JPS6235946B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は大型車両等の動力舵取装置において、
操舵力を制限する装置に関する。

（従来の技術） 動力舵取装置においては、操舵出力は転向車両
に作用する操向抵抗の大きさと操舵角とに比例
し、したがつて例えば据切り時の転向途中で車輪
が障害物等に当たつて、操向抵抗が著しく大きく
なると、操舵出力も理論的に無限大に増大しよう
とする。

一方、動力舵取装置の作動範囲を制限するため
に、従来より一般には操舵力制限装置（ハンドル
ストツパー）として、操舵制限角（ハンドル回転
制限角）または車輪転向制限角において適当なス
トツバを設け、ステアリング系の一部がこのスト
ツパに当接するまでを作動範囲として、換言する
ならば操舵角を制限していた。このため、運転者
は操舵限界で操舵動作が制限されれば、ハンドル
への入力をその位置で停止せざるを得ず、したが
つてこの時点で、動力舵取装置の制御バルブが中
立位置に復帰し、パワーシリンダの作動が停止し
て操舵出力も減じられるのである。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、この制限装置では、前述したよ
うに操舵限界で急激に操舵動作が制限されるので
違和感を運転者に与えるなど、操舵フイーリング
に問題があつた。また通常の操向動作範囲内にお
いて、据切時に車輪が障害物にあたるなどの原因
で一時的に操向抵抗が急増したときには、実際に
車輪が転向出力されないにも拘わらずトーシヨン
バーの捩れ角を増して操舵入力も大きくなるので
操舵出力が異常に大きくなつてしまい、そのため
に予めかかる事態に対処すべくステアリング系の
各構成部の機械的強度を十分に大きく採る必要が
あつた。たとえ、動力舵取装置とは言え、このよ
うに通常の操向動作範囲内であつても車輪が障害
物に当たつてハンドル操作により車輪を転向させ
るのが困難な事態を想定してこれを乗り切るだけ
の出力及びこの出力を確保するための各構成部の
機械的強度を備える必要性はないのであり、もし
このようなときに運転者にこれを予知させて運転
者をして操舵出力を制限できるならば、ステアリ
ング系の損傷防止あるいは不必要な材料強度を省
いて重量の軽減などが実現できる。

本発明はかかる問題を解決するために提案され
たものである。

（問題点を解決するための手段） そこで、本発明は入力回転に対応して切換作動
する制御バルブを備え、該制御バルブを介して車
輪側に連繋したパワーシリンダに選択的に圧油を
供給するようにした動力舵取装置において、筒状
のスクリユーシヤフト内の低圧通路にインプツト
シヤフトの一部を挿入し、かつ両者を相対回転差
を許容すべくトーシヨンバーで連結する一方、ス
クリユーシヤフト内面とインプツトシヤフト外面
との間に所定角度で当接しあうストツパ手段を設
け、更に上記スクリユーシヤフトの内面にあつて
スクリユーシヤフトに軸方向一端部を固定した円
筒弾性体の他方自由端に第１の係合手段を形成す
るとともに、軸回転方向に一定の間隙をもつて前
記第１の係合手段と係合可能な第２の係合手段を
前記スクリユーシヤフトに挿入されたインプツト
シヤフトに設け、インプツトシヤフトの入力操舵
角が所定値に達したときの両者の係合当接によ
り、前記ストツパ手段に先立つてインプツトシヤ
フトに弾性的反力を追加付与しうるよう構成し
た。

（作用） インプツトシヤフトに弾性的反力を追加付与す
ることにより、通常の操向抵抗に比べて大きな入
力トルクを運転者に予め感知させて切り過ぎを防
ぎ、運転者をして油圧系に不必要な高圧が発生す
るのを回避し、もつてステアリング系の損傷防
止、軽量化、小型化をはかる。

（実施例） 以下実施例をあげて本発明を説明する。

第１図〜第５図に示す実施例について述べる
に、１はシリンダハウジング、２は差動機構ハウ
ジング、３はインプツトシヤフトでハンドル（図
示せず）に連結してある。４はセクターギヤで、
操舵輪（図示せず）のピツトマンアームに連結し
てあり、最終的にインプツトシヤフト３の回転
（入力）に比例してセクターギヤ４が回転（出
力）し、操舵輪を転舵する。シリンダハウジング
１内にはセクターギヤ４と噛合するピストン５が
配置され、両側に作動室Ａ，Ｂを区画形成してい
る。筒状のスクリユーシヤフト６はこのピストン
５の内周面とボールスクリユーアツセンブリを介
して螺合し、ピン７，８によりトーシヨンバー９
を介して上記インプツトシヤフト３に連結する。

