JPS61115769A - 超音波を利用したパワ−ステアリングシステム - Google Patents

超音波を利用したパワ−ステアリングシステム

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Publication number
JPS61115769A
JPS61115769A JP59237582A JP23758284A JPS61115769A JP S61115769 A JPS61115769 A JP S61115769A JP 59237582 A JP59237582 A JP 59237582A JP 23758284 A JP23758284 A JP 23758284A JP S61115769 A JPS61115769 A JP S61115769A
Authority
JP
Japan
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steering
power steering
steering system
clutch
elastic body
Prior art date
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Pending
Application number
JP59237582A
Other languages
English (en)
Inventor
Wataru Ikeda
池田 弥
Kazuichi Nagamori
永森 和一
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koyo Seiko Co Ltd
Original Assignee
Koyo Seiko Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Koyo Seiko Co Ltd filed Critical Koyo Seiko Co Ltd
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Publication of JPS61115769A publication Critical patent/JPS61115769A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/043Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by clutch means between driving element, e.g. motor, and driven element, e.g. steering column or steering gear
    • B62D5/0433Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by clutch means between driving element, e.g. motor, and driven element, e.g. steering column or steering gear the clutch being of on-off type

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Power Steering Mechanism (AREA)
  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、一般の車幅付車両の操舵可能な車輪を操舵す
る際、超音波振動を利用して助勢する、パワーステアリ
ングシステムに関する。
〔従来の技術〕
一般に、パワーステアリングシステムは、車両運転者に
よる操舵トルクを、駆動軸に作用せしめる手動操舵作用
を動力によって助勢するものでアシ、補助駆動力は、主
に、エンジンの回転力を動力源とする液体ポンプから供
給される液圧を、ハウジング、ピストン、セクタギヤ等
で構成されるパワーステアリングギヤ内の移動可能なピ
ストン部にコントロールバルブで制御して供給すること
Kよって発生し、その作用力によりセクタギヤの回転力
を増大させ、セクタギヤからの回転力を車軸へ伝達させ
て車両の方向を定めている。
従って、上記液圧式パワーステアリングシステムは、エ
ンジンからの動力を取り出すプーリ、タンクを内蔵した
油圧ポンプ、フン)O−ルパルブ付ステアリングギヤ、
油圧ポンプとステアリングギヤとを連結するホースなど
で構成されているため、その部品点数は多く、その制御
機構は複雑なものとなっており、製作費は高価である。
そこで、これらの複雑な構造、高価な装置の簡素化、価
格の低減を計る目的で電動機を補助駆動源として用いた
ものが提案されたが、回転速度、トルク等をステアリン
グ系に最適な値に制御して補助駆動力として伝達する丸
めには減速機が必要である念め、装置全体が大きくかつ
重量の重いものとなってしまう欠点が避けられなかつ九
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明は、従来のパワーステアリングシステムに補助駆
動装置として用いられた液圧式および電磁電動式装置の
代わりに超音波振動を利用した装置を設けることによシ
、従来の装置の欠点を解消し九、すなわち、構成する部
品の点数が少なく、構造が簡単で、しかも安価かつ強力
なパワーステアリングシステムを提供するものである。
〔問題点を解決する九めの手段および作用〕圧電素子と
弾性体とを組合せ念超音波振動子と、上記弾性体の一端
面に圧接される動体とを設け、上記圧電素子に高周波電
圧を印加することにより上記弾性体の上記一端面に表面
波を発換するようにした超音波を利用したモータ装置は
既に公知である(例えば、特開昭58−14862号公
報参照)。
本発明者等は、上記超音波モータ装置がきわめて簡単な
