JPH07132837A - 操舵装置 - Google Patents

操舵装置

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JPH07132837A
JPH07132837A JP27799293A JP27799293A JPH07132837A JP H07132837 A JPH07132837 A JP H07132837A JP 27799293 A JP27799293 A JP 27799293A JP 27799293 A JP27799293 A JP 27799293A JP H07132837 A JPH07132837 A JP H07132837A
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JP
Japan
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steering
rack
gear
shaft
steering device
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Pending
Application number
JP27799293A
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English (en)
Inventor
Yasuo Shimizu
康夫 清水
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Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 低速走行時には転舵角を減少させ、高速走行
時には転舵角を増大させることにより、低速走行時にお
いても高速走行時においても、ほぼ同様な操舵感覚が得
られる操舵装置を単純な構成要素により提供すること。 【構成】 ハンドルからの入力をピニオンギャに伝達
し、このピニオンギャの回転をピニオンギャに噛み合う
ラック歯を形成するラック軸22の軸方向変位に変換し
て車両の操舵を行うラック&ピニオン式の操舵装置にお
いて、ピニオンギャに楕円ギャ21を用い、ラック歯に
不等速ラック歯23を用いた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ハンドルの回転角に応
じて車両を操舵する操舵装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の操舵装置で、ラック&ピニオン機
構による操舵装置は、図7に示すように、ハンドル1に
操舵軸2、自在継手3、中間軸4、自在継手5、ピニオ
ンギャ6を連結し、このピニオンギャ6に噛み合うラッ
ク歯7をラック軸8に一体的に設け、ハンドル1の操作
入力θによるピニオンギャ6の回転をラック歯7の軸方
向変位Xに変換するラック&ピニオン機構9を形成し、
この軸方向変位Xによりラック軸8の両端に連結するタ
イロッド10,10、ナックル11,11を介してタイ
ヤ12,12を矢印Y方向に揺動させて車両の向きを変
えるように構成されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術において
は、図5に示す直線Aのように、ハンドル1の回転角に
対するラック軸8のストロークの関係である転舵特性
が、1.5回転程度が一般的である。また、一般的に操
作する車両走行速度に対する実用転舵角から図6に示す
曲線Dのように、低速走行時には転舵角(ハンドル回転
角)が大きく(操作量が大)、一方高速走行時には車両
挙動(ヨーレート、横向き加速度)が敏感となることか
ら必要な転舵角が小さくなり、ハンドル1を切り過ぎな
いように運転操作に配慮が必要であった。
【0004】これは、第1にラック&ピニオン機構9に
より、ピニオンギャ6の回転をラック歯7の軸方向変位
Xに変換していることにより、ギャ比特性(転舵特性)
が直線的になることと、第2に転舵特性を図5に示す直
線Bのように、敏感にすると低速走行時は改善されるも
のの高速走行時の車両挙動は、更に敏感になり運転しづ
らくなること等から、図5に示す直線Aのような転舵特
性で妥協しなければならない。
【0005】しかしながら、理想的には、低速走行時に
おいても高速走行時においても、ほぼ同様な操舵感覚、
即ち図6に示す曲線Eのような特性にすることが望まれ
る。これは、従来の特性において低速走行時の転舵角を
減少させ、更に高速走行時の転舵角を増大させるという
課題を解決することにより達成される。具体的には、低
速走行時には車両のヨーレートゲイン(車両の回転速度
/ハンドル角)を大きく、且つ高速走行時には車両のヨ
ーレートゲインを小さくすることによって、車両の全走
行速度領域にて車両のヨーレートゲインをほぼ一定にす
ることである。
【0006】本発明は、従来の技術が有するこのような
問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とすると
