施工车辆用转向装置的制作方法

专利名称：施工车辆用转向装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种施工车辆用转向装置，其具有用于进行车辆的转向操作的
转向用液压缸；和控制该转向用液压缸的先导式方向切换阀，并且该施工车辆 用转向装置还具有方向盘用信号生成单元，该方向盘用信号生成单元通过转向 用方向盘的旋转操作来生成用于对先导式方向切换阀进行切换操作的先导信 号。
背景技术：
在施工车辆用的转向装置中，有的转向装置具有作为用于进行车辆的转 向操作的致动器的转向用液压缸；控制针对该转向用液压缸的压力油的供给方 向和供给量的先导式方向切换阀；以及方向盘用信号生成单元，其具有旋转方 向切换阀等，该旋转方向切换阀上附设有转向用方向盘，通过该方向盘的旋转 操作，该旋转方向切换阀生成用于切换先导式方向切换阀的工作位置和开口量 的先导信号。作为具有这样的施工车辆用转向装置的施工车辆的示例，有在转 弯前进时使自4亍驶车体弯曲从而转弯的弯曲式的施工车辆，作为其代表示例， 可以列举弯曲式的轮式装载机(wheel loader )。
在这样的弯曲式的施工车辆中，将自行驶车体分割为由前轮支承的前车架 (front frame)和由后轮支承的后车架(rear frame),通过将该两个车架以可 以在水平方向上转动的方式连接起来，使得该自行驶车体能够弯曲。作为用于 使这样的自行驶车体弯曲的液压致动器，具有通过伸缩来以使前车架相对于后 车架在水平方向转动的方式进行驱动的车体弯曲用液压缸。在施工车辆用转向
装置中，有的转向装置具有代表这样的车体弯曲用液压缸的转向用液压缸来作 为车辆转向操作用的致动器。关于具有这样的致动器的施工车辆用转向装置，
根据操作者操作转向装置的操作单元大致划分的话，大致能够分为具有被进行 旋转操作的方向盘的方向盘式转向装置，以及具有被进行倾动(摆动)操作的 杆的杆式转向装置。在施工车辆中，在进^f于作业时，例如，在通过轮式装载^L在施工工地进4亍 挖掘作业、或进行将挖掘的砂土装载到搬运车的作业时，当然需要使施工车辆
行驶。该轮式装载机能够以时速35Km左右的速度行驶，因此，在为了进行该 作业而行驶的基础上，如果能够在一般车道上为了往来而进行行驶，则是非常 方便的。目前，弯曲式施工车辆等施工车辆在一般车道上行驶在法规上是允许 的，而在该情况下，通过方向盘来操作转向装置是法规上赋予的义务。因此， 在弯曲式施工车辆等施工车辆中，此前一般采用方向盘式的转向装置。
如上所述的、具有液压缸作为转向用的液压致动器的方向盘式的施工车辆 用转向装置例如记载在专利文献1中。从这样的方向盘式的施工车辆用转向装 置的特长来看，杆的操作是倾动操作，而方向盘的操作是旋转操作，最大操作 量与杆的操作相比极大，因此，本施工车辆用转向装置能够实施微操作。关于 转向装置的操作，当在一般车道上行驶时，不需要频繁地进行大幅度转弯的操 作，而代之需要频繁地进行微小地转弯的微操作，因此，具有方向盘式的转向 装置的施工车辆适合一般车道上的行驶。另外，具有本转向装置的施工车辆能 够通过与普通汽车相同的操作感觉来进行驾驶操作，因此，从这一点来看，也 非常适合一般车道上的行驶。
专利文献l:实用新型申请昭63-49087号(实开平1-154974号)(第1-3 页，图4)

发明内容
在采用了这样的方向盘式的转向装置的施工车辆中，即使适合在一般车道 上行驶，也未必适合工地作业。其理由如下，第一，当在工地实施作业时，需 要频繁地进行使车体大幅度转弯的大操作，而方向盘的操作如上所述其最大操 作量与杆的操作相比极大。例如，在通过弯曲式的轮式装载机在狭小的作业工 地实施挖掘作业时，经常需要使车体向左右最大限度地转弯，而此时，要使方 向盘向左侧转大致四圈，向右侧转大致两圈。因此，在釆用了本方式的转向装 置的施工车辆中，在作业时要频繁地进行这种操作量大的大操作，给操作者带 来巨大的操作上的负担，这成为操作者疲劳的主要原因。
第二，方向盘与普通汽车一样适合用双手保持来进行操作，而在像利用弯 曲式的轮式装载机进行挖掘作业时那样一边进行作业一边行驶的时候，除了转向用液压缸之外，还需要操作与相关作业有关的液压致动器，因此，不得已必 须用单手操作方向盘，很难进行操作。另外，作业用的液压致动器通常用杆这 样的操作单元来进行操作，由于通过进行与方向盘不同的动作的操作单元来进 行手动操作，因此，在一边作业一边行驶时，要进行一边用一只手对方向盘进 行旋转操作、 一边用另一只手对杆等操作单元进行倾动操作等、与方向盘不同 的操作，由此，操作不易进行。由此，采用了方向盘式的转向装置的施工车辆 未必适合于工地的作业。
为了解决这种施工车辆特有的问题，对于施工车辆用转向装置，需要将结 构改良成在工地作业时能够通过操作者的选择来使用杆式的转向装置，以便适 于工地作业。另一方面，在施工车辆中以往常用的方向盘式的转向装置如前所 述能够实施微操作，并且能够以与普通汽车相同的操作感觉进行运转操作，而 且作为施工作用的装置，此前被本领域人员广泛肯定，因此与杆式相比具有转 向操作的可靠性高这一运转操作上的特质。由此，关于方向盘式的转向装置， 希望即使在使用杆式的转向装置进行作业的时候，在紧急避免危险的情况等紧 急情况下，以能够立即使用的方式进行可靠性更高的转向操作。
本发明是应这样的要求而创造完成的，其技术课题在于提供一种施工车辆 用转向装置，其不仅非常适于在一般车道上行驶，而且非常适于工地作业，而 且能够进行可靠性高的转向操作。
本发明为了达成上述技术课题而提供一种施工车辆用转向装置，其具有 作为用于进行车辆的转向4喿作的致动器的转向用液压缸；先导式方向切换阀， 其控制对该转向用液压缸的压力油的供给方向以及供给量；以及方向盘用信号 生成单元，其附设有被进行旋转操作的转向用方向盘，该方向盘用信号生成单 元通过该方向盘的旋转操作生成用于切换先导式方向切换阀的工作位置和开 口量的先导信号，该施工车辆用转向装置的特征在于，该施工车辆用转向装置 构成为设置有
