JPS5819506B2 - ステアリング機構を有する車輛に用いる装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、車輌の動力ステアリング系統の分野に関し、
更に詳細にのべると、動力流体ポンプと、車輌のバンド
ルを動かす流体シリンダーと、ポンプと流体シリンダー
の間の加圧流体の流れを制御すするためこれらの間に設
けられた流体制御装置とを有する動力ステアリング系統
に関するものである。

更に特定すると、本発明は、車輌上の器具を制御するた
め流体系統に連結された動力ステアリング系統に関する
ものである。

ステアリング機構と共にある器具に流体を供給するのに
単一の流体ポンプを用いる流体系統は公知であり、主に
この系統はかじとり機能が器具の動作に優先するように
構成されている。

この組合せの系統に用いる優先弁は公知であり、この優
先弁は器具への流体の流れを制限するようなかじとり制
御からの要求に応答して通常動作する。

米国特許第３．８３４．２７８号では、かじとりと器具
とを起動する組合せの流体系統が開示されている。

この特許では、流体制御装置は器具への流体の流れがか
じとり制御装置を介するように構成されている。

詳細にのべると、この特許の流体制御装置はかじとり作
用に応答して動く弁を用いる形式のものである。

弁がかじとり作用に応答して動く時、器具への如き補助
回路への流体の流れは、弁がかじとり回路への流体の流
路を次第に開くにつれて少なくなる。

その結果、主な動力ステアリング系統は、動力流体ポン
プによって供給されている加圧流体に関する限り、常に
補助回路に優先している。

従って、作業者は補助回路が同時に起動されているかど
うかに拘らず動力ステアリング系統を最適に制御するが
、その理由はどんな場合も弁機構の中立位置からの動き
は補助回路への流体の流れを少なくシ、この少なくなる
程度は弁機構が中立位置から移動する距離に比例する。

米国特許第３．８３４．２７８号に開示された系統では
、かじとり弁が器具への流体の流れを完全に遮断してい
る位置にある時、器具又は補助回路への流体の流れは生
ずることがない。

従って、例えば農業用トラクターに用いられた時、この
系統は、畑の端で旋回する場合トラクターの車輪が全移
送位置にあってかじとり弁が全起動位置にあるように動
作し、旋回中トラクターの器具を持上げることができな
かった。

本発明は米国特許第３．８３４．２７８号に示す系統の
改良に関し、詳細にのべると、本発明はかじとり弁が閉
じている時、補助流体回路に流体を向けることができる
ようにした改良に関するものである。

その結果、例えば、補助回路中の器具は短かい旋回を行
っている時動作することができる。

従って、地上の端で短く旋回している間トラクターにか
けられると、器具を持上げることができる。

更に特定すると、本発明は制御弁が系統に挿入され特に
かじとり弁を収容する流体制御装置のハウジング内に設
けられた米国特許第３．８３４．２７８号に総体的に示
された形式の流体制御装置に関する。

制御弁は、それに作用する差動力に応答して変位する弁
スプールを備え、この弁スプールは流体制御装置の出口
又は補助口に連通ずる溝を備え、この溝は流体を器具に
向ける。

また、ハウジングは弁スプールの一側に流体圧力が作用
する室を形成する構造体を備え、弁スプールは安全弁と
オリフィスとを保持している。

安全弁が供給圧力に応答して開くと、流体はオリフィス
内を流れこの供給圧力に連通ずる室と弁スプールの反対
端に設けられた室との間に圧力降下を生ずる。

弁スプールを横切る圧力差の結果として、弁スプールは
変位してかじとり制御弁が補助系統への流体を遮断する
閉位置にあっても供給圧力室から直接補助系統に流体を
連通ずる。

従って、この構造体は米国特許第３．８３４．２７８号
に開示された系統の利点を有するが、更に主のかじとり
制御弁が補助系統への流体の流れを阻止していても補助
系統への流れを付与するように作られている。

更に、かじとり制御ユニットが所望量の流体圧力を得て
いない場合には制御弁スプールが器具への流れを阻止す
る位置に変位し、従ってかじとり機能が必要な場合には
補助系統に優先する。

