JP2008201240A - Steering device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、車両等の操舵装置に関するものである。 The present invention relates to a steering device for a vehicle or the like.
従来、車両等の操舵装置における操作子としては、構造が簡単などの理由から回転ハンドル型が一般的であった。しかしながら、回転ハンドル型は操作性の面で十分に満足できるとは言えなかった。 Conventionally, as a manipulator in a steering apparatus such as a vehicle, a rotary handle type has been generally used because of its simple structure. However, the rotary handle type has not been sufficiently satisfactory in terms of operability.
そこで、操作性の向上を目的として種々の操舵装置が開発されている。例えば、特許文献1には、ステアリングシャフトの後端に固定した親ベベルギヤに、左右一対の子ベベルギヤを噛合させ、この2つの子ベベルギヤを同期して親ベベルギヤの回転中心軸回りに公転可能に構成し、前記各子ベベルギヤを前記公転に伴って自転可能に構成し、各子ベベルギヤのそれぞれの回転軸に操作子を設けた操舵装置が開示されている。
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。
In the steering apparatus configured as described above, the driver can operate the moving element in a spherical shape with the elbow position as the center without moving the elbow position.
しかしながら、前記操舵装置のように、肘の位置を固定した操舵運動では力が出し難く、さらに操作範囲が狭く、ステアリングシャフトの回転角度が小さいため、ステアリングシャフトを直接機械的に車輪の転舵機構に連結して車輪を転舵させるのは難しい。したがって、ステアリングシャフトの回転角度をセンサで検出し、センサ出力に基づいて転舵機構を作動させる、いわゆるステアバイワイヤ式の操舵システムにせざるを得なかった。 However, as in the steering device described above, it is difficult to produce a force by a steering motion with the elbow position fixed, and the operation range is narrow, and the steering shaft rotation angle is small. It is difficult to steer the wheels by connecting to the wheel. Therefore, it has been unavoidable to use a so-called steer-by-wire steering system in which the rotation angle of the steering shaft is detected by a sensor and the steering mechanism is operated based on the sensor output.
そこで、この発明は、操作子の前後移動と回転移動を組み合わせることにより操作性を向上することができる操舵装置を提供するものである。 Therefore, the present invention provides a steering device that can improve operability by combining the forward and backward movement and the rotational movement of an operator.
この発明に係る操舵装置は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
請求項1に係る発明は、ステアリングシャフト(例えば、後述する実施例におけるステアリングシャフト5,23,53)と、運転者が操作を行う操作子(例えば、後述する実施例における操作子4,22,52)と、前記操作子を前記ステアリングシャフト回りに回転可能に支持するとともに前記ステアリングシャフトとは交差する第2軸(例えば、後述する実施例における揺動軸8,59、ギヤシャフト31)回りに回転可能に支持する支持体(例えば、後述する実施例におけるステアリングコラム2,21,51、ホルダ3)と、前記操作子に設けられ前記ステアリングシャフトと噛合する第1歯車(例えば、後述する実施例における第1ベベルギヤ9,32,60)と、前記操作子と前記支持体との間に設けられたガイド機構(例えば、後述する実施例における舌片13、平坦部15、突起37、ガイド溝38、ガイド機構54)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1A,1B,1C)である。
The steering apparatus according to the present invention employs the following means in order to solve the above problems.
The invention according to claim 1 includes a steering shaft (e.g.,
請求項2に係る発明は、請求項1に記載の発明において、前記操作子は環状のステアリングホイール(例えば、後述する実施例におけるステアリングホイール12,30,61)を備え、前記第2軸と前記ステアリングホイールの操作面との間隔は、前記ステアリングホイールの半径よりも小さいことを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the operation element includes an annular steering wheel (for example,
請求項1に係る発明によれば、操作子を第2軸回りに回転して前後移動させても、操作子をステアリングシャフト回りに回転させてもステアリングシャフトを回転することができるので、操作性が向上し、運転者の負担を低減し疲労を軽減することができる。 According to the first aspect of the present invention, the steering shaft can be rotated even if the operating element is rotated around the second axis and moved back and forth, or the operating element is rotated around the steering shaft. This improves the driver's burden and reduces fatigue.
請求項2に係る発明によれば、操作子を第2軸回りに回転するときの操作子の移動量を小さくすることができ、操作性が向上する。 According to the second aspect of the present invention, the amount of movement of the operation element when the operation element is rotated around the second axis can be reduced, and the operability is improved.
以下、この発明に係る操舵装置の実施例を図1から図17の図面を参照して説明する。以下に説明する各実施例は車両用操舵装置の態様である。 Embodiments of a steering device according to the present invention will be described below with reference to the drawings of FIGS. Each embodiment described below is an aspect of a vehicle steering apparatus.
