(57)【要約】【課題】  １つの操作レバーを、走行に関する制御対象以外の制御対象の制御可能状態と、走行に関する制御対象の制御可能状態とに、切り換え得る構成とすること。【解決手段】  操作レバーの制御対象を切り換える制御対象切換操作手段を有し、該制御対象切換操作手段を切り換えることで、走行に関する制御対象以外の制御対象を制御していた操作レバーを用いて、走行に関する前後進や操舵を制御することを可能とする。【選択図】      図４
2006152674.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、該エンジンにより駆動される油圧ポンプと、該油圧ポンプからの圧油が供給される走行用の油圧モータや、操舵用の油圧シリンダや、対象物に対して作業を行う油圧作業装置用の油圧シリンダなどの複数の油圧アクチュエータと、該複数のアクチュエータへ供給する圧油の流量を制御する複数の流量制御弁と、作業指令を与える操作レバーとを、備えるホイール式建設機械であって、
前記操作レバーの制御対象を切り換える制御対象切換操作手段を有し、該制御対象切換操作手段を切り換えることで、走行に関する制御対象以外の制御対象を制御していた前記操作レバーを用いて、走行に関する前後進や操舵を制御することを可能としたことを特徴とするホイール式建設機械。
【請求項２】
請求項１に記載のホイール式建設機械において、
前記制御対象切換操作手段は足踏み式のスイッチであり、該足踏み式のスイッチを踏んでいるときのみ、前記操作レバーを用いて走行に関する前後進や操舵を制御することを可能としたことを特徴とするホイール式建設機械。
【請求項３】
請求項１または２に記載のホイール式建設機械において、
前記各流量制御弁は、流量指令を油圧で与える油圧パイロット式の流量制御弁とされ、前記操舵用の油圧シリンダに対応する操舵用の流量制御弁の一方のパイロット圧入力部には、前記操作レバーで与えられたパイロット圧を導き、前記操舵用の流量制御弁の他方のパイロット圧入力部には、操舵角に応じた油圧を発生する操舵角検出手段で検出した油圧を導き、実際に操舵した分だけ、前記操舵用の流量制御弁のスプールを押し戻すことで、前記操作レバーの操作角に対応したホイール操舵角が得られるようにしたことを特徴とするホイール式建設機械。
【請求項４】
請求項１または２に記載のホイール式建設機械において、
前記各流量制御弁は、流量指令を電圧で与える電磁比例式の流量制御弁とされ、前記操舵用の油圧シリンダに対応する操舵用の流量制御弁の一方の指令電圧入力部には、前記操作レバーの操作に基づく指令電圧を入力し、前記操舵用の流量制御弁の他方の指令電圧入力部には、操舵角に応じた油圧を発生する操舵角検出手段による検出結果に基づく電圧を入力し、実際に操舵した分だけ、前記操舵用の流量制御弁のスプールを押し戻すことで、前記操作レバーの操作角に対応したホイール操舵角が得られるようにしたことを特徴とするホイール式建設機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホイール（車輪）によって走行を行うホイール式油圧ショベルなどのホイール式建設機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
ホイール式油圧ショベルなどの操舵装置を有するホイール式建設機械において、パワーステアリング装置として、例えば、油空圧工業総覧１９９２版のｐ．５２８の図３０に記載されたオービットロール（登録商標）と称される全油圧式ステアリングバルブを備えたものが知られている。このパワーステアリング装置は、油圧源と、ロータリ型の切換弁と、操舵用の油圧アクチュエータを備える油圧回路を有しており、運転者がハンドルを操作すると切換弁が切り換わり、油圧源からの圧油がハンドルの操作量に応じて油圧アクチュエータに導かれ、油圧アクチュエータが駆動されるようになっている。なお、このパワーステアリング装置は、切換弁から油圧アクチュエータへ送られる圧油の油量を計測して切換弁にフィードバックする操作量検出手段（容量型油量計）を備えており、ハンドルの操作量分の圧油が油圧アクチュエータに送られた時点で、操作量検出手段が切換弁を中立位置に戻し、油圧アクチュエータへの圧油を遮断するようになっている。このようにして、運転者がハンドルを操作してロータリ型の切換弁を切り換えるだけで、そのハンドルの操作量に応じた圧油が油圧アクチュエータに送られて、該油圧アクチュエータを駆動することで、大きな操舵力が得られるようになっている。
【０００３】
しかしながら、上記の従来技術では、操舵操作をハンドルで行っているため、比較的に設置スペースをとるハンドルの配置空間の確保が必要であり、さらに、ハンドルとは別に、走行速度を操作するためのアクセルペダルや前後進方向を操作するための前後進切換レバーも必要であるため、小型のホイール式建設機械における狭い運転席内を窮屈なものとし、かつ、運転席への乗り降りの際にハンドルが邪魔になるという指摘があった。さらにまた、走行に関して、ハンドルとアクセルペダルと前後進切換レバーの３つを操作する必要があるため、走行に関する操作も煩雑である。
【０００４】
そこで、特開平１１−１０５７２３号公報では、小さい操舵角で操作でき、操舵操作のジョイスティックレバー方式化が可能な油圧式ステアリング装置が提案されている。
【非特許文献１】油空圧工業総覧１９９２版（ｐ．５２８の図３０）
