作业车辆的制作方法

文档序号:15732283发布日期:2018-10-23 20:53阅读:137来源:国知局
作业车辆的制作方法

本发明涉及铰接式作业车辆。



背景技术:

作为铰接式作业车辆,公开有一种通过控制向跨着前车架与后车架而配置的液压致动器供给的油的流量来改变转向角的构思(例如,参照专利文献1、2)。

在专利文献1、2所示的作业车辆中,通过操作人员对操纵杆进行操作,改变先导阀阀口的开闭状态来改变先导压。根据改变的先导压调整从转向阀向液压致动器供给的流量,从而改变作业车辆的转向角。

在此,操纵杆配置于在作业车辆的后车架上设置的驾驶席的侧方。另外,为了将操纵杆的操作以简单的结构进行传递,先导阀配置于驾驶席的下方且操纵杆的正下方附近。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:(日本)特开平11-105723号公报

专利文献2:(日本)特开平11-321664号公报



技术实现要素:

但是,在小型的作业车辆的情况下,在驾驶席的下方配置空间较小,无法像专利文献1、2那样在座位的下方配置先导阀。

本发明的目的在于,考虑上述现有的作业车辆的课题,提供一种可提高阀的设置位置自由度的作业车辆。

(用于解决课题的方案)

为了达到上述目的,第一发明的作业车辆是前车架和后车架连接的铰接式作业车辆,具备:液压致动器、控制阀、操纵杆、第一连杆机构。液压致动器由液压进行驱动,改变前车架相对于后车架的转向角。控制阀控制向液压致动器供给的油的流量。操纵杆配置于在后车架上设置的驾驶室内,由操作人员进行操作。第一连杆机构配置于驾驶室的下侧,将操纵杆的操作向控制阀传递。

在此,为了将操纵杆的操作向控制阀传递,在驾驶室的下侧设置有第一连杆机构,因此,控制阀的配置不限于驾驶席的正下方附近,能够配置在远离驾驶席的位置,配置在与作业车辆的结构匹配的位置。因此,能够提高阀的设置位置自由度。

第二发明的作业车辆为,在第一发明的作业车辆中,控制阀配置于前车架。

由此,在驾驶席的下方配置空间较小的情况下,能够在前车架配置控制阀。

第三发明的作业车辆为,在第一发明的作业车辆中,还具备转向阀。转向阀基于从控制阀输入的先导压调整向液压致动器供给的油的流量。控制阀通过调整先导压来控制从转向阀向液压致动器供给的油的流量。

由此,能够提高调整先导压的控制阀的设置位置自由度。

另外,根据上述结构,通过操作人员的操作调整先导压,控制油从转向阀向液压致动器的供给量,改变前车架相对于后车架的转向角。

第四发明的作业车辆为,在第一发明的作业车辆中,控制阀配置于前车架。控制阀具有滑柱(スプール)作为阀芯,滑柱沿着其轴向移动,由此,控制油的流量。

由于具有沿水平方向配置的第一连杆机构,能够将操纵杆的操作传递至前车架。因此,作为传递操纵杆的操作的控制阀,可使用滑阀。

第五发明的作业车辆为,在第一发明的作业车辆中,还具备力施加部。力施加部具有电动马达作为驱动源,对于操纵杆的操作施加辅助力或反力。

在此,操纵杆的操作所需要的力主要由控制阀决定,但通过力施加部对于操纵杆的操作施加辅助力或反力,能够根据作业车辆的状态变更操作感。

在操作操纵杆而操作控制阀时,通过对于操纵杆的操作施加辅助力,操作人员能够容易地进行操作。例如,在使用滑阀作为控制阀的情况下,还经由第一连杆机构,因此,可以预想到操纵杆的操作会变得沉重,但通过施加辅助力,操作性得以提高。

需要说明的是,例如在以低速驱使作业车辆的情况下,通过对操纵杆施加辅助力而减小操纵杆的操作所需要的力,能够提高操作性。另一方面,在作业车辆的行驶速度从低速变更为高速的情况下,通过对操纵杆施加反力而增大操纵杆的操作所需要的力,能够提高行驶稳定性。

这样,通过根据作业车辆的行驶状态适当地改变操纵杆的操作所需要的力,能够改善操作人员的操作感。

第六发明的作业车辆为,在第五发明的作业车辆中,还具备连接部。连接部将操纵杆和第一连杆机构连接。力施加部还具有向连接部传递辅助力或反力的传递机构。

由此,能够向连接操纵杆和控制阀的连接部传递力施加部的力,改变操纵杆的操作所需要的力。

第七发明的作业车辆为,在第五发明的作业车辆中,还具备扭矩传感器和控制部。扭矩传感器检测通过操纵杆的操作产生的扭矩。控制部基于扭矩传感器的检测值控制电动马达。

由此,能够根据操作人员施加于操纵杆的扭矩来施加力。例如,当操作人员施加于操纵杆的扭矩较大时,增大由力施加部施加的辅助力,而当扭矩较小时,则减小辅助力,以这种方式控制施加的力的大小。

第八发明的作业车辆为,在第五发明的作业车辆中,第一连杆机构具有:臂部件、旋转部件、第一杆部件、第二杆部件。臂部件与操纵杆连接且随着操纵杆的旋转操作而旋转。旋转部件被配置成能够与铰接中心同轴旋转。第一杆部件将臂部件和旋转部件连接。第二杆部件将旋转部件和所述控制阀连接。

通过这种第一连杆机构,能够将设置于后车架的操纵杆的操作传递至配置于前车架的控制阀。

第九发明的作业车辆为,在第一发明的作业车辆中,控制阀具有:第一输入部件、第二输入部件、施力部。第一输入部件经由第一连杆机构与操纵杆连接,根据操纵杆的操作量发生位移。第二输入部件固定于前车架。施力部,对第一输入部件施力,使其位于第一输入部件相对于第二输入部件的位移量为零的中立位置。控制阀的第一输入部件和第二输入部件沿着铅直方向配置于前车架或铰接中心。控制阀根据第一输入部件的位移量相对于第二输入部件的位移量之差来控制向液压致动器供给的油的流量。操纵杆克服施力部的施加力进行操作。

由此,即使在驾驶席的下方配置空间较小的情况下,也能够将所谓旋转阀即控制阀配置于前车架或铰接中心。

另外,根据上述结构,在操作操纵杆后,转向角追随操纵杆发生改变,当操纵杆的操作量和转向角一致时,控制阀变为中立位置。

另外,这样在控制阀设置施力部,操作人员以克服施力部的施加力的操作力操作操纵杆。能够对于克服该施加力的操作施加辅助力或反力。

第十发明的作业车辆为,在第一发明的作业车辆,还具备第二连杆机构。控制阀具有:第一输入部件、第二输入部件、施力部。第一输入部件经由第一连杆机构与操纵杆连接,根据操纵杆的操作量发生位移。第二输入部件根据转向角变化。施力部对第一输入部件施力,使其位于第一输入部件相对于第二输入部件的位移量为零的中立位置。第二连杆机构将前车架和第二输入部件连接,将转向角的变化向第二输入部件传递。控制阀的第一输入部件和第二输入部件沿着铅直方向配置于铰接中心,根据第一输入部件相对于第二输入部件的位移量来控制向液压致动器供给的油的流量。操纵杆克服施力部的施加力进行操作。

由此,即使在驾驶席的下方配置空间较小的情况下,也能够将所谓旋转阀即控制阀配置在铰接中心。

另外,根据上述结构,在操作操纵杆后,转向角追随操纵杆发生改变,当操纵杆的操作量和转向角一致时,控制阀变为中立位置。

(发明的效果)

根据本发明,能够提供可提高阀的设置位置自由度的作业车辆。

附图说明

图1是本发明实施方式的轮式装载机的侧视图。

图2是图1的轮式装载机的驾驶室及连接轴部附近的放大图。

图3是表示图1的轮式装载机的转向操作装置的结构的液压回路图。

图4是表示图3的驾驶室的内部结构的图。

图5是从上面观察图4的操纵杆的图。

图6是表示图3的力施加部的结构的立体图。

图7是表示图1的轮式装载机的连杆的结构的平面示意图。

图8A是用于说明本发明实施方式1的轮式装载机的转向动作的图。

图8B是用于说明本发明实施方式1的轮式装载机的转向动作的图。

图8C是用于说明本发明实施方式1的轮式装载机的转向动作的图。

图8D是用于说明本发明实施方式1的轮式装载机的转向动作的图。

图8E是用于说明本发明实施方式1的轮式装载机的转向动作的图。

图9是表示对由扭矩传感器检测出的扭矩施加的辅助扭矩的图。

图10是表示本发明实施方式2的轮式装载机的转向操作装置的结构的液压回路图。

图11是表示图10的先导阀的剖面结构图。

图12的(a)、(b)是图11的AA′间的箭头方向剖视图,图12的(c)、(d)是图11的BB′间的箭头方向剖视图。

图13是表示图11的先导阀配置的侧面示意图。

图14(a)是图11的先导阀的示意图,图14(b)是表示图14(a)的先导阀的车体-杆偏差角度与杆反力之间的关系的曲线图,图14(c)是偏差角度α为零时的图14(a)的CC′间、DD′间、EE′间及FF′间的箭头方向剖视图,图14(d)是偏差角度α为θ2时的图14(a)的CC′间、DD′间、EE′间及FF′间的箭头方向剖视图,图14(e)是偏差角度α为θ3时的图14(a)的CC′间、DD′间、EE′间及FF′间的箭头方向剖视图。

