JP2006159962A - ステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 アクチュエータ等の制御を要することなく、要求転舵特性を設定できるステアリング装置を提供する。
【解決手段】 運転者の操舵量に応じて車幅方向に直線運動するラック軸４と、このラック軸４の両端部と左右左右前輪８ａ，８ｂとの間に設けられ、ラック軸４の直線運動量に応じて左右左右前輪８ａ，８ｂを転舵させる左右タイロッド６ａ，６ｂと、を有するステアリング装置において、ラック軸４の直線運動量を第１直線運動量としたとき、この第１直線運動量を入力として回転運動量に変換し、さらに第２直線運動量に変換して左右タイロッド６ａ，６ｂへ出力する運動変換手段を設け、第１直線運動量に対する第２直線運動量の比である入出力比を、要求転舵特性に応じて設定した。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車両のステアリング装置の技術分野に属する。

従来のステアリング装置では、ラック軸と左右のナックルアームとの間に油圧シリンダをそれぞれ設け、運転者の操舵量に応じて左右のシリンダストローク量を制御することにより、アッカーマン特性とパラレル特性との切り替えを実現する操舵装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開平６−２１９３０３号公報

しかしながら、上記従来技術にあっては、２つの油圧シリンダおよびそれらを制御するコントローラが必要であるため、構造の複雑化およびコストアップを招くとともに、フェール時の対策が問題となる。

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、アクチュエータ等の制御を要することなく、要求転舵特性を設定できるステアリング装置を提供することにある。

上述の目的を達成するため、本発明では、
運転者の操舵量に応じて車幅方向に直線運動するラック軸と、このラック軸の両端部と左右操向輪との間に設けられ、ラック軸の直線運動量に応じて左右操向輪を転舵させる転舵リンク部材と、を有するステアリング装置において、
前記ラック軸の直線運動量を第１直線運動量としたとき、この第１直線運動量を入力として回転運動量に変換し、さらに第２直線運動量に変換して前記転舵リンク部材へ出力する運動変換手段を設け、
前記第１直線運動量に対する第２直線運動量の入出力比を、要求転舵特性に応じて設定したことを特徴とする。

本発明にあっては、運転者の操舵量に応じたラック軸の移動量は、第１直線運動量として運動変換手段に入力される。運動変換手段では、入力した第１直線運動量を回転運動量に変換した後、再び第２直線運動量に変換して転舵リンク部材へ出力する。このとき、第１直線運動量に対する第２直線運動量の入出力比は、要求転舵特性に応じた所望の特性となる。よって、アクチュエータ等の制御を要することなく、かつサスペンションリンクのレイアウトに依存することなく、運転者の操舵量に対する左右操向輪の転舵量を、車両に応じて要求される任意の転舵特性とすることができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、実施例１〜６に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。
図１は、実施例１のステアリング装置を示す図である。

車両におけるステアリングホイール１の回転は、ステアリングコラムシャフト２を介してピニオン３に伝達される。ピニオン３には車幅方向に水平に配置されたラック軸４のラック４ａが噛み合っている。これらピニオン３およびラック４ａにより、ステアリングコラムシャフト２の回転運動をラック軸４の直線運動に変換するラックアンドピニオン式ステアリングギアが構成されている。

ラック軸４の左右方向の移動は、左右ラック相対変位部５ａ，５ｂ、左右タイロッド（転舵リンク部材）６ａ，６ｂおよび左右ナックルアーム７ａ，７ｂを介して左右前輪（操向輪）８ａ，８ｂを車両前後方向に対し左または右に転舵させる。左右ラック相対変位部５ａ，５ｂと左右タイロッド６ａ，６ｂの間は、ユニバーサルジョイント９ａ，９ｂにより連結され、同様に、左右タイロッド６ａ，６ｂと左右ナックルアーム７ａ，７ｂとの間も、ユニバーサルジョイント１０ａ，１０ｂにより連結されている。

