JP4073889B2 - ホイールショベルの車高調整装置 - Google Patents

Description

本発明は、タイヤ付車輪で移動するホイールショベルの車高調整装置に関する。

近年、ホイールショベル等、タイヤ付き車輪で移動する作業車両は高速走行化の傾向にあり、高速走行時のオペレータの乗り心地性をより向上させるため、例えば特開平７−１３２７２３号公報には車体とアクスルとの間にサスペンション機構を設けた装置が開示されている。この装置によると、車体とアクスルとの間にアキュムレータおよび絞りに連通された油圧シリンダを設け、走行時や作業時におけるアクスルと車体との間隔が予め設定された所定値となるように油圧シリンダの圧力を制御する。これによって、走行時の振動を吸収、減衰することができるとともに、作業車両に取り付けられた作業装置の大小に拘わらず常に作業車両の姿勢を水平に保持することができる。

しかしながら、上記特許文献記載のものは、走行時および作業時に油圧源からの圧油により車高調整を行うので、燃費が悪化する。また、走行時のサスペンション性能に係る各部の設定が難しい。作業時のサスペンション性能がフワフワしたものとなり、オペレータに違和感がある。

本発明によるホイールショベルの車高調整装置は、油圧源と、車両前後に設けられたアクスルの少なくとも一方の左右と車体にそれぞれ連結され、油圧源からの圧油によりアクスルと車体との距離を変更する油圧シリンダと、各油圧シリンダの油室からの圧油の流出を許可または禁止するように切り換わるチェック弁と、油圧源から油圧シリンダへの圧油の供給管路に設けられ、油圧源から油圧シリンダへの圧油の流れを制御する第１の切換弁と、走行、駐車、および作業の各モードを備えたブレーキスイッチからの信号に基づき、車両の走行／非走行状態を検出する走行検出手段と、車両の作業／非作業状態を検出する作業検出手段と、車高調整を指令する車高調整指令部材と、走行検出手段により非走行状態が検出され、かつ作業検出手段により非作業状態が検出された状態で、車高調整指令部材により車高調整が指令されると、各油圧シリンダの油室からの圧油の流出を許可するようにチェック弁を切り換えるとともに、油圧源から油圧シリンダへの圧油の流れを許可するように第１の切換弁を切り換え、走行検出手段により非走行状態が検出され、かつ前記作出手段により非作業状態が検出された状態であっても、車高調整指令部材により車高調整が指令されるまでは、各油圧シリンダの油室からの圧油の流出を禁止するようにチェック弁を切り換えるとともに、油圧源から油圧シリンダへの圧油の供給を禁止するように第１の切換弁を切り換える制御手段とを備え、制御手段は、車両の走行／非走行状態に応じて切り換えられる第２の切換弁と、車両の作業／非作業状態に応じて切り換えられる第３の切換弁とを有し、第１の切換弁は、第２の切換弁および第３の切換弁の切換により切り換えられることを特徴とする。
車両に設けられた作業用アタッチメントの動作の許容、禁止を切り換えるゲートロックレバーを有し、第２の切換弁は、走行検出手段により非走行が検出されると第１位置に、走行が検出されると第２位置に切り換えられ、第３の切換弁は、ゲートロックレバーが作業用アタッチメントの動作を禁止する位置に操作されると第１位置に、作業用アタッチメントの動作を許容する位置に操作されると第２位置に切り換えられ、第１の切換弁は、第２の切換弁と第３の切換弁の双方が第１位置に切り換えられると、油圧源から油圧シリンダへの圧油の供給を許可する位置に切り換えられ、 第２の切換弁と第３の切換弁の少なくとも一方が第２の位置に切り換えられると、油圧源から油圧シリンダへの圧油の供給を禁止する位置に切り換えられることもできる。
各油圧シリンダの油室に絞りを介して連通または遮断するアキュムレータを有し、走行検出手段により走行状態が検出されると各油圧シリンダの油室を絞りを介してアキュムレータに連通してサスペンション機能を発揮し、作業検出手段により作業状態が検出されると各油圧シリンダの油室をアキュムレータから遮断してサスペンション機能をロックするようにチェック弁を切り換えることもできる。
油圧源から油圧シリンダへの圧油の供給管路に、操作によって切り換わり、第１の切換弁を通過した油圧源から油圧シリンダへの圧油の流れを制御して油圧シリンダを伸縮する車高調整弁を設けることもできる。

