JP2019011690A - 作業機 - Google Patents

Abstract

【課題】原動機の回転数と油圧アクチュエータの動作速度とを好適に設定及び選択できる作業機を提供する。【解決手段】原動機の回転数設定の選択を受け付ける第１設定部材と、油圧アクチュエータの速度設定の選択を受け付ける第２設定部材と、前記回転数設定に基づいて原動機の動作を制御する回転数制御部と、前記速度設定に基づいて油圧アクチュエータの動作を制御する速度制御部とを備え、速度制御部は、第１設定部材で選択された回転数設定に応じて、第２設定部材で選択された速度設定に対応する油圧アクチュエータの動作速度を変更する。【選択図】図１

Description

本発明は、バックホー等の作業機に関するものである。

従来、特許文献１に開示された作業機が知られている。
特許文献１に開示された作業機は、エンジンによって駆動される走行装置と、作業を行うための作業装置と、アクセルペダルの操作量とエンジン回転数との関係を設定した第１〜３制御特性線に基づいてエンジン回転数を制御する制御装置とを備え、制御装置は、作業装置の作業時において、作業機速度を優先した第１制御特性線に従ってエンジン回転数の制御を行う第１エンジン回転数制御部と、走行時において、走行負荷が所定負荷よりも小さいときに、省燃費を優先した第２制御特性線に従ってエンジン回転数の制御を行う第２エンジン回転数制御部と、走行時において、走行負荷が所定負荷以上のときに、第１制御特性線と第２制御特性線との間に位置する第３制御特性線に従ってエンジン回転数の制御を行う第３エンジン回転数制御部とを有する。

特開２０１４−１９０２３５号公報

特許文献１の技術では、作業装置の作業時においては、作業機速度を優先した第１制御特性線に従ってエンジン回転数の制御を行うので、効率のよい作業を行うことができる。しかし、作業機の操作に慣れたオペレータに合わせて第１制御特性線、即ち作業機速度を設定すると、作業機の操作に慣れていないオペレータにとっては操作が困難になる。また、作業機の操作に慣れていないオペレータに合わせて作業機速度を設定すると、作業機の操作に慣れたオペレータにとっては物足りなさを感じるという問題がある。

そこで、本発明は、前記問題点に鑑み、原動機の回転数と油圧アクチュエータの動作速度とを適切に設定及び選択できる作業機を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る作業機は、原動機と、前記原動機の動力により駆動されて作動油を吐出する油圧ポンプと、前記油圧ポンプから吐出された作動油によって作動する油圧アクチュエータと、前記原動機の回転数設定の選択を受け付ける第１設定部材と、前記油圧アクチュエータの速度設定の選択を受け付ける第２設定部材と、前記回転数設定に基づいて前記原動機の動作を制御する回転数制御部と、前記速度設定に基づいて前記油圧アクチュエータの動作を制御する速度制御部とを備え、前記速度制御部は、前記第１設定部材で選択された前記回転数設定に応じて、前記第２設定部材で選択された前記速度設定に対応する前記油圧アクチュエータの動作速度を変更する。

上記構成によれば、作業環境等に応じて原動機の回転数を設定するとともに、原動機の回転数とオペレータの操作技術レベル等とに応じて油圧アクチュエータの動作速度を設定することができる。

作業機の油圧システム及び制御システムの概略構成図である。 第１設定部材の切換位置、原動機回転数、比率、速度を示す図である。 各速度における作業速度（作業機速度及び旋回速度）を示す図である。 速度制御部の速度設定についてフローを示す図である。 各速度切換位置における作業操作部材の操作量と速度との関係を示す図である。 作業操作部材の操作量が最大時における第２設定部材の操作と速度との関係を示す図である。 第１設定部材、第２設定部材、表示画面を示す図である。 バックホーの全体側面図である。

以下、本発明の一実施形態について、図面を適宜参照しつつ説明する。
図７は、作業機１の全体構成を示す概略側面図である。本実施形態では、作業機１としてバックホーが例示されている。なお、作業機１は、フロントローダ、スキッドステアローダ、コンパクトトラックローダ等であってもよい。
先ず、作業機１の全体構成を説明する。

図７に示すように、作業機１は、機体（旋回台）２と、第１走行装置３Ｒ、第２走行装置３Ｌと、作業装置４とを備えている。機体２上にはキャビン５が搭載されている。キャビン５の室内には、運転者（オペレータ）が着座する運転席（座席）６が設けられている。
本実施形態においては、作業機１の運転席６に着座した運転者の前側（図７の矢印Ａ１方向）を前方、運転者の後側（図７の矢印Ａ２方向）を後方、運転者の左側（図７の手前側）を左方、運転者の右側（図７奥側）を右方として説明する。また、前後方向Ｋ１に直交する方向である水平方向を機体幅方向として説明する。

図７に示すように、第１走行装置３Ｒは機体２に対して右側に設けられ、第２走行装置３Ｌは機体２に対して左側に設けられている。第１走行装置３Ｒ及び第２走行装置３Ｌは、本実施形態では、クローラ式の走行機構（クローラ式走行装置）である。第１走行装置３Ｒ及び第２走行装置３Ｌは、走行油圧アクチュエータである走行モータＭＲ，ＭＬによって駆動される。第１走行装置３Ｒ及び第２走行装置３Ｌの前部には、ドーザ装置７が装着されている。ドーザ装置７は、後述するドーザシリンダＣ３を伸縮することにより昇降（ブレードを上げ下げ）させることができる。

