JP2008162410A

JP2008162410A - 作業車両のステアリングおよび作業機の制御装置

Info

Publication number: JP2008162410A
Application number: JP2006354210A
Authority: JP
Inventors: Chikahide Mizoguchi; 周秀溝口; Satoru Tanaka; 哲田中
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2006-12-28
Filing date: 2006-12-28
Publication date: 2008-07-17

Abstract

【課題】ステアリング制御系の応答性を向上させるとともにエネルギーロスを少なくする。しかもステアリング機構と作業機を駆動する駆動源を、共通の油圧ポンプとして、油圧ポンプの搭載スペースがかさまないようにする。またシンプルな回路構成で低コスト化を図る。
【解決手段】分流回路３０（３１〜４０）は、プライオリティ弁６から分流された圧油を、作業機用制御弁２０を通過させて、タンク９に排出させる回路である。分流回路３０には、出口側がタンク９に連通された絞り３６が設けられている。分流回路３０には、絞り３６と並列に配置された弁であって、作業機操作信号が入力されることにより、当該弁の通路を開放するように動作するバイパス手段１４０が設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、ダンプトラック等の作業車両に関し、特に車両のステアリングおよび作業機を制御する装置に関するものである。

ダンプトラックには、ステアリング機構が搭載されている。ステアリングハンドルの操作に応じて車両のステアリング機構が駆動制御され、車両の走行方向が変化される。

また、ダンプトラックには、ホイスト機構が搭載されている。作業機操作レバーの操作に応じてホイスト機構が駆動制御されダンプボディ（ベッセル）の前部が上昇して、ダンプボディ内の荷が車両の後方にすべり落とされる。

ステアリング機構およびホイスト機構は、ともにダンプトラックに搭載された油圧ポンプを駆動源として駆動制御される。すなわち、油圧ポンプから吐出された圧油がステアリング用制御弁を介してステアリング用油圧シリンダに供給され、これによりステアリング用油圧シリンダが作動され、これによりステアリング用油圧シリンダに連結されたステアリング機構が駆動されることにより、車両の走行方向が変化される。また、油圧ポンプから吐出された圧油がホイスト用制御弁を介してホイスト用油圧シリンダに供給され、これによりホイスト用油圧シリンダが作動され、これによりホイスト用油圧シリンダに連結されたホイスト機構が駆動されることにより、ダンプボディの前部が上昇する。

こうした２種類の異なるステアリング機構および作業機（ホイスト機構）を駆動制御しようとするときに、油圧ポンプを各機構それぞれに設け各機構を独立して駆動制御するという考え方と、両機構で共通の油圧ポンプを設け必要に応じて油圧ポンプの吐出流量を配分するという考え方とがある。

（従来技術１）
特許文献１には、主としてホイールローダを対象として、油圧ポンプをステアリング機構、作業機それぞれに設けステアリング機構、作業機（ブーム、バケット）を独立して駆動制御するという技術思想が開示されている。

ステアリング機構を駆動制御するための油圧回路には、ステアリングの応答性を向上させるための制御装置が組み込まれている。すなわち、可変容量型の油圧ポンプの吐出油路には、フローコントロール弁とステアリング用制御弁とが設けられている。

油圧ポンプの容量は、フローコントロール弁を介してタンクへ排出される通路の絞りの前後差圧が一定となるように、すなわちこの絞りの通過流量が常時一定になるように調整される。一方で、フローコントロール弁は、ステアリング用制御弁の前後差圧が一定に保持されるように動作して、ステアリング操作時は、ステアリング側へ必要流量を供給する。これにより油圧ポンプからステアリング用油圧シリンダに必要な流量に加えてこの絞り通過分の余剰流量が供給される。ステアリング操作が通常の操作速度の範囲内では、ステアリング用制御弁の前後差圧はほぼ一定に保持されており、フローコントロール弁を介して常時、必要最小限の流量の圧油が余剰流量として絞りを介してタンクに排出されている。ステアリングハンドルが急操作されるなどしてステアリング用制御弁の前後差圧が急激に小さくなると、フローコントロール弁は、ステアリング用制御弁の前後差圧を一定に保持すべく、タンクに排出されていた余剰分の流量の圧油をステアリング用油圧シリンダ側に供給されるように動作する。

このように特許文献１に記載された発明は、ステアリングの急操作に対する応答が非常に高いという効果がある。油圧ポンプから吐出される圧油の流量は、ステアリングの急操作時の応答性を加味した必要最小限の流量である。直進走行時などステアリングが操作されていない中立状態のときでも、油圧ポンプから吐出される圧油の流量は、タンクに排出される必要最小限の余剰流量だけである。このため良好な応答性を保ちつつ油圧ロスが最小限に抑制されるという効果がある。

（従来技術２）
特許文献２には、主としてフォークリフトを対象として、ステアリング機構、作業機（リフト機構、チルト機構）の両機構で共通の油圧ポンプを設け必要に応じて油圧ポンプの吐出流量を配分するという技術思想が開示されている。

この特許文献２においても、ステアリング急操作時の応答性を確保するための制御装置が油圧回路に組み込まれている。すなわち、可変容量型の油圧ポンプの吐出油路には、油圧ポンプの吐出圧油をステアリング回路と、作業機用制御弁に分流する分流弁が設けられている。作業機が操作されていないときは、可変容量型の油圧ポンプの容量は、常時、ステアリングハンドルを所望最大速度で回転させるために必要な流量が吐出されるように調整される。分流弁は、ステアリング操作に必要な流量をステアリング回路に供給し、残りの流量を作業機用操作弁のセンターバイパス回路を介してタンクに排出される。作業機が操作されると、可変容量型の油圧ポンプの容量は、最大容量に調整される。
特開２００５−１７０１７８号公報特開平３−８６６８４号公報

上述の特許文献１記載の発明は、ステアリングの急操作に対する応答が非常に高いという効果があり、かつ油圧ロスが最小限に抑制されるという効果がある。しかし、油圧ポンプが２つ必要であることから、搭載スペースがかさむという問題がある。

これに対して、上述の特許文献２記載の発明は、油圧ポンプを１つ設けるだけでよく搭載スペースをとらないという利点がある。しかし、直進走行時などステアリングハンドルが中立位置にあるときでも、油圧ポンプから、ステアリングハンドルを所望の最大速度で回転させるために必要な流量が吐出されており、特に積荷が重くかつゆっくりすえ切りする等のハンドル低速かつ高負荷では油圧ロスが甚大であるという問題がある。

一方で、ダンプトラックの場合には、特許文献１や特許文献２で想定しているホイールローダやフォークリフトの作業機と異なり、ステアリング操作に比して作業機（ホイスト機構）が操作される頻度は低い。しかも作業機の操作には微操作などの細かな制御は不要であり、むしろ作業効率を高めるために作業機（ホイスト機構）は最大の速度で作動させることが望ましい。このため作業機（ホイスト機構）を駆動制御する油圧回路を構築するにあたって、費用対効果の点で制御が複雑となり高コストとなる回路は不要であり、シンプルで低コストな回路が望ましい。
本発明は、従来技術１のステアリング制御系の応答性がよくエネルギーロスが少ないという利点を取り入れ、しかも従来技術２の油圧ポンプが１つで搭載スペースをとらないという利点を取り入れつつ、さらにシンプルな回路構成で低コスト化を図ることを解決課題とするものである。

第１発明は、
ステアリング機構を作動させるためのステアリング操作信号に応じてステアリング機構を駆動制御するとともに、作業機を作動させるための作業機操作信号に応じて作業機を駆動制御する油圧回路が備えられた作業車両のステアリングおよび作業機の制御装置であって、
圧油を吐出する可変容量型油圧ポンプと、
ステアリング機構を作動させるステアリング用油圧アクチュエータと、
作業機を作動させる作業機用油圧アクチュエータと、
ステアリング操作信号に応じた流量の圧油が前記ステアリング用油圧アクチュエータに供給されるように動作するステアリング用制御弁と、
作業機操作信号に応じた流量の圧油が前記作業機用油圧アクチュエータに供給されるように動作する作業機用制御弁と、
前記可変容量型油圧ポンプと前記ステアリング用制御弁との間に設けられ、前記ステアリング用制御弁の前後差圧が設定値になるように前記可変容量型油圧ポンプの吐出圧油を前記ステアリング用制御弁に供給するとともに、前記作業機用制御弁側に分流するプライオリティ弁と、
前記プライオリティ弁から分流された圧油を、前記作業機用制御弁を通過させて、タンクに排出させる分流回路と、
前記分流回路に設けられ、出口側がタンクに連通された絞りと、
前記絞りの前後差圧が設定値になるように前記可変容量型油圧ポンプの容量を制御する容量制御手段と、
前記分流油路にあって、前記絞りと並列に配置された弁であって、作業機操作信号が入力されることにより、当該弁の通路を開放するように動作するバイパス手段と
を備えたことを特徴とする。

第２発明は、第１発明において、
前記バイパス手段は、切換弁であること
を特徴とする。

第３発明は、第１発明において、
前記バイパス手段は、
前記絞りと並列に配置され、リリーフ圧が変更可能なリリーフ弁と、
作業機操作信号が入力されることにより前記リリーフ弁のリリーフ圧を低い側に変更するように動作する制御弁と
を備えたこと特徴とする。

