JP2016060294A - パワーステアリング装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ステアリングホイール2の操作により入力される操舵トルクを検出するトルクセンサ4が、ステアリングシャフト3の一端3aと他端3bとの間に配置された被検出部4aを含む。転舵・アシストユニット5が、ステアリングシャフト3に連結された入力シャフト6を含む転舵機構7と、検出された操舵トルクに基づきアシストトルクを発生して転舵機構7に付与するアシスト機構8とを含む。ステアリングシャフト3は、被検出部4aよりも入力シャフト6側に配置された少なくとも一つの回転ガタ要素10〜12と、被検出部4aと回転ガタ要素との間に配置された回転ダンパー95とを含む。
【選択図】図1
Description
特許文献1では、車室内に配置されたステアリングホイールが、エンジンルーム内に配置された転舵機構の入力軸である前記主ピニオン軸に対して、操舵軸および自在継手を介して連結されている。
また、ガタの影響で、トルクセンサの検出応答性が低下するので、電動モータから転舵機構に付与される操舵補助力の付与応答性が低下する。このため、操舵フィーリングが低下する。
請求項2のように、前記ステアリングシャフトは、前記ステアリングホイールが連結され、前記被検出部が配置されたコラムシャフト(9)を含み、前記回転ガタ要素は、前記コラムシャフトと前記入力シャフトとの間に配置されたインターミディエイトシャフト(11)と、前記インターミディエイトシャフトの対応する端部(11a,11b)を前記コラムシャフトおよび前記入力シャフトにそれぞれ連結する一対の自在継手(10,12)と、を含んでいてもよい。
請求項3の発明によれば、ガタや路面振動が、ステアリングホイールや被伝達部に伝達されることが、粘弾性体によって抑制される。これにより、操舵フィーリングをより向上することができる。
図1は本発明の一実施形態のパワーステアリング装置の概略図である。図1を参照して、パワーステアリング装置1は、ステアリングホイール2に連結される一端3aと他端3bとを含むステアリングシャフト3と、ステアリングホイール2から入力される操舵トルクを検出するトルクセンサ4と、転舵・アシストユニット5とを備えている。
ステアリングシャフト3は、コラムシャフト9と、第1自在継手10と、インターミディエイトシャフト11と、第2自在継手12とを含む。インターミディエイトシャフト11は、第1自在継手10および第2自在継手12の何れか一方(本実施形態では第1自在継手10)に連結された筒状の外軸41と、第1自在継手10および第2自在継手12の他方(本実施形態では第2自在継手12)に連結された内軸42とを含む。
第1自在継手10、インターミディエイトシャフト11および第2自在継手12のそれぞれが、回転方向に僅かなガタ(遊び)を有している。第1自在継手10、インターミディエイトシャフト11および第2自在継手12は、それぞれ回転ガタ要素を構成している。
トルクセンサ4は、ステアリングシャフト3の一端3aと他端3bとの間(本実施形態ではコラムシャフト9の一端と他端との間)に配置された被検出部4aと、被検出部4aに対向するようにコラムハウジング14に配置された検出部4bとを含む。トルクセンサ4は、ステアリングホイール2の操作により入力される操舵トルクを検出する。
また、コラムシャフト9は、第1軸91と第2軸92とを同軸上に連結するトーションバー94と、第2軸92と第3軸93とを回転方向に連結する回転ダンパー95とを備える。回転ダンパー95は、コラムハウジング14の外部に配置されている。
転舵機構7は、入力シャフトとしての第1ピニオンシャフト6と、転舵軸17とを備える。第1ピニオンシャフト6は、外周6aと、外周6aに設けられた第1ピニオン18とを含む。転舵軸17は、その外周17aに、第1ピニオン18に噛み合う第1ラック19と、第1ラック19から軸方向Xに離隔した第2ラック20とを有している。
運転者がステアリングホイール2を操作することで、そのマニュアル操舵力(操舵トルク)により、コラムシャフト9、第1自在継手10、インターミディエイトシャフト11、第2自在継手12、第1ピニオンシャフト6、転舵軸17、タイロッド21およびナックル23を介して転舵輪22を操舵することができる。
アシスト機構8は、操舵補助用の電動モータ24と、電動モータ24の回転出力を減速する減速機25と、電動モータ24によって減速機25を介して駆動される第2ピニオンシャフト26とを備える。第2ピニオンシャフト26は、外周26aと、外周26aに設けられて第2ラック20と噛み合う第2ピニオン27とを備える。
