JPS60252068A - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、自動車に装備されるステアリング装置に関す
るものである。

（従来技術） 従来より、自動車のステアリング装置として、左右の車
輪を各々車体に操舵可能に懸架する一方、ステアリング
シャフトの先端部に、ラックを有しかつステアリングシ
ャフトの回転に伴い該ステアリングシャフト上を摺動す
るナツトと、一端に該ナツトのラックと噛み合う歯が形
成されたセクタと、該セクタに連結されたシャフトとを
備えてなるギヤ装置を設けて、該ギヤ装置のシャフトか
らピットマンアームドラックリンクおよびナックルアー
ムを介してステアリングシャフト側の車輪に操舵力を伝
達して転舵角を与えるとともに、該ステアリングシャフ
ト側の車輪の転舵に伴って他方の車輪にタイロッドによ
り転舵角を与えるようにしたものは知られている（ギヤ
装置の構成については実開昭５・８−１９６２６７号公
報等参照）。

一方、自動車の旋回走行時にあって、車輪が横すべりを
起こさずに無理なく転進するためには、旋回方向側の車
輪の転舵角（内輪角）が反対側の車輪の転舵角（外輪角
）よりも大きくなるようにすることが好ましいというい
わゆるアッカーマン理論が知られている。

そこで、上述の如きステアリング装置においては、斯か
るアッカーマン理論に従うべく、車幅方向に延びるタイ
ロッドと、該タイロッドの両端を左右の車輪の支持部材
に各々連結するタイロッドアームとを台形状に組立て配
置して、ステアリングシャフト側に向けて操舵されると
きには、ステアリングシャフト側の車輪の転舵角〈内輪
角）よりも小さな転舵角が上記タイロッドにより他方の
車輪に与えられる一方、ステアリングシャフト側とは反
対側に向けて操舵されるときには、ステアリングシャフ
ト側の車輪の転舵角（外輪角）よりも大きな転舵角が他
方の車輪に与えられるようになされている。また、ステ
アリング機構の配置の関係からギヤ装置のシャフトとド
ラックリンクとを連結するピットマンアームを、直進位
置でドラックリンクとの連結側端部がシャフトとの連結
側端部よりも下側でかつ若干後方（車輪寄り）に位置り
”るように傾斜された状態に設けることにより、ステア
リングシャフトを同じ回転角（操舵角）で回転操作して
もステアリングシャフト側に向けて操舵される方がその
反対側に向けて操舵されるに比べてステアリングシャフ
ト側の車輪に大きな転舵角が与えられるようになされて
いる。

ところが、この場合、ステアリングシャフト側とは反対
側の車輪は、ギヤ装置のシャフトからステアリングシャ
フト側の車輪に伝達された操舵力を、更にタイロッドを
介して伝達して転舵角が与えられるようになっている関
係上、その転舵角を大きくするステアリングシャツ１へ
反対側への操舵時においては、ステアリングシャフト側
への操舵時よりも大きな抵抗が生じ、操舵力が重くなる
。

このため、操舵力が旋回方向によってアンバランスとな
り、旋回操縦性が悪くなるという問題があった。

この問題はギヤ装置、ピットマンアームおよびナックア
ームの配置を工夫することによりある程度緩和できるが
、懸架ばねとしてリーフスプリングを用いるものでは、
リーフスプリングのワインドアップ現象に起因するステ
アリング干渉を避ける必要があり、ナックルアームの配
置が制約を受け、上記問題点の解決は困難である。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は斯かる点に鑑み、その目的とするところは、上
述の如くアッカーマン理論に従って所望の車輪の転舵角
が得られるようにしたステアリング装置にあって、その
ギヤ装置のギヤ比を旋回方向に応じて変えることにより
、操舵力が左右等しくなるようにぜんとするものである
。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明の解決手段は、左右の
車輪が各々車体に操舵可能に懸架されており、ステアリ
ングシャフトの先端が、該シャフトの回転を車両前後方
向の移動に変換するギヤ装置に連結され、該ギヤ装置か
ら車両前後方向に延びるドラックリンクが操舵輪を転舵
するアームに連結されることにより、上記ステアリング
シャフト側の操舵輪に操舵力を伝達して転舵角を与える
とともに、該ステアリングシャツｌ−側の操舵輪の転舵
角に応じて他方の操舵輪にロンドを介して転舵角を与え
る自動車のステアリング装置において、上記ステアリン
グシャフトからリンクに操舵力を伝達するギヤ装置のギ
〜７比は、直進位置での噛合い点を中心にその両側に操
舵されるにつれて高くなり、かつステアリングシャフト
側に向けて操舵されるに比べてその反対側に向けて操舵
される方がより高くなるように設定したものである。

