JP2021025273A - 作業機 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、上記したような従来技術の問題点を解決すべくなされたものであって、走行ポンプによって走行モータを駆動させる場合において、精度よく自動変速を行うことができる作業機を提供することを目的とする。
作業機は、機体と、原動機と、前記機体の左側及び右側に設けられた一対の走行装置と、前記左側の走行装置及び右側の走行装置のそれぞれに動力を伝達可能で且つ、第1速度と前記第1速度よりも速い第2速度とに切換可能な一対の走行モータと、前記原動機の動力によって駆動し且つ前記一対の走行モータのそれぞれに作動油を供給する一対の走行ポンプと、前記一対の走行モータと前記一対の走行ポンプとを接続する接続油路と、前記接続油路の圧力を、走行ポンプ圧として検出する走行ポンプ圧検出装置と、少なくとも前記一対の走行モータのいずれかが前記第2速度である場合に前記第2速度から前記第1速度に自動的に減速する自動減速を行う自動減速部を有する制御装置と、を備え、前記一対の走行モータのうち一方の走行モータは、前記接続油路に接続する第1ポートと、前記接続油路に接続する第2ポートとを含み、前記一対の走行モータのうち他方の走行モータは、前記接続油路に接続する第3ポートと、前記接続油路に接続する第4ポートとを含み、前記走行ポンプ圧検出装置は、前記第1ポート側の接続油路の圧力を検出する走行ポンプ圧を、前記第1走行ポンプ圧として検出する第1圧力検出装置と、前記走行ポンプ圧検出装置は、前記第2ポート側の接続油路の圧力を検出する走行ポンプ圧を、前記第2走行ポンプ圧として検出する第2圧力検出装置と、前記走行ポンプ圧検出装置は、前記第3ポート側の接続油路の圧力を検出する走行ポンプ圧を、前記第3走行ポンプ圧として検出する第3圧力検出装置と、前記走行ポンプ圧検出装置は、前記第4ポート側の接続油路の圧力を検出する走行ポンプ圧を、前記第4走行ポンプ圧として検出する第4圧力検出装置と、
を含み、前記自動減速部は、少なくとも前記一対の走行モータのいずれかが前記第2速度である場合において、前記第1走行ポンプ圧と前記第2走行ポンプ圧との差である第1差圧、前記第2走行ポンプ圧と前記第1走行ポンプ圧との差である第2差圧、前記第3走行ポンプ圧と前記第4走行ポンプ圧との差である第3差圧、前記第4走行ポンプ圧と前記第3走行ポンプ圧との差である第4差圧のいずれかが減速閾値以上である場合に、自動減速を行う。
を含み、前記自動減速部は、少なくとも前記一対の走行モータのいずれかが前記第2速度である場合において、前記第1走行ポンプ圧と前記第2走行ポンプ圧との差の絶対値である第1絶対値、前記第3走行ポンプ圧と前記第4走行ポンプ圧との差の絶対値である第2絶対値のいずれかが減速閾値以上である場合に、自動減速を行う。
前記自動減速部は、前記自動減速後、前記第1絶対値、前記第2絶対値の全てが復帰閾値以下である場合に、前記第1速度から第2速度に復帰する。
前記制御装置は、作業機の状態に応じて前記減速閾値を変更する。
図6は、本発明に係る作業機の側面図を示している。図6では、作業機の一例として、コンパクトトラックローダを示している。但し、本発明に係る作業機はコンパクトトラックローダに限定されず、例えば、スキッドステアローダ等の他の種類のローダ作業機であってもよい。また、ローダ作業機以外の作業機であってもよい。
作業装置4は、ブーム10と、作業具11と、リフトリンク12と、制御リンク13と、ブームシリンダ14と、バケットシリンダ15とを有している。
リフトリンク12、制御リンク13及びブームシリンダ14は、左側と右側の各ブーム10に対応して機体2の左側と右側にそれぞれ設けられている。
リフトリンク12は、各ブーム10の基部の後部に、縦向きに設けられている。このリフトリンク12の上部(一端側)は、各ブーム10の基部の後部寄りに枢支軸16(第1枢支軸)を介して横軸回りに回転自在に枢支されている。また、リフトリンク12の下部(他端側)は、機体2の後部寄りに枢支軸17(第2枢支軸)を介して横軸回りに回転自在に枢支されている。第2枢支軸17は、第1枢支軸16の下方に設けられている。
