JPH0490968A

JPH0490968A - 車両の操舵装置

Info

Publication number: JPH0490968A
Application number: JP20620490A
Authority: JP
Inventors: Kazumi Hiraiwa; 一美平岩
Original assignee: Rhythm Motor Parts Manufacturing Co Ltd; Rhythm Corp
Current assignee: Rhythm Motor Parts Manufacturing Co Ltd; Rhythm Corp
Priority date: 1990-08-02
Filing date: 1990-08-02
Publication date: 1992-03-24

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、車両の操舵装置に関し、詳しくは、操舵の中
立位置から操舵が開始されるとき、操舵角の増大に対応
して操舵補助力を増大させるようにした車両の操舵装置
に関する。

（従来の技術）車両の操舵装置は、ステアリングホイールをステアリン
グギヤおよびビニオンを介してラックに連結するととも
に、ラックをタイコンドおよびナックルアームを介して
操舵輪に連結し、ステアリングホイールの操舵力をステ
アリングギヤ、ビニオン、ラック、タイコンドおよびナ
ックルアームを介して操舵輪に伝達するようにしている
。このような操舵装置にあっては、据切り時等に操舵力
が重く、しかもこの操舵力が操舵角の増大に伴って大き
くなる傾向にあるため、操舵倍力手段を設けてステアリ
ングホイールの操舵力を倍力して据切り時等にステアリ
ングホイールの操作性を向上させるようにしている。

従来、この種の操舵倍力手段としては、例えば、エンジ
ンで油圧ポンプを駆動して得た油圧を利用してステアリ
ングホイールの操舵力を倍力するようにしているものが
ある。ところが、このような操舵倍力手段にあっては、
エンジンを動力源として油圧ポンプを駆動しているため
、車両の通常走行時の動力損失が多く、燃料消費量が多
くなってしまうという不具合がある。

そこで、近時、この種の不具合を解決するものとして、
電動モータを駆動源としてステアリングホイールの操舵
力を倍力するものがある（例えば、「日経メカニカルＪ
　１９８８年６月２７日号第４７〜５０頁参照）。この
操舵倍力手段は、軽自動車に適用されるものであり、２
極ＤＣモータによってウオームを作動することによりス
テアリングホイールを回転させて補助操舵トルクを発生
させている。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、このような従来の電動モータを備えた車
両の操舵装置にあっては、大きい操舵力が必要な据切り
時等に車両の電装品に供給する電流容量および電動モー
タの性能上の制約から十分な操舵倍力を得ることができ
なかった。このため、仮に大きな倍力を得るためには大
きな電流容量および大きな電動モータが必要になってし
まい、電動モータおよびバッテリー等の電圧源のコスト
が増大してしまうという問題が生じ、軽自動車にしか適
用することができなかった。

そこで本考案は、低コストでかつ、簡単な構成で裾切り
時等に操舵力を倍力することができる車両の操舵装置を
提供することを課題としている。

（課題を解決するための手段）本発明は、上記課題を達成するために、ステアリングホ
イールに入力される操舵角がギヤ機構を介して操舵輪に
伝達される車両の操舵装置において、前記ギヤ機構およ
び車体の間に介装され、操舵力が小さくなるように操舵
補助力を発生するスプリング部材と、該スプリング部材
に連結され、ギヤ機構の作動状態に応じて該ギヤ機構に
作用する操舵補助力の向きを可変するレバーと、を設け
、操舵の中立位置から操舵が開始されるとき、スプリン
グ部材により操舵角の増大に対応して操舵補助力を増大
するように構成したものであり、前記ギヤ機構が、車幅
方向に移動するラックおよび該ラックに噛合するビニオ
ンを有し、前記レバーが、車体に揺動自在に支持される
とともに、ラックに連結された基端部およびラックの移
動に応して揺動する先端部を有し、前記スプリング部材
が、レバーの先端部および該先端部に対向する車体の所
定箇所の間に縮設されたもの、あるいは、前記ギヤ機構
が、車幅方向に移動するラックおよび該ラックに噛合す
るビニオンを有し、前記レバーが、車体に揺動自在に支
持されるとともに車体にスプリング部材を介して連結さ
れた先端部を有し、前記ビニオンおよびレバーの間に、
ビニオンおよびレバーに連結してビニオンの回転に応じ
てアームを揺動させ、アームの揺動を増速してビニオン
に伝達する増速歯車機構を設けたものから構成しても良
い。

（作用）本発明では、操舵の中立位置から操舵が開始されるとき
、スプリング部材により操舵角の増大に対応して操舵補
助力が増大される。したがって、中立位置からステアリ
ングホイールを左右の何れか一方に操舵した場合に操舵
力の増大とともにスプリング部材の弾性力が該ホイール
の操舵力を補助する。この結果、本来必要とした操舵力
とスプリング部材による補助力を合成した大きさの操舵
力がステアリングホイールに付与され、簡単かつ、低コ
ストな構成でステアリングホイールの操作性が向上する
。

