JP2544903Y2 - 可変舵角比操舵装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、操舵用ハンドルの操作
による車輪の転舵の率を可変とした可変舵角比操舵装置
に関し、特に、舵角比変更時の円滑な動作性と機器の耐
久性とを備えた可変舵角比操舵装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】操舵用ハンドルの操作による車輪の転舵
の率を変化させる可変舵角比操舵装置は、具体的には、
操舵用ハンドルによって回動される入力軸と、この入力
軸の回転運動を直線運動に変換するボールねじ機構を介
して連結するスライダと、このスライダにカム機構を介
して係合し、この直線運動を回転運動に変換するクラン
クアームと、このクランクアームの捩り軸に固定された
ピットマンアームとからなるピットマンアーム式の操舵
装置について、この操舵装置の上記スライダとクランク
アームとの間に介設するカム機構の係合点を変位させ、
クランクアームの作用半径の変化に対応して舵角比を変
化させる例（実公昭５４−３８６６４号公報）等があ
る。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、カム機
構の係合部は、スライダにピンを立設し、このピンは、
クランクアームの半径方向に沿って形成したカム溝に係
合する構成をなし、したがって、スライダ側のピンがク
ランクアーム側のカム溝の当接面を押圧しつつ摺動し、
大きな荷重が集中的に作用するので、摩擦によって動作
が不安定となり、そのため、動作性に円滑さを欠いて制
御精度の低下を来し、また、摩耗による耐久性の問題を
内在し、これらの解決が待たれていた。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に請求項１は、操舵用ハンドル１の回動に対応して直線
動作するスライダ１３と、このスライダ１３に設けたピ
ン状の係合部１３ｂと、この係合部１３ｂの直線動作に
対応して出力軸１４ａを中心として揺動するクランクア
ーム１４と、このクランクアーム１４の出力軸１４ａに
取付けたピットマンアーム３とを備え、前記スライダ１
３軸廻りに前記係合部１３ｂを回動させることで前記出
力軸１４ａと前記係合部１３ｂとの間の距離を変更して
舵角比を変更するようにした可変舵角比操舵装置におい
て、前記スライダ１３側の係合部１３ｂとクランクアー
ム１４との係合点にその係合動作および変位動作を円滑
にする軸受部材１４ｂ，１４ｃを備えたことを特徴とす
る。

【０００５】

【作用】ピットマンアーム式の可変舵角比操舵装置の可
変係合機構は、軸受部材によって所定の舵角比に円滑に
設定され、スライダの直線動作は、クランクアームの回
転動作に変換され、可変係合機構によって設定された所
定の舵角比でその出力軸およびピットマンアームが揺動
される。

【０００６】

【実施例】本考案の実施例を添付図面に基づいて以下に
説明する。図１は第１実施例を示す上面縦断図（可動端
の２位置を表示）、図２は図１のＡ−Ａ断面図、図６は
ピットマンアーム式の操舵機構を示す。

【０００７】ピットマンアーム式の操舵機構は、図６に
おいて、操舵用ハンドル１がそのステアリング軸１ａを
介して考案に係る可変舵角比操舵装置２に連結し、この
操舵装置２の出力軸２ａは、ピットマンアーム３に連結
し、操舵リンク４を介して車輪５に連絡して構成する。

【０００８】操舵リンク４は、ピットマンアーム３から
リレーロッド４ａを分け、ピットマンアーム３と同じ動
きをするアイドラアーム４ｂに至り、これらピットマン
アーム３とアイドラアーム４ｂから両タイロッド４ｃ，
４ｃを経て、車輪５，５を転向させるナックル５ａ，５
ａに連結する。

【０００９】上記操舵装置２は、ステアリング軸１ａの
回動を入力とする操舵装置２が操舵用ハンドル１の操作
量に応じて舵角比を変えつつ回動量の変換を行い、この
変換出力は、その出力軸２ａによってピットマンアーム
３を回動し、このピットマンアーム３に連動する操舵リ
ンク４のリレーロッド４ａ、各タイロッド４ｃ，４ｃを
介してナックル５ａ，５ａに作用し、車輪５，５の転舵
を行う。