機体２は、走行フレーム上に旋回ベアリング８を介して縦軸（上下の方向に延伸する軸心）回りに旋回可能に支持されている。機体２は、油圧モータ（油圧アクチュエータ）からなる旋回モータＭＴによって旋回駆動される。機体２は、縦軸回りに旋回する基板（以下、旋回基板という）９と、ウエイト１０とを有している。旋回基板９は、鋼板等から形成されており、旋回ベアリング８に連結されている。ウエイト１０は、機体２の後部に設けられている。また、機体２には、原動機Ｅ１が搭載されている。原動機Ｅ１は、エンジンである。なお、原動機Ｅ１は、電動モータであってもよいし、エンジン及び電動モータを有するハイブリッド型であってもよい。

機体２は、機体幅方向の中央のやや右寄りの前部に支持ブラケット１３を有している。支持ブラケット１３には、スイングブラケット１４が、縦軸回りに揺動可能に取り付けられている。スイングブラケット１４には、作業装置４が取り付けられている。
作業装置４は、ブーム１５と、アーム１６と、バケット（作業具）１７とを有している。ブーム１５の基部は、スイングブラケット１４に横軸（機体幅方向に延伸する軸心）回りに回動可能に枢着されている。これによって、ブーム１５が上下に揺動可能とされている。アーム１６は、ブーム１５の先端側に横軸回りに回動可能に枢着されている。これによって、アーム１６が前後或いは上下に揺動可能とされている。バケット１７は、アーム１６の先端側にスクイ動作及びダンプ動作可能に設けられている。作業機１は、バケット１７に代えて或いは加えて、油圧アクチュエータにより駆動可能な他の作業具（油圧アタッチメント）を装着することが可能である。他の作業具としては、油圧ブレーカ、油圧圧砕機、アングルブルーム、アースオーガ、パレットフォーク、スイーパー、モア、スノウブロア等が例示できる。

スイングブラケット１４は、機体２内に備えられたスイングシリンダＣ４の伸縮によって揺動可能とされている。ブーム１５は、ブームシリンダＣ１の伸縮によって揺動可能とされている。アーム１６は、アームシリンダＣ９の伸縮によって揺動可能とされている。バケット１７は、バケットシリンダ（作業具シリンダ）Ｃ２の伸縮によってスクイ動作及びダンプ動作可能とされている。スイングシリンダＣ４、ブームシリンダＣ１、アームシリンダＣ９、バケットシリンダＣ２等の作業系油圧アクチュエータは、油圧シリンダによ
って構成されている。

図１は作業機１の油圧システム及び制御システムを示している。作業機１の油圧システムは、第１油圧ポンプＰ１と、第２油圧ポンプＰ２と、第３油圧ポンプＰ３と、複数の制御弁Ｖ１〜Ｖ１０を有している。第１油圧ポンプＰ１及び第２油圧ポンプＰ２は、可変容量型の油圧ポンプである。第３油圧ポンプＰ３は、定容量型の油圧ポンプである。第１油圧ポンプＰ１、第２油圧ポンプＰ２及び第３油圧ポンプＰ３は、原動機Ｅ１の動力によって駆動して、作動油タンクに貯留された作動油を吐出する。この実施形態では、作業機１の油圧システムは、３つの油圧ポンプ（第１油圧ポンプＰ１、第２油圧ポンプＰ２、第３油圧ポンプＰ３）を備えているが、台数は限定されない。

複数の制御弁Ｖ１〜Ｖ１０は、それぞれ油圧アクチュエータ（作業系油圧アクチュエータ、走行系油圧アクチュエータ）に供給する作動油の流量を制御する弁（電磁制御弁）である。複数の制御弁Ｖ１〜Ｖ１０は、第３油圧ポンプＰ３から供給された作動油（パイロット油）によって、スプールの位置が切り換わる電磁式の３位置切換弁である。即ち、複数の制御弁Ｖ１〜Ｖ１０は、電磁弁を有していて当該電磁弁の開度によってスプールへ作用するパイロット油の圧力が変化し、スプールの位置を変更することができる。なお、この実施形態では、電磁弁を組み込んだ電磁式の３位置切換弁を示しているが、電磁弁は別体に構成されていてもよい。また、複数の制御弁Ｖ１〜Ｖ１０は、３位置切換弁以外の２位置切換弁、４位置切換弁などであってもよく限定されない。

本実施形態では、制御弁Ｖ１〜Ｖ１０として、ブームシリンダＣ１を制御するブーム制御弁Ｖ１、バケットシリンダＣ２を制御するバケット制御弁Ｖ２、ドーザシリンダＣ３を制御するドーザ制御弁Ｖ３、スイングシリンダＣ４を制御するスイング制御弁Ｖ４、第１走行装置３Ｒの走行系油圧アクチュエータ（走行モータＭＲ）を制御する右走行制御弁Ｖ５、第２走行装置３Ｌの走行系走行油圧アクチュエータ（走行モータＭＬ）を制御する左走行制御弁Ｖ６、予備アクチュエータを制御する第１ＳＰ制御弁Ｖ７、予備アクチュエータを制御する第２ＳＰ制御弁Ｖ８、アームシリンダＣ９を制御するアーム制御弁Ｖ９、旋回モータＭＴを制御する旋回制御弁Ｖ１０を有している。

