JPH06286626A - 動力舵取装置の油圧反力装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ボールによって反力トルクを発生させるにあ
たって、急操舵時でのボールのガイド孔内壁でのステッ
ク、スリップによるトルク変動を小さくする。 【構成】 入、出力軸１０，１１の一方軸に設けたフラ
ンジ部２１に軸線方向に貫通して形成した複数のガイド
孔２２内に、ボール２３を軸線方向に摺動自在に保持す
る。各ボールが係合する複数の係合凹部２４を有する反
力受部２５を、入、出力軸の他方軸に前記フランジ部の
一側面と対向して設ける。ボールを、入、出力軸間の拘
束力を得るために反力ピストン２７により反力受部側に
押圧する反力油圧を導入する油圧反力室２６を反フラン
ジ部側に設ける。そして、前記反力受部を、フランジ状
部材４０として、入、出力軸における他方軸と別体で構
成し、これら両部材間に弾性体４１を介在させた状態で
一体的に連結する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、動力舵取装置において
車輌の走行速度や操舵角度等といった車輌の各種の走行
条件に応じた適切な操舵力を得るための油圧反力装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車のハンドル操作力（操舵力）を軽
減するための動力舵取装置において、運転者の操舵操作
に応じた操舵力や操舵角度、さらには車速等を始めとす
る車輌の各種走行条件により装置動作を適切に制御する
ことが必要とされる。すなわち、車輌停車中の据切り時
や低速走行中の操舵時には、大きな操舵補助力を出力
し、軽快な操舵操作を可能とし、一方高速走行中は、操
舵補助力を可能な限り小さくし、操舵力が軽くなり過ぎ
て運転者に不安感を与えるのを防ぎ、十分な手応え感の
ある操舵操作を行なえるように、舵取ハンドルにある程
度の重さを持たせ、操舵力を増大させて、直進時の安定
性等を確保することが必要とされる。このような操舵力
制御は、車速に限らず、操舵角度等においても同様であ
る。

【０００３】このような要請に応えるものとして、上述
した車輌の各種走行条件に応じて制御される反力油圧に
より舵取ハンドルに適当な剛性（操舵反力）を与えるこ
とで、車輌の高、低速走行中等における操舵力を制御し
得るようにした油圧反力装置が知られており、従来から
種々の構成を有するものが多数提案されている。

【０００４】そして、このような動力舵取装置の油圧反
力装置において構成の簡素化や小型化の要請に応えるこ
とができるものとして、本出願人は、たとえば実開昭６
３−１６９７６号公報、実開昭６３−５２６６９号公
報、さらに実開昭６４−４４８７９号公報等に示したよ
うな構成のものを従来既に提案している。

【０００５】このような従来装置を図７および図８を用
いて簡単に説明すると、符号１０は図示しない舵取ハン
ドル側に連結される入力軸（スタブシャフト）、１１は
この入力軸１０の左端側にトーションバー１２を介して
連結されるとともに図示しない舵取リンク機構を構成す
るラック１３と噛合するピニオン１１ａを有する出力軸
（ピニオン軸）で、これら両軸１０，１１は操舵方向に
回転操作される。なお、これら両軸１０，１１は、周知
の通り、一定角度以上回動されることで両軸１０，１１
を連結するフェールセーフ機構が付設されている。

【０００６】また、パワーステアリング本体部を構成す
るボディ１４，１５内で両軸１０，１１には、回転式流
路切換弁１６を構成するロータ１７およびスリーブ１８
が一体的に設けられ、相対的な回転変位で図示しないオ
イルポンプＰ、オイルタンクＴとパワーシリンダの左、
右シリンダ室（Ｃ1 ，Ｃ2 ）との間の流路切換えが行な
われる。なお、回転式流路切換弁１６の構成等は周知の
通りで、具体的な説明は省略する。

