JPH0958500A

JPH0958500A - ステアリングシステム

Info

Publication number: JPH0958500A
Application number: JP21161595A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Kume; 驍粂
Original assignee: T K M ENG KK; TKM ENG KK
Current assignee: T K M ENG KK; TKM ENG KK
Priority date: 1995-08-21
Filing date: 1995-08-21
Publication date: 1997-03-04

Abstract

(57)【要約】【課題】カーブ走行時のオーバーステア状態を瞬時に
して弱アンダーステア状態に切り替えることにより、カ
ーブ走行時の走行安定性を達成しうるステアリングシス
テムを提供する。【解決手段】原動軸側と従動軸側の間に介装された伝
達トルク二軸可変分配装置を作動させるステアリングシ
ステムである。第一の発信器側差動変圧器５と、第二の
発信器側差動変圧器１８と、第一または第二の発信器側
差動変圧器のいずれかの作動回路を切り替えるリレー２
１を有している。リレー２１により切り替えられた第一
または第二の発信器側差動変圧器の発生電圧に応じて作
動する受信器側差動変圧器６に連動するリンクレバー９
により伝達トルク二軸可変分配装置を作動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術の分野】本発明はステアリングシス
テムに関し、特に、カーブ走行時の車両の走行安定性を
改善するステアリングシステムを提供することにある。

【０００２】

【従来の技術】先進工業国において日常生活の道具と化
した自動車の燃費軽減に関する研究は、あらゆる角度か
ら押し進められているが、駆動力伝達機構関係の効率向
上に関する技術開発については十分とはいえない。例え
ば、カーブ走行時の車両の内輪スリップは定常的な現象
であり、ある限界速度以上のカーブ走行下では、車体後
部が外側へ迫り出す、いわゆるオーバーステアの状態と
なって走行安定性が損なわれるが、この問題に対する解
決手段は提供されていない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような現
状に鑑みてなされたものであって、その目的は、カーブ
走行時のオーバーステア状態を瞬時にして弱アンダース
テア状態に切り替えることにより、カーブ走行時の走行
安定性を達成しうるステアリングシステムを提供するこ
とにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の要旨は、原動軸側と従動軸側の間に介装され
た伝達トルク二軸可変分配装置を作動させるステアリン
グシステムであって、ステアリングハンドルと連動して
車輪を右方または左方に換向させるステアリングリンク
と連結した第一のリンクアームと連動する可動鉄片の動
きに応じて電圧を発生する第一の発信器側差動変圧器
と、操向角感知器に連結した第二のリンクアームと連動
する可動鉄片の動きに応じて電圧を発生する第二の発信
器側差動変圧器と、第一または第二の発信器側差動変圧
器のいずれかの作動回路を切り替えるリレーを有し、該
リレーにより切り替えられた第一または第二の発信器側
差動変圧器の発生電圧に応じて作動する受信器側差動変
圧器に連動するリンク機構により上記伝達トルク二軸可
変分配装置を作動させることを特徴とするステアリング
システムにある。

【０００５】伝達トルク二軸可変分配装置は、原動軸に
円筒状体が連結され、２つに分離した各従動軸が独立し
て軸直角方向に僅かに平行移動可能なように配設され、
上記円筒状体と従動軸との間に圧接手段を介在させ、各
従動軸を軸直角方向に適宜移動させて上記圧接手段を介
して原動軸から各従動軸に任意の回転トルクが伝達され
るように構成されていることが好ましい。

【０００６】上記伝達トルク二軸可変分配装置として
は、本発明者が特許権者である、『特許第１８８４４１
４号』に係る装置を利用するのが特に好ましい。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例の形態を、
図示例とともに説明する。図１は本発明のステアリング
システムの全体構成を示す図である。図１において、１
は直流／交流変換器である。２はステアリングハンドル
と連動するステアリングリンクで、該ステアリングリン
ク２と連結した第一のリンクアーム３と可動鉄片４は連
動し、この可動鉄片４の変位量（左右方向）に応じて第
一の発信器側差動変圧器５は電圧を発生する。６は受信
器側差動変圧器、７は可動鉄片、８は可動鉄片７の動き
に連動する第三のリンクアーム、９は第三のリンクアー
ム８の動きに追随するリンクレバー、１０は増幅器、１
１はサーボモータである。

