(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行駆動系の変速装置として、ギア噛合が解除される中立状態を挟んで高低速のギア噛合の変速切換えをする高低速変速機構を備えてなる建設機械において、前記高低速変速機構の上手側と下手側との走行駆動系に、該各上手側、下手側走行駆動系の回転数または回転速度を検知するための上手側および下手側検知手段をそれぞれ設ける一方、走行駆動系には、前記検知値の比が予め設定される値または範囲でない場合には走行に対する制動を与え、設定値あるいは設定範囲である場合には走行に対する制動解除をするべく制御される制動制御手段を設けるにあたり、該制動制御手段は、走行停止指令が出力されている状態であるか否かの検知をする走行停止指令検知手段が接続され、該走行停止指令検知状態である場合に、下手側検知手段が走行検知状態であるときには走行に対して制動を与え、下手側検知手段が停止検知状態であるときには走行に対する制動解除をするべく制御されるものである建設機械における走行制動装置。
【請求項２】
請求項１において、制動制御手段は、走行駆動系の電気回路に電源投入をするための走行用メイン操作具が接続され、該走行用メイン操作具がＯＦＦ状態の場合には走行に対して制動を与え、ＯＮ状態の場合には走行に対する制動解除をするべく制御されるものであることを特徴とする建設機械における走行制動装置。
【請求項３】
請求項１または２において、制動制御手段は、油圧ポンプからの圧油供給を受けて制動作動するブレーキ装置と、該油圧ポンプからブレーキ装置への油路中に設けられる電磁切換え弁と、該電磁切換え弁に設けたソレノイドに電源供給制御をする制動制御部とし、電磁切換え弁は、制動制御部からの指令でソレノイド励磁電流が供給されているときには油圧ポンプからの油路を開成し、供給されていないときには油路を閉成するように設定されていることをことを特徴とする建設機械における走行制動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アスファルトフィニッシャ等の建設機械の走行制動装置の技術分野に属するものである。
【０００２】
【従来技術】
一般に、この種建設機械の走行装置なかには、機械的なシフタ機構によって高低速のギア変速切換えをする高低速変速機構を設けたものがあるが、このような変速機構は、シフタギアのギア噛合を高速用ギア、低速用ギアに切換えることで行うようになっている。そしてこの様な機械的な高低速の走行変速をする場合、ギア噛合の解除がなされた所謂ニュートラル（中立）状態を経由することになるが、走行変速を坂道等の傾斜地で行った場合、ニュートラル状態になることで走行フリーになって機体が不用意に走り出すということが想定される。
そこで従来、例えば特開昭６３−１６２３５５号公報に示されるようにニュートラル検知をする検知スイッチを設け、該ニュートラル検知に連動してブレーキ制動をかけて不用意な走り出しをしないように配慮したものが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが前記従来のものは、高低側の走行変速をするに際し、途中のニュートラル検知になることでブレーキ制動が自動的に働くため、高低速変速機構の下手側走行駆動系となるシフタギアが制動ロック状態となり、この制動ロック状態のシフタギアを、駆動力を受けて回転している上手側走行駆動系の変速ギアに噛合させなければならず、そのためには、両ギアが歯合せ状態になった瞬間に変速操作をしてギア噛合させる必要があるが、この操作が非常に難しく歯飛び現象が生じるだけでなく、ニュートラル状態からギア噛合状態になることに連動してブレーキ制動を自動的に解除する構成にしなければならず、そのために構造が複雑にならざるを得ないという問題がある。
