本発明の好ましい実施形態を、図面を参照しながら説明する。
図1は、前記実施形態に係る走行式作業機械100を示す。なお、本発明は、ここに示される走行式作業機械100に限らず、第1走行体及び第2走行体を有する機体と、作業腕と、把持装置とを備え、かつ、油圧を主たる動力として作動する走行式作業機械に広く適用され得るものである。
前記走行式作業機械100は、地面G(走行面)上を走行可能な下部走行体10と、前記下部走行体10の上に上下方向の軸回りに旋回可能となるように搭載されて当該下部走行体10とともに機体を構成する上部旋回体12と、上部旋回体12に搭載される作業腕14と、グラップル24と、を備える。前記上部旋回体12の前後方向の前側部分には、運転室であるキャブ16が設けられるとともに前記作業腕14が搭載され、後側部分には、エンジンルーム18が設けられている。前記作業腕14と前記グラップル24(作業装置の一例)はアタッチメントを構成する。
前記下部走行体10は、図略の走行フレームと、当該走行フレームの左右にそれぞれ配置される右クローラ走行体11R及び左クローラ走行体11Lと、を有する。図1において右クローラ走行体11Rは左クローラ走行体11Lの奥側に位置する。前記右クローラ走行体11R及び左クローラ走行体11Lは個別に前進方向又は後進方向に駆動される。前記右クローラ走行体11R及び前記左クローラ走行体11Lは前記第1走行体及び前記第2走行体の一例である。
前記作業腕14は、ブーム20及びアーム22を含む。前記ブーム20は、前記上部旋回体12の前端部に起伏可能すなわち水平軸を中心として上下方向に回動可能となるように支持される基端部と、その反対側の先端部と、を有する。前記アーム22は、前記ブーム20の前記先端部に水平軸回りに回動可能に連結される基端部と、その反対側の先端部と、を有する。
前記グラップル24は前記把持装置の一例である。前記グラップル24は、前記アーム22の前記先端部に取付けられる先端アタッチメント(オプションアタッチメント)であり、主として開閉動作を行う。この開閉動作は、作業現場において作業の対象物を把持するための把持動作と、把持された前記対象物を解放するための解放動作と、を含む。前記対象物としては、例えば、木材、廃材、建築資材などを例示できるが、これらに限られない。
前記グラップル24は、本体部241と、前記本体部241の下端部から下方に延びる複数の把持爪242と、を有する。本実施形態では、前記グラップル24は、4つの把持爪242を有するが、これに限られず、例えば2つの把持爪242のみを有していてもよい。前記複数の把持爪242は把持部の一例である。前記本体部241は、前記アーム22の前記先端部に設けられたアームトップピン22Pを中心に回動可能に支持されている。前記本体部241と前記アーム22とはリンク部28Aを介して連結されている。このリンク部28Aには、後述する先端アタッチメントシリンダ28のシリンダロッドの先端部が連結されている。前記グラップル24は前記先端アタッチメントシリンダ28のシリンダロッドの伸縮動作に伴って回動され、これによりその傾斜角度が調節される。
前記複数の把持爪242は、図1において実線で示される把持位置と、図1において二点鎖線で示される解放位置との間で変位することが可能である。前記把持位置は、前記対象物を把持するための位置であり、前記解放位置は、把持された前記対象物を解放するための位置である。前記複数の把持爪242は、後述の把持シリンダ29を伸縮させることにより前記把持位置と前記解放位置との間で開閉動作する。
[第1実施形態]
図2は、本発明の第1実施形態に係る油圧駆動装置の油圧回路及びこれに接続されるコントローラ50を示す油圧回路図である。図1及び図2に示すように、前記油圧駆動装置は、複数の油圧アクチュエータと、複数の油圧ポンプと、複数のアクチュエータ制御弁と、複数のアクチュエータ操作器と、走行切換弁39と、第1ストローク操作弁61と、複数のセンサと、運搬スイッチ70と、を備える。図2に示す油圧回路は、前記コントローラ50に電気的に接続され、当該コントローラ50からの指令に基づいて前記複数の油圧アクチュエータに作動油を供給しかつその供給の方向及び流量を制御する機能を有する。
前記複数の油圧アクチュエータは、複数の作業腕アクチュエータと、少なくとも一つの把持シリンダ29と、前記上部旋回体12を旋回させるための図略の旋回モータと、右走行モータ25Rと、左走行モータ25Lと、を含む。なお、図1において前記右走行モータ25Rは前記左走行モータ25Lの奥側に位置する。
前記複数の作業腕アクチュエータは、前記ブーム20を起伏させるためのブームシリンダ26と、前記アーム22を前記ブーム20に対して回動させるためのアームシリンダ27と、前記グラップル24を前記アーム22に対して回動させるための先端アタッチメントシリンダ28と、を含む。前記ブームシリンダ26、前記アームシリンダ27及び前記先端アタッチメントシリンダ28のそれぞれは、図2において図示が省略されているが、ボトム室とその反対側のロッド室と、を有する。
前記ブームシリンダ26は、前記ボトム室に作動油が供給されることにより伸長して前記ブーム20を起立方向に動かすとともに前記ロッド室から作動油を排出し、逆に前記ロッド室に作動油が供給されることにより収縮して前記ブーム20を倒伏方向に動かすとともに前記ボトム室から作動油を排出する。
前記アームシリンダ27は、前記ボトム室に作動油が供給されることにより伸長して前記アーム22を当該アーム22が後方の前記ブーム20に近づく方向である引き方向に動かすとともに前記ロッド室から作動油を排出し、逆に前記ロッド室に作動油が供給されることにより収縮して前記アーム22を当該アーム22が前記ブーム20から前方に離れる押し方向に動かすとともに前記ボトム室から作動油を排出する。
前記先端アタッチメントシリンダ28は、前記ボトム室に作動油が供給されることにより伸長して前記グラップル24を当該グラップル24が後方の前記ブーム20に近づく方向である引き方向に動かすとともに前記ロッド室から作動油を排出し、逆に前記ロッド室に作動油が供給されることにより収縮して前記グラップル24を当該グラップル24が前記ブーム20から前方に離れる押し方向に動かすとともに前記ボトム室から作動油を排出する。
前記少なくとも一つの把持シリンダ29は、前記グラップル24の前記複数の把持爪242を開閉動作させるためのアクチュエータである。図1においてグラップル24は、複数の把持シリンダ29を備えているが、このような態様に限られない。前記グラップル24は、一つの把持シリンダ29のみを備え、その把持シリンダ29が前記複数の把持爪242を開閉動作させるように構成されていてもよい。前記複数の把持シリンダ29のそれぞれは、把持アクチュエータの一例である。
前記複数の把持シリンダ29は、互いに同じ構造と機能を有するので、図2では、一つの把持シリンダ29のみが図示され、他の把持シリンダ29の図示は省略されている。以下では、前記複数の把持シリンダ29のうち、主として一つの把持シリンダ29の機能、動作等について説明するが、残りの把持シリンダ29の機能、動作等についても以下に説明するものと同様である。
図2に示すように、前記把持シリンダ29は、ボトム室29aと、その反対側のロッド室29bとを有する。前記把持シリンダ29は、前記ボトム室29aに作動油が供給されることにより伸長して前記複数の把持爪242のうち対応する把持爪242が前記解放位置から前記把持位置に向かって閉じるように当該把持爪242を動かすとともに前記ロッド室29bから作動油を排出する。逆に、前記把持シリンダ29は、前記ロッド室29bに作動油が供給されることにより収縮して前記複数の把持爪242のうち対応する把持爪242が前記把持位置から前記解放位置に向かって開くように当該把持爪242を動かすとともに前記ボトム室29aから作動油を排出する。
前記右走行モータ25Rは、前記右クローラ走行体11Rを動かすように当該右クローラ走行体11Rに連結される。前記左走行モータ25Lは前記左クローラ走行体11Lを動かすように当該左クローラ走行体11Lに連結される。この実施形態において、前記右走行モータ25Rは、前記右クローラ走行体11Rを動かす第1走行モータの一例であり、前記左走行モータ25Lは、前記左クローラ走行体11Lを動かす第2走行モータの一例である。
