JPH035505Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、全油圧形パワーステアリングに関す
るものである。

〔従来の技術とその課題〕

周知のごとく、重量車や高速車、または車輌型
作業機においては、人力のみによるかじ取り装置
（ステアリング装置）では、かじ取りハンドルの
操作力を過度に必要とするため操縦者は皮労す
る。そのため、他の動力源を利用して操舵力を拡
大する装置を付設している。かかる装置をパワー
ステアリング装置と呼び、動力源としては、油
圧、圧搾空気、電気などがあるが、このうち最も
多く用いられているのは油圧による全油圧形パワ
ーステアリングである。この全油圧形パワーステ
アリングは、かじ取りハンドルを回すと、メータ
リング装置付ステアリング弁が作動し、パワーシ
リンダに高圧作動油が送られ、しかも、かじ取り
ハンドルの操作量に応じて油量を調節できるもの
である。

ところで、かかる全油圧形パワーステアリング
におけるパワーシリンダが、安価な片ロツドタイ
プの複動式シリンダを採用しておれば、このシリ
ンダにおけるロツド側油室とでは、ピストンロツ
ドの断面積分だけ、複動するピストンの受圧面積
が異なり、パワーシリンダの外部へ供給する圧力
が異なり、ひいては、ステアリング操作に強弱が
発生するという問題があつた。

例えば、本願の出願後に発見され、しかも本願
より先願である特開昭59−118571号公報で紹介さ
れている全油圧形パワーステアリングは、次のよ
うに構成されている。

すなわち、オイルポンプからコントロールバル
ブ（本考案でいうメータリング装置付ステアリン
グ弁を指す）、およびパワーシリンダ側に送られ
る高圧作動油の供給量を調整するためのフローコ
ントロールバルブを設けた全油圧形パワーステア
リングにおいて、このフローコントロールバルブ
をスプールバルブで構成し、このスプールバルブ
の背部において、ばね力、および、コントロール
バルブへ送られる前の高圧作動油を導入した背油
圧を作用させると共に、その導入した高圧作動油
の圧力を車速、機関回転数、および負荷に応じて
調整するようにしたフローコントロールバルブを
備えた全油圧形パワーステアリングが紹介されて
いる。

しかしながら、かかる全油圧形パワーステアリ
ングにおいて、そのパワーシリンダを片ロツドタ
イプの複動式シリンダで構成すれば、やはり、パ
ワーステアリングの左右出力に差異が生じるが、
コントロールバルブへ入る前の高圧作動油でもつ
て、フローコントロールバルブのスプールバルブ
の背油圧を調整していることから、かかるパワー
シリンダの出力の差異を調整することはできな
い、という問題があつた。

〔課題を解決するための手段〕

そこで本考案は、かかる問題を解決するために
案出されたもので、その要旨とするところは、オ
イルポンプ４からの高圧作動油を左右に切換える
メータリング装置付ステアリング弁２と、該メー
タリング装置付ステアリング弁２により切換えら
れた高圧作動油が、片ロツドタイプの複動式シリ
ンダのロツド側油室または反ロツド側油室へ供給
されるよう形成されたパワーシリンダ３と、これ
らのメータリング装置付ステアリング弁２やパワ
ーシリンダ３側へ前記オイルポンプ４から高圧作
動油を送る際、その供給量を調整するためのフロ
ーコントロールバルブ１６と、を含む全油圧形パ
ワーステアリングにあつて、前記フローコントロ
ールバルブ１６を、前記オイルポンプ４からの絞
られた高圧作動油による背圧が作用するスプール
バルブで構成し、該スプールバルブの背圧油のリ
リーフ量を調整するパイロツトバルブ３０を設
け、該パイロツトバルブ３０に、前記メータリン
グ装置付ステアリング２からパワーシリンダ３の
ロツド側油室へ供給する高圧作動油のみを分岐し
たパイロツトライン通路１０を連通して、前記ス
プールバルブの背圧油のリリーフ量を減少させる
ようにすると共に、これらのフローコントロール
バルブ１６およびパイロツトバルブ３０を、単体
で構成する制御弁体１にそれぞれ内蔵し、かつ、
前記パイロツトライン通路１０を該制御弁体１に
穿設したことを特徴とする全油圧形パワーステア
リングにある。