【特許文献１】特開平１１−１０５７２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記特許文献１に記載された従来技術では、基本的にステアリング用（操舵用）の流量制御弁のスリーブとスプールの相対移動量をゼロとすることで操舵角を制御しているため、ステアリング専用の特殊な流量制御弁やフィードバックリンクが必要であり、他の油圧アクチュエータ用の流量制御弁に用いられている、汎用性の高い通常の油圧パイロット方式の流量制御弁、あるいは、ホイール式建設機械において向後の普及が予想される汎用の電磁比例式の流量制御弁を使用することができない。また、前記非特許文献１に記載された従来技術と同様に、左右に傾動操作自在なジョイスティックレバーとは別に、走行速度を操作するためのアクセルペダルや前後進方向を操作するための前後進切換レバーが必要となる。
【０００６】
本発明は上記の点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、１つの操作レバーを、走行に関する制御対象以外の制御対象の制御可能状態と、走行に関する制御対象の制御可能状態とに、切り換え得る構成とすることで、１つの操作レバーによって、油圧式作業装置などの制御と、走行に関する前後進や操舵の制御とを行えるようにし、以って、運転席内の操作手段の数を大幅に低減して、運転者にとって運転席のスペースファクター性に優れ、かつ、１つの操作レバーによって走行に関する全ての操作を行えるようにした操作性に優れたホイール式建設機械を提供することにある。また、本発明の目的とするところは、操舵用の流量制御弁として通常の油圧パイロット式の流量制御弁を用いた構成をとっても、あるいは、操舵用の流量制御弁として電磁比例式の流量制御弁を用いた構成をとっても、操舵ずれのないレバー操作式のかつ安価なパワーステアリング装置をもつ、ホイール式建設機械を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上記した目的を達成するため、エンジンと、該エンジンにより駆動される油圧ポンプと、該油圧ポンプからの圧油が供給される走行用の油圧モータや、操舵用の油圧シリンダや、対象物に対して作業を行う油圧作業装置用の油圧シリンダなどの複数の油圧アクチュエータと、該複数のアクチュエータへ供給する圧油の流量を制御する複数の流量制御弁と、作業指令を与える操作レバーとを、備えるホイール式建設機械において、前記操作レバーの制御対象を切り換える制御対象切換操作手段を有し、該制御対象切換操作手段を切り換えることで、走行に関する制御対象以外の制御対象を制御していた前記操作レバーを用いて、走行に関する前後進や操舵を制御することを可能とした、構成をとる。
また、前記制御対象切換操作手段は足踏み式のスイッチであり、該足踏み式のスイッチを踏んでいるときのみ、前記操作レバーを用いて走行に関する前後進や操舵を制御することを可能とした、構成をとる。
また、前記各流量制御弁は、流量指令を油圧で与える油圧パイロット式の流量制御弁とされ、前記操舵用の油圧シリンダに対応する操舵用の流量制御弁の一方のパイロット圧入力部には、前記操作レバーで与えられたパイロット圧を導き、前記操舵用の流量制御弁の他方のパイロット圧入力部には、操舵角に応じた油圧を発生する操舵角検出手段で検出した油圧を導き、実際に操舵した分だけ、前記操舵用の流量制御弁のスプールを押し戻すことで、前記操作レバーの操作角に対応したホイール操舵角が得られるようにした、構成をとる。
また、前記各流量制御弁は、流量指令を電圧で与える電磁比例式の流量制御弁とされ、前記操舵用の油圧シリンダに対応する操舵用の流量制御弁の一方の指令電圧入力部には、前記操作レバーの操作に基づく指令電圧を入力し、前記操舵用の流量制御弁の他方の指令電圧入力部には、操舵角に応じた油圧を発生する操舵角検出手段による検出結果に基づく電圧を入力し、実際に操舵した分だけ、前記操舵用の流量制御弁のスプールを押し戻すことで、前記操作レバーの操作角に対応したホイール操舵角が得られるようにした、構成をとる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、制御対象切換操作手段を切り換えることで、走行に関する制御対象以外の制御対象を制御していた前記操作レバーを用いて、走行に関する前後進や操舵の制御を行うことが可能となる。したがって、１つの操作レバーによって、油圧式作業装置などの制御と、走行に関する前後進や操舵の制御とを、選択的に行うことで、操作レバーの数を減らすことができ、しかも、１つの操作レバーによって走行に関する全ての操作を行えるで、運転席にハンドルやアクセルペダルや前後進切換レバーを配設する必要もなくなる。よって、運転席内の操作手段の数を大幅に低減し得て、運転者にとって運転席のスペースファクター性に優れた、かつ、１つの操作レバーによって走行に関する全ての操作が行えるた操作性に優れたホイール式建設機械を実現することができる。
また、制御対象切換操作手段を足踏み式のスイッチとしているので、両手を離すことなく、制御対象を切り換える操作を簡単に行え、しかも、足踏み式のスイッチを踏んでいるときのみ、操作レバーを用いて走行に関する前後進や操舵を制御することを可能としているので、運転者がスイッチを踏んでいることを自覚した状態で、走行に関するレバー操作を行うこととなり、誤操作の虞のない安全性に優れた操作体系とすることができる。
