JPH0133384B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0133384B2 JPH0133384B2 JP58239579A JP23957983A JPH0133384B2 JP H0133384 B2 JPH0133384 B2 JP H0133384B2 JP 58239579 A JP58239579 A JP 58239579A JP 23957983 A JP23957983 A JP 23957983A JP H0133384 B2 JPH0133384 B2 JP H0133384B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lever
- rack
- gear case
- shaft
- steering
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D3/00—Steering gears
- B62D3/02—Steering gears mechanical
- B62D3/12—Steering gears mechanical of rack-and-pinion type
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Power Steering Mechanism (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はラツクピニオン式ステアリング装置に
関するものである。
関するものである。
自動車のステアリング装置として、ラツク歯を
有するラツク軸をギヤケースに軸方向に摺動可能
なるよう嵌装すると共に該ギヤケースに上記ラツ
ク軸のラツク歯と噛み合うピニオンを回転可能な
るよう装着して、該ギヤケースを車体側部材に固
定し、ステアリングハンドルの回転操作により上
記ピニオンが回転してラツク軸を軸方向に摺動さ
せこの摺動がタイロツド及びナツクルアームを介
して車輪に伝達されて転舵を行うようにした所謂
ラツクピニオン式ステアリング装置が一般にひろ
く用いられている（例えば実開昭55−37721号公
報参照）。
有するラツク軸をギヤケースに軸方向に摺動可能
なるよう嵌装すると共に該ギヤケースに上記ラツ
ク軸のラツク歯と噛み合うピニオンを回転可能な
るよう装着して、該ギヤケースを車体側部材に固
定し、ステアリングハンドルの回転操作により上
記ピニオンが回転してラツク軸を軸方向に摺動さ
せこの摺動がタイロツド及びナツクルアームを介
して車輪に伝達されて転舵を行うようにした所謂
ラツクピニオン式ステアリング装置が一般にひろ
く用いられている（例えば実開昭55−37721号公
報参照）。
上記のようなラツクピニオン式ステアリング装
置は、構造が簡単で剛性が高く、実用的にすぐれ
たものではあるが、ステアリング角度比（ハンド
ル回転角／操向車輪実舵角）がピニオンとラツク
歯の歯車比によつて決定されるので、該ステアリ
ング角度比をバリアブルにすることが極めて困難
であると言う問題を有している。
置は、構造が簡単で剛性が高く、実用的にすぐれ
たものではあるが、ステアリング角度比（ハンド
ル回転角／操向車輪実舵角）がピニオンとラツク
歯の歯車比によつて決定されるので、該ステアリ
ング角度比をバリアブルにすることが極めて困難
であると言う問題を有している。
一般に自動車の操縦安定性を決定づける最大の
要因の一つはステアリング角度比であり、該角度
比が大であると舵力は軽くなり大転舵時には都合
が良いが直進高速走行時ハンドルが軽すぎてドラ
イバに不安感を与えるばかりか所定の回転半径を
得る為のハンドル回転角が大きくなると言う弊害
が生じ、又角度比を小とすると上記とは逆に直進
高速走行時の安定性が良く所定の回転半径を得る
為のハンドル回転角が小さくハンドル操作はし易
くなるが舵力が重くなり特に大転舵が行いにくく
