JP2011093404A - Steering system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両の前方部に配置された単一の前輪と、その前輪の後方において左右にそれぞれ配置された左輪および右輪とを備えた車両におけるステアリングシステムに関する。 The present invention relates to a steering system in a vehicle including a single front wheel disposed in a front portion of a vehicle and a left wheel and a right wheel respectively disposed on the left and right behind the front wheel.
従来より、車両の前方部に配置されて、転舵輪とされる単一の前輪と、その前輪の車両後方において車幅方向の左右にそれぞれ配置された左輪および右輪とを備えた車両、つまり、3つの車輪によって走行する車両が存在する。また、近年では、下記特許文献1に記載されているように、それらの前輪と左右輪とに加え、さらに車両の後方部に単一の後輪が配置された車両、つまり、4つの車輪が菱形状に配置された車両も検討されている。 Conventionally, a vehicle including a single front wheel that is disposed at the front portion of the vehicle and serves as a steered wheel, and a left wheel and a right wheel that are respectively disposed on the left and right in the vehicle width direction behind the front wheel of the vehicle, that is, There is a vehicle that runs on three wheels. Further, in recent years, as described in Patent Document 1 below, in addition to the front wheels and the left and right wheels, a vehicle in which a single rear wheel is arranged at the rear portion of the vehicle, that is, four wheels are provided. Vehicles arranged in a diamond shape are also being studied.
一方、車両の前方部および後方部のそれぞれ左右、つまり、車両の四隅に4つの車輪がそれぞれ配置されて、2つの前輪を有する従来の車両では、転舵輪である2つの前輪を転舵させるために、下記特許文献2に記載されているようなラックアンドピニオン式のステアリングシステムが一般的に用いられている。また、近年のステアリングシステムでは、同じく下記特許文献2に記載されているように、運転者による操作部材の操作量に応じて、操作部材の操作量の変化に対する車輪の転舵量の変化の割合を変動させるものもある。そのようなステアリングシステムを採用すれば、例えば、操作量が比較的小さい場合には、ある操作量の変化に対して車輪の転舵量の変化の割合を小さくして車両の直進安定性を高めることができ、一方、操作量が比較的大きい場合には、同じ操作量の変化に対して車輪の転舵量の変化の割合を大きくして車両を容易に方向転換させることができる。 On the other hand, in a conventional vehicle having four front wheels, each of which has four wheels arranged at the left and right sides of the front and rear portions of the vehicle, that is, at the four corners of the vehicle, to steer the two front wheels that are steered wheels In addition, a rack and pinion type steering system as described in Patent Document 2 below is generally used. Further, in a recent steering system, as described in Patent Document 2 below, the ratio of the change in the wheel turning amount to the change in the operation amount of the operation member according to the operation amount of the operation member by the driver There are also things that fluctuate. If such a steering system is employed, for example, when the operation amount is relatively small, the ratio of the change in the wheel turning amount to the change in a certain operation amount is reduced to improve the straight running stability of the vehicle. On the other hand, when the operation amount is relatively large, it is possible to easily change the direction of the vehicle by increasing the ratio of the change in the wheel turning amount with respect to the same change in the operation amount.
単一の前輪を転舵輪として有する車両の場合であっても、従来の車両のようにラックアンドピニオン式のステアリングシステムを採用することは可能であるが、ラックアンドピニオン式ステアリングシステムは、ラックやピニオンなどの歯車機構を製作するための加工が高価であったり、金属部材を多く使用するために重量が重くなるといった問題がある。また、上記特許文献2に記載のステアリングシステムは、操作部材の操作量の変化に対する車輪の転舵量の変化の割合を変動させるために、モータなどの駆動源を有しているため構造が複雑であり、高価なステアリングシステムとされている。本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、単一の前輪を転舵させるステアリングシステムの実用性を向上させることを目的とする。 Even in the case of a vehicle having a single front wheel as a steered wheel, it is possible to adopt a rack and pinion type steering system as in a conventional vehicle, but a rack and pinion type steering system is There is a problem that processing for manufacturing a gear mechanism such as a pinion is expensive, or a heavy metal member is used, resulting in an increase in weight. In addition, the steering system described in Patent Document 2 has a complicated structure because it includes a drive source such as a motor in order to change the rate of change in the amount of steering of the wheel with respect to change in the amount of operation of the operation member. This is an expensive steering system. The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to improve the practicality of a steering system that steers a single front wheel.