ころは、低速走行時には転舵角を減少させ、高速走行時
には転舵角を増大させることにより、低速走行時におい
ても高速走行時においても、ほぼ同様な操舵感覚が得ら
れる操舵装置を単純な構成要素により提供しようとする
ものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決すべく本
発明は、ハンドルに連結する回転軸とこの回転軸に係合
し車輪に連結する軸方向に摺動可能な摺動軸を備えた操
舵装置において、前記回転軸に非円形形状の係合部を設
けると共に、前記摺動軸に前記係合部に係合する被係合
部を設けたものである。また、前記係合部を非円形ギャ
とし、前記被係合部を不等速ギャとすることが出来る。
また、前記係合部を非円形ローラとし、前記被係合部を
不等速カムとしてもよい。
【0008】
【作用】ストローク比(ラックストローク/ハンドル回
転角)が、ハンドル回転角の小さいところで小さく、ハ
ンドル回転角が180度のところで最大となる特性が得
られる。
【0009】
【実施例】以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。ここで、図1は請求項2に係る操舵装置の要
部平断面図、図2は同じく要部縦断面図、図3は請求項
3に係る操舵装置の要部平断面図、図4は同じく要部縦
断面図、図5はハンドル回転角とラックストロークとの
関係を示す図、図6は車両の走行速度と実用ハンドル回
転角との関係を示す図である。
【0010】請求項2に係る操舵装置は、図7に示すハ
ンドル1に操舵軸2、自在継手3、中間軸4、自在継手
5を介して連結する図1及び図2に示すギャ軸20と、
ギャ軸20を回転中心に設けた楕円ギャ21と、楕円ギ
ャ21と噛み合うラック軸22に一体的に設けた不等速
のラック歯23を備えている。
【0011】ギャ軸20は、一端を軸受け24に、他端
を軸受け25で軸方向の推力を受けつつギャボックス2
6のケース27に回転自在に支持されている。ギャ軸2
0が突出しているケース27の開口部には、ギャボック
ス26の内部と外部を遮断するシール部材28が嵌合し
ている。
【0012】ラック軸22は、一端側を軸受け30を介
して軸方向に摺動自在にケース27に支持され、他端側
を楕円ギャ21とラック歯23の噛み合い部と反対側で
ラックガイド31に支持されている。ラックガイド31
は、ラックガイド31をラック軸22に押圧する弾性部
材32と、この弾性部材32の押圧力を調整する調整ボ
ルト33と、この調整ボルト33を固定するロックナッ
ト34によりギャボックス26内に嵌装されている。
【0013】ラック軸22のラックガイド31との摺動
面には、断面凸く状滑りガイド22aが形成され、一方
ラックガイド31には断面凹く状滑りガイド31aが形
成され、楕円ギャ21とラック歯23の噛み合いを確実
にし、バックラッシュを除去すると共に、ラック軸22
の倒れ防止し、噛み合い不良を防止している。
【0014】以上のように構成した請求項2に係る操舵
装置の作用について説明する。操舵装置に不等速ラック
歯23と楕円ギャ21により不等速ラック&非円形ピニ
オン機構を用いたことによって、図5に示す曲線Cのよ
うにハンドル回転角の小さいところでストローク比(ラ
ックストローク/ハンドル回転角)が小さく、ハンドル
回転角が180度のところでストローク比が最大となる
特性が得られる。
【0015】この特性は、ハンドル回転角が小さい時に
はラックストローク量が従来の操舵装置(直線A)に比
較して少なく、ハンドル回転角が大きい時にはラックス
トローク量が従来の操舵装置(直線A)に比較して大き
い。
【0016】従って、図6に示す走行速度に対する実用
ハンドル回転角は、曲線Eのような特性になり、低速走
行時には転舵角を減少させ(図5の曲線C>直線Aの領
域)、高速走行時には転舵角を増大させる(図5の曲線
C<直線Aの領域)ことが出来る。
【0017】請求項3に係る操舵装置は、図7に示すハ
ンドル1に操舵軸2、自在継手3、中間軸4、自在継手
5を介して連結する図3及び図4に示すローラ軸40
と、ローラ軸40を回転中心に設けた楕円型のローラ4
1と、ローラ41と係合するカム軸42に一体的に設け
た不等速のカム溝43を備えている。
【0018】ローラ軸40は、一端を軸受け44に、他
端を軸受け45で軸方向の推力を受けつつギャボックス
46のケース47に回転自在に支持されている。ローラ
軸40が突出しているケース47の開口部には、ギャボ
ックス46の内部と外部を遮断するシール部材48が嵌
合している。
【0019】カム軸42は、一端側を軸受け50を介し
て軸方向に摺動自在にケース47に支持され、他端側を
ローラ41とカム溝43の係合部と反対側でカム軸ガイ
ド51に支持されている。カム軸ガイド51は、カム軸
ガイド51をカム軸42に押圧する弾性部材52と、こ
の弾性部材52の押圧力を調整する調整ボルト53と、
この調整ボルト53を固定するロックナット54により
ギャボックス46内に嵌装されている。
【0020】カム軸ガイド51は、弾性部材52が当接
するコの字型ブラケット51aと、これにニードル軸受
