JP2005219653A - ケーブル式ステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡単な構造で舵角比を変更可能なケーブル式ステアリング装置を提供する。
【解決手段】 ステアリングホイール１１を回転操作すると揺動部材２１が支点２０を中心に揺動し、揺動部材２１の両側に設けたスライダ２５，２６が逆方向に移動するため、左右の操作ケーブル１４，１５の一方が引かれて他方が弛められることで左右の車輪Ｗが転舵される。捩じれ方向が逆な雄ねじ部２３ａ，２３ｂを有する回転軸２３をノブ２４で回転させて左右のスライダ２５，２６を相互に離反させると、ステアリングホイール１１の同じ回転角に対して操作ケーブル１４，１５の移動量が増加して車輪Ｗの転舵角が増加し、逆に左右のスライダ２５，２６を相互に接近させると車輪の転舵角Ｗが減少するため、スライダ２５，２６を移動させるだけの簡単な構造で可変舵角比を実現することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ステアリングホイールに入力される操舵トルクを操作ケーブルを介して伝達することで車輪を転舵するケーブル式ステアリング装置に関し、特にその舵角比を変更可能なケーブル式ステアリング装置に関する。

ステアリング装置の舵角比、つまりステアリングホイールの回転角に対する車輪の転舵角の比を変更可能な車両用操舵装置が、下記特許文献１により公知である。

この車両用操舵装置のステアリングギヤボックスに設けられた舵角比可変機構は、ステアリングギヤボックスのラックに噛合するピニオンのシャフトに固定したリングギヤと、フレキシブルシャフトの一端が接続されたプラネタリギヤと、モータに接続されたサンギヤとで構成された遊星歯車機構を備えている。前記フレキシブルシャフトの他端はステアリングホイールの操作に応じて回転駆動され、フレキシブルシャフトを介してピニオンが回転すると、リングギヤが回転して左右の車輪が転舵される。このときモータでサンギヤを回転駆動すると、その回転速度に応じてリングギヤの回転速度が増速あるいは減速されて舵角比が変化する。
特開２０００−３４４１１６号公報

しかしながら上記従来のものは、遊星歯車機構を用いているために構造が複雑で部品点数が多くなり、そのためにコストが増加する問題があった。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、簡単な構造で舵角比を変更可能なケーブル式ステアリング装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、ステアリングホイールの回転操作に連動して支点を中心に揺動する揺動部材と、揺動部材の支点を挟む両側に相互に接近・離反可能に設けられた左右のスライダと、左右のスライダを左右の車輪に接続して該車輪を転舵する左右の操作ケーブルとを備えたことを特徴とするケーブル式ステアリング装置が提案される。

また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記揺動部材に回転自在に支持した回転軸に捩じれ方向が逆の左右の雄ねじ部を設け、左右の雄ねじ部にそれぞれ前記左右のスライダを螺合させたことを特徴とするケーブル式ステアリング装置が提案される。

請求項１の構成によれば、ステアリングホイールを回転操作すると揺動部材が支点を中心に揺動し、揺動部材の支点を挟む両側に設けたスライダが逆方向に移動するため、左右の操作ケーブルの一方が引かれて他方が弛められることで左右の車輪が転舵される。左右のスライダを相互に離反させると、ステアリングホイールの同じ回転角に対して操作ケーブルの移動量が増加して車輪の転舵角が増加し、逆に左右のスライダを相互に接近させると、ステアリングホイールの同じ回転角に対して操作ケーブルの移動量が減少して車輪の転舵角が減少するため、スライダを移動させるだけの簡単な構造で可変舵角比を実現することができる。

請求項２の構成によれば、揺動部材に回転自在に支持した回転軸に捩じれ方向が逆の左右の雄ねじ部を設け、左右の雄ねじ部にそれぞれ前記左右のスライダを螺合させたので、回転軸を回転させるだけの簡単な操作で一対のスライダを相互に接近・離反させることができる。

