(57)【要約】【課題】アンロードバルブ内の油圧回路を安定に切り換え作業効率を向上させることができるホイールローダの駆動力切換装置を提供する。【解決手段】作動油を圧送する油圧ポンプＭＰと、該油圧ポンプＭＰに油圧通路を介して接続され、内蔵される油圧回路１２、１３を切り換えることによって油圧ポンプＭＰの負荷をロード状態またはアンロード状態に切り換えるアンロードバルブＵＬＶとを備えるホイールローダＷＬの駆動力切換装置において、ホイールローダＷＬのバケットＢの状態（位置、姿勢など）を計測する計測手段と、該計測手段の計測結果に基づいてアンロードバルブＵＬＶの油圧回路１２、１３を切り換える切換手段とを備えるべくなしてある。【選択図】　図２
2004084752.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作動油を圧送する油圧ポンプと、油圧ポンプに油圧通路を介して接続され、内蔵される油圧回路を切り換えることによって前記油圧ポンプの負荷をロード状態またはアンロード状態に切り換えるアンロードバルブと、該アンロードバルブに油圧通路を介して接続され、前記油圧ポンプから圧送される作動油によってホイールローダのアームおよび該アームの先端部に取り付けられたバケットをそれぞれ昇降および回動するアクチュエータとを備えるホイールローダの駆動力切換装置において、
前記バケットの状態を計測する計測手段と、
その計測結果に基づいて前記アンロードバルブ内の油圧回路を切り換える切換手段とを備えることを特徴とするホイールローダの駆動力切換装置。
【請求項２】
請求項１記載のホイールローダの駆動力切換装置において、
前記計測手段は、前記バケットの状態を計測するセンサを備え、
該センサが、前記アーム若しくは前記バケットまたは前記アームおよび前記バケットに配設されていることを特徴とするホイールローダの駆動力切換装置。
【請求項３】
請求項１または２記載のホイールローダの駆動力切換装置において、
前記切換手段が、
前記計測手段により計測された状態が予め設定された設定値を超えるか否かによって前記アンロードバルブ内の油圧回路をロード状態またはアンロード状態に切り換えるべくなしてあることを特徴とするホイールローダの駆動力切換装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載のホイールローダの駆動力切換装置において、
前記アンロードバルブの出口側の油圧通路を分岐して前記アンロードバルブに、該油圧回路内の作動油の油圧を導く導圧通路をさらに備え、
前記切換手段が、前記導圧通路を介してアンロードバルブに作用する前記油圧が予め設定された圧力設定値を超えるか否かにより前記アンロードバルブ内の油圧回路を切り換えるべくなしてあることを特徴とするホイールローダの駆動力切換装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載のホイールローダの駆動力切換装置において、
ホイールローダの走行速度を複数段数に切り換える変速機の変速段数を計測する変速段数計測手段をさらに備え、
前記切換手段は、前記変速段数計測手段により計測された変速段数が予め設定された設定変速段数を超えるか否かによって前記アンロードバルブ内の油圧回路を切り換えるべくなしてあることを特徴とするホイールローダの駆動力切換装置。
【請求項６】
請求項５記載のホイールローダの駆動力切換装置において、
前記切換手段が、
前記変速段数切換手段により計測された前記変速段数が予め設定された設定変速段数を超える場合、前記アンロードバルブ内の油圧回路をロード状態に切り換え、前記変速段数が設定変速段数を下回る場合、前記アンロードバルブ内の油圧回路をアンロード状態に切り換えるべくなしてあることを特徴とするホイールローダの駆動力切換装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する分野】
本発明は、土砂などを掘削し、これを持ち上げてダンプトラックなどに積み込む作業を行うホイールローダの駆動力切換装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、ホイールローダは、これを駆動する原動機、動力変換機および動力伝達装置、これを搭載する車体、作業機として該車体の前部に取り付けられ昇降するアームおよび該アームの先端部に取り付けられ土砂などを掘り起こすバケット、並びにこの車体の下部前方および後方に取り付けられる一対の車輪などから構成される。