图15是表示本发明实施方式3的轮式装载机的转向操作装置的结构的液压回路图。

图16是表示图15的先导阀的配置的侧面示意图。

图17是表示图11的先导阀的配置的侧面示意图。

图18A是用于说明本发明实施方式3的轮式装载机的转向动作的图。

图18B是用于说明本发明实施方式3的轮式装载机的转向动作的图。

图18C是用于说明本发明实施方式3的轮式装载机的转向动作的图。

图18D是用于说明本发明实施方式3的轮式装载机的转向动作的图。

图18E是用于说明本发明实施方式3的轮式装载机的转向动作的图。

图19是表示本发明实施方式3的变形例中的先导阀的配置的侧面示意图。

具体实施方式

下面,参照附图说明本发明实施方式的轮式装载机。

(实施方式1)

<1.结构>

(1-1.轮式装载机的结构概要)

图1是表示本实施方式的轮式装载机1的结构示意图。本实施方式的轮式装载机1具备:车体车架2、工作装置3、一对前轮胎4、驾驶室5、发动机室6、一对后轮胎7以及转向操作装置8。

轮式装载机1使用工作装置3进行土砂装载作业等。

车体车架2是所谓的铰接式,具有前车架11、后车架12、连接轴部13。前车架11配置于后车架12的前方。一对前轮胎4安装于前车架11的左右。另外,一对后轮胎7安装于后车架12的左右。

连接轴部13设置于车宽度方向的中央,将前车架11和后车架12可相互摆动地连接。图2是驾驶室5及连接轴部13附近的放大图。

如图2所示,连接轴部13具有:上下一对前托架131、上下一对后托架132、上下配置的两个中心销133。各个前托架131固定于前车架11,从前车架11的后部朝向后车架12水平地突出设置。各个后托架132具有配置于前托架131的上下的一对部件132a。后托架132的一对托架部件132a从后托架132的前部朝向前车架11水平地突出设置。中心销133沿着铅直方向配置,将一对托架部件132a和配置于托架部件132a之间的前托架131可相互旋转地连接。如图2所示,前托架131、后托架132、中心销133的组合上下配置。

工作装置3通过来自未图示的工作装置泵的工作油进行驱动。如图1所示,工作装置3具有:大臂14、铲斗15、提升缸16、铲斗缸17。大臂14装配于前车架11。铲斗15安装于大臂14的前端。

提升缸16及铲斗缸17为液压缸。提升缸16的一端安装于前车架11,提升缸16的另一端安装于大臂14。通过提升缸16的伸缩,大臂14向上下进行摆动。铲斗缸17的一端安装于前车架11,铲斗缸17的另一端经由曲拐18安装于铲斗15。通过铲斗缸17进行伸缩,铲斗15向上下进行摆动。

驾驶室5载置于后车架12上,在内部配置有用于转向操作的方向盘及操纵杆24(参照图2)、用于操作工作装置3的杆、各种显示装置等。发动机室6配置于驾驶室5的后侧且后车架12上,收纳有发动机。

转向操作装置8将在后面详细说明,但具有转向缸21、22,通过改变向转向缸21、22供给的油的流量,改变前车架11相对于后车架12的转向角,从而改变轮式装载机1的行进方向。

(1-2.转向操作装置)

图3是表示转向操作装置8的结构的液压回路图。本实施方式的转向操作装置8主要具有:一对转向缸21、22、转向液压回路23、操纵杆24、连接部25、连杆机构90、力施加部27、控制部28。

(1-2-1.转向缸)

一对转向缸21、22通过液压进行驱动。一对转向缸21、22隔着连接轴部13并列配置于车宽方向的左右侧。转向缸21配置于连接轴部13的左侧(参照图1)。转向缸22配置于连接轴部13的右侧。转向缸21、22各自的一端安装于前车架11,各自的另一端安装于后车架12。

在转向缸21上设置有伸长口21a与收缩口21b,在转向缸22上设置有伸长口22a与收缩口22b。

当向转向缸21的伸长口21a及转向缸22的收缩口22b供给油并从转向缸21的收缩口21b及转向缸22的伸长口22a排出油时,转向缸21伸长,转向缸22收缩。由此,转向角θs发生变化,车辆向右转弯。此外,当向转向缸21的收缩口21b及转向缸22的伸长口22a供给油并从转向缸21的伸长口21a及转向缸22的收缩口22b排出油时,转向缸21收缩,转向缸22伸长。由此,转向角θs发生变化,车辆向左转弯。

需要说明的是,在配置于转向缸21、22之间的连接轴部13的附近设置有检测转向角θs的转向角检测部104。转向角检测部104例如由电位计构成,检测出的转向角θs作为检测信号向控制部28发送。

另外,在转向缸21上设置有检测缸行程的缸行程传感器106,在转向缸22上设置有检测缸行程的缸行程传感器107。也可以将上述缸行程传感器106、107的检测值向控制部28传输,检测出转向角θs。

(1-2-2.转向液压回路)

转向液压回路23是用于调整向转向缸21、22供给的油的流量的液压回路。转向液压回路23具有主液压回路30和先导液压回路40。

(a)主液压路径

主液压回路30是将来自主液压源31的油向转向缸21、22供给的回路,具有转向阀32。主液压源31由液压泵及安全阀等构成。

转向阀32是滑柱式阀,即根据输入的先导压调整向转向缸21、22供给的油的流量的流量调整阀。转向阀32具有:主泵口P1、主排油口P2、第一转向口P3及第二转向口P4。主泵口P1经由主液压管路36与主液压源31连接。主排油口P2经由主排油管路37与回收油的排油槽DT连接。第一转向口P3经由第一转向管路38与转向缸21的收缩口21b和转向缸22的伸长口22a连接。第二转向口P4经由第二转向管路39与转向缸21的伸长口21a和转向缸22的收缩口22b连接。

转向阀32具有可移动到中立位置Ns、左转向位置Ls、右转向位置Rs的作为滑柱的阀芯33。在阀芯33配置于中立位置Ns的情况下,主泵口P1与主排油口P2连通。在该情况下,第一转向口P3和第二转向口P4分别不与任何一个口连通。在阀芯33配置于左转向位置Ls的情况下,主泵口P1与第一转向口P3连通,主排油口P2与第二转向口P4连通。在阀芯33配置于右转向位置Rs的情况下,主泵口P1与第二转向口P4连通,主排油口P2与第一转向口P3连通。

转向阀32具有第一先导室34和第二先导室35。在未向第一先导室34及第二先导室35供给先导压的情况及向第一先导室34及第二先导室35供给相同先导压的状态下,阀芯33位于中立位置Ns。在只向第一先导室34供给先导压的状态下,阀芯33位于左转向位置Ls。在只向第二先导室35供给先导压的状态下,阀芯33位于右转向位置Rs。在阀芯33位于左转向位置Ls及右转向位置Rs的情况下,转向阀32根据被供给的先导压改变来自主液压源31的油所通过的开口面积。由此,转向阀32根据先导压控制向转向缸21或转向缸22供给的油的流量。

(b)先导液压回路

先导液压回路40是用于将来自先导液压源43的油向转向阀32的第一先导室34与第二先导室35供给的回路。

先导液压回路40具有可变减压部41和先导阀42。

(i)可变减压部

可变减压部41对从先导液压源43向先导阀42输送的液压进行减压并调整。可变减压部41内置电磁式减压阀,接收来自控制部28的指令信号,对液压进行控制。

(ii)先导阀

先导阀42是对从先导液压源43向转向阀32输入的先导压进行调整的滑柱式阀。

(先导阀的结构概要)

滑柱式的先导阀42具有:筒状的套筒50、可在套筒50的内侧沿着轴向移动的滑柱51、施力弹簧52。套筒50具有:先导泵口P5、先导排油口P6、第一先导口P7、第二先导口P8。先导泵口P5经由先导液压管路44与可变减压部41连接,可变减压部41与先导液压源43连接。先导排油口P6经由先导排油管路45与回收油的排油槽DT连接。第一先导口P7经由第一先导管路46与转向阀32的第一先导室34连接。第二先导口P8经由第二先导管路47与转向阀32的第二先导室35连接。

滑柱51在套筒50内可移动到中立位置Np、左先导位置Lp及右先导位置Rp。

施力弹簧52对滑柱51施力,使滑柱51相对于套筒50位于中立位置Np。

在滑柱51相对于套筒50处于中立位置Np的情况下,先导泵口P5、先导排油口P6、第一先导口P7及第二先导口P8分别连通。在滑柱51相对于套筒50配置于左先导位置Lp的情况下,先导泵口P5与第一先导口P7连通,先导排油口P6与第二先导口P8连通。另外,在滑柱51相对于套筒50配置于右先导位置Rp的情况下,先导泵口P5与第二先导口P8连通,先导排油口P6与第一先导口P7连通。

另外,在先导阀42中设置有检测滑柱51的位置的滑柱位置检测传感器108。滑柱位置检测传感器108的检测值被发往控制部28。

(1-2-3.操纵杆,连接部)