第４発明は、第１発明において、
前記作業機用制御弁は、オープンセンタ方式のバルブであること
を特徴とする。

第５発明は、第１発明ないし第４発明において、作業車両は、ダンプトラックであって、前記作業機は、ボディをダンプ作動させるホイスト機構であること
を特徴とする。

図１に示すように、本発明の装置は、ステアリング機構を作動させるためのステアリング操作信号に応じてステアリング機構を駆動制御するとともに、作業機を作動させるための作業機操作信号に応じて作業機１００を駆動制御する油圧回路が備えられた作業車両のステアリングおよび作業機の制御装置である。

圧油を吐出する可変容量型油圧ポンプ２と、ステアリング機構を作動させるステアリング用油圧アクチュエータ５と、作業機を作動させる作業機用油圧アクチュエータ２１と、ステアリング操作信号に応じた流量の圧油が前記ステアリング用油圧アクチュエータ５に供給されるように動作するステアリング用制御弁４と、作業機操作信号に応じた流量の圧油が作業機用油圧アクチュエータ２１に供給されるように動作する作業機用制御弁２０とが設けられている。

可変容量型油圧ポンプ２とステアリング用制御弁４との間には、ステアリング用制御弁４の前後差圧Ｐｐ´−ＰLが設定値になるように可変容量型油圧ポンプ２の吐出圧油をステアリング用流量制御弁４に供給するとともに、作業機用制御弁２０側に分流するプライオリティ弁６が設けられている。

分流回路３０（３１〜４０）は、プライオリティ弁６から分流された圧油を、作業機用制御弁２０を通過させて、タンク９に排出させる回路である。

分流回路３０には、出口側がタンク９に連通された絞り３６が設けられている。

容量制御手段１０は、絞り３６の前後差圧ＰR−ＰTが設定値ΔＰになるように可変容量型油圧ポンプ２の容量を制御する。

分流回路３０には、絞り３６と並列に配置された弁であって、作業機操作信号が入力されることにより、当該弁の通路を開放するように動作するバイパス手段１４０が設けられている。

以上のように構成された本発明はつぎのように動作する。

（ステアリング操作信号、作業機操作信号が出力されておらずステアリング用制御弁１４および作業機用制御弁２０がともに中立位置にあるとき）
ステアリング操作信号が出力されていないときには、ステアリング用制御弁４は中立位置４ｃに位置されており、負荷検出ポート４ｆではタンク圧とほぼ同圧が検出されている。このため、ステアリング用制御弁４の前後差圧（Ｐp′−ＰL）がほぼＰp′となり、ステアリング側に油がいかないようにプライオリティ弁６は弁位置６ａに調整される。

プライオリティ弁６から分流された圧油は、分流回路３０に分流される。分流された圧油は作業機用操作弁２０を通過して絞り３６およびバイパス手段１４０に導かれる。

ここで作業機操作信号がバイパス手段１４０に入力されていないためバイパス手段１４０は開放していない。

このため、分流回路３０に分流された圧油は、バイパス手段１４０に並列に配置された絞り３６を介してタンク９に排出される。

容量制御手段１０は、絞り３６の前後差圧（ＰR−ＰT）が設定値ΔＰに一致するように油圧ポンプ２の斜板２ａを調整する。このため、分流回路３０には、エンジン１の回転数や負荷に左右されずに、設定値ΔＰに対応する一定の余裕分の流量αが流れることになる。

一方で、上述のようにステアリング用制御弁４には、ステアリング用油圧アクチュエータ５の最低負荷圧ＰLに見合った最低流量が供給されている。

このためダンプトラックが直進走行しているときなどには、必要最小限の流量しか油圧ポンプ２から吐出されないこととなり、エネルギーロスの低減およびエンジンの燃費の低減が図られることになる。

（ステアリング操作信号が出力され、作業機操作信号が出力されておらず、ステアリング用制御弁１４が中立位置から動き、作業機用制御弁２０が中立位置にあるとき）
ステアリング操作信号が出力されており、操作が通常の操作速度であれば、プライオリティ弁６で、ステアリング用制御弁４の前後差圧（Ｐp′−ＰL）は設定圧にほぼ一致するように保持されており、ステアリング用制御弁４の開口面積に見合った必要な流量がステアリング用油圧アクチュエータ５に供給されている。

容量制御手段１０は、絞り３６の前後差圧（ＰR−ＰT）が設定値ΔＰに一致するように油圧ポンプ２の斜板２ａを調整して、絞り３６を通過する流量を余裕分の一定の流量αとなる。

ここでステアリングハンドル１４が急操作されるなどすると、ステアリング用制御弁４の開口面積が急増しステアリング用制御弁４の前後差圧（Ｐp′−ＰL）が急激に小さくなる。ステアリング用制御弁４の前後差圧（Ｐp′−ＰL）が急激に小さくなると、プライオリティ弁６は、前後差圧（Ｐp′−ＰL）を大きくして設定圧に一致させるべく、ばね６ｆのばね力によって付勢されて、ステアリング用制御弁４側のみに圧油を供給する弁位置６ｂ側に迅速に移動する。このため分流回路３０にそれまで流れていた余裕分の流量αの圧油は、プライオリティ弁６からステアリング用制御弁４を経てステアリング用油圧アクチュエータ５に迅速に供給される。

分流回路３０へ導かれていた圧油がステアリング用油圧アクチュエータ５側に回された結果、分流回路３０を流れる圧油の流量が減少する。このため絞り３６の前後差圧（ＰR−ＰT）が小さくなる。絞り３６の前後差圧（ＰR−ＰT）が小さくなると、容量制御弁１０は、絞り３６の前後差圧（ＰR−ＰT）を大きくして設定圧ΔＰに一致させるべく、可変容量型油圧ポンプ２の吐出容量が大きくなるように調整する。これにより可変容量型油圧ポンプ２の吐出流量Ｑが増大し、ステアリングハンドル１４の急操作に見合った流量がステアリング用油圧アクチュエータ５に供給される。

以上のように、ステアリングハンドル１４を通常の速度で操作したときには、絞り３６の前後差圧（ＰR−ＰT）が設定圧ΔＰに一致するように制御されて、分流回路３０には、設定圧ΔＰに対応する余裕分の流量αが常時流れる。また、ステアリング用制御弁４は、プライオリティ弁６により、前後差圧（Ｐp′−ＰL）が一定となるように調整され、ステアリング用油圧シリンダ５の負荷にかかわりなく、ステアリング用流量制御弁４の開口面積に応じた必要流量がステアリング用油圧アクチュエータ５に供給されるように制御される。このためダンプトラックをゆっくりと旋回走行させるときなどには、必要最小限の流量しか油圧ポンプ２から吐出されないこととなり、エネルギーロスの低減およびエンジン１の燃費の低減が図られる。

しかもステアリングハンドル１４がひとたび急操作されたならば、分流回路３０に流れていた余裕分の流量αがステアリング用油圧アクチュエータ５に迅速に供給されてステアリング用油圧アクチュエータ５が迅速に作動するため、ステアリング制御系に応答性が向上する。

このように本発明によれば、エネルギーロスの低減およびエンジン１の燃費の低減を図りつつ、ステアリング制御系の応答性を向上させることができる。

（ステアリング操作信号が出力されておらず、作業機操作信号が出力され、ステアリング用制御弁１４が中立位置にあり、作業機用制御弁２０が中立位置から動いたとき）
プライオリティ弁６から分流された圧油は、分流回路３０に分流される。分流された圧油は作業機用操作弁２０を通過して絞り３６およびバイパス手段１４０に導かれる。

ここで作業機操作信号がバイパス手段１４０に入力されるためバイパス手段１４０は開放する。このため作業機用制御弁２０を通過した圧油のほとんどは、バイパス手段１４０を経由してタンク９に排出され、絞り３６を通過する圧油の流量は最小となる。これにより絞り３６の前後差圧（ＰR−ＰT）が小さくなる。制御用絞り３６の前後差圧（ＰR−ＰT）が小さくなると、容量制御弁１０は、制御用絞り３６の前後差圧（ＰR−ＰT）を大きくして設定圧ΔＰに一致させるべく、可変容量型油圧ポンプ２の吐出容量を最大とし吐出流量Ｑを最大とする。

このため作業機用制御弁２０を介して作業機用油圧アクチュエータ２１に最大の流量が供給され、作業機を最大の速度で動作させることができ、作業効率が向上する。

また、浮きを含め、上げ、下げ操作により作業機を操作する場合、シリンダ２１Ｌ、２１Ｒからの戻り圧油を含め分流回路３０に供給された圧油のほとんどがリリーフ弁３７を経由してタンク９に戻ることになり、絞り３６を通過することによる圧力損失を最少とすることができる。

