JP2023076907A

JP2023076907A - 産業車両の油圧システム

Info

Publication number: JP2023076907A
Application number: JP2021189936A
Authority: JP
Inventors: 裕康小寺; Hiroyasu Kodera; 政浩松尾; Masahiro Matsuo; 崇三木; Takashi Miki; 祐介藤本; Yusuke Fujimoto
Original assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd
Current assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd
Priority date: 2021-11-24
Filing date: 2021-11-24
Publication date: 2023-06-05
Also published as: WO2023095739A1; CN118103573A

Abstract

【課題】荷役ポンプの容量をポジティブ制御で制御するとともにステアリングポンプの容量を適切に制御することができる産業車両の油圧システムを提供する。【解決手段】油圧システム１は、ステアリングアクチュエータ１１へ作動油を供給する可変容量型のステアリングポンプ２１と、少なくとも１つの荷役アクチュエータ１２へ作動油を供給する可変容量型の荷役ポンプ３１と、ステアリング供給ライン２２から分岐して荷役供給ライン３２につながる合流ライン７１を含む。さらに、油圧システム１は、荷役要求指令圧が入力され、荷役要求指令圧が大きくなるほど荷役ポンプ３１の容量を増加する荷役レギュレータ５と、ステアリング負荷圧と荷役負荷圧のうちの高い方がロードセンシング圧として入力され、前記ロードセンシング圧とステアリングポンプ２１の吐出圧との差圧が一定となるようにステアリングポンプ２１の容量を制御するステアリングレギュレータ４を含む。【選択図】図１

Description

本開示は、産業車両の油圧システムに関する。

ホイールローダやフォークリフトなどの産業車両には、進行方向を変更するためのステアリング回路と、バケットやフォークを動かすための荷役回路を含む油圧システムが搭載される。

例えば、特許文献１には、ステアリング回路に可変容量型のステアリングポンプが用いられ、荷役回路に可変容量型の荷役ポンプが用いられた、フォークリフトの油圧システムが開示されている。ステアリング回路では、ステアリングポンプからステアリング供給ラインおよびステアリング弁を介してステアリングアクチュエータへ作動油が供給され、荷役回路では、荷役ポンプから荷役供給ラインおよび２つの荷役制御弁を介して２つの荷役アクチュエータへ作動油が供給される。

さらに、特許文献１に開示された油圧システムでは、ステアリング供給ラインから合流ラインが分岐しており、この合流ラインが荷役供給ラインにつながっている。合流ラインには切換弁が設けられている。切換弁は、荷役操作が行われないときに合流ラインを遮断し、荷役操作が行われるときに合流ラインを開放する。つまり、切換弁によって合流ラインが解放されるときは、荷役ポンプから吐出された作動油にステアリングポンプから吐出された作動油が合流されて荷役アクチュエータへ供給される。なお、荷役操作がステアリング操作と同時に行われるときは、ステアリングポンプから吐出された作動油がステアリングアクチュエータと荷役アクチュエータの双方へ供給される。

ステアリングポンプの容量はステアリングレギュレータにより変更され、荷役ポンプの容量は荷役レギュレータにより変更される。上述したように荷役ポンプから吐出された作動油にステアリングポンプから吐出された作動油を合流するという観点から、ステアリングポンプの容量と荷役ポンプの容量とは同じ方式で制御される。特許文献１では、その制御方式としてロードセンシング制御が採用されている。

より詳しくは、荷役レギュレータには２つの荷役アクチュエータの負荷圧のうちの高い方である最高負荷圧がロードセンシング圧として入力される。荷役レギュレータは、ロードセンシング圧と荷役ポンプの吐出圧との差圧が一定となるように荷役ポンプの容量を制御する。

一方、ステアリングレギュレータにはステアリングアクチュエータの負荷圧と荷役アクチュエータの最高負荷圧のうちの高い方がロードセンシング圧として入力される。ステアリングレギュレータは、ロードセンシング圧とステアリングポンプの吐出圧との差圧が一定となるようにステアリングポンプの容量を制御する。このため、ステアリング操作と荷役操作が同時に行われるときは、要求が高い方に応じてステアリングポンプの容量が変化する。

特開２０１７－２２６４９２号公報

ところで、荷役ポンプの容量の制御方式としては、ロードセンシング制御に代えて、荷役操作の操作量が大きくなるほど容量を増加させるポジティブ制御を採用したいという要望がある。しかし、この場合には、ステアリングポンプの容量をどのように制御するかが問題となる。

そこで、本開示は、荷役ポンプの容量をポジティブ制御で制御するとともにステアリングポンプの容量を適切に制御することができる産業車両の油圧システムを提供することを目的とする。

