JP3592550B2 - ケーブル式ステアリング装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハンドルとステアリングギヤボックスとをボーデンケーブル等のケーブルで接続したケーブル式ステアリング装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
ハンドルとステアリングギヤボックスとを接続するステアリングシャフトに代えて、ボーデンケーブル等のフレキシブルな伝達手段を採用したケーブル式ステアリング装置が提案されている(特開平8−2431号公報参照)。かかるケーブル式ステアリング装置を採用すれば、ステアリングギヤボックスの位置に対するハンドルの相対位置を自由に選択することができるだけでなく、ステアリングギヤボックスの振動がハンドルに伝達され難くすることができる。
【0003】
図7は従来の一般的なケーブル式ステアリング装置を示すもので、プーリ01の外周面に螺旋状に形成されたプーリ溝02に2本のインナーケーブル03,04の端部が巻き付けられて固定される。プーリ01から延びる2本のインナーケーブル03,04は、プーリハウジング05に端部を固定された2本のアウターチューブ06,07の内部にそれぞれ案内される。前記アウターチューブ06,07をプーリハウジング05に固定するためのケーブルジョイント08,09は、プーリ01の厚さ方向中心を通って回転軸010に直交する中心面上に配置されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
プーリ01が中立位置にあるとき、図7に示すようにプーリ溝02上の分離点Pでプーリ01を離れた一方のインナーケーブル03は、該分離点Pで殆ど折れ曲がることなくケーブルジョイント08からアウターチューブ06の内部に案内される。ハンドルを左右に操作すると、前記分離点Pの位置はプーリ01の軸方向両側のP1 およびP2 間で移動する。分離点がP0 からP1 ,P2 に移動したとき、プーリ溝02に巻き付くインナーケーブル03とプーリ溝02から離れたインナーケーブル03との間に角度α1 ,α2 が発生し、その角度α1 ,α2 を成す折れ曲がり部分でインナーケーブル03がプーリ溝02の側壁に擦れ、異音が発生したり摩耗が発生したりする問題がある。この問題は他方のインナーケーブル04についても同様に発生する。
【0005】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、プーリ溝からインナーケーブルが離れる分離点において、インナーケーブルがプーリ溝の側壁に擦れるのを簡単な構造で防止することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1に記載された発明は、ハンドルに接続されて回転する駆動プーリと、車輪を転舵するステアリングギヤボックスに接続されて回転する従動プーリと、駆動プーリおよび従動プーリの外周面に螺旋状に形成したプーリ溝に両端部を巻き付けられた2本のインナーケーブルと、駆動プーリを収納するプーリハウジングおよび従動プーリを収納するプーリハウジングに両端部を固定されてインナーケーブルが摺動自在に嵌合する2本のアウターチューブとを備えてなり、前記アウターチューブの端部が、駆動プーリおよび従動プーリの厚さ方向の中心部を通って該プーリの軸線に直交する中心面上に配置されたケーブル式ステアリング装置において、プーリ溝の前記中心面寄りの側壁を前記プーリの半径方向外側に向かって開くように傾斜させ、その傾斜角度を、該中心面からプーリ溝までの距離の増加に応じて増加させたことを特徴とする。
【0007】
上記構成によれば、プーリ溝の両側壁のうちのプーリの中心面寄りの側壁をプーリの半径方向外側に向かって開くように傾斜させたので、ハンドルを中立位置から左右に操作したときにインナーケーブルがプーリ溝から離れる分離点がプーリの軸方向両端側に移動しても、分離点でインナーケーブルがプーリ溝の側壁に擦れるのを防止して異音の発生や摩耗の発生を回避することができる。しかも分離点がプーリの軸方向両端側に移動するに伴い該分離点でのインナーケーブルの折れ曲り角度が大きくなると、それに応じてプーリ溝の側壁の傾斜角度も増加するので、分離点でインナーケーブルがプーリ溝の側壁に擦れるのを一層効果的に防止することができる。