[実施例1]
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3の図面を参照して説明する。
図1は、車両用操舵装置1Aを一部破断して示す斜視図であり、操舵装置1A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の外側に配置されステアリングコラム2の軸方向へ移動不能でステアリングコラム2の軸心回りに回転可能に取り付けられたホルダ3と、ホルダ3に支持された操作子4と、ステアリングコラム2を挿通し後端をステアリングコラム2から後方へ突出させたステアリングシャフト5と、を主要構成として備えている。
[Example 1]
First, a first embodiment of a steering apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings of FIGS.
FIG. 1 is a partially cutaway perspective view of a
ここで、前後方向とは、ステアリングシャフト5の軸方向に沿う方向をいうものとし、必ずしも車体の前後方向と一致しない。また、後方とはステアリングシャフト5において操作子4に接近する側をいい、前方とは操作子4から離反する側をいうものとする。
Here, the front-rear direction refers to a direction along the axial direction of the
ステアリングシャフト5はステアリングコラム2に回転可能に支持されており、その後端には第2ベベルギヤ6が一体的に形成されている。ステアリングシャフト5の前端は転舵機構(図示略)に連結されており、ステアリングシャフト5を回転することにより転舵輪(図示略)を転舵することができる。
The
ホルダ3は円筒状をなし、その後端はステアリングコラム2の後端とほぼ面一に配置されている。ホルダ3の後端からは径方向に互いに対向して配置された一対のアーム7,7が後方へ延長して設けられている。
The holder 3 has a cylindrical shape, and the rear end thereof is disposed substantially flush with the rear end of the
操作子4はホルダ3のアーム7,7に回転可能に取り付けられている。操作子4は、軸心をステアリングシャフト5と直交する方向に伸ばしその両端をアーム7,7に回転自在に支持された揺動軸(第2軸)8と、揺動軸8の略中央に固定された第1ベベルギヤ(第1歯車)9と、揺動軸8に移動不能に連結され第1ベベルギヤ9を収納する円筒状のギヤハウジング10と、ギヤハウジング10の底面に固定されてステアリングシャフト5および揺動軸8に対して直交する方向に伸びる連結板11と、連結板11の両端に連結された環状のステアリングホイール12と、ギヤハウジング10の外周面上部から前方へ突出する平面視略三角形の板状の舌片13と、を備えている。
The operation element 4 is rotatably attached to the
ギヤハウジング10はステアリングコラム2の外側に配置されており、ギヤハウジング10の外周面の所定部位には、図3に示すように、ステアリングシャフト5を挿通させつつギヤハウジング10の揺動軸8回りの回転を可能にする穴14が設けられている。ステアリングシャフト5の後端はこの穴14を通ってギヤハウジング10の内部に挿入されており、ギヤハウジング10内において操作子4の第1ベベルギヤ9とステアリングシャフト5の第2ベベルギヤ6とが噛合している。なお、ステアリングシャフト5の軸心の延長線と揺動軸8の軸心とは互いに直交するように配置されている。
The
ステアリングコラム2の後部には、その上部を潰したように形成された平坦部15が設けられている。平坦部15は平面視において車幅方向に左右対称形状をなしている。
水平な路面上で車両が直進するように操作子4を保持した状態(以下、この状態を中立状態という)では、ギヤハウジング10の舌片13はステアリングコラム2の平坦部15の上側に位置し、舌片13の中心がステアリングシャフト5の軸心上に位置するように設定されている。また、この状態において、連結板11の長手方向が車幅方向に沿うように設定されている。
舌片13が平坦部15の上側に位置しているときには、舌片13と平坦部15がギヤハウジング10のステアリングシャフト5回りの回転を規制(阻止)するので、ホルダ3をステアリングコラム2に対して回転することはできない。
しかしながら、舌片13が平坦部15の上側に位置していても、ギヤハウジング10を揺動軸8回りに回転することは可能であり、そのとき舌片13は平坦部15の上を移動する。そして、図2において二点鎖線で示すように、舌片13が平坦部15から離脱したときに連結板11がホルダ3に突き当たり、それ以上の揺動軸8回りの回転が阻止される。また、舌片13が平坦部15から離脱すると、ギヤハウジング10をステアリングシャフト5回りに回転させることが可能になるので、ホルダ3をステアリングコラム2に対して回転することが可能になる。
A
In a state in which the operation element 4 is held so that the vehicle goes straight on a horizontal road surface (hereinafter, this state is referred to as a neutral state), the
When the
However, even if the
