(57)【要約】【課題】  前進走行を検出したときに走行モータを低速側に切換えることにより、作業装置の使用時等に変速操作の頻度を減らし、操作性を向上させる。【解決手段】  走行レバー装置１９Ａ，１９Ｂに接続された前進用のパイロット管路２０Ａ，２０Ｂの間には、シャトル弁２３を介して圧力センサ２２を設け、この圧力センサ２２によって前進用のパイロット圧を検出する。そして、コントローラ２４は、変速モード切換スイッチ２６が自動変速位置（ａ）に設定された状態で、圧力センサ２２の検出圧力が上昇したときに、車体が前進走行していると判定し、切換弁２８、容量制御弁１８Ａ，１８Ｂ等によって走行モータ１１Ａ，１１Ｂを１速に切換える。これにより、例えば前進走行時に走行トルクが必要な作業等を行うときには、オペレータの変速操作を減らすことができ、作業性を高めることができる。【選択図】        図３
2006329332.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業装置が設けられ前，後方向に自走可能となった車体と、該車体に設けられ油圧源から給排される圧油の方向に応じて該車体を前進走行または後進走行させる可変容量式の走行モータと、前記油圧源から走行モータに給排される圧油の方向を制御する方向制御弁と、前記走行モータの作動状態を大容量で作動する低速側と小容量で作動する高速側との間で切換える容量制御弁とを備えてなる建設機械において、
前記車体が前進走行していることを検出する前進走行検出手段を設け、
該前進走行検出手段によって前記車体が前進走行していると検出したときに前記容量制御弁によって前記走行モータを低速側に切換える変速制御手段を設ける構成としたことを特徴とする建設機械。
【請求項２】
前記変速制御手段は、前記前進走行検出手段によって前記車体が後進走行していることを検出したときに前記容量制御弁によって前記走行モータを高速側に切換える構成としてなる請求項１に記載の建設機械。
【請求項３】
オペレータの操作に応じて前進用または後進用のパイロット圧を出力する油圧パイロット式の走行操作装置を設け、前記方向制御弁は、該走行操作装置から出力されるパイロット圧に応じて前進位置と後進位置とを含む複数の位置に切換えられる油圧パイロット式方向制御弁であり、前記前進走行検出手段は、前記走行操作装置から出力される前進用のパイロット圧を検出する圧力センサである請求項１または２に記載の建設機械。
【請求項４】
オペレータの操作に応じて前進用または後進用の操作信号を出力する電気式の走行操作装置を設け、前記方向制御弁は、該走行操作装置から出力される操作信号に応じて前進位置と後進位置とを含む複数の位置に切換えられる電磁パイロット式方向制御弁であり、前記前進走行検出手段は、前記走行操作装置の一部を構成しオペレータの前進操作を検出する操作検出部である請求項１または２に記載の建設機械。
【請求項５】
自動変速位置または高速位置に操作される変速モード切換スイッチを設け、
前記変速モード切換スイッチが前記自動変速位置であるときには前記変速制御手段によって前記走行モータを低速側と高速側との間で切換える構成とし、
前記変速モード切換スイッチが前記高速位置であるときには前記走行モータを高速側に保持する構成としてなる請求項１，２，３または４に記載の建設機械。
【請求項６】
自動変速位置または高速位置に操作される変速モード切換スイッチと、該変速モード切換スイッチが前記高速位置であるときに前記走行モータを低速側または高速側に設定する変速スイッチとを設け、
前記変速モード切換スイッチが前記自動変速位置であるときには前記変速制御手段によって前記走行モータを低速側と高速側との間で切換える構成とし、
前記変速モード切換スイッチが前記高速位置であるときには前記変速スイッチの設定に応じて前記走行モータを低速側または高速側に切換える構成としてなる請求項１，２，３または４に記載の建設機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば油圧ショベル、ホイルローダ、ブルドーザ等として好適に用いられる建設機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、例えば油圧ショベル、ホイルローダ、ブルドーザ等の建設機械としては、オペレータの運転操作に応じて走行モータの容量（傾転角）を切換える構成としたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平８−２７０７８８号公報
【０００４】
この種の従来技術による建設機械は、前，後方向に自走可能となった車体を有し、車体の前部側には作業装置が俯仰動可能に設けられている。この場合、作業装置としては、例えば油圧ショベルのバケット、排土板（ブレード）や、ホイルローダのローダバケット、ブルドーザの排土板等が知られている。
【０００５】
また、車体には、油圧ポンプから圧油が給排される可変容量式の走行モータと、この走行モータに給排される圧油の方向を制御する方向制御弁とが設けられている。そして、オペレータが走行レバー等を操作したときには、その操作内容に応じて方向制御弁が切換えられることにより、車体が前進走行または後進走行する。
【０００６】
さらに、従来技術の建設機械には、例えば走行モータの作動状態を大容量で作動する低速側と小容量で作動する高速側との間で切換える容量制御弁が設けられている。この場合、容量制御弁は、例えば運転席の近傍に設けられた手動式または足踏み式の変速スイッチ等によって切換操作される。
【０００７】
そして、オペレータが変速スイッチを操作することにより、例えば走行モータが低速側（大容量）に切換えられたときには、車体が低速・大トルク状態で走行する。また、走行モータが高速側（小容量）に切換えられたときには、車体が高速・小トルク状態で走行するものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、上述した従来技術の建設機械では、例えば作業中に車体の走行速度を切換えたい場合がある。即ち、例えば油圧ショベルやブルドーザを用いて排土作業等を行う場合を例に挙げると、この排土作業では、車体を大きな走行トルクで徐々に前進させることにより、排土板を用いて土砂等を前方に押出し、その後に元の位置に戻るときには、車体を速やかに後進させたいことがある。