前記右走行モータ25R及び左走行モータ25Lは、それぞれ、前記作動油の供給を受けて回転する出力軸を有し、当該出力軸はそれぞれ前記右クローラ走行体11R及び左クローラ走行体11Lを前進方向及び後進方向に動かすことができるように当該右クローラ走行体11R及び左クローラ走行体11Lにそれぞれ連結されている。具体的に、当該右クローラ走行体11R及び左走行モータ25Lのそれぞれは、一対のポートを有し、そのうちの一方のポートへの作動油の供給を受けることにより当該一方のポートに対応する方向に前記出力軸が回転するとともに他方のポートから前記作動油が排出される。
前記複数の油圧ポンプは、第1メインポンプ31と、第2メインポンプ32と、パイロットポンプ33と、を含む。これらのポンプ31,32,33は、図略のエンジンによってそれぞれ駆動され、これによりタンク内の油をそれぞれ吐出する。
前記第1メインポンプ31及び第2メインポンプ32は、前記複数の油圧アクチュエータのうち駆動対象となる油圧アクチュエータを直接動かすための作動油を吐出するものである。前記第1メインポンプ31及び第2メインポンプ32は、第1油圧ポンプ及び第2油圧ポンプの一例である。この実施形態に係る第1メインポンプ31及び第2メインポンプ32はそれぞれ可変容量型油圧ポンプからなり、それぞれの容量すなわちポンプ容量は前記コントローラ50から前記第1メインポンプ31及び第2メインポンプ32にそれぞれ入力されるポンプ容量指令によって操作される。
前記第1メインポンプ31の吐出口に接続されるラインには、リリーフ弁91が設けられ、前記第2メインポンプ32の吐出口に接続されるラインには、リリーフ弁92が設けられている。これらのラインにおける作動油の圧力が前記リリーフ弁91,92において予め設定されたリリーフ圧に達すると、作動油の一部又は全部は、これらのリリーフ弁91,92を通じて前記タンクに逃がされる。
前記パイロットポンプ33は、前記複数のアクチュエータ制御弁にパイロット圧を供給するためのパイロット油を吐出する。
前記複数のアクチュエータ制御弁は、前記第1メインポンプ31又は前記第2メインポンプ32と、前記複数のアクチュエータ制御弁にそれぞれ対応する複数の油圧アクチュエータと、の間に介在し、前記第1メインポンプ31又は前記第2メインポンプ32から当該油圧アクチュエータに供給される作動油の方向及び流量を制御するように作動する。前記複数のアクチュエータ制御弁のそれぞれは、パイロット操作式の油圧切換弁からなり、前記パイロット圧の供給を受けて当該パイロット圧の大きさに対応したストロークで開弁することにより、当該ストロークに対応した流量で前記油圧アクチュエータに作動油が供給されることを許容する。従って、当該パイロット圧を変えることによって前記流量の制御が可能である。
この実施形態に係る前記複数のアクチュエータ制御弁は、第1グループG1及び第2グループG2のいずれかに属する。前記第1グループG1に属するアクチュエータ制御弁は、走行操作のみ又はアタッチメント操作のみが行われる単独操作がなされる時に前記第1メインポンプ31から吐出される作動油の供給を受け、前記第2グループG2に属するアクチュエータ制御弁は、前記単独操作がなされる時に前記第2メインポンプ32から吐出される作動油の供給を受ける。本実施形態では、前記アタッチメント操作は、作業腕操作と、把持部開閉操作と、旋回操作と、を含む。これらの操作については後述する。
具体的に、前記第1メインポンプ31の吐出口には、アンロード弁38を介してタンクTにつながる第1センターバイパスラインCL1が接続され、前記第1グループG1に属するアクチュエータ制御弁は前記第1センターバイパスラインCL1に沿ってタンデムに配置される。同様に、前記第2メインポンプ32の吐出口には、アンロード弁38を介してタンクTにつながる第2センターバイパスラインCL2が接続され、前記第2グループG2に属するアクチュエータ制御弁は前記第2センターバイパスラインCL2に沿ってタンデムに配置される。
前記第1メインポンプ31の吐出口には、前記第1センターバイパスラインCL1とパラレルに第1供給ラインSL1が接続されている。当該第1供給ラインSL1は、前記第1グループG1に属する複数のアクチュエータ制御弁に対応してさらに分岐し、前記第1メインポンプ31から吐出される作動油を前記第1グループG1に属するアクチュエータ制御弁に分配するように当該アクチュエータ制御弁に接続される。
前記第2メインポンプ32の吐出口には、前記第2センターバイパスラインCL2とパラレルに第2供給ラインSL2が接続されている。当該第2供給ラインSL2は、前記第2グループG2に属する複数のアクチュエータ制御弁に対応してさらに分岐し、前記第2メインポンプ32から吐出される作動油を前記第2グループG2に属するアクチュエータ制御弁に分配するように当該アクチュエータ制御弁に接続される。
前記複数のアクチュエータ制御弁は、前記右走行モータ25R及び左走行モータ25Lにそれぞれ接続される右走行制御弁35R及び左走行制御弁35Lと、前記複数の作業腕アクチュエータにそれぞれ接続される複数の作業腕アクチュエータ制御弁と、前記把持シリンダ29に接続される把持装置制御弁37と、旋回制御弁と、を含む。図2に示す第1実施形態では、これらのアクチュエータ制御弁のうち、前記右走行制御弁35R及び前記把持装置制御弁37は前記第1グループG1に属し、前記左走行制御弁35Lは前記第2グループG2に属する。
前記右走行制御弁35R及び左走行制御弁35Lは、それぞれ、前記右走行モータ25R及び左走行モータ25Lを駆動するための作動油を前記右走行モータ25R及び左走行モータ25Lの前記一対のポートの一方に択一的に導くとともに、当該右走行モータ25R及び左走行モータ25Lに供給される作動油の流量である右走行流量及び左走行流量を制御する。前記右走行制御弁35R及び左走行制御弁35Lは、第1走行制御弁及び第2走行制御弁の一例である。
前記右走行制御弁35R及び左走行制御弁35Lのそれぞれは、3位置のパイロット切換弁であり、一対の前進パイロットポート及び後進パイロットポートを有する。具体的に、前記右走行制御弁35Rは前進パイロットポート35a及びその反対側の後進パイロットポート35bを有し、前記左走行制御弁35Lは前進パイロットポート35c及びその反対側の後進パイロットポート35dを有する。
前記複数のアクチュエータ制御弁のうち、前記右走行制御弁35R及び前記左走行制御弁35Lは、それぞれ、前記第1センターバイパスラインCL1及び前記第2センターバイパスラインCL2において、他のアクチュエータ制御弁よりも上流側の位置に配置されている。
前記右走行制御弁35Rは、前記前進パイロットポート35a及び後進パイロットポート35bに供給されるパイロット圧がいずれも0又は微小である場合は中立位置に保たれ、前記右走行モータ25Rをその油圧源(例えば前記第1メインポンプ31)から遮断するとともに前記第1センターバイパスラインCL1を開通する。当該右走行制御弁35Rは、前記前進パイロットポート35a又は後進パイロットポート35bに一定以上のパイロット圧が供給されると当該パイロットポートに対応した方向に当該パイロット圧の大きさに対応したストロークで前記中立位置から前進位置又は後進位置にシフトする。その結果、前記右走行制御弁35Rは、そのすぐ上流側において前記第1センターバイパスラインCL1から分岐する供給油路36Rと前記右走行モータ25Rの一対のポートのうち前記パイロットポートに対応するポートとを前記ストロークに対応した開口面積で連通し、これにより前記右走行モータ25Rを前記ストロークに対応する方向及び前記ストロークに対応する速度で作動させる。
前記左走行制御弁35Lは、前記前進及び後進パイロットポート35c,35dに供給されるパイロット圧がいずれも0又は微小である場合は中立位置に保たれ、前記左走行モータ25Lをその油圧源(例えば前記第2メインポンプ32)から遮断するとともに前記第2センターバイパスラインCL2を開通する。前記左走行制御弁35Lには、第2供給ラインSL2から分岐する分岐ラインBL2が接続されており、前記左走行制御弁35Lが中立位置に保たれている場合に分岐ラインBL2と前記左走行モータ25Lとを遮断する。当該左走行制御弁35Lは、前記前進パイロットポート35c又は後進パイロットポート35dに一定以上のパイロット圧が供給されると当該パイロットポートに対応した方向に当該パイロット圧の大きさに対応したストロークで前記中立位置から前進位置又は後進位置にシフトする。その結果、前記第2センターバイパスラインCL2と分岐ラインBL2とが前記左走行モータ25Lの一対のポートのうち前記パイロットポートに対応するポートと前記ストロークに対応した開口面積で連通し、これにより前記左走行モータ25Lを前記ストロークに対応する方向及び前記ストロークに対応する速度で作動させる。
