特許 7549712 作業用車両

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-09-03

(45)【発行日】2024-09-11

(54)【発明の名称】作業用車両

(51)【国際特許分類】

   E02F 9/22 20060101AFI20240904BHJP

【ＦＩ】

E02F9/22 K

E02F9/22 E

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2023120258

(22)【出願日】2023-07-24

【審査請求日】2024-03-07

(73)【特許権者】

【識別番号】000150154

【氏名又は名称】株式会社竹内製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110001726

【氏名又は名称】弁理士法人綿貫国際特許・商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】清水 宏一

(72)【発明者】

【氏名】宮原 一宏

(72)【発明者】

【氏名】見掛 壮一郎

【審査官】石川 信也

(56)【参考文献】

【文献】特開平０８－１３５６０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０４４３６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１７／１８３４０４（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０２Ｆ ９／２２

Ｆ１５Ｂ １１／００－１１／２２

Ｆ１５Ｂ ２１／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

油圧により作動するアタッチメントが装着されて所定の作業を行う作業用車両であって、
前記アタッチメントに作動油を供給する第１サービス回路および第２サービス回路と、
前記作動油を供給する回路を前記第１サービス回路と前記第２サービス回路とで切換を行う第１切換弁と、
前記アタッチメントの作動を制御するコントロールバルブと、
前記コントロールバルブの作動を制御する比例ソレノイドバルブと、
前記比例ソレノイドバルブを介して前記コントロールバルブにパイロット油を供給するパイロット回路と、を備え、
前記パイロット回路は、前記パイロット油を通流させる油路を第１油路と第２油路とで切換を行う第２切換弁と、下流側で該第１油路と該第２油路とを合流させる合流部と、を有し、該第２油路に減圧弁が設けられており、
前記第１切換弁の切換と前記第２切換弁の切換とを、一操作で同時に行う一つのスイッチを備えること
を特徴とする作業用車両。

【請求項2】

前記スイッチは、トリガスイッチであること
を特徴とする請求項１に記載の作業用車両。

【請求項3】

前記比例ソレノイドバルブの作動を制御するスライドスイッチを備え、
前記スライドスイッチは、操作レバーのグリップ部においてスライド可能に設けられていること
を特徴とする請求項１に記載の作業用車両。

【請求項4】

前記パイロット回路は、前記第２油路において前記減圧弁の下流側に逆止弁が設けられていること
を特徴とする請求項１に記載の作業用車両。

【請求項5】

前記減圧弁は、減圧量の調整が可能な調整部を有し、オペレータが着座するシートの下に設けられる機器室の内部で且つ該機器室の開閉扉の近傍位置に配置されていること
を特徴とする請求項１～４のいずれか一項に記載の作業用車両。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、油圧により作動する作業装置を備える作業用車両に関する。

【背景技術】

【0002】

作業用車両の例として、走行用のクローラもしくはタイヤが取付けられた下部体と、下部体の上に配設された上部体と、下部体もしくは上部体に取付けられて油圧（すなわち、所定圧力の作動油）により作動する作業装置を備える油圧ショベル、トラックローダ等が従来より知られている。

【0003】

上記の作業用車両においては、作業装置を構成するアタッチメントとして、複数種類の中から作業内容に適したものが選択されて装着される場合がある（特許文献１：特開２０２０－０４１２６６号公報参照）。そのため、作業用車両には、アタッチメントを作動させる作動油を供給するサービス回路が設けられている。当該アタッチメントには、例えば、ブレーカー等のように一系統のサービス回路に接続されて作動する構成（すなわち、一種類の作動を行うもの）や、チルトローテータバケット等のように二系統のサービス回路に接続されて作動する構成のもの（すなわち、二種類の作動を行うもの）等がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０２０－０４１２６６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

例えば、作業用車両において二系統のサービス回路を設けようとした場合、アタッチメントの作動を制御するコントロールバルブや、当該コントロールバルブの作動を制御する比例ソレノイドバルブ等を、系統毎（サービス回路毎）にそれぞれ設ける構成が標準設計として考えられる。しかしながら、作業用車両においては、搭載機器の簡素化および車両のコンパクト化が恒常的な課題として存在し、特に、小型の作業用車両程その要求は顕著となる。