杆用信号生成单元，其附设有被进行倾动操作的转向用杆，该杆用信号生 成单元通过该杆的倾动"f喿作生成用于切换先导式方向切换阀的工作位置和开 口量的先导信号；
选择阀，其以能够将来自方向盘用信号生成单元的 导信号和来自杆用信号生成单元的先导信号有选择地输出到先导式方向切换阀的方式进行切换；
杆操作用的手动切换单元，其通过手动操作将选择阀切换成能够将来自杆 用信号生成单元的先导信号输出到先导式方向切换阀中，从而能够实现基于转 向用杆的倾动操作的车辆转向操作；以及
方向盘优先操作用的自动切换单元，即使在通过上述手动切换单元的手动 操作将选择阀切换成了能够将来自杆用信号生成单元的先导信号输出到先导 式方向切换阀中的情况下，当对转向用方向盘进行了旋转操作时，该方向盘优 先操作用的自动切换单元将选择阀自动地切换成能够将来自方向盘用信号生 成单元的先导信号输出到先导式方向切换阀中。
下面^l述本发明的施工车辆用转向装置的作用。本施工车辆用转向装置包 括附设有被进行旋转操作的转向用方向盘的方向盘用信号生成单元，因此，在 法规上容许在一般车道上为了往来而进行行驶，非常便利。并且，转向用方向 盘的操作是旋转操作，最大操作量非常大，因此能够容易地进行在一般车道行 驶时需要频繁进行的微操作，并且能够以与普通汽车相同的操作感觉来进行运 转操作。因此，本施工车辆用转向装置依旧保持了现有施工车辆用转向装置的 优秀的性能，非常适于在一般车道上行驶。
另外，本发明的施工车辆用转向装置在依旧具有这种现有^l支术的优秀性能 的基础上，还具有杆用信号生成单元，该杆用信号生成单元附-没有被进行倾动 操作的转向用杆，并且该杆用信号生成单元通过该杆的倾动梯:作而生成用于切 换先导式方向切换阀的先导信号，能够通过对杆4喿作用的手动切换单元进行手 动操作来有选择地实施基于转向用杆的操作，所以，与现有技术不同，还非常 适于工地作业。即，转向用杆的操作是单手把持该杆通过屈伸手腕来使杆倾动 的倾动操作，最大l喿作量与转向用方向盘的操作相比极小，所以在工地作业中， 即使在需要频繁地进行使车体大幅度转弯的大操作的时候，带给操作者的操作 上的负担远远小于转向用方向盘的操作。
另外，转向用杆适于单手把持进行操作，因此，当如通过轮式装载机进行
挖掘作业时那样在工地一边进行作业一边进行行驶时，能够在单手操作转向用 杆的同时，用另一只手容易地操作与该作业相关的液压致动器的操作单元。此 时，转向用液压缸的操作与通常通过作业用液压致动器的操作实施的操作一
7样，都是通过基于杆的操作来实施，因此，两个液压致动器的才喿作与以往不同， 是通过实质上相同的操作单元来进行操作，操作比以往更容易进行。
如上所述，在本发明涉及的施工车辆用转向装置中，不^又非常适于在一般 的车道上行驶，而且还能够进行非常适于工地作业的转向操作，而在这样的优 秀性能的基础上，即使在将手动切换单元切换到了转向用杆的使用模式下时， 在紧急时也能够立即进行基于转向用方向盘的操作，能够进行可靠性高的转向 操作。即，在本施工车辆用转向装置中，特别设置有方向盘优先操作用的自动 切换单元，因此，即使在将选择阀切换成能够使用转向用杆的时候，通过手动 切换单元，当在紧急时瞬间对操作性优秀且可靠性高的转向用方向盘进行了旋 转操作的时候，选择阀被自动切换成能够将来自方向盘用信号生成单元的先导 信号输出到先导式方向切换阀中。
因此，在本发明涉及的施工车辆用转向装置中，即使在将手动切换单元切 换到转向用杆的使用模式下进行作业的时候，如果操作者根据需要而对转向用 方向盘进行旋转操作，则不需要对手动切换单元进行切换操作，就能够立即进 行基于转向用方向盘的操作，因此，在紧急时能够进行基于方向盘的转向操作。 如上所述，根据本施工车辆用转向装置，不仅非常适于在一般车道上行驶，而 且非常适于工地作业，而且能够进行可靠性高的转向才喿作。
从以下的说明可知，本发明涉及的施工车辆用转向装置如上述发明内容一 项所示的那样构成，因此，不仅非常适于在一般车道上行驶，而且非常适于工 地作业，而且能够进行可靠性高的转向操作。其结果为，根据本施工车辆用转 向装置，在施工车辆的转向操作时，能够减轻操作者的操作上的负担，与以往 相比能够降低操作者的疲劳，并且能够提高施工车辆的转向操作的安全性。另 外，基于来自方向盘用信号生成单元以及杆用信号生成单元中的任一信号生成 单元的先导信号对转向用液压缸进行的控制都通过相同的先导式方向切换阀 来进行，因此，能够减少用于控制转向用液压缸的先导式方向切换阀的配置数 量，并且由此能够简化液压回路。
在将本发明涉及的施工车辆用转向装置具体化的情况下，特别是如果如权
利要求书的权利要求2记载的那样具体化，则在构成方向盘优先操作用的自动 切换单元的情况下，仅通过以下方式就能够构成使用液压先导方式的切换阀来作为选择阀，将用于切换先导式方向切换阀的来自方向盘用信号生成单元的 先导信号导向选择阀的另一个信号接收部，因此可以使用于附加方向盘优先操 作用的自动切换单元的结构简单化。
在将本发明涉及的施工车辆用转向装置具体化的情况下，特别是如果如权 利要求书的权利要求3记载的那样具体化，则在构成方向盘优先操作用的自动 切换单元的情况下，由于特别是将来自先导压力稳定的先导泵的先导油通过解 除阀引导向选择阀的另一个信号接收部，因此，使在转向用方向盘的才喿作时能 够可靠地切换选择岡这一设计变得容易。其结果为，能够提高与方向盘优先操 作用的自动切换单元对选择阀进行的切换操作相关的可靠性。


图1是将本发明具体化而构成的第一例的施工车辆用转向装置的液压回 路图。
图2是将本发明具体化而构成的第二例的施工车辆用转向装置的液压回路图。
标号说明.