また、操舵用の流量制御弁として通常の油圧パイロット式の流量制御弁を用いる構成において、操舵用の流量制御弁の一方のパイロット圧入力部には操作レバーで与えられたパイロット圧を導き、この操作レバーで与えられたパイロット圧に対して、操舵用の流量制御弁の他方のパイロット圧入力部には操舵角検出手段で検出した油圧を導き、これによって、実際に操舵した分だけ操舵用の流量制御弁のスプールを押し戻すことで、操作レバーの操作角に対応したホイール（車輪）操舵角が得られるので、通常の油圧パイロット式の流量制御弁を用いた、操舵ずれのないレバー操作式のかつ安価なパワーステアリング装置を実現することができる。
また、操舵用の流量制御弁として、ホイール式建設機械において向後の普及が予想される汎用の電磁比例式の流量制御弁を用いる構成において、操舵用の流量制御弁の一方の指令電圧入力部には操作レバーの操作に基づく指令電圧を入力し、操舵用の流量制御弁の他方の指令電圧入力部には操舵角検出手段の検出結果に基づく電圧を入力して、これによって、実際に操舵した分だけ操舵用の流量制御弁のスプールを押し戻すことで、操作レバーの操作角に対応したホイール（車輪）操舵角が得られるので、汎用の電磁比例式の流量制御弁を用いた、操舵ずれのないレバー操作式のかつ安価なパワーステアリング装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。
図１〜図５は、本発明の第１実施形態によるホイール式建設機械に係り、図１は、本第１実施形態のホイール式建設機械の概要を示す図で、図１の（ａ）はホイール式建設機械を側面から見た外観図、図１の（ｂ）はホイール式建設機械の一部を簡略した底面図、図１の（ｃ）はホイール式建設機械の上面図である。
【００１０】
図１において、Ａは下部走行体、Ｂは、下部走行体Ａ上に旋回可能に取り付けられた上部旋回体である。下部走行体Ａは、走行駆動部１５、１６と、走行駆動部１５、１６で駆動される前側ホイール（前輪）２３Ａ、後側ホイール（後輪）２３Ｂを操舵する操舵部１７と、ホイールにより走行移動が可能な車体１とを、含んで構成されている。また、下部走行体Ａの前部には、リフトアーム１８とローダバケット１９を有し、ローディング作業を行うローダ式作業装置２が設けられている。上部旋回体Ｂは、エンジンや油圧システム等で構成された駆動システム３と、操作レバーを有する運転室４と、旋回装置１４とを、含んで構成されている。また、上部旋回体Ｂの前部には、ブーム１１、アーム１２、把持手段１３を有するバックホウ式作業装置５が設けられている。
【００１１】
上下動可能なローダ式作業装置２は、ローダバケット１９により対象物（資材等）の収集と運搬を行うようになっており、上下動可能なバックホウ式作業装置５は、把持手段１３により対象物の破砕や分別収集を行うようになっており、バックホウ式作業装置５で分別収集した対象物を、ローダ式作業装置２のローダバケット１９内に貯め込むことができるようになっている。なお、ここでは、バックホウ式作業装置５には把持手段１３を設けた構成例を示したが、把持手段１３に代替してバックホウバケットを設けた構成としてもよい。
【００１２】
図２は、本第１実施形態のホイール式建設機械の油圧回路を示す図である。図２において、６はディーゼルエンジン、７は可変容量型のメイン油圧ポンプ、８はパイロット用の固定容量型の油圧ポンプ、１０は必要以上の回路圧上昇を防ぐためのアンロード弁、１１ａはブーム１１用の油圧アクチュエータ（油圧シリンダ）、１１ｂはブーム１１用の流量制御弁、１２ａはアーム１２用の油圧アクチュエータ（油圧シリンダ）、１２ｂはアーム１２用の流量制御弁、１３ａは把持手段１３用の油圧アクチュエータ（油圧シリンダ）、１３ｂは把持手段１３用の流量制御弁、１４ａは旋回装置１４用の油圧アクチュエータ（油圧モータ）、１４ｂは旋回装置１４用の流量制御弁、１５ａは走行駆動部１５用（走行左系用）の油圧アクチュエータ（油圧モータ）、１５ｂは走行駆動部１５用（走行左系用）の流量制御弁、１６ａは走行駆動部１６用（走行右系用）の油圧アクチュエータ（油圧モータ）、１６ｂは走行駆動部１６用（走行右系用）の流量制御弁、１７ａは操舵部１７用の油圧アクチュエータ（油圧シリンダ）、１７ｂは操舵部１７用の流量制御弁、１８ａはリフトアーム１８用の油圧アクチュエータ（油圧シリンダ）、１８ｂはリフトアーム１８用の流量制御弁、１９ａはローダバケット１９用の油圧アクチュエータ（油圧シリンダ）、１９ｂはローダバケット１９用の流量制御弁、２０はセンタージョイントである。なお、各流量制御弁１１ｂ〜１９ｂは、図示から明らかなように油圧パイロット式の流量制御弁で構成されている。
【００１３】
図２に示す構成において、ディーゼルエンジン６により駆動されるメイン油圧ポンプ７から吐出される圧油は、各々の操作指令に応じて切り換えられる各流量制御弁１１ｂ〜１９ｂを介して、対応する各油圧アクチュエータ１１ａ〜１９ａに選択的に供給されて、各油圧アクチュエータ１１ａ〜１９ａが選択的に駆動されることで、各部（ブーム１１、アーム１２、把持手段１３、旋回装置１４、走行駆動部１５、１６、操舵部１７、リフトアーム１８、ローダバケット１９）が動作する。また、ディーゼルエンジン６により駆動されるパイロット用の油圧ポンプ８から吐出される圧油は、パイロット圧として各部に供給される。