【0006】

そこで本発明者らは、特に、二系統のサービス回路を備える作業用車両において搭載機器の簡素化および車両のコンパクト化を図るべく鋭意研究を行った。しかし、その過程において新たな課題が明らかになった。

【課題を解決するための手段】

【0007】

先ず、本発明者らは、作業用車両において、比例ソレノイドバルブ、コントロールバルブをそれぞれ共通で一つ備え、且つ、コントロールバルブよりも下流側の回路に切換弁を備えることによって二系統のサービス回路を設ける構成を案出した。この構成によれば、比例ソレノイドバルブ、コントロールバルブ等を共通化できるため、搭載機器の簡素化および車両のコンパクト化を図ることができる。

【0008】

その一方で、上記の構成において新たな課題が明らかとなった。具体的に、二系統のサービス回路に接続されるアタッチメントは、切換弁によりサービス回路の切換が行われることによって二種類の作動を行うことが可能となる。しかし、いずれのサービス回路においても供給される作動油の油量は変わらないため、一方の作動が速過ぎる（あるいは、他方の作動が遅過ぎる）状態となり、作業性の悪化が生じることが明らかとなった。

【0009】

この課題に対しては、例えば、高度な制御コントローラを搭載して、切換が行われるサービス回路の系統（すなわち、アタッチメントの作動）に応じて比例ソレノイドバルブが最適な作動となるように制御することによって当該課題を解決する方法も考えられなくはない。しかしながら、そのような制御コントローラを搭載すれば、車両コストが高騰する要因となってしまう。

【0010】

本発明は、上記事情に鑑みてなされ、搭載機器の簡素化、車両のコンパクト化、および車両コストの抑制を図りつつ、二系統のサービス回路に接続されて作動するアタッチメントの作業性を向上させることが可能な作業用車両を提供することを目的とする。

【0011】

本発明は、一実施形態として以下に記載するような解決手段により、前記課題を解決する。

【0012】

一実施形態に係る作業用車両は、油圧により作動するアタッチメントが装着されて所定の作業を行う作業用車両であって、前記アタッチメントに作動油を供給する第１サービス回路および第２サービス回路と、前記作動油を供給する回路を前記第１サービス回路と前記第２サービス回路とで切換を行う第１切換弁と、前記アタッチメントの作動を制御するコントロールバルブと、前記コントロールバルブの作動を制御する比例ソレノイドバルブと、前記比例ソレノイドバルブを介して前記コントロールバルブにパイロット油を供給するパイロット回路と、を備え、前記パイロット回路は、前記パイロット油を通流させる油路を第１油路と第２油路とで切換を行う第２切換弁と、下流側で該第１油路と該第２油路とを合流させる合流部と、を有し、該第２油路に減圧弁が設けられおり、前記第１切換弁の切換と前記第２切換弁の切換とを、一操作で同時に行う一つのスイッチを備える。

【0013】

上記の構成によれば、搭載機器の簡素化、車両のコンパクト化、および車両コストの抑制を図りつつ、二系統のサービス回路に接続されて作動するアタッチメントの作業性を向上させることができる。

【0014】

また、前記スイッチは、トリガスイッチであることが好ましい。

【0015】

また、前記比例ソレノイドバルブの作動を制御するスライドスイッチを備え、前記スライドスイッチは、操作レバーのグリップ部においてスライド可能に設けられていることが好ましい。

【0016】

また、前記パイロット回路は、前記第２油路において前記減圧弁の下流側に逆止弁が設けられていることが好ましい。

【0017】

また、前記減圧弁は、減圧量の調整が可能な調整部を有し、オペレータが着座するシートの下に設けられる機器室の内部で且つ該機器室の開閉扉の近傍位置に配置されていることが好ましい。

