JP7340397B2

JP7340397B2 - 作業車両

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Publication number: JP7340397B2
Application number: JP2019174400A
Authority: JP
Inventors: 慎太郎小林
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2019-09-25
Filing date: 2019-09-25
Publication date: 2023-09-07
Anticipated expiration: 2039-09-25
Also published as: JP2021050537A

Description

本発明は、アクスルを揺動可能にした作業車両に関する。

従来より、下部走行体と、下部走行体に旋回可能に支持された上部旋回体とを備える作業車両が知られている。このような作業車両は、下部走行体を走行させて目的地に移動し、目的地で上部旋回体を旋回させて所定の作業を行う。

例えば特許文献１には、走行中にアクスルの揺動を許容し、作業中にアクスルの揺動を規制する作業車両が開示されている。これにより、走行中は路面の凹凸に追従して乗り心地を向上させ、作業中は車両の姿勢を安定させることができる。

実開平５－７７３４７号公報

ここで、作業車両の用途として、作業と短距離の移動とを繰り返す場合がある。しかしながら、特許文献１に記載の作業車両は、作業中にアクスルが完全に固定されるので、作業中における不整地の走破性が低いという課題がある。

本発明は、上記した実状に鑑みてなされたものであり、その目的は、不整地の走破性と作業時の安定性とを両立させた作業車両を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、下部走行体と、前記下部走行体に旋回可能に支持された上部旋回体と、フロントタイヤを回転自在に支持するフロント側のアクスルと、リヤタイヤを回転自在に支持するリヤ側のアクスルと、フロント側及びリヤ側の少なくとも一方の前記アクスルを、前記下部走行体に揺動可能に支持する揺動機構とを備える作業車両において、前記揺動機構は、第１揺動角の揺動を許容する第１状態と、前記第１揺動角未満で且つ０°より大きい第２揺動角の揺動を許容する第２状態と、揺動を禁止する第３状態とに切り換え可能であり、前記揺動機構は、前記アクスル及び前記上部旋回体の間で且つ前記アクスルの揺動支点の両側に配置されて、前記アクスルの揺動に追従して伸縮する一対の揺動シリンダと、前記一対の揺動シリンダそれぞれに対向する位置で前記アクスルに支持され、前記第１状態のときに縮小し、前記第２状態のときに伸長することで、前記第２状態のときの前記揺動シリンダの伸縮量を、前記第１状態のときより小さくする一対の対向シリンダと、を備え、前記一対の揺動シリンダは、各々のボトム側が前記上部旋回体に固定され、各々のロッドの先端が対応する前記対向シリンダのロッドに当接しており、前記一対の揺動シリンダのボトム室からの作動油の排出を、許容する第１位置及び禁止する第２位置に切り換え可能な第１電磁弁と、前記一対の対向シリンダのボトム室に対する作動油の供給及び排出のうち、供給を許容し且つ排出を禁止する第３位置及び供給を禁止し且つ排出を許容する第４位置に切り換え可能な第２電磁弁と、作動油が供給されたときに前記上部旋回体を旋回させる旋回モータと、前記旋回モータへの作動油の供給を許容する第５位置及び禁止する第６位置に切り換え可能な第３電磁弁と、前記第１電磁弁、前記第２電磁弁、及び前記第３電磁弁を制御するコントローラとをさらに備え、前記コントローラは、前記第１電磁弁を前記第１位置に切り換え、前記第２電磁弁を前記第４位置に切り換えることによって、前記揺動機構を前記第１状態にし、前記第１電磁弁を前記第１位置に切り換え、前記第２電磁弁を前記第３位置に切り換えることによって、前記揺動機構を前記第２状態にし、前記第１電磁弁を前記第２位置に切り換え、前記第２電磁弁を前記第３位置に切り換えることによって、前記揺動機構を前記第３状態にし、前記揺動機構が前記第１状態のときに、前記第３電磁弁を前記第６位置に切り換え、前記揺動機構が前記第２状態及び前記第３状態のときに、前記第３電磁弁を前記第５位置に切り換えることを特徴とする。

本発明によれば、不整地の走破性と作業時の安定性とを両立させることができる。なお、上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本実施形態に係る作業車両の代表例である油圧ショベルの側面図である。揺動角＝０°のときの揺動機構の模式図である。揺動角＝α_１のときの揺動機構の模式図である。揺動角＝α_２のときの揺動機構の模式図である。油圧ショベルのハードウェア構成図である。