本開示は、ステアリング供給ラインおよびステアリング弁を介してステアリングアクチュエータへ作動油を供給する可変容量型のステアリングポンプと、荷役供給ラインおよび少なくとも１つの荷役制御弁を介して少なくとも１つの荷役アクチュエータへ作動油を供給する可変容量型の荷役ポンプと、前記ステアリング供給ラインから分岐して前記荷役供給ラインにつながる合流ラインと、前記合流ラインに設けられた、荷役操作が行われないときに前記合流ラインを遮断し、荷役操作が行われるときに前記合流ラインを開放する優先弁と、前記荷役操作の操作量と正の相関を示す荷役要求指令圧が入力され、前記荷役要求指令圧が大きくなるほど前記荷役ポンプの容量を増加する荷役レギュレータと、前記ステアリング弁における前記ステアリングアクチュエータへの作動油の供給量を決定する絞り部の下流側の圧力であるステアリング負荷圧と、前記荷役供給ラインにおける前記少なくとも１つの荷役制御弁の上流側の圧力である荷役負荷圧のうちの高い方がロードセンシング圧として入力され、前記ロードセンシング圧と前記ステアリングポンプの吐出圧との差圧が一定となるように前記ステアリングポンプの容量を制御するステアリングレギュレータと、を備える、産業車両の油圧システムを提供する。

本開示によれば、荷役ポンプの容量をポジティブ制御で制御するとともにステアリングポンプの容量を適切に制御することができる。

一実施形態に係る産業車両の油圧システムの概略構成図である。前記油圧システムのステアリング回路の拡大図である。前記油圧システムの荷役回路の拡大図である。前記荷役回路の操作系回路図である。

図１に、一実施形態に係る産業車両の油圧システム１を示す。本実施形態では、産業車両がホイスト（アームまたはブームとも呼ばれる）およびバケットを含むホイールローダである。ただし、産業車両はフォークリフトなどであってもよい。

油圧システム１は、進行方向を変更するためのステアリング回路２と、バケットを動かすための荷役回路３を含む。ホイールローダでは、前輪を含む前側車体と後輪を含む後側車体とが水平方向に揺動可能に連結される。また、前側車体にはホイストが鉛直方向に揺動可能に連結され、ホイストの先端にバケットが鉛直方向に揺動可能に連結される。

ステアリング回路２は、図２に示すように、ステアリングポンプ２１、ステアリング弁２３およびステアリングアクチュエータ１１を含む。ステアリングポンプ２１は、ステアリング供給ライン２２およびステアリング弁２３を介してステアリングアクチュエータ１１へ作動油を供給する。本実施形態では、ステアリングアクチュエータ１１が、上述した前側車体と後側車体との連結部の左右両側に設けられた一対の油圧シリンダで構成される。ただし、ホイールローダの大きさによっては、ステアリングアクチュエータ１１が単一の油圧シリンダで構成されることもある。また、産業用車両がフォークリフトである場合はステアリングアクチュエータ１１が単一の両ロッドの油圧シリンダで構成される。

具体的に、ステアリングポンプ２１はステアリング供給ライン２２によりステアリング弁２３と接続されており、ステアリング弁２３は一対の給排ライン２４によりステアリングアクチュエータ１１と接続されている。また、ステアリング弁２３はタンクライン２５によりタンクと接続されている。

ステアリング弁２３は、ステアリングアクチュエータ１１への作動油の供給量を決定する絞り部２３ａを有する。また、ステアリング弁２３には、ステアリング供給ライン２２と給排ライン２４の間に介在する中間ライン２７の両端も接続されている。中間ライン２７には逆止弁２８が設けられている。

ステアリング弁２３は、産業車両の運転室に設けられたハンドルが操作されると、中立位置から右旋回位置または左旋回位置へシフトする。中立位置では、ステアリング供給ライン２２、中間ライン２７の両端、一対の給排ライン２４およびタンクライン２５の全てがブロックされる。右旋回位置または左旋回位置では、ステアリング供給ライン２２が中間ライン２７を介して一方の給排ライン２４と連通し、他方の給排ライン２４がタンクライン２５と連通する。右旋回位置または左旋回位置では、絞り部２３ａの開口面積が、ハンドルの操作量が大きくなるほど大きくなる。

より詳しくは、ステアリング弁２３は一対のパイロットポートを有し、これらのパイロットポートはパイロットライン２６ａ，２６ｂによりオービットロール（登録商標）２６と接続されている。オービットロール２６はハンドルに連結されており、ハンドルの操作量に応じたパイロット圧をハンドルの回転方向のパイロットライン２６ａまたは２６ｂを通じてステアリング弁２３のパイロットポートへ出力する。

さらに、ステアリング弁２３には負荷圧ライン６４およびタンクライン６８も接続されている。ステアリング弁２３が中立位置に位置するとき、負荷圧ライン６４はタンクライン６８と連通する。ステアリング弁２３が右旋回位置または左旋回位置に位置するとき、負荷圧ライン６４には絞り部２３ａの下流側の圧力であるステアリング負荷圧が導かれる。

ステアリング供給ライン２２には、コンペンセータ６１が設けられている。コンペンセータ６１は中立位置でステアリング供給ライン２２を開放するものであり、コンペンセータ６１が中立位置からシフトするにつれてコンペンセータ６１の開口面積が減少する。コンペンセータ６１には、互いに対向するようにステアリング弁２３における絞り部２３ａの上流側の圧力と上述したステアリング負荷圧とが作用する。

