JP2532853B2

JP2532853B2 - 車両用油圧制御装置

Info

Publication number: JP2532853B2
Application number: JP61265020A
Authority: JP
Inventors: 幸直中込
Original assignee: Kayaba Industry Co Ltd
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 1986-11-07
Filing date: 1986-11-07
Publication date: 1996-09-11
Anticipated expiration: 2011-09-11
Also published as: JPS63121570A; US4836087A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は、例えばショベルローダ等の産業用車両の
ステアリング制御に用いる油圧制御装置に関する。

（従来の技術）この種の装置として、特開昭58−80038号公報所載の
ものが従来から知られているが、それを図示したのが第
５図である。

この第５図の装置は、主本体１に、ステアリングスプ
ール２と、第１フローコントロールバルブスプール３
（以下には「第１スプール」という）とを内装する一
方、副本体４には第２フローコントロールバルブスプー
ル５（以下には「第２スプール」という）を内装してい
る。

上記ステアリングスプール２は、その両端をパイロッ
ト室６、７に臨ませるとともに、その一方のパイロット
室６側にセンタリングスプリング８を作用させている。

そして、上記パイロット室５、６は、通路９、10を介
して全油圧式パワーステアリングユニットSUに接続して
いる。この全油圧式パワーステアリングユニットSUは、
ポンプ11とタンク12とに接続し、上記ポンプ11の吐出量
のうち、ハンドル13の回転数に比例した流量だけを、い
ずれか一方の通路９あるいは10に吐出し、いずれか他方
の通路10あるいは９をタンク12に連通させる。

また、上記第１スプール３は、その一端をパイロット
室14に臨ませるとともに、他端にはスプリング15を作用
させている。このスプリング15の作用で、第１スプール
３はノーマル状態で図示の位置を保持する。そして、主
本体１に形成した流入ポート16にポンプ17の吐出油が流
入すると、その吐出圧が第１スプール３に形成した通油
孔18を伝わって、この第１スプール３に作用する構成に
している。このようにした第１スプール３がスプリング
15に抗して移動すると、上記ポート16と連通路19とを連
通させる。

さらに、副本体４に内装した第２スプール５は、その
一端をパイロット室20に臨ませるとともに、その他端に
はスプリング21を作用させ、ノーマル状態で図示の位置
を保持するようにしている。そして、このパイロット室
20には、シャトル弁22を介して、通路９あるいは10の高
圧側の圧力が導かれるようにしている。

しかして、ポンプ17を駆動すると、その吐出圧がパイ
ロット室14に導かれるので、そのパイロット室14の圧力
作用で第１スプール３がスプリング15に抗して移動す
る。第１スプール３が移動すれば、ポンプ17の吐出油が
連通路19に流入する。しかし、このときハンドル13がニ
ュートラル位置にあれば、ステアリングスプール２が図
示のノーマル位置を保持し、上記連通路19を閉じた状態
に保つ。

また、上記のようにハンドル13がニュートラル位置に
あるときには、副本体４のパイロット室20にも圧力が立
たないので、第２スプール５が図示のノーマル位置を保
持する。したがって、この副本体４に形成したポート23
に、ポンプ24の吐出油が流入すると、当該吐出油の全量
が、作業機側の駆動回路25に流入し、その作業機側の駆
動回路25に圧油を供給するポンプ26の吐出油と合流す
る。

上記の状態でハンドル13を左右いずれか、例えば、そ
れを右方向に回すと、その回転数に比例した流量が通路
９に吐出される。そして、この通路９と10とは、オリフ
ィス27を介して連通しているので、上記通路９に吐出さ
れた油が当該オリフィス27を通過する。このようにオリ
フィス27に油が通過すれば、その前後に圧力差が生じる
が、この圧力差は、全油圧式パワーステアリングユニッ
トSUから吐出される流量、換言すれば、当該ハンドル13
の回転数に応じて変化する。

そして、上記オリフィス27前後の圧力差は、ステアリ
ングスプール２の両端を臨ませたパイロット室６、７の
圧力差となるので、ハンドル13の回転数に応じて当該ス
テアリングスプール２の切り換え量が制御されることに
なる。つまり、ハンドル13を上記のように右方向に大き
く切れば、その圧力差が大きくなって、ステアリングス
プール２が、図面右方向に大きく移動し、小さく切れ
ば、その移動量が少なくなる。ステアリングスプール２
の移動量が大きければ、上記連通路19と当該スプール２
のノッチ28とが相まって形成する可変絞りの開度が大き
くなり、その移動量が小さければ、可変絞りの開度も小
さくなる。

