JPH1071957A

JPH1071957A - ステアリング装置、特に自動車のステアリング装置

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Publication number: JPH1071957A
Application number: JP9183279A
Authority: JP
Inventors: Hubert Dipl Ing Bohner; ボーナーフーベルト; Martin Dipl Ing Moser; モーゼルマーテイン
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1996-06-26
Filing date: 1997-06-25
Publication date: 1998-03-17
Anticipated expiration: 2017-06-25
Also published as: GB9713443D0; JP2814375B2; DE19625503C1; ITRM970294A0; GB2314538A; ITRM970294A1; IT1291906B1; FR2750392A1; US5896942A; GB2314538B

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】ステアリング・シャフトの狭い空間でも取り
付できるコンパクトなステアリング装置の提供。【解決手段】機械的機構は、ステアリング・シャフト
・ピニオンとそれに接続されるラックを含み、ラックは
ピストン・ロッドとして機能し、ピストンはシリンダー
の中で軸方向に動くようにガイドされ、ピストンはピス
トン・ロッドと共に駆動ユニットを構成し、駆動ユニッ
トにより、直線的に弾性的伸縮をする少なくともひとつ
の要素部品がこの機構に接続される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、請求項１の初めの導入
節に記載された、特に自動車に使用できるステアリング
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ステアリング角度入力装置とステアリン
グ角度設定装置の間が機械的に接続される通常のステア
リング装置に比べて、これら二つの装置の間が非機械的
に接続されるステアリング装置では、ステアリング角度
設定装置からステアリング角度入力装置への反発トルク
の直接の機械的な伝達が行われない。ステアリング角度
入力装置とステアリング角度設定装置の間が非機械的に
接続されるステアリング装置に対して、自動車の運転者
にとってなじみの深いこのフィードバック情報をもたせ
るために、ステアリング・シャフトに反発トルクを作る
装置を接続する実施例が知られている。例えば、ＤＥ−
Ａ１４２４１８４９は、ステアリング・ハンドル
に付属のステアリング・シャフトがついていて、ステア
リング角度設定装置が電気的にそこに接続され、ステア
リング・シャフトには、トルクをかけるユニットの手段
によって、速度および／あるいは運転者の動作意図に応
じて反発トルクがかけられる、車両または船舶のステア
リング・システムを開示している。

【０００３】優先公表ではないが先のドイツ特許請求１
９５３９１０１．２では、最初に述べたタイプのス
テアリング装置の記載がされており、これによると、反
発トルクを作る装置には、一方には返りバネの装置があ
り、もう一方にはステアリング・シャフトに接続された
モータがある。ひとつの典型的な実施例では、返りバネ
装置は、ステアリング・シャフトに直角に配置された二
つのヘリカルな圧縮バネと、その間に配置され機械装置
によりステアリング・シャフトに接続された駆動プレー
トとで構成される。もう一つの例では、ステアリング・
シャフトに同軸のピストン・シリンダー・ユニットが装
備され、そのＵ形をしたピストンは、ステアリング・シ
ャフトを囲むヘリカルな圧縮バネにより、ステアリング
・シャフト上にある穴あきプレートに対して、回転でき
ない形で押し付けられる。その反対端の領域では、ピス
トンはシリンダーと共同して圧力流体で満たされる動作
空間の範囲を制限する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の基礎をなす技
術的課題は、始めに述べたタイプの新しいステアリング
装置で、反発トルクの発生とコンパクトな製作という点
に関して最適化されたステアリング装置を提供すること
にある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、請求項１−６
に特徴づけられるステアリング装置を提供することによ
り、この課題を解決する。

【０００６】請求項１によるステアリング装置では、反
発トルクを機械的に作り出す装置をステアリング・シャ
フトに接続する機構が、ステアリング・シャフト・ピニ
オンとそれに噛み合い少なくとも一つのピストンに対す
るピストン・ロッドとして作用するラックを含み、ピス
トンはシリンダーの中で軸方向に運動するようにガイド
され、ピストン・ロッドと共に駆動を構成し、駆動用ユ
ニットにより、弾性的に直線的な伸縮をする要素装置が
この機構に接続される。この機構のデザインは、ステア
リング角度入力装置と反発トルクを機械的に作り出す装
置から構成されるシステムの構造をコンパクトなものに
し、どんな望ましい伝達比の設定をも可能にする。調節
可能なハンドルのついた自動車では、本システムのコン
パクトな構造は、ステアリング・シャフトがピボット構
造で取り付けられる足部の空間を著しくは制限しないと
いう利点がある。さらに、この機構は、ステアリング角
度が３６０°を越える場合においても、立ち上がり反発
トルクの設定を可能にする。

