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公開番号2021067143
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210430
出願番号2019195517
出願日20191028
発明の名称作業機
出願人株式会社クボタ
代理人個人
主分類E02F 9/22 20060101AFI20210402BHJP(水工;基礎;土砂の移送)
要約【課題】簡単に変速ショックを低減することができる。
【解決手段】作業機は、原動機と、原動機の動力によって作動し且つ作動油を吐出する走行ポンプと、走行ポンプが吐出した作動油により回転可能で、且つ、回転速度が第1速度と第1速度よりも高い第2速度とに切換可能な走行モータと、原動機、走行ポンプ及び走行モータが設けられた機体と、走行モータの回転速度を第1速度にする第1状態と、走行モータの回転速度を第2速度にする第2状態とに切換可能な走行切換弁と、原動機の第1目標回転数を設定するアクセルと、原動機の実回転数を検出する回転検出装置と、第1状態から第2状態に切り換える増速、及び、第2状態から第1状態に切り換える減速のいずれかに切り換える場合において、原動機の回転数を低下させる制御装置と、を備え、制御装置は、増速及び減速のいずれかを行う際に、実回転数を低下後、実回転数を第1目標回転数に復帰する復帰タイミングと、走行切換弁を増速側及び減速側とに切り換える切換タイミングとを対応付ける。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項1】
原動機と、
原動機の動力によって作動し且つ作動油を吐出する走行ポンプと、
前記走行ポンプが吐出した作動油により回転可能で、且つ、回転速度が第1速度と前記第1速度よりも高い第2速度とに切換可能な走行モータと、
前記原動機、走行ポンプ及び走行モータが設けられた機体と、
前記走行モータの回転速度を前記第1速度にする第1状態と、前記走行モータの回転速度を前記第2速度にする第2状態とに切換可能な走行切換弁と、
前記原動機の第1目標回転数を設定するアクセルと、
前記原動機の実回転数を検出する回転検出装置と、
前記第1状態から前記第2状態に切り換える増速、及び、前記第2状態から前記第1状態に切り換える減速のいずれかに切り換える場合において、前記原動機の回転数を低下させる制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、前記増速及び減速のいずれかを行う際に、前記実回転数を低下後、前記実回転数を前記第1目標回転数に向けて復帰を始める復帰タイミングと、前記走行切換弁を増速側及び減速側のいずれかに切り換える切換タイミングとを対応付ける作業機。
続きを表示(約 780 文字)【請求項2】
前記制御装置は、前記実回転数が高くなるにつれて、前記実回転数を低下させてから前記復帰を始めるまでの低下時間を次第に長くし、且つ、前記増速及び減速のいずれかの操作から前記走行切換弁を切り換えるまでの切換時間を次第に長くする請求項1に記載の作業機。
【請求項3】
前記制御装置は、前記実回転数が低くなるにつれて、前記実回転数を低下させてから前記復帰を始めるまでの低下時間を次第に短くし、且つ、前記増速及び減速のいずれかの操作から前記走行切換弁を切り換えるまでの切換時間を次第に短くする請求項1に記載の作業機。
【請求項4】
前記制御装置は、前記増速及び減速のいずれかの操作が行われた場合に、前記実回転数がアイドリング回転数以下である場合は、前記原動機の回転数を低下させない請求項1〜3のいずれかに記載の作業機。
【請求項5】
前記制御装置は、前記機体が走行している場合に前記減速の操作が行われると、前記原動機の回転数を低下させ、前記機体が停止している場合に前記減速の操作が行われると、前記原動機の回転数の低下を行わない請求項1〜4のいずれかに記載の作業機。
【請求項6】
前記機体の左側に設けられた第1走行装置と、
前記機体の右側に設けられた第2走行装置と、
を備え、
前記走行モータは、前記第1走行装置に走行の動力を伝達する第1走行モータ及び前記第2走行装置に走行の動力を伝達する第2走行モータであり、
前記走行ポンプは、前記第1走行モータ及び前記第2走行モータを作動可能であり、
前記走行切換弁は、前記第1走行モータ及び前記第2走行モータを前記第1速度と前記第2速度とに切り換え可能である請求項1〜5のいずれかに記載の作業機。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、例えば、スキッドステアローダ、コンパクトトラックローダ、バックホー等の作業機に関するものである。