【０００９】
しかし、このような作業を行う場合に、オペレータは、まず変速スイッチを低速側に切換えて車体を前進させた後に、変速スイッチを高速側に切換えて車体を後進させる作業を繰返すようになり、走行方向を切換える度に変速スイッチの操作が必要となる。
【００１０】
このため、従来技術では、排土作業等を行うときに、車両を運転しながら変速スイッチを頻繁に操作しなければならず、このスイッチ操作がオペレータにとって煩わしいものとなるため、操作性や作業性が低下するという問題がある。
【００１１】
一方、例えばホイルローダによって土砂の搬送作業等を行う場合にも、これと同様の問題が生じ易い。即ち、例えば土砂の山等にローダバケットを突込み、これをすくい上げるときには、車体を大きな走行トルクで前進させ、その後には、変速操作を行って車体を速やかに後進走行させることが多いため、頻繁な変速操作が必要となる。
【００１２】
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明は、例えばオペレータが変速操作を意識しなくても、車体の走行方向に応じて変速操作を適切なタイミングで行うことができ、オペレータの操作性や作業性を向上できるようにした建設機械を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上述した課題を解決するために本発明は、作業装置が設けられ前，後方向に自走可能となった車体と、該車体に設けられ油圧源から給排される圧油の方向に応じて該車体を前進走行または後進走行させる可変容量式の走行モータと、前記油圧源から走行モータに給排される圧油の方向を制御する方向制御弁と、前記走行モータの作動状態を大容量で作動する低速側と小容量で作動する高速側との間で切換える容量制御弁とを備えてなる建設機械に適用される。
【００１４】
そして、請求項１の発明が採用する構成の特徴は、前記車体が作業装置を進行方向に向けて走行する状態を前進走行としたときに前記車体が前進走行していることを検出する前進走行検出手段を設け、該前進走行検出手段によって前記車体が前進走行していると検出したときに前記容量制御弁によって前記走行モータを低速側に切換える変速制御手段を設ける構成としたことにある。
【００１５】
また、請求項２の発明によると、前記変速制御手段は、前記前進走行検出手段によって前記車体が後進走行していることを検出したときに前記容量制御弁によって前記走行モータを高速側に切換える構成としている。
【００１６】
また、請求項３の発明では、オペレータの操作に応じて前進用または後進用のパイロット圧を出力する油圧パイロット式の走行操作装置を設け、前記方向制御弁は、該走行操作装置から出力されるパイロット圧に応じて前進位置と後進位置とを含む複数の位置に切換えられる油圧パイロット式方向制御弁であり、前記前進走行検出手段は、前記走行操作装置から出力される前進用のパイロット圧を検出する圧力センサによって構成している。
【００１７】
また、請求項４の発明では、オペレータの操作に応じて前進用または後進用の操作信号を出力する電気式の走行操作装置を設け、前記方向制御弁は、該走行操作装置から出力される操作信号に応じて前進位置と後進位置とを含む複数の位置に切換えられる電磁パイロット式方向制御弁であり、前記前進走行検出手段は、前記走行操作装置の一部を構成しオペレータの前進操作を検出する操作検出部によって構成している。
【００１８】
また、請求項５の発明では、自動変速位置または高速位置に操作される変速モード切換スイッチを設け、前記変速モード切換スイッチが前記自動変速位置であるときには前記変速制御手段によって前記走行モータを低速側と高速側との間で切換える構成とし、前記変速モード切換スイッチが前記高速位置であるときには前記走行モータを高速側に保持する構成としている。
【００１９】
さらに、請求項６の発明では、自動変速位置または高速位置に操作される変速モード切換スイッチと、該変速モード切換スイッチが高速位置であるときに前記走行モータを低速側または高速側に設定する変速スイッチとを設け、前記変速モード切換スイッチが前記自動変速位置であるときには前記変速制御手段によって前記走行モータを低速側と高速側との間で切換える構成とし、前記変速モード切換スイッチが前記高速位置であるときには前記変速スイッチの設定に応じて前記走行モータを低速側または高速側に切換える構成としている。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１の発明によれば、例えば車体が作業装置を前方に向けた状態で前進走行するときには、この走行状態を前進走行検出手段によって検出することができ、変速制御手段は、前進走行の検出時に走行モータを低速側（大容量）に切換えることができる。このため、例えば車体を前進させつつ、作業装置を用いて走行トルクが必要な作業を行う場合には、オペレータが変速操作をしなくても、走行モータを低速・大トルク状態へと自動的に切換えることができ、大きな走行トルクで作業を円滑に行うことができる。
【００２１】
従って、車体の走行方向に応じて適切なタイミングで自動変速を行うことができ、従来技術のように変速スイッチ等を頻繁に操作する必要がないので、オペレータの負担を軽減して操作性を高めることができる。これにより、例えば油圧ショベル、ブルドーザ等の排土板によって排土作業を行う場合や、ホイールローダのローダバケットによって土砂の搬送作業等を行う場合でも、各種の作業を効率よく行うことができる。
【００２２】
