JPS6053463A - 操舵力伝達装置 - 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】 本発明はステアリングホイールに印加される操舵力をタ
イヤに伝える操舵力伝達装置に関し、特に電動パワース
テアリング装置を鍔える車輌のための操舵力伝達装置に
関する６ タイヤの向きを変える場合、車輌が停止しているときや
低速で移動するときには、ステアリングホイールを回動
するのに大きな力が必要である。

特に、最近ではＦＦ車が増えているがこの種の車輌は前
方に大きな重量がかかるので、これにおいては更に大き
な操舵力を必要とする。

ドライバの操舵力を補助する装置としてパワーステアリ
ング装置が知られている。これは、ドライバの操舵力に
応じて駆動力を発生し、この力を操前糸に伝えるように
したものである。現在実用化されているパワーステアリ
ング装置はほとんどが油圧式である。すなわち、制御バ
ルブ、油圧シリンダー等を備えて、操舵力に応じて油を
移動させることにより補助操舵力を発生する。

しかしながら、制御バルブ、油圧シリンダー等は大型で
あるし、これらを接続するパイプ等は大きな圧力損失が
生ずるのを防止するために所定以上の曲率でしか曲げる
ことができない。また油圧式では油が漏れないようにシ
ールを確実にしな番チればならないし、装置取付時の取
扱いも大変である。

そ・二で、パワーステアリング装置の駆動源として電動
機を用いることが提案さ１している。

ところで、電動パワーステアリング装置を車輌に装着す
る場合、電動機の出力軸と操舵機構との接続のしかたに
よって、装置取付コスト、装置取付上の制約等が大きく
異なる。以下、その理由を説明する。

一般の車輌のステアリング機構は第１ａ図に示すように
なっている。すなわち、ステアリングホイール１にステ
アリングシャフト２が接続され、このステアリングシャ
フト２の他端に、ユニバーサルジョイン１〜３を介して
、ステアリングシャツ］−４が接続され、このステアリ
ングシャフト４の他端に、ユニバーサルジヨイント５を
介して、マニュアルステアリングギア機構６が接続され
、マニュアルステアリングギア機構６に、図示しないタ
イヤの向きを制御するタイロッド７が接続されている。

ここに示したマニュアルステアリングギア機構６は、ラ
ック・ピニオンタイプのものである。マニュアルステア
リングギア機構６の近傍の構成を第１ｂ図に示す。第１
ｂ図を参照すると、ユニバーサルジヨイント５の出力軸
１４にステアリングシャフト８が結合しており、ステア
リングシャフト８の先端（図の下方）にピニオン９が形
成されている。このピニオン９に、タイロッド７に結合
されたラック１０が噛み合っている。ステアリングシャ
ツ１へ８は、づアリングｌｌａおよびＩｌｂによって、
マニュアルステアリングギアハウジング１２に対して回
動自在に支持されている。１３はダストカバーである。

ステアリングシャフトを３つの部分に分けてこれらを２
つのユニバーサルジヨイントで結合しているのは、ピニ
オン９の軸方向とステアリングホイール１の軸方向を揃
えることができないためである。ところで、このように
入力軸と出力軸とを傾けて接続する場合には、入力軸に
一定のトルクを印加しても出力軸には正弦波状に変動す
るトルクが生じ、ステアリング機構の場合には、ドライ
バはハンドル操作が重くなったり軽くなったりするよう
に感する。そこで第１ａ図のような場合には、ステアリ
ングシャフト２と４との傾きと、ステアリングシャフト
４と８との傾き（θ）とを同一にして、このトルク変動
が互いに打ち消されるようにしている。

パワーステアリング装置を装着する場合、電動機の出力
を減速しなければならないが、構成を簡単にするには減
速比を小さくするのが好ましい。そのためには、パワー
ステアリング装置の出方軸をマニュアルステアリングギ
ア機構の入力側に結合すればよい。そこでパワーステア
リング２装置の出力軸を結合する部分は、ステアリング
シャフト２゜４および８のいずれかになる。

まずステアリングシャフト２の部分に着目する。

ユニバーサルジヨイント３の近傍に車室とエンジンルー
ムとをしきるトーボードがあり、ステアリングシャフト
２は車室内に存在するから、この部分にパワーステアリ
ング装置の出方軸を結合すると、ドライバの動作を妨げ
る恐れがある。