しかも前記従来のものは、傾斜地だけでなく不用意走行の心配のない平坦地での走行変速の切換えをする場合においてもニュートラル検知が行われてその都度、ブレーキ制動が働くことになり、このため、ブレーキ制動の作動頻度が高くなって検知スイッチやリレー等の電気部品、油圧部品、ブレーキ作動部品等の各種部品の寿命が短くなるという懸念があり、ここに本発明の解決すべき課題がある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、請求項１の発明は、走行駆動系の変速装置として、ギア噛合が解除される中立状態を挟んで高低速のギア噛合の変速切換えをする高低速変速機構を備えてなる建設機械において、前記高低速変速機構の上手側と下手側との走行駆動系に、該各上手側、下手側走行駆動系の回転数または回転速度を検知するための上手側および下手側検知手段をそれぞれ設ける一方、走行駆動系には、前記検知値の比が予め設定される値または範囲でない場合には走行に対する制動を与え、設定値あるいは設定範囲である場合には走行に対する制動解除をするべく制御される制動制御手段を設けるにあたり、該制動制御手段は、走行停止指令が出力されている状態であるか否かの検知をする走行停止指令検知手段が接続され、該走行停止指令検知状態である場合に、下手側検知手段が走行検知状態であるときには走行に対して制動を与え、下手側検知手段が停止検知状態であるときには走行に対する制動解除をするべく制御されるものである建設機械における走行制動装置である。そしてこのようにすることで、機体が真に不用意走行をしている場合にのみ制動を与えるようにして前記課題を解決すると共に、走行停止指令が出力されている状態での不用意走行の場合に確実に制動を与えることができる。
請求項２の発明は、請求項１において、制動制御手段は、走行駆動系の電気回路に電源投入をするための走行用メイン操作具が接続され、該走行用メイン操作具がＯＦＦ状態の場合には走行に対して制動を与え、ＯＮ状態の場合には走行に対する制動解除をするべく制御されるものであることを特徴とする建設機械における走行制動装置である。そしてこのようにした場合には、走行用メイン操作具がＯＦＦとなってオペレータが走行の意思の無いときには制動状態に維持するようにし、この走行意思のない場合には、高低速変速機構が中立状態になっても機体の不用意走行を回避できるようにしたものである。
請求項３の発明は、請求項１または２において、制動制御手段は、油圧ポンプからの圧油供給を受けて制動作動するブレーキ装置と、該油圧ポンプからブレーキ装置への油路中に設けられる電磁切換え弁と、該電磁切換え弁に設けたソレノイドに電源供給制御をする制動制御部とし、電磁切換え弁は、制動制御部からの指令でソレノイド励磁電流が供給されているときには油圧ポンプからの油路を開成し、供給されていないときには油路を閉成するように設定されていることをことを特徴とする建設機械における走行制動装置である。そしてこのようにすることにより、制動を与えるための制御を負理論として確実性を向上することができる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
次ぎに、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。図中、１はホイール式のアスファルトフィニッシャの機体本体であって、該機体本体１は、オペレータが運転作業するための運転席２、該運転席２の前部に設けられ、アスファルト合材がダンプトラックから投入されるホッパ３、該ホッパ３から図示しないバーフィーダを介して後方に搬送された合材を舗装幅に均一に広げるためのスクリュースプレッダ４、スクリュースプレッダ４の後方に配され、合材を締め固めるスクリード５、２輪式の前輪（従動輪）６、後述する後輪（駆動輪）７等の各種部材装置により構成されていることは何れも従来通りである。
【０００６】
図２に前記後輪７に対する動力伝動機構を示すが、エンジン８の駆動を受けて駆動する主油圧ポンプ９からの圧油が配管１０を経由して油圧モータ１１に供給され、これに基づく油圧モータ１１の駆動に伴いトランスミッションケース１２内に配した駆動ギア１３が駆動軸１３ａと共に駆動回転するようになっている。トランスミッションケース１２には、第一中間軸１４、第二中間軸１５、出力軸１６が回転自在に軸支されているが、第一中間軸１４には、前記駆動ギア１３に常時噛合する従動ギア１７と大小異径の高低速用変速ギア１８、１９とがそれぞれ固定状態で設けられている。また第二中間軸１５はスプライン軸を用いて構成されるが、該第二中間軸１５に軸方向には移動自在で軸回り方向には回動規制されるべくスプライン嵌合されるシフタギア２０と軸固定状態になった中間ギア２１とが設けられている。