なると言う問題を生じる。これらの舵力軽減と直
進高速走行時の安定性向上と言う相矛盾する要望
を共に満足させる為にはステアリング角度比を非
線形特性に設定することが効果的であり、更に車
速や積載重量、道路条件或は又運転技術のレベル
等により最適の特性値が変化するので、本質的に
はステアリング角度比は可変であることが望まし
い。
要因の一つはステアリング角度比であり、該角度
比が大であると舵力は軽くなり大転舵時には都合
が良いが直進高速走行時ハンドルが軽すぎてドラ
イバに不安感を与えるばかりか所定の回転半径を
得る為のハンドル回転角が大きくなると言う弊害
が生じ、又角度比を小とすると上記とは逆に直進
高速走行時の安定性が良く所定の回転半径を得る
為のハンドル回転角が小さくハンドル操作はし易
くなるが舵力が重くなり特に大転舵が行いにくく
なると言う問題を生じる。これらの舵力軽減と直
進高速走行時の安定性向上と言う相矛盾する要望
を共に満足させる為にはステアリング角度比を非
線形特性に設定することが効果的であり、更に車
速や積載重量、道路条件或は又運転技術のレベル
等により最適の特性値が変化するので、本質的に
はステアリング角度比は可変であることが望まし
い。
本発明は極めて簡単なる施策によつてステアリ
ング角度比を各種外的条件に応じて可変的に制御
し得るラツクピニオン式ステアリング装置を提供
することを目的とするもので、以下本発明を附図
実施例を参照して説明する。
ング角度比を各種外的条件に応じて可変的に制御
し得るラツクピニオン式ステアリング装置を提供
することを目的とするもので、以下本発明を附図
実施例を参照して説明する。
第１図において、１はステアリングハンドル、
２はステアリングシヤフトであり、該ステアリン
グシヤフト２はユニバーサルジヨイント３，３′
及び中間シヤフト２′等を介してピニオン軸１５
に連結されている。４は該ピニオン軸１５を回転
可能に支持すると共に該ピニオン軸１５のピニオ
ン歯に噛み合うラツク歯をもつたラツク軸１６を
軸方向に摺動可能なるよう内装したギヤケースで
あり、該ギヤケース４は軸受１９により前記ラツ
ク軸１６の摺動方向と同方向に移動可能なるよう
支持されている。該軸受１９は車体側部材に固定
されている。
２はステアリングシヤフトであり、該ステアリン
グシヤフト２はユニバーサルジヨイント３，３′
及び中間シヤフト２′等を介してピニオン軸１５
に連結されている。４は該ピニオン軸１５を回転
可能に支持すると共に該ピニオン軸１５のピニオ
ン歯に噛み合うラツク歯をもつたラツク軸１６を
軸方向に摺動可能なるよう内装したギヤケースで
あり、該ギヤケース４は軸受１９により前記ラツ
ク軸１６の摺動方向と同方向に移動可能なるよう
支持されている。該軸受１９は車体側部材に固定
されている。
記ラツク軸１６の両端部は左右のタイロツド
５，５に連結され、該タイロツド５，５の先端部
にはナツクルアーム７，７がそれぞれ連結され、
ステアリングハンドル１の回転に伴なうピニオン
軸１５の回転によりラツク軸１６が軸方向に移動
し、タイロツド５、ナツクルアーム７を介して車
輪８を回転させて転舵が行われることは従来のラ
ツクピニオン式ステアリング装置と同様である。
５，５に連結され、該タイロツド５，５の先端部
にはナツクルアーム７，７がそれぞれ連結され、
ステアリングハンドル１の回転に伴なうピニオン
軸１５の回転によりラツク軸１６が軸方向に移動
し、タイロツド５、ナツクルアーム７を介して車
輪８を回転させて転舵が行われることは従来のラ
ツクピニオン式ステアリング装置と同様である。
６は防塵カバー、９はサスペンシヨンメンバを
示す。１２はほぼＬ字状なし中央部を軸１１によ
りギヤケース４に回動可能に軸着されたレバー
で、該レバー１２の一方の腕部１２ａには該腕部
１２ａの先端附近から軸１１方向に長に長孔１２
a′が設けられ、車体側部材１０に一端を回動可能
に取付けたリンク１４の他端部１４′が該長孔１
