JP3865008B2

JP3865008B2 - Automotive power steering system

Info

Publication number: JP3865008B2
Application number: JP17643497A
Authority: JP
Inventors: 靖彦国田
Original assignee: Chuo Hatsujo KK
Current assignee: Chuo Hatsujo KK
Priority date: 1997-06-16
Filing date: 1997-06-16
Publication date: 2007-01-10
Anticipated expiration: 2017-06-16
Also published as: JPH115543A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インナケーブルに引張力が作用する２本のコントロールケーブルとパワーシリンダを用いた自動車用パワーステアリング装置に関し、特に、ハンドルの回転力に対する前輪の傾動力及びハンドルの回転角に対する前輪の傾動角を変更可能にした自動車用パワーステアリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
本件特許出願人は、両端を舵取リンク機構を介して前輪に連結されたピストンロッドを備えたパワーシリンダと、そのパワーシリンダに供給され、同時に、そのパワーシリンダから排出される圧油を方向制御するロータリー式のコントロールバルブと、そのコントロールバルブのローターに連結された舵取側ドラムと、ハンドルに連結されたハンドル側ドラムと、可撓性を有するアウタチューブ内に摺動自由に挿通されたインナケーブルがハンドル側ドラムの交互方向の回転において交互に引張力が作用するように両ドラムの螺旋溝に巻き付けられた２本のコントロールケーブルと、を含む自動車用パワーステアリング装置について特許出願をし、特開平８−２４３１号として公開された。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
自動車は車種毎に要求性能が異なり、ハンドルの回転力に対する前輪の傾動力及びハンドルの回転角に対する前輪の傾動角を変更することを要求される場合がある。
【０００４】
しかしながら、上記公開公報に記載された発明においては、ハンドルの回転力に対する前輪の傾動力及びハンドルの回転角に対する前輪の傾動角を変えることができないという課題があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段、作用及び効果】
本発明はこのような課題を解決するための手段として、両ドラムの半径が、軸方向の対応位置における前記両ドラムの半径の和が一定となるように軸方向において変化しているから、インナケーブルの張力を一定に保ったままハンドルの回転力及び回転角に対する前輪の傾動力及び傾動角を変化させることができ、例えば、ハンドル側ドラムを鼓形とし舵取側ドラムを太鼓形とすると、インナケーブルが両ドラムの端部付近に巻き付けられたときには、ハンドル側ドラムのインナケーブルの巻き付けられている部分の半径が舵取側より大きくなるため、ハンドルの回転力及び回転角に対する前輪の傾動力及び傾動角が従来より大きくなり、インナケーブルが両ドラムの中央部付近に巻き付けられたときには、ハンドル側ドラムのインナケーブルの巻き付けられている部分の半径が舵取側より小さくなるため、ハンドルの回転力及び回転角に対する前輪の傾動力及び傾動角が従来より小さくなる。
【０００６】
また、ハンドル側ドラムを太鼓形とし舵取側ドラムを鼓形とすると上記操舵特性が逆になる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【０００８】
図１において、１はハンドルであって、車体に取り付けられたケース２に回転自由に支持されている。
【０００９】
車体の前方の舵取位置には、上記ケース２と同一構造のケース２が配置され、両ケース２、２の間には、アウタチューブ５の端末を筒形固定具３でケース２、２に固定された２本の可撓性を有するコントロールケーブル４が配索されている。
【００１０】
コントロールケーブル４はアウタチューブ５内にインナケーブル６を摺動自由に挿通したものであって、図２、３に示すように、アウタチューブ５の端末に筒形固定具３がかしめつけられてその外周に形成した雄ねじ１１がケース２に固定されたナット１２にねじ込まれていて、筒形固定具３の回転によりコントロールケーブル４の取り付け長さが調節され、ロックナット１３により固定されるようになっており、インナケーブル６はケース２内に回転自由に支持された舵取側ドラム７とハンドル側ドラム８の螺旋溝７ａ、８ａに巻き付けられていて、図４、５に示すように、２本のインナケーブル６の巻き付け方向は互いに逆であってその端末６ａはドラム７、８の両端面に固定されている。
【００１１】
ハンドル側のドラム７の回転軸７ｂはケース２の一面から突出してハンドル１の回転軸に、舵取側ドラム８の回転軸８ｂは後述するロータリーバルブ９のローター１０に、それぞれ、連結されている。
【００１２】
図１において、１４はシリンダチューブ１５にピストン１６を摺動自由に嵌合したパワーシリンダであって、ピストン１６に固定したピストンロッド１７の一側が延長されてラック１８が形成されており、両端にはボールジョイント１９を介してタイロッド２０が接続され、タイロッド２０は図示しないナックルアームを介して前輪ａに連結されている。
【００１３】
なお、本発明ではタイロッド２０、ナックルアームなどを総称して舵取リンク機構としている。
【００１４】