【００１４】
図３は、本第１実施形態のホイール式建設機械の運転室４の内部構成を示す図であり、図３において、３０、３１は操作レバー（操作レバー装置）、３３は足踏み式のスイッチである。足踏み式のスイッチ３３は、操作レバー３０、３１の制御対象（操作対象）を切り換える制御対象切換操作手段であり、足踏み式のスイッチ３３を運転者が踏んでいないときと、踏んでいるときとに応じて、２つの操作レバー３０、３１の制御対象を切り換えるようになっている。
【００１５】
図４は、図３の操作レバー３０、３１および足踏み式スイッチ３３と、前記した各流量制御弁１１ｂ〜１９ｂとの関係を示す図であり、図４において、３４、３５は、足踏み式のスイッチ３３のオン／オフ状態に応じて切り換えられる電磁方向切換弁である。なお、図４において、操作レバー３０、３１について、左右１対で図示しているのは、１つの操作レバーにおける前後操作系と左右操作系とを表すためである。ここで、操作レバー３０、３１は、前後操作と左右操作の複合操作が可能なジョイスティク操作型の操作レバーであり、操作レバー３０、３１は、それぞれ４つの減圧弁を通じて操作方向と操作量に応じたパイロット圧を出力するものとなっている。
【００１６】
図３、図４に示す構成において、足踏み式のスイッチ３３を踏んでいないとき（スイッチ３３がオフであるとき）には、電磁方向切換弁３４、３４は図４において下側切換位置をとり、スイッチ３３を踏んでいるとき（スイッチ３３がオンであるとき）には、電磁方向切換弁３４、３４は図４において上側切換位置をとるようになっている。足踏み式のスイッチ３３を踏んでいないときには、操作レバー３０は、前後左右の操作で、ブーム１１と把持手段１３に対応する流量制御弁１１ｂ、１３ｂを切り換え、ブーム１１と把持手段１３の動作制御を行う。また、足踏み式のスイッチ３３を踏んでいないときには、操作レバー３１は、前後左右の操作で、旋回装置１４とアーム１２に対応する流量制御弁１４ｂ、１２ｂを切り換え、旋回装置１４とアーム１２の動作制御を行う。一方、足踏み式のスイッチ３３を踏んでいるときには、操作レバー３０は、前後左右の操作で、リフトアーム１８とローダバケット１９に対応する流量制御弁１８ｂ、１９ｂを切り換え、リフトアーム１８とローダバケット１９の動作制御を行う。また、足踏み式のスイッチ３３を踏んでいるときには、操作レバー３１は、前後左右の操作で、走行駆動部１５、１６と操舵部１７に対応する流量制御弁１５ｂ、１６ｂ、１７ｂを切り換え、前後進と操舵（ステアリング）の動作制御を行う。
【００１７】
図５は、本第１実施形態のホイール式建設機械のパワーステアリング装置の構成を示す図であり、図５において、２１は、後輪２３Ｂの操舵角に応じた油圧（パイロット圧）を１対の減圧弁により発生する操舵角検出手段、２２Ａ、２２Ｂは高圧選択弁（シャトル弁）である。
【００１８】
図５に示す構成において、足踏み式のスイッチ３３を踏んでいる状態で操作レバー３１を左または右に操作することで、左旋または右旋を指令するパイロット圧が発生し、この操作レバー３１で与えられたパイロット圧は、流量制御弁１７ｂの一方のパイロット圧入力部に導入されて、これにより流量制御弁１７ｂのスプールが所定方向に移動して、メイン油圧ポンプ７からの圧油が流量制御弁１７ｂを通じて流量制御されて、油圧アクチュエータ（操舵用の油圧シリンダ）１７ａに供給され、油圧アクチュエータ１７ａが駆動されることで、後側ホイール２３Ｂが所定方向に操舵される。このとき、操舵角検出手段２１には、車輪（後輪２３Ｂ）の操舵角に応じたパイロット圧が発生し、この操舵角検出手段２１で発生したパイロット圧は、高圧選択弁２２Ａまたは２２Ｂを通じて、操作レバー３１によるパイロット圧が導かれた流量制御弁１７ｂの一方のパイロット圧入力部とは反対側の、流量制御弁１７ｂの他方のパイロット圧入力部に導入される。これにより、流量制御弁１７ｂのスプールは、実際に操舵した分だけ押し戻され、操作レバー３１で与えられたパイロット指令圧と操舵角検出手段２１で検出したパイロット圧とが釣り合った位置で、操舵動作が停止することで、操作レバー３１の操作量に応じた車輪の操舵角が得られることとなる。
【００１９】
なお、上述した例では、１つの足踏み式のスイッチ３３で２つの操作レバー（操作レバー装置）３０、３１の制御対象を同時に切り換えるようにしているが、各操作レバー３０、３１にそれぞれ対応付けて２つの足踏み式のスイッチを設けて、各操作レバー３０、３１の制御対象を個別に独立して切り換えできるように構成してもよい。あるいは、足踏み式のスイッチに代替して、例えば、操作レバーの操作桿の頂部にプッシュ式のスイッチを設けて、スイッチを親指等で押しているときと、そうでないときとで、操作レバーの制御対象を切り換えるように構成してもよい（この場合も、各操作レバー３０、３１の制御対象を個別に独立して切り換えできるように構成となる）。これらの変形例は、後述する第２実施形態においても同様である。
【００２０】