また、自動変速を行うことにより、例えば変速操作に関連した操作機器の使用頻度を減らすことができる。このため、例えば変速操作専用のペダル等を運転席の足元に配置しなくても、オペレータの操作性を確保することができ、足元の窮屈感等を無くして運転席周りの環境を良くすることができる。
【００２３】
また、請求項２の発明によれば、変速制御手段は、前進走行検出手段によって車体が後進走行している状態（前進走行していない状態）も検出することができ、これによって走行モータを高速側（小容量）に切換えることができる。このため、例えば前進走行での作業が済んだときには、車体を後進させるだけで、走行モータを高速・小トルク状態へと自動的に切換えることができ、車体を速やかに移動して作業を効率よく行うことができる。
【００２４】
また、請求項３の発明によれば、油圧パイロット式の走行操作装置は、オペレータの操作に応じて方向制御弁に前進用のパイロット圧を出力したり、後進用のパイロット圧を出力することができ、これらのパイロット圧に応じて方向制御弁を前進位置、後進位置等に切換えることができる。
【００２５】
このとき、圧力センサは、前進用のパイロット圧を検出することができ、変速制御手段は、圧力センサの検出圧力が上昇したときに、車体が前進走行していると判定して変速制御を行うことができる。従って、例えば建設機械に搭載された既存の油圧回路等を利用して車体の前進走行を検出でき、汎用性の高い検出構造を実現することができる。
【００２６】
また、請求項４の発明によれば、電気式の走行操作装置は、オペレータの操作に応じて前進用または後進用の操作信号を出力することができ、これらの操作信号を用いることにより、方向制御弁を前進位置、後進位置等に切換えることができる。
【００２７】
このとき、走行操作装置の操作検出部は、オペレータの前進操作を検出することができ、変速制御手段は、操作検出部の検出結果に応じて変速制御等を行うことができる。従って、電気式の操作系統にも適用することができ、その適用範囲を広げることができる。また、走行操作装置の一部である操作検出部を前進走行検出手段として利用でき、前進走行を検出する専用の部品等が必要ないので、検出用の構造を簡略化することができる。
【００２８】
また、請求項５の発明によれば、変速モード切換スイッチを自動変速位置に切換えたときには、車体の走行方向に応じて走行モータを低速側または高速側に切換えることができ、自動変速を行うことができる。また、変速モード切換スイッチを高速位置に切換えたときには、自動変速を停止させることができ、この状態で走行モータを比較的使用頻度が高い高速側に保持することができる。これにより、建設機械の運転時には、例えば作業の内容等に応じて２種類の変速モードを使い分けることができ、各種の作業現場等で高い操作性を発揮することができる。
【００２９】
さらに、請求項６の発明によれば、変速モード切換スイッチを自動変速位置に切換えたときには、自動変速を行うことができる。また、変速モード切換スイッチを高速位置に切換えたときには、自動変速を停止した状態で、変速スイッチによって走行モータを低速側または高速側に切換えることができ、手動で変速操作を行うことができる。
【００３０】
これにより、建設機械の運転時には、例えば自動変速モード、低速保持モード及び高速保持モードからなる３種類の変速モードを、作業の内容等に応じて自由に使い分けることができ、より高い操作性を発揮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の実施の形態による建設機械について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００３２】
ここで、図１ないし図５は第１の実施の形態を示し、本実施の形態では、小型の油圧ショベルを例に挙げて述べる。
【００３３】
図中、１は油圧ショベルで、該油圧ショベル１は、図１、図２に示す如く、前，後方向に自走可能となった下部走行体２と、該下部走行体２上に旋回可能に搭載され、下部走行体２と共に油圧ショベル１の車体を構成する上部旋回体３と、後述のフロント６、排土板７とによって大略構成されている。
【００３４】
ここで、下部走行体２は、後述の走行モータ１１Ａ，１１Ｂによって駆動される左，右の履帯２Ａ，２Ｂを有し、これらの履帯２Ａ，２Ｂが周回することによって前進走行、後進走行または曲進走行する。なお、本実施の形態において、前進走行とは、油圧ショベル１が後述の排土板７を進行方向に向けて走行する状態として定義するものとする。
【００３５】
また、上部旋回体３は、支持構造体をなす旋回フレーム４と、該旋回フレーム４の前部側に設けられた運転席５と、該運転席５の後側に設けられ、外装カバーによって覆われたエンジン（図示せず）等の機器と、カウンタウェイトとによって大略構成されている。この場合、運転席５の近傍には、後述の走行レバー装置１９Ａ，１９Ｂ、変速モード切換スイッチ２６、報知ランプ２９等が設けられている。
【００３６】
６は上部旋回体３の前部側に設けられたフロントで、該フロント６は、旋回フレーム４の前部側に俯仰動可能に取付けられたブーム、アーム、バケット等によって構成され、土砂等の掘削作業を行うものである。
【００３７】
７は下部走行体２の前部側に設けられた作業装置としての排土板で、該排土板７は、オペレータの運転操作によって俯仰動され、地面に対して接地または離間する。そして、油圧ショベル１は、排土板７を接地した状態で前進走行することにより、積上げられた土砂等を前方に押動する排土作業や、地ならし等の作業を行うことができる。
【００３８】
次に、図３を参照しつつ、油圧ショベル１の走行駆動回路について説明する。まず、８Ａ，８Ｂはタンク９と共に車両の油圧源を構成する左，右の油圧ポンプ、１０は車両のエンジンによって油圧ポンプ８Ａ，８Ｂと共に駆動されるパイロットポンプを示している。
【００３９】
