JP2575302B2 - 全油圧式動力舵取装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、産業用車両等に用いられる全油圧式動力舵
取装置に関するものである。

〔従来の技術〕

一般に、全油圧式動力舵取装置は、舵取ハンドルの操
作によってコントロールバルブを作動させて流体回路を
切換え、オイルポンプから吐出された圧油を計量機構に
送り、上記舵取ハンドルの操作量に応じた油量を計量し
てシリンダの左右いずれかの室に供給する。そして、こ
のシリンダの作動によって、上記計量した湯量すなわち
舵取ハンドルの操作量に応じて走行車輪の方向変換を行
なうものである。

このような全油圧式動力舵取装置として、油圧回路内
の圧力を設定値以下に保持するためのリリーフバルブに
加えて、いわゆるキックバックを防止するためのチェッ
クバルブを設けたものが従来から知られており、これら
のバルブをハウジングに内蔵する場合には、第６図に示
すようにチェックバルブがリリーフバルブよりも上流側
すなわちポンプポート寄りに設けられいた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来の装置では、発生したキックバック圧がリリ
ーフバルブの設定圧力以下の場合には、チェックバルブ
がキックバック防止機能を果すことができるが、リリー
フ圧力以上のキックバック圧が発生した場合には、リリ
ーフバルブが開弁して逆流を許してしまいチェックバル
ブがその機能を果すことができないという欠点があっ
た。

本発明はこのような欠点を除くためになされたもの
で、あらゆるキックバック圧の条件下でキックバックを
防止することができる全油圧式動力舵取装置を提供する
ものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明に係る全油圧式動力舵取装置は、ポンプから吐
出された圧力流体の回路の切換を行なうコントロールバ
ルブと、コントロールバルブを介してシリンダに供給さ
れるオイルを計量する計量機構とが収容されたハウジン
グ内に、上記ポンプとコントロールバルブの間に配置さ
れたリリーフバルブが内蔵され、かつ、上記シリンダ側
からのキックバック防止用のチェックバルブがリリーフ
バルブとコントロールバルブとの間に配置されたもので
ある。

〔作用〕

本発明に係る全油圧式動力舵取装置では、リリーフバ
ルブの設定圧以上のキックバック圧が発生した場合に
も、チェックバルブが逆流を防止できるので、キックバ
ックによってハンドルが急激に戻されるおそれがない。

〔実施例〕

以下、図示実施例により本発明を説明する。第２図は
本発明の一実施例に係る全油圧式動力舵取装置の平面
図、第３図は側面図、第１図は、左側が第２図のＡ−Ａ
線、右側が同図のＢ−Ｂ線に沿う断面図であり、両断面
図をハウジング内に形成した内部通路により接続したも
のである。

ハウジング（２）内に、コントロールバルブ（４）を
構成するスリーブ（６）が回転可能に収容され、このス
リーブ（６）内にスプール（８）が回転可能に嵌合して
いる。スプール（８）には、円周方向の長穴が形成さ
れ、この長穴内を貫通するピン（10）がスリープ（６）
に連結されており、これらスリーブ（６）とスプール
（８）とはピン（10）がスプール（８）の長穴内で回転
しうる範囲だけ相対的に回転しうるとともに、通常はば
ね（12）によって、相互に回転しうる範囲の中間位置す
なわち中立位置に保持されている。

コントロールバルブ（４）の側面には、計量機構（1
4）が設けられている。計量機構（14）は、２枚のプレ
ート（16），（18）間に挾持されボルト（20）によって
コントロールバルブ（４）のハウジング（２）に固定さ
れた内歯のステータ（22）と、このステータ（22）より
も１枚少ない歯を有し、ステータ（22）内を偏心回転す
る外歯のロータ（24）とから成っている。

上記スプール（８）は図示しない舵取ハンドルに連動
され、スリーブ（６）は上記ピン（10）およびドライブ
シャフト（26）を介して計量機構（14）のロータ（24）
に連結されて一体的に回転する。