本発明の更に他の特徴は、添付図面を参照してなされた
好ましい実施例の以下の詳細な記載から本発明が関係す
る当業者には明らかである。

上記したように、本発明は流体ステアリング系統の外に
スクレーパ刃、すき又は流体動力によっである方法で動
作される同様のものの如き補助設備を有する車輌に主に
用いる流体系統に関するものである。

第１図に示す系統は、タンク１１から流体制御装置１２
の入口１３に流体を導く動力かじとりポンプ１０を備え
ている。

この流体制御装置１２は車輌の運転者によって適当に操
作され、この装置は特定すると車輌のハンドルに接続さ
れたステアリング制御装置から成っている。

流体制御装置１２は以下に詳細にのべるが、概略的にの
べると、この装置は車輌のハンドルの旋回時に回転され
る入力部材即ちかじとり軸１４を含む。

装置１２は、更に、弁スリーブ部材１５と計量ユニット
１６とを含む、かじとり軸１４を回転すると、弁スリー
ブ部材１５は移動し、同様にして計量ユニット１６が作
動する。

弁スリーブ部材１５は、計量ユニットに流体を入れ、こ
の計量ユニット１６は弁スリーブ部材１５に流体を戻し
、この弁スリーブ部材は２つの出口１７又は１８の一方
に流体を導く。

出口１７，１８はシリンダー口と称し、適当な導管を通
して動力ステアリングシリンダー２０の相対する側に連
通ずる。

流体がシリンダー口１７からシリンダー２０に出る場合
にはシリンダー口１８を通って流体が戻って流体制御装
置１２及びそのタンクロ２１を通ってタンクに導かれる
。

流体制御装置１２は、この装置１２から器具２４へ流体
を導く適当な流体導管に連通ずる補助口２２を備えてい
るということにおいて米国特許第３．８３４，２７８号
に示された流体制御装置に幾つかの点で類似している。

器具２４は適当な構造を有し適当な方法で起動される。

通常では、この器具はスクレーパ刃、すき又はこれらに
類したものであって図示しない弁等によって制御される
適当な起動装置によって持上げられる。

第１図に概略的に示された器具２４はこの器具を動作す
る開放中心弁と、この弁によって制御される流体起動体
と器具自体とを含む。

このような構成は周知であるので詳細はのべない。

更に、図示のように器具２４からの流れは適当な導管２
５を経てタンク１１に導かれる。

周知の構成を有する適当な安全弁２６は器具２４の直前
の系統内の圧力が高い場合にタンク１１に流体を流すた
め系統内に設けられている。

この安全弁の機能と動作は周知であり、ここでは詳細に
のべない。

第３図を参照してのべると、かじとり軸１４は流体制御
装置１２のハウジング３０に回転自在に支持されている
。

ハウジング３０から突出するかじとり軸１４の端部は直
接又は延長軸等を介してハンドルに接続されるようにな
っている。

このかじとり軸１４を一方向に回転すると、かじとりさ
れる車輪が一方向に動くことになり、一方かじとり軸１
４が反対方向に回転すると、かじとりされる車輪は反対
方向に動かされる。

上記のように、図示の本発明の実施例ではかじとり軸１
４とかじとりされる車輪との間に直接機械的接続はない
。

ハウジング３０には又円筒孔５１が形成され、この孔に
は第３図で左から右へそれぞれ符号Ｐ。

Ｍ、Ｃ，Ｘ、Ｒ，Ｙ、Ｃ１，Ｐｌ、ＡＵＸ及びＰ２で示
す一連の軸線方向に間隔をあけ円周方向に連続する溝が
形成されている。

溝Ｐは流体人口１３に直接連通し、溝Ｒは流体タンクロ
２１に直接連通し、溝Ｃ、Ｃ，はシリンダ口１７，１８
にそれぞれ接続され、溝ＡＵＸは以下に詳細にのべるよ
うに補助口２２に接続されている。

