車輪轉向角檢測裝置及轉動量檢測器的安裝結構的制作方法

專利名稱：車輪轉向角檢測裝置及轉動量檢測器的安裝結構的制作方法
技術領域：
本發明涉及例如叉車等車輛的車輪轉向角檢測裝置。尤其是，本發明涉及作為轉向角檢測裝置用的轉動量檢測器安裝在預定地方的安裝結構。
一般地，在叉車中，為了在轉向時不至于因為離心力而使得車輛過度地傾斜，要進行在例如叉車轉向時限制后軸擺動量的控制。這種控制例如是根據車速及車輛的車輪轉向角而進行的。有關叉車的車輪轉向角的檢測方法公開在例如特公平4-24270號公報中。
上述公報所公開的叉車具有動力轉向裝置。該動力轉向裝置具有根據轉向盤的操作而轉動的轉向軸和連接到該轉向軸的閥總成。該閥總成根據轉向軸的轉動而向油缸供給工作油和從油缸排出工作油。從油缸兩端突出的活塞桿上連接有車輪。油缸根據來自閥總成的工作油而對各車輪進行轉向地驅動。這時，由行程傳感器檢測油缸活塞桿的移動量，根據該檢測值來求出轉向角。
除上述方法外，作為其它方法有通過連桿等轉換機構將油缸活塞桿的直線移動轉換成轉動，由電位計檢測出該轉動角度，根據該檢測值來求出轉向角。
但是，在用行程傳感器檢測活塞桿的移動量的方法中，不僅轉向角的計算很麻煩，而且行程傳感器價高，因此成本就高。此外，在將活塞桿的移動轉換為轉動的方法中，由于檢測轉動角度的電位計價格低廉，因而其成本方面有利。但是，必須設置用于將活塞桿的移動轉換為轉動的連桿之類的轉換機構。這樣，增加了部件的數目，使得組裝作業困難。而且，當不能高精度地組裝轉換機構時，就不能高精度地檢測出轉向角。
本發明旨在解決上述問題，其目的是提供一種可簡單地、構造廉價而可高精度地檢測出車輪轉向角的轉向角檢測裝置。
本發明的另一個目的是提供一種將適于用作例如上述轉向角檢測裝置的轉動量檢測器高精度地安裝在預定地方的安裝結構。
為達到上述目的，本發明的第一方面提供檢測車輛的車輪轉向角的裝置。車輛具有操作部件、驅動體和轉向操作機構。根據操作部件的操作，驅動體通過轉向操作機構來操作車輪轉向。轉向操作機構具有與車輪連動的轉向轉動部件。轉向角檢測裝置具有將轉動部件的轉動量作為車輪的轉向角而檢測出的檢測器。
本發明的第二方面提供檢測轉動部件轉動量的檢測器的安裝結構。轉動部件可轉動地支承在支承體上形成的支承孔內。檢測器安裝在與轉動部件操作連接的支承體上。為了確定檢測器相對轉動部件的位置，在支承體與檢測器之間配置有定位部件。
本發明的第三方面提供檢測轉動部件轉動量的檢測器的安裝結構。轉動部件可轉動地支承在支承體上形成的支承孔內。檢測器通過支承孔安裝在與轉動部件操作連接的支承體上。在支承孔與轉動部件之間設置有軸承。在支承孔的內部分隔形成向該軸承供給潤滑劑的填充空間。為了防止潤滑劑侵入檢測器中，在支承孔內設有密封部件。


圖1表示本發明具體化的第一實施例的轉向角傳感器及其安裝結構主要部分的放大剖視圖。
圖2表示圖1的轉向角傳感器的安裝結構的分解斜視圖。
圖3表示叉車后輪的部分主視剖視圖。
圖4表示圖1的轉向角傳感器內部構造的透視圖。
圖5表示轉向角傳感器的輸入軸相對于主銷的接合狀態的放大的部分剖視圖。
圖6表示裝載有圖1的轉向角傳感器的叉車的側視圖。
圖7概略地表示圖6的叉車中轉向裝置的構成。
圖8表示圖6的叉車后軸的后視圖。
圖9表示圖8的后軸的斜視圖。
圖10表示本發明第二實施例的轉向角傳感器及其安裝結構主要部分的剖視圖。
圖11表示本發明第三實施例的轉向角傳感器及其安裝結構主要部分的剖視圖。
圖12表示本發明第四實施例的轉向角傳感器及其安裝結構主要部分的剖視圖。
圖13表示本發明第五實施例的轉向角傳感器及其安裝結構主要部分的剖視圖。
圖14表示本發明第六實施例的轉向角傳感器及其安裝結構主要部分的剖視圖。
圖15表示本發明第七實施例的轉向角傳感器及其安裝結構主要部分的剖視圖。
圖16表示本發明第八實施例的轉向角傳感器的安裝結構主要部分的剖視圖。
圖17表示本發明第九實施例的轉向角傳感器的安裝結構主要部分的剖視圖。
圖18表示本發明第十實施例的轉向角傳感器的安裝結構主要部分的剖視圖。
圖19表示本發明第十一實施例的轉向角傳感器的安裝結構主要部分的剖視圖。
圖20表示本發明第十二實施例的轉向角傳感器的安裝結構主要部分的剖視圖。
圖21表示本發明第十三實施例的轉向角傳感器的安裝結構主要部分的剖視圖。
圖22表示本發明第十四實施例的轉向角傳感器的安裝結構主要部分的剖視圖。
圖23表示本發明第十五實施例的轉向角傳感器的安裝結構主要部分的剖視圖。
圖24表示與本發明第十六實施例的轉向角傳感器的安裝結構有關、叉車后軸的平面圖。
圖25為圖24的25-25線方向的剖視圖。
圖26表示圖24的轉向角傳感器的安裝結構的放大的部分剖視圖。
下面參照圖1～9來說明將本發明具體化的叉車的轉向角傳感器及其安裝結構的第一實施例。
圖6表示用作工程車輛的叉車1。該叉車1為前輪驅動、后輪轉向的四輪車輛。在叉車1的車架1a的前部立設有左右一對外立桿2。在兩外立桿2之間配設有可升降的內立桿(圖中未示出)。車叉4通過鏈條(圖中未示出)可升降地吊置在該內立桿上。外立桿2通過傾斜油缸5連接到車架1a上，并通過傾斜油缸5的活塞桿5a的伸出與退回動作而可相對于車架1a傾斜運動。配設在外立桿2內側面的舉升油缸6的活塞桿6a連接到內立桿的上端部。通過舉升油缸6的活塞桿6a的伸出與退回動作，使車叉4升降。左右一對前輪7通過差速齒輪(圖中未示出)與變速器(圖中未示出)由發動機9的動力來驅動。
