産業用車両の操舵装置
【課題】配管装置や油圧機器を簡略化できてコストを低減できる。
【解決手段】運転席５Ｆ，５Ｂのステアリングホイール６Ｆ，６Ｂの操舵角度を検出し、この操舵角に基いて車輪装置３Ｌａ〜３Ｌｄ，３Ｒａ〜３Ｒｄの走行車輪４を転舵する旋回用モータ１０を制御する産業用車両の操舵装置において、ステアリングホイール６Ｆ，６Ｂにより回転されるステアリングシャフト２１の回転方向と回転角度に応じて所定量のオイルを２つの操作ポートＰ１，Ｐ２の間で吐出・吸引するハンドリング用制御弁２３と、ハンドリング用制御弁２３の両操作ポートＰ１，Ｐ２を互いに接続する循環配管２８と、循環配管２９に介在されて流路抵抗を調整しステアリングシャフト２１の回転抵抗を調整可能な絞り弁２９とを具備した。
【解決手段】運転席５Ｆ，５Ｂのステアリングホイール６Ｆ，６Ｂの操舵角度を検出し、この操舵角に基いて車輪装置３Ｌａ〜３Ｌｄ，３Ｒａ〜３Ｒｄの走行車輪４を転舵する旋回用モータ１０を制御する産業用車両の操舵装置において、ステアリングホイール６Ｆ，６Ｂにより回転されるステアリングシャフト２１の回転方向と回転角度に応じて所定量のオイルを２つの操作ポートＰ１，Ｐ２の間で吐出・吸引するハンドリング用制御弁２３と、ハンドリング用制御弁２３の両操作ポートＰ１，Ｐ２を互いに接続する循環配管２８と、循環配管２９に介在されて流路抵抗を調整しステアリングシャフト２１の回転抵抗を調整可能な絞り弁２９とを具備した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、独立換向式の複数の車輪装置を有し、たとえば荷を搭載して運搬する産業用車両の操舵装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、独立換向式の車輪装置を有する産業用車両の操舵装置は、ステアリングホイールの操舵角をロータリーエンコーダなどの回転角度検出器で電気的に検出し、検出した操舵角に基いて操舵制御装置により目標舵角を演算し、操舵制御装置から各車輪装置のステアリング用の旋回駆動装置に目標舵角指令を出力して車輪を転舵するように構成されている。この時のステアリングホイールの抵抗はロータリーエンコーダを回転させるのみで操作力が極めて小さくてすむため、ステアリングホイールの操舵速度に車輪の転舵速度が追従できず、ステアリングホイールの操舵角と車輪の転舵角とが比例しないと、車輪が思わぬ方向に向いてしまい、ステアリングがスムーズに行えないという問題が生じる。
【０００３】
このため、本出願人は、特許文献１において、ステアリングホイールに油圧式操舵用制御弁［オービットロール（登録商標）またはハイドロ・スタテック・パワーステアリングと呼ばれる］を連結し、この油圧式操舵用制御弁を介して供給、排出される油圧を、選択された１つの車輪装置の旋回駆動装置の旋回駆動シリンダに供給し、車輪を転舵することにより、車輪の転舵抵抗に応じた回転抵抗、回転重さ（重み付け）をステアリングホイールに与える操舵装置を提案している。
【特許文献１】特開２００２−３０２０５６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１に示すように、大型の荷を運搬する運搬用車両では、車体の前部と後部とにそれぞれ運転席を設置し、走行方向に応じて使い分けるように構成されている。これら前部または後部の運転席のステアリングホイール付きシャフトに設けられた操舵用制御弁から、油圧を１つの車輪装置の旋回駆動シリンダに供給し、ステアリングホイールを重み付けしている。この車輪装置の旋回駆動シリンダと他の車輪装置の旋回駆動シリンダへの油圧駆動力は均等に供給する必要があることから、単一の油圧ユニットから全体の各車輪装置にそれぞれ油圧を供給する配管装置が必要となる。
【０００５】
ところで大型の運搬用車両は、前後の運転席間の距離がたとえば１０ｍ前後あり、操舵用の油圧を給排出するための配管装置が車両全体にわたって必要となる。このため、ステアリングホイールの重み付けのための配管装置や油圧機器（油圧ポンプやフィルタ、操舵用シリンダ、比例制御弁など）に、部品コスト、メンテナンスなどが嵩むという問題があった。
【０００６】
本発明は上記問題点を解決して、配管装置や油圧機器を簡略化できてコストを低減できる産業用車両の操舵装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１記載の発明は、車体の前後方向に配置された複数組の独立換向式車輪装置と、車体の前部および後部に配置されてステアリングホイールを有する運転席とを有し、前記ステアリングホイールにより回転されるステアリングシャフトの操舵角を回転角度検出器により検出し、前記操舵角に基いて車輪装置の操舵用旋回駆動装置を制御する産業用車両の操舵装置において、前記ステアリングシャフトの回転方向と回転角度に応じて所定量の作動流体を２つの操作ポートの間で吐出・吸引するハンドリング用制御弁と、前記ハンドリング用制御弁の２つの操作ポートを互いに接続する循環配管と、前記循環配管に介在されて流路抵抗を調整しステアリングシャフトに回転抵抗を与えてステアリングホイールを重み付け可能な絞り弁とを具備したものである。
【０００８】
