JPH10329737A - 動力舵取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コイルスプリングを使用することなく、プリ
セット力を付与及び変更可能な動力舵取装置を提供する
こと。 【解決手段】 アウタバルブ６が入力軸２に沿って前進
及び後退可能に配設され、その前進側に第１油室６１ｋ
が後退側に第２油室６２ｋが形成されている。入力軸及
びアウタバルブ６間には、ボール２９が両者に係合する
ように配置され、アウタバルブの前進に伴い係合力が増
大し、後退に伴い係合力が減少する。可変オリフィス９
により、第２油室の油圧を第１油室の油圧より大きく
し、両者の差圧によりアウタバルブを前進方向に付勢
し、ボールを介して入力軸にプリセット力を付与すると
共に、車速に応じて第１及び第２油室間の差圧を調整し
てプリセット力を変える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この出願の発明は、動力舵取
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の技術としては、例えば特
開平６−７２３４７号公報に示されるものが知られてい
る。このものは、ステアリングホイールの操作により回
転する入力軸と、車輪に連結され入力軸に相対回転可能
に連結された出力軸と、出力軸及び車輪間に連結され、
圧力差によりピストンを移動させてステアリングホイー
ルの操作を補助して車輪を操舵するパワーシリンダと、
入力軸と一体的に構成されたインナバルブ及び出力軸と
一体回転するアウタバルブを有し、入力軸の前記出力軸
に対する相対回転に基づきパワーシリンダへの圧力流体
の給排を制御するロータリーバルブと、入力軸にその回
転に対する抵抗となるプリセット力を付与するプリセッ
ト力付与手段とを備えたものである。

【０００３】上記プリセット力付与手段は、第１反応要
素と、アウタバルブに固定された第２反応要素と、その
両者間に係合する複数のボールと、インナバルブの外周
部に形成されたボール係合長穴と、第２反応要素側に第
１反応要素を付勢するコイルスプリングと、コイルスプ
リングの付勢方向と逆方向に第１反応要素に油圧を作用
させるために第１及び第２反応要素間に形成された油圧
室と、車速に応じて油圧室内の油圧を変化させる油圧制
御手段とから構成されている。この構成によれば、コイ
ルスプリングの付勢力と油圧室内の油圧による力の差に
よりプリセット力が決定され、油圧制御手段によりプリ
セット力が車速に応じて変えられる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記したも
のでは、入力軸にプリセット力を付与するために、コイ
ルスプリングが必須とされるため、部品点数が増し、コ
スト的に不利である。更に、ボールと直列にコイルスプ
リングが配置されるため、装置全体の軸長が長くなる。

【０００５】故に、本発明は、コイルスプリングを使用
することなく、プリセット力を付与及び変更可能な動力
舵取装置を提供することを、技術的課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の技術的課題を解決
するために、請求項１の発明に係る動力舵取装置は、ス
テアリングホイールの操作により回転する入力軸と、車
輪に連結され前記入力軸に相対回転可能に連結された出
力軸と、前記出力軸及び前記車輪間に連結され、圧力差
によりピストンを移動させて前記ステアリングホイール
の操作を補助して車輪を操舵するパワーシリンダと、前
記入力軸と一体回転する第１弁体及び前記出力軸と一体
回転する第２弁体を有し、前記入力軸の前記出力軸に対
する相対回転に基づき前記パワーシリンダへの圧力流体
の給排を制御するロータリーバルブと、前記入力軸にそ
の回転に対する抵抗となるプリセット力を付与するプリ
セット力付与手段とを備え、前記プリセット力付与手段
を、前記第２弁体を前記入力軸の軸方向に沿って前進及
び後退可能に収容し、前記第２弁体の前進側の面が対面
する第１液室と、前記第２弁体の後退側の面が対面する
第２液室とを有する液室と、前記入力軸及び前記第２弁
体間に配置されて両者に係合し、前記第２弁体の前進に
伴い係合力が増大し、前記第２弁体の後退に伴い係合力
が減少する係合体と、前記第２弁体を前進方向に付勢す
る第２液室の前進駆動力を、前記第２弁体を後退方向に
付勢する第１液室の後退駆動力よりも大きく設定し、両
者の駆動力差により前記第２弁体を前進方向に付勢し、
前記係合体を介して前記入力軸にプリセット力を付与す
ると共に、前記車両の走行状態に応じて前記駆動力差を
調整してプリセット力を変える駆動力制御手段とから構
成したものである。