ステアリング負荷圧は、上述した負荷圧ライン６４を通じてコンペンセータ６１へ導かれ、開口面積が増大する方向にシフトするようにコンペンセータ６１に作用する。一方、ステアリング弁２３における絞り部２３ａの上流側の圧力は、供給圧ライン６２を通じてコンペンセータ６１へ導かれ、開口面積が減少する方向にシフトするようにコンペンセータ６１に作用する。供給圧ライン６２はコンペンセータ６１の下流側でステアリング供給ライン２２から分岐している。本実施形態では、供給圧ライン６２および負荷圧ライン６４に絞り６３，６５がそれぞれ設けられているが、絞り６３，６５は省略可能である。

このような構成により、コンペンセータ６１の開口面積は、ステアリング弁２３における絞り部２３ａの上流側の圧力とステアリング負荷圧との差圧が大きくなるほど減少する。なお、負荷圧ライン６４からはリリーフライン６６が分岐しており、このリリーフライン６６に設けられたリリーフ弁６７によって負荷圧ライン６４の圧力が所定値以下に保たれる。

上述したステアリングポンプ２１は、原動機により駆動される。原動機は、例えば内燃機関または電動機である。原動機は、後述する荷役ポンプ３１および副ポンプ１５も駆動する。

ステアリングポンプ２１は、可変容量型のポンプである。本実施形態では、ステアリングポンプ２１が斜板２１ａを有する斜板ポンプである。ただし、ステアリングポンプ２１は、斜軸ポンプであってもよい。本実施形態では、後述する合流ライン７１における優先弁７２よりも上流側部分からリリーフライン１７が分岐しており、このリリーフライン１７に設けられたリリーフ弁１７ａによってステアリングポンプ２１の吐出圧が所定値以下に保たれる。リリーフライン１７は、ステアリング供給ライン２２から分岐してもよい。

ステアリングポンプ２１の容量は、ステアリングレギュレータ４により変更される。ステアリングレギュレータ４には、ロードセンシングライン９９を通じてロードセンシング圧が入力される。ステアリングレギュレータ４は、ロードセンシング圧とステアリングポンプ２１の吐出圧との差圧が一定となるようにステアリングポンプ２１の容量を制御する。本実施形態では、ステアリングレギュレータ４が図２に示すように構成されているが、ステアリングレギュレータ４の構成はこれに限られず、適宜変更可能である。

より詳しくは、ステアリングレギュレータ４は、斜板２１ａを容量増加方向に付勢するスプリング４１と、斜板２１ａをスプリング４１に抗して容量減少方向に押圧するピストン４２を含む。ステアリングレギュレータ４には、ピストン４２に制御圧を作用させるための受圧室４３が形成されている。

さらに、ステアリングレギュレータ４は、制御圧ライン４４により受圧室４３と接続されたロードセンシング弁４５と、制御圧ライン４４上に設けられたカットオフ弁４８を含む。ただし、カットオフ弁４８は省略可能である。

ロードセンシング弁４５は、ポンプ圧ライン４６によりステアリング供給ライン２２と接続されるとともに、タンクライン４７によりタンクと接続されている。また、ロードセンシング弁４５には、上述したロードセンシング圧とステアリングポンプ２１の吐出圧とが互いに対向するように作用する。ロードセンシング弁４５はロードセンシング圧とステアリングポンプ２１の吐出圧との差圧が一定となるように作動し、このようにして調整された制御圧が制御圧ライン４４を通じて受圧室４３に導入される。

カットオフ弁４８は、ステアリングポンプ２１の吐出圧が設定値を超えたときに、受圧室４３にステアリングポンプ２１の吐出圧を導入し、ステアリングポンプ２１の容量を最小とするためのものである。

荷役回路３は、図３に示すように、荷役ポンプ３１、２つの荷役制御弁３３および２つの荷役アクチュエータ１２を含む。荷役ポンプ３１は、荷役供給ライン３２および２つの荷役制御弁３３を介して２つの荷役アクチュエータ１２へ作動油を供給する。

２つの荷役アクチュエータ１２は、バケットアクチュエータ１３とホイストアクチュエータ１４である。本実施形態では、バケットアクチュエータ１３が単一の油圧シリンダで構成され、ホイストアクチュエータ１４が一対の油圧シリンダで構成される。ただし、バケットアクチュエータ１２は一対の油圧シリンダで構成されることもある。２つの荷役制御弁３３は、バケット制御弁３４とホイスト制御弁３５である。

具体的に、荷役ポンプ３１は、荷役供給ライン３２によりバケット制御弁３４およびホイスト制御弁３５と接続されている。つまり、荷役供給ライン３２は、荷役ポンプ３１から延びる共通路３２ａと、共通路３２ａの下流端からバケット制御弁３４まで延びるバケット分岐路３２ｂと、共通路３２ａの下流端からホイスト制御弁３５まで延びるホイスト分岐路３２ｃを含む。バケット分岐路３２ｂおよびホイスト分岐路３２ｃには、逆止弁３２ｄ，３２ｅがそれぞれ設けられている。

さらに、ホイスト分岐路３２ｃには、バケット操作とホイスト操作が同時に行われるときにホイストアクチュエータ１４への作動油の供給を制限するためのバケット優先弁３２ｆが設けられている。バケット優先弁３２ｆは中立位置でホイスト分岐路３２ｃを開放するものであり、バケット優先弁３２ｆが中立位置からシフトするにつれてバケット優先弁３２ｆの開口面積が減少する。本実施形態では、バケット優先弁３２ｆがパイロット式であり、パイロットポートを有する。バケット優先弁３２ｆのパイロットポートに導入されるパイロット圧が上昇するほどバケット優先弁３２ｆの開口面積が減少する。ただし、バケット優先弁３２ｆは電磁式であってもよい。