以下、本発明の実施の形態を、添付の図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。

図１〜図７は本発明の第１実施例を示すもので、図１はケーブル式ステアリング装置の全体平面図、図２は図１の２方向矢視図、図３は図１の３方向矢視図、図４は左転舵時の作用説明図、図５は右転舵時の作用説明図、図６は舵角比の変更時の作用説明図、図７は自動車の運転席の斜視図である。

図１〜図３に示すように、ステアリングホイール１１の操作により左右の車輪Ｗ，Ｗを転舵するためのケーブル式ステアリング装置は、左右の車輪Ｗ，Ｗを支持するナックル１２，１３に接続されたボーデンケーブル等の左右の操作ケーブル１４，１５を備える。操作ケーブル１４，１５は、四角断面の金属線を螺旋状に巻いたものの外周を合成樹脂で覆ったアウターチューブ１４ａ，１５ａの内部に、多数の金属線を縒り合わせたインナーケーブル１４ｂ，１５ｂを摺動自在に収納したもので、全体として自由に屈曲することが可能である。アウターチューブ１４ａ，１５ａの両端は車体１６…にブラケット１７…を介して固定され、インナーケーブル１４ｂ，１５ｂの一端はナックル１２，１３に接続される。操作ケーブル１４，１５は引張力を効率的に伝達できるが圧縮力を効率的に伝達できないため、左右の車輪Ｗ，Ｗの転舵角が不均一にならないように左右のナックル１２，１３がタイロッド１８で連結される。

ステアリングホイール１１と操作ケーブル１４，１５のインナーケーブル１４ｂ，１５ｂの他端との間に、舵角比可変装置１９が設けられる。舵角比可変装置１９は、車体に回転自在に支持された支軸２０と、支軸２０に中央部を固定されて左右方向に延びる揺動部材２１と、支軸２０の上端に固定された駆動アーム２２とを備える。前後方向に開口する枠状に形成された揺動部材２１の長手方向に沿って回転軸２３が回転自在に支持されており、その回転軸２３の右端にはノブ２４が設けられる。

回転軸２３の両端側に逆方向に捩じれた左右の雄ねじ部２３ａ，２３ｂが形成されており、左右の雄ねじ部２３ａ，２３ｂにナットよりなる左右のスライダ２５，２６がそれぞれ螺合する。スライダ２５，２６は、回転軸２３の回転に連れ回りしないように揺動部材２１の上壁２１ａおよび下壁２１ｂに摺動自在に接触するとともに、揺動部材２１の側壁２１ｃ，２１ｄおよび一対のストッパ２１ｅ，２１ｆによって左右方向の移動範囲を規制される。そして左右のスライダ２５，２６は、左右の操作ケーブル１４，１５のインナーケーブル１４ｂ，１５ｂの他端が接続される。

ステアリングホイール１１の接続されたステアリングシャフト２７外周に形成された雄ねじ部２７ａに雌ねじ部材２８が螺合しており、雌ねじ部材２８の上面に固定したピン２９に駆動アーム２２の先端に形成した長孔２２ａが係合する。従って、ステアリングホイール１１を操作してステアリングシャフト２７を回転させると、その雄ねじ部２７ａに螺合する雌ねじ部材２８が前後方向に移動し、雌ねじ部材２８のピン２９に長孔２２ａを係合させた駆動アーム２２の他端が前後に押し引きされることで、駆動アーム２２と一体の揺動部材２１が支軸２０を中心として揺動する。

ステアリングホイール１１に接続された電動パワーステアリング装置３０は，ステアリングシャフト２７の先端に設けたウオームホイール３１と、モータ３２と、モータ３２の出力軸３２ａに設けられてウオームホイール３１に噛合するウオーム３３とで構成される。従って、ドライバーがステアリングホイール１１に入力する操舵トルクおよび車速に基づいてモータ３２の出力トルクを制御することで、ドライバーによるステアリングホイール１１の操作をアシストすることができる。