【０００３】
該ホイールローダは、主に土砂などを掘削しこれを持ち上げダンプトラックなどに積み込む作業を行う場合に使用される。一般的な掘削（突っ込みと掘り起こし）および積み込み作業の手順として、はじめに車体が土砂などに向かって前進し、その駆動力によってバケットを土砂などに突っ込ませる。この時、車体およびバケットには、土砂などからの抵抗力が発生し、これに対抗するため作業機を動かさない状態でホイールローダの車輪に大きな駆動力が必要となる。次に、土砂などを掘り起こすためにバケットをゆっくり上昇・回動させる。この時、車輪には、土砂などからの抵抗力に対抗する大きな駆動力が必要となり、作業機には、確実に土砂などをバケットに入れるため作業速度より最大掘削力を発生させる作業能力が必要となる。そして、掘り起こし完了後、バケットに積載した土砂などを持ち上げ、ダンプトラックなどに積み込みを行う。この場合、作業効率の観点からアームおよびバケットをそれぞれ速く上昇および回動させる必要がある。そのため、アームおよびバケットには、これらを最も速く動作させる作業能力が必要となる。このようにホイールローダの作業内容に応じて車輪と作業機とに必要な動力を分配させることが必要である。これに対応するため駆動力切換装置が使用されている。
【０００４】
該駆動力切換装置は、作動油を圧送する油圧ポンプと、該油圧ポンプに油圧通路を介して接続され、内蔵される油圧回路を切り換えることによってその負荷をロード状態またはアンロード状態に切り換えるアンロードバルブと、該アンロードバルブに油圧通路を介して接続され、油圧ポンプから圧送される作動油によってホイールローダのアームおよびバケットをそれぞれ昇降および回動するアームシリンダおよびバケットシリンダとを備える。該駆動力切換装置では、油圧ポンプの出口側の油圧通路中の作動油の油圧を計測し、この計測結果に基づいてアンロードバルブ内の油圧回路を切り換え、油圧ポンプの負荷をロード状態またはアンロード状態に切り換えている。
【０００５】
具体的には、油圧ポンプの負荷がロード状態である場合は、油圧ポンプからアームシリンダおよびバケットシリンダに作動油を供給してアームおよびバケットをそれぞれ速く昇降および回動する。そのため、この油圧ポンプの負荷に相当する動力が原動機の総出力から油圧ポンプに分配される。一方、油圧ポンプの負荷がアンロード状態である場合は、油圧ポンプがアンロード状態であるので、原動機の総出力からアンロードされた油圧ポンプの負荷に相当する消費動力（油圧ポンプの油圧と流量の積）を減じた残りの動力が、車輪の動力として分配される。このように油圧ポンプの負荷状態によって、原動機の総出力をホイールローダの車輪と作業機とに適宜分配することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、掘り起こす土砂などの抵抗力は一定ではないので、ホイールローダのバケットに作用する力は異なりかつ変動する。該変動に連動して上記の油圧ポンプの出口側の油圧通路中の作動油の油圧も変動する。また、アームおよびバケットの切り換え操作によっても油圧ポンプの負荷が変動する。該変動により、上記の駆動力切換装置では、アンロードバルブ内の油圧回路が頻繁に切り換わり油圧ポンプの負荷がロード状態になったりアンロード状態になったりする。その結果、ホイールローダが土砂などを掘り起こす動作がぎくしゃくして（速くなったり遅くなったりする）操作性が悪化し作業効率が低下するという問題点がある。
【０００７】
また、ホイールローダが土砂などを持ち上げる場合、地上からホイールローダのバケットまでの高さが高くなればなるほどアームおよびバケットを用いて土砂などを持ち上げるのに要する作動油の油圧が高くなる。従って、掘削した土砂などが多くなるとバケットが十分な高さに達するまでに、作動油の油圧がアンロードバルブ内の油圧回路を切り換えるために予め設定された圧力設定値を超える。これにより、アンロードバルブ内の油圧回路が切り換わり油圧ポンプの負荷がロード状態からアンロード状態になる。その結果、バケットを持ち上げるアームシリンダに作動油が十分に供給されず、バケットの上昇速度が作業途中で低下するという問題点もある。
