JP2008120116A - 屈曲式の建設車両 - Google Patents

Abstract

【課題】一般車道での走行に好適で、現場での作業にも適したステアリング操作が行える屈曲式の建設車両を提供する。
【解決手段】屈曲可能な自走車体１と自走車体屈曲用の車体屈曲用油圧シリンダ２と車体屈曲用油圧シリンダ２への圧油の流れを制御するパイロット式方向切換弁５とハンドル７Ａの回転操作により方向切換弁７の信号受け部にパイロット信号を出力して同切換弁５を切り換えるハンドル用操作装置６とを備えた屈曲式の建設車両において、レバー１１Ａの傾動操作により電気信号を出力する電気レバー用操作装置１０と同操作装置１０の電気信号が入力されレバー１１Ａの操作に係る電気信号を出力するコントローラ１１と、この電気信号をパイロット信号に変換して方向切換弁５の信号受け部に出力し同切換弁５を切り換える信号変換手段と、ハンドル７Ａの回転操作とレバー１１Ａの傾動操作による方向切換弁５の操作を選択的に行えるようにした操作方式の選択手段とを設けた。
【選択図】図１

Description

この出願の発明は、フロントフレームとリヤフレームとを水平方向に回動可能に連結して屈曲し得るようにした自走車体と、この自走車体を屈曲させるための油圧アクチュエータである車体屈曲用油圧シリンダとを備えたホイールローダや自走式締め固め機等の屈曲式の建設車両に関する。

自走式建設車両の中には、曲進させる際、自走車体を屈曲させることによりカーブさせるという通常の建設車両にはみられない特殊な建設車両がある。こうした建設車両を、本明細書では屈曲式の建設車両と称し、代表例として屈曲式のホイールローダを挙げることができる。こうした屈曲式の建設車両では、自走車体を、前輪で支持されたフロントフレームと、後輪で支持されたリヤフレームとに分割し、両フレームを水平方向に回動可能に連結して屈曲できるようにしている。また、こうした自走車体を屈曲させるための油圧アクチュエータとして、伸縮させることによりフロントフレームをリヤフレームに対して水平方向に回動させるように駆動する車体屈曲用油圧シリンダを備えている。

屈曲式の建設車両では、こうした車体屈曲用油圧シリンダに加えて、この車体屈曲用油圧シリンダに対する圧油の供給方向及び供給量を制御するパイロット式方向切換弁と、オペレータの操作によりこのパイロット式方向切換弁の信号受け部にパイロット信号を出力してその方向切換弁の作動位置や開口量を切り換える操作装置とを設けて、ステアリング装置を構成している。こうした油圧式のステアリング装置は、大別すると、オペレータがステアリング装置を操作するための操作手段として、回転操作されるハンドルを前記操作装置に付設したハンドル方式と、傾動（揺動）操作されるレバーを前記操作装置に付設したレバー方式とがある。

屈曲式の建設車両では、作業を行うとき、例えば、ホイールローダにより、作業現場で掘削作業を行ったり掘削土砂を運搬車へ積み込む作業を行ったりするときに走行させることが当然必要となる。このホイールローダは、時速３５Ｋｍ程度で走行することが可能であることから、こうした作業のための走行に加えて、一般車道を往来のために走行させることができるようになれば便利である。現に、屈曲式の建設車両が一般車道を走行することは、法規上許容されてはいるが、その場合に、ステアリング装置をハンドルにより操作することが法規上義務付けられている。こうしたことから、屈曲式の建設車両では、これまでハンドル方式のステアリング装置が一般的に採用されていた。

以上述べたような、ステアリング用の油圧アクチュエータとして油圧シリンダを備えたハンドル方式の車両用ステアリング装置は、例えば、特許文献１に記載されている。こうしたハンドル方式の車両用ステアリング装置の特長をみると、レバーの操作が傾動操作であるのに対し、ハンドルの操作は、回転操作であって、最大操作量がレバーの操作に比べてきわめて大きいため、本ステアリング装置は、微操作を実施することができる。ステアリング装置の操作について、一般車道の走行では、大きくカーブさせるような操作を頻繁には行う必要がない代わりに、微妙に曲進させるような微操作を頻繁に行うことが必要になるため、ハンドル方式のステアリング装置を備えた屈曲式の建設車両は、一般車道の走行には好適である。また、本ステアリング装置を備えた屈曲式の建設車両は、普通の自動車と同じ操作感覚で運転操作を行うことができるため、こうした点からみても、一般車道の走行には好適である。
特許第２９１９０５１号公報（第１−３頁、図１−２）

このようにハンドル方式のステアリング装置を採用した屈曲式の建設車両にあっては、一般車道の走行には好適であっても、現場での作業には必ずしも適していない。その理由について述べると、第１に、現場で作業を実施するときには、車体を大きくカーブさせる大操作を頻繁に行う必要があるが、ハンドルの操作は、前述したように最大操作量がレバーの操作に比べてきわめて大きい。例えば、ホイールローダにより狭い作業現場で掘削作業を実施する場合には、車体を左右に最大限カーブさせることが間々必要となるが、こうしたときには、ハンドルを左側には４回転、右側には２回転ほど回転させることとなる。そのため、本方式のステアリング装置を採用した屈曲式の建設車両では、作業時に、こうした操作量の大きい大操作が頻繁に行われることとなって多大な操作上の負担をオペレータにもたらし、オペレータの疲労の要因となっていた。