請求項２記載の発明は、循環配管に、ステアリングシャフトの回転限で該循環配管を閉鎖する回転限規制用開閉弁を介在させたものである。
請求項３記載の発明は、車体の前後方向に配置された複数組の独立換向式車輪装置と、車体の前部および後部に配置されてステアリングホイールを有する運転席とを有し、前記ステアリングホイールにより回転されるステアリングシャフトの操舵角を回転角度検出器により検出し、前記操舵角に基いて車輪装置の操舵用旋回駆動装置を制御する産業用車両の操舵装置において、前記ステアリングシャフトの回転方向と回転角度に応じて所定量の作動流体を２つの操作ポートの間で吐出・吸引するハンドリング用制御弁と、前記ハンドリング用制御弁の２つの操作ポートを互いに接続する循環配管と、前記循環配管に介在されて流路抵抗を調整しステアリングシャフトに回転抵抗を与えてステアリングホイールを重み付け可能なハンドリング用比例制御弁とを具備し、車体の荷重を検出する荷重検出器の検出値に基いて、前記ハンドリング用比例制御弁の開度を調整する重み付け制御部を設けたものである。
【０００９】
請求項４記載の発明は、荷重検出器は、車輪装置のサスペンションシリンダの油圧に基いて検出するように構成されたものである。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１記載の発明によれば、ステアリングホイールの回転方向（操舵方向）と回転角度（操舵角度）に応じて、ハンドリング用制御弁から所定方向に所定量の作動流体を循環配管に流動させ、この循環配管の絞り弁を開度調整することで循環配管の流路抵抗を調整してステアリングホイールを重み付けをすることができる。したがって、車輪装置の操舵用回転駆動装置の油圧配管とは別に、運転席ごとにハンドリング用制御弁と循環配管を有する作動流体の油圧回路を独立して設置すればよい。これにより車両全体にわたる配管装置を不要とすることができ、また油圧機器を簡略化できて部品コストやメンテナンスコストを低減することができる。
【００１１】
請求項２記載の発明によれば、回転限規制用開閉弁により、従来に比較して簡単な構造でかつ小電力でステアリングホイールの操作を回転限で規制することができる。
請求項３記載の発明によれば、請求項１と同様の効果を奏するとともに、荷重検出器の検出値に基いて重み付け制御部により、循環配管に介在されたハンドリング用比例制御弁の開度を調整して循環配管の流路抵抗を増減することにより、車体に負荷された荷重に応じてステアリングホイールに重み付けをすることができる。したがって、車体の荷重に応じたハンドリングが可能となり、安全に走行することができる。
【００１２】
請求項４記載の発明によれば、過大荷重を検出するために車輪装置に設けられたサスペンションシリンダの油圧を検出する荷重検出器を利用して、車体の荷重を検出し、その検出値に基いてハンドリング用比例制御弁を制御するように構成したので、通常の設置される荷重検出器を利用できて部品コストの低減に寄与することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
［実施の形態１］
大型の荷を運搬する運搬用車両の操舵装置を、図１〜図４に基いて説明する。図３，図４に示すように、上面が荷台２に形成された車体１の底部に、走行車輪４を有する独立換向式の車輪装置３Ｌａ〜３Ｌｄ，３Ｒａ〜３Ｒｄが左右一対で前後に複数組（図では４組）設けられている。また車体１の底部で前部および後部には、操舵用のステアリングホイール６Ｆ，６Ｂを有する運転席５Ｆ，５Ｂがそれぞれ設けられている。
【００１４】
前記車輪装置３Ｌａ〜３Ｌｄ，３Ｒａ〜３Ｒｄは、図１に示すように、車体１の底部に油圧式の旋回用モータ（操舵用旋回駆動装置）１０により旋回自在な旋回アーム７が支持され、旋回アーム７の下端部に水平軸を介して揺動アーム８が上下揺動自在に取付けられている。前記揺動アーム８の遊端側には、軸受を介して走行車輪４が回転自在に支持されるとともに、走行車輪４に減速用ギヤボックス９を介して連結され走行車輪４を回転駆動する油圧式の走行用モータ１１が設けられている。また旋回アーム７と揺動アーム８の間に油圧式のサスペンションシリンダ１２が連結配置されている。
【００１５】
操舵装置は、図１に示すように、各車輪装置３Ｌａ〜３Ｌｄ，３Ｒａ〜３Ｒｄの走行車輪４をそれぞれ転舵するための操舵用油圧回路４０と、ステアリングホイール６Ｆ，６Ｂの重み付けを制御するためのハンドリング用油圧回路２０Ｆ，２０Ｂとを具備している。前記運転席５Ｆ，５Ｂのステアリングホイール６Ｆ，６Ｂには、ステアリングシャフト２１，２１を介してロータリーエンコーダ（回転角度検出器）２２とハンドリング用制御弁［オービットロール（登録商標）またはハイドロ・スタテック・パワーステアリングと呼ばれる］２３がそれぞれ連結されている。
【００１６】
前記操舵用油圧回路４０は、ステアリング用タンク４１から油圧ポンプ４２を介して油圧を供給するステアリング用配管４３が、各車輪装置３Ｌａ〜３Ｌｄ，３Ｒａ〜３Ｒｄの操舵用比例弁４４を介して旋回用モータ１０にそれぞれ接続されている。また前記ロータリーエンコーダ２２により検出されたステアリングホイール６Ｆ，６Ｂの操舵角は、それぞれ電気信号として操舵用制御部４５に送られている。操舵用制御部４５では、前記操舵角に基いて各車輪装置３Ｌａ〜３Ｌｄ，３Ｒａ〜３Ｒｄの目標舵角がそれぞれ演算され、各車輪装置３Ｌａ〜３Ｌｄ，３Ｒａ〜３Ｒｄの操舵用比例弁４４に舵角指令が出力されて旋回用モータ１０が駆動制御される。
