JP4436241B2 - 建設車両 - Google Patents

Description

この発明は、建設車両に関するものである。

ホイールローダ等の建設車両は、図９のように、車体本体５１と、この車体本体５１から突設される作業機５２とを備える。作業機５２は、車体本体５１から前方へ突設されるブーム２１と、このブーム２１の先端に付設されるバケット５４とを有すると共に、車体本体５１とブーム２１とがブームシリンダ１２を介して連結されている。さらに、ブーム２１とバケット５４とがリンク５６を介してバケットシリンダ５７により連結されている。このため、ブームシリンダ１２の伸縮にて、ブーム２１がその車体本体５１側の枢結部５８を中心に揺動し、バケットシリンダ５７の伸縮にて、バケット５４がその枢結部５９を中心に揺動する。

ところで、上記ホイールローダ等の建設車両では、作業機５２が前車軸よりも前方に突出しており、その重量比率は大きく、しかも車軸は無緩衝式で全体がゴムタイヤで支持されている。このため、起状のある路面上を走行するときには車体は振動を発生し易い。そこで、従来からこの振動エネルギーを吸収して振動を減衰させるために、走行ダンパ機能を発揮することができるものがあった（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載の走行振動抑制回路は、図１０に示すように、ブームシリンダ１２とバケットシリンダ５７とを備え、作業機用油圧ポンプ６２の吐出回路６３に作業機用操作弁６４を介してこのブームシリンダ１２とバケットシリンダ５７が接続される。また、アキュームレータ６５とブームシリンダ１２のボトム側とを接続する回路６６には第１開閉弁６７が介設され、ブームシリンダ１２のヘッド側とオイルタンク６８とを接続する回路６９にはソレノイド弁７０が介設されている。そして、ソレノイド弁７０のロ位置にはチェック弁７０ａが内設されている。さらに、油圧ポンプ６２の吐出回路６３から分岐してアキュームレータ６５に接続する回路７２には第２開閉弁７３が介設され、アキュームレータ６５と第２開閉弁７３との間には圧力スイッチ７４が設けられている。そして、第２開閉弁７３のイの位置にはチェック弁７３ａが内設されている。さらに、走行ダンパ作動切換スイッチ７５を備え、この切換スイッチ７５がコントローラ７６に接続されている。なお、７７は変速制御スイッチ、７８は車速センサである。

この場合、走行速度が所定の速度に達すると、ブームシリンダ１２のボトム側とアキュームレータ６５とが連通して、走行ダンパ作動状態となる。すなわち、走行ダンパ作動切換スイッチ７５を操作して、走行ダンパＯＮにし、走行速度が所定の速度を越えると、車速センサ７８から信号を受けたコントローラ７６は、指令信号を発信して第１開閉弁６７を開状態（イ位置）とし、第２開閉弁７３を閉状態（ロ位置）とし、ソレノイド弁７０を開状態（イ位置）にする。これによって、ブームシリンダ１２のボトム側とアキュームレータ６５とが連通し、ブームシリンダ１２のヘッド側とオイルタンク６８とが連通して、アキュームレータ６５が振動抑制機能を発揮する。
特開平９−７８６３３号公報

ところで、この種のトラクタショベルでは、図１１に示すような整地作業（グレーディング作業）を行う場合がある。すなわち、ブームシリンダ１２のヘッド側とボトム側とをタンク開放状態（ブーム２１が外力のまま自由に動くことができる状態であって、いわゆる浮き状態）として、ブーム２１を地面に設置して、矢印Ａのように後退させる。これによって、ブーム２１が地面上をスライドして整地面Ｂを形成していくことができる。また、走行ダンパ作動状態でグレーディング作業を行う場合、ブームシリンダ１２のヘッド側とアキュームレータ６５とは、ともにオイルタンク６８に連通した状態となる。グレーディング作業後、前進する場合には、ブーム２１を上昇させて地面から浮かせる必要があるが、この際、ブーム２１をごく僅かにしか上昇させない場合には、アキュームレータ６５への圧油の供給が不足する可能性がある。この場合、走行速度に達し、ブームシリンダ１２のボトム側とアキュームレータ６５とが連通して航行ダンパ作動状態となった瞬間に、ブーム２１が降下してしまう可能性がある。