接下來參照圖7來說明設置在該叉車1上的動力轉向裝置10。動力轉向裝置10具有由操作者進行叉車1操作的轉向(操作)盤12。在該轉向盤12上設置有在操作者操作轉向盤12時握持的捏手12a。轉向盤12連接到轉向軸13上。轉向軸13相應于操作者對轉向盤12操作量的轉動角度而轉動。轉向軸13連接于動力轉向用的閥總成14。
在閥總成14上連接有供給管16與排出管18。油箱17內的工作油由油泵15通過供給管16供給閥總成14。工作油從閥總成14通過排出管18而排出到油箱17內。閥總成14通過第一油管K1及第二油管K2連接到轉向油缸20。閥總成14通過兩油管K1、K2控制向油缸20供給的工作油和從油缸20排出的工作油。油缸20通過工作油的供給與排出來操作轉向輪、即一對后輪Ta、Tb。閥總成14將相應于轉向軸13的轉動角度量的工作油通過第一與第二油管K1、K2供給油缸20。
油缸20具有兩端封閉的大致中空圓筒狀的缸體21及配設在該缸體21內的活塞22。活塞22將缸體21的內部空間分隔成第一室R1與第二室R2。活塞22與從第一室R1向缸體21外延伸的活塞桿23a以及從第二室R2向缸體21外延伸的活塞桿23b連接。活塞桿23a的前端通過連桿機構24a連接到后輪Ta上。同樣地，活塞桿23b的前端通過連桿機構24b連接到后輪Tb上。后面將詳述將各后輪Ta、Tb以主銷25a、25b為中心可轉動地設置的情況。
第一室R1連接到前述第一油管K1，第二室R2連接到前述第二油管K2。因此，當工作油從閥總成14通過第一油管K1供給到第一室R1時，活塞22向圖7的左方移動。于是，兩活塞桿23a、23b與活塞22同時向左方移動，使后輪Ta、Tb以主銷25a、25b為中心沿圖7的順時針方向轉向。與此同時，第二室R2內的工作油通過第二油管K2回到閥總成14，再通過排出管18導入油箱17內。在圖7中，后輪Ta、Tb沿順時針方向轉向時，叉車1向左轉。
相反，當工作油從閥總成14通過第二油管K2供給到第二室R2時，活塞22向圖7的右方移動。于是，兩活塞桿23a、23b與活塞22同時向右方移動，使后輪Ta、Tb以主銷25a、25b為中心沿圖7的逆時針方向轉向。與此同時，第一室R1內的工作油通過第一油管K1回到閥總成14，再通過排出管18導入油箱17內。在圖7中，后輪Ta、Tb沿逆時針方向轉向時，叉車1向右轉。
下面說明前述動力轉向裝置10的配置結構。如圖8及9所示，在車架1a的下部，后軸32沿車寬方向延伸設置。后軸32具有基板33、上板34及下板35。上板34及下板35相對地配置在基板33的上部與下部。配置在基板33的后側的連接板36將上板34與下板35連接。在基板33的中央部分，圓柱狀的中央銷37朝前方延伸地配設。同樣地，在連接板36的中央部分，圓柱狀的中央銷38朝后方延伸地配設。
在車架1a上，一對支承板39從前后夾持后軸32地設置著。在各支承板39上形成有斷面為圓形的貫通孔40。各貫通孔40內分別通過插入中央銷37、38而使后軸32相對于車架1a可轉動地安裝。因此，后軸32可隨著叉車1行駛時等路面的凹凸而相對于車架1a轉動，從而緩和了車體的搖動。
如圖8所示，在后軸32內收納有前述油缸20。油缸20的缸體21通過螺栓(圖中未示出)等固定在基板33上。油缸20的兩活塞桿23a、23b的前端通過前述連桿機構24a、24b及含有主銷25a、25b的轉向機構Va、Vb而分別連接到后輪Ta、Tb上。
下面說明充當轉動量檢測器功能的轉向角傳感器51的安裝結構。圖3表示叉車1右側的轉向輪、即后輪Ta的主視剖視圖。如圖3及圖9所示，在后軸32的上板34的兩端，固定有上支承筒41。在后軸32的下板35的兩端，固定有下支承筒42。在叉車1的右側的上下兩支承筒41、42的支承孔41a、42a內，通過滾針軸承43a、43b插入支承著可轉動的前述主銷25a。一對防塵密封圈153夾持下側的滾針軸承43b地、配置在下支承筒42的支承孔42a的內周面與主銷25a之間。
如圖3所示，轉向節44被可隨主銷25a體轉動地固定在主銷25a的中間部分。該轉向節44構成前述轉向機構Va的一部分，其通過連桿機構24a連接到油缸20的活塞桿23a上。因此，隨著活塞桿23a的移動，轉向節44與主銷25a一起在該主銷25a的轉動軸心L的周圍轉動。止推軸承45在轉向節44與上支承筒41之間配置在主銷25a上。該止推軸承45允許轉向節44與上支承筒41之間有相對轉動。
在車寬方向水平延伸的車軸53整體地形成在前述轉向節44上。車軸53上嵌合有可通過一對滾柱軸承55、56轉動的大致為圓筒狀的軸轂54。后輪Ta具有車輪本體58及安裝在該本體58外周的輪胎57。車輪本體58通過多個螺栓59與螺母60固定在軸轂54上。因此，后輪Ta可轉動地支承在車軸53上。此外，后輪Ta與轉向節44及主銷25a一起，可在主銷25a的轉動軸心L的周圍轉動。
特別是，雖然圖中未示出，在叉車1左側的上下兩支承筒41、42的支承孔41a、42a內，同樣通過滾針軸承43a、43b可轉動地插入支承著前述主銷25b。此外，叉車1左側后輪Tb的安裝結構、由于除了沒有相應于圖3所示右側后輪Ta的位于主銷25a上部的轉向角傳感器51(后面將描述)外，其余與圖3所示右側后輪Ta的安裝結構基本相同，故省去其圖示和說明。