【００１７】
図２に示すように、前記ハンドリング用油圧回路２０Ｆ，２０Ｂは、ハンドリング用タンク２７と前記ハンドリング用制御弁２３とを接続する供給管２６Ａおよび排出管２６Ｂと、ハンドリング用制御弁２３の操作ポートＰ１，Ｐ２を互いに接続する循環配管２８とを具備している。
【００１８】
前記ハンドリング用制御弁２３は、スプールとハウジングからなるステアバルブ２４と、ローターとステータからなる２方向油圧ポンプ２５とでそれぞれ構成されている。前記ステアバルブ２４は、３位置切換弁であり、ステアリングシャフト２１の回転方向に応じてＩ位置⇔II位置（中立位置）⇔III位置に切替えられ、オイルの供給排出方向を選択する。また２方向油圧ポンプ２５は、ステアリングシャフト２１の回転角度に応じて、所定量のオイル（作動流体）を吸引・排出する。これにより、ステアリングホイール６Ｆ，６Ｂが操作されると、所定量のオイルをハンドリング用制御弁２３の供給ポートＱ１から吸引して他方の操作ポートＰ２（または一方の操作ポートＰ１）に吐出すると同時に、一方の操作ポートＰ１（または他方の操作ポートＰ２）から吸引して排出ポートＱ２に吐出する。前記供給ポートＱ１および排出ポートＱ２に接続された供給管２６Ａと排出管２６Ｂは、運転席５Ｆ，５Ｂ近傍にそれぞれ設けられたハンドリング用タンク２７にそれぞれ接続されている。
【００１９】
また前記循環配管２８には、（可変）絞り弁２９と回転限規制用開閉弁３０がそれぞれ介在されている。前記絞り弁２９は、たとえば手動式で、循環配管２８の流路抵抗を調整してステアリングシャフト２１に回転抵抗を与えステアリングホイール６Ｆ，６Ｂを重み付けするものである。また回転限規制用開閉弁３０は、ロータリーエンコーダ２２により検出されたステアリングホイール６Ｆ，６Ｂの操舵角が回転限に達したのを回転限規制部３１で検出すると、閉鎖指令が回転限規制用開閉弁３０に出力され、循環配管２８を閉じてオイルの移動を停止しステアリングホイール６Ｆ，６Ｂの回転限とする。
【００２０】
上記構成において、選択された前部または後部の運転席５Ｆ（または５Ｂ）のステアリングホイール６Ｆ（または６Ｂ）が操作されると、ステアリングシャフト２１を介してロータリーエンコーダ２２により回転方向（操舵方向）と回転角度（操舵角）が検出されて操舵用制御部４５に入力される。そして操舵用制御部４５で演算された目標舵角指令が各車輪装置３Ｌａ〜３Ｌｄ，３Ｒａ〜３Ｒｄの操舵用比例弁４４に出力され、これにより旋回用モータ１０が駆動制御されて走行車輪４が転舵される。
【００２１】
同時に、ステアリングシャフト２１を介してハンドリング用制御弁２３が操作されると、その回転方向および回転量（角度）に応じてステアバルブ２４が切替えられるとともに２方向油圧ポンプ２５が作動され、ハンドリング用タンク２７のオイルが所定量、供給管２６Ａ、ステアバルブ２４、循環配管２８を介して２方向油圧ポンプ２５に吸引され、さらに２方向油圧ポンプ２５から循環配管２８、ステアバルブ２４、排出管２６Ｂを介してハンドリング用タンク２７に循環される。この時、循環配管２８に介在された絞り弁２９により、流路抵抗を調整することでステアリングシャフト２１の回転に抵抗を付与し、ステアリングホイール６Ｆ，６Ｂを重み付けする。このステアリングホイール６Ｆ，６Ｂの重み付けは手動により調整される。
【００２２】
さらにステアリングホイール６Ｆまたは６Ｂが回転限に達すると、ロータリーエンコーダ２２で検出された操舵角に基いて、回転限規制部３１から回転限規制用開閉弁３０に閉鎖指令が出力されて循環配管２８が閉鎖される。これによりステアリングホイール６Ｆまたは６Ｂが回転限で停止される。
【００２３】
上記実施の形態１によれば、ステアリングホイール６Ｆ，６Ｂの重み付けを、ステアリングシャフト２１に連結されたハンドリング用制御弁２３から循環配管２８を流れるオイルの流路抵抗を絞り弁２９で調整することにより行うので、ステアリングホイール６Ｆ，６Ｂを有する運転席５Ｆ，５Ｂ毎にハンドリング用油圧回路２０Ｆ，２０Ｂを独立して設置することができ、車輪装置３Ｌａ〜３Ｌｄ，３Ｒａ〜３Ｒｄの操舵用油圧回路４０とは別に独立させることができる。したがって、前部と後部に離れて運転席５Ｆ，５Ｂが設置された場合であっても、運転席５Ｆ，５Ｂ間にわたる長く複雑な配管装置（油圧回路）が不要となり、配管装置や油圧機器を簡略化できてコストを低減することができる。
【００２４】
またステアリングホイール６Ｆ，６Ｂの回転限で、回転限規制用開閉弁３０により循環配管２８を閉鎖することで、ステアリングホイール６Ｆ，６Ｂの操作を回転限で規制することができ、従来に比較して、簡単な構造でかつ小電力で実施することができる。
［実施の形態２］
実施の形態１では、手動で絞り弁２９を操作することにより、ステアリングホイール６Ｆ，６Ｂの重み付けを調整したが、この実施の形態２では、荷台２に積載された荷重に応じて自動的にステアリングホイール６Ｆ，６Ｂの重み付け調整を行うことができるものである。なお、実施の形態１と同一部材には同一符号を付して説明を省略する。