【０００８】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、作業状態に合わせアンロードバルブ内の油圧回路を確実に切り換え作業効率を向上させることができるホイールローダの駆動力切換装置を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の課題を解決するために、作動油を圧送する油圧ポンプと、該油圧ポンプに油圧通路を介して接続され、内蔵される油圧回路を切り換えることによって油圧ポンプの負荷をロード状態またはアンロード状態に切り換えるアンロードバルブと、該アンロードバルブに油圧通路を介して接続され、油圧ポンプから圧送される作動油によってホイールローダのアームおよび該アームの先端部に取り付けられたバケットをそれぞれ昇降および回動するアクチュエータとを備えるホイールローダの駆動力切換装置において、バケットの状態を計測する計測手段と、その計測結果に基づいてアンロードバルブ内の油圧回路を切り換える切換手段とを備えることを特徴とする。ここで、状態とは、バケットの機構学的な状態（位置および姿勢など）である。より具体的には、状態とは、バケットの高さ（位置）および回動角度（姿勢）などである。
【００１０】
上記の構成によれば、本発明に係る駆動力切換装置は計測手段および切換手段を備えるので、バケットの状態を計測手段により計測し、その計測結果に基づいてアンロードバルブ内の油圧回路を切り換えることができる。これにより、ホイールローダが掘削する土砂の抵抗力の変動などにより油圧ポンプから圧送される作動油の油圧が変動する場合であっても、上記のバケットの状態は前記作動油の油圧の変動（ホイールローダに作用する負荷変動）に大きく影響されないので、アンロードバルブ内の油圧回路を確実に切り換えることができる。これにより、ホイールローダの作業状況に応じた駆動力の分配を安定して行うことができるので、その作業効率が向上する。
【００１１】
上記の計測手段には、バケットの状態を計測するセンサを備える。該センサとして、例えば、光センサまたは磁気センサなどの非接触スイッチを使用することができる。これらは、バケットおよびアームまたはバケット若しくはアーム、またはこれらを動作させるアクチュエータに取り付けられ、これらの「位置」を計測するものである。該「位置」とは、アームを昇降させた時のアームの角度またはアクチュエータの変位量などである。ただし、これらに限定するものではない。なお、上記のアクチュエータとして、油圧シリンダなどが使用される。
【００１２】
より具体的には、計測手段により計測されたバケットの位置が地上から予め設定された高さ（設定位置）より低い場合（地面からホイールローダのバケットまでの高さが低い場合）、すなわち土砂などを掘削する場合、上記計測手段の計測結果に基づいてアンロードバルブ内の油圧回路を切り換え、油圧ポンプの負荷をロード状態からアンロード状態にする。これにより低減した油圧ポンプの動力に相当する動力がホイールローダの車輪に分配され、その駆動力を増すことができる。その結果、ホイールローダのバケットは、土砂などをその抵抗力に抗して確実に掘削することができる。一方、掘削した土砂などを入れたバケットを持ち上げる場合、計測手段により計測されたバケットの位置が地上から予め設定された高さ（設定位置）より高いとき、アンロードバルブ内の油圧回路を切り換え、油圧ポンプの負荷をアンロード状態からロード状態に切り換える。これにより、該油圧ポンプからアームシリンダおよびバケットシリンダに作動油が供給される。その結果、アームを速く上昇させ、バケットを速く回動させる（作動速度を速くする）ことができる。
【００１３】
以上のようにホイールローダの作業内容に応じて確実にアンロードバルブ内の油圧回路を切り換えることにより、油圧ポンプおよびホイールローダの車輪への動力配分が適正に行われるので、ホイールローダの動作がぎくしゃくすることなく、上記のそれぞれの作業を安定した切換で効率良く行うことができる。
【００１４】
また、本発明は、アンロードバルブの出口側の油圧通路を分岐してアンロードバルブに、該油圧通路内の作動油の油圧を導く導圧通路をさらに備え、切換手段が、導圧通路を介してアンロードバルブに作用する油圧が予め設定された圧力設定値を超えるか否かによりアンロードバルブ内の油圧回路を切り換えることができるように構成されてもよい。
