JPH0692246A - パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 入力軸２と出力軸４との相対回転角に応じた
操舵補助力を付与する手段と、その入力軸２と出力軸４
との間に封入される電気粘性流体５８と、その電気粘性
流体５８の粘度の制御手段とを有する。その電気粘性流
体５８の粘度に応じ入力軸２と出力軸４との相対回転を
規制する。 【効果】 複雑な機構を設けることなく所望の操舵特性
を得られ、部品点数を削減でき、異常音の発生がなく、
摺動部がないので摩耗による特性変化がなく、きめ細か
い制御が可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、入力軸と、この入力軸
に操舵抵抗に応じ相対回転可能に連結される出力軸とを
備え、その入力軸と出力軸との相対回転角に応じた操舵
補助力を付与するパワーステアリング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】入力軸と、この入力軸にトーションバー
を介し連結される出力軸と、その入力軸と出力軸との操
舵抵抗に応じた相対回転により作動するコントロールバ
ルブとを備え、そのコントロールバルブを介し油圧アク
チュエータに圧油を供給することで、操舵抵抗に応じた
操舵補助力を付与するパワーステアリング装置が従来よ
り用いられている。

【０００３】上記のようなパワーステアリング装置にあ
っては、高速での直進安定性や低速での操舵労力の低減
といった車速や舵角等に応じた操舵特性が要求されるこ
とから、出力軸に形成した油室に入力軸を押し付け可能
なプランジャを挿入し、その油室に車速や舵角等に応じ
た圧油を供給可能なバルブを設け、そのプランジャによ
り入力軸を押し付けて入力軸と出力軸との相対回転を規
制することで、所望の操舵特性を得ることが従来より行
なわれている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のパワー
ステアリング装置のように出力軸に油室を形成してプラ
ンジャを挿入し、その油室に車速や舵角等に応じた圧油
を供給可能なバルブを設けると、構造が極めて複雑化
し、部品点数が多くなり、プランジャの作動音が発生
し、プランジャの摺動部が摩耗することで制御特性が変
化し、きめ細かい制御が困難であるという問題がある。

【０００５】本発明は、上記従来技術の問題を解決する
ことのできるパワーステアリング装置を提供することを
目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の特徴とするとこ
ろは、入力軸と、この入力軸に操舵抵抗に応じ相対回転
可能に連結される出力軸とを備え、その入力軸と出力軸
との相対回転角に応じた操舵補助力を付与する手段と、
入力軸と出力軸との相対回転を規制する規制手段とを備
えるパワーステアリング装置において、前記規制手段が
入力軸と出力軸との間に封入される電気粘性流体と、そ
の電気粘性流体の粘度の制御手段とを有し、その電気粘
性流体の粘度に応じ入力軸と出力軸との相対回転を規制
する点にある。

【０００７】

【作用】本発明の構成によれば、入力軸と出力軸との間
に封入された電気粘性流体の粘性により入力軸と出力軸
との相対回転が規制される。その入力軸と出力軸との相
対回転抵抗の大きさは、電気粘性流体の粘度を変化させ
ることで変化する。よって、電気粘性流体の粘度を制御
することで操舵補助力を制御できる。

【０００８】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。

【０００９】図２に示すラックピニオン式油圧パワース
テアリング装置１は、車両のハンドル（図示省略）に連
結される入力軸２と、この入力軸２にトーションバー３
を介し連結される出力軸４を備えている。そのトーショ
ンバー３は、ピン５を介し入力軸２に連結され、セレー
ション６を介して出力軸４に連結される。その入力軸２
は、バルブハウジング７の内部にシール部材８を介して
挿入されると共にベアリング１５を介して回転自在に支
持され、さらに出力軸４の内周にベアリング９を介し回
転可能に支持されている。その出力軸４はラックハウジ
ング１０の内部にベアリング１１、１２を介して回転可
能に支持され、この出力軸４にピニオン１３が一体化さ
れている。このピニオン１３に噛み合うラック１４に操
舵用車輪（図示省略）が連結される。これにより、操舵
による入力軸２の回転が、トーションバー３を介して出
力軸４と一体のピニオン１３に伝達され、このピニオン
１３の回転によりラック１４が車両幅方向に移動して車
両の操舵がなされる。

【００１０】その操舵の補助力を付与する油圧アクチュ
エータとして油圧シリンダ２０が設けられている。この
油圧シリンダ２０は前記ラックハウジング１０により構
成されるシリンダチューブと、ラック１４に一体化され
るピストン２１を備えている。そのピストン２１により
仕切られるシリンダチューブ内の油室２２、２３に、操
舵方向と操舵抵抗に応じて圧油を供給するため、前記ト
ーションバー３のねじれ角に応じて作動する公知のコン
トロールバルブ３０が設けられている。