图4表示驾驶室5内的结构。在驾驶室5内设置有操作人员乘坐的驾驶席5a。在驾驶席5a的车宽度方向左侧配置有转向箱80。

操纵杆24从转向箱80向前并向斜上方突出配置。

连接部25将操纵杆24和后述的连杆机构90连接。连接部25主要具有:转向操作轴81、连接杆82、万向节部83、输出轴84。

转向操作轴81沿铅直方向配置,以其中心轴Q为中心可旋转地被支承于转向箱80。连接杆82配置于转向箱80内,将操纵杆24和转向操作轴81连接。

万向节部83将转向操作轴81和配置于驾驶席5a附近的输出轴84连接。万向节部83具有伸缩自如的中央部83a和配置于中央部83a两端的接合部83b、83c。接合部83b与转向操作轴81连接。接合部83c与输出轴84连接。

输出轴84将经由连接杆82及万向节部83传递过来的操纵杆24的操作向连杆机构90输出。输出轴84延伸至驾驶室5的地板5b的下侧。详细而言,输出轴84由杆侧轴部84a、扭矩输入轴部84b、连杆侧轴部84c依次连接而构成(参照后述的图6)。即,杆侧轴部84a的一端与连接杆82连接,杆侧轴部84a的另一端与扭矩输入轴部84b的一端连接。另外,扭矩输入轴部84b的另一端与连杆侧轴部84c的一端连接,连杆侧轴部84c的另一端与万向节部83连接。向扭矩输入轴部84b输入来自后述的力施加部27的辅助力或反力。

图5是从上方观察操纵杆24附近的平面图。如图5所示,操纵杆24从形成于转向箱80的上表面的圆弧状的孔85向斜上方突出形成。操纵杆24以转向操作轴81(详细而言,中心轴Q)为中心可在水平方向上旋转。另外,在转向箱80的孔85的右端边缘形成有R标记,在左端边缘形成有L标记。

例如,如图5所示,当操作人员将操纵杆24从中央位置向右侧旋转操作旋转角θin时,转向操作轴81也向右旋转旋转角θin。该转向操作轴81的旋转角θin的旋转经由万向节部83向后述的连杆机构90传递,先导阀42的滑柱51移动到右先导位置Rp,开始向右方向的铰接动作。使操纵杆24向左旋转时也一样。需要说明的是,操纵杆24的旋转角θin由例如利用旋转传感器构成的第一旋转角检测部101检测。

需要说明的是,在未通过力施加部27输入辅助力或反力的情况下,操作人员需要克服先导阀42的施力弹簧52来操作操纵杆24。

(1-2-4.力施加部)

图6是表示力施加部27的立体图。

力施加部27对操纵杆24的操作施加辅助力或反力。力施加部27具有电动马达111与蜗轮蜗杆112。蜗轮蜗杆112具有圆筒蜗杆112a与蜗轮112b。蜗轮112b设置于上述的扭矩输入轴部84b的周围,与圆筒蜗杆112a啮合。电动马达111的输出轴与圆筒蜗杆112a连接,使圆筒蜗杆112a绕其中心轴旋转。电动马达111基于来自设置于控制部28的驱动回路204的指令进行驱动。

需要说明的是,扭矩输入轴部84b的第一端84b1与杆侧轴部84a连接,第二端84b2与连杆侧轴部84c连接。

当电动马达111被驱动时,圆筒蜗杆112a旋转,由于该旋转使蜗轮112b旋转,在与蜗轮112b固定的扭矩输入轴部84b上也产生旋转力。通过改变圆筒蜗杆112a的旋转方向,能够在扭矩输入轴部84b上施加向左旋转及向右旋转的任一方向转动扭矩。

例如,在使操纵杆24向右旋转时,通过对扭矩输入轴部84b向右旋转方向施力,对操纵杆24的操作施加辅助力。另外,在使操纵杆24向右旋转时,通过对扭矩输入轴部84b向左旋转方向施力,对操纵杆24的操作施加反力。

需要说明的是,在扭矩输入轴部84b设置有扭矩传感器103。扭矩传感器103检测操作人员对操纵杆24施力而在扭矩输入轴部84b产生的扭矩。本实施方式的扭矩传感器103例如通过线圈检测扭杆的扭曲,由此,检测扭矩输入轴部84b的旋转方向和在扭矩输入轴部84b产生的扭矩。被检测的旋转方向及扭矩T作为转向操纵扭矩信号向控制部28输出。

(1-2-5.连杆机构)

连杆机构90将操纵杆24的向旋转方向的操作传递到俯视时距操纵杆24分开规定距离的旋转部件92后,转换成朝直线方向的操作并向先导阀42传递。如图2所示,连杆机构90配置于驾驶室5的下侧,沿着水平方向形成,将与操纵杆24连接的连接部25和先导阀42之间连接。图7是用于说明连杆机构90的结构的平面示意图。如图7所示,连杆机构90具有:第一臂部件91、旋转部件92、第一杆部件93、第二杆部件94。

如图4及图7所示,第一臂部件91固定于输出轴84的下端。臂部件91从输出轴84的下端沿着水平方向配置。

旋转部件92可旋转地支承于在连接轴部13配置的支承轴95。支承轴95以其轴向沿着铰接中心A的方式配置,固定于后托架132的托架部件132a。即,支承轴95固定于后车架12,因此,即使进行铰接动作,也不会与前车架11一起旋转。

详细而言,如图7所示,旋转部件92具有第二臂部件92a和第三臂部件92b。第二臂部件92a的一端可旋转地支承于支承轴95。第三臂部件92b的一端可旋转地支承于支承轴95。第二臂部件92a和第三臂部件92b从支承轴95在水平方向上突出形成。另外,第二臂部件92a和第三臂部件92b在隔开预定的角度的状态下相互固定。因此,第二臂部件92a和第三臂部件92b可在保持预定的角度的状态下相对于支承轴95旋转。

第一杆部件93是棒状的部件,连接第一臂部件91的前端和第二臂部件92a的前端。第一杆部件93的一端与第一臂部件91的前端可旋转地连接,第一杆部件93的另一端与第二臂部件92a的前端可旋转地连接。

在此,将连接第一杆部件93的与第二臂部件92a的连接部分和支承轴95的直线设为T3,将连接第一杆部件93的与第一臂部件91的连接部分和输出轴84的直线设为T4。另外,将连接第一杆部件93的与第一臂部件91的连接部分和第一杆部件93的与第二臂部件92a的连接部分的直线设为T5,将连接输出轴84和支承轴95的直线设为T6。各结构被配置成:直线T3和直线T4平行,直线T5和直线T6平行,作为整体形成平行连杆。

第二杆部件94将第三臂部件92b的前端和先导阀42连接。第二杆部件94的一端与第三臂部件92b的前端可相互旋转地连接。第二杆部件94的另一端与先导阀42的滑柱51可相互旋转地连接。详细而言,第二杆部件94的另一端与形成于滑柱51后部的连接部件51a可相互旋转地连接。

在此,先导阀42以滑柱51的移动方向B(轴V方向)与前车架11相对于后车架12不倾斜的状态下的车体前后方向(由图中箭头Y表示)一致的方式被固定于前车架11。

利用这种连杆机构90,操纵杆24的旋转操作向固定于前车架11的先导阀42传递。

(1-2-6.控制部)

控制部28具有驱动电动马达111的驱动回路204。控制部28基于扭矩T、偏差角度α及速度V,能够对操作人员的操纵杆24的操作施加辅助力或反力。

另外,控制部28还基于旋转角θin、旋转角θs及图2所示车速传感器105的车速V,如图2所示控制可变减压部41。由此,控制向先导阀42传输的先导压的初始压,能够使油向左右转向缸21、22的流量不锐减变化。需要说明的是,也可以代替旋转角θin和旋转角θs,基于由滑柱位置检测传感器108检测出的滑柱51的位置和车速V来控制可变减压部41。

另外,控制部28对电动马达111及可变减压部41的控制可以通过有线进行,也可以通过无线进行。

<2.动作>

以下,说明本实施方式的轮式装载机1的铰接动作。

(2-1.铰接动作)

图8A~图8D是用于说明轮式装载机1的铰接动作的示意图。

在本实施方式中,例如,滑柱51在套筒50内位于前后方向的中央位置时处于中立位置Np,滑柱51在套筒50内位于前后方向的前部时处于右先导位置Rp,滑柱51在套筒50内位于后部时处于左先导位置Lp。

如图8A所示,在操纵杆24处于中央位置的情况下,输出轴84位于预定的初始位置,输出轴84的旋转角θin为零。需要说明的是,如图5所示,旋转角θin表示自操纵杆24的中央位置起的旋转角。另外,转向角θs也为零。需要说明的是,在本实施方式中,转向角θs将相对于后车架12沿着前后方向的状态视为零,转向角θs表示从该状态起的角度。

此时,滑柱51相对于套筒50位于中立位置Np(参照图3)。在该情况下,转向阀32的第一先导室34和第二先导室35的先导压相同,转向阀32的阀芯33也处于中立位置Ns。因此,不进行向左右转向缸21、22的油供给或排出,转向角θs维持为零。

如图8B所示,当向右方向(参照箭头C)操作操纵杆24时,该操作力经由连接杆82传递,从上方观察时转向操作轴81也向右方向旋转(参照箭头C)。该旋转经由万向节部83向输出轴84传递,输出轴84进行右旋转。

通过输出轴84的右旋转,第一臂部件91也进行右旋转,如箭头D所示,第一杆部件93向后方移动。这样,利用第一臂部件91及第一杆部件93,操纵杆24的旋转方向的操作被转换成向第一杆部件93的长度方向的操作。而且,通过第一杆部件93向后方的移动,第二臂部件92a以支承轴95(铰接中心A)为中心进行右旋转(参照箭头E)。当第二臂部件92a进行右旋转时,与第二臂部件92a固定的第三臂部件92b也以支承轴95为中心向右方向旋转(参照箭头E)。