【０００８】１２は操向角感知器であり、該操向角感知
器１２は、点１３を中心として両側にウエイトバランス
１４ａ、１４ｂを有し、該ウエイトバランスは上方から
見て右方向あるいは左方向に旋回可能である。１５はウ
エイトバランスの位置を保持するための低張力のスプリ
ングである。

【０００９】第二のリンクアーム１６はウエイトバラン
ス１４ａと連結され、リンクアーム１６と可動鉄片１７
は連動し、この可動鉄片１７の変位量（左右方向）に応
じて第二の発信器側差動変圧器１８は電圧を発生する。

【００１０】操向角感知器１２のウエイトバランス１４
ｂが接点１９ｂに当接すると、回路２０が閉じられて、
リレー２１は図１に示すように、第二の発信器側差動変
圧器１８を作動する回路に切り替えられ、一方、ウエイ
トバランス１４ｂが接点１９ａまたは１９ｂのいずれに
も当接しないときは、回路２０は開かれて、リレー２１
は第一の発信器側差動変圧器５を作動する回路に切り替
えられる。

【００１１】図２はリンクレバー９により作動させるに
好適な伝達トルク二軸可変分配装置の側断面を示す図で
ある。図２において、３１は原動軸であり、原動軸３１
の端部には、はす歯傘歯車３２が装着され、該はす歯傘
歯車３２と噛み合うはす歯傘歯車３３が、円筒状体３４
の一側面側に形成されたフランジ部と一体的に螺着され
ている。円筒状体３４の両側面側には隔壁３５が、中央
には隔壁３６が形成されている。隔壁３５の外側に設け
られたローラー軸受３７を介して円筒状体３４は枠体３
８に支持されている。

【００１２】円筒状体３４の隔壁３５と３６の間には、
その一部の拡大図である図３に示すように、インボリュ
ートスプライン３９が形成され、このインボリュートス
プライン３９には、外周にスプライン歯が形成された複
数の薄肉円板体４０が装着されている。さらに図３に基
づいて説明すると、外周にスプライン歯が形成されると
ともにその側面が断面形状において平坦面とテーパ面か
らなり、テーパ面は極めて大きな曲率半径Ｒ₁からなる
曲線で、内周側で薄肉状となる円板体４１が上記複数の
薄肉円板体４０と隔壁３５との間の左右の空間のそれぞ
れにおいて上記インボリュートスプライン３９に装着さ
れている。

【００１３】円筒状体３４の回転中心部において、円筒
状体３４を貫通して形成された空間には従動軸４２が配
設され、この従動軸４２は中央で分離され、各従動軸は
軸受４３を介して連結部材４４と連結されており、各従
動軸は独立して軸直角方向に僅かに平行移動可能であ
る。

【００１４】従動軸４２の中央で分離された軸端側に
は、図３に示すように、インボリュートスプライン４５
が形成され、このインボリュートスプライン４５上に
は、内周にスプライン歯の形成された複数の薄肉円板体
４６が前記複数の薄肉円板体４０と相互に入り込むよう
に且つ従動軸の軸方向に僅かに移動可能なように装着さ
れている。さらに、従動軸４２の分離された軸の各々に
は、上記円板体４１のテーパ面と接触することが可能な
ように、内周にスプライン歯が形成されるとともにその
側面が断面形状において平坦面とテーパ面からなり、テ
ーパ面は上記曲率半径Ｒ₁より僅かに小さい曲率半径Ｒ
₂からなる曲線で、外周側で薄肉状となる円板体４７が
上記インボリュートスプライン４５に装着されている。
係る円板体４１のテーパ面と円板体４７のテーパ面が圧
接することによりトルク伝達が行われる。

【００１５】図２において、中央で分離された従動軸４
２の各々は、軸受４８、シール部材４９を介して支持部
材５０に支持され、この支持部材５０は張力ピン５１に
よって該ピンの軸方向に僅かに移動可能である。張力ピ
ン５１に外装した部材５２はナット５３に螺合してい
る。これらの螺子切り方向は、左右逆方向である。すな
わち、図２において、右側の「部材５２−ナット５３」
の螺合方向は右螺子方向、左側の「部材５２−ナット５
３」の螺合方向は左螺子方向である。さらに、部材５２
にはロックナット５４が固着されている。さらに、枠体
５５とナット５３との間には、皿バネ５６と軸受５７が
介装されている。張力ピン５１は枠体５５に対して回動
自在に支持されており、左右のロックナット５４は上記
リンクレバー９に連結されている。