ラック軸４は、左右前輪８ａ，８ｂが転舵したときの中心軸となるキングピン中心線（ステアリングアクシス）１１ａ，１１ｂよりも車両後方側にレイアウトされたラックハウジング１２に支持され、このラックハウジング１２は、図示しないインシュレータを介して車体にマウントされている。なお、図示は省略したが、ラックハウジング１２には、パワーステアリング油圧が充填されたパワーシリンダと、パワーステアリング油圧により作動しラック軸４を左右移動させるピストンとを備えた油圧パワーステアリング機構が設けられている。

左右ラック相対変位部５ａ，５ｂは、ラック軸４の両端部と左右タイロッド６ａ，６ｂとの間に設けられている。この左右ラック相対変位部５ａ，５ｂとラックハウジング１２は、左右回転運動変換用ねじ部１３，１４により、それぞれ連結されている。また、左右ラック相対変位部５ａ，５ｂとラック軸４は、左右直線運動変換用ねじ部１５，１６により、それぞれ連結されている。

次に、左右回転運動変換用ねじ部１３，１４と左右直線運動変換用ねじ部１５，１６の細部について説明する。なお、左回転運動変換用ねじ部１３と右回転運動変換用ねじ部１４、および左直線運動変換用ねじ部１５と右直線運動変換用ねじ部１６は、車両前後方向を通る軸線に対し対称形状であるため、左回転運動変換用ねじ部１３と左直線運動変換用ねじ部１５のみ説明し、右回転運動変換用ねじ部１４と右直線運動変換用ねじ部１６の説明は省略する。

図２は、左ラック相対変位部５ａの拡大図であり、図２に示すように、左ラック相対変位部５ａには、ボールねじ１３ａが形成されている。このボールねじ１３ａは、図２において、ラック軸４に近い位置ほどピッチが大きくなるように設定されている。

すなわち、図３(a)に示すように、ラック軸４が中立位置から右に移動するほど小さく、左に移動するほど大きくなるよう、かつ、その変化率が一定となるように、不等ピッチ特性が設定されている。なお、図３(b)に、右ラック相対変位部５ｂのボールねじ１４ａにおける不等ピッチ特性を示す。

一方、ラックハウジング１２には、例えば鋼球等のボール１３ｃを介してボールねじ１３ａと噛み合うボールナット１３ｂが設けられている。ボール１３ｃは、ボールナット１３ｂにより自転のみ可能な状態でボールねじ１３ａとボールナット１３ｂとの間に配置されている。これらボールねじ１３ａ、ボールナット１３ｂおよびボール１３ｃにより、左ラック相対変位部５ａをラックハウジング１２に対し不等ピッチ特性のねじ対偶で連結するボールねじ機構を用いた左回転運動変換用ねじ部１３が構成されている。

ラック軸４の端部には、雌ねじ部１５ａが設けられ、左ラック相対変位部５ａのラック軸４側端部には、雌ねじ部１５ａと噛み合う雄ねじ部１５ｂが形成されている。これら雌ねじ部１５ａと雄ねじ部１５ｂにより、左ラック相対変位部５ａをラック軸４に対し等ピッチ特性のねじ対偶で連結する左直線運動変換用ねじ部１５が構成されている。

実施例１では、左右ラック相対変位部５ａ，５ｂ、左右回転運動変換用ねじ部１３，１４および左右直線運動変換用ねじ部１５，１６により、ラック軸４の移動量（第１直線運動量）に対する左右ラック相対変位部５ａ，５ｂの移動量（第２直線運動量）の比である入出力比（第２運動量／第１運動量）を、要求転舵特性に応じて可変する運動変換手段が構成されている。そして、実施例１では、要求転舵特性に応じた入出力比を、ボールねじ１３ａのピッチを図３に示した不等ピッチ特性とすることで実現している。

