JPS5918063A - 自動車のステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、自動車のステアリング装置に関し、特にハン
ドルの操舵速度に応じてハンドル舵角と中輪舵角との比
すなわちステアリング比が変化するようにしたものに関
Ｊる。

一般に、自動中のステアリング装置は、ハンドルと車輪
とをステアリングリンケージで連結して、ハンドルの回
転操舵に応じてｔｉ（輪を偏向さＵるようになされてお
り、車輪操向はハンドルの操舵速度には無関係ぐ、単に
ハンドル操向に依存するちのであった。

どころＣ１ハンドルの操舵にｄ３いて、陣古物回避性等
から緊急操舵時には車輪の偏向応答性を敏感１ｊ　Ｌ、
たいという要求がある。ゝりなわら、緊急操舵時には通
常操舵時に較べて、小さなハンドル舵角によって大きな
中輪舵角を）ｑる、つまり、ステアリング比を小さくす
ることが望ましい。

イこて、従来、上記のような要求を満たでために、例え
ば持分１１（（５３−１０７３１号公報に開示されてい
るように、ステアリングリシケージにおりる回転によっ
て操舵力を伝達する部分に、粘性又は電磁カップリング
を有する差動機構を介設して、ハンドルの操舵速度に応
じＣステアリング比を変化させることにより、緊急操舵
時には通常操舵時よりもステアリング比が小さくなって
車輪の応答性を＾めるようにしたものが提案されている
。

しかるに、上記提案のものでは、可変ステアリング比特
性ぼ、装備された差動機構によって画一的に定まり、運
転者自身が自分の好みや運転技術に応じて自由に調整す
ることができないため、特に＾速走行時等には車輪の応
答性と運転技術とが適合しないことによって運転上危険
となるという問題があった。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、ステア
リングリンケージの途中に弾性体と伝達特性が変更可能
なダンパーとを介設することにより、ハンドルの操舵速
度に応じたステアリング比の変化を簡単な構造でもって
行い得るとともに、この可変ステアリング比特性を自由
に調整し得るようにすることを目的と覆るものである。

そのため、本発明の構成は、ハンドルと車輪とをステア
リングリンケージで連結し、ハンドルの回転操舵に応じ
て車輪を偏向させるようにした自動車のステアリング装
置において、上記ステアリングリンケージの回転によっ
て操舵力を伝達する部分を分割し、分割した雨音を弾性
変形によって両者の間に回転変位を起こす弾性体と、ハ
ンドルの操舵速度に応じて操舵力の伝達を変化させるダ
ンパーとににって連結するとともに、上記ダンパーの伝
達特性を手動操作により変化させる調整手段を設【ノる
ことにより、ハンドルの操舵速度に応じＣステアリング
比を変化さけるとともに、この可変ステアリング比特性
を手動操作により調整可能としたものである。

以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明
づる。

第′１図ないし第３図は本発明をハンドルの操舵力を補
助づ゛るパワーアシストを備えたステアリング装置（通
称パワーステアリングという）に適用した第１実施例を
示す。第１図において、１は自動中のハンドル、２．２
は自動車の前輪を構成する左右の車輪で、−上記ハンド
ル１にはステアリングシャフト３の上端が連結され、該
ステアリングシャフト３の下端には中間軸４を介して、
ビニオンどラックとからなり上記ステアリングシャフト
３の回転運動を車体左右方向の直線運動に変換するギヤ
部５が連結され、さらに該ギヤ部５のラックの左右両端
はそれぞれタイロッド６．６を介して、車輪２．２を支
持するナックルアーム７．７に連結されており、上記ハ
ンドル１の回転操舵に応じ（ステアリングシャフト３お
よび中間軸４を回転させ、この回転をギヤ部５で左右移
動に変えタイロッド６．６を介して車輪２，２を左右方
向−に偏向きせるようにしたステアリングリンケージ８
が構成されている。