次にステアリングシャフト４に着目する。このシャツ１
−４とシャフト８は角度θの傾きを持って結合されてい
るから、この部分にパワーステアリング装置の出力軸が
接続されると、出方軸に一定の助勢トルクが現われても
、ステアリングシャフト８には変動する１−ルクが伝達
される。また、このシャフト４の大部分はトーボードの
外側とエンジンルームとの間に存在するため、車体が組
み立てられた後でこの部分に機構の付加、交換等を行な
うのは非常に難しい。

そこで、残るのはステアリングシャツ１−８のみになる
が、このシャフトはｆ５Ｊ　ａ図および第１ｂ図に示さ
れるように非常に短く、このシャフト８に直接パワース
テアリングの出力軸を結合するのは困難である。

したがって、シャフト８を比較的長いものに交換しそれ
にパワーステアリング装置出力軸を結合することになる
が、こＪしを行なうとステアリングシャフト４と８との
傾きＯが変化するので、それに合うようにステアリング
シャツ１−２と４との傾きも変更しなければならず、ス
テアリング機構を大改造しなけわばならないことが分か
る。

本発明は、大幅な機構の改造をすることなしにパワース
テアリング装置の着脱を可能にし、パワーステアリング
装置のオプシ９ン設定を可能にすることを目的とする。

つまり、ステアリングシャツｌ−２，４および８の長さ
を変更することなくステアリングシャフト８に電動機か
らの出力軸を接゛続できＪしば、特別な機構の改造をす
ることなくパワーステアリング装置を着脱しうる。

以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第２図に、実施例の操舵力伝達装置を含む電動パワース
テアリング装置を備える、車輌のステアリング機構を示
す。第２図を参照すると、ステアリングホイールｌは第
１ステアリングシヤフ１〜２に接続され、第１ステアリ
ングシヤフト２は、第１ユニバーサルジョイン１−３を
介して第２ステアリングシヤフト４に接続されている。

第２ステアリングシヤフト４には、第２ユニバーサルジ
ヨイント２２が連結され、第２ユニバーサルジヨイント
２２の出力軸にマニュアルステアリングギア機構６が結
合されている。

マニュアルステアリングギア機構６の出力軸に、車軸の
向きを制御するタイロッド７が結合されている。マニュ
アルステアリングギア機構６の入力側に、パワーステア
リングギア機構２０が結合されており、パワーステアリ
ングギア機構２０の入力側に、直流サーボモータＤＭを
結合しである。

パワーステアリングギア機構２０は、マニュアルステア
リングギア機構６のハウジングに固着されたブラケット
２１とポルＩ・で固着しである。

直流サーボモータＤＭは、電子制御装置ＣＯＨによって
制御される。ドライバによってステアリング機構に印加
される入力トルクを検出する１−ルクセンサＳＥは、こ
の例では第１ステアリングシヤフト２に装着しである。

なおり　Ｔは車輌に備わったバッテリーであり、パワー
ステアリング装置の電源となる。第１ステアリングシヤ
フト２の先端すなわち第１ユニバーサルジヨイント３の
近傍に、車室とエンジンルームとをしきる１−−ボード
が存在する。

第３図に第２図に示すマニュアルステアリングギア機構
６近傍の構成を示し、第４ａ図および第４ｂ図に第３図
に示す部材２３の形状を示し、第５ａ図および第５ｂ図
に第３図に示す部材２７を示す。第３図、第４ａ図、第
４ｂ図、第５ａ図および第５ｂ図を参照して説明する。

ユニバーサルジヨイント２２は、互いの連結部がフォー
ク状に形成された部材２３．２４とそれらを結合する十
字形の腕およびピンでなるフック式自在継手であり、部
材２３と２４との角度が変化しても力が伝達できる。こ
の例では、車輌に装着された状態で、部月２３と２４と
の傾きθが、第１ステアリングシヤフ（−２と第２ステ
アリングシャフト４との傾きと等しく設定される。

