JP2013028926A - 作業機械 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】作業機械1は、作業機械本体10と、作業機械本体10に変位可能に搭載されたキャブ15と、作業機械本体10とキャブ15とを連結して最下位置および上昇位置にキャブ15を変位させるキャブ昇降装置20と、作業機械本体10に対するキャブ15の位置を検出する位置検出器80と、作業機械本体10に設けられて作業機械本体10を走行させる走行モータ25とを備える。また、作業機械1は、キャブ15が上昇位置であることを位置検出器80が検出した時に(ステップS1)、走行モータ25の回転速度の最大値を制限するコントローラ90(速度制限手段)を備える。
【選択図】図3
Description
作業機械1は、作業機械本体10と、作業機械本体10に変位可能に搭載されたキャブ15と、作業機械本体10とキャブ15とを連結するキャブ昇降装置20と、作業機械本体10に設けられた走行モータ25と、走行モータ25等を制御する制御装置30(図2参照)とを備える。
以下、主に図2を参照して、作業機械1(図1参照)の動作を説明する。走行モータ25の回転速度の制御(最大値の制限を除く)を説明した後、走行モータ25の回転速度の最大値の制限について説明する。
走行モータ25の回転速度の制御は、(ア)モータ制御弁75、(イ)メインポンプ44の容量、(ウ)走行モータ25の容量、または、(エ)エンジン42の回転数の制御により行われる。
走行レバー装置71は、オペレータのレバー操作量に応じたパイロット油圧をモータ制御弁75に出力する。モータ制御弁75は、入力されたパイロット油圧に応じた流量の作動油を走行モータ25へ供給する。走行モータ25は、供給された作動油の流量に応じた回転速度で動作する。
コントローラ90は、ポンプ容量制御装置45の比例弁45aに指令を出力する。比例弁45aは、入力された指令に応じたパイロット油圧をスプール弁45bに出力する。スプール弁45bは、入力されたパイロット油圧に応じてメインポンプ44の傾転角(容量)を制御する。メインポンプ44は、ポンプ容量に応じた流量の作動油を走行モータ25へ供給し、この流量に応じた回転速度で走行モータ25が動作する。
モータ容量切換スイッチ61は、オペレータのスイッチ操作に応じて、コントローラ90を介してモータ容量制御装置65に指令を出力する。モータ容量制御装置65は、入力された指令に応じて走行モータ25の傾転角(容量)を制御する。走行モータ25は、モータ容量に応じた回転速度で動作する。
エンジン回転数指令スイッチ41は、オペレータのスイッチ操作(回転数指令)に応じた指令を、コントローラ90を介してエンジン42に出力する。エンジン42は、入力された指令に応じて制御された回転数でメインポンプ44を駆動する。メインポンプ44は回転数に応じた流量の作動油を走行モータ25へ供給し、この流量に応じた回転速度で走行モータ25が動作する。
走行モータ25の回転速度の最大値の制限の概略は以下の通りである。
キャブ15(図1参照)が上昇位置であることを位置検出器80が検出した時に、走行モータ25の回転速度の最大値をコントローラ90が制限する(図3のステップS1参照)。この制限は、位置検出器80に検出された上昇位置に応じて行う(図3のステップS2参照)。この制限は、系15・20の固有振動数f1よりも走行加振周波数f2が小さくなるように行われる(図3のステップS3参照)。この制限は、図2に示すモータ制御弁75に入力されるパイロット油圧が所定の油圧以下になるように、電磁比例弁76をコントローラ90が制御することで行われる(図3のステップS4及びS5参照)。なお、この制限は、作業機械1(図1参照)の例えば走行開始時、又は、キャブ15の変位中もしくは変位後などに行われる。
図1に示すキャブ15とキャブ昇降装置20とで構成される系15・20には、走行加振周波数f2の走行加振力が作業機械本体10から加えられる。この走行加振周波数f2が、この系15・20の固有振動数f1よりも小さくなるように(f2<f1となるように)、パイロット油圧の制限値が決定される。