本発明に係る作業車両の実施形態について、図面を用いて説明する。図１は、本実施形態に係る作業車両の代表例である油圧ショベル１の側面図である。なお、本明細書中の前後左右は、特に断らない限り、油圧ショベル１に搭乗して操作するオペレータの視点を基準としている。また、作業車両の具体例は油圧ショベル１に限定されず、上部旋回体を備えるクレーン車などにも本発明を適用することができる。

油圧ショベル１は、下部走行体２と、下部走行体２に支持された上部旋回体３とを備える。下部走行体２は、下部走行体２の前方下部で左右一対のフロントタイヤ８ｆを回転自在に支持するフロントアクスル９ｆと、下部走行体２の後方下部で左右一対のリヤタイヤ８ｒを回転自在に支持するリヤアクスル９ｒとを主に備える。フロントタイヤ８ｆ及びリヤタイヤ８ｒ（以下、これらを総称して、「タイヤ８」と表記する。）は、走行モータ（図示省略）の駆動力が伝達されて回転する。これにより、下部走行体２が走行する。

図２は、揺動角＝０°のときの揺動機構１０の模式図である。図３は、揺動角＝α_１（第１揺動角）のときの揺動機構１０の模式図である。図４は、揺動角＝α_２（第２揺動角）のときの揺動機構１０の模式図である。

図２に示すように、フロントアクスル９ｆは、ピン２ａを介して揺動自在に下部走行体２に支持されている。より詳細には、フロントアクスル９ｆは、ピン２ａを揺動支点として、左右のフロントタイヤ８ｆのうちの一方が上昇し、他方が下降するように揺動する。以下、水平線Ｈに対するフロントアクスル９ｆの軸線Ｌのなす角を、フロントアクスル９ｆの「揺動角」と表記する。

そして、油圧ショベル１は、下部走行体２に対するフロントアクスル９ｆの揺動角の範囲を切り換える揺動機構１０を備える。揺動機構１０は、揺動機構１０は、左右一対の揺動シリンダ１１Ｌ、１１Ｒと、左右一対の対向シリンダ１２Ｌ、１２Ｒとを主に備える。

揺動シリンダ１１Ｌ、１１Ｒは、下部走行体２及びフロントアクスル９ｆの間に配置されている。また、揺動シリンダ１１Ｌ、１１Ｒは、ピン２ａ（すなわち、揺動支点）の両側に配置されている。さらに、揺動シリンダ１１Ｌ、１１Ｒは、ボトム側（すなわち、シリンダチューブ）が下部走行体２に固定されている。そして、揺動シリンダ１１Ｌ、１１Ｒのロッドは、フロントアクスル９ｆに接離する向きに伸縮する。

対向シリンダ１２Ｌ、１２Ｒは、揺動シリンダ１１Ｌ、１１Ｒに対向して配置されている。すなわち、対向シリンダ１２Ｌ、１２Ｒは、下部走行体２及びフロントアクスル９ｆの間に配置で、且つピン２ａ（すなわち、揺動支点）の両側に配置されている。さらに、対向シリンダ１２Ｌ、１２Ｒは、ボトム側（すなわち、シリンダチューブ）がフロントアクスル９ｆに固定されている。そして、対向シリンダ１２Ｌ、１２Ｒのロッドは、下部走行体２に接離する向きに伸縮する。

対応する揺動シリンダ１１Ｌ及び対向シリンダ１２Ｌは、ロッドの先端同士が当接している。同様に、対応する揺動シリンダ１１Ｒ及び対向シリンダ１２Ｒは、ロッドの先端同士が当接している。そして、揺動機構１０は、例えば図２の状態から左側のフロントタイヤ８ｆが持ち上がると（図３参照）、揺動シリンダ１１Ｌが縮小し、揺動シリンダ１１Ｒが伸長する。一方、右側のフロントタイヤ８ｆが持ち上がると、揺動シリンダ１１Ｌが伸長し、揺動シリンダ１１Ｒが縮小する。これにより、路面の凹凸に追従してフロントアクスル９ｆが揺動する。

また、図３に示すように、対向シリンダ１２Ｌ、１２Ｒを縮小させると（第１状態）、フロントアクスル９ｆは、０°～α_１（第１角度）の角度範囲での揺動が許容される。また、図４に示すように、対向シリンダ１２Ｌ、１２Ｒを伸長させると（第２状態）、フロントアクスル９ｆは、０°～α_２（第２角度）の角度範囲での揺動が許容される。なお、０°＜α_２＜α_１である。すなわち、対向シリンダ１２Ｌ、１２Ｒは、第２状態のときの揺動シリンダ１１Ｌ、１１Ｒの伸縮量を、第１状態のときより小さくする揺動規制部として機能する。