【０００７】請求項１の発明の作用を以下に示す。

【０００８】ステアリングホイールが操作されると、入
力軸が回転する。すると、入出力軸間（第１及び第２弁
体間）に相対回転が発生し、ロータリーバルブの作用に
よりパワーシリンダがステアリングホイールの操作を補
助し、車輪が操舵される。

【０００９】第２液室の液圧により第２弁体を前進方向
に付勢する前進駆動力Ｆｆが作用し、第１液室の液圧に
より第２弁体を後退方向に付勢する後退駆動力Ｆｒが作
用している。ここで、請求項１では、第２液室による前
進駆動力Ｆｆが第１液室による後退駆動力Ｆｒよりも大
きく設定されているため、両者の駆動力差により第２弁
体が前進方向に付勢され、係合体の係合力が確保され
る。その結果、入力軸にその回転の抵抗となるプリセッ
ト力が付与される。また、車両の走行状態に応じて上記
駆動力差を調整することによりプリセット力が変えられ
る。

【００１０】このように、第２弁体の両端面に作用する
液圧駆動力の差によりプリセット力が付与されるため、
コイルスプリングを廃止できる。その結果、部品点数を
削減でき、コスト的に有利である。更に、第２弁体に対
してコイルスプリングを直列に配する必要がないので、
装置の軸長を短縮できる。

【００１１】上記請求項１の発明において、請求項２に
示すように、前記駆動力制御手段を、前記第１及び第２
液室間に差圧を発生させると共に、車両の走行状態に応
じて前記差圧を変える可変オリフィスから構成すると、
好ましい。この構成によれば、第２弁体の軸方向両端面
の形状を変更することなく、プリセット力を付与しそれ
を調整することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本実施
形態に係る動力舵取装置を説明する。

【００１３】図１に示すように、この動力舵取装置１
は、第１ハウジング１０と、第２ハウジング１１とを有
し、両者はボルト（図示せず）により固定されている。
第１ハウジング１０内には、入力軸２が回転自在に軸支
され、車両のステアリングホイールの操作により回転す
るように構成される。入力軸２は、本体２０と、本体２
０の外周部にかしめ固定されたカムプレート２２とから
構成されている。入力軸２は、トーションバー２８を介
して入力軸２と同一軸線上に配設された出力軸５に相対
回転可能に連結されている。トーションバー２８は、入
力軸２にその軸方向に延在するように形成されたバー挿
通孔２７内に配設され、その一端は入力軸２にピン２８
ａを介して固定され、その他端は出力軸５に圧入されて
いる。

【００１４】第２ハウジング１１内には、ハンドル操作
力を補助して車両の車輪を操舵するためのパワーシリン
ダ３が配設されている。パワーシリンダ３は、シリンダ
３１と、シリンダ３１に摺動自在に配設されたピストン
３２と、ピストン３２によって形成される２つの圧力室
Ａ，Ｂとを有する。ピストン３２の外周部の一部にはラ
ック３３が形成され、このラック３３には車輪に連動す
るセクタギヤ４が噛み合っている。従って、セクタギヤ
４はピストン３２の往復動により回転する。

【００１５】ピストン３２の内部には、出力軸５と同一
軸線上に挿入孔３５が形成され、挿入孔３５に出力軸５
の図示右側に形成された螺旋状のウォーム５０が挿入さ
れる。挿入孔３５には螺旋状のボールねじ溝３７が形成
され、ボールねじ溝３７内にはボール３８が配置されて
いる。ウォーム５０は、ボール３８を介してピストン３
２の挿入孔３５に係合している。従って、ピストン３２
の直線運動は、出力軸５の回転運動に変換され、ピスト
ン３２の駆動量に応じて入力軸２と同方向に出力軸５が
回転する。尚、ピストン３２の図示右端は栓３ｓにより
塞がれている。