【0008】
また請求項2に記載された発明は、請求項1の構成に加えて、プーリ溝の前記中心面と反対側の側壁を該中心面と平行に配置したことを特徴とする。
【0009】
上記構成によれば、プーリの中心面と反対側にあってインナーケーブルと擦れる虞のないプーリ溝の側壁を該中心面と平行に配置したので、プーリの厚さが無意味に増加するのを防止することができる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
図1〜図6は本発明の一実施例を示すもので、図1はケーブル式ステアリング装置の全体斜視図、図2は図1の2−2線拡大断面図、図3は図2の3−3線断面図、図4は図3の要部拡大図、図5は駆動プーリの拡大図、図6は図1の6−6線拡大断面図である。
【0011】
図1に示すように、自動車のハンドル1の前方に設けた駆動プーリハウジング2と、ステアリングギヤボックス3の上方に設けた従動プーリハウジング4とが、2本のボーデンケーブル5,6によって接続される。ステアリングギヤボックス3の両端部から車体左右方向に延びるタイロッド7L ,7R が、左右の車輪WL ,WR を支持するナックル(図示せず)に接続される。
【0012】
図2および図3に示すように、ハンドル1のボス部8にナット9で固定された回転軸10drが駆動プーリハウジング2に回転自在に支持されており、この回転軸10drに駆動プーリ11drが固定される。2本のボーデンケーブル5,6はアウターチューブ5o,6oと、その内部に摺動自在に収納されるインナーケーブル5i,6iとから構成される。駆動プーリ11drの外周面には1本のプーリ溝111 が螺旋状に形成され、また両端面にはプーリ溝111 の両端に連なる渦巻き状のケーブル案内溝112 ,112 と、このケーブル案内溝112 ,112 に連なるピン孔113 ,113 とが形成される。
【0013】
各ボーデンケーブル5,6のインナーケーブル5i,6iは、それらの一端に固定したピン12,12を駆動プーリ11drのピン孔113 ,113 に圧入した後に、ケーブル案内溝112 ,112 からプーリ溝111 に巻き付けられて駆動プーリ11drの直径方向両端部から略同方向に引き出される。このとき、2本のインナーケーブル5i,6iは駆動プーリ11drのプーリ溝111 に軸方向外側から内側に向かって相互に接近するように巻き付けられる。
【0014】
図1および図6に示すように、従動プーリハウジング4に回転自在に支持された回転軸10dnに従動プーリ11dnが固定される。従動プーリ11dnに対する両インナーケーブル5i,6iの巻き付き構造および固定構造は、図2および図3で説明した駆動プーリ11drのそれと同一であり、両インナーケーブル5i,6iの他端に固定したピン12,12は従動プーリ11dnのピン孔113 ,113 に圧入され、そのピン12,12に連なるインナーケーブル5i,6iは従動プーリ11dnの端面に形成した渦巻き状のケーブル案内溝112 ,112 と、従動プーリ11dnの外周面に形成した螺旋状のプーリ溝111 とに巻き付けられる。
【0015】
従動プーリハウジング4からステアリングギヤボックス3の内部に突出する回転軸10dnの先端にピニオン21が設けられており、このピニオン21がステアリングギヤボックス3の内部に左右摺動自在に支持されたステアリングロッド22に形成したラック23に噛み合っている。従動プーリハウジング4にパワーステアリング用モータ24が支持されており、従動プーリハウジング4の内部で出力軸25に設けたウオーム26が回転軸10dnに設けたウオームホイール27に噛み合っている。従って、パワーステアリング用モータ24のトルクはウオーム26およびウオームホイール27を介して回転軸10dnに伝達される。
【0016】
