JP2002166841A

JP2002166841A - 操舵装置

Info

Publication number: JP2002166841A
Application number: JP2000365530A
Authority: JP
Inventors: Takashi Kato; 貴史加藤; Yoshiyasu Akuta; 好恭飽田; Kazuo Matsuura; 一夫松浦; Keiichi Takigawa; 桂一滝川
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2000-11-30
Filing date: 2000-11-30
Publication date: 2002-06-11
Also published as: DE10158782A1; US6585074B2; US20020063012A1

Abstract

(57)【要約】【課題】ステアリングレシオを制御することができる
操舵装置において、制御量に制限がある場合であって
も、できるだけ広範囲のステアリングレシオ制御が可能
であること。【解決手段】操舵装置１０は、ステアリングハンドル
２１に連結したピニオン３１と転舵車輪２７，２７に連
結したラック軸３３とからなるラックアンドピニオン機
構２５を、ハウジング３５に収納し、このハウジング３
５を車体５７に対し車幅方向へ移動させることによって
も転舵車輪２７，２７を操舵することができるようにし
たものである。ラックアンドピニオン機構２５は、ピニ
オン３１に対するラック３２のギヤ比を、ステアリング
ハンドル２１が中立位置にあるときに小さく、操舵角が
大きくなるにつれて大きくなるように、バリアブルレシ
オ形式にしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、運転者のハンドル
操作から独立して、転舵車輪の転舵角を制御することが
できるようにした操舵装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両の運転中において、走行路面の状況
や風向きなどの外的要因は頻繁に変化する。種々の外的
要因により車両の走行状態や操舵状態は急激に変化し得
る。このような変化に対し、運転者はハンドル操作によ
って安定した走行状態を維持しなければならない。例え
ば、高速走行中の車両の側面に向って吹く横風は、車両
の直進を妨げようとする。このような外的要因に対し、
運転者はハンドル操作によって直進走行を維持しなけれ
ばならず、面倒である。この点を踏まえて近年、車両の
走行状態や操舵状態に応じて運転者の操縦を支援するこ
とにより、操縦安定性や車両の運動性能をより高めるよ
うにした操舵装置の開発が進んでいる。この種の操舵装
置としては、例えば特許第２５０１６０６号公報「操舵
装置」が知られている。以下、この従来の技術について
説明する。

【０００３】図１１は特許第２５０１６０６号公報の図
１に基づき作成した説明図である。なお、各構成要素の
名称や符号については適宜変更した。従来の操舵装置３
００は、車体３０１に左右２個のリンク３０２，３０２
を介してギヤハウジング３０３を車幅方向（図の左右方
向）へスイング可能に連結するとともに、車体３０１に
左右２個の弾性部材３０４，３０４を介してギヤハウジ
ング３０３を車幅方向及び径方向に変位可能に支持した
というものである。さらに操舵装置３００は、車体３０
１に弾性部材３０５を介してアクチュエータ３０６を支
持し、アクチュエータ３０６の駆動用ロッド３０７にＬ
字状のアーム３０８の一端を連結し、アーム３０８の他
端をギヤハウジング３０３に固定したというものであ
る。

【０００４】ギヤハウジング３０３はラックアンドピニ
オン機構３１１を収納したものである。ラックアンドピ
ニオン機構３１１は、ステアリングハンドル３１２にス
テアリングシャフト３１３及び軸継手３１４，３１４を
介して連結したピニオン３１５と、転舵車輪３１６，３
１６にタイロッド３１７，３１７を介して連結したラッ
ク軸３１８とからなる。

【０００５】このような操舵装置３００は、ステアリン
グハンドル３１２を操舵することにより、ラックアンド
ピニオン機構３１１を介して転舵車輪３１６，３１６を
転舵させることができる。しかも、アクチュエータ３０
６の駆動用ロッド３０７を進退させ、アーム３０８を介
してギヤハウジング３０３を車幅方向へ移動させること
で、ラックアンドピニオン機構３１１を車幅方向へ移動
させることによっても、転舵車輪３１６，３１６を転舵
させることができる。

【０００６】ラック軸３１８の軸方向への全移動量Ｓ３
０は、運転者のハンドル操作によるラック軸３１８の移
動量Ｓ３１に、アクチュエータ３０６によるラック軸３
１８の移動量Ｓ３２を合成したものになる（Ｓ３０＝Ｓ
３１±Ｓ３２）。このように、運転者のハンドル操作を
アクチュエータ３０６で支援することができる。そし
て、アクチュエータ３０６によりステアリングレシオの
範囲を制御することができる。「ステアリングレシオ」
とは、ステアリングハンドル３１２の操舵角（deg）を
転舵車輪３１６，３１６の転舵角（deg）で除算した値
のことであり、舵角比とも言う。なお、アクチュエータ
３０６による最大制御量、すなわちラック軸３１８の移
動量Ｓ３２は、駆動用ロッド３０７のストロークやギヤ
ハウジング３０３の最大移動可能範囲によって決まる。
従って、ラック軸３１８の移動量Ｓ３２には限界があ
る。

【０００７】ところで、上記従来の技術のような一般的
な操舵装置３００のラックアンドピニオン機構３１１
は、ピニオンに対するラックのギヤ比が一定である。そ
の場合のステアリングレシオについて、図１２〜図１５
に基づき説明する。

【０００８】図１２（ａ）〜（ｃ）は一般的な操舵装置
の特性図（その１）である。（ａ）は、横軸をステアリ
ングハンドルの操舵角（deg）とし、縦軸をラックゲイ
ン（mm／回転）として表すラックゲイン特性図である。
「ステアリングハンドルの操舵角」は横軸の中央をステ
アリングハンドルの中立位置（操舵角＝０deg）とし、
これよりも右側がステアリングハンドルを右回転した場
合を示し、左側がステアリングハンドルを左回転した場
合を示す。「ラックゲイン」とはピニオンが１回転（ス
テアリングハンドルが１回転）したときのラックの移動
距離（ｍｍ）のことであり、比ストロークとも言う。
（ａ）によれば、上述のようにピニオンに対するラック
のギヤ比が一定なので、ステアリングハンドルの操舵角
にかかわらず、ラックゲインは一定であることが判る。

【０００９】（ｂ）は、横軸をステアリングハンドルの
操舵角（deg）とし、縦軸をステアリングレシオ（deg/d
eg）として表す、ステアリングレシオ特性図である。ス
テアリングレシオが小さいほど、ステアリングハンドル
の操舵角に対する転舵車輪の転舵角は大きい。ステアリ
ングレシオ特性曲線Ｓｔ１は、アクチュエータで制御し
ないとき、すなわち運転者のハンドル操作によるラック
軸の移動量だけに基づく曲線である。

【００１０】上記（ａ）に示すようにラックゲインが常
に一定なので、（ｂ）のステアリングレシオ特性曲線Ｓ
ｔ１は、ステアリングハンドルが中立位置にあるときに
大きく、左右への操舵角が大きくなるにつれて小さくな
る湾曲した特性を有する。ステアリングハンドルが中立
位置にあるときのステアリングレシオはＲ２であり、ス
テアリングハンドルが最大操舵角θ１２にあるときのス
テアリングレシオは上記Ｒ２よりも小さいＲ１である
（Ｒ１＜Ｒ２）。

【００１１】従って、ステアリングハンドルの操舵角が
小さいときにはステアリングレシオが大きいので、転舵
車輪は緩やかに転舵、いわゆる「スロー転舵」する。ま
た、ステアリングハンドルの操舵角が大きくなるにつれ
てステアリングレシオが小さくなるので、転舵車輪は比
較的急速に転舵、いわゆる「クイック転舵」する。この
ようなステアリングレシオ特性になる理由を次の図１３
及び図１４で説明する。

