JPS5911461B2 - ラツクピニオン式ステヤリングギヤ装置 - Google Patents
ラツクピニオン式ステヤリングギヤ装置Info
- Publication number
- JPS5911461B2 JPS5911461B2 JP13694680A JP13694680A JPS5911461B2 JP S5911461 B2 JPS5911461 B2 JP S5911461B2 JP 13694680 A JP13694680 A JP 13694680A JP 13694680 A JP13694680 A JP 13694680A JP S5911461 B2 JPS5911461 B2 JP S5911461B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rack
- wheel
- pitch
- pinion
- steering
- 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.)
- Expired
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、ラックピニオン式ステヤリングギャ装置の改
良に関するものである。
良に関するものである。
一般に、自動車のステヤリング機構きしては、アッカー
マンジオメトリ機構と平行リンク機構とが採用されてい
る。
マンジオメトリ機構と平行リンク機構とが採用されてい
る。
すなわち、前者のアッカーマンジオメトリ機構とは、第
４図に示すように、自動車Ａの旋回中心が後車軸Ａ、の
延長線上の点０にあり、内側および外側前車輪Ａｍ Ｊ
Ａ２が、その各車輪面と動径とがそれぞれ直角となる
ような内舵角αｉおよび外航角α０をなすことを理想と
する機構であり、したがって第６図イ線に示すように、
上記内舵角αｉと外航角α０との間に前者が後者より大
きくなるという差が生じる。
４図に示すように、自動車Ａの旋回中心が後車軸Ａ、の
延長線上の点０にあり、内側および外側前車輪Ａｍ Ｊ
Ａ２が、その各車輪面と動径とがそれぞれ直角となる
ような内舵角αｉおよび外航角α０をなすことを理想と
する機構であり、したがって第６図イ線に示すように、
上記内舵角αｉと外航角α０との間に前者が後者より大
きくなるという差が生じる。
このようなアッカーマンジオメトリ機構は、第４図に示
すように自動車が遠心力の影響を無視し得る極低速度（
約８／ａ／ｈ以下）で旋回走行する場合には、各車輪Ａ
１〜Ａ４は横滑りしないと考えられるので、そのままの
構成を適用することができ、これにより各車輪Ａ１〜Ａ
４は滑ることなく旋回中心０の周りをスムーズに旋回し
、良好な旋回性能を得ることができるとともにタイヤの
摩耗や鳴き等を防止することができる。
すように自動車が遠心力の影響を無視し得る極低速度（
約８／ａ／ｈ以下）で旋回走行する場合には、各車輪Ａ
１〜Ａ４は横滑りしないと考えられるので、そのままの
構成を適用することができ、これにより各車輪Ａ１〜Ａ
４は滑ることなく旋回中心０の周りをスムーズに旋回し
、良好な旋回性能を得ることができるとともにタイヤの
摩耗や鳴き等を防止することができる。
しかし、反面、自動車が高速度で旋回走行する場合には
、第５図に示すように、自動車に−γω２（ｗは自動車
の重量、ｇは重力加速度、γは自動車の重心の旋回半径
、ωは角速度）の大きさの遠心力が作用するため、この
遠心力につり合う大きさのコーナリングフォースＣ１〜
Ｃ４が各車輪Ａ１〜Ａ４に働らき、このとき各車輪Ａ１
〜Ａ４に発生する横滑り角θ１〜θ４により旋回中心Ｏ
が後車軸Ａ、延長線より前方に移動し、その結果、タイ
ヤが横滑りして、旋回性能が悪化するとともにタイヤの
摩耗や鳴き等が生じるという不具合を有する。
、第５図に示すように、自動車に−γω２（ｗは自動車
の重量、ｇは重力加速度、γは自動車の重心の旋回半径
、ωは角速度）の大きさの遠心力が作用するため、この
遠心力につり合う大きさのコーナリングフォースＣ１〜
Ｃ４が各車輪Ａ１〜Ａ４に働らき、このとき各車輪Ａ１
〜Ａ４に発生する横滑り角θ１〜θ４により旋回中心Ｏ
が後車軸Ａ、延長線より前方に移動し、その結果、タイ
ヤが横滑りして、旋回性能が悪化するとともにタイヤの
摩耗や鳴き等が生じるという不具合を有する。
これに対して、後者の平行リンク機構とは、両前車輪の
内外舵角を第６図口線に示すように等しく設定した機構
である。
内外舵角を第６図口線に示すように等しく設定した機構
である。