以上のように本第１実施形態によれば、足踏み式のスイッチ３３を踏むか踏まないかで、各操作レバー３０、３１の制御対象を選択することができ、よって、運転席内の操作手段の数を大幅に低減することが可能となる。例えば、走行に関して言えば、走行に関する制御対象以外の制御対象を制御していた操作レバー３１を用いて、走行に関する前後進や操舵の制御を行うことが可能となり、１つの操作レバー３１によって、油圧式作業装置などの制御と、走行に関する前後進や操舵の制御とを、選択的に行うことができる。しかも、１つの操作レバー３１によって走行に関する全ての操作を行えるで、運転席にハンドルやアクセルペダルや前後進切換レバーを配設する必要もなくなる。よって、この点でも運転席内の操作手段の数を大幅に低減し得て、運転者にとって運転席のスペースファクター性に優れた、かつ、１つの操作レバー３１によって走行に関する全ての操作が行えるた操作性に優れたホイール式建設機械を実現することができる。
また、制御対象切換操作手段を足踏み式のスイッチ３３としているので、両手を離すことなく、制御対象を切り換える操作を簡単に行え、しかも、足踏み式のスイッチ３３を踏んでいるときのみ、操作レバー３１を用いて走行に関する前後進や操舵を制御することを可能としているので、運転者がスイッチ３１を踏んでいることを自覚した状態で、走行に関するレバー操作を行うこととなり、誤操作の虞のない安全性に優れた操作体系とすることができる。
また、操舵用の流量制御弁として通常の油圧パイロット式の流量制御弁１７ｂを用いる構成において、操舵用の流量制御弁１７ｂの一方のパイロット圧入力部には操作レバー３１で与えられたパイロット圧を導き、この操作レバー３１で与えられたパイロット圧に対して、流量制御弁１７ｂの他方のパイロット圧入力部には操舵角検出手段２１で検出した油圧を導き、これによって、実際に操舵した分だけ流量制御弁１７ｂのスプールを押し戻すことで、操作レバー３１の操作角に対応したホイール（車輪）操舵角が得られるので、通常の油圧パイロット式の流量制御弁を用いた、操舵ずれのないレバー操作式のかつ安価なパワーステアリング装置を実現することができる。
【００２１】
次に、本発明の第２実施形態のホイール式建設機械について、図６〜図１０を用いて説明する。本第２実施形態のホイール式建設機械は、油圧パイロット式の流量制御弁を用いた前記の第１実施形態に対し、電磁比例式の流量制御弁を用いたものであり、本第２実施形態のホイール式建設機械の概要は、図１と同様である。図６〜図１０は、本第２実施形態のホイール式建設機械に係る図である。
【００２２】
図６は、本第２実施形態のホイール式建設機械の油圧回路を示す図であり、同図において、前記した図２中の構成要素と均等なものには同一符号を付し、その説明は重複を避けるため割愛する。図６において、１１ｂ’はブーム１１用の流量制御弁、１２ｂ’はアーム１２用の流量制御弁、１３ｂ’は把持手段１３用の流量制御弁、１４ｂ’は旋回装置１４用の流量制御弁、１５ｂ’は走行駆動部１５用（走行左系用）の流量制御弁、１６ｂ’は走行駆動部１６用（走行右系用）の流量制御弁、１７ｂ’は操舵部１７用の流量制御弁、１８’はリフトアーム１８用の流量制御弁、１９’はローダバケット１９用の流量制御弁であり、各流量制御弁１１ｂ’〜１９ｂ’は、流量指令を電圧で与える電磁比例式の流量制御弁で構成されている。
【００２３】
図６に示す構成においても、ディーゼルエンジン６により駆動されるメイン油圧ポンプ７から吐出される圧油は、各々の操作指令に応じて切り換えられる各流量制御弁１１ｂ’〜１９ｂ’を介して、対応する各油圧アクチュエータ１１ａ〜１９ａに選択的に供給されて、各油圧アクチュエータ１１ａ〜１９ａが選択的に駆動されることで、各部（ブーム１１、アーム１２、把持手段１３、旋回装置１４、走行駆動部１５、１６、操舵部１７、リフトアーム１８、ローダバケット１９）が動作することは、第１実施形態と同様である。
【００２４】
図７は、本第２実施形態のホイール式建設機械の運転室４の内部構成を示す図である。図７において、３０’、３１’は操作レバー（操作レバー装置）であり、各操作レバー３０’、３１’は、前後操作と左右操作の複合操作が可能なジョイスティク操作型で、かつ、操作方向と操作量に応じた電気信号を出力する電気信号出力型の操作レバーである。また、３３は、前記した足踏み式のスイッチであり、この足踏み式のスイッチ３３を運転者が踏んでいないときと、踏んでいるときとに応じて、２つの操作レバー３０’、３１’の制御対象を切り換えるようになっている。
【００２５】
図８は、図７の操作レバー３０’、３１’および足踏み式のスイッチ３３と、各流量制御弁１１ｂ’〜１９ｂ’との関係を示す図である。図８において、４０は、足踏み式のスイッチ３３のオン／オフ状態に応じて、操作レバー３０’、３１’の制御対象を切り換える機能と、操作レバー３０’、３１’からの出力信号に応じて、各流量制御弁１１ｂ’〜１９ｂ’を駆動制御するバルブドライバの機能とを、具備した制御装置（制御対象切換／バルブドライバ装置）である。この制御装置４０は、足踏み式のスイッチ３３のオン／オフ状態に応じて一括して同時に切り換えられる複数の切換スイッチと、操作量に応じた指令電圧（駆動電圧）を生成する複数の指令電圧発生部とが備えられている。なお、図８において、操作レバー３０’、３１’について、左右１対で図示しているのは、１つの操作レバーにおける前後操作系と左右操作系とを表すためであり、１つの操作レバーの前後操作系に対して１つの切換スイッチが設けられており、１つの操作レバーの左右操作系に対して１つの切換スイッチが設けられており、１つの操作レバーの前後操作系に対して１対の（２つの）指令電圧発生部が設けられており、１つの操作レバーの左右操作系に対して１対の（２つの）指令電圧発生部が設けられている。
【００２６】
