(57)【要約】【課題】車体の屈折角度が最大になっていることをオペレータが判断することができる全油圧式パワーステアリング装置を提供することにある。【解決手段】操舵機構を構成する油圧アクチュエータ１５，１６と、その方向制御弁２５と、それへ圧油を供給する第１油圧源２１と、方向制御弁２５を遠隔操作する操作ユニット２４と、それへ圧油を供給する第２油圧源２２を備え、操作ユニット２４は、ハンドル２７と、ステアリングポンプ２８と、ステアリングポンプ２８から吐出された流量の吐出方向を切換る方向制御弁から構成され、操舵機構の構造による作動限界を検出する検出手段５５と、その検出手段からの検出信号を伝達する伝達手段を備え、これにより車体の屈折角度が最大になっていることをオペレータが判断することができる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵機構を構成する油圧アクチュエータと、油圧アクチュエータを制御する方向制御弁と、その方向制御弁へ圧油を供給する第１油圧源と、方向制御弁を遠隔操作する操作ユニットと、その操作ユニットへ圧油を供給する第２油圧源とを備え、かつ操作ユニットは、その操作ユニットを操作するハンドルと、ハンドルの操作速度に応じた流量を吐出するステアリングポンプと、ハンドルの操作方向に応じてステアリングポンプから吐出された流量の吐出方向を切換る方向制御弁から構成される全油圧式パワーステアリング装置において、操舵機構の構造による作動限界を検出する検出手段と、その検出手段からの検出信号を伝達する伝達手段とを備えたことを特徴とする全油圧式パワーステアリング装置。
【請求項２】
請求項１記載の全油圧式パワーステアリング装置において、前記油圧アクチュエータとして油圧シリンダを備えたことを特徴とする全油圧式パワーステアリング装置。
【請求項３】
請求項１記載の全油圧式パワーステアリング装置において、前記操舵機構の作動限界を検出する手段として、前記油圧アクチュエータの作動圧力を検出する手段を備えたことを特徴とする全油圧式パワーステアリング装置。
【請求項４】
請求項３記載の全油圧式パワーステアリング装置において、前記油圧アクチュエータの作動圧力を検出する手段として前記油圧アクチュエータの作動圧力によって切り替わる切換弁を備えたことを特徴とする全油圧式パワーステアリング装置。
【請求項５】
請求項３記載の全油圧式パワーステアリング装置において、前記油圧アクチュエータの作動圧力を検出する手段として、前記油圧アクチュエータの作動圧力を電気指令信号に変換する圧力スイッチを備えたことを特徴とする全油圧式パワーステアリング装置。
【請求項６】
請求項１記載の全油圧式パワーステアリング装置において、前記操舵機構の構造による作動限界が検出されたことを伝達する手段として、ハンドルの操作を制限する制限手段を備えたことを特徴とする全油圧式パワーステアリング装置。
【請求項７】
請求項１記載の全油圧式パワーステアリング装置において、前記ハンドルの操作力を変更する変更手段を備えたことを特徴とする全油圧式パワーステアリング装置。
【請求項８】
請求項６記載の全油圧式パワーステアリング装置において、前記ハンドルの操作を制限する制限手段として、前記操作ユニットと前記油圧アクチュエータを制御する前記方向制御弁の接続経路とを遮断する第１装置を備えたことを特徴とする全油圧式パワーステアリング装置。
【請求項９】
請求項７記載の全油圧式パワーステアリング装置において、ハンドルの操作力を変更する変更手段として、前記操作ユニットとその操作ユニットへ圧油を供給する油圧源の接続経路とを遮断する第２装置を備えたことを特徴とする全油圧式パワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走行体のステアリング装置として全油圧式パワーステアリング装置を採用しているホイールローダ、オフロードダンプトラック、フォークリフト等の建設・産業機械等のステアリング装置に係わり、特にそのステアリング装置を作動する全油圧式パワーステアリング装置の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
建設機械・産業機械は、その作業によって車体が受ける負荷や衝撃が大きいことなどから、構造を頑丈に作る必要がある。また、鉱山や大規模造成地等の現場では作業効率の向上のために機械の大型化が求められてきた。その結果として機械の自重は非常に重くなっている。自走式の機械では、多くの場合ステアリング機能を備えているが、ステアリング動作のためには重量の重い機構を動かさなくてはいけないことから、ステアリングに大きな力が必要となる。そこで、一般的に全油圧式パワーステアリング装置が採用されている。全油圧式パワーステアリング装置を採用している建設機械として、例えばホイールローダがある。