なお、上記可変絞りの下流側の圧力は、通孔29及びポ
ート30を経由してスプリング室31に作用する。

いま、例えば、ハンドル13の回転数が少ないと、上記
可変絞りの開度が小さくなるので、その可変絞り前後の
圧力差が大きくなる。したがって、この可変絞りの上流
側の圧力が作用するパイロット室14の圧力と、可変絞り
の下流側の圧力が作用するスプリング室31の圧力との差
も大きくなる。そのために第１スプール３がスプリング
15に抗して大きく移動し、ポート16とポート32とを連通
させる。

また、上記のように通路９に圧油が吐出されると、そ
の吐出圧がシャトル弁22を経由してパイロット室20に導
かれるので、第２スプール５がスプリング21に抗して移
動する。このように第２スプール５が移動すると、副本
体４のポート23が主本体１のポート16に連通する。

したがって、上記の場合には、両ポンプ17、24の吐出
油が合流するが、可変絞りの開度が小さいので、ステア
リングシリンダＳにはわずかな流量しか供給されず、大
半の流量はポート32を経由して作業機側の駆動回路25に
供給される。

反対に上記ハンドル13を大きく切ると、全油圧式ステ
アリングユニットSUからの吐出量が多くなるので、オリ
フィス27前後の圧力差も大きくなる。したがって、ステ
アリングスプール２が大きく移動して、上記可変絞りの
開度を大きくする。このように可変絞りの開度が大きく
なれば、その前後の圧力差も小さくなるので、第１スプ
ール３の移動量が少なくなり、ポート16、32の連通を遮
断する。

なお、この場合にも、パイロット室20にはパイロット
圧が作用するので、第２スプール５がスプリング21に抗
して移動し、ポート23、16を連通させる。

したがって、ポンプ17、24の吐出量は、その全量がス
テアリングシリンダＳに供給されることになる。

つまり、この従来の装置では、ハンドル13を小さく切
ったときには、ポンプ17の吐出油の一部がステアリング
シリンダＳに供給され、残りの流量とポンプ24の全吐出
量とが作業機側の駆動回路25に供給される。

そして、ハンドル13の切り換え量が大きくなればなる
ほど、ステアリングシリンダＳに供給される流量が多く
なるが、その流量が一定流量以上になったときには、ポ
ンプ17、24の余剰流量が作業機側に供給される。

（本発明が解決しようとする問題点）上記のようにした従来の装置では、２つのフローコン
トロールバルブを必要とするので、それだけ構造が複雑
になるとともに、それら両コントロールバルブの特性に
バラつきがあると、１つ１つのバルブの特性変化が相乗
的に作用して、全体の制御特性が極端に不安定になると
いう問題があった。

この発明は、１つのフローコントロールバルブで制御
可能にして、構造を簡略化するとともに、制御特性を安
定させることを目的にする。

（問題点を解決する手段）上記の目的を達成するために、この発明は、ステアリ
ングポンプと、スイッチポンプと、ステアリングポンプ
からステアリングシリンダへの流路を切り換えるととも
に、その流路過程に位置する可変絞りの開度を制御する
ステアリングスプールと、上記可変絞りの上流側圧力を
導いたパイロット室と、このパイロット室にその一端を
臨ませるとともに、スイッチポンプから作業機回路に連
通する流路の開度を制御するフローコントロールバルブ
スプールとを備え、上記フローコントロールバルブスプ
ールが、上記可変絞りの上流側の圧力変化に応じて上記
スイッチポンプから作業機回路に連通する流路を制御す
るように構成している。

（本発明の作用）上記のように構成したので、ステアリングスプールの
移動量に応じて、可変絞りの開度が調整されるととも
に、ステアリングポンプとスイッチポンプとの合計吐出
量が、制御流量に達するまでは、その合計量がステアリ
ングシリンダに供給される。そして、合計吐出量が制御
流量以上になったときには、その余剰流量が作業機回路
に供給される。

（本発明の効果）上記のように構成したこの発明の車両用油圧制御装置
によれば、フローコントロールバルブが１つで足りるの
で、それだけ構造が簡単になるとともに、そのバルブ特
性に多少のバラつきがあっても、全体の制御特性に大き
く影響しない。

（本発明の実施例）第１〜４図に示したこの発明の実施例は、バルブ本体
32にステアリングスプール33とフローコントロールバル
ブスプール34（以下には「フロコンスプール」という）
とを内装している。そして、このバルブ本体32には、ス
テアリングポンプP₁に接続したポンプート35と、スイッ
チポンプP₂に接続したポンプポート36とを形成してい
る。

上記ステアリングスプール33は、その一端にセンタリ
ングスプリング37を作用させるとともに、その他端を、
バルブ本体32の外方に突出させ、その突出端に図示して
いない操作杆を連係している。

そして、このステアリングスプール33の中央位置に
は、第１環状凹溝38に連続させたノッチ39と、第２環状
凹溝40に連続させたノッチ41とを形成している。また、
この第１、２環状凹溝の外方には、第３、４環状凹溝4
2、43と、第５、６環凹状溝44、45を形成している。

