JP2700338B2 - 舵取り装置における舵角検出装置およびその組立方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、たとえばインテグラルタイプの動力舵取装
置などに適用して好適な舵取り装置における舵角検出装
置およびその組立方法に関する。

〔従来の技術〕

パワーステアリングとして一般によく知られているイ
ンテグラルタイプの動力舵取装置は、その動力源である
作動油をオイルタンクから本体部に供給する油圧発生源
となるオイルポンプ、このオイルポンプから供給される
圧油を舵取りハンドルへの舵取り操作に伴なって分配制
御する回転弁式などによるコントロールバルブ、および
圧油が一方の液室に流入されることによって移動される
状態でウォームシャフトにボールねじに結合されている
ピストンを有するパワーシリンダなどからなり、この油
圧に伴なうパワーシリンダのピストンの動きを、そのラ
ック歯に噛合するセクタギヤを有する出力軸としてのセ
クタシャフトにより舵取りリンク機構を構成するピット
マンアーム等に伝達してその運動を補助する構成とされ
ている。また、これと略同様な構成によるボールねじ型
であるマニュアルタイプの舵取り装置も知られており、
いずれもステアリングシャフトからウォームシャフト上
にボールねじ結合されたナット状部材の外周の一部に形
成したギヤ部をセクタシャフト側のセクタギヤに噛合さ
せることで、操舵力伝達を行ない、操舵輪を所要の方向
に操舵させるように動作されるものである。

ところで、このようなボールねじ型による舵取り装置
等に対し運転者の舵取り操作に応じた操舵力や舵角等を
検出するセンサ類を付設し、車輛の走行速度などを検出
する車速センサ等と共に、車輛の走行状態を確認する情
報源として利用し、近年電子化が著しい各種車載機器、
装置を車輛の走行状態に応じて適切に駆動制御すること
が行なわれるようになってきている。たとえばパワース
テアリング用舵取り装置（動力舵取装置）において、車
輛停車中や低速走行時には軽快な舵取り操作が行なえる
ように大きな操舵補助力を出力し、一方高速走行時には
これとは逆に操舵補助力を小さくして舵取ハンドルの操
作力をある程度の重さとし、ハンドルが軽すぎることに
よる運転者の不安感を解消し得るようにすることが望ま
れ、このような制御は舵角の大、小によっても必要とさ
れるもので、上述した舵角センサ等は重要である。特
に、最近は一般的な油圧式動力舵取装置でも、油圧制御
用として電磁弁を用いたり、効率のよい運転を行なうた
めにポンプをエンジンに電磁クラッチを介して連結した
りするもの等が知られ、さらに電動モータによりオイル
ポンプを駆動したり、この電動モータで直接ステアリン
グシャフトを駆動制御することも行なわれており、上述
した各種の検出センサは必要不可欠なものである。

また、四輪操舵車における後輪転舵装置等において
も、前輪側の舵取り装置等に前述した舵角センサ等を付
設し、その操舵角の大きさに応じた後輪側の転舵角等を
求めることで、後輪の転舵制御が行なわれていた。

このような舵角センサを付設するにあたって従来は、
前述した舵取り装置において、たとえば舵取りハンドル
に応じて回転されるウォームシャフト等に回転変位を検
出し得る回転式のセンサを設けたり、あるいは出力軸で
あるセクタシャフトから操舵輪に至る舵取りリンク系の
一部等にその動きを検出する回転または直動型のセンサ
を設けることが一般に行なわれていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上述した舵角センサ等を付設してなる
舵取り装置によれば、その車輛への組付け時において若
干の問題を生じている。すなわち、この種の舵角センサ
には、ステアリングギヤボディ等において他の部材との
干渉が少ないところに付設し、しかも適切かつ確実に操
舵系での動きを検出し得ることが必要とされている。さ
らに、上述した舵角センサとして最も一般に用いられる
ポテンショメータなどの回転角度計にあっては、所定位
置からの変位量は検出し得るも、舵取りハンドルがどの
位置にあるかを判断することはできないもので、この舵
角センサを、舵取りリンク系などの中立位置に位置決め
した状態で、舵取り装置を組立てることが必要とされ
る。そして、このように組立てた舵取り装置を、その中
立位置を保った状態で車輛に搭載し、舵取りリンク系と
舵角センサの中立位置を位置決めすることが必要で、面
倒でしかも煩雑な組立て作業が必要とされるものであっ
た。さらに、このように充分に注意を払って組立てて
も、位置ずれを生じ易く、しかもメンテナンス時におい
て舵取りリンク系を分解し、再度組立てる際には、この
センサとの中立位置合わせも再度行なわなければなら
ず、このような点を考慮し、舵取り装置に適切かつ確実
な舵角検出を行なえる舵角センサを、簡単な取付け作業
により組付けることができ、また中立位置合わせもきわ
めて簡単に行なえるような何らかの対策を講じることが
望まれている。

