(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
片ロッド式のパワーシリンダの推力によってベルクランクを回動し、当該ベルクランクにタイロッドを介して連結した左右のスピンドルを回動させて操舵を行う構成としたパワーステアリング構造において、前記パワーシリンダの最伸長近傍で上記パワーシリンダの縮み側室へ作動流体を供給して前記ベルクランクを回動しようとするトルクと、前記パワーシリンダの最収縮近傍で上記パワーシリンダの伸び側室へ作動流体を供給してベルクランクを回動しようするトルクとがほぼ等しくなる構成としてなることを特徴とするパワーステアリング構造。
【請求項２】
片ロッド式のパワーシリンダの推力によってベルクランクを回動し、当該ベルクランクにタイロッドを介して連結した左右のスピンドルを回動させて操舵を行う構成としたパワーステアリング構造において、前記パワーシリンダの最伸長近傍でのモーメントアーム長を、前記パワーシリンダの最収縮近傍でのモーメントアーム長よりも短くし、流体圧をＰ，パワーシリンダの伸長側の受圧面積をＳ１、収縮側の受圧面積をＳ２とし、かつパワーシリンダの最伸長近傍でのモーメントアーム長をＲ１，最収縮近傍でのモーメントアーム長をＲ２としたとき、Ｓ１×Ｐ×Ｒ１≒Ｓ２×Ｐ×Ｒ２となるように構成したことを特徴とするパワーステアリング構造。
【請求項３】
請求項１に記載の発明において、流体圧をＰ，パワーシリンダの伸長側の受圧面積をＳ１、収縮側の受圧面積をＳ２とし、かつパワーシリンダの最伸長近傍でのモーメントアーム長をＲ１，最収縮近傍でのモーメントアーム長をＲ２としたとき、Ｓ１×Ｐ×Ｒ１≒Ｓ２×Ｐ×Ｒ２となるように構成したことを特徴とするパワーステアリング構造。
【請求項４】
請求項１，２又は３に記載の発明において、中立位置におけるパワーシリンダとベルクランクの連結位置は、ベルクランクの回動中心のピンの中心と前記連結位置とを結ぶ直線と前記パワーシリンダのピストンロッドのなす角度が９０°となる位置から鋭角になる側に僅かに変位した位置に設定してあることを特徴とするパワーステアリング構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばフォークリフト等のごとき荷役車両面におけるパワーステアリング構造に係り、さらに詳細には、パワーシリンダの伸び側と縮み側とにおいて操舵範囲（据切り範囲）をほぼ等しくすることのできるパワーステアリング構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
フォークリフト等の荷役車両における従来のパワーステアリング構造は次のごとき構成である。
【０００３】
すなわち、図４，図５に概略的に示すように、厚板を箱型構造に溶接したアクスルセンター１にはピン３を介してベルクランク５が水平に回動可能に取付けてあり、このベルクランク５には、片ロッド式のパワーシリンダ７（図４，５には図示省略）におけるピストンロッド７Ｐの先端部が連結ピン９を介して連結してあると共に、ドラックロッド１１の先端部がほぼ対称位置にピン１３を介して連結してある。
【０００４】
さらに、前記ベルクランク５の左右対称位置には左右のタイロッド１５Ｌ，１５Ｒの内端部がそれぞれボールジョイント１７Ｌ，１７Ｒを介して連結してあり、上記各タイロッド１５Ｌ，１５Ｒの外端部は、左右の操向輪２３Ｌ，２３Ｒを支持した左右のスピンドル１９Ｌ，１９Ｒにボールジョイント２１Ｌ，２１Ｒを介して連結してある。
【０００５】
