JP2007223377A

JP2007223377A - 多軸式車両

Info

Publication number: JP2007223377A
Application number: JP2006044223A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Kobayashi; 隆博小林
Original assignee: Kobelco Cranes Co Ltd
Current assignee: Kobelco Cranes Co Ltd
Priority date: 2006-02-21
Filing date: 2006-02-21
Publication date: 2007-09-06
Also published as: EP1820715A1

Abstract

【課題】左右の中間部シリンダを複数のモードに切換えることができ、しかもキャビテーション、ブースト圧、作動不具合等が発生する恐れがない多軸式車両を提供する。
【解決手段】前部、中間部、および後部操舵軸の車輪を操舵する左・右側シリンダを制御する操舵制御手段１を備えた多軸式車両において、前部切換弁２_Ｖの切換えにより前部油圧回路２と後部油圧回路３がシリーズに連通する中間部油圧回路４に、適宜の切換えにより左・右側中間部シリンダ４ａ，４ｂのヘッド側油室とロッド側油室とに作動油の油圧が作用する第１モード、ヘッド側油室だけに作動油の油圧が作用する第２モード、ロッド側油室だけに作動油の油圧が作用する第３モードに切換えるための３位置の第１中間部切換弁４_Ｖ１と第２中間部切換弁４_Ｖ２を設けると共に、一方の中間部シリンダから他方の中間部シリンダに可逆移動する作動油の過不足分を解消する油戻し補充ライン５を設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、走行体に少なくとも３軸以上の操舵軸が設けられてなる多軸式車両の改善に係り、より詳しくは、ノーマル操舵モード、クラブ操舵モード、クランプ操舵モードに切換えるに際して、車輪を走行するシリンダにキャビテーション、ブースト圧、作動不具合等が発生するのを防止するようにした多軸式車両に関するものである。

特殊な操舵モードを有するステアリング装置を備えたホイールクレーン等の多軸式車両としては、例えば後述するような構成になるものが公知である。以下、従来例に係る典型的な幾つかの多軸式車両のステアリング装置の概要を説明する。先ず、従来例１に係る多軸式車両のステアリング装置は、狭隘地への侵入を容易にするために、前輪と後輪とを同位相に操舵するクラブ操舵モード、逆操舵するクランプ操舵モード、ノーマル操舵モードを選択し得るようにすると共に、現場からの脱出に際して逆ステアリング操作も行えるようにしたものである。

より詳しくは、前記ステアリング装置は、その油圧回路図の図１１に示すように構成されている。即ち、図１１に示す符号Ｆは、前輪ステアリングであって、前輪Ｆ_１，Ｆ_１´の操舵方向を制御するための油圧シリンダ（操舵シリンダに相当する）Ｆ_６，Ｆ_６´が設けられている。また、符号Ｒは、後輪ステアリングであって、後輪Ｒ_１，Ｒ_１´の操舵方向を制御するための油圧シリンダ（操舵シリンダに相当する）Ｒ_６，Ｒ_６´が設けられている。

各油圧シリンダＦ_６，Ｆ_６´，Ｒ_６，Ｒ_６´には、ステアリングホイールＳＨにより操作されるステアリングバルブＳＶから送られる圧油がバルブユニットＣを介して供給されるように構成されている。つまり、前記バルブユニットＣは、前輪ステアリング装置Ｆを制御する油圧シリンダＦ_６，Ｆ_６´に作動油を供給する３位置６ポートの切換弁Ｖ_４を備えると共に、後輪ステアリング装置Ｒを制御する油圧シリンダＲ_６，Ｒ_６´に作動油を供給する３位置６ポートの切換弁Ｖ_２が設けられている（例えば、特許文献１参照。）。

また、従来例２に係る多軸式車両のステアリング装置は、旋回台を１８０度旋回させた状態で操舵する場合、後輪を前輪操舵用操作子（前輪ステアリングハンドル）によって操舵操作することを目的としたものである。より詳しくは、自走型作業用車体の操舵系統を示す図の図１２に示すように、前輪操舵用油圧制御ユニット１２から前輪操舵用油圧シリンダ１５Ｒ，１５Ｌに供給される作動油を後輪操作用油圧シリンダ１８Ｒ，１８Ｌに供給するように、油圧管路を切換える油圧管路切換装置２８を設けたものである（例えば、特許文献２参照。）。

また、従来例３に係る多軸式車両のステアリング装置は、中間輪を、その配置位置に応じた操舵角度で操舵し得る多軸車体に用いるステアリング装置の提供を目的としたものである。以下、ステアリングバルブで制御されるステアリング装置の油圧回路図の図１３を参照しながら、その概要を説明する。即ち、中間輪２_Ｃ，２_Ｃが後輪２_Ｒ，２_Ｒに近い位置に配設されている場合、バルブユニットＶの第２バルブＶ_２の出力ポートＡ_２，Ｂ_２に一端側が接続されてなる第１，２中間・後輪操舵用管路によって後輪２_Ｒ，２_Ｒを操舵する後輪操舵シリンダＲ_Ｃ，Ｒ_Ｃ´と、中間輪２_Ｃ，２_Ｃを操舵する後輪操舵シリンダＲｃ，Ｒｃ´より大径の中間操舵シリンダＣ_Ｃ，Ｃ_Ｃ´とに連通させ、クランプ操舵位置Ｖ_３１とクラブ操舵位置Ｖ_３２を備えた第３切換弁Ｖ_３を介して、クランプ操舵のときにはボトム・ロッド側圧力室を共に活用し、クラブ操舵のときにはボトム側圧力室同士を連通させてロッド側圧力室を活用する構成になっている。端的にいえば、前輪操舵軸と後輪操舵軸が同位相、または逆位相に操舵する場合は、最後輪操舵軸と後輪操舵軸の間の中間操舵軸の操舵速度を小角速度になるように切換弁で制御している。角速度の変更は、作動油量同一の状態で油圧シリンダの受圧面積の切換によっている。なお、前記バルブユニットＶの第１バルブＶ_１の出力ポートＡ_１，Ｂ_１に一端側が接続された第１，２前輪操舵用管路に接続されてなるものは、前輪２_Ｆ，２_Ｆを操舵する前輪操舵シリンダＦ_Ｃ，Ｆ_Ｃ´である（例えば、特許文献３参照。）。
実公平５−３５０３５号公報特開平６−３２２４４号公報特開２００２−１６０６６１号公報