２a′に回動及びスライド可能なるよう嵌合され、
レバー１２の他方の腕部１２ｂの先端部にはピン
１３が固設され、該ピン１３は第２図に示すよう
に上記ラツク軸１６に設けた溝１７にスライド可
能なるよう嵌合している。
示す。１２はほぼＬ字状なし中央部を軸１１によ
りギヤケース４に回動可能に軸着されたレバー
で、該レバー１２の一方の腕部１２ａには該腕部
１２ａの先端附近から軸１１方向に長に長孔１２
a′が設けられ、車体側部材１０に一端を回動可能
に取付けたリンク１４の他端部１４′が該長孔１
２a′に回動及びスライド可能なるよう嵌合され、
レバー１２の他方の腕部１２ｂの先端部にはピン
１３が固設され、該ピン１３は第２図に示すよう
に上記ラツク軸１６に設けた溝１７にスライド可
能なるよう嵌合している。
上記溝１７は第２図に示すように中間の所定範
囲ａはラツク軸１６の軸心線Ｘ−Ｘに対し傾斜し
た傾斜溝部１７′でその両側ｂ，b′範囲はＸ−Ｘ
に平行な軸方向溝１７″，１７に形成されてお
り、ステアリング中立位置即ち直進走行位置にお
いて該ピン１３が第２図のように傾斜溝部１７′
のほぼ中央に位置するように構成されている。
囲ａはラツク軸１６の軸心線Ｘ−Ｘに対し傾斜し
た傾斜溝部１７′でその両側ｂ，b′範囲はＸ−Ｘ
に平行な軸方向溝１７″，１７に形成されてお
り、ステアリング中立位置即ち直進走行位置にお
いて該ピン１３が第２図のように傾斜溝部１７′
のほぼ中央に位置するように構成されている。
尚ギヤケース４には第１図に示すようにピン１
３が余裕をもつて貫通する溝孔４′が設けてある。
３が余裕をもつて貫通する溝孔４′が設けてある。
上記リンク１４と車体側部材１０間には例えば
電磁ソレイノド或はシリンダ装置等の伸縮作動部
材等よりなるアクチユエータ１８が設けられ、該
アクチユエータ１８の伸縮作動によりリンク１４
が車体部材側への結合点を中心として回動し該リ
ンク１４の先端部１４′がレバー１２の長孔１２
a′内を移動して該リンク１４とレバー１２との係
合点を変化させるようになつている。
電磁ソレイノド或はシリンダ装置等の伸縮作動部
材等よりなるアクチユエータ１８が設けられ、該
アクチユエータ１８の伸縮作動によりリンク１４
が車体部材側への結合点を中心として回動し該リ
ンク１４の先端部１４′がレバー１２の長孔１２
a′内を移動して該リンク１４とレバー１２との係
合点を変化させるようになつている。
上記の構成において、例えばステアリングハン
ドル１をＡ矢印方向に回動操作し、ピニオン軸１
５が同方向に回動してラツク軸１６が軸方向に
B′だけ移動すると、第３図に示すように溝１７
は実線位置から点線位置まで移動し、その傾斜溝
部１７′の形状にならいピン１３は実線示から点
線示の位置ラツク軸１６の軸心線Ｘ−Ｘに対ほぼ
直交する方向にB″だけ変位する。
ドル１をＡ矢印方向に回動操作し、ピニオン軸１
５が同方向に回動してラツク軸１６が軸方向に
B′だけ移動すると、第３図に示すように溝１７
は実線位置から点線位置まで移動し、その傾斜溝
部１７′の形状にならいピン１３は実線示から点
線示の位置ラツク軸１６の軸心線Ｘ−Ｘに対ほぼ
直交する方向にB″だけ変位する。
従つてレバー１２は第４図に示すように軸１１
を中心として図において時計方向に回動するが、
レバー１２の一方の腕部１２ａは１４′点におい
て車体側部材１０にリンク１４を介して係止され
Ｘ−Ｘ線方向には該１４′点は動かないので、上
記レバー１２の回動により軸１１は第４図イの位
置から Ｃ＝B″×l2／l1 ……(1) （但しl1は軸１１中心からピン１３中心までの長
さ、l2は軸１１中心から１４′点までの長さを示
す） だけ図の左方に移動して第４図ロの位置となり、
該軸１１の移動分Ｃだけギヤケース４は図に左方
に強制的に移動させられる。
を中心として図において時計方向に回動するが、
レバー１２の一方の腕部１２ａは１４′点におい
て車体側部材１０にリンク１４を介して係止され
Ｘ−Ｘ線方向には該１４′点は動かないので、上
