JP2010023675A - Steering device of working vehicle - Google Patents
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Description
この発明は、例えばホイルローダなどの車両に用いられる作業車両のステアリング装置に関する。 The present invention relates to a steering device for a work vehicle used in a vehicle such as a wheel loader.
この種のものとして、例えば、図3に示すステアリング装置が従来から知られている。この従来のステアリング装置は、オービットロール(商標名)1にポンプ2を接続し、このポンプ2の吐出流体がオービットロール1に供給されるようにしている。また、オービットロール1は、回転量および回転速度に応じたパイロット流量を、回転方向に応じてポート4あるいは5から吐出する。そして、このオービットロール1は、ステアリングホイール3に連係している。
For example, a steering apparatus shown in FIG. 3 is conventionally known. In this conventional steering apparatus, a pump 2 is connected to an orbit roll (trade name) 1, and a discharge fluid of the pump 2 is supplied to the orbit roll 1. The orbit roll 1 discharges a pilot flow rate according to the rotation amount and the rotation speed from the
上記のようにしたオービットロール1にはステアリングバルブ6を接続しているが、このステアリングバルブ6にはパイロットポート7,8を設けている。そして、一方のパイロットポート7を、オービットロール1の一方のポート4に接続し、他方のパイロットポート8を、オービットロール1の他方のポート5に接続している。
上記のようにしたステアリングバルブ6には、ステアリングポンプSPとタンクTとを接続するとともに、シリンダポート9,10を設けている。そして、一方のシリンダポート9を、パワーシリンダ11のピストン側室11aとパワーシリンダ12のロッド側室12bとに接続し、他方のシリンダポート10を、パワーシリンダ11のロッド側室11bとパワーシリンダ12のピストン側室12aとに接続している。
A steering valve 6 is connected to the orbit roll 1 as described above, and pilot ports 7 and 8 are provided in the steering valve 6. One pilot port 7 is connected to one
In the steering valve 6 as described above, the steering pump SP and the tank T are connected, and cylinder ports 9 and 10 are provided. One cylinder port 9 is connected to the piston side chamber 11 a of the
上記のようにしたステアリングバルブ6は、オービットロール1から吐出されるパイロット流量に応じてその切り換え量が制御される。すなわち、オービットロール1が一方に回転したとき、ポート4からその回転量およびその回転速度に応じたパイロット流量が吐出されるが、このときのパイロット流量はステアリングバルブ6のパイロットポート7に導かれる。そして、ステアリングバルブ6は、パイロット流量に比例した分だけ一方に切り換えられるので、ステアリングポンプSPからの吐出流体がシリンダポート9を経由してパワーシリンダ11のピストン側室11aとパワーシリンダ12のロッド側室12bに供給される。このようにしてパワーシリンダ11,12に供給される流量は、ステアリングバルブ6の切り換え量に比例することになる。
The switching amount of the steering valve 6 configured as described above is controlled according to the pilot flow rate discharged from the orbit roll 1. That is, when the orbit roll 1 rotates in one direction, a pilot flow rate corresponding to the rotation amount and the rotation speed is discharged from the
また、オービットロール1が他方に回転すると、ポート5からその回転量およびその回転速度に応じたパイロット流量が吐出されるが、このときのパイロット流量はステアリングバルブ6のパイロットポート8に導かれる。そして、ステアリングバルブ6は、パイロット流量に比例した分だけ他方に切り換えられるので、ステアリングポンプSPからの吐出流体がシリンダポート10を経由してパワーシリンダ12のピストン側室12aとパワーシリンダ11のロッド側室11bに供給される。このようにしてパワーシリンダ11,12に供給される流量は、ステアリングバルブ6の切り換え量に比例することになる。
なお、ステアリングバルブ6が切り換えられたとき、パワーシリンダ11,12からの戻り流体は、このステアリングバルブ6を経由して上記タンクTに戻される。
When the orbit roll 1 rotates in the other direction, a pilot flow rate corresponding to the rotation amount and the rotation speed is discharged from the port 5. The pilot flow rate at this time is guided to the pilot port 8 of the steering valve 6. Since the steering valve 6 is switched to the other side in proportion to the pilot flow rate, the fluid discharged from the steering pump SP passes through the cylinder port 10 and the piston side chamber 12a of the power cylinder 12 and the rod side chamber 11b of the
