JP3099554B2 - 四輪操舵装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主として牽引車のよう
な産業車両に適用され、狭い場所での荷役走行に好適な
四輪操舵装置に係り、詳しくは四輪操舵から二輪操舵に
切換可能な四輪操舵装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５は従来の牽引車に使用されている四
輪操舵装置を示す。図示のように、前後の車軸管５１の
両端部にそれぞれ前輪及び後輪５２がナックルアーム５
３を介して装着されている。ナックルアーム５３は前輪
操舵用及び後輪操舵用の油圧シリンダ５４に連結され、
それら油圧シリンダ５４の伸縮作動により前輪及び後輪
５２が操舵されるようになっている。なお、左右のナッ
クルアーム５３はタイロッド５５により相互に連結され
ている。そして、油圧ポンプ５６からの圧油はステアリ
ングホイール５７ａにより操作されるステアリングバル
ブ５７から逆止弁付きの分流弁５８を通って油圧シリン
ダ５４に送油される構成となっている。従って、図示の
状態において、ステアリングホイール５７ａが右回り又
は左回りに操作されると、油圧ポンプ５６からの圧油は
一方の分流弁５８を経て前後の油圧シリンダ５４に送ら
れ、また、油圧シリンダ５４の戻り側の圧油は他方の分
流弁５８の逆止弁を経てオイルタンク５９に流れる。こ
のことにより、前後の車輪５２は図示仮想線の如く操舵
される。なお、図中のＦ矢印は車両の前側を示してい
る。また、前記後輪操舵用の油圧シリンダ５４と分流弁
５８とをつなぐ管路には電磁切換弁６０が介装されてお
り、切換スイッチ６１の操作により電磁切換弁６０を作
動させて二輪操舵に切り換えれるようにしている。具体
的には、切換スイッチ６１をオフにした図示の状態では
四輪操舵となり、オンにしたときは電磁切換弁６０が管
路を閉じる側に作動することにより後輪用の油圧シリン
ダ５４に対する圧油の給排が停止され、前輪だけの二輪
操舵となる。なお、四輪操舵中はそのことをパイロット
ランプ６２にて表示するようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述した従
来の四輪操舵装置の場合、四輪操舵から二輪操舵に切り
換える場合には後輪を必ず中立位置に操作した状態で、
また二輪操舵から四輪操舵に切り換える場合には前輪を
中立位置に操作した状態で切換スイッチ６１を操作しな
ければならないという煩わしさがあった。

【０００４】そこで本発明は、上述の問題に鑑み、前後
輪の位置に関係なく自由に二輪操舵へ切り換えることが
可能な四輪操舵装置を提供することを、解決すべき技術
的課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は次のように構成したものである。すなわ
ち、油圧ポンプからの圧油を前輪操舵用と後輪操舵用の
各油圧シリンダにそれぞれ分流弁を介して送油すること
で前後輪のそれぞれを操舵可能とした四輪操舵装置であ
って、前記分流弁と前記後輪操舵用の油圧シリンダとを
つなぐ油圧管路中に設けられた管路開閉用の電磁切換弁
と、後輪用操舵系に設置され、後輪の中立位置を検出し
て前記電磁切換弁に通電することにより該電磁切換弁を
管路閉じ側に作動させるための後輪用の中立位置検出ス
イッチと、前輪用操舵系に設置され、前輪の中立位置を
検出可能な前輪用の中立位置検出スイッチと、前記後輪
用の中立位置検出スイッチと電磁切換弁とをつなぐ電気
回路中に常には通電可能状態に介装され、前記前輪用の
中立位置検出スイッチがオンとなったときに通電を遮断
するリレーと、前記前輪用の中立位置検出スイッチとバ
ッテリとの間に介装された操舵方式切換用の切換スイッ
チとを備えたことを特徴としている。