ラックハウジング28は、車体13によって、または車体13によって支持された介在フレーム(図示せず)によってリジッドに支持されていてもよい。また、ラックハウジング28は、車体13または介在フレームによって支持された弾性部材(図示せず)を介してフローティング支持されていてもよい。
第2自在継手12は、インターミディエイトシャフト11の内軸42に連結された第1ヨーク12aと、第1ピニオンシャフト6(入力シャフト)に連結された第2ヨーク12bと、第1ヨーク12aおよび第2ヨーク12bを連結する十字軸12cとを含む。
図3は回転ダンパーの分解斜視図である。図2および図3に示すように、回転ダンパー95は、第2軸92の一端92aおよび第3軸93の一端93aの何れか一方に設けられた第1回転要素51と、第2軸92の一端92aおよび第3軸93の一端93aの他方に設けられた第2回転要素52とを備える。また、回転ダンパー95は、第1回転要素51および第2回転要素52の間に介在し、第1回転要素51および第2回転要素52を弾性連結する粘弾性体53を備える。
挿入孔54および第2回転要素52は、相似形の断面形状(例えば十字状断面形状)をなしている。すなわち、挿入孔54の内周には、放射状に延びる複数の係合凹部54aが形成されている。第2回転要素52の外周は、各係合凹部54a内にそれぞれ配置されるように放射状に突出する複数の係合凸部52aを形成している。
各係合凹部54aは、周方向に対向する一対のトルク伝達面54b,54cを含む。各係合凸部52aは、対応する係合凹部54aの一対のトルク伝達面54b,54cにそれぞれ対向する一対のトルク伝達面52b,52cを含む。
したがって、回転ガタ要素(第1自在継手10、インターミディエイトシャフト11および第2自在継手12)のガタがステアリングホイール2に伝達されて操舵フィーリングにガタ感が生ずることを回転ダンパー95によって抑制することができる。また、トルクセンサ4の被検出部4aへのガタの伝達が抑制されることにより、トルクセンサ4の検出応答性が向上する。その結果、ガタ感が抑制され且つ応答性の良い操舵フィーリングを達成することができる。
本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、インターミディエイトシャフトが単一の軸で構成されていてもよい。その場合のインターミディエイトシャフトは回転ガタ要素を構成しない。
また、図示していないが、回転ダンパーがインターミディエイトシャフトに配置されてもよい。その場合の回転ダンパーは、回転ガタ要素としての第2自在継手からのガタが、ステアリングホイールや被検出部へ伝達されることを抑制する。
また、第2ピニオンシャフト26と第2ラック20とが廃止されてもよい。その場合、図示していないが、アシスト機構が、転舵軸に設けられたねじ軸と、ねじ軸にボールを介して螺合し電動モータにより回転駆動される軸方向移動不能なボールナットとを含んでいてもよい。また、アシスト機構が、マニュアル操舵力が伝達されるピニオンシャフトにアシストトルクを伝達するものであってもよい。
Claims (3)
- ステアリングホイールに連結される一端と他端とを含むステアリングシャフトと、
前記ステアリングシャフトの前記一端と前記他端との間に配置された被検出部を含み、前記ステアリングホイールの操作により入力される操舵トルクを検出するトルクセンサと、
前記ステアリングシャフトの前記他端に連結された入力シャフトを含む転舵機構と、前記トルクセンサにより検出された操舵トルクに基づきアシストトルクを発生して前記転舵機構に付与するアシスト機構と、を含む転舵・アシストユニットと、を備え、
前記ステアリングシャフトは、前記被検出部よりも前記入力シャフト側に配置された少なくとも一つの回転ガタ要素と、前記被検出部と前記回転ガタ要素との間に配置された回転ダンパーと、を含むパワーステアリング装置。 - 請求項1において、前記ステアリングシャフトは、前記ステアリングホイールが連結され、前記被検出部が配置されたコラムシャフトを含み、
前記回転ガタ要素は、前記回転ガタ要素は、前記コラムシャフトと前記入力シャフトとの間に配置されたインターミディエイトシャフトと、前記インターミディエイトシャフトの対応する端部を前記コラムシャフトおよび前記入力シャフトにそれぞれ連結する一対の自在継手と、を含むパワーステアリング装置。 - 請求項1または2において、前記ステアリングシャフトは、軸長方向に分割された一対の軸を含み、
前記回転ダンパーは、前記一対の軸を弾性連結する粘弾性体を含むパワーステアリング装置。
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