マニュアルステアリングギア機構６は、ピニオン９とラ
ック１０とでなっている。ピニオン９は、第３ステアリ
ングシャフ１−８の先端に固着されている。第３ステア
リングシヤフ１へ８は、ピニオン９の前後の位置で、２
つの環状ベアリングｌｌａおよびｔｉｂを介して、マニ
ュアルステアリングギアハウジング１２に、回動自在に
支持されている。

第３ステアリングシヤフト８の外周面とそれに対向する
位置の部材２３内周面にはセレーシ旦ン２９が形成して
あり、これによって、第３ステアリングシヤフト８と部
材２３とは軸方向の移動は可能であるが、回転方向には
両者が相対的にずれるととはない。

部材２３は、２つの部材２５ａ、２５ｂを組み合せて構
成されるパワーステアリングギアハウジング２５ａ・２
５ｂに、環状ベアリング３８ａおよび３８ｂを介して回
動自在に支持されている。部材２３先端の小径部外周に
、パワーステアリングギア機構２０の第１歯車３１が嵌
合している。部材２３外周の嵌合部分には、第４ｂ図に
示すようなキー溝２３ａが形成してあり、この部分にキ
ー３０を装着することにより、部員２３に第１歯車３１
が固着される。

第１歯車３１に第２歯車３２が噛み合っており、第２歯
車３２の回転軸に固箔した第３歯車３３が第４歯車３４
と噛み合っている。また、第４歯車３４の回転軸に固着
した第５歯車３５が、第６歯車３６と噛み合っている。

第６歯車３６は、直流サーボモータＤＭの駆動軸３７に
嵌合している。

３２ａ−，３４ａおよび３７ａは、キー溝である。

第２歯車３２および第３歯車３３は環状ベアリング３９
ａ、３９ｂを介して、また第４歯車３４および第５歯車
３５は環状ベアリング４０ａ、、４０ｂを介して、それ
ぞれ、パワーステアリングギアハウジング２４・２５に
回動自在に支持されている。

マニュアルステアリングギアハウジング１２の一端内側
に、第５ａ図および第５ｂ図に示すようなガイドリング
２７が装着されている。このガイドリング２７の外周に
は、ねじが形成してありこのねじでガイドリング２７を
マニュアルステアリングギアハウジング１２に固着しで
ある。ガイドリング２７の突出した部分に、パワーステ
アリングギアハウジング２４・２５を固定するためのブ
ラケット２１を装着し、その上からロックナラ１〜２７
をガイドリング２７にねじ込んで、ブラケッ１−２１を
マニュアルステアリングギアハウジング１２に固着しで
ある。

パワーステアリングギアハウジング２４・２５は、その
下方の突出部をガイドリング２７の内周面に沿わせてそ
れが突き当たるまで押し込むことにより、第３ステアリ
ングシヤフト８の軸方向に対して傾かないように正確に
位置決めされる。なお、この例ではガイドリング２７の
内周とパワーステアリングギアハウジングとの嵌合面２
８は、いんろう継手になっている。また２６はオイルシ
ールである。

パワーステアリング装置を装着しない車輌においては、
パワーステアリングギアハウジング２４・２５およびそ
れに含まれる機構を省略し、単に部材２３と第３ステア
リングシャツ１−８とを嵌合する構成とすればよい。但
しその場合にも、ガイドリング２７およびブラケッ１へ
２１は装着した状態にしておいた方がよい。その場合、
パワーステアリング装置のない車輌にパワーステアリン
グ装置を付加する場合には、第３ステアリングシャフト
８から第２ユニバーサルジヨーｒント２２を抜き取り、
予めパワーステアリングギアハウジング２４・２５とそ
の中に必要なギア機構を装着したユニットと第２ユニバ
ーサルジョイン１−２２の部材２３とを嵌合し、それを
ガイドリング２７に沿って挿入し、パワーステアリング
ギアハウジング２４ａ・２５ｂをブラケット２１にポル
１−で固定すれば組み付けは完了である。

いずれにしても、パワーステアリング装置の着脱に伴っ
て、ステアリングシャツ１−８を交換したりそれとユニ
バーサルジヨイント２２との間に特別な部材を設ける必
要がないので、ステアリングシャフト８の任意位置から
ユニバーサルジ目イン１−２２の部材２３と２４との結
合位置までの長さく例えばＬ）が変化せず、したがって
部員２３と２４との傾きθが変わらないから、ステアリ
ング機構の他の部分の構成、長さ、取付位置等を変更す
る必要はない。