上記従来例１（実公平５−３５０３５号公報）に係る技術によれば、前後１軸のステアリング（操舵）であるから、クランプ操舵であっても、またクラブ操舵であっても前後の車輪の操舵角に相違がない。しかしながら、多軸式車両の場合、クランプ操舵では車輪の操舵角度を車両の前後方向の取付け位置に応じて変える必要があり、またクラブ操舵では全ての車輪を同じ操舵角度にする必要がある。つまり、クランプ操舵からクラブ操舵に、逆にクラブ操舵からクランプ操舵に切換える場合には、少なくとも１軸以上（３軸車両では１軸、４軸車両では２軸）の車輪の操舵角度を変える必要があるので、この技術を多軸式車両に適用することができない。

上記従来例２（特開平６―３２２４４号公報）に係る技術では、独立操舵輪であるために、クランプ操舵、クラブ操舵の操作が難しく、多軸式車両になると操舵はさらに困難になるので、実質的に多軸式車両に対応することができない。

従来例３（特開２００２−１６０６６１号公報）に係る技術では、実際の操舵軸は、図２に示すように、左右の車輪は、車輪の操舵に応じて回動するアーム２２と、これらアーム２２の先端同士を連結する、これらアーム２２の基端間寸法より小寸のタイロッド２３とからなる台形リンク２１により係合されている。左右の操舵シリンダが全く同寸法でロッドの全ストロークが等しいとすると、最縮小から最伸長までの作動油の合計油量は左右同等である。

ところが、上記のとおり、台形リンクにより係合されているため、操舵角の各位置における操舵シリンダの伸縮速度は左右で異なる場合がある。この技術では、左右の操舵シリンダが完全シリーズに回路接合されているため、油圧制御的には常に左右同一速度で伸縮しようとするが、上記のとおり、機械的には左右の操舵シリンダの伸縮速度に速度差が生じるために、結果的に左右の操舵シリンダにキャビテーション、ブースト圧、作動不具合等が発生する恐れがある。また、中間輪の操舵角は、前輪と後輪の中間の操舵角の１モードだけでなく、複数モード必要になる場合がある。この技術の場合には、中間操舵軸の車輪を操舵する回路に２位置の切換弁が介装されているため、中間の操舵角のモードは１モードであるから、複数モードを必要とする場合に対応することができない。

本発明の目的は、ノーマル操舵モード、クラブ操舵モード、クランプ操舵モードに切換えるに際して、操舵シリンダにキャビテーション、ブースト圧、作動不具合等が発生する恐れがなく、中間操舵軸の中間輪を最適なノーマル操舵モードに切換えることを可能ならしめる多軸式車両を提供することである。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、従って上記課題を解決するために本発明の請求項１に係る多軸式車両が採用した手段は、前部操舵軸を備え、前部操舵軸の後方に２軸以上の後部側操舵軸を備え、各操舵軸の車輪を同期操舵させる台形リンクを備え、各操舵軸の車輪を操舵する左右のシリンダに圧油切換手段から作動油が供給される操舵制御手段を備えた多軸式車両において、前記操舵制御手段は、前記圧油切換手段の一方のポートから左右の前部シリンダに連通する第１前部ライン、これら左右の前部シリンダから３位置の前部切換弁に連通する第２前部ライン、前記前部切換弁から圧油切換手段の他方のポートに連通する第３前部ラインからなる前部油圧回路と、前記前部切換弁を介してシリーズに連通する後部油圧回路と、中間部油圧回路とを備えてなり、前記中間部油圧回路は、前記後部油圧回路の左右の後部シリンダから連通する第２後部ラインを左右の中間部シリンダの両方に連通させる位置と、右または左の何れか一方の中間部シリンダに連通させる位置との３位置に切換える第１中間部切換弁と、前記前部切換弁から連通する第１中間部ラインを左右の中間部シリンダの両方に連通させる位置と、右または左の何れか一方の中間部シリンダに連通させる位置との３位置に切換える第２中間部切換弁と、左右の中間部シリンダの一方または他方を第１中間部切換弁、第２中間部切換弁を介して左右の中間部シリンダの他方または一方に連通させる第２中間部ラインと、この第２中間部ラインから分岐してタンクに連通すると共に、作動油の過不足を解消させる油戻し補充ラインを有することを特徴とするものである。

本発明の請求項２に係る多軸式車両が採用した手段は、請求項１に記載の多軸式車両において、前記第２前部ラインの前部シリンダと前部切換弁の間に、切換えにより第１前部ラインから分岐させた分岐ラインを前部切換弁に連通させ、かつ第２前部ラインと前部切換弁の連通を遮断する一方、切換え解除により分岐ラインと前部切換弁の連通を遮断し、かつ第２前部ラインと前部切換弁を連通させる３ポート２位置の第２前部切換弁を介装したことを特徴とするものである。

本発明の請求項１に係る多軸式車両では、前部切換弁を介して第２ラインと第３ラインが連通している場合、ハンドルの操作量に応じて圧油切換手段から前部油圧回路の第１ライン、第２ライン、第３ラインを介して左右の前部シリンダのヘッド側油室とロッド側油室とに同量の圧油が流出入するために、前部操舵軸の左右の車輪がノーマル操舵モードで操舵される。そして、前部切換弁の切換により前部油圧回路と後部油圧回路と中間部油圧回路とがシリーズに連通するため、圧油切換手段の一方の位置への切換えにより、前部切換弁から後部油圧回路の方向に、後部油圧回路から中間部油圧回路の方向に作動油が流動する。また、圧油切換手段の他方の位置への切換えにより、前部切換弁から中間部油圧回路の方向に、中間部油圧回路から後部油圧回路の方向に作動油が流動する。

従って、本発明の請求項１に係る多軸式車両によれば、第１中間部切換弁と、第２中間部切換弁を適宜に切換えることにより、左右の中間部シリンダのヘッド側油室とロッド側油室に作動油の油圧が作用する第１モード、ヘッド側油室だけに作動油の油圧が作用する第２モード、およびロッド側油室だけに作動油の油圧が作用する第３モードに切換えることができる。しかも、左右の中間部シリンダを単独操作することができるために、左右の中間部シリンダにロッドの伸縮速度差による問題が発生するような恐れがない。また、たとえ、ヘッド側油室とロッド側油室に出入りする作動油の油量に過不足が生じても、余分の作動油は油戻し補充ラインを介してタンクに戻される一方、不足分はタンクから油戻し補充ラインを介して補充されるから、中間部シリンダにキャビテーション、ブースト圧、作動不具合等が発生するような恐れがない。