左側のブーム10の前部には、接続部材50が設けられている。接続部材50は、予備アタッチメントに装備された油圧機器と、ブーム10に設けられたパイプ等の第1管材とを接続する装置である。具体的には、接続部材50の一端には、第1管材が接続可能で、他端には、予備アタッチメントの油圧機器に接続された第2管材が接続可能である。これにより、第1管材を流れる作動油は、第2管材を通過して油圧機器に供給される。
一対の走行装置5L、5Rのうち、走行装置5Lは機体2の左側に設けられ、走行装置5Rは機体2の右側に設けられている。一対の走行装置5L、5Rは、本実施形態ではクローラ型(セミクローラ型を含む)の走行装置が採用されている。なお、前輪及び後輪を有する車輪型の走行装置を採用してもよい。以下、説明の便宜上、走行装置5Lのことを左走行装置5L、走行装置5Rのことを右走行装置5Rということがある。
次に、作業機の油圧システムについて説明する。
図1に示すように、作業機の油圧システムは、第1油圧ポンプP1と、第2油圧ポンプP2とを備えている。第1油圧ポンプP1は、原動機32の動力によって駆動するポンプであって、定容量型のギヤポンプによって構成されている。第1油圧ポンプP1は、タンク22に貯留された作動油を吐出可能である。特に、第1油圧ポンプP1は、主に制御に用いる作動油を吐出する。説明の便宜上、作動油を貯留するタンク22のことを作動油タンクということがある。また、第1油圧ポンプP1から吐出した作動油のうち、制御用として用いられる作動油のことをパイロット油、パイロット油の圧力のことをパイロット圧ということがある。
左走行ポンプ53L及び右走行ポンプ53Rには、第1油圧ポンプP1からの作動油(パイロット油)の圧力(パイロット圧)が作用する前進用受圧部53aと後進用受圧部53bとを有している、受圧部53a、53bに作用するパイロット圧によって斜板の角度が変更される。斜版の角度を変更することによって、左走行ポンプ53L及び右走行ポンプ53Rの出力(作動油の吐出量)や作動油の吐出方向を変えることができる。
左走行モータ36Lは、左走行ポンプ53Lから吐出した作動油により回転が可能であり、作動油の流量によって、回転速度(回転数)を変更することができる。左走行モータ36Lには、斜板切換シリンダ37Lが接続され、当該斜板切換シリンダ37Lを一方側或いは他方側に伸縮させることによっても左走行モータ36Lの回転速度(回転数)を変更することができる。即ち、斜板切換シリンダ37Lを収縮した場合には、左走行モータ36Lの回転数は低速(第1速度)に設定され、斜板切換シリンダ37Lを伸長した場合には、左走行モータ36Lの回転数は高速(第2速度)に設定される。つまり、左走行モータ36Lの回転数は、低速側である第1速度と、高速側である第2速度とに変更が可能である。
第1切換弁71Lは、左走行モータ36Lの斜板切換シリンダ37Lに油路を介して接続されていて、第1位置71L1及び第2位置71L2に切り換わる二位置切換弁である。第1切換弁71Lは、第1位置71L1である場合、斜板切換シリンダ37Lを収縮し、第2位置71L2である場合、斜板切換シリンダ37Lを伸長する。
第2切換弁72は、第1切換弁71L及び第1切換弁71Rを切り換える電磁弁であって、励磁により第1位置72aと第2位置72bとに切り換え可能な二位置切換弁である。第2切換弁72、第1切換弁71L及び第1切換弁71Rは、油路41により接続されている。第2切換弁72は、第1位置72aである場合に第1切換弁71L及び第1切換弁71Rを第1位置71L1、71R1に切り換え、第2位置72bである場合に第1切換弁71L及び第1切換弁71Rを第2位置71L2、71R2に切り換える。
操作装置54は、走行ポンプ(左走行ポンプ53L、右走行ポンプ53R)を操作する装置であり、走行ポンプの斜板の角度(斜板角度)を変更可能である。操作装置54は、操作レバー59と、複数の操作弁55とを含んでいる。