前記複数の作業腕アクチュエータ制御弁は、作動油を前記ブームシリンダ26に導くための図略のブーム制御弁と、作動油を前記アームシリンダ27に導くための図略のアーム制御弁と、作動油を前記先端アタッチメントシリンダ28に導くための図略の先端アタッチメント制御弁と、を含む。前記旋回制御弁は、作動油を前記旋回モータに導くための制御弁である。
前記把持装置制御弁37は、前記第1メインポンプ31から吐出される作動油を前記把持シリンダ29の伸縮駆動のための主たる作動油として当該把持シリンダ29に導く弁である。前記把持装置制御弁37は、前記第1メインポンプ31と前記把持シリンダ29との間に介在する。前記把持装置制御弁37は、3位置のパイロット切換弁であり、把持動作パイロットポート37aと、その反対側の解放動作パイロットポート37bと、を有する。
前記把持装置制御弁37は、前記把持動作パイロットポート37a及び前記解放動作パイロットポート37bに供給されるパイロット圧がいずれも0又は微小である場合は中立位置に保たれ、前記第1メインポンプ31と前記把持シリンダ29との間を遮断するとともに前記第1センターバイパスラインCL1を開通する。これに対し、当該把持装置制御弁37は、前記把持動作パイロットポート37aに一定以上のパイロット圧が供給されるとそのパイロット圧の大きさに対応したストロークで前記中立位置から把持動作位置(図中の左位置)にシフトする。この把持動作位置では、前記把持装置制御弁37は、前記第1メインポンプ31からの作動油が前記ストロークに対応した流量で前記把持シリンダ29のボトム室29aに供給されるのを許容するように前記第1供給ラインSL1と前記ボトム室29aとを連通する。
逆に、前記把持装置制御弁37は、前記解放動作パイロットポート37bに一定以上のパイロット圧が供給されるとそのパイロット圧の大きさに対応したストロークで前記中立位置から解放動作位置(図中の右位置)にシフトする。この解放動作位置では、前記把持装置制御弁37は、前記第1メインポンプ31からの作動油が前記ストロークに対応した流量で前記把持シリンダ29のロッド室29bに供給されるのを許容するように前記第1供給ラインSL1と前記ロッド室29bとを接続する。
前記複数のアクチュエータ操作器は、前記複数のアクチュエータ制御弁にそれぞれ接続され、当該アクチュエータ制御弁に接続される油圧アクチュエータを動かすための操作を受けて当該操作に対応したパイロット圧を当該アクチュエータ制御弁のパイロットポートに入力する。具体的に、当該複数のアクチュエータ操作器は、前記パイロットポンプ33と前記複数のアクチュエータ制御弁との間にそれぞれ設けられ、前記パイロットポンプ33から出力されるパイロット一次圧を前記操作に対応した度合いで減圧してパイロット二次圧を生成し、当該パイロット二次圧を前記アクチュエータ制御弁のパイロット圧として当該アクチュエータ制御弁のパイロットポートに入力する。
前記複数のアクチュエータ操作器は、右走行操作器45R、左走行操作器45L及び把持操作器47を含む。
前記右走行操作器45R及び前記左走行操作器45Lは、それぞれ、前記右走行モータ25R及び前記左走行モータ25Lを動かすための走行操作を受ける走行操作器である。具体的に、前記右走行操作器45R及び前記左走行操作器45Lのそれぞれは、前記走行操作として踏込み操作を受けるペダル45aと、このペダル45aに与えられる踏込み操作に対応した走行パイロット圧を生成して前記右走行制御弁35R及び前記左走行制御弁35Lのパイロットポートにそれぞれ入力する走行パイロット弁45bと、を有する。
前記右走行操作器45Rのペダル45aに前進踏込み操作が与えられると、当該右走行操作器45Rの走行パイロット弁45bは当該踏込み操作の大きさに対応した速度で前記右走行モータ25Rを前進方向に回転させるような前進走行パイロット圧を前記右走行制御弁35Rの前進パイロットポート35aに入力する。前記右走行操作器45Rのペダル45aに後進踏込み操作が与えられると、当該右走行操作器45Rの走行パイロット弁45bは当該踏込み操作の大きさに対応した速度で前記右走行モータ25Rを後進方向に回転させるような後進走行パイロット圧を前記右走行制御弁35Rの後進パイロットポート35bに入力する。
同様に、前記左走行操作器45Lのペダル45aに前進踏込み操作が与えられると、当該左走行操作器45Lの走行パイロット弁45bは当該踏込み操作の大きさに対応した速度で前記左走行モータ25Lを前進方向に回転させるような前進走行パイロット圧を前記左走行制御弁35Lの前進パイロットポート35cに入力する。前記左走行操作器45Lのペダル45aに後進踏込み操作が与えられると、当該左走行操作器45Lの走行パイロット弁45bは当該踏込み操作の大きさに対応した速度で前記左走行モータ25Lを後進方向に回転させるような後進走行パイロット圧を前記左走行制御弁35Lの後進パイロットポート35dに入力する。
なお、前記走行操作は、上記のようにペダル45aに与えられる踏込み操作に限定されない。当該走行操作は、走行操作レバーに与えられる回動操作であってもよい。
前記把持操作器47は、前記把持シリンダ29(前記油圧駆動装置が複数の把持シリンダ29を備える場合には複数の把持シリンダ29)を伸縮させることにより前記複数の把持爪242を開閉動作させるための把持部開閉操作を受けてこれに対応するパイロット圧を前記把持装置制御弁37に入力する。前記把持部開閉操作は、把持操作と解放操作とを含む。前記把持操作は、前記複数の把持爪242を前記解放位置から前記把持位置に動かすための操作であるとともに、前記複数の把持爪242を前記把持位置に保持するための操作である。前記解放操作は、前記複数の把持爪242を前記把持位置から前記解放位置に動かすための操作であるとともに、前記複数の把持爪242を前記解放位置に保持するための操作である。
前記把持操作器47は、前記把持操作及び前記解放操作を受ける把持操作レバー47aと、この把持操作レバー47aに与えられる前記把持操作又は前記解放操作に対応したパイロット圧を生成して当該パイロット圧を前記把持装置制御弁37に入力する把持パイロット弁47bと、を有する。前記把持操作レバー47aは把持操作部材の一例である。
前記把持操作レバー47aに前記把持操作が与えられると、前記把持パイロット弁47bは当該把持操作の大きさに対応した速度で前記把持シリンダ29を伸長させるような把持動作パイロット圧を前記把持装置制御弁37の前記把持動作パイロットポート37aに入力する。前記把持操作レバー47aに前記解放操作が与えられると、前記把持パイロット弁47bは当該解放操作の大きさに対応した速度で前記把持シリンダ29を収縮させるような解放動作パイロット圧を前記把持装置制御弁37の前記解放動作パイロットポート37bに入力する。
なお、前記把持操作及び前記解放操作は、上記のように把持操作レバー47aに与えられる回動操作に限定されない。前記把持操作及び前記解放操作は、把持操作部材としての把持操作ペダルに与えられる踏み込み操作であってもよい。
なお、図示は省略するが、前記複数のアクチュエータ操作器は、前記ブームシリンダ26を起伏動作させるためのブーム操作を受けるブーム操作器と、前記アームシリンダ27を回動動作させるためのアーム操作を受けるアーム操作器と、前記先端アタッチメントを回動動作させるための先端アタッチメント操作を受ける先端アタッチメント操作器と、前記旋回モータを動かすための旋回操作を受ける旋回操作器と、をさらに含む。
前記走行切換弁39及び前記第1ストローク操作弁61は、前記第1メインポンプ31及び前記第2メインポンプ32から吐出される作動油を前記複数の油圧アクチュエータのそれぞれに導くための油路を切換える手段である切換操作部を構成する。
前記走行切換弁39は、単一のパイロットポート39aを有するパイロット操作式の切換弁からなり、当該パイロットポート39aに入力されるパイロット圧によって中立位置PNと走行直進位置PSとに切換えられることが可能である。図2は、前記走行切換弁39が前記中立位置PNに設定されている状態を示している。
