JPS6125579B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、自動車等の車輛のステアリング装置
に用いるギヤレシオ変化装置に係り、特にステア
リング装置の運動伝達系中に組込まれることによ
りバリヤブルギヤレシオのステアリング装置を実
現することができるギヤレシオ変化装置に係る。

自動車のステアリング装置は、ステアリングホ
イールの運動方向を変換すると共に舵取り操作力
を軽くするためにステアリングホイールの回転を
減速してフロントホイールに伝えるステアリング
ギヤ装置を含んでいる。従来、一般に、ステアリ
ングギヤ装置のギヤレシオは一定になつており、
そのためステアリングギヤ装置からの力をフロン
トホイールに伝えるためのステアリングリンク系
の運動伝達特性を加味した総合的なステアリング
ギヤレシオは、ステアリングホイールの回転角が
大きくなるほど低下する。そのため、従来のステ
アリング装置に於いては、据切りなどステアリン
グホイールを大きく回転させると、それに従い必
要な舵取り操作力が増大し、謂ゆるハンドルが重
くなるという欠点があつた。

これに対し、近年、前記ステアリングギヤ装置
の歯の諸元をその歯の位置に応じて相互に変えて
おくことによりステアリングホイールの回転角が
大きい部分でギヤレシオが高くなるように構成
し、ステアリングホイールの回転角が大きい部分
に於るステアリング操作力を軽減し、ステアリン
グフイーリングの改善を図ることが行われてい
る。しかし、ステアリングギヤ装置の歯の諸元を
その位置によつて相互に変えると、歯の強度の面
で問題を生ずることがあり、強度の面で充分な設
計をすることがむずかしく、又歯の加工に高度の
技術を必要とする。

ステアリングホイールとステアリングギヤ装置
との間の回転動力伝達経路の途中に、はすば歯車
対を設けてそのはすば歯車対を回転に伴い互いに
はすじ方向に相対変位させることによりステアリ
ングホイールよりの入力回転に対するステアリン
グギヤ装置への出力回転の度合を変化させ、これ
によりステアリングギヤ装置の歯の諸元を変更す
ることなくバリヤブルギヤレシオのステアリング
装置を具現することが特願昭50−53817号（特開
昭50−150129号）に於て既に提案されている。

上述の如きステアリング装置は、バリアブルギ
ヤレシオのステアリング作用を行うが、従来の一
般的構造のステアリング装置に対して追加の歯車
装置となるはすば歯車対が外接噛合式の歯車対で
あるため従来に比してかなり大型化し、車輛搭載
性に優れていない。

本発明は、ステアリングギヤ装置の歯の諸元を
変更することなく、しかも従来の一般的構造のス
テアリングギヤ装置に比してさほど大型化するこ
となくバリヤブルギヤレシオのステアリング装置
を実現することができる実用的なギヤレシオ変化
装置を提供することを目的としている。

かかる目的は、本発明によれば、ギヤケース
と、はすばの外歯を有し前記ギヤケースに回転自
在に支持されてステアリングホイールの操作によ
つて回転される入力軸と、前記ギヤケースに回転
自在に且つ軸線方向に移動自在に支持され前記外
歯と噛合するはすばの内歯を有しステアリングギ
ヤ装置に回転を与えるスリーブ要素と、前記入力
軸と前記スリーブ要素との間の相対的回転の少な
くとも一部を前記入力軸に対する前記スリーブ要
素の軸線方向移動に変換するカム装置とを有して
いる如きステアリング装置用ギヤレシオ変化装置
によつて達成される。

かかる構成によれば、入力軸がステアリングホ
イールの操作により回転されると、それの外歯と
スリーブ要素の内歯との噛合によりスリーブ要素
が回転される。このときスリーブ要素はそれの内
歯と前記入力軸の外歯の歯数の差（この場合、ス
リーブ要素の内歯の歯数が入力軸の外歯の歯数よ
り大きいことは当然である）に相当して入力軸に
対しても回転変位することにより、カム装置の作
用により前記入力軸に対して軸線方向にも移動す
る。このスリーブ要素の軸線方向の移動によりス
リーブ要素の内歯は、入力軸の外歯に対し回転し
ながらそのつる巻線状のはすじに沿つてすべり、
内歯と外歯の噛合位置が軸線方向にずれるため、
そのずれ分に相当する量だけ入力軸の回転量に対
するスリーブ要素の実際の移動量が増大又は減少
する。

