JPH05229435A - ステアリング・ホィール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 リムとリム外殻との間の相対的回転抵抗を小
さくし組み合わせられる操舵力センサの出力特性を向上
させて、操舵の際に、パワー・ステアリングの切遅れを
正確に補正可能にする。 【構成】 リム外殻１５が、操舵角方向において、リム
１４に相対的に移動可能に被せられ、そして、ダブル・
アクション機構１６、１７が、そのリム外殻１５の相対
的移動を所定の操舵角範囲に規制してそのリム１４にそ
の外殻１５を支持させるところである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、自動車に使用される
ステアリング・ホィール、特に、操舵力センサを組み込
み可能にするところのステアリング・ホィールに関す
る。

【０００２】

【背景技術】近年、自動車に使用されるパワー・ステア
リングは、ステアリング・ホィールに操舵力センサを組
み込み、その操舵力センサで操舵力を感知し、その感知
された操舵力で操舵の切遅れ補正を図っている。そし
て、ステアリング・ホィールが、通常、ハブと、そのハ
ブにスポークを介して一体化されたリムと、そのリムに
ローラを介在させて操舵角方向に所定量を自由に摺動可
能に被せられたリム外殻とで組み立てられるので、その
リムとそのリム外殻とが互いに相対的に回転される際、
回転抵抗が大きく、その操舵力センサの出力特性が影響
され、所謂、センサ出力のヒステリシスが大きくなる不
具合があった。

【０００３】

【発明の課題】この発明の課題は、リムとリム外殻との
間の相対的回転抵抗を小さくし、組み合わせられる操舵
力センサの出力特性を向上させて、操舵の際に、パワー
・ステアリングの切遅れを正確に補正可能にするところ
の操舵力をその操舵力センサに感知可能にさせるステア
リング・ホィールの提供にある。

【０００４】

【課題に相応する手段およびそれの作用】この発明は、
ステアリング・シャフトに取り付けられるハブ、スポー
クを介してそのハブに固定的に支持されるリムと、操舵
角方向において、そのリムに相対的に移動可能に被せら
れるリム外殻と、そのリム外殻の相対的移動を所定の操
舵角範囲に規制してそのリムにそのリム外殻を支持させ
るリム外殻のダブル・アクション機構とを含み、そのリ
ム外殻が、そのダブル・アクション機構によってそのリ
ムにフローティング状態に支持されてそのリムに対する
回転抵抗を小さくされ、そして、操舵力が作用される初
期には、そのリム外殻がそのリムに先立って円滑で迅速
に回転され、そしてさらに、その操舵力によってそのリ
ム外殻がその操舵角範囲を越える瞬間からそのリム外殻
がそのリムに一体的に回転されるところである。

【０００５】また、この発明は、ステアリング・シャフ
トに取り付けられるハブと、スポークを介してそのハブ
に固定的に支持されるリムと、操舵角方向において、そ
のリムに相対的に移動可能に被せられるリム外殻と、そ
のリム外殻の相対的移動を所定の操舵角範囲に規制して
そのリムにそのリム外殻を支持させるリム外殻のダブル
・アクション機構と、そのダブル・アクション機構から
円周方向に適宜に離れてそのリムおよびリム外殻間に配
置され、そのリム外殻の相対的移動を案内してそのリム
にそのリム外殻を支持させるリム外殻のガイド機構とを
含み、そのリム外殻がそのダブル・アクション機構ガイ
ド機構によってそのリムにフローティング状態に支持さ
れてそのリムに対する回転抵抗を小さくされ、そして、
操舵力が作用される初期には、そのリム外殻がそのダブ
ル・アクション機構およびガイド機構によってそのリム
に先立って円滑で迅速に回転され、そしてさらに、その
操舵力によってそのリム外殻がその操舵角範囲を越える
瞬間からそのリム外殻がそのダブル・アクション機構に
よってそのリムに一体的に回転されるところである。