上記構成により、中立位置からパワーシリンダのピストンロッド７Ｐを伸長作動すると、図４においてベルクランク５は時計回り方向に回動され、左右のダイロッド１５Ｌ，１５Ｒを介して左右の操向輪２３Ｌ，２３Ｒを同方向に回動する。逆に、前記ピストンロッドを収縮作動すると、図４において、ベルクランク５は反時計回り方向に回動されるものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のごとき従来の構成においては、図３に概略的に示すように、パワーシリンダ７におけるピストンロッドＰ７の先端部と前記ベルクランク５と連結位置（連結ピン９の位置）は、ピン３を中心としてベルクランク５が回動したときに所定の位置が描く円弧状の軌跡２５に対してパワーシリンダ７の伸長方向がほぼ接線方向となる位置が中立位置となるように連結してある。
【０００７】
そして、パワーシリンダ７が中立位置にあるときに、パワーシリンダ７の伸び側室２７Ａに流体圧を供給すると、ピストンロッド７Ｐが突出作動されてベルクランク５が＋θ回動された最伸長時には連結ピン９は位置９Ａに位置することになる。逆に、パワーシリンダ７の縮み側室２７Ｂに作動流体を供給すると、ピストンロッド７Ｐが引き込まれる態様となり、ベルクランクが−θ回動されて、最収縮時には連結ピン９は位置９Ｂに位置することになる。
【０００８】
すなわち、左右の操向輪２３Ｌ，２３Ｒは、中立位置から左右方向に角度θだれ据切り可能である。ところが、図３より明らかなように、中立位置から＋方向へ角度θ回動したときのモーメントアーム長はＲ１であり、一方向へ角度θ回動したときのモーメントアーム長はＲ２であって、Ｒ２＜Ｒ１の関係にある。しかも、伸び側室２７Ａのピストンの受圧面積Ｓ１は縮み側室２７Ｂの受圧面積Ｓ２により大であるから、（Ｓ１×Ｐ×Ｒ１）に比較して（Ｓ２×Ｐ×Ｒ２）はかなり小さくなる。ただし、Ｐは圧力である。
【０００９】
したがって、パワーシリンダ７に供給される流体圧が低い場合には、パワーシリンダ７の最収縮位置近傍において据切りが困難になることがある。すなわち、パワーシリンダ７の伸び側と縮み側とで操舵可能範囲（据切り範囲）に差が生じることがある。
【００１０】
そこで、縮み側で据切り範囲を拡大すべく、パワーシリンダ７へ供給する作動流体の圧力を高くすることも考えられる。しかし、この場合には、伸び側での推力が過大になるので、強度を必要以上に大きくする必要が生じる。
【００１１】
また、パワーシリンダの伸び側と縮み側とへ供給する作動流体の圧力を変更することも考えられるが、この場合には余分な制御弁を備えなければならず、構成がより複雑になるという問題がある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前述のごとき従来の問題に鑑みて、請求項１に記載の発明は、片ロッド式のパワーシリンダの推力によってベルクランクを回動し、当該ベルクランクにタイロッドを介して連結した左右のスピンドルを回動させて操舵を行う構成としたパワーステアリング構造において、前記パワーシリンダの最伸長近傍で上記パワーシリンダの縮み側室へ作動流体を供給して前記ベルクランクを回動しようとするトルクと、前記パワーシリンダの最収縮近傍で上記パワーシリンダの伸び側室へ作動流体を供給してベルクランクを回動しようするトルクとがほぼ等しくなる構成としてなるものである。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、片ロッド式のパワーシリンダの推力によってベルクランクを回動し、当該ベルクランクにタイロッドを介して連結した左右のスピンドルを回動させて操舵を行う構成としたパワーステアリング構造において、前記パワーシリンダの最伸長近傍でのモーメントアーム長を、前記パワーシリンダの最収縮近傍でのモーメントアーム長よりも短くし、流体圧をＰ，パワーシリンダの伸長側の受圧面積をＳ１、収縮側の受圧面積をＳ２とし、かつパワーシリンダの最伸長近傍でのモーメントアーム長をＲ１，最収縮近傍でのモーメントアーム長をＲ２としたとき、Ｓ１×Ｐ×Ｒ１≒Ｓ２×Ｐ×Ｒ２となるように構成してなるものである。
【００１４】
