(57)【要約】【課題】バルブブロックを軽量化するとともに、バルブブロックの取り付け位置の自由度が向上するパワーステアリング装置用作動油供給ユニットを提供する。【解決手段】開閉弁４ａを有するバルブブロック４を更に備え、ステアリングユニット２は、第１ポートＰからメータリングポンプ３へ接続する経路から分岐して設けられた第３ポートＡ、メータリングポンプ３から第２ポートＲへ接続する経路から分岐して設けられた第４ポートＢが配置されハウジング２１の外周に第１ポート面２１ａとは異なる位置に形成された第２ポート面２１ｂを更に有し、バルブブロック４は、第３ポートＡから第４ポートＢへ接続する経路上に開閉弁４ａが配置されるように、第２ポート面２１ｂに取り付けられる。【選択図】図３
2013022973.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作動油が供給される第１ポートおよび油圧シリンダと接続される第２ポートが配置されハウジングの外周に形成された第１ポート面と、前記第１ポートから前記第２ポートへ接続する経路上に配置された作動油の供給量を制御するメータリングポンプと、を有するステアリングユニットを備え、ハンドルの回転操作量に基づいて前記油圧シリンダに作動油を供給するパワーステアリング装置用作動油供給ユニットであって、
開閉弁を有するバルブブロックを更に備え、
前記ステアリングユニットは、
前記第１ポートから前記メータリングポンプへ接続する経路から分岐して設けられた第３ポート、前記メータリングポンプから前記第２ポートへ接続する経路から分岐して設けられた第４ポートが配置され前記ハウジングの外周に前記第１ポート面とは異なる位置に形成された第２ポート面を更に有し、
前記バルブブロックは、
前記第３ポートから前記第４ポートへ接続する経路上に前記開閉弁が配置されるように、前記第２ポート面に取り付けられる
ことを特徴とするパワーステアリング装置用作動油供給ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パワーステアリング装置用作動油供給ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
フォークリフト、トラクターなどの産業用車両には、ハンドル操作を軽快に行えるようにパワーステアリング装置が設けられている。パワーステアリング装置として、ハンドルの回転操作量に応じた油量を作動油供給ユニットからステアリングシリンダ（油圧シリンダ）に供給して操舵輪を所定の操舵角（以下、操舵輪の角度をタイヤ角と称する）に操舵する全油圧式のパワーステアリング装置が知られている。
【０００３】
この全油圧式パワーステアリング装置において、作動油の油圧機器内でのリーク等のため、実際のハンドルの回転操作量に応じたハンドル角と操舵輪のタイヤ角との対応関係にずれが発生するという問題が起こる。特に、ハンドルにノブが付設されている場合、ノブの位置とタイヤ角との対応関係のずれは運転者が運転操作に違和感を与えるものである。
【０００４】
そこで、パワーステアリング装置では、一般に、ハンドルの回転操作量に応じたハンドル角と操舵輪のタイヤ角との対応関係のずれを補正することが行われている。
例えば、パワーステアリング装置は、作動油供給ユニットであるオービットロール（登録商標）からステアリングシリンダにハンドル角に応じて作動油を供給する油圧回路に加えて、ソレノイドバルブ（電磁切換弁）を介してステアリングシリンダに作動油を供給する油圧回路を備え、ハンドル角に対するタイヤ角の遅れが所定値を超えた場合、ソレノイドバルブを開弁して、ステアリングシリンダに供給する作動油を増加させ、ハンドル角とタイヤ角との対応関係が許容範囲に収まるようにタイヤ角の補正を実行するようになっている（例えば、特許文献１、特許文献２）。
【０００５】
また、パワーステアリング装置は、作動油供給ユニットであるオービットロール（登録商標）からステアリングシリンダにハンドル角に応じて作動油を供給する油圧回路に加えて、ソレノイドバルブ（電磁切換弁）を介してステアリングシリンダへ供給される作動油の一部をタンクへ逃がす油圧回路を備え、ハンドル角に対するタイヤ角の進行が所定値を超えた場合、ソレノイドバルブを開弁して、ステアリングシリンダに供給する作動油を減少させ、ハンドル角とタイヤ角との対応関係が許容範囲に収まるようにタイヤ角の補正を実行するようになっている（例えば、特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許４１５６２７１号公報
