JPH0688538B2 - 動力操向装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、車両などに組込まれる動力操向装置に関す
る。

従来の技術 一般に、接地抵抗の大きな車両の据切時または低速走行
時と異なり、接地抵抗の小さな車両の高速走行時にあつ
ては、適度な重さのステアリング操作力が必要である。
そこで、従来から、適度な重さのステアリング操作力を
得る方法の一つとして、オイルポンプから吐出された圧
油の大部分を流量制御弁によりオイルポンプの吸込側に
還流させて動力操向装置の出力を減少させ、比較的重く
安定したステアリング操作力を得る流量制御方法が提案
されている。

また、一般に、ステアリング操作力は、車両の直進走行
時にあつては走行安定性を増すために、ある程度重い値
が望まれ、他方、車両の旋回時にあつてはこれを軽くし
て、車輪の路面との接地抵抗によつて生ずるセルフアラ
イニングトルクに抗して軽快な操舵操作を行い得る特性
が望まれる。そこで、ステアリングホイールが中立位置
にあるときに、ピニオンと噛合するラツクの噛合部の基
準ピツチ線を、ピニオン側に偏倚させ、ピニオンとの接
触抵抗を高めて、ステアリングホイールの中立位置にお
けるステアリング操作力を重くする方法が提案されてい
る。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、前者の流量制御方法にてステアリング操
作力を重くする場合は、流量制御弁によりオイルポンプ
からの吐出油量の大部分をポンプの吸込側に還流するよ
うにしているため、その時、油温が上昇し、そのため圧
油の劣化が促進されたり、あるいは圧油中に混在する気
体が分離して流体音が発生したりするなどの問題点があ
つた。また、後者のラツクの噛合部の基準ピツチ線を一
部ピニオン側に偏倚する方法にてステアリング操作力を
重くする場合は、ラツクの噛合部の一部のみを特殊加工
しなければならず、そのため、加工精度の管理が著しく
困難で、かつ、加工工数が嵩むという問題点があつた。

問題点を解決するための手段 このような従来の各問題点を解決するため、この発明
は、第１図に示すように、ステアリングホイール１の操
舵力により回動駆動されるスタブシャフト２に、径方向
外方に延びるフランジ部2aを設けて該フランジ部2aに磁
石６を配設し、前記スタブシャフト２にトーションバ３
を介して連結された作動シャフト４に、前記磁石６の周
方向両側で所定のギャップニて、かつ、該磁石６と同極
にて対峙する磁石５を配設すると共に、これらスタブシ
ャフト２、作動シャフト４に設けた磁石6,5のうち少な
くとも一方を電磁石とする構成としてある。

作用 このような構成を有するこの発明は、例えば、車両が低
速走行状態から高速走行状態に移行した場合、または車
両が旋回状態から直進走行状態に移行した場合には、磁
石6,5のうちのいずれかの電磁石側に所定の電流が供給
され、対峙する磁石6,5がＮ極とＮ極またはＳ極とＳ極
のように同極となる。これにより、スタブシャフト２側
の磁石６は作動シャフト４側の磁石5,5によって回動方
向に沿う方向に磁気反力を受け、スタブシャフト２と作
動シャフト４との間の相対回動変位量は制限されること
となる。したがって、この結果助勢力発生用のシリンダ
10に対する作動油の給排を制御するための油圧制御弁1
3,13の移動量が制限され、ステアリングの操舵力が重く
なる。

実施例 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第２図は本発明に係る動力操向装置の一実施例を示す断
面図、第３図は第２図におけるIII−III線断面図、第４
図は第２図におけるIV−IV線断面図である。

第２図ないし第４図に示すように、図示外のステアリン
グホイールの操舵力により回動駆動されるスタブシヤフ
ト２は、作動油の供給孔15及び排出孔16を有するハウジ
ング17内において軸受18により回動可能に支持されてお
り、このスタブシヤフト２は、可捩性を有するトーシヨ
ンバ３を介して、作動シヤフトとしてのウオームシヤフ
ト4Aに連結されている。このウオームシヤフト4Aの一端
は、シリンダ10内を二つの作動室11,12に隔成するピス
トン９に、ボールねじ19…を介して連結されている。こ
のピストン９には、操舵部材としてのラツク14Aが一体
形成され、図示外の操縦リンクを駆動するセフタシヤフ
ト20に刻設されたセクタギヤ21に噛合している。