【０００６】

【具体例の説明】以下、この発明のステアリング・ホィ
ールの特定された具体例について、図面を参照して説明
する。図１ないし図５は、ディーゼル・エンジンを搭載
したトラックのパワー・ステアリングに適用されたこの
発明のステアリング・ホィールの具体例１０を示してい
る。このステアリング・ホィール１０は、ステアリング
・シャフト６０に取り付けられた金属製ハブ１１と、一
対の金属製スポーク１２、１３を介してそのハブ１１に
固定的に支持された金属製リム１４と、操舵角方向にお
いて、そのリム１４に相対的に移動可能に被せられた合
成樹脂製リム外殻１５と、そのリム外殻１５の相対的移
動を所定の操舵角範囲に規制してそのリム１４にそのリ
ム外殻１５を支持させた一対のリム外殻のダブル・アク
ション機構１６、１７と、そのダブル・アクション機構
１６、１７から円周方向に適宜に離れてそのリム１４お
よびリム外殻１５間に配置され、そのリム外殻１５の相
対的移動を案内してそのリム１４にそのリム外殻１５を
支持させた一対のリム外殻のガイド機構１８、１９とで
組み立てられ、そこでは、そのリム外殻１５がそのダブ
ル・アクション機構１６、１７およびガイド機構１８、
１９によってそのリム１４にフローティング状態に支持
されてそのリム１４に対する回転抵抗を小さくされ、そ
して、操舵力が作用される初期には、そのリム外殻１５
がそのダブル・アクション機構１６、１７およびガイド
機構１８、１９によってそのリム１４に先立って円滑で
迅速に回転され、さらに、その操舵力によってそのリム
外殻１５がその操舵角範囲を越える瞬間からそのリム外
殻１５がそのダブル・アクション機構１６、１７によっ
てそのリム１４に一体的に回転される構造が採用され、
そして、そのスポーク１２、１３とそのリム外殻１５と
の間あるいはそのリム１４とそのリム外殻１５との間に
操舵力センサ（図示せず）を配置可能にしたところであ
る。

【０００７】その一対のスポーク１２、１３は、そのハ
ブ１１に溶接されて所定の間隔でそのハブ１１から放射
状に突き出され、また、そのリム１４は、そのスポーク
１２、１３の先端に溶接されてそのスポーク１２、１３
間に固定的に支持された。

【０００８】そのリム外殻１５は、そのステアリング・
ホィール１０の表皮であって、そのスポーク１２、１３
およびガイド機構１８、１９に対応して円周方向に所定
の間隔を置いてそのハブ１１に向けられた一対の短く突
き出されたスリーブ２２、２３および一対の短く突き出
されたバルブ２４、２５を備えたところの上下分割構造
に硬質合成樹脂から成形された。勿論、このリム外殻１
５は、そのダブル・アクション機構１６、１７およびガ
イド機構１８、１９によってそのスポーク１２、１３お
よびリム１４上にフローティング状態に支持され、そし
て、操舵角方向において、そのリム１４とそのリム外殻
１５との間に相対的移動が許容されるように、そのダブ
ル・アクション機構１６、１７によってそのリム１４側
にダブル・アクション可能に支持された。また、そのス
リーブ２２、２３およびバルブ２４、２５は、図２、
３、４、５に示された形状に設計された。

【０００９】その一対のダブル・アクション機構１６、
１７は、そのスリーブ２２、２３に配置され、そして、
そのスポーク１２、１３および切欠き２８、２９の軸線
を互いに合わせてそのスポーク１２、１３の上下に配置
された切欠き付きの上方および下方レース２６、２７
と、そのスポーク１２、１３および上方レース２６間
に、そのスポーク１２、１３および下方レース２７間に
それぞれ配置された多数のニードル・ローラ３０と、そ
の上方レース２６の切欠き２８に対応してそのスポーク
１２、１３の軸線において、そのスポーク１２、１３の
上面に突き出されたピン３１に回転可能に支持されてそ
の切欠き２８にその操舵角方向にすきまばめされたボー
ル・ベアリング３２とで組み立てられ、そして、フロー
ティング状態でそのスポーク１２、１３リム１４にその
リム外殻１５を支持させてそのリム１４とそのリム外殻
１５との間の相対的移動を所定の操舵角範囲に規制す
る、すなわち、そのリム外殻１５にダブル・アクション
機能を付与させるところで機能している。

【００１０】その上方および下方レース２６、２７は、
図２および図３から理解されるように、所定の寸法に切
断された金属板片にその切欠き２８、２９が切り欠か
れ、そして、そのスポーク１２、１３のリム１４側にお
いて、そのスポーク１２、１３の上方および下方ベアリ
ング面２０、２１に所定の間隔を置いて向い合わせに位
置されてそのリム外殻１５の短く突き出されたスリーブ
２２、２３にねじ止めされた。そして、その切欠き２
８、２９では、切欠き幅がそのリム１４およびリム外殻
１５間に相対的移動を許容する所定の操舵角範囲を規制
するところで寸法決定され、切欠き底面３３が常にその
ボール・ベアリング３２に接触を保つところの接触面に
使用され、そして、両切欠き側面３４、３５がそのボー
ル・ベアリング３２に当ってそのリム１４およびリム外
殻１５を操舵角方向に一体的に回転させるストッパ面に
使用された。