ロータリーバルブ９のローター１０にはピニオン２１が固定され、ラック１８とかみ合っている。
【００１５】
ロータリーバルブ９の供給口２２は図示しない油圧ポンプに接続され、排出口２３は図示しないタンクに接続されているとともに、他の２つのポート２４、２５はパイプ２８、２９によってシリンダチューブ１５の２つのポート２６、２７に接続されていて、ローター１０が一方向に回転するとピストン１６の一側に圧油が供給されて他側から排出され、他方向に回転するとピストン１６の他側に圧油が供給されて一側から排出されることにより、ピストン１６がピストンロッド１７とともに作動するようになっている。
【００１６】
上記したところは前記公開公報に記載された公知の構造であって、次のとおりに作動する。
【００１７】
ハンドル１を一方向に回転すると、ハンドル側のドラム７と舵取側のドラム８に巻き付けられた２本のコントロールケーブル４のインナケーブル６の一方がハンドル１側のドラム７に巻き取られて舵取側のドラム８からインナケーブル６が繰り出されることによりそのドラム８と回転軸８ｂが一方向へ回転する。
【００１８】
そのとき、他方のコントロールケーブル４のインナケーブル６はハンドル側のドラム７から繰り出されて舵取側のドラム８に巻き取られる。
【００１９】
ハンドル１を他方向に回転すると同様の作動により舵取側のドラム８とその回転軸８ｂが他方向へ回転する。
【００２０】
舵取側のドラム８の回転軸８ｂが一方向へ回転すると、これに連結されたローター１０が同方向へ回転し、ピニオン２１とラック１８のかみ合いによりピストンロッド１７が一方向へ作動しようとするが、このとき、ローター１０の回転によりロータリーバルブ９のポート２４、２５の一方からパワーシリンダ１４のポート２６、２７の一方に圧油が供給されてピストンロッド１７が上記と同方向へ作動し、舵取リンク機構を介して車輪ａが一方を向く。
【００２１】
舵取側のドラム８の回転軸８ｂが他方向へ回転すると同様の作動により車輪ａが他方を向く。
【００２２】
本実施の形態においては、図６に示すように、ハンドル側のドラム７は中央部の直径ｄ₀が両端部の直径ｄ₁より次第に小さくなる鼓形をなし、舵取側のドラム８は中央部の直径ｄ₁が両端部の直径ｄ₀より次第に大きくなる太鼓形をなす。
【００２３】
したがって、図６に実線で示すように、インナケーブル６が両ドラム７、８の中央部の螺旋溝７ａ、８ａにおいて巻き取られ、または、繰り出される中立位置において、ハンドル１により回転軸７ｂを一方向または他方向に回転駆動するといずれか一方のインナケーブル６がそのドラム７の螺旋溝７ａに巻き取られ、いずれか他方のインナケーブル６はその螺旋溝７ａから繰り出されるのであってドラム７、８に対する巻き取りと繰り出しの位置が、図６に鎖線で示すように、上方または下方に変わる。
【００２４】
上記のように、ハンドル側ドラム７を鼓形とし舵取側ドラム８を太鼓形とすると、インナケーブル６が両ドラム７、８の端部付近に巻き付けられたときには、ハンドル側ドラム７のインナケーブル６の巻き付けられている部分の半径が舵取ドラム８側の半径より大きくなるため、ハンドル１の回転力及び回転角に対する前輪ａの傾動力及び傾動角が従来の円筒形のドラムより大きくなり、インナケーブル６が両ドラム７、８の中央部付近に巻き付けられたときには、ハンドル側ドラム７のインナケーブル６の巻き付けられている部分の半径が舵取側ドラム８より小さくなるため、ハンドル１の回転力及び回転角に対する前輪ａの傾動力及び傾動角が従来の円筒形のドラムより小さくなる。
【００２５】
このことは、図７、８に示すとおりである。
【００２６】
また、ハンドル側ドラムを太鼓形とし舵取側ドラムを鼓形とすると上記操舵特性が逆になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の概要を示す一部切欠斜視図である。
【図２】本発明のハンドル側の要部の斜視図である。
【図３】本発明の舵取側の要部の斜視図である。
【図４】インナケーブル６のハンドル側ドラム７への巻き付け状態を示す斜視図である。
【図５】インナケーブル６の舵取側ドラム８への巻き付け状態を示す斜視図である。
【図６】インナケーブル６の両ドラム７、８への巻き付け状態を示す説明図である。
【図７】ハンドル回転角に対する前輪の傾動力の変化を示すグラフである。
【図８】ハンドル回転角に対する前輪の傾動角の変化を示すグラフである。
【符号の説明】
１：ハンドル
２：ケース
３：筒形固定具
４：コントロールケーブル
５：アウタチューブ
６：インナケーブル
７、８：ドラム
７ａ、８ａ：螺旋溝
７ｂ、８ｂ：回転軸
９：コントロールバルブ
１０：ローター
１４：パワーシリンダ
１７：ピストンロッド[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an automotive power steering apparatus using two control cables and a power cylinder in which a tensile force acts on an inner cable, and in particular, the tilting force of a front wheel with respect to the rotational force of the handle and the tilting of the front wheel with respect to the rotational angle of the handle. The present invention relates to a power steering device for an automobile that can change a corner.