上述したバケット制御弁３４は一対の給排ライン３６によりバケットアクチュエータ１３と接続されており、ホイスト制御弁３５は一対の給排ライン３７によりホイストアクチュエータ１４と接続されている。また、バケット制御弁３４およびホイスト制御弁３５はタンクライン３８によりタンクと接続されている。

バケット制御弁３４は、中立位置から第１作動位置または第２作動位置へシフトする。中立位置では、荷役供給ライン３２、一対の給排ライン３６およびタンクライン３８の全てがブロックされる。第１作動位置または第２作動位置では、荷役供給ライン３２が一方の給排ライン３６と連通し、他方の給排ライン３６がタンクライン３８と連通する。

本実施形態では、バケット制御弁３４がパイロット式であり、一対のパイロットポートを有する。一方のパイロットポートへパイロット圧が導入されるとバケット制御弁３４が中立位置から第１作動位置へシフトし、そのパイロット圧が上昇するほどバケット制御弁３４の開口面積が増大する。逆に、他方のパイロットポートへパイロット圧が導入されるとバケット制御弁３４が中立位置から第２作動位置へシフトし、そのパイロット圧が上昇するほどバケット制御弁３４の開口面積が増大する。ただし、バケット制御弁３４は電磁式であってもよい。

ホイスト制御弁３５は、中立位置から第１作動位置または第２作動位置へシフトする。さらに、ホイスト制御弁３５は、第２作動位置と第３作動位置との間でもシフトする。中立位置では、荷役供給ライン３２、一対の給排ライン３７およびタンクライン３８の全てがブロックされる。第１作動位置または第２作動位置では、荷役供給ライン３２が一方の給排ライン３７と連通し、他方の給排ライン３７がタンクライン３８と連通する。第３作動位置では、給排ライン３７同士がホイスト制御弁３５内で連通する。

本実施形態では、ホイスト制御弁３５がパイロット式であり、一対のパイロットポートを有する。一方のパイロットポートへパイロット圧が導入されるとホイスト制御弁３５が中立位置から第１作動位置へシフトし、そのパイロット圧が上昇するほどホイスト制御弁３５の開口面積が増大する。逆に、他方のパイロットポートへパイロット圧が導入されるとホイスト制御弁３５が中立位置から第２作動位置へシフトし、そのパイロット圧が上昇するほどホイスト制御弁３５の開口面積が増大する。他方のパイロットポートへ導入されるパイロット圧がさらに上昇すると、ホイスト制御弁３５は第２作動位置から第３作動位置へシフトする。ただし、ホイスト制御弁３５は電磁式であってもよい。

さらに、本実施形態では、荷役供給ライン３２の共通路３２ａからセンターバイパスライン３９が分岐しており、このセンターバイパスライン３９がバケット制御弁３４およびホイスト制御弁３５を通過してタンクまで延びている。バケット制御弁３４およびホイスト制御弁３５は、中立位置から第１作動位置または第２作動位置へシフトするにつれてセンターバイパスライン３９上の開口面積を小さくする。

図４に示すように、バケット制御弁３４のパイロットポートは一対のパイロットラインにより一対のバケット用電磁比例弁９４，９５と接続されており、ホイスト制御弁３５のパイロットポートは一対のパイロットラインにより一対のホイスト用電磁比例弁９６，９７と接続されている。バケット用電磁比例弁９４，９５およびホイスト用電磁比例弁９６，９７は一次圧ライン１６により副ポンプ１５（図１および図３参照）と接続されている。なお、図示は省略するが、一次圧ライン１６からはリリーフラインが分岐しており、このリリーフラインに設けられたリリーフ弁によって副ポンプ１５の吐出圧が所定値に保たれる。一次圧ライン１６が副ポンプ１５の代わりにステアリング供給ライン２２に接続されるとともに一次圧ライン１６に減圧弁が設けられ、ステアリングポンプ２１の吐出圧が減圧されて一次圧として用いられてもよい。

本実施形態では、バケット用電磁比例弁９４，９５およびホイスト用電磁比例弁９６，９７のそれぞれが、指令電流と二次圧が正の相関を示す正比例型である。ただし、バケット用電磁比例弁９４，９５およびホイスト用電磁比例弁９６，９７のそれぞれは、指令電流と二次圧が負の相関を示す逆比例型であってもよい。

図３に戻って、産業車両の運転室には、上述したハンドルの他に、バケット操作装置９２およびホイスト操作装置９３が設けられている。バケット操作装置９２はバケット操作を受ける操作レバーを含み、ホイスト操作装置９３はホイスト操作を受ける操作レバーを含む。

本実施形態では、バケット操作装置９２およびホイスト操作装置９３のそれぞれが、操作レバーの傾倒方向および傾倒角（すなわち、バケット操作またはホイスト操作の操作量）に応じた電気信号を出力する電気ジョイスティックである。バケット操作装置９２およびホイスト操作装置９３から出力される電気信号は制御装置９１に入力される。