【０００３】
ホイールローダは、土砂の積込や掘削等を行うバケットと、このバケットを上下に揺動させることを可能にするブームを前部走行体に接続配置し、このバケット及びブームは各々作業機用シリンダによって駆動される。また、前部走行体の後方には水平方向に相対的に揺動可能な後部走行体が接続されており、前部走行体と後部走行体を屈折させて車両の操舵（ステアリング）を行う第１、第２ステアリングシリンダ（油圧アクチュエータ）を車体両側に備えている。
【０００４】
上記の作業機用シリンダを駆動する油圧システムは、油圧ポンプ等からなる第１油圧源と、第１油圧源からの圧油をステアリング操作時はステアリング装置側へ、作業機操作時は作業機側へ圧油を分配する（ただし、ステアリング側が優先される）流量調整弁と、バケット及びブーム等の作業機用シリンダへ供給される圧油の流れ方向を切換る各々の方向切換弁とを備えている。そして走行体のステアリング装置としては、パイロット圧用の第２油圧源（パイロットポンプ）から供給される圧油を、ハンドルの操作方向と操作量に応じた流量だけ吐出するステアリング用パイロットバルブと、そのパイロット流量に応じて第２油圧源からの圧油を第１及び第２ステアリングシリンダへ供給するステアリングバルブからなる全油圧式パワーステアリング装置が設けられている。
【０００５】
ハンドルを非操作状態から右回転させると（操作状態になると）、上記ステアリング用パイロットバルブ内部のスプールが切換り、パイロット圧用の第２油圧源から供給される圧油がステアリング用パイロットバルブ内のジロータへ流れ込む。ジロータはハンドル操作量に応じた流量の圧油を吐出し、吐出された圧油はステアリングバルブへ供給される。ステアリングバルブではステアリング用パイロットバルブから供給された圧油の流量に応じてスプールが切換り、第１油圧源から流量調整弁を通って供給された圧油が第１ステアリングシリンダのロッド側と第２ステアリングシリンダのボトム側へ流れ込み、同時に第１ステアリングシリンダのボトム側と第２ステアリングシリンダのロッド側の圧油がステアリングバルブを通って作動油タンクへ導かれる。これにより、前部走行体と後部走行体はオペレータのハンドル操作が停止されるか、或いは限界屈折角度に達するまで屈折することになる。
【０００６】
ハンドルを左回転させた場合には、圧油は上記ステアリングバルブを通って第１ステアリングシリンダのボトム側と第２テアリングシリンダのロッド側に流れ込む。同時に、第１ステアリングシリンダのロッド側と第２ステアリングシリンダのボトム側の圧油はステアリングバルブを通って作動油タンクへ導かれることで、前部走行体と後部走行体を屈折させる。
【０００７】
上記の全油圧式パワーステアリングでは、第１及び第２ステアリングシリンダへ供給される圧油の流量は、ステアリング用パイロットバルブから吐出される圧油の流量に応じて変化するステアリングバルブ内の流路面積によって決定される。よって、ハンドルの操作スピードと第１及び第２ステアリングシリンダへ供給される流量の関係（メータリング特性）を自由に設定することが可能である。一方で、ステアリングバルブ内のスプールが最大位置まで変位すると（すなわち流路面積が最大になると）、いくらハンドルを早く操作しても第１及び第２ステアリングシリンダへ供給される流量が増加しない。つまり車体の屈折スピードに最大値が存在する。そして、ユーザの中には上記のメータリング特性が線形であることを好むユーザも存在する。このようなユーザに対してはメータリング特性を線形に設定するだけでなく、各バルブ内の圧油リーク分や、油圧の立ち上がり遅れを補って、メータリング特性をより線形に近づけるための装置が提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特許第２９１９０５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記の全油圧式パワーステアリング装置においては、車体の屈折角度が最大に達した場合や、作業機や前部走行体へ加わる負荷によって、それ以上の車体の屈折が不可能になり、ステアリング系統の油圧が最大圧（リリーフセット圧）へ達しても、同じ方向へハンドル操作を続けることが可能である。そして、オペレータは車体の屈折が出来なくなっていることを操縦席から目視、油圧騒音、前部走行体と後部走行体のフレーム干渉音から判断するなどの感覚から判断する以外に確認する手段が無く、ハンドル操作をゆっくりと行っていた場合には、車体の屈折角度が最大に達していることに気がつかないことがあるという問題点があった。