【００１５】
この構成によれば、アンロードバルブの出口側の油圧通路に導圧通路を設けられ、該導圧通路がアンロードバルブに接続されているので、該油圧通路内の作動油の油圧をアンロードバルブに導くことができる。これにより、該油圧が上記圧力設定値を超えるときにアンロードバルブ内の油圧回路を切り換え、油圧ポンプの負荷をロード状態からアンロード状態に切り換えることができる。その結果、油圧ポンプが消費する動力を低減することができる。
【００１６】
具体的には、上記圧力設定値として油圧ポンプなどを保護する最大使用圧力の近傍に設定する。これにより、ホイールローダに大きな負荷がかかり上記油圧が上昇した場合であっても、油圧ポンプから圧送される作動油を高圧の状態で循環させることなく、油圧ポンプの負荷をアンロード状態に切り換えることによって油圧ポンプから圧送される作動油を高圧の状態で循環させる量を低減することができる。この結果、ホイールローダの作業機の動作に全く寄与しない油圧ポンプの動力消費を低減することができる。
【００１７】
また、本発明は、ホイールローダの走行速度を複数段数に切り換える変速機の変速段数を計測する変速段数計測手段をさらに備える。そして、上記の切換手段が、変速段数計測手段により計測された変速段数が予め設定された設定変速段数を超えるか否かによってアンロードバルブ内の油圧回路を切り換えられるように構成されてもよい。
【００１８】
通常、ホイールローダが上記の作業を完了し路上走行するとき、ホイールローダは、そのアームおよびバケットを走行中の重心を下げるため低い位置に降ろした状態を維持して走行する。この時の油圧ポンプの負荷は「アンロード」の状態である。なお、ここでは、走行中の油圧ポンプの負荷状態を「アンロード」の状態に設定しているが、「ロード」の状態に設定しても構わない。この状態において、障害物回避などのために、本発明に係る切換手段は、ホイールローダに備えられた変速機の変速段数に応じてアンロードバルブ内の油圧回路を切り換え、ホイールローダのバケットの位置を速く変えることができるように構成されている。
【００１９】
具体的には、変速機の変速段数を、例えば、「１速」から「２速」に切り換えることにより、アンロードバルブ内の油圧回路を切り換え油圧ポンプの負荷をアンロード状態からロード状態にする。これにより、油圧ポンプから圧送される作動油がアームシリンダおよびバケットシリンダにそれぞれ供給されるので、ホイールローダのアームおよびバケットを速く動作させ、その姿勢を変更することができる。
【００２０】
なお、油圧ポンプの台数、容量および形式などは、ホイールローダの性能に応じて適宜設定される。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明に係るホイールローダの駆動力切換装置の実施の形態について説明する。
【００２２】
図１は、本発明に係るホイールローダの駆動力切換装置が適用されるホイールローダの側面図である。ホイールローダＷＬは車体Ｄを備え、該車体Ｄの下部前方および下部後方に一対の車輪Ｗがそれぞれ設けられている。車体Ｄの前方部にはアームＡの基端部が回動自在に取り付けられ、該アームＡを昇降するアームシリンダＡＣの一端が車体Ｄの前方部に、その他端がアームＡの基端部側に取り付けられている。アームＡの先端部には、バケットＢが回動自在に取り付けられ、該バケットＢはレバーＬを介して車体Ｄの前方部に設けられたバケットシリンダＢＣに接続されている。該バケットシリンダＢＣによって、図１中の矢符が示すようにバケットＢを回動することができるようになっている。
【００２３】
また、車体Ｄには、動力を発生する原動機Ｅが搭載されている。該原動機Ｅには、上記のアームシリンダＡＣなどに作動油を圧送するポンプＰが装着され、また、トルクコンバータＴＣを介してホイールローダＷＬの走行速度を変える変速機ＴＭが接続されている。該変速機ＴＭは車輪Ｗに連結され、原動機Ｅから車輪に動力を伝達している。さらに、車体Ｄには、ホイールローダＷＬの走行方向を変更するステアリングシリンダＳＣが設けられ、これにより車体Ｄを操舵することができるように構成されている。
【００２４】