ここで本発明では、絞り３６と並列にバイパス手段１４０を設けこのバイパス手段１４０を切り換えることで作業機用油圧アクチュエータ２１に最大の流量が供給されるように構成している。このため作業機（ホイスト機構）を駆動制御する油圧回路を、簡素かつ低コストで構築することができる。しかも、ダンプトラックの場合には、ホイールローダやフォークリフトの作業機と異なり、ステアリング操作に比して作業機（ホイスト機構）が操作される頻度は低く、しかも作業機の操作には微操作などの細かな制御は不要であり、むしろ作業効率を高めるために作業機（ホイスト機構）は最大の速度で作動させることが望ましい。このため本発明の油圧回路は、費用対効果の点でも優れている。
（ステアリング操作信号および作業機操作信号が出力され、ステアリング用制御弁１４および作業機用制御弁２０が中立位置から動いたとき）
作業機操作信号が出力されているため、バイパス手段１４０は開放され、それにより前述したのと同様に、可変容量型油圧ポンプ２の吐出容量が最大となり吐出流量Ｑが最大となる。

一方で、プライオリティ弁６では、前述したように、ステアリング用油圧アクチュエータ５の負荷にかかわりなく、ステアリング用制御弁４の開口面積に応じた必要な流量がステアリング用油圧アクチュエータ５に供給されるように弁位置を調整している。このため油圧ポンプ２から吐出される最大流量のうち、ステアリング用油圧アクチュエータ５側に優先的に必要な流量が配分され、残りの流量が作業機用油圧アクチュエータ２１に配分されることになる。すなわち、プライオリティ弁６から、油圧ポンプ２の最大流量のうちステアリング用油圧アクチュエータ５側に優先的に供給される流量を除いた残りの流量が分流回路３０に分流されて作業機用制御弁２０を介して作業機用油圧アクチュエータ２１に供給される。このため作業機（ホイスト機構）を必要十分な速度で動作させることができる。

このように本発明によれば、ステアリング用油圧アクチュエータ５と作業機用油圧アクチュエータ２１を同時に作動させるときに油圧ポンプの最大流量を、ステアリング用油圧アクチュエータ５に供給する流量を優先した上で必要十分な量の圧油を作業機用油圧アクチュエータ２１側に配分することができる。

以上のように、本発明によれば、圧力損失が少なく、ステアリング制御系の応答性がよく、エネルギーロスが少ない。しかもステアリング機構と作業機を駆動する駆動源を、共通の油圧ポンプとすることができ、油圧ポンプが１つで済み搭載スペースをとらない。また本発明によればシンプルな回路構成で低コスト化を図ることができる。

以下図面を参照して本発明に係る車両のステアリングおよび作業機の制御装置の実施の形態について説明する。

図１は第１実施例のステアリングおよび作業機の駆動制御用油圧回路を示している。図１の油圧回路は、たとえばダンプトラックなどの作業車両に搭載される。

ダンプトラックには、ステアリング機構が搭載されている。ステアリングハンドル１４の操作に応じて車両のステアリング機構が駆動制御され、車両の走行方向が変化される。ステアリング機構は、左右のステアリング用油圧シリンダ５（５Ｌ、５Ｒ）の作動によって駆動される。

ダンプトラックには、ホイスト機構が搭載されている。作業機操作レバー１３の操作に応じてホイスト機構が駆動制御されダンプボディ（ベッセル）１００の前部が上昇して、ダンプボディ１００内の荷が車両の後方にすべり落とされる。ダンプボディ１００は、左右の作業機用油圧シリンダ２１（２１Ｌ、２１Ｒ）の作動によって駆動される。

ステアリング機構およびホイスト機構は、ともにダンプトラックに搭載された油圧ポンプ２を駆動源として駆動制御される。すなわち、油圧ポンプ２から吐出された圧油がステアリング用制御弁４を介してステアリング用油圧シリンダ５（５Ｌ、５Ｒ）に供給され、これによりステアリング用油圧シリンダ５（５Ｌ、５Ｒ）が作動され、これによりステアリング用油圧シリンダ５（５Ｌ、５Ｒ）に連結されたステアリング機構が駆動されることにより、車両の走行方向が変化される。また、油圧ポンプ２から吐出された圧油が作業機（ホイスト）用制御弁２０を介してホイスト用油圧シリンダ２１（２１Ｌ、２１Ｒ）に供給され、これにより作業機（ホイスト）用油圧シリンダ２１（２１Ｌ、２１Ｒ）が作動され、これにより作業機（ホイスト）用油圧シリンダ２１（２１Ｌ、２１Ｒ）に連結されたホイスト機構が駆動されることにより、ダンプボディ１００の前部が上昇する。

このように本実施例では、ステアリング機構と作業機（ホイスト機構）で共通の油圧ポンプ２を設け必要に応じて油圧ポンプ２の吐出流量を配分するようにしている。

すなわち、同図１に示すように、油圧ポンプ２は、可変容量型の油圧ポンプであり、エンジン１などの駆動源によって駆動される。可変容量型油圧ポンプ２の吐出口には油路３ａが接続している。この油路３ａは、プライオリティ弁（フローコントロール弁）６の油圧ポンプ２側からみて上流側の入力ポートに連通している。プライオリティ弁６の油圧ポンプ２側からみて下流側の第１の出口ポート６ｇは、油路３ｂに連通し、第２の出口ポート６ｈは、後述する分流回路３０（３１〜４０）の分流油路３１に連通している。油路３ｂは、ステアリング用制御弁４の油圧ポンプ２側からみて上流側の入力ポートに連通している。また分流油路３１はタンク９に連通している。後述するように分流回路３０には、制御用の絞り３６が設けられている。制御用絞り３６は固定絞りで構成されている。

プライオリティ弁６は、作業機用制御弁２０に優先してステアリング用制御弁４に圧油を供給するとともに、ステアリング用制御弁４に供給される圧油の流量が、負荷によらずに開口面積に応じた大きさになるように制御するために設けられている。プライオリティ弁６は、弁位置６ａ、６ｂを有している。弁位置６ａは、出口ポート６ｇ、油路３ｂを介してステアリング用制御弁４に圧油を供給させるとともに出口ポート６ｈ、分流油路３１を介してタンク９に圧油を排出させる弁位置である。弁位置６ｂは、出口ポート６ｇ、油路３ｂを介してステアリング用制御弁４のみに圧油を供給させる弁位置である。

プライオリティ弁６には、設定圧を与えるばね６ｆが付与されている。

ステアリング用制御弁４の下流側の圧つまりステアリング用油圧シリンダ５の負荷圧ＰLは、ステアリング用制御弁４内の絞り４ｄの下流側の検出ポート４ｆの圧として検出することができる。ステアリング用制御弁４の検出ポート４ｆは、パイロット油路１２を介して、プライオリティ弁６のばね６ｆと同じ側のパイロットポート６ｅに連通している。

ステアリング用制御弁４の上流側の圧つまりプライオリティ弁６の下流側の圧Ｐp′は油路３ｂ内の圧として検出することができる。油路３ｂはパイロット油路１１を介して、プライオリティ弁６のばね６ｆとは反対側のパイロットポート６ｄに連通している。

プライオリティ弁６では、パイロット油路１１を介して作用するステアリング用流量制御弁４の上流側圧Ｐp′とパイロット油路１２を介して作用するステアリング用流量制御弁４の下流側圧ＰL（ステアリング用油圧シリンダ５の負荷圧ＰL）との差圧（Ｐp′−ＰL）がばね６ｆのばね力に応じた設定圧に一致するように、弁位置が調整される。これによりステアリング用油圧シリンダ５の負荷にかかわりなく、ステアリング用流量制御弁４の開口面積に応じた必要流量がステアリング用油圧シリンダ５に供給される。

ステアリング用制御弁４は、油圧ポンプ２から吐出された圧油が流入されて、入力回動軸１６の入力回動量に応じて、つまりステアリングハンドル１４の操作回動量に応じて、開口量が変化し開口量に応じた流量の圧油を出口ポート４ｇ、４ｈを介してステアリング用油圧シリンダ５Ｌ、５Ｒに供給するように構成されている。

本実施例では、ステアリング用制御弁４に加え更にステアリング用油圧モータ１５を設け、ステアリング用制御弁４、ステアリング用油圧モータ１５を介してステアリング用油圧シリンダ５Ｌ、５Ｒに圧油を供給するように構成している。ステアリング用油圧シリンダ５Ｌ、５Ｒのロッドはステアリング機構に連結されている。ステアリング機構は、図１の図中、ステアリング用油圧シリンダ５Ｌ、５Ｒのロッドが左方向、右方向に移動するにしたがって、車輪の向きがそれぞれ同じ左方向、右方向に変化して、車両（ダンプトラック）が同じ左方向、右方向に旋回するように構成されている。

すなわち、ステアリング用制御弁４は、スリーブに対してスプールが相対的に回転移動することで開口量が変化するロータリバルブで構成されている。以下では、ロータリバルブを例にして説明するが、他のタイプの制御弁を適用してもよい。

ステアリング用流量制御弁４は、各弁位置４ａ、４ｂ、４ｃを有している。弁位置４ａは、ステアリング用油圧シリンダ５Ｌ、５Ｒの一方の油室５Ｌｂ、５Ｒｔに圧油を供給し他方の油室５Ｌｔ、５Ｒｂの圧油をタンク９に排出させる弁位置であり、弁位置４ｂは、ステアリング用油圧シリンダ５Ｌ、５Ｒの一方の油室５Ｌｔ、５Ｒｂに圧油を供給し他方の油室５Ｌｂ、５Ｒｔの圧油をタンク９に排出させる弁位置であり、弁位置４ｃは、ステアリング用油圧シリンダ５への圧油の供給を遮断させる中立の弁位置である。

