JP5367893B2 - ホイールローダのステアリング装置 - Google Patents

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Description

本発明は、ステアリング装置、特に、フロントフレームとリアフレームとが水平方向に回動自在に連結されたホイールローダのステアリング装置に関する。
ホイールローダは、公道走行や作業現場における高速走行においてステアリング操作を行うために、ハンドルが設けられている。また、短距離の走行とステアリング操作とを繰り返すような作業現場においては、簡単な操作で効率的なステアリング操作が行えるように、ジョイスティックのようなレバーが設けられている。
以上のように、ハンドル操作及びレバー操作の両方によってステアリング操作を可能にしたホイールローダでは、ハンドル操作中に運転者が誤ってレバーに触れた場合、意図せずにステアリング操作がなされる場合がある。
そこで特許文献１に示された荷役機械の制御装置では、ハンドルとレバーとが同時に操作された場合、ハンドル操作が優先されるように構成されている。具体的には、特許文献１に示された装置では、レバー操作用の制御弁に付随してシーケンス弁が設けられている。そして、ハンドル操作がなされている場合には、ハンドル操作用の制御弁を流れる作動油によってシーケンス弁を作用させ、レバー操作用の制御弁からステアリングシリンダへの作動油の供給が遮断されるようになっている。
特開２００５−５３５４８７号公報
特許文献１の制御装置では、ハンドル操作用の制御弁及びレバー操作用の制御弁とは別に、ハンドル操作を優先させるための手段として、２つの電磁制御弁とシーケンス弁とが設けられている。したがって、ハンドル操作を優先させるための機構が複雑になる。
また、特許文献１の制御装置では、ハンドル操作用の弁を流れる作動油によってシーケンス弁及び電磁制御弁を作用させ、レバー操作用の制御弁の両端を等しい圧力にし、これによりレバー操作用制御弁からステアリングシリンダへの作動油の供給を停止している。
しかし、このような構成では、ハンドル操作用制御弁を流れる作動油の量によってはシーケンス弁の作用が不安定になり、ハンドル操作を常にかつ確実に優先させることができない。
本発明の課題は、ハンドル操作及びレバー操作によってステアリング操作を可能にしたホイールローダにおいて、ハンドル操作を優先させるための機構を簡単な構成で実現でき、しかも安定して機構を作動させることにある。
本発明の第１側面に係るホイールローダのステアリング装置は、操舵のために回転操作されるハンドルと、操舵のために傾動操作されるレバーと、伸縮することによってフロントフレームをリアフレームに対して回動するためのステアリングシリンダと、ステアリング弁と、ポンプと、ハンドル用制御弁と、レバー用電磁制御弁と、ハンドル優先弁と、左パイロット油路及び右パイロット油路と、を備えている。ステアリング弁はパイロット油圧によってステアリングシリンダに対する作動油の供給方向を制御する。ポンプはステアリング弁を介してステアリングシリンダに作動油を供給する。ハンドル用制御弁はハンドルの回転操作によりステアリング弁に供給方向制御用のパイロット油圧を供給する。レバー用電磁制御弁はレバーの傾動操作によりステアリング弁に供給方向制御用のパイロット油圧を供給する。ハンドル優先弁は、ハンドルが操作された際に作動油がハンドル用制御弁を流れることにより発生する油圧回路の差圧又は絶対圧によってレバー用電磁制御弁からステアリング弁に供給されるパイロット油圧を遮断する。左パイロット油路及び右パイロット油路はハンドル用制御弁とステアリング弁との間に設けられている。
そして、ハンドル優先弁は、優先制御弁と、切替弁と、を有している。優先制御弁は、ハンドル用制御弁及びレバー用電磁制御弁とステアリング弁との間に配置され、ハンドル用制御弁とステアリング弁とを連通するとともにレバー用電磁制御弁とステアリング弁との間を遮断するハンドル用ステージと、ハンドル用制御弁とステアリング弁との間を遮断するとともにレバー用電磁制御弁とステアリング弁とを連通するレバー用ステージと、を有する。切替弁は左右のパイロット油路の間に差圧が発生したときに優先制御弁をハンドル用ステージに切り替える。
この装置では、ハンドルが操作されると、ハンドル用制御弁を介して、作動油の供給方向を制御するためのパイロット油圧がステアリング弁に供給される。また、レバーが操作されると、レバー用電磁制御弁を介して、作動油の供給方向を制御するためのパイロット油圧がステアリング弁に供給される。そして、ハンドルが操作された場合は、作動油がハンドル用制御弁を流れるので、この作動油が流れる油圧回路の差圧又は絶対圧によってハンドル優先弁が作動する。このハンドル優先弁の作動によって、レバー用電磁制御弁からステアリング弁に供給されるパイロット油圧が遮断される。
ここでは、ハンドルが操作された場合は、ハンドル操作中にレバーが操作されても、レバー用電磁制御弁からステアリング弁に供給されるパイロット油圧が遮断されてハンドル操作が優先される。したがって、ハンドル操作中に運転者が誤ってレバーに触れた場合でも、意図しないステアリング操作がなされるのを防止できる。しかも、ハンドル操作によって生じた油圧回路の差圧又は絶対圧で作動するハンドル優先弁によりレバー用電磁制御弁からのパイロット油圧が遮断されるので、回路構成が簡単になり、またハンドル優先弁の作動が不安定になるのを防止できる。
