JPH0632236A - 車両用ステアリング装置 - Google Patents
車両用ステアリング装置Info
- Publication number
- JPH0632236A JPH0632236A JP18798092A JP18798092A JPH0632236A JP H0632236 A JPH0632236 A JP H0632236A JP 18798092 A JP18798092 A JP 18798092A JP 18798092 A JP18798092 A JP 18798092A JP H0632236 A JPH0632236 A JP H0632236A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- steering
- gear box
- pinion
- holder
- rack shaft
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 小操舵角領域の操舵特性（直進走行時の操縦
安定性）を損なうことなく操作性を向上させること。 【構成】 当該車両用ステアリング装置を、ギヤボック
ス１１内部に回転可能に組付けられてステアリングホイ
ールに駆動連結されたピニオンと、ギヤボックス１１に
左右方向へ摺動可能に組付けられて前記ピニオンに駆動
連結され左右方向への摺動によって車輪を転舵するラッ
ク軸１３と、ボディに固定されてギヤボックス１１をラ
ック軸方向へ摺動可能に支持するホルダ１４と、ギヤボ
ックス１１に回転可能に組付けられて前記ピニオンと一
体的に回転し回転中心Ｏから径方向に所定量離れた位置
に設けたピン部１５ａにてホルダ１４にラック軸方向変
位のみ伝達可能に係合するクランクシャフト１５とを備
える構成とした。
安定性）を損なうことなく操作性を向上させること。 【構成】 当該車両用ステアリング装置を、ギヤボック
ス１１内部に回転可能に組付けられてステアリングホイ
ールに駆動連結されたピニオンと、ギヤボックス１１に
左右方向へ摺動可能に組付けられて前記ピニオンに駆動
連結され左右方向への摺動によって車輪を転舵するラッ
ク軸１３と、ボディに固定されてギヤボックス１１をラ
ック軸方向へ摺動可能に支持するホルダ１４と、ギヤボ
ックス１１に回転可能に組付けられて前記ピニオンと一
体的に回転し回転中心Ｏから径方向に所定量離れた位置
に設けたピン部１５ａにてホルダ１４にラック軸方向変
位のみ伝達可能に係合するクランクシャフト１５とを備
える構成とした。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は車両用ステアリング装置
に係り、特に、ステアリングホイールの中立位置（直進
状態）付近においては転舵比を小さくして直進走行時の
操縦安定性を図るとともに、ステアリングホイールの回
転量（操舵角）に応じて転舵比を大きくして旋回性能を
向上させるようにした車両用ステアリング装置に関す
る。
に係り、特に、ステアリングホイールの中立位置（直進
状態）付近においては転舵比を小さくして直進走行時の
操縦安定性を図るとともに、ステアリングホイールの回
転量（操舵角）に応じて転舵比を大きくして旋回性能を
向上させるようにした車両用ステアリング装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】この種の車両用ステアリング装置は、例
えば、特開平２−１４９７１号公報にて提案されてい
る。しかして、同公報にて提案されているステアリング
装置は、一対の非円形歯車（具体的には、焦点を軸心と
する楕円歯車）からなり入力軸と中間軸間に設けられて
入力軸の中立位置からの回転量に応じて入力軸側の歯車
に対する中間軸側の歯車の角速度比を増大させる角速度
比可変歯車列と、大小一対の円形歯車からなり中間軸と
出力軸間に設けられて前記角速度比可変歯車列を介して
伝達される入力軸の回転を所定量増速して出力軸に伝え
る増速歯車列とを備えている。
えば、特開平２−１４９７１号公報にて提案されてい
る。しかして、同公報にて提案されているステアリング
装置は、一対の非円形歯車（具体的には、焦点を軸心と
する楕円歯車）からなり入力軸と中間軸間に設けられて
入力軸の中立位置からの回転量に応じて入力軸側の歯車
に対する中間軸側の歯車の角速度比を増大させる角速度