したがって、この平行リンク機構は、上記したアッカー
マンジオメトリ機構とは逆の特性、すなわち高速旋回時
には不具合は生じないが、低速旋回時にタイヤに滑りが
生じるという特性を有する。
マンジオメトリ機構とは逆の特性、すなわち高速旋回時
には不具合は生じないが、低速旋回時にタイヤに滑りが
生じるという特性を有する。
このため、従来、ナックルアームとタイ田ンドとの位置
関係を適宜選択することにより、両前車輪の内外舵角を
第６図ハ線にて示すようなアッカーマンジオメトリ機構
と平行リンク機構との妥協点に設定することが行われて
いるが、上記両者の各々が持つ不具合を完全に解消する
ことができないという憾みがある。
関係を適宜選択することにより、両前車輪の内外舵角を
第６図ハ線にて示すようなアッカーマンジオメトリ機構
と平行リンク機構との妥協点に設定することが行われて
いるが、上記両者の各々が持つ不具合を完全に解消する
ことができないという憾みがある。
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、ラック
ピニオン式ステヤリング機構において、上記ラックバ−
を長手方向に相対移動可能に２分割し、この２つのラッ
クバ−のうちの一方を左車輪に、他方を右車輪にそれぞ
れ操向リンクを介して連結するとともに、各ラックバ−
にラックを設け、該ラックを、操舵角が比較的小さい場
合にピニオンと噛合する中央部に対し車輪連結側のピッ
チが非車輪連結側のピッチよりも大きくなるように転位
形成することにより、低速旋回時、すなわち大舵角時に
は両ラックバ−の各ラックのピッチの相違によるストロ
ーク差により内航角を外舵角よりも大にしてアッカーマ
ンジオメトリ機構に近ずける一方、高速旋回時、すなわ
ち小舵角時には両ラックバ−のストローク差が零である
ことにより内航角と外舵角とを同じにして平行リンク機
構に近ずけるようにし、よって自動車の旋回走行時に速
度如何に拘らずタイヤの横滑りを少なくして、タイヤの
摩耗や鳴き等がなく、旋回性能の優れたステヤリングジ
オメトリ機構を有するラックピニオン式ステヤリングギ
ャ装置を提供せんとするものである。
ピニオン式ステヤリング機構において、上記ラックバ−
を長手方向に相対移動可能に２分割し、この２つのラッ
クバ−のうちの一方を左車輪に、他方を右車輪にそれぞ
れ操向リンクを介して連結するとともに、各ラックバ−
にラックを設け、該ラックを、操舵角が比較的小さい場
合にピニオンと噛合する中央部に対し車輪連結側のピッ
チが非車輪連結側のピッチよりも大きくなるように転位
形成することにより、低速旋回時、すなわち大舵角時に
は両ラックバ−の各ラックのピッチの相違によるストロ
ーク差により内航角を外舵角よりも大にしてアッカーマ
ンジオメトリ機構に近ずける一方、高速旋回時、すなわ
ち小舵角時には両ラックバ−のストローク差が零である
ことにより内航角と外舵角とを同じにして平行リンク機
構に近ずけるようにし、よって自動車の旋回走行時に速
度如何に拘らずタイヤの横滑りを少なくして、タイヤの
摩耗や鳴き等がなく、旋回性能の優れたステヤリングジ
オメトリ機構を有するラックピニオン式ステヤリングギ
ャ装置を提供せんとするものである。
以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明
する。
する。
第１図および第２図は本発明に係るラックピニオン式ス
テヤリングギャ装置を示し、１は自動車のボディ（図示
せず）に取付けられた円筒状のラックハウジング、２は
該ラックハウジング１と略直交するように一体に設けら
れたステヤリングギャボックスであって、該ステヤリン
グギャボックス２の内部にはステヤリングシャフト３の
先端部に取付けられたピニオン４がベヤリング５，５を
介して回転自在に支承されている。
テヤリングギャ装置を示し、１は自動車のボディ（図示
せず）に取付けられた円筒状のラックハウジング、２は
該ラックハウジング１と略直交するように一体に設けら
れたステヤリングギャボックスであって、該ステヤリン
グギャボックス２の内部にはステヤリングシャフト３の
先端部に取付けられたピニオン４がベヤリング５，５を
介して回転自在に支承されている。
一方、上記ラックハウジング１の内部にはそれぞれ断面
半円形状の一対の左車輪用ラックパー６および右車輪用
ラックパー７が、両者で丸棒を形成するように並置され
て摺動自在に嵌挿され、該両ラックバ−６，７間にロー
ラ８，８．・・を介装せしめて互いに長手方向に相対移
動可能に設けられている。
半円形状の一対の左車輪用ラックパー６および右車輪用
