JPH03182879A - 全油圧式パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、フォークリフトのような産業車両に使用され
る全油圧式パワーステアリングＭｌｉに係り、詳しくは
ハンドル回転角と操舵輪切れ角とのずれを補正する上で
有効な全油圧式パワーステアリング装置に関する。

（従来の技術） 第８図は従来の全油圧式パワーステアリング装置を例示
したものであって、この装置はハンドル５１により操作
されるパワーステアリングバルブユニット５２と、操舵
輪５５を操舵させるための両ロッド形のパワーシリンダ
５４と、それらパワスデアリングバルブユニット５２と
パワーシリンダ５４とを連通ずるための２本の油圧ライ
ン５６．５７とから構成されており、ハンドル５１が操
作されると、パワーステアリングバルブユニット５２が
油圧ポンプ５３から送られる圧油のうち、ハンドル回転
角に比例する量の圧油をパワーシリンダ５４に供給して
操舵輪５５を操舵させるようになっている。

ところで、上述の全油圧式パワーステアリング装置は、
ハンドル５１と操舵輪５５とが機械的つながりを有しな
い関係で、前記パワーステアリングバルブユニット５２
の内部リークに原因して、操舵を繰返すうちにハンドル
回転角とシリンダストローク（操舵輪の切れ角）どの相
対位置関係にずれが生じ、特にフォークリフトのように
ハンドル５１にノブ５１ａを備えたものにあっては、車
両の直進時におけるハンドル中立位置が狂って運転者に
違和感を与えたり作業性を悪くしたりするという問題が
ある。

そのため、従来は上記問題を解決すべく、ハンドル回転
角センサ６１と、シリンダストロークセンサ６２とを設
置ノ、ハンドル５１がパワーシリンダ５４に対し、遅れ
状態であるか否かを常時コントローラ６３によって監視
し、遅れが基単値を越えたときはコントローラ６３によ
りソレノイドバルブ６４を開いてパワーシリンダ５４の
高圧側から低圧側（タンク回路）へ圧油を流してパワー
シリンダｂ４の働きをＩｌらぜることにより前記ずれを
補正するようにしている。このようなコントローラ６３
を利用した電気式補正方式の全油圧式パワーステアリン
グ装置としては、たとえば特開昭６１−２７０６４６号
公報あるいは￥σ）１昭６４−１６４８５月公報を挙げ
ることができる。

（発明が解決しようとする課題〉 ところが、上述の電気的補正方式では、各センサから信
頼できる電気信月を１４ｖるには、十分な防塵、防水対
策（とくにシリンダストロークセンサはリヤアクスルの
タイ１〕付近に位置する関係ぐ泥や塵埃をまともに被り
易い）を必要どするものであって、そのためのコストが
高く付く。またコントローラのマイクロブ０セツサ等、
雨、振動等に対する配慮が必要なため、この分にもコス
トを必要とし、しかも２個の信号処理のためだけに利用
されるコント目−ラはそのもの自体がコスト高となる。

本出願人は、このような電気的位備ずれ補正方式の改良
案として、位置ずれ補正を機械的に行なうまうにした全
油圧式パワーステアリング装置（平願昭１−２１５４．
９７号〉を提供しているが、これによれば、コストの低
減化が図れるという特徴を有するものの、未だ改良の余
地がある。

そこで本発明は、コスト的に有利であるとともに、レイ
アウトの自由性ならびに組付性にすぐれる全油圧式パワ
ーステアリング装置を提供することを、その目的とする
。

（ｗＩ題を解決するための手段） 本発明は、上記課題を解決するために次のように構成し
ている。

すなわち、本発明はハンドルにより操作されるパワース
テアリングバルブユニットと、操舵輪を操舵させるため
の両ロッド形パワーシリンダと、前記パワーステアリン
グバルブユニットとパワーシリンダとを連結する２本の
油圧ラインを備え、前記ハンドルの操作に対応して前記
操舵輪を抽圧操舵するように構成された全油圧式パワー
ステアリング装置におい°Ｃ１ 前記ハンドルにより回転されるステアリングシャフトの
近傍に設置されて前記２木の油圧ラインを個々にタンク
に連通可能な又は２本の油圧ラインを相互に連通可能な
位置ずれ補正用の切換バルブと、前記ステアリングシャ
フトに平行して回転可能に設置された回転軸と、前記パ
ワーシリンダ側に設置されて該パワーシリンダの移動に
関連しで回転する回転体と、この回転体の回転を前記回
転体に伝達するためのフレキシブルケーブルとを備え、 そして前記切換バルブにおけるバルブボデーとバルブス
プールとのいずれか一方を前記ステアリングシャフトの
回転に関連して軸方向に移動するように該ステアリング
シャフトと連結し、他力を前記回転軸の回転に関連して
軸り向に移動するように該同転軸と連結したものである
。

