JPH11124883A - 作業車両の駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 油圧駆動力を出力する部材を操作入力に追従
して変位させ、操作性及び応答性に優れ、滑りや熱の問
題を解消し得る低コストの駆動装置を提供する。 【解決手段】 操作入力手段１と、指令信号を出力する
指令信号制御手段５と、指令信号制御手段５からの指令
信号に応じて回転する電動機６と、電動機６の回転に応
じて変位する応動部材７及びこれに対し相対変位可能な
駆動出力部材８を有し、これらの相対変位に応じ油圧供
給源９からの作動油を導入して駆動出力部材８を油圧に
より変位させ、電動機６の回転に応じた変位を出力する
油圧倍力手段１０と、を備えており、駆動出力部材８が
操作入力手段１への操作入力に追従して前記所定方向に
変位する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、作業車両の駆動装
置、特にクローラ式又はホイール式の走行装置に加え
て、旋回、巻上げ、掘削又は運搬等を行う複数の油圧機
構を備えた作業車両に好適な駆動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に厳しい周囲条件下で使用される作
業車両においては、古くは機械式伝達機構を用いた駆動
装置、最近では油圧機構を用いた駆動装置が多用されて
いる。特に、車輪や無限軌道（クローラ）を有する車体
重量が１００トン未満の油圧駆動式の作業車両では、例
えば走行用の油圧モータに加えて各種作業用の油圧シリ
ンダ（例えばブームシリンダ、アームシリンダ、バケッ
トシリンダ）が装備されている。これらのアクチュエー
タを駆動制御する駆動装置は、例えば図１６に示すよう
に、エンジンにより駆動されて油圧アクチュエータ１ａ
〜１ｆに対し作動油を供給する可変容量型の油圧ポンプ
２と、この油圧ポンプ２とリザ−バ３の間でアクチュエ
ータ１ａ〜１ｆ毎に作動流体（作動油）を給排制御する
複数の給排制御弁３ａ〜３ｆと、作動油圧を設定圧まで
に制限するリリーフ弁等の圧力調整弁４ａ〜４ｆとを備
えている。給排制御弁３ａ〜３ｆは、例えば運転者によ
り操作される複数の操作レバー５ａ〜５ｆの操作量に応
じてパイロットポンプからのパイロット油圧をその操作
方向に対応するスプールの一端面に作用させる比例弁
で、それぞれ対応する操作レバー５ａ〜５ｆの操作時に
走行や各種作業用アクチュエータ１ａ〜１ｆの制御を行
なう一方、対応する操作レバー５ａ〜５ｆの非操作時に
は中立位置に復帰して作動油の給排経路を遮断するよう
になっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の作業車両の駆動装置にあっては、レバー操作によっ
て比例弁の作動方向を切換えることにより主としてアク
チュエータへの作動油の給排方向を切り換える構成とな
っていたため、地面の勾配（登坂、降坂又は平地走行
の姿勢となる状態）等の外乱やレバー操作速度等によっ
て油圧アクチュエータ（例えば走行用油圧モータ）の起
動に要する時間が大きく異なり、切換え後の油圧の立
上りが負荷の大小等に依存する。このようなことから、
レバーの切換え操作を頻繁に必要とする場合が多いにも
拘わらず、レバー操作に即座に応答する駆動出力が得ら
れ難く、起動停止の加減速の精緻な制御もできない。更
に、各アクチュエータの相互出力位置に特定の函数関係
を保持させるように複数のレバーを同時に操作する複合
動作、例えば作業端に円弧運動させるような動作、はで
きない。また、正確ではないがそのような動作に類似し
た動作がレバー操作により可能であるとしても、かかる
操作には高度な熟練を要する。したがって、複数の比例
弁の応答性にばらつきがないようにこれらの特性を厳密
にチューニングする必要があり、組立やメンテナンス作
業が容易でなかった。また、急な停止や切換え操作に対
しては、過剰な油圧上昇を抑えるためにリリーフ弁を介
して作動油が排出されることから、停止時にいわゆる滑
りが生じ、停止や切換えに要する時間が長くなるという
問題もあった。

【０００４】このような問題に対し、例えば複数のアク
チュエータの作動状態や車両の状態を監視し、操縦入力
のみならずその監視結果に基づいて複数の給排制御弁を
制御することが考えられるが、電磁比例制御弁を用いる
場合には応答速度が遅いという欠点がある。応答性に優
れている電気油圧サーボ弁を用いることも考えられる
が、作業車両に要求される広範な使用温度範囲（−４０
℃〜１２０℃）、あるいは、大きな振動、作動媒体の汚
れ等が生じ易い通常の作業車両の使用環境において、電
気油圧サーボ弁では信頼性に欠け、しかも高価であると
いう問題が残る。さらに、通常の電気油圧サーボ弁を使
用すると、負荷の大小にかかわらず供給圧力が高い設定
圧に保たれ、負荷が小さいときにはそのサーボ弁の絞り
による発熱が問題となり、冷却能力を大きくとり得ない
作業車両には搭載できない。

【０００５】さらに、オペレーションキャビン等のアッ
パー側が旋回する作業車両にあっては、左右の走行用油
圧モータがクローラ等のロワー側に配置されるのに対
し、それらの給排制御弁がコントロールバルブユニット
の一部として前記アッパー側に配設されることから、こ
れらを接続する複数組の油圧配管が旋回を許容するスイ
ベルジョイント部を必要とし、しかもそれを作業車両の
センタジョイント部に配置する必要からセンタジョイン
トの構造が複雑になるばかりか、配管長が長くなるとい
う問題がある。

【０００６】本発明は、このような従来の課題に鑑みて
なされたもので、油圧駆動力を出力する部材が操作入力
に追従して変位するようになし、応答性に優れ、滑りや
熱の問題を解消でき、かつアクチュエータの複合動作が
容易となる低コストの駆動装置を提供することを目的と
する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明に係る作業車両の駆動装置は、
図１にその概念図を示すように、作業車両に設けられ手
動操作される操作入力手段（例えば操作レバー）１と、
操作入力手段１の操作位置を示す信号を生成し出力する
操作位置検出手段（例えばトランスデューサ）２と、操
作位置検出手段２から出力される上記信号を演算処理し
て有用な駆動指令信号に変換し出力する信号演算手段
（コンピュータ）３および該信号演算手段からの上記駆
動指令信号を増幅する増幅手段４を含んでなる指令信号
制御手段５と、指令信号制御手段５から出力される上記
駆動指令信号に応じた速度で駆動回転される電動機６
と、電動機６の回転に応じて変位する応動部材７および
該応動部材に対し所定方向に相対変位可能な駆動出力部
材８を有し、応動部材７の変位に応じ油圧供給源９から
の作動油を導入して駆動出力部材８を油圧により変位さ
せ、電動機の回転に応じた変位を出力する油圧倍力手段
１０と、を備え、駆動出力部材８が操作入力手段１への
操作入力に追従して上記所定方向に変位するようにした
ものである かかる構成においては、操作入力手段１への操作入力に
応動する電動機６の回転により応動部材７を変位させる
と、駆動出力部材８の位置が応動部材７の変位に追従す
るよう油圧倍力手段１０が作動する。したがって、駆動
制御系に必要な電動機６が応動部材７を駆動し得る程度
の小型のものでよい。また、応動部材７と駆動出力部材
８とは追従制御関係にあるから、供給圧や負荷によって
駆動出力部材８の速度が大きく変動したり暴走したりす
る恐れはないので、通常の電気油圧サーボ弁を用いる場
合のように低負荷でも設定圧を一定の高い圧力に保つ必
要はなく、低負荷時の絞りによる発熱も抑えることがで
きる。また、操作入力に対する駆動応答性は必要にして
十分な速さを容易に得られるので、例えば操作入力手段
としての複数の操作レバーを操作する複合操作が、熟練
の要らない容易なものとなる。

【０００８】また、請求項２に記載のように、上記応動
部材が油圧供給源からの作動油の給排を制御可能な弁体
を有するとともに、上記油圧倍力手段が該弁体により給
排制御される作動油の油圧を受圧する受圧部材を有し、
該受圧部材が、上記所定方向における応動部材の変位に
応じて、上記駆動出力部材を変位させるようにすること
ができる。

【０００９】このようにすると、駆動出力態様に応じて
受圧部材の受圧力およびこれによる駆動出力部材の変位
のさせ方を適宜設定することができる。また、請求項３
に記載のように、上記電動機の回転を検出する回転検出
手段（例えばエンコーダ）１１を設け、該回転検出手段
からの出力信号を上記指令信号制御手段にフィードバッ
クし上記駆動指令信号が帰還制御されるようにしてもよ
い。かかる構成にすると、動作精度および安定性のよい
装置とすることができる。