本発明の請求項２に係る多軸式車両によれば、３ポート２位置の第２前部切換弁を切換えることにより、前部油圧回路を閉回路にして前部操舵軸の左右の車輪の操舵をロックすることができる。そして、前部操舵軸の左右の車輪のロックと同時に、中間部油圧回路と後部油圧回路の左右のシリンダのロッドの伸縮を制御して中間部操舵軸と後部操舵軸の車輪だけを操舵することができる。これにより、後部操舵輪の独立操作ができるため、狭所進入性の向上という優れた効果を得ることができる。

以下、本発明の実施の形態１に係る多軸式車両を、３軸の車軸を有する多軸式車両である場合を例として、図面を参照しながら説明する。図１は多軸式車両のノーマル操舵モードを説明するための操舵制御手段の系統図、図２は多軸式車両の台形リンクの模式的構成説明図、図３は多軸式車両のノーマル操舵モード説明図、図４は多軸式車両のクラブ操舵モード説明図、図５は多軸式車両のクランプ操舵モード説明図である。また、図６は多軸式車両のクラブ操舵モードを説明するための操舵制御手段の系統図、図７は多軸式車両のクランプ操舵モードを説明するための操舵制御手段の系統図である。

本発明の実施の形態１に係る多軸式車両を、図１を参照しながら説明すると、多軸式車両の操舵制御手段１は、後述する台形リンク２１を備えてなる前部操舵軸（図示省略）の左右の車輪を操舵する前部油圧回路２を備えている。また、後部側操舵軸の最後部の後部操舵軸（図示省略）の左右の車輪を操舵する後部油圧回路３を備えている。さらに、後部操舵軸と前部操舵軸との間の中間操舵軸（図示省略）の左右の車輪を操舵する中間部油圧回路４を備えている。

前記台形リンク２１は、図２に示すように、それぞれの操舵軸の左右の車輪２０の操舵に応じて回動するアーム２２と、これらアーム２２，２２の先端同士を連結する、アーム２２同士の基端間寸法より小寸のタイロッド２３とから構成されており、連結部位は屈曲自在な構成になっている。なお、左右の車輪２０を、台形リンク２１を介して同期操舵するのは、操舵時における左右の車輪２０の旋回半径が相違し、左右の車輪２０の操舵角度を違える必要があるためである。

前記操舵制御手段１を構成する前部油圧回路２は、ハンドル１ｂの左右回転操作によって作動油の吐出量と吐出方向を切換える圧油切換手段（パワーアシストバルブ）１ａの２ポートのうち一方のＬポートＰ_Ｌから前部操舵軸の車輪を操舵する、同図における左側前部シリンダ２ａのヘッド側油室と、右側前部シリンダ２ｂのロッド側油室とに連通する第１前部ライン２ｃを備えている。また、左側前部シリンダ２ａのロッド側油室と、右側前部シリンダ２ｂのヘッド側油室から、後述する３位置の前部切換弁２_Ｖに連通する第２前部ライン２ｄを備えている。さらに、前部切換弁２_Ｖから圧油切換手段１ａの他方のＲポートＰ_Ｒに連通する第３前部ライン２ｅを備えている。なお、一端が圧油切換手段１ａに連結され、他端が左側前部シリンダ２ａのロッドの先端に連結されてなるものは、左側前部シリンダ２ａのロッドの伸縮量に応じて、圧油切換手段１ａより左側前部シリンダ２ａ、右側前部シリンダ２ｂへの流入量を調整するフィードバック機能を得るためのメカニカルリンク１ｃである。

前記操舵制御手段１を構成する後部油圧回路３は、前記前部切換弁２_Ｖを介して後部操舵軸の車輪を操舵する、図１における左側の左側後部シリンダ３ａのヘッド側油室と、右側の右側後部シリンダ３ｂのロッド側油室に連通する第１後部ライン３ｃを備えている。
また、左側後部シリンダ３ａのロッド側油室と、右側後部シリンダ３ｂのヘッド側油室とから、中間操舵軸の車輪を操舵する中間部油圧回路４に連通する第２後部ライン３ｄを備えている。

前記操舵制御手段１を構成する中間部油圧回路４は、前記前部切換弁２_Ｖから後述する３位置の第２中間部切換弁４_Ｖ２を介して中間部操舵軸の車輪を操舵する、図１における左側の左側中間部シリンダ４ａのロッド側油室と、右側の右側中間部シリンダ４ｂのヘッド側油室に連通する第１中間部ライン４ｃを備えている。また、右側中間部シリンダ４ｂのロッド側油室から後述する３位置の第１中間部切換弁４_Ｖ１を介して前記第２中間部切換弁４_Ｖ２に連通する第２中間部ライン４ｄを備えている。さらに、左側中間部シリンダ４ａのヘッド側油室から第３中間部ライン４ｅが第１中間部切換弁４_Ｖ１を介して前記後部油圧回路３の第２後部ライン３ｄに連通している。

また、前記中間部油圧回路４は、左側中間部シリンダ４ａ、右側中間部シリンダ４ｂのロッド側油室とヘッド側油室から、第２中間部切換弁４_Ｖ２および第１中間部切換弁４_Ｖ１を介して排出される作動油の一部をタンクＴに戻す一方、タンクＴ内の作動油を左側中間部シリンダ４ａ、右側中間部シリンダ４ｂのロッド側油室とヘッド側油室に補充する油戻し補充ライン５を備えている。この油戻し補充ライン５は、第２中間部ライン４ｄからタンクＴに連通し、所定圧以上の圧油をタンクＴに戻す向きに逆止弁が介装されてなる油戻しライン５ａと、前記タンクＴから第２中間部ライン４ｄの方向の作動油の流れを許容する向きに逆止弁が介装され、前記油戻しライン５ａの逆止弁の上流側から分岐すると共に、下流側で合流する油補充ライン５ｂとから構成されている。

