JPH06211145A - 操舵装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 歯車式の減速機構を備えた操舵装置におい
て、減速機構のバックラッシュを調整可能として、操舵
中立位置付近における操舵感のだれを防止する。 【構成】 操舵ハンドルと連動して回転される入力軸１
１は、入力軸に一体的に設けた駆動ギア４１と回転部材
３８に一体的に設けた従動ギア４２よりなる減速機構４
０を介して車輪を操舵する。入力軸１１と回転部材３８
をそれぞれ回転可能に支持する前部ハウジング１０ａと
後部ハウジング１０ｂは、入力軸及び回転部材の各回転
軸線と平行でこの両回転軸線を結ぶ平面から離れた回転
軸線を中心として相対回動可能に互いに固定される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車などの車輪を操
向する操舵装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の操舵装置には、例えば出願人の
先願に係る特願平３−２４０３９８号のように、その連
動装置の一部に歯車式の減速機構を設けたものがある。
この技術は図３にその主要部を示すように、互いに所定
量偏心して配置した入力軸１と中間回転部材２の間に入
力ピニオン５ａと内歯ギア５ｂからなる減速機構５を設
け、また中間回転部材２と出力軸３の間に回転角の増大
に応じてステアリングギア比を次第に減少させながら前
者から後者に回転を伝達する操舵特性付与機構４を設け
たものである。このような歯車式の減速機構は操舵特性
付与機構を設けたものに限らず、操舵ハンドルの回転角
と車輪の切れ角の間に適当な減速比を与えるために使用
される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような減速機構５
の入力ピニオン５ａと内歯ギア５ｂの間に存在するバッ
クラッシュは製造誤差により個々の製品毎に異なった値
となり、これが大きすぎると車輪が操舵ハンドルの回転
に敏感に応答したり、特に操舵力が小さい操舵中立位置
付近ではその影響が大きく現れて操舵感がだれるあるい
はハンドルの切込み感が悪くなるという問題が生じる。
このような問題は上述のように内歯ギヤによる減速機構
を用いたものに限らず、外歯ギヤを用いたものでも生じ
る。この問題は入力ピニオンと内歯ギアの精度を高める
ことにより解決することもできるが、製造コストの増大
を招くという別の問題が発生する。本発明は、僅かな構
造の変更によりバックラッシュの調整を可能にして、こ
のような各問題を解決することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】このために、本発明によ
る操舵装置は、図１及び図２に例示するように、操舵ハ
ンドルに連結されて共に回転する入力軸１１と、この入
力軸と平行に偏心して設けられ連動装置を介して車輪を
操舵する回転部材３８と、前記入力軸１１に一体的に設
けた駆動ギア４１及び前記回転部材３８に一体的に設け
られて前記駆動ギア４１と噛合する従動ギア４２よりな
り前記入力軸１１の回転を減速して前記回転部材３８に
伝達する減速機構４０を備えてなる操舵装置において、
前記入力軸１１と回転部材３８をそれぞれ回転可能に支
持する前部ハウジング１０ａと後部ハウジング１０ｂ
は、同入力軸及び回転部材の各回転軸線と平行でこの両
回転軸線を結ぶ平面から離れた回転軸線を中心として相
対回動可能に互いに固定したことを特徴とするものであ
る。

【０００５】

【作用】操舵ハンドルを回転して入力軸１１を回転すれ
ば、回転部材３８は減速機構４０を介して減速して回転
され、連動装置を介して車輪を操舵する。前部ハウジン
グ１０ａと後部ハウジング１０ｂの結合を緩めて相対回
動すれば、この相対回動の回転軸線は入力軸１１と回転
部材３８の各回転軸線を結ぶ平面から離れているので、
入力軸１１及び回転部材３８の各回転軸線間の距離が変
化し、駆動ギア４１と従動ギア４２の間のバックラッシ
ュは調整される。これによりバックラッシュが許容限度
範囲内となるように調整した後、前部ハウジング１０ａ
と後部ハウジング１０ｂを互いに固定する。

