JPH0228140Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は農業用トラクタやフオークリフト等の
パワーステアリング装置であつて操舵機構を油圧
回路によつて構成した全油圧式パワーステアリン
グ装置の改良に関する。

〔従来の技術〕 従来、全油圧式パワーステアリング装置とし
て、特開昭49−94028号公報、実開昭55−85363号
公報等に示されたものが知られている。これは、
第５図に示されるように、バルブケーシング１内
に円筒状のスリーブ２を装着し、スリーブ２内に
ハンドルと連継させるスプール３を装着してい
る。そして、バルブケーシング１の一端部にはメ
ータリングポンプ４を取付け、このポンプ４のロ
ータを回転させるドライブシヤフト５を前記スプ
ール３内に配置して、該ドライブシヤフト５、ス
プール３、スリーブ２をピン結合し、ハンドル操
作によりメータリングポンプ４を駆動するように
している。このようなバルブ装置は油圧ポンプ
６、タンク７と接続され、かつパワーシリンダ８
と接続されており、ハンドル操作によりメータリ
ングポンプ４にて計量された圧油をシリンダポー
トへ分配し、シリンダポートからの戻り油をタン
ク７に還流する。

〔考案が解決しようとする問題点〕

ところが、従来の全油圧式パワーステアリング
装置によれば、メータリングされた圧油の分配や
戻り油の還流のために設けたメータリングバルブ
の構成は極めて複雑となり、かつ高精度を保つこ
とは極めて困難であるという問題があつた。すな
わち、バルブケーシング１の内周面や、スリーブ
２の内外両面、およびスプール３の外周面には油
路、ポート、連通路を設けなければならず、しか
もこれらを円周上に形成しなければならない。こ
られの加工精度が悪ければ、油漏れが発生し、油
路の切替えが良好とならない結果、パワーステア
リング操作性を悪化させてしまう。具体的には、
コントロールバルブ機構を構成しているスリーブ
２とスプール３の間、およびメータリングポンプ
４を構成しているロータ９とステータ１０の間、
および、バルブケーシング１とメータリングポン
プ４との間に介在されるスペーサプレート１１の
両面およびメータリングポンプ４とエンドプレー
ト１２の間には、必らず隙間が存在し、この隙間
を通り作動油は高圧側から低圧側へと漏れてしま
うのである。この漏れが発生することにより、パ
ワーシリンダ８のピストンがストロークエンドで
シリンダに突当つた場合や、タイヤ側の負荷によ
りピストンが固定された場合等でもハンドルは停
止せず、入力トルクを加え続ければさらに同方向
に回転してしまうのである。このような現象によ
り、従来の全油圧式パワーステアリング装置で
は、ハンドルストツパ感が得られないという不具
合があり、ステアリング操作性が極めて悪いとい
う問題点があつた。

〔問題点を決定するための手段〕

本考案は、上記従来の問題点に着目し、コント
ロールバルブ機構部やメータリングポンプ機構部
等の各所において油漏れが発生した場合であつて
も、適確な操舵間を発揮させることができるよう
に構成した全油圧式パワーステアリング装置を提
供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本考案に係る全油
圧式パワーステアリング装置は、バルブケーシン
グ内に円筒状のスリーブとハンドルに連動するス
プールを回転可能に装着して油路の切替えをなす
コントロールバルブ機構を備え、前記バルブケー
シングに取付けられたメータリングポンプのドラ
イブシヤフトをスプール内に挿入してスリーブお
よびスプールと連継し、油圧ポンプからの作動油
をメータリングしてパワーシリンダに供給させる
全油圧式パワーステアリング装置において、前記
スプールにフランジ部を設けるとともにバルブケ
ーシング内に前記フランジ部外周面に出入可能な
ロツクシリンダ機構を設け、ロツクシリンダ機構
には前記油圧ポンプと連通する油路を接続し、か
つこの油路には流路開閉をなすアンロードバルブ
を介装し、該アンロードバルブを前記パワーシリ
ンダに取付けたストローク、センサ等の外部信号
により作動させるように構成したものである。

