JP4430190B2

JP4430190B2 - Cable-type steering device

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Publication number: JP4430190B2
Application number: JP2000040210A
Authority: JP
Inventors: 幸則加藤; 美勝柘植
Original assignee: Chuo Hatsujo KK
Current assignee: Chuo Hatsujo KK
Priority date: 2000-02-17
Filing date: 2000-02-17
Publication date: 2010-03-10
Anticipated expiration: 2020-02-17
Also published as: JP2001225755A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２本のケーブルを利用してハンドルの回転を操舵輪に伝達するケーブル式ステアリング装置に関し、特にハンドルが中立位置から所定の角度範囲内で操作される際のレスポンス特性を向上する技術に関する。ここで、本明細書中「中立位置」とは、車体が直進するときのハンドル位置をいう。
【０００２】
【従来の技術】
従来のケーブル式ステアリング装置としては、例えば、図１１に示す構造のものが知られている。ここで、図１１(a)はステアリング装置を上方から見た図であり、図１１(b)はステアリング装置を図１１(a)の矢印ｂの方向から見た図であり、図１１(c)はステアリング装置を図１１(a)の矢印ｂの方向から裏面側（矢印ｃ側）を投影して見た図である。なお、図１１(b)、(c)では２本のケーブルのうち一方のケーブルのみを図示している。
図１１に示すように、ケーブル式ステアリング装置では、ハンドルの回転軸に取付けられる駆動プーリ90と、ギヤボックスに操舵トルクを伝達する従動プーリ92を備え、これら駆動プーリ90及び従動プーリ92は、夫々ハウジング91，93内に収容されている。駆動プーリ90には、２本のケーブル94，95の一端が取付けられ、この２本のケーブル94，95は、その一部が駆動プーリ90に巻付けられた後、駆動側ハウジング91に設けられた取出位置96，97より駆動側ハウジング91の外に取出されている。駆動側ハウジング91の外に取出された２本のケーブル94，95は、従動側ハウジング93に設けられた取出位置98，99から従動側ハウジング93内に引き込まれ、その一部が従動プーリ92に巻付けられ固定される。
かかる構造においてハンドルをどちらか一方に回すと、駆動プーリ90もどちらか一方に回転し、それに併せて２本のケーブル94，95のどちらか一方に作用する引張力により従動プーリ92が回転する。ハンドルを他方に回した場合には、駆動プーリ90も他方に回転し、それに併せて２本のケーブル94，95のどちらか他方に作用する引張力により従動プーリ92が他方に回転する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述した構造のケーブル式ステアリング装置では、ハンドル操作を行ってから従動プーリ92が回転するまでに時間を要するという問題（ハンドル操作に対するレスポンス特性が悪いという問題）があった。
すなわち、ケーブル式ステアリング装置では、ハンドル操作により一方のケーブル（駆動プーリ90に巻き取られるケーブル）に引張力を作用させ、この引張力を利用して従動プーリ92を回転させる。この際、ハンドル操作から従動プーリ92が回転を開始するまでのタイムラグを少なくするため、2本のケーブル94、95には予め初期張力が与えられる。このため、２本のケーブル94，95のうち引張力を伝達しないケーブル（以下、非伝達ケーブルという）の張力は、従動プーリ92の回転方向と反対側の方向に従動プーリ92を回転させるためのモーメントとして働く。したがって、非伝達ケーブルの張力は、従動プーリ92の回転を阻害するものであり、その値はできるだけ小さくされ、非伝達ケーブルがスムーズに駆動プーリ90から繰り出され、従動プーリ92に巻き取られることが望ましい。
しかるに従来のケーブル式ステアリング装置では、図１１(b)、(c)に示すように、ハウジング91，93からのケーブルの取出位置96，97，98，99が、プーリ90，92の中央位置に設けられていた。このため、例えば図１１に示すように、ハンドルを中立位置から図示の矢印方向に回すと、伝達側のケーブル95においては、駆動プーリ90の回転に伴って張力が増加するため伸びが発生し、これにより非伝達側のケーブル94の張力を低下させるように働く。しかしながら、非伝達ケーブル94においては、図１１(c)に示すように、駆動プーリ90における非伝達側のケーブル94のリリース位置と取出位置97との距離及び従動プーリ92における非伝達側のケーブル94のリリース位置と取出位置99との距離が、ハンドルの回転に伴って長くなり、ケーブル94に働く張力がハンドルの回転に伴って大きくなるよう作用する。この張力の増加のため、非伝達側のケーブル94に働く張力はスムーズに低下せず、従動プーリ92の回転を阻害することとなる。
このように従来のケーブル式ステアリング装置では、非伝達ケーブルに働く張力の低下が阻害され、ハンドル操作に対する従動プーリのレスポンスが悪くなっていた。特に、ハンドルからの入力が小さい時には、伝達側のケーブルの伸びが少なく上述した影響が顕著に現れるため従動プーリに伝達される駆動トルクも小さくなり、上述した問題が顕著となる。
【０００４】
本発明は、上述した実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ハンドルが中立位置から所定の角度範囲内で操作される際のレスポンス特性を向上することができるケーブル式ステアリング装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段及び効果】
本発明は上述した課題を解決するためになされたものであり、下記に示す種々の態様のケーブル式ステアリング装置を提供する。
【０００６】
（１）本発明の一つの態様に係るケーブル式ステアリング装置では、駆動プーリと、従動プーリと、前記駆動プーリ及び前記従動プーリに両端が取付けられた２本のケーブルとを有し、前記駆動プーリはハンドルの回転軸に取付けられ、前記駆動プーリがどちらか一方に回転したとき前記２本のケーブルのどちらか一方に作用する引張力により前記従動プーリがどちらか一方に回転し、前記駆動プーリが他方に回転したとき前記２本のケーブルのどちらか他方に作用する引張力により前記従動プーリが他方に回転するように構成されたケーブル式ステアリング装置において、前記ハンドルが中立位置から所定の角度範囲内で回転するとき、前記２本のケーブルのうち引張力を伝達しないケーブルの少なくとも一端側において、ケーブルのリリース位置と、プーリを収容するハウジングからのケーブルの取出位置との距離が、ハンドルの回転に伴って短くなるように構成されている（請求項１）。
上記ケーブル式ステアリング装置では、非伝達ケーブルの少なくとも一端側において、ケーブルのリリース位置と、プーリを収容するハウジングからのケーブルの取出位置との距離が、中立位置から所定の角度範囲内においてはハンドルの回転に伴って短くなるように構成されている。したがって、非伝達ケーブルの張力の低下が阻害されにくくなるため、ハンドル操作に対する従動プーリのレスポンスが向上する。
【０００７】
（２）上記（１）項に記載したケーブル式ステアリング装置の一つの好ましい態様に係るケーブル式ステアリング装置は、上記（１）項に記載したケーブル式ステアリング装置において、前記従動プーリには前記引張力を伝達しないケーブルが螺旋状に巻付けられており、前記従動プーリにおける前記引張力を伝達しないケーブルの取出位置が、ハンドルが中立位置にあるときのケーブルのリリース位置を通る従動プーリの回転軸に垂直な平面から見て、当該ケーブル端のプーリへの取付位置の方向とは反対の方向にオフセットされている（請求項２）。
上記ケーブル式ステアリング装置では、従動プーリが回転すると、非伝達ケーブルは従動プーリに巻き取られる。したがって、従動プーリにおける非伝達ケーブルのリリース位置は、従動プーリの回転に伴ってケーブルの端部のプーリへの取付位置から離れる方向に移動する。上記ケーブル式ステアリング装置では、ハンドルが中立位置にあるときのケーブルのリリース位置を通る従動プーリの回転軸に垂直な平面から見て、当該ケーブルの取出位置が当該ケーブルの端部のプーリへの取付位置の方向とは反対の方向にオフセットされているため、中立位置から所定の角度範囲内においては、ハンドルの回転に伴って非伝達ケーブルのリリース位置と取出位置との距離は回転に伴って短くなる。したがって、上記ケーブル式ステアリング装置では、ケーブルの取出位置を調整することで、簡単に非伝達ケーブルの張力の低下が阻害されにくくすることができる。
【０００８】
（３）上記（１）又は（２）項に記載したケーブル式ステアリング装置の一つの好ましい態様に係るケーブル式ステアリング装置は、上記（１）又は（２）項に記載したケーブル式ステアリング装置において、前記駆動プーリには前記引張力を伝達しないケーブルが螺旋状に巻付けられており、前記駆動プーリにおける前記引張力を伝達しないケーブルの取出位置が、ハンドルが中立位置にあるときのケーブルのリリース位置を通る駆動プーリの回転軸に垂直な平面から見て、当該ケーブルの端部のプーリへの取付位置の方向と同一の方向にオフセットされている（請求項３）。