比可変歯車列と、大小一対の円形歯車からなり中間軸と
出力軸間に設けられて前記角速度比可変歯車列を介して
伝達される入力軸の回転を所定量増速して出力軸に伝え
る増速歯車列とを備えている。
【０００３】上記した従来のステアリング装置において
は、図７にて示したように、長径がａで短径がｂである
楕円歯車対の回転中心位置から歯車接触点までの距離を
駆動側ｒ１，受動側ｒ２とし、かつ中立位置からの回転
角（転舵角）を駆動側θ1 ，受動側θ2 とすると、転舵
比（dθ2／dθ1）が下記数１で表せる。
は、図７にて示したように、長径がａで短径がｂである
楕円歯車対の回転中心位置から歯車接触点までの距離を
駆動側ｒ１，受動側ｒ２とし、かつ中立位置からの回転
角（転舵角）を駆動側θ1 ，受動側θ2 とすると、転舵
比（dθ2／dθ1）が下記数１で表せる。
【０００４】
【数１】 dθ2／dθ1＝（１−ε2）／（１＋２εcosθ1＋ε2） 但し、ε2（離心率）＝（１−ｂ2／ａ2），ｒ１＋ｒ２
＝２ａ また、上記転舵比とステアリングホイールの操舵角（駆
動側回転角）の関係を図に表すと図８のようになる。
＝２ａ また、上記転舵比とステアリングホイールの操舵角（駆
動側回転角）の関係を図に表すと図８のようになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記した従
来のステアリング装置においては、図８にて示したよう
に、ステアリングホイールの操舵角が大きくなるにつれ
て転舵比の変化が急激になり、操作性が悪い。なお、か
かる問題はε（離心率）を小さくすることにより図８の
仮想線にて示したように低減できるものの、このように
した場合には小操舵角領域において転舵角比が大きくな
って所望の操舵特性（直進走行時の操縦安定性）を得る
ことができない。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、小操舵角領域の操舵特性（直進走行
時の操縦安定性）を損なうことなく操作性を向上させる
ことを目的としている。
来のステアリング装置においては、図８にて示したよう
に、ステアリングホイールの操舵角が大きくなるにつれ
て転舵比の変化が急激になり、操作性が悪い。なお、か
かる問題はε（離心率）を小さくすることにより図８の
仮想線にて示したように低減できるものの、このように
した場合には小操舵角領域において転舵角比が大きくな
って所望の操舵特性（直進走行時の操縦安定性）を得る
ことができない。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、小操舵角領域の操舵特性（直進走行
時の操縦安定性）を損なうことなく操作性を向上させる
ことを目的としている。
【０００６】
【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、当該車両用ステアリング装
置を、ギヤボックス内部に回転可能に組付けられてステ
アリングホイールに駆動連結されたピニオンと、前記ギ
ヤボックスに左右方向へ摺動可能に組付けられて前記ピ
ニオンに駆動連結され左右方向への摺動によって車輪を
転舵するラック軸と、ボディに固定されて前記ギヤボッ
クスをラック軸方向へ摺動可能に支持するホルダと、前
記ギヤボックスに回転可能に組付けられて前記ピニオン
と一体的に回転し回転中心から径方向に所定量離れた位
置に設けたピン部にて前記ホルダにラック軸方向変位の
み伝達可能に係合するクランクシャフトとを備える構成
とした。
ために、本発明においては、当該車両用ステアリング装
置を、ギヤボックス内部に回転可能に組付けられてステ
アリングホイールに駆動連結されたピニオンと、前記ギ
ヤボックスに左右方向へ摺動可能に組付けられて前記ピ
ニオンに駆動連結され左右方向への摺動によって車輪を
転舵するラック軸と、ボディに固定されて前記ギヤボッ
クスをラック軸方向へ摺動可能に支持するホルダと、前
記ギヤボックスに回転可能に組付けられて前記ピニオン
と一体的に回転し回転中心から径方向に所定量離れた位
置に設けたピン部にて前記ホルダにラック軸方向変位の
み伝達可能に係合するクランクシャフトとを備える構成
とした。
【０００７】
【作用】本発明による車両用ステアリング装置において
は、ステアリングホイールの回転に伴ってピニオンが回
転すると、これに応じてラック軸がギヤボックスに対し