次に、このように構成された操舵装置1Aの作用を説明する。ここで、説明の都合上、ステアリングシャフト5の軸心方向をX軸、揺動軸8上においてX軸と直交し且つ車幅方向に伸びる軸をY軸、X軸とY軸に直交する軸をZ軸とする。
中立状態では、揺動軸8がZ軸上に位置し、連結板11がY軸上に位置し、ステアリングホイール12がYZ平面上に位置している。
Next, the operation of the
In the neutral state, the swing shaft 8 is located on the Z axis, the connecting
この中立状態からステアリングホイール12をX軸回りに回転させようとしても、前述したように操作子4の舌片13とステアリングコラム2の平坦部15との係合により、X軸回りに回転させることはできないが、ステアリングホイール12をZ軸回りに回転させることは可能である。
Even if the
そこで、中立状態から転舵輪を転舵させるときには、ステアリングホイール12の左右一方を前方に、他方を後方へ移動することにより、ステアリングホイール12をZ軸回り(すなわち、揺動軸8回り)に回転させる。すると、ステアリングホイール12に連結された連結板11とギヤハウジング10と揺動軸8と第1ベベルギヤ9がステアリングホイール12と一体となってZ軸回りに回転し、Z軸回りに自転する第1ベベルギヤ9と噛合する第2ベベルギヤ7がX軸回りに回転し、ステアリングシャフト5がX軸回りに回転する。これにより転舵輪を転舵することができる。なお、このときには、ホルダ3は回転しない。
Therefore, when turning the steered wheels from the neutral state, the
そして、図2において二点鎖線で示すように、舌片13が平坦部15から離脱するする位置までステアリングホイール12をZ軸回りに回転すると、連結板11がホルダ3に突き当たり、それ以上の揺動軸8回りの回転が規制されるが、この状態になるとギヤハウジング10をステアリングシャフト5回りに回転させることが可能になるので、この後は、ステアリングホイール12をX軸回り(すなわち、ステアリングシャフト5回り)に回転する。すると、ステアリングホイール12に連結された連結板11とギヤハウジング10と揺動軸8と第1ベベルギヤ9とホルダ3がステアリングホイール12と一体となってX軸回りに回転し、第1ベベルギヤ9と噛合する第2ベベルギヤ7がX軸回りに回転する。このように、ギヤハウジング10がX軸回りに回転しているときには、第1ベベルギヤ9と第2ベベルギヤ6は相対回転せずロックされた状態となるので、第1ベベルギヤ9のX軸回りの公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。これにより転舵輪を転舵することができる。
Then, as shown by a two-dot chain line in FIG. 2, when the
すなわち、この操舵装置1Aでは、中立状態に近い小舵角領域ではステアリングホイール12の左右を前後方向へ移動することにより、ステアリングホイール12をZ軸回りに回転して転舵輪を転舵させることができ、転舵角が所定角度に達した後はステアリングホイール12をX軸回りに回転することにより転舵輪を転舵させることができる。
その結果、操舵初期においては、運転者は腕の前後方向動作によって操舵することができるので、運転者は操作力を出し易く、操作速度も速くなり、運転者の負担を低減することができ、疲労を軽減することができる。人間工学的に見ると、人間は物を回転させるときよりも前後に動かすときの方が力を出し易く、素早く動かせるからである。
That is, in this
As a result, in the initial stage of steering, the driver can steer by the back and forth movement of the arm, so that the driver can easily exert the operating force, the operation speed is increased, and the burden on the driver can be reduced. Fatigue can be reduced. From an ergonomic point of view, human beings can move more quickly when moving objects back and forth than when rotating objects.
なお、この実施例1においては、ステアリングコラム2とホルダ3によって、操作子4をステアリングシャフト5回りに回転可能に支持するとともにステアリングシャフト5と交差する第2軸回りに回転可能に支持する支持体が構成され、舌片13と平坦部15によってガイド機構が構成される。
In the first embodiment, the operating column 4 is supported by the
[実施例2]
次に、この発明に係る操舵装置の実施例2を図4から図6の図面を参照して説明する。
図4は、車両用操舵装置1Bを一部破断して示す斜視図であり、操舵装置1B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21と、ステアリングコラム21の後端に取り付けられた操作子22と、ステアリングコラム21に回転可能に取り付けられたステアリングシャフト23と、を備えている。
[Example 2]
Next, a second embodiment of the steering apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings of FIGS.