ハウジング（２）は、ポンプ（Ｐ）に接続するポンプ
ポート（28）、タンク（Ｔ）に接続するタンクポート
（30）およびシリンダの左右室にそれぞれ接続する左右
のシリンダポート（図示せず）が形成され、ポンプポー
ト（28）およびタンクポート（30）はそれぞれコントロ
ールバルブ（４）への流入通路（32）およびコントロー
ルバルブ（４）からの流出通路（34）を介してハウジン
グ（２）内面の環状溝（36），（38）に、また両シリン
ダポートはそれぞれ環状溝（40），（42）に連通してい
る。

スリーブ（６）のポンプポート（28）に通じる溝（3
6）に対応する位置には、オイルタンク（Ｔ）側へ還流
させる通路（44）と、計量機構（14）にオイルを供給す
る通路（46）が形成されており、コントロールバルブ
（４）の中立時には、還流させる通路（44）がスプール
（８）に形成された細孔（48）に連通し、ポンプ（Ｐ）
からのオイルはスプール（８）の内部、スリーブ（６）
の通路穴（50）、タンクポート（30）に通じる溝（38）
等を経てタンク（Ｔ）へ還流され、コントロールバルブ
（４）の作動時には、上記スリーブ（６）の通路（44）
とスプール（８）の細孔（48）との連通が絞られるとと
もに、スリーブ（６）の他方の通路（46）がスプール
（８）の溝（51）等を介して計量機構（14）に連通し、
ポンプ（Ｐ）からのオイルを計量機構（14）に供給す
る。スプール（８）の外周面には、軸線方向に延びる供
給溝（52）が形成されており、コントロールバルブ
（４）の作動時に計量機構（14）に送られて計量された
オイルは、ハウジング（２）の通路（54）等を介してこ
の溝（52）に供給される。

スリーブ（６）には、両シリンダポートに通じる溝
（40），（42）のそれぞれに対応する位置に、円周方向
の位置を異ならせて、半径方向通路（56），（58）が形
成されている。これらの通路（56），（58）は、舵取ハ
ンドルの左右方向の操作に応じていずれか一方が上記ス
プール（８）の供給溝（52）に連通し、シリンダのいず
れかの室にオイルを供給する。

上記ハウジング（２）内には、バランスピストン型の
リリーフバルブ（60）が内蔵されている。このリリーフ
バルブ（60）は、ハウジング（２）に形成されたバルブ
孔（62）内に摺動自在に嵌合されたピストン（64）と、
このピストン（64）を一方へ付勢するばね（66）とを備
えており、ピストン（64）の一端に形成された小径部
（68）がバルブ孔（62）の端面に当たって停止してい
る。

ピストン小径部（68）側の室（70）は、リリーフ流入
通路（72）を介してポンプポート（28）に接続され、ま
たバルブ孔（62）内面に形成された環状溝（74）がリリ
ーフ流出通路（76）を介してタンクポート（30）に接続
されており、ピストン（64）の停止位置では、ピストン
（64）のランド（78）によって、室（70）と環状溝（7
4）との連通が遮断されている。ピストン（64）の他端
面側の室（80）すなわち上記ばね（66）が収容されてい
る室は、パイロット通路（82）および絞り（84）を介し
てポンプポート（28）に接続されている。

また、ピストン（64）の内部には、ばね（86）によっ
てシート（88）に着座するボール弁（90）か設けられて
おり、この弁室（92）には半径方向通路（94）およびピ
ストン（64）外周面の環状溝（94）を介して上記バルブ
孔（62）内面の環状溝（74）に連通している。

従って、ばね（66）が収容されている室（80）内の圧
力が、ピストン（64）内のばね（86）の力を越えるとボ
ール弁（90）を開弁し、上記室（80）内の圧力が低下す
る。そして、ピストン（64）小径部（68）側の室（70）
内の圧力が上記室（80）の圧力とばね（66）の力を越え
るとピストン（64）が図示左方へ移動して室（70）をバ
ルブ孔（62）の環状溝（74）に連通させてオイルを還流
させる。従来の全油圧式動力舵取装置では、ハウジング
に内蔵されたリリーフバルブは直動型であるため、オー
バライド、リリーフ音、脈動、発振等の性能が良くなか
ったが、本実施例に係る全油圧式動力舵取装置では、こ
れらの点が著しく改善されている。また、リリーフバル
ブ（60）をバランスピストン型としているので、例えば
第４図の如く、ポンプポート（28）内の、リリーフ流入
通路（72）とパイロット通路（82）との間に絞り（98）
を設けることにより、フローコントロール機能を持たせ
ることができる。