通过该第三臂部件92b的右方向的旋转,如图8B所示,第二杆部件94向前方(箭头F方向)移动。通过该第二杆部件94向前方移动,滑柱51在套筒50内向前方(箭头F方向)被推压并移动到右先导位置Rp,从而向第二先导口P8供给先导压,向第二先导室35供给先导压。

由此,转向阀32的阀芯33向右转向位置Rs侧移动,油向转向缸21的伸长口21a及转向缸22的收缩口22b供给,并且,油从转向缸21的收缩口21b及转向缸22的伸长口22a排出。于是,如图8C所示,转向角θs逐渐增大,前车架11相对于后车架12朝向右方向。

这样,即使前车架11相对于后车架12倾斜且开始进行铰接动作,第三臂部件92b及第二臂部件92a也因固定于后车架12,因此,不会与前车架11一起旋转。

因此,随着前车架11的旋转,滑柱51被第二杆部件94牵引,在套筒50内向后方(箭头G)移动。

操作人员使操纵杆24在预定的旋转角θ1停止时,连杆机构90也停止。另一方面,由于转向角θs逐渐增大,因此,滑柱51也向后方移动。而且,如图8D所示,当转向角θs达到旋转角θ1时,滑柱51相对于套筒50到达中立位置Np。在该情况下,转向阀32的第一先导室34与第二先导室35的先导压相同,转向阀32也变成中立位置Ns。因此,不进行向左右转向缸21、22的油供给或排出,转向角θs维持成旋转角θ1。

这样,使操纵杆24向右侧旋转并在预定的旋转角θ1停止时,转向角θs也维持成相同的旋转角θ1。由此,前车架11相对于后车架12维持成朝向右侧的旋转角θ1方向。

接着,如从图8D的状态到图8E所示,操作人员将操纵杆24从右侧位置向中央位置恢复时,第一臂部件91进行左旋转(参照箭头H),第一杆部件93向前方移动(参照箭头I)。由此,第二臂部件92a及第三臂部件92b进行左旋转(参照箭头J),第二杆部件94向后方移动,相对于套筒50,滑柱51也向后方移动(参照箭头K)。

于是,在先导阀42中,滑柱51相对于套筒50向左先导位置Lp侧移动,并向第一先导口P7供给先导压。由此,转向阀32的阀芯33移动到左转向位置Ls,油向转向缸21的收缩口21b及转向缸22的伸长口22a供给,并且,油从转向缸21的伸长口21a及转向缸22的收缩口22b排出。由此,转向角θs从旋转角θ1逐渐减小。

在此,第三臂部件92b及第二臂部件92a固定于后车架12,因此,不会与前车架11一起旋转,因此,随着前车架11的旋转,被第二杆部件94推压,滑柱51在套筒50内向前方移动。这样通过转向角θs的变化,滑柱51向前方移动。

操作人员使操纵杆24在中央位置停止时,转向角θs也从旋转角θ1逐渐减小,当转向角θs成为零时,如图8A所示,滑柱51相对于套筒50配置于中立位置Np。在该情况下,转向阀32的第一先导室34与第二先导室35的先导压相同,转向阀32也变成中立位置Ns。因此,不进行向左右转向缸21、22的油供给或排出,转向角θs也恢复为零并维持。由此,前车架11相对于后车架12恢复到沿着前后方向的方向。

需要说明的是,在使操纵杆24向左侧旋转的情况下,与上述情况相同,因此省略说明。

(2-2.力施加部的控制)

接着,说明进行上述操纵杆24的操作时的力施加部27的控制。

本实施方式的轮式装载机1基于储存于控制部28的辅助信息,以根据检测到的扭矩等施加辅助力或反力的方式控制电动马达111。

如进行上述的操纵杆24的操作,控制部28控制电动马达111,基于扭矩传感器103的检测信号对于操纵杆24的操作施加辅助力或反力。

图9是表示对由扭矩传感器103检测到的扭矩施加的辅助扭矩(辅助扭矩信息)的图。图9所示的辅助扭矩信息存储于控制部28的存储装置。

图9所示的曲线中,正的杆输入扭矩表示操纵杆24向右方向侧旋转而产生的扭矩,负的杆输入扭矩表示操纵杆24向左方向侧旋转而产生的扭矩。而且,正的辅助扭矩表示由力施加部27向右旋转施加力的情况,负的辅助扭矩表示由力施加部27向左旋转施加力的情况。

即,图9(a)的线L1表示在将操纵杆24向右侧操作的情况下对扭矩输入轴部84b向右旋转方向施加力,线L2表示在将操纵杆24向左侧操作的情况下对扭矩输入轴部84b向左旋转方向施加力。另外,辅助扭矩被设定成:扭矩传感器103检测出的扭矩绝对值越大,施加的辅助力也越大。

另外,图9中表示有相对于横轴与线L2对称的虚线L2′,将虚线L2′与曲线L1进行比较可知,在将操纵杆24向右方向侧操作时和向左方向侧操作时,辅助力被左右对称地施加。即,在操纵杆24向左右的操作中,在杆输入扭矩的绝对值相等时,施加相同大小的辅助力。

当操作人员对操纵杆24进行操作而对扭矩输入轴部84b产生扭矩时,控制部28由该扭矩基于图9所示的辅助扭矩信息求出辅助力,控制电动马达111以施加该辅助力。

由此,能够缩小操作操纵杆24时的杆反力,以较轻的力进行操作。

(实施方式2)

接着,说明本发明实施方式2的轮式装载机1。本实施方式2的轮式装载机1与实施方式1不同,作为先导阀使用旋转阀来代替滑阀。另外,在本实施方式2中,先导阀配置于铰接中心A。在本实施方式2中,主要说明与实施方式1的不同点。另外,在本实施方式2中,对与实施方式1相同的结构标注相同的符号,并省略说明。

<1.结构>

(1-1.先导阀)

图10是表示本实施方式2的转向操作装置208的结构的液压回路图。本实施方式的转向操作装置208与实施方式1不同,设置有旋转阀作为先导阀242。

图11是先导阀242的剖面结构图。

先导阀242主要具有:阀芯部60、操作输入轴61、反馈输入轴62、外壳63、第一弹簧64、第二弹簧65、反馈部66。

(操作输入轴)

操作输入轴61绕其中心轴O可旋转地设置,插入于外壳63中。操作输入轴61经由连接部25与后述的操纵杆24连接。操作输入轴61以与操纵杆24向左右的旋转角θin相同的旋转角旋转。

(反馈输入轴)

反馈输入轴62与操作输入轴61同轴配置,并且绕中心轴O可旋转地设置。反馈输入轴62以与操作输入轴61对置的方式插入于外壳63中。反馈输入轴62经由后述的反馈连杆机构26与前车架11连接,以与前车架11相对于后车架12的转向角θs相同的旋转角旋转。

(外壳)

在外壳63中形成有大致圆筒状的空间,如上述,插入有操作输入轴61及反馈输入轴62。在外壳63中收纳有阀芯部60及反馈部66,且形成有先导泵口P5、先导排油口P6、第一先导口P7及第二先导口P8。

(阀芯部)

阀芯部60具有操作滑柱71和操作套筒72,操作滑柱71相对于操作套筒72旋转,由此,处于中立位置Np、左先导位置Lp及右先导位置Rp。

操作滑柱71为大致圆筒状且与操作输入轴61同轴配置,并与操作输入轴61连接。操纵杆24经由连接部25及连杆机构290与操作输入轴61连接,当操作人员将操纵杆24向旋转角θin右侧操作时,操作输入轴61及操作滑柱71也以中心轴O为中心以旋转角θin进行右旋转。另外,在操作滑柱71的操作输入轴61附近,在隔着中心轴O相对的两个位置沿着周向形成有切口71a、71b。

操作套筒72为大致圆筒状,相对于操作滑柱71及外壳63可旋转地配置在操作滑柱71的外侧且外壳63的内侧。

需要说明的是,在本说明书中,右旋转及左旋转表示从上方观察时的旋转方向。

(第一弹簧)

第一弹簧64插入可相互旋转的操作滑柱71与操作套筒72之间,产生与相互的旋转角之差对应的反力。

图12(a)是相对于中心轴O垂直的AA′间的箭头方向剖视图。如图12(a)所示,在操作滑柱71中,在直径方向的相对壁上分别设置有方形的孔71c、71d。另外,在操作套筒72的操作输入轴61侧一端,在直径方向的相对壁上分别形成有矩形的槽72c、72d。第一弹簧64由将多片凸状板簧重叠的两组板簧部64a形成。两组板簧部64a以在图12(a)中形成为X型的方式,凸部彼此相对地配置。两组板簧部64a贯通操作滑柱71的孔71c、71d,两端贯穿到操作套筒72的槽72c、72d中。这样,利用第一弹簧64将操作滑柱71与操作套筒72连接。

如图12(a),孔71c与槽72c在周向的位置大致一致且孔71d与槽72d在周向的位置大致一致的状态为阀芯部60位于中立位置Np的状态。

另外,通过对操纵杆24进行操作,如图12(b)所示,操作滑柱71相对于操作套筒72旋转,操作滑柱71相对于操作套筒72移动到左先导位置Lp或右先导位置Rp。如果将操纵杆24向右侧旋转操作,操作滑柱71相对于操作套筒72向右侧旋转,移动到右先导位置Rp。另外,如果将操纵杆24向左侧旋转操作,操作滑柱71相对于操作套筒72向左侧旋转,移动到左先导位置Lp。