（作用） 上記の構成により、本発明では、ナツトのラックに対す
るセクタの歯のギヤ比が直進位置から両側に操舵される
につれて高くなることによって、直進走行時では操舵力
が重く、旋回走行時では軽くなり、またステアリングシ
ャフト側に向【プて操舵されるに比べて、操舵抵抗の大
きいその反対側に向けて操舵される方がギヤ比がより高
くなることによって、操舵力が旋回方向に拘らず等しく
なるようにしたものである。

（実施例） 以下、本発明の実−施例を図面に基づいて説明する。

第１図ないし第３図は本発明の一実施例どしての右ハン
ドル式の前輪駆動型自動車のステアリング装置を示し、
１，１は車体前後方向に配置された左右一対のリーフス
プリングであって、談合り一フスプリング１の前端部は
支軸２を介して車体に回動可能に取付けられている一方
、後喘部は揺動部材３を介して車体に前後揺動可能に取
付（プられでいる。４は車幅方向に上記リーフスプリン
グ１．１とその長手方向中央部で直交するように配置さ
れたアクスルハウジングであって、該アクスルハウジン
グ４は、リーフスプリング１．１にポル］〜締結されて
いて、該リーフスプリング１．１を介して車体に弾性支
持されている。上記アクスルハウジング４の両端部には
それぞれ左右の車輪（前輪）５Ｌ、５Ｒが該各車輪５Ｌ
、５Ｒを回転自在に支持する車輪支持部材（図示せず）
を介して操舵可能に連設されているとともに、アクスル
ハウジング４内にはアクスルシャフト６がエンジン側か
らの駆動ノｊを上記車輪５Ｌ、５Ｒに伝達可能に配設さ
れている。

また、７は車体右側に設けられたステアリングアッパシ
ャフトであって、該ステアリングアッパシャフト７は、
ステアリング装置ム８により外周が覆われかつ車体に固
定されている。上記ステアリングアッパシャフト７の上
端にはステアリングハンドル９が取（＝Ｉけられている
とともに、下端（先端）にはユニバーサルジヨイント１
０を介してステアリング装置シせフト１１が連結されて
おり、該ステアリングロアシャフト１１はギヤ装置１２
内に挿入されている。

上記ギヤ装置１２は、第４図および第５図に示すように
、内部に上記ステアリングロアシャフト１１をベアリン
グ１３．１３を介して回転自在に挿入配置せしめるギヤ
ボックス１４と、該ギヤボックス１４内にあってステア
リングロアシャツ！〜１１の外周面に形成されたウオー
ム１５に多数のボール１６，１６．・・・を介して外嵌
し、かつ−側面にラック１７ａを有するナツト１７と、
該ナツト１７に設けられ、ナツト１７の一端に到達した
ボール１６，１６．・・・を他端に循環せしめるボール
チューブ１８と、一端に上記ナツト１７のラック１７ａ
と噛み合う歯１９ａ　、１９ｂ　、１９ｃ　。

・・・が形成されたセクタ１９と、該セクタ１９の他端
に設＋ｊた挿通孔２０に嵌合連結され、かつ一端がギヤ
ボックス１４外に延出するシ１１フト２１とを備えてい
て、ステアリングロアシャフト１１の回転に伴い上記ナ
ツト１７がウオーム１５上を摺動し、それによりセクタ
１９が回転してシャフト２１から操舵力が出力伝達され
るようになっている。

さらに、２２は上記ギヤ装置１２のシャフト２１の外部
延出側端部にほぼ垂下状態に連結されたピットマンアー
ム、２３は車体前後方向に配置されたドラックリンクで
あって、該ドラックリンク２３の前端は上記ピットマン
アーム２２の下端に連結されている一方、後端はナック
ルアーム２４を介して右側（ステアリングシャフト７．
１１側）の車幅５Ｒ（車輪支持部材）にリーフスプリン
グ１との干渉防止のためその回転中心線上において連結
されている。また、２５は車輪５Ｌ、５Ｒの回転中心線
よりも後方で車幅方向に配置されたタイロッドであって
、該タイロッド２５の両端部はそれぞれタイロッドアー
ム２６．２６を介して左右の車輪５Ｌ、５Ｒ（車輪支持
部材）に連結されている。よって、ギヤ装置１２のシャ
フト２１から操舵力が上記ピットマンアーム２２および
ドラックリンク２３を介して右側の車輪５Ｒに伝達され
て転舵角が与えられるとともに、その右側の車輪５Ｒの
転舵に伴って他方つまり左側の車輪５Ｌにタイロッド２
５により転舵角が与えられるように構成されている。