続きを表示(約 8,400 文字)【背景技術】
【0002】
従来、作業機において減速及び増速を行う技術として特許文献1に示されているものがある。特許文献1の作業機の油圧システムは、作動油を吐出する油圧ポンプと、作動油の圧力に応じて複数の切換位置に切換可能な油圧切換弁と、油圧切換弁の切換位置に応じて速度が変更可能な走行油圧装置とを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開2017−179922号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献1の作業機では、油圧切換弁の受圧部にブリード油路を設けているため、作業機を増速又は減速する際における変速ショックを低減することが可能である。しかしながら、特許文献1では、変速ショックを減少させるためにブリード油路を設けなければならず部品点数が多くなる。
本発明は、上記したような従来技術の問題点を解決すべくなされたものであって、簡単に変速ショックを低減することができる作業機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
技術的課題を解決するために本発明が講じた技術的手段は、以下の通りである。
作業機は、原動機と、原動機の動力によって作動し且つ作動油を吐出する走行ポンプと、前記走行ポンプが吐出した作動油により回転可能で、且つ、回転速度が第1速度と前記第1速度よりも高い第2速度とに切換可能な走行モータと、前記原動機、走行ポンプ及び走行モータが設けられた機体と、前記走行モータの回転速度を前記第1速度にする第1状態と、前記走行モータの回転速度を前記第2速度にする第2状態とに切換可能な走行切換弁と、前記原動機の第1目標回転数を設定するアクセルと、前記原動機の実回転数を検出する回転検出装置と、前記第1状態から前記第2状態に切り換える増速、及び、前記第2状態から前記第1状態に切り換える減速のいずれかに切り換える場合において、前記原動機の回転数を低下させる制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記増速及び減速のいずれかを行う際に、前記実回転数を低下後、前記実回転数を前記第1目標回転数に向けて復帰を始める復帰タイミングと、前記走行切換弁を増速側及び減速側のいずれかに切り換える切換タイミングとを対応付ける。
【0006】
前記制御装置は、前記実回転数が高くなるにつれて、前記実回転数を低下させてから前記復帰を始めるまでの低下時間を次第に長くし、且つ、前記増速及び減速のいずれかの操作から前記走行切換弁を切り換えるまでの切換時間を次第に長くする。
前記制御装置は、前記実回転数が低くなるにつれて、前記実回転数を低下させてから前記復帰を始めるまでの低下時間を次第に短くし、且つ、前記増速及び減速のいずれかの操作から前記走行切換弁を切り換えるまでの切換時間を次第に短くする。
【0007】
前記制御装置は、前記増速及び減速のいずれかの操作が行われた場合に、前記実回転数がアイドリング回転数以下である場合は、前記原動機の回転数を低下させない。
前記制御装置は、前記機体が走行している場合に前記減速の操作が行われると、前記原動機の回転数を低下させ、前記機体が停止している場合に前記減速の操作が行われると、前記原動機の回転数の低下を行わない。
【0008】
作業機は、前記機体の左側に設けられた第1走行装置と、前記機体の右側に設けられた第2走行装置と、を備え、前記走行モータは、前記第1走行装置に走行の動力を伝達する第1走行モータ及び前記第2走行装置に走行の動力を伝達する第2走行モータであり、前記走行ポンプは、前記第1走行モータ及び前記第2走行モータを作動可能であり、前記走
行切換弁は、前記第1走行モータ及び前記第2走行モータを前記第1速度と前記第2速度とに切り換え可能である。
【図面の簡単な説明】
【0009】
第1実施形態における作業機の油圧システム(油圧回路)を示す図である。
走行モータを増速した場合の原動機の回転数と走行モータの切換との関係を示した図である。
走行モータを減速した場合の原動機の回転数と走行モータの切換との関係を示した図である。
走行モータを増速した場合の制御装置の第1動作フローを示した図である。
走行モータを減速した場合の制御装置の第2動作フローを示した図である。
実回転数W1と低下時間T1、T11、切換時間Z10、Z11の関係を示す図である。
作業機の一例であるトラックローダを示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本発明に係る作業機の油圧システム及びこの油圧システムを備えた作業機の好適な実施形態について、適宜図面を参照しながら説明する。