【００１１】その多数のニードル・ローラ３０は、具体
的には、そのスポーク１２、１３の上方ベアリング面２
０および上方レース２６間に、そのスポーク１２、１３
の下方ベアリング面２１および下方レース２７間にそれ
ぞれ所定の間隔を置いて配置された。

【００１２】そのボール・ベアリング３２を回転可能に
支持したそのピン３１は、段付き構造に製作され、その
スポーク１２、１３の所定の位置、具体的には、そのス
ポーク１２、１３の軸線に合わせられ、そして、半径方
向に位置決めされてそのスポーク１２、１３に穴明けさ
れた穴３６に貫通され、そして、ねじ部分２７にナット
３８を締め付けて支柱のように、そのスポーク１２、１
３に植込まれた。

【００１３】そのボール・ベアリング３２は、そのピン
３１に回転可能に支持され、そして、その切欠き底面３
３に円周方向に常に接触されてその両切欠き側面３４、
３５で所定の操舵角の範囲に相対的に移動可能にされて
すきまばめされた。そのようにして、そのボール・ベア
リング３２がその切欠き２８にはめ合わせられた結果、
そのリム１４とそのリム外殻１５との間にはぶれが回避
されて相対的移動が円滑になった。勿論、その相対的移
動はその多数のニードル・ローラ３２によっても円滑に
なされた。

【００１４】その一対のガイド機構１８、１９は、その
バルブ２４、２５に配置され、そして、そのバルブ２
４、２５の内側において、そのリム１４に溶接されてそ
のリム１４からそのハブ１１側に短く突き出されたアー
ム３９と、そのアーム３９の上下に配置された上方およ
び下方レース４２、４３と、そのアーム３９および上方
レース４２間に、そのアーム３９および下方レース４３
間にそれぞれ配置された多数のニードル・ローラ４５
と、その下方レース４３の切欠き４４に対応してアーム
軸線に合わせられてそのアーム３９の下面に突き出され
たピン４６に回転可能に支持されてその切欠き４４にそ
の操舵角方向にすきまばめされたボール・ベアリング４
７と、その下方レース４３に配置されてそのボール・ベ
アリング４７を接触状態で円周方向に案内するリーフ・
スプリング４８とで組み立てられ、そして、フローティ
ング状態でそのリム１４にそのリム外殻１５を支持させ
るところで機能している。

【００１５】そのアーム３９は、図４および図５から理
解されるように、所定の寸法に切断された金属板片で形
成され、また、その上方および下方レース４２、４３
は、同様に図４および図５から理解されるように、その
アーム３９の上方および下方ベアリング面４０、４１に
所定の間隔を置いて向い合わせに位置されて互いに一体
的に組み付けられ、そして、そのバルブ２４、２５内に
組み込まれてそのバルブ２４、２５にねじ止めされた。
さらに、その切欠き４４では、そのダブル・アクション
機構１６、１７の上方レース２６に切り欠かれたその切
欠き２８のように、切欠き幅がそのリム１４およびリム
外殻１５間に相対的移動を許容する所定の操舵角範囲を
規制するところで寸法決定され、また、両切欠き側面４
９、５０がそのボール・ベアリング４７に当ってそのリ
ム１４およびリム外殻１５を操舵角方向に一体的に回転
させるストッパ面に使用される。

【００１６】その多数のニードル・ローラ４５は、具体
的には、そのアーム３９の上方ベアリング面４０および
上方レース４２間に、そのアーム３９の下方ベアリング
面４１および下方レース４３間にそれぞれ所定の間隔を
置いて配置された。

【００１７】そのボール・ベアリング４７を回転可能に
支持したそのピン４６は、平小ねじが使用され、そのア
ーム３９の所定の箇所に位置決めされ、具体的には、そ
のアーム３９の軸線上で半径方向に位置決めされ、そし
て、そのアーム３９に穴明けされてねじ切りされた穴５
１にねじ込まれて支柱のように、そのアーム３９に植込
まれた。

【００１８】そのボール・ベアリング４７は、そのピン
４６に回転可能に支持され、そして、そのリーフ・スプ
リング４８に円周方向に常に接触されてその両切欠き側
面４９、５０で所定の操舵角の範囲に相対的に移動可能
にされてすきまばめされた。そのようにして、そのボー
ル・ベアリング４７がその切欠き４４にはめ合わせられ
た結果、そのリム１４とそのリム外殻１５との間にはぶ
れが一層回避されて相対的移動が円滑になった。勿論、
その相対的移動がその多数のニードル・ローラ４５によ
っても円滑になされた。