[0002]
[Prior art]
The applicant of the present patent applies direction control to the power cylinder having a piston rod connected to the front wheel via a steering link mechanism at both ends, and pressure oil supplied to the power cylinder and discharged from the power cylinder at the same time. Rotary control valve, a steering drum connected to the rotor of the control valve, a handle drum connected to the handle, and an inner slidably inserted into a flexible outer tube Patent application has been filed for a power steering apparatus for an automobile including two control cables wound around spiral grooves of both drums so that a tensile force is applied alternately in the rotation of the handle side drum in alternate directions. Published as Kaihei 8-2431.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
Automobiles have different performance requirements for each vehicle type, and there are cases where it is required to change the tilting power of the front wheels with respect to the rotational force of the steering wheel and the tilting angle of the front wheels with respect to the rotational angle of the steering wheel.
[0004]
However, the invention described in the above publication has a problem that the tilting power of the front wheel with respect to the rotational force of the handle and the tilt angle of the front wheel with respect to the rotation angle of the handle cannot be changed.
[0005]
[Means, actions and effects for solving the problems]
As a means for solving such a problem, the present invention changes the radius of both drums in the axial direction so that the sum of the radii of the two drums at the corresponding position in the axial direction is constant. While the cable tension is kept constant, the tilting power and tilting angle of the front wheel with respect to the rotational force and rotation angle of the handle can be changed.For example, if the steering drum is a drum and the steering drum is a drum, When the inner cable is wound around the ends of both drums, the radius of the portion of the handle side drum where the inner cable is wound is larger than that of the steering side. When the inner cable is wound around the center of both drums, the inner cable of the handle side drum Radius of the portion wound around the can to become smaller than the steering side, front tilting force and tilt angle of the relative rotational force and rotation angle of the steering wheel becomes smaller than before.