この発明は、上記従来の欠点を解決するためになされたものであって、その目的は、走行中において走行ダンパ機能が作動してもブーム降下を回避することができる建設車両を提供することにある。

そこで請求項１の建設車両は、ブームシリンダと、
油圧源と、
作動油タンクと、
上記ブームシリンダのヘッド側ポート、上記ブームシリンダのボトム側ポート、上記油圧源、上記作動油タンクの、それぞれの間の流路を切換えるとともに、上記ブームシリンダのヘッド側とボトム側とをともに作動油タンクに連通状態とする浮きポジションを有するブーム制御弁と、
アキュームレータと、
上記アキュームレータと上記ブームシリンダのボトム側とが連通状態となるダンパ作動ポジションを有する走行ダンパ切換弁と、
予め定めた所定の条件に基づいて上記走行ダンパ切換弁の動作を制御するコントローラを有する建設車両において、
上記ブーム制御弁が浮きポジションにあることを検出する検出手段と、
上記検出手段により上記ブーム制御弁が浮きポジションにあることを検出したときに、上記走行ダンパ切換弁がダンパ作動ポジションとなることを禁止する禁止手段
を備えることを特徴としている。

請求項２の建設車両は、上記ブーム制御弁は、パイロット圧を受けてポジションが切換わるパイロット操作型の弁であり、
上記検出手段は、上記ブームシリンダのボトムが作動油タンクとが連通状態にあるときの上記ブーム制御弁に入力するパイロット圧を検出するものである
ことを特徴としている。

請求項３の建設車両は、作業者が上記ブームシリンダを動かすために操作する操作レバーを有し、上記検出手段は、操作レバーの操作位置により浮き位置であることを検出するものである
ことを特徴としている。

本発明に係る建設車両によれば、禁止手段にて、ブーム制御弁が浮きポジションにあることを検出したときに、走行ダンパ切換弁がダンパ作動ポジションとなることを禁止するので、浮きポジションのときにダンパ作動ポジションとならず、ブームが降下することを防止できる。

次に、この発明の建設車両の具体的な実施の形態について、ホイールローダを例として、図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は第１の実施形態を示す要部簡略図を示す。建設車両は、図９に示すように、車体本体５１と、この車体本体５１から突設される作業機５２とを備える。作業機５２は、車体本体５１から前方へ突設されるブーム２１と、このブーム２１の先端に付設されるバケット５４とを有すると共に、車体本体５１とブーム２１とがブームシリンダ１２を介して連結されている。さらに、ブーム２１とバケット５４とがリンク５６を介してバケットシリンダ５７により連結されている。このため、ブームシリンダ１２の伸縮にて、ブーム２１がその車体本体５１側の枢結部５８を中心に揺動し、バケットシリンダ５７の伸縮にて、バケット５４がその枢結部５９を中心に揺動する。

また、建設車両は、図１に示すように、この走行ダンパ回路１と作業機駆動用回路２とを備えている。走行ダンパ回路１は、走行ダンパスイッチ３と、コントローラ４と、走行ダンパソレノイドリレー５と、走行ダンパ切換弁３２としての走行ダンパソレノイドバルブ６とを備える。また、走行ダンパスイッチ３とコントローラ４との間に圧力スイッチ７が介設されている。さらに、走行ダンパソレノイドバルブ６にはアキュームレータ８が流路９を介して接続されている。

作業機駆動用回路２は、油圧源３０を構成する油圧ポンプ１０と、ブーム制御弁３１としての切換弁１１と、ブームシリンダ１２と、ブームレバー（操作レバー）１３等を備える。この場合、油圧ポンプ１０と切換弁１１とが流路１４にて接続され、切換弁１１とブームシリンダ１２のヘッド１２ａ側とが流路１５にて接続され、切換弁１１と走行ダンパソレノイドバルブ６とが流路１６にて接続され、ブームシリンダ１２のボトム１２ｂ側と流路１６とが流路１７にて接続されている。また、切換弁１１と作動油タンク１８とが流路１９にて接続されている。切換弁１１はパイロット操作型であり、ブームレバー１３の操作に応じて発生するパイロット油圧により、イ、ロ、ハ、ニの４つの状態に切換わる。

