JPS6042155A - 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】 この発明は、ハンドルの操作域に応じて、最適な操作感
が得られるようにしたステアリング装置に関する。

（従来の装置） 第１図は、これまでに知られているパワーステアリング
装置であるが、このステアリング装置は、そのステアリ
ングシャフトＳに中間ジヨイントＪを接続するとともに
、この中間ジヨイントＪに図示していないピニオン軸を
接続してる。そして、この中間ジヨイントＪには、第２
図に示すものと、第３図に示すものとがある。

上記第２図に示す中間ジョイン）Ｊは、一体形であって
、その剛性が高い。このように中間ジョインｌ−Ｊの剛
性が高いと、その応答性がよくなり、操作感がシャープ
になる反面、ハンドルＨの中立位置（＝Ｊ近では、操作
感が重くなる問題があった。

一方、第３図の中間ジョイン）Ｊは、ラバーブツシュ１
を内装しているので、ハンドルＨの中立位置（ツ近での
操作感が軽くなるが、その中立位置以外の領域での、ス
テアリングの応答性が悪くなる欠点があった。

このように従来の装置では、いずれの中間ジヨイントも
一長一短あり、理想的なステアリグ感覚を得ることがで
きなかった。

（本発明の目的） この発明は、ハンドルの中立位置付近では、操作感を軽
くし、それ以外の領域では、応答性をよくするようにし
たステアリング装置の提供を目的にする。

（本発明の実施例） 第４図〜第８図に示した８１実施例は、その中間ジヨイ
ントＪの具体的構成であるが、この中間ジヨイント以外
の構成は、従来と同様なので、その詳細を省略する。

しかして、この中間ジヨイントＪは、その一端に設けた
ユニバーサルジヨイント２を介してピニオン軸に連結し
ている。

そして、この・中間ジョイン）Ｊには、そのユニバ−サ
ルジヨイント２に直結したアウターチューブ３を設けて
いるが、このアウターチューブ３の形状は、次のとおり
である。

すなわち、このアウターチューブ３は、扁平部４と断面
円形の拡大径部５とからなる。そして、上記扁平部４は
、その両側対称位置に弧状１ｆ８４　ａを形成し、この
弧状部４ａに挟まれた部分を水平部４ｂとしている。

一方、ステアリングシャフトＳは、円形部６、第１扁平
部７及び第２扁平部８からなり、この第３扁平部８を先
端にして上記アウターチューブ３に挿入している。

このようにしてアウターチューブ３に挿入したステアリ
ングシャツ）Ｓは、その円形部６をアウターチューブ３
の拡大径部５に対応させるとともに、これら拡大径部５
と円形部６とをボルト９で止め、その抜出を防止してい
る。ただし、円形部６に形成したボルト穴１０は、上記
ボルト９よりも大径にし、当該シャフトＳがある程度回
動しうるようにしている。

また、第１扁平部７は、第５図に示すように、アウター
チューブ３の扁平部４よりも−回り小さくしたもので、
この第１扁平部７とアウターチューブ３の扁平部４との
間に、すき間１１を円周方向に形成している。このすき
間１１を形成することによって、当該ステアリングシャ
フトＳがストッパー角θの範囲内で、アウターチューブ
３と相対回転自在となる。

ステアリングシャツ）Ｓの先端に形成した第２扁平部８
は、第６〜８図に示すように、第１扁平部７よりもさら
に−回り小さくシシている。したがって、この第２扁平
部８とアウターチューブ３の扁平部４との間隔は、上記
すき間１１よりもさらに大きくなる。

そして、この第２扁平部８とアウターチューブ３の扁平
部４との間隔に、第１〜３弾性体ａ−ｃを介在させてい
る。

すなわち、上記第１弾性体ａは、第６図に示すように、
上記間隔にぴったりと一致させている。

したがって、ステアリングシャツ）Ｓを少しでも回動さ
せると、この第１弾性体ａが圧縮されることになる。

また、第２弾性体すは、第７図に示すように、その外周
が扁平部４の内周にぴったりと一致するが、ステアリン
グシャフトＳの上記水平部４ｂとの間には、間隙δ１を
形成するようにしている。

