ１、キャブ１０の高さｈ３、ブーム６−キャブ１０間の隙間ｈ４、ブーム６の高さｈ５等の最適化を行って、各々の高さを低減し、車両全体の高さＨを低減することで、車両の重心を低くしている。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明に係るリーチスタッカの実施形態の一例を示す概略図である。
【図２】図１に示したリーチスタッカの動力系の配置状態を説明する図である。
【図３】図１に示したリーチスタッカの支持ピン間の公差の最適化を説明する図である。
【図４】従来のリーチスタッカの概略図である。
【図５】従来のリーチスタッカの動力系の配置状態を説明する図である。
【符号の説明】
【００３６】
１    前輪
２    後輪
３    フレーム
４    タワー
５    チルトシリンダ
６    ブーム
７    トップブーム
８    ツイストロックピン
９    スプレッダ
１０  キャブ
１１  エンジン
１２  トランスミッション
１３  プロペラシャフト
１４  トランスファ
１５  フロントディファレンシャル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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