第２に、ハンドルは、普通の自動車と同様、両手で把持して操作をするのに適しているが、ホイールローダで掘削作業を行う場合のように作業をしながら走行するときには、車体屈曲用油圧シリンダのほか、当該作業に関係する油圧アクチュエータも操作しなければならないので、やむなく、ハンドルを片手で操作しなければならなくなって、操作がやりにくい。また、作業用の油圧アクチュエータは、通常、レバーのような操作手段で操作が行われていて、ハンドルとは異質の動作を行う操作手段で手動操作を行うため、作業をしながら走行するときには、一方の手でハンドルを回転操作しながら、他方の手でレバーのような操作手段を傾動操作する等、ハンドルとは異質の操作を行うこととなり、このことによっても操作がやりにくい。こうしたことからも、ハンドル方式のステアリング装置を採用した屈曲式の建設車両は、現場での作業に好適なものとはいえない。

この出願の発明は、こうした従来の技術の問題を解決するために創作されたものであって、その技術的課題は、一般車道での走行に好適なだけではなく、現場での作業にも適したステアリング操作が行える屈曲式の建設車両を提供することにある。

請求項１に係るこの出願の第１番目の発明は、前記の技術的課題を達成するため、次の１）のように構成した。

１）フロントフレームとリヤフレームとを水平方向に回動可能に連結して屈曲し得るようにした自走車体と、伸縮させることによりフロントフレームをリヤフレームに対して水平方向に回動させるように駆動して自走車体を屈曲させる車体屈曲用油圧シリンダと、この車体屈曲用油圧シリンダに対する圧油の供給方向及び供給量を制御するパイロット式方向切換弁と、回転操作されるハンドルが付設されこのハンドルの回転操作によりパイロット式方向切換弁の信号受け部にパイロット信号を出力して同方向切換弁の作動位置及び開口量を切り換えるハンドル用操作装置とを備えた屈曲式の建設車両において、
傾動操作されるレバーが付設されこのレバーの傾動操作により電気信号を出力する電気レバー用操作装置と、この電気レバー用操作装置の電気信号が入力されそのレバーの操作方向及び操作量に係る電気信号を出力するコントローラと、このコントローラの電気信号をこれに相当するパイロット信号に変換してパイロット式方向切換弁の信号受け部に出力し同方向切換弁の作動位置及び開口量を切り換える信号変換手段と、ハンドル用操作装置のハンドルの回転操作によるパイロット式方向切換弁の操作と電気レバー用操作装置のレバーの傾動操作によるパイロット式方向切換弁の操作とを選択的に行うことができるようにした操作方式の選択手段とを設けて構成した。

このように構成したこの出願の第１番目の発明に係る屈曲式の建設車両の作用について以下に述べる。本屈曲式の建設車両は、回転操作されるハンドルが付設されたハンドル用操作装置を備えているので、法規上、一般車道を往来のために走行することが許容されて便利である。そして、このハンドル用操作装置は、ハンドルの操作が回転操作であって、最大操作量がきわめて大きいため、一般車道の走行時に頻繁に行うことが必要な微操作を容易に行うことが可能になるとともに、普通の自動車と同じ操作感覚で運転操作を行うことができる。そのため、本屈曲式の建設車両は、従来の屈曲式の建設車両の優れた性能をそのまま保持していて、一般車道の走行に好適である。

さらに、本発明に係る屈曲式の建設車両は、こうした従来の技術の優れた性能をそのまま具備していることに加えて、傾動操作されるレバーが付設されその傾動操作により電気信号を出力する電気レバー用操作装置も備えており、この電気レバー用操作装置による操作を「操作方式の選択手段」により選択的に行うことができるようにしているので、従来の技術とは異なり、現場での作業にも好適である。すなわち、電気レバー用操作装置におけるレバーの操作は、レバーを片手で把持しながら手首を屈伸して傾動させる傾動操作であって、最大操作量が前記ハンドルの操作に比べてきわめて少ないため、現場での作業時に、操作量の大きい大操作が頻繁に行われることとなっても、オペレータにもたらす操作上の負担は、ハンドルの操作に比べて遥かに少ない。

また、レバーは、片手で把持して操作をするのに適しているため、ホイールローダで掘削作業を行う場合のように現場で作業をしながら走行するときには、片手で電気レバー用操作装置を操作しながら、当該作業に関係する油圧アクチュエータの操作手段を他方の手により容易に操作することができる。このとき、車体屈曲用油圧シリンダの操作は、作業用の油圧アクチュエータの操作で通常実施されている操作と同様、レバーによる操作で実施されるので、両油圧アクチュエータの操作が同質の操作手段で操作されることとなり、操作がやりやすい。そして、そのレバーによる操作は、操作時の操作力を軽減できる電気レバーによる操作であるので、作業時の操作を一層容易にすることができる。以上の説明から明らかなように、本発明に係る屈曲式の建設車両によれば、一般車道での走行に好適なだけではなく、現場での作業にも適したステアリング操作が行える。