【００２５】
図５は、前部の運転席５Ｆを示し、後部の運転席５Ｂと同一に構成されている。各車輪装置３Ｌａ〜３Ｌｄ，３Ｒａ〜３Ｒｄのサスペンションシリンダ１２は、荷重検出器１３により、荷台２に積載された荷の荷重を検出しており、図示しないが、最大積載荷重以上の負荷が荷台２にかかると、警告ランプやブザーなどにより警告を発する警告手段の一部を構成している。
【００２６】
ハンドリング用制御弁２３の循環配管２８には、回転限規制用開閉弁３０に代えて、ハンドリング用比例制御弁５２が介在されている。また荷重検出器１３の出力信号に基いて、ハンドリング用比例制御弁５２に操作信号を出力する重み付け制御部５１が設けられている。この重み付け制御部５１により、荷重検出器１３の検出値が大きい場合にはハンドリング用比例制御弁５２を絞って循環配管２８の流路抵抗を増大させ、ステアリングホイール６Ｆの回転抵抗を大きくするように制御し、反対に荷重検出器１３の検出値が小さい場合には、ハンドリング用比例制御弁５２を開放して循環配管２８の流路抵抗を小さくし、ステアリングホイール６Ｆの回転抵抗を小さくするように制御される。またこの重み付け制御部５１には、ロータリーエンコーダ２２の検出信号が入力されており、ステアリングホイール６Ｆが回転限になると、重み付け制御部５１からハンドリング用比例制御弁５２に閉鎖指令が出力されて循環配管２８を閉鎖し、ステアリングホイール６Ｆの回転を規制するように構成されている。
【００２７】
上記実施の形態によれば、実施の形態１の作用効果に加えて、荷重検出器１３の検出値に基いて重み付け制御部５１によりハンドリング用比例制御弁５２を操作し、ステアリングホイール６Ｆ，６Ｂの操作時の回転重さを自動的に調整することができる。これにより、荷の重さに従ってハンドリングの操舵速度を自動的に調整することができ、重い荷を運搬する時には、ステアリングホイール６Ｆ，６Ｂの操作を重くして走行車輪４の転舵速度を遅くし、軽い荷の場合には、ステアリングホイール６Ｆ，６Ｂの操作を軽くして走行車輪４の転舵速度を速くし、安全でかつ能率のよい運搬が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係る運搬用車両の操舵装置の実施の形態１を示す全体構成図である。
【図２】同操舵装置のハンドリング用油圧回路の構成図である。
【図３】同運搬用車両の側面図である。
【図４】同運搬用車両の平面図である。
【図５】本発明に係る運搬用車両の操舵装置の実施の形態２を示し、ハンドリング用油圧回路の構成図である。
【符号の説明】
【００２９】
１ 車体
２ 荷台
３Ｌａ〜３Ｌｄ，３Ｒａ〜３Ｒｄ 車輪装置
４ 走行車輪
５Ｆ，５Ｂ 運転席
６Ｆ，６Ｂ ステアリングホイール
１２ サスペンションシリンダ
１３ 荷重検出器
２０Ｆ，２０Ｂ ハンドリング用油圧回路
２１ ステアリングシャフト
２２ ロータリーエンコーダ
２３ ハンドリング用制御弁
２４ ステアバルブ
２５ ２方向油圧ポンプ
２７ ハンドリング用タンク
２８ 循環配管
２９ 絞り弁
３０ 回転限規制用開閉弁
３１ 回転限規制部
４０ 操舵用油圧回路
４４ 操舵用比例弁
４５ 操舵用制御部
５１ 重み付け制御部
５２ ハンドリング用比例制御弁
【技術分野】
【０００１】
本発明は、独立換向式の複数の車輪装置を有し、たとえば荷を搭載して運搬する産業用車両の操舵装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、独立換向式の車輪装置を有する産業用車両の操舵装置は、ステアリングホイールの操舵角をロータリーエンコーダなどの回転角度検出器で電気的に検出し、検出した操舵角に基いて操舵制御装置により目標舵角を演算し、操舵制御装置から各車輪装置のステアリング用の旋回駆動装置に目標舵角指令を出力して車輪を転舵するように構成されている。この時のステアリングホイールの抵抗はロータリーエンコーダを回転させるのみで操作力が極めて小さくてすむため、ステアリングホイールの操舵速度に車輪の転舵速度が追従できず、ステアリングホイールの操舵角と車輪の転舵角とが比例しないと、車輪が思わぬ方向に向いてしまい、ステアリングがスムーズに行えないという問題が生じる。
【０００３】
このため、本出願人は、特許文献１において、ステアリングホイールに油圧式操舵用制御弁［オービットロール（登録商標）またはハイドロ・スタテック・パワーステアリングと呼ばれる］を連結し、この油圧式操舵用制御弁を介して供給、排出される油圧を、選択された１つの車輪装置の旋回駆動装置の旋回駆動シリンダに供給し、車輪を転舵することにより、車輪の転舵抵抗に応じた回転抵抗、回転重さ（重み付け）をステアリングホイールに与える操舵装置を提案している。
【特許文献１】特開２００２−３０２０５６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１に示すように、大型の荷を運搬する運搬用車両では、車体の前部と後部とにそれぞれ運転席を設置し、走行方向に応じて使い分けるように構成されている。これら前部または後部の運転席のステアリングホイール付きシャフトに設けられた操舵用制御弁から、油圧を１つの車輪装置の旋回駆動シリンダに供給し、ステアリングホイールを重み付けしている。この車輪装置の旋回駆動シリンダと他の車輪装置の旋回駆動シリンダへの油圧駆動力は均等に供給する必要があることから、単一の油圧ユニットから全体の各車輪装置にそれぞれ油圧を供給する配管装置が必要となる。