[0006]
Further, when the steering drum is a drum and the steering drum is a drum, the steering characteristics are reversed.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0008]
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a handle, which is rotatably supported by a case 2 attached to a vehicle body.
[0009]
A case 2 having the same structure as the case 2 is disposed at the steering position in front of the vehicle body, and between the cases 2 and 2, the end of the outer tube 5 is connected to the cases 2 and 2 by the cylindrical fixture 3. Two fixed flexible control cables 4 are routed.
[0010]
The control cable 4 is an inner cable 6 that is slidably inserted into the outer tube 5. As shown in FIGS. 2 and 3, the cylindrical fixture 3 is caulked to the end of the outer tube 5. A male screw 11 formed on the outer periphery is screwed into a nut 12 fixed to the case 2, and the attachment length of the control cable 4 is adjusted by the rotation of the cylindrical fixture 3 and is fixed by the lock nut 13. The inner cable 6 is wound around the spiral grooves 7a and 8a of the steering side drum 7 and the handle side drum 8 that are rotatably supported in the case 2. As shown in FIGS. The winding directions of the inner cable 6 are opposite to each other, and the terminal 6 a is fixed to both end faces of the drums 7 and 8.
[0011]
The rotating shaft 7b of the handle-side drum 7 protrudes from one surface of the case 2 and is connected to the rotating shaft of the handle 1, and the rotating shaft 8b of the steering-side drum 8 is connected to the rotor 10 of the rotary valve 9 described later. .
[0012]
In FIG. 1, reference numeral 14 denotes a power cylinder in which a piston 16 is slidably fitted to a cylinder tube 15, and one side of a piston rod 17 fixed to the piston 16 is extended to form a rack 18 at both ends. The tie rod 20 is connected via a ball joint 19, and the tie rod 20 is connected to the front wheel a via a knuckle arm (not shown).
[0013]
In the present invention, the tie rod 20 and the knuckle arm are collectively referred to as a steering link mechanism.
[0014]
A pinion 21 is fixed to the rotor 10 of the rotary valve 9 and meshes with the rack 18.
[0015]
The supply port 22 of the rotary valve 9 is connected to a hydraulic pump (not shown), the discharge port 23 is connected to a tank (not shown), and the other two ports 24 and 25 are connected to two cylinder tubes 15 by pipes 28 and 29. When the rotor 10 rotates in one direction, the pressure oil is supplied to one side of the piston 16 and discharged from the other side. When the rotor 10 rotates in the other direction, the pressure oil is applied to the other side of the piston 16. The piston 16 is operated together with the piston rod 17 by being supplied and discharged from one side.
[0016]
The above is a known structure described in the above publication, and operates as follows.
[0017]
When the handle 1 is rotated in one direction, one of the inner cable 6 of the two control cables 4 wound around the handle-side drum 7 and the steering-side drum 8 is wound around the handle 1-side drum 7 and steered. When the inner cable 6 is drawn out from the take-up drum 8, the drum 8 and the rotary shaft 8b rotate in one direction.
[0018]
At that time, the inner cable 6 of the other control cable 4 is drawn out from the drum 7 on the handle side and wound around the drum 8 on the steering side.
[0019]
When the handle 1 is rotated in the other direction, the steering-side drum 8 and its rotating shaft 8b rotate in the other direction by the same operation.
[0020]
When the rotating shaft 8b of the steering-side drum 8 rotates in one direction, the rotor 10 connected thereto rotates in the same direction, and the piston rod 17 tries to operate in one direction due to the engagement of the pinion 21 and the rack 18. However, at this time, rotation of the rotor 10 causes pressure oil to be supplied from one of the ports 24, 25 of the rotary valve 9 to one of the ports 26, 27 of the power cylinder 14, and the piston rod 17 operates in the same direction as above. The wheel a faces one side through the steering link mechanism.