更に、溝Ｐ 、 Ｐｌ及びＰａｔ概略的に符号５２で示
された内部流体通路によって相互に接続されている。

もう１つの内部通路５３は溝Ｍを流体制御装置１２の計
量ユニット１６に連通している。

弁スリーブ部材１５は軸線運動と回転運動とをするよう
に円筒孔５１内に保持されている。

弁スリーブ部材１５の一端５９は制限されて相対回転す
るようにかじとり軸１４に結合され、この相対回転に応
答して弁スリーブ部材１５は螺旋溝６１に乗っているボ
ール６０によって軸線変位される。

弁スリーブ部材１５が、第３図に示すように、かじとり
軸１４に所定の径方向に整ダルていると、この弁スリー
ブ部材は中立位置にある。

かじとり軸１４がこの整列位置から一方向に回転すると
、弁スリーブ部材１５は図示の中立位置から一方向に軸
線変位する。

他方、かじとり軸１４が反対方向に回転すると、弁スリ
ーブ部材１５は図示の中立位置から反対方向に軸線変位
する。

孔壁に形成された前記の溝は相応する一連の山によって
区割され、他の一連の溝６２〜６８が弁スリーブ部材１
５に形成されている。

弁スリーブ部材１５が図示の中立位置から軸線変位する
と、円筒孔５１に形成された溝のうち種々の溝が他の溝
によって隔てられこれらの他の溝に流体連通関係におか
れるが、そのことは更に後でのべる。

計量ユニット１６は１対の流体排出部材即ちギヤー外部
Ｆ゛ヤー６９とこのギヤーに噛合う内部ギヤー７０とか
ら成り、これらのギヤは２つのギヤー間の相対回転に応
答して内部ギヤー７０が外部ギヤー６９の軸線のまわり
をめぐるようにギヤー６９がギヤー７０を囲み且つギヤ
ー７０よりも１つ余分の歯を有する所謂ジェロータ形式 （ｇｅｒｏｔｏｒ ｔｙｐｅ ）のものである。

符号７１で総体的に示されたコミュテータ弁機構はギヤ
ー６９．７０の歯の間の拡大、ポケットの内外に流体を
導く働きを有し、この機構は軸７２によって内部ギヤー
７０に作動的に接続されている。

軸７２の一部分７３は内部ギヤーに接合して回転するよ
うに内部ギヤー７０に接続され、他の部分７４は弁スプ
ール１５に接合して回転するようにこの弁スプールに接
続されている。

軸７２の延長部７６はギヤー６９，７０の動作中ピン７
８のまわりにコミュテータ弁部材７７を回転する。

弁部材７７はポンプからギヤー６９．７０の歯の間に形
成された拡大流体ポケットに加圧流体を導く。

高圧流体は通路５３を含む流体通路によって弁部材７７
に連通される。

弁部材７７は、また、ギヤ一部材６９，７０の歯の間に
形成された接触用流体ポケットから弁スリーブ部材１５
に形成された孔７９を含む流体制御装置１２に形成され
た通路に流体を導く。

図示の流体排出部材６９．７０はジェロータ形式である
が、他の計量手段を便宜に用いることができる。

積算ギヤー系統の如きある種の動力系統は、ハンドルと
かじとりされる車輪との間の直接の機械的接続によって
どんな流体計量手段も用いていない。

ねじりロッド７５の一端７５ａはかじとり軸１４に接続
され、他端７５ｂは軸７２に接続されている。

ねじりロッド７５は弁スリーブ部材１５をかじとり軸１
４に対し常に中立位置に偏位する機械的偏位部材から成
っている。

多くの点で流体制御装置１２は米国特許第３．４５２，
５４３号及び第３，８３４，２７８号に記載された制御
装置と同じである。

これらの特許は本明細書では説明していないが、流体制
御装置１２の付加的特徴を開示している。

流体制御装置１２の動作を以下に簡単にのべると、第２
図に示す弁スリーブ部材１５の中立位置では、高圧流体
は流体人口１３から溝Ｐに、次いで通路５２を通って溝
Ｐ１１Ｐ２ に導かれる。