【０００５】
ところで大型の運搬用車両は、前後の運転席間の距離がたとえば１０ｍ前後あり、操舵用の油圧を給排出するための配管装置が車両全体にわたって必要となる。このため、ステアリングホイールの重み付けのための配管装置や油圧機器（油圧ポンプやフィルタ、操舵用シリンダ、比例制御弁など）に、部品コスト、メンテナンスなどが嵩むという問題があった。
【０００６】
本発明は上記問題点を解決して、配管装置や油圧機器を簡略化できてコストを低減できる産業用車両の操舵装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１記載の発明は、車体の前後方向に配置された複数組の独立換向式車輪装置と、車体の前部および後部に配置されてステアリングホイールを有する運転席とを有し、前記ステアリングホイールにより回転されるステアリングシャフトの操舵角を回転角度検出器により検出し、前記操舵角に基いて車輪装置の操舵用旋回駆動装置を制御する産業用車両の操舵装置において、前記ステアリングシャフトの回転方向と回転角度に応じて所定量の作動流体を２つの操作ポートの間で吐出・吸引するハンドリング用制御弁と、前記ハンドリング用制御弁の２つの操作ポートを互いに接続する循環配管と、前記循環配管に介在されて流路抵抗を調整しステアリングシャフトに回転抵抗を与えてステアリングホイールを重み付け可能な絞り弁とを具備したものである。
【０００８】
請求項２記載の発明は、循環配管に、ステアリングシャフトの回転限で該循環配管を閉鎖する回転限規制用開閉弁を介在させたものである。
請求項３記載の発明は、車体の前後方向に配置された複数組の独立換向式車輪装置と、車体の前部および後部に配置されてステアリングホイールを有する運転席とを有し、前記ステアリングホイールにより回転されるステアリングシャフトの操舵角を回転角度検出器により検出し、前記操舵角に基いて車輪装置の操舵用旋回駆動装置を制御する産業用車両の操舵装置において、前記ステアリングシャフトの回転方向と回転角度に応じて所定量の作動流体を２つの操作ポートの間で吐出・吸引するハンドリング用制御弁と、前記ハンドリング用制御弁の２つの操作ポートを互いに接続する循環配管と、前記循環配管に介在されて流路抵抗を調整しステアリングシャフトに回転抵抗を与えてステアリングホイールを重み付け可能なハンドリング用比例制御弁とを具備し、車体の荷重を検出する荷重検出器の検出値に基いて、前記ハンドリング用比例制御弁の開度を調整する重み付け制御部を設けたものである。
【０００９】
請求項４記載の発明は、荷重検出器は、車輪装置のサスペンションシリンダの油圧に基いて検出するように構成されたものである。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１記載の発明によれば、ステアリングホイールの回転方向（操舵方向）と回転角度（操舵角度）に応じて、ハンドリング用制御弁から所定方向に所定量の作動流体を循環配管に流動させ、この循環配管の絞り弁を開度調整することで循環配管の流路抵抗を調整してステアリングホイールを重み付けをすることができる。したがって、車輪装置の操舵用回転駆動装置の油圧配管とは別に、運転席ごとにハンドリング用制御弁と循環配管を有する作動流体の油圧回路を独立して設置すればよい。これにより車両全体にわたる配管装置を不要とすることができ、また油圧機器を簡略化できて部品コストやメンテナンスコストを低減することができる。
【００１１】
請求項２記載の発明によれば、回転限規制用開閉弁により、従来に比較して簡単な構造でかつ小電力でステアリングホイールの操作を回転限で規制することができる。
請求項３記載の発明によれば、請求項１と同様の効果を奏するとともに、荷重検出器の検出値に基いて重み付け制御部により、循環配管に介在されたハンドリング用比例制御弁の開度を調整して循環配管の流路抵抗を増減することにより、車体に負荷された荷重に応じてステアリングホイールに重み付けをすることができる。したがって、車体の荷重に応じたハンドリングが可能となり、安全に走行することができる。
【００１２】
請求項４記載の発明によれば、過大荷重を検出するために車輪装置に設けられたサスペンションシリンダの油圧を検出する荷重検出器を利用して、車体の荷重を検出し、その検出値に基いてハンドリング用比例制御弁を制御するように構成したので、通常の設置される荷重検出器を利用できて部品コストの低減に寄与することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
［実施の形態１］
大型の荷を運搬する運搬用車両の操舵装置を、図１〜図４に基いて説明する。図３，図４に示すように、上面が荷台２に形成された車体１の底部に、走行車輪４を有する独立換向式の車輪装置３Ｌａ〜３Ｌｄ，３Ｒａ〜３Ｒｄが左右一対で前後に複数組（図では４組）設けられている。また車体１の底部で前部および後部には、操舵用のステアリングホイール６Ｆ，６Ｂを有する運転席５Ｆ，５Ｂがそれぞれ設けられている。