【特許文献２】特許４０２８２３０号公報
【特許文献３】特許４０２８２２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、特許文献１に記載の作動油供給ユニット（オービットロール（登録商標））は、作動油を供給するポンプと接続されるポートと、ステアリングシリンダの一方の室と接続されるポートと、ステアリングシリンダの他方の室と接続されるポートと、作動油のタンクと接続されるポートの４つのポートを有している。ソレノイドバルブの入力側は、ポートＰと接続されるため（特許文献１の図３参照）、作動油供給ユニットの４つのポートを覆うようにソレノイドバルブを有するバルブブロックが配置されている（特許文献１の図２参照）。
【０００８】
このように、４つのポートを覆うように、バルブブロックが形成されるため、バルブブロックの重量は大きく、また、バルブブロックの取り付け位置は、４つのポートが設けられた研削面に限られていた。
【０００９】
そこで、本発明は、バルブブロックを軽量化するとともに、バルブブロックの取り付け位置の自由度が向上するパワーステアリング装置用作動油供給ユニットを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
このような課題を解決するために、本発明は、作動油が供給される第１ポートおよび油圧シリンダと接続される第２ポートが配置されハウジングの外周に形成された第１ポート面と、前記第１ポートから前記第２ポートへ接続する経路上に配置された作動油の供給量を制御するメータリングポンプと、を有するステアリングユニットを備え、ハンドルの回転操作量に基づいて前記油圧シリンダに作動油を供給するパワーステアリング装置用作動油供給ユニットであって、開閉弁を有するバルブブロックを更に備え、前記ステアリングユニットは、前記第１ポートから前記メータリングポンプへ接続する経路から分岐して設けられた第３ポート、前記メータリングポンプから前記第２ポートへ接続する経路から分岐して設けられた第４ポートが配置され前記ハウジングの外周に前記第１ポート面とは異なる位置に形成された第２ポート面を更に有し、前記バルブブロックは、前記第３ポートから前記第４ポートへ接続する経路上に前記開閉弁が配置されるように、前記第２ポート面に取り付けられることを特徴とするパワーステアリング装置用作動油供給ユニットである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、バルブブロックを軽量化するとともに、バルブブロックの取り付け位置の自由度が向上するパワーステアリング装置用作動油供給ユニットを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態に係る作動油供給ユニットを用いたパワーステアリング装置の油圧回路図である。
【図２】（ａ）は本実施形態の作動油供給ユニットの上面外観図であり、（ｂ）は作動油供給ユニットの正面図である。
【図３】（ａ）は本実施形態の作動油供給ユニットの上面外観図であり、（ｂ）はＡ−Ａ線断面矢視図である。
【図４】（ａ）は比較例の作動油供給ユニットの上面外観図であり、（ｂ）は比較例の作動油供給ユニットの正面図である。
【図５】（ａ）は比較例の作動油供給ユニットの上面外観図であり、（ｂ）は比較例の作動油供給ユニットの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための形態（以下「実施形態」という）について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、共通する部分には同一の符号を付し重複した説明を省略する。
【００１４】
＜本実施形態に係る作動油供給ユニットを用いたパワーステアリング装置の構成＞
図１は、本実施形態に係る作動油供給ユニットを用いたパワーステアリング装置の油圧回路図である。
パワーステアリング装置は、ハンドル１と、ステアリングシャフト１ａと、作動油供給ユニットであるステアリングユニット２およびバルブブロック４と、ポンプ５と、ステアリングシリンダ６と、タンク７と、コントローラ８と、ハンドル角センサ９と、タイヤ角センサ１０と、を備えている。
なお、図１において、作動油供給ユニット（ステアリングユニット２およびバルブブロック４）は、ステアリングシリンダ６のピストン６０が、図１の紙面に対して左方向に移動させる場合の回路、すなわち、ポンプ５からポートＰに導入された作動油がポートＲからステアリングシリンダ６の第１室６１に供給され、ステアリングシリンダ６の第２室６２内の作動油がポートＬ、ポートＴを介してタンク７に流れる回路を示している。なお、作動油供給ユニットは、ステアリングシリンダ６のピストン６０が、図１の紙面に対して右方向に移動させる場合の対称な回路（図示せず）も備えている。