【０００７】２０は流路切換弁１６を構成するロータ１
７およびスリーブ１８と一体的な入、出力軸１０，１１
間に設けられた油圧反力装置である。この油圧反力装置
２０は、出力軸１１に設けたフランジ部２１に等配して
形成され軸線方向に貫通している複数個（この例では３
個）のガイド孔２２内に軸線方向にのみ摺動自在に保持
された同数のボール２３と、これら各ボール２３が係合
する回転方向両側が傾斜面２４ａ，２４ａによる係合凹
部２４を複数個所に有し入力軸１０に前記フランジ部２
１の一側面と対向して設けられた反力受部２５とを備え
ている。

【０００８】そして、前記フランジ部２１の他側面側で
出力軸１１の外周部には油圧反力室２６が形成され、こ
の油圧反力室２６内に前記入、出力軸１０，１１と同軸
上で摺動自在に保持され前記各ボール２３を反力受部２
５の係合凹部２４内にそれぞれ押圧し反力油圧に応じた
拘束力を入、出力軸１０，１１間に作用せしめる環状を
呈する一個の反力ピストン２７が配設されている。

【０００９】なお、図中２８は油圧反力室２６の他端側
をシールするために出力軸１１外周部にわずかな油密ク
リアランスをもって嵌装されたシール部材、２８ａはそ
の外周部でボディ１４との間をシールするシールリン
グ、さらに２９はオイルシールである。また、３０は油
圧反力室２６内に配設され反力ピストン２７を常時ボー
ル２３側に付勢してボール２３の無用な移動を阻止する
セットスプリングとしての波状ばねである。

【００１０】このような構成によれば、操舵時において
入、出力軸１０，１１間に相対的な回転変位が生じる
と、反力ピストン２７が車輌の各種走行条件等に応じて
供給される反力油圧により軸線方向に移動し、このピス
トン２７端部で一方の軸側に形成したフランジ部２１に
穿設されているガイド孔２２内に保持されたボール２３
が軸線方向に押圧されて他方軸側の反力受部２５の係合
凹部２４に係合することで、油圧反力の大きさに応じた
所要の拘束力が得られ、入、出力軸１０，１１間での相
対的な回転状態を適宜拘束し、必要とされる操舵反力を
得て適切な操舵力制御を行なえる。

【００１１】特に、このような構成では、ボディ１４内
で軸線方向に移動される一個の環状を呈する反力ピスト
ン２７の右端部が油圧反力室２６内に臨み油圧反力を受
ける受圧面とされているため、径方向において必要最小
限のスペース内で受圧面積を従来に比べて増大させるこ
とができ、これによりこの油圧反力装置２０付設部分で
の小型かつコンパクト化を達成し得るとともに、相対的
に所要の油圧反力を得るための油圧発生源を小さくでき
るものである。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うな構成による動力舵取装置の油圧反力装置において、
油圧反力により反力ピストン２７を介してボール２３を
押圧し、反力受部２５の係合凹部２４に係合させること
により、入、出力軸１０，１１間に所要の拘束力を与え
て、相対的な回転変位を拘束制御するにあたって、次の
ような問題を生じていた。

【００１３】すなわち、反力油圧は、出力軸１１側のフ
ランジ部２１に設けたガイド孔２２内に保持しているボ
ール２３を押圧し、反力受部２５の係合凹部２４に係合
させることにより、入力軸１０側に反力トルクとして伝
えられるが、この場合において、ロータ１７およびスリ
ーブ１８による流路切換弁１６の切れ角によって、ボー
ル２３が出力軸１１側のガイド孔２２内で軸線方向に変
位する。換言すると、流路切換弁１６に回転変位を生じ
ると、ボール２３は、係合凹部２４の傾斜面２４ａ，２
４ａの所定の位置に当接するように、ガイド孔２２内で
軸線方向に移動変位する。

【００１４】このような流路切換弁１６の作動に伴なっ
てボール２３の軸線方向での変位が生じると、ボール２
３はガイド孔２２の側壁面に接触した状態となり、かつ
そのままの状態で摺動動作することになり、このときの
摺動抵抗に応じた摩擦を生じる。そして、このような摩
擦力の存在は、舵取ハンドルが急に切り返し操舵された
ときにステックやスリップの発生につながり、これが原
因するトルクが、操舵者の手に違和感として伝わること
があった。

