JPS60131367A - ラツクピニオン式ステアリング装置 - 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】 本発明はラックピニオン式ステアリングｋ　ｆｅ：ｊに
関するものでを・る。

自１ｌｌＩＩ車のステアリング装置ｆ３．とＬ７て、ラ
ック歯を冶するラツ、り軸をギヤケースに軸方向に（ヒ
１胆・１」能７！？Ｚよう、嵌装すると共に該ギヤケー
スに上記うとり軸のラック歯と噛み合うビニオンを回転
用０ｉ；カるよう装着して、該ギヤケースを゛単体惧１
Ｊ部月に画策し、ステアリングハンドルの回転操作によ
り上記ビニオンが回転してラックｌ１ｉｌｉＩヲ軸方向
に摺動させとの摺動かタイロッド及びナックルアーム含
分して車輪に伝遂されで転舵を行うようにした所ｄｄラ
ックピニオン式ステアリング装「ｔが一般ｅ（ひろく用
いられている（例えは実開昭５５−３７７２１号公報参
照）。

上記のようなラックピニオン式ステアリング装置は、１
１４蹟が簡単でｋｑ性か渇く、実用的にすぐれたもので
Ｈ６るか、ステアリング角Ｗ比（ハンドル回転角／操回
車輪実舵角）がビニオンとラック歯のｆＡＨＬ比によっ
て決定されるので、該ステアリング角度比をバリアプル
にすることか杉めて１難で凍・るとｂう問題を有してい
る。

一般に自動車の操縦安定性を決定づける最大の要因の一
つにトステアリング角度比であり、該角度比か大である
と舵力は瞬くなり大転舵時に□ ね都合が良いが■１進尚辻走打時はハンドルか軽すきて
ドライバに不安１０ヲ与えるはかりかＨｒ定の向転半住
を石する冷のハンドル回転角か大きくなると言う幣曹か
生じ、又角度比を小とすると上記とは逆に直進両迷走す
時の安定性か良く所定の回転半径を得る為のハンドル回
転角か小さくハンドル操作はし易くなるが舵力か慕くな
シ特に大転舵が行いにくくなるともう問題な午じる。

これらの舵力軽減と直進尚辿走行時の安定性向上と言う
相矛油゛する要望を共に満足させる為にはステアリング
角度比を非線ル特性に設定することが効果的であり、更
に車速や私載重矩。

通Ｍ１５条件或Ｃ又運転技術のレベル等によシ、最適の
特性値が変化するので、本質的にはステアリング角度比
は角変であることが望せしい。

本鮨明は極めてｆ１１単なる施策によってステアリング
角度比をハンドルの回転角及び各種外的条件に応じでη
」変的に制御し得るラックピニオン式ステアリング装ν
１を提供することを目的とするもので、以下本発明を附
詠１尖ｊ四例を参照して詑り」する。

第１図において、１はステアリングハンドル、２ｒＪス
テアリンクシヤフトでφ９、杉ステアリングシャフ）２
はユニバーサルジヨイント３゜３′及び中間シャツ）２
’＄に介してピニオン軸４に連結されている。５ｉ１．
該ビニオンｌ１ｉｌｌｉ　４のビニオン歯に噛合うラッ
ク歯をもったラック軸でりυ、上げ１ルピニオン軸４は
ギヤケース９に回転可能に装着され、ラック軸５は該ギ
ヤケース９内に軸方向に移動可能なるよう嵌装されてい
る。

そしてステアリングハンドル１ｆ回転操作することによ
りビニオン軸４カー回転しこれに１１ｎ４合うラック軸
５が軸方向に私ｉｊ４＋＋　Ｌ、クイロッド６及びナッ
クルアーム７を介して車＠８７回動させて転舵がイテわ
わるように７Ｉっており１以上のＨη造は従来のラック
ピニオン式ステアリング装置にと同じである。

木兄ゆｊで梗゛上記ビニオン軸４屑ひラックｉＡ＋１５
を内装組付けたギヤケース９を、車体ＱｉＢＩ部月にラ
ック軸５の軸心線に沿う方向に朴、動′ｇＪ　ｔｉ’？
なるよう軸受１２にて支打場せ□ると共に、距１＝ｐ（
ｌｉｌ１部拐１１と該ギヤケース！ｊ　ｒｉｉＪにギヤ
ケース９の移動制御用アクチュエータ１０を設け、後述
する第２図示の制御１回ｈ！ｉｉによシ該アク□チュエ
ータ１０が作すルてギヤケース９を移匝＋ｉ式せ待るよ
う構”成したものである。尚第１図において１３はサス
ペンションメンバ、１４は防塵カバーをそれぞれ示して
いる。

