(57)【要約】【課題】トーションバーの有効長さ変化により操舵補助特性を変化させる油圧パワーステアリング装置において、右操舵時と左操舵時とで操舵特性が相異するのを防止する。【解決手段】制御バルブ30は、トーションバー６の捩れによるバルブ部材31、32の相対回転角変化により操舵補助力発生用油圧を制御する。トーションバー６の有効長さは、その相対回転角が設定値未満の場合、入出力シャフト２、３の中の一方と同行回転する押し付け部材50によるトーションバー６の外周の被押し付け部の押し付けにより短くされ、その相対回転角が設定値以上である場合はその押し付け解除により長くされる。押し付け部材50の保持用ホルダー60は、入出力シャフト２、３の中の一方に同行回転するよう取り付けられ、その取り付け位置がトーションバー６の周方向において変更可能とされることで、押し付け部材50に対する被押し付け部の周方向相対位置が調節可能とされる。【選択図】図１
2006111079.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力シャフトと、
出力シャフトと、
前記入力シャフトと出力シャフトを操舵トルクに応じて弾性的に相対回転するよう同軸心に連結するトーションバーと、
操舵補助力発生用油圧アクチュエータと、
前記油圧アクチュエータに供給される圧油の油圧を、前記出力シャフトと同軸中心に同行回転するバルブ部材に対する、前記入力シャフトと同軸中心に同行回転するバルブ部材の相対回転角に応じて制御する油圧制御バルブと、
前記入出力シャフトの中の一方と同行回転すると共に径方向に変位可能な押し付け部材と、
前記トーションバーの外周に設けられる被押し付け部と、
前記押し付け部材により前記被押し付け部を押し付ける力を付与する手段とを備え、
前記トーションバーの一端側と他端側の中の一方は前記入力シャフトに同軸中心に同行回転するよう連結され、他方は前記出力シャフトに同軸中心に同行回転するように連結され、
前記両バルブ部材の相対回転角が設定値未満である場合、前記押し付け部材による前記被押し付け部の押し付けにより、前記トーションバーにおける一端側と前記被押し付け部との間での捩れが規制され、
前記両バルブ部材の相対回転角が設定値以上である場合、前記トーションバーの捩れにより前記押し付け部材に対して前記被押し付け部が周方向相対変位することで、その押し付けが解除される油圧パワーステアリング装置において、
前記入出力シャフトの中の一方に同行回転するように取り付けられると共に、その取り付け位置をトーションバーの周方向において変更可能なホルダーが設けられ、
前記ホルダーにより前記押し付け部材が保持され、
前記ホルダーの取り付け位置の周方向における変更により、前記押し付け部材に対する前記被押し付け部の周方向相対位置が調節されることを特徴とする油圧パワーステアリング装置。
【請求項２】
前記ホルダーは弾性変形可能な保持体を有し、
前記押し付け部材は前記保持体と前記被押し付け部の間に配置され、
前記保持体の弾性変形により前記押し付け部材による前記被押し付け部の押し付け力が付与される請求項１に記載の油圧パワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操舵トルクに応じて捩れるトーションバーの有効長さ変化により操舵補助特性を変化させる油圧パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の油圧パワーステアリング装置において、操舵トルクが小さい直進操舵状態近傍では操舵トルクに対する操舵補助力の変化割合を小さくすることで走行安定性を向上し、操舵トルクが大きくなるとその変化割合を大きくすることで操舵性を向上することが行われている（特許文献１参照）。
【０００３】