ブーム制御弁Ｖ１、バケット制御弁Ｖ２、ドーザ制御弁Ｖ３、スイング制御弁Ｖ４及び右走行制御弁Ｖ５は、第１油圧ポンプＰ１に接続された第１吐出油路４１が接続されている。左走行制御弁Ｖ６、第１ＳＰ制御弁Ｖ７、第２ＳＰ制御弁Ｖ８、アーム制御弁Ｖ９及び旋回制御弁Ｖ１０は、第２油圧ポンプＰ２に接続された第２吐出油路４２が接続されている。

以降、説明の便宜上、ブーム制御弁Ｖ１、バケット制御弁Ｖ２、ドーザ制御弁Ｖ３、スイング制御弁Ｖ４及び右走行制御弁Ｖ５のグループを第１ブロックＢ１といい、左走行制御弁Ｖ６、第１ＳＰ制御弁Ｖ７、第２ＳＰ制御弁Ｖ８、アーム制御弁Ｖ９及び旋回制御弁Ｖ１０のグループを第２ブロックＢ２ということがある。
第１ブロックＢ１と第２ブロックＢ２との間には、連通弁Ｖ１１が設けられている。連通弁Ｖ１１は、第１位置と第２位置とに切り換わる切換弁であって、第１吐出油路４１と第２吐出油路４２とがそれぞれ接続されている。連通弁Ｖ１１が第１位置である場合には、第１吐出油路４１と第２吐出油路４２とが連通弁Ｖ１１を介して繋がり、連通弁Ｖ１１が第２位置である場合には、第１吐出油路４１と第２吐出油路４２との連通が連通弁Ｖ１１によって遮断される。なお、連通弁Ｖ１１は、２位置切換弁以外の３位置切換弁、４位置切換弁などであってもよく限定されない。

作業機１は旋回装置を備えている。旋回装置は、機体（旋回台）２、旋回モータＭＴ、油圧ポンプ（第１油圧ポンプＰ１、第２油圧ポンプＰ２）を含む装置である。
次に、作業機１の制御システムの構成について説明する。
図１に示すように、作業機１の制御システムは、複数の制御装置５１、５２を有している。制御装置５１は、主に油圧システムを制御する作業制御装置であって、油圧制御部５３を有している。油圧制御部５３は、制御装置５１に設けられた電子電気回路、プログラム等から構成されている。油圧制御部５３は、作業機１に設けられた油圧機器、例えば、複数の制御弁Ｖ１〜Ｖ１０、連通弁Ｖ１１、油圧ポンプ（第１油圧ポンプＰ１、第２油圧
ポンプＰ２）を制御する。なお、油圧制御部５３は、油圧機器を制御するものであれば何でもよく、制御対象はこの実施形態に限定されない。制御装置５２は、原動機Ｅ１を制御する。この実施形態では、制御システムは、複数の制御装置５１、５２を有しているが、制御装置５１、５２を１つの制御装置で構成してもよいし、台数は限定されない。

制御装置５１には、作業操作部材（作業操作部材１９Ｌ、作業操作部材１９Ｒ、作業操作部材１９Ｄ）が接続されている。作業操作部材１９Ｌはオペレータ（作業者）が左手で操作可能な位置に配置され、作業操作部材１９Ｒはオペレータが右手で操作可能な位置に配置され、作業操作部材１９Ｄは作業操作部材１９Ｒとは別に運転席６の右側オペレータが右手で操作可能な位置に配置されている。作業操作部材１９Ｌ及び作業操作部材１９Ｒは、揺動量（操作量）を検出するポテンションメータ（検出装置）を有するレバーであって、前、後、右、左に揺動自在なレバーである。作業操作部材１９Ｄは、揺動量（操作量）を検出するポテンションメータ（検出装置）を有するレバーであって、前、後に揺動可能なレバーである。

作業操作部材１９Ｌをオペレータが操作すると、作業操作部材１９Ｌの操作量及び操作方向がポテンションメータにより検出され、検出された操作量及び操作方向は制御装置５１に入力される。油圧制御部５３は、作業操作部材１９Ｌの操作量及び操作方向に応じて、旋回制御弁Ｖ１０の旋回電磁弁のソレノイドを励磁し、当該旋回電磁弁の開度を制御するか、あるいはアーム制御弁Ｖ９のアーム電磁弁のソレノイドを励磁し、当該アーム電磁弁の開度を制御する。その結果、旋回制御弁Ｖ１０の受圧部にパイロット圧が作用し、当該旋回制御弁Ｖ１０の位置が切り換えられ、当該位置に応じて旋回モータＭＴの回転方向が切り換えられるか、あるいは、アーム制御弁Ｖ９の受圧部にパイロット圧が作用し、当該アーム制御弁Ｖ９の位置が切り換えられ、位置に応じてアームシリンダＣ９が伸縮する。

作業操作部材１９Ｒをオペレータが操作すると、作業操作部材１９Ｒの操作量及び操作方向がポテンションメータにより検出され、検出された操作量及び操作方向は制御装置５１に入力される。油圧制御部５３は、作業操作部材１９Ｒの操作量及び操作方向に応じて、ブーム制御弁Ｖ１のブーム電磁弁のソレノイドを励磁し、当該ブーム電磁弁の開度を制御するか、あるいは、作業操作部材１９Ｒの操作量及び操作方向に応じて、バケット制御弁Ｖ２のバケット電磁弁のソレノイドを励磁し、当該バケット電磁弁の開度を制御する。その結果、ブーム制御弁Ｖ１の受圧部にパイロット圧が作用し、当該ブーム制御弁Ｖ１の位置が切り換えられ、当該位置に応じてブームシリンダＣ１が伸縮するか、あるいはバケット制御弁Ｖ２の受圧部にパイロット圧が作用し、当該バケット制御弁Ｖ２の位置が切り換えられ、位置に応じてバケットシリンダＣ２が伸縮する。