ステアリング用制御弁４の入力回動軸１６は、ステアリングハンドル１４の回転操作に応じて回動される。ステアリング用制御弁４には、ステアリングハンドル１４が左方向、右方向にも回転操作されていないときに、中立位置４ｃに保持するためのセンタースプリング１７が設けられている。

ステアリング用制御弁４の一方の出口ポート４ｇは、ステアリング用油圧モータ１５の一方の流入出ポート１５Ａに連通している。ステアリング用制御弁４の他方の出口ポート４ｈは、ステアリング用油圧モータ１５の他方の流入出ポート１５Ｂに連通している。また、ステアリング用制御弁４のタンクポート４Ｔは、油路３ｅを介してタンク９に連通している。

ステアリング用油圧モータ１５の駆動軸は、その回転動作により、入力回動軸１６の回転方向と同じ方向にステアリング用制御弁４を回転移動させることができるように、ステアリング用制御弁４に連結されている。

ステアリング用制御弁４の一方の供給・戻りポート４ｊは、油路３ｄを介してステアリング用油圧シリンダ５Ｌのボトム室５Ｌｂ及びステアリング用油圧シリンダ５Ｒのヘッド室５Ｒｔにそれぞれ連通している。また、ステアリング用制御弁４の他方の供給・戻りポート４ｉは、油路３ｃを介してステアリング用油圧シリンダ５Ｌのヘッド室５Ｌｔ及びステアリング用油圧シリンダ５Ｒのボトム室５Ｒｂにそれぞれ連通している。

ステアリングハンドル１４が左方向に回転操作されると、ステアリング用制御弁４の入力回動軸１６が同じ左方向に回動されて、それに応じて、ステアリング用制御弁４は、左旋回位置４ａに切り換えられる。このため油圧ポンプ２の吐出圧油は、ステアリング用制御弁４のポンプポート４Ｐ、出口ポート４ｇを介してステアリング用油圧モータ１５の流入出ポート１５Ａに流入される。ステアリング用油圧モータ１５は回転作動しステアリング用油圧モータ１５の他方の流入出ポート１５Ｂから圧油を流出してステアリング用制御弁４のポート４ｈに流入される。ステアリング用制御弁４のポート４ｈに流入された圧油は、供給・戻りポート４ｊから、油路３ｄを介してステアリング用油圧シリンダ５Ｌのボトム室５Ｌｂ及びステアリング用油圧シリンダ５Ｒのヘッド室５Ｒｔにそれぞれ供給される。一方、ステアリング用油圧シリンダ５Ｌのヘッド室５Ｌｔ及びステアリング用油圧シリンダ５Ｒのボトム室５Ｒｂの圧油は、油路３ｃを介してステアリング用制御弁４の供給・戻りポート４ｉに戻され、タンクポート４Ｔ、油路３ｅを介してタンク９に排出される。このためステアリングシリンダ５Ｌ、５Ｒのロッドは図中左方向に移動して、車輪の向きが同左方向に変化しダンプトラックは左旋回する。

ステアリングハンドル１４が右方向に回転操作されると、ステアリング用制御弁４の入力回動軸１６が同じ右方向に回動されて、それに応じて、ステアリング用制御弁４は、右旋回位置４ｂに切り換えられる。このため油圧ポンプ２の吐出圧油は、ステアリング用制御弁４のポンプポート４Ｐ、出口ポート４ｈを介してステアリング用油圧モータ１５の流入出ポート１５Ｂに流入される。ステアリング用油圧モータ１５は回転作動しステアリング用油圧モータ１５の他方の流入出ポート１５Ａから圧油を流出してステアリング用制御弁４のポート４ｇに流入される。ステアリング用制御弁４のポート４ｇに流入された圧油は、供給・戻りポート４ｉから、油路３ｃを介してステアリング用油圧シリンダ５Ｌのヘッド室５Ｌｔ及びステアリング用油圧シリンダ５Ｒのボトム室５Ｒｂにそれぞれ供給される。一方、ステアリング用油圧シリンダ５Ｌのボトム室５Ｌｂ及びステアリング用油圧シリンダ５Ｒのヘッド室５Ｒｔの圧油は、油路３ｄを介してステアリング用制御弁４の供給・戻りポート４ｊに戻され、タンクポート４Ｔ、油路３ｅを介してタンク９に排出される。このためステアリングシリンダ５Ｌ、５Ｒのロッドは図中右方向に移動して、車輪の向きが同右方向に変化しダンプトラックは右旋回する。

可変容量型油圧ポンプ２の斜板２ａは、容量制御弁１０によって駆動制御される。可変容量型油圧ポンプ２の斜板２ａは、最小傾転角ＭＩＮから最大傾転角ＭＡＸの範囲で変化し同ポンプ２の容量は最小容量から最大容量の間で変化する。

容量制御弁１０には、設定圧ΔＰを与えるばね１０ａが付与されている。

分流回路３０の制御用絞り３６の上流側は、パイロット油路４１に分岐している。パイロット油路４１は、容量制御弁１０のばね１０ａとは反対側のパイロットポートに連通している。制御用絞り３６の下流は、タンク９に連通している。制御用絞り３６の下流側は、パイロット油路４２に分岐している。パイロット油路４２は、容量制御弁１０のばね１０ａと同じ側のパイロットポートに連通している。

制御用絞り３６の流量は、この制御用絞り３６の前後差圧つまり制御用絞り３６の上流側の圧ＰRと下流側の圧ＰT（タンク９の圧）との差圧（ＰR−ＰT）として検出することができる。容量制御弁１０は、制御用絞り３６の前後差圧（ＰR−ＰT）がばね１０ａのばね力に応じた設定圧ΔＰとなるように、可変容量型油圧ポンプ２の斜板２ａ（容量）を制御する。

したがって容量制御弁１０によって、制御用絞り３６の前後差圧（ＰR−ＰT）が設定圧ΔＰに一致するように制御されることで、分流回路３０には、設定圧ΔＰに対応する余裕分の流量αが常時流れることになる。一方で、前述したように、ステアリング用制御弁４は、プライオリティ弁６により、前後差圧（Ｐp′−ＰL）が一定となるように調整されており、ステアリング用油圧シリンダ５の負荷にかかわりなく、ステアリング用流量制御弁４の開口面積に応じた必要流量がステアリング用油圧シリンダ５に供給されるように制御されている。このため油圧ポンプ２からは、ステアリング駆動に必要な流量に加えて、余裕分の流量αを加えた流量が常時吐出されていることになる。

つぎに、分流回路３０および作業機に圧油を供給、排出する回路の構成について説明する。

分流回路３０は、プライオリティ弁６より分流された圧油がオープンセンタ方式の作業機用制御弁２０を経由してタンク９に導かれるように構成されている。

作業機用制御弁２０は、上げ位置２０ａ、中立位置２０ｃ、浮き位置２０ｂ、下げ位置２０ｄを備え、パイロットポート２０ｋに加えられる「上げ」指令油圧信号、「中立位置」指令油圧信号、パイロットポート２０ｍに加えられる「浮き」指令油圧信号、「下げ」指令油圧信号に応じて、各弁位置に移動するように動作する制御弁である。

作業機用制御弁２０には、第１入口ポート２０ｅ、第２入口ポート２０ｆ、戻りポート２０ｇ、センタバイパス連通ポート２０ｈ、給排出ポート２０ｉ、２０ｊが設けられている。

分流油路３１は、作業機用制御弁２０の第１入口ポート２０ｅに連通しているとともに、第２入口ポート２０ｆに連通している。作業機用制御弁２０のセンタバイパス連通ポート２０ｈは、センタバイパス油路３３に連通している。

作業機用制御弁２０の戻りポート２０ｇは、戻り油路３２に連通している。

センタバイパス油路３３および戻り油路３２は、第１排出油路３４に連通している。第１排出油路３４には、前述の固定絞りで構成された制御用絞り３６が設けられている。第１排出油路３４は、制御用絞り３６の出口を介してタンク９に連通している。

センタバイパス油路３３および戻り油路３２は、また、第１排出油路３４に並列に配置された第２排出油路３５に連通している。第２排出油路３５には、安全弁として機能するリリーフ弁３７が設けられている。第２排出油路３５は、リリーフ弁３７の出口を介してタンク９に連通している。

リリーフ弁３７の入口は、絞りを備えたパイロット油路３８を介して他のリリーフ弁３９の入口および制御用電磁切換弁４０の入口に連通している。リリーフ弁３９の出口はタンク９に連通されているとともに、制御用電磁切換弁４０の出口はタンク９に連通している。

