WO2011121886A1

WO2011121886A1 - 産業用機械のステアリングシステム及び車体屈折角変更方法

Info

Publication number: WO2011121886A1
Application number: PCT/JP2011/001155
Authority: WO
Inventors: 裕康小寺; 真一郎田中
Original assignee: 株式会社Kcm; 日立建機株式会社
Priority date: 2010-03-31
Filing date: 2011-02-28
Publication date: 2011-10-06
Also published as: EP2460711A1; JP5292470B2; JPWO2011121886A1; US8627917B2; EP2460711B1; KR101318054B1; US20120118661A1; KR20110136829A; EP2460711A4; CN102470890A; CN102470890B

Abstract

　本発明に係るステアリングシステム（２０）によれば、第１操舵手段（２３）の非操作時は、第３信号圧出力手段（２８，２９）が第２信号圧（ＰＰ２）の供給に応じて第３信号圧（ＰＰ３）を出力して給排制御手段（２５）が当該第３信号圧（ＰＰ３）により動作し、第１操舵手段（２３）の操作時は、第３信号圧出力手段（２８，２９）が第２信号圧（ＰＰ２）の供給に関わらず第３信号圧（ＰＰ３）の出力を停止して給排制御手段（２５）が第１信号圧（ＰＰ１）により動作する。

Description

産業用機械のステアリングシステム及び車体屈折角変更方法

　本発明は、例えばホイールローダ等の産業用機械に搭載されるステアリングシステム、及び産業用機械の車体屈折角変更方法に関する。

　自走式の産業用機械は、例えばステアリングホイールやステアリングレバー等の操舵手段を備え、またオペレータによる操舵手段の操作に応じて車体屈折角を調節するための油圧式や電気式のステアリングシステムを搭載している（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３－２６９４０２号公報

　特許文献１に示すようなステアリングホイールを単一の操舵手段として適用したシステムに、ステアリングレバーの操作に応じて車体屈折角を調節するための機器を追加することによって、２つの操舵手段を備えたステアリングシステムを構成することが考えられる。

　このような機器を追加するにあたっては、電気的構成をなるべく排除することが好ましい。電気的構成が増えると、システムに電気的不具合が生じる機会が増え、仮にこのような不具合が生じれば車体屈折角を安定的に制御することが困難となる。また、ある操舵手段を備えたシステムに、別の操舵手段の操作に応じた車体屈折角調整用の機器を単純に追加しただけでは、不意に２つの操舵手段が同時操作されたときに車体屈折角を安定的に制御することができない。

　そこで本発明は、２つの操舵手段を備える産業用機械の車体屈折角を好適に調節可能とすることを目的としている。

　本発明は上記目的を達成すべくなされたものであり、本発明に係る産業用機械のステアリングシステムは、圧油が給排されることにより、産業用機械の車体屈折角を変更する車体屈折角変更手段と、前記産業用機械に設けられ、オペレータにより操作される第１及び第２操舵手段と、前記第１操舵手段が操作されると、前記第１操舵手段の操作と機械的に連動して第１信号圧を出力する第１信号圧出力手段と、前記第２操舵手段が操作されると、前記第２操作手段の操作と機械的に連動して第２信号圧を出力する第２信号圧出力手段と、前記第２信号圧が供給されると第３信号圧を出力するか否かを選択する第３信号圧出力手段と、前記第１又は第３信号圧の供給を受けて、前記車体屈折角変更手段に対する圧油の給排を制御する給排制御手段と、を備え、前記第１操舵手段が操作されているときには、前記第１信号圧出力手段が前記第１信号圧を出力する一方、前記第３信号圧出力手段が前記第２信号圧の供給に関わらず前記第３信号圧の出力を停止し、当該第１信号圧の供給を受けて前記給排制御手段が動作することを特徴としている。

　このような構成とすることにより、第１操舵手段及び第２操舵手段が操作されるとその操作と機械的に連動して第１信号圧及び第２信号圧がそれぞれ出力され、これら第１信号圧及び第２信号圧の出力に基づいて給排制御手段が動作し、これにより車体屈折角変更手段が動作する。このように、２つの操舵手段の各々の操作に応じた信号圧を出力するための構成に、電気的構成をなるべく排除することができる。

　また、第１信号圧は第１操舵手段の操作と連動して出力されるため、第１操舵手段が操作されていないときには第１信号圧は出力されない。第２信号圧と第２操舵手段の操作状態との関係も同様である。一方、第１信号圧は給排制御手段に供給されるのに対し、第２信号圧は給排制御手段に直接供給されず、第３信号圧出力手段に供給される。第２操舵手段が操作されて第２信号圧が第３信号圧出力手段に供給されると、第３信号圧出力手段はこの第２信号圧に応じて第３信号圧を出力し得る状態となる。給排制御手段は、第２信号圧に基づいて出力される第３信号圧の供給を受けて動作する。

　そして、第３信号圧出力手段は、第１操舵手段が操作されている場合に、たとえ第２操舵手段が同時に操作されるようなことがあって第２信号圧の供給を受けたとしても、この第２信号圧に応じた第３信号圧を出力しないように構成されている。このように、第１及び第２操舵手段が同時に操作された場合には、給排制御手段は第１信号圧の供給を受けて動作し、第１操舵手段の操作に応じて車体屈折角変更手段が動作する。

　操舵手段の操作と機械的に連動して出力される信号圧に基づいて車体屈折角変更手段を動作させるにあたって、上記構成の第３信号圧出力手段を備えたことにより、２つの操舵手段が同時に操作された場合に、第１操舵手段の操作が有効となって第２操舵手段の操作が無効となる。これにより、同時に出力される信号圧同士の干渉を防ぐことができ、有効とされた第１操舵手段の操作に応じて車体屈折角を安定的に調節することができる。また、油圧系の構成によりこの作用を得ることができ、システム内の電気系及び制御系の構成が複雑化するのを避けることができる。