【００１０】さらに、請求項４に記載のように、作業車
両の作業状態（傾斜状態等）を検出する作業状態検出手
段１２を設け、上記信号演算手段が該作業状態検出手段
からの信号および上記操作位置検出手段からの信号を演
算処理し上記駆動指令信号を生成するようにしてもよ
い。かかる構成にすると、作業車両の作業状態（例えば
傾斜等の車両姿勢）に応じて上記電動機の回転をきめ細
かに制御することができ、より操作性のよい装置とする
ことができる。請求項５記載の発明に係わる作業車両の
駆動装置は、作業車両に設けられそれぞれ手動操作され
る複数の操作入力手段と、各操作入力手段の操作位置を
示す信号をそれぞれ生成し出力する複数の操作位置検出
手段と、各操作位置検出手段から出力される信号を演算
処理して有用な各々の駆動指令信号に変換し出力する信
号演算手段および該信号演算手段からの各駆動指令信号
をそれぞれ増幅する複数の増幅手段とを含んでなる指令
信号制御手段と、指令信号制御手段から出力される各駆
動指令信号に応じた速度でそれぞれ駆動回転される複数
の電動機と、各電動機の回転に応じて変位する応動部材
および該応動部材に対し所定方向に相対変位可能な駆動
出力部材をそれぞれ有し、応動部材の変位に応じ油圧供
給源からの作動油を導入して駆動出力部材をそれぞれ油
圧により変位させ、電動機の回転に応じた変位を出力す
る複数の油圧倍力手段と、を備え、上記各駆動出力部材
が上記各操作入力手段への操作入力に追従して上記各所
定方向に変位するようにしたものである。

【００１１】かかる構成においても、請求項１に記載の
ものと同様に、各電動機の回転により応動部材を変位さ
せることで油圧倍力手段が作動し、駆動出力部材の位置
が操作入力に追従するものとなるから、複合操作等が容
易化される。さらに、オペレーションキャビン等が旋回
する作業車両にあっても、そのセンタジョイント部を通
る供給および排出の１組の配管を左右のクローラやホイ
ールを駆動するための油圧手段に共用することができる
から、センタジョイント部の構成の簡素化と配管長の短
縮が可能になる。

【００１２】また、請求項６記載のように、上記操作入
力手段を複数の操作レバーから構成するとともに、上記
指令信号制御手段が少なくとも一つの作業モードプログ
ラムを備え、該指令信号制御手段が作業モード選択手段
１３により選択される作業モード情報に基づいて、又は
該作業モード情報および操作レバーの操作位置信号に基
づいて、演算を実行し上記各駆動指令信号を出力するよ
うにしてもよい。

【００１３】このように構成すると、手動操作による作
業運転と、作業モードの選択によるモード情報（プログ
ラム、データテーブル、関数式等）に基づく自動又は半
自動の作業運転とが可能になり、運転者の負担を軽減す
るとともに、熟練を要しない優れた操作性を得ることが
できる。例えば、ある作業モードを選択すると、複数の
駆動出力部材の相互関係は定められた函数関係を保ちな
がら動かすことができ、その速度は操作レバーの操作速
度に依存させることができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態について添付図面を参照しつつ説明する。図２〜図１
２は、本発明に係る作業車両の駆動装置の一実施形態を
示す図であり、図２および図３にそのシステム構成を、
図４にその作業車両の外観を、それぞれ示している。

【００１５】図２〜図４において、２１〜２６は作業車
両１００に設けられた複数の操作手段で、例えば第１走
行レバー２１、第２走行レバー２２、旋回レバー２３、
ブームレバー２４、アームレバー２５、バケットレバー
２６からなる。これらの操作レバー２１〜２６は、それ
ぞれ運転者によって手動操作される。３１〜３６は操作
レバー２１〜２６のそれぞれへの操作入力としてレバー
操作位置を検出する複数の操作位置検出器（操作位置検
出手段）であり、３０は操作位置検出器３１〜３６の検
出信号を入力し各レバー２１〜２６への操作入力（例え
ば操作方向および基準位置からの操作量、操作速度）に
応じた指令信号を出力する指令信号制御手段としての制
御回路である。

【００１６】４１〜４６は、制御回路３０からの指令信
号に応じて正転および逆転する複数の可変速の電動機
で、例えば入力パルス信号に応じて回転するパルスモー
タからなる。これらの電動機４１〜４６はそれぞれ対応
する油圧倍力手段５１〜５６の入力部に連結された出力
軸４１ａ〜４６ａを有している。油圧倍力手段５１〜５
６は、以下に詳細を述べるが、電動機４１〜４６のそれ
ぞれの回転に応じて変位する応動部材と、応動部材に対
し所定方向に相対変位可能な駆動出力部材と、を有し、
これら応動部材および駆動出力部材の相対変位に応じて
油圧供給源８０からの作動油を導入し、駆動出力部材を
油圧により変位させて電動機４１〜４６の回転に応じた
駆動力（変位出力）を出力するようになっている。

【００１７】図５および図６に示すように、電動機４１
および油圧倍力手段５１は、作業車両１００のクローラ
１０１（無限軌道）を駆動する走行駆動装置１１０の一
部を構成しており、油圧倍力手段５１は作業車両１００
のトラックフレーム１０２に支持された油圧モータとな
っている。この走行駆動装置１１０は、図７および図８
に示すように、油圧供給源８０からの作動油を導入する
複数の油路１１１ａ〜１１１ｉが形成されたケース１１
１と、このケース１１１に支持されたパルスモータ等の
速度制御可能な電動機４１と、ケース１１１内で電動機
４１の出力軸４１ａにスプライン結合（回転方向のみ一
体に結合）しその出力軸４１ａの回転に応じて回転する
バルブ軸１１２（応動部材、弁体）と、このバルブ軸１
１２に対し相対回転可能なシリンダバレル１１３（駆動
出力部材）と、シリンダバレル１１３とスプライン結合
した斜板１１４ａおよび出力軸か１１４ｂからなるロー
タ１１４と、斜板１１４ａを押圧してロータ１１４を回
転駆動する複数のピストン１１５と、ケース１１１とピ
ストン１１５によって画成された複数の圧力室１１６
と、ケース１１１内に軸方向に変位可能に設けられ油路
１１１ｂへの供給圧に応じて外側の油路１１１ａ，１１
１ｃとこれらに対応する内側の油路１１１ｅ，１１１
ｆ，１１１ｇとの接続経路を切り換えるスプール１１７
と、ロータ１１４をケース内で案内するラジアル軸受１
１９ａ，１１９ｂおよびスラスト軸受１１９ｃと、を有
している。

【００１８】なお、図７には詳細を図示していないが、
ピストン１１５は、好ましくはそれぞれ図５に示すよう
に先端に球面部１１５ａを有しており、その球面部１１
５ａにシュー１１５ｂが装着されている。また、図５に
おいて、１０５は、電動機４１およびその後端部に装着
されたロータリーエンコーダ４１ｂ（回転検出手段）を
収納するための収納室１０４を形成するようトラックフ
レーム１０２に装着されたカバーで、収納室１０４を液
体密にシールしている。

【００１９】ケース１１１の油路１１１ａ，１１１ｂは
エンジン１０９（図２参照）の回転数に応じて駆動され
る油圧ポンプ８１および速度調整用ポンプ８２に、ケー
ス１１１の油路１１１ｃ，１１１ｄはリザーバ８３に、
それぞれ接続されており、油圧ポンプ８１および速度調
整用ポンプ８２は油圧供給源８０を構成している。油圧
ポンプ８１から吐出された作動油の圧力は、油圧ポンプ
８１から油路１１１ａまでの油圧をパイロット圧として
作動するリリーフ弁１１８によってその設定圧に制限さ
れて、油路１１１ａに導入される。

【００２０】また、ケース１１１の油路１１１ｅ〜１１
１ｇは、それぞれ、内端側でシリンダバレル１１３に形
成された複数の連通孔１１３ａ〜１１３ｃ（図９参照）
を取り囲む環状通路を形成し、外端側でスプール１１７
を取り囲む環状通路部を形成している。これにより、油
路１１１ｅは油路１１１ａおよび連通孔１１３ａに、油
路１１１ｇは油路１１１ｃおよび連通孔１１３ｃに、そ
れぞれ接続されており、油路１１１ｆはスプール１１７
の位置に応じて油路１１１ａに選択的に接続されるよう
になっている。

【００２１】バルブ軸１１２は、図１０に示すように、
複数の略コの字形の通路１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃ
を有しており、これらの通路１１２ａ〜１１２ｃの一端
側は環状溝１１２ｅ，１１２ｆ，１１２ｇの底部に開口
し、他端側は円形開口１１２ｈ，１１２ｉ，１１２ｊ，
１１２ｋとして形成されている。また、円形開口１１２
ｈ，１１２ｊはバルブ軸１１２の軸方向同一位置に対称
に配置され、円形開口１１２ｉ，１１２ｋはこれら円形
開口１１２ｈ，１１２ｊから離間した位置に対称に配置
されている。