また、この装置では、ハンドルが操作されると、ハンドル用制御弁に作動油が流れる。このために、ハンドル用制御弁の出力側に設けられた左パイロット油路と右パイロット油路との間に差圧が発生する。この差圧が発生したとき、切替弁によって、優先制御弁がハンドル用ステージに切り替えられる。
ここでは、ハンドルが操作されている際には、確実に安定してハンドル操作が優先される。
本発明の第２側面に係るホイールローダのステアリング装置は、第１側面の装置において、レバー用電磁制御弁と優先制御弁との間に設けられた左レバー用パイロット油路及び右レバー用パイロット油路をさらに備えている。切替弁は、左パイロット油路と右パイロット油路との間に差圧がなく、かつ左右のレバー用パイロット間に差圧が発生したときに優先制御弁をレバー用ステージに切り替える。
この装置では、ハンドルが操作されていない場合は、ハンドル用制御弁に作動油が流れず、左右のパイロット油路の間に差圧が生じない。一方、レバーが操作されると、左右のレバー用パイロット油路の間に差圧が発生する。このように、レバー側の左右のパイロット油路に差圧が発生したときに、切替弁によって優先制御弁がレバー用ステージに切り替えられる。
ここでは、レバー操作がなされている際には、確実にレバー操作によってステアリング操作を行うことができる。
以上のような本発明では、ハンドル操作及びレバー操作によってステアリング操作を可能にしたホイールローダにおいて、ハンドル操作を優先させるための機構を簡単な構成で実現でき、しかも安定した作動によってハンドル操作の優先を確実に実行できる。
ホイールローダの外観構成を示す図。 本発明の第１参考例のステアリング装置のシステム構成を示す図。 本発明の第１参考例のハンドル操作時の作動油の流れを説明するための図。 本発明の第１参考例のジョイスティック操作時の作動油の流れを説明するための図。 本発明の一実施形態のステアリング装置のシステム構成を示す図。 本発明の一実施形態のハンドル操作時の作動油の流れを説明するための図。 本発明の一実施形態のジョイスティック操作時の作動油の流れを説明するための図。 本発明の第２参考例のステアリング装置のシステム構成を示す図。 本発明の第２参考例のハンドル操作時の作動油の流れを説明するための図。 本発明の第２参考例のジョイスティック操作時の作動油の流れを説明するための図。 本発明の第３参考例のステアリング装置のシステム構成を示す図。 本発明の第３参考例のハンドル操作時の作動油の流れを説明するための図。 本発明の第３参考例のジョイスティック操作時の作動油の流れを説明するための図。
−第１参考例−
［ホイールローダの全体構成］
第１参考例によるステアリング装置が搭載されたホイールローダ１の全体構成を図１に示している。なお、図１はホイールローダ１の側面図である。
ホイールローダ１は、車体フレーム２、作業機３、１対のフロントタイヤ４、運転室５、エンジンルーム６、及び１対のリアタイヤ７を備えている。
車体フレーム２は、いわゆるアーティキュレート構造であり、フロントフレーム１１とリアフレーム１２と連結部１３とを有している。フロントフレーム１１は、リアフレーム１２の前方に配置されており、連結部１３によってリアフレーム１２に対して左右方向に回動自在に連結されている。
作業機３はリフトアーム１５とバケット１６とを有している。リフトアーム１５及びバケット１６は図示しない油圧ポンプから供給される圧油によって駆動される。リフトアーム１５は、基端がフロントフレーム１１に回動自在に支持されている。バケット１６はリフトアーム１５の先端部に回動自在に取り付けられている。
運転室５は、リアフレーム１２上に載置されており、内部には、ステアリング操作のためのハンドルやジョイスティック、作業機を操作するための操作部材、各種の表示装置等が配置されている。
［ステアリング装置２０］
図２にステアリング装置２０の構成を示している。このステアリング装置２０は、フロントフレーム１１をリアフレーム１２に対して回動させて車両を旋回させるための装置である。
ステアリング装置２０は、回転操作されるハンドル２１と、傾動操作されるジョイスティック２２と、左右のステアリングシリンダ２３Ｌ，２３Ｒと、を有している。ハンドル２１及びジョイスティック２２は、操舵のために操作される部材である。これらの部材２１，２２を操作することによって、左右のステアリングシリンダ２３Ｌ，２３Ｒが伸縮し、フロントフレーム１１がリアフレーム１２に対して回動する。
また、ステアリング装置２０は、ステアリング弁２５と、ハンドル用制御弁としてのオービットロール２６と、レバー用電磁制御弁２７と、ハンドル優先弁２８と、を有している。
＜ステアリング弁２５＞
ステアリング弁２５は、オービットロール２６又はレバー用電磁制御弁２７からのパイロット油圧に応じて、左右のステアリングシリンダ２３Ｌ，２３Ｒのいずれかにポンプ３０からの作動油を供給するものである。
具体的には、ステアリング弁２５を構成する方向制御弁２５ａは、左パイロットポートに作動油が供給されると左旋回ステージＬに切り替えられ、右パイロットポートに作動油が供給されると右旋回ステージＲに切り替えられる。方向制御弁２５ａが左旋回ステージＬに切り替えられると、ポンプ３０からの作動油は左ステアリングシリンダ２３Ｌのボトム側油室及び右ステアリングシリンダ２３Ｒのロッド側油室に供給され、右ステアリングシリンダ２３Ｒのボトム側油室及び左ステアリングシリンダ２３Ｌのロッド側油室内の作動油はドレン油路Ｐｄを介してタンク３１に戻される。逆に、方向制御弁２５ａが右旋回ステージＲに切り替えられると、ポンプ３０からの作動油は右ステアリングシリンダ２３Ｒのボトム側油室及び左ステアリングシリンダ２３Ｌのロッド側油室に供給され、左ステアリングシリンダ２３Ｌのボトム側油室及び右ステアリングシリンダ２３Ｒのロッド側油室内の作動油はドレン油路Ｐｄを介してタンク３１に戻される。また、左右のパイロットポートに作動油が供給されていない場合は、中立ステージＮに切り替えられ、左右のステアリングシリンダ２３Ｌ，２３Ｒのシリンダとタンク３１との間は遮断される。