【００１２】図１３（ａ），（ｂ）は一般的な操舵装置
の模式図であり、（ａ）は平面構成を示し、（ｂ）は側
面構成を示す。なお、Ｆｒは運転者から見て前側、Ｒｒ
は運転者から見て後側を示す。（ａ）に示すように一般
的な操舵装置４００は、ラックアンドピニオン機構４０
１のラック軸４０２の先端に第１自在軸継手４０３を介
してタイロッド４０４の一端を連結し、タイロッド４０
４の他端に第２自在軸継手４０５を介してナックルアー
ム４０６の一端を連結し、ナックルアーム４０６の他端
に転舵車輪４０７の転舵中心となるキングピン軸４０８
を連結したものである。

【００１３】ステアリングハンドル４０９を操舵するこ
とにより、その操舵力をラックアンドピニオン機構４０
１のピニオン４０１ａ並びにラック４０１ｂを介して、
ラック軸４０２、タイロッド４０４及びナックルアーム
４０６の経路で転舵車輪４０７に伝えることで、転舵車
輪４０７転舵させることができる。

【００１４】転舵車輪４０７の転舵角は、平面視におい
てキングピン軸４０８を中心とした回転角である。タイ
ロッド４０４の三次元的な長さは不変である。しかし、
（ａ）に示す平面視においての、キングピン軸４０８か
ら第２自在軸継手４０５までの距離ａ１は、転舵車輪４
０７が最大転舵角に近づくにつれて小さくなる。その理
由は次の通りである。（ｂ）に示すように転舵車輪４０
７を側面から見たときに、キングピン軸４０８は所定の
キャスタ角を有して後方へ傾き、また、キングピン軸４
０８に対してナックルアーム４０６は垂直に後方へ延び
ている。ナックルアーム４０６はキングピン軸４０８を
中心にスイングする。この結果、転舵車輪４０７が最大
転舵角に近づくにつれて、ナックルアーム４０６の平面
投影長さ、すなわち距離ａ１は小さくなる。

【００１５】図１４は一般的な操舵装置のラック軸、タ
イロッド及びナックルアーム回りの平面作用図である。
ラック軸４０２がスライドしたときに、点Ｐ１の位置に
ある第１自在軸継手４０３は一直線上でＰ１→Ｐ２→Ｐ
３→Ｐ４の順に変位する。Ｐ１・Ｐ２間の変位量ｘ１、
Ｐ２・Ｐ３間の変位量ｘ２及びＰ３・Ｐ４間の変位量ｘ
３は同一である。これらの変位量ｘ１，ｘ２，ｘ３はス
テアリングハンドル４０９（図１３参照）の操舵角に比
例する。

【００１６】一方、第２自在軸継手４０５及びナックル
アーム４０６はキングピン軸４０８を中心にスイング可
能である。ラック軸４０２がスライドしたときに、点Ｑ
１にあるナックルアーム４０６はスイング軌跡上でＱ１
→Ｑ２→Ｑ３→Ｑ４の順に変位する。例えば、第１自在
軸継手４０３がＰ１からＰ２へ変位したときに、第２自
在軸継手４０５はＱ１からＱ２へスイング角α１だけ変
位する。同様に、Ｐ２からＰ３へ変位したときにＱ２か
らＱ３へスイング角α２だけ変位し、Ｐ３からＰ４へ変
位したときにＱ３からＱ４へスイング角α３だけ変位す
る。

【００１７】第１自在軸継手４０３の変位量がｘ１＝ｘ
２＝ｘ３であるにもかかわらず、第２自在軸継手４０５
のスイング角は、転舵車輪４０７が最大転舵角に近づく
につれてα１＜α２＜α３のように大きくなる。この結
果、ステアリングハンドル４０９（図１３参照）の操舵
角が大きくなるにつれて、転舵車輪４０７（図１３参
照）はクイック転舵することになる。このように、サス
ペンションジオメトリ（サスペンションリンクの幾何学
的な配置）によって、ステアリングレシオ特性は上記図
１２（ｂ）のようになる。なお、実際にはタイロッド４
０６の平面視の長さも変化することになるが、その点に
ついては省略する。

【００１８】ここで一旦図１２に戻って説明を続ける。
図１２（ｃ）は、横軸をステアリングハンドルの操舵角
（deg）とし、縦軸をステアリングレシオ（deg/deg）と
して表す、ステアリングレシオ制御特性図であり、アク
チュエータでステアリングレシオの範囲を制御するとき
の、理想的なステアリングレシオ制御範囲Ａ１の一例を
示す。理想的なステアリングレシオ制御範囲Ａ１は、上
記図１２（ｂ）のステアリングレシオ特性曲線Ｓｔ１を
下限（クイック転舵側の制御限界）とし、制御上限ステ
アリングレシオ特性曲線Ｓｔ２を上限（スロー転舵側の
制御限界）とし、これらの曲線Ｓｔ１，ＳＴ２で囲んだ
制御レシオ幅Ｂ１の斜線にて示す制御領域である。

【００１９】制御上限ステアリングレシオ特性曲線Ｓｔ
２は、アクチュエータで制御したときのラック軸の全移
動量に基づいた曲線であり、ステアリングレシオ特性曲
線Ｓｔ１から上方へ制御レシオ幅Ｂ１の範囲で制御し得
るものである。ステアリングレシオ制御範囲Ａ１は、運
転者のハンドル操作によるラック軸の移動量Ｓ３１から
アクチュエータによるラック軸の移動量Ｓ３２を減算し
た、ラック軸の全移動量Ｓ３０に応じて制御される範囲
である。これによれば、ステアリングレシオ特性曲線Ｓ
ｔ１をクイック転舵側の制御基準とし、アクチュエータ
によって転舵車輪をスロー転舵するように制御できるこ
とが判る。以上の説明から明らかなように、「Ｓ３０＝
Ｓ３１−Ｓ３２」であるから、運転者のハンドル操作に
よるラック軸の移動量Ｓ３１を増大させるときには、ア
クチュエータによるラック軸の移動量Ｓ３２を減算する
ことになる。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】図１５（ａ），（ｂ）
は一般的な操舵装置の特性図（その２）である。（ａ）
は、横軸をステアリングハンドルの操舵角（deg）と
し、縦軸を転舵角制御量（deg）として表す、転舵角制
御特性図である。「ステアリングハンドルの操舵角」は
横軸の中央をステアリングハンドルの中立位置（操舵角
＝０deg）とし、これよりも右側がステアリングハンド
ルを右回転した場合を示し、左側がステアリングハンド
ルを左回転した場合を示す。「転舵角制御量」は、アク
チュエータでラック軸を移動させることにより転舵車輪
の転舵角を制御するときの制御量を、転舵角で示したも
のである。

【００２１】上述のように、ピニオンに対するラックの
ギヤ比が一定なので、ラックゲインは常に一定である。
さらには、アクチュエータによってラック軸の移動量を
減少させる制御量には限界がある。（ａ）によれば、ス
テアリングハンドルの操舵角がθ１１のときに転舵角制
御量が最大のＣ１であり、操舵角θ１１からθ１２まで
の範囲においては最大の転舵角制御量Ｃ１で一定である
ことを示す。従って、ステアリングハンドルの操舵角が
左θ１１から右θ１１までの範囲内でのみ、転舵車輪の
転舵角を制御することができる。