構造を有するにも拘わらず、強力な超音波エネルギ金発
生しとれを有効に利用するものであることに着眼し、こ
れをパワーステアリングシステムに採用することによ)
、上記問題点を解決しうろことを発見した。以下本発明
の構成、作用について説明する。
上記問題点を解決するための、本発明の超音波を利用し
たパワーステアリングシステムは、パワーステアリング
系に隣接して圧電素子と弾性体とを組合せた超音波振動
子を設け、上記圧電素子に高周波電圧を印加するととに
よp上記弾性体に超音波振動に基づく表面波を発生させ
、この表面波を回転運動に変換してパワーステアリング
系に伝達し操舵を助勢するようにしたことを特徴とする
本のである。
具体的には、駆動軸等の補助駆動力受入部に、圧電素子
と弾性体とを組合せた超音波振動子と、補助駆動力を伝
達する部材とを基本要素として形成される駆動機構が配
設され、圧電素子に高周波電圧(電流)を印加すること
により発生する超音波の強力な振動エネルギを弾性体を
通して伝播させ、弾性体表面上に方向性を有する振動波
(表面波)を発生せしめる。
この方向性を有する振動波が発生した弾性体表面に、ク
ラッチまたはバネ作用により補助駆動力伝達部材を圧接
させると、補助駆動伝達部材は表面波の進行方向と逆の
方向に動かされる。
そこで超音波振動子および補助駆動伝達部材の構造にし
たがって、超音波振動エネルギは、回転運動としてパワ
ーステアリング系に伝達され、手動による操舵を助勢す
る。
その際、ステアリングシャフトに補助駆動力として伝達
される回転トルクは、圧電素子に加えられる高周波電圧
(電流)の大きさおよび弾性体表面と補助駆動力伝達部
材との密接力によって左右される。
従って、車両の運転者によって操作されるステアリング
ハンドルの操舵角の大きさ、車両速度等のファクタを制
御信号として関連させるととくより、上記の圧電素子に
供給される高周波電圧(電流)および密接力の大きさを
決定し、補助駆動力を調節することができる。
駆動機構には、上記のように圧電素子と弾性体とを組合
せ九超音波振動子と補助動力伝達部材とを基本要素とし
、これに回転トルクの正逆切換の際に動力の伝達を断つ
ために、クラッチまたはクラッチ機能を有する別の機構
が付加されてhる。
圧電素子は弾性体に接合されてステータを構成する。素
子はさらに円周方向または軸線方向に分割され九多数の
部分(領域)ごとに電極を配置され、これらの電極は二
つのグループにまとめられ高周波電圧(電流)を圧電素
子の厚みの方向に印加される。超音波の強力な振動エネ
ルギを発生させるには、一旦高電圧を印加され九圧電素
子を用い、上記二つのグループ化し九電極に位相の異な
る高周波電圧(電流)を加えることによシ、分割され九
領域に交互に円周方向に伸縮する曲げ振動が発生する。
そしてこの振動が弾性体に伝達され、その他端の自由表
面において横および縦振動となり、これらの横および縦
振動が合成されて弾性体の自由表面に沿う進行波(表面
波)となる。
この表面波は、高周波電圧(電流)の一方のグループの
位相を反対にすることにより、その進行方向を反対にす
ることができる。ま九上記の補助駆動機構の基本要素を
二組、対称的に設け、それらを選択的に付勢するように
してもよい。その切換をステアリングハンドルの操舵方
向と関連づけておくことによシ、その都度所望の補助駆
動力を得ることができる。
〔実施例〕
以下、図面を参照し実施例に基づいて本発明を説明する
本発明の第一実施例を示す第1図において、1は円筒状
のステアリングコラム、2はその中心線上に設けられた
丸棒状のステアリングシャフトで、それらはステアリン
グホイール(ハンドル)とステアリングギヤとの間に延
長し、ステアリングシャフト2は、ステアリングホイー
ルから操舵トルクをステアリングギヤを通して操舵可能
な車輪に伝達する。ステアリングシャフト2の大径部分
の端部は、二個所においてシール付門リング9,10に
より密封、支持されている。リング9,10の間にに、
本発明による補助駆動装置が組込まれている。
ステアリングコラム1の内面には、円筒状く形成された
弾性体4の左側端面に薄いリング状の圧電素子3が接着
されたステータ(超音波振動子)カ、ステアリングシャ
フト2に接触しないようにそれらの間に僅かな隙間を存
して取付けられている。なお、圧電素子3および弾性体
4は二つ割にしてステアリングコラム1に取付けてもよ
い。
圧電素子3は円周方向に数個の部分(領域)に分割され
、各領域毎にその両面に電極を配設し、これらの電極は
二つのグループに分けられ、各グループにはそれぞれ位
相の異なった高周波電圧(電流)が、リード線3aによ
って、その厚みの方向に印加される。
ステアリングシャフト2にはリング状のクラッチ6が固
定され、クラッチ6に隣接して同じくリング状の補助駆
動力伝達部材5がステアリングシャフト2に嵌装されて
いる。補助駆動力伝達部材5は、クラッチ6の一方の機
能部品として構成してもよく、またクラッチ6とは別の
独立した部品として構成してもよい。クラッチ6と補助
駆動力伝達部材5との間にはノくネ8が挿入され、部材
5を円筒4に軽く押付ける。クラッチ6は、リード線6
aから電流を供給される電磁り2ツチとして構成される
。クラッチ6が付勢されたとき、補助駆動力伝達部材5
は、それがどのような構造のものでおっても、弾性体4
と密接して超音波の強力なエネルギをクラッチ6ft介
してステアリングシャフト2に伝達する。
駆動力発生源となる圧電素子3は、一旦高電圧を印加し
念ものが用いられ、電圧の方向は隣シ合った領域では反
対となる。圧電素子30表、裏面は、銀ペーストを塗布
して熱処理することにより、電極を接着する九めの導電
面が形成される。電極のグループの一方にtlvsin
rIJt*他方にはvaoaωtの高周波電圧が印加さ
れ、分割された領域は交互に円筒の周方向に伸縮し、弾
性体4に曲げ振動を発生させ、それが他方の自由表面に
おける表面波(進行波)7発生の原因となる。その回転