〔実施例〕

本考案の構成を、別紙添付図面に示す実施例に
もとづいき詳細に説明する。

第１図は本考案の第１の実施例の油圧回路図、
第２図は同回路図の要部における具体例の断面図
である。

第１図中、１はパイロツトバルブ部３０（第２
図におけるバルブシート２０、ボール２２、ボー
ルガイド２３、インナーバルブスプリング９を含
む）と、フローコントロールバルブ１６とを内装
した制御弁体を示し、２はメータリング装置付ス
テアリング弁（詳細は後述）、３はパワーシリン
ダ、４はオイルポンプを示すが、このメータリン
グ装置付ステアリング弁２におけるスプールバル
ブで構成された切換弁６は、第１図示では、中立
の位置を示している。５はこの切換弁６に連結さ
れた入力軸を示し、この入力軸５は、図示しない
かじ取りハンドルと連結し、ハンドルの操作によ
りこの入力軸５は左または右方向に回転し、その
結果、パワーシリンダ３を所定どおり作動するよ
うになつている。

以上の構成を農用トラツクタ等の全油圧形パワ
ーステアリングに適用した場合、前述のように、
このパワーシリンダにおける反ロツド側油室とで
は、ピストンロツドの断面積分だけ、受圧面積を
異にすることとなり、このままであればパワーシ
リンダの出力（圧力）が異になることとなる。

そこで、入力軸５を左回転した際、オイルポン
プ４（このポンプ４はエンジンによつて常時回転
している）からの高圧作動油は、制御弁体１のポ
ンプポートである入口ポートP′を通りメータリン
グ装置付ステアリング弁２の入口ポートＰに入
り、切換弁６を経由し、メータリング装置７によ
り、かじ取りハンドルの回転角に応じただけの油
量が適宜計量されて、再び切換弁６に戻り、左側
のパワーシリンダ側ポートＬおよび制御弁体１の
パワーシリンダ側ポートL′から吐出され、パワー
シリンダ３を作動する。

したがつて、本明細書では、メータリング装置
付ステアリング弁２とは、かじ取りハンドルで制
御されて切換えられる切換弁６と、その回転角に
応じた油量を計量するメータリング装置７とから
構成されている。

ここにおいて、オイルポンプ４の入口ポート
P′とメータリング装置付ステアリング弁２の入口
ポートＰとの連通路に、パイロツトバルブ部３０
を設けて、メータリング装置付ステアリング弁２
のタンクポートＴと作動油タンク５１のタンクポ
ートT′との連通路を短絡させているが、このパ
イロツトバルブ部３０におけるインナーバルブス
プリング９の付勢を増すため、パイロツトピスト
ン８を付設している。

したがつて、メータリング装置付ステアリング
弁２の入力軸５を左回転した際には、左側のパワ
ーシリンダ側ポートＬおよびL′を介してパワーシ
リンダ３の負荷が単にパイロツトバルブ部３０に
おけるインナーバルブスプリング９で設定された
圧力に達してパイロツトバルブ部３０がリリーフ
作動を行うことになる。

これに反し、メータリング装置付ステアリング
弁２の入力軸５を右回転した際には、パイロツト
バルブ部３０のリリーフ作動は、メータリング装
置付ステアリング弁２のパワーシリンダ側ポート
Ｒの出口と、前記パイロツトピストン８とをパイ
ロツトライン通路１０によつて連通したことによ
り、このパイロツトピストン８をインナーバルブ
スプリング９の付勢に抗して進めるので、前記左
回転の場合に比べ高い圧力でリリーフ作動が行わ
れることになる。

そして、この制御弁体１は、第２図のごとき具
体的構造となつている。すなわち、第１図と同一
部分であるＰ，Ｔ，Ｌ，Ｒ，P′，T′，L′，R′な
どは同一符号で表しているが、第１図で示したメ
ータリング装置付ステアリング弁２がかじ取りハ
ンドルによつて左回転してリリーフ作動を行うに
は、制御弁体１に内装されたパイロツトバルブ部
３０において次のように行われる。