また、走行モータ25の回転速度と、モータ制御弁75に入力されるパイロット油圧との関係は、走行モータ25やモータ制御弁75の特性などに基づいて定まる。
キャブ15の上昇位置に応じたパイロット油圧の制限値は、以下ように決定される。
コントローラ90には、キャブ15の各上昇位置(複数)と固有振動数f1との関係が予め記憶されている。また、コントローラ90には、走行加振周波数f2とパイロット油圧の制限値との関係が予め記憶されている。そして、位置検出器80からコントローラ90に上昇位置(1つ)が入力される。すると、コントローラ90は、入力された上昇位置に対応する固有振動数f1を読み込み、「固有振動数f1>走行加振周波数f2」を満たす走行加振周波数f2を決定し、決定された走行加振周波数f2に対応するパイロット油圧の制限値を読み込むことで、パイロット油圧の制限値を決定する。
なお、コントローラ90に、キャブ15の各上昇位置(複数)とパイロット油圧の制限値との関係を予め記憶させておいても良い。この場合、コントローラ90は、位置検出器80から入力された上昇位置(1つ)に対応するパイロット油圧の制限値を読み込むことで、パイロット油圧の制限値を決定する。次に、ステップS4へ進む。
次に、図1に示す作業機械1による効果を説明する。作業機械1は、作業機械本体10と、作業機械本体10に変位可能に搭載されたキャブ15と、作業機械本体10とキャブ15とを連結して最下位置および上昇位置にキャブ15を変位させるキャブ昇降装置20と、作業機械本体10に対するキャブ15の位置を検出する位置検出器80(図2参照)と、作業機械本体10に設けられて作業機械本体10を走行させる走行モータ25とを備える。
作業機械1は、キャブ15が上昇位置であることを図2に示す位置検出器80が検出した時に(図3のステップS1参照)、走行モータ25の回転速度の最大値を制限するコントローラ90(速度制限手段)を備える。よって、作業機械本体10から系15・20に加えられる走行加振周波数f2が、系15・20の固有振動数f1に達しにくい。すなわち、走行加振周波数f2と固有振動数f1とが一致して、系15・20で共振が生じることが抑制される。したがって、作業機械1の走行時、かつ、キャブ15が上昇位置の時の、キャブ15の振動を抑制できる。その結果、作業機械1のオペレータの乗り心地、安全性、及び操作性を向上できる。具体的には、作業機械1の走行時かつキャブ15が上昇位置の時のキャブ15の振動を、作業機械1の走行時かつキャブ15が最下位置の時のキャブ15の振動と例えば同程度に抑制できる。
コントローラ90(図2参照)は、キャブ15とキャブ昇降装置20とで構成される系15・20に作業機械本体10から加えられる走行加振周波数f2が、系15・20の固有振動数f1よりも小さくなるように、走行モータ25の回転速度の最大値を制限する(図3のステップS3参照)。よって、作業機械本体10から系15・20に加えられる走行加振周波数f2が、系15・20の固有振動数f1に達することを防ぐことができる。すなわち、走行加振周波数f2と固有振動数f1とが一致して、系15・20で共振が生じることを防ぐことができる。したがって、作業機械1の走行時、かつ、キャブ15が上昇位置の時の、キャブ15の振動をより抑制できる。
図2に示す位置検出器80は、キャブ15(図1参照)の複数の上昇位置を検出可能である(図3のステップS2参照)。また、コントローラ90は、位置検出器80に検出された上昇位置に応じて走行モータ25の回転速度の最大値を制限する(図3のステップS3参照)。したがって、走行モータ25の動作速度の最大値を必要以上に制限して、作業機械1の走行速度が遅くなることを抑制できる。
作業機械1(図1参照)は、図2に示す走行モータ25に供給する作動油の流量をパイロット油圧に応じて制御するモータ制御弁75と、このパイロット油圧を制御する電磁比例弁76と、を備える。また、コントローラ90は、前記パイロット油圧が所定の油圧以下になるように電磁比例弁76を制御することで走行モータ25の回転速度の最大値を制限する(図3のステップS4及びS5参照)。この構成により、走行モータ25の速度の最大値を確実に制限できる。