如圖1～3所示，用多個螺栓49將托架47固定在上支承筒41的上面。如圖2所示，用鋁模鑄造形成平板狀的托架47，在其中央設有圓形的定位孔48。在托架47的4個角，形成可插入前述螺栓49的插入孔50。在上支承筒41的上面，形成有用于螺紋固定螺栓49的螺紋孔41c。在上支承筒41的支承孔41a的上端開口邊緣，形成有階梯孔41b，該階梯孔41b上嵌合著密封圈28。該密封圈28密封支承孔41a上端開口、緊密設置在安裝于上支承筒41上面的托架47的下面。密封圈28防止水等通過托架47與上支承筒41上面之間而侵入支承孔41a內。
如圖1所示，在前述支承孔41a內部，形成有由主銷25a的上端、滾針軸承43a及托架47圍成的空間S。在上支承筒41內，形成有將該空間S連通到外部的充填孔29。在該充填孔29的螺紋開口上固定有黃油嘴30。黃油G通過該黃油嘴30充填到空間S內。黃油G充當潤滑滾針軸承43a等的潤滑劑的功能。
如圖1及圖2所示，在前述托架47上固定有轉向角傳感器51。轉向角傳感器51由電位計構成。在轉向角傳感器51的圓筒狀殼體62的下部，形成有從側方突出的一對安裝板61。在各安裝板61上，形成有螺釘插入孔61a。此外，如圖2的雙點劃線所示，插入孔61a也可形成為長孔。在殼體62的下面，形成有與前述托架47的定位孔48配合的圓筒狀嵌合部分61c。當該嵌合部分61c成為與定位孔48嵌合的狀態時，通過將插入各插入孔61a的螺釘61b螺紋固定在托架47上的螺紋孔47c內，轉向角傳感器51以定位的狀態固定在托架47上。
輸入軸63從前述嵌合部分61c的下面向下方突出。該軸63的下部圓周面的一部分被切去而形成平面狀的接合面68。另一方面，如圖5所示，在主銷25a的上端面，形成有斷面為半圓狀的接合孔69。將前述軸63的下部、在其軸心與主銷25a的轉動軸心L一致的狀態下嵌入前述接合孔69內。因此，轉向角傳感器51被配置在主銷25a的轉動軸心L的延長線上，從而能使軸63與主銷25a一體地轉動。
下面說明前述轉向角傳感器51的內部構造。如圖4所示，轉向角傳感器51的殼體62由絕緣材料形成。在殼體62的底板上，可自由轉動地配置有轉動板67。前述軸63與該轉動板67的轉動軸心一致地、整體形成在該轉動板67的下面。軸63以可轉動地支承于設置在殼體62的底板上的軸承(圖中未示出)內的狀態、從前述嵌合部分61c向下方突出。
在前述轉動板67的上面，涂層有絕緣膜(圖中未示出)。在該絕緣膜上固定導體板64。在該導體板64的上面，突設有第一接觸子65及第二接觸子66。第一接觸子65配置在轉動板76的轉動軸心上，第二接觸子66配置在從該轉動板67的轉動軸心外移的位置。因此，隨著轉動板67與軸63一起轉動，第二接觸子66描繪出圓形移動軌跡。第一接觸子65的前端具有導電性的電刷65a。第二接觸子66的前端上也同樣具有導電性的電刷66a。
在殼體62的上板的下面，固定有與前述第一接觸子65的電刷65a常接觸的導電片70。電阻片71圍繞該導電片70地固定在殼體62的上板下面。電阻片71形成切去圓環一部分的形狀、與前述第二接觸子66常接觸地沿該第二接觸子66的移動軌跡延伸。該電阻片71的電阻值高于導電片70的電阻值。
導電片70及電阻片71的一端分別連接到圖1所示的一對信號線C上，該信號線C連接到由電子控制裝置構成的控制器(圖中未示出)上。隨著軸63與轉動板67一起轉動，第二接觸子66的電刷66a相對于電阻片71的接觸位置變化。隨著該接觸位置的變化，連接到導電片70上的信號線C與連接到電阻片71上的信號線C之間的電阻值也變化。相應于該電阻值的變化，輸入控制器的信號電壓也變化。根據該電壓的變化，控制器求出與軸63整體地轉動的主銷25a的轉動角度，即后輪Ta的轉向角。
在上述結構的叉車1中，如圖7所示，當操作者將轉向盤12例如逆時針方向轉動時，通過動力轉向裝置10的動作，后輪Ta、Tb以相應于轉向盤12的轉動角度的轉向角、以主銷25a、25b為中心沿該圖的順時針方向轉向。
反之，當操作者將轉向盤12例如沿圖7的順時針方向轉動時，通過動力轉向裝置10的動作，后輪Ta、Tb以相應于轉向盤12的轉動角度的轉向角、以主銷25a、25b為中心沿該圖的逆時針方向轉向。
當后輪Ta、Tb轉向時，該后輪Ta、Tb與主銷25a、25b整體地轉動。轉向角傳感器51向控制器輸出相應于一方的主銷25a的轉動角度、即后輪Ta的轉向角的信號。
以上詳述的該實施例可得到以下效果。
由電位計構成的轉向角傳感器51配置在主銷25a的轉動軸心L的延長線上，將該主銷25a的轉動角度作為后輪Ta的轉向角檢測出。因此，與已有技術不同，不需用行程傳感器來測定油缸20的活塞桿23a、23b的移動量，就可檢測出轉向角。因此，不需使用行程傳感器之類的高價的傳感器，只需使用廉價的電位計，從而降低了成本。
轉向角傳感器51的輸入軸63直接連接在主銷25a上，不需設置輸入軸63與主銷25a之間的其它部件。因此，檢測轉向角的必要的結構非常簡單，在主銷25a與轉向角傳感器51之間不會產生因組裝引起的誤差。這樣，由于可由轉向角傳感器51直接且正確地檢測出主銷25a的轉動角度，故提高了轉向角的檢測精度。而且，盡量減少了部件數目，與此同時簡化了轉向角傳感器51在主銷25a上的組裝作業。
