JP4348280B2 - Wheeled construction machine - Google Patents
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Description
本発明は、ホイール(車輪)によって走行を行うホイール式油圧ショベルなどのホイール式建設機械に関する。 The present invention relates to a wheel-type construction machine such as a wheel-type hydraulic excavator that travels by a wheel.
ホイール式油圧ショベルなどの操舵装置を有するホイール式建設機械において、パワーステアリング装置として、例えば、油空圧工業総覧1992版のp.528の図30に記載されたオービットロール(登録商標)と称される全油圧式ステアリングバルブを備えたものが知られている。このパワーステアリング装置は、油圧源と、ロータリ型の切換弁と、操舵用の油圧アクチュエータを備える油圧回路を有しており、運転者がハンドルを操作すると切換弁が切り換わり、油圧源からの圧油がハンドルの操作量に応じて油圧アクチュエータに導かれ、油圧アクチュエータが駆動されるようになっている。なお、このパワーステアリング装置は、切換弁から油圧アクチュエータへ送られる圧油の油量を計測して切換弁にフィードバックする操作量検出手段(容量型油量計)を備えており、ハンドルの操作量分の圧油が油圧アクチュエータに送られた時点で、操作量検出手段が切換弁を中立位置に戻し、油圧アクチュエータへの圧油を遮断するようになっている。このようにして、運転者がハンドルを操作してロータリ型の切換弁を切り換えるだけで、そのハンドルの操作量に応じた圧油が油圧アクチュエータに送られて、該油圧アクチュエータを駆動することで、大きな操舵力が得られるようになっている。 In a wheel-type construction machine having a steering device such as a wheel-type hydraulic excavator, as a power steering device, for example, p. One having an all-hydraulic steering valve called Orbit Roll (registered trademark) shown in FIG. 30 of 528 is known. This power steering apparatus has a hydraulic circuit including a hydraulic pressure source, a rotary type switching valve, and a steering hydraulic actuator. When the driver operates the steering wheel, the switching valve is switched, and the pressure from the hydraulic power source is changed. The oil is guided to the hydraulic actuator according to the operation amount of the handle, and the hydraulic actuator is driven. This power steering device is provided with an operation amount detection means (capacity type oil amount meter) for measuring the amount of pressure oil sent from the switching valve to the hydraulic actuator and feeding back to the switching valve. When a minute amount of pressure oil is sent to the hydraulic actuator, the operation amount detection means returns the switching valve to the neutral position and shuts off the pressure oil to the hydraulic actuator. In this way, just by switching the rotary type switching valve by the driver operating the handle, the pressure oil corresponding to the operation amount of the handle is sent to the hydraulic actuator, and the hydraulic actuator is driven, A large steering force can be obtained.
しかしながら、上記の従来技術では、操作量検出手段や油圧アクチュエータで圧油の漏れが生じるため、実際にはハンドル回転角のずれが生じる。また、上記の従来技術を、回転式ハンドルではなく、操作レバーによる操舵(ステアリング)操作に適用するのは、操作の安全性の観点から無理がある。何となれば、ハンドルはその操作が無限軌道であるので、ハンドルの中立位置と操舵角零とがたとえ対応していなくても支障はないが、操作ハンドルの場合には、操舵角零に操作ハンドルの中立位置が必ず対応していないと、誤操作の虞が非常に大きいからである。 However, in the above-described prior art, pressure oil leaks in the operation amount detection means and the hydraulic actuator, and thus the steering wheel rotation angle actually shifts. In addition, it is impossible to apply the above-described conventional technique to a steering operation using an operation lever instead of a rotary handle from the viewpoint of operation safety. In any case, since the operation of the steering wheel is an endless track, there is no problem even if the neutral position of the steering wheel does not correspond to the steering angle of zero. This is because if the neutral position does not always correspond, there is a great risk of erroneous operation.
そこで、特開平5−155344号公報に記載のパワーステアリング装置では、ステアリング用(操舵用)の油圧シリンダの変位に応じた油圧信号を発生させ、これによりステアリング用の流量制御弁のスプールを移動させて、スプールとスリーブとの相対移動量をゼロとすることで、ハンドル回転角のずれを防止するようにしている。
しかしながら、前記特許文献1に記載された従来技術では、ステアリング用(操舵用)の流量制御弁のスリーブとスプールの相対移動量をゼロとすることで操舵角を制御しているため、ステアリング専用の特殊な流量制御弁が必要であり、他の油圧アクチュエータ用の流量制御弁に用いられている、汎用性の高い通常の油圧パイロット方式の流量制御弁、あるいは、ホイール式建設機械において向後の普及が予想される汎用の電磁比例式の流量制御弁を使用することができない。
However, in the prior art described in
また、前記非特許文献1や特許文献1に記載された従来技術では、操舵操作をハンドルで行っているため、比較的に設置スペースをとるハンドルの配置空間の確保が必要であり、さらに、ハンドルとは別に、走行速度を操作するためのアクセルペダルや前後進方向を操作するための前後進切換レバーも必要であるため、小型のホイール式建設機械における狭い運転席内を窮屈なものとし、かつ、運転席への乗り降りの際にハンドルが邪魔になるという指摘があった。さらにまた、走行に関してハンドルとアクセルペダルと前後進切換レバーの3つを操作する必要があるため操作が煩雑であり、このため、走行の簡易操作を望むユーザーからは、1つの操作レバーによって走行に関する操作を全て行えるようにして欲しいという要望もあった。
Further, in the prior art described in
本発明は上記の点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、操舵用の流量制御弁として通常の油圧パイロット式の流量制御弁を用いた構成をとっても、あるいは、操舵用の流量制御弁として電磁比例式の流量制御弁を構成を用いた構成をとっても、操舵ずれのないレバー操作式のかつ安価なパワーステアリング装置をもつ、ホイール式建設機械を提供することにある。さらに本発明の目的とするところは、1つの操作レバーによって、走行に関する全ての操作を行えるようにした、操作性や運転席のスペースファクター性に優れたホイール式建設機械を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to adopt a configuration in which a normal hydraulic pilot type flow control valve is used as a steering flow control valve or a flow control for steering. An object of the present invention is to provide a wheel-type construction machine having a lever-operated and inexpensive power steering device that does not cause a steering deviation even if an electromagnetic proportional flow control valve is used as a valve. A further object of the present invention is to provide a wheel-type construction machine that is excellent in operability and driver's seat space factor, in which all operations relating to traveling can be performed with one operation lever.
