JPH0396478A - 流体圧シリンダのストローク検出装置 - 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、たとえば後輪転舵用として用いられるパワー
シリンダ等において作動ストロークを検出することで後
輪舵角検出を行なうために用いて好適な流体圧シリンダ
のストローク検出装置に関する． 〔従来の技術〕 たとえば低速走行時に前、後輪の転舵方向を逆位相とし
車輌の旋回半径を小さくして小凹り性能を向上させたり
、高速走行時に前，後輪の転舵方向を同位相とし車輌の
走行安定性を向上させるようにした四輪操舵車が注目さ
れている．特に、低速走行時には大きな操舵角をもって
前輪操舵が行なわれるが、このとき前、後輪の転舵方向
を逆位相とすると、車輌旋回半径が最小となり小回り性
能が向上するもので、トラックのように車長の長い車輌
等に適用して好適である． ところで，上述した四輪操舵車における四輪操舵装置に
おいて，後輪を前輪側の転舵動作に応じて転舵制御する
ための駆動源として、油圧式のパワーシリンダを用い、
その油圧源からの圧油を、前輪側の転舵動作を検出する
前輪舵角センサからの電気信号（または油圧信号）によ
り切換え制御される制御バルブ等でシリンダ左、右室に
適宜供給し、後輪を所要の方向に転舵させるような構威
によるものが知られており、このような構造では、前輪
側と後輪側とを独立した舵取り装置により構威し、しか
も前輪側の転舵動作に応じて所要の状態により後輪を適
切かつ確実に転舵制御し得る等の利点をもつものであっ
た． 〔発明が解決しようとする課題〕 しかしながら、上述したような油圧式パワーシリンダを
後輪転舵用として用いてなる装置において従来のものは
、構造面からも動作性能面からも、まだまだ一長一短が
あり、実用化にあたって改良の余地が残されている．た
とえば上述した後輪転舵系には、その転舵制御が適切か
つ確実に行なわれているか否かをフイードバー，ク制御
用として検出したり、後輪がどの状態にあるかを検出し
たりするために、後輪舵角センサを付設することが一般
に行なわれているが、簡単な構成により所要の検出性能
を適切かつ確実に得ることができるものは未だ提案され
ていない．特に、この種の四輪操舵装置において用いら
れる後輪舵角センサには、後輪を中立位置を基準として
左、右再方向への転舵角を検出することが必要で、また
このような後輪は前輪側ほどは転舵されるものではなく
、その転舵角は小さいもので、中立位置付近での検出精
度が優れていることが望ましい． 従来からパワーシリンダ等に付設されピストンロッドの
移動量を検出するためのストローク検出装置としては、
たとえば実開昭８３−　１８８５０１号公報等に示すよ
うに、直動シリンダ型のセンサを、そのシリンダボディ
等に付設しかつ検出ロ−２ド等をピストンロフド側に接
触させて移動量を検出するようにしたものや、実開昭８
３−４１７０８号公報、実開昭８３−５８７０７号公報
等に示されるように、非接触で移動動作を検出し得る磁
気検出手段等を用いるようにしたもの等が知られている
．しかし、これら従来の検出装置によれば、いずれも検
出すべきストローク量が大きいものを前提としているも
ので、一前述したように中立位置での微妙なストローク
検出を必要とする車載用のストロークセンサとして用い
るには、検出精度面で問題をもつもので、このような点
を考慮し前述した要請を満足し得る何らかの対策を講じ
ることが望まれている．〔課題を解決するための手段〕 このような要請に応えるために本発明に係る流体圧シリ
ンダのストローク検出装置は、流体圧シリンダのシリン
ダボディ外側に，ピストンロッドと平行しこのピストン
ロッドの回り止．め用ロッドを摺動自在に支持させて設
けるとともに，この回り止め用ロッドを、前記ピストン
ロッドのボディ外側に突出する部分に設けた連結アーム
を介して一体的に連結し、かつこの回りＩヒめ用ロッド
の一部に、固定部に設けられる回転型センサのセンサア
ーム検出端を係合させて連結するようにしたものである
． 〔作用〕 本発明によれば、シリンダボディ外部でピストンロー，
ドに平行して連動動作するピストンロ７ド回り止め用ロ
シドの軸線方向への動きを、センサアームの回ｇＪＭ動
に変換し、回転型のセンサにより検出することで、ピス
トンロッドのストローク検出が行なえる． 〔実施例〕 ？ｐ，ｌ図および第２図は本発明に係る流体圧シリンダ
のストローク検出装置を適用してなる四輪操舵装置の一
実施例を示すものであり，これらの図において、まず四