差動歯車機構Ｃとしては遊星歯車機構が利用さ
れ、回動自在のデイスク１０を挾んでインプツト
シヤフト３及びスクリユーシヤフト６の周面に、
それぞれ対称的にサンギヤ１１ａ，１１ｂを刻設
し、これと噛合する複数のプラネツトギヤ１２
ａ，１２ｂをピン１３でデイスク１０両側に対称
的に配設する。各々のプラネツトギヤ１２ａ，１
２ｂは同様にリングギヤ１４ａ，１４ｂに噛合さ
れ、回動自在に支承された一方のリングギヤ１４
ａはロツド１５を介して制御バルブ１７のスプー
ル１６に連結され、他方のリングギヤ１４ｂは差
動機構ハウジング２に固定されている。制御バル
ブ１７はこのスプール１６の移行に伴つて現状の
各ポートＰ，Ｔ，M₁，M₂を適宜接続し、シリン
ダハウジング１内に区画された作動室Ａあるいは
Ｂへ圧力流体を選択的に供給する。

第３図に示すように、スクリユーシヤフト６内
に遊挿されたインプツトシヤフト３は、入力値に
応じてトーシヨンバー９を捩りつつ制御バルブ１
７を切換えるのであるが、捩り量が一定値を越え
ないように、インプツトシヤフト３の両側が一定
の角度で切り落とされて対称的な側壁部２２ａ，
２２ｂを形成し、かつこれに対応してスクリユー
シヤフト６の内周にも係合側壁２３ａ，２３ｂが
形成してあり、両者の相対的回転差が一定値に達
すると側壁部２２ａ，２２ｂが係合側壁２３ａ，
２３ｂに当接するようになつている。

このインプツトシヤフト３の捩りにより側壁部
２２ａ，２２ｂが係合側壁２３ａ，２３ｂに当接
する直前にインプツトシヤフト３にトーシヨンバ
ー９以外の弾性的操舵反力を付与して運転者にか
かる状況を把握させるように、第４図，第５図に
明らかな通り、ピン８により軸方向一端部をスク
リユーシヤフト６に連結された円筒弾性体３０の
他方自由端が、インプツトシヤフト３の先端に、
インプツトシヤフト３とスクリユーシヤフト６と
の相対的回転差が一定に達すると互いに係合する
ようになつている。

つまり、トーシヨンバー９を挿入した円筒弾性
体３０の先端に切欠溝３１（第１の係合手段）が
形成される一方、インプツトシヤフト３の先端に
突起３２（第２の係合手段）が設けられ、両者は
前記の如く側壁部２２ａ，２２ｂが係合側壁２３
ａ，２３ｂに当接する前に両者が当接するような
軸回転方向の一定の間隙をもつて係合可能な関係
にしてあり、トーシヨンバー９の捩り量が一定に
達すると係合して操舵反力を加重する。

しかしてハンドルを転舵してインプツトシヤフ
ト３を回転させると、転向前の操舵輪に連結する
セクターギヤ４は接地抵抗により固定状態にある
ため、これに噛合するピストン５更にはスクリユ
ーシヤフト６は静止しており、一方のサンギヤ１
１ｂもリングギヤ１４ｂと同様に固定している。
従つてインプツトシヤフト３のサンギヤ１１ａの
回転により、プラネツトギヤ１２ａはデイスク１
０を介して連結する他方のプラネツトギヤ１２ｂ
が公転不可能なため、公転せずにその位置で自転
し、リングギヤ１４ａを回転させてスプール１６
を移行させる。このようにして切換えられた制御
バルブ１７は油圧ポンプからの圧油をピストン５
によつて区画された作動室ＡまたはＢの一方へ給
送し、同時に他方を低圧のタンク側へと連通す
る。このようにしてピストン５の両端に圧力差が
生じ、同時に他方を低圧のタンク側へと連通す
る。このようにしてピストン５の両端に圧力差が
生じ、同時にインプツトシヤフト３の回転力（転
舵力）はトーシヨンバー９を捩りながら他方のス
クリユーシヤフト６に伝達されるため、これによ
りサンギヤ１１ｂは僅かの位相遅れでサンギヤ１
１ａと同一回転速度で回転し始める。それゆえ、
自転運動のみ行つていたプラネツトギヤ１２ａは
他のプラネツトギヤ１２ｂと共に自転及び公転運
動を併行し、この結果、リングギヤ１４ａがその
位置に静止させられる。つまり、制御バルブ１７
は切換えた状態に維持され、以後インプツトシヤ
フト３が停止するまで作動室Ａ，Ｂ内に圧力流体
を供給し続ける。

スクリユーシヤフト６の回転により、これと螺
合するピストン５はピツチ比例量移行するのであ
るが、作動室ＡまたはＢに給送された上記圧油に
より、この移行動作は円滑に行なわれ、操縦者は
極めて僅かの力でセクターギヤ４を回転させ、転
舵輪を転向させることができる。そして、インプ
ツトシヤフト３が回転している間はピストン５は
このピツチ比例量だけ圧油により移行され追従し
ていく。