【０００７】請求項２にしたがって開発されたステアリ
ング装置の場合には、機械的に反発トルクをつくる装置
が、ステアリング・シャフトに対して直角方向にコンパ
クトな形で対称的に配置され、一つのラックがお互いに
反対方向に位置する二つのピストンに対して共通のピス
トン・ロッドとして動作し、ピストンの一方は、ステア
リングの方向、つまりステアリング・シャフトがその中
央位置から一方向に、またはもう一方の方向に回転され
るに応じて、すべての場合に、ラックの運動と共に動
く。

【０００８】請求項３にしたがって開発されたステアリ
ング装置では、反発トルクを機械的につくる装置がシリ
ンダーに収められた二つのピストンを含み、それぞれの
ピストンに対向して、線形に弾性変化できる部品として
のヘリカル圧縮バネが支持されている。この方式での更
なる発展として、請求項４によると、シリンダーは、ス
テアリング・シャフトの隣りに、その長手方向の軸をス
テアリング・シャフトと平行にして配置され、この場合
には、ステアリング・シャフトに直角な必要設置スペー
スを小さくすることができる。

【０００９】請求項５にしたがって開発されたステアリ
ング装置の場合には、対応するバネ・ストップ部品がラ
ックとピストンとの間の接続部品として機能し、このバ
ネ・ストップ部品が、ハンドルとステアリング・シャフ
トの間のねじれに対する弾性的接続の役割を果たし、騒
音の減衰に寄与する。

【００１０】請求項６によるステアリング装置の場合に
は、その機構は、ステアリング・シャフトに回転できる
ように接続された偏芯ディスクを含み、ディスクの外周
にピストンのピストン・ロッドの一方の端があたり、ピ
ストンは、シリンダーの中を軸方向に運動するようにガ
イドされ、ピストン・ロッドとともに、直線的な弾性変
形を受ける少なくとも一つの部品に接続するための駆動
ユニットを形成する。ステアリング・シャフトの回転運
動と、直線的に弾性変化を受ける要素部品の直線運動と
の間に要求されるトランスミッション特性は、偏芯ディ
スクの形状とこの機構のトランスミッション比の適切な
選択により設定される。

【００１１】請求項７にしたがって開発されたステアリ
ング装置の場合には、シリンダーの中で、ピストンが、
圧力流体で満たされる少なくとも一つの動作空間の範囲
の境界を決める。圧力流体に適切な圧力をかけることに
より、直線的に弾性変化する要素部品の弾性力に加えら
れる、あるいは差し引かれる圧力が、必要な反発トルク
特性を設定するためにつくられる。

【００１２】請求項８にしたがって開発されたステアリ
ング装置の場合には、反発トルクを電気的につくるモー
タを装備した装置が加わり、特に、つくられる全反発ト
ルクは、低速領域では、ステアリング角度の変化に対し
て一定の方式でそれに反発するように動作し、高速領域
では、ステアリング角度の増加に対応して一定の方式で
それに反発するようにする。これは、低速運行では、運
転者が前方直線方向の位置にハンドルを戻すときには、
ハンドルを比較的大きく回すときとほぼ同じ量のステア
リング・トルクを加える必要があることを意味し、一
方、高速領域では、前方直線方向の位置へのハンドルの
戻りが自動的に支援されていることを意味する。

