JPH0537650U - 可変舵角比操舵装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 舵角比変更時の円滑な動作性と機器の耐久性
とを備えた可変舵角比操舵装置を提供する。 【構成】 可変舵角比操舵装置１０は、入力軸１１と、
その軸端のボールねじ機構１２を介して直線動作するス
ライダ１３と、このスライダ１３に係合するクランクア
ーム１４と、このクランクアーム１４の回転中心をなす
出力軸１４ａを備える。クランクアーム１４は、リング
型軸受１４ｃとその球面ブッシュ１４ｂとを介してスラ
イダ１３の係合部１３ｂに係合する。この係合部１３ｂ
は可変係合機構をなす。球面ブッシュ１４ｂとリング型
軸受１４ｃは、係合部１３ｂとクランクアーム１４との
係合変位動作を円滑にする軸受部材をなす。スライダ１
３はスプライン機構１３ｃを介して駆動機構１５に連結
する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、操舵用ハンドルの操作による車輪の転舵の率を可変とした可変舵角 比操舵装置に関し、特に、舵角比変更時の円滑な動作性と機器の耐久性とを備え た可変舵角比操舵装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

操舵用ハンドルの操作による車輪の転舵の率を変化させる可変舵角比操舵装置 は、具体的には、操舵用ハンドルによって回動される入力軸と、この入力軸の回 転運動を直線運動に変換するボールねじ機構を介して連結するスライダと、この スライダにカム機構を介して係合し、この直線運動を回転運動に変換するクラン クアームと、このクランクアームの捩り軸に固定されたピットマンアームとから なるピットマンアーム式の操舵装置について、この操舵装置の上記スライダとク ランクアームとの間に介設するカム機構の係合点を変位させ、クランクアームの 作用半径の変化に対応して舵角比を変化させる例（実公昭５４−３８６６４号公 報）等がある。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、カム機構の係合部は、スライダにピンを立設し、このピンは、 クランクアームの半径方向に沿って形成したカム溝に係合する構成をなし、した がって、スライダ側のピンがクランクアーム側のカム溝の当接面を押圧しつつ摺 動し、大きな荷重が集中的に作用するので、摩擦によって動作が不安定となり、 そのため、動作性に円滑さを欠いて制御精度の低下を来し、また、摩耗による耐 久性の問題を内在し、これらの解決が待たれていた。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

上記課題を解決するために、 操舵用ハンドルの回動に対応して直線動作するスライダと、このスライダに係 合し、ピットマンアームを回転動作させる出力軸を中心に回転動作を行うクラン クアームと、上記スライダとクランクアームの間に介設して舵角比を変化させる 可変係合機構とを備えてなるピットマンアーム式の可変舵角比操舵装置において 、上記可変係合機構は、その係合変位動作を円滑にする軸受部材を備えた。

【０００５】

【作用】

ピットマンアーム式の可変舵角比操舵装置の可変係合機構は、軸受部材によっ て所定の舵角比に円滑に設定され、スライダの直線動作は、クランクアームの回 転動作に変換され、可変係合機構によって設定された所定の舵角比でその出力軸 およびピットマンアームが揺動される。

【０００６】

【実施例】

本考案の実施例を添付図面に基づいて以下に説明する。 図１は第１実施例を示す上面縦断図（可動端の２位置を表示）、図２は図１の Ａ−Ａ断面図、図６はピットマンアーム式の操舵機構を示す。

【０００７】 ピットマンアーム式の操舵機構は、図６において、操舵用ハンドル１がそのス テアリング軸１ａを介して考案に係る可変舵角比操舵装置２に連結し、この操舵 装置２の出力軸２ａは、ピットマンアーム３に連結し、操舵リンク４を介して車 輪５に連絡して構成する。

【０００８】 操舵リンク４は、ピットマンアーム３からリレーロッド４ａを分け、ピットマ ンアーム３と同じ動きをするアイドラアーム４ｂに至り、これらピットマンアー ム３とアイドラアーム４ｂから両タイロッド４ｃ，４ｃを経て、車輪５，５を転 向させるナックル５ａ，５ａに連結する。