この実施形態に係る前記走行切換弁39は、前記第1供給ラインSL1の途中及び前記第2センターバイパスラインCL2の途中に設けられ、第1入力ポートと、第2入力ポートと、第1出力ポートと、第2出力ポートと、を有する。
前記第1入力ポートは、前記第1供給ラインSL1の上流側部分であるポンプラインPL2及び前記第1センターバイパスラインCL1の上流側部分(前記右走行制御弁35Rよりも上流側の部分)であるポンプラインPL1を介して前記第1メインポンプ31の吐出口に接続される。前記ポンプラインPL2は、前記ポンプラインPL1と前記第1入力ポートとを接続する。
前記第2入力ポートは、前記第2センターバイパスラインCL2の上流側部分であるポンプラインPL3を介して第2メインポンプ32の吐出口に接続される。
前記第1出力ポートは、前記第1供給ラインSL1の下流側部分に接続される。この第1供給ラインSL1の当該下流側部分は、前記第1グループG1に属する複数のアクチュエータ制御弁のうち前記右走行制御弁35Rを除くアクチュエータ制御弁ごとに分岐してこれらのアクチュエータ制御弁に接続される部分である。この第1供給ラインSL1の当該下流側部分から分岐して前記把持装置制御弁37に接続される分岐ラインBL1には、逆流防止弁34が設けられている。この逆流防止弁34は、作動油が前記第1供給ラインSL1の前記下流側部分から前記把持装置制御弁37に流れることを許容する一方でその逆方向の流れを阻止する。
前記第2出力ポートは、前記第2センターバイパスラインCL2の下流側部分に接続される。この第2センターバイパスラインCL2の当該下流側部分は、前記第2グループG2に属するアクチュエータ制御弁がタンデムに配置される部分である。
前記走行切換弁39は、前記パイロットポート39aに供給されるパイロット圧が0又は微小である場合は、図2に示すように前記中立位置PNに保たれる。
前記走行切換弁39は、前記中立位置PNにおいて、前記第1メインポンプ31から吐出される作動油が前記右走行モータ25R及び前記把持シリンダ29を含む前記第1グループG1に属する油圧アクチュエータに導かれることを許容する一方、前記第2メインポンプ32から吐出される作動油が前記第1グループG1に属する油圧アクチュエータに導かれることを阻止する。また、前記走行切換弁39は、前記中立位置PNにおいて、前記第2メインポンプ32から吐出される作動油が前記左走行モータ25Lを含む前記第2グループG2に属する油圧アクチュエータに導かれることを許容する一方、前記第1メインポンプ31から吐出される作動油が前記第2グループG2に属する油圧アクチュエータに導かれることを阻止する。すなわち、前記走行切換弁39は、前記中立位置PNにおいて、前記第1メインポンプ31から吐出される作動油が前記第1グループG1に属する油圧アクチュエータにのみ供給され、かつ、前記第2メインポンプ32から吐出される作動油が前記第2グループG2に属する油圧アクチュエータにのみ供給されることを許容する油路を形成する。
具体的に、前記走行切換弁39は、前記中立位置PNにおいて、前記第1入力ポートと前記第1出力ポートとを連通する一方、前記第2入力ポートと前記第1出力ポートとを遮断し、前記第2入力ポートと前記第2出力ポートとを連通する一方、前記第1入力ポートと前記第2出力ポートとを遮断する。これにより、前記走行切換弁39は、前記中立位置PNにおいて、前記第1メインポンプ31から吐出される作動油が前記右走行モータ25Rに供給されることを許容する第1走行油路と、前記第2メインポンプ32から吐出される作動油が前記左走行モータ25Lに供給されることを許容する第2走行油路と、前記第1メインポンプ31から吐出される作動油が前記把持シリンダ29に供給されることを許容する把持油路と、を形成する。
前記第1走行油路は、前記第1メインポンプ31と前記右走行モータ25Rとを接続する前記ポンプラインPL1を含む。前記第2走行油路は、前記第2メインポンプ32と前記走行切換弁39とを接続する前記ポンプラインPL3と、前記第2センターバイパスラインCL2の前記下流側部分のうち前記走行切換弁39と前記左走行モータ25Lとを接続する部分と、を含む。前記把持油路は、前記ポンプラインPL1と、当該ポンプラインPL1から分岐して前記走行切換弁39に接続される前記ポンプラインPL2と、前記第1供給ラインSL1の前記下流側部分の一部と、当該下流側部分から分岐する前記分岐ラインBL1と、を含む。
なお、本実施形態では、前記ポンプラインPL1が前記右走行制御弁35Rに直接接続されているので、当該右走行制御弁35Rには、前記走行切換弁39の位置にかかわらず前記第1メインポンプ31から吐出される作動油が導かれる。また、本実施形態では、前記第2グループG2に属する複数のアクチュエータ制御弁のうち前記左走行制御弁35Lよりも下流側のアクチュエータ制御弁には前記走行切換弁39の位置にかかわらず当該走行切換弁39をバイパスして直接、第2メインポンプ32から吐出された作動油が導かれる。
前記走行切換弁39は、前記パイロットポート39aに一定以上のパイロット圧が入力されると当該パイロット圧の大きさに対応したストロークで図2に示す前記中立位置PNから図2に示す前記走行直進位置PSにシフトする。
前記走行切換弁39は、前記走行直進位置PSにおいて、前記第1入力ポートと前記第2出力ポートとを連通し、前記第2入力ポートと前記第1出力ポートとを連通する一方、前記第1入力ポートと前記第1出力ポートとを遮断する。これにより、前記走行切換弁39は、前記走行直進位置PSにおいて、前記第2メインポンプ32から吐出される作動油を、前記把持シリンダ29に導く作業油路と、前記第1メインポンプ31から吐出される作動油が前記把持シリンダ29に供給されるのを阻止して当該作動油を左走行モータ25Lに導く走行油路と、を形成する。
すなわち、前記走行切換弁39は、前記走行直進位置PSにおいて、前記第1メインポンプ31から吐出される作動油が前記右走行モータ25R及び前記左走行モータ25Lに供給されることを許容する油路と、前記第2メインポンプ32から吐出される作動油が前記複数の作業腕アクチュエータ及び前記把持シリンダ29に供給されることを許容する油路を形成する。
図2に示す具体例では、前記走行直進位置PSにおいて、前記第2入力ポートと前記第2出力ポートとを接続する絞りが設けられているので、前記走行切換弁39は、前記走行直進位置PSにおいて、前記第2メインポンプ32から吐出される作動油が前記右走行モータ25R及び前記左走行モータ25Lに供給されることを一部許容しながら前記第2メインポンプ32から吐出される作動油が前記複数の作業腕アクチュエータ及び前記把持シリンダ29に供給されることを許容する油路を形成する。なお、前記走行切換弁39は、前記走行直進位置PSにおいて、前記第2メインポンプ32から吐出される作動油が前記右走行モータ25R及び前記左走行モータ25Lに供給されることを阻止しながら前記第2メインポンプ32から吐出される作動油が前記複数の作業腕アクチュエータ及び前記把持シリンダ29に供給されることを許容する油路を形成してもよい。
前記第1ストローク操作弁61は、前記コントローラ50からの第1ストローク指令の入力を受けて前記走行切換弁39に入力されるパイロット圧の大きさを変化させることにより当該走行切換弁39の前記ストローク位置を変化させるストローク操作部を構成する。具体的に、当該第1ストローク操作弁61は、前記第1ストローク指令に相当する励磁電流の入力を受けるソレノイド61aを有する電磁弁からなり、前記パイロットポンプ33と前記走行切換弁39の前記パイロットポート39aとを結ぶパイロットライン41の途中に設けられる。当該第1ストローク操作弁61は、前記第1ストローク指令に対応した二次圧を生成してこれを前記走行切換弁39のパイロット圧として当該走行切換弁39の前記パイロットポート39aに入力する。
前記複数のセンサは、右走行パイロット圧センサ65Rと、左走行パイロット圧センサ65Lと、把持動作パイロット圧センサ67と、解放動作パイロット圧センサ68と、を含む。これらのセンサのそれぞれは、検出した圧力に相当する電気信号を圧力検出信号として前記コントローラ50に入力する。