上部旋回体３は、旋回モータ２４（図５参照）によって旋回可能な状態で下部走行体２に支持されている。上部旋回体３は、ベースとなる旋回フレーム５と、旋回フレーム５の前端中央に上下方向に回動可能に取り付けられたフロント作業機４と、旋回フレーム５の後部に配置されたカウンタウェイト６と、旋回フレーム５の前方左側に配置されたキャブ（運転席）７とを主に備える。

フロント作業機４は、上部旋回体３に起伏可能に支持されたブーム４ａと、ブーム４ａの先端に揺動可能に支持されたアーム４ｂと、アーム４ｂの先端に揺動可能に支持されたバケット４ｃと、ブーム４ａ、アーム４ｂ、及びバケット４ｃを駆動させる油圧シリンダ４ｄ～４ｆとを含む。カウンタウェイト６は、フロント作業機４との重量バランスを取るためのもので、上部旋回体３の後端に取り付けられた重量物である。

キャブ７には、油圧ショベル１を操作するオペレータが搭乗する内部空間が形成されている。キャブ７の内部には、オペレータが着席するシート（図示省略）と、シートに着席したオペレータが操作する操作装置（ステアリング、ペダル、レバー、スイッチなど）が配置されている。そして、キャブ７に搭乗したオペレータが操作装置を操作することによって、下部走行体２が走行し、上部旋回体３が旋回し、フロント作業機４が動作し、アウトリガ１３が姿勢変化する。

本実施形態に係る操作装置は、旋回レバー７ａ、ロックスイッチ７ｂ、及び解除スイッチ７ｃ（図５参照）を含む。旋回レバー７ａは、上部旋回体３を旋回させるオペレータの操作を受け付ける。より詳細には、旋回レバー７ａを第１方向に倒伏させると、上部旋回体３が時計回りに旋回する。一方、旋回レバー７ａを第１方向と逆向きの第２方向に倒伏させると、上部旋回体３が反時計回りに旋回する。

ロックスイッチ７ｂは、フロントアクスル９ｆの揺動を禁止するオペレータの操作を受け付ける。解除スイッチ７ｃは、フロントアクスル９ｆの揺動角の規制を解除するオペレータの操作を受け付ける。そして、ロックスイッチ７ｂ及び解除スイッチ７ｃは、受け付けた操作に対応する操作信号を、後述するコントローラ４０（図５参照）に出力する。

ロックスイッチ７ｂ及び解除スイッチ７ｃは、ＯＮ状態及びＯＦＦ状態の２状態を有する。また、ロックスイッチ７ｂ及び解除スイッチ７ｃは、オペレータが操作した状態を継続するオルタネートスイッチである。さらに、ロックスイッチ７ｂ及び解除スイッチ７ｃは、一方をＯＮ状態にすると、他方がＯＦＦ状態になる排他スイッチである。但し、ロックスイッチ７ｂ及び解除スイッチ７ｃの具体的な構成は、前述の例に限定されない。

図５は、油圧ショベル１のハードウェア構成図である。油圧ショベル１は、メインポンプ２１と、パイロットポンプ２２と、作動油タンク２３と、旋回モータ２４と、方向切換弁２５と、電磁弁２６、３０、３１と、オペレートチェック弁２７、２９と、切換弁２８と、コントローラ４０とを主に備える。

メインポンプ２１及びパイロットポンプ２２は、エンジン（図示省略）によって駆動されて、作動油タンク２３に貯留された作動油をアクチュエータ（走行モータ、旋回モータ２４、油圧シリンダ４ｄ～４ｆ、揺動シリンダ１１Ｌ、１１Ｒ、対向シリンダ１２Ｌ、１２Ｒ）に圧送する。

方向切換弁２５は、メインポンプ２１から旋回モータ２４に至る作動油の油路に配置される。そして、方向切換弁２５は、旋回レバー７ａから供給されるパイロット圧油に従って、旋回モータ２４への作動油の供給方向及び供給量を切り換える。