【０００９】 上記操舵装置２は、ステアリング軸１ａの回動を入力とする操舵装置２が操舵 用ハンドル１の操作量に応じて舵角比を変えつつ回動量の変換を行い、この変換 出力は、その出力軸２ａによってピットマンアーム３を回動し、このピットマン アーム３に連動する操舵リンク４のリレーロッド４ａ、各タイロッド４ｃ，４ｃ を介してナックル５ａ，５ａに作用し、車輪５，５の転舵を行う。

【００１０】 上記操舵装置の詳細について、図６に示す平面Ｐに係る操舵装置の上面縦断図 によって説明する。

【００１１】 図１において、第１実施例に係るピットマンアーム式の可変舵角比操舵装置１ ０は、操舵用ハンドル１によって回動される入力軸１１と、この入力軸１１の回 転動作を変換するボールねじ機構１２を介して直線動作するスライダ１３と、こ のスライダ１３に係合してスライダ１３の直線動作を回転動作に変換するクラン クアーム１４と、このクランクアーム１４の回転中心をなし、図示せぬピットマ ンアームを回転動作させる出力軸１４ａを備える。

【００１２】 入力軸１１は、操舵装置１０のケース１０ａに対して、軸受群を介して回動自 在に支えられる。この軸受群は、入力軸１１と固定輪１０ｂとの間に、ラジアル 方向のニードルベアリング１１ｂの他に上記固定輪１０ｂを挟んでスラスト方向 を規定する２列のベアリング１１ｃ，１１ｃからなる。ケース１０ａの端部には オイルシール１１ｄを設ける。

【００１３】 ボールねじ機構１２のねじ側は、入力軸１１の内端部に形成され、また、この ボールねじ機構１２のナット１２ａ側は、その突部１２ｂをケース１０ａ内部に 形成した軸方向に延びる溝１０ｃに係合し、入力軸１１の回動に応じて直線動作 をなす。ボールねじ機構１２のナット側の両端部は、スラスト軸受１２ｃ，１２ ｃを介してスライダ１３に対して回動自在に連結する。

【００１４】 スライダ１３は、上記ボールねじ機構１２のナット側を内設した略円筒状をな し、外周の摺接部１３ａにおいてケース１０ａの内面に回転と直線の両方向に摺 動自在に接し、ピン状に立設する係合部１３ｂにおいてクランクアーム１４に係 合し、端部に形成したセレーションでなるスプライン機構１３ｃを介してウォー ム機構１５のホイール側をなす歯車軸１５ａに軸方向摺動可能に支持される。

【００１５】 スライダ１３の係合部１３ｂには、軸方向摺動可能に球面ブッシュ１４ｂを設 け、この球面ブッシュ１４ｂのシート側は、リング型の軸受１４ｃの内輪側に一 体に形成される。このリング型の軸受１４ｃは、２列の玉軸受によって構成され 、このリング軸受１４ｃの外輪側は、クランクアーム１４と一体をなす。

【００１６】 クランクアーム１４は、図２に示す如く、ケース１０ａの大径部１０ｄに設け られ、クランクシャフトとして一体に形成された出力軸１４ａとを合わせてほぼ Ｐ字状をなす。その出力軸１４ａは、大径部１０ｄから突出し、軸受１４ｄ，１ ４ｅを介して出力軸１４ａの中心軸回りに回動自在に取り付けられる。

【００１７】 クランクアーム１４は、リング型軸受１４ｃとその球面ブッシュ１４ｂとを介 してスライダ１３の係合部１３ｂに係合する。この係合部１３ｂは可変係合機構 をなす。球面ブッシュ１４ｂとリング型軸受１４ｃは、係合部１３ｂとクランク アーム１４との係合変位動作を円滑にする軸受部材をなす。

【００１８】 スライダ１３が周方向に回転動作すると、その係合部１３ｂはリング型軸受１ ４ｃによって滑らかに回転変位し、また、スライダ１３が軸方向に直線動作する と、その回転変位位置においてクランクアーム１４はその出力軸１４ａを中心に 揺動される。

