JP2718803B2

JP2718803B2 - 作業用車両

Info

Publication number: JP2718803B2
Application number: JP2051429A
Authority: JP
Inventors: マービンオフテダルテリル; グラントバージェスクラレンス; 晴幸森田; 正義宮地
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd; Furukawa Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd; Furukawa Co Ltd
Priority date: 1989-03-03
Filing date: 1990-03-02
Publication date: 1998-02-25
Anticipated expiration: 2013-02-25
Also published as: US5026335A; JPH0314958A; CA2009683C; CA2009683A1; DE59003642D1; EP0385393B1; EP0385393A1

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明はデフロックスイッチを操作することにより変
速装置のシフトダウンを行うことができるホイールロー
ダのような作業用車両に関する。

〔従来の技術〕

建設作業又は土木作業のための車両であるホイールロ
ーダ（以下ローダという）を運転する時、バケットによ
る積み込み作業では運転手は一般的に変速ギヤを２速ギ
ヤに入れた状態で運転を行う。土砂のすくい込みのとき
以外のときは２速走行することにより、積み込み作業の
サイクルタイムを短くすることができる。前進−中立−
後退（F-N-R）用の操作装置と四段変速装置（1-2-3-4）
とを備えたローダにおいて、ローダがバケットによる積
み込み作業を行うために、土砂に接近する時、２速ギヤ
にセットされている状態から開始される典型的な積み込
み作業のサイクルは、次の１〜10のステップで構成され
る。各ステップにおける括弧の中にはステップ実行のた
めの操作に使用される運転手の身体の部位が記載され
る。

1.前進２速から前進１速へシフトダウンする（左手）。

2.デフロック機構を動作させる（左足）。

3.バケットですくい込みを行う（右手）。

4.前進１速から後退１速へシフトする（左手）。

5.後退１速から後退２速へシフトアップする（左手）。

6.後退２速から前進２速へシフトする（左手）。

7.バケットから放土する（右手）。

8.前進２速から後退２速へシフトする（左手）。

9.後退２速から前進２速へシフトする（左手）。

10.土砂に接近してステップ１に戻る。

以後、上記のステップ１〜10を反復する。

運転手は前記の各操作を行っている間にローダのステ
アリング操作も同時に行っている。デフロック機構を装
備したローダにおいては、ステップ２に示したように、
運転手はすくい込み作業の間、左足でデフロックスイッ
チを押して牽引力を増し、ローダを土砂の方向に押し入
れる。デフロックスイッチは、通常、ブレーキペダルの
左側に配置されており、また差動装置を液圧でロックさ
せるために電磁弁を差動させるスイッチを備えている。
デフロックスイッチは非保持型のスイッチであるので、
運転手はデフロックが必要な間デフロックスイッチを押
し続けなければならない。

一方、電気的に動作するデフロックシステムが、米国
特許第4,570,509号の明細書に開示されている。米国特
許第3,675,508号の明細書には、電気的に操作されるパ
ワーシフト変速装置が開示されている。

電気的にギヤシフトを行う変速装置の出現によって、
すくい込み作業の間においてローダの変速装置をシフト
ダウンする目的でコントロールレバーに配設された電気
的スイッチを使用することが可能になった。このような
変速装置は米国特許第4,610,178号の明細書に開示され
ている。またPCT出願W087/06287号の明細書には、バケ
ットとブームの各パラメータに応じて自動的にシフトダ
ウンが行われるローダが開示されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

前述したローダにおける土砂すくい込み時のシフトダ
ウン操作を、運転者に負担がかかからない簡素な装置構
成で実現することが望まれる。特に従来のローダではデ
フロック機構を備え、このデフロック機構をローダが土
砂の山に進入する時に足による操作で作動するようにし
ていたのであるから、このデフロックスイッチを利用し
て前記のシフトダウン動作を行うことが可能である。本
発明では、この点に着目して新規な変速ギヤシフトダウ
ン装置を提案するものである。