輪操舵装置の概略構成を簡単に説明すると、この実施例
装置は、前、後輪転舵用の舵取りリンク機構による前、
後輪用舵取り装置（後輪側のみを符号ｌで示し，前輪側
は図示を省略している）を油圧式アクチュエータである
それぞれのパワーシリンダ２，３による独立蓼勤形式と
し、かつ前輪側の転舵変位情報のみを前輪側パワーシリ
ンダ２　（インテグラルタイプを例示し、図中ＩＰＳを
付している）における出力レバーであるビットマンアー
ム２ａ途中に検出レバー４ａが連結バー４ｂを介して連
結されている前輪舵角センサ４からの電気信号として取
出し、後述する後輪５側を転舵制御するための制御回路
等を有するコントローラ６に入力するように構成されて
いる．ここで、７．８は前、後輪側ハワーシリンダ２．
３への圧油供給源となるオイルポンプ、７ａ　，８ａは
オイルタンクで、また９は舵取りハンドルである．なお
、これら第１図および第２図にあっては、油圧配管を二
重線で、電気配線を一木の実線で示している． また、Ｌ述した舵取りハンドル９の舵取り操作により前
輪が転舵されたときに、この前輪側での転舵方向および
転舵量に応じて後輪５を転舵制御する後輪側パワーシリ
ンダ３は、以下に説明するような後輪転舵制御系により
所要の状態で転舵制御されるように構成されている．す
なわち、図中１０は後輪側油圧源となるオイルボンプ８
からの圧油通路ＩＬａとオイルタンク８ａへの戻り通路
ｔｔｂとシリンダ左、右室３ａ，３ｂに至る通路１２ａ
，１２ｂとを選択的に連通、遮断する制御バルブ．１３
はこの制御パルブｌＯを切換え制御するための駆動源で
あるステッピングモータ、ｌ４はこれに付設されバルブ
変位量を検出するためのバルブ変位量検出センサである
．なお、この制御バルブ１０は、図示は省略したが、四
方向切換弁構造を有しかつステッピングモータｌ３の回
転により流路切換えを行なうスプールを作動させるよう
な構或によるものを用いるとよい．また、この実施例で
は，制御バルブ１ｏの駆動源としてステ−２ピングモー
タｌ３を用いた場合を説明したが、本発明はこれに限定
されず、バルブ１ｏでの流路切換えをリニャ制御し得る
駆動源であればよく、ソレノイド等を始めとする適宜の
電気駆動源を用いてもよいことは言うまでもない．ｌ５
はＬ述した制御バルブ１０からシリンダ左、右室３ａ．
３ｂに至る通路１２ａ，１２ｂ間を連通ずるバイパス路
ｌ６途中に設けられンレノイド１５ａにより開閉制御さ
れるバイパスパルブで、このバイパスバルブｌ５は、た
とえば車速が２０Ｋｍ／ｈ以上となったときやフェール
時には、両室３ａ．３ｂ間を連通し、前輪側が転舵され
ても、後輪側が転舵しないように作動される．１　７　
，　ｌ　７．は後輪転舵用舵取りリンク機構の一部、本
実施例ではタイロッドの左、右両端側で後輪５，５を転
舵可能に支持するナックルアーム５ａ，５ａの一部に付
設されこのリンク系ヲ常に中立位置に復帰させるような
付勢力を与えるセンタリングスプリング機構、１８．１
８はこのセンタリングスプリング機構１７　．１７に一
体的に付設されンレノイド１８ａによりロックピンを内
部ロッド側の係止溝に係入させることで前記リンク系の
動きを中立位置でロックするためのロック機構で，車速
が一定速度以上となったときゃフェール時において後輪
５を中立位置で不転舵状態に保持し、前輪のみの二輪操
舵を行なえるようにするためのものである． ｌ９は車速センサ、２０は後輪転舵系の一部、本実施例
ではパワーシリンダ３に付設され後輪５の転舵角を検出
するための後輪舵角センサで，これら車速センサｌ９や
後輪舵角センサ２０での検出信号が前記コントローラ６
に送られることで、前記前輪舵角センサ４やバルプ変位
量検出センサＬ４からの入力情報と共に、後輪転舵制御
系を所要の状君に制御するように構成されている．たと
えば車速センサｌ９からの車速信号の大小によって前記
バイパスバルブｌ５が開閉制御し、一定車速以上で両シ
リンダ室３ａ，３ｂを短絡させ、後輪を不転舵状態とし
、前輪のみの二輪操舵を行なうようにする一方、一定車
速以下であるときには、シリンダ左、右室３ａ，３ｂ間
を遮断し、パワーシリンダ３による後輪操舵を行なえる
ように制御する． なお、上述した後輪転舵系において、バイパスバルブ１
５としては、油圧系や電気系のフェイル時に後輪４が転
舵されることを防止するために、車速が一定以下のとき
に作動されてバイパス路１６を遮断し、常時は開放状態
となるようなノーマルオープンタイプの電磁ソレノイド
式バルブを用いるとよい．同様に，ロック機構ｌ８とし