【００１６】従動軸４２の軸端側と反対側の出力端部
は、自在継手およびプロペラシャフトにより車輪と連結
されている。

【００１７】以上のように構成される本ステアリングシ
ステムは以下のように作動させることができる。

【００１８】カーブ走行時において、図４に示す、カー
ブ接線方向に対する操向角感知器１２で感知した角度θ
が一定値以下（θ≦θ₀)の場合、バランスウエイト１４
ｂは接点１９ａ、１９ｂのいずれにも接触せず、回路２
０は開いた状態にある。このときリレー２１は第一の発
信器側差動変圧器５を作動させる方向に切り替えられて
いる。そして、ステアリングハンドルと連動するステア
リングリンク２の動きに対応して、第一のリンクアーム
３と連動する可動鉄片４は右あるいは左方向に変位し、
この変位量に対応した差動電圧が第一の発信器側差動変
圧器５に発生する。受信器側差動変圧器６では、この電
圧を増幅器１０によって増幅し、サーボモータ１１を作
動させる。その結果、可動鉄片７を変位させ、送られて
きた差動電圧と方向反対の電圧を生じる。可動鉄片７は
両電圧が等しくなるまで変位する。

【００１９】そして、この可動鉄片７の動きは第三のリ
ンクアーム８を経てリンクレバー９に伝達される。この
リンクレバー９の動きを受けて、ロックナット５４に連
結された左右の部材５２はナット５３を締める方向また
は緩める方向に回転する。この回転角度に相当する部材
５２の螺子ピッチ分だけ、左右の各張力ピン５１は軸方
向に移動する。いま、左側の張力ピン５１が皿バネ５６
を変形させて従動軸４２に接近するように軸方向に移動
する場合、右側の張力ピン５１は従動軸４２から遠ざか
るように軸方向に移動する。このようにして、従動軸４
２の左右において、一方の側は従動軸を押し進めるよう
な動きをし、他方の側は従動軸を引き戻すような動きを
する。

【００２０】すなわち、図３の左側の従動軸において、
テーパ面を有する円板体４７が皿バネ５６の変形分だけ
押圧されて上方に移動し、移動した側で円筒状体３４に
装着されたテーパ面を有する円板体４１と従動軸４２に
装着された円板体４７との間隙がなくなり、両方のテー
パ面がすべり接触する。円板体４７と円板体４１のテー
パ面が圧接する結果生じる力の水平方向の分力により、
薄肉円板体４６と薄肉円板体４０が横方向に押圧され
る。その結果、テーパ面を有する円板体４７、４１と隔
壁３６との間において、両薄肉円板体４６と４０が完全
に接触する。このようにして、原動軸３１から従動軸４
２に回転トルクの伝達が行われるが、本発明において
は、従動軸は中央で分離されており、しかも左右の張力
ピン５１に外装した部材５２とナット５３との螺合方向
は左右において逆方向であるから、左右の車輪へのトル
ク伝達量を変更することができる。

【００２１】次に、カーブ走行時において、いわゆるオ
ーバーステア状態となって、図４に示す、カーブ接線方
向に対する操向角感知器１２で感知した角度θが一定値
を超えると（θ＞θ₀)、図１に示すように、バランスウ
エイト１４ｂは接点１９ｂに当接し、回路２０は閉じた
状態になる。このときリレー２１は、第二の発信器側差
動変圧器１８を作動させる方向に切り替えられる。この
第二の発信器側差動変圧器１８の可動鉄片１７の変位量
は上記角度θに伴う第二のリンクアーム１６の動きに対
応するものであるが、この可動鉄片１７の変位量は『θ
≦θ₀』の条件下における上記可動鉄片４の変位量より
十分小さくなるように設定されており、この変位に対応
して第二の発信器側差動変圧器１８に発生した差動電圧
は、受信器側差動変圧器６で増幅器１０によって増幅さ
れ、サーボモータ１１を作動させる。その結果、可動鉄
片７を移動させ、送られてきた差動電圧と方向反対の電
圧を生じ、この可動鉄片７は両電圧が等しくなるまで変
位する。以後、上記と同様にして、原動軸３１から従動
軸４２に回転トルクの伝達が行われるが、この伝達トル
ク量は『θ≦θ₀』の条件下における値と比べて十分に
小さく、内外輪トルク差小の弱アンダーステア状態での
走行が可能となる。

