JPS6243361A - 全油圧式パワ−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、フォークリフトトラックや車両外からのコン
トロールにより走行可能な車両等に用いられ、ステアリ
ングギヤや機械的リンクがないタイプの全油圧式パワー
ステアリング装置に関する。

（従来の技術） 従来の全油圧式パワーステアリング装置としては、例え
ば、第５図に示すような装置が知られている。（「日産
技報勤、１９」昭和５８年１２月１日産自動車株式会社
発行、１７０〜１７１ページ参照） この従来装置は、ハンドル１００により操作されるステ
アリングユニット１０１　（オービットロールともいう
）と、操舵輪を操向させる油圧シリンダ（油圧アクチュ
エータ）１０２と、油圧ポンプ１０３と前記ステアリン
グギヤツ）１０１の入力側とを連結させる入力油圧ライ
ン１０４と、作動油タンクと前記ステアリングユニ、、
　）　ｌ　Ｏｌの入力側とを連結させるドレーン油ライ
ン１０５と、前記ステアリングユニッ）ｌｏｔと油圧シ
リンダ１０２とを連結させる手動操舵油圧ライン１０６
．１０７と、を備えたものであった。

尚、ステアリング操作力）１０１は、ハンドル１００の
位置に応じて油路を切り換えるコントロールバルブ部と
、ハンドル１００の回転角度に比例した油量を手動操舵
油圧ライン１０６，１０７（７）一方に送油するメータ
リング部と、を有している。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このような従来装置にあっては、ハンド
ルに対する手動操作では操舵ができるものの、自動操舵
機能を備えていないものであった。

そこで、リンケージタイプのパワーステアリング装置に
関する内容の、実開昭５５−１２４００５号公報に開示
されているように、ステアリングシャフト１０８に、ハ
ンドル操作力に代えてステアリング操作力を付与するサ
ーボモータ１０９を設け、全油圧式パワーステアリング
装ａに自動操舵機能を付加する案が考えられる。

しかしながら、この案をそのまま全油圧式パワーステア
リング装置に採用した場合、以下に列挙するような問題
がある。

■　自動操舵モードでは、サーボモータ１０９の回転に
伴なってハンドル１００まで回転してしまうし、また、
ハンドル１００に強制力を加えている場合には、サーボ
モータ１０９が焼き付きを起こす。

■　手動操舵モードでは、ステアリングシャフト１０８
に連動するサーボモータ１０９も同時に回転させること
になるので大きな操舵力を必要とする。

■　■、■で述べた不具合を解消するために、ステアリ
ングシャフト１０８に電磁クラッチ１１０を追加する案
も考えられるが、手動操舵モードで結合するタイプのク
ラッチにしなければならないと共に、手動操舵時や電流
失陥時には大きなトルクが伝達されることで、クラッチ
が大型になってしまう。

■　また、一般にステアリングユニットｌＯ１は、手動
操舵時に操舵フィーリングを向上させるため、ニュート
ラル部（直進走行状態となる部）にバルブ不感帯、即ち
ハンドル遊びを設けている。従って、ステアリングユニ
ッ）１０１を共用した場合、この遊びが自動操舵モード
において制御遅れや制御ズレの原因となってしまう。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、上述のような問題点を解決することを目的と
してなされたもので、この目的達成のために本発明では
、以下に述べるような解決手段とした。

本発明の解決手段を第１図のクレーム概念図により説明
すると、ハンドルｌにより操作されるステアリングユニ
ット２と、操舵輪を操向させる油圧アクチュエータ３と
、油圧ポンプ４と前記ステアリングユニット２の入力側
とを連結させる入力油圧ライン５と、作動油タンク６と
前記ステアリングユニット２の入力側とを連結させるド
レーン油ライン７と、前記ステアリングユニット２と油
圧アクチュエータ３とを連結させる手動操舵油圧ライン
８．９と、を備えた全油圧式パワーステアリング装置に
おいて、前記ステアリングユニット２から油圧アクチュ
エータ３に至る手動操舵油圧流通系に、自動操舵信号に
より作動する吐出油制御手段１０からの自動操舵油圧ラ
イン１１　、１２を連結させ、かつ、該自動操舵油圧ラ
イン１１゜１２の連結部よりもステアリングユニット２
側に油流通阻止手段１３を設けた。

