見えざるテクノロジー

Technology メカ・エレクトロニクス・
ICT
コマツの技術の結晶を
ご紹介します。

HD1500-8

ダンプトラックは、鉱山や砕石場における原石や表土の運搬および土木建設現場における土砂などの運搬を担う建設・鉱山機械です。コマツが取り扱っているダンプトラックは、一般の道路を走らないオフロードダンプトラックで、荷台(ボディ)を後方に傾け積載物を下ろすリヤダンプが主力です。
リヤダンプには、メインフレームが一体構造で一般の乗用車のように前輪を操舵して旋回するリジット式と、二つに分割されたメインフレームを屈曲することで方向を変えるアーティキュレート式があります。リジット式は耐久性と走行安定性が高く、一方アーティキュレート式は悪路走破性に優れるといった特徴があり、前者は主に鉱山や砕石場で、後者は土木建設工事で広く使われています。
HD1500はリジット式のリヤダンプトラックで大型クラスに分類されます。エンジン出力は1175kW(一般的な乗用車で300kW程度)、最大積載量は約150トンで、大規模鉱山で求められる性能と耐久性を有しており、全世界で稼働しています。

1 フレーム

強靭なメインフレーム

フレームはダンプトラックの屋台骨となる部分で、岩石や土砂などの積載物を含む各装置の重量を支えるとともに、地面からの反力を支えるという重要な役割を果たしています。その強度と耐久性を追求すると同時にいかに重量を抑えるかということがフレーム設計の最重要課題で、コンピューターを使った様々な構造解析や材料、溶接方法などの総合的な検討と実車検証により、高い品質と耐久性を実現しています。

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2 リターダー(補助ブレーキ)

2000kWを吸収する
リターダーブレーキ

坂道を降坂する際、放っておけば車両は重力で加速していきます。そこで安全な速度で降板させるために制動をかける装置をリターダーといいます。 その能力(吸収馬力)によって車両の運搬能力(=積載量x 車速)が決まります。一般のディスクブレーキでは長時間連続して使用すると発熱により制動力が著しく低下するため(フェード現象)、オフロードダンプトラックでは、ブレーキディスクをオイルで強制冷却するブレーキ(湿式ブレーキ)システムがリターダーとして広く採用されています。リジット式のダンプトラックでは、従来後輪だけに装備されていた湿式ブレーキですが、HD1500はこの湿式ブレーキを4輪すべてに標準装備しており、制動力が分散されることで、降坂時の安定性が格段に優れています。

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3 オートマチックリタード
スピードコントロール(ARSC)

坂道も、これで安心!

ARSCは、リターダーブレーキ力を制御して、ダンプトラックの降坂速度を予め設定した車速にコントロールするシステムです。作動中は降坂速度を一定に維持してくれるので、オペレーターはハンドル操作に専念でき、安全性が高まります。また設定車速の変更もワンタッチで行え、途中で勾配が変化してもスムーズに走行できます。

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4 コマツトラクション
コントロールシステム(KTCS)

厳しい環境でも、走りきる技術

軟弱路面や滑りやすい路面では、タイヤがスリップし始めると、それ以上の駆動力を路面に伝えることができなくなります。KTCSはタイヤのスリップを常時監視し、スリップしている駆動輪に自動的に適度な制動力を与えることで、その条件化での最大限の駆動力を発揮させるシステムです。オペレーターが特別な操作をしなくても、卓越した走破性と安定した走行を提供します。

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5 ステアリング&
ホイストコントロール

油圧で車体をコントロールする

巨大なダンプトラックのステアリングや荷台(ボディ)の操作は、油圧と電気の組み合わせで制御されています。従来からのパワーやスピードに加えて、近年ではいかに効率よく、かつ繊細にコントロールできるかが求められており、新たなセンサーやアクチュエーターの開発・採用が進んできています。

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6 電子制御トランスミッション
(K-ATOMiCS)

巨大な車体の変速を
スムーズにコントロール

大きなパワーを持つ建設機械は、変速時にショックが生まれるため、そのコントロールが重要です。K-ATOMiCSは、コマツの建設機械用自動変速システムとして早くからダンプトラックに採用されており、変速時に、切り替えるクラッチへの油圧を、コマツ独自の油圧バルブと電子制御により状況に応じてコントロールすることで、変速時のショックやタイムラグ(トルク切れ)を軽減しています。オペレーターの運転環境を改善するとともに、機械の耐久性向上にも一役買っています。

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7 KOMTRAX Plus

IoTで稼働状況の見える化を

建設機械車体には車両の状態をリアルタイムで集中管理するコントローラーとGPS、衛星通信端末が装備され、世界中の車両位置情報や建設機械の使われ方、健康状態などがサーバーに蓄積されています。そのビッグデータの解析を基に、お客様へ建設機械の適切なオペレーション方法をご提案するだけでなく、新たなビジネスの可能性を追求しています。