このように制御用電磁切換弁４０は、その入口と出口がそれぞれ、制御用絞り３６の入口と出口と共通となるように、制御用絞り３６と並列に配置されている。

制御用電磁切換弁４０には、電磁ソレノイド４０ｄが設けられているとともに、この電磁ソレノイド４０ｄに対向してばね４０ｃが設けられている。制御用電磁切換弁４０は、パイロット油路３８とタンク９との連通を遮断する遮断位置４０ａと、パイロット油路３８をタンク９に開放する開放位置４０ｂとの２位置を有する切換弁である。制御用電磁切換弁４０は、電磁ソレノイド４０ｄに加えられる電気信号がオフであるときには、ばね４０ｃのばね力によって開放位置４０ｂに切り換えられ、電磁ソレノイド４０ｄに加えられる電気信号がオンであるときには、電磁ソレノイド４０ｄによる付勢力がばね４０ｃのばね力に打ち勝ち遮断位置４０ａに切り換えられるように、構成されている。

油路３８は、リリーフ弁３７のリリーフ圧を規定する。すなわち、油路３５と油路３８の圧が等しくなっており、リリーフ弁３７は閉じているが、圧が上昇してリリーフ弁３９のリリーフ圧を超えると、油路３８は、リリーフ弁３９のリリーフ圧を維持し、その圧よりも高圧となった油路３５の圧によりリリーフ弁３７がリリーフする。この油路３８とタンク９とを制御用電磁切換弁４０により連通させることにより、油路３８はタンク圧まで低圧となり、リリーフ弁３７はタンク圧に近い低圧でリリーフする。すなわち、圧力損失を最小に抑えたリリーフ弁３７により絞り３６をバイパスさせている。

リリーフ弁３７、３９、制御用電磁切換弁４０は、バイパス手段１４０を構成している。

作業機用油圧シリンダ２１Ｌ、２１Ｒのロッドは、ダンプボディ１００の前部に連結されている。ホイスト機構は、図１の図中、作業機用油圧シリンダ２１Ｌ、２１Ｒのロッドが上方向（伸張方向）、下方向（縮退方向）に移動するにしたがって、ダンプボディ１００の前部がそれぞれ同じ上方向、下方向に移動して、ダンプボディ１００が上げ動作（ダンプ動作）、下げ動作するように構成されている。

作業機用制御弁２０の給排出ポート２０ｉは、油路２２を介して、作業機用油圧シリンダ２１Ｌ、２１Ｒの各ボトム室２１Ｌｂ、２１Ｒｂに連通している。また、作業機用制御弁２０の給排出ポート２０ｊは、油路２３を介して、作業機用油圧シリンダ２１Ｌ、２１Ｒの各ヘッド室２１Ｌｔ、２１Ｒｔに連通している。

作業機用制御弁２０が中立位置２０ｃに位置されると、第１入口ポート２０ｅとセンタバイパス連通ポート２０ｈとが連通し、プライオリティ弁６より分流された圧油が分流油路３１、作業機用制御弁２０、センタバイパス油路３３、第１排出油路３４あるいは第２排出油路３５を経由してタンク９に排出される。

作業機用制御弁２０が上げ位置２０ａに位置されると、第２入口ポート２０ｆと給排出ポート２０ｉとが連通されるとともに、給排出ポート２０ｊと戻りポート２０ｇとが連通し、プライオリティ弁６より分流された圧油が分流油路３１、作業機用制御弁２０、油路２２を経由して作業機用油圧シリンダ２１Ｌ、２１Ｒの各ボトム室２１Ｌｂ、２１Ｒｂに供給されるとともに、作業機用油圧シリンダ２１Ｌ、２１Ｒの各ヘッド室２１Ｌｔ、２１Ｒｔの圧油が油路２３、作業機用制御弁２０、戻り油路３２、第１排出油路３４あるいは第２排出油路３５を経由してタンク９に排出される。このため、作業機用油圧シリンダ２１Ｌ、２１Ｒのロッドが上方向（伸張方向）に移動し、ダンプボディ１００の前部が同じ上方向に変化して、ダンプボディ１００が上げ動作（ダンプ動作）する。

作業機用制御弁２０が下げ位置２０ｄに位置されると、第２入口ポート２０ｆと給排出ポート２０ｊとが連通されるとともに、給排出ポート２０ｉと戻りポート２０ｇとが連通し、プライオリティ弁６より分流された圧油が分流油路３１、作業機用制御弁２０、油路２３を経由して作業機用油圧シリンダ２１Ｌ、２１Ｒの各ヘッド室２１Ｌｔ、２１Ｒｔに供給されるとともに、作業機用油圧シリンダ２１Ｌ、２１Ｒの各ボトム室２１Ｌｂ、２１Ｒｂの圧油が油路２２、作業機用制御弁２０、戻り油路３２、第１排出油路３４あるいは第２排出油路３５を経由してタンク９に排出される。このため、作業機用油圧シリンダ２１Ｌ、２１Ｒのロッドが下方向（縮退方向）に移動し、ダンプボディ１００の前部が同じ下方向に移動して、ダンプボディ１００が下げ動作する。

作業機用制御弁２０が浮き位置２０ｂに位置されると、下げ位置２０ｄのときと同様に、第２入口ポート２０ｆと給排出ポート２０ｊとが連通されるとともに、給排出ポート２０ｉと戻りポート２０ｇとが連通する。さらに中立位置２０ｃのときと同様に、第１入口ポート２０ｅとセンタバイパス連通ポート２０ｈとが連通する。このためダンプボディ１００は、浮き動作する。このとき作業機用制御弁２０を通過した圧油は、センタバイパス油路３３あるいは戻り油路３２を介して、第１排出油路３４あるいは第２排出油路３５に流れ込み、タンク９に排出される。

作業機用操作レバー１３には、作業機用操作レバー１３の操作方向および操作量を操作信号Ｓ１として検出する操作検出センサ１３ａが設けられている。

ダンプボディ１００には、ダンプボディ１００の前部の上下方向位置Ｓ２、つまり作業機用油圧シリンダ２１Ｌ、２１Ｒのロッドの伸張位置を検出するダンプボディ位置検出センサ１００ａが設けられている。

これらセンサ１３ａ、１００ａの検出位置Ｓ１、Ｓ２は、コントローラ５０に入力される。コントローラ５０は、操作信号Ｓ１より、作業機用操作レバー１３の操作位置が、作業機用制御弁２０の各弁位置に対応した「上げ位置」、「中立位置」、「浮き位置」、「下げ位置」のいずれであるかを判断する。コントローラ５０は、検出位置Ｓ２より、ダンプボディ１００が着座しているか否かを判断する。

コントローラ５０は、入力されたセンサ１３ａ、１００ａの検出信号Ｓ１、Ｓ２に基づいて、作業機用操作レバー１３の操作信号Ｓ１に対応した方向に、かつ操作信号Ｓ１に対応した速度でダンプボディ１００が動作するように、指令電気信号を生成し、生成した指令電気信号を電磁比例弁（ＥＰＣ弁）５１に出力する。電磁比例弁５１は、加えられた指令電気信号を指令油圧信号に変換して、パイロット油路５２あるいはパイロット油路５３を介して作業機用制御弁２０のパイロットポート２０ｋあるいはパイロットポート２０ｍに加える。パイロット油路５２には、上げ位置の指令油圧信号が出力され、パイロット油路５３には、下げ位置または浮き位置の指令油圧信号が出力される。

また、コントローラ５０は、入力されたセンサ１３ａ、１００ａの検出信号Ｓ１、Ｓ２に基づいて、制御用電磁切換弁４０を遮断位置４０ａあるいは開放位置４０ｂに切り換えるべきかを判断し、その判断結果に応じて、オンあるいはオフの電気信号を生成し、生成したオンあるいはオフの電気信号を制御用電磁切換弁４０の電磁ソレノイド４０ｄに出力する。

以下、図１のステアリングおよび作業機の油圧回路の動作について説明する。

（ステアリングハンドル１４および作業機操作レバー１３が中立位置のときの動作）
ステアリングハンドル１４が中立位置にあるときには、ステアリング用制御弁４が中立位置４ｃに位置されており、負荷検出ポート４ｆではタンク圧とほぼ同圧が検出されている。このため、ステアリング用制御弁４の前後差圧（Ｐp′−ＰL）がほぼＰp′となり、ステアリング側に油がいかないようにプライオリティ弁６は弁位置６ａに調整される。

プライオリティ弁６から分流された圧油は、分流油路３１を通り作業機用操作弁２０に導かれる。

作業機用操作レバー１３が中立位置であることを示す操作信号Ｓ１がコントローラ５０に入力されると、コントローラ５０は、作業機（ダンプボディ１００）を動作させないときであり作業機用制御弁２０に供給しておく圧油は最低の余剰流量αで十分であり油圧ポンプ２の容量を大きくする必要はないものと判断して、制御用電磁切換弁４０を遮断位置４０ａに切り換えるべく、オンの電気信号を生成し、生成したオンの電気信号を制御用電磁切換弁４０の電磁ソレノイド４０ｄに出力する。これにより制御用電磁切換弁４０は遮断位置４０ａに切り換えられる。

作業機用操作レバー１３が中立位置にあるときには、作業機用制御弁２０は中立位置２０ｃに位置されている。このため分流油路３１を通過した圧油は、作業機用制御弁２０、センタバイパス油路３３を介して第１排出油路３４、第２排出油路３５に導かれる。

ここで制御用電磁切換弁４０は遮断位置４０ａに位置されているため、リリーフ弁３７のリリーフ圧はリリーフ弁３９に対応する高い状態に規定されており、リリーフ弁３７は開状態のままで、第２排出油路３５に導かれた圧油はリリーフ弁３７の入口でせき止められる。