なお、上記実施例においてはユニバーサルジヨイント（
２２）としてフック式自在継手を用いたが、ステアリン
グシャツ１〜（８）と直接嵌合するものであれば、第６
図に示すようなたわみ継手２３′や、球関節継手等であ
ってもよい。また、実施例ではユニバーサルジゴイン１
−の部材２３の内側にステアリングシャフト８を挿入す
る構成としたが、これを逆にしてステアリングシャツ１
−に穴を開けてその内側に継手を嵌合する構成としても
よい。

以上のとおり本発明によ］しば、大幅な機構の改造を伴
うことなく、簡単にパワーステアリング装置用の動力伝
達機構を着脱しうるので、パワーステアリング装置を他
の機器と同様にオプション設定にするのが容易となり、
また装置のメンテナンス、故障修理等が楽になる。

【図面の簡単な説明】

第１ａ図および第１ｂ図は、それぞれ、パワーステアリ
ング装置を装着しない車輌のステアリング機構の概略を
示す斜視図および部分拡大断面図である。 第２図は、実施例の操舵力伝達装置を備える電動パワー
ステアリング装置を装着した車輌のステアリング機構概
略を示すブロック図である。 第３図は、第２図のマ′：、ｊアルステアリングギア機
構６近傍を詳細に示す部分拡大断面図である。 第４ａ図および第４ｂ図は、それぞ汎、第３図に示す部
材２３の平面図および正面図である。 第５ａ図および第５ｂ図は、それぞれ、第３図に示す部
材２７の平面図および正面図である。 第６図は、部材２３のかわりに使用しうる部材の例を示
す正面図である。 １：ステアリングホイール ２二第１ステアリングシャフ１− ３：第１ユニバーサルジョイン１− ４：第２ステアリングシャフｌ− ５：第２ユニバーザルジ目インｌ− ６：マニュアルステアリングギア機構（ステアリングギ
ア機構）　７：タイロツド ８：第３ステアリングシヤフ１へ（シャフト）９：ピニ
オン　ｌｏニラツク １１ａ、　１　ｌｂ、　３８ａ、　３８ｂ、　３９ａ、
　３９’ｂ、　４０ａ、４０ｂ：環状ベアリング １２：マニュアルステアリングギアハウジング（第１の
支持部材） ２０：パワーステアリングギア機構 ２１ニブラケツト（第２の結合部材） ２２：第２ユニバーサルジヨイント（第１の結合部材） ２５ａ、２５１）：パヮーステアリングギアハウジング
（第２の支持部材） ２７：ガイドリング（位置決め部材） ２９：セレーシ旦ン　３ｏ：キー ３１．３２，３３，３４，３５，３６：歯車（減速手段
） ４Ｉ：ロックナソト 一饋− 第１ａ図 第１ｂ図 東４８図　東５８図 ２３ 第４ｂ図 ３ｂ 東６図 ２３′

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ステアリングホイールからの操舵力を減速して車
   軸制御機構に伝えるステアリングギア機構；ステアリン
   グギア機構の入力側ギアに結合したシャフト； 前記シャフトを回動自在に支持する第１の支持部材； 前記シャフトと嵌合し、一部に傾動自在な部材が結合さ
   れた第１の結合部材； 前記シャフトと前記結合部材のうち外周に位置する部材
   の外周に嵌合する歯車を含み１つの歯車が電動機の駆動
   軸に結合された減速手段；前記減速手段を支持する第２
   の支持部材；第１の支持部材と第２の支持部材とを詰合
   する第２の結合部材；および 第２の支持部材を第１の支持部材の所定位置ｌ；案内す
   る位置決め部材； を備える操舵力伝達装置。
2. （２）第１の結合部材の中心番９前記シャフトを挿入す
   る穴を形成し、第１の結合部材の外周に、減速手段の歯
   車を固着するためのキー溝を形成した、前記特許請求の
   範囲第（１）項記載の操舵力伝達装置。