JPH06255524A - パワーステアリングの反力装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 車速などの走行条件に応じて、その反力を自
由に設定できるようにする。 【構成】 出力軸２側に固定したサイドブッシュ９と、
入力軸３に対して相対移動可能にしたヨーク１０とを設
け、それらの対向面に傾斜溝１１、１２を形成する。そ
して、高速時には、電磁石を励磁させて、ヨーク１０を
サイドブッシュ９側に強く押しつける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、入力軸と出力軸とを
相対回転させながらパワーアシスト用のアクチュエータ
を動作させるパワーステアリングの反力装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の装置は、入力軸と出力軸とをトー
ションバーを介して連結するとともに、これら両軸を相
対回転させたときのトーションバーのねじれ力を擬似反
力とするものである。

【発明が解決しようとする課題】上記のようにした従来
の反力装置では、トーションバーの剛性によって反力が
一義的に決まってしまうので、例えば、据え切り時の反
力を小さくすると、高速走行時にはハンドルが軽過ぎて
しまい、その走行安定性が損なわれてしまう。反対に、
高速時の走行安定性を維持しようとすると、据え切り時
の反力が大きくなり過ぎるという、相反する問題を抱え
ていた。この発明の目的は、操舵反力を自由に調整でき
るようにして、車両の操舵特性を向上させた装置の提供
を目的にする。

【０００３】

【課題を解決するための手段】この発明は、ケーシング
内に入力軸と出力軸とを備えるとともに、これら入力軸
と出力軸とを相対回転させてパワーアシスト用のアクチ
ュエータを動作させるパワーステアリング装置を前提に
するものである。上記の装置を前提にしつつ、この発明
は、入力軸に対して相対移動可能にしたヨークと、出力
軸側に固定したサイドブッシュと、を対向させるととも
に、これら両者の対向面に、周方向に向かって徐々に浅
くなる傾斜溝を形成し、これら傾斜溝間にボールを介在
させる一方、上記ケーシングには電磁石を固定し、上記
ヨークには永久磁石を固定するとともに、これら両磁石
を対向させ、しかも、永久磁石は、電磁石との対向面側
に一方の極性を現し、その対向面とは反対側に他方の極
性を現してなり、さらに、上記電磁石の励磁電流を制御
するコントローラを備え、電磁石を励磁することによっ
て、ヨークがサイドブッシュ側に引きつけられる構成に
した点に特徴を有する。

【０００４】

【作用】この発明は、上記のように構成しているので、
電磁石に対する励磁電流を制御すれば、ヨークをサイド
ブッシュ側に移動させることができる。このようにヨー
クがサイドブッシュ側に移動すれば、このサイドブッシ
ュとヨークとの間に介在させたボールに対する押圧力が
強くなるので、その分、入力軸と出力軸とを相対回転さ
せるときに大きな力を必要とし、結局操舵反力を大きく
することができる。

【発明の効果】この発明の反力装置によれば、走行条件
に応じて操舵反力を自由に調整できるので、いつも安定
した走行を実現でき、操安性を向上させることができ
る。

【０００５】

【実施例】図１〜図４に示した第１実施例は、ケーシン
グＣに、ピニオン１を形成した出力軸２と、図示してい
ない操舵ハンドルに連係した入力軸３とを回転自在に支
持している。そして、これら両軸２、３をトーションバ
ー４を介して連結している。そして、上記出力軸２には
ロータリスリーブ５をピン６で固定し、入力軸３にはロ
ータリスプール７を一体に形成しているが、これらロー
タリスリーブ５とロータリスプール７とで、ロータリバ
ルブＶを構成する。また、出力軸２にはピニオン１を一
体に形成するとともに、このピニオン１をラック軸８に
形成したラックにかみ合わせている。このラック軸８
は、図示していないパワーシリンダによって推力を発揮
するとともに、その両端には車輪を連係している。