【００１９】次に、上述のように組み立てられたそのス
テアリング・ホィール１０の動作について、説明する。
今、左右方向の何れか一方に回転させる操舵力がそのス
テアリング・ホィール１０に加えられると、その操舵力
は、最初にそのリム外殻１５に加えられ、そして、その
リム外殻１５は、そのスポーク１２、１３を含めてその
リム１４に対して左右方向の何れか一方に回転される。
そのように、その操舵力が作用した初期には、そのリム
外殻１５が、そのダブル・アクション機構１６、１７お
よびガイド機構１８、１９によってそのリム１４上に円
滑で迅速に回転される。

【００２０】そのリム外殻１５が、さらに、その相対的
移動を許容する所定の操舵角範囲を越えてそのリム１４
上に回転され、その操舵角範囲を越える瞬間に、そのダ
ブル・アクション機構１６、１７においては、そのボー
ル・ベアリング３２が、その上方レース２６に切り欠か
れたその切欠き２８両切欠き側面３４、３５の何れか一
方に当り、同時的に、そのガイド機構１８、１９におい
ても、そのボール・ベアリング４７がその下方レース４
３に切り欠かれたその切欠き４４の両切欠き側面４９、
５０の何れか一方に当る。そして、その後には、そのリ
ム外殻１５は、そのリム１４に一体的に回転されてその
操舵力は、そのステアリング・シャフト６０に伝達され
る。

【００２１】従って、このステアリング・ホィール１０
では、組み込まれる操舵力センサによって、その操舵力
およびそれの方向が、そのリム１４およびステアリング
・シャフト６０などの大きな慣性に影響されずに、実質
的に遅れなしに正確に感知可能になった。それに加え
て、その操舵力センサの出力のヒステリシスが、非常に
小さくされ、そして、その操舵力センサの不感帯も改善
されてその操舵力が非常に正確に検出可能になった。そ
の結果、そのようにして検出されたセンサ出力を活用す
ることによって、そのパワー・ステアリングの切遅れが
確実に回避可能になった。

【００２２】先のように、図面を参照して説明されたこ
の発明の具体例から明らかであるように、この発明の属
する技術の分野における通常の知識を有する者にとっ
て、この発明の内容は、その発明の課題を成し遂げるた
めにその発明の成立に必須であってその発明の性質であ
るところのその発明の技術的本質に由来し、そして、そ
れを内在させると客観的に認められる態様に容易に具体
化される。

【００２３】

【発明の便益】上述から理解されるように、この発明の
ステアリング・ホィールは、ステアリング・シャフトに
取り付けられるハブと、スポークを介してそのハブに固
定的に支持されるリムと、操舵角方向において、そのリ
ムに相対的に移動可能に被せられるリム外殻と、そのリ
ム外殻の相対的移動を所定の操舵角範囲に規制してその
リムにそのリム外殻を支持させるリム外殻のダブル・ア
クション機構とで構成されるので、この発明のステアリ
ング・ホィールでは、そのリム外殻がそのダブル・アク
ション機構によってそのリムにフローティング状態でダ
ブル・アクション可能に支持され、そのリムとそのリム
外殻との間の相対的回転抵抗が小さくされてそのリムと
そのリム外殻との間の相対的回転が円滑で迅速になり、
組み合わせられる操舵力センサの出力のヒステリシスが
小さくされ、その操舵力センサの不感帯も改善され、そ
して、操舵力およびそれの方向がそのリムおよびステア
リング・シャフトなどの大きな慣性に影響されずに実質
的に遅れなしに正確に感知可能になり、操舵の際に、そ
の操舵力センサの出力を活用することによって、パワー
・ステアリングの切遅れが正確に補正可能になり、パワ
ー・ステアリングにとって、非常に有用で実用的であ
る。