　前記第１操舵手段が、回動自在のステアリングホイールであり、前記第１信号圧出力手段が、前記ステアリングホイールと機械的に連結され、前記ステアリングホイールの回動操作に連動するパワーステアリングユニットであり、前記パワーステアリングユニットが、前記ステアリングホイールの回動操作方向及び回動操作位置に応じて前記第１信号圧を出力する構成であってもよい。

　前記第２操舵手段が、傾動自在のステアリングレバーであり、前記第２信号圧出力手段が、前記ステアリングレバーと機械的に連結され、前記ステアリングレバーの傾動操作に連動するパイロットバルブであり、前記パイロットバルブが、前記ステアリングレバーの傾動操作方向及び傾動操作位置に応じて前記第２信号圧を出力する構成であってもよい。

　前記第３信号圧出力手段が、前記第２信号圧が供給されることにより、流入した圧油を閉止する位置から当該圧油を流出させる流出位置へとバルブ位置を切り換える第１切換バルブと、前記第１切換バルブから流出した圧油をタンクに戻す第１位置と、当該圧油を前記第３信号圧として出力する第２位置とでバルブ位置を切り換え可能な第２切換バルブと、を備え、前記第１操舵手段が操作されているときには、前記第２切換バルブが前記第１位置に位置してもよい。

　前記第３信号圧出力手段が、前記第２信号圧の供給を受けることにより、流入した圧油を閉止する位置から当該圧油を流出させる流出位置へとバルブ位置を切り換える第１切換バルブと、前記第１切換バルブから流出した圧油をブロックする第１位置と、当該圧油を前記第３信号圧として出力する第２位置とでバルブ位置を切り換え可能な第２切換バルブと、を備え、前記第１操舵手段が操作されているときには、前記第２切換バルブが前記第１位置に位置してもよい。

　前記第２操舵手段による操舵を有効とするか無効とするかを選択操作するための切換操作手段、を更に備え、前記切換操作手段にて前記第２操舵手段による操舵を有効とする操作が行われている場合において、前記第２切換バルブのバルブ位置は、常には前記第２位置にあり、前記第１操舵手段が操作されると前記第１位置に切り換わり、前記切換操作手段にて前記第２操舵手段による操舵を無効とする操作が行われている場合において、前記第２切換バルブのバルブ位置は前記第１位置にあってもよい。これにより、切換操作手段において第２操舵手段による操舵を無効とする操作がなされているときには、第２操舵手段が誤操作されても第３信号圧が出力されることはない。

　前記第１信号圧出力手段は、前記第１操舵手段が操作されているときに前記第１信号圧を分岐して検出信号圧を出力し、前記第１操舵手段が操作されていないときに前記検出信号圧の出力を停止し、前記第２切換バルブのバルブ位置が、前記検出信号圧の供給を受けて前記第２位置から前記第１位置へと切り換わってもよい。これにより、油圧系の構成により第１操舵手段が操作されているか否かを検出することができ、その検出結果に基づいて第３信号圧の出力を許容するか停止するかを制御することができる。

　本発明に係る産業用機械の車体屈折角変更方法は、オペレータにより操作される第１及び第２操舵手段を備える産業用機械の車体屈折角を変更するための方法であって、前記第１操舵手段が操作されると、前記第１操舵手段の操作と機械的に連動して第１信号圧を出力するステップと、前記第２操舵手段が操作されると、前記第２操作手段の操作と機械的に連動して第２信号圧を出力するステップと、前記第２信号圧の供給を受けると第３信号圧を出力するステップと、前記第１又は第３信号圧の供給を受けて、前記産業用機械の車体屈折角を制御するステップとを有し、前記第１操舵手段が操作されているときには、前記選択するステップにおいて、前記第２信号圧の供給に関わらず前記第３信号圧の出力が停止され、前記車体屈折角を制御するステップにおいて、当該第１信号圧の供給を受けて車体屈折角が制御されることを特徴としている。

　この方法によれば、上記システムと同様、第１又は第２操舵手段の操作による車体屈折角の制御を機械的及び油圧的構成により実行することができる。また、第１及び第２操舵手段が同時操作されても、有効とされた第１操舵手段の操作に応じて車体屈折角を安定的に調節することができる。

　本発明の上記目的、他の目的、特徴、及び利点は、添付図面参照の下、以下の好適な実施態様の詳細な説明から明らかにされる。

　以上の本発明によれば、２つの操舵手段を備える産業用機械の車体屈折角を好適に調節することができる。

図１は、本発明の実施形態に係るステアリングシステムを搭載した産業用機械の一例として示すホイールローダの左側面図である。図２（ａ）は、図１に示すホイールローダの操舵器として設けられたステアリングホイールの正面図、図２（ｂ）は、図１に示すホイールローダの操舵器として設けられたステアリングレバーの側面図である。図３は、図１に示すホイールローダに搭載されたステアリングシステムの構成図である。図４は、図３に示すステアリングシステムにおける、２つの操舵器の操作状況と、ステアリングバルブに供給される信号圧との関係を説明する図である。図５は、本発明の実施形態の変形例に係るステアリングシステムの構成図である。

　以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。ここでは、本発明の実施形態に係るステアリングシステムを搭載した産業用機械としてホイールローダを例示しており、方向はホイールローダのオペレータ（図示せず）が見る方向を基準としている。

　［ホイールローダ］
　図１に示すように、ホイールローダ１は車体２に設けられた原動機３を有し、原動機３により前輪４及び後輪５が回転駆動される。また、原動機３は、圧油を供給するためのポンプ２１と連結され、ポンプ２１も原動機３により駆動される。左右の前輪４は車体屈折角調整機構６に連結され、車体屈折角調整機構６と車体２との間には左右一対のステアリングシリンダ（車体屈折角変更手段）２２が設けられる。ステアリングシリンダ２２は油圧シリンダであり、ポンプ２１より吐出された圧油の給排を受けて伸縮する。ステアリングシリンダ２２が伸縮すると、車体屈折角調整機構６が動作して前輪４の車体屈折角が変更される。また、車体２の前部には、土砂等の積み降ろしを行うための作業機７が設けられている。車体２の前後中央部には、オペレータが搭乗する運転室８が設けられ、運転室８内には、オペレータが着座するシート９と、複数の操作器１０とが設けられている。シート９に着座したオペレータは、操作器１０を操作して走行及び積み降ろしを行うことができる。