記レバー１２の回動により軸１１は第４図イの位
置から Ｃ＝B″×l2／l1 ……(1) （但しl1は軸１１中心からピン１３中心までの長
さ、l2は軸１１中心から１４′点までの長さを示
す） だけ図の左方に移動して第４図ロの位置となり、
該軸１１の移動分Ｃだけギヤケース４は図に左方
に強制的に移動させられる。
そこでタイロツド５の動きＢは、ギヤケース４
に対するラツク軸１６の移動分B′にギヤケース
４自体の移動分Ｃを加えた値即ちＢ＝B′＋Ｃと
なり、実舵角Ｄはラツクとピニオン自体の歯車比
による分B′より増大する。即ちステアリング角
度比は小となる。
に対するラツク軸１６の移動分B′にギヤケース
４自体の移動分Ｃを加えた値即ちＢ＝B′＋Ｃと
なり、実舵角Ｄはラツクとピニオン自体の歯車比
による分B′より増大する。即ちステアリング角
度比は小となる。
ステアリングハンドル１をＡ方向に更に回動操
作し、ラツク軸１６が更にB′方向に移動してピ
ン１３が傾斜溝部１７′から軸方向溝部１７に
至ると、それ以上はピン１３の軸方向に直交する
方向の変位はなくレバー１２はそれ以上回動しな
くなるので、軸１１及びギヤケース４は移動せ
ず、従つてピン１３が軸方向溝部１７に至つた
後はピニオンとラツクの歯車比のみによる実舵角
となり、ステアリング角度比は前記ａ範囲の操舵
時より大となり、結局第５図のに示すようにラ
ツクとピニオンの歯車比によるラツク軸のギヤケ
ースに対する移動分にギヤケース自体の移動分
を加算した非線形ステアリング角度比を得るこ
とができ、ステアリングハンドルの回転角が小な
る範囲即ち傾斜溝部１７′の範囲ａではステアリ
ング角度比が小で舵の動きが良く且つ直進附近で
の舵力が軽すぎないので高速直進走行時の操向安
定性が良くなり、ｂ，b′の範囲ではステアリング
角度比が大で大転舵時の舵力を軽くすることがで
きる。
作し、ラツク軸１６が更にB′方向に移動してピ
ン１３が傾斜溝部１７′から軸方向溝部１７に
至ると、それ以上はピン１３の軸方向に直交する
方向の変位はなくレバー１２はそれ以上回動しな
くなるので、軸１１及びギヤケース４は移動せ
ず、従つてピン１３が軸方向溝部１７に至つた
後はピニオンとラツクの歯車比のみによる実舵角
となり、ステアリング角度比は前記ａ範囲の操舵
時より大となり、結局第５図のに示すようにラ
ツクとピニオンの歯車比によるラツク軸のギヤケ
ースに対する移動分にギヤケース自体の移動分
を加算した非線形ステアリング角度比を得るこ
とができ、ステアリングハンドルの回転角が小な
る範囲即ち傾斜溝部１７′の範囲ａではステアリ
ング角度比が小で舵の動きが良く且つ直進附近で
の舵力が軽すぎないので高速直進走行時の操向安
定性が良くなり、ｂ，b′の範囲ではステアリング
角度比が大で大転舵時の舵力を軽くすることがで
きる。
又上記のギヤケース自体の転舵方向への移動量
Ｃは前記(1)式に示すようにレバー１２の各腕部１
２ａと１２ｂの有効長の比l2／l1に比例するので、
後述するように種々の外的条件にもとづいてアク
チユエータ１８を伸縮作動させ１４′点を移動さ
せたl2を変化させることにより、上記ギヤケース
４自体の移動特性を可変的に制御し、第６図の点
線にて示すように外的条件に適合する種々の非線
形ステアリング角度特性を得ることができる。
Ｃは前記(1)式に示すようにレバー１２の各腕部１
２ａと１２ｂの有効長の比l2／l1に比例するので、
後述するように種々の外的条件にもとづいてアク
チユエータ１８を伸縮作動させ１４′点を移動さ
せたl2を変化させることにより、上記ギヤケース
４自体の移動特性を可変的に制御し、第６図の点
線にて示すように外的条件に適合する種々の非線
形ステアリング角度特性を得ることができる。
次に上記アクチユエータ１８の作動制御回路例
を第７図を参照して説明する。
を第７図を参照して説明する。
第７図において２０は車速センサ２１、積載重
量センサ２２、悪路検出センサ２３等の外的条件
