JPH0214971A - 車両用操舵装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、自動車等の車両に採用される操舵装置に係り
、特に、ステアリングホ・イールの中立位置（直進走行
位置）からの回転操作量に応じて同回転操作量と操向輪
の転舵角との比（転舵比）を増大させる車両用操舵装置
に関する。

〔従来技術〕

車両用操舵装置において転舵比を変化させ得るものは、
例えば、特開昭６１−１２２０７３号公報、特開昭６１
−２１５１６８号公報にて提案されている。

しかして、特開昭６１−１２２０７３号公報の装置は、
操舵力伝達経路中に摩擦車式伝達化可変機構を設け、こ
れを車速に応じて作動させて、転舵比を変化させるよう
にしたものであり、当該装置においては、高速走行時に
転舵比を小さくして走行安定性を図るとともに、低速走
行時に転舵比を太き（して例えば軍庫入れ等の操作性を
容易化することができる。

一方、特開昭６１−２１５１６８号公報の装置は、操舵
入力軸と操舵出力軸との回転速度比を可変とする操舵比
可変装置を差動歯車列（遊星歯車装置）により構成して
、これを操舵速度に応じて作動させ、転舵比を変化させ
るようにしたものであり、当該装置においては、急速操
舵により転舵比を大きくして緊急回避を容易にすること
ができる。なお、当該装置にトルグアシスｌ−量を制御
する装置を付加して、急速操舵時のトルクアシスト量を
減らすと、運転者に十分な操舵感覚を与えることができ
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、前者の装置においては、転舵比を車速に応じ
て変化させるものであり、高速走行時の走行安定性を図
って転舵比を小さくすると、緊急操舵に際してステアリ
ングホイールを多く回転操作させる必要が生じ、緊急事
態を容易に回避することができない。また、低速走行時
の操作性を容易とすべく転舵比を大きくすると、ステア
リングホイールの僅かな回転操作で操向輪が大きく転舵
するため、直進走行性が悪くなる。

一方、後者の装置においては、転舵比を操舵速度に応じ
て変化させるものであり、トルクアシスト時における急
速操舵に際してはその操作量が少なくても操向輪が大き
く転舵されて操安性が悪い。

また、通常操作による車庫入れ等に際してはステアリン
グホイールを多く回転操作する必要があり、操作性が悪
い。

本発明は、上記した問題に対処すべくなされたものであ
り、ステアリングホイールの中立位置近傍においては転
舵比を小さくし得るとともにステアリングホ・イールの
回転操作量に応じて転舵比を大きくし得て、全ての走行
状態において走行安定性と操作性の向上を図ることので
きる装置を提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明においては、当該車
両用操舵装置を、ステアリングホイールに連結した入力
軸と、この入力軸に対し相対回転可能に配設されて操向
輪を転舵させる操舵リンク機構に連結した出力軸と、前
記両軸に平行に配設した中間軸と、一対の非円形歯車か
らなり前記入力軸と中間軸間に設けられて前記入力軸の
中立位置からの回転量に応じて前記入力軸側の歯車に対
する前記中間軸側の歯車の角速度比を増大させる角速度
比可変歯車列と、少なくとも大小一対の円形歯車からな
り前記中間軸と出力軸間に設けられて前記角速度比可変
歯車列を介して伝達される前記入力軸の回転を所定量増
速して前記出力軸に伝える増速歯車列とを備える構成と
した。

〔作用〕

本発明による車両用操舵装置においては、ステアリング
ホイールを回転操作すると、入力軸が回転して角速度比
可変歯車列及び増速歯車列を介して出力軸に回転が伝わ
り、出力軸の回転に応じて操舵リンク機構を介して操向
輪が転舵される。

しかして、上記伝達系においては、角速度比可変歯車列
が入力軸の中立位置からの回転量に応じて入力軸側の歯
車に対する中間軸側の歯車の角速度比を増大させる構成
であるため、ステアリングホイールの中立位置からの回
転操作量が小さい場合（中立位置近傍での操作時）には
、入力軸側の歯車に対する中間軸側の歯車の角速度比が
小さい値とされる。したがって、角速度比可変歯車列を
介して伝わる入力軸の回転が増速歯車列によって所定量
増速されても、出力軸の回転量はさほど大きな値となら
ず、転舵比は小さな値となる。

ところで、ステアリングホイールの中立位置からの回転
操作量が増大すると、それに伴って角速度比可変歯車列
における入力軸側の歯車に対する中間軸側の歯車の角速
度比が大きくなり、増速歯車列との相乗作用により転舵
比がステアリングホイールの中立位置からの回転操作量
に伴って大きな値となる。

〔発明の効果〕

本発明による車両用操舵装置においては、全ての走行状
態においてステアリングホイールの中立位置近傍におけ
る転舵比を小さくすることができて走行安定性の向上を
図ることができるとともに、ステアリングホイールの中
立位置からの回転操作量の増大に応じて転舵比を大きく
することができて、、例えばステアリングホイールを半
回転させることにより操向輪をその最大転舵角にまで転
舵させることが可能であり、操作性を大巾に向上させる
ことができる。