上記ケーブル式ステアリング装置では、駆動プーリが回転すると、非伝達ケーブルは駆動プーリから繰り出される。したがって、駆動プーリにおける非伝達ケーブルのリリース位置は、駆動プーリの回転に伴ってケーブルの端部のプーリへの取付位置の方向へ移動する。上記ケーブル式ステアリング装置では、ハンドルが中立位置にあるときのケーブルのリリース位置を通る駆動プーリの回転軸に垂直な平面から見て、当該ケーブルの取出位置が当該ケーブルの端部のプーリへの取付位置の方向と同一の方向にオフセットされているため、中立位置から所定の角度範囲内においては、ハンドルの回転に伴って非伝達ケーブルのリリース位置と取出位置との距離は短くなる。したがって、上記ケーブル式ステアリング装置では、ケーブルの取出位置を調整することで、簡単に非伝達ケーブルの張力の低下が阻害されにくくすることができる。
【０００９】
（４）上記（１）項に記載したケーブル式ステアリング装置の一つの好ましい態様に係るケーブル式ステアリング装置は、上記（１）項に記載したケーブル式ステアリング装置において、前記従動プーリには、前記引張力を伝達しないケーブルがプーリの円周方向に重ねて巻付けられており、前記従動プーリにおける前記引張力を伝達しないケーブルの取出位置が、オフセットしない状態においてハンドルが中立位置にあるときのリリース位置を接点とする従動プーリに接する平面から見て、当該ケーブルの端部のプーリへの取付位置の方向とは反対の方向にオフセットされている（請求項４）。
上記ケーブル式ステアリング装置では、従動プーリが回転すると、非伝達ケーブルは従動プーリに巻き取られる。したがって、従動プーリにおける非伝達ケーブルのリリース位置は、従動プーリの回転に伴って従動プーリの回転中心から円周方向に離れるように移動する。上記ケーブル式ステアリング装置では、オフセットしない状態においてハンドルが中立位置にあるときのリリース位置を接点とする従動プーリに接する平面から見て、従動プーリにおけるケーブルの取出位置が、当該ケーブルの端部のプーリへの取付位置の方向とは反対の方向にオフセットされているため、中立位置から所定の角度範囲内においては、従動プーリの回転に伴って非伝達ケーブルのリリース位置と取出位置との距離は短くなる。したがって、上記ケーブル式ステアリング装置では、ケーブルの取出位置を調整することで、簡単に非伝達ケーブルの張力の低下が阻害されにくくすることができる。
【００１０】
（５）上記（１）又は（２）項に記載したケーブル式ステアリング装置の一つの好ましい態様に係るケーブル式ステアリング装置は、上記（１）又は（２）項に記載したケーブル式ステアリング装置において、前記駆動プーリには、前記引張力を伝達しないケーブルがプーリの円周方向に重ねて巻付けられており、前記駆動プーリにおける前記引張力を伝達しないケーブルの取出位置が、オフセットしない状態においてハンドルが中立位置にあるときのリリース位置を接点とする駆動プーリに接する平面から見て、当該ケーブルの端部のプーリへの取付位置の方向と同一の方向にオフセットされている（請求項５）。
上記ケーブル式ステアリング装置では、駆動プーリが回転すると、非伝達ケーブルは駆動プーリから繰り出される。したがって、駆動プーリにおける非伝達ケーブルのリリース位置は、駆動プーリの回転に伴ってケーブルの端部のプーリへの取付位置の方向に移動する。上記ケーブル式ステアリング装置では、オフセットしない状態においてハンドルが中立位置にあるときのリリース位置を接点とする駆動プーリに接する平面から見て、駆動プーリにおけるケーブルの取出位置が、当該ケーブルの端部のプーリへの取付位置の方向と同一の方向にオフセットされているため、中立位置から所定の角度範囲内においては、駆動プーリの回転に伴って非伝達ケーブルのリリース位置と取出位置との距離が短くなる。したがって、上記ケーブル式ステアリング装置では、ケーブルの取出位置を調整することで、簡単に非伝達ケーブルの張力の低下が阻害されにくくすることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明は、下記の実施の形態により好適に実施することができる。
（実施の形態１）
本発明の一つの好適な実施の形態に係るステアリング装置を、図１及び図２を用いて説明する。図１(a)はステアリング装置の要部を上方から見た模式図であり、図１(b)はステアリング装置を図１(a)の矢印ｂの方向から見た図であり、図１(c)はステアリング装置を図１(a)の矢印ｂの方向から裏面側（矢印ｃ側）を投影して見た図であり、図２はケーブルに作用する張力とハンドルの操作量との関係を説明するための図面である。なお、図１(b)、(c)ではプーリに巻付けた２本のケーブルのうち一方のケーブルのみを図示している。
図１に示すように、本実施の形態に係るステアリング装置では、ハンドルの回転軸に取付けられる駆動プーリ部20と、ギヤボックスに操舵トルクを伝達する従動プーリ部40と、駆動プーリ部20への入力を従動プーリ部40に伝達するための２本のケーブルａ，ｂとを備える。
駆動プーリ部20は、駆動プーリ24と、駆動プーリ24を回転可能に支持、かつ、収容する駆動側ハウジング26とで構成される。駆動プーリ24には、その上端及び下端の２箇所にケーブルａ，ｂの各端部を取付けるためのケーブル端取付部25a，25bと、そのケーブル端取付部から螺旋状に伸びる溝が形成される。この駆動プーリ24に形成される螺旋状の溝のピッチは、できるだけ狭く（ケーブルａ，ｂの線径と同一）することが好ましい。溝のピッチが狭くなれは、ケーブルが折れ曲がる角度が小さくなって、ケーブルの取出し角（ケーブルをハウジングから取出す角度）により発生する伝達損失を小さくすることができるからである。
駆動側ハウジング26には、駆動プーリ24に取付けたケーブルａ，ｂをハウジング外に取出すためのケーブル取出部27，28が形成される。駆動側ハウジング26に形成される各ケーブル取出部27，28の位置は、x-y平面上で見ると、図１(a)に示すように、リリース位置を通る駆動プーリの接線方向に設けられ、x-z平面上で見ると、図１(b)，(c)に示すように、ハンドルが中立位置にあるときのリリース位置を通る駆動プーリの回転軸に垂直な方向（駆動プーリの略中央位置）からケーブル端取付部25a，25b側にオフセットされている。このオフセットする量は、好ましくは操作レスポンスを向上させたい中立位置からの角度範囲とケーブル取出し角度により発生する伝達損失とのトレードオフによって決めれば良い。また、駆動プーリ24とケーブル取出部27，28の距離はできるだけ長くすることでケーブルａ，ｂの折れ曲がる角度範囲を狭くすることができ、ケーブル取出し角度により発生する伝達損失を抑えながら本発明の効果の発揮できるハンドルの操作角度範囲を広くすることができる。
【００１２】
従動プーリ部40は、従動プーリ44と、従動プーリ44を回転可能に支持、かつ、収容する従動側ハウジング46とで構成される。従動プーリ44には、その上端及び下端の２箇所にケーブルａ，ｂの各端部を取付けるためのケーブル端取付部45a，45bと、そのケーブル端取付部45a，45bから螺旋状に伸びる溝が形成される。従動プーリ44に形成される螺旋状の溝のピッチも、駆動プーリ24の場合と同様に、できるだけ狭くすることで、ケーブル取出し角により発生する伝達損失を小さくすることができる等の上述したプーリとケーブル取出部の距離を長くしたのと同様の効果が得られる。
従動側ハウジング46には、従動プーリ44に取付けたケーブルａ，ｂをハウジング外に取出すためのケーブル取出部47，48が形成される。従動側ハウジング46に形成される各ケーブル取出部47，48の位置は、x-y平面上で見ると、図１(a)に示すように、リリース位置を通る従動プーリの接線方向に設けられ、x-z平面上で見ると、図１(b)，(c)に示すように、ハンドルが中立位置にあるときのリリース位置を通る従動プーリ44の回転軸に垂直な方向（従動プーリ44の略中央位置）から見て、ケーブル端取付部45a，45bと反対側の方向にオフセットされている。このオフセットする量は、駆動プーリ部20と同様に、操作レスポンスを向上させたい中立位置からの角度範囲とケーブル取出し角度により発生する伝達損失とのトレードオフによって決めれば良い。
【００１３】
上述のように構成される駆動プーリ部20と従動プーリ部40には、２本のケーブルａ，ｂが配索される。すなわち、駆動プーリ24に形成されたケーブル端取付部25a，25bに夫々ケーブルが取付けられ、その２本のケーブルａ，ｂは駆動プーリ24に形成された螺旋状の溝に巻付けられた後、駆動側ハウジング26に形成したケーブル取出部27，28よりハウジング26外に取出される。駆動側ハウジング26の外に取出された２本のケーブルａ，ｂは、従動側ハウジング46に設けられたケーブル取出部47，48から従動側ハウジング46内に引き込まれ、その一部が従動プーリ44に巻付けられて固定される。
【００１４】
上述した構造を有するステアリング装置において、ハンドルを操作した際の動作を説明する。
操作者がハンドルを中立位置から例えば右方向に回すと、その回転は駆動プーリ24に伝達され、駆動プーリ24が図１の矢印の方向に回転する。駆動プーリ24が矢印の方向に回転すると、ケーブルａは駆動プーリ24に巻き取られ、ケーブルｂは駆動プーリ24から繰り出される。ケーブルａが駆動プーリ24に巻き取られるためケーブルａに作用する引張力が従動プーリ44に伝達され、従動プーリ44も図１に示す矢印の方向に回転し、ケーブルｂを従動プーリ44に巻き取る。また、従動プーリ44が矢印の方向に回転すると、その回転はギヤボックスに伝達され、操舵輪が所定の角度回転する。
したがって、上述のようにハンドルを右方向に回転させたときは、ケーブルａが従動プーリ44に力を伝達する伝達ケーブルとなり、ケーブルｂが従動プーリ44には力を直接伝達しない非伝達ケーブルとなる。以下、ケーブルａ、ケーブルｂに作用する張力について説明する。
【００１５】
