JP4349571B2 - Wire-type steering device - Google Patents
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Description
本発明は、ステアリングハンドルと転舵機構とを可撓性の操作ケーブルで連結したワイヤ式ステアリング装置に関する。 The present invention relates to a wire type steering apparatus in which a steering handle and a steering mechanism are connected by a flexible operation cable.
一般的な車両用ステアリング装置は、ステアリングハンドルに連結軸を介して転舵機構を連結することで、ステアリングハンドルの操舵トルクにより転舵機構を介して転舵車輪を転舵させる構成である。
これに対して近年、ステアリングハンドルの配置の自由度を高めること等のために、上記連結軸を廃止し、ステアリングハンドルと転舵機構とを可撓性の操作ケーブルで連結したワイヤ式ステアリング装置の開発が進められている。(例えば、特許文献1参照。)。
On the other hand, in recent years, in order to increase the degree of freedom in the arrangement of the steering handle, the connection shaft is abolished, and the wire type steering device in which the steering handle and the steering mechanism are connected by a flexible operation cable. Development is underway. (For example, refer to Patent Document 1).
特許文献1を次図に基づいて説明する。
図11(a),(b)は従来のワイヤ式ステアリング装置の概要図であり、(a)は全体構成を示し、(b)は要部構成を示す。
従来のワイヤ式ステアリング装置200は、ステアリングハンドル201で発生した操舵トルクを、ステアリングハンドル201に連結した駆動プーリ(図示せず)から、互いに逆方向に引く2本の操作ケーブル202,202を介して、転舵機構203に連結した従動プーリ204に伝達するというものである。
Patent document 1 is demonstrated based on the following figure.
11 (a) and 11 (b) are schematic views of a conventional wire-type steering device, (a) shows the overall configuration, and (b) shows the main part configuration.
A conventional wire
操作ケーブル202は、アウタチューブ211とアウタチューブ211にスライド自在に通したインナケーブル212とからなる。各アウタチューブ211,211の各両端部211a,211aは、駆動プーリを収納する駆動プーリケース221及び従動プーリ204を収納する従動プーリケース222に、それぞれ取付けたものである。各インナケーブル212,212の各両端部212a,212aは、駆動プーリのプーリ溝及び従動プーリ204のプーリ溝に、それぞれ巻き付けたものである。
The
ワイヤ式ステアリング装置200は、各インナケーブル212,212の各両端部212aを駆動プーリ及び従動プーリ204に巻き付けることで、ステアリングハンドル201を中立状態(すなわち、車両を直進させる操舵状態)に保持することができる。
ステアリングハンドル201を中立状態から左又は右に回して、駆動プーリに一方のインナケーブル212を巻き取ることで、このインナケーブル212を介して従動プーリ204を回し、転舵機構203によって車輪223,223を転舵させることができる。
The wire-
By turning the
ところで、ステアリングハンドル201を、中立状態から操舵を開始する初期には、小さい操舵トルクによって操舵できることが好ましい。ワイヤ式ステアリング装置200の操舵感覚(操舵フィーリング)を高めることができるからである。
しかしながら、ステアリングハンドル201を操舵するときには、インナケーブル212,212の摩擦抵抗や転舵機構203自体の摩擦抵抗の影響を受ける。このような余分な摩擦抵抗の分だけ、初期の操舵トルクは大きくならざるを得ない。また、ステアリングハンドル201を中立位置に戻す場合に、摩擦抵抗の影響を抑制して確実に且つ速やかに中立位置に戻ることが、操舵感覚を高める上で重要である。
By the way, it is preferable that the
However, the
本発明は、ワイヤ式ステアリング装置において、ステアリングハンドルの中立位置並びにその近傍での操舵感覚をより高めることができる、技術を提供することを課題とする。 An object of the present invention is to provide a technique capable of further enhancing the steering feeling in the neutral position of the steering handle and in the vicinity thereof in the wire type steering apparatus.
請求項1に係る発明は、ステアリングハンドルで発生した操舵トルクを、ステアリングハンドルに連結した駆動プーリから、互いに逆方向に引く2本の操作ケーブルを介して、転舵機構に連結した従動プーリに伝達するワイヤ式ステアリング装置であって、
駆動プーリは、螺旋状のプーリ溝を有するとともに駆動プーリケースに収納し、従動プーリは、螺旋状のプーリ溝を有するとともに従動プーリケースに収納し、2本の操作ケーブルは、アウタチューブの中にインナケーブルをスライド自在に通し湾曲した可撓性ワイヤケーブルであり、2本のアウタチューブは、駆動プーリケースに一端部を取付けるとともに従動プーリケースに他端部を取付け、2本のインナケーブルは、駆動プーリのプーリ溝に一端部を巻き付けるとともに従動プーリのプーリ溝に他端部を巻き付けたワイヤ式ステアリング装置において、
このワイヤ式ステアリング装置は、従動プーリに対して駆動プーリを相対的に回転させた場合に、その回転角の増加量に対するトルクの増加量の度合いの特性をトルク特性としたときに、このトルク特性を調整するトルク調整機構を備え、
このトルク調整機構は、駆動プーリを中立状態から回転させる初期に必要な初期トルクの増加度合いが、その後に駆動プーリを回転させるのに必要な次期トルクの増加度合いよりも小さい、非線形のトルク特性となるべく調整するように構成したことを特徴とする。
なお、「非線形のトルク特性」には、折れ線状や曲線状のトルク特性を包含する。
According to the first aspect of the present invention, the steering torque generated by the steering handle is transmitted from the drive pulley connected to the steering handle to the driven pulley connected to the steering mechanism via two operation cables drawn in opposite directions. A wire-type steering device,
The drive pulley has a spiral pulley groove and is housed in a drive pulley case. The driven pulley has a spiral pulley groove and is housed in a driven pulley case. The two operation cables are placed in the outer tube. It is a flexible wire cable that slidably passes through the inner cable, and the two outer tubes have one end attached to the drive pulley case and the other end attached to the driven pulley case. The two inner cables are In the wire type steering apparatus in which one end is wound around the pulley groove of the driving pulley and the other end is wound around the pulley groove of the driven pulley.
When the drive pulley is rotated relative to the driven pulley, the wire type steering device has a torque characteristic when the characteristic of the degree of increase in torque with respect to the increase in rotation angle is used as the torque characteristic. Equipped with a torque adjustment mechanism to adjust
This torque adjustment mechanism has a non-linear torque characteristic in which the increase degree of the initial torque necessary for rotating the drive pulley from the neutral state is smaller than the increase degree of the next torque necessary for subsequently rotating the drive pulley. It is characterized by being configured to adjust as much as possible.
The “nonlinear torque characteristic” includes a broken line or curved torque characteristic.
さらに、請求項1に係る発明は、トルク調整機構は、2本のインナケーブルのうち駆動プーリで一方のインナケーブルを引いたときに、その引張り力によって、このインナケーブルを通す一方のアウタチューブをインナケーブルと同方向に引いて変位させるべく、一方のアウタチューブに固定してこのアウタチューブと同方向に一定量だけ移動可能な移動部材と、この移動部材が移動するときに引張り力に応じて弾性変形し得る弾性部材と、からなることを特徴とする。 Furthermore, in the invention according to claim 1 , when the torque adjusting mechanism pulls one inner cable with the driving pulley out of the two inner cables, the outer tube through which the inner cable is passed is pulled by the tensile force. A moving member that is fixed to one outer tube and can move by a certain amount in the same direction as the outer tube to be displaced in the same direction as the inner cable, and according to the tensile force when the moving member moves And an elastic member that can be elastically deformed.
さらに、請求項1に係る発明は、駆動プーリケースは、2つの貫通孔を有しており、これら2つの貫通孔は、それぞれ、駆動プーリケースのケース内壁に連なるワイヤ孔と、このワイヤ孔よりも大径の緩衝材収納孔と、この緩衝材収納孔よりも大径の弾性部材収納孔と、この弾性部材収納孔よりも大径で貫通孔の入口に有する雌ねじ部とを、この順にケース内壁側から入口側へ連ねて形成した、孔であり、移動部材は、緩衝材収納孔及び弾性部材収納孔にスライド可能に嵌合するとともに、外周面にフランジを備え、このフランジは、弾性部材収納孔に嵌合し、弾性部材は、弾性部材収納孔内で、この弾性部材収納孔と緩衝材収納孔との段差面と、フランジとの間に収納し、ワイヤ孔と緩衝材収納孔との段差面に、第1緩衝材を装着し、雌ねじ部にねじ込まれた抑え部材とフランジとの間に、第2緩衝材を介在したことを特徴とする。 Further, in the invention according to claim 1 , the drive pulley case has two through holes, and each of the two through holes includes a wire hole connected to the case inner wall of the drive pulley case, and the wire hole. A large-diameter cushioning material housing hole, an elastic member housing hole larger in diameter than the cushioning material housing hole, and a female screw portion having a diameter larger than that of the elastic member housing hole and provided at the inlet of the through hole in this order. It is a hole formed continuously from the inner wall side to the inlet side, and the moving member is slidably fitted into the buffer material accommodation hole and the elastic member accommodation hole, and has a flange on the outer peripheral surface, and this flange is an elastic member. The elastic member is fitted into the storage hole, and the elastic member is stored in the elastic member storage hole between the step surface of the elastic member storage hole and the buffer material storage hole and the flange, and the wire hole and the buffer material storage hole Attach the first cushioning material to the stepped surface of Between the restraining member and the flange screwed into parts, characterized in that interposing a second buffer material.
