JPH0535030Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

考案の目的 （産業上の利用分野） この考案はパツド部を見掛け上不回動にするた
めの遊星歯車機構を備えたステアリングホイール
に関するものである。 （従来の技術） この種のステアリングホイールにおいて、パツ
ド側太陽歯車及びコラム側太陽歯車並びに、前記
二つの太陽歯車と同時に噛み合いながら自転し、
それらの外周を公転するパツド側遊星歯車及びコ
ラム側遊星歯車等からなる遊星歯車機構により、
パツド部を不回動にするものが考えられている。 この遊星歯車機構において、前記太陽歯車と遊
星歯車との間にバツクラツシや隙間が存在するた
めパツド部のがたつきや異音が発生する。 そこで、第７図に示すように、二つの遊星歯車
５５ａ，５５ｂをコイルスプリング５７を介して
連結部材５４の両端に摺動可能に取り付け、前記
二つの遊星歯車５５ａ，５５ｂを軸方向に互いに
離反するように付勢してパツド側太陽歯車５３
ａ、コラム側太陽歯車５３ｂの歯面を押圧する第
一遊星部材Ｘと、該第一遊星部材Ｘと同様にコラ
ム側太陽歯車５３ｂにパツド側太陽歯車５３ａを
倣わせて不回動にするとともに、前記第一遊星部
材Ｘによるパツド側太陽歯車５３ａの回動を防止
するためパツド側遊星歯車５６ａ、コラム側遊星
歯車５６ｂとからなる第二遊星部材Ｙとによつて
前記太陽歯車５３ａ，５３ｂ、遊星歯車５５ａ，
５５ｂ，５６ａ，５６ｂ間のバツクラツシを抑制
する遊星歯車機構を設けたステアリングホイール
（先行技術）が考えられ、本出願人はすでにそれ
を提案した。 この構造の遊星歯車機構は太陽歯車と遊星歯車
との間のバツクラツシを抑制するとともに歯車の
噛合いを滑らかにし、又、異音の発生を少なくす
るという効果を発揮している。 （考案が解決しようとする問題点） しかしながら、それでもまだ、リング部を反転
させる時等にわずかにパツド部ががたついたり、
異音が発生したりするという問題がある。 この原因は前記遊星歯車機構の第一遊星部材Ｘ
において、コラム側遊星歯車５５ｂとパツド側遊
星歯車５５ａとが互いにコイルスプリング５７に
よつて外方に付勢されていることに関係があるも
のと考えられる。例えば、パツド側遊星歯車５５
ａの場合については次の現象が起こるものと考え
られる。 第８図に示すように、パツド側遊星歯車５５ａ
におけるコイルスプリング５７の付勢力Ｆは歯す
じ５５ｃ方向の分力Ｎと歯すじ５５ｃに直交する
方向の分力Ｍとに分れる。そして、この二つの方
向Ｍ，Ｎの比がはすば歯車の噛合い具合に影響
し、該分力Ｍが大きいと、前記パツド側太陽歯車
５３ａとパツド側遊星歯車５５ａの歯面が接触す
るときの摩擦を起こし易く、そのため、操作トル
クは大きくなるものの、バツクラツシの抑制、ひ
いてはパツド部のがたつき防止には効果がない。 そこで、本考案者等は、すでに提案した技術よ
りもさらに操作トルクが低く、ステアリング操作
性がより滑らかであり、パツド部のがたつきや遊
星歯車機構の異音がより少ないパツド部不回動型
のステアリングホイールを得る目的で鋭意研究し
た結果、本考案に到達した。 考案の構成 （問題点を解決するための手段） 本考案は前記目的を達成するために、はすば歯
車からなるパツド側太陽歯車及びコラム側太陽歯
車と噛み合いながら自転するとともに、それらの
周囲を公転するパツド側遊星歯車とコラム側遊星
歯車とが、その軸心方向にそれらを互いに近接又
は離反するように付勢する付勢部材を介して、連