その従来の油圧パワーステアリング装置は、入力シャフトと出力シャフトを操舵トルクに応じて弾性的に相対回転するよう同軸心に連結するトーションバーと、操舵補助力発生用油圧アクチュエータに供給される圧油の油圧を、出力シャフトと同行回転するバルブ部材に対する入力シャフトと同行回転するバルブ部材の相対回転角に応じて制御する油圧制御バルブと、出力シャフトと同行回転すると共にシャフト径方向に変位可能な押し付け部材と、トーションバーの外周に設けられる被押し付け部と、その押し付け部材を被押し付け部に押し付ける弾力を付与する弾性体を備えている。そのトーションバーの一端側は入力シャフトに連結され、他端側は出力シャフトに連結され、押し付け部材は被押し付け部に弾力により押し付けられる。両バルブ部材の相対回転角が設定値未満である場合は、押し付け部材による被押し付け部の押し付けにより、トーションバーの他端側と被押し付け部との間での捩れが規制され、トーションバーの有効長さが短くされる。両バルブ部材の相対回転角が設定値以上である場合は、その押し付けが解除され、トーションバーの有効長さが長くされる。これにより、その相対回転角が設定値未満である場合は設定値以上である場合よりも、トーションバーの剛性が実質的に大きくなり、操舵トルクの変化による両バルブ部材の相対回転角の変化の割合が小さくなり、操舵補助力の変化割合が小さくなる。
【特許文献１】特開平１０−３２９７３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記油圧パワーステアリング装置においては、両バルブ部材の相対回転角が設定値になった時のトーションバーの捩れにより、押し付け部材に対して被押し付け部が周方向相対変位することで、押し付け部材による被押し付け部の押し付けが解除される。また、トーションバーの捩れ方向は右操舵時と左操舵時とで互いに逆になる。そのため、押し付け部材による被押し付け部の押し付けが解除される時の両バルブ部材の相対回転角の設定値を、右操舵時と左操舵時とで互いに等しくするためには、舵角中点において押し付け部材をトーションバーの周方向において被押し付け部の中央位置に位置決めする必要がある。
【０００５】
一方、上記油圧パワーステアリング装置における油圧制御バルブは、入力シャフトと同行回転するバルブ部材に対する出力シャフトと同行回転するバルブ部材の相対回転角に応じて、操舵補助力を発生するための油圧を制御している。そのため、入力シャフトと同行回転するバルブ部材と出力シャフトと同行回転するバルブ部材の周方向における相対位置を、舵角中点において操舵補助力が発生しないように位置決めする必要がある。
【０００６】
しかし、トーションバーの一端側は入力シャフトに同行回転するよう連結され、他端側は出力シャフトに同行回転するよう連結され、押し付け部材は出力シャフトと同行回転する。そのため、入力シャフトと同行回転するバルブ部材と出力シャフトと同行回転するバルブ部材の周方向における相対位置の位置決めを完了させるためにトーションバーを入力シャフトと出力シャフトに連結してしまうと、製造公差があるため、押し付け部材をトーションバーの周方向において被押し付け部の中央位置に位置決めすることができなくなる。その結果、右操舵時と左操舵時とで操舵特性が相異するという問題が生じる。本発明は、そのような課題を解決することのできる油圧パワーステアリング装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、入力シャフトと、出力シャフトと、前記入力シャフトと出力シャフトを操舵トルクに応じて弾性的に相対回転するよう同軸心に連結するトーションバーと、操舵補助力発生用油圧アクチュエータと、前記油圧アクチュエータに供給される圧油の油圧を、前記出力シャフトと同軸中心に同行回転するバルブ部材に対する、前記入力シャフトと同軸中心に同行回転するバルブ部材の相対回転角に応じて制御する油圧制御バルブと、前記入出力シャフトの中の一方と同行回転すると共に径方向に変位可能な押し付け部材と、前記トーションバーの外周に設けられる被押し付け部と、前記押し付け部材により前記被押し付け部を押し付ける力を付与する手段とを備え、前記トーションバーの一端側と他端側の中の一方は前記入力シャフトに同軸中心に同行回転するよう連結され、他方は前記出力シャフトに同軸中心に同行回転するように連結され、前記両バルブ部材の相対回転角が設定値未満である場合、前記押し付け部材による前記被押し付け部の押し付けにより、前記トーションバーにおける一端側と前記被押し付け部との間での捩れが規制され、前記両バルブ部材の相対回転角が設定値以上である場合、前記トーションバーの捩れにより前記押し付け部材に対して前記被押し付け部が周方向相対変位することで、その押し付けが解除される油圧パワーステアリング装置において、前記入出力シャフトの中の一方に同行回転するように取り付けられると共に、その取り付け位置をトーションバーの周方向において変更可能なホルダーが設けられ、前記ホルダーにより前記押し付け部材が保持され、前記ホルダーの取り付け位置の周方向における変更により、前記押し付け部材に対する前記被押し付け部の周方向相対位置が調節されることを特徴とする。