【０００６】

【作用】上述のように構成された本発明に係る四輪操舵
装置においては、四輪操舵時には操舵方式切換用の切換
スイッチがオン状態となっている。このときは、前後輪
が中立位置に達すると前輪用及び後輪用の中立位置検出
スイッチが共にオンとなる。そして、前輪用の中立位置
検出スイッチのオンによりリレーが通電遮断状態に切り
換えられるため、後輪用の中立位置検出スイッチがオン
しても電磁切換弁に通電されることがない。従って、電
磁切換弁は車輪の切れ角に関係なく常に管路を開く位置
に保持される。そのため、前輪用及び後輪用の油圧シリ
ンダが共に作動されて四輪操舵が行われる。一方、切換
スイッチをオフにしたときは、前輪用の中立位置検出ス
イッチのオン、オフに関係なくリレーの接点がオン状態
に保持されるため、後輪用の中立位置検出スイッチがオ
ンとなった時点で電磁切換弁に通電され、該電磁弁が管
路を閉じる位置に切り換えられる。つまり、操舵中にお
いて後輪が中立位置に達したときに後輪操舵用の油圧シ
リンダに対する圧油の給排が停止され、後輪は中立位置
に保持されたままとなる。従って、このときは前輪用の
油圧シリンダのみが作動可能となり、前輪のみによる二
輪操舵となる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。まず、図１及び図２に基づいて牽引車のような産
業車両に適用される実施例１の四輪操舵装置について説
明する。ただし、実施例１に係る四輪操舵装置は二輪操
舵への切換機能のほか、前輪と後輪との切れ角のずれを
修正する機能を備えている。

【０００８】図１は四輪操舵装置の機械構造部及び油圧
回路を示しており、前車軸管１の左右端部には前輪３
が、後車軸管２の左右端部には後輪４がそれぞれナック
ルアーム５，６を介して取付けられ、前輪３は前輪操舵
用の油圧シリンダ７により、後輪４は後輪操舵用の油圧
シリンダ８によりそれぞれ作動されるようになってい
る。なお、左右のナックルアーム５，６はそれぞれタイ
ロッド９，１０により連結されている。また、本実施例
においては、油圧シリンダ７，８は前後共、二本ずつ直
列に配置されて合計四本が使用されており、それら油圧
シリンダ７，８は車両中心線上で対応の車軸管１，２に
ブラケット７ａ，８ａを介して支持されている。なお、
図中のＦ矢印は車両の前側を示している。

【０００９】油圧ポンプ１１からの圧油は、ステアリン
グホイール１２ａにて操作されるステアリングバルブ１
２から右旋回用の逆止弁付き分流弁１３又は左旋回用の
逆止弁付き分流弁１４のいずれか一方を経て前輪操舵用
及び後輪操舵用の油圧シリンダ７，８に分流され、また
油圧シリンダ７，８からの戻り油は他方の分流弁１３，
１４の逆止弁を経てオイルタンク１５に戻される回路構
成となっている。しかして、各分流弁１３，１４と前輪
操舵用の油圧シリンダ７とをつなぐ二本の管路１６には
管路開閉用の電磁切換弁１８が、また同様に各分流弁１
３，１４と後輪操舵用の油圧シリンダ８とをつなぐ二本
の管路１７には管路開閉用の電磁切換弁１９がそれぞれ
設けられ、それら電磁切換弁１８，１９は常には管路開
き位置にスプリングにて保持されている。

【００１０】つぎに、前記電磁切換弁１８，１９の作動
制御用の制御回路を図２に基づいて説明する。前輪３の
中立位置（切れ角が零の位置）を検出するための中立位
置検出スイッチ２０及び後輪３の中立位置を検出するた
めの中立位置検出スイッチ２１は、それぞれ前後の操舵
系において、例えばナックルアーム５，６の回動角度が
零のときにオンになるように設置され、バッテリ２６に
対しては並列に接続されている。そして、前輪用の中立
位置検出スイッチ２０は前輪系の二個の電磁切換弁１８
に接続され、また後輪用の中立位置検出スイッチ２１は
後輪系の二個の電磁切換弁１９に接続されている。

【００１１】また、前輪用の中立位置検出スイッチ２０
と前輪用の電磁切換弁１８との間にはリレー２２の常閉
接点２２ａが、後輪用の中立位置検出スイッチ２１と後
輪用の電磁切換弁１９との間にはリレー２３の常閉接点
２３ａがそれぞれ挿入され、そして前輪側回路に設けら
れたリレー２２のコイル２２ｂは後輪側回路と、後輪側
回路に設けられたリレー２３のコイル２３ｂは前輪側回
路とそれぞれ短絡されている。さらにまた、前輪用及び
後輪用の各中立位置検出スイッチ２０，２１にはそれぞ
れオフデレタイマリレー２４，２５が並列に接続されて
いる。また、前記前輪用の中立位置検出スイッチ２０と
バッテリ２６との間には操舵方式切換用の切換スイッチ
２７が挿入され、さらにこの切換スイッチ２７と中立位
置検出スイッチ２０との間には四輪操舵中であることを
表示するパイロットランプ２８が挿入されている。な
お、切換スイッチ２７は手動式であり、運転席の近くに
配置される。