次に、上記構成を備えた本実施例の作用を説明する。

図４に示すように、ステアリングホイール１１を左に操作すると、ステアリングシャフト２７の雄ねじ部２７ａに螺合する雌ねじ部材２８が車体後方に移動し、雌ねじ部材２８のピン２９に長孔２２ａを係合させた駆動アーム２２によって支軸２０まわりに揺動部材２１が時計方向に揺動する。その結果、揺動部材２１の左側のスライダ２５が車体前方に移動して左側の操作ケーブル１４のインナーケーブル１４ｂを弛め、揺動部材２１の右側のスライダ２６が車体後方に移動して右側の操作ケーブル１５のインナーケーブル１５ｂを引くため、左右の車輪Ｗ，Ｗは左側に転舵される。

また図５に示すように、ステアリングホイール１１を右に操作すると、ステアリングシャフト２７の雄ねじ部２７ａに螺合する雌ねじ部材２８が車体前方に移動し、雌ねじ部材２８のピン２９に長孔２２ａを係合させた駆動アーム２２によって支軸２０まわりに揺動部材２１が反時計方向に揺動する。その結果、揺動部材２１の右側のスライダ２６が車体前方に移動して右側の操作ケーブル１５のインナーケーブル１５ｂを緩め、揺動部材２１の左側のスライダ２５が車体後方に移動して左側の操作ケーブル１４のインナーケーブル１４ｂを引くため、左右の車輪Ｗ，Ｗは右側に転舵される。

本実施例のケーブル式ステアリング装置は、舵角比可変装置１９により舵角比、つまりステアリングホイール１１の回転角に対する車輪Ｗ，Ｗの転舵角の比を変更可能である。図６（ａ）に示す状態は、舵角比が中の状態（ステアリングホイール１１の利きが中程度の状態）であって、左右のスライダ２５，２６が揺動部材２１の側壁２１ｃ，２１ｄおよびストッパ２１ｅ，２１ｆにより規定される移動可能領域の中央に位置し、その間隔Ｄが中程度になっている。

この状態からノブ２４を操作して回転軸２３を一方向に回転させ、図６（ｂ）に示すように左右のスライダ２５，２６を相互に接近させて間隔Ｄを狭くすると、揺動部材２１の揺動角が同じであってもインナーケーブル１４ｂ，１５ｂの駆動量が小さくなるために車輪Ｗ，Ｗの転舵角が減少し、舵角比が小の状態（ステアリングホイール１１の利きが鈍い状態）に変化する。

またノブ２４を操作して回転軸２３を逆方向に回転させ、図６（ｃ）に示すように左右のスライダ２５，２６を相互に離反させて間隔Ｄを広くすると、揺動部材２１の揺動角が同じであってもインナーケーブル１４ｂ，１５ｂの駆動量が大きくなるために車輪Ｗ，Ｗの転舵角が増加し、舵角比が大の状態（ステアリングホイール１１の利きが鋭い状態）に変化する。

以上のように、本実施例の舵角比可変装置１９は構造が極めて簡単であり、かつノブ２４を回転させるだけの簡単な操作で舵角比を任意に変更することができる。

ところで、図６（ａ）から明らかなように、舵角比が中の状態にあるとき、左右の操作ケーブル１４，１５のアウターチューブ１４ａ，１５ａの端部の位置に対して、左右のスライダ２５，２６の位置は同方向（車体左側）の同距離ｄだけ偏位している。従って、図６（ｂ）のように左右のスライダ２５，２６の位置を相互に接近させると、左側のインナーケーブル１４ｂが弛められて右側のインナーケーブル１５ｂが引かれ、逆に図６（ｃ）のように左右のスライダ２５，２６の位置は相互に離反させると、左側のインナーケーブル１４ｂが引かれて右側のインナーケーブル１５ｂが弛められるため、両インナーケーブル１４ｂ，１５ｂに不必要な張力が作用することが防止される。