請求項４に係るこの出願の第２番目の発明は、前記の技術的課題を達成するため、次の２）のように構成した。

２）フロントフレームとリヤフレームとを水平方向に回動可能に連結して屈曲し得るようにした自走車体と、伸縮させることによりフロントフレームをリヤフレームに対して水平方向に回動させるように駆動して自走車体を屈曲させる車体屈曲用油圧シリンダと、この車体屈曲用油圧シリンダを駆動するための圧油を発生する油圧ポンプと、この油圧ポンプの吐出側に設けられ車体屈曲用油圧シリンダに対する圧油の供給方向及び供給量を制御するパイロット式方向切換弁と、油圧ポンプの圧油の流路とは別系統に設けられパイロット式方向切換弁を切り換えるためのパイロット圧を発生するパイロットポンプと、このパイロットポンプの吐出側に設けられたロータリ式方向切換弁を有し回転操作して車体屈曲用油圧シリンダを操作するハンドルが付設されたハンドル用操作装置とを備え、このハンドル用操作装置は、ハンドルの回転操作時にその操作量相当分のパイロット油をパイロットポンプからパイロット式方向切換弁の一対の信号受け部の一方に導くことによりハンドルの操作方向及び操作量に応じてそれぞれパイロット式方向切換弁の作動位置及び開口量を切り換えるとともに、ハンドルの非操作時にパイロット式方向切換弁の一対の信号受け部に導かれているパイロット油の流れを遮断する働きをする屈曲式の建設車両において、
ハンドル用操作装置とは別系統に設けられ、傾動操作されるレバーが付設されるとともにこのレバーの傾動操作により電気信号を出力する電気レバー用操作装置と、この電気レバー用操作装置の電気信号が入力されそのレバーの操作方向及び操作量に係る電気信号を出力するコントローラと、このコントローラの電気信号により切り換えられてその電気信号相当分のパイロット油をパイロット式方向切換弁の一対の信号受け部の一方に導くとともに他方を油タンク側に連通させてパイロット式方向切換弁の作動位置及び開口量を切り換えるための一対の圧力比例電磁弁と、これら一対の圧力比例電磁弁をパイロット式方向切換弁の各信号受け部に連通させるためのパイロット管路及びハンドル用操作装置をパイロット式方向切換弁の各信号受け部に連通させるためのパイロット管路の一方のパイロット管路を開放し他方のパイロット管路を閉鎖するように電気信号により切り換えられる一対の電磁切換弁と、一対の圧力比例電磁弁をパイロット式方向切換弁の各信号受け部に連通させるためのパイロット管路を開放するように一対の電磁切換弁を電気信号により切り換えて電気レバー用操作装置を使用可能な状態にするための電気レバー切換スイッチとを設けて構成した。

このように構成したこの出願の第２番目の発明に係る屈曲式の建設車両は、前記した第１番目の発明に係る屈曲式の建設車両を具体化する場合の望ましい態様を表したものであり、当然、第１番目の発明に係る屈曲式の建設車両と同様の作用を奏する。したがって、本発明に係る屈曲式の建設車両によっても、「一般車道での走行に好適なだけではなく、現場での作業にも適したステアリング操作が行える」とのこの出願の発明の技術的課題を達成することができる。

ところで、ハンドル用操作装置は、ハンドルの非操作時にパイロット式方向切換弁の一対の信号受け部に導かれているパイロット油の流れを遮断しているため、ハンドル用操作装置の不使用時には、パイロット式方向切換弁の一対の信号受け部の一方にパイロット油を導いたときに他方からパイロット油を抜くことができず、このままでは、電気レバー用操作装置により、パイロット式方向切換弁を支障なく切り換えることはできない。この第２番目の発明に係る屈曲式の建設車両では、こうした問題の解決も意図して案出されたものであり、特に、前記２）に示すような一対の圧力比例電磁弁及び一対の電磁切換弁を設けて、電気レバー切換スイッチによる電気信号により、一対の圧力比例電磁弁をパイロット式方向切換弁の各信号受け部に連通させるように一対の電磁切換弁を切り換えるので、一対の圧力比例電磁弁の一方の圧力比例電磁弁により、パイロット油をパイロット式方向切換弁の一対の信号受け部の一方の信号受け部に導くとともに、他方の圧力比例電磁弁により、他方の信号受け部のパイロット油を油タンク側に抜くことができて、パイロット式方向切換弁を電気レバー用操作装置により支障なく切り換えることができる。

以下の説明から明らかなように、この出願の第１番目の発明及び第２番目の発明に係る屈曲式の建設車両は、それぞれ前記の〔課題を解決するための手段〕の項の１）及び２）に示したように構成されているので、何れの屈曲式の建設車両も、一般車道での走行に好適なだけではなく、現場での作業にも適したステアリング操作が行える。その結果、これらの各屈曲式の建設車両によれば、建設車両のステアリング操作に際して、オペレータの操作上の負担を軽減して、オペレータの疲労を従来よりも低減することができる。特に、第２番目の発明に係る屈曲式の建設車両によれば、第１番目の発明に係る屈曲式の建設車両を望ましい態様で具体化することができ、パイロット式方向切換弁を電気レバー用操作装置により支障なく切り換えることができるように具体化することができる。

この出願の第１番目の発明に係る屈曲式の建設車両を具体化する場合に、特に、特許請求の範囲の請求項２に記載のように具体化すれば、ハンドル用操作装置からパイロット信号が出力されているとコントローラで判定されたとき、すなわち、ステアリング操作の信頼度が高いハンドル用操作装置が操作されているときには、この信頼度が高いハンドル用操作装置の操作を優先させて、電気レバー用操作装置でのレバーの傾動操作を機能させないようにすることにより、ステアリング操作の高度の信頼性を確保することができる。

この出願の第１番目の発明に係る屈曲式の建設車両を具体化する場合に、特に、特許請求の範囲の請求項３に記載のように具体化すれば、ハンドル用操作装置の使用時において、ハンドルの回転操作量に応じた所定量のパイロット油をパイロット式方向切換弁の信号受け部に導いたときには、ロータリスプールが中立位置に独りでに復帰することとなり、オペレータがハンドル操作によりロータリスプールを中立位置に復帰させる手間を要しない。そのため、操作上の負担が大きいハンドル用操作装置におけるハンドル操作の負担を軽減して、ステアリング操作に起因するオペレータの疲労の低減に資する。

