JPH1134896A - 動力舵取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構成で入力軸にプリセット力を付与す
ること。 【解決手段】 トーションバー３の一端３１に第１ピン
３３を固定し、その他端３２に第２ピン３４を固定す
る。入力軸２に、第１ピンを入力軸に対し相対回転可能
に挿入する第１貫通孔２２と、第２ピンを入力軸に対し
相対回転可能に挿入する第２貫通孔２３を形成する。ま
た、出力軸４に、第１ピンを出力軸に対し相対回転可能
に挿入する第１凹部４３と、第２ピンを出力軸に対し相
対回転可能に挿入する第２凹部４４を形成する。トーシ
ョンバー３を、その一端３１が第１ピンを介して入出力
軸を回転方向の一方向に付勢し且つその他端３２が第２
ピンを介して入出力軸を回転方向の他方向に付勢するよ
うに、捻られた状態で入出力軸間に組み付ける。

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、入力軸及
び出力軸間を相対回転可能に連結するトーションバーを
有する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、例えば実
公平７−２３５６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、入力軸と同軸的に配置された出力軸
と、入力軸及び出力軸間を相対回転可能に連結するトー
ションバーと、出力軸及び車輪間に連結され、入力軸の
出力軸に対する相対回転量に応じた操舵補助力を発生し
車輪を操舵する操舵補助装置とを備えたものである。こ
こで、トーションバーの一端は第１ピンを介して入力軸
に連結され、他端は第２ピンを介して出力軸に連結され
ている。

【０００３】また、初期状態において入力軸及び出力軸
間の相対的な回転を拘束するために（即ち入力軸に所定
のプリセット力を付与するために）、油圧反力装置が設
けられている。これは、入力軸に一体的に設けられ凹部
を有する反力受部と、反力受部に対向するよう出力軸に
一体的に設けられガイド孔を有するフランジ部と、ガイ
ド孔内に挿入されたボールと、油圧を受け、それにより
ボールを反力受部の凹部に押圧する反力ピニオンとから
構成されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このもので
は、上述したように、プリセット力を付与するために、
少なくともボール及びボールを入力軸側に押圧する反力
ピストンが不可欠であるので、その分部品点数が多くな
り、コスト的に不利である。また、反力ピストンを作用
させるために油圧が必要となり、結果、油圧供給源や供
給通路等が必要となり、コスト的に一層不利な構成とな
る。

【０００５】故に、本発明は、簡単な構成で入力軸にプ
リセット力を付与することを、その技術的課題とする。

【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、前
記入力軸と同軸的に配置された出力軸と、前記入力軸及
び前記出力軸間を相対回転可能に連結するトーションバ
ーと、前記出力軸及び車輪間に連結され、前記入力軸の
前記出力軸に対する相対回転量に応じた操舵補助力を発
生し車輪を操舵する操舵補助装置とを備え、前記入力軸
を前記トーションバーの周りに配置し、前記出力軸を前
記入力軸の周りに配置し、前記トーションバーの一端に
第１係合部材を固定し、その他端に第２係合部材を固定
し、前記入力軸に、前記第１係合部材を前記入力軸の円
周方向に前記入力軸に対し相対回転可能に挿入する第１
貫通孔と、前記第２係合部材を前記入力軸の円周方向に
前記入力軸に対し相対回転可能に挿入する第２貫通孔と
を形成し、前記出力軸に、前記第１係合部材を前記出力
軸の円周方向に前記出力軸に対し相対回転可能に挿入す
る第１凹部と、前記第２係合部材を前記出力軸の円周方
向に前記出力軸に対し相対回転可能に挿入する第２凹部
とを形成し、前記トーションバーを、前記第１係合部材
を介して前記入力軸及び前記出力軸を回転方向の一方向
に付勢し且つ前記第２係合部材を介して前記入力軸及び
前記出力軸を回転方向の他方向に付勢するように、捻ら
れた状態で前記入出力軸間に組み付けたものである。即
ち、捩られた状態のトーションバーにより、第１係合部
材はトーションバーの一端の捩じれ方向とは反対方向に
付勢され、第２係合部材はトーションバーの他端の捩じ
れ方向とは反対方向に付勢されている。つまり、第１及
び第２係合部材は互いに反対の方向に付勢されている。

