JP2008201240A - Steering device - Google Patents

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Yoshito Nakamura
義人 中村
Yoshinobu Tada
賀信 多田
Norifumi Tamura
憲史 田村
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the operability of a steering device by combining forward/backward movement with rotating movement of an operating element. <P>SOLUTION: The steering device 1B is provided with a steering shaft 23; the operating element 22 operated by a driver; a steering column 21 for rotatably supporting the operating element 22 around the axial center of the steering shaft 23 and around the axial center of a gear shaft 31 intersecting with the steering shaft 23; a second bevel gear 25 provided in an end part of the steering shaft 23; a first bevel gear 32 fixed to the gear shaft 31 and engaged with the second bevel gear 25; a projection 37 provided in the operating element 22; and a guide groove provided in the steering column 21. The projection 37 is movably engaged with the guide groove. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

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。
特開2005−297772号公報
Therefore, various steering devices have been developed for the purpose of improving operability. For example, in Patent Document 1, a pair of left and right child bevel gears are meshed with a parent bevel gear fixed to the rear end of the steering shaft, and the two child bevel gears are synchronized so that they can revolve around the rotation center axis of the parent bevel gear. A steering device is disclosed in which each of the child bevel gears is configured to be able to rotate in association with the revolution, and an operation element is provided on each rotation shaft of each child bevel gear.
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.
JP 2005-277772 A

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., steering shafts 5, 23, 53 in an embodiment described later) and an operator (e.g., an operator 4, 22, in an embodiment described later) operated by a driver. 52) and a second axis (for example, rocking shafts 8 and 59, gear shaft 31 in the embodiment described later) that supports the operating element rotatably around the steering shaft and intersects the steering shaft. A support body (for example, steering columns 2, 21, 51 and holder 3 in an embodiment described later) that is rotatably supported, and a first gear (for example, an embodiment described later) that is provided on the operating element and meshes with the steering shaft. First bevel gears 9, 32, 60) and a guide mechanism (for example, provided between the operating element and the support) A steering device (e.g., a steering device 1A, 1B, or a steering device 1A, 1B, or the like in an embodiment to be described later). 1C).

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, steering wheels 12, 30, 61 in an embodiment described later), and the second shaft and the The distance from the operation surface of the steering wheel is smaller than the radius of the steering wheel.

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 vehicle steering apparatus 1A. The steering apparatus 1A includes a steering column 2 that is fixed to a vehicle body and has a rear end disposed in front of a driver's seat, and an outer side of the steering column 2. A holder 3 which is arranged in the axial direction of the steering column 2 and is attached so as to be rotatable around the axis of the steering column 2, an operating element 4 supported by the holder 3, and a rear end through which the steering column 2 is inserted. And a steering shaft 5 protruding rearward from the steering column 2 as a main component.

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 steering shaft 5 and does not necessarily coincide with the front-rear direction of the vehicle body. Further, the rear means the side of the steering shaft 5 that approaches the operating element 4, and the front means the side that is separated from the operating element 4.

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 steering shaft 5 is rotatably supported by the steering column 2, and a second bevel gear 6 is integrally formed at the rear end thereof. The front end of the steering shaft 5 is connected to a steering mechanism (not shown), and a steered wheel (not shown) can be steered by rotating the steering shaft 5.

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 steering column 2. From the rear end of the holder 3, a pair of arms 7, 7 arranged to face each other in the radial direction are provided extending rearward.

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 arms 7 and 7 of the holder 3. The operating element 4 has an axis extending in a direction perpendicular to the steering shaft 5, a swing shaft (second shaft) 8 that is rotatably supported by the arms 7 and 7 at both ends, and a substantially center of the swing shaft 8. A fixed first bevel gear (first gear) 9, a cylindrical gear housing 10 that is immovably connected to the swing shaft 8 and accommodates the first bevel gear 9, and a steering shaft fixed to the bottom surface of the gear housing 10. 5 and a connecting plate 11 extending in a direction perpendicular to the swing shaft 8, an annular steering wheel 12 connected to both ends of the connecting plate 11, and a plan view that protrudes forward from the upper part of the outer peripheral surface of the gear housing 10. A triangular plate-like tongue piece 13.