溝Ｐ１Ｐ２ から流体は弁スリーブ部材１５の溝６７
、６８を通って溝ＡＵＸ及び補助口２２に流れる。

さてかじとり軸１４が第２図で示す右端からみて右方向
即ち時計方向に回転すると仮定すると、弁スリーブ部材
１５は左方へ変位せしめられる。

かじとり軸１４が充分に回転した後、弁スリーブ部材１
５は充分左方に変位されて溝Ｍが弁スリーブ部材１５に
形成された溝６２を経て溝Ｐに連通ずる。

高圧流体は溝Ｍから通路５３を経て弁部材７７に流れ、
従ってギヤー６９．７０の歯の間の拡大流体ポケットに
流れ、また弁部材７７に戻って弁スリーブ部材１５の内
孔７９に流れる。

流体はこの孔から弁スリーブ部材１５に形成された放射
通路８０内を流れ、更に溝６６を通してａＣに入り、こ
５から流体はシリンダー口１８に流れ、従ってステアリ
ングシリンダー２０に流れる。

ステアリングシリンダー２０からシリンダー口１７に戻
る流体は溝Ｃに入り、この溝から溝６３を経て溝Ｘに流
れ、更に溝６４を経て溝Ｒに流れ、この溝から流体出口
即ちクンクロ２１に流れる。

加圧流体がギヤー６９，７０に連通ずると、内部ギヤー
即ちロータ７０はかじとり軸１４と同じ方向に回転する
。

かじとり軸１４の回転が終了すると、ロータ７０は追従
するようにして（即ちかじとり軸１４に向い合って弁ス
リーブ部材を中立位置に戻すように）軸７２によって弁
スリーブ部材１５を回転する傾向がある。

かじとり軸１４を反時計方向に回転すると、弁スリーブ
部材１５は図示の中立位置から第２図でみて右方へ変位
せしめられる。

かじとり軸１４が弁スリーブ部材１５に対し充分に回転
した後、溝Ｐ１ は溝６６に連通し、従って加圧流体
を通路８０を経て弁スリーブ部材の内部７９に供給する
。

こ５から加圧流体は弁部材７７を経てギヤー６９゜７０
の歯の間の拡大ポケットに流れる。

縮少流体ポケットの間から流れる流体は弁部材７７によ
って通路５３に供給され、この通路から溝Ｍ、６２を経
てシリンダー溝Ｃに流れる。

この溝Ｃから流体はシリンダー口１７に流れてステアリ
ングシリンダー２０を起動する。

シリンダー口１８を経てシリンダーから戻る低圧流体は
溝Ｃ１を経て溝６５に流入し、この溝から溝Ｙ及び６４
に流入してタンクロ２１に連通ずる戻り溝Ｒに流れる。

当業者に理解されるように、動力流体ポンプ１０が作動
していない場合に流体制御装置１２は流体シリンダーを
起動する加圧流体を発生する流体ハンドポンプとして用
いられる。

従って、かじとりされる車輪とハンドルとの間に直接機
械的接続がない場合動力流体ポンプ１０が作動していな
い時でも流体が連通ずる。

弁スヌーブ部材１５の中立位置では、溝ＡＵＸは溝ｐ１
ｔ Ｐ２ に流体が連通し、従って補助口２２に開放
して連通ずる。

従って、流体は入口１３から補助口２２に制御装置１２
を経て単に流れるだけである。

この場合には、補助口２２から補助回路に流れる流体は
弁を制御する目的でこの弁を起動する時補助器具２４を
作動するのに用いられる。

他方、円筒孔５１の壁に軸線方向に間隔をあけて形成さ
れた溝Ｐ乃至Ｐ２（及びそれらの間の山）と弁スリーブ
部材１５の周面に軸線方向に間隔をあけて形成された溝
６２乃至６８（及びそれらの間の山）との構造及び配列
によって、弁スリーブ部材１５が（制御装置１２を流れ
るすべての流体が補助口２２に流れる時の位置である）
中立位置から（制御装置１２を流れる流体の少なくとも
幾分かがかじとりされる車輪を旋回するようにステアリ
ングシリンダーに導かれる時の位置である）作動位置に
いずれかの方向に移動する時、流体が補助口２２に流れ
る時運るＰｌ 、ＡＵＸ及びＰρ相互作用面によって形
成されるオリフィスは次第に締められ即ち寸法が小さく
なる。

