JP6777005B2 - 産業車両 - Google Patents

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Description

この発明は、産業車両に関し、特に、操舵輪の操舵角度を検出する操舵角センサを備えた産業車両に関する。
産業車両の従来の技術としては、例えば、特許文献1に開示された回転量検出器の取付構造が知られている。特許文献1に開示された回転量検出器の取付構造では、リアアクスルビームの支持筒には、キングピンがニードルベアリングを介して回転可能に挿通支持されている。キングピンには、ナックルと上部支持筒との間においてスラストベアリングが挿着されている。上部支持筒の上面には、ブラケットを介して操舵角センサが取着されている。ブラケットの下端面には、印ろう部が形成され、同印ろう部と、キングピンとの間には嵌合溝に嵌合したOリングが介在されている。同Oリングにてキングピンの上端部周囲のスペースに充填されたグリースの印ろう部内の侵入を防止する。
別の従来技術としては、例えば、図8に示す産業車両が存在する。図8に示す産業車両では、リヤアクスル90に設けた上部ボス部91には、キングピン93が挿通されるピン孔92が設けられている。キングピン93と上部ボス部91との間にはニードルベアリング94が介在されている。キングピン93の周囲にはグリースが充填されている。上部ボス部91上にはセンサブラケット95が固定されており、センサブラケット95には、操舵輪の操舵角を検出する操舵角センサ96が固定されている。センサブラケット95には、キングピン93の上端と固定された入力軸97が挿通される挿通孔98が形成されている。入力軸97の上端は、操舵角センサ96の内部へ挿入されている。ピン孔92におけるニードルベアリング94の上方にはリップシール99が設けられており、リップシール99は挿通孔98へのグリースの浸入を防止する。
上部ボス部91には、ピン孔92におけるリップシール99とニードルベアリング94との間と外部とを連通する連通路100が形成されている。連通路100はグリースを補充するための通路であり、上部ボス部91の外周面の開口には、グリースニップル101が設けられている。センサブラケット95と上部ボス部91との間にはOリング102が設けられている。Oリング102は外部からピン孔92への水分の浸入を防止する。リップシール99およびOリング102はほぼ上下に位置する。なお、センサカバー103が、ボルト104によりセンサブラケット95に固定されている。因みに、通常仕様に係る産業車両であるため、センサブラケット95およびセンサカバー103は樹脂により形成されている。
特開平10−311738号公報
ところで、産業車両では防爆仕様が設定される場合がある。防爆仕様の産業車両の場合では、操舵角センサに十分な厚さを有する鉄製のセンサカバーを設ける等、防爆仕様の条件を満たす必要がある。しかしながら、特許文献1に開示された産業車両を防爆仕様にする場合、キングピンの軸線方向における部材の長さがセンサカバーの突出により長くなるという問題がある。キングピンの軸線方向における部材の長さがセンサカバーの突出により長くなる構造は、センサカバーがタイヤまたはホイールと干渉するおそれがある。また、特許文献1では、キングピンの外周面とブラケットの内周面との間にOリングを介在させるため、ブラケットの内周面とキングピンの外周面とが十分に対向する必要がある。従って、キングピンの上端を操舵角センサに接近するようにキングピンの軸長さを長くするか、ブラケットの軸長さを長くする必要がある。
また、図8に示す構成では、防爆仕様にするために、操舵角センサを覆う鉄製のセンサカバーを上部ボス部に取り付けると、キングピンの軸線方向において操舵角センサの上部がこのセンサカバーによって突出する。キングピンの軸線方向における部材の長さがセンサカバーの突出により長くなる構造は、センサカバーがタイヤまたはホイールと干渉するおそれがある。そこで、上部ボス部の軸線方向の長さを短縮化してセンサカバーの干渉を回避することが考えられる。しかしながら、上部ボス部においてリップシールおよびOリングはほぼ上下に位置し、さらにグリースの連通路が上部ボス部に設けられることから、上部ボス部の軸線方向の長さの短縮化は不可能である。
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、操舵角センサを覆うセンサカバーを設けても、センサカバーがタイヤまたはホイールと干渉することのない産業車両の提供にある。