【００１３】本発明の望ましい実施例は、以下の図面に
例示され、以下に記述されている。

【００１４】

【実施例】図１は、ステアリング角度入力装置とステア
リング角度設定装置の間に非機械的なエレクトロニクス
による接続がおこなわれている、自動車のステアリング
装置の全体図を示す。ステアリング角度入力装置は、ハ
ンドル（１）とそれに接続されたステアリング・シャフ
ト（２）、およびステアリング・シャフト（２）に反発
トルクをつくるためのシステム（３）を含む。ステアリ
ング角度設定装置は、油圧サーボ・システム（４）と、
付随するピストン・シリンダー・サーボユニット（５）
を含み、そのサーボユニットに車両の前輪（７ａ、７
ｂ）のステアリング・ギヤ（６）が接続されている。ス
テアリング・シャフトのジャケット管とステアリング・
ギヤ（６）の間の機械接続としての通常のステアリング
・コラムは省略されている。その代わり、情報は、ステ
アリング・シャフトの対応する回転位置の方法によって
エレクトロニックス制御ユニット（８）に伝達され、こ
の制御ユニットが、連結されるステアリング角度、すな
わちこの場合には前輪（７ａ、７ｂ）の角度を設定する
ために油圧サーボ・システム（４）を駆動する。制御ユ
ニット（８）に必要な更なる入力情報は、さまざまな計
測要素機器、例えばハンドルの角度を計測するセンサー
（１０）、ハンドルのトルクを計測するセンサー（１
１）、車輪の角度のセンサー（１２）、車輪の速度セン
サー（１３）のような機器からの計測信号を受けるセン
サー・ユニット（９）によって供給される。他の要素部
品に対しては、通例の従来型構造を選択することができ
るけれども、ステアリング角度入力装置に関する、特に
反発トルクをつくるシステム（３）に関する本発明によ
るさまざまな実施例については、以下により詳細にわた
って説明されよう。

【００１５】図２は、このことに関する第一の典型的な
実施例を示す。ここで、ハンドル（１）はハウジング
（１４）の中で、ステアリング・シャフト（２）の方法
により、一つの固定位置ベアリング（１５）と二つの浮
動ベアリング（１６、１７）によって固定される。ある
一定の長さにわたって、ステアリング・シャフトはピニ
オン（２ａ）として形作られ、ステアリング・シャフト
に対して直角におかれたラック（１８）がピニオンに対
して噛み合わさる。ラック（１８）は、ステアリング・
シャフト（２）の両側に置かれた、二つのＵ字形をした
ピストン（１９ａ、１９ｂ）の中のガイド・チャンネル
をガイドされ、ピストンはステアリング・シャフト
（２）の両側に位置する二つのシリンダー（２０ａ、２
０ｂ）の中をステアリング・シャフト（２）に直角に軸
方向の運動ができるようにガイドされる。二つのピスト
ン（１９ａ、１９ｂ）は、ステアリング・シャフト
（２）の直近にある対応する付随のストップ（２３）の
方向に向けて、対応するつる巻圧縮バネ（２１ａ、２１
ｂ）により押され、一方、圧縮バネは、一方の端ではシ
リンダーの底部にある対応するゴムのワッシャ（２２）
で支えられ、もう一方の端ではピストンの肩に支えられ
る。

【００１６】このように、ハンドルが図示された中央の
位置から右または左に回されたとき、それぞれの場合に
だけ、ラック（１８）と対応するピストン（１９ａ、１
９ｂ）の間に運動を接続する噛み合わせが生じる、例え
ばハンドルが左に回されたときに、図２の左側のピスト
ンは付随するストップ（２３）に対して初期状態に残
り、一方、もう一方のピストン（１９ｂ）は、ラック
（１８）によって付随のつる巻圧縮バネ（２１ｂ）の力
に抗して動かされる。ハンドルは右に回される時には、
二つのピストン（１９ａ、１９ｂ）が上記と逆の役割を
果たして、同様の状態がとられる。ストップ（２３）に
支えられる対応するピストンは、同時に、ラック（１
８）をガイドする役割を果たす。中央位置、すなわちハ
ンドルが真っすぐの位置付近の二つのピストン（１９
ａ、１９ｂ）の間の移り変わりがあまりかたくならない
ようにするため、それぞれのピストン（１９ａ、１９
ｂ）には横方向の穴（２４）があり、この穴が、ピスト
ン（１９ａ、１９ｂ）の中のガイドがストップへの接触
をする直前に空気が突然逃げるのを防ぐ。この処置が、
ハンドルの中央位置の回りで必要とされる制御量を少な
くする。反発トルクを機械的につくるこの受動的装置に
加えて、さらに、反発トルクを電気的につくる能動的装
置が提供され、この装置は、ウオーム・ギヤーの方式で
歯車（２６）によりステアリング・シャフト（２）に接
続される電動モータ（２５）から構成される。電動モー
タは、四極モードで動作し、こうして、望ましいステア
リング角度のどんな値の設定に対しても、ハンドル
（１）に駆動および遅延反発トルクをつくることができ
る。図２は、また、端部カバー（２７）に取り付けられ
たステアリング・シャフト（２）の角度センサー（２
８）を示し、該センサーは、ステアリング・シャフト
（２）の回転位置を、変化量として、および絶対値で読
み取る。