需要说明的是,进行该移动时,由于操作人员克服第一弹簧64的弹簧力使操纵杆24移动,因此,在操纵杆24上将产生杆反力。换言之,第一弹簧64对操作滑柱71施力,使之相对于操作套筒72位于中立位置Np。

(反馈部)

另一方面,反馈部66将前车架11相对于后车架12的转向角θs向阀芯部60进行反馈。反馈部66主要具有:反馈滑柱73、反馈套筒74、传动轴75、第一中心销76、限制部78。

传动轴75位于操作输入轴61与反馈输入轴62之间,与操作输入轴61和反馈输入轴62同轴(中心轴O)配置。传动轴75配置于操作滑柱71的内侧。在传动轴75的操作输入轴61侧一端,相对于中心轴O垂直地配置有第一中心销76。第一中心销76的两端通过切口71a、71b固定于操作套筒72。如后详述,通过第一中心销76和切口71a、71b,将操作滑柱71相对于操作套筒72的旋转角限制为预定范围内的角度。另外,由于第一中心销76固定于操作套筒72与传动轴75,因此,当传动轴75旋转时,与传动轴75一体化的操作套筒72也旋转。

反馈滑柱73为大致圆筒状,且与反馈输入轴62同轴配置,与反馈输入轴62连接。在反馈滑柱73的反馈输入轴62附近,在隔着中心轴O相对的两个位置上沿周向形成有切口73a、73b。在反馈滑柱73的内侧配置有传动轴75。反馈输入轴62经由后述的反馈连杆机构26与前车架11连接,当前车架11相对于后车架12向右侧旋转转向角θs时,反馈输入轴62及反馈滑柱73也向右侧旋转与转向角θs相同的旋转角θs。

反馈套筒74为大致圆筒形状,相对于反馈滑柱73及壳体63可旋转地配置于反馈滑柱73的外侧且壳体63的内侧。

限制部78将反馈套筒74相对于反馈滑柱73的旋转限制为预定范围内的角度。限制部78由第二中心销77和切口73a、73b的周向两端的壁部73ae、73be(参照后述的图7)构成。

第二中心销77相对于中心轴O垂直地配置于传动轴75的反馈输入轴62侧一端。第二中心销77的两端通过切口73a、73b而固定于反馈套筒74。通过第二中心销77和切口73a、73b,将反馈套筒74相对于反馈滑柱73的旋转限制为预定范围内的角度。另外,由于第二中心销77固定于反馈套筒74与传动轴75上,因此,当反馈套筒74旋转时,与反馈套筒74一体化的传动轴75也旋转。由于该传动轴75的旋转,通过第一中心销76与传动轴75固定的操作套筒72旋转。

(第二弹簧)

第二弹簧65插入可相互旋转的反馈滑柱73与反馈套筒74之间,产生与相互的旋转差对应的反力。图12(c)是图11的BB′间的箭头方向剖视图。

如图12(c)所示,在反馈滑柱73上,在直径方向的相对壁上分别设置有方形的孔73c、73d。

另外,在反馈套筒74的反馈输入轴62侧一端,在直径方向的相对壁上分别形成有矩形的槽74c、74d。第二弹簧65由将多片凸状的板簧重叠的两组板簧部65a形成。两组板簧部65a以在图12(c)中形成为X型的方式使凸部彼此相对地配置。两组板簧部65a贯通反馈滑柱73的孔73c、73d,两端贯穿到反馈套筒74的槽74c、74d中。这样,反馈滑柱73与反馈套筒74通过第二弹簧65连接。在该图12(c)的状态下,孔73c与槽74c在周向上一致,孔73d与槽74d在周向上一致。这样,为了使槽74c、74d的周向上的位置与反馈滑柱73的孔73c、73d的周向上的位置一致,利用第二弹簧65对反馈套筒74施力。

需要说明的是,第一弹簧64挠曲至操作滑柱71相对于操作套筒72受限为止,但将第二弹簧65设定成因施加受限为止在第一弹簧64产生的反力以上的力而开始挠曲。

后面将利用图14进行详述,但操作滑柱71相对于操作套筒72旋转至被限制的角度,进而,在对操纵杆24进行了操作的情况下,如图12(d)所示,第二弹簧65挠曲,反馈套筒74相对于反馈滑柱73旋转。需要说明的是,图12(d)为图11的BB′间的箭头方向剖视图,由于是从下方观察,因此,与图12(b)相比,旋转方向的箭头呈相反方向。

即,在以操作滑柱71相对于操作套筒72被限制的角度以上对操纵杆24操作的情况下,操作人员需要克服第二弹簧65的弹力来对操纵杆24进行操作。

通过上述反馈部66的结构,当反馈输入轴62与转向角的变化对应地旋转时,反馈滑柱73旋转,经由第二弹簧65与反馈滑柱73连接的反馈套筒74也旋转。然后,经由第二中心销77、传动轴75及第一中心销76与反馈套筒74固定的操作套筒72旋转,操作滑柱71与操作套筒72的旋转角之差发生变化,先导压改变。

即,在先导阀242中,根据操作输入轴61的旋转角θin与反馈输入轴62的旋转角fb(与转向角θs一致)之差α,操作滑柱71相对于操作套筒72的位置移动到中立位置Np、左先导位置Lp或右先导位置Rp。在旋转角之差α为0的情况下,操作滑柱71相对于操作套筒72位于中立位置Np。另外,在操作滑柱71相对于操作套筒72位于左先导位置Lp或右先导位置Rp的情况下,先导阀42根据旋转角之差α改变来自先导液压源43的油通过的开口面积。由此,根据旋转角之差α调整从先导阀42向转向阀32输送的先导压。

需要说明的是,在操作输入轴61例如设置有由旋转传感器构成的第一旋转角检测部101。第一旋转角检测部101检测操作输入轴61的旋转角θin。在反馈输入轴62例如设置有由旋转传感器构成的第二旋转角检测部102。此外,第二旋转角检测部102检测反馈输入轴62的旋转角θfb(=θs)。由第一旋转角检测部101及第二旋转角检测部102检测到的旋转角θin、θfb作为检测信号向控制部28发送。

如上所述,虽然通过转向角检测部104在连接轴部13也进行转向角θs的检测,但由于反馈输入轴62的旋转角θfb与转向角θs一致,因此,也可以不设置转向角检测部104。

(1-2.先导阀的配置)

图13是表示先导阀242的配置的侧面示意图。如图13所示,先导阀242配置于连接轴部13的上侧且配置于铰接中心A上。先导阀242以其中心轴O与铰接中心A一致地配置。

在后车架12上固定有托架268,托架268从后车架12伸展至铰接中心A。先导阀242的外壳63固定于托架268。

在本实施方式2中,如图13所示,代替连杆机构90,设置有连杆机构290。连杆机构290具有第一臂部件91和第一杆部件93,但与实施方式1的连杆机构90不同,不具有旋转部件92和第二杆部件94。另外,连杆机构290具有固定于操作输入轴61的输入杆部件291。输入杆部件291从操作输入轴61向水平方向突出设置。第一杆部件93可相互旋转地与输入杆部件291的前端连接。

反馈输入轴62的下端通过反馈连杆机构26与前车架11连接。反馈输入轴62以与前车架11相对于后车架12的转向角θs相同的旋转角旋转。

反馈连杆机构26具有随动杆96、随动连杆97、托架98。

随动连杆97固定于先导阀242的反馈输入轴62。托架98固定于前车架11。随动连杆97将随动杆96和托架98连接。

通过该反馈连杆机构26,前车架11与固定于后车架12的先导阀242连接。

利用反馈连杆机构26,反馈输入轴62的旋转角θfb成为与前车架11相对于后车架12的转向角θs相同的角度。

即,在前车架11相对于后车架12以连接轴部13为中心向右侧旋转转向角θs的情况下,经由反馈连杆机构26,反馈输入轴62也以旋转角θs进行右旋转,在前车架11向左侧旋转转向角θs的情况下,经由反馈连杆机构26,反馈输入轴62也以旋转角θs进行左旋转。

(1-3.杆反力)

接着,说明操作操纵杆24时由第一弹簧64及第二弹簧65产生的杆反力。

图14(a)是示意地表示先导阀42的图。图14(b)是表示车体-杆偏差角度与杆反力之间的关系的图。需要说明的是,车体-杆偏差角度α是操纵杆24的旋转角θin与前车架11相对于后车架12的转向角θs(=θfb)之差(θin-θfb)。另外,图14(c)是偏差角度α为0时的图14(a)的CC′间、DD′间、EE′间及FF′间的箭头方向剖视图。图14(d)是偏差角度α为θ2时的图14(a)的CC′间、DD′间、EE′间及FF′间的箭头方向剖视图。图14(e)是偏差角度α为θ3时的图14(a)的CC′间、DD′间、EE′间及FF′间的箭头方向剖视图。如图14(a)所示,CC′间、DD′间、EE′间及FF′间的剖视图均是从上方观察的图。需要说明的是,在图14(b)中,为了便于理解说明,未考虑操纵杆24的游隙。

在操作人员将操纵杆24从中央位置以旋转角θin进行旋转操作的情况下,操作输入轴61也以旋转角θin旋转。另一方面,由于转向缸21、22的响应延迟,因此,追随旋转角θin,转向角θs也逐渐增大。该操纵杆24的旋转角θi n表示作为目标的转向角,转向角θs表示实际的实际转向角。与转向角θs的变化对应地,反馈输入轴62也以与转向角θs相同的旋转角θs旋转。然后,反馈滑柱73也和反馈输入轴62一起旋转,通过该旋转,经由第二弹簧65连接的反馈套筒74也旋转。

