JPH084383Y2 - 車両用操蛇装置 - Google Patents

車両用操蛇装置

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JPH084383Y2
JPH084383Y2 JP1989115960U JP11596089U JPH084383Y2 JP H084383 Y2 JPH084383 Y2 JP H084383Y2 JP 1989115960 U JP1989115960 U JP 1989115960U JP 11596089 U JP11596089 U JP 11596089U JP H084383 Y2 JPH084383 Y2 JP H084383Y2
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JP
Japan
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gear
shaft
input shaft
steering
output pinion
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厚 梅村
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Toyota Motor Corp
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D6/00Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits
    • B62D6/02Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits responsive only to vehicle speed
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T74/00Machine element or mechanism
    • Y10T74/19Gearing
    • Y10T74/1987Rotary bodies
    • Y10T74/19884Irregular teeth and bodies

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、自動車等の車両に採用される操舵装置に係
り、特に、ステアリングホイールの中立位置(直進走行
位置)からの回転操作量と操向輪の転舵角との比(転舵
比)を変化させる車両用操舵装置に関する。
〔従来技術〕
車両用操舵装置において転舵比を変化させ得るもの
は、例えば、特開昭60−209362号公報にて提案されてい
る。
しかして、特開昭60−209362号公報の装置は、ステア
リングホイールに連結する入力軸と、この入力軸と同軸
的に配設されて操舵リンク機構を構成するラック軸のラ
ック歯に噛合する出力ピニオンを備えると共に、前記入
力軸と出力ピニオン間の回転伝達系路中に、2段の歯数
の異なるサンギヤ・プラネタリギヤ対からなり、双方の
プラネタリギヤを一体回転可能にせしめ、該プラネタリ
ギヤを回転指示するキャリアに入力機構から他の機械的
駆動力を入力できるように構成した差動歯車機構を介装
させ、前記入力軸の回転に前記機械的駆動力を合成して
前記出力ピニオンに伝達する伝達比可変歯車機構を備え
ている。
〔考案が解決しようとする課題〕
ところで、上記した従来装置においては、前記伝達比
可変歯車機構が前記入力軸と出力ピニオン間にて出力ピ
ニオンとは別個に(軸方向に離れて)配設されているた
め、前記ラック軸の軸心から前記入力軸の先端までの高
さ(長さ)が大きくなり、当該操舵装置の車両への装着
に際して、下記又はのような問題が生じる。ラッ
ク軸の配設位置に大きな自由度があれば、入力軸の先端
の配設位置を従来と同様にして入力軸とステアリングホ
イール間にて不具合が生じないようにした上で、ラック
軸の配設位置を下方へ移動させることも可能であるが、
通常ラック軸の配設位置はサスペンションの上下動に伴
うアライメント変化を最適に設定できる位置に制限され
ていてその自由度が小さいため、かかる手段を採用し難
い、ラック軸の配設位置を従来と同様にして入力軸の
先端の配設位置を上下へ移動させると、入力軸とステア
リングホイール間にて不具合が生じる。すなわち、通常
は入力軸とステアリングホイールを一体的に備えるメイ
ンシャフトが中間シャフトと2個の自在継手を用いて連
結されていて、これらの配置は操舵に伴うトルク変動が
小さくなるように設定されており、入力軸の先端の配設
位置を上方へ移動させると、操舵に伴うトルク変動が大
きくなって操舵フィーリングを損なうことがある。これ
らの問題は、入力軸と出力ピニオン間に動力舵取装置の
制御弁が配設される場合に顕著に表れる。
本考案は、上記した問題に対処すべくなされたもので
あり、ラック軸の軸心から入力軸の先端までの高さを小
さくして、当該操舵装置の車両への装着を容易にするこ
とを目的としている。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するために、本考案においては、ステ
アリングホイールに連結する入力軸と、この入力軸と同
軸的に配設されて操舵リンク機構を構成するラック軸の
ラック歯に噛合する出力ピニオンを備えると共に、前記
入力軸と出力ピニオン間の回転伝達系路中に、2段の歯
数の異なるサンギヤ・プラネタリギヤ対からなり、双方
のプラネタリギヤを一体回転可能にせしめ、該プラネタ
リギヤを回転支持するキャリヤに入力機構から他の機械
的駆動力を入力できるように構成した差動歯車機構を介
装させ、前記入力軸の回転に前記機械的駆動力を合成し
て前記出力ピニオンに伝達する伝達比可変歯車機構を備
えてなる車両用操舵装置において、前記2段のサンギヤ
・プラネタリギヤ対のいずれか1段を前記ラック軸と同
列に配置し、該ギヤ対のサンギヤを前記出力ピニオンが
兼用するように構成し、残る1段のサンギヤ・プラネタ
リギヤ対のサンギヤに前記入力軸を連結した。
〔作用〕
本考案による車両用操舵装置においては、ステアリン
グホイールを回転操作すると、入力軸の回転に入力機構
からの機械的駆動力が合成されて出力ピニオンに直接伝
達され、同出力ピニオンの回転によってラック軸がその
軸方向へ押動され、これに伴って操向輪が伝達比可変歯
車機構により設定された転舵比にて転舵される。
〔実施例〕
以下、本考案の一実施例を図面に基づいて説明する。
第1図は、油圧ポンプP,ロータリバルブ式制御弁V,パ
ワーシリンダC,リザーバR等からなる公知のパワーアシ
スト機構を備えた車両用ラックピニオン式動力舵取装置
に本考案を実施した例を示していて、同装置において
は、ステアリングホイール10に公知のメインシャフト,
中間シャフト及び2個の自在継手(図示せず)を介して
連結される入力軸11とこれに対して同軸的かつ相対回転
可能に配設された中間軸12がトーションバー13によって