ても、常時はリンク系をロック状態に維持し、車速が低
速で四輪操舵を行なう際にのみロー２ク解除を行なうタ
イプの機構構成とするとよい．そして，このような構成
による装置によれば，前輪舵角センサ４からの前輪舵角
信号と車速センサｌ９からの車速信号とに応じてコント
ローラ６で制御バルブ１０を切換え制御するステッピン
グモータ１３を駆動し、これによるバルブ変位で後輪側
パワーシリンダ３のシリンダ左、右室３ａ，３ｂに至る
油圧回路を切換えることで、所要の方向に必要とされる
転舵量をもって後輪５を転舵させることができ、しかも
車速が一定以上となったときにはコントローラ６により
バイパスバルブ１５がバイパス路１６を開状態とし、後
輪５側を転舵制御系側から切離してセンタリングスプリ
ング機構１７とロック機構ｌ８で不転舵状態として前輪
のみの二輪操舵状態とし得るものである．さて、本発明
によれば、上述した四輪操舵装置において後輪転舵用パ
ワーシリンダ３に対し，このパワーシリンダ３で転舵制
御される後輪５の転舵角を検出するためのストローク検
出装置を構成する後輪舵角センサ２０を、次のような構
成により付設したところに特徴を有している．すなわち
，この後輪舵角センサ２０は、パワーシリンダ３のシリ
ンダボディ３ｃ外側に、タイロッドを兼るピストンロッ
ド２１と平行しこのピストンロッド２ｌの回り止め用と
して機能するロッド２３を摺動自在に支持させて設ける
とともに、この回り止め用ロッド２３を、前記ピストン
ロッド２ｌのボディ３ｃ外側に突出する左、右外方端側
の部分から一例に延設して設けられた連結アーム２２ａ
，２２ｂを介して一体的に連結し、かっこの回りＩＬめ
用ロフド２３の一部に、図示しない所要の固定部に設け
られる回転型センナ２０ａのセンサアーム２４検出端を
係合させて連結するような構戒とされている．ここで、
本実施例では、回り止め用ロッド２３側に突設した保合
ビン２３ａを、センサアーム２４の検出端側に設けた長
溝２４ａ内に係入させることで，ロッド２３の軸線方向
への動きを回転運動に変換してピストンロッド２１の移
動ストローク量を検出し得るように構成している．ここ
で，上述した長ｉ４　２　４　＆は、直線運動を回転運
動に変換するための逃げである．なお、図中２５　．２
５は前記シリンダボディ３ｃの一部、図中ではボディフ
ランジ部の一部に嵌装される検出ロッドとなる回り止め
用ロー２ド２３を摺動動作自在に保持するプッシュであ
る．そして、このような構成において、シリンダボディ
３ｃ外部でピストンロッド２１に平行して連動動作する
ピストンロッド回り士め用ロー７ド２３の軸線方向への
動きを、センサアーム２４の回動匣動に変換し、回転型
センサ２０ａにより検出することで、ピストンロシド２
１のストローク検出を行ない、これにより後輪舵角セン
サ２０としての機能を得ることが可能となる． このような構威によれば，シリンダボディ３ｃの一部に
摺勤自在に支持されることでタイロッドを兼るピストン
ロッド２ｌの回り止め用として機能するロッド２３の動
きを回転変位に変換してストローク変位を検出し、これ
により後輪舵角を測定できるもので、適切かつ確実な後
輪舵角検出を行なえるもので、その利点は大きい． ここで，上述した実施例構造では、ピストンロンド回り
止め用ロシド２ｌの動きに伴なって回動変位されるセン
サアーム２４の回動角度位置によっては、第３図（ａ）
から明らかなように、ロッド２ｌでの！ｌＪき量ａは等
しいものの、その回転角度はθ１から０２へと変化し（
０１〉θ２）、回転聖センサ２０ａによる検出信号にず
れが生じる．すなわち、センサ２０ａにおける回転角θ
は、ピストンロー７ド２１のストローク量とは比例せず
、第３図（ｂ）から明らかなような特性曲線を描く関係
となる．しかし，この回転角のずれは、センサアーム２
４のセンサ中心０からロッド２１側への保合部までの長
さ文によって一義的に定まるもので、コントローラ６で
簡単に補正できるものである． 特に、このような構或によれば、回転型センサ２０ａの
中立位置を，ピストンロッド２ｌ偶の中立位置と合致さ
せることで，その付近での検出精度を大きく操舵したと
きよりも良〈することが可能で、この種の後輪舵角セン
サ２０として用いて効果を発揮し得る．さらに、本発明
によれば、シリンダボディ３Ｃの外側でピストンロッド
２１に並設させて設けてなる検出ロ７ドとしても機能す
るピストンロッド２ｌの回り止め用ロッド２３の動きを
回転運動に変換して検出するために、組込みスペースの
面での自由度も大きくなり，シリンダ３とのユニット化
