JPS6274770A - ホイール式車両の操向装置用油圧回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明はホイール式車両のパワステアリング方式の操
向装置の油圧回路構成に関する。

従来の技術 従来から、特殊作業用のホイール式車両では、ホイール
ベースやかじ取角度の大きさの割合いに回転半径の小さ
いことが要求されたり、また作業中の行動を迅速に行う
ためにカニ走行と称する機体の巾寄せ走行が必要となる
ことが多い。

これらの要求を満たすために、第３図に示す一風車両の
如き、前軸輪のみにより操向する前輪ステアリング方式
のほかに、第４図に示す前後軸の車輪を、互いに反対方
向に操向して小さい回転半径を得る２軸ステアリング方
式、第５図に示す如く前・後軸車輪を共に、同一方向に
操向して機体の巾寄せ運転のできるカニ走行方式が採用
され、しかも、これらの各ステアリングモードの変更が
容易に得られるようなパワステアリング式操向装置とな
っている。

この場合、従来からの油圧回路方式は、第７図に示す如
く、前輪ステアリング時には、後軸輪はステアリングシ
リンダ３”、４゛を作動せしめないで車体の進行方向に
保持し、パワステアリングユニット５°から送出される
圧油は、油路５０または５２を経て前軸側のステアリン
グシリンダ１″、２”を作動させ、前輪を右または左に
換向させる。２軸ステアリング、カニ走行のときは、油
路５０．５１の途中に設けたステアリングモード選定の
ためのセレクタパルプ１２により、中立時は上述の前輪
ステアリング方式となるように、油路５０は油路５１へ
と、セレクタパルプ１２が形成するバイパス通路により
連通ずるが、該セレクタパルプ１２を中立位置以外の位
置に切換えると、パワステアリングユニット５′からの
圧油は、後軸輪を前軸輪と反対の方向または同一方向に
、同時に換向せてめて、２軸ステアリング、カニ走行を
選択できる。このとき、前軸輪の操向角度と後軸輪の操
向角度とを同期させる目的で、セレクタパルプ１２を切
換えたときは、ステアリングシリンダ１゛、２′と３”
、４゛は、パワステアリングユニット５゛のポートと油
路５０．２６．２７．２８．２５．５１．５３．５４．
５２によりループ状のシリーズ回路を形成させている。

従って、ステアリングシリンダ１゛、２′、３’、４’
の容量およびパワステアリングユニット５”の能力を決
定するときは、前後輪２軸分の操向抵抗に対応できるよ
うステアリングシリンダの直径やストロークを大きくし
たり、パワステアリングユニットで発生する圧力が高圧
でなければならない。このことは、特殊作業用のホイー
ル式車両の足回り設計上、ステアリングシリンダの取付
空間確保が益々困難となったり、ステアリングシリンダ
の容量増大につれて、パワステアリングユニットとして
、より高圧・大容量のものを採用したり、ステアリング
ハンドルの操作回転数を増加せしめたりすることともな
る。

発明が解決しようとする問題点 特殊作業用の車両は一般公道上を走行する車両と異なり
、泥ねい地や凹凸の多い地面を移動することが多く、そ
れにつれて操向輪の操向抵抗は増大し、しかも２軸ステ
アリング或いはカニ走行が要求され、更に、前述の如く
、前軸輪と後軸輪の操向動作を同期させるため、両者の
ステアリングシリンダをシリーズ回路で連通させ、１つ
のパワステアリングユニットから得られる圧油を使用し
て掻回するので、本来なれば１軸のみを操向させる圧油
でもって２軸を操向することとなるので、容量の大きい
ステアリングシリンダを採用するか、または高い圧力を
使用しなくてはならない。このステアリングシリンダは
第１図に示すように、車両の台枠３６の下方で取付長さ
や地面なら適当なロードクリアランスを設けて取付は得
る上下方向の空間が制約されるので、大容量の油圧シリ
ンダを設置することは困難であり、また回路圧力も、油
圧機器・保護の観点から、上限があり、前後２軸の操向
抵抗に見合う圧力の設定は困難である。

