JPH0732328Y2 - 動力舵取装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は動力舵取装置に関し、特に流路切換弁としてス
プールバルブを備えてなるセミインテグラルタイプの動
力舵取装置の改良に関する。

〔従来の技術〕

一般にセミインテグラルタイプの動力舵取装置は、たと
えば実開昭53−48326号公報等に示されるように、舵取
ハンドルに連結された入力軸の先端がハウジング内に挿
入され、かつこのハウジング内で入力軸にボールねじ結
合により嵌装して配置されたボールナットと操舵輪側に
ピットマンアーム等を介して連結される出力側部材とし
てのセクタギアからなるステアリングギヤ機構と、ハウ
ジング内で入力軸先端側に連設されこの入力軸の軸線方
向への移動によってポンプからの流体圧流路を切換える
コントロールバルブとを配設してなるステアリング本体
を備えている。また、上述したコントロールバルブによ
ってポンプ、タンク間とシリンダ左、右室との間の流路
が切換えられることで、舵取り操作に応じて選択的に供
給される流体圧により操舵輪に操舵補助力を作用させる
流体圧シリンダを、ステアリング本体とは別個に配設し
てなる構成とされていた。なお、タイプによっては、流
体圧シリンダをハウジング内に設けたものも知られてい
る。

〔考案が解決しようとする課題〕

ところで、上述したセミインテグラルタイプの動力舵取
装置を、たとえばオイルクラッチ付きのフォークリフト
等に用いた場合にあっては、ポンプから吐出されるオイ
ルが、フローディバイダを介して作業機と動力舵取装置
とに供給されるように構成され、かつ動力舵取装置に送
られたオイルは、この装置下流側に設けたオイルクラッ
チを経てタンク側に還流されるようになっている。この
ような動力舵取装置では、この装置下流側にオイルクラ
ッチ等の絞りが設けられているために、装置内部におい
てタンク側に至る低圧側において高背圧が生じるという
問題があった。

一方、従来一般的なセミインテグラルタイプの動力舵取
装置において舵取ハンドル側に外方端が連結される入力
軸は、その内方端がハウジング内室内に臨んで位置して
いるだけであり、この入力軸上で軸内方端と他の部位と
での背圧受圧面積が異なる結果となる。したがって、こ
の入力軸は常に背圧によって一方側（外方端側）に軸推
力を受けることになり、このため舵取り操作時において
左、右方向における操舵力に左右差が生じ、いずれか一
方の方向での舵取り時にハンドルが重くなるという欠点
があった。

特に、前述したように高背圧下で使用される動力舵取装
置にあっては、同一角度による舵取り操作を左、右方向
に行なうときの操舵力の大きさがその左、右で異なって
しまい、違和感を生じるばかりでなく、軸推力を受ける
方向と逆の方向へのバルブの戻りが悪化し、直進走行性
が損なわれて自動車の走行安定性を得るうえで大きな問
題となってしまうものであった。

本考案はこのような問題点を鑑みてなされたもので、
左、右方向における操舵力に左右差がなく、良好な操舵
感を得ることが可能となる動力舵取装置を得ることを目
的としている。

〔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考案に係る動力舵取装
置は、ハウジング内に挿入されステアリングギヤ機構を
介して操舵輪側に連結される入力軸と、ハウジング内で
入力軸先端部に一体的に連設されるバルブスプールを有
し入力軸の軸線方向への移動により作動されて操舵輪側
に操舵補助力を作用させる流体圧シリンダの左、右室と
ポンプ、タンク間の流路を舵取り操作に応じて切換え制
御するコントロールバルブと、ハウジング内でコントロ
ールバルブ周囲に等配して配設され反力スプリングによ
り左、右反力プランジャの一方を入力軸側に当接させて
これを軸線方向での中立位置への復帰力を与える反力ス
プリング機構を備えてなり、この反力スプリング機構を
構成する左、右反力プランジャによって仕切られ前記入
力軸の軸線方向両側に反力を与える反力スプリングが内
接される室と、舵取操作に応じて前記入力軸に対し背圧
による軸推力が作用する方向にこの入力軸が操作された
ときにポンプ側に連通される流体圧シリンダの一方室側
の流路とを、連通路によって連通させたものである。

〔作用〕

本考案によれば、入力軸の左、右操舵時において中立位
置への復帰力を与える反力スプリング機構における反力
プランジャによる反力を、軸推力に抗して入力軸を操舵
するか否かによって反力スプリングにポンプ側の流体圧
による油圧反力を加えた力とするかどうかを制御するよ
うにし、ハウジング内での低圧室内に高背圧が生じたと
しても、反力スプリング機構内での油圧反力の如何によ
って入力軸に作用する軸推力による左、右方向での操舵
力に左、右差を解消でき、バランスした舵取り操作を行
なえる。

