CN1155493C - 车轮转向角检测装置及转动量检测器的安装结构 - Google Patents

车轮转向角检测装置及转动量检测器的安装结构 Download PDF

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Abstract

公开了用于检测叉车的后轮(Ta、Tb)的转向角的装置。根据转向盘(12)的操作，油缸(20)通过转向机构(Va、Vb)使后轮(Ta/Tb)转向。转向机构(Va、Vb)具有可使后轮(Ta、Tb)相对于后轴(32)在转向方向上可转动支承的主销(25a、25b)。主销(25a、25b)可与后轮(Ta、Tb)一体地转动。电位计等之类的转向角传感器(51)在对应于主销(25a)的位置通过托架(47)固定在后轴(32)上。该转向角传感器(51)将主销(25a)的转动角度作为后轮(Ta、Tb)的转向角而检测出。

Description

车轮转向角检测装置及 转动量检测器的安装结构
本发明涉及例如叉车等车辆的车轮转向角检测装置。尤其是，本发明涉及作为转向角检测装置用的转动量检测器安装在预定地方的安装结构。
一般地，在叉车中，为了在转向时不至于因为离心力而使得车辆过度地倾斜，要进行在例如叉车转向时限制后轴摆动量的控制。这种控制例如是根据车速及车辆的车轮转向角而进行的。有关叉车的车轮转向角的检测方法公开在例如特公平4-24270号公报中。
上述公报所公开的叉车具有动力转向装置。该动力转向装置具有根据转向盘的操作而转动的转向轴和连接到该转向轴的阀总成。该阀总成根据转向轴的转动而向油缸供给工作油和从油缸排出工作油。从油缸两端突出的活塞杆上连接有车轮。油缸根据来自阀总成的工作油而对各车轮进行转向地驱动。这时，由行程传感器检测油缸活塞杆的移动量，根据该检测值来求出转向角。
除上述方法外，作为其它方法有：通过连杆等转换机构将油缸活塞杆的直线移动转换成转动，由电位计检测出该转动角度，根据该检测值来求出转向角。
但是，在用行程传感器检测活塞杆的移动量的方法中，不仅转向角的计算很麻烦，而且行程传感器价高，因此成本就高。此外，在将活塞杆的移动转换为转动的方法中，由于检测转动角度的电位计价格低廉，因而其成本方面有利。但是，必须设置用于将活塞杆的移动转换为转动的连杆之类的转换机构。这样，增加了部件的数目，使得组装作业困难。而且，当不能高精度地组装转换机构时，就不能高精度地检测出转向角。
本发明旨在解决上述问题，其目的是提供一种可简单地、构造廉价而可高精度地检测出车轮转向角的转向角检测装置。
本发明的另一个目的是提供一种将适于用作例如上述转向角检测装置的转动量检测器高精度地安装在预定地方的安装结构。
为达到上述目的，本发明的第一方面提供一种用于检测车辆的车轮的转向角的装置，所述车辆具有操作部件、驱动体、转向机构，驱动体根据操作部件的操作通过转向机构来使车轮转向，所述转向机构具有与车轮的转向连动的转动部件，所述转动部件可转动地支承在设置在车辆的支承体上所形成的支承孔；其特征是：所述转向角检测装置还具有用于将所述转动部件的转动量作为所述车轮的转向角而检测出的检测器，所述检测器安装在与转动部件作动连接的所述支承体上；所述检测器具有可转动的输入轴，并且输出对应于该输入轴的转动角度的信号，输入轴通过所述支承孔可整体转动地连接在所述转动部件上；在支承体与检测器之间配置有定位部件，所述定位部件以输入轴的转动轴心与转动部件的转动轴心一致地的方式来使检测器相对于转动部件定位。
本发明的第二方面提供一种用于检测转动部件的转动量的检测器的安装结构，其中所述转动部件可转动地支承在形成于支承体上的支承孔内，所述检测器与转动部件可作动连接地支承在所述支承体上，其特征是：所述检测器具有可转动的输入轴，并且输出对应于该输入轴的转动角度的信号，输入轴通过所述支承孔可整体转动地连接在转动部件上；配置在支承体与检测器之间的定位部件，所述定位部件以输入轴的转动轴心与转动部件的转动轴心一致地的方式来使检测器相对于转动部件位。
本发明的第三方面提供检测转动部件转动量的检测器的安装结构。转动部件可转动地支承在支承体上形成的支承孔内。检测器通过支承孔安装在与转动部件操作连接的支承体上。在支承孔与转动部件之间设置有轴承。在支承孔的内部分隔形成向该轴承供给润滑剂的填充空间。为了防止润滑剂侵入检测器中，在支承孔内设有密封部件。
本发明的第四方面提供一种用于检测车辆的车轮的转向角的装置，所述车辆具有操作部件、驱动体、转向机构，驱动体根据操作部件的操作通过转向机构来使车轮转向，所述转向机构具有与车轮的转向连动的转动部件，其特征是：所述转向角检测装置还具有用于将所述转动部件的转动量作为所述车轮的转向角而检测出的检测器；所述转向机构具有由所述驱动体可转动地与该驱动体连接的曲柄、由该曲柄的转动来使车轮转向并将曲柄连接到车轮上的连接部件，所述转动部件具有用于将曲柄可转动地支承在车辆上的支轴，该支轴可与曲柄一体地转动，所述检测器根据支轴的转动角度检测出车轮的转向角。
图1表示本发明具体化的第一实施例的转向角传感器及其安装结构主要部分的放大剖视图。
图2表示图1的转向角传感器的安装结构的分解斜视图。
图3表示叉车后轮的部分主视剖视图。
图4表示图1的转向角传感器内部构造的透视图。
图5表示转向角传感器的输入轴相对于主销的接合状态的放大的部分剖视图。
图6表示装载有图1的转向角传感器的叉车的侧视图。
图7概略地表示图6的叉车中转向装置的构成。
图8表示图6的叉车后轴的后视图。
图9表示图8的后轴的斜视图。