（作　用） 従って、本発明の全油圧式パワーステアリング装置では
、上述のように、ステアリングユニットから油圧アクチ
ュエータに至る手動操舵油圧流通系に、自動操舵信号に
より作動する吐出油制御手段からの自動操舵油圧ライン
を連結させ、かつ、該自動操舵油圧ラインの連結部より
もステアリングユニット側に油流通阻止手段を設けたこ
とで、手動操舵モードと自動操舵モードでは、独立した
操舵油圧発生手段（ステアリングユニット、吐出油制御
手段）をもち、ステアリングユニットの共用による悪影
響を互いに及ぼし合うこともなく、手動操舵と自動操舵
との両操舵ができ、さらに、油流通阻止手段により、自
動操舵モード時において勝手にハンドルが空転したり、
自動操舵制御を狂わせたりすることがない。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面により詳述する。

尚、この実施例を述べるにあたって、三輪フォークリフ
トトラックの全油圧式パワーステアリング装置を例にと
る。

まず、第２図に示す第１実施例についてその構成を説明
する。

第１実施例の全油圧式パワーステアリング装置Ａは、第
２図に示すように、ハンドル２０、ステアリングシャフ
ト２１、手動操舵用ステアリングユニット２２、油圧シ
リンダ（油圧アクチュエータ）２３、油圧ポンプ２４、
入力油圧ライン２５、作動油タンク２６、第１ドレーン
油ライン２７、手動操舵油圧ライン２８．２９、自動操
舵用ステアリングユニット（吐出油制御手段３０）３０
１、サーボモータ３１、自動手動切換バルブ３２１（３
２）、自動操舵入力油圧ライン３３、第２ドレーン油ラ
イン３４、自動操舵ドレーン油ライン３５、自動操舵油
圧ライン３６．３７、油流通阻止バルブ（油流通阻止手
段３８）３８１．コントロールユニット３９、自動手動
切換スイッチ４０を備えている。

手動操舵用ステアリングユニット２２は、／＼ンドル２
０に対するオペレータからの操舵力を、ステアリングシ
ャフト２１を介して入力させ、操舵油圧コントロールを
行なうユニー／　）で、一般に知られているオービット
ロールが用いられている。

尚、この手動操舵用ステアリングユニット２２は、ハン
ドル２０の左右操舵方向位置及び直進走行位置に応じて
油路を切り換えるコントロールバルブ部と、ハンドル２
０の回転角度に比例した油量を手動操舵油圧ライン２８
．２９の一方に送油するメータリング部とを有し、／＼
ンドル２０の直進走行位置は所定の角度範囲で設定され
、その角度範囲内にハンドルがある時（バルブ不感帯域
）は、油圧ポンプ２４からの送油がそのまま作動油タン
ク２６へ戻される。

油圧シリンダ２３は、操舵輪（図示していない）を操向
させる油圧アクチュエータで、ピストン２３１及びピス
トンコンド２３２，２３３側が車体に固定されていて、
左右のシリンダ室２３４．２３５の一方へ送油させるこ
とにより、シリンダ２３６側を移動させ、このシリンダ
移動で操舵輪を変向させる構造となっている。

入力油圧ライン２５は、油圧ポンプ２４と手動操舵用ス
テアリングユニット２２の入力ボート２２ａとを連結す
るラインで、この入力油圧ライン２５は第１人力油圧ラ
イン２５１と第２人力油圧ライン２５２によって構成さ
れ、再入力油圧ライン２５１，２５２間には、自動手動
切換バルブ３２が設けである。