より詳細には、方向切換弁２５は、位置Ａ、Ｂ、Ｃを有する。位置Ａは、旋回モータ２４に作動油を供給しない位置である。位置Ｂは、旋回モータ２４を時計回りに回転させる向きに作動油を供給する位置である。位置Ｃは、旋回モータ２４を反時計回りに回転させる向きに作動油を供給する位置である。すなわち、方向切換弁２５は、旋回レバー７ａが操作されていないとき位置Ａとなり、旋回レバー７ａが第１方向に倒伏されると位置Ｂに切り換わり、旋回レバー７ａが第２方向に倒伏されると位置Ｃに切り換わる。

電磁弁２６（第１電磁弁）は、パイロットポンプ２２からオペレートチェック弁２７の解除ポートに至る作動油の油路に配置されている。電磁弁２６は、位置Ｄ、Ｅを有する。位置Ｄ（第１位置）は、パイロットポンプ２２から供給されるパイロット圧油を、オペレートチェック弁２７の解除ポートに供給する位置である。位置Ｅ（第２位置）は、オペレートチェック弁２７の解除ポートと作動油タンク２３とを連通させる位置である。

オペレートチェック弁２７は、揺動シリンダ１１Ｌ、１１Ｒと作動油タンク２３とを接続する油路に配置されている。オペレートチェック弁２７は、解除ポートにパイロット圧油が供給されていないとき、作動油タンク２３から揺動シリンダ１１Ｌ、１１Ｒのボトム室へのパイロット圧油の供給を許容し、揺動シリンダ１１Ｌ、１１Ｒのボトム室から作動油タンク２３への作動油の排出を禁止する。一方、オペレートチェック弁２７は、解除ポートにパイロット圧油が供給されているとき、作動油タンク２３から揺動シリンダ１１Ｌ、１１Ｒのボトム室へのパイロット圧油の供給と、揺動シリンダ１１Ｌ、１１Ｒのボトム室から作動油タンク２３への作動油の排出との両方を許容する。

コントローラ４０から制御電圧が印加されていないとき、電磁弁２６は位置Ｄ（初期位置）である。このとき、フロントアクスル９ｆが揺動すると、揺動シリンダ１１Ｌ、１１Ｒのうち、伸長して負圧となった側のボトム室にオペレートチェック弁２７を通じて作動油タンク２３から作動油が供給され、縮小した側のボトム室からオペレートチェック弁２７を通じて作動油タンク２３に作動油が排出される。

すなわち、電磁弁２６の位置Ｄは、揺動シリンダ１１Ｌ、１１Ｒのボトム室に対する作動油の供給及び排出を許容する位置である。換言すれば、電磁弁２６の位置Ｄは、フロントアクスル９ｆの揺動に追従した揺動シリンダ１１Ｌ、１１Ｒの伸縮を許容する位置である。さらに換言すれば、電磁弁２６の位置Ｄは、フロントアクスル９ｆの揺動を許容する位置である。

一方、コントローラ４０から制御電圧が印加されると、電磁弁２６は位置Ｄから位置Ｅに切り換わる。これにより、オペレートチェック弁２７の解除ポートに供給されていたパイロット圧油が作動油タンク２３に還流する。その結果、揺動シリンダ１１Ｌ、１１Ｒのボトム室からの作動油の排出が禁止される。

すなわち、電磁弁２６の位置Ｅは、揺動シリンダ１１Ｌ、１１Ｒのボトム室からの作動油の排出を禁止する位置である。換言すれば、電磁弁２６の位置Ｅは、揺動シリンダ１１Ｌ、１１Ｒの伸縮を禁止する位置である。さらに換言すれば、電磁弁２６の位置Ｅは、フロントアクスル９ｆの揺動を禁止する位置である。

切換弁２８及びオペレートチェック弁２９は、メインポンプ２１から対向シリンダ１２Ｌ、１２Ｒに至る作動油の油路に配置されている。すなわち、切換弁２８及びオペレートチェック弁２９は、対向シリンダ１２Ｌ、１２Ｒに対する作動油の給排（供給及び排出）の可否を切り換える役割を担っている。

より詳細には、切換弁２８は、位置Ｆ、Ｇを有する。位置Ｆは、メインポンプ２１から供給される作動油を、オペレートチェック弁２９を通じて対向シリンダ１２Ｌ、１２Ｒのボトム室に供給する位置である。位置Ｇは、オペレートチェック弁２９を通じて対向シリンダ１２Ｌ、１２Ｒのボトム室から排出される作動油を、作動油タンク２３に還流させる位置である。切換弁２８の初期位置は、位置Ｆである。そして、切換弁２８は、パイロットポートにパイロット圧油が供給されると、位置Ｆから位置Ｇに切り換わる。