連結されている。なお、入力軸11とトーションバー13の
連結はピン14を介してなされ、また中間軸12とトーショ
ンバー13の連結はセレーション15を介してなされてい
る。
しかして、本実施例におていは、中間軸12の下端にこ
れと同軸的に配設した支持軸16の上端がスプライン17を
介して一体回転可能に連結されていて、この支持軸16の
中間部上にはラック軸19のラック歯19aに噛合する出力
ピニオン18が一対のラジアル軸受とスラスト軸受を介し
て回転自在に取付けられている。なお、ラック軸19はパ
ワーシリンダCのピストンロッドを兼ねていて、出力ピ
ニオン18によりその軸方向へ押動されるように機構され
ており、ラック軸19を含む公知の操舵リンク機構により
操向輪Wを転舵されるようになっている。また、入力軸
11等は第2図にて示したようにラック軸19に対して所定
の傾きをもって配設されている。
また、本実施例においては、支持軸16の下端部分に伝
達比可変歯車機構Aにおける入力側ギヤ対の構成部材で
ある楕円サンギヤ(焦点を軸とする楕円歯車)21がスプ
ライン22を介して一体回転可能に連結されるとともに、
伝達比可変歯車機構Aにおける出力側ギヤ対の構成部材
である円形プラネタリギヤ23が出力側ギヤ対のサンギヤ
を兼用する出力ピニオン18に噛合している。
伝達比可変歯車機構Aは、2段のサンギヤ・プラネタ
リギヤ対、すなわち上記した出力ピニオン18,楕円サン
ギヤ21及び円形プラネタリギヤ23と楕円プラネタリギヤ
24を備えるとともにキャリヤ25等を備えた差動歯車機構
A1と、ウォーム28,ウォームホイール29及び電動モータ4
0等を備えてキャリヤ25に機械的駆動を入力できるよう
に構成した入力機構A2によって構成されている。楕円プ
ラネタリギヤ24はキャリヤ25に組付けたキャリヤ軸26上
に一対のラジアル軸受とスラスト軸受を介して回転自在
に組付けられていて、その上部外周には円形プラネタリ
ギヤ23がセレーション27を介して一体回転可能に組付け
られている。
キャリヤ25は、ハウジング30に対して軸受を介して回
転自在に組付けられるとともに、支持軸16に対して軸受
を介して回転自在に組付けられていて、第1図及び第2
図にて示したように、ハウジング30に組付けた電動モー
タ40によってウォーム28及びウォームホイール29を介し
て回転駆動される(支持軸16の軸線回りに公転する)よ
うになっている。ウォーム28は、ハウジング30に軸受を
介して回転自在に組付けられていて、電動モータ40によ
り回転駆動されるようになっており、両楕円ギヤ21,24
の下方にてキャリヤ25に一体的に組付けられたウォーム
ホイール29に噛合している。
電動モータ40は、第2図にて示したように、搭載性を
考慮してパワーシリンダCと重なるように配設されてお
り、ステアリングホイール10の回転操作量(角)を検出
する操舵角センサ41からの信号と車速を検出する車速セ
ンサ42からの信号に基いて動作する制御装置43により所
定の制御プログラムに基いて正逆回転される(停止保持
されることもある)ようになっている。
上記のように構成した本実施例においては、ラック軸
19のラック歯19aに噛合する出力ピニオン18をその軸心
に設けた支持軸16に回転自在に設け、この支持軸16の上
端をトーションバー13を介して入力軸11に連結されてい
る中間軸12の下端に連結するとともに、支持軸16の下端
部分を伝達比可変歯車機構Aの楕円サンギヤ21にセレー
ション22を介して連結し、この伝達比可変歯車機構Aの
円形プラネタリギヤ23を出力ピニオン18に噛合したた
め、出力ピニオン18の入力軸側(上側)に伝達比可変歯
車機構Aの各構成ギヤが配設されなくて出力ピニオン18
より反入力軸側(下側)にて伝達比可変歯車機構Aを構
成でき、伝達比可変歯車機構Aによる入力軸11の上方へ
の突出を無くしてラック軸19の軸心から入力軸11の先端
までの高さHを小さくすることができ、当該車両用操舵
装置の車両への装着を容易にすることができる。また、
伝達比可変歯車機構Aの円形プラネタリギヤ23を出力ピ
ニオン18に噛合するようにして出力ピニオン18が出力サ
ンギヤを兼用するようにし、同ギヤ対がラック軸19と同
列に配置されるようにしたため、出力ピニオン18に相当
する部材を出力ピニオン18とは別個に出力サンギヤとし
ている従来の伝達比可変歯車機構に比して当該伝達比可
変歯車機構Aの構成をコンパクトにすることができ、小
型化及び低コスト化を図ることができる。
また、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10を回転操作すると、入力軸11が回
転してトーションバー13及び中間軸12を介して支持軸16
が回転し、この支持軸16から伝達比可変歯車機構Aの各
ギヤ21,24,23を介して支持軸16上の出力ピニオン18に回
転が伝達されてラック軸19がその軸方向へ押動され、こ
れに伴って操向輪Wが伝達比可変歯車機構Aにより設定
された転舵比(これは、各ギヤ21,24,23と出力ピニオン
18によって決定されるギヤ比と、電動モータ40の正逆回
転によって生じるキャリヤ25の公転によって定めるもの
であり、制御装置43の制御プログラムを適宜に設定する
ことにより車両の走行状態に応じて最適に設定すること
ができる)にて転舵される。また、このときには、操舵
トルクに応じて制御弁Vが作動し、パワーシリンダCが
ラック軸19の軸方向移動をアシストする。
上記実施例においては、伝達比可変歯車機構Aにおけ
る入力側ギヤ対の各ギヤ21,24を楕円ギヤとして本考案
を実施したが、これら各ギヤを円形ギヤとしても本考案
は同様に実施できるものである。また、上記実施例にお
いては、パワーアシスト機構を備えた装置に本考案を実
施したが、本考案はパワーアシスト機構を備えない装置
(入力軸11と中間軸12が一体である装置)にも同様に実
施できるものである。
〔考案の効果〕
以上要するに、本考案による車両用操舵装置において
は、ラック軸のラック歯に噛合する出力ピニオンが伝達
比可変歯車機構における出力側ギヤ対のサンギヤを兼用
するようにしたため、伝達比可変歯車機構の構成をコン
パクトにすることができて小型化及び低コスト化を図る
ことができるとともに、伝達比可変歯車機構による入力
軸の上方への突出を無くす或いは少なくしてラック軸の
軸心から入力軸の先端までの高さを小さくすることがで
き、当該車両用操舵装置の車両への装着を容易にするこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本考案の一実施例を示す全体構成図、第2図は
同要部正面図である。 符号の説明 10……ステアリングホイール、11……入力軸、18……出
力ピニオン、19……ラック軸、19a……ラック歯、21…
…楕円サンギヤ、23……円形プラネタリギヤ、24……楕
円プラネタリギヤ、25……キャリヤ、A……伝達比可変
歯車機構、A1……差動歯車機構、A2……入力機構、H…
…ラック軸の軸心から入力軸の先端までの高さ。