【００１４】
前記車輪装置３Ｌａ〜３Ｌｄ，３Ｒａ〜３Ｒｄは、図１に示すように、車体１の底部に油圧式の旋回用モータ（操舵用旋回駆動装置）１０により旋回自在な旋回アーム７が支持され、旋回アーム７の下端部に水平軸を介して揺動アーム８が上下揺動自在に取付けられている。前記揺動アーム８の遊端側には、軸受を介して走行車輪４が回転自在に支持されるとともに、走行車輪４に減速用ギヤボックス９を介して連結され走行車輪４を回転駆動する油圧式の走行用モータ１１が設けられている。また旋回アーム７と揺動アーム８の間に油圧式のサスペンションシリンダ１２が連結配置されている。
【００１５】
操舵装置は、図１に示すように、各車輪装置３Ｌａ〜３Ｌｄ，３Ｒａ〜３Ｒｄの走行車輪４をそれぞれ転舵するための操舵用油圧回路４０と、ステアリングホイール６Ｆ，６Ｂの重み付けを制御するためのハンドリング用油圧回路２０Ｆ，２０Ｂとを具備している。前記運転席５Ｆ，５Ｂのステアリングホイール６Ｆ，６Ｂには、ステアリングシャフト２１，２１を介してロータリーエンコーダ（回転角度検出器）２２とハンドリング用制御弁［オービットロール（登録商標）またはハイドロ・スタテック・パワーステアリングと呼ばれる］２３がそれぞれ連結されている。
【００１６】
前記操舵用油圧回路４０は、ステアリング用タンク４１から油圧ポンプ４２を介して油圧を供給するステアリング用配管４３が、各車輪装置３Ｌａ〜３Ｌｄ，３Ｒａ〜３Ｒｄの操舵用比例弁４４を介して旋回用モータ１０にそれぞれ接続されている。また前記ロータリーエンコーダ２２により検出されたステアリングホイール６Ｆ，６Ｂの操舵角は、それぞれ電気信号として操舵用制御部４５に送られている。操舵用制御部４５では、前記操舵角に基いて各車輪装置３Ｌａ〜３Ｌｄ，３Ｒａ〜３Ｒｄの目標舵角がそれぞれ演算され、各車輪装置３Ｌａ〜３Ｌｄ，３Ｒａ〜３Ｒｄの操舵用比例弁４４に舵角指令が出力されて旋回用モータ１０が駆動制御される。
【００１７】
図２に示すように、前記ハンドリング用油圧回路２０Ｆ，２０Ｂは、ハンドリング用タンク２７と前記ハンドリング用制御弁２３とを接続する供給管２６Ａおよび排出管２６Ｂと、ハンドリング用制御弁２３の操作ポートＰ１，Ｐ２を互いに接続する循環配管２８とを具備している。
【００１８】
前記ハンドリング用制御弁２３は、スプールとハウジングからなるステアバルブ２４と、ローターとステータからなる２方向油圧ポンプ２５とでそれぞれ構成されている。前記ステアバルブ２４は、３位置切換弁であり、ステアリングシャフト２１の回転方向に応じてＩ位置⇔II位置（中立位置）⇔III位置に切替えられ、オイルの供給排出方向を選択する。また２方向油圧ポンプ２５は、ステアリングシャフト２１の回転角度に応じて、所定量のオイル（作動流体）を吸引・排出する。これにより、ステアリングホイール６Ｆ，６Ｂが操作されると、所定量のオイルをハンドリング用制御弁２３の供給ポートＱ１から吸引して他方の操作ポートＰ２（または一方の操作ポートＰ１）に吐出すると同時に、一方の操作ポートＰ１（または他方の操作ポートＰ２）から吸引して排出ポートＱ２に吐出する。前記供給ポートＱ１および排出ポートＱ２に接続された供給管２６Ａと排出管２６Ｂは、運転席５Ｆ，５Ｂ近傍にそれぞれ設けられたハンドリング用タンク２７にそれぞれ接続されている。
【００１９】
また前記循環配管２８には、（可変）絞り弁２９と回転限規制用開閉弁３０がそれぞれ介在されている。前記絞り弁２９は、たとえば手動式で、循環配管２８の流路抵抗を調整してステアリングシャフト２１に回転抵抗を与えステアリングホイール６Ｆ，６Ｂを重み付けするものである。また回転限規制用開閉弁３０は、ロータリーエンコーダ２２により検出されたステアリングホイール６Ｆ，６Ｂの操舵角が回転限に達したのを回転限規制部３１で検出すると、閉鎖指令が回転限規制用開閉弁３０に出力され、循環配管２８を閉じてオイルの移動を停止しステアリングホイール６Ｆ，６Ｂの回転限とする。
【００２０】
上記構成において、選択された前部または後部の運転席５Ｆ（または５Ｂ）のステアリングホイール６Ｆ（または６Ｂ）が操作されると、ステアリングシャフト２１を介してロータリーエンコーダ２２により回転方向（操舵方向）と回転角度（操舵角）が検出されて操舵用制御部４５に入力される。そして操舵用制御部４５で演算された目標舵角指令が各車輪装置３Ｌａ〜３Ｌｄ，３Ｒａ〜３Ｒｄの操舵用比例弁４４に出力され、これにより旋回用モータ１０が駆動制御されて走行車輪４が転舵される。
【００２１】
同時に、ステアリングシャフト２１を介してハンドリング用制御弁２３が操作されると、その回転方向および回転量（角度）に応じてステアバルブ２４が切替えられるとともに２方向油圧ポンプ２５が作動され、ハンドリング用タンク２７のオイルが所定量、供給管２６Ａ、ステアバルブ２４、循環配管２８を介して２方向油圧ポンプ２５に吸引され、さらに２方向油圧ポンプ２５から循環配管２８、ステアバルブ２４、排出管２６Ｂを介してハンドリング用タンク２７に循環される。この時、循環配管２８に介在された絞り弁２９により、流路抵抗を調整することでステアリングシャフト２１の回転に抵抗を付与し、ステアリングホイール６Ｆ，６Ｂを重み付けする。このステアリングホイール６Ｆ，６Ｂの重み付けは手動により調整される。