前記右走行パイロット圧センサ65Rは、前記右走行制御弁35Rの前進パイロットポート35a及び後進パイロットポート35bにそれぞれ入力される右走行パイロット圧(前進走行パイロット圧、後進走行パイロット圧)を検出するものである。前記左走行パイロット圧センサ65Lは、前記左走行制御弁35Lの前進パイロットポート35c及び後進パイロットポート35dにそれぞれ入力される左走行パイロット圧(前進走行パイロット圧、後進走行パイロット圧)を検出するものである。前記把持動作パイロット圧センサ67は、前記把持装置制御弁37の前記把持動作パイロットポート37aに入力される前記パイロット圧を検出するものである。前記解放動作パイロット圧センサ68は、前記把持装置制御弁37の前記解放動作パイロットポート37bに入力される前記パイロット圧を検出するものである。
前記複数のセンサは、前記ブーム20を起伏動作させるためのブーム操作が行われたか否かを検出するための図略のブームパイロット圧センサと、前記アーム22を回動動作させるためのアーム操作が行われたか否かを検出するための図略のアームパイロット圧センサと、及び前記グラップル24を回動動作させるための先端アタッチメント操作が行われたか否かを検出するための図略の先端アタッチメントパイロット圧センサと、前記上部旋回体12を旋回させるための前記旋回操作が行われたか否かを検出するための図略の旋回パイロット圧センサと、をさらに含む。これらのセンサのそれぞれは、検出した圧力に相当する電気信号を圧力検出信号として前記コントローラ50に入力する。
前記運搬スイッチ70は、オペレータが行うスイッチ操作を受けることが可能なスイッチ操作受付部の一例であり、オペレータにより押されるボタンを有する。前記運搬スイッチ70は、前記キャブ16においてオペレータが操作可能な位置に設けられている。前記運搬スイッチ70の前記ボタンは、例えば前記把持操作レバー47aに設けられていてもよく、また、キャブ16内の表示装置(タッチパネル)の画面上に表示されたものであってもよい。オペレータが前記運搬スイッチ70に前記スイッチ操作を行うことにより、当該スイッチ操作が行われたことに相当する電気信号がスイッチ操作信号として前記コントローラ50に入力される。
前記コントローラ50は、前記複数のセンサからそれぞれ入力される圧力検出信号などの検出信号、前記運搬スイッチ70から入力される前記スイッチ操作信号などの信号に基づき、前記走行切換弁39の動作を制御する。
図3は、前記コントローラ50の機能構成を示すブロック図である。前記コントローラ50は、例えばCPU、メモリなどを備えるコンピュータにより構成され、切換制御部51を備える。
前記切換制御部51は、前記走行パイロット圧センサ65R,65L、前記把持動作パイロット圧センサ67、前記解放動作パイロット圧センサ68、前記ブームパイロット圧センサ、前記アームパイロット圧センサ、前記先端アタッチメントパイロット圧センサ、及び旋回パイロット圧センサの圧力検出信号により把握される操作状態と、前記スイッチ操作信号と、に基づいて前記走行切換弁39の位置の切り換えを行うべく、前記第1ストローク操作弁61に前記第1ストローク指令を入力する。この第1ストローク操作弁61は、入力された第1ストローク指令を受けて前記走行切換弁39にパイロット圧を入力する。
前記切換制御部51は、前記単独操作がなされるときには前記走行切換弁39を前記中立位置PNに設定する制御を行い、前記走行操作と前記作業腕操作が同時に行われる走行作業腕複合操作がなされる時には前記走行切換弁39を前記走行直進位置PSに設定する制御を行い、走行把持複合操作がなされる時には前記走行切換弁39を前記中立位置PNに設定する制御(走行把持制御)を行う。これらの制御は、前記切換制御部51から前記第1ストローク操作弁61に入力される前記第1ストローク指令に基づいて行われる。
本実施形態では、前記単独操作は、上述したように前記走行操作と前記アタッチメント操作との何れか一方のみが行われる操作であり、前記アタッチメント操作は、前記作業腕操作と、前記把持部開閉操作と、前記旋回操作と、を含む。前記走行操作は、前記下部走行体10の前記右クローラ走行体11R及び前記左クローラ走行体11Lを走行させるために前記走行操作器45R,45Lに与えられる操作である。前記作業腕操作は、前記ブーム操作、前記アーム操作及び前記先端アタッチメント操作を含む。前記把持部開閉操作は、上述したように前記複数の把持爪242を開閉動作させるための操作であり、前記把持操作と前記解放操作とを含む。前記旋回操作は、前記アタッチメントとともに前記上部旋回体12を旋回させるための操作である。
なお、本実施形態では、前記アタッチメント操作に含まれる前記作業腕操作、前記把持部開閉操作及び前記旋回操作のうち複数の操作が同時に行われる操作であり、かつ、前記走行操作が行われない操作も前記単独操作に含まれる。具体的に、例えば前記ブーム操作と前記アーム操作のみが同時に行われる操作は、前記単独操作に含まれ、例えば前記ブーム操作と前記旋回操作のみが同時に行われる操作も、前記単独操作に含まれる。
前記走行作業腕複合操作は、前記走行操作と前記作業腕操作が同時に行われる操作である。具体的に、本実施形態では、前記走行作業腕複合操作は、前記走行操作と、前記作業腕操作に含まれる前記ブーム操作、前記アーム操作及び前記先端アタッチメント操作のうちの少なくとも一つの操作と、が同時に行われる操作である。当該走行作業腕複合操作は、前記把持部開閉操作をさらに含んでいてもよい。
前記走行把持複合操作は、前記走行操作と前記把持操作のみが行われる操作であり、前記複数の把持爪242を前記把持位置に保持しながら前記右クローラ走行体11R及び前記左クローラ走行体11Lを動かすための操作である。
次に、前記コントローラ50が行う具体的な演算制御動作を図4のフローチャートを参照しながら説明する。
前記コントローラ50は、制御モードが運搬モードに設定されたか否かを判定する(ステップS1)。具体的には次の通りである。前記走行式作業機械100では、前記コントローラ50が行う制御のモード(制御モード)として、運搬モードを含む複数のモードが予め設定されている。運搬モードは、例えば、前記走行式作業機械100のコントローラ50において制御モードが運搬モードに切り替えられることにより開始される。具体的には、オペレータが、例えば前記キャブ16内に設けられた操作盤において、前記運搬モードを開始するために予め設定された操作をすると、前記運搬モードを開始させるための信号が前記コントローラ50に入力される。これにより、前記制御モードが前記運搬モードに設定される。
前記制御モードが運搬モードに設定されると(ステップS1においてYES)、前記コントローラ50の前記切換制御部51は、前記運搬スイッチ70(運搬SW)が前記スイッチ操作を受けたか否かを判定する(ステップS2)。このスイッチ操作は、例えば、作業現場において前記走行式作業機械100を運転するオペレータが前記グラップル24の前記複数の把持爪242により前記対象物を保持しながら前記機体を走行させる把持走行作業を開始するときに行う操作である。オペレータが前記運搬スイッチ70の前記ボタンを押すスイッチ操作を行うと、当該スイッチ操作が行われたことに相当する電気信号がスイッチ操作信号として前記コントローラ50に入力され、前記切換制御部51は、前記運搬スイッチ70が前記スイッチ操作を受けたと判定する(ステップS2においてYES)。
前記スイッチ操作信号が前記コントローラ50に入力されない場合(ステップS2においてNO)、前記切換制御部51は、その後に走行把持複合操作がなされた場合であっても、前記走行切換弁39を前記中立位置PNに設定する制御(走行把持制御)を行わない(ステップS7)。具体的には、前記オペレータが前記運搬スイッチ70の前記スイッチ操作を行わない場合、次のような制御が行われる。前記切換制御部51は、前記単独操作がなされる時には前記走行切換弁39を前記中立位置PNに設定する制御を行い、前記アタッチメント操作に含まれる少なくとも一つの操作と前記走行操作とが行われる複合操作がなされる時には、一律に、前記走行切換弁39を前記走行直進位置PSに設定する制御を行う。なお、上述したように、本実施形態では、前記アタッチメント操作は、前記作業腕操作、前記把持部開閉操作及び前記旋回操作を含み、前記作業腕操作は、前記ブーム操作、前記アーム操作及び前記先端アタッチメント操作を含み、前記把持部開閉操作は、前記把持操作及び前記解放操作を含む。