【０００９】
本発明の目的は、上記のような事情に鑑みてなされたもので、車体の屈折角度が最大になっていることをオペレータが判断することができる全油圧式パワーステアリング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１発明による全油圧式パワーステアリング装置は、操舵機構を構成する油圧アクチュエータと、油圧アクチュエータを制御する方向制御弁と、その方向制御弁へ圧油を供給する第１油圧源と、方向制御弁を遠隔操作する操作ユニットと、その操作ユニットへ圧油を供給する第２油圧源とを備え、かつ操作ユニットは、その操作ユニットを操作するハンドルと、ハンドルの操作速度に応じた流量を吐出するステアリングポンプと、ハンドルの操作方向に応じてステアリングポンプから吐出された流量の吐出方向を切換る方向制御弁から構成され、操舵機構の構造による作動限界を検出する検出手段と、その検出手段からの検出信号を伝達する伝達手段を備えたことを特徴とする。
【００１１】
請求項２の発明による全油圧式パワーステアリング装置は、請求項１に記載の全油圧式パワーステアリング装置において、油圧アクチュエータとしては油圧シリンダを備えたことを特徴とする。
【００１２】
請求項３の発明による全油圧式パワーステアリング装置は、請求項１に記載の全油圧式パワーステアリング装置において、操舵機構の作動限界を検出する手段として油圧アクチュエータの作動圧力を検出する手段を備えたことを特徴とする。
【００１３】
請求項４の発明による全油圧式パワーステアリング装置は、請求項３に記載の全油圧式パワーステアリング装置において、油圧アクチュエータの作動圧力を検出する手段とし、油圧アクチュエータの作動圧力により切り替わる切換弁を備えたことを特徴とする。
【００１４】
請求項５の発明による全油圧式パワーステアリング装置は、請求項３に記載の全油圧式パワーステアリング装置において、油圧アクチュエータの作動圧力を検出する手段として、油圧アクチュエータの作動圧力を電気指令信号に変換する圧力スイッチを備えたことを特徴とする。
【００１５】
請求項６の発明による全油圧式パワーステアリング装置は、請求項１に記載の全油圧式パワーステアリング装置において、操舵機構の構造による作動限界が検出されたことを伝達する手段として、ハンドルの操作を制限する制限手段を備えたことを特徴とする。
【００１６】
請求項７の発明による全油圧式パワーステアリング装置は、請求項１に記載の全油圧式パワーステアリング装置において、ハンドルの操作力を変更する変更手段を備えたことを特徴とする。
【００１７】
請求項８の発明による全油圧式パワーステアリング装置は、請求項６に記載の全油圧式パワーステアリング装置において、ハンドルの操作を不可能にする手段として、操作ユニットと油圧アクチュエータを制御する方向制御弁の接続経路を遮断する第１装置を備えたことを特徴とする。
【００１８】
請求項９の発明による全油圧式パワーステアリング装置は、請求項７に記載の全油圧式パワーステアリング装置において、ハンドルの操作力を変更する方法として、操作ユニットと操作ユニットへ圧油を供給する油圧源の接続経路を遮断する第２装置を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の全油圧式パワーステアリング装置よれば、車体の屈折角度が最大になっていることをオペレータが判断することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の第１実施形態について、図１及び図４を用いて以下に説明する。
【００２１】
図１はホイールローダの車体側面図である。図２は図１のホイールローダの車体上面図であり、図３は図２の状態からステアリング操作を行った状態を示す作動状態図である。図４は本発明の全油圧式パワーステアリング装置の第１実施形態を示す油圧回路図である。
【００２２】
ホイールローダ１の前部走行体２には、土砂等の積込み及び掘削等を行うバケット７と、このバケット７を上下に揺動させることを可能にしているブーム８とが接続配置されており、このバケット７及びブーム８はそれぞれバケットシリンダ５、ブームシリンダ６によって駆動される。