上記した目的を達成するため、本発明によるホイール式建設機械は、エンジンと、該エンジンにより駆動される油圧ポンプと、該油圧ポンプからの圧油が供給される走行用油圧モータや操舵用油圧シリンダなどの複数の油圧アクチュエータと、該複数のアクチュエータへ供給する圧油の流量を制御する複数の流量制御弁と、少なくとも操舵指令を与える操作レバーと、操舵角に応じた油圧を発生する操舵角検出手段とを、有し、
前記各流量制御弁は、流量指令を油圧で与える油圧パイロット式の流量制御弁とされ、前記操舵用油圧シリンダに対応する操舵用流量制御弁のスプールを挟んで対向する1対のパイロット圧入力部のうちの一方のパイロット圧入力部には、前記操作レバーで与えられたパイロット圧のみを導き、前記操舵用流量制御弁のスプールを挟んで対向する1対のパイロット圧入力部のうちの他方のパイロット圧入力部には、前記操舵角検出手段で検出した油圧のみを導き、実際に操舵した分だけ、前記操舵用流量制御弁のスプールを押し戻すことで、前記操作レバーの操作角に対応したホイール操舵角が得られるように、構成する。
あるいは、本発明によるホイール式建設機械は、エンジンと、該エンジンにより駆動される油圧ポンプと、該油圧ポンプからの圧油が供給される走行用油圧モータや操舵用油圧シリンダなどの複数の油圧アクチュエータと、該複数のアクチュエータへ供給する圧油の流量を制御する複数の流量制御弁と、少なくとも操舵指令を与える操作レバーと、操舵角に応じた電気信号を発生する操舵角検出手段とを、有し、
前記各流量制御弁は、流量指令を電圧で与える電磁比例式の流量制御弁とされ、前記操舵用油圧シリンダに対応する操舵用流量制御弁のスプールを挟んで対向する1対の指令電圧入力部のうちの一方の指令電圧入力部には、前記操作レバーの操作に基づく指令電圧のみを入力し、前記操舵用流量制御弁のスプールを挟んで対向する1対の指令電圧入力部のうちの他方の指令電圧入力部には、前記操舵角検出手段による検出結果に基づく電圧のみを入力し、実際に操舵した分だけ、前記操舵用流量制御弁のスプールを押し戻すことで、前記操作レバーの操作角に対応したホイール操舵角が得られるように、構成する。
さらに、 前記操作レバーは、左右操作により操舵指令を与え、前後操作により前後進指令を与えるように構成され、1つの前記操作レバーによって走行に関する前後進指令と操舵指令とを与えることができるように構成する。
In order to achieve the above object, a wheel-type construction machine according to the present invention includes an engine, a hydraulic pump driven by the engine, a traveling hydraulic motor and a steering hydraulic cylinder to which pressure oil is supplied from the hydraulic pump. A plurality of hydraulic actuators, a plurality of flow control valves that control the flow rate of pressure oil supplied to the plurality of actuators, an operation lever that provides at least a steering command, and a steering angle detection that generates hydraulic pressure according to the steering angle Means, and
Each of the flow rate control valves is a hydraulic pilot type flow rate control valve that gives a flow rate command by hydraulic pressure, and a pair of pilot pressure input portions facing each other across a spool of a steering flow rate control valve corresponding to the steering hydraulic cylinder. on one of the pilot pressure input unit of the only guidance pilot pressure given by the operation lever, a pair of opposing other of the pilot pressure input unit of sandwiching the spool of the steering flow control valve Only the hydraulic pressure detected by the steering angle detection means is guided to the pilot pressure input section, and the spool corresponding to the operation angle of the operation lever is pushed by pushing back the spool of the steering flow control valve by the amount actually steered. It is configured to obtain a steering angle.
Alternatively, the wheel-type construction machine according to the present invention includes an engine, a hydraulic pump driven by the engine, and a plurality of hydraulic actuators such as a traveling hydraulic motor and a steering hydraulic cylinder supplied with pressure oil from the hydraulic pump. And a plurality of flow control valves for controlling the flow rate of the pressure oil supplied to the plurality of actuators, an operation lever for providing at least a steering command, and a steering angle detecting means for generating an electric signal corresponding to the steering angle. And
Each of the flow rate control valves is an electromagnetic proportional flow rate control valve that gives a flow rate command as a voltage, and a pair of command voltage input units facing each other across a spool of a steering flow rate control valve corresponding to the steering hydraulic cylinder. to one command voltage input of the inputs only command voltage based on the operation of the operating lever and the other of the command voltage inputs of a pair of opposite sides of the spool of the steering flow control valve Only the voltage based on the detection result by the steering angle detection means is input to the command voltage input section of the steering lever, and the operation angle of the operation lever is reduced by pushing back the spool of the steering flow control valve by the amount actually steered. The wheel steering angle corresponding to is obtained.