【発明の効果】

【0018】

一実施形態に係る作業用車両によれば、搭載機器の簡素化、車両のコンパクト化、および車両コストの抑制を図りつつ、二系統のサービス回路に接続されて作動するアタッチメントの作業性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】図１は、本発明の実施形態に係る作業用車両の例を示す斜視図である。

【図2】図２は、図１の作業用車両の運転室の例を示す斜視図である。

【図3】図３は、図１の作業用車両の操作装置の例を示す斜視図である。

【図4】図４は、図１の作業用車両の回路図（一部）である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳しく説明する。図１は、本実施形態に係る作業用車両１の例を示す概略図（左前部上方からの斜視図）である。なお、説明の便宜上、図中において矢印により上下、左右、前後の方向を示す場合がある。また、実施形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。

【0021】

はじめに、作業用車両１の全体構成について説明する。作業用車両１として、油圧ショベルを例に挙げて説明する。ただし、作業用車両１は、油圧ショベルに限定されるものではない。

【0022】

図１に示すように、作業用車両１は、車体として下部体２および下部体２の上に配設される上部体３を備えている（なお、下部体２と上部体３とが一体の構成であってもよい）。

【0023】

作業用車両１は、下部体２や上部体３に取付けられて油圧（所定圧力の作動油）により作動する作業装置１２、１４を備えている。下部体２は、走行を行う走行装置１０を備えている。上部体３は、前部にオペレータが乗車して走行や作業の操作を行う各種操作装置が設けられた運転室１６を備えている。

【0024】

走行装置１０の例として、左右一対のクローラ２６を備えている。ただし、走行装置１０は、クローラ２６に限定されるものではなく、クローラ２６に代えてタイヤを備える構成としてもよい（不図示）。クローラ２６は、走行油圧モータ２８によって駆動（走行）される。

【0025】

作業装置１２の例として、排土板２２を備えている。排土板２２は、上下（前後成分を含む）に揺動可能に下部体２に取付けられている。排土板２２は、油圧シリンダ（排土板シリンダ）３２によって駆動される。ただし、上記の構成に限定されるものではない。

【0026】

作業装置１４の例として、ブーム４２、アーム４４、および、着脱可能なアタッチメント４６を備えている。なお、図１においては、アタッチメント４６として、バケット（サービス回路を不使用）が装着された状態を例示している。ただし、これに限定されるものではなく、その他に、ブレーカー等（サービス回路を一系統使用）、チルトローテータバケット等（サービス回路を二系統使用）のように様々な種類がある。

【0027】

具体的な構成として、ブーム４２は、上下（前後成分を含む）に揺動可能に上部体３に取付けられている。本実施形態においては、上部体３とブーム４２との間にブームブラケット４８が設けられている。ブームブラケット４８によって、ブーム４２は上部体３に対して左右（前後成分を含む）に揺動可能となる。なお、ブームブラケット４８は省略されてもよい。アーム４４は、上下（前後成分を含む）に揺動可能にブーム４２に取付けられている。アタッチメント４６は、上下（前後成分を含む）に揺動可能にアーム４４に取付けられている。ブーム４２は、油圧シリンダ（ブームシリンダ）５２によって駆動される。アーム４４は、油圧シリンダ（アームシリンダ）５４によって駆動される。アタッチメント４６は、油圧シリンダ（バケットシリンダ）５６によって駆動される。ただし、上記の構成に限定されるものではない。

【0028】

前述の通り、アタッチメント４６は、複数種類の中から作業内容に適したものが選択されて、着脱可能にアーム４４に取付けられる構成となっている。なお、アーム４４とアタッチメント４６との間にクイックヒッチ（不図示）を介在させる構成としてもよい。その場合には、クイックヒッチを作動させるために、別途サービス回路を設ける構成とすればよい。

【0029】

上記の走行油圧モータ２８、および各油圧シリンダの駆動を行うための駆動機構は、一例として駆動源１８により駆動される油圧ポンプ（メイン油圧ポンプ等）、コントロールバルブ等から構成されている。オペレータが所定の操作装置を操作することによりコントロールバルブを作動させて、油圧ポンプから送出される所定圧力の作動油を走行油圧モータ２８、および各油圧シリンダに供給する制御が行われる。これにより、走行装置１０による走行、および作業装置１２、１４による作業を行うことができる。駆動機構を構成する油圧ポンプは、作業装置１２、１４や走行装置１０の構成や負荷等に応じて、一個もしくは複数個が設けられる。

