JP4201152B2

JP4201152B2 - 車両の油圧回路

Info

Publication number: JP4201152B2
Application number: JP33514299A
Authority: JP
Inventors: 信樹長谷川; 康一岡
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 1999-11-25
Filing date: 1999-11-25
Publication date: 2008-12-24
Anticipated expiration: 2019-11-25
Also published as: JP2001150975A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の油圧回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ダンプトラックのキャビンなどを、エンジンルームなどの点検・整備を行うために持ち上げる開閉装置には、例えば特開昭５９−２２３５７５号公報に記載された技術がある。図３は同公報に記載された技術の概略回路図であり、同図を参照して以下に説明する。
【０００３】
上下に開閉自在となるよう車体３に軸支されたキャビン１と、ステアリング操作をアシストするアクチュエータ１６に圧油を供給自在とし４つのポート７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄを有する油圧式パワーステアリングユニット７と、これに圧油を供給する選択で作動の入切が自在な電動ポンプ５と、キャビン１の開閉に供する複動式油圧シリンダ２１と、４つのポート２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄと２つの切替位置とを有して電動ポンプ５の圧油をパワーステアリングユニット７と油圧シリンダ２１とのいずれに供給するかを選択切替自在なステアリング・キャビン切替弁２２と、４つのポート２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄと２つの切替位置とを有して油圧シリンダ２１の伸縮を切替えるキャビン開閉切替弁２３と、戻りの油を受けるタンク８とを有するダンプトラックなどの車両において、例えばエンジンルーム点検時に、キャビン１を上下に開閉可能とするように、複動式油圧シリンダ２１が、そのロッド側をキャビン１に、またそのボトム側を車体３に取着されている。
【０００４】
油圧シリンダ２１のボトム側室２１ａ、ロッド側室２１ｂは夫々管路を通じてキャビン開閉切替弁２３の夫々第１ポート２３ａ、第２ポート２３ｂに接続される。キャビン開閉切替弁２３の第３ポート２３ｃはタンク８に接続され、第４ポート２３ｄはステアリング・キャビン切替弁２２の第１ポート２２ａに接続される。ステアリング・キャビン切替弁２２の第２ポート２２ｂはパワーステアリングユニット７の第１ポート７ａに接続され、第３ポート２２ｃは電動ポンプ５に接続される。第３ポート２２ｃと電動ポンプ５との間には回路圧力が所定値を超えた場合に圧油をタンク８へ逃がすリリーフ弁１８が分岐接続される。ステアリング・キャビン切替弁２２の第４ポート２２ｄとパワーステアリングユニット７の第２ポート７ｂとはタンク８に接続される。パワーステアリングユニット７の第３ポート７ｃと第４ポート７ｄとはアクチュエータ１６に接続される。
【０００５】