【０００７】
前記シフタギア２０には、前記高低速用変速ギア１８、１９に選択的に噛合する小径、大径のギア歯２０ａ、２０ｂが刻設されていると共に、これらギア歯２０ａ、２０ｂのあいだに形成されるシフタ溝２０ｃにシフタ２２の先端部が係合している。シフタ２２は、トランスミッションケース１２に軸方向移動自在に設けたシフタ軸２３に固定状態で設けられている。シフタ軸２３は、その一端部側にボール２４ａ、該ボール２４ａを付勢する弾機２４ｂを備えて構成されるディテント機構２４が設けられ、他端部側が運転席２の近傍に配した高低速切換えレバー（切換え操作具）２５に図示しない連動機構を介して連結されており、そして該高低速切換えレバー２５をオペレータが切換え操作することに連動してシフタ２２が軸方向に移動し、これによって、ギア噛合のない中立位置を挟んで小径、大径の両ギア歯２０ａ、２０ｂが変速ギア１８、１９に選択的に噛合することで高低速切換えがなされるようになっており、このようにして本発明の高低速変速機構が実施されている。因みに、前記シフタ軸２３のこれら各変速位置への位置移動は、シフタ軸２３に形成の変速位置確認溝２３ａに前記ディテント機構２４のボール２４ａが嵌合することにより確認できるようになっている。
【０００８】
一方、前記出力軸１６には、第二中間軸１５に固定の中間ギア２１が噛合する最終ギア２６ａを備えた差動機構（デファレンシャル機構）２６が設けられており、そして第二中間軸１５が前記変速回転をした場合に、その回転が差動機構２６を介して出力軸１６に伝達され、これが減速状態で動力伝達をするチエン伝動機構２７を介して後輪７に動力伝動する構成になっている。さらに出力軸１６には主制動用ディスク２８が設けられているが、該主制動用ディスク２８は、運転席２に設けたフットペダル２９ａの踏み操作に連動した主制動機構２９の作動により制動力を受けて出力軸１６の制動をする設定になっている。
【０００９】
また前記第二中間軸１５には、パーキング用ブレーキ３０と副制動用ディスク３１が設けられているが、パーキング用ブレーキ３０は、運転席２の近傍に設けた図示しないパーキングブレーキ用レバー（操作具）の操作により制動状態となる機械的なものであり、また副制動用ディスク３１は、後述する制動制御部３２からの制御指令に基づいて作動する油圧式の副制動機構３３の作動により制動力を受けて第二中間軸１５の制動をするようになっている。つまり副制動機構３３は、エンジン駆動を受けた副油圧ポンプ３４からの圧油供給により作動するが、副油圧ポンプ３４から副制動機構３３に至る油路中に電磁切換え弁３６が設けられている。そして該電磁切換え弁３６は、制動制御部３２から指令（励磁電流の供給）のないときは副油圧ポンプ３４からの油路を閉成すべく蓄勢され、この状態では副制動機構３３は油タンク３４ａに連通するアンロード状態となり、これによって制動状態になって第二中間軸１５の回転規制がなされる。これに対し、後述する制動制御部３２から指令を受けることでソレノイド３６ａが励磁され、前記蓄勢力に抗して弁路切換えがなされて副油圧ポンプ３４からの油路が開成する一方で油タンク３４ａへの油路が閉じ、これによって副制動機構３３は圧油供給がなされて非制動状態に切換わって第二中間軸１５の回転が自由になる設定になっている。
【００１０】
またこのものには、走行駆動系に電源供給をするための走行メインスイッチ３７、主油圧ポンプ９に電源投入をするための発進／停止スイッチ３８、そして主油圧ポンプ９に投入される電流量を増減調節するためのアクセルレバー（アクセルダイヤル）３９が設けられている。そして機体１の走行には、前記走行メインスイッチ３９のＯＮ、高低速切換えレバー２５の高低速変速操作、そして発進／停止スイッチ３７を発進位置への切換えが必要であるが、この状態でかつアクセルレバー３９が走行停止指令位置（非増速位置）にセットされている場合、主油圧ポンプ９の油圧モータ１１への圧油供給量が機体を走行するだけの量になっていないため停止状態に維持され、この停止状態からアクセルレバー３９を増速側に操作することで主油圧ポンプ９の油圧モータ１１への圧油供給量が増加して機体走行がなされる設定になっている。
