(57)【要約】【課題】ステアリングシャフトの回動を螺旋の噛合い機構により直線運動に変換してセクタをセクタシャフトの軸線周りに回動させる操舵装置に於いて、操舵系のギヤ比を変えることとパワーアシストとを同一の手段により達成する。【解決手段】ラック部材は螺旋の噛合い機構を介してステアリングシャフトの周りに回動することができ外周に沿って設けられた螺旋歯によりセクタをセクタシャフトの軸線周りに回動させる円筒体であり、ラック部材はステアリングシャフトとステアリングホイールの間に作用するトルクを所定値以下に抑えつつステアリングシャフトの回動角に対し可変に制御された回動角比をなすように回転駆動される。【選択図】図１
2017081451.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングシャフトの回動を螺旋の噛合い機構により直線運動に変換してセクタをセクタシャフトの軸線周りに回動させる操舵装置に於いて、前記セクタの歯と噛み合うラック部材は前記螺旋の噛合い機構を介して前記ステアリングシャフトの周りに回動することができ外周に沿って設けられた螺旋歯により前記セクタを前記セクタシャフトの軸線周りに回動させる円筒体であり、前記ステアリングシャフトとステアリングホイールの間に作用するトルクを所定値以下に抑えつつ前記ラック部材を前記ステアリングシャフトの回動角に対し可変に制御された回動角比をなすように回転駆動する駆動装置が設けられていることを特徴とする操舵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両等の操舵系に於いてステアリングシャフトの回動を螺旋の噛合い機構により直線運動に変換してセクタをセクタシャフトの軸線周りに回動させる操舵装置に係る。
【背景技術】
【０００２】
ステアリングシャフトの回動を螺旋の噛合い機構により直線運動に変換してセクタをセクタシャフトの軸線周りに回動させる操舵装置に於いて、ステアリングシャフトの一部にトーションバーを組込み、操舵に伴ってトーションバーに生ずる捩れにより油圧ポートの開閉を制御してラック部材の直線運動を油圧によりアシストすることに加えて、ステアリングシャフトの回動をセンサにて検出して電動回転子を駆動し、その回転を螺旋の噛合い機構により直線運動に変換してラック部材に電動アシストを付加することが、下記の特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０-２５３９９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、ステアリングシャフトの回動を螺旋の噛合い機構により直線運動に変換してセクタをセクタシャフトの軸線周りに回動させる操舵装置に於いて、ステアリングシャフトの回動角に対するラック部材の回動角の対応を可変に制御することにより操舵系のギヤ比を変えることと、ステアリングシャフトの回動に基づくラック部材の回動をパワーアシストすることとを、同一の手段により達成することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決すべく、本発明は、ステアリングシャフトの回動を螺旋の噛合い機構により直線運動に変換してセクタをセクタシャフトの軸線周りに回動させる操舵装置に於いて、前記セクタの歯と噛み合うラック部材は前記螺旋の噛合い機構を介して前記ステアリングシャフトの周りに回動することができ外周に沿って設けられた螺旋歯により前記セクタを前記セクタシャフトの軸線周りに回動させる円筒体であり、前記ステアリングシャフトとステアリングホイールの間に作用するトルクを所定値以下に抑えつつ前記ラック部材を前記ステアリングシャフトの回動角に対し可変に制御された回動角比をなすように回転駆動する駆動装置が設けられていることを特徴とする操舵装置を提案するものである。
【発明の効果】
【０００６】
上記の如く、ステアリングシャフトの回動を螺旋の噛合い機構により直線運動に変換してセクタをセクタシャフトの軸線周りに回動させる操舵装置に於いて、前記セクタの歯と噛み合うラック部材は前記螺旋の噛合い機構を介して前記ステアリングシャフトの周りに回動することができ外周に沿って設けられた螺旋歯により前記セクタを前記セクタシャフトの軸線周りに回動させる円筒体であり、前記ステアリングシャフトとステアリングホイールの間に作用するトルクを所定値以下に抑えつつ前記ラック部材を前記ステアリングシャフトの回動角に対し可変に制御された回動角比をなすように回転駆動する駆動装置が設けられていれば、前記ラック部材が前記ステアリングシャフトの回動角に対し可変に制御された回動角比をなすように回転駆動されることにより前記ステアリングシャフトより前記セクタシャフトに至る操舵系のギヤ比を可変に制御することができ、またその際前記ラック部材を回転駆動するトルクの強さがステアリングシャフトとステアリングホイールの間に作用するトルクを所定値以下に抑えるように調整されることによりステアリングホイールの回動に要する操舵トルクを所定値以下に抑える操舵のパワーアシストが行われる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明による操舵装置を一つの実施例について幾分解図的に示す縦断面図である。
【図２】図１に示す操舵装置を図１に示す状態から操舵系のギヤ比を一定に保って一方向に操舵された状態にて示す縦断面図である。