そして、油圧ポンプ８Ａ，８Ｂは、後述の走行モータ１１Ａ，１１Ｂ等に向けて圧油を吐出し、パイロットポンプ１０は走行レバー装置１９Ａ，１９Ｂ等にパイロット圧を供給する。この場合、左，右の走行モータ１１Ａ，１１Ｂは、互いにほぼ等しい走行駆動回路及び走行操作回路を有しているので、以下の説明では、左側回路の構成要素に符号「Ａ」を付して説明し、右側回路の構成要素には符号「Ｂ」を付して説明するものとする。
【００４０】
まず、左側の走行駆動回路について述べると、１１Ａは油圧ショベル１の履帯２Ａを周回駆動する左側の走行モータを示し、この走行モータ１１Ａは、例えば可変容量式の油圧モータ等によって構成され、下部走行体２に搭載されている。
【００４１】
そして、走行モータ１１Ａは、油圧ポンプ８Ａから後述の方向制御弁１４Ａを介して圧油が給排されるときに、この圧油の方向に応じて正方向または逆方向に回転することにより、車体を前進走行または後進走行させる。また、走行モータ１１Ａには、その容量（傾転角）を大容量と小容量との間で可変に設定する油圧シリンダ等の容量制御シリンダ１２Ａが設けられている。
【００４２】
１３Ａ，１３Ａは走行モータ１１Ａの各給排ポートに接続された２本の主管路で、該各主管路１３Ａは、方向制御弁１４Ａによって何れか一方の主管路が油圧ポンプ８Ａの吐出側に接続され、他方の主管路がタンク９に接続されている。
【００４３】
１４Ａは油圧源と走行モータ１１Ａとの間で各主管路１３Ａの途中に設けられた方向制御弁で、該方向制御弁１４Ａは、例えば４ポート３位置切換型の油圧パイロット式方向制御弁等によって構成され、２個の油圧パイロット部１４ａ，１４ｂと、方向制御弁１４Ａを中立位置に戻す２個の戻しばねとを有している。
【００４４】
そして、方向制御弁１４Ａは、後述の走行レバー装置１９Ａから油圧パイロット部１４ａ，１４ｂに入力されるパイロット圧に応じて前進位置（ｐ）、後進位置（ｑ）または中立位置（ｒ）に切換えられ、これらの位置に応じて油圧ポンプ８Ａから走行モータ１１Ａに給排される圧油の方向を制御するものである。
【００４５】
また、走行モータ１１Ａと方向制御弁１４Ａとの間には、方向制御弁１４Ａが中立位置（ｒ）にあるときに走行モータ１１Ａの慣性回転等を防止するカウンタバランス弁１５Ａと、各主管路１３Ａのうち一方の主管路１３Ａ内の圧力が所定値を超えたときに他方の主管路１３Ａに圧力を逃すオーバーロードリリーフ弁１６Ａ，１６Ａと、各主管路１３Ａ内の圧力のうち高い方の圧力を後述の容量制御弁１８Ａに導くシャトル弁（高圧選択弁）１７Ａとが設けられ、これらは各主管路１３Ａの間に接続されている。
【００４６】
１８Ａは油圧ポンプ８Ａから容量制御シリンダ１２Ａに圧油を給排する容量制御弁で、該容量制御弁１８Ａは、例えば４ポート２位置切換型の油圧パイロット弁方向制御弁等によって構成され、油圧パイロット部と戻しばねとを有している。そして、容量制御弁１８Ａは、走行モータ１１Ａの容量を制御することにより、当該モータの作動状態を、例えば大容量で作動する低速側（以下、１速という）と、小容量で作動する高速側（以下、２速という）との間で２段階に切換えるものである。
【００４７】
この場合、容量制御弁１８Ａは、後述の切換弁２８からパイロット圧の供給が無いときに、戻しばねのばね力によって１速位置（Ｌ）に保持されている。この１速位置（Ｌ）では、油圧ポンプ８Ａの吐出圧がシャトル弁１７Ａ、容量制御弁１８Ａ等を経由して容量制御シリンダ１２Ａのロッド側の油室に作用することにより、容量制御シリンダ１２Ａが縮小した状態となる。これにより、走行モータ１１Ａは、容量制御シリンダ１２Ａによって１速に設定されるので、車体を低速・大トルク状態で走行させることができる。
【００４８】
また、容量制御弁１８Ａは、切換弁２８から油圧パイロット部にパイロット圧が供給されたときに、２速位置（Ｈ）に切換えられる。この２速位置（Ｈ）では、油圧ポンプ８Ａの吐出圧が容量制御シリンダ１２Ａのボトム側とロッド側の油室にそれぞれ作用し、これらの油室の受圧面積の差によって容量制御シリンダ１２Ａが伸張した状態となる。これにより、走行モータ１１Ａは、容量制御シリンダ１２Ａによって２速に切換えられるので、車体を高速・小トルク状態で走行させることができる。
【００４９】
一方、右側の走行駆動回路は、左側の走行駆動回路とほぼ同様に、走行モータ１１Ｂ、容量制御シリンダ１２Ｂ、主管路１３Ｂ、方向制御弁１４Ｂ、カウンタバランス弁１５Ｂ、オーバーロードリリーフ弁１６Ｂ、シャトル弁１７Ｂ、容量制御弁１８Ｂ等によって構成されている。そして、方向制御弁１４Ｂは、油圧パイロット部１４ｃ，１４ｄと戻しばねとを有している。
【００５０】
次に、図４を参照しつつ、油圧ショベル１の走行操作回路について述べる。まず、左側の走行操作回路において、１９Ａは油圧パイロット式の走行操作装置としての走行レバー装置を示し、この走行レバー装置１９Ａは、運転席５の前部左側（図１、図２参照）に立設され、オペレータによって前，後方向に傾転操作されるものである。
【００５１】
また、左側の走行レバー装置１９Ａは、パイロットポンプ１０からパイロット圧が供給される例えば２個の減圧弁１９ａ，１９ｂを有している。そして、これらの減圧弁のうち前進用の減圧弁１９ａは、前進用のパイロット管路２０Ａを用いて方向制御弁１４Ａの油圧パイロット部１４ａに接続され、後進用の減圧弁１９ｂは、後進用のパイロット管路２１Ａを用いて他の油圧パイロット部１４ｂに接続されている。
【００５２】
そして、オペレータが走行レバー装置１９Ａを前方に傾転操作したときには、減圧弁１９ａからパイロット管路２０Ａを介して油圧パイロット部１４ａに前進用のパイロット圧が出力されることにより、方向制御弁１４Ａが前進位置（ｐ）に切換えられる。これにより、左側の走行モータ１１Ａが前進方向に回転駆動され、油圧ショベル１は、オペレータのレバー操作量に応じた速度で前進走行する。
【００５３】
また、走行レバー装置１９Ａを後方に傾転操作したときには、前進操作の場合とほぼ同様に、減圧弁１９ｂからパイロット管路２１Ａを介して油圧パイロット部１４ｂに後進用のパイロット圧が出力され、方向制御弁１４Ａが後進位置（ｑ）に切換えられることにより、油圧ショベル１が後進走行する。