【００１６】第１ハウジング１０内には、入出力軸２，
５の相対回転量に基づきパワーシリンダ３の圧力室Ａ,
Ｂの圧力流体の給排を制御するロータリーバルブ７が配
設されている。ロータリーバルブ７は、入力軸２の外周
部に一体的に設けられたインナーバルブ（第１弁体）２
４と、出力軸５にピン５４を介して固定されたアウター
バルブ（第２弁体）６とを有する。

【００１７】アウタバルブ６は、第１ハウジング１０及
び入力軸２間に形成された油室（液室）１６内に入力軸
２の軸方向に沿って摺動自在（前進及び後退可能）に配
置されている。アウタバルブ６により、油室１６は、そ
の軸方向一端（図示左端）に対面する第１油室（第１液
室）６１ｋと、軸方向他端（図示右端）に対面する第２
油室（第２液室）６２ｋとに区画されている。

【００１８】アウタバルブ６には、供給孔６ｗ、第１連
通孔６ａ、第２連通孔６ｂ及びドレーン孔６ｃが半径方
向に貫通するように形成され、これらは、アウタバルブ
６の軸方向にシールを介して隔てられ且つ円周方向にも
所定角度ずれた状態で配置されている。図３に示すよう
に、供給孔６ｗ、第１連通孔６ａ、第２連通孔６ｂ及び
ドレーン孔６ｃは、夫々複数設けられ、その複数の各孔
は等間隔に配置されている。供給孔６ｗは、供給通路８
２を介して油圧ポンプ８６に接続されている。油圧ポン
プ８６はリザーバ８５内の油を吸入加圧しそれを供給孔
６ｗに供給する。図３に示すように、第１連通孔６ａ
は、通路８１を介してパワーシリンダ３の一方の圧力室
Ａに連通し、第２連通孔６ｂは、通路８３を介してパワ
ーシリンダ３の一方の圧力室Ｂに連通している。ドレー
ン孔６ｃは、ドレーン通路８４を介してリザーバ８５に
連通している。

【００１９】インナバルブ２４（即ち入力軸２）にも、
ドレーン孔２ｗが半径方向に貫通するように形成されて
いる。このドレーン孔２ｗは、バー挿通孔２７に連通す
ると共に、入力軸２の外周面に形成された連絡溝（図２
参照）２ｃを介して前述のドレーン孔６ｃに連通してい
る。つまり、バー挿入孔２７はリザーバ８５に連通して
いる。連絡溝２ｃは、入力軸２の周方向においてドレー
ン孔２ｗに対応している。

【００２０】インナバルブ２４は、入力軸２の外周部に
周方向において交互に形成された外向き凸部２ｐと外向
き凹部２ｒとから構成されている。アウタバルブ６の内
周面には、内向き凸部６ｒと内向き凹部６ｐとが周方向
において交互に形成されている。外向き凸部２ｐは内向
き凸部６ｒに対向し、外向き凹部２ｒは内向き凹部６ｐ
に対向している。

【００２１】図３は入力軸２がアウタバルブ６に対して
相対回転していない中立位置を示すが、この状態では供
給孔６ｗ、第１及び第２連通孔６ａ，６ｂ、ドレーン孔
２ｗ，６ｗが連通している。