従動プーリ44が回転するためには、従動プーリ44に路面からの反力に打ち勝つトルクを与えることが必要となる。このトルクは、伝達側のケーブルａの張力とプーリの巻付け半径の積となる。
まず、このようなトルクを発生させるケーブルａに作用する張力について説明する。図１(b)に示すように、ケーブルａのリリース位置は、駆動プーリ側では、ハンドルの回転に伴ってケーブルａのケーブル端取付部25aより離れる方向に移動し、従動プーリ側では、ハンドルの回転に伴ってケーブルａのケーブル端取付部45bに近づく方向に移動する。したがって、駆動プーリ側及び従動プーリ側の両側とも、ケーブルａのリリース位置とケーブル取出部28（48）の距離は徐々に長くなる。したがって、ケーブルａに作用する張力は、図２(a)に示すようにハンドルの回転に伴って徐々に大きくなる。このため、従動プーリに伝達される力がハンドルの回転に伴って徐々に大きくなる。
次に、ケーブルｂに作用する張力について説明する。ケーブルｂでは、ケーブルａの張力の増加に伴いケーブルａに伸びが発生し、このケーブルａの伸びと同等の長さだけケーブルｂが戻されるため、ケーブルｂは初期張力より小さくなる。さらに、図１(c)に示すように、ケーブルｂのリリース位置は、駆動プーリ側では、ハンドルの回転に伴ってケーブルｂのケーブル端取付部25bに近づく方向に移動し、従動プーリ側では、ハンドルの回転に伴ってケーブルｂのケーブル端取付部45aより離れる方向に移動する。したがって、ケーブルｂが図１(c)に点線で示す状態となるまでは、駆動プーリ側及び従動プーリ側の両側とも、ケーブルｂのリリース位置とケーブル取出部27（47）の距離とは徐々に短くなる。そして、ケーブルｂが図１(c)に点線で示す状態となった後さらにハンドルが回転されると、ケーブルｂのリリース位置とケーブル取出部27（47）の距離とは徐々に長くなる。したがって、ケーブルｂに作用する張力は、図２(b)に示すように、ハンドルの回転に伴って徐々に小さくなり、その後徐々に大きくなる。このため、従動プーリの回転を阻害するケーブルｂの張力が低く抑えられる。
なお、上述した図２は、駆動プーリ24に入力されたハンドル操作が、何らの損失（ケーブルの伸び等）もなく従動プーリ44に一対一で伝達される理想的な場合を仮定しており、実際には、自動車等の車両への取付状態等の影響を受け、図２に示した結果とはならない。
【００１６】
なお、ハンドルを中立位置から左方向に回転させたときは、上述した動きと逆の動作を行う。すなわち、ケーブルａが非伝達ケーブルとなり、ケーブルｂが伝達ケーブルとなって、従動プーリ44を逆方向に回転させる。しかしながら、非伝達ケーブル及び伝達ケーブルに作用する張力については、右方向に回転する場合と同様の特性を備え、左方向に回転する場合においても右方向と同様のレスポンス特性が得られる。
また、図１(c)の点線で示す位置から左方向に回転させた場合は、中立位置から所定角度範囲内でハンドルを操作するのであれば、伝達ケーブルの張力はハンドルの回転に伴って増加し、非伝達ケーブルの張力はハンドルの回転に伴って減少する。したがって、駆動プーリ24の回転トルクが効率的に従動プーリ44に伝達される。
【００１７】
以上説明したように、上述した実施の形態に係るステアリング装置では、中立位置から所定の角度範囲内においてハンドルを回転させるときは、伝達ケーブルの張力はハンドルの回転に伴って大きくなり、非伝達ケーブルの張力はハンドルの回転に伴って減少する。したがって、駆動プーリ24の回転トルクが効率的に従動プーリ44に伝達され、ハンドル操作に対するレスポンス特性の向上を図ることができる。
【００１８】
（実施の形態２）
本発明の他の一つの好適な実施の形態に係るステアリング装置を、図３を用いて説明する。図３(a)はステアリング装置を正面から見た断面図であり、図３(b)はステアリング装置を図３(a)の矢印ｂの方向から見た図であり、図３(c)はステアリング装置を図３(a)の矢印ｂの方向から裏面側（矢印ｃ側）を投影して見た図である。
以下に説明するステアリング装置においても、上述した図１に示すステアリング装置と同様に、ハンドルの回転軸に取付けられた駆動プーリ24の回転を２本のケーブルを介して従動プーリ44に伝達する。しかしながら、図１のステアリング装置では各プーリに螺旋状の溝を設け、その溝にケーブルを巻き付けたのに対して、図３に示すステアリング装置では、駆動プーリ及び従動プーリにケーブルを重ねて巻き付ける点で異なる。以下、図３に示すステアリング装置について、図１に示すステアリング装置と同一の部分についてはその詳細な説明を省略し、相違点を中心に説明する。
【００１９】
図３に示すように、本実施の形態に係るステアリング装置においても、駆動プーリ部20と、従動プーリ部40と、駆動プーリ部20への入力を従動プーリ部40に伝達するための２本のケーブルａ，ｂを備える。
本実施の形態における駆動プーリ24は、その円周面２箇所にケーブルを巻き付けるための溝32，34が形成される。この溝32，34は、駆動プーリ24の回転軸に対して垂直に形成される。また、この溝32，34の最も凹んだ部分には、ケーブルａ，ｂの端部を取付けるためのケーブル端取付部が設けられる。
駆動プーリ24を収容する駆動側ハウジング26には、駆動プーリ24に取付けたケーブルａ，ｂをハウジング外に取出すためのケーブル取出部27，28が形成される。駆動側ハウジング26に形成される各ケーブル取出部27，28の位置は、x-y平面上で見ると、図３(b)、(c)に示すように、ハンドルが中立位置にあるときの両リリース位置を接続する線分から駆動プーリ24の回転中心よりにオフセットされ、x-z平面上で見ると、図３(a)に示すように、駆動プーリ24に形成された溝32，34と同一平面上に設けられている。
【００２０】
従動プーリ部40の構造は、概ね駆動プーリ部20と同様の構造を有し、従動プーリ44に形成されるケーブルａ，ｂを巻き付けるための溝52，54の構造等は駆動プーリ24の場合と同様である。ただし、従動プーリ部40は、従動側ハウジング46に設けたケーブル取出部47，48の位置に関して駆動プーリ部20と異なる。すなわち、従動側ハウジング46に形成される各ケーブル取出部47，48の位置は、x-y平面上で見ると、図３(b)、(c)に示すように、従来装置におけるハンドルが中立位置にあるときの両リリース位置を接続する線分から従動プーリ44の回転中心の反対側にオフセットされ、x-z平面上で見ると、図３(a)に示すように、従動プーリ44に形成された溝52，54と同一平面上に設けられている。
【００２１】
上述のように構成される駆動プーリ部20と従動プーリ部40には、２本のケーブルａ，ｂが配索される。すなわち、ケーブルａ，ｂは駆動プーリ24に固定された後、駆動プーリ24に形成された溝32，34に重ねて巻付けられ、駆動側ハウジング26に形成したケーブル取出部27，28よりハウジング外に取出される。駆動側ハウジング26の外に取出された２本のケーブルａ，ｂは、従動側ハウジング46に設けられたケーブル取出部47，48から従動側ハウジング46内に引き込まれ、従動プーリ44に重ねて巻付けられて固定される。
【００２２】
上述した構造を有するステアリング装置のハンドル操作（回転）時の動作を説明する。図３に示すステアリング装置においても、ハンドルを回すと２本のケーブルのどちらか一方が伝達ケーブルとなり駆動プーリ24の回転を従動プーリ44に伝達し、どちらか他方が非伝達ケーブルとなる。以下、駆動プーリ24が図３の矢印の方向に回転するときを例に、伝達ケーブル（ケーブルａ）、非伝達ケーブル（ケーブルｂ）に作用する張力について説明する。
まず、ケーブルａに作用する張力について説明する。図３(b)に示すように、ケーブルａのリリース位置は、駆動プーリ側では、ハンドルの回転に伴ってプーリの回転中心から離れる方向に移動し、従動プーリ側では、ハンドルの回転に伴ってプーリの回転中心に近づく方向に移動する。したがって、駆動プーリ側及び従動プーリ側の両側とも、リリース位置とケーブル取出部28（48）の距離はハンドルの回転に伴って徐々に長くなる。このため、ケーブルａに作用する張力は、ハンドルの回転に伴って徐々に大きくなる。
次に、ケーブルｂに作用する張力について説明する。図３に示すステアリング装置においても、ケーブルａの張力の増加に伴うケーブルａの伸びにより、ケーブルｂは初期張力より小さくなる。さらに、図３(c)に示すように、ケーブルｂのリリース位置は、駆動プーリ側では、ハンドルの回転に伴ってプーリの回転中心に近づく方向に移動し、従動プーリ側では、ハンドルの回転に伴ってプーリの回転中心から離れる方向に移動する。したがって、ケーブルｂが図３(c)に点線で示す状態となるまでは、駆動プーリ側及び従動プーリ側の両側とも、リリース位置とケーブル取出部27（47）の距離とはハンドルの回転に伴って徐々に短くなる。そして、ケーブルｂが図３(c)に点線で示す状態となった後さらにハンドルが回転されると、リリース位置とケーブル取出部27（47）の距離とは徐々に長くなる。したがって、ケーブルｂに作用する張力は、ハンドルの回転に伴って徐々に小さくなり、その後徐々に大きくなる。
【００２３】
以上説明したように、図３に示すステアリング装置においても、２本のケーブルに作用する張力とハンドルの回転量との関係は、図１に示すステアリング装置と同様の特性を有する。したがって、図３に示すステアリング装置によっても、駆動プーリ24の回転トルクが効率的に従動プーリ44に伝達されるため、ハンドル操作に対するレスポンス特性の向上を図ることができる。
【００２４】
【実施例】
以下、上述した実施の形態１を自動車用パワーステアリング装置として具現化した一実施例を図４乃至図１０を用いて説明する。ここで、図４はステアリング装置の全体斜視図であり、図５は駆動プーリ部及び従動プーリ部の関係を説明する一部破断断面図であり、図６は駆動プーリ部の構造を説明するための図面であり、図７は従動プーリ部の構造を説明するための図面であり、図８はプーリとプーリに巻付けられるケーブルの関係を説明するための図面であり、図９はコントロールケーブルの構造を説明するための図面であり、図１４は出力回転変位と時間との関係を示すグラフである。