[0021]
When the rotating shaft 8b of the drum 8 on the steering side rotates in the other direction, the wheel a faces the other side by the same operation.
[0022]
In the present embodiment, as shown in FIG. 6, the handle-side drum 7 has a drum shape in which the diameter d _{0 at the} center is gradually smaller than the diameter d _{1 at} both ends, and the steering-side drum 8 is at the center. The drum has a drum shape in which the diameter d ₁ of the portion gradually becomes larger than the diameter d _{0 of} both ends.
[0023]
Therefore, as shown by a solid line in FIG. 6, the rotary shaft 7b is fixed by the handle 1 at the neutral position where the inner cable 6 is wound or fed out in the spiral grooves 7a, 8a in the center of both the drums 7, 8. One of the inner cables 6 is wound around the spiral groove 7a of the drum 7 when rotated in one direction or the other direction, and the other inner cable 6 is fed out of the spiral groove 7a. The winding and feeding positions with respect to the position change upward or downward as indicated by a chain line in FIG.
[0024]
As described above, assuming that the handle side drum 7 is a drum shape and the steering side drum 8 is a drum shape, when the inner cable 6 is wound around the end portions of both the drums 7 and 8, the inner cable of the handle side drum 7 is used. 6 is larger than the radius on the steering drum 8 side, the tilting power and tilting angle of the front wheel a with respect to the rotational force and rotation angle of the handle 1 are larger than those of the conventional cylindrical drum, When the inner cable 6 is wound around the center of the drums 7 and 8, the radius of the portion of the handle drum 7 around which the inner cable 6 is wound is smaller than that of the steering drum 8, so that the rotation of the handle 1 is performed. The tilting power and tilting angle of the front wheel a with respect to the force and the rotation angle are smaller than those of the conventional cylindrical drum.
[0025]
This is as shown in FIGS.
[0026]
Further, when the steering drum is a drum and the steering drum is a drum, the steering characteristics are reversed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partially cutaway perspective view showing an outline of an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view of a main part on the handle side of the present invention.
FIG. 3 is a perspective view of a main part on the steering side of the present invention.
4 is a perspective view showing a state where the inner cable 6 is wound around the handle-side drum 7. FIG.
5 is a perspective view showing a state in which the inner cable 6 is wound around the steering-side drum 8. FIG.
6 is an explanatory view showing a state in which the inner cable 6 is wound around both drums 7, 8. FIG.
FIG. 7 is a graph showing a change in tilting power of a front wheel with respect to a steering wheel rotation angle.
FIG. 8 is a graph showing a change in tilt angle of a front wheel with respect to a handle rotation angle.
[Explanation of symbols]
1: Handle 2: Case 3: Tubular fixture 4: Control cable 5: Outer tube 6: Inner cable 7, 8: Drum 7a, 8a: Spiral groove 7b, 8b: Rotating shaft 9: Control valve 10: Rotor 14: Power cylinder 17: piston rod

Claims

A power cylinder having a piston rod connected to the front wheel via a steering link mechanism at both ends, and a rotary control valve that controls the direction of the pressure oil supplied to the power cylinder and discharged from the power cylinder at the same time A steering-side drum connected to the rotation shaft of the rotor of the control valve, a handle-side drum connected to the rotation shaft of the handle, and an inner slidably inserted into the flexible outer tube In the power steering apparatus for an automobile, including two control cables wound around the spiral grooves of the two drums so that a tensile force alternately acts on the rotation of the handle side drums in the alternate direction, the two drums In the axial direction so that the sum of the radii of the two drums at the corresponding position in the axial direction is constant. It has changed Te automotive power steering apparatus according to claim.

2. The drum according to claim 1, wherein one of the two drums has a drum shape in which the diameter of the central portion is gradually larger than both ends, and the other is a drum shape in which the diameter of the central portion is gradually smaller than the diameters of both ends. Power steering device for automobiles.