本発明の目的は、作業運転中に変速ギヤのシフトダウ
ンを簡単に行うことのできる作業用車両を提供すること
である。

〔課題を解決するための手段及びその作用〕

本発明は、上記課題を解決するために、支持構造体
と、前記支持構造体に装着された車輪と、前記支持構造
体により支持され且つ動力を供給する原動機と、前記原
動機と前記車輪との間を作動可能に連結し、且つ少なく
とも２つの変速ギヤ位置を有する電気式ギヤシフト変速
装置と、ロック可能な差動装置と、この差動装置にロッ
ク動作を行わせるためのデフロックスイッチとを備えた
作業用車両において、前記変速装置を１つのギヤ位置か
ら他のギヤ位置にシフトさせるための制御装置と、前記
制御装置を作動させるための制御スイッチとを有し、前
記制御装置は、前記制御スイッチが動作している状態で
前記デフロックスイッチを動作させた時に、前記変速装
置のギヤ位置を高速側のギヤ位置から低速側のギヤ位置
にシフトダウンさせる制御機能を有するものとする。

以上のように構成した本発明の作業用車両において
は、運転手が制御スイッチを動作させ、この状態でデフ
ロックスイッチを動作させると、制御装置は上記制御機
能により変速装置のギヤ位置を高速側のギヤ位置から低
速側のギヤ位置に自動的にシフトダウンさせることとな
り、このため作業運転中に変速ギヤのシフトダウンを簡
単に行うことができる。

一実施例において、前記デフロックスイッチは非保持
型スイッチである。

また、前記デフロックスイッチと制御スイッチとが直
列に接続されている。また、前記制御装置は前記変速装
置のギヤ位置の指示が前記２つのギヤ位置のうちのどち
らかであるかを検出するためのギヤセンサを備え、この
ギヤセンサがギヤ信号を発生する。

また、前記制御装置は車両の進行する方向を検出する
方向センサを備え、この方向センサ方向信号を発生す
る。

更に、前記制御装置は前記デフロックスイッチと前記
制御スイッチが動作しているか否かを検出するスイッチ
センサを備え、このスイッチセンサがスイッチ信号を発
生する。

また、前記制御装置は前記スイッチセンサからのスイ
ッチ信号を保持するための保持手段を備える。

また、前記制御装置は前記ギヤ信号と前記方向信号と
前記スイッチ信号を検出し、且つこれらの信号に応答し
て変速装置をシフトさせるためのシフトダウンセンサを
備える。

更に、前記ギヤセンサが第１のリレーを備え、前記方
向センサが第２のリレーを備え、第１のリレーと第２の
リレーが直列に接続される。

また、前記スイッチセンサが第３のリレーを備え且つ
前記保持手段が第４のリレーを備え、第３のリレーと第
４のリレーが第１のリレーと第２のリレーと並列に接続
される。

また、前記第４のリレーがこの第４のリレーを前記ス
イッチ信号に応答して保持する前記ギヤ信号と前記方向
信号のためのフィードバックループを備える。

更に、前記シフトダウンセンサが前記ギヤ信号と前記
方向信号と前記スイッチ信号により動作せしめられる第
５のリレーを備える。

また、前記保持手段が前記ギヤ信号に応答して非保持
状態になる。

更に、前記保持手段が前記方向信号に応答して非保持
状態になる。

〔実施例〕

以下に、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明す
る。

作業用車両の一例である第１図に示したローダ10は、
枢軸14を介して関節構造で連結された支持構造体12を備
えている。支持構造体12の後側部分には運転室16とエン
ジン室18を備えている。支持構造体12の前側部分にはバ
ケット22を有するブーム20を備えている。エンジン室18
に設置されたエンジン、すなわち原動機はローダ10を走
行させる駆動輪24を駆動するための伝動装置に連結され
ている。この伝動装置は前輪及び後輪のための前側及び
後側の差動装置を含んでいる。伸縮式駆動軸はエンジン
からの動力を折曲部を介して前側差動装置に伝達する。
前側差動装置及び／又は後側差動装置は、より大きな牽
引力を発生させるために差動装置を選択的にロックする
ためのデフロック機構を備えている。本発明の適用例と
して、４輪駆動ホイールローダに使用される例を説明し
たが、本発明はその他の作業用車両にも使用することが
できる。

