JPH06321118A - 自動車用操舵装置 - Google Patents

自動車用操舵装置

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JPH06321118A
JPH06321118A JP11732493A JP11732493A JPH06321118A JP H06321118 A JPH06321118 A JP H06321118A JP 11732493 A JP11732493 A JP 11732493A JP 11732493 A JP11732493 A JP 11732493A JP H06321118 A JPH06321118 A JP H06321118A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
shaft
intermediate shaft
angle
hook joint
steering
Prior art date
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Pending
Application number
JP11732493A
Other languages
English (en)
Inventor
Masanori Torao
正徳 虎尾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ハンドルトルクを測定しないでハンドル操舵
角がゼロのときのハンドルトルクを設定値に設定するこ
と。 【構成】 ハンドル11に連結された入力軸12を第1
フック継手20を介して中間軸13に連結するととも
に、中間軸13を第2フック継手30を介してギヤボッ
クス15に連結された出力軸14に連結するようにした
自動車用操舵装置において、ハンドル操舵角がゼロであ
るとき、第1フック継手の入力軸側ヨーク21を入力軸
12と中間軸13を含む平面S1に対して垂直となるよ
うに配置するとともに、第2フック継手の出力軸側ヨー
ク32を中間軸13と出力軸14を含む平面S2に対し
て垂直となるように配置し、かつ入力軸12と中間軸1
3の交差角φ1が中間軸13と出力軸14の交差角φ2
と相違するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は自動車用操舵装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】自動車用操舵装置の一つとして、ハンド
ルに連結された入力軸を第1フック継手を介して中間軸
に連結するとともに、この中間軸を第2フック継手を介
してギヤボックスに連結された出力軸に連結するように
したものがあり、例えば実開昭57−53965号公報
に示されている。かかる自動車用操舵装置においては、
両フック継手のトルク伝達特性によってハンドル操舵角
の変化に応じてハンドルトルクが周期的に変化するた
め、ハンドル操舵角がゼロのときのハンドルトルクが大
きくなる(トルク変動の山となる)ように設定すれば、
直進走行時において手応え感の大きい操舵装置が得られ
る。なお、ハンドル操舵角がゼロのときのハンドルトル
クが小さくなる(トルク変動の谷となる)ように設定す
れば、直進走行時において手応え感の小さい操舵装置が
得られる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記した公
報の自動車用操舵装置においては、入力軸,中間軸また
は出力軸の少なくとも一箇所で軸を二分割し、これら軸
部分を異なる相対回転位相で結合する軸結合手段によっ
て連結するようになっており、軸結合手段で相対回転位
相を調節することにより、ハンドル操舵角がゼロのとき
のハンドルトルクが大きく(または小さく)なるように
調節することができるものの、軸結合手段で相対回転位
相を調節した後にハンドル操舵角がゼロのときのハンド
ルトルクを測定してそのトルクが大きい(または小さ
い)か否かを確認しなければならず、その作業性が悪
い。本発明は、上記した問題に対処すべくなされたもの
であり、ハンドルトルクを測定しないでハンドル操舵角
がゼロのときのハンドルトルクを設定値(トルク変動の
山または谷)に設定し得る自動車用操舵装置を提供する
ことを目的としている。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明においては、ハンドルに連結された入力
軸を第1フック継手を介して中間軸に連結するととも
に、この中間軸を第2フック継手を介してギヤボックス
に連結された出力軸に連結するようにした自動車用操舵
装置において、ハンドル操舵角がゼロであるとき、前記
第1フック継手の入力軸側のヨークを前記入力軸と中間
軸を含む平面に対して垂直となるように配置するととも
に、前記第2フック継手の出力軸側のヨークを前記中間
軸と出力軸を含む平面に対して垂直となるように配置
し、かつ前記入力軸と中間軸の交差角が前記中間軸と出
力軸の交差角と相違するようにした。
【0005】
【発明の作用・効果】本発明においては、入力軸と中間
軸の交差角が中間軸と出力軸の交差角より小さく(また
は大きく)なるようにハンドル,両フック継手,ギヤボ
ックスの配置を設定した状態にて、ギヤボックスを中立
状態とし、この状態にて両フック継手の各組付け位相が
上記した関係となるようにするだけで、両フック継手の
各トルク伝達特性の相互作用により、トルク測定作業を
必要としないで容易に、ハンドル操舵角がゼロのときの