【０００６】

【発明の効果】上述のように、本発明によれば、操舵装
置の組立後にこの両ギアの間のバックラッシュが許容限
度範囲内になるように調整することができるので、駆動
ギアと従動ギアの精度を高める必要はない。従って製造
コストの増大を招くことなしに操舵装置における操舵感
のだれあるいは切込み感が悪くなることを防止すること
ができ、しかもこのために特別な部品を追加する必要は
ない。

【０００７】

【実施例】以下に図１及び図２に示す実施例により本発
明の説明をする。図１に示すように、本実施例の操舵装
置のハウジング１０は、３本の締付ボルト１０ｇにより
互いに固定された弁ハウジング（前部ハウジング）１０
ａ及びギアハウジング（後部ハウジング）１０ｂにより
構成されている。後述のように、この両ハウジング１０
ａ，１０ｂは締付ボルト１０ｇを緩めることにより回転
軸線Ｏ５（図２参照）を中心として相対回動させ、回動
後の位置で再び締め付け固定することが可能である。

【０００８】互いに同軸的に配置された入力軸１１及び
その後半部１１ａは、軸受１７ａ，１７ｂを介して弁ハ
ウジング１０ａ内に支持され、トーションバー１６によ
り弾性的に相対回動可能に連結されている。入力軸１１
の後半部１１ａの後部には、先端部に入力ピニオン（駆
動ギア）４１が形成されたボス部材１２が、キー１１ｃ
及びナット１１ｂを介して固定されている。ボス部材１
２は、入力ピニオン４１に隣接する中間部が、軸受１７
ｃ及び軸受押え１９を介して弁ハウジング１０ａに支持
されている。

【０００９】図１及び図２に示すように、入力軸１１の
後側にはこれと平行に偏心して中間回転部材（回転部
材）３８が、２個の軸受１８ｃを介してギアハウジング
１０ｂ内に支持され、この両者１１，３８の回転軸線Ｏ
１，Ｏ２の間の偏心量はｅである。この中間回転部材３
８の前半部に同軸的に形成された内歯ギア（従動ギア）
４２はボス部材１２に形成した入力ピニオン４１と互い
に噛合して、入力軸１１の回転を減速して中間回転部材
３８に伝達する減速機構４０を構成している。

【００１０】後述する操舵特性付与機構４５の出力フラ
ンジ３９がキー３９ａを介して同軸的に前端に固定され
る出力軸１３は、軸受１８ａ，１８ｂを介してギアハウ
ジング１０ｂに支持されている。ギアハウジング１０ｂ
には出力軸１３と立体的に交差して軸動可能にラックバ
ー１４が支持され、この両者１３，１４は、出力軸１３
に形成されたピニオン１５ａと、ラックバー１４に形成
されてピニオン１５ａと噛合するラック１５ｂよりなる
連動機構１５により連動されている。ラックバー１４の
両端はそれぞれ操舵リンクを介して左右の前輪（何れも
図示省略）に連結されている。中間回転部材３８は、操
舵特性付与機構４５、連動機構１５及び操舵リンクなど
よりなる連動装置を介して各前輪を操舵する。

【００１１】次に図１及び図２により、操舵中立位置か
らの回転角の増大に応じて減速比を次第に減少させなが
ら中間回転部材３８の回転を出力軸１３に伝達する操舵
特性付与機構４５の説明をする。中間回転部材３８の後
端面には、直径方向に延びるカム溝４７が形成され、ま
たこれと対向する出力フランジ３９の前端面には、突起
４８が出力軸１３の回転軸線Ｏ３から距離Ｒだけ偏心し
て軸方向に突出して設けられている。この距離Ｒは両部
材３８，１３の回転軸線Ｏ２，Ｏ３の間の偏心量ｅより
も大である。突起４８は、回転軸線Ｏ３と平行に出力フ
ランジ３９に植設固定されたピン４８ａと、ニードルロ
ーラを介してピン４８ａに回転自在に設けられたローラ
４８ｂにより構成され、ローラ４８ｂの外周面はカム溝
４１内に実質的に隙間なく転動可能に係合されている。