本発明のステアリングシステムは、前方部に配置された単一の前輪と、その前輪の後方において左右にそれぞれ配置された左輪および右輪とを備えた車両に搭載され、前輪を転舵させるためのステアリングシステムであって、(A)運転者によって操作される操作部材と、その操作部材の操作に応じて回転する出力軸とを有する操作装置と、(B)入力軸を有し、その入力軸の回転に応じて前輪を転舵させる転舵装置と、(C)出力軸に付設されてその出力軸と一体的に回転する第1回転体と、入力軸に付設されてその入力軸と一体的に回転する第2回転体と、第1回転体の外周部と第2回転体の外周部との両方に巻き掛けられたループ状の回転伝達部材とを有して、前記入力軸の回転を前記出力軸の回転として伝達する回転伝達装置とを備え、第1回転体および第2回転体が、それぞれ、第2回転体の回転角速度に対する第1回転体の回転角速度の比である回転伝達比が第1回転体の回転位相に応じて変動するような断面形状を有するように調製されていることを特徴とする。 A steering system of the present invention is mounted on a vehicle including a single front wheel disposed at a front portion, and a left wheel and a right wheel respectively disposed on the left and right behind the front wheel, for turning the front wheel. A steering system comprising: (A) an operating member operated by a driver; an operating device having an output shaft that rotates according to the operation of the operating member; and (B) an input shaft having the input shaft. (C) a first rotating body attached to the output shaft and rotating integrally with the output shaft, and attached to the input shaft and integrated with the input shaft Rotation of the input shaft having a second rotating body that rotates automatically, and a loop-shaped rotation transmission member that is wound around both the outer periphery of the first rotating body and the outer periphery of the second rotating body. A rotation transmission device for transmitting the rotation as the rotation of the output shaft, and a first rotation And the second rotator each have a cross-sectional shape in which a rotation transmission ratio, which is a ratio of the rotation angular velocity of the first rotator to the rotation angular velocity of the second rotator, varies according to the rotation phase of the first rotator. It is prepared as follows.
本ステアリングシステムによれば、操作装置に付設される第1回転体と、転舵装置に付設される第2回転体と、それらの回転体に巻き掛けられた回転伝達部材とのシンプルで軽量な構造の転舵装置によって前輪を転舵させることができる。また、第1回転体の回転位相に応じて回転伝達比が変動するように、第1回転体および第2回転体が調製されているため、操作部材の操作量に応じて、操作部材の操作量の変化に対する車輪の転舵量の変化の割合を変動させることができる。 According to this steering system, the first rotating body attached to the operating device, the second rotating body attached to the steering device, and the rotation transmission member wound around these rotating bodies are simple and lightweight. The front wheels can be steered by the structure steering device. In addition, since the first rotating body and the second rotating body are prepared so that the rotation transmission ratio fluctuates according to the rotation phase of the first rotating body, the operation member is operated according to the operation amount of the operation member. It is possible to vary the ratio of the change in the turning amount of the wheel with respect to the change in the amount.
上記回転伝達装置における第1回転体および第2回転体のそれぞれの断面形状は、回転伝達比が第1回転体の回転位相に応じて変動させるられものであれば、特に限定されるものではない。例えば、第1回転体および第2回転体の一方、あるいは、両方が、自身の外周における周方向の位置に応じて、その位置から回転中心までの距離が異なるように調製されることで、回転伝達比は第1回転体の回転位相に応じて変動する。 The cross-sectional shapes of the first rotating body and the second rotating body in the rotation transmission device are not particularly limited as long as the rotation transmission ratio can be changed according to the rotation phase of the first rotating body. . For example, one or both of the first rotating body and the second rotating body can be rotated by adjusting the distance from the position to the center of rotation according to the circumferential position on the outer periphery of the rotating body. The transmission ratio varies according to the rotational phase of the first rotating body.
それら第1回転体、第2回転体および回転伝達部材には、後で説明するプーリおよびベルトや、スプロケットおよびチェーン、あるいは、ローラおよびワイヤなどを使用することができるし、あるいは、その他の部材を使用することもできる。 For the first rotating body, the second rotating body, and the rotation transmitting member, pulleys and belts, sprockets and chains, rollers and wires, which will be described later, or other members can be used. It can also be used.