本発明によれば、入力シャフトと同行回転するバルブ部材と出力シャフトと同行回転するバルブ部材の周方向における相対位置は、舵角中点において操舵補助力が発生しないように位置決めされ、その位置決めは、トーションバーを入力シャフトと出力シャフトとに連結することで完了する。しかる後に、トーションバーの周方向において、入出力シャフトの中の一方に対するホルダーの取り付け位置を変更することで、押し付け部材による被押し付け部の押し付け位置が変更される。これにより、舵角中点において押し付け部材をトーションバーの周方向において被押し付け部の中央位置に位置決めできる。その位置決めは、ホルダーを入出力シャフトの中の一方に同行回転するように取り付けることで完了する。
【０００８】
前記ホルダーは弾性変形可能な保持体を有し、前記押し付け部材は前記保持体と前記被押し付け部の間に配置され、前記保持体の弾性変形により前記押し付け部材による前記被押し付け部の押し付け力が付与されるのが好ましい。これにより、押し付け部材を被押し付け部に押し付ける力を付与するための専用の部材が不要になり、構造が複雑化することがない。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の油圧パワーステアリング装置によれば、操舵トルクに応じて捩れるトーションバーの有効長さを変化させることで操舵補助特性を変化させる際に、右操舵時と左操舵時とで操舵特性が相異するのを簡単な構造により防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１に示す本発明の実施形態のラックピニオン式油圧パワーステアリング装置１は、車両のステアリングホイール（図示省略）に連結される筒状入力シャフト２と、出力シャフト３と、入力シャフト２と出力シャフト３を操舵トルクに応じて弾性的に相対回転するよう同軸心に連結するトーションバー６とを備えている。トーションバー６は入力シャフト２を貫通し、一端側はピン４を介して入力シャフト２に同軸中心に同行回転するよう連結され、他端側は出力シャフト３の一端に形成された凹部３ａに挿入されると共にセレーション５を介して出力シャフト３に同軸中心に同行回転するよう連結されている。トーションバー６は回転体形状を有し、両端間部分６ａは円柱面に沿う外周を有し、一端側と両端間部分６ａとの間の径は他端側と両端間部分６ａとの間の径よりも小さくされている。
【００１１】
入力シャフト２の一端側はハウジング７によりベアリング８を介して支持され、他端側は出力シャフト３の凹部３ａの内周によりブッシュ１２を介して支持される。出力シャフト３は図外ステアリングギヤのハウジングにより回転可能に支持される。出力シャフト３の他端側外周にピニオン１５が一体的に形成される。ステアリングギヤはピニオン１５に噛み合うラック１６を有し、ラック１６の各端にタイロッド、ナックルアーム等を介し車輪が連結される。これにより、操舵による入力シャフト２の回転がトーションバー６を介して出力シャフト３に伝達されることでピニオン１５が回転し、ラック１６が車両幅方向に移動することで舵角が変化する。
【００１２】
操舵補助力発生用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。油圧シリンダ２０は、シリンダチューブ２０ａと、ラック１６に一体化されるピストン２１を備え、シリンダチューブ内２０ａにピストン２１により仕切られる油室２２、２３が形成される。
【００１３】
油圧シリンダ２０に供給される圧油の油圧を、出力シャフト３と同軸中心に同行回転する筒状の第１バルブ部材３１に対する、入力シャフト２と同軸中心に同行回転する第２バルブ部材３２の相対回転角に応じて制御するロータリー式油圧制御バルブ３０が設けられている。第１バルブ部材３１はハウジング７に回転可能に挿入され、第２バルブ部材３２は第１バルブ部材３１に同軸中心に相対回転可能に挿入される。第１バルブ部材３１は出力シャフト３にピン３３を介して同軸中心に同行回転するよう連結されている。第２バルブ部材３２は、入力シャフト２の外周に一体的に成形されることで入力シャフト２と同軸中心に同行回転する。