【００１２】次に、図１及び図２により、弁ハウジング
１０ａとギアハウジング１０ｂの結合構造の説明をす
る。弁ハウジング１０ａの後端面の外周縁近くには環状
突起１０ｃが軸方向に突出して一体形成され、この環状
突起１０ｃの円筒状の外周面はギアハウジング１０ｂ前
端部の内周面に相対回動可能に嵌合されている。図２に
示すように、この相対回動の回転軸線Ｏ５は、入力ピニ
オン４１の回転軸線Ｏ１及び内歯ギア４２の回転軸線Ｏ
２と平行であり、この両回転軸線Ｏ１，Ｏ２を結ぶ平面
から離れている。回転軸線Ｏ１，Ｏ２を結ぶ平面と回転
軸線Ｏ２，Ｏ５を結ぶ平面はほゞ直交するように配置さ
れているので、回転軸線Ｏ１と回転軸線Ｏ２の間の距離
は、ギアハウジング１０ｂを弁ハウジング１０ａに対し
図２において時計回転方向となるように相対回動すれば
増大し、これと逆に相対回動すれば減少する。これによ
り入力ピニオン４１と内歯ギア４２の間のバックラッシ
ュは調整される。

【００１３】ギアハウジング１０ｂの前端部外周縁に
は、ねじ孔を設けた３個のボス部１０ｄが突出して設け
られ、これに対応して弁ハウジング１０ａの後端部外周
縁に形成した３個の突起１０ｅには、回転軸線Ｏ５を中
心とする円周に沿った長孔１０ｆが設けられている。弁
ハウジング１０ａとギアハウジング１０ｂは、各長孔１
０ｆを通してボス部１０ｄのねじ孔にねじ込まれる締付
ボルト１０ｇにより互いに固定される。弁ハウジング１
０ａとギアハウジング１０ｂの相対回動方向における固
定位置は、長孔１０ｆが許す範囲において自由である。

【００１４】図１に示すように、本実施例の前輪操舵装
置は、サーボ弁２０とパワーシリンダ３０よりなる動力
舵取装置を備えている。サーボ弁２０のロータ弁部材２
１は入力軸１１の入力側部分の後部に一体的に形成さ
れ、スリーブ弁部材２２は内外周面がそれぞれロータ弁
部材２１の外周面と弁ハウジング１０ａの内周面にそれ
ぞれ回転可能に嵌合され、係合ピン２３により入力軸１
１の後半部１１ａに連結されている。パワーシリンダ３
０はラックハウジング１０ｂと一体的に形成されてラッ
クバー１４を同軸的かつ液密に貫通させるシリンダ３１
と、ラックバー１４に固定されてシリンダ３１の内周に
液密に嵌合されるピストン３２により構成されている。
パワーシリンダ３０の左右の作動室はそれぞれ連通路に
より、弁ハウジング１０ａに形成したサーボ弁２０の各
分配ポート２７ａ，２７ｂに連通され、サーボ弁２０の
入力ポート２５及び排出ポート２６はそれぞれ連通路に
より供給ポンプ３５及びリザーバ３６に連通されてい
る。

【００１５】このサーボ弁２０は入力軸１１とその後半
部１１ａの間に作用する操舵トルクによるトーションバ
ー１６の捩れに応じて作動し、エンジンまたはモータに
より作動される供給ポンプ３５からパワーシリンダ３０
の各作動室に対する作動流体の供給及び各作動室からリ
ザーバ３６への作動流体の排出を、各ポート２５，２
６，２７ａ，２７ｂを介して制御するものである。これ
により前記トルクに応じた操舵アシスト力がラックバー
１４を介して前輪に与えられる。なお、入力軸１１とそ
の後半部１１ａの間には、この両者１１，１１ａの間の
捩りばね特性を変化させて操舵特性を変化させる反力機
構２９が設けられているが、詳細な構造は省略する。

