JPS62143765A - 動力舵取り装置の操舵力制御機構 - 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〕 この発明は、動力舵取り装置の操舵力制御機構に関し、
特に、電磁力を利用して操舵反力を発生するようにした
動力舵取り装置の操舵力制御機構に関する。

〔従来の技術〕

従来の動力舵取り装置の操舵力制御機・構としては、例
えば、特開昭６０−１１０５７２号公報に開示されたも
のが知られている。

この従来の機構は、ポールスリュ一式あるいはう、クピ
ニオン弐の舵取り歯車装置を油圧によりアシストする動
力舵取り装置において、ステアリングホイール側に連結
される入力シャフト（すなわち第１軸）と、その入力シ
ャフトと一体的に回転シてロータリーバルブ型のコント
ロールバルブを構成するロータと、ポールスリュ一式に
おけるセクタシャフトあるいはラックピニオン式におけ
るランクを介してステアリングリンク側に連結されるウ
オームあるいはビニオンシャフト（すなわち第２軸）と
、そのウオームあるいはピニオンシャフトと一体的かつ
ロータと同心的に回転し、そのロータと協働してコント
ロールバルブを構成するスリーブと、ウオームあるいは
ピニオンシャフトのコントロールバルブの配置位置とは
反対側に配置されたカム機構及び皿バネとを含む操舵反
力発生機構部とを備えている。そして、この操舵反力発
生機構部は、コントロールバルブ及びパワーシリンダを
作動させて舵取り装置のアシスト力を発生させる油圧機
構とは別系統の油圧系統によって作動される。

このように、操舵反力発生機構部をウオームあるいはピ
ニオンシャフトのコントロールバルブの配置位置とは反
対側に配置するようにした動力舵取り装置は、特に、動
力舵取り装置をチルトキャブ型のトラック等に装着する
際に、ウオームあるいはビニオンシャフトよりもコント
ロールバルブ側すなわち人力シャフト側にスペース上の
大きな制約があるため、操舵反力発生機構部をウオーム
あるいはビニオンシャフトよりもコントロールバルブ側
に装着することに大きな困難があり、従って、操舵反力
発生機構部を反対側に配置することは、動力舵取り装置
をチルトキャブ式のトラック等に装着するために、スペ
ース上非常に有利である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、このような従来の動力舵取り装置の操舵
力制御機構にあっては、操舵反力発生機構部を別系統の
油圧により作動させているため、そのための油圧装置を
特に必要とし、従って、部品点数が多くなり、構造も複
雑になって、コストも上昇し、さらに、油圧制御である
ため応答性が應く、特性が不安定となる等の問題点があ
った。

この発明は、このような従来の問題点に着目してなされ
たもので、従来の油圧を利用した操舵反力発生機構部の
呈する問題点を解消し、部品点数を減少させ、構造を簡
単にし、コストを低減し、そして、応答性を向上させ、
特性の安定した動力舵取り装置の操舵力制御機構を提供
することを目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで、この発明に係わる動力舵取り装置の操舵力制御
機構は、従来の油圧を利用した操舵反力発生機構部に代
えて、電磁力を利用した操舵反力発生機構部を用いたも
のであり、すなわち、ステアリングホイール側に連結さ
れる第１軸と、その第１軸と一体的に回転してコントロ
ールバルブを構成するロータと、ステアリングリンク側
に連結される第２軸と、その第２軸と一体的かつロータ
材と、第２軸の前記コントロールバルブの配置位置とは
反対側に配置された操舵反力発生機構部とを備えた動力
舵取り装置の操舵力制御機構において、 操舵反力発生機構部が、電磁力を利用して第１軸と第２
軸とを接続及び切断可能なものであることを特徴とする
ものである。

〔作用〕

そして、この発明に係わる動力舵取り装置の操舵力制御
機構の作用は、操舵反力発生機構部に通電することによ
り、電磁力によって第１軸と第２軸とが接続されて、動
力舵取り装置はマニュアルの舵取り装置と同等の機能を
発揮し、また、操舵。