以下、この出願の発明が実際上どのように具体化されるのかを、図１を用いて説明することにより、本発明を実施するための望ましい形態を明らかにする。

図１は、この出願の発明を具体化して構成した屈曲式の建設車両で採用されているステアリング装置の油圧回路図である。以下に、この出願の発明に係る屈曲式の建設車両を説明する場合に、ここでは、屈曲式のホイールローダに具体化した場合を例にして説明をする。

最初に、ステアリング装置を設けて具体化するための屈曲式のホイールローダに関する一般的な技術内容を、図１を用いて説明する。

１は車輪で走行する屈曲式の建設車両としてのホイールローダにおける自走車体、１Ａは前輪で支持されて自走車体１の前部をなす前部車体としてのフロントフレーム、１Ｂは後輪で支持されて自走車体１の後部をなす後部車体としてのリヤフレーム、１Ｃはフロントフレーム１Ａをリヤフレーム１Ｂに対して水平方向に回動させることができるように軸着して連結しているピン、２は伸縮させることによりフロントフレーム１Ａをリヤフレーム１Ｂに対してピン１Ｃを中心に水平方向に回動させるように駆動して自走車体１を屈曲させるステアリング用油圧アクチュエータとしての車体屈曲用油圧シリンダである。

屈曲式のホイールローダは、土砂の掘削作業及び積載作業や除雪作業等の種々の作業を行う、図示していない作業機をフロントフレーム１Ａに設置している。また、この作業機や自走車体１をオペレータが操縦するための、図示していない運転席をリヤフレーム１Ｂに設置している。そして、この屈曲式のホイールローダは、オペレータが車体屈曲用油圧シリンダ２を伸縮させてフロントフレーム１Ａをリヤフレーム１Ｂに対し回動させることにより、自走車体１を屈曲させて曲進させ、これにより、作業現場で作業を行ったり、往来のために車道を走行したりすることができるように構成している。

作業機は、フロントフレーム１Ａの前部に支持されその支持点を中心に上げ下げ可能に取り付けたリフトアームと、このリフトアームの前端部に上下方向に揺動可能に取り付けたバケットと、伸縮することにより前記リフトアームを上げ下げさせるように駆動する油圧アクチュエータとしてのリフトアームシリンダと、伸縮することにより前記バケットを上下方向に揺動させるように駆動する油圧アクチュエータとしてのバケットシリンダとを備えている。ホィールローダでは、こうした作業機用の油圧アクチュエータと関連してステアリング用の車体屈曲用油圧シリンダ２を操作手段により適宜操作して種々の作業を行うことがある。例えば、土砂の掘削作業や除雪作業において走行時の前進力でバケットを土砂や雪に食い込ませながらこのバケットやリフトアームを駆動して掘削や除雪を行い、あるいは、これに伴って積載作業を行うときに、作業機用の油圧アクチュエータの操作と車体屈曲用油圧シリンダ２との操作とを関連して行うことがある。

そこで、図１に基づき、この出願の発明を具体化して構成した屈曲式の建設車両について、ステアリング装置に関する油圧回路を中心に説明する。

図１において、３はエンジン（図示せず。）で駆動されて車体屈曲用油圧シリンダ２を駆動するための油圧を発生する油圧ポンプ、４はこの油圧ポンプ３の圧油の流路とは別系統に設けられ油圧パイロット圧を発生するための油圧パイロット圧発生源としてのパイロットポンプ、５は油圧ポンプ３の吐出側に設けられ油圧ポンプ３から車体屈曲用油圧シリンダ２へ供給される圧油の供給方向や供給流量を切り換えて同シリンダ２の運動を制御するパイロット式方向切換弁、ａはパイロット式方向切換弁５の左側出力ポートを左側の車体屈曲用油圧シリンダ２のボトム側及び右側の車体屈曲用油圧シリンダ２のロッド側に接続するための第１の圧油の給排管路、ｂはパイロット式方向切換弁５の右側出力ポートを左側の車体屈曲用油圧シリンダ２のロッド側及び右側の車体屈曲用油圧シリンダ２のボトム側に接続するための第２の圧油の給排管路である。

パイロット式方向切換弁５は、後述するハンドル７Ａの回転操作の方向により、パイロットポンプ４の油圧パイロット圧が左右何れかの信号受け部に送られて中立位置から左右何れかの位置に切り換えられる。そして、左位置に切り換えられたときには、油圧ポンプ３の圧油を、第１の圧油の給排管路ａを通じて左側の車体屈曲用油圧シリンダ２のボトム側に供給するとともに、これのロッド側の圧油を、第２の圧油の給排管路ｂを通じて油タンク９に排出し、これにより、左側の車体屈曲用油圧シリンダ２を伸長させる。こうした動作と並行して、油圧ポンプ３の圧油を、第１の圧油の給排管路ａを通じて右側の車体屈曲用油圧シリンダ２のロッド側に供給するとともに、これのボトム側の圧油を、第２の圧油の給排管路ｂを通じて油タンク９に排出し、これにより、右側の車体屈曲用油圧シリンダ２を縮小させる。その結果、フロントフレーム１Ａは、リヤフレーム１Ｂに対して右方向に回動する。

また、パイロット式方向切換弁５が右位置に切り換えられたときには、パイロット式方向切換弁５は、油圧ポンプ３の圧油を、第２の圧油の給排管路ｂを通じて左側の車体屈曲用油圧シリンダ２のロッド側に供給するとともに、これのボトム側の圧油を、第１の圧油の給排管路ａを通じて油タンク９に排出し、これにより、左側の車体屈曲用油圧シリンダ２を縮小させる。同時に、油圧ポンプ３の圧油を、第２の圧油の給排管路ｂを通じて右側の車体屈曲用油圧シリンダ２のボトム側に供給するとともに、これのロッド側の圧油を、第１の圧油の給排管路ａを通じて油タンク９に排出し、これにより、右側の車体屈曲用油圧シリンダ２を伸長させる。その結果、フロントフレーム１Ａは、リヤフレーム１Ｂに対して左方向に回動する。以上のハンドル７Ａの回転操作によるパイロット式方向切換弁５の切換操作において、ハンドル７Ａの操作量に応じて開口量を調節して、車体屈曲用油圧シリンダ２の伸縮する速度を制御することができる。