さらに、第３弾性体Ｃは、第８図に示すように、第２弾
性体すと同様にして間隙δ２を形成しているが、このｒ
Ｉ！１隙δ２は、上記間隙δ１よりも大きくなるように
している。

したがって、いまステアリングシャフトＳを回動すると
、その回動と同時にまず第１弾性体ａが圧縮する。そし
て、さらにステアリングシャフトＳを回動させると、こ
ん度は、第２弾性体すが圧縮し、最終的には第３弾性体
Ｃも圧縮する。

このように第１〜３弾性体ａ−ｃが順次圧縮していくが
１．それらすべての弾性体が圧縮したときに、全体の剛
性が最も高くなる。

つまり、ハンドルＨの中立位置付近で、それを回してい
るときには、第１弾性体ａが圧縮されるだけなので、そ
の操作感は軽くなる。そして、ハンドルＨを中立位置付
近からさらに回すと、第２、第３の弾性体す及びＣが順
次圧縮されるので、ハンドルＨを回せばまわすほど、全
体の剛性が高まり、それだけ応答性もよくなる。

第９図に示した第２実施例は、その弾性体ｄを一体に形
成する一方、その基端部ｄ、は、ステアリングシャフト
Ｓの第２扁平部８とアウターチューブ３の扁平部４との
間にぴったりと一致させている。そして、この基端部ｄ
１から先端部ｄ２に向って連続するテーパ状の間隙δ、
を形成している。つまり、この第２実施例は、上記第１
実施例の各弾性体ａ−ｃを一体に形成したと同様にして
いる。

したがって、この第２実施例においても、ハンドルＨを
その中立位置付近で回しているときには、上記基端部ｄ
１のみが圧縮される。このように基端部ｄ、のみが圧縮
している状態では、その操作感が軽くなる。そして、上
記ストッパー角０の範囲内で、ハンドルＨをさらに回す
と、弾性体が、その基端部ｄ１から先端部ｄ２へ向って
順次圧縮されるようになるので、その剛性が高まり、応
答性がよくなる。

第１０図に示した第３実施例は、ステアリングシャフト
Ｓの第２扁平部８とアウターチューブ３の扁平部４との
間に、板バネか、らなる弾性体ｅを介在させたもので、
実質的には、前記第１実施例と同様である。

また、第１１図に示した第４実施例は、」１記第３実施
例の板バネｅに代えて、コイルスプリングからなる弾性
体ｆを介在させたものである。

さらに、第１２〜１５図に示した第５実施例は、その中
間ジヨイントＪのアウターチューブ３に、ステアリング
シャフトＳを挿入するが、このステアリングシャフトｓ
の構成は、次のとおりである。

すなわち、このステアリングシャツｌ＝　３には、筒部
１２を設け、この筒部１２をアウターチューブ３に挿入
するとともに、このアウターチューブ３の挿入口付近に
設けたベアリング１３によって、上記筒部１２を支持し
ている。そして、このステアリングシャフトＳにはスト
ッパーとして機能する突部１４を形成し、この突部１４
をアウターチューブ３の挿入口に形成した切欠部１５内
に、挿入している。

そして、第１３図からも明らかなように、突部１４は外
方に向ってやや先細りにして、切欠部１５との間にすき
間を形成するようにしている。このようにすき間を形成
することによって、ステアリングシャツ）Ｓが、ストッ
パー角θの範囲内で、アウターチューブ３と相対回転自
在にしている。

このようにしたアウターチューブ３と筒部１２間には、
弾性体ｇを組込むが、この弾性体ｇは、大径部１６．１
７で区画されたトーションバｇｓ〜ｇ３を主要素として
いる。