請求項1に係る発明では、「従動プーリに対して駆動プーリを相対的に回転させた場合」に、駆動プーリを中立状態から回転させる初期に必要な初期トルクの増加度合いが、その後に駆動プーリを回転させるのに必要な次期トルクの増加度合いよりも小さい、非線形のトルク特性となるべく調整する、トルク調整機構を備えたものである。
従って、「従動プーリが通常の回転可能な状態にある場合」においては、ステアリングハンドルの中立位置並びにその近傍での操舵トルクを低減することができる。すなわち、中立状態のステアリングハンドルを操舵し始める初期の操舵トルクを、より小さくすることができる。中立状態のステアリングハンドルを操舵し始める初期の操舵トルクが小さいので、ワイヤ式ステアリング装置の操舵感覚を、より高めることができる。
また、ステアリングハンドルの中立位置並びにその近傍での操舵トルクが小さいので、ステアリングハンドルを中立位置に戻す場合にも、確実に且つ速やかに中立位置に戻すことができる。従って、ワイヤ式ステアリング装置の操舵感覚を、より高めることができる。
In the invention according to claim 1, when “the drive pulley is rotated relative to the driven pulley”, the degree of increase in the initial torque required at the initial stage for rotating the drive pulley from the neutral state is determined after that. Is provided with a torque adjusting mechanism that adjusts the non-linear torque characteristics as much as possible, which is smaller than the degree of increase in the next torque required to rotate the motor.
Therefore, in “when the driven pulley is in a normal rotatable state”, the steering torque at the neutral position of the steering wheel and in the vicinity thereof can be reduced. That is, the initial steering torque at which the steering handle in the neutral state starts to be steered can be further reduced. Since the initial steering torque at which the steering handle in the neutral state starts to be steered is small, the steering feeling of the wire type steering device can be further enhanced.
Further, since the steering torque at the neutral position of the steering handle and in the vicinity thereof is small, even when the steering handle is returned to the neutral position, it can be surely and quickly returned to the neutral position. Therefore, the steering feeling of the wire type steering device can be further enhanced.
さらに、請求項1に係る発明では、駆動プーリで一方のインナケーブルを引いたときに、その引張り力によって、このインナケーブルを通す一方のアウタチューブをインナケーブルと同方向に引いて一定量だけ変位させることができる。このときの引張り力に応じて弾性部材は弾性変形する。この結果、一方のアウタチューブにおける一端部の取付位置は、駆動プーリ側に一定量だけ寄る。アウタチューブの取付位置が駆動プーリ側へ寄った分だけ、操舵トルクは小さくてすむ。 Further, in the invention according to claim 1 , when one inner cable is pulled by the drive pulley, the outer tube through which the inner cable is passed is pulled in the same direction as the inner cable by the pulling force, and is displaced by a certain amount. Can be made. The elastic member is elastically deformed according to the tensile force at this time. As a result, the attachment position of the one end portion of one outer tube is shifted by a certain amount toward the drive pulley. The steering torque can be reduced as much as the outer tube mounting position is closer to the drive pulley.
ところで、インナケーブルを引張ると、その引張り力に対して、インナケーブルはある程度の伸びを生じる。このときの伸びは引張り力を解消すると元に戻る、いわゆる弾性を有した伸びであり、その伸び量は引張り力に概ね比例することが、一般に知られている。弾性部材は、インナケーブルを弾性的に一定量だけ伸ばすのに必要な引張り力よりも、小さい引張り力によって、一定量だけ弾性変形が可能であればよい。 By the way, when the inner cable is pulled, the inner cable is stretched to some extent with respect to the tensile force. It is generally known that the elongation at this time is a so-called elastic elongation that returns to the original when the tensile force is eliminated, and the amount of elongation is approximately proportional to the tensile force. The elastic member only needs to be able to be elastically deformed by a certain amount with a tensile force smaller than the tensile force necessary for elastically extending the inner cable by a certain amount.
ここで、従動プーリを固定した状態にして駆動プーリを回した場合、すなわち、従動プーリに対して駆動プーリを相対的に回転させた場合について考える。駆動プーリを相対的に回転させるのに必要な初期トルクは、インナケーブルを伸ばすのではなく、弾性部材を弾性変形させるだけの小さいトルクだけですむ。
従って、「従動プーリが通常の回転可能な状態にある場合」においては、ステアリングハンドルの中立位置並びにその近傍での操舵トルクを低減することができる。すなわち、中立状態のステアリングハンドルを操舵し始める初期の操舵トルクを、より小さくすることができる。
Here, consider the case where the drive pulley is rotated with the driven pulley fixed, that is, the case where the drive pulley is rotated relative to the driven pulley. The initial torque required to rotate the drive pulley relatively does not need to extend the inner cable, but only a small torque that elastically deforms the elastic member.
Therefore, in “when the driven pulley is in a normal rotatable state”, the steering torque at the neutral position of the steering wheel and in the vicinity thereof can be reduced. That is, the initial steering torque at which the steering handle in the neutral state starts to be steered can be further reduced.
さらに請求項1に係る発明では、トルク調整機構は、アウタチューブに固定して一定量だけ移動可能な移動部材と、この移動部材が移動するときの引張り力によって弾性変形し得る弾性部材との組み合わせだけの、簡単な構成ですむ。 Further, in the invention according to claim 1 , the torque adjusting mechanism is a combination of a moving member fixed to the outer tube and movable by a fixed amount, and an elastic member that can be elastically deformed by a tensile force when the moving member moves. Just a simple configuration.
さらに請求項1に係る発明では、移動部材が移動したときに、第1・第2緩衝材に当たることで衝撃が緩衝されるので、衝突音の発生を抑制することができる。従って、衝突音が車室内の乗員に聞こえることはない。しかも、第1・第2緩衝材によって衝撃が緩衝されるので、初期操舵トルクから次期操舵トルクに滑らかに変化させることができる。従って、ワイヤ式ステアリング装置の操舵感覚を、より一層高めることができる。 Further, in the invention according to claim 1 , since the impact is buffered by hitting the first and second buffer members when the moving member moves, the generation of the collision sound can be suppressed. Therefore, the collision sound is not heard by the passenger in the vehicle interior. In addition, since the impact is buffered by the first and second buffer materials, the initial steering torque can be smoothly changed to the next steering torque. Therefore, the steering feeling of the wire type steering device can be further enhanced.
本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。
図1は本発明に係るワイヤ式ステアリング装置の全体図である。
自動車等の車両に搭載するワイヤ式ステアリング装置10は、操舵部材としてのステアリングハンドル11の前部に配置した駆動プーリケース12と、転舵機構13を収納した従動プーリケース14とを、2本の操作ケーブル15,15にて連結したものである。ステアリングハンドル11で発生した操舵トルクを、操作ケーブル15,15及び後述するプーリを介して転舵機構13に伝達し、転舵機構13から左右のタイロッド16,16を介して左右の転舵車輪17,17を転舵させることができる。
2本の操作ケーブル15,15におけるアウタチューブ41,41は、長手途中をそれぞれ湾曲させるとともにそれぞれ両端部41a,41a,41b,41bを取り付けるようにしたものである。その取付け構造については後述する。
The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is an overall view of a wire type steering apparatus according to the present invention.