【００１７】ステアリング装置の動作中、ステアリング
・シャフト（２）、したがってハンドル（１）につくら
れる反発トルクは、車両速度に依存して電動モータ（２
５）に指定されるが、反発トルクを機械的につくる装置
では、その本質からして、ステアリング角度の絶対値に
線形に依存する、例えばハンドルの中央位置では３Ｎｍ
のトルクを、また最大のステアリング角度である約５５
０°の角度の場合には５Ｎｍの反発トルクをつくる。
低速走行の領域では、電動モータ（２５）は、電動モー
タによる反発トルクと機械的につくられる反発トルクの
合計が、ハンドル角度にかかわらず、例えば３Ｎｍで一
定であり、それぞれの場合に、ハンドル角度の変化の方
向と反対方向に反発トルクが働く。これは、ハンドル角
度の絶対値の大きな方向では、電動モータ（２５）は、
ハンドル角度の小さな絶対値の方向に働く反発トルクを
つくり、この反発トルクは、ハンドルの中央位置ではゼ
ロから大きくなり、ハンドル角度が最大のところでー２
Ｎｍに達することを意味する。ハンドルの返り動作の場
合には、電動モータ（２５）が機械的装置の反発トルク
を付加的に補償し、したがって、この場合には、ハンド
ル角度の大きな絶対値の方向に働くー３Ｎｍという一定
の反発トルクが生じることとなる。この目的のため、電
動モータ（２５）によりつくられるハンドル中央位置で
のー６Ｎｍの反発トルクは、最大のハンドル角度ではー
８Ｎｍにあがる。

【００１８】一方、高速運行の領域では、ハンドルの回
転の方向にかかわらず、一様な全反発トルク、例えば５
Ｎｍの値が設定される。この目的のため、電動モータ
（２５）は、ハンドル角度の絶対値が大きくなると減少
する方向で、機械的に反発トルクをつくる装置の動作を
補償する。つまり、この補償トルクの大きさは、ハンド
ル中央位置では２Ｎｍであり、ハンドル角度の絶対値の
最大のところではゼロである。中間の速度領域では、対
応する速度領域で特に利点がある、これら二つの反発ト
ルク特性の間の滑らかな移行が、要求に応じて提供され
る。

【００１９】図３と図４は、図１に示されたタイプのス
テアリング装置の結合装置を示し、該装置は機械的およ
び電気的に反発トルクをつくる。ハウジング（２９）の
中の適切なベアリングの手段によりガイドされるステア
リング・シャフト（３０）は、一定部分でピニオンとし
て配置され、ステアリング・シャフト（３０）に対して
垂直で、圧縮バネ（３３）によりハウジング（２９）に
支持されるスラスト部品（３２）によってステアリング
・シャフト・ピニオンに押し付けられたラック（３１）
がピニオンと噛み合っている。ステアリング・シャフト
の回転位置を測定するセンサー（３５）が、ギヤー歯車
結合（３４）により接続されている。図２の例と同じ結
合方式で、反発トルクをつくる電動モータが、ウォーム
（３６）とウォーム歯車（３７）によりステアリング・
シャフト（３０）に連結され、ここで電動モータは、記
述されるすべてのほかの例と同じように、自分で固定さ
れない自由な形となるように設計されている。

【００２０】この実施例では、機械的に反発トルクをつ
くる装置は二つのＵ字形をしたピストン（３９ａ、３９
ｂ）を含み、それらのピストンはシリンダー（３８）の
中でミラー対称に配置され、その間に置かれた一個のヘ
リカルな圧縮バネ（４０）により押し離される。シリン
ダー（３８）は、その長手方向の軸がステアリング・シ
ャフト（３０）に対して直角になるように、シャフトの
一方の側に配置され、ラック（３１）の反対側に突き出
た部分を受けるのに十分長い収納スリーブ（４１）がも
う一方の側に配置される。