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 gear housing 10 is disposed outside the steering column 2 and, as shown in FIG. 3, the steering shaft 5 is inserted into a predetermined portion of the outer peripheral surface of the gear housing 10 around the swing shaft 8 of the gear housing 10. A hole 14 is provided to enable rotation of the. The rear end of the steering shaft 5 is inserted into the gear housing 10 through the hole 14, and the first bevel gear 9 of the operating element 4 and the second bevel gear 6 of the steering shaft 5 mesh with each other in the gear housing 10. ing. The extension line of the axis of the steering shaft 5 and the axis of the swing shaft 8 are arranged so as to be orthogonal to each other.

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 flat portion 15 is formed at the rear portion of the steering column 2 so that the upper portion thereof is crushed. The flat portion 15 has a symmetrical shape in the vehicle width direction in plan view.
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 tongue piece 13 of the gear housing 10 is positioned above the flat portion 15 of the steering column 2. The center of the tongue 13 is set so as to be located on the axis of the steering shaft 5. In this state, the longitudinal direction of the connecting plate 11 is set so as to be along the vehicle width direction.
When the tongue piece 13 is positioned above the flat portion 15, the tongue piece 13 and the flat portion 15 restrict (block) the rotation of the gear housing 10 around the steering shaft 5, so that the holder 3 is placed against the steering column 2. Cannot rotate.
However, even if the tongue piece 13 is positioned above the flat portion 15, the gear housing 10 can be rotated around the swing shaft 8, and at that time, the tongue piece 13 moves on the flat portion 15. . As shown by a two-dot chain line in FIG. 2, the connecting plate 11 hits the holder 3 when the tongue piece 13 is detached from the flat portion 15, and further rotation around the swing shaft 8 is prevented. When the tongue piece 13 is detached from the flat portion 15, the gear housing 10 can be rotated around the steering shaft 5, so that the holder 3 can be rotated with respect to the steering column 2.

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 steering apparatus 1A configured as described above will be described. Here, for convenience of explanation, the axis direction of the steering shaft 5 is the X axis, the axis perpendicular to the X axis on the swing shaft 8 and the axis extending in the vehicle width direction is the Y axis, and the X axis is perpendicular to the Y axis. Is the Z axis.
In the neutral state, the swing shaft 8 is located on the Z axis, the connecting plate 11 is located on the Y axis, and the steering wheel 12 is located on the YZ plane.

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 steering wheel 12 is to be rotated around the X axis from this neutral state, it is rotated around the X axis by the engagement between the tongue piece 13 of the operating element 4 and the flat portion 15 of the steering column 2 as described above. However, it is possible to rotate the steering wheel 12 around the Z axis.

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 steering wheel 12 is rotated around the Z axis (that is, around the swinging axis 8) by moving the left and right ones of the steering wheel 12 forward and the other backward. Let Then, the connecting plate 11, the gear housing 10, the swing shaft 8, and the first bevel gear 9 connected to the steering wheel 12 rotate around the Z axis together with the steering wheel 12 and rotate around the Z axis. The second bevel gear 7 meshing with the bevel gear 9 rotates about the X axis, and the steering shaft 5 rotates about the X axis. Thereby, a steered wheel can be steered. At this time, the holder 3 does not rotate.

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 steering wheel 12 is rotated around the Z axis to a position where the tongue piece 13 is detached from the flat portion 15, the connecting plate 11 hits the holder 3 and further swings. Although rotation around the moving shaft 8 is restricted, the gear housing 10 can be rotated around the steering shaft 5 in this state, and thereafter, the steering wheel 12 is rotated around the X axis (that is, the steering shaft). 5). Then, the connecting plate 11 connected to the steering wheel 12, the gear housing 10, the swing shaft 8, the first bevel gear 9, and the holder 3 rotate together with the steering wheel 12 around the X axis, and the first bevel gear 9 The meshed second bevel gear 7 rotates around the X axis. Thus, when the gear housing 10 is rotating around the X axis, the first bevel gear 9 and the second bevel gear 6 are not rotated relative to each other and are locked, so that the first bevel gear 9 revolves around the X axis. Accordingly, the steering shaft 5 rotates around the X axis. Thereby, a steered wheel can be steered.