FIG. 4 is a partially cutaway perspective view of the
ここで、前後方向とは、ステアリングシャフト23の軸方向に沿う方向をいうものとし、必ずしも車体の前後方向と一致しない。また、後方とはステアリングシャフト23において操作子22に接近する側をいい、前方とは操作子22から離反する側をいうものとする。
Here, the front-rear direction refers to a direction along the axial direction of the steering
ステアリングシャフト23はステアリングコラム21のシャフト挿通孔27を挿通し、軸受24を介してステアリングコラム21に回転可能に支持されており、その後端には第2ベベルギヤ25が一体的に形成されている。ステアリングシャフト23の前端は転舵機構(図示略)に連結されており、ステアリングシャフト23を回転することにより転舵輪(図示略)を転舵することができる。
The steering
ステアリングコラム21の後端には、シャフト挿通孔27の後端に連なる略半球状の凹部26が設けられており、この凹部26に操作子22が取り付けられている。
操作子22は、凹部26に収容される略半球状のギヤハウジング28と、ギヤハウジング28の後端面から後方外側へ斜めに伸びる一対のアーム29,29と、アーム29,29に連結された環状のステアリングホイール30と、ギヤハウジング28の内部に設けられ直径方向に配置されたギヤシャフト(第2軸)31と、ギヤシャフト31の略中央に設けられた第1ベベルギヤ(第1歯車)32と、を備えている。
The rear end of the
The operating
ギヤハウジング28の外周面であってギヤシャフト31の軸心延長上には略半球状の凹部33が形成されていて、この凹部33に球状の支持ボール34が回転可能に収容されている。この支持ボール34は、ステアリングコラム21の凹部26の内面においてステアリングシャフト23の軸心と直交する仮想面との交点に沿って円環状に形成された断面略半円形のガイド溝35に転動可能に係合している。この構成により、ギヤハウジング28はギヤシャフト31の軸心回りに回転可能、且つ、ステアリングシャフト23の軸心回りに回転可能とされている。
A substantially
また、ギヤハウジング28には、ステアリングシャフト23を挿通させつつギヤハウジング28のギヤシャフト31回りの回転を可能にする穴36が設けられている。ステアリングシャフト23の後端はこの穴36を通ってギヤハウジング28の内部に挿入されており、ギヤハウジング28内において第1ベベルギヤ32とステアリングシャフト23の第2ベベルギヤ25とが噛合している。なお、ステアリングシャフト23の軸心の延長線はギヤシャフト31の軸心と直交するように配置されている。
The
さらに、ギヤハウジング28の外周面であって凹部33と穴36との間には外方へ突出する突起37が形成されており、この突起37は、ステアリングコラム21の凹部26の内面に形成されたガイド溝38に摺動可能に係合している。突起37とガイド溝38の係合により、ギヤハウジング28の回転が制限される。
図6における破線は、YZ平面に射影されたガイド溝38の中心線を示している。。ここで、説明の都合上、ステアリングシャフト23の軸心方向をX軸、ギヤシャフト31上においてX軸と直交し且つ車幅方向に伸びる軸をY軸、X軸とY軸に直交する軸をZ軸とする。
Further, a
The broken line in FIG. 6 shows the center line of the
図中、P1点からP2点の区間Aの投影線はY軸と平行な直線で且つX軸に対して左右対称をなし、突起37が区間Aのガイド溝38に係合している間は、ギヤハウジング28はZ軸回りの回転のみ許容され、X軸回りの回転を阻止されるように設定されている。
また、P3点からP4点の区間Cの投影線はX軸を中心とする所定半径の円弧状をなし、突起37が区間Cのガイド溝38に係合している間は、ギヤハウジング28はX軸回りの回転のみ許容され、Z軸回りの回転が阻止されるように設定されている。
区間Aと区間Cとを繋ぐ区間Bの投影線は曲率が変化する滑らかな曲線状をなし、突起37が区間Bのガイド溝38に係合している間は、ガイド溝38の形状に応じてギヤハウジング28がX軸回りおよびZ軸回りのいずれの方向の回転も許容されるように設定されている。
In the drawing, the projection line of the section A from the point P1 to the point P2 is a straight line parallel to the Y axis and symmetrical with respect to the X axis, and the
In addition, the projection line of the section C from the point P3 to the point P4 has an arc shape with a predetermined radius centered on the X axis, and while the
The projection line of the section B connecting the section A and the section C has a smooth curved shape with a changing curvature, and the
次に、このように構成された操舵装置1Bの作用を説明する。
この操舵装置1Bでは、中立状態において、ギヤシャフト31の軸心がZ軸上に位置し、ステアリングホイール30がYZ平面と平行な面に位置し、突起37がガイド溝38の区間Aの長手方向中央に位置するように設定されている。