A wire-
The
駆動プーリケース12は、ステアリングハンドル11で発生した操舵トルクを検出する操舵トルクセンサ21を備える。操舵トルクセンサ21のセンサ信号を受けた制御部22は、電動モータ23に制御信号を発する。電動モータ23は、操舵トルクに応じた補助トルクを発生して、転舵機構13に付加するものである。このようにして、操舵トルクに補助トルクを付加した複合トルクによって、転舵車輪17,17を転舵させることができる。
The drive
図2は図1の2−2線断面図であり、駆動プーリケース12の要部を断面にして表した。
駆動プーリケース12は、ステアリングハンドル11(図1参照)に連結するステアリングシャフト26と、ステアリングシャフト26に直接に又はプーリ軸27を介して間接的に連結した駆動プーリ30とを、収納する操舵側ケースであって、ブラケット28を介して車体に取付けるものである。
駆動プーリ30は、外周面に形成した1条の螺旋状のプーリ溝31と、駆動プーリ30の軸方向の両端面(この図の左右方向の両面)に形成してプーリ溝31の両端に連なる2個の係止孔32,32とを有する。
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line 2-2 of FIG. 1, and shows a main part of the
The drive
The
図3は図2の3−3線断面図であり、駆動プーリケース12と駆動プーリ30と、2本の操作ケーブル15,15との取付け関係を示す。
図2及び図3に示すように、2本の操作ケーブル15,15は、それぞれアウタチューブ41,41の中にインナケーブル(インナワイヤとも言う。)42,42をスライド自在に通した可撓性ワイヤケーブルであり、ボーデンケーブル(Bowden cable)とも言われている。インナケーブル42,42は、多数の鋼製の素線を撚り合わせて制作したワイヤロープ(鋼索)からなる。
3 is a cross-sectional view taken along line 3-3 of FIG. 2, and shows a mounting relationship between the
As shown in FIGS. 2 and 3, the two
これらのインナケーブル42,42は、各一端部42a,42aに小さい円柱状の係止ピン43,43を固定したものである。駆動プーリ30の2個の係止孔32,32に2個の係止ピン43,43を個別に嵌合することで連結するとともに、螺旋状のプーリ溝31に2本のインナケーブル42,42を互いに逆方向に巻き付けた後に、駆動プーリ30の軸線に直交する方向に引き出すようにした。このようにして、2本のインナケーブル42,42の各一端部42a,42aを、駆動プーリ30のプーリ溝31にそれぞれ巻き付けることができる。
These
図4は本発明に係る操作ケーブル取付部並びに第1実施例のトルク調整機構の要部拡大図である。
図3及び図4に示すように、駆動プーリケース12は、側部に2個の筒状のチューブ接続部51,51を一体形成にて設け、これらのチューブ接続部51,51に2本のアウタチューブ41,41の各一端部41a,41aを、第1実施例のトルク調整機構60,60を介して取付けるものである。
図4に示すように、チューブ接続部51は、ケース12内に貫通した貫通孔52を有する。貫通孔52は、ケース内壁53に連なる最も小径のワイヤ孔54、ワイヤ孔54よりも大径の緩衝材収納孔55、緩衝材収納孔55よりも大径の弾性部材収納孔56、弾性部材収納孔56よりも大径でチューブ接続部51の入口に有する雌ねじ部57を、この順にケース内壁53側から入口側へ連ねて形成したものである。
FIG. 4 is an enlarged view of a main part of the operation cable attachment portion and the torque adjustment mechanism of the first embodiment according to the present invention.
As shown in FIGS. 3 and 4, the
As shown in FIG. 4, the
第1実施例のトルク調整機構60は、移動部材61と弾性部材62と第1緩衝材63と第2緩衝材64と抑え部材65とロックナット66とからなる。
移動部材61は、アウタチューブ41の一端部41aに固定するとともに内部にインナケーブル42をスライド自在に通した、パイプ状のチューブ取付部材であり、長手途中で外周面にフランジ61aを一体に備える。移動部材61の外径は緩衝材収納孔55に嵌合可能な大きさである。フランジ61aの外径は弾性部材収納孔56に嵌合可能な大きさである。
弾性部材62は、例えば圧縮コイルばねからなる弾発部材である。小径の第1緩衝材63及び大径の第2緩衝材64は、一定厚みを有する環状の弾性体、例えばラバー製品である。抑え部材65は、外周面に雄ねじを有した環状のねじ部材であり、内部に移動部材61を移動可能に通すことができる。
The
The moving
The
このようなトルク調整機構60は、緩衝材収納孔55に移動部材61の先端部分が嵌合するまで、貫通孔52に移動部材61を装着することにより、弾性部材収納孔56内で、弾性部材収納孔56の底(すなわち、弾性部材収納孔56と緩衝材収納孔55との段差面)とフランジ61aとの間に、弾性部材62を収納することができる。弾性部材62は、駆動プーリ30によってインナケーブル42を巻き取る方向(矢印R2方向)とは反対方向に、移動部材61を弾発することになる。
Such a
緩衝材収納孔55の底(すなわち、ワイヤ孔54と緩衝材収納孔55との段差面)に第1緩衝材63を装着したときに、移動部材61の先端と第1緩衝材63との間には、一定の間隔δの隙間Spを有する。
貫通孔52に移動部材61を装着した状態で、雌ねじ部57に抑え部材65をねじ込むことにより、貫通孔52内での移動部材61のスライド移動を規制することができる。フランジ61aと抑え部材65との間には第2緩衝材64が介在する。ロックナット66は、雌ねじ部57に抑え部材65をねじ込んだ状態での緩み防止部材である。
When the
With the moving
以上の説明から明らかなように、移動部材61は隙間Spの分だけ、すなわち一定量δだけ駆動プーリケース12に対して移動可能である。しかも、通常状態においては移動部材61は弾性部材62によって入口側に弾発されており、この結果、移動部材61の先端は第1緩衝材63から離れている。
このようにして、2本のアウタチューブ41,41の各一端部41a,41aを、駆動プーリケース12にそれぞれ取付けることができる。
なお、移動部材61は内部にガイドブッシュ67を備える。ガイドブッシュ67はインナケーブル42が移動部材61に直接に擦れることを防止する保護部材である。68はラバー製防水ブーツである。
As is clear from the above description, the moving
In this way, the one
The moving
図5は図1の5−5線断面図であり、転舵機構13並びに従動プーリケース14の縦断面構造を示す。
転舵機構13は、電動モータ23のモータ軸23aにウォームギヤ機構71を介して入力軸73を連結し、入力軸73にラックアンドピニオン機構75を介してラック軸77を連結し、ラック軸77の両端にタイロッド16,16(図1参照)を連結したものである。
ウォームギヤ機構71は、モータ軸23aに備えたウォーム72と、入力軸73に備えたウォームホイール74とからなる。ラックアンドピニオン機構75は、入力軸73に備えたピニオン76と、ラック軸77に備えたラック78とからなる。79はラック軸77の背面を支えるとともに案内するラックガイドである。
FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line 5-5 in FIG. 1 and shows a longitudinal cross-sectional structure of the
The
The
従動プーリケース14は、転舵機構13を収納するとともに従動プーリ80をも収納する、転舵側ケースである。転舵機構13の入力軸73に取付けられた従動プーリ80は、駆動プーリ30と同様にプーリ溝81及び係止孔82,82を備える。詳しく説明すると、従動プーリ80は、外周面に形成した1条の螺旋状のプーリ溝81と、従動プーリ80の軸方向の両端面(この図の左右方向の両面)に形成してプーリ溝81の両端に連なる2個の係止孔82,82とを有する。
The driven
図6は図5の6−6線断面図であり、従動プーリケース14と従動プーリ80と、2本の操作ケーブル15,15との取付け関係を示す。
図5及び図6に示すように、2本のインナケーブル42,42は、各他端部42b、42bに小さい円柱状の係止ピン44,44を固定したものである。従動プーリ80の2個の係止孔82,82に2個の係止ピン44,44を個別に嵌合することで連結するとともに、螺旋状のプーリ溝81に2本のインナケーブル42,42を互いに逆方向に巻き付けた後に、従動プーリ80の軸線に直交する方向(この図の左右方向)に引き出すようにした。このようにして、2本のインナケーブル42,42の各他端部42b、42bを、従動プーリ80のプーリ溝81にそれぞれ巻き付けることができる。
6 is a cross-sectional view taken along line 6-6 of FIG. 5, and shows the mounting relationship between the driven
As shown in FIGS. 5 and 6, the two
従動プーリケース14は、側部に2個の筒状のチューブ接続部91,91を一体形成にて設け、これらのチューブ接続部91,91に2本のアウタチューブ41,41の各他端部41b、41bを、それぞれ固定機構95,95にて個別に取付けるものである。
The driven
図6に示すようにチューブ接続部91は、ケース14内に貫通した貫通孔92を有する。固定機構95は、例えば、操作ケーブル15の取付け時にアウタチューブ41の取付位置を手で調整する調整機構からなる。
調整機構95(すなわち、固定機構95)は、1個のチューブ取付部材96と2個のナット97,97とからなる。チューブ取付部材96は、アウタチューブ41の他端部41bに固定するとともに内部にインナケーブル42をスライド自在に通した、長いパイプ部材であり、全長又はほぼ全長にわたって外周面に雄ねじを有する。
As shown in FIG. 6, the
The adjustment mechanism 95 (that is, the fixing mechanism 95) includes one
貫通孔92にチューブ取付部材96を通し、チューブ取付部材96にねじ込んだ2個のナット97,97によってチューブ接続部91の内外両面を挟み込むことで、従動プーリケース14にアウタチューブ41,41の各他端部41b、41bを取り付けることができる。
さらには、操作ケーブル15の取付け時にナット97,97を緩めて、チューブ接続部91に対するチューブ取付部材96の位置を調整し、その後にナット97,97を再び締め込むことにより、アウタチューブ41の取付位置を手で容易に調整することができる。しかも、長いチューブ取付部材96の全長にわたって雄ねじを有するので、チューブ接続部91に対するチューブ取付部材96の位置調整をする寸法が大きい、すなわち、調整代が大きい。