上記の課題を解決するために、本発明は、アクスルビームに設けられ、ピン孔を有する支持部材と、前記ピン孔に挿通され、前記支持部材に軸受を介して回転可能に支持されるキングピンと、前記支持部材の上部に固定され、前記ピン孔と連通する挿通孔を有するセンサブラケットと、前記センサブラケットに固定され、操舵角度を検出する操舵角センサと、前記キングピンの上端部に固定されるとともに前記挿通孔に挿通され、前記操舵角センサに連結される入力軸と、を備えた産業車両において、前記支持部材と前記センサブラケットとの間に介在され、前記ピン孔と前記支持部材の外部との間を封止する第1のOリングと、前記第1のOリングより内周側に設けられ、前記挿通孔における前記入力軸と前記センサブラケットとの間に介在される第2のOリングと、を備えたことを特徴とする。
本発明では、第1のOリングは、ピン孔から支持部材の外部へのグリースの漏洩および支持部材の外部からピン孔への水分の浸入を防止する。第2のOリングは、ピン孔のグリースの操舵角センサへの漏洩を防止する。第2のOリングが第1のOリングの内周側に配置され、互いに上下に位置せず、支持部材の軸線方向の長さの短縮化が可能である。よって、防爆仕様のセンサカバーを設けても、センサカバーがタイヤまたはホイールと干渉することがない。また、支持部材の軸線方向の長さの短縮化が可能であるため、カバーがタイヤ又はホイールに干渉しない範囲でセンサブラケットの軸線方向の長さを大きくすることが可能となり、防爆仕様のセンサブラケットを実現し易くなる。
また、上記の産業車両において、前記入力軸の外周面に形成され、前記第2のOリングが装着される環状溝を有する構成としてもよい。
この場合、第2のOリングが入力軸に形成された環状溝に装着されることにより、第2のOリングが軸線方向に位置ずれすることはない。また、第2のOリングが入力軸に装着されることから、第2のOリングの組み付け作業は容易である。
また、上記の産業車両において、前記センサブラケットの前記挿通孔における内周面に設けられ、前記第2のOリングが装着される環状溝を有する構成としてもよい。
この場合、第2のOリングがセンサブラケットに形成された環状溝に装着されることにより、第2のOリングがキングピンの軸線方向に位置ずれすることはない。また、入力軸に環状溝を設けることができない場合でも、第2のOリングを軸線方向に位置ずれさせることなく設けることができる。
また、上記の産業車両において、前記センサブラケットに形成され、前記センサブラケットの外部と前記ピン孔とを連通する連通路を有する構成としてもよい。
この場合、センサブラケットに連通路を設けることにより支持部材に連通路を設ける必要がない。
本発明によれば、操舵角センサを覆うセンサカバーを設けても、センサカバーがタイヤまたはホイールと干渉することのない産業車両を提供することができる。
第1の実施形態に係るフォークリフトの概略側面図である。 第1の実施形態に係るフォークリフトの要部後面図である。 第1の実施形態に係るリヤアクスルの要部断面図である。 第1の実施形態に係る操舵角センサ付近の拡大断面図である。 第1の実施形態の変形例に係る操舵角センサ付近の拡大断面図である。 参考例に係る操舵角センサ付近の拡大断面図である。 参考例の変形例に係る操舵角センサ付近の拡大断面図である。 従来のフォークリフトの操舵角センサ付近の拡大断面図である。
(第1の実施形態)
以下、第1の実施形態に係る産業車両としてのフォークリフトを図面に基づいて説明する。なお、方向を特定する「前後」、「左右」および「上下」については、フォークリフトのオペレータが運転席の運転シートに着座して、フォークリフトの前進側を向いた状態を基準として示す。
図1に示すように、産業車両としてのフォークリフトは、車体11の前部に荷役装置12を備えている。車体11の中央付近には運転席13が設けられており、車体11における運転席13の下方にはバッテリ14が収容されている。本実施形態のフォークリフトは、防爆仕様であってバッテリ14の電力により作動するバッテリフォークリフトである。
車体11における運転席13には、オペレータが着座可能な運転シート15が設けられている。運転席13の前部にステアリングホイール16が設けられている。ステアリングホイール16は、後述する操舵輪22を操舵するためのものである。荷役装置12はマスト17を備えており、マスト17には左右一対のフォーク19がリフトブラケット18を介して設けられている。