【００１５】
ステアリングユニット２は、開閉可能な可変オリフィス２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆと、メータリングポンプ３が設けられている。
ここで、図２および図３を用いて、ステアリングユニット２について、更に説明する。
図２（ａ）は本実施形態のステアリングユニット２およびバルブブロック４からなる作動油供給ユニットの上面外観図であり、図２（ｂ）は作動油供給ユニットの正面図である。図３（ａ）は本実施形態の作動油供給ユニットの上面外観図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）のＡ−Ａ線断面矢視図である。
【００１６】
図３（ｂ）に示すように、ステアリングユニット２は、ハウジング２１と、スプール２２と、スリーブ２３と、ドライブシャフト２４と、メータリングポンプ３と、を有している。
ハウジング２１は、第１研削面２１ａと、第２研削面２１ｂと、油圧回路の経路が形成されている。図１および図２（ａ）に示すように、第１研削面２１ａには、作動油を供給するポンプ５と接続されるポートＰと、ステアリングシリンダの一方の室（第１室６１）と接続されるポートＲと、ステアリングシリンダの他方の室（第２室６２）と接続されるポートＬと、作動油のタンク７と接続されるポートＴの４つのポートが配置されている。
第２研削面２１ｂは、ハウジング２１の外周の第１研削面２１ａと異なる面に形成され、後述するバルブブロック４が接続されるポートＡおよびポートＢが配置されている。なお、図２および図３において、第２研削面２１ｂは、第１研削面２１ａと対向する面に設けられているが、これに限られるものではない。
【００１７】
スプール２２は、ステアリングシャフト１ａ（図１参照）と接続され、ハンドル１（図１参照）を操作してステアリングシャフト１ａが回転することによりスプール２２も回転するようになっている。また、ステアリングシャフト１ａの回転によって、スプール２２も回転し、可変オリフィス２ａ〜２ｆが開口または閉口し、メータリングポンプ３を作動させるようになっている。スリーブ２３はピン２５とドライブシャフト２４によってメータリングポンプ２３と連結しているため、メータリングポンプ３は、ドライブシャフト２４を偏心させながら回転させ、スリーブ２３を回転させる。
【００１８】
スプール２２には溝（図示せず）が形成されており、スリーブ２３には孔（図示せず）が形成されており、スプール２２の溝（図示せず）とスリーブ２３の孔（図示せず）とで可変オリフィス２ａ〜２ｆ（図１参照）が形成されている。また、ハンドル１を回転させることにより、所定角度の範囲内でスプール２２をスリーブ２３に対して相対回転させることができるようになっている。したがって、スプール２２とスリーブ２３の相対角度が変化することにより、可変オリフィス２ａ〜２ｆ（図１参照）が開閉するようになっている。
図１に示すように、可変オリフィス２ａは、ポートＰとポートＴをバイパスする油圧経路上に配置されている。また、可変オリフィス２ｂは、ポートＰとメータリングポンプ３とを接続する油圧経路上に配置されている。可変オリフィス２ｃ，２ｄは、メータリングポンプ３とポートＲとを接続する油圧経路上に設けられている。可変オリフィス２ｅは、ポートＬとポートＴとを接続する油圧経路上に配置されている。可変オリフィス２ｆは、後述するバルブブロック４の下流側と接続されるポートＢとメータリングポンプ３の下流側に配置された可変オリフィス２ｃ，２ｄの間の油圧経路と接続されている。
【００１９】
メータリングポンプ３は、ハンドル１の回転によって作動し、可変オリフィス２ｂ，２ｃ，２ｄ（図１参照）が開弁量と、ハンドル１の回転操作量とに応じた作動油の油量をポートＰからポートＲに供給することができるようになっている。
【００２０】
バルブブロック４は、常閉型または常開型の電磁弁であるソレノイドバルブ４ａを有している。
可変オリフィス２ｄ，２ｆ（図１参照）が開弁している状態において、バルブブロック４のソレノイドバルブ４ａを開弁することにより、ポートＰ、ポートＡ、ソレノイドバルブ４ａ、ポートＢ、可変オリフィス２ｆ、可変オリフィス２ｄ、ポートＲと作動油が流れるバイパス経路が形成されるようになっている。
【００２１】
ポンプ５は、タンク７内の作動油をステアリングユニット２のポートＰに供給するようになっている。