なお、チューブ取付部材96は内部にガイドブッシュ98を備える。ガイドブッシュ98はインナケーブル42がチューブ取付部材96に直接に擦れることを防止する保護部材である。
By passing the
Further, when the
The
以上の説明をまとめて図1、図3、図5に基づき説明する。ワイヤ式ステアリング装置10は、ステアリングハンドル11で発生した操舵トルクを、ステアリングハンドル11に連結した駆動プーリ30から、互いに逆方向に引く2本の操作ケーブル15,15を介して、転舵機構13に連結した従動プーリ80に伝達するものである。
The above description will be described based on FIGS. 1, 3, and 5. FIG. The wire-
駆動プーリ30は、螺旋状のプーリ溝31を有するとともに駆動プーリケース12に収納し、従動プーリ80は、螺旋状のプーリ溝81を有するとともに従動プーリケース14に収納したものである。
2本の操作ケーブル15,15は、アウタチューブ41,41の中にインナケーブル42,42をスライド自在に通し、長手途中が湾曲している可撓性ワイヤケーブルである。2本のアウタチューブ41,41は、駆動プーリケース12に一端部41a,41aを取付けるとともに、従動プーリケース14に他端部41b,41bを取付けたものである。2本のインナケーブル42,42は、駆動プーリ30のプーリ溝31に一端部42a,42aを巻き付けるとともに、従動プーリ81のプーリ溝81に他端部42b,42bを巻き付けたものである。
The
The two
第1実施例のトルク調整機構60は、2本のインナケーブル42,42のうち駆動プーリ30で一方のインナケーブル42を引いたときに、その引張り力によって、このインナケーブル42を通す一方のアウタチューブ41をインナケーブル42と同方向に引いて変位させるべく、一方のアウタチューブ41に固定してこのアウタチューブ41と同方向に一定量δ(図4参照)だけ移動可能な移動部材61と、この移動部材61が移動するときに引張り力に応じて弾性変形し得る弾性部材62と、からなる。
従って、トルク調整機構60は、アウタチューブ41に固定して一定量δだけ移動可能な移動部材61と、この移動部材61が移動するときの引張り力によって弾性変形し得る弾性部材62との組み合わせだけの、簡単な構成ですむ。
The
Therefore, the
さらには、図4及び図7に示すように、移動部材61は移動したときに、チューブ接続部51や抑え部材65に直接に当たることなく、第1・第2緩衝材63,64に当たることで衝撃が緩衝されるので、衝突音の発生を抑制することができる。従って、衝突音が車室内の乗員に聞こえることはない。しかも、第1・第2緩衝材63,64によって衝撃が緩衝されるので、初期操舵トルクから次期操舵トルクに滑らかに変化させることができる。従って、ワイヤ式ステアリング装置10の操舵感覚を、より一層高めることができる。
Furthermore, as shown in FIGS. 4 and 7, when the moving
このようなワイヤ式ステアリング装置10によれば、各インナケーブル42,42の各両端部42a,42a,42b,42bを駆動プーリ30及び従動プーリ80に巻き付けることで、ステアリングハンドル11を中立状態に保持することができる。また、ステアリングハンドル11を中立状態から左又は右に回して、駆動プーリ30に一方のインナケーブル42を巻き取ることで、このインナケーブル42を介して従動プーリ80を回し、転舵機構13によって転舵車輪17,17(図1参照)を転舵させることができる。
なお、駆動プーリ30に一方のインナケーブル42を巻き付けるときには、同時に、駆動プーリ30から他方のインナケーブル42を巻き戻す(繰り出す)ことになる。
According to such a wire-
When one
次に、上記構成の第1実施例のトルク調整機構60,60の作用について、図4及び図7に基づき説明する。
図4は、ステアリングハンドル11(図1参照)が中立状態、すなわち車両を直進させる操舵状態にあるときの、駆動プーリ30及びトルク調整機構60を示す。この中立状態において、ステアリングハンドル11を左又は右に操舵すると、その操舵トルク(以下、「初期操舵トルク」と言う。)によって駆動プーリ30は中立位置Nuから矢印R1方向に回る。このとき、駆動プーリ30は一方のインナケーブル42を巻き付けることにより、矢印R2方向に引く。
Next, the operation of the
FIG. 4 shows the
図4に示すように、操作ケーブル15は長手途中が湾曲している。駆動プーリ30でインナケーブル42を引いたときに、その引張り力(以下、「初期引張り力」と言う。)は、操作ケーブル15の湾曲した部分において、インナケーブル42を介してアウタチューブ41に作用する。すなわち、初期引張り力は、インナケーブル42を通して湾曲したアウタチューブ41にも、インナケーブル42と同方向(矢印R2方向)に作用する。初期引張り力は、初期操舵トルクに対応する比較的小さい力である。
As shown in FIG. 4, the
このため、アウタチューブ41に固定されている移動部材61は、インナケーブル42と同方向(矢印R2方向)に一定量δだけ移動しようとする。このときに弾性部材62は、移動部材61が移動するときの初期引張り力の大きさに応じて弾性変形し(縮み)、移動部材61の先端が第1緩衝材63に当たるまで弾性変形し得る。
弾性部材62が弾性変形した分だけ、移動部材61及びアウタチューブ41はインナケーブル42と同方向(矢印R2方向)に引かれて変位する。その結果を図7に示す。
For this reason, the moving
As the
図7は本発明に係る第1実施例のトルク調整機構の作用図であり、操舵初期に駆動プーリ30が一定角度β1(操舵角β1)だけ回転した結果を示す。
移動部材61及びアウタチューブ41が変位した結果、アウタチューブ41における一端部41aの取付位置P1(図4参照)は、駆動プーリ30側に一定量δ(図4参照)だけ寄る。この一定量δは、駆動プーリ30が初期に回転する一定角度β1に相当する。アウタチューブ41の取付位置がP1(図4参照)からP2へ駆動プーリ30側に寄った分だけ、すなわち一定量δだけ、取付位置P2からインナケーブル42の一端42a(係止ピン43)までの、インナケーブル42の長さは小さくなる。
FIG. 7 is an operation diagram of the torque adjustment mechanism of the first embodiment according to the present invention, and shows the result of the
As a result of the displacement of the moving
初期引張り力は、弾性部材62を一定量δだけ弾性変形させる力に概ね相当する。このため、弾性部材62の弾発力を小さく設定することによって、初期引張り力を小さくすることができる。初期操舵トルクは初期引張り力に対応する。この結果、ステアリングハンドル11を中立状態から操舵を開始した初期に駆動プーリ30を一定角度β1だけ回転させるのに必要な初期操舵トルクは、小さくてすむ。
The initial tensile force generally corresponds to a force that elastically deforms the
その後に、引き続いてステアリングハンドル11(図1参照)を同方向へ操舵すると、その操舵トルク(以下、「次期操舵トルク」と言う。)によって駆動プーリ30は矢印R1方向に更に回る。このとき、駆動プーリ30は一方のインナケーブル42を更に巻き付けることにより、矢印R2方向に引く。
この状態においては、移動部材61の先端が第1緩衝材63に当たっているので、弾性部材62がこれ以上弾性変形することはない。このため、アウタチューブ41の取付位置P2が、これ以上駆動プーリ30側に寄ることはない。駆動プーリ30でインナケーブル42を引く引張り力(以下、「次期引張り力」と言う。)は、初期引張り力よりも大きくなる。次期操舵トルクは、次期引張り力に対応する比較的大きい値である。
Thereafter, when the steering handle 11 (see FIG. 1) is subsequently steered in the same direction, the
In this state, since the tip of the moving
一方、図7に示す状態において、ステアリングハンドル11(図1参照)から手を離すと、弾性部材62の弾発力によって移動部材61及びアウタチューブ41は矢印L1方向に引かれて、図4に示す元の位置に自動復帰する。そして、移動部材61のフランジ61aが第2緩衝材64に当たって止まる。図7に示すインナケーブル42は、アウタチューブ41と共に矢印L1方向に移動する。この結果、駆動プーリ30及びステアリングハンドル11は中立位置に自動復帰する。
On the other hand, in the state shown in FIG. 7, when the hand is released from the steering handle 11 (see FIG. 1), the moving
このようにトルク調整機構60は、ステアリングハンドル11を中立状態から操舵を開始した初期に、図4及び図7に示すように駆動プーリ30を一定角度β1だけ回転させるのに必要な初期操舵トルクが小さくなるように、調整することができる。
As described above, the
以上に説明した第1実施例のトルク調整機構60,60の作用について、図3及び図6に基づき更に詳しく説明する。
上述のように、インナケーブル42,42は、多数の鋼製の素線を撚り合わせて制作したワイヤロープである。このようなインナケーブル42,42を引張ると、その引張り力に対して、インナケーブル42,42はある程度の伸びを生じる。このときの伸びは引張り力を解消すると元に戻る、いわゆる弾性を有した伸びであり、その伸び量は引張り力に概ね比例することが、一般に知られている。
インナケーブル42,42は、駆動プーリ30のプーリ溝31に各一端部42a,42aを巻き付けるとともに、従動プーリ80のプーリ溝81に各他端部42b、42bを巻き付けたものである。
The operation of the
As described above, the
The
ここで、従動プーリ80を固定した状態にして駆動プーリ30を回した場合、すなわち、従動プーリ80に対して駆動プーリ30を相対的に回転させた場合について、考える。駆動プーリ30の回転角の増加量に対するトルクの増加量の度合いの特性を、トルク特性と言うことにする。このトルク特性について、図3及び図6を参照しつつ図8に基づき説明する。
Here, a case where the driving