て左右方向に摺動して車輪が転舵される。また、クラン
クシャフトのピン部がピニオンの回転に伴って円運動し
てそのラック軸方向変位のみがホルダからピン部に反力
として伝達されて、ギヤボックスがボディに対してラッ
ク軸方向へ摺動する。したがって、ラック軸がボディに
対してその軸方向へ移動する量は、ラック軸がギヤボッ
クスに対して摺動する量とギヤボックスがボディに対し
て摺動する量の和となる。
は、ステアリングホイールの回転に伴ってピニオンが回
転すると、これに応じてラック軸がギヤボックスに対し
て左右方向に摺動して車輪が転舵される。また、クラン
クシャフトのピン部がピニオンの回転に伴って円運動し
てそのラック軸方向変位のみがホルダからピン部に反力
として伝達されて、ギヤボックスがボディに対してラッ
ク軸方向へ摺動する。したがって、ラック軸がボディに
対してその軸方向へ移動する量は、ラック軸がギヤボッ
クスに対して摺動する量とギヤボックスがボディに対し
て摺動する量の和となる。
【０００８】
【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及び図２は本発明による車両用ステアリ
ング装置を概略的に示していて、このステアリング装置
はギヤボックス１１，ピニオン１２，ラック軸１３，ホ
ルダ１４及びクランクシャフト１５等を備えている。ギ
ヤボックス１１は、パワーシリンダＡを一体的に備えて
いて、ホルダ１４によってラック軸方向（車両の左右方
向）へ摺動可能に支持されている。ピニオン１２は、上
記したパワーシリンダＡへの圧油供給を制御するコント
ロールバルブ（詳細は図示省略）Ｂの出力軸であり、ギ
ヤボックス１１内部に回転可能に組付けられている。こ
のピニオン１２は、コントロールバルブＢの入力軸１６
と図示省略のインタミディエイトシャフト及びメインシ
ャフトを介してステアリングホイールに駆動連結されて
いて、ステアリングホイールの回転に伴って回転され
る。なお、インタミディエイトシャフトは、ギヤボック
ス１１のホルダ１４に対する軸方向への摺動を保証する
ために、その軸方向に伸縮可能かつトルク伝達可能な構
成となっている。
説明する。図１及び図２は本発明による車両用ステアリ
ング装置を概略的に示していて、このステアリング装置
はギヤボックス１１，ピニオン１２，ラック軸１３，ホ
ルダ１４及びクランクシャフト１５等を備えている。ギ
ヤボックス１１は、パワーシリンダＡを一体的に備えて
いて、ホルダ１４によってラック軸方向（車両の左右方
向）へ摺動可能に支持されている。ピニオン１２は、上
記したパワーシリンダＡへの圧油供給を制御するコント
ロールバルブ（詳細は図示省略）Ｂの出力軸であり、ギ
ヤボックス１１内部に回転可能に組付けられている。こ
のピニオン１２は、コントロールバルブＢの入力軸１６
と図示省略のインタミディエイトシャフト及びメインシ
ャフトを介してステアリングホイールに駆動連結されて
いて、ステアリングホイールの回転に伴って回転され
る。なお、インタミディエイトシャフトは、ギヤボック
ス１１のホルダ１４に対する軸方向への摺動を保証する
ために、その軸方向に伸縮可能かつトルク伝達可能な構
成となっている。
【０００９】ラック軸１３は、ギヤボックス１１にその
軸方向すなわち左右方向へ摺動可能に組付けられてい
て、周知のようにピニオン１２に駆動連結されており、
左右方向への摺動により車輪（図示省略）を転舵するよ
うになっている。ホルダ１４は、ボディ（図示省略）に
移動不能に固定されていて、ギヤボックス１１を支持す
るとともにクランクシャフト１５のピン部１５ａと係合
する上下方向のガイド溝１４ａを有している。クランク
シャフト１５は、ピニオン１２に同軸で一体的に設けら
れていて、回転中心Ｏから径方向に所定量離れた位置に
ピン部１５ａを一体的に有している。ピン部１５ａは、
ホルダ１４のガイド溝１４ａに上下方向へ摺動可能に組
付けられていて、ホルダ１４にラック軸方向（左右方
向）変位のみ伝達可能となっており、中立位置（直進状
態）では図３の（ａ）にて示したように回転中心Ｏの真
下に位置している。
軸方向すなわち左右方向へ摺動可能に組付けられてい
て、周知のようにピニオン１２に駆動連結されており、
左右方向への摺動により車輪（図示省略）を転舵するよ
うになっている。ホルダ１４は、ボディ（図示省略）に
移動不能に固定されていて、ギヤボックス１１を支持す