なお、この場合には、一方の中間部シリンダのロッド側油室から油戻し補充ライン５の方向に流れる作動油は、他方の中間部シリンダのヘッド側油室に流入すると共に、不足分が油補充ライン５ｂから他方の中間部シリンダのヘッド側油室に補充される。また、一方の中間部シリンダのヘッド側油室から油戻し補充ライン５の方向に流れる作動油は、他方の中間部シリンダのロッド側油室に流入すると共に、余分の作動油が油戻しライン５ａからタンクＴに戻される。つまり、中間部シリンダのヘッド側油室とロッド側油室とのピストンロッドの有無に起因する容量差分の作動油がタンクＴに戻される一方、不足分がタンクＴから補充されるものである。従って、左側中間部シリンダ４ａや右側中間部シリンダ４ｂにキャビテーション、ブースト圧、および作動不具合等が発生するのを防止することができる。

前記前部切換弁２_Ｖは、前部油圧回路２の第２前部ライン２ｄと第３前部ライン２ｅを連通させると共に、後部油圧回路３の第１後部ライン３ｃと、中間部油圧回路４の第１中間部ライン４ｃを遮断するＮ位置を備えている。また、前部油圧回路２の第２前部ライン２ｄと後部油圧回路３の第１後部ライン３ｃを連通させると共に、前部油圧回路２の第３前部ライン２ｅと中間部油圧回路４の第１中間部ライン４ｃを連通させるＡ位置を備えている。さらに、前部油圧回路２の第２前部ライン２ｄと中間部油圧回路４の第１中間部ライン４ｃを連通させると共に、前部油圧回路２の第３前部ライン２ｅと後部油圧回路３の第１後部ライン３ｃを連通させるＢ位置を備えている。

前記第１中間部切換弁４_Ｖ１は、左側後部シリンダ３ａのロッド側油室と右側後部シリンダ３ｂのヘッド側油室から連通する第２後部ライン３ｄを、中間部油圧回路４の左側中間部シリンダ４ａのヘッド側油室と右側中間部シリンダ４ｂのロッド側油室に連通させると共に、油戻し補充ライン５を遮断するＮ位置を備えている。また、第２後部ライン３ｄを右側中間部シリンダ４ｂのロッド側油室に連通させると共に、左側中間部シリンダ４ａのヘッド側油室を油戻し補充ライン５に連通させるＣ位置を備えている。さらに、第２後部ライン３ｄを左側中間部シリンダ４ａのヘッド側油室に連通させると共に、右側中間部シリンダ４ｂのロッド側油室を油戻し補充ライン５に連通させるＤ位置を備えている。

前記第２中間部切換弁４_Ｖ２は、中間部油圧回路４の第１中間部ライン４ｃを左側中間部シリンダ４ａのロッド側油室と右側中間部シリンダ４ｂのヘッド側油室に連通させると共に、左側中間部シリンダ４ａのヘッド側油室と、右側中間部シリンダ４ｂのロッド側油室から第１中間部切換弁４_Ｖ１を介して連通する第２中間部ライン４ｄを遮断するＮ位置を備えている。また、第１中間部ライン４ｃを左側中間部シリンダ４ａのロッド側油室に連通させると共に、第２中間部ライン４ｄを右側中間部シリンダ４ｂのヘッド側油室に連通させるＥ位置を備えている。さらに、第１中間部ライン４ｃを右側中間部シリンダ４ｂのヘッド側油室に連通させると共に、第２中間部ライン４ｄを左側中間部シリンダ４ａのロッド側油室に連通させるＦ位置を備えている。

本発明の実施の形態１に係る多軸式車両のノーマル操舵モードによる車輪の操舵を、図１と図３とを参照しながら説明する。ノーマル操舵モードによる多軸式車両の操舵は、図３に示すように、前部操舵軸の車輪の左右操舵のみが行われる。即ち、多軸式車両の運転席に設けられた操舵モード切替スイッチをノーマル操舵モードにすると前部切換弁２_Ｖ、第１中間部切換弁４_Ｖ１、第２中間部切換弁４_Ｖ２は全てＮ位置に保持されるため、作動油は、図１において太線で示す前部油圧回路２のみを流動し、この前部油圧回路２を流動する作動油の制御によって、左側前部シリンダ２ａと右側前部シリンダ２ｂが制御され、前部操舵軸の車輪だけが操舵される。

本発明の実施の形態１に係る多軸式車両のクラブ操舵モードによる車輪の操舵を、図４と図６とを参照しながら説明する。クラブ操舵モードによる多軸式車両の操舵は、図４に示すように、前部操舵軸、中間部操舵軸、および後部操舵軸の全ての車輪が共に同一方向に同時に操舵される。この場合、多軸式車両の運転席に設けられた操舵モード切替スイッチをクラブ操舵モードにすると前部切換弁２_ＶはＡ位置に、第１中間部切換弁４_Ｖ１はＣ位置に、そして第２中間部切換弁４_Ｖ２はＥ位置に切換えられる。そのため、図６において太線で示すラインを流動する作動油によって全てのシリンダが制御される。

圧油切換手段１ａのＬポートＰ_Ｌから作動油を吐出し、作動油をＲポートＰ_Ｒに戻すことにより、左側のシリンダのロッドを伸長させ、右側のシリンダのロッドを縮小させる場合を説明する。即ち、圧油切換手段１ａのＬポートＰ_Ｌから吐出された作動油は、第１前部ライン２ｃから左側前部シリンダ２ａのヘッド側油室と右側前部シリンダ２ｂのロッド側油室とに作動油が流入するため、左側前部シリンダ２ａのロッドが伸長し、右側前部シリンダ２ｂのロッドが縮小する。このとき、車輪同士が台形リンクにより同期操舵されるように構成されているため、左側前部シリンダ２ａと右側前部シリンダ２ｂはほぼ同量作動する。左側前部シリンダ２ａのロッド側油室と右側前部シリンダ２ｂのヘッド側油室から流出する作動油は、第２前部ライン２ｄ、前部切換弁２_Ｖを経て、後部油圧回路３の第１後部ライン３ｃに流入する。