また、方向制御弁２５ａの両パイロットポートは絞り２５ｂを介して連通されている。そして、一方のパイロットポートに作動油が供給されている場合は、他方のパイロットポート側の油路の作動油はオービットロール２６及びドレン油路Ｐｄを介してタンク３１に戻される。
なお、詳細は省略するが、このステアリング弁２５には、以上の方向制御弁２５ａの他に、アンロード弁、リリーフ弁、安全弁等が含まれている。
＜オービットロール２６＞
オービットロール２６は、入力側のＰポートが、第１入力油路Ｐ０１を介してファンポンプ等のパイロット油圧用のポンプ（図示せず）に接続されている。このオービットロール２６は、ハンドル２１を左回転した場合はＬポートから、またハンドル２１を右回転させた場合はＲポートから、ハンドル回転量に比例した作動油を吐出するものである。出力側のＬポートには左パイロット油路ＰＬが接続され、Ｒポートには右パイロット油路ＰＲが接続されている。
左パイロット油路ＰＬはステアリング弁２５を構成する方向制御弁２５ａの左パイロットポートに接続されている。また、右パイロット油路ＰＲは方向制御弁２５ａの右パイロットポートに接続されている。左右のパイロット油路ＰＬ，ＰＲには、それぞれストップ弁３４，３５が設けられている。これらのストップ弁３４，３５は、ステアリング弁２５へのパイロット油圧の供給を強制的に停止するものである。
なお、オービットロール２６の入力側のＴポートはドレン油路Ｐｄを介してタンク３１に接続されている。前述のように、方向制御弁２５ａの一方のパイロットポートに作動油が供給されている場合、他方のパイロットポート側の油路は、このＴポートを介してドレン油路Ｐｄに接続される。
＜レバー用電磁制御弁２７＞
レバー用電磁制御弁２７は、入力側のＰポートが、第２入力油路Ｐ０２を介して、第１入力油路Ｐ０１が接続されたポンプに接続されている。レバー用電磁制御弁２７は、ジョイスティック２２の操作に応じて、Ｐポートから入力された作動油を出力側のＬポート又はＲポートに吐出するものである。Ｌポートには左レバー用パイロット油路ＰＬｌが接続され、左レバー用パイロット油路ＰＬｌは左パイロット油路ＰＬに接続されている。また、Ｒポートには右レバー用パイロット油路ＰＲｌが接続され、右レバー用パイロット油路ＰＲｌは右パイロット油路ＰＲに接続されている。そして、左レバー用パイロット油路ＰＬｌ及び右レバー用パイロット油路ＰＲｌにハンドル優先弁２８が設けられている。
以上のように、レバー用電磁制御弁２７からの作動油は、ハンドル優先弁２８及び左右のパイロット油路ＰＬ，ＰＲを介してステアリング弁２５の各パイロットポートに供給される。
＜ハンドル優先弁２８＞
ハンドル優先弁２８は、優先弁本体４０と、第１絞り４１と、チェック弁４２と、第２絞り４３と、を有している。
優先弁本体４０は、レバー用電磁制御弁２７の出力側で左右のレバー用パイロット油路ＰＬｌ，ＰＲｌの途中に設けられている。優先弁本体４０は、第１絞り４１の前後のパイロット油圧によって連通ステージＳｔと遮断ステージＳｂとに切り替えられる。第１絞り弁４１は第１入力油路Ｐ０１に設けられている。チェック弁４２は、第１絞り４１に並列に設けられ、第１絞り４１の前後の差圧が所定の圧力以上になった場合に、第１入力油路Ｐ０１からの作動油をオービットロール２６に供給する。また、第２絞り４３は、第２入力油路Ｐ０２に設けられ、絞り径が第１絞り４１より小さく設定されている。なお、第１絞り４１の入力側にはフィルタ４４が設けられている。
ここでは、優先弁本体４０にパイロット油圧が作用していない場合は、優先弁本体４０はスプリングによって連通ステージＳｔに切り替えられる。一方で、第１絞り４１に作動油が流れて第１絞り４１の入力側の油圧が出力側に比較して高くなった場合は、優先弁本体４０は遮断ステージＳｂに切り替えられる。
［ステアリング動作］
ここでは、左旋回時のステアリング装置の動作について説明する。なお、右旋回の場合の動作は、パイロット用及びステアリング用の作動油の流れる油路が異なるだけで、基本的な動作は同じである。
＜ハンドル２１の操作時＞
図３は、左旋回のためにハンドル操作を行った場合のステアリング用作動油（実線）とパイロット用作動油（破線）の流れを示している。
ハンドル２１が操作されると、第１入力油路Ｐ０１からオービットロール２６にパイロット用の作動油が入力される。すなわち、第１絞り４１を作動油が通過する。このため、第１絞り４１の入力側の油圧が出力側の油圧に比較して高くなる。このため、優先弁本体４０は遮断ステージＳｂに切り替えられる。
以上のような状態では、第１入力油路Ｐ０１から入力された作動油は、オービットロール２６から左パイロット油路ＰＬに出力される。この作動油はストップ弁３５を介してステアリング弁２５の方向制御弁２５ａの左パイロットポートに入力される。このパイロット油圧によって、方向制御弁２５ａは左旋回ステージＬに切り替えられる。
なお、このとき、方向制御弁２５ａの右パイロットポートに連通している右パイロット油路ＰＲの作動油は、オービットロール２６及びドレン油路Ｐｄを介してタンク３１に戻される。
ステアリング弁２５の方向制御弁２５ａが左旋回ステージＬに切り替えられると、ステアリングポンプ３０からの作動油がステアリング弁２５を介して左ステアリングシリンダ２３Ｌのボトム側油室及び右ステアリングシリンダ２３Ｒのロッド側油室に供給される。
