JPH05246337A - パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 油漏れが生じても、ハンドルの操作量と車輪
の換向角度が正確に対応するパワーステアリング装置を
提供する。 【構成】 ロータリ式切換弁部９を有する油圧式オービ
ットロール（登録商標）３を設け、切換弁部９に内蔵さ
れかつ所定方向に回転して切換弁部９を閉じるスリーブ
15の一端に、第１ギア33を設け、第１ギア33に歯合する
第２ギア34を設け、第２ギア34に回転軸35の一端を連結
し、車輪の換向角度に応じて回転軸35の他端を回動させ
るリンク機構を設けた。実際の車輪の換向角度をリンク
機構，回転軸35およびギア33,34 により機械的にフィー
ドバックしてスリーブ15を所定方向に回転させ得るた
め、油漏れが生じても、スリーブ15が切換弁部９を閉じ
るまで圧油はシリンダに供給され続けるので、ハンドル
の操作量と車輪の換向角度が正確に対応する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ホイールローダなどの
産業用車両に設けられる、全油圧式のオービットロール
を有するパワーステアリング装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のパワーステアリング装置
としては、たとえば図７，図８に示すものがある。すな
わち、図７は油圧回路を示し、ハンドル70を直進位置に
した状態では、オービットロール71内の切換弁部72のス
プール73がＣ位置となり、圧油は各ステアリングシリン
ダ74，75に供給されない。

【０００３】そして、ハンドル70を直進位置から左回転
すると、上記スプール73がＣ〜Ｌ位置に切り換わり、油
圧ポンプ76からの圧油はステアリング優先流量調整弁77
を通りオービットロール71に流れ込む。さらに、圧油
は、メータリング部78およびスプール73を通って、第１
シリンダ74のテイル側と第２シリンダ75のロッド側とに
流れ込む。これとともに、第１シリンダ74のロッド側と
第２シリンダ75のテイル側との圧油はスプール73を通っ
て回収タンク79に流れ込む。そして、上記シリンダ74，
75に所定量の圧油が供給されて車輪が所定角度切り換わ
ると、スプール73がＬ〜Ｃ位置に切り換わり、シリンダ
74，75への圧油の供給が停止される。

【０００４】また、ハンドル70を右回転した場合は、ス
プール73がＣ〜Ｒ位置に切り換わり、圧油が、第２シリ
ンダ75のテイル側と第１シリンダ74のロッド側とに流れ
込むとともに、第２シリンダ75のロッド側と第１シリン
ダ74のテイル側との圧油は回収タンク79に回収される。

【０００５】図８において上記オービットロール71の作
動を説明すると、ハンドル70を左回転した場合、ステア
リングシャフト82を介してスプール73が回転するため、
このスプール73はスリーブ83に対し相対的に変位する。
これにより、油路が開通して、Ｐポート84から流入した
圧油（点線矢印Ａ）は切り換えられたスリーブ83の油
孔、スプール73の油溝そしてスリーブ83の油孔を通って
ハウジング85の油路からメータリング部78へ送られロー
タ86を回転する。ロータ86の回転によって吐出される圧
油（一点鎖線矢印Ｂ）は切換弁部72へ送られ、スリーブ
83およびスプール73を経てＬポート87から、第１シリン
ダ74のテイル側と第２シリンダ75のロッド側とに流れ込
む。これとともに、第１シリンダ74のロッド側と第２シ
リンダ75のテイル側との圧油（二点鎖線矢印Ｃ）は排出
されてＲポート88に戻り、スリーブ83およびスプール73
を経てＴポート89から流出する。

【０００６】ここで、上記のようにロータ86が回転する
とドライブシャフト90およびスリーブ83が共に回転す
る。すなわち、ハンドル70を回してスプール73を回転す
ると、このスプール73に追従してスリーブ83が同じ量だ
け回転してスプール73の変位を無くし、以て、切換弁部
72の油路が全閉する。これにより、ハンドル70の回転角
の分だけロータ86が回転して、このロータ86によって押
しのけられた圧油がシリンダ74，75へ送られることにな
る。

【０００７】また、ハンドル70を右回転した場合、ロー
タ86が逆回転し、ロータ86の吸い込みおよび吐出が逆に
なる。これにより、圧油はＲポート88からシリンダ74，
75へ流れ、シリンダ74，75から排出された圧油はＬポー
ト87へ戻る。