すなわち、切換弁１１がイの状態（浮きポジション）では、油圧ポンプ１０からの吐出油がこの切換弁１１にて遮断されて、ブームシリンダ１２等には供給されないと共に、流路１５、１７が作動油タンク１８に接続される流路１９に接続される。このため、イの状態では、ブームシリンダ１２は、ヘッド１２ａ側及びボトム１２ｂ側とがタンク開放状態となり、ブーム２１が地表面まで降下して外力により自由に動ける状態となる。また、切換弁１１がロの状態（ブーム降下ポジション）では、流路１４と流路１５とが接続状態となると共に、流路１７と流路１９とが接続状態となる。このため、油圧ポンプ１０からの吐出油が流路１７を介してブームシリンダ１２のヘッド１２ａ側に供給されると共に、ブームシリンダ１２のボトム１２ｂ側がタンク開放状態となり、ブームシリンダ１２のピストンロッド２０が縮んで、ブーム２１が降下することになる。

また、切換弁１１がハの状態（ブーム停止ポジション）では、各流路１４、１５、１７、１９が遮断された状態となる。さらに、切換弁１１がニの状態（ブーム上昇ポジション）では、流路１４と流路１７とが接続状態となると共に、流路１９と流路１５とが接続状態となる。このため、油圧ポンプ１０からの吐出油が流路１７を介してブームシリンダ１２のボトム１２ｂ側に供給されると共に、ブームシリンダ１２のヘッド１２ａ側がタンク開放状態となり、ブームシリンダ１２のピストンロッド２０が伸びて、ブーム２１が上昇することになる。

流路１４と走行ダンパソレノイドバルブ６とに回路２５が接続されている。この回路２５には減圧弁２６とチェック弁２７とが介設され、上記走行ダンパソレノイドバルブ６がロの状態で油圧ポンプ１０からの油圧がアキュームレータ８に供給される。なお、この回路２５にはリリーフ弁２８及びタンク２９等が接続されている。

走行ダンパスイッチ３は作業者が走行ダンパのＯＮ（作動）・ＯＦＦ（非作動）を切換えるために設けられ、ＯＮ位置でグラウンド接続となるように構成され、圧力スイッチ７を介してコントローラ４の切換信号入力部４ａに接続している。圧力スイッチ７は切換弁１１に接続するパイロット油路１１ａの油圧を検出するノーマルクローズのスイッチであり、切換弁１１をイの位置とするための所定の圧力が油路１１ａに生じたときに、この圧力スイッチ７は開状態となる。走行ダンパスイッチ３がＯＮ位置で圧力スイッチ７が閉状態のとき、コントローラ４の切換信号入力部４ａの電位は低電位となり、それ以外のときには高電位となる。したがって、本実施形態で用いられる圧力スイッチ７は、本発明における検出手段に相当するとともに禁止手段にも相当する。コントローラ４は、切換信号入力部４ａの電位と図示せぬ車速検出手段で検出される車速信号に基づいて、走行ダンパソレノイドリレー５にダンパＯＮ指令を送出する。

図２は第１の実施形態におけるコントローラ４による制御フローを示す図である。図２に示すように、コントローラ４は、切換信号入力部４ａの電圧が低電位のときで、かつ車速が例えば５ｋｍ／ｈ以上であるときにダンパＯＮ指令を送出する。切換信号入力部４ａの電圧が高電圧のとき、または低電位でも車速が５ｋｍ／ｈに満たないときには、コントローラ４はダンパＯＮ指令を送出しない。

図１に戻り、走行ダンパソレノイドリレー５はコントローラ４からのダンパＯＮ指令が入力したときは走行ダンパソレノイドバルブ６をイ位置に切換え、このとき、ブームシリンダ１２のボトム１２ｂはアキュームレータ８と連通して走行ダンパ作動状態となる。また、走行ダンパソレノイドリレー５はコントローラ４からダンパＯＮ指令が入力しないときには走行ダンパソレノイドバルブ６をロ位置に切換え、このとき、ブームシリンダ１２のボトム１２ｂはアキュームレータ８と遮断されて走行ダンパ非作動状態となる。