When the steering valve 6 is switched, the return fluid from the
上記のように一方のパワーシリンダ11あるいは12が伸長し、他方のパワーシリンダ12あるいは11が収縮すれば、当該車両が操舵されるが、その操舵量はステアリングバルブ6の切り換え量に依存する。そして、ステアリングバルブ6の切り換え量はオービットロール1から吐出されるパイロット流量に依存するが、このパイロット流量はステアリングホイール3の回転量および回転速度に比例するので、結局は、上記操舵量はステアリングホイール3の回転量および回転速度に依存することになる。
上記したようにオービットロール1から吐出される流量は、ステアリングホイール3の回転量および回転速度に比例することになる。したがって、大きく操舵しようとすれば、その分、ステアリングホイール3を何回も回転させなければならない。
そのために、操舵によるオペレータの疲労感が大きくなるという問題もあった。
As described above, the flow rate discharged from the orbit roll 1 is proportional to the rotation amount and rotation speed of the
For this reason, there is a problem in that the operator feels tired by steering.
この発明の目的は、オペレータの疲労感も少ない作業車両のステアリング装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a steering device for a work vehicle with less operator fatigue.
第1の発明は、ポンプと、このポンプに接続されるとともに回転に応じた制御流量を吐出するオービットロールと、このオービットロールに接続したパワーシリンダとを備えた作業車両のステアリング装置において、上記オービットロールの回転駆動源としての電動モータと、この電動モータの回転方向、回転量および回転速度を制御するジョイスティックとを備えた点に特徴を有する。
第2の発明は、上記オービットロールの回転に関連して切り換え方向および切り換え量が制御されるステアリングバルブを、オービットロールとパワーシリンダとの間に設けるとともに、このステアリングバルブには、パワーシリンダに流体を供給するためのステアリングポンプと、パワーシリンダからの戻り流体を受け容れるタンクとを接続した点に特徴を有する。
第3の発明は、上記電動モータのモータ軸にクラッチ機構を介してステアリングホイールの回転軸を連係した点に特徴を有する。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a steering apparatus for a work vehicle comprising a pump, an orbit roll connected to the pump and discharging a control flow rate according to rotation, and a power cylinder connected to the orbit roll. It is characterized in that it includes an electric motor as a rotational drive source of the roll and a joystick that controls the rotation direction, rotation amount, and rotation speed of the electric motor.
According to a second aspect of the present invention, a steering valve whose switching direction and switching amount are controlled in relation to the rotation of the orbit roll is provided between the orbit roll and the power cylinder. This is characterized in that a steering pump for supplying the fuel and a tank for receiving the return fluid from the power cylinder are connected.
The third invention is characterized in that the rotating shaft of the steering wheel is linked to the motor shaft of the electric motor via a clutch mechanism.
第1,2の発明によれば、オービットロールを電動モータで回転させるとともに、この電動モータの回転方向、回転量および回転速度をジョイスティックで制御できるようにしたので、オペレータの疲労感を大幅に軽減させることができる。
第3の発明によれば、オペレータの好みに応じてステアリングホイールによる操舵に切り換えることができる。また、当該車両が公道を走行するときには、ステアリングホイールによる操作ができる。
According to the first and second inventions, the orbit roll is rotated by the electric motor, and the rotation direction, rotation amount and rotation speed of the electric motor can be controlled by the joystick, thereby greatly reducing the operator's fatigue. Can be made.
According to the third invention, it is possible to switch to steering by the steering wheel according to the preference of the operator. Further, when the vehicle travels on a public road, an operation by a steering wheel can be performed.