また、９は上記ステアリングリンケージ８の途中におい
てギヤ部５のラック部分に介設されたパワーアシストで
あって、該バワーアシス［・９は、例えばエンジン（図
示せず）によって回転駆動されるＡイルポンプ１０と、
上記ラックと一体に構成され、ハンドル１の操舵入力を
検知した際に該オイルポンプ１０からの油圧により“Ｃ
作動するシリンダ部１１とを備え、ハンドル１の操舵時
、該ハンドル１の操舵力をギヤ部５のラック部分におい
て倍力化して補助するように構成されでいる。

尚、１２．１２は左右の車輪２．２に設けられたザスペ
ンション、１３はＡイルポンプ１０のＡイルパイノ゛ｒ
ある。

イしＣ１−Ｆ記ステアリングリンクージ８のハンドル１
とパワーアシス１−〇との間にあって、回転にＪ：って
操舵力を伝達Ｊる部分ぐあるステアリングシトフ］−３
は上下に分割され、分割された両者はカップリング′１
／Ｉを介して連結され（いる。

すなわら、上記カップリング１４の構造は第２図および
第３図に示されでいる。同図にａ３いて、上下に分割さ
れたステアリングシャフト３のうち上部ステアリング比
鵞・）］〜３ａの上端部はハンドル１に連結固定され、
Ｆ　ｆ、１部はベアリング１５゜１５を介してカップリ
ング本体１６に回転自在に支承されている。また、上部
ステアリングシャフト３ａの下端部にはピン１７が、両
端をステアリングリンケージ８の回転軸としての該シ１
アフト３ａｋＴ直交Ｊる方向に突出ｕしめＵ　ＪＩＴＩ
　＠され、該ビン１７の両端部は球形状頭部１７ａ、１
７ａに形成されている。一方、上記カップリング本体１
６の下部には下部ステアリングシャフト３ｂの上端部が
連結固定されているとともに、カップリング本体１６の
中央部には上記ビス１７の所定範囲の回動を許容する扇
形状の切欠き部１８が設けられ、該切欠き部１８の側端
縁によって、裾切りや７４７輪２に過大負荷がかかった
とき等のように操舵１−ルクが設定以上のときにピン１
７の所定回動角度以上の回動を規制するストッパ一部１
９を構成している。さらに、カップリング本体１６の上
記ピン頭部１７ａ、１７ａの回動周方向には一対の平行
なスプリング装入孔２０．２１が貫通して穿設されてい
る。該各スプリング装入孔２０．，２１内には、各々ビ
ン頭部１７ａの両側に当接しスプリング装入孔２０．２
１内を摺動可能な円筒状のカラー２２．２２が液密状に
嵌合されているとともに、各スプリング装入孔２０．２
１の両端にはアジドストスクリュー２３．２３が螺動可
能に螺合されており、各アジャストスクリュー２３．２
３とカラー２２．２２との間には第゛１および第２コイ
ルスプリング２／ｌ、２５が介装されている。つまり、
各スプリング装入孔２０．２１に装着された第１および
第２コイルスプリング２７１，２５５は互いに相反覆る
回転方向に対して弾性作用（″復帰作用）を右し、第１
：１イルス１リング２４は第３図で反時計方向の回転力
に対して弾性変形して復帰力を生じる一方、第２二１イ
ルスプリング２５は第３図で時泪方向の回転力に対して
弾性変形して復帰力を生じるように配置されているとと
もに、各コイル中心がステアリングリンケージ８の回転
軸としてのステアリングシャフト３に略垂直な平面内に
かつ該ステアリングシャツ［〜３の略周方向に位置Ｊる
Ｊζうに配置されている。よって、上記上部ステアリン
グシ１フ）ｔ−３ａと下部ステアリングシャフト３３１
）とはノコツブリング１４内に内蔵した相反づる回転方
向にえ１して弾性作用（復帰作用）を有する二対（泪１
゛つ）の］イルスプリング２４．２４．２５．２５によ
って連結されている。

さらに、第３図で手前側の上記スプリング装入７Ｌ２１
にＪ３いて、各カラー２２．２２とアジセストスクリコ
、−２３，２３との間には第１および第２タンパ−室２
６．２７が形成されており、該第１ダンパー室２６と第
２ダンパー室２７とはカップリンク水体１６内に形成さ
れた連通路２８を介して連通されているとともに、該連
通路２８の途中にはオリフィス２９が設けられている。