図７、図８に示す構成において、足踏み式のスイッチ３３を踏んでいないとき（スイッチ３３がオフであるとき）には、制御装置４０の切換スイッチ群はそれぞれ所定の切換位置をとり、スイッチ３３を踏んでいるとき（スイッチ３３がオンであるとき）には、制御装置４０の切換スイッチ群は上記と逆の切換位置をとるようになっている。そして、足踏み式のスイッチ３３を踏んでいないときには、操作レバー３０’は、前後左右の操作で、ブーム１１と把持手段１３に対応する流量制御弁１１ｂ’、１３ｂ’を切り換え、ブーム１１と把持手段１３の動作制御を行う。また、足踏み式のスイッチ３３を踏んでいないときには、操作レバー３１’は、前後左右の操作で、旋回装置１４とアーム１２に対応する流量制御弁１４ｂ’、１２ｂ’を切り換え、旋回装置１４とアーム１２の動作制御を行う。一方、足踏み式のスイッチ３３を踏んでいるときには、操作レバー３０’は、前後左右の操作で、リフトアーム１８とローダバケット１９に対応する流量制御弁１８ｂ’、１９ｂ’を切り換え、リフトアーム１８とローダバケット１９の動作制御を行う。また、足踏み式のスイッチ３３を踏んでいるときには、操作レバー３１’は、前後左右の操作で、走行駆動部１５、１６と操舵部１７に対応する流量制御弁１５ｂ、１６ｂ’、１７ｂ’を切り換え、前後進と操舵（ステアリング）の動作制御を行う。
【００２７】
図９は、本第２実施形態のホイール式建設機械のパワーステアリング装置の構成を示す図である。図９において、１７ｂ’−１、１７ｂ’−２は流量制御弁１７ｂ’の指令電圧入力部、４１Ａ、４１Ｂは、後輪２３Ｂの操舵角に応じた油圧（パイロット圧）を発生する前記した操舵角検出手段２１が出力するパイロット圧を、電圧に変換して出力する油圧／電圧変換手段である。
【００２８】
図１０は、図８の制御装置４０中における操舵制御に関する部分の構成を示す図である。図１０において、４２は、足踏み式のスイッチ３３のオン／オフ状態に応じて切り換えられる切換スイッチ、４３Ａ、４３Ｂは、操作レバー３２’の操作量に応じた指令電圧を出力する指令電圧発生部、４４Ａ、４４Ｂは、入力されてきた電圧のうち電圧の高い側を択一選択して出力する高電圧選択部である。
【００２９】
図９、図１０に示す構成において、足踏み式のスイッチ３３を踏んでいる状態では、操作レバー３２’の左右操作系に対応する切換スイッチ４２は、図１０に示す切換位置をとっている。そして、この状態で操作レバー３１’を右または左に操作することで、操作レバー３１’からの出力信号が、切換スイッチ４２を介して指令電圧発生部４３Ａ、４３Ｂに入力され、これに応じて指令電圧発生部４３Ａまたは４３Ｂにおいて右旋または左旋を指令する指令電圧（駆動電圧）が生成される。この指令電圧は高電圧選択部４４Ａまたは４４Ｂを経て、流量制御弁１７ｂ’の一方の指令電圧入力部１７ｂ’−１または１７ｂ’−２に入力される。これによって、流量制御弁１７ｂ’のスプールが所定方向に移動して、メイン油圧ポンプ７からの圧油が流量制御弁１７ｂ’を通じて流量制御されて、油圧アクチュエータ（操舵用の油圧シリンダ）１７ａに供給され、油圧アクチュエータ１７ａが駆動されることで、後側ホイール２３Ｂが所定方向に操舵される。このとき、操舵角検出手段２１には、車輪（後輪２３Ｂ）の操舵角に応じたパイロット圧が発生し、この操舵角検出手段２１で発生したパイロット圧は、油圧／電圧変換手段４１Ａまたは４１Ｂにおいて電圧に変換され、この変換された電圧は高電圧選択部４４Ａまたは４４Ｂを経て、操作レバー３１’の操作に基づく指令電圧が入力された一方の指令電圧入力部とは反対側の、流量制御弁１７ｂ’の他方の指令電圧入力部１７ｂ’−２または１７ｂ’−１に入力される。これにより、流量制御弁１７ｂ’のスプールは、実際に操舵した分だけ押し戻され、操作レバー３１’に操作に基づく指令電圧と操舵角検出手段２１の検出結果に基づく電圧とが釣り合った位置で、操舵動作が停止することで、操作レバー３１’の操作量に応じた車輪の操舵角が得られることとなる。
【００３０】
図１１〜図１３は、本第２実施形態の変形例を示している。図１１は、図７の操作レバー３０’、３１’および足踏み式のスイッチ３３と、各流量制御弁１１ｂ’〜１９ｂ’との関係を示す図である。図１１において、５０は、足踏み式のスイッチ３３のオン／オフ状態に応じて、操作レバー３０’、３１’の制御対象を切り換える機能と、各操作レバーと３０’〜３２’からの出力信号に応じて、バルブドライバへの指令信号を生成し、バルブドライバを介して各流量制御弁１１ｂ’〜１７ｂ’を駆動制御する機能とを、有するコントローラ、５１は、コントローラ５０からの指令信号に基づき、指令信号に応じた指令電圧（駆動電圧）を出力する複数のバルブドライバで構成される、バルブドライバ群である。この図１１に示す構成においても、足踏み式のスイッチ３３を踏んでいないときには、操作レバー３０’は、前後左右の操作で、ブーム１１と把持手段１３に対応する流量制御弁１１ｂ’、１３ｂ’を切り換え、ブーム１１と把持手段１３の動作制御を行う。また、足踏み式のスイッチ３３を踏んでいないときには、操作レバー３１’は、前後左右の操作で、旋回装置１４とアーム１２に対応する流量制御弁１４ｂ’、１２ｂ’を切り換え、旋回装置１４とアーム１２の動作制御を行う。一方、足踏み式のスイッチ３３を踏んでいるときには、操作レバー３０’は、前後左右の操作で、リフトアーム１８とローダバケット１９に対応する流量制御弁１８ｂ’、１９ｂ’を切り換え、リフトアーム１８とローダバケット１９の動作制御を行う。また、足踏み式のスイッチ３３を踏んでいるときには、操作レバー３１’は、前後左右の操作で、走行駆動部１５、１６と操舵部１７に対応する流量制御弁１５ｂ、１６ｂ’、１７ｂ’を切り換え、前後進と操舵（ステアリング）の動作制御を行う。