【００２２】
さらにステアリングホイール６Ｆまたは６Ｂが回転限に達すると、ロータリーエンコーダ２２で検出された操舵角に基いて、回転限規制部３１から回転限規制用開閉弁３０に閉鎖指令が出力されて循環配管２８が閉鎖される。これによりステアリングホイール６Ｆまたは６Ｂが回転限で停止される。
【００２３】
上記実施の形態１によれば、ステアリングホイール６Ｆ，６Ｂの重み付けを、ステアリングシャフト２１に連結されたハンドリング用制御弁２３から循環配管２８を流れるオイルの流路抵抗を絞り弁２９で調整することにより行うので、ステアリングホイール６Ｆ，６Ｂを有する運転席５Ｆ，５Ｂ毎にハンドリング用油圧回路２０Ｆ，２０Ｂを独立して設置することができ、車輪装置３Ｌａ〜３Ｌｄ，３Ｒａ〜３Ｒｄの操舵用油圧回路４０とは別に独立させることができる。したがって、前部と後部に離れて運転席５Ｆ，５Ｂが設置された場合であっても、運転席５Ｆ，５Ｂ間にわたる長く複雑な配管装置（油圧回路）が不要となり、配管装置や油圧機器を簡略化できてコストを低減することができる。
【００２４】
またステアリングホイール６Ｆ，６Ｂの回転限で、回転限規制用開閉弁３０により循環配管２８を閉鎖することで、ステアリングホイール６Ｆ，６Ｂの操作を回転限で規制することができ、従来に比較して、簡単な構造でかつ小電力で実施することができる。
［実施の形態２］
実施の形態１では、手動で絞り弁２９を操作することにより、ステアリングホイール６Ｆ，６Ｂの重み付けを調整したが、この実施の形態２では、荷台２に積載された荷重に応じて自動的にステアリングホイール６Ｆ，６Ｂの重み付け調整を行うことができるものである。なお、実施の形態１と同一部材には同一符号を付して説明を省略する。
【００２５】
図５は、前部の運転席５Ｆを示し、後部の運転席５Ｂと同一に構成されている。各車輪装置３Ｌａ〜３Ｌｄ，３Ｒａ〜３Ｒｄのサスペンションシリンダ１２は、荷重検出器１３により、荷台２に積載された荷の荷重を検出しており、図示しないが、最大積載荷重以上の負荷が荷台２にかかると、警告ランプやブザーなどにより警告を発する警告手段の一部を構成している。
【００２６】
ハンドリング用制御弁２３の循環配管２８には、回転限規制用開閉弁３０に代えて、ハンドリング用比例制御弁５２が介在されている。また荷重検出器１３の出力信号に基いて、ハンドリング用比例制御弁５２に操作信号を出力する重み付け制御部５１が設けられている。この重み付け制御部５１により、荷重検出器１３の検出値が大きい場合にはハンドリング用比例制御弁５２を絞って循環配管２８の流路抵抗を増大させ、ステアリングホイール６Ｆの回転抵抗を大きくするように制御し、反対に荷重検出器１３の検出値が小さい場合には、ハンドリング用比例制御弁５２を開放して循環配管２８の流路抵抗を小さくし、ステアリングホイール６Ｆの回転抵抗を小さくするように制御される。またこの重み付け制御部５１には、ロータリーエンコーダ２２の検出信号が入力されており、ステアリングホイール６Ｆが回転限になると、重み付け制御部５１からハンドリング用比例制御弁５２に閉鎖指令が出力されて循環配管２８を閉鎖し、ステアリングホイール６Ｆの回転を規制するように構成されている。
【００２７】
上記実施の形態によれば、実施の形態１の作用効果に加えて、荷重検出器１３の検出値に基いて重み付け制御部５１によりハンドリング用比例制御弁５２を操作し、ステアリングホイール６Ｆ，６Ｂの操作時の回転重さを自動的に調整することができる。これにより、荷の重さに従ってハンドリングの操舵速度を自動的に調整することができ、重い荷を運搬する時には、ステアリングホイール６Ｆ，６Ｂの操作を重くして走行車輪４の転舵速度を遅くし、軽い荷の場合には、ステアリングホイール６Ｆ，６Ｂの操作を軽くして走行車輪４の転舵速度を速くし、安全でかつ能率のよい運搬が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係る運搬用車両の操舵装置の実施の形態１を示す全体構成図である。
【図２】同操舵装置のハンドリング用油圧回路の構成図である。
【図３】同運搬用車両の側面図である。
【図４】同運搬用車両の平面図である。
【図５】本発明に係る運搬用車両の操舵装置の実施の形態２を示し、ハンドリング用油圧回路の構成図である。
【符号の説明】
【００２９】
１ 車体
２ 荷台
３Ｌａ〜３Ｌｄ，３Ｒａ〜３Ｒｄ 車輪装置
４ 走行車輪
５Ｆ，５Ｂ 運転席
６Ｆ，６Ｂ ステアリングホイール
１２ サスペンションシリンダ
１３ 荷重検出器
２０Ｆ，２０Ｂ ハンドリング用油圧回路
２１ ステアリングシャフト
２２ ロータリーエンコーダ
２３ ハンドリング用制御弁
２４ ステアバルブ
２５ ２方向油圧ポンプ
２７ ハンドリング用タンク
２８ 循環配管
２９ 絞り弁
３０ 回転限規制用開閉弁
３１ 回転限規制部
４０ 操舵用油圧回路
４４ 操舵用比例弁
４５ 操舵用制御部
５１ 重み付け制御部
５２ ハンドリング用比例制御弁