図8は本発明に係る従動・駆動プーリ間のトルク特性図であり、横軸を従動プーリ80に対する駆動プーリ30の相対的な回転角αとし、縦軸を駆動プーリ30を回転させるトルクTrとして、相対回転角αに対するトルクTrの特性を示す。但し、この特性は、駆動プーリ30と従動プーリ80とを2本のインナケーブル42,42にて連結したという条件下による。
破線は、トルク調整機構を備えていない一般的な構成からなる、比較例のトルク特性を示すトルク特性線st1である。実線は、トルク調整機構60を備えた構成からなる、実施例(本発明)のトルク特性を示すトルク特性線st2である。
FIG. 8 is a torque characteristic diagram between the driven pulley and the driving pulley according to the present invention, in which the horizontal axis is the relative rotation angle α of the driving
A broken line is a torque characteristic line st1 indicating a torque characteristic of a comparative example, which has a general configuration not including a torque adjustment mechanism. A solid line is a torque characteristic line st <b> 2 showing the torque characteristic of the embodiment (the present invention) having a configuration including the
駆動プーリ30が中立位置にあるときの、駆動プーリ30の相対回転角αは0°である。駆動プーリ30を中立状態から左又は右へ回転させる初期の一定角度を、初期相対回転角α1とする。その次に引き続いて、駆動プーリ30を同方向へ回転させる一定角度を、次期相対回転角α2とする。
The relative rotation angle α of the
ここで、インナケーブル42は、少なくとも初期相対回転角α1に次期相対回転角α2を加えた全範囲にわたって、弾性を有した伸びを生じるものとする。この範囲(α1+α2)は約5°程度の回転角であり、比較的小さい。なお、駆動プーリ30の回転角とステアリングハンドル11(図1参照)の操舵角とは同一である。
Here, the
駆動プーリ30の相対回転角αが0°のときのトルクTrは、比較例及び実施例ともに最小の0(零)である。
比較例のトルク特性線st1は、トルク調整機構を備えていない構成の特性なので、相対回転角αにトルクTrが比例する、図右肩上がりの線形(直線形)の特性を有する。すなわち、従動プーリ80に対して駆動プーリ30を相対的に回転させるとき、一方のインナケーブル42は引張られる。その引張り力に対して、インナケーブル42はある程度の伸びを生じる。その伸び量は引張り力に概ね比例する。引張り力がトルクTrに比例するので、伸び量はトルクTrにも概ね比例することになる。
The torque Tr when the relative rotation angle α of the
Since the torque characteristic line st1 of the comparative example is a characteristic of a configuration that does not include a torque adjustment mechanism, the torque characteristic line st1 has a linear (straight line) characteristic in which the torque Tr is proportional to the relative rotation angle α. That is, when the
駆動プーリ30を0°から初期相対回転角α1だけ回転させるのに必要な、初期のトルク(初期トルク)はTr1である。その次に、駆動プーリ30を次期相対回転角α2だけ回転させるのに必要な、トルク(次期トルク)はTr2である。
比較例のトルク特性線st1によれば、相対回転角αに対しトルクTrが比例関係にあるので、初期相対回転角α1に対する初期トルクTr1と、次期相対回転角α2に対する次期トルクTr2とは、同一である(Tr1=Tr2)。
従って、比較例のトルク特性線st1によれば、駆動プーリ30を中立状態から回転させる初期に必要な初期トルクTr1の増加度合い(G1=Tr1/α1)が、その後に駆動プーリ30を回転させるのに必要な次期トルクTr2の増加度合い(G2=Tr2/α2)と、同一であることが判る。
The initial torque (initial torque) necessary to rotate the
According to the torque characteristic line st1 of the comparative example, the torque Tr is proportional to the relative rotation angle α, so the initial torque Tr1 for the initial relative rotation angle α1 and the next torque Tr2 for the next relative rotation angle α2 are the same. (Tr1 = Tr2).
Therefore, according to the torque characteristic line st1 of the comparative example, the increase degree (G1 = Tr1 / α1) of the initial torque Tr1 required at the initial stage of rotating the
一方、実施例のトルク特性線st2は、相対回転角αに対してトルクTrが非線形の特性を有する。具体的には、実施例のトルク特性線st2は、図右肩上がりの直線である比較例のトルク特性線st1よりも、下方に屈曲した折れ線である。この折れ線は、初期相対回転角α1の範囲にわたって勾配が緩い直線部分st21(初期特性線st21)と、次の次期相対回転角α2の範囲にわたって勾配がきつい直線部分st22(次期特性線st22)とが、連続した特性を有する。次期特性線st22は、比較例のトルク特性線st1と同じ勾配の特性を有する。 On the other hand, the torque characteristic line st2 of the embodiment has a characteristic that the torque Tr is nonlinear with respect to the relative rotation angle α. Specifically, the torque characteristic line st2 of the example is a broken line bent downward from the torque characteristic line st1 of the comparative example, which is a straight line rising to the right in the figure. This broken line includes a straight line portion st21 (initial characteristic line st21) having a gentle gradient over the range of the initial relative rotation angle α1 and a straight line portion st22 (next characteristic line st22) having a tight gradient over the range of the next next relative rotation angle α2. , With continuous characteristics. The next characteristic line st22 has the same gradient characteristic as the torque characteristic line st1 of the comparative example.
従って、駆動プーリ30を0°から初期相対回転角α1だけ回転させるのに必要な、初期のトルク(初期トルク)はTr11である。その次に、駆動プーリ30を次期相対回転角α2だけ回転させるのに必要な、トルク(次期トルク)はTr12である。
実施例のトルク特性線st2は、初期の勾配が緩く次期の勾配がきつい、非線形の特性を有する。初期相対回転角α1に対する初期トルクTr11は、その次の、次期相対回転角α2に対する次期トルクTr12よりも小さい(Tr11<Tr12)。
Therefore, the initial torque (initial torque) required to rotate the
The torque characteristic line st2 of the embodiment has a non-linear characteristic with a gentle initial gradient and a tight next gradient. The initial torque Tr11 for the initial relative rotation angle α1 is smaller than the next torque Tr12 for the next relative rotation angle α2 (Tr11 <Tr12).
このような実施例のトルク特性線st2によれば、駆動プーリ30を中立状態から回転させる初期に必要な初期トルクTr11の増加度合い(G11=Tr11/α1)が、その後に駆動プーリ30を回転させるのに必要な次期トルクTr12の増加度合い(G12=Tr12/α2)よりも、小さいことが判る。
これに対して、次期トルクTr12の増加度合いG12は、比較例における初期・次期トルクTr1,Tr2の増加度合いG1,G2と同一である。
According to the torque characteristic line st2 of such an embodiment, the increase degree (G11 = Tr11 / α1) of the initial torque Tr11 required at the initial stage of rotating the
On the other hand, the increase degree G12 of the next torque Tr12 is the same as the increase degrees G1 and G2 of the initial / next torques Tr1 and Tr2 in the comparative example.