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】ステアリングホイールに連結する入力軸
    と、この入力軸と同軸的に配設されて操舵リンク機構を
    構成するラック軸のラック歯に噛合する出力ピニオンを
    備えると共に、前記入力軸と出力ピニオン間の回転伝達
    系路中に、2段の歯数の異なるサンギヤ・プラネタリギ
    ヤ対からなり、双方のプラネタリギヤを一体回転可能に
    せしめ、該プラネタリギヤを回転支持するキャリヤに入
    力機構から他の機械的駆動力を入力できるように構成し
    た差動歯車機構を介装させ、前記入力軸の回転に前記機
    械的駆動力を合成して前記出力ピニオンに伝達する伝達
    比可変歯車機構を備えてなる車両用操舵装置において、
    前記2段のサンギヤ・プラネタリギヤ対のいずれか1段
    を前記ラック軸と同列に配置し、該ギヤ対のサンギヤを
    前記出力ピニオンが兼用するように構成し、残る1段の
    サンギヤ・プラネタリギヤ対のサンギヤに前記入力軸を
    連結したことを特徴とする車両用操舵装置。
JP1989115960U 1989-10-02 1989-10-02 車両用操蛇装置 Expired - Lifetime JPH084383Y2 (ja)

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JPH0353374U JPH0353374U (ja) 1991-05-23
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JPH0353374U (ja) 1991-05-23
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