走行油路45は、第1走行油路45a、第2走行油路45b、第3走行油路45c、第4走行油路45dと、第5走行油路45eとを有している。第1走行油路45aは、走行ポンプ53Lの前進用受圧部53aに接続された油路である。第2走行油路45bは、走行ポンプ53Lの後進用受圧部53bに接続された油路である。第3走行油路45cは、走行ポンプ53Rの前進用受圧部53aに接続された油路である。第4走行油路45dは、走行ポンプ53Rの後進用受圧部53bに接続された油路である。第5走行油路45eは、操作弁55、第1走行油路45a、第2走行油路45b、第3走行油路45c、第4走行油路45dを接続する油路である。
プ53L及び右走行ポンプ53Rの斜板角度が変更され、左走行モータ36Lが逆転し且つ右走行モータ36Rが正転転して作業機1が左側に旋回する。
すなわち、操作レバー59を左斜め前方に揺動操作すると該操作レバー59の揺動角度に対応した速度で作業機1が前進しながら左旋回し、操作レバー59を右斜め前方に揺動操作すると該操作レバー59の揺動角度に対応した速度で作業機1が前進しながら右旋回し、操作レバー59を左斜め後方に揺動操作すると該操作レバー59の揺動角度に対応した速度で作業機1が後進しながら左旋回し、操作レバー59を右斜め後方に揺動操作すると該操作レバー59の揺動角度に対応した速度で作業機1が後進しながら右旋回する。
速度切換スイッチ67は、運転席8の近傍に設けられ、運転者(オペレータ)が操作可能である。速度切換スイッチ67は、走行モータ(左走行モータ36L、右走行モータ36R)を第1速度及び第2速度のいずれかに手動で切り換えることができるスイッチである。例えば、速度切換スイッチ67は、第1速度側と第2速度側とに切り換えるシーソスイッチであり、第1速度側から第2速度側とに切り換える増速操作と、第2速度から第1速度に切り換える減速操作とを行うことができる。
自動減速部61は、自動減速が有効である場合には自動減速制御を行い、自動減速が無効である場合には自動減速制御を行わない。
制御装置60(自動減速部61)は、接続油路57h、57iの圧力を自動減速条件の1つとしている。
制御装置60には、接続油路57h、57iの圧力を、走行ポンプ圧Vとして検出する走行ポンプ圧検出装置80が接続されている。即ち、走行ポンプ圧検出装置80は、左走行ポンプ53L、右走行ポンプ53Rが接続油路57h、57iへ吐出した作動油の圧力(接続油路57h、57iの圧力)を、走行ポンプ圧Vとして検出する。
第1圧力検出装置80aは、接続油路57hにおいて、左走行モータ36Lの第1ポートP11側に設けられ、第1ポートP11側の走行ポンプ圧Vを第1走行ポンプ圧V1として検出する。
第3圧力検出装置80cは、接続油路57iにおいて、右走行モータ36Rの第3ポートP13側に設けられ、第3ポートP13側の走行ポンプ圧Vを第3走行ポンプ圧V3として検出する。
自動減速部61は、一対の走行モータ(左走行モータ36L、右走行モータ36R)が第2速度である場合において、第1走行ポンプ圧V1と第2走行ポンプ圧V2との差(V1−V2)である第1差圧ΔV1、第2走行ポンプ圧V2と第1走行ポンプ圧V1との差(V2−V1)である第2差圧ΔV2、第3走行ポンプ圧V3と第4走行ポンプ圧V4との差(V3−V4)である第3差圧ΔV3、第4走行ポンプ圧V4と第3走行ポンプ圧V3)との差(V4−V3)である第4差圧ΔV4のいずれかが減速閾値Q10以上である場合に自動減速を行う。
図3は、自動減速部61における処理をまとめた図である。
図3に示すように、自動減速が有効で且つ走行モータが第2速度である状態(S1、Yes)では、自動減速部61は、走行ポンプ圧検出装置80の検出値(V1〜V4)を参照する(S2)。自動減速部61は、第1差圧ΔV1、第2差圧ΔV2、第3差圧ΔV3、第4差圧ΔV4を演算する(S3)。自動減速部61は、第1差圧ΔV1、第2差圧ΔV2、第3差圧ΔV3、第4差圧ΔV4のいずれかが減速閾値Q10以上であるかいなかを判断する(S4)。自動減速部61は、第1差圧ΔV1、第2差圧ΔV2、第3差圧ΔV3、第4差圧ΔV4のいずれかが減速閾値Q10以上である場合(S4、Yes)、自動減速を行う(S5)。
