JPH03121976A - 動力舵取装置の操舵力制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、動力舵取装置において車輌の走行速度や操舵
角度等といった車輌の各種の走行条件に応じた適切な操
舵力を得るための油圧反力装置による操舵力制御装置の
改良に関する。

〔従来の技術〕

自動車のハンドル操作力（操舵力）を軽減するための動
力舵取装置において、車輌の走行速度（車速）を始めと
する車輌の各種走行条件や運転者の舵取操作に応じた操
舵力や操舵角度などに応じた操舵力制御を油圧反力装置
により行なう操舵力制御装置が従来から種々提案されて
いる。すなわち、車輌の停車時や低速走行時には、反力
油圧を最小限とし、軽快な舵取操作を可能とするととも
に、高速走行時には反力油圧を増大させてハンドルに剛
性感をもたせ、直進時の安定性を確保し得るような操舵
力制御を、動力舵取装置における入、出力軸間を、反力
油圧の大きさに応じて選択的に拘束する反力ビストン等
とその反力受部とによって相対的に回動可能としたり、
拘束したりすることで行なっている。

この種の操舵力制御装置を構成する油圧反力装置として
従来から、たとえば特開昭４９−１０２０９２号公報等
に示されるように、動力舵取装置における回転型流路切
換弁を構成する入、出力軸間において、入力軸側に反力
アームを突設するとともに、このアームの回転方向両側
から進退動作するようにして出力軸側に一対の反力ブラ
ンジャを設け、これらプランジャ外方端側に油圧反力室
を形成することで、車速等に応じて供給される油圧反力
の大小に応じた拘束力が得られるように反力ブランジャ
を反力アームに押付けてなる構成のものが一般に知られ
ている。しかし、このような構造では、反力ブランジャ
の配設位置などの理由から装置全体、特に径方向での大
型化を避けられないものであった。

このため、たとえば特公昭５４−９３６８号公報等には
、反力ブランジャやポール等の係合子を出力軸側に求心
方向に可動可能に保持しその外方端側から油圧反力を作
用させることで、この係合子を入力軸側に形成した係合
凹部に係合させて拘束力を作用させ得るようにし、装置
全体の小型化等を図ってなる装置なども知られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、−上述した従来の油圧反力装置によれば、入
、出力軸間に拘束力を作用させ車速等の条件に応じた油
圧反力を生じさせるために、油圧反力室に供給される反
力油圧としては、エンジン駆動型の油圧ポンプや重速感
応型の油圧ポンプからの圧油を、圧力制御弁等を介して
車速等に応じた大きさをもって供給しているだけのもの
で、−・定車速等の条件下において、舵取操作を行ない
、舵取ハンドルを切込んだときに、車輌自身のもつ特性
によっては、適切な操舵力制御を行なえないという問題
を生じている。すなわち、車輌としては大型車や小型車
などがあり、その大きさ、重量が異なり、また操舵リン
ク系の構造なども異なっているもので、一定の車速条件
下においてハンドルの切込みにより操舵績が大きくなっ
たときに、操舵輪の接地面からの負荷（接地抵抗）の増
加に伴なって操舵力が一定の比率で増加してしまい、車
輌自身の特性によっては、舵取ハンドルを９】込んでい
くにしたがって操舵力の増加が重すぎたり軽すぎたりす
るものがある。このような問題に対処するためには、運
転者の舵取操作に応じた操舵力や操舵角、さらには車輌
走行時における横Ｇ等といった各種の情報を、前述した
圧力制御弁等を制御するコントローラに入力Ｌ２、この
コントローラからの電気信号等で反力油圧を制御する方
法を採ることが一般に考えられているが、このような方
法では、各種条件を感知するセンサ等を始めとしてコン
トローラでの回路構成等も複雑化し、コスト高となって
しまうもので、より簡単な構成によって上述した問題点
を解決し得る何らかの対策を講じることが望まれている
。

〔課題を解決するための手段〕

上述した要請に応えるために本発明に係る動力舵取装置
の操舵力制御装置は、入、出力軸の一方軸側に軸線方向
に移動可能に保持され油圧反力の大小にて作動される係
合子と、この係合子が係合する係合凹部を有し入、出力
軸の他方軸側に前記フランジ部に対向して設けられた反
力受部とを備えてなり、前記係合凹部を形成する周方向
での左、右傾斜係合面を、入、出力軸の相対的な回動変
位によって係合位置に変化したときにｉｌｉ輌の各種特
性条件に応じた拘束力特性が得られるように、その表、
裏面側から描かれる円弧面同士を連続して組合わせてな
る領域を、少なくとも一個所に有する形状で形成したも
のである。