(a)図1に示すように、キャブ昇降装置20は、キャブ15を変位させる昇降シリンダ23を備える。また、図2に示すように、位置検出器80は、昇降シリンダ23の伸縮位置を検出するリミットスイッチ81を備える。
(b)位置検出器80は、図1に示す作業機械本体10に対するキャブ15の位置を検出する近接センサ82(図2参照)を備える。
(c)図1に示すように、キャブ昇降装置20は、作業機械本体10に固定された支持部21と、支持部21とキャブ15とを連結するリンク部22と、を備える。また、位置検出器80(図2参照)は、作業機械本体10に対するリンク部22の回転角度を検出するアングルセンサ83(図2参照)を備える。
上記(a)、(b)、又は(c)の構成により、キャブ15の位置を確実に検出できる。
上記実施形態では、図2に示すモータ制御弁75に入力されるパイロット油圧が所定の油圧以下になるように電磁比例弁76をコントローラ90が制御することで、走行モータ25の回転速度の最大値を制限した。走行モータ25の回転速度の最大値の制限は、下記(変形例1−1)〜(変形例1−4)のように行っても良い。
コントローラ90は、メインポンプ44の容量が所定の容量(制限値)以下になるようにポンプ容量制御装置45を制御することで、走行モータ25の回転速度の最大値を制限する。コントローラ90は、上述したステップS3(図3参照)と同様に、「走行加振周波数f2<固有振動数f1」を満たすように、メインポンプ44の容量の制限値を決定する(後述する走行モータ25の容量およびエンジン42の回転数それぞれの制限値も同様)。そして、コントローラ90は、メインポンプ44の容量が制限値を超えるような条件になった時、メインポンプ44の容量が例えば制限値になるようにポンプ容量制御装置45に指令を出力する。
作業機械1(図1参照)は、走行モータ25に作動油を供給する可変容量型のメインポンプ44(ポンプ)と、メインポンプ44の容量を制御するポンプ容量制御装置45と、を備える。コントローラ90は、メインポンプ44の容量が所定の容量以下になるようにポンプ容量制御装置45を制御することで走行モータ25の回転速度の最大値を制限する。この構成により、走行モータ25の速度の最大値を確実に制限できる。
コントローラ90は、走行モータ25の容量が所定の容量(制限値、下限値)以上になるようにモータ容量制御部60を制御することで、走行モータ25の回転速度の最大値を制限する。例えば、モータ容量切換スイッチ61の「1速」が、走行モータ25の容量を制限値以上にする指令であるとする。また、モータ容量切換スイッチ61の「2速」が、走行モータ25の容量を制限値未満にする指令であるとする。ここで、キャブ15(図1参照)が上昇位置の時に、モータ容量切換スイッチ61を「1速」から「2速」に切り換えたとする。この時、コントローラ90は、上記「2速」の指令をモータ容量切換スイッチ61に出力せず、走行モータ25の容量を「1速」に対応する容量のままとする。または、コントローラ90は、走行モータ25の容量が例えば制限値(「1速」と「2速」の中間)になるようにモータ容量制御部60に指令を出力する。
作業機械1は、可変容量型の走行モータ25の容量を制御するモータ容量制御装置65を備える。また、コントローラ90は、走行モータ25の容量が所定の容量以上になるようにモータ容量制御装置65を制御することで走行モータ25の回転速度の最大値を制限する。この構成により、走行モータ25の速度の最大値を確実に制限できる。
コントローラ90は、エンジン42の回転数が所定の回転数(制限値)以下になるようにエンジン42を制御して、走行モータ25の回転速度の最大値を制限する。この場合も走行モータ25の最大値を確実に制限できる。
コントローラ90は、上記実施形態および(変形例1−1)〜(変形例1−3)に記載の方法を適宜組み合わせて、走行モータ25の回転速度の制限を行っても良い。
例えば、コントローラ90は、メインポンプ44の容量、走行モータ25の容量、およびエンジン42の回転数に応じて、モータ制御弁75に入力するパイロット油圧の制限値を決定(演算)しても良い。
