JP6464955B2 - 操舵用油圧シリンダ - Google Patents

Description

本発明は、操舵用油圧シリンダに関する。

従来の操舵用油圧シリンダとしては、例えば特許文献１に記載されている技術が知られている。特許文献１に記載の操舵用油圧シリンダは、左右１対の車輪とナックル及びヨークを介して連結されていると共に、車体フレームに揺動可能に支持されたリアアクスルビームに固定されている。操舵用油圧シリンダは、シリンダチューブと、このシリンダチューブの両端部に取り付けられた左右１対のシリンダキャップと、これらのシリンダキャップを貫通すると共にヨークに接続されたロッドとを備えている。シリンダキャップは、リアアクスルビームのウェブプレートにボルトで固定されている。

特開２０１３−１３３０９３号公報

しかしながら、上記従来技術においては、以下の問題点が存在する。即ち、操舵用油圧シリンダのロッドを移動させて車輪を転舵させたときは、車輪に組み付けられたタイヤと地面との接地部が車輪中立位置からずれるため、リアアクスルビームがねじられる。すると、リアアクスルビームに固定されているシリンダキャップがリアアクスルビームのねじれに追従するため、シリンダキャップとシリンダチューブとの間に相対的な変位が発生する。その結果、シリンダキャップとシリンダチューブとの接触面間ですべりが生じ、接触音が発生する虞がある。

本発明の目的は、車輪を転舵させるときの接触音の発生を防止することができる操舵用油圧シリンダを提供することである。

本発明の一態様は、１対の車輪に連結されると共にアクスルビームに固定される操舵用油圧シリンダにおいて、シリンダチューブと、シリンダチューブ内に配置され、シリンダチューブに対して摺動可能なピストンと、ピストンの両側に延びるようにピストンに固定されると共に車輪に連結されるシリンダロッドと、アクスルビームに固定されると共にシリンダチューブと嵌合され、シリンダロッドの両端側部分を移動可能にガイドする１対のシリンダガイドと、１対のシリンダガイドをナットと協働して連結する複数本のスタッドボルトとを備え、スタッドボルトは、ロッド部と、ロッド部の端側に位置し、ナットと螺合するネジ部とを有し、ロッド部の径は、ネジ部の径よりも大きく、シリンダガイドは、ネジ部が貫通する貫通孔と、貫通孔と連通するように設けられ、ロッド部におけるネジ部との境界部分が収容される座ぐり部とを有することを特徴とする。

操舵用油圧シリンダのシリンダロッドを移動させて車輪を転舵させると、アクスルビームがねじられるため、アクスルビームに固定されたシリンダガイドがアクスルビームのねじれに追従し、シリンダガイドとシリンダチューブとの間に相対的な変位が発生する。ここで、スタッドボルトにおいてロッド部の径がネジ部の径よりも大きい。また、シリンダガイドは、ロッド部におけるネジ部との境界部分が収容される座ぐり部を有している。このため、スタッドボルトの軸力は、ロッド部とシリンダガイドとの接触面で受けることになる。従って、シリンダガイドとシリンダチューブとの接触面でスタッドボルトの軸力を受けなくて済むため、シリンダチューブの端面とシリンダガイドとの間に隙間を設けることが可能となる。シリンダチューブの端面とシリンダガイドとの間に隙間を設けることにより、上述したようにシリンダガイドとシリンダチューブとの間に相対的な変位が発生しても、シリンダチューブの端面とシリンダガイドとの間ですべりが生じることは無い。これにより、車輪を転舵させるときの操舵用油圧シリンダの接触音の発生を防止することができる。

シリンダガイドには、シリンダチューブと接触するＯリングが装着されていてもよい。この場合には、シリンダチューブがＯリングで支えられることになる。従って、シリンダチューブの端面とシリンダガイドとの間に隙間が設けられていても、シリンダロッドの推力によるシリンダチューブのずれ動きをＯリングの摩擦力で抑えることができる。

シリンダガイドは、アクスルビームにボルトにより固定されると共に、ボルトがねじ込まれるボルト穴を有する突起部を有し、スタッドボルトは、シリンダガイドにおける突起部の反対側に配置されていてもよい。この場合には、レイアウト上の制約を考慮して、複数本のスタッドボルトをスペース効率良く配置することができる。