図４に示すように、本実施の形態に係る自動車用パワーステアリング装置は、ハンドル１０の前方に取付けられる駆動プーリ部２０と、駆動プーリ部２０と２本のコントロールケーブル７０、７１により接続された従動プーリ部４０を備える。従動プーリ部４０には、パワーステアリング用モータ６２を介してギヤボックス６０が取付けられ、ギヤボックス６０の両端にはタイロッド８０を介して車輪Ｗが取付けられている。
【００２５】
駆動プーリ部２０は、図６(a)に示すように、ハンドル１０の回転が伝達される回転軸２２を備え、回転軸２２には駆動プーリ２４が回転軸２２と一体となって回転するように組付けられている。駆動プーリ２４には、その上端及び下端にコントロールケーブルを取付けるためのケーブル端取付部が形成され、また、その円周面にケーブル端取付部から伸びる螺旋状の溝が形成されている。駆動プーリ２４に形成される溝３１のピッチＥは、図８に示すように、インナーケーブル７０ｉ（７１ｉ）の直径ｄと略同一の長さとされる。また、駆動プーリ２４に形成される溝３１の深さは、インナーケーブル７０ｉ（７１ｉ）の半径よりも短くされている。
上述した駆動プーリ２４は、図６(a)に示すように、駆動側ハウジング２６内に収容される。駆動側ハウジング２６には、回転軸２２を回転可能に支持するための軸受け２９，３０が配設されている。また、駆動側ハウジング２６には、駆動プーリ２６の溝３１に巻き付けた２本のインナーケーブル７０ｉ，７１ｉをハウジング外に取出すためのケーブル取出部２７、２８が形成される。駆動側ハウジング２６に形成されるケーブル取出部２７，２８は、図５に示すように、２つのインナーケーブル７０ｉ、７１ｉが平行となるように設けられる。また、図６(a)、(b)に示すように、ケーブル取出部２７は、そのケーブル取出部２７から取出されたインナケーブル７０ｉのケーブル端取付部側（駆動プーリの下端側）にオフセットされ、ケーブル取出部２８は、そのケーブル取出部２８から取出されたインナケーブル７１ｉのケーブル端取付部側（駆動プーリの上端側）にオフセットされる。
【００２６】
従動プーリ部４０は、図７(a)に示すように、回転軸４２を備え、回転軸４２には従動プーリ４４が回転軸４２と一体となって回転するように組付けられている。従動プーリ４４には、駆動プーリ２４と同様、その上端及び下端にコントロールケーブルを取付けるためのケーブル端取付部が形成され、また、その円周面には螺旋状の溝が形成されている。従動プーリ４４に形成される溝のピッチＥや深さ等の寸法は、駆動プーリ２４と同一寸法とされている。
上述した従動プーリ４４は、従動側ハウジング４６内に収容される。従動側ハウジング４６には、駆動側ハウジング２６と同様、回転軸４２を回転可能に支持するための軸受け４９，５０、及び、インナーケーブル７０ｉ（７１ｉ）をハウジング外に取出すためのケーブル取出部４７、４８が設けられる。このケーブル取出部４７、４８は、図５に示すように、２つのインナーケーブル７０ｉ、７１ｉが平行となるように設けられる。また、図７(a)、(b)に示すように、ケーブル取出部４７は、そのケーブル取出部４７から取出されるインナケーブル７０ｉのケーブル端取付部とは反対側（従動プーリの下端側）にオフセットされ、ケーブル取出部４８は、そのケーブル取出部４８から取出されるインナケーブル７１ｉのケーブル端取付部とは反対側（従動プーリの上端側）にオフセットされる。
【００２７】
上述のように構成される駆動プーリ部２０と従動プーリ部４０に配索されるコントロールケーブル７０（７１）は、図９に示すように、アウタハウジング７０ｏ（７１ｏ）と、アウターハウジング７０ｏ（７１ｏ）内を軸方向に移動可能に収容されたインナケーブル７０ｉ（７１ｉ）とで構成される。アウタハウジング７０ｏ（７１ｏ）の一端は、駆動側ハウジング２６のケーブル取出部２７（２８）に夫々固定され、その他端は従動側ハウジング４６のケーブル取出部４７（４８）に夫々固定される。インナケーブル７０ｉ（７１ｉ）は、一端が駆動プーリ２４に取付けられ、他端が従動プーリ４４に取付けられる。
【００２８】
パワーステアリング用モータ６２は、従動プーリ４４（回転軸４２）のトルクに応じてギヤボックス６０を駆動する電気式モータであり、ギヤボックス６０はパワーステアリング用モータ６２の回転が伝達されるピニオンと、このピニオンに噛み合うラックが形成されたステアリングロッドから構成されている。
【００２９】
上述した構造を有するステアリング装置において、ハンドル１０を操作した際のステアリング装置の動作を説明する。
運転者がハンドル１０を回すと、駆動プーリ２４もハンドルの回転方向に応じた方向に回転する。駆動プーリ２４が回転すると、その回転がコントロールケーブル７０（又は７１）を介して従動プーリ４４に伝達される。そして、従動プーリ４４に伝達された回転量に応じてパワーステアリング用モータ６２が駆動され、それによりギヤボックス６０が車輪Ｗを所定の角度に回転させる。
ここで、コントロールケーブル７０、７１に作用する張力及びその動作は、既に説明した（実施の形態１）の場合と同様となり、伝達側のコントロールケーブルでは、ハンドル１０の回転に伴ってコントロールケーブル（インナケーブル）に作用する張力が大きくなり、非伝達側のコントロールケーブルでは、中立位置から所定の範囲内においては、ハンドル１０の回転に伴ってコントロールケーブル（インナケーブル）に作用する張力は小さくなる。
【００３０】
ここで、ハンドル操作に対するレスポンス特性（駆動プーリの回転開始時を基準に従動プーリの回転変位と回転するまでの時間）について、ベンチを使用し測定した実験結果を図１０に示す。図１０では、駆動側、従動側におけるケーブル取出部の位置のオフセット方向を種々変えて測定した結果を併せて示している。ここで、図１０中オフセット方向が順ということは、標準位置（プーリの中央）に対してケーブルの取付位置から離れる方向にケーブル取出部をオフセットすることをいい、ケーブルのオフセット方向が逆ということは、標準位置に対してケーブルの取付位置側にケーブル取出部をオフセットすることをいう。
図１０より明らかなように、駆動側を逆方向にオフセットし、従動側を順方向にオフセットした場合（上述した実施例の場合）が、最もレスポンス特性が向上した。また、駆動側を順方向にオフセットし、従動側を順方向にオフセットした場合も、標準位置（従来装置）に比較してレスポンス特性が向上した。したがって、従動側を順方向のみオフセットしても、レスポンス特性が向上することがわかった。
【００３１】
以上詳述したように、上述した実施例に係るステアリング装置では、中立位置から所定の角度範囲内においては、ハンドル１０を回転させるとき、伝達側のコントロールケーブルの張力はハンドル１０の回転に伴って大きくなり、非伝達側のコントロールケーブルの張力はハンドル１０の回転に伴って減少する。したがって、駆動プーリ２４の回転トルクがすばやくに従動プーリ４４に伝達されるため、ハンドル操作に対するレスポンス特性の向上を図ることができた。
【００３２】
なお、上述した実施例では、パワーステアリングモータ６２を用いて電気的なパワーアシスト手段を用いた場合について説明したが、本発明は油圧等他のパワーアシスト機構を利用したパワーステアリング装置にも適用することができる。また、本発明は、パワーアシスト手段を用いないステアリング装置にも適用することができる。
【００３３】
以上、本発明のいくつかの実施の形態について詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した形態で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るステアリング装置の要部を模式的に示す図
【図２】ケーブルに作用する張力とハンドルの操作量との関係を説明するための図面
【図３】本発明の他の実施の形態に係るステアリング装置の要部を模式的に示す図
【図４】本発明の一実施例に係るステアリング装置の全体斜視図
【図５】図４に示すステアリング装置の駆動プーリ部及び従動プーリ部の関係を説明する一部破断断面図
【図６】駆動プーリ部の構造を説明するための図
【図７】従動プーリ部の構造を説明するための図
【図８】プーリとプーリに巻付けられるケーブルの関係を説明するための図
【図９】コントロールケーブルの構造を説明するための図
【図１０】従動プーリの回転変位と時間との関係を示すグラフ
【図１１】従来のケーブル式ステアリング装置の構造を説明するための図
【符号の説明】
１０・・ハンドル
２４・・駆動プーリ
２６・・駆動側ハウジング
４４・・従動プーリ
４６・・従動側ハウジング
６０・・ギヤボックス[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a cable-type steering device that transmits the rotation of a handle to a steered wheel using two cables, and in particular, a technique for improving response characteristics when the handle is operated within a predetermined angle range from a neutral position. About. Here, the “neutral position” in this specification refers to a handle position when the vehicle body goes straight.