〔実施例〕

以下、本考案を図面に示した実施例を用いて詳細に説明
する。

第１図および第２図は本考案に係る動力舵取装置の一実
施例を示し、まず、第２図において全体を符号１で示す
ステアリング本体の概略構成を簡単に説明すると、この
ステアリング本体１は、ギアハウジング２とバルブハウ
ジング３とからなる装置ハウジング４を備えている。な
お、同図中５はギアハウジング２外方端（図中右端）に
ねじ止め固定された筒状のエンドブロック、６はバルブ
ハウジング３の外方端（図中左端）にねじ止め固定され
たキャップ状のエンドブロックである。

10は前記右側のエンドブロック５を貫通してハウジング
２内に挿入されて臨む入力軸で、その外方端は図示しな
い舵取ハンドル側に連結されるとともに、ハウジング２
内に位置する部分には、ボールナット11がボールねじ結
合により嵌装して設けられている。すなわち、このボー
ルナット11内面と入力軸10外面には、周知の通り、それ
ぞれボールねじ溝11a,10aが形成されるとともに、これ
らのねじ溝内に多数のボール12が収容されており、入力
軸10の回転によりボール12が溝内を循環してボールナッ
ト11を軸線方向に移動させるように機能する。また、こ
のボールナット11の側面にはラック11bが形成され、ス
テアリングギアとしてハウジング２内に回動可能に支持
された出力側部材としてのセクタギア13に噛合し、図示
しないピットマンアームおよびリンク等を介して操舵輪
側に連結されている。なお、７はエンドブロック５内に
スリーブ８を介して配置され入力軸10を回転かつ軸線方
向に摺動動作可能に支持するベアリング、９はこのベア
リング７の外方端側に配置され入力軸10嵌挿部をシール
するオイルシールである。

また、入力軸10は、ギアハウジング２の内方端側の小径
部内に配置されたベアリング14によって大径部10bが支
持され、かつこの大径部10bよりも先端寄りでバルブハ
ウジング３内に位置する部分（10c）にバルブスプール1
5が嵌合して設けられている。このバルブイプール15
は、バルブハウジング３の軸線方向長さを略同一の長さ
を有し、バルブハウジング３のバルブ孔内面に摺動可能
に接している。さらに、スプール15の両端側には、スラ
ストベアリング16,17が配置されており、入力軸10の先
端部分に螺合して設けられたナット18と前記入力軸大径
部10bとの間に、これらスラストベアリング16,17および
スプール15が挟持され、入力軸10と一体的に軸線方向に
移動可能に構成されている。

また、前記バルブハウジング３のバルブ孔内面とバルブ
スプール15外面とによって周知の通りコントロールバル
ブ20が構成されている。すなわち、バルブ孔内周面の略
中央には、供給通路（第１図中30）によってポンプＰに
連通する環状溝20aが、その両側には排出通路（第１図
中31a,31b）によってタンクＴ側に連通される環状溝20
b,20cが形成される一方、スプール15外周面には、前記
ポンプ側環状溝20aとタンク側環状溝20b,20cの一方に同
時に連通可能な二本の環状溝20d,20eが形成されてい
る。そして、これら環状溝20d,20eは、バルブハウジン
グ３の一部に形成した給排通路（第１図中32a,32b）に
より操舵補助力を生じさせる流体圧シリンダ（第１図中
33）の左、右室（33a,33b）に常時連通するように構成
されている。したがって、スプール15が中立位置にある
ときには、スプール15の各環状溝は、ポンプ側の環状溝
20aとタンク側の環状溝20b,20cの一方とに同時に連通
し、ポンプＰからの圧油をタンクＴ側に循環して流通さ
せるとともに、スプール15が入力軸10によって一方に移
動したときに、一方の環状溝20dまたは20eを、ポンプＰ
側に連通させタンクＴ側から切離すとともに、他方をポ
ンプＰ側から切離してタンクＴ側に連通させ、流体圧シ
リンダ33の一方室に圧油を供給し他方室の圧油からタン
クＴ側に還流させるという所要の流路切換えを行なう。
なお、この第１図はたとえば舵取りハンドルを右側に操
舵した際にシリンダ右室33bをポンプＰ側に接続し、左
室33aをタンクＴ側に接続するようにコントロールバル
ブ20が作動している状態を示している。また、第１図に
おいて34はポンプＰからの供給通路30とタンクＴ側とを
連通する通路31c途中に設けられる逆止弁である。