【００２１】ラック（３１）は共通のピストン・ロッド
を通じて両方のピストン（３９ａ、３９ｂ）に連結さ
れ、ピストン・ロッドは、ガイド管（４２）がその間に
配置された状態で図４の右手にあるピストン（３９ｂ）
を突き抜け、間に挟まれたプラスチック製のリング（４
３）を経由して、輪状の肩部によりピストンの端部に対
して軸方向に押さえられる。シリンダーの端部から細い
ボルト部分のついたラック（３１）が突き出し、もう一
方のピストン（３９ａ）の端を通して伸び、そこで再び
太くなった端部でおわり、それが調整スリーブ（４４）
の中で付随するピストン（３９ａ）がスライドする外側
に沿ってガイドされる。ラック（３１）は、もう一つの
プラスチック製のリング（４５）を通じて、ピストン
（３９ａ）の端部に対して、その端部にある輪状の肩部
分により押さえられる。調整スリーブ（４４）は、シリ
ンダー（３８）にねじ込まれ、このスリーブの軸方向の
位置を変えることにより、ヘリカルな圧縮バネ（４０）
の前もっての負荷を調節することができる。調節スリー
ブ（４４）と付随するピストン（３９ａ）の間のプラス
チック製のリング（４６）は、これらの二つのスチール
部品がお互いに激しくぶつかるのを防ぎ、したがって騒
音を減少させる役割を果たす。

【００２２】ラックが図４で右側に動く場合、右側のピ
ストン（３９ｂ）は最初の状態に留まり、一方、左側の
ピストン（３９ａ）はラック（３１）によって引っ張ら
れ、ヘリカル圧縮バネ（４０）を圧縮する。同様に、ラ
ック（３１）が左側に動く場合、左側のピストン（３９
ａ）が最初の状態に留まり、一方、右側のピストン（３
９ｂ）が、ヘリカル圧縮バネ（４０）の力の抗して左側
に動く。ラック（３１）と対応するピストンの端部との
間のプラスチック製のリング（４３、４５）は、一方で
は騒音を減少させる機能をもち、もう一方では、この装
置でつくられる反発トルクの特性で、ハンドル角度に依
存して、鋭い、しかし荒っぽくはない立ち上がり特性を
保証する。この機能により、二つの輪状のリング（４
３、４５）は、ハンドルとステアリング・シャフト（３
０）の間のねじれに対して弾性的な連結の役割を果た
す。

【００２３】図３および図４の装置の場合には、反発ト
ルクの生成が、さらに付加的に、液体もしくはガスの圧
力流体を使用する圧力流体回路により影響を受けるよう
にできる。この目的のため、シリンダー（３８）は第一
の圧力流体ポート（４７）をもち、それは、一方では調
整スリーブ（４４）により、またもう一方では左側のピ
ストン（３９ａ）によって囲まれた圧力流体空間（４
８）に通じており、そして、シリンダーは第二の圧力流
体ポート（４９）をもち、それは、一方ではガイド管
（４２）により、またもう一方では右側のピストン（３
９ｂ）によって囲まれた第二の動作空間（５０）に通じ
ている。対応する動作空間（４８、５０）に流体が満た
されると、ヘリカル圧縮バネ（４０）の力に抗する対応
するピストン（３９ａ、３９ｂ）に働く圧力は、ピスト
ン（３９ａ、３９ｂ）がこの圧力によって反発トルクが
減少されるようにのみラック（３１）に力を与える方向
で影響を及ぼす。もし、ピストン（３９ａ、３９ｂ）に
かかる流体による圧力がヘリカル圧縮バネ（４０）の力
を越えるならば、対応するピストン（３９ａ、３９ｂ）
は、ヘリカル圧縮バネ（４０）の弾性力に抗して動き、
その結果、対応する方向へのラックの動きは、あらかじ
め決められたある長さにわたって、ヘリカル圧縮バネ
（４０）による反発トルクから自由になり、同時に、ラ
ックの反対方向への動き、すなわちハンドルの反対方向
への動きに対する反発トルクは、圧力流体による圧力の
値にまで増加する。

【００２４】一方、図２に示されるこの装置の機能に対
応しては、反発トルクをつくるモータに加えて、圧力流
体回路が必要な反発トルクに対応する設定のために使用
され、特に、状況に応じた必要な方法でヘリカル圧縮バ
ネ（４０）の圧力を補償するために使用される。