このようにトーションバーｇ１〜ｇ３を主要素にした弾
性体ｇは、その両端に支持部１８．１９を形′成してい
る。そして、一方の支持部１８をユニバーサルジヨイン
トＪに挿入するとともに、他方の支持部１８をステアリ
ングシャフトＳに挿入し、それら支持部１８．１９をピ
ン２０．２１で止めている。ただし、ステアリングシャ
フトＳに挿入した支持部１９は、少なくとも前記ストッ
パー角θの範囲内で、ステアリングシャツｌ−Ｓと相対
回転しうるようにしている。

このようにした弾性体ｇは、その大径部１６．１７のそ
れぞれにピン２２．２３を貫通させるとともに、このピ
ン２２．２３の両突出端を、筒部１２に形成の制御孔２
４．２５に挿入している。そして、この制御孔のうち、
筒部１２の基端に近い方の制御孔２４を、奥の制御孔２
５の直径よりも小さくしている（第１４．１５図参照）
。

したがって、ハンドルＨを回して、ステアリングシャフ
トＳを回動させると、まずピン２２が制御孔２４に当た
るので、トーション／（ｇ）が撓む。

この状態からステアリングシャフトＳをさらに回動させ
ると、こん度は、ピン２３が制御孔２５に当たり、トー
ションバーｇ２を撓ませ、最終的には、トーション／’
ｇ＋〜ｇ３のすべてを撓ませる。

したがって、ハンドルＨの中立位置付近では、トーショ
ンバーｇ＋のみが撓むので、その操作感が軽くなる。そ
して、／＼ンドルＨを回すにしたがって、トーションバ
ーｇ１〜ｇ３が順次撓んでいくので、その全体の剛性が
高くなり、応答性かよくなる。

なお、上記各実施例を、第１図に示した）くワーステア
リング装置に適用することもでき、その場合には、従来
になかった効果を期待できる。

そこで、まずこの第１図に示す装置を説明する。

この第１図の装置は、上記中間ジヨイントＪにピニオン
軸２６を接続しているが、このピニオン軸２Ｂは、コン
トロールバルブＣの本体２７に挿入している。

そして、上記コントロールバルブＣは、その本体２７に
スプール２８を内装するとともに、このスプール２８の
両端を反力室２８．３０に臨ませている。

さらに上記反力室２８．３０は、ソレノイドバルブＶの
ボート３！に接続しているが、このソレノイドバルブＶ
は、車速センサＱあるいはハンドル角センサＦからの信
号を検出するコントローラＤの出力信号に応じて切換わ
るようにしている。

つまり、車速が設定速度以上のときは、図示の位置を保
持する。この図示の位置においては、ボーＩ・３１と３
２との連通が遮断するとともに、ボー）３１をタンクＴ
に接続する。ボート３１がタンクＴに連通ずるので、上
記反力室２８．３０がタンク圧になる。

したがって、ハンドルＨな回すと、それにともなって駆
動レバー３３が揺動し、スプール２８を切換える。スプ
ール２８が切換われば、ポンプポート３４から流入した
ポンプＰからの圧力流体が、アクチェータに流入してそ
れを作動させるので、パワーアシスＩ・のステアリング
状態になる。

また、車速が設定速度以上になると、ソレノイドが励磁
して当該ソレノイドバルブＶを開位置に切換える。ソレ
ノイドバルブＶが開位置を保持すると、上記両ポート３
１．３２が連通するので、ポンプＰからの圧力流体がコ
ントロールバルブＣの反力室２９．３０に流入する。

このように反力室２８．３０に圧力流体が流入すると、
スプール２８が両側からロックされた状態になる。した
がって、ハンドルＨを回しても、スプール２８が切換わ
らず、パワーアシストを停止したマニアルステアリング
の状態になる。