【００１１】
前記制動制御部３２には、前記駆動ギア１３の回転数検知（または回転速度検知）をする駆動側検知センサ（入力側検知センサ）４０、最終ギア２６ａの回転数検知（または回転速度検知）をする出力側検知センサ４１がそれぞれ接続されると共に、さらに前記走行メインスイッチ３７、発進／停止スイッチ３８、アクセルレバー３９がそれぞれ接続されている。そして制動制御部３２は、次ぎの様なシステムフローで制御作動をするようになっている。つまり制動制御部３２は、図示しないキースイッチのＯＮ操作で電源投入されることによりシステムスタートをし、必要なデータ読み込みをして初期設定がなされる。そしてこの状態で走行メインスイッチ３７がＯＮ側（走行側）に操作されているか否かの判断がなされ、走行メインスイッチ３７がＯＦＦ側である場合には、ソレノイド３６ａに対する作動指令の出力（励磁電流の出力）がＯＦＦ（制動指令の出力）となり、この結果、電磁切換え弁３６は弁路を閉ざすことになって副制動機構３３は制動状態に維持されて第二中間軸１５の回転規制をする。
【００１２】
一方、走行メインスイッチ３７がＯＮ側に操作された場合には、発進／停止スイッチ３８が発進位置に操作されているか停止位置に操作されているかと、アクセルレバー３９が非増速位置（停止位置）に操作されているか増速位置（走行位置）に操作されているかの判断がなされる。そして発進／停止スイッチ３８が発進位置に操作されていても、アクセルレバー３９が非増速位置（停止位置）に操作されている場合には、走行停止指令が出力されている状態であると判断して出力側検知センサ４１からの回転数検知値Ｙが零（Ｙ＝０）か否か、つまり走行していない（停止している）か否かの判断がなされ、走行していないと判断された場合には、ソレノイド３６ａに対して非制動指令（励磁電流の出力）を出力するべく制御されてソレノイド３６ａは励磁して電磁切換え弁３６が切換えられて弁路が開成し、これによって副制動機構３３は非制動状態になって第二中間軸１５の回転が自由状態になる。これに対し、出力側検知センサ４１からの回転数検知値Ｙが零でない（Ｙ≠０）と判断された場合にはソレノイド３６ａに対して制動指令（励磁電流出力の停止）が出力され、これによって電磁切換え弁３６は制動状態になる。因みに本発明は、前記アクセルレバー３９の操作位置の検知に変えて、入力側検知センサ４０の検知値が零であるとの判断で走行停止指令出力状態の検知をするように設定することもでき、走行停止指令検知手段をこのように設定しても勿論良い。
【００１３】
これに対し、アクセルレバー３９が増速位置にセットされていると判断された場合、つまり走行していると判断された場合、出力側検知センサ４１の回転数検知値Ｙと駆動側検知センサ４０の回転数検知値Ｘの比（Ｘ／Ｙ）を演算し、この演した値（Ｘ／Ｙ）が、前記高低速変速の比として予め設定される値（正常値）または設定される範囲（正常範囲）であるか否かの判断がなされ、設定値（設定範囲）であると判断される場合には前述した非制動指令が、また設定値（設定範囲）でないと判断される場合には前述した制動指令がそれぞれソレノイド３６ａに出力されるように設定してある。
【００１４】
叙述の如く構成されたものにおいて、機体１の走行は、走行メインスイッチ３７をＯＮし、発進／停止スイッチ３８を発進側に切換えると共に、高低速切換えレバー２５を中立位置から高低速何れかの変速位置に操作した状態で、アクセルレバー３９を停止位置から増速側に操作することで実行される。このような機体走行を高低側に変速する場合、フットペダル２９ａを踏み操作して主制動機構２９を作動させると共に、アクセルレバー３９を停止位置に戻した走行停止状態で行われることになるが、この操作状態において、出力側検知センサ４１が走行停止状態であると検知されるときには正常であるから、副制動機構３３は非制動状態のままに制御される。この結果、高低速切換えレバー２５を、中立位置を越えての走行変速をする場合に、高低速変速機構の下手側であるシフタギア２０を高低速用変速ギア１８、１９の何れかに噛合させるにあたり、シフタギア２０は非制動状態になっているから、従来の中立状態の検知で制動を与えて固定しているものに比してシフタギア２０の回動に自由度があり、この結果、僅かに歯合せ状態になってからのシフタギア２０の連れ回りが可能で、ギア噛合性が改善し、歯飛び現象の発生を低減できる。一方、前記走行変速をする場合の操作状態において走行検知がなされると、これは異常であるから副制動機構３３は制動状態に切換わって機体１の不用意な走行が回避される。