本発明によれば、走行検出手段により車両の非走行状態が検出され、かつ作業検出手段により車両の非作業状態が検出されると油圧源から油圧シリンダへの圧油の供給を許可するようにしたので、走行時および作業時に車高調整が行われることなく、燃費が向上する。また、油圧シリンダをサスペンションとして機能させる場合に、サスペンション性能に係る設計に関して車高調整を考慮する必要がなく、サスペンション性能に係る各部の設定が容易になる。作業時に車高調整に伴う圧油の流入がなく、オペレータの違和感も解消される。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
−第１の実施の形態−
図１は、本発明が適用されるホイールショベルの側面図（一部断面図）である。図１に示すように、ホイールショベルは、下部走行体８１と、旋回装置８２を介して下部走行体８１の上部に旋回可能に連結された上部旋回体８３とを有する。上部旋回体８３にはブーム８４Ａ、アーム８４Ｂ、バケット８４Ｃからなる作業用フロントアタッチメント８４（以下、アタッチメントと呼ぶ）と運転室８５とが設けられ、運転室８５の入口にはオペレータが搭乗した際に解除位置（Ａ位置）に、降車する際にロック位置（Ｂ位置）にそれぞれ操作されるゲートロックレバー８６が設けられている。下部走行体８１には、シャシフレーム８７（以下、フレームと呼ぶ）と、走行用の油圧モータ８８、トランスミッション８９、プロペラシャフト９０およびタイヤ９１が設けられ、プロペラシャフト９０からの駆動力はアクスル１,１'を介してタイヤ９１に伝達される。本実施の形態では、後側のアクスル１'はフレーム８７に直接固定され、前側のアクスル１は以下のようなサスペンション機構を介してフレーム８７に連結される。

図２は、本発明が適用されるホイールショベルの正面図（図１の矢視Ａ図）であり、主にサスペンション機構の構成を示す。図２に示すように、フレームの左右端部には伸縮可能なシリンダ２を有するシリンダブロック３がそれぞれ装着されており、ピストンロッド２ａの先端はピン９２を介して回動可能にアクスル１に連結されている。また、フレーム８７の左右端部の一方（図では左側）にはリンク４の一端がピン９３を介して回動可能に連結され、その他端はフレーム８７の底部に設けられた開口部８７ａを通ってアクスル１の中央部（センターラインＣＬ上）達し、ピン９４を介して回動可能に連結されている。これによって、ピン９３を支点にしてリンク４は矢印の如く回動し、ピストンロッド２ａの伸縮の範囲内でフレーム８７に対してアクスル１は主に上下動する。また、場合によってはピストンロッド２ａの伸縮の範囲内でピン９４を支点にしてアクスル１は揺動する。

図３は、本発明が適用されるホイールショベルを底面から見た図（図１の矢視Ｂ図）であり、主に油圧配管の配置を示す。なお、図３においてアクスル１は不図示とする。図３に示すように、左右のシリンダブロック３は配管５を介して接続され、その配管５の途中には配管６を介してアキュムレータ７が接続されている。アキュムレータ７にはさらに、切換レバー８ａの手動操作によってその位置が切り換えられる方向切換弁８が配管９を介して接続され、方向切換弁８は配管１０を介してセンタージョイント１１に接続されている。

図４は、本発明の第１の実施の形態に係わる車高調整装置の構成を示す油圧回路図である。図４に示すように、アキュムレータ７は前述した方向切換弁８とセンタージョイント１１を介し、さらに油圧パイロット切換弁１２を介してメイン油圧源１３に接続されている。油圧パイロット切換弁１２のパイロットポート１２ａは電磁切換弁１４とロックバルブ１５を介してパイロット油圧源１６に接続されている。ロックバルブ１５は運転室８５に設けられたゲートロックレバー８６の操作によってその位置が切り換えられる。すなわち、ゲートロックレバー８６が解除位置に操作されると位置（イ）に切り換えられ、ロック位置に操作されると位置（ロ）に切り換えられる。電磁切換弁１４は、後述する電気信号Ｉによってそのソレノイド１４ａが励磁されると位置（ロ）に、ソレノイド１４ａが消磁されると位置（イ）にそれぞれ切り換えられる。

ロックバルブ１５と電磁切換弁１４がともに位置（ロ）に切り換えられると、油圧パイロット切換弁１２のパイロットポート１２ａにはパイロット油圧源１６からのパイロット圧が供給され、油圧パイロット切換弁１２は位置（ロ）に切り換えられる。これによって、メイン油圧源１３からの圧油が方向切換弁８に供給される。また、ロックバルブ１５と電磁切換弁１４の少なくとも一方が位置（イ）に切り換えられると、油圧パイロット切換弁１２のパイロットポート１２ａはタンクに連通され、油圧パイロット切換弁１２は位置（イ）に切り換えられる。これによって、方向切換弁８への圧油の供給は停止され、車高調整が禁止される。

方向切換弁８は３ポート３位置切換弁であり、例えば図５に示すようなボールバルブで構成される。方向切換弁８が位置（イ）に切り換えられるとＡポートはＰポートに連通し、位置（ハ）に切り換えられるとＡポートはＴポートに連通する。また、位置（ロ）に切り換えられると、図５に示すようにＡポートはＰポート、Ｔポートから完全にブロックされ、つまりＡポートからの漏れ量はゼロとなる。

図４に示すように、アキュムレータ７に接続される管路６には面積Ａ1の絞り６ａが、一対のシリンダブロック３をそれぞれ連通する管路５には面積Ａ2の絞り５ａがそれぞれ設けられ、これらの絞り５ａ,６ａには少なくともＡ1＞Ａ2の関係が成立している。したがって、シリンダ２が収縮して管路５内に高圧油が供給されると、その圧油は絞り５ａ,６ａを介してアキュムレータ７に蓄圧され、蓄圧された圧油は車体を中立位置に復帰させるように各々のシリンダ２に供給される。この場合、アキュムレータ７は主に振動を吸収するばねとして機能し、抵抗体としての絞り５ａ,６ａは主に振動を減衰するダンパとして機能する。これらのばねやダンパの特性は、アキュムレータ７に封入されたガス圧や絞り５ａ,６ａの面積によって決定される。