Further, the operation lever is configured to give a steering command by a left / right operation and to give a forward / reverse command by a front / rear operation, so that a forward / backward command and a steering command related to traveling can be given by the one operation lever. Constitute.
本発明によれば、操舵用流量制御弁として通常の油圧パイロット式の流量制御弁を用いる構成において、操舵用流量制御弁のスプールを挟んで対向する1対のパイロット圧入力部のうちの一方のパイロット圧入力部には操作レバーで与えられたパイロット圧のみを導き、この操作レバーで与えられたパイロット圧に対して、操舵用流量制御弁のスプールを挟んで対向する1対のパイロット圧入力部のうちの他方のパイロット圧入力部には操舵角検出手段で検出した油圧のみを導き、これによって、実際に操舵した分だけ操舵用流量制御弁のスプールを押し戻すことで、操作レバーの操作角に対応したホイール(車輪)操舵角が得られるので、通常の油圧パイロット式の流量制御弁を用いた、操舵ずれのないレバー操作式のかつ安価なパワーステアリング装置を実現することができる。
また、操舵用流量制御弁として、ホイール式建設機械において向後の普及が予想される汎用の電磁比例式の流量制御弁を用いる構成において、操舵用流量制御弁のスプールを挟んで対向する1対の指令電圧入力部のうちの一方の指令電圧入力部には操作レバーの操作に基づく指令電圧のみを入力し、操舵用流量制御弁のスプールを挟んで対向する1対の指令電圧入力部のうちの他方の指令電圧入力部には操舵角検出手段の検出結果に基づく電圧のみを入力して、これによって、実際に操舵した分だけ操舵用流量制御弁のスプールを押し戻すことで、操作レバーの操作角に対応したホイール(車輪)操舵角が得られるので、汎用の電磁比例式の流量制御弁を用いた、操舵ずれのないレバー操作式のかつ安価なパワーステアリング装置を実現することができる。
さらに、操作レバーは、左右操作により操舵指令を与え、前後操作により前後進指令を与えるように構成されて、1つの操作レバーによって走行に関する前後進指令と操舵指令とを与えることができるようすることで、1つの操作レバーによって走行に関する全ての操作を行えるので、走行の操作が簡単・容易なものとなる。また、運転席にハンドルやアクセルペダルを配設する必要がないので、小型のホイール式建設機械における狭い運転席であっても窮屈さを軽減することができて楽に各種の操作が行え、かつ、運転席への乗り降りも楽に行えるようになる、運転席のスペースファクター性に優れたホイール式建設機械を実現することができる。
According to the present invention, in a configuration in which a normal hydraulic pilot type flow control valve is used as a steering flow control valve, one of a pair of pilot pressure input portions opposed to each other with a spool of the steering flow control valve interposed therebetween . Only a pilot pressure given by the operation lever is guided to the pilot pressure input part, and a pair of pilot pressure input parts opposed to the pilot pressure given by the operation lever with the spool of the steering flow control valve interposed therebetween Only the hydraulic pressure detected by the steering angle detecting means is guided to the other pilot pressure input portion, and the spool of the steering flow control valve is pushed back by the amount actually steered, so that the operating angle of the operating lever is obtained. Because the corresponding wheel (wheel) steering angle is obtained, lever-operated and inexpensive powers with no steering deviation using a normal hydraulic pilot type flow control valve It can be achieved bearings device.
Further, in a configuration using a general-purpose electromagnetic proportional flow control valve, which is expected to be widely used in wheel construction machines, as a steering flow control valve, a pair of opposed flow control valves with a spool interposed therebetween. to one of the command voltage input of the command voltage input unit inputs only command voltage based on the operation of the operating lever, of the command voltage inputs of a pair of opposite sides of the spool of the steering flow control valve Only the voltage based on the detection result of the steering angle detection means is input to the other command voltage input unit, and by this, the spool of the steering flow control valve is pushed back by the amount actually steered, thereby operating angle of the operation lever. A wheel steering angle corresponding to the above can be obtained, so that a lever-operated and inexpensive power steering device using a general-purpose electromagnetic proportional flow control valve is realized. Door can be.
Further, the operation lever is configured to give a steering command by a left / right operation and to give a forward / backward command by a front / rear operation, so that a single operation lever can give a forward / backward command and a steering command related to traveling. Thus, since all operations related to traveling can be performed with one operation lever, the operation of traveling becomes simple and easy. In addition, since there is no need to install a handle or an accelerator pedal in the driver's seat, even a narrow driver's seat in a small wheel-type construction machine can reduce cramping and perform various operations easily. It is possible to realize a wheel-type construction machine that can easily get on and off the driver's seat and has excellent space factor of the driver's seat.