前記ウオームシヤフト4Aの他端側には、ハウジング17内
において軸受22により回動可能に支持されたバルブハウ
ジング部23が一体形成されており、このバルブハウジン
グ部23には、このバルブハウジング部23の軸方向と略直
交する方向に向つて一対の弁収容孔24,24が形成され、
これら各弁収容孔24,24内には、前記二つの作動室11,12
にそれぞれ作動油を選択的にポンプ25及びタンク26に給
排するための油圧制御弁としてのスプール弁13A,13Aが
摺動可能に配置されている。これら各スプール弁13A,13
Aは、スタブシヤフト２の径方向外方に延びる一対のフ
ランジ部2a,2aに固着されたスタブシヤフトピン28,28に
より、各弁収容孔24,24内を軸方向に移動制御されるよ
うになつている。なお、第３図に示すように、各スプー
ル弁13A,13Aと各弁収容孔24,24の一端開口部を閉塞する
細穴が形成されたリテーナ29との間には、各スプール弁
13A,13Aを中立位置に復帰させるためのスプリング30が
弾装されている。

前記スタブシヤフト２外方の前記ウオームシヤフト4Aに
は、第４図に示すように、回動方向に沿う方向に反磁性
磁気ギヤツプＣを形成するための一対の電磁石5,5が止
めねじ31,31により固着されている。この反磁性磁気ギ
ヤツプＣは、例えば、Ｎ極とＮ極またはＳ極とＳ極のよ
うに、同極が互いに向き合つて形成されている。この各
電磁石5,5は、略コ字状の起磁力用鉄心5bとこれの外周
に巻装されたコイル5aとからなり、このコイル5aは、第
２図に示すように、スタブシヤフト２の外周に対し軸受
32により回動可能に支持された導電プレート33に、配線
34を介して電気的に接続され、さらにこの導電プレート
33の外周面に摺接する接触子35を有するコネクタ36を介
してコントローラ８に電気的に接続されている。このコ
ントローラ８は、車両走行状態検出器としての車速セン
サ7Aから検出された車速信号により駆動されるようにな
つている。また、前記スタブシヤフト２に形成された一
対のフランジ部2a,2aには、前記反磁性磁気ギヤツプＣ
に形成される磁界から磁気反力を受ける磁極（Ｎ極,S
極）を有する永久磁石6,6が止めねじ37…により固着さ
れている。永久磁石6,6は電磁石5,5の起磁力用鉄心5b,5
bの各端部間に介装されていて、電磁石5,5の通電時に、
永久磁石６とその両側の電磁石5,5の同極同士が周方向
で対峙するようになっている。なお、前記バルブハウジ
ング部23には、止めねじ39により取付プレート40が固着
されており、この取付プレート40と前記導電プレート33
との間には、それらの間で電気的短絡が生ずるのを防止
するため、絶縁プレート41が介装されている。

このような構成のこの実施例に係る動力操向装置におい
て、車両が低速走行状態から一定以上の高速走行状態に
移行すると、その状態を検出する車速センサ7Aから所定
の車速信号が検出され、この車速信号によりコントロー
ラ８が駆動される。したがつて、このコントローラ８か
らの指令に基づいて、各電磁石5,5を構成しているコイ
ル5a,5aに電流が供給され、各起磁力用鉄心5b,5bが励磁
される。すると、スタブシヤフト２に固着されている永
久磁石6,6の各磁極N,Sと対向する各起磁力用鉄心5b,5b
の両端部は、前記永久磁石6,6の磁極N,Sと同一の磁極N,
Sとなるので、これら各磁極N,S間に、反磁性磁気ギヤツ
プＣが形成され、このギヤツプＣに形成される磁界によ
り、スタブシヤフト２に固着された永久磁石6,6の各磁
極N,Sは磁気反力を受ける。この磁気反力は永久磁石６
の各磁極N,Sを反磁性磁気ギヤツプｃの中間位置に維持
させるように働き、永久磁石６が電磁石5,5の一方の磁
極に近接すればするほどその大きさが大きくなる。した
がつて、スタブシヤフト２が回動してそれに伴つて永久
磁石6,6がスタブシヤフト２の軸心を中心として回動し
た場合、スタブシヤフト２の回動にウォームシャフト4A
が追従するように永久磁石6,6と電磁石5,5の磁極の間に
反発力が働き、そのため、スタブシヤフト２とウオーム
シヤフト4Aとの間に生ずる相対角度変位量は僅かにな
る。そのため、バルブハウジング部23に対する各スプー
ル弁13A,13Aの移動量もそれに伴つて僅かになり、した
がつて、シリンダ10内に嵌挿されたピストン９の摺動量
も僅かになる。その結果、ウオームシヤフト4Aに一体形
成されたラツク14Aの操舵動作の助勢力は僅かに付与さ
れるのみとなり、比較的重く安定したステアリング操作
力が得られる。