【００５４】
一方、右側の走行操作回路は、左側の走行操作回路とほぼ同様に、運転席５の前部右側（図２参照）に立設された走行レバー装置１９Ｂを有し、この走行レバー装置１９Ｂの減圧弁１９ｃ，１９ｄは、それぞれパイロット管路２０Ｂ，２１Ｂを用いて方向制御弁１４Ｂの油圧パイロット部１４ｃ，１４ｄに接続されている。
【００５５】
次に、図４を参照しつつ、油圧ショベル１の変速回路について説明する。まず、２２は車体の前進走行を検出する前進走行検出手段としての圧力センサを示し、該圧力センサ２２は、例えば左，右の前進用のパイロット管路２０Ａ，２０Ｂの間にシャトル弁２３を介して接続されている。
【００５６】
そして、圧力センサ２２は、走行レバー装置１９Ａ，１９Ｂにおいて、左側の減圧弁１９ａから出力される前進用のパイロット圧と、右側の減圧弁１９ｃから出力される前進用のパイロット圧のうち高い方の圧力をシャトル弁２３によって検出し、後述のコントローラ２４に検出信号を出力する。
【００５７】
この場合、走行レバー装置１９Ａ，１９Ｂの何れかが前方に傾転操作されたときには、減圧弁１９ａまたは減圧弁１９ｃから非操作時よりも高いパイロット圧が出力され、前進用のパイロット管路２０Ａ，２０Ｂのパイロット圧が上昇する。一方、走行レバー装置１９Ａ，１９Ｂが中立位置にあるか、または後方に傾転操作されたときには、パイロット管路２０Ａ，２０Ｂのパイロット圧は低い圧力（または零）に保持される。
【００５８】
このため、圧力センサ２２は、車体が前進走行していることをパイロット管路２０Ａ，２０Ｂのパイロット圧によって検出することができる。そして、コントローラ２４は、圧力センサ２２から入力される検出信号を用いて、車体が前進走行しているか否かを判定することができる。
【００５９】
２４は油圧ショベル１に搭載された変速制御手段としてのコントローラを示し、該コントローラ２４は、例えばマイクロコンピュータ等によって構成され、車両に搭載されたバッテリ等の電源２５から通電されて作動する。そして、コントローラ２４は、後述の変速モード切換スイッチ２６が自動変速位置（ａ）に保持されているときに、圧力センサ２２から入力される検出信号に応じて自動変速制御を行う。
【００６０】
この自動変速制御では、前進用のパイロット管路２０Ａ，２０Ｂに供給されるパイロット圧が所定の判定値よりも大きいときに、車体が前進走行していると判定し、後述のリレー２７を閉成する。この判定値は、例えば走行レバー装置１９Ａ，１９Ｂが中立位置にあるときのパイロット管路２０Ａ，２０Ｂの圧力等に応じて予め設定され、コントローラ２４に記憶されている。
【００６１】
そして、リレー２７の閉成時には、後述の切換弁２８が１速位置（Ｌ）に切換えられ、左，右の走行モータ１１Ａ，１１Ｂが１速で作動するようになる。この場合、コントローラ２４は、リレー２７のコイル２７ａが接続された制御端子２４ａを有し、この制御端子２４ａをグランドに対して接続，遮断することによってリレー２７を開，閉する。
【００６２】
また、パイロット管路２０Ａ，２０Ｂのパイロット圧が判定値以下であるときには、車体が前進走行以外の状態（後進走行状態または走行を停止した状態）にあると判定し、リレー２７を開成する。これにより、切換弁２８が２速位置（Ｈ）に切換えられ、左，右の走行モータ１１Ａ，１１Ｂが２速で作動するようになる。
【００６３】
一方、変速モード切換スイッチ２６が高速位置（ｂ）に保持されているときには、この切換スイッチ２６を経由して電源２５から切換弁２８の電磁パイロット部２８ａに直接通電されるので、切換弁２８は、コントローラ２４の作動状態に関係なく、２速位置（Ｈ）に保持される。
【００６４】
２６は例えば運転席５の近傍等に設けられた変速モード切換スイッチを示し、この変速モード切換スイッチ２６は、例えばオペレータによって操作された位置を保持する２位置切換型のスイッチ等によって構成されている。そして、変速モード切換スイッチ２６は、自動変速制御を行う自動変速位置（ａ）と、自動変速制御を停止して走行モータ１１Ａ，１１Ｂを２速に保持する高速位置（ｂ）との間で切換えられるものである。
【００６５】
また、変速モード切換スイッチ２６は、自動変速位置（ａ），高速位置（ｂ）に対応する２個の端子２６ａ，２６ｂと、これらの端子２６ａ，２６ｂのうち何れか一方の端子を電源２５に接続する接点２６ｃとによって構成されている。
【００６６】
そして、自動変速用の端子２６ａは、後述するリレー２７のコイル２７ａを介してコントローラ２４の制御端子２４ａに接続されると共に、リレー２７の接点２７ｂを介して切換弁２８の電磁パイロット部２８ａに接続可能となっている。また、変速固定用の端子２６ｂは、この電磁パイロット部２８ａに直接接続されている。
【００６７】
２７は自動変速制御中にコントローラ２４によって開，閉されるリレーで、該リレー２７は、非通電時に開成状態を保持する常開型のリレーとして形成され、一端側が変速モード切換スイッチ２６の端子２６ａに接続され他端側がコントローラ２４の制御端子２４ａに接続されたコイル２７ａと、端子２６ａと切換弁２８の電磁パイロット部２８ａとの間に開，閉可能に設けられた接点２７ｂとによって構成されている。
【００６８】
そして、リレー２７は、変速モード切換スイッチ２６が自動変速位置（ａ）に保持され、かつコントローラ２４によって制御端子２４ａが接地されたときに、電源２５からコイル２７ａに通電が行われ、これによって接点２７ｂが閉成する。この結果、リレー２７の閉成時には、電源２５から変速モード切換スイッチ２６とリレー２７とを経由して切換弁２８の電磁パイロット部２８ａに通電することができる。
【００６９】
２８はコントローラ２４と共に変速制御手段を構成する切換弁を示し、該切換弁２８は、例えば３ポート２位置切換型の電磁パイロット式方向制御弁等によって構成され、電磁パイロット部２８ａと戻しばね２８ｂとを有している。
【００７０】