【００１９】 クランクアーム１４の出力軸１４ａの軸線方向から見て、係合部１３ｂの直線 動作軸線と出力軸１４ａの中心軸線との間のなす図２の作用距離ａ，ｂは、スラ イダ１３の周方向回転動作に伴う係合部１３ｂの回転変位位置によって定まる。 上記作用距離に応じてスライダ１３の直線動作に対応するクランクアーム１４の 回転動作の率すなわち舵角比が規定されることから、スライダ１３の係合部１３ ｂは、その回転変位によって舵角比を規定する可変係合機構をなす。

【００２０】 図１のウォーム機構１５のウォームギヤ側は、ケース１０ａに取り付けられた 電動機１５ｂによって駆動される。この電動機１５ｂとウォーム機構１５とによ って減速駆動される歯車軸１５ａは、平歯車減速機構１５ｃを介して差動変圧器 １６の検出子１６ａに連結する。この可動子１６ａは、ネジ機構１６ｂを備え、 上記歯車軸１５ａの回転量に応じて進退する。

【００２１】 差動変圧器１６は、電動機１５ｂの制御部１７に接続する。この制御部１７は 、別途備えられている速度センサ１７ａの出力と差動変圧器１６の出力とを受け て電動機１５ｂを制御し、歯車軸１５ａを介してスライダ１３の係合部１３ｂの 回転変位角を車速に応じて制御する。

【００２２】 上記構成からなる第１実施例に係る可変舵角比操舵装置の作用を以下に説明す る。

【００２３】 操舵用ハンドル１によって入力軸１１が回動されると、ボールねじ機構１２を 介してスライダ１３が直線動作し、このスライダ１３に係合するクランクアーム １４が回転動作することにより、出力軸１４ａおよびピットマンアームが回転動 作される。この回転出力によって車輪が転舵される。

【００２４】 電動機１５ｂが制御部１７から駆動指令を受けると、ウォーム機構１５とスプ ライン機構１３ｃを介してスライダ１３が回転され、可変係合機構をなすスライ ダ１３の係合部１３ｂは、速度センサ１７ａの出力に基づく制御部１７の指令に よって所定の変位角に設定され、この変位角は差動変圧器１６の出力によりフィ ードバックされる。

【００２５】 この回転変位により、クランクアーム１４の出力軸１４ａの軸線方向から見て 、係合部１３ｂの直線動作軸線と出力軸１４ａの中心軸線との間のなす作用距離 が定まり、この作用距離に応じてスライダ１３の直線動作に対応するクランクア ーム１４の回転動作の率すなわち舵角比が規定される。

【００２６】 上記可変係合機構は、入力軸１１の回動動作中においても、スライダ１３の係 合部１３ｂとクランクアーム１４との間に介設する球面ブッシュ１４ｂとリング 型軸受１４ｃとによって円滑に動作して新たな舵角比を設定する。

【００２７】 図３は第２実施例を示す上面縦断図（可動端の２位置を表示）、図４は図３の Ｂ−Ｂ断面図、図５は図３のＣ−Ｃ断面図である。第１実施例と同じ部分はその 符号によるものとし、異なる部分について以下に説明する。

【００２８】 図３において、第２実施例に係るピットマンアーム式の可変舵角比操舵装置２ ０は、操舵用ハンドル１によって回動される入力軸１１と、この入力軸１１の回 転動作を変換するボールねじ機構１２を介して直線動作するスライダ２３と、こ のスライダ２３に係合してスライダ２３の直線動作を回転動作に変換するクラン クアーム１４と、このクランクアーム１４の回転中心をなし、図示せぬピットマ ンアームを回転動作させる出力軸１４ａを備える。また、ケース２０ａと一体に 、操舵用ハンドル１の操作力をアシストする油圧制御機構２２を備える。

【００２９】 ボールねじ機構１２のナット１２ａ側は、その突部１２ｂを油圧制御機構２２ の検出体２２ａに形成した溝２２ｂに係合し、入力軸１１の回動に応じて直線動 作をなす。