逆に、車両が高速走行状態から低速走行状態に移行した
場合には、コントローラ８からの指令に基づいて、各電
磁石5,5への通電を停止すれば、各電磁石5,5を構成して
いる各起磁力用鉄心5b,5bは励磁されなくなるので、永
久磁石6,6は各電磁石5,5による磁気反力から解放され
る。したがつて、スタブシヤフト２を回動すると、前述
の場合よりも、スタブシヤフト２とウオームシヤフト4A
との間に生ずる相対角度変位量は増大し、それに伴つて
バルブハウジング部23に対する各スプール弁13A,13Aの
移動量も増大することとなるので、ラツク14Aの操舵動
作の助勢力を増加することができ、軽快なステアリング
操作力が得られる。

ところで、この動力操向装置においては、永久磁石６と
電磁石５の同磁極間の磁気反発力を両シャフト2,4A間の
抑止力として利用するため、スタブシャフト２とウォー
ムシャフト4Aの相対角度変位の増大と共に両シャフト2,
4A間に作用する抑止力を増大させることができ、また、
永久磁石６と電磁石５の磁気反発力を回動方向に沿う方
向から作用させるために、磁石6,5の磁力を効率良く回
動方向のモーメントとして作用させて両シャフト2,4A間
の抑制力とすることができる。このため、この動力走向
装置を用いた場合には、スタブシャフト２とウォームシ
ャフト4Aの間の相対角度変位を効果的に制限することが
でき、したがって、永久磁石６や電磁石５の磁力を極端
に大きくする必要がなく、これら磁石を小型化すること
が可能である。

なお、前記実施例では、スタブシャフト２側に永久磁石
６を設け、ウォームシャフト4A側に電磁石５を設けるよ
うにしたが、両シャフト2,4Aに設ける磁石を共に電磁石
としても、スタブシャフト２側を電磁石に、ウォームシ
ャフト4A側を永久磁石にしても良い。また、前記実施例
では、車両の走行速度が低速から高速に移行したとき、
コントローラ８の指令により、一対の電磁石5,5を非駆
動状態から駆動状態として、軽快なステアリング操作力
状態から比較的重いステアリング操作力状態が得られる
ようにした例を示しているが、例えば、車速に応じて一
対の電磁石5,5へ供給される電流量を変化させ、各電磁
石5,5間に生ずる磁界の強さを変化させることにより、
車両が低速走行状態から高速走行状態に移行するに従つ
て、ステアリング操作力が徐々に重くなるようにしても
よい。

また、前記実施例では、車両走行状態検出器として車速
センサ7Aを用い、車両の走行速度が低速状態から高速状
態に移行したとき、重いステアリング操作力が得られる
ようにした例を示しているが、車両走行状態検出器とし
て車速センサ7Aの代わりに、例えば転舵角センサまたは
転舵速度センサ等を用い、転舵角または転舵速度に対応
して重いステアリング操作力が得られるようにしてもよ
い。さらに、前記実施例では、反磁性磁気ギヤツプＣを
形成するため電磁石5,5を一対配置するとともに、これ
ら各電磁石5,5間に２個の永久磁石6,6を配置している例
が示されているが、例えば、第５図に示すように、前記
実施例の場合よりも一層構成を簡素化するために、一個
の電磁石5Aを配置するとともに、この電磁石5Aを構成し
ている起磁力用鉄心5b間に形成される反磁性磁気ギヤツ
プＣ内に永久磁石６を一個配置するようにしてもよい。
さらにまた、前記実施例では、作動シヤフトとしてウオ
ームシヤフトを用い、また油圧制御弁としてスプール弁
を用いたスプール型動力操向装置にこの発明を適用した
場合について説明しているが、例えば作動シヤフトとし
てピニオンシヤフトを用い、また油圧制御弁としてプレ
ート弁またはロータリー弁を用いたプレート弁型または
ロータリー弁型動力操向装置にこの発明を適用するよう
にしてもよい。