次に、作用を説明する。
［運動変換作用］
運転者がステアリングホイール１を操作したとき、その操舵量は、ステアリングコラムシャフト２からラック軸４へと伝達され、ラック軸４は、操舵方向に応じて左右一方へ移動し、このときの移動量は、運転者の操舵量に応じた量となる。

ここで、ラック軸４の横移動に応じて、左右ラック相対変位部５ａ，５ｂも横移動するが、左右ラック相対変位部５ａ，５ｂは、ボールねじ機構を用いた左右回転運動変換用ねじ部１３，１４により、ラックハウジング１２に対しねじ対偶で連結されているため、ラック軸４の移動量に応じて回転運動を行う。このときの回転量は、そのときのボールねじ１３ａ，１４ａのピッチ、すなわち、ボールねじ１３ａ，１４ａとボール１３ｃ，１４ｃとの位置関係により変化し、ラック軸４の移動量に対してピッチが小さいほど回転量が多く、ピッチが大きいほど回転量が少なくなる。

左右ラック相対変位部５ａ，５ｂの回転運動により、左右直線運動変換用ねじ部１５，１６において、雌ねじ部１５ａ，１６ａと雄ねじ部１５ｂ，１６ｂとが相対回転するため、この相対回転量に応じてラック軸４に対し左右ラック相対変位部５ａ，５ｂがラック軸４の軸方向に相対変位する。なお、雌ねじ部１５ｂ，１６ｂは等ピッチに設定されているため、このときの相対変位量は、左右ラック相対変位部５ａ，５ｂの回転量に比例した値となる。

すなわち、ラック軸４の直線移動量（第１直線運動量）が左右回転運動変換用ねじ部１３，１４により回転運動量に変換され、さらに左右直線運動変換用ねじ部１５，１６により再び直線運動量（第２直線運動量）に変換される。このとき、左右回転運動変換用ねじ部１３，１４のボールねじ機構を所望の不等ピッチ特性とすることにより、第１直線運動量に対する第２直線運動量の比である入出力比を、要求転舵特性に応じて任意に設定することができる。

そして、実施例１では、ボールねじ１３ａ，１３ｂを、図３に示したような不等ピッチ特性に設定した。すなわち、対応する操向輪が旋回内輪側となる方向にラック軸４が移動するときのピッチを、操舵量が大きくなるほど小さくなるように、操向輪が旋回外輪側となる方向にラック軸４が移動するときのピッチを、操舵量が大きくなるほど大きくなるように設定した。

図４は、実施例１の車両旋回時における内輪舵角と外輪舵角との関係を示す図であり、実施例１では、ステアリングホイール１の操舵量が大きくなるほど、外輪舵角に対して内輪舵角が大きくなる、いわゆるアッカーマン特性を実現している。

［従来技術の課題］
上述したように、ラック軸と左右のナックルアームとの間に油圧シリンダをそれぞれ設け、これら油圧シリンダのストローク量を要求転舵特性に応じて制御することにより、所望の転舵特性を実現する操舵装置（特開平６−２１９３０３号公報）では、複雑な制御が必要であり、フェール時の対策が問題となる。

一方、機械的構造のみで要求転舵特性を実現するステアリング装置としては、特開昭５５−７９７５８号公報に記載の技術が知られている。この従来技術は、両操向輪を連結するステアリングリンケージが左右操向輪の両車軸を結ぶ軸線よりも後方に配置されていて、アッカーマン特性が得られるようなリンク構造およびレイアウトの設定がなされている。

ところが、上記従来技術のようにリンク機構を用いてアッカーマン特性を実現しようとする場合、アッカーマン特性を得るためにステアリングリンケージの位置が規制されてしまうため（図５(a)）、レイアウト自由度が低くなり、他の車体部品との干渉等が問題となる。すなわち、アッカーマン特性の実現とステアリングリンケージのレイアウト自由度の拡大とが両立できないという問題があった。