1:自行驶车体；la:前车架；lb:后车架；lc:销；2:车体弯曲用液压 缸；3:液压泵；4:先导泵；5:先导式方向控制阀；6:方向盘用信号生成单 元；7:旋转式方向切换阀；7a:转向用方向盘；7b:旋转巻轴；7c:阀主体； 7d :弹簧；8:齿轮泵；9:油箱；10:电气杆用操作装置；10a:转向用杆； 11:控制器；12a、 12b:压力比例电磁阀;13a、 13b:选择阀；14:杆用开关； 15:选择阀切换用的切换阀；16:梭动阀；17:解除阀；a、. b:压力油的供排 管道；c、 d:先导管道；e:主先导管道；f-j:先导管道；s:弹簧。
具体实施例方式
以下使用图1和图2说明本发明实际上如何具体化，从而使用于实施本发 明的优选方式明确。
图1是将本发明具体化而构成的第一例的施工车辆用转向装置的液压回 路图，图2是将本发明具体化而构成的第二例的施工车辆用转向装置的液压回 路图。下面，在对本发明的施工车辆用转向装置进行说明的情况下，这里，对 将该转向装置具体化成弯曲式的轮式装载机用的转向装置的情况为例进行说明。
最初，使用图1说明与设有该转向装置的具体化的弯曲式的轮式装载机相 关的一般技术内容。
在图1中，标号l是设置作业机器、驾驶室等的、通过车轮行驶的作为施
工车辆的弯曲式的轮式装载机中的自行驶车体，标号la是通过前轮支承、构 成自行驶车体1的前部的作为前部车体的前车架；标号lb是通过后轮支承、 构成自行驶车体1的后部的作为后部车体的后车架；标号lc是以轴支承的方 式将前车架la相对于后车架lb连接成能够在水平方向转动的销；标号2是作 为转向用液压致动器的车体弯曲用液压缸，其通过伸缩以使前车架la相对于 后车架lb以销lc为中心在水平方向转动的方式进行驱动，通过使自行驶车体 1弯曲来进行车辆的转向操作。
弯曲式的轮式装载机在前车架la上设置有进行砂土的挖掘作业和装载作 业或除雪作业等各种作业的未图示的作业机器。另外，在后车架lb上设置有 用于由操作者对该作业机器和自行驶车体1进行转向操作的未图示的驾驶席。 并且，该弯曲式的轮式装载机中，通过由操作者使车体弯曲用液压缸2伸缩来 使前车架la相对于后车架lb相对转动，来使自行驶车体l弯曲而转弯前进， 由此能够在作业工地进行作业或者为了往来而在车道上行驶。
作业机器具有升降臂，其支承于前车架la的前部，并安装成能够以其 支承点为中心上下动作；4产斗，其以能够在上下方向摆动的方式安装于该升降 臂的前端部；作为液压致动器的升降臂用缸，其通过伸缩以使上述升降臂上下 动作的的方式进行驱动；以及作为液压致动器的铲斗用缸，其通过伸缩以使上 述4产斗在上下方向摆动的方式进行驱动。在轮式装载机中，有时与这样的作业 机器用的液压致动器相关联地通过操作单元对转向用的车体弯曲用液压缸1 进行适当的操作来进行各种作业。例如，在砂土的挖掘作业或除雪作业中，利 用行驶时的前进力使铲斗插入到^"-土或雪中，同时通过驱动该铲斗或升降臂来 进行挖掘或除雪，或者，有时在与此相伴地进行装载作业时，关联地进行作业 机器用的液压致动器的操作和车体弯曲用液压缸2的操作。
下面，根据图l对本发明的第一例的施工车辆用转向装置进行说明。
在该图中，标号3是液压泵，其通过发动机(未图示)驱动，产生用于驱
10动车体弯曲用液压缸2的液压；标号4是先导泵，其与该液压泵3的压力油的 流道设置在不同系统，并作为用于产生液压先导压力的液压先导压力产生源； 标号5是先导式方向切换阀，其设置在液压泵3的排出侧，用于切换从液压泵 3提供给车体弯曲用液压缸2的压力油的供给方向和供给流量，并且控制该车 体弯曲用液压缸2的运动；标号a是第一压力油供排管道，其用于将该先导式 方向切换阀5的左侧输出口连接到左侧的车体弯曲用液压缸2的底侧以及右侧 的车体弯曲用液压缸2的杆侧；标号b是第二压力油供排管道，其用于将先导 式方向切换阀5的右侧输出口连接到左侧的车体弯曲用液压缸2的杆侧以及右 侧的车体弯曲用液压缸2的底侧。
关于先导式方向切换阀5,根据后述的转向用方向盘7a的旋转操作的方 向，先导泵4的液压先导压力被输送到左右某一个信号接收部，^Mv而先导式方 向切换阀5从中立位置被切换到左右某一个位置。另外，在切换到左边位置时， 将液压泵3的压力油通过第一压力油供排管道a提供给左侧的车体弯曲用液压 缸2的底侧，并且将该杆侧的压力油通过第二压力油供排管道b排出到油箱9 中，由此，V吏左侧的车体弯曲用液压缸2伸长。与该动作并4亍地，将液压泵3 的压力油通过第一压力油供排管道a提供给右侧的车体弯曲用液压缸2的杆 侧，并且将该底侧的压力油通过第二压力油供排管道b排出到油箱9中，由此， 使右侧的车体弯曲用液压缸2缩短。其结果为前车架la相对于后车架lb向右 方向转动。