【0030】

また、本実施形態においては、サービス回路に作動油を供給するサブ油圧ポンプ３０と、各装置（具体的には、各コントロールバルブ）の制御に用いられるパイロット油を供給するパイロット油圧ポンプ４０と、を備えている（回路等の詳細については後述する）。なお、変形例として、これらの油圧ポンプを備えずに、その他の油圧ポンプ（例えば、メイン油圧ポンプ等）から供給される作動油を分流（必要に応じて減圧）して用いる構成としてもよい（不図示）。

【0031】

作業用車両１は、上記の駆動源１８としてエンジン（燃料を燃焼させる内燃機）を備えている。なお、駆動源１８の他の例として、エンジンに代えて、もしくは、エンジンと共に、電動モータ（油圧ポンプの個数や定格出力等に応じて、一個もしくは複数個）を備える構成としてもよい（不図示）。

【0032】

ここで、本実施形態に係る作業用車両１は、アタッチメント４６を作動させる作動油を供給するサービス回路として、少なくとも二系統（後述の第１サービス回路６１および第２サービス回路６２）が設けられている。これによれば、例えば、チルトローテータバケット等のように二系統のサービス回路に接続されて二種類の作動を行うアタッチメント４６（４６Ａ）を使用することが可能となる。なお、さらに別系統のサービス回路を一つもしくは複数備える構成としてもよい（不図示）。

【0033】

より詳しくは、図４の回路図（概略図）に示すように、アタッチメント４６（４６Ａ）に作動油を供給する回路を、第１サービス回路６１と第２サービス回路６２とで切換を行う第１切換弁７１を備えている。また、アタッチメント４６（４６Ａ）の作動を制御するコントロールバルブ６４を備えている。また、コントロールバルブ６４の作動を制御する比例ソレノイドバルブ６６を備えている。また、比例ソレノイドバルブ６６を介して（すなわち、比例ソレノイドバルブ６６によって方向や流量が制御されて）コントロールバルブ６４にパイロット油を供給するパイロット回路６３を備えている。この構成によれば、コントロールバルブ６４、比例ソレノイドバルブ６６等を共通化できるため（すなわち、共通で一個ずつ設ければよいため）、搭載機器の簡素化および車両のコンパクト化を図ることができる。なお、本実施形態において、第１切換弁７１には、ソレノイドバルブが用いられている。

【0034】

パイロット回路６３には、パイロット油を通流させる油路を第１油路８１と第２油路８２とで切換を行う第２切換弁７２が設けられている。また、パイロット回路６３には、当該第２切換弁７２よりも下流側に第１油路８１と第２油路８２とを合流させる合流部７４が設けられている。なお、本実施形態において、第２切換弁７２には、ソレノイドバルブが用いられている。ここで、第１切換弁７１および第２切換弁７２に同一構成のソレノイドバルブを適用することにより、部品種類の増加を抑え、コストの抑制を図っている。

【0035】

さらに、第２油路８２には、当該第２油路８２を通流するパイロット油の圧力を所定値まで減圧する減圧弁７６が設けられている。また、第２油路８２には、減圧弁７６よりも下流側で且つ合流部７４よりも上流側に逆止弁７８が設けられている。この逆止弁７８を有することで、第１油路８１を通流するパイロット油が第２油路８２に逆流して圧力が設定値よりも低下してしまうことを防止できる。

【0036】

また、作業用車両１は、第１サービス回路６１と第２サービス回路６２との切換を行う操作装置を備えている。当該操作装置の一例として、運転室１６の操作レバー（例えば、右操作レバー）９０のグリップ部９０ａに、プッシュ式のトリガスイッチ９２が設けられている（図２参照）。なお、本実施形態においては、トリガスイッチ９２の操作は、操作レバー９０の内部（外部でもよい）に設けられたリモートコントローラ９６を介して第１切換弁７１および第２切換弁７２を作動させる信号（電流）に変換されて、当該第１切換弁７１および第２切換弁７２に送信される構成となっている。ただし、この構成に限定されるものではない。