これによれば、左走行ポンプ53L及び右走行ポンプ53Rのそれぞれで左走行モータ36L及び右走行モータ36Rを駆動するHSTでは、左走行モータ36L及び右走行モータ36Rの両方のポート第で走行トルクを発生させているため、走行負荷を正確に判断することができ、その結果、第1差圧ΔV1、第2差圧ΔV2、第3差圧ΔV3、第4差圧ΔV4を参照することで精度よく自動減速を行うことができる。同様に、第1差圧ΔV1、第2差圧ΔV2、第3差圧ΔV3、第4差圧ΔV4を参照することで精度よく第2速度から第1速度に復帰させることができる。
図4は、自動減速部61における処理をまとめた図である。
図4に示すように、自動減速が有効で且つ走行モータが第2速度である状態(S1、Yes)では、自動減速部61は、走行ポンプ圧検出装置80の検出値(V1〜V4)を参照する(S2)。自動減速部61は、第1絶対値、第2絶対値を演算する(S10)。自動減速部61は、第1絶対値、第2絶対値のいずれかが減速閾値Q12以上であるかいなかを判断する(S11)。自動減速部61は、第1絶対値、第2絶対値のいずれかが減速閾値Q12以上である場合(S11、Yes)、自動減速を行う(S12)。
なお、上述した実施形態では、自動減速部61は、一対の走行モータ(左走行モータ36L、右走行モータ36R)の両方が第2速度である場合に第2速度から第1速度に自動的に減速していたが、自動減速部61は、一対の走行モータ(左走行モータ36L、右走行モータ36R)のいずれかが第2速度である場合に自動減速を行ってもよい。また、自動減速部61は、一対の走行モータ(左走行モータ36L、右走行モータ36R)のいずれかが自動減速後に、第1速度から第2速度に復帰してもよい。
上述した実施形態では、左走行モータ36L及び左走行モータ36Rは、同時に第1速度、第2速度に切り換わり、自動減速も左走行モータ36L及び左走行モータ36Rに対して同時に行われる構成であったが、少なくとも左走行モータ36L及び左走行モータ36Rのいずれかが第1速度、第2速度に切り換わり、少なくとも左走行モータ36L及び左走行モータ36Rのいずれかが第2速度になっている状態で自動減速を行ってもよい。
図1に示すように、制御装置60には、回転数検出装置68と、斜板角度検出装置69と、温度検出装置70とが接続されている。回転数検出装置68は、回転数を検出するセンサ等で構成されていて、作業機の状態として現在の原動機の回転数(原動機回転数)を検出する。回転数検出装置68は、アクセル65の操作量から原動機回転数を検出する装置であってもよい。
2 :機体
5L :走行装置
5R :走行装置
32 :原動機
36L :走行モータ
36R :走行モータ
41 :油路
53L :走行ポンプ
53R :走行ポンプ
57h :接続油路
57i :接続油路
60 :制御装置
61 :自動減速部
80 :走行ポンプ圧検出装置
80a :第1圧力検出装置
80b :第2圧力検出装置
80c :第3圧力検出装置
80d :第4圧力検出装置
P11 :第1ポート
P12 :第2ポート
P13 :第3ポート
P14 :第4ポート
Q10 :減速閾値
Q11 :復帰閾値
Q12 :減速閾値
Q13 :復帰閾値
V :走行ポンプ圧
V1 :第1差圧
V1 :第1走行ポンプ圧
V2 :第2差圧
V2 :第2走行ポンプ圧
V3 :第3差圧
V3 :第3走行ポンプ圧
V4 :第4差圧
V4 :第4走行ポンプ圧
ΔV1 :第1差圧
ΔV2 :第2差圧
ΔV3 :第3差圧
ΔV4 :第4差圧
Claims (6)
- 機体と、
前記原動機と、
前記機体の左側及び右側に設けられた一対の走行装置と、
前記左側の走行装置及び右側の走行装置のそれぞれに動力を伝達可能で且つ、第1速度と前記第1速度よりも速い第2速度とに切換可能な一対の走行モータと、
前記原動機の動力によって駆動し且つ前記一対の走行モータのそれぞれに作動油を供給する一対の走行ポンプと、
前記一対の走行モータと前記一対の走行ポンプとを接続する接続油路と、
前記接続油路の圧力を、走行ポンプ圧として検出する走行ポンプ圧検出装置と、
少なくとも前記一対の走行モータのいずれかが前記第2速度である場合に前記第2速度から前記第1速度に自動的に減速する自動減速を行う自動減速部を有する制御装置と、
を備え、