すなわち、制御弁体１の入口ポートP′における
高圧作動油は、フローコントロールバルブ１６の
メインスプールおよびオリフイス１７を介して制
御弁体１の圧力室１９を通り、バルブ２１に設け
たボール２２のシート面２１を開口させる。ここ
において、この開口圧は、ボールガイド２３に嵌
挿したインナーバルブスプリング９の付勢力のみ
により決定される。このとき、フローコントロー
ルバルブ１６のメインスプールは、圧力損失を生
じながらオリフイス１７を流れる作動油の圧力
と、このメインスプールの外周に作用する作動油
の圧力との差によつて、第２図中、スプールスプ
リング１８に抗しながら左方向に移動する。その
結果、入口ポートP′に流入する大半の高圧作動油
は、タンクポートT′に流出し、かかるリリーフ
作動を行つた圧力の作動油はメータリング装置付
ステアリング弁２の入口ポートＰへ導入される。
一方、かかるリリーフ作動状態において、メータ
リング装置付ステアリング弁２の右側のパワーシ
リンダ側ポートＲは低圧であるので、パイロツト
バルブ部３０におけるパイロツトピストン８はイ
ンナーバルブスプリング９の付勢のみにより、第
２図示で右方向に位置している。したがつて、か
かる状態でパワーシリンダ３は作動する。

次に、メータリング装置付ステアリング弁２が
右回転した際のリリーフ作動は、パイロツトバル
ブ部３０においては次のようになる。すなわち、
メータリング装置付ステアリング弁２を左回転し
た場合と相違して、メータリング装置付ステアリ
ング弁２の右側のパワーシリンダ側ポートＲは高
圧となるため、高圧作動油は、制御弁体１に設け
たパイロツトライン通路１０（ピストンガイド２
６に設けた油穴２７も含む）を通つてパイロツト
ピストン８をインナーバルブスプリング９の付勢
に抗して第２図中左へ移動させる。したがつて、
フローコントロールバルブ１６のメインスプール
の第２図中左方向への移動は、左回転のリリーフ
作動に比べ少なくなり、右回転のリリーフ作動に
より高い圧力の作動となる。

したがつて、かかる状態で、パワーシリンダ３
は作動するので、片ロツドタイプの複動式シリン
ダーからなるパワーシリンダ３でも左または右回
転とも、このパワーシリンダ３からの出力（圧
力）を同一にすることができる。例えば、農用ト
ラツクタであれば、車輌用ナツクルアームへの操
舵力を同一とすることができる。

次に、本考案の第２の実施例を説明するが、こ
れは第３図および第４図に示す。第３図は第２の
実施例の油圧回路図、第４図は同回路図の要部に
おける具体例の断面図を示す。これらの図におけ
る符号は、第１図または第２図で示す第１実施例
での同一部分は同一符号で示し、その説明を省略
する。

第３図においてオイルポンプ４からの高圧作動
油は、制御弁体１の入口ポートP′を通り、オリフ
イス１３を介してメータリング装置付ステアリン
グ弁２に導入される。この際、高圧作動油はこの
オリフイス１３による圧力損失を生じながらメー
タリング装置付ステアリング弁２に導入される
が、この圧力損失がスプールスプリング１８の付
勢力以上に達した場合は、フローコントロールバ
ルブ１６により作動油タンク５１に戻される。し
たがつて、メータリング装置付ステアリング弁２
の入口ポートＰへ導入する作動油は流量一定とな
る。次いで、リリーフ作動は、第１の実施例と同
様、インナーバルブスプリング９で設定された圧
力に達した場合であり、このときは、オリフイス
１７を流れる高圧作動油は圧力損失が生じながら
殆ど全油量が制御弁体体１を通つて作動油タンク
５１に戻される。

そして制御弁体１は、第４図示のごとき具体的
構造をとつている。すなわち、制御弁体１の入口
ポートP′から入つた作動油はオリフイスプラグ５
２のオリフイス１３を通つてメータリング装置付
ステアリング弁２の入口ポートＰへ導入される
が、このオリフイス１３による差圧の上流を第４
図におけるフローコントロールバルブ１６のメイ
ンスプールの右室に、下流をオリフイス１７、油
路５３を介してこのメインスプールの左室に導く
ようにしている。これらの作動油の圧力差がスプ
ールスプリング１８の付勢力以上になつた場合に
は、フローコントロールバルブ１６のメインスプ
ールを、第４図中左側に移動させ、タンクポート
T′を介して作動油タンク５１に戻す。したがつ
て、メータリング装置付ステアリング弁２へ導入
する作動油は一定量となる。