【００２２】（ｂ）は、横軸をステアリングハンドルの
操舵角（deg）とし、縦軸をステアリングレシオ（deg/d
eg）として表す、ステアリングレシオ制御特性図であ
り、アクチュエータでステアリングレシオ範囲を制御す
るときの、実際のステアリングレシオ制御範囲Ａ２を示
す。実際のステアリングレシオ制御範囲Ａ２は、上記図
１２（ｃ）と同様にステアリングレシオ特性曲線Ｓｔ１
と制御上限ステアリングレシオ特性曲線Ｓｔ２とで囲ん
だ、斜線にて示す制御領域である。

【００２３】ここで（ａ）と（ｂ）とを関連付けて説明
する。（ａ）の転舵角制御特性曲線は、（ｂ）における
ステアリングレシオを、ステアリングレシオ特性曲線Ｓ
ｔ１の特性から制御上限ステアリングレシオ特性曲線Ｓ
ｔ２の特性に変えるべく制御するための特性曲線であ
る。従って転舵角制御特性曲線の変化の度合いは、制御
上限ステアリングレシオ特性曲線Ｓｔ２に対応する。

【００２４】ところが、（ａ）の転舵角制御量は−Ｃ１
〜＋Ｃ１の範囲しかないので、操舵角θ１１からθ１２
までの範囲には対応しきれない。この結果、操舵角が左
θ１２から右θ１２までの全操舵範囲、いわゆるフル転
舵には対応できない。操舵角θ１１からθ１２までの範
囲においては、転舵角制御量が不足する分だけ、実際の
ステアリングレシオ制御範囲Ａ２が狭まってしまう。す
なわち実際のステアリングレシオ制御範囲Ａ２は左右の
白抜きの非制御域Ａ３，Ａ３分だけ、上記図１２（ｃ）
に示す理想的なステアリングレシオ制御範囲Ａ１よりも
狭まる。これでは、実際のステアリングレシオ制御範囲
Ａ２を理想的なステアリングレシオ制御範囲Ａ１に近づ
けることはできない。

【００２５】これに対し、上記曲線Ｓｔ１，ＳＴ２で囲
んだ制御レシオ幅Ｂ１を小さくすれば、転舵角制御量に
制限があってもフル転舵に対応できる。しかし、広範囲
のステアリングレシオを制御をすることができず、現実
的ではない。

【００２６】そこで本発明の目的は、ステアリングレシ
オ（舵角比）を制御することができる操舵装置におい
て、制御量に制限がある場合であっても、ステアリング
レシオをできるだけ広範囲に制御することができる技術
を提供することにある。

【００２７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１は、ステアリングハンドルに連結したピニオ
ンと転舵車輪に連結したラック軸とからなるラックアン
ドピニオン機構を、ハウジングに収納し、このハウジン
グを車体に対し車幅方向へ移動させることによっても転
舵車輪を操舵することができるようにした操舵装置にお
いて、ラックアンドピニオン機構が、ピニオンに対する
ラックのギヤ比を、ステアリングハンドルが中立位置に
あるときに小さく、操舵角が大きくなるにつれて大きく
なるように、バリアブルレシオ形式にしたことを特徴と
する。

【００２８】ラックアンドピニオン機構を収納したハウ
ジングを、車体に対し車幅方向へ移動させることによっ
ても、転舵車輪を操舵することができる。ラック軸の軸
方向への全移動量は、運転者のハンドル操作によるラッ
ク軸の移動量にハウジングの移動量を合成したものにな
る。ハウジングの移動量に応じて転舵車輪の転舵角を制
御することにより、ステアリングレシオを制御すること
ができる。しかし、ハウジングの移動量には限りがある
ので、ステアリングレシオを制御できる範囲には制限が
ある。これに対し請求項１は、ピニオンに対するラック
のギヤ比を、ステアリングハンドルが中立位置にあると
きに小さく、操舵角が大きくなるにつれて大きくなるよ
うに、バリアブルレシオ形式にしたものである。操舵角
が大きくなるにつれて、ステアリングハンドル１回転当
りのラックの移動量が減少する。これに対応させて、操
舵角当りのハウジングの移動量の割合を減少させること
ができる。この結果、ハウジングの移動量に限りがあっ
ても、ステアリングレシオを広範囲に制御することがで
きる。

【００２９】請求項２は、ステアリングハンドルに連結
したピニオンと転舵車輪に連結したラック軸とからなる
ラックアンドピニオン機構を、ハウジングに収納し、ピ
ニオンをラック軸の軸方向へ変位させることによっても
転舵車輪を操舵することができるようにした操舵装置に
おいて、ラックアンドピニオン機構が、ピニオンに対す
るラックのギヤ比を、ステアリングハンドルが中立位置
にあるときに小さく、操舵角が大きくなるにつれて大き
くなるように、バリアブルレシオ形式にしたことを特徴
とする。

【００３０】ラックアンドピニオン機構のピニオンを、
ラック軸の軸方向へ移動させることによっても、転舵車
輪を操舵することができる。ラック軸の軸方向への全移
動量は、運転者のハンドル操作によるラック軸の移動量
にピニオンの変位量を合成したものになる。ピニオンの
変位量に応じて転舵車輪の転舵角を制御することによ
り、ステアリングレシオを制御することができる。しか
し、ラック軸の軸方向へのピニオンの変位量には限りが
あるので、ステアリングレシオを制御できる範囲には制
限がある。これに対し請求項２は、ピニオンに対するラ
ックのギヤ比を、ステアリングハンドルが中立位置にあ
るときに小さく、操舵角が大きくなるにつれて大きくな
るように、バリアブルレシオ形式にしたものである。操
舵角が大きくなるにつれて、ステアリングハンドル１回
転当りのラックの移動量が減少する。これに対応させ
て、操舵角当りのピニオンの変位量の割合を減少させる
ことができる。この結果、ピニオンの変位量に限りがあ
っても、ステアリングレシオを広範囲に制御することが
できる。

【００３１】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を添付図面に
基づいて以下に説明する。なお、「前」、「後」、
「左」、「右」、「上」、「下」は運転者から見た方向
に従う。また、図面は符号の向きに見るものとする。

【００３２】先ず、第１実施例の操舵装置について図１
〜図６に基づき説明する。図１は本発明に係る操舵装置
（第１実施例）の模式図である。第１実施例の操舵装置
１０は、車両のステアリングハンドル２１から転舵車輪
２７，２７に至るステアリング系２０と、このステアリ
ング系２０に補助トルクを加える補助トルク機構４０
と、運転者のハンドル操作から独立して転舵車輪２７，
２７の転舵角を制御することができる補助操舵機構５０
とからなる。この操舵装置１０は、ラック軸３３の両端
から操舵トルクを取り出すようにしたエンドテイクオフ
型操舵装置である。

【００３３】ステアリング系２０は、ステアリングハン
ドル２１にステアリングシャフト２２及び自在軸継手機
構２３を介してピニオン軸２４を連結し、ピニオン軸２
４に第１ラックアンドピニオン機構２５を連結し、第１
ラックアンドピニオン機構２５に左右のタイロッド２
６，２６を介して左右の転舵車輪２７，２７を連結した
ものである。２８，２８はナックルアームである。

【００３４】第１ラックアンドピニオン機構２５は、ピ
ニオン軸２４に設けた第１ピニオン３１と、第１ピニオ
ン３１に噛み合う第１ラック３２を設けて車幅方向に延
びたラック軸３３とからなり、ハウジング３５に収納し
たものである。言い換えれば第１ラックアンドピニオン
機構２５は、ステアリングハンドル２１に連結した第１
ピニオン３１と転舵車輪２７，２７に連結したラック軸
３３とからなる。ハウジング３５は、ピニオン軸２４を
回転可能に且つ軸方向移動不能に取付けるとともに、ラ
ック軸３３を軸方向（車幅方向）へスライド可能に取付
けたものであり、さらには、ラック軸３３と同心で車幅
方向へ細長い収納部材である。