本発明によれば、車輪を転舵させるときの接触音の発生を防止することができる操舵用油圧シリンダが提供される。

本発明の一実施形態に係る操舵用油圧シリンダが車輪及びリアアクスルビームに取り付けられた状態を示す斜視図である。 図１に示された操舵用油圧シリンダの外観を示す斜視図である。 図２に示された操舵用油圧シリンダの側面図である。 図２に示された操舵用油圧シリンダの断面図である。 図４に示された操舵用油圧シリンダの拡大断面図である。 操舵用油圧シリンダのシリンダロッドをストロークさせたときに、リアアクスルビーム及びシリンダガイドがねじられる様子を示す斜視図である。 比較例として、従来の操舵用油圧シリンダを示す拡大断面図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る操舵用油圧シリンダが車輪及びリアアクスルビームに取り付けられた状態を示す斜視図である。同図において、本実施形態の操舵用油圧シリンダ１は、フォークリフト等の産業車両の左右１対の車輪２を転舵させるパワーステアリング（ＰＳ）シリンダである。操舵用油圧シリンダ１は、複動両ロッド型の油圧シリンダである。車輪２は、後輪である。車輪２の外周部には、タイヤ３が組み付けられている。

操舵用油圧シリンダ１は、左右１対の車輪２とリンク４を介して連結されている。また、操舵用油圧シリンダ１は、車体フレーム（図示せず）に揺動可能に支持されたリアアクスルビーム５に固定されている。リアアクスルビーム５の前面及び後面には、車体フレームに設けられた穴部（図示せず）に挿入される揺動ピン５ａが突設されている。

図２は、操舵用油圧シリンダ１の外観を示す斜視図である。図３は、操舵用油圧シリンダ１の側面図である。図４は、操舵用油圧シリンダ１の断面図である。

各図において、操舵用油圧シリンダ１は、シリンダチューブ６と、このシリンダチューブ６内に配置され、シリンダチューブ６に対して摺動可能なリング状のピストン７と、このピストン７の左右両側に延びるようにピストン７に固定されたシリンダロッド８と、リアアクスルビーム５に固定されると共にシリンダチューブ６と嵌合され、シリンダロッド８の両端側部分を移動可能にガイドする左右１対のシリンダガイド９と、これら１対のシリンダガイド９をナット１０と協働して連結する４本のスタッドボルト１１とを備えている。

シリンダロッド８は、円柱形状を有している。ピストン７は、シリンダロッド８の長手方向中央部の外周面に固定されている。シリンダロッド８は、各車輪２とリンク４を介して連結されている（図１参照）。シリンダロッド８の両端部には、リンク４と連結される連結部８ａが設けられている。

各シリンダガイド９は、シリンダロッド８が貫通する断面円形状の貫通孔１２を有している。各シリンダガイド９のピストン７側の端部には、図５にも示されるように、シリンダチューブ６の端部が嵌まるリング状の段差部１３が設けられている。段差部１３は、外周面１３ａと段差面１３ｂとを有している。シリンダチューブ６の端部がシリンダガイド９の段差部１３に嵌まり込むことで、シリンダチューブ６がシリンダガイド９に固定されている。つまり、シリンダチューブ６は、シリンダガイド９にインローで固定されている。

各シリンダガイド９の段差部１３には、図５にも示されるように、外周面１３ａに開口する環状溝１４が形成されている。環状溝１４には、Ｏリング１５が組み込まれている。つまり、シリンダガイド９には、Ｏリング１５が装着されている。シリンダチューブ６は、Ｏリング１５に接触している。

各シリンダガイド９には、シリンダガイド９をリアアクスルビーム５に固定するためのボルト１６（図６（ｂ）参照）がねじ込まれるボルト穴１７を有する固定用突起部１８が上下に２つ突設されている。シリンダガイド９は、上下２つのボルト１６によりリアアクスルビーム５に固定される。

また、各シリンダガイド９には、ピストン７の左右両側に位置する２つの油圧室１９に対して作動油を導入または導出するための作動油出入口（図示せず）を有する油供給用突起部２０が突設されている。油供給用突起部２０は、上下２つの固定用突起部１８の間に配置されている。油圧室１９は、シリンダチューブ６、ピストン７、シリンダロッド８及びシリンダガイド９によって画成される。

スタッドボルト１１は、図５にも示されるように、ロッド部２１と、このロッド部２１の両端側に位置し、ナット１０と螺合する１対のネジ部２２とを有している。ネジ部２２は、スタッドボルト１１の両端部分に配置されている。ロッド部２１の径は、ネジ部２２の径よりも大きい。従って、ロッド部２１の両端には、ロッド部２１とネジ部２２との境界の一部をなすリング状の境界面２１ａが設けられている。