（実施例）以下、本発明を図面に基づいて説明する。

第１．２図は本発明に係る車両の操舵装置の第１実施例
を示す図である。

まず、構成を説明する。第１図において、１はステアリ
ングホイールであり、このホイール１はステアリングギ
ヤ２を介してビニオン３に連結されている。ビニオン３
はラック４に噛合されており、このラック４は車幅方向
に延在してビニオン３と共にギヤ機構を構成している。

ラック４の両端部にはタイロッド５．６が連結されてお
り、このタイロッド５．６はナックルアーム７．８を介
して操舵輪９．１０に連結している。ラック４の所定箇
所には上面コの字型の当接部４ａが形成されており、こ
の当接部４ａにはレバー１１の基端部１１ａが係合して
いる。レバー１１はＬ字型に形成されており、このレバ
ー１１はブラケン目２を介して車体１３ａに揺動自在に
支持されている。また、レバー１１の基端部１１ａと垂
直方向に延在する先端部ｌｌｂは車体１３ｂの所定箇所
に対向してスプリング部材１４の一端部に当接しており
、このスプリング部材１４は他端部が車体１３ｂに当接
して車体１３ｂと先端部１１ｂの間に縮設されている。

このレバー１１はステアリングホイールｌが中立位置に
あるとき（第１図参照）、スプリング部材１４を圧縮す
るとともに、ステアリングホイール１が中立位置から左
右の何れか一方向に移動したときにブラケ・７ト１２を
中心として図中上下方向に揺動し、先端部１１ｂを車体
１３ｂから離隔させスプリング部材１４を伸長させてス
プリング部材１４０弾性力をラック４に伝達するように
なっており、ラック４の移動方向に応して図中上下の何
れかの方向に揺動してラック４に加わるスプリング部材
１４の弾性力の向きを可変させることができる。そして
、スプリング部材１４は先端部１１ｂが車体１３ｂから
離隔するにつれて伸長して弾性力（付勢力）が増大し、
ラック４に大きな操舵補助ノｊを付与する。

次に、作用を説明する。

据切り時等に操舵輪９．１０の転舵する際、ステアリン
グホイール１を中立位置から何れか一方向に操舵すると
、この操舵力がステアリングギヤ２およびビニオン３を
介してラック４に伝達され、ラック４が左右の何れか一
方向乙こ移動する。このとき、ラック４が第１図中右方
向に移動したとすると、レバーエ１の先端部１１ｂがブ
ラケット１２を支点として図中下方に回動するため、ラ
ック４の移動に伴って先端部１１ｂが車体１３ｂから離
隔して行く。このため、スプリング部材１４が伸長して
レバー１１を介してラック４を右側に移動させてタイロ
ッド５．６およびナックルアーム７．８を介して操舵輪
９．１０を右方向側に転舵させる。このため、スプリン
グ部材１４はステアリグホイール１の中立位置からこの
ホイール１の操舵が開始されるとき、操舵角の増大に対
応してステアゲホイール１の操舵補助力を増大させる。

すなわち、第２図に示すように操舵力は一般的に実線で
示すような特性を示し、据切り時等に操舵力が重く、し
かもこの操舵力が操舵角の増大に伴って大きくなる傾向
にある。本実施例では、−点鎖線で示すような特性を有
するスプリング部材１４を設けたため、ステアリングホ
イールｌを中立位置から左右の何れか一方に操舵した場
合、このホイール１の操舵力の増大とともにスプリング
部材１４０弾性力がホイール１の操舵力を補助する。こ
の結果、実線で示すような本来必要とした操舵力とスプ
リング部材１４による補助力を合成した大きさの操舵力
（図中破線で示す）をステアリングホイール１に加える
ことができる。このため、操舵力を補助するために必要
な動力が小さくて済み油圧によって操舵力を補助するも
のに比べてエンジンの動力が損失するのを防止すること
ができる。また、従来のようにＤＣモータを用いる必要
がなく、スプリング部材１４のばね定数を適宜設定すれ
ば普通自動車等に適用することもできる。この結果、簡
単でしかも低コストな構成で大きな操舵補助力を得るこ
とができ、ステアリングホイール１の操作性の向上を図
ることができる。

第３図は本発明に係る車両の操舵装置の第２実施例を示
す図である。第３図において、車幅方向る延在するラッ
ク２１には図示しないステアリングギヤを介してステア
リングホイールに連結されたピニオン２２が噛合してい
る。ピニオン２２の同軸上には第１歯車２３が設けられ
ており、この歯車２３は第１歯車２３よりも直径の大き
い第２歯車２４に噛合している。第２歯車２４は図示し
ない車体に支持されており、この第２歯車２４にはアー
ム２５の一端部が固定されている。このアーム２５の他
端部にはロッド２６の一端部が揺動自在に接続されてお
り、このロッド２６の他端部は係合部材２７を介してス
プリング部材２８の一端部に当接している。スプリング
部材２８はラック２１を内包するようにしてラック２１
と同軸上に設けられており、他端部が車体２９に当接し
ている。すなわち、アーム２５およびロッド２６はレバ
ーを構成して車体に揺動自在に支持され、ロッド２６の
他端部（すなわち、レバーの先端部）がスプリング部材
２８を介して車体２９に連結されている。また、第１お
よび第２歯車２３．２４は増速歯車機構を構成し、これ
ら第１および第２歯車２３．２４はピニオン２２および
アーム２５の間に介装されてピニオン２２およびアーム
２５に連結され、ピニオン２２の回転に応してアーム２
５およびロッド２Ｇを揺動させ、アーム２５およびロッ
ド２６の揺動を増速してピニオン２２に伝達するように
なっている。