上記アクチュエータ１０としてね、図示のように電磁ソ
レノイド又は液圧シリンダ装にｒ等の伸紘作動部材を用
い、も良いし、或は又電動、−タ等の回転作晧ｊ１樅材
を用いても良く、後述する制御回路の信号に基づいて作
ｉ！＋ｊｌ　Ｌでギヤケース９をラック軸５の軸心線に
沿う方向に朴帥させＴＥする任意の作［！Ｔｊ＋和゛材
を採用し、得る。

上Ｆ’＋のｈη成において、ステアリングハンドル１を
へのように回転操作すると龜コー≠斡十か神←←作→ｉ
→ピニオン軸４が１斬し７ラツク軸５か矢印方向にＢ′
たり移動しタイロッドｂ及び≠ツクルアーム７を介して
車輪８か矢印方向に回動し転舵が行わわることは従来の
ものと同じである。　′ こ＼でステアリングハンドル１の回転操作に伴ないアク
チュエータ１０か作動してギヤケース９をラック軸５の
移動方向と同じ方向にＣだけ４ｆ　４ｕさせると、タイ
ロッド６のｌｃｐ　！Ｉｔ耘Ｂは、ハンドルの回転角Ａ
及びラック、ビニオンの爾車比によって決定されるラッ
ク軸５のキャケース９に対する相対移動３ｑｔＢ’に、
ギヤケース９自し＼の移動例Ｃを加算した値、即ちＢ＝
Ｂ′十〇となり、ハンドル回転角Ａに幻する小輪８の実
酊・角りはギヤケース９か移動しなかった場合に比し増
大［２、該くヤケース９の材杓量Ｃが大きくガればなる
程スヂアリング角ＩＶ比！ＶＤは小と々す、Ｃが零に析
づく稈ステアリング角戻比Ａ／Ｌ）は大となり、従って
アクチュエータ１０の作動を−１”Ｊ’Ｕ的にＭ制御す
ることによシステアリング角度比を可変的に制御するこ
とができる。

一般に大転１時は舵力が幹い方か操舵か楽であり、直進
附近でυ組ｊ力かｉｌｉ￥すきない方か操縦安定性の面
で好ましいことは前述した辿りであるカーら、ハンドル
の回Φノ１角を検出する舵角センサを設け、該ん１“ｙ
々＋ンサのｆｌ’Ｆ角伯号に信号ｆｌｒＪ□アクチュエ
ータ１０　ｔ−、ハンドル［ｉ：ｉ−１５Ｉ＋角か小な
る範囲ではギヤケース９を比較［１・」大きく転舵方向
に移！ｌさせてステアリング角度比Ａ／Ｄを小さくさせ
、ハンドル回シｆ角が大なる範ｉ１ｉではギヤケース９
のｖｌきを零治しくは零に近くし、てＡ／ｌＪを大とす
るように作１１＋させることによシ、上記両要望を共に
満足させることができる。

又車速が大々るときｉｌハンドルが軽くなシずぎると操
縦安定性が悪くなるので、車速を検出する車速センザ全
設けて高速走行時の操舵時は該車速センサの信号にてア
クチュエータ１０か作動しギヤケース９が比較的大きく
転舵方向に動かせるよう設定しておくことにより、高速
走行時はステアリング角度比Ａ／Ｄか大きくなり舵力が
軽すＫることがないようにすることができる。

更に又、１ｌＪｔｉ載東おが真いときはハンドル操作か
重くなるのでこのときＵＡ／Ｄｋ牛さクシ、てｆｌ’ｉ
Ｆ力の軽減をはかる等、外的条件によって上記アクチュ
エータ１０金その外的条件に最もｉ［も会し、たステア
リング角度比を得るべく作動さセることによシ、常に理
想的な操舵を行い得るものである。