管路５はシリンダブロック３内で二手に分岐され、一方はパイロットチェック弁１７を介してシリンダ２のボトム室２ｂに接続され、他方は面積Ａ3（＜Ａ1）の絞り５ｂとパイロットチェック弁１７を介してシリンダ２のロッド室２ｃに接続されている。パイロットチェック弁１７のパイロットポートは電磁切換弁１８を介してパイロット油圧源１６に接続されており、電磁切換弁１８の切換によってパイロットチェック弁１７の駆動が制御される。電磁切換弁１８は、後述する電気信号Ｉによってそのソレノイド１８ａが励磁されると位置（ロ）に、ソレノイド１８ａが消磁されると位置（イ）にそれぞれ切り換えられる。

電磁切換弁１８が位置（ロ）に切り換えられると、パイロット油圧源１６からの圧油がパイロットチェック弁１７のパイロットポートへ供給される。これによって、パイロットチェック弁１７は単なる開放弁として機能し、各シリンダ２の油室２ｂ,２ｃからの圧油の移動が可能となる（アンロック状態）。なお、このときボトム室２ｂとロッド室２ｃの圧油の流れは絞り５ｂによって規制され、すなわち、絞り５ｂは主に振動を減衰するダンパとして機能する。電磁切換弁１８が位置（イ）に切り換えられると、パイロット油圧源１６からの圧油の供給は停止され、これによって、パイロットチェック弁１７は通常のチェック弁として機能し、各シリンダ２の油室２ｂ,２ｃからの圧油の移動が禁止される（ロック状態）。

図６は、第１の実施の形態に係わる車高調整装置の電気回路図である。図６に示すように、電気回路は走行、駐車、作業の各モードに対応してＴ接点２１Ｔ、Ｐ接点２１Ｐ、Ｗ接点２１Ｗに切り換えられるブレーキスイッチ２１と、運転室８５からの操作によって車高調整を指令する車高調整スイッチ２２と、電源２３と、リレー２４,２５,２６とによってリレー回路を構成し、このリレー回路によって電磁切換弁１４,１８のソレノイド１４ａ,１８ａ、駐車ブレーキ解除用のソレノイド２７および作業ブレーキ作動用のソレノイド２８への電気信号Ｉの供給がそれぞれ制御される。

図６を詳述すると、ブレーキスイッチ２１の共通接点２１ｓは電源２３に、Ｔ接点２１Ｔはリレー２４のａ接点２４ａとリレー２５のコイル２５ｃと駐車ブレーキ解除用のソレノイド２７に、Ｗ接点２１Ｗはリレー２６のコイル２６ｃと作業ブレーキ作動用のソレノイド２８にそれぞれ接続され、Ｐ接点２１Ｐは開放されている。ブレーキスイッチ２１がＷ接点２１Ｗ側へ切り換えられ、作業ブレーキ作動用のソレノイド２８が励磁されると作業ブレーキが作動し、ブレーキスイッチ２１がＰ接点２１Ｐ側、あるいはＷ接点２１Ｗ側へ切り換えられ、駐車ブレーキ解除用のソレノイド２７が消磁されると駐車ブレーキが作動する。なお、作業ブレーキ、駐車ブレーキは周知のものであり、その図示は省略する。

電磁切換弁１８のソレノイド１８ａはリレー２４の共通接点２４ｓに、リレー２４のｂ接点２４ｂはリレー２６のａ接点２６ａに、リレー２６の共通接点２６ｓは電源２３にそれぞれ接続され、リレー２６のｂ接点２６ｂは開放されている。また、電磁切換弁１４のソレノイド１４ａは車高調整スイッチ２２に、車高調整スイッチ２２はリレー２５のａ接点２５ａに、リレー２５の共通接点２５ｓは電源２３にそれぞれ接続され、リレー２５のｂ接点２５ｂは開放されている。したがって、ブレーキスイッチ２１がＰ接点２１Ｐ側あるいはＷ接点２１Ｗ側へ切り換えられるとリレー２５がａ接点２５ａ側へ切り換えられ、この状態で車高調整スイッチ２２がオンされると、電磁切換弁１４のソレノイド１４ａは電源２３と接続されて励磁される。また、ブレーキスイッチ２１がＰ接点２１Ｐ側に切り換えられ、車高調整スイッチ２２がオンされると、リレー２４およびリレー２６がそれぞれｂ接点２４ｂ側およびａ接点２６ａ側に切り換えられ、電磁切換弁１８のソレノイド１８ａは電源２３と接続されて励磁される。さらに、ブレーキスイッチ２１がＴ接点２１Ｔ側に切り換えられると、リレー２４はａ接点２４ａ側へ切り換えられ、電磁切換弁１８のソレノイド１８ａは電源２３と接続されて励磁される。