これに対し、実施例１のステアリング装置では、図５(b)に示すように、左右回転運動変換用ねじ部１３，１４を用いてラック軸４の直線運動量を回転運動に変換する過程において、直線運動量に対する回転運動量を、左右回転運動変換用ねじ部１３，１４のボールねじ１３ａ，１４ａを不等ピッチ特性（図３参照）を用いて変化させることで、アクチュエータ等の制御を用いることなく、かつステアリングリンケージのレイアウトに規制されることなく、外輪（右前輪）８ｂの舵角に対して内輪（左前輪）８ａの舵角が大きくなる、いわゆるアッカーマン特性を実現している（図５(b)）。

また、実施例１では、ラック軸４の直線運動量を左右ラック相対変位部５ａ，５ｂの回転運動量に変換し、さらに直線運動量に変換する運動変換手段として、左右回転運動変換用ねじ部１３，１４と左右直線運動変換用ねじ部１５，１６という２つのねじ機構を用いているため、これらをラック軸４の延長線上に配置することができる。よって、リンク機構を用いた従来技術と比較して、車両前後方向のレイアウト自由度が高く、他の車体部品との干渉を避けることができる。

次に、効果を説明する。
実施例１のステアリング装置にあっては、下記に列挙する効果が得られる。

(1) 運転者の操舵量に応じて車幅方向に直線運動するラック軸４と、このラック軸４の両端部と左右左右前輪８ａ，８ｂとの間に設けられ、ラック軸４の直線運動量に応じて左右左右前輪８ａ，８ｂを転舵させる左右タイロッド６ａ，６ｂと、を有するステアリング装置において、ラック軸４の直線運動量を第１直線運動量としたとき、この第１直線運動量を入力として回転運動量に変換し、さらに第２直線運動量に変換して左右タイロッド６ａ，６ｂへ出力する運動変換手段を設け、第１直線運動量に対する第２直線運動量の比である入出力比を、要求転舵特性に応じて設定したため、アクチュエータ等の制御を要することなく、かつサスペンションリンクのレイアウトに依存することなく、運転者の操舵量に対する左右左右前輪８ａ，８ｂの転舵量を車両に応じて要求される任意の転舵特性とすることができる。

(2) 運動変換手段は、ラック軸４の先端部と左右タイロッド６ａ，６ｂとの間に設けられたラック相対変位部５ａ，５ｂと、このラック相対変位部５ａ，５ｂを車体側に対し不等ピッチ特性のねじ対偶で連結する回転運動変換用ねじ部１３，１４と、ラック相対変位部５ａ，５ｂをラック軸４に対し等ピッチ特性のねじ対偶で連結する直線運動変換用ねじ部１５，１６と、を備えるため、回転運動変換用ねじ部１３，１４のピッチを所望の不等ピッチとするだけで、要求転舵特性が得られる。また、運動変換手段を２つのねじ機構を組み合わせた構造とすることにより、ラック軸４の延長線上に配置できるため、レイアウトをアッカーマン特性に規制される従来技術に比して、車両前後方向の寸法を小さくできる。

(3) 回転運動変換用ねじ部１３，１４は、所望の不等ピッチ特性が設定されたボールねじ１３ａ，１４ａと、このボールねじ１３ａ，１４ａとボール１３ｃ，１４ｃを介して噛み合うボールナット１３ｂ，１４ｂとを備えたボールねじ機構であるため、ラック軸４の直線運動量を左右ラック相対変位部５ａ，５ｂにスムーズに伝達することができるとともに、左右前輪８ａ，８ｂ側からの路面反力をラック軸４にスムーズに伝達することができる。