[0002]
[Prior art]
As a conventional cable type steering apparatus, for example, a structure shown in FIG. 11 is known. Here, FIG. 11 (a) is a view of the steering device as viewed from above, FIG. 11 (b) is a view of the steering device as viewed from the direction of the arrow b in FIG. 11 (a), and FIG. ) Is a view of the steering device as seen by projecting the back side (arrow c side) from the direction of arrow b in FIG. In FIGS. 11B and 11C, only one of the two cables is shown.
As shown in FIG. 11, the cable type steering apparatus includes a drive pulley 90 attached to the rotating shaft of the handle and a driven pulley 92 that transmits a steering torque to the gear box. The drive pulley 90 and the driven pulley 92 are respectively provided. Housed in housings 91 and 93. One end of two cables 94 and 95 is attached to the drive pulley 90, and the two cables 94 and 95 are provided on the drive-side housing 91 after a part of them is wound around the drive pulley 90. From the take-out positions 96 and 97, the drive-side housing 91 is taken out. The two cables 94 and 95 taken out of the drive-side housing 91 are drawn into the driven-side housing 93 from the take-out positions 98 and 99 provided in the driven-side housing 93, and part of them are connected to the driven pulley 92. Wound and fixed.
In such a structure, when the handle is rotated to either one, the drive pulley 90 is also rotated to one of them, and the driven pulley 92 is rotated by a tensile force acting on one of the two cables 94 and 95 at the same time. When the handle is turned in the other direction, the driving pulley 90 also rotates in the other direction, and accordingly, the driven pulley 92 rotates in the other direction by a tensile force acting on one of the two cables 94 and 95.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
The cable-type steering device having the above-described structure has a problem that it takes time until the driven pulley 92 rotates after the steering operation is performed (problem that the response characteristic with respect to the steering operation is poor).
That is, in the cable-type steering device, a tensile force is applied to one cable (a cable wound around the drive pulley 90) by a handle operation, and the driven pulley 92 is rotated using this tensile force. At this time, initial tension is applied to the two cables 94 and 95 in advance in order to reduce a time lag from the steering operation to the start of rotation of the driven pulley 92. Therefore, the tension of the cable (hereinafter referred to as a non-transmission cable) that does not transmit the tensile force among the two cables 94 and 95 is used to rotate the driven pulley 92 in the direction opposite to the rotational direction of the driven pulley 92. Works as a moment. Therefore, the tension of the non-transmission cable hinders the rotation of the driven pulley 92, the value thereof is made as small as possible, and the non-transmission cable can be smoothly drawn out from the driving pulley 90 and wound around the driven pulley 92. desirable.
However, in the conventional cable type steering apparatus, as shown in FIGS. 11 (b) and 11 (c), the cable extraction positions 96, 97, 98, 99 from the housings 91, 93 are located at the center positions of the pulleys 90, 92. It was provided. For this reason, for example, as shown in FIG. 11, when the handle is turned from the neutral position in the direction of the arrow shown in the drawing, the cable 95 on the transmission side is stretched because the tension increases with the rotation of the drive pulley 90, Thus, the tension of the cable 94 on the non-transmission side is lowered. However, in the non-transmission cable 94, as shown in FIG. 11C, the distance between the release position of the non-transmission-side cable 94 and the take-out position 97 in the drive pulley 90 and the non-transmission-side cable 94 in the driven pulley 92. The distance between the release position and the take-out position 99 increases as the handle rotates, and the tension acting on the cable 94 increases as the handle rotates. Because of this increase in tension, the tension acting on the non-transmission side cable 94 does not drop smoothly and obstructs the rotation of the driven pulley 92.
As described above, in the conventional cable type steering apparatus, the decrease in the tension acting on the non-transmission cable is hindered, and the response of the driven pulley to the steering operation is deteriorated. In particular, when the input from the handle is small, the cable on the transmission side is little stretched, and the above-mentioned influence appears remarkably, so the driving torque transmitted to the driven pulley is also small, and the above-mentioned problem becomes significant.
[0004]
The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object of the present invention is to provide a cable-type steering device that can improve response characteristics when the steering wheel is operated within a predetermined angle range from the neutral position. There is to do.
[0005]
[Means and effects for solving the problems]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides cable-type steering devices of various modes described below.
[0006]
(1) A cable-type steering apparatus according to one aspect of the present invention includes a drive pulley, a driven pulley, and two cables having both ends attached to the drive pulley and the driven pulley. Is attached to the rotating shaft of the handle, and when the drive pulley rotates in either direction, the driven pulley rotates in either direction due to the tensile force acting on either one of the two cables. In the cable type steering apparatus configured to rotate the driven pulley to the other by a tensile force acting on one of the two cables when rotated to the other, the handle is within a predetermined angular range from the neutral position. When the cable is rotated, at least one end of the cable that does not transmit the tensile force of the two cables And scan position, the distance between the take-out position of the cable from the housing for accommodating the pulley is configured to be shorter in accordance with the rotation of the handle (claim 1).
In the cable-type steering device, at least at one end of the non-transmission cable, the distance between the cable release position and the cable extraction position from the housing housing the pulley is within a predetermined angle range from the neutral position. It is comprised so that it may become short with rotation. Therefore, since the decrease in the tension of the non-transmission cable is hardly hindered, the response of the driven pulley to the handle operation is improved.
[0007]
(2) The cable-type steering device according to one preferable aspect of the cable-type steering device described in the above-mentioned item (1) is the cable-type steering device described in the above-mentioned item (1), in which the tensile force is applied to the driven pulley. The cable that does not transmit the cable is spirally wound, and the take-out position of the cable that does not transmit the tensile force in the driven pulley is the rotation axis of the driven pulley that passes through the cable release position when the handle is in the neutral position. When viewed from a vertical plane, the cable end is offset in a direction opposite to the direction of the attachment position to the pulley (claim 2).
In the cable type steering apparatus, when the driven pulley rotates, the non-transmission cable is wound around the driven pulley. Accordingly, the release position of the non-transmission cable in the driven pulley moves in a direction away from the position where the cable end is attached to the pulley as the driven pulley rotates. In the cable-type steering device described above, when viewed from a plane perpendicular to the rotation axis of the driven pulley passing through the cable release position when the handle is in the neutral position, the cable take-out position is attached to the pulley at the end of the cable. Since the position is offset in the direction opposite to the direction of the position, the distance between the release position and the take-out position of the non-transmission cable becomes shorter as the handle rotates, within a predetermined angle range from the neutral position. Become. Therefore, in the cable-type steering device, it is possible to easily prevent a decrease in the tension of the non-transmission cable by adjusting the cable extraction position.
[0008]
(3) The cable-type steering device according to one preferred aspect of the cable-type steering device described in the above item (1) or (2) is the cable-type steering device described in the above item (1) or (2). A cable that does not transmit the tensile force is spirally wound around the drive pulley, and the cable release position when the handle does not transmit the tensile force is the release position of the cable when the handle is in the neutral position. When viewed from a plane perpendicular to the rotation axis of the drive pulley passing through the cable, the end of the cable is offset in the same direction as the direction of attachment to the pulley (claim 3).
In the cable type steering device, when the drive pulley rotates, the non-transmission cable is fed out from the drive pulley. Therefore, the release position of the non-transmission cable in the drive pulley moves in the direction of the attachment position to the pulley at the end of the cable as the drive pulley rotates. In the cable type steering device, when the handle is in the neutral position, when viewed from a plane perpendicular to the rotation axis of the drive pulley that passes through the cable release position, the cable take-out position is attached to the pulley at the end of the cable. Since the position is offset in the same direction as the direction of the position, the distance between the release position and the take-out position of the non-transmission cable is shortened with the rotation of the handle within a predetermined angle range from the neutral position. Therefore, in the cable-type steering device, it is possible to easily prevent a decrease in the tension of the non-transmission cable by adjusting the cable extraction position.
[0009]
(4) The cable-type steering device according to one preferable aspect of the cable-type steering device described in the above-mentioned item (1) is the cable-type steering device described in the above-mentioned item (1). A release position when the cable that does not transmit force is wound around the pulley in the circumferential direction, and the takeout position of the cable that does not transmit the tensile force in the driven pulley is not offset, and the handle is in the neutral position When viewed from the plane in contact with the driven pulley having the contact point as a contact, the cable is offset in the direction opposite to the direction of the attachment position to the pulley at the end of the cable.