後部油圧回路３の第１後部ライン３ｃに流入した作動油は、左側後部シリンダ３ａのヘッド側油室と、右側後部シリンダ３ｂのロッド側油室とに流入するため、左側後部シリンダ３ａのロッドが伸長し、右側後部シリンダ３ｂのロッドが縮小する。このとき、車輪同士が台形リンクにより同期操舵されるように構成されているため、左側後部シリンダ３ａと右側後部シリンダ３ｂはほぼ同量作動する。左側後部シリンダ３ａのロッド側油室と右側後部シリンダ３ｂのヘッド側油室から流出する作動油は、第２後部ライン３ｄ、中間部油圧回路４の第１中間部切換弁４_Ｖ１を経て、右側中間部シリンダ４ｂのロッド側油室に流入するため、右側中間部シリンダ４ｂのロッドが縮小する。

前記右側中間部シリンダ４ｂのヘッド側油室から押出された作動油は、前記第２中間部切換弁４_Ｖ２、第２中間部ライン４ｄ、第１中間部切換弁４_Ｖ１を経て、台形リンクの作用によりロッドが伸長する方向に作動している左側中間部シリンダ４ａのヘッド側油室に流入する。これと並行して、作動油の不足分は、タンクＴから油戻し補充ライン５、第１中間部切換弁４_Ｖ１を経て左側中間部シリンダ４ａのヘッド側油室に流入する。一方、左側中間部シリンダ４ａのロッド側油室から押出された作動油は、第２中間部切換弁４_Ｖ２、第１中間部ライン４ｃ、前部切換弁２_Ｖ、前部油圧回路２の第３前部ライン２ｅを経て圧油切換手段１ａのＲポートＰ_Ｒに戻るため、前部操舵軸、中間部操舵軸、および後部操舵軸の全ての車輪が共に同一方向、例えば左側に同時に操舵される。

圧油切換手段１ａのＲポートＰ_Ｒから作動油を吐出し、作動油をＬポートＰ_Ｌに戻すことにより、左側のシリンダのロッドを縮小させると共に、右側のシリンダのロッドを伸長させる場合を説明する。即ち、圧油切換手段１ａのＲポートＰ_Ｒから吐出された作動油は第３前部ライン２ｅ、前部切換弁２_Ｖ、中間部油圧回路４の第１中間部ライン４ｃ、第２中間部切換弁４_Ｖ２を経て、左側中間部シリンダ４ａのロッド側室に流入するため、この左側中間部シリンダ４ａのロッドが縮小する。左側中間部シリンダ４ａのヘッド側室から押出された作動油は、第３中間部ライン４ｅ、第１中間部切換弁４_Ｖ１、第２中間部ライン４ｄ、第２中間部切換弁４_Ｖ２を経て、台形リンクのためにロッドが伸長する方向に作動する右側中間部シリンダ４ｂのヘッド側油室に流入する。これと並行して、作動油が不足する場合は、不足分がタンクＴから油戻し補充ライン５、第２中間部ライン４ｄ、第２中間部切換弁４_Ｖ２を経て右側中間部シリンダ４ｂのヘッド側油室に流入する。

前記右側中間部シリンダ４ｂのロッド側油室から押出され作動油は、第１中間部切換弁４_Ｖ１、後部油圧回路３の第２後部ライン３ｄを経て、左側後部シリンダ３ａのロッド側油室と右側後部シリンダ３ｂのヘッド側油室に流入する。そのため、左側後部シリンダ３ａのロッド縮小し、右側後部シリンダ３ｂのロッドが伸長する。左側後部シリンダ３ａのヘッド側油室と右側後部シリンダ３ｂのロッド側油室から押出された作動油は、第１後部ライン３ｃ、前部切換弁２_Ｖ、前部油圧回路２の第２前部ライン２ｄに流入する。

前部油圧回路２の第２前部ライン２ｄに流入した作動油は、左側前部シリンダ２ａのロッド側油室と、右側前部シリンダ２ｂのヘッド側油室とに流入するため、左側前部シリンダ２ａのロッドは縮小し、右側前部シリンダ２ｂのロッドは伸長する。そして、左側前部シリンダ２ａのヘッド側油室と、右側前部シリンダ２ｂのロッド側油室から押出された作動油は、第１前部ライン２ｃを介して圧油切換手段１ａのＬポートＰ_Ｌに戻るため、前部操舵軸、中間部操舵軸、および後部操舵軸の全ての車輪が共に同一方向、例えば右側に同時に操舵される。

本発明の実施の形態１に係る多軸式車両のクランプ操舵モードによる車輪の操舵を、図５と図７とを参照しながら説明する。クランプ操舵モードによる多軸式車両の操舵は、図５に示すように、前部操舵軸の車輪と、中間部操舵軸、および後部操舵軸の車輪と逆方向に操舵（中間部操舵軸の車輪の操舵角＜後部操舵軸の車輪の操舵角）される。この場合には、多軸式車両の運転席に設けられた操舵モード切替スイッチをクランプ操舵モードにすると前部切換弁２_ＶはＢ位置に切換えられると共に、第１中間部切換弁４_Ｖ１、第２中間部切換弁４_Ｖ２は共にＮ位置に保持される。そのため、図７において太線で示すラインを流動する作動油によって全てのシリンダが、後述するように制御される。

先ず、圧油切換手段１ａのＬポートＰ_Ｌから圧油を吐出し、ＲポートＰ_Ｒに戻すことにより、前部油圧回路２の左側前部シリンダ２ａのロッドを伸長させ、右側前部シリンダ２ｂのロッドを縮小させると共に、左側中間部シリンダ４ａおよび左側後部シリンダ３ａのロッドを縮小させ、右側中間部シリンダ４ｂおよび右側後部シリンダ３ｂのロッドを伸長させる場合を説明する。

この場合、前部油圧回路２の第１前部ライン２ｃから左側前部シリンダ２ａのヘッド側油室と、右側前部シリンダ２ｂのロッド側油室とに作動油が流入するため、左側前部シリンダ２ａのロッドが伸長し、右側前部シリンダ２ｂのロッドが縮小する。左側前部シリンダ２ａのロッド側油室と右側前部シリンダ２ｂのヘッド側油室とから押出された作動油は、第２前部ライン２ｄ、前部切換弁２_Ｖを経て、中間部油圧回路４の第１中間部ライン４ｃに流入する。第１中間部ライン４ｃに流入した作動油は、第２中間部切換弁４_Ｖ２を経て左側中間部シリンダ４ａのロッド側油室と、右側中間部シリンダ４ｂのヘッド側油室に流入するため、左側中間部シリンダ４ａのロッドが縮小し、右側中間部シリンダ４ｂのロッドが伸長する。