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無人ダンプトラック
運行システム(AHS)

世界初
無人で走行するダンプトラック

GPSによる高精度の位置計測や高速無線ネットワーク、各種障害物センサーにより、コマツはダンプトラックの無人運転を世界ではじめて実用化しました。現在全世界で100台以上の無人ダンプトラックが稼働しており、鉱山オペレーションの安全や生産性の向上に大きく貢献しています。

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最新鋭の大型ブルドーザー
D375A-8

ブルドーザーとは、土木建設現場や鉱山などで土砂の掘削や盛土・整地を担う建設機械です。トラクター前方にはブレード(排土板)があり、トラクター後部にリッパーと呼ばれる爪が装着されている車両もあります。
D375A-8は、約70トンもの車体重量と785馬力ものエンジン出力によるパワフルな作業性能に加え、快適なオペレーター環境や苛酷な現場でも耐えうるフレームの耐久性を有しています。主に海外の大規模建設現場や鉱山などで活躍しています。
さらに近年では、自動でブレードが掘削・整地を行うインテリジェントマシンコントロールや、危険な現場でも機械に乗らずに作業できるラジコンブルドーザーなど、ICTによる進化が進んでいます。

1 ディーゼルエンジン

新世代6気筒ディーゼルエンジン
(出力785馬力 / 排気量23L)

排ガス規制の中では世界で最も厳しい水準をクリアするとともに、パワーと燃費・信頼性・耐久性すべてを高い次元で両立しました。高度な電子制御システムをベースとして、先端の燃料噴射技術や排気後処理システムなどの様々な要素技術を織り込むと同時に過酷な稼働環境にも耐えられるよう、綿密なシミュレーションを繰り返しながら開発が進められます。

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2 トランスミッション

自動変速トランスミッション
(前進3段 / 後進3段)

大型ブルドーザーにも自動変速機構が導入されています。オペレーターが自動変速モードに設定すると、作業中に車両が受ける負荷に応じ、車載コントローラーが最適な速度段を選択します。さらにコントローラーからの指令に従いトランスミッションの油圧バルブを電子制御することで、自動的に速度段を切替えます。巨大なエンジントルクをスムーズにショックなく伝達するため、開発段階での入念なチューニングにより作りこまれていきます。

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3 クーリングシステム

高出力エンジンを支える
クーリングシステム

エンジンの中を循環している冷却水は、エンジンの熱を受け取った後、車両前方に搭載されたラジエーターで放熱されます。このラジエーターは約1.7mもの高さがあり、エンジンがオーバーヒートしないよう十分な放熱面積を確保してあります。また、実際の装着状態と振動負荷を再現した模擬ベンチテストを行い、耐久性の確認を行っています。

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4 キャブ

過酷な作業環境をサポートする、
居住性に優れた新型キャブ

キャブの居住性は、長時間の過酷な作業を行う上で非常に重要な要素です。レバー/ペダルのレイアウトや操作性、強度、エアコン性能、周囲の視認性など多くの検討を行いキャブは設計されていきます。また近年では、設計段階で作成した3DCADデータをVR(バーチャルリアリティー)技術で事前に確認することで開発の効率化を進めています。

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5 パームコマンドコントロール
システム(PCCS)

人間工学をフル活用して
設計された操作レバー

長時間安全に運転するには、疲れにくくかつ操作性に優れたレバーが求められます。自然な姿勢で握れるレバー形状に加えスイッチ類の操作性、傾斜地でのサポート性を考慮しながら設計されています。また、トランスミッションの速度段の操作は、レバーから手を離さずに親指だけで切り替えができます。

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6 キャブダンパーマウント

地面からの振動・衝撃を吸収する、
キャブダンパーマウント

ブルドーザーは建設機械の中でも特に振動が大きな機械です。地面から受ける様々な振動・衝撃を吸収するキャブダンパーマウントを搭載することで、オペレーターの快適性を向上させました。入念な振動解析により、マウントのばねやオイル特性の作りこみを行っています。

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7 足回り

安定稼働を支える足回り構造

ブルドーザーの足回り(クローラー)は、過酷な現場環境での安定稼働を陰で支えています。トランスミッションから伝達されたパワーは終減速機を経由してクローラーが地面を蹴る力に変わります。軟式足回りは、下部ローラーが上下に振動することで地面の凹凸を吸収し乗り心地向上に貢献しています。

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8 電子制御&ICT技術

進化する電子制御システム&
インターフェイス

いまやブルドーザーは完全に電子制御化されており、制御ソフトウェアや車載モニターなどの開発業務は非常に重要な役割を担っています。またブレードを自動で制御するインテリジェントマシンコントロール、ラジコンブルドーザーなどICT技術の進化へも対応しています。

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