方向は、上記の高周波電圧の位相を、正逆反対に切換る
ことくよって逆転することができる。
つぎに、本発明の第二実施例を示す第2図を参照すると
、圧電素子、弾性体、補助駆動力伝達部材よ構成る基本
的構成要素およびクラッチが二組(3,4,5,6: 
3’、 4’、 5’、 6’)、ステアリングコラム
1内のステアリングシャフト2に沿って互に対称的に配
置されている。9゜10は第1図と同様にシール付密封
リングである。
二組の基本的構成要素の一方(例えば3,4゜5.6)
は正回転用に適合し、他方(例えば3′。
4/、 S/、 S/)は逆回転用に適合している。す
なわち、正回転または逆回転するように圧電素子3.3
′に高周波電圧を印加され、それぞれ表面波7.7′を
発生する。この配置は、本発明のパワーステアリングシ
ステムが一層強力な超音波エネルギを必要とする場合に
用いられる。
上記の二実施例は超音波振動子によって弾性体の自由表
面に発生され九表面波を回転運動に変換して補助駆動力
として利用するものであるが、本発明はこれに限らず、
表面波を直進運動に変換して、従来の液圧ピストンの代
わルに利用することも可能であり、その場合、印加する
高周波電圧の位相を逆にすることKよシ反対方向の直進
運動とすることもできる。ま念第2図のように二組設け
ることも当然可能である。
〔発明の効果〕
上記のように構成されているので、本発明による補助駆
動装置を具え九パワーステアリングシステムは、きわめ
て部品の少い簡単な構造であるにも拘らず、超音波振動
の大きいエネルギによシ、大きい操舵補助力を発生する
ことができ、またその製造費用も安価である。
近年、PIP車(IFront ICngine、 I
Pront Drive )の増加に伴い、パワーステ
アリングシステムが益々多く用いられる傾向にある。例
えば、1000acクラス以下の一般大衆車においては
安価なパワーステアリングギヤが要請されてお〕、シか
も機能的には据切り時のみ補助動力を供給し、車速か一
定速度(例えば10に/h)に達したときには動力の補
助を停止し、低速になったときは再び機能を再開するよ
うなものが求め8られている。本発明のパワーステアリ
ングシステムはこれ等の要請に全く合致するものである
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図は、本発明の二実施例の縦断側面図
。 1・・・ステアリングコツム 2・・・ステアリングシャフト 3.3′・・・圧電素子  3a・・・リード線4.4
′・・・弾性体  5,5′・軸駆動力伝達部材6.6
′・・・クラッチ 7.τ・・・表面波(進行波)8.
8′・・・バネ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. パワーステアリング系に隣接して圧電素子と弾性体とを
    組合せた超音波振動子を設け、上記圧電素子に高周波電
    圧を印加することにより上記弾性体に振音波振動に基づ
    く表面波を発生させ、この表面波を回転運動に変換して
    パワーステアリング系に伝達し、操舵を助勢するように
    したことを特徴とする、超音波を利用したパワーステア
    リングシステム。
JP59237582A 1984-11-13 1984-11-13 超音波を利用したパワ−ステアリングシステム Pending JPS61115769A (ja)

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JP59237582A JPS61115769A (ja) 1984-11-13 1984-11-13 超音波を利用したパワ−ステアリングシステム

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JPS61115769A true JPS61115769A (ja) 1986-06-03

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ID=17017453

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JP59237582A Pending JPS61115769A (ja) 1984-11-13 1984-11-13 超音波を利用したパワ−ステアリングシステム

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JP (1) JPS61115769A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63262071A (ja) * 1987-04-17 1988-10-28 Nikon Corp 振動波モータ
EP1541390A3 (de) * 2003-12-12 2005-06-22 Audi Ag Anordnung für die Steuerung eines Radaufhängungslenkers über Piezokeramik-Elemente an der Mittellage des Lenkers.

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63262071A (ja) * 1987-04-17 1988-10-28 Nikon Corp 振動波モータ
EP1541390A3 (de) * 2003-12-12 2005-06-22 Audi Ag Anordnung für die Steuerung eines Radaufhängungslenkers über Piezokeramik-Elemente an der Mittellage des Lenkers.

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