　［操舵器］
　複数の操作器１０には、前輪４の車体屈折角を変更してホイールローダ１を旋回させる操作を行う操舵器が含まれる。このホイールローダ１は、２つの操舵器（第１及び第２操舵手段）を備えている。本実施形態では、２つの操舵器として、ステアリングホイール２３及びステアリングレバー２４を例示するが、他の形態であってもよい。また、運転室８内には、ステアリングレバー２４による操舵を有効とするのか無効とするのかを選択する操作を行うための切換スイッチ３０が設けられている。

　ステアリングホイール２３は、シート９の前方に設けられたステアリングシャフト２３ａに取り付けられ、シート９に着座したオペレータと前後に対峙するよう配置される。ステアリングホイール２３は例えば円環状に形成され、ステアリングシャフト２３ａとともに正逆回動可能に構成されている。ステアリングレバー２４は、シート９に着座したオペレータが片手で操作可能なように、例えばシート９の側方又は前方に配置される。ステアリングレバー２４は、例えばスティック状に形成され、予め定められた初期位置から２つの方向に傾動自在になっている。なお、ステアリングレバー２４が傾動し得る２つの方向を「第１方向」及び「第２方向」とする。

　図２（ａ）に示すように、ステアリングホイール２３が予め定められた初期位置（実線参照）にあると、車体屈折角が０となってホイールローダ１が直進走行可能となり、ステアリングホイール２３が初期位置から回動操作されると、車体屈折角が変更されてホイールローダ１が旋回走行可能となる。このとき、車体屈折角は、ステアリングホイール２３の回動操作方向とホイールローダ１の旋回方向とが一致するよう変更され、また、初期位置からの回動操作量θ１にしたがって大きくなるよう変更される。

　図２（ｂ）に示すように、ステアリングレバー２４が予め定められた初期位置（実線参照）にあると、車体屈折角が０になってホイールローダ１が直進走行可能となり、ステアリングレバー２４が初期位置から傾動操作されると、車体屈折角が０から変更されてホイールローダ１が旋回走行可能となる。このとき車体屈折角は、ステアリングレバー２４が第１方向に傾動操作されたときにホイールローダ１が時計回りに旋回し、第２方向に傾動操作されたときにホイールローダ１が反時計回りに旋回するよう変更される。また、車体屈折角は、初期位置からの傾動操作量θ２にしたがって大きくなるよう変更される。

　［ステアリングシステム］
　図３に示すように、ホイールローダ１は、上記のようにオペレータによる操舵器２３，２４の操作に応じて車体屈折角を調節するため、油圧式のステアリングシステム２０を搭載している。ステアリングシステム２０は、前述のポンプ２１、左右のステアリングシリンダ２２（２２Ｌ，２２Ｒ）、ステアリングホイール２３（図１参照）、ステアリングレバー２４（図１参照）、及び切換スイッチ３０の他、ステアリングバルブ２５、パワーステアリングユニット２６、パイロットバルブ２７、パイロット切換バルブ２８、電磁切換バルブ２９、及び圧力スイッチ３１を備えている。

　ポンプ２１はタンク３２内の作動油を吸い込み、その吐出口より圧油を吐出する。各ステアリングシリンダ２２Ｌ，２２Ｒは、ステアリングバルブ２５を介してステアリングポンプ２１及びタンク３２に接続されている。

　ステアリングバルブ２５には、ポンプ２１の吐出口に接続されたポンプライン５１と、タンク３２に接続されたタンクライン５２と、左ステアリングシリンダ２２Ｌのシリンダ側油室及び右ステアリングシリンダ２２Ｒのロッド側油室に接続されたライン５４と、左ステアリングシリンダ２２Ｌのロッド側油室及び右ステアリングシリンダ２２Ｒのシリンダ側油室に接続されたライン５３とが接続されている。また、ステアリングバルブ２５は方向切換バルブ３３を備えている。方向切換バルブ３３はスプリングセンタ型の三方弁であり、スプール（図示せず）の各端部にパイロットポート３３ａ，３３ｂが１つずつ設けられている。

　各パイロットポート３３ａ，３３ｂに供給される信号圧がないときには、ライン５３，５４が閉止され、左右のステアリングシリンダ２２Ｌ，２２Ｒの動作が停止する。第１パイロットポート３３ａに信号圧が供給されると、ポンプライン５１がライン５３と接続され且つタンクライン５２がライン５４と接続される。これにより、左ステアリングシリンダ２２Ｌが収縮し且つ右ステアリングシリンダ２２Ｒが伸長し、車体が左方へ向くよう車体屈折角が変更される。第２パイロットポート３３ｂに信号圧が供給されると、ポンプライン５１がライン５４と接続され且つタンクライン５２がライン５３と接続される。これにより、左ステアリングシリンダ２２Ｌが伸長し且つ右ステアリングシリンダ２２Ｒが収縮し、車体が右方に向くよう車体屈折角が変更される。このようにステアリングバルブ２５は、パイロットポート３３ａ，３３ｂに信号圧が供給されることにより、ステアリングシリンダ２２Ｌ，２２Ｒに対する圧油の給排を制御する。これによりホイールローダ１の車体屈折角が制御される。