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 steering apparatus 1A, in the small steering angle region close to the neutral state, the steering wheel 12 is rotated around the Z axis by moving the left and right sides of the steering wheel 12 in the front-rear direction, thereby turning the steered wheels. After the turning angle reaches a predetermined angle, the steered wheels can be steered by rotating the steering wheel 12 about the X axis.
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 steering column 2 and the holder 3 so as to be rotatable around the steering shaft 5 and is also supported so as to be rotatable around the second axis intersecting with the steering shaft 5. The tongue 13 and the flat portion 15 constitute a guide mechanism.

[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 vehicle steering apparatus 1B. The steering apparatus 1B includes a steering column 21 that is fixed to the vehicle body and that has a rear end disposed in front of the driver's seat, and a rear part of the steering column 21. An operating element 22 attached to the end and a steering shaft 23 rotatably attached to the steering column 21 are provided.

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 shaft 23 and does not necessarily coincide with the front-rear direction of the vehicle body. Further, the rear means the side of the steering shaft 23 that approaches the operating element 22, and the front means the side that is separated from the operating element 22.

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 shaft 23 is inserted into a shaft insertion hole 27 of the steering column 21 and is rotatably supported by the steering column 21 via a bearing 24. A second bevel gear 25 is integrally formed at the rear end of the steering shaft 23. The front end of the steering shaft 23 is connected to a steering mechanism (not shown), and a steered wheel (not shown) can be steered by rotating the steering shaft 23.

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 steering column 21 is provided with a substantially hemispherical concave portion 26 that continues to the rear end of the shaft insertion hole 27, and the operating element 22 is attached to the concave portion 26.
The operating element 22 includes a substantially hemispherical gear housing 28 accommodated in the recess 26, a pair of arms 29, 29 extending obliquely rearward and outward from the rear end surface of the gear housing 28, and an annular shape connected to the arms 29, 29. A steering wheel 30, a gear shaft (second shaft) 31 provided inside the gear housing 28 and arranged in the diameter direction, and a first bevel gear (first gear) 32 provided substantially at the center of the gear shaft 31. It is equipped with.

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 hemispherical recess 33 is formed on the outer peripheral surface of the gear housing 28 on the axial extension of the gear shaft 31, and a spherical support ball 34 is rotatably accommodated in the recess 33. This support ball 34 can roll into a guide groove 35 having a substantially semicircular cross section formed in an annular shape along the intersection of the inner surface of the recess 26 of the steering column 21 and a virtual surface orthogonal to the axis of the steering shaft 23. Is engaged. With this configuration, the gear housing 28 can rotate about the axis of the gear shaft 31 and can rotate about the axis of the steering shaft 23.

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 gear housing 28 is provided with a hole 36 that allows the steering shaft 23 to pass therethrough and allows the gear housing 28 to rotate around the gear shaft 31. The rear end of the steering shaft 23 is inserted into the gear housing 28 through the hole 36, and the first bevel gear 32 and the second bevel gear 25 of the steering shaft 23 are engaged with each other in the gear housing 28. The extension line of the axis of the steering shaft 23 is arranged so as to be orthogonal to the axis of the gear shaft 31.

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 projection 37 that protrudes outward is formed on the outer peripheral surface of the gear housing 28 between the recess 33 and the hole 36, and this projection 37 is formed on the inner surface of the recess 26 of the steering column 21. The guide groove 38 is slidably engaged. The engagement of the protrusion 37 and the guide groove 38 limits the rotation of the gear housing 28.
The broken line in FIG. 6 shows the center line of the guide groove 38 projected onto the YZ plane. . Here, for convenience of explanation, the axis direction of the steering shaft 23 is the X axis, the axis that is orthogonal to the X axis on the gear shaft 31 and extends in the vehicle width direction is the Y axis, and the axis that is orthogonal to the X axis and the Y axis is The Z axis is assumed.

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 projection 37 is engaged with the guide groove 38 of the section A. The gear housing 28 is set so that only rotation around the Z axis is allowed and rotation around the X axis is prevented.
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 projection 37 is engaged with the guide groove 38 of the section C, the gear housing 28 is Only rotation around the X axis is allowed, and rotation around the Z axis is prevented.
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 projection 37 is engaged with the guide groove 38 of the section B according to the shape of the guide groove 38. Thus, the gear housing 28 is set to be allowed to rotate in either direction around the X axis or around the Z axis.