ただし、バケット操作装置９２およびホイスト操作装置９３のそれぞれは、操作レバーの傾倒方向および傾倒角に応じたパイロット圧を出力するパイロット操作弁であってもよい。この場合、バケット用電磁比例弁９４，９５およびホイスト用電磁比例弁９６，９７が省略され、バケット制御弁３４のパイロットポートが一対のパイロットラインによりパイロット操作弁であるバケット操作装置９２と接続され、ホイスト制御弁３５のパイロットポートが一対のパイロットラインによりパイロット操作弁であるホイスト操作装置９３と接続されてもよい。

制御装置９１は、バケット操作装置９２の操作レバーがバケット操作を受けると、操作レバーの傾倒方向に対応するバケット用電磁比例弁９４または９５へ指令電流を送給する。また、制御装置９１は、バケット操作の操作量が大きくなるほど指令電流を大きくする。なお、一方（バケットを上向きに揺動させる方）のバケット用電磁比例弁９４から出力される二次圧は、図４に示すように上述したバケット優先弁３２ｆのパイロットポートにも導かれる。

同様に、ホイスト操作装置９３の操作レバーがホイスト操作を受けると、制御装置９１は、操作レバーの傾倒方向に対応するホイスト用電磁比例弁９６または９７へ指令電流を送給する。また、制御装置９１は、ホイスト操作の操作量が大きくなるほど指令電流を大きくする。

制御装置９１に関し、本明細書で開示する要素の機能は、開示された機能を実行するよう構成またはプログラムされた汎用プロセッサ、専用プロセッサ、集積回路、ASIC（Application Specific Integrated Circuits）、従来の回路、および/または、それらの組み合わせ、を含む回路または処理回路を使用して実行できる。プロセッサは、トランジスタやその他の回路を含むため、処理回路または回路と見なされる。本開示において、回路、ユニット、または手段は、列挙された機能を実行するハードウエアであるか、または、列挙された機能を実行するようにプログラムされたハードウエアである。ハードウエアは、本明細書に開示されているハードウエアであってもよいし、あるいは、列挙された機能を実行するようにプログラムまたは構成されているその他の既知のハードウエアであってもよい。ハードウエアが回路の一種と考えられるプロセッサである場合、回路、手段、またはユニットはハードウエアとソフトウエアの組み合わせであり、ソフトウエアはハードウエアおよび/またはプロセッサの構成に使用される。

上述した荷役ポンプ３１は、可変容量型のポンプである。本実施形態では、荷役ポンプ３１が斜板３１ａを有する斜板ポンプである。ただし、荷役ポンプ３１は、斜軸ポンプであってもよい。荷役供給ライン３２からはリリーフライン１８が分岐しており、このリリーフライン１８に設けられたリリーフ弁１８ａによって荷役ポンプ３１の吐出圧が所定値以下に保たれる。後述する優先弁７２が開かれるとき、リリーフ弁１８ａはステアリングポンプ２１の吐出圧を所定値以下に保つ役割も果たす。

荷役ポンプ３１の容量は、荷役レギュレータ５により変更される。本実施形態では、荷役レギュレータ５が流量制御ピストン５６を用いた流量制御および馬力制御ピストン５７を用いた馬力制御を行う。ただし、荷役レギュレータ５は流量制御のみを行ってもよい。

荷役レギュレータ５には流量制御用として荷役要求指令圧が入力される。荷役要求指令圧については後述にて詳しく説明する。荷役レギュレータ５は、荷役要求指令圧が大きくなるほど荷役ポンプ３１の容量を増加する。本実施形態では、荷役レギュレータ５が図３に示すように構成されているが、荷役レギュレータ５の構成はこれに限られず、適宜変更可能である。

より詳しくは、荷役レギュレータ５は、流量制御ピストン５６および馬力制御ピストン５７に加えて、荷役ポンプ３１の斜板３１ａと連結されたサーボピストン５１と、サーボピストン５１を駆動するための調整弁５２を含む。また、荷役レギュレータ５は、流量制御ピストン５６、馬力制御ピストン５７およびサーボピストン５１を摺動可能に保持するハウジングを含む。ハウジングの一部は、荷役ポンプ３１のケーシングと一体となってもよい。

荷役レギュレータ５には、荷役ポンプ３１の吐出圧が導入される第１受圧室５ａと、制御圧が導入される第２受圧室５ｂが形成されている。サーボピストン５１は、第１受圧室５ａに露出する第１端部と、第２受圧室５ｂに露出する、第１端部よりも大径の第２端部を有している。

調整弁５２は、第２受圧室５ｂに導入される制御圧を調整するためのものである。具体的に、調整弁５２は、制御圧を低下させる方向（容量増加方向、図３では左向き）および制御圧を上昇させる方向（容量減少方向、図３では右向き）に移動するスプール５３と、スプール５３を収容するスリーブ５４を含む。