【００２２】図８および図９に示すように、シリンダバ
レル１１３には、バルブ軸１１２の各一対の円形開口１
１２ｈ〜１１２ｋに対応する各一対の対称な扇型断面の
矩形給排ポート１１３ｄ，１１３ｅ，１１３ｆ，１１３
ｇが形成されており、矩形給排ポート１１３ｄ，１１３
ｅはそれぞれ複数の放射方向通路１１１ｈを介して圧力
室１１６に連通可能で、矩形給排ポート１１３ｆ，１１
３ｇはそれぞれ複数の放射方向通路１１１ｉを介して圧
力室１１６に連通可能である。放射方向通路１１１ｈ，
１１１ｉは、互いにロータ１１４の軸線方向に離間する
とともに、図８（ａ）、（ｂ）のケース横断面にそれぞ
れ実線および仮想線で示すように、ロータ１１４の回転
方向の異なる位置に交互に配置されており、放射方向通
路１１１ｈは矩形給排ポート１１３ｄ，１１３ｅの何れ
かに、放射方向通路１１１ｉは矩形給排ポート１１３
ｆ，１１３ｇの何れかに、それぞれ連通するようになっ
ている。なお、圧力室１１６はロータ１１４の回転方向
に等間隔に偶数個設けられており、圧力室１１６に連通
する放射方向通路１１１ｈ，１１１ｉはそれぞれ圧力室
１１６の数の半数となる奇数個だけロータ１１４の回転
方向に等間隔に設けられている。

【００２３】スプール１１７は、図１１に示すように、
スプリング１１７ａによって常時同図および図７の右側
に付勢されており、速度調整用ポンプ８２からの吐出圧
が所定値に達したとき、油路１１１ｂからスプール１１
７の右端側の受圧面に供給される油圧によって、スプー
ル１１７はスプリング１１７ａを圧縮しつつ図１１の下
半部に示す位置まで左行する。そして、このとき、油圧
ポンプ８１から油路１１１ａに供給される作動油を２つ
の油路１１１ｅ，１１１ｆに供給するように接続経路を
切り換える。前記吐出圧が所定値より低い場合、スプー
ル１１７はスプリング１１７ａの付勢力によって図１１
の上半部に示す位置まで右行し、油圧ポンプ８１から油
路１１１ａに供給される作動油を１つの油路１１１ｅに
のみ供給するように接続経路を切り換える。また、油圧
ポンプ８１からの作動油が２つの油路１１１ｅ，１１１
ｆに供給されるとき、バルブ軸１１２の通路１１２ａ，
１１２ｂを通して矩形給排ポート１１３ｄ，１１３ｅの
うち一方と矩形給排ポート１１３ｆ，１１３ｇのうち一
方とから圧力室１１６の一部に作動油が供給され、残り
の圧力室１１６からは、給排ポート１１３ｄ，１１３ｅ
のうち他方と給排ポート１１３ｆ，１１３ｇのうち他方
とを通してバルブ軸１１２の通路１１２ｃに作動油が排
出され、この作動油がリザーバ８３に戻る。

【００２４】また、シリンダバレル１１３の矩形給排ポ
ート１１３ｄ，１１３ｅの間の一対の壁部１１３ｈは、
図８（ｂ）に示すように、バルブ軸１１２の円形開口１
１２ｈ，１１２ｊの開口径よりわずかに幅広く形成され
るとともに約１８０度の間隔を隔てて設けられており、
バルブ軸１１２がシリンダバレル１１３に対し所定の回
転位置（中立位置）にあるときには円形開口１１２ｈ，
１１２ｊを閉止することができる。同様に、シリンダバ
レル１１３の矩形給排ポート１１３ｆ，１１３ｇの間の
一対の壁部１１３ｉは、図８（ａ）に示すように、バル
ブ軸１１２の円形開口１１２ｉ，１１２ｋの開口径より
わずかに幅広く形成されるとともに約１８０度の間隔を
隔てて設けられており、バルブ軸１１２がシリンダバレ
ル１１３に対し所定の回転位置（中立位置）にあるとき
には円形開口１１２ｉ，１１２ｋを閉止することができ
る。したがって、バルブ軸１１２がシリンダバレル１１
３に対して中立位置にあるとき、円形開口１１２ｈ〜１
１２ｋは全部閉じた状態で、バルブ軸１１２がシリンダ
バレル１１３に対して中立位置から外れるよう相対回転
したとき、その相対回転角度に応じた開度で円形開口１
１２ｈ〜１１２ｋがそれぞれ開放され、圧力室１１６へ
の作動油の給排がなされる。

【００２５】また、一対の壁部１１３ｈ，１１３ｉは、
このような作動油の給排時に、矩形給排ポート１１３
ｄ，１１３ｆによって形成される約半周分の作動油供給
区間と、矩形給排ポート１１３ｅ，１１３ｇによって形
成される約半周分の作動油排出区間と、を区分する機能
を有している。そして、バルブ軸１１２が中立位置から
外れるよう回転して矩形給排ポート１１３ｄ〜１１３ｇ
と圧力室１１６の連通、遮断状態が切換えられるとき、
作動油供給区間内のピストン１１５の推力によってロー
タ１１４が回転駆動され、シリンダバレル１１３が円形
開口１１２ｈ〜１１２ｋを閉じる位置へと追従回転する
ようになっている。

【００２６】さらに、バルブ軸１１２が回転中のシリン
ダバレル１１３に対し相対的に加速されるとき、例えば
制御回路３０からの指令信号に応じて電動機４１が加速
され、これによってバルブ軸１２が加速されるときに
は、これに応じて給排ポート１１３ｄ〜１１３ｇの開度
が増加し、圧力室１１６への単位時間当りの作動油給排
量が増すことによって、ピストン１１５によるロータ１
１４の駆動が加速される。これと反対に、バルブ軸１１
２が回転中のシリンダバレル１１３に対し相対的に減速
されるとき、例えば制御回路３０からの指令信号に応じ
て電動機４１が減速され、これによってバルブ軸１１２
が減速されるときには、これに応じて給排ポート１１３
ｄ〜１１３ｇの開度が減少し、圧力室１１６への単位時
間当りの作動油給排量が減ることによって、ピストン１
１５によるロータ１１４の回転駆動が減速される。

【００２７】このように、駆動出力部材であるロータ１
１４は、シリンダバレル１１３に対するバルブ軸１１２
（および電動機４１の出力軸４１ａ）の回転やその速度
変化に追従して回転する。すなわち、電動機４１は第１
走行レバー２１への操作入力（例えば前進又は後退方向
への操作量）に応じた指令信号制御手段３０からの指令
信号に従って回転するから、ロータ１１４は、第１走行
レバー２１への操作入力に追従する速度と方向をもって
回転変位することになる。

【００２８】走行駆動装置１１０の油圧倍力手段５１
は、このようにバルブ軸１１２およびシリンダバレル１
１３の相対回転（回転方向における相対変位量）に応じ
て油圧供給源８０からの作動油を導入し、ピストン１１
５がその作動油の圧力によりロータ１１４の斜板１１４
ａを押圧してロータ１１４を油圧により回転させるよう
にし、電動機４１の回転に応じた回転駆動力（回転変位
出力）を出力するように構成されている。そして、電動
機４１に装着されたエンコーダ４１ｂによって電動機４
１の回転（回転変位）が検出され、この検出情報と操作
位置検出器３１からの操作位置信号（第１走行レバー２
１への操作入力）とに基づいて、制御回路３０により電
動機４１の回転速度が制御される。

【００２９】電動機４２および油圧倍力手段５２は、図
３に示すように、バルブ軸１２２およびシリンダバレル
１２３と共に上述の走行駆動装置１１０と左右対称に配
置される走行駆動装置１２０の一部を構成しており、走
行駆動装置１２０は走行駆動装置１１０とほぼ同一の構
成を有している。そして、電動機４１，４２および油圧
倍力手段５１，５２を含む左右の走行駆動装置１１０，
１２０によって作業車両１００の左右のクローラ１０１
が第１、第２走行レバー２１，２２の操作に応じ独立し
て又は同様に駆動制御されるようになっている。

【００３０】電動機４３および油圧倍力手段５３は、バ
ルブ軸１３２およびシリンダバレル１１３と共に作業車
両１００のオペレーションキャビン１０３を旋回させる
旋回駆動装置１３０の一部を構成しており、この旋回駆
動装置１３０は詳細は説明しないが、走行駆動装置１１
０，１２０とほぼ同一機能の構成要素からなる。なお、
図２および図３において、１４１，１４２，１４３はそ
れぞれ油圧倍力手段５１，５２，５３の非作動時（油圧
供給源８０からの作動油供給停止時、例えば駐車時）に
ロータ１１４等（駆動出力部材）の回転を制動し規制す
るメカニカルブレーキであり、１４４，１４５，１４６
はそれぞれ油圧倍力手段５１，５２，５３の駆動出力部
材の出力回転を減速する減速機である。この減速機は、
例えば図５に示すように、ロータ１１４にスプライン結
合した小歯車１５１ａおよびこれに噛合する小歯車１５
１ａとは歯数の異なる（多い）３つの大歯車１５１ｂか
らなる前段減速部１５１と、大歯車１５１ｂを支持する
３つのクランク軸１５２と、互いに１８０度の位相差を
もって所定偏心量で円運動するようクランク軸１５２に
支持された一対の同一形状の外歯車１５３Ａ，１５３Ｂ
と、これら外歯車１５３Ａ，１５３Ｂに噛合する外歯車
１５３Ａ，１５３Ｂよりわずかに歯数の多い内歯車１５
４と、これらを軸受等を介して支持するモータケース１
５５と、を有している。１５６はクローラ１０１に係合
するスプロケットホイールで、内歯車１５４に一体的に
連結されている。