【０００８】そして、上記ハンドル70には、回転操作を
容易にするためのノブ91が設けられている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来形式によると、オービットロール71の切換弁部72や
メータリング部78および各シリンダ74，75における油漏
れのため、ハンドル70の回転操作量と車輪の換向角度が
正確に対応しない。そして、例えばハンドル70を直線走
行位置から左回転させた後、右回転させて直線走行位置
に戻した場合、ハンドル70の左回転時の回転スピード
と、戻し回転（この場合は右回転）時の回転スピードと
は異なる。これらにより、左回転中での油漏れ量と、戻
し回転（右回転）中での油漏れ量とに差が生じるため、
ハンドル70を回転させた後、ハンドル70を直線走行位置
に戻すごとに、ノブ91の位置がずれた。これにより、直
線走行時に、ノブ91が運転者の手前にあったり、向こう
側にあったりするため、ハンドル70の誤操作を招く恐れ
があった。

【００１０】本発明は上記問題を解決するもので、油漏
れが生じても、ハンドルの操作量と車輪の換向角度が正
確に対応するパワーステアリング装置を提供することを
目的とするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に本発明におけるパワーステアリング装置は、産業用車
両に設けられるパワーステアリング装置であって、ロー
タリ式の切換弁を使用した油圧式オービットロールを有
し、この切換弁の下流側に車輪の換向角度を切り換える
ステアリングシリンダを接続し、上記切換弁に内蔵され
かつ所定方向に回転して切換弁を閉じるスリーブの一端
に、第１歯車を設け、この第１歯車に歯合する第２歯車
を設け、この第２歯車に回転軸を連結し、車輪の換向角
度に応じて上記回転軸を回動させるリンク機構を設けた
ものである。

【００１２】

【作用】上記構成により、ハンドルを回転すると、オー
ビットロールの切換弁が開き圧油がステアリングシリン
ダに供給され、車輪が左右方向に切り換えられる。そし
て、車輪が切り換わるにしたがって、回転軸がリンク機
構に連動して回転する。この回転軸の回転力は第２歯車
から第１歯車を経て切換弁内のスリーブに伝えられるた
め、スリーブが所定方向に回転し、切換弁を閉じる。こ
れにより、ステアリングシリンダへの圧油の供給は停止
し、車輪は切り換えられた状態で停止する。このよう
に、実際の車輪の換向角度をリンク機構，回転軸および
歯車により機械的にフィードバックしてスリーブを所定
方向に回転させるため、油漏れが生じても、スリーブが
切換弁を閉じるまで圧油はステアリングシリンダに供給
され続けるので、ハンドルの回転操作量と車輪の換向角
度が正確に対応する。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１〜図６に基づ
いて説明する。図６は、パワーステアリング装置の油圧
回路を示し、ステアリングシリンダに圧油を供給する油
圧ポンプ１の下流には、順次、ステアリング優先流量調
整弁２、油圧式オービットロール３、第１ステアリング
シリンダ４と第２ステアリングシリンダ５、回収タンク
６が接続されている。

【００１４】図１，図２に示すように、上記オービット
ロール３はステアリングシャフト７を介してハンドル８
に連結されている。すなわち、オービットロール３はロ
ータリ式の切換弁部９とメータリング部10とから構成さ
れている。上記切換弁部９のハウジング11内には、縦軸
心14の周りに回動自在なスリーブ15が設けられ、このス
リーブ15内には、スリーブ15に対して相対回動自在な円
筒上のスプール16が嵌め込まれている。これらスリーブ
15およびスプール16の外周面には、油を案内する複数の
油溝17，18や、複数の油孔19，20が形成されている。上
記スプール16の上端部は、ハウジング11の上方に貫通し
ており、ステアリングシャフト７の下端部と連結してい
る。さらに、ハウジング11の内周面にも複数の油溝21が
形成される。

【００１５】上記ハウジング11の外周面には、油圧ポン
プ１側に接続されるＰポート22、第１，第２ステアリン
グシリンダ４，５側に接続されるＬ，Ｒポート23，24、
回収タンク６側に接続されるＴポート25が形成されてい
る。また、ハウジング11の下部にはエンドキャップ26が
取り付けられる。