第１ドレーン油ライン２７は、作動油タンク２６と手動
操舵用ステアリングユニット２２のドレーンボー）２２
ｂとを連結するラインである。

手動操舵油圧ライン２８．２９は、手動操舵用ステアリ
ングユニット２２の出力ボート２２ｃ。

２２ｄと油圧シリンダ２３の入力ポート２３ａ。

２３ｂとを連結するラインで、この手動操舵油圧ライン
２８．２９の途中であって、自動操舵油圧ライン３６．
３７との連結部２８ａ、２９ａより手動操舵用ステアリ
ングユニット２２側には、油流通阻止バルブ３８１が設
けである。

自動操舵用ステアリングユニ、）３０１は、コントロー
ルユニット３９からの自動操舵信号（Ｓ）により作動す
るサーボモータ３１から得られる操舵力を、モータ軸３
１１を介して入力させ、操舵油圧コントロールを行なう
ユニットで、基本的な構造は、前記手動操舵用ステアリ
ングユニー／　ト２２と同じであるが、制御精度を高め
るために、直進走行位置でのバルブ不感帯域を狭くして
いる。

自動操舵入力油圧ライン３３は、自動操舵モードへの切
り換え時に、第１人力油圧ライン２５１と自動操舵用ス
テアリングユニツ）３０１の入力ポート３０１ａとを連
結し、手動操舵モードへの切り換え時に、第２ドレーン
油ライン３４と自動操舵用ステアリングユニツ）３０１
の入力ポート３０１ａとを連結するラインである。

自動手動切換バルブ３２１は、コントロールユニット３
９からの自動操舵位置信号（ａ）により切換作動が行な
われる２位置切り換えのソレノイドバルブ構造で、自動
操舵位置信号（ａ）の出力がない手動操舵モード時は、
バルブスプリング３２１ａによる付勢力で手動操舵位置
にあり、自動操舵位置信号（ａ）が出力される自動操舵
モード時は、バルブソレノイド３２１ｂによる電磁力で
自動操舵位置に切り換わる。

自動操舵ドレーン油ライン３５は、自動操舵用ステアリ
ングユニット３０１のドレーンポート３０１ｂと前記第
１ドレーン油ライン２７とを連結するラインである。

自動操舵油圧ライン３６．３７は、自動操舵用ステアリ
ングユニット３０１の出力ボート３０１ｃ、３０１ｄと
前記手動操舵油圧ライン２８．２９とを連結するライン
で、ライン連結は３方向コネクタ等を用いて行なわれる
。

油流通阻止バルブ３８１は、コントロールユニット３９
からの自動操舵位置信号（ａ）により切換作動が行なわ
れる２位置切り換えのソレノイドバルブ構造で、自動操
舵位置信号（ａ）の出力がない手動操舵モード時は、バ
ルブスプリング３８１ａによる付勢で流通を許す手動操
舵位置にあり、自動操舵位置信号（ａ）が出力される自
動操舵モード時は、バルブソレノイド３８１ｂによる１
！磁力で油の流通を遮断する自動操舵位置に切り換わる
。

コントロールユニット３９は、自動操舵入力信号（ｉ）
に基づいてサーボモータ３１に自動操舵信号（５）を出
力すると共に、自動手動切換スイッチ４０からのスイッ
チ信号に基づいて自動手動切換バルブ３２１及び油流通
阻止バルブ３８１に自動操舵モード時（Ｌ）　、　（＆
）を出力する制御手段で、自動操舵入力信号（ｉ）とし
ては、予め定められた経路に敷設された誘導体からの誘
導信号や、予め記憶させた走行コースメモリからの走行
信号や、コントローラーからのリモートコントロール信
号や、発信機からのラジオコントロール信号等が用いら
れる。

尚、サーボモータ３１には、自動手動切換スイッチ４０
を自動操舵位置から手動操舵位置へ切り換えた時に、自
動操舵用ステアリングユニット３０１を走行中立位置に
する信号が出力され、入力ポート３０１ａと出力ポート
３０１ｃ、３０１ｄとの流通を許さない、いわゆる油流
通阻止手段として用いている。