(4) ボールねじ１３ａ，１４ａをラック相対変位部５ａ，５ｂに形成し、ボールナット１３ｂ，１４ｂを、ラック軸４を車体に支持するラックハウジング１２に固定したため、ラック相対変位部５ａ，５ｂの不等ピッチ特性を変更するだけで、車両特性や用途に応じた所望の転舵特性が得られる。すなわち、既存のパワーステアリング機構の構造はそのままで、ラック相対変位部５ａ，５ｂのみを交換することにより、車両特性や用途に応じた任意の転舵特性を設定できるため、車種間の部品を共用化でき、コスト面で非常に有利である。

(5) 運動変換手段は、対応する操向輪が旋回内輪側となる方向にラック軸４が移動するときの入出力比（第２運動量／第１運動量）を、操向輪が旋回外輪側となる方向にラック軸４が移動するときの入出力比（第２運動量／第１運動量）よりも大きくするため、サスペンションリンクのレイアウトに依存することなく、アッカーマン特性を実現できる。

(6) 運動変換手段は、ラック軸４の移動量に対する入出力比変化率が一定となるように入出力比を変化させるため、アッカーマン率を理想値（100%）に設定でき、タイヤスリップ角をゼロとすることができる。

実施例２のステアリング装置は、運動変換手段において、対応する操向輪が旋回内輪側となる方向にラック軸が移動するときの入出力比を、操向輪が旋回外輪側となる方向にラック軸が移動するときの入出力比よりも小さくした例である。

なお、実施例２の構成は、実施例１の構成と同じであるため、同一の構成部分には同一符号を付して説明を省略する。

図６(a)は、実施例２のボールねじ１３ａの不等ピッチ特性を示す図であり、実施例２では、ラック軸４が中立位置から右に移動するほど大きく、左に移動するほど小さくなるように、かつ、その変化が一定に変化するように、不等ピッチ特性が設定されている。なお、図６(b)に示すボールねじ１４ａの不等ピッチ特性は、図６(a)の特性と対称形状に設定されているため、説明を省略する。

次に、作用を説明する。
図７は、実施例２の車両旋回時における内輪舵角と外輪舵角との関係を示す図であり、実施例２では、ステアリングホイール１の操舵量が大きくなるほど、内輪舵角に対して外輪舵角が大きくなるような特性を実現している。

次に、効果を説明する。
実施例２のステアリング装置にあっては、実施例１の効果(1)〜(4)，(6)に加え、以下の効果が得られる。

(7) 運動変換手段は、対応する操向輪が旋回内輪側となる方向にラック軸４が移動するときの入出力比を、操向輪が旋回外輪側となる方向にラック軸４が移動するときの入出力比よりも小さくするため、ステアリングホイール１の操舵量が大きくなるほど、外輪舵角に対して内輪舵角が小さくなるような特性を実現できる。

実施例３のステアリング装置は、運動変換手段において、ラック軸の中立位置からのラック軸の移動量が大きいほど、入出力比を小さくし、かつラック位置に対する入出力比変化率を変化するように設定した例である。

図８は、実施例３のボールねじ１３ａ，１４ａの不等ピッチ特性を示す図であり、実施例３の不等ピッチ特性は、ラック軸４が中立位置のとき最小となり、中立位置からの移動量が大きくなるほど大きくなるように、かつ、その変化率が変化するように設定されている。また、中立位置からの移動量に対するピッチ変化は、左右で同一に設定されている。

次に、作用を説明する。
実施例３では、ステアリングホイール１の操舵量が大きくなるほど、入出力比が小さくなるため、操舵量に応じて、転舵量に対する操舵量の比であるオーバーオール・ステアリングギア比（オーバーオールギア比）が大きくなるような転舵特性が得られる。この転舵特性は、操舵中立位置付近でクイックな操舵応答が要求されるスポーツタイプの車両に好適である。

次に、効果を説明する。
実施例３のステアリング装置では、実施例１の効果(1)〜(4)に加え、以下の効果が得られる。

(8) 運転変換手段は、ラック軸４の中立位置からラック軸４の移動量が大きいほど、入出力比を小さくするため、アクチュエータの制御等を用いることなく、操舵量に応じてオーバーオールギア比が大きくなる転舵特性を実現できる。