【００１６】次に上記実施例の作動の説明をする。

【００１７】入力軸１１が図略の操舵ハンドルと連動し
て回転されれば、後半部１１ａもトーションバー１６を
介して共に回転され、中間回転部材３８は入力ピニオン
４１及び内歯ギア４２よりなる減速機構４０により減速
して回転される。中間回転部材３８は操舵特性付与機構
４５を介して出力軸１３を回転し、この回転はラック・
ピニオン式の連動機構１５を介してラックバー１４の軸
動に変換され、図略のリンクを介して前輪が操舵され
る。この操舵の際に、サーボ弁２０、反力機構２９、パ
ワーシリンダ３０及び供給ポンプ３５などよりなる動力
舵取装置が作動してラックバー１４に操舵アシスト力を
与える。

【００１８】入力ピニオン４１と内歯ギア４２の間のバ
ックラッシュを調整する場合には、各締付ボルト１０ｇ
を緩め、長孔１０ｆが許す範囲において回転軸線Ｏ５を
中心として弁ハウジング１０ａとギアハウジング１０ｂ
を相対回動する。前述のように、これにより入力軸１１
及び中間回転部材３８の各回転軸線Ｏ１，Ｏ２間の距離
が変化し、入力ピニオン４１と内歯ギア４２の間のバッ
クラッシュは調整される。そしてバックラッシュが許容
限度範囲内となるように調整した後、締付ボルト１０ｇ
により前部ハウジング１０ａと後部ハウジング１０ｂを
互いに固定する。

【００１９】上記実施例によれば、入力ピニオン４１と
内歯ギア４２の精度を高めなくても、操舵装置の組立後
に両ハウジング１０ａ，１０ｂを相対回動させて締め付
けることにより、この両ギアの間のバックラッシュが許
容限度範囲内になるように調整することができる。従っ
て製造コストの増大を招くことなしに操舵装置における
操舵感のだれあるいは切込み感が悪くなることを防止す
ることができ、しかもこのために特別な部品を追加する
必要はない。

【００２０】なお上記実施例は、内歯歯車式の減速機構
を備えた例につき説明したが、本発明は外歯歯車式の減
速機構を備えた操舵装置にも適用することができる。ま
た本発明は、ボールスクリュー式、ウオームピン式など
ラックピニオン式以外の連動機構を使用した前輪操舵装
置に実施することもできる。更に本発明は、前輪操舵装
置に限らず、後輪操舵装置に適用することもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による操舵装置の一実施例の全体縦断
面図である。

【図２】 図１の２−２断面図である。

【図３】 従来技術による操舵装置の要部を破断した側
面図である。

【符号の説明】

１０ａ…前部ハウジング（弁ハウジング）、１０ｂ…後
部ハウジング（ギアハウジング）、１１…入力軸、３８
…回転部材（中間回転部材）、４０…減速機構、４１…
駆動ギア（入力ピニオン）、４２…従動ギア（内歯ギ
ア）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河上 清治 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 久代 育生 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 丹羽 悟 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 操舵ハンドルに連結されて共に回転する
   入力軸と、 この入力軸と平行に偏心して設けられ連動装置を介して
   車輪を操舵する回転部材と、 前記入力軸に一体的に設けた駆動ギア及び前記回転部材
   に一体的に設けられて前記駆動ギアと噛合する従動ギア
   よりなり前記入力軸の回転を減速して前記回転部材に伝
   達する減速機構を備えてなる操舵装置において、 前記入力軸と回転部材をそれぞれ回転可能に支持する前
   部ハウジングと後部ハウジングは、同入力軸及び回転部
   材の各回転軸線と平行でこの両回転軸線を結ぶ平面から
   離れた回転軸線を中心として相対回動可能に互いに固定
   したことを特徴とする操舵装置。