【００１６】上記スリーブ15内には、スリーブ15の縦軸
心14に直交する連結ピン27が嵌め込まれ、この連結ピン
27には、上記スプール16内に回動自在に設けられたドラ
イブシャフト28の一端部が連結している。このドライブ
シャフト28の他端部は、上記エンドキャップ26内に設け
られた軸受け31に支持されて、エンドキャップ26の下方
に貫通している。また、エンドキャップ26には、リング
状の油溝32がドライブシャフト28を取り囲んで形成され
ており、この油溝32は油路30を介してハウジング11の内
周面に連通している。

【００１７】上記オービットロール３のメータリング部
10は、上記ドライブシャフト28の他端に設けられた小径
の第１ベベルギア33（第１歯車の一例）と、この第１ベ
ベルギア33に歯合する大径の第２ベベルギア34（第２歯
車の一例）と、一端部がこの第２ベベルギア34に連結さ
れた回転軸35とから構成されている。これら第１，第２
ベベルギア33，34はギアボックス36内に設けられ、ギア
ボックス36は上記エンドキャップ26の下部に取り付けら
れる。そして、上記回転軸35はギアボックス36側に設け
られた軸受け37に支持されて横軸心38の周りに回動自在
である。これにより、回転軸35が回転すると、この回転
力は第２ベベルギア34および第１ベベルギア33を経てド
ライブシャフト28に伝わり、連結ピン27を介してスリー
ブ15が回転する。尚、39はオイルシールである。

【００１８】図３〜図５に示すように、41は、産業用車
両の一例であるホイールローダの車体を示し、この車体
41は、前輪42を有する前部フレーム43と、後輪44を有す
る後部フレーム45とから構成される。前部フレーム43の
後端部と後部フレーム45の前端部とは連結軸46を介して
連結され、これにより、前部フレーム43は後部フレーム
45に対して縦軸心47を中心にして左右方向に回動自在で
ある。尚、上記連結軸46は後部フレーム45側に立設さ
れ、前部フレーム43の後端部が上方から連結軸46に嵌入
されている。

【００１９】後部フレーム45には前部フレーム43の上方
に突出するブラケット48が設けられ、このブラケット48
の上面には取付軸49が立設されている。この取付軸49の
軸心は上記連結軸46の縦軸心47と一致し、取付軸49には
揺動板50が嵌入されている。これにより、揺動板50は縦
軸心47を中心にして左右方向に回動自在である。そし
て、揺動板50の一端部はピン53を介して前部フレーム43
側に連結されている。また、揺動板50の他端部には、第
１アーム54が立設されている。

【００２０】そして、上記回転軸35の他端部には第２ア
ーム55が取り付けられている。上記第１アーム54と第２
アーム55とは、ボールジョイント56，57を介して、連結
アーム58により連結されている。ここで、上記揺動板5
0，第１アーム54，第２アーム55，連結アーム58はリン
ク機構64の一例である。

【００２１】上記第１，第２ステアリングシリンダ４，
５はそれぞれ後部フレーム45の両側に設けられ、上記ハ
ンドル８およびオービットロール３は後部フレーム45に
設けられた運転席に設置されている。また、ハンドル８
には、回転操作を容易にするためのノブ59が設けられて
いる。

【００２２】以下、上記構成における作用を説明する。
図６の油圧回路に示すように、ハンドル８を直進位置に
した状態では、オービットロール３内の切換弁部９のス
プール16がＣ位置となり、圧油は各ステアリングシリン
ダ４，５に供給されない。これにより、前輪42は直進方
向に維持される。

【００２３】そして、ノブ59を回してハンドル８を直進
位置から左回転すると、上記スプール16がＣ〜Ｌ位置に
切り換わり、油圧ポンプ１からの圧油はステアリング優
先流量調整弁２を通りオービットロール３の切換弁部９
に流れ込む。さらに、圧油は、上記切換弁部９を通っ
て、第１シリンダ４のテイル側と第２シリンダ５のロッ
ド側とに供給される。これとともに、第１シリンダ４の
ロッド側と第２シリンダ５のテイル側との圧油はスプー
ル16を通って回収タンク６に流れ込む。