以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。
図1〜図5は、本発明の第1実施形態によるホイール式建設機械に係り、図1は、本第1実施形態のホイール式建設機械の概要を示す図で、図1の(a)はホイール式建設機械を側面から見た外観図、図1の(b)はホイール式建設機械の一部を簡略した底面図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 to 5 relate to a wheel-type construction machine according to a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is a diagram showing an outline of the wheel-type construction machine according to the first embodiment, and FIG. The external view which looked at the wheel type construction machine from the side, (b) of
図1において、Aは下部走行体、Bは、下部走行体A上に旋回可能に取り付けられた上部旋回体である。下部走行体Aは、走行駆動部15、16と、走行駆動部15、16で駆動される前側ホイール(前輪)23A、後側ホイール(後輪)23Bを操舵する操舵部17と、ホイールにより走行移動が可能な車体2とを、含んで構成されている。上部旋回体Bは、エンジンや油圧システム等で構成された駆動システム3と、操作レバーを有する運転室4と、旋回装置14とを、含んで構成されている。また、上部旋回体Bの前部には、ブーム11、アーム12、把持手段13を有するバックホウ式作業装置5が設けられている。なお、ここでは、バックホウ式作業装置5には把持手段13を設けた構成例を示したが、把持手段13に代替してバックホウバケットを設けた構成としてもよい。
In FIG. 1, A is a lower traveling body, and B is an upper revolving body attached to the lower traveling body A so as to be able to swivel. The lower traveling body A travels with the
図2は、本第1実施形態のホイール式建設機械の油圧回路を示す図である。図2において、6はディーゼルエンジン、7は可変容量型のメイン油圧ポンプ、8はパイロット用の固定容量型の油圧ポンプ、10は必要以上の回路圧上昇を防ぐためのアンロード弁、11aはブーム11用の油圧アクチュエータ、11bはブーム11用の流量制御弁、12aはアーム12用の油圧アクチュエータ、12bはアーム12用の流量制御弁、13aは把持手段13用の油圧アクチュエータ、13bは把持手段13用の流量制御弁、14aは旋回装置14用の油圧アクチュエータ、14bは旋回装置14用の流量制御弁、15aは走行駆動部15用(走行左系用)の油圧アクチュエータ(走行左系用油圧モータ)、15bは走行駆動部15用(走行左系用)の流量制御弁、16aは走行駆動部16用(走行右系用)の油圧アクチュエータ(走行右系用油圧モータ)、16bは走行駆動部16用(走行右系用)の流量制御弁、17aは操舵部17用の油圧アクチュエータ(操舵用油圧シリンダ)、17bは操舵部17用の流量制御弁(操舵用流量制御弁)、20はセンタージョイントである。なお、各流量制御弁11b〜17bは、図示から明らかなように油圧パイロット式の流量制御弁で構成されている。
FIG. 2 is a diagram illustrating a hydraulic circuit of the wheel-type construction machine according to the first embodiment. In FIG. 2, 6 is a diesel engine, 7 is a variable displacement main hydraulic pump, 8 is a fixed displacement hydraulic pump for pilots, 10 is an unloading valve for preventing an excessive increase in circuit pressure, and 11a is a boom. 11b, a flow control valve for the
図2に示す構成において、ディーゼルエンジン6により駆動されるメイン油圧ポンプ7から吐出される圧油は、各々の操作指令に応じて切り換えられる各流量制御弁11b〜17bを介して、対応する各油圧アクチュエータ11a〜17aに選択的に供給されて、各油圧アクチュエータ11a〜17aが選択的に駆動されることで、各部(ブーム11、アーム12、把持手段13、旋回装置14、走行駆動部15、16、操舵部17)が動作する。また、ディーゼルエンジン6により駆動されるパイロット用の油圧ポンプ8から吐出される圧油は、パイロット圧として各部に供給される。
In the configuration shown in FIG. 2, the pressure oil discharged from the main
図3は、本第1実施形態のホイール式建設機械の運転室4の内部構成を示す図であり、図3において、30、31、32は操作レバー(操作レバー装置)である。また、図4は、図3の各操作レバー30〜32と、前記した各流量制御弁11b〜17bとの関係を示す図である。なお、図4において、各操作レバー30〜32について、左右1対で図示しているのは、1つの操作レバーにおける前後操作系と左右操作系とを表すためである。ここで、各操作レバー30〜32は、前後操作と左右操作の複合操作が可能なジョイスティク操作型の操作レバーであり、各操作レバー30〜32は、それぞれ4つの減圧弁を通じて操作方向と操作量に応じたパイロット圧を出力するものとなっている。
FIG. 3 is a diagram illustrating an internal configuration of the
図3、図4に示す構成において、操作レバー30は、前後左右の操作で、ブーム11と把持手段13に対応する流量制御弁11b、13bを切り換え、ブーム11と把持手段13の動作制御を行う。操作レバー31は、前後左右の操作で、アーム12と旋回装置14に対応する流量制御弁12b、14bを切り換え、アーム12と旋回装置14の動作制御を行う。操作レバー32は、前後左右の操作で、走行駆動部15、16と操舵部17に対応する流量制御弁15b、16b、17bを切り換え、前後進と操舵(ステアリング)の動作制御を行う。
In the configuration shown in FIGS. 3 and 4, the
図5は、本第1実施形態のホイール式建設機械のパワーステアリング装置の構成を示す図であり、図5において、21は、後輪23Bの操舵角に応じた油圧(パイロット圧)を1対の減圧弁により発生する操舵角検出手段、22A、22Bは高圧選択弁(シャトル弁)である。
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of the power steering device for the wheel type construction machine according to the first embodiment. In FIG. 5,