スプール５３は、レバー５６ａを介して流量制御ピストン５６と連結されるとともに、レバー５７ａを介して馬力制御ピストン５７と連結されている。スプール５３は、流量制御ピストン５６の前進に伴って容量増加方向に移動し、流量制御ピストン５６の後進に伴って容量減少方向に移動する。また、スプール５３は、馬力制御ピストン５７の前進に伴って容量減少方向に移動し、流量制御ピストン５６の後進に伴って容量増加方向に移動する。なお、流量制御ピストン５６と馬力制御ピストン５７は、そのうちの容量を小さく制限する方（すなわち、少ない容量を指令する方）が優先してスプール５３を移動させるように構成される。

スリーブ５４は、フィードバックレバー５５によりサーボピストン５１と連結されている。スリーブ５４には、ポンプポート、タンクポートおよび出力ポート（出力ポートは第２受圧室５ｂと連通する）が形成されており、スリーブ５４とスプール５３との相対位置によって、出力ポートがポンプポートおよびタンクポートの双方から遮断されるか、出力ポートがポンプポートおよびタンクポートのどちらかと連通される。そして、スプール５３が容量増加方向または容量減少方向に移動されると、サーボピストン５１の両側から作用する力（圧力×サーボピストン受圧面積）が釣り合うようにスプール５３とスリーブ５４との相対位置が定まり、制御圧が調整される。

さらに、荷役レギュレータ５には、流量制御ピストン５６に上述した荷役要求指令圧を作用させる作動室５ｃが形成されている。つまり、流量制御ピストン５６は、荷役要求指令圧が高くなると前進し、荷役要求指令圧が低くなると後進する。

また、荷役レギュレータ５には、馬力制御ピストン５７に荷役ポンプ３１の吐出圧を作用させる作動室５ｄが形成されている。つまり、馬力制御ピストン５７は、荷役ポンプ３１の吐出圧が高くなると前進し、吐出圧が低くなると後進する。

本実施形態では、作動室５ｃが指令圧ライン８２により電磁比例弁８１と接続されている。電磁比例弁８１は上述した一次圧ライン１６により副ポンプ１５（上述した変形例の場合はステアリング供給ライン２２）と接続されている。本実施形態では、電磁比例弁８１が、指令電流と二次圧が正の相関を示す正比例型である。ただし、電磁比例弁８１は、指令電流と二次圧が負の相関を示す逆比例型であってもよい。

電磁比例弁８１は、上述した制御装置９１により制御され、荷役要求指令圧として二次圧を作動室５ｃへ出力する。制御装置９１は、荷役操作（バケット操作またはホイスト操作）が行われると、電磁比例弁８１へ指令電流を送給する。また、制御装置９１は、荷役操作の操作量が大きくなるほど指令電流を大きくする。つまり、荷役要求指令圧は荷役操作の操作量と正の相関を示す。

次に、ステアリングレギュレータ４に入力されるロードセンシング圧について説明する。上述したロードセンシングライン９９は、図２に示すように、高圧選択弁９８の出力ポートと接続されている。高圧選択弁９８の一対の入力ポートのうちの一方は入力ライン８８により上述した負荷圧ライン６４と接続され、他方は入力ライン８９により荷役供給ライン３２と接続されている（図３参照）。

高圧選択弁９８は、荷役供給ライン３２における荷役制御弁３３の上流側の圧力である荷役負荷圧とステアリング負荷圧のうちの高い方を選択してステアリングレギュレータ４へ出力する。換言すれば、荷役負荷圧とステアリング要求指令圧のうちの高い方が上述したロードセンシング圧としてステアリングレギュレータ４へ入力される。

図１～図３に示すように、ステアリング供給ライン２２からはコンペンセータ６１よりも上流側で合流ライン７１が分岐しており、この合流ライン７１は荷役供給ライン３２につながっている。合流ライン７１には優先弁７２が設けられている。

優先弁７２は、荷役操作が行われないときに合流ライン７１を遮断し、荷役操作が行われるときに合流ライン７１を開放する。本実施形態では、優先弁７２がパイロット式であり、第１パイロットポート７２ａおよび第２パイロットポート７２ｂを有する。ただし、優先弁７２は電磁式であってもよい。

より詳しくは、優先弁７２は中立位置で合流ライン７１を遮断するものであり、優先弁７２が中立位置からシフトするにつれて優先弁７２の開口面積が増大する。優先弁７２は当該優先弁７２を中立位置に維持するためのスプリング７２ｃ（図２参照）を有する。第１パイロットポート７２ａは、パイロットライン７３によりタンクと接続されている。パイロットライン７３には逆止弁７４が設けられているとともに、逆止弁７４をバイパスするバイパスライン７５が接続されている。バイパスライン７５には絞り７６が設けられている。第２パイロットポート７２ｂは優先弁７２を開口面積が増大する方向にシフトさせるためのものである。

つまり、優先弁７２が中立位置からシフトするときは、絞り７６によって第１パイロットポート７２ａからの作動油の流出が制限されるために、優先弁７２がゆっくりと作動する。逆に、優先弁７２が中立位置へ戻るときは、逆止弁７４を介して第１パイロットポート７２ａへ作動油がスムーズに流入するため、優先弁７２が迅速に作動する。なお、逆止弁７４、バイパスライン７５および絞り７６は省略可能である。

優先弁７２の第２パイロットポート７２ｂは、パイロットライン７７により切換弁８４と接続されている。切換弁８４は、パイロットライン８３により指令圧ライン８２と接続されているとともに、タンクライン８５によりタンクと接続されている。なお、パイロットライン８３は、指令圧ライン８２ではなく、荷役レギュレータ５の作動室５ｃにつながってもよい。

