JPH0649493Y2 - 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号公報などに示されるように、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、前記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
ブとが配設されてい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りポンプ、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、
前記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。

〔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。そし
て、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、上述したような従来一般的なセミインテグラルタ
イプの動力舵取装置では、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部に位置
しており、この入力軸上で軸内方端と他の部位とでの背
圧受圧面積が異なっており、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、このため舵取操作
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て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
有しかつ入力軸に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、
右両側室とポンプ、タンク間の流路を舵取操作に応じて
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の周囲に等配して配設されかつ入力
軸を軸線方向での中立位置に復帰させるための反力スプ
リングおよびその復帰力を入力軸側に当接することによ
り伝達する左、右一対をなす反力プランジャからなる複
数の反力スプリング機構を備え、これら反力スプリング
機構を構成する左、右の反力プランジャを、反力スプリ
ングの付勢力によって入力軸側とハウジング内に形成し
た係止面とに跨って当接させるように構成するととも
に、これら反力スプリング機構を構成する反力プランジ
ャのうち、入力軸に生じる軸推力方向と反対側の反力プ
ランジャのいくつかが当接する係止面に、逃げ溝を凹設
したものである。

〔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ための複数の反力スプリング機構
において、反力スプリングにより入力軸側とハウジング
内に形成した係止面とに跨がって当接される左、右反力
プランジャのうち、入力軸に生じる軸推力方向と反対側
のプランジャのいくつかが当接する前記係止面に、逃げ
溝が形成されているため、軸推力に抗して入力軸を操舵
する方向での反力スプリングによるセット荷重を小さく
することができ、ハウジング内での低圧室内に高背圧が
生じたとしても、前記セット荷重の大小により入力軸に
作用する軸推力を打ち消し、左、右方向での操舵力に左
右差が発生せず、バランスした舵取操作を行なえる。

〔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図は本考案に係る動力舵取装置の一実施例を示すも
のであり、図において全体を符号１で示すステアリング
本体は、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、図中５はギ
アハウジング２の外方端（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が嵌装して設け
られている。ここで、このボールナット11の内面と入力
軸10の外面には、周知の通り、それぞれボールねじ溝11
a,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。このバルブスプール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、図示しない供給通路によってポンプに連通す
る環状溝20aが、その両側には図示しない排出通路によ
ってタンク側に連通される環状溝20b,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の一方と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
した図示しない給排通路により操舵補助力を生じさせる
図示しない流体圧シリンダの左、右室に常時連通するよ
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、ポンプからの圧油をタンク側に循環して流通
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
側に連通させタンク側から切離すとともに、他方をポン
プ側から切離してタンク側に連通させ、流体圧シリンダ
の一方室に圧油を供給し他方室の圧油からタンク側に還
流させるという所要の流路切換えを行なう。

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、バルブハウジング３内で入力軸10先端部に
一体的に連設されるスプール15を有し入力軸10の軸線方
向への移動により作動されて流路切換え制御を行なうコ
ントロールバルブ20の周囲に等配して配設され反力プラ
ンジャ23a,23bを介して反力スプリング22により入力軸1
0側に軸線方向における中立位置への復帰力を与える複
数の反力スプリング機構24のうち、入力軸10に生じる軸
推力方向と反対側の反力プランジャ23bのいくつか（本
実施例では周方向において相対向して配置される二個所
の反力プランジャ23b）が当接する係止面25bに、軸推力
に抗して入力軸10を操舵する方向での反力スプリング22
によるセット荷重を小さくすることができる逃げ溝30を
凹設し右切り時と左切り時とで反力スプリング22のセッ
ト荷重を異ならせるようにし、左、右入力トルク特性を
バランスさせたところに特徴を有している。

すなわち、本考案によれば、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（図示矢印で示す）による
左、右操舵力のアンバランスを解消するために、反力ス
プリング機構24において、反力スプリング22によるセッ
ト荷重を、前記軸推力の大きさを考慮しこれを補正する
ように、反力プランジャ23a,23bを介して入力軸10側に
異なって作用するように構成している。なお、本実施例
では、第２図に示したように、たとえば四隅の反力スプ
リング機構24において、相対向する二個の反力スプリン
グ機構24における反力プランジャ23b,23bに対向する係
止面25b,25b部分に所定深さをもつ逃げ溝30,30を形成し
た場合を示している。勿論、この逃げ溝30の数を変えた
り、異なったセット荷重のスプリングを組合わせること
により、左、右方向での反力スプリング22のセット荷重
の比を変化させ得るもので、軸推力を生じさせる背圧の
大きさに応じて適宜選定するとよい。また、このような
逃げ溝30としては、軸回りでアンバランスが生じないよ
うに、周方向において交互に形成するとよい。