此外，輸入軸63也可通過橡膠等襯套連接在主銷25上。
轉向角傳感器51也可不使用托架47而直接安裝在上支承筒41上。該安裝方法是、例如在上支承筒41的支承孔41a較小時有效。
下面根據圖10說明本發明的第二實施例。此外，在本實施例及其它實施例中，與第一實施例中相同的部件用同一標記表示，主要說明與第一實施例中不同之處。
如圖10所示，本實施例中轉向角傳感器51配設在從主銷25a的轉動軸心L向后軸32的中央部位偏移的位置。即轉向角傳感器51的安裝托架73跨越配置在上支承筒41與后軸32的上板34之間。該托架73的外周部的凸緣73a通過螺栓74固定在后軸32的上板34及上支承筒41的上面。通過該托架73的安裝形成有由所述托架73、支承孔41a、主銷25a的上端及滾針軸承43a圍成的空間S。在該空間S的內部通過黃油嘴30及充填孔29充填有黃油G。而且，在必要時也可在凸緣73a與上板34以及上支承筒41之間設置密封部件(圖中未示出)。
轉向角傳感器51從主銷25a的轉動軸心L向后軸32的中央部位偏移地安裝在托架73上。轉向角傳感器51在托架73上的安裝結構與上述第一實施例的相同。轉向角傳感器51的軸63突出到空間S內，該軸63的前端上固定有直齒輪75。此外，在主銷25a的上端面通過軸76a固定有直齒輪76，該直齒輪76與前述直齒輪75嚙合。直齒輪75與直齒輪76的齒輪比為1∶1。
當主銷25a與后輪Ta一起轉動時，通過兩個直齒輪75、76將該轉動傳遞給轉向角傳感器51的軸63。因此，轉向角傳感器51與上述第一實施例相同地向控制器輸出相應于主銷25a的轉動角度、即后輪Ta的轉向角的信號。
當轉向角傳感器51設置在主銷25a的轉動軸線L的延長線上時，由于后輪Ta的形狀與大小，其可能會干涉轉向角傳感器51。但是，在本實施例中轉向角傳感器51相對于主銷25a的轉動軸線L偏離后輪Ta地配置。因此，可確實防止后輪Ta干涉轉向角傳感器51，并且提高了選擇后輪Ta的形狀與大小的自由度。
下面根據圖11說明使本發明具體化的第三實施例。本實施例作為上述第二實施例的變形方式，與轉向角傳感器51側的直齒輪75嚙合的直齒輪77直接形成在主銷25a的上端外周部上，這是與第二實施例不同之處。因此，與在主銷25a上組裝直齒輪76的第二實施例不同，直齒輪77不會產生組裝誤差。這樣，提高了轉向角的檢測精度。
下面根據圖12說明使本發明具體化的第四實施例。本實施例中，在主銷25a的上端外周部，直接形成有取代上述第三實施例的直齒輪77的錐齒輪78。此外，托架73以具有垂直壁73b的方式形成，在該垂直壁73b上安裝轉向角傳感器51。在突出于托架73內的傳感器51的軸63上固定有與前述錐齒輪78直交且與其嚙合的錐齒輪79。兩齒輪78、79的齒輪比為1∶1。另外，錐齒輪78也可與主銷25a單獨設置。
下面根據圖13說明使本發明具體化的第五實施例。本實施例中，轉向角傳感器51由代替電位計的純粹方式的磁氣傳感器構成。轉向角傳感器、即磁氣傳感器51相對于主銷25a的上端外周面地固定在上支承筒41的上面。該轉向角傳感器51具有在上下方向配列的多個磁頭(圖中未示出)。磁性體層84與所述的磁頭相對地形成在主銷25a的上端外周面上。在該磁性體層84上、在主銷25a的轉動方向之預定角度位置、記錄有表示主銷25a的轉動角的代碼化的多個磁化圖案(pattern)。轉向角傳感器51通過讀取與磁頭相對的磁化圖案，檢測出主銷25a的轉動角度、即后輪Ta的轉向角。
蓋81從上方覆蓋主銷25a及轉向角傳感器51地配置著。該蓋81的外周部通過螺栓74固定在上板34及上支承筒41的上面。環形密封圈82配置在主銷25a的外周面與支承孔41a的內周面之間。在該密封圈82與滾針軸承43a之間形成的空間S內充填有黃油G。密封圈82防止空間S內的黃油G侵入配置有轉向角傳感器51的蓋81的內部空間。
作為轉向角傳感器51，在使用磁氣傳感器之類的非接觸式傳感器的情況下，與使用電位計之類的接觸式傳感器的情況相比，可抑制轉向角傳感器耐久性能的惡化。這樣，可長期且高精度地檢測出轉向角。
下面根據圖14說明使本發明具體化的第六實施例。在本實施例中，轉向角傳感器51由代替上述第五實施例的磁氣傳感器的純粹方式的光電傳感器構成。轉向角傳感器、即光電傳感器51與主銷25a的上端外周面相對地固定在上支承筒41的上面。該轉向角傳感器51具有由多個發光二極管構成的發光部51a、和由與發光二極管分別相對地配置的多個硅二極管構成的受光部51b。
在主銷25a的上端外周面，固定有凸緣狀的轉動板83。該轉動板83隨著主銷25a的轉動而通過轉向角傳感器51的發光部51a與受光部51b之間。在轉動板83上，對應主銷25a轉動方向的預定角度位置形成有表示主銷25a的轉動角的反射碼化的多個切口。轉向角傳感器51通道讀取位于發光部51a與受光部51b之間的轉動板83上的切口，檢測出主銷25a的轉動角度、即后輪Ta的轉向角。
作為轉向角傳感器51，在本實施例中使用非接觸式的光電傳感器，其可與上述圖13的第五實施例同樣地抑制轉向角傳感器耐久性能的惡化，從而可長期與高精度地檢測出轉向角。