【００１０】上記操舵装置の詳細について、図６に示す
平面Ｐに係る操舵装置の上面縦断図によって説明する。

【００１１】図１において、第１実施例に係るピットマ
ンアーム式の可変舵角比操舵装置１０は、操舵用ハンド
ル１によって回動される入力軸１１と、この入力軸１１
の回転動作を変換するボールねじ機構１２を介して直線
動作するスライダ１３と、このスライダ１３に係合して
スライダ１３の直線動作を回転動作に変換するクランク
アーム１４と、このクランクアーム１４の回転中心をな
し、図示せぬピットマンアームを回転動作させる出力軸
１４ａを備える。

【００１２】入力軸１１は、操舵装置１０のケース１０
ａに対して、軸受群を介して回動自在に支えられる。こ
の軸受群は、入力軸１１と固定輪１０ｂとの間に、ラジ
アル方向のニードルベアリング１１ｂの他に上記固定輪
１０ｂを挟んでスラスト方向を規定する２列のベアリン
グ１１ｃ，１１ｃからなる。ケース１０ａの端部にはオ
イルシール１１ｄを設ける。

【００１３】ボールねじ機構１２のねじ側は、入力軸１
１の内端部に形成され、また、このボールねじ機構１２
のナット１２ａ側は、その突部１２ｂをケース１０ａ内
部に形成した軸方向に延びる溝１０ｃに係合し、入力軸
１１の回動に応じて直線動作をなす。ボールねじ機構１
２のナット側の両端部は、スラスト軸受１２ｃ，１２ｃ
を介してスライダ１３に対して回動自在に連結する。

【００１４】スライダ１３は、上記ボールねじ機構１２
のナット側を内設した略円筒状をなし、外周の摺接部１
３ａにおいてケース１０ａの内面に回転と直線の両方向
に摺動自在に接し、ピン状に立設する係合部１３ｂにお
いてクランクアーム１４に係合し、端部に形成したセレ
ーションでなるスプライン機構１３ｃを介してウォーム
機構１５のホイール側をなす歯車軸１５ａに軸方向摺動
可能に支持される。

【００１５】スライダ１３の係合部１３ｂには、軸方向
摺動可能に球面ブッシュ１４ｂを設け、この球面ブッシ
ュ１４ｂのシート側は、リング型の軸受１４ｃの内輪側
に一体に形成される。このリング型の軸受１４ｃは、２
列の玉軸受によって構成され、このリング軸受１４ｃの
外輪側は、クランクアーム１４と一体をなす。

【００１６】クランクアーム１４は、図２に示す如く、
ケース１０ａの大径部１０ｄに設けられ、クランクシャ
フトとして一体に形成された出力軸１４ａとを合わせて
ほぼＰ字状をなす。その出力軸１４ａは、大径部１０ｄ
から突出し、軸受１４ｄ，１４ｅを介して出力軸１４ａ
の中心軸回りに回動自在に取り付けられる。

【００１７】クランクアーム１４は、リング型軸受１４
ｃとその球面ブッシュ１４ｂとを介してスライダ１３の
係合部１３ｂに係合する。この係合部１３ｂは可変係合
機構をなす。球面ブッシュ１４ｂとリング型軸受１４ｃ
は、係合部１３ｂとクランクアーム１４との係合変位動
作を円滑にする軸受部材をなす。

【００１８】スライダ１３が周方向に回転動作すると、
その係合部１３ｂはリング型軸受１４ｃによって滑らか
に回転変位し、また、スライダ１３が軸方向に直線動作
すると、その回転変位位置においてクランクアーム１４
はその出力軸１４ａを中心に揺動される。

【００１９】クランクアーム１４の出力軸１４ａの軸線
方向から見て、係合部１３ｂの直線動作軸線と出力軸１
４ａの中心軸線との間のなす図２の作用距離ａ，ｂは、
スライダ１３の周方向回転動作に伴う係合部１３ｂの回
転変位位置によって定まる。すなわち、スライダ１３軸
廻りに係合部１３ｂを回動させることで、出力軸１４ａ
と係合部１３ｂ（具体的には球面ブッシュ１４ｂの中心
点）との間の距離（作用距離）を変更する。上記作用距
離に応じてスライダ１３の直線動作に対応するクランク
アーム１４の回転動作の率すなわち舵角比が規定される
ことから、スライダ１３の係合部１３ｂは、その回転変
位によって舵角比を規定する可変係合機構をなす。