車体11の前部には前輪としての駆動輪20がフロントアクスル(図示せず)を介して設けられている。フロントアクスルは車体11に固定されている。車体11には、走行駆動力を生じる走行モータ21が設けられている。走行モータ21は電動モータであり、バッテリ14の電力により駆動される。フロントアクスルには、走行モータ21の走行駆動力を駆動輪20へ伝達する動力伝達機構(図示せず)が設けられている。
図2に示すように、車体11の後部には後輪としての操舵輪22がリヤアクスル23を介して設けられている。アクスルビームとしてのリヤアクスル23は、左右方向に延設された基板24を備えている。基板24の上部には上板25が設けられ、基板24の下部には下板26が設けられている。上板25および下板26は基板24に溶接により固定されている。基板24の後部には、上板25と下板26を接続する接続板27が設けられている。リヤアクスル23の長手方向は幅方向と一致し、基板24の幅方向における中心にはセンターピン28が挿通されている。リヤアクスル23はセンターピン28により車体11と連結されている。
図2に示すように、リヤアクスル23には、操舵用の油圧シリンダ30が収納されている。油圧シリンダ30は、図示されない油圧回路における作動油の供給を受けて作動する復動式の油圧シリンダである。油圧シリンダ30のシリンダ本体31はボルト(図示せず)等によって基板24に固定されている。シリンダ本体31の内部は、ピストン(図示せず)により2つの部屋に区画されている。ピストンには、ピストンから左右に延び、シリンダ本体31から左右へそれぞれ突出するロッド32、32が連結されている。ロッド32は油圧シリンダ30の作動により左右方向へ変位する。ロッド32の先端部は、タイロッド33の内側端と軸着されている。タイロッド33の外側端は、次に説明するステアリングナックル35と回転可能に連結されている。
リヤアクスル23の左右の端部には、ステアリングナックル35が、支持部材としての上部ボス部43および下部ボス部44を介して左右に回動可能に支持されている。上部ボス部43および下部ボス部44については後述する。一対のステアリングナックル35の形状は、互いに左右対称である。図3に示すように、ステアリングナックル35は、上下方向に形成されたキングピン36と、キングピン36から車体11の左右方向外側へ突出するホイールスピンドル37とを有している。キングピン36の上端部38はステアリングナックル35から上方へ突出し、キングピン36の下端部39はステアリングナックル35から下方へ突出している。ステアリングナックル35のホイールスピンドル37には、操舵輪22が回転自在に支持されている。
図4に示すように、キングピン36は上端部38の端面38Aから下方へ向けて形成された断面円形の凹部40を有している。凹部40の外周には、円筒状の壁部41がキングピン36の一部として形成されている。従って、端面38Aは、上端部38の端面であるだけでなく壁部41の端面でもある。凹部40におけるキングピン36の底部には、後述する入力軸62の一部が挿入される有底の挿入孔42が形成されている。
リヤアクスル23の左右の端部には、支持部材としての上部ボス部43および下部ボス部44が上下に対となるように設けられている。上部ボス部43には、キングピン36の軸線Pと同軸となるように上下方向に軸線を有するピン孔45が形成され、下部ボス部44にはピン孔45と同軸のピン孔46が形成されている。ピン孔45にはキングピン36の上端部38が挿通されており、キングピン36は軸受としてのニードルベアリング47を介して上部ボス部43に対して回転自在である。ピン孔46にはキングピン36の下端部39が挿通されており、キングピン36はニードルベアリング47を介して下部ボス部44に対して回転自在である。従って、ステアリングナックル35は、リヤアクスル23に対して左右に回動可能である。ステアリングナックル35と上部ボス部43との間にはスラストベアリング48が介在されている。
図4に示すように、リヤアクスル23には、操舵輪22の操舵角度を検出する操舵角センサ50が設けられている。操舵角センサ50はポテンショメータにより構成されている。上部ボス部43の上面には、センサブラケット51が固定されている。センサブラケット51は、防爆仕様の条件を満たすために鉄系材料により十分な厚さを有するように形成されている。センサブラケット51は、プレート状のブラケット本体52と、ブラケット本体52から下方へ突出する段部53と、段部53からさらに下方へ突出する円柱状の挿入部54と、操舵角センサ50が固定される台座部55と、を有している。さらに、センサブラケット51は、ブラケット本体52、段部53および挿入部54を貫通する挿通孔56を有している。