ステアリングシリンダ６は、ピストン６０で仕切られた第１室６１および第２室６２を有している。第１室６１はステアリングユニット２のポートＲと接続され、第２室６２はステアリングユニット２のポートＬと接続されている。
タンク７は、ステアリングユニット２のポートＴと接続され、作動油を貯留することができるようになっている。
【００２２】
コントローラ８は、ハンドル１のハンドル角を検知するハンドル角センサ９および走行輪（図示せず）のタイヤ角を検知するタイヤ角センサ１０の検出信号が入力されるようになっている。なお、タイヤ角センサ１０は、ステアリングシリンダ６に設けられたストロークセンサ（図示せず）であってもよい。
コントローラ８は、ハンドル角センサ９で検知したハンドル角と、タイヤ角センサ１０で検知したタイヤ角との対応関係に基づいて、バルブブロック４のソレノイドバルブ４ａの開閉を制御するようになっている。
【００２３】
＜本実施形態に係る作動油供給ユニットを用いたパワーステアリング装置の動作＞
次に、パワーステアリング装置の動作について説明する。
ハンドル１が中立位置にある場合、可変オリフィス２ａは開弁され、可変オリフィス２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆは閉弁されるようになっている。これにより、ポンプ５から供給された作動油は、ステアリングユニット２のポートＰに供給され、可変オリフィス２ａ、ポートＴを介して、タンク７に還流するようになっている。
【００２４】
ハンドル１を右回転した場合、可変オリフィス２ａは閉弁していき、可変オリフィス２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆは開弁していくようになっている。これにより、ポンプ５から供給された作動油は、ステアリングユニット２のポートＰに供給され、可変オリフィス２ｂを介して、メータリングポンプ３に供給されるようになっている。
メータリングポンプ３は、ハンドル１の回転操作量に応じた作動油の油量を供給し、可変オリフィス２ｃ，２ｄ、ポートＲを介して、ステアリングシリンダ６の第１室６１に供給されるようになっている。
第１室６１に作動油が供給されることにより、ピストン６０が図１の紙面左方向に移動し、第２室６２内の作動油をステアリングユニット２のポートＬへと押し出され、可変オリフィス２ｅ、ポートＴを介して、タンク７に供給されるようになっている。
【００２５】
ここで、コントローラ８は、ハンドル角センサ９で検知したハンドル角と、タイヤ角センサ１０で検知したタイヤ角との対応関係に基づいて、ハンドル角に対してタイヤ角に遅れが生じた場合、ソレノイドバルブ４ａを開弁するようになっている。
これにより、ポンプ５から供給された作動油は、ステアリングユニット２のポートＰから分岐して、ポートＡ、ソレノイドバルブ４ａ、可変オリフィス２ｆ、可変オリフィス２ｄ、ポートＲ、を介して、ステアリングシリンダ６の第１室６１に供給されるようになっている。
これにより、ハンドル１の回転操作量に応じた作動油の油量を供給するメータリングポンプ３を経由した作動油に加え、バルブブロック４のソレノイドバルブ４ａを経由した作動油をステアリングシリンダ６の第１室６１に供給することができるようになっている。
これにより、ハンドル角に対してタイヤ角に遅れを減少させることができる。なお、ハンドル角に対するタイヤ角の遅れが所定の範囲内となった場合、コントローラ８はソレノイドバルブ４ａを閉弁させる。
【００２６】
なお、ハンドル１を右回転した時において、タイヤ角に対してハンドル角に遅れが生じた場合、コントローラ８はソレノイドバルブ４ａを開弁せず、次に、ハンドル１を左回転した時において（即ち、ハンドル角に対してタイヤ角に遅れが生じた場合）、コントローラ８はソレノイドバルブ４ａを開弁し、ステアリングシリンダ６の第２室６２に作動油を供給するようになっている。
【００２７】
＜本実施形態に係る作動油供給ユニットの効果＞
本実施形態に係る作動油供給ユニット（ステアリングユニット２、バルブブロック４）の効果について、比較例と対比しつつ説明する。
【００２８】
＜比較例に係る作動油供給ユニット＞
まず、図４および図５を用いて、比較例に係る作動油供給ユニットについて説明する。
図４（ａ）は比較例のステアリングユニット１０２およびバルブブロック１０４からなる作動油供給ユニットの上面外観図であり、図４（ｂ）は比較例の作動油供給ユニットの正面図である。図５（ａ）は比較例の作動油供給ユニットの上面外観図であり、図５（ｂ）は比較例の作動油供給ユニットの断面図である。