作業操作部材１９Ｄをオペレータが操作すると、作業操作部材１９Ｄの操作量及び操作方向がポテンションメータにより検出され、検出された操作量及び操作方向は制御装置５１に入力される。油圧制御部５３は、作業操作部材１９Ｄの操作量及び操作方向に応じて、ドーザ制御弁Ｖ３のドーザ電磁弁のソレノイドを励磁し、当該ドーザ電磁弁の開度を制御する。その結果、ドーザ制御弁Ｖ３の受圧部にパイロット圧が作用し、当該ドーザ制御弁Ｖ３の位置が切り換えられ、当該位置に応じてドーザシリンダＣ３が伸縮する。

以上のように、作業操作部材（作業操作部材１９Ｌ、作業操作部材１９Ｒ、作業操作部材１９Ｄ）を操作することによって、機体２、ブーム１５、アーム１６、バケット（作業具）１７、ドーザ装置７を操作することができる。
制御装置５１には、走行操作部材（走行操作部材２０Ｌ、走行操作部材２０Ｒ）が接続されている。走行操作部材２０Ｌ及び走行操作部材２０Ｒは、運転席６の前方に配置されている。走行操作部材２０Ｌ及び走行操作部材２０Ｒは、揺動量（操作量）を検出するポテンションメータ（検出装置）を有するレバーであって、前、後に揺動自在なレバーである。なお、走行操作部材２０Ｌ及び走行操作部材２０Ｒは、レバーに限るものではなく、例えばペダルであってもよい。

走行操作部材２０Ｌ及び走行操作部材２０Ｒをオペレータが操作すると、走行操作部材２０Ｌ及び走行操作部材２０Ｒの操作量及び操作方向がポテンションメータにより検出さ
れ、検出された操作量及び操作方向は制御装置５１に入力される。油圧制御部５３は、走行操作部材２０Ｌの操作量及び操作方向に応じて、左走行制御弁Ｖ６の左走行電磁弁のソレノイドを励磁すると共に、走行操作部材２０Ｒの操作量及び操作方向に応じて、右走行制御弁Ｖ５の右走行電磁弁のソレノイドを励磁する。その結果、右走行制御弁Ｖ５及び左走行制御弁Ｖ６の受圧部にパイロット圧が作用し、当該右走行制御弁Ｖ５及び左走行制御弁Ｖ６のそれぞれが切り換えられ、走行モータＭＲ及び走行モータＭＬの回転方向が決定される。

以上のように、作業操作部材（作業操作部材１９Ｌ、作業操作部材１９Ｒ、作業操作部材１９Ｄ）及び走行操作部材（走行操作部材２０Ｌ、走行操作部材２０Ｒ）の操作時には、制御装置５１がソレノイドの励磁及び消磁の制御信号を出力することによって、機体２、ブーム１５、アーム１６、バケット（作業具）１７、ドーザ装置７、第１走行装置３Ｒ及び第２走行装置３Ｌを制御することができる。

さて、制御装置５１には、第１設定部材６１と、第２設定部材６２が接続されている。第１設定部材６１は、原動機Ｅ１の回転数設定に関する選択を受け付ける部材（原動機Ｅ１の回転数を設定する部材）である。第２設定部材６２は、油圧アクチュエータの速度設定に関する選択を受け付ける部材（油圧アクチュエータの速度を設定する部材）である。制御装置５１は、回転数制御部５５と、速度制御部５６と、記憶部５４とを有している。

第１設定部材６１は、原動機Ｅ１の回転数を設定する複数の切換位置Ｒを有する。具体的に説明すると、第１設定部材６１は、例えば、複数の切換位置Ｒを有したセレクタスイッチ等のダイヤル状のスイッチである。複数の切換位置Ｒには、原動機Ｅ１の回転数の目標値が割り当てられている。言い換えれば、第１設定部材６１の複数の切換位置Ｒには、原動機Ｅ１の回転数が対応付けられている。なお、第１設定部材６１の構成はこれに限らず、例えば、表示装置とジョグダイヤルや操作ボタン等の操作部材との組み合わせによって実現されるものであってもよく、タッチパネルであってもよい。

複数の切換位置Ｒに対応付けられた回転数の目標値は、記憶部５４に記憶されている。例えば、図２Ａに示すように、記憶部５４のテーブルには、複数の切換位置Ｒに対応付けられた回転数の目標値が記憶されている。第１設定部材６１の複数の切換位置Ｒは７位置である。７位置にそれぞれ原動機Ｅ１の回転数の目標値が割り当てられている。即ち、図２Ａに示すように、記憶部５４は、原動機Ｅ１の回転数の目標値を切換位置Ｒ（Ｒ１〜Ｒ７）毎に記憶している。オペレータは、第１設定部材６１の切換位置Ｒを切り換えることで、一の回転数の目標値を選択する。第１設定部材６１の操作信号は、回転数制御部５５に出力される。なお、切換位置Ｒの数は７位置に限定されず、適宜変更してもよい。