段部53とニードルベアリング47とはキングピン36の軸線P方向において十分に接近している。段部53とニードルベアリング47が軸線P方向において十分に接近していることは、上部ボス部43の軸線P方向の短縮化を可能とする。上部ボス部43が軸線P方向に短縮化されることは、センサブラケット51および後述するセンサカバー70を短縮化された分だけ軸線P方向に長くすることを可能とする。また、段部53はキングピン36の上端部38の端面38Aと対向している。
ブラケット本体52の上部ボス部43と当接する面には、環状溝57が形成されている。環状溝57には第1のOリング58が装着されている。第1のOリング58は、上部ボス部43とセンサブラケット51との間に介在され、ピン孔45と上部ボス部43の外部との間を封止するシール部材である。従って、第1のOリング58は、センサブラケット51と上部ボス部43との間から水分の浸入を防止する。ブラケット本体52には、センサブラケット51の外部からピン孔45へ連通する連通路59を有している。連通路59はブラケット本体52の外周から径方向中心へ向けて延びる第1通路部59Aと、第1通路部59Aの中心側の端部から下方へ向きを変え、ニードルベアリング47と対向するように段部53に開口してピン孔45へ連通する第2通路部59Bを有する。連通路59の外部を臨む開口にはグリースニップル60が装着されている。連通路59はグリースニップル60から注入されるグリースをニードルベアリング47へ供給するための通路である。本実施形態では、上部ボス部43の軸線P方向の短縮化に伴い、センサブラケット51を軸線P方向に長く(厚く)したため、連通路59を設けることが可能となっている。
ブラケット本体52から下方へ突出する段部53は、上部ボス部43のピン孔45に挿入され、上部ボス部43と嵌合する。段部53からさらに下方へ突出する挿入部54は、キングピン36の凹部40に挿入される。挿入部54が凹部40に挿入されている状態では、凹部40におけるセンサブラケット51とキングピン36との間に隙間Gが形成されている。センサブラケット51の上面に形成された台座部55には、操舵角センサ50が固定されている。
センサブラケット51が、上部ボス部43に固定されている状態では、センサブラケット51の挿通孔56は、隙間Gを通じてピン孔45と連通している。挿通孔56には、メタルブシュ61を介して入力軸62が挿通されている。入力軸62は、軸本体部63と、突部64と、フランジ部65と、小径軸部66と、を有している。
軸本体部63の大部分はメタルブシュ61に保持されている。突部64は、軸本体部63の端部から突出され、キングピン36の挿入孔42に挿入されている。突部64は挿入孔42においてキングピン36と係合し、入力軸62はキングピン36と一体となって回転可能である。フランジ部65は、軸本体部63において突部64を有する端部の反対側の端部に径を拡大して形成されている。小径軸部66は、軸本体部63のフランジ部65側の端部から軸線P方向へ突出して形成されている。操舵角センサ50は、入力軸62の回転により変化する抵抗値に基づいて角度を検出する。
軸本体部63の外周面は、メタルブシュ61に保持されず挿通孔56においてセンサブラケット51の挿入部54と対向する対向面を有する。この対向面には、環状溝68が周方向にわたって形成されている。環状溝68には第2のOリング69が装着されている。第2のOリング69は、挿通孔56におけるセンサブラケット51と軸本体部63との間に介在され、ニードルベアリング47を潤滑するグリースの操舵角センサ50への漏洩を防止する。
第2のOリング69は、第1のOリング58より小径であって、第1のOリング58よりも内周側に設けられている。このため、第2のOリング69および第1のOリング58はキングピン36の軸線P方向において互いに上下に位置しない。第2のOリング69が挿入部54と対向することから、第2のOリング69はキングピン36の凹部40に位置し、凹部40におけるキングピン36と挿入部54との間の隙間Gと接近した位置となる。
図4に示すように、センサブラケット51の上面には、センサカバー70がボルト(図示せず)によって固定されている。センサカバー70は、操舵角センサ50を保護するカバーであり、防爆仕様の条件を満たすために鉄系材料により十分な厚さを有するように形成されている。操舵角センサ50は、センサブラケット51とセンサカバー70との間に形成された空間部71に収容されている。本実施形態では、上部ボス部43の軸線P方向の短縮化に伴い、センサカバー70を軸線P方向に長くしている。