【００２９】
なお、比較例に係る作動油供給ユニットは、特許文献１に記載の作動油供給ユニット（オービットロール（登録商標））に相当する。
比較例に係る作動油供給ユニットは、ステアリングユニット１０２およびバルブブロック１０４を有している。比較例のステアリングユニット１０２のハウジング１２１には、研削面１２１ａが形成され、本実施形態に係る作動油供給ユニットと同様に、ポートＰ、ポートＴ、ポートＲ、ポートＬに相当するポートが配置されている。また、研削面１２１ａの略中央にポートＢが配置されている。これらのポートは、後述するバルブブロック１０４との間をシーリングするためのＯリング（図示せず）を配置されるようになっている。
【００３０】
比較例のバルブブロック１０４は、研削面１２１ａ全体を覆うように配置され、研削面１２１ａに形成された各ポートからポートＰ、ポートＴ、ポートＲ、ポートＬへと延出するように形成された流路が形成されている。また、ポートＰと研削面１２１ａに形成されたポートとを接続する流路から分岐するようにポートＡが形成されている。そして、ポートＡとポートＢの間にソレノイドバルブ４ａが配置されるようになっている。
【００３１】
図２および図３に示す本実施形態に係る作動油供給ユニットと、図４および図５に示す比較例に係る作動油供給ユニットとを対比して説明する。
本実施形態に係る作動油供給ユニットと、比較例に係る作動油供給ユニットとは、同様の機能を有しているが、本実施形態のバルブブロック４は、比較例に係るバルブブロック１０４と対比して、小型化・軽量化（例えば、約１ｋｇ）することができる。
また、本実施形態のハウジング２１の外周に、バルブブロック４のための研削面２１ｂを新たに設けなければならないが、比較例のステアリングユニット１０２の研削面１２１ａに形成されたポートとバルブブロック１０４とをシーリングするためのＯリングを配置するための加工を不要とすることができる。
また、本実施形態のバルブブロック４の取り付け位置は、ステアリングユニット２のハウジング２１の外周に形成される第２研削面２１ｂの形成位置を変更することにより、バルブブロック４の取り付け位置を変更することができる。
【００３２】
なお、本実施形態に係る作動油供給ユニットは、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。
ここでは、本実施形態に係る作動油供給ユニットを用いたパワーステアリング装置として、オープンセンタシステム（図１参照）の動作について説明したが、これに限られるものではなく、当該事業者においてはロードセンシングシステム（例えば、特許文献１図２、図３参照）にも適用できる。
また、本実施形態に係る作動油供給ユニットは、バルブブロック４のソレノイドバルブ４ａを開弁することによりステアリングシリンダ６に供給される作動油を増加させるもの（特許文献２参照）として説明したが、これに限られるものではなく、バルブブロック４のソレノイドバルブ４ａを開弁することによりステアリングシリンダ６に供給される作動油を減少させる場合（特許文献３参照）にも容易に適応可能である。
【符号の説明】
【００３３】
１      ハンドル
１ａ    ステアリングシャフト
２      ステアリングユニット（パワーステアリング装置用作動油供給ユニット）
２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ  可変オリフィス
２１    ハウジング
２１ａ  第１研削面（第１ポート面）
２１ｂ  第２研削面（第２ポート面）
２２    スプール
２３    スリーブ
２４    ドライブシャフト
３      メータリングポンプ
４      バルブブロック（パワーステアリング装置用作動油供給ユニット）
４ａ    ソレノイドバルブ（開閉弁）
５      ポンプ
６      ステアリングシリンダ（油圧シリンダ）
７      タンク
８      コントローラ
９      ハンドル角センサ
１０    タイヤ角センサ
Ｐ      ポート（第１ポート）
Ｒ      ポート（第２ポート）
Ｌ      ポート
Ｔ      ポート
Ａ      ポート（第３ポート）
Ｂ      ポート（第４ポート）
【図１】
2013022973.tif 000003
【図２】
2013022973.tif 000004
【図３】
2013022973.tif 000005
【図４】
2013022973.tif 000006
【図５】
2013022973.tif 000007