【００２５】図５に示される更なる実施例は、ハンドル
（１）に反発トルクをつくる動作モードの点では、図３
および図４の配置に完全に対応しているが、それぞれの
部品の位置どりの点では、図３および図４と異なってい
る。特に、図５の装置もまた二つのピストン（５２ａ、
５２ｂ）をもつシリンダー（５１）を含み、二つのピス
トンはシリンダーの中でミラー対称に配置され、軸方向
に動けるようにガイドされ、そしてヘリカル圧縮バネ
（５３）により押し広げられている。さらにこの場合も
また、図３および図４の例に対応する圧力流体回路が、
必要な仕方で反発トルク特性に付加的な効果を与えるよ
うに装備されている。対応するピストン（５２ａ、５２
ｂ）に加えて、対応するガイド（６２ａ、６２ｂ）が、
付随する圧力流体動作空間の軸方向の境界として機能す
る。しかしながら、特徴的には、本装置では、シリンダ
ー（５１）はステアリング・シャフト（２）の隣に、そ
の長手方向の軸がシャフトの軸と平行になるように配置
され、該ステアリング・シャフトは適切なベアリング
（５４、５５）で取り付けられている。これに対応する
方式で、二つのピストン（５２ａ、５２ｂ）に共通のピ
ストン・ロッドとして動作するラック（５６）もまたス
テアリング・シャフト（２）に平行に、そしてその側面
に配置される。ラック（５６）は機械的に中間シャフト
（５７）に接続され、そこに、一方では、相対的な回転
に対して固定されたラック（５６）と噛み合わさるピニ
オン（５８）があり、他方には、ステアリング・シャフ
ト（２）との相対的な回転が固定されるようにステアリ
ング・シャフトに取り付けられた傘歯車（６０）とカミ
合う傘歯車（５９）が装備されている。図５の装置で
は、反発トルクをつくる能動的な装置として機能する電
動モータ（２５）は、別のギヤー機構（６１）によって
ステアリング・シャフト（２）に接続される。図５に見
られるように、反発トルクをつくるシステムのこのデザ
インは、ステアリング・シャフト（２）に対する横方向
の装着空間を特に小さくすることができる。

【００２６】図６は、ドライバー・ユニットが、前記の
例に見られたようなラック接続を含まず、偏芯ディスク
接続で実現された実施例を示す。もっと詳細に述べる
と、反発トルクを機械的につくる装置を接続するという
目的は、このステアリング装置では、ステアリング・シ
ャフト（２）の隣に、それに平行に取り付けられた中間
シャフト（６３）による機構により実現され、中間シャ
フト上には、相対的回転に対して固定されたギヤー（６
３）と偏芯ディスク（６４）があり、このギヤーが、ピ
ニオンに形成されたステアリング・シャフト部分と噛み
合う。ピストン・ロッド（６５）が、偏芯ディスク（６
４）の外側円周に向かって取り付けられ、回転ローラー
（６６）を介して回転し、偏芯ディスク（６４）の外側
円周にあるノッチ（６７）が、ハンドルの中央固定位置
を決める。もう一方の端の部分（６８）では、ピストン
・ロッド（６５）は、一体化されたデザインで、シリン
ダー（６９）の中をガイドされるピストンを形成し、ピ
ストンにはシーリング・リング（７０）がはめ込まれて
いる。シリンダー（６９）の外側はヘリカルな圧縮バネ
（７１）により囲まれ、圧縮バネは、一方の端はシリン
ダーの端部フランジ（７２）に支持され、他端はピスト
ン・ロッド・フランジ（７３）に支持されて、このよう
にして、圧縮バネが、ピストン・ロッド（６５）を、偏
芯ディスクの外周に対して押し付ける。

【００２７】偏芯ディスク（６４）は、ステアリングの
双方向で対称的に、偏芯ディスクの回転角度が０°から
１８０°へ増加するとき、より強く、ヘリカル圧縮バネ
（７１）の力に抗して、ピストン・ロッド（６５）を押
し戻し、その結果、ヘリカル圧縮バネ（７１）の効果
で、対応する反発トルクが増加する結果となる。この機
構のデザインを簡単にするために、ステアリング・シャ
フト（２）に接続されたハンドルの十分の大きな回転角
度、例えば５００°が偏芯ディスクの半回転に相当する
ようにでき、これが、反発トルクを、前記の実施例と同
じように、ハンドルの角度の関数として微妙に調節する
ことを可能にする。さらに加えて、この装置によりつく
られる反発トルクが、前と同じく圧力流体回路の手段で
変化させることができ、この目的のために、シリンダー
（６９）と、ピストン・ロッド（６５）と一体としてつ
くられたピストン（６８）とで囲まれた動作空間（７
５）への流体を導く流体入り口（７４）がある。この動
作空間（７５）が過剰な圧力になると、その圧力がピス
トン・ロッド（６５）に対して、ヘリカル圧縮バネ（７
１）の力と同じように作用するので、反発トルクを強化
するように働く。図示されるようにピストン・ロッド
（６５）をステアリング・シャフト（２）に対して直角
方向に配置する代わりに、もちろん平行な配置もまた考
えられ、この目的のためには、その機構は、例えば図５
に示されたタイプの傘歯車の手段を用いて修正される。