第２図は上記アクチュエータ１０の制御１回路の一例を
示すもので、１５は舵角センサ１６．車速センサ１７．
和載車量センサ１８その仙１例えば道路状態検出センザ
等転舵に墨１係する緒条ｆｆを検出するセンサ群であり
、これらの各センサの信号は演算Ｉｏｌ路１９にインプ
ットされる。演智回鮎１９はこれらのセンサの人力信号
に卑、つきそのときの賭榮件に適合するステアリング角
度比Ａ／１）をめ、出カル１１整装置ｒｉｉ＞に出力ｆ
ｍ号を発する。

この演算量Ｆｉ日１９の出力信号が、アクチュエータ１
０の作す用市１１力糎２０よりアクチュエータ１０に至
る駆動力伝達系統に直針ｊた出力１ｆｉ整装ｆｆ、〔２
１（アクチュエータが市、動式のものであれは電流又は
電圧調整装置、液圧作…・１式のものであれば液圧供給
１１ｉｌＪ御バルブの−；Ｊ！！々装慴０等）にインフ
ットされると、該出力９フｊ１ｍＭ汁’ｔ２１に介して
アクチュエータＩＯＮ作ｔｌ＋する。該アクチュエータ
１０の作動状態はアクチュエータ作小ｌ）センサ２２に
て演糎回路１９にフィードバックされ、このようにして
そのときのｔｆｔｉ　崇件にとつで最適のステアリング
角度比にて転紅か行われるものである。

尚外的賭灸件に対する最適ステアリング角度比はドライ
バの迎（枝体や好み等によって幾、分ばらつきがあるが
、ドライバ１野のマニアル操作によって演算回路１９の
設定値をぽ、１１整できる手動−・°５整装置瀉、（例
メはＲ刷ｔζり゛イヤル椿）２３を一１ｌＪ　ｈておく
ことにより、そのドライバに最適のステアリング角度比
制御を行うことかできる。

ヌ、上記第２−示の制御、１路や８ｊｉｊ御回路描成（
財）；ｈ−等に何らかの□故障か生じたとき、アクチュ
エータ１０を固定とする装りノを設けておくことにより
、故障時はラックとピニオンの歯彫比により決定するス
テアリング角度比になるだけで、従来一般に用いられて
いるラックピニオン式ステアリング装動、と同様の転舵
な一支降なく行うことかできる。

以上のように本発明によれば、従来より一般に用いられ
ているラックピニオン式ステアリンク装沿にわずかな施
策な施すだしＩの４％めで簡単なる１１り成によって、
ステアリング角度比をそのときの外的路条件に最適の１
直に可変的に制御し、常に理想的なる転６１１ｉ　ｋ行
うことかできるもので、コスト紙庫在ることと相俟って
実用上多大の効果をもたらし作るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す平Ｍｊ＋説明し」、第２
図は第１図装慣の制命１回路の一例を示すブロック図で
ある。 １・・・ステアリングハンドル、４・・・ビニオン軸、
５・・・ラック軸、６・・・タイロッド、７・・・ナッ
クルアーム、８・・・車輪、９・・・キャケース、１０
・・・アクチュエータ。 以　上 ≠ｊ 才１閃 ７２図′ ツぐ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）、ギヤケース内に、ステアリングハンドルの回転
   操作によシ回転するビニオンを回転１」能に装着すると
   共に該ビニオンに噛合うラック軸を軸方向に移袖可能に
   雛装し、ビニオンの回４１１、によシラツク軸が軸方向
   に移躬１して転矩シか行われるよう４ＴｈＥ＋！７Ｌ、
   たラックピニオン式ステアリング”！ｅ　ｔｉ−Ｊ、　
   Ｋ　ｉいて、上Ｍｅ　’＋ギヤケース車体側部杓に上記
   ラック軸の軸心線にほぼ沿。 う方向に朴１９１０Ｊ’　Ｉ＋−なるよう取付けると共
   に、該ギヤケースのＪＩｉ、体側部材に対する鯵動ケ用
   変的Ｗ制御歪１するアクチュエータ欠設りたことを特徴
   とするラックピニオン式ステアリング、′ 装置。 （２１，アクチュエータは、１′の作Ｉｆｉ３ｆステア
   リングハンドルのＩＰ１転角、車Ｍ＜　＋　＊［（ルＣ
   爪ｉ、ｌ箸転舵に関係する賭東件ｆ、検出するＮｊ？セ
   ンサの信号になっているとと鷺４１帝とする特許請求の
   軛ｔｉ１１１項に記載のラックピニオン式ステアリンク
   ゛装置。