オペレートチェック弁２９は、解除ポートにパイロット圧油が供給されていないとき、切換弁２８から対向シリンダ１２Ｌ、１２Ｒのボトム室への作動油の供給を許容し、対向シリンダ１２Ｌ、１２Ｒのボトム室からの作動油の排出を禁止する。一方、オペレートチェック弁２９は、解除ポートにパイロット圧油が供給されているとき、電磁弁２６から揺動シリンダ１１Ｌ、１１Ｒのボトム室へのパイロット圧油の供給と、揺動シリンダ１１Ｌ、１１Ｒのボトム室からの作動油の排出との両方を許容する。

電磁弁３０（第２電磁弁）は、パイロットポンプ２２から切換弁２８のパイロットポート及びオペレートチェック弁２９の解除ポートに至る作動油の油路に配置されている。電磁弁３０は、位置Ｈ、Ｉを有する。位置Ｈ（第３位置）は、切換弁２８のパイロットポート及びオペレートチェック弁２９の解除ポートに供給されていた作動油を、作動油タンク２３に還流させる位置である。位置Ｉ（第４位置）は、パイロットポンプ２２から供給されるパイロット圧油を、切換弁２８のパイロットポート及びオペレートチェック弁２９の解除ポートに供給する位置である。

コントローラ４０から制御電圧が印加されていないとき、電磁弁３０は位置Ｈ（初期位置）である。このとき、位置Ｆの切換弁２８及びオペレートチェック弁２９を通じて、メインポンプ２１から対向シリンダ１２Ｌ、１２Ｒのボトム室に作動油が供給される。その結果、対向シリンダ１２Ｌ、１２Ｒは伸長する。また、オペレートチェック弁２９は、対向シリンダ１２Ｌ、１２Ｒのボトム室からの作動油の排出を禁止するので、対向シリンダ１２Ｌ、１２Ｒの伸長した状態が維持される。

すなわち、電磁弁３０の位置Ｈは、対向シリンダ１２Ｌ、１２Ｒのボトム室に対する作動油の供給及び排出のうち、供給を許容し且つ排出を禁止する位置である。換言すれば、電磁弁３０の位置Ｈは、対向シリンダ１２Ｌ、１２Ｒを伸長した状態にする位置である。さらに換言すれば、電磁弁３０の位置Ｈは、フロントアクスル９ｆの揺動量を小さくする位置である。

一方、コントローラ４０から制御電圧が印加されると、電磁弁３０は位置Ｈから位置Ｉに切り換わる。これにより、切換弁２８のパイロットポート及びオペレートチェック弁２９の解除ポートにパイロット圧油が供給される。その結果、オペレートチェック弁２９及び位置Ｇの切換弁２８を通じて、対向シリンダ１２Ｌ、１２Ｒのボトム室から作動油タンク２３に作動油が還流する。一方、メインポンプ２１から供給される作動油は、位置Ｇの切換弁２８で遮断されて、対向シリンダ１２Ｌ、１２Ｒに供給されない。その結果、対向シリンダ１２Ｌ、１２Ｒが縮小する。

すなわち、電磁弁３０の位置Ｉは、対向シリンダ１２Ｌ、１２Ｒのボトム室に対する作動油の供給及び排出のうち、供給を禁止し且つ排出を許容する位置である。換言すれば、電磁弁３０の位置Ｉは、対向シリンダ１２Ｌ、１２Ｒを縮小した状態にする位置である。さらに換言すれば、電磁弁３０の位置Ｉは、フロントアクスル９ｆの揺動量を大きくする位置である。

電磁弁３１（第３電磁弁）は、パイロットポンプ２２から旋回レバー７ａのパイロットポートに至る作動油の油路に配置されている。電磁弁３１は、位置Ｊ、Ｋを有する。位置Ｊ（第５位置）は、旋回レバー７ａのパイロットポートにパイロット圧油を供給する位置である。位置Ｋ（第６位置）は、旋回レバー７ａのパイロットポートへのパイロット圧油の供給を遮断する位置である。