実際に、若し弁スリーブ部材１５が中立位置から作動位
置に向けて充分に移動すると、溝Ｐ、ＡＵＸ及び２２間
のオリフィスは完全に閉じられてこれらの間のすべての
流体の流れを止める。

本発明によれば、流体制御装置１２は、弁スリーブ部材
１５が口ＰＩ＞Ｐ２ から補助溝への流れを阻止する位
置にあっても補助口２２と器具２４へ流体を流すように
構成されている。

これに関連して、制御弁９０が制御装置に設けられてい
る。

この制御弁９０は基本的には流体制御装置１２の孔９１
ａに設けられた弁スプール９１を含み、この弁スプール
は室９２ａ内に設けられたばね９２によって図面の右へ
偏位される。

この最も右側の位置で弁スプール９１はその右端に室９
４を形成するようにハウジングの表面９３ａに係合し又
は衝合する部分又は突出部９３を有する。

室９４は溝Ｐ２ 内の供給圧力に通じている。

弁スプール９１は、１対の軸線方向に間隔をあけて周方
向に延びる溝１００，１０１を有し、溝１００はタンク
ロ２１に連通し、円筒孔５１の溝Ｒにも連通している。

溝１００は弁スプール９１のすべての位置で溝Ｒとタン
クロ２１との間に流体の連通が維持されるような軸線長
さを有する。

溝１０１の軸線長さは、弁スプール９１が右方へ偏位さ
れる第３図で示す所謂非起動状態と称される位置で補助
口ＡＵＸに連通される流体が溝１０１に連通し従って補
助口２２に連通される。

従って第３図で示す位置では制御弁９０は溝Ｒへの流体
の流れとも、また補助溝ＡＵＸから補助口２２への流体
の流れとも干渉しない。

従って、第１図に示す位置では、制御装置の動作は正確
に上記の通り行われる。

しかし、器具２４を動作することが所望であり弁スリー
ブ部材１５が溝Ｐ又はＰ２からＡＵＸへの流体の流れを
阻止する位置にあり、且つポンプ１０から充分な圧力が
存在して器具２４を動作する場合には室９４内の圧力が
増大して弁スプール９１によって保持された安全弁１０
５がばね１０６の偏位に抗して開く。

安全弁１０５がばね１０６の偏位に抗して左へ移動する
と、流体は室９４からオリフィス１１０、通路１１１、
弁１０５を通って、溝１００に連通ずる放射方向に延び
る通路１０７に続れる。

このような流体の流れが始まると、オリフィス１１０を
横切って圧力降下が生じ、通路１１１内の圧力は室９４
内の圧力より低い。

通路１１１は軸線方向に延びる通路１１５を経てばね９
２が設けられた室９２ａに連通ずる。

従って、流れの状態が存在するので室９２ａの圧力が減
少し、その結果、弁スプール９１は室９４の圧力の力を
受けて左方へ変位することができる。

弁スプール９１がこの状態の下で左（第４図参照）へ変
位し弁スプールの移動が充分で山１０１ａが補助口２２
を越えると、弁スリーブ部材１５が室９４から補助溝Ａ
ＵＸへの流れを阻止する位置にあっても室９４から直接
補助系統へ流れを導くことができる。

従って、この状態の下では、器具２４は弁スリーブ部材
１５が阻止位置にあっても動作することができる。

多くの動作で弁スリーブ部材１５が極端位置にあり且つ
系統内に含まれる器具を動作する必要があるということ
によってこの機能は重要である。

例えば、畑の端で旋回する時、旋回中器具を持上げるこ
とは農業用トラクターに共通している。

従って、本系統によってこの操じゆうがなされかじとり
弁スリーブ部材１５が補助系統への流れを阻止する時、
弁スリーブ部材１５を側路し器具２４が動作することが
できるように室９４から補助系統へ直接流体を導くため
制御弁９０が作用することができる。