【００２４】また、この発明はステアリング・ホィール
は、ステアリング・シャフトに取り付けられるハブと、
スポークを介してそのハブに固定的に支持されるリム
と、操舵角方向において、そのリムに相対的に移動可能
に被せられるリム外殻と、そのリム外殻の相対的移動を
所定の操舵角範囲に規制してそのリムにそのリム外殻を
支持させるリム外殻のダブル・アクション機構と、その
ダブル・アクション機構から円周方向に適宜に離れてそ
のリムおよびリム外殻間に配置され、そのリム外殻の相
対的移動を案内してそのリムにそのリム外殻を支持させ
るリム外殻のガイド機構とで構成されるので、この発明
のステアリング・ホィールでは、そのリム外殻が、その
ダブル・アクション機構およびガイド機構によってその
リムにフローティング状態に支持され、同時に、そのダ
ブル・アクション機構によってそのリムにダブル・アク
ション可能に支持され、そのリムとそのリム外殻との間
の相対的回転抵抗がより小さくされてそのリムとそのリ
ム外殻との間の相対的回転がより円滑で迅速になり、組
み合わせられる操舵力センサの出力のヒステリシスがよ
り小さくされ、その操舵力センサの不感帯もより改善さ
れ、そして、操舵力およびそれの方向がそのリムおよび
ステアリング・シャフトなどの大きな慣性に影響されず
に実質的に遅れなしに正確に感知可能になり、操舵の際
に、その操舵力センサの出力を活用することによって、
パワー・ステアリングの切遅れが正確に補正可能にな
り、パワー・ステアリングにとって、非常に有用で実用
的である。

【図面の簡単な説明】

【図１】ディーゼル・エンジンを搭載したトラックのパ
ワー・ステアリングに適用されたこの発明のステアリン
グ・ホィールの具体例を示した正面図である。

【図２】図１の２−２線に沿って示した断面図である。

【図３】図２の３−３線に沿って示した断面図である。

【図４】図１の４−４線に沿って示した断面図である。

【図５】図４の５−５線に沿って示した断面図である。

【符号の説明】

１１ 金属製ハブ １２ 金属製スポーク １３ 金属製スポーク １４ 金属製リム １５ 硬質合成樹脂製リム外殻 １６ ダブル・アクション機構 １７ ダブル・アクション機構 １８ ガイド機構 １９ ガイド機構

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ステアリング・シャフトに取り付けられ
   るハブと、スポークを介してそのハブに固定的に支持さ
   れるリムと、操舵角方向において、そのリムに相対的に
   移動可能に被せられるリム外殻と、そのリム外殻の相対
   的移動を所定の操舵角範囲に規制してそのリムにそのリ
   ム外殻を支持させるリム外殻のダブル・アクション機構
   とを含むステアリング・ホィール。
2. 【請求項２】 そのダブル・アクション機構が、そのス
   ポークのリム側において、そのスポークの上方および下
   方ベアリング面に所定の間隔で向い合わせに位置されて
   そのリム外殻に固定される上方および下方レースと、そ
   の上方および下方ベアリング面および上方および下方レ
   ース間にそれぞれ配置される複数のニードル・ローラ
   と、所定の位置において、そのスポーク上に突き出され
   るピンに回転可能に支持され、その突き出されるピンに
   対応するその上方および下方レースの何れか一方の切欠
   に円周方向に接触され、所定の操舵角の範囲で相対的に
   移動可能にしてはめ合わせられるボール・ベアリングと
   を含むところの請求項１に記載のステアリング・ホィー
   ル。
3. 【請求項３】 ステアリング・シャフトに取り付けられ
   るハブと、スポークを介してそのハブに固定的に支持さ
   れるリムと、操舵角方向において、そのリムに相対的に
   移動可能に被せられるリム外殻と、そのリム外殻の相対
   的移動を所定の操舵角範囲に規制してそのリムにそのリ
   ム外殻を支持させるリム外殻のダブル・アクション機構
   と、そのダブル・アクション機構から円周方向に適宜に
   離れてそのリムおよびリム外殻間に配置され、そのリム
   外殻の相対的移動を案内してそのリムにそのリム外殻を
   支持させるリム外殻のガイド機構とを含むステアリング
   ・ホィール。
4. 【請求項４】 そのガイド機構が、そのリム外殻の内側
   において、そのリムからそのハブ側に短く突き出される
   アームと、そのアームの上方および下方ベアリング面に
   所定の間隔で向い合わせに位置されてそのリム外殻に固
   定される上方および下方レースと、その上方および下方
   ベアリング面および上方および下方レース間にそれぞれ
   配置される複数のニードル・ローラと、所定の位置にお
   いて、そのアーム上に突き出されるピンに回転可能に支
   持されるボール・ベアリングと、その突き出されるピン
   に対応するその上方および下方レースの何れか一方に配
   置され、そのボール・ベアリングを接触状態で円周方向
   に案内するリーフ・スプリングとを含むところの請求項
   ４に記載のステアリング・ホィール。