【００３１】また、図３に示すように、バルブ軸１１
２，１２２，１３２およびシリンダバレル１１３，１２
３，１３３は、それぞれ所定の相対回転位置に対応する
中立位置で、２つの入力ポートおよび３つの出力ポート
を閉止し、そこから回転方向一方又は他方側に相対回転
が生じた位置でその相対回転方向に応じて油圧倍力手段
５１，５２，５３への作動油の給排方向を切換えるとと
もに、メカニカルブレーキ１４１，１４２，１４３のブ
レーキ解放圧を供給するように機能する。同図におい
て、１４７は旋回駆動装置１３０の一部を構成するスイ
ベルジョイントであり、オペレーションキャビン１０３
側に設けられる油圧ポンプ８１と走行駆動装置１１０，
１２０の油圧倍力手段５１，５２とはこのスイベルジョ
イント１４７を介装した２本の作動油供給ライン１６
１，１６２を通して接続されている。また、オペレーシ
ョンキャビン１０３側に設けられる制御回路３０と走行
駆動装置１１０，１２０の電動機４１，４２とはスリッ
プリング１４８を介装した２本の電気信号ライン１６
３，１６４によって接続されている。また、図２に示す
ように、制御回路３０からの指令信号に応じて回転する
電動機８５によって、バルブ８６を操作し、速度調整用
ポンプ８２から吐出されたの作動油を容量可変ピストン
８７に給排し、油圧ポンプ８１の吐出容量を可変制御す
ることができる。

【００３２】一方、電動機４４および油圧倍力手段５４
は、図４に示す作業車両１００のブーム１０６を駆動す
るようオペレーションキャビン１０３とブーム１０６
（相対動可能な一対のフレーム）の間に介装されたブー
ムシリンダ駆動装置２１０の一部を構成している。すな
わち、油圧倍力手段５４は、ブーム１０６を駆動するた
めの油圧シリンダとなっている。

【００３３】図１２に示すように、このブームシリンダ
駆動装置２１０の油圧倍力手段５４は、速度制御可能な
電動機４４を支持するとともに油圧供給源８０からの作
動油を導入可能なケース２１１と、ケース２１１内で電
動機４４の回転に応じてその回転軸線方向に変位する応
動部材２１２（弁体）と、この応動部材２１２に対し前
記回転軸線方向に相対変位可能なピストン２１３（駆動
出力部材）と、電動機４４の出力軸４４ａに一体的に連
結され雄ねじ部材２１５と、を有しており、ピストン２
１３によってケース２１１内を２つの圧力室２１４Ａ，
２１４Ｂに仕切るとともに、応動部材２１２およびピス
トン２１３の相対変位に応じて油圧供給源８０からの作
動油を２つの圧力室２１４Ａ，２１４Ｂのうち何れか一
方に導入し、ピストン２１３を油圧により変位させて電
動機４４の回転に応じた直線駆動力を出力するようにな
っている。また、電動機４４の回転位置はロータリーエ
ンコーダ４４ｂ（回転検出手段）によって検出されるよ
うになっており、このロータリーエンコーダ４４ｂおよ
び電動機４４を収納する収納室２１６を形成するようケ
ース２１１には複数のボルト２１７ａによりカバー２１
７が取り付けられ、これによって収納室２１６が液体密
にシールされている。なお、ケース２１１とカバー２１
７の間又はカバー２１７には、電動機４４への信号線１
６５となる電気配線を取り出すための穴が形成され、こ
の穴をシールする知る部材が設けられている。

【００３４】応動部材２１２は、その外周部２１２ａが
環状の凹凸を有する弁体となっている。また、ピストン
２１３は、伸長方向（変位方向一方側）への油圧を受圧
する第１の受圧面２１３ｆと、この第１の受圧面２１３
ｆより受圧面積が小さく収縮方向（変位方向他方側）へ
の油圧を受圧する第２の受圧面２１３ｇとを有してい
る。ケース２１１とピストン２１３のうち何れか一方、
例えばピストン２１３は、２つの圧力室２１４Ａ，２１
４Ｂのうち第２の受圧面２１３ｇによって形成される一
方の圧力室２１４Ａに油圧供給源８０からの作動油を常
時導入可能な油圧導入通路２１３ａ（油圧導入口）と、
応動部材２１２により開閉されて圧力室２１４Ａを介し
て油圧供給源８０に接続および遮断される給排ポート２
１３ｂと、一端で応動部材２１２とピストン２１３の間
に形成された環状室２１８に開口し他端でリザーバ８３
に接続された戻り通路２１３ｃと、一端で圧力室２１４
Ｂに開口し他端で環状室２１８に開口した連通路２１３
ｄと、を有している。また、応動部材２１２とピストン
２１３の間には両者の相対回転を規制する規制部材２１
９が設けられている。

【００３５】前記油圧倍力手段５４においては、給排ポ
ート２１３ｂが開かれた場合には、環状室２１８を介し
受圧面積の小さい圧力室２１４Ａと受圧面積の大きい圧
力室２１４Ｂとの圧力差が縮小されることで、圧力室２
１４Ａ側から圧力室２１４Ｂ側に作動油が導入されると
ともに、ピストン２１３が伸長方向に移動する。一方、
戻り通路２１３ｃが開いた場合には、環状室２１８およ
び連通路２１３ｄを介して圧力室２１４Ｂ内の作動油が
リザーバ８３側に排出されるとともに、ピストン２１３
が収縮方向に移動する。すなわち、油圧倍力手段５４
は、応動部材２１２およびピストン２１３の相対変位に
応じて応動部材２１２により給排ポートを２１３ｂ等を
開閉制御し、油圧供給源８０からの作動油を２つのうち
一方の圧力室２１４Ａに供給するとともに、２つの圧力
室２１４Ａ，２１４Ｂを選択的に連通させることにより
他方の圧力室２１４Ｂへの作動油の給排を制御し、ピス
トン２１３を変位させるようになっている。

【００３６】電動機４５および油圧倍力手段５５は、作
業車両１００のブーム１０６に対しアーム１０７を駆動
するようブーム１０６とアーム１０７（相対動可能な一
対のフレーム）の間に介装されたアームシリンダ駆動装
置２２０の一部を構成している。油圧倍力手段５５は、
上述した油圧倍力手段５４と同様に構成されているが、
例えば図１３に示すような変形態様を採用することもで
き、勿論、油圧倍力手段５４もこれと同様にすることが
できる。

【００３７】図１３に示す変形態様の油圧倍力手段５５
は、速度制御可能な電動機４５を支持するとともに油圧
供給源８０からの作動油を導入可能なケース２２１と、
ケース２２１内で電動機４５の回転に応じてその回転軸
線方向に変位する応動部材２２２と、この応動部材２２
２に対し前記回転軸線方向に相対変位可能なピストン２
２３（駆動出力部材）と、一端で電動機４５の出力軸４
５ａに連結されるとともに他端にピストン２２３内に摺
動自在に挿入された拡径部２２５ａを有する雄ねじ部材
２２５と、を有しており、ピストン２２３によってケー
ス２２１内を２つの圧力室２２４Ａ，２２４Ｂに仕切る
とともに、応動部材２２２およびピストン２２３の相対
変位に応じて油圧供給源８０からの作動油を２つの圧力
室２２４Ａ，２２４Ｂのうち一方には常時、他方には選
択的に導入して、ピストン２２３を油圧により前記回転
軸線方向に変位させ、電動機４４の回転に応じた直線駆
動力を出力するようになっている。また、電動機４４の
回転位置はロータリーエンコーダ４５ｂ（回転検出手
段）によって検出されるようになっており、このロータ
リーエンコーダ４５ｂおよび電動機４４を収納する収納
室２２６を形成するよう、ケース２２１にはカバー２２
７が取り付けられ、これによって収納室２２６が液体密
にシールされている。