【００１２】本実施例の四輪操舵装置は上述のように構
成したものであり、以下その作用を説明する。まず、操
舵方式切換用の切換スイッチ２７がオンしている場合の
四輪操舵作用と、前輪３と後輪４の切れ角のずれ修正作
用について説明する。この場合はパイロットランプ２８
が点灯し、四輪操舵方式であることを表示する。今、図
１に示す状態において、ステアリングホイール１２ａが
右回りに操作されたとすると、油圧ポンプ１１からの圧
油はステアリングバルブ１２を経て右旋回用の分流弁１
３にて分流されるとともに、管路１６，１７、電磁切換
弁１８，１９を経て４本の油圧シリンダ７，８に送油さ
れる。このとき、油圧シリンダ７，８の戻り側の圧油は
他方の管路１６，１７、電磁開閉弁１８，１９から左旋
回用の分流弁１４の逆止弁及びステアリングバルブ１２
を経てオイルタンク１５に戻る。これにより、図１に仮
想線で示す如く前輪３が右側に切られ、後輪４が左側に
切られて車両は右に旋回する。

【００１３】一方、ステアリングホイール１２ａが左回
りに操作されたときは、圧油流れが上記と逆になるた
め、前輪３及び後輪４が左旋回方向に切られ、車両は左
に旋回される。そして、このような操舵の繰り返しに伴
い、分流弁１３，１４の精度の関係で前輪３と後輪４の
切れ角にずれが発生したときは、下記の如く切れ角のず
れ修正作用が実行される。

【００１４】例えば、右旋回状態から左回りに方向転換
された場合において、後輪４の切れ角が前輪３の切れ角
より進んでいれば、後輪４が前輪３よりも先に中立位置
に達する。このとき、後輪用の中立位置検出スイッチ２
１がオンとなり、後輪用の電磁切換弁１９に通電され
る。そのため、該電磁切換弁１９が管路１７を閉じる側
に切り換えられて後輪操舵用の油圧シリンダ８に対する
圧油の給排が中断されるが、前輪操舵用の油圧シリンダ
７に対する圧油の給排はそのまま継続される。従って、
後輪４が中立位置に保持され、前輪３が中立位置に向か
って作動を続行することになる。

【００１５】しかして、前輪３が中立位置に達すると、
前輪用の中立位置検出スイッチ２０がオンとなり、後輪
側回路のリレー２３のコイル２３ｂに通電されてその常
閉接点２３ａがオフとなり、後輪用の電磁切換弁１９に
対する通電が断たれ、該電磁切換弁１９の作動が解除さ
れる。つまり、電磁切換弁１９が管路１７を開く初期位
置に復帰されるため、後輪操舵用の油圧シリンダ８に対
する圧油の給排が再開される。このとき、前述した後輪
用の中立位置検出スイッチ２１のオン動作により既に前
輪側回路のリレー２２のコイル２２ｂに通電されてその
常閉接点２２ａがオフとなっているため、前輪用の中立
位置検出スイッチ２０のオンによりそれに対応する前輪
用の電磁切換弁１８が通電されることはない。そのた
め、前輪操舵用の油圧シリンダ７に対する圧油の給排は
そのまま継続される。かくして、方向転換時において前
輪３と後輪４とは中立位置で切れ角のずれが修正されて
同期することになる。なお、切れ角のずれ修正作用は左
旋回状態から右回りに方向転換する場合においても同様
に行われる。

【００１６】なお、前後輪３，４が切れ角零の直立状態
で走行している直進時には、前輪用及び後輪用の中立位
置検出スイッチ２０，２１が共にオンとなっている。こ
のときは、前輪側回路及び後輪側回路のリレー２２，２
３の常閉接点２２ａ，２３ａが共にオフとなるため、電
磁切換弁１８，１９が管路１６，１７の開き位置に保持
され、左右いずれへの操舵にも対応可能な状態となる。

【００１７】ところで、直進状態から左右いずれかに操
舵されたとき、前輪用と後輪用の中立位置検出スイッチ
２０，２１のうちいずれか一方が先にオフになると、そ
れに伴い一方の電磁切換弁１８又は１９が切り換えられ
て油圧シリンダ７又は８に対する圧油の給排が停止する
可能性がある。従って、このことを回避するために、中
立位置検出スイッチ２０，２１に並列に接続されたオフ
デレタイマリレー２４，２５が作動する。すなわち、各
オフデレタイマリレー２４，２５は、中立位置検出スイ
ッチ２０，２１がオンすると同時にその常開接点がオン
となり、そして中立位置検出スイッチ２０，２１がオフ
となってからも一定時間の間はそのオン状態を保持して
リレー２２，２３の常閉接点２２ａ，２３ａのオフ状態
を継続させ、上記の障害が発生することを防止する。