次に、本実施形態における作用を説明する。まず、走行ダンパスイッチ３がＯＦＦのときを説明する。この場合、コントローラ４の切換信号入力部４ａの電圧が高電位となって、コントローラ４は走行ダンパソレノイドリレー５からダンパＯＮ指令が送出されない、これにより走行ダンパソレノイドバルブ６はロ位置となり、ブームシリンダ１２のボトム１２ｂはアキュームレータ８と遮断されて走行ダンパ非作動状態となる。

走行ダンパスイッチ３がＯＮでブームレバー１３が浮き位置のときを説明する。この場合、圧力スイッチ７が開状態となりコントローラ４の切換信号入力部４ａの電圧が高電位となって、コントローラ４から走行ダンパソレノイドリレー５にダンパＯＮ指令が送出されない。これにより走行ダンパソレノイドバルブ６はロ位置となり、ブームシリンダ１２のボトム１２ｂはアキュームレータ８と遮断されて走行ダンパ非作動状態となる。

走行ダンパスイッチ３がＯＮでブームレバー１３が浮き位置以外のときを説明する。この場合、圧力スイッチ７が閉状態となりコントローラ４の切換信号入力部４ａの電圧が低電位となる。車速が５ｋｍ／ｈに満たないときには、コントローラ４から走行ダンパソレノイドリレー５にダンパＯＮ指令が送出されず、走行ダンパソレノイドバルブ６はロ位置となり、ブームシリンダ１２のボトム１２ｂはアキュームレータ８と遮断されて走行ダンパ非作動状態となる。また、車速が５ｋｍ／ｈ以上のときには、コントローラ４は走行ダンパソレノイドリレー５にダンパＯＮ指令を送出し、走行ダンパソレノイドバルブ６はイ位置となり、ブームシリンダ１２のボトム１２ｂはアキュームレータ８と連通して走行ダンパ作動状態となる。

したがって、浮き作業後（整地作業後）にブーム２１を上昇させて走行（前進）させ、この走行中に走行ダンパ作動状態となっても、走行ダンパ回路１が浮き作業前の圧力を保持しているので、ブーム２１が降下することを回避することができる。

次に、図３と図４に第１の実施形態の変形例を示す。図３は第１の実施形態の第１変形例である。この図３に示す第１変形例では、圧力スイッチ７をノーマルオープンのスイッチとし、リレー２２を用いてノーマルクローズのスイッチと同様の動作をさせるよう構成している。すなわち、パイロット油路１１ａの油圧が高まり圧力スイッチ７が閉状態となると、リレー２２の作動によりコントローラ４の切換信号入力部４ａの電圧は走行ダンパスイッチ３のＯＮ・ＯＦＦに関わらず高電位のままとなる。したがって、本変形例においても第１の実施形態と同様の作用を行う。第１の変形例においては、圧力スイッチ７が本発明における検出手段と禁止手段の両方に相当するとともに、リレー２２も禁止手段の一部を構成している。

また、図４（ａ）は第１の実施形態の第２変形例であり、図４（ｂ）は第１の実施形態の第３変形例である。図４（ａ）に示す第２変形例では、圧力スイッチ７としてノーマルクローズのスイッチを用い、パイロット油路１１ａの油圧が高まり圧力スイッチ７が開状態となるとコントローラ７から送出されるダンパＯＮ指令を遮断するように構成されている。したがって、本変形例においても第１の実施形態と同様の作用を行う。第２の変形例においては、圧力スイッチ７は本発明における検出手段と禁止手段の両方に相当する。

図４（ｂ）に示す第３変形例では、圧力スイッチ７としてノーマルオープンのスイッチを用い、リレー２２を用いて第２変形例と同様の動作をさせるよう構成している。すなわち、パイロット油路１１ａの油圧が高まり圧力スイッチ７が閉状態となると、リレー２２の作動によりコントローラ４から送出されるダンパＯＮ指令を遮断するよう構成されている。したがって、本変形例においても第１の実施形態と同様の作用を行う。第３の変形例においては、圧力スイッチ７が本発明における検出手段と禁止手段の両方に相当するとともに、リレー２２も禁止手段の一部を構成している。