本発明は、上記のような問題点に対応して、比較的小径
のステアリングシリンダによって２軸ステアリング、カ
ニ走行時ともに前後軸輪の同期操向を実現するものであ
る。

問題点を解決するための手段 以上のような問題点を解決するために、この発明は次の
ような構成としている。

すなわち、この発明にかかる油圧回路では、パワステア
リングユニットからの圧油回路の途中に前輪ステアリン
グ、２軸ステアリング、カニ走行を選択する油路切換用
のセレクタパルプを設け、２軸ステアリングおよびカニ
走行運転のときは前軸輪操向用ステアリングシリンダと
後軸輪操向用ステアリングシリンダをシリーズに油路で
連通し、パワステアリングユニットからの圧油で両シリ
ンダを作動せしめる。更に、前軸輪操向用ステアリング
シリンダを右操向または左操向させる油路のうち、何れ
か高い方の圧力を選択的に取出してパイロット圧とする
シャトル弁を設け、このパイロット圧回路には、該パイ
ロット圧が規定値を越えると開路し、規定値以下のとき
は閉路するパイロシトシーケンス弁を配し、該シーケン
ス弁の開路時に上記パイロット圧で作動するパイロット
切換弁を、ステアリングシリンダ回路に設けて、該パイ
ロット切換弁が作動しないときは、前軸輪および後軸輪
操向用ステアリングシリンダの作動回路はパワステアリ
ングユニットの圧油ポートとシリーズに、パイロット切
換弁が作動したときにはパラレル回路を形成するように
油路を設ける。

作用 セレクタバルブを操作して、２軸ステアリングまたはカ
ニ走行の状態とし、ステアリングハンドルを回すと、通
常はパワステアリングユニットからの圧油は、前軸輪ま
たは後軸輪のステアリングシリンダを作動させ、このス
テアリングシリンダから排出される圧油は、反対側であ
る後軸輪または前軸輪のステアリングシリンダを作動さ
せ、排出される油は再びパワステアリングユニットに入
り、タンクに戻る。この作動の途中において、操向抵抗
が何等かの原因で急増し、前・後軸輪操向用ステアリン
グシリンダを同時に作動し得なくなったとき、すなわち
、シャトルバルブからのパイロット圧が規定値を越える
と、パイロットシーケンス弁の働きにより、パイロット
切換弁が作動し、前・後軸輪のステアリングシリンダは
パラレル回路となるので、同一油圧源圧力で、シリーズ
回路で作動するときの約２倍の操向力を発揮する。つい
で操向抵抗が低下し、パイロット圧が規定値以下になる
と、直ちに、元のシリーズ回路作動に復帰するので再び
前軸輪と後軸輪は同期操向を続けることとなる。

実施例 この発明の実施例を、図面を参照しながら説明する。

特殊作業用のホイール式車両は、一般に、第１図に示す
如く、各種作業装置の取付ベースとなる台枠３６の下方
に前後の車軸を備え、車軸の両端部には、前軸輪２９．
３０がキングピン４１．４２を、また後軸輪３１．３２
がキングピン４３．４４を介して回動自在なナックル４
５．４６．４７．４８の車輪軸上で転動する如く取付け
られている。該ナックル４５．４６は一定長さのタイロ
ッド３３により、ナックル４７．４８はタイロッド３４
によりビン接合されており、走行中にステアリングハン
ドル３５を操作したとき、常に内外の車輪が同一回転中
心を共有して転勤するように操向角度を規制している。

前軸輪２９．３０の操向はステアリングシリンダｌ、２
を、後軸輪３１．３２のそれはステアリングシリンダ３
．４を、それぞれ同時に伸縮させることにより行われる
。台枠３６上の運転位置にはステアリングハンドル３５
と同軸に、パワステアリングユニット５があり、ステア
リング専用ポンプｉ３から圧油を受け、ステアリングハ
ンドル３５の回動角度に比例した量の圧油をステアリン
グ制御バルブ群３８に供給し、ステアリンクツリンダ１
．２．３．４を作動せしめる。なお３７は本車両のパワ
ユニットで、上記ステアリング専用ポンプの他に、エン
ジン３９、主ポンプ４０などが収納しである。

次に本発明の油圧回路について説明する。

第２図の油圧回路図において、ステアリングハンドル３
５を右または左に回転させると、それに応じてパワステ
アリングユニット５のポートから圧油が油路１６または
油路２１へ送油され、それぞれ反対側の油路を経て再び
パワステアリングユニット５を通ってタンク１５に戻る
ように構成している：　１４はこのときの圧力源回路保
護用のリリーフ弁である。

パワステアリングユニット５の２つのポートのうちの１
方は、油路１６で手動またはソレノイドなどの手段で切
換をするセレクタバルブ１２に連通し、該セレクタバル
ブ１２が前輪ステアリングの位置では、内部にバイパス
通路が形成され、油路１７によりパイロット切換弁８と
通じている。