この中立状態からステアリングホイール30をX軸回りに回転させようとしても、前述したように操作子22の突起37とステアリングコラム21の区間Aにおけるガイド溝38との係合により、X軸回りに回転させることはできないが、ステアリングホイール30をZ軸回りに回転させることは可能である。
Next, the operation of the
In the
Even if an attempt is made to rotate the
そこで、中立状態から転舵輪を転舵させるときには、ステアリングホイール30の左右一方を前方に、他方を後方へ移動することにより、ステアリングホイール30をZ軸回り(すなわち、ギヤシャフト31回り)に回転させる。すると、ステアリングホイール30に連結されたギヤハウジング28とギヤシャフト31と第1ベベルギヤ32がステアリングホイール30と一体となってZ軸回りに回転し、Z軸回りに自転する第1ベベルギヤ32と噛合する第2ベベルギヤ25がX軸回りに回転し、ステアリングシャフト23がX軸回りに回転する。これにより転舵輪を転舵することができる。
Therefore, when turning the steered wheels from the neutral state, the
そして、突起37が区間Bを経由して区間Cのガイド溝38に進むと、突起37と区間Cのガイド溝38との係合により、ステアリングホイール30はZ軸回りの回転を阻止され、X軸回りの回転のみ許容されるので、この後は、ステアリングホイール30をX軸回り(すなわち、ステアリングシャフト23回り)に回転する。すると、ステアリングホイール30に連結されたギヤハウジング28とギヤシャフト31と第1ベベルギヤ32がステアリングホイール30と一体となってX軸回りに回転し、第1ベベルギヤ32と噛合する第2ベベルギヤ25がX軸回りに回転する。このように、ギヤハウジング28がX軸回りに回転しているときには、第1ベベルギヤ32と第2ベベルギヤ25は相対回転せずロックされた状態となるので、第1ベベルギヤ32のX軸回りの公転に伴ってステアリングシャフト23がX軸回りに回転する。これにより転舵輪を転舵することができる。
When the
なお、突起37が区間Bのガイド溝38に沿って進む間は、ガイド溝38の形状に応じてステアリングホイール30がZ軸回りおよびX軸回りに回転可能となり、このときには、第1ベベルギヤ32はZ軸回りに自転するとともにX軸回りに公転する複合回転となる。その結果、第1ベベルギヤ32と噛合する第2ベベルギヤ25がX軸回りに回転し、ステアリングシャフト23がX軸回りに回転するので、これにより転舵輪を転舵することができる。
While the
この実施例2の操舵装置1Bでは、図5に示すように、ギヤシャフト31とステアリングホイール30の操作面との間隔Sを、ステアリングホイール30の半径Rよりも小さく設定するのが好ましい。このようにすると、操作子22をZ軸回りに回転したときにステアリングホイール30のY軸方向の移動量を小さくすることができ、運転者がステアリングホイール30を操作する際に違和感を感じないで済む。また、操作子22のZ軸回りの回転操作が、ステアリングホイール30の左右を互いに逆方向に前後動する操作に近くなる。これと逆に、前記間隔Sをステアリングホイール30の半径Rよりも大きくすると、操作子22をZ軸回りに回転したときにステアリングホイール30のY軸方向の移動量が大きくなり、運転者は操作に違和感を感じる。
In the
以上説明するように、この操舵装置1Bにおいては、中立状態に近い小舵角領域では、ステアリングホイール30の左右を前後方向へ移動させてステアリングホイール30をZ軸回りに回転することにより転舵輪を転舵させることができ、転舵角が所定角度に達した後はステアリングホイール30をX軸回りに回転することにより転舵輪を転舵させることができる。
その結果、操舵初期において、運転者はほぼ腕の前後方向動作によって操舵することができるので、運転者は操作力を出し易く、操作速度も速くなり、運転者の負担を低減することができ、疲労を軽減することができる。
As described above, in the
As a result, in the initial stage of steering, the driver can steer almost by the back and forth movement of the arm, so the driver can easily output the operation force, the operation speed is increased, and the burden on the driver can be reduced. Fatigue can be reduced.
なお、この実施例2においては、ステアリングコラム21によって、操作子22をステアリングシャフト23回りに回転可能に支持するとともにステアリングシャフト23と交差する第2軸回りに回転可能に支持する支持体が構成され、操作子22の突起37とステアリングコラム21のガイド溝38によってガイド機構が構成される。
In the second embodiment, the
[実施例3]
次に、この発明に係る操舵装置の実施例3を図7から図17の図面を参照して説明する。
図7、図8はそれぞれ、車両用操舵装置1Cを一部破断して示す側面図および横断面図であり、操舵装置1C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51と、ステアリングコラム51の後端に取り付けられた操作子52と、ステアリングコラム51に回転可能に取り付けられたステアリングシャフト53と、ステアリングコラム51と操作子52との間に設けられたガイド機構54と、を備えている。
[Example 3]
Next, a third embodiment of the steering apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings of FIGS.