また、右ステアリングシリンダ２３Ｒのボトム側油室及び左ステアリングシリンダ２３Ｌのロッド側油室内の作動油は、ステアリング弁２５を介してタンク３１に戻される。
なお、第１入力油路Ｐ０１内の流量が大きくなった場合、第１絞り４１の前後の差圧が必要以上に大きくなり、圧力損失が増加する。このような場合には、チェック弁４２が開き、差圧の増加、すなわち圧力損失の増加を抑制する。また、ハンドル操作中に第１絞り４１が詰まった場合、第１入力油路Ｐ０１の油圧が高くなる。この油圧が所定の油圧以上になると、チェック弁４２が開き、オービットロール２６に作動油が供給される。
＜ジョイスティック２２の操作時＞
ここでは、ハンドル２１が操作されておらず、ジョイスティック２２のみが操作された場合について、図４を用いて説明する。図４では、ステアリング用作動油の流れを実線で示し、パイロット用作動油の流れを破線で示している。
ハンドル２１が操作されていない場合は、第１絞り４１には作動油は流れない。したがって、第１絞り４１の前後には差圧は生じていない。この場合は、優先弁本体４０は連通ステージＳｔに切り替えられている。
以上のような状態では、第２入力油路Ｐ０２から入力された作動油は、ジョイスティック２２から左レバー用パイロット油路ＰＬｌに出力される。この作動油は左パイロット油路ＰＬに供給され、前述のハンドル操作の場合と同様に、ステアリング弁２５の方向制御弁２５ａの左パイロットポートに入力される。したがって、方向制御弁２５ａは左旋回ステージＬに切り替えられる。また、右パイロット油路ＰＲのパイロット油は、レバー用電磁制御弁２７のタンクポートＴからドレン油路Ｐｄを介してタンク３１に戻される。
ステアリング用の作動油の流れについては、ハンドル操作の場合とまったく同様である。
＜ハンドル２１及びジョイスティック２２が操作された場合＞
ハンドル２１を操作している際に、オペレータが誤ってジョイスティック２２に触れ、ジョイスティック２２が操作される場合がある。この場合は、ハンドル操作が優先される。
すなわち、ハンドル２１が操作されている場合は、前述のように（図３参照）、第１絞り４１の前後で差圧が生じ、優先弁本体４０は遮断ステージＳｂに切り替えられている。したがって、このような状態でジョイスティック２２が操作されても、レバー用電磁制御弁２７からの作動油は優先弁本体４０で遮断される。
＜優先弁本体４０が故障した場合＞
優先弁本体４０が故障した場合、ハンドル２１が操作されていても優先弁本体４０が遮断ステージＳｂに切り替えられない可能性がある。
このような状況では、オービットロール２６及びレバー用電磁制御弁２７の両方に作動油が供給される。しかし、第１絞り４１は第２絞り４３より絞り径が大径に設定されているので、オービットロール２６のＰポートへの最大流量の方がレバー用電磁制御弁２７のＰポートへの最大流量よりも多くなる。このため、ハンドル２１の操作が優先される。
＜ストップ弁３４，３５の操作＞
ホイールローダ１が左旋回のため最大限に回動したとき、ストップ弁３５を、チェック弁を有するステージに機械的に移行させる。このため、オービットロール２６からの作動油が方向制御弁２５ａに供給されない。一方、右パイロット油路ＰＲ内の作動油はタンク３１へ戻るので、左右のパイロット油路ＰＬ，ＰＲは共に「０」になる。このため、ホイールローダ１は最大限に左へ操舵されたまま維持される。右旋回の場合は、以上の逆の動作となる。
［第１参考例の特徴］
（１）ハンドル２１が操作された場合はハンドル操作が優先される。したがって、ハンドル操作中にオペレータが誤ってジョイスティック２２に触れた場合でも、意図しないステアリング操作がなされるのを防止できる。
（２）ハンドル操作によって生じた第１絞り４１の前後の差圧によって優先弁本体４０を遮断ステージＳｂに切り替えているので、回路構成が簡単になり、作動が安定する。
（３）ハンドル操作側の第１絞り４１の絞り径を、ジョイスティック操作側の第２絞り４３の径よりも大きく設定している。したがって、優先弁本体４０が正常に作動しなくなった場合であっても、オービットロール２６に、より多くの作動油が供給され、ハンドル操作が優先される。
（４）第１絞り４１と並列にチェック弁４２を設け、第１絞り４１の前後の差圧が所定圧以上になったときにチェック弁４２を介してオービットロール２６に作動油が供給される。したがって、第１絞り４１に大流量の作動油が供給された場合、作動油はチェック弁４２を介して流れることになり、圧力損失の増加が抑制される。また、第１絞り４１が詰まった場合であっても、ハンドル操作を有効にすることができる。
−実施形態−
図５に本発明の一実施形態によるステアリング装置を示す。このステアリング装置は、ハンドル優先弁５０のみが第１参考例と異なり、他の構成は第１参考例と同じである。以下、第１参考例と異なるハンドル優先弁５０について説明する。
［ハンドル優先弁５０］
ハンドル優先弁５０は、左右のパイロット油路ＰＬ，ＰＲの途中に設けられた優先制御弁５１と、この優先制御弁５１を切り替える切替弁５２と、を有している。
＜優先制御弁５１＞
優先制御弁５１の入力ポートには、左右のパイロット油路ＰＬ，ＰＲを介してオービットロール２６の左右の出力ポートが接続されている。また、優先制御弁５１の他の入力ポートには、レバー用電磁制御弁２７の左右の出力ポートが接続されている。優先制御弁５１の入力ポートとレバー用電磁制御弁２７の左右の出力ポートとは、左レバー用パイロット油路ＰＬｌと右レバー用パイロット油路ＰＲｌとによって接続されている。この優先制御弁５１は、切替弁５２からのパイロット油圧によって、ハンドル用ステージＳｈとレバー用ステージＳｌとに切り替えられる。具体的には、パイロット油圧が供給されない場合はハンドル用ステージＳｈに切り替えられ、切替弁５２からパイロット油圧が供給されるとレバー用ステージＳｌに切り替えられる。