次に、前記切換制御部51は、前記走行操作が行われたか否かを判定する(ステップS3)。オペレータが前記走行操作を行わない場合、前記右走行パイロット圧センサ65R及び前記左走行パイロット圧センサ65Lから前記コントローラ50に前記圧力検出信号が入力されないので、前記切換制御部51は、前記走行操作が行われていないと判定する(ステップS3においてNO)。この場合、前記走行把持複合操作がなされたという条件を満たさないので、前記切換制御部51は、前記走行把持制御を行わない(ステップS7)。
一方、オペレータが前記走行操作を行うと、前記右走行パイロット圧センサ65R及び前記左走行パイロット圧センサ65Lの少なくとも一方により検出された前記圧力検出信号が前記コントローラ50に入力され、前記切換制御部51は、前記走行操作が行われたと判定する(ステップS3においてYES)。
次に、前記切換制御部51は、前記把持操作が行われたか否かを判定する(ステップS4)。オペレータが前記把持操作を行わない場合、前記把持動作パイロット圧センサ67から前記コントローラ50に前記圧力検出信号が入力されないので、前記切換制御部51は、前記把持操作が行われていないと判定する(ステップS4においてNO)。この場合、前記走行把持複合操作がなされたという条件を満たさないので、前記切換制御部51は、前記走行把持制御を行わない(ステップS7)。
次に、前記切換制御部51は、前記アタッチメント操作(ATT操作)のうち前記把持操作以外の操作が行われたか否かを判定する(ステップS5)。オペレータが前記ブーム操作、前記アーム操作、前記先端アタッチメント操作及び前記旋回操作のうちの少なくとも一つの操作を行うと、対応するパイロット圧センサにより検出された前記圧力検出信号が前記コントローラ50に入力され、前記切換制御部51は、前記アタッチメント操作のうち前記把持操作以外の操作が行われたと判定する(ステップS5においてYES)。この場合、前記走行把持複合操作がなされたという条件を満たさないので、前記切換制御部51は、前記走行把持制御を行わない(ステップS7)。
一方、オペレータが前記ブーム操作、前記アーム操作、前記先端アタッチメント操作及び前記旋回操作の何れの操作も行わない場合、前記圧力検出信号が前記コントローラ50に入力されないので、前記切換制御部51は、前記アタッチメント操作のうち前記把持操作以外の操作が行われていないと判定する(ステップS5においてNO)。前記ステップS5においてNOの場合、前記走行操作と前記把持操作のみが行われる操作であって前記複数の把持爪242を前記把持位置に保持しながら前記右クローラ走行体11R及び前記左クローラ走行体11Lを動かすための操作である走行把持複合操作がなされる時である。この場合、前記切換制御部51は、前記走行把持制御、すなわち、前記走行切換弁39を図2に示す前記中立位置PNに設定する制御を行う(ステップS6)。
また、前記コントローラ50は、前記走行把持制御(ステップS6)を開始した後、図4に示すステップS1~S5に示す判定を繰り返し行う。そして、前記走行把持制御を行うための条件、すなわちステップS1~S4がYESでありかつステップ5がNOであるという条件が満たされなくなると、前記切換制御部51は、前記走行把持制御を終了し(ステップS7)、次のような制御を行う。すなわち、前記切換制御部51は、前記単独操作がなされる時には前記走行切換弁39を前記中立位置PNに設定する制御を行い、前記アタッチメント操作に含まれる少なくとも一つの操作と前記走行操作とが行われる複合操作がなされる時には、一律に、前記走行切換弁39を前記走行直進位置PSに設定する制御を行う。
以上説明した第1実施形態に係る油圧駆動装置では、前記単独操作がなされる時には、前記走行切換弁39が前記中立位置に設定されることにより各作業の作業速度が確保され、前記走行操作と前記作業腕操作が同時に行われる前記走行作業腕複合操作がなされる時には、前記走行切換弁39が前記走行直進位置に設定されることにより前記機体の良好な走行性が確保される。その一方で、前記走行操作と前記把持操作のみが行われる前記走行把持複合操作がなされる時には、前記走行切換弁39が前記中立位置に設定される。これにより、前記第1メインポンプ31から吐出される作動油を、当該第1メインポンプ31につながる走行油路を通じて対応する右走行モータ25Rに供給するとともに、当該走行油路における作動油の圧力を、前記複数の把持爪242を前記把持位置に保持するための圧力(保持圧力)として有効に利用することが可能になる。このことは、前記複数の把持爪242により前記対象物を保持しながら前記機体を走行させる把持走行作業において、第1メインポンプ31から吐出される作動油が従来のようにリリーフ弁を通じてタンクに逃がされ続けることを回避すること、又は前記リリーフ弁を通じてタンクに逃がされる作動油の量を従来に比べて低減することを可能にする。
しかも、前記油圧駆動装置では、前記走行把持制御が前記機体の走行性に与える影響は少ない。すなわち、前記把持走行作業における前記グラップル24の主たる動作は前記複数の把持爪242を前記把持位置に保持することであり、この主たる動作中には前記把持シリンダ29は静止している。このため、前記把持走行作業において前記走行油路における作動油の圧力を前記保持圧力として利用しても、前記走行油路を通じて前記右走行モータ25Rに供給される作動油の流れに与える影響は少ない。このことは、前記把持走行作業において、安定した走行性が確保されること及び走行速度の低下を抑制することを可能にする。
また、第1実施形態では、前記油圧駆動装置は、前記スイッチ操作を受けることが可能な運搬スイッチ70を備え、前記切換制御部51は、前記運搬スイッチ70が前記スイッチ操作を受けた場合にのみ前記走行把持制御を行う。従って、前記走行把持複合操作がなされる時に前記走行把持制御が行われるか否かを、オペレータが必要に応じて前記スイッチ操作の有無を選択することにより決めることができる。
[第2実施形態]
図5は、本発明の第2実施形態に係る油圧駆動装置の油圧回路及びこれに接続されるコントローラ50を示す油圧回路図である。図5は、前記走行切換弁39が前記中立位置PNに設定された状態を示している。
この第2実施形態に係る油圧駆動装置の油圧回路は、図2に示す前記第1実施形態に係る油圧駆動装置の油圧回路と基本構成は同様である。従って、以下では、主として前記第1実施形態と相違する第2実施形態の構成について説明し、前記第1実施形態と同様の第2実施形態の構成については図5において同じ符号を付してその説明を省略する。
図5に示すように、この第2実施形態では、第1油圧ポンプ及び第2油圧ポンプは2つの吐出ポートを有するスプリットフロー型のポンプ30により一体に構成されている。また、この第2実施形態に係る油圧駆動装置は、第2ストローク操作弁62と、ストロークセンサ63と、をさらに備える。なお、前記ポンプ30の前記2つの吐出ポートに接続される2つのラインには、図2に示す第1実施形態と同様に、リリーフ弁91,92がそれぞれ設けられているが、図5では、その図示を省略している。図8及び図10の油圧回路においても同様である。
図6は、前記第2実施形態に係るコントローラ50の機能構成を示すブロック図である。図6に示すように、この第2実施形態では、前記コントローラ50は、前記把持装置制御弁37におけるスプールの動作を制御する動作制御部52をさらに備える。
図7は、前記把持装置制御弁37の開口面積の特性を示すグラフである。前記把持装置制御弁37は、メータイン通路、メータアウト通路及びセンターバイパス通路を有し、これらの通路の開口面積を変化させるようにストローク位置が変化することが可能な図略のスプールを有する。
前記第2ストローク操作弁62は、前記動作制御部52からの第2ストローク指令を受けて前記把持装置制御弁37の前記スプールのストローク位置を調節するための操作弁である。当該第2ストローク操作弁62は、前記第2ストローク指令に相当する励磁電流の入力を受けるソレノイド62aを有する電磁弁からなり、前記パイロットポンプ33と前記把持装置制御弁37の前記把持動作パイロットポート37aとを結ぶパイロットライン42の途中に設けられる。当該第2ストローク操作弁62は、前記第2ストローク指令に対応した二次圧を生成してこれを前記把持装置制御弁37のパイロット圧として当該把持装置制御弁37の前記把持動作パイロットポート37aに入力する。