在此,由于反馈套筒74和操作套筒72由第一中心销76、第二中心销77及传动轴75一体化,因此,操作套筒72也由于反馈套筒74的旋转而旋转。

即,在操作滑柱71的旋转角与操作套筒72的旋转角之间产生的旋转角之差与偏差角度α相对应(参照图12(b))。

由于第一弹簧64为了使操作滑柱71相对于操作套筒72成为中立位置N p而施力,因此,为了增大偏差角度α,需要克服第一弹簧64的弹力对操纵杆24进行操作。

第一弹簧64具有图14(b)所示的弹簧特性S1。在第一弹簧64的弹簧特性S1中,为了使操作输入轴61旋转,需要以初始反力F1(使第一弹簧64开始挠曲所需要的力)以上的力对操纵杆24进行操作。而且,在第一弹簧64的弹簧特性S1中,随着偏差角度α增大,杆反力增大。即,随着偏差角度α增大,操纵杆24的操作所需要的力也增大。

如图14(c)所示,在偏差角度α为0的中立位置Np,第一中心销76配置于操作滑柱71的切口71a、71b的中央。另外,第二中心销77配置于反馈滑柱73的切口73a、73b的中央。

而且,例如将操纵杆24向右侧旋转操作而增大偏差角度α,当偏差角度α达到角度θ2时,如图14(d)所示,第一中心销76与形成于切口71a的周向上的壁部71ae和形成于切口71b的周向上的壁部71be抵接。此时,第二中心销77配置于反馈滑柱73的切口73a、73b的中央。这是由于,在将偏差角度α为角度θ2时的第一弹簧64产生的反力设为F2时,如第二弹簧65的弹簧特性S2所示,初始反力(使第二弹簧65开始挠曲所需要的力)被设定为F2。需要说明的是,第二弹簧65的初始反力可以设定得比F2大,只要是F2以上即可。

进而,操作人员为了将操纵杆24向右侧旋转操作,需要克服第二弹簧65的反力进行操作。即,在对操纵杆24进行进一步向右侧旋转操作的情况下,由于第一中心销76与壁部71be及壁部71ae抵接,因此,若要使操作滑柱71旋转,需要连同操作套筒72一起进行旋转。另外,如上述,操作套筒72与反馈套筒74一体化,反馈滑柱73与反馈输入轴62连接。因此,在对操纵杆24进行进一步向右侧旋转操作的情况下,如图12(d)所示,需要克服第二弹簧65的反力进行操作。

然后,当偏差角度α达到θ3时,如图14(e)所示,第二中心销77与形成于切口73a周向上的壁部73ae和形成于切口73b周向上的壁部73be抵接。这样,第二中心销77可旋转角度(θ3-θ2)。即,以偏差角度α不能比角度θ3大的方式构成先导阀42。因此,如图14(b)所示,在角度θ3时杆反力直线升高。在该第二中心销77与壁部73ae、73be迅速抵接的情况下,会产生突然减小的反作用力,对操作人员的手腕造成负担。该角度θ3也称为追赶角。

需要说明的是,在图14(b)中举例说明了将操纵杆24向右侧进行旋转操作的情况,但向左侧进行旋转操作的情况也一样。

需要说明的是,到偏差角度α达到θ2为止,操作滑柱71的旋转角与操作套筒72的旋转角产生了差值,但当超过角度θ2时操作滑柱71与操作套筒72之间在旋转角上不会产生差值,因此,先导阀42的开度是一定的。另外,在偏差角度α为角度θ2~θ3之间时先导阀42的开度是一定的,但只要控制可变减压部41,根据偏差角度改变先导压即可。

<2.动作>

下面,针对本实施方式的轮式装载机1的铰接动作进行说明。

在操纵杆24位于中央位置的情况下,操作输入轴61位于预定的初始位置,操作输入轴61的旋转角θin为0。另外,由于转向角θs也为0,因此,反馈输入轴62也位于预定的初始位置。需要说明的是,在本实施方式中,如图14(a)所示,将相对于后车架12沿着前后方向的状态设为0,转向角θs表示自该状态起的角度。另外,旋转角θin如图5所示,表示自操纵杆24的中央位置起的旋转角。另外,在求偏差角时,例如可将向右方向的旋转作为正角度、向左方向的旋转作为负角度来进行计算。

此时,操作滑柱71相对于操作套筒72位于图12(a)所示的中立位置N p。在该情况下,转向阀32的第一先导室34与第二先导室35的先导压相同,转向阀32的阀芯33也位于中立位置Ns。因此,不进行向左右转向缸21、22的油供给或排出,转向角θs维持为0,反馈输入轴62的旋转角θfb(=θs)也维持为0。

接着,操作人员为了将操纵杆24如图5所示从中央位置向右侧旋转,施加操作力Fin。当操作力Fin超过第一弹簧64的F1时,操作输入轴61与操纵杆24一同向右方向旋转,操作输入轴61的旋转角θin增大。此时,由于左右转向缸21、22的反应延迟,因此,转向角θs还是0的状态,反馈输入轴62的旋转角θfb(=θs)也为0。因此,旋转角θin与转向角θs之间的偏差角度(α=θin-θs)增大。

和上述操作输入轴61的旋转一同,操作滑柱71相对于操作套筒72进行右旋转。在此,操作套筒72与反馈套筒74一体化,反馈套筒74通过第二弹簧65与反馈滑柱73连接。而且,第二弹簧65的初始反力F2在图14(b)所示的第一弹簧64的弹簧特性S1的反力以上。因此,操作套筒72与操作滑柱71相连而不旋转,操作滑柱71相对于操作套筒72进行右旋转。

这样,操作滑柱71相对于操作套筒72进行右旋转而移动到右先导位置R p,向第二先导口P8供给先导压,从而向第二先导室35供给先导压。

由此,转向阀32的阀芯33移动到右转向位置Rs,向转向缸21的伸长口21a及转向缸22的收缩口22b供给油,并且从转向缸21的收缩口21b及转向缸22的伸长口22a排出油。由此,转向角θs逐渐增大,前车架11相对于后车架12转向右方向(参照图3的R)。该转向角θs的变化通过反馈连杆机构26向反馈输入轴62传递,反馈输入轴62以旋转角θs进行旋转。

当操作人员使操纵杆24在预定的旋转角θ1停止时,操作输入轴61也在旋转角θ1停止。另一方面,由于转向角θs逐渐增大,因此,反馈输入轴62的旋转角θs也增大。和反馈输入轴62一同,反馈滑柱73也旋转,经由第二弹簧65与反馈滑柱73连接的反馈套筒74也旋转。由于反馈套筒74经由第一中心销76、第二中心销77及传动轴75与操作套筒72一体化,因此,和反馈套筒74的旋转一同,操作套筒72也旋转。由于操作套筒72的旋转,操作套筒72与操作滑柱71的旋转角之差(偏差角度α)减小。然后,当转向角θs(反馈输入轴62的旋转角θs)达到旋转角θ1(操作输入轴61的旋转角θin)时,偏差角度α成为0。此时,先导阀42的操作滑柱71相对于操作套筒72位于中立位置Np。在该情况下,转向阀32的第一先导室34与第二先导室35的先导压相同,转向阀32也变成中立位置Ns。因此,不进行向左右转向缸21、22的油供给或排出,转向角θs维持为旋转角θ1。

这样,当使操纵杆24向右侧旋转而在预定的旋转角θ1停止时,转向角θs也维持为相同的旋转角θ1。由此,前车架11相对于后车架12维持在朝向右侧的旋转角θ1的方向。

接着,当操作人员将操纵杆24从右侧位置向中央位置恢复时,操作输入轴61也一同旋转,操作输入轴61的旋转角θin减小。此时,由于左右转向缸21、22的反应延迟,因此,转向角θs仍为旋转角θ1的状态。因此,旋转角之差α(=θin-θs)从0开始减小,成为负值。于是,操作滑柱71相对于操作套筒72向左旋转而移动到左先导位置Lp,并且向第一先导口P7供给先导压。由此,转向阀32的阀芯33移动到左转向位置Ls,向转向缸21的收缩口21b及转向缸22的伸长口22a供给油,并且从转向缸21的伸长口21a及转向缸22的收缩口22b排出油。由此,转向角θs从旋转角θ1逐渐减小。该转向角θs的变化通过连杆机构26向反馈输入轴62传递,反馈输入轴62以与转向角θs的变化相同的旋转角变化进行旋转。

当操作人员使操纵杆24在中央位置停止时,操作输入轴61也在初始位置即旋转角θin为0的位置停止。另一方面,由于转向角θs也从旋转角θ1逐渐减小,因此,旋转角之差(偏差角度)α逐渐减小。然后,当转向角θs成为0时,反馈输入轴62的旋转角θfb(=θs)也成为0,旋转角之差α成为0。此时,操作滑柱71相对于操作套筒72配置于中立位置Np。在该情况下,转向阀32的第一先导室34与第二先导室35的先导压相同,转向阀32也变为中立位置Ns。因此,不进行向左右转向缸21、22的油供给或排出,转向角θs也恢复为0并维持。由此,前车架11相对于后车架12恢复为沿着前后方向的方向。