図5は、本発明に係る作業機の側面図を示している。図5では、作業機の一例として、コンパクトトラックローダを示している。但し、本発明に係る作業機はコンパクトトラックローダに限定されず、例えば、スキッドステアローダ等の他の種類のローダ作業機であってもよい。また、ローダ作業機以外の作業機であってもよい。
【0011】
作業機1は、図5に示すように、作業機1は、機体2と、キャビン3と、作業装置4と、走行装置5とを備えている。本発明の実施形態において、作業機1の運転席8に着座した運転者の前側(図5の左側)を前方、運転者の後側(図5の右側)を後方、運転者の左側(図5の手前側)を左方、運転者の右側(図5の奥側)を右方として説明する。また、前後の方向に直交する方向である水平方向を機体幅方向として説明する。機体2の中央部から右部或いは左部へ向かう方向を機体外方として説明する。言い換えれば、機体外方とは、機体幅方向であって、機体2から離れる方向である。機体外方とは反対の方向を、機体内方として説明する。言い換えれば、機体内方とは、機体幅方向であって、機体2に近づく方向である。
【0012】
キャビン3は、機体2に搭載されている。このキャビン3には運転席8が設けられている。作業装置4は機体2に装着されている。走行装置5は、機体2の外側に設けられている。機体2内の後部には、原動機32が搭載されている。走行装置5は、機体2の左側に設けられた第1走行装置5Lと、機体2の右側に設けられた第2走行装置5Rとを含んでいる。
【0013】
作業装置4は、ブーム10と、作業具11と、リフトリンク12と、制御リンク13と、ブームシリンダ14と、バケットシリンダ15とを有している。
ブーム10は、キャビン3の右側及び左側に上下揺動自在に設けられている。作業具11は、例えば、バケットであって、当該バケット11は、ブーム10の先端部(前端部)に上下揺動自在に設けられている。リフトリンク12及び制御リンク13は、ブーム10が上下揺動自在となるように、ブーム10の基部(後部)を支持している。ブームシリンダ14は、伸縮することによりブーム10を昇降させる。バケットシリンダ15は、伸縮することによりバケット11を揺動させる。
【0014】
左側及び右側の各ブーム10の前部同士は、異形の連結パイプで連結されている。各ブーム10の基部(後部)同士は、円形の連結パイプで連結されている。
リフトリンク12、制御リンク13及びブームシリンダ14は、左側と右側の各ブーム10に対応して機体2の左側と右側にそれぞれ設けられている。
リフトリンク12は、各ブーム10の基部の後部に、縦向きに設けられている。このリフトリンク12の上部(一端側)は、各ブーム10の基部の後部寄りに枢支軸16(枢支
軸)を介して横軸回りに回転自在に枢支されている。また、リフトリンク12の下部(他端側)は、機体2の後部寄りに枢支軸17(枢支軸)を介して横軸回りに回転自在に枢支されている。枢支軸17は、枢支軸16の下方に設けられている。
【0015】
ブームシリンダ14の上部は、枢支軸18(枢支軸)を介して横軸回りに回転自在に枢支されている。枢支軸18は、各ブーム10の基部であって、当該基部の前部に設けられている。ブームシリンダ14の下部は、枢支軸19(枢支軸)を介して横軸回りに回転自在に枢支されている。枢支軸19は、機体2の後部の下部寄りであって枢支軸18の下方に設けられている。
【0016】
制御リンク13は、リフトリンク12の前方に設けられている。この制御リンク13の一端は、枢支軸20(枢支軸)を介して横軸回りに回転自在に枢支されている。枢支軸20は、機体2であって、リフトリンク12の前方に対応する位置に設けられている。制御リンク13の他端は、枢支軸21(枢支軸)を介して横軸回りに回転自在に枢支されている。枢支軸21は、ブーム10であって、枢支軸17の前方で且つ枢支軸17の上方に設けられている。
【0017】
ブームシリンダ14を伸縮することにより、リフトリンク12及び制御リンク13によって各ブーム10の基部が支持されながら、各ブーム10が枢支軸16回りに上下揺動し、各ブーム10の先端部が昇降する。制御リンク13は、各ブーム10の上下揺動に伴って枢支軸20回りに上下揺動する。リフトリンク12は、制御リンク13の上下揺動に伴って枢支軸17回りに前後揺動する。
【0018】
ブーム10の前部には、バケット11の代わりに別の作業具が装着可能とされている。別の作業具としては、例えば、油圧圧砕機、油圧ブレーカ、アングルブルーム、アースオーガ、パレットフォーク、スイーパー、モア、スノウブロア等のアタッチメント(予備アタッチメント)である。