以上の説明から明らかなように、駆動プーリ30を初期相対回転角α1だけ回転させるのに、比較例では初期トルクTr1だけ必要なのに対して、実施例ではそれよりも小さい初期トルクTr11だけあればよく、小さいトルクですむ(Tr1>Tr11)。
As is clear from the above description, in order to rotate the
何故なら、駆動プーリ30を初期相対回転角α1だけ回転させるのに、比較例では、インナケーブル42を伸ばすことになるので、比較的大きい初期トルクTr1が必要である。
これに対して実施例は、インナケーブル42を伸ばすのに必要な初期トルクTr1よりも小さい、初期トルクTr11によって弾性変形する弾性部材62を、トルク調整機構60に備えたものである。従って実施例では、インナケーブル42を伸ばすのではなく、弾性部材62を弾性変形させるだけの、小さい初期トルクTr11だけですむからである。
This is because, in order to rotate the driving
In contrast, in the embodiment, the
以上をまとめて説明すると、トルク調整機構60は、インナケーブル42を弾性的に一定量だけ伸ばすのに必要な引張り力よりも、小さい引張り力によって、上記一定量だけ弾性変形が可能な弾性部材62を備える。
すなわち、弾性部材62に作用した荷重に対する弾性部材62の変形抵抗、いわゆる、弾性部材62の剛性は、操作ケーブル15に作用した荷重に対する操作ケーブル15の変形抵抗、いわゆる、操作ケーブル15の剛性よりも小さいと、言うことができる。
操作ケーブル15の変形抵抗とは、インナケーブル42の引張り変形抵抗と、アウタチューブ41の圧縮変形抵抗との、複合的な変形抵抗のことである。
In summary, the
That is, the deformation resistance of the
The deformation resistance of the
次に、上記ワイヤ式ステアリング装置10に第1実施例のトルク調整機構60を備えたことによる操舵トルク特性を、図3及び図6を参照しつつ図9に基づき説明する。なお、従動プーリ80は通常の回転可能な状態にあるものとする。
Next, a steering torque characteristic obtained by providing the wire
図9は本発明に係るワイヤ式ステアリング装置の操舵トルク特性図であり、横軸をステアリングハンドルの操舵角βとし、縦軸をステアリングハンドルの操舵トルクTsとして、操舵角βに対する操舵トルクTsの特性を示す。
破線は、トルク調整機構を備えていない一般的な構成からなる、比較例の操舵トルク特性を示す操舵トルク特性線C1である。実線は、トルク調整機構60を備えた構成からなる、実施例(本発明)の操舵トルク特性を示す操舵トルク特性線C2である。操舵トルク特性線C1に対して、操舵トルク特性線C2は概ね同じ形状の曲線である。
FIG. 9 is a steering torque characteristic diagram of the wire type steering apparatus according to the present invention. The horizontal axis represents the steering angle β of the steering wheel, the vertical axis represents the steering torque Ts of the steering wheel, and the characteristic of the steering torque Ts with respect to the steering angle β. Indicates.
A broken line is a steering torque characteristic line C1 indicating the steering torque characteristic of the comparative example, which has a general configuration not provided with a torque adjustment mechanism. A solid line is a steering torque characteristic line C2 which shows the steering torque characteristic of an Example (this invention) which consists of a structure provided with the
先ず、比較例の操舵トルク特性線C1について説明する。
ステアリングハンドル11(図1参照)が中立位置にあるときの操舵角βは0°である。中立位置にあるステアリングハンドル11を、操舵し始めるのに必要な操舵トルクは、最小のTs2(最小操舵トルクTs2)である。
上述のように、ステアリングハンドル11を中立位置から左又は右へ操舵を開始すると、駆動プーリ30は一方のインナケーブル42を引張るとともに、他方のインナケーブル42を弛める。引張られた一方のインナケーブル42は、ほぼ一定の伸び量だけ弾性を有した伸びを生じつつ、従動プーリ80を回す。
First, the steering torque characteristic line C1 of the comparative example will be described.
The steering angle β when the steering handle 11 (see FIG. 1) is in the neutral position is 0 °. The steering torque required to start steering the steering handle 11 in the neutral position is the minimum Ts2 (minimum steering torque Ts2).
As described above, when the steering handle 11 starts to be steered from the neutral position to the left or right, the
従って、比較例の操舵トルク特性線C1によれば、次の(1)〜(3)の特性を有することが判る。
(1)最小操舵トルクTs2は、一方のインナケーブル42が伸びを生じつつ従動プーリ80を回し始めるのに必要な、比較的大きい値である。
(2)操舵を開始してから、一方のインナケーブル42が伸びを生じつつ従動プーリ80を回している間、すなわち、操舵角βが0°からβ2までの範囲においては、ほぼ水平に近い緩い勾配の図右肩上がりの特性線C11となる。操舵角β2は例えば約60°である。
(3)それよりも大きい操舵角βにおいては、きつい勾配の図右肩上がりの特性線C12となる。
このように、比較例の操舵トルク特性線C1は、緩い勾配の図右肩上がりの特性線C11と、きつい勾配の図右肩上がりの特性線C12とが連続した、曲線状(非線形)の特性を有する。
Therefore, according to the steering torque characteristic line C1 of the comparative example, it can be seen that the following characteristics (1) to (3) are obtained.
(1) The minimum steering torque Ts2 is a relatively large value necessary for one of the
(2) After the steering is started, while one of the
(3) When the steering angle β is larger than that, the characteristic line C12 increases with a steep slope.
Thus, the steering torque characteristic line C1 of the comparative example has a curved (non-linear) characteristic in which the characteristic line C11 having a gentle slope and a rising characteristic line C12 is connected to the characteristic line C12 having a strong gradient and the straight line. Have
なお、一般には、駆動・従動プーリ30,80に対するインナケーブル42,42のトルク伝達の遅れ時間等を抑制するために、インナケーブル42,42に一定の張力を付加していある。この結果、駆動・従動プーリ30,80にインナケーブル42,42を、適切な摩擦力を有して巻き付けることができる。しかし、その分だけ、最小操舵トルクTs2は若干大きい値になっている。
In general, a constant tension is applied to the
次に、実施例の操舵トルク特性線C2について説明する。
上記図3及び図8にて説明したように、実施例の弾性部材62は、インナケーブル42を伸ばすのに必要な初期トルクTr1よりも小さい、初期トルクTr11によって弾性変形するものである。このため、実施例の操舵トルク特性線C2に示すように、中立位置にあるステアリングハンドル11を、操舵し始めるのに必要な操舵トルクは、最小のTs1(最小操舵トルクTs1)だけですむ。この最小操舵トルクTs1は、比較例の最小操舵トルクTs2よりも小さい。
Next, the steering torque characteristic line C2 of the embodiment will be described.
As described with reference to FIGS. 3 and 8, the
従って、実施例の操舵トルク特性線C2によれば、次の(11)〜(14)の特性を有することが判る。
(11)最小操舵トルクTs1は、比較例の最小操舵トルクTs2よりも小さい値ですむ。
(12)操舵を開始してから、一方のインナケーブル42が引張られることで、弾性部材62を弾性変形させつつ従動プーリ80を回している間、すなわち、操舵角βが0°からβ1までの範囲においては、特性線C11よりも更に緩い勾配の図右肩上がりの特性線C21となる。
(13)その後、一方のインナケーブル42が伸びを生じつつ従動プーリ80を回している間、すなわち、操舵角βがβ1からβ2までの範囲においては、比較例の特性線C11と同様に緩い勾配の図右肩上がりの特性線C22となる。
(14)それよりも大きい操舵角βにおいては、比較例の特性線C12と同様にきつい勾配の図右肩上がりの特性線C23となる。
Therefore, according to the steering torque characteristic line C2 of the embodiment, it can be seen that the following characteristics (11) to (14) are obtained.
(11) The minimum steering torque Ts1 may be smaller than the minimum steering torque Ts2 of the comparative example.
(12) While the steering is started, one
(13) After that, while the
(14) At a steering angle β larger than that, the characteristic line C23 of a steeply rising slope is obtained in the same manner as the characteristic line C12 of the comparative example.