次に、第１実施例の作用を説明する。

（イ）手動操舵モード時 自動手動切換スイッチ４０が手動操舵側である場合は、
各バルブ３２１，３８１は、第２図に示す状態であり、
また、自動手動切換スイッチ４０を自動操舵側から手動
操舵側へ切り換えた場合は、各バルブ３２１，３８１は
、自動操舵位置から第２図に示す手動操舵位置に切り換
わり、自動操舵用ステアリングユニット３０１が走行中
立位置にない時は、サーボモータ３１により走行中立位
置になる。

従って、自動操舵油圧回路は遮断され、通常の全油圧式
パワーステアリング装置と同じ手動操舵油圧回路となり
、ハンドル２０への手動操作により、手動操舵だけの全
油圧式パワーステアリング装置と全く同様に操舵を行な
うことができる。

（ロ）自動操舵モード時 自動手動切換スイッチ４０を、手動操舵側から自動操舵
側へ切り換えた場合、各バルブ３２１゜３８１に自動操
舵位置信号（ａ）、（ａ）が出力され、第２図に示す手
動操舵位置からバルブソレノイド３２１ｂ、３８１ｂの
電磁力により自動操舵位置に切り換わる。

従って、手動切換バルブ３２１の切換作動で、自動操舵
用ステアリングユニット３０１へノ入力油路及びドレー
ン油路が形成され（尚、このバルブ切り換えで手動操舵
用ステアリングユニット２２への第１入力油圧ライン２
５１はドレーン油ラインになる）、また、油流通阻止バ
ルブ３８１の切換作動で、ハンドル２０を回そうとして
も油圧ブロックされハンドル２０がロックされた状態と
なり、しかも、手動操舵油圧ライン２８．２９と自動操
舵油圧ライン３６．３７とは遮断され、手動操舵用ステ
アリングユニット２２には影響を及ぼさない出力油路が
形成される。

そして、サーボモータ３１に対し自動操舵信号（ｓ）が
入力されると、自動操舵信号（５）に応じて油圧シリン
ダ２３に送油され、自動操舵を行なうことができる。

このように、第１実施例では、手動操舵モード時には手
動操舵用ステアリングユニット２２が用いられ、自動操
舵モード時には自動操舵用ステアリングユニッ）３０１
が用いられることで、手動操舵モード時には操舵フィー
リングを損なわないし、自動操舵モード時には高い操舵
制御精度を得ることができる。

また、油流通阻止バルブ３８１により、自動操舵モード
時に、手動操舵用ステアリングユニット２２どの油圧ブ
ロックや油圧遮断がなされるので、勝手にハンドル２０
が空転したり、自動操舵制御を狂わせたりすることがな
い。

さらに、第１実施例では、ステアリングユニットを共用
することなく、手動操舵用の全油圧式パワーステアリン
グ装置に、サーボモータ３１、自動操舵用ステアリング
ユニット３０１及び油圧ライン類を付加した構成として
いることで、大幅な変更を要することなく１手動操舵用
の全油圧式パワーステアリング装置にオプション的に設
けることで、手動操舵と自動操舵のできる装置とするこ
とができるし、また、サーボモータ３１及び自動操舵用
ステアリングユニッ）３０１は油圧ラインを介して設け
られていることで、車両搭載上のレイアウトの自由度も
高く、また、自動操舵用ステアリングユニッ）３０１の
容量を高めることでサーボモータ３１のモータ定格を下
げることも可能である。

次に、第３図に示す第２実施例について説明する。

この実施例は、吐出油制御手段３０としてソレノイド作
動による３位置切換バルブ３０２を用い、コントロール
ユニット３９からバルブンレノイド３０２ａ　、３０２
ｂに対する自動操舵信号（ｓ＋　）、（５２）によって
自動操舵を行なわせるようにした例である。

第１実施例とは、油流通阻止バルブ３８２（油圧ブロッ
クまで行なわず、自動操舵モード時に）＼ンドル２０を
回すと空転するようなバルブ）及び手動自動切換バルブ
３２２（バルブボートが３ケ所）が変更された点と、ワ
ンウェイバルブ４２゜４３及びリリーフバルブ４４が付
加された点において異なり、他の構成は、第１実施例と
同様であるので、図面に同一符号を付して説明を省略す
る。