（作用〉 上述のように構成された本発明の全油圧式パワースデア
リング装置においては、ハンドルが回転操作され、それ
に伴いパワーシリンダが作動されると、それらの動きは
切換バルブに伝達される。

つまりハンドルの回転操作時には、ステアリングシャフ
トが回転される一方、パワーシリンダの移動に伴い回転
体及びフレキシブルケーブルを介して回転軸が回転され
、これらステアリングシャフトと回転軸に対してその回
転に対応して直動づるよう取付（プられた切換バルブの
パル１ボデーとバルブスプールとが同方向に直線的に移
動する。このとき、ハンドル回転角とシリンダストロー
クとにずれが発生していな（］れば、切切換パルは閉鎖
状態を維持でるが、ずれが発生しているときはバルブボ
デーとバルブスプールが相対的変位を伴うことになるた
め、切換バルブが開放されて高圧側と低圧側とを短絡す
る。そのため、パワーステアリングバルブユニットから
吐出される圧油の一部が高圧側から低圧側へ流れ、パワ
ーシリンダの作動を遅らせて前記ずれを補正する。

（実施例〉 以下、本発明の実施例を第１図〜第７図に塁づいて具体
的に説明？ｌ−る。

全油圧式パワーステアリング装量の全体とその油圧回路
を示す第１図及び第２図において、１はノブ１ａを備え
たハンドル、２はハンドル１により操作されて油圧ボン
ゾ３から送られる圧油のうち、ハンドル回転角に比例す
る坦の圧抽を吐出するパワーステアリングバルブユニッ
ト（以下、実施例では単にバルブユニットという〉、４
は操舵輪（後輪〉５を操舵づるための両ロッド側のパワ
ーシリンダであり、バルブユニット２と２本の油圧ライ
ン６．７によつ（連通されている。なお、８はオイルタ
ンクである。

つぎに、ハンドル回転角とシリンダスト１コークとの位
置ずれを補正するための装置について説明する。位置ず
れ補正用の切換パル１１３は、第２図に示１−ように前
記２本の油圧ライン６．７からそれぞれ分岐された絞り
付きのパイパスライン９゜１０と、オイルタンク８に通
じる戻りライン１１との間に組込まれている。切換バル
ブ１２はスプール弁形式であり、第３図に小ずようにバ
ルブボデー１３と、該バルブボデー１３に軸方向に摺動
可能とされたバルブスプール１４とから構成されでいる
。そしてバルブボデー１３にはパイパスライン９．１０
に接続される２つの油圧ボート１５゜１６と、戻りライ
ン１１に接続されるタンクボート１７とが形成されてお
り、常にはタンクボート１７がバルブスプール１４によ
り閉鎖されてパイパスライン９，１０と戻りライン１１
との連通を断っている。

上記のような構造の切換バルブ１２は、第１図に示ずよ
うにハンドル１とパル１ユニツト２との間に配置されて
おり、以下、その取付構造を主として第３図〜第５図に
基づいて説明する。第４図に示すように、ハンドル１と
バルブユニット２との間にほぼ長方形のケース１８が取
付（プられ、ハンドル１によって操作されるステアリン
グシャツト１９が該ケース１８内を貫通して下方のバル
ブボデー１へ２に達している。また、ケース１８内には
ステアリングシャフト１９と平行に延在づる回転軸２０
が回転可能に取付けられており、この回転軸２０とステ
アリンダシ１／フト１９との一方には右ねじが、他力に
は左ねじがそれぞれ施されでいる。なお、回転軸２０は
前記パワーシリンダ４の移＠量に対応して回転されるも
のであり、そのトルク伝達については後述する。

しかして、ステアリングシャフト１９にはアジャスター
２１が螺合され、回転軸２０には前記切換バルブ１２の
バルブボデー１３が螺合されていて、アジャスター２１
がアーム２２を介して切換バルブ１２のバルブスプール
１４の一端に連結されている。なお、このアーム２２は
ステアリングシャフト１９及び回転軸２０との干渉を避
ｃノるべく二股となっている。また、アジャスター２１
及びバルブボデー１３は直方体の外形を有し、第５図に
示すようにその外面の少なくとも一面がケース１８の内
壁面に対してほとんど隙間のない状態０ で当接されることににって回り止めされでいる。

