JP2008105468A - 操舵装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】操舵装置1は、グリップ102L,102Rの前後方向の移動により自転するとともにグリップ102L,102Rの前後方向軸回りの回転により公転する第1ベベルギヤ6と、第1ベベルギヤ6に噛み合う第2ベベルギヤ7と、第2ベベルギヤ7に連結されたステアリングシャフト5の回転に応じて車輪を転舵する転舵機構11と、グリップ102L,102Rの前後方向移動に伴ってグリップ102L,102Rを回転させるガイド機構12と、を備える。
【選択図】図1
Description
このように構成された操舵装置では、運転者は肘の位置を動かさずに、その肘の位置を中心にして操作子を球面状に移動して操作することができるので、操作性が良い。
請求項1に係る発明は、操作子(例えば、後述する実施例におけるグリップ102L,102R、丸ハンドル103、グリップ107L,107R)の前後方向の移動により自転するとともに前記操作子の回転により公転する第1歯車(例えば、後述する実施例における第1ベベルギヤ6)と、前記第1歯車に噛み合う第2歯車(例えば、後述する実施例における第2ベベルギヤ7)と、前記第2歯車の回転に応じて車輪を転舵する転舵機構(例えば、後述する実施例における転舵機構11)と、を備えることを特徴とする操舵装置(例えば、後述する実施例における操舵装置1)である。
このように構成することにより、操作子を前後方向に移動させて第1歯車を自転させると、第1歯車に噛み合っている第2歯車を回転させることができ、転舵機構を介して車輪を転舵することができる。また、前記操作子を回転して第1歯車を公転させると、第1歯車と第2歯車は相対回転せず、第1歯車の公転運動は直接に第2歯車の回転運動に変換され、転舵機構を介して車輪を転舵することができる。つまり、操作子を前後移動させても、操作子を回転移動させても車輪を転舵することができる。
このように構成することにより、操作子の前後移動による転舵と操作子の回転による転舵とをスムーズに繋ぐことができる。
初めに、この発明に係る操舵装置の実施例1を図1から図10の図面を参照して説明する。
図1は、車両用操舵装置1を一部破断して示す斜視図であり、操舵装置1は、車体に固定され後端を運転席前に配置されたステアリングコラム2と、ステアリングコラム2に回動自在に取り付けられたハウジング3と、ハウジング3に回動自在に取り付けられた回動シャフト4と、ステアリングコラム2およびハウジング3を挿通し後端を回動シャフト4の近傍に延ばすステアリングシャフト5と、ハウジング3内において回動シャフト4に固定された第1ベベルギヤ(第1歯車)6と、ステアリングシャフト5の後端に固定され第1ベベルギヤ6と噛み合う第2ベベルギヤ(第2歯車)7と、ハウジング3内において回動シャフト4に固定されたピニオン8と、ピニオン8に噛み合うラック91を有する一対のガイドロッド9L,9Rと、ハウジング3から突出する回動シャフト4に連結された操作部100と、ステアリングシャフト5に連係された転舵機構11と、を主要構成として備えている。
ハウジング3は、図1では一部破断して示されているため上側が開いているように見えるが、実際には図3の縦断面図に示すように塞がれている。そして、ハウジング3は、第1ベベルギヤ6、第2ベベルギヤ7、ピニオン8等を収容する矩形箱形のギヤボックス31と、ステアリングシャフト5が挿通する円筒状の管体部32とを備えている。管体部32の後端はステアリングコラム2内に挿入され、軸受け33を介してステアリングコラム2に回動可能且つ離脱不能に取り付けられている。
この回動シャフト4に第1ベベルギヤ6が固定されており、第1ベベルギヤ6は、ステアリングシャフト5の後端に固定された第2ベベルギヤ7と噛み合っている。回動シャフト4をその軸中心回りに回動すると、第1ベベルギヤ6も一体となって回動し、さらに第1ベベルギヤ6に噛み合う第2ベベルギヤ7が回動する。なお、図1では第1ベベルギヤ6を破断して示しているが、第1ベベルギヤ6および第2ベベルギヤ7はいずれも円形に形成されている。
このように、第2ベベルギヤ7はステアリングシャフト5を介して転舵機構11に連結されているので、転舵機構11は第2ベベルギヤ7の回転に応じて車輪を転舵することになる。
操作部100は、ギヤボックス31を貫通した回動シャフト4の下端に回動シャフト4に対して直交するように配置されて固定された連結プレート101と、連結プレート101の両端に設けられ軸線を回動シャフト4と平行に配置されたグリップ(操作子)102L,102Rとから構成されている。つまり、左右のグリップ102L,102Rは連結プレート101によって回動シャフト4に連結されている。なお、グリップ102L,102Rは、連結プレート101に対して固定してもよいが、グリップ102L,102Rの軸中心回りに回動可能に取り付けてもよい。
なお、この実施例1では、運転者がグリップ102L,102Rを把持して連結プレート101を回動シャフト4の軸中心回りに回動することにより、グリップ102L,102Rを前後方向へ移動させる。
ガイド面21は、ステアリングシャフト5の軸中心方向に前後し段違いに配置された2つの平面22,23と、平面22,23を接続する曲面24とから構成されている。平面22,23はステアリングシャフト5に対して直交する姿勢に設けられており、上側の平面(以下、上側平面という)22が下側の平面(以下、下側平面という)23よりも前方に位置している。
これにより、第1ベベルギヤ6は、グリップ102L,102Rの前後方向の移動(X軸方向の移動)により自転するとともに、前後方向(X軸方向)を回転中心とするグリップ102L,102Rの回転により前後方向(X軸方向)を回転中心として公転する。