また、車体Ｄには、操作室ＯＲが搭載され、この中には、車体Ｄを操舵するステアリングＳ、変速機ＴＭを操作する変速機操作レバーＮ、作業機としてのアームＡおよびバケットＢを操作する作業機操作レバーＭ、並びにこれらを操作することによってホイールローダＷＬの運転を制御する後述の制御器５０などが設けられている。
【００２５】
次に、上記のホイールローダＷＬに搭載される本発明の実施の形態に係る駆動力切換装置について図２に基づいて説明する。なお、図１に示したホイールローダＷＬの構成部品と同等の部品には、同じ番号を付し詳細な説明は省略する。
【００２６】
上記のようにホイールローダＷＬに搭載されたポンプＰは、後述のバケットシリンダＢＣおよびアームシリンダＡＣに作動油を供給する油圧ポンプＭＰと、ステアリングシリンダＳＣに作動油を供給するステアリングポンプＳＰとからなる。これらの回転軸２００は、原動機Ｅの回転軸（図示せず）に接続されている。なお、ポンプＰとして、ギアポンプまたはプランジャポンプなどが使用される。また、ポンプＰの使用台数およびその容量は、ホイールローダの性能に応じて適宜設定される。また、車輪Ｗは、回転軸２０１と変速機ＴＭとを介してトルクコンバータＴＣに接続されている。該トルクコンバータＴＣは原動機Ｅに接続されている。
【００２７】
油圧ポンプＭＰの入口は油圧通路１０を介してタンクＴに接続され、その出口は油圧通路１１を介してアンロードバルブＵＬＶの入口に接続されている。該アンロードバルブＵＬＶは、油圧通路１１と後述のマルチコントロールバルブＭＶに作動油を供給する油圧通路１５、１６とを導通させる油圧回路１２、および油圧通路１１とタンクＴに作動油を戻す油圧通路１４とを導通する油圧回路１３を内蔵する。また、アンロードバルブＵＬＶには、前記油圧回路１２、１３を電気的に切り換える電磁弁（図示せず）および油圧により切り換える案内弁（図示せず）が設けられている。さらに、アンロードバルブＵＬＶには、該案内弁を作動させる作動油を導入するパイロット圧導入口（図示せず）が設けられている。アンロードバルブＵＬＶの出口は、油圧通路１５、逆止弁ＣＶ、および油圧通路１６を介してマルチコントロールバルブＭＶに接続され、油圧ポンプＭＰから圧送される作動油をマルチコントロールバルブＭＶに供給することができるようになっている。なお、逆止弁ＣＶは、後述のステアリングポンプＳＰから圧送され油圧通路１０４を介してマルチコントロールバルブＭＶに供給される作動油が、アンロードバルブＵＬＶ側に流れないように設けてある。該マルチコントロールバルブＭＶには、バケットシリンダＢＣおよびアームシリンダＡＣに作動油を供給および排出する油圧通路１７、１８がそれぞれ接続されている。また、該マルチコントロールバルブＭＶには、油圧通路１９を介してタンクＴが接続されており、油圧ポンプＭＰから圧送された作動油をタンクＴに戻すことができるように構成されている。
【００２８】
また、ステアリングポンプＳＰの入口は、油圧通路１００を介してタンクＴに接続され、その出口は油圧通路１０１を介してステアリングバルブＳＶに接続されている。該ステアリングバルブＳＶには、ステアリングシリンダＳＣに作動油を供給および排出する油圧通路１０２がそれぞれ接続されている。また、ステアリングバルブＳＶは油圧通路１０４を介して上記油圧通路１６に接続されている。そして、ステアリングＳの操作を行わない場合は全量の作動油が、そしてステアリングＳを操作する場合はステアリングバルブＳＶに予め設定された設定流量を超えた作動油が、油圧通路１６を介してマルチコントロールバルブＭＶに供給されるように構成されている。さらに、該油圧通路１０４から分岐した油圧通路（導圧通路）１０５が上記アンロードバルブＵＬＶのパイロット圧導入口に接続されている。これにより、油圧通路１０４内の作動油の油圧がアンロードバルブＵＬＶ内の案内弁に作用し、その油圧が予め設定された設定位置を超えるときアンロードバルブＵＬＶの油圧回路１２、１３を切り換え、油圧ポンプＭＰの負荷をロード状態からアンロード状態に切り換えられるようになっている。また、該ステアリングバルブＳＶには、油圧通路１０３を介してタンクＴが接続されており、ステアリングポンプＳＰから圧送された作動油をタンクＴに戻すことができるように構成されている。
【００２９】