また、それら回転体の断面形状を変えることで、第1回転体の回転位相に対する回転伝達比を変えることができるため、それら回転体の断面形状を変えることで、操作部材の操作量に対する前輪の転舵量を変えることができる。また、第1回転体および第2回転体のそれぞれの径方向の大きさに差を設けることにより、例えば、第1回転体が半回転する場合に第2回転体を1/4回転させるような減速機構を回転伝達装置に設けることもできる。 In addition, since the rotation transmission ratio with respect to the rotation phase of the first rotating body can be changed by changing the cross-sectional shape of these rotating bodies, the front wheel with respect to the operation amount of the operating member can be changed by changing the cross-sectional shape of these rotating bodies. The amount of steering can be changed. Further, by providing a difference in the size in the radial direction between the first rotator and the second rotator, for example, when the first rotator rotates halfway, the second rotator is rotated 1/4. A reduction mechanism can also be provided in the rotation transmission device.
上記第1回転体および第2回転体は、それらの一方の断面形状が円形とされ、かつ、他方の断面形状が楕円若しくは長円形とされていてもよい。例えば、第1回転体の断面形状が円形とされ、第2回転体の断面形状が楕円形とされている場合、第1回転体は、自身の外周における周方向の位置に応じて、その位置から回転中心までの距離は一定であるが、第2回転体は、自身の外周における周方向の位置に応じて、その位置から回転中心までの距離が異なる。したがって、回転伝達部材が第1回転体および第2回転体の外周部を周回する距離、つまり、回転伝達部材上のある1点が、回転伝達部材の周回によって移動する距離を周回量とすれば、回転伝達部材のある周回量に対して、第1回転体の回転角度は、第1回転体の回転位相に拘わらず一定となるが、第2回転体の回転角度は、第2回転体の回転位相に応じて変動する。したがって、回転伝達比を第1回転体の回転位相に応じて変動させることができる。 One of the first rotating body and the second rotating body may have a circular cross section, and the other cross sectional shape may be an ellipse or an oval. For example, when the cross-sectional shape of the first rotating body is a circular shape and the cross-sectional shape of the second rotating body is an elliptical shape, the first rotating body is positioned according to the circumferential position on its outer periphery. The distance from the center of rotation to the center of rotation is constant, but the distance from the position to the center of rotation of the second rotating body varies depending on the position in the circumferential direction on its outer periphery. Therefore, if the distance that the rotation transmitting member circulates around the outer periphery of the first rotating body and the second rotating body, that is, the distance that one point on the rotation transmitting member moves by the rotation of the rotation transmitting member is defined as the circulation amount. The rotation angle of the first rotating body is constant regardless of the rotation phase of the first rotating body with respect to a certain amount of rotation of the rotation transmitting member, but the rotating angle of the second rotating body is the same as that of the second rotating body. It fluctuates according to the rotation phase. Therefore, the rotation transmission ratio can be varied according to the rotation phase of the first rotating body.
上記回転伝達装置は、前輪が中立位置に位置する場合に回転伝達比が最も小さく、前輪の転舵量が増加するに連れて回転伝達比が大きくなるように構成されていることが望ましい。車両が直進状態にある場合の前輪の位置を中立位置とする場合、前輪がその中立位置に位置する場合に、回転伝達比が最も小さくされれば、操作部材の操作量が比較的小さい場合に、ある操作量の変化に対する車輪の転舵量の変化の割合を小さくして、車両の直進安定性を高めることができる。一方、前輪の転舵量が増加するに連れて回転伝達比を増加させるようにすれば、操作量が比較的大きい場合に、ある操作量の変化に対する車輪の転舵量の変化の割合を大きくして、車両を容易に方向転換させることができる。 The rotation transmission device is preferably configured such that the rotation transmission ratio is the smallest when the front wheels are positioned at the neutral position, and the rotation transmission ratio increases as the amount of steering of the front wheels increases. When the position of the front wheel when the vehicle is in a straight traveling state is set to the neutral position, when the front wheel is positioned at the neutral position, the rotation transmission ratio is minimized, and the operation amount of the operation member is relatively small. The ratio of the change in the amount of steering of the wheel with respect to a change in a certain operation amount can be reduced to improve the straight running stability of the vehicle. On the other hand, if the rotation transmission ratio is increased as the turning amount of the front wheels increases, when the operation amount is relatively large, the ratio of the change in the wheel turning amount to the change in a certain operation amount is increased. Thus, the direction of the vehicle can be easily changed.