图10表示本发明第二实施例的转向角传感器及其安装结构主要部分的剖视图。
图11表示本发明第三实施例的转向角传感器及其安装结构主要部分的剖视图。
图12表示本发明第四实施例的转向角传感器及其安装结构主要部分的剖视图。
图13表示本发明第五实施例的转向角传感器及其安装结构主要部分的剖视图。
图14表示本发明第六实施例的转向角传感器及其安装结构主要部分的剖视图。
图15表示本发明第七实施例的转向角传感器及其安装结构主要部分的剖视图。
图16表示本发明第八实施例的转向角传感器的安装结构主要部分的剖视图。
图17表示本发明第九实施例的转向角传感器的安装结构主要部分的剖视图。
图18表示本发明第十实施例的转向角传感器的安装结构主要部分的剖视图。
图19表示本发明第十一实施例的转向角传感器的安装结构主要部分的剖视图。
图20表示本发明第十二实施例的转向角传感器的安装结构主要部分的剖视图。
图21表示本发明第十三实施例的转向角传感器的安装结构主要部分的剖视图。
图22表示本发明第十四实施例的转向角传感器的安装结构主要部分的剖视图。
图23表示本发明第十五实施例的转向角传感器的安装结构主要部分的剖视图。
图24表示与本发明第十六实施例的转向角传感器的安装结构有关、叉车后轴的平面图。
图25为图24的25-25线方向的剖视图。
图26表示图24的转向角传感器的安装结构的放大的部分剖视图。
下面参照图1～9来说明将本发明具体化的叉车的转向角传感器及其安装结构的第一实施例。
图6表示用作工程车辆的叉车1。该叉车1为前轮驱动、后轮转向的四轮车辆。在叉车1的车架1a的前部立设有左右一对外立杆2。在两外立杆2之间配设有可升降的内立杆(图中未示出)。车叉4通过链条(图中未示出)可升降地吊置在该内立杆上。外立杆2通过倾斜油缸5连接到车架1a上，并通过倾斜油缸5的活塞杆5a的伸出与退回动作而可相对于车架1a倾斜运动。配设在外立杆2内侧面的举升油缸6的活塞杆6a连接到内立杆的上端部。通过举升油缸6的活塞杆6a的伸出与退回动作，使车叉4升降。左右一对前轮7通过差速齿轮(图中未示出)与变速器(图中未示出)由发动机9的动力来驱动。
接下来参照图7来说明设置在该叉车1上的动力转向装置10。动力转向装置10具有由操作者进行叉车1操作的转向(操作)盘12。在该转向盘12上设置有在操作者操作转向盘12时握持的捏手12a。转向盘12连接到转向轴13上。转向轴13相应于操作者对转向盘12操作量的转动角度而转动。转向轴13连接于动力转向用的阀总成14。
在阀总成14上连接有供给管16与排出管18。油箱17内的工作油由油泵15通过供给管16供给阀总成14。工作油从阀总成14通过排出管18而排出到油箱17内。阀总成14通过第一油管K1及第二油管K2连接到转向油缸20。阀总成14通过两油管K1、K2控制向油缸20供给的工作油和从油缸20排出的工作油。油缸20通过工作油的供给与排出来操作转向轮、即一对后轮Ta、Tb。阀总成14将相应于转向轴13的转动角度量的工作油通过第一与第二油管K1、K2供给油缸20。
油缸20具有两端封闭的大致中空圆筒状的缸体21及配设在该缸体21内的活塞22。活塞22将缸体21的内部空间分隔成第一室R1与第二室R2。活塞22与从第一室R1向缸体21外延伸的活塞杆23a以及从第二室R2向缸体21外延伸的活塞杆23b连接。活塞杆23a的前端通过连杆机构24a连接到后轮Ta上。同样地，活塞杆23b的前端通过连杆机构24b连接到后轮Tb上。后面将详述将各后轮Ta、Tb以主销25a、25b为中心可转动地设置的情况。
第一室R1连接到前述第一油管K1，第二室R2连接到前述第二油管K2。因此，当工作油从阀总成14通过第一油管K1供给到第一室R1时，活塞22向图7的左方移动。于是，两活塞杆23a、23b与活塞22同时向左方移动，使后轮Ta、Tb以主销25a、25b为中心沿图7的顺时针方向转向。与此同时，第二室R2内的工作油通过第二油管K2回到阀总成14，再通过排出管18导入油箱17内。在图7中，后轮Ta、Tb沿顺时针方向转向时，叉车1向左转。
相反，当工作油从阀总成14通过第二油管K2供给到第二室R2时，活塞22向图7的右方移动。于是，两活塞杆23a、23b与活塞22同时向右方移动，使后轮Ta、Tb以主销25a、25b为中心沿图7的逆时针方向转向。与此同时，第一室R1内的工作油通过第一油管K1回到阀总成14，再通过排出管18导入油箱17内。在图7中，后轮Ta、Tb沿逆时针方向转向时，叉车1向右转。
下面说明前述动力转向装置10的配置结构。如图8及9所示，在车架1a的下部，后轴32沿车宽方向延伸设置。后轴32具有基板33、上板34及下板35。上板34及下板35相对地配置在基板33的上部与下部。配置在基板33的后侧的连接板36将上板34与下板35连接。在基板33的中央部分，圆柱状的中央销37朝前方延伸地配设。同样地，在连接板36的中央部分，圆柱状的中央销38朝后方延伸地配设。
在车架1a上，一对支承板39从前后夹持后轴32地设置着。在各支承板39上形成有断面为圆形的贯通孔40。各贯通孔40内分别通过***中央销37、38而使后轴32相对于车架1a可转动地安装。因此，后轴32可随着叉车1行驶时等路面的凹凸而相对于车架1a转动，从而缓和了车体的摇动。
如图8所示，在后轴32内收纳有前述油缸20。油缸20的缸体21通过螺栓(图中未示出)等固定在基板33上。油缸20的两活塞杆23a、23b的前端通过前述连杆机构24a、24b及含有主销25a、25b的转向机构Va、Vb而分别连接到后轮Ta、Tb上。