ハウジング７に、圧油吐出用ポンプ４２に接続されるポートと、タンク４３に接続されるポートと、油圧シリンダ２０の一方の油室２２に接続されるポートと、他方の油室２３に接続されるポートが設けられ、各ポートは第１バルブ部材３１と第２バルブ部材３２の間の流路を介して互いに連通する。両バルブ部材３１、３２間の流路における絞り部の開度が入出力シャフト２、３の相対回転角に応じて変化する。例えば図２に示すように、第１バルブ部材３１の内周における複数の第１溝４８の軸方向縁と、第２バルブ部材３２の外周における複数の第２溝４９の軸方向縁との間が絞り部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄとされる。一方の油室２２に通じる第１溝４８と、他方の油室２３に通じる第１溝４８とが、周方向において交互に配置される。ポンプ４２に通じる第２溝４９と、入力シャフト２に形成された通孔２ａおよびトーションバー６と入力シャフト２との間の空間を介してタンク４３に通じる第２溝４９とが、周方向において交互に配置される。これにより、図３に示す油圧回路が構成される。操舵が行なわれていない時は、各絞り部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄが開き油圧は上昇しないので操舵補助力は発生しない。右操舵時は、入力シャフト２と出力シャフト３の相対回転による両バルブ部材３１、３２の相対回転角に応じて絞り部Ａ、Ｄの開度が大きくなり、絞り部Ｂ、Ｃの開度が小さくなり、一方の油室２２に圧油が供給され、他方の油室２３からタンク４３に油が還流し、その相対回転角に応じた右方向への操舵補助力を油圧シリンダ２０は発生する。左操舵時は、絞り部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの開度が右操舵時と逆になり、その相対回転角に応じた左方向への操舵補助力を油圧シリンダ２０は発生する。
【００１４】
図４、図５に示すように、入力シャフト２と同行回転すると共に径方向に変位可能な押し付け部材５０が、入力シャフト２に径方向に沿い形成された通孔２ｂ内に配置されている。本実施形態の押し付け部材５０は鋼球により構成される。トーションバー６の外周に被押し付け部５１が設けられている。本実施形態の被押し付け部５１は、トーションバー６の両端間部分６ａに軸方向に沿い形成される溝により構成され、軸方向視でＶ字状とされている。これにより被押し付け部５１は、トーションバー６の周方向におけるその中央位置で互いに接する一対の被押し付け面５１′を有する。押し付け部材５０は、両被押し付け面５１′に接することで、トーションバー６の周方向において被押し付け部５１の中央位置に位置決めされる。
【００１５】
押し付け部材５０を保持するホルダー６０が入力シャフト２に同行回転するように取り付けられている。本実施形態のホルダー６０は、割り部を有するリング状の本体６０ａ、本体６０ａの各端部から径方向外方に突出する受け部６０ｂ、６０ｃ、本体６０ａの内周から径方向内方に突出する一対の板バネ状保持体６０ｄ、６０ｅ、両受け部６０ｂ、６０ｃを貫通する頭部付ボルト６０ｆ、ボルト６０ｆにねじ合わされるナット６０ｇを有する。本体６０ａ内に入力シャフト２を挿入し、ボルト６０ｆにナット６０ｇをねじ込むことで入力シャフト２の外周が本体６０ａにより締め付けられ、ホルダー６０は入力シャフト２に同行回転するように取り付けられる。ボルト６０ｆへのナット６０ｇのねじ込みを緩めることで、ホルダー６０の入力シャフト２への取り付け位置はトーションバー６の周方向において変更可能とされている。
【００１６】
一対の保持体６０ｄ、６０ｅは入力シャフト２の通孔２ｂ内に配置され、トーションバー６に近接するに従いトーションバー６の周方向において互いから離隔する保持面６０ｄ′、６０ｅ′を有する。両保持面６０ｄ′、６０ｅ′と両被押し付け面５１′とに接することで、押し付け部材５０は保持体６０ｄ、６０ｅと被押し付け部材５１の間に配置される。保持体６０ｄ、６０ｅはトーションバー６の径方向に沿って弾性変形可能とされ、この保持体６０ｄ、６０ｅの弾性変形により被押し付け部５１を押し付け部材５０により押し付ける力が付与される。これにより、その押し付け力を付与するための専用の部材が不要になり、構造が複雑化することがない。通孔２ｂの寸法は、保持体６０ｄ、６０ｅと押し付け部材５０が入力シャフト２に対してトーションバー６の周方向に変位できるように設定される。これにより、ホルダー６０の入力シャフト２への取り付け位置をトーションバー６の周方向において変更することにより、押し付け部材５０に対する被押し付け部５１の周方向相対位置が調節される。