【００３５】ところで自在軸継手機構２３は、ラック軸
３３の軸方向への第１ピニオン３１の変位を許容するも
のである。言い換えると自在軸継手機構２３は、ステア
リングハンドル２１の回転トルクをピニオン軸２４に伝
達するとともに、ピニオン軸２４の軸方向には伸縮可能
な機構である。

【００３６】補助トルク機構４０は、ステアリングハン
ドル２１で発生したステアリング系２０の操舵トルクを
検出する操舵トルクセンサ４１と、操舵トルクセンサ４
１の検出信号に基づき制御信号を発生する制御部４２
と、制御信号に基づき操舵トルクに応じた補助トルクを
発生する電動機４３と、電動機４３に連結した第２ラッ
クアンドピニオン機構４４とからなる。操舵トルクセン
サ４１及び電動機４３は、ハウジング３５に取付けたも
のである。

【００３７】第２ラックアンドピニオン機構４４は、電
動機４３の出力軸４３ａに設けた第２ピニオン４５と、
第２ピニオン４５に噛み合う第２ラック４６とからな
る。第２ラック４６は、第１ラックアンドピニオン機構
２５のラック軸３３に設けたものである。すなわち、第
１ラックアンドピニオン機構２５のラック軸３３が、第
２ラックアンドピニオン機構４４のラック軸を兼ねる。

【００３８】このような操舵装置１０によれば、運転者
がステアリングハンドル２１を操舵することにより発生
した操舵トルクを、ピニオン軸２４及び第１ラックアン
ドピニオン機構２５を介して、ラック軸３３に伝達する
ことができる。さらには、操舵トルクを操舵トルクセン
サ４１で検出し、この検出信号に基づき制御部４２で制
御信号を発生し、この制御信号に基づき操舵トルクに応
じた補助トルクを電動機４３で発生し、第２ラックアン
ドピニオン機構４４を介して、ラック軸３３に伝達する
ことができる。従って、運転者の操舵トルクに電動機４
３の補助トルクを加えた複合トルクにより、ラック軸３
３、タイロッド２６，２６及びナックルアーム２８，２
８を介して左右の転舵車輪２７，２７を転舵させること
ができる。

【００３９】補助操舵機構５０は、補助制御部５１にて
予め設定した所定の操舵条件に基づいてアクチュエータ
５２を駆動することで、アクチュエータ５２にてハウジ
ング３５を車幅方向へ移動させるようにしたものであ
る。補助制御部５１は例えば、ステアリングハンドル２
１の操舵角を検知する操舵角センサ５３、車両の走行速
度を検知する車速センサ５４、ハウジング３５の変位量
を検知する変位量検知センサ５５の各検知信号に応じて
アクチュエータ５２を駆動制御する機能を有する。

【００４０】さらに詳しく説明すると、補助操舵機構５
０は、車体５７にリンク機構６０を介してハウジング３
５を車幅方向へ移動可能に支持し、アクチュエータ５２
で駆動リンク６４を介してリンク機構６０をスイング駆
動することで、ハウジング３５を車幅方向へ移動させる
ようにしたものである。以下、補助操舵機構５０の構成
を詳しく説明する。

【００４１】図２は本発明に係る操舵装置（第１実施
例）の構成図である。補助操舵機構５０のリンク機構６
０は、車幅方向へスイング可能に車体５７に連結した左
右２個のリンクアーム（第１・第２リンクアーム６１
Ｌ，６１Ｒ）である。詳しくはリンク機構６０は、車体
５７の支持台５８，５８に支軸５９，５９を介して第１
・第２リンクアーム６１Ｌ，６１Ｒの基部６１ａ，６１
ａを車幅方向へスイング可能に連結し、第１・第２リン
クアーム６１Ｌ，６１Ｒをラック軸３３の軸心３３ａに
直交する方向に延し、第１・第２リンクアーム６１Ｌ，
６１Ｒのスイング端６１ｂ，６１ｂに連結ピン６２，６
２を介してハウジング３５を車幅方向へ移動可能に連結
したものである。

【００４２】２個のリンクアーム６１Ｌ，６１Ｒにハウ
ジング３５を連結する部位は、ラック軸３３の近傍であ
る。具体的には、ラック軸３３の軸心３３ａに直交する
位置に連結ピン６２，６２を配置した。このようなリン
ク機構６０は、ハウジング３５と車体５７と２個のリン
クアーム６１Ｌ，６１Ｒとによって４節平行リンクをな
すことになる。

【００４３】動力伝達機構７０は、アクチュエータ５２
の出力軸５２ａに取付けた小ギヤ７１と、小ギヤ７１に
噛み合うべく支軸７２に回転可能に取付けた大ギヤ７３
と、小・大ギヤ７１，７３を収納したギヤケース７４
と、からなるギヤ減速機構である。ギヤケース７４は、
アクチュエータ５２を結合した状態で車体５７に取付け
たものである。

【００４４】このようにアクチュエータ５２とリンク機
構６０との間に介在した動力伝達機構７０は、負荷側の
リンク機構６０からの力によってアクチュエータ５２が
駆動されることを阻止するセルフロック機能を有してい
る。「セルフロック機能」とは、入力側から出力側への
動力伝達を許容し、出力側から入力側への動力伝達を阻
止する機能のことを言う。具体的には、小・大ギヤ７
１，７３にハイポイドギヤを採用した。ハイポイドギヤ
の組合せは、負荷側から駆動側への逆方向の動力伝達効
率（逆伝達効率）が一般に小さい。この逆伝達効率を更
に、負荷側のリンク機構６０からの力でアクチュエータ
５２が駆動されることを阻止するように設定した。停止
状態のアクチュエータ５２が外力によって駆動されるこ
とはない。

【００４５】左右２個のリンクアーム６１Ｌ，６１Ｒの
うち１個（第１リンクアーム６１Ｌ）はスイング端６１
ｂを更に延長し、延びた先端部６１ｃに駆動リンク６４
を介してアクチュエータ５２の出力部にスイング可能に
連結したものである。具体的には、図左の第１リンクア
ーム６１Ｌは先端部６１ｃに連結ピン６３にて駆動リン
ク６４の一端をスイング可能に連結したものである。駆
動リンク６４の他端は、大ギヤ７３のディスク７３ａに
且つ大ギヤ７３の回転中心から所定距離だけ離れた位置
に、連結ピン７５でスイング可能に連結したものであ
る。支軸５９，５９，７２、連結ピン６２，６２，６
３，７５は互いに平行である。

【００４６】次に、上記図２に基づき補助操舵機構５０
の作用を説明する。この図に示すように、第１，第２リ
ンクアーム６１Ｌ，６１Ｒはラック軸３３に対し直交す
る方向に延びているときに、中立状態にある。操舵条件
に応じて、アクチュエータ５２で動力伝達機構７０の大
ギヤ７３を図時計回りに所定角度だけ回転させると、駆
動リンク６４は図左へ変位する。図左の第１リンクアー
ム６１Ｌは駆動リンク６４に押されて図左へスイングす
る。リンク機構６０が４節平行リンクの役割を果たすの
で、図右の第２リンクアーム６１Ｒも図左へスイングす
る。リンク機構６０と共にハウジング３５並びに第１ピ
ニオン３１も、左へスイングしつつラック軸３３の軸方
向左へ変位する。運転者がステアリングハンドル２１を
握っているときには、第１ピニオン３１は回転しない。
従って、ラック軸３３はハウジング３５と共に軸方向左
へ移動する。このようにして、転舵車輪２７，２７（図
１参照）を転舵することができる。