左側のブーム10の前部には、接続部材50が設けられている。接続部材50は、予備アタッチメントに装備された油圧機器と、ブーム10に設けられたパイプ等の第1管材とを接続する装置である。具体的には、接続部材50の一端には、第1管材が接続可能で、他端には、予備アタッチメントの油圧機器に接続された第2管材が接続可能である。これにより、第1管材を流れる作動油は、第2管材を通過して油圧機器に供給される。
【0019】
バケットシリンダ15は、各ブーム10の前部寄りにそれぞれ配置されている。バケットシリンダ15を伸縮することで、バケット11が揺動される。
左側及び右側の各走行装置5(第1走行装置5L、第2走行装置5R)は、本実施形態ではクローラ型(セミクローラ型を含む)の走行装置が採用されている。なお、前輪及び後輪を有する車輪型の走行装置を採用してもよい。
【0020】
原動機32は、ディーゼルエンジン、ガソリンエンジン等の内燃機関、電動モータ等である。この実施形態では、原動機32は、ディーゼルエンジンであるが限定はされない。
次に、作業機の油圧システムについて説明する。
図1に示すように、作業機の油圧システムは、走行装置5を駆動することが可能である。作業機の油圧システムは、第1走行ポンプ53Lと、第2走行ポンプ53Rと、第1走行モータ36Lと、第2走行モータ36Rとを備えている。
【0021】
第1走行ポンプ53L及び第2走行ポンプ53Rは、原動機32の動力によって駆動するポンプである。具体的には、第1走行ポンプ53L及び第2走行ポンプ53Rは、原動機32の動力によって駆動される斜板形可変容量アキシャルポンプである。第1走行ポンプ53L及び第2走行ポンプ53Rは、は、パイロット圧が作用する前進用受圧部53aと後進用受圧部53bとを有している、受圧部53a、53bに作用するパイロット圧によって斜板の角度が変更される。斜版の角度を変更することによって、第1走行ポンプ53L及び第2走行ポンプ53Rの出力(作動油の吐出量)や作動油の吐出方向を変えることができる。
【0022】
第1走行ポンプ53Lと、第1走行モータ36Lとは、循環油路57hによって接続され、第1走行ポンプ53Lが吐出した作動油が第1走行モータ36Lに供給される。第2走行ポンプ53Rと、第2走行モータ36Rとは、循環油路57iによって接続され、第
2走行ポンプ53Rが吐出した作動油が第2走行モータ36Rに供給される。
第1走行モータ36Lは、機体2の左側に設けられた走行装置5の駆動軸に動力を伝達するモータである。第1走行モータ36Lは、第1走行ポンプ53Lから吐出した作動油により回転が可能であり、作動油の流量によって、回転速度(回転数)を変更することができる。第1走行モータ36Lには、斜板切換シリンダ37Lが接続され、当該斜板切換シリンダ37Lを一方側或いは他方側に伸縮させることによっても第1走行モータ36Lの回転速度(回転数)を変更することができる。即ち、斜板切換シリンダ37Lを収縮した場合には、第1走行モータ36Lの回転数は低速(第1速度)に設定され、斜板切換シリンダ37Lを伸長した場合には、第1走行モータ36Lの回転数は高速(第2速度)に設定される。つまり、第1走行モータ36Lの回転数は、低速側である第1速度と、高速側である第2速度とに変更が可能である。
【0023】
第2走行モータ36Rは、機体2の右側に設けられた走行装置5の駆動軸に動力を伝達するモータである。第2走行モータ36Rは、第2走行ポンプ53Rから吐出した作動油により回転が可能であり、作動油の流量によって、回転速度(回転数)を変更することができる。第2走行モータ36Rには、斜板切換シリンダ37Rが接続され、当該斜板切換シリンダ37Rを一方側或いは他方側に伸縮させることによっても第2走行モータ36Rの回転速度(回転数)を変更することができる。即ち、斜板切換シリンダ37Rを収縮した場合には、第2走行モータ36Rの回転数は低速(第1速度)に設定され、斜板切換シリンダ37Rを伸長した場合には、第2走行モータ36Rの回転数は高速(第2速度)に設定される。つまり、第2走行モータ36Rの回転数は、低速側である第1速度と、高速側である第2速度とに変更が可能である。
【0024】
図1に示すように、作業機の油圧システムは、走行切換弁34を備えている。走行切換弁34は、走行モータ(第1走行モータ36L、第2走行モータ36R)の回転速度(回転数)を第1速度にする第1状態と、第2速度にする第2状態とに切換可能である。走行切換弁34は、第1切換弁71L、71Rと、第2切換弁72と、を有している。
第1切換弁71Lは、第1走行モータ36Lの斜板切換シリンダ37Lに油路を介して接続されていて、第1位置71L1及び第2位置71L2に切り換わる二位置切換弁である。第1切換弁71Lは、第1位置71L1である場合、斜板切換シリンダ37Lを収縮し、第2位置71L2である場合、斜板切換シリンダ37Lを伸長する。