ここで、上記タイロッド２５と左右のタイロッドアーム
２６．２’６とは、各タイロッドアーム２６が後方車幅
内向きに傾いて台形状に組立て配置されていて、左側の
車輪５Ｌに対して右側に旋回するどきには右側の車輪５
Ｒの転舵角よりも小さな転舵角が与えられ、左側に旋回
するときには右側の車輪５Ｒの転舵角よりも大きな転舵
角が与えられるようになっている。また、上記ピットマ
ンアーム２２は、直進位置で若干後方下向きに傾斜した
状態に設けられていて、ステアリングハンドル９を同じ
回転角（操舵角）で回転操作しても右側の車輪５Ｒに対
しては、右側に旋回するときの方が左側に旋回するとき
よりも大きな転舵角が与えられるようになっている。

そして、本発明の特徴として、上記ギヤ装置１２におけ
るセクタ１９の歯１９ａ〜１９ｃは、第６図に示ずよう
に、その歯先幅ｂＩ＋ｂ２＋ｂ、３が各々異なり、中央
の歯１９ａの歯先幅ｂ１に比べて両側の歯１９ｂ、１９
ｃの歯先幅ｂ２．ｂ３が広く、かつその両側の歯１９ｂ
、１９ｃのうち左側旋回時においてナツト１７のラック
１７ａと噛合う側（図では上側）の歯１９Ｃの歯先幅ｂ
３の方が他方の歯１９ｂの歯先幅ｂ２よりも広くなるよ
うに形成されていて（ｂｌ＜ｆ）２＜ｂ３）、直進位置
での噛合い点Ｐ１を中心にその両側に操舵されるにつれ
てナツト１７のラック１７′ａとの噛合い中心曲線９．
１が、セクタ１９の回転中心点（シャフト２１の軸心）
Ｐ２を中心とし直進位置での噛合い点Ｐ１を通る円弧ｐ
２から半径方向外側に離隔し、かつその離隔寸法δは左
側に旋回操舵されるときくセクタ１９が図で反時計方向
に回転するとき）の方が右側に旋回操舵されるとき（セ
クタ１つが時計方向に回転するとき）よりも大きくなる
ようになっている。すなわち、ナツト１７のラック１７
ａに対するセクタ１９の歯１９ａ〜１９ｃのギヤ比が直
進位置での噛合い点Ｐ１を中心にその両側に操舵される
につれて高くなり、かつ左側（ステアリングシャツ１−
反対側）に旋回操舵されるときの方が右側（ステアリン
グシャツ１〜側）に旋回操舵されるときよりも高くなる
ように設定されているのである。

したがって、上記実施例においては、タイロッド２５と
左右のタイロッドアーム２６．２６とが台形状に組立て
配置されていて、該タイロッド２５と各タイロッドアー
ム２６との連結点の車幅方向の変位に伴う各タイロッド
アーム２６の回転角の相違に基づいて、ステアリングシ
ャフト７．１１側たる右側に旋回操舵するときには、右
側の車輪５Ｒの転舵に伴い上記タイロッド２５により左
側の車輪５１−に対し右側の車輪５Ｒの転舵角（内輪角
）よりも小さな転舵角〈外輪角）が与えられ、左側に旋
回操舵するときには、左側の車輪５Ｌに対し右側の車輪
５Ｒの転舵角（外輪角）よりも大きな転舵角（内輪角）
が与えられるので、旋回方向に拘らず常に、内輪角を外
輪角よりも大きくする。つまりアッカーマン理論に則っ
て車輪５Ｌ。

５Ｒの転舵角を得ることができ、車輪５Ｌ、５Ｒの横ず
べり防止を図ることができる。

この場合、左側の車輪５Ｌを転舵するに当っては、ギヤ
装置１２のシャフト２１からピットマンアーム２２およ
びドラックリンク２３を介して右側の車輪５Ｒに伝達さ
れた操舵力を、さらにタイロッド２５やタイロッドアー
ム２６を介して左側の車輪５Ｌに伝達して転舵角が与え
られるようになっている関係上、その転舵角を大ぎくす
る左側旋回時には、右側旋回時に比べて大きな操舵抵抗
が生じ、操舵力が重くなる。