　第１パイロットポート３３ａにはライン５５が接続されている。ライン５５は、ライン５６を介してパワーステアリングユニット２６に接続され、且つライン５７を介して電磁切換バルブ２９に接続されている。このように第１パイロットポート３３ａには、パワーステアリングユニット２６と電磁切換バルブ２９が並列的に接続される。第２パイロットポート３３ｂにはライン５８が接続され、ライン５８はライン５９を介してパワーステアリングユニット２６に接続され、且つライン６０を介して電磁切換バルブ２９に接続されており、第２パイロットポート３３ｂにもパワーステアリングユニット２６と電磁切換バルブ２９が並列的に接続される。なお、ライン５５，５８上にはそれぞれ、車体の最大旋回角度を調整するバルブ３４，３５が設けられている。

　ポンプライン５１からはライン６１が分岐しており、ライン６１は、給油ライン６２を介してパワーステアリングユニット２６と接続され、給油ライン６３を介してパイロットバルブ２７と接続され、給油ライン６４を介してパイロット切換バルブ２８と接続されている。なお、ライン６１上にはポンプ２１が吐出した圧油を調圧する減圧弁３６が設けられており、減圧弁３６により調圧された作動油がパワーステアリングユニット２６、パイロットバルブ２７及びパイロット切換バルブ２８にそれぞれ供給される。

　パワーステアリングユニット２６は、ステアリングシャフト２３ａ（図１参照）を介してステアリングホイール２３（図１参照）と連結されている。ステアリングホイール２３が回動操作されると、給油ライン６２からの作動油に基づいて、ライン５６又はライン５９に第１信号圧ＰＰ１が出力され、また検出ライン６８に検出信号圧ＰＰ４が出力される。

　パイロットバルブ２７には、給油ライン６３及び戻しライン６５と、ライン６９，７０とが接続されている。ライン６９は、パイロット切換バルブ２８の第１パイロットポート２８ａに接続され、ライン７０はパイロット切換バルブ２８の第２パイロットポート２８ｂに接続されている。

　また、パイロットバルブ２７は、ステアリングレバー２４（図１参照）の操作と機械的に連動して切り換わり、パイロットバルブ２７は、給油ライン６３がライン６９，７０と接続されると、給油ライン６３からの作動油に基づく第２信号圧ＰＰ２を当該ライン６９，７０に出力する。

　パイロット切換バルブ２８は、パイロットバルブ２７から出力された第２信号圧ＰＰ２が供給されるパイロットポート２８ａ，２８ｂを有し、パイロットポート２８ａ，２８ｂに第２信号圧ＰＰ２が供給されることによって供給ライン６４及び戻しライン６５とライン７１，７２とが接続される。ライン７１，７２の各々は、パイロット切換バルブ２８と電磁切換バルブ２９とを接続している。

　電磁切換バルブ２９には、前述のライン５７，６０，７１，７２が接続されている。電磁切換バルブ２９のスプール（図示せず）の一端部にはスプリング２９ａ及びパイロットポート２９ｃが設けられ、他端部にはソレノイド２９ｂが設けられている。

　ソレノイド２９ｂは、切換スイッチ３０にてステアリングレバー２４による操舵を有効とする操作がなされたときに励磁され、切換スイッチ３０にてステアリングレバー２４による操舵を無効とする操作がなされたときに消磁される。ソレノイド２９ｂが消磁されているときには、電磁切換バルブ２９の弁位置がスプリング２９ａにより付勢されて第１位置（図３左位置）となる。ソレノイド２９ｂが励磁されると、電磁切換バルブ２９の弁位置をスプリング２９ａの付勢力に抗して第２位置（図３右位置）に切り換えることが可能となる。また、パイロットポート２９ｃには前述の検出ライン６８が接続されている。パワーステアリングユニット２６から出力された検出信号圧ＰＰ４がパイロットポート２９ｃに供給されると、検出信号圧ＰＰ４がスプールの受圧面にスプリング２９ａの付勢力と同一の方向に作用する。このとき、ソレノイド２９ｂが励磁されていても、電磁切換バルブ２９が第１位置に保持される。

　電磁切換バルブ２９が第１位置に位置すると、ライン７１，７２同士が連通し、ライン５７，６０が閉止される。電磁切換バルブ２９が第２位置に位置すると、ライン７１がライン５７と接続され、接続ライン７２がライン６０と接続される。

　［動作］
　図４には、操舵器２３，２４及び切換スイッチ３０の操作状態と、方向切換バルブ３８、パイロット切換バルブ２８、及び電磁切換バルブ２９の弁位置と、ステアリングバルブ２５に供給される信号圧との関係を示している。図４中のステアリングハンドル２３及びステアリングレバー２４の列に関し、「ＯＦＦ」は初期位置にある（非操作である）ことを意味し、「ＯＮ」は初期位置にない（操作されている）ことを意味する。

　まず、図４の上から２～５行目に記載している状態、つまり切換スイッチ３０にてステアリングレバー２４による操舵を有効とする操作が行われている場合について説明する。図４の２行目に示すように、ステアリングホイール２３が初期位置にあると、パワーステアリングユニット２６の方向切換バルブ３８が第１位置（図３中央位置）に位置する。このとき、給油ライン６２が閉止され、ライン５６，５９も閉止される。このため、パワーステアリングユニット２６からの第１信号圧ＰＰ１の出力は無い状態となる。さらに、検出ライン６８が戻しライン６５と接続され、電磁切換バルブ２９のパイロットポート２９ｃがタンク３２に解放される。このため、電磁切換バルブ２９は、ソレノイド２９ｂの励磁により、第２位置（図３右位置）に位置することとなる。

　ステアリングレバー２４が初期位置にあるときには、図３に示すようにライン６９，７０が戻しライン６５と接続され、給油ライン６３が閉止される。このため、パイロットバルブ２７から第２信号圧ＰＰ２が出力されない。このとき、パイロット切換バルブ２８の第１及び第２パイロットポート２８ａ，２８ｂがタンク３２に解放される。このため、パイロット切換バルブ２８が第１位置（図３中央位置）に位置し、パイロット切換バルブ２８に接続された４つのライン６４，６５，７１，７２が全て閉止される。このため、パイロット切換バルブ２８から、給油ライン６４からの作動油に基づく第３信号圧ＰＰ３がライン７１又は７２に出力されることもない。