【００２０】図１のウォーム機構１５のウォームギヤ側
は、ケース１０ａに取り付けられた電動機１５ｂによっ
て駆動される。この電動機１５ｂとウォーム機構１５と
によって減速駆動される歯車軸１５ａは、平歯車減速機
構１５ｃを介して差動変圧器１６の検出子１６ａに連結
する。この可動子１６ａは、ネジ機構１６ｂを備え、上
記歯車軸１５ａの回転量に応じて進退する。

【００２１】差動変圧器１６は、電動機１５ｂの制御部
１７に接続する。この制御部１７は、別途備えられてい
る速度センサ１７ａの出力と差動変圧器１６の出力とを
受けて電動機１５ｂを制御し、歯車軸１５ａを介してス
ライダ１３の係合部１３ｂの回転変位角を車速に応じて
制御する。

【００２２】上記構成からなる第１実施例に係る可変舵
角比操舵装置の作用を以下に説明する。

【００２３】操舵用ハンドル１によって入力軸１１が回
動されると、ボールねじ機構１２を介してスライダ１３
が直線動作し、このスライダ１３に係合するクランクア
ーム１４が回転動作することにより、出力軸１４ａおよ
びピットマンアームが回転動作される。この回転出力に
よって車輪が転舵される。

【００２４】電動機１５ｂが制御部１７から駆動指令を
受けると、ウォーム機構１５とスプライン機構１３ｃを
介してスライダ１３が回転され、可変係合機構をなすス
ライダ１３の係合部１３ｂは、速度センサ１７ａの出力
に基づく制御部１７の指令によって所定の変位角に設定
され、この変位角は差動変圧器１６の出力によりフィー
ドバックされる。

【００２５】この回転変位により、クランクアーム１４
の出力軸１４ａの軸線方向から見て、係合部１３ｂの直
線動作軸線と出力軸１４ａの中心軸線との間のなす作用
距離が定まり、この作用距離に応じてスライダ１３の直
線動作に対応するクランクアーム１４の回転動作の率す
なわち舵角比が規定される。

【００２６】上記可変係合機構は、入力軸１１の回動動
作中においても、スライダ１３の係合部１３ｂとクラン
クアーム１４との間に介設する球面ブッシュ１４ｂとリ
ング型軸受１４ｃとによって円滑に動作して新たな舵角
比を設定する。

【００２７】図３は第２実施例を示す上面縦断図（可動
端の２位置を表示）、図４は図３のＢ−Ｂ断面図、図５
は図３のＣ−Ｃ断面図である。第１実施例と同じ部分は
その符号によるものとし、異なる部分について以下に説
明する。

【００２８】図３において、第２実施例に係るピットマ
ンアーム式の可変舵角比操舵装置２０は、操舵用ハンド
ル１によって回動される入力軸１１と、この入力軸１１
の回転動作を変換するボールねじ機構１２を介して直線
動作するスライダ２３と、このスライダ２３に係合して
スライダ２３の直線動作を回転動作に変換するクランク
アーム１４と、このクランクアーム１４の回転中心をな
し、図示せぬピットマンアームを回転動作させる出力軸
１４ａを備える。また、ケース２０ａと一体に、操舵用
ハンドル１の操作力をアシストする油圧制御機構２２を
備える。

【００２９】ボールねじ機構１２のナット１２ａ側は、
その突部１２ｂを油圧制御機構２２の検出体２２ａに形
成した溝２２ｂに係合し、入力軸１１の回動に応じて直
線動作をなす。