第２図は本発明による制御装置を構成する電気回路図
を示す。電気式ギヤシフト変速装置は４個のギヤスイッ
チSW1、SW2、SW3、SW4を備えている。ギヤスイッチSW
1、SW2、SW3、SW4は、変速装置内の種々のクラッチ及び
／又はブレーキへの液圧制御流体の流れを制御する種々
の弁を作動させるためのソレノイドを制御する。変速装
置のスイッチング制御は第３図に示される。例えば、仮
にスイッチSW1とSW2がオンで且つスイッチSW3とSW4がオ
フであれば、変速装置は１速ギヤの位置にある。同様
に、仮にスイッチSW1がオフで且つスイッチSW2、SW3、S
W4がオンであれば、変速装置は２速ギヤの位置にある。
同様にして３速ギヤと４速ギヤの選択条件は第３図に示
される通りである。第２図と第３図から明らかなよう
に、ソレノイド54の動作に対応するスイッチSW1とHI-LO
ソレノイド55の動作に対応するスイッチSW2の動作状態
の組み合わせに基づいて変速装置の状態が決定され、SW
1とSW2が共にオンであるときには１速となり、SW1がオ
フ且つSW2がオンであるときには２速となり、SW1がオン
且つSW2がオフであるときには３速となり、SW1とSW2が
共にオフであるときには４速となる。ローダの進行方向
である「前進」と「後退」はスイッチ30とスイッチ32に
よりそれぞれ制御される。スイッチ30とスイッチ32はそ
れぞれ前進用ソレノイド34と後退用ソレノイド36を制御
する。

スイッチSW1、SW2、SW3、SW4とスイッチ30,32は非保
持型のスイッチである。すなわち、これらのスイッチは
通常オフ状態になっており、動作させる時にはオン状態
に維持する必要がある。ギヤ選択のための前記スイッチ
SW1、SW2、SW3、SW4は変速制御レバーにより動作させら
れる。進行方向を決定するためのスイッチ30,32は方向
制御レバーにより動作させられる。

またローダ10はデフロックスイッチ38を備えている。
デフロックスイッチ38はソレノイド39を制御する。デフ
ロックスイッチ38はブレーキペダルに隣接して配置され
たペダルスイッチである。デフロックスイッチ38は、そ
の他の選択スイッチと同様に、非保持型のスイッチであ
る。ソレノイド39はデフロック機構に作動流体を供給す
るための電磁弁を制御する。

本発明の制御装置は５個のリレー40,42,44,46,48を有
している。第１リレー40はギヤシフト選択器が２速ギヤ
位置にあるか否かを検出するセンサとして動作する。リ
レー40のコイルは、第２図に示すように、スイッチSW4
と直列に接続されている。第３図の表を参照して述べる
と、変速装置が２速ギヤの位置にある時スイッチSW4が
オンであることを示している。それ故に、変速装置が２
速ギヤの位置にあり、リレー40のコイルが励磁された時
に第１リレー40がオン動作する。リレー40が動作した時
に２速ギヤ位置を表す２速ギヤ信号が発生する。

第２リレー42は、ローダ10が「前進」の状態にあるか
又は「後退」の状態にあるかを検出するセンサとして動
作する。リレー42のコイルは前進用ソレノイド34と並列
に接続されている。前進用スイッチ30がオンされた時
に、ソレノイド34とリレー42のコイルとが同時に励磁さ
れる。変速装置のギヤが前進の位置にシフトされ、リレ
ー42のコイルが励磁された時に、リレー42が動作する。
リレー42が動作した時に前進信号が発生する。

リレー40と42は直列に接続され、且つこれらのリレー
40,42は第３リレー44と第４リレー46のそれぞれに２速
ギヤ信号及び前進信号のAND信号を供給するAND回路を構
成している。第３リレー44と第４リレー46は並列に接続
され且つ第５リレー48に対し保持型スイッチ信号と非保
持型スイッチ信号を送る。第３リレー44は、デフロック
スイッチ38とシフトダウン制御スイッチ50がいずれもオ
ンされているか否かを検出するセンサとして動作する。
シフトダウン制御スイッチ50は制御装置を動作させるた
めに使用される。デフロックスイッチ38とシフトダウン
制御スイッチ50は直列に接続されているので、第３リレ
ー44に作動信号を供給するためのAND回路を構成してい
る。この作動信号は第３リレー44のコイルを励磁して第
３リレー44を動作させる。第３リレー44が動作した時に
非保持型のスイッチ信号が発生する。

