本発明は、操舵用油圧シリンダに関する。

従来の操舵用油圧シリンダとしては、例えば特許文献1に記載されている技術が知られている。特許文献1に記載の操舵用油圧シリンダは、左右1対の車輪とナックル及びヨークを介して連結されていると共に、車体フレームに揺動可能に支持されたリアアクスルビームに固定されている。操舵用油圧シリンダは、シリンダチューブと、このシリンダチューブの両端部に取り付けられた左右1対のシリンダキャップと、これらのシリンダキャップを貫通すると共にヨークに接続されたロッドとを備えている。シリンダキャップは、リアアクスルビームのウェブプレートにボルトで固定されている。

特開2013−133093号公報

しかしながら、上記従来技術においては、以下の問題点が存在する。即ち、操舵用油圧シリンダのロッドを移動させて車輪を転舵させたときは、車輪に組み付けられたタイヤと地面との接地部が車輪中立位置からずれるため、リアアクスルビームがねじられる。すると、リアアクスルビームに固定されているシリンダキャップがリアアクスルビームのねじれに追従するため、シリンダキャップとシリンダチューブとの間に相対的な変位が発生する。その結果、シリンダキャップとシリンダチューブとの接触面間ですべりが生じ、接触音が発生する虞がある。

本発明の目的は、車輪を転舵させるときの接触音の発生を防止することができる操舵用油圧シリンダを提供することである。

本発明の一態様は、1対の車輪に連結されると共にアクスルビームに固定される操舵用油圧シリンダにおいて、シリンダチューブと、シリンダチューブ内に配置され、シリンダチューブに対して摺動可能なピストンと、ピストンの両側に延びるようにピストンに固定されると共に車輪に連結されるシリンダロッドと、アクスルビームに固定されると共にシリンダチューブと嵌合され、シリンダロッドの両端側部分を移動可能にガイドする1対のシリンダガイドと、1対のシリンダガイドをナットと協働して連結する複数本のスタッドボルトとを備え、スタッドボルトは、ロッド部と、ロッド部の端側に位置し、ナットと螺合するネジ部とを有し、ロッド部の径は、ネジ部の径よりも大きく、シリンダガイドは、ネジ部が貫通する貫通孔と、貫通孔と連通するように設けられ、ロッド部におけるネジ部との境界部分が収容される座ぐり部とを有することを特徴とする。

操舵用油圧シリンダのシリンダロッドを移動させて車輪を転舵させると、アクスルビームがねじられるため、アクスルビームに固定されたシリンダガイドがアクスルビームのねじれに追従し、シリンダガイドとシリンダチューブとの間に相対的な変位が発生する。ここで、スタッドボルトにおいてロッド部の径がネジ部の径よりも大きい。また、シリンダガイドは、ロッド部におけるネジ部との境界部分が収容される座ぐり部を有している。このため、スタッドボルトの軸力は、ロッド部とシリンダガイドとの接触面で受けることになる。従って、シリンダガイドとシリンダチューブとの接触面でスタッドボルトの軸力を受けなくて済むため、シリンダチューブの端面とシリンダガイドとの間に隙間を設けることが可能となる。シリンダチューブの端面とシリンダガイドとの間に隙間を設けることにより、上述したようにシリンダガイドとシリンダチューブとの間に相対的な変位が発生しても、シリンダチューブの端面とシリンダガイドとの間ですべりが生じることは無い。これにより、車輪を転舵させるときの操舵用油圧シリンダの接触音の発生を防止することができる。

シリンダガイドには、シリンダチューブと接触するOリングが装着されていてもよい。この場合には、シリンダチューブがOリングで支えられることになる。従って、シリンダチューブの端面とシリンダガイドとの間に隙間が設けられていても、シリンダロッドの推力によるシリンダチューブのずれ動きをOリングの摩擦力で抑えることができる。