【００１５】このような操舵時の状態を、図４に示した
操舵トルクとアシスト油圧との関係を示す特性図によっ
て説明すると、通常は、トルクと油圧とは一定の比例関
係にある。ここで、上述したように急なハンドルの切り
返しが行われると、同図中破線ａで示すように、大きな
トルク変動をもった特性となり、これが操舵者にとって
操舵時における違和感となり、操舵特性面で問題で、こ
のようなっもんだいを解決し得る何らかの対策を講じる
ことが望まれている。

【００１６】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、操舵時に入、出力軸間での相対的な回転変位を
拘束することで所要の操舵力を得るために、反力油圧に
より反力ピストンを介して反力受部側に押圧されるボー
ルのガイド孔内でのステック、スリップによって、急操
舵時に生じていたトルク変動による違和感をなくせるよ
うに構成した動力舵取装置の油圧反力装置を得ることを
目的としている。

【００１７】

【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動力舵取装置の油圧反力装置は、
入、出力軸の一方に設けたフランジ部に軸線方向に貫通
して形成した複数のガイド孔内にボールをそれぞれ軸線
方向に摺動自在に保持するとともに、これらのボールが
係合する複数の係合凹部を有する反力受部を、入、出力
軸の他方に前記フランジ部の一側面と対向して設け、か
つボールを、反フランジ部側に形成した油圧反力室内の
反力油圧により反力ピストンを介して前記反力受部の係
合凹部側に押圧することで、入、出力軸間に拘束力を作
用させるにあたって、係合凹部を有する反力受部を、
入、出力軸における他方軸と別体に構成し、かつこれら
両部材を、その間に弾性体を介在させた状態で一体的に
連結したものである。

【００１８】

【作用】本発明によれば、操舵時において流路切換弁が
切り換えられ入、出力軸間に相対的な回転変位が生じた
ときに、反力ピストンを介して反力油圧によりボール
が、一方軸側のガイド孔内で内壁面に接して軸線方向に
摺動動作し、摩擦によりステック、スリップを生じたと
しても、その影響が反力受部と他方軸部材との間に介在
させた弾性体の回転方向での変形によって吸収され、こ
れにより流路切換弁での適切な切り換え動作は得られ、
その結果急な切り返し操舵が行われたとしても、操舵者
に違和感を与えるようなトルク変動は生じない。

【００１９】

【実施例】図１ないし図４は本発明に係る動力舵取装置
の油圧反力装置の一実施例を示し、これらの図において
前述した図７等と同一または相当する部分には、同一番
号を付して具体的な説明は省略する。

【００２０】さて、本発明によれば、入、出力軸１０，
１１の一方軸（出力軸１１）に設けたフランジ部２１に
軸線方向に貫通して形成した複数のガイド孔２２内にボ
ール２３をそれぞれ軸線方向に摺動自在に保持するとと
もに、これらのボール２３が係合する複数の係合凹部２
４を有する反力受部２５を、入、出力軸１０，１１の他
方に前記フランジ部２１の一側面と対向して設け、かつ
ボール２３を、反フランジ部側に形成した油圧反力室２
６内の反力油圧により反力ピストン２７を介して前記反
力受部２５の係合凹部２４側に押圧することで、入、出
力軸１０，１１間に拘束力を作用させるにあたって、図
１〜図３から明らかなように、係合凹部２４を有する反
力受部２５を、フランジ状部材４０として、入、出力軸
１０，１１における他方軸（入力軸１０）とは別体に構
成し、かつこれら両部材（４０，１０）を、その間に弾
性体４１を介在させた状態で一体的に連結したところに
特徴を有している。