需要说明的是,在使操纵杆24向左侧旋转的情况下,与上述情况相同,故而进行省略。

如以上,通过设置连杆机构290,能够将先导阀242配置于铰接中心A。

(实施方式3)

接着,说明本发明实施方式3的轮式装载机1。本实施方式3的轮式装载机1与实施方式2不同,先导阀242经由安装托架固定于前车架11。在本实施方式3中,主要说明与实施方式2的不同点。另外,在本实施方式3中,对与实施方式2相同的结构标注相同的符号,并省略说明。

<1.结构>

(1-1.先导阀)

图15是表示本实施方式3的转向操作装置308的结构的液压回路图。

图16是先导阀242的剖面结构图。图17是用于说明先导阀242的设置的侧面示意图。

如图16所示,在本实施方式3的先导阀242中,反馈输入轴62及外壳63固定于安装托架368。如图17所示,安装托架368固定于前车架11。这样,先导阀121固定于前车架11。

(1-2.连杆机构390)

本实施方式的连杆机构390在实施方式1的连杆机构90中还设置有输入杆部件391。即,连杆机构390具有:第一臂部件91、旋转部件92、第一杆部件93、第二杆部件94及输入杆部件391。

输入杆部件391固定于操作输入轴61。输入杆部件391从操作输入轴61向水平方向突出设置。

输入杆部件391可相互旋转地与第二杆部件94的前侧一端连接。

<2.动作>

以下,说明本实施方式的轮式装载机1的铰接动作。

图18A~图18D是表示本实施方式3的轮式装载机1的铰接动作的图。如图18A所示,在本实施方式中,例如,相对于连接铰接中心A和先导阀242的中心轴O的直线T1,将第二杆部件94和输入杆部件391的连接部391a与中心轴O连接的直线T2被配置成垂直的状态成为中立位置Np。

从图18A所示的状态起,如图18B所示,如果将操纵杆24进行旋转角θin的右旋转并在旋转角θin处停止,第一臂部件91就进行右旋转(参照箭头C),第一杆部件93向后方(参照箭头D)移动,第二臂部件92a和第三臂部件92b向右旋转(参照箭头E)旋转。通过该旋转,第二杆部件94向前方(箭头F方向)移动,输入杆部件391向右方向(参照箭头L)旋转。由此,操作输入轴61也旋转旋转角θin。

与操作输入轴61的旋转一同,操作滑柱71相对于操作套筒72进行右旋转。在此,操作套筒72与反馈套筒74一体化,反馈套筒74通过第二弹簧65与反馈滑柱73连接。而且,第二弹簧65的初始反力F2为图7(b)所示的第一弹簧64的弹簧特性S1的反力以上。因此,操作套筒72与操作滑柱71相连而不旋转,操作滑柱71相对于操作套筒72进行右旋转。

这样,操作滑柱71相对于操作套筒72进行右旋转而移动到右先导位置R p,向第二先导口P8供给先导压,从而向第二先导室35供给先导压。

由此,转向阀32的阀芯33移动到右转向位置Rs,向转向缸21的伸长口21a及转向缸22的收缩口22b供给油,并且从转向缸21的收缩口21b及转向缸22的伸长口22a排出油。由此,转向角θs逐渐增大,前车架11相对于后车架12转向右方向(参照图18C的R)。

在此,第二臂部件92a及第三臂部件92b不会随着前车架11旋转,因此,随着前车架11相对于后车架12的铰接动作,输入杆部件291被第二杆部件94牵引而进行左旋转(参照箭头M)。

而且,当转向角θs与操纵杆24停止的旋转角θ1一致时,如图18D所示,输入杆部件391的位置成为直线T1和直线T2成垂直的状态,先导阀42成为中立位置Np的状态。在该情况下,转向阀32的第一先导室34和第二先导室35的先导压相同,转向阀32也变成中立位置Ns。因此,不进行向左右转向缸21、22的油供给或排出,转向角θs维持为旋转角θ1。

这样,当使操纵杆24向右侧旋转而在预定的旋转角θ1停止时,转向角θs也维持为相同的旋转角θ1。由此,前车架11相对于后车架12维持在朝向右侧的旋转角θ1的方向。

需要说明的是,当操作人员使操纵杆24进行左旋转(参照箭头H)而从右侧位置向中央位置恢复时,如图18E所示,第一臂部件91也进行左旋转(参照箭头H),第一杆部件93向前方(参照箭头I)移动。于是,第二臂部件92a及第三臂部件92b以铰接中心A为中心进行左旋转(参照箭头J),第二杆部件94向后方(参照箭头K)移动。由此,输入杆部件291也进行左旋转(参照箭头M),操作输入轴61也进行-θin旋转。于是,操作滑柱71相对于操作套筒72进行左旋转而移动到左先导位置Lp,向第一先导口P7供给先导压。由此,转向阀32的阀芯33移动到左转向位置Ls,向转向缸21的收缩口21b及转向缸22的伸长口22a供给油,并且从转向缸21的伸长口21a及转向缸22的收缩口22b排出油。由此,转向角θs从旋转角θ1逐渐减小。

在此,第二臂部件92a及第三臂部件92b不会随着前车架11旋转,因此,随着前车架11相对于后车架12的旋转,输入杆部件291被第二杆部件94推压而进行右旋转。

而且,当转向角θs与操纵杆24的旋转角-θin一致时,如图18A所示,输入杆部件291的位置成为直线T1和直线T2成为垂直的状态,先导阀42成为中立位置Np的状态。

(特征)

(1)

本实施方式的轮式装载机1(作业车辆的一例)是前车架11和后车架12连接的铰接式。轮式装载机1具备:转向缸21、22(液压致动器的一例)、先导阀42、242(控制阀的一例)、操纵杆24、连杆机构90、290、390(第一连杆机构的一例)。转向缸21、22通过液压驱动而改变前车架11相对于后车架12的转向角θs。先导阀42、242控制向转向缸21、22供给的油的流量。操纵杆24配置于在后车架12上设置的驾驶室5内,由操作人员进行操作。连杆机构90、290、390配置于驾驶室5的下侧,将操纵杆24的操作向先导阀42、242传递。

在此,为了将操纵杆24的操作向先导阀42、242传递而在驾驶室5的下侧设置有连杆机构90、290、390,因此,不限于驾驶席5a的正下方附近,还可将先导阀42、242配置于远离驾驶席的位置,能够配置在与轮式装载机1的结构适合的位置。因此,能够提高阀的设置位置自由度。

(2)

在本实施方式的轮式装载机1(作业车辆的一例)中,先导阀42、242配置于前车架11。

由此,即使在驾驶席5a的下方配置空间较小的情况下,也能够在前车架11配置先导阀42、242。

(3)

在本实施方式的轮式装载机1(作业车辆的一例)中,还具备转向阀32。转向阀32基于从先导阀42、242输入的先导压调整向转向缸21、22供给的油的流量。先导阀42、242通过调整先导压来控制从转向阀32向转向缸21、22供给的油的流量。

由此,能够提高调整先导压的先导阀42、242的设置位置自由度。

另外,根据上述结构,通过操作人员的操作调整先导压,控制油从转向阀32向转向缸21、22的供给量,改变前车架11相对于后车架12的转向角θs。

(4)

在本实施方式的轮式装载机1(作业车辆的一例)中,先导阀42配置于前车架11。先导阀42具有滑柱51作为阀芯,滑柱51沿着其轴向移动,由此,控制油的流量。

由于具有连杆机构90,能够将操纵杆24的操作传递至前车架11。因此,作为传递有操纵杆24的操作的先导阀42,能够使用滑阀。

(5)

本实施方式的轮式装载机1(作业车辆的一例)还具备力施加部27。力施加部27具有电动马达111作为驱动源,对于操纵杆24的操作施加辅助力或反力。

在此,操纵杆的操作所需要的力主要由先导阀42、242决定,但利用力施加部27对于操纵杆24的操作施加辅助力或反力,由此,能够根据轮式装载机1的状态改变操作感。

在通过操作操纵杆24来操作先导阀42、242时,对于操纵杆24的操作施加辅助力,由此,操作人员能够容易地进行操作。例如,在使用滑阀作为先导阀42的情况下,由于还经由连杆机构90,所以即使操纵杆24的操作变得沉重,可通过施加辅助力来提高操作性。

需要说明的是,例如,在以低速驱使轮式装载机1的情况下,通过对操纵杆24施加辅助力而减小操纵杆24的操作所需要的力,提高操作性。另一方面,在轮式装载机1的行驶速度从低速变更为高速的情况下,通过对操纵杆24施加反力而增大操纵杆24的操作所需要的力,能够提高行驶稳定性。

这样,通过根据轮式装载机1的行驶状态适当改变操纵杆的操作所需要的力,能够改善操作人员的操作感。

(6)

本实施方式的轮式装载机1(作业车辆的一例)还具备连接部25。连接部25连接操纵杆24和连杆机构90、290、390。力施加部27还具有向连接部25传递辅助力或反力的蜗轮蜗杆112(传递机构的一例)。

由此,能够向连接操纵杆24和先导阀42、242的连接部25传递力施加部27的力,改变操纵杆24的操作所需要的力。

(7)

本实施方式的轮式装载机1(作业车辆的一例)还具备扭矩传感器103和控制部28。扭矩传感器103检测通过操纵杆24的操作产生的扭矩。控制部28基于扭矩传感器103的检测值控制电动马达111。