In the cable type steering apparatus, when the driven pulley rotates, the non-transmission cable is wound around the driven pulley. Therefore, the release position of the non-transmission cable in the driven pulley moves away from the rotation center of the driven pulley in the circumferential direction as the driven pulley rotates. In the cable type steering device, when viewed from a plane in contact with the driven pulley having the release position when the handle is in the neutral position without being offset, the cable take-out position in the driven pulley is the pulley at the end of the cable. As the driven pulley is rotated, the distance between the release position and the take-out position of the non-transmission cable is shortened within a predetermined angle range from the neutral position. Become. Therefore, in the cable-type steering device, it is possible to easily prevent a decrease in the tension of the non-transmission cable by adjusting the cable extraction position.
[0010]
(5) The cable-type steering device according to one preferred aspect of the cable-type steering device described in the above item (1) or (2) is the cable-type steering device described in the above-mentioned item (1) or (2). A cable that does not transmit the tensile force is wrapped around the pulley in the circumferential direction of the pulley, and a handle is attached to the drive pulley when the cable pulling position that does not transmit the tensile force is not offset. When viewed from the plane in contact with the drive pulley having the release position when in the neutral position as a contact, the cable is offset in the same direction as the direction of the attachment position to the pulley at the end of the cable.
In the cable type steering device, when the drive pulley rotates, the non-transmission cable is fed out from the drive pulley. Therefore, the release position of the non-transmission cable in the drive pulley moves in the direction of the attachment position to the pulley at the end of the cable as the drive pulley rotates. In the cable type steering device, when the handle is in the neutral position without being offset, the cable pulling position in the driving pulley is the pulley at the end of the cable as viewed from the plane contacting the driving pulley. Since the position is offset in the same direction as the direction of the mounting position, the distance between the release position and the take-out position of the non-transmission cable is shortened with the rotation of the drive pulley within a predetermined angle range from the neutral position. . Therefore, in the cable-type steering device, it is possible to easily prevent a decrease in the tension of the non-transmission cable by adjusting the cable extraction position.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention can be suitably implemented by the following embodiments.
(Embodiment 1)
A steering apparatus according to one preferred embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 (a) is a schematic view of the main part of the steering device as viewed from above, and FIG. 1 (b) is a diagram of the steering device as viewed from the direction of arrow b in FIG. 1 (a). c) is a view of the steering device as seen by projecting the back side (arrow c side) from the direction of arrow b in FIG. 1 (a), and FIG. 2 shows the relationship between the tension acting on the cable and the operation amount of the handle. It is drawing for demonstrating. In FIGS. 1B and 1C, only one of the two cables wound around the pulley is shown.
As shown in FIG. 1, in the steering device according to the present embodiment, a drive pulley portion 20 attached to a rotating shaft of a handle, a driven pulley portion 40 that transmits steering torque to a gear box, and a drive pulley portion 20 Two cables a and b for transmitting the input to the driven pulley unit 40 are provided.
The drive pulley unit 20 includes a drive pulley 24 and a drive-side housing 26 that rotatably supports and accommodates the drive pulley 24. The drive pulley 24 is formed with cable end attachment portions 25a and 25b for attaching the end portions of the cables a and b at two locations, the upper end and the lower end, and a groove extending spirally from the cable end attachment portion. . The pitch of the spiral grooves formed in the drive pulley 24 is preferably as narrow as possible (same as the wire diameters of the cables a and b). The groove pitch is narrowed because the angle at which the cable bends is reduced, and the transmission loss caused by the cable take-out angle (the angle at which the cable is taken out from the housing) can be reduced.
The drive side housing 26 is formed with cable extraction portions 27 and 28 for extracting the cables a and b attached to the drive pulley 24 to the outside of the housing. When viewed on the xy plane, the positions of the cable outlets 27 and 28 formed on the drive side housing 26 are provided in the tangential direction of the drive pulley passing through the release position, as shown in FIG. When viewed on a plane, as shown in FIGS. 1B and 1C, from the direction perpendicular to the rotation axis of the drive pulley that passes through the release position when the handle is in the neutral position (approximately the center position of the drive pulley) It is offset to the cable end mounting portions 25a and 25b. The amount of offset is preferably determined by a trade-off between the angle range from the neutral position where the operation response is to be improved and the transmission loss caused by the cable take-off angle. Further, by making the distance between the drive pulley 24 and the cable extraction portions 27 and 28 as long as possible, the angle range where the cables a and b are bent can be narrowed, and the effect of the present invention can be achieved while suppressing transmission loss caused by the cable extraction angle. The operating angle range of the handle can be widened.
[0012]
The driven pulley unit 40 includes a driven pulley 44 and a driven side housing 46 that rotatably supports and accommodates the driven pulley 44. The driven pulley 44 has cable end mounting portions 45a and 45b for mounting the ends of the cables a and b at two locations, the upper end and the lower end, and a groove extending spirally from the cable end mounting portions 45a and 45b. It is formed. Similar to the case of the drive pulley 24, the pitch of the spiral groove formed in the driven pulley 44 is made as narrow as possible, so that the transmission loss caused by the cable take-off angle can be reduced. The same effect as that obtained by increasing the distance of the cable outlet is obtained.
The driven side housing 46 is formed with cable outlets 47 and 48 for taking out the cables a and b attached to the driven pulley 44 to the outside of the housing. When viewed on the xy plane, the positions of the cable outlets 47 and 48 formed in the driven side housing 46 are provided in the tangential direction of the driven pulley passing through the release position, as shown in FIG. When viewed on a plane, as shown in FIGS. 1B and 1C, the direction perpendicular to the rotational axis of the driven pulley 44 passing through the release position when the handle is in the neutral position (substantially the central position of the driven pulley 44) ) Is offset in the direction opposite to the cable end mounting portions 45a and 45b. The amount of offset may be determined by a trade-off between the angular range from the neutral position where the operation response is desired to be improved and the transmission loss caused by the cable take-off angle, like the drive pulley unit 20.
[0013]
Two cables a and b are routed in the driving pulley section 20 and the driven pulley section 40 configured as described above. That is, the cables are attached to the cable end mounting portions 25a and 25b formed on the drive pulley 24, respectively, and the two cables a and b are wound around the spiral groove formed on the drive pulley 24. The cable is taken out from the housing 26 through cable outlets 27 and 28 formed in the drive-side housing 26. The two cables a and b taken out from the drive-side housing 26 are drawn into the driven-side housing 46 from cable outlets 47 and 48 provided in the driven-side housing 46, and a part of them is driven pulley 44. Wrapped around and fixed.
[0014]
An operation when the steering wheel is operated in the steering device having the above-described structure will be described.
When the operator turns the handle from the neutral position to the right, for example, the rotation is transmitted to the drive pulley 24, and the drive pulley 24 rotates in the direction of the arrow in FIG. When the drive pulley 24 rotates in the direction of the arrow, the cable a is wound around the drive pulley 24 and the cable b is drawn out from the drive pulley 24. Since the cable a is wound around the drive pulley 24, the tensile force acting on the cable a is transmitted to the driven pulley 44, and the driven pulley 44 also rotates in the direction of the arrow shown in FIG. 1 to wind the cable b around the driven pulley 44. . Further, when the driven pulley 44 rotates in the direction of the arrow, the rotation is transmitted to the gear box, and the steering wheel rotates by a predetermined angle.
Therefore, when the handle is rotated to the right as described above, the cable a becomes a transmission cable that transmits force to the driven pulley 44, and the cable b becomes a non-transmission cable that does not directly transmit force to the driven pulley 44. . Hereinafter, the tension acting on the cable a and the cable b will be described.
[0015]
In order for the driven pulley 44 to rotate, it is necessary to give the driven pulley 44 a torque that overcomes the reaction force from the road surface. This torque is the product of the tension of the cable a on the transmission side and the winding radius of the pulley.
First, the tension acting on the cable a that generates such torque will be described. As shown in FIG. 1B, the release position of the cable a moves on the drive pulley side in a direction away from the cable end mounting portion 25a of the cable a as the handle rotates, and on the driven pulley side It moves in the direction approaching the cable end attaching part 45b of the cable a with rotation. Accordingly, the distance between the release position of the cable a and the cable extraction portion 28 (48) is gradually increased on both the drive pulley side and the driven pulley side. Therefore, the tension acting on the cable a gradually increases as the handle rotates as shown in FIG. For this reason, the force transmitted to the driven pulley gradually increases as the handle rotates.
Next, the tension acting on the cable b will be described. In the cable b, the cable a is stretched with an increase in the tension of the cable a, and the cable b is returned by a length equivalent to the stretch of the cable a. Therefore, the cable b becomes smaller than the initial tension. Further, as shown in FIG. 1 (c), the release position of the cable b moves on the drive pulley side in a direction approaching the cable end mounting portion 25b of the cable b as the handle rotates, and on the driven pulley side, As the handle rotates, the cable b moves away from the cable end mounting portion 45a. Therefore, until the cable b is in the state indicated by the dotted line in FIG. 1 (c), the release position of the cable b and the distance of the cable outlet 27 (47) are gradually increased on both sides of the drive pulley and the driven pulley. Shorter. When the cable b is in the state indicated by the dotted line in FIG. 1 (c) and the handle is further rotated, the distance between the release position of the cable b and the cable outlet 27 (47) gradually increases. Accordingly, as shown in FIG. 2B, the tension acting on the cable b gradually decreases with the rotation of the handle and then gradually increases. For this reason, the tension | tensile_strength of the cable b which obstructs rotation of a driven pulley is restrained low.