次に本発明の第２実施形態について、図５と図６とを用いて説明する。図５は第２の実施形態を示す要部簡略図であり、図６は第２の実施形態におけるコントローラによる制御フローを示す図である。

図５に示すように、第２の実施形態においては、ブームレバー（操作レバー）１３に近接スイッチ１３ａが設けられ、操作レバー１３が浮き位置まで傾けられたときにコントローラ４に近接スイッチＯＮ信号を送出し、浮き位置以外では近接スイッチＯＦＦ信号を送出するように構成されている。なお、本実施形態においては、圧力スイッチ７の代わりに近接スイッチ１３ａを設けた点と、コントローラ４による制御フローを除いては、第１の実施形態と変わらないため、上記図１に示す第１の実施形態と同一の構成については、同一符号を付してその説明を省略する。

この第２の実施形態においては、図６に示すように、コントローラ４は、切換信号入力部４ａの電圧が低電位のときで、近接スイッチ１３ａからＯＦＦ信号が入力し、かつ車速が５ｋｍ／ｈ以上であるときにダンパＯＮ指令を送出する。切換信号入力部４ａの電圧が高電位のとき、または近接スイッチ１３ａからＯＮ信号が入力し、あるいは車速５ｋｍ／ｈに満たないときには、コントローラ４はダンパＯＮ指令を送出しない。

次に上記第２の実施形態における作用を説明する。まず、走行ダンパスイッチ３がＯＦＦのときを説明する。この場合、コントローラ４の切換信号入力部４ａの電圧が高電位となって、コントローラ４は走行ダンパソレノイドリレー５にダンパＯＮ指令を送出しない。これにより走行ダンパソレノイドバルブ６はロ位置となり、ブームシリンダ１２のボトム１２ｂはアキュームレータ８と遮断されて走行ダンパ非作動状態となる。

走行ダンパスイッチ３がＯＮでブームレバー１３が浮き位置のときを説明する。この場合、コントローラ４の切換信号入力部４ａの電圧が低電圧となるが、近接スイッチＯＮ信号が入力するので、コントローラ４は走行ダンバソレノイドリレー５にダンパＯＮ指令を送出しない。これにより走行ダンパソレノイドバルブ６はロ位置となり、ブームシリンダ１２のボトム１２ｂはアキュームレータ８と遮断されて走行ダンパ非作動状態となる。

走行ダンパスイッチ３がＯＮでブームレバー１３が浮き位置以外のときを説明する。この場合、コントローラ４の切換信号入力部４ａの電圧が低電圧となり、近接スイッチＯＦＦ信号が入力する。したがって、車速が５ｋｍ／ｈに満たないときには、コントローラ４は走行ダンパソレノイドリレー５にダンパＯＮ指令を送出せず、走行ダンパソレノイドバルブ６はロ位置となり、ブームシリンダ１２のボトム１２ｂはアキュームレータ８と遮断されて走行ダンパ非作動状態となる。また、車速が５ｋｍ／ｈ以上のときには、コントローラ４は走行ダンパソレノイドリレー５にダンパＯＮ指令を送出し、走行ダンパソレノイドバルブ６はイ位置となり、ブームシリンダ１２のボトム１２ｂはアキュームレータ８と連通して走行ダンパ作動状態となる。

以上のように、第２の実施形態においては、近接スイッチ１３ａが本発明における検出手段に相当し、コントローラ４による制御ロジックが禁止手段に相当する。このため、第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様と同様の効果を得ることができる。

なお、上記第２の実施形態においては、検出手段として近接スイッチ１３ａを用いたが、ブームレバー（操作レバー）１３の操作位置をポテンションメータにより検出して浮き位置にあることを検出するようにしても良い。

本発明の第３実施形態について、図７と図８とを用いて説明する。図７は第３の実施形態を示す要部簡略図であり、図８は第３の実施形態におけるコントローラによる制御フローを示す図である。なお、第３の実施形態において、第１の実施形態や第２の実施形態と同一の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。