　このようにステアリングホイール２３もステアリングレバー２４も初期位置にあるときには、ステアリングバルブ２５に第１信号圧ＰＰ１も第３信号圧ＰＰ３も供給されず、方向切換バルブ３３が第１位置に位置する。よって、ステアリングシリンダ２２Ｌ，２２Ｒは作動しない。

　図４の３行目に示すように、ステアリングホイール２３が初期位置から時計回りに回転操作されたときには、パワーステアリングユニット２６の方向切換バルブ３８が第２位置（図３左位置）に位置し、ステアリングホイール２３が初期位置から反時計回りに回転操作されているときには、方向切換バルブ３８が第３位置（図３右位置）に位置する。

　方向切換バルブ３８が第２位置に位置しているときには、給油ライン６２がライン６６と接続され、ライン６７がライン５９と接続される。他方、戻しライン６５はライン５６と接続される。このため、パワーステアリングユニット２６は給油ライン６２からの作動油に基づく第１信号圧ＰＰ１をライン５９に出力し、当該第１信号圧ＰＰ１がライン５８を介して方向切換バルブ３３の第２パイロットポート３３ｂに供給される一方、第１パイロットポート３３ａがタンク３２に解放される。このようにして、ステアリングホイール２３が時計回りに操作されると、車体が右方へ向くように車体屈折角が変更され、ホイールローダ１が時計回りに旋回走行可能となる。

　方向切換バルブ３８が第３位置に位置しているときには、給油ライン６２がライン６７と接続され、ライン６６がライン５６と接続される一方、戻しライン６５がライン５９と接続される。このため、パワーステアリングユニット２６がライン５６に第１信号圧ＰＰ１を出力し、当該第１信号圧ＰＰ１がライン５５を介して第１パイロットポート３３ａに供給される一方、第２パイロットポート３３ｂがタンク３２に解放される。このように、ステアリングホイール２３が反時計回りに操作されると、車体が左方へ向くよう車体屈折角が変更され、ホイールローダ１が反時計回りに旋回走行可能である。

　また、方向切換バルブ３８が第２又は第３位置に位置しているときには、給油ライン６２が検出ライン６８とも接続され、電磁切換バルブ２９のパイロットポート２９ｃには、検出ライン６８を介して検出信号圧ＰＰ４が供給される。これにより、電磁切換バルブ２９は、ソレノイド２９ｂが励磁されているものの、第２位置から第１位置に移動する。よって、ライン５７，６０が電磁切換バルブ２９にて閉止される。このため、切換スイッチ３０にてステアリングレバー２４による操舵を有効とする操作がなされていても、ステアリングレバー２４の操作は無効となって、ライン５６又はライン５９に出力された第１信号圧ＰＰ１はステアリングバルブ２５に好適に供給され、ステアリングホイール２３の操作に応じて車体屈折角を好適に調節することができる。

　図４の４行目に示すように、ステアリングホイール２３が操作されず初期位置にあってステアリングレバー２４が操作された場合について説明する。このとき、パワーステアリングユニット２６の方向切換バルブ３８が第１位置にあるため、前述のとおり第１信号圧ＰＰ１の出力はなく、また、電磁切換バルブ２９のパイロットポート２９ｃがタンク３２に解放された状態となり、且つ切換スイッチ３０の操作に応じてソレノイド２９ｂが励磁されるため、電磁切換バルブ２９が第２位置（図３右位置）に位置する。

　ステアリングレバー２４が初期位置から第１方向（図２参照）に操作されたときには、ライン６９はライン６５に接続されたままであり、ライン７０が当該操作と機械的に連動して給油ライン６３と接続され、戻しライン６５が閉止される。このため、パイロットバルブ２７は、給油ライン６３からの作動油に基づく第２信号圧ＰＰ２をライン７０に出力し、当該第２信号圧ＰＰ２がパイロット切換バルブ２８の第２パイロットポート２８ｂに供給される一方、第１パイロットポート２８ａが解放される。これによりパイロット切換バルブ２８は第３位置（図３右位置）に位置し、給油ライン６４がライン７２と接続され、戻しライン６５がライン７１と接続される。電磁切換バルブ２９は第２位置に位置するため、給油ライン６４は、ライン７２及び電磁切換バルブ２９を介してライン６０と接続される。他方、ライン５７が電磁切換バルブ２９及びライン７１を介して戻しライン６５と接続される。よって、給油ライン６４からの作動油に基づく第３信号圧ＰＰ３が電磁切換バルブ２９を介してライン６０に出力され、当該第３信号圧ＰＰ３がライン５８を介して方向切換バルブ３３の第２パイロットポート３３ｂに供給される一方、第１パイロットポート３３ａがタンク３２に解放される。このように、ステアリングレバー２４が第１方向に操作されると、車体が右方に向くようにして車体屈折角が変更され、ホイールローダ１が時計回りに旋回走行可能となる。

　また、ステアリングレバー２４が初期位置から第２方向（図２参照）に操作されたときには、ライン７０は戻しライン６５に接続されたままであり、ライン６９が当該操作と機械的に連動し、ライン６９が給油ライン６３と接続され、戻しライン６５が閉止される。このため、パイロットバルブ２７は、給油ライン６３からの作動油に基づく第２信号圧ＰＰ２をライン６９に出力し、当該第２信号圧ＰＰ２がパイロット切換バルブ２８の第１パイロットポート２８ａに供給される一方、第２パイロットポート２８ｂがタンク３２に解放される。このとき、パイロット切換バルブ２８は第２位置（図３左位置）に位置し、給油ライン６４がライン７１と接続され、戻しライン６５がライン７２と接続される。電磁切換バルブ２９は第２位置に位置するため、給油ライン６４は、ライン７１及び電磁切換バルブ２９を介してライン５７と接続される。他方、ライン６０は電磁切換バルブ２９及びライン７２を介して戻しライン６５と接続される。このため、給油ライン６４からの作動油に基づく第３信号圧ＰＰ３が電磁切換バルブ２９を介してライン５７に出力され、当該第３信号圧ＰＰ３がライン５５を介して方向切換バルブ３３の第１パイロットポート３３ａに供給される一方、第２パイロットポート３３ｂがタンク３２に解放される。このように、ステアリングレバー２４が第２方向に操作されると、車体が左方に向くようにして車体屈折角が変更され、ホイールローダ１が反時計回りに旋回走行可能となる。