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 steering apparatus 1B configured as described above will be described.
In the steering device 1B, in the neutral state, the axis of the gear shaft 31 is located on the Z axis, the steering wheel 30 is located on a plane parallel to the YZ plane, and the protrusion 37 is the longitudinal direction of the section A of the guide groove 38. It is set to be located in the center.
Even if an attempt is made to rotate the steering wheel 30 about the X axis from this neutral state, as described above, the rotation of the steering wheel 30 about the X axis is caused by the engagement between the projection 37 of the operating element 22 and the guide groove 38 in the section A of the steering column 21. However, it is possible to rotate the steering wheel 30 around the Z axis.

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 steering wheel 30 is rotated around the Z axis (that is, around the gear shaft 31) by moving one of the left and right sides of the steering wheel 30 forward and the other backward. . Then, the gear housing 28, the gear shaft 31, and the first bevel gear 32 connected to the steering wheel 30 rotate together with the steering wheel 30 around the Z axis and mesh with the first bevel gear 32 that rotates around the Z axis. The second bevel gear 25 rotates about the X axis, and the steering shaft 23 rotates about the X axis. Thereby, a steered wheel can be steered.

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 projection 37 advances to the guide groove 38 in the section C via the section B, the steering wheel 30 is prevented from rotating around the Z axis due to the engagement between the projection 37 and the guide groove 38 in the section C. Since only rotation around the axis is allowed, thereafter, the steering wheel 30 is rotated around the X axis (that is, around the steering shaft 23). Then, the gear housing 28, the gear shaft 31, and the first bevel gear 32 connected to the steering wheel 30 rotate around the X axis integrally with the steering wheel 30, and the second bevel gear 25 that meshes with the first bevel gear 32 becomes X Rotate around the axis. As described above, when the gear housing 28 rotates around the X axis, the first bevel gear 32 and the second bevel gear 25 are not rotated relative to each other and are locked, so that the first bevel gear 32 revolves around the X axis. Accordingly, the steering shaft 23 rotates about the X axis. Thereby, a steered wheel can be steered.

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 protrusion 37 advances along the guide groove 38 in the section B, the steering wheel 30 can rotate about the Z axis and the X axis according to the shape of the guide groove 38. At this time, the first bevel gear 32 is This is a combined rotation that rotates around the Z axis and revolves around the X axis. As a result, the second bevel gear 25 that meshes with the first bevel gear 32 rotates about the X axis, and the steering shaft 23 rotates about the X axis, so that the steered wheels can be steered.

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 steering device 1B of the second embodiment, as shown in FIG. 5, it is preferable to set the distance S between the gear shaft 31 and the operation surface of the steering wheel 30 to be smaller than the radius R of the steering wheel 30. In this way, when the operating element 22 is rotated around the Z axis, the amount of movement of the steering wheel 30 in the Y axis direction can be reduced, and the driver does not feel uncomfortable when operating the steering wheel 30. That's it. Further, the rotation operation around the Z axis of the operation element 22 is close to the operation of moving the steering wheel 30 back and forth in opposite directions. On the contrary, if the distance S is larger than the radius R of the steering wheel 30, the amount of movement of the steering wheel 30 in the Y-axis direction increases when the operating element 22 is rotated around the Z-axis. I feel uncomfortable.

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 steering device 1B, in the small steering angle region close to the neutral state, the steered wheels are moved by rotating the steering wheel 30 about the Z axis by moving the left and right sides of the steering wheel 30 in the front-rear direction. The steered wheels can be steered by rotating the steering wheel 30 about the X axis after the steered angle has reached a predetermined angle.
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 steering column 21 constitutes a support body that supports the operating element 22 so as to be rotatable around the steering shaft 23 and also supports the operating element 22 so as to be rotatable around the second axis intersecting the steering shaft 23. The guide mechanism is constituted by the projection 37 of the operating element 22 and the guide groove 38 of the steering column 21.

[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 element 52 attached to the rear end of the steering column 51, a steering shaft 53 rotatably attached to the steering column 51, and a guide mechanism 54 provided between the steering column 51 and the operating element 52. And.

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 shaft 53 and does not necessarily coincide with the front-rear direction of the vehicle body. Further, the rear means the side of the steering shaft 53 that approaches the operation element 52, and the front means the side that is separated from the operation element 52.