一方、上記の駆動力切換装置の制御系統は以下の通りである。バケットシリンダＢＣには、そのシリンダーストロークを計測するセンサＰＳが取り付けられ、アームシリンダＡＣにも同様のセンサＰＳが取り付けられている。該センサＰＳとして、例えば、光センサまたは磁気センサなどを利用した非接触スイッチなどが使用される。これらのセンサＰＳは、配線５３、５４を介して制御器５０に接続されている。なお、ここでは、アームシリンダＡＣおよびバケットシリンダＢＣにセンサＰＳを取り付けているが、これに限定するものではない。例えば、センサＰＳをアームシリンダＡＣまたはバケットシリンダＢＣに取り付けてもよい。また、ここでは、バケットシリンダＢＣなどのシリンダーストロークを計測しているが、これに限定するものではなく、例えば、アームＡまたはバケットＢの姿勢（角度など）を計測してもよい。
【００３０】
変速機ＴＭの変速段数を計測する機能を有する変速機制御装置（変速段数切換手段）ＴＭＳが変速機ＴＭに取り付けられており、該変速機制御装置ＴＭＳは配線５６を介して制御器５０に接続されている。
【００３１】
また、制御器５０とアンロードバルブＵＬＶの電磁弁とは、配線５５を介して接続されており、上記のセンサＰＳおよび変速機制御装置ＴＭＳからの信号に基づいて制御器５０が演算し、その演算結果に基づいてアンロードバルブＵＬＶ内の油圧回路１２、１３を切り換えることができるように構成されている。この実施の形態では、制御器５０とアンロードバルブＵＬＶとが切換手段を構成している。
【００３２】
また、ステアリングＳ、作業機操作レバーＭおよび変速機操作レバーＮはそれぞれ配線５１ａ、５２ａ、５７を介してステアリングバルブＳＶ、マルチコントロールバルブＭＶおよび変速機制御装置ＴＭＳにそれぞれ接続されている。これにより、ステアリングＳ、作業機操作レバーＭおよび変速機操作レバーＮからステアリングバルブＳＶ、マルチコントロールバルブＭＶおよび変速機ＴＭを操作することができる。なお、ここでは、ステアリングバルブＳＶ、マルチコントロールバルブＭＶおよび変速機ＴＭを電気的に制御する場合について示しているが、その他のものとして機械的に制御するまたは油圧信号に基づいて制御することも可能である。
【００３３】
次に、ホイールローダＷＬの作業に対応した本実施の形態に係る駆動力切換装置の作用について図１および図２に基づいて説明する。
【００３４】
まず、図１に示したホイールローダＷＬが前進し、土砂ＬＤなどにバケットＢを突っ込ませる。この時、バケットＢは土砂などから大きな抵抗力を受けるので、これに対抗するためホイールローダＷＬの車輪Ｗの駆動力を最大にする必要がある。一方、掘削中のアームＡおよびバケットＢは大きな掘削力でゆっくりと動作させる必要がある。従って、油圧ポンプＭＰの作動油の油圧を高くする必要はあるがその流量を多くする必要はない。そのため、油圧ポンプＭＰの負荷をアンロード状態にして、この負荷に相当する動力を原動機Ｅの総出力から減じ、原動機Ｅの動力が主に車輪Ｗの駆動に使用されるようにする。
【００３５】
具体的には、センサＰＳによりバケットＢの位置を計測する。その計測結果を制御器５０に送る。制御器５０では、前記計測結果と「予め設定された設定位置」とを比較する。この場合、前記計測結果が予め設定された設定位置を下回るので、制御器５０からアンロードバルブＵＬＶに信号を送り、その油圧回路１２から油圧回路１３に切り換え、油圧ポンプＭＰの負荷をロード状態からアンロード状態に切り換える。もちろん、最初から油圧ポンプＭＰの負荷がアンロード状態にある場合には、アンロードバルブＵＬＶの油圧回路を切り換える必要はない。その結果、油圧ポンプＭＰから圧送される作動油は油圧通路１４を介してタンクＴに戻る。ここで、「予め設定された設定位置」は、バケットＢによる土砂ＬＤなどの掘り起こしが完了する場合のバケットＢの地上からの位置であり、例えば、地上からバケットＢが最も高く持ち上げられたときの高さまでの略１／６の高さである。なお、「予め設定された設定位置」は、ホイールローダＷＬの仕様および作業環境に応じて適宜設定されるものである。
【００３６】
また、通常、掘削作業中、原動機Ｅの出力を車輪Ｗ、アームＡおよびバケットＢなどに集中かつ直進走行させるので、ステアリングＳを使用しない。そのため、ステアリングバルブＳＶ内の油圧通路が切り換わり、前記作動油は油圧通路１０４を介してマルチコントロールバルブＭＶ側に供給され、ここからアームシリンダＡＣおよびバケットシリンダＢＣに供給される。その結果、油圧ポンプＭＰがアンロード状態であってもアームＡおよびバケットＢへ作動油を供給することができる。