け(不図示)を介して支持された支軸51bと、これを
嵌挿して転動自在に支持されたローラ51cとから構成
されている。
【0021】カム軸42のカム軸ガイド51との摺動面
には、断面凸く状滑りガイド42aが形成され、一方カ
ム軸ガイド51には断面凹く状滑りガイド51dが形成
され、ローラ41とカム溝43の係合を確実にし、滑り
を除去すると共に、カム軸42の倒れ防止し、係合不良
を防止している。転動自在なローラ51cにより、ロー
ラ41に対するカム溝43の押圧力を弾性部材52によ
り増大させても滑らかに、且つ効率良くローラ41の回
転を伝達することが出来る。
【0022】以上のように構成した請求項3に係る操舵
装置の作用について説明する。操舵装置にカム溝43と
ローラ41により不等速カム&非円形ローラ機構を用い
たことによって、請求項2に係る操舵装置と同様、図5
に示す曲線Cのようにハンドル回転角の小さいところで
ストローク比(ラックストローク/ハンドル回転角)が
小さく、ハンドル回転角が180度のところでストロー
ク比が最大となる特性が得られる。
【0023】この特性は、ハンドル回転角が小さい時に
はラックストローク量が従来の操舵装置(直線A)に比
較して少なく、ハンドル回転角が大きい時にはラックス
トローク量が従来の操舵装置(直線A)に比較して大き
い。
【0024】従って、請求項2に係る操舵装置と同様、
図6に示す走行速度に対する実用ハンドル回転角は、曲
線Eのような特性になり、低速走行時には転舵角を減少
させ(図5の曲線C>直線Aの領域)、高速走行時には
転舵角を増大させる(図5の曲線C<直線Aの領域)こ
とが出来る。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、低
速走行時においても高速走行時においても、同様な操舵
感覚が得られる。また、構成が単純なので、ステアリン
グの剛性を低下させたり、フリクションを増大させる機
械要素を最小限に押えることが可能となり、操舵感覚を
良好にすることが出来る。更に、請求項3に係る操舵装
置よれば、ローラとカムによる転動により、ハンドル回
転入力をカム軸の軸方向変位に変換出来るために、滑ら
かで静粛な操舵が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】請求項2に係る操舵装置の要部平断面図
【図2】請求項2に係る操舵装置の要部縦断面図
【図3】請求項3に係る操舵装置の要部平断面図
【図4】請求項3に係る操舵装置の要部縦断面図
【図5】ハンドル回転角とラックストロークとの関係を
示す図
【図6】車両の走行速度と実用ハンドル回転角との関係
を示す図
【図7】従来の操舵装置の概要斜視図
【符号の説明】
1…ハンドル、12…タイヤ、20…ギャ軸(回転
軸)、21…楕円ギャ(非円形ギャ)、22…ラック軸
(摺動軸)、23…ラック歯(不等速ギャ)、31…ラ
ックガイド、32,52…弾性部材、40…ローラ軸
(回転軸)、41…ローラ(非円形ローラ)、42…カ
ム軸(摺動軸)、43…カム溝(不等速カム)、51…
カム軸ガイド。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ハンドルに連結する回転軸とこの回転軸
    に係合し車輪に連結する軸方向に摺動可能な摺動軸を備
    えた操舵装置において、前記回転軸に非円形形状の係合
    部を設けると共に、前記摺動軸に前記係合部に係合する
    被係合部を設けたことを特徴とする操舵装置。
  2. 【請求項2】 前記係合部を非円形ギャとし、前記被係
    合部を不等速ギャとした請求項1記載の操舵装置。
  3. 【請求項3】 前記係合部を非円形ローラとし、前記被
    係合部を不等速カムとした請求項1記載の操舵装置。
JP27799293A 1993-11-08 1993-11-08 操舵装置 Pending JPH07132837A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005271605A (ja) * 2004-03-22 2005-10-06 Sumitomo Rubber Ind Ltd パワーステアリング装置
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DE102010012743A1 (de) 2010-03-25 2011-09-29 Volkswagen Ag Lenkgetriebe mit variabler Lenkübersetzung
JP2013040687A (ja) * 2005-01-25 2013-02-28 Werner M Bless 順送り変速歯車装置

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A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20010904

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20031204