切換弁８４は、第１電磁比例弁８１の二次圧である荷役要求指令圧を優先弁７２の第２パイロットポート７２ｂへ出力するか否かを切り換える。本実施形態では、切換弁８４がパイロット式であり、第１パイロットポート８４ａおよび第２パイロットポート８４ｂを有する。ただし、切換弁８４は電磁式であってもよい。

より詳しくは、切換弁８４は、パイロットライン７７をタンクライン８５と連通させる中立位置と、パイロットライン７７をパイロットライン８３と連通させる作動位置との間でシフトする。切換弁８４は当該切換弁８４を中立位置に維持するためのスプリング８４ｃを有する。第１パイロットポート８４ａはスプリング８４ｃと同じ側に位置しており、第２パイロットポート８４ｂはスプリング８４ｃと反対側に位置している。

第１パイロットポート８４ａは、パイロットライン８６により負荷圧ライン６４と接続されている。つまり、第１パイロットポート８４ａには、ステアリング負荷圧が導入される。本実施形態では、パイロットライン８６の一部と上述した入力ライン８８の一部とが共通の流路となっている。第２パイロットポート８４ｂは、パイロットライン８７により荷役供給ライン３２と接続されている。つまり、第２パイロットポート８４ｂには、荷役負荷圧が導入される。本実施形態では、パイロットライン８７の一部と上述した入力ライン８９の一部とが共通の流路となっている。

切換弁８４は、荷役負荷圧がステアリング負荷圧に所定値（スプリング８４ｃの付勢力に対応する圧力）を加算した基準圧よりも小さいときは中立位置に位置して荷役要求指令圧を第２パイロットポート８４ｂへ出力しない。一方、荷役要求指令圧が前記基準圧よりも大きいときは、切換弁８４は作動位置にシフトして荷役要求指令圧を第２パイロットポート８４ｂへ出力する。

以上説明したように、本実施形態の油圧システム１では、荷役レギュレータ５に荷役操作の操作量と正の相関を示す荷役要求指令圧が入力されるため、荷役ポンプ３１の容量をポジティブ制御で制御することができる。一方、ステアリングレギュレータ４にはステアリング負荷圧と荷役負荷圧のうちの高い方がロードセンシング圧として入力される。ステアリング操作が単独で行われるときは、ステアリング負荷圧がステアリングレギュレータ４に入力されるため、ステアリングポンプ２１の容量がステアリング負荷圧に応じて変化する。また、荷役操作が単独で行われるときは、荷役負荷圧がステアリングレギュレータ４に入力されるため、ステアリングポンプ２１の容量が荷役負荷圧に応じて変化し、荷役ポンプ３１とステアリングポンプ２１の双方から荷役アクチュエータ１２へ作動油が供給される。ステアリング操作と荷役操作が同時に行われるときは、要求が高い方に応じてステアリングポンプ２１の容量が変化する。従って、ステアリングポンプ２１の容量を適切に制御することができる。

さらに、本実施形態では合流ライン７１に設けられた優先弁７２がパイロット式であるので、優先弁７２を機械的に作動させることができる。しかも、優先弁７２の第２パイロットポート８２ｂに出力される荷役要求指令圧は荷役操作の操作量と正の相関を示すものであるので、荷役操作の操作量が小さいほど優先弁７２の開口面積が小さくなる。従って、ステアリングポンプ２１から吐出される作動油をステアリングアクチュエータ１１へ優先して供給することができる。

（変形例）
本開示は上述した実施形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。

例えば、産業車両の種類によっては、油圧システム１の荷役回路３における荷役アクチュエータ１２の数および荷役制御弁３３の数がそれぞれ１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。

また、バケット操作装置９２およびホイスト操作装置９３のそれぞれがパイロット操作弁である場合、電磁比例弁８１が省略されて、バケット操作装置９２から出力されるパイロット圧とホイスト操作装置９３から出力されるパイロット圧のうちの最も高いパイロット圧が荷役要求指令圧として荷役レギュレータ５の作動室５ｃへ導かれてもよい。

また、切換弁８４は、かならずしもオンオフ弁である必要はなく、荷役操作要求指令圧を減圧可能な減圧弁の機能を有してもよい。

（まとめ）
本開示は、ステアリング供給ラインおよびステアリング弁を介してステアリングアクチュエータへ作動油を供給する可変容量型のステアリングポンプと、荷役供給ラインおよび少なくとも１つの荷役制御弁を介して少なくとも１つの荷役アクチュエータへ作動油を供給する可変容量型の荷役ポンプと、前記ステアリング供給ラインから分岐して前記荷役供給ラインにつながる合流ラインと、前記合流ラインに設けられた、荷役操作が行われないときに前記合流ラインを遮断し、荷役操作が行われるときに前記合流ラインを開放する優先弁と、前記荷役操作の操作量と正の相関を示す荷役要求指令圧が入力され、前記荷役要求指令圧が大きくなるほど前記荷役ポンプの容量を増加する荷役レギュレータと、前記ステアリング弁における前記ステアリングアクチュエータへの作動油の供給量を決定する絞り部の下流側の圧力であるステアリング負荷圧と、前記荷役供給ラインにおける前記少なくとも１つの荷役制御弁の上流側の圧力である荷役負荷圧のうちの高い方がロードセンシング圧として入力され、前記ロードセンシング圧と前記ステアリングポンプの吐出圧との差圧が一定となるように前記ステアリングポンプの容量を制御するステアリングレギュレータと、を備える、産業車両の油圧システムを提供する。