ハンドル用ステージＳｈでは、オービットロール２６とステアリング弁２５とが連通されるとともに、レバー用電磁制御弁２７とステアリング弁２５との間が遮断される。また、レバー用ステージＳｌでは、オービットロール２６とステアリング弁２５との間が遮断されるとともに、レバー用電磁制御弁２７とステアリング弁２５とが連通される。
＜切替弁５２＞
切替弁５２は、優先制御弁５１をハンドル用ステージＳｈとレバー用ステージＳｌとの間で切り替えるための弁である。この切替弁５２のパイロットポートには、左右のパイロット油路ＰＬ，ＰＲの油圧が入力されている。切替弁５２においては、左右のパイロット油路ＰＬ，ＰＲの間に差圧が生じると遮断ステージＳｂに切り替えられ、両油路ＰＬ，ＰＲの圧力が同じ場合は連通ステージＳｔに切り替えられる。
切替弁５２の入力ポートには、レバー用の左右のパイロット油路ＰＬｌ、ＰＲｌがシャトル弁５４を介して接続されている。また、切替弁５２の出力ポートは優先制御弁５１のパイロットポートに接続されている。
［ステアリング動作］
ここでは、第１参考例と同様に、左旋回時のステアリング装置の動作について説明する。
＜ハンドル２１の操作時＞
図６は、左旋回のためにハンドル操作を行った場合のステアリング用作動油（実線）とパイロット用作動油（破線）の流れを示している。
ハンドル２１が操作されると、第１入力油路Ｐ０１からオービットロール２６に作動油が入力される。そして、オービットロール２６のＬポートから作動油が出力され、Ｒポートからは作動油が出力されない。ＲポートはＴポートを介してタンク３１に接続される。したがって、左パイロット油路ＰＬには所定のパイロット油圧が発生するが、右パイロット油路ＰＲの油圧はほぼ「０」である。このため、切替弁５２は遮断ステージＳｂに切り替えられる。
切替弁５２が遮断ステージＳｂに切り替えられると、優先制御弁５１にはパイロット油圧が供給されない。このため、優先制御弁５１はハンドル用ステージＳｈに切り替えられる。
以上のような状態では、第１入力油路Ｐ０１から入力された作動油は、オービットロール２６から左パイロット油路ＰＬに出力される。この作動油はストップ弁３５を介してステアリング弁２５の方向制御弁２５ａの左パイロットポートに入力される。このパイロット油圧によって、方向制御弁２５ａは左旋回ステージＬに切り替えられる。
なお、このとき、右パイロット油路ＰＲの作動油は、オービットロール２６のタンクポートＴからドレン油路Ｐｄを介してタンク３１に戻される。
ステアリング弁２５の方向制御弁２５ａが左旋回ステージＬに切り替えられると、ステアリングポンプ３０からの作動油がステアリング弁２５を介して左ステアリングシリンダ２３Ｌのボトム側油室及び右ステアリングシリンダ２３Ｒのロッド側油室に供給される。
また、右ステアリングシリンダ２３Ｒのボトム側油室及び左ステアリングシリンダ２３Ｌのロッド側油室内の作動油は、ステアリング弁２５を介してタンク３１に戻される。
＜ジョイスティック２２の操作時＞
ジョイスティック２２のみが操作された場合について、図７を用いて説明する。ハンドル２１が操作されていない場合は、左右のパイロット油路ＰＬ，ＰＲにおいてオービットロール２６と優先制御弁５１との間に作動油は流れない。したがって、両パイロット油路ＰＬ，ＰＲの間に圧力差は生じない。このため、切替弁５２は連通ステージＳｔに切り替えられる。
また、ジョイスティック２２が操作された場合は、左レバー用パイロット油路ＰＬｌに作動油が流れるので、この作動油はシャトル弁５４を介して切替弁５２に入力する。切替弁５２は連通ステージＳｔに切り替えられているので、入力した作動油は優先制御弁５１のパイロットポートに入力される。このため、優先制御弁５１はレバー用ステージＳｌに切り替えられる。
以上のような状態では、第２入力油路Ｐ０２から入力された作動油は、ジョイスティック２２から左レバー用パイロット油路ＰＬｌに出力される。この作動油は優先制御弁５１を介して左パイロット油路ＰＬに供給され、前述のハンドル操作の場合と同様に、ステアリング弁２５の方向制御弁２５ａの左パイロットポートに入力される。したがって、方向制御弁２５ａは左旋回ステージＬに切り替えられる。また、右パイロット油路ＰＲの作動油は、優先制御弁５１及びレバー用電磁制御弁２７を介してドレン油路Ｐｄに流れ、タンク３１に戻される。
ステアリング用の作動油の流れについては、ハンドル操作の場合とまったく同様である。
＜ハンドル２１とジョイスティック２２とが操作された場合＞
ハンドル２１を操作している際に、オペレータが誤ってジョイスティック２２に触れ、ジョイスティック２２が操作される場合がある。この場合は、ハンドル操作が優先される。
すなわち、ハンドル２１が操作されている場合は、前述のように、左右のパイロット油路ＰＬ，ＰＲに差圧が生じる。このため、図６に示すように、切替弁５２は遮断ステージＳｂに切り替えられる。したがって、レバー用電磁制御弁２７からの作動油は切替弁５２で遮断され、優先制御弁５１にはパイロット油圧が供給されない。このため、優先制御弁５１はハンドル操作の場合と同様にハンドル用ステージＳｈに切り替えられる。
以上のように、ハンドル操作時にジョイスティック２２が操作されても、レバー用電磁制御弁２７からの作動油は優先制御弁５１で遮断され、ハンドル操作が優先される。