θ=ψ+(r1/r2)・φ ・・・ 式(1)
これに対して、この実施例の操舵装置1はガイド機構12を備えているので、グリップ102L,102Rの操作方向に一定の規制を加えることができ、これによって操作性をより向上させることができる。以下、これについて詳述する。
すなわち、連結プレート101をZ’軸回りに回転しグリップ102L,102Rを前後方向へ移動させることによって、ハウジング3がX軸回りに回転せしめられ、すなわちグリップ102L,102RがX軸回りに回転せしめられる。
また、左右のガイドロッド9L,9Rのガイドローラ92が上側平面22上および下側平面23上に位置している間は、連結プレート101をZ’軸回りに回動不可で、ハウジング3をX軸回りにのみ回動可能となる。なお、図1、図2、図4において二点鎖線はガイドローラ92の移動軌跡を示している。
このように、ハウジング3をX軸回りにのみ回転しているときには、第1ベベルギヤ6と第2ベベルギヤ7は相対回転せずロックされた状態となるので、ハウジング3のX軸回りの回転に伴ってステアリングシャフト5がX軸回りに回転する。
また、車両を左旋回させる場合には、中立状態から連結プレート101をZ’軸回りに図2において左回転するが、その場合は左右のガイドロッド9L,9Rの動作が上述の右旋回の場合と逆になる。
また、ガイド機構12は、連結プレート101のZ’軸回りの回転方向(つまり、グリップ102L,102Rの前後の移動方向)とハウジング3のX軸回りの回転方向(つまり、グリップ102L,102RのX軸回りの回転方向)に規則性を持たせることができ、操作性が向上する。
次に、この発明に係る操舵装置の実施例2を図11から図13の図面を参照して説明する。実施例2の操舵装置1が実施例1のものと相違する点は、ステアリングコラム2におけるガイド面21の断面形状にある。
図11に示すように、実施例2におけるガイド面21では、上側平面22と下側平面23を接続する面が実施例1のように曲面ではなく、両平面22,23に対して直角に交差する平坦な段差面25で形成されている。そして、左右のガイドロッド9L,9Rのガイドローラ92,92が両平面22,23の延長面に同時に接触する位置を中立点Nとしている。
その他の構成については実施例1のものと同じであるので、同一態様部分に同一符号を付して説明を省略する。
また、実施例2の操舵装置1においては、中立状態から連結プレート101をZ’軸回りに回動すると同時に、ハウジング3をX軸回りに回動して、図11に示すように、中立点Nのガイドローラ92を斜めに移動させることも可能である。
次に、この発明に係る操舵装置1の実施例3を図14の図面を参照して説明する。実施例3の操舵装置1が実施例2のものと相違する点は、操作部100を丸ハンドル(操作子)103とし、軸中心方向に延長した回動シャフト4の両端を丸ハンドル103に連結しただけである。
その他の構成については実施例2のものと同じであるので、同一態様部分に同一符号を付して説明を省略する。
次に、この発明に係る操舵装置1の実施例4を図15の図面を参照して説明する。実施例4の操舵装置1が実施例2のものと相違する点は以下の通りである。
実施例4の操舵装置1では、ピニオン8の下側に別のピニオン14が回動シャフト4に固定されている。
また、実施例4の操舵装置1では、操作部100が左右二つの操作部100L,100Rに分割されており、各操作部100L,100Rは、ハウジング3にX’軸方向へ移動自在に支持されている。
ラック106は、その軸線方向両側を、ハウジング3におけるギヤボックス31の後壁(図15では図示略)および前壁35に設けられた孔36に挿通させることによってギヤボックス31に支持されており、孔36を摺動自在で、X’軸方向に沿って移動可能に取り付けられている。アーム105もギヤボックス31の底壁に設けられた孔(図示略)を貫通し、該孔内をX’軸方向へ移動自在に取り付けられている。
その他の構成については実施例2のものと同じであるので、同一態様部分に同一符号を付して説明を省略する。
このように構成された実施例4の操舵装置1においては、把持点GL,GRは、把持点GL,GR間を直径としX軸を軸中心とする円筒面上を前後方向移動および回転移動する。つまり、把持点GL,GRの軌跡は球面上にはなく、円筒上に存在する。
なお、この発明は前述した実施例に限られるものではない。
例えば、ガイド面21の形状は前述した各実施例に限るものではなく、種々の形状に設定することができ、ガイド面21の形状を変えることによって把持点GL,GRの移動軌跡を所望に設定することができる。
また、転舵機構11は、ステアリングシャフト5と転舵輪とが機械的に連結された構成でもよいし、ステアリングシャフト5と転舵輪とが機械的に遮断された所謂ステアバイワイヤ式の構成であってもよい。
なお、ステアリングシャフト5の軸方向は車体の前後方向と一致させて配置してもよいし、一致させなくてもよい。
6 第1ベベルギヤ(第1歯車)
7 第2ベベルギヤ(第2歯車)
11 転舵機構
12 ガイド機構
100L,100R,107L,107R グリップ(操作子)
103 丸ハンドル(操作子)
Claims (2)
- 操作子の前後方向の移動により自転するとともに前記操作子の回転により公転する第1歯車と、
前記第1歯車に噛み合う第2歯車と、
前記第2歯車の回転に応じて車輪を転舵する転舵機構と、
を備えることを特徴とする操舵装置。 - 前記操作子の前後方向移動に伴って前記操作子を回転させるガイド機構を備えることを特徴とする請求項1に記載の操舵装置。
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