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 shaft 53 is inserted into the shaft insertion hole 71 of the steering column 51 and is rotatably supported by the steering column 51 via a bearing 55. The rear end of the steering shaft 53 protrudes rearward from the rear end of the steering column 51, and a second bevel gear 56 is formed integrally with the rear end. The front end of the steering shaft 53 is connected to a steering mechanism (not shown), and a steered wheel (not shown) can be steered by rotating the steering shaft 53.

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 element 52 includes a gear housing 57 rotatably attached to the rear end of the steering column 51 via a bearing 70 around the axis of the steering column 51, and the shaft extending in a direction perpendicular to the steering shaft 53. A swing shaft (second shaft) 59 that passes through the housing 57 and is rotatably supported by the gear housing 57 via a bearing 58, and a first bevel gear (stored in the gear housing 57 and fixed to the swing shaft 59). A first gear 60, and an annular steering wheel 61 connected to both ends of the swing shaft 59. Note that the extension line of the axis of the steering shaft 53 and the axis of the swing shaft 59 are arranged so as to be orthogonal to each other.
The second bevel gear 56 of the steering shaft 53 is accommodated in the gear housing 57 and meshes with the first bevel gear 60.

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 operation element 52 configured as described above, the gear housing 57 can rotate about the axis of the steering shaft 53, and the swing shaft 59 can rotate about the axis of the gear housing 57.
In the third embodiment, the steering column 51 constitutes a support body that supports the operating element 52 so as to be rotatable around the steering shaft 53 and also supports the operating element 52 so as to be rotatable around a second axis intersecting with the steering shaft 53.

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 guide mechanism 54 includes an arm 62 fixed to the swing shaft 59 in the gear housing 57, a cylindrical slider 64 that is externally fitted to the cam portion 63 of the steering column 51 so as to be axially movable and rotatable, and a gear. A cam follower arm 66 inserted through a window 65 provided in the housing 57 and rotatably connected at one end to the arm 62 and rotatably connected at the other end to the slider 64, and a cam formed on the cam portion 63 of the steering column 51 It comprises a groove 67 and a pin 68 that is attached to the inner surface of the slider 64 so as to be inseparably integrated and slidably engages with the cam groove 67.
As shown in FIG. 9, the cam groove 67 has a straight portion 67 a formed linearly along the axis of the cam portion 63, and along the outer peripheral surface of the cam portion 63 on both sides of the straight portion 67 a. And spiral portions 67b and 67c formed in a spiral shape, and curved portions 67d and 67e connecting the straight portion 67a and the spiral portions 67b and 67c.

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 guide mechanism 54, the pin 68 engages with the cam groove 67 and can move only along the cam groove 67. Therefore, when the pin 68 is moving along the straight portion 67a, the slider 64 does not rotate with respect to the cam portion 63, but only moves linearly along the axis of the cam portion 63. When moving 67d, 67e, the slider 64 rotates around the cam part 63 while moving along the axis of the cam part 63, and when the pin 68 is moving the spiral parts 67b, 67c, the slider 64 rotates. 64 moves in a spiral around the cam portion 63. When the slider 64 rotates about the axis of the cam portion 63, the gear housing 57 of the operating element 52 connected to the slider 64 via the cam follower arm 66, the arm 62, and the swing shaft 59 is also connected to the slider 64. Rotate together.

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 shaft 53 is the X axis, the axis that is orthogonal to the X axis on the swing shaft 59 and extends in the vehicle width direction is the Y axis, and the axis that is orthogonal to the X axis and the Y axis. Is the Z axis.
In the steering device 1C, in the neutral state, the axis of the swing shaft 59 coincides with the Z axis, the steering wheel 61 and the arm 62 are positioned on the YZ plane (see FIG. 8), and the pin 68 is a straight line of the cam groove 67. It is set to be located at the center in the longitudinal direction of the portion 67a (Q point in FIG. 9).

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 steering wheel 61 is to be rotated about the X axis from this neutral state, it cannot be rotated about the X axis due to the engagement between the pin 68 and the straight portion 67 a of the cam groove 67. However, it is possible to move the pin 68 in the axial direction of the steering column 51 along the straight portion 67a.