【００３１】
図１２は、本第２実施形態の変形例におけるパワーステアリング装置の構成を示す図である。図１２において、５２Ａ、５２Ｂは、バルブドライバ群５０中の構成要素であるバルブドライバ、５３Ａ、５３Ｂは、後輪２３Ｂの操舵角に応じた油圧（パイロット圧）を発生する前記した操舵角検出手段２１が出力するパイロット圧を、電気信号に変換して出力する操舵角検出センサである。ここで、図１２において、操作レバー３２’からは操作方向と操作量に応じたデジタル信号がコントローラ５０に出力され、操舵角検出センサ５３Ａ、５３Ｂからは、後輪２３Ｂの操舵角に応じたデジタル信号がコントローラ５０に出力されるようになっている（なお、操作レバー３２’や操舵角検出センサ５３Ａ、５３Ｂの出力がアナログ信号であっても差し支えなく、この場合には、マイコンで構成されるコントローラ５０に備えられたＡ／Ｄ変換器によって、コントローラ５０へのアナログ入力信号をデジタル信号に変換するようにされる）。
【００３２】
図１３は、図１１のコントローラ５０中における操舵制御に関する部分の構成を示す図である。図１０において、５４Ａ、５４Ｂは、操作レバー３２’の操作量に応じた指令量信号を生成する指令量生成部、５５Ａは、操舵角検出センサ５３Ａが検出した操舵角に応じた指令量信号を生成する指令量生成部、５５Ｂは、操舵角検出センサ５３Ｂが検出した操舵角に応じた指令量信号を生成する指令量生成部、５６Ａは、指令量生成部５４Ａから操舵を指令する指令量信号が到来している場合には、この指令量信号をバルブドライバ５２Ａに出力し、指令量生成部５４Ｂが操舵を指令する指令量信号を出力している場合には、指令量生成部５５Ａが出力する指令量信号をバルブドライバ５２Ａに出力する出力選択部、５６Ｂは、指令量生成部５４Ｂから操舵を指令する指令量信号が到来している場合には、この指令量信号をバルブドライバ５２Ｂに出力し、指令量生成部５４Ａが操舵を指令する指令量信号を出力している場合には、指令量生成部５５Ｂが出力する指令量信号をバルブドライバ５２Ｂに出力する出力選択部である。
【００３３】
図１２、図１３に示す構成において、足踏み式のスイッチ３３を踏んでいる状態では、操作レバー３１’の左右操作系に対応する前記した切換スイッチ４２は、図１３に示す切換位置をとっている。そして、この状態で操作レバー３１’を右または左に操作することで、これに応じて、指令量生成部５４Ａまたは５４Ｂにおいて右旋または左旋を指令する指令量信号が生成され、この指令量信号は出力選択部５６Ａまたは５６Ｂを経由してバルブドライバ５２Ａまたは５２Ｂに出力されて、バルブドライバ５２Ａまたは５２Ｂで生成された指令電圧（駆動電圧）が、流量制御弁１７ｂ’の一方の指令電圧入力部１７ｂ’−１または１７ｂ’−２に入力される。これにより、流量制御弁１７ｂ’のスプールが所定方向に移動して、メイン油圧ポンプ７からの圧油が流量制御弁１７ｂ’を通じて流量制御されて、油圧アクチュエータ（操舵用の油圧シリンダ）１７ａに供給され、油圧アクチュエータ１７ａが駆動されることで、後側ホイール２３Ｂが所定方向に操舵される。このとき、操舵角検出手段２１には、車輪（後輪２３Ｂ）の操舵角に応じたパイロット圧が発生し、この操舵角検出手段２１で発生したパイロット圧は、操舵角検出センサ５３Ａまたは５３Ｂにおいて電気信号に変換され、この変換された操舵角検出信号に基づいて指令量生成部５５Ａまたは５５Ｂでは操舵角に応じた指令量信号を生成する。この指令量生成部５５Ａまたは５５Ｂで生成された操作量信号は、出力選択部５６Ａまたは５６Ｂを経由してバルブドライバ５２Ｂまたは５２Ａに出力され、バルブドライバ５２Ｂまたは５２Ａで生成された電圧は、操作レバー３１’の操作に基づく指令電圧が入力された一方の指令電圧入力部とは反対側の、流量制御弁１７ｂ’の他方の指令電圧入力部１７ｂ’−２または１７ｂ’−１に入力される。これにより、流量制御弁１７ｂ’のスプールは、実際に操舵した分だけ押し戻され、操作レバー３１’に操作に基づく指令電圧と操舵角検出手段２１の検出結果に基づく電圧とが釣り合った位置で、操舵動作が停止することで、操作レバー３１’の操作量に応じた車輪の操舵角が得られることとなる。
【００３４】
以上のように本第２実施形態によれば、足踏み式のスイッチ３３を踏むか踏まないかで、各操作レバー３０’、３１’の制御対象を選択することができ、よって、運転席内の操作手段の数を大幅に低減することが可能となる。例えば、走行に関して言えば、走行に関する制御対象以外の制御対象を制御していた操作レバー３１’を用いて、走行に関する前後進や操舵の制御を行うことが可能となり、１つの操作レバー３１’によって、油圧式作業装置などの制御と、走行に関する前後進や操舵の制御とを、選択的に行うことができる。しかも、１つの操作レバー３１’によって走行に関する全ての操作を行えるで、運転席にハンドルやアクセルペダルや前後進切換レバーを配設する必要もなくなる。よって、この点でも運転席内の操作手段の数を大幅に低減し得て、運転者にとって運転席のスペースファクター性に優れた、かつ、１つの操作レバー３１’によって走行に関する全ての操作が行えるた操作性に優れたホイール式建設機械を実現することができる。