另外，先导式方向切换阀5被切换到右边位置时，先导式方向切换阀5 将液压泵3的压力油通过第二压力油供排管道b提供给左侧的车体弯曲用液压 缸2的杆侧，并且将该底侧的压力油通过第 一压力油供排管道a排出到油箱9 中，由此，使左侧的车体弯曲用液压缸2缩短。同时，将液压泵3的压力油通 过第二压力油供排管道b提供给右侧的车体弯曲用液压缸2的底侧，并且将该 杆側的压力油通过第一压力油供排管道a排出到油箱9中，由此，使右侧的车 体弯曲用液压缸2伸长。其结果为前车架la相对于后车架lb向左方向转动。 在通过上述的转向用方向盘7a的旋转操作来实现的先导式方向切换阀5的切 换操作中，能够根据所述方向盘7a的操作量来调节开口量，从而能够控制车 体弯曲用液压缸2的伸缩速度。标号6是方向盘用信号生成单元，其附设有转向用方向盘7a，通过该方 向盘7a的旋转操作，该方向盘用信号生成单元6生成用于切换先导式方向切 换阀5的工作位置(从中立位置切换的左边位置和右边位置)以及开口量(先 导油的流道的截面积)的先导信号；标号7是旋转式方向切换阀，其设置于先 导泵4的排出侧，并通过附设于旋转巻轴(spool) 7b的转向用方向盘7a的旋 转操作而将液压先导压力输出到先导式方向切换阀5的左右某一信号接收部， 从而将该先导式方向切换阀5从中立位置切换到左边位置或者右边位置；标号 8是齿轮泵，其与该旋转式方向切换阀7的旋转巻轴7b的旋转同步地向正反 两个方向旋转；标号9是用于储存工作油或者先导油的油箱；标号c是用于将 先导油导向先导式方向切换阀5的左边的信号接收部的左先导管道；标号d 是用于将先导油导向先导式方向切换阀5的右边的先后接收部的右先导管道。
在图1所示的例子中，方向盘用信号生成单元6通过设置旋转式方向切换 阀7和齿轮泵8而构成。旋转式方向切换阀7通过设置下述部分而构成内部 具有嵌入孔的阀主体7c;旋转巻轴7b,其可以旋转地嵌入在该阀主体7c的 嵌入孔中，并且通过转向用方向盘7a的旋转操作而旋转；以及弹簧7d,其用 于将该旋转巻轴7保持在中立位置。并且，通过使该旋转巻轴7b旋转，通过 旋转巻轴7b来开闭设置于阀主体7c的多个口 ， 乂人而切换先导油的流动方向和 流量。在图1中，为了便于说明，将该旋转巻轴形的方向切换阀7图示成宛如 旋转巻轴7b在阀主体7c内从中立位置向左右的位置直线地滑动的滑动转轴形 (slide spool)的方向切换阀。下文中，基于图1所示的方向切换阀7来进行 关于该旋转式方向切换阀7的说明。
当对转向用方向盘7a进行向左右某一方向旋转的l喿作时，旋转式方向切 换阀7根据该旋转操作的方向使流动从中立位置进行切换。并且，当向左方向 进行了旋转操作时，成为与图1所示的方向切换阀7切换到左边位置同等的状 态，将与先导泵4相通的流道连接到齿轮泵8的向左方向旋转时的吸入侧，而 且，将齿轮泵8的向左方向旋转时的排出侧连接到右先导管道d上，并且将左 先导管道c连接到与油箱9连通的流道。
另外，当向右方向进行了旋转操作时，成为与图1所示的方向切换阀7 切换到右边位置等同的状态，将与先导泵4相通的流道连接到齿轮泵8的向右方向旋转时的吸入側，而且，将齿轮泵8的向右方向旋转时的排出侧连接到左 先导管道c上，并且将右先导管道d连接到与油箱9连通的流道。在以上的通 过转向用方向盘7a的旋转操作而实现的先导式方向切换阀5的切换操作中， 能够根据该方向盘7a的操作量，来调节方向控制阀7的流道的开口量，从而 能够调节液压先导压力。
齿轮泵8被连接成其旋转轴与旋转巻轴7b同轴，当通过转向用方向盘7a 的旋转操作使旋转巻轴7b旋转时，齿轮泵8的旋转轴也与旋转巻轴7b的旋转 同步地旋转。因此，当旋转式方向切换阀7通过转向用方向盘7a的向左右某 一方向的旋转操作而从中立位置进行切换时，齿轮泵8也伴随该方向盘7a的 旋转操作通过手动被旋转驱动，其结果为，齿轮泵8发挥所谓的手动泵(hand pump)的作用，来自先导泵4的先导油通过旋转式方向切换阀7的流道被导 向左右某一先导管道c， d。
然后，当转向用方向盘7a的旋转才喿作结束时，旋转巻轴7b通过弹簧7d 的作用力而向与转向用方向盘7a的旋转操作方向相反的方向旋转，从而恢复 到中立位置。此时，与旋转巻轴7b同轴的齿轮泵8也向相反方向旋转。在该 过程中，由旋转式方向切换阀7和齿轮泵8构成的方向盘用信号生成单元6 将与旋转巻轴7b的旋转量对应的预定容量的先导油作为先导信号通过齿轮泵 8导向先导式方向切换阀5的信号接收部，由此，能够调节该先导式方向切换 阀5的开口量。
图1中的方向盘用信号生成单元6由于具有这样的组成，因此，在方向盘 用信号生成单元6工作时，在将与转向用方向盘7a的旋转操作量对应的预定 量的先导油导向先导式方向切换阀5的信号接收部之后，旋转巻轴7b通过弹 簧7d的作用力而独自恢复到中立位置，每当对转向用方向盘7a进行旋转操作 时，操作者不需要进行逐一进行该方向盘7a的反向旋转操作以使旋转巻轴7b 恢复到中立位置的麻烦。因此，根据本方向盘用信号生成单元6，能够减轻操 作负担大的方向盘用信号生成单元6中的转向用方向盘的操作负担，能够有助 于降低因转向操作而？ I起的操作者的疲劳。
以上，以与方向盘用信号生成单元6有关的转向用的液压回路为中心进行 了说明，而下面则对与杆用信号生成单元有关的转向用的液压回路进行说明。标号IO是电气杆用操作装置，其附设有被进行倾动操作的转向用杆10a, 并通过该杆10a的倾动操作而输出电信号；标号ll是控制器，该电气杆用操 作装置的电信号被输入到该控制器中，从而该控制器输出与该转向用杆10a的 操作方向和操作量相关的电信号；标号12a是第一压力比例电磁阀，其根据来 自控制器11的电信号的输出值来调节开口量，从而能够调整从主先导管道e 导向二次侧先导管道f的液压先导压力的输出值；标号12b是同样能够调整从
主管道e导向二次侧先导管道g的液压先导压力的输出值的第二压力比例电磁 阀；标号e是用子将来自先导泵的先导油作为先导信号提供给各种阀的主先导 管道；标号f是用于将第一压力比例电磁阀12a的二次侧的先导油导向先导式 方向切换阀5的左边的信号接收部的先导管道；标号g是用于将第二压力比例 电磁阀12b的二次側的先导油导向先导式方向切换阀5的右边的信号接收部的 先导管道。