また例えば、コントローラ90は、モータ制御弁75に入力するパイロット油圧、メインポンプ44の容量、走行モータ25の容量、及びエンジン42の回転数、のうち2以上を制限値以下に制御することで、走行モータ25の回転速度を制限しても良い。
走行モータ25の回転速度の最大値の制限を、図1に示すキャブ15の上昇位置に応じて行わなくても良い。この場合は例えば、キャブ15が上昇位置の時にとりうる固有振動数f1のうち最小の固有振動数f1よりも走行加振周波数f2が小さくなるように走行モータ25の回転速度を制限することが好ましい。
キャブ昇降装置20は垂直エレベータ式でも良い。垂直エレベータ式のキャブ昇降装置20では、上下方向にスライド可能にキャブ15を支持部21が支持する。そして、昇降シリンダ23が伸縮すると、作業機械本体10に対してキャブ15が上下方向に変位する。
10 作業機械本体
15 キャブ
20 キャブ昇降装置
21 支持部
22 リンク部
23 昇降シリンダ
25 走行モータ
44 メインポンプ(ポンプ)
45 ポンプ容量制御装置
65 モータ容量制御装置
75 モータ制御弁
76 電磁比例弁
80 位置検出器
81 リミットスイッチ
82 近接センサ
83 アングルセンサ
90 コントローラ(速度制限手段)
Claims (9)
- 作業機械本体と、
前記作業機械本体に変位可能に搭載されたキャブと、
前記作業機械本体と前記キャブとを連結し、最下位置および上昇位置に前記キャブを変位させるキャブ昇降装置と、
前記作業機械本体に対する前記キャブの位置を検出する位置検出器と、
前記作業機械本体に設けられ、前記作業機械本体を走行させる走行モータと、
前記キャブが上昇位置であることを前記位置検出器が検出した時に、前記走行モータの回転速度の最大値を制限する速度制限手段と、を備える作業機械。 - 前記速度制限手段は、前記キャブと前記キャブ昇降装置とで構成される系に前記作業機械本体から加えられる走行加振周波数が、前記系の固有振動数よりも小さくなるように、前記走行モータの回転速度の最大値を制限する、請求項1に記載の作業機械。
- 前記位置検出器は、前記キャブの複数の前記上昇位置を検出可能であり、
前記速度制限手段は、前記位置検出器に検出された前記上昇位置に応じて前記走行モータの回転速度の最大値を制限する、請求項1または2に記載の作業機械。 - 前記走行モータに供給する作動油の流量をパイロット油圧に応じて制御するモータ制御弁と、
前記パイロット油圧を制御する電磁比例弁と、をさらに備え、
前記速度制限手段は、前記パイロット油圧が所定の油圧以下になるように前記電磁比例弁を制御することで前記走行モータの回転速度の最大値を制限する、請求項1〜3のいずれか1項に記載の作業機械。 - 前記走行モータに作動油を供給する可変容量型のポンプと、
前記ポンプの容量を制御するポンプ容量制御装置と、をさらに備え、
前記速度制限手段は、前記ポンプの容量が所定の容量以下になるように前記ポンプ容量制御装置を制御することで前記走行モータの回転速度の最大値を制限する、請求項1〜4のいずれか1項に記載の作業機械。 - 可変容量型の前記走行モータの容量を制御するモータ容量制御装置をさらに備え、
前記速度制限手段は、前記走行モータの容量が所定の容量以上になるように前記モータ容量制御装置を制御することで前記走行モータの回転速度の最大値を制限する、請求項1〜5のいずれか1項に記載の作業機械。 - 前記キャブ昇降装置は、前記キャブを変位させる昇降シリンダを備え、
前記位置検出器は、前記昇降シリンダの伸縮位置を検出するリミットスイッチを備える、請求項1〜6のいずれか1項に記載の作業機械。 - 前記位置検出器は、前記作業機械本体に対する前記キャブの位置を検出する近接センサを備える、請求項1〜7のいずれか1項に記載の作業機械。
- 前記キャブ昇降装置は、
前記作業機械本体に固定された支持部と、
前記支持部と前記キャブとを連結するリンク部と、を備え、
前記位置検出器は、前記作業機械本体に対する前記リンク部の回転角度を検出するアングルセンサを備える、請求項1〜8のいずれか1項に記載の作業機械。
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