請求項３に記載の発明、請求項１に記載の発明において、流体圧をＰ，パワーシリンダの伸長側の受圧面積をＳ１、収縮側の受圧面積をＳ２とし、かつパワーシリンダの最伸長近傍でのモーメントアーム長をＲ１，最収縮近傍でのモーメントアーム長をＲ２としたとき、Ｓ１×Ｐ×Ｒ１≒Ｓ２×Ｐ×Ｒ２となるように構成したものである。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、請求項１，２又は３に記載の発明において、中立位置におけるパワーシリンダとベルクランクの連結位置は、ベルクランクの回動中心のピンの中心と前記連結位置とを結ぶ直線と前記パワーシリンダのピストンロッドのなす角度が９０°となる位置から鋭角になる側に僅かに変位した位置に設定してあるものである。
【００１６】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明は、片ロッド式のパワーシリンダの推力によってベルクランクを回動し、当該ベルクランクにタイロッドを介して連結した左右のスピンドルを回動させて操舵を行う構成としたパワーステアリング構造において、前記パワーシリンダの最伸長近傍で上記パワーシリンダの縮み側室へ作動流体を供給して前記ベルクランクを回動しようとするトルクと、前記パワーシリンダの最収縮近傍で上記パワーシリンダの伸び側室へ作動流体を供給してベルクランクを回動しようとするトルクがほぼ等しくしてなる構成としてなるものであるから、パワーシリンダの伸び側と縮み側とで操舵可能範囲（据切り範囲）に差がなく、左右でバランスすることになる。
【００１７】
すなわち、パワーシリンダの最伸長近傍と最収縮近傍においてベルクランクから左右のダイロッドを介して伝達される力はほぼ等しく、強度的にも左右バランスすることになり、構造的にも左右バランスすることが可能になるものである。
【００１８】
請求項２に記載の発明においては、片ロッド式のパワーシリンダの推力によってベルクランクを回動し、当該ベルクランクにタイロッドを介して連結した左右のスピンドルを回動させて操舵を行う構成としたパワーステアリング構造において、前記パワーシリンダの最伸長傍でのモーメントアーム長を、前記パワーシリンダの最収縮近傍でのモーメントアーム長よりも短くし、流体圧をＰ，パワーシリンダの伸長側の受圧面積をＳ１、収縮側の受圧面積をＳ２とし、かつパワーシリンダの最伸長近傍でのモーメントアーム長をＲ１，最収縮近傍でのモーメントアーム長をＲ２としたとき、Ｓ１×Ｐ×Ｒ１≒Ｓ２×Ｐ×Ｒ２となるように構成したものであるから、パワーシリンダにおいて流体圧に起因する推力が大である伸び側ではモーメントアームが短くなり、推力が小である縮み側ではモーメントが長くなり、伸び側と縮み側とにおいての裾切り範囲の差を無くすことが可能なものである。
【００１９】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、流体圧をＰ，パワーシリンダの伸長側の受圧面積をＳ１、収縮側の受圧面積をＳ２とし、かつパワーシリンダの最伸長近傍でのモーメントアーム長をＲ１，最収縮近傍でのモーメントアーム長をＲ２としたとき、Ｓ１×Ｐ×Ｒ１≒Ｓ２×Ｐ×Ｒ２となるように構成したものであるから、パワーシリンダの伸び側と縮み側とでの据切り範囲の差がなく、請求項１に記載の発明と同様の作用効果を奏し得るものである。
【００２０】
請求項４に記載の発明は、請求項１，２又は３に記載の発明において、中立位置におけるパワーシリンダとベルクランクの連結位置は、ベルクランクの回動中心のピンの中心と前記連結位置とを結ぶ直線と前記パワーシリンダのピストンロッドのなす角度が９０°となる位置から鋭角になる側に僅かに変位した位置に設定してあるから、前記パワーシリンダの最伸張近傍のモーメントアーム長を、最収縮近傍でのモーメントアーム長よりも短くすることができ、請求項２に記載の発明と同様の作用効果を奏し得るものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図１を用いて本発明の実施形態について説明するに、前述した従来の構成部分と同一の機能を奏する構成部分には同一符号を付することにして、重複した説明は省略する。