また、第４図は、前記油流通阻止バルブ３８２と同様な
機能を発揮する油流通阻止手段３８の他側を示したもの
で、油流通阻止バルブ３８３と、ワンウェイバルブ３８
４．３８５と、チェック油路３８６，３８７とから構成
されている。

この第２実施例では、サーボモータ３１を設けることな
く、自動操舵用ステアリングユニット３０１と同様な３
位置切換バルブ３０２のバルブ切換制御で、自動操舵を
行なうことができる。

尚、他の作用は、第１実施例と同様であるので説明を省
略する。

以上５本発明の実施例を図面により詳述してきたが、具
体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発
明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があって
も本発明に含まれる。

例えば、実施例では３輪フォークリフトトラックの全油
圧式パワーステアリング装置を示したが、実開昭５５−
１２４００５号の公報に示されるような電動走行車両等
に適用してもよい。

また、吐出油制御手段としては、実施例に示した手段以
外であっても、要するに吐出油の制御により自動操舵を
行なえる手段であればよい。

また、実施例では、自動操舵油圧ラインを手動操舵油圧
ラインに連結させた例を示したが１手動操舵油圧流通系
であれば、例えば、油圧アクチュエータに自動操舵油圧
ラインを連結させてもよい。

また、油流通阻止手段としても、実施例以外の手段を用
いてもよい。

（発明の効果） 以上説明してきたように、本発明の全油圧式パワーステ
アリング装置にあっては、ステアリングユニー／　トか
ら油圧アクチュエータに至る手動操舵油圧流通系に、自
動操舵信号により作動する吐出油制御手段からの自動操
舵油圧ラインを連結させ、かつ、該自動操舵油圧ライン
の連結部よりもステアリングユニット側に油流通阻止手
段を設けたことで、手動操舵モードと自動操舵モードで
は、独立した操舵油圧発生手段（ステアリングユニット
、吐出油制御手段）をもち、ステアリングユニットの共
用による悪影響を互いに及よ゛し合うこともなく、手動
操舵と自動操舵との両操舵ができ、さらに、油流通阻止
手段により、自動操舵モード時において勝手にハンドル
が空転したり、自動操舵制御を狂わせたりすることがな
いという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の全油圧式パワーステアリング装置のク
レーム概念図、第２図は第１実施例の全油圧式パワース
テアリング装置を示す全体図、第３図は第２実施例装置
を示す全体図、第４図は第２実施例装置の油流通阻止バ
ルブの他側を示す図、第５図は従来の全油圧式パワース
テアリング装置を示す概略図である。 １・・・ハンドル ２・・・ステアリングユニー／　） ３・・・油圧アクチュエータ ４・・・油圧ポンプ ５・・・入力油圧ライン ６・・・作動油タンク ７・・・ドレーン油ライン ８．９・・・手動操舵油圧ライン ｉｏ・・・吐出油制御手段 １１．１２・・・自動操舵油圧ライン １３・・・油流通阻止手段

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）ハンドルにより操作されるステアリングユニットと
   、操舵輪を操向させる油圧アクチュエータと、油圧ポン
   プと前記ステアリングユニットの入力側とを連結させる
   入力油圧ラインと、作動油タンクと前記ステアリングユ
   ニットの入力側とを連結させるドレーン油ラインと、前
   記ステアリングユニットと油圧アクチュエータとを連結
   させる手動操舵油圧ラインと、を備えた全油圧式パワー
   ステアリング装置において、 前記ステアリングユニットから油圧アクチュエータに至
   る手動操舵油圧流通系に、自動操舵信号により作動する
   吐出油制御手段からの自動操舵油圧ラインを連結させ、
   かつ、該自動操舵油圧ラインの連結部よりもステアリン
   グユニット側に油流通阻止手段を設けたことを特徴とす
   る全油圧式パワーステアリング装置。