　なお、ステアリングレバー２４の単独操作時には、パワーステアリングユニット２６の方向切換バルブ３８が第１位置に位置し、ライン５６，５９は方向切換バルブ３８にて閉止される。このため、ライン５７又はライン６０に出力された第３信号圧ＰＰ３はステアリングバルブ２５に好適に供給され、ステアリングレバー２４の操作に応じて車体屈折角を好適に調節することができる。

　図４の５行目に関し、ステアリングホイール２３及びステアリングレバー２４が同時操作されたときには、ステアリングホイール２３の操作方向に応じて、パワーステアリングユニット２６からライン５６又はライン５９に第１信号圧ＰＰ１が出力される。また、パワーステアリングユニット２６から検出信号圧ＰＰ４が出力され、電磁切換バルブ２９が第１位置に位置する。他方、ステアリングレバー２４の操作方向に応じてパイロットバルブ２７からライン６９又はライン７０に第２信号圧ＰＰ２が出力され、パイロット切換バルブ２８が第２又は第３位置に位置し、給油ライン６４がライン７１又はライン７２と接続される。しかしながら、電磁切換バルブ２９は第１位置に位置しているため、給油ライン６４からの作動油は電磁切換バルブ２９を介してタンク３２に戻される。

　このように、ステアリングレバー２４がステアリングホイール２３と同時操作されたときには、ステアリングレバー２４の操作に応じて第３信号圧ＰＰ３が出力されることがなく、ステアリングレバー２４による操舵が無効となる。このため、第１信号圧ＰＰ１と第３信号圧ＰＰ３とがライン５５，５８において干渉するようなことが起きず、ステアリングバルブ２５がパワーステアリングユニット２６から出力された第１信号圧ＰＰ１の供給を受けて制御され、ステアリングホイール２３の操作に応じて車体屈折角が調整される。

　次に、図４の６～９行目に記載の状態、すなわち切換スイッチ３０にてステアリングレバー２４による操舵を無効とする操作が行われた場合について説明する。この場合、電磁切換バルブ２９が消磁されるため、スプリング２９ｂの付勢力によって電磁切換バルブ２９が第１位置で固定される。図４の６行目に示すように、ステアリングホイール２３及びステアリングレバー２４がいずれも初期位置にあるときには、２行目に記載した状態と同様、第１信号圧ＰＰ１、第２信号圧ＰＰ２、第３信号圧ＰＰ３、及び検出信号圧ＰＰ４の出力のいずれも無い状態となる。

　図４の７行目に示すように、ステアリングホイール２３が操作され、ステアリングレバー２４が初期位置にあるときには、３行目に記載した状態と同様、パワーステアリングユニット２６から第１信号圧ＰＰ１が出力される一方、パイロットバルブ２７からの第２信号圧ＰＰ２の出力が無く、ステアリングホイール２３の操作に応じて車体屈折角が変更される。

　図４の８行目に示すように、ステアリングホイール２３が初期位置にあってステアリングレバー２４が初期位置から操作されたときには、パワーステアリングユニット２６からの第１信号圧ＰＰ１の出力が無く、ステアリングレバー２４の操作方向に応じてパイロットバルブ２７から第２信号圧ＰＰ２が出力され、且つパイロット切換バルブ２８が第２又は第３位置に移動する。しかしながら、電磁切換バルブ２９が第１位置に位置するため、給油ライン６４からの作動油はタンク３２に戻される。このため、ステアリングバルブ２５には第１信号圧ＰＰ１及び第３信号圧ＰＰ３のいずれも供給されず、ステアリングレバー２４の操作によって車体屈折角が変更されることはない。

　図４の９行目に示すように、ステアリングホイール２３及びステアリングレバー２４が同時操作されたときには、５行目に記載した状態と同様、ステアリングホイール２３の操作方向に応じてパワーステアリングユニット２６から第１信号圧ＰＰ１が出力される。また、ステアリングレバー２４の操作方向に応じてパイロットバルブ２７から第２信号圧ＰＰ２が出力されてパイロット切換バルブ２８が第２又は第３位置に移動するものの、電磁切換バルブ２９が第１位置であるため、給油ライン６４からの作動油がタンク３２に戻される。このため、ステアリングバルブ２５は第１信号圧ＰＰ１の供給を受けて動作し、ステアリングホイール２３の操作に応じて車体屈折角が変更される。

　以上、本実施形態に係るステアリングシステム２０によれば、ステアリングホイール２３及びステアリングレバー２４の操作と機械的に連動し、ステアリングバルブ２５の動作を制御するための信号圧が出力される。このように電子的構成をなるべく排除して機械的及び油圧的構成によって２つの操舵器２３，２４を備えたステアリングシステム２０を実現しており、外的負荷に対する耐性の強いシステムを提供することができる。

　また、信号圧を出力する手段は、いずれも減圧弁３６により調圧された作動油に基づいて信号圧を出力する。このように信号圧を出力する手段の圧油供給源が共通化されるため、ステアリングシステム２０の構成が簡素となる。しかも、これら手段の圧油供給源は、ステアリングシリンダ２２Ｌ，２２Ｒの圧油供給源とも共通化され、ステアリングシステム２０の構成がより一層簡素となっている。