このためバイパス油路３３を通過した圧油は、第１吐出油路３４の制御用絞り３６を通過してタンク９に排出される。なお制御用絞り３６の入口の圧力が大きくなりリリーフ弁３７の設定リリーフ圧、つまりリリーフ弁３９の設定リリーフ圧により規定される圧を超えた場合には、リリーフ弁３７が開き、高圧の圧油が第２排出油路３５を介してタンク９に排出されることになる。このようにリリーフ弁３７、３９は、分流回路３０を保護する大容量の安全弁として機能する。

容量制御弁１０は、制御用絞り３６の前後差圧（ＰR−ＰT）が設定圧ΔＰに一致するように油圧ポンプ２の斜板２ａを調整する。このため、分流回路３０の分流油路３１には、エンジン１の回転数や負荷に左右されずに、設定圧ΔＰに対応する一定の余裕分の流量αが流れることになる。一方で、ステアリング用制御弁４に向かう油路３ｂには、上述したようにステアリング用油圧シリンダ５の最低負荷圧ＰLに見合った最低流量が供給されている。このためダンプトラックの直進走行時など、作業機用操作レバー１３とステアリングハンドル１４の両方が中立位置にあるときには、必要最小限の流量しか油圧ポンプ２から吐出されないこととなり、エネルギーロスの低減およびエンジン１の燃費の低減が図られる。

（ステアリングハンドル１４が中立位置から操作され、作業機操作レバー１３が中立位置のときの動作）
ステアリングハンドル１４が中立位置から操作されたときには、ステアリング用制御弁４が左旋回位置４ａあるいは右旋回位置４ｂに位置されており、負荷検出ポート４ｆでは現在のステアリング用油圧シリンダ５の負荷に対応した負荷圧ＰLが検出されている。

プライオリティ弁６では、パイロット油路１１を介して作用するステアリング用制御弁４の上流側圧Ｐp′とパイロット油路１２を介して作用するステアリング用制御弁４の下流側圧ＰL（ステアリング用油圧シリンダ５の負荷圧ＰL）との差圧（Ｐp′−ＰL）がばね６ｆのばね力に応じた設定圧に一致するように、弁位置が調整される。これによりステアリング用油圧シリンダ５の負荷にかかわりなく、ステアリング用制御弁４の開口面積に応じた流量、すなわちステアリングの回転数に応じた流量がステアリング用油圧シリンダ５に供給される。

作業機用操作レバー１３が中立位置であることを示す操作信号Ｓ１がコントローラ５０に入力されると、コントローラ５０は、作業機（ダンプボディ１００）を動作させていないときであり作業機用制御弁２０に供給しておく圧油の流量は最低の余剰流量αで十分であり油圧ポンプ２の容量を大きくする必要はないものと判断して、制御用電磁切換弁４０を遮断位置４０ａに切り換えるべく、オンの電気信号を生成し、生成したオンの電気信号を制御用電磁切換弁４０の電磁ソレノイド４０ｄに出力する。これにより制御用電磁切換弁４０は遮断位置４０ａに切り換えられる。

このためバイパス油路３３を通過した圧油は、第１排出油路３４の制御用絞り３６を通過してタンク９に排出される。なお制御用絞り３６の入口の圧力が大きくなりリリーフ弁３７の設定リリーフ圧、つまりリリーフ弁３９の設定リリーフ圧により規定される圧を超えた場合には、リリーフ弁３７が開き、高圧の圧油が第２排出油路３５を介してタンク９に排出されることになる。このようにリリーフ弁３７、３９は、分流回路３０を保護する大容量の安全弁として機能する。

容量制御弁１０は、制御用絞り３６の前後差圧（ＰR−ＰT）が設定圧ΔＰに一致するように油圧ポンプ２の斜板２ａを調整する。このため、分流回路３０の分流油路３１には、エンジン１の回転数や負荷に左右されずに、設定圧ΔＰに対応する一定の余裕分の流量αが流れることになる。

いまステアリングハンドル１４が通常の操作速度で操作されているものとすると、プライオリティ弁６で、ステアリング用制御弁４の前後差圧（Ｐp′−ＰL）は設定圧にほぼ一致するように保持されており、ステアリング用制御弁４の開口面積に見合った必要な流量がステアリング用油圧シリンダ５に供給されている。

ここでステアリングハンドル１４が急操作されたものとする。ステアリングハンドル１４が急操作されると、ステアリング用制御弁４の開口面積が急増しステアリング用制御弁４の前後差圧（Ｐp′−ＰL）が急激に小さくなる。ステアリング用制御弁４の前後差圧（Ｐp′−ＰL）が急激に小さくなると、プライオリティ弁６は、前後差圧（Ｐp′−ＰL）を大きくして設定圧に一致させるべく、ばね６ｆのばね力によって付勢されて、ステアリング用制御弁４側のみに圧油を供給する弁位置６ｂ側に迅速に移動する。このため分流油路３１にそれまで流れていた余裕分の流量αの圧油は、プライオリティ弁６からステアリング用制御弁４を経てステアリング用油圧シリンダ５に迅速に供給される。

分流油路３１へ導かれていた圧油がステアリング用油圧シリンダ５側に回された結果、センタバイパス油路３３を介して第１排出油路３４に導かれる圧油の流量が減少する。このため制御用絞り３６の前後差圧（ＰR−ＰT）が小さくなる。制御用絞り３６の前後差圧（ＰR−ＰT）が小さくなると、容量制御弁１０は、制御用絞り３６の前後差圧（ＰR−ＰT）を大きくして設定圧ΔＰに一致させるべく、ばね１０ａのばね力によって付勢されて弁位置が最大側に移動し、可変容量型油圧ポンプ２の斜板２ａは、最大傾転角側に移動する。これにより可変容量型油圧ポンプ２の吐出容量が大きくなり吐出流量Ｑが増大し、ステアリングハンドル１４の急操作に見合った流量がステアリング用油圧シリンダ５に供給される。なおステアリング用制御弁４の通過流量の増加に伴いステアリング用制御弁４の前後差圧（Ｐp′−ＰL）が増加する。このため、ステアリングハンドル１４の急操作を終えたときには、プライオリティ弁６は、前後差圧（Ｐp′−ＰL）が設定圧に一致する弁位置でバランスし、再びプライオリティ弁６から分流油路３１に余裕分の流量αが排出されるようになる。

以上のように、ステアリングハンドル１４を通常の速度で操作したときには、制御用絞り３６の前後差圧（ＰR−ＰT）が設定圧ΔＰに一致するように制御されて、分流回路３０には、設定圧ΔＰに対応する余裕分の流量αが常時流れる。また、ステアリング用制御弁４は、プライオリティ弁６により、前後差圧（Ｐp′−ＰL）が一定となるように調整され、ステアリング用油圧シリンダ５の負荷にかかわりなく、ステアリング用流量制御弁４の開口面積に応じた必要流量がステアリング用油圧シリンダ５に供給されるように制御される。このためダンプトラックをゆっくりと旋回走行させるときなど、作業機用操作レバー１３が非操作状態でステアリングハンドル１４を通常の速度で操作するときには、必要最小限の流量しか油圧ポンプ２から吐出されないこととなり、エネルギーロスの低減およびエンジン１の燃費の低減が図られる。

しかもステアリングハンドル１４がひとたび急操作されたならば、分流回路３０に流れていた余裕分の流量αがステアリング用油圧シリンダ５に迅速に供給されてステアリング用油圧シリンダ５が迅速に作動するため、ステアリング制御系に応答性が向上する。

このように本実施例によれば、エネルギーロスの低減およびエンジン１の燃費の低減を図りつつ、ステアリング制御系の応答性を向上させることができる。

（ステアリングハンドル１４が中立位置にあり、作業機操作レバー１３が中立位置から操作されたときの動作）
ステアリングハンドル１４が中立位置にあるときには、ステアリング用制御弁４が中立位置４ｃに位置されており、負荷検出ポート４ｆではタンク圧とほぼ同圧が検出されている。このため、ステアリング用制御弁４の前後差圧（Ｐp′−ＰL）がほぼＰp′となり、ステアリング側に油がいかないようにプライオリティ弁６は弁位置６ａに調整される。

作業機用操作レバー１３が中立から操作された場合、コントローラ５０は、つぎのいずれかの制御パターンにしたがい制御する。

１）制御パターン１
作業機用操作レバー１３の操作内容が「上げ」操作のときに制御用電磁切換弁４０を開放位置４０ｂにする。

作業機用操作レバー１３が「上げ」位置であることを示す操作信号Ｓ１がコントローラ５０に入力されると、コントローラ５０は、作業機（ダンプボディ１００）を上げ動作（ダンプ動作）させるときであり油圧ポンプ２の容量を最大容量にして作業機用油圧シリンダ２１を最大速度で作動させるための圧油を作業機用制御弁２０に供給すべきと判断する。この判断結果より制御用電磁切換弁４０を開放位置４０ｂに切り換えるためのオフの電気信号を生成し、生成したオフの電気信号（電気信号オフ）を制御用電磁切換弁４０の電磁ソレノイド４０ｄに出力する。これにより制御用電磁切換弁４０は開放位置４０ｂに切り換えられる。