下面说明充当转动量检测器功能的转向角传感器51的安装结构。图3表示叉车1右侧的转向轮、即后轮Ta的主视剖视图。如图3及图9所示，在后轴32的上板34的两端，固定有上支承筒41。在后轴32的下板35的两端，固定有下支承筒42。在叉车1的右侧的上下两支承筒41、42的支承孔41a、42a内，通过滚针轴承43a、43b***支承着可转动的前述主销25a。一对防尘密封圈153夹持下侧的滚针轴承43b地、配置在下支承筒42的支承孔42a的内周面与主销25a之间。
如图3所示，转向节44被可随主销25a体转动地固定在主销25a的中间部分。该转向节44构成前述转向机构Va的一部分，其通过连杆机构24a连接到油缸20的活塞杆23a上。因此，随着活塞杆23a的移动，转向节44与主销25a一起在该主销25a的转动轴心L的周围转动。止推轴承45在转向节44与上支承筒41之间配置在主销25a上。该止推轴承45允许转向节44与上支承筒41之间有相对转动。
在车宽方向水平延伸的车轴53整体地形成在前述转向节44上。车轴53上嵌合有可通过一对滚柱轴承55、56转动的大致为圆筒状的轴毂54。后轮Ta具有车轮本体58及安装在该本体58外周的轮胎57。车轮本体58通过多个螺栓59与螺母60固定在轴毂54上。因此，后轮Ta可转动地支承在车轴53上。此外，后轮Ta与转向节44及主销25a一起，可在主销25a的转动轴心L的周围转动。
特别是，虽然图中未示出，在叉车1左侧的上下两支承筒41、42的支承孔41a、42a内，同样通过滚针轴承43a、43b可转动地***支承着前述主销25b。此外，叉车1左侧后轮Tb的安装结构、由于除了没有相应于图3所示右侧后轮Ta的位于主销25a上部的转向角传感器51(后面将描述)外，其余与图3所示右侧后轮Ta的安装结构基本相同，故省去其图示和说明。
如图1～3所示，用多个螺栓49将托架47固定在上支承筒41的上面。如图2所示，用铝模铸造形成平板状的托架47，在其中央设有圆形的定位孔48。在托架47的4个角，形成可***前述螺栓49的***孔50。在上支承筒41的上面，形成有用于螺纹固定螺栓49的螺纹孔41c。在上支承筒41的支承孔41a的上端开口边缘，形成有阶梯孔41b，该阶梯孔41b上嵌合着密封圈28。该密封圈28密封支承孔41a上端开口、紧密设置在安装于上支承筒41上面的托架47的下面。密封圈28防止水等通过托架47与上支承筒41上面之间而侵入支承孔41a内。
如图1所示，在前述支承孔41a内部，形成有由主销25a的上端、滚针轴承43a及托架47围成的空间S。在上支承筒41内，形成有将该空间S连通到外部的充填孔29。在该充填孔29的螺纹开口上固定有黄油嘴30。黄油G通过该黄油嘴30充填到空间S内。黄油G充当润滑滚针轴承43a等的润滑剂的功能。
如图1及图2所示，在前述托架47上固定有转向角传感器51。转向角传感器51由电位计构成。在转向角传感器51的圆筒状壳体62的下部，形成有从侧方突出的一对安装板61。在各安装板61上，形成有螺钉***孔61a。此外，如图2的双点划线所示，***孔61a也可形成为长孔。在壳体62的下面，形成有与前述托架47的定位孔48配合的圆筒状嵌合部分61c。当该嵌合部分61c成为与定位孔48嵌合的状态时，通过将***各***孔61a的螺钉61b螺纹固定在托架47上的螺纹孔47c内，转向角传感器51以定位的状态固定在托架47上。
输入轴63从前述嵌合部分61c的下面向下方突出。该轴63的下部圆周面的一部分被切去而形成平面状的接合面68。另一方面，如图5所示，在主销25a的上端面，形成有断面为半圆状的接合孔69。将前述轴63的下部、在其轴心与主销25a的转动轴心L一致的状态下嵌入前述接合孔69内。因此，转向角传感器51被配置在主销25a的转动轴心L的延长线上，从而能使轴63与主销25a一体地转动。
下面说明前述转向角传感器51的内部构造。如图4所示，转向角传感器51的壳体62由绝缘材料形成。在壳体62的底板上，可自由转动地配置有转动板67。前述轴63与该转动板67的转动轴心一致地、整体形成在该转动板67的下面。轴63以可转动地支承于设置在壳体62的底板上的轴承(图中未示出)内的状态、从前述嵌合部分61c向下方突出。
在前述转动板67的上面，涂层有绝缘膜(图中未示出)。在该绝缘膜上固定导体板64。在该导体板64的上面，突设有第一接触子65及第二接触子66。第一接触子65配置在转动板76的转动轴心上，第二接触子66配置在从该转动板67的转动轴心外移的位置。因此，随着转动板67与轴63一起转动，第二接触子66描绘出圆形移动轨迹。第一接触子65的前端具有导电性的电刷65a。第二接触子66的前端上也同样具有导电性的电刷66a。
在壳体62的上板的下面，固定有与前述第一接触子65的电刷65a常接触的导电片70。电阻片71围绕该导电片70地固定在壳体62的上板下面。电阻片71形成切去圆环一部分的形状、与前述第二接触子66常接触地沿该第二接触子66的移动轨迹延伸。该电阻片71的电阻值高于导电片70的电阻值。
导电片70及电阻片71的一端分别连接到图1所示的一对信号线C上，该信号线C连接到由电子控制装置构成的控制器(图中未示出)上。随着轴63与转动板67一起转动，第二接触子66的电刷66a相对于电阻片71的接触位置变化。随着该接触位置的变化，连接到导电片70上的信号线C与连接到电阻片71上的信号线C之间的电阻值也变化。相应于该电阻值的变化，输入控制器的信号电压也变化。根据该电压的变化，控制器求出与轴63整体地转动的主销25a的转动角度，即后轮Ta的转向角。