　本ステアリングシステム２０は、車体屈折角を操作するための操作器２３，２４を２つ備えているが、同時操作が行われてもステアリングホイール２３での操作が優先され、この操作に応じて車体屈折角が良好に制御される。

　また、切換スイッチ３０によりオペレータがステアリングレバー２４による操舵を有効とするか無効とするかを選択可能にしている。そして、無効とする操作がなされているときには、ステアリングレバー２４がたとえ誤操作されたとしても車体屈折角が変更されない構成であり、２つの操舵器を備えるステアリングシステムの動作信頼性が向上する。なお、切換スイッチ３０においてステアリングレバー２４による操舵を無効とする操作がなされているときには、ソレノイド２９ｂに通電していない状態となるが、断線時においてもソレノイド２９ｂが同じ状態となることが好ましい。

　また、検出ライン６８に、検出信号圧ＰＰ４が出力されているか否かを検出する圧力スイッチ３１を接続してもよい。例えば切換スイッチ３０にてステアリングレバー２４の操舵を有効とする操作が行なわれている場合において、ステアリングホイール２３が操作されて検出信号圧ＰＰ４が出力されたときに、圧力スイッチ３１の検出信号に応じて電磁切換バルブ２９のソレノイド２９ｂを消磁してもよい。これにより、検出信号圧ＰＰ４の作動油の押圧力とスプリング２９ｂの付勢力とに基づいて電磁切換バルブ２９を第１位置に確実に位置させることができ、ステアリングシステム２０の動作信頼性を更に向上することができる。なお、電磁切換バルブ２９のソレノイド２９ｂに万が一不具合が生じたとしても、スプリング２９ａの付勢力とパイロットポート２９ｃの油圧力とにより電磁切換バルブ２９を第１位置に位置させることができ、ステアリングホイール２３を用いて操舵可能な状態を保証することができる。

　［変形例］
　図５は、本発明の実施形態の変形例に係るステアリングシステム１２０の構成図である。図５に示す変形例においては、電磁切換バルブ１２９が、上記実施形態のバルブ２９と相違している。

　電磁切換バルブ１２９は、上記電磁切換バルブ２９と同様、ライン５７，６０，７１，７２と接続されており、上記電磁切換バルブ２９と同様、スプリング１２９ａ、ソレノイド１２９ｂ及びパイロットポート１２９ｃを有している。電磁切換バルブ１２９の弁位置は、上記電磁切換バルブ２９と同様、ソレノイド１２９ｂが励磁されているか否か及びパイロットポート１２９ｃに検出信号圧ＰＰ４が供給されているか否かに応じて、第１位置（図５左位置）と第２位置（図５右位置）との間で切り替わる。

　電磁切換バルブ１２９が第１位置に位置すると、ライン５７，６０と共にライン７１，７２もブロックされる。電磁切換バルブ１２９が第２位置に位置すると、上記電磁切換バルブ２９と同様、ライン７１がライン５７と接続され、ライン７２がライン６０と接続される。

　このような構成の電磁切換バルブ１２９を備えているステアリングシステム１２０においても、操舵器２３及び切換スイッチ３０の操作状態と電磁切換バルブ１２９の位置との関係が、上記実施形態と同一となる。そして、操舵器２３，２４及び切換スイッチ３０の操作状態と、ステアリングバルブ２５に供給される信号圧との関係も上記実施形態と同一となる。

　図４の３行目に示す状態に関し、パイロットポート１２９ｃに検出信号圧ＰＰ４が供給されるので、電磁切換バルブ１２９が第１位置に位置する。ライン７１，７２は、電磁切換バルブ１２９において閉止されると共に、方向切換バルブ２８においても閉止されるので、第３信号圧ＰＰ３が電磁切換バルブ１２９から出力されることはない。よって、ステアリングホイール２３の操作に応じた第１信号圧ＰＰ１がステアリングバルブ２５に供給される。

　図４の５行目に示す状態に関し、パイロットポート１２９ｃに検出信号圧ＰＰ４が供給されるので、電磁切換バルブ１２９は第１位置に位置する。他方、方向切換バルブ２８はステアリングレバー２４の操作方向に応じて第２位置（図５左位置）又は第３位置（図５右位置）に位置する。方向切換バルブ２８が第２位置に位置しているときには、ライン７１が給油ライン６４と接続され、第３位置に位置しているときにはライン７２が給油ライン６４と接続される。方向切換バルブ２８が第２位置及び第３位置の何れに位置していても、ライン７１及びライン７２は電磁切換バルブ１２９において閉止されるので、電磁切換バルブ１２９から第３信号圧ＰＰ３が出力されることはない。よって、ステアリングホイール２３の操作に応じた第１信号圧ＰＰ１がステアリングバルブ２５に供給される。

　図４の６行目及び７行目に示す状態に関し、ステアリングホイール２３及びステアリングレバー２４がいずれも初期位置にあるときには、ライン７１，７２が方向切換バルブ２８及び電磁切換バルブ１２９の何れにおいても閉止されるので、第３信号圧ＰＰ３が電磁切換バルブ１２９から出力されることはない。

　図４の８行目及び９行目に示す状態に関しては、上記５行目と同様である。つまり、方向切換バルブ２８が第２位置及び第３位置の何れに位置していても、ライン７１及びライン７２が電磁切換バルブ１２９において閉止されるので、第３信号圧ＰＰ３が電磁切換バルブ１２９から出力されることはない。

　このため、変形例に係るステアリングシステム１２０においても、上記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

　上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び／又は機能の詳細を実質的に変更できる。本発明に係るステアリングシステムを搭載した産業用機械としてホイールローダを例示したが、本発明はその他の操舵機能を有する産業用機械に広く適用可能である。