【００１５】
また、機体走行状態において入出力側検知センサ４０、４１の検知値の比（Ｘ／Ｙ）が正常値でないと判断された場合、シフタギア２０の高低速用変速ギア１８、１９に対するギア噛合が何らかの理由（例えば高低速切換えレバー２５を無意識に手を触れて中立位置にセットしたような場合）により不用意に外れたことを意味するからこの場合には異常と判断し、この場合にも副制動機構３３が制動状態に切換わって機体１の不用意な走行が回避される。このように本発明が実施された形態のものでは、走行変速時においてそれがたまたま傾斜地であったが故に不用意な走行をする等の真に制動が必要なときのみ副制動機構３３が自動的に作動して制動状態になるため、副制動機構３３の作動回数が少なく、かつ従来の中立検知センサの変速切換えをするたびの頻繁な検知等も必要無くなって、検知スイッチやリレー等の電気部品、油圧部品、ブレーキ作動部品等の各種部品の寿命を長くできるという利点がある。
【００１６】
そのうえこのものでは、走行メインスイッチ３７がＯＦＦ操作されている場合には副制動機構３３は制動状態に制御されることになって不用意な機体走行が回避されるが、副制動機構３３の制動−非制動の切換えは、制動制御部３２から出力される制御指令が、ソレノイド２６ａを励磁させないものであるとき制動状態となり、励磁させるものであるとき非制動状態となるよう油路構成されている結果、副制動機構３３の制動作動は負理論、つまり制動させるときには出力を停止し、制動させないときには出力をするものとなって、本来、オペレータが走行の意思がないとき、換言すれば、走行メインスイッチ３７がＯＦＦであるとか、エンジン停止状態であるとかのときにはソレノイド２６ａの励磁がない制動状態になって高低速変速レバー２５を中立位置にセットしても機体１は不用意な走行をすることがなく確実性が向上する。
【００１７】
またさらに、走行停止指令出力時には機体走行があるかないかで異常、正常の判断をしているから、走行停止指令出力時において、入出力側検知センサ４０、４１の非（Ｘ／Ｙ）が前記高低速変速切換えの比になって万が一走行するような異常な場合であっても、確実に制動できることになって都合が良い。
尚、入出力検知センサは、走行駆動系に設けられる高低速切換え機構の上手側、下手側の回転（走行）検知ができるものであればその取付け位置は特に前記実施の形態のものに限定されないものであることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図１】アスファルトフィニッシャの概略側面図である。
【図２】走行駆動系を示す系統図である。
【図３】高低速切換え機構の系統図である。
【図４】制動制御機構を示すブロック回路図である。
【図５】制動制御状態を示したフローチャート図である。
【符号の説明】
１    機体本体
９    主油圧ポンプ
１１    油圧モータ
１２    トランスミッションケース
１８    高速用変速ギア
１９    低速用変速ギア
２０    シフタギア
３２    駆動制御部
３３    副制動機構
３４    副油圧ポンプ
３６    電磁切換え弁
３６ａ  ソレノイド
３７    走行メインスイッチ
３８    発進／停止スイッチ
３９    アクセルレバー
４０    駆動側検知センサ
４１    出力側検知センサ
【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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