次に、本実施形態のフォークリフトの作用について説明する。フォークリフトのオペレータにより運転中にステアリングホイール16の操作が行われると、ステアリングホイール16の操作に応じた油圧シリンダ30の作動により、操舵輪22が操舵される。操舵輪22の操舵に応じてキングピン36が回動され、入力軸62はキングピン36と一体的に回動される。入力軸62の回動により操舵角センサ50の抵抗値が変化し、操舵角センサ50の抵抗値に基づいて操舵角度が検出される。
ニードルベアリング47は、封入されたグリースによって潤滑されるが、このグリースはグリースニップル60から連通路59を通じてニードルベアリング47へ供給することが可能である。グリースはピン孔45におけるニードルベアリング47の周囲および凹部40におけるキングピン36とセンサブラケット51の挿入部54との隙間Gに充填されている。グリースは第2のOリング69を越えて操舵角センサ50へ漏洩することはない。なお、第1のOリング58により、上部ボス部43とセンサブラケット51との間からピン孔45への水の浸入が防止されるほか、上部ボス部43とセンサブラケット51との間からグリースの外部への漏洩が防止される。
本実施形態のフォークリフトによれば以下の作用効果を奏する。
(1)第1のOリング58は、ピン孔45から上部ボス部43の外部へのグリースの漏洩および上部ボス部43の外部からピン孔45への水分の浸入を防止する。第2のOリング69は、ピン孔45のグリースの操舵角センサ50への漏洩を防止する。第2のOリング69が第1のOリング58の内周側に配置され、互いに上下に位置せず、上部ボス部43の軸線P方向の長さの短縮化が可能である。よって、防爆仕様のセンサカバー70を設けても、センサカバー70がタイヤまたはホイールと干渉することがない。また、上部ボス部43の軸線P方向の長さの短縮化が可能であるため、センサカバー70がタイヤ又はホイールに干渉しない範囲でセンサブラケット51の軸線P方向の長さを大きくすることが可能となり、防爆仕様のセンサブラケット51を実現しやすくなる。
(2)第2のOリング69が入力軸62に形成された環状溝68に装着されることにより、第2のOリング69が軸線P方向に位置ずれすることはない。また、第2のOリング69が入力軸62に装着されることから、第2のOリング69の組み付け作業は容易である。
(3)センサブラケット51に連通路59を設けることにより、連通路59を通じてグリースをニードルベアリング47へ供給することができる。このため、上部ボス部43にグリースを供給するための連通路を設ける必要がない。
(4)第2のOリング69は、キングピン36の凹部40に挿入されるセンサブラケット51の挿入部54と対向する。このため、第2のOリング69は凹部40に位置し、凹部40におけるキングピン36と挿入部54との間の隙間Gと接近した位置となる。従って、第2のOリング69は操舵角センサ50から可及的に離れた位置に設けられることになり、グリースの操舵角センサ50への漏洩をより防止することができる。
(5)第2のOリング69は、入力軸62の環状溝68に装着される小径のOリングであるから、キングピン36の外周に第2のOリングやリップシールを設ける場合と比べると、製作コストを低減することができる。
なお、本実施形態では、入力軸62に環状溝68を設けるとしたが、図5に示す変形例のように、センサブラケット51の挿通孔56における内周面に環状溝72を設け、環状溝72に第2のOリング69を装着してもよい。この場合、入力軸62に環状溝を設けることができない場合でも、第2のOリング69を軸線方向に位置ずれさせることなく設けることができる。なお、図5に示す変形例では、環状溝72がセンサブラケット51に設けられる点および入力軸62に環状溝68が設けられない点を除くその他の構成については第1の実施形態と同一である。
参考例
次に、参考例に係るフォークリフトについて説明する。本参考例では、第2のOリングが、凹部におけるキングピンと挿入部との間に介在される点で、第1の実施形態と異なる。本参考例では、第1の実施形態と同じ構成について第1の実施形態の説明を援用し、共通の符号を用いる。