そしで、上記第１．第２ダンパー室２６．２７および連
通路２８にはオイルが充填されてＪ５す、カラー２２゜
２２の移動による２つのダンパー室２６．２７の容積変
化によって、オイルが一方の室から他方の室へオリフィ
ス２９を通って移動する、いわゆるオイルダンパー３０
を構成している。このタンパ−３０は上記オリフィス２
９の遅延作用によりビン頭部１７ａの回転速度（すなわ
ちハンドル１の操舵速度）に応じてビン頭部１７ａの回
転力（ハンドル１の操舵力）のカップリング本体１６（
下部ステアリングシャツｌ−３ｂ）への伝達を変化さけ
、ハンドル１の操舵速度が増大覆るに従って操舵力伝達
を増大させるものである。よって、上記上部ステアリン
グシャフト３ａど下部ステアリングシ鵞・ノｌ−３ｂと
ｆＪ、上記二対の１イルスプリング２４．２４，２５．
２５に０１ぜてダンパー３０にＪ：つ（連結され−〔い
る、１ また、上記連通路２８のオリフィス２９間には、該オリ
フィス２９の通路面積を変化させる電１灸式の流量制御
弁３１が介設されている。該流量制御ブｔ３１は、カッ
プリング本体１６にオリフィス２９と直交して形成され
ｌζ円筒状の弁室３２と、該弁室３２内に上記Ａリノイ
ス２９と自行づる方向（ご囲動可能に嵌挿されたスプー
ル３３と、該スプール３３を図ｃ′−Ｌ、　ｆｉにイ・
１勢Ｊるスプリング３４と、」−記スプール３３を励磁
時スプリング３４のイ・］勢方向ど反対方向く図で下方
）に吸引りるソレノイド３５とを備え、上記スプール３
３の一端側外周部には、オリフィス２９に対１トし？Ｔ
２つの溝深さの異なる第１および第２環状凹溝３６．３
７が上下に形成されでａ３す、上側の第１環状凹溝３６
はその溝深さが浅く通路面積が小さく設定されている一
方、下側の第２環状凹溝３７はその溝深さが第１環状凹
溝３Ｇよりも深く通路面積が大きく設定されている。ま
た、上記ソレノイド３５には、第４図に示づＪ：うに手
動操作−りる切換スイッチ３８を介してバッテリ３９が
接続されている。以上にＪ：す、上記切換スイッチ３８
のＯＮ操作しｌｃ時には」：記ソレノイド３５を励磁さ
せてスプール３３をスプリング３６の付勢力に抗して下
方に吸引し、該スプール３３の第１１１状凹溝３６をオ
リフィス２９に対向させるように位置付けることにより
該オリフィス２９の通路面積を小さく絞る一方、切換ス
イッチ２８をＯＦＦ操作した時にはスプール３３をスプ
リング３４の付勢力により下方へ移動さけ、該スプール
３３の第２環状凹溝３７をオリフィス２９に対向Ｊるよ
うに位Ｉｌｌ　（＝Ｉ　４）ることにより該オリフィス
２９０通路面積を大きくし、につてこのオリフィス２９
の通路面積の変化により上記ダンパー３０の伝達特性を
変化させるようにしたマニュアル式の調整手段４０が構
成されている。尚、第４図中、４１はキースイッチであ
る。

次に、上記実施例の作動について説明するに、一定速度
での走行時、ハンドル１を回転操舵りる７が第１又Ｉよ
第２：１イルスプリング２４．２４又は２５．２５のイ
］勢力に抗し１該シ１ｒフト３ａに略垂直な平面内を回
転Ｊる。このビン１７の回転力（ハンドル１の操舵力）
はダンパーご３０を介してカップリング本体′１６およ
び下部ステアリング比１１７１〜３３１）に伝達されｃ
１該ド部スデアリングシャフ］・３ｂを回転させる。こ
の下部ステアリングシトフト３ｂの回転により中間軸４
が回転し、ギ＼フ部５で左右動に変換されかつパヮーア
シス１へ９で倍り化されて、ノ［右の車輪２．２が左石
り向に偏向される。