［特徴］
（１）ハンドル２１が操作された場合はハンドル操作が優先される。したがって、ハンドル操作中にオペレータが誤ってジョイスティック２２に触れた場合でも、意図しないステアリング操作がなされるのを防止できる。
（２）ハンドル操作によって生じた左右のパイロット油路ＰＬ，ＰＲの差圧によって切替弁５２を制御し、これにより優先制御弁５１をハンドル用ステージＳｈに切り替えている。したがって、回路構成が簡単になり、作動が安定する。
−第２参考例−
図８に第２参考例によるステアリング装置を示す。このステアリング装置は、ハンドル優先弁６０のみが第１参考例及び実施形態と異なり、他の構成は同じである。以下、第１参考例と異なるハンドル優先弁６０について説明する。
［ハンドル優先弁６０］
ハンドル優先弁６０は、左右のパイロット油路ＰＬ，ＰＲの途中に設けられた優先制御弁６１と、この優先制御弁６１を切り替える切替弁６２と、を有している。
＜優先制御弁６１＞
優先制御弁６１の入力ポートには、左右のパイロット油路ＰＬ，ＰＲを介してオービットロール２６の左右の出力ポートが接続されている。また、優先制御弁６１の他の入力ポートには、レバー用電磁制御弁２７の左右の出力ポートが接続されている。優先制御弁６１の入力ポートとレバー用電磁制御弁２７の左右の出力ポートとは、左レバー用パイロット油路ＰＬｌと右レバー用パイロット油路ＰＲｌとによって接続されている。この優先制御弁６１は、切替弁６２からのパイロット油圧によって、ハンドル用ステージＳｈとレバー用ステージＳｌとに切り替えられる。具体的には、パイロット油圧が供給されない場合はハンドル用ステージＳｈに切り替えられ、切替弁５２からパイロット油圧が供給されるとレバー用ステージＳｌに切り替えられる。
ハンドル用ステージＳｈでは、オービットロール２６とステアリング弁２５とが連通されるとともに、レバー用電磁制御弁２７とステアリング弁２５との間が遮断される。また、レバー用ステージＳｌでは、オービットロール２６とステアリング弁２５との間が遮断されるとともに、レバー用電磁制御弁２７とステアリング弁２５とが連通される。
＜切替弁６２＞
切替弁６２は、優先制御弁６１をハンドル用ステージＳｈとレバー用ステージＳｌとの間で切り替えるための弁である。左右のパイロット油路ＰＬ，ＰＲは、シャトル弁６３を介して切替弁６２のパイロットポートに接続されている。また、左右のレバー用パイロット油路ＰＬｌ，ＰＲｌは、シャトル弁６４を介して切替弁６２の入力ポートに接続されている。また、切替弁６２の出力ポートは優先制御弁６１のパイロットポートに接続されている。
ここでは、左右のパイロット油路ＰＬ，ＰＲのいずれかに作動油が流れると、シャトル弁６３を介して切替弁６２のパイロットポートにパイロット油圧が入力される。これにより、切替弁６２は遮断ステージＳｂに切り替えられる。また、左右のパイロット油路ＰＬ，ＰＲに作動油が流れていない場合は、切替弁６２は連通ステージＳｔに切り替えられる。
［ステアリング動作］
ここでは、第１参考例と同様に、左旋回時のステアリング装置の動作について説明する。
＜ハンドル２１の操作時＞
図９は、左旋回のためにハンドル操作を行った場合のステアリング用作動油（実線）とパイロット用作動油（破線）の流れを示している。
ハンドル２１が操作されると、第１入力油路Ｐ０１からオービットロール２６に作動油が入力される。この作動油は、シャトル弁６３を介して切替弁６２のパイロットポートに入力される。したがって、切替弁６２は遮断ステージＳｂに切り替えられる。切替弁６２が遮断ステージＳｂに切り替えられると、優先制御弁６１にはパイロット油圧が供給されない。したがって、優先制御弁６１はハンドル用ステージＳｈに切り替えられる。
以上のような状態では、第１入力油路Ｐ０１から入力された作動油は、オービットロール２６から左パイロット油路ＰＬに出力される。この作動油はストップ弁３５を介してステアリング弁２５の方向制御弁２５ａの左パイロットポートに入力される。このパイロット油圧によって、方向制御弁２５ａは左旋回ステージＬに切り替えられる。
なお、このとき、右パイロット油路ＰＲの作動油は、オービットロール２６のタンクポートＴからドレン油路Ｐｄを介してタンク３１に戻される。
ステアリング弁２５の方向制御弁２５ａが左旋回ステージＬに切り替えられると、ステアリングポンプ３０からの作動油はステアリング弁２５を介して左ステアリングシリンダ２３Ｌのボトム側油室及び右ステアリングシリンダ２３Ｒのロッド側油室に供給される。
また、右ステアリングシリンダ２３Ｒのボトム側油室及び左ステアリングシリンダ２３Ｌのロッド側油室内の作動油は、ステアリング弁２５を介してタンク３１に戻される。
＜ジョイスティック２２の操作時＞
ジョイスティック２２のみが操作された場合について、図１０を用いて説明する。ハンドル２１が操作されていない場合は、左右のパイロット油路ＰＬ，ＰＲにおいてオービットロール２６と優先制御弁６１との間に作動油は流れない。したがって、切替弁６２のパイロットポートにはパイロット油圧は供給されない。このため、切替弁５２は連通ステージＳｔに切り替えられる。
また、ジョイスティック２２が操作された場合は、左レバー用パイロット油路ＰＬｌに作動油が流れるので、この作動油はシャトル弁６４を介して切替弁６２に入力する。切替弁６２は連通ステージＳｔに切り替えられているので、入力した作動油は優先制御弁６１のパイロットポートに入力される。このため、優先制御弁６１はレバー用ステージＳｌに切り替えられる。