そして、第２図および第４図における具体例
で、２９はボルト穴を示し、このボルト穴２９に
挿入したボルトでもつて制御弁体１とメータリン
グ装置付ステアリング弁２とを結合する。しか
も、制御弁体１には直接、オイルポンプ４、パワ
ーシリンダ３および作動油タンク５１と連結する
各ポートP′，L′，R′およびT′を設けて連結して
いる。

〔考案の効果〕

本考案によれば、次のような有益な効果を奏す
ることができる。

メータリング装置付ステアリング弁２からパ
ワーシリンダ３のロツド側油室へ供給する高圧
作動油のみを分岐し、この分岐したパイロツト
ライン通路１０の高圧作動油でもつて、フロー
コントロールバルブ１６のスプールバルブの背
油圧を調整するので、片ロツドタイプの複動式
シリンダを採用したパワーシリンダであつて
も、そのシリンダの出力を常に一定とすること
ができる。

フローコントロールバルブ１６、および、パ
イロツトバルブ３０を、単体で構成する制御弁
体１に内蔵したので、コンパクトに構成できる
と共に、パイロツトライン通路１０をその制御
弁体１に穿設したので、配管も不要とすること
ができ、ひいては安価な片ロツドタイプの複動
式シリンダからなるパワーシリンダ３と相俟つ
て、安価な全油圧形パワーステアリングを提供
することができる。

殊に、片ロツドタイプの複動式シリンダで構
成したパワーシリンダ３における左右の出力の
相違を、メータリング装置付ステアリング弁２
を出た後の高圧作動油を分岐して、つまり、パ
ワーシリンダ３自身の出力でもつて、フローコ
ントロールバルブ１６のリリーフ量を減少・調
整するので、その調整は直接制御となつて乱さ
れず確実にでき、ひいてはステアリング操作が
機関回転数、負荷などに影響されず常に一定と
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の第１の実施例の油圧回路図、
第２図は同回路図の要部における具体例の断面
図、第３図は本考案の第２の実施例の油圧回路
図、第４図は第３図の油圧回路図の要部における
具体例の断面図である。 １……制御弁体、２……メータリング装置付ス
テアリング弁、３……パワーシリンダ、６……切
換弁、３０……パイロツトバルブ部。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 オイルポンプ４からの高圧作動油を左右に切換
   えるメータリング装置付ステアリング弁２と、 該メータリング装置付ステアリング弁２により
   切換えられた高圧作動油が、片ロツドタイプの複
   動式シリンダのロツド側油室または反ロツド側油
   室へ供給されるよう形成されたパワーシリンダ３
   と、 これらのメータリング装置付ステアリング弁２
   やパワーシリンダ３側へ前記オイルポンプ４から
   高圧作動油を送る際、その供給量を調整するため
   のフローコントロールバルブ１６と、 を含む全油圧形パワーステアリングにあつて、 前記フローコントロールバルブ１６を、前記オ
   イルポンプ４からの絞られた高圧作動油による背
   圧が作用するスプールバルブで構成し、 該スプールバルブの背圧油のリリーフ量を調整
   するパイロツトバルブ３０を設け、該パイロツト
   バルブ３０に、前記メータリング装置付ステアリ
   ング２からパワーシリンダ３のロツド側油室へ供
   給する高圧作動油のみを分岐したパイロツトライ
   ン通路１０を連通して、前記スプールバルブの背
   圧油のリリーフ量を減少させるようにすると共
   に、 これらのフローコントロールバルブ１６および
   パイロツトバルブ３０を、単体で構成する制御弁
   体１にそれぞれ内蔵し、かつ、前記パイロツトラ
   イン通路１０を該制御弁体１に穿設したことを特
   徴とする全油圧形パワーステアリング。