反力発生機構部を非通電とすることにより、第１軸と第
２軸とが切断され、動力舵取り装置はアシスト力が発生
される本来の動力舵取り装置□としての機能を発揮する
ものである。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例としてポールスリュ一式、より
詳細にはりサキュレーティングボール式の動力舵取り装
置について、図面を参照して説明に第１軸であるスタブ
シャフト３が回転自在に装着され、このスタブシャフト
３は図示しないステアリングホイール及びステアリング
シャフトにより回転され、ステアリングホイール側から
の操舵力が入力され、かつ車輪側からの操舵反力をステ
アリングホイール側に伝達する。

ハウジング１の内部において、スタブシャフト３の外周
にはロータリー型のコントロールバルブ４を構成するロ
ータ５が、スタブシャフト３と同軸にかつビン６により
スタブシャフト３と一体に回転するように取り付けられ
る。そして、ロータ５の外周とりャカバー２の内周との
間にコントロールバルブ４を構成するスリーブ７がロー
タ５及びリヤカバー２の双方に対して回転自在に装着さ
ト８が、ピン９によりスタブシャフト３と同軸かつ一体
に固定され、この入力シャフト８はハウジング１内を前
端側に延びる。また、入力シャフト８の外周には、第２
軸であるウオーム１０が入力シャフト８に対して回転自
在に装着され、このウオーム１０はハウジングｌの前端
側（図面上左方）にねじ込まれた第１フロントカバー１
１によって回転自在に支持される。そして、ウオーム１
０の後端側は、ピン１２によりコントロールバルブ４の
スリーブ７と一体に連結される。

第１図乃至第３図において、ウオーム１０の前端部には
十字形の凹所１０ａが形成され、一方、スタブシャフト
３の外周には、この凹所１０ａに対して所定の隙間をも
って嵌合する１８０°対向する２個の突起３ａが形成さ
れる。そして、スタブシャフト３と入力シャフト８との
間の隙間に弾いてウオーム１０と係合する。

このため、第１軸であるスタブシャフト３が回転すると
、ビン９により固定された第１軸の延長部材である入力
シャフト８がスタブシャフト３と一体に回転するととも
に、スタブシャフト３に与えられる操舵力及びウオーム
１０に作用する操舵抵抗に応じて板ばね１３がたわみ、
スタブシャフト３とウオーム１０との間に相対回転変位
が生じることができる。

ウオームｌＯの外周には、ウオーム１０のねじ溝に沿っ
て配列されたポール１４を介してポールナツト１５が装
着され、このポールナツト１５はウオーム１０の回転に
伴ってウオーム１０の軸方向に往復移動する。そして、
ポールナツト１５の外側に形成された歯部にセクタシャ
フト１６の歯部が噛み合い、ボールナラ）１５の往復移
動に伴ってセクタシャフト１６が回転する。さらに、こ
のセクタシャフト■６により図示しないステアリそれぞ
れ形成され、これらの前部油圧室Ａ及び後部油圧室Ｂは
コントロールバルブ４に連通される。

従って、第１軸であるスタブシャフト３と第２軸である
ウオーム１０との間に相対回転変位が生じ、これにより
スタブシャフト３に一体に固定されたロータ５とウオー
ム１０に一体に固定されたスリーブ７との間に相対回転
変位が生じると、コントロールバルブ４から前部油圧室
Ａ又は後部油圧室Ｂに油圧が給排され、この油圧により
ポールナツト１５に軸方向の圧力が作用し、ステアリン
グホイールから与えられる操舵力に加えて油圧によるア
シスト力が与えられる。