【００１１】そのコントロールバルブ３０は、前記バル
ブハウジング７の内部において入力軸２を囲む筒状の弁
部材３１を備えている。その弁部材３１は前記出力軸４
にピン２９によって同行回転するよう連結されている。
また、バルブハウジング７はポンプ３３に接続される入
口ポート３４と、タンク３５に接続される出口ポート３
６と、前記油圧シリンダ２０の一方の油室２２に接続さ
れる第１ポート３７と、他方の油室２３に接続される第
２ポート３８とを備えている。各ポート３４、３６、３
７、３８は入力軸２と弁部材３１との間の流路を介し連
通し、その流路はトーションバー３のねじれに伴う入力
軸２と弁部材３１との相対回転により開度が調節され
る。すなわち、直進状態では操舵抵抗がないためにトー
ションバー３のねじれ角は０であり、入口ポート３４と
出口ポート３６とが連通し、ポンプ３３からコントロー
ルバルブ３０に供給される圧油はタンク３５に還流し、
油圧シリンダ２０に圧油は供給されない。操舵を行なっ
て操舵抵抗が大きくなると、操舵抵抗に応じてトーショ
ンバー３がねじれ、出力軸４と一体の弁部材３１が入力
軸２に対し相対回転する。すると、入口ポート３４と出
口ポート３６との間の流路の開度が小さくなり、入口ポ
ート３４から油圧シリンダ２０の油室２２、２３の一方
に操舵方向と操舵抵抗に応じた圧力の圧油が供給され、
また、油室２２、２３の他方から油が出口ポート３６を
通ってタンク３５に還流する。これにより、操舵方向と
操舵抵抗に応じた操舵補助力が油圧シリンダ２０からラ
ック１４に作用する。

【００１２】その入力軸２と出力軸４との相対回転を規
制する規制手段が設けられている。すなわち、図１に示
すように、出力軸４は環状の上部材４ａと前記ピニオン
１３が形成されている下部材４ｂとを連結することで構
成され、その上部材４ａを入力軸２が貫通し、その下部
材４ｂの上端に形成された凹部４ｂ′に入力軸２が挿入
され、その上部材４ａと下部材４ｂの間に筒部材５３が
配置され、その筒部材５３を介し上部材４ａと下部材４
ｂとが連結されている。その筒部材５３は導体製で、こ
の筒部材５３の上端面と上部材４ａの下端面との間、お
よび筒部材５３の下端面と上部材４ａの上端面との間に
絶縁体４８、４９が配置されている。その上部材４ａの
内周と入力軸２の外周との間にシールリング５１が配置
され、その下部材４ｂの上端に形成された凹部４ｂ′の
内周と入力軸２の外周との間にシールリング５２が配置
されることで、その筒部材５３と入力軸２との内外周間
に流体封入室５５が形成されている。その流体封入室５
５の内部において、筒部材５３の内周と入力軸２の外周
とに、軸方向に並列する複数のフィン５６、５７が取り
付けられている。その筒部材５３の内周に取り付けられ
たフィン５６と入力軸２の外周に取り付けられたフィン
５７とは、互いに僅かな間隔をおいて対向する。その流
体封入室５５の内部に電気粘性流体５８が封入されてい
る。この電気粘性流体５８に電圧を印可するため、直流
電源５９の一方の極が筒部材５３に接続され、他方の極
が抵抗回路６０、導体製の出力軸４、導体製のトーショ
ンバー３および導体製のピン５を介し導体製の入力軸２
に接続されている。その抵抗回路６０の抵抗値は制御装
置６１からの信号に応じ可変とされている。その制御装
置６１は、例えば入出力インターフェイス６１ａと中央
処理装置６１ｂと記憶装置６１ｃとを有するマイクロコ
ンピュータにより構成され、そのインターフェイス６１
ａに抵抗回路６０と車速センサ６２とが接続され、記憶
装置６１ｃに記憶されたプログラムに従い、その車速セ
ンサ６２により検知された車速に応じ抵抗回路６０の抵
抗を変化させることで、電気粘性流体５８に印可する電
圧を任意に変化させることが可能とされている。

【００１３】上記構成によれば、入力軸２と出力軸４と
が相対回転しようとすると、出力軸４の筒部材５３の内
周に取り付けられたフィン５６と入力軸２の外周に取り
付けられたフィン５７との間において、電気粘性流体５
８の粘性に基づき流体内部に剪断応力が発生することか
ら、入力軸２と出力軸４との相対回転が規制される。そ
の剪断応力の大きさは、電気粘性流体５８に印可する電
圧の大きさを変化させて電気粘性流体５８の粘度を変化
させることで変化する。よって、電気粘性流体５８に印
可する電圧を車速に応じ制御して電気粘性流体５８の粘
度を制御することで、入力軸２と出力軸４との相対回転
抵抗の大きさを変化させ、所望の操舵特性を得ることが
できる。