図７に示すように、切換弁１１のパイロット油路１１ａには、油圧の大きさを検出して電気信号に変換する圧力検出器７００が設けられ、圧力検出器７００は電気的にコントローラ４に接続している。コントローラ４は、切換信号入力部４ａの電圧が低電位のときで、パイロット油路１１ａの油圧が所定値よりも低く、かつ車速が５ｋｍ／ｈ以上であるときにダンパＯＮ信号を送出する。切換信号入力部４ａの電圧が高電位のとき、パイロット油路１１ａの油圧が所定値に達しているとき、あるいは車速が５ｋｍ／ｈに満たないときには、コントローラ４はダンパＯＮ信号を送出しない。なお、パイロット油路１１ａの油圧の所定値とは、切換弁１１を浮き位置（イの位置）に切換えるのに必要なパイロット油圧である。

第３の実施形態においては、圧力検出器７００が本発明における検出手段に相当し、コントローラ４による制御ロジックが禁止手段に相当する。なお、圧力検出器７００の変わりに圧力スイッチを用い、圧力スイッチのＯＮ・ＯＦＦ信号をコントローラ４に入力するよう構成しても良い。なお、第３の実施形態の作用については、第２の実施形態とほぼ同様であるので、説明を省略する。

以上にこの発明の具体的な実施の形態について説明したが、この発明は上記形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。例えば、ブームシリンダ１２のボトム１２ｂとアキュームレータ８とを接続してダンパ機能を付与する際の条件として、上記実施形態では、車両走行速度が（５ｋｍ／ｈ）以上になったときとしているが、これに限定されるものではない。なお、建設車両としては、ホイールローダに限るものではなく、種々のものが対象となる。

第１の実施形態の要部簡略図である。 第１の実施形態におけるコントローラによる制御ブローを示す図である。 第１の実施形態の第１変形例を示す要部簡略図である。 第１の実施形態の変形例を示し、（ａ）は第２変形例の要部簡略図であり、（ｂ）は第３変形例の要部簡略図である。 第２の実施形態を示す要部簡略図である。 第２の実施形態におけるコントローラによる制御ブローを示す図である。 第３の実施形態を示す要部簡略図である。 第３の実施形態におけるコントローラによる制御ブローを示す図である。 建設車両の簡略図である。 従来の建設車両の油圧回路の簡略図である。 建設車両による整地作業を示す斜視図である。

符号の説明

４・・コントローラ、７・・圧力スイッチ、８・・アキュームレータ、１２・・ブームシリンダ、１２ａ・・ヘッド、１２ｂ・・ボトム、１３・・操作レバー、１８・・作動油タンク、３０・・油圧源、３１・・ブーム制御弁、３２・・走行ダンパ切換弁

Claims (3)

1. ブームシリンダと、
   油圧源と、
   作動油タンクと、
   上記ブームシリンダのヘッド側ポート、上記ブームシリンダのボトム側ポート、上記油圧源、上記作動油タンクの、それぞれの間の流路を切換えるとともに、上記ブームシリンダのヘッド側とボトム側とをともに作動油タンクに連通状態とする浮きポジションを有するブーム制御弁と、
   アキュームレータと、
   上記アキュームレータと上記ブームシリンダのボトム側とが連通状態となるダンパ作動ポジションを有する走行ダンパ切換弁と、
   予め定めた所定の条件に基づいて上記走行ダンパ切換弁の動作を制御するコントローラを有する建設車両において、
   上記ブーム制御弁が浮きポジションにあることを検出する検出手段と、
   上記検出手段により上記ブーム制御弁が浮きポジションにあることを検出したときに、上記走行ダンパ切換弁がダンパ作動ポジションとなることを禁止する禁止手段
   を備えることを特徴とする建設車両。
2. 上記ブーム制御弁は、パイロット圧を受けてポジションが切換わるパイロット操作型の弁であり、
   上記検出手段は、上記ブームシリンダのボトムが作動油タンクとが連通状態にあるときの上記ブーム制御弁に入力するパイロット圧を検出するものである
   ことを特徴とする請求項１の建設車両。
3. 作業者が上記ブームシリンダを動かすために操作する操作レバーを有し、上記検出手段は、操作レバーの操作位置により浮き位置であることを検出するものである
   ことを特徴とする請求項１の建設車両。