このように、実施例の操舵トルク特性線C2は、緩い勾配の図右肩上がりの特性線C21,Q22と、きつい勾配の図右肩上がりの特性線C23とが連続した、曲線状(非線形)の特性を有する。
従って実施例によれば、操舵を開始する初期において、比較例よりも小さい操舵トルク(初期操舵トルク)によって、ステアリングハンドル11を操舵することができる。
As described above, the steering torque characteristic line C2 of the embodiment has a curved line shape (non-linear) in which the characteristic lines C21 and Q22 having a gentle slope and the rising characteristic line C23 are continuous. It has the following characteristics.
Therefore, according to the embodiment, the steering handle 11 can be steered with a steering torque (initial steering torque) smaller than that of the comparative example at the beginning of steering.
以上の説明から明らかなように、第1実施例のワイヤ式ステアリング装置10は、図8のトルク特性線st2に示すように、従動プーリ80に対して駆動プーリ30を相対的に回転させた場合に、その回転角αの増加量に対するトルクTrの増加量の度合いの特性をトルク特性としたときに、このトルク特性を調整するトルク調整機構60を備えたことを特徴とする。
このトルク調整機構60は、駆動プーリ30を中立状態から回転させる初期に必要な初期トルクTr11の増加度合い(G11=Tr11/α1)が、その後に駆動プーリ30を回転させるのに必要な次期トルクTr12の増加度合い(G12=Tr12/α2)よりも小さい、非線形のトルク特性となるべく調整するように構成したことを特徴とする。
As is apparent from the above description, the wire
This
このような第1実施例のワイヤ式ステアリング装置10によれば、図9の操舵トルク特性線C2に示すように、ステアリングハンドル11の中立位置並びにその近傍での操舵トルクTsは、小さくてすむ。中立状態のステアリングハンドル11を操舵し始める初期の操舵トルクTsが小さいので、ワイヤ式ステアリング装置10の操舵感覚を、より高めることができる。
また、ステアリングハンドル11の中立位置並びにその近傍での操舵トルクTsが小さいので、ステアリングハンドル11を中立位置に戻す場合にも、確実に且つ速やかに中立位置に戻すことができる。従って、ワイヤ式ステアリング装置10の操舵感覚を、より高めることができる。
According to the wire
Further, since the steering torque Ts at and near the neutral position of the steering handle 11 is small, even when the steering handle 11 is returned to the neutral position, it can be surely and quickly returned to the neutral position. Therefore, the steering feeling of the wire
次に、第2実施例のトルク調整機構100,100を備えたワイヤ式ステアリング装置10について、図10に基づき説明する。なお、上記図1〜図6に示すワイヤ式ステアリング装置10は、第1実施例のトルク調整機構60を、図10に示す第2実施例のトルク調整機構100に変更した構成の他には同様の構成、作用を有するものであり、同一符号を付し、その説明を省略する。
Next, the wire
図10は本発明に係る第2実施例のトルク調整機構を備えたワイヤ式ステアリング装置の断面図であり、上記図3に対応させて表す。第2実施例のトルク調整機構100,100も、上記図8に示す実施例のトルク特性線st2の特性を有するように、駆動プーリ30を回転させるトルクTrを調整する機能を有する。
FIG. 10 is a cross-sectional view of a wire type steering apparatus provided with a torque adjusting mechanism according to a second embodiment of the present invention, and is shown corresponding to FIG. The
上述のように、インナケーブル42は、多数の鋼製の素線を撚り合わせて制作したワイヤロープである。上述のように、インナケーブル42を引張ると、その引張り力に対して、インナケーブル42は弾性を有した伸びを生じることが知られている。
また、インナケーブル42は、インナケーブル42に作用した曲げ荷重に対する変形抵抗、すなわち、元の真っ直ぐな線状の形を保持しようとする性質(曲げ剛性)を有することが、知られている。このようなインナケーブル42の曲げ剛性は、インナケーブル42の引張り剛性よりも小さいことも、知られている。インナケーブル42の引張り剛性とは、インナケーブル42に作用した引張り荷重に対するインナケーブル42の変形抵抗のことである。
As described above, the
Further, it is known that the
インナケーブル42には固有の曲げ剛性を有するので、駆動プーリ30にインナケーブル42,42を巻き付けた場合に、このインナケーブル42,42を一定以上の引張り力で張っていないと、インナケーブル42,42に弛みが生じる。
Since the
第2実施例のトルク調整機構100,100は、このような特性を巧みに利用したものであり、駆動プーリ30のプーリ溝31に対してインナケーブル42,42を、一定の弛み量を有するように緩く巻き付けた構成からなることを特徴とする。
弛みが有るので、インナケーブル42,42を駆動・従動プーリ30,80に小さい摩擦力を有して巻き付けることができる。すなわち、駆動・従動プーリ30,80に対するインナケーブル42,42の摩擦力は、一定の弛み量に対応した大きさとなる。
The
Since the slack is present, the
但し、インナケーブル42,42の弛み量については、駆動プーリ30で一方のインナケーブル42を引張り、従動プーリ80(図6参照)を回すことができる程度の小さい摩擦力が、有するように設定されることになる。
すなわち、駆動プーリ30を回したときに、次の(1)及び(2)の条件を達成できるように、弛み量を設定する。(1)駆動プーリ30に対するインナケーブル42,42の摩擦力は、駆動プーリ30に一方のインナケーブル42がスリップしつつ巻き取られる程度であること。(2)従動プーリ80に対するインナケーブル42,42の摩擦力は、一方のインナケーブル42によって従動プーリ80をスリップしつつ回すことができる程度であること。
However, the slack amount of the
That is, the slack amount is set so that the following conditions (1) and (2) can be achieved when the
なお、一定の弛み量を有することによって、駆動・従動プーリ30,80に対するインナケーブル42,42のトルク伝達の遅れ時間が若干発生することは、差し支えない。
弛み量の設定作業については、上記図6に示す調整機構95,95でアウタチューブ41,41の取付位置を調整することで、インナケーブル42,42の張り具合いを調整することによって、容易に行うことができる。
It should be noted that there may be a slight delay in the torque transmission of the
The setting operation of the slack amount is easily performed by adjusting the tension of the
さらに、この一定の弛み量は、中立位置Nuにある駆動プーリ30を初期の一定角度β1だけ回転させることで、一方のインナケーブル42を引いたときに、そのインナケーブル42に弛みが無くなる程度の量である。
なお、弛みが無くなったときには、駆動・従動プーリ30,80に対するインナケーブル42,42のトルク伝達の遅れ時間等を抑制するように、インナケーブル42,42に一定の張力が付加されることになる。この結果、駆動・従動プーリ30,80にインナケーブル42,42を、より大きな摩擦力を有して巻き付けることができる。
Further, this constant amount of slack is such that when the
When the slack disappears, a constant tension is applied to the
ところで、当然のことながら、インナケーブル42,42の一端部42a,42a側のうち、駆動プーリケース12にアウタチューブ41,41を固定する固定機構110,110の端部Q1,Q1から、駆動プーリ30への巻き終わり端Q2,Q2までの部分101,101にも、微少の弛みを有することになる。
By the way, as a matter of course, the driving pulley from the end portions Q1 and Q1 of the fixing
ここで、従動プーリ80を固定した状態にして駆動プーリ30を回した場合、すなわち、従動プーリ80に対して駆動プーリ30を相対的に回転させた場合について、考える。
この場合のトルク調整機構100は、図8に示す実施例のトルク特性線st2において、初期特性線st21の特性のときに、一方のインナケーブル42を弾性を有して伸ばすのに必要な初期トルクTr1よりも小さい、初期トルクTr11によって、一方のインナケーブル42の弛みが無くなるようにしたものである。従って、第2実施例によれば、インナケーブル42を伸ばすのではなく、一方のインナケーブル42の弛みを無くするだけの、小さい初期トルクTr11だけですむ。
Here, a case where the driving
In this case, the
以上の説明から明らかなように、第2実施例のワイヤ式ステアリング装置10は、図8のトルク特性線st2に示すように、従動プーリ80に対して駆動プーリ30を相対的に回転させた場合に、その回転角αの増加量に対するトルクTrの増加量の度合いの特性をトルク特性としたときに、このトルク特性を調整するトルク調整機構100,100を備えたことを特徴とする。
As is apparent from the above description, the wire
トルク調整機構100は、図8に示す実施例のトルク特性線st2から明らかなように、駆動プーリ30を中立状態から回転させる初期に必要な初期トルクTr11の増加度合い(G11=Tr11/α1)が、その後に駆動プーリ30を回転させるのに必要な次期トルクTr12の増加度合い(G12=Tr12/α2)よりも小さい、非線形のトルク特性となるべく調整するように構成したことを特徴とする。
As is apparent from the torque characteristic line st2 of the embodiment shown in FIG. 8, the
このため、従動プーリ80が通常の回転可能な状態にあるときには、ワイヤ式ステアリング装置10は上記図9に示す実施例の操舵トルク特性線C2の操舵トルク特性を有することになる。
For this reason, when the driven
このような第2実施例のトルク調整機構100,100を備えたワイヤ式ステアリング装置10によれば、図9の操舵トルク特性線C2に示すように、ステアリングハンドル11の中立位置並びにその近傍での操舵トルクTsは、小さくてすむ。中立状態のステアリングハンドル11を操舵し始める初期の操舵トルクTsが小さいので、ワイヤ式ステアリング装置10の操舵感覚を、より高めることができる。
また、ステアリングハンドル11の中立位置並びにその近傍での操舵トルクTsが小さいので、ステアリングハンドル11を中立位置に戻す場合にも、確実に且つ速やかに中立位置に戻すことができる。従って、ワイヤ式ステアリング装置10の操舵感覚を、より高めることができる。
しかも、トルク調整機構100,100は、駆動プーリ30のプーリ溝31に対してインナケーブル42,42を、一定の弛み量を有するように緩く巻き付けただけの構成なので、部品数が少なく、より簡単な構成ですむ。
According to the wire