【００２１】すなわち、本発明によれば、ボール２３の
ガイド孔２２内でのステック、スリップがトルクとして
伝わり難いように、ボール２３を受けている略Ｖ字状を
呈する係合凹部２４を有する反力受部２５を、フランジ
状部材４０として入力軸１０側から分離して構成し、か
つこれらをゴム材等の弾性体４１を焼付け等により介在
させて設けることにより、一体的に連結するようにした
ものである。ここで、上述した弾性体４１は、たとえば
ニトリルゴム等の合成ゴムや合成樹脂材等といった各種
の弾性材料によって略筒状体として構成され、前記フラ
ンジ状部材４０の一部に形成した内側筒状部４０ａと、
この内側筒状部４０ａの外側に所定間隙をおいて嵌装さ
れる入力軸１０（流路切換弁１６のロータ１７）に形成
した外側筒状部４０ｂとの間に焼付け、接着等で介在さ
れて、これらを一体的に連結するように構成されてい
る。

【００２２】なお、このような弾性体４１としては、図
５の（ａ）に示すような金属環４１ａ，４１ｂを内、外
に有する環付きゴム等の弾性体４１であってもよく、こ
の場合には圧入または接着等で固着してもよい。また、
この実施例では、フランジ状部材４０に内側筒状部４０
ａを設け、これに弾性体４１を介して入力軸１０を嵌装
して配置させた場合を示したが、これに限定されず、図
５の（ｂ）または（ｃ）に示したように、フランジ状部
材４０の内側に、入力軸１０側から延設した筒状部４０
ｃを臨ませ、その間に断面Ｌ字状を呈するような弾性体
４１を、ゴム焼付けあるいは環付きゴムの圧入で設ける
とよいものである。

【００２３】さらに、前述した図１および図３中４２は
フランジ状部材４０を、入力軸１０側に回転方向で連結
するために、内側筒状部４０ａに突設されて外側筒状部
４０ｂの係合溝４３に係入される回り止めピンである。
また、図１〜図３において符号４７は流路切換弁１６を
構成するスリーブ１８の出力軸１１側の端部に形成され
たスリット、４８はこのスリット４７に係入されること
によりスリーブ１８を出力軸１１側に回転方向において
連結するための係合ピンである。さらに、図１中４９は
フランジ状部材４０を出力軸１１に対し回転自在に軸支
するためのブッシュである。

【００２４】そして、このような構成によれば、操舵時
において流路切換弁１６が切り換えられ入、出力軸１
０，１１間に相対的な回転変位が生じたときに、反力ピ
ストン２７を介して反力油圧によりボール２３が、出力
軸１１側のガイド孔２２内で内壁面に接して軸線方向に
摺動動作し、摩擦によりステック、スリップを生じたと
しても、その影響が反力受部２５を備えたフランジ状部
材４０と入力軸１０との間に介在させた弾性体４０の回
転方向での変形によって吸収される。

【００２５】すなわち、上述した構成によれば、弾性体
４１の存在によって、反力トルクは弾性体４１の回転方
向においてばね定数Ｋが直列になった形で伝わる。そし
て、ボール２３が、仮に一時的にステックしたとして
も、弾性体４１の変形によって入力軸１０は回転し、そ
の時の反力はＫθとして伝わるため、手応え感はステッ
ク状態をとらえることはない。

【００２６】したがって、流路切換弁１６での適切な切
り換え動作は得られ、その結果急な切り返し操舵が行わ
れたとしても、操舵者に違和感を与えるようなトルク変
動は生じない。そして、このような構成を採用すると、
図４に示した特性図において実線ｂで示すような特性を
描き、従来のような破線ａで示した特性に比べて、トル
ク変動を抑え、操舵者に対しての違和感をなくすことが
できる。

【００２７】図６は本発明に係る油圧反力装置の別の実
施例を示すものであり、この実施例では、フランジ状部
材４０の内側筒状部４０ａの係合孔に、先端が球状を呈
する係合ピン体５０を係入させ、かつその基端部に弾性
スリーブ５１を嵌装して設け、この部分を入力軸１０側
の外側筒状部４０ｂに形成した係合溝５２内に回転方向
において連結しかつ軸線方向において可動可能な状態で
係合させている。