２）制御パターン２
作業機用操作レバー１３の操作内容が「上げ」操作のとき、または「下げ」操作のときまたは「浮き」操作のときに制御用電磁切換弁４０を開放位置４０ｂにする。

作業機用操作レバー１３が「上げ」位置または「下げ」位置または「浮き」位置であることを示す操作信号Ｓ１がコントローラ５０に入力されると、コントローラ５０は、作業機（ダンプボディ１００）を上げ動作（ダンプ動作）または下げ動作させるときであり油圧ポンプ２の容量を最大容量にして作業機用油圧シリンダ２１を最大速度で作動させるための圧油を作業機用制御弁２０に供給すべきと判断する。また、浮きを含め上げ、下げ操作により作業機を操作する場合、タンク９への戻り圧油を、圧力損失が大きく発生する絞り３６を通過させず、圧力損失の少ないリリーフ弁３７にバイパスすべきと判断する。

この判断結果より制御用電磁切換弁４０を開放位置４０ｂに切り換えるためのオフの電気信号を生成し、生成したオフの電気信号（電気信号オフ）を制御用電磁切換弁４０の電磁ソレノイド４０ｄに出力する。これにより制御用電磁切換弁４０は開放位置４０ｂに切り換えられる。

作業機用操作レバー１３が上げ位置にあるときには、作業機用制御弁２０は上げ位置２０ａに位置されている。また、作業機用操作レバー１３が下げ位置にあるときには、作業機用制御弁２０は下げ位置２０ｄに位置されている。作業機用操作レバー１３が浮き位置にあるときには、作業機用制御弁２０は浮き位置２０ｂに位置されている。

このため分流油路３１を通過した圧油は、作業機用制御弁２０から油路２２または油路２３を介して作業機用油圧シリンダ２１Ｌ、２１Ｒに供給される。また作業機用油圧シリンダ２１、２１Ｒからの戻り圧油は、油路２３または油路２２、作業機用制御弁２０、戻り油路３２を介して第１排出油路３４、第２排出油路３５に導かれる。

ここで制御用電磁切換弁４０は開放位置４０ｂに位置されているため、パイロット油路３８が低圧となりリリーフ弁３７のリリーフ圧が低くなる。

このため作業機用制御弁２０を通過した圧油のほとんどは、リリーフ弁３７を経由してタンク９に排出され、第１吐出油路３４、つまり制御用絞り３６を通過する圧油の流量は最小となる。

第１排出油路３４に導かれる圧油の流量が減少すると、制御用絞り３６の前後差圧（ＰR−ＰT）が小さくなる。制御用絞り３６の前後差圧（ＰR−ＰT）が小さくなると、容量制御弁１０は、制御用絞り３６の前後差圧（ＰR−ＰT）を大きくして設定圧ΔＰに一致させるべく、ばね１０ａのばね力によって付勢されて弁位置が最大側に移動し、可変容量型油圧ポンプ２の斜板２ａは、最大傾転角側に移動する。これにより可変容量型油圧ポンプ２の吐出容量が最大となり吐出流量Ｑが最大となり、作業機用操作レバー１３の「上げ」位置操作（制御パターン１、制御パターン２）または「下げ」位置操作（制御パターン２）に見合った最大の流量がプライオリティ弁６から分流油路３１を経由し、作業機用制御弁２０を介して作業機用油圧シリンダ２１に供給される。このため作業機（ホイスト機構）を最大の速度で動作させることができ、作業効率が向上する。

なお、一般的にダンプトラックは、作業機用操作レバー１３が「浮き」位置で走行するため、この場合も油圧ポンプ２の吐出流量を必要最小限に抑えることが望ましい。すなわち、コントローラ５０は、操作信号Ｓ１より、作業機用操作レバー１３が「浮き」位置にあると判断し、かつセンサ１００ａからの検出信号Ｓ２よりダンプボディ１００が着座していると判断した場合には、走行状態であり油圧ポンプ２の容量を大きくする必要はないものと判断し、作業機用操作レバー１３が中立位置のときと同様にオン信号を制御用電磁切換弁４０に出力し、制御用電磁切換弁４０を弁位置４０ａに切り換える。これにより油圧ポンプ２の吐出流量が必要最小限となり、エネルギーロス低減、エンジンの燃費低減が図られる。

ここで本実施例では、制御用絞り３６と並列に制御用電磁切換弁４０を設けこの制御用電磁切換弁４０を遮断位置４０ａから開放位置４０ｂに切り換えることで作業機用油圧シリンダ２１に最大の流量が供給されるように構成している。このため作業機（ホイスト機構）を駆動制御する油圧回路を、簡素かつ低コストで構築することができる。しかも、ダンプトラックの場合には、ホイールローダやフォークリフトの作業機と異なり、ステアリング操作に比して作業機（ホイスト機構）が操作される頻度は低く、しかも作業機の操作には微操作などの細かな制御は不要であり、むしろ作業効率を高めるために作業機（ホイスト機構）は最大の速度で作動させることが望ましい。このため本実施例の油圧回路は、費用対効果の点でも優れている。
（ステアリングハンドル１４が中立位置から操作されると同時に、作業機操作レバー１３が中立位置から操作されたときの動作）
ステアリングハンドル１４が中立位置から操作されたときには、ステアリング用制御弁４が左旋回位置４ａあるいは右旋回位置４ｂに位置されており、負荷検出ポート４ｆでは現在のステアリング用油圧シリンダ５の負荷に対応した負荷圧ＰLが検出されている。

プライオリティ弁６では、パイロット油路１１を介して作用するステアリング用制御弁４の上流側圧Ｐp′とパイロット油路１２を介して作用するステアリング用制御弁４の下流側圧ＰL（ステアリング用油圧シリンダ５の負荷圧ＰL）との差圧（Ｐp′−ＰL）がばね６ｆのばね力に応じた設定圧に一致するように、弁位置が調整される。これによりステアリング用油圧シリンダ５の負荷にかかわりなく、ステアリング用制御弁４の開口面積に応じた流量がステアリング用油圧シリンダ５に供給される。

作業機用操作レバー１３が中立から操作された場合、コントローラ５０は、前述の制御パターン１あるいは制御パターン２にしたがい制御する。制御パターン１が選択されているときには作業機用操作レバー１３が上げ位置にあるときに制御用電磁切換弁４０が開放位置４０ｂに切り換えられ、制御パターン２が選択されているときには作業機用操作レバー１３が上げ位置または下げ位置または浮き位置にあるときに制御用電磁切換弁４０が開放位置４０ｂに切り換えられる。

第１排出油路３４に導かれる圧油の流量が減少すると、制御用絞り３６の前後差圧（ＰR−ＰT）が小さくなる。制御用絞り３６の前後差圧（ＰR−ＰT）が小さくなると、容量制御弁１０は、制御用絞り３６の前後差圧（ＰR−ＰT）を大きくして設定圧ΔＰに一致させるべく、ばね１０ａのばね力によって付勢されて弁位置が最大側に移動し、可変容量型油圧ポンプ２の斜板２ａは、最大傾転角側に移動する。これにより可変容量型油圧ポンプ２の吐出容量が最大となり吐出流量Ｑが最大となる。

一方で、プライオリティ弁６では、前述したように、ステアリング用油圧シリンダ５の負荷にかかわりなく、ステアリング用制御弁４の開口面積に応じた必要な流量がステアリング用油圧シリンダ５に供給されるように弁位置を調整している。このため油圧ポンプ２から吐出される最大流量のうち、ステアリング用油圧シリンダ５側に優先的に必要な流量が配分され、残りの流量が作業機用油圧シリンダ２１に配分されることになる。すなわち、プライオリティ弁６から、油圧ポンプ２の最大流量のうちステアリング用油圧シリンダ５側に優先的に供給される流量を除いた残りの流量が分流油路３１を経由し、作業機用制御弁２０を介して作業機用油圧シリンダ２１に供給される。このため作業機（ホイスト機構）を必要十分な速度で動作させることができる。

このように本実施例によれば、ステアリング用油圧シリンダ５と作業機用油圧シリンダ２１を同時に作動させるときに油圧ポンプの最大流量を、ステアリング用油圧シリンダ５に供給する流量を優先した上で必要十分な量の圧油を作業機用油圧シリンダ２１側に配分することができる。

ところで、仮に断線等が発生すると、上述の制御が不能となり制御用電磁切換弁４０に対する電気信号はオフされてオンの電気信号が加えられなくなることがある。しかしながら、本実施例では、制御用電磁切換弁４０への電気信号がオフのときに制御用電磁切換弁４０が開放位置４０ｂとなり、油圧ポンプ２の容量が最大となるように構成されている。このため断線等が発生して上述の制御が不能となったとしても制御用電磁切換弁４０は開放位置４０ｂに保持されることになり、油圧ポンプ２の容量が最大となり、ステアリング動作あるいは作業機動作に必要な流量の確保が保証されることになる。これにより故障等が発生したとしても、とりあえず安全に作業を継続することが可能となり作業効率の悪化を防ぐことができる。