【００１７】
両バルブ部材３１、３２の相対回転角が設定値未満である場合、押し付け部材５０による被押し付け部５１の押し付けにより、トーションバー６における一端側と被押し付け部５１との間での捩れが規制される。この場合、トーションバー６の有効長さはトーションバー６における他端側と被押し付け部５１との距離（図１におけるＬ１）とされる。両バルブ部材３１、３２の相対回転角が設定値以上である場合、トーションバー６の捩れにより押し付け部材５０に対して被押し付け部５１が周方向相対変位することで、押し付け部材５０はトーションバー６の外周の円柱面に沿う部分に接するので、被押し付け部５１の押し付けが解除される。この場合、トーションバー６の有効長さはトーションバー６における一端側と他端側との距離（図１におけるＬ２）とされる。これにより、図６に示すように、両バルブ部材３１、３２の相対回転角δが設定値δａ未満である場合は設定値δａ以上である場合よりも、トーションバー６の剛性が実質的に大きくなり、操舵トルクＴの変化による両バルブ部材３１、３２の相対回転角δの変化の割合が小さくなり、操舵補助力の変化割合が小さくなる。
【００１８】
上記実施形態によれば、出力シャフト３と同行回転する第１バルブ部材３１と入力シャフト２と同行回転する第２バルブ部材３２との周方向における相対位置は、舵角中点において操舵補助力が発生しないように位置決めされ、その位置決めは、トーションバー６を入力シャフト２と出力シャフト３とにピン４とセレーション５を介し連結することで完了する。しかる後に、トーションバー６の周方向において、入力シャフト２に対するホルダー６０の取り付け位置を変更することで、押し付け部材５０による被押し付け部５１の押し付け位置が変更される。これにより、舵角中点において押し付け部材５０をトーションバー６の周方向において被押し付け部５１の中央位置に位置決めできる。その位置決めは、ボルト６０ｆにナット６０ｇをねじ込み、ホルダー６０を入力シャフト２に同行回転するように取り付けることで完了する。
【００１９】
本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、押し付け部材や被押し付け部の形状は特に限定されず、押し付け部材を先端が曲面の円柱状としたり、図４において２点鎖線Ｌ１で示すようにトーションバー６の外周に設ける平坦面を被押し付け部としてもよい。また、押し付け部材と被押し付け部を複数設けてもよい。保持体は板バネ状に限定されず、例えばコイルバネ状でもよい。さらに、押し付け部材が入力シャフトではなく出力シャフトと同行回転するように、出力シャフトにホルダーを設け、トーションバーの一端側を出力シャフトに連結すると共に他端側を入力シャフトに連結してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態の油圧パワーステアリング装置の縦断面図
【図２】本発明の実施形態の油圧パワーステアリング装置における制御バルブの横断面図
【図３】本発明の実施形態の油圧パワーステアリング装置における油圧回路
【図４】図１のＩＶ−ＩＶ線断面図
【図５】図４のＶ矢視図
【図６】本発明の実施形態の油圧パワーステアリング装置における操舵トルクとバルブ部材の相対回転角との関係を示す図
【符号の説明】
【００２１】
２  入力シャフト
３  出力シャフト
６  トーションバー
２０  油圧シリンダ（操舵補助力発生用油圧アクチュエータ）
３０  制御バルブ
３１  第１バルブ部材
３２  第２バルブ部材
５０  押し付け部材
５１  被押し付け部
６０  ホルダー
６０ｄ、６０ｅ  保持体
【図１】
2006111079.tif 000003
【図２】
2006111079.tif 000004
【図３】
2006111079.tif 000005
【図４】
2006111079.tif 000006
【図５】
2006111079.tif 000007
【図６】
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