図5に示す構成において、操作レバー32を左または右に操作することで、左旋または右旋を指令するパイロット圧が発生し、この操作レバー32で与えられたパイロット圧は、流量制御弁17bのスプールを挟んで対向する1対のパイロット圧入力部のうちの一方のパイロット圧入力部にのみ導入されて、これにより流量制御弁17bのスプールが所定方向に移動して、メイン油圧ポンプ7からの圧油が流量制御弁17bを通じて流量制御されて、油圧アクチュエータ(操舵用油圧シリンダ)17aに供給され、油圧アクチュエータ17aが駆動されることで、後側ホイール23Bが所定方向に操舵される。このとき、操舵角検出手段21には、車輪(後輪23B)の操舵角に応じたパイロット圧が発生し、この操舵角検出手段21で発生したパイロット圧は、高圧選択弁22Aまたは22Bを通じて、操作レバー32によるパイロット圧が導かれた流量制御弁17bのスプールを挟んで対向する1対のパイロット圧入力部のうちの一方のパイロット圧入力部とは反対側の、流量制御弁17bの他方のパイロット圧入力部にのみ導入される。これにより、流量制御弁17bのスプールは、実際に操舵した分だけ押し戻され、操作レバー32で与えられたパイロット指令圧と操舵角検出手段21で検出したパイロット圧とが釣り合った位置で、操舵動作が停止することで、操作レバー32の操作量に応じた車輪の操舵角が得られることとなる。
In the configuration shown in FIG. 5, by operating the operating
以上のように本第1実施形態によれば、操舵用流量制御弁として通常の油圧パイロット式の流量制御弁17bを用いる構成において、流量制御弁17bのスプールを挟んで対向する1対のパイロット圧入力部のうちの一方のパイロット圧入力部には操作レバー32で与えられたパイロット圧のみを導き、この操作レバーで与えられたパイロット圧に対して、流量制御弁17bのスプールを挟んで対向する1対のパイロット圧入力部のうちの他方のパイロット圧入力部には操舵角検出手段21で検出した(発生した)パイロット圧のみを導き、これによって、実際に操舵した分だけ流量制御弁17bのスプールを押し戻すことで、操作レバー32の操作角に対応した車輪操舵角が得られるので、通常の油圧パイロット式の流量制御弁を用いた、操舵ずれのないレバー操作式のかつ安価なパワーステアリング装置を実現することができる。また、操作レバー32は、左右操作により操舵指令を与え、前後操作により前後進指令を与えるように構成されて、1つの操作レバー32によって走行に関する前後進指令と操舵指令とを与えることができるようしているので、1つの操作レバー32によって走行に関する全ての操作を行えて、走行の操作が簡単・容易なものとなる。また、運転席にハンドルやアクセルペダルを配設する必要がないので、小型のホイール式建設機械における狭い運転席であっても窮屈さを軽減することができて楽に各種の操作が行え、かつ、運転席への乗り降りも楽に行えるようになる、運転席のスペースファクター性に優れたホイール式建設機械を実現することができる。
As described above, according to the first embodiment, in a configuration in which a normal hydraulic pilot type
次に、本発明の第2実施形態のホイール式建設機械について、図6〜図10を用いて説明する。本第2実施形態のホイール式建設機械は、油圧パイロット式の流量制御弁を用いた前記の第1実施形態に対し、電磁比例式の流量制御弁を用いたものであり、本第2実施形態のホイール式建設機械の概要は、図1と同様である。図6〜図10は、本第2実施形態のホイール式建設機械に係る図である。 Next, the wheel type construction machine of 2nd Embodiment of this invention is demonstrated using FIGS. The wheel-type construction machine of the second embodiment uses an electromagnetic proportional flow control valve as compared to the first embodiment using a hydraulic pilot type flow control valve. The second embodiment The outline of this wheel type construction machine is the same as FIG. 6-10 is a figure which concerns on the wheel type construction machine of this 2nd Embodiment.
図6は、本第2実施形態のホイール式建設機械の油圧回路を示す図であり、同図において、前記した図2中の構成要素と均等なものには同一符号を付し、その説明は重複を避けるため割愛する。図6において、11b’はブーム11用の流量制御弁、12b’はアーム12用の流量制御弁、13b’は把持手段13用の流量制御弁、14b’は旋回装置14用の流量制御弁、15b’は走行駆動部15用(走行左系用)の流量制御弁、16b’は走行駆動部16用(走行右系用)の流量制御弁、17b’は操舵部17用の流量制御弁(操舵用流量制御弁)であり、各流量制御弁11b’〜17b’は電磁比例式の流量制御弁で構成されている。
FIG. 6 is a diagram showing a hydraulic circuit of the wheel-type construction machine according to the second embodiment. In FIG. 6, the same components as those in FIG. Omitted to avoid duplication. In FIG. 6, 11b ′ is a flow control valve for the
図6に示す構成においても、ディーゼルエンジン6により駆動されるメイン油圧ポンプ7から吐出される圧油は、各々の操作指令に応じて切り換えられる各流量制御弁11b’〜17b’を介して、対応する各油圧アクチュエータ11a〜17aに選択的に供給されて、各油圧アクチュエータ11a〜17aが選択的に駆動されることで、各部(ブーム11、アーム12、把持手段13、旋回装置14、走行駆動部15、16、操舵部17)が動作することは、第1実施形態と同様である。
In the configuration shown in FIG. 6 as well, the pressure oil discharged from the main
図7は、本第2実施形態のホイール式建設機械の運転室4の内部構成を示す図である。図7において、30’、31’、32’は操作レバー(操作レバー装置)であり、各操作レバー30’〜32’は、前後操作と左右操作の複合操作が可能なジョイスティク操作型で、かつ、操作方向と操作量に応じた電気信号を出力する電気信号出力型の操作レバーである。また、図8は、図7の各操作レバー30’〜32’と、各流量制御弁11b’〜17b’との関係を示す図である。図8において、40は、各操作レバーと30’〜32’からの出力信号に応じて、各流量制御弁11b’〜17b’を駆動制御する制御装置(バルブドライバ装置)であり、操作量に応じた指令電圧(駆動電圧)を生成する複数の指令電圧発生部が備えられている。なお、図8において、各操作レバー30’〜32’について、左右1対で図示しているのは、1つの操作レバーにおける前後操作系と左右操作系とを表すためであり、1つの操作レバーの前後操作系に対して1対の指令電圧発生部が設けられており、同様に、1つの操作レバーの左右操作系に対して1対の指令電圧発生部が設けられている。
FIG. 7 is a diagram illustrating an internal configuration of the
図7、図8に示す構成において、操作レバー30’は、前後左右の操作で、制御装置40を介して、ブーム11と把持手段13に対応する流量制御弁11b’、13b’を切り換え、ブーム11と把持手段13の動作制御を行う。操作レバー31’は、前後左右の操作で、制御装置40を介して、アーム12と旋回装置14に対応する流量制御弁12b’、14b’を切り換え、アーム12と旋回装置14の動作制御を行う。操作レバー32’は、前後左右の操作で、制御装置40を介して、走行駆動部15、16と操舵部17に対応する流量制御弁15b’、16b’、17b’を切り換え、前後進と操舵(ステアリング)の動作制御を行う。
