JP2504231B2 - 自動車のステアリング装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、自動車のハンドル舵角に対する車輪舵角
の伝達比を変化させることができるステアリング装置に
関する。

（従来の技術） 自動車のステアリング装置は、ステアリングハンドル
の回転運動をラックピニオン式ギャ機構を介してタイロ
ッドの横方向の変位運動に変換し、タイロッドの両端部
に設けられた左右の操舵車輪の向きを変化させるもので
あるが、ステアリングハンドルの回転量（ハンドル舵
角）と車輪のきれ角（車輪舵角）とは通常、常に一定の
対応関係に保持されている。

しかし、自動車の高速走行時にはハンドル舵角に対す
る車輪舵角の伝達比を大きくして一定のハンドル舵角に
対する車輪舵角の伝達比を大きくして一定のハンドル舵
角に対する車輪舵角の大きさを小さくすることが走行安
定性を確保する上で望ましい。一方、低速走行時には、
車両の挙動を俊敏化させて良好な運転フィーリングを得
たり、あるいは車庫入れを容易にする等の見地から、前
記伝達比を逆に小さくして一定のハンドル舵角に対する
車輪舵角を大きくすることが望ましい。

そこで、前述のような要求を満たすために、例えば、
特開昭62-31560号公報に開示されているように、車速に
応じてハンドル舵角に対する車輪舵角の伝達比を変化さ
せるようにしたステアリング装置が提案されている。

このステアリング装置は、ステアリングハンドルとタ
イロッドとの間の操舵力伝達経路中に、ハンドる舵角に
対する車輪舵角の伝達比を変化させる遊星歯車機構が設
けられている。この遊星歯車機構は、自動車の車速時の
運転状態を検出する運転状態検出手段の信号を受けて制
御信号を出力するコントローラからの制御信号に基づい
て作動するステッピングモータ等のアクチュエータによ
って制御されるようになっており、前記遊星歯車機構と
タイロッドとの間にパワーステアリング機構が設けられ
ている。

したがって、ステアリングハンドルを操舵して車輪を
転舵すると、そのときの自動車の運転状態が運転状態検
出手段によって検出され、この検出手段の出力を受けた
コントローラからの制御信号に基づいてアクチュエータ
が作動し、このアクチュエータの作動により遊星歯車機
構が作動制御される。そして、ハンドル舵角に対する車
輪舵角の伝達比が可変制御されるようになっている。

（発明が解決しようとする課題） ところが、前述したように、遊星歯車機構を用いた伝
達比可変システムは、遊星歯車機構を構成するサンギ
ャ、リングギャおよびプラネタリギャ間で生じるフリク
ション、バックラッシュがステアリングハンドル上での
手応え、ガタとなり、操舵フィーリングを悪化させる。
またステアリングの機能としても、実舵角の減少やコン
プライアンスステアの増加を生じる。

この発明は、前記事情に着目してなされたもので、そ
の目的とするところは、遊星歯車機構を構成する各ギャ
の回転に伴うフリクション、バックラッシュを減少させ
ることができ、ステアリングハンドル上での操舵フィー
リングとステアリングの機能を向上させることができる
自動車のステアリング装置を提供することにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段及び作用） この発明は、前述した目的を達成するために、ステア
リングハンドルとタイロッドとの間の操舵力伝達経路中
に、ハンドル舵角に対する車輪舵角の伝達比を変化させ
る遊星歯車機構およびラックピニオン式ギャ機構を設
け、前記遊星歯車機構を構成するサンギャ、リングギャ
およびプラネタリギャの上部および下部に互いに転接す
る弾性体からなる摩擦車を設けたことにある。

ステアリングハンドルの操舵に伴って回転するサンギ
ャ、リングギャおよびプラネタリギャとともに、摩擦車
が転接して各ギャ相互間のフリクション、バックラッシ
ュを減少させる。