【０００７】請求項１の発明の作用を以下に示す。

【０００８】入力軸をトーションバーの一端の捩じれ方
向（以下第１方向という）に回転させる場合、トーショ
ンバーの一端により、入力軸が第１係合部材を介して第
１方向とは反対方向（即ちその回転方向に抗する方向）
に付勢される。このとき、トーションバーの他端によ
り、第２係合部材を介して出力軸がトーションバーの他
端の捩じれ方向とは反対方向（即ち第１方向）に付勢さ
れているので、入力軸の回転トルクが、第１係合部材及
びトーションバーの一端を介してトーションバーの他端
に伝達されても、トーションバーの他端（第２係合部
材）が捩じれ方向とは反対方向（第１方向）に回転する
のが阻止される。従って、トーションバーの捩じれ状態
に応じたプリセット力が入力軸に確実に付与される。

【０００９】入力軸の回転トルクが上記所定のプリセッ
ト力を上回ると、入力軸が第１係合部材を介してトーシ
ョンバーの一端を更に捩じりながら、出力軸に対して第
１方向に相対回転する。その結果、操舵補助装置により
その相対回転量に応じた操舵補助力が発生し車輪が一方
向に操舵される。

【００１０】一方、入力軸をトーションバーの他端の捩
じれ方向（以下第２方向という）に回転させる場合、ト
ーションバーの他端により、入力軸が第２係合部材を介
して第２方向とは反対方向（即ちその回転方向に抗する
方向）に付勢される。このとき、トーションバーの一端
により、第１係合部材を介して出力軸がトーションバー
の一端の捩じれ方向とは反対方向（即ち第２方向）に付
勢されているので、入力軸の回転トルクが、第２係合部
材及びトーションバーの他端を介してトーションバーの
一端に伝達されても、トーションバーの一端が捩じれ方
向とは反対方向に回転するのが阻止される。従って、ト
ーションバーの捩じれ状態に応じたプリセット力が入力
軸に確実に付与される。

【００１１】入力軸の回転トルクが上記所定のプリセッ
ト力を上回ると、入力軸が第２係合部材を介してトーシ
ョンバーの他端を更に捩じりながら、出力軸に対して第
２方向に相対回転する。その結果、操舵補助装置により
その相対回転量に応じた操舵補助力が発生し車輪が他方
向に操舵される。

【００１２】このように、簡単な構成により、入力軸に
プリセット力を付与できる。

【００１３】

【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。

【００１４】（第１実施形態）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（図示せず）の操作により回転
するように構成される。入力軸２は、トーションバー３
を介して入力軸２と同軸的に配設された出力軸４に相対
回転可能に連結されている。

【００１５】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５が配設されている。パワーシリンダ５は、シリンダ
５１と、シリンダ５１に摺動自在に配設されたピストン
５２と、ピストン５２によって形成される２つの圧力室
５３，５４とを有する。ピストン５２の外周部の一部に
はラック５５が形成され、このラック５５には車輪に連
動するセクタギヤ６が噛み合っている。従って、セクタ
ギヤ６はピストン５２の往復動により回転する。

【００１６】ピストン５２の内部には、出力軸４と同一
軸線上に挿入孔５６が形成され、挿入孔５６に出力軸４
の図示左側に形成された螺旋状のウォーム４１が挿入さ
れる。挿入孔５６には螺旋状のボールねじ溝５７が形成
され、ボールねじ溝５７内にはボール５８が配置されて
いる。ウォーム４１は、ボール５８を介してピストン５
２の挿入孔５６に係合している。従って、出力軸４の回
転運動は、ピストン５２の直線運動に変換される。尚、
ピストン５２の図示右端は栓５９により塞がれている。

【００１７】第１ハウジング１０内には、入出力軸２，
４の相対回転量に基づきパワーシリンダ５の圧力室５
３, ５４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バルブ７１と、イ
ンナバルブ７１の周りに配置されたアウタバルブ７２と
を有する。アウタバルブ７２は、ピン８を介して出力軸
４に一体回転可能に連結され、入出力軸２，４と同軸的
に配置されている。