以上のような状態では、第２入力油路Ｐ０２から入力された作動油は、ジョイスティック２２から左レバー用パイロット油路ＰＬｌに出力される。この作動油は優先制御弁６１を介して左パイロット油路ＰＬに供給され、前述のハンドル操作の場合と同様に、ステアリング弁２５の方向制御弁２５ａの左パイロットポートに入力される。したがって、方向制御弁２５ａは左旋回ステージＬに切り替えられる。また、右パイロット油路ＰＲの作動油は、レバー用電磁制御弁２７のタンクポートＴからドレン油路Ｐｄを介してタンク３１に戻される。
ステアリング用の作動油の流れについては、ハンドル操作の場合とまったく同様である。
＜ハンドル２１とジョイスティック２２とが操作された場合＞
ハンドル２１を操作している際に、オペレータが誤ってジョイスティック２２に触れ、ジョイスティック２２が操作される場合がある。この場合は、ハンドル操作が優先される。
すなわち、ハンドル２１が操作されている場合は、前述のように、左右のパイロット油路ＰＬ，ＰＲに作動油が流れる。このため、図９に示すように、切替弁５２は遮断ステージＳｂに切り替えられる。したがって、レバー用電磁制御弁２７からの作動油は切替弁６２で遮断され、優先制御弁６１にはパイロット油圧が供給されない。このため、優先制御弁６１はハンドル操作の場合と同様にハンドル用ステージＳｈに切り替えられる。
以上のように、ハンドル操作時にジョイスティック２２が操作されても、レバー用電磁制御弁２７からの作動油は優先制御弁６１で遮断され、ハンドル操作が優先される。
［第２参考例の特徴］
この第２参考例においても、実施形態と同様の作用効果を有する。
−第３参考例−
図１１に第３参考例によるステアリング装置を示す。このステアリング装置は、ハンドル優先弁７０のみが各参考例及び実施形態と異なり、他の構成は同じである。以下、第１参考例と異なるハンドル優先弁７０について説明する。
［ハンドル優先弁７０］
ハンドル優先弁７０は、優先弁本体７１と、絞り７２と、チェック弁７３と、を有している。
＜優先弁本体７１＞
優先弁本体７１は、レバー用電磁制御弁２７の出力側で左右のレバー用パイロット回路ＰＬｌ，ＰＲｌの途中に設けられている。より詳細には、レバー用電磁制御弁２７の出力ポートには左レバー用パイロット油路ＰＬｌ及び右レバー用パイロット油路ＰＲｌが接続されている。左レバー用パイロット油路ＰＬｌは左パイロット油路ＰＬに接続され、右レバー用パイロット油路ＰＲｌは右パイロット油路ＰＲに接続されている。そして、優先弁本体７１は、左右のレバー用パイロット油路ＰＬｌ、ＰＲｌの途中に設けられている。
優先弁本体７１は、パイロット油圧によって制御されて、連通ステージＳｔと遮断ステージＳｂとの間で切り替えられる。連通ステージＳｔでは、レバー用電磁制御弁２７の出力ポートは左右のレバー用パイロット油路ＰＬｌ、ＰＲｌを介して左右のパイロット油路ＰＬ，ＰＲに接続される。また、遮断ステージＳｂでは、レバー用電磁制御弁２７の出力ポートと左右のパイロット油路ＰＬ，ＰＲの間が遮断される。
＜絞り７２＞
絞り７２はドレン油路Ｐｄに設けられている。ドレン油路Ｐｄは、前述のように、各弁のドレン用のＴポートとタンク３１との間を接続する油路である。絞り７２は、このドレン油路Ｐｄにおいて、オービットロール２６のドレン用のＴポートとレバー用電磁制御弁２７のドレン用のＴポートとの間に設けられている。
また、絞り７２の前後の油路がそれぞれ優先弁本体７１のパイロットポートに接続されている。そして、絞り７２のオービットロール２６側の油圧が高くなった場合に、優先弁本体７１は遮断ステージＳｂに切り替えられる。
＜チェック弁７３＞
チェック弁７３は絞り７２に並列に設けられている。そして、絞り７２の前後の差圧が所定の圧力以上になった場合に開いて、上流側の作動油をタンク３１に導く。
［ステアリング動作］
ここでは、第１参考例と同様に、左旋回時のステアリング装置の動作について説明する。
＜ハンドル２１の操作時＞
図１２は、左旋回のためにハンドル操作を行った場合のステアリング用作動油（実線）とパイロット用作動油（破線）の流れを示している。
ハンドル２１が操作されると、第１入力油路Ｐ０１からオービットロール２６に作動油が入力される。この作動油はストップ弁３５を介してステアリング弁２５の方向制御弁２５ａの左パイロットポートに入力される。このパイロット油圧の入力によって、方向制御弁２５ａは左旋回ステージＬに切り替えられる。
なお、このとき、右パイロット油路ＰＲの作動油は、オービットロール２６のＴポートからドレン油路Ｐｄを介してタンク３１に戻される。
ステアリング弁２５の方向制御弁２５ａが左旋回ステージＬに切り替えられると、ステアリングポンプ３０からの作動油がステアリング２５を介して左ステアリングシリンダ２３Ｌのボトム側油室及び右ステアリングシリンダ２３Ｒのロッド側油室に供給される。
また、右ステアリングシリンダ２３Ｒのボトム側油室及び左ステアリングシリンダ２３Ｌのロッド側油室内の作動油は、ステアリング弁２５を介してタンク３１に戻される。
なお、このハンドル２１の操作時には、前述のように、オービットロール２６のＴポートから作動油がタンク３１に戻される。この作動油は絞り７２を通過する。このため、絞り７２の上流側（オービットロール２６側）の圧力は、下流側（レバー用電磁制御弁２７側）の圧力よりも高くなる。したがって、優先弁本体７１は遮断ステージＳｂに切り替えられる。
＜ジョイスティック２２の操作時＞
ジョイスティック２２のみが操作された場合について、図１３を用いて説明する。ハンドル２１が操作されていない場合は、オービットロール２６には作動油は流れない。このため、優先弁本体７１にはパイロット油圧は供給されていない。したがって、優先弁本体７１は連通ステージＳｔに切り替えられている。