In the configuration shown in FIGS. 7 and 8, the
図9は、本第2実施形態のホイール式建設機械のパワーステアリング装置の構成を示す図である。図9において、17b’−1、17b’−2は流量制御弁17b’の指令電圧入力部、41A、41Bは、後輪23Bの操舵角に応じた油圧(パイロット圧)を発生する前記した操舵角検出手段21が出力するパイロット圧を、電圧に変換して出力する油圧/電圧変換手段である。
FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration of a power steering device for a wheel-type construction machine according to the second embodiment. In FIG. 9, 17b'-1 and 17b'-2 are command voltage input parts of the
図10は、図8の制御装置40中における操舵制御に関する部分の構成を示す図である。図10において、42A、42Bは、操作レバー32’の操作量に応じた指令電圧を出力する指令電圧発生部、43A、43Bは、入力されてきた電圧のうち電圧の高い側を択一選択して出力する高電圧選択部である。
FIG. 10 is a diagram showing a configuration of a portion related to steering control in the
図9、図10に示す構成において、操作レバー32’を右または左に操作することで、これに応じて指令電圧発生部42Aまたは42Bにおいて右旋または左旋を指令する指令電圧(駆動電圧)が生成され、この指令電圧は高電圧選択部43Aまたは43Bを経て、流量制御弁17b’のスプールを挟んで対向する1対の指令電圧入力部のうちの一方の指令電圧入力部17b’−1または17b’−2にのみ入力される。これにより、流量制御弁17b’のスプールが所定方向に移動して、メイン油圧ポンプ7からの圧油が流量制御弁17b’を通じて流量制御されて、油圧アクチュエータ(操舵用油圧シリンダ)17aに供給され、油圧アクチュエータ17aが駆動されることで、後側ホイール23Bが所定方向に操舵される。このとき、操舵角検出手段21には、車輪(後輪23B)の操舵角に応じたパイロット圧が発生し、この操舵角検出手段21で発生したパイロット圧は、油圧/電圧変換手段41Aまたは41Bにおいて電圧に変換され、この変換された電圧は高電圧選択部43Aまたは43Bを経て、操作レバー32’の操作に基づく指令電圧が入力されたスプールを挟んで対向する1対の指令電圧入力部のうちの一方の指令電圧入力部とは反対側の、流量制御弁17b’の他方の指令電圧入力部17b’−2または17b’−1にのみ入力される。これにより、流量制御弁17b’のスプールは、実際に操舵した分だけ押し戻され、操作レバー32’に操作に基づく指令電圧と操舵角検出手段21の検出結果に基づく電圧とが釣り合った位置で、操舵動作が停止することで、操作レバー32’の操作量に応じた車輪の操舵角が得られることとなる。
In the configuration shown in FIGS. 9 and 10, when the
図11〜図13は、本第2実施形態の変形例を示している。図11は、図7の各操作レバー30’〜32’と、各流量制御弁11b’〜17b’との関係を示す図である。図11において、50は、各操作レバーと30’〜32’からの出力信号に応じて、バルブドライバを介して各流量制御弁11b’〜17b’を駆動制御するコントローラ、51は、コントローラ50からの指令信号に基づき、指令信号に応じた指令電圧(駆動電圧)を出力する複数のバルブドライバで構成される、バルブドライバ群である。この図11に示す構成においても、操作レバー30’は、前後左右の操作で、ブーム11と把持手段13に対応する流量制御弁11b’、13b’を切り換え、ブーム11と把持手段13の動作制御を行う。操作レバー31’は、前後左右の操作で、アーム12と旋回装置14に対応する流量制御弁12b’、14b’を切り換え、アーム12と旋回装置14の動作制御を行い、操作レバー32’は、前後左右の操作で、走行駆動部15、16と操舵部17に対応する流量制御弁15b’、16b’、17b’を切り換え、前後進と操舵(ステアリング)の動作制御を行う。
11 to 13 show a modification of the second embodiment. FIG. 11 is a diagram showing the relationship between the operation levers 30 ′ to 32 ′ and the
図12は、本第2実施形態の変形例におけるパワーステアリング装置の構成を示す図である。図12において、52A、52Bは、バルブドライバ群50中の構成要素であるバルブドライバ、53A、53Bは、後輪23Bの操舵角に応じた油圧(パイロット圧)を発生する前記した操舵角検出手段21が出力するパイロット圧を、電気信号に変換して出力する操舵角検出センサである。ここで、図12において、操作レバー32’からは操作方向と操作量に応じたデジタル信号がコントローラ50に出力され、操舵角検出センサ53A、53Bからは、後輪23Bの操舵角に応じたデジタル信号がコントローラ50に出力されるようになっている(なお、操作レバー32’や操舵角検出センサ53A、53Bの出力がアナログ信号であっても差し支えなく、この場合には、マイコンで構成されるコントローラ50に備えられたA/D変換器によって、コントローラ50へのアナログ入力信号をデジタル信号に変換するようにされる)。
FIG. 12 is a diagram illustrating a configuration of a power steering apparatus according to a modification of the second embodiment. In FIG. 12, 52A and 52B are valve drivers which are constituent elements in the
図13は、図11のコントローラ50中における操舵制御に関する部分の構成を示す図である。図10において、54A、54Bは、操作レバー32’の操作量に応じた指令量信号を生成する指令量生成部、55Aは、操舵角検出センサ53Aが検出した操舵角に応じた指令量信号を生成する指令量生成部、55Bは、操舵角検出センサ53Bが検出した操舵角に応じた指令量信号を生成する指令量生成部、56Aは、指令量生成部54Aから操舵を指令する指令量信号が到来している場合には、この指令量信号をバルブドライバ52Aに出力し、指令量生成部54Bが操舵を指令する指令量信号を出力している場合には、指令量生成部55Aが出力する指令量信号をバルブドライバ52Aに出力する出力選択部、56Bは、指令量生成部54Bから操舵を指令する指令量信号が到来している場合には、この指令量信号をバルブドライバ52Bに出力し、指令量生成部54Aが操舵を指令する指令量信号を出力している場合には、指令量生成部55Bが出力する指令量信号をバルブドライバ52Bに出力する出力選択部である。
FIG. 13 is a diagram showing a configuration of a portion related to steering control in the