【００２４】ここまでの動作を図１で説明すると、ノブ
59を回してハンドル８を左回転した場合、ステアリング
シャフト７を介してスプール16が一方向に回転するた
め、このスプール16はスリーブ15に対し相対的に変位す
る。これにより、油路が開通して、Ｐポート22から流入
した圧油（点線矢印Ａ）は、切り換えられたスリーブ15
の油孔19、スプール16の油溝18そしてスリーブ15の油孔
19を通って、ハウジング11の油路30からエンドキャップ
26の油溝32を流れ、再度スリーブ15およびスプール16を
経てＬポート23から、第１シリンダ４のテイル側と第２
シリンダ５のロッド側とに流れ込む。これとともに、第
１シリンダ４のロッド側と第２シリンダ５のテイル側と
の圧油（一点鎖線矢印Ｂ）は排出されてＲポート23に戻
り、スリーブ15およびスプール16を経てＴポート25から
流出し、回収タンク６に回収される。

【００２５】上述の図１，図６に基づいた説明のよう
に、圧油が第１シリンダ４のテイル側と第２シリンダ５
のロッド側とに流れ込むとともに、第１シリンダ４のロ
ッド側と第２シリンダ５のテイル側との圧油が排出され
ると、図３に示すように、第１シリンダ４のピストンロ
ッド60が伸展し、第２シリンダ５のピストンロッド61が
退入する。これにより、図３の仮想線で示すように、前
部フレーム43が縦軸心47を中心に左へ回動するため、前
輪42が左へ切り換えられる。これにともない、図３およ
び図４の各仮想線（イ）で示すように、揺動板50が上記
縦軸心47を中心に左へ回動するため、揺動板50の他端が
前方に変位する。そして、この変位量に対応して、連結
アーム58が前方に引かれ、回転軸35が一方向62に回転す
る。この回転力は、第２ベベルギア34および第１ベベル
ギア33を経て、ドライブシャフト28に伝えられる。これ
により、ドライブシャフト28が回転し、連結ピン27を介
してスリーブ15が一方向に回転する。すなわち、ハンド
ル８を回してスプール16を一方向に回転すると、このス
プール16に追従してスリーブ15が同じ量だけ一方向に回
転してスプール16の変位を無くし、以て、切換弁部９の
油路が全閉する。これにより、ハンドル８の回転角の分
だけ前輪42が切り換えられると、これ以上圧油がシリン
ダ４，５へ送られることはなく、前輪42は、ハンドル８
の回転角に正確に対応して、左に切り換えられた状態で
停止する。

【００２６】そして、ノブ59を回してハンドル８を右回
転し直進位置に戻すと、図６に示すように、上記スプー
ル16がＣ〜Ｒ位置に切り換わり、油圧ポンプ１からの圧
油はオービットロール３の切換弁部９を通って、第２シ
リンダ５のテイル側と第１シリンダ４のロッド側とに供
給される。これとともに、第２シリンダ５のロッド側と
第１シリンダ４のテイル側との圧油はスプール16を通っ
て回収タンク６に流れ込む。

【００２７】すなわち、上記のようにノブ59を回してハ
ンドル８を右回転した場合、スプール16が他方向に回転
するため、このスプール16はスリーブ15に対し相対的に
変位する。これにより、油路が開通して、Ｐポート22か
ら流入した圧油は、Ｒポート23から、第２シリンダ５の
テイル側と第１シリンダ４のロッド側とに流れ込む。こ
れとともに、第２シリンダ５のロッド側と第１シリンダ
４のテイル側との圧油は排出されてＬポート23に戻り、
Ｔポート25から流出し、回収タンク６に回収される。

【００２８】上述のように、圧油が第２シリンダ５のテ
イル側と第１シリンダ４のロッド側とに流れ込むととも
に、第２シリンダ５のロッド側と第１シリンダ４のテイ
ル側との圧油が排出されると、第２シリンダ５のピスト
ンロッド61が伸展し、第１シリンダ４のピストンロッド
60が退入する。これにより、前部フレーム43が右へ回動
するため、前輪42が右へ切り換えられる。これにともな
い、揺動板50が右へ回動するため、図４の仮想線（ロ）
で示すように、揺動板50の他端が後方に変位する。そし
て、この変位量に対応して、連結アーム58が後方に押さ
れ、回転軸35が他方向63に回転する。これにより、第２
ベベルギア34および第１ベベルギア33を介して、ドライ
ブシャフト28が回転し、スリーブ15が他方向に回転す
る。これにより、スリーブ15がスプール16に追従して同
じ量だけ他方向に回転してスプール16との変位を無く
し、以て、切換弁部９の油路が全閉する。これにより、
ハンドル８の回転角の分だけ前輪42が切り換えられる
と、これ以上圧油がシリンダ４，５へ送られることはな
く、前輪42は、ハンドル８の回転角に正確に対応して、
右に切り換えられた状態で停止する。