【００２２】そして、再び、カーブ接線方向に対する操
向角感知器１２で感知した角度θが一定値以下（θ≦θ
₀)になると、上記したトルク伝達方法により、原動軸３
１から左右に分離した従動軸４２に効率よくトルクが伝
達されて、安定した走行が行われる。

【００２３】このようにして、本発明のステアリングシ
ステムによれば、『オーバーステア状態』は瞬時にして
『弱アンダーステア状態』に自動的に切り替えられるの
で、安定したカーブ走行が可能となる。

【００２４】さらに、本発明のステアリングシステム
は、カーブ走行に際しての荷重条件に無関係であり、例
えば、本発明のステアリングシステムをトラックに適用
した場合、空荷でも積み荷が満載状態でも同様に機能す
るので、荷重の有無により運転感覚を変える必要がな
く、運転者は走行安定性の向上を実感することができ
る。

【００２５】上記操向角感知器１２による設定角度θ₀
および第二の発信器側作動変圧器１８の可動鉄片１７の
変位量はそれぞれ、ウエイトバランスの位置調整および
リンクアームの寸法調整を行うことにより調節可能であ
り、運転者の希望する走行状態を任意に設定することが
できる。

【００２６】また、直進走行の場合には、原動軸３１か
ら従動軸４２の左右に分離した各軸に均等にトルクが伝
達されるので、従動軸４２はあたかも１本の軸のごとく
機能する。

【００２７】なお、回路２０を常時開放するためのスイ
ッチ２０ａを設け、スポーツカーに本発明ステアリング
システムを適用した場合、ドライバーの技量次第で超強
力オーバーステアをカウンターステアで操りつつフルス
ロットルでカーブを走り抜けることも可能であり、レー
シング周回タイムの向上は間違いないと思われる。

【００２８】

【発明の効果】本発明によれば、カーブ走行時における
オーバーステア状態を瞬時にして弱アンダーステア状態
に自動的に切り替えることができるので、安定したカー
ブ走行を享受することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のステアリングシステムの全体構成を示
す配置図である。

【図２】伝達トルク二軸可変分配装置の側断面図であ
る。

【図３】図２の一部を拡大して示す図である。

【図４】車両のカーブ走行状態を模式的に示す図であ
る。

【符号の説明】

２…ステアリングリンク３…第一のリンクアーム４、７、１７…可動鉄片５…第一の発信器側差動変圧器６…受信器側差動変圧器８…第三のリンクアーム９…リンクレバー１２…操向角感知器１６…第二のリンクアーム１８…第二の発信器側差動変圧器２１…リレー３１…原動軸３４…円筒状体４２…従動軸

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】原動軸側と従動軸側の間に介装された伝
達トルク二軸可変分配装置を作動させるステアリングシ
ステムであって、ステアリングハンドルと連動して車輪
を右方または左方に換向させるステアリングリンクと連
結した第一のリンクアームと連動する可動鉄片の動きに
応じて電圧を発生する第一の発信器側差動変圧器と、操
向角感知器に連結した第二のリンクアームと連動する可
動鉄片の動きに応じて電圧を発生する第二の発信器側差
動変圧器と、第一または第二の発信器側差動変圧器のい
ずれかの作動回路を切り替えるリレーを有し、該リレー
により切り替えられた第一または第二の発信器側差動変
圧器の発生電圧に応じて作動する受信器側差動変圧器に
連動するリンク機構により上記伝達トルク二軸可変分配
装置を作動させることを特徴とするステアリングシステ
ム。
【請求項２】伝達トルク二軸可変分配装置が、原動軸
に円筒状体が連結され、２つに分離した各従動軸が独立
して軸直角方向に僅かに平行移動可能なように配設さ
れ、上記円筒状体と従動軸との間に圧接手段を介在さ
せ、各従動軸を軸直角方向に適宜移動させて上記圧接手
段を介して原動軸から各従動軸に任意の回転トルクが伝
達されるように構成されていることを特徴とする請求項
１記載のステアリングシステム。