また、上述した舵角検出装置にあっては、上述した舵
取り操作によるステアリングギヤ部材を介しての操舵輪
の操舵状態の検出に限らず、車輛走行時において操舵輪
側からの反力などに対しての舵角検出も適切に行なえる
ことが必要で、このような点をも考慮しなければならな
い。

〔課題を解決するための手段〕

このような要請に応えるために本発明に係る舵取り装置
における舵角検出装置は、ステアリングギヤボディから
突設される出力軸上に設けられた舵取り操作に伴なって
揺動動作して操舵輪側に操舵力を伝達するピットマンア
ームと、このピットマンアームの揺動動作を検出するこ
とにより操舵輪側での操舵角を検出する前記ステアリン
グギヤボディ外側に設けられた回転型の舵角センサとを
備えてなり、この回転型舵角センサの検出軸上に、ステ
アリングギヤボディ側に該センサとの中立位置で位置決
め可能な検出アームを設け、かつこの検出アームの検出
端側と前記ピットマンアームの揺動端側との間に、これ
ら両アームとそれぞれのアーム軸支部とによって平行リ
ンク系を構成する長さ調整自在な連結リンクレバーを設
けたものである。

〔作用〕

本発明によれば、舵取り操作に伴なって揺動動作され
るピットマンアームと、その揺動動作を検出することで
舵角検出を行なうステアリングギヤボディ外側に付設さ
れる回転型の舵角センサと、そのセンサ検出軸上に設け
られステアリングギヤボディ側に該センサの中立位置で
位置決め可能な検出アームと、これら両アームを連結し
て平行リンク系を構成する長さ調整自在な連結リンクレ
バーとを準備し、回転型舵角センサに付設されている検
出アームの一部を、このアームがセンサの中立位置にな
るようにステアリングギヤボディの外側に中立位置決め
手段により位置決めした状態で、この回転型舵角センサ
を回転方向での中立位置合わせを行なってステアリング
ギヤボディ外側に取付け固定するとともに、操舵輪側の
中立位置に予め位置決めしたピットマンアームの揺動端
側に対し前記検出アームの検出端側との間に連結リンク
レバーを掛け渡して設け、次でこの連結リンクレバーを
長さ調整することにより、検出レバーをステアリングギ
ヤボディに対し中立位置決め手段で中立位置となるよう
に位置決めすることで、センサ側と操舵系との中立位置
決めを簡単かつ適切に行なえ、センサによる舵角検出も
適切かつ確実に行なえる。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に示した実施例を用いて詳細に説
明する。

第１図および第６図は本発明に係る舵角検出装置を適
用しているインテグラル型の動力舵取装置の一実施例を
示すものであり、これらの図において、まず、この種の
動力舵取装置１全体の概略構成を第５図および第６図を
用いて簡単に説明すると、符号2,3はステアリングギヤ
ボディおよびその開口端側を閉塞する弁カバーを兼るバ
ルブハウジングで、これにより形成される内部空間に
は、図示しない舵取ハンドルの操舵操作に伴ない軸線方
向に進退動作されるピストン４が配設され、これにより
ピストン４の両側に形成される前、後二つの圧力室5a,5
bと共にパワーシリンダが構成される。そして、ピスト
ン４の動作はその側方に形成されたラック歯部4aと噛合
するセクタギヤ6aを有するセクタシャフト６の回転が、
第６図から明らかなように、ボディ２の側方に突設され
た筒状部2a先端から外方に突設される連結端6bにこの舵
取りリンク機構を構成するピットマンアーム７が伝達さ
れるように構成され、このピットマンアーム７の揺動運
動が図示しないドラッグリンクを介してナックルアーム
により操舵輪側に伝達されるようになっている。