本実施例では、ステアリングホイールを所定方向に操作
するとステアリングギヤおよびピニオン２２を介してラ
ック２１に操舵力が伝達され、ラック２１が左右何れか
一方向に移動する。このとき、ピニオン２２および第１
歯車２３が矢印ａ方向に回転したものとすると、ラック
２１が図中左方向に移動するとともに第２歯車２４が矢
印す方向に回転する。

そして、アーム２５の他端部が第２歯車２４と共に図中
下方に移動してロッド２６を図中右方に移動させてスプ
リング部材２８を伸長させる。このとき、スプリング部
材２８の弾性力がロッド２６およびアーム２５を介して
第２歯車２４、第１歯車２３に加わり、ピニオン２２を
矢印ａ方向に回転させる際の補助力として作用する。こ
のため、ラック２１がスプリング部材２８の弾性力によ
り補助されて図中左方向に移動し、ステアリングホイー
ル操舵角の増大に伴ってこのホイールの操舵補助力を増
大させる。このとき、第２歯車２４の直径が第１歯車２
３の直径よりも大きいため、ロッド２６およびアーム２
５が揺動するときにスプリング部材２８の弾性力が第２
歯車２４および第１歯車２３により増速されてピニオン
２２に伝達される。この結果、スプリング部材２８のば
ね定数を大きくせずに大きな操舵補助力をステアリング
ホイールに付与することができ、第１実施例と同様の効
果を得ることができる。

なお、ピニオン２２が矢印ａ方向と反対方向に回転する
ときにもアーム２５およびロッド２６によってピニオン
２２に作用する操舵補助力（スプリング部材の弾性力）
の向きが可変される。

（効果）本発明によれば、操舵の中立位置から操舵が開始される
とき、スプリング部材により操舵角の増大に対応して操
舵補助力を増大するようにしているので、本来必要とし
た操舵力とスプリング部材による補助力を合成した大き
さの操舵力をステアリングホイールに加えることができ
、操舵力を補助するために必要な動力を小さくすること
ができ、油圧によって操舵力を補助するものに比べてエ
ンジンの動力が損失するのを防止することができる。

また、従来のようにＤＣモータを用いる必要がないため
、スプリング部材のばね定数を適宜設定すれば普通自動
車等に適用することもできる。この結果、簡単でしかも
低コストな構成で大きな操舵補助力を得ることができ、
ステアリングホイールの操作性の向上させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１．２図は本発明に係る車両の操舵装置の第１実施例
を示す図であり、第１図はその全体構成図、第２図は操
舵力特性を示す特性図、第３図は本発明に係る車両の操
舵装置の第２実施例を示す構成図である。１・・・・・・ステアリングホイール、３．２２・・・
・・・ビニオン（ギヤ機構）４．２１・・・・・・ラッ
ク（ギヤ機構）、９．１０・・・・・・操舵輪、１１・・・・・・レバー１３ａ、１３ｂ、２９・・・・・・車体、１４．２８・
・・・・・スプリング部材、２５・・・・・・アーム（
レバー）、２６・・・・・・ロント（レバー）。代理大弁理士有我軍

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ステアリングホィールに入力される操舵力がギヤ
機構を介して操舵輪に伝達される車両の操舵装置におい
て、前記ギヤ機構および車体の間に介装され、操舵力が
小さくなるように操舵補助力を発生するスプリング部材
と、該スプリング部材に連結され、ギヤ機構の作動状態
に応じて該ギヤ機構に作用する操舵補助力の向きを可変
するレバーと、を設け、操舵の中立位置から操舵が開始
されるとき、スプリング部材により操舵角の増大に対応
して操舵補助力を増大するようにしたことを特徴とする
車両の操舵装置。
（２）前記ギヤ機構が、車幅方向に移動するラックおよ
び該ラックに噛合するピニオンを有し、前記レバーが、
車体に揺動自在に支持されるとともに、ラックに連結さ
れた基端部およびラックの移動に応じて揺動する先端部
を有し、前記スプリング部材が、レバーの先端部および
該先端部に対向する車体の所定箇所の間に縮設されたこ
とを特徴とする請求項１記載の車両の操舵装置。
（３）前記ギヤ機構が、車幅方向に移動するラックおよ
び該ラックに噛合するピニオンを有し、前記レバーが、
車体に揺動自在に支持されるとともに車体にスプリング
部材を介して連結された先端部を有し、前記ピニオンお
よびレバーの間に、ピニオンおよびレバーに連結してピ
ニオンの回転に応じてアームを揺動させ、アームの揺動
を増速してピニオンに伝達する増速歯車機構を設けたこ
とを特徴とする請求項１記載の車両の操舵装置。