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 steering wheel 61 is rotated around the Z axis (that is, around the swinging shaft 59) by moving one of the left and right sides of the steering wheel 61 forward and the other backward. Let Then, the swing shaft 59 and the first bevel gear 60 connected to the steering wheel 61 are rotated together with the steering wheel 61 around the Z axis, and meshed with the first bevel gear 60 rotating around the Z axis. 56 rotates around the X axis, and the steering shaft 53 rotates around the X axis. Thereby, a steered wheel can be steered. At this time, since the arm 62 rotates integrally with the swing shaft 59, the cam follower arm 66 and the slider 64 are moved in the front-rear direction, and the pin 68 is moved to the straight portion 67a of the cam groove 67. Along the axis of the steering column 51. At this time, the gear housing 57 does not rotate. The operation range of the steering wheel 61 in the front-rear direction can be set by setting the length of the straight line portion 67a. 10 and 11 are a side view and a cross-sectional view showing a state where the pin 68 has reached the end point of the straight portion 67a.

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 pin 68 reaches the curved portion 67d or 67e of the cam groove 67, the gear housing 57 is rotated about the axis of the steering column 51 while the steering wheel 61 is rotated about the swing shaft 59. That is, a complex rotation is performed in which the steering wheel 61 is rotated around the steering shaft 53 while being rotated around the swing shaft 59.
Then, the swing shaft 59, the gear housing 57, and the first bevel gear 60 connected to the steering wheel 61 rotate around the X axis integrally with the steering wheel 61, and the swing shaft 59 and the first bevel gear 60 are steered. Rotates around the Z axis together with the wheel 61. Accordingly, the pin 68 can be moved along the curved portion 67d or 67e of the cam groove 67.
By this operation, the second bevel gear 56 meshed with the first bevel gear 60 can be rotated around the X axis, and the steered wheels can be steered.
By appropriately setting the curvatures of the curved portions 67d and 67e, the transition from the straight portion 67a to the spiral portions 67b and 67c can be made smooth.

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 pin 68 reaches the spiral portion 67b or 67c, the gear housing 57 is rotated around the axis of the steering column 51 in order to move the pin 68 along the spiral portion 67b or 67c of the cam groove 67. . That is, the steering wheel 61 is rotated around the steering shaft 53. Then, the swing shaft 59, the gear housing 57, and the first bevel gear 60 connected to the steering wheel 61 rotate around the X axis integrally with the steering wheel 61, and the second bevel gear 56 that meshes with the first bevel gear 60 is obtained. By rotating around the X axis, the steering shaft 53 rotates around the X axis. Thereby, a steered wheel can be steered. When the pin 68 moves in the spiral portions 67b and 67c, the movement of the pin 68 in the axial direction of the cam portion 63 is restricted and hardly moves in that direction. The rotation operation range around the X axis of the steering wheel 61 can be set by setting the lengths of the spiral portions 67b and 67c. 12 and 13 are a side view and a cross-sectional view showing a state in which the pin 68 is moving in the spiral portion 67c and the cam follower arm 66 is positioned on the XZ plane.

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 steering wheel 61 is rotated around the Z axis by moving the left and right sides of the steering wheel 61 in the front-rear direction, thereby turning the steered wheels. After the turning angle reaches a predetermined angle, the steered wheels can be steered by rotating the steering wheel 61 around the X axis.
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 cam mechanism 54 is shown in FIGS.
In the modification shown in FIG. 14A, a cam projection 67A having a trapezoidal cross section is provided instead of providing the cam groove 67 of the cam portion 63, and instead of attaching a pin 68 to the slider 64, a piece that engages with the cam projection 67A. 68A is attached.
In the modification shown in FIG. 14B, the cam protrusion 67 </ b> A is formed in a plate shape separately from the cam portion 63 and is fitted and fixed to the cam portion 63.
In the modification shown in FIG. 14C, a cam hole 67B is provided instead of the cam groove 67 of the cam portion 63, and a pin 68 is engaged with the cam hole 67B.

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 straight portion 67 a of the cam groove 67 is provided with a predetermined angle with respect to the axial direction of the cam portion 63. Further, the straight line portion 67a may have a curved shape such as an arc shape with a large curvature radius.