シリンダガイドは、アクスルビームにボルトにより固定されると共に、ボルトがねじ込まれるボルト穴を有する突起部を有し、スタッドボルトは、シリンダガイドにおける突起部の反対側に配置されていてもよい。この場合には、レイアウト上の制約を考慮して、複数本のスタッドボルトをスペース効率良く配置することができる。

本発明によれば、車輪を転舵させるときの接触音の発生を防止することができる操舵用油圧シリンダが提供される。

本発明の一実施形態に係る操舵用油圧シリンダが車輪及びリアアクスルビームに取り付けられた状態を示す斜視図である。

図1に示された操舵用油圧シリンダの外観を示す斜視図である。

図2に示された操舵用油圧シリンダの側面図である。

図2に示された操舵用油圧シリンダの断面図である。

図4に示された操舵用油圧シリンダの拡大断面図である。

操舵用油圧シリンダのシリンダロッドをストロークさせたときに、リアアクスルビーム及びシリンダガイドがねじられる様子を示す斜視図である。

比較例として、従来の操舵用油圧シリンダを示す拡大断面図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図1は、本発明の一実施形態に係る操舵用油圧シリンダが車輪及びリアアクスルビームに取り付けられた状態を示す斜視図である。同図において、本実施形態の操舵用油圧シリンダ1は、フォークリフト等の産業車両の左右1対の車輪2を転舵させるパワーステアリング(PS)シリンダである。操舵用油圧シリンダ1は、複動両ロッド型の油圧シリンダである。車輪2は、後輪である。車輪2の外周部には、タイヤ3が組み付けられている。

操舵用油圧シリンダ1は、左右1対の車輪2とリンク4を介して連結されている。また、操舵用油圧シリンダ1は、車体フレーム(図示せず)に揺動可能に支持されたリアアクスルビーム5に固定されている。リアアクスルビーム5の前面及び後面には、車体フレームに設けられた穴部(図示せず)に挿入される揺動ピン5aが突設されている。

図2は、操舵用油圧シリンダ1の外観を示す斜視図である。図3は、操舵用油圧シリンダ1の側面図である。図4は、操舵用油圧シリンダ1の断面図である。

各図において、操舵用油圧シリンダ1は、シリンダチューブ6と、このシリンダチューブ6内に配置され、シリンダチューブ6に対して摺動可能なリング状のピストン7と、このピストン7の左右両側に延びるようにピストン7に固定されたシリンダロッド8と、リアアクスルビーム5に固定されると共にシリンダチューブ6と嵌合され、シリンダロッド8の両端側部分を移動可能にガイドする左右1対のシリンダガイド9と、これら1対のシリンダガイド9をナット10と協働して連結する4本のスタッドボルト11とを備えている。

シリンダロッド8は、円柱形状を有している。ピストン7は、シリンダロッド8の長手方向中央部の外周面に固定されている。シリンダロッド8は、各車輪2とリンク4を介して連結されている(図1参照)。シリンダロッド8の両端部には、リンク4と連結される連結部8aが設けられている。

各シリンダガイド9は、シリンダロッド8が貫通する断面円形状の貫通孔12を有している。各シリンダガイド9のピストン7側の端部には、図5にも示されるように、シリンダチューブ6の端部が嵌まるリング状の段差部13が設けられている。段差部13は、外周面13aと段差面13bとを有している。シリンダチューブ6の端部がシリンダガイド9の段差部13に嵌まり込むことで、シリンダチューブ6がシリンダガイド9に固定されている。つまり、シリンダチューブ6は、シリンダガイド9にインローで固定されている。

各シリンダガイド9の段差部13には、図5にも示されるように、外周面13aに開口する環状溝14が形成されている。環状溝14には、Oリング15が組み込まれている。つまり、シリンダガイド9には、Oリング15が装着されている。シリンダチューブ6は、Oリング15に接触している。