Note that FIG. 2 described above assumes an ideal case in which the handle operation input to the drive pulley 24 is transmitted one-to-one to the driven pulley 44 without any loss (cable elongation, etc.) Actually, the result shown in FIG. 2 is not obtained due to the influence of the mounting state on a vehicle such as an automobile.
[0016]
In addition, when the handle is rotated leftward from the neutral position, an operation opposite to the above-described movement is performed. That is, the cable a becomes a non-transmission cable, the cable b becomes a transmission cable, and the driven pulley 44 is rotated in the reverse direction. However, the tension acting on the non-transmission cable and the transmission cable has the same characteristics as when rotating in the right direction, and the same response characteristics as in the right direction can be obtained when rotating in the left direction.
In addition, when the handle is rotated leftward from the position indicated by the dotted line in FIG. 1 (c), if the handle is operated within a predetermined angle range from the neutral position, the tension of the transmission cable increases as the handle rotates. However, the tension of the non-transmission cable decreases as the handle rotates. Accordingly, the rotational torque of the drive pulley 24 is efficiently transmitted to the driven pulley 44.
[0017]
As described above, in the steering device according to the above-described embodiment, when the handle is rotated within a predetermined angle range from the neutral position, the tension of the transmission cable increases with the rotation of the handle, and the non-transmission cable The tension decreases as the handle rotates. Therefore, the rotational torque of the drive pulley 24 is efficiently transmitted to the driven pulley 44, and the response characteristics with respect to the handle operation can be improved.
[0018]
(Embodiment 2)
A steering apparatus according to another preferred embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 3 (a) is a cross-sectional view of the steering device viewed from the front, FIG. 3 (b) is a diagram of the steering device viewed from the direction of arrow b in FIG. 3 (a), and FIG. It is the figure which projected the steering device from the direction of arrow b of Drawing 3 (a), and projected the back side (arrow c side).
Also in the steering device described below, the rotation of the drive pulley 24 attached to the rotating shaft of the handle is transmitted to the driven pulley 44 via two cables, as in the steering device shown in FIG. 1 described above. However, in the steering device shown in FIG. 1, a spiral groove is provided in each pulley and a cable is wound around the groove. In the steering device shown in FIG. 3, the cable is wound around the driving pulley and the driven pulley. It is different. In the following, the steering apparatus shown in FIG. 3 will be described with a focus on the differences, omitting the detailed description of the same parts as the steering apparatus shown in FIG.
[0019]
As shown in FIG. 3, also in the steering device according to the present embodiment, the drive pulley unit 20, the driven pulley unit 40, and the two pulleys for transmitting the input to the drive pulley unit 20 to the driven pulley unit 40. Cables a and b are provided.
In the drive pulley 24 in the present embodiment, grooves 32 and 34 for winding the cable are formed at two places on the circumferential surface thereof. The grooves 32 and 34 are formed perpendicular to the rotation axis of the drive pulley 24. Further, cable end attachment portions for attaching the ends of the cables a and b are provided in the most recessed portions of the grooves 32 and 34.
The drive side housing 26 that accommodates the drive pulley 24 is formed with cable extraction portions 27 and 28 for extracting the cables a and b attached to the drive pulley 24 to the outside of the housing. As shown in FIGS. 3 (b) and 3 (c), the positions of the cable outlets 27 and 28 formed on the drive-side housing 26 are both released when the handle is in the neutral position. As shown in FIG. 3 (a), it is offset from the rotation center of the drive pulley 24 from the line segment connecting the positions, and is on the same plane as the grooves 32 and 34 formed in the drive pulley 24 as shown in FIG. Is provided.
[0020]
The structure of the driven pulley section 40 is substantially the same as that of the driving pulley section 20, and the structure of the grooves 52 and 54 for winding the cables a and b formed on the driven pulley 44 is the same as that of the driving pulley 24. It is the same. However, the driven pulley section 40 is different from the drive pulley section 20 with respect to the positions of the cable extraction sections 47 and 48 provided in the driven housing 46. That is, the positions of the cable outlets 47 and 48 formed in the driven housing 46 are as shown in FIGS. 3 (b) and 3 (c) when the handle in the conventional apparatus is in the neutral position when viewed on the xy plane. As shown in FIG. 3 (a), the groove 52 formed in the driven pulley 44 is offset from the line connecting the two release positions at a certain time to the opposite side of the rotation center of the driven pulley 44 and viewed on the xz plane. , 54 on the same plane.
[0021]
Two cables a and b are routed in the driving pulley section 20 and the driven pulley section 40 configured as described above. That is, after the cables a and b are fixed to the drive pulley 24, they are wound around the grooves 32 and 34 formed in the drive pulley 24, and the cables a and b are outside the housing from the cable outlets 27 and 28 formed in the drive side housing 26. To be taken out. The two cables a and b taken out from the drive-side housing 26 are drawn into the driven-side housing 46 from the cable outlets 47 and 48 provided in the driven-side housing 46, and are wound around the driven pulley 44. Attached and fixed.
[0022]
The operation at the time of steering operation (rotation) of the steering device having the above-described structure will be described. Also in the steering apparatus shown in FIG. 3, when the handle is turned, one of the two cables becomes a transmission cable, and the rotation of the drive pulley 24 is transmitted to the driven pulley 44, and the other becomes a non-transmission cable. Hereinafter, the tension acting on the transmission cable (cable a) and the non-transmission cable (cable b) will be described by taking as an example the case where the driving pulley 24 rotates in the direction of the arrow in FIG.
First, the tension acting on the cable a will be described. As shown in FIG. 3 (b), the release position of the cable a moves on the driving pulley side in a direction away from the rotation center of the pulley as the handle rotates, and on the driven pulley side as the handle rotates. Move in a direction approaching the center of rotation of the pulley. Therefore, the distance between the release position and the cable extraction portion 28 (48) is gradually increased with the rotation of the handle on both sides of the drive pulley side and the driven pulley side. For this reason, the tension acting on the cable a gradually increases as the handle rotates.
Next, the tension acting on the cable b will be described. Also in the steering apparatus shown in FIG. 3, the cable b becomes smaller than the initial tension due to the elongation of the cable a accompanying the increase in the tension of the cable a. Further, as shown in FIG. 3 (c), the release position of the cable b moves on the drive pulley side in a direction approaching the rotation center of the pulley as the handle rotates, and on the driven pulley side, the handle rotates. Along with this, it moves in a direction away from the rotation center of the pulley. Therefore, until the cable b reaches the state indicated by the dotted line in FIG. 3 (c), the distance between the release position and the cable outlet 27 (47) on both sides of the drive pulley side and the driven pulley side depends on the rotation of the handle. Gradually becomes shorter. When the handle is further rotated after the cable b is in the state indicated by the dotted line in FIG. 3C, the distance between the release position and the cable outlet 27 (47) gradually increases. Accordingly, the tension acting on the cable b gradually decreases with the rotation of the handle and then gradually increases.
[0023]
As described above, also in the steering device shown in FIG. 3, the relationship between the tension acting on the two cables and the rotation amount of the steering wheel has the same characteristics as the steering device shown in FIG. Therefore, also with the steering device shown in FIG. 3, since the rotational torque of the drive pulley 24 is efficiently transmitted to the driven pulley 44, it is possible to improve the response characteristics to the steering operation.
[0024]
【Example】
Hereinafter, an embodiment in which the above-described first embodiment is embodied as an automobile power steering apparatus will be described with reference to FIGS. Here, FIG. 4 is an overall perspective view of the steering device, FIG. 5 is a partially broken sectional view for explaining the relationship between the drive pulley portion and the driven pulley portion, and FIG. 6 is for explaining the structure of the drive pulley portion. 7 is a diagram for explaining the structure of the driven pulley unit, FIG. 8 is a diagram for explaining the relationship between the pulley and the cable wound around the pulley, and FIG. 9 is a diagram of the control cable. It is drawing for demonstrating a structure, FIG. 14 is a graph which shows the relationship between an output rotational displacement and time.
As shown in FIG. 4, the power steering apparatus for an automobile according to the present embodiment is connected to a drive pulley portion 20 attached to the front of the handle 10, and the drive pulley portion 20 and two control cables 70 and 71. A driven pulley unit 40 is provided. A gear box 60 is attached to the driven pulley portion 40 via a power steering motor 62, and wheels W are attached to both ends of the gear box 60 via tie rods 80.
[0025]
As shown in FIG. 6A, the drive pulley unit 20 includes a rotation shaft 22 to which the rotation of the handle 10 is transmitted, and the drive pulley 24 rotates integrally with the rotation shaft 22 on the rotation shaft 22. It is assembled to. The drive pulley 24 is formed with a cable end attachment portion for attaching a control cable to the upper end and the lower end thereof, and a spiral groove extending from the cable end attachment portion is formed on the circumferential surface thereof. As shown in FIG. 8, the pitch E of the groove 31 formed in the drive pulley 24 is substantially the same length as the diameter d of the inner cable 70i (71i). Further, the depth of the groove 31 formed in the drive pulley 24 is shorter than the radius of the inner cable 70i (71i).