また本発明によるステアリング装置用ギヤレシ
オ変化装置は前記入力軸に設けられたはすばは外
歯であつて前記スリーブ要素に設えられたはすば
は内歯であり、このはすば歯車対が内接噛合式の
はすば歯車対であることにより、これが外接噛合
式のはすば歯車対である場合に比して小型化さ
れ、前記はすば歯車対が設けられることによるス
テアリング装置の大型化が最小限度に留められ、
車輛搭載性の悪化が回避される。

以下に添付図面を用いて本発明の実施例につい
て詳細に説明する。

添付の第１図は本発明によるステアリング装置
用ギヤレシオ変化装置を組込まれたラツクピニオ
ン式ステアリングギヤ装置の一つの実施例を示す
断面図、第２図はギヤレシオ変化装置の組込され
たカムスリーブ要素のカムプロフイールを示す展
開図である。第１図に於て、１はギヤケースを示
しており、このギヤケース１はその内部にボール
ベアリング２，３によつてはすば４を有するピニ
オン軸５を回転自在に支持しており、又前記はす
ば４と噛合うはすば６を備えたラツク要素７を前
記ピニオン軸５の軸線に直角の方向に、即ち図に
て左右方向に移動自在に支持している。前記ラツ
ク要素７は図には示されていない車輛のフロント
ホイールに駆動連結され、これの図にて左右方向
の移動により前記フロントホイールの向きを変更
するようになつている。

前記ギヤケース１は前記ピニオン軸５を含む部
分に前記ピニオン軸５の軸線方向に沿つて延びた
円筒状のエクステンシヨンギヤケース８を一体的
に有しており、このエクステンシヨンギヤケース
８内に本発明によるギヤレシオ変化装置が組込ま
れている。前記エクステンシヨンギヤケース８は
その内部にニードルベアリング９，１０によつて
カツプ状のスリーブ要素１１を、その内周面を実
質的な案内面として回転自在に且つ軸線方向に、
即ち図にて上下方向に移動自在に受入れている。
前記スリーブ要素１１はその図にて下底部に前記
ピニオン軸５の図にて上端部に設けられているス
プライン１２と係合するスプライン１３を有して
おり、前記ピニオン軸５に対し図にて上下方向に
移動できる態様にてトルク伝達関係にて連結され
ている。前記スリーブ要素１１の内周面の下部領
域にははすばの内歯１４が形成されている。前記
スリーブ要素１１内には前記内歯１４と噛合うは
すばの外歯１５を備えた入力軸１６が配置されて
いる。前記入力軸１６は前記ピニオン軸５の軸線
より一方の側に偏心した位置に配置され、前記エ
クステンシヨンギヤケース８のカバー１７に取付
けられたボールベアリング１８と前記ピニオン軸
５の図にて上端部に取付けられた偏心ブツシユ１
９とにより回転自在に支持されている。この場
合、例えば図には示されていないステアリングホ
イールがその中立位置より左右両方向に二回転で
き、又前記入力軸１６がステアリング装置のメイ
ンシヤフトに直結されている場合、前記内歯１４
と外歯１５との歯数比は入力軸１６の四回転につ
き入力軸１６とスリーブ要素１１とが相対的に半
回転するように選択されていれば良い。即ち、前
記内歯１４と外歯１５との歯数比は７：８で良
い。

尚、その場合、入力軸１６及びスリーブ要素１
１は図には示されていないステアリングホイール
が右方向に回転されたとき、時計廻り方向に回転
され、その回転のとき、前記内歯１４及び外歯１
５の各々のはすばは、そのはすじの上端が下端よ
り回転方向遅れ側に位置するように捩られてい
る。