【００３８】応動部材２２２は、その外周部２２２ａが
環状の凹凸を有する弁体となっており、ピストン２２３
との間に環状室２２８を形成する一方、内周部２２２ａ
に形成された雌ねじによって雄ねじ部材２２５にねじ結
合している。ピストン２２３は、伸長方向への油圧を受
圧する第１の受圧面２２３ｆと、この第１の受圧面２２
３ｆより受圧面積が小さく収縮方向への油圧を受圧する
第２の受圧面２２３ｇとを有している。また、ケース２
２１とピストン２２３のうち何れか一方、例えばケース
２２１は、２つの圧力室２２４Ａ，２２４Ｂのうち第２
の受圧面２２３ｇによって形成される一方の圧力室２２
４Ａに油圧供給源８０からの作動油を常時導入可能な油
圧導入通路２２１ａ（油圧導入口）と、雄ねじ部材２２
５との間に環状の通路を形成する環状溝２２１ｂと、こ
の環状溝２２１ｂ（環状の通路）をリザーバ８３に接続
する戻り通路２２１ｃと、を有している。他方のピスト
ン２２３は、環状室２８の近傍から雄ねじ部材２２５の
拡径部２２５ａより先端側まで延在する連通路２２３ａ
と、応動部材２２２により開閉され圧力室２２４Ａを介
して油圧供給源８０に接続および遮断される給排ポート
２２３ｂと、雄ねじ部材２２５の拡径部２２５ａによっ
て圧力室２２４Ｂとは仕切られ連通路２２３ａを介して
環状通路２８に連通可能な内室２２３ｃと、一端で圧力
室２２４Ｂに開口し他端で環状室２２８に開口した連通
路２２３ｄと、を有している。内室２２３ｃは雄ねじ部
材２２５に形成された戻り通路２２５ｂを通してリザー
バ８３に連通している。また、応動部材２２２とピスト
ン２２３の間には両者の相対回転を規制する規制部材２
２９が設けられている。

【００３９】そして、応動部材２２２によって給排ポー
ト２２３ｂが開かれた場合には、環状室２２８を介し受
圧面積の小さい圧力室２２４Ａと受圧面積の大きい圧力
室２２４Ｂとの圧力差が縮小されることで、圧力室２２
４Ａ側から圧力室２２４Ｂ側に作動油が導入されるとと
もに、ピストン２２３が伸長方向に移動する。一方、応
動部材２２２によって給排ポート２２３ｂが閉止される
とともに連通路２２３ａの一端開口が開かれた場合に
は、環状室２２８および連通路２２３ｄを介して圧力室
２２４Ｂ内の作動油がリザーバ８３側に排出されるとと
もに、ピストン２２３が収縮方向に移動する。すなわ
ち、油圧倍力手段５４は、応動部材２２２およびピスト
ン２２３の相対変位に応じて応動部材２２２により給排
ポートを２２３ｂ等を開閉制御し、油圧供給源８０から
の作動油を２つのうち一方の圧力室２２４Ａに供給する
とともに、２つの圧力室２２４Ａ，２２４Ｂを連通／遮
断して他方の圧力室２２４Ｂへの作動油の給排を制御す
るようになっている。

【００４０】電動機４６および油圧倍力手段５６は、図
２および図４に示すように、作業車両１００のアーム１
０７に対してバケット１０８を駆動するようアーム１０
７とバケット１０８（相対動可能な一対のフレーム）の
間に介装されたバケット駆動装置２３０の一部を構成し
ている。このバケット駆動装置２３０の油圧倍力手段５
６は上述の油圧倍力手段５５とほぼ同様に、ケース２３
１、電動機４６の回転に応動する応動部材２３２、ピス
トン２３３等から構成され、油圧倍力手段５５とほぼ同
様な作動によってバケット１０８を駆動することができ
る。なお、図２に示すように、制御回路３０には所定の
作業運転モードを選択するためのモード設定スイッチ６
１（操作入力手段）と、作業車両１００の作業状態を検
出する作業状態検出手段６２と、が接続されている。こ
こでいう作業状態とは、作業車両１００の作業姿勢、例
えば水平状態から前後方向および左右方向への傾斜角度
であり、本実施形態において、作業状態検出手段６２は
少なくとも１つの傾斜角検知器として構成される。制御
回路３０は、作業モード設定スイッチ６１への操作位置
を検出する検出部（図示せず）を有し、各操作レバー２
１〜２６、作業モード設定スイッチ６１、作業状態検出
手段６２およびロータリーエンコーダ４１ａ〜４６ａの
検出情報に基づいて、各操作レバー２１〜２６への操作
入力に応じた手動運転指令信号を生成し、あるいは作業
モード設定スイッチ６１による設定モードに対応する所
定の演算処理を実行して、自動又は半自動の作業運転指
令信号を生成するようになっている。なお、自動又は半
自動の作業運転とは、例えば開始点（基準点）を決定
し、モード設定および必要な条件入力のみを行うと、制
御回路３０に内蔵されたマイクロコンピュータによって
所定のモード運転プログラムに従って設定条件およびセ
ンサ情報に基づいて演算処理を実行し、部分的な手動運
転又は無操作で、地面を平坦に掘削する水平又は垂直掘
削、斜面の整形、穴掘り等を指定した範囲、サイズに従
って実行する作業運転をいう。

【００４１】次に、作用について説明する。 ＜車両走行時＞作業車両１００の走行のために第１、第
２走行レバー２１，２２が操作されると、信号出力手段
３０が位置検出器３１，３２からの検出情報に基づいて
そのレバー操作入力に対応する走行駆動信号としての手
動運転指令信号を生成し、その操作入力に応じて左右の
走行駆動装置１１０，１２０の電動機４１，４２を同時
に又は個別に回転させる。このとき、バルブ軸１１２，
１２２がそれぞれ回転変位すると、ロータ１１４および
これに相当する油圧倍力手段５２のロータ（以下、両ロ
ータを単にロータ１１４という）の回転位置がバルブ軸
１１２，１２２の回転変位に追従するように油圧倍力手
段５１，５２が作動する。すなわち、第１、第２走行レ
バー２１，２２への操作入力に応じた電動機４１，４２
の回転によってバルブ軸１１２，１２２とシリンダバレ
ル１１３，１２３とが相対的に回転変位し、バルブ軸１
１２，１２２によって中立位置で閉止されていた各給排
ポート、すなわち、円形開口１１２ｈ〜１１２ｋが前記
回転変位量に応じて開放され、油圧倍力手段５１，５２
への作動油の給排が開始されるとともに、メカニカルブ
レーキ１４１，１４２によるロータ１１４の回転規制が
解除される。

【００４２】このとき、矩形給排ポート１１３ｄ，１１
３ｅのうち一方に連通している放射方向通路１１１ｈを
通して、あるいは更に矩形給排ポート１１３ｆ，１１３
ｇのうち一方に連通している放射方向通路１１１ｉを通
して、作動油供給区間の圧力室１１６に作動油が供給さ
れ、これと同時に、矩形給排ポート１１３ｄ，１１３ｅ
のうち他方に連通している放射方向通路１１１ｈを通し
て、あるいは更に矩形給排ポート１１３ｆ，１１３ｇの
うち他方に連通している放射方向通路１１１ｉを通し
て、作動油排出区間の圧力室１１６から作動油が排出さ
れる。そして、圧力室１１６の作動油圧により作動油供
給区間のピストン１１５がロータ１１４側に向かう推力
を発生してその斜板部１１４ａの頂部（図７の上部）側
から離隔するようロータ１１４を駆動し、これに伴なっ
て、作動油排出区間のピストン１１５が圧力室１１６内
の作動油を排出しつつ後退し、ロータ１１４の斜板部１
１４ａの頂部に接近する。その結果、ロータ１１４が回
転する。

【００４３】このとき、ロータ１１４と一体にシリンダ
バレル１１３も回転するから、円形開口１１２ｈ〜１１
２ｋの開度は、駆動負荷が大きい走行レバー２１，２２
へのレバー操作直後には増大され、走行開始により駆動
負荷が低下するときにはそれに応じた開度まで次第に減
小する。すなわち、レバー操作に対応するバルブ軸１１
２，１２２の回転量にシリンダバレル１１３を介した機
械的フィードバック量が加算されることで、実際の駆動
出力がレバー操作入力に即座に追従するように、バルブ
動作がなされ、油圧倍力手段５１，５２への作動油の給
排が行われることになる。

【００４４】なお、このとき、速度調整用ポンプ８２か
らの吐出圧が所定値を超えていたとすると、油路１１１
ｂからの油圧によってスプール１１７がスプリング１１
７ａを圧縮して図１１の下半部に示す位置まで左行して
おり、油圧ポンプ８１から油路１１１ａに供給される作
動油が２つの油路１１１ｅ，１１１ｆに供給され、連通
孔１１３ａ，１１３ｂの双方を通して放射方向通路１１
１ｈ，１１１ｉに作動油が供給されとともに、リターン
ポート１１３ｃからリザーバ８３に作動油が排出され
る。一方、速度調整用ポンプ８２からの吐出圧が所定値
以下であったとすると、スプール１１７がスプリング１
１７ａからの付勢力によって図１１の上半部に示す位置
まで復帰しており、油圧ポンプ８１から油路１１１ａに
供給される作動油が１つの油路１１１ｅを通して放射方
向通路１１１ｉのみに供給される。このとき、作動油供
給区間において、放射方向通路１１１ｈには作動油が供
給されないので、放射方向通路１１１ｈ，１１１ｉの双
方に作動油が供給される場合に比べてピストン１１５の
移動速度が遅くなる。このように、速度調整用ポンプ８
２からの供給圧に応じたスプール１１７の変位によって
モータを低速駆動と高速駆動に切り換えることができ
る。