（実施例） 以下、この発明の一実施例を図面に基づいて説明す
る。

第４図は自動車のステアリング装置の概略的構成を示
すもので、１はステアリングハンドルであり、これはハ
ンドル軸２を介してパワーステアリング装置のロータリ
バルブ３に連動している。このロータリバルブ３は伝達
比可変システムとしての遊星歯車機構４を介してラック
ピニオン式ギャ機構５に連動し、このギャ機構５を構成
するピニオン６と噛合するラック７は車体の幅方向に延
びるタイロッド８、８およびナックルアーム（図示しな
い）を介して車輪９、９に連結されている。また、前記
遊星歯車機構４には自動車の運転状態に応じて遊星歯車
機構４を作動制御する後述するステッピングモータが設
けられている。

前記ロータリバルブ３について説明すると、第１図〜
第３図に示すように、トーションバー11を内挿した入力
軸12はハウジング13の内部にベアリング14、14を介して
回転自在に軸支されている。そして、この入力軸12の外
周に前記ロータリバルブ３が設けられている。ハウジン
グ13にはオイルポンプ（図示しない）に連通する第１の
ポート15とオイルリザーバ（図示しない）に連通する第
２のポート16が設けられているとともに、シリンダチュ
ーブの左室と右室にそれぞれ連通する第３、第４のポー
ト17、18が設けられている。そして、このロータリバル
ブ３は、ステアリングハンドル１の操舵に応じてシリン
ダチューブへ供給する圧油の切り換えとともに、圧力を
制御し、ステアリングハンドル１の操舵力をアシストし
て前記車輪９、９を転舵するようになっている。

前記ロータリバルブ３のハウジング13には前記遊星歯
車機構４のハウジング19が一体的に設けられている。こ
のハウジング19の内部には前記入力軸12に固着された入
力ギャとしてのサンギャ20が設けられている。このサン
ギャ20の外周にはリングギャ21が設けられ、このリング
ギャ21は前記ハウジング19の内周壁および前記ハウジン
グ13から突出する突出筒13aに設けたベアリング22、22
に回転自在に支持されている。さらに、前記サンギャ20
とリングギャ21との間にはそれぞれに噛合する複数個の
プラネタリギャ23…が等間隔に介在されている。これら
プラネタリギャ23…はピニオン軸24に回転自在に軸支さ
れており、このピニオン軸24は前記ラックピニオン式ギ
ャ機構５のピニオン６に支持されている。

前記サンギャ20の上部および下部にはゴムまたは合成
樹脂材料からなる弾性体によって形成された円盤状の第
１の摩擦車20a、20aが接着されている。また、前記リン
グギャ21の内周面における歯部の上部および下部にもゴ
ムまたは合成樹脂材料からなる弾性体によって形成され
たリング状の第２の摩擦車21a、21aが接着されている。
さらに、前記複数個のプラネタリギャ23…の上部および
下部にもゴムまたは合成樹脂材料からなる弾性体によっ
て形成された円盤状の第３の摩擦車23a、23aが接着され
ている。そして、第１の摩擦車20a、20aと第３の摩擦車
23a、23aとが接触しており、第２の摩擦車21a、21aと第
３の摩擦車23a、23aとが接触している。したがって、サ
ンギャ、20、リングギャ21およびプラネタリギャ23の回
転に伴って第１、第２および第３の摩擦車20a、21aおよ
び23aが弾性的に圧接しながら転接し、各ギャ相互間の
フリクション、バックラッシュを減少させ、噛合によっ
て生じる騒音を減少させている。

また、前記遊星歯車機構４のリングギャ21の外周には
ウォームホイール26が形成されていて、このウォームホ
イール26には回転軸27に固着したウォーム28が噛合され
ている。前記回転軸27はステッピングモータ29に直結さ
れており、ステッピングモータ29の回転によってウォー
ム28、ウォームホイール26を介して前記リングギャ21を
回転するようになっている。つまり、プラネタリギャ23
…をサンギャ20とリングギャ21との間で転動させ、この
プラネタリギャ23…の転動により、前記ピニオン６の回
転量を増減制御するようになっている。

前記ピニオン６にはフランジ部30が一体に設けられ、
このフランジ部30は前記ケーシング19の内部に設けられ
たベアリング25に回転自在に支持されており、このフラ
ンジ部30に前記ピニオン軸24が固定されている。さら
に、フランジ部30の中心部には凹部31が設けられ、この
凹部31には前記入力軸12の先端部に設けられた凸部32が
ベアリング33を介して嵌合されている。したがって、入
力軸12とピニオン６とが同一軸心に位置決めされるよう
になっており、組立て作業性の向上を図っている。さら
に、このピニオン６にラック７が噛合され、このラック
７はヨークスプリング34によってピニオン６方向に付勢
されている。