該パイロット切換弁８のパイロット室に圧油が作動しな
いときは、内部にバイパス回路が形成され、油路１７に
連通する油路１８がステアリングシリンダ１．２の作動
回路である油路１９との間に設けである。ステアリング
シリンダ１．２の上記と反対側のポートは油路２０に集
約し、更に油路２１によりパワステアリングユニット５
の他のポートとの間を連通している。また、油路１６は
分岐して油路２２がパイロット切換弁８との間に設けて
あり、更に油路２１と２２の間には、油路により通じ合
ったシャトル弁６を設・す、高圧側の油路の圧力をパイ
ロット圧として選択し取出し、バイロートシーケンス弁
７を通じてパイロット切換弁８のペイ日ソ１室に導く油
路２３が設けである。

パイロットシーケンス弁７とパイロット切換弁８のパイ
ロット室との間の油路２３は中間で分岐し、絞り弁９、
油路２４を経てタンク１５に通じている。

一方後車軸輸のステアリングシリンダ３．４の作動回路
は、従来と同様の構成であり、セレクタバルブ１２のポ
ートは、それぞれ油路２５または２６を介してステアリ
ングシリンダ３．４のヘッド側、ロッド側へと、油路２
７．２８により連通せしめである。なお、１０．１１は
、それぞれ油路２］、２２および油路２５．２６の何れ
かの回路圧が、何等かの原因で異常に高圧となったとき
、反対側の油路に高圧油を送り込むためのオーバロード
リリーフ弁である。

以上の構成からなる油圧回路の操向時の作動を次に説明
する。

前輪ステアリング時の作動は、仮にステアリングハンド
ル３５を回してパワステアリングユニット５のポート（
イ）から圧油が吐出されるとすると、その圧油は油路１
６、セレクタバルブ１２のバイパス通路、油路１７、パ
イロット切換弁８のバイパス通路、油路１８．１９を経
てステアリングシリンダ１のロッド側油室およびステア
リングシリンダ２のヘッド側油室に流入し、前軸輪２９
．３０を回動せしめると同時に、それぞれのステアリン
グシリンダの反対側油室内の油は油路２０．２１を通り
、パワステアリングユニット５のポート（ロ）から流入
し、タンク１５に戻る。

次に、２軸ステアリングまたはカニ走行のときについて
述べる。

セレクタバルブ１２のスプール位置を、手動またはソレ
ノイドなどの手段により、Ｃ位置からＤまたはＥ位置に
切換えたときの状態についてであるが、Ｄ位置のときと
Ｅ位置のときとでは単に後軸輪３１．３２の操向方向が
逆になるのみであるから、ここではＤ位置にしたときに
ついて説明する。今、パワステアリ〉′グユニット５の
ポート（イ）から高圧油が吐出されるとすると、この圧
油は油路１６、セレクタバルブ１２のＣ位置回路、油路
２６および２７を通って２．テアリングシリンダ３のヘ
ッド側油室、ステアリングシリンダ４のロッド側油室に
流入してシリンダを伸縮せしめると共に各シリンダの反
対側のポートから吐出された圧油は油路２８．２５を通
り再びセレクタバルブ１２のＣ位置回路を通って、油路
１７で連通したパイロット切換弁８に流入する。該パイ
ロット切換弁８のスプール位置は、尋常状態ではＢ位置
となっているので、流入した圧油は、内部のバイパス通
路および油路１８．１９を通って、前述の前軸ステアリ
ングと器械、ステアリングシリンダ１．２を作動せしめ
、シリンダから流出した油は、パワステアリングユニッ
ト５のポート（コ）からタンク１５に戻る。即ち、セレ
クタバルブ１２を操作して、２軸ステアリングまたはカ
ニ走行の何れかのステアリングモードを選択して、ステ
アリングハンドル３５を回転させると、パワステアリン
グユニット５からの圧油は、前軸輪操向用のステアリン
グシリンダ１．２と後軸輪操向用のステアリングシリン
ダ３．４との回路を直列的に作動させるので、前軸輪２
９．３０と後軸輪３１．３２とは同時に同量だけの操向
角度となる。しかしながら、特殊作業用の車両では全般
的に輪荷重が大きく、先にも述べた如く悪路での走行が
強いられるうえにステアリングシリンダを設ける空間が
制約されるので大容量のものの使用は困難である。

かかる状態の車両は操向中、特に前方に各種作業用アク
ソチメユ７ト類を装備するものでは、前軸輪の操向抵抗
が急激に増大し、更に後軸輪の操向抵抗も付加され、遂
には操向不能となることがある。