を検出するセンサであり、これらの外的条件を検
出するセンサ２０の各信号は演算回路２４にイン
プツトされ、演算回路２４はこれらの信号からそ
の外的条件に最適のステアリング角度比を求めて
出力信号２５を発し、この出力信号にてアクチユ
エータの動力源２６の出力調整２７を行い、これ
によりアクチユエータ１８を伸縮作動させ、レバ
ー１２の腕部１２ａの有効長l2を変化させ、その
変化信号はアクチユエータ変位センサ２８より演
算回路２４に入力されてそのときの外的条件に最
も適合したステアリング角度比となるべき位置で
アクチユエータ１８の作動を停止させるようにな
つている。
量センサ２２、悪路検出センサ２３等の外的条件
を検出するセンサであり、これらの外的条件を検
出するセンサ２０の各信号は演算回路２４にイン
プツトされ、演算回路２４はこれらの信号からそ
の外的条件に最適のステアリング角度比を求めて
出力信号２５を発し、この出力信号にてアクチユ
エータの動力源２６の出力調整２７を行い、これ
によりアクチユエータ１８を伸縮作動させ、レバ
ー１２の腕部１２ａの有効長l2を変化させ、その
変化信号はアクチユエータ変位センサ２８より演
算回路２４に入力されてそのときの外的条件に最
も適合したステアリング角度比となるべき位置で
アクチユエータ１８の作動を停止させるようにな
つている。
尚２９は調整ダイヤルであり、運転者のマニア
ル操作により自己の運転技術或は好みに合つたス
テアリング角度比を得ることができるようにした
ものである。
ル操作により自己の運転技術或は好みに合つたス
テアリング角度比を得ることができるようにした
ものである。
以上のように本発明によれば、極めて簡単なる
構成によつて、非線形ステアリング角度比をもつ
と共に、外的条件によつて該非線形ステアリング
角度比の特性を該外的条件に適合した特性にバリ
アブルに制御し得るラツクピニオン式ステアリン
グ装置を得ることができるもので、極めて低コス
トにて自動車の操縦安定性の著しい向上をはかり
得る点実用上多大の効果をもたらし得るものであ
る。
構成によつて、非線形ステアリング角度比をもつ
と共に、外的条件によつて該非線形ステアリング
角度比の特性を該外的条件に適合した特性にバリ
アブルに制御し得るラツクピニオン式ステアリン
グ装置を得ることができるもので、極めて低コス
トにて自動車の操縦安定性の著しい向上をはかり
得る点実用上多大の効果をもたらし得るものであ
る。
第１図は本発明の実施例を示す平面説明図、第
２図は第１図の要部拡大断面図、第３図は第２図
のラツク軸移動時におけるピンの変位態様を示す
説明図、第４図イ，ロは第３図のピンの変位によ
るレバーの回動態様ををそれぞれ示す説明図、第
５図は第４図のレバーの回動によるステアリング
角度比の変化特性を示す図、第６図はアクチユエ
ータの作動によるステアリング角度比の制御特性
を示す図、第７図はアクチユエータの制御回路例
を示すブロツク図である。 １……ステアリングハンドル、４……ギヤケー
ス、５……タイロツド、７……ナツクルアーム、
８……車輪、１２……レバー、１３……ピン、１
５……ピニオン軸、１６……ラツク軸、１７……
溝、１８……アクチユエータ。
２図は第１図の要部拡大断面図、第３図は第２図
のラツク軸移動時におけるピンの変位態様を示す
説明図、第４図イ，ロは第３図のピンの変位によ
るレバーの回動態様ををそれぞれ示す説明図、第
５図は第４図のレバーの回動によるステアリング
角度比の変化特性を示す図、第６図はアクチユエ
ータの作動によるステアリング角度比の制御特性
を示す図、第７図はアクチユエータの制御回路例
を示すブロツク図である。 １……ステアリングハンドル、４……ギヤケー
ス、５……タイロツド、７……ナツクルアーム、
８……車輪、１２……レバー、１３……ピン、１
５……ピニオン軸、１６……ラツク軸、１７……
溝、１８……アクチユエータ。
Claims (1)
- １ ギヤケース内に、ステアリングハンドルの回