回転数制御部５５は、制御装置５１に設けられた電子電気回路、プログラム等から構成されている。回転数制御部５５は、第１設定部材６１から操作信号を入力される。回転数制御部５５は、第１設定部材６１の操作信号に基づいて原動機Ｅ１の回転数を設定する。即ち、回転数制御部５５は、第１設定部材６１の操作に基づいてエンジンＥ１の回転数を増減させる。具体的に説明すると、回転数制御部５５は、第１設定部材６１の操作信号に基づいて、記憶部５４に記憶された回転数の目標値を読み込む。回転数制御部５５は、記憶部５４から読み込んだ回転数の目標値に基づいて、原動機Ｅ１の回転数を制御する。

第２設定部材６２は、油圧アクチュエータの速度（作業速度）を設定する速度切換位置Ｎを有する。第２設定部材６２は、例えば、複数の速度切換位置Ｎを有したセレクタスイッチ等のダイヤル状のセレクタであって、各速度切換位置Ｎに作業速度が割り当てられている。なお、第２設定部材６２の構成はこれに限らず、例えば、表示装置とジョグダイヤルや操作ボタン等の操作部材との組み合わせによって実現されるものであってもよく、タッチパネルであってもよい。

記憶部５４には、切換位置Ｒ（Ｒ１〜Ｒ７）と速度切換位置Ｎ（Ｎ１〜Ｎ５）との組み合わせ毎に速度レベル（ＨＩ、ＨＩ２、ＭＩＤ、ＭＩＤ２、ＭＩＤ３、ＭＩＤ４、ＬＯ、ＣＲ）が記憶されている。
例えば、図２Ａに示すように、切換位置Ｒ７（原動機Ｅ１の回転数の目標値２４００ｒｐｍ）には、速度切換位置Ｎ（Ｎ１〜Ｎ５）に、速度レベルＬＯ、ＭＩＤ、ＨＩ、ＣＲの
いずれかが割り当てられている。また、切換位置Ｒ１（原動機Ｅ１の回転数の目標値１２００ｒｐｍ）には、速度切換位置Ｎ（Ｎ１〜Ｎ５）に、速度レベルＬＯ、ＣＲが割り当てられている。これにより、図２Ａに示すように、切換位置Ｒ１〜Ｒ７に応じて原動機Ｅ１の回転数の目標値が設定され、切換位置Ｒ１〜Ｒ７と速度切換位置Ｎ１〜Ｎ５との組み合わせに応じて速度レベル（ＨＩ、ＨＩ２、ＭＩＤ、ＭＩＤ２、ＭＩＤ３、ＭＩＤ４、ＬＯ、ＣＲのいずれか）が設定される。

また、図２Ｂに示すように、記憶部５４のテーブルには、複数の速度レベル（ＨＩ、ＨＩ２、ＭＩＤ、ＭＩＤ２、ＭＩＤ３、ＭＩＤ４、ＬＯ、ＣＲ）と各速度レベルに対応する作業速度とが対応付けて記憶されている。すなわち、複数の速度レベルのそれぞれに対応して、作業機速度（作業装置の各油圧シリンダの動作速度）と旋回速度（旋回モータの動作速度）とが設定されている。以下、説明の都合上、作業機速度と旋回速度とを含めて作業速度と称することがある。

これにより、原動機Ｅ１の回転数を設定する切換位置Ｒと速度レベルを設定する速度切換位置Ｎとの組み合わせに応じて、作業速度が設定される。
例えば、切換位置ＲがＲ３〜Ｒ７のいずれかに設定されて速度切換位置ＮがＮ３に設定された場合、あるいは切換位置ＲがＲ７に設定されて速度切換位置ＮがＮ７に設定された場合、
速度レベルＨＩが選択され、作業機速度は１００％（最高速度）、旋回速度は９．５ｒｐｍに設定される。

また、切換位置Ｒの設定にかかわらず、速度切換位置ＮがＮ５に設定された場合、速度レベルＣＲが選択され、作業機速度は最高速度の６８％、旋回速度は６．５ｒｐｍに設定される。なお、本実施形態では、速度レベルがＣＲの場合、バケット制御弁Ｖ２を所定位置に維持して、バケットシリンダＣ２の伸縮を制限することで、バケット１７のダンプ動作を停止するようになっている。

なお、図２Ａに示した、切換位置Ｒと速度切換位置Ｎとの各組み合わせに対する速度レベルＨＩ、ＨＩ２、ＭＩＤ、ＭＩＤ２、ＭＩＤ３、ＭＩＤ４、ＬＯ、ＣＲの割り当ては単なる例示に過ぎず、適宜変更してもよい。また、図２Ｂに示した各速度レベルＨＩ、ＨＩ２、ＭＩＤ、ＭＩＤ２、ＭＩＤ３、ＭＩＤ４、ＬＯ、ＣＲに対応する作業機速度及び旋回速度の値は単なる例示に過ぎず、適宜変更してもよい。

速度制御部５６は、制御装置５１に設けられた電子電気回路、プログラム等から構成されており、第１設定部材６１および第２設定部材６２から入力される操作信号に基づいて作業速度を設定する。具体的に説明すると、第１設定部材６１で設定された切換位置Ｒと第２設定部材６２で設定された速度切換位置Ｎとの組み合わせに基づいて速度レベルを選択し、選択した速度レベルに対応する作業速度を記憶部５４から読み込む。速度制御部５６は、記憶部５４から読み込んだ作業速度に基づいて、作業操作部材１９Ｌ、１９Ｒ、１９Ｄの操作量に対応する制御信号を制御弁Ｖ１〜Ｖ１０の電磁弁に励磁して当該制御弁Ｖ１〜Ｖ１０を制御する。具体的には、制御弁Ｖ１〜Ｖ１０の開度を変更することで、各制御弁Ｖ１〜Ｖ１０に接続された油圧アクチュエータの最大速度を制御する。