【００２２】図３の状態から、入力軸２が時計回りに相
対回転すると、第１連通孔６ａが供給孔６ｗに連通し、
ドレーン孔２ｗとの連通が遮断される。これと同時に、
第２連通孔６ｂがドレーン孔２ｗに連通し、供給孔６ｗ
との連通が遮断される。その結果、油圧ポンプ８６によ
り加圧された油が供給通路８２、供給孔６ｗ、第１連通
孔６ａ及び通路８１を介してパワーシリンダ３の圧力室
Ａに供給されると共に、圧力室Ｂが通路８３、第２連通
孔６ｂ、ドレーン孔２ｗ、連絡溝２ｃ、ドレーン孔６ｃ
及びドレーン通路８４を介してリザーバ８５に連通す
る。従って、圧力室Ａ内の容積が増大し、ピストン３２
が図１右方向に移動する。一方、入力軸２が反時計回り
に相対回転すると、第２連通孔６ｂが供給孔６ｗに連通
し、ドレーン孔２ｗとの連通が遮断される。これと同時
に、第１連通孔６ａがドレーン孔２ｗに連通し、供給孔
６ｗとの連通が遮断される。その結果、油圧ポンプ８６
により加圧された油が供給通路８２、供給孔６ｗ、第２
連通孔６ｂ及び通路８３を介してパワーシリンダ３の圧
力室Ｂに供給されると共に、圧力室Ａが通路８１、第１
連通孔６ａ、ドレーン孔２ｗ、連絡溝２ｃ、ドレーン孔
６ｃ及びドレーン通路８４を介してリザーバ８５に連通
する。従って、圧力室Ｂ内の容積が増大し、ピストン３
２が図１左方向に移動する。

【００２３】図４に示すように、入力軸２のカムプレー
ト２２には、斜面２２ｋをもつ断面Ｖ字形状をなす第１
係合溝２２ｍが形成されている。アウタバルブ６の左端
面には、斜面６ｋをもつＶ字形状をなす第２係合溝６ｍ
が形成されている。尚、第２係合溝６ｍは円錐形状でも
良い。ロータリーバルブ７の中立位置において第１及び
第２係合溝２２ｍ，６ｍは互いに対向しており、両者間
にボール（係合体）２９が係合して配設されている。図
２及び図４において、アウタバルブ６がＸ１方向に前進
すると、ボール２９による第１及び第２係合溝２２ｍ，
６ｍ間の係合力が増大し、アウタバルブ６がＸ２方向に
後退すると、ボール２９による第１及び第２係合溝２２
ｍ，６ｍ間の係合力が減少する。尚、アウタバルブ６は
ボール２９に常に接触している。

【００２４】図１及び図３に示すように、ドレーン通路
８４には可変オリフィス９が配設されている。可変オリ
フィス９の入口は、ドレーン孔６ｃ、連絡溝２ｃ及びド
レーン孔２ｗを介してバー挿通孔２７に連通し、バー挿
通孔２７は入出力軸２，５間に配置された軸受６２ｅ及
び通路６２ｆ（図２参照）を介して第２油室６２ｋに連
通している。可変オリフィス９の出口は、通路８７を介
して第１油室６１ｋに連通している。つまり、可変オリ
フィス９に油が流れることにより第２油室６２ｋの油圧
が第１油室６１ｋの油圧よりも大きく設定される。従っ
て、アウタバルブ６を前進方向（Ｘ１方向）に付勢する
第２油室６２ｋによる前進駆動力Ｆｆがアウタバルブ６
を後退方向（Ｘ２方向）に付勢する第１油室６１ｋによ
る前進駆動力Ｆｒよりも大きく設定され、その駆動力差
Ｆｆ−Ｆｒによりアウタバルブ６がボール２９を介して
カムプレート２２に押し付けられる。つまり、入力軸２
にプリセット力が付与される。

【００２５】図１に示すように、可変オリフィス９は、
ステッピングモータ９０により駆動され、ステッピング
モータ９０は電子制御装置１００に電気的に接続されて
いる。電子制御装置１００には、車速センサＳ１、ヨー
レートセンサＳ２等が電気的に接続され、車速や車両の
ヨーレート等の車両の走行状態情報が入力される。電子
制御装置１００は、車両の走行状態情報に応じてステッ
ピングモータ９０の駆動量即ち可変オリフィス９の開度
を制御する。即ち、車速が比較的低いときには、可変オ
リフィス９の開度を大きくしてプリセット力を小さく
し、比較的高いときには可変オリフィス９の開度を小さ
くしてプリセット力を大きくする。また、車両のヨーレ
ートが小さいときには、可変オリフィス９の開度を大き
くしてプリセット力を小さくし、大きいときには可変オ
リフィス９の開度を小さくしてプリセット力を大きくす
る。