続いて、第１の実施の形態に係わる車高調整装置の動作をより具体的に説明する。
（１）走行モード
走行モードにおいては、図６に示すようにブレーキスイッチ２１がＴ接点２１Ｔ側へ切り換えられる。これによって、作業ブレーキ作動用のソレノイド２８が消磁されて作業ブレーキが解除されるとともに、駐車ブレーキ解除用のソレノイド２７が励磁されて駐車ブレーキが解除される。また、リレー２５のコイル２５ｃが通電されてリレー２５はｂ接点２５ｂ側へ切り換えられ、これによって、電磁切換弁１４のソレノイド１４ａへの回路が切断されてソレノイド１４ａは消磁され、電磁切換弁１４は位置（イ）となる。さらに、リレー２６のコイル２６ｃへの回路が切断されてリレー２６はａ接点２６ａ側へ切り換えられるとともに、リレー２４のコイル２４ｃへの回路が切断されてリレー２４はａ接点２４ａ側へ切り換えられ、ソレノイド１８ａは励磁されて電磁切換弁１８は位置（ロ）となる。なお、走行モードにおけるソレノイド１４ａの消磁、およびソレノイド１８ａの励磁は、車高調整スイッチ２２の操作とは無関係である。

図４の油圧回路において、前述したようにソレノイド１４ａが消磁されると電磁切換弁１４は位置（イ）に切り換えられ、油圧パイロット切換弁１２のパイロットポート１２ａはタンクに連通される。これによって、油圧パイロット切換弁１２は位置（イ）に切り換えられ、方向切換弁８のＰポートはタンクに連通される。また、前述したようにソレノイド１８ａが励磁されると電磁切換弁１８は位置（ロ）に切り換えられ、パイロット油圧源１６からの圧油がパイロットチェック弁１７のパイロットポートに供給される。これによって、パイロットチェック弁１７は単なる開放弁として機能し、各シリンダ２のボトム室２ｂとロッド室２ｃ、およびアキュムレータ７間での圧油の移動が可能となる。なお、走行モードにおいては、フレーム８７の下方に設けられた切換レバー８ａの手動操作により方向切換弁８は図５に示す中立位置に切り換えられ、したがって、走行中に切換レバー８が操作されることはないので、方向切換弁８からの圧油の流出入は阻止される。

このような走行モードにおいて、例えば作業車両の高速走行時、路面の凹凸により高サイクルの振動がタイヤ９１,アクスル１を介してピストンロッド２ａに入力されると、高圧側のシリンダ２（収縮している方のシリンダ）からの圧油（動的な圧油）の一部は絞り５ａ,６ａを介してアキュムレータ７へと移動し、アキュムレータ７に蓄圧された後、車体を中立位置に復帰させるように各々のシリンダ２へ供給される。このとき、アキュムレータ７はピストンロッド２ａの振動を吸収するバネとして機能し、アキュムレータ７のガス圧が高いほど堅いサスペンションとなる。また、絞り５ａ,５ｂ,６ａは振動の伝達を規制するダンパとして機能し、絞りが小さいほどシリンダ２がストロークしにくくなって減衰性が増加する。このような圧油の移動を伴うシリンダ２の伸縮により、フレーム８７に対してアクスル１が上下動または揺動し、走行中にタイヤ９１が路面から外力を受けた場合であっても、その外力がフレーム８７へと直接伝達されるのを防止する。なお、この場合、左右のタイヤ９１の双方が同一方向の外力を受けた場合等で左右のシリンダ２が同方向に伸縮するとアクスル１が上下動し、また、左右のタイヤの一方のみが外力を受けた場合等で左右のシリンダ２が互いに逆方向に伸縮するとアクスル１が揺動する。

また、作業車両の低速走行時、路面の凹凸により低サイクルの振動がピストンロッド２ａに入力されると、高圧側のシリンダ２から低圧側のシリンダ２へと圧油（静的な圧油）が供給され、各シリンダ２の圧力は等しくなる。これによって、路面に凹凸があってもタイヤ９１の接地圧を等しく保持することができ、作業車両の安定性を高めることができる。一方、作業車両の停止時においては、各シリンダ２の圧力は等しくなって圧油の流れは停止し、アタッチメント８４からの重力Ｗとシリンダ２内のピストン２ｐに作用する力Ｆとが均衡（Ｗ＝Ｆ）した位置でシリンダ２は静止する。なお、この場合、ピストン２ｐに作用する力Ｆは、ボトム室２側のピストン２ｐの受圧面積をＳ1、ロッド室２ｃ側のピストン２ｐの受圧面積をＳ2、シリンダ２内の圧力をＰとすると、Ｆ＝Ｐ×（Ｓ1−Ｓ2）となる。

（２）駐車モード
駐車モードにおいては、図６に示すようにブレーキスイッチ２１がＰ接点２１Ｐへ切り換えられる。これによって、駐車ブレーキ解除用のソレノイド２７と作業ブレーキ作動用のソレノイド２８はともに消磁され、駐車ブレーキは作動されて作業ブレーキは解除される。ここで、車高調整スイッチ２２がオフ（開）されると、電磁切換弁１４のソレノイド１４ａが消磁されるとともに、リレー２４のコイル２４ｃへの回路が切断されてリレー２４がａ接点２４ａ側へ切り換えられ、電磁切換弁１８のソレノイド１８ａが消磁される。