また、ハウジング３には、ハンドル操作により回転さ
れるスタブシャフト９が貫通配置され、さらにその先端
側には一端が前記ピストン４内に臨むウォームシャフト
10が同軸上に配設されており、これら両シャフト9,10は
これらを連結するトーションバー11により所定角度範囲
内において互いに独立して回転し、この角度を越えると
一体に回転するように構成されている。一方、12はハウ
ジング３内に配設された周知の回転弁式コントロールバ
ルブで、スタブシャフト９の内方端に一体に形成された
ロータ12aおよび前記ウォームシャフト10の端部に一体
的に設けられたスリーブ12bを備え、これらの相対的な
回転により油圧流路の切替え動作を行ない、図示しない
オイルポンプＰからの作動油をハンドル操作に伴なって
パワーシリンダを構成する二つの圧力室5a,5bに選択的
に供給し、操舵輪側へ操舵補助力を与えるピストン４を
所望の方向に移動させるように構成されている。なお、
図中13は前記ウォームシャフト10の内方端が螺入される
ピストン４の軸孔内との間に介装されたボールスクリュ
ー機構を構成するボールである。また、上述したスタブ
シャフト９とウォームシャフト10とは、周知の通り所定
角度以上回転変位されたときに、これら両シャフト9,10
を一体的に回転するように構成されている。そして、こ
のような動力舵取装置１は、周知の通り、ハンドル操作
に応じて回転弁（12）が回転変位することで切換えられ
る油圧流路により、ポンプＰ、タンクＴとパワーシリン
ダ側（圧力室5a,5b）との間が選択的に接続され、所要
の圧力室に油圧が供給されることによるピストン４の動
きで所要の操舵補助力を生じさせるものであるが、その
詳細は周知の通りで、説明は省略する。

さて、本発明によれば、上述したような動力舵取装置
１において、舵取り操作に応じた操舵力を揺動運動とし
て操舵輪側に伝達するようにセクタシャフト６の連結端
6bに基端部が連結されるピットマンアーム７と、このピ
ットマンアーム７の揺動動作を検出することで操舵輪側
での操舵角を検出する前記ステアリングギヤボディ２外
側に付設される回転型の舵角センサ20とを備えてなり、
この回転型舵角センサ20の検出軸20a上に、ステアリン
グギヤボディ２側にセンサ20との中立位置で位置決め可
能な検出アーム21を設け、かつこの検出アーム21の検出
端21a側と前記ピットマンアーム７の揺動端7a寄りの部
分（本実施例ではアーム７の長手方向略中央部）との間
に、これら両アーム21,7とそれぞれのアーム軸支部（20
a,6b）を有するボディ２とによって平行リンク系を構成
する長さ調整自在な連結リンクレバー22を設けるように
したところに特徴を有している。

ここで、上述した回転型舵角センサ20は、第１図から
明らかなように、回転方向において長溝23a,23bにより
可動調整可能な構成となっており、加工誤差等を調整し
て所定の状態でボルト24,24でボディ２に対し取付け固
定できるように構成されている。そして、このセンサ20
の取付け個所において、検出アーム21の一部に係合孔25
aを穿設するとともに、これに対向してボディ２の一部
に係合孔25bを穿設しており、これにこの検出アーム21
をセンサ20の中立位置で位置決め固定する中立位置決め
ピン25（第３図および第４図等参照）を差込み、この状
態でボディ２に対しセンサ20を調整して中立位置に位置
決め固定できるように構成している。すなわち、本発明
によれば、センサ20を、ボディ２側に独立して中立位置
を位置決めした状態を確認再現することができるように
構成している。そして、このような構成では、検出アー
ム21を、係合孔25a,25bを一致させるように調整すれ
ば、センサ20の中立位置出しを簡単に行なえることにな
る。

また、連結リンクレバー22は、左，右逆ねじ部を有す
る一対のロッドを調整用ナット26とロックナット27a,27
bで長さ調整自在な状態で構成され、たとえば検出アー
ム21側およびピットマンアーム７側に予め連結してお
き、係合孔25a,25bが一致し、中立位置決めピン25が差
込みできるように長さを調整するようにするとよい。な
お、中立位置決めピン25は、連結リンクレバー22が両ア
ーム21,7に適正な長さで連結された組立て時において取
外されることは言うまでもない。