下面結合附圖15描述本發明具體化的第七實施例。本實施例特別適于具有大主銷的大型車輛。即，本實施例與上述圖1所示的第一實施例相比，轉向角傳感器51不是安裝在托架47的上面而是在其下面。在主銷25a的上端面，形成有用于收納轉向角傳感器51的收納凹部85。該收納凹部85以這樣的方式形成，即在主銷25a轉動時使轉向角傳感器51在凹部85內最大程度地不受干涉。在收納凹部85內的底面形成有用于嵌入轉向角傳感器51之輸入軸63的接合孔69。
如上所述，轉向角傳感器51收納于主銷25a內，其不會突出到托架47的上面。因此，可確實防止后輪Ta受到轉向角傳感器51的干涉、并且提高了后輪形狀與大小選擇的自由度。
下面結合附圖16描述本發明具體化的第八實施例。本實施例為上述圖1所示第一實施例的變形例。本實施例中，在托架47的下面突設有圓筒形定位體47a。該定位體47a與托架47的定位孔48同心并與上支承筒41的支承孔41a配合。在定位體47a的前端側具有小直徑的導引部47b。
當托架47安裝在上支承筒41上時，定位體47a嵌合于支承孔41a。即，托架47在相對于支承孔41a被定位的狀態下安裝在上支承筒41上。主銷25a的上端插入定位體47a的內部。此外，在托架47呈安裝狀態下，托架47的定位孔48的軸心與支承孔41a內主銷25a的轉動軸心L一致。換言之，相對于托架47被定位的轉向角傳感器51的輸入軸62的轉動軸心與主銷25a的轉動軸心L正確地一致。設置在支承孔41a開口邊緣處的密封圈28與托架47的下面及定位體47a的外周面緊密接觸。
如上所述，在托架47上設置用于將托架47定位于支承孔41a的定位體47a。因此，當托架47由螺栓49固定于上支承簡41上時，托架47相對于上支承筒41不會在主銷25a的徑向偏移。如果產生這樣的偏移，由于固定于托架47上的轉向角傳感器51的輸入軸63嵌合在主銷25a的接合孔69內，因此在該輸入軸63上不會施加過分的徑向力。這正是轉向角傳感器51檢測精度降低和產生故障的原因。可是，在本實施例中由于設置了可阻止托架47相對于支承孔41a在徑向偏移的定位體47a，故提高了轉向角傳感器51的安裝精度、不會產生上述問題。
如果在托架47上只簡單地設置圓筒形定位體47a，也可獲得上述效果，但這種實施方式較為簡單。
當托架47的定位體47a嵌合于支承孔41a內時，首先定位體47a的前端側的導引部47b插入支承孔41a內。由于導引部47b具有小于支承孔41a的直徑，故定位體47a容易嵌合到支承孔41a內。
轉向角傳感器51通過托架47而定位配置在支承孔41a上。因此，即使轉向角傳感器51比支承孔41a小，但通過托架47的使用，可簡單且高精度地安裝傳感器51。
此外，當支承孔41a較小時，轉向角傳感器51也可不使用托架47而直接安裝在上支承筒41上。這時，在轉向角傳感器51上直接設置相當于定位體47a的部件。
定位體47a的導引部47b也可形成為帶狀。另外，也可省去導引部47b。
也可在上支承筒41的上面突設相對于定位體47a的接合部件、同時在托架47上設置與該接合部件接合的凹部與孔等。
上述定位體47a也不必一定要設置為圓筒形。也可切去圓筒形定位體47a的一部分。此外，例如如圖17所示的第九實施例，與支承孔41a(參照圖16)的內周面接觸的一對定位體47a相對于定位孔48的軸心分隔180o設置。另外，不限于一對定位體47a，也可設置3個以上的定位體47a。這時，最好是在與含有定位孔48的軸心的平面隔開的托架47上的兩個部分中，在一個部分配置至少一個定位體47a，在另一部分配置至少兩個定位體47a。這樣，取代設置圓筒形的一個定位體47a，可設置多個定位體47a，而獲得與上述第八實施例同樣的效果。
而且，圖17所示的定位體47a也可設置在上述圖10～12及圖15所示的各實施例中。此外，在圖13及14所示的各實施例中，在轉向角傳感器51固定在蓋81內面時，也可在該蓋81上設置圖17所示的定位體47a。即使采用這種結構，也可提高轉向角傳感器51的安裝精度、提高轉向角的檢測精度。
下面參照附圖18說明本發明具體化的第10實施例。本實施例為上述圖16所示的第八實施例變更的變更例。在本實施例中，在主銷25a的上端外周面形成環形溝槽26、在該溝槽26內嵌有密封圈27。該密封圈27由例如橡膠等彈性材料構成。密封圈27與圓筒形定位體47a的內周面可滑動地緊密接觸，密封定位體47a與主銷25a之間。在定位體47a與滾針軸承43a之間形成的空間S內充填黃油G。密封圈27防止空間S內的黃油G侵入定位體47a的內部空間、即轉向角傳感器51的軸63露出的空間內。
由于黃油G通過軸63與插入該軸63的嵌合部61c之間的間隙而侵入殼體62的內部，因而可能成為傳感器51產生誤動作的原因。但是，在本實施例中，通過設置在定位體47a與主銷25a之間的密封圈27，防止了黃油G侵入傳感器51的殼體62內。因此，傳感器51不會產生誤動作，總是能進行高精度的檢測。
圖19所示的第11實施例與圖18所示的第10實施例相反，是在其定位體47a的內周面上形成環形溝槽26、在該溝槽26內嵌入密封圈27。該密封圈27與主銷25a的外周面可滑動地緊密接觸，以密封定位體47a與主銷25a之間。