コントローラ４０から制御電圧が印加されていないとき、電磁弁３１は位置Ｊ（初期位置）である。このとき、旋回レバー７ａのパイロットポートには、電磁弁３１を通じてパイロットポンプ２２からパイロット圧油が供給される。これにより、方向切換弁２５が備える２つのパイロットポートのうち、旋回レバー７ａの操作方向に対応するパイロットポートに、旋回レバー７ａの操作量に対応するパイロット圧油が供給される。その結果、方向切換弁２５が位置Ｂ或いは位置Ｃに切り換えられて、メインポンプ２１から供給される作動油が旋回モータ２４に供給される。

すなわち、電磁弁３１の位置Ｊは、メインポンプ２１から旋回モータ２４への作動油の供給を許容する位置である。換言すれば、電磁弁３１の位置Ｊは、旋回レバー７ａの操作に従って上部旋回体３を旋回させる位置である。

一方、コントローラ４０から制御電圧が印加されると、電磁弁３１は位置Ｊから位置Ｋに切り換わる。これにより、パイロットポンプ２２から供給されるパイロット圧油が遮断される。その結果、オペレータが旋回レバー７ａを操作しても、方向切換弁２５のパイロットポートにパイロット圧油が供給されない。すなわち、オペレータが旋回レバー７ａを操作しても、メインポンプ２１から旋回モータ２４に作動油が供給されず、上部旋回体３が旋回しない。

すなわち、電磁弁３１の位置Ｉは、メインポンプ２１から旋回モータ２４への作動油の供給を禁止する位置である。換言すれば、電磁弁３１の位置Ｋは、上部旋回体３の旋回を禁止する位置である。

なお、電磁弁３０、３１は、信号線Ｌ_１を通じてコントローラ４０に接続されている。すなわち、コントローラ４０が信号線Ｌ_１に制御電圧を印加していないとき、電磁弁３０は位置Ｈで且つ電磁弁３１は位置Ｊとなる。一方、コントローラ４０が信号線Ｌ_１に制御電圧を印加すると、電磁弁３０は位置Ｉで且つ電磁弁３１は位置Ｋとなる。これに対して、電磁弁２６は、信号線Ｌ_２を通じてコントローラ４０に接続されている。すなわち、電磁弁２６は、電磁弁３０、３１とは独立して位置を切り換え可能に構成されている。

コントローラ４０は、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）、及びＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）を備える。コントローラ４０は、ＲＯＭに格納されたプログラムコードをＣＰＵが読み出して実行することによって、後述する処理を実現する。ＲＡＭは、ＣＰＵがプログラムを実行する際のワークエリアとして用いられる。

但し、コントローラ４０の具体的な構成はこれに限定されず、ＡＳＩＣ（ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＳｐｅｃｉｆｉｃＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－ＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＧａｔｅＡｒｒａｙ）などのハードウェアによって実現されてもよい。

コントローラ４０は、操作装置から出力される操作信号、及び旋回角センサ３２から出力される検知信号に基づいて、電磁弁２６、３０、３１を制御する。旋回角センサ３２は、上部旋回体３の旋回角を検知し、検知結果を示す検知信号をコントローラ４０に出力する。本実施形態に係る旋回角は、例えば、上部旋回体３が前方を向いたときを０°とし、時計回りの旋回角を正の値、反時計回りの旋回角を負の値として表す。

まず、オペレータが解除スイッチ７ｃをＯＮ状態にすると、ロックスイッチ７ｂがＯＦＦ状態になる。このとき、コントローラ４０は、信号線Ｌ_１を通じて電磁弁３０、３１に制御電圧を印加し、信号線Ｌ_２を通じて電磁弁２６に制御電圧を印加しない。これにより、揺動シリンダ１１Ｌ、１１Ｒの伸縮が許容され、対向シリンダ１２Ｌ、１２Ｒが縮小した状態で保持される。その結果、揺動機構１０は、図３に示すように、フロントアクスル９ｆを０°～α_１の範囲で揺動可能にする。この状態は、第１状態の一例である。また、この状態で旋回レバー７ａが操作されても、上部旋回体３は旋回しない。

また、オペレータがロックスイッチ７ｂ及び解除スイッチ７ｃの両方をＯＦＦ状態にすると、コントローラ４０は、信号線Ｌ_１、Ｌ_２を通じて電磁弁２６、３０、３１に制御電圧を印加しない。これにより、揺動シリンダ１１Ｌ、１１Ｒの伸縮が許容され、対向シリンダ１２Ｌ、１２Ｒが突出した状態で保持される。その結果、揺動機構１０は、図４に示すように、フロントアクスル９ｆを０°～α_２の範囲で揺動可能にする。この状態は、第２状態の一例である。また、この状態で旋回レバー７ａが操作されると、上部旋回体３が旋回する。