【００４７】この状態から大ギヤ７３を図反時計回りに
回転させると、リンク機構６０と共にハウジング３５、
第１ピニオン３１並びにラック軸３３も、この図に示す
中立位置に復帰する。一方、中立位置にある第１リンク
アーム６１Ｌを図右へスイングさせることで、左スイン
グ時と同様にラック軸３３を軸方向右へ移動させること
ができる。このように、運転者のハンドル操作から独立
して転舵車輪２７，２７の転舵角を制御することができ
る。

【００４８】さらには、ステアリングハンドル２１を操
舵しつつ、操舵条件に応じてアクチュエータ５２で動力
伝達機構７０の大ギヤ７３を回転させることができる。
ラック軸３３の軸方向への全移動量Ｓ０は、運転者のハ
ンドル操作によるラック軸３３の移動量Ｓ１に、アクチ
ュエータ５２によるラック軸３３の移動量Ｓ２を合成し
たものになる（Ｓ０＝Ｓ１±Ｓ２）。従って、ラック軸
３３の移動量を加算して転舵車輪２７，２７を大きく転
舵させたり、又はラック軸３３の移動量を減算して小さ
く転舵させることができる。なお、アクチュエータ５２
による最大制御量、すなわちラック軸３３の移動量Ｓ２
はハウジング３５、リンク機構６０、駆動リンク６４の
最大移動可能範囲によって決まる。従って、ラック軸３
３の移動量Ｓ２には限界がある。

【００４９】図３は本発明に係る第１ラックアンドピニ
オン機構（第１実施例）の拡大断面図であり、ピニオン
３１とラック３２とからなるラックアンドピニオン機構
２５は、ラック３２の歯のピッチを中央部よりも両端部
が小さくなるようにバリアブルレシオ形式にしたもので
ある。すなわち、ピニオン３１に対するラック３２のギ
ヤ比を、ステアリングハンドル２１（図２参照）が中立
位置にあるときに小さく、操舵角が大きくなるにつれて
大きくなるように、バリアブルレシオ形式にした。ここ
で「バリアブルレシオ形式」とは、ピニオン３１とラッ
ク３２との噛み合わせ位置により両者のギヤ比が不均一
となる構成のものを言う。

【００５０】詳述すると、ラック３２を備えたラック軸
３３の中心Ｙ１からピニオン３１の中心Ｙ２までの間の
距離Ｙ３は、両者の噛み合わせ位置にかかわらず常に一
定である。そして、ラック３２の歯は中央部側（この図
の左側）から両端部（この図の右側）へいくに従ってピ
ッチが小さくなるように設定し、これに伴い歯厚も小さ
くなるように設定したものである。

【００５１】図４は本発明に係る第１ラックアンドピニ
オン機構（第１実施例）のバリアブルレシオ形式を説明
する説明図であり、横軸をステアリングハンドル２１の
操舵角（deg）とし、縦軸をラックゲイン（ｍｍ／回
転）として表す。そして、この図の上側にはステアリン
グハンドル２１の操舵角とラック３２の歯のピッチとの
関係を表している。「ステアリングハンドルの操舵角」
は横軸の中央をステアリングハンドル２１の中立位置
（操舵角＝０deg）とし、これよりも右側がステアリン
グハンドル２１を右回転した場合を示し、左側がステア
リングハンドル２１を左回転した場合を示す。「ラック
ゲイン」とはピニオン３１が１回転（ステアリングハン
ドル２１が１回転）したときのラック３２の移動距離
（ｍｍ）のことであり、比ストロークとも言う。

【００５２】この図に示すようにラック３２の歯のピッ
チは、中央部よりも両端部が小さくなるように設定され
ている。すなわち、ステアリングハンドル２１の操舵角
が左側θ１〜０〜右側θ１の範囲では、ラック３２の歯
のピッチが大であり、ピニオン３１に対するラック３２
のギヤ比は小となる。この場合のラックゲインはＧ２ｍ
ｍ／回転である。また、ステアリングハンドル２１の操
舵角が左側θ１〜左側θ２と右側θ１〜右側θ２の範囲
では、操舵角の増加に伴いラック３２の歯のピッチが徐
々に減少し、ピニオン３１に対するラック３２のギヤ比
は徐々に大となる。このため、ラックゲインもＧ２ｍｍ
／回転からＧ１ｍｍ／回転まで徐々に減少する。さら
に、ステアリングハンドル２１の操舵角が左側θ２以上
（左θ２〜左θ３）と右側θ２以上（右θ２〜右θ３）
の範囲では、ラック３２の歯のピッチが小であり、ピニ
オン３１に対するラック３２のギヤ比は大となる。この
場合のラックゲインは上記Ｇ２よりも小さいＧ１ｍｍ／
回転である。

【００５３】図５（ａ），（ｂ）は本発明に係る操舵装
置の特性図（その１）である。（ａ）は、横軸をステア
リングハンドル２１の操舵角（deg）とし、縦軸をラッ
クゲイン（mm／回転）として表すラックゲイン特性図で
ある。「ステアリングハンドルの操舵角」は横軸の中央
をステアリングハンドル２１の中立位置（操舵角＝０de
g）とし、これよりも右側がステアリングハンドル２１
を右回転した場合を示し、左側がステアリングハンドル
２１を左回転した場合を示す。

【００５４】（ａ）によれば、ステアリングハンドル２
１の中立位置において、実線にて示す本発明のラックゲ
イン特性線のラックゲインが、想像線にて示す従来例の
ラックゲイン特性線と同じＧ２であることが判る。な
お、本発明のラックゲイン特性線は上記図４に示す特性
線と同一であり、従来例のラックゲイン特性線は上記図
１２（ａ）に示す特性線と同一である。さらには、本発
明はバリアブルレシオ形式のラック３２を採用したの
で、その分、ステアリングハンドル２１の全操舵角範囲
が左θ３〜右θ３となり、従来よりも広い。

【００５５】（ｂ）は、横軸をステアリングハンドルの
操舵角（deg）とし、縦軸をステアリングレシオ（deg/d
eg）として表す、ステアリングレシオ特性図である。
「ステアリングレシオ」とは、ステアリングハンドル２
１の操舵角（deg）を転舵車輪の転舵角（deg）で除算し
た値であり、舵角比とも言う。ステアリングレシオが小
さいほど、ステアリングハンドル２１の操舵角に対する
転舵車輪の転舵角は大きい。従来例のステアリングレシ
オ特性曲線Ｓｔ１を想像線にて示し、本発明のステアリ
ングレシオ特性曲線Ｓｔ３を実線にて示す。ステアリン
グハンドル２１が中立位置にあるときに、本発明のステ
アリングレシオ特性曲線Ｓｔ３のステアリングレシオ
は、従来例のステアリングレシオ特性曲線Ｓｔ１と同じ
Ｒ２である。

【００５６】本発明は上記（ａ）に示すように、ステア
リングハンドル２１の操舵角に応じてラックゲインが減
少する。従って（ｂ）に示すように、本発明のステアリ
ングレシオ特性曲線Ｓｔ３は操舵角が大きくなるにつれ
て、従来例のステアリングレシオ特性曲線Ｓｔ１よりも
緩やかに湾曲した曲線になる。最大操舵角θ３のときに
本発明のステアリングレシオはＲ３であり、従来例のス
テアリングレシオＲ１よりも大きい。