図３は、第１の制御フローチャートを示している。図３に示すように、第１設定部材６１の操作が行われると（Ｓ１、Ｙｅｓ）、回転数制御部５５は第１設定部材６１の切換位置Ｒを取得し（Ｓ２）、記憶部５４に記憶されている原動機Ｅ１の回転数の目標値の中から切換位置Ｒに対応する目標値を参照し、参照した回転数の目標値に基づいて原動機Ｅ１の回転数を設定する（Ｓ３）。具体的には、回転数制御部５５は、参照した原動機Ｅ１の回転数を制御装置５２に出力する。また、油圧制御部５３は、油圧ポンプの斜板角度を最大にする。ただし、これに限らず、油圧制御部５３がロードセンシング制御等の他の制御方法により油圧ポンプの動作を制御するようにしてもよい。

第２設定部材６２の操作が行われると、（Ｓ４、Ｙｅｓ）速度制御部５６は第２設定部材６２の速度切換位置Ｎを取得し（Ｓ５）、記憶部５４に記憶されている作業速度レベルの中から第１設定部材６１の切換位置Ｒと第２設定部材６２の速度切換位置Ｎとに対応する速度レベルを参照し（Ｓ５）、参照した速度レベルに基づいて、作業速度を設定する（
Ｓ６）。具体的には、速度制御部５６は、設定した作業速度を制御装置５２に出力する。制御装置５２（速度制御部５６）は、作業操作部材の操作量に対応する制御信号を制御弁Ｖ１〜Ｖ１０の電磁弁に出力して当該制御弁Ｖ１〜Ｖ１０を制御する。即ち制御装置５２は、当該制御弁Ｖ１〜Ｖ１０の開度を変更することで油圧アクチュエータに供給する作動油の流量を変更する。これによって、速度制御部５６は、作業速度を参照した速度レベルに対応する速度に変更する。

なお、本実施形態では、まず切換位置Ｒを設定し、その後に速度切換位置Ｎを設定する構成について説明したが、設定の順序はこれに限るものではなく、先に速度切換位置Ｎを設定し、その後に切換位置Ｒを設定してもよい。
図４は、各速度切換位置Ｎに対応する作業操作部材１９Ｌ、１９Ｒ、１９Ｄの操作量と作業機速度との関係の一例を示している。具体的には、第１設定部材６１の切換位置ＲがＲ７であるときの、各速度切換位置Ｎにおける作業操作部材１９Ｌ、１９Ｒ、１９Ｄの操作量と速度との関係の一例を示している。図４に示すグラフの横軸は、作業操作部材１９Ｌ、１９Ｒ、１９Ｄの操作量であり、縦軸は、作業機速度である。速度切換位置ＮがＮ１、Ｎ５（ＬＯ、ＣＲ）の場合、作業操作部材１９Ｌ、１９Ｒ、１９Ｄの操作量がフルストローク（操作量最大）の６８％以上となれば、作業機速度は最高速度の６８％に保持される。また、速度切換位置ＮがＮ２（ＭＩＤ）の場合、作業操作部材１９Ｌ、１９Ｒ、１９Ｄの操作量がフルストロークの８４％以上となれば、作業機速度は最高速度の８４％に保持される。速度切換位置ＮがＮ３、Ｎ４（ＨＩ）の場合、作業操作部材１９Ｌ、１９Ｒ、１９Ｄの操作量がフルストロークの時に、作業機速度は１００％（最高速度）になる。

なお、作業操作部材１９Ｌ、１９Ｒ、１９Ｄの操作量と作業機速度との関係は図４に示した例に限るものではない。例えば、中立域（操作量０〜微小操作量（例えばフルストロークの数％程度）の領域）を不感域として作業機速度を０に設定したり、操作量が所定値以上になれば作業機速度を最高速度に一律に保持するのではなく、操作量が増大するにつれて作業機速度の変化を徐々に鈍化させる（操作量の増加量に対する作業機速度の増加量の割合を徐々に小さくする）ようにしてもよい。

図５は、第１設定部材６１の切換位置ＲがＲ７且つ作業操作部材１９Ｌ、１９Ｒ、１９Ｄがフルストロークであるときの第２設定部材６２の速度切換位置Ｎと速度レベルとの関係の一例を示すグラフである。また、図５のグラフは、第２設定部材６２の速度切換位置ＮがＮ１又はＮ５に設定されている状態（時刻０〜Ｔ１）から、Ｎ２に切換え（時刻Ｔ１〜Ｔ２）、Ｎ３又はＮ４に切換え（時刻Ｔ２〜Ｔ３）、再度Ｎ１又はＮ５に切換えた場合（時刻Ｔ３〜）の作業機の速度レベルを示している。図５に示すように、第２設定部材６２の速度切換位置Ｎを切り換えることで、作業機の速度レベルを任意の速度レベルに切り換えることができる。