イの際、上記ハンドル１の操舵力は、ダンパー３０にお
いてＡジノイス２９の遅延作用により操舵速度に応じＣ
下部ステアリング比！・フト３ｂに伝達されるため、ハ
ンドル舵角と車輪舵角との比であるステアリング比は、
それに伴って変化し、操舵速度が小さいときには大きく
、操舵速度が増大Ｊるに従って減少でることになる。し
たがっｃ１障害物回避等の緊急操舵時にはステアリング
比が小さいことにより、小さいハンドル舵角に対して大
きな車輪舵角となり、敏感な応答性が得られ、危険回避
が図れる。一方、ハンドル１の操舵速度が比°較的遅い
通常操舵時には、ステアリング比が比較的大きいことに
より、ハンドル１の操舵時に対して車輪２．２が緩かに
応答して偏向されることになり、走行安定性が確保され
る。

そして、上記可変ステアリングの特性は、調整手段４０
の切換スイッチ３８の切換え操作によつ−（クンパー３
０に伝達特性を変化さμで２通りに選択調整づることが
できる。りなわら、上記切換スイッチ３８をＯＮＮ操作
ると、流量制ｔｉｌ＋弁３１０作動によりオリフィス２
９の通路面積がスプール３３の第１環状凹溝３６にＪ、
って小さく規制され、そのことにより、オリフィス２９
のＲ延作用が大きくなり、ステアリング比特性は、第５
図における特性線ａの如きものとなる。一方、切換スイ
ッチ３８をＯＦＦ操作すると、流量制御弁３１の非作動
によりオリフィス２つの通路面積がスプール３３の第２
環状凹溝３７によって大きくなり、ぞのことにより、オ
リフィス２９の遅延作用が比較的小さくなり、ステアリ
ング比特性は、第５図における特性線１）の如くなり、
各操舵速１１ｍ’（”のステアリング比が上記特性線ａ
よりも大きなものとく【る。

したがって、このように、可変ステアリング比特性を調
整手段４０の切換スイッチ３８の切換え操作によっＣ運
転者の好みや運転技術等に応じて選択調整できるので、
特に高速走行時等において車輪２．２の応答性と運転者
の運転技術どを容易に適合させることができ、安全性を
向卜させることが′Ｃきる。

また、」上記５５変スデアリング比は、ステアリングリ
ンケージ８に介設した＝１イルスプリング２４゜２５と
ダンパー３０とによって得られるのぐ、構造が簡単であ
り、容易にかつ安価に実７７１することが【゛きる。

第６図は本発明の第２実施例を示し、ダンパー３０の伝
達特性を手動操作により変化させる調整手段４０′を、
上記第１実施例の如き電気式に代え゛Ｕｌｆｉ械式にし
たものである。膚なわら、カップリング本体１６に、一
端外周部に上記第１実施例と同じ構成の第１および第２
環状凹溝４２．。、４３を有するアジャストスクリュー
４４を、オリフィス２９と直交する方向に％Ｒ動可能に
螺合し、該アジャストスクリュー４４を回転操作するこ
とにより上記第１又は第２環状凹溝４２．４３をＡリフ
イス２９に対向させるようにしたものであり、上記第１
実施例と同様の作用効果を奏りることができる。

尚、本発明は、上記第１および第２実施例に限定される
ものではなく、その他種々の変形例をも包含するもので
ある。例えば、上記各実施例では、パワーアシスト９を
備えたステアリング装置に適用した場合について述べた
が、パワーアシス１−〇のないものに対しても適用でき
るのは勿論である。

また、ハンドル１の操舵速度に応じた可変ステアリング
比を得るためのカップルリング１４は（分割部分）は、
パワーアシス１〜９を備えたものにおいてはステアリン
グリンケージ８のハンドルて操舵力を伝達する部分の任
意の箇所に、またパワーアシスト９のないものにおいて
はステアリングリンケージ８の回転によって操舵力を伝
達する部分の任意の箇所に設ければよい。