【００４５】ここで、第１、第２走行レバー２１，２２
の操作量（操作角）が増してこれに応動するバルブ軸１
１２，１２２の回転速度が増大し、あるいは登坂走行等
により駆動負荷が増加してロータ１１４の速度が低下し
たとすると、例えば図８（ａ）の時計方向に回転するバ
ルブ軸１１２がシリンダバレル１１３に対して図示位置
から更に時計方向に回転し（回転が進み）、円形開口１
１２ｈ〜１１２ｋの開度が増大することになる。したが
って、圧力室１１６への作動油の給排量が増加し、ロー
タ１１４の回転速度がレバー操作に対応する速度に増大
するから、複雑なレバー操作をすることなく希望する加
速又は登坂中の定速走行が可能になる。

【００４６】次いで、第１、第２走行レバー２１，２２
の操作量が減少し、これに応動するバルブ軸１１２，１
２２の回転速度が減少すると、あるいは、降坂走行等に
よって駆動負荷が低下してロータ１１４の速度が上昇し
たとすると、例えば図８（ａ）の時計方向に回転してい
るバルブ軸１１２がシリンダバレル１１３に対して図示
位置から半時計方向に相対的に回転し（回転が遅れ）、
円形開口１１２ｈ〜１１２ｋの開度が減小することにな
る。したがって、圧力室１１６への作動油の給排量が減
少し、ロータ１１４の回転速度がバー操作に対応する速
度に減少するから、複雑なレバー操作をすることなく希
望する減速又は降坂中の定速走行が可能になる。

【００４７】次いで、第１、第２走行レバー２１，２２
の操作量がゼロになり中立位置（停止位置）になると、
バルブ軸１１２，１２２に対しシリンダバレル１１３，
１２３が中立位置に達した状態で、円形開口１１２ｈ〜
１１２ｋがそれぞれ閉止される。したがって、ロータ１
１４の回転が停止する。このような停止に先立ち、ロー
タ１１４は走行レバー２１，２２の減速方向への操作に
対応する速度に確実に減速されているから、降坂中であ
ったとしてもレバー操作に追従する確実な停止が可能に
なる。

【００４８】また、このような停止に際し走行レバー２
１，２２が急操作されたとすると、あるいは、走行方向
を逆転するレバー操作がされたとすると、例えば図８
（ａ）の時計方向に回転していたバルブ軸１１２が急に
停止するとともにシリンダバレル１１３に対して半時計
方向に相対的に急回転し（急加減速され）、中立位置に
戻った後、更に半時計方位に相対回転する。したがっ
て、円形開口１１２ｈ〜１１２ｋが、それぞれバルブ軸
１１２の中立位置で閉止された後、さらに、反対側のポ
ートに連通して、それまでとは逆方向に作動油の給排が
なされる。また、その間、逆転や急操作に伴う過負荷に
対しては、油圧ポンプ８１からの供給圧がリリーフ弁１
１８によって所定圧に制限される。

【００４９】＜作業運転＞作業車両１００による所定の
作業を実行するに際し、いま、オペレーションキャビン
１０３を旋回させるように旋回レバー２３が操作された
とすると、信号出力手段３０が位置検出器３３からの検
出情報に基づいてそのレバー操作入力に対応する手動運
転指令信号を生成し、旋回駆動装置１３０の電動機４３
を回転させる。このとき、バルブ軸１３２が回転変位す
ると、前記ロータ１１４に相当する油圧倍力手段５３の
ロータ（駆動出力部材）の回転位置がバルブ軸１３２の
回転変位に追従するように油圧倍力手段５３が作動す
る。すなわち、旋回レバー２３への操作入力に応じた電
動機４３の回転によってバルブ軸１３２とシリンダバレ
ル１１３（駆動出力部材）とが相対的に回転変位し、図
３に示すようにバルブ軸１３２によって中立位置で閉止
されていた２つの入力ポートおよび３つの出力ポートが
前記回転変位量に応じて開放され、油圧倍力手段５３へ
の作動油の給排が開始される。したがって、メカニカル
ブレーキ１４３にブレーキ解放油圧が供給されて油圧倍
力手段５３のロータの制動が解除されるとともに、この
ロータにより減速機１４６を介してオペレーションキャ
ビン１０３が駆動される。この旋回に際しての加減速や
旋回方向の切換え（逆転）等に際しての作用は走行駆動
について上述した内容とほぼ同様である。

【００５０】次いで、ブームレバー２４が操作されたと
すると、その操作入力に応じてブームシリンダ駆動装置
２１０の電動機４４が回転し、この回転に応じ応動部材
２１２が雄ねじ部材２１５の軸方向に変位して、ブーム
１０６を駆動するよう油圧倍力手段５４が作動する。す
なわち、ピストン２１３に対し相対変位した応動部材２
１２によって給排ポート２１３ｂおよび戻り通路２１３
ｃのうち一方が開放されるとともに、他方が閉止され
る。そして、給排ポート２１３ｂが開放された場合に
は、油圧導入通路２１３ａを介して油圧供給源８０から
の作動油を常時導入している圧力室２１４Ａが、この給
排ポート２１３ｂと環状室２１８および連通路２１３ｄ
とを介して圧力室２１４Ｂに連通し、受圧面積の小さい
圧力室２１４Ａと受圧面積の大きい圧力室２１４Ｂとの
圧力差が縮小される。したがって、ピストン２１３に作
用していた軸方向の力のバランスがくずれ、圧力室２１
４Ａ側から圧力室２１４Ｂ側に作動油が導入されるとと
もに、ピストン２１３が伸長方向に移動する。これによ
り、ブーム１０６が上方に揺動する。また、戻り通路２
１３ｃが開いた場合には、環状室２１８および連通路２
１３ｄを介して圧力室２１４Ｂ内の作動油がリザーバ８
３側に排出され、ピストン２１３が収縮方向に移動、復
帰することになり、ブーム１０６が下方に揺動する。

【００５１】このように、油圧倍力手段５４は、ブーム
レバー２４への操作入力に応動する応動部材２１２とピ
ストン２１３との相対変位に応じて、応動部材２１２に
より給排ポートを２１３ｂ等を開閉制御し、２つのうち
一方の圧力室２１４Ａに供給した油圧供給源８０からの
作動油を圧力室２１４Ｂに選択的に導入することで、両
圧力室２１４Ａ，室２１４Ｂにおいて受圧面積の異なる
ピストン２１３が変位する。したがって、ピストン２１
３とこれに連動するブーム１０６とが、ブームレバー２
４の操作（例えば操作角および操作速度）に対応する速
度で操作方向に変位するから、複雑なレバー操作をする
ことなく希望する速度で希望する位置にブーム１０６を
移動させることが可能になる。また、駆動制御系に必要
な電動機４４が油圧倍力手段５４への入力のために応動
部材２１２を変位させる程度の小型の電動機で済み、し
かも、通常の電気油圧サーボ弁を用いる場合のように小
開度で頻繁に開閉動作するために低負荷でも設定圧を高
くするといった必要がなく、低負荷時の作動油の絞りに
よる発熱をも抑えることができる。

【００５２】ブームレバー２４の操作と共に又は個別に
アームレバー２５が操作されたとすると、例えばその操
作入力に応じてアームシリンダ駆動装置２２０の電動機
４５が回転し、この回転に応じ応動部材２２２が雄ねじ
部材２２５の軸方向に変位して、アーム１０７を駆動す
るよう油圧倍力手段５５が作動する。すなわち、図１３
に示す態様で説明すると、ピストン２２３に対し相対変
位した応動部材２２２によって連通路２２３ａおよび給
排ポート２２３ｂのうち一方が開放されるとともに、他
方が閉止される。そして、給排ポート２２３ｂが開放さ
れた場合には、油圧導入口２２１ａを介して油圧供給源
８０からの作動油を常時導入している圧力室２２４Ａ
が、この給排ポート２２３ｂと環状室２２８および給排
ポート２２３ｄとを介して圧力室２１４Ｂに連通し、受
圧面積の小さい圧力室２１４Ａと受圧面積の大きい圧力
室２１４Ｂとの圧力差が縮小される。したがって、ピス
トン２２３に作用していた軸方向の力のバランスがくず
れ、圧力室２２４Ａ側から圧力室２２４Ｂ側に作動油が
導入されるとともに、ピストン２２３が伸長方向に移動
する。これによって、アーム１０７がオペレーションキ
ャビン１０３側に揺動する。また、連通路２２３ａが開
いた場合には、環状室２２８および給排ポート２２３ｄ
を介して圧力室２２４Ｂ内の作動油が戻り通路２２５ｂ
を通してリザーバ８３側に排出され、ピストン２２３が
収縮方向に移動、復帰することになり、アーム１０７が
前方に揺動する。