中間部油圧回路４の左側中間部シリンダ４ａのヘッド側油室と右側中間部シリンダ４ｂのロッド側油室から押出された作動油は、第１中間部切換弁４_Ｖ１、後部油圧回路３の第２後部ライン３ｄを経て左側後部シリンダ３ａのロッド側油室と右側後部シリンダ３ｂのヘッド側油室に流入するため、左側後部シリンダ３ａのロッドが縮小し、右側後部シリンダ３ｂのロッドが伸長する。この場合は、左・右側後部シリンダ３ａ，３ｂのシリンダの内径は、前記左・右側中間部シリンダ４ａ，４ｂのシリンダの内径より小径に設定されていて、左・右側後部シリンダ３ａ，３ｂの右方向への作動量は、前記左・右側中間部シリンダ４ａ，４ｂの右方向への作動量より大きいため、車輪の操舵角は大きくなる。後部油圧回路３の左側後部シリンダ３ａのヘッド側油室と右側後部シリンダ３ｂのロッド側油室から押出された作動油は、第１後部ライン３ｃ、前部切換弁２_Ｖ、前部油圧回路２の第３前部ラインを経て圧油切換手段１ａのＲポートＰ_Ｒに流入するため、例えば前部操舵軸の車輪が左側に、中間部操舵軸、および後部操舵軸の車輪が右側に操舵される。

圧油切換手段１ａのＲポートＰ_Ｒから作動油を吐出し、作動油をＬポートＰ_Ｌに戻すことにより、前部油圧回路２の左側前部シリンダ２ａのロッドを縮小させ、右側前部シリンダ２ｂのロッドを伸長させると共に、左側中間部シリンダ４ａおよび左側後部シリンダ３ａのロッドを伸長させ、右側中間部シリンダ４ｂおよび右側後部シリンダ３ｂのロッドを縮小させる場合を説明する。この場合には、圧油切換手段１ａのＲポートＰ_Ｒから吐出された作動油は、前部油圧回路２の第３前部ライン２ｅ、前部切換弁２_Ｖ、後部油圧回路３の第１後部ライン３ｃを経て、左側後部シリンダ３ａのヘッド側油室に流入し、右側後部シリンダ３ｂのロッド側油室に流入する。そのため、左側後部シリンダ３ａのロッドが伸長し、右側後部シリンダ３ｂのロッドが縮小する。

後部油圧回路３の左側後部シリンダ３ａのロッド側油室と、右側後部シリンダ３ｂのヘッド側油室とから押出された作動油は、後部油圧回路３の第２後部ライン３ｄ、中間部油圧回路４の第１中間部切換弁４_Ｖ１を経て、左側中間部シリンダ４ａのヘッド側油室と右側中間部シリンダ４ｂのロッド側油室とに流入するため、左側中間部シリンダ４ａのロッドが伸長し、右側中間部シリンダ４ｂのロッドが縮小する。この場合、上記のとおり、左・右側中間部シリンダ４ａ，４ｂのシリンダの内径は、左・右側後部シリンダ３ａ，３ｂのシリンダの内径より大径に設定されていて、左・右側中間部シリンダ４ａ，４ｂの右方向への作動量は、左・右側後部シリンダ３ａ，３ｂの右方向への作動量より小さいため、車輪の操舵角は小さくなる。

左側中間部シリンダ４ａのロッド側油室と右側中間部シリンダ４ｂのヘッド側油室とから押出された作動油は、第２中間部切換弁４_Ｖ２、第１中間部ライン４ｃ、前部油圧回路２の前部切換弁２_Ｖ、第２前部ライン２ｄを経て、左側前部シリンダ２ａのロッド側油室と右側前部シリンダ２ｂのヘッド側油室に流入する。そのため、左側前部シリンダ２ａのロッドは縮小し、右側前部シリンダ２ｂのロッドが伸長する。左側前部シリンダ２ａのヘッド側油室と右側前部シリンダ２ｂのロッド側油室から押出された作動油は、第１前部ライン２ｃを経て圧油切換手段１ａのＬポートＰ_Ｌに流入するため、例えば前部操舵軸の車輪が右側に、中間部操舵軸、および後部操舵軸の車輪が左側に操舵される。

従って、本発明の実施の形態１に係る多軸式車両によれば、ノーマル操舵モード、クラブ操舵モード、クランプ操舵モードによる操舵が上記のように行われる。即ち、３位置の第１中間部切換弁４_Ｖ１と、３位置の第２中間部切換弁４_Ｖ２を適宜に切換えることによって、３位置の前部切換弁２_Ｖを経た作動油が左・右側中間部シリンダ４ａ，４ｂのヘッド側油室とロッド側油室とに共に作動油の油圧が作用する第１モード、ヘッド側油室だけに作動油の油圧が作用する第２モード、およびロッド側油室だけに作動油の油圧が作用する第３モードに切換えることができる。

また、本発明の実施の形態１に係る多軸式車両によれば、左・右側中間部シリンダ４ａ，４ｂを単独操作することができるため、左・右側中間部シリンダ４ａ，４ｂのロッドの伸縮速度差による問題が発生するような恐れがない。また、たとえ、ヘッド側油室とロッド側油室に出入りする作動油の油量に過不足が生じたとしても、余分の作動油は油戻し補充ラインからタンクに戻される一方、作動油の不足分がタンクから補充されるから、左・右側中間部シリンダ４ａ，４ｂにキャビテーション、ブースト圧、作動不具合等が発生するような恐れがない。

次に、本発明の実施の形態２に係る多軸（３軸）式車両を、添付図面を参照しながら説明する。図８は多軸式車両の操舵制御手段の一部を示す系統図、図９は後部側操舵軸の車輪のみを操舵する特殊操舵モード説明図、図１０は多軸式車両の特殊操舵モードを説明するための操舵制御手段の系統図である。なお、本発明の実施の形態２が上記実施の形態１と相違するところは、前部油圧回路２の構成が相違するだけで、中間部油圧回路４と後部油圧回路３の構成は上記実施の形態１と全く同構成であるから、同一のもの並びに同一機能を有するものに同一符号を付して、その相違する点について説明する。