発明の効果 以上の説明から明らかなように、この発明は、スタブシ
ャフトに径方向外方に延びるフランジ部を設けて、該フ
ランジ部に磁石を配設し、作動シャフトに、該磁石の周
方向両側で所定のギャップにて、かつ、該磁石と同極に
て対峙する磁石を配設すると共に、これらスタブシャフ
ト、作動シャフトに設けた磁石のうち少なくとも一方を
電磁石とする構成としたため、スタブシャフト側と作動
シャフト側のいずれかの電磁石の通電電流を制御するこ
とにより、スタブシャフトのフランジ部に対して同磁極
間の磁気反発力を回動方向に沿う方向から作用させ、ス
タブシャフトと作動シャフトの間の相対角度変位量を効
果的に制限することができる。つまり、この発明にあっ
ては、同磁極間の磁気反発力を利用するために、スタブ
シャフトと作動シャフトの間の相対角度変位が増大する
にしたがって両シャフト間に作用する抑止力を増大させ
ることができ、さらに磁気反発力を回動方向に沿う方向
から作用させるため、磁力を効率良く回動方向のモーメ
ントとして作用させて両シャフト間の抑止力とすること
ができる。したがって、スタブシャフトと作動シャフト
に設ける磁石を比較的小型で磁力の弱いものにしても両
シャフト間の相対角度変位を確実に制限することができ
る。また、従来のように、圧油の流量を制御する流量制
御方法を用いる場合、またはラツクの噛合部の一部の特
殊加工を施す場合と異なり、油温が上昇し、そのため圧
油の劣化が促進されたり、圧油中に混在する気体が分離
して流体音が発生したりするのを未然に防止することが
できるとともに、ラツク噛合部に対して特殊加工を施す
という煩雑性から解放することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る動力操向装置を示す作動原理
図、第２図はこの発明に係る動力操向装置の一実施例を
示す断面図、第３図は第２図におけるIII−III線断面
図、第４図は第２図におけるIV−IV線断面図、第５図は
この発明の他の実施例を示す概略説明図である。 ２……スタブシヤフト、３……トーシヨンバ、４……作
動シヤフト、4A……ウオームシヤフト、５……電磁石、
６……永久磁石、９……ピストン、10……シリンダ、1
1,12……作動室、13……油圧制御弁、13A……スプール
弁、14……操舵部材、14A……ラツク、Ｃ……反磁性磁
気ギヤツプ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭52−77329（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−81830（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−104129（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−105876（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−252072（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−128079（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−136259（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭56−147172（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭60−147515（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭43−17855（ＪＰ，Ｙ１)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】操舵力により回動駆動されるスタブシャフ
   トとこのスタブシャフトにトーションバを介して連結さ
   れた作動シャフトとの間に生ずる相対角度変位量の大小
   に応じて、ピストンによって隔成されたシリンダ内の二
   つの作動室にそれぞれ作動油を選択的に給排制御するた
   めの油圧制御弁の移動量を変え、前記作動シャフトに連
   結された操舵部材の操舵動作の助勢力を変える動力操向
   装置において、前記スタブシャフトに径方向外方に延び
   るフランジ部を設けて、該フランジ部に磁石を配設し、
   前記作動シャフトに、該磁石の周方向両側で所定のギャ
   ップにて、かつ、該磁石と同極にて対峙する磁石を配設
   すると共に、これらスタブシャフト、作動シャフトに設
   けた磁石のうち少なくとも一方を電磁石としたことを特
   徴とする動力操向装置。