ハンドルトルクをトルク変動の山(または谷)に設定す
ることができ、作業性を改善することができる。
【0006】
【実施例】以下に、本発明の一実施例を図面に基づいて
説明する。図1は本発明による自動車用操舵装置を概略
的に示していて、この操舵装置においてはハンドル11
に連結された入力軸12が第1フック継手20を介して
中間軸13に連結されるとともに、中間軸13が第2フ
ック継手30を介してギヤボックス15に連結された出
力軸14に連結されていて、入力軸12と中間軸13の
交差角φ1と中間軸13と出力軸14の交差角φ2との
大小関係が特定の関係となるようにハンドル11、両フ
ック継手20,30、ギヤボックス15の配置が設定さ
れている。
【0007】第1フック継手20は、入力軸12と一体
的に回転する入力軸側ヨーク21と、中間軸13と一体
的に回転する中間軸側ヨーク22と、両ヨーク21,2
2に連結された十字ピン23等によって構成されてい
て、ハンドル操舵角がゼロである図示状態では、入力軸
側ヨーク21が入力軸12と中間軸13を含む平面S1
に対して垂直となるように配置され、中間軸側ヨーク2
2が平面S1に対して平行となるように配置されてい
る。このため、入力軸12と中間軸13を共に剛体とし
た場合の第1フック継手20の入出力関係式は下記(1),
(2)式で表される。 T2=T1(1−sin2φ1・sin2θ1)/cosφ1…(1) θ2-θ1=-tan-1{tanθ1・(1-cosφ1)/(1+cosφ1・tan2θ1)}…(2) 但し、T1は入力軸12のトルクであり、T2は中間軸
13のトルクであり、φ1は上記した入力軸12と中間
軸13の交差角であり、θ1は入力軸12の回転角であ
り、θ2は中間軸13の回転角である。
【0008】一方、第2フック継手30は、中間軸13
と一体的に回転する中間軸側ヨーク31と、出力軸14
と一体的に回転する出力軸側ヨーク32と、両ヨーク3
1,32に連結された十字ピン33等によって構成され
ていて、ハンドル操舵角がゼロである図示状態では、中
間軸側ヨーク31が中間軸13と出力軸14を含む平面
S2に対して平行となるように配置され、出力軸側ヨー
ク32が平面S2に対して垂直となるように配置されて
いる。このため、中間軸13と出力軸14を共に剛体と
した場合の第2フック継手30の入出力関係式は下記
(3),(4)式で表される。 T3=T2{1−sin2φ2・sin2(θ2+π/2)}/cosφ2…(3) θ3-θ2=-tan-1{tan(θ2+π/2)・(1-cosφ2)/(1+cosφ2・tan2(θ2+π/2))}…(4) 但し、T2は中間軸13のトルクであり、T3は出力軸
14のトルクであり、φ2は上記した中間軸13と出力
軸14の交差角であり、θ2は中間軸13の回転角であ
り、θ3は出力軸14の回転角である。
【0009】上記した第1フック継手20において入力
軸12と中間軸13の交差角φ1を30度とした場合の
入出力角(θ1,θ2)の関係は図2のように非線形と
なり、また入力角θ1に対するトルク変動(T1/T
2)は図3のように周期をπとして変化する。一方、上
記した第2フック継手30において中間軸13と出力軸
14の交差角φ2を30度とした場合の入出力角(θ
2,θ3)の関係は図4のように非線形となり、また入
力角θ2に対するトルク変動(T2/T3)は図5のよ
うに周期をπとし図3に示したトルク変動に対してπ/
2だけ位相がずれて変化する。
【0010】したがって、入力軸12と中間軸13の交
差角φ1が例えば28度となり中間軸13と出力軸14
の交差角φ2が例えば32度となるようにハンドル1
1、両フック継手20,30、ギヤボックス15の配置
を設定した状態にて、ギヤボックス15を中立状態と
し、この状態にて両フック継手20,30の各組付け位
相が上記した関係となるようにするだけで、両フック継
手20,30の相互作用によりトルク変動量は小さくな
るものの、図6に示したトルク変動(T1/T3)が得
られて、トルク測定作業を必要としないで容易に、ハン
ドル操舵角θ1がゼロのときのハンドルトルクをトルク
変動の山に設定することができる。一方、入力軸12と
中間軸13の交差角φ1が例えば32度となり中間軸1
3と出力軸14の交差角φ2が例えば28度となるよう
にすれば、図7に示したトルク変動(T1/T3)が得
られて、ハンドル操舵角θ1がゼロのときのハンドルト
ルクをトルク変動の谷に設定することができる。なお、
上記した両交差角φ1,φ2の値を同じとした場合に
は、両フック継手20,30の相互作用によりトルク変
動は相殺されてゼロとなる。
【0011】図8は本発明の他の実施例を概略的に示し
ていて、この実施例においては、入力軸120の構成を
長手方向に可変として、上記した両交差角φ1,φ2の
値が可変となるように構成されている。図8の入力軸1
20は、ハンドル11(図8では図示省略)と一体的に
回転する第1軸121と、この第1軸121にチルトジ
ョイント(自在継手)J1を介して連結されて第1軸1
21と一体的に回転する第2軸122と、この第2軸1
22にセレーション嵌合Cして一体的に回転かつ軸方向
へ移動可能に連結され第1フック継手20の入力軸側ヨ
ーク21(図8では図示省略)と一体的に回転する第3
軸123と、第2軸122上に相対回転可能かつ軸方向
へ移動可能に組付けられまた第3軸123に規制部材1
29を介して軸方向には一体的に移動可能かつ相対回転
可能に連結した中空状の第4軸124によって構成され
ている。
【0012】第4軸124は、車体(図示省略)に組付