図４に示すように、ソレノイド１４ａ,１８ａが消磁されると電磁切換弁１４,１８はともに位置（イ）に切り換えられる。これによって、油圧パイロット切換弁１２は位置（イ）に切り換えられ、方向制御弁８のＰポートはタンクと連通されるとともに、パイロットチェック弁１７のパイロットポートへの圧油の供給は停止され、パイロットチェック弁１７はチェック弁となって各シリンダ２の油室２ｂ,２ｃからの圧油の移動は禁止される。

この実施の形態では、使用するアタッチメント８４の種類によって車高を所望の高さ位置に調整することができるが、この調整は駐車モードで行う。以下、高さ位置の調整（車高調整）について説明する。初期条件として、標準的な重量ｗのアタッチメント８４が装着され、図７（ａ）に示すように、シリンダ２の収縮方向と伸張方向のストローク可能量Ｌ1,Ｌ2がそれぞれ等しい（Ｌ1＝Ｌ2）位置でピストン２ｐが静止しているとする。ここで、図７（ｂ）に示すように、重量Ｗ'（＞Ｗ）のアタッチメント８４'に交換すると、シリンダ２が収縮して前側の車高が低くなり、収縮方向のストローク可能量Ｌ1'が小さくなる（Ｌ1'＜Ｌ1）。また、図７（ｃ）に示すように、重量Ｗ''（＜Ｗ）のアタッチメント８４''に交換すると、シリンダ２が伸張して前側の車高が高くなり、伸張方向のストローク可能量Ｌ2''が小さくなる（Ｌ2''＜Ｌ２）。このようにアタッチメント８４を交換すると、車高が低くまたは高くなり、収縮方向または伸張方向のストローク可能量Ｌ1'',Ｌ2''が小さくなってサスペンション機能を十分に発揮できず乗り心地が悪化する。これを防ぐため、車高調整を行い、アタッチメント８４を交換した場合に適正な車高（例えばＬ1'＝Ｌ2',Ｌ1''＝Ｌ2''）に保つ。

図６に示すように、駐車モードにおいてはブレーキスイッチ２１がＰ接点２１Ｐへ切り換えられるので、リレー２５,２６のコイル２５ｃ,２６ｃは通電されずリレー２５,２６はそれぞれａ接点２５ａ,２６ａ側へ切り換えられる。ここで、車高調整を行おうとして車高調整スイッチ２２がオン（閉）されると電磁切換弁１４のソレノイド１４ａが励磁されるとともに、リレー２４のコイル２４ｃが通電されてリレー２４がｂ接点２４ｂ側へ切り換えられ、電磁切換弁１８のソレノイド１８ａが励磁される。

図４に示すように、ソレノイド１４ａ,１８ａが励磁されると電磁切換弁１４,１８はともに位置（ロ）に切り換えられる。また、車高調整を行う場合にはゲートロックレバー８６をロック操作し、ロックバルブ１５を位置（ロ）に切り換える。これによって、パイロット油圧源１６からの圧油は油圧パイロット切換弁１２のパイロットポート１２ａへ供給され、油圧パイロット切換弁１２は位置（ロ）に切り換えられるとともに、パイロット油圧源１６からの圧油はパイロットチェック弁１７のパイロットポートへ供給され、パイロットチェック弁１７は開放弁とされる。

ここで、例えばシリンダ２が図７（ｂ）の状態（Ｌ1'＜Ｌ2'）にあり、Ｌ1'＝Ｌ2'の状態とするためシリンダ２を伸張させる場合には、切換レバー８ａを操作して方向切換弁８を位置（イ）に切り換える。すると、メイン油圧源１３からの圧油が方向切換弁８を介して各シリンダ２の油室２ｂ,２ｃにそれぞれ供給され、これによって、ピストン２ｐに作用する力Ｆ（伸張方向の力）は大きくなってシリンダ２は伸張し、車高が高くなる。また、シリンダ２が図７（ｃ）の状態（Ｌ1''＞Ｌ2''）にあり、Ｌ1''＝Ｌ2''の状態とするためシリンダ２を収縮させる場合には、切換レバー８ａを操作して方向切換弁８を位置（ハ）に切り換える。すると、各シリンダ２の油室２ｂ,２ｃからの圧油がタンク方向切換弁８を介してタンクに排出され、これによってピストン２ｐに作用する力Ｆが小さくなってシリンダ２が収縮し、車高が低くなる。このようにして車高を調整し、車高が所定値（Ｌ1'＝Ｌ2’,Ｌ1''＝Ｌ2''の成立する値）に到達すると切換レバー８ａを操作して方向切換弁８を位置（ロ）に切り換える。