さらに、本実施例装置には、ポンプポート（28）内の
コントロールバルブ（４）への流入通路（32）との接続
部に、ボール弁（100）とシート（102）から成るキック
バック防止用のチェックバルブ（104）が設けられてお
り、シリンダ側に加えられた外部からのショックによっ
てキックバック圧が発生し、コントロールバルブ（４）
および流入通路（32）を介して図示矢印方向に伝えられ
た場合に、このチェックバルブ（104）が閉じて逆流を
防止するようになっている。

このチェックバルブ（104）は、上記リリーフバルブ
（60）のリリーフ流入通路（72）およびパイロット通路
（82）の下流側、すなわちコントロールバルブ（４）寄
りの位置に設けられている。従って、シリンダ側からの
キックバック圧がリリーフバルブ（60）の設定圧以上の
圧力である場合には、チェックバルブ（104）によって
逆流を防止し、従来の如くリリーフバルブを開弁してし
まうことがないので、キックバックによりハンドルが急
に戻されるおそれがなく、作業者の安全性が著しく向上
する。

また、全油圧式動力舵取装置を使用したステアリング
システムでは、タイヤ側からの外力によりシリンダ配管
内に発生する異常高圧から配管を保護するために、第７
図の回路図に示すように、全油圧式動力舵取装置（FHP
S）とシリンダとの間にダブルリリーフバルブを配設し
たものが知られている。本実施例に係る全油圧式動力舵
取装置には、ダブルリリーフバルブとしてチェックバル
ブとリリーフバルブとを一体的に構成したのを、ハウジ
ング（２）内に直接組込んでいる。

第５図は第３図のＶ−Ｖ線に沿う断面図であり、同様
の構成のバルブが２個所（106），（108）に組込まれて
いる。

チェックバルブ（110）は、ハウジング（２）の孔内
に挿入され、先端部が筒状をなすプラグ（112）と、こ
の筒状部内に一端が摺動自在に嵌合されたスリーブ（11
4）と、このスリーブ（114）をプラグ（112）側に付勢
するばね（116）とを備えており、ばね（116）に押され
たスリーブ（114）の中央テーパ面（117）が、プラグ
（112）筒状部の先端面内周に環状に接して、このチェ
ックバルブ（110）を閉じている。

また、リリーフバルブ（118）は、スリーブ（114）の
端部に螺合されたシート（120）と、このシート（120）
に着座するボール弁（122）と、ボール弁122）をリテー
ナ（124）を介してシート（120）側へ付勢するばね（12
6）とから構成されている。このリリーフバルブ（118）
の上流側は、左右のシリンダポートの一方に連通し、図
示しない他方のリリーフバルブ（118a）（なお、２組の
リリーフバルブとチェックバルデの構成は同一であるの
で、同一の部分には同一の符号にａを付して示す）の上
流側は、シリンダポートの他方側に連通し、両者（11
8），（118a）の下流側は共にタンクポート（30）に連
通している。従って、両チェックバルブ（110），（110
a）も、それぞれ左右のシリンダポートの一方とタンク
ポート（30）との間に配置されている。

以上の構成に係るダブルリリーフバルブの作動につい
て説明する。タイヤ側からの外力により、シリンダのロ
ッドが例えば右方向に大きな力を受けると、右側シリン
ダ室の圧力が上昇し、その圧力はハウジング（２）の通
路（128）を経て室（130）およびシート（120）内の通
路（131）に伝わり高圧状態となる。その圧力が設定圧
以上になると、ばね（126）に抗してボール弁（122）を
開放し、高圧油はスリーブ（114）内の室（132）内を流
出し異常高圧の発生を防止する、これによりシリンダの
ロッドは右方向に移動し、左側のシリンダ室の圧力が低
下し、この室に連通する他方側のハウジング通路（128
a）を介して室（130a）も同時に負圧状態になる。この
時、スリーブ（114a）内の室（132a）は、スリーブ（11
4a）の軸方向通路（134a）、プラグ（112a）内の室（13
6a）、プラグ（112a）の半径方向通路（138a）、ハウジ
ング（２）の通路（140a）等を介してタンクポート（3
0）圧力となっており、室（132a）と室（130a）との差
圧によりチェック弁（110a）が開き、上記右側シリンダ
室からスリーブ（114）内の室（132）内に流出したオイ
ルは、各通路（134），（138），（140），（140a），
（138a），（134a）等を介して他方のスリーブ（114a）
内の室（132a）に入り、さらに、スリーブ（114a）の半
径方向通路（142a）、スリーブ（114a）外周部（144
a）、ハウジング（２）の通路（128a）等を経て左側シ
リンダ室に入り負圧状態が解除される。