又、前記スリーブ要素１１の内部にはカムスリ
ーブ要素２０が固定されている。カムスリーブ要
素２０は、第２図に良く示されている如く、その
周廻りに180゜の範囲に延びたカム溝２１を二つ
その軸線の周りに互いに180゜変位した位置に有
している。カム溝２１は、各々前記カムスリーブ
要素２０の軸線方向に直角の方向に延びる水平部
２１ａと、前記水平部２１ａの一方の端部より図
にて上方に傾斜した上方傾斜部２１ｂと、前記水
平部２１ａの他方の端部より図にて下向きに傾斜
した下方傾斜部２１ｃとを連続して有している。
尚、この二つのカム溝２１は入力軸１６とスリー
ブ要素１１とが互いに偏心しているために、その
長さが若干異つている。前記カム溝２１の各々に
は前記入力軸１６をその直径方向に貫通した支持
孔２２に摺動自在に嵌装されているピン２３の両
端部が各々係合している。前記ピン２３は、図に
は示されていないステアリングホイールが中立位
置にあるとき、第２図に示されている如く、前記
カム溝２１の水平部２１ａの中央位置に位置する
ように設けられており、例えばステアリングホイ
ールが右方に回転されたとき、矢印Ｒで示す如
く。水平部２１ａを上方傾斜部２１ｂに向けて移
動し、これに対しステアリングホイールが左方に
回転されたときは、矢印Ｌで示す如く、前記水平
部２１ａを前記下方傾斜部２１ｃに向けて移動す
るようになつている。

次に上述した構成からなる装置の作用について
説明する。図には示されていないステアリングホ
イールが回転されると、それに伴い入力軸１６が
回転される。入力軸１６が回転すると、これの外
歯１５とスリーブ要素１１の内歯１４との噛合に
より前記入力軸１６と同じ方向に前記スリーブ要
素１１及びピニオン軸５が回転する。このピニオ
ン軸５の回転によりラツク要素７が図にて左右方
向に移動し、図示されていないフロントホイール
の向きが変更される。

このとき、スリーブ要素１１は内歯１４と外歯
１５との歯数の違いにより入力軸１６より遅く回
転し、入力軸１６に対して相対的な回転変位を生
じる。ステアリングホイールが右方向に回転さ
れ、入力軸１６が時計廻り方向に回転したとき
は、前記スリーブ要素１１は前記入力軸１６に対
して反時計廻り方向の回転変位を生じ、そのため
入力軸１６のピン２３とカムスリーブ要素２０の
カム溝２１との係合位置は、第２図にて矢印Ｒで
示す方向に移動する。ピン２３がカム溝２１の水
平部２１ａに係合している間は前記スリーブ要素
１１は前記入力軸１６に対してその軸線方向に移
動することがないが、この実施例の場合、ステア
リングホイールが中立位置より約一回転される
と、前記ピン２３が前記カム溝２１の上方傾斜部
２１ｂに係合するようになり、そして更にステア
リングホイールの右方向への回転が進むに従い前
記ピン２３が前記上方傾斜部２１ｂを矢印方向に
進むことにより、前記スリーブ要素１１は前記入
力軸１６に対して軸線に沿つて下方に移動するよ
うになる。すると、スリーブ要素１１の内歯１４
は前記入力軸１６の外歯１５のはすじに沿つて下
方に移動し、前記内歯１４と外歯１５との噛合位
置が下方にずれ、そのため、そのずれ分に相当す
る量だけスリーブ要素１１の回転角に遅れが生
じ、スリーブ要素１１は入力軸１６の回転角に対
し決められたたギヤレシオより更に遅れた回転を
する。従つて、ステアリングホイールの回転角の
大きい部分ではステアリング装置の見掛け上のギ
ヤレシオがステアリングギヤ装置によつて定めら
れたギヤレシオより高くなり、ステアリングホイ
ールの操作力が軽減されるようになる。