ラックパー７が、両者で丸棒を形成するように並置され
て摺動自在に嵌挿され、該両ラックバ−６，７間にロー
ラ８，８．・・を介装せしめて互いに長手方向に相対移
動可能に設けられている。
そして、第３図に示すように、上記左車輪用ラックパー
６には左側車輪Ａ１が、また右車輪用ラックパー７には
右側車輪Ａ２が、それぞれタイロッド９，１０とナック
ルアーム１１，１２とからなる操向リンク１３，１４を
介して結合されている。
６には左側車輪Ａ１が、また右車輪用ラックパー７には
右側車輪Ａ２が、それぞれタイロッド９，１０とナック
ルアーム１１，１２とからなる操向リンク１３，１４を
介して結合されている。
さらに、上記各ラックバー６．７にはラック１５，１５
・・および１６，１６・・がそれぞれ上記ピニオン４と
噛合するように設けられ、該ラック１５，１５・・およ
び１６，１６・・はそれぞれ、車輪連結側と反対側部分
のみのピッチを残りの部分のピッチよりも小さくするこ
とによって、操舵角が比較的小さい場合にピニオン４と
噛合する中央部に対して、車輪連結側のピッチがその反
対側のピッチよりも大きくなるように転位形成されてい
る。
・・および１６，１６・・がそれぞれ上記ピニオン４と
噛合するように設けられ、該ラック１５，１５・・およ
び１６，１６・・はそれぞれ、車輪連結側と反対側部分
のみのピッチを残りの部分のピッチよりも小さくするこ
とによって、操舵角が比較的小さい場合にピニオン４と
噛合する中央部に対して、車輪連結側のピッチがその反
対側のピッチよりも大きくなるように転位形成されてい
る。
尚、１７，１８は各ラックバー６．７と操向リンク１３
，１４のタイロッド９，１０との連結部分を保護するダ
ストカバー、１９はステヤリフグギヤボックス２内に設
けられたラックガイドであって、各ラックバー６．７を
スプリング２０のばね力によってピニオン４に対して押
圧して、ピニオン４と各ラック１５，１５・・および１
６．１６・・との間のバックラッシュを除去するための
ものである。
，１４のタイロッド９，１０との連結部分を保護するダ
ストカバー、１９はステヤリフグギヤボックス２内に設
けられたラックガイドであって、各ラックバー６．７を
スプリング２０のばね力によってピニオン４に対して押
圧して、ピニオン４と各ラック１５，１５・・および１
６．１６・・との間のバックラッシュを除去するための
ものである。
また、２１は上記スプリング２０のばね力を調節するカ
バーである。
バーである。
したがって、上記実施例においては、自動車が高速度で
例えば左旋回走行する場合、すなわち操舵角が比較的小
さい場合には、ピニオン４が各ラックバー６．７のラッ
ク１５，１５および１６゜１６・・の等ピッチ部分であ
る中央部と噛合するため、第７Ｆホ範囲に示すようにバ
ンドル回転角度に対して両“ツクパー６．７のラックス
トロークが一致して、内側前車輪Ａ１の舵角と外側前車
輪Ａ２の舵角とが一致し、これにより平行リンク機構に
近似される。
例えば左旋回走行する場合、すなわち操舵角が比較的小
さい場合には、ピニオン４が各ラックバー６．７のラッ
ク１５，１５および１６゜１６・・の等ピッチ部分であ
る中央部と噛合するため、第７Ｆホ範囲に示すようにバ
ンドル回転角度に対して両“ツクパー６．７のラックス
トロークが一致して、内側前車輪Ａ１の舵角と外側前車
輪Ａ２の舵角とが一致し、これにより平行リンク機構に
近似される。
一方、自動車が低速度（約８Ｉａｒ１以下）で例えば左
旋回走行する場合、すなわち操舵角が比較的大きい場合
には、ピニオン４と噛合する各ラックバー６．７のラッ
ク１５，１５・・および１６，１６・・の各ピッチは、
内側車輪Ａ、が連結された左車輪用ラックパー６のラッ
ク１５，１５・・のピッチの方が外側車輪Ａ２が連結さ
れた右車輪用ラックパー７のラック１６，１６・・のピ
ッチよりも大きくなるため、両ラックパー６．７の相対
移動により第７図へ範囲に示すようにバンドル回転角度
に対して左車輪用ラックパー６のラックストロークの方
が右車輪用ラックパー７のラックストロークよりも大き
くなって両ストロークに差が生じ、このラックストロー
クの差により内側前車輪Ａ１の舵角が外側前車輪７の舵
角よりも大となって、アッカーマンジオメトリ機構に近
似される。
旋回走行する場合、すなわち操舵角が比較的大きい場合
には、ピニオン４と噛合する各ラックバー６．７のラッ
ク１５，１５・・および１６，１６・・の各ピッチは、
内側車輪Ａ、が連結された左車輪用ラックパー６のラッ
ク１５，１５・・のピッチの方が外側車輪Ａ２が連結さ