また、前記バルブハウジング３内には、スプール15が嵌
合しているバルブ孔と平行する複数の貫通孔21が穿設さ
れている。そして、これら各貫通孔21内には、前記スプ
ール15を常時中立位置に復帰させるための反力スプリン
グ22およびその付勢力を前記スラストベアリング16また
は17を介して入力軸10側のスプール15に伝える反力スプ
リング機構24を構成する左、右一対をなす反力プランジ
ャ23a,23bが配設されている。ここで、これら反力プラ
ンジャ23a,23bは、その一部がバルブハウジング３の両
端側に位置するギアハウジング２またはエンドブロック
６の端面である係止面25a,25bに当接されるとともに、
これに跨がってスラストベアリング16または17の内側プ
レート16a,17aに当接し、スプール15をバルブハウジン
グ３に対する中立位置に保持するとともに、操舵時に反
力を付与するようになっている。なお、バルブハウジン
グ３の両端面には、前記スラストベアリングの内側プレ
ート16a,17aよりも大径な凹部が形成されており、その
深さ分だけ、入力軸10およびスプール15が軸線方向に移
動するようになっている。

また、上述した構成によるステアリング本体１において
は、ギアハウジング２内で入力軸10をステアリングギア
機構により出力側に連結する空間部分および入力軸10先
端側でナット18が螺合されている部分を内設するエンド
ブロック６内の空間は、図示は省略したが、タンク側に
連通される低圧側室として構成されている。

さて、本考案によれば、上述した構成による動力舵取装
置において、反力スプリング機構24を構成する左、右反
力プランジャ23b,23aで仕切られ入力軸10の軸線方向両
側に反力を与える反力スプリング22が内設される貫通孔
21内の室（反力室）40と、舵取操作に応じて入力軸10に
対し背圧による軸推力が作用する方向にこの入力軸10が
操作されたときにポンプＰ側に連通される流体圧シリン
ダ33の一方室（右室33a）側の流路（環状溝20b部分）と
を、連通路41によって連通させたところに特徴を有して
いる。

そして、このような構成によれば、入力軸10の左、右操
舵時において中立位置への復帰力を与える反力スプリン
グ機構24における反力プランジャ23a,23bによる反力
を、軸推力に抗して入力軸10を操舵するか否かによって
反力スプリング22に油圧反力を加えた力とするかどうか
を制御し、ハウジング４内での低圧室内に高背圧が生じ
たとしても、反力スプリング機構内での油圧反力の如何
によって入力軸に作用する軸推力による左、右方向での
操舵力に左、右差を解消でき、パランスした舵取り操作
を行なえる。

すなわち、本考案によれば、前述したように入力軸10の
軸線方向において背圧受圧面積が異なる左、右に形成さ
れる低圧側室を、タンクＴ側に連通させるにあたって、
たとえば主機器側の構成上からタンク側への戻り通路途
中にオイルクラッチ等による絞りを有している場合に生
じる高背圧による不具合、つまり軸推力（第２図中矢印
で示す）による左、右操舵力のアンバランスを解消す
るために、前記軸推力の大きさを考慮しこれを解消でき
る程度の油圧反力を、反力スプリング機構24での反力プ
ランジャ23bに作用させ得るようにしたものである。こ
れは、第１図においてコントロールバルブ20での油圧回
路が逆に切換えられたときには、連通路41により反力ス
プリング機構24での内室40は、ポンプＰ側に接続される
シリンダ左室33aと同じ圧力となり、このときには、反
力スプリング22による反力にポンプＰ側の流体圧を加え
た力を入力軸10側に作用させるように機能することで容
易に理解されよう。一方、第１図に示す例では、内室40
はタンクＴ側に接続されるシリンダ右室33aと同じ圧力
になっており、このときには反力スプリング22による反
力のみが入力軸10側に作用している。

ここで、前述したコントロールバルブ20や低圧室からタ
ンクＴ側への戻り通路にあっては、通常でも若干の絞り
機能があり、これにより前述した入力軸10の背圧受圧面
積差による軸推力の発生は避けられないものである。し
かし、このような場合の背圧は舵取ハンドルを操作する
にあたっては、それ程問題とならない。これに対し、前
述したようにオイルクラッチ等を設けた場合には、上述
した場合に比べて三倍以上にも及ぶ背圧が生じてしま
い、操舵感に影響を与える程度の左右差を生じてしまう
もので、このような場合における左、右差の解消と、バ
ルブ戻りを良くし、走行安定性を確保することが必要と
なるもので、本考案はこのような問題点をきわめて簡単
な構成により解決したものである。