当对转向用杆10a进行倾动^t喿作时，根据倾动才喿作的方向和操作量，电气 杆用操作装置IO的输出到控制器11中的与电压值相关的电信号会发生变化。 控制器11根据从电气杆用操作装置IO输出的电信号，生成与转向用杆10a的 操作方向和操作量对应的电信号，并将与该转向用杆10a的操作量对应的电信 号根据其操作方向输出到第一压力比例电磁阀12a或者第二压力比例电磁阀 12b的信号接收部。这样，收到该电信号的压力比例电磁阀12a、 12b在后述 的选择阀13a、 13b切换到下边位置的条件下，如后所述输出液压先导压力， 并且还先导式方向切换阀5。
即，第一压力比例电磁阀12a根据来自控制器11的与转向用杆10a的操 作方向相关的电信号而工作，其从右边位置切换到左边位置。并且，当切换到
了左边位置时，将来自主先导管道e的液压先导压力从先导管道f通过第一选 择阀13a输出到先导式方向切换阀5的左边的信号接收部，并将该先导式方向 切换阀5切换到左边位置。此间，先导式方向切换阀5的右边的信号接收部的 先导油从第二选择阀13b经由先导管道g后通过被切换到右边位置并处于原始 状态的第二压力比例电磁阀12b然后排出到油箱9中。
同样地，第二压力比例电磁阀12b根据与转向用杆10a的操作方向相关的 电信号从右边位置切换到左边位置。并且，当切换到了左边位置时，将来自主先导管道e的液压先导压力从先导管道g通过第二选择阀13b输出到先导式方 向切换阀5的右边的信号接收部，并将该先导式方向切换阀5切换到右边位置。 此间，先导式方向切换阀5的左边的信号接收部的先导油从第一选择阀13a经 由先导管道g后通过处于原始状态的第一压力比例电^f兹阀12a然后排出到油箱 9中。
在这些过程中，压力比例电磁阀12a、 12b根据来自控制器11的电信号的 输出值来调节其开口量，由此，能够调整输出到先导式方向切换阀5的信号接 收部中的液压先导压力。这样，电气杆用操作装置IO、控制器ll以及压力比 例电磁岡12a、 12b构成了通过转向用杆10a的倾动操作而生成用于切换先导 式方向切换阀5的工作位置以及开口量的先导信号。
标号13a是第一选择阀，其以能够将来自杆用信号生成单元的先导信号和 来自方向盘用信号生成单元6的先导信号有选择地输出到先导式方向切换阀 的左边的信号接收部的方式进行切换；标号13b是第二选择阀，其与该第一选 择阀13a被同时切换，其以能够将来自杆用信号生成单元的先导信号和来自方 向盘用信号生成单元6的先导信号有选择地输出到先导式方向切换阀的右边 的信号接收部的方式进行切换，标号14是作为杆操作用手动切换开关的杆用 开关，其用于通过手动操作使基于转向用杆10a对倾动操作的车辆转向操作能 够实现；标号15是选择阀切换用的切换阀，其通常时被设置在右边位置，将 先导管道h的先导油排出到油箱9中，该选择阀切换用的切换阀如下进行工作 根据杆用开关14的操作信号被切换操作至左边位置，从而将主先导管道e的 先导油从先导管道j通过先导管道h导向两个选择阀13a、 13b的下边的信号 接收部；标号h是将该切换阀15的二次侧的先导油导向两个选择阀13a、 13b 的下边的信号"^妄收部的先导管道；标号j是作为将主先导管道e的先导油从该 主先导管道e分出并输送到选择阀切换用的切换阀15的流道的先导管道。
选择阀13a、 13b在相互对置的位置(在图1的示例中在上下位置)设置 有一对信号接收部，通常时，通过上侧的弹簧s的作用力而被设置在上边位置， 并能够将来自方向盘用信号生成单元6的先导信号通过先导管道c、 d输出到 先导式方向切换阀5中。并且，选择岡13a、 13b通过将先导油导入到下边的 信号接收部而被切换到下边位置，从而能够将来自杆用信号生成单元的先导信
15号、即来自压力比例电磁阀12a、 12b的液压先导压力输出到压力油供排管道 先导式方向切换阀5中。另外，通过将先导油导入到上边的信号接收部，即使 在先导油导入到了下边的信号接收部中的时候，选择岡13a、 13b也被切换到 上边位置以便能够将来自方向盘用信号生成单元6的先导信号输出到先导式 方向切换阀5中。
杆用开关14是常开的开闭开关，其通常时即在打开时被设置在转向用方 向盘7的使用模式下，当关闭时，被切换到转向用杆10a的使用模式。表示该 杆用开关14的开闭状态的打开/关闭信号被输入到控制器11中。杆用开关14 当操作者进行打开操作而设置到转向用方向盘7a的使用模式时，通过控制器 ll将电信号输出到选择阀切换用的切换阀15的左边的信号接收部，并将该切 换阀15切换到左边位置。
于是，该选择阀切换用的切换阀15将来自先导管道e的先导油从先导管 道j通过先导管道h导向两个选择阀13a、 13b的下边的信号接收部，将选择 岡13a、 13b切换到下边位置。其结果为，通过转向用杆10a的倾动操作，能 够将来自压力比例电磁阀12a、 12b的一方的液压先导压力通过先导管道g、 f 的一方输出到先导式方向切换阀5的一个信号接收部，并将另一个信号接收部 的液压先导压力通过先导管道f、 g的另一方从压力比例电磁阀12a、 12b的另 一方去掉。
