JPH03153470A - 自動車のステアリング装置 - 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】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） この発明は、自動車のハンドル舵角に対する車輪舵角の
伝達比を変化させることができるステアリング装置に関
する。

（従来の技術） 自動車のステアリング装置は、ステアリングハンドルの
回転連動をラックピニオン式ギヤ機構を介してタイロッ
ドの横方向の変位運動に変換し、タイロッドの両端部に
設けられた左右の操舵車輪の向きを変化させるものであ
るが、ステアリングハンドルの回転量（ハンドル舵角）
と車輪のきれ角（車輪舵角）とは通常、常に一定の対応
関係に保持されている。

しかし、自動車の高速走行時にはハンドル舵角に対する
車輪舵角の伝達比を大きくして一定のハンドル舵角に対
する車輪舵角の伝達比を大きくして一定のハンドル舵角
に対する車輪舵角の大きさを小さくすることが走行安定
性を確保する上で望ましい。一方、低速走行時には、車
両の挙動を俊敏化させて良好な運転フィーリングを得た
り、あるいは車庫入れを容品にする等の見地から、前記
伝達比を逆に小さくして一定のハンドル舵角に対する車
輪舵角を大きくすることが望ましい。

そこで、前述のような要求を満たすために、例えば、特
開昭６２−３１５６０号公報に開示されているように、
車速に応じてハンドル舵角に対する車輪舵角の伝達比を
変化させるようにしたステアリング装置が提案されてい
る。

このステアリング装置は、ステアリングハンドルとタイ
ロッドとの間の操舵力伝達経路中に、ハンドル舵角に対
する車輪舵角の伝達比を変化させる遊星歯車機構が設け
られている。この遊星歯車機構は、自動ｔの車速等の運
転状態を検出する運転状態検出手段の信号を受けて制御
信号を出力するコントローラからの制御信号に基づいて
作動するステッピングモータ等のアクチュエータによっ
て制御されるようになっており、前記遊星歯車機構とタ
イロッドとの間にパワーステアリング機構が設けられて
いる。

したがって、ステアリングハンドルを操舵して車輪を転
舵すると、そのときの自動車の運転状態が運転状態検出
手段によって検出され、この検出手段の出力を受けたコ
ントローラからの制御信号にＵづいてアクチュエータが
作動し、このアクチュエータの作動により遊星歯車機構
が作動制御される。そして、ハンドル舵角に対する車輪
舵角の伝達比が可変制御されるようになっている。

（発明が解決しようとする課題） ところが、前述したように、遊星歯車機構を用いた伝達
化可変システムは、遊星歯車機構を構成するサンギヤ、
リングギヤおよびプラネタリギヤ間で生じるフリクショ
ン、バックラッシュがステアリングハンドル上での手応
え、ガタとなり、操舵フィーリングを悪化させる。また
ステアリングの機能としても、実舵角の減少やコンプラ
イアンスステアの増加を生じる。

この発明は、前記事情に着目してなされたもので、その
目的とするところは、遊星歯車機構を構成する各ギヤの
回転に伴うフリクション、バックラッシュを減少させる
ことができ、ステアリングハンドル上での操舵フィーリ
ングとステアリングの機能を向上させることができる自
動車のステアリング装置を提供することにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段及び作用）この発明は、前
述した目的を達成するために、ステアリングハンドルと
タイロッドとの間の操舵力伝達経路中に、ハンドル舵角
に対する車輪舵角の伝達比を変化させる遊星歯車機構を
設け、この遊星歯車機構を構成するサンギヤ、リングギ
ヤおよびプラネタリギヤをはすば歯車とし、前記プラネ
タリギヤを回転自在に軸支するギヤ支持部にプラネタリ
ギヤの軸方向両側から弾性的に押圧するスプリングまた
はゴム等の弾性部材を設けたことにある。

ステアリングハンドルの操舵に伴ってサンギヤ、リング
ギヤおよびプラネタリギヤが回転すると、プラネタリギ
ヤかはすば歯単によるスラスト方向の分力を受けるが、
弾性部材によってセンタリングされながら回転し、さら
に各ギヤ相互間のフリクションをはすば歯車の噛合いに
よって減少し、バックラッシュを減少させる。

（実施例） 以下、この発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第４図は自動車のステアリング装置の概略的構成を示す
もので、１はステアリングハンドルであり、これはハン
ドル軸２を介してパワーステアリング装置のロータリバ
ルブ３に連動している。このロークリバルブ３は伝達化
可変システムとしての遊星歯車機構４を介してラックピ
ニオン式ギヤ機構５に連動し、このギヤ機構５を構成す
るビニオン６と噛合するラック７は車体の幅方向に延び
るタイロッド８．８およびナックルアーム（図示しない
）を介して車輪９．９に連結されている。