なお、本考案は上述した実施例構造に限定されず、動力
舵取装置各部の形状、構造等を、適宜変形、変更するこ
とは自由であり、種々の変形例が考えられよう。さら
に、本考案に係る動力舵取装置の適用機器などとして
も、上述した実施例に限定されず、適宜変更し得るもの
である。要は、タンク側への戻り通路中に絞りを有し、
舵取操作時において左、右差を感じる程度の絞りを有し
ている場合に用いて効果を発揮し得るものである。

〔考案の効果〕

以上説明したように本考案に係る動力舵取装置によれ
ば、ハウジング内に挿入され操舵輪側に連結される入力
軸と、この入力軸の内方端側に一体的に連設されるバル
ブスプールを有しその軸線方向への動きで流体圧シリン
ダの左、右室とポンプ、タンク間の流路を切換え制御す
るコントロールバルブと、このコントロールバルブ周囲
に等配され反力スプリングで左、右反力プランジャの一
方を入力軸側に当接させて軸線方向の中立位置への復帰
力を与える反力スプリング機構を備えてなり、この反力
スプリング機構内で左、右反力プランジャにより仕切ら
れ入力軸の軸線方向両側に反力を与える反力スプリング
が内設される室と、舵取操作に応じて入力軸に対し背圧
による軸推力が作用する方向にこの入力軸が操作された
ときにポンプ側に連通される一方のシリンダ室側の流路
を、連通路によって連通させるようにしたので、簡単な
構成にもかかわらず、左、右操舵時に入力軸に対し中立
位置への復帰力を与える反力スプリング機構での反力プ
ランジャによる反力を、軸推力に抗して入力軸を操舵す
るか否かによって反力スプリングにポンプ側の流体圧に
よる油圧反力を加えた力とするかを簡単かつ適切に制御
し、たとえハウジング内での低圧室内にタンク側への戻
り通路途中の絞り等による高背圧などで軸推力が作用し
たとしても、反力スプリング機構内での油圧反力の如何
によって入力軸に作用する軸推力による左、右操舵時の
左、右差を解消でき、左、右での入力トルク差が生ぜ
ず、バランスした舵取り操作を行なえる等といった実用
上種々優れた効果がある。特に、本考案によれば、コン
トロールバルブ部分において簡単に形成できる連通路に
より所要の効果を得ることが可能で、従来品に対してわ
ずかな構造変更で対処できるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る動力舵取装置において特徴とする
コントロールバルブ部分を示す概略構成図、第２図は本
考案に係る動力舵取装置におけるステアリング本体の概
略構成を示す要部断面図である。 １……動力舵取装置のステアリング本体、２……ギアハ
ウジング、３……バルブハウジング、４……装置ハウジ
ング、10……入力軸、13……セクタギア、15……バルブ
スプール、16,17……スラストベアリング、20……コン
トロールバルブ、20a〜20e……環状溝、21……貫通孔、
22……反力スプリング、23a,23b……反力プランジャ、2
4……反力スプリング機構、25a,25b……係止面、30……
供給通路、31a,31b……排出通路、32a,32b……給排通
路、33……流体圧シリンダ、33a,33b……シリンダ左、
右室、40……反力室、41……連通路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】外方端側が舵取ハンドル側に連結されハウ
   ジング（２）内に挿入された内方端側がステアリングギ
   ヤ機構（11,13）を介して操舵輪側に連結される入力軸
   （10）と、 ハウジング（２）内で入力軸（10）先端部に一体的に連
   設されるバルブスプール（15）を有しかつ入力軸（10）
   の軸線方向への移動により作動されて前記操舵輪側に操
   舵補助力を作用させる流体圧シリンダ（33）の左、右室
   （33a,33b）とポンプ（Ｐ）、タンク（Ｔ）間の流路を
   舵取り操作に応じて切換え制御するコントロールバルブ
   （20）と、 ハウジング（３）内でコントロールバルブ（20）周囲に
   等配して配設され反力スプリング（22）により左、右一
   対をなす反力プランジャ（23a,23b）の一方を入力軸（1
   0）側に当接させて入力軸（10）を軸線方向での中立位
   置への復帰力を与える反力スプリング機構（24）を備え
   てなり、 この反力スプリング機構（24）を構成する左、右反力プ
   ランジャ（23a,23b）によって仕切られ前記入力軸（1
   0）の軸線方向両側に反力を与える反力スプリング（2
   2）が内設される室（40）と、舵取操作に応じて前記入
   力軸（10）に対し背圧による軸推力が作用する方向にこ
   の入力軸（10）が操作されたときにポンプ（Ｐ）側に連
   通される流体圧シリンダ（33）の一方室（33a）側の流
   路とを、連通路（41）によって連通させた ことを特徴とする動力舵取装置。