(9) 運動変換手段は、ラック軸４の移動量に対する入出力比が変化するように入出力比を変換させるため、操舵量に対する転舵量変化をよりクイックな特性に設定できる。

実施例４のステアリング装置は、運動変換手段において、ラック軸の中立位置からのラック軸の移動量が大きいほど、入出力比を大きくし、かつラック位置に対する入出力比変化率を変化するように設定した例である。

図９は、実施例４のボールねじ１３ａ，１４ａの不等ピッチ特性を示す図であり、実施例３の不等ピッチ特性は、ラック軸４が中立位置のとき最大となり、中立位置からの移動量が大きくなるほど小さくなるように、かつ、その変化が変化するように設定されている。また、中立位置からの移動量に対するピッチ変化は、左右で同一に設定されている。

次に、作用を説明する。
実施例３では、ステアリングホイール１の操舵量が大きくなるほど、入出力比が大きくなるため、操舵量に応じて、転舵量に対する操舵量の比であるオーバーオール・ステアリングギア比（オーバーオールギア比）が小さくなるような転舵特性が得られる。この転舵特性とすることで、据え切りや車庫入れ等、大舵角時の操舵応答性をクイックとすることができる。

次に、効果を説明する。
実施例４のステアリング装置では、実施例１の効果(1)〜(4)、実施例３の効果(8)に加え、以下の効果が得られる。

(10) 運転変換手段は、ラック軸４の中立位置からラック軸４の移動量が大きいほど、入出力比を大きくするため、アクチュエータの制御等を用いることなく、操舵量に応じてオーバーオールギア比が小さくなる転舵特性を実現できる。

実施例５のステアリング装置は、対応する操向輪が旋回内輪側となる方向にラック軸が移動するときの入出力比を、操向輪が旋回外輪側となる方向にラック軸が移動するときの入出力比よりも大きくした点で実施例４と異なる。

図１０は、実施例５のボールねじ１３ａ，１４ａの不等ピッチ特性を示す図であり、実施例５の不等ピッチ特性は、ラック軸４が中立位置のとき最大となり、中立位置からの移動量が大きくなるほど小さくなるように、かつ、その変化率が変化するように設定されている。また、ラック軸４が中立位置から左に移動したときよりも、右に移動したときの方が、ピッチ変化がより大きくなるように設定されている。

次に、作用を説明する。
実施例５では、ステアリングホイール１の操舵量が大きくなるほど、入出力比が大きくなるため、操舵量に応じて、転舵量に対する操舵量の比であるオーバーオールギア比が小さくなるような転舵特性が得られる。また、ステアリングホイール１の操舵量が大きくなるほど、外輪舵角に対して内輪舵角が大きくなるようなアッカーマン特性が実現できる。さらに、ラック軸４の移動量に対する入出力比の変化率を変化するようにしたため、操舵量に対する転舵量変化がクイックな特性となる。

次に、効果を説明する。
実施例５のステアリング装置では、実施例１の効果(1)〜(5)、実施例３の効果(8)，(9)、実施例４の効果(10)と同様の効果が得られる。

実施例１〜５では、キングピン中心線よりもナックルアームが車両後方に位置するステアリング装置について説明したが、実施例６では、キングピン中心線よりもナックルアームが車両前方に位置するステアリング装置において、実施例５の不等ピッチ特性と同一の不等ピッチ特性を実現する場合の例である。

図１１は、実施例６のステアリング装置を示す図であり、実施例６のステアリング装置は、左右前輪８ａ，８ｂが転舵したときの中心軸となるナックルアーム７ａ，７ｂがキングピン中心線１１ａ，１１ｂよりも車両前方に位置している。