这样，通过设置作为杆操作用手动切换开关的杆用开关14和选择阀切换 用的切换阀15构成了杆操作用的手动切换单元,通过杆用开关14的手动操作， 将选择阀13a、 13b切换成能够将来自杆用信号生成单元的先导信号输出到先 导式方向切换阀5中，从而能够实现基于转向用杆10a的倾动操作的车辆转向 操作。在本施工车辆用转向装置中，通过将与上述那样的杆用信号生成单元相 关联的转向用的液压回路附加到与方向盘用信号生成单元6相关联的上述转 向用液压电路中，能够有选择地进行基于转向用方向盘7a的转动操作和基于 转向用杆10a的倾动操作的车辆转向操作。
另外，先导式方向切换阀5和方向盘用信号生成单元6之间的先导管道c、 d在旋转式方向切换阀7位于中立位置时构成闭合回路，在方向盘7a的非操 作时，切断了导向先导式方向切换阀5的左右的信号接收部的先导油的流动，因此，在方向盘用信号生成单元6不工作时，在将液压先导压力导入了先导式 方向切换阀5的左右的信号接收部中的一方时，不能够从另一方撤除液压先导 压力，在该状态下，无法通过转向用杆10a无障碍地对先导式方向切换阀5进 行切换操作。
压力比例电磁阀12a、 12b、选择阀13a、 13b以及选择阀切换用的切换阀 15是为了克服上述问题而专门设置的，由此，除了转向用方向盘7a之外，能 够使转向用杆10a通过附加简单的结构就能够使用。即，通过设置压力比例电 磁阀12a、 12b以及选择阀13a、 13b,通过杆用开关14的打开操作来切换选 择阀切换用的切换阀15,来将选择阀13a、 13b切换成使压力比例电磁阀12a、 12b与先导式方向切换阀5的左右的信号接收部联通，因此，能够通过压力比 例电磁阀12a、 12b中的一个压力比例电磁阀将先导油导入到先导式方向切换 阀5的左右的信号接收部的一个信号接收部中，并且通过另一压力比例电磁阀 将另一个信号接收部的先导油排到油箱9中，从而能够通过转向用杆10a的倾 动操作无障碍地切换先导式方向切换阀5。
在本施工车辆用转向装置中，为了提供转向操作的可靠性并提高其安全 性，专门设置了方向盘优先操作用的自动切换单元。所以，.根据图1,对该方 向盘优先操作用的自动切换单元进行i^明。
该方向盘优先操作用的自动切换单元是这样的单元即使在通过杆用开关 14的打开操作将选择阀13a、 13b切换到了下边位置以便能够将来自杆用信号 生成单元的先导信号输出到先导式方向切换阀5中的情况下，当操作者对转向 用方向盘7a进行了旋转操作时，该方向盘优先操作用的自动切换单元也会将 选择阀13a、 13b自动切换到上边位置以便能将来自方向盘用信号生成单元6 的先导信号立即输出到先导式方向切换阀5中。
图1所示的方向盘优先操作用的自动切换单元构成为通过将用于切换先 导式方向切换阀5的来自方向盘用信号生成单元6的先导信号导向第一选择阀 13a和第二选择阀13b两者的上方的信号接收部来将两个选择阀13a、 13b切 换到上边位置，从而能够将来自方向盘用信号生成单元6的先导信号通过先导 管道c、 d输出到先导式方向切换阀5中。具体来说，在该方向盘优先操作用 的自动切换单元中设置有用于将液压先导压力导向第一选择岡13a以及第二选择阀13b的上方的信号接收部的先导管道i;以及4炎动阀(shuttle valve ) 16， 其选择左右先导管道c、 d的液压先导压力中的高压一方的液压先导压力(该 液压先导压力只有通过转向用方向盘7a的操作而生成的液压先导压力)并将 其导向先导管道i，所述左右先导管道c、 d对用于切换先导式方向切换阀5的 来自方向盘用信号生成单元6的液压先导压力进行引导。
下面叙述以上说明过的施工车辆用转向装置的作用效果。 本施工车辆用转向装置包括附设有被进行旋转操作的转向用方向盘7a的 方向盘用信号生成单元6，因此，在法规上容许在一般车道上为了往来而进行 行驶，非常便利。并且，该方向盘用信号生成单元6的转向用方向盘7a的操 作是旋转操作，最大操作量非常大，因此能够容易地进行在一般车道行驶时需 要频繁进行的微操作，并且能够以与普通汽车相同的操作感觉来进行运转操 作。因此，本施工车辆用转向装置依旧保持了现有施工车辆用转向装置的优秀
的性能，非常适于在一般车道上行驶。
另夕卜，本施工车辆用转向装置在依旧具备了上述的现有技术的优秀性能的
基础上，还具有杆用信号生成单元，该杆用信号生成单元附设有被进行倾动操 作的转向用杆ioa,并且该杆用信号生成单元通过该杆10a的倾动操作而生成 用于切换先导式方向切换阀5的先导信号，因此，能够通过手动对杆用开关 14进行开闭操作，来有选择地实施基于转向用杆10a的操作，所以，与现有 技术不同，还非常适于工地作业。即，转向用杆10a的操作是单手把持该杆 10a通过屈伸手腕使杆10a倾动的倾动操作，最大操作量与转向用方向盘7a 的操作相比极小，所以在工地的作业中，即使在需要频繁地进行使自行驶车体 1大幅度转弯的大操作的时候，带给操作者的操作上的负担远远小于转向用方 向盘7a的操作。
另外，这样的转向用杆10a适于单手把持进行操作，因此，当如通过轮式 装载机进行挖掘作业时那样在工地一边进行作业一边进行行驶时，能够在单手 操作转向用杆10a的同时，用另一只手容易地操作与该作业相关的液压致动器 的操作单元。此时，车体弯曲用液压缸2的操作与通常通过作业用液压致动器 的操作实施的操作一样，都是通过基于杆的操作来实施，因此，两个液压致动 器的操作与以往不同，是通过实质上相同的操作单元来进行操作，操作比以往更容易进行。而且，基于该转向用杆10a的操作是能够减轻操作时的操作力的 电气杆用操作装置10的操作，因此，操作者在进行作业时能够更加容易地进 行操作。