【００５７】図６（ａ），（ｂ）は本発明に係る操舵装
置の特性図（その２）である。図（ａ）は、横軸をステ
アリングハンドルの操舵角（deg）とし、縦軸を転舵角
制御量（deg）として表す、転舵角制御特性図である。
「ステアリングハンドルの操舵角」は横軸の中央をステ
アリングハンドル２１の中立位置（操舵角＝０deg）と
し、これよりも右側がステアリングハンドル２１を右回
転した場合を示し、左側がステアリングハンドル２１を
左回転した場合を示す。「転舵角制御量」は、アクチュ
エータ５２でラック軸３３を移動させることにより転舵
車輪２７，２７の転舵角を制御するときの制御量を、転
舵角で示したものである。

【００５８】上述のように、ステアリングハンドル２１
の操舵角に応じてラックゲインは減少する。さらには、
アクチュエータ５２によってラック軸３３の移動量を減
少させる制御量には限界がある。しかし（ａ）によれ
ば、ステアリングハンドル２１の最大操舵角θ３であっ
ても、転舵角制御量は最大値Ｃ１よりも小さいことが判
る。従って、ステアリングハンドル２１の操舵角が左θ
３から右θ３までの全操舵範囲内で、転舵車輪２７，２
７を転舵制御することができる。

【００５９】（ｂ）は、横軸をステアリングハンドルの
操舵角（deg）とし、縦軸をステアリングレシオ（deg/d
eg）として表す、ステアリングレシオ制御特性図であ
り、アクチュエータ５２でステアリングレシオ範囲を制
御するときの、本発明のステアリングレシオ制御範囲Ａ
４を示す。本発明のステアリングレシオ制御範囲Ａ４
は、上記図５（ｂ）に示すステアリングレシオ特性曲線
Ｓｔ３を下限（クイック転舵側の制御限界）とし、上記
図１２（ｃ）に示す制御上限ステアリングレシオ特性曲
線Ｓｔ２を上限（スロー転舵側の制御限界）とし、これ
らの曲線Ｓｔ２，Ｓｔ３で囲んだ制御レシオ幅Ｂ１の斜
線にて示す制御領域である。

【００６０】制御上限ステアリングレシオ特性曲線Ｓｔ
２は、アクチュエータ５２で制御したときのラック軸３
３の全移動量に基づいた曲線であり、ステアリングレシ
オ特性曲線Ｓｔ３から上方へ制御レシオ幅Ｂ１の範囲で
制御し得るものである。ステアリングレシオ制御範囲Ａ
４は、運転者のハンドル操作によるラック軸３３の移動
量Ｓ１からアクチュエータ５２によるラック軸３３の移
動量Ｓ２を減算した、ラック軸の全移動量Ｓ０に応じて
制御される範囲である。これによれば、ステアリングレ
シオ特性曲線Ｓｔ３をクイック転舵側の制御基準とし、
アクチュエータ５２によって転舵車輪２７，２７をスロ
ー転舵するように制御できることが判る。

【００６１】以上の説明から明らかなように「Ｓ０＝Ｓ
１−Ｓ２」であるから、運転者のハンドル操作によるラ
ック軸３３の移動量Ｓ１を増大させるときには、アクチ
ュエータ５２によるラック軸３３の移動量Ｓ２を減算す
ることになる。すなわち、運転者のハンドル操作による
ラック軸３３の移動方向Ｚ１に対して、アクチュエータ
５２によるラック軸３３の移動方向Ｚ２（ハウジング３
５の移動方向Ｚ２）は逆方向になる。

【００６２】運転者がハンドル操作したときに、転舵車
輪２７，２７からラック軸３３へ作用する路面反力の方
向Ｚ３は、移動方向Ｚ１と逆方向であり、移動方向Ｚ２
と同方向である。移動方向Ｚ２が路面反力の方向Ｚ３と
同方向なので、アクチュエータ５２の負担は小さい。ア
クチュエータ５２の消費電力を低減することができると
ともに、アクチュエータ５２の応答性を高めることがで
きる。このことが、「ステアリングレシオ特性曲線Ｓｔ
３を制御基準特性とし、アクチュエータ５２によってラ
ック軸３３の移動量を減算することで、ステアリングレ
シオが大きくなるように制御する」理由である。

【００６３】ここで（ａ）と（ｂ）とを関連付けて説明
する。（ａ）の転舵角制御特性曲線は、（ｂ）における
ステアリングレシオを、ステアリングレシオ特性曲線Ｓ
ｔ３の特性から制御上限ステアリングレシオ特性曲線Ｓ
ｔ２の特性に変えるべく制御するための特性曲線であ
る。従って転舵角制御特性曲線の変化の度合いは、制御
上限ステアリングレシオ特性曲線Ｓｔ２に対応する。

【００６４】上述のように（ａ）によれば、ステアリン
グハンドル２１の最大操舵角θ３であっても、転舵角制
御量は最大値Ｃ１よりも小さい。従って、ステアリング
ハンドル２１の操舵角が左θ３から右θ３までの全操舵
範囲内、いわゆるフル転舵に対応できる。従って、上記
図１２（ｃ）に示す理想的なステアリングレシオ制御範
囲Ａ１に近づけることができる。このように本発明によ
れば、ステアリングレシオを制御するための転舵角制御
量に制限がある操舵装置１０であるにもかかわらず、広
範囲のステアリングレシオ制御をすることができる。

【００６５】以上の説明をまとめ、ステアリングレシオ
を広範囲にわたって制御できる理由を、さらに詳しく述
べる。（１）第１ピニオン３１に対する第１ラック３２のギヤ
比を、ステアリングハンドル２１が中立位置にあるとき
に小さく、操舵角が大きくなるにつれて大きくなるよう
にした。この結果、図５（ａ）から判るように、ステア
リングハンドル２１の操舵角を増したときのラックゲイ
ンは減少する。（２）従って図５（ｂ）から判るように、ステアリング
ハンドル２１の操舵角を増したときのステアリングレシ
オが、従来よりも下がる（Ｒ１からＲ３に下がる）。

【００６６】（３）図６（ｂ）から判るように、ステア
リングレシオ制御範囲の下限（クイック転舵側の制御限
界）を決定するための曲線が、従来のステアリングレシ
オ特性曲線Ｓｔ１から、緩やかに湾曲したステアリング
レシオ特性曲線Ｓｔ３に変わる。（４）さらには、操舵角が大きくなるにつれて、ステア
リングハンドル２１の１回転当りのラック軸３３の移動
量が減少する。これに対応させて、操舵角当りのハウジ
ング３５の移動量の割合を減少させることができる。す
なわち、図６（ａ）に示す転舵角制御特性曲線の変化の
度合いを緩やかにすることができる。（５）従って図６（ａ），（ｂ）から判るように限られ
た転舵角制御量であっても、すなわちハウジング３５の
移動量に限りがあっても、左θ３から右θ３までの全操
舵角範囲に対応して、ステアリングレシオを広範囲に制
御することができる。

【００６７】（６）その代わり、従来のステアリングレ
シオ特性曲線Ｓｔ１から本発明の緩やかに湾曲したステ
アリングレシオ特性曲線Ｓｔ３に変わった分、ステアリ
ングハンドル２１の操舵角を増したときに、左右に白抜
きの非制御域Ａ５，Ａ５が生ずる。ステアリングレシオ
制御範囲Ａ４は左右の非制御域Ａ５，Ａ５だけ狭まるこ
とになる。（７）しかし、非制御域Ａ５，Ａ５の範囲は、ステアリ
ングハンドル２１の操舵角が大きくなるにつれてステア
リングレシオが比較的小さくなり過ぎる、いわゆる転舵
車輪２７，２７がクイック転舵し過ぎる領域である。非
制御域Ａ５，Ａ５の範囲で転舵させる必要性は少ないの
で、使用しなくても差し支えない。（８）以上の結果、本発明のステアリングレシオ制御範
囲Ａ４を、上記図１２（ｃ）に示す理想的なステアリン
グレシオ制御範囲Ａ１に近づけることができる。従っ
て、ステアリングレシオを広範囲にわたって制御でき
る。