図6に示すように、キングピン36の凹部40に挿入されるセンサブラケット51の挿入部54の外周面に環状溝81が形成されている。環状溝81には第2のOリング82が装着されている。第2のOリング82は、キングピン36における壁部41の内周面とセンサブラケット51の挿入部54の外周面との間に介在されている。ニードルベアリング47を潤滑するグリースは、第2のOリング82により遮られて第2のOリング82の内周側である入力軸62へ漏洩することがない。従って、グリースの操舵角センサ50への漏洩が防止される。
参考例によれば、第1の実施形態の作用効果(1)、(3)、(4)と同等の作用効果を奏する。第2のOリング82は、挿入部54の外周面に形成された環状溝81に装着される小径のOリングであるから、キングピン36の外周に第2のOリングやリップシールを設ける場合と比べると、製作コストを低減することができる。
なお、本参考例では、挿入部54の外周面に、環状溝81が形成され、環状溝81には第2のOリング82が装着されたが、図7に示す変形例のように、挿入部54の端面に環状溝83を形成し、環状溝83に第2のOリング84を装着してもよい。この場合、凹部40におけるキングピン36とセンサブラケット51の挿入部54との間に第2のOリング84が介在される。従って、ニードルベアリング47を潤滑するグリースが第2のOリング82により遮られることにより、第2のOリング84の内周側である入力軸62へのグリースの漏洩を防止することができる。
本発明は、上記の実施形態(変形例を含む)に限定されるものではなく発明の趣旨の範囲内で種々の変更が可能であり、例えば、次のように変更してもよい。
○ 上記の実施形態(変形例を含む)では、産業車両として防爆仕様のフォークリフトについて説明したが、産業車両は防爆仕様に限定されず、通常仕様の産業車両に本発明を適用してもよい。
○ 上記の実施形態(変形例を含む)では、第2のOリングが装着される環状溝を設けるようにしたが、環状溝は必須の構成ではない。環状溝が設けられない場合、装着先に段差を設ける等、第2のOリングの位置決めを図ることが好ましい。
○ 上記の実施形態(変形例を含む)では、センサブラケットにグリース供給のための連通路を形成したが、この限りではない。グリース供給用の連通路は、例えば、軸受(ニードルベアリング)へ供給されるように、支持部材に形成してもよい
11 車体
12 荷役装置
20 駆動輪
22 操舵輪
23 リヤアクスル(アクスルビームとしての)
36、93 キングピン
38 上端部
38A 端面
40 凹部
42 挿入孔
43 上部ボス部(支持部材としての)
45、46、92 ピン孔
47、94 ニードルベアリング(軸受としての)
50、96 操舵角センサ
51、95 センサブラケット
54 挿入部
56、98 挿通孔
57、68、72、81、83 環状溝
58 第1のOリング
59、100 連通路
62、97 入力軸
69、82、84 第2のOリング
70、103 センサカバー
71 空間部
90 リヤアクスル
91 上部ボス部
99 リップシール
102 Oリング
G 隙間
P 軸線

Claims (4)

  1. アクスルビームに設けられ、ピン孔を有する支持部材と、
    前記ピン孔に挿通され、前記支持部材に軸受を介して回転可能に支持されるキングピンと、
    前記支持部材の上部に固定され、前記ピン孔と連通する挿通孔を有するセンサブラケットと、
    前記センサブラケットに固定され、操舵角度を検出する操舵角センサと、
    前記キングピンの上端部に固定されるとともに前記挿通孔に挿通され、前記操舵角センサに連結される入力軸と、を備えた産業車両において、
    前記支持部材と前記センサブラケットとの間に介在され、前記ピン孔と前記支持部材の外部との間を封止する第1のOリングと、
    前記第1のOリングより内周側に設けられ、前記挿通孔における前記入力軸と前記センサブラケットとの間に介在される第2のOリングと、を備えたことを特徴とする産業車両。
  2. 前記入力軸の外周面に形成され、前記第2のOリングが装着される環状溝を有することを特徴とする請求項1記載の産業車両。
  3. 前記センサブラケットの前記挿通孔における内周面に設けられ、前記第2のOリングが装着される環状溝を有することを特徴とする請求項1記載の産業車両。
  4. 前記センサブラケットに形成され、前記センサブラケットの外部と前記ピン孔とを連通する連通路を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項記載の産業車両。
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