るとともにクランクシャフト１５のピン部１５ａと係合
する上下方向のガイド溝１４ａを有している。クランク
シャフト１５は、ピニオン１２に同軸で一体的に設けら
れていて、回転中心Ｏから径方向に所定量離れた位置に
ピン部１５ａを一体的に有している。ピン部１５ａは、
ホルダ１４のガイド溝１４ａに上下方向へ摺動可能に組
付けられていて、ホルダ１４にラック軸方向（左右方
向）変位のみ伝達可能となっており、中立位置（直進状
態）では図３の（ａ）にて示したように回転中心Ｏの真
下に位置している。
【００１０】上記のように構成した本実施例において
は、ステアリングホイールの回転に伴ってピニオン１２
が回転すると、これに応じてラック軸１３がギヤボック
ス１１に対して左右方向に摺動して車輪が転舵される。
また、クランクシャフト１５のピン部１５ａがピニオン
１２の回転に伴って図３にて示したように円運動してそ
のラック軸方向変位のみがホルダ１４からピン部１５ａ
に反力として伝達されて、ギヤボックス１１がホルダ１
４すなわちボディに対してラック軸方向へ摺動する。し
たがって、ラック軸１３がボディに対してその軸方向へ
移動する量Ｌは、図４にて示したようにラック軸１３が
ギヤボックス１１に対して摺動する量Ｌ１（ピニオン１
２の回転に応じて順次増大する量）とギヤボックス１１
がボディに対して摺動する量Ｌ２（ピニオン１２が中立
位置から９０度回転する間にはラック軸１３の移動方向
とは逆方向でその後１８０度毎に正方向と逆方向を繰り
返す量）の和（Ｌ１＋Ｌ２）となり、操舵角と転舵角の
関係が図５の実線にて示したようになるとともに、操舵
角と転舵比の関係が図６にて示したようになる。なお、
図３の（ａ）は操舵角がゼロの時のものであり、（ｂ）
は操舵角が略４５度の時のものであり、（ｃ）は操舵角
が略１３５度の時のものであり、（ｄ）操舵角が略２２
５度の時のものである。また、図５の破線は通常のラッ
クピニオン式ステアリング装置での関係を示したもので
ある。
は、ステアリングホイールの回転に伴ってピニオン１２
が回転すると、これに応じてラック軸１３がギヤボック
ス１１に対して左右方向に摺動して車輪が転舵される。
また、クランクシャフト１５のピン部１５ａがピニオン
１２の回転に伴って図３にて示したように円運動してそ
のラック軸方向変位のみがホルダ１４からピン部１５ａ
に反力として伝達されて、ギヤボックス１１がホルダ１
４すなわちボディに対してラック軸方向へ摺動する。し
たがって、ラック軸１３がボディに対してその軸方向へ
移動する量Ｌは、図４にて示したようにラック軸１３が
ギヤボックス１１に対して摺動する量Ｌ１（ピニオン１
２の回転に応じて順次増大する量）とギヤボックス１１
がボディに対して摺動する量Ｌ２（ピニオン１２が中立
位置から９０度回転する間にはラック軸１３の移動方向
とは逆方向でその後１８０度毎に正方向と逆方向を繰り
返す量）の和（Ｌ１＋Ｌ２）となり、操舵角と転舵角の
関係が図５の実線にて示したようになるとともに、操舵
角と転舵比の関係が図６にて示したようになる。なお、
図３の（ａ）は操舵角がゼロの時のものであり、（ｂ）
は操舵角が略４５度の時のものであり、（ｃ）は操舵角
が略１３５度の時のものであり、（ｄ）操舵角が略２２
５度の時のものである。また、図５の破線は通常のラッ
クピニオン式ステアリング装置での関係を示したもので
ある。
【００１１】
【発明の効果】以上要するに、本発明においては、上記
実施例のギヤボックス１１，ピニオン１２，ラック軸１
３，ホルダ１４及びクランクシャフト１５等を備える構
成で、図６にて示した関係すなわち操舵角ゼロの中立位
置付近においては転舵比を小さくして直進走行時の操縦
安定性を図り、また操舵角の増大に応じて転舵比を大き
くしかつ途中で転舵比の変化率が急に低下する領域の無
い特性を得て、小操舵角領域の操舵特性を損なうことな
く旋回性能及び操作性を向上させることができるもので
あり、当該装置をコンパクトかつ安価に構成することが
できる。
実施例のギヤボックス１１，ピニオン１２，ラック軸１
３，ホルダ１４及びクランクシャフト１５等を備える構
成で、図６にて示した関係すなわち操舵角ゼロの中立位
置付近においては転舵比を小さくして直進走行時の操縦
安定性を図り、また操舵角の増大に応じて転舵比を大き
くしかつ途中で転舵比の変化率が急に低下する領域の無
い特性を得て、小操舵角領域の操舵特性を損なうことな