在上述结构的叉车1中，如图7所示，当操作者将转向盘12例如逆时针方向转动时，通过动力转向装置10的动作，后轮Ta、Tb以相应于转向盘12的转动角度的转向角、以主销25a、25b为中心沿该图的顺时针方向转向。
反之，当操作者将转向盘12例如沿图7的顺时针方向转动时，通过动力转向装置10的动作，后轮Ta、Tb以相应于转向盘12的转动角度的转向角、以主销25a、25b为中心沿该图的逆时针方向转向。
当后轮Ta、Tb转向时，该后轮Ta、Tb与主销25a、25b整体地转动。转向角传感器51向控制器输出相应于一方的主销25a的转动角度、即后轮Ta的转向角的信号。
以上详述的该实施例可得到以下效果。
由电位计构成的转向角传感器51配置在主销25a的转动轴心L的延长线上，将该主销25a的转动角度作为后轮Ta的转向角检测出。因此，与已有技术不同，不需用行程传感器来测定油缸20的活塞杆23a、23b的移动量，就可检测出转向角。因此，不需使用行程传感器之类的高价的传感器，只需使用廉价的电位计，从而降低了成本。
转向角传感器51的输入轴63直接连接在主销25a上，不需设置输入轴63与主销25a之间的其它部件。因此，检测转向角的必要的结构非常简单，在主销25a与转向角传感器51之间不会产生因组装引起的误差。这样，由于可由转向角传感器51直接且正确地检测出主销25a的转动角度，故提高了转向角的检测精度。而且，尽量减少了部件数目，与此同时简化了转向角传感器51在主销25a上的组装作业。
此外，输入轴63也可通过橡胶等衬套连接在主销25上。
转向角传感器51也可不使用托架47而直接安装在上支承筒41上。该安装方法是、例如在上支承筒41的支承孔41a较小时有效。
下面根据图10说明本发明的第二实施例。此外，在本实施例及其它实施例中，与第一实施例中相同的部件用同一标记表示，主要说明与第一
实施例中不同之处。
如图10所示，本实施例中转向角传感器51配设在从主销25a的转动轴心L向后轴32的中央部位偏移的位置。即转向角传感器51的安装托架73跨越配置在上支承筒41与后轴32的上板34之间。该托架73的外周部的凸缘73a通过螺栓74固定在后轴32的上板34及上支承筒41的上面。通过该托架73的安装形成有由所述托架73、支承孔41a、主销25a的上端及滚针轴承43a围成的空间S。在该空间S的内部通过黄油嘴30及充填孔29充填有黄油G。而且，在必要时也可在凸缘73a与上板34以及上支承筒41之间设置密封部件(图中未示出)。
转向角传感器51从主销25a的转动轴心L向后轴32的中央部位偏移地安装在托架73上。转向角传感器51在托架73上的安装结构与上述第一实施例的相同。转向角传感器51的轴63突出到空间S内，该轴63的前端上固定有直齿轮75。此外，在主销25a的上端面通过轴76a固定有直齿轮76，该直齿轮76与前述直齿轮75啮合。直齿轮75与直齿轮76的齿轮比为1∶1。
当主销25a与后轮Ta一起转动时，通过两个直齿轮75、76将该转动传递给转向角传感器51的轴63。因此，转向角传感器51与上述第一实施例相同地向控制器输出相应于主销25a的转动角度、即后轮Ta的转向角的信号。
当转向角传感器51设置在主销25a的转动轴线L的延长线上时，由于后轮Ta的形状与大小，其可能会干涉转向角传感器51。但是，在本实施例中转向角传感器51相对于主销25a的转动轴线L偏离后轮Ta地配置。因此，可确实防止后轮Ta干涉转向角传感器51，并且提高了选择后轮Ta的形状与大小的自由度。
下面根据图11说明使本发明具体化的第三实施例。本实施例作为上述第二实施例的变形方式，与转向角传感器51侧的直齿轮75啮合的直齿轮77直接形成在主销25a的上端外周部上，这是与第二实施例不同之处。因此，与在主销25a上组装直齿轮76的第二实施例不同，直齿轮77不会产生组装误差。这样，提高了转向角的检测精度。
下面根据图12说明使本发明具体化的第四实施例。本实施例中，在主销25a的上端外周部，直接形成有取代上述第三实施例的直齿轮77的锥齿轮78。此外，托架73以具有垂直壁73b的方式形成，在该垂直壁73b上安装转向角传感器51。在突出于托架73内的传感器51的轴63上固定有与前述锥齿轮78直交且与其啮合的锥齿轮79。两齿轮78、79的齿轮比为1∶1。另外，锥齿轮78也可与主销25a单独设置。
下面根据图13说明使本发明具体化的第五实施例。本实施例中，转向角传感器51由代替电位计的纯粹方式的磁气传感器构成。转向角传感器、即磁气传感器51相对于主销25a的上端外周面地固定在上支承筒41的上面。该转向角传感器51具有在上下方向配列的多个磁头(图中未示出)。磁性体层84与所述的磁头相对地形成在主销25a的上端外周面上。在该磁性体层84上、在主销25a的转动方向之预定角度位置、记录有表示主销25a的转动角的代码化的多个磁化图案(pattern)。转向角传感器5 1通过读取与磁头相对的磁化图案，检测出主销25a的转动角度、即后轮Ta的转向角。
盖81从上方覆盖主销25a及转向角传感器51地配置着。该盖81的外周部通过螺栓74固定在上板34及上支承筒41的上面。环形密封圈82配置在主销25a的外周面与支承孔41a的内周面之间。在该密封圈82与滚针轴承43a之间形成的空间S内充填有黄油G。密封圈82防止空间S内的黄油G侵入配置有转向角传感器51的盖81的内部空间。
作为转向角传感器51，在使用磁气传感器之类的非接触式传感器的情况下，与使用电位计之类的接触式传感器的情况相比，可抑制转向角传感器耐久性能的恶化。这样，可长期且高精度地检测出转向角。