【０００６】いま、操舵ハンドルを回して入力軸３を回
転すると、その回転力はトーションバー４を介して出力
軸２に伝達される。しかし、出力軸２側には、ラック軸
８を介して車輪の接地抵抗が作用しているので、この時
点では出力軸２が回転せず、両軸２、３はトーションバ
ー４をねじりながら相対回転する。このように出力軸２
と入力軸３とが相対回転すると、ロータリバルブＶのロ
ータリスリーブ５とロータリースプール７とが切換わ
り、上記パワーシリンダの一方に圧油を供給し、他方を
タンクに連通させる。これによってパワーシリンダが動
作するとともにラック軸に圧油を供給する。

【０００７】パワーシリンダが動作すれば、それによっ
てラック軸８も移動するので、このラック軸８に連係し
た車輪も転舵される。そして、ハンドルをある操作位置
で停止すると入力軸３も止まるが、出力軸２は入力軸３
に追いついた時点で停止する。つまり、出力軸２が入力
軸３に追いつくと、ロータリバルブＶのロータリスリー
ブ５とロータリスプール７との相対位置が、中立状態と
同様になるので、パワーシリンダの動作が停止し、それ
にともなってラック軸８及び出力軸２も停止することに
なる。上記のようにしたロータリスリーブ５の一端に
は、図２に示したサイドブッシュ９を固定している。ま
た、入力軸３にはヨーク１０を摺動自在にはめるととも
に、このヨーク１０の一側を上記サイドブッシュ９に対
向させている。

【０００８】上記サイドブッシュ９とヨーク１０とのそ
れぞれの対向面に、図２、図３に示すように３つの傾斜
溝１１、１２を、周方向に所定の間隔を保って形成して
いる。この傾斜溝１１、１２は、その両側に壁面１１
ａ、１２ａを形成するとともに、その中央部分の溝の深
さを最も深くし、円周方向に向かうにしたがってその深
さを徐々に浅くしている。そして、サイドブッシュ９と
ヨーク１０との傾斜溝１１、１２を互いに対向させると
ともに、それら対向した傾斜溝間にボール１３を介在さ
せている。上記のようにしたヨーク１０は、入力軸３と
の間にベアリング１４を介して摺動自在にするととも
に、上記傾斜溝１２を形成した側とは反対側に金属製の
ベロー１５の一端を固定している。このベロー１５の他
端はリング１６に固定しているが、このリング１６は止
めネジ１７で入力軸３に固定している。したがって、上
記ヨーク１０は、ベロー１５の弾性力の作用で、サイド
ブッシュ９との間でボール１３を保持できる。

【０００９】さらに、このヨーク１０の周囲には筒部１
０ａを形成し、この筒部１０ａの内側に永久磁石１９を
設けている。この永久磁石１９は、その外側である筒部
１０ａとの接着面側にＮ極が現れ、それとは反対の内側
にＳ極が現れるようにしている。前記ケーシングＣには
電磁石２０を固定しているが、この電磁石２０を上記永
久磁石の内側であるＳ極側に対向させている。この電磁
石２０はコネクター２１を介してコントローラ２２に接
続している。そして、このコントローラ２２には、車速
センサー２３、パワシリンダの負荷圧を検出する圧力セ
ンサー２４、車両の横加速度を検出する横加速度センサ
ー２５、及び操舵力ゲインを調整する調整ボリューム２
６を接続している。

【００１０】次に、この第１実施例の作用を説明する。
電磁石２０を励磁しないときには、ヨーク１０によるボ
ール１３の押圧力がベロー１５の弾性力だけになるの
で、その押圧力がほとんど発生しないと同じになる。こ
のときの操舵反力は、トーションバー４のねじれ反力だ
けとなり、相対的には、ハンドル操作感が軽くなる。し
たがって、車速センサー２３からの信号が、一定速度以
下である低速走行時には電磁石２０に対する励磁電流は
印加されない。そして、徐々に車速が上がっていくと、
コントローラ２２が動作して、電磁石２０に対する励磁
電流を大きくしていく。このときには、アンペアの右ネ
ジの法則によって、ヨーク１０がサイドブッシュ９側に
移動するような磁界を発生するように、その電流の方向
を制御しておく。したがって、車速が上昇して、その励
磁電流が大きくなればなるほど、ヨーク１０による押圧
力が強くなる。