れた右車輪用ラックパー７のラック１６，１６・・のピ
ッチよりも大きくなるため、両ラックパー６．７の相対
移動により第７図へ範囲に示すようにバンドル回転角度
に対して左車輪用ラックパー６のラックストロークの方
が右車輪用ラックパー７のラックストロークよりも大き
くなって両ストロークに差が生じ、このラックストロー
クの差により内側前車輪Ａ１の舵角が外側前車輪７の舵
角よりも大となって、アッカーマンジオメトリ機構に近
似される。
よって、第６図二線に示すように、小舵角時には口線で
示す平行リンク機構となり、一方、大舵角時にはイ線で
示すアッカーマンジオメトリ機構となるように舵角（旋
回速度）に伴って変化するので、如何なる速度の旋回走
行であってもタイヤの横滑りを防止することができる。
示す平行リンク機構となり、一方、大舵角時にはイ線で
示すアッカーマンジオメトリ機構となるように舵角（旋
回速度）に伴って変化するので、如何なる速度の旋回走
行であってもタイヤの横滑りを防止することができる。
尚、上記実施例では、各ラックバー６．７にラック１５
，１５・・および１６，１６・・を、車輪連結側と反対
側の部分のピッチが残りの部分のピッチよりも小さくな
るように転移形成して、両ラックパー６．７間にラック
ストローク差をもたせるようにしたが、各ラックバ−に
ラックを、上記実施例とは逆に車輪連結側部分のピッチ
が残りの部分のピッチよりも大きくなるように転移形成
したり、あるいは、中央部に対して、車輪連結側部分が
大きく、非車輪連結側部分が小さくなるように転移形成
してもよく、いずれの場合も上記実施例と同様の作用効
果を奏することができ、車種や機種等に応じて適宜選択
することができる。
，１５・・および１６，１６・・を、車輪連結側と反対
側の部分のピッチが残りの部分のピッチよりも小さくな
るように転移形成して、両ラックパー６．７間にラック
ストローク差をもたせるようにしたが、各ラックバ−に
ラックを、上記実施例とは逆に車輪連結側部分のピッチ
が残りの部分のピッチよりも大きくなるように転移形成
したり、あるいは、中央部に対して、車輪連結側部分が
大きく、非車輪連結側部分が小さくなるように転移形成
してもよく、いずれの場合も上記実施例と同様の作用効
果を奏することができ、車種や機種等に応じて適宜選択
することができる。
以上述べたように、本発明によれば、ステヤリングシャ
フトの先端部に設けられたピニオンと、一方が左車輪に
他方が右車輪にそれぞれ操向リンクを介して連結された
長手方向に相対移動可能な一対のラックバ−と、該各ラ
ックバ−にそれぞれ上記ピニオンと噛合するように設け
られ、操舵角が比較的小さい場合にピニオンと噛合する
中央部に対して、車輪連結側のピッチが反対側のピッチ
よりも大きくなるように転移形成されたラックとを備え
てなることにより、自動車の高速旋回時（小舵角時）に
は上記各ラックの同一ピッチによる両ラックバ−の同一
ラックストロークにより車輪の内外舵角を同一にして平
行リンク機構に近ずける一方、低速旋回時（大舵角時）
には各ラックのピッチ差による両ラックバ−のラックス
トローク差により内側車輪の舵角を外側車輪の舵角より
も犬にしてアッカーマンジオメトリ機構に近ずけること
ができるので低速度から高速度のあらゆる旋回走行に対
してタイヤの横滑りを少なくすることができ、よってタ
イヤの摩耗や鳴き等のない、旋回性能の優れたステヤリ
ングジオメトリ機構のラックピニオン式ステヤリングギ
ャ装置を提供することができるものである。
フトの先端部に設けられたピニオンと、一方が左車輪に
他方が右車輪にそれぞれ操向リンクを介して連結された
長手方向に相対移動可能な一対のラックバ−と、該各ラ
ックバ−にそれぞれ上記ピニオンと噛合するように設け
られ、操舵角が比較的小さい場合にピニオンと噛合する
中央部に対して、車輪連結側のピッチが反対側のピッチ
よりも大きくなるように転移形成されたラックとを備え
てなることにより、自動車の高速旋回時（小舵角時）に
は上記各ラックの同一ピッチによる両ラックバ−の同一
ラックストロークにより車輪の内外舵角を同一にして平
行リンク機構に近ずける一方、低速旋回時（大舵角時）
には各ラックのピッチ差による両ラックバ−のラックス
トローク差により内側車輪の舵角を外側車輪の舵角より
も犬にしてアッカーマンジオメトリ機構に近ずけること
ができるので低速度から高速度のあらゆる旋回走行に対
してタイヤの横滑りを少なくすることができ、よってタ
イヤの摩耗や鳴き等のない、旋回性能の優れたステヤリ