６はハンドル７Ａの回転操作によりパイロット式方向切換弁５の左右何れかの信号受け部に油圧パイロット圧を出力して同方向切換弁５の作動位置（中立位置から切り換えられる左位置や右位置）及び開口量（パイロット油の流路の断面積）を切り換えるハンドル用操作装置、７はパイロットポンプ４の吐出側に設けられ、スプール７Ｂに付設されたハンドル７Ａの回転操作によりパイロット式方向切換弁５の左右何れかの信号受け部に油圧パイロット圧を出力して同方向切換弁５を中立位置から右位置又は左位置に切り換えるロータリ式方向切換弁、８はロータリ式方向切換弁７のスプール７Ｂの回転と同期して正逆二方向に回転するギアポンプ、９は作動油やパイロット油を貯溜するための油タンク、ｃはパイロット油をパイロット式方向切換弁５の左の信号受け部に導くための左パイロット管路、ｄはパイロット油をパイロット式方向切換弁５の右の信号受け部に導くための右パイロット管路である。

図１に示す例では、ハンドル用操作装置６は、ロータリ式方向切換弁７とギアポンプ８とを設けて構成されている。ロータリ式方向切換弁７は、内部に嵌入孔を有する弁本体７Ｃと、この弁本体７Ｃの嵌入孔に回転可能に嵌入されてハンドル７Ａの回転操作により回転するロータリスプール７Ｂと、このロータリスプール７Ｂを中立位置に保持するためのバネ７Ｄとを設けて構成されている。そして、このロータリスプール７Ｂを回転することにより、弁本体７Ｃに設けた複数のポートをロータリスプール７Ｂにより開閉してパイロット油の流れの方向や流量を切り換える。図１では、説明の便宜上、このロータリスプール形の方向切換弁７を、あたかも、ロータリスプール７Ｂが弁本体７Ｃ内を中立位置から左右の位置へ直線的に摺動するスライドスプール形の方向切換弁であるかのように図示している。以下、このロータリ式方向切換弁７に関する説明は、図１に図示の方向切換弁７に基づいて行う。

ロータリ式方向切換弁７は、ハンドル７Ａを左右何れかの方向に回転操作すると、その回転操作の方向に応じて流路が中立位置から切り換えられる。そして、左方向に回転操作したときには、図１に図示の方向切換弁７が左位置に切り換えられたのと同等の状態になって、パイロットポンプ４に通じる流路をギアポンプギアポンプ８の左方向回転時における吸込み側に接続し、かつ、ギアポンプギアポンプ８の左方向回転時における吐出し側を右パイロット管路ｄに接続するとともに、左パイロット管路ｃを、油タンク９に通じる流路に接続する。

また、右方向に回転操作したときには、図１に図示の方向切換弁７が右位置に切り換えられたのと同等の状態になって、パイロットポンプ４に通じる流路をギアポンプギアポンプ８の右方向回転時における吸込み側に接続し、かつ、ギアポンプギアポンプ８の右方向回転時における吐出し側を左パイロット管路ｃに接続するとともに、右パイロット管路ｄを、油タンク９に通じる流路に接続する。以上のハンドル７Ａの回転操作によるパイロット式方向切換弁５の切換操作において、ハンドル７Ａの操作量に応じて方向切換弁７の流路の開口量を調節して油圧パイロット圧を調整することができる。

ギアポンプ８は、その回転軸がロータリスプール７Ｂと同軸になるように連結されており、ハンドル７Ａの回転操作によりロータリスプール７Ｂを回転させると、これに伴ってギアポンプ８の回転軸もロータリスプール７Ｂの回転と同期して回転するようになっている。したがって、ロータリ式方向切換弁７がハンドル７Ａの左右何れかの方向の回転操作により中立位置から切り換えられると、ギアポンプ８も、ハンドル７Ａの回転操作に伴って手動で回転駆動されることとなり、その結果、パイロットポンプ４からのパイロット油がハンドル７Ａの回転操作量相当分だけロータリ式方向切換弁７の流路を通じて左右何れかのパイロット管路ｃ，ｄに導かれることとなる。

そして、ハンドル７Ａの回転操作が終了すると、ロータリスプール７Ｂがバネ７Ｄの弾性力によりハンドル７Ａの回転操作の方向とは逆方向に回転して中立位置に復帰させられることとなる。その際、ロータリスプール７Ｂと同軸のギアポンプ８も逆方向に回転することとなる。これらの過程において、ロータリ式方向切換弁７とギアポンプ８とからなるハンドル用操作装置６は、ロータリスプール７Ｂの回転量に応じた所定の容量のパイロット油を、ギアポンプ８を通じてパイロット信号としてパイロット式方向切換弁５の信号受け部に導くこととなり、これにより同方向切換弁５の開口量を調節することができる。

図１のハンドル用操作装置６は、こうした仕組みを具備しているので、ハンドル用操作装置６の使用時において、ハンドル７Ａの回転操作量に応じた所定量のパイロット油をパイロット式方向切換弁５の信号受け部に導いたときには、ロータリスプール７Ｂが中立位置に独りでに復帰することとなり、ハンドル７Ａの回転操作の都度、オペレータが逐一ハンドル７Ａの逆回転操作をしてロータリスプール７Ｂを中立位置に復帰させるような手間は要しない。そのため、本ハンドル用操作装置６によれば、操作上の負担が大きいハンドル用操作装置におけるハンドル操作の負担を軽減して、ステアリング操作に起因するオペレータの疲労の低減に資することができる。