Further, since the steering torque Ts at and near the neutral position of the steering handle 11 is small, even when the steering handle 11 is returned to the neutral position, it can be surely and quickly returned to the neutral position. Therefore, the steering feeling of the wire
In addition, the
ところで固定機構110は、チューブ取付部材111とナット112とからなる。チューブ取付部材111は、アウタチューブ41の一端部41aに固定するとともに内部にインナケーブル42をスライド自在に通した、長いパイプ部材である。チューブ接続部51は駆動プーリケース12内に貫通した貫通孔51aを有する。
貫通孔51aにチューブ取付部材111を挿入し、その先端部分を貫通孔51aの段差とナット112とによって挟み込むことで、駆動プーリケース12にアウタチューブ41の一端部41aを取り付けることができる。
なお、チューブ取付部材111は内部にガイドブッシュ113を備える。ガイドブッシュ113はインナケーブル42がチューブ取付部材111に直接に擦れることを防止する保護部材である。
Incidentally, the
By inserting the tube attachment member 111 into the through
The tube mounting member 111 includes a
なお、本発明は実施の形態では、第1実施例のトルク調整機構60,60をアウタチューブ41,41の長手途中に設けてもよい。
また、第2実施例のトルク調整機構100,100は、図5及び図6に示す従動プーリ80のプーリ溝81に対してインナケーブル42,42を、一定の弛み量を有するように緩く巻き付けた構成であってもよい。
また、非線形のトルク特性には、折れ線状や曲線状のトルク特性を包含する。
In the embodiment of the present invention, the
Further, in the
In addition, the nonlinear torque characteristic includes a polygonal or curved torque characteristic.
本発明のトルク調整機構60,100は、自動車のワイヤ式ステアリング装置10に好適である。
The
10…ワイヤ式ステアリング装置、11…ステアリングハンドル、12…駆動プーリケース、13…転舵機構、14…従動プーリケース、15…操作ケーブル、17…転舵車輪、30…駆動プーリ、31…プーリ溝、41…アウタチューブ、41a,41b…アウタチューブの端部、42…インナケーブル、42a,42b…インナケーブルの端部、60…トルク調整機構、61…移動部材、62…弾性部材、80…従動プーリ、81…プーリ溝、100…トルク調整機構、110…固定機構、G11…駆動プーリを中立状態から回転させる初期に必要な初期トルクの増加度合い、G12…その後に駆動プーリを回転させるのに必要な次期トルクの増加度合い。
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記駆動プーリは、螺旋状のプーリ溝を有するとともに駆動プーリケースに収納し、前記従動プーリは、螺旋状のプーリ溝を有するとともに従動プーリケースに収納し、前記2本の操作ケーブルは、アウタチューブの中にインナケーブルをスライド自在に通し湾曲した可撓性ワイヤケーブルであり、前記2本のアウタチューブは、前記駆動プーリケースに一端部を取付けるとともに前記従動プーリケースに他端部を取付け、前記2本のインナケーブルは、前記駆動プーリのプーリ溝に一端部を巻き付けるとともに前記従動プーリのプーリ溝に他端部を巻き付けたワイヤ式ステアリング装置において、
このワイヤ式ステアリング装置は、前記従動プーリに対して前記駆動プーリを相対的に回転させた場合に、その回転角の増加量に対するトルクの増加量の度合いの特性をトルク特性としたときに、このトルク特性を調整するトルク調整機構を備え、
このトルク調整機構は、前記駆動プーリを中立状態から回転させる初期に必要な初期トルクの増加度合いが、その後に駆動プーリを回転させるのに必要な次期トルクの増加度合いよりも小さい、非線形のトルク特性となるべく調整するように構成したものであって、前記2本のインナケーブルのうち前記駆動プーリで一方のインナケーブルを引いたときに、その引張り力によって、このインナケーブルを通す一方のアウタチューブをインナケーブルと同方向に引いて変位させるべく、一方のアウタチューブに固定してこのアウタチューブと同方向に一定量だけ移動可能な移動部材と、この移動部材が移動するときに前記引張り力に応じて弾性変形し得る弾性部材とからなり、
前記駆動プーリケースは、2つの貫通孔を有しており、
これら2つの貫通孔は、それぞれ、前記駆動プーリケースのケース内壁に連なるワイヤ孔と、このワイヤ孔よりも大径の緩衝材収納孔と、この緩衝材収納孔よりも大径の弾性部材収納孔と、この弾性部材収納孔よりも大径で前記貫通孔の入口に有する雌ねじ部とを、この順に前記ケース内壁側から前記入口側へ連ねて形成した、孔であり、
前記移動部材は、前記緩衝材収納孔及び前記弾性部材収納孔にスライド可能に嵌合するとともに、外周面にフランジを備え、
このフランジは、前記弾性部材収納孔に嵌合し、
前記弾性部材は、前記弾性部材収納孔内で、この弾性部材収納孔と前記緩衝材収納孔との段差面と、前記フランジとの間に収納し、
前記ワイヤ孔と前記緩衝材収納孔との段差面に、第1緩衝材を装着し、
前記雌ねじ部にねじ込まれた抑え部材と前記フランジとの間に、前記第2緩衝材を介在したことを特徴とするワイヤ式ステアリング装置。 A wire-type steering device that transmits steering torque generated by a steering handle from a driving pulley connected to the steering handle to a driven pulley connected to a steering mechanism via two operation cables drawn in opposite directions. And
The drive pulley has a spiral pulley groove and is housed in a drive pulley case, the driven pulley has a spiral pulley groove and is housed in a driven pulley case, and the two operation cables are outer tubes. A flexible wire cable that is slidably bent through an inner cable, and the two outer tubes have one end attached to the drive pulley case and the other end attached to the driven pulley case, The two inner cables are wire-type steering devices in which one end is wound around the pulley groove of the drive pulley and the other end is wound around the pulley groove of the driven pulley.
When the drive pulley is rotated relative to the driven pulley, the wire-type steering device has a torque characteristic that is a degree of increase in torque with respect to an increase in rotation angle. A torque adjustment mechanism that adjusts the torque characteristics
This torque adjustment mechanism is a non-linear torque characteristic in which the increase degree of the initial torque necessary for rotating the drive pulley from the neutral state is smaller than the increase degree of the next torque required for rotating the drive pulley thereafter. When one inner cable is pulled by the drive pulley of the two inner cables, the one outer tube through which the inner cable is passed is pulled by the pulling force. A moving member that is fixed to one outer tube and can move by a certain amount in the same direction as the outer tube to be displaced in the same direction as the inner cable, and according to the tensile force when the moving member moves And an elastic member that can be elastically deformed,
The drive pulley case has two through holes,
These two through holes are respectively a wire hole connected to the case inner wall of the drive pulley case, a buffer material storage hole having a diameter larger than that of the wire hole, and an elastic member storage hole having a diameter larger than that of the buffer material storage hole. And a female screw part having a diameter larger than that of the elastic member housing hole and having the inlet of the through-hole, in this order from the case inner wall side to the inlet side.
The moving member is slidably fitted into the cushioning material accommodation hole and the elastic member accommodation hole, and has a flange on an outer peripheral surface,
This flange fits into the elastic member storage hole,
The elastic member is stored in the elastic member storage hole between the step surface of the elastic member storage hole and the buffer material storage hole and the flange,
A first cushioning material is attached to the step surface between the wire hole and the cushioning material storage hole,
A wire type steering apparatus , wherein the second cushioning material is interposed between a holding member screwed into the female screw portion and the flange .
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