如上所述，在本施工车辆用转向装置中，不仅非常适于在一般的车道上行 驶，而且还能够进行非常适于工地作业的转向操作，而在这样的优秀性能的基 础上，即使在将杆用开关14切换到了转向用杆10a的使用模式下时，在紧急 时也能够立即进行基于转向用方向盘7a的操作，能够进行可靠性高的转向操 作。即，在本施工车辆用转向装置中，特别设置有具有先导管道i和梭动阀16 的方向盘优先操作用的自动切换单元，因此，即使在将选择阀13a、 13b切换 成能够使用转向用杆10a的时候，通过杆用开关14，当在紧急时瞬间对才喿作 性优秀且可靠性高的转向用方向盘7a进行了旋转操作的时候，选择阀13a、 13b被自动切换成能够将来自方向盘用信号生成单元6的先导信号输出到先导 式方向切换阀5中。
因此，在本施工车辆用转向装置中，即使在将杆用开关14切换到转向用 杆10a的使用模式下进行作业的时候，如果操作者根据需要而对转向用方向盘 7a进行旋转操作，则不需要对杆用开关14进行切换操作，就能够立即进行基 于转向用方向盘7a的操作，因此，在紧急时能够进行基于方向盘7a的转向操 作。如上所述,根据本施工车辆用转向装置，不仅非常适于在一般车道上行驶， 而且非常适于工地作业，而且能够进行可靠性高的转向操作。
其结果为，根据本施工车辆用转向装置，在施工车辆的转向操作时，能够 减轻操作者的操作上的负担，与以往相比能够降低操作者的疲劳，并且能够提 高施工车辆的转向操作的安全性。另外，基于来自方向盘用信号生成单元10 以及杆用信号生成单元中的任一信号生成单元的先导信号对车体弯曲用液压 缸2进行的控制都通过相同的先导式方向切换阀5来进行，因此，能够减少用 于控制车体弯曲用液压缸2的先导式方向切换阀5的配置数量，并且由此能够 简化液压回路。
最后，根据图2对本发明涉及的第二例的施工车辆用转向装置进行说明。
该第二例的施工车辆用转向装置除了方向盘优先操作用的自动切换单元 的具体结构之外其余在实质上与上述第一例的施工车辆用转向装置并无差异。因此，关于第二例，以图2所示的方向盘优先才喿作用的自动切换单元为中心进 行说明。另外，在图2中，对于与上述图1标以相同的标号的部分表示与该图 l等同的部分，因此，不再详细名又述。
该方向盘优先操作用的自动切换单元设置有先导管道i，其用于将液压 先导压力导向第一选择阀13a以及第二选择阀13b的上方信号接收部；梭动阀 16，其选择引导来自方向盘用信号生成单元6的液压先导压力的左右先导管道 c、 d的液压先导压力中高压一方的液压先导压力并将其输出；以及解除阀17, 其配置在将来自先导泵4的先导油输送到选择阀切换用的切换阀15的先导管 道j中。该解除阀17使通过梭动阀16所选择的液压先导压力输出到左边的信 号接收部中。
解除阀17在通常时被设置在右边位置，将先导管道j连通到选择阀切换 用的切换阀15侧，并且，使先导管道i的先导油排泄到油箱9中。另外，该 解除阀17当来自梭动阀16的液压先导压力被输出到左边的信号接收部中而切 换到左边位置时，将先导管道j连通至先导管道i,并且在选择阀切换用的切 换阀15切换到右边位置时，该解除阀17将导入到选择阀13a、 13b的下部的 信号接收部中的先导油通过先导管道h和选择阀切换用的切换阀15排泄到油 箱9中。
现在，对杆用开关14进行打开操作，将该开关14切换到转向用杆10a的 使用模式下。此时,.选择阀切换用的切换阀15被切换到左边位置，由此，将 选择阀13a、 13b切换到下边位置以便能够将来自杆用信号生成单元的先导信 号输出到先导式方向切换阀5中。在这样的状态下，当在紧急时对转向用方向 盘7a进行旋转操作时，方向盘优先操作用的自动切换单元由于具有上述的结 构，因此，通过梭动阀16检测出的转向用方向盘7a的操作时的液压先导压力、 换言之、用于切换先导式方向切换阀5的来自方向盘用信号生成单元6的先导 信号从梭动阀16输出到解除阀17的左边的信号接收部中。
于是，解除阀17被切换到左边位置，将来自先导泵4的先导油从主先导 管道e和先导管道j通过先导管道i引导至选择阀13a、 13b的上边的信号接收 部，由此，选择阀13a、 13b被切换到上边位置以便能够将来自方向盘用信号 生成单元6的先导信号、即、先导管道c、 d的液压先导压力输出到先导式方
20向切换岡5中。此时，解除阀17将导入到选择阀13a、 13b的下边的信号接收 部中的先导油通过先导管道h和左边位置切^:时的选择阀切换用的切换阀15 排泄到油箱9中，来支援选择阀13a、 13b的向上边位置的切换。
在该第二例的施工车辆用转向装置中，如已经说明过的那样，除了方向盘
优先操作用的自动切换单元的具体结构之外，其余与第一例的施工车辆用转向 装置在实质上并无差异，方向盘优先才喿作用的自动切换单元也能够实现与第一 例的单元等同的功能，因此，本施工车辆用转向装置也当然具有与第一例的施 工车辆用转向装置同样的作用效果。因此，4艮据本施工车辆用转向装置也能够
达成"不仅非常适于在一般车道上行驶，而且非常适于工地作业，而且能够进 行可靠性高的转向操作"这一本申请的发明技术课题，并且能够实现对第一例 的施工车辆用转向装置叙述过的各种作用效果。