【0025】
第1切換弁71Rは、第2走行モータ36Rの斜板切換シリンダ37Rに油路を介して接続されていて、第1位置71R1及び第2位置71R2に切り換わる二位置切換弁である。第1切換弁71Rは、第1位置71R1である場合、斜板切換シリンダ37Rを収縮し、第2位置71R2である場合、斜板切換シリンダ37Rを伸長する。
第2切換弁72は、第1切換弁71L及び第1切換弁71Rを切り換える電磁弁であって、励磁により第1位置72aと第2位置72bとに切り換え可能な二位置切換弁である。第2切換弁72、第1切換弁71L及び第1切換弁71Rは、油路41により接続されている。第2切換弁72は、第1位置72aである場合に第1切換弁71L及び第1切換弁71Rを第1位置71L1、71R1に切り換え、第2位置72bである場合に第1切換弁71L及び第1切換弁71Rを第2位置71L2、71R2に切り換える。
【0026】
つまり、第2切換弁72が第1位置72a、第1切換弁71Lが第1位置71L1、第1切換弁71Rが第1位置71R1である場合に、走行切換弁34は第1状態になり、走行モータ(第1走行モータ36L、第2走行モータ36R)の回転速度を第1速度にする。第2切換弁72が第2位置72b、第1切換弁71Lが第2位置71L2、第1切換弁71Rが第2位置71R2である場合に、走行切換弁34は第2状態になり、走行モータ(第1走行モータ36L、第2走行モータ36R)の回転速度を第2速度にする。
【0027】
したがって、走行切換弁34によって、走行モータ(第1走行モータ36L、第2走行モータ36R)を低速側である第1速度と、高速側である第2速度とに切り換えることができる。
走行モータにおける第1速度と、第2速度との切換は、切換部によって行うことができる。切換部は、例えば、制御装置60に接続された切換スイッチ61であり、作業者等が
操作することができる。切換部(切換スイッチ61)は、第1速度(第1状態)から第2速度(第2状態)に切り換える増速と、第2速度(第2状態)から第1速度(第1状態)に切り換える減速とのいずれかに切り換えることができる。
【0028】
制御装置60は、CPU、MPU等の半導体、電気電子回路等から構成されている。制御装置60は、切換スイッチ61の切換操作に基づいて、走行切換弁34を切り換える。切換スイッチ61は、プッシュスイッチである。切換スイッチ61は、例えば、走行モータが第1速度の状態で押圧されると、当該走行モータを第2速度にする指令(走行切換弁34を第2状態にする指令)が制御装置60に出力される。また、切換スイッチ61は、走行モータが第2速度の状態で押圧すると、当該走行モータを第1速度にする指令(走行切換弁34を第1状態にする指令)が制御装置60に出力される。なお、切換スイッチ61は、ON/OFFに保持可能なプッシュスイッチであってもよく、OFFである場合には、走行モータを第1速度に保持する指令が制御装置60に出力され、ONである場合には、走行モータを第2速度に保持する指令が制御装置60に出力される。
【0029】
制御装置60は、走行切換弁34を第1状態にする指令を取得した場合には、第2切換弁72のソレノイドを消磁することで、走行切換弁34を第1状態にする。また、制御装置60は、走行切換弁34を第2状態にする指令を取得した場合には、第2切換弁72のソレノイドを励磁することで、走行切換弁34を第2状態にする。
さて、作業機の油圧システムは、第1油圧ポンプP1と、第2油圧ポンプP2、操作装置54とを備えている。第1油圧ポンプP1は、原動機32の動力によって駆動するポンプであって、定容量型のギヤポンプによって構成されている。第1油圧ポンプP1は、タンク22に貯留された作動油を吐出可能である。特に、第1油圧ポンプP1は、主に制御に用いる作動油を吐出する。説明の便宜上、作動油を貯留するタンク22のことを作動油タンクということがある。また、第1油圧ポンプP1から吐出した作動油のうち、制御用として用いられる作動油のことをパイロット油、パイロット油の圧力のことをパイロット圧ということがある。
【0030】
第2油圧ポンプP2は、原動機32の動力によって駆動するポンプであって、定容量型のギヤポンプによって構成されている。第2油圧ポンプP2は、タンク22に貯留された作動油を吐出可能であって、例えば、作業系の油路に作動油を供給する。例えば、第2油圧ポンプP2は、ブーム10を作動させるブームシリンダ14、バケットを作動させるバケットシリンダ15、予備油圧アクチュエータを作動させる予備油圧アクチュエータを制御する制御弁(流量制御弁)に作動油を供給する。
(【0031】以降は省略されています)

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