【００２６】図５を参照して可変オリフィス９の具体的
構成を説明する。

【００２７】可変オリフィス９は、入口９１ａ及び出口
９１ｂをもつハウジング９１を有する。ハウジング９１
には、入口９１ａ及び出口９１ｂ間においてロータ収容
孔９１ｃが形成され、その内部にはロータ９２が回転自
在に配設されている。このロータ９２はステッピングモ
ータ９０に連結される。ロータ９２には、左右対称の１
対の切欠部９４，９６が形成され、両者間を連通するよ
うに連通路９５が形成されている。また、ロータ９２に
は、入口９１ａ及び一方の切欠部９４間を連通するよう
に可変絞り孔９３が形成され、可変絞り孔９３は、ロー
タ９２の図示矢印方向への回転に伴い入口９１ａの切欠
部９４への開口面積を次第に増加させる。他方の切欠部
９６は出口９１ｂに連通している。

【００２８】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、第２弁体の両
端面に作用する液圧駆動力の差によりプリセット力を付
与するため、コイルスプリングを廃止できる。その結
果、部品点数を削減でき、コスト的に有利である。更
に、第２弁体に対してコイルスプリングを直列に配する
必要がないので、装置の軸長を短縮できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の本実施形態に係る動力舵取装置の全体
構成図である。

【図２】図１の要部拡大断面図である。

【図３】ロータリーバルブ及び油圧回路を示す構成図で
ある。

【図４】ボール付近の拡大図である。

【図５】可変オリフィスの具体的構成を示す断面図であ
る。

【符号の説明】 １ 動力舵取装置 ２ 入力軸 ３ パワーシリンダ ３２ ピストン ５ 出力軸 ７ ロータリーバルブ ６ アウタバルブ ２４ インナバルブ １６ 油室（液室） ６１ｋ 第１油室（第１液室） ６２ｋ 第２油室（第２液室） ２９ ボール（係合体） ９ 可変オリフィス（駆動力制御手段） ９０ ステッピングモータ（駆動力制御手段） １００ 電子制御装置（駆動力制御手段）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ステアリングホイールの操作により回転
   する入力軸と、車輪に連結され前記入力軸に相対回転可
   能に連結された出力軸と、前記出力軸及び前記車輪間に
   連結され、圧力差によりピストンを移動させて前記ステ
   アリングホイールの操作を補助して車輪を操舵するパワ
   ーシリンダと、前記入力軸と一体回転する第１弁体及び
   前記出力軸と一体回転する第２弁体を有し、前記入力軸
   の前記出力軸に対する相対回転に基づき前記パワーシリ
   ンダへの圧力流体の給排を制御するロータリーバルブ
   と、前記入力軸にその回転に対する抵抗となるプリセッ
   ト力を付与するプリセット力付与手段とを備えた動力舵
   取装置において、 前記プリセット力付与手段は、前記第２弁体を前記入力
   軸の軸方向に沿って前進及び後退可能に収容し、前記第
   ２弁体の前進側の面が対面する第１液室と、前記第２弁
   体の後退側の面が対面する第２液室とを有する液室と、 前記入力軸及び前記第２弁体間に配置されて両者に係合
   し、前記第２弁体の前進に伴い係合力が増大し、前記第
   ２弁体の後退に伴い係合力が減少する係合体と、 前記第２弁体を前進方向に付勢する第２液室の前進駆動
   力を、前記第２弁体を後退方向に付勢する第１液室の後
   退駆動力よりも大きく設定し、両者の駆動力差により前
   記第２弁体を前進方向に付勢し、前記係合体を介して前
   記入力軸にプリセット力を付与すると共に、前記車両の
   走行状態に応じて前記駆動力差を調整してプリセット力
   を変える駆動力制御手段とを有する動力舵取装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、 前記駆動力制御手段は、前記第１及び第２液室間に差圧
   を発生させると共に、車両の走行状態に応じて前記差圧
   を変える可変オリフィスを有する動力舵取装置。