したがって、前記実施例によれば、自動車の走行中、
ステアリングハンドル１を操舵すると、この動きはハン
ドル軸２を介してパワーステアリング機構のロータリバ
ルブ３に伝達され、入力軸12が回転する。入力軸12の回
転に伴って遊星歯車機構４のサンギャ20が回転する。一
方、ステアリングハンドル１の操舵に伴って変化するハ
ンドル舵角がハンドル舵角センサによって検出されると
ともに、そのときの車速が車速センサによって検出され
る。両センサの出力信号によってステッピングモータ29
が回転制御されると、ウォーム28、ウォームホイール26
を介して前記リングギャ21が回転する。つまり、プラネ
タリギャ23…をサンギャ20とリングギャ21との間で転動
させ、このプラネタリギャ23…の転動により、前記ピニ
オン６の回転量を増減制御する。遊星歯車機構４は、サ
ンギャ20がステアリングハンドル１の舵角に比例した角
度だけ回転すると同時に、リングギャ21がステッピング
モータ29の回転角に応じて回転される。このため、遊星
歯車機構４のプラネタリギャ23…の転動によりピニオン
軸24を介してピニオン６が回転するが、前記ハンドル舵
角に対してピニオン６を増減した角度だけ回転すること
になり、このピニオン６と噛合しているラック７、タイ
ロッド８、８を介して車輪９、９を転舵され、ハンドル
舵角に対する車輪舵角の伝達比が可変制御される。

このとき、前記遊星歯車機構４を構成するサンギャ2
0、リングギャ21およびプラネタリギャ23の回転に伴っ
て第１、第２および第３の摩擦車20a、21aおよび23aが
弾性的に圧接しながら転接する。第１、第２および第３
の摩擦車20a、21aおよび23aは弾性体によって形成され
ているため、各ギャ相互間のフリクション、バックラッ
シュを減少させ、噛合によって生じる騒音を減少させる
ことができる。

前述した実施例のように、ラックピニオン式ギャ機構
５のピニオン６に遊星歯車機構４を構成するプラネタリ
ギャ23…を一体的に設けたことによって、遊星歯車機構
４とギャ機構５とを接近した状態に配置組み立てること
ができる。したがって、装置のコンパクト化はもちろん
のこと、強度的に優れ、さらに部品点数の低減を図るこ
とができるという効果がある。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明によれば、ハンドル舵
角に対する車輪舵角の伝達比を変化させる遊星歯車機構
を構成するサンギャ、リングギャおよびプラネタリギャ
の上部および下部に互いに転接する弾性体からなる摩擦
車を設け、ステアリングハンドルの操舵に伴って回転す
るサンギャ、リングギャおよびプラネタリギャととも
に、摩擦車が転接するようにしたから、各ギャ相互間の
フリクション、バックラッシュを減少させることがで
き、ステアリングハンドル上での操舵フィーリングとス
テアリングの機能を向上させることができるという効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示すステアリング装置の
縦断側面図、第２図は同じく一部を断面した平面図、第
３図は同じく摩擦車の転接状態を示す縦断側面図、第４
図は同じくステアリング装置の概略的構成図である。 １……ステアリングハンドル、３……ロータリバルブ、
４……遊星歯車機構、５……ラックピニオン式ギャ機
構、８……タイロッド、９……車輪、20……サンギャ、
21……リングギャ、23……プラネタリギャ、20a、21a、
23a……摩擦車。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−31560（ＪＰ，Ａ) 実開 昭52−145283（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭62−8655（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ステアリングハンドルとタイロッドとの間
   の操舵力伝達経路中にハンドル舵角に対する車輪舵角の
   伝達比を変化させる遊星歯車機構およびラックピニオン
   式ギャ機構を設けた自動車のステアリング装置におい
   て、前記遊星歯車機構を構成するサンギャ、リングギャ
   およびプラネタリギャの上部および下部に互いに転接す
   る弾性体からなる摩擦車を設けたことを特徴とする自動
   車のステアリング装置。