結部材に上下動可能に連結された第一遊星部材
と、前記第一遊星部材と同様に前記二つの太陽歯
車の周囲を自転しながら公転する別の遊星歯車を
有する第二遊星部材とを備えているステアリング
ホイールであつて、 前記各歯車が25〜60度のねじれ角を有するはす
ば歯車で構成されたステアリングホイールなる技
術的手段を採用する。 （作用） 遊星歯車機構におけるパツド側太陽歯車、コラ
ム側太陽歯車、遊星歯車がはすば歯車で構成さ
れ、そのはすば歯車のねじれ角が25〜60度と大き
いので、遊星歯車の太陽歯車に対する付勢力の分
力のうち、歯すじ方向の分力が小さくなつて、太
陽歯車の歯面と遊星歯車の歯面との間の擦り合い
が少なくなり、操作トルクが低くなるとともに異
音発生が抑制される。又、歯すじに直交する方向
の分力が大きくなるので、バツクラツシを抑制す
る効果が大きくなつてパツド部のがたつきがなく
なり、太陽歯車に対する遊星歯車の転動が滑らか
になる。 （実施例） ［第一実施例］ 次に、本考案を具体化した第一実施例を第１
図、第２図及び第３図に基づいて説明する。 第３図に示すように、自動車のコラム部２内に
はステアリングシヤフト１０が貫通しており、そ
の先端にはボス９が上部ストツパ１０９を介して
ナツト２０より締めつけ固定されている。ボス９
の中央部外周に外方に水平状に延びるボスプレー
ト１１が設けられている。 このボスプレート１１の外縁部にはスポーク１
２の基端が溶接・固定され、同スポーク１２はそ
の先端においてリング部（図示なし）を支持して
いる。 ボス９の下部外周にはねじれ角が45度のはすば
歯車からなるコラム側太陽歯車３ｂが軸受１４、
金属製アウタレース１０１を介してボス９に対し
て相対回動可能にコラム部２に固定されている。 他方、ボス９の上部外周にはねじれ角が45度の
はすば歯車からなるパツド側太陽歯車３ａが軸受
１６、金属製アウタレース２０１を介して設けら
れ、同パツド側太陽歯車３ａの上に箱状のパツド
部１が固定されている。なお、前記軸受１４，１
６はそれぞれ金属製アウタレース１０１，２０１
に圧入されている。 又、前記二つの太陽歯車３ａ，３ｂ内には合成
樹脂製の絶縁プレート１０２，２０２が前記アウ
タレース１０１，２０１に溶着されており、該絶
縁プレート１０２の上面及び絶縁プレート２０２
の下面にはスリツプリング１０３，２０３が固定
されている。これらのスリツプリング１０３，２
０３はボスプレート１１に固定されたコンタクト
ピンケース１１０内のコンタクトピン１１１とス
プリング１１２を介してパツド部１内の電子機器
（図示なし）と車体側に設けられた電子機器（図
示なし）との間の信号等を継電授受するためのも
のである。なお、１０５はウインカー機構を解除
するためのキヤンセルピンであり、１１３は遊星
歯車機構内に異物が入るのを防止するとともに外
観の見栄えを良くするためのカバーである。 又、コラム側太陽歯車３ｂにねじ止めされたレ
シーバーベース１０４には受具１０６が固定され
ており、該受具１０６には固定ピン１０７が圧接
されている。 すなわち、受具１０６と固定ピン１０７はそれ
ぞれ２箇所に設けられており、各受具１０６がそ
れぞれ反対位置で若干撓むように固定ピン１０７
と圧接しているためコラム側太陽歯車３ｂが回動
しないように固定される。又、固定ピン１０７は
図示しないウインカー機能を有するコンビネーシ
ヨンスイツチも固定している。なお、前記軸受１
６，１４は上部ストツパ１０９、下部ストツパ１
０８をそれぞれボス９にねじ止めすることによ