【００２３】
キャブ（操縦席）９内にはステアリング用のハンドル２７が設置されている。ハンドル２７を中立状態（非操作状態）から例えば左回転に操作を行うと、第１ステアリングシリンダ１５が伸び、第２ステアリングシリンダ１６が縮むことによって、前部走行体２と後部走行体３がセンターヒンジ４を回転中心軸として屈折し、図３に示すような姿勢へ変化する。この時、ホイールローダ1が走行を行っていれば、左方向へ進んで行く。同様に、ハンドル２７を右回転に操作を行うと、第1ステアリングシリンダ１５が縮み、第２ステアリングシリンダ１６が伸びることで車体は図３に示す姿勢とは対称な姿勢へ変化し、右方向へ進んで行く。
【００２４】
原動機２０によって駆動される第１油圧ポンプ（第１油圧原）２１は、流量調整弁２３に接続されている。流量調整弁２３はバケットシリンダ５とブームシリンダ６を作動させる作業機コントロールバルブ２６と、第１及び第２ステアリングシリンダ１５，１６を作動させるステアリングバルブ２５が接続されている。作業機コントロールバルブ２６には、バケットシリンダ５及びブームシリンダ６が、ステアリングバルブ２５には第１ステアリングシリンダ１５及び第２ステアリングシリンダ１６が接続されている。また、両者の下流には作動油タンク３６が接続されている。
【００２５】
原動機２０によって駆動される第２油圧ポンプ（第２油圧原）２２はステアリング用パイロットバルブ２４に接続されている。ステアリング用パイロットバルブ２４は２つの入出力ポート３４，３５を備え、それぞれがハンドル空転規制装置５５を介してステアリングバルブ２５のパイロット圧油の入出力ポート４８，４９に接続されている。また、ステアリング用パイロットバルブ２４は、作動油タンク３６にも接続されている。
【００２６】
ハンドル空転規制装置５５は、２つのスプール型切換弁を備える信号制御弁５６，５８から構成されている。一方の信号制御弁５６の両端には、バネ５７とポート６２ｂとを配置し、ポート６２ｂに入力される圧力により、図のニュートラル位置（連通位置）５６ｂから切換位置（流れ制限位置）５６ａへ切り替わるように構成されている。他方の信号制御弁５８の両端には、バネ５９とポート６２ａとを配置し、ポート６２ａに入力される圧力により、図のニュートラル位置（連通位置）５８ｂから切換位置（流れ制限位置）５８ａへ切り替わるように構成されている。
【００２７】
ハンドル空転規制装置５５は、４つの圧油の入出力用のポート６０ａ，６０ｂ，６１ａ，６１ｂを備えており、ポート６０ａ，６１ａはそれぞれステアリング用パイロットバルブ２４の入出力ポート３５，３４に、ポート６０ｂ，６１ｂはそれぞれステアリングバルブ２５の信号入出力ポート４９，４８に接続されている。またハンドル空転規制装置５５は、前述した２つの信号入力用のポート６２ａ，６２ｂを備えており、ポート６２ａ，６２ｂにはステアリングバルブ２５と第1ステアリングシリンダ１５とを接続する管路４６、ステアリングバルブ２５と第２ステアリングシリンダ１６とを接続する管路４７とが分岐された管路を介してそれぞれ接続されている。
【００２８】
本発明の第１実施形態は上記のように構成されており、その作用について次に説明する。第１油圧ポンプ２１から吐出された圧油は流量調整弁２３によってステアリングバルブ２５と作業機コントロールバルブ２６に分流される。ステアリングバルブ２５はハンドル２７の操作に応じて第１ステアリングシリンダ１５と第２ステアリングシリンダ１６へ圧油を供給する。また、作業機コントロールバルブ２６はバケットシリンダ５とブームシリンダ６を駆動するための切換弁群（バケットシリンダ用流量切換弁５ａ，ブームシリンダ用流量切換弁６ａを含む）になっている。
【００２９】
流量調整弁２３のバネ室には、ステアリングバルブ２５から第１ステアリングシリンダ１５及び第２ステアリングシリンダ１６へ出力される圧油の圧力が導かれており、この圧力によりステアリングバルブ２５の切り替わり作動状況を流量調整弁２３へフィードバックして流量調整弁２３による通過流量を調整している。この流量調整弁２３の機能により、常にステアリングバルブ２５へ優先的に圧油が供給される。
【００３０】