インプツトシヤフト３を停止させると、当然サ
ンギヤ１１ａも停止するが、他方のサンギヤ１１
ｂはトーシヨンバー９に付与された捩り量相当分
だけ回転して停止する。この停止するまでの僅か
の間プラネツトギヤ１２ａ，１２ｂは継続して回
転しているため、今まで停止していたリングギヤ
１４ａは逆方向に回転し初期位置で停止する。つ
まり、インプツトシヤフト３の回転時に付与した
トーシヨンバー９の捩り量相当分だけリングギヤ
１４ａは回動し、これに応じてスプール１６も中
立位置に復帰する。

しかるに、このような操向動作中に、たとえば
停車時の据切り操作中に起こりがちなのだが、転
舵輪が障害物に当接して操向できない状態になる
と、かかる状況を把握しえない限り、運転者は操
舵抵抗が増すためにさらにハンドルを強く回そう
とする。

そして、通常の操向動作範囲を越えてハンドル
の回転動作を続けていく即ち、入力操作量（操舵
角）が大きくなると、トーシヨンバー９の捩り量
はこの単位入力値に比例するから、捩り量が大き
くなつて前記円筒弾性体３０の切欠溝３１とイン
プツトシヤフト３の突起３２とが係合すると、ト
ーシヨンバー９の捩り反力に加えて、この円筒弾
性体３０の切欠溝３１とインプツトシヤフト３の
突起３２とが係合して、トーシヨンバー９の捩り
反力に加えて、この円筒弾性体３０を捩る反力も
インプツトシヤフト３を介してハンドル側にフイ
ードバツクされ、運転者に通常の状態とは異なつ
た感触を感じさせる。

つまり、このように通常の範囲以上の入力を作
用させねばならないときには、ちようど通常の操
向動作範囲を越えたハンドルのステアリング限界
が近付いた操舵状態にあるか、あるいは何等かの
原因により車輪側が操向不可能な事態になつてい
ると考えてよく、かかる状態でも動力的に舵取を
行わなければならないという必要性はないのであ
り、従つてこのようなときに油圧系に不必要な高
圧が生じて各構成部の損傷、耐久性の低下を招く
ことがあるが、このような状態を通常の操向抵抗
に比べて大きな入力トルクとして運転者に感知さ
せて知らせることができるので、運転者をしてか
かる状態を未然に回避できる。

また、上記の説明と逆方向にインプツトシヤフ
ト３を回転する（第３図及び第５図において反時
計方向に回転する）ときの異常な操向動作時及び
ハンドルのステアリング限界が近付いた状態にお
いても、上記と同様にインプツトシヤフトの所定
の回転角度以上で弾性的反力を付加することによ
り、通常の操向抵抗に比べて大きな入力トルクを
運転者に感知させることができ、警告信号とする
ことができる。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、操舵入力
が一定値を越えてトーシヨンバーの捩り量が著し
く増大するようなとき、つまり通常の作動領域を
越えた操向抵抗が作用したときなどに、かかる状
態を警告的に運転者に感知させることができ、こ
の結果操舵出力が無制限に増大するのを運転者が
操向動作を中止することによつて防止し、ステア
リング系、油圧系の損傷を回避でき、したがつて
各構成部分に不必要な材料強度をもたせる必要が
ないため、全体的に軽量化、小型化をはかること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の断面図、第２図は第１図の
−線断面図、第３図は第１図の−線断面
図、第４図は第１図のＣ部拡大断面図、第５図は
第４図の−線断面図である。 ３……インプツトシヤフト、５……ピストン、
６……スクリユーシヤフト、９……トーシヨンバ
ー、１７……制御バルブ、２１……高圧通路、２
２ａ，２２ｂ……側壁部、２３ａ，２３ｂ……係
合側壁、３０……円筒弾性体、３１……切欠溝、
３２……突起。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 入力回転に対応して切換作動する制御バルブ
   を備え、該制御バルブを介して車輪側に連繋した
   パワーシリンダに選択的に圧油を供給するように
   した動力舵取装置において、筒状のスクリユーシ
   ヤフト内の低圧通路にインプツトシヤフトの一部
   を挿入し、かつ両者を相対回転差を許容すべくト
   ーシヨンバーで連結する一方、スクリユーシヤフ
   ト内面とインプツトシヤフト外面との間に所定角
   度で当接しあうストツパ手段を設け、更に上記ス
   クリユーシヤフトの内面にあつてスクリユーシヤ
   フトに軸方向一端部を固定した円筒弾性体の他方
   自由端に第１の係合手段を形成するとともに、軸
   回転方向に一定の間隙をもつて前記第１の係合手
   段と係合可能な第２の係合手段を前記スクリユー
   シヤフトに挿入されたインプツトシヤフトに設
   け、インプツトシヤフトの入力操舵角が所定値に
   達したときの両者の係合当接により、前記ストツ
   パ手段に先立つてインプツトシヤフトに弾性的反
   力を追加付与しうるよう構成したことを特徴とす
   る動力舵取装置の操舵力制限装置。