【００３０】 図４の油圧制御機構２２の検出体２２ａは、入力軸１１に対して直角方向に摺 動可能に保持され、その一端をばね２２ｃによって予圧弾性支持され、他端に油 路切替弁を備える。入力ポート２２ｄに所定の油圧の作動油を受け、ボールねじ 機構１２のナット１２ａ側の回転動作に応じて出力ポート２２ｅ，２２ｆを切り 替える。２２ｇは戻しポートである。

【００３１】 出力ポート２２ｅ，２２ｆは、図３のケース２０ａに設けた油口２０ｂ，２０ ｃに連通する。ケース２０ａ内は、スライダ２３との摺動面をシールするシール 材２３ａによって２の油室Ｄ，Ｅに画成され、供給油圧によってスライダ２３の 直線動作を支援する。

【００３２】 スライダ２３の端部にスプライン機構１３ｃを介して連結する歯車軸２５ａは 、油圧作動のラックピニオン機構２５によって駆動される。このラックピニオン 機構２５は、図５のラック２５ｂを形成したピストン２５ｃの一方側２５ｄに所 定油圧の作動油を導き、他方２５ｅ側には、車速に応じた油圧を供給するととも にこの油圧に応じた位置でピストン２５ｃをバランスさせるばね２５ｆを備える 。

【００３３】 上記構成からなる第２実施例に係る可変舵角比操舵装置の作用を以下に説明す る。

【００３４】 操舵用ハンドル１によって入力軸１１が回動されると、油圧制御機構２２を介 してボールねじ機構１２のナット側の回転動作に応じた油圧がスライダ１３に付 加されてスライダ１３が直線動作し、このスライダ１３に係合するクランクアー ム１４が回転動作することにより、出力軸１４ａおよびピットマンアームが回転 動作される。この回転出力によって車輪が転舵される。

【００３５】 ラックピニオン機構２５は、車速に応じた位置まで歯車軸２５ａを回転動作さ せ、スプライン機構１３ｃを介してスライダ２３の係合部１３ｂは回転変位され る。この回転変位により、車速に応じた舵角比が設定される。

【００３６】

【考案の効果】

以上に説明したごとく、ピットマンアーム式の可変舵角比操舵装置の舵角比を 変化させる可変係合機構に、その係合変位動作を円滑にする軸受部材を備えたの で、舵角比の設定が円滑に行われ、クランクアームは安定しスライダに係合され 、所定の舵角比で出力軸およびピットマンアームが揺動される。 したがって、スライダとクランクアームの係合点に大きな荷重が集中すること がなく、摩擦による不安定動作が回避されて動作が安定し、精度の高い制御が可 能となり、また、摩耗の問題が解決されて耐久性の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例を示す上面縦断図（可動端の２位置
を表示）

【図２】図１のＡ−Ａ断面図

【図３】第２実施例を示す上面縦断図（可動端の２位置
を表示）

【図４】図３のＢ−Ｂ断面図

【図５】図３のＣ−Ｃ断面図

【図６】ピットマンアーム式の操舵機構

【符号の説明】

１ …操舵用ハンドル １０，２０ …ピットマンアーム式の可変舵角比操舵装
置 １３，２３ …スライダ １３ｂ …係合部（可変係合機構） １４ …クランクアーム １４ａ …出力軸 １４ｂ，１４ｃ …軸受部材

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】操舵用ハンドルの回動に対応して直線動作
   するスライダと、このスライダに係合し、ピットマンア
   ームを回転動作させる出力軸を中心に回転動作を行うク
   ランクアームと、上記スライダとクランクアームの間に
   介設してその係合点を変位させることにより舵角比を変
   化させる可変係合機構とを備えてなるピットマンアーム
   式の可変舵角比操舵装置において、 上記可変係合機構は、スライダとクランクアームの係合
   点にその係合動作および変位動作を円滑にする軸受部材
   を備えたことを特徴とするピットマンアーム式の可変舵
   角比操舵装置。