由此,能够根据操作人员施加于操纵杆24的扭矩施加力。例如,能够将施加的力的大小控制成:操作人员施加于操纵杆24的扭矩较大时,增大由力施加部27施加的辅助力,而扭矩较小时,缩小辅助力。

(8)

在本实施方式的轮式装载机1(作业车辆的一例)中,连杆机构90、390具有:第一臂部件91(臂部件的一例)、旋转部件92、第一杆部件93、第二杆部件94。第一臂部件91与操纵杆24连接,与操纵杆24的旋转操作一同旋转。旋转部件92在铰接中心A的同轴上可旋转地配置。第一杆部件93将第一臂部件91和旋转部件92连接。第二杆部件94将旋转部件92和先导阀42、424连接。

通过这种连杆机构90、390,能够将设置于后车架12的操纵杆24的操作传递至配置于前车架11的先导阀42、424。

(9)

在本实施方式的轮式装载机1(作业车辆的一例)中,先导阀242具有操作输入轴61(第一输入部件的一例)、反馈输入轴62(第二输入部件的一例)、第一弹簧64(施力部的一例)及第二弹簧65(施力部的一例)。操作输入轴61经由连杆机构290、390与操纵杆24连接,根据操纵杆24的操作量发生位移。反馈输入轴62固定于前车架11。第一弹簧64及第二弹簧65对操作输入轴61施力,使其处于操作输入轴61相对于反馈输入轴62的位移量为零的中立位置Np。先导阀242的操作输入轴61和反馈输入轴62沿着垂直方向配置于前车架11或铰接中心A。先导阀242根据操作输入轴61相对于反馈输入轴62的位移量来控制向转向缸21、22供给的油的流量。操纵杆24克服第一弹簧64及第二弹簧65的施力被操作。

由此,即使在驾驶席5a的下方配置空间较小的情况下,也能够将所谓的旋转阀即先导阀242配置于前车架11或铰接中心A。

另外,根据上述结构,在操作操纵杆24后,转向角θs追随操纵杆24改变,当操纵杆24的操作量θin和转向角θs一致时,先导阀242变成中立位置Np。

另外,这样在先导阀242设置第一弹簧64及第二弹簧65,操作人员以克服第一弹簧64及第二弹簧65的施力的操作力操作操纵杆24。能够对克服该施力的操作施加辅助力或反力。

(10)

本实施方式的轮式装载机1(作业车辆的一例)还具备反馈连杆机构26(第二连杆机构的一例)。先导阀242(控制阀的一例)具有操作输入轴61(第一输入部件的一例)、反馈输入轴62(第二输入部件的一例)、第一弹簧64(施力部的一例)及第二弹簧65(施力部的一例)。操作输入轴61经由连杆机构290与操纵杆24连接,根据操纵杆24的操作量发生位移。反馈输入轴62根据转向角θs进行变化。第一弹簧64及第二弹簧65对操作输入轴61施力,使其位于操作输入轴61相对于反馈输入轴62的位移量为零的中立位置Np。反馈连杆机构26将前车架11和反馈输入轴62连接,将转向角θs的变化向反馈输入轴62传递。先导阀242的操作输入轴61和反馈输入轴62沿着垂直方向配置于铰接中心A,根据操作输入轴61相对于反馈输入轴62的位移量来控制向转向缸21、22供给的油的流量。操纵杆24克服第一弹簧64及第二弹簧65的施力进行操作。

由此,即使在驾驶席5a的下方配置空间较小的情况下,也能够将所谓的旋转阀即先导阀242配置于前车架11或铰接中心A。

另外,根据上述结构,在操作操纵杆24后,转向角θs追随操纵杆24改变,当操纵杆24的操作量θin和转向角θs一致时,先导阀242变成中立位置Np。

另外,这样在先导阀242设置有第一弹簧64及第二弹簧65,操作人员通过克服第一弹簧64及第二弹簧65的施力的操作力操作操纵杆24。能够对于克服该施力的操作施加辅助力或反力。

[其它实施方式]

以上,说明了本公开的一个实施方式,但本公开不限于上述实施方式,可在不脱离本公开的构思的范围内进行各种变更。

(A)

在上述实施方式3中,先导阀242配置于前车架11上,但也可以配置于铰接中心A。在图19所示的结构中,安装托架468固定于前车架11,从前车架11延伸至铰接中心A。先导阀242的外壳63及反馈输入轴62固定于安装托架468。

先导阀242配置于连接轴部13的上侧且铰接中心A上。先导阀242以其中心轴O与铰接中心A一致的方式配置。在图19中,代替实施方式3的连杆机构390,设置有实施方式2的连杆机构290。

这样,通过在铰接中心A配置先导阀242,即使在驾驶席5a的下方配置空间较小的情况下,也能够配置先导阀242。

(B)

在上述实施方式1中,先导阀42以其轴向V与车体的前后方向(图中由箭头Y所示)一致的方式固定于前车架11,但也可以不限于此,也可以相对于车体的前后方向倾斜。

另外,虽然没有特别图示,但实施方式1的先导阀42也与实施方式2一样,可以经由安装托架固定于前车架11,也可以直接固定于前车架11。另外,实施方式2的先导阀242也可以直接固定于前车架。

(C)

在上述实施方式2中,为了容易说明,以直线T1和直线T2为垂直的状态时成为中立位置Np的方式设置了先导阀242,但可以不限于此。

(D)

在上述实施方式中,根据从作为控制阀的一例的先导阀42输入的先导压来控制从转向阀32向转向缸21、22供给的油的供给量,但也可以是来自先导阀42的油直接向转向缸21、22供给的结构。

(E)

在上述实施方式2中,设置有第一弹簧64及第二弹簧65两个弹簧,但也可以不设置第二弹簧65。在该情况下,例如,反馈滑柱73与反馈套筒74之间只要固定即可。

(F)

在上述实施方式中,由电动马达111产生力,但不限于电动马达,也可以是液压马达等,总之只要是能够产生所需施加力的致动器等即可。

(G)

在上述实施方式中,力施加部27和扭矩传感器103设置于万向节部83与连杆机构90之间的输出轴84,但也可以配置于万向节部83与操纵杆24之间的转向操作轴81。

(H)

在上述实施方式中,将轮式装载机1作为作业车辆的一例进行记载,但可以不限于轮式装载机,也可以是铰接式自卸卡车、机动平地机等,只要是铰接式作业车辆即可。

产业上的可利用性

本发明的作业车辆具有可提高阀的设置位置自由度的效果,对于轮式装载机等是有用的。

附图标记说明

1:轮式装载机

2:车体车架

3:工作装置

4:前轮胎

5:驾驶室

5a:驾驶席

5b:地板

6:发动机室

7:后轮胎

8:转向操作装置

11:前车架

12:后车架

13:连接轴部

14:大臂

15:铲斗

16:提升缸

17:铲斗缸

18:曲拐

21:转向缸

21a:伸长口

21b:收缩口

22:转向缸

22a:伸长口

22b:收缩口

23:转向液压回路

24:操纵杆

25:连接部

26:反馈连杆机构

27:力施加部

28:控制部

30:主液压回路

31:主液压源

32:转向阀

33:阀芯

34:第一先导室

35:第二先导室

36:主液压管路

37:主排油管路

38:第一转向管路

39:第二转向管路

40:先导液压回路

41:可变减压部

42:先导阀

43:先导液压源

44:先导液压管路

45:先导排油管路

46:第一先导管路

47:第二先导管路

50:套筒

51:滑柱

51a:连接部件

52:施力弹簧

60:阀芯部

61:操作输入轴

62:反馈输入轴

63:外壳

64:第一弹簧

64a:板簧部

65:第二弹簧

65a:板簧部

66:反馈部

71:操作滑柱

71a:切口

71ae:壁部

71b:切口

71be:壁部

71c:孔

71d:孔

72:操作套筒

72c:槽

72d:槽

73:反馈滑柱

73a:切口

73ae:壁部

73b:切口

73be:壁部

73c:孔

73d:孔

74:反馈套筒

74c:槽

74d:槽

75:传动轴

76:第一中心销

77:第二中心销

78:限制部

80:转向箱

81:转向操作轴

82:连接杆

83:万向节部

83a:中央部

83b:接合部

83c:接合部

84:输出轴

84a:杆侧轴部

84b:扭矩输入轴部

84b1:第一端

84b2:第二端

84c:连杆侧轴部

85:孔

90:连杆机构

91:第一臂部件

92:旋转部件

92a:第二臂部件

92b:第三臂部件

93:第一杆部件

94:第二杆部件

95:支承轴

96:随动杆

97:随动连杆

98:托架

101:第一旋转角检测部

102:第二旋转角检测部

103:扭矩传感器

104:转向角检测部

105:车速传感器

106:缸行程传感器

107:缸行程传感器

108:滑柱位置检测传感器

111:电动马达

112:蜗轮蜗杆

112a:圆筒蜗杆

112b:蜗轮

131:前托架

132:后托架

132a:托架部件

133:中心销

204:驱动回路

208:转向操作装置

242:先导阀

268:托架

290:连杆机构

291:输入杆部件

308:转向操作装置

368:安装托架

390:连杆机构

391:输入杆部件

391a:连接部

468:安装托架

Lp:左先导位置

Ls:左转向位置

Np:中立位置

Ns:中立位置

P1:主泵口

P2:主排油口

P3:第一转向口

P4:第二转向口

P5:先导泵口

P6:先导排油口

P7:第一先导口

P8:第二先导口

Rp:右先导位置

Rs:右转向位置

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