転操作に伴つて回転するピニオン回転可能に装着
すると共に該ピニオンに噛合うラツク軸を軸方向
に摺動可能に嵌装し、ピニオンの回転によりラツ
ク軸が軸方向に移動して転舵が行われるように構
成したラツクピニオン式ステアリング装置におい
て、上記ギヤケースを車体側部材に上記ラツク軸
の軸方向に移動可能なるよう取付け、該ギヤケー
スにレバーを回転可能に取付け、該レバーの一方
の腕部を車体側部材に支持させると共に他方の腕
部をラツク軸に関連させて、該ラツク軸の所定範
囲の移動に伴い他方の腕部のラツク軸との関連点
が変位してレバーがギヤケースへの取付点を中心
として回動し該レバーの回動中心から車体側部材
への支持点及びラツク軸への関連点までの各長さ
のレバー比によつてギヤケースをラツク軸の移動
方向と同方向に移動させるよう構成すると共に、
車速、積載重量等の外的条件に基づき作動して上
記レバーのレバー比を可変的に制御するアクチユ
エータを設けたことを特徴とするラツクピニオン
式ステアリング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58239579A JPS60131366A (ja) | 1983-12-19 | 1983-12-19 | ラツクピニオン式ステアリング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58239579A JPS60131366A (ja) | 1983-12-19 | 1983-12-19 | ラツクピニオン式ステアリング装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60131366A JPS60131366A (ja) | 1985-07-13 |
| JPH0133384B2 true JPH0133384B2 (ja) | 1989-07-13 |
Family
ID=17046886
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58239579A Granted JPS60131366A (ja) | 1983-12-19 | 1983-12-19 | ラツクピニオン式ステアリング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60131366A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5082077A (en) * | 1990-10-09 | 1992-01-21 | Ford Motor Company | Offset steering gear assembly |
| AUPR114800A0 (en) | 2000-11-01 | 2000-11-23 | Bishop Steering Technology Limited | Variable ratio steering gear |
| JP2006168559A (ja) * | 2004-12-16 | 2006-06-29 | Ogasawara Precision Engineering:Kk | 車両用可変操舵装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58214457A (ja) * | 1982-06-07 | 1983-12-13 | Nissan Motor Co Ltd | 前輪補助操舵装置 |
-
1983
- 1983-12-19 JP JP58239579A patent/JPS60131366A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60131366A (ja) | 1985-07-13 |
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