仮に、図６（ａ）においてアウターチューブ１４ａ，１５ａの端部の位置が左右のスライダ２５，２６の位置に対して車体前後方向に整列していると、つまりｄ＝０であると、左右のスライダ２５，２６の位置を相互に接近させても、相互に離反させても、左右のインナーケーブル１４ｂ，１５ｂが共に引かれて不必要な張力が作用することになる。

図７に示すように、ダッシュボード３４に開口３４ａが形成されており、ステアリングホイール１１を左側に限界位置まで切って揺動部材２１が時計方向に揺動したとき（図４参照）、回転軸２３の右端に設けたノブ２４が開口３４ａに露出してドライバーにより操作可能になる。

車庫入れ等の極低速の場合を除き、自動車の走行中にステアリングホイール１１を限界位置まで切ることはないため、ノブ２４は開口３４ａに奥に隠れて操作不能となり、走行中に舵角比が変化してドライバーに違和感を与える虞がない。舵角比を変更するには、自動車を停止させた状態でステアリングホイール１１を左側に限界位置まで切り、ノブ２４を開口３４ａに露出させて操作すれば良い。

次に、図８に基づいて本発明の第２実施例を説明する。

第１実施例では電動パワーステアリング装置３０のモータ３２でステアリングシャフト２７を駆動しているが、第２実施例ではタイロッド１８に形成したラック１８ａに、モータ３２の出力軸３２ａに固定したピニオン３５を噛合させて電動パワーステアリング装置３０を構成している。

この第２実施例によっても、上述した第１実施例と同様の作用効果を達成することができる。

以上、本発明の実施例を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、実施例では左右のスライダ２５，２６を逆方向に捩じれた左右の雄ねじ部２３ａ，２３ｂによって相互に接近・離反させているが、リンク機構等の他の手段を採用することができる。

また実施例では回転軸２３をノブ２４の操作で回転させるようになっているが、モータ等のアクチュエータで回転させても良い。

また実施例では揺動部材２１および駆動アーム２２を別部材で構成して支軸２０で一体に結合しているが、揺動部材２１および駆動アーム２２を一つの部材で構成すれば更に剛性を高めることができる。

第１実施例に係るケーブル式ステアリング装置の全体平面図 図１の２方向矢視図 図１の３方向矢視図 左転舵時の作用説明図 右転舵時の作用説明図 舵角比の変更時の作用説明図 自動車の運転席の斜視図 第２実施例に係るケーブル式ステアリング装置の全体平面図

符号の説明

１１ ステアリングホイール
１４ 操作ケーブル
１５ 操作ケーブル
２０ 支軸
２１ 揺動部材
２３ 回転軸
２３ａ 雄ねじ部
２３ｂ 雄ねじ部
２５ スライダ
２６ スライダ
Ｗ 車輪

Claims (2)

1. ステアリングホイール（１１）の回転操作に連動して支軸（２０）を中心に揺動する揺動部材（２１）と、
   揺動部材（２１）の支軸（２０）を挟む両側に相互に接近・離反可能に設けられた左右のスライダ（２５，２６）と、
   左右のスライダ（２５，２６）を左右の車輪（Ｗ）に接続して該車輪（Ｗ）を転舵する左右の操作ケーブル（１４，１５）と、
   を備えたことを特徴とするケーブル式ステアリング装置。
2. 前記揺動部材（２１）に回転自在に支持した回転軸（２３）に捩じれ方向が逆の左右の雄ねじ部（２３ａ，２３ｂ）を設け、左右の雄ねじ部（２３ａ，２３ｂ）にそれぞれ前記左右のスライダ（２５，２６）を螺合させたことを特徴とする、請求項１に記載のケーブル式ステアリング装置。
   

Images