【００５３】このように、油圧倍力手段５５は、アーム
レバー２５への操作入力に応動する応動部材２２２とピ
ストン２２３との相対変位に応じて、応動部材２２２に
より連通路２２３ａおよび給排ポートを２２３ｂを開閉
制御し、２つのうち一方の圧力室２１４Ａに供給した油
圧供給源８０からの作動油を圧力室２２４Ｂに選択的に
導入することで、両圧力室２２４Ａ，室２２４Ｂにおい
て受圧面積の異なるピストン２２３が変位する。したが
って、ピストン２２３とこれに連動するアーム１０７と
が、アームレバー２５の操作に対応する速度で操作方向
に変位するから、複雑なレバー操作をすることなく希望
する速度で希望する位置にアーム１０７を移動させるこ
とができる。

【００５４】さらに、バケット１０８を動作させるべく
バケットレバー２６が操作されると、バケット駆動装置
２３０の電動機４６がこの操作入力に応じて回転し、油
圧倍力手段５６は、上述の油圧倍力手段５５とほぼ同様
な作動により、アーム１０７に対してバケット１０８を
オペレーションキャビン１０３の前後方向に揺動するよ
う駆動する。

【００５５】上述のように、本実施形態の各駆動装置１
１０〜１３０，２１０〜２３０においては、操作レバー
２１〜２６の操作位置を検出する操作位置検出器３１〜
３６と、電動機４１〜４６の回転を検出するエンコーダ
４１ｂ〜４６ｂと、を設け、これらの検出情報に基づい
て、制御回路３０が指令信号を生成して電動機４１〜４
６を回転させ、油圧倍力手段５１〜５６をこれに追従さ
せる構成としてなっているので、各レバー２１〜２６の
操作位置に応じて電動機４１〜４６の回転をきめ細かに
制御して追従性のよい装置とすることができる。

【００５６】＜モード運転＞次に、運転者が所定の作業
運転を欲して作業モード設定スイッチ６１を操作した場
合について説明すると、まず、モード設定スイッチ６１
への操作入力が制御回路３０内の前記検出部によって検
出され、作業状態検出手段６２によって、作業車両１０
０の傾斜角度が検出される。

【００５７】制御回路３０は、次いで、作業モード設定
スイッチ６１による設定モードに対応する所定の演算処
理を実行して、自動又は半自動の作業運転指令信号を生
成して、各電動機４１〜４６に必要に応じて出力する。
このとき、制御回路３０は、例えば各電動機４１〜４３
の回転位置、作業車両１００の傾斜角度情報等に基づ
き、電動機４１〜４３の回転位置で表される所定の作業
姿勢又は現在の作業姿勢を基準点として、マイクロコン
ピュータにより所定のモード運転プログラムに従ってモ
ード設定条件および傾斜検知器等のセンサ情報に基づい
て所定の演算処理を実行し、部分的な手動運転又は無操
作で、例えば地面を平坦に掘削する水平又は垂直掘削、
斜面形成、穴掘り等を実行するための作業運転指令信号
を出力して電動機４１〜４６を適宜回転させる。このと
き、各油圧倍力手段５１〜５６は、上述のように電動機
４１〜４６の回転に追従して作動する構成となっている
から、上記演算処理が複雑にならず、簡単なプログラム
で高度なモード運転の可能な作業車両となる。

【００５８】このように、操作入力手段を複数の操作レ
バー２１〜２６および少なくとも１つの作業モード設定
スイッチ６１から構成し、作業車両１００の作業状態を
検出する作業状態検出手段６２と、操作レバー２１〜２
６および作業モード設定スイッチ６１の操作位置をそれ
ぞれ検出する複数の操作位置検出手段３１〜３６等を設
けて、制御回路３０が、それらの検出情報に基づいて、
操作入力に応じた指令信号又は作業モード設定スイッチ
による設定モードに対応する所定の指令信号を生成する
ようになっているので、手動操作による作業運転とモー
ド設定情報に基づく自動又は半自動の作業運転とが可能
になり、運転者の熟練を要しない優れた操作性を得るこ
とができる。また、電動機４１〜４６の回転変位をエン
コーダで検出し、電動機の回転を常時きめ細かに制御す
ることで、正確なモード運転を実行することができる。

【００５９】なお、上述の一実施形態においては、走行
駆動用の油圧倍力手段５１，５２として回転バルブ軸１
１２，１２２を有するものを例示したが、回転出力を得
る油圧倍力手段５１〜５３はこのような形態に限定され
るものではなく、例えば図１４、１５に示すようなもの
としてもよい。図１４および図１５において、１７１は
モータケース１５５を介してトラックフレーム１０２に
支持されたバルブケースで、複数の油路１７１ａ〜１７
１ｄを有している。このケース１７１にはパルスモータ
等の電動機４７が装着されており、電動機４７の出力軸
４７ａには応動部材１７２がスプライン結合されてい
る。この応動部材１７２はロータ軸１７３（駆動出力部
在）の後端にねじ結合しており、電動機４７の出力軸４
７ａとロータ軸１７３との相対回転委によって軸方向に
変位可能になっている。また、応動部材１７２はバルブ
ケース１７１の内部に軸方向摺動自在に収納されたバル
ブスプール１８２（応動部材）と一体に変位するよう連
結されており、このバルブスプール１８２によって油圧
ポンプ８１からの作動油を油路１７１ｂ，１７１ｃのう
ち何れか一方を通してシリンダブロック１７４内の圧力
室１７６に供給するとともに、圧力室１７６から油路１
７１ｂ，１７１ｃのうち何れか他方と油路１７１ｄとを
通してリザーバ８３側に作動油を排出さるようになって
いる。なお、１７９はそれぞれ油路１７１ｂ，１７１ｃ
に連通する扇形の作動油供給ポートおよび排出ポートを
有し、回転中の圧力室１７６への作動油の給排タイミン
グを設定するタイミングプレートである。なお、このよ
うなピストンポンプの構造自体は公知であるから、詳述
しないが、固定斜板１７８にスライダ１７７を介して介
して係合する複数のピストン１７５が油圧によってシリ
ンダブロック１７４およびロータ軸１７３を一体に回転
させる。

【００６０】このようにすると、ロータ軸１７３と応動
部材１７２のねじ結合部分のリードを適宜設定してバル
ブスプール１８２による給排ポートの開度調整をきめ細
かく行うことができ、弁体の作製も容易である。

【００６１】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、電動機の
回転により応動部材を変位させ、駆動出力部材の位置が
応動部材の変位に追従するよう油圧倍力手段を作動させ
ているので、駆動制御系に必要な電動機を応動部材を駆
動するだけの小型のものとすることができ、しかも、通
常の電気油圧サーボ弁を用いる場合のように作動油の設
定圧を高くする必要がなく、低負荷時の絞りによる発熱
を抑えることができる。

【００６２】請求項２に記載の発明によれば、応動部材
が油圧供給源からの作動油の給排を制御可能な弁体を有
するとともに、油圧倍力手段が該弁体により給排制御さ
れる作動油の油圧を受圧する受圧部材を有しているの
で、駆動出力態様に応じて受圧部材の受圧力およびこれ
による駆動出力部材の変位のさせ方を適宜設定すること
ができ、しかも、油路構成を簡素化することができる。

【００６３】請求項３記載の発明によれば、電動機の回
転を検出する回転検出手段を設け、該回転検出手段から
の出力信号を指令信号制御手段にフィードバックし駆動
指令信号が帰還制御されるようにしているので、動作精
度および安定性のよい駆動装置を提供することができ
る。請求項４記載の発明によれば、作業車両の作業状態
（傾斜状態等）を検出する作業状態検出手段を設け、信
号演算手段が該作業状態検出手段からの信号および操作
位置検出手段からの信号を演算処理し駆動指令信号を生
成するようにしているので、作業車両の作業状態（例え
ば傾斜等の車両姿勢）に応じて上記電動機の回転をきめ
細かに制御することができ、より操作性のよい駆動装置
を提供することができる。

【００６４】請求項５記載の発明によれば、請求項１記
載の発明の効果に加えて、複数の給排制御弁に対し作動
油給排用の配管を共用することができ、例えばオペレー
ションキャビン等が旋回する作業車両にあってそのセン
タジョイント部を通る配管を走行駆動用および旋回駆動
用の給排制御弁に対応して複数組設けることなく、１組
の配管を共用することができ、センタジョイント部の構
成を簡素化するとともに、配管長を短縮することができ
る。

【００６５】請求項６記載の発明によれば、手動操作に
よる作業運転とモード設定情報に基づく自動又は半自動
の作業運転とを実行することができ、運転者の熟練を要
しない優れた操作性を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る作業車両の駆動装置の概念図であ
る。