り、ボス９に固定されている。 第１図、第２図に示すようにボスプレート１１
の外周部には内方に開口する箱状の軸受ユニツト
１８がその左右両側面に設けられた止着部１９
ａ，１９ｂによつて止着されている。 前記軸受ユニツト１８は上下に設けられた扇形
の上部軸受部材１８ａと下部軸受部材１８ｂと、
それらの軸受部材１８ａ，１８ｂの両端内面側を
垂直状に連結する側板１８ｃ，１８ｄと、前記軸
受部材１８ａ，１８ｂ及び側板１８ｃ，１８ｄの
外方側に曲面状に取り付けられた背板１８ｅとか
らなり、それらが合成樹脂により一体的に形成さ
れている。 又、前記上部軸受部材１８ａと下部軸受部材１
８ｂはともに第１図においてそれらの右半分が段
違い状に屈曲形成されており、上部軸受部材１８
ａはその右半分が高くなつており、下部軸受部材
１８ｂはその右半分が低くなつている。 そして、上部軸受部材１８ａには２個の軸受部
７ａ，８ａが設けられており、下部軸受部材１８
ｂにも２個の軸受部７ｂ，８ｂが設けられてい
る。 従つて、右側の軸受部８ａ，８ｂの上下間隔は
左側の軸受部７ａ，７ｂとの上下間隔より大きく
なつている。 前記左側の軸受部７ａ，７ｂ間には次のように
構成される第一遊星部材Ａが軸着されている。 すなわち、下部軸受部材１８ｂの軸受部７ｂに
は下面側に下側遊星シヤフト４ｂを有し、ねじれ
角βが45度のはすば歯車からなるコラム側遊星歯
車５ｂが同じくねじれ角βが45度のコラム側太陽
歯車３ｂと噛み合うように軸支されている。 このコラム側遊星歯車５ｂの上面側には２本の
平行ピン１５が該遊星歯車５ｂと後述するパツド
側遊星歯車との連結部材とし植設されており、そ
れらの平行ピン１５には付勢部材としてのコイル
スプリング１７が外挿されている。 さらに、前記平行ピン１５の上端部にはパツド
側太陽歯車３ａと噛み合い、コラム側遊星歯車５
ｂと同じねじれ角βが45度のはすば歯車からなる
パツド側遊星歯車５ａが前記平行ピン１５と上下
方向に摺動可能に設けられており、該パツド側遊
星歯車５ａの上部遊星シヤフト４ａが上部軸受部
材１８ａの軸受部７ａに軸支されている。 従つて、第一遊星部材Ａにおいては前記二つの
遊星歯車５ａ，５ｂは互いに離反する方向にコイ
ルスプリング１７によつて該遊星歯車５ａ，５ｂ
の軸心方向に付勢され、その付勢力の分力がねじ
れ角βが45度のはすば歯車からなる二つの太陽歯
車３ａ，３ｂの歯面を押圧し、該太陽歯車３ａ，
３ｂを互いに反対方向に回転させようとしてい
る。 他方、前記右側の軸受部８ａ，８ｂには前記二
の太陽歯車３ａ，３ｂと同時に噛み合い、ねじれ
角βが45度の１本のはすば歯車からなる遊星歯車
６が第二遊星部材Ｂとして軸支されている。 この遊星歯車６は前記第一遊星部材Ａの軸受部
７ａ，７ｂ間の上下間隔より大きな間隔を有する
軸受部８ａ，８ｂによつて軸支され、遊星歯車６
と前記上部軸受部材１８ａ、又は下部軸受部材１
８ｂとの間には大きな間隙が設けられることな
く、前記遊星歯車６の歯幅が相当長くなつてい
る。 前記遊星歯車６とその上部、下部遊星シヤフト
２１ａ，２１ｂとは固定され、パツド側太陽歯車
３ａをコラム側太陽歯車３ｂに倣わせるとともに
前記第一遊星部材Ａといつしよにバツクラツシ抑
制手段として機能し、二つの太陽歯車３ａ，３
ｂ、特にパツド側太陽歯車３ａの回転をストツプ
するストツパとしても機能している。そして、前
記第一遊星部材Ａと第二遊星部材Ｂはパツド側太
陽歯車３ａをコラム側太陽歯車３ｂに倣わせて見
掛け上不回動にする作用も発揮している。 以上のように構成された実施例について次にそ