また、前記遊星歯車機構４には自動車の運転状態に応じ
て遊星歯車機構４を作動制御する後述するステッピング
モータが設けられている。

前記ロータリバルブ３について説明すると、第１図〜第
３図に示すように、トーションバー１１を内挿した入力
軸１２はハウジング１３の内部にベアリング１４．１４
を介して回転自在に軸支されている。そして、この人力
軸１２の外周に前記ロークリバルブ３が設けられている
。ハウジング１３にはオイルポンプ（図示しない）に連
通ずる第１のボート１５とオイルリザーバ（図示しない
）に連通ずる第２のボート１６が設けられているととも
に、シリンダチューブの左室と右室にそれぞれ連通ずる
第３、第４のボート１７．１８が設けられている。そし
て、このロークリバルブ３は、ステアリングハンドル１
の操舵に応じてシリンダチューブへ供給する圧油の切り
換えとともに、圧力を制御し、ステアリングハンドル１
の操舵力をアシストして前記車輪９．９を転舵するよう
になっている。

前記ロータリバルブ３のハウジング１３には前記ＪＭ歯
軍機構４のハウジング１９が一体的に設けられている。

このハウジング１９の内部には前記人力軸１２に固着さ
れた入力ギヤとしてのサンギヤ２０が設けられている。

このサンギヤ２０の外周には出力ギヤとしてのリングギ
ヤ２１が設けられ、このリングギヤ２１は前記ハウジン
グ１９の内周壁および前記ハウジング１３から突出する
突出筒１３ａに設けたベアリング２２，２２に回転自在
に支持されている。さらに、前記サンギヤ２０とリング
ギヤ２１との間にはそれぞれに噛合する複数個のプラネ
タリギヤ２３・・・が等間隔に介在されている。これら
プラネタリギヤ２３・・・はピニオン軸２４に同転自在
に軸支されており、このピニオン軸２４は前記ラックピ
ニオン式ギヤ機構５のビニオン６に支持されている。

前記サンギヤ２０、リングギヤ２１およびプラネタリギ
ヤ２３・・・は、はすば歯車によって形成されている。

そして、前記プラネタリギヤ２３・・・は前記ピニオン
軸２４を含むギヤ支持部３５によって回転自在に軸支さ
れている。すなわち、ピニオン軸２４の下端部はビニオ
ン６と一体の下部キャリヤ３６によって支持され、上端
部は前記人力軸１２を囲繞する環状の上部キャリヤ３７
に支持されている。さらに、下部キャリヤ３５とプラネ
タリギヤ２３との間および上部キャリヤ３７とプラネタ
リギヤ２３との間にはピニオン軸２４に嵌合する弾性部
材としてのコイルスプリング３８．３８が圧縮状態で介
在されている。したがって、プラネタリギヤ２３はピニ
オン軸２４に対して軸方向移動自在であるが、この軸方
向両側つまり上下方向から弾性的に押圧されて保持され
ており、はすば歯車によるスラスト方向の分力をコイル
スプリング３８．３８によってセンタリングしている。

また、前記遊星歯巾機構４のリングギヤ２１の外周には
ウオームホイール２６が形成されていて、このウオーム
ホイール２６には回転軸２７に固着したウオーム２８が
噛合されている。前記回転軸２７はステッピングモータ
２つに直結されており、ステッピングモータ２９の同転
によってウオーム２８、ウオームホイール２６を介して
前記リングギヤ２１を回転するようになっている。つま
り、プラネタリギヤ２３・・・をサンギヤ２０とリング
ギヤ２１との間で転勤させ、このプラネタリギヤ２３・
・・の転動により、前記ビニオン６の回転量を増減制御
するようになっている。

前記ビニオン６にはフランジ部３０が一体に設けられ、
このフランジ部３０は前記ケーシング１９の内部に設け
られたベアリング２５に回転自在に支持されており、こ
のフランジ部３０に前記ピニオン軸２４が固定されてい
る。さらに、フランジ部３０の中心部には四部３１が設
けられ、この凹部３１には前記人力軸１２の先端部に設
けられた凸部３２がベアリング３３を介して嵌合されて
いる。したがって、入力軸１２とビニオン６とが同一軸
心に位置決めされるようになっており、組立て作業性の
向上を図っている。さらに、このビニオン６にラック７
が噛合され、このラック７はヨークスプリング３４によ
ってビニオン６方向に付勢されている。