第４リレー46はリレー40,42,44のそれぞれから送られ
る２速ギヤ信号と前進信号とスイッチ信号を保持する保
持器を構成している。第３リレー44がスイッチ38,50の
オン動作により励磁された時に、リレー40,42からのAND
信号がリレー46のコイルに送られる。その時、リレー46
はオン動作し且つフィードバックループ52を介してオン
状態に保持される。フィードバックループ52はリレー40
と42が動作している限り保持型スイッチ信号を維持す
る。仮にローダ10の変速ギヤのセット位置が２速ギヤか
ら他のギヤにシフトされるか又は進行方向が「前進」位
置から「後退」位置へシフトされるとすれば、リレー46
のコイルが消磁され、その結果リレー46が消勢される。

リレー40と42、並びにリレー44及び／又はリレー46か
らの出力信号が第５リレー48のコイルに送られる。第５
リレー48はスイッチSW3に接続されている。スイッチSW3
はローダ10の変速装置が２速ギヤの位置にある時にオン
動作となる。第５リレーの出力はソレノイド54を制御す
るスイッチSW1の出力側に接続されている。ソレノイド5
4は変速装置のクラッチ１速と２速の選択制御を行う。
第３図に示したように、ローダ10の変速装置が２速ギヤ
の位置にある時、スイッチSW1はオフ状態であってソレ
ノイド54を消磁している。ローダ10が１速ギヤの位置に
ある時には、スイッチSW1はオン状態であってソレノイ
ド54を励磁する。かかる構成の制御装置により、オンさ
れたスイッチSW3の出力がソレノイド54に印加され、こ
のソレノイドを励磁して変速装置を１速ギヤ位置にシフ
トさせる。

前記制御装置により、積み込み操作が簡単になる。運
転手がシフトダウン制御スイッチ50をオン動作させるこ
とによりこの制御装置の作動を選択した後の代表的な制
御サイクルは次の通りである。

1.デフロックスイッチ38を押し下げる（左足）。ローダ
は自動的に前進２速から前進１速へシフトダウンされ
る。

2.バケットで土砂をすくい込む（右手）。

3.前進１速から後退１速へシフトする（左手）。自動的
に後退２速にシフトされる。

4.後退２速から前進２速へシフトする（左手）。

5.バケットの放土する（右手）。

6.前進２速から後退２速へシフトする（左手）。

7.後退２速から前進２速へシフトする（左手）。

8.土砂に接近してステップ１に戻り、以後のステップを
反復する。

本発明を使用することにより、２つの操作ステップを
なくすことができた。その他に、運転手がステップ１に
おいてデフロック機構をオン動作状態に保つか、又はリ
レー46がシフトダウン信号を保持しているのでデフロッ
ク機構をオフにしてデフロックを解除してダウンシフト
のみを保持させることを自由選択できることに留意すべ
きである。

本発明は前述した実施例に限定されるべきものではな
く、特許請求の範囲に記載された内容によってのみ限定
されるべきである。

〔発明の効果〕

以上の説明で明らかなように、本発明によればホイー
ルローダの如き作業用車両において、デフロック機構を
有し且つ足で操作するデフロックスイッチを備えている
ものでは、これを利用してすくい込み作業時の変速装置
のシフトダウンを行うことが可能となり、作業用車両の
操作性を向上することができ、運転手の操作負担を軽減
することができる。また制御装置は、シフトダウン制御
スイッチを設けることによってデフロック機構と分離し
て動作できるように構成される。デフロック機構を制御
装置から分離できる構成としたため、シフトダウン制御
スイッチがオフ状態である時にはデフロック機構を慣用
のモードで動作させることができ、またシフトダウン制
御スイッチがオン状態である時には本発明による制御装
置と一緒に動作させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は四輪駆動ホイールローダの側面図、第２図は制
御装置を構成する電気回路図、第３図は電気的にシフト
動作する変速ギヤと作動用スイッチとの動作関係を表で
示した図である。〔符号の説明〕 10……ローダ 12……支持構造体 24……駆動輪 38……デフロックスイッチ 40……第１リレー 42……第２リレー 44……第３リレー 46……第４リレー 48……第５リレー 50……シフトダウン制御スイッチ 52……フィードバックループ