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 pin 68 has a spherical shape, the cross-sectional shape of the cam groove 67 has a circular shape, and the spherical pin 68 fits in the cam groove 67 so as not to be detached and can move along the cam groove 67. Is. If comprised in this way, the slider 64 for hold | maintaining the pin 68 will become unnecessary.
Further, in this case, since the slider 64 is not used, the cam portion 63 can be formed into a curved surface whose radius changes along the axial direction of the cam portion 63 instead of a cylindrical shape having a constant radius. For example, it may be curved according to the movement locus (see FIG. 8) of the connection point between the cam follower arm 66 and the arm 62.

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 gear housing 57. In the third embodiment described above, the gear housing 57 is rotatably attached to the steering column 51. However, the gear housing 57 may be rotatably attached to the steering shaft 53 via a bearing 72 as shown in FIG.

この発明に係る操舵装置の実施例1において一部破断して示す斜視図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a partially broken perspective view of a steering apparatus according to a first embodiment of the present invention. 実施例1の操舵装置の横断面図である。It is a cross-sectional view of the steering device of the first embodiment. 実施例1の操舵装置の一部破断して示す側面図である。FIG. 3 is a side view showing the steering device of Example 1 with a part broken away. この発明に係る操舵装置の実施例2において一部破断して示す斜視図である。It is a perspective view partially broken and showing in Example 2 of the steering device according to the present invention. 実施例2の操舵装置の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the steering apparatus of Example 2. 実施例2の操舵装置のガイド溝の投影形状を示す正面図である。It is a front view which shows the projection shape of the guide groove of the steering apparatus of Example 2. FIG. この発明に係る操舵装置の実施例3において一部破断して示す側面図である。FIG. 10 is a side view partially broken away in Embodiment 3 of the steering device according to the present invention. 実施例3の操舵装置の横断面図である。It is a cross-sectional view of the steering device of Example 3. 実施例3の操舵装置におけるカム部の側面図である。It is a side view of the cam part in the steering device of Example 3. 実施例3の操舵装置においてステアリングホイールを前後操作したときを示す側面図である。FIG. 10 is a side view showing a state in which the steering wheel is operated in the front-rear direction in the steering device according to the third embodiment. 実施例3の操舵装置においてステアリングホイールを前後操作したときを示す平面図である。FIG. 10 is a plan view showing a state where a steering wheel is operated in the front-rear direction in the steering device according to the third embodiment. 実施例3の操舵装置においてステアリングホイールをステアリングシャフト回りに回転操作したときを示す側面図である。FIG. 9 is a side view showing a state where a steering wheel is rotated around a steering shaft in the steering device according to the third embodiment. 実施例3の操舵装置においてステアリングホイールをステアリングシャフト回りに回転操作したときを示す平面図である。FIG. 10 is a plan view showing a state where a steering wheel is rotated around a steering shaft in the steering device according to the third embodiment. 実施例3の操舵装置におけるガイド機構の変形例を示す図である。FIG. 10 is a view showing a modification of the guide mechanism in the steering device of the third embodiment. 実施例3の操舵装置におけるガイド機構の変形例を示す図である。FIG. 10 is a view showing a modification of the guide mechanism in the steering device of the third embodiment. 実施例3の操舵装置におけるガイド機構の変形例を示す図である。FIG. 10 is a view showing a modification of the guide mechanism in the steering device of the third embodiment. 実施例3の操舵装置におけるギヤハウジングの支持構造の変形例を示す図である。FIG. 10 is a view showing a modification of the support structure of the gear housing in the steering device of the third embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

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, 1C Steering device 2, 21, 51 Steering column (support)
3 Holder (support)
4, 22, 52 Operating elements 5, 23, 53 Steering shafts 6, 25, 56 Second bevel gears 8, 59 Oscillating shaft (second shaft)
9, 32, 60 First bevel gear (first gear)
12, 30, 61 Steering wheel 13 Tongue piece (guide mechanism)
15 Flat part (guide mechanism)
31 Gear shaft (second axis)
37 Protrusion (guide mechanism)
38 Guide groove (Guide mechanism)
54 Guide mechanism

Claims (2)

ステアリングシャフトと、
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:
前記操作子は環状のステアリングホイールを備え、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請求項1に記載の操舵装置。   The steering device according to claim 1, wherein the operation element includes an annular steering wheel, and a distance between the second shaft and an operation surface of the steering wheel is smaller than a radius of the steering wheel.
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