【００６８】次に第２実施例の操舵装置について図７〜
図１０に基づき説明する。なお、上記図１〜図６に示す
第１実施例の操舵装置１０と同じ構成・作用については
同一符号を付し、その説明を省略する。

【００６９】図７は本発明に係る操舵装置（第２実施
例）の模式図である。第２実施例の操舵装置２００は、
上記ステアリング系２０と上記補助トルク機構４０と補
助操舵機構２５０とからなる。この操舵装置２００は、
ラック軸３３の両端から操舵トルクを取り出すようにし
たエンドテイクオフ型操舵装置である。補助操舵機構２
５０は、運転者のハンドル操作から独立して転舵車輪２
７，２７の転舵角を制御するものである。

【００７０】第２実施例の操舵装置２００においても、
上記図３及び図４に示す第１実施例のラックアンドピニ
オン機構２５を採用したものである。第２実施例も、ピ
ニオンに３１対するラック３２のギヤ比を、ステアリン
グハンドル２１が中立位置にあるときに小さく、操舵角
が大きくなるにつれて大きくなるように、バリアブルレ
シオ形式にしたことを特徴とする。従って、第２実施例
の操舵装置２００は、上記図５及び図６に示す作用と同
等の作用をなす。

【００７１】補助操舵機構２５０のハウジング２３５
は、ラック軸３３と同心で車幅方向へ細長い収納部材で
あって、ブラケット２３６及びハウジング支持台２３７
を介して車体２３８に取付けたものである。このような
ハウジング２３５は、（１）ラック軸３３を車幅方向へ
スライド可能に取付けるようにして、第１ラックアンド
ピニオン機構２５を収納し、さらに、（２）操舵トルク
センサ４１及び電動機４３を取付けたものである。

【００７２】補助操舵機構２５０は、補助制御部２５１
にて予め設定した所定の操舵条件に基づいてアクチュエ
ータ２５２を駆動することで、アクチュエータ２５２に
て第１ピニオン３１をラック軸３３の軸方向へ変位させ
るようにしたものである。補助制御部２５１は例えば、
ステアリングハンドル２１の操舵角を検知する操舵角セ
ンサ２５３、車両の走行速度を検知する車速センサ２５
４、第１ピニオン３１の変位量を検知する変位量検知セ
ンサ２５５の各検知信号に応じてアクチュエータ２５２
を駆動制御する機能を有する。以下、補助操舵機構２５
０の構成を詳しく説明する。

【００７３】図８は本発明に係る操舵装置（第２実施
例）の補助操舵機構の斜視図である。補助操舵機構２５
０は、ハウジング２３５にスイングアーム２６１の基部
２６２を支軸２６３にてラック軸３３の軸方向へスイン
グ可能に連結し、スイングアーム２６１のスイング中間
部２６４に第１ピニオン３１（すなわちピニオン軸２
４）を回転可能に支持し、スイングアーム２６１のスイ
ング先端部２６５に駆動リンク２６６並びに動力伝達機
構２７０を介してアクチュエータ２５２の出力部を連結
したものである。アクチュエータ２５２は電動機であ
る。

【００７４】動力伝達機構２７０は、アクチュエータ２
５２の出力軸２５２ａに取付けた小ギヤ２７１と、小ギ
ヤ２７１に噛み合うべく支軸２７２に回転可能に取付け
た大ギヤ２７３と、からなるギヤ減速機構である。

【００７５】このようにアクチュエータ２５２とスイン
グアーム２６１との間に介在した動力伝達機構２７０
は、負荷側のスイングアーム２６１からの力によってア
クチュエータ２５２が駆動されることを阻止するセルフ
ロック機能を有している。具体的には、小・大ギヤ２７
１，２７３にハイポイドギヤを採用した。ハイポイドギ
ヤの組合せは、負荷側から駆動側への逆方向の動力伝達
効率（逆伝達効率）が一般に小さい。この逆伝達効率を
更に、負荷側のスイングアーム２６１からの力でアクチ
ュエータ２５２が駆動されることを阻止するように設定
した。停止状態のアクチュエータ２５２が外力によって
駆動されることはない。

【００７６】スイングアーム２６１のスイング先端部２
６５は、駆動リンク２６６の一端を連結ピン２６７でス
イング可能に連結したものである。駆動リンク２６６の
他端は、大ギヤ２７３のディスク２７３ａに且つ大ギヤ
２７３の回転中心から所定距離だけ離れた位置に、連結
ピン２７４でスイング可能に連結したものである。第１
ピニオン３１、支軸２６３，２７２及び連結ピン２６
７，２７４は互いに平行である。

【００７７】図９は本発明に係る補助操舵機構（第２実
施例）の平面断面図兼作用図であり、補助操舵機構２５
０をハウジング２３５に収納するとともに、アクチュエ
ータ２５２をハウジング２３５に取付けたことを示す。
この図に示すように、スイングアーム２６１はラック軸
３３に対し直交する方向に延びているときに中立状態に
ある。この中立状態において、アクチュエータ２５２で
動力伝達機構２７０を介してスイングアーム２６１をラ
ック軸３３の軸方向へスイングさせることができる。補
助操舵機構２５０は例えば次の図１０のように作動す
る。

【００７８】図１０は本発明に係る補助操舵機構（第２
実施例）の作用図である。操舵条件に応じて、アクチュ
エータ２５２で動力伝達機構２７０の大ギヤ２７３を図
時計回りに所定角度だけ回転させると、駆動リンク２６
６は図左へ変位する。スイングアーム２６１は駆動リン
ク２６６に押されて図左へスイングする。スイングアー
ム２６１と共に第１ピニオン３１も、左へスイングしつ
つラック軸３３の軸方向左へ変位する。運転者がステア
リングハンドル２１（図７参照）を握っているときに
は、第１ピニオン３１は回転しない。従って、変位した
第１ピニオン３１によってラック軸３３は軸方向左へ移
動する。このようにして、転舵車輪２７，２７（図７参
照）を転舵することができる。

【００７９】この状態から大ギヤ２７３を図反時計回り
に回転させると、スイングアーム２６１並びに第１ピニ
オン３１が中立位置に復帰して、ラック軸３３を中立位
置に復帰させる。一方、中立位置にあるスイングアーム
２６１を図右へスイングさせることで、変位した第１ピ
ニオン３１によってラック軸３３を軸方向右へ移動させ
ることができる。このようにして、転舵車輪２７，２７
（図７参照）を転舵することができる。

【００８０】さらには、ステアリングハンドル２１（図
７参照）を操舵しつつ、操舵条件に応じてアクチュエー
タ２５２で動力伝達機構２７０の大ギヤ２７３を回転さ
せることができる。ラック軸３３の軸方向への全移動量
Ｓ１０は、運転者のハンドル操作によるラック軸３３の
移動量Ｓ１１に、アクチュエータ２５２によるラック軸
３３の移動量Ｓ１２を合成したものになる（Ｓ１０＝Ｓ
１１±Ｓ１２）。従って、ラック軸３３の移動量を加算
して転舵車輪２７，２７を大きく転舵させたり、又はラ
ック軸３３の移動量を減算して小さく転舵させることが
できる。なお、スイングアーム２６１のスイング角が小
さいので、第１ピニオン３１と第１ラック３２との噛み
合い状態に影響はない。