ステアリングホイールが、その中間位置より右
方向に二回転され、その右端ロツク位置に達する
と、ピン２３は前記上方傾斜部２１ｂの終端に達
する。そしてその位置よりステアリングホイール
を左方向に回転させて中立位置に向けて戻すと、
ピン２３は前記上方傾斜部２１ｂを矢印で示した
方向と反対の方向に移動し、スリーブ要素１１を
入力軸１６に対して軸線に沿つて上方に移動させ
るようになる。これにより内歯１４は外歯１５の
はすじに沿つて上方にすべり、前記内歯１４と外
歯１５との噛合位置が上方にずれ、そのずれ分に
相当する量だけスリーブ要素１１の回転角に遅れ
が生じ、スリーブ要素１１はこのときも入力軸１
６の回転角に対して決められたギヤレシオより更
に遅れた回転をする。

又、ステアリングホイールが中立位置より左方
向に回転されたときは、前記ピン２３とカム溝２
１との係合位置は、第２図にて矢印Ｌで示す方向
に移動し、ステアリングホイールが一回転以上回
転された領域では前記ピン２３が下方傾斜部２１
ｃに係合することにより、この場合もスリーブ要
素１１は入力軸１６に対して軸線に沿つて上方に
移動し、上述したステアリングホイールの右端ロ
ツク位置より中立位置への戻し時と同様、内歯１
４と外歯１５との噛合位置がそのはすじに沿つて
上方にずれ、そのずれ分に相当する量だけスリー
ブ要素１１の回転角に遅れが生じ、スリーブ要素
１１は入力軸１６の回転角に対して決められたギ
ヤレシオより更に遅れた回転をする。

第３図は上述した実施例に於るステアリング装
置の見掛け上のギヤレシオを示している。

見掛け上のギヤレシオの特性は、カム溝２１の
形状によつて定まる。従つて、カム溝２１を適宜
に設計することにより、第３図に示されたそれと
は異なつた所望する特性のステアリング装置を得
ることができる。

尚、上述した実施例に於ては、本発明によるギ
ヤレシオ変化装置をラツクピニオン式ステアリン
グギヤ装置と組合せたが、本発明はこれに限られ
るものではなく、ボール循環式のステアリングギ
ヤ装置やその他のギヤ装置と組合せて実施するこ
とも可能である。

例えば、ボール循環式のステアリングギヤ装置
に本発明装置を実施する場合は、スリーブ要素１
１をステアリングギヤ装置のウオーム要素にスプ
ライン等により結合すれば良い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるステアリング装置用ギヤ
レシオ変化装置をラツクピニオン式ステアリング
ギヤ装置と組合けて実施した場合の一つの実施例
を示す縦断面図、第２図は本発明装置に組込まれ
ているカムスーリブのカムプロフイールを示すた
めの展開図、第３図は本発明装置によるときのス
テアリング装置の見掛け上のギヤレシオ特性を示
すグラフである。 １……ギヤケース、２，３……ボールベアリン
グ、４……はすば、５……ピニオン軸、６……は
すば、７……ラツク要素、８……エクステンシヨ
ンギヤケース、９，１０……ニードルベアリン
グ、１１……スリーブ要素、１２，１３……スプ
ライン、１４……はすばの内歯、１５……はすば
の外歯、１６……入力軸、１７……カバー、１８
……ボールベアリング、１９……偏心ブツシユ、
２０……カムスリーブ要素、２１……カム溝、２
２……支持孔、２３……ピン。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ギヤケースと、はすばの外歯を有し前記ギヤ
   ケースに回転自在に支持されてステアリングホイ
   ールの操作によつて回転される入力軸と、前記ギ
   ヤケースに回転自在に且つ軸線方向に移動自在に
   支持され前記外歯と噛合するはすばの内歯を有し
   ステアリングギヤ装置に回転を与えるスリーブ要
   素と、前記入力軸と前記スリーブ要素との間の相
   対的回転の少なくとも一部を前記入力軸に対する
   前記スリーブ要素の軸線方向移動に変換するカム
   装置とを有していることを特徴とするステアリン
   グ装置用のギヤレシオ変化装置。