第２油圧ポンプ２２から吐出された圧油（パイロット圧）は、ステアリング用パイロットバルブ２４へ供給される。ステアリング用パイロットバルブ２４は、オペレータによるハンドル２７の操作によって回転して切り替わり、ハンドル２７の操作量・操作スピードに応じた流量の圧油を切り替え量及び切り替えスピードを制御するパイロット圧油としてステアリングバルブ２５へ送り出す。ステアリングバルブ２５は、そのパイロット圧油に応じて切り替わり、前述したように第１油圧ポンプ２１から流量調整弁２３を経由して供給された圧油が第１ステアリングシリンダ１５及び第２ステアリングシリンダ１６に供給される。
【００３１】
次に、ハンドル空転装置５５の作用について説明する。
【００３２】
オペレータがハンドル２７を右方向へ操作した場合、ステアリング用パイロットバルブ２４は中立状態３０から回転して左切換位置３１の状態に切り替わる。第２油圧ポンプ２２から供給された圧油は、左切換位置３１内部を通過してジロータ２８へ流れ込む。ジロータ２８はシャフト２９を介してハンドル２７に接続されており、圧油の流入によってオペレータのハンドル操作をアシストする（パワーステアリング機能）。ジロータ２８を通過した圧油は再び左切換位置３１の内部を通過した後、入出力ポート３４からパイロット圧油として送り出される。
【００３３】
このパイロット圧油はハンドル空転規制装置５５へポート６１ａから流入し、信号制御弁５６のニュートラル位置５６ｂを通過した後、ポート６１ｂから流出し、ステアリングバルブ２５へ導かれる。
【００３４】
ステアリングバルブ２５へ供給されたパイロット圧油は入出力ポート４８から流入し、そのステアリングバルブ２５を中立状態４０から右切換位置４１へ切り替える。また、パイロット圧油はバルブ内流路４３から右切換位置４１内部を通過し、更にバルブ内流路４４を通って入出力ポート４９から流出する。
【００３５】
入出力ポート４９から流出したパイロット圧油はハンドル空転規制装置５５へポート６０ｂから流入し、信号制御弁５８のニュートラル位置５８ｂを通過した後、ポート６０ａから流出する。
【００３６】
そして、入出力ポート３５からステアリング用パイロットバルブ２４へ流入し、左切換位置３１を通過後に作動油タンク３６へ導かれる。
【００３７】
ステアリングバルブ２５が右切換位置４１へ切り替えられると、第１油圧ポンプ２１の圧油が流量調整弁２３を経由して入出力ポート４５からステアリングバルブ２５へ流入する。この圧油は右切換位置４１を通過した後、入出力ポート４７から流出して、第１ステアリングシリンダ１５のロッド側と、第２ステアリングシリンダ１６のボトム側へ流入する。
【００３８】
これにより、第１ステアリングシリンダ１５は縮み、第２ステアリングシリンダ１６は伸びる。よって、車体は右向きへ屈折し、車体進行方向が右側へ変化する。
【００３９】
この時、第１ステアリングシリンダ１５のボトム側と第２ステアリングシリンダ１６のロッド側の圧油は入出力ポート４６からステアリングバルブ２５へ流入し、右切換位置４１を通過した後、作動油タンク３６へ導かれる。
【００４０】
オペレータのハンドル操作が続き、車体の屈折角度が大きくなると、最大屈折可能角度に達する。この時、第１ステアリングシリンダ１５のロッド側と第２ステアリングシリンダ１６のボトム側の圧力は、リリーフ弁３７の設定圧力まで上昇する。
【００４１】
この油圧は油圧配管を通してハンドル空転規制装置５５へ導かれ、ポート６２ｂから入力される。ポート６２ｂから入力された圧力は信号制御弁５６の一端面に作用する。信号制御弁５６の他端面にはバネ５７が設けられており、バネ５７の切換設定圧力はステアリング系統のリリーフ弁３７の設定圧力と等しくなっている。よって、信号制御弁５６は切換位置５６ａに切り替わる。この状態においては、チェック弁６３によってポート６１ａからポート６１ｂの方向への圧油の流れは遮断されている。
【００４２】
パイロット流路が遮断されると、ステアリング用パイロットバルブ２４はパイロット圧油を吐出することができなくなる。これにより、ハンドル２７も回転させることが不可能になる。オペレータは車体の屈折角度が最大に達したことを、ハンドル２７が動かなくなったという情報から判断することができる。
【００４３】
この状態において、ハンドル空転規制装置５５の信号制御弁５８は切換位置５８ｂを保持するため、信号制御弁５６はポート６１ｂからポート６１ａの方向へは圧油が流れる。これにより、オペレータは反対方向（左方向）へハンドル２７を操作することが可能になる。
【００４４】
右方向へのハンドル操作が不可能になっている状態から、オペレータが左方向へハンドル操作を行うと、第１ステアリングシリンダ１５のロッド側と第２ステアリングシリンダ１６のボトム側の圧力はリリーフ弁３７の設定圧力より低下する。これにより、ハンドル空転規制装置５５の信号制御弁５６はバネ５７によって切換位置５６ｂの状態へ戻され、オペレータは再び右方向へハンドル２７を操作することが可能になる。