このようにしたステアリングスプール33が第１図の中
立位置にあるとき、第１、２環状凹溝38、40が、バルブ
本体32に形成の第１、２環状溝46、47に正対し、第１環
状凹溝38と第２環状凹溝40との連通を遮断する。また、
第３、４環状凹溝42、43は、バルブ本体32に形成の第
３、４環状溝48、49に連通するが、ステアリングシリン
ダＳに連通するアクチュエータポート50、51との連通は
遮断されるようにしている。さらに、第５、６環状凹溝
44、45は、アクチュエータポート50、51との連通が遮断
されるが、タンク流路52と連通するようにしている。

上記のようにしたステアリングスプール33は、その両
端部分の軸中心線に沿って、通し孔53、54を形成し、こ
の通し孔53、54を介して第３、４環状凹溝42、43と、第
５、６環状凹溝44、45とを連通させている。ただし、こ
の通し孔53、54にはチェック弁55、56を内装しているの
で、上記第３、４環状凹溝42、43から第５、６環状凹溝
44、45への流通のみが許容される。

前期フロコンスプール34は、その一端をパイロット室
57に臨ませ、他端をスプリング室58に臨ませているが、
第１図は、スプリング室58内に介在させたスプリング59
の作用でノーマル位置を保持した状態を示している。

このフロコンスプール34には、第１〜３凹溝60〜62を
形成するとともに、これら第１凹溝60と第２凹溝61との
間を第１ランド部63とし、第２凹溝61と第３凹溝62との
間を第２ランド部64としている。

上記第１ランド部63には、パイロット通路65の一端を
開口させているが、上記パイロット室57がこのパイロッ
ト通路65を経由して流路66に連通している。また、上記
スプリング室58は、オリフィス67及び通路68を介して前
記第４環状溝49に連通させている。

そして、このフロコンスプール34が第１図のノーマル
位置にあるときには、第１凹溝60を介して、ポンプポー
ト35と流路66とを全開状態で連通させるとともに、ポン
プポート36と、作業機ポート69との連通を遮断する。

上記作業機ポンプポート69は、作業機回路の切換弁70
を介して、そのアクチュエータ71に接続している。

なお、図中符号72はフロコンスプール34に設けたチェ
ック弁で、中継流路73から流路66への流通のみを許容す
るものである。そして、この中継流路73は、フロコンス
プール34が上記ノーマル位置にあるとき、ポンプポート
36に全開状態で連通するものである。

また、符号74は、スプリング室58の圧力を制御するリ
リーフ弁である。

しかして、ステアリングスプール33を第１図に示す中
立位置に保持した状態では、スプリング室58が、オリフ
ィス67→通路68→第４環状溝49→第４環状凹溝43→通し
孔54→チェック弁56→第６環状凹溝45を経由して、タン
ク流路52に連通する。

この中立状態で、両ポンプP₁、P₂を駆動すると、ステ
アリングポンプP₁の吐出圧がポンプポート35→流路66→
パロット通路65を伝わってパイロット室57に作用するの
で、フロコンスプール34はこの圧力作用でスプリング67
に抗して移動しする。

フロコンスプール34が上記のように移動し、それがス
トローク端に達した状態を示したのが、第２図である。
そして、この第２図からも明らかなように、フロコンス
プール34が移動すると、第１凹溝60を経由してポンプポ
ート35とタンク流路52とが連通するので、ステアリング
ポンプP₁の吐出油全量がタンクＴに流れる。

また、ポンプポート36と作業機ポート69とが、第３凹
溝62を介して全開状態で連通するので、スイッチポンプ
P₂の吐出油全量が作業機回路の切換弁70側に供給され
る。

なお、第１凹溝60がタンク流路52側に開く開度に応じ
て、その前後に圧力差が生じ、その上流側の圧力がパイ
ロット室57に作用する。したがって、このパイロット室
57の圧力作用と、スプリング59のばね力とがバランスす
る位置で、当該フロコンスプール34が停止することにな
る。例えば、上記第１凹溝60がタンク流路52に大きく開
き、ポンプポート35側がタンク圧に近くなれば、そのタ
ンク圧とバランスする位置までフロコンスプール34が第
２図左方向に戻される。反対に、タンク流路52に対する
第１凹溝60の開度が小さいときには、パイロット室57内
の圧力が打ち勝ち、このフロコンスプール34を右方向に
移動させる。

次に、上記ステアリングスプール33を、図面左方向に
移動させると、その移動量に応じて、第１環状溝46に対
するノッチ41の開度が決められるが、このノッチと上記
第１環状溝46とでこの発明の可変絞りを構成するもので
ある。