〔作用〕

本発明によれば、操舵時において入、出力軸間に相対的
な回転変位が生じたときに、反力受部での係合凹部の左
、右傾斜係合面に対しての係合子の軸線方向での係合位
置がバリアプルに変化し、これによって入、出力軸間に
生じる拘束力による油圧反力を、適用車輌の各種特性条
件などに応じて可変制御させることが可能となり、所要
の操舵力特性を得ることが可能となる。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に示した実施例を用いて詳細に説明
する。

第１図（ａ）、（ｂ）および第２図（ａ）、（ｂ）は本
発明に係る動力舵取装置の操舵力制御装置においてその
特徴とする反力受部とこの反力受部によるトルク−出力
特性の二つの実施例を示すものであって、また第３図な
いし第６図（ａ）、（ｂ）に本発明が適用される動力舵
取装置の操舵力制御装置全体の具体的な構成を示してい
る。

これらの図において、まず、動力舵取装置におけるパワ
ーステアリング本体部の概略構成を第３図を用いて簡単
に説明すると、符号１０は図示しない舵取ハンドル側に
連結される入力軸（スタブシャフト）、１１はこの入力
軸１０の右端側にトーションバー１２を介して連結され
るとともに図示しない舵取リンク機構を構成するラック
１３と噛合するピニオンｌｌａを有する出力軸（ピニオ
ン軸）で、これら両軸ｉｏ、ｉｉはその操舵方向に適宜
回転操作される。なお、これら入力軸１０、出力軸１１
間には、周知の通り、一定角度以−Ｌ回動されることで
当接し両軸１０．１１を連結するフェールセーフ機構が
付設されている。

また、パワーステアリング本体部を構成するボディ１４
，１５内で上述した両軸１０，１１には、回転式流路切
換弁１６を構成するロータ１７およびスリーブ１８がそ
れぞれ一体的に設けられ、その相対的な回転変位で図示
しないオイルポンプＰ、オイルタンクＴとパワーシリン
ダの左、右シリンダ室（Ｃ１、Ｃ２）との間の流路切換
えを行なうように構成されている。なお、このような回
転式流路切換弁１６の構成および動作等は従来から周知
の通りで、その詳細な説明は省略する。

２０は流路切換弁１６を構成するロータ１７およびスリ
ーブ１８と一体的な入、出力軸１０゜１１間に設けられ
た本発明に係る操舵力制御装置となる油圧反力装置で、
この油圧反力装置２０は、第３図ないし第５図から明ら
かなように、出力軸１１に設けられたフランジ部２１に
等配して形成され軸線方向に貫通されている三個のガイ
ド孔２２と、これら三個のガイド孔２２内で軸線方向に
のみ摺動自在に保持された三個のポール２３と、これら
各ポール２３が係合する回転方向両側が傾斜係合面２４
ａ　、２４ａとされている係合凹部２４を三個所に有し
入力軸１０に前記フランジ部２１の一側面と対向して設
けられた反力受部２５と、前記フランジ部２１の他側面
側で出力軸１１の外周部に形成された油圧反力室２６と
、この油圧反力室２６内に前記入、出力軸１０．１１と
同軸上で摺動自在に保持され前記各ポール２３を反力受
部２５の係合凹部２４内にそれぞれ押圧し反力油圧に応
じた拘束力を入、出力軸１０゜１１間に作用せしめる環
状を呈する一個の反力ビストン２７とによって構成され
ている。

なお、２８は油圧反力室２６の他端側をシールするため
に出力軸１１外周部にわずかな油密クリアランスをもっ
て嵌装されたシール部材、２９はオイルシールで、また
２７ａは油圧反力室２６内に配設され反力ビストン２７
を常時ポール２３側に付勢してポール２３の無用な移動
を阻止するセットスプリングとしての波状ばねである。

このような構成による油圧反力装置２０によれば、ボデ
ィ１４内で軸線方向に移動される一個の環状を呈する反
力ビストン２７の右端部が油圧反力室２６内に臨み油圧
反力を受ける受圧面とされているため、径方向において
必要最小限のスペース内で受圧面積を従来に比べて増大
させることができ、これにより油圧反力装置２０付設部
分での小型かつコンパクト化を達成し得るとともに、相
対的に所要の油圧反力を得るための油圧発生源を小さく
し得る等の利点がある。