また、制御対象切換操作手段を足踏み式のスイッチ３３としているので、両手を離すことなく、制御対象を切り換える操作を簡単に行え、しかも、足踏み式のスイッチ３３を踏んでいるときのみ、操作レバー３１’を用いて走行に関する前後進や操舵を制御することを可能としているので、運転者がスイッチ３１を踏んでいることを自覚した状態で、走行に関するレバー操作を行うこととなり、誤操作の虞のない安全性に優れた操作体系とすることができる。
また、操舵用の流量制御弁として、ホイール式建設機械において向後の普及が予想される汎用の電磁比例式の流量制御弁を用いる構成において、操舵用の流量制御弁１７ｂ’の一方の指令電圧入力部には操作レバー３１’の操作に基づく指令電圧を入力し、流量制御弁１７ｂ’の他方の指令電圧入力部には操舵角検出手段２１の検出結果に基づく電圧を入力して、これによって、実際に操舵した分だけ流量制御弁１７ｂ’のスプールを押し戻すことで、操作レバー３１’の操作角に対応したホイール（車輪）操舵角が得られるので、汎用の電磁比例式の流量制御弁を用いた、操舵ずれのないレバー操作式のかつ安価なパワーステアリング装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の第１実施形態に係るホイール式建設機械の概要を示す説明図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るホイール式建設機械の油圧回路図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係るホイール式建設機械の運転室内の構成を示す説明図である。
【図４】図３中の操作レバーおよび足踏み式のスイッチと図２中の各流量制御弁との関係を示す油圧・電気回路図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係るホイール式建設機械におけるパワーステアリング装置の構成を示す説明図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係るホイール式建設機械の油圧回路図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係るホイール式建設機械の運転室内の構成を示す説明図である。
【図８】図７中の操作レバーおよび足踏み式のスイッチと図６中の各流量制御弁との関係を示す油圧・電気回路図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係るホイール式建設機械におけるパワーステアリング装置の構成を示す説明図である。
【図１０】図８の制御装置中における操舵制御に関する部分の構成を示す説明図である。
【図１１】本発明の第２実施形態の変形例に係るホイール式建設機械における、操作レバーおよび足踏み式のスイッチと各流量制御弁との関係を示す油圧・電気回路図である。
【図１２】発明の第２実施形態の変形例に係るホイール式建設機械におけるパワーステアリング装置の構成を示す説明図である。
【図１３】図１１のコントローラ中における操舵制御に関する部分の構成を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３６】
Ａ  下部走行体
Ｂ  上部旋回体
１  車体
２  ローダ式作業装置
３  駆動システム
４  運転室
５  バックホウ式作業装置
６  ディーゼルエンジン
７  メイン油圧ポンプ
８  パイロット用の油圧ポンプ
１０  アンロード弁
１１  ブーム
１２  アーム
１３  把持手段
１４  旋回装置
１５、１６  走行駆動部
１７  操舵部
１８  リフトアーム
１９  ローダバケット
１１ａ〜１９ａ  油圧アクチュエータ
１１ｂ〜１９ｂ  油圧パイロット式の流量制御弁
１１ｂ’〜１９ｂ’  電磁比例式の流量制御弁
１７ｂ’−１、１７ｂ’−２  操舵用の電磁比例式の流量制御弁の指令電圧入力部
２０  センタージョイント
２１  操舵角検出手段
２２Ａ、２２Ｂ  高圧選択弁
２３Ａ  前側ホイール（前輪）
２３Ｂ  後側ホイール（後輪）
３０、３１、３０’、３１’  操作レバー（操作レバー装置）
３３  足踏み式のスイッチ
３４、３５  電磁方向切換弁
４０  制御装置（制御対象切換／バルブドライバ装置）
４１Ａ、４１Ｂ  油圧／電圧変換手段
４２  切換スイッチ
４３Ａ、４３Ｂ  指令電圧発生部
４４Ａ、４４Ｂ  高電圧選択部
５０  コントローラ
５１  バルブドライバ群
５２Ａ、５２Ｂ  バルブドライバ
５３Ａ、５３Ｂ  操舵角検出センサ
５４Ａ、５４Ｂ、５５Ａ、５５Ｂ  指令量生成部
５６Ａ、５６Ｂ  出力選択部
【図１】
2006152674.tif 000003
【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】
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【図７】
2006152674.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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