【００４５】
オペレータがハンドル２７を左方向へ操作した場合には上記の場合と逆になり、第１ステアリングシリンダ１５のボトム側と第２ステアリングシリンダ１６のロッド側の圧力によって、ハンドル空転規制装置５５の信号制御弁５８が切換位置５８ａの状態に切り替わり、ステアリング用パイロットバルブ２４からのパイロット圧油を遮断し、ハンドル操作を不可能にする。
【００４６】
本発明の第２実施形態について、図５を用いて以下に説明する。
【００４７】
図５は、本発明の全油圧パワーステアリング装置の第２実施形態を示す油圧回路図である。油圧回路の基本的な構成は、図４に示した第１実施形態と同様である。
【００４８】
第２実施形態においては、第２油圧ポンプ２２とステアリング用パイロットバルブ２４はハンドル空転規制装置６５を介して接続されている。また、第１実施形態と異なり、ステアリング用パイロットバルブ２４の2つの入出力ポート３４，３５は、ステアリングバルブ２５の２つのパイロット圧油の入出力ポート４８，４９に直接接続されている。
【００４９】
ハンドル空転規制装置６５は、スプール型の流路遮断弁である。圧油を入力するポート６９ａは第２油圧ポンプ２２に、ポート６９ｂはステアリング用パイロットバルブ２４にそれぞれ接続されている。高圧優先型シャトル弁６６には、２つの信号入力用のポート７０ａ，７０ｂから入力された信号が作用する。ポート７０ａ，７０ｂには、ステアリングバルブ２５から第１ステアリングシリンダ１５へ接続される管路と、ステアリングバルブ２５から第２ステアリングシリンダ１６へ接続される管路が分流されてそれぞれ接続されている。２つのポート７０ａ，７０ｂから入力された圧力信号のうち、圧力の高い信号が高圧優先型シャトル弁６６を通過して、切換弁６７の一端面に作用する。切換弁６７の他端には、前記の圧力信号に対抗させてバネ６８が配置されており、通常ではニュートラル位置６７ｂの状態にある。
【００５０】
第２実施形態において、システムの基本的な作動原理は第１実施形態と同様である。
【００５１】
第２実施形態によるハンドル空転規制装置６５の作用について以下に説明する。
【００５２】
オペレータが車体の屈折角度が最大値に達しても更に、右方向にハンドル２７の操作を続けると、第１ステアリングシリンダ１５のロッド側と第２ステアリングシリンダ１６のボトム側の圧力がリリーフ弁３７の設定圧力まで上昇する。この圧力は油圧配管を通してハンドル空転規制装置６５へ伝わり、ポート７０ａから入力される。
【００５３】
この場合、ポート７０ｂに入力される圧油は、第１ステアリングシリンダ１５のボトム側と第２ステアリングシリンダ１６のロッド側の圧力、すなわち作動油タンク３６へ戻される圧油の圧力であるので、圧力はポート７０ａの圧力＞ポート７０ｂの圧力となり、ポート７０ａから入力された圧力が高圧優先型シャトル弁６６を通り抜けて切換弁６７の一端面に作用する。バネ６８の切換設定圧力はステアリング系統のリリーフ弁３７の設定圧力と等しくなっている。従って、切換弁６７は切換位置６７ａへ切り替わり、ステアリング用パイロットバルブ２４へ第２油圧ポンプ２２から圧油を供給する流れ経路を遮断する。
【００５４】
この時、ハンドル２７は引き続き右方向へ操作が可能であるが、ステアリング用パイロットバルブ２４内部のジロータ２８に圧油が流入されないことからパワーアシストが行なわれない。これにより、上記流れ経路の遮断前に比べてハンドル２７の操作に大きな力が必要になる。このことにより、操作感覚の変化からオペレータは車体の屈折角度が最大に達していることを判断することができる。
【００５５】
ここで、オペレータがハンドル２７を左方向に操作すると、右方向へ操作した場合と同様に大きな操作力が必要となるが、操作開始の直後にステアリングバルブ２５が切換位置４２の状態に切り替わるので、第１ステアリングシリンダ１５のロッド側と第２ステアリングシリンダ１６のボトム側の圧力が低下して、ハンドル空転装置６５の切換弁６７がバネ６８によって切換位置６７ｂの状態に戻る。これにより、瞬間的には大きな操作力が必要だが、すぐに通常の操作力でハンドル２７を操作することが可能になる。
【００５６】
ハンドル２７を左方向に操作して車体屈折角度が最大に達した場合は、上記と逆になり、第１ステアリングシリンダ１５のボトム側と、第２ステアリングシリンダ１６のロッド側の圧力がハンドル空転規制装置６５へポート７０ｂから入力されるため、上記と同様に作動する。