The drive pulley 24 described above is accommodated in the drive-side housing 26 as shown in FIG. The drive-side housing 26 is provided with bearings 29 and 30 for rotatably supporting the rotary shaft 22. The drive-side housing 26 is formed with cable outlet portions 27 and 28 for taking out the two inner cables 70i and 71i wound around the groove 31 of the drive pulley 26 to the outside of the housing. As shown in FIG. 5, the cable extraction portions 27 and 28 formed in the drive side housing 26 are provided so that the two inner cables 70i and 71i are parallel to each other. Also, as shown in FIGS. 6A and 6B, the cable outlet 27 is offset to the cable end attachment side (the lower end side of the drive pulley) of the inner cable 70i taken out from the cable outlet 27. The cable extraction portion 28 is offset to the cable end attachment portion side (the upper end side of the drive pulley) of the inner cable 71i extracted from the cable extraction portion 28.
[0026]
As shown in FIG. 7A, the driven pulley unit 40 includes a rotating shaft 42, and the driven pulley 44 is assembled to the rotating shaft 42 so as to rotate integrally with the rotating shaft 42. As with the drive pulley 24, the driven pulley 44 is formed with a cable end attaching portion for attaching a control cable to the upper end and the lower end thereof, and a spiral groove is formed on the circumferential surface thereof. Dimensions such as pitch E and depth of grooves formed in the driven pulley 44 are the same as those of the driving pulley 24.
The driven pulley 44 described above is housed in the driven housing 46. In the driven side housing 46, like the drive side housing 26, bearings 49 and 50 for rotatably supporting the rotary shaft 42, and a cable outlet 47 for taking out the inner cable 70i (71i) from the housing, 48 is provided. As shown in FIG. 5, the cable outlets 47 and 48 are provided so that the two inner cables 70i and 71i are parallel to each other. Further, as shown in FIGS. 7A and 7B, the cable outlet 47 is opposite to the cable end mounting portion of the inner cable 70i taken out from the cable outlet 47 (the lower end side of the driven pulley). The cable extraction portion 48 is offset to the side opposite to the cable end mounting portion of the inner cable 71i extracted from the cable extraction portion 48 (upper end side of the driven pulley).
[0027]
As shown in FIG. 9, the control cable 70 (71) routed between the drive pulley unit 20 and the driven pulley unit 40 configured as described above includes an outer housing 70 o (71 o) and an outer housing 70 o (71 o). It is comprised with the inner cable 70i (71i) accommodated so that the inside was movable to an axial direction. One end of the outer housing 70o (71o) is fixed to the cable extraction part 27 (28) of the drive side housing 26, and the other end is fixed to the cable extraction part 47 (48) of the driven side housing 46, respectively. The inner cable 70 i (71 i) has one end attached to the drive pulley 24 and the other end attached to the driven pulley 44.
[0028]
The power steering motor 62 is an electric motor that drives the gear box 60 according to the torque of the driven pulley 44 (rotating shaft 42). The gear box 60 includes a pinion to which the rotation of the power steering motor 62 is transmitted, The rack is formed with a rack that meshes with the pinion.
[0029]
In the steering apparatus having the above-described structure, the operation of the steering apparatus when the handle 10 is operated will be described.
When the driver turns the handle 10, the drive pulley 24 also rotates in a direction corresponding to the rotation direction of the handle. When the drive pulley 24 rotates, the rotation is transmitted to the driven pulley 44 via the control cable 70 (or 71). Then, the power steering motor 62 is driven in accordance with the rotation amount transmitted to the driven pulley 44, whereby the gear box 60 rotates the wheels W to a predetermined angle.
Here, the tension acting on the control cables 70 and 71 and the operation thereof are the same as in the case of the first embodiment described above. With the control cable on the transmission side, the control cable (inner In the control cable on the non-transmission side, the tension acting on the control cable (inner cable) decreases as the handle 10 rotates within the predetermined range from the neutral position.
[0030]
Here, FIG. 10 shows an experimental result measured using a bench with respect to a response characteristic with respect to a handle operation (rotation displacement of the driven pulley and time until the driven pulley rotates with reference to the start of rotation of the drive pulley). FIG. 10 also shows the results of measurement performed by variously changing the offset direction of the position of the cable extraction portion on the driving side and the driven side. Here, the order of the offset direction in FIG. 10 means that the cable outlet is offset in the direction away from the cable mounting position with respect to the standard position (the center of the pulley), and the cable offset direction is reverse. Means to offset the cable take-out portion on the cable attachment position side with respect to the standard position.
As is apparent from FIG. 10, the response characteristics were most improved when the drive side was offset in the reverse direction and the driven side was offset in the forward direction (in the above-described embodiment). Also, when the driving side is offset in the forward direction and the driven side is offset in the forward direction, the response characteristics are improved as compared with the standard position (conventional device). Therefore, it was found that the response characteristics are improved even when the driven side is offset only in the forward direction.
[0031]
As described above in detail, in the steering device according to the above-described embodiment, when the handle 10 is rotated within a predetermined angle range from the neutral position, the tension of the transmission-side control cable is accompanied by the rotation of the handle 10. The tension of the control cable on the non-transmission side decreases as the handle 10 rotates. Therefore, since the rotational torque of the drive pulley 24 is quickly transmitted to the driven pulley 44, the response characteristic with respect to the handle operation can be improved.
[0032]
In the above-described embodiment, the case where the electric power assist means is used by using the power steering motor 62 has been described. However, the present invention is also applied to a power steering device using another power assist mechanism such as hydraulic pressure. be able to. The present invention can also be applied to a steering device that does not use power assist means.
[0033]
Although some embodiments of the present invention have been described in detail above, these are merely examples, and the present invention can be implemented in various modifications and improvements based on the knowledge of those skilled in the art. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram schematically showing a main part of a steering device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a drawing for explaining the relationship between the tension acting on the cable and the operation amount of the handle
FIG. 3 is a diagram schematically showing a main part of a steering apparatus according to another embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an overall perspective view of a steering apparatus according to an embodiment of the present invention.
5 is a partially broken cross-sectional view for explaining the relationship between a driving pulley portion and a driven pulley portion of the steering device shown in FIG. 4;
FIG. 6 is a diagram for explaining the structure of a drive pulley unit;
FIG. 7 is a diagram for explaining the structure of a driven pulley section;
FIG. 8 is a diagram for explaining a relationship between a pulley and a cable wound around the pulley.
FIG. 9 is a diagram for explaining the structure of the control cable.
FIG. 10 is a graph showing the relationship between the rotational displacement of the driven pulley and time.
FIG. 11 is a diagram for explaining the structure of a conventional cable-type steering device.
[Explanation of symbols]
10. ・ Handle
24 .. Drive pulley
26 .. Drive side housing
44 .. Driven pulley
46..Driver side housing
60 ... Gearbox

Claims

A drive pulley, a driven pulley, and two cables attached to both ends of the drive pulley and the driven pulley; the drive pulley is attached to a rotating shaft of a handle; When driven, the driven pulley rotates to one of the two cables due to a tensile force acting on one of the two cables, and to the other of the two cables when the drive pulley rotates to the other In the cable-type steering device configured to rotate the driven pulley to the other by a tensile force,
When the handle rotates within a predetermined angle range from the neutral position, at least one end side of the cable that does not transmit a tensile force among the two cables, the release position of the cable, and the cable from the housing that houses the pulley A cable-type steering device configured such that the distance from the take-out position becomes shorter as the handle rotates.

A cable that does not transmit the tensile force is spirally wound around the driven pulley,
Pulling out the cable that does not transmit the tensile force in the driven pulley is a pulley at the end of the cable as viewed from a plane perpendicular to the rotational axis of the driven pulley that passes through the cable release position when the handle is in the neutral position. The cable type steering apparatus according to claim 1, wherein the cable type steering apparatus is offset in a direction opposite to a direction of an attachment position.

A cable that does not transmit the tensile force is wound spirally around the drive pulley,
The pulley at the end of the cable as viewed from a plane perpendicular to the rotational axis of the drive pulley that passes through the cable release position when the pulling position of the cable that does not transmit the tensile force in the drive pulley is in the neutral position The cable-type steering device according to claim 1 or 2, wherein the cable-type steering device is offset in the same direction as the direction of the attachment position.

A cable that does not transmit the tensile force is wound around the driven pulley in a circumferential direction of the pulley,
The pulley at the end of the cable as viewed from the plane contacting the driven pulley with the release position when the handle is in the neutral position in the state where the pulling force is not transmitted in the driven pulley is not offset. The cable type steering apparatus according to claim 1, wherein the cable type steering apparatus is offset in a direction opposite to a direction of an attachment position.

A cable that does not transmit the tensile force is wound around the pulley in the circumferential direction of the pulley,
The pulley at the end of the cable when viewed from the plane contacting the drive pulley with the release position when the handle is in the neutral position when the handle is in the neutral position when the pulling position of the drive pulley that does not transmit the tensile force is not offset The cable-type steering device according to claim 1 or 4, wherein the cable-type steering device is offset in the same direction as the direction of the mounting position.