【００２８】そして、このような構成によっても、弾性
スリーブ５１が、入力軸１０とフランジ状部材４０との
間に介在されることから、前述した実施例と略同等の作
用効果を得られることは言うまでもない。

【００２９】なお、本発明は上述した実施例構造に限定
されず、油圧反力装置各部の形状、構造等を、適宜変
形、変更することは自由である。たとえば上述した実施
例では、ボール２３を出力軸１１側に、係合凹部２４を
有する反力受部２５を入力軸１０側に一体的に設けた場
合を説明したが、本発明はこれに限定されず、入、出力
軸１０，１１を逆に構成してもよい。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る動力舵
取装置の油圧反力装置によれば、入、出力軸の一方軸に
設けたフランジ部に貫通されたガイド孔内にボールを軸
線方向に摺動自在に保持するとともに、ボールが係合す
る係合凹部を有する反力受部を、入、出力軸の他方軸に
前記フランジ部の一側面と対向して設け、かつボール
を、反フランジ部側の油圧反力室内の反力油圧で反力ピ
ストンを介して反力受部の係合凹部側に押圧し入、出力
軸間に拘束力を作用させるにあたって、前記係合凹部を
有する反力受部を構成する部分を、入、出力軸における
他方軸と別体に構成し、かつこれら両部材を、その間に
弾性体を介在させた状態で一体的に連結するようにした
ので、簡単な構造にもかかわらず、急な切り返し操舵時
等において、ボールがこれを保持するガイド孔の内壁面
とのステック、スリップによって生じるトルク変動を、
弾性体の弾性変形によって小さくすることが可能で、こ
れにより従来のように操作者に対し違和感を与えるとい
った不具合を一掃することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る動力舵取装置の油圧反力装置の一
実施例を示す要部拡大断面図である。

【図２】図１におけるII−II線断面図である。

【図３】図１におけるIII−III線断面図である。

【図４】操舵トルクとアシスト油圧との関係を示す特性
図である。

【図５】本発明に係る油圧反力装置の変形例を、
（ａ），（ｂ），（ｃ）に示す概略図である。

【図６】本発明の別の実施例を示し、（ａ）は要部拡大
断面図、（ｂ）はその一部を拡大した概略断面図であ
る。

【図７】本発明を適用して好適な油圧反力装置の従来例
を説明するための動力舵取装置全体の概略断面図であ
る。

【図８】図７における要部構成を示す概略分解斜視図で
ある。

【符号の説明】

１０ 入力軸 １１ 出力軸 １２ トーションバー １６ 回転式流路切換弁 １７ ロータ １８ スリーブ ２０ 油圧反力装置 ２１ フランジ部 ２２ ガイド孔 ２３ ボール ２４ 係合凹部 ２４ａ 傾斜面 ２５ 反力受部 ２６ 油圧反力室 ２７ 反力ピストン ４０ フランジ状部材 ４０ａ 内側筒状部 ４０ｂ 外側筒状部 ４０ｃ 筒状部 ４１ 弾性体 ４１ａ 金属環 ４１ｂ 金属環 ４２ 係合ピン ４３ 係合溝 ５０ 係合ピン体 ５１ 弾性スリーブ（弾性体） ５２ 係合溝

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入、出力軸の一方に設けたフランジ部に
   軸線方向に貫通して形成した複数のガイド孔内にボール
   をそれぞれ軸線方向に摺動自在に保持するとともに、こ
   れらのボールが係合する複数の係合凹部を有する反力受
   部を、前記入、出力軸の他方に前記フランジ部の一側面
   と対向して設け、かつ前記ボールを、反フランジ部側に
   形成した油圧反力室内の反力油圧により反力ピストンを
   介して前記反力受部の係合凹部側に押圧することで、
   入、出力軸間に拘束力を作用させるように構成されてい
   る動力舵取装置の油圧反力装置において、 前記係合凹部を有する反力受部を、入、出力軸の他方軸
   と別体に構成し、かつこれら両部材を、その間に弾性体
   を介在させた状態で一体的に連結したことを特徴とする
   動力舵取装置の油圧反力装置。