JP5172516B2

JP5172516B2 - 作業車両のステアリング装置

Info

Publication number: JP5172516B2
Application number: JP2008187570A
Authority: JP
Inventors: 武藤原; 雅夫柏木
Original assignee: KYB Corp
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 2008-07-18
Filing date: 2008-07-18
Publication date: 2013-03-27
Anticipated expiration: 2028-07-18
Also published as: JP2010023675A

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。

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。

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。

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。

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。

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。
特開２００６−６９４５８号公報

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。

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。

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るとともに、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。
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。
しかも、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。例えば、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。

図１に示した参考例は、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。

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。

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。

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。

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。

この参考例において、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。

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。

図２に示したこの発明の実施形態は、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、上記参考例と同じである。
このようにした実施形態では、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、上記参考例と同じように当該車両を操舵することができる。

なお、この実施形態では、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。

参考例を示す回路図である。この発明の実施形態を示す回路図である。従来のステアリング装置の回路図である。

符号の説明

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

Claims

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るとともに、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作業車両のステアリング装置。
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てなる請求項１記載の作業車両のステアリング装置。