また、作業機１では、油圧アクチュエータ（油圧アタッチメント）毎又は作業毎（作業内容毎）に、原動機Ｅ１の回転数を制限するなどの設定が可能である。
図６に示すように、表示装置７０は、作業機１に関する様々な情報を表示可能な表示部７１を有している。表示部７１は、液晶等のパネルから構成されている。本実施形態では、オペレータが表示部７１の表示内容を参照しながら原動機１の回転数及び作業速度を設定できるようになっている。表示部７１等の操作は、第１設定部材６１及び第２設定部材６２のうち少なくとも一方を含む操作部によって行う。操作部は、複数のスイッチ等で構成されていて、第１設定部材（第１スイッチ）６１と、第２設定部材（第２スイッチ）６２と、第３スイッチ６３とを含んでいる。第３スイッチ６３は、表示装置７０の操作だけでなく、例えば作業機１のライト（室内灯、ブーム灯、前後照灯等）の点灯／消灯のスイッチにも切り換わる。なお、操作部は、表示装置７０の操作を行えるものであれば、何でもよくスイッチに限定されない。

なお、制御装置５１には、切換スイッチ６５が接続されている。具体的には、切換スイッチ６５は、例えば、ＯＮ／ＯＦＦスイッチであって、第２設定部材６２の中央に設けられ、オペレータが手動操作できるスイッチである。切換スイッチ６５の操作信号（ＯＮ）が、制御装置５１に入力されると、第１設定部材６１及び第２設定部材６２が設定した旋
回モータの旋回速度に関わらず、所定の旋回速度、例えば最大速度（１００％）である９．５ｒｐｍ）に設定される。切換スイッチ６５の操作信号（ＯＦＦ）が、制御装置５１に入力されると、第１設定部材６１及び第２設定部材６２が設定に対応した旋回速度に設定される。なお、当該所定の旋回速度は、例示に過ぎず、８ｒｐｍや６．５ｒｐｍなどでもよい。

以上のように、作業機１は、原動機Ｅ１の回転数設定（切換位置Ｒ）の選択を受け付ける第１設定部材６１と、油圧アクチュエータの速度設定（速度切換位置Ｎ）の選択を受け付ける第２設定部材６２と、回転数設定に基づいて原動機Ｅ１の動作を制御する回転数制御部５５と、速度設定に基づいて油圧アクチュエータの動作を制御する速度制御部５６とを備え、速度制御部５６は、第１設定部材６１で選択された回転数設定に応じて、第２設定部材６２で選択された速度設定に対応する油圧アクチュエータの動作速度を変更する。

上記の構成によれば、作業環境等に応じて原動機の回転数を設定するとともに、原動機の回転数とオペレータの操作技術レベル等とに応じて油圧アクチュエータの動作速度を適切に設定することができる。例えば、原動機Ｅ１の出力最大（回転数最大）の場合に作業速度が速くなりすぎて上手く操作できないオペレータの場合、作業速度が最高速度よりも遅くなるように設定できる。また、騒音低減や燃費向上のために原動機Ｅ１の回転数を低めに設定する必要があるが、作業速度の低下は抑制したいような場合、原動機Ｅ１の回転数に対応して選択可能な範囲内で作業速度を速く設定できる。また、原動機Ｅ１の回転数を一定に維持しながら作業速度を変更することもできる。このため、第２設定部材６２の操作だけで、原動機の回転数に適し、且つオペレータの希望に応じた作業速度に容易に変更できる。 また、第１設定部材６１を用いて選択可能な回転数設定（切換位置Ｒ）と各速度設定に対応する速度レベル（ＨＩ、ＨＩ２、ＭＩＤ、ＭＩＤ２、ＭＩＤ３、ＭＩＤ４、ＬＯ、ＣＲ）とを対応付けて記憶した記憶部５４を備え、速度制御部５６は、第１設定部材６１を用いて選択された回転数設定（切換位置Ｒ）と第２設定部材６２を用いて選択された速度設定（速度切換位置Ｎ）とに対応する速度レベル（ＨＩ、ＨＩ２、ＭＩＤ、ＭＩＤ２、ＭＩＤ３、ＭＩＤ４、ＬＯ、ＣＲ）を記憶部５４から取得し、取得した速度レベルに基づいて油圧アクチュエータの動作を制御する。

これにより、原動機の回転数および作業速度の設定を容易に行うことができる。
また、油圧アクチュエータとして、作業装置を駆動する作業機アクチュエータ（油圧シリンダＣ１〜Ｃ４、Ｃ９）と、旋回台を旋回駆動する旋回アクチュエータ（旋回モータＭＴ）とを備え、記憶部５４は、複数の速度レベル毎に、作業機アクチュエータの動作速度である作業機速度と旋回台の旋回速度とを対応付けて記憶しており、速度制御部５６は、第１設定部材６１を用いて選択された回転数設定と第２設定部材６２を用いて選択された速度設定とに対応する速度レベルに対応する作業機速度及び旋回速度を記憶部５４から取得し、取得した作業機速度に基づいて作業機アクチュエータの動作速度を制御し、取得した旋回速度に基づいて旋回アクチュエータの動作を制御する。

これにより、作業機アクチュエータの動作速度と旋回アクチュエータの動作速度とを、原動機の回転数とオペレータの所望する速度設定とに応じて適切に設定できる。
また、第１設定部材６１は、複数の回転数設定（切換位置Ｒ）の中から所望する回転数設定を選択するセレクタである。これにより、原動機Ｅ１の回転数を設定する際に微調整を行う必要がなく、容易に設定できる。