次に作動について説明する。ステアリング・キャビン切替弁２２が第１切替位置にあれば、第２ポート２２ｂと第３ポート２２ｃとが連通し、第１ポート２２ａと第４ポート２２ｄとが連通する。このとき通電して電動ポンプ５を作動させれば、電動ポンプ５の圧油はパワーステアリングユニット７の第１ポート７ａに供給され、パワーステアリングユニット７が作動可能になる。供給された圧油は、ステアリング操作時には第３ポート７ｃと第４ポート７ｄのいずれか一方からアクチュエータ１６に送られステアリング操作をアシストしたのちアクチュエータ１６から第３ポート７ｃと第４ポート７ｄのいずれか他方へ戻り、第２ポート７ｂからタンク８へ戻される。ステアリング非操作時には、供給された圧油はアクチュエータ１６に送られることなくそのまま第２ポート７ｂからタンク８へ戻される。
【０００６】
ところで、キャビン開閉切替弁２３は、第１切替位置にあれば、第２ポート２３ｂと第３ポート２３ｃとを連通させ、第１ポート２３ａと第４ポート２３ｄとを連通させる。そして、第２切替位置にあれば、第１ポート２３ａと第３ポート２３ｃとを連通させ、第２ポート２３ｂと第４ポート２３ｄとを連通させる。前記の通り、第３ポート２３ｃは常にタンクに通じ、またステアリング・キャビン切替弁２２が第１切替位置にあれば第４ポート２３ｄもステアリング・キャビン切替弁２２を経てタンク８に通じる。したがってステアリング・キャビン切替弁２２が第１切替位置にあれば油圧シリンダ２１のボトム側室２１ａとロッド側室２１ｂとはキャビン開閉切替弁２３の切替位置に係わらずタンク８に通じる。
【０００７】
ステアリング・キャビン切替弁２２が第２切替位置にあれば、第１ポート２２ａと第３ポート２２ｃとが連通し、第２ポート２２ｂと第４ポート２２ｄとが連通する。このとき通電して電動ポンプ５を作動させれば、電動ポンプ５の圧油はキャビン開閉切替弁２３の第４ポート２３ｄに供給される。そして、キャビン開閉切替弁２３が第１切替位置にあれば、連通する第４ポート２３ｄと第１ポート２３ａとを経て油圧シリンダ２１のボトム側室２１ａに圧油が供給され、同時にロッド側室２１ｂの油は連通する第２ポート２３ｂと第３ポート２３ｃとを経てタンク８に戻るので、油圧シリンダ２１が伸びてキャビン１を上昇させてエンジンルームを開放する。キャビン開閉切替弁２３が第２切替位置にあれば、連通する第４ポート２３ｄと第２ポート２３ｂとを経て油圧シリンダ２１のロッド側室２１ｂに圧油が供給され、同時にボトム側室２１ａの油は連通する第１ポート２３ａと第３ポート２３ｃとを経てタンク８に戻るので、油圧シリンダ２１が縮んでキャビン１を下降させてエンジンルームを閉鎖する。
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記の技術では、１つの電動ポンプ５をパワーステアリング用とキャビン開閉用とに兼用しており、それをステアリング・キャビン切替弁２２にて選択可能としているがために、以下のような問題がある。ポンプ５が万が一にも故障するか、またはステアリング・キャビン切替弁２２が故障して第２切替位置で固定されると、パワーステアリングユニット７に圧油が供給されず、ステアリング操作力が増大して通常の走行は不可能となる。したがって、直ちに車両を路肩に寄せて停め、修理する必要が生じるので、他の交通の妨げになる。また特に油圧機器がキャビンの下方に配置していながらポンプ５が故障した場合、修理のために油圧でキャビンを開放することができず手動でキャビンを開放することになり、修理に時間がかかる。
上記技術による油圧回路において、パワーステアリング回路に替えてまたは加えてショベルやクレーンなどの作業機油圧回路を有する場合も、同様のことが言える。すなわちポンプ５が故障した場合、作業機を動かせないため、ことによっては作業機によって車両が不安定になる姿勢または作業機が修理作業もしくは他の作業の邪魔になる姿勢をとったまま修理しなければならず、修理作業または他の作業の能率を損ねることになる。
【０００９】
本発明は上記の問題点に着目してなされたものであり、キャビンまたはその他の開閉部材を開閉可能としつつ、単純な回路構成で、故障などで通常用いるポンプからの圧油の供給が途絶えても、ステアリング操作または作業機操作を可能として、車両の信頼性を確保する油圧回路を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段、作用及び効果】