〔作用〕

上記構成により、コントロールバルブ機構やメ
ータリングポンプ部において油漏れが発生して
も、例えばパワーシリンダのストロークエンドに
取付けたストロークセンサがストロークエンドを
検知し、これによりアンロードバルブを開いて油
圧ポンプからの作動油をロツクシリンダに供給
し、ロツクシリンダがフランジ部の噛合や圧接状
態としてスプールを機械的に停止させることがで
き、もつてハンドル操舵力を重くし、ステアリン
グ操作に操舵輪の状況を反映させ、適確なステア
リング操作が可能となるのである。

〔考案の実施例〕

以下に本考案に係る全油圧式パワーステアリン
グ装置の実施例を図面を参照して詳細に説明す
る。

第１図は実施例に係る全油圧式パワーステアリ
ング装置の全体構成図である。図に示すように、
この装置はコントロールバルブ機構を構成するバ
ルブケーシング２０を有し、この内部に形成した
穴内に円筒状のスリーブ２１とやはり円筒状のス
プール２２を回転自在に装着している。スプール
２２はバルブケーシング２０の一端から外部に臨
んでおり、これにはハンドル（図示せず）が連継
され、ハンドルの操作によつて回転されるように
なつている。前記スリーブ２１の外周面に対応す
るバルブケーシング２０の内周面には油圧ポンプ
２３との接続油路２４、タンク２５との接続油路
２６、およびパワーシリンダ２７の各油圧室との
接続油路２８Ａ，２８Ｂが開口する各ボートが形
成されている。一方、バルブケーシング２０の後
端面にはステータ２９、ロータ３０を含むメータ
リングポンプ３１がスペーサプレート３２および
エンドプレート３３により挾持されて取付けられ
ている。そして、このメータリングポンプ３１の
ドライブシヤフト３４は前記スプール２２内に挿
通され、ピン３５を介してスリーブ２１およびス
プール２２と連結されている。このようなメータ
リングポンプ３１を一端に備えたスリーブ２１お
よびスプール２２を含むコントロールバルブ機構
では、ハンドルに連動するスプール２２の回転方
向によつて、油圧ポンプ２３からメータリングポ
ンプ３１を介してパワーシリンダ２７のいずれか
の油圧室に通じる油圧通路を開くようにし、メー
タリングされた作動油をパワーシリンダ２７に供
給するようにしている。パワーシリンダ２７の圧
縮側油圧室はこのとき同時にタンク２５との接続
が図られる。また、ハンドルの中立位置では、パ
ワーシリンダ２７への油圧通路がカツトされ、油
圧ポンプ２３とタンク２５とが短絡される。

ここで、本実施例では、前記ハンドルに連継さ
れるスプール２２には、スリーブ２１の外径より
もさらに突出するフランジ部３６が一体に形成さ
れており、このフランジ部３６の外周面はバルブ
ケーシング２０の内周面に対面している。そし
て、フランジ部３６の外周面には、その全周に亘
つて、第２〜３図に示すように、噛合歯面３７が
形成されている。そして、前記フランジ部３６の
外周面に対応するバルブケーシング２０内には、
前記噛合歯面３７に対し出入可能に形成されたロ
ツクシリンダ機構３８を適宜数だけ設けている。
このロツクシリンダ機構３８は、バルブケーシン
グ２０内に形成したシリンダ室３９内にピストン
４０を摺動可能に収容し、このピストン４０から
前記噛合歯面３７に向けて突出されるプツシユロ
ツド４１を一体に設けている。プツシユロツド４
１の先端には噛合歯面３７と係合可能な突起４２
が設けられており、ピストン４０の突出動作によ
り突起４２と噛合歯面３７とが噛合い、スプール
２２の回転を阻止するようになつている。前記シ
リンダ室３９内にはピストン４０を外方に引込み
移動させるように付勢するスプリング４３が内蔵
されており、通常の状態において歯面３７と突起
４２とが外れた状態にある。また、ピストン４０
の後端面部には反力室４４が形成され、この反力
室４４に油圧が作用することでピストン４０を押
出し、プツシユロツド４１とスプール２２との噛
合いを行わせるようにしている。