圖20所示的第12實施例中，密封圈169安裝在定位體47a的下端面。該密封圈169是由例如橡膠等彈性材料構成，具有比支承孔41a與主銷25a之間的徑向間隔要大的斷面寬度。因此，密封件的內周面169與主銷25a可滑動地緊密接觸，同時其外周面與支承孔41a的內周面緊密接觸。本實施例同樣可獲得與上述圖18及19所示實施例同樣的效果。特別是，在本實施例中，由于不需在主銷25a或定位體47a上加工用于安裝密封圈169的溝槽，因此加工作業得以簡單化，同時密封圈169的安裝亦變得容易。
在圖21所示的第13實施例中，在定位體47a的下端面的內周部上形成部段170、在該部段170上嵌入環形油封171。該油封171與主銷25a的外周面可滑動地緊密接觸、并且密封定位體47a與主銷25a之間。
在圖22所示的第14實施例中，在主銷25a的上端面上形成有以主銷25a的轉動軸心L為中心的環形溝槽172。在該溝槽172內嵌入由彈性材料等構成的密封圈173。該密封圈173與托架47的下面可滑動地緊密接觸、并密封托架47與主銷25a之間。因此，可防止黃油G侵入密封圈27的內側空間、即轉向角傳感器51的軸63露出的空間內。
本實施例可與上述圖18～21所示的第10～13實施例之任一組合。在這種情況下，形成有雙重密封構造，從而更確保防止黃油G的侵入。
在圖23所示的第15實施例中，與圖22所示的第14實施例相反，環形溝槽172形成在托架47的下面、在該溝槽172內嵌入密封圈173。該密封圈173與主銷25a的上端面可滑動地緊密接觸，并密封托架47與主銷25a之間。
本實施例也與上述第14實施例同樣地，可與上述圖18～21所示的第10～13實施例之任一組合。這樣，形成雙重密封結構，更加確實防止了黃油G的侵入。
此外，在上述第10～15實施例中，可在托架47(或者定位體47a)與主銷25a之間設置密封部件，由該密封部件來進行密封。但是，也可用橡膠等彈性材料形成與托架47獨立的定位體47a，在該定位體47a本身上保持密封功能。這樣也可獲得與第10～15實施例同樣的效果。
下面，參照圖24～26描述本發明具體化的第16實施例。本實施例涉及與上述圖7及8所示的第一實施例的動力轉向裝置結構不同的動力轉向裝置。在本實施例中，與圖7及8所示的油缸20相當的油缸120不是設置在后軸32內，而是配置在比后軸32靠向車體的前側。如圖24所示，油缸120的活塞桿120a通過聯接器89連接到支承于后軸32內的曲柄87上。
如圖24～26所示，前述曲柄87可轉動地支承在后軸32的上板34與下板35之間的支軸88上。曲柄87可轉動地整體固定在支軸88上。如圖26所示，支軸88通過軸承94可轉動地支承在上板34及下板35上。
如圖24及25所示，支軸87形成為具有第一突出部87a、第二突出部87b及第三突出部87c三個叉狀。前述聯軸器89可轉動地樞支在第一突出部87a上。連接桿91、90的一端分別可轉動地樞支在第二及第三突出部87b、87c上。各連接桿90、91的其它端相對于分別支承左右轉向輪、即后輪Tb、Ta的轉向節44的臂44a可轉動地連接。如第一實施例所述地，轉向節44分別可與左右主銷25a、25b整體轉動地固定。聯軸器89、曲柄87、連接桿90、91、主銷25a、25b及兩個轉向節44構成設置在油缸120與轉向輪Ta、Tb之間的轉向機構Va、Vb。
如圖26所示，平板狀的托架92在前述曲柄87的支軸88的對應位置通過螺栓93固定在上板34上。具有與圖1所示的第一實施例同樣結構的電位計之類的轉向角傳感器51固定在該托架92上支軸88的轉動軸心位置。轉向角傳感器51的軸63可與支軸88整體轉動地嵌入在支軸88的端面形成的接合孔69內。
此外，如圖25的雙點劃線所示，轉向角傳感器51也可安裝在后軸32的下板35側。
如圖24所示，當聯軸器89由油缸120的活塞桿120a而向箭頭Ya方向移動時，曲柄87以支軸88為中心沿該圖的順時針方向轉動。這樣，連接桿90、91向圖24的左方移動。隨著該移動，后輪Ta、Tb與轉向節44同時以主銷25a、25b為中心而沿該圖的順時針方向轉向。
當聯軸器89由油缸120的活塞桿120a而向箭頭Yb方向移動時，曲柄87以支軸88為中心沿該圖的逆時針方向轉動。這樣，連接桿90、91向圖24的右方移動。隨著該移動，后輪Ta、Tb與轉向節44同時以主銷25a、25b為中心而沿該圖的逆時針方向轉向。
樞支曲柄87的支軸88可與曲柄87一體地轉動。因此，當操作后輪Ta、Tb時，轉向角傳感器51向控制器(圖中未示出)輸出對應于支軸88的轉動角度的信號。支軸88的轉動角度與后輪Ta、Tb的轉向角之間的關系被一義地確定。因此，控制器根據由轉向角傳感器51檢測出的支軸88的轉動角度來求出后輪Ta、Tb的轉向角。
如上所述，為檢測出后輪Ta、Tb的轉向角，可不需檢測主銷25a、25b的轉動角度，而也可根據曲柄87的支軸88與后輪Ta、Tb的轉向之間一義的關系來檢測出轉動部件的轉動角度。作為這種部件，例如包括分別連接曲柄87的第一～第三突出部87a、87b、87c與連接桿90、91的連接軸(圖中未示出)；和分別連接連接桿90、91與轉向節44的連接軸。也可由轉向節傳感器來檢測出這些軸的轉動角度。這樣也可獲得與上述第一實施例同樣的效果。
此外，作為適用于圖24～26所示第16實施例的轉向角傳感器51及其安裝結構，不限于圖1所示第一實施例的結構，也可采用其它第2～15實施例的結構。