上記の目的を達成するために、第１の発明は、第１ポンプからの圧油を、ステアリング操作をアシストするアクチュエータに第１方向切替弁を介して送るパワーステアリング油圧回路を備えた車両の油圧回路であって、開閉用油圧シリンダと第２方向切替弁とを備え、第２方向切替弁を介して開閉用油圧シリンダに圧油を供給自在とすることによって、車両の構成部材であって適宜開閉を必要とされる重量物を、開閉自在としている車両の油圧回路において、第２方向切替弁を介して、前記開閉用油圧シリンダへの圧油の供給と、パワーステアリング油圧回路への圧油の増援とを切り替え可能とされる電動式の第２ポンプと、第１ポンプからの圧油を供給するパワーステアリング油圧回路上の管路に第２ポンプからの圧油が第２方向切替弁を介して増援可能となるように合流接続する接続部と、故障その他のトラブルで第１ポンプからの圧油を供給できない時に、第２ポンプをパワーステアリングの動力源として用いるように、選択で第２ポンプの作動を入切自在とする切替手段とを有することを特徴とする。
【００１１】
第１の発明によれば、例えば第１ポンプの故障といった非常時に、第２ポンプの圧油を第２方向切替弁を介してパワーステアリング油圧回路の第１方向切替弁へ供給することで、パワーステアリング機能を確保できる。これによりステアリング操作力が軽いままなので、路上駐車せずに修理作業に適する場所まで車両を避難させることができ、他の交通の妨げになることを避けられる。しかも、第２ポンプは通常時には重量物例えばキャビンの開閉用油圧シリンダへの圧油の供給に使用されており、非常時専用の動力源を追加することがないのでコスト、重量及び場積の増加を抑えられる。その上、第１ポンプはパワーステアリング専用に用いてキャビン開閉用に用いることがないため、第１ポンプと第１方向切替弁との間には従来のようなステアリング・キャビン切替弁を設ける必要がなく、ステアリング・キャビン切替弁の故障でパワーステアリング機能を損ねることがない。また、第２ポンプまたは第２方向切替弁が故障しても、第１ポンプが正常ならば、パワーステアリング油圧回路に影響がなく通常の走行が支障なく行える。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、従来の技術の項で述べたものと共通する部分には、同一の符号を付し、説明は省略する。
【００１５】
まずは図１に本発明の第１の実施形態を示す。図示するのは車両の油圧回路図である。車体３に軸支されたキャビン１と、パワーステアリングユニット７と、ポンプ５と、油圧シリンダ２と、４つのポート６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄと２つの切替位置とを有して油圧シリンダ２の伸縮を切替えるキャビン開閉切替弁６と、タンク８とを有するダンプトラックなどの車両において、キャビン１を上下に開閉可能とするように、油圧シリンダ２が、そのロッド側をキャビン１に、またそのボトム側を車体３に取着されている。
キャビン１の開閉に供する油圧シリンダ２は単動式であり、キャビン開閉切替弁６を介して、車両に設けられた電動ポンプ４に接続される。電動ポンプ４は、信号的に接続されるスイッチ２４とコントローラ２５とを有して、スイッチ２４により作動の入切を選択自在とされている。コントローラ２５は、スイッチ２４の入切による信号電流を受けて、電動ポンプ４にその作動を入切させる信号電流を発信自在とする。キャビン開閉切替弁６の第１ポート６ａ、第２ポート６ｂ、第３ポート６ｃは夫々電動ポンプ４、タンク８、油圧シリンダ２に接続される。油圧シリンダ２とキャビン開閉切替弁６の第３ポート６ｃとの間にはスローリターン弁１５が設けられ、シリンダ２から流出する方向の油の流れのみを絞っている。キャビン開閉切替弁６の第４ポート６ｄはポンプ５とパワーステアリングユニット７とを結ぶ管路３０に管路３０上の点３０ａで合流接続される。ポンプ５と点３０ａとの間にはポンプ５への逆流を防止する逆止弁１３が設けられ、キャビン開閉切替弁６の第４ポート６ｄと点３０ａとの間には電動ポンプ４への逆流を防止する逆止弁１４が設けられている。従来の技術の項で述べたリリーフ弁１８は点３０ａに接続され、ポンプ５と電動ポンプ４との両方を過大な圧力上昇から保護している。