前記動作制御部52は、例えば図7に示される開口特性に基づいて、前記走行把持制御が行われる時に、前記把持装置制御弁37の前記メータイン通路及び前記メータアウト通路が開いた状態となり、かつ、前記センターバイパス通路が開いた状態となるように、前記第2ストローク操作弁62に前記第2ストローク指令を入力する。これにより、前記把持装置制御弁37の前記スプールの前記ストローク位置が調節される。
特に、本実施形態では、前記動作制御部52は、前記走行把持制御が行われる時に、前記把持装置制御弁37において前記センターバイパス通路の開口面積が前記メータイン通路の開口面積及び前記メータアウト通路の開口面積よりも大きくなるように前記スプールの前記ストローク位置を調節する。前記メータイン通路及び前記メータアウト通路が開いた状態となり、かつ、前記センターバイパス通路の開口面積が前記メータイン通路の開口面積及び前記メータアウト通路の開口面積よりも大きくなるような前記ストローク位置の範囲は、図7において矢印で示される範囲Rである。
前記ストロークセンサ63は、前記把持シリンダ29が動作しているか否かを検出可能な動作検出部を構成する。このストロークセンサ63は、前記把持シリンダ29のシリンダロッドのストローク位置を検出することができ、検出した前記ストローク位置に相当する電気信号をストローク検出信号として前記コントローラ50に入力する。
前記切換制御部51は、前記ストローク検出信号に基づいて、前記把持シリンダ29が動作しているか否かを判定し、前記把持シリンダ29が動作していない場合にのみ前記走行把持制御、すなわち、前記走行切換弁39を前記中立位置PNに設定する制御を行う。
この第2実施形態におけるその他の構成は、上述した第1実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
以上説明した第2実施形態では、上述した第1実施形態により得られる効果に加え、さらに次のような効果が得られる。
第2実施形態では、前記走行把持制御が行われる時に、前記把持装置制御弁37において前記メータイン通路及び前記メータアウト通路が開いた状態となることにより前記走行油路における作動油の圧力を前記保持圧力として利用することを可能にしながら、前記把持装置制御弁37において前記センターバイパス通路が開いた状態となることにより前記右走行モータ25Rを駆動するときの余分な作動油を、前記右走行制御弁35Rの前記センターバイパス通路を通じてタンクTに戻すことが可能になる。これにより、前記把持走行作業において、前記機体を走行させるときの走行速度、加速度などの調節が可能になる。
また、第2実施形態では、前記動作制御部52は、前記走行把持制御が行われる時に、前記把持装置制御弁37において前記センターバイパス通路の開口面積が前記メータイン通路の開口面積及び前記メータアウト通路の開口面積よりも大きくなるように前記スプールの前記ストローク位置を調節する。従って、前記把持走行作業において前記右走行制御弁35Rにおける前記ブリードオフ流量の上限を大きくすることができる。これにより、前記機体を走行させるときの走行速度、加速度などの調節がより広い範囲で可能になる。特に、前記把持シリンダ29が動作している状態において、前記ストローク位置の調節が上記のようになされることにより、ポンプ30の吐出圧が必要以上に高まることが抑止され、前記機体を走行させるときに走行モータが急回転することを防ぐことができる。
また、第2実施形態では、前記油圧駆動装置は、前記把持シリンダ29が動作しているか否かを検出可能なストロークセンサ63を備え、前記切換制御部51は、前記把持シリンダ29が動作していない場合にのみ前記走行把持制御を行う。
前記把持操作が行われ、かつ、前記把持シリンダ29が動作していない場合には、前記グラップル24の前記複数の把持爪242が前記解放位置から前記把持位置に変位して静止した状態、すなわち、前記対象物が前記複数の把持爪242に把持された状態にあることが想定される。従って、前記走行把持複合操作がなされるという条件と、前記把持シリンダ29が動作していないという条件との組み合わせは、前記把持走行作業が行われることを判別するための指標となり得る。よって、第2実施形態では、前記切換制御部51はより適切なタイミングで前記走行切換弁39を前記中立位置に設定することができる。
また、第2実施形態では、上記の条件の組み合わせに基づいて前記把持走行作業が行われることをより正確に判別することも可能になるので、前記切換制御部51は、例えば、上述したような前記運搬スイッチ70が前記スイッチ操作を受けるという条件が満たされているか否かを判定しなくても、適切なタイミングで前記走行切換弁39を前記中立位置に設定することができる。これにより、オペレータの負担を軽減することができる。
[第3実施形態]
図8は、本発明の第3実施形態に係る油圧駆動装置の油圧回路及びこれに接続されるコントローラを示す油圧回路図である。図8は、前記走行切換弁39が前記中立位置PNに設定された状態を示している。
この第3実施形態に係る油圧駆動装置の油圧回路は、図2に示す前記第1実施形態に係る油圧駆動装置の油圧回路と基本構成は同様である。従って、以下では、主として前記第1実施形態と相違する第3実施形態の構成について説明し、前記第1実施形態と同様の第3実施形態の構成については図8において同じ符号を付してその説明を省略する。
図8に示すように、この第3実施形態では、前記第2実施形態と同様に、第1油圧ポンプ及び第2油圧ポンプは2つの吐出ポートを有するスプリットフロー型のポンプ30により一体に構成されている。また、この第3実施形態に係る油圧駆動装置は、前記第2実施形態と同様の第2ストローク操作弁62を備え、また、高位選択部としてのシャトル弁64をさらに備える。
図9は、前記第3実施形態に係るコントローラ50の機能構成を示すブロック図である。この第3実施形態では、前記コントローラ50は、前記第2実施形態と同様に、前記把持装置制御弁37におけるスプールの動作を制御する動作制御部52をさらに備える。
前記第2ストローク操作弁62は、前記第2実施形態と同様に、前記動作制御部52からの第2ストローク指令を受けて前記把持装置制御弁37の前記スプールのストローク位置を調節する。
前記シャトル弁64は、前記パイロットポンプ33と前記把持装置制御弁37の前記把持動作パイロットポート37aとを結ぶ前記パイロットライン42の途中であり、かつ、前記第2ストローク操作弁62と前記把持装置制御弁37の前記把持動作パイロットポート37aとの間に設けられる。前記シャトル弁64は、一対の第1入力ポート及び第2入力ポートと、一つの出力ポートと、を有する。前記シャトル弁64の前記第1入力ポートは、前記第2ストローク操作弁62の出力ポートに接続され、前記シャトル弁64の前記第2入力ポートは、前記把持操作器47の把持パイロット弁47bの出力ポートに接続されている。前記シャトル弁64の前記出力ポートは、油路を介して前記把持装置制御弁37の前記把持動作パイロットポート37aに接続されている。
この第3実施形態に係る油圧駆動装置は、把持スイッチ71をさらに備える。この把持スイッチ71は、把持スイッチ操作を受けることが可能なスイッチ操作受付部を構成する。オペレータが前記把持スイッチ71に前記スイッチ操作を行うことにより、当該スイッチ操作が行われたことに相当する電気信号がスイッチ操作信号として前記コントローラ50に入力される。
この第3実施形態では、前記グラップル24の前記複数の把持爪242を前記把持位置に保持するための把持操作は、第1把持操作と、第2把持操作とを含む。前記第1把持操作は、前記第1実施形態と同様に、前記把持操作器47の前記把持操作レバー47aが受ける操作である。前記第2把持操作は、前記把持スイッチ71が受ける前記スイッチ操作である。
前記動作制御部52は、前記走行把持複合操作が前記走行操作と前記第2把持操作のみが行われる操作であり、かつ、前記走行把持制御が行われる時には、前記把持操作器47の前記把持操作レバー47aが前記第1把持操作を受けるか否かにかかわらず、予め設定された解除条件が満たされるまでの間、前記複数の把持爪242が前記把持位置に保持されるように前記把持装置制御弁37の動作を制御する。