此外，本發明的實施方式不限于上述實施例，只要在不脫離本發明的宗旨的范圍內，也可采用其它結構。
轉向角傳感器51可不限于設置在車輛右側車輪Ta上，也可設置在左側車輪Tb上。或者，也可分別在兩車輪Ta、Tb上設置兩個轉向角傳感器51，以分別檢測出兩車輪Ta、Tb的轉向角。
作為適用于本發明的轉向角傳感器，是根據與車輪的轉向一致的關系來檢測出轉動部件的轉動角度，也可使用上述各實施例記載以外的檢測器。另外，檢測器無論是模擬式還是數字式均可。
本發明不限于叉車，也適用于其它工程車輛，例如高空作業車和吊車等。此外，也不限于工程車輛，而也可適用于卡車、公共汽車等運輸車輛或者普通汽車與自行車等乘用車輛。而且，不限于車輛，本發明也適用于具有轉動部件的各種裝置中轉動量檢測器的安裝結構。
權利要求
1.一種用于檢測車輛的車輪(Ta、Tb)的轉向角的裝置，所述車輛具有操作部件(12)、驅動體(20；120)、轉向機構(Va、Vb)，驅動體(20；120)根據操作部件(12)的操作通過轉向機構(Va、Vb)來使車輪(Ta、Tb)轉向，所述轉向機構(Va、Vb)具有與車輪(Ta、Tb)的轉向連動的轉動部件(25a、25b；88)，其特征是所述轉向角檢測裝置還具有用于將所述轉動部件(25a、25b；88)的轉動量作為所述車輪(Ta、Tb)的轉向角而檢測出的檢測器(51)。
2.如權利要求1所述的轉向角檢測裝置，其特征是所述轉動部件具有用于將車輪(Ta、Tb)相對于車輛在轉向方向可轉動地支承的軸(25a、25b)，該軸(25a、25b)可與車輪(Ta、Tb)一體地轉動，所述檢測器(51)將軸(25a、25b)的轉動角度作為車輪(Ta、Tb)的轉向角而檢測出。
3.如權利要求1所述的轉向角檢測裝置，其特征是所述轉向機構(Va、Vb)具有由前述驅動體(120)可轉動地與該驅動體(120)連接的曲柄(87)、由該曲柄(87)的轉動來使車輪(Ta、Tb)轉向并將曲柄(87)連接到車輪(Ta、Tb)上的連接部件(90、91)，所述轉動部件具有用于將曲柄(87)可轉動地支承在車輛上的支軸(88)，該支軸(88)可與曲柄(87)一體地轉動，所述檢測器(51)根據支軸(88)的轉動角度檢測出車輪(Ta、Tb)的轉向角。
4.如權利要求1～3之任一所述的轉向角檢測裝置，其特征是所述檢測器(51)配置在轉動部件(25a、25b；88)的轉動軸心(L)上。
5.如權利要求1～3之任一所述的轉向角檢測裝置，其特征是所述檢測器(51)配置在偏離轉動部件(25a、25b；88)的轉動軸心(L)的位置。
6.如權利要求4所述的轉向角檢測裝置，其特征是所述檢測器(51)具有可轉動的輸入軸(63)，并且輸出對應于該輸入軸(63)的轉動角度的信號，輸入軸(63)可整體轉動地連接在轉動部件(25a、25b；88)上。
7.如權利要求1～3之任一所述的轉向角檢測裝置，其特征是所述檢測器(51)具有與轉動部件(25a、25b；88)作動連接的接觸式傳感器。
8.如權利要求1～3之任一所述的轉向角檢測裝置，其特征是所述檢測器(51)具有與轉動部件(25a、25b；88)呈非接觸狀態相對配置的非接觸式傳感器。
9.如權利要求1～3之任一所述的轉向角檢測裝置，其特征是車輛具有帶有用于可轉動地支承前述轉動部件(25a)的支承孔(41a)的支承體(41)，前述檢測器(51)安裝在與轉動部件(25a)作動連接的前述支承體(41)上，為了使檢測器(51)相對于轉動部件(25a)定位，在支承體(41)與檢測器(51)之間配置有定位部件(47a)。
10.如權利要求9所述的轉向角檢測裝置，其特征是前述檢測器(51)具有可轉動的輸入軸(63)，并且輸出對應于該輸入軸(63)的轉動角度的信號，輸入軸(63)通過前述支承孔(41a)可整體轉動地連接在轉動部件(25a)上，前述定位部件(47a)以輸入軸(63)的轉動軸心與轉動部件(25a)的轉動軸心(L)一致地的方式來使檢測器(51)相對于轉動部件(25a)定位。
11.如權利要求10所述的轉向角檢測裝置，其特征是還具有用于保持前述檢測器(51)的托架(47)，該托架(47)以將支承孔(41a)塞住的方式固定在支承體(41)上，前述定位部件(47a)設置在該托架(47)上。
12.如權利要求11所述的轉向角檢測裝置，其特征是所述定位部件(47a)與支承孔(41a)接合地從所述托架(47)突出。
13.如權利要求12所述的轉向角檢測裝置，其特征是所述定位部件具有與支承孔(41a)配合的圓筒體(47a)，該圓筒體(47a)圍繞前述輸入軸(63)。
14.如權利要求13所述的轉向角檢測裝置，其特征是所述圓筒體(47a)的前端具有比前述支承孔(41a)的直徑小的直徑的小直徑部(47b)。
15.如權利要求1～3之任一所述的轉向角檢測裝置，其特征是車輛具有帶有用于可轉動地支承前述轉動部件(25a)的支承孔(41a)的支承體(41)，前述檢測器(51)通過所述支承孔(41a)與轉動部件(25a)作動連接地安裝在所述支承體(41)上，在支承孔(41a)與轉動部件(25a)之間設置有軸承(43a)，在支承孔(41a)的內部分隔形成有用于向軸承(43a)供給潤滑劑(G)的充填空間(S)，在支承孔(41a)內設有用于防止該潤滑劑(G)侵入所述檢測器(51)的密封部件(27；169；171；173)。