各シリンダガイド９には、連結用突起部２３が上下に２つずつ突設されている。連結用突起部２３は、固定用突起部１８と連続して設けられている。各連結用突起部２３には、２本のスタッドボルト１１の一端部がそれぞれ連結される。

各シリンダガイド９は、図５にも示されるように、スタッドボルト１１のネジ部２２が貫通する断面円形状の貫通孔２４と、この貫通孔２４と連通するように設けられ、スタッドボルト１１のロッド部２１におけるネジ部２２との境界部分が収容される段差状の座ぐり部２５とを有している。座ぐり部２５は、シリンダガイド９のピストン７側に配置されている。座ぐり部２５は、ロッド部２１の境界面２１ａと接触する底面２５ａと、ロッド部２１の一端部の外周面と接触する内周面２５ｂとを有している。

２本のスタッドボルト１１は、シリンダガイド９の真上及び真下に配置されている。もう２本のスタッドボルト１１は、シリンダガイド９における貫通孔１２の径方向中心に対して固定用突起部１８の反対側に配置されている。

このようなスタッドボルト１１により左右１対のシリンダガイド９同士を連結するときは、スタッドボルト１１のネジ部２２がシリンダガイド９の貫通孔２４を貫通した状態で、ネジ部２２にナット１０をねじ込んで締め付ける。これにより、スタッドボルト１１のロッド部２１の境界面２１ａが座ぐり部２５の底面２５ａに当接する。このとき、図５に示されるように、シリンダチューブ６の両端面は、各シリンダガイド９の段差部１３の段差面１３ｂには当接していない。つまり、シリンダチューブ６の端面とシリンダガイド９の段差面１３ｂとの間には、隙間Ｓが設けられている。従って、スタッドボルト１１の軸力は、ロッド部２１の境界面２１ａとシリンダガイド９の座ぐり部２５の底面２５ａとの間のみで受けることになる。

図６に示されるように、操舵用油圧シリンダ１のシリンダロッド８を一方側にストロークさせることで車輪２を転舵させると、タイヤ３と地面との接地部が車輪２の中立位置からずれるため、リアアクスルビーム５がねじられる。すると、リアアクスルビーム５に固定されたシリンダガイド９がリアアクスルビーム５のねじれに追従するため、シリンダガイド９とシリンダチューブ６との間に相対的な変位が発生する。

ここで、比較例として、従来の操舵用油圧シリンダを図７に示す。図７に示される操舵用油圧シリンダ５０は、スタッドボルト５１を備えている。スタッドボルト５１の径は、全体的に等しくなっている。つまり、ロッド部２１の径は、ネジ部２２の径と等しい。また、シリンダチューブ６の端面は、シリンダガイド９の段差面１３ｂと接触している。従って、スタッドボルト５１の軸力は、シリンダチューブ６とシリンダガイド９との接触面で受けることとなる。

そのため、操舵用油圧シリンダ５０のシリンダロッド８のストローク時に、上述したようにシリンダガイド９とシリンダチューブ６との間の相対的な変位が発生すると、シリンダチューブ６とシリンダガイド９との接触面間ですべりが生じ、シリンダチューブ６とシリンダガイド９との接触面間から接触音が発生する虞がある。

これに対し本実施形態では、スタッドボルト１１においてロッド部２１の径がネジ部２２の径よりも大きい。また、シリンダガイド９は、ロッド部２１におけるネジ部２２との境界部分が収容される座ぐり部２５を有している。このため、スタッドボルト１１の軸力は、ロッド部２１とシリンダガイド９との接触面、つまりロッド部２１の境界面２１ａとシリンダガイド９の座ぐり部２５の底面２５ａとの間で受けることになる。従って、シリンダチューブ６とシリンダガイド９との接触面、つまりシリンダチューブ６の端面とシリンダガイド９の段差面１３ｂとの間でスタッドボルト１１の軸力を受けなくて済むため、シリンダチューブ６の端面とシリンダガイド９の段差面１３ｂとの間に隙間Ｓを設けることが可能となる。シリンダチューブ６の端面とシリンダガイド９の段差面１３ｂとの間に隙間Ｓを設けることにより、上述したようにシリンダガイド９とシリンダチューブ６との間に相対的な変位が発生しても、シリンダチューブ６の端面とシリンダガイド９の段差面１３ｂとの間ですべりが生じることは無い。これにより、車輪２を転舵させるときの操舵用油圧シリンダ１の接触音の発生を防止することができる。