（３）作業モード
作業モードにおいては、ブレーキスイッチ２１がＷ接点２１Ｗ側に切り換えられる。これによって、作業ブレーキ作動用のソレノイド２８が励磁され、駐車ブレーキ解除用のソレノイド２７が消磁されて、作業ブレーキと駐車ブレーキがともに作動される。また、リレー２５のコイル２５ｃが通電されずリレー２５はａ接点２５ａ側へ切り換えられるとともに、リレー２６のコイルが通電されてリレー２６はｂ接点２６ｂ側へ切り換えられる。したがって、車高調整スイッチ２２が誤ってオン操作され、リレー２４のコイル２４ｃが通電されても電磁切換弁１８のソレノイド１８ａは励磁されず、電磁切換弁１８は位置（イ）に切り換えられてパイロットチェック弁１７はチェック弁として機能する。車高調整スイッチ２２が誤ってオン操作されると電磁切換弁１４のソレノイド１４ａは励磁され、電磁切換弁１４は位置（ロ）に切り換えられるが、作業モードにおいてはゲートロックレバー８６がロック操作されるので、ロックバルブ１５は位置（イ）に切り換えられ、したがって、油圧パイロット１２のパイロットポート１２ａには圧油が供給されず、方向切換弁８のＰポートはタンクに連通される。このようにパイロットチェック弁１７がチェック弁として機能し、かつ方向切換弁８ａのＰポートがタンクと連通されることで、各シリンダ２の油室２ｂ,２ｃからの圧油の移動が禁止される。その結果、切換レバー８ａを操作しても車高は変化しない。

作業モードではパイロット油圧源１６からの圧油はロックバルブ１５を介してパイロットバルブへと供給されるので、例えばアタッチメント８４を駆動しようとして不図示の操作レバーが操作されると、操作レバーの操作量に比例したパイロット圧油がパイロット式コントロール弁に導かれてコントロール弁が操作され、これによって掘削などの作業が可能となる。このとき、各シリンダ２の油室２ｂ,２ｃからの圧油の移動は禁止されているので、シリンダ２はストロークされず掘削による反力（掘削反力）はアキュムレータ７に吸収されることなく、サスペンションロック状態で安定して作業を行うことができる。

このように第１の実施の形態によると、ブレーキスイッチ２１やゲートロックレバー８６の操作に連動して切り換えられる切換弁１２,１４,１５を設け、駐車ブレーキを作動し、かつ、ゲートロックレバー８６をロック位置（作業禁止状態）へ操作した状態でのみ、つまり駐車モード選択時にのみ方向切換弁８のＰポートへ圧油を供給し、切換レバー８ａの操作による車高調整を可能としたので、走行時および作業時に車高調整されることはない。その結果、走行時に車高調整機能を考慮する必要がないので、サスペンション性能に係わる各部の設定が容易になるとともに、作業時においてはチェック弁１７によって各シリンダ２の油室２ｂ,２ｃからの圧油の移動を禁止したので、掘削反力を感じながら違和感なく作業することができる。また、ブレーキスイッチ２１とリレー２４〜２６等によってリレー回路を設け、走行時および作業時に誤って車高調整スイッチ２２がオン操作されても、あるいは作業時に切換レバー８ａが操作されても（走行時は操作不可能）、車高調整を禁止したので（いわゆるインターロック）、不所望な車高調整を防止することができる。さらに、走行時および作業時の車高調整を禁止したので、メイン油圧源１３からの圧油を利用してシリンダ２の圧力が頻繁に制御されることがなく、燃費が低減される。

−第２の実施の形態−
図８は、本発明の第２の実施の形態に係わる車高調整装置の構成を示す油圧回路図である。なお、図４と同一の箇所には同一の符号を付し、以下ではその相違点を主に説明する。図８に示すように、第２の実施の形態に係わる車高調整装置は、図４の方向切換弁８、油圧パイロット切換弁１２、ロックバルブ１５、および電磁切換弁１４と図６のリレー回路の代わりに、メイン油圧源１３から各シリンダ２への圧油の流れを制御する電磁制御弁３１と、電磁制御弁３１の駆動を制御するコントローラ３０と、基準位置ｚ0（本実施の形態では図７（ａ）の状態とする）からの各シリンダ２のストローク量ｚ1,ｚ2を検出するストロークセンサ３２,３３と、ゲートロックレバー８６の解除／ロック操作に伴いオン／オフするゲートロックスイッチ８６ａとを有している。なお、図示は省略するがブレーキスイッチ２１には図４と同様、駐車ブレーキ解除用のソレノイド２６と作業ブレーキ作動用のソレノイド２７がそれぞれ接続される。

コントローラ３０には、ストロークセンサ３２,３３と、ゲートロックスイッチ８６ａと、ブレーキスイッチ２１と、車高調整スイッチ２２とが接続される。コントローラ３０では、これらの入力信号に基づいて後述するような処理を実行し、電磁制御弁３１のソレノイド３１ａ,３１ｂと、電磁切換弁１８のソレノイド１８ａにそれぞれ制御信号Ｉを出力する。

図９は、コントローラ３０で実行される処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートは例えばエンジンキースイッチ（不図示）のオンによってスタートする。まず、ステップＳ１でブレーキスイッチ２１からの信号によりブレーキスイッチ２１がいずれに切り換えられているかを判定する。ブレーキスイッチ２１がＰ接点２１Ｐ側へ切り換えられたと判定されるとステップＳ２に進み、車高調整スイッチ２２がオンか否かを判定する。ステップＳ２が肯定されるとステップＳ３に進み、否定されるとステップＳ１３に進む。ステップＳ３ではゲートロックスイッチ８６ａがオンか否か、すなわちゲートロックレバー８６がロック操作されているか否かを判定する。ステップＳ３が肯定されるとステップＳ４に進み、否定されるとステップＳ１１に進む。ステップＳ４では、電磁切換弁１８のソレノイド１８ａに制御信号Ｉを出力してソレノイド１８ａを励磁する。これによって、図８に示すように電磁切換弁１８は位置（ロ）に切り換えられ、パイロットチェック弁１７のパイロットポートにはパイロット油圧源１６からの圧油が供給されてパイロットチェック弁１７は開放弁として機能する。