【図２】一実施形態の作業車両の駆動システムの一部構
成図である。

【図３】図２と共に一実施形態の作業車両の駆動システ
ムを示す構成図である。

【図４】一実施形態の作業車両の全体の概略構成を示す
図である。

【図５】一実施形態の走行駆動装置の正面断面図であ
る。

【図６】図５に示した走行駆動装置の減速機の構成を示
す横断面図である。

【図７】一実施形態の走行駆動装置の油圧倍力手段の構
成を示す正面断面図である。

【図８】図７に示す油圧倍力手段の構成を示す図で、
（ａ）は図７のＡ−Ａ断面図、（ｂ）は図７のＢ−Ｂ断
面図である。

【図９】一実施形態の走行駆動装置におけるシリンダバ
レルの形状説明図である。

【図１０】一実施形態の応動部材を構成する回転バルブ
の形状を説明する図で、（ａ）はその縦断面図、（ｂ）
はそのポート形状を示す正面図である。

【図１１】その走行駆動装置の油圧倍力手段の容量調整
用スプールの動作説明図である。

【図１２】一実施形態のブームシリンダ駆動装置の油圧
倍力手段の構成を示す正面断面図である。

【図１３】一実施形態のアームシリンダ駆動装置の油圧
倍力手段の構成を示す正面断面図である。

【図１４】作業車両の走行駆動装置の他の実施形態を示
すその正面断面図である。

【図１５】図１４に示された走行駆動装置の油圧倍力手
段の構成を示す断面図である。

【図１６】従来例の作業車両の駆動システムの構成図で
ある。

【符号の説明】

２１ 第１走行レバー（操作レバー、操作手段） ２２ 第２走行レバー（操作レバー、操作手段） ２３ 旋回レバー（操作レバー、操作手段） ２４ アームレバー（操作レバー、操作手段） ２５ ブームレバー（操作レバー、操作手段） ２６ バケットレバー（操作レバー、操作手段） ３０ 制御回路（指令信号制御手段） ３１、３２、３３、３４、３５、３６ 操作位置検出
器（操作位置検出手段） ４１、４２、４３、４４、４５、４６ 電動機 ４１ａ〜４６ａ 出力軸 ４１ｂ〜４６ｂ ロータリーエンコーダ（回転検出手
段） ４７ 電動機 ４７ａ 出力軸 ５１〜５６ 油圧倍力手段 ６１ モード設定スイッチ（操作入力手段） ６２ 傾斜検出器（作業状態検出手段） ８０ 油圧供給源 ８１ 油圧ポンプ ８２ 速度調整用ポンプ ８３ リザーバ ８５ 電動機 ８６ バルブ ８７ 容量可変ピストン １００ 作業車両 １０１ クローラ（無限軌道） １０２ トラックフレーム １０３ オペレーションキャビン １０４ 収納室 １０５ カバー １０６ ブーム １０７ アーム １０８ バケット １０９ エンジン １１０，１２０ 走行駆動装置 １１１ ケース１１１ １１１ａ〜１１１ｎ 油路 １１１ｈ，１１１ｉ 放射方向通路 １１２ バルブ軸（応動部材、弁体） １１３ シリンダバレル（駆動出力部材） １１３ａ〜１１３ｃ 連通孔 １１３ｄ，１１３ｅ，１１３ｆ，１１３ｇ 矩形給排
ポート １１４ ロータ（駆動出力部材） １１５ ピストン（受圧部材） １１６ 圧力室 １１７ スプール １４１，１４２，１４３ メカニカルブレーキ １４４，１４５，１４６ 減速機 １４７ スイベルジョイント １６１，１６２ 作動油供給ライン １６３，１６４ 電気信号ライン １７１ バルブケース １７１ａ〜１７１ｄ 油路 １７１ｂ，１７１ｃ，１７１ｄ 油路 １７２ 応動部材 １７３ ロータ軸（駆動出力部在） １７４ シリンダブロック １７６ 圧力室 １８２ バルブスプール（応動部材） ２１０ ブームシリンダ駆動装置 ２１１ ケース ２１２ 応動部材（弁体） ２１３ ピストン（駆動出力部材） ２１３ａ 油圧導入通路（油圧導入口） ２１３ｂ 給排ポート ２１３ｃ 戻り通路 ２１３ｄ 連通路 ２１３ｆ 第１の受圧面 ２１３ｇ 第２の受圧面 ２１４Ａ，２１４Ｂ 圧力室 ２１５ 雄ねじ部材 ２１６ 収納室 ２１７ カバー ２２０ アームシリンダ駆動装置 ２２１ ケース ２２１ａ 油圧導入通路（油圧導入口） ２２１ｂ 環状溝（環状の通路） ２２１ｃ 戻り通路 ２２２ 応動部材 ２２３ ピストン（駆動出力部材） ２２３ｆ 第１の受圧面 ２２３ｇ 第２の受圧面 ２２４Ａ，２２４Ｂ 圧力室 ２２５ 雄ねじ部材 ２２８ 環状室 ２２５ 雄ねじ部材

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】Ａ) 作業車両に設けられ手動操作される操
   作入力手段と、 Ｂ) 操作入力手段の操作位置を示す信号を生成し出力す
   る操作位置検出手段と、 Ｃ) 操作位置検出手段から出力される前記信号を演算処
   理して有用な駆動指令信号に変換し出力する信号演算手
   段および該信号演算手段からの前記駆動指令信号を増幅
   する増幅手段を含んでなる指令信号制御手段と、 Ｄ) 指令信号制御手段から出力される前記駆動指令信号
   に応じた速度で駆動回転される電動機と、 Ｅ) 電動機の回転に応じて変位する応動部材および該応
   動部材に対し所定方向に相対変位可能な駆動出力部材を
   有し、応動部材の変位に応じ油圧供給源からの作動油を
   導入して駆動出力部材を油圧により変位させ、前記電動
   機の回転に応じた変位を出力する油圧倍力手段と、を備
   え、 Ｆ) 前記駆動出力部材が前記操作入力手段への操作入力
   に追従して前記所定方向に変位するようにしたことを特
   徴とする作業車両の駆動装置。
2. 【請求項２】前記応動部材が前記油圧供給源からの作動
   油の給排を制御可能な弁体を有するとともに、前記油圧
   倍力手段が該弁体により給排制御される作動油の油圧を
   受圧する受圧部材を有し、該受圧部材が、前記所定方向
   における前記応動部材の変位に応じて、前記駆動出力部
   材を変位させることを特徴とする請求項１に記載の作業
   車両の駆動装置。
3. 【請求項３】前記電動機の回転を検出する回転検出手段
   を設け、該回転検出手段からの出力信号を前記指令信号
   制御手段にフィードバックし前記駆動指令信号が帰還制
   御されることを特徴とする請求項１に記載の作業車両の
   駆動動装置。
4. 【請求項４】作業車両の作業状態を検出する作業状態検
   出手段を設け、前記信号演算手段が該作業状態検出手段
   からの信号および前記操作位置検出手段からの前記信号
   を演算処理し前記駆動指令信号を生成することを特徴と
   する請求項１に記載の作業車両の駆動動装置。
5. 【請求項５】Ａ) 作業車両に設けられそれぞれ手動操作
   される複数の操作入力手段と、 Ｂ) 各操作入力手段の操作位置を示す信号をそれぞれ生
   成し出力する複数の操作位置検出手段と、 Ｃ) 各操作位置検出手段から出力される信号を演算処理
   して有用な各々の駆動指令信号に変換し出力する信号演
   算手段および該信号演算手段からの各駆動指令信号をそ
   れぞれ増幅する複数の増幅手段とを含んでなる指令信号
   制御手段と、 Ｄ) 指令信号制御手段から出力される各駆動指令信号に
   応じた速度でそれぞれ駆動回転される複数の電動機と、 Ｅ) 各電動機の回転に応じて変位する応動部材および該
   応動部材に対し所定方向に相対変位可能な駆動出力部材
   をそれぞれ有し、応動部材の変位に応じ油圧供給源から
   の作動油を導入して駆動出力部材をそれぞれ油圧により
   変位させ、前記電動機の回転に応じた変位を出力する複
   数の油圧倍力手段と、を備え、 Ｆ) 前記各駆動出力部材が前記各操作入力手段への操作
   入力に追従して前記各所定方向に変位するようにしたこ
   とを特徴とする作業車両の駆動装置。
6. 【請求項６】前記操作入力手段を複数の操作レバーから
   構成するとともに、前記指令信号制御手段が少なくとも
   一つの作業モード情報を備え、該指令信号制御手段が作
   業モード選択手段により選択される作業モード情報に基
   づいて、又は該作業モード情報および操作レバーの操作
   位置信号に基づいて、演算を実行し前記各駆動指令信号
   を出力することを特徴とする請求項５に記載の作業車両
   の駆動装置。