【００１６】
キャビン開閉切替弁６が第１切替位置にあるとき、第１ポート６ａと第４ポート６ｄとが連通すると共に第２ポート６ｂと第３ポートと６ｃとが連通し、シリンダ２は第２ポート６ｂと第３ポートと６ｃとを経てタンク８に接続される。このときキャビン１が持ち上がってエンジンルームが開放されていれば、キャビン１が自重でシリンダ２を押し縮めようとして、シリンダ２内の油が抜け、シリンダ２が収縮しキャビン１は降下してエンジンルームを閉鎖する。シリンダ２から抜ける油はスローリターン弁１５で絞られるので、キャビン１が急激に落ちることはない。また、キャビン開閉切替弁６の第１ポート６ａと第４ポート６ｄとが連通するので、スイッチ２４を入れればコントローラ２５からの信号電流により電動ポンプ４が作動し、電動ポンプ４からの圧油は逆止弁１４を介して管路３０に合流し、パワーステアリングユニット７に流入可能となる。電動ポンプ４からの圧油は逆止弁１３でブロックされるのでポンプ５に逆流することはない。したがって、ポンプ５が故障した場合でも、スイッチ２４を入れ電動ポンプ４を回すことによってパワーステアリングユニット７に圧油を供給し、応急的にステアリング機能を確保することができる。
【００１７】
キャビン開閉切替弁６が第２切替位置にあるとき、第１ポート６ａと第３ポート６ｃとが連通し、シリンダ２は電動ポンプ４に接続される。ここでスイッチ２４を入れればコントローラ２５からの信号電流により電動ポンプ４が作動し、電動ポンプ４から第１ポート６ａと第３ポート６ｃとを経てシリンダ２に圧油が供給され、シリンダ２が伸長してキャビン１が持ち上がりエンジンルームが開放される。また、キャビン開閉切替弁６の第２ポート６ｂと第４ポート６ｄとは連通しタンク８につながるが、逆止弁１４の作動によりポンプ５からの圧油がここからタンク８に戻ることはない。
【００１８】
以上述べた第１の実施形態によれば、スイッチ２４を入れ電動ポンプ４を作動させると共にキャビン開閉切替弁６を切替えることで、キャビン１の揺動が可能となる。また、ポンプ５の故障時でも、ステアリング操作力上昇その他の異常を感じてスイッチ２４を入れ、電動ポンプ４を作動させることでパワーステアリングが作動可能となり、走行を続けられる。したがって、路上駐車で他の交通を妨害することなく、修理に適した場所まで車両を移動できる。その一方、ポンプ５の圧油は逆止弁１４でブロックされるので、電動ポンプ４、キャビン開閉切替弁６またはシリンダ２に故障が生じても、ポンプ５の圧油によるパワーステアリングの作動には何ら影響がない。したがって、信頼性の高い回路となっている。また、キャビン１の揺動に単動シリンダを用いることで、配管を簡素化してコストダウンが図れる。
【００１９】
次に図２に本発明の第２の実施形態を示す。図示するのはダンプトラックの油圧回路図であり、第１の実施形態と異なる部分についてのみ説明する。本実施形態の回路は第１の実施形態におけるパワーステアリングユニット７に替えてパワーステアリングユニット１７を有する。パワーステアリングユニット１７はパワーステアリングユニット７の第１のポート７ａに相当する１７ａ、第２のポート７ｂに相当する１７ｂ、第３のポート７ｃに相当する１７ｃおよび第４のポート７ｄに相当する１７ｄの他に、第５のポート１７ｅを有する。この第５のポート１７ｅは、第１のポート１７ａから流入した圧油のうち、アクチュエータ１６にる流れる分を差し引いた余剰の圧油を、他のアクチュエータの動力源として用いるために取り出すポートである。もちろんステアリング操作を行わないときは第１のポート１７ａから流入した圧油の全量が第５のポート７ｅから流出する。