なお、図中符号３５はタンクポートで、アクチェータか
らの戻り流体をタンクＴに戻すためのものである。

このようにしたパワーステアリング装置では、マニアル
ステアリング装置に比べて、ギヤレシオを小さくしてそ
の操作性をシャープにしている。

しかし、ギヤレシオを小さくすると、パワーアシストを
停止してマニアルステアリングの状態になったとき、ギ
ヤレシオが小さい分だけハンドルが重くなる。

したがって、この種のパワーステアリング装置では、パ
ワーアシストの状態からマニアルステアリングの状態に
切換わった瞬間には、中立位置近傍でのハンドルの操作
力が極端に変化する問題があった。

そこで、このような装置に、前記した各実施例の中間ジ
ヨイントＪを使用すれば、上記操作力の急激な変化を防
止できる。

つまり、上記中間ジヨイントＪは、それを回動するにし
たがって、その弾性体の剛性が徐々に高くなる。したが
って、上記のようにパワーステアリングの状態からマニ
アルステアリングの状態に切換わっだとき、そのハンド
ルＨの中立位置近傍では、まず、弾性体が順次圧縮する
とともに、その圧縮力が操作者に反力として伝達される
。

このように初期の段階では、弾性体の圧縮力のみが車両
の操作者に伝達されるので、フィーリングとしては、そ
の操作力の急激な変化を感じない。

（本発明の構成） この発明は、中間ジヨイントのアウターチューブにステ
アリングシャフトを挿入するとともに、これらアウター
チューブとステアリングシャフトとが、所定のストッパ
ー角の範囲内で相対回転自在にする一方、上記アウター
チューブ内に弾性体を内装し、ステアリングシャフトを
上記ストッパー角の範囲内で回動させることによって、
上記弾性体剛性を順次変化させるようにした点に特徴を
有する。

（本発明の効果） この発明は、上記のように構成したので、ハンドルの中
立位置付近での操作では、弾性体の剛性が低いので、そ
の操作感が軽くなる。

また、上記中立位置からハンドルを回せばまわすほど、
この弾性体の剛性が高まるので、その応答性がよくなる
。

したがって、前記した従来の欠点、すなわち、中立位置
での操作感を軽くしようとすると、それ以外の領域での
応答性が悪くなり、その応答性をよくしようとすると、
中立位置付近での操作感が重くなるという欠点を解消し
うる。

また、車速に応じてパワーアシストを停止してマニアル
ステアリングの状態に切換えるパワーステアリング装置
に、上記中間ジヨイントを用いれば、パワーステアリン
グからマニアルステアリングへの切換え時の操作感が、
スムーズに移行する。

【図面の簡単な説明】

図面第１図は一般的なステアリング装置を示した斜視図
、第２図は従来の中間ジヨイントの一部断面図、第３図
は同じく一部断面図、第４図〜第８図はこの発明の第１
実施例を示すもので、第４図は、中間ジヨイントの要部
断面図、第５図は第４図のＶ−Ｖ線断面図、第６図は第
４図のＷ−Ｗ線断面図、第７図は第４図の■−■線断面
図、第８図は第４図の■−■線断面図、第９図は第２実
施例の要部断面図、第１０図は第３実施例の要部断面図
、第１１図は第４実施例の要部断面図、第１２図〜第１
５図は第５実施例を示すもので、第１２図は要部断面図
、第１３図は第１２図のχ−Ｘ線断面図、第１４図及び
第１５図はピンと制御孔との関係を示す概略図である。 ＳΦ・・ステアリングシャフト、Ｊｅｔｓ中間ジヨイン
ト、３・９◆アウターチユーブ、ａ−ｇ・・・弾性体。 代理人弁理士　嶋　宣之 第２図 第　４　図 か　８　図 第９図 第１１図　第１０図 第１２図 第　１３　図 １ム

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 中間ジゴイントのアウターチューブにステアリングシャ
   フトを挿入するとともに、これらアウターチューブとス
   テアリングシャフトとが、所定のストッパー角の範囲内
   で相対回転自在にする一方、上記アウターチューブ内に
   弾性体を内装し、ステアリングシャフトを上記ストッパ
   ー角の範囲内で回動させることによって、上記弾性体の
   剛性を順次変化させるように構成にしたステアリング装
   置。