【００３０】図４の油圧制御機構２２の検出体２２ａ
は、入力軸１１に対して直角方向に摺動可能に保持さ
れ、その一端をばね２２ｃによって予圧弾性支持され、
他端に油路切替弁を備える。入力ポート２２ｄに所定の
油圧の作動油を受け、ボールねじ機構１２のナット１２
ａ側の回転動作に応じて出力ポート２２ｅ，２２ｆを切
り替える。２２ｇは戻しポートである。

【００３１】出力ポート２２ｅ，２２ｆは、図３のケー
ス２０ａに設けた油口２０ｂ，２０ｃに連通する。ケー
ス２０ａ内は、スライダ２３との摺動面をシールするシ
ール材２３ａによって２の油室Ｄ，Ｅに画成され、供給
油圧によってスライダ２３の直線動作を支援する。

【００３２】スライダ２３の端部にスプライン機構１３
ｃを介して連結する歯車軸２５ａは、油圧作動のラック
ピニオン機構２５によって駆動される。このラックピニ
オン機構２５は、図５のラック２５ｂを形成したピスト
ン２５ｃの一方側２５ｄに所定油圧の作動油を導き、他
方２５ｅ側には、車速に応じた油圧を供給するとともに
この油圧に応じた位置でピストン２５ｃをバランスさせ
るばね２５ｆを備える。

【００３３】上記構成からなる第２実施例に係る可変舵
角比操舵装置の作用を以下に説明する。

【００３４】操舵用ハンドル１によって入力軸１１が回
動されると、油圧制御機構２２を介してボールねじ機構
１２のナット側の回転動作に応じた油圧がスライダ１３
に付加されてスライダ１３が直線動作し、このスライダ
１３に係合するクランクアーム１４が回転動作すること
により、出力軸１４ａおよびピットマンアームが回転動
作される。この回転出力によって車輪が転舵される。

【００３５】ラックピニオン機構２５は、車速に応じた
位置まで歯車軸２５ａを回転動作させ、スプライン機構
１３ｃを介してスライダ２３の係合部１３ｂは回転変位
される。この回転変位により、車速に応じた舵角比が設
定される。

【００３６】

【考案の効果】以上に説明したごとく、ピットマンアー
ム式の可変舵角比操舵装置の舵角比を変化させる可変係
合機構に、その係合変位動作を円滑にする軸受部材を備
えたので、舵角比の設定が円滑に行われ、クランクアー
ムは安定しスライダに係合され、所定の舵角比で出力軸
およびピットマンアームが揺動される。したがって、ス
ライダとクランクアームの係合点に大きな荷重が集中す
ることがなく、摩擦による不安定動作が回避されて動作
が安定し、精度の高い制御が可能となり、また、摩耗の
問題が解決されて耐久性の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例を示す上面縦断図（可動端の２位置
を表示）

【図２】図１のＡ−Ａ断面図

【図３】第２実施例を示す上面縦断図（可動端の２位置
を表示）

【図４】図３のＢ−Ｂ断面図

【図５】図３のＣ−Ｃ断面図

【図６】ピットマンアーム式の操舵機構

【符号の説明】

１ …操舵用ハンドル １０，２０ …ピットマンアーム式の可変舵角比操舵装
置 １３，２３ …スライダ １３ｂ …係合部（可変係合機構） １４ …クランクアーム １４ａ …出力軸 １４ｂ，１４ｃ …軸受部材

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】操舵用ハンドル１の回動に対応して直線動
   作するスライダ１３と、このスライダ１３に設けたピン
   状の係合部１３ｂと、この係合部１３ｂの直線動作に対
   応して出力軸１４ａを中心として揺動するクランクアー
   ム１４と、このクランクアーム１４の出力軸１４ａに取
   付けたピットマンアーム３とを備え、 前記スライダ１３軸廻りに前記係合部１３ｂを回動させ
   ることで前記出力軸１４ａと前記係合部１３ｂとの間の
   距離を変更して舵角比を変更するようにした 可変舵角比
   操舵装置において、前記 スライダ１３側の係合部１３ｂとクランクアーム１
   ４との係合点にその係合動作および変位動作を円滑にす
   る軸受部材１４ｂ，１４ｃを備えたことを特徴とするピ
   ットマンアーム式の可変舵角比操舵装置。