【００２９】このように、実際の前輪42の換向角度をリ
ンク機構64，回転軸35およびギア33，34により機械的に
フィードバックしてスリーブ15を所定方向に回転させる
ため、オービットロール３の切換弁部９や各シリンダ
４，５において油漏れが生じても、スリーブ15が切換弁
部９を閉じるまで圧油は各シリンダ４，５に供給され続
けるので、ハンドル８の回転操作量と前輪42の換向角度
が正確に対応する。

【００３０】したがって、上記のように油漏れが生じて
いても、ノブ59を回して、ハンドル８を直線位置から左
回転させて前輪42を左に切り換えた後、ハンドル８を右
回転させて再び直線位置に戻した場合、ハンドル８を回
転させる前とハンドル８を元に戻した後とにおけるノブ
59の位置は変化しない。

【００３１】上記実施例では、ハンドル８を直線位置か
ら左回転させた後、ハンドル８を右回転させて直線位置
に戻した場合について説明したが、ハンドル８を直線位
置から右回転させた後、ハンドル８を左回転させて直線
位置に戻した場合も同じである。

【００３２】上記実施例では、オービットロール３の第
１，第２ベベルギア33，34部をコンパクトにすることに
より、従来のオービットロールとの交換取り付けが容易
に行える。

【００３３】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、ロータリ
式の切換弁を使用した油圧式オービットロールを設け、
この切換弁に内蔵されかつ所定方向に回転して切換弁を
閉じるスリーブの一端に、第１歯車を設け、この第１歯
車に歯合する第２歯車を設け、この第２歯車に回転軸を
連結し、車輪の換向角度に応じて上記回転軸を回動させ
るリンク機構を設けたことにより、実際の車輪の換向角
度をリンク機構，回転軸および歯車により機械的にフィ
ードバックしてスリーブを所定方向に回転させることが
できるため、油漏れが生じても、スリーブが切換弁を閉
じるまで圧油はステアリングシリンダに供給され続ける
ので、ハンドルの回転操作量と車輪の換向角度が正確に
対応する。

【００３４】したがって、たとえばノブが取り付けられ
たハンドルなどでは、油漏れが生じていても、ノブを回
してハンドルを直線位置から一方向に回転させてた後、
ノブを回してハンドルを逆方向に回転させて再び直線位
置に戻した場合、ハンドルを回転させる前とハンドルを
元に戻した後とにおけるノブの位置は変化しない。これ
により、ハンドルの誤操作を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例におけるパワーステアリング
装置のオービットロールの縦断側面図である。

【図２】図１におけるＡ−Ａ矢視図である。

【図３】パワーステアリング装置を有する産業用車両の
概略平面図である。

【図４】図３におけるＢ−Ｂ矢視図である。

【図５】図３におけるＣ−Ｃ矢視図である。

【図６】パワーステアリング装置の油圧回路図である。

【図７】従来例におけるパワーステアリング装置の油圧
回路図である。

【図８】従来例におけるパワーステアリング装置のオー
ビットロールの縦断側面図である。

【符号の説明】

３ オービットロール ４ 第１ステアリングシリンダ ５ 第２ステアリングシリンダ ９ 切換弁部 15 スリーブ 33 第１ベベルギア（第１歯車） 34 第２ベベルギア（第２歯車） 35 回転軸 41 ホイールローダ（産業用車両） 42 前輪 64 リンク機構

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 産業用車両に設けられるパワーステアリ
   ング装置であって、ロータリ式の切換弁を使用した油圧
   式オービットロールを有し、この切換弁の下流側に車輪
   の換向角度を切り換えるステアリングシリンダを接続
   し、上記切換弁に内蔵されかつ所定方向に回転して切換
   弁を閉じるスリーブの一端に、第１歯車を設け、この第
   １歯車に歯合する第２歯車を設け、この第２歯車に回転
   軸を連結し、車輪の換向角度に応じて上記回転軸を回動
   させるリンク機構を設けたことを特徴とするパワーステ
   アリング装置。