上記第1回転体および第2回転体は、それぞれ、プーリとされ、上記回転伝達部材は、ベルトとすることができる。プーリおよびベルトを用いることで、製作が容易で、安価なステアリングシステムとすることができる。 Each of the first rotating body and the second rotating body may be a pulley, and the rotation transmission member may be a belt. By using a pulley and a belt, a steering system that is easy to manufacture and inexpensive can be obtained.
上記回転伝達装置は、回転伝達部材の弛みを防止すべくその回転伝達部材にテンションを付与するテンション付与機構を有するように構成されてもよい。テンション付与機構は、例えば、回転伝達部材に押し付けられて、回転伝達部材に引張応力を発生させるローラや、そのローラを回転伝達部材に押し付けるための圧縮スプリングなどを含んで構成されてもよい。回転伝達装置がテンション付与機構を有するように構成されることで、回転伝達部材と各回転体との滑りを防止することができる。 The rotation transmission device may include a tension applying mechanism that applies tension to the rotation transmission member in order to prevent the rotation transmission member from loosening. The tension applying mechanism may include, for example, a roller that is pressed against the rotation transmission member to generate a tensile stress on the rotation transmission member, a compression spring that presses the roller against the rotation transmission member, and the like. By configuring the rotation transmitting device to have a tension applying mechanism, it is possible to prevent slippage between the rotation transmitting member and each rotating body.
本ステアリングシステムは、前輪が車幅方向における中央に位置し、運転者が着座するシートが車幅方向において偏心した位置に配設された車両に搭載されており、操作装置の出力軸が、車幅方向において、シートの位置に応じて、転舵装置の入力軸に対してシフトした位置に位置するような車両に好適である。つまり、出力軸の回転を、回転伝達部材を介して入力軸へと伝達させることができるため、シンプルなステアリングシステムにより前輪を転舵させることができる。 This steering system is mounted on a vehicle in which the front wheel is located in the center in the vehicle width direction, and the seat on which the driver is seated is arranged in an eccentric position in the vehicle width direction. It is suitable for a vehicle that is located at a position shifted with respect to the input shaft of the steering device in the width direction according to the position of the seat. That is, since the rotation of the output shaft can be transmitted to the input shaft via the rotation transmitting member, the front wheels can be steered by a simple steering system.
以下、本発明を実施するための形態として、実施例のステアリングシステムを、図を参照しつつ詳しく説明する。なお、本発明のステアリングシステムは、下記の実施例に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良が施された種々の形態とすることができる。 Hereinafter, as a mode for carrying out the present invention, a steering system of an embodiment will be described in detail with reference to the drawings. Note that the steering system of the present invention is not limited to the following embodiments, and can be in various forms with various modifications and improvements based on the knowledge of those skilled in the art.