下面根据图14说明使本发明具体化的第六实施例。在本实施例中，转向角传感器51由代替上述第五实施例的磁气传感器的纯粹方式的光电传感器构成。转向角传感器、即光电传感器51与主销25a的上端外周面相对地固定在上支承筒41的上面。该转向角传感器51具有由多个发光二极管构成的发光部51a、和由与发光二极管分别相对地配置的多个硅二极管构成的受光部51b。
在主销25a的上端外周面，固定有凸缘状的转动板83。该转动板83随着主销25a的转动而通过转向角传感器51的发光部51a与受光部51b之间。在转动板83上，对应主销25a转动方向的预定角度位置形成有表示主销25a的转动角的反射码化的多个切口。转向角传感器51通道读取位于发光部51a与受光部51b之间的转动板83上的切口，检测出主销25a的转动角度、即后轮Ta的转向角。
作为转向角传感器51，在本实施例中使用非接触式的光电传感器，其可与上述图13的第五实施例同样地抑制转向角传感器耐久性能的恶化，从而可长期与高精度地检测出转向角。
下面结合附图15描述本发明具体化的第七实施例。本实施例特别适于具有大主销的大型车辆。即，本实施例与上述图1所示的第一实施例相比，转向角传感器51不是安装在托架47的上面而是在其下面。在主销25a的上端面，形成有用于收纳转向角传感器51的收纳凹部85。该收纳凹部85以这样的方式形成，即在主销25a转动时使转向角传感器51在凹部85内最大程度地不受干涉。在收纳凹部85内的底面形成有用于嵌入转向角传感器5 1之输入轴63的接合孔69。
如上所述，转向角传感器51收纳于主销25a内，其不会突出到托架47的上面。因此，可确实防止后轮Ta受到转向角传感器51的干涉、并且提高了后轮形状与大小选择的自由度。
下面结合附图16描述本发明具体化的第八实施例。本实施例为上述图1所示第一实施例的变形例。本实施例中，在托架47的下面突设有圆筒形定位体47a。该定位体47a与托架47的定位孔48同心并与上支承筒41的支承孔41a配合。在定位体47a的前端侧具有小直径的导引部47b。
当托架47安装在上支承筒41上时，定位体47a嵌合于支承孔41a。即，托架47在相对于支承孔41a被定位的状态下安装在上支承筒41上。主销25a的上端***定位体47a的内部。此外，在托架47呈安装状态下，托架47的定位孔48的轴心与支承孔41a内主销25a的转动轴心L一致。换言之，相对于托架47被定位的转向角传感器51的输入轴62的转动轴心与主销25a的转动轴心L正确地一致。设置在支承孔41a开口边缘处的密封圈28与托架47的下面及定位体47a的外周面紧密接触。
如上所述，在托架47上设置用于将托架47定位于支承孔41a的定位体47a。因此，当托架47由螺栓49固定于上支承筒41上时，托架47相对于上支承筒41不会在主销25a的径向偏移。如果产生这样的偏移，由于固定于托架47上的转向角传感器51的输入轴63嵌合在主销25a的接合孔69内，因此在该输入轴63上不会施加过分的径向力。这正是转向角传感器51检测精度降低和产生故障的原因。可是，在本实施例中由于设置了可阻止托架47相对于支承孔41a在径向偏移的定位体47a，故提高了转向角传感器51的安装精度、不会产生上述问题。
如果在托架47上只简单地设置圆筒形定位体47a，也可获得上述效果，但这种实施方式较为简单。
当托架47的定位体47a嵌合于支承孔41a内时，首先定位体47a的前端侧的导引部47b***支承孔41a内。由于导引部47b具有小于支承孔41a的直径，故定位体47a容易嵌合到支承孔41a内。
转向角传感器51通过托架47而定位配置在支承孔41a上。因此，即使转向角传感器51比支承孔41a小，但通过托架47的使用，可简单且高精度地安装传感器51。
此外，当支承孔41a较小时，转向角传感器51也可不使用托架47而直接安装在上支承筒41上。这时，在转向角传感器51上直接设置相当于定位体47a的部件。
定位体47a的导引部47b也可形成为带状。另外，也可省去导引部47b。
也可在上支承筒41的上面突设相对于定位体47a的接合部件、同时在托架47上设置与该接合部件接合的凹部与孔等。
上述定位体47a也不必一定要设置为圆筒形。也可切去圆筒形定位体47a的一部分。此外，例如如图17所示的第九实施例，与支承孔41a(参照图16)的内周面接触的一对定位体47a相对于定位孔48的轴心分隔180o设置。另外，不限于一对定位体47a，也可设置3个以上的定位体47a。这时，最好是在与含有定位孔48的轴心的平面隔开的托架47上的两个部分中，在一个部分配置至少一个定位体47a，在另一部分配置至少两个定位体47a。这样，取代设置圆筒形的一个定位体47a，可设置多个定位体47a，而获得与上述第八实施例同样的效果。
而且，图17所示的定位体47a也可设置在上述图10～12及图15所示的各实施例中。此外，在图13及14所示的各实施例中，在转向角传感器51固定在盖81内面时，也可在该盖81上设置图17所示的定位体47a。即使采用这种结构，也可提高转向角传感器51的安装精度、提高转向角的检测精度。
下面参照附图18说明本发明具体化的第10实施例。本实施例为上述图16所示的第八实施例变更的变更例。在本实施例中，在主销25a的上端外周面形成环形沟槽26、在该沟槽26内嵌有密封圈27。该密封圈27由例如橡胶等弹性材料构成。密封圈27与圆筒形定位体47a的内周面可滑动地紧密接触，密封定位体47a与主销25a之间。在定位体47a与滚针轴承43a之间形成的空间S内充填黄油G。密封圈27防止空间S内的黄油G侵入定位体47a的内部空间、即转向角传感器51的轴63露出的空间内。