　本発明は、２つの操舵手段を備えた産業用機械の車体屈折角を好適に調節することができ、操舵機能を有する自走式の産業用機械に利用すると有益である。

１　ホイールローダ（産業用機械）
４　前輪
２０　ステアリングシステム
２１　ポンプ
２２　ステアリングシリンダ（車体屈折角変更手段）
２３　ステアリングホイール（第１操舵手段）
２４　ステアリングレバー（第２操舵手段）
２５　ステアリングバルブ（給排制御手段）
２６　パワーステアリングユニット（第１信号圧出力手段）
２７　パイロットバルブ（第２信号圧出力手段）
２８　パイロット切換バルブ（第３信号圧出力手段，第１切換バルブ）
２９　電磁切換バルブ（第３信号圧出力手段，第２切換バルブ）
３０　切換スイッチ（切換操作手段）
３１　圧力スイッチ
ＰＰ１　第１信号圧
ＰＰ２　第２信号圧
ＰＰ３　第３信号圧
ＰＰ４　検出信号圧

Claims

　圧油が給排されることにより、産業用機械の車体屈折角を変更する車体屈折角変更手段と、
　前記産業用機械に設けられ、オペレータにより操作される第１及び第２操舵手段と、
　前記第１操舵手段が操作されると、前記第１操舵手段の操作と機械的に連動して第１信号圧を出力する第１信号圧出力手段と、
　前記第２操舵手段が操作されると、前記第２操作手段の操作と機械的に連動して第２信号圧を出力する第２信号圧出力手段と、
　前記第２信号圧が供給されると第３信号圧を出力するか否かを選択する第３信号圧出力手段と、
　前記第１又は第３信号圧の供給を受けて、前記車体屈折角変更手段に対する圧油の給排を制御する給排制御手段と、を備え、
　前記第１操舵手段が操作されているときには、前記第１信号圧出力手段が前記第１信号圧を出力する一方、前記第３信号圧出力手段が前記第２信号圧の供給に関わらず前記第３信号圧の出力を停止し、当該第１信号圧の供給を受けて前記給排制御手段が動作することを特徴とする産業用機械のステアリングシステム。
　前記第１操舵手段が、回動自在のステアリングホイールであり、
　前記第１信号圧出力手段が、前記ステアリングホイールと機械的に連結され、前記ステアリングホイールの回動操作に連動するパワーステアリングユニットであり、
　前記パワーステアリングユニットが、前記ステアリングホイールの回動操作方向及び回動操作位置に応じて前記第１信号圧を出力することを特徴とする請求項１に記載の産業用機械のステアリングシステム。
　前記第２操舵手段が、傾動自在のステアリングレバーであり、
　前記第２信号圧出力手段が、前記ステアリングレバーと機械的に連結され、前記ステアリングレバーの傾動操作に連動するパイロットバルブであり、
　前記パイロットバルブが、前記ステアリングレバーの傾動操作方向及び傾動操作位置に応じて前記第２信号圧を出力することを特徴とする請求項１又は２に記載の産業用機械のステアリングシステム。
　前記第３信号圧出力手段が、
　　前記第２信号圧の供給を受けることにより、流入した圧油を閉止する位置から当該圧油を流出させる流出位置へとバルブ位置を切り換える第１切換バルブと、
　　前記第１切換バルブから流出した圧油をタンクに戻す第１位置と、当該圧油を前記第３信号圧として出力する第２位置とでバルブ位置を切り換え可能な第２切換バルブと、を備え、
　前記第１操舵手段が操作されているときには、前記第２切換バルブが前記第１位置に位置することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の産業用機械のステアリングシステム。
　前記第３信号圧出力手段が、
　　前記第２信号圧の供給を受けることにより、流入した圧油を閉止する位置から当該圧油を流出させる流出位置へとバルブ位置を切り換える第１切換バルブと、
　　前記第１切換バルブから流出した圧油をブロックする第１位置と、当該圧油を前記第３信号圧として出力する第２位置とでバルブ位置を切り換え可能な第２切換バルブと、を備え、
　前記第１操舵手段が操作されているときには、前記第２切換バルブが前記第１位置に位置することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の産業用機械のステアリングシステム。
　前記第２操舵手段による操舵を有効とするか無効とするかを選択操作するための切換操作手段、を更に備え、
　前記切換操作手段にて前記第２操舵手段による操舵を有効とする操作が行われている場合において、前記第２切換バルブのバルブ位置は、常には前記第２位置にあり、前記第１操舵手段が操作されると前記第１位置に切り換わり、
　前記切換操作手段にて前記第２操舵手段による操舵を無効とする操作が行われている場合において、前記第２切換バルブのバルブ位置は前記第１位置にあることを特徴とする請求項４又は５に記載の産業用機械のステアリングシステム。
　前記第１信号圧出力手段は、前記第１操舵手段が操作されているときに前記第１信号圧を分岐して検出信号圧を出力し、前記第１操舵手段が操作されていないときに前記検出信号圧の出力を停止し、
　前記第２切換バルブのバルブ位置が、前記検出信号圧の供給を受けて前記第２位置から前記第１位置へと切り換わることを特徴とする請求項４乃至６のいずれか１項に記載の産業用機械のステアリングシステム。
　オペレータにより操作される第１及び第２操舵手段を備える産業用機械の車体屈折角を変更するための方法であって、
　前記第１操舵手段が操作されると、前記第１操舵手段の操作と機械的に連動して第１信号圧を出力するステップと、
　前記第２操舵手段が操作されると、前記第２操作手段の操作と機械的に連動して第２信号圧を出力するステップと、
　前記第２信号圧の供給を受けると第３信号圧を出力するステップと、
　前記第１又は第３信号圧の供給を受けて、前記産業用機械の車体屈折角を制御するステップと
　を有し、
　前記第１操舵手段が操作されているときには、前記選択するステップにおいて、前記第２信号圧の供給に関わらず前記第３信号圧の出力が停止され、前記車体屈折角を制御するステップにおいて、当該第１信号圧の供給を受けて車体屈折角が制御されることを特徴とする産業用機械の車体屈折角変更方法。