FIGS. 7 and 8 are a side view and a cross-sectional view, respectively, showing the vehicle steering apparatus 1C in a partially broken view. The steering apparatus 1C is a steering column that is fixed to the vehicle body and has a rear end disposed in front of the driver's seat. 51, an operating
ここで、前後方向とは、ステアリングシャフト53の軸方向に沿う方向をいうものとし、必ずしも車体の前後方向と一致しない。また、後方とはステアリングシャフト53において操作子52に接近する側をいい、前方とは操作子52から離反する側をいうものとする。
Here, the front-rear direction refers to a direction along the axial direction of the steering
ステアリングシャフト53はステアリングコラム51のシャフト挿通孔71を挿通し、軸受55を介してステアリングコラム51に回転可能に支持されている。ステアリングシャフト53の後端はステアリングコラム51の後端から後方へ突出しており、この後端には第2ベベルギヤ56が一体的に形成されている。ステアリングシャフト53の前端は転舵機構(図示略)に連結されており、ステアリングシャフト53を回転することにより転舵輪(図示略)を転舵することができる。
The steering
操作子52は、ステアリングコラム51の後端に軸受70を介してステアリングコラム51の軸心回りに回転可能に取り付けられたギヤハウジング57と、軸心をステアリングシャフト53と直交する方向に伸ばしてギヤハウジング57を貫通しギヤハウジング57に軸受58を介して回転可能に支持された揺動軸(第2軸)59と、ギヤハウジング57内に収容され揺動軸59に固定された第1ベベルギヤ(第1歯車)60と、揺動軸59の両端に連結された環状のステアリングホイール61と、を備えている。なお、ステアリングシャフト53の軸心の延長線と揺動軸59の軸心とは互いに直交するように配置されている。
ステアリングシャフト53の第2ベベルギヤ56はギヤハウジング57内に収容され、第1ベベルギヤ60に噛合している。
The operating
The
このように構成された操作子52では、ギヤハウジング57がステアリングシャフト53の軸心回りに回転可能であるとともに、ギヤハウジング57に対して揺動軸59がその軸心回りに回転可能である。
実施例3においては、ステアリングコラム51は、操作子52をステアリングシャフト53回りに回転可能に支持するとともにステアリングシャフト53と交差する第2軸回りに回転可能に支持する支持体を構成する。
In the
In the third embodiment, the
ガイド機構54は、ギヤハウジング57内において揺動軸59に固定されたアーム62と、ステアリングコラム51のカム部63に軸方向移動可能且つ回転可能に外嵌された円筒状のスライダー64と、ギヤハウジング57に設けられた窓65を挿通し一端をアーム62に回転可能に連結され他端をスライダー64に回転可能に連結されたカムフォロワアーム66と、ステアリングコラム51のカム部63に形成されたカム溝67と、スライダー64の内面に不離一体に取り付けられカム溝67に摺動可能に係合するピン68と、から構成されている。
図9に示すように、カム溝67は、カム部63の軸心に沿って直線状に形成された直線部67aと、直線部67aを間に挟んだ両側にカム部63の外周面に沿って螺旋状に形成された螺旋部67b,67cと、直線部67aと螺旋部67b,67cとを接続する曲線部67d,67eとから構成されている。
The
As shown in FIG. 9, the
このガイド機構54においては、ピン68がカム溝67に係合しカム溝67に沿ってのみ移動可能である。したがって、ピン68が直線部67aを移動しているときには、スライダー64はカム部63に対して回転せず、カム部63の軸心に沿って直線移動するだけであるが、ピン68が曲線部67d,67eを移動しているときには、スライダー64はカム部63の軸心に沿って移動しながらカム部63の回りを回転し、ピン68が螺旋部67b,67cを移動しているときには、スライダー64はカム部63の回りで螺旋状に移動する。そして、スライダー64がカム部63の軸心回りに回転したときには、カムフォロワアーム66とアーム62と揺動軸59を介してスライダー64に連結されている操作子52のギヤハウジング57も、スライダー64と一体となって回転する。
In the
次に、このように構成された操舵装置1Cの作用を説明する。ここで、説明の都合上、ステアリングシャフト53の軸心方向をX軸、揺動軸59上においてX軸と直交し且つ車幅方向に伸びる軸をY軸、X軸とY軸に直交する軸をZ軸とする。
操舵装置1Cでは、中立状態において、揺動軸59の軸心がZ軸に一致し、ステアリングホイール61およびアーム62がYZ平面上に位置し(図8参照)、ピン68がカム溝67の直線部67aの長手方向中央(図9においてQ点)に位置するように設定されている。
Next, the operation of the steering apparatus 1C configured as described above will be described. Here, for convenience of explanation, the axis direction of the steering