また、本発明による車両用操舵装置においては、転舵比
の変更を角速度比可変歯車列及び増速歯車列等によって
機械的に達成するものであるため、故障発生の要因が極
めて少なく信頼性が高い。

（実施例〕 以下に、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は、油圧ポンプＰ、ロータリバルブ式制御弁Ｖ、
パワーシリンダＣ，リザーバＲ等からなる公知のパワー
アシスト機構を備えた車両用う７クピニオン式動力舵取
装置に本発明を実施した例を示していて、同装置におい
ては、ステアリングホイール１０に連結される第１軸１
１とこれに対して同軸的かつ相対回転可能に配設された
第２軸１２が１・−ジョンパー１３によって連結されて
いる。また、第１軸１１及び第２軸１２に対して第３軸
１４が同軸的かつ相対回転可能に配設されるとともに、
第１軸１１〜第３軸１４に対して第４軸１５が平行に配
設されている。なお、第３軸１４にはピニオン１６が一
体的に設けられていて、同ピニオン１６によってパワー
シリンダＣのピストンロッドを兼ねるラックパー１７が
その軸方向へ移動されるように構成され、ランクパー１
７を含む公知の操舵リンク機構により操向輪Ｗが転舵さ
れるようになっている。

しかして、本実施例においては、第２軸１２と第４軸１
５間に角速度比可変歯車列Ａが設けられるとともに、第
３軸１４と第４軸１５間に増速歯車列Ｂが設けられてい
る。

角速度比可変歯車列Ａは、第１図及び第２図にて示した
ように、一対の非円形歯車、すなわち焦点を軸心とする
楕円歯車２１．２２によって構成されており、一方の楕
円歯車２１は第２軸１２上に一体回転可能に組付けられ
、また他方の楕円歯車２２は第４軸１５上に回転可能に
組付けられている。この角速度比可変歯車列Ａにおいて
は、第２軸１２の中立位置、すなわちステアリングホイ
ル１０の中立位置において楕円歯車２１．２２が図示の
ごとく噛み合うようにされていて、第２軸１２の中立位
置からの回転量に応じて楕円歯車２１に対する楕円歯車
２２の角速度比が増大するようになっている。

増速歯車列Ｂは、大小一対の円形歯車２３，２４によっ
て構成されており、大径歯車２３は楕円歯車２２と一体
的に形成されて第４軸１５上に回転可能に組付けられ、
また小径歯車２４は第３軸１４と一体に形成されて第３
軸１４と一体的に回転する。この増速歯車列Ｂにおいて
は、大径歯車２３の回転が所定量（両歯車２３．２４の
径によって決定される）増速されて小径歯車２４に伝達
される。

また、本実施例においては、第４軸１５がハウジング３
０に回動可能に組付けたキャリヤ３１に一体的に設けら
れている。キャリヤ３１は、第１軸１１．第２軸１２及
び第３軸１４の軸線回りに回動する（公転する）ように
なっていて、セクタギヤ３２を一体的に有しており、同
ギヤ３２に係合するウオームギヤ３３によってハウジン
グ３０と当接するまでの範囲（第２図参照）において回
動されるようになっている。ウオームギヤ３３ば、ハウ
ジング３０に回転可能に組付けられていて、正逆回転可
能な電動モータ３４によって回転駆動されるようになっ
ている。なお、電動モータ３４は車速とステアリングホ
イール１０の回転操作量（角）によって作動を制御され
るようになっている。

上記のように構成した本実施例においては、ステアリン
グホイール１０を回転操作すると、第１軸１１及び第２
軸１２が回転し角速度比可変歯車列Ａ及び増速歯車列Ｂ
を介して第３軸１４に回転が伝わり、第３軸１４の回転
に応じてう・７クバー１７が軸方向−・移動されて操舵
リンク機構を介して操向輪Ｗが転舵される。また、この
ときには、操舵トルクに応じて制御弁■が作動し、パワ
ーシリンダＣがランクパー１７の軸方向移動をアシスト
する。

しかして、上記伝達系においては、角速度比可度山車列
Ａが第２軸１２の中立位置からの回転量に応じて楕円歯
車２１に対する楕円歯車２２の角速度比を増大させる構
成であるため、ステアリングホイール１０の中立位置か
らの回転操作量が小さい場合（中立位置近傍での操作時
）には、楕円歯車２１に対する楕円歯車２２の角速度比
が小さい値とされる。したがって、角速度比可変歯車列
Ａを介して伝わる第２軸１２の回転が増速歯車列Ｂによ
って所定量増速されても、第３軸１４の回転量は第３図
の実線にて示したようにステアリングホイール１０の回
転操作量と略等しくてさほど大きな値とならず、転舵比
は第４図の実線にて示したように小さな値となり、走行
安定性が向上する。なお、第３図の破線にて示した特性
線は、角速度比可変歯車列Ａ及び増速歯車列Ｂが無（て
第２軸１２と第３軸１４が一体となっている装置（現在
−船釣に使用されている装置）により得られるものであ
る。