また、本実施例においては、第１図ないし第３図等か
ら明らかなように、舵角センサ20、検出アーム21等は、
ピットマンアーム７よりもボディ２側に位置するように
して配置され、外部への突出しないように構成されてお
り、連結リンクレバー22は両アーム21,7間の隙間に介在
され、その両端が軸支部により連結されている。

このような構成によれば、舵取り操作に伴なって揺動
動作されるピットマンアーム７と、その揺動動作を検出
することで舵角検出を行なうステアリングギヤボディ２
外側に付設される回転型の舵角センサ20と、そのセンサ
検出軸20a上に設けられボディ２に対しセンサ20の中立
位置で位置決め可能な検出アーム21と、これら両アーム
7,21を連結して平行リンク系を構成する長さ調整自在な
連結リンクレバー22とを準備し、回転型舵角センサ20に
付設されている検出アーム21の一部を、ステアリングギ
ヤボディ２の外側に中立位置決めピン25により位置決め
した状態で、この回転型舵角センサ20を回転方向での中
立位置合わせを行なってステアリングギヤボディ２外側
に取付け固定するとともに、たとえば実車に搭載した状
態で舵角輪側の中立位置と予め位置決めしたピットマン
アーム７の揺動端7a側に対し検出アーム21の検出端側と
の間に連結リンクレバー22を掛け渡して設け、次でこの
連結リンクレバー22を長さ調整することで、検出レバー
22のボディ２への中立位置を中立位置決めピン25で中立
位置決めすることで、センサ20側と操舵系との中立位置
決めを簡単かつ適切に行なえ、センサ20による舵角検出
も適切かつ確実に行なえることになる。

したがって、このような構成によれば、簡単かつ安価
な構成にもかかわらず、回転型舵角センサ20を車輛への
組込みスペース面で比較的に余裕があり、他の部材の邪
魔となり難いステアリングギヤボディ２側部においてピ
ットマンアーム７との間に付設することができ、その揺
動動作により舵角検出信用を適切かつ確実に検出して送
出することが可能となる。

また、センサ20側と舵角系（ピットマンアーム７等）
との中立位置決めを簡単かつ適切に行なえ、センサ20に
よる舵角検出も適切かつ確実に行なえるもので、たとえ
ばメンテナンス時などにおいても、センサ20側の中立位
置に対して舵角系の中立位置合わせをきわめて簡単に行
なえ、構成が簡単であるばかりでなく、組立性に優れて
いる等の利点もある。

そして、上述した構成による本発明装置では、この装
置をたとえば電動式の動力舵取装置に適用した場合に従
来問題とされていた舵取ハンドルの戻り動作を、適切か
つ確実な検出信号によりモータにて簡単に制御できるも
ので、このような利点は油圧式にモータを組合せた形式
の動力舵取装置においても同様である。

一方、油圧式の動力舵取装置においても、たとえば
高、低速走行状態での操舵力制御を適正化するための油
圧反力制御用として、あるいは直進走行時においてオイ
ルポンプをエンジンから切離す電磁クラッチ制御用とし
て、さらに操舵角度が大きくなるにしたがって操舵力を
大ならしめる制御手段として用いて効果を発揮し得るも
ので、同様に四輪操舵車の後輪転舵装置の情報として用
いたりする等の種々の用途が考えられる。

なお、本発明は、上述した実施例構造に限定されず、
舵取り装置各部の形状、構造等を必要に応じて適宜変
形、変更することは自由で、種々の変形例が考えられよ
う。たとえば回転型舵角センサ20、検出アーム21、連結
リンクレバー22等の組付け手段や長さ調整手段として
は、種々の変形例が考えられよう。また、上述した実施
例では、ボールねじ型の舵取り装置としてパワーステア
リング用を例示したが、マニュアルステアリング用であ
っても適用して効果を発揮し得るものである。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明に係る舵取り装置の舵角検
出装置によれば、舵取り操作によるピットマンアームの
揺動運動を、平行リンク系を介して回転角度計等による
回転型舵角センサに伝達し、舵角検出を行なうように構
成したので、簡単かつ安価な構成にもかかわらず、回転
型舵角センサを車輛への組込みスペース面で比較的に余
裕があり、他の部材の邪魔となり難いステアリングギヤ
ボディ側部においてピットマンアームとの間に付設する
ことができ、その揺動動作により舵角検出信号を適切か
つ確実に検出して送出することができる等の種々優れた
効果がある。