そして、切換弁２８は、電磁パイロット部２８ａに通電されていないときに、戻しばね２８ｂのばね力によって１速位置（Ｌ）に保持されている。この１速位置（Ｌ）では、左，右の容量制御弁１８Ａ，１８Ｂが切換弁２８によってパイロットポンプ１０から遮断され、各容量制御弁１８Ａ，１８Ｂが１速位置（Ｌ）に保持されるので、走行モータ１１Ａ，１１Ｂは、容量制御シリンダ１２Ａ，１２Ｂによって１速に設定される。
【００７１】
また、電磁パイロット部２８ａに通電されたときには、切換弁２８が２速位置（Ｈ）に切換えられる。この２速位置（Ｈ）では、パイロットポンプ１０から切換弁２８を経由して左，右の容量制御弁１８Ａ，１８Ｂにパイロット圧が供給され、各容量制御弁１８Ａ，１８Ｂが２速位置（Ｈ）に切換えられるので、走行モータ１１Ａ，１１Ｂは、容量制御シリンダ１２Ａ，１２Ｂによって２速に設定される。
【００７２】
２９は切換弁２８の電磁パイロット部２８ａに接続された報知ランプで、この報知ランプ２９は、電磁パイロット部２８ａと一緒に通電され、または通電を停止されることにより、２速位置（Ｈ）で点灯し、１速位置（Ｌ）で消灯する。これにより、報知ランプ２９は、車両の走行速度が１速と２速のうち何れに設定されているかをオペレータに報知するものである。
【００７３】
本実施の形態による油圧ショベル１は上述の如き構成を有するもので、次に図５を参照しつつ、走行時の変速動作について説明する。
【００７４】
まず、ステップ１では、変速モード切換スイッチ２６が自動変速位置（ａ）であるか否かを判定し、「ＹＥＳ」と判定したときには、後述のステップ２以降でコントローラ２４によって自動変速制御を行う。
【００７５】
また、ステップ１で「ＮＯ」と判定したときには、変速モード切換スイッチ２６が高速位置（ｂ）に設定されているから、自動変速制御を行うことなく、後述のステップ７〜９を実行する。
【００７６】
次に、ステップ２では、コントローラ２４によって圧力センサ２２の検出信号を読込み、ステップ３では、この検出信号を用いて前進用のパイロット管路２０Ａ，２０Ｂのパイロット圧が上昇しているか否かを検出することにより、車体が前進走行中であるか否かを判定する。
【００７７】
そして、ステップ３で「ＹＥＳ」と判定したときには、ステップ４で切換弁２８への通電を停止（または通電停止状態を保持）することにより、切換弁２８を１速位置（Ｌ）に切換える。この結果、走行モータ１１Ａ，１１Ｂが１速に設定され、ステップ５では、報知ランプ２９が消灯する。これにより、オペレータは、ステップ６で油圧ショベル１を低速・大トルク状態で前進走行させることができる。
【００７８】
また、ステップ３で「ＮＯ」と判定したときには、車体が後進走行しているか、または走行を停止した状態となっているので、ステップ７では、切換弁２８の電磁パイロット部２８ａに通電することにより、切換弁２８を２速位置（Ｈ）に切換える。この結果、走行モータ１１Ａ，１１Ｂが２速に設定され、ステップ８では、報知ランプ２９が点灯する。これにより、オペレータは、ステップ９で油圧ショベル１を高速・小トルク状態で後進走行させることができる。
【００７９】
従って、例えば自動変速状態で排土作業等を行うときには、まず排土板７を下ろして接地させ、走行レバー装置１９Ａ，１９Ｂによって車体を前進走行させると、走行モータ１１Ａ，１１Ｂが１速へと自動的に切換えられるから、オペレータが特別な変速操作をしなくても、前方の土砂等を排土板７によって大きなトルクで円滑に押動することができる。
【００８０】
そして、所望の位置まで前進した後には、走行レバー装置１９Ａ，１９Ｂによって車体を後進走行させるだけで、走行モータ１１Ａ，１１Ｂが２速へと自動的に切換えられるから、車体を元の位置まで速やかに戻すことができる。
【００８１】
かくして、本実施の形態によれば、車体の前進走行を検出する圧力センサ２２と、自動変速を行うコントローラ２４とを設ける構成としたので、自動変速時には、油圧ショベル１の前進走行を圧力センサ２２によって検出することができ、コントローラ２４は、前進走行の検出時に走行モータ１１Ａ，１１Ｂを１速に切換えることができる。
【００８２】
このため、例えば排土作業等のように、車体を前進させつつ、作業装置を用いて走行トルクが必要な作業を行う場合には、オペレータが変速操作をしなくても、走行モータ１１Ａ，１１Ｂを低速・大トルク状態へと自動的に切換えることができ、大きな走行トルクで作業を円滑に行うことができる。
【００８３】
従って、車体の走行方向に応じて適切なタイミングで自動変速を行うことができ、従来技術のように変速スイッチ等を頻繁に操作する必要がないので、オペレータの負担を軽減して操作性を高めることができる。これにより、例えば油圧ショベル、ブルドーザ等の排土板によって排土作業を行う場合や、ホイールローダのローダバケットによって土砂の搬送作業等を行う場合でも、各種の作業を効率よく行うことができる。
【００８４】
また、自動変速を行うことにより、例えば変速操作に関連した操作機器の使用頻度を減らすことができる。このため、例えば変速操作専用のペダル等を運転席５の足元に配置しなくても、オペレータの操作性を確保することができ、足元の窮屈感等を無くして運転席周りの環境を良くすることができる。
【００８５】
また、コントローラ２４は、圧力センサ２２によって車体が前進走行していない状態も検出することができ、これによって走行モータ１１Ａ，１１Ｂを２速に切換えることができる。このため、例えば前進走行での作業が済んだときには、車体を後進させるだけで、走行モータ１１Ａ，１１Ｂを高速・小トルク状態へと自動的に切換えることができ、車体を速やかに移動して作業を効率よく行うことができる。
【００８６】
この場合、前進走行検出手段として圧力センサ２２を用いたので、圧力センサ２２は、走行レバー装置１９Ａ，１９Ｂから出力される前進用のパイロット圧を検出することができ、コントローラ２４は、圧力センサ２２の検出圧力が上昇したときに、車体が前進走行していると判定して変速制御を行うことができる。従って、例えば油圧ショベル１に搭載された既存の油圧回路等を利用して車体の前進走行を検出でき、汎用性の高い検出構造を実現することができる。