また、上述した構成によれば、車速等といった車輌の各
種走行条件に応じて適宜供給される反力油圧により軸線
方向右側に移動される反力ビストン２７の左端部で出力
軸１１側のガイド孔２２内に保持されているポール２３
を押圧することで、これらポール２３を入力軸１０側の
反力受部２５の係合凹部２４内に係入するように軸線方
向に押圧し得るものであり、これにより油圧反力による
所要の拘束力が得られ、入、出力軸１０　、１１１！！
１での相対的な回転状態を適宜拘束し、必要とされる操
舵反力を得て適切な操舵力制御を行なうこと０ が可能となるものである。すなわち、上述した操舵時に
おいて入力軸１０側が回転されると、第６図（ａ）、（
ｂ）から明らかなように、ポール？３は係合凹部２４の
いずれか一方の傾斜係合面２４ａに乗上げ、その傾斜量
だけ軸線方向に移動し、このときに反力ビストン２７を
押圧することによる反力が操舵反力として入力軸１０側
に伝達されるものである。なお、同図（ａ）は直進走行
時を、同図（ｂ）は操舵時を示している。

ここで、上述したポール２３は、ガイド孔２２や係合凹
部２４の傾斜係合面２４ａ、さらにはピストン２７端而
にころがり接触で接触することから、摺動抵抗等が小さ
く摩擦力の発生が少なく、これによりシールリングを付
設することで問題とされる回転方向での摺動抵抗の増加
等を相殺し、流路切換弁１６や舵取ハンドルの円滑かつ
適切な回転動作を得ることが可能となる。

さて、本発明によれば、上述した構成による操舵力制御
装置としての油圧反力装置２０において、油圧反力によ
り反力ビストン２７を介して軸１ 線方向に押圧される係合子としてのポール２３が係合す
る反力受部２５の係合凹部２４における周方向での左、
右傾斜係合面２４ａ、２４ａを、第１図（ａ）または第
２図（ａ）に示したように、入、出力軸ｔｏ、ｔｔの相
対的な回動変位によって係合位置に変化したときに車輌
自身の各種特性条件に応じた拘束力特性（操舵力特性）
が得られるように、その表、裏面側から描かれる円弧面
３０．３１同士を連続して組合わせてなる領域を、少な
くとも一個所に有する形状で形成したところに特徴を有
している。

すなわち、本発明によれば、反力油圧を操舵力（トルク
Ｔ）に変換する入力軸１０側での反力受部２５における
係合凹部２４の左、右傾斜係合面２４ａ、２４ａ形状を
、回転型流路切換弁１６での作動角すなわちパワーシリ
ンダ出力に対応させてバリアプルに変化する傾斜角度を
もって任意に形成し、第１図（ｂ）中実線ａ、ｂで示す
特性または第２図（ｂ）中実線ｅで示す特性をもたせる
ことができるように構成したものである。そして、こ２ のような特性とすると、各図において破線ｃ、ｄまたは
ｆで示すような従来特性に比べてトルク−出力特性を任
意に設定できるもので、これにより車輌自身の特性条件
に応じた操舵力特性を選択し得るもので、従来のように
反力油圧を電気的な制御手段で制御するといった高価と
なる対策は不要となる。換言すると、本発明によれば、
従来の反力油圧作用域において操舵力のリニアな増加特
性を、ポール２３が係合する傾斜係合面２４ａ。

２４ａでの傾斜角度を流路切換弁１６の作動角に対応さ
せて変更することによって、所要の範囲内で軽口または
亜目というように任意に制御し得るものである。ここで
、このような／丸すアプルな特性を得るためには、傾斜
係合面２４ａ、２４ａを、従来のように単純な傾斜面形
状に代えて、その表、裏面からの円弧面３０．３１を連
続するように並べて組合わせてなる形状を、その少なく
とも一部に採用するとよく、これは第１図（ａ）。

第２図（ａ）において破線で示した従来の面形状と実線
で示す本発明による面形状の比較において容易に理解さ
れよう。

そして、このような構成を採用すると、操舵時において
入、出力軸１０．ｌ１間に相対的な回転変位が生じたと
きに、反力受部２５での係合凹部２４の左、右傾斜係合
面２４ａ　、２４ａに対しての係合子としてのポール２
３の軸線方向での係合位置がバリアプルに変化し、これ
によって入、出力軸ｔｏ、ｔｔ間に生じる拘束力による
油圧反力を、適用車輌の各種特性条件などに応じて可変
制御させることが可能となり、所要の操舵力特性を得る
ことが可能となる。特に、このような構成では、車輌自
身の特性条件等による操舵力制御を行なうにあたって、
操舵時における操舵角を検出するセンサ等の電装部品な
どは不要で、コスト的に安価な装置構成とすることが可
能であり、また反力受部２５における係合凹部２４の左
、右傾斜係合面２４ａ　、２４ａも、スラスト方向に直
交する面で形成できるため、この反力受部２５を入力軸
ｌＯと一体的に形成するにあたって、鍛造、焼結等で形
成する製造作業も、従来の求心方向に反力３ プランジャを作動させるタイプに比べて容易に行なえる
等の利点がある。すなわち、このようなポール２３を受
ける反力受部２５としては、ある程度の強度を必要とす
るもので、鍛造あるいは焼結等で形成することが望まし
いが、従来ラジアル方向での反力受部形状では、加工性
の面で問題で生じているのに対し、本発明によれば、こ
のような加り性をよくすることが可能となる。