【００１８】ロータリーバルブ７は、通常、第１及び第
２圧力室５３，５４をリザーバ（図示せず）に連通する
第１位置（非作動位置）に存在する。入力軸２が出力軸
４に対し一方向に相対回転すると、インナバルブ７１も
同方向にアウタバルブ７２に対し相対回転し、ロータリ
ーバルブ７は、第１圧力室５３を油圧ポンプ（図示せ
ず）のみに連通し且つ第２圧力室５４をリザーバのみに
連通する第２位置（第１作動位置）に切り替わる。する
と、パワーシリンダ５の第１圧力室５３の容積が拡大す
るため、ピストン５２が図示左方向に移動し、車輪が一
方向に操舵される。一方、入力軸２が出力軸４に対し他
方向に相対回転すると、インナバルブ７１も同方向にア
ウタバルブ７２に対し相対回転し、ロータリーバルブ７
は、第１圧力室５３をリザーバのみに連通し且つ第２圧
力室５４を油圧ポンプのみに連通する第３位置（第２作
動位置）に切り替わる。すると、パワーシリンダ５の第
２圧力室５４の容積が拡大するため、ピストン５２が図
示右方向に移動し、車輪が他方向に操舵される。ここ
で、第１及び第２圧力室５３，５４間の差圧によりピス
トン５２に作用する力が操舵補助力となる。

【００１９】以下、第１実施形態の主要部について説明
する。

【００２０】図１に示すように、出力軸４には空洞４２
が形成され、空洞４２内に入力軸２が配置されている。
入力軸２には空洞２１が形成され、空洞２１内にはトー
ションバー３が延在配置されている。トーションバー３
の一端（図示右端）３１には、第１ピン（第１係合部
材）３３が圧入固定され、その他端（図示左端）３２に
は第２ピン（第２係合部材）３４が圧入固定されてい
る。

【００２１】図２に示すように、入力軸２の一端側に
は、２つの第１内側貫通孔２２，２２が円周方向に１８
０度ずれた位置に夫々形成され、これら第１内側貫通孔
２２，２２には、第１ピン３３が入力軸２の円周方向に
入力軸２に対し相対回転可能に挿入されている。また、
出力軸４の一端側には、初期状態にて第１内側貫通孔２
２に対向するように、２つの第１外側貫通孔（第１凹
部）４３，４３が形成されている。これら第１外側貫通
孔４３，４３にも、第１ピン３３が出力軸４の円周方向
に出力軸４に対し相対回転可能に挿入されている。

【００２２】図３に示すように、入力軸２の他端側に
は、２つの第２内側貫通孔２３，２３が円周方向に１８
０度ずれた位置に夫々形成され、これら第２内側貫通孔
２３，２３には、第２ピン３４が入力軸２の円周方向に
入力軸２に対し相対回転可能に挿入されている。第２内
側貫通孔２３は、第１内側貫通孔２２に対して入力軸２
の円周方向に所定角度ずれている。また、出力軸４の他
端側には、初期状態にて第２内側貫通孔２３，２３に対
向するように、２つの第２外側貫通孔（第２凹部）４
４，４４が形成されている。これら第２外側貫通孔４
４，４４にも、第２ピン３４が出力軸４の円周方向に出
力軸４に対し相対回転可能に挿入されている。第２外側
貫通孔４４も、第１外側貫通孔４３，４３に対して出力
軸４の円周方向に所定角度ずれている。

【００２３】トーションバー３は、捩じられた状態で入
力軸２及び出力軸４間に組み付けられている。即ち、ト
ーションバー３の一端３１は、図２Ａ方向（反時計周
り）に捩じられ、その他端３２は、図３Ｂ方向（時計周
り）に捩じられている。つまり、トーションバー３によ
り、第１ピン３３がＡ方向と反対方向に付勢されると共
に、第２ピン３４がＢ方向と反対方向に付勢される。こ
れにより、第１ピン３３が第１内側貫通孔２２及び第１
外側貫通孔４３のＢ方向側端面に押し付けられると共
に、第２ピン３４が第２内側貫通孔２３及び第２外側貫
通孔４４のＡ方向側端面に押し付けられる。換言すれ
ば、トーションバー３の一端３１が、第１ピン３３を介
して入力軸２及び出力軸４をＡ方向と反対方向（即ちＢ
方向）に付勢すると共に、トーションバー３の他端３２
が、第２ピン３４を介して入力軸２及び出力軸４をＢ方
向と反対方向（即ちＡ方向）に付勢するように構成され
ている。