前記一対の走行モータのうち一方の走行モータは、前記接続油路に接続する第1ポートと、前記接続油路に接続する第2ポートとを含み、
前記一対の走行モータのうち他方の走行モータは、前記接続油路に接続する第3ポートと、前記接続油路に接続する第4ポートとを含み、
前記走行ポンプ圧検出装置は、前記第1ポート側の接続油路の圧力を検出する走行ポンプ圧を、前記第1走行ポンプ圧として検出する第1圧力検出装置と、
前記走行ポンプ圧検出装置は、前記第2ポート側の接続油路の圧力を検出する走行ポンプ圧を、前記第2走行ポンプ圧として検出する第2圧力検出装置と、
前記走行ポンプ圧検出装置は、前記第3ポート側の接続油路の圧力を検出する走行ポンプ圧を、前記第3走行ポンプ圧として検出する第3圧力検出装置と、
前記走行ポンプ圧検出装置は、前記第4ポート側の接続油路の圧力を検出する走行ポンプ圧を、前記第4走行ポンプ圧として検出する第4圧力検出装置と、
を含み、
前記自動減速部は、少なくとも前記一対の走行モータのいずれかが前記第2速度である場合において、前記第1走行ポンプ圧と前記第2走行ポンプ圧との差である第1差圧、前記第2走行ポンプ圧と前記第1走行ポンプ圧との差である第2差圧、前記第3走行ポンプ圧と前記第4走行ポンプ圧との差である第3差圧、前記第4走行ポンプ圧と前記第3走行ポンプ圧との差である第4差圧のいずれかが減速閾値以上である場合に、自動減速を行う作業機。 - 機体と、
前記原動機と、
前記機体の左側及び右側に設けられた一対の走行装置と、
前記左側の走行装置及び右側の走行装置のそれぞれに動力を伝達可能で且つ、第1速度と前記第1速度よりも速い第2速度とに切換可能な一対の走行モータと、
前記原動機の動力によって駆動し且つ前記一対の走行モータのそれぞれに作動油を供給する一対の走行ポンプと、
前記一対の走行モータと前記一対の走行ポンプとを接続する接続油路と、
前記接続油路の圧力を、走行ポンプ圧として検出する走行ポンプ圧検出装置と、
少なくとも前記一対の走行モータのいずれかが前記第2速度である場合に前記第2速度から前記第1速度に自動的に減速する自動減速を行う自動減速部を有する制御装置と、
を備え、
前記一対の走行モータのうち一方の走行モータは、前記接続油路に接続する第1ポートと、前記接続油路に接続する第2ポートとを含み、
前記一対の走行モータのうち他方の走行モータは、前記接続油路に接続する第3ポートと、前記接続油路に接続する第4ポートとを含み、
前記走行ポンプ圧検出装置は、前記第1ポート側の接続油路の圧力を検出する走行ポンプ圧を、前記第1走行ポンプ圧として検出する第1圧力検出装置と、
前記走行ポンプ圧検出装置は、前記第2ポート側の接続油路の圧力を検出する走行ポンプ圧を、前記第2走行ポンプ圧として検出する第2圧力検出装置と、
前記走行ポンプ圧検出装置は、前記第3ポート側の接続油路の圧力を検出する走行ポンプ圧を、前記第3走行ポンプ圧として検出する第3圧力検出装置と、
前記走行ポンプ圧検出装置は、前記第4ポート側の接続油路の圧力を検出する走行ポンプ圧を、前記第4走行ポンプ圧として検出する第4圧力検出装置と、
を含み、
前記自動減速部は、少なくとも前記一対の走行モータのいずれかが前記第2速度である場合において、前記第1走行ポンプ圧と前記第2走行ポンプ圧との差の絶対値である第1絶対値、前記第3走行ポンプ圧と前記第4走行ポンプ圧との差の絶対値である第2絶対値のいずれかが減速閾値以上である場合に、自動減速を行う作業機。 - 前記自動減速部は、前記自動減速後、前記第1差圧、前記第2差圧、前記第3差圧、前記第4差圧の全てが復帰閾値以下である場合に、前記第1速度から第2速度に復帰する請求項1に記載の作業機。
- 前記自動減速部は、前記自動減速後、前記第1絶対値、前記第2絶対値の全てが復帰閾値以下である場合に、前記第1速度から第2速度に復帰する請求項2に記載の作業機。
- 前記制御装置は、作業機の状態に応じて前記減速閾値を変更する請求項1又は2に記載の作業機。
- 前記制御装置は、作業機の状態に応じて前記復帰閾値を変更する請求項3又は4に記載の作業機。
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