の作用・効果を説明する。 まず、リングを回動させてステアリング操作を
行なうと、ボスプレート１１の回動に伴つてパツ
ド側遊星歯車５ａ及び遊星歯車６がパツド側太陽
歯車３ａの周囲を、そして、コラム側遊星歯車５
ｂ及び同じく遊星歯車６がコラム側太陽歯車３ｂ
の周囲をそれぞれ自転しながら公転する。 しかし、コラム側太陽歯車３ｂがコラム部２に
固定されているため回動せず、又、そのコラム側
太陽歯車３ｂに倣つてパツド側太陽歯車３ａは見
掛け上回動することなく、コラム部２に対して常
に不回動状態となる。従つて、パツド側太陽歯車
３ａに固着されているパツド部１も不回動状態に
なる。 コイルスプリング１７が平行ピン１５の軸方向
においてパツド側遊星歯車５ａとコラム側遊星歯
車５ｂを相互に離反するように作用し、遊星歯車
６はパツド側太陽歯車３ａの回転ストツパとして
作用するので、二つの太陽歯車３ａ，３ｂと第一
遊星部材Ａのパツド側遊星歯車５ａ、コラム側遊
星歯車５ｂとの間のバツクラツシが抑制される。 又、前記パツド側太陽歯車３ａ、コラム側太陽
歯車３ｂ、第一遊星部材Ａのパツド側遊星歯車５
ａとコラム側遊星歯車５ｂ、第二遊星部材Ｂの遊
星歯車６のねじれ角βが45度と従来の遊星歯車機
構における同様の歯車のねじれ角より大きくなつ
ているので、コイルスプリング１７による遊星歯
車５ａ，５ｂの太陽歯車３ａ，３ｂに対する付勢
力の分力のうち、歯すじ方向の分力が小さくなつ
て太陽歯車の歯面と遊星歯車との間の擦り合いが
少なくなり、操作トルクが低くなるとともに異音
の発生が抑制される。 ［第二実施例］ 次に、二つの太陽歯車と遊星歯車におけるそれ
ぞれのねじれ角βを種々変えて、パツド側太陽歯
車３ａ、コラム側太陽歯車３ｂ、第一遊星部材Ａ
のパツド側遊星歯車５ａとコラム側遊星歯車５
ｂ、第二遊星部材Ｂの遊星歯車６を形成し、第一
実施例と同様の構造のステアリングホイールを組
み立てた。そして、角ねじれ角βとリングの操作
に必要なトルクとの関係について３〜５回の反復
実験をした。 なお、このリングの操作に必要なトルク、すな
わち、操作トルクは第４図に示すように、ステア
リングホイール２０のリング１３にワイヤ２１の
一端部を巻き付け、その他端部を荷重計２２に把
持させ、さらに、その荷重計２２をリニタモータ
２３により移動させて、リング１３が回転し始め
る荷重を読み取つて、その荷重と遊星歯車機構に
おける各歯車３ａ，３ｂ，５ａ，５ｂ，６のねじ
れ角βとの関係から求めたものである。その結
果、第５図に示す関係曲線を得た。 それによると、ねじれ角βが大きくなるにつ
れ、操作トルクがだんだん小さくなつて平均値で
は25〜65度の範囲で1.0Kg・cm以下になり、さら
に、ねじれ角βが大きくなると操作トルクが再び
大きくなる。従つて、25〜65度のねじれ角βの範
囲のはすば歯車、さらに望ましくはねじれ角βが
35〜55度のはすば歯車にすると、操作トルクの最
大値が1.0Kg・cm以下になつてステアリング操作
抵抗の小さいステアリングホイールにすることが
できる。 又、同じステアリングホイールについてリング
１３を右回り又は左回りから急にその回転を逆に
した時のパツド部１の振れを非接触型変位センサ
｛（株）リード電気製作所製｝により測定し、第６
図に示す結果を得た。それによると、平均値でね
じれ角βが25〜60度の範囲でパツド部１の振れが
0.1度以下と小さいことが判明した。 さらに、パツド部１の振れの最大値が0.1度以
下にするにはねじれ角βが35〜55度の範囲が望ま