≪ステアリングシステムの構成≫
図1に、実施例のステアリングシステム10が搭載される車両を模式的に示す。本車両は、菱形状に配置された4つの車輪12を有している。詳しく言えば、車両の前方部であって車幅方向中央に配置された単一の前輪12Fと、前輪12Fの後方において車両の左右にそれぞれ配置された左輪12MLおよび右輪12MRと、車両の後方部であって車幅方向中央に配置された単一の後輪12Rとを有している。
≪Steering system configuration≫
FIG. 1 schematically shows a vehicle on which the
4つの車輪12のうちの左輪12MLおよび右輪12MRは、本車両における駆動輪とされている。左輪12MLおよび右輪12MRの各々には、駆動源としてのモータを有する駆動装置14が設けられている。詳しい説明は省略するが、駆動装置14は、アクセルペダルを主体とするアクセル装置16の操作に応じたモータ力により、左輪12MLおよび右輪12MRを駆動させる。また、4つの車輪12には、それぞれブレーキ装置が設けられており、各車輪12を制動させることが可能となっている。
Left wheel 12M L and the right wheel 12M R of the four wheels 12 are drive wheels in this vehicle. Each of the left wheel 12M L and the right wheel 12M R is provided with a
前輪12Fは、本車両における転舵輪とされており、図2に示すステアリングシステム10によって転舵させられる。また、後輪12Rは、車体に対して回転可能なキャスタとされており、車両の転舵に応じて、車体に対して自在に回転させられる。
The
ステアリングシステム10は、運転者による操作を受け付ける操作装置30と、前輪12Fを転舵させる転舵装置32と、操作装置30において受け付けられた操作に応じて前輪12Fが転舵させられるように転舵装置32を作動させる回転伝達装置34とを含んで構成されている。
The
操作装置30は、運転者によって操作される操作部材であるステアリングホイール40と、ステアリングホイール40が自身の一端部に接続されたステアリングシャフト42と、ステアリングシャフト42を回転可能に保持して車体に固定されたステアリングチューブ44とを含んで構成されている。ステアリングシャフト42の他端部は、ユニバーサルジョイント46を介してインターミディエイトシャフト48に連結されている。そのインターミディエイトシャフト48は、さらにユニバーサルジョイント50を介して、出力シャフト52の一端部に連結されている。出力シャフト52は、それの他端部において、車体に回転可能に保持されている。なお、運転者が着座するシートは車両右側に位置しているため、操作装置30も車両右側に位置している。
The operating
また、ステアリングチューブ44の車両前方側には、前輪12Fを転舵する力である転舵力を助勢する助勢装置58が取り付けられている。助勢装置58は、駆動源を有しており、ステアリングホイール40の操作トルクに応じた回転トルクをステアリングシャフト42に加えることで、転舵力を助勢することが可能とされている。
Further, an assisting
転舵装置32は、一端部において前輪12Fに設けられた車軸を両側からそれぞれ保持する2つの車輪保持部材62と、2つの車輪保持部材62の各々の他端部を保持する長円形のクラウン66と、一端部がクラウン66の中央部に固定された入力シャフト68を含んで構成されている。入力シャフト68は、それの他端部において、車体に回転可能に保持されている。また、詳しい説明は省略するが、2つの車輪保持部材62の各々には、圧縮コイルスプリングとオイルダンパとが内蔵されており、転舵装置32は、前輪12Fを車体に対して弾性的に支持するサスペンション装置としての機能も有している。
The steered
転舵装置32において、入力シャフト68は、前輪12Fとともに車幅方向中央に位置している。また、操作装置30において、出力シャフト52は、ステアリングホイール40とともに車幅方向右側に位置している。つまり、本ステアリングシステム10において、出力シャフト52は、入力シャフト68に対して車幅方向にシフトした位置に位置している。
In the
回転伝達装置34は、出力シャフト52に付設された操作側プーリ70と、入力シャフト68に付設された転舵側プーリ72と、操作側プーリ70の外周部と転舵側プーリ72の外周部との両方に巻き掛けられたループ状のベルト74とを含んで構成されている。操作側プーリ70は、出力シャフト52と一体的に、出力シャフト52の回転軸線の回りに回転可能となっている。また、操作側プーリ70の回転軸線に直交する断面形状は円形とされている。転舵側プーリ72は、入力シャフト68と一体的に、入力シャフト68の回転軸線の回りに回転可能となっている。また、転舵側プーリ72の回転軸線に直交する断面形状は楕円形とされており、前輪12Fが転舵されていない位置である中立位置にある場合に、それの長軸が車両の前後方向を向くようにして、転舵側プーリ72は入力シャフト68に固定されている。
The