【００１８】つぎに、二輪操舵への切り換えについて説
明する。この場合は、操舵方式切換用の切換スイッチ２
７をオフにすると、パイロットランプ２８が消灯すると
同時に前輪用の中立位置検出スイッチ２０への送電が遮
断される。従って、前輪用の電磁切換弁１８は中立位置
検出スイッチ２０のオン、オフに関係なくいかなるとき
も通電されず、管路開き位置に保持される。一方、後輪
用の中立位置検出スイッチ２１への送電は継続されてい
るため、操舵作用により後輪４が中立位置に達して該中
立位置検出スイッチ２１がオンすると、後輪用の電磁切
換弁１９が通電し、該電磁切換弁１９が管路閉じ側に作
動する。そのため、後輪操舵用の油圧シリンダ８に対す
る圧油の給排が停止され、後輪４は中立位置に保持され
る。そして、この状態は操舵方式切換用の切換スイッチ
２７をオンしない限り継続されることになる。

【００１９】すなわち、後輪４の位置の如何を問わず、
切換スイッチ２７を二輪操舵側であるオフ側へ操作すれ
ば、後輪４が中立位置へ復帰した時点でこれを自動的に
保持するため、その後は前輪操舵用の油圧シリンダ７の
みで操舵される前二輪による二輪操舵となる。

【００２０】また、二輪操舵から四輪操舵に戻すべく切
換スイッチ２７をオンすると、パイロットランプ２８が
点灯すると同時に前輪用の中立位置検出スイッチ２０に
送電が可能となる。このとき、後輪用の中立位置検出ス
イッチ２１がオンしたままであり、後輪用の電磁切換弁
１９が通電状態にあるが、操舵により前輪３が中立位置
に達して前輪用の中立位置検出スイッチ２０がオンする
と、後輪側回路のリレー２３のコイル２３ｂに通電さ
れ、その常閉接点２３ａがオフとなるため、後輪用の電
磁切換弁１９の通電が断たれる。従って、電磁切換弁１
９が管路開き位置に復帰されて、後輪操舵用の油圧シリ
ンダ８に対する圧油の給排が再開されることになり、か
くして、前輪３と後輪４とが中立位置で同期すると同時
に二輪操舵から四輪操舵へと自動的に切り換えられるこ
とになる。

【００２１】つぎに、本発明の実施例２を図３及び図４
に基づいて説明する。この実施例は四輪操舵から二輪操
舵への切り換えのみを可能としたものである。すなわ
ち、前輪３と後輪４の切れ角のずれ修正機能を有しない
例であり、前述した実施例１の図１及び図２に示された
構成部材のうち、前輪用の電磁切換弁１８と前輪用のリ
レー２２及び後輪側回路中のオフデレタイマリレー２５
がそれぞれ省かれた構成となっており、その他の構成に
ついては実施例１と同一となっている。従って、その構
成については図１及び図２の場合と同一符号を付して説
明を省略し、操舵方式の切り換え作動について説明す
る。

【００２２】図４において、四輪操舵から二輪操舵へ切
り換えるべく操舵方式切換用の切換スイッチ２７をオフ
にすると、パイロットランプ２８が消灯すると同時に前
輪用の中立位置検出スイッチ２０への送電が遮断され
る。従って、リレー２３の常閉接点２３ａは中立位置検
出スイッチ２０のオン、オフに関係なくいかなるときも
オン状態に保持される。これに対し、後輪用の中立位置
検出スイッチ２１への送電は継続されているため、操舵
作用により後輪４が中立位置に達して該中立位置検出ス
イッチ２１がオンすると、電磁切換弁１９が通電し、該
電磁切換弁１９が管路閉じ側に作動する。そのため、後
輪操舵用の油圧シリンダ８に対する圧油の給排が停止さ
れ、後輪４は中立位置に保持される。そして、この状態
は操舵方式切換用の切換スイッチ２７をオンしない限り
継続されることになる。

【００２３】すなわち、後輪４の位置の如何を問わず、
切換スイッチ２７を二輪操舵側であるオフ側へ操作すれ
ば、後輪４が中立位置へ復帰した時点でこれを自動的に
保持するため、その後は前輪操舵用の油圧シリンダ７の
みで操舵される前二輪３による二輪操舵となる。