前記ロツクシリンダ機構３８の反力室４４には
油圧ポンプ２３の出側から分岐された油路４５が
接続されており、この油路４５の途中にはアンロ
ードバルブ４６が介在されている。アンロードバ
ルブ４６はハウジング４７内にスプール４８を摺
動可能に装着しており、該スプール４８は一端を
スプリング４９にて支承され、他端をソレノイド
バルブ５０に連結している。そして、このアンロ
ードバルブ４６は常閉弁とされ、ソレノイドバル
ブ５０の作動によりスプリング４９に抗して前記
油路４５を開放し、ロツクシリンダ機構３８の反
力室４４に油圧ポンプ２３からの作動油を供給す
るようにしている。また、アンロードバルブ４６
の閉弁状態で油路４５は遮断されているが、反力
室４４を大気開放させるべく、スプール４８とハ
ウジング４７には戻り通路５１を形成し、この戻
り通路１１を通じて反力室４４とタンク２５と接
続するようにしている。従つて、アンロードバル
ブ４６の作動時には、油圧ポンプ２３と反力室４
４とが接続状態があるが、閉弁状態では反力室４
４はタンク２５に接続されている。

上記アンロードバルブ４６を作動させるため
に、ソレノイドバルブ５０に駆動信号を与える
が、駆動用電源５２を有する駆動回路中にはリレ
ー回路５３を介装し、該リレー回路５３の作動時
にソレノイドバルブ５０を駆動するようにしてい
る。前記リレー回路５３にはOR回路５４が接続
されており、このOR回路５４に外部信号を入力
し、外部信号検出時にリレー回路５３を介してソ
レノイドバルブ５０を駆動し、アンロードバルブ
４６を開放するようにしている。前記OR回路５
４に入力する外部信号は、パワーシリンダ２７の
ストローク外端部に取付けられたストロークセン
サ５５Ａ，５５Ｂによるストロークエンド検出信
号としており、パワーシリンダ２７のピストン２
７Ａがストロークエンドに達したときに信号を発
し、OR回路５４を通じてアンロードバルブ４６
を作動させるようになつている。また、前記OR
回路５４には車輪が縁石等に当つた場合に生ずる
軸重および偏加重等を外部信号として入力するよ
うにし、これらの信号によつてもアンロードバル
ブ４６を作動させるようにしている。なお、パワ
ーシリンダ２７におけるストローク途中にストロ
ークセンサ５６Ａ，５６Ｂを設ければ、操舵途中
にてアンロードバルブ４６の作動を行わせること
もできる。

このように構成された実施例のステアリング装
置によれば、ハンドルの操作時にコントロールバ
ルブ機構を通じてメータリングされた作動油をパ
ワーシリンダ２７に供給することとなるが、供給
量に応じて駆動されるパワーシリンダのピストン
２７Ａがストロークエンドに達したときに、スト
ロークセンサ５５Ａ，５５Ｂがストロークエンド
を感知し、この検出信号に基づいてアンロードバ
ルブ４６が開放される。そして、アンロードバル
ブ４６の開放により油圧ポンプ２３からの作動油
がロツクシリンダ機構３８の反力室４４に導入さ
れ、この反力室の圧力を受けてプツシユロツド４
１がスプール２２のフランジ部３６の外面に向つ
て突出される。プツシユロツド４１の先端には突
起４２が設けられており、これがフランジ部３６
の外周に形成した噛合歯面３７と係合し、スプー
ル２２の回転が強制的に停止される。従つて、ス
プール２２にはハンドルが連継されているのでハ
ンドルは停止され、ハンドルストツパ感を得るこ
とができるのである。従つて、コントロールバル
ブ機構およびメータリングポンプ機構における油
漏れの事態が生じても、パワーシリンダ２７等か
らの外部信号に基づきストロークエンドやメカス
トツパのフイーリングをハンドルに明確に反映さ
せることができ、適確なステアリング操作感覚を
得ることができるのである。