本発明の実施の形態２に係る多軸式車両の操舵制御手段１の前部油圧回路２は、図８に示すように構成されている。即ち、前部油圧回路２の第２前部ライン２ｄの左・右側前部シリンダ２ａ，２ｂと、前部切換弁２_Ｖの間に、３ポート２位置の第２前部切換弁２_Ｖ２が介装する。また、圧油切換手段（オービットロール）１ａのＬポートＰＬから左・右側前部シリンダ２ａ，２ｂに連通する第１前部ライン２ｃから分岐ライン２ｆを分岐させ、この分岐ライン２ｆの先端を前部切換弁２_Ｖに接続する。そして、第２前部切換弁２_Ｖ２の切換により、第２前部ライン２ｄと前部切換弁２_Ｖの連通を遮断すると共に、分岐ライン２ｆを中間部油圧回路４と後部油圧回路に連通させ、前部操舵軸の車輪を操舵せず、中間部操舵軸、後部操舵軸の車輪を操舵するように構成したものである。

以下、本発明の実施の形態２に係る多軸式車両の作用態様を、図９と図１０を参照しながら説明する。即ち、第２前部切換弁２_Ｖ２をＧ位置に切換えない場合には、第２前部ライン２ｄと第３前部ライン２ｅが前部切換弁２_Ｖを介して中間部油圧回路４と後部油圧回路３に連通するため、上記実施の形態１の場合と全く同様の操舵操作を行うことができる。
そして、第２前部切換弁２_Ｖ２をＧ位置に切換えると、前部油圧回路２の左・右側前部シリンダ２ａ，２ｂはロックされるが、分岐ライン２ｆが中間部油圧回路４と後部油圧回路に連通するため、図９に示すように、中間部操舵軸と後部操舵軸の車輪を操舵することが可能になる。

この場合には、前記第２前部切換弁２_Ｖ２、前部切換弁２_Ｖ、第１中間部切換弁４_Ｖ１、第２中間部切換弁４_Ｖ２は、それぞれＧ位置、Ｂ位置、Ｄ位置、およびＦ位置に切換えられており、作動油が図１０において太線で示すラインを流動する作動油により、左・右後部シリンダ３ａ，３ｂ、左・右中間部シリンダ４ａ，４ｂが制御される。先ず、圧油切換手段１ａのＬポートＰ_Ｌから作動油を吐出し、作動油を圧油切換手段１ａのＲポートＰ_Ｒに戻す場合を説明する。

即ち、圧油切換手段１ａのＬポートＰ_Ｌから吐出された作動油は、分岐ライン２ｆ、前部切換弁２_Ｖ、第１中間部ライン４ｃ、および第２中間部切換弁４_Ｖ２を経て右側中間部シリンダ４ｂのヘッド側油室に流入するために、右側中間部シリンダ４ｂのロッドが伸長する。右側中間部シリンダ４ｂのロッド側油室から押出された作動油は、第１中間部切換弁４_Ｖ１、第２中間部ライン４ｄ、第２中間部切換弁４_Ｖ２を経て、台形リンクの働きにより右側中間部シリンダ４ｂのロッド伸長方向への作動に伴ってロッドが縮小する方向に作動する左側中間部シリンダ４ａのロッド側油室に流入する。この場合、作動油の油量に過不足がないため、油戻し補充ライン５から作動油がタンクＴに戻されたり、タンクＴから作動油が補充されたりするようなことがない。

前記左側中間部シリンダ４ａのヘッド側油室から押出された作動油は、第１中間部切換弁４_Ｖ１、後部油圧回路３の第２後部ライン３ｄを経て、左側後部シリンダ３ａのロッド側油室と右側後部シリンダ３ｂのヘッド側油室に流入するため、左側後部シリンダ３ａのロッドが縮小し、右側後部シリンダ３ｂのロッドが伸長する。そして、左側後部シリンダ３ａのヘッド側油室と右側後部シリンダ３ｂのロッド側油室から押出された作動油は、第１後部ライン３ｃ、前部油圧回路２の前部切換弁２_Ｖ、第３前部ライン２ｅを経て、作動油が圧油切換手段１ａのＲポートＰ_Ｒに戻るから、中間部操舵軸と後部操舵軸の車輪が、例えば左側に操舵される。

上記とは逆に、圧油切換手段１ａのＲポートＰ_Ｒから作動油を吐出すると共に作動油を圧油切換手段１ａのＬポートＰ_Ｌに戻す場合を説明する。即ち、圧油切換手段１ａのＲポートＰ_Ｒから吐出された作動油は、第３前部ライン２ｅ、前部切換弁２_Ｖ、後部油圧回路３を経て、左側後部シリンダ３ａのヘッド側油室と右側後部シリンダ３ｂのロッド側油室に流入するため、左側後部シリンダ３ａのロッドが伸長し、右側後部シリンダ３ｂのロッドが縮小する。

左側後部シリンダ３ａのロッド側油室と右側後部シリンダ３ｂのヘッド側油室から押出された作動油は、第２後部ライン３ｄ、中間部油圧回路の４の第１中間部切換弁４_Ｖ１を経て、左側中間部シリンダ４ａのヘッド側油室に流入するため、左側中間部シリンダ４ａのロッドが伸長する。そして、左側中間部シリンダ４ａのロッド側油室から押出された作動油は、第２中間部切換弁４_Ｖ２、第２中間部ライン４ｄ、および第１中間部切換弁４_Ｖ１を経て、台形リンクの働きによりロッドが縮小する方向に作動する右側中間部シリンダ４ｂのロッド側油室に流入する。

この場合も、作動油の油量に過不足がないため、油戻し補充ライン５から作動油がタンクＴに戻されたり、タンクＴから作動油が補充されたりするようなことがない。左側中間部シリンダ４ａのヘッド側油室から押出されて作動油は、第２中間部切換弁４_Ｖ２、第１中間部ライン４ｃ、前部切換弁２_Ｖ、第２前部切換弁２_Ｖ２、分岐ライン２ｆを経て、圧油切換手段１ａのＬポートＰ_Ｌに戻るから、中間部操舵軸と後部操舵軸の車輪が、例えば右側に操舵される。