以上、ハンドル用操作装置６に関連したステアリング装置に係る油圧回路を中心に説明したが、次に、電気レバー用操作装置１０に関連したステアリング装置に係る油圧回路について説明する。

１０は傾動操作されるレバー１０Ａが付設されこのレバー１０Ａの傾動操作により電気信号を出力する電気レバー用操作装置、１１はこの電気レバー用操作装置１０の電気信号が入力されそのレバー１０Ａの操作方向及び操作量に係る電気信号を出力するコントローラ、１２は開閉することによりハンドル７Ａの回転操作によるパイロット式方向切換弁５の操作とレバー１０Ａの傾動操作によるパイロット式方向切換弁５の操作とを選択的に行えるようにした操作方式の選択手段としての電気レバー切換スイッチ、１３は左右のパイロット管路ｃ，ｄにそれぞれ設けられハンドル用操作装置６から出力されるパイロット信号の有無を検出するための圧力センサである。

電気レバー用操作装置１０は、レバー１０Ａを傾動操作すると、傾動操作の方向及び操作量に応じて、コントローラ１１に出力される電圧値に関する電気信号が変化するように構成されている。コントローラ１１には、電気レバー切換スイッチ１２の開閉状態を示すオンオフ信号及び圧力センサ１３での検出結果が入力される。そして、電気レバー切換スイッチ１２が閉じられてオンの信号が入力されると、コントローラ１１は、後述する電磁切換弁１５Ａ，１５Ｂの各信号受け部に電気信号を出力して電気レバー用操作装置１０を使用可能な状態にする。次いで、オペレータがレバー１０Ａを操作すると、コントローラ１１は、電気レバー用操作装置１０から出力された電気信号に基づいて、レバー１０Ａの操作方向及び操作量に対応した電気信号を生成し、後述するように、この電気信号を第１の圧力比例電磁弁１４Ａ又は第２の圧力比例電磁弁１４Ｂの信号受け部に出力して、パイロット式方向切換弁５の切換操作が行われることとなる。

また、コントローラ１１では、圧力センサ１３から送られてきた検出結果に基づいて、ハンドル用操作装置１０からパイロット信号が出力されているか否かを判定する。その結果、パイロット信号が出力されていると判定されたとき、すなわち、ハンドル用操作装置６が操作されている判定されたときには、電気レバー用操作装置１０を使用不能な状態にする。すなわち、ハンドル用操作装置６は、電気レバー用操作装置１０に比べてステアリング操作の信頼度が高いので、この信頼度が高いハンドル用操作装置６の操作を優先させて、電気レバー用操作装置１０でのレバー１０Ａの傾動操作を機能させないようにすることにより、ステアリング操作の高度の信頼性を確保することができる。

１４はコントローラ１１からの電気信号をこれに相当するパイロット信号に変換してパイロット式方向切換弁５の信号受け部に出力し同方向切換弁５の作動位置及び開口量を切り換える信号変換手段、１４Ａはコントローラ１１からの電気信号の出力値に応じて開口量を調節することによりパイロットポンプ４側の流路から二次側の流路に導かれる油圧パイロット圧の出力値を調整できる第１の圧力比例電磁弁、１４Ｂは同様にして二次側の流路に導かれる油圧パイロット圧の出力値を調整できる第２の圧力比例電磁弁、１５Ａは電気レバー切換スイッチ１２を閉じたときに下位置から上位置に切り換えられる第１の電磁切換弁、１５Ｂは同じく電気レバー切換スイッチ１２を閉じたときに下位置から上位置に切り換えられる第２の電磁切換弁である。

信号変換手段１４は、第１の圧力比例電磁弁１４Ａと第２の圧力比例電磁弁１４Ｂとを設けて構成されている。第１の圧力比例電磁弁１４Ａは、コントローラ１１からのレバー１０Ａの操作方向に係る電気信号に応じて作動し、右位置から左位置に切り換えられる。そして、左位置に切り換えられたときには、パイロットポンプ４からの油圧パイロット圧を、第１の電磁切換弁１５Ａを通じてパイロット式方向切換弁５の左の信号受け部に出力し得るようにする。また、同様にして、第２の圧力比例電磁弁１４Ｂは、レバー１０Ａの操作方向に係る電気信号に応じて右位置から左位置に切り換えられ、左位置に切り換えられたときには、パイロットポンプ４からの油圧パイロット圧を、第２の電磁切換弁１５Ｂを通じてパイロット式方向切換弁５の右の信号受け部に出力し得るようにする。

これらの過程において、圧力比例電磁弁１４Ａ，１４Ｂは、コントローラ１１からの電気信号の出力値に応じての開口量を調節し、これにより、電気信号相当分のパイロット油をパイロット式方向切換弁５の左右の信号受け部に導いて同信号受け部に出力する油圧パイロット圧を調整することができる。なお、圧力比例電磁弁１４Ａ，１４Ｂは、右位置に切り換えられているときには、パイロット式方向切換弁５の左右の信号受け部を油タンク９側に連通させている。