さらに、オペレータがロックスイッチ７ｂをＯＮ状態にすると、解除スイッチ７ｃがＯＦＦ状態になる。このとき、コントローラ４０は、信号線Ｌ_２を通じて電磁弁２６に制御電圧を印加し、信号線Ｌ_１を通じて電磁弁３０、３１に制御電圧を印加しない。これにより、揺動シリンダ１１Ｌ、１１Ｒの伸縮が禁止され、対向シリンダ１２Ｌ、１２Ｒが伸長した状態に保持される。その結果、揺動機構１０は、図２に示す状態でフロントアクスル９ｆの揺動を禁止する。この状態は、第３状態の一例である。また、この状態で旋回レバー７ａが操作されると、上部旋回体３が旋回する。

上記の実施形態によれば、例えば以下の作用効果を奏する。

上記の実施形態の油圧ショベル１において、例えば、高速で長距離を移動する場合は揺動機構１０を第１状態とし、低速で短距離を移動する場合は揺動機構１０を第２状態とし、フロント作業機４で高負荷の作業を行う場合は揺動機構１０を第３状態とすればよい。これにより、不整地の走破性と、作業時の安定性とを両立させることができる。

また、上記の実施形態によれば、揺動機構１０を第１状態としたときに、上部旋回体３の旋回が禁止される。これにより、フロントアクスル９ｆが大きく揺動したときに、上部旋回体３とフロントタイヤ８ｆとが干渉するのを防止することができる。

なお、解除スイッチ７ｃは、旋回角センサ３２で検知された旋回角が０°を含む所定の範囲（例えば、－１０°～１０°）内のときにＯＮ状態に切換可能で、所定の範囲外のときにＯＮ状態に切換不能に構成されていてもよい。

これにより、上部旋回体３が大きく旋回している状態で、揺動機構１０が第１状態に切り換えられることがなくなる。その結果、フロントアクスル９ｆが大きく揺動したときに、上部旋回体３とフロントタイヤ８ｆとが干渉するのを防止することができる。なお、前述の所定の範囲は、上部旋回体３とフロントタイヤ８ｆとが干渉しない範囲に設定される。

また、上記の実施形態では、ロックスイッチ７ｂ及び解除スイッチ７ｃに対するオペレータの操作によって、揺動機構１０の状態を切り換える例を説明した。しかしながら、揺動機構１０の状態を切り換える条件は、前述の例に限定されない。

一例として、コントローラ４０は、旋回角センサ３２で検知された旋回角が０°を含む第１範囲（例えば、－２°～２°）内のときに、揺動機構１０を第１状態に切り換えてもよい。油圧ショベル１を高速で長距離移動させる場合、オペレータは、走行を開始するのに先立って、キャブ７が前方に向くように上部旋回体３を旋回させると考えられるからである。

他の例として、コントローラ４０は、旋回角センサ３２で検知された旋回角が１８０°を含む第２範囲（例えば、１７０°～１９０°）内のときに、揺動機構１０を第３状態に切り換えてもよい。装輪式の油圧ショベル１において、上部旋回体３を後ろ向きにした姿勢が最も安定性が高いので、オペレータは、フロント作業機４で高負荷の作業を行うのに先立って、上部旋回体３を第２範囲に旋回させると考えられるからである。

さらに他の例として、コントローラ４０は、旋回角センサ３２で検知された旋回角が第１範囲及び第２範囲と異なる第３範囲（例えば、２°～１７０°、１９０°～３５８°）内のときに、揺動機構１０を第２状態に切り換えてもよい。上部旋回体３の旋回角が第３範囲のときは、高速移動や高負荷作業が行われる可能性は低く、低速で短距離の移動と、低負荷の作業とが繰り返される可能性が高いと考えられるからである。

また、操作装置を用いた状態の切り換えと、旋回角センサ３２を用いた状態の切り換えとを組み合わせてもよい。例えば、コントローラ４０は、ロックスイッチ７ｂの切り換えによって、揺動機構１０を第２状態（ロックスイッチ７ｂ＝ＯＦＦ状態）と第３状態（ロックスイッチ７ｂ＝ＯＮ状態）とに切り換えてもよい。また、コントローラ４０は、ロックスイッチ７ｂがＯＦＦ状態で且つ旋回角センサ３２で検知された旋回角が第１範囲内のときに、揺動機構１０を第１状態に切り換えてもよい。