【００８１】以上の説明から明らかなように、図７に示
す如く第２実施例の操舵装置２００は、ハウジング２３
５にラックアンドピニオン機構２５を収納し、第１ピニ
オン３１をラック軸３３の軸方向へ変位させることによ
っても、転舵車輪２７，２７を操舵することができるの
で、第１ピニオン３１の変位量に応じて転舵車輪２７，
２７の転舵角を制御することにより、ステアリングレシ
オを制御することができる。第１ピニオン３１の変位量
には限りがあるので、転舵車輪２７，２７の転舵角を制
御する量（舵角比制御量）には制限がある。

【００８２】これに対し操舵装置２００は、第１ピニオ
ン３１に対する第１ラック３２のギヤ比を、ステアリン
グハンドル２１が中立位置にあるときに小さく、操舵角
が大きくなるにつれて大きくなるように、バリアブルレ
シオ形式にすることで、操舵角が大きくなるにつれて、
ステアリングハンドル２１の１回転当りの第１ラック３
２（ラック軸３３）の移動量を減少させることができ
る。これに対応させて、操舵角当りの第１ピニオン３１
の変位量の割合を減少させることができる。この結果、
第１ピニオン３１の変位量に限りがあっても、ステアリ
ングレシオを広範囲に制御することができる。

【００８３】なお、上記本発明の実施の形態において、
補助トルク機構４０の有無は任意である。また、アクチ
ュエータ５２，２５２は電動機に限定されるものではな
く、例えば油圧モータ、リニアモータ、エアシリンダ、
電動シリンダ、油圧シリンダ、ソレノイドであってもよ
い。さらにまた、操舵装置１０，２００はエンドテイク
オフ形式操舵装置に限定されるものではなく、センタテ
イクオフ形式操舵装置であってもエンドテイクオフ形式
と同様の効果を発揮することができる。

【００８４】さらには、動力伝達機構７０，２７０は、
セルフロック機能を有してアクチュエータ５２，２５２
の動力を負荷側に伝達するものであればよい。例えばア
クチュエータ５２，２５２に取付けたウォームと負荷側
のウォームホイールの組合せからなるウォームギヤ機構
であってもよい。その場合の逆伝達効率も、負荷側から
の力によってアクチュエータ５２，２５２が駆動される
ことを阻止するように設定すればよい。また、請求項２
の操舵装置は、第１ピニオン３１（ピニオン）をラック
軸３３の軸方向へ変位可能にハウジング２３５に取付け
たものであればよく、例えば、ラック軸３３の軸方向へ
第１ピニオン３１が平行移動するようにしてもよい。

【００８５】

【発明の効果】本発明は上記構成により次の効果を発揮
する。請求項１は、ラックアンドピニオン機構を収納し
たハウジングを、車体に対し車幅方向へ移動させること
によっても、転舵車輪を操舵することができるので、ハ
ウジングの移動量に応じて転舵車輪の転舵角を制御する
ことにより、ステアリングレシオ（舵角比）を制御する
ことができる。ハウジングの移動量には限りがあるの
で、転舵車輪の転舵角を制御する量（舵角比制御量）に
は制限がある。これに対し請求項１は、ピニオンに対す
るラックのギヤ比を、ステアリングハンドルが中立位置
にあるときに小さく、操舵角が大きくなるにつれて大き
くなるように、バリアブルレシオ形式にすることで、操
舵角が大きくなるにつれて、ステアリングハンドル１回
転当りのラックの移動量を減少させることができる。こ
れに対応させて、操舵角当りのハウジングの移動量の割
合を減少させることができる。この結果、ハウジングの
移動量に限りがあっても、ステアリングレシオを広範囲
に制御することができる。

【００８６】請求項２は、ハウジングにラックアンドピ
ニオン機構を収納し、ピニオンをラック軸の軸方向へ変
位させることによっても、転舵車輪を操舵することがで
きるので、ピニオンの変位量に応じて転舵車輪の転舵角
を制御することにより、ステアリングレシオ（舵角比）
を制御することができる。ピニオンの変位量には限りが
あるので、転舵車輪の転舵角を制御する量（舵角比制御
量）には制限がある。これに対し請求項２は、ピニオン
に対するラックのギヤ比を、ステアリングハンドルが中
立位置にあるときに小さく、操舵角が大きくなるにつれ
て大きくなるように、バリアブルレシオ形式にすること
で、操舵角が大きくなるにつれて、ステアリングハンド
ル１回転当りのラックの移動量を減少させることができ
る。これに対応させて、操舵角当りのピニオンの変位量
の割合を減少させることができる。この結果、ピニオン
の変位量に限りがあっても、ステアリングレシオを広範
囲に制御することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る操舵装置（第１実施例）の模式図

【図２】本発明に係る操舵装置（第１実施例）の構成図

【図３】本発明に係る第１ラックアンドピニオン機構
（第１実施例）の拡大断面図

【図４】本発明に係る第１ラックアンドピニオン機構
（第１実施例）のバリアブルレシオ形式を説明する説明
図

【図５】本発明に係る操舵装置の特性図（その１）

【図６】本発明に係る操舵装置の特性図（その２）

【図７】本発明に係る操舵装置（第２実施例）の模式図

【図８】本発明に係る操舵装置（第２実施例）の補助操
舵機構の斜視図

【図９】本発明に係る補助操舵機構（第２実施例）の平
面断面図兼作用図

【図１０】本発明に係る補助操舵機構（第２実施例）の
作用図

【図１１】特許第２５０１６０６号公報の図１に基づき
作成した説明図

【図１２】一般的な操舵装置の特性図（その１）

【図１３】一般的な操舵装置の模式図

【図１４】一般的な操舵装置のラック軸、タイロッド及
びナックルアーム回りの平面作用図

【図１５】一般的な操舵装置の特性図（その２）

【符号の説明】

１０，２００…操舵装置、２１…ステアリングハンド
ル、２４…ピニオン軸、２５…ラックアンドピニオン機
構（第１ラックアンドピニオン機構）、２７…転舵車
輪、３１…ピニオン（第１ピニオン）、３２…ラック
（第１ラック）、３３…ラック軸、３５，２３５…ハウ
ジング、５０，２５０…補助操舵機構、５２，２５２…
アクチュエータ、５７，２３８…車体、２６１…スイン
グアーム。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｂ６２Ｄ 113:00 Ｂ６２Ｄ 113:00 119:00 119:00 (72)発明者松浦一夫埼玉県和光市中央１丁目４番１号株式会社本田技術研究所内 (72)発明者滝川桂一埼玉県和光市中央１丁目４番１号株式会社本田技術研究所内Ｆターム(参考） 3D032 CC08 DA03 DA23 EB05 EC01 EC21 EC31 3D033 JB19

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ステアリングハンドルに連結したピニオ
ンと転舵車輪に連結したラック軸とからなるラックアン
ドピニオン機構を、ハウジングに収納し、このハウジン
グを車体に対し車幅方向へ移動させることによっても前
記転舵車輪を操舵することができるようにした操舵装置
において、前記ラックアンドピニオン機構は、ピニオンに対するラ
ックのギヤ比を、前記ステアリングハンドルが中立位置
にあるときに小さく、操舵角が大きくなるにつれて大き
くなるように、バリアブルレシオ形式にしたことを特徴
とする操舵装置。
【請求項２】ステアリングハンドルに連結したピニオ
ンと転舵車輪に連結したラック軸とからなるラックアン
ドピニオン機構を、ハウジングに収納し、前記ピニオン
を前記ラック軸の軸方向へ変位させることによっても前
記転舵車輪を操舵することができるようにした操舵装置
において、前記ラックアンドピニオン機構は、ピニオンに対するラ
ックのギヤ比を、前記ステアリングハンドルが中立位置
にあるときに小さく、操舵角が大きくなるにつれて大き
くなるように、バリアブルレシオ形式にしたことを特徴
とする操舵装置。