【００２０】
本回路は他に、ダンプトラックの荷台１２を昇降させるホイストシリンダ１１と、ホイストシリンダ１１への圧油の流れを切替えるホイスト切替弁１０とを有する。ホイスト切替弁１０は３つの切替位置と５つのポート１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅを有しており、第１ポート１０ａはパワーステアリングユニット１７の第５ポート１７ｅに、第２ポート１０ｂはタンク８に、第３ポート１０ｃはホイストシリンダ１１のボトム側室１１ａに、第４ポート１０ｄはホイストシリンダ１１のロッド側室１１ｂに夫々接続される。そしてホイスト切替弁１０の第５ポート１０ｅはキャビン開閉切替弁６の第１ポート６ａに接続される。
【００２１】
ホイスト切替弁１０が第１位置にあると、第１ポート１０ａと第３ポート１０ｃとが連通し、第２ポート１０ｂと第４ポート１０ｄとが連通し、第５ポート１０ｅはブロックされる。パワーステアリングユニット１７から流入する圧油は第１ポート１０ａ、第３ポート１０ｃを経てホイストシリンダ１１のボトム側室１１ａに供給され、ホイストシリンダ１１を伸長させて荷台１２を上昇させる。ホイストシリンダ１１のロッド側室１１ｂの油は第４ポート１０ｄ、第２ポート１０ｂを経てタンク８に戻る。ホイスト切替弁１０が第２位置（中立位置）にあると、第１ポート１０ａと第５ポート１０ｅとが連通し、第２ポート１０ｂ、第３ポート１０ｃ、第４ポート１０ｄはブロックされる。ホイストシリンダ１１はその位置で保持され、パワーステアリングユニット１７から流入する圧油は第１ポート１０ａ、第５ポート１０ｅを経てキャビン開閉切替弁６に供給される。ホイスト切替弁１０が第３位置にあると、第１ポート１０ａと第４ポート１０ｄとが連通し、第２ポート１０ｂと第３ポート１０ｃとが連通し、第５ポート１０ｅはブロックされる。パワーステアリングユニット１７から流入する圧油は第１ポート１０ａ、第４ポート１０ｄを経てホイストシリンダ１１のロッド側室１１ｂに供給され、ホイストシリンダ１１を収縮させて荷台１２を下降させる。ホイストシリンダ１１のロッド側室１１ｂの油は第３ポート１０ｃ、第２ポート１０ｂを経てタンク８に戻る。
【００２２】
以上述べたように、第２実施形態においてステアリング操作を行わず、荷台１２の昇降操作も行わない状態でポンプ５を作動させれば、圧油がキャビン開閉切替弁６に供給されるので、キャビン１を開閉させることができる。また、故障などでポンプ５からの圧油が供給されない場合、スイッチ２４を入れて電動ポンプ４を作動させることで、ステアリング操作や荷台１２の昇降操作が可能となる。そのため、走行を続けて修理に適した場所まで移動できる上、荷台１２の昇降操作を行うことにより、荷台１２に土砂などを載せた状態または荷台１２が上昇して不安定な状態で車両を放置することを避けられる。その際に、電動ポンプ４に近い方から、パワーステアリングユニット１７、ホイスト切替弁１０、キャビン開閉切替弁６の順に直列に位置しているため、操作のできる優先順位もこの順になる。これはポンプ５が正常に作動しており電動ポンプ４を用いない場合と同じで、最も急を要するステアリング操作が最優先、次に急を要する荷台１２の昇降操作が次に優先となる。
【００２３】
ただし本実施形態によれば、キャビン開閉切替弁６は第２切替位置（キャビン「上昇」位置）にあると、電動ポンプ４を作動させずともポンプ５からの圧油をシリンダ２に送り込んでキャビン１を開放してしまうため、作業中および走行中に故障または誤操作でキャビン１を意図することなく開放する可能性がある。したがってこれを防止するために、ボルト、可動爪、差込ピンまたはその他の機械的締結手段によって普段はキャビン１を閉鎖状態で固定しておくことが望ましい（もっとも、油圧駆動であれ手動であれ上下に開閉するキャビンは、勝手に開放することのないように締結手段を有するのが普通である）。