したがって、前記実施例によれば、自動車の走行中、ス
テアリングハンドル１を操舵すると、この動きはハンド
ル軸２を介してパワーステアリング機構のロークリバル
ブ３に伝達され、入力軸１２が回転する。入力軸１２の
回転に伴って遊星ｍ車機構４のサンギヤ２０が回転する
。一方、ステアリングハンドル１の操舵に伴って変化す
るハンドル舵角がハンドル舵角センサによって検出され
るとともに、そのときの車速か車速センサによって検出
される。両センサの出力信号によってステッピングモー
タ２９が回転制御されると、ウオーム２８、ウオームホ
イール２６を介して前記リングギヤ２１が回転する。つ
まり、プラネタリギヤ２３・・・をサンギヤ２０とリン
グギヤ２１との間で転勤させ、このプラネタリギヤ２３
・・・の転動により、前記ビニオン６の同転量を増減制
御する。

遊に南中機構４は、サンギヤ２０がステアリングハンド
ル１の舵角に比例した角度だけ同転すると同時に、リン
グギヤ２１がステッピングモータ２つの回転角に応じて
回転される。このため、遊星歯車機構４のプラネタリギ
ヤ２３・・の転動によりピニオン軸２４を介してビニオ
ン６が回転するが、前記ハンドル舵角に対してビニオン
６を増減した角度だけ回転することになり、このビニオ
ン６と噛合しているラック７、タイロッド８．８を介し
て車輪９．９を転舵され、ハンドル舵角に対する車輪舵
角の伝達比が可変制御される。

このとき、前記遊星歯車機構４を構成するサンギヤ２０
、リングギヤ２１およびプラネタリギヤ２３・・・をは
すば歯車とすることによって、各ギヤ相互間のフリクシ
ョン、バックラッシュを減少させると同時にフリクショ
ンとバックラッシュの調整を容易にすることにより、ス
テアリングハンドル１上での操舵フィーリングとステア
リングの機能を向上させている。

前述した実施例のように、ラックピニオン式ギヤ機横５
のビニオン６に遊星歯車機構４を構成するプラネタリギ
ヤ２３・・・を一体的に設けたことによって、遊星歯車
機構４とギヤ機構５とを接近した状態に配置組み立てる
ことができる。したがって、装置のコンパクト化はもち
ろんのこと、強度的に優れ、さらに部品点数の低減を図
ることができるという効果がある。

なお、前記一実施例においては、プラネタリギヤ２３を
上下方向から弾性的に押圧する弾性部材をコイルスプリ
ングによって形成したが、皿ばね、ゴム等の弾性部材を
介在してもよい。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明によれば、ハンドル舵角
に対する車輪舵角の伝達比を変化させる遊星歯車機構を
構成するサンギヤ、リングギヤおよびプラネタリギヤを
はすば歯車とし、プラネタリギヤを回転自在に軸支する
ギヤ支持部にプラネタリギヤの軸方向両側から弾性的に
押圧する弾性部材を設けたから、ステアリング／１ンド
ルの操舵に伴ってサンギヤ、リングギヤおよびプラネタ
リギヤが回転すると、プラネタリギヤがはすば歯車によ
るスラスト方向の分力を受けるが、弾性部材によってセ
ンタリングされながら回転し、さらに各ギヤ相互間のフ
リクション、バックラッシュをはすば歯車のｇｌｌ　、
Ｑいによって減少できる。したがって、ステアリングハ
ンドル上での操舵フィーリングとステアリングの機能を
向上させることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示すステアリング装置の
縦断側面図、第２図は同じく一部を断面した平面図、第
３図はギヤ支持部の縦断側面図、第４図はステアリング
装置の概略的構成図である。 １・・・ステアリングハンドル、３・・・ロータリバル
ブ、４・・・遊星歯車機構、８・・・タイロッド、９・
・・車輪、２０・・・サンギヤ、２１・・・リングギヤ
、２３・・・プラネタリギヤ、３５・・・ギヤ支持部、
３８・・・コイルスプリング（弾性部材）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ステアリングハンドルとタイロッドとの間の操舵力伝達
   経路中にハンドル舵角に対する車輪舵角の伝達比を変化
   させる遊星歯車機構を設けた自動車のステアリング装置
   において、前記遊星歯車機構を構成するサンギヤ、リン
   グギヤおよびプラネタリギャをはすば歯車とし、前記プ
   ラネタリギャを回転自在に軸支するギヤ支持部にプラネ
   タリギャの軸方向両側から弾性的に押圧する弾性部材を
   設けたことを特徴とする自動車のステアリング装置。