図1に示した第1実施形態は、オービットロールMUにポンプPを接続し、このポンプPからの吐出流体がオービットロールMUに供給される構成にしている。そして、オービットロールMUは、電動モータMの駆動力で回転するとともに、その回転量および回転速度に応じた制御流量であるパイロット流量を、その回転方向に応じてポート13あるいは14から吐出するものである。
上記電動モータMはジョイスティックJに電気的に接続されている。そして、このジョイスティックJの操作レバー15の操作方向に応じて電動モータMの回転方向が制御されるとともに、当該操作レバー15の操作角に応じて電動モータMの回転数が制御される構成にしている。
In the first embodiment shown in FIG. 1, a pump P is connected to the orbit roll MU, and the discharge fluid from the pump P is supplied to the orbit roll MU. The orbit roll MU rotates with the driving force of the electric motor M and discharges a pilot flow rate, which is a control flow rate according to the rotation amount and rotation speed, from the
The electric motor M is electrically connected to a joystick J. The rotation direction of the electric motor M is controlled according to the operation direction of the operation lever 15 of the joystick J, and the rotation speed of the electric motor M is controlled according to the operation angle of the operation lever 15. Yes.
上記のようにしたオービットロールMUにはステアリングバルブVを接続しているが、このステアリングバルブVにはパイロットポート16,17を設けている。そして、一方のパイロットポート16を、オービットロールMUの一方のポート13に接続し、他方のパイロットポート17を、オービットロールMUの他方のポート14に接続している。
上記のようにしたステアリングバルブVには、ステアリングポンプSPとタンクTとを接続するとともに、シリンダポート18,19を設けている。そして、一方のシリンダポート18を、パワーシリンダ20のピストン側室20aとパワーシリンダ21のロッド側室21bとに接続し、他方のシリンダポート19を、パワーシリンダ20のロッド側室20bとパワーシリンダ21のピストン側室21aとに接続している。
A steering valve V is connected to the orbit roll MU as described above, and
The steering valve V configured as described above is connected to the steering pump SP and the tank T, and is provided with
上記のようにしたステアリングバルブVは、オービットロールMUから吐出されるパイロット流量に応じてその切り換え量が制御される。すなわち、オービットロールMUが一方に回転したとき、ポート13からその回転量およびその回転速度に応じたパイロット流量が吐出されるが、このときのパイロット流量はステアリングバルブVのパイロットポート16に導かれる。そして、ステアリングバルブVは、パイロット流量に比例した分だけ一方に切り換えられるので、ステアリングポンプSPからの吐出流体がシリンダポート18を経由してパワーシリンダ20のピストン側室20aとパワーシリンダ21のロッド側室21bに供給される。このようにしてパワーシリンダ20,21に供給される流量は、ステアリングバルブVの切り換え量に比例することになる。
The switching amount of the steering valve V configured as described above is controlled according to the pilot flow rate discharged from the orbit roll MU. That is, when the orbit roll MU rotates in one direction, a pilot flow rate corresponding to the rotation amount and the rotation speed is discharged from the
また、オービットロールMUが他方に回転すると、ポート14からその回転量およびその回転速度に応じたパイロット流量が吐出されるが、このときのパイロット流量はステアリングバルブVのパイロットポート17に導かれる。そして、ステアリングバルブVは、パイロット流量に比例した分だけ他方に切り換えられるので、ステアリングポンプSPからの吐出流体がシリンダポート19を経由してパワーシリンダ21のピストン側室21aとパワーシリンダ20のロッド側室20bに供給される。このようにしてパワーシリンダ20,21に供給される流量は、ステアリングバルブVの切り換え量に比例することになる。
なお、ステアリングバルブVが切り換えられたとき、パワーシリンダ20,21からの戻り流体は、このステアリングバルブVを経由して上記タンクTに戻される。
When the orbit roll MU rotates in the other direction, a pilot flow rate corresponding to the rotation amount and the rotation speed is discharged from the
When the steering valve V is switched, the return fluid from the
上記のように一方のパワーシリンダ20あるいは21が伸長し、他方のパワーシリンダ21あるいは20が収縮すれば、当該車両が操舵されるが、その操舵量はステアリングバルブVの切り換え量に依存する。そして、ステアリングバルブVの切り換え量はオービットロールMUから吐出されるパイロット流量に依存するが、このパイロット流量は電動モータMの回転量および回転速度に比例するので、結局は、上記操舵量は電動モータMの回転量および回転速度に依存することになる。
As described above, when one
上記の第1実施形態において、オペレータがジョイスティックJの操作レバー15をいずれかの方向に傾斜させれば、その傾斜方向に応じて電動モータMの回転方向が制御される。また、この操作レバー15の傾斜角に応じて電動モータMの回転速度が制御される。
したがって、オペレータは、ジョイスティックJを制御することによって、電動モータMを介してオービットロールMUの回転方向、回転量および回転速度を制御することができる。
In the first embodiment, when the operator tilts the operation lever 15 of the joystick J in any direction, the rotation direction of the electric motor M is controlled according to the tilt direction. Further, the rotation speed of the electric motor M is controlled according to the inclination angle of the operation lever 15.