しいことも判明した。 さらにまた、運転歴７年の男性10人にステアリ
ング操作を行なつて貰い、ステアリング操作性及
びステアリング操作時の異音の発生の程度につい
て感覚的な調査をした。それらの結果を第１表及
び第２表に示した。

【表】 上記表中、記号○は全員が非常に滑らかである
と答えたことを示し、△〜○は半数以上の人が滑
らかであると答えたことを示し、×〜△は1/3の人
がやや滑らかであると答えたことを示し、×は全
員が滑らかでないと答えたことを示す。

【表】 なお、上記表中において記号○は全員が全く異
音の発生がないと答えたことを示し、△〜○は半
数の人が異音の発生がないと答えたことを示し、
×〜△は1/3の人がやや異音の発生が少ないと答
えたことを示し、×は全員が異音の発生があると
答えたことを示す。 以上の実験結果を総合するとねじれ角βが25〜
60度、好ましくは35〜55度のパツド側太陽歯車３
ａ、コラム側太陽歯車３ｂ、第一遊星部材Ａのパ
ツド側遊星歯車５ａとコラム側遊星歯車５ｂ及び
第二遊星部材Ｂの遊星歯車６を装着したステアリ
ングホイールが操作トルクが低く、パツド部１の
がたつきが少なく、しかも異音が少ないと言え
る。 この考案は、前記実施例に限定されることな
く、例えば、第一遊星部材Ａのパツド側遊星歯車
５ａとコラム側遊星歯車５ｂとを２本の平行ピン
１５の内方側に接近するように付勢させることが
できる。 考案の効果 以上、詳述したように、この考案ははすば歯車
からなるパツド側太陽歯車、コラム側太陽歯車、
第一遊星部材のパツド側遊星歯車とコラム側遊星
歯車及び第二遊星部材の遊星歯車のねじれ角を従
来の遊星歯車機構におけるそれより著しく大きな
25〜60度にしたので、ステアリング操作の操作ト
ルクを低くするとともに異音の発生を抑制し、さ
らにバツクラツシひいてはパツド部のがたつきを
制御できるという優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図は遊星歯車の取付け部分の部分側面図、
第２図は遊星歯車の取付け部分の部分平面図、第
３図は第一実施例の断面図、第４図は第二実施例
における操作トルクの測定方法を示す説明図、第
５図はねじれ角と操作トルクとの関係を示す線
図、第６図はねじれ角とパツド部の振れとの関係
を示す線図、第７図は先行技術の部分斜視図、第
８図は遊星歯車の部分概略側面図である。 パツド側太陽歯車……３ａ、コラム側太陽歯車
……３ｂ、パツド側遊星歯車……５ａ、コラム側
遊星歯車……５ｂ、遊星歯車……６、第一遊星部
材……Ａ、第二遊星部材……Ｂ，ねじれ角……
β。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 はすば歯車からなるパツド側太陽歯車３ａ及び
   コラム側太陽歯車３ｂと噛み合いながら自転する
   とともにそれらの周囲を公転するパツド側遊星歯
   車５ａとコラム側遊星歯車５ｂとがその軸心方向
   にそれらを互いに近接又は離反するように付勢す
   る付勢部材１７を介して連結部材１５に上下動可
   能に連結された第一遊星部材Ａと、前記第一遊星
   部材Ａと同様に前記二つの太陽歯車３ａ，３ｂの
   周囲を自転しながら公転する別の遊星歯車６を有
   する第二遊星部材Ｂとを備えているステアリング
   ホイールであつて、 前記各歯車３ａ，３ｂ，５ａ，５ｂ，６が25〜
   60度のねじれ角を有するはすば歯車で構成されて
   いることを特徴とするステアリングホイール。