く旋回性能及び操作性を向上させることができるもので
あり、当該装置をコンパクトかつ安価に構成することが
できる。
【図１】 本発明による車両用ステアリング装置の一実
施例を示す部分破断平面図である。
施例を示す部分破断平面図である。
【図２】 図１の要部拡大縦断側面図である。
【図３】 本発明による車両用ステアリング装置の作動
説明図である。
説明図である。
【図４】 操舵角とギヤボックス及びラック軸の各軸方
向摺動量との関係を示す特性線図である。
向摺動量との関係を示す特性線図である。
【図５】 操舵角と転舵角の関係を示す特性線図であ
る。
る。
【図６】 操舵角と転舵比の関係を示す特性線図であ
る。
る。
【図７】 従来技術を概略的に示す図である。
【図８】 従来技術の特性線図である。
１１…ギヤボックス、１２…ピニオン、１３…ラック
軸、１４…ホルダ、１４ａ…ガイド溝、１５…クランク
シャフト、１５ａ…ピン部。
軸、１４…ホルダ、１４ａ…ガイド溝、１５…クランク
シャフト、１５ａ…ピン部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浅山 和博 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)
- 【請求項１】 ギヤボックス内部に回転可能に組付けら
れてステアリングホイールに駆動連結されたピニオン
と、前記ギヤボックスに左右方向へ摺動可能に組付けら
れて前記ピニオンに駆動連結され左右方向への摺動によ
って車輪を転舵するラック軸と、ボディに固定されて前
記ギヤボックスをラック軸方向へ摺動可能に支持するホ
ルダと、前記ギヤボックスに回転可能に組付けられて前
記ピニオンと一体的に回転し回転中心から径方向に所定
量離れた位置に設けたピン部にて前記ホルダにラック軸
方向変位のみ伝達可能に係合するクランクシャフトとを
備えてなる車両用ステアリング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18798092A JPH0632236A (ja) | 1992-07-15 | 1992-07-15 | 車両用ステアリング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18798092A JPH0632236A (ja) | 1992-07-15 | 1992-07-15 | 車両用ステアリング装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0632236A true JPH0632236A (ja) | 1994-02-08 |
Family
ID=16215512
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18798092A Pending JPH0632236A (ja) | 1992-07-15 | 1992-07-15 | 車両用ステアリング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0632236A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006168559A (ja) * | 2004-12-16 | 2006-06-29 | Ogasawara Precision Engineering:Kk | 車両用可変操舵装置 |
| JP2014008918A (ja) * | 2012-07-02 | 2014-01-20 | Daifuku Co Ltd | 洗車機 |
-
1992
- 1992-07-15 JP JP18798092A patent/JPH0632236A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006168559A (ja) * | 2004-12-16 | 2006-06-29 | Ogasawara Precision Engineering:Kk | 車両用可変操舵装置 |
| JP2014008918A (ja) * | 2012-07-02 | 2014-01-20 | Daifuku Co Ltd | 洗車機 |
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