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体の前後方向に配置された複数組の独立換向式車輪装置と、車体の前部および後部に配置されてステアリングホイールを有する運転席とを有し、前記ステアリングホイールにより回転されるステアリングシャフトの操舵角を回転角度検出器により検出し、前記操舵角に基いて車輪装置の操舵用旋回駆動装置を制御する産業用車両の操舵装置において、
前記ステアリングシャフトの回転方向と回転角度に応じて所定量の作動流体を２つの操作ポートの間で吐出・吸引するハンドリング用制御弁と、
前記ハンドリング用制御弁の２つの操作ポートを互いに接続する循環配管と、
前記循環配管に介在されて流路抵抗を調整しステアリングシャフトに回転抵抗を与えてステアリングホイールを重み付け可能な絞り弁とを具備した
ことを特徴とする産業用車両の操舵装置。
【請求項２】
循環配管に、ステアリングシャフトの回転限で該循環配管を閉鎖する回転限規制用開閉弁を介在させた
ことを特徴とする請求項１記載の産業用車両の操舵装置。
【請求項３】
車体の前後方向に配置された複数組の独立換向式車輪装置と、車体の前部および後部に配置されてステアリングホイールを有する運転席とを有し、前記ステアリングホイールにより回転されるステアリングシャフトの操舵角を回転角度検出器により検出し、前記操舵角に基いて車輪装置の操舵用旋回駆動装置を制御する産業用車両の操舵装置において、
前記ステアリングシャフトの回転方向と回転角度に応じて所定量の作動流体を２つの操作ポートの間で吐出・吸引するハンドリング用制御弁と、
前記ハンドリング用制御弁の２つの操作ポートを互いに接続する循環配管と、
前記循環配管に介在されて流路抵抗を調整しステアリングシャフトに回転抵抗を与えてステアリングホイールを重み付け可能なハンドリング用比例制御弁とを具備し、
車体の荷重を検出する荷重検出器の検出値に基いて、前記ハンドリング用比例制御弁の開度を調整する重み付け制御部を設けた
ことを特徴とする産業用車両の操舵装置。
【請求項４】
荷重検出器は、車輪装置のサスペンションシリンダの油圧に基いて検出するように構成された
ことを特徴とする請求項３記載の産業用車両の操舵装置。
【請求項１】
車体の前後方向に配置された複数組の独立換向式車輪装置と、車体の前部および後部に配置されてステアリングホイールを有する運転席とを有し、前記ステアリングホイールにより回転されるステアリングシャフトの操舵角を回転角度検出器により検出し、前記操舵角に基いて車輪装置の操舵用旋回駆動装置を制御する産業用車両の操舵装置において、
前記ステアリングシャフトの回転方向と回転角度に応じて所定量の作動流体を２つの操作ポートの間で吐出・吸引するハンドリング用制御弁と、
前記ハンドリング用制御弁の２つの操作ポートを互いに接続する循環配管と、
前記循環配管に介在されて流路抵抗を調整しステアリングシャフトに回転抵抗を与えてステアリングホイールを重み付け可能な絞り弁とを具備した
ことを特徴とする産業用車両の操舵装置。
【請求項２】
循環配管に、ステアリングシャフトの回転限で該循環配管を閉鎖する回転限規制用開閉弁を介在させた
ことを特徴とする請求項１記載の産業用車両の操舵装置。
【請求項３】
車体の前後方向に配置された複数組の独立換向式車輪装置と、車体の前部および後部に配置されてステアリングホイールを有する運転席とを有し、前記ステアリングホイールにより回転されるステアリングシャフトの操舵角を回転角度検出器により検出し、前記操舵角に基いて車輪装置の操舵用旋回駆動装置を制御する産業用車両の操舵装置において、
前記ステアリングシャフトの回転方向と回転角度に応じて所定量の作動流体を２つの操作ポートの間で吐出・吸引するハンドリング用制御弁と、
前記ハンドリング用制御弁の２つの操作ポートを互いに接続する循環配管と、
前記循環配管に介在されて流路抵抗を調整しステアリングシャフトに回転抵抗を与えてステアリングホイールを重み付け可能なハンドリング用比例制御弁とを具備し、
車体の荷重を検出する荷重検出器の検出値に基いて、前記ハンドリング用比例制御弁の開度を調整する重み付け制御部を設けた
ことを特徴とする産業用車両の操舵装置。
【請求項４】
荷重検出器は、車輪装置のサスペンションシリンダの油圧に基いて検出するように構成された
ことを特徴とする請求項３記載の産業用車両の操舵装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００６−１４２９（Ｐ２００６−１４２９Ａ）
【公開日】平成１８年１月５日（２００６．１．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−１８０３５１（Ｐ２００４−１８０３５１）
【出願日】平成１６年６月１８日（２００４．６．１８）
【出願人】（０００００３２４１）ＴＣＭ株式会社 (319)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１月５日（２００６．１．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年６月１８日（２００４．６．１８）
【出願人】（０００００３２４１）ＴＣＭ株式会社 (319)
【Ｆターム（参考）】
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