【００１１】ヨーク１０による押圧力が強くなればなる
ほど、傾斜溝１１、１２内のボール１３の移動が規制さ
れるので、それだけ入力軸３と出力軸２とを相対回転さ
せるためには、より強い力が必要となる。いい換えれ
ば、ハンドル操作感が重くなるとともに、その中立剛性
が高まることになる。したがって、高速走行時の走行安
定性が向上することになる。図５〜図８に示した第２実
施例は、サイドブッシュ９及びヨーク１０に形成した傾
斜溝１１、１２に、第１実施例のような壁面１１ａ、１
２ａを形成しないタイプのものである。ただし、このよ
うに傾斜溝１１、１２の側面を開放しておくと、ボール
１３の安定性が損なわれるので、それを安定させるため
の板状のリテーナ２７を設けたものである。その他の構
成は、第１実施例と同様である。

【００１２】図９、図１０に示した第３実施例は、ヨー
ク１０に円板状の板バネ２８を固定するとともに、この
板バネ２８の内側を、入力軸３に固定したベアリング２
９に固定している。そして、この板バネ２８は、図１０
に示すように、複数の円弧状孔３０を形成し、その弾性
力を調整している。なお、この第２実施例においても、
ヨーク１０に電磁石２０を設けるとともに、この電磁石
２０に対する励磁電流を、コントローラ２２からの信号
に基づいて制御していること、第１実施例と同様であ
る。そして、この第３実施例の最大の特徴は、ヨーク１
０に摺動部分がないので、それだけ摩擦抵抗が少なく、
応答性が向上すること、及び、板バネを用いたので、ベ
ローを用いた第１実施例よりも省スペースを実現できる
ことである。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の断面図である。

【図２】第１実施例のサイドブッシュの斜視図である。

【図３】第１実施例のヨークの斜視図である。

【図４】第１実施例のサイドブッシュとヨークとの間に
ボールを入れた状態の側面図である。

【図５】第２実施例のサイドブッシュの斜視図である。

【図６】第２実施例のリテーナの斜視図である。

【図７】第２実施例のヨークの斜視図である。

【図８】第２実施例のサイドブッシュとヨークとの間に
ボールを入れた状態の側面図である。

【図９】第３実施例の要部の断面図である。

【図１０】第３実施例のリテーナの正面図である。

【符号】

Ｃ ケーシング ２ 出力軸 ３ 入力軸 ４ トーションバー ９ サイドブッシュ １０ ヨーク １１ 傾斜溝 １２ 傾斜溝 １３ ボール １９ 永久磁石 ２０ 電磁石 ２２ コントローラ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ケーシング内に入力軸と出力軸とを備え
   るとともに、これら入力軸と出力軸とを相対回転させて
   パワーアシスト用のアクチュエータを動作させるパワー
   ステアリング装置において、入力軸に対して相対移動可
   能にしたヨークと、出力軸側に固定したサイドブッシュ
   とを対向させるとともに、これら両者の対向面に、周方
   向に向かって徐々に浅くなる傾斜溝を形成し、これら傾
   斜溝間にボールを介在させる一方、上記ケーシングには
   電磁石を固定し、上記ヨークには永久磁石を固定すると
   ともに、これら両磁石を対向させ、しかも、永久磁石
   は、電磁石との対向面側に一方の極性を現し、その対向
   面とは反対側に他方の極性を現してなり、さらに、上記
   電磁石の励磁電流を制御するコントローラを備え、電磁
   石を励磁することによって、ヨークがサイドブッシュ側
   に引きつけられる構成にしたパワーステアリングの反力
   装置。