操作側プーリ70と転舵側プーリ72とは、各々の回転軸線が互いに平行に配置されている。つまり、ステアリングシステム10において、出力シャフト52と入力シャフト68とは、各々の回転軸線が平行となるように配置されている。また、操作側プーリ70と転舵側プーリ72とは、各々の回転軸線に直角な一平面上に配置されている。
The operation-
このように構成された本ステアリングシステム10において、出力シャフト52は、操作装置30における出力軸とされており、入力シャフト68は、転舵装置32における入力軸とされている。また、回転伝達装置34において、操作側プーリ70、転舵側プーリ72、ベルト74は、それぞれ、第1回転体、第2回転体、回転伝達部材とされている。したがって、ステアリングホイール40が操作されると、出力シャフト52とともに操作側プーリ70が回転させられて、ベルト74は、操作側プーリ70および転舵側プーリ72の外周部を周回させられる。転舵側プーリ72は、ベルト74の周回によって、入力シャフト68とともに回転させられる。つまり、回転伝達装置34は、出力シャフト52の回転を入力シャフト68の回転として伝達することができるのである。そのため、ステアリングホイール40を操作すると、転舵装置32が回転させられ、前輪12Fが転舵されるのである。ちなみに、回転伝達装置34は、前輪12Fが中立位置とされている場合に、操作側プーリ70が90°回転させられると、転舵側プーリ72を90°回転させて、前輪12Fを真横に向けさせるように構成されている。
In the
また、図3に示すように、本ステアリングシステム10は、操作側プーリ70および転舵側プーリ72の配置された平面上にテンショナー80を有している。テンショナー80は、大まかには、ベルト74に接触するローラー82と、ローラー82を回転可能に保持する保持部材84と、自身の一端部が保持部材84に固定され、他端部が車体に固定た圧縮コイルスプリング86とから構成されている。テンショナー80は、圧縮コイルスプリング86の圧縮反力によってローラー82をベルト74に押し付けることが可能とされており、ベルト74にテンションを付与することができるテンション付与機構とされている。そのため、ベルト74の弛みが防止され、ベルト74と、操作側プーリ70および転舵側プーリ72との滑りを防止することができるのである。
As shown in FIG. 3, the
≪回転伝達装置の作動≫
図3(a)〜(c)は、ステアリングホイール40の操作によって、操作側プーリ70が回転させられ、ベルト74を介して、転舵側プーリ72が回転させられている状態を示している。図3(a)は、前輪12Fが中立位置、つまり、前輪12Fが転舵させられていない位置にある状態を示している。ステアリングホイール40が操作されて、前輪12Fが中立位置から転舵させられた場合における操作側プーリ70および転舵側プーリ72の回転させられる量を、それぞれ、操作側回転位相θSおよび転舵側回転位相θTとして表している。ちなみに、図3は、回転伝達装置26を下方から見た図であり、前輪12Fを右方向に転舵させるようにステアリングホイール40が操作された場合の操作側プーリ70および転舵側プーリ72の回転を示している。
≪Operation of rotation transmission device≫
3A to 3C show a state where the
また、操作側回転位相θSは、前輪12Fが中立位置から転舵させられた場合におけるステアリングホイール40の回転させられた量と等しい。つまり、操作側回転位相θSは、ステアリングホイール40の操作量も示している。また、転舵側回転位相θTは、前輪12Fが中立位置から転舵された場合の前輪12Fの回転させられた量と等しい。つまり、転舵側回転位相θTは、前輪12Fの転舵量も示している。なお、操作装置30には、ステアリングホイール40の回転を制限するためのストッパが設けられているため、操作装置30は、操作側回転位相θSが左右それぞれ90°を越えて操作されることはない。
Further, the operation-side rotation phase θ S is equal to the amount by which the
図3(a)〜(c)について詳しく説明すると、図3(a)は、前輪12Fが中立位置にあり、操作側回転位相θSおよび転舵側回転位相θTは、それぞれ0°とされている状態を示している。図3(b)の状態は、図3(a)の状態から、操作側プーリ70が、操作側回転角度dθS1が45°、つまり、操作側回転位相θSが45°となるまで回転させられた状態を示している。このように回転させられた操作側プーリ70は、ベルト74を、操作側プーリ70および転舵側プーリ72の外周部において、距離L1だけ周回させる。この距離L1に応じて、転舵側プーリ72は、転舵側回転角度dθT1だけ回転させられる。この場合、転舵側回転角度dθT1、つまり、転舵側回転位相θTは45°より小さくなる。図3(c)の状態は、図3(b)の状態から、操作側プーリ70が、操作側回転角度dθS2が45°、つまり、操作側回転位相θSが90°となるまで回転させられた状態を示している。このように回転させられた操作側プーリ70は、ベルト74を、操作側プーリおよび転舵側プーリの外周部において、距離L2だけ周回させる。この距離L2に応じて、転舵側プーリ72は、転舵側回転角度dθT2だけ回転させられる。この場合、転舵側回転角度dθT1は45°より大きくなり、この状態における転舵側回転位相θT、つまり、転舵側回転角度dθT1とdθT2とを足し合わせた角度は90°となる。
3 (a) to 3 (c) will be described in detail. In FIG. 3 (a), the