16.如權利要求15所述的轉向角檢測裝置，其特征是前述檢測器(51)具有可轉動的輸入軸(63)，并能輸出對應于該輸入軸(63)的轉動角度的信號，輸入軸(63)通過前述支承孔(41a)可整體轉動地連接在轉動部件(25a)上，前述密封部件(27；169；171；173)將所述輸入軸(63)相對于前述空間(S)遮斷，并圍繞輸入軸(63)地設置。
17.如權利要求16所述的轉向角檢測裝置，其特征是還具有用于保持前述檢測器(51)的托架(47)，該托架(47)以將支承孔(41a)塞住的方式固定在支承體(41)上，前述密封部件(27；169；171；173)配置在前述轉動部件(25a)與托架(47)之間。
18.如權利要求17所述的轉向角檢測裝置，其特征是所述托架(47)具有與前述支承孔(41a)配合且圍繞前述輸入軸(63)的圓筒體(47a)，前述轉動部件(25a)具有插入該圓筒體(47a)內的端部，前述密封部件(27；169；171；173)配置在托架(47)與轉動部件(25a，25b；88)的端部之間。
19.如權利要求18所述的轉向角檢測裝置，其特征是前述圓筒體(47a)以輸入軸(63)的轉動軸心與轉動部件(25a)的轉動軸心(L)一致地的方式來使檢測器(51)相對于轉動部件(25a)定位。
20.如權利要求1～3之任一所述的轉向角檢測裝置，其特征是所述車輛包括叉車(1)。
21.一種用于檢測轉動部件(25a)的轉動量的檢測器(51)的安裝結構，其中所述轉動部件(25a)可轉動地支承在形成于支承體(41)上的支承孔(41a)內，所述檢測器(51)與轉動部件(25a)可作動連接地支承在所述支承體(41)上，其特征是所述安裝結構具有用于使檢測器(51)相對于所述轉動部件(25a)來定位的、配置在支承體(41)與檢測器(51)之間的定位部件(47a)。
22.如權利要求21所述的安裝結構，其特征是所述檢測器(51)具有可轉動的輸入軸(63)，并且輸出對應于該輸入軸(63)的轉動角度的信號，輸入軸(63)通過前述支承孔(41a)可整體轉動地連接在轉動部件(25a)上，前述定位部件(47a)以輸入軸(63)的轉動軸心與轉動部件(25a)的轉動軸心(L)一致地的方式來使檢測器(51)相對于轉動部件(25a)定位。
23.如權利要求21所述的安裝結構，其特征是還具有用于保持前述檢測器(51)的托架(47)，該托架(47)以將支承孔(41a)塞住的方式固定在支承體(41)上，前述定位部件(47a)為接合于支承體(41a)的從前述托架(47)突出的圓筒體(47a)，該圓筒體(47a)圍繞前述輸入軸(63)。
24.一種用于檢測轉動部件(25a)的轉動量的檢測器(51)的安裝結構，其中所述轉動部件(25a)可轉動地支承在形成于支承體(41)上的支承孔(41a)內，所述檢測器(51)通過前述支承孔(41a)與轉動部件(25a)可作動連接地支承在所述支承體(41)上，其特征是所述安裝結構具有設置在支承孔(41a)與轉動部件(25a)之間的軸承(43a)，分隔形成在支承孔(41a)的內部、用于向所述軸承(43a)供給潤滑劑(G)的充填空間(S)；并且具有設置在支承孔(41a)內、用于防止前述潤滑劑(G)侵入前述檢測器(51)內的密封部件(27；169；171；173)。
25.如權利要求24所述的安裝結構，其特征是所述檢測器(51)具有可轉動的輸入軸(63)，并且輸出對應于該輸入軸(63)的轉動角度的信號，輸入軸(63)通過前述支承孔(41a)可整體轉動地連接在轉動部件(25a)上，前述密封部件(27；169；171；173)將前述輸入軸(63)相對于前述空間(S)遮斷、并圍繞輸入軸(63)地設置。
26.如權利要求25所述的安裝結構，其特征是還具有用于保持前述檢測器(51)的托架(47)，該托架(47)以將支承孔(41a)塞住的方式固定在支承體(41)上，前述密封部件(27；169；171；173)配置在前述轉動部件(25a)與托架(47)之間。
27.如權利要求26所述的安裝結構，其特征是所述托架(47)具有與前述支承孔(41a)配合且圍繞前述輸入軸(63)的圓筒體(47a)，前述轉動部件(25a)具有插入該圓筒體(47a)內的端部，前述密封部件(27；169；171)配置在圓筒體(47a)與轉動部件(25a)的端部之間。
全文摘要
公開了用于檢測叉車的后輪(Ta、Tb)的轉向角的裝置。根據轉向盤(12)的操作,油缸(20)通過轉向機構(Va、Vb)使后輪(Ta/Tb)轉向。轉向機構(Va、Vb)具有可使后輪(Ta、Tb)相對于后軸(32)在轉向方向上可轉動支承的主銷(25a、25b)。主銷(25a、25b)可與后輪(Ta、Tb)一體地轉動。電位計等之類的轉向角傳感器(51)在對應于主銷(25a)的位置通過托架(47)固定在后軸(32)上。該轉向角傳感器(51)將主銷(25a)的轉動角度作為后輪(Ta、Tb)的轉向角而檢測出。
文檔編號B62D15/00GK1198400SQ98108780
公開日1998年11月11日 申請日期1998年4月17日 優先權日1997年4月25日
發明者茅野憲治, 巖永嘉壽, 兵藤正哉 申請人:株式會社豐田自動織機制作所