図12、図13に示す構成において、操作レバー32’を右または左に操作することで、これに応じて、指令量生成部54Aまたは54Bにおいて右旋または左旋を指令する指令量信号が生成され、この指令量信号は出力選択部56Aまたは56Bを経由してバルブドライバ52Aまたは52Bに出力されて、バルブドライバ52Aまたは52Bで生成された指令電圧(駆動電圧)が、流量制御弁17b’の一方の指令電圧入力部17b’−1または17b’−2に入力される。これにより、流量制御弁17b’のスプールが所定方向に移動して、メイン油圧ポンプ7からの圧油が流量制御弁17b’を通じて流量制御されて、油圧アクチュエータ(操舵用油圧シリンダ)17aに供給され、油圧アクチュエータ17aが駆動されることで、後側ホイール23Bが所定方向に操舵される。このとき、操舵角検出手段21には、車輪(後輪23B)の操舵角に応じたパイロット圧が発生し、この操舵角検出手段21で発生したパイロット圧は、操舵角検出センサ53Aまたは53Bにおいて電気信号に変換され、この変換された操舵角検出信号に基づいて指令量生成部55Aまたは55Bでは操舵角に応じた指令量信号を生成する。この指令量生成部55Aまたは55Bで生成された操作量信号は、出力選択部56Aまたは56Bを経由してバルブドライバ52Bまたは52Aに出力され、バルブドライバ52Bまたは52Aで生成された電圧は、操作レバー32’の操作に基づく指令電圧が入力された一方の指令電圧入力部とは反対側の、流量制御弁17b’の他方の指令電圧入力部17b’−2または17b’−1に入力される。これにより、流量制御弁17b’のスプールは、実際に操舵した分だけ押し戻され、操作レバー32’に操作に基づく指令電圧と操舵角検出手段21の検出結果に基づく電圧とが釣り合った位置で、操舵動作が停止することで、操作レバー32’の操作量に応じた車輪の操舵角が得られることとなる。
In the configuration shown in FIGS. 12 and 13, by operating the
以上のように本第2実施形態によれば、操舵用流量制御弁として、ホイール式建設機械において向後の普及が予想される汎用の電磁比例式の流量制御弁を用いる構成において、操舵用流量制御弁の一方の指令電圧入力部には操作レバーの操作に基づく指令電圧を入力し、操舵用流量制御弁の他方の指令電圧入力部には操舵角検出手段の検出結果に基づく電圧を入力して、これによって、実際に操舵した分だけ操舵用流量制御弁のスプールを押し戻すことで、操作レバーの操作角に対応したホイール(車輪)操舵角が得られるので、汎用の電磁比例式の流量制御弁を用いた、操舵ずれのないレバー操作式のかつ安価なパワーステアリング装置を実現することができる。また、操作レバー32’は、左右操作により操舵指令を与え、前後操作により前後進指令を与えるように構成されて、1つの操作レバー32’によって走行に関する前後進指令と操舵指令とを与えることができるようしているので、1本の操作レバー32’によって走行に関する全ての操作を行えて、走行の操作が簡単・容易なものとなる。また、運転席にハンドルやアクセルペダルを配設する必要がないので、小型のホイール式建設機械における狭い運転席であっても窮屈さを軽減することができて楽に各種の操作が行え、かつ、運転席への乗り降りも楽に行えるようになる、運転席のスペースファクター性に優れたホイール式建設機械を実現することができる。
As described above, according to the second embodiment, in the configuration in which a general-purpose electromagnetic proportional flow control valve that is expected to be used later in a wheel-type construction machine is used as the steering flow control valve, the steering flow control is performed. A command voltage based on the operation of the control lever is input to one command voltage input section of the valve, and a voltage based on the detection result of the steering angle detection means is input to the other command voltage input section of the steering flow control valve. Thus, by pushing back the spool of the steering flow control valve by the amount actually steered, a wheel (wheel) steering angle corresponding to the operation angle of the operation lever can be obtained, so a general-purpose electromagnetic proportional flow control valve A lever-operated and inexpensive power steering device without steering deviation can be realized. The
A 下部走行体
B 上部旋回体
2 車体
3 駆動システム
4 運転室
5 バックホウ式作業装置
6 ディーゼルエンジン
7 メイン油圧ポンプ
8 パイロット用の油圧ポンプ
10 アンロード弁
11 ブーム
12 アーム
13 把持手段
14 旋回装置
15、16 走行駆動部
17 操舵部
11a〜17a 油圧アクチュエータ
11b〜17b 油圧パイロット式の流量制御弁
11b’〜17b’ 電磁比例式の流量制御弁
17b’−1、17b’−2 操舵用の電磁比例式の流量制御弁の指令電圧入力部
20 センタージョイント
21 操舵角検出手段
22A、22B 高圧選択弁
23A 前側ホイール(前輪)
23B 後側ホイール(後輪)
30〜32、30’〜32’ 操作レバー(操作レバー装置)
40 制御装置(バルブドライバ装置)
41A、41B 油圧/電圧変換手段
42A、42B 指令電圧発生部
43A、43B 高電圧選択部
50 コントローラ
51 バルブドライバ群
52A、52B バルブドライバ
53A、53B 操舵角検出センサ
54A、54B、55A、55B 指令量生成部
56A、56B 出力選択部
A Lower traveling body B
23B Rear wheel (rear wheel)
30-32, 30'-32 'operation lever (operation lever device)
40 Control device (valve driver device)
41A, 41B Hydraulic pressure / voltage conversion means 42A, 42B Command
Claims (3)
前記各流量制御弁は、流量指令を油圧で与える油圧パイロット式の流量制御弁とされ、前記操舵用油圧シリンダに対応する操舵用流量制御弁のスプールを挟んで対向する1対のパイロット圧入力部のうちの一方のパイロット圧入力部には、前記操作レバーで与えられたパイロット圧のみを導き、
前記操舵用流量制御弁のスプールを挟んで対向する1対のパイロット圧入力部のうちの他方のパイロット圧入力部には、前記操舵角検出手段で検出した油圧のみを導き、実際に操舵した分だけ、前記操舵用流量制御弁のスプールを押し戻すことで、前記操作レバーの操作角に対応したホイール操舵角が得られるようにしたことを特徴とするホイール式建設機械。 An engine, a hydraulic pump driven by the engine, a plurality of hydraulic actuators such as a traveling hydraulic motor and a steering hydraulic cylinder to which pressure oil is supplied from the hydraulic pump, and pressure oil supplied to the plurality of actuators A wheel-type construction machine having a plurality of flow control valves for controlling the flow rate of the vehicle, at least an operation lever for giving a steering command, and a steering angle detecting means for generating a hydraulic pressure corresponding to the steering angle,