【００２８】ここに記述された実施例は、本発明による
ステアリング装置が、ステアリング角度設定装置から機
械的に切り離されているステアリング角度入力装置に対
して、反発トルクをつくる装置を含むことを示す。この
装置によって、効果的な反発トルク特性の設定ができ、
この装置は、ステアリング・シャフト付近の空間で非常
にコンパクトな形で、非常に狭いスペースしか要求せず
に取り付けられる。これは、例えば、自動車での調節可
能なハンドルの配置にとっては、反発トルクをつくる装
置もまたステアリング・シャフトと共に軸回転できるの
で有利な点である。

【図面の簡単な説明】

【図１】ステアリング角度入力装置とステアリング角度
設定装置の間にエレクトロニクス・システムがあると共
に、反発トルクをつくる装置がある自動車のステアリン
グ装置を示す構成ブロック図。

【図２】横方向に取り付けられた反発トルクをつくるた
めの二重シリンダー・ピストン装置を装備した、ステア
リング角度入力装置の縦断面図。

【図３】横方向に取り付けられた二重シリンダー・ピス
トン装置を装備した、ステアリング角度入力装置の縦断
面図。

【図４】図３の線ＩＶーＩＶに沿った断面図。

【図５】縦方向に取り付けられた反発トルクをつくるた
めの二重シリンダー・ピストン装置を装備した、ステア
リング角度入力装置の縦断面図。

【図６】偏芯ディスク機構をもち、反発トルクをつく
る、横方向に取り付けられたピストン・シリンダー装置
を装備したステアリング角度入力装置の構成断面図。

【符号の説明】

１ハンドル２ステアリング・シャフト３反発トルク・システム４油圧サーボ・システム５ピストン・シリンダー・サーボユニット６ステアリング・ギヤ７前輪８エレクトロニックス制御ユニット９センサー・ユニット１０角度計測センサー１１トルク計測センサー１２車輪角度計測センサー１３速度計測センサー１４ハウジング１５固定位置ベアリング１６、１７不動ベアリング１８ラック１９ピストン２０シリンダー２１つる巻圧縮バネ２２ワッシャ２３ストップ２４穴２５電動モータ２６歯車２７端部カバー２８角度センサー２９ハウジング３０ステアリング・シャフト３１ラック３２スラスト部品３３圧縮バネ３４ギヤー歯車結合３５位置測定センサー３６ウォーム３７ウォーム歯車３８シリンダー３９ピストン４０圧縮バネ４１収納スリーブ４２ガイド管４３リング４４調整スリーブ４５リング４６リング４７圧力流体ポート４８圧力流体動作空間４９圧力流体ポート５０圧力流体動作空間５１シリンダー５２ピストン５３圧縮バネ５４、５５ベアリング５６ラック５７中間シャフト５８ピニオン５９傘歯車６０傘歯車６１ギヤー機構６２ガイド６３ギヤー６４偏芯ディスク６５ピストン・ロッド６６回転ローラー６７ノッチ６８端部分６９シリンダー７０シーリング・ラック７１圧縮バネ７２端部フランジ７３ピストン・ロッド・フランジ７４流体入り口７５圧力流体動作空間