Therefore, the operator can control the rotation direction, rotation amount, and rotation speed of the orbit roll MU via the electric motor M by controlling the joystick J.
このようにジョイスティックJの操作レバー15を操作して、オービットロールMUの回転方向および回転速度を制御できるので、ステアリングバルブVの切り換え方向および切り換え量を制御しながら、当該車両の操舵方向を制御することができる。
また、上記ジョイスティックJの操作レバー15を操作して、オービットロールMUの回転量と回転速度に応じた単位時間当たりの吐出流量を制御できるので、その吐出量に応じてステアリングバルブVの切り換え方向と切り換え量とを制御して、当該車両の操舵角と操舵角速度を制御できる。
つまり、オペレータは、ジョイスティックJの操作レバー15を操作することによって、従来のステアリングホイール3を操作するのと同様にステアリング操作をすることができる。
As described above, since the rotation direction and the rotation speed of the orbit roll MU can be controlled by operating the operation lever 15 of the joystick J, the steering direction of the vehicle is controlled while controlling the switching direction and switching amount of the steering valve V. be able to.
Further, by operating the operation lever 15 of the joystick J, the discharge flow rate per unit time according to the rotation amount and the rotation speed of the orbit roll MU can be controlled, so that the switching direction of the steering valve V can be determined according to the discharge amount. The steering angle and the steering angular velocity of the vehicle can be controlled by controlling the switching amount.
That is, the operator can perform the steering operation by operating the operation lever 15 of the joystick J in the same manner as operating the
図2に示した第2実施形態は、電動モータMのモータ軸にクラッチ機構22を介してステアリングホイール23を設けたものである。そして、操作レバー24を手動操作することによって、クラッチ機構22を連係したり、あるいはその連係を遮断したりするもので、その他の構成は、上記第1実施形態と同じである。
このようにした第2実施形態では、ジョイスティックJの操作レバー15を中立位置に保って電動モータMを自由回転状態にするとともに、操作レバー24を操作してクラッチ機構22を連係すれば、ステアリングホイール23を回すことによってオービットロールMUを回転させることができる。言い換えると、ステアリングホイール23を操作することによって、当該車両を操舵することができる。
また、操作レバー24を操作してクラッチ機構22を遮断したときには、ジョイスティックJの操作レバー15を操作して電動モータMを駆動し、第1実施形態と同じように当該車両を操舵することができる。
In the second embodiment shown in FIG. 2, a
In the second embodiment as described above, the steering wheel can be obtained by keeping the operation lever 15 of the joystick J in the neutral position to bring the electric motor M into the free rotation state and operating the operation lever 24 to link the
When the operation lever 24 is operated and the
なお、上記第1,2実施形態では、オービットロールMUとパワーシリンダ20,21との間にステアリングバルブVを介在させたが、このステアリングバルブVを省略して、オービットロールMUの吐出流体で、パワーシリンダ20,21を直接作動させるようにしてもよいものである。
In the first and second embodiments, the steering valve V is interposed between the orbit roll MU and the
P ポンプ
MU オービットロール
M 電動モータ
J ジョイスティック
V ステアリングバルブ
20 パワーシリンダ
21 パワーシリンダ
22 クラッチ機構
23 ステアリングホイール
P Pump MU Orbit roll M Electric motor J Joystick
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