各シリンダガイド9には、シリンダガイド9をリアアクスルビーム5に固定するためのボルト16(図6(b)参照)がねじ込まれるボルト穴17を有する固定用突起部18が上下に2つ突設されている。シリンダガイド9は、上下2つのボルト16によりリアアクスルビーム5に固定される。

また、各シリンダガイド9には、ピストン7の左右両側に位置する2つの油圧室19に対して作動油を導入または導出するための作動油出入口(図示せず)を有する油供給用突起部20が突設されている。油供給用突起部20は、上下2つの固定用突起部18の間に配置されている。油圧室19は、シリンダチューブ6、ピストン7、シリンダロッド8及びシリンダガイド9によって画成される。

スタッドボルト11は、図5にも示されるように、ロッド部21と、このロッド部21の両端側に位置し、ナット10と螺合する1対のネジ部22とを有している。ネジ部22は、スタッドボルト11の両端部分に配置されている。ロッド部21の径は、ネジ部22の径よりも大きい。従って、ロッド部21の両端には、ロッド部21とネジ部22との境界の一部をなすリング状の境界面21aが設けられている。

各シリンダガイド9には、連結用突起部23が上下に2つずつ突設されている。連結用突起部23は、固定用突起部18と連続して設けられている。各連結用突起部23には、2本のスタッドボルト11の一端部がそれぞれ連結される。

各シリンダガイド9は、図5にも示されるように、スタッドボルト11のネジ部22が貫通する断面円形状の貫通孔24と、この貫通孔24と連通するように設けられ、スタッドボルト11のロッド部21におけるネジ部22との境界部分が収容される段差状の座ぐり部25とを有している。座ぐり部25は、シリンダガイド9のピストン7側に配置されている。座ぐり部25は、ロッド部21の境界面21aと接触する底面25aと、ロッド部21の一端部の外周面と接触する内周面25bとを有している。

2本のスタッドボルト11は、シリンダガイド9の真上及び真下に配置されている。もう2本のスタッドボルト11は、シリンダガイド9における貫通孔12の径方向中心に対して固定用突起部18の反対側に配置されている。

このようなスタッドボルト11により左右1対のシリンダガイド9同士を連結するときは、スタッドボルト11のネジ部22がシリンダガイド9の貫通孔24を貫通した状態で、ネジ部22にナット10をねじ込んで締め付ける。これにより、スタッドボルト11のロッド部21の境界面21aが座ぐり部25の底面25aに当接する。このとき、図5に示されるように、シリンダチューブ6の両端面は、各シリンダガイド9の段差部13の段差面13bには当接していない。つまり、シリンダチューブ6の端面とシリンダガイド9の段差面13bとの間には、隙間Sが設けられている。従って、スタッドボルト11の軸力は、ロッド部21の境界面21aとシリンダガイド9の座ぐり部25の底面25aとの間のみで受けることになる。

図6に示されるように、操舵用油圧シリンダ1のシリンダロッド8を一方側にストロークさせることで車輪2を転舵させると、タイヤ3と地面との接地部が車輪2の中立位置からずれるため、リアアクスルビーム5がねじられる。すると、リアアクスルビーム5に固定されたシリンダガイド9がリアアクスルビーム5のねじれに追従するため、シリンダガイド9とシリンダチューブ6との間に相対的な変位が発生する。

ここで、比較例として、従来の操舵用油圧シリンダを図7に示す。図7に示される操舵用油圧シリンダ50は、スタッドボルト51を備えている。スタッドボルト51の径は、全体的に等しくなっている。つまり、ロッド部21の径は、ネジ部22の径と等しい。また、シリンダチューブ6の端面は、シリンダガイド9の段差面13bと接触している。従って、スタッドボルト51の軸力は、シリンダチューブ6とシリンダガイド9との接触面で受けることとなる。