また、回転数設定および速度設定の入力画面を表示する表示装置を備え、
第１設定部材および第２設定部材は入力画面に対する入力操作を行う操作具である
また、原動機Ｅ１の回転数および油圧アクチュエータの動作速度に関する入力画面を表示する表示装置７０を備え、第１設定部材６１および第２設定部材６２は入力画面に対する入力操作を行う操作具であってもよい。

これにより、動機Ｅ１の回転数および油圧アクチュエータの動作速度に関する入力操作を容易に行うことができる。また、第１設定部材６１および第２設定部材６２として、表示装置７０を操作するための操作部材を兼用してもよく、その場合には、第１設定部材６１および第２設定部材６２として専用の部材を設ける必要がないので、部品点数の低減を
図ることができる。

また、油圧アクチュエータを複数備えており、速度制御部５６は、第２設定部材６２を用いて所定の速度設定（速度切換位置Ｎ５）が選択された場合に、所定の油圧アクチュエータ（バケットシリンダＣ２）の動作を停止させる。
これにより、所定の油圧アクチュエータの操作を行う必要がなくなるので、操作性を向上させることができる。例えば、バケット１７のダンプ操作を停止させることにより、バケット１７のダンプ操作を不要として操作系を単純化し、作業機１の操作に慣れていないオペレータであっても容易に操作可能にすることができる。

また、油圧ポンプＰ１，Ｐ２から油圧アクチュエータに供給される作動油の供給量を制御する制御弁Ｖ１〜Ｖ１０を備え、速度制御部５６は、制御弁Ｖ１〜Ｖ１０の開度を変更することにより油圧アクチュエータの動作を制御する。
これにより、第２設定部材６２が設定した作業速度に基づいて油圧アクチュエータに供給する作動油の流量を調整することで、作業速度を容易に変更することができる。

また、原動機Ｅ１の回転数設定に応じて、エンジンスピードセンシング制御の有無を設定したり、暖気運転の有無を設定したりしてもよい。
以上、今回開示した実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 作業機
４ 作業装置
５４ 記憶部
５５ 回転数制御部
５６ 速度制御部
５７ 切換部
６１ 第１設定部材
６２ 第２設定部材
７０ 表示装置
Ｅ１ 原動機
Ｐ１ 第１油圧ポンプ
Ｐ２ 第２油圧ポンプ
Ｐ３ 第３油圧ポンプ
Ｒ 切換位置
Ｖ１ ブーム制御弁
Ｖ２ バケット制御弁
Ｖ３ ドーザ制御弁
Ｖ４ スイング制御弁
Ｖ５ 右走行制御弁
Ｖ６ 左走行制御弁
Ｖ７ 第１ＳＰ制御弁
Ｖ８ 第２ＳＰ制御弁
Ｖ９ アーム制御弁
Ｖ１０ 旋回制御弁

Claims (6)

1. 原動機と、
   前記原動機の動力により駆動されて作動油を吐出する油圧ポンプと、
   前記油圧ポンプから吐出された作動油によって作動する油圧アクチュエータと、
   前記原動機の回転数設定の選択を受け付ける第１設定部材と、
   前記油圧アクチュエータの速度設定の選択を受け付ける第２設定部材と、
   前記回転数設定に基づいて前記原動機の動作を制御する回転数制御部と、
   前記速度設定に基づいて前記油圧アクチュエータの動作を制御する速度制御部とを備え、
   前記速度制御部は、前記第１設定部材で選択された前記回転数設定に応じて、前記第２設定部材で選択された前記速度設定に対応する前記油圧アクチュエータの動作速度を変更することを特徴とする作業機。
2. 前記第１設定部材を用いて選択可能な前記回転数設定と、前記各速度設定に対応する速度レベルとを対応付けて記憶した記憶部を備え、
   前記速度制御部は、前記第１設定部材を用いて選択された前記回転数設定と前記第２設定部材を用いて選択された前記速度設定とに対応する速度レベルを前記記憶部から取得し、取得した速度レベルに基づいて前記油圧アクチュエータの動作を制御することを特徴とする請求項１に記載の作業機。
3. 前記油圧アクチュエータとして、作業装置を駆動する作業機アクチュエータと、旋回台を旋回駆動する旋回アクチュエータとを備え、
   前記記憶部は、複数の前記速度レベル毎に、前記作業機アクチュエータの動作速度である作業機速度と前記旋回台の旋回速度とを対応付けて記憶しており、
   前記速度制御部は、前記第１設定部材を用いて選択された前記回転数設定と前記第２設定部材を用いて選択された前記速度設定とに対応する速度レベルに対応する前記作業機速度及び前記旋回速度を前記記憶部から取得し、取得した作業機速度に基づいて前記作業機アクチュエータの動作速度を制御し、取得した旋回速度に基づいて前記旋回アクチュエータの動作を制御することを特徴とする請求項２に記載の作業機。
4. 前記原動機の回転数および前記油圧アクチュエータの動作速度に関する入力画面を表示する表示装置を備え、
   前記第１設定部材および前記第２設定部材は前記入力画面に対する入力操作を行う操作具であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の作業機。
5. 前記油圧アクチュエータを複数備えており、
   前記速度制御部は、前記第２設定部材を用いて所定の前記速度設定が選択された場合に、所定の油圧アクチュエータの動作を停止することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の作業機。
6. 前記油圧ポンプから前記油圧アクチュエータに供給される作動油の供給量を制御する制御弁を備え、
   前記速度制御部は、前記制御弁の開度を変更することにより前記油圧アクチュエータの動作を制御することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の作業機。

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