次いで、ステップＳ５で各ストロークセンサ３２,３３からの検出値ｚ1,ｚ2を読み込む。ステップＳ６ではその各検出値ｚ1,ｚ2の平均値（（ｚ1＋ｚ2）／２）を求め、それを予め設定された目標値ｚa（例えば０すなわちＬ1＝Ｌ2の状態）から減算して偏差ａ（＝ｚa−（ｚ1＋ｚ2）／２）を演算する。次いで、ステップＳ７で偏差ａが所定の上限値α1より大きいか否かを判定し、肯定されるとステップＳ８に、否定されるとステップＳ９に進む。ステップＳ８では電磁制御弁３１のソレノイド３１ａに制御信号Ｉを出力してソレノイド３１ａを励磁し、ステップＳ５に戻る。これによって、電磁制御弁３１は位置（イ）に切り換えられ、メイン油圧源１３からの圧油が各シリンダ２の油室２ｂ,２ｃに供給される。その結果、シリンダ２が伸張して車高が高くなる。一方、ステップＳ９では偏差ａが所定の下限値α2より小さいか否かを判定し、肯定されるとステップＳ１０に、否定されるとステップＳ１１に進む。ステップＳ１０では電磁制御弁３１のソレノイド３１ｂに制御信号Ｉを出力してソレノイド３１ｂを励磁し、ステップＳ５に戻る。これによって、電磁制御弁３１は位置（ハ）に切り換えられ、各シリンダ２からの圧油はタンクに排出される。その結果、シリンダ２が収縮して車高が低くなる。ステップＳ１１では電磁制御弁３１のソレノイド３１ａ,３１ｂへの制御信号Ｉの出力を停止してソレノイド３１ａ,３１ｂを消磁し、リターンする。これによって、電磁制御弁３１は位置（ロ）に切り換えられ、シリンダ２側の回路はメイン油圧源１３およびタンクからブロックされる。

また、ステップＳ１でブレーキスイッチ２１がＴ接点２１Ｔ側へ切り換えられたと判定されるとステップＳ１２に進み、電磁切換弁１８のソレノイド１８ａに制御信号Ｉを出力してソレノイド１８ａを励磁し、ステップＳ１１に進む。これによって、電磁切換弁１８は位置（ロ）に切り換えられ、パイロットチェック弁１７のパイロットポートにはパイロット油圧源１６からの圧油が供給されてパイロットチェック弁１７は開放弁として機能する。その結果、各シリンダ２の油室２ｂ,２ｃとアキュムレータ７とが連通してサスペンションが働き（サスペンションアンロック状態）、走行時の振動を吸収、減衰する。さらに、ステップＳ１でブレーキスイッチ２１がＷ接点２１Ｗ側へ切り換えられたと判定されるとステップＳ１３に進み、電磁切換弁１８のソレノイド１８ａへの制御信号Ｉの出力を停止してソレノイド１８ａを消磁し、ステップＳ１１に進む。これによって、電磁切換弁１８は位置（イ）に切り換えられ、パイロットチェック弁１７のパイロットポートへの圧油の供給は停止されてパイロットチェック弁１７はチェック弁として機能する。その結果、各シリンダ２の油室２ｂ,２ｃからの圧油の出入りが禁止され（サスペンションロック状態）、掘削反力などに対抗することができる。

なお、第２の実施の形態の具体的な動作については、走行モードにおいてアキュムレータ７によるサスペンション機能を発揮させる点、駐車モードにおいて駐車ブレーキが作動し、かつ、ゲートロックレバー８６がロック操作されたときに車高調整を可能とする点、および作業モードにおいて各シリンダ２の油室２ｂ,２ｃをブロックする点等、基本的な動作は第１の実施の形態と同様であるのでその説明を省略する。

このように、第２の実施の形態によると、ストロークセンサ３２,３３からの検出値ｚ1,ｚ2に基づき、コントローラ３０からの指令によって電磁制御弁３１を切り換えることで、自動的に車高を調整するようにしたので、方向切換弁８を手動で操作する等の手間が省け、車高調整作業の効率が向上する。

上記実施の形態においては、左右のシリンダ２に連通してアキュムレータ７を設けるようにしたが、各シリンダ２ごとに別々にアキュムレータ７を設けるようにしてもよい。また、上記実施の形態においては、前輪のみに車高調整装置を設けるようにしたが、後輪のみあるいは前輪と後輪の両方に設けてもよい。さらに、上記実施の形態においてはブレーキスイッチ２１の操作に応じ、つまりブレーキ状態に基づいて車両の走行,駐車,作業の各状態を検出するようにしたが、車速センサ（不図示）などからの検出値によって車両状態を検出するようにしてもよい。