【００３７】
その後、図１に示した矢符のようにホイールローダＷＬのバケットＢを回動かつ上昇させ、土砂ＬＤなどを掘り起こす。このとき、土砂ＬＤなどの抵抗力が大きいのでバケットＢを動作させるために大きな掘削力が必要となる。そのため、各シリンダＡＣ、ＢＣへの供給圧力は高くなる。しかし、バケットＢは、土砂ＬＤなどを確実にバケットＢ内に入れるため低速で動作させる必要がある。従って、各シリンダＡＣ、ＢＣに供給する作動油の流量は少流量でよい。一方、ホイールローダＷＬをバケットＢに作用する土砂ＬＤなどの抵抗力に対抗して前進させる必要があるので、その車輪Ｗには低速であるが大きな駆動力が必要となる。この場合、上記同様、油圧ポンプＭＰの負荷をアンロード状態にしたまま、ステアリングポンプＳＰから供給される作動油によってバケットＢをゆっくり回動かつ上昇させる。この時、油圧ポンプＭＰの負荷が低減され、これに相当する動力が原動機Ｅより車輪Ｗに分配され、大きな駆動力を維持することができる。
【００３８】
掘り起こし終了後、バケットＢをダンプトラックなどに土砂ＬＤなどを積み込むことができる高さまで持ち上げる。この作業では、バケットＢを持ち上げるのみであるので、作業効率の観点からアームＡおよびバケットＢをそれぞれ速く上昇および回動してバケットＢ内の土砂などをダンプトラックなどに積み込める高さまで速く持ち上げる必要がある。従って、アームシリンダＡＣおよびバケットシリンダＢＣに供給する作動油の流量および油圧ともに大きくしてアームＡおよびバケットＢの作業能力を増す必要がある。この場合、上記の土砂ＬＤなどを掘り起こす場合に比べて土砂ＬＤなどの抵抗力が小さいので、ホイールローダＷＬの車輪Ｗの走行速度および駆動力ともに低位でよい。この低減された車輪Ｗの動力を原動機Ｅから油圧ポンプＭＰに分配する。これにより、アームＡおよびバケットＢの作業能力を増すことができる。
【００３９】
より具体的には、センサＰＳによりバケットＢの位置を計測する。その計測結果を制御器５０に送る。制御器５０では、前記計測結果と「予め設定された設定位置」とを比較する。この場合、前記計測結果が予め設定された設定位置を超えるので、制御器５０からアンロードバルブＵＬＶに信号が送られ、その油圧回路１３から油圧回路１２に切り換え油圧ポンプＭＰの負荷をアンロード状態からロード状態に切り換える。これにより、油圧ポンプＭＰから圧送される作動油は、油圧通路１５、１６を介してマルチコントロールバルブＭＶに供給される。同時に、ステアリングポンプＳＰからもステアリングバルブＳＶおよび油圧通路１０４を介してマルチコントロールバルブＭＶに作動油が供給される。これらの作動油が油圧通路１７、１８を介してアームシリンダＡＣおよびバケットシリンダＢＣにそれぞれ供給される。その結果、アームＡおよびバケットＢをそれぞれ速く上昇および回動することができる。
【００４０】
上記のようにホイールローダＷＬのバケットＢを持ち上げた後、その姿勢を維持したまま、ホイールローダＷＬは後退する。この場合、センサＰＳにより計測される位置は予め設定された設定位置を超えるので、油圧ポンプＭＰの負荷はロード状態である。しかし、この場合、アームＡおよびバケットＢの操作は行わないので、それぞれのシリンダＡＣ、ＢＣ内に作動油が封じられた状態になる。この時、油圧ポンプＭＰから圧送される作動油はマルチコントロールバルブＭＶに供給され、これに接続される油圧通路（図示せず）を介してタンクＴに戻されている。この状態では、油圧ポンプＭＰから圧送される作動油の流量は大きいが、作動油が循環するのみであるのでその負荷圧力は小さい。これにより低減された油圧ポンプＭＰの動力が原動機ＥからホイールローダＷＬの車輪Ｗに分配される。なお、この場合、ホイールローダＷＬは土砂ＬＤなどをバケットＢに積載したまま後退するのみであるので、ホイールローダＷＬの車輪Ｗには高速かつ中位の駆動力を要する。
【００４１】