上記の構成によれば、荷役レギュレータに荷役操作の操作量と正の相関を示す荷役要求指令圧が入力されるため、荷役ポンプの容量をポジティブ制御で制御することができる。一方、ステアリングレギュレータにはステアリング負荷圧と荷役負荷圧のうちの高い方がロードセンシング圧として入力される。ステアリング操作が単独で行われるときは、ステアリング負荷圧がステアリングレギュレータに入力されるため、ステアリングポンプの容量がステアリング負荷圧に応じて変化する。また、荷役操作が単独で行われるときは、荷役負荷圧がステアリングレギュレータに入力されるため、ステアリングポンプの容量が荷役負荷圧に応じて変化し、荷役ポンプとステアリングポンプの双方から荷役アクチュエータへ作動油が供給される。ステアリング操作と荷役操作が同時に行われるときは、要求が高い方に応じてステアリングポンプの容量が変化する。従って、ステアリングポンプの容量を適切に制御することができる。

例えば、上記の油圧システムは、前記ステアリング負荷圧と前記荷役負荷圧のうちの高い方を選択して前記ステアリングレギュレータへ出力する高圧選択弁をさらに備えてもよい。

前記優先弁は、中立位置で前記合流ラインを遮断するものであり、当該優先弁を開口面積が増大する方向にシフトさせるパイロットポートを有し、上記の油圧システムは、前記荷役要求指令圧を前記パイロットポートへ出力するか否かを切り換える切換弁であって、前記荷役負荷圧が前記ステアリング負荷圧に所定値を加算した基準圧よりも小さいときは前記荷役要求指令圧を出力せず、前記荷役負荷圧が前記基準圧よりも大きいときは前記荷役要求指令圧を出力する切換弁をさらに備えてもよい。この構成によれば、優先弁を機械的に作動させることができる。しかも優先弁のパイロットポートに出力される荷役要求指令圧は荷役操作の操作量と正の相関を示すものであるので、荷役操作の操作量が小さいほど優先弁の開口面積が小さくなり、ステアリングポンプから吐出される作動油をステアリングアクチュエータへ優先して供給することができる。

１油圧システム
１１ステアリングアクチュエータ
１２荷役アクチュエータ
２ステアリング回路
２１ステアリングポンプ
２２ステアリング供給ライン
２３ステアリング弁
２３ａ絞り部
３荷役回路
３１荷役ポンプ
３２荷役供給ライン
３３荷役制御弁
４ステアリングレギュレータ
５荷役レギュレータ
７１合流ライン
７２優先弁
７２ａ第１パイロットポート
７２ｂ第２パイロットポート
８４切換弁
９８高圧選択弁

Claims

ステアリング供給ラインおよびステアリング弁を介してステアリングアクチュエータへ作動油を供給する可変容量型のステアリングポンプと、
荷役供給ラインおよび少なくとも１つの荷役制御弁を介して少なくとも１つの荷役アクチュエータへ作動油を供給する可変容量型の荷役ポンプと、
前記ステアリング供給ラインから分岐して前記荷役供給ラインにつながる合流ラインと、
前記合流ラインに設けられた、荷役操作が行われないときに前記合流ラインを遮断し、荷役操作が行われるときに前記合流ラインを開放する優先弁と、
前記荷役操作の操作量と正の相関を示す荷役要求指令圧が入力され、前記荷役要求指令圧が大きくなるほど前記荷役ポンプの容量を増加する荷役レギュレータと、
前記ステアリング弁における前記ステアリングアクチュエータへの作動油の供給量を決定する絞り部の下流側の圧力であるステアリング負荷圧と、前記荷役供給ラインにおける前記少なくとも１つの荷役制御弁の上流側の圧力である荷役負荷圧のうちの高い方がロードセンシング圧として入力され、前記ロードセンシング圧と前記ステアリングポンプの吐出圧との差圧が一定となるように前記ステアリングポンプの容量を制御するステアリングレギュレータと、
を備える、産業車両の油圧システム。
前記ステアリング負荷圧と前記荷役負荷圧のうちの高い方を選択して前記ステアリングレギュレータへ出力する高圧選択弁をさらに備える、請求項１に記載の産業車両の油圧システム。
前記優先弁は、中立位置で前記合流ラインを遮断するものであり、当該優先弁を開口面積が増大する方向にシフトさせるパイロットポートを有し、
前記荷役要求指令圧を前記パイロットポートへ出力するか否かを切り換える切換弁であって、前記荷役負荷圧が前記ステアリング負荷圧に所定値を加算した基準圧よりも小さいときは前記荷役要求指令圧を出力せず、前記荷役負荷圧が前記基準圧よりも大きいときは前記荷役要求指令圧を出力する切換弁をさらに備える、請求項１または２に記載の産業車両の油圧システム。