第１の電磁切換弁１５Ａ及び第２の電磁切換弁１５Ｂは、電気レバー切換スイッチ１２の閉操作によりコントローラ１１から電気信号が信号受け部に出力されると、下位置から上位置に切り換えられる。その結果、圧力比例電磁弁１４Ａ，１４Ｂの切換状態に応じて、パイロット式方向切換弁５の左右の信号受け部の一方にパイロット油を供給し、他方からパイロット油を油タンク９に排出することが可能となり、これにより、電気レバー用操作装置１０によるパイロット式方向切換弁５の切換操作が行えるようになる。なお、電磁切換弁１５Ａ，１５Ｂが下位置に切り換えられているときには、パイロット管路ｃ，ｄをパイロット式方向切換弁５の信号受け部に連通させてハンドル用操作装置６を使用可能な状態にしている。

本屈曲式の建設車両は、ハンドル用操作装置６によるステアリングに関係した油圧回路に電気レバー用操作装置１０に係る油圧回路を付加して電気レバー用操作装置１０を選択的に使用できるようにしたものである。ところで、パイロット式方向切換弁５とハンドル用操作装置６との間のパイロット管路ｃ，ｄは、ロータリ式方向切換弁７が中立位置にあるときに閉回路をなしていて、ハンドル７Ａの非操作時にパイロット式方向切換弁５の左右の信号受け部に導かれているパイロット油の流れを遮断しているため、ハンドル用操作装置６の不使用時には、パイロット式方向切換弁５の左右の信号受け部の一方に油圧パイロット圧を導いたときに他方から油圧パイロット圧を抜くことができず、このままでは、電気レバー用操作装置１０により、パイロット式方向切換弁５を支障なく切り換えることはできない。

圧力比例電磁弁１４Ａ，１４Ｂや電磁切換弁１５Ａ，１５Ｂは、こうした問題を克服するために特設したものであり、これにより、電気レバー用操作装置１０を簡単な構造で付加して選択的に使用することを可能にした。すなわち、特に、左右の圧力比例電磁弁１４Ａ，１４Ｂ及び左右の電磁切換弁１５Ａ，１５Ｂを設けて、電気レバー切換スイッチ１２の切換操作により出力される電気信号により、左右の圧力比例電磁弁１４Ａ，１４Ｂをパイロット式方向切換弁５の左右の信号受け部に連通させるように左右の電磁切換弁１５Ａ，１５Ｂを切り換えるので、左右の圧力比例電磁弁１４Ａ，１４Ｂの一方の圧力比例電磁弁により、パイロット油をパイロット式方向切換弁５の左右の信号受け部の一方の信号受け部に導くとともに、他方の圧力比例電磁弁により、他方の信号受け部のパイロット油を油タンク９側に抜くことができて、パイロット式方向切換弁５を電気レバー用操作装置１０により支障なく切り換えることが可能となる。

以上説明した屈曲式の建設車両の作用効果について、以下に述べる。

本屈曲式の建設車両は、回転操作されるハンドル７Ａが付設されたハンドル用操作装置６を備えているので、法規上、一般車道を往来のために走行することが許容されて便利である。そして、このハンドル用操作装置６は、ハンドル７Ａの操作が回転操作であって、最大操作量がきわめて大きいため、一般車道の走行時に頻繁に行うことが必要な微操作を容易に行うことが可能になるとともに、普通の自動車と同じ操作感覚で運転操作を行うことができる。そのため、本屈曲式の建設車両は、従来の屈曲式の建設車両の優れた性能をそのまま保持していて、一般車道の走行に好適である。

さらに、本屈曲式の建設車両は、こうした従来の技術の優れた性能をそのまま具備していることに加えて、傾動操作されるレバー１０Ａが付設されその傾動操作により電気信号を出力する電気レバー用操作装置１０も備えており、この電気レバー用操作装置１０による操作を、電気レバー切換スイッチ１２の開閉操作により選択的に行うことができるようにしているので、従来の技術とは異なり、現場での作業にも好適である。すなわち、電気レバー用操作装置１０におけるレバー１０Ａの操作は、レバー１０Ａを片手で把持しながら手首を屈伸して傾動させる傾動操作であって、最大操作量がハンドル用操作装置６のハンドル７Ａの操作に比べてきわめて少ないため、現場での作業時に、操作量の大きい大操作が頻繁に行われることとなっても、オペレータにもたらす操作上の負担は、ハンドル７Ａの操作に比べて遥かに少ない。

また、電気レバー用操作装置１０のレバー１０Ａは、片手で把持して操作をするのに適しているため、ホイールローダで掘削作業を行う場合のように現場で作業をしながら走行するときには、片手で電気レバー用操作装置１０を操作しながら、当該作業に関係する油圧アクチュエータの操作手段を他方の手により容易に操作することができる。このとき、車体屈曲用油圧シリンダ２の操作は、作業用の油圧アクチュエータの操作で通常実施されている操作と同様、レバーによる操作で実施されるので、両油圧アクチュエータの操作が同質の操作手段で操作されることとなり、操作がやりやすい。そして、そのレバー１０Ａによる操作は、操作時の操作力を軽減できる電気レバーによる操作であるので、オペレータによる作業時の操作を一層容易にすることができる。

以上の説明から明らかなように、本屈曲式の建設車両によれば、一般車道での走行に好適なだけではなく、現場での作業にも適したステアリング操作が行える。その結果、建設車両のステアリング操作に際して、オペレータの操作上の負担を軽減して、オペレータの疲労を従来よりも低減することができる。

この出願の発明を具体化して構成した屈曲式の建設車両で採用されているステアリング装置の油圧回路図である。

符号の説明

１ 自走車体
１Ａ フロントフレーム
１Ｂ リヤフレーム
１Ｃ ピン
２ 車体屈曲用油圧シリンダ
３ 油圧ポンプ
４ パイロットポンプ
５ パイロット式方向制御弁
６ ハンドル用操作装置
７ ロータリ式方向切換弁
７Ａ ハンドル
７Ｂ ロータリスプール
７ｃ 弁本体
７Ｄ バネ
８ ギアポンプギアポンプ
９ 油タンク
１０ 電気レバー用操作装置
１０Ａ レバー
１１ コントローラ
１２ 電気レバー切換スイッチ
１３ 圧力センサ
１４ 信号変換手段
１４Ａ，１４Ｂ 圧力比例電磁弁
１５Ａ，１５Ｂ 電磁切換弁
ａ，ｂ 圧油の給排管路
ｃ，ｄ パイロット管路