そのため、操舵用油圧シリンダ50のシリンダロッド8のストローク時に、上述したようにシリンダガイド9とシリンダチューブ6との間の相対的な変位が発生すると、シリンダチューブ6とシリンダガイド9との接触面間ですべりが生じ、シリンダチューブ6とシリンダガイド9との接触面間から接触音が発生する虞がある。

これに対し本実施形態では、スタッドボルト11においてロッド部21の径がネジ部22の径よりも大きい。また、シリンダガイド9は、ロッド部21におけるネジ部22との境界部分が収容される座ぐり部25を有している。このため、スタッドボルト11の軸力は、ロッド部21とシリンダガイド9との接触面、つまりロッド部21の境界面21aとシリンダガイド9の座ぐり部25の底面25aとの間で受けることになる。従って、シリンダチューブ6とシリンダガイド9との接触面、つまりシリンダチューブ6の端面とシリンダガイド9の段差面13bとの間でスタッドボルト11の軸力を受けなくて済むため、シリンダチューブ6の端面とシリンダガイド9の段差面13bとの間に隙間Sを設けることが可能となる。シリンダチューブ6の端面とシリンダガイド9の段差面13bとの間に隙間Sを設けることにより、上述したようにシリンダガイド9とシリンダチューブ6との間に相対的な変位が発生しても、シリンダチューブ6の端面とシリンダガイド9の段差面13bとの間ですべりが生じることは無い。これにより、車輪2を転舵させるときの操舵用油圧シリンダ1の接触音の発生を防止することができる。

また、シリンダガイド9には、シリンダチューブ6と接触するOリング15が装着されている。このため、シリンダチューブ6は、Oリング15で支えられることになる。従って、シリンダチューブ6の端面とシリンダガイド9の段差面13bとの間に隙間Sが設けられていても、シリンダロッド8の推力によるシリンダチューブ6のずれ動きをOリング15の摩擦力で抑えることができる。

また、2本のスタッドボルト11は、シリンダガイド9における固定用突起部18の反対側に配置されている。従って、レイアウト上の制約を考慮して、4本のスタッドボルト11をスペース効率良く配置することができる。

さらに、スタッドボルト11の本数を4本としたので、スタッドボルト11のロッド部21とシリンダガイド9との接触面の総面積が大きくなる。従って、スタッドボルト11の軸力をロッド部21とシリンダガイド9との接触面のみで確実に受けることができる。

また、スタッドボルト11のロッド部21の径を大きくすることにより、スタッドボルト11の強度が高くなると共に、スタッドボルト11の合計軸力が増加するため、スタッドボルト11に外力が加わってもナット10がスタッドボルト11に対して外れにくくなる。

なお、本発明は、上記実施形態には限定されない。例えば上記実施形態では、スタッドボルト11の本数が4本であるが、スタッドボルト11の本数としては、複数本であればよい。

また、上記実施形態では、スタッドボルト11は、ロッド部21の両端側に位置する1対のネジ部22を有し、1対のシリンダガイド9は、ロッド部21におけるネジ部22との境界部分が収容される座ぐり部25をそれぞれ有しているが、特にその構造には限られない。例えば、スタッドボルトにおいてネジ部がロッド部の一端側のみに位置し、1対のシリンダガイドの一方のみに座ぐり部が設けられていてもよい。

さらに、上記実施形態の操舵用油圧シリンダ1は、1対の車輪2である後輪に連結されると共にリアアクスルビーム5に固定されているが、本発明は、1対の前輪に連結されると共にフロントアクスルビームに固定される操舵用油圧シリンダにも適用可能である。

1…操舵用油圧シリンダ、2…車輪、5…リアアクスルビーム、6…シリンダチューブ、7…ピストン、8…シリンダロッド、9…シリンダガイド、10…ナット、11…スタッドボルト、15…Oリング、16…ボルト、17…ボルト穴、18…固定用突起部(突起部)、21…ロッド部、22…ネジ部、24…貫通孔、25…座ぐり部。