操作側プーリ70の断面形状は円形とされているため、図3(a)から(b)の状態へ操作側プーリ70が回転させられた場合と、図3(b)から(c)の状態へ操作側プーリ70が回転させられた場合とで、距離L1と距離L2とは等しくされている。つまり、操作側プーリ70は、ベルト74の周回量、つまり、ベルト74が操作側プーリ70および転舵側プーリ72の外周部を周回する距離が一定であれば、操作側回転位相θSに拘わらず、操作側回転角度dθSは一定となる。一方、転舵側プーリ72の回転角度である転舵側回転角度dθTは、転舵側プーリ72の断面形状が楕円形とされているため、図3(a)から(b)の状態へ操作側プーリ70が回転させられる場合と、図3(b)から(c)の状態へ操作側プーリ70が回転させられる場合とで異なっている。つまり、転舵側プーリ72は、周回量が一定とされていても、転舵側回転位相θTに応じて、転舵側回転角度dθTが変動する。したがって、回転伝達装置34は、回転伝達比を操作側回転位相θSに応じて変動させることができる。
Since the operation-
図4は、操作側回転位相θSの変化に対する、操作側プーリ70の回転角速度dθS/dtと、転舵側プーリ72の回転角速度dθT/dtとの比である回転伝達比dθT/dθSの変動を示したグラフである。回転伝達比dθT/dθSは、言わば、操作側回転位相θSに対する転舵側回転位相θTの変化の割合を示した値である。つまり、回転伝達比dθT/dθSが1.0より大きい場合には、操作側プーリ70がある操作側回転角度dθS1だけ回転すると、それに伴う転舵側回転角度dθT1は、操作側回転角度dθS1より大きくなる。一方、回転伝達比dθT/dθSが1.0より小さい場合には、操作側プーリ70がある操作側回転角度dθS2だけ回転しても、それに伴う転舵側回転角度dθT2は、回転角度dθS2より小さくなる。ちなみに、転舵側プーリ72の長径と短径との長さの比を変えた場合、回転伝達比dθT/dθSの変動を、図4に示す変動の様子とは異なるものとさせることができる。
FIG. 4 shows a rotation transmission ratio dθ T / dt which is a ratio of the rotational angular velocity dθ S / dt of the operating
したがって、本ステアリングシステム10は、車両が直進走行や緩やかなカーブを走行する場合など、操作量が比較的小さい場合には、回転伝達比dθT/dθSが小さくされて、車両の直進安定性を高めることができ、一方、車両がUターンする場合など、操作量が比較的大きい場合には、回転伝達比dθT/dθSが大きくされて、車両を容易に方向転換させることができる。このように、本ステアリングシステム10によれば、操作側プーリ70の断面形状が円形とされており、転舵側プーリ72の断面形状が楕円形とされているため、操作側回転位相θSに応じて、回転伝達比dθT/dθSを変動させることができる。つまり、ステアリングホイール40の操作量に応じて、ステアリングホイール40の操作量の変化に対する前輪12Fの転舵量の変化の割合を変動させることができるのである。
Therefore, the
ところで、本ステアリングシステム10は、転舵側プーリの断面形状を長円形とすることによっても、同様のステアリングシステムとさせることが可能である。つまり、前輪が中立位置にある場合において、長円形とされた転舵側プーリを車両の前後方向を向くようにして入力シャフトに固定すれば、操作側回転位相に応じて、回転伝達比を変動させることができる。したがって、ステアリングホイールの操作量に応じて、ステアリングホイールの操作量の変化に対する前輪の転舵量の変化の割合を変動させることができるのである。
By the way, this
また、操作側プーリおよび転舵側プーリのそれぞれの断面形状は、回転伝達比が操作側プーリの回転位相に応じて変動させるられものであれば、特に限定されるものではない。楕円形や長円形のように、操作側プーリおよび転舵側プーリの一方、あるいは、両方が、自身の外周における周方向の位置に応じて、その位置から回転中心までの距離が異なるように調製されることで、回転伝達比は操作側プーリの回転位相に応じて変動される。 Further, the cross-sectional shapes of the operation side pulley and the steered side pulley are not particularly limited as long as the rotation transmission ratio can be changed according to the rotation phase of the operation side pulley. Prepare one or both of the operation-side pulley and the steered-side pulley so that the distance from the position to the center of rotation differs according to the position in the circumferential direction on its outer circumference, such as an oval or oval shape. Thus, the rotation transmission ratio is changed according to the rotation phase of the operation side pulley.