【００１４】なお、本発明は上記実施例に限定されな
い。

【００１５】例えば、上記実施例のようなフィン５６、
５７は必須ではなく、図３に示すように、筒部材５３の
内周面と入力軸２の外周面との間隔を僅かなものとする
ことで、入力軸２と出力軸４とが相対回転しようとする
と、その間において電気粘性流体５８の粘性に基づき流
体内部に剪断応力が発生し、入力軸２と出力軸４との相
対回転が規制される。よって、この場合も電気粘性流体
５８の粘度を制御することで、入力軸２と出力軸４との
相対回転抵抗の大きさを変化させ、所望の操舵特性を得
ることができる。なお、図３において他の構成は上記実
施例と同様で同一部分は同一符号で示す。

【００１６】また、上記実施例のような筒部材５３は必
須ではなく、例えば図４、図５に示すように、出力軸４
の上部材４ａを下部材４ｂの上端に一体的に形成された
周壁４ｂ″に直接連結するようにし、入力軸２の外周に
突出部２′を形成し、その突出部２′を上下一対のシー
ルリング６１、６２を介しその周壁４ｂ″に挿入し、そ
の一対のシールリング６１、６２の上下間において突出
部２′に一対の切欠２″を形成することで、各切欠２″
の内面と周壁４ｂ″の内周面との間に電気粘性流体５８
が封入される一対の流体封入室５５ａ、５５ｂを形成す
る。また、各流体封入室５５ａ、５５ｂ内に突出するよ
うに、一対のピン６３、６４をリング状の絶縁体６５、
６６を介し周壁４ｂ″に挿入する。各ピン６３、６４と
各切欠２″の内面との間隔を小さくすることで、各流体
封入室５５ａ、５５ｂそれぞれは、ピン６３、６４と切
欠２″の内面との間のオリフィス６７、６８により連通
する２つの室に区画される。また、各ピン６３、６４を
電源５９の一方の極に接続する。これにより、入力軸２
と出力軸４とが相対回転すると、そのオリフィス６７、
６８を通って電気粘性流体５８が移動するため、電気粘
性流体５８の粘度に基づき流体内部に発生する剪断応力
により、入力軸２と出力軸４との相対回転が規制され
る。よって、この場合も電気粘性流体５８の粘度を制御
することで、入力軸２と出力軸４との相対回転抵抗の大
きさを変化させ、所望の操舵特性を得ることができる。
なお、図４、図５において他の構成は上記実施例と同様
で同一部分は同一符号で示す。

【００１７】また、上記実施例では車速に応じ電気粘性
流体の粘度を制御したが、それに限定されず、例えば操
舵角あるいは車速と操舵角の双方に応じ制御するように
してもよい。また、ラックピニオン式の油圧パワーステ
アリング装置に本発明を適用したが、例えばボールスク
リュー式のパワーステアリング装置や電動パワーステア
リング装置にも本発明を適用できる。

【００１８】

【発明の効果】本発明のパワーステアリング装置によれ
ば、電気粘性流体の粘度を制御することで操舵補助力を
制御できるので、従来のような複雑な機構を設けること
なく所望の操舵特性を得ることができ、部品点数を削減
でき、異常音の発生がなく、摺動部がないので摩耗によ
る特性変化がなく、きめ細かい制御が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例に係る油圧パワーステアリン
グ装置の要部の断面図

【図２】 本発明の実施例に係る油圧パワーステアリン
グ装置の断面図

【図３】 本発明の異なる実施例に係る油圧パワーステ
アリング装置の要部の断面図

【図４】 本発明のさらに異なる実施例に係る油圧パワ
ーステアリング装置の要部の断面図

【図５】 図４のＶ‐Ｖ線断面図

【符号の説明】

２ 入力軸 ４ 出力軸 ５８ 電気粘性流体 ６１ 制御装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力軸と、この入力軸に操舵抵抗に応じ
   相対回転可能に連結される出力軸とを備え、その入力軸
   と出力軸との相対回転角に応じた操舵補助力を付与する
   手段と、入力軸と出力軸との相対回転を規制する規制手
   段とを備えるパワーステアリング装置において、前記規
   制手段が入力軸と出力軸との間に封入される電気粘性流
   体と、その電気粘性流体の粘度の制御手段とを有し、そ
   の電気粘性流体の粘度に応じ入力軸と出力軸との相対回
   転を規制することを特徴とするパワーステアリング装
   置。