ングジオメトリ機構のラックピニオン式ステヤリングギ
ャ装置を提供することができるものである。
図面は本発明の実施態様を例示し、第１図は正面図、第
２図は第１図の■−■線断面図、第３図は模式平面図、
第４図はアッカーマンジオメトリ機構の低速度における
作用を示す説明図、第５図は同機構の高速度における作
用を示す説明図、第６図は内舵角と外航角との関係を他
の機構との比較において示すグラフ、第７図はバンドル
回転角度と各ラックバ−のラックストロークとの関係を
示すグラフである。 ３・・・・・・ステヤリングシャフト、４・・・・・・
ピニオン、６・・・・・・左車輪用ラックバ−１７・・
・・・・右車輪用ラックバ−１１３，１４・・・・・・
操向リンク、１５，１６・・・・・・ラック、Ａ１−Ａ
４−・・・・・車輪。
２図は第１図の■−■線断面図、第３図は模式平面図、
第４図はアッカーマンジオメトリ機構の低速度における
作用を示す説明図、第５図は同機構の高速度における作
用を示す説明図、第６図は内舵角と外航角との関係を他
の機構との比較において示すグラフ、第７図はバンドル
回転角度と各ラックバ−のラックストロークとの関係を
示すグラフである。 ３・・・・・・ステヤリングシャフト、４・・・・・・
ピニオン、６・・・・・・左車輪用ラックバ−１７・・
・・・・右車輪用ラックバ−１１３，１４・・・・・・
操向リンク、１５，１６・・・・・・ラック、Ａ１−Ａ
４−・・・・・車輪。
Claims (1)
- １ ステヤリングシャフトの先端部に設けられたピニオ
ンと、一方が左車輪に、他方が右車輪にそれぞれ操向リ
ンクを介して連結された長手方向に相対移動可能な一対
のラックバ−と、該各ラックバ−にそれぞれ上記ピニオ
ンと噛合するように設けられ、操舵角が比較的小さい場
合にピニオンと噛合する中央部に対して、車輪連結側の
ピッチが反対側のピッチよりも大きくなるように転位形
成されたラックとを備えてなることを特徴とするラック
ピニオン式ステヤリングギャ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13694680A JPS5911461B2 (ja) | 1980-09-30 | 1980-09-30 | ラツクピニオン式ステヤリングギヤ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13694680A JPS5911461B2 (ja) | 1980-09-30 | 1980-09-30 | ラツクピニオン式ステヤリングギヤ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5760971A JPS5760971A (en) | 1982-04-13 |
| JPS5911461B2 true JPS5911461B2 (ja) | 1984-03-15 |
Family
ID=15187211
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13694680A Expired JPS5911461B2 (ja) | 1980-09-30 | 1980-09-30 | ラツクピニオン式ステヤリングギヤ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5911461B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4581506B2 (ja) * | 2003-10-02 | 2010-11-17 | 日産自動車株式会社 | 車両用操舵装置 |
| US8851226B2 (en) * | 2012-03-30 | 2014-10-07 | Bombardier Transportation Gmbh | Mechanical boolean steering |
| US8584610B1 (en) | 2013-03-07 | 2013-11-19 | Corning Townsend | Spring loaded geared flap rudder |
-
1980
- 1980-09-30 JP JP13694680A patent/JPS5911461B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5760971A (en) | 1982-04-13 |
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