本発明の実施の形態に係わる車高調整装置を搭載したホイールショベルの側面図。 本発明の実施の形態に係わる車高調整装置を搭載したホイールショベルの正面図（図１の矢視Ａ図）。 本発明の実施の形態に係わる車高調整装置を搭載したホイールショベルを底面から見た図（図１の矢視Ｂ図）。 本発明の第１の実施の形態に係わるホイールショベルの車高調整装置の構成を示す油圧回路図。 本発明の第１の実施の形態に係わるホイールショベルの車高調整装置を構成する方向切換弁の断面図。 本発明の第１の実施の形態に係わるホイールショベルの車高調整装置の電気回路図。 本発明の実施の形態に係わるホイールショベルの車高調整装置を構成するシリンダの伸縮状態を示す図。 本発明の第２の実施の形態に係わるホイールショベルの車高調整装置の構成を示す油圧回路図。 本発明の第２の実施の形態に係わるホイールショベルの車高調整装置を構成するコントローラでの処理の一例を示すフローチャート。

符号の説明

１,１' アクスル
２ 油圧シリンダ
５ａ,５ｂ,６ａ 絞り
７ アキュムレータ
８ 方向切換弁
１２ 油圧パイロット切換弁
１４,１８ 電磁切換弁
１５ ロックバルブ
１７ パイロットチェック弁
２１ ブレーキスイッチ
２２ 車高調整スイッチ
２４〜２６ リレー
３０ コントローラ
３１ 電磁制御弁
８５ 運転室
８６ ゲートロックレバー
８６ａ ゲートロックスイッチ
８７ シャシフレーム

Claims (4)

1. 油圧源と、
   車両前後に設けられたアクスルの少なくとも一方の左右と車体にそれぞれ連結され、前記油圧源からの圧油によりアクスルと車体との距離を変更する油圧シリンダと、
   前記各油圧シリンダの油室からの圧油の流出を許可または禁止するように切り換わるチェック弁と、
   前記油圧源から前記油圧シリンダへの圧油の供給管路に設けられ、前記油圧源から前記油圧シリンダへの圧油の流れを制御する第１の切換弁と、
   走行、駐車、および作業の各モードを備えたブレーキスイッチからの信号に基づき、前記車両の走行／非走行状態を検出する走行検出手段と、
   前記車両の作業／非作業状態を検出する作業検出手段と、
   車高調整を指令する車高調整指令部材と、
   前記走行検出手段により非走行状態が検出され、かつ前記作業検出手段により非作業状態が検出された状態で、前記車高調整指令部材により車高調整が指令されると、前記各油圧シリンダの油室からの圧油の流出を許可するように前記チェック弁を切り換えるとともに、前記油圧源から前記油圧シリンダへの圧油の流れを許可するように前記第１の切換弁を切り換え、
   前記走行検出手段により非走行状態が検出され、かつ前記作業検出手段により非作業状態が検出された状態であっても、前記車高調整指令部材により車高調整が指令されるまでは、前記各油圧シリンダの油室からの圧油の流出を禁止するように前記チェック弁を切り換えるとともに、前記油圧源から前記油圧シリンダへの圧油の供給を禁止するように前記第１の切換弁を切り換える制御手段とを備え、
   前記制御手段は、
   前記車両の走行／非走行状態に応じて切り換えられる第２の切換弁と、
   前記車両の作業／非作業状態に応じて切り換えられる第３の切換弁とを有し、
   前記第１の切換弁は、前記第２の切換弁および前記第３の切換弁の切換により切り換えられることを特徴とするホイールショベルの車高調整装置。
2. 請求項１に記載のホイールショベルの車高調整装置において、
   前記車両に設けられた作業用アタッチメントの動作の許容、禁止を切り換えるゲートロックレバーを有し、
   前記第２の切換弁は、前記走行検出手段により非走行が検出されると第１位置に、走行が検出されると第２位置に切り換えられ、
   前記第３の切換弁は、前記ゲートロックレバーが前記作業用アタッチメントの動作を禁止する位置に操作されると第１位置に、前記作業用アタッチメントの動作を許容する位置に操作されると第２位置に切り換えられ、
   前記第１の切換弁は、前記第２の切換弁と前記第３の切換弁の双方が前記第１位置に切り換えられると、前記油圧源から前記油圧シリンダへの圧油の供給を許可する位置に切り換えられ、 前記第２の切換弁と前記第３の切換弁の少なくとも一方が前記第２の位置に切り換えられると、前記油圧源から前記油圧シリンダへの圧油の供給を禁止する位置に切り換えられることを特徴とするホイールショベルの車高調整装置。
3. 請求項１または２に記載のホイールショベルの車高調整装置において、
   前記各油圧シリンダの油室に絞りを介して連通または遮断するアキュムレータを有し、
   前記制御手段は、前記走行検出手段により走行状態が検出されると前記各油圧シリンダの油室を絞りを介して前記アキュムレータに連通してサスペンション機能を発揮し、前記作業検出手段により作業状態が検出されると前記各油圧シリンダの油室を前記アキュムレータから遮断してサスペンション機能をロックするように前記チェック弁を切り換えることを特徴とするホイールショベルの車高調整装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のホイールショベルの車高調整装置において、
   前記油圧源から前記油圧シリンダへの圧油の供給管路には、操作によって切り換わり、前記第１の切換弁を通過した前記油圧源から前記油圧シリンダへの圧油の流れを制御して油圧シリンダを伸縮する車高調整弁が設けられることを特徴とするホイールショベルの車高調整装置。

Images