けたガイド128に嵌合して移動を案内されるピン12
4aを一体的に有していて、駆動装置Aによって移動さ
れるように構成されている。駆動装置Aは、第4軸12
4の外周に取付けたモータ125と、このモータ125
によって回転駆動されるギヤ126と、このギヤ126
に噛合するギヤシャフト127によって構成されてい
て、ギヤシャフト127はチルトジョイントJ1の中心
に対応して配置したボールジョイントJ2を介して車体
(図示省略)に傾動可能に連結されるとともに、第4軸
124の外周に取付けた軸受Bに回転不能かつ軸方向へ
移動可能に嵌合されている。
【0013】図8に示した入力軸120においては、モ
ータ125によってギヤ126を回転すれば、ギヤ12
6とギヤシャフト127の作用で第4軸124がガイド
128によって案内されながら軸方向に移動する。これ
に伴い、第3軸123が軸方向に移動するとともに、図
8では図示を省略した中間軸13が第2フック継手30
を中心として傾動して、結果的に図1に示した両交差角
φ1,φ2が共に変わる。したがって、例えば車速に応
じてギヤ126を回転させるようにすれば、ハンドル操
舵角がゼロのときのハンドルトルクを車速に応じて変化
させることができ、操舵フィーリングを向上させること
ができる。
【0014】図8に示した実施例では入力軸120の長
さが可変となるように構成したが、中間軸または出力軸
の長さが可変となるように構成して、図1に示した両交
差角φ1,φ2が共に変わるようにすることも可能であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明による自動車用操舵装置の一実施例を
概略的に示す斜視図である。
【図2】 第1フック継手での入出力角の関係を示す特
性線図である。
【図3】 第1フック継手での入力軸の回転角に対する
トルク変動を示す特性線図である。
【図4】 第2フック継手での入出力角の関係を示す特
性線図である。
【図5】 第2フック継手での中間軸の回転角に対する
トルク変動を示す特性線図である。
【図6】 交差角φ1がφ2より小さくなるように設定
した場合の入力軸の回転角に対するトルク変動を示す特
性線図である。
【図7】 交差角φ1がφ2より大きくなるように設定
した場合の入力軸の回転角に対するトルク変動を示す特
性線図である。
【図8】 本発明による自動車用操舵装置の他の実施例
の一部を概略的に示す側面図である。
【符号の説明】
11…ハンドル、12…入力軸、13…中間軸、14…
出力軸、15…ギヤボックス、20…第1フック継手、
21…第1フック継手の入力軸側ヨーク、30…第2フ
ック継手、32…第2フック継手の出力軸側ヨーク、S
1…入力軸と中間軸を含む平面、S2…中間軸と出力軸
を含む平面、φ1…入力軸と中間軸の交差角、φ2…中
間軸と出力軸の交差角。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ハンドルに連結された入力軸を第1フッ
    ク継手を介して中間軸に連結するとともに、この中間軸
    を第2フック継手を介してギヤボックスに連結された出
    力軸に連結するようにした自動車用操舵装置において、
    ハンドル操舵角がゼロであるとき、前記第1フック継手
    の入力軸側のヨークを前記入力軸と中間軸を含む平面に
    対して垂直となるように配置するとともに、前記第2フ
    ック継手の出力軸側のヨークを前記中間軸と出力軸を含
    む平面に対して垂直となるように配置し、かつ前記入力
    軸と中間軸の交差角が前記中間軸と出力軸の交差角と相
    違するように設定したことを特徴とする自動車用操舵装
    置。
JP11732493A 1993-05-19 1993-05-19 自動車用操舵装置 Pending JPH06321118A (ja)

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JP11732493A JPH06321118A (ja) 1993-05-19 1993-05-19 自動車用操舵装置

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JPH06321118A true JPH06321118A (ja) 1994-11-22

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JP (1) JPH06321118A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003072574A (ja) * 2001-08-31 2003-03-12 Toyota Motor Corp 電動式パワーステアリング装置
JP2017136889A (ja) * 2016-02-01 2017-08-10 株式会社ジェイテクト ステアリング装置

Cited By (4)

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US6742621B2 (en) 2001-08-31 2004-06-01 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Electric power steering device and control method thereof
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