具体的に、前記動作制御部52は、前記走行把持複合操作が前記走行操作と前記第2把持操作のみが行われる操作であり、かつ、前記走行把持制御が行われる時に、前記把持装置制御弁37の前記メータイン通路及び前記メータアウト通路が開いた状態となり、かつ、前記センターバイパス通路が開いた状態となるように、前記第2ストローク操作弁62に前記第2ストローク指令を入力する。これにより、前記把持装置制御弁37の前記スプールの前記ストローク位置が調節される。前記動作制御部52は、前記解除条件が満たされるまでの間、前記第2ストローク操作弁62への前記第2ストローク指令の入力を継続する。
なお、この第3実施形態においても、前記第2実施形態と同様に、前記動作制御部52は、前記走行把持制御が行われる時に、前記把持装置制御弁37において前記センターバイパス通路の開口面積が前記メータイン通路の開口面積及び前記メータアウト通路の開口面積よりも大きくなるように前記スプールの前記ストローク位置を調節することが好ましい。
前記解除条件は、例えば、前記走行把持制御が行われている時に、前記走行操作と前記把持操作以外の操作が行われるという条件を挙げることができる。前記把持操作以外の操作には、例えば、前記作業腕操作、前記旋回操作などが含まれる。また、前記解除条件は、例えば、前記走行把持制御が行われている時に、予め設定された解除操作が行われるという条件を挙げることができる。この解除操作としては、例えば、解除操作用に設けられた解除入力受付部に入力される入力操作であってもよい。解除入力受付部は、前記把持スイッチ71と兼用されていてもよい。
また、この第3実施形態では、前記シャトル弁64が設けられているので、当該シャトル弁64は、前記第2ストローク操作弁62から出力される前記パイロット圧と前記把持操作器47の把持パイロット弁47bから出力される前記パイロット圧の高い方が選択的に前記把持装置制御弁37の前記把持動作パイロットポート37aに供給されることを許容する。これにより、オペレータは、前記把持操作として、前記第1把持操作と、前記第2把持操作とを、その時の状況に応じて、任意に選択することができる。
この第3実施形態に係る油圧駆動装置は、前記第1実施形態の説明で参照した図4のフローチャートにおいて、前記ステップS4を省略可能である。
この第3実施形態では、オペレータは、前記把持操作レバー47aに前記第1把持操作を与えなくても、前記第2把持操作としての前記スイッチ操作を前記把持スイッチ71に与えることにより、前記解除条件が満たされるまでの間、前記把持走行作業において前記複数の把持爪242に前記対象物を安定して把持させることができる。これにより、前記把持走行作業におけるオペレータの負担を軽減することができる。
[第4実施形態]
図10は、本発明の第4実施形態に係る油圧駆動装置の油圧回路及びこれに接続されるコントローラ50を示す油圧回路図である。図10は、前記走行切換弁39が前記中立位置PNに設定された状態を示している。図11は、前記第4実施形態に係るコントローラ50の機能構成を示すブロック図である。
この第4実施形態に係る油圧駆動装置の油圧回路は、図2に示す前記第1実施形態に係る油圧駆動装置の油圧回路と基本構成は同様である。従って、以下では、主として前記第1実施形態と相違する第4実施形態の構成について説明し、前記第1実施形態と同様の第4実施形態の構成については図10において同じ符号を付してその説明を省略する。
図10に示すように、この第4実施形態では、前記第2実施形態と同様に、第1油圧ポンプ及び第2油圧ポンプは2つの吐出ポートを有するスプリットフロー型のポンプ30により一体に構成されている。また、この第4実施形態に係る油圧駆動装置は、第2シャトル弁65と、当該第2シャトル弁65と前記把持シリンダ29との間の油路を開閉可能な開閉弁66と、をさらに備える。前記第2シャトル弁は高位選択部を構成する。
前記第2シャトル弁65は、一対の第1入力ポート及び第2入力ポートと、一つの出力ポートと、を有する。前記第2シャトル弁65の前記第1入力ポートは、第1分岐ラインBL11に接続されている。当該第1分岐ラインBL11は、前記スプリットフロー型の前記ポンプ30における前記2つの吐出ポートのうちの第1吐出ポート30aに接続される第1ポンプラインPL11から分岐する油路である。前記第2シャトル弁65の前記第2入力ポートは、第2分岐ラインBL12に接続されている。当該第2分岐ラインBL12は、前記スプリットフロー型の前記ポンプ30における前記2つの吐出ポートのうちの第2吐出ポート30bに接続される第2ポンプラインPL12から分岐する油路である。前記第2シャトル弁65の前記出力ポートは、供給ラインSL11を介して前記把持シリンダ29の前記ボトム室29aに接続されている。
前記開閉弁66は、前記供給ラインSL11に設けられている。この開閉弁66は、前記コントローラ50からの開閉指令の入力を受けて開位置と閉位置とを切り換えることが可能に構成されている。前記開位置は、前記ポンプ30の一対の吐出ポート30a,30bからそれぞれ吐出される作動油のうち前記第2シャトル弁65において選択される圧力の高い方の作動油が前記把持シリンダ29の前記ボトム室29aに供給されることを許容する位置である。一方、前記閉位置は、前記第2シャトル弁65において選択される圧力の高い方の作動油が前記把持シリンダ29の前記ボトム室29aに供給されることを阻止する位置である。
具体的に、前記開閉弁66は、前記開閉指令に相当する励磁電流の入力を受けるソレノイド66aを有する電磁弁からなり、当該開閉指令に応じて前記開位置と前記閉位置との間で切り換わることが可能である。
前記第2シャトル弁65は、前記走行把持制御が行われる時に、前記ポンプ30の前記第1吐出ポート30aから吐出される作動油及び前記第2吐出ポート30bから吐出される作動油のうち圧力の高い方の作動油が選択的に前記把持シリンダ29の前記ボトム室29aに供給されることを許容する油路を形成する。
この第4実施形態では、前記切換制御部51は、前記第1実施形態と同様に、前記単独操作がなされるときには前記走行切換弁39を前記中立位置PNに設定する制御を行い、走行作業腕複合操作がなされる時には前記走行切換弁39を前記走行直進位置PSに設定する制御を行い、走行把持複合操作がなされる時には前記走行切換弁39を前記中立位置PNに設定する制御(走行把持制御)を行う。
前記動作制御部52は、前記走行把持制御が行われる時に、前記開閉弁66の前記ソレノイド66aに前記開閉指令を入力して、図10に示すように前記開閉弁66を前記開位置に設定する。これにより、前記第2シャトル弁65により圧力の高い方の作動油が選択的に前記把持シリンダ29の前記ボトム室29aに供給されるので、前記把持走行作業において、前記複数の把持爪242が前記対象物を把持する把持力が小さくなることを抑制できる。一方、前記動作制御部52は、前記走行把持制御が行われない時には、前記開閉弁66の前記ソレノイド66aに前記開閉指令を入力せず、これにより、前記開閉弁66は前記閉位置に設定される。
この第4実施形態では、前記油圧駆動装置は、前記第2シャトル弁65と、前記開閉弁66とを備え、前記動作制御部52は、前記走行把持制御が行われる時に、前記ポンプ30の前記第1吐出ポート30aから吐出される作動油及び前記第2吐出ポート30bから吐出される作動油のうち圧力の高い方の作動油が選択的に前記把持シリンダ29の前記ボトム室29aに供給されることを許容する油路が形成されるように、前記開閉弁66に前記開閉指令を入力する。従って、前記第2シャトル弁65により圧力の高い方の作動油が選択的に前記把持シリンダ29の前記ボトム室29aに供給されるので、前記把持走行作業において、前記複数の把持爪242が前記対象物を把持する把持力が小さくなることを抑制できる。
本発明は、その他、例えば次のような態様を包含する。
(A)第1及び第2走行モータについて
前記実施形態では、右走行モータ25Rが第1走行モータに相当し、左走行モータ25Lが第2走行モータに相当するが、逆に、左走行モータ25Lが第1走行モータに相当し、右走行モータ25Rが第2走行モータに相当してもよい。
(B)把持装置について
前記実施形態では、前記把持装置がグラップル24であるが、これに限られない。前記把持装置は、例えばフォーク、ニブラなどの他の把持装置であってもよい。
(C)操作器について
前記複数のアクチュエータ操作器は、パイロット式の操作器により構成されているが、これに限られず、電気式の操作器によって構成されていてもよい。