機械的締結手段が充分な締結力を有してキャビン１を閉鎖状態で固定しておれば、キャビン開閉切替弁６が第２切替位置に固着してポンプ５からの圧油をシリンダ２に送り込んでもシリンダ２は伸びることができず、圧油はリリーフ弁１８よりリリーフされる。この状態からでも、パワーステアリングユニット１７を操作すればアクチュエータ１６に圧油を供給でき、ホイスト切替弁１０を操作すればホイストシリンダ１１に圧油を供給できるので、即座に走行や作業に支障をきたすことはない。
【００２４】
なお、本発明の実施形態は以上述べた２つに限定されるものではない。
例えば、ポンプ５は電動のものとしたが、エンジンで駆動されるものに置き換えても良い。また、コントローラ２５はスイッチ２４からの信号によって電動ポンプ４を作動させるだけでなく、例えばコントローラ２５に信号的に接続されポンプ５の異常（吐出圧力低下、吐出流量低下、回転数低下又はその他）を検知する検知手段を有すると共に、検知手段がポンプ５の異常を検知して発した信号を受けて電動ポンプ４を作動させる機構を有するものでも良い。
もちろんキャビン１に相当する開閉部材をキャノピ、エンジンフード、ラジエータグリル又はその他に置き換えても良いし、ダンプの荷台１２を他の作業機に置き換えても良い。
【００２５】
以上本発明の実施形態について図を参照して述べてきたが、いずれの実施形態によっても、キャビンの開閉に供する電動ポンプをパワーステアリングまたは荷台昇降の動力源として増援自在の構成とすることで、通常時用いるパワーステアリングまたは荷台昇降の動力源が故障するといった非常時にもステアリング操作または荷台昇降操作を可能にすることが、非常時専用の動力源を追加することなく実現できる。したがって、例えば走行中の故障であれば、路上駐車することなく修理作業に適する場所まで車両を避難させることができ、他の交通の妨げになることを避けられるし、例えば作業中の故障であれば、作業機が不安定な姿勢や他の作業者の邪魔になる姿勢で放置されることを避けられる。しかも非常時専用の動力源を追加することがないのでコスト、重量及び場積の増加を抑えられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態による車両の油圧回路図である。
【図２】本発明の第２実施形態による車両の油圧回路図である。
【図３】従来の技術による車両の油圧回路図である。
【符号の説明】
１…キャビン、２…油圧シリンダ、４…電動式油圧ポンプ、６…キャビン開閉切替弁、２４…スイッチ、２５…コントローラ、３０…管路、３０ａ…接続点。

Claims

第１ポンプからの圧油を、ステアリング操作をアシストするアクチュエータに第１方向切替弁を介して送るパワーステアリング油圧回路を備えた車両の油圧回路であって、開閉用油圧シリンダと第２方向切替弁とを備え、第２方向切替弁を介して開閉用油圧シリンダに圧油を供給自在とすることによって、車両の構成部材であって適宜開閉を必要とされる重量物を、開閉自在としている車両の油圧回路において、
第２方向切替弁(6) を介して、前記開閉用油圧シリンダ(2) への圧油の供給と、パワーステアリング油圧回路への圧油の増援とを切り替え可能とされる電動式の第２ポンプ(4) と、
第１ポンプ (5) からの圧油を供給するパワーステアリング油圧回路上の管路(30)に第２ポンプ(4) からの圧油が第２方向切替弁 (6) を介して増援可能となるように合流接続する接続部(30a) と、
故障その他のトラブルで第１ポンプ(5) からの圧油を供給できない時に、第２ポンプ(4) をパワーステアリングの動力源として用いるように、選択で第２ポンプ(4) の作動を入切自在とする切替手段(24,25) とを有する
ことを特徴とする車両の油圧回路。