在构成方向盘优先操作用的自动切换单元的情况下，在第一例的施工车辆 用转向装置中，特别是仅通过以下方式就能够构成选择阀Ua、 13b使用了 液压先导方式的切换阀，通过梭动阀16检测到的转向用方向盘7a的操作时的 来自方向盘用信号生成单元6的先导管道c、 d的液压先导压力仅被导向到选 择阀13a、 13b的信号接收部，因此，可以使用于附加方向盘优先操作用的自 动切换单元的结构简单化。
在通过方向盘优先操作用的自动切换单元切换选择阀的情况下，在第二例 的施工车辆用转向装置中，与先导管道d、d的液压先导压力不同，是将来自 液压先导压力稳定的先导泵4的先导油在压力不变化的情况下通过解除阀17 导向到选择阀13a、 13b的信号接收部中，因此，使在转向用方向盘7a的操:作 时能够可靠地切换选择阀13a、 13b这一设计变得容易。其结果为，能够提高 与方向盘优先梯:作用的自动切换单元对选择阀13a、 13b进行的切换操作相关 的可靠性。
权利要求
1.一种施工车辆用转向装置，其具有作为用于进行车辆的转向操作的致动器的转向用液压缸；先导式方向切换阀，其控制对该转向用液压缸的压力油的供给方向以及供给量；以及方向盘用信号生成单元，其附设有被进行旋转操作的转向用方向盘，该方向盘用信号生成单元通过该方向盘的旋转操作生成用于切换先导式方向切换阀的工作位置和开口量的先导信号，该施工车辆用转向装置的特征在于，该施工车辆用转向装置构成为设置有杆用信号生成单元，其附设有被进行倾动操作的转向用杆，该杆用信号生成单元通过该杆的倾动操作生成用于切换先导式方向切换阀的工作位置和开口量的先导信号；选择阀，其以能够将来自方向盘用信号生成单元的先导信号和来自杆用信号生成单元的先导信号有选择地输出到先导式方向切换阀的方式进行切换；杆操作用的手动切换单元，其通过手动操作将选择阀切换成能够将来自杆用信号生成单元的先导信号输出到先导式方向切换阀中，从而能够实现基于转向用杆的倾动操作的车辆转向操作；以及方向盘优先操作用的自动切换单元，即使在通过上述手动切换单元的手动操作将选择阀切换成了能够将来自杆用信号生成单元的先导信号输出到先导式方向切换阀中的情况下，当对转向用方向盘进行了旋转操作时，该方向盘优先操作用的自动切换单元将选择阀自动地切换成能够将来自方向盘用信号生成单元的先导信号输出到先导式方向切换阀中。
2. 根据权利要求1所述的施工车辆用转向装置，其特征在于， 选择阀构成为设置有相互对置的一对信号接收部，该选择阀构成为通过将先导油导入到一个信号接收部，能够将来自杆用信号生成单元的先导信号输 出到先导式方向切换阀中，通过将先导油导入到另一个信号接收部中，即使在 先导油导入到了一个信号接收部中的情况下，也能够切换成将来自方向盘用信 号生成单元的先导信号输出到先导式方向切换阀中，并且，方向盘优先才喿作用的自动切换单元构成为通过将用于切换先导式方向切换阀的来自方向盘用信号生成单元的先导信号导入到选择阀的另一个信号接 收部中，将选择阀切换成能够将来自方向盘用信号生成单元的先导信号输出到 先导式方向切换阀中。
3.根据权利要求1所述的施工车辆用转向装置，其特征在于，选择阀构成为设置有相互对置的一对信号接收部，该选择阀构成为通过 将先导油导入到一个信号接收部，能够将来自杆用信号生成单元的先导信号输 出到先导式方向切换阀中，通过将先导油导入到另一个信号4妄收部中，即使在 先导油导入到了一个信号接收部中的情况下，也能够切换成将来自方向盘用信 号生成单元的先导信号输出到先导式方向切换阀中，杆操作用的手动切换单元构成为设置有杆操作用手动切换开关，其用于 使基于转向用杆的倾动操作的车辆转向操作能够实现；以及选择阀切换用的切 换阅，其通过来自该杆操作用手动切换开关的操作信号而被操作，使得先导油 能够导入到选择阀的一个信号接收部中，由此将切换阀切换成能够将来自杆用 信号生成单元的先导信号输出到先导式方向切换阀中，并且，方向盘优先操作用的自动切换单元构成为设置有解除阀，该解除阀设置于 将来自先导泵的先导油输送到选择阀切换用的切换阀中的流道中，并且，该解 除阀通过将用于切换先导式方向切换阀的来自方向盘用信号生成单元的先导 信号输出到信号接收部而被切换，由此，该解除阀将来自先导泵的先导油导入 到选择阀的另 一个信号接收部，从而将选择阀切换成能够将来自方向盘用信号 生成单元的先导信号输出到先导式方向切换阀中。
全文摘要
本发明提供一种施工车辆用转向装置，其不仅适合在一般的车道上行驶，而且适合工地作业，而且能够进行可靠性高的转向操作。该施工车辆用转向装置具有方向切换阀(5)，其控制向进行转向操作的车体弯曲用液压缸(2)的压力油的流动；以及方向盘用信号生成单元(6)，其通过方向盘(7a)的操作对方向切换阀(5)输出先导信号来对该阀(5)进行切换，该施工车辆用转向装置包括杆用信号生成单元，其由通过杆(10a)的操作而生成用于切换方向切换阀(5)的先导信号的压力比例电磁阀(12a、12b)构成；选择阀(13a、13b)，其以能够将来自上述两个信号生成单元的先导信号有选择地输出到方向切换阀(5)的方式进行切换；以及自动切换单元，其在对方向盘(7a)进行操作时将选择阀(13a、13b)切换成能够优先向方向切换阀(5)输出来自方向盘用信号生成单元(6)的先导信号。
文档编号B62D5/28GK101626940SQ200880003039
公开日2010年1月13日 申请日期2008年1月22日 优先权日2007年1月25日
发明者东宏行, 丝贺健太郎, 中村刚志, 中村和则 申请人:日立建机株式会社;Tcm株式会社