【００２４】尚、出力軸４の第１及び第２外側貫通孔４
３，４４は、貫通孔に限る必要はなく、その代わりに例
えばその軸方向に延在する溝を設けても良い。また、内
側貫通孔２２，２３及び外側貫通孔４３，４４は、夫々
２つずつ設けたが、１つ又は３つ以上設けても良い。

【００２５】上記の動力舵取装置１の作用について説明
する。

【００２６】運転者がステアリングホイールを一方向に
回転させて、入力軸２を図２Ａ方向（即ちトーションバ
ーの一端の捩じれ方向）に回転させる場合、トーション
バー３の一端３１により、入力軸２が第１ピン３３を介
してＡ方向と反対方向（即ち図３Ｂ方向）に付勢され
る。

【００２７】このとき、トーションバー３の他端３２の
付勢力により、第２ピン３４は出力軸４の第２外側貫通
孔４４のＡ方向側端面に押圧されているため、入力軸２
の回転トルクが、第１ピン３３及びトーションバー３の
一端３１を介してトーションバー３の他端３２に伝達さ
れても、第２ピン３４及びトーションバー３の他端３２
がＡ方向（即ちトーションバー他端３２の捩じれ方向と
は反対方向）に回転するのが阻止される。

【００２８】以上より、図４に示すように、トーション
バー３の捩じれ状態に基づく所定のプリセット力Ｔp1が
入力軸２に確実に付与される。

【００２９】入力軸２の回転トルクＴM が上記プリセッ
ト力Ｔp1を上回ると、入力軸２が第１ピン３３を介して
トーションバー３の一端３１を更に捩じりながら、Ａ方
向に出力軸３に対し相対回転する。つまり、第１ピン３
３が第１外側貫通孔４３のＢ方向側端面から離れる。そ
の結果、前述したように、入出力軸間の相対回転量に応
じて操舵補助力が発生し車輪が一方向に操舵される。こ
のとき、図４に示すように、入力軸２の回転角度（入出
力軸間の相対回転量）が増加するに伴い、入力トルクが
上昇する。

【００３０】第１ピン３３が第１外側貫通孔４３のＡ方
向側端面に当接すると、入力軸２及び出力軸４は一体回
転する。ここでは、第２内側貫通孔２３のＢ方向側端面
が第２ピン３４に当接する前に、第１ピン３３が第１外
側貫通孔４３のＡ方向側端面に当接する。そこで、第１
ピン３３の当接時に第１ピン３３が折れないように、第
１ピン３３の径を第２ピン３４の径よりも大とされてい
る。

【００３１】一方、運転者がステアリングホイールを他
方向に回転させて、入力軸２を図３Ｂ方向（即ちトーシ
ョンバー３の他端３２の捩じれ方向）に回転させる場
合、トーションバー３の他端３２により、入力軸２が第
２ピン３４を介してＢ方向と反対方向（即ちＡ方向）に
付勢される。

【００３２】このとき、トーションバー３の一端３１の
付勢力により、第１ピン３３は出力軸４の第１外側貫通
孔４３のＢ方向側端面に押圧されているため、入力軸２
の回転トルクが、第２ピン３４及びトーションバー３の
他端３２を介してトーションバー３の一端３１に伝達さ
れても、第１ピン３３及びトーションバー３の一端３１
がＢ方向（即ちトーションバー一端３１の捩じれ方向と
は反対方向）に回転するのが阻止される。

【００３３】以上より、図４に示すように、トーション
バー３の捩じれ状態に基づく所定のプリセット力Ｔp2が
入力軸２に確実に付与される。

【００３４】入力軸２の回転トルクＴM が上記プリセッ
ト力Ｔp2を上回ると、入力軸２が第２ピン３４を介して
トーションバー３の他端３２を更に捩じりながら、Ｂ方
向に出力軸４に対し相対回転する。つまり、第２ピン３
４が第２外側貫通孔４４のＡ方向側端面から離れる。そ
の結果、前述したように、入出力軸間の相対回転量に応
じて操舵補助力が発生し車輪が他方向に操舵される。こ
のときも、図４に示すように、入力軸２の回転角度θM
（入出力軸間の相対回転量）が増加するに伴い、入力ト
ルクＴM が上昇する。