このような状態では、第２入力油路Ｐ０２から入力された作動油は、ジョイスティック２２から左レバー用パイロット油路ＰＬｌに出力される。この作動油は優先弁本体７１を介して左パイロット油路ＰＬに供給され、前述のハンドル操作の場合と同様に、ステアリング弁２５の方向制御弁２５ａの左パイロットポートに入力される。したがって、方向制御弁２５ａは左旋回ステージＬに切り替えられる。また、右パイロット油路ＰＲのパイロット油は、レバー用電磁制御弁２７のドレン用Ｔポートからドレン油路Ｐｄを介してタンク３１に戻される。
ステアリング用の作動油の流れについては、ハンドル操作の場合とまったく同様である。
＜ハンドル２１とジョイスティック２２とが操作された場合＞
ハンドル２１を操作している際に、作業者が誤ってジョイスティック２２に触れ、ジョイスティック２２が操作される場合がある。この場合は、ハンドル操作が優先される。
すなわち、ハンドル２１が操作されている場合は、オービットロール２６からタンク３１に作動油が流れており、絞り７２のオービットロール２６側の圧力が高くなる。このため、優先弁本体７１にパイロット油圧が供給され、優先弁本体７１は遮断ステージＳｂに切り替えられる。
以上のような状態では、ハンドル２１の操作時にジョイスティック２２が操作されても、レバー用電磁制御弁２７からの作動油は優先弁本体７１で遮断され、ハンドル操作が優先される。
なお、ドレン油路Ｐｄ内の流量が大きくなった場合、絞り７２の前後の差圧が必要以上に大きくなり、その結果ドレン油路に大きな背圧が立つ。このとき、チェック弁７３が開き、大きな背圧による回路内の不具合の発生を防止している。また、絞り７２が詰まった場合であっても、ドレン油路Ｐｄの油圧が所定圧以上になった場合は、チェック弁７３が開く。このため、オービットロール２６が正常に機能し、ハンドル操作が有効になる。
［第３参考例の特徴］
この第３参考例においても、前記同様に、ハンドル２１が操作された場合はハンドル操作が優先され、意図しないステアリング操作がなされるのを防止できる。また、回路構成が簡単になり、作動が安定する。
［他の実施形態］
本発明は以上のような実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形又は修正が可能である。
１ ホイールローダ
２０ ステアリング装置
２１ ハンドル
２２ ジョイスティック
２３Ｌ，２３Ｒ ステアリングシリンダ
２５ ステアリング弁
２６ オービットロール（ハンドル用制御弁）
２７ レバー用電磁制御弁
２８，５０，６０，７０ ハンドル優先弁
３０ ポンプ
３１ タンク
４０，７１ 優先弁本体
４１，７２ 第１絞り
４２，７３ チェック弁
４３ 第２絞り
５１，６１ 優先制御弁
５２，６２ 切替弁
ＰＬ，ＰＲ パイロット油路
ＰＬｌ，ＰＲｌ レバー用パイロット油路
Ｐｄ ドレン油路

Claims (2)

  1. フロントフレームとリアフレームとが水平方向に回動自在に連結されたホイールローダのステアリング装置であって、
    操舵のために回転操作されるハンドルと、
    操舵のために傾動操作されるレバーと、
    伸縮することによって前記フロントフレームを前記リアフレームに対して回動するためのステアリングシリンダと、
    パイロット油圧によって前記ステアリングシリンダに対する作動油の供給方向を制御するステアリング弁と、
    前記ステアリング弁を介して前記ステアリングシリンダに作動油を供給するためのポンプと、
    前記ハンドルの回転操作により前記ステアリング弁に供給方向制御用のパイロット油圧を供給するハンドル用制御弁と、
    前記レバーの傾動操作により前記ステアリング弁に供給方向制御用のパイロット油圧を供給するレバー用電磁制御弁と、
    前記ハンドルが操作された際に作動油が前記ハンドル用制御弁を流れることにより発生する油圧回路の差圧又は絶対圧によって前記レバー用電磁制御弁から前記ステアリング弁に供給されるパイロット油圧を遮断するハンドル優先弁と、
    前記ハンドル用制御弁と前記ステアリング弁との間に設けられた左パイロット油路及び右パイロット油路と、
    を備え、
    前記ハンドル優先弁は、
    前記ハンドル用制御弁及び前記レバー用電磁制御弁と前記ステアリング弁との間に配置され、前記ハンドル用制御弁と前記ステアリング弁とを連通するとともに前記レバー用電磁制御弁と前記ステアリング弁との間を遮断するハンドル用ステージと、前記ハンドル用制御弁と前記ステアリング弁との間を遮断するとともに前記レバー用電磁制御弁と前記ステアリング弁とを連通するレバー用ステージと、を有する優先制御弁と、
    前記左右のパイロット油路の間に差圧が発生したときに前記優先制御弁を前記ハンドル用ステージに切り替える切替弁と、
    を有する、
    ホイールローダのステアリング装置。
  2. 前記レバー用電磁制御弁と前記優先制御弁との間に設けられた左レバー用パイロット油路及び右レバー用パイロット油路をさらに備え、
    前記切替弁は、前記左パイロット油路と前記右パイロット油路との間に差圧がなく、かつ前記左レバー用パイロット油路と前記右レバー用パイロット油路との間に差圧が発生したときに前記優先制御弁を前記レバー用ステージに切り替える、
    請求項１に記載のホイールローダのステアリング装置。
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