また、シリンダガイド９には、シリンダチューブ６と接触するＯリング１５が装着されている。このため、シリンダチューブ６は、Ｏリング１５で支えられることになる。従って、シリンダチューブ６の端面とシリンダガイド９の段差面１３ｂとの間に隙間Ｓが設けられていても、シリンダロッド８の推力によるシリンダチューブ６のずれ動きをＯリング１５の摩擦力で抑えることができる。

また、２本のスタッドボルト１１は、シリンダガイド９における固定用突起部１８の反対側に配置されている。従って、レイアウト上の制約を考慮して、４本のスタッドボルト１１をスペース効率良く配置することができる。

さらに、スタッドボルト１１の本数を４本としたので、スタッドボルト１１のロッド部２１とシリンダガイド９との接触面の総面積が大きくなる。従って、スタッドボルト１１の軸力をロッド部２１とシリンダガイド９との接触面のみで確実に受けることができる。

また、スタッドボルト１１のロッド部２１の径を大きくすることにより、スタッドボルト１１の強度が高くなると共に、スタッドボルト１１の合計軸力が増加するため、スタッドボルト１１に外力が加わってもナット１０がスタッドボルト１１に対して外れにくくなる。

なお、本発明は、上記実施形態には限定されない。例えば上記実施形態では、スタッドボルト１１の本数が４本であるが、スタッドボルト１１の本数としては、複数本であればよい。

また、上記実施形態では、スタッドボルト１１は、ロッド部２１の両端側に位置する１対のネジ部２２を有し、１対のシリンダガイド９は、ロッド部２１におけるネジ部２２との境界部分が収容される座ぐり部２５をそれぞれ有しているが、特にその構造には限られない。例えば、スタッドボルトにおいてネジ部がロッド部の一端側のみに位置し、１対のシリンダガイドの一方のみに座ぐり部が設けられていてもよい。

さらに、上記実施形態の操舵用油圧シリンダ１は、１対の車輪２である後輪に連結されると共にリアアクスルビーム５に固定されているが、本発明は、１対の前輪に連結されると共にフロントアクスルビームに固定される操舵用油圧シリンダにも適用可能である。

１…操舵用油圧シリンダ、２…車輪、５…リアアクスルビーム、６…シリンダチューブ、７…ピストン、８…シリンダロッド、９…シリンダガイド、１０…ナット、１１…スタッドボルト、１５…Ｏリング、１６…ボルト、１７…ボルト穴、１８…固定用突起部（突起部）、２１…ロッド部、２２…ネジ部、２４…貫通孔、２５…座ぐり部。

Claims (3)

1. １対の車輪に連結されると共にアクスルビームに固定される操舵用油圧シリンダにおいて、
   シリンダチューブと、
   前記シリンダチューブ内に配置され、前記シリンダチューブに対して摺動可能なピストンと、
   前記ピストンの両側に延びるように前記ピストンに固定されると共に前記車輪に連結されるシリンダロッドと、
   前記アクスルビームに固定されると共に前記シリンダチューブと嵌合され、前記シリンダロッドの両端側部分を移動可能にガイドする１対のシリンダガイドと、
   前記１対のシリンダガイドをナットと協働して連結する複数本のスタッドボルトとを備え、
   前記シリンダガイドの前記ピストン側の端部には、前記シリンダチューブの端部が嵌まる段差部が設けられ、
   前記スタッドボルトは、ロッド部と、前記ロッド部の端側に位置し、前記ナットと螺合するネジ部とを有し、
   前記ロッド部の径は、前記ネジ部の径よりも大きく、
   前記ロッド部の端には、前記ロッド部と前記ネジ部との境界の一部をなす境界面が設けられ、
   前記シリンダガイドは、前記ネジ部が貫通する貫通孔と、前記貫通孔と連通するように設けられ、前記ロッド部における前記ネジ部との境界部分が収容される座ぐり部とを有し、
   前記座ぐり部は、前記ロッド部の前記境界面と接触する底面を有し、
   前記ロッド部の前記境界面は、前記底面に当接しており、
   前記シリンダチューブの端面と前記シリンダガイドの前記段差部の段差面との間には、隙間が設けられていることを特徴とする操舵用油圧シリンダ。
2. 前記シリンダガイドには、前記シリンダチューブと接触するＯリングが装着されていることを特徴とする請求項１記載の操舵用油圧シリンダ。
3. 前記シリンダガイドは、前記アクスルビームにボルトにより固定されると共に、前記ボルトがねじ込まれるボルト穴を有する突起部を有し、
   前記スタッドボルトは、前記シリンダガイドにおける前記突起部の反対側に配置されていることを特徴とする請求項１または２記載の操舵用油圧シリンダ。

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