【００３５】入力軸２の第１内側貫通孔２２のＡ方向側
端面が第１ピン３３に当接すると、入力軸２及び出力軸
４は一体回転する。

【００３６】尚、トーションバーを捩じらずに組み付け
た技術の入力軸の回転角度θM と入力トルクＴM との関
係も併せて図４に示したが、これから明らかなように、
プリセット力が与えられない。

【００３７】（第２実施形態）図５及び図６に示すよう
に、第２実施形態の動力舵取装置においては、トーショ
ンバー３の一端３１が第１ピン３３０を介して入力軸２
及び出力軸４と一体回転するアウタバルブ７２をその捩
じれ方向と反対方向に付勢する点のみが第１実施形態の
ものと異なる。従って、その作用については略同一であ
る。

【００３８】尚、請求項１では、「トーションバーの一
端が第１係合部材を介して入力軸及び出力軸をその捩じ
れ方向と反対方向に付勢する旨」が記載されているが、
ここで言う出力軸はアウタバルブも含んでいる。

【００３９】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、トーションバ
ーが捩られた状態で入出力軸間に組み付けられているの
で、トーションバーの捩じれ状態に基づくプリセット力
を入力軸に付与できる。このように、既存のトーション
バーを用いてプリセット力を付与できることから、その
分部品点数を削減でき、コスト的に有利となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１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Ａ−Ａ拡大断面図である。

【図３】図１のＢ−Ｂ拡大断面図である。

【図４】第１実施形態に係る動力舵取装置の入力角度と
入力トルクとの関係を示すグラフである。

【図５】本発明の第２実施形態に係る動力舵取装置の要
部拡大断面図である。

【図６】図５のＣ−Ｃ拡大断面図である。

【図７】図５のＤ−Ｄ拡大断面図である。

【符号の説明】

１ 動力舵取装置 ２ 入力軸 ２２ 第１内側貫通孔（第１貫通孔） ２３ 第２内側貫通孔（第２貫通孔） ３ トーションバー ３１ トーションバーの一端 ３２ トーションバーの他端 ３３ 第１ピン（第１係合部材） ３４ 第２ピン（第２係合部材） ４ 出力軸 ４３ 第１外側貫通孔（第１凹部） ４４ 第２外側貫通孔（第２凹部） ５ パワーシリンダ（操舵補助装置） ７ ロータリーバルブ（操舵補助装置）

Claims (1)

【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、前記入力軸と同軸的に配置された出力軸
   と、前記入力軸及び前記出力軸間を相対回転可能に連結
   するトーションバーと、前記出力軸及び車輪間に連結さ
   れ、前記入力軸の前記出力軸に対する相対回転量に応じ
   た操舵補助力を発生し車輪を操舵する操舵補助装置とを
   備えた動力舵取装置において、 前記入力軸は前記トーションバーの周りに配置され、前
   記出力軸は前記入力軸の周りに配置され、 前記トーションバーの一端に第１係合部材が固定され、
   その他端に第２係合部材が固定され、 前記入力軸は、前記第１係合部材を前記入力軸の円周方
   向に前記入力軸に対し相対回転可能に挿入する第１貫通
   孔と、前記第２係合部材を前記入力軸の円周方向に前記
   入力軸に対し相対回転可能に挿入する第２貫通孔とを有
   し、 前記出力軸は、前記第１係合部材を前記出力軸の円周方
   向に前記出力軸に対し相対回転可能に挿入する第１凹部
   と、前記第２係合部材を前記出力軸の円周方向に前記出
   力軸に対し相対回転可能に挿入する第２凹部とを有し、 前記トーションバーは、前記第１係合部材を介して前記
   入力軸及び前記出力軸を回転方向の一方向に付勢し且つ
   前記第２係合部材を介して前記入力軸及び前記出力軸を
   回転方向の他方向に付勢するように、捻られた状態で前
   記入出力軸間に組み付けられている動力舵取装置。