由于黄油G通过轴63与***该轴63的嵌合部61c之间的间隙而侵入壳体62的内部，因而可能成为传感器51产生误动作的原因。但是，在本实施例中，通过设置在定位体47a与主销25a之间的密封圈27，防止了黄油G侵入传感器51的壳体62内。因此，传感器51不会产生误动作，总是能进行高精度的检测。
图19所示的第11实施例与图18所示的第10实施例相反，是在其定位体47a的内周面上形成环形沟槽26、在该沟槽26内嵌入密封圈27。该密封圈27与主销25a的外周面可滑动地紧密接触，以密封定位体47a与主销25a之间。
图20所示的第12实施例中，密封圈169安装在定位体47a的下端面。该密封圈169是由例如橡胶等弹性材料构成，具有比支承孔41a与主销25a之间的径向间隔要大的断面宽度。因此，密封件的内周面169与主销25a可滑动地紧密接触，同时其外周面与支承孔41a的内周面紧密接触。本实施例同样可获得与上述图18及19所示实施例同样的效果。特别是，在本实施例中，由于不需在主销25a或定位体47a上加工用于安装密封圈169的沟槽，因此加工作业得以简单化，同时密封圈169的安装亦变得容易。
在图21所示的第13实施例中，在定位体47a的下端面的内周部上形成部段170、在该部段170上嵌入环形油封171。该油封171与主销25a的外周面可滑动地紧密接触、并且密封定位体47a与主销25a之间。
在图22所示的第14实施例中，在主销25a的上端面上形成有以主销25a的转动轴心L为中心的环形沟槽172。在该沟槽172内嵌入由弹性材料等构成的密封圈173。该密封圈173与托架47的下面可滑动地紧密接触、并密封托架47与主销25a之间。因此，可防止黄油G侵入密封圈27的内侧空间、即转向角传感器51的轴63露出的空间内。
本实施例可与上述图18～21所示的第10～13实施例之任一组合。在这种情况下，形成有双重密封构造，从而更确保防止黄油G的侵入。
在图23所示的第15实施例中，与图22所示的第14实施例相反，环形沟槽172形成在托架47的下面、在该沟槽172内嵌入密封圈173。该密封圈173与主销25a的上端面可滑动地紧密接触，并密封托架47与主销25a之间。
本实施例也与上述第14实施例同样地，可与上述图18～21所示的第10～13实施例之任一组合。这样，形成双重密封结构，更加确实防止了黄油G的侵入。
此外，在上述第10～15实施例中，可在托架47(或者定位体47a)与主销25a之间设置密封部件，由该密封部件来进行密封。但是，也可用橡胶等弹性材料形成与托架47独立的定位体47a，在该定位体47a本身上保持密封功能。这样也可获得与第10～15实施例同样的效果。
下面，参照图24～26描述本发明具体化的第16实施例。本实施例涉及与上述图7及8所示的第一实施例的动力转向装置结构不同的动力转向装置。在本实施例中，与图7及8所示的油缸20相当的油缸120不是设置在后轴32内，而是配置在比后轴32靠向车体的前侧。如图24所示，油缸120的活塞杆120a通过联接器89连接到支承于后轴32内的曲柄87上。
如图24～26所示，前述曲柄87可转动地支承在后轴32的上板34与下板35之间的支轴88上。曲柄87可转动地整体固定在支轴88上。如图26所示，支轴88通过轴承94可转动地支承在上板34及下板35上。
如图24及25所示，支轴87形成为具有第一突出部87a、第二突出部87b及第三突出部87c三个叉状。前述联轴器89可转动地枢支在第一突出部87a上。连接杆91、90的一端分别可转动地枢支在第二及第三突出部87b、87c上。各连接杆90、91的其它端相对于分别支承左右转向轮、即后轮Tb、Ta的转向节44的臂44a可转动地连接。如第一实施例所述地，转向节44分别可与左右主销25a、25b整体转动地固定。联轴器89、曲柄87、连接杆90、91、主销25a、25b及两个转向节44构成设置在油缸120与转向轮Ta、Tb之间的转向机构Va、Vb。
如图26所示，平板状的托架92在前述曲柄87的支轴88的对应位置通过螺栓93固定在上板34上。具有与图1所示的第一实施例同样结构的电位计之类的转向角传感器51固定在该托架92上支轴88的转动轴心位置。转向角传感器51的轴63可与支轴88整体转动地嵌入在支轴88的端面形成的接合孔69内。
此外，如图25的双点划线所示，转向角传感器51也可安装在后轴32的下板35侧。
如图24所示，当联轴器89由油缸120的活塞杆120a而向箭头Ya方向移动时，曲柄87以支轴88为中心沿该图的顺时针方向转动。这样，连接杆90、91向图24的左方移动。随着该移动，后轮Ta、Tb与转向节44同时以主销25a、25b为中心而沿该图的顺时针方向转向。
当联轴器89由油缸120的活塞杆120a而向箭头Yb方向移动时，曲柄87以支轴88为中心沿该图的逆时针方向转动。这样，连接杆90、91向图24的右方移动。随着该移动，后轮Ta、Tb与转向节44同时以主销25a、25b为中心而沿该图的逆时针方向转向。
枢支曲柄87的支轴88可与曲柄87一体地转动。因此，当操作后轮Ta、Tb时，转向角传感器51向控制器(图中未示出)输出对应于支轴88的转动角度的信号。支轴88的转动角度与后轮Ta、Tb的转向角之间的关系被一义地确定。因此，控制器根据由转向角传感器51检测出的支轴88的转动角度来求出后轮Ta、Tb的转向角。