により全体の小型かつコンパクト化なども図れるといっ
た利点もある．第４図ないし第６図は本発明の別の実施
例を示すものであり，この実施例では，前述した実施例
におけるピストンロッド２１の直線運動をセンサアーム
２４の回転運動に変換するための長溝２４ａによる係合
構造に代えて、センサアーム２４を、回転型センサ２０
ａに設けられるシリンダアーム３０とその内部に摺動自
在に保持される可動ロシド３１とからなる構成とし，前
述したロッド２３の移動位置によって可動ロッド３ｌの
伸縮動作により精度の良い検出を行なえるようにした場
合を示し、長ｙｊ２　４　ａのように係合ピン２３ａと
の摺動、摩耗などから加工精度が要求されるものに比べ
、検出精度の＠頼性を向上させ得るものであるが、その
詳細は前述した実施例と略同等で、説明は省略する．こ
こで、ｗ４４図中３２はシリンダアーム３０内で可動ロ
ッド３ｌを摺勤自在に保持するプッシュである．勿論、
このロッド３１の伸縮動作は、数關程度で実用上で何ら
支障ないものである． なお，本発明は上述した実施例構造に限定されず、シリ
ンダストローク検出装置各部の形状，構造等を適宜変形
、変更することは自由で、種々の変形例が考えられよう
．たとえば上述した実施例では、四輪操舵装置において
後輪転舵用として用いられる油圧式のパワーシリンダに
おけるストローク検出を行なう場合を説明したが、本発
明はこれに限定されず、適官のａｌ碁．装置に用いられ
る流体圧シリンダにおけるピストンロンドのストローク
センサとして用いて効果を発揮し得るものである． また、上述した実施例では，後輪舵角センサ２０として
の回転型センサ２０ａを、図示しない固定部に設ける場
合を示しているが、スペース上などを考慮すると、シリ
ンダボディ３ｃの外側壁等に設けることが望ましい．し
かし、これに限定されないことは言うまでもない． 〔発明の効果〕 以上説明したように本発明に係る流体圧シリンダのスト
ローク検出装置によれば、流体圧シリンダのシリンダボ
ディ外側に、ピストンｏ−７ドと平行しこのピストンロ
ンドの回り止め用口７ドを摺動自在に支持させて設ける
とともに，この回りＸ｝め用ロッドを、ピストンロッド
のボディ外側に突出する部分に設けた連結アームを介し
て一体的に連結し、かつこの回りため用ロッドの一部に
、固定部に設けられる回転型センサのセンサアーム検出
端を係合させて連結するようにしたので、簡単かつ安価
な構成にもかかわらず、ピストンロ７ドの動きをこれに
平行して該ロッドの回り止め用として設けたロンドを利
用し、その動きを回転型センサにより適切かつ確実に検
出し得るという種々優れた効果がある．そして、このよ
うな本発明によれば、回転型センサの中立位置を，ピス
トンヮッド側の中立位置と合致させることで，その付近
での検出精度をよくすることが可能で、たとえば後輪舵
角センサ等として用いて効果を発揮し得る．さらに、本
発明によれば，シリンダボディの外側でピストンロッド
に並設させて設けてなる検出ロッドとしても機能するピ
ストンロンドの回りよめ用ロンドの動きを回転運動に変
換して検出するために、組込みスペースの面での自由度
も太き〈なり、シリンダとのユニット化により全体の小
型かつコンパクト化なども図れるといった利点もある．

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る流体圧シリンダのストローク検出装
置を四輪操舵装置において後輪舵角センサとして用いた
場合を示し、第１図は本発明装置の一実施例を示す四輪
操舵装置全体の概略構或図、第２図はその動作状態を説
明するための図、第３図はストローク検出性能を説明す
るための説明図，第４図は本発明の別の実施例を示す四
輪操舵装置全体の概略構或図、第５図はこの実施例にお
いて特徴とするセンサアーム構造を示す概略分解斜視図
、第６図は第４図に示した実施例での動作説明図である
．

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　流体圧シリンダのシリンダボディ外側に、ピストンロ
   ッドと平行しこのピストンロッドの回り止め用ロッドを
   摺動自在に支持させて設けるとともに、この回り止め用
   ロッドを、前記ピストンロッドのボディ外側に突出する
   部分に設けた連結アームを介して一体的に連結し、かつ
   この回り止め用ロッドの一部に、固定部に設けられる回
   転型センサのセンサアーム検出端を係合させて連結した
   ことを特徴とする流体圧シリンダのストローク検出装置
   。