ところで、ステアリングホイール１０の中立位置からの
回転操作量が増大すると、それに伴って楕円歯車２１に
対する楕円歯車２２の角速度比が大きくなり、増速歯車
列Ｂとの相乗作用により第３軸１４の回転量が第３図の
実線にて示したように大きくなって転舵比がステアリン
グホイール１０の中立位置からの回転操作量に伴って第
４図の実線にて示したように順次大きな値となり、操作
性が向上する。

また、本実施例においては、電動モータ３４が車速とス
テアリングホイール１０の回転操作量に応じて作動を制
御されて、低速走行時においてステアリングホイール１
０の回転操作量が大きくなる場合（車庫入れ、旋回等の
場合）には楕円歯車２２の角速度が増加するようにキャ
リヤ３１を回動させるため、ステアリングホイール１０
の回転操作量と転舵比の関係が第４図の実線から右回転
時には一点鎖線に、また左回転時には二点鎖線にシフト
され、大きな転舵比を小さな操作量で得ることができ、
操作性を著しく向上させることができる。また高速走行
時においてステアリングホ・イール１０の回転操作量が
小さい場合には楕円歯車２２の角速度が減少するように
キャリヤ３１を回動させるため、ステアリングホイール
１０の回転操作量と転舵比の関係が第４図の実線から右
回転時には二点鎖線に、また左回転時には一点鎖線にシ
フトされ、小さな転舵比の得られる領域を大きくするこ
とができ、走行安定性を著しく向上させることができる
。

以上要するに、本実施例の装置においては、第４図にて
示したように、全ての走行状態においてステアリングホ
イー＞Ｌ／１０の中立位置近傍における転舵比を小さく
することができて走行安定性の向上を図ることができる
とともに、ステアリングホイール１０の中立位置からの
回転操作量の増大に応じて転舵比を大きくすることがで
きて、例えばステアリングホイール１０を半回転させる
ことにより操向軸Ｗをその最大転舵角にまで転舵させる
ことが可能であり、操作性を大巾に向上させることがで
きる。なお、転舵比が大きくなると、大きな操作力が必
要となるが、その操作力はパワーアシスト機構によりア
シストされるため、実用上問題はない。

また、本実施例の装置においては、転舵比の変更を主と
して角速度比可変歯車列Ａ及び増速歯車列Ｂ等によって
機械的に達成するものであるため、故障発生の要因が極
めて少なく信頼性が高い。なお、電動モータ３４等の誤
作動による不具合はキャリヤ３１の回動可能量をハウジ
ング３０により制限するようにして最小限に抑えるよう
にしてある。

上記実施例においては、第４軸１５をキャリヤ３１に一
体的に設けて各軸１１，１２．１３に対して回動（公転
）可能としたが、本発明の実施に際してはキャリヤ３１
を無（して第４軸１５をハウジング３０に一体的に設け
て実施すること、或いは第４軸１５と両歯車２２．２３
を一体的に形成してこれらをキャリヤ３１又はハウジン
グ３０に回転可能に組付けることが可能である。なお、
キャリヤ３１を無くして実施する場合には、第３軸１４
を第１軸１１及び第２軸１２と同軸的に配設する必要が
なくなる。また、上記実施例においては、焦点を軸とす
る楕円歯車２１．２２によって角速度比可変歯車列Ａを
構成したが、この角速度比可変歯車列Ａは、第２軸１２
の中立位置からの回転量に応じて第２軸１２側の歯車に
対する第４軸１４側の歯車の角速度比を増大させる機能
を有しておればよく、これを構成する各非円形歯車の形
状は上記実施例の楕円歯車２１．２２に限定されるもの
ではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す全体構成図、第２図は
第１図にｎ−ｎ線に沿う断面図、第３図はステアリング
ホイールの回転操作量と第３軸の回転量の関係を示す特
性線図、第４図はステアリングホイールの回転操作量と
転舵比の関係を示す特性線図である。 符号の説明 １０・・・ステアリングホイール、１２・・・第２軸（
入力軸）、１４・・・第３軸（出力軸）、１５・・・第
４軸（中間軸）、１７・・・ランクバー（操舵リンク機
構）、２１．２２・・・楕円歯車（非円形歯車）、２３
．２４・・・円形歯車、Ａ・・・角速度比可変歯車列、
Ｂ・・・増速歯車列、Ｗ・・・操向輪。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ステアリングホィールに連結した入力軸と、この入力軸
   に対し相対回転可能に配設されて操向輪を転舵させる操
   舵リンク機構に連結した出力軸と、前記両軸に平行に配
   設した中間軸と、一対の非円形歯車からなり前記入力軸
   と中間軸間に設けられて前記入力軸の中立位置からの回
   転量に応じて前記入力軸側の歯車に対する前記中間軸側
   の歯車の角速度比を増大させる角速度比可変歯車列と、
   少なくとも大小一対の円形歯車からなり前記中間軸と出
   力軸間に設けられて前記角速度比可変歯車列を介して伝
   達される前記入力軸の回転を所定量増速して前記出力軸
   に伝える増速歯車列とを備えてなる車両用操舵装置。