ホイールローダＷＬが後退した後、ダンプトラックなどに向かって前進し、バケットＢを回動させバケットＢ内の土砂ＬＤなどをダンプトラックなどに積み込む。この場合、センサＰＳにより計測される位置は予め設定された設定位置を超えているので、油圧ポンプＭＰの負荷はロード状態である。また、バケットＢを速く動作させる必要があるが、その動作方向が土砂ＬＤなどの自重によるバケットＢに作用する力の方向と同じであるので、バケットＢを動作させる力は低位である。そのため、油圧ポンプＭＰから圧送される作動油の流量は大きくする必要があるが、その油圧は小さくてよい。この条件を満足させるため油圧ポンプＭＰから圧送される作動油およびステアリングポンプＳＰから圧送される作動油をマルチコントロールバルブＭＶを介してバケットシリンダＢＣに供給する。この場合、ホイールローダＷＬの車輪Ｗの駆動力は小さいので、低減された駆動力に相当する動力は油圧ポンプＭＰおよびステアリングポンプＳＰに分配され、アームＡおよびバケットＢの動作に使用される。
【００４２】
以上示したように、ホイールローダのそれぞれの作業内容に応じて駆動力切換装置が作用し、原動機Ｅからの総出力を効率良く油圧ポンプＭＰと車輪Ｗとに分配し、それぞれ作業内容に応じた作業能力と駆動力とを発生させる。これにより、ホイールローダＷＬのそれぞれの作業を安定に効率良く行うことができる。
【００４３】
また、本実施の形態に係る駆動力切換装置では、ホイールローダＷＬに過大な負荷がかかり作動油の油圧が予め設定された圧力設定値を超えたときに、作動油の油圧が油圧通路（導圧通路）１０５およびアンロードバルブＵＬＶのパイロット圧導入口を介してアンロードバルブＵＬＶの案内弁に作用し、アンロードバルブＵＬＶの油圧回路を油圧回路１２から油圧回路１３に切り換えることができる。これにより、油圧ポンプＭＰの負荷がロード状態からアンロード状態に切り換えることができる。その結果、従来のように油圧ポンプＭＰの負荷をロード状態にしたままマルチコントロールバルブＭＶに供給される作動油を高圧かつ大流量の状態で油圧通路１９を介してタンクＴに戻す場合に比べて、この状態の流量を低減することができる。これにより、油圧ポンプＭＰの負荷を低減し、ホイールローダＷＬ全体の動力損失を低減することができる。ここで、予め設定された圧力設定値は、油圧ポンプＭＰなどを保護する安全弁（図示せず）の設定圧力近傍に設定されている。
【００４４】
また、ホイールローダＷＬが一般道などを走行中、バケットＢは予め設定された設定位置より低い位置に維持されているので、油圧ポンプＭＰの負荷はアンロード状態である。この状態においてアームＡおよびバケットＢを速く動作させその姿勢を変えるため、本実施の形態では、変速機ＴＭの変速段数を変速機制御装置ＴＭＳが計測している。該計測結果に基づいて制御器５０はアンロードバルブＵＬＶの油圧回路１２、１３を切り換え、油圧ポンプＭＰの負荷をアンロード状態からロード状態にする。より具体的には、ホイールローダＷＬの通常走行では「２速」以上で走行するためこれを判定条件としている。これにより、油圧ポンプＭＰおよびステアリングポンプＳＰから圧送される作動油は、マルチコントロールバルブＭＶを介してアームシリンダＡＣおよびバケットシリンダＢＣに供給される。その結果、アームシリンダＡＣおよびバケットシリンダＢＣに供給される作動油の供給流量が増えアームＡおよびバケットＢを速く動かすことができ、ホイールローダＷＬの走行方向にある障害物を速やかに回避することができる。
【００４５】
【発明の効果】
本発明に係るホイールローダの駆動力切換装置は、ホイールローダのバケットの状態（位置、姿勢など）を計測し、その計測結果に基づいてアンロードバルブ内の油圧回路を安定に切り換えることによって、ホイールローダの作業効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るホイールローダの駆動力切換装置が適用されるホイールローダの側面図である。
【図２】本発明に係るホイールローダの駆動力切換装置の油圧通路を示す図である。
【符号の説明】
ＷＬ　　ホイールローダ
ＭＰ　　油圧ポンプ
ＳＰ　　ステアリングポンプ
ＵＬＶ　　アンロードバルブ
ＡＣ　　アームシリンダ
ＢＣ　　バケットシリンダ
ＰＳ　　位置計測センサ
ＴＭ　　変速機
ＴＭＳ　　変速機制御装置
ＭＶ　　マルチコントロールバルブ
ＳＶ　　ステアリングバルブ
１２　　油圧回路
１３　　油圧回路
５０　　制御器
【図１】
2004084752.tif 000003
【図２】
2004084752.tif 000004