【0037】

トリガスイッチ９２の操作に伴う具体的な作動例を説明すると、トリガスイッチ９２の一操作（ワンプッシュ）で第１切換弁７１の切換と、第２切換弁７２の切換とが同時に行われるように構成されている。より詳細には、第１切換弁７１が第１サービス回路６１側に切換が行われ、同時に、第２切換弁７２が第１油路８１側に切換が行われるように設定されている。その逆の切換も同様であって、第１切換弁７１が第２サービス回路６２側に切換が行われ、同時に、第２切換弁７２が第２油路８２側に切換が行われるように設定されている。すなわち、トリガスイッチ９２の一操作（ワンプッシュ）を行う毎に、上記二通りの設定が交互に繰り返されるように構成されている。

【0038】

また、作業用車両１は、アタッチメント４６（４６Ａ）を操作する操作装置を備えている。当該操作装置は、具体的には、比例ソレノイドバルブ６６の作動を制御する操作装置となる。当該操作装置の一例として、運転室１６の操作レバー（例えば、右操作レバー）９０のグリップ部９０ａに、スライド式のスライドスイッチ９４が設けられている（図３参照）。なお、本実施形態においては、スライドスイッチ９４の操作（量、方向）は、操作レバー９０の内部（外部でもよい）に設けられたリモートコントローラ９６を介して比例ソレノイドバルブ６６を作動させる信号（電流）に変換されて、当該比例ソレノイドバルブ６６に送信される構成となっている。ただし、この構成に限定されるものではない。

【0039】

スライドスイッチ９４の操作に伴う具体的な作動例を説明すると、スライドスイッチ９４を中立位置から一端側（例えば、右端側）に移動する操作を行う場合、その移動量が大きくなるにつれて、アタッチメント４６（４６Ａ）の作動（例えば、右回転、右傾動、等）が速くなるように構成されている。同様に、スライドスイッチ９４を中立位置から他端側（例えば、左端側）に移動する操作を行う場合、その移動量が大きくなるにつれて、アタッチメント４６（４６Ａ）の作動（例えば、左回転、左傾動、等）が速くなるように構成されている。

【0040】

ここで、前述した事前検討の通り、二系統のサービス回路に接続されるアタッチメントは、切換弁を設けてサービス回路の切換を行う構成とすることによって二種類の作動を行うことが可能となる。しかし、以下の課題が明らかになった。すなわち、いずれのサービス回路においても供給される作動油の油量は変わらないため、一方の作動が速過ぎる（あるいは、他方の作動が遅過ぎる）状態となり、作業性の悪化が生じ得る。具体的に、アタッチメント４６（４６Ａ）として、チルトローテータバケットを使用する場合を例に挙げれば、第１サービス回路６１に切換が行われて回転の作動が行われ、第２サービス回路６２に切換が行われて傾動の作動が行われる。その際、本実施形態に係る上記の構成を備えない場合には、第２サービス回路６２に切換が行われた際の傾動の作動が速過ぎる状態、あるいは、第１サービス回路６１に切換が行われた際の回転の作動が遅すぎる状態が生じ得る。

【0041】

この課題に対して、本実施形態に係る作業用車両１によれば、二系統のサービス回路（第１サービス回路６１および第２サービス回路６２）用として、それぞれにコントロールバルブ、比例ソレノイドバルブ等を設ける構成（すなわち、それらを二個ずつ設ける構成）とすることなく、且つ、高度な制御コントローラを搭載して二系統のサービス回路をそれぞれ個別に制御する構成とすることなく、解決を図ることが可能となる。すなわち、搭載機器の簡素化、車両のコンパクト化、および車両コストの抑制を図りつつ、二系統のサービス回路に接続されて作動するアタッチメント４６（４６Ａ）の作業性を向上させることができる。

