JPS59109461A - パワ−ステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は自動車等のパワーステアリング装置に関する
。

自動車等のハンドル操作力を軽減するために、ステアリ
ング時に油圧によるパワーアシストを行ない、軽快にハ
ンドルを操作できるようにしたパワーステアリングが知
られている。

この１例どしてラックアンドビニオン方式〇パワーステ
アリングを第１図、第２図に示し、説明するとく特開昭
５’ｌ−１３０８６４号公報参照）、１は図示しないス
テアリングリンクに連動するラック、２はこのラック１
に噛み合うビニオンで、ビニオン軸く入力軸）５に一体
的に形成される。

４はこれらステアリング時Ａ７を収めたハウジングで、
上部にコントロールバルブ３が配設される。

ビニオン軸５はハウジング４に対し、軸受６゜７を介し
て回転自由に支持される。

軸受６，７は、ラック１と平行方向にその長軸か存在す
る楕円形の長孔８にアウターレース９が挿入され、左右
に所定距離だけビニオン軸５が変位しうるようになって
いる。

そして、ビニオン軸５は、図示しないステアリングシャ
フトを介してハンドルに連結されるのであるが、その途
中（ここの左右への変位を吸収する機構（図示ぼず）が
介在される。

一方、コントロールバルブ３は、ハウジング４に形成し
たスリーブ部１０に、ラック１と平行方向に摺動するバ
ルブスプール１１が収装される。

バルブスプール１１の外周には２つの環状溝１２Ａ、１
２Ｂが形成されるとともに、スリーブ部１０の内周には
、環状のポンプボート１５とタンクボート１３Ａ、１３
Ｂが形成され、さらにその間に位置して図示しないパワ
ーシリンダの左右のシリンダ室と連通する制御ボー・ト
１４Ａ、１４Ｂが設【プられ、バルブスプール１１の左
右への移動に伴いポンプボート１５からの圧油をいずれ
か一方の制御ボー１−１４．　Ａまたは１４Ｂに送り、
いずれか他方の制御ボート１４Ｂまたは１４△をタンク
ボー１〜１３Ａまたは１３Ｂに連通し、これによりパワ
ーアシストを行なわさせる。

バルブスプール１１には、前記ビニオン軸５と直交する
ビン穴１６が形成され、このビン穴１６に駆動レバー１
７の駆動ビン２１がハウジング４に設（プた開口部１８
を通して挿入される。

この駆動レバー１７はビニオン軸５にベアリング２３を
介して回転自由に嵌まるリング部１つの中心を通る対称
位置に、支持ビン２０と駆動ビン２１が突設してあり、
支持ビン２０はその原端部がハウジング４に形成した支
持穴２７Ｉに嵌まり、この支持ビン２０を中心に駆動レ
バー１７が左右に揺動することにより、駆動ビン２１を
介して前記バルブスプール１１を左右に変位させるので
ある。

このような構成において、図示しないハンドルを操作し
てビニオン軸５を左右いずれかに回転させたとすると、
最初はステアリングリンクに連結するラック１の抵抗が
大きいために、ピニオン２０回転に上り長孔８で許容さ
れる分だけうツク１に沿ってビニオン軸５が変位する。

このとき、駆動レバー１７はリング部１９がビニオン軸
５とともに変位するため、その支持ビン２０を回動中心
にして傾き、先端の駆動ビン２１が大きく（辰れる。

これに」；リパルプスプール１１が切操動作し、図示し
ないパワーシリンダに圧油が供給され、ビニオン＠５の
回転方向にラック１が駆動される。

なお、ハンドルの回転が止まると、その瞬間にはコント
ロールバルブ３が切り換ったままでいるため、そのまま
ラック１を同方向に駆動するが、ビニオン２は既に回転
を止めていることから、ビニオン軸５がラック１と一体
に変位し初期位置へと復帰して、バルブスプール１１を
中立状態に戻す。