また、上記各実施例では、弾性体として］イルスプリン
グを用いたがトーションバーやゴム等でもＪ：い。

さらに、上記各実施例では、ダンパー３０をカップリン
グ１４内にコイルスプリング２４．２５と並設して内蔵
さけたが、コイルスプリング２／Ｉ。

２５とは独立して例えばカップリング１４外に独立して
設りるようにしてもよく、ダンパー３０も液体封入式に
限らず気体封入式等を用いてもよいのは言うまでもない
。

また、上記各実施例では、ダンパー３０の伝達特性を２
通りに選択変化させるＪ：うにしたが、可変抵抗器等を
用いて連続的に変化させるようにしてもよい。

さらにまた、上記各実施例ぐは、Ａリフイス２９に流量
制御弁３１又はアジドストスクリュー４４を設けてオリ
フィス２９の通路面積を変化させるようにしたが、該オ
リフィス２９を設けずに流量制御弁３１又はアジヤス１
〜スクリユ一４４自体の第１又は第２環状凹溝３６．３
７又は／１２．４３によって可変オリフィスを構成する
ようにしてもよいのは勿論である。

以上説明したように、本発明によれば、ステアリングリ
ンケージの回転によつ−Ｃ操舵力を伝達でる部分を分割
し、両者を弾性体とハンドルの操舵速度に応じて操舵力
の伝達を変化させるダンパーとによって連結するととも
に、上記ダンパーの伝達特性を手動操作により変化さぼ
る調整手段を設Ｇ）ｌこことにより、ハンドルの操舵速
度に対応した可変ステアリング比を簡単な構造Ｃもって
得ることができ、障害物回避等の緊急操舵時における車
輪の応答性の向上を容易にかつ安価にＩＩることができ
るとともに、上記可変ステアリング比特性を運転者の好
みや運転技術等に応じて容易に偏向調整することができ
、安全性の向上を図ることができるものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示づもので、第１図ないし第５
図は第１実施例を示し、第１図は全体概略構成を承り斜
視図、第２図は７Ｊツブリング部分の要部拡大縦断面図
、第３図は第２図のＩＩＩ−ＩＩ線における断面図、第
４図は調整手段の電気回路図、第５図は操舵速度に対づ
るステアリング比特性を示づ図であり、第６図は第２実
施例を示す第３図相当図である。 ′１・・・ハンドル、２・・・車輪、３・・・スーアア
リングシャフト、３ａ・・・上部ステフッリングシャフ
ト、３ｂ・・・下部ステアリングシせフト、８ステアリ
ングリンケージ、１７Ｉ・・・カップリング、１６・・
・カップリング本体、１７・・・ビン、１７ａ・・・頭
部、２０．２１・・・スブリンク装入孔、２２・・・カ
ラー、２／ｌ・・・第１コイルスプリング、２５・・・
第２−コイルスプリング、２６・・・第１ダンパー室、
２７・・・第２ダンパー室、２８・・・連通路、３０・
・・タンバー、３１・・・流量制御弁、３２・・・弁室
、３３・・・スプール、３４・・・スプリング、３５・
・・ソレノイド、３６．４２・・・第１環状凹溝、３７
．４３・・・第２環状凹溝、３８・・・切換スイッチ、
３９・・・バッテリ、４０．４０’　・・・調整手段。 手　続　補　正　招　（自発） 昭和５７年８月２３日 特許庁長官若杉和夫殿 ］、　　’ＪＴ件の表示 昭和５７年特Ｋ［願第１２７１３６す ２　発明の名称 自動車のステアリング装置 ３　曲面をする者 中性との関係　特Ｋ「出１頂人

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ハンドルと車輪とをステアリングリンケージで連
   結し、ハンドルの回転操舵に応じＣ車輪を偏向させるよ
   うにした自動車のステアリング装置において、上記ステ
   アリングリンケージの回転によって操舵力を伝達覆る部
   分を分割し、分割した両者を弾性変形によって両者の間
   に回転変位を起こづ弾性体と、ハンドルの操舵速度に応
   じ【操舵力の伝達を変化させるダンパーとによ？て連結
   するとともに、上記ダンパーの伝達特性を手動操作によ
   り変化させる調整手段を設けたことを特徴どする自動車
   のステアリング装置。