また、ステアリングスプール33を上記のように左方向
に移動すると、アクチュエータポート50が第３環状凹溝
42に連通するとともに、第４環状凹溝44がタンク流路52
に連通する。さらに、第４環状凹溝43が第４環状溝49に
大きく連通するとともに、第６環状凹溝45とアクチュエ
ータポート51とが連通する。

上記の状態で可変絞りに油が通過すること、その前後
に圧力差が生じるが、その上流側の圧力が、流路66から
パイロット通路65を伝わってパイロット室57に作用し、
下流側の圧力が、ノッチ41→第２環状凹溝40→通路76→
第４環状溝49→通路68→オリフィス67を伝わってスプリ
ング室58に作用する。そして、上記可変絞り前後の圧力
差は、その開度に応じて異なるが、いずれにしてもフロ
コンスプール34は、上記可変絞り前後の圧力差に応じ
て、その移動位置が制御される。

したがって、フロコンスプール34は、第２図に示す状
態から、やや左方向に移動して第３図の状態を維持す
る。

この第３図の状態では、ステアリングポンプP1の吐出
油全量が流路65→第１環状溝46→第１環状凹溝38→ノッ
チ41→第２環状凹溝40→第２環状溝47→通路76→第４環
状溝49→第４環状凹溝43→通し孔54→チェック弁56→第
６環状凹溝45→アクチュエータポート51を経由して、ス
テアリングシリンダＳのロッド側室に流入する。このと
きステアリングシリンダＳのボトム側室の作動油は、ア
クチュエータポート50、第５環状凹溝44及びタンク流路
52を経由してタンクＴに戻される。したがって、このス
テアリングシリンダＳは、収縮動作する。

また、スイッチポンプP₂に連通させたポンプポート36
は、第３凹溝62を経由して作業機ポート69に連通すると
ともに、第２凹溝61を介して中継流路73にも連通する。
したがって、このスイッチポンプP₂の吐出油の一部が、
中継流路73及びチェック弁72を経由して流路66に達し、
ステアリングポンプP₁の吐出油と合流してステアリング
シリンダＳに供給され、残りの流量が作業機側のアクチ
ュエータ71に供給されることになる。

上記の状態でステアリングポンプP₁の吐出量が増加し
てくると、可変絞り前後の圧力差が大きくなるので、パ
イロット室57とスプリング室58の圧力バランスがくずれ
て当該フロコンスプール34が図面右方向に移動する。フ
ロコンスプール34が上記のように右方向に移動すれば、
ポンプポート36から中継流路73に通じる流路の開度が小
さくなり、ポンプポート36から作業機ポート69に通じる
流路の開度が大きくなる。

したがって、スイッチポンプP₂の吐出量のうち、ステ
アリングポンプP₁の吐出量が増加した分、作業機側のア
クチュエータに供給される流量が増加することになる。

上記の関係を示したのが、第４図であり、ステアリン
グシリンダＳに供給される流量が制御流量に達する以前
は、両ポンプP₁、P₂の全合計吐出量がステアリングシリ
ンダＳに供給される。

そして、ステアリングシリンダＳに供給される流量が
制御流量以上になると、スイッチポンプP₂の吐出量の一
部が作業機側の回路に供給されるようになり、最終的に
は当該スイッチポンプP₂の全吐出量が、作業機側の回路
に供給されることになる。

なお、ステアリングスプール33を図面右方向に切り換
えたときも、その原理は実質的に同一である。つまり、
ノッチ39の開度に応じてフロコンスプール34の切り換え
量が制御されるとともに、この切り換え量に応じて、ス
イッチポンプP₂の吐出量のうち、作業機側の回路に供給
される流量が制御されることになる。

【図面の簡単な説明】

図面第１〜４図はこの発明の実施例を示すもので、第１
〜３図はスプールの移動状況に応じた状態を示す断面
図、第４図は制御特性を示すグラフ、第５図は従来装置
の断面図である。Ｓ……ステアリングシリンダ、P₁……ステアリングポン
プ、P₂……スイッチポンプ、39、41……可変絞りを構成
するノッチ。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ステアリングポンプと、スイッチポンプ
と、ステアリングポンプからステアリングシリンダへの
流路を切り換えるとともに、その流路過程に位置する可
変絞りの開度を制御するステアリングスプールと、上記
可変絞りの上流側圧力を導いたパイロット室と、このパ
イロット室にその一端を臨ませるとともに、スイッチポ
ンプから作業機回路に連通する流路の開度を制御するフ
ローコントロールバルブスプールとを備え、上記フロー
コントロールバルブスプールが、上記可変絞りの上流側
の圧力変化に応じて上記スイッチポンプから作業機回路
に連通する流路を制御することを特徴とする車両用油圧
制御装置。