しかしながら、このようなパワーステアリングにあって
は、ハンドルとビニオン軸（入力軸）５とがステアリン
グシャフトを介して機械的に連結され、回転を伝えるよ
うになっているため、ステアリングギヤハウジング４の
設置場所や取付は方向に制約があり、同時に車両のサス
ペンションやステアリングリンケージとの関係もあって
、ステアリングの設計、レイアウトがかなり難しくなっ
ていた。また、車種によりハンドルと車輪の位置がかな
り離れたものではハンドルとビニオン軸５どの連結も邦
しくなり、仮に連結したとしても円滑な回転の１云達は
得にくり、操作性が悪化するという問題があった。

この発明（ま、ステアリングの取付（Ｊ自由度を高め、
そのｌ　ｉｌ、レイアウトの容易化を図ることを目的と
している。

そのために、この発明は、ステアリングギヤの入力軸に
連結した電動モータと、この入力軸の回転角を検出する
ポテンションメータと、操向ハンドルの回転角を検出す
るポテンションメータと、この操向パン１−ルの回転に
対し前記入力軸が同一回転するように、これらポテンシ
ョンメータの検出信号に応じて前記電動モータを駆動す
る制御手段とから構成される。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。第３
図において、２５はハンドル、４は図示されないステア
リングギヤとコントロールバルブとを一体的に収めたス
テアリングギヤハウジング、２６．２７はステアリング
アームとステアリングリング、２８は車輪である。

ステアリングギヤには、従来例（第１図、第２図）と同
じＪ：うにラックとビニオン、あるいはつＡ−ムシレフ
トとセクタギヤ等の歯車機構が用いられる。

コン１〜ロールバルブは、従来例と同じスプール式のも
の、あるいはロータリバルブ式のもの等が用いられ、い
ずれにしてもステアリングギヤの入力軸５に係合し、入
力軸５の回転に応じてポンプ２９からの圧油の供給方向
を切換える。

この圧油は図示しないパワーシリンダに供給され、ステ
アリングギヤアーム２６、ステアリングリンク２７を介
して、前記入力軸５の回転方向に車輪２８が転向するよ
うにアシストする。

本実施例では、このステアリングギヤを駆動し、同じく
コントロールバルブを切換作動するように、ステアリン
グギヤの入力軸５に電動モータ３０が連結される。

この電動モータ３０は、出力の小さい直流［−夕で、ま
た減速機構を備え、回転数のかなり低いものが用いられ
る。

一方、ステアリングギヤの入力軸５もしくは電動モータ
３０の出力軸３１に、入力軸５の回転角を検出するポテ
ンションメータ３２が設置されると共に、前記ハンドル
２５の回転角を検出するポテンションメータ３３がハン
ドル回転軸３４に設置される。

これらポテンションメータ３２．３３は、回転角に同じ
く比例して電気抵抗が切換わる可変抵抗器等が用いられ
る。

そして、このポテンションメータ３２．３３と、所定の
抵抗３５．３６とでブリッヂ回路３７を構成し、この回
路３７のＡ点とＢ点との間に前記電動モータ３０の端子
が接続され、０点とＤ点との間に駆動電源としてのバッ
テリ３８の電圧ががけられる。

即ち、ハンドル２５を回してポテンションメータ３３の
抵抗値が変わると、その電圧変化に伴ってΔ点とＢ点と
の間に電位差が生じ、電動モータ３０が駆動される。

そして、この場合例えばハンドル２５を左に回すと、ポ
テンションメータ３３の抵抗値が増えてＡ点の電位が高
くなると共に、このとき電動モータ３０はポテンション
メータ３２の抵抗値を同じく増ず方向（左）に、ステア
リングギヤ７の入力軸５を回動するように設定される。

他方、ハンドル２５を右に回すと、ポテンションメータ
３３の抵抗値が減ってＢ点の電位が高くなるから、電動
モータ３０は逆転し、ポテンションメータ３２の抵抗値
を減らす方向（右）に入力軸５が回動される。

したがって、ハンドル２５の回転とほぼ同時に同一方向
にステアリングギヤの入力軸５が回動されると共に、ハ
ンドル２５の回転を止めたときには、ポテンションメー
タ３２，３３の抵抗値が一致した時点でブリッヂ回路３
７のΔ点とＢ点との間の電位差がなくなり、電動モータ
３０が停止される。