なお、上記実施例では、スプール２２のフラン
ジ部３６に噛合歯面３７を設け、ロツクシリンダ
機構３８のフツシユロツド先端に設けた突起４２
との噛合いによつてハンドルへのストツパ感覚の
伝達を行うようにしているが、これに限られるも
のではない。すなわち、突起４２および噛合歯面
３７を設けず、直接プツシユロツド４１の先端と
スプール２２のフランジ部３６の外周面を突当る
構成とし摩擦力によつて調整することも可能であ
る。プツシユロツド４１に発生する推力Ｆをスプ
ールフランジ部３６に伝達できればよく、両者の
接触面の摩擦係数大なる手段を適宜用いることが
できる。

次に第４図には第２実施例を示す。すなわちこ
の実施例はストロークセンサとしてリミツトスイ
ツチ５７Ａ，５７Ｂを設け、パワーシリンダ２７
の作動ロツドに設けたレバー５８によつてストロ
ーク端を検出するようにしている。そしてリミツ
トスイツチ５７Ａ，５７Ｂを直接ソレノイドバル
ブ５０のコントロールスイツチとして用いた例で
ある。また、この図に示すようにアンロードバル
ブ４６もスプールタイプとして構成することも可
能である。その他の構成は先の実施例と同一であ
るので同一番号を付して説明を省略する。

このように、本実施例によればストロークエン
ドや車輪が縁石等に当つたとき等に生ずる軸重お
よび偏加重等を取入れ必要に応じてメカストツパ
のフイーリングを全油圧式パワーステアリング装
置でも明確に表わすことができ、その操舵感覚を
良好にすることができる。また、メカストツパの
フイーリングを出しながらなおかつ誤動作による
ストローク途中でプツシユロツドが作動しても操
舵は可能となる。さらには制御回路の構成は単に
ストロークエンドの信号により操舵力を重くする
のみならず、軸重や偏加重等の信号により重くし
あるいは軽くすることも可能である。

〔考案の効果〕

以上のように、本考案に係る全油圧式パワース
テアリング装置によれば、コントロールバルブ機
構やメータリングバルブ部分の隙間による作動油
の漏れの大小にかかわらず、メカストツパ感覚が
得られ、従つてピストンストツパ感覚を得るため
に前記隙間を小さくする必要がなく、コントロー
ルバルブ機構やメータリングバルブ部分の加工精
度をあげることなく適確なストツパ感覚が得ら
れ、良好なステアリング操作感覚をハンドルに反
映させることができるという優れた効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例に係る全油圧式パワーステアリ
ング装置の全体構成図、第２図は第１図の−
線断面図、第３図は第２図の要部拡大図、第４図
は他の実施例を示す要部構成図、第５図は従来例
に係る全油圧式パワーステアリング装置の構成断
面図である。 ２０……バルブケーシング、２１……スリー
ブ、２２……スプール、２３……油圧ポンプ、２
５……タンク、２７……パワーシリンダ、３１…
…メータリングポンプ、３４……ドライブシヤフ
ト、３６……フランジ部、３７……噛合歯面、３
８……ロツクシリンダ機構、４１……プツシユロ
ツド、４２……突起、４４……反力室、４５……
油路、４６……アンロードバルブ、５０……ソレ
ノイド、５３……リレー回路、５４……OR回
路、５５Ａ，５５Ｂ，５６Ａ，５６Ｂ……ストロ
ークセンサ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. バルブケーシング内に円筒状のスリーブとハン
   ドルに連動するスプールを回転可能に装着して油
   路の切替えをなすコントロールバルブ機構を備
   え、前記バルブケーシングに取付けられたメータ
   リングポンプのドライブシヤフトをスプール内に
   挿入してスリーブおよびスプールと連継し、油圧
   ポンプからの作動油をメータリングしてパワーシ
   リンダに供給させる全油圧式パワーステアリング
   装置において、前記スプールにフランジ部を設け
   るとともにバルブケーシング内に前記フランジ部
   外周面に出入可能なロツクシリンダ機構を設け、
   ロツクシリンダ機構には前記油圧ポンプと連通す
   る油路を接続し、かつこの油路には流路開閉をな
   すアンロードバルブを介装し、該アンロードバル
   ブを前記パワーシリンダに取付けたストロークセ
   ンサ等の外部信号により作動させることを特徴と
   する全油圧式パワーステアリング装置。