また、本発明によれば、ピットマンアームと、その揺
動動作から舵角検出を行なう回転型の舵角センサと、そ
の検出軸上に設けられボディ側にセンサとの中立位置で
位置決め可能な検出アームと、これら両アームを連結し
て平行リンク系を構成する長さ調整自在な連結リンクレ
バーとを準備し、回転型舵角センサに付設されている検
出アームの一部を、ステアリングギヤボディの外側に中
立位置決め手段により位置決めした状態で、この回転型
舵角センサを回転方向での中立位置合わせを行なってス
テアリングギヤボディ外側に取付け固定するとともに、
操舵角輪側の中立位置に予め位置決めしたピットマンア
ームの揺動端側に対し検出アームの検出端側との間に連
結リンクレバーを掛け渡して設け、次でこの連結リンク
レバーを長さ調整することで、検出レバーをボディに対
し中立位置決め手段で中立位置決めするようにしたの
で、センサ側と操舵系との中立位置決めを簡単かつ適切
に行なえ、センサによる舵角検出も適切かつ確実に行な
えるもので、たとえばメンテナンス時などにおいても、
センサ側の中立位置に対して操舵系の中立位置合わせを
きわめて簡単に行なえ、構成が簡単であるばかりでな
く、組立性に優れている等の種々優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る舵角検出装置をインテグラルタイ
プの動力舵取装置に適用してなる一実施例を示す概略正
面図、第２図および第３図はその動力舵取装置の平面図
および要部側面図（第２図における矢印III方向から見
た図）、第４図は回転型舵角センサ部分の詳細図、第５
図および第６図は第２図におけるＶ−Ｖ線、VI−VI線で
断面して示す要部断面図である。 １……インテグラルタイプの動力舵取装置、２……ステ
アリングギヤボディ、３……バルブハウジング、４……
ピストン、4a……ラック歯、６……セクタシャフト、6a
……セクタギヤ、７……ピットマンアーム、９……スタ
ブシャフト、10……ウォームシャフト、12……回転弁式
コントロールバルブ、13……ボールねじ機構のボール、
20……回転型舵角センサ、21……検出アーム、22……連
結リンクレバー、25……中立位置位置決めピン、25a,25
b……係合孔、26……調整ナット。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ステアリングギヤボディから突設される出
   力軸上に設けられ舵取り操作に伴なって揺動動作して操
   舵輪側に操舵力を伝達するピットマンアームと、このピ
   ットマンアームの揺動動作を検出することにより操舵輪
   側での転舵角を検出する前記ステアリングギヤボディ外
   側に設けられた回転型の舵角センサとを備えてなり、こ
   の回転型舵角センサの検出軸上にステアリングギヤボデ
   ィ側に該センサとの中立位置で位置決め可能な検出アー
   ムを設け、かつこの検出アームの検出端側と前記ピット
   マンアームの揺動端側との間に、これら両アームとそれ
   ぞれのアーム軸支部とによって平行リンク系を構成する
   長さ調整自在な連結リンクレバーを設けたことを特徴と
   する舵取り装置における舵角検出装置。
2. 【請求項２】ステアリングギヤボディから突設される出
   力軸上に設けられた舵取り操作に伴なって揺動動作して
   操舵輪側に操舵力を伝達するピットマンアームと、この
   ピットマンアームの揺動動作を検出することにより操舵
   輪側での転舵角を検出するようにステアリングギヤボデ
   ィ外側に付設される回転型の舵角センサと、この舵角セ
   ンサの検出軸上に設けられる検出アームと、この検出ア
   ームを前記ピットマンアームに連結して平行リンク系を
   構成する長さ調整自在な連結リンクレバーとを準備し、
   前記回転型舵角センサに付設されている検出アームの一
   部を、ステアリングギヤボディの外側に中立位置決め手
   段により位置決めした状態で、回転型舵角センサを、回
   転方向での中立位置合わせを行なってステアリングギヤ
   ボディ外側に取付け固定するとともに、操舵輪側の中立
   位置に予め位置決めしたピットマンアームの揺動端側に
   対し前記検出アームの検出端側の連結リンクレバーを掛
   け渡して設け、次でこの連結リンクレバーを長さ調整す
   ることにより、検出レバーをステアリングギヤボディに
   対し中立位置決め手段で中立位置決めすることを特徴と
   する舵取り装置における舵角検出装置の組立方法。