これにより、ハンドル２５の操作に応じて、入力軸５の
回転角を対応させつつステアリングギヤが駆動され、コ
ントロールバルブが切換作動される。

このように構成したので、ハンドル２５の回転は確実に
ステアリングギヤおよびコントロールバルブに伝達され
、良好な操舵性が１ｑられる。

そして、ステアリングギヤ等を電動モータ３０によって
駆動し、ハンドル２５に対づ−る機械的な連結は解除し
たので、ステアリング装置各部の取イ」（Ｊが容易に行
なえ、その設計、レイアウトの自由度が充分に高められ
る。

したがってハンドル２５と車輪２８とがかなりばれてい
たり、あるいは途中に障害物があったりしても、円滑な
回転、操舵性は損なわれることがなく、構造が簡素化し
て製作性、組立性の著しい向−にが図れる。

なお、本実施例では、油圧によるパワーアシストを行な
っているが、電動モータ３０により直接的にステアリン
グ駆動することも可能で、この場合には油圧によるパワ
ーアシス１へ機構を省略することができ、パワーシリン
ダやコントロールバルブが不要となり構造を大幅に簡素
化できる。

第４図は本発明の他の実施例で、ハンドル２５側のポテ
ンションメータ３３とステアリングギヤ入力軸５側のポ
テンションメータ３２とからの検出信ｇを差動増幅器３
９に入力し、この比較結果に基づいて電動モータ３０を
駆動するようにしている。

具体的には、差動増幅器３９の出力が駆動回路４０に送
られ、駆動回路４０は、ハンドル側ポテンションメータ
３３の検出値〈電気抵抗）が入力軸側ポテンションメー
タ３２の検出値より高くなると、電動モータ３０を駆動
して入力軸５をハンドル２５と同方向に回動する、また
、その検出値が入力軸側の検出値より小さくなると、電
動モータ３０を逆転して入力軸５を回動じ、常に両ポテ
ンションメータ３２．３３の検出値が同一どなるように
電動モータ３０を駆動制御する。

これにＪ、れば、電動モータ３０にザーボモータ等を使
用でき、応答性が高められると共に、より良好な回転精
度が１ｑられる。

なＪ５、この場合ハンドル２５にある程度の遊びを持た
せられるように、差動増幅器３９に所定の不感帯を５２
けると良い。

以上説明した通り、本発明によれば、ステアリングギヤ
の人力軸に連結した電動モータと、この入力軸の回転角
を検出するポテンションメータと、操向ハンドルの回転
角を検出するポテンションメータと、この操向ハンドル
の回転に対し前記入力軸が同一回転するように、これら
ポテンションメークの検出信号に応じて前記電動モータ
を駆動する制御手段（ブリッヂ回路、フィードバック駆
動回路）とを設け、ハンドル操作をステアリングギヤに
伝達するようにしたので、良好な操舵性が維持されると
共に、ハンドルとの連結やステアリング各部の取付けが
容易とり、ステアリングの設計、製作等の自由度の大幅
な向上が図れる。また、十分な操作力が得られるから、
油圧によるパワー態溝を省略することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は従来のパワーステアリングの要部断面
図とそのＩ−Ｉ線に沿う部分断面図、第３図は本発明の
実施例を承り構成図、第４図は本発明の他の実施例を示
す制御ブロック図である。 ３・・・コントロールバルブ、５・・・ビニオン軸（人
力軸）、２５・・・ハンドル、２８・・・車輪、３０・
・・電動モータ、３２．３３・・・ポテンションメータ
、３４・・・ハンドル回転軸、３７・・・ブリッヂ回路
、３９渕 ・・・差動増幅器、４０　用駆動回路。 特許出願人　　　萱場工業株式会社 ＠１　図 ■ 第２図 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ステアリングギヤの入力軸に連結した電動モータと、こ
   の入力軸の回転角を検出するポテンションメータと、操
   向ハンドルの回転角を検出するポテンションメークと、
   この操向ハンドルの回転に対し前記入力軸が同一回転づ
   ′るように、これらポテンションメータの検出信号に応
   じて前記電動モータを駆動する制御手段とからなるパワ
   ーステアリング装置。