第１図及び第４図において、ハウジング１の前端部にね
し止めされた第１フロントカバー１１に第２フロントカ
バー１７がねじ止めされて固定され、この第１フロント
カバー１１と第２、フロントカバー１７の間の空洞部に
操舵反力発生機構部１−ム１０と一体に回転するように
取り付けられ、このステータ２０にはコイル２２が内蔵
されるとともに、このコイル２２の前面にライニング２
３が貼着される。一方、ウオーム１０の前端からさらに
空洞部内に突出する入力シャフト８の先端にはアマチュ
アハブ２４がナツト２５により固定され、このアマチュ
アハブ２４のライニング２３に対向する面に、ビス２６
により板ばね２７を介してアマチュア２８が弾性的に固
定される。このとき、コイル２２に通電していないとき
のライニング２３とアマチュア２８との隙間が、ステー
タ２０とアマチュア２８との間にスラストベアリング２
９を介在させてナツト２５により締め付けることにより
、適宜の値に調整される。

さらに、このように構成される動力舵取り装置が車両に
装着された場合には、図示はしないが、車速を検出する
車速センサ、及びこの車速センサにより検出された車速
値に応じて操舵反力発生機構部１９のコイル２２に通電
又は非通電させる制検出される車速値がコントローラに
おいて予め設定された所定車速以下であると判定される
と、コントローラから動力舵取り装置の操舵反力発生機
構部１９のコイル２２には駆動電流が供給されず、従っ
て、コイル２２は非通電状態となって電磁力による吸引
力が発生せず、アマチュア２８が板ばね２７の復元力に
よってアマチュアハブ２４側に戻され、アマチュアハブ
２４従って入力シャフト８とステータ２０従ってウオー
ム１０との固定が解除され、舵取り装置は本来の動力舵
取り装置となる。

この状態で、ステアリングホイールが操舵されると、回
転操舵力はステアリングシャフトを介してスタブシャフ
ト３に伝達され、スタブシャフト３が回転する。一方、
車輪側からの操舵抵抗はステアリングリンク−セクタシ
ャフト１６−ボールナツト３とウオームｌＯとの間に相
対的な回転変位が生じるとともに、そのたわみ量に応じ
て弾性的な復元力が生じて操舵反力となる。従って、仮
ばね諸元及びコントロールバルブのスプールチャンファ
形状にり適正な操舵力の設定が可能となる。

また、スタブシャフト３に一体に固定されたロータ５と
ウオーム１ｏに一体に固定されたスリーブ７との間にも
相対回転変位が生じ、コントロールパルプ４からの圧油
がボールナツト１５の両端の前部油圧室Ａ又は後部油圧
室Ｂに供給され、セクタシャフト１６に働く操舵抵抗に
対抗してスタブシャフト３を介して入力シャフト８に働
く操舵力を助勢するように、ボールナツト１５にウオー
ム１０の軸方向にアシスト力が働（。従って、車速か所
定値以下である低速走行時には、小さい操舵力で大きな
操舵抵抗に対抗して操舵を行うこと′ガできる。

÷八。

であると判定されると、コントローラがら動力舵取り装
置の操舵反力発生機構部１９のコイル２２に所定値の駆
動電流が供給され、従って、コイル２２は通電状態とな
って電磁力による吸引力が発生し、アマチュア２８が仮
ばね２７の復元力に抗してライニング２３に吸着されて
摩擦トルクが発生し、アマチュアハブ２４従って入力シ
ャフト８とステータ２０従ってウオーム１ｏとが固定さ
れ、舵取り装置はアシスト力が働かないマニュアルの舵
取り装置となる。