【００８７】
一方、運転席５の近傍には、変速モード切換スイッチ２６を設けたので、オペレータが変速モード切換スイッチ２６を自動変速位置（ａ）に切換えたときには、車体の走行方向に応じて走行モータ１１Ａ，１１Ｂを１速または２速に切換えることができ、自動変速を行うことができる。
【００８８】
また、変速モード切換スイッチ２６を高速位置（ｂ）に切換えたときには、自動変速を停止させることができ、この状態で走行モータ１１Ａ，１１Ｂを比較的使用頻度が高い２速に保持することができる。これにより、建設機械の運転時には、例えば作業の内容等に応じて自動変速モードと高速保持モードとからなる２種類の変速モードを使い分けることができ、各種の作業現場等で高い操作性を発揮することができる。
【００８９】
次に、図６及び図７は本発明による第２の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、自動変速制御を行わないときに変速状態を選択する変速スイッチを設ける構成としたことにある。なお、本実施の形態では、前記第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００９０】
３１は例えば運転席の近傍等に設けられる変速スイッチで、該変速スイッチ３１は、例えばオペレータによって操作された位置を保持する開，閉型のスイッチ等によって構成され、変速モード切換スイッチ２６の端子２６ｂと、切換弁２８の電磁パイロット部２８ａとの間に開，閉可能に設けられている。
【００９１】
そして、変速スイッチ３１は、変速モード切換スイッチ２６が高速位置（ｂ）に保持されているときに、オペレータによって開，閉操作される。この場合、変速スイッチ３１の開成時には、切換弁２８が１速位置（Ｌ）に保持され、変速スイッチ３１の閉成時には、切換弁２８が２速位置（Ｈ）に切換えられる構成となっている。
【００９２】
従って、本実施の形態では、コントローラ２４の自動変速制御を停止しているときに、変速スイッチ３１によって手動で変速操作を行うことができ、変速スイッチ３１の設定に応じて走行モータを１速または２速に保持することができる。
【００９３】
本実施の形態による油圧ショベルは上述の如き構成を有するもので、次に図７を参照しつつ、走行時の変速動作について説明する。
【００９４】
まず、ステップ１１では、変速モード切換スイッチ２６が自動変速位置（ａ）であるか否かを判定し、「ＹＥＳ」と判定したときには、ステップ１２〜１９において、第１の実施の形態のステップ２〜９と同様の処理を行うことにより、自動変速制御を行う。
【００９５】
また、ステップ１１で「ＮＯ」と判定したときには、変速モード切換スイッチ２６が高速位置（ｂ）に設定されているから、自動変速制御を行うことなく、ステップ２０で変速スイッチ３１が閉成されているか否かを判定する。
【００９６】
そして、ステップ２０で「ＹＥＳ」と判定したときには、ステップ１７〜１９を実行することにより、切換弁２８を２速位置（Ｈ）に切換え、走行モータを２速に切換えて報知ランプ２９を点灯させる。
【００９７】
また、ステップ２０で「ＮＯ」と判定したときには、切換弁２８を１速位置（Ｌ）に切換え、走行モータを１速に切換えて報知ランプ２９を消灯させる。
【００９８】
かくして、このように構成される本実施の形態でも、前記第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。そして、特に本実施の形態では、変速スイッチ３１を設ける構成としたので、変速モード切換スイッチを高速位置（ｂ）に切換えたときには、自動変速を停止した状態で、変速スイッチ３１によって走行モータ１１Ａ，１１Ｂを１速または２速に切換えることができ、手動で変速操作を行うことができる。
【００９９】
また、変速モード切換スイッチ２６を自動変速位置（ａ）に切換えたときには、第１の実施の形態と同様の自動変速を行うことができる。これにより、油圧ショベル１の運転時には、例えば自動変速モード、低速保持モード及び高速保持モードからなる３種類の変速モードを、作業の内容等に応じて自由に使い分けることができ、より高い操作性を発揮することができる。
【０１００】
次に、図８は本発明による第３の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、電気式の走行操作装置を用いる構成としたことにある。なお、本実施の形態では、前記第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【０１０１】
４１Ａは左側の油圧ポンプ８Ａと走行モータ１１Ａとの間に設けられた方向制御弁で、該方向制御弁４１Ａは、第１の実施の形態とほぼ同様に、例えば４ポート３位置切換型の制御弁が用いられているものの、電磁パイロット部４１ａ，４１ｂ等を有する電磁パイロット式方向制御弁として構成されている。
【０１０２】
４２Ａは左側の走行操作装置としての走行レバー装置を示し、この走行レバー装置４２Ａは、オペレータの傾転操作を電気的に検出する電気式の操作レバー装置として構成され、例えばポテンショメータ等からなる操作検出部４３Ａを有している。
【０１０３】
この場合、操作検出部４３Ａは、オペレータが走行レバー装置４２Ａを前方または後方に傾転操作したときに、その操作方向と操作量とを抵抗値の変化等によって検出し、検出結果を前進用または後進用の操作信号としてコントローラ２４′に出力する。
【０１０４】
これにより、コントローラ２４′は、操作検出部４３Ａから入力される操作信号に応じて方向制御弁４１Ａの電磁パイロット部４１ａ，４１ｂ等に通電することにより、方向制御弁４１Ａを前進位置（ｐ）、後進位置（ｑ）または中立位置（ｒ）の何れかに切換える構成となっている。
【０１０５】