【００２４】一方、二輪操舵から四輪操舵に戻すべく切
換スイッチ２７をオンすると、パイロットランプ２８が
点灯すると同時に前輪用の中立位置検出スイッチ２０に
送電が可能となる。このとき、後輪用の中立位置検出ス
イッチ２１がオンしたままであり、後輪用の電磁切換弁
１９が通電状態にあるが、操舵により前輪３が中立位置
に達して前輪用の中立位置検出スイッチ２０がオンする
と、リレー２３のコイル２３ｂに通電され、その常閉接
点２３ａがオフとなるため、後輪用の電磁切換弁１９の
通電が断たれる。従って、電磁切換弁１９が管路開き位
置に復帰されて、後輪操舵用の油圧シリンダ８に対する
圧油の給排が再開されることになり、かくして、前輪３
と後輪４とが中立位置で同期すると同時に二輪操舵から
四輪操舵へと自動的に切り換えられることになる。

【００２５】なお、四輪操舵時において、直進状態から
左右いずれかに操舵されたとき、前輪用の中立位置検出
スイッチ２０が前輪用の中立位置検出スイッチ２１より
先にオフになったときは、オフデレタイマリレー２４の
作動により中立位置検出スイッチ２０がオフになってか
らも一定時間の間はリレー２３の常閉接点２３ａのオフ
状態を継続させ、電磁切換弁１９に対する通電を回避す
る。

【００２６】なお、本実施例は前輪操舵用及び後輪操舵
用として各二本の油圧シリンダ７，８を使用する場合で
説明しているが、両ロッド形の油圧シリンダを使用した
ときは前後共各一本とすることができる。

【００２７】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の四輪操舵
装置によれば、操舵方式切換用の切り換スイッチを操作
すれば、後輪の位置に関係なく該後輪が中立位置に達し
た時点で四輪操舵から二輪操舵へ、また前輪の位置に関
係なく該前輪が中立位置に達した時点で二輪操舵から四
輪操舵へそれぞれ自動的に切り換えることができるた
め、一旦後輪又は前輪を中立位置に操作した状態で操舵
方式の切り換えを行わねばならなかった従来に比べて切
換操作がすこぶる簡便化される。また、走行中において
スピーディーに操舵方式を切り換えることができるた
め、作業能率を向上する上ですこぶる有効となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１に係る油圧回路を主体とした
四輪操舵装置を示す説明図である。

【図２】同じく実施例１に係る電磁切換弁の制御回路図
である。

【図３】本発明の実施例２に係る油圧回路を主体とした
四輪操舵装置を示す説明図である。

【図４】同じく実施例２に係る電磁切換弁の制御回路図
である。

【図５】従来の四輪操舵装置の説明図である。

【符号の説明】

３…前輪 ４…後輪 ７，８…操舵用油圧シリンダ １１…油圧ポンプ １３，１４…分流弁 １８，１９…電磁切換弁 ２０，２１…中立位置検出スイッチ ２２，２３…リレー ２７…操舵方式切換用の切換スイッチ

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−295764（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−31976（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−178875（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−26976（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−149373（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−142379（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭49−16929（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−104283（ＪＰ，Ｕ) 実開 平５−72656（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B62D 5/07 B62D 7/14 B62D 6/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 油圧ポンプからの圧油を前輪操舵用と後
   輪操舵用の各油圧シリンダにそれぞれ分流弁を介して送
   油することで前後輪のそれぞれを操舵可能とした四輪操
   舵装置であって、 前記分流弁と前記後輪操舵用の油圧シリンダとをつなぐ
   油圧管路中に設けられた管路開閉用の電磁切換弁と、後
   輪用操舵系に設置され、後輪の中立位置を検出して前記
   電磁切換弁に通電することにより該電磁切換弁を管路閉
   じ側に作動させるための後輪用の中立位置検出スイッチ
   と、前輪用操舵系に設置され、前輪の中立位置を検出可
   能な前輪用の中立位置検出スイッチと、前記後輪用の中
   立位置検出スイッチと電磁切換弁とをつなぐ電気回路中
   に介装され、前記前輪用の中立位置検出スイッチがオン
   になったとき、前記電磁切換弁の通電を解除するリレー
   と、前記前輪用の中立位置検出スイッチとバッテリとの
   間に介装された操舵方式切換用の切換スイッチとを備え
   た四輪操舵装置。