このように、本ステアリングシステム10によれば、操作装置30に付設される操作側プーリ70と、転舵装置に付設される転舵側プーリ72と、それらのプーリに巻き掛けられたベルト74とによって構成されるシンプルな回転伝達装置34によって、単一の前輪12Fを転舵させることができる。また、本ステアリングシステム10は、ラックやピニオンなどの高価で重量の重い部材を使用せずに、プーリおよびベルトを使用しているため、製作が容易であるために安価であり、金属部材の使用量が少ないために重量の軽いステアリングシステムとされているのである。また、本ステアリングシステム10は、車幅方向において、操作装置30の出力シャフト52が、単一の前輪12Fを転舵させる転舵装置32の入力シャフト68に対してシフトして位置する本車両において好適である。つまり、出力シャフト52の回転を、ベルト74を介して入力シャフト68へと伝達させることができるため、シンプルなステアリングシステムにより前輪12Fを転舵させることができるのである。
Thus, according to the
10:ステアリングシステム 12:車輪 30:操作装置 32:転舵装置 34:回転伝達装置 40:ステアリングホイール(操作部材) 52:出力シャフト(出力軸) 68:入力シャフト(入力軸) 70:操作側プーリ(第1回転体) 72:転舵側プーリ(第2回転体) 74:ベルト(回転伝達部材) 80:テンショナー(テンション付与機構) dθS/dt:操作側プーリ70の回転角速度 dθT/dt:転舵側プーリ72の回転角速度 dθT/dθS:回転伝達比
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10: Steering system 12: Wheel 30: Operation apparatus 32: Steering apparatus 34: Rotation transmission apparatus 40: Steering wheel (operation member) 52: Output shaft (output shaft) 68: Input shaft (input shaft) 70: Operation side pulley (First rotating body) 72: Steering side pulley (second rotating body) 74: Belt (rotation transmission member) 80: Tensioner (tension applying mechanism) dθ S / dt: Rotational angular velocity of the
Claims (6)
運転者によって操作される操作部材と、その操作部材の操作に応じて回転する出力軸とを有する操作装置と、
入力軸を有し、その入力軸の回転に応じて前記前輪を転舵させる転舵装置と、
前記出力軸に付設されてその出力軸と一体的に回転する第1回転体と、前記入力軸に付設されてその入力軸と一体的に回転する第2回転体と、前記第1回転体の外周部と前記第2回転体の外周部との両方に巻き掛けられたループ状の回転伝達部材とを有して、前記入力軸の回転を前記出力軸の回転として伝達する回転伝達装置と
を備え、
前記第1回転体および前記第2回転体が、それぞれ、前記第2回転体の回転角速度に対する前記第1回転体の回転角速度の比である回転伝達比が前記第1回転体の回転位相に応じて変動するような断面形状を有するように調製されていることを特徴とするステアリングシステム。 A steering system for turning a front wheel mounted on a vehicle having a single front wheel disposed in a front portion and a left wheel and a right wheel respectively disposed on the left and right behind the front wheel,
An operating device having an operating member operated by a driver and an output shaft that rotates in accordance with the operation of the operating member;
A steering device that has an input shaft and steers the front wheel according to the rotation of the input shaft;
A first rotating body attached to the output shaft and rotating integrally with the output shaft; a second rotating body attached to the input shaft and rotating integrally with the input shaft; and A rotation transmission device having a loop-shaped rotation transmission member wound around both the outer peripheral portion and the outer peripheral portion of the second rotating body, and transmitting the rotation of the input shaft as the rotation of the output shaft; Prepared,
Each of the first rotating body and the second rotating body has a rotation transmission ratio, which is a ratio of the rotating angular velocity of the first rotating body to the rotating angular velocity of the second rotating body, according to the rotation phase of the first rotating body. The steering system is prepared so as to have a cross-sectional shape that fluctuates.
前記前輪が車幅方向における中央に位置し、運転者が着座するシートが車幅方向において偏心した位置に配設された前記車両に搭載されており、
前記操作装置の前記出力軸が、車幅方向において、前記シートの位置に応じて、前記転舵装置の前記入力軸に対してシフトした位置に位置する請求項1ないし請求項5のいずれか1つに記載のステアリングシステム。 The steering system
The front wheel is located in the center in the vehicle width direction, and the seat on which the driver is seated is mounted on the vehicle disposed in an eccentric position in the vehicle width direction,
The said output shaft of the said operating device is located in the position shifted with respect to the said input shaft of the said steering device according to the position of the said sheet | seat in the vehicle width direction. Steering system described in one.
Priority Applications (1)
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JP2009248460A JP2011093404A (en) | 2009-10-29 | 2009-10-29 | Steering system |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2009248460A JP2011093404A (en) | 2009-10-29 | 2009-10-29 | Steering system |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
2009
- 2009-10-29 JP JP2009248460A patent/JP2011093404A/en not_active Withdrawn
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