Claims (4)

1. フロントフレームとリヤフレームとを水平方向に回動可能に連結して屈曲し得るようにした自走車体と、伸縮させることによりフロントフレームをリヤフレームに対して水平方向に回動させるように駆動して自走車体を屈曲させる車体屈曲用油圧シリンダと、この車体屈曲用油圧シリンダに対する圧油の供給方向及び供給量を制御するパイロット式方向切換弁と、回転操作されるハンドルが付設されこのハンドルの回転操作によりパイロット式方向切換弁の信号受け部にパイロット信号を出力して同方向切換弁の作動位置及び開口量を切り換えるハンドル用操作装置とを備えた屈曲式の建設車両において、傾動操作されるレバーが付設されこのレバーの傾動操作により電気信号を出力する電気レバー用操作装置と、この電気レバー用操作装置の電気信号が入力されそのレバーの操作方向及び操作量に係る電気信号を出力するコントローラと、このコントローラの電気信号をこれに相当するパイロット信号に変換してパイロット式方向切換弁の信号受け部に出力し同方向切換弁の作動位置及び開口量を切り換える信号変換手段と、ハンドル用操作装置のハンドルの回転操作によるパイロット式方向切換弁の操作と電気レバー用操作装置のレバーの傾動操作によるパイロット式方向切換弁の操作とを選択的に行うことができるようにした操作方式の選択手段とを設けて構成したことを特徴とする屈曲式の建設車両。
2. 請求項１に記載の屈曲式の建設車両において、ハンドル用操作装置から出力されるパイロット信号の有無を検出するための圧力センサを設けてこの圧力センサでの検出結果をコントローラに送るようにし、その検出結果に基づいて、ハンドル用操作装置からパイロット信号が出力されているとコントローラで判定されたときには、電気レバー用操作装置のレバーの傾動操作によるパイロット式方向切換弁の操作を行うことができないようにしたことを特徴とする屈曲式の建設車両。
3. 請求項１又は請求項２に記載の屈曲式の建設車両において、ハンドル用操作装置が、内部に嵌入孔を有する弁本体及びこの弁本体の嵌入孔に回転可能に嵌入されハンドルの回転操作により回転するロータリスプールを有するロータリ式方向切換弁と、このロータリスプールの回転に伴って回転するギアポンプとを設けて構成され、そのロータリスプールの回転量に応じた所定の容量のパイロット油を、ギアポンプを通じてパイロット信号としてパイロット式方向切換弁の信号受け部に導くように構成されていることを特徴とする屈曲式の建設車両。
4. フロントフレームとリヤフレームとを水平方向に回動可能に連結して屈曲し得るようにした自走車体と、伸縮させることによりフロントフレームをリヤフレームに対して水平方向に回動させるように駆動して自走車体を屈曲させる車体屈曲用油圧シリンダと、この車体屈曲用油圧シリンダを駆動するための圧油を発生する油圧ポンプと、この油圧ポンプの吐出側に設けられ車体屈曲用油圧シリンダに対する圧油の供給方向及び供給量を制御するパイロット式方向切換弁と、油圧ポンプの圧油の流路とは別系統に設けられパイロット式方向切換弁を切り換えるためのパイロット圧を発生するパイロットポンプと、このパイロットポンプの吐出側に設けられたロータリ式方向切換弁を有し回転操作して車体屈曲用油圧シリンダを操作するハンドルが付設されたハンドル用操作装置とを備え、このハンドル用操作装置は、ハンドルの回転操作時にその操作量相当分のパイロット油をパイロットポンプからパイロット式方向切換弁の一対の信号受け部の一方に導くことによりハンドルの操作方向及び操作量に応じてそれぞれパイロット式方向切換弁の作動位置及び開口量を切り換えるとともに、ハンドルの非操作時にパイロット式方向切換弁の一対の信号受け部に導かれているパイロット油の流れを遮断する働きをする屈曲式の建設車両において、ハンドル用操作装置とは別系統に設けられ、傾動操作されるレバーが付設されるとともにこのレバーの傾動操作により電気信号を出力する電気レバー用操作装置と、この電気レバー用操作装置の電気信号が入力されそのレバーの操作方向及び操作量に係る電気信号を出力するコントローラと、このコントローラの電気信号により切り換えられてその電気信号相当分のパイロット油をパイロット式方向切換弁の一対の信号受け部の一方に導くとともに他方を油タンク側に連通させてパイロット式方向切換弁の作動位置及び開口量を切り換えるための一対の圧力比例電磁弁と、これら一対の圧力比例電磁弁をパイロット式方向切換弁の各信号受け部に連通させるためのパイロット管路及びハンドル用操作装置をパイロット式方向切換弁の各信号受け部に連通させるためのパイロット管路の一方のパイロット管路を開放し他方のパイロット管路を閉鎖するように電気信号により切り換えられる一対の電磁切換弁と、一対の圧力比例電磁弁をパイロット式方向切換弁の各信号受け部に連通させるためのパイロット管路を開放するように一対の電磁切換弁を電気信号により切り換えて電気レバー用操作装置を使用可能な状態にするための電気レバー切換スイッチとを設けて構成したことを特徴とする屈曲式の建設車両。

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