また、コントローラ２４′は、変速モード切換スイッチ２６が自動変速位置（ａ）に切換えられているときに、操作検出部４３Ａの操作信号を用いてオペレータの前進操作（車体の前進走行）を検出する。そして、この検出結果に応じて制御端子２４ａ′に接続されたリレー２７を開，閉することにより、第１の実施の形態とほぼ同様の自動変速制御を行う。この場合、操作検出部４３Ａは、車体の前進走行を検出する前進走行検出手段を構成している。
【０１０６】
一方、右側の方向制御弁４１Ｂ、走行レバー装置４２Ｂ、操作検出部４３Ｂは、左側の回路とほぼ同様に構成され、方向制御弁４１Ｂは、コントローラ２４′に接続された電磁パイロット部４１ｃ，４１ｄ等を有している。
【０１０７】
かくして、このように構成される本実施の形態でも、前記第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。そして、特に本実施の形態では、電気式の走行レバー装置４２Ａ，４２Ｂに適用する構成としたので、電気式の操作系統に対しても適用範囲を広げることができる。
【０１０８】
また、走行レバー装置４２Ａ，４２Ｂの一部である操作検出部４３Ａ，４３Ｂを前進走行検出手段として利用でき、前進走行を検出する専用の部品等が必要ないので、検出用の構造を簡略化することができる。
【０１０９】
なお、前記各実施の形態では、自動変速制御中に後進走行するときに、コントローラ２４，２４′によって走行モータ１１Ａ，１１Ｂを２速に切換える構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、自動変速制御中に後進走行する場合には、例えばオペレータの選択に応じて走行モータ１１Ａ，１１Ｂの変速状態（容量）を１速または２速に切換える構成としてもよい。
【０１１０】
また、実施の形態では、圧力センサ２２によって前進用のパイロット圧を検出する構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、例えば後進用のパイロット管路２１Ａ，２１Ｂの間に圧力センサを接続し、後進用のパイロット圧が上昇していない状態を前進走行として検出する構成としてもよい。
【０１１１】
また、実施の形態では、前進走行検出手段として圧力センサ２２や、電気式走行レバー装置４２Ａ，４２Ｂの操作検出部４３Ａ，４３Ｂを用いる構成とした。しかし、本発明の前進走行検出手段はこれに限らず、例えば履帯２Ａ，２Ｂや走行モータ１１Ａ，１１Ｂの前進方向の回転を検出する回転センサ、車体の前方移動を検出する変位センサ等を用いる構成としてもよい。
【０１１２】
また、実施の形態では、電磁式の切換弁２８によって容量制御弁１８Ａ，１８Ｂを切換える構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、例えば切換弁２８を廃止して電磁式の容量制御弁を用いることにより、コントローラ２４，２４′によって容量制御弁を直接的に切換える構成としてもよい。
【０１１３】
また、第３の実施の形態では、第１の実施の形態に電気式の走行レバー装置４２Ａ，４２Ｂを適用する構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、例えば第２，第３の実施の形態を組合わせることにより、変速モード切換スイッチ２６と変速スイッチ３１とを搭載した回路に対して電気式の走行レバー装置４２Ａ，４２Ｂを適用する構成としてもよい。
【０１１４】
さらに、実施の形態では、建設機械として油圧ショベル１を例に挙げ、また作業装置として排土板７を例に挙げて説明した。しかし、本発明は油圧ショベルに限らず、例えばホイルローダ、ブルドーザ等を含めて各種の建設機械に広く適用することができる。また、作業装置としても、油圧ショベル１のフロント６や、ホイルローダのローダバケット、ブルドーザの排土板等を含めて各種の作業装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１５】
【図１】本発明の第１の実施の形態による油圧ショベルを示す正面図である。
【図２】図１中の油圧ショベルを前側からみた左側面図である。
【図３】油圧ショベルの走行駆動回路、走行操作回路及び変速回路を示す回路図である。
【図４】図３中の走行操作回路と変速回路を示す回路図である。
【図５】変速回路の作動を示す流れ図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態による油圧ショベルの走行操作回路と変速回路を示す回路図である。
【図７】変速回路の作動を示す流れ図である。
【図８】本発明の第３の実施の形態による油圧ショベルの走行駆動回路、走行操作回路及び変速回路を示す回路図である。
【符号の説明】
【０１１６】
１  油圧ショベル（建設機械）
２  下部走行体（車体）
３  上部旋回体（車体）
７  排土板（作業装置）
８Ａ，８Ｂ  油圧ポンプ（油圧源）
１０  パイロットポンプ
１１Ａ，１１Ｂ  走行モータ
１２Ａ，１２Ｂ  容量制御シリンダ
１４Ａ，１４Ｂ，４１Ａ，４１Ｂ  方向制御弁
１８Ａ，１８Ｂ  容量制御弁
１９Ａ，１９Ｂ，４２Ａ，４２Ｂ  走行レバー装置（走行操作装置）
２０Ａ，２０Ｂ  前進用のパイロット管路
２１Ａ，２１Ｂ  後進用のパイロット管路
２２  圧力センサ（前進走行検出手段）
２４，２４′  コントローラ（変速制御手段）
２６  変速モード切換スイッチ
２８  切換弁
２９  報知ランプ
３１  変速スイッチ
４３Ａ，４３Ｂ  操作検出部（前進走行検出手段）
（Ｌ）  １速位置
（Ｈ）  ２速位置
（ｐ）  前進位置
（ｑ）  後進位置
（ｒ）  中立位置
（ａ）  自動変速位置
（ｂ）  高速位置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2006329332.tif 000008
【図７】
2006329332.tif 000009
【図８】
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