さらに、上記の実施形態では、揺動機構１０によってフロントアクスル９ｆを揺動させる例を説明した。しかしながら、油圧ショベル１は、リヤアクスル９ｒを揺動させる揺動機構１０を備えてもよいし、フロントアクスル９ｆ及びリヤアクスル９ｒそれぞれを揺動させる２つの揺動機構１０を備えてもよい。

上述した実施形態は、本発明の説明のための例示であり、本発明の範囲をそれらの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。当業者は、本発明の要旨を逸脱することなしに、他の様々な態様で本発明を実施することができる。

１油圧ショベル
２下部走行体
２ａピン
３上部旋回体
４フロント作業機
４ａブーム
４ｂアーム
４ｃバケット
４ｄ，４ｅ，４ｆ油圧シリンダ
５旋回フレーム
６カウンタウェイト
７キャブ
７ａ旋回レバー
７ｂロックスイッチ
７ｃ解除スイッチ
８タイヤ
８ｆフロントタイヤ
８ｒリヤタイヤ
９アクスル
９ｆフロントアクスル
９ｒリヤアクスル
１０揺動機構
１１Ｌ，１１Ｒ揺動シリンダ
１２Ｒ，１２Ｌ対向シリンダ
２１メインポンプ
２２パイロットポンプ
２３作動油タンク
２４旋回モータ
２５方向切換弁
２６，３０，３１電磁弁
２７，２９オペレートチェック弁
２８切換弁
３２旋回角センサ
４０コントローラ

Claims

下部走行体と、
前記下部走行体に旋回可能に支持された上部旋回体と、
フロントタイヤを回転自在に支持するフロント側のアクスルと、
リヤタイヤを回転自在に支持するリヤ側のアクスルと、
フロント側及びリヤ側の少なくとも一方の前記アクスルを、前記下部走行体に揺動可能に支持する揺動機構とを備える作業車両において、
前記揺動機構は、第１揺動角の揺動を許容する第１状態と、前記第１揺動角未満で且つ０°より大きい第２揺動角の揺動を許容する第２状態と、揺動を禁止する第３状態とに切り換え可能であり、
前記揺動機構は、
前記アクスル及び前記上部旋回体の間で且つ前記アクスルの揺動支点の両側に配置されて、前記アクスルの揺動に追従して伸縮する一対の揺動シリンダと、
前記一対の揺動シリンダそれぞれに対向する位置で前記アクスルに支持され、前記第１状態のときに縮小し、前記第２状態のときに伸長することで、前記第２状態のときの前記揺動シリンダの伸縮量を、前記第１状態のときより小さくする一対の対向シリンダと、を備え、
前記一対の揺動シリンダは、各々のボトム側が前記上部旋回体に固定され、各々のロッドの先端が対応する前記対向シリンダのロッドに当接しており、
前記一対の揺動シリンダのボトム室からの作動油の排出を、許容する第１位置及び禁止する第２位置に切り換え可能な第１電磁弁と、
前記一対の対向シリンダのボトム室に対する作動油の供給及び排出のうち、供給を許容し且つ排出を禁止する第３位置及び供給を禁止し且つ排出を許容する第４位置に切り換え可能な第２電磁弁と、
作動油が供給されたときに前記上部旋回体を旋回させる旋回モータと、
前記旋回モータへの作動油の供給を許容する第５位置及び禁止する第６位置に切り換え可能な第３電磁弁と、
前記第１電磁弁、前記第２電磁弁、及び前記第３電磁弁を制御するコントローラとをさらに備え、
前記コントローラは、
前記第１電磁弁を前記第１位置に切り換え、前記第２電磁弁を前記第４位置に切り換えることによって、前記揺動機構を前記第１状態にし、
前記第１電磁弁を前記第１位置に切り換え、前記第２電磁弁を前記第３位置に切り換えることによって、前記揺動機構を前記第２状態にし、
前記第１電磁弁を前記第２位置に切り換え、前記第２電磁弁を前記第３位置に切り換えることによって、前記揺動機構を前記第３状態にし、
前記揺動機構が前記第１状態のときに、前記第３電磁弁を前記第６位置に切り換え、
前記揺動機構が前記第２状態及び前記第３状態のときに、前記第３電磁弁を前記第５位置に切り換えることを特徴とする作業車両。