In the steering device 1C, in the neutral state, the axis of the
この中立状態からステアリングホイール61をX軸回りに回転させようとしても、ピン68とカム溝67の直線部67aとの係合によりX軸回りに回転させることはできない。しかしながら、ピン68を直線部67aに沿ってステアリングコラム51の軸心方向へ移動させることは可能である。
Even if the
そこで、中立状態から転舵輪を転舵させるときには、ステアリングホイール61の左右一方を前方へ、他方を後方へ移動することにより、ステアリングホイール61をZ軸回り(すなわち、揺動軸59回り)に回転させる。すると、ステアリングホイール61に連結された揺動軸59と第1ベベルギヤ60がステアリングホイール61と一体となってZ軸回りに回転し、Z軸回りに自転する第1ベベルギヤ60に噛合する第2ベベルギヤ56がX軸回りに回転し、ステアリングシャフト53がX軸回りに回転する。これにより転舵輪を転舵することができる。また、このときにアーム62が揺動軸59と一体となって回転するので、これに伴ってカムフォロワアーム66およびスライダー64が前後方向へ移動せしめられ、ピン68がカム溝67の直線部67aに沿ってステアリングコラム51の軸心方向へ移動する。なお、このときには、ギヤハウジング57は回転しない。直線部67aの長さ設定により、ステアリングホイール61の前後方向操作範囲を設定することができる。図10、図11は、ピン68が直線部67aの終点に達した状態を示す側面図と横断面図である。
Therefore, when turning the steered wheels from the neutral state, the
そして、ピン68がカム溝67の曲線部67dまたは67eに達した後は、ステアリングホイール61を揺動軸59回りに回転しながらギヤハウジング57をステアリングコラム51の軸心回りに回転する。すなわち、ステアリングホイール61を揺動軸59回りに回転させながらステアリングシャフト53回りに回転させる複合的な回転を行う。
すると、ステアリングホイール61に連結された揺動軸59とギヤハウジング57と第1ベベルギヤ60がステアリングホイール61と一体となってX軸回りに回転するとともに、揺動軸59と第1ベベルギヤ60がステアリングホイール61と一体となってZ軸回りに回転する。これにより、ピン68をカム溝67の曲線部67dまたは67eに沿って移動させることができる。
そして、この操作により、第1ベベルギヤ60に噛合する第2ベベルギヤ56をX軸回りに回転することができ、転舵輪を転舵することができる。
この曲線部67d,67eの曲率を適宜に設定することにより、直線部67aから螺旋部67b,67cへの移行を滑らかにすることができる。
Then, after the
Then, the
By this operation, the
By appropriately setting the curvatures of the
そして、ピン68が螺旋部67bまたは67cに達した後は、ピン68をカム溝67の螺旋部67bまたは67cに沿って移動させるために、ギヤハウジング57をステアリングコラム51の軸心回りに回転する。すなわち、ステアリングホイール61をステアリングシャフト53回りに回転する。すると、ステアリングホイール61に連結された揺動軸59とギヤハウジング57と第1ベベルギヤ60がステアリングホイール61と一体となってX軸回りに回転し、第1ベベルギヤ60に噛合する第2ベベルギヤ56がX軸回りに回転して、ステアリングシャフト53がX軸回りに回転する。これにより、転舵輪を転舵することができる。なお、ピン68が螺旋部67b,67cを移動するときには、ピン68のカム部63の軸心方向移動が規制され、該方向へは殆ど移動しない。螺旋部67b,67cの長さ設定により、ステアリングホイール61のX軸回りの回転操作範囲を設定することができる。図12、図13は、ピン68が螺旋部67cを移動中で、カムフォロワアーム66がXZ平面上に位置した状態を示す側面図と横断面図である。
Then, after the
すなわち、この操舵装置1Cでは、中立状態に近い小舵角領域ではステアリングホイール61の左右を前後方向へ移動することにより、ステアリングホイール61をZ軸回りに回転して転舵輪を転舵させることができ、転舵角が所定角度に達した後はステアリングホイール61をX軸回りに回転することにより転舵輪を転舵させることができる。
その結果、操舵初期においては、運転者は腕の前後方向動作によって操舵することができるので、運転者は操作力を出し易く、操作速度も速くなり、運転者の負担を低減することができ、疲労を軽減することができる。
That is, in the steering device 1C, in the small steering angle region close to the neutral state, the
As a result, in the initial stage of steering, the driver can steer by the back and forth movement of the arm, so that the driver can easily exert the operating force, the operation speed is increased, and the burden on the driver can be reduced. Fatigue can be reduced.