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において、反力スプリング22により入力軸10側
とハウジング４内に形成した係止面25a,25bとに跨がっ
て当接される左、右反力プランジャ23a,23bのうち、入
力軸10に生じる軸推力方向と反対側のプランジャ23bの
うちのいくつか（本実施例では周方向において相対向す
る二個所のプランジャ23b）が当接する前記係止面25b
に、逃げ溝30を形成しているため、軸推力に抗して入力
軸を操舵する方向での反力スプリング22によるセット荷
重を小さくすることができ、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、前記セット荷重の大小に
より入力軸10に作用する軸推力を打ち消し、左、右方向
での操舵力に左右差が発生せず、バランスした舵取操作
を行なえるという利点がある。

特に、このような構成によれば、逃げ溝30の形成量など
を適宜変更するという簡単な構造により種々の背圧条件
に応じた最適なスプリング22のセット荷重比を設定でき
るもので、しかも従来品に対してわずかな構造変更でよ
く、その実用上での利点は大きい。

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。しかし、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び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
作動されて流路を切換え制御するコントロールバルブの
周囲に等配して配設されかつ入力軸を軸線方向での中立
位置に復帰させるための反力スプリングおよびその復帰
力を入力軸側に当接することにより伝達する左、右一対
をなす反力プランジャからなる複数の反力スプリング機
構を備え、これら反力スプリング機構を構成する左、右
の反力プランジャを、反力スプリングの付勢力によって
入力軸側とハウジング内に形成した係止面とに跨って当
接させるように構成するとともに、これら反力スプリン
グ機構を構成する反力プランジャのうち、入力軸に生じ
る軸推力方向と反対側の反力プランジャのいくつかが当
接する係止面に、逃げ溝を凹設するようにしたので、簡
単かつ安価な構成にもかかわらず、以下に列挙する実用
上種々優れた効果を奏する。

すなわち、本考案によれば、上述した反力スプリング機
構によって、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が生じたとしても、
軸推力に抗して入力軸を操舵する方向での反力スプリン
グによるセット荷重を小さくすることができるため、入
力軸に作用する軸推力を打ち消し、左、右方向での操舵
力に左右差が発生せず、左、右での入力トルク差がな
く、バランスした良好な舵取操作を行なえる等という優
れた効果がある。

特に、本考案によれば、従来品に対してわずかな構造変
更で対処でき、しかも種々の条件に応じて最適な反力制
御設定を行なえ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けるステアリン
グ本体の概略構成を示す要部断面図、第２図は本考案の
特徴とする反力スプリング機構における反力プランジャ
と逃げ溝との関係を例示する概略図である。 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、21……貫通孔、22……反力スプリン
グ、23a,23b……反力プランジャ、24……反力スプリン
グ機構、25a,25b……係止面、30……逃げ溝。

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ると
   ともにハウジング内に挿入された内方端側がステアリン
   グギヤ機構を介して操舵輪側に連結されている入力軸
   と、 前記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かつ入力軸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
   流体圧シリンダの左、右両側室とポンプ、タンク間の流
   路を舵取操作に応じて切換え制御するコントロールバル
   ブと、 前記ハウジング内でコントロールバルブの周囲に等配し
   て配設されかつ前記入力軸を軸線方向での中立位置に復
   帰させるための反力スプリングおよびその復帰力を入力
   軸側に当接することにより伝達する左、右一対をなす反
   力プランジャからなる複数の反力スプリング機構を備え
   てなり、 これら反力スプリング機構を構成する左、右の反力プラ
   ンジャは、前記反力スプリングの付勢力によって前記入
   力軸側と前記ハウジング内に形成した係止面とに跨って
   当接するように構成されるとともに、 これら反力スプリング機構を構成する反力プランジャの
   うち、前記入力軸に生じる軸推力方向と反対側の反力プ
   ランジャのいくつかが当接する前記係止面に、逃げ溝を
   凹設したことを特徴とする動力舵取装置。