図１２は、実施例６のボールねじ１３ａ，１４ａの不等ピッチ特性を示す図であり、実施例５の不等ピッチ特性は、ラック軸４が中立位置のとき最大となり、中立位置からの移動量が大きくなるほど小さくなるように、かつ、その変化率が変化するように設定されている。また、ラック軸４が中立位置から右に移動したときよりも、左に移動したときの方が、ピッチ変化がより大きくなるように設定されている。すなわち、実施例６の不等ピッチ特性は、図１０に示した実施例５の特性と左右反対に設定されている。

次に、作用を説明する。
実施例６では、ステアリングホイール１の操舵量が大きくなるほど、入出力比が大きくなるため、操舵量に応じて、転舵量に対する操舵量の比であるオーバーオールギア比が小さくなるような転舵特性が得られる。また、ステアリングホイール１の操舵量が大きくなるほど、外輪舵角に対して内輪舵角が大きくなるようなアッカーマン特性が実現できる。さらに、ラック軸４の移動量に対する入出力比の変化率が変化するようにしたため、操舵量に対する転舵量変化がクイックな特性となる。

次に、効果を説明する。
実施例６のステアリング装置では、実施例１の効果(1)〜(5)、実施例３の効果(8)，(9)、実施例４の効果(10)と同様の効果が得られる。

（他の実施例）
以上、本発明を実施するための最良の形態を、実施例１〜６に基づいて説明したが、本発明の具体的な構成は実施例１〜６に限定されるものではなく、例えば、運動変換手段は、実施例１〜６の構成に限られず、ラック軸の第１直線運動量を回転運動量に変換し、さらに第２回転運動量に変換してタイロッド（転舵リンク部材）へ出力するものであれば、任意の構成が適用できる。

また、回転運動変換用ねじ部および直線運動変換用ねじ部の構造は任意であり、例えば、回転運動変換用ねじ部の構造を、ボールねじ機構に代えてリードスクリュー機構としてもよい。また、直線運動変換用ねじ部をボールねじ機構としてもよい。

実施例１〜６では、運動変換手段において、回転運動変換用ねじ部で第１直線運動量を回転運動量に変換する際に、第１直線運動量に対する第２直線運動量の比である入出力比を要求転舵特性に応じて変化させる例を示したが、直線運動変換用ねじ部で回転運動量を第２直線運動量に変換する際に入出力比を変化させる構成としてもよい。

実施例１〜６では、直線運動変換用ねじ部において、雄ねじ部を左右ラック相対変位部に設け、雌ねじ部をラック時の両端部に設けた例を示したが、雄ねじ部をラック軸の両端部に設け、雌ねじ部を左右ラック相対変位部に設けてもよい。

本発明のステアリング装置は、ステアリングホイールとラック軸とが機械的に切り離され、ステアリングホイールの操舵量や車速に応じてラック軸を直線移動させる電動モータを備えたステア・バイ・ワイヤシステムにも適用できる。また、本発明のステアリング装置は、車速等に応じてステアリングギア比を可変するギア比可変システムと組み合わせることで、転舵特性の自由度をより拡大させることができる。

実施例１のステアリング装置を示す図である。 左ラック相対変位部５ａの拡大図である。 実施例１のボールねじの不等ピッチ特性図である。 実施例１の車両旋回時における内輪舵角と外輪舵角との関係を示す図である。 実施例１の作用を示す図である。 実施例２のボールねじの不等ピッチ特性図である。 実施例２の車両旋回時における内輪舵角と外輪舵角との関係を示す図である。 実施例３のボールねじの不等ピッチ特性図である。 実施例４のボールねじの不等ピッチ特性図である。 実施例５のボールねじの不等ピッチ特性図である。 実施例６のステアリング装置を示す図である。 実施例６のボールねじの不等ピッチ特性図である。