図4から明らかなように、ハンドル1が中立位置にあるときに、一方のインナーケーブル5iは駆動プーリ11drの中心面CP(駆動プーリ11drの厚さ方向の中心を通って回転軸10drの軸線CLに直交する面)上の分離点P0 でプーリ溝111 を離れ、アウターチューブ5oの端部Oに向けて延びている。ハンドル1を左回転させるとインナーケーブル5iはプーリ溝111 から繰り出され、分離点は中立時のP0 からP1 へと軸線CL方向に移動し、逆にハンドル1を右回転させるとインナーケーブル5iはプーリ溝111 に巻き取られ、分離点は中立時のP0 からP2 へと軸線CL方向に移動する。
【0017】
図5から明らかなように、駆動プーリ11drのプーリ溝111 の両側壁のうち、前記中心面CP寄りの側壁である傾斜壁114 は駆動プーリ11drの半径方向外側に向けて角度α1 〜α4 で広がるように傾斜している。前記角度α1 〜α4 は中心面CPの付近ではゼロであるが、プーリ溝111 が中心面CPから軸線CL方向に離れるに伴って次第に増加する。図5では中心面CPに最も近いα1 が最小であり、中心面CPから最も遠いα4 が最大になる。一方、駆動プーリ11drのプーリ溝111 の両側壁のうち、前記傾斜壁114 に対向する側壁は傾斜しておらず、軸線CLと直交する方向に切り立っている。
尚、従動プーリ11dnの形状も、上述した駆動プーリ11drの形状と同一である。
次に、前述の構成を備えた本発明の実施例の作用について説明する。
【0018】
車両を旋回させるべくハンドル1を操作して回転軸10drを回転させると、駆動プーリ11drに巻き付けられたインナーケーブル5i,6iの一方が引かれて他方が弛められることにより、駆動プーリ11drの回転が従動プーリ11dnに伝達される。その結果、図6に示す従動プーリ11dnの回転軸10dnが回転し、ステアリングギヤボックス3内のピニオン21、ラック23およびスアリングロッド22を介して車輪WL ,WR に操舵トルクが伝達される。
【0019】
このとき、両インナーケーブル5i,6iの張り側の張力と弛み側の張力との偏差がハンドル1に入力される操舵トルクに比例するため、図示せぬセンサで検出した前記偏差が一定に保持されるように前記パワーステアリング用モータ24にトルクを発生させることにより、ドライバーのステアリング操作を適切にアシストすることができる。
【0020】
図4において、ハンドル1を中立位置から左側に2回転させると、一方のインナーケーブル5iが駆動プーリ11drのプーリ溝111 から繰り出され、分離点は中立時のPからP1 までプーリ溝111 の2ピッチ分移動する。その結果、インナーケーブル5iはアウターチューブ5oの端部Oから新たな分離点P1 に向けて延び、その分離点P1 において折れ曲がることになる。逆に、ハンドル1を中立位置から右側に2回転させると、一方のインナーケーブル5iが駆動プーリ11drのプーリ溝111 に巻き取られ、分離点は中立時のPからP2 までプーリ溝111 の2ピッチ分移動する。その結果、インナーケーブル5iはアウターチューブ5oの端部Oから新たな分離点P2 に向けて延び、その分離点P2 において折れ曲がることになる。
【0021】
このように、ハンドル1を中立位置から左右に回転させたときにインナーケーブル5iが分離点P1 ,P2 で折れ曲がっても、そのインナーケーブル5iと干渉するプーリ溝111 の中心面CP寄りの傾斜壁114 が傾斜角度α1 〜α4 で傾斜しているため、インナーケーブル5iがプーリ溝111 の傾斜壁114 に強く擦れるのを防止して異音の発生や摩耗の発生を最小限に抑えることができる。インナーケーブル5iの折れ曲り角度は分離点P1 ,P2 が軸線CLの両端部側に移動するほど大きくなるが、それに伴ってプーリ溝111 の傾斜壁114 の傾斜角度α1 〜α4 が増加するため、インナーケーブル5iがプーリ溝111 の側壁に擦れるのを一層確実に防止することができる。
【0022】
一方、プーリ溝111 の傾斜壁114 に対向する側壁、つまり中心面CPと反対側の側壁は傾斜しておらず、軸線CLに直交するように切り立っている。その理由は、インナーケーブル5iは必ず中心面CP側に折れ曲がるため、中心面CPと反対側の側壁はインナーケーブル5iと擦れる虞がないからである。このように、中心面CPと反対側の側壁を傾斜させずに切り立たせることにより,駆動プーリ11drの厚さが増加するのを最小限に抑えることができる。