【００２２】
図１において、ベルクランク５が中立位置に位置するときに対するパワーシリンダ７のピストンロッド７Ｐの連結位置（連結ピン９の位置）は、円弧状の軌跡２５に対してパワーシリンダ７の長手方向が接線となる位置９Ｓから最伸長時の位置９Ａ側に僅かに変位した位置に設けてある。
【００２３】
そして、上記中立位置からベルクランク５を＋方向へ角度θ回動してパワーシリンダ７が最伸張したときにおけるモーメントアーム長Ｒ１は、中立位置からベルクランク５を一方向へ角度θ回動して最終収縮したときにおけるモーメントアーム長Ｒ２よりも短くなるように設定してある。
【００２４】
換言すれば、パワーシリンダ７に供給される作動流体の圧力をＰとし、かつ伸び側室２７Ａの受圧面積をＳ１、縮み側室２７Ｂの受圧面積Ｓ２とし、パワーシリンダ７の最伸長近傍でのモーメントアーム長をＲ１，最収縮近傍でのモーメントアーム長をＲ２としたとき、（Ｐ×Ｓ１×Ｒ１）≒（Ｐ×Ｓ２×Ｒ２）となるように設けてある。
【００２５】
したがって、パワーシリンダ７の最伸長位置近傍においてベルクランク５を回動せしめようとするトルクと、パワーシリンダ７の最収縮位置近傍においてベルクランク５を回動せしめようとするトルクがほぼ等しくなり、伸び側と縮み側とでの操舵可能範囲（据切り範囲）に差がなくなるものである。
【００２６】
前記作用を、ベルクランク５の＋方向、−方向への回転角とトルクとの関係をグラフ化すると、図２に示すようになる。
【００２７】
すなわち、ベルクランク５が中立位置にあって回動角θが０のとき、パワーシリンダの伸び側室２７Ａに作動流体を供給すると、ピストンの受圧面積Ｓ１及びモーメントアーム長が大きいので、トルクとしては大きな値となる。そして、パワーシリンダ７が次第に伸長されて、ベルクランク５が＋方向へ次第に回動されると、パワーシリンダ７のピストンロッド７Ｐとベルクランク５との連結位置（連結ピン９の位置）の関係により、モーメントアーム長が急激に短くなる傾向にあるので、パワーシリンダの最伸長近傍においての、トルクは、中立位置でのトルクに比較してかなり小さくなるものである。
【００２８】
逆に、ベルクランク５が中立位置にあるときに、パワーシリンダの縮み側室２７Ｂに作動流体を供給すると、受圧面積Ｓ２が小さいので、伸び側室２７Ａに作動流体を供給した場合に比較してトルクは小さくなる。
【００２９】
そして、パワーシリンダ７が次第に収縮されてベルクランク５が一方向に次第に回動されるとき、モーメントアーム長が短くなる傾向は、ベルクランク５を＋方向に回動する場合に比較して緩かであるので、トルクが小さくなる傾向も小さなものである。
【００３０】
そして、パワーシリンダの最収縮近傍でのモーメントアーム長は、最伸長近傍でのモーメントアーム長より長いので、最収縮近傍でのトルクと最伸長近傍でのトルクとをほぼ等しくすることができるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の作用説明図である。
【図２】本発明の実施形態例において、パワーシリンダを伸長した場合と収縮た場合とのトルク変化を示した説明図である。
【図３】従来構成の作用説明図である。
【図４】従来構成を示す平面説明図である。
【図５】同上の正面図である。
【符号の説明】
１  アクスルセンタ
３  ピン
５  ベルクランク
７  パワーシリンダ
７Ｐ  ピストンロッド
９  連結ピン
１５Ｌ，１５Ｒ  タイロッド
１９Ｌ，１９Ｒ  スピンドル
２３Ｌ，２３Ｒ  操向輪
２５  円弧状の軌跡
２７Ａ  伸び側室
２７Ｂ  縮み側室
Ｒ１，Ｒ２  モーメントアーム長
【図１】
0003603442.tif 000002
【図２】
0003603442.tif 000003
【図３】
0003603442.tif 000004
【図４】
0003603442.tif 000005
【図５】
0003603442.tif 000006