如上所述，为检测出后轮Ta、Tb的转向角，可不需检测主销25a、25b的转动角度，而也可根据曲柄87的支轴88与后轮Ta、Tb的转向之间一义的关系来检测出转动部件的转动角度。作为这种部件，例如包括分别连接曲柄87的第一～第三突出部87a、87b、87c与连接杆90、91的连接轴(图中未示出)；和分别连接连接杆90、91与转向节44的连接轴。也可由转向节传感器来检测出这些轴的转动角度。这样也可获得与上述第一实施例同样的效果。
此外，作为适用于图24～26所示第16实施例的转向角传感器51及其安装结构，不限于图1所示第一实施例的结构，也可采用其它第2～15实施例的结构。
此外，本发明的实施方式不限于上述实施例，只要在不脱离本发明的宗旨的范围内，也可采用其它结构。
转向角传感器51可不限于设置在车辆右侧车轮Ta上，也可设置在左侧车轮Tb上。或者，也可分别在两车轮Ta、Tb上设置两个转向角传感器51，以分别检测出两车轮Ta、Tb的转向角。
作为适用于本发明的转向角传感器，是根据与车轮的转向一致的关系来检测出转动部件的转动角度，也可使用上述各实施例记载以外的检测器。另外，检测器无论是模拟式还是数字式均可。
本发明不限于叉车，也适用于其它工程车辆，例如高空作业车和吊车等。此外，也不限于工程车辆，而也可适用于卡车、公共汽车等运输车辆或者普通汽车与自行车等乘用车辆。而且，不限于车辆，本发明也适用于具有转动部件的各种装置中转动量检测器的安装结构。

Claims (25)

1.一种用于检测车辆的车轮(Ta、Tb)的转向角的装置，所述车辆具有操作部件(12)、驱动体(20；120)、转向机构(Va、Vb)，驱动体(20；120)根据操作部件(12)的操作通过转向机构(Va、Vb)来使车轮(Ta、Tb)转向，所述转向机构(Va、Vb)具有与车轮(Ta、Tb)的转向连动的转动部件(25a、25b；88)，所述转动部件(25a、25b；88)可转动地支承在设置在车辆的支承体(41)上所形成的支承孔(41a)内；其特征是：
所述转向角检测装置还具有用于将所述转动部件(25a、25b；88)的转动量作为所述车轮(Ta、Tb)的转向角而检测出的检测器(51)，所述检测器(51)安装在与转动部件(25a、25b；88)作动连接的所述支承体(41)上；
所述检测器(51)具有可转动的输入轴(63)，并且输出对应于该输入轴(63)的转动角度的信号，输入轴(63)通过所述支承孔(41a)可整体转动地连接在所述转动部件(25a、25b；88)上；
在支承体(41)与检测器(51)之间配置有定位部件(47a)，所述定位部件(47a)以输入轴(63)的转动轴心与转动部件(25a、25b；88)的转动轴心(L)一致地的方式来使检测器(51)相对于转动部件(25a、25b；88)定位。
2.如权利要求1所述的转向角检测装置，其特征是：
所述转动部件具有用于将车轮(Ta、Tb)相对于车辆在转向方向可转动地支承的轴(25a、25b)，该轴(25a、25b)可与车轮(Ta、Tb)一体地转动，所述检测器(51)将轴(25a、25b)的转动角度作为车轮(Ta、Tb)的转向角而检测出。
3.如权利要求1所述的转向角检测装置，其特征是：
所述转向机构(Va、Vb)具有由所述驱动体(120)可转动地与该驱动体(120)连接的曲柄(87)、由该曲柄(87)的转动来使车轮(Ta、Tb)转向并将曲柄(87)连接到车轮(Ta、Tb)上的连接部件(90、91)，所述转动部件具有用于将曲柄(87)可转动地支承在车辆上的支轴(88)，该支轴(88)可与曲柄(87)一体地转动，所述检测器(51)根据支轴(88)的转动角度检测出车轮(Ta、Tb)的转向角。
4.如权利要求1～3之任一所述的转向角检测装置，其特征是：
所述检测器(51)配置在转动部件(25a、25b；88)的转动轴心(L)上。
5.如权利要求1～3之任一所述的转向角检测装置，其特征是：
所述检测器(51)配置在偏离转动部件(25a、25b；88)的转动轴心(L)的位置。
6.如权利要求4所述的转向角检测装置，其特征是：
所述检测器(51)具有可转动的输入轴(63)，并且输出对应于该输入轴(63)的转动角度的信号，输入轴(63)可整体转动地连接在转动部件(25a、25b；88)上。
7.如权利要求1～3之任一所述的转向角检测装置，其特征是：
所述检测器(51)具有与转动部件(25a、25b；88)作动连接的接触式传感器。
8.如权利要求1～3之任一所述的转向角检测装置，其特征是：
所述检测器(51)具有与转动部件(25a、25b；88)呈非接触状态相对配置的非接触式传感器。
9.如权利要求1～3之任一所述的转向角检测装置，其特征是：
还具有用于保持所述检测器(51)的托架(47)，该托架(47)以将支承孔(41a)塞住的方式固定在支承体(41)上，所述定位部件(47a)设置在该托架(47)上。
10.如权利要求9所述的转向角检测装置，其特征是：
所述定位部件(47a)与支承孔(41a)接合地从所述托架(47)突出。
11.如权利要求10所述的转向角检测装置，其特征是：
所述定位部件具有与支承孔(41a)配合的圆筒体(47a)，该圆筒体(47a)围绕所述输入轴(63)。
12.如权利要求11所述的转向角检测装置，其特征是：
所述圆筒体(47a)的前端具有比所述支承孔(41a)的直径小的直径的小直径部(47b)。
13.如权利要求1～3之任一所述的转向角检测装置，其特征是：
在所述支承孔(41a)与转动部件(25a)之间设置有轴承(43a)，在支承孔(41a)的内部分隔形成有用于向轴承(43a)供给润滑剂(G)的充填空间(S)，在支承孔(41a)内设有用于防止该润滑剂(G)侵入所述检测器(51)的密封部件(27；169；171；173)。