実施例3の操舵装置1Cの変形例を図14から図17の図面を参照して説明する。
図14から図16にカム機構54の変形例を示す。
図14(A)に示す変形例は、カム部63のカム溝67を設ける代わりに断面台形状のカム突起67Aを設け、スライダー64にピン68を取り付ける代わりに、カム突起67Aに係合する駒68Aを取り付けたものである。
図14(B)に示す変形例は、前記カム突起67Aをカム部63とは別体に板状に形成し、カム部63に嵌合固定したものである。
図14(C)に示す変形例は、カム部63のカム溝67を設ける代わりにカム穴67Bを設け、このカム穴67Bにピン68を係合したものである。
A modification of the steering device 1C according to the third embodiment will be described with reference to FIGS.
A modification of the
In the modification shown in FIG. 14A, a
In the modification shown in FIG. 14B, the
In the modification shown in FIG. 14C, a
図15に示す変形例は、カム溝67の直線部67aをカム部63の軸心方向に対して所定角度傾斜して設けたものである。また、直線部67aを大きな曲率半径の円弧状等の曲線状にしてもよい。
In the modification shown in FIG. 15, the
図16に示す変形例は、ピン68を球状とし、カム溝67の断面形状を円形として、球状のピン68がカム溝67に離脱不能に嵌合し且つカム溝67に沿って移動可能にしたものである。このように構成すると、ピン68を保持するためのスライダー64が不要となる。
また、この場合にはスライダー64を用いないので、カム部63を一定半径の円筒状ではなく、カム部63の軸心方向に沿って半径が変化する曲面状にすることも可能である。例えば、カムフォロワアーム66とアーム62との連結点の移動軌跡(図8参照)に合わせた曲線状にしてもよい。
In the modification shown in FIG. 16, the
Further, in this case, since the
図17にギヤハウジング57の支持構造の変形例を示す。前述した実施例3ではギヤハウジング57をステアリングコラム51に回転可能に取り付けたが、図17に示すように、ギヤハウジング57をステアリングシャフト53に軸受72を介して回転可能に取り付けてもよい。
FIG. 17 shows a modification of the support structure for the
1A,1B,1C 操舵装置
2,21,51 ステアリングコラム(支持体)
3 ホルダ(支持体)
4,22,52 操作子
5,23,53 ステアリングシャフト
6,25,56 第2ベベルギヤ
8,59 揺動軸(第2軸)
9,32,60 第1ベベルギヤ(第1歯車)
12,30,61 ステアリングホイール
13 舌片(ガイド機構)
15 平坦部(ガイド機構)
31 ギヤシャフト(第2軸)
37 突起(ガイド機構)
38 ガイド溝(ガイド機構)
54 ガイド機構
1A, 1B,
3 Holder (support)
4, 22, 52
9, 32, 60 First bevel gear (first gear)
12, 30, 61
15 Flat part (guide mechanism)
31 Gear shaft (second axis)
37 Protrusion (guide mechanism)
38 Guide groove (Guide mechanism)
54 Guide mechanism
Claims (2)
運転者が操作を行う操作子と、
前記操作子を前記ステアリングシャフト回りに回転可能に支持するとともに前記ステアリングシャフトとは交差する第2軸回りに回転可能に支持する支持体と、
前記操作子に設けられ前記ステアリングシャフトと噛合する第1歯車と、
前記操作子と前記支持体との間に設けられたガイド機構と、
を備えることを特徴とする操舵装置。 A steering shaft,
An operator operated by the driver, and
A support that rotatably supports the operating element around the steering shaft and supports the operating element rotatably about a second axis that intersects the steering shaft;
A first gear provided on the operating element and meshing with the steering shaft;
A guide mechanism provided between the operating element and the support;
A steering apparatus comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007039059A JP2008201240A (en) | 2007-02-20 | 2007-02-20 | Steering device |
Applications Claiming Priority (1)
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Country | Link |
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JP (1) | JP2008201240A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2009196462A (en) * | 2008-02-20 | 2009-09-03 | Honda Motor Co Ltd | Steering device |
-
2007
- 2007-02-20 JP JP2007039059A patent/JP2008201240A/en not_active Withdrawn
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