本発明の油圧回路では上記のような操向不能となる前に
、油路１６から分岐された油路２２と油路２１のうちの
高圧側の圧力をシャトル弁６が検出し、パイロット圧と
してパイロットシーケンス弁７に送油し、この圧力が規
定値を越えると、該パイロットシーケンス弁７から油路
２３を通ってパイロソト切換弁８のパイロ７ト室に信号
を伝え、スプール位置をＢからＡに切換える。この動作
により、パワステアリングユニット５のポート（イ）か
らの圧油の半量は後軸輪３１．３２の操向を行ない、排
出された油は油路１７、パイロット切換弁８、油路２１
を：ｍってタユｌり１５に直接戻ると共に、Ｃイ）から
の圧油の半量は分岐した油路２２を通り、パ・イロソト
切換弁８を経由して油路１８．１９、ステアリングシリ
ンダ１．２に流入して操向動作を行ない、シリンダから
排出された油は油路２１を通ってタンク１５へ戻る回路
を形成するので、ステアリングシリンダ１．２とステア
リングシリンダ３．４は、パワステアリングユニット５
からの圧油により、パラレルに、同時に作動されること
となる。

次いで前・後軸輪の何れかが、その操向抵抗に打勝ち僅
かに回動すると、操向抵抗は急激に低下するのでパイロ
ットシーケンス弁７のパイロット室に加わるパイロット
圧も低下し、パイロット切換弁８へのパイロット圧は遮
斬され、直ちに該パイロット切換弁８のスプール位置は
Ｂ位置となり、ステアリングシリンダ作動回路は元のシ
リーズ回路に復帰して前・後軸輪の操向角度のずれは僅
少で、実用上は何等支障がない。なお、絞り弁９は、パ
イロットシーケンス弁７が閉じたとき、パイロット切換
弁８のパイロット室の圧油が油路２３、該絞り弁９、油
路２４を通りタンク１５に戻ることにより、パイロット
切換弁８のスプールをＡ位置からＢ位置へ戻す役目をし
ている。

また、上述のようなシリーズ回路操向、パラレル回路操
向を長時間或いは繰返し使用していると前・後軸輪の位
置のずれが集積したときは、ステアリングハンドル３５
を一杯に右または左に回転させ、前・後軸輪のどちらか
がストロークエンドに達すれば回路圧が上昇し、前述の
作動により、シリーズ回路からパラレル回路に切換わり
、遅れている他方の軸輪をストロークエンドまで作動さ
せて位置のずれを修正する。

考案の効果 特殊作業用ホイール式車両における２軸ステアリング、
カニ走行のときに、常時は前軸側と後軸側の操向角度を
同期させ、万−前軸輪または後軸輪の操向抵抗が異常に
増加したときには、自動的にステアリングシリンダの作
動回路を、シリーズ回路からパラレル回路に切換え、操
向抵抗か低下すると直ちにシリーズ回路に復帰させて実
用上支障のない同期操向が得られるようにしたので、ス
テアリングシリンダは比較的小容量のもので、また回路
圧も比較的低い値でもよいので、車両の足廻り設計上有
利である。

【図面の簡単な説明】

第１図は特殊作業用ホイール式車両のステアリング機構
を示す平面図、第２図は本発明の油圧回路図、第３図は
前輪ステアリング状況を、第４図は２軸ステアリング状
況を、第５図はカニ走行状況を示す軌跡図、第６圀は従
来のパワステアリング装置の油圧回路図である。 １．２．３．４・・・・ステアリングシリンダ５・・・
・・・・・・パワステアリングユニット６・・・・・・
・・・シャトル弁 ７・・・・・・・・・パイロットシーケンス弁８・・・
・・・・・・パイロット切換弁９・・・・・・・・・絞
り弁　　 １２・・・・・・・・セレクタバルブ ３７・・・・・・・・パワユニット ３８・・・・・・・・ステアリング制御バルブ群以上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ２軸パワステアリング付ホイール式特殊作業用車両にお
   いて、パワステアリングユニットから得られる圧油を、
   １軸のみの車輪操向用シリンダへ、或いは２軸の車輪操
   向用シリンダへ正逆に供給するべく選択的に切換える切
   換弁を設け、２軸車輪を同時に操向するように切換えた
   ときには、該パワステアリングユニットからの圧油は一
   方の軸の車輪操向用シリンダと他方の軸の車輪操向用シ
   リンダを直列に作動させ、該作動回路の正逆いづれか一
   方の圧力が規定値以上になるとその圧力を選択的にシャ
   トル弁によりとり出してパイロット圧となし、各軸車輪
   操向用シリンダの作動回路を並列回路に切換え、上記パ
   イロット圧が規定値以下になると直ちに元の直列作動回
   路となる如くパイロット切換弁を作動回路中に設けたホ
   イール式車両の操向装置の油圧回路構成。