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ステアリング装置、特に自動車のステア
リング装置で、付随するステアリング・シャフトをも
つ、ユーザーが作動させるステアリング角度入力装置
（１）と、ステアリング角度入力装置に非機械的に接続
されるステアリング角度設定装置（４から６）と、ある
機械的機構でステアリング・シャフトに接続され、機械
的に反発トルクをつくり、弾性的に直線的な伸縮をする
少なくとも一個の要素部品（２１ａ、２１ｂ）をもち、
駆動ユニットの手段により機械的機構に接続される装置
を備えたステアリング装置で、その機械的機構は、ステアリング・シャフト・ピニオン
とそれに接続されるラック（１８）を含み、ラックは少
なくとも一つのピストン（１９ａ、１９ｂ）に対するピ
ストン・ロッドとして機能し、ピストンはシリンダー
（２０ａ、２０ｂ）の中で軸方向に動くようにガイドさ
れ、ピストンはピストン・ロッドと共に駆動ユニットを
構成し、駆動ユニットにより、弾性的に直線的な伸縮を
する要素部品がこの機構に接続されることを特徴とする
ステアリング装置。
【請求項２】機械的に反発トルクをつくる装置が、二
つのシリンダー（２０ａ、２０ｂ）をもち、それらがス
テアリング・シャフト（２）に対して直角に配置され、
それぞれは前記シリンダーの中で軸方向に動くようにガ
イドされるピストン（１９ａ、１９ｂ）をもち、ピスト
ンは付随するヘリカルな圧縮バネ（２１ａ、２１ｂ）に
支持され、両方のピストンに共通のピストン・ロッドが
あり、ラックの動きによって、一方のピストンはステア
リングの一方の方向とともに動き、もう一方のピストン
はステアリングのもう一方の方向とともにに動くことを
特徴とする、請求項１に記載のステアリング装置。
【請求項３】機械的に反発トルクをつくる装置が、二
つのピストン（３９ａ、３９ｂ）をもつシリンダー（３
８）を含み、二つのピストンの間に配置されたヘリカル
圧縮バネ（４０）がそれぞれの端部をピストンで支えら
れ、ラック（３１）が両方のピストンに共通のピストン
・ロッドとして機能し、ラックの動きによって、一方の
ピストンはステアリングの一方の方向とともに動き、も
う一方のピストンはステアリングのもう一方の方向とと
もに動くことを特徴とする、請求項１に記載のステアリ
ング装置。
【請求項４】シリンダー（５１）とラック（５６）が
ステアリング・シャフト（２）の隣に平行に配置され、
ラックが傘歯車（５９、６０）の装置でステアリング・
シャフトに連結されていることを更なる特徴とする、請
求項３に記載のステアリング装置。
【請求項５】それぞれのストップ部品（４３、４５）
が、ラック（３１）とピストン（３９ａ、３９ｂ）の間
の接続部品として使用されていることを更なる特徴とす
る、請求項２から４に記載のステアリング装置。
【請求項６】ステアリング装置、特に自動車のステア
リング装置で、付随するステアリング・シャフトをも
つ、ユーザーが作動させるステアリング角度入力装置
（１）と、ステアリング角度入力装置に非機械的に接続されるステ
アリング角度設定装置（４から６）と、ある機械的機構でステアリング・シャフトに接続され、
機械的に反発トルクをつくり、弾性的に直線的な伸縮を
する少なくとも一個の要素部品（２１ａ、２１ｂ）をも
ち、駆動ユニットの手段により機械的機構に接続される
装置を備えたステアリング装置で、その機械的機構は、回転角度を減じて回転できるように
ステアリング・シャフト（２）に接続された偏芯ディス
ク（６４）を含み、そのディスクの外側円周に対して、
シリンダー（６９）の中で軸方向に動くようにガイドさ
れるピストン（６８）のピストン・ロッド（６５）の一
方の端があたり、ピストン・ロッドとともに、直線的に
弾性変形を受ける少なくとも一つの部品に接続するため
の駆動ユニットを形成する。
【請求項７】ピストン（３９ａ、３９ｂ）が、シリン
ダー（３８）の中で、圧力流体で満たされる少なくとも
一つの作動空間（４８、４９）の境界を決めることを更
なる特徴とする、請求項１から６のひとつに記載のステ
アリング装置。
【請求項８】ステアリング・シャフト（２）に連結さ
れ、反発トルクを機械的につくる装置に加えて、反発ト
ルクを電気的につくるモータ（２５）を装備した装置が
加わり、つくられる全反発トルクは、低速領域では、ス
テアリング角度の入力にかかわらず基本的には一定で、
ステアリング角度入力に応じた変化に対応しての反発動
作が得られ、高速領域では、全反発トルクは、ステアリ
ング角度入力にかかわらず基本的に一定で、ハンドルの
中心位置の方向への動作が得られる装置をもつことを特
徴とする、請求項１から７に記載のステアリング装置。