つまり、バルブボデー１３とバルブスプール１４とはス
テアリンダシ１１フト１９と回転軸２０とが互いに反対
方向に回転されることによって、同方向に直線移動され
るように構成されている。たＩごし、ステアリングシャ
フト１９と回転軸２０が同方向に回転するように設定し
たときは、ねじは亙いに右ねじが設けられる。

なお、ケース１８内にはアジャスター２１の移動量を制
限する上下２個のストッパ２３が設Ｇプられていて、こ
れによりハンドル１のストロークエンドが決定されてい
る。

つぎに、パワーシリンダ４の移動量を回転運動に変換し
て前記回転軸２０に伝達（フィードバック〉するための
トルク伝達手段を説明する。第１図、第６図及び第７図
に示すように、パワーシリンダ４は、所定の間隔で対峙
する上１２枚のプレート２４を前後２枚のプレート２５
で結合したほぼ横長箱形のリヤアクスルビーム２６内に
収容固定されており、そのピストンロッド４ａがタイ［
１１ ラド２７を介してナックル２８に連結されている。

そして、パワーシリンダ４の上側に平行に配置されたラ
ック２９が両ピストンロッド４ａの端部に取付けられて
おり、このラック２９と噛合うビニオン３０がリヤアク
スルビーム２６に回転可能に取付けられるとともに、こ
のビニオン３０の目板がねじれ剛性の高いトルク伝達用
のフレキシブルケーブル３１を介して前記回転軸２０に
伝達されるようになっている。なお、トルク伝達用のフ
レキシブルケーブル３１としては自動車のスピードメー
タケーブル等に使用されているものあるいはそれに類似
したものが利用される。

本実施例の全油圧式パワーステアリング装詔は上述のよ
うに構成したものであり、以下その作用を説明する。

今、右旋回すべくハンドル１を右回りに回転操作するこ
とによりバルブユニット２を駆動させて油圧ライン６側
にハンドル回転角に比例する轍の圧油を吐出すると、パ
ワーシリンダ４の左側（第２図において下側）の油室に
圧油が供給されビス２ トンロッド４ａが右側へ移動されて操舵輪５である後輪
が右に切られる。このとき、ステアリングシャフト１９
の右回転によりアジャスター２１が下方へ送られ、アー
ム２２を介して連結されている切換バルブ１２のバルブ
スプール１４も同様に下方へ移動される。一方、ピスト
ン１」ラド４ａの右移動によりラック２９も右移動し、
それに伴いビニオン３０が左回りに回転し、その回転が
フレキシブルケーブル３１を経て回転軸２０を左回転さ
せるため、切換バルブ１２のバルブボｆ−１３が下方へ
送られる。

つまり、切換バルブ１２のバルブボデ−１３とバルブス
プール１４とは、ハンドル１により回転されるステアリ
ングシャフト１９と、パワーシリンダ４のピストンロッ
ド４ａの移動により回転される回転軸２０との各回転最
に見合う量だＵそれぞれ下方へ送られることになるので
、この場合にハンドル１回転当りのステアリングシャフ
ト１９にＪ：る送り量と、パワーシリンダ４の移動に対
応する回転軸２０による送り量とが同期するように３ 設定しておくことによって、切換バルブ１２におけるバ
ルブボデー１３とバルブスプール１４の移動量を一致さ
せることができる。

従って、ハンドル回転角とシリンダス］−ローク（操舵
輪５の切れ角）との間に位置ずれが存在しなければ、切
換バルブ１２は常に閉鎖状態を維持し、位置ずれ補正作
用が行なわないが、もし位置ずれがハンドル遅れ側に発
生しているとき、つまりハンドル１がパワーシリンダ４
に対して遅れているときは、位置ずれ補正作用を行なう
。づなわち、このときはバルブスプール１３の送り量よ
りバルブボデー１３の送り量が人ぎいため、タンクボー
ト１７がこの場合の高圧側である抽圧ライン６の油圧ポ
ート１５と連通ずる。そのため、バルブユニット２から
吐出される圧油の一部がバイパスライン９から戻りライ
ン１１を経てオイルタンク８に戻され、パワーシリンダ
４の作動が遅れ、これにハンドル１の回転が追いついて
位置ずれが補正される。

一方、ハンドル１の回転がパワーシリンダ４の４ 作動より進んでいる場合は、バルブスプール１４の送り
損がバルブボデー１３よりも大きく、このときはタンク
ボート１７がこの場合の低圧側である油圧ライン７の油
圧ボート１６と連通ずるため、位置ずれ補正作用は行な
われない。