14.如权利要求13所述的转向角检测装置，其特征是：
所述检测器(51)具有可转动的输入轴(63)，并能输出对应于该输入轴(63)的转动角度的信号，输入轴(63)通过所述支承孔(41a)可整体转动地连接在转动部件(25a)上，所述密封部件(27；169；171；173)将所述输入轴(63)相对于所述空间(S)遮断，并围绕输入轴(63)地设置。
15.如权利要求14所述的转向角检测装置，其特征是：
还具有用于保持所述检测器(51)的托架(47)，该托架(47)以将支承孔(41a)塞住的方式固定在支承体(41)上，所述密封部件(27；169；171；173)配置在所述转动部件(25a)与托架(47)之间。
16.如权利要求15所述的转向角检测装置，其特征是：
所述托架(47)具有与所述支承孔(41a)配合且围绕所述输入轴(63)的圆筒体(47a)，所述转动部件(25a)具有***该圆筒体(47a)内的端部，所述密封部件(27；169；171；173)配置在托架(47)与转动部件(25a，25b；88)的端部之间。
17.如权利要求16所述的转向角检测装置，其特征是：
所述圆筒体(47a)以输入轴(63)的转动轴心与转动部件(25a)的转动轴心(L)一致地的方式来使检测器(51)相对于转动部件(25a)定位。
18.如权利要求1～3之任一所述的转向角检测装置，其特征是：
所述车辆包括叉车(1)。
19.一种用于检测转动部件(25a)的转动量的检测器(51)的安装结构，其中所述转动部件(25a)可转动地支承在形成于支承体(41)上的支承孔(41a)内，所述检测器(51)与转动部件(25a)可作动连接地支承在所述支承体(41)上，其特征是：
所述检测器(51)具有可转动的输入轴(63)，并且输出对应于该输入轴(63)的转动角度的信号，输入轴(63)通过所述支承孔(41a)可整体转动地连接在转动部件(25a)上；
配置在支承体(41)与检测器(51)之间的定位部件(47a)，所述定位部件(47a)以输入轴(63)的转动轴心与转动部件(25a)的转动轴心(L)一致地的方式来使检测器(51)相对于转动部件(25a)定位。
20.如权利要求19所述的安装结构，其特征是：
还具有用于保持所述检测器(51)的托架(47)，该托架(47)以将支承孔(41a)塞住的方式固定在支承体(41)上，所述定位部件(47a)为接合于支承体(41a)的从所述托架(47)突出的圆筒体(47a)，该圆筒体(47a)围绕所述输入轴(63)。
21.一种用于检测转动部件(25a)的转动量的检测器(51)的安装结构，其中所述转动部件(25a)可转动地支承在形成于支承体(41)上的支承孔(41a)内，所述检测器(51)通过所述支承孔(41a)与转动部件(25a)可作动连接地支承在所述支承体(41)上，其特征是所述安装结构具有：
设置在支承孔(41a)与转动部件(25a)之间的轴承(43a)，分隔形成在支承孔(41a)的内部、用于向所述轴承(43a)供给润滑剂(G)的充填空间(S)；并且
具有设置在支承孔(41a)内、用于防止所述润滑剂(G)侵入所述检测器(51)内的密封部件(27；169；171；173)。
22.如权利要求21所述的安装结构，其特征是：
所述检测器(51)具有可转动的输入轴(63)，并且输出对应于该输入轴(63)的转动角度的信号，输入轴(63)通过所述支承孔(41a)可整体转动地连接在转动部件(25a)上，所述密封部件(27；169；171；173)将所述输入轴(63)相对于所述空间(S)遮断、并围绕输入轴(63)地设置。
23.如权利要求22所述的安装结构，其特征是：
还具有用于保持所述检测器(51)的托架(47)，该托架(47)以将支承孔(41a)塞住的方式固定在支承体(41)上，所述密封部件(27；169；171；173)配置在所述转动部件(25a)与托架(47)之间。
24.如权利要求23所述的安装结构，其特征是：
所述托架(47)具有与所述支承孔(41a)配合且围绕所述输入轴(63)的圆筒体(47a)，所述转动部件(25a)具有***该圆筒体(47a)内的端部，所述密封部件(27；169；171)配置在圆筒体(47a)与转动部件(25a)的端部之间。
25.一种用于检测车辆的车轮(Ta、Tb)的转向角的装置，所述车辆具有操作部件(12)、驱动体(20；120)、转向机构(Va、Vb)，驱动体(20；120)根据操作部件(12)的操作通过转向机构(Va、Vb)来使车轮(Ta、Tb)转向，所述转向机构(Va、Vb)具有与车轮(Ta、Tb)的转向连动的转动部件(25a、25b；88)，其特征是：所述转向角检测装置还具有用于将所述转动部件(25a、25b；88)的转动量作为所述车轮(Ta、Tb)的转向角而检测出的检测器(51)；
所述转向机构(Va、Vb)具有由所述驱动体(120)可转动地与该驱动体(120)连接的曲柄(87)、由该曲柄(87)的转动来使车轮(Ta、Tb)转向并将曲柄(87)连接到车轮(Ta、Tb)上的连接部件(90、91)，所述转动部件具有用于将曲柄(87)可转动地支承在车辆上的支轴(88)，该支轴(88)可与曲柄(87)一体地转动，所述检测器(51)根据支轴(88)的转动角度检测出车轮(Ta、Tb)的转向角。
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