フロントページの続き (72)発明者宮地正義栃木県小山市乙女543―７ (56)参考文献特開昭61−122082（ＪＰ，Ａ) 実開平１−168051（ＪＰ，Ｕ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】支持構造体と、前記支持構造体に装着され
た車輪と、前記支持構造体により支持され且つ動力を供
給する原動機と、前記原動機と前記車輪との間を作動可
能に連結し、且つ少なくとも２つの変速ギヤ位置を有す
る電気式ギヤシフト変速装置と、ロック可能な差動装置
と、この差動装置にロック動作を行わせるためのデフロ
ックスイッチとを備えた作業用車両において、前記変速装置を１つのギヤ位置から他のギヤ位置にシフ
トさせるための制御装置と、前記制御装置を作動させる
ための制御スイッチとを有し、前記制御装置は、前記制
御スイッチが動作している状態で前記デフロックスイッ
チを動作させた時に、前記変速装置のギヤ位置を高速側
のギヤ位置から低速側のギヤ位置にシフトダウンさせる
制御機能を有することを特徴とする作業用車両。
【請求項２】請求項１記載の作業用車両において、前記
デフロックスイッチが非保持型スイッチであることを特
徴とする作業用車両。
【請求項３】請求項２記載の作業用車両において、前記
デフロックスイッチと制御スイッチとが直列に接続され
ていることを特徴とする作業用車両。
【請求項４】請求項３記載の作業用車両において、前記
制御装置は前記変速装置のギヤ位置の指示が前記２つの
ギヤ位置のうちのどちらかであるかを検出するためのギ
ヤセンサを備え、このギヤセンサがギヤ信号を発生する
ことを特徴とする作業用車両。
【請求項５】請求項４記載の作業用車両において、前記
制御装置は車両の進行する方向を検出する方向センサを
備え、この方向センサが方向信号を発生することを特徴
とする作業用車両。
【請求項６】請求項５記載の作業用車両において、前記
制御装置は前記デフロックスイッチと前記制御スイッチ
が動作しているか否かを検出するスイッチセンサを備
え、このスイッチセンサがスイッチ信号を発生すること
を特徴とする作業用車両。
【請求項７】請求項６記載の作業用車両において、前記
制御装置は前記スイッチセンサからのスイッチ信号を保
持するための保持手段を備えることを特徴とする作業用
車両。
【請求項８】請求項７記載の作業用車両において、前記
制御装置は前記ギヤ信号と前記方向信号と前記スイッチ
信号を検出し、且つこれらの信号に応答して変速装置を
シフトさせるためのシフトダウンセンサを備えることを
特徴とする作業用車両。
【請求項９】請求項８記載の作業用車両において、前記
ギヤセンサが第１のリレーを備え、前記方向センサが第
２のリレーを備え、第１のリレーと第２のリレーが直列
に接続されることを特徴とする作業用車両。
【請求項１０】請求項９記載の作業用車両において、前
記スイッチセンサが第３のリレーを備え且つ前記保持手
段が第４のリレーを備え、第３のリレーと第４のリレー
が第１のリレーと第２のリレーと並列に接続されること
を特徴とする作業用車両。
【請求項１１】請求項10記載の作業用車両において、前
記第４のリレーがこの第４のリレーを前記スイッチ信号
に応答して保持する前記ギヤ信号と前記方向信号のため
のフィードバックループを備えることを特徴とする作業
用車両。
【請求項１２】請求項11記載の作業用車両において、前
記シフトダウンセンサが前記ギヤ信号と前記方向信号と
前記スイッチ信号により動作せしめられる第５のリレー
を備えることを特徴とする作業用車両。
【請求項１３】請求項７記載の作業用車両において、前
記保持手段が前記ギヤ信号に応答して非保持状態になる
ことを特徴とする作業用車両。
【請求項１４】請求項７記載の作業用車両において、前
記保持手段が前記方向信号に応答して非保持状態になる
ことを特徴とする作業用車両。