なお、ｌｉ８旋回時においては、切換バルブ１２の移動
方向が上方に変わるだけであつ−Ｃ１位置ずれ補正作用
については上述の右旋回時の場合と同様である。

すなわち、ハンドル１が遅れ側にずれている場合に限り
、切換バルブ１２による位置ずれ補正作用が行なわれる
ものである。

また、本実施例ではケース１８内にストッパ２３を設け
てパワーシリンダ４のストロークエンド後にお（）るハ
ンドル１の操作を制限しているので、ハンドル１の回し
過ぎによる位置ずれの発生を抑えることができる。

なお、本実施例ではハンドル系でバルブスプール１４を
、シリンダ系でパル１ボデー１３をそれぞれ移動させる
構成としたが、これを逆にしても５ 差支えない。また、本実施例では切換バルブ１２の作動
時に油圧ライン６．７の圧油の一部をオイルタンク８に
戻す構成としたが、これに代え、両油圧ライン６．７を
連絡ラインによって短絡す“るとともに、その連絡ライ
ンに切換バルブ１２を設【プて圧部の一部をｒ！ｉ圧側
から低圧側へ逃すことによって位置ずれの補正作用をｉ
ｊなう構成に変更す゛ることも可能である。

（発明の効果） 以上詳述したように、本発明はハンドル回転角とシリン
ダストロークの機械的変位をもって位置ずれ補正用の切
換バルブを機械的に作動させて位置ずれ補正を行なうよ
うにしたことにより、コントローラを利用して電気的制
御によって位置ずれ補正を行なっている従来方式に比べ
で、コストの低床な全油圧式パワーステアリング装ｄを
提供づることかできる。そして、本発明では切換バルブ
をハンドル近くに設置できるため、配管の取回しがバル
ブ−１ニツト付近でまとめられ、配管の煩わしさが少な
いものであり、またトルク伝達用の７６ ジキシ１ルケーブルを利用して、アクスルビーム側のパ
ワーシリンダとハンドル側の切換バルブとを関係させて
いるため、両者のレイアウトの自由度が大きくなるとと
もに、組付性を向上することが可能となり、かつ組付は
スペースを確保する上でも有効となる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第７図は本発明の実施例を示し、第１図は全油
圧式パワーステアリング装置の全体を示す概略斜視図、
第２図は全油圧式パワースアアリング装置の油圧回路図
、第３図は切換バルブを示す一部切断側面図、第４図は
切換バルブの取付部の縦断面図、第５図は第４図のｖ−
ｖ線断面図、第６図はリヤアクスルビームに対づるパワ
ーシリンダとラックピニオン機構の組付状態を示す一部
省略平面図、第７図は同じく一部省略正面図、第８図は
従来の全油圧式パワーステアリング装置の説明図である
。 １・・・ハンドル ７ ２・・・パワーステアリングバルブユニット４・・・パ
ワーシリンダ　　　５・・・操舵輪６．７・・・油圧ラ
イン　　１２・・・切換バルブ１３・・・バルブボデー
　　　１４・・・バルブスプール１９・・・スアアリン
グシャフト

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ハンドルにより操作されるパワーステアリングバルブユ
   ニットと、操舵輪を操舵させるための両ロッド形パワー
   シリンダと、前記パワーステアリングバルブユニットと
   パワーシリンダとを連結する２本の油圧ラインを備え、
   前記ハンドルの操作に対応して前記操舵輪を油圧操舵す
   る全油圧式パワーステアリング装置において、前記ハン
   ドルにより回転されるステアリングシャフトの近傍に設
   置されて前記２本の油圧ラインを個々にタンクに連通可
   能な又は２本の油圧ラインを相互に連通可能な位置ずれ
   補正用の切換バルブと、前記ステアリングシャフトに平
   行して回転可能に設置された回転軸と、前記パワーシリ
   ンダ側に設置されて該パワーシリンダの移動に関連して
   回転する回転体と、この回転体の回転を前記回転体に伝
   達するためのフレキシブルケーブルとを備えており、前
   記切換バルブのバルブボデーとバルブスプールとのいず
   れか一方を前記ステアリングシャフトの回転に関連して
   軸方向に移動するように該ステアリングシャフトと連結
   し、他力を前記回転軸の回転に関連して軸方向に移動す
   るように該回転軸と連結した全油圧式パワーステアリン
   グ装置。