【００５７】
本発明の第３実施形態について、図６を用いて以下に説明する。
【００５８】
図６は本発明の全油圧パワーステアリング装置の第３実施形態を示す油圧回路図である。油圧回路の基本的な構成は図４に示した第１実施形態と同様である。
【００５９】
第３実施形態においては、ステアリング用パイロットバルブ２４とステアリングバルブ２５は、２つのハンドル空転規制装置７５及び７６を介して接続されている。ハンドル空転規制装置７５及び７６には、ステアリングバルブ２５の入出力ポート４７と第１ステアリングシリンダ１５を接続する油圧管路、及びステアリングバルブ２５の入出力ポート４６と第２ステアリングシリンダ１６を接続する油圧管路が、それぞれ分流されて信号入力用のポート８４及び８５に接続されている。
【００６０】
ハンドル空転規制装置７５及び７６は圧力スイッチ７９及び８０からの操作信号によって駆動される電磁切換弁７７及び７８を備えている。電磁弁７７及び７８には、ステアリングバルブ２５の入出力ポート４７と第１ステアリングシリンダ１５を接続する油圧管路の圧力、及びステアリングバルブ２５の入出力ポート４６と第２ステアリングシリンダ１６を接続する油圧管路の圧力が、それぞれの操作信号としてポート８４及び８５から入力されている。圧力スイッチ７９及び８０は、電磁切換弁７７及び７８に電気配線でそれぞれ接続されている。電磁切換弁７７及び７８はスプール型の切換弁であり、圧力スイッチ７９及び８０からの信号を受けて、圧油の流れが両方向に可能なニュートラル位置７７ｂ，７８ｂの状態と、一方向へのみ油圧の圧力を伝達可能な切換位置７７ａ及び７８ａの状態との切り替えを行う。ハンドル空転規制装置７５のポート８２ａはステアリング用パイロットバルブ２４の入出力ポート３５に、ポート８２bはステアリングバルブ２５の入出力ポート４９にそれぞれ接続されている。ポート８２ａ及び８２ｂを接続する内部経路には前記の電磁切換弁７７が介在されている。ハンドル空転規制装置７６の場合も同様にポート８３ａはステアリング用パイロットバルブ２４の入出力ポート３４に、入出力ポート８３ｂはステアリングバルブ２５の入出力ポート４８にそれぞれ接続されている。ポート８３ａ及び８３ｂを接続する内部経路には前記の電磁切換弁７８が介在されている。また、ハンドル空転規制装置７５及び７６には、電磁切換弁７７及び７８、圧力スイッチ７９及び８０へ電圧を供給する電源８１が電気配線によって接続されている。
【００６１】
第３実施形態によるハンドル空転規制装置７５及び７６の作用について以下に説明する。
【００６２】
オペレータが車体の屈折角度が最大値に達しても、更に右方向にハンドル２７の操作を続けると、第１ステアリングシリンダ１５のロッド側と第２ステアリングシリンダ１６のボトム側の圧力がリリーフ弁３７の設定圧力まで上昇する。この圧力は油圧配管を通してハンドル空転規制装置７６へ伝わり、ポート８５から入力され、圧力スイッチ８０に作用する。圧力スイッチ８０は入力された操作信号圧力が、閾値（ステアリング系統のリリーフ弁３７の設定圧力）以上である時に電磁切換弁７８へ作動指令を送る。これにより、電磁切換弁７８はニュートラル位置７８ｂから切換位置７８ａへ切り替わる。この状態では切換位置７８ａの流路に設置されているチェック弁（逆流防止弁）８６によって、ポート８３ａからポート８３ｂへの方向の圧油の流れが遮断される。従って、第１実施形態の場合と同様にハンドル２７を操作することが不可能になり、オペレータは車体の屈折角度が最大値に達していることを判断することができる。
【００６３】
上記の右方向へのハンドル操作が不可能になった状態では、ハンドル空転規制装置７６は切換位置７８ａにあるが、ポート８３ｂからポート８３ａへの方向の圧油の流れは規制されていない。また、ハンドル空転規制装置７５の電磁切換弁７７はニュートラル位置７７ｂとなっており、圧油の流れ方向を規制していない。これにより、左方向へのハンドル操作は可能である。この状態からオペレータがハンドル２７を左方向に操作すると、車体が左方向へ屈折を開始するので、第１ステアリングシリンダ１５のロッド側と、第２ステアリングシリンダ１６のボトム側の圧力は低下し、ハンドル空転規制装置７６の電磁切換弁７８はバネ８７によって切換位置７８ａからニュートラル位置７８ｂへ戻されるため、再びハンドル２７を右方向へ操作することが可能になる。
【００６４】