【0042】

具体的には、トリガスイッチ９２によって第１切換弁７１の切換と第２切換弁７２の切換とが同時に行われる構成としたうえで、第２切換弁７２によって切換が行われる第２油路８２に減圧弁７６が設けられる構成とすることにより、その解決を図ることが可能となる。この構成によれば、第１切換弁７１が第２サービス回路６２側に切換が行われ、同時に、第２切換弁７２が第２油路８２側に切換が行われた状態においては、他方の側に切換が行われた状態（第１切換弁７１が第２サービス回路６２側で、第２切換弁７２が第２油路８２側の状態）と比較して、以下の作用効果が得られる。すなわち、スライドスイッチ９４の操作量が同じ（すなわち、比例ソレノイドバルブ６６の作動量が同じ）であったとしても、第２油路８２を通流して減圧弁７６により減圧されたパイロット油がコントロールバルブ６４に入力されることとなる。その結果、コントロールバルブ６４に入力されるパイロット油の圧力を相対的に低下させることができるため、コントロールバルブ６４の作動量を相対的に低下させることができる。したがって、アタッチメント４６（４６Ａ）の作動速度を相対的に低下させることができる。

【0043】

このように、二種類の作動を行うアタッチメント４６（４６Ａ）において、いずれか一方の作動が速過ぎる、あるいは、他方の作動が遅過ぎるといった作業性の悪化が生じない作業用車両１を実現することができる。

【0044】

さらに、本実施形態に係る作業用車両１において、減圧弁７６は、減圧量の調整が可能な調整部７６ａを有し、オペレータが着座するシート３４の下に設けられる機器室３６の内部で且つ機器室３６の開閉扉３８の近傍位置（離間寸法が数ｃｍ～十数ｃｍ程度）に配置されている（図２参照）。この構成によれば、開閉扉３８を開けるだけで調整部７６ａに触れることができるため、減圧弁７６における減圧量の調整を極めて容易に行うことができる。特に、オペレータが着座するシート３４の下に設けられる機器室３６に配置されているため、オペレータが実際にアタッチメント４６（４６Ａ）の作動種類毎に操作速度を確認しながら、容易且つ迅速に調整を行うことができるため、より一層の作業性向上がもたらされる。

【0045】

以上説明した通り、上記の作業用車両によれば、搭載機器の簡素化、車両のコンパクト化、および車両コストの抑制を図りつつ、二系統のサービス回路に接続されて作動するアタッチメントの作業性を向上させることができる。

【0046】

本発明は、上記の実施形態（油圧ショベル）に限定されるものではない。本発明は、下部体に対して上部体が旋回しない作業用車両（トラックローダ等）に対しても同様に適用できる。

【符号の説明】

【0047】

１ 作業用車両
１０ 走行装置
１２、１４ 作業装置
４６、４６Ａ アタッチメント
６１ 第１サービス回路
６２ 第２サービス回路
６３ パイロット回路
６４ コントロールバルブ
６６ 比例ソレノイドバルブ
７１ 第１切換弁
７２ 第２切換弁
７６ 減圧弁

【要約】

【課題】搭載機器の簡素化、車両のコンパクト化、および車両コストの抑制を図りつつ、二系統のサービス回路に接続されて作動するアタッチメントの作業性を向上させることが可能な作業用車両を提供する。
【解決手段】本発明に係る作業用車両１は、油圧により作動するアタッチメント４６に作動油を供給する第１サービス回路６１および第２サービス回路６２と、それらの切換を行う第１切換弁７１と、アタッチメント４６の作動を制御するコントロールバルブ６４と、コントロールバルブ６４の作動を制御する比例ソレノイドバルブ６６と、比例ソレノイドバルブ６６を介してコントロールバルブ６４にパイロット油を供給するパイロット回路６３とを備え、パイロット回路６３は、パイロット油を通流させる油路を第１油路８１と第２油路８２とで切換を行う第２切換弁７２と、その下流側に合流部７４とを有し、第２油路８２に減圧弁７６が設けられている。
【選択図】図４

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】