これに対し、操舵力出力側の上記ギヤ装置１２において
は、ナツト１７のラック１７ａに対するレクタ１９の歯
１９ａ〜１９ｃのギヤ比が直進位置での噛合い点Ｐ１か
ら左側に旋回操舵されるときに右側に旋回操舵されると
きよりも高くなるように設定されているため、左側旋回
時にはギヤ比が高くなる分布側旋回時よりも操舵力を軽
くするよう作用する。このため、操舵力は全体として左
側旋回時と右側旋回時との間で等しくなり、旋回操縦性
を向上させることができる。

しかも、上記ギヤ比は、直進位置ではその両側に操舵さ
れるときに比べて低く設定されているため、直進走行時
には操舵力が重くなり、不必要な操舵を防止できるとと
もに、直進安定性を向上させることができる。

尚、上述の如くギヤ比を旋回方向に応じて変えた場合に
は、車輪５１．５Ｒを所定角転舵させるに当り旋回方向
によってステアリングシャフト７゜１１ないしステアリ
ングハンドル９の回転角が相違するようになるが、この
相違はピットマンアーム２２の取付は傾斜角を調整する
ことにより解消することができる。

尚、本発明は上記実施例に限定されものではなく、その
他種々の変形例をも包含するものである。

例えば、上記実施例では、セクタ１９の歯１９ａ〜１９
Ｃの歯先幅ｂ１〜ｂ３を各々変えることにより、ナツト
１７のラック１７ａに対するセクタ１９の歯１９ａ〜１
９ｃのギヤ比が直進位置での噛合い点Ｐ１を中心にその
両側に操舵されるにつれて高（なり、かつ左側に旋回操
舵されるときの方が右側に旋回操舵されるときに比べて
より高くなるように設定したが、セクタ１９の歯１９８
〜１９ｃの歯先幅ｂ１〜ｂ３を変える代わりにナツト１
７のラック１７ａの歯先幅を各々変えることによって、
上述の如きギヤ比を得るようにしてもよい。

また、上記実施例では、本発明を、ステアリングシャフ
ト７、′１１ないしステアリングハンドル９が車体右側
に設けられてなるいわゆる右ハンドル自動車のステアリ
ング装置に適用した場合について述べたが、ステアリン
グシャフト等が車体左側に設けられてなる左ハンドル自
動車のステアリング装置にも同様に適用できるのは勿論
である。

〈発明の効果） 以上の如く、本発明の自動車のステアリング装置によれ
ば、アッカーマン理論に則って車輪の転舵角を確保しな
がら、ナツトのラックに対するセクタの歯のギヤ比が、
ステアリングシャフト側に向けて操舵されるときに比べ
て、操舵抵抗が大きいその反対側に向けて操舵されると
きに高くなるので、ステアリング操舵力を左右等しくす
ることかでき、操舵性の向上を図ることができる。しか
も、直進走行時では上記ギヤ比が低く、操舵力が重くな
るので、直進安定性の向上を併せ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に係るもので、第１図は自動車の
ステアリング装置の全体構成を示す側面図、第２図はス
テアリング装置の車輪近接側部分を車体後方より見た透
視図、第３図は同模式平面図、第４図はギヤ装置の縦断
側面図、第５図は第４図のｖ−■線にＪ３ける断面図、
第６図は第４図の要部拡大図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）左右の車輪が各々車体に操舵可能に懸架されてお
   り、ステアリングシャフトの先端が、該シャフトの回転
   を車両前後方向の移動に変換するギヤ装置に連結され、
   該・７ギヤ装置から車両前後方向に延びるドラックリン
   クが操舵輪を転舵するアームに連結されることにより、
   上記ステアリングシャフト側の操舵輪に操舵力を伝達し
   て転舵角を与えるとともに、該ステアリングシャフト側
   の操舵輪の転舵角に応じて他方の操舵輪にロンドを介し
   て転舵角を与える自動車のステアリング装置において、
   上記ステアリングシャフトからリンクに操舵力を伝達す
   るギヤ装置のギヤ比は、直進位置での噛合い点を中心に
   その両側に操舵されるにつれて高くなり、かつステアリ
   ングシャフト側に向けて操舵されるに比べてその反対側
   に向けて操舵される方がより高くなるにうに設定されて
   いることを特徴とする自動車のステアリング装置。