なお、本発明は上述した実施例構造に限定されず、動力
舵取装置や油圧反力装置２ｏによる操舵力制御装置各部
の形状、構造等を、適宜変形、変更することは自由で、
種々の変形例が考えられよう。たとえば上述した実施例
では、係合子としてのポール２３を出力軸１１側に、傾
斜係合面２４ａ、２４ａによる係合凹部２４を有する反
力受部２５を入力軸１０側に設けた場合を説明したが、
本発明はこれに限定されず、入、出力軸１０．１１を逆
に構成してもよいことは容易に理解されよう。

〔発明の効果〕

５ 以」−説明したように本発明に係る動力舵取装置の操舵
力制御装置によれば１入、出力軸の一方軸側に軸線方向
に移動ｎｆ能に保持され油圧反力の大小にて作動される
係合子と、これが係合する係合凹部を有し他方軸側に設
けられた反力受部を備えてなり、その係合凹部を形成す
る周方向での左、右傾斜係合面を、入、出力軸の相対的
な回動変位で係合位置が変化したときに車輌の各種特性
条件に応じた拘束力特性が得られるように、その表、裏
面側から描かれる円弧面同士を連続して組合わせてなる
領域を、少なくとも一個所に有する形状で形成するよう
にしたので、簡単かつ安価な構成にもかかわらず、操舵
時において入、出力軸間に相対的な回転変位が生じたと
きに、反力受部での係合凹部の左、右傾斜係合面に対し
ての係合子の軸線方向での係合位置をバリアプルに変化
させ、入、出力軸間に生じる拘束力による油圧反力を、
適用車輌の各種特性条件などに応じて可変制御させて所
要の操舵力特性を得ることが可能となる等の実用上程々
優れた効果がある。特に、本発明に６ よれば、車輌自身の特性条件等による操舵力制御を行な
うにあたって、操舵時における操舵角を検出するセンサ
等の電装部品などは不要で、コスト的に安価な装置構成
とすることが可能であり、また反力受部における係合凹
部の左、右傾斜係合面も、スラスト方向に直交する面で
形成できるため、この反力受部を入、出力軸の他方軸と
一体的に形成するにあたって、鍛造、焼結等で形成する
製造作業も、従来の求心方向に反力ブランジャを作動さ
せるタイプに比べて容易に行なえる等の利点がある。

【図面の簡単な説明】

＄１図（ａ）　、　（ｂ）は本発明に係る動力舵取装置
の操舵力制御装置の一実施例を示す要部とする反力受部
の拡大図およびそのトルク−出力特性を示す特性図、第
２図（ａ）、（ｂ）はその変形例を示す要部拡大図およ
びその特性図、第３図は本発明に係る操舵力制御装置を
適用する動力舵取装置全体の概略断面図、第４図は第３
図のＮ−ＴＶ線断面図、第５図は要部構成の分解斜視図
、第６図（ａ）　、　（ｂ）はポールの反力受部への係
合状態を説明するための説明図である。 １０・・・・入力軸、１１・・・・出力軸、１２・・・
・トーションバー、１６・・・・回転式波路切換弁、２
０・・・・油圧反力装置（操舵力制御装置）、２１・・
・・７ラング部、２２・・・・ガイド孔、２３・・・・
ポール、２４・・・・係合凹部、２４ａ・・・・傾斜係
合面、２５・・・・反力受部、２６・・・・油圧反力室
、２７・・・・反力ビストン、３０．３１・・・・円弧
面。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 入、出力軸の一方軸側に軸線方向に移動可能に保持され
   油圧反力室での油圧反力の大小によって入、出力軸間で
   の拘束力を変化させる係合子と、この係合子が係合する
   係合凹部を有し前記入、出力軸の他方軸側に前記フラン
   ジ部の一側面に対向して設けられた反力受部とを備えて
   なり、前記係合凹部を形成する左、右傾斜係合面を、入
   、出力軸の相対的な回動変位によって係合位置に変化し
   たときに車輌の各種条件に応じた拘束力特性が得られる
   ように、その表、裏面側から描かれる円弧面同士を連続
   して組合わせてなる領域を少なくとも一個所に有する形
   状で形成したことを特徴とする動力舵取装置の操舵力制
   御装置。