逆に、シリンダロッドに左方向の外力が作用した時も
同様の作動が行なわれる。

上述の如き機能を果すダブルリリーフバルブを、従来
は、チェックバルブとリリーフバルブを別体に構成して
おり、ハウジング内に４本のバルブ穴を形成してそれぞ
れ収容しているので、内部油路が複雑で肩コストであっ
たが、本実施例装置では、チェックバルブとリリーフバ
ルブを一体の構成とし、ポート面（146）（第３図参
照）の反対側に一対設け、しかもこれらのバルブをマウ
ンティングプレート（148）（第２図参照）側から挿入
しているので、ハウジング（２）の内部油路を簡素化
し、小型化、低コスト化を図ることができる。

上記の如く、本実施例に係る全油圧式動力舵取装置で
は、ハウジング（２）内にバランスピストン型リリーフ
バルブやダブルリリーフバルブ等が内蔵されているの
で、これらのバルブ、ポンプ、タンク、シリンダ両室へ
の各ポート（28），（30）および各ポートに連通するハ
ウジング（２）の環状溝（36），（38），（40），（4
2）等の間を接続する多数の内部通路が形成されてい
る。本実施例装置はこれらの各通路を鋳抜きにより形成
している。従来の全油圧式動力舵取装置では、リリーフ
バルブ、ダブルリリーフバルブ、コントロールバルブ、
各ポート等を接続する内部通路が、すべて機械加工によ
って形成されていたので、加工が困難であり、また形状
が複雑であったが、本実施例では、加工困難な斜め穴や
直角穴を機械加工により形成する必要がなく加工が容易
である。また、スペースを有効に利用して内部通路を設
けることができるのでハウジング（２）を小型化するこ
とができ、しかも、機械加工穴の盲栓も不要となり、ハ
ウジングの肉厚を薄くすることができる。その結果、低
コストを達成できる等種々の効果を得ることができる。
なお、上記各通路のすべてを鋳抜きにより形成する場合
に限らず、その一部を鋳抜きによって加工することも可
能である。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば、キックバック防止
用のチェックバルブをリリーフバルブとコントロールバ
ルブとの間に配置したことにより、シリンダ側からのキ
ックバック圧がリリーブバルブの設定圧以上であった場
合にも、チェックバルブが閉じるので、リリーフバルブ
が開放してオイルを逆流させてしまうおそれがない全油
圧式動力舵取装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図は本発明の一実施例に係る全油圧式動力
舵取装置を示すもので、第１図は、左側が第２図のＡ−
Ａ線、右側が同図のＢ−Ｂ線に沿う断面図を内部通路に
より接続した図、第２図は平面図、第３図は側面図、第
４図はポンプポートの変形例を示す断面図、第５図は第
３図のＶ−Ｖ線に沿う断面図、第６図は従来のキックバ
ック防止用チェックバルブとリリーフバルブとの関係を
示す回路図、第７図は一般的なダブルリリーフバルブの
回路図である。 （２）……ハウジング、 （４）……コントロールバルブ、 （14）……計量機構、 （60）……リリーフバルブ、 （104）……チェックバルブ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭51−137228（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−247571（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−147826（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−249763（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−247571（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−51971（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ポンプから吐出された圧力流体の回路の切
   換えを行なうコントロールバルブと、コントロールバル
   ブを介してシリンダに供給されるオイルを計量する計量
   機構とが収容されたハウジング内に、上記ポンプとコン
   トロールバルブの間に配置されたリリーフバルブが内蔵
   され、かつ、上記シリンダ側からのキックバック防止用
   のチェックバルブが設けられた全油圧式動力舵装置にお
   いて、上記チェックバルブをリリーフバルブとコントロ
   ールバルブとの間に配置したことを特徴とする全油式動
   力舵取装置。