Each of the flow rate control valves is a hydraulic pilot type flow rate control valve that gives a flow rate command by hydraulic pressure, and a pair of pilot pressure input portions facing each other across a spool of a steering flow rate control valve corresponding to the steering hydraulic cylinder. on one of the pilot pressure input unit of the guides only pilot pressure given by the operating lever,
Only the hydraulic pressure detected by the steering angle detecting means is guided to the other pilot pressure input portion of the pair of pilot pressure input portions facing each other across the spool of the steering flow control valve. The wheel type construction machine is characterized in that a wheel steering angle corresponding to the operation angle of the operation lever can be obtained by pushing back the spool of the steering flow control valve.
前記各流量制御弁は、流量指令を電圧で与える電磁比例式の流量制御弁とされ、前記操舵用油圧シリンダに対応する操舵用流量制御弁のスプールを挟んで対向する1対の指令電圧入力部のうちの一方の指令電圧入力部には、前記操作レバーの操作に基づく指令電圧のみを入力し、
前記操舵用流量制御弁のスプールを挟んで対向する1対の指令電圧入力部のうちの他方の指令電圧入力部には、前記操舵角検出手段による検出結果に基づく電圧のみを入力し、実際に操舵した分だけ、前記操舵用流量制御弁のスプールを押し戻すことで、前記操作レバーの操作角に対応したホイール操舵角が得られるようにしたことを特徴とするホイール式建設機械。 An engine, a hydraulic pump driven by the engine, a plurality of hydraulic actuators such as a traveling hydraulic motor and a steering hydraulic cylinder to which pressure oil is supplied from the hydraulic pump, and pressure oil supplied to the plurality of actuators A wheel-type construction machine having a plurality of flow control valves for controlling the flow rate of the vehicle, an operation lever for giving at least a steering command, and a steering angle detecting means for generating an electric signal corresponding to the steering angle,
Each of the flow rate control valves is an electromagnetic proportional flow rate control valve that gives a flow rate command as a voltage, and a pair of command voltage input units facing each other across a spool of a steering flow rate control valve corresponding to the steering hydraulic cylinder. to one command voltage input of the inputs only command voltage based on the operation of the operating lever,
Only the voltage based on the detection result by the steering angle detection means is input to the other command voltage input section of the pair of command voltage input sections facing each other across the spool of the steering flow control valve. A wheel-type construction machine, wherein a wheel steering angle corresponding to an operation angle of the operation lever is obtained by pushing back a spool of the steering flow control valve by an amount corresponding to the steering.
前記操作レバーは、左右操作により操舵指令を与え、前後操作により前後進指令を与えるように構成され、1つの前記操作レバーによって走行に関する前後進指令と操舵指令とを与えることができるようにしたことを特徴とするホイール式建設機械。 In the wheel type construction machine according to claim 1 or 2,
The operation lever is configured to give a steering command by a left / right operation and to give a forward / reverse command by a front / rear operation, and to allow a single forward / backward command and a steering command to be given by the one operation lever. A wheel-type construction machine characterized by
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