本実施の形態２に係る多軸式車両によれば、上記実施の形態１に係る多軸式車両の効果に加えて、３ポート２位置の第２前部切換弁２_Ｖ２を切換えて前部油圧回路２を閉回路にして前部操舵軸の車輪の操舵をロックすると同時に、中間部操舵軸と後部操舵軸の車輪だけを操舵することができる。従って、本実施の形態２に係る多軸式車両によれば、中間部操舵軸と後部操舵軸の車輪だけを操舵することにより、後部操舵輪の独立操作ができるため、狭所進入性の向上という優れた効果を得ることができる。

なお、以上の実施の形態１，２に係る多軸式車両では、３軸の場合を例として説明したが、前部操舵軸として最前部操舵軸とその後の操舵軸の２軸を備えている(中間部と後部を合わせ、４軸となる)場合には、３軸での中間部と後部間の操舵軸制御を前部操舵軸の２軸間に適用するようにすれば良い。従って、本発明の技術的思想を４軸の多軸式車両に対しても適用することができるので、３軸の多軸式車両に限定されるものではない。

また、操舵切換手段のＲポートＰ_Ｒが左・右側前部シリンダに連通し、左・右側前部シリンダから前部切換弁に連通し、この前部切換弁から操舵切換手段のＬポートＰ_Ｌに連通する場合には、後述するような構成にすることができる。即ち、第１後部ラインを、左側後部シリンダのロッド側油室と、右側後部シリンダのヘッド側油室に連通させ、左側後部シリンダのヘッド側油室と、右側後部シリンダのロッド側油室を第１中間部切換弁に連通させるというように、左側シリンダと右側シリンダのロッド側油室とヘッド側油室に連通するラインを、上記実施の形態に係る操舵制御手段と逆にすることができる。従って、上記実施の形態に係る形態に限定されるものではない。

本発明の実施の形態１に係る多軸式車両のノーマル操舵モードを説明するための操舵制御手段の系統図である。多軸式車両の台形リンクの模式的構成説明図である。本発明の実施の形態１に係る多軸式車両のノーマル操舵モード説明図である。本発明の実施の形態１に係る多軸式車両のクラブ操舵モード説明図である。本発明の実施の形態１に係る多軸式車両のクランプ操舵モード説明図である。本発明の実施の形態１に係る多軸式車両のクラブ操舵モードを説明するための操舵制御手段の系統図である。本発明の実施の形態１に係る多軸式車両のクランプ操舵モードを説明するための操舵制御手段の系統図である。本発明の実施の形態２に係る多軸式車両の操舵制御手段の一部を示す系統図である。本発明の実施の形態２に係る多軸式車両の後部側操舵軸の車輪のみを操舵する特殊操舵モード説明図である。本発明の実施の形態２に係る多軸式車両の特殊操舵モードを説明するための操舵制御手段の系統図である。従来例１に係るステアリング装置の油圧回路図である。従来例２に係り、自走型作業用車体の操舵系統を示す図である。従来例３に係り、ステアリングバルブで制御されるステアリング装置の油圧回路図である。

符号の説明

１…操舵制御手段，１ａ…圧油切換手段，１ｂ…ハンドル，１ｃ…メカニカルリンク
２…前部油圧回路，２ａ…左側前部シリンダ，２ｂ…右側前部シリンダ，２ｃ…第１前部ライン，２ｄ…第２前部ライン，２ｅ…第３前部ライン，２ｆ…分岐ライン，２_Ｖ…前部切換弁，２_Ｖ２…第２前部切換弁
３…後部油圧回路，３ａ…左側後部シリンダ，３ｂ…右側後部シリンダ，３ｃ…第１後部ライン，３ｄ…第２後部ライン
４…中間部油圧回路，４ａ…左側中間部シリンダ，４ｂ…右側中間部シリンダ，４ｃ…第１中間部ライン，４ｄ…第２中間部ライン，４ｅ…第３中間部ライン，４_Ｖ１…第１中間部切換弁，４_Ｖ２…第２中間部切換弁
５…油戻し補充ライン，５ａ…油戻しライン，５ｂ…油補充ライン
２０…車輪
２１…台形リンク，２２…アーム，２３…タイロッド
Ｐ_Ｌ…Ｌポート
Ｐ_Ｒ…Ｒポート
Ｔ…タンク

Claims

前部操舵軸を備え、前部操舵軸の後方に２軸以上の後部側操舵軸を備え、各操舵軸の車輪を同期操舵させる台形リンクを備え、各操舵軸の車輪を操舵する左右のシリンダに圧油切換手段から作動油が供給される操舵制御手段を備えた多軸式車両において、前記操舵制御手段は、前記圧油切換手段の一方のポートから左右の前部シリンダに連通する第１前部ライン、これら左右の前部シリンダから３位置の前部切換弁に連通する第２前部ライン、前記前部切換弁から圧油切換手段の他方のポートに連通する第３前部ラインからなる前部油圧回路と、前記前部切換弁を介してシリーズに連通する後部油圧回路と、中間部油圧回路とを備えてなり、前記中間部油圧回路は、前記後部油圧回路の左右の後部シリンダから連通する第２後部ラインを左右の中間部シリンダの両方に連通させる位置と、右または左の何れか一方の中間部シリンダに連通させる位置との３位置に切換える第１中間部切換弁と、前記前部切換弁から連通する第１中間部ラインを左右の中間部シリンダの両方に連通させる位置と、右または左の何れか一方の中間部シリンダに連通させる位置との３位置に切換える第２中間部切換弁と、左右の中間部シリンダの一方または他方を第１中間部切換弁、第２中間部切換弁を介して左右の中間部シリンダの他方または一方に連通させる第２中間部ラインと、この第２中間部ラインから分岐してタンクに連通すると共に、作動油の過不足を解消させる油戻し補充ラインを有することを特徴とする多軸式車両。
前記第２前部ラインの前部シリンダと前部切換弁の間に、切換えにより第１前部ラインから分岐させた分岐ラインを前部切換弁に連通させ、かつ第２前部ラインと前部切換弁の連通を遮断する一方、切換え解除により分岐ラインと前部切換弁の連通を遮断し、かつ第２前部ラインと前部切換弁を連通させる３ポート２位置の第２前部切換弁を介装したことを特徴とする請求項１に記載の多軸式車両。