更に、この作用が発生しているが、器具の動作がステア
リング系統を犠牲にし、従ってかじとりの目的にかけら
れる圧力が欠乏する場合には、系統はかじとりが優先す
るように動作する。

この場合かじとり軸１４は旋回し、計量ユニット１６も
回転している。

従って、この計量ユニット１６がその中に流体を引込も
うとしていることによって室９４の圧力が減少するが、
それは供給圧力の不定によって結局犠牲にされる。

この状態が生じると、室９４の圧力減少によって弁スプ
ール９１はばね９２の影響と室９２ａの圧力とを受けて
右方へ変位せしめられる。

この変位が生じると、補助系統への流体の流れは、この
時弁スリーブ部材１５も補助系統への流れを阻止する位
置にあっても弁スプール９１によって阻止される。

従って、本発明は、弁セリーブ部材１５が阻止位置にあ
る場合器具へ流体を流すが、それと同時に器具の作動中
ステアリング系統が起動の目的で充分な流体を受けてい
ない場合にはステアリング系統を優先させる。

本発明の更に他の利点と特徴とは、当業者に明らかであ
り、本発明の範囲に入るすべての変形を包含することが
意図される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用した流体回路図、第２図は第１図
の系統に用いられる流体制御装置の一部の図、第３図は
第１図の系統に用いられる制御装置の断面図、第４図は
作動位置にある第１図の制御装置の一部の断面図である
。 １２・・・・・・流体制御装置、１３・・・・・・入口
、１４・・・・・・かじとり、１５・・・・・・弁スリ
ーブ部材、２０・・・・・・シリンダ、２１・・・・・
・タンクロ、２２・・・・・・補助口、２４・・・・・
・器具、２６・・・・・・安全弁、３０・・・・・・ハ
ウジング、７５・・・・・・ねじりロッド、９０・・・
・・・制御弁、９１・・・・・・・弁スプール、９４・
・・・・・室、１０５・・・・・・安全弁、１０６・・
・・・・ばね、１１０・・・・・・オリフィス、１１１
・・・・・・通路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 流体人口Ｐ、Ｐ、、Ｐ２ と、流体戻り口Ｒと、２
   つの作用口Ｃ２Ｃ１と、器具と流体接続する補助口２２
   とを備える流体制御装置１２と、該制御装置内に移動可
   能に配置され、且つその異なる位置で前記入口、戻り口
   、作用口および補助口に流体を分配するようにした弁ス
   リーブ部材１５と、該弁スリーブ部材を中立位置に垂直
   方向に偏位するねじりロッド７５と、前記弁スリーブ部
   材を中立位置から作動位置に移動するよう該弁スリーブ
   部材に作動的に接続されたかじとり軸１４と、前記制御
   装置に設けられた制御弁９０とを備えて成り、前記制御
   弁は前記制御装置に設けられた孔９ｉａ内を移動可能な
   弁スプール９１を含み、前記制御装置は流体人口Ｐ２
   と連通する室９４を形成し、前記弁スプールは前記室９
   ４内の圧力が作用する面を有し、前記制御弁は前記室９
   ４内の圧力を前記補助口２２に連通させるよう移動可能
   であるステアリング機構を有する車輌に用いる装置。 ２ 弁スプールが安全弁を有し、該安全弁は戻り口に連
   通し、かつ室内の圧力に応答して開き、前記弁スプール
   は前記室と戻り口との間の通路に流体の流れに圧力降下
   を発生させるオリフィスを有し、且つ前記弁スプールは
   前記室から補助口へ連通するように該弁スプールに圧力
   をかける装置を備えている特許請求の範囲第１項に記載
   の装置。 ３ 弁スプールが室内の圧力に抗して該スプールを偏位
   するように作用するばねを有し、オリフィスの低圧側の
   圧力が前記はねに関連して作用するように連通されてい
   る特許請求の範囲第２項に記載の装置。 ４ 低圧を前記室に連通ずる装置がオリフィスの下流側
   に設けられた通路から成り、前記オリフィスは前記安全
   弁と前記室との間に設けられている特許請求の範囲第３
   項に記載の装置。