この状態で、ステアリングホイールが操舵されると、回
転操舵力はステアリングシャフトを介してスタブシャフ
ト３に伝達されるとともに、スタブシャフト３−人力シ
ャフト８−アマチュアハブ２４−板ばね２７−アマチュ
ア２８−ライニング２３−ステータ２０を介してウオー
ム１０に伝達され、マニュアルの舵取り装置として剛性
感の高い操舵が行われる。従って、車速か所定値以上で
ある高速走行時には、適正な操舵力で操舵が行わル側か
らさらに過大な操舵力が入力されると、アマチュア２８
とライニング２３が滑って相対変位が生ずる。この場合
に、その相対変位量及び操舵力（又は操舵トルク）を検
出し、操舵力が除去されたことが確認された後、コイル
２２の電磁力をオフすることにより、コントローラハ“
ルブ４の中立位置への戻りを確保するようにすることが
好ましい。これにより、過大な操舵力が掛かった時の安
全性が確保される。

第５図は、第１軸であるスタブシャフトと第２軸である
ウオームとの間を連結しかつ相対変位を与える弾性部材
の別実施例を示し、弾性部材としてトーションバーを用
いたものである。

すなわち、同図において、スタブシャフト３０の前端は
ピン３１によりトーションバー３２の前タブシャフト３
０のピン３３よりもさらに前端はピン３５により入力シ
ャフト３６と一体に固定され、さらに、ピン３３はスタ
ブシャフト３０に対して所定の隙間をもって貫通してい
る。そして、ウオーム３４と入力シャフト３６の前端部
に第４図に示した操舵力制御機構部工９が取り付けられ
る。

このような構成により、スタブシャツ１−３０及び入力
シャフト３６とウオーム３４との間にはトーションバー
３２により相対回転変位が与えられる。

なお、図示はしないが、スタブシャフト３０の外周には
コントロールバルブ４のロータ５が、ウオーム３４の後
端にはスリーブ７がそれぞれ固定されることは言うまで
もない。

以上、ボールスリュ一式の動力舵取り装置について説明
したが、ラックピニオン式の動力舵取り装置に対しても
この発明を適用することができる。

その場合、ピニオンシャフトが第２軸となる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明に係わる動力舵取り装置
の操舵力制御機構によれば、操舵反力発生機構部を油圧
ではなく電磁力を利用して第１軸と第２軸とを接続又は
切断可能に構成したので、部品点数が減少し、構造が簡
単になり、コストが低減されるとともに、応答性が向上
する等の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係わる動力舵取り装置の操舵力制御
機構の実施例を示す断面図、第２図は第１軸と第２軸と
を接続する弾性部材の詳細を示す第３図の■−■線にお
ける断面図、第３図は第２図のｍ−ｍ線における断面図
、第４図は操舵反力発生機構部の詳細を示す拡大断面図
、第５図は弾性部材の別実施例を示す断面図である。 ３・・・スタブシャフト、４・・・コントロールバルブ
、５・・・ロータ、７・・・スリーブ、８・・・入力シ
ャフト、１０・・・ウオーム、１３・・・板ばね、１４
・・・ボール、１５・・・ボールナツト、１６・・・セ
クタシャフト、１９・・・操舵反力発生機構部、２０・
・・ステータ、２２・・・コイル、２３・・・ライニン
グ、２４・・・アマチュアハブ、２７・・・仮ばね、２
８・・・アマチュア、３０・・・スタブシャフト、３２
・・・トーションバー、３４・・・ウオーム、３６・・
・入力シャフト。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ステアリングホイール側に連結される第１軸と、該第１
   軸と一体的に回転してコントロールバルブを構成するロ
   ータと、ステアリングリンク側に連結される第２軸と、
   該第２軸と一体的かつ前記ロータと同心的に回転し、該
   ロータと協働して前記コントロールバルブを構成するス
   リーブと、前記第１軸及び前記第２軸を相対的に回転変
   位可能に連結する弾性部材と、前記第２軸の前記コント
   ロールバルブの配置位置とは反対側に配置された操舵反
   力発生機構部とを備えた動力舵取り装置の操舵力制御機
   構において、 前記操舵反力発生機構部が、電磁力を利用して前記第１
   軸と前記第２軸とを接続及び切断可能なものであること
   を特徴とする動力舵取り装置の操舵力制御機構。