【図３】図１に示す操舵装置を図１に示す状態から操舵系のギヤ比の変更を伴って一方向に操舵された状態にて示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図１〜図３に於いて、１０はステアリングシャフトであり、途中に緩衝部１２を含む軸部を経てステアリングホイール１４を担持している。緩衝部１２にはステアリングホイール１４とステアリングシャフト１２の間に作用するトルクを検出するトルクセンサ１６が設けられている。ステアリングシャフト１２はスラスト軸受１８，２０により軸線方向には変位しないように保持されており、またその回動角はステアリングシャフト１２に固定された歯車２２とこれに噛み合うピニオン２４を介して回動角センサ２６により検出されるようになっている。
【０００９】
ステアリングシャフト１０の周りには、円筒状のラック部材２８が、ステアリングシャフト１０に切り込まれたねじ溝３０とラック部材２８に切り込まれたボール孔３２の間にボール３４が嵌め込まれた螺旋の噛合い機構を介して、ステアリングシャフト１０の周りに回動可能に係合しており、ステアリングシャフト１０とラック部材２８の間の相対的回動によりラック部材２８がステアリングシャフト１０に対し軸線方向に変位するようになっている。ラック部材２８はその外周に沿って設けられた螺旋歯３６を有し、この螺旋歯３６によりそれと噛み合う歯３８を備えたセクタ４０をセクタシャフト４２の軸線周りに回動させるようになっている。ラック部材２８の螺旋歯３６の螺旋角は、ラック部材２８の回転によりラック部材２８の側からセクタ４０を駆動することはできるが、セクタ４０の側からラック部材２８を回転するよう駆動することはできないように設計されていてよい。
【００１０】
ラック部材２８には、その一端部の外周面に軸線方向のスプライン４４が設けられており、ラック部材２８は、スプライン４４に噛み合う歯車４６を介して、電動アクチュエータ４８によりステアリングシャフト１０の周りに回転駆動されるようになっている。ラック部材２８の回動角は歯車４６に噛み合うピニオン５０を介して回動角センサ５２により検出される。
【００１１】
電動アクチュエータ４８は、図には示されていない電子制御装置により制御されてラック部材２８を回転駆動するようになっている。この場合、電子制御装置は、トルクセンサ１６および回動角センサ２６，５２からの信号と操舵ギヤ比に関する自身の制御判断に基づき、ラック部材２８がステアリングシャフト１０の回動角に対し可変に制御された回動角比をなすと共にステアリングホイール１４とステアリングシャフト１０の間に作用するトルクが所定値以下に抑えられるようにラック部材２８を回転駆動する。ラック部材２８がステアリングシャフト１０の回動角に対し可変に制御された回動角比をなすように回転駆動されることにより、ラック部材２８とステアリングシャフト１０の間に制御された軸線方向の相対変位が生じ、操舵系のギヤ比が可変に制御される。またその際、ラック部材を回転駆動するトルクの強さがステアリングホイール１４とステアリングシャフト１０の間に作用するトルクを所定値以下に抑えるように調整されることにより、ステアリングホイール１４の回動に要する操舵トルクを所定値以下に抑える操舵のパワーアシストが行われる。
【００１２】
以上のの構成に於いて、ステアリングシャフト１０のねじ溝３０が図示の如く右ねじの螺旋溝であるとき、ラック部材２８の螺旋歯３６はステアリングシャフト１０のねじ溝３０と同じ右ねじの螺旋歯であってそのピッチはねじ溝３０のピッチより大きい螺旋歯である。ステアリングシャフト１０が図１の右方からみて反時計回り方向に回動されるとき、操舵のギヤ比が一定に保持される場合には、ラック部材２８はステアリングシャフト１０と一体となって図の右方からみて反時計回り方向に回動するよう電動アクチュエータ４８により回転駆動され、セクタ４０は図１に示す状態から図２に示す如く左方へ傾動し、セクタシャフト４２が図１または２で見て反時計回り方向に回動される。その間、電動アクチュエータ４８によるラック部材２８の回転駆動は、トルクセンサ１６によるトルク検出値が所定値を越えないように調整される。
【００１３】
一方、図１に示す状態から、ステアリングシャフト１０が図の右方からみて反時計回り方向に回動される間に、操舵のギヤ比が増大される（ステアリングシャフト１０の回動に対するセクタシャフト４２の回動の対比が減速方向に変更される）ときには、電動アクチュエータ４８によるラック部材２８の図の右方からみて反時計回り方向の回転駆動は、図２に於ける如きステアリングシャフト１０との一体的回転駆動ではなく、ラック部材２８の回動がステアリングシャフト１０の回動より遅れるように行われ、これによって図３に示す如く、ラック部材２８はステアリングシャフト１０に対し図にて左方へ軸線方向に移動するが、ラック部材２８の螺旋歯３６のピッチの方がステアリングシャフト１０のねじ溝３０のピッチより大きいので、ステアリングシャフト１０の回動角が図２の場合と同じであっても、セクタ４０の左方への傾動は図２の場合よりも小さくなる。この場合にも、その間、電動アクチュエータ４８によるラック部材２８の回転駆動は、トルクセンサ１６によるトルク検出値が所定値を越えないように調整される。
【００１４】
以上に於いては本発明を一つの実施例について詳細に説明したが、かかる実施例について本発明の範囲内にて種々の変更が可能であることは当業者にとって明らかであろう。
【符号の説明】
【００１５】
１０…ステアリングシャフト、１２…緩衝部、１４…ステアリングホイール、１６…トルクセンサ、１８，２０…スラスト軸受、２２…歯車、２４…ピニオン、２６…回動角センサ、２８…ラック部材、３０…ねじ溝、３２…ボール孔、３４…ボール、３６…螺旋歯、３８…歯、４０…セクタ、４２…セクタシャフト、４４…スプライン、４６…歯車、４８…電動アクチュエータ、５０…ピニオン、５２…回動角センサ
【図１】
2017081451.tif 000003
【図２】
2017081451.tif 000004
【図３】
2017081451.tif 000005