符号の説明

１ ステアリングホイール
２ ステアリングコラムシャフト
３ ピニオン
４ ラック軸
４ａ ラック
５ａ，５ｂ 左右ラック相対変位部
６ａ，６ｂ 左右タイロッド
７ａ，７ｂ ナックルアーム
７ａ，７ｂ 左右ナックルアーム
８ａ，８ｂ 左右前輪
９ａ，９ｂ ユニバーサルジョイント
１０ａ，１０ｂ ユニバーサルジョイント
１１ａ，１１ｂ キングピン中心線
１２ ラックハウジング
１３，１４ 左右回転運動変換用ねじ部
１３ａ，１４ａ ボールねじ
１３ｂ，１４ｂ ボールナット
１３ｃ，１４ｃ ボール
１５，１６ 左右直線運動変換用ねじ部
１５ａ，１６ａ 雌ねじ部
１５ｂ，１６ｂ 雄ねじ部

Claims (10)

1. 運転者の操舵量に応じて車幅方向に直線運動するラック軸と、このラック軸の両端部と左右操向輪との間に設けられ、ラック軸の直線運動量に応じて左右操向輪を転舵させる転舵リンク部材と、を有するステアリング装置において、
   前記ラック軸の直線運動量を第１直線運動量としたとき、この第１直線運動量を入力として回転運動量に変換し、さらに第２直線運動量に変換して前記転舵リンク部材へ出力する運動変換手段を設け、
   前記第１直線運動量に対する第２直線運動量の比である入出力比を、要求転舵特性に応じて設定したことを特徴とするステアリング装置。
2. 請求項１に記載のステアリング装置において、
   前記運動変換手段は、
   前記ラック軸の先端部と前記転舵リンク部材との間に設けられたラック相対変位部と、
   このラック相対変位部を車体側に対し不等ピッチ特性のねじ対偶で連結する回転運動変換用ねじ部と、
   前記ラック相対変位部を前記ラック軸に対し等ピッチ特性のねじ対偶で連結する直線運動変換用ねじ部と、
   を備えることを特徴とするステアリング装置。
3. 請求項２に記載のステアリング装置において、
   前記回転運動変換用ねじ部は、所望の不等ピッチ特性が設定されたボールねじと、このボールねじとボールを介して噛み合うボールナットとを備えたボールねじ機構であることを特徴とするステアリング装置。
4. 請求項３に記載のステアリング装置において、
   前記ボールねじを前記ラック相対変位部に形成し、
   前記ボールナットを、前記ラック軸を車体に支持するラックハウジングに固定したことを特徴とするステアリング装置。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のステアリング装置において、
   前記運動変換手段は、対応する操向輪が旋回内輪側となる方向にラック軸が移動するときの前記入出力比を、操向輪が旋回外輪側となる方向にラック軸が移動するときの入出力比よりも大きくすることを特徴とするステアリング装置。
6. 請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のステアリング装置において、
   前記運動変換手段は、対応する操向輪が旋回内輪側となる方向にラック軸が移動するときの前記入出力比を、操向輪が旋回外輪側となる方向にラック軸が移動するときの入出力比よりも小さくすることを特徴とするステアリング装置。
7. 請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載のステアリング装置において、
   前記運動変換手段は、前記ラック軸の中立位置からのラック軸の移動量が大きいほど、前記入出力比を大きくすることを特徴とするステアリング装置。
8. 請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載のステアリング装置において、
   前記運動変換手段は、前記ラック軸の中立位置からのラック軸の移動量が大きいほど、前記入出力比を小さくすることを特徴とするステアリング装置。
9. 請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載のステアリング装置において、
   前記運動変換手段は、ラック軸の移動量に対する入出力比変化率が一定となるように前記入出力比を変化させることを特徴とするステアリング装置。
10. 請求項１ないし請求項８のいずれか１項の記載のステアリング装置において、
    前記運動変換手段は、ラック軸の移動量に対する入出力比変化率が変化するように前記入出力比を変化させることを特徴とするステアリング装置。

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