【0023】
駆動プーリ11dr側の一方のボーデンケーブル5についての上記説明は、駆動プーリ11dr側の他方のボーデンケーブル6、あるいは従動プーリ11dn側の両方のボーデンケーブル5,6についても同様に当てはまるので、その重複する説明を省略する。
【0024】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【0025】
例えば、実施例ではパワーステアリング用モータ24でドライバーの操舵力をアシストするステアリング装置を説明したが、本発明は、パワーステアリング用モータ24を使用せずに、ボーデンケーブル5,6を介して伝達される荷重だけでマニュアル操舵を行うステアリング装置に対しても適用することができる。
【0026】
【発明の効果】
以上のように請求項1に記載された発明によれば、プーリ溝の両側壁のうちのプーリの中心面寄りの側壁をプーリの半径方向外側に向かって開くように傾斜させたので、ハンドルを中立位置から左右に操作したときにインナーケーブルがプーリ溝から離れる分離点がプーリの軸方向両端側に移動しても、分離点でインナーケーブルがプーリ溝の側壁に擦れるのを防止して異音の発生や摩耗の発生を回避することができる。しかも分離点がプーリの軸方向両端側に移動するに伴い該分離点でのインナーケーブルの折れ曲り角度が大きくなると、それに応じてプーリ溝の側壁の傾斜角度も増加するので、分離点でインナーケーブルがプーリ溝の側壁に擦れるのを一層効果的に防止することができる。
【0027】
また請求項2に記載された発明によれば、プーリの中心面と反対側にあってインナーケーブルと擦れる虞のないプーリ溝の側壁を該中心面と平行に配置したので、プーリの厚さが無意味に増加するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】ケーブル式ステアリング装置の全体斜視図
【図2】図1の2−2線拡大断面図
【図3】図2の3−3線断面図
【図4】図3の要部拡大図
【図5】駆動プーリの拡大図
【図6】図1の6−6線拡大断面図
【図7】従来例に係る、前記図2に対応する図
【符号の説明】
1 ハンドル
2 駆動プーリハウジング(プーリハウジング)
3 ステアリングギヤボックス
4 従動プーリハウジング(プーリハウジング)
5i インナーケーブル
5o アウターチューブ
6i インナーケーブル
6o アウターチューブ
11dr 駆動プーリ
11dn 従動プーリ
111 プーリ溝
CL 軸線
CP 中心面
O アウターチューブの端部
WL 車輪
WR 車輪
α1 〜α4 傾斜角度
Claims (2)
- ハンドル(1)に接続されて回転する駆動プーリ(11dr)と、
車輪(WL ,WR )を転舵するステアリングギヤボックス(3)に接続されて回転する従動プーリ(11dn)と、
駆動プーリ(11dr)および従動プーリ(11dn)の外周面に螺旋状に形成したプーリ溝(111 )に両端部を巻き付けられた2本のインナーケーブル(5i,6i)と、
駆動プーリ(11dr)を収納するプーリハウジング(2)および従動プーリ(11dn)を収納するプーリハウジング(4)に両端部を固定されてインナーケーブル(5i,6i)が摺動自在に嵌合する2本のアウターチューブ(5o,6o)とを備えてなり、
前記アウターチューブ(5o,6o)の端部(O)が、駆動プーリ(11dr)および従動プーリ(11dn)の厚さ方向の中心部を通って該プーリ(11dr,11dn)の軸線(CL)に直交する中心面(CP)上に配置されたケーブル式ステアリング装置において、
プーリ溝(111 )の前記中心面(CP)寄りの側壁を前記プーリ(11dr,11dn)の半径方向外側に向かって開くように傾斜させ、その傾斜角度(α 1 〜α 4 )を、該中心面(CP)からプーリ溝(11 1 )までの距離の増加に応じて増加させたことを特徴とするケーブル式ステアリング装置。 - プーリ溝(111 )の前記中心面(CP)と反対側の側壁を該中心面(CP)と平行に配置したことを特徴とする、請求項1に記載のケーブル式ステアリング装置。
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