図１を用いて説明した上述の第１実施例では、作業機用操作レバー１３が電気式のレバーであることを想定し、作業機用操作レバー１３で検出された電気信号Ｓ１をコントローラ５０に入力させ、コントローラ５０から電気信号を制御用電磁切換弁４０に出力するとともに電磁比例弁５１に出力して、制御用電磁切換弁４０の弁位置を切り換えるとともに、作業機用制御弁２０の弁位置を変化させるようにしている。

しかしながら、本発明としては、このような構成のものに限定されるわけではなく、図１の電気的な経路を油圧経路に置き換えて回路を構成する実施も可能である。

図２（ａ）は、作業機用操作レバー１３´を油圧式のレバー（ＰＰＣレバー）とし、油圧式の作業機用操作レバー１３´から出力される油圧信号を電気的な経路を介することなく油路のみを介して制御用切換弁４０´に加えるとともに、作業機用制御弁２０に加えて、制御用切換弁４０´の弁位置を切り換えるとともに、作業機用制御弁２０の弁位置を変化させるように構成した第２実施例を示している。

以下の第２実施例の説明では、前述の図１と同一の構成要素には同一の符号を付して重複した説明は省略し、図１とは異なる部分について説明する。

図２（ａ）は、前述の制御パターン１を想定した回路図である。制御パターン１では、ダンプボディ１００を上げ動作させるときのみに制御用切換弁４０´が開放位置４０ｂ´に切り換えられる。

すなわち、作業機用操作レバー１３´は、前述の電気式の作業機用操作レバー１３に対応する油圧式の操作レバーであり、その操作方向および操作量を油圧の操作信号Ｓ１´として検出する油圧検出回路が設けられている。油圧操作信号Ｓ１´の内容は、作業機用制御弁２０の各弁位置に対応した「上げ位置」、「中立位置」、「浮き位置」、「下げ位置」である。

作業機用操作レバー１３´の油圧検出回路は、パイロット油路５２、５３に連通している。またパイロット油路５２は、パイロット油路５４に連通している。

制御用切換弁４０´は、前述の電磁ソレノイド４０ｄを備えた制御用電磁切換弁４０に対応するパイロット切換弁であり、パイロットポート４０ｄ´に「上げ位置」に対応するオンの油圧信号が加えられると、開放位置４０ｂに切り換えられ、パイロットポート４０ｄ´に加えられる油圧信号がオフされている（油圧が低い）ときには、遮断位置４０ａ´に切り換えられる。制御用切換弁４０´のパイロットポート４０ｄ´は、パイロット油路５４に連通している。

作業機用操作レバー１３´は、上げ位置に操作されると、油圧ポートから上げ位置に対応する圧力の油圧信号がパイロット油路５２に出力され、下げ位置に操作されると、油圧ポートから下げ位置に対応する圧力の油圧信号がパイロット油路５３に出力され、浮き位置に操作されると、油圧ポートから浮き位置に対応する圧力の油圧信号がパイロット油路５３に出力されるように構成されている。このため、第１実施例と同様に、作業機用制御弁２０は、作業機用操作レバー１３´の操作に応じて、その弁位置が変化される。

作業機用操作レバー１３´が上げ位置に操作されると、パイロット油路５２、パイロット油路５４を介して制御用切換弁４０´のパイロットポート４０ｄ´に「上げ位置」に対応するオンの油圧信号が加えられ、制御用切換弁４０´は開放位置４０ｂに切り換えられる。このため、第１実施例の制御パターン１と同様に、作業機用操作レバー１３´が上げ位置に操作されたときのみに制御用切換弁４０´が開放位置４０ｂ´に切り換えられる。

図２（ｂ）は、前述の制御パターン２を想定して構築した回路例を示しており、図２（ａ）と異なる部分のみを示した図である。制御パターン２では、ダンプボディ１００を上げ動作させるとき、または下げ操作または浮き操作させるときに制御用切換弁４０´が開放位置４０ｂ´に切り換えられる。

すなわち同図２（ｂ）に示すように、作業機用操作レバー１３´の油圧検出回路は、パイロット油路５２、５３に連通している。またパイロット油路５２、５３は、シャトル弁５５の入口にそれぞれ連通している。シャトル弁５５の出口は、パイロット油路５４に連通している。

このため作業機用操作レバー１３´が上げ位置に操作されると、パイロット油路５２、シャトル弁５５、パイロット油路５４を介して制御用切換弁４０´のパイロットポート４０ｄ´に「上げ位置」に対応するオンの油圧信号が加えられ、制御用切換弁４０´は開放位置４０ｂ´に切り換えられる。また、作業機用操作レバー１３´が下げ位置に操作されると、パイロット油路５２、シャトル弁５５、パイロット油路５４を介して制御用切換弁４０´のパイロットポート４０ｄ´に「下げ位置」に対応するオンの油圧信号が加えられ、制御用切換弁４０´は開放位置４０ｂ´に切り換えられる。また、作業機用操作レバー１３´が浮き位置に操作されると、パイロット油路５２、シャトル弁５５、パイロット油路５４を介して制御用切換弁４０´のパイロットポート４０ｄ´に「浮き位置」に対応するオンの油圧信号が加えられ、制御用切換弁４０´は浮き位置４０ｂ´に切り換えられる。

このため、第１実施例の制御パターン２と同様に、作業機用操作レバー１３´が上げ位置または下げ位置または浮き位置に操作されたときに制御用切換弁４０´が開放位置４０ｂ´に切り換えられ、リリーフ弁３７のリリーフ圧が低圧となり、作業機用制御弁２０を通過した圧油のほとんどは絞り３６をバイパスしてリリーフ弁３７を通過するようになる。

第１実施例、第２実施例では、バイパス手段１４０として、リリーフ弁３７、３９、制御用電磁切換弁４０（４０´）にて構成する例を示したが、図３に示すように、絞り３６に並列に設けられた電磁切換弁４５を用いてもよく、また図４に示すように、絞り３６に並列に設けられた切換弁４６を用いてもよく、同様の作用効果が得られる。

以上の説明では、作業機としてホイスト機構、つまりダンプトラックのダンプボディを想定して説明したが、本発明は、ホイスト機構以外の作業機を作動させる場合にも適用することができる。またダンプトラック以外の作業車両にも適用することができる。

図１は第１実施例の油圧回路図である。図２（ａ）、（ｂ）は第２実施例の油圧回路図で、図２（ｂ）は図２（ａ）の変形例である。図３は第１実施例の別態様の構成図である。図４は第２実施例の別態様の構成図である。

符号の説明

２可変容量型油圧ポンプ、４ステアリング用制御弁、５ステアリング用油圧シリンダ、６、プライオリティ弁、１０容量制御弁、２０作業機用制御弁、２１作業機用油圧シリンダ、３０分流回路、３６制御用絞り

Claims

ステアリング機構を作動させるためのステアリング操作信号に応じてステアリング機構を駆動制御するとともに、作業機を作動させるための作業機操作信号に応じて作業機を駆動制御する油圧回路が備えられた作業車両のステアリングおよび作業機の制御装置であって、
圧油を吐出する可変容量型油圧ポンプと、
ステアリング機構を作動させるステアリング用油圧アクチュエータと、
作業機を作動させる作業機用油圧アクチュエータと、
ステアリング操作信号に応じた流量の圧油が前記ステアリング用油圧アクチュエータに供給されるように動作するステアリング用制御弁と、
作業機操作信号に応じた流量の圧油が前記作業機用油圧アクチュエータに供給されるように動作する作業機用制御弁と、
前記可変容量型油圧ポンプと前記ステアリング用制御弁との間に設けられ、前記ステアリング用制御弁の前後差圧が設定値になるように前記可変容量型油圧ポンプの吐出圧油を前記ステアリング用制御弁に供給するとともに、前記作業機用制御弁側に分流するプライオリティ弁と、
前記プライオリティ弁から分流された圧油を、前記作業機用制御弁を通過させて、タンクに排出させる分流回路と、
前記分流回路に設けられ、出口側がタンクに連通する絞りと、
前記絞りの前後差圧が設定値になるように前記可変容量型油圧ポンプの容量を制御する容量制御手段と、
前記分流回路にあって、前記絞りと並列に配置された弁であって、作業機操作信号が入力されることにより、当該弁の通路を開放するように動作するバイパス手段と
を備えたことを特徴とする作業車両のステアリングおよび作業機の制御装置。
前記バイパス手段は、切換弁であること
を特徴とする請求項１記載の作業車両のステアリングおよび作業機の制御装置。
前記バイパス手段は、
前記絞りと並列に配置され、リリーフ圧が変更可能なリリーフ弁と、
作業機操作信号が入力されることにより前記リリーフ弁のリリーフ圧を低い側に変更するように動作する制御弁と
を備えたこと特徴とする請求項１記載の作業車両のステアリングおよび作業機の制御装置。
前記作業機用制御弁は、オープンセンタ方式のバルブであること
を特徴とする請求項１記載の作業車両のステアリングおよび作業機の制御装置。
前記作業車両は、ダンプトラックであって、前記作業機は、ボディをダンプ作動させるホイスト機構であること
を特徴とする請求項１、２、３および４のいずれかに記載の作業車両のステアリングおよび作業機の制御装置。