ハンドル２７を左方向に操作して、車体屈折角度が最大に達した場合も、上記の場合と同様であり、第１ステアリングシリンダ１５のボトム側と第２ステアリングシリンダ１６のロッド側の圧力が、ハンドル空転規制装置７５に入力されることで上記と同様に作動し、左方向へのハンドル操作を不可能にする。
【００６５】
上記した各実施形態において、操舵機構を構成するそれぞれにおいて、油圧アクチュエータである第１，２ステアリングシリンダ１５，１６を制御する方向制御弁は、ステアリングバルブ２５によって構成されており、その方向制御弁へ圧油を供給する第１油圧源は第１油圧ポンプ２１によって構成されており、方向制御弁を遠隔操作する操作ユニットはステアリング用パイロットバルブ２４とハンドル２７とそのハンドル２７の操作速度に応じた流量を吐出するジロータ（ステアリングポンプを構成する）２８とシャフト２９とから構成されており、その操作ユニットへ圧油を供給する第2油圧源は第２油圧ポンプ２２から構成されており、操舵機構の構造による作動限界を検出する検出手段とその検出手段からの検出信号を伝達する伝達手段は、ハンドル空転規制装置５５，６５，７５，７６及びそれらに接続された各油圧管路から構成されている。また、第１，２ステアリングシリンダ１５，１６は油圧シリンダから構成されている。また、ハンドル空転規制装置５５，６５，７５，７６は、前記操舵機構の作動限界を検出する手段として前記第１，２ステアリングシリンダ１５，１６の作動圧力を検出する手段を備えている。前記第１，２ステアリングシリンダ１５，１６の作動圧力を検出する手段として前記油第１，２ステアリングシリンダ１５，１６の作動圧力によって切り替わる信号制御弁５６，５８または切換弁６７を備えている。また、前記第１，２ステアリングシリンダ１５，１６の作動圧力を検出する手段として前記第１，２ステアリングシリンダ１５，１６の作動圧力を電気指令信号に変換する圧力スイッチ７９，８０を備えている。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】ホイールローダの車体側面図である。
【図２】図１のホイールローダの車体上面図である。
【図３】図２の状態からステアリング操作を行った状態を示す作動状態図である。
【図４】本発明の全油圧式パワーステアリング装置の第１実施形態を示す油圧回路図である。
【図５】本発明の全油圧式パワーステアリング装置の第２実施形態を示す油圧回路図である。
【図６】本発明の全油圧式パワーステアリング装置の第３実施形態を示す油圧回路図である。
【符号の説明】
【００６７】
１  ホイールローダ
２  前部走行体
３  後部走行体
４  センターヒンジ
５  バケットシリンダ
５ａ  バケットシリンダ用流量切換弁
６  ブームシリンダ
６ａ  ブームシリンダ用流量切換弁
７  バケット
８  ブーム
９  キャブ(操縦席)
１５  第１ステアリングシリンダ
１６  第２ステアリングシリンダ
２０  原動機
２１  第１油圧ポンプ
２２  第２油圧ポンプ
２３  流量調整弁
２４  ステアリング用パイロットバルブ
２５  ステアリングバルブ
２６  作業機コントロールバルブ
２７  ハンドル
２８  ジロータ
２９  シャフト
３０  中立位置
３１  左切換位置
３２  右切換位置
３３  センタリングスプリング
３４，３５  入出力ポート
３６  作動油タンク
３７  リリーフ弁
４０  中立位置
４１  右切換位置
４２  左切換位置
４３，４４  バルブ内の流路
４５，４６，４７，４８，４９  入出力ポート
５５，６５，７５，７６  ハンドル空転規制装置
５６，５８  スプール
５６ａ，５８ａ  切換位置
５６ｂ，５８ｂ  ニュートラル位置
５７  バネ
５９  バネ
６０ａ，６０ｂ，６１ａ，６１ｂ，６２ａ，６２ｂ  ポート
６３  チェック弁（逆流防止弁）
６６  高圧優先型シャトル弁
６７  切換弁
６７ａ  切換位置
６７ｂ  ニュートラル位置
６８  バネ
６９ａ，６９ｂ，７０ａ，７０ｂ  ポート
７７，７８  電磁弁切換弁
７７ａ，７８ａ  切換位置
７７ｂ，７８ｂ  ニュートラル位置
７９，８０  圧力スイッチ
８１  電源
８２ａ，８２ｂ，８３ａ，８３ｂ，８４，８５  ポート
８６  チェック弁（逆流防止弁）
８７  バネ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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