JPH02200569A - ステアリング装置 - 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】 〔産業上の利用分野］ 本発明は、自動車のステアリング装置、特にステアリン
グホイール（以下、ハンドル）を回転操作する範囲を、
自動車の走行速度（以下、車速）に応じて、自動車が安
全走行できる範囲内に規制するとともに、ハンドル操作
に適度な回転抵抗を加えることのできるステアリング装
置に関する。

〔従来の技術〕

直進走行している自動車の旋回は、ハンドルの回転運動
が、自動車の前輪の操向角度を変更する動きに変換され
ることにより行われる。

従って、原理的には、運転者がハンドルを大きく回転操
作することにより自動車は大きく旋回し、逆にハンドル
を小さく回転操作すると、それだけ自動車の旋回量は小
さくなる。しかしながら、自動車が高速走行している場
合には、自動車には進行方向の慣性力が強く作用してい
るので、運転者が自動車を大きく旋回させようと大きく
ハンドルを回転操作しても、自動車は所期の軌跡を辿っ
て旋回せず、自動車の向きのみが変更されて、いわゆる
横滑り現象を起こし、ひいては横転等による事故原因と
なる。

また、タイヤのトレッドと路面との摩擦抵抗は、高速走
行に伴って減少するので、ハンドルを急に回転操作した
場合でも、自動車は走行安定性を失い、横滑りを起こす
ことになる。

従って、運転者は、高速走行している自動車を旋回させ
る場合には、横滑りに起因した危険を回避するために、
ハンドルの回転操作を穏やかに、かつ、小さい範囲で行
うことが要求される。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、従来のステアリング装置は、自由なハン
ドル操作が許容されているものであり、急ハンドルに起
因した横滑り等の危険回避は、専ら運転者の運転技術に
依存したものである。従って、高速走行中に大きなハン
ドル操作を行ってしまったり、急ハンドルを切ってしま
う虞れは回避できないという問題を有していた。

また、高速走行下に不慣れな運転者にとっては、高速走
行下の安全なハンドル回転操作範囲を未だ会得できてい
ないために、ハンドルを操作するのに過剰な注意を払わ
なければならないという問題もあった。

本発明の目的は、車速に対応して、ハンドルの回転範囲
および／または回転抵抗を段階的に規制し、特に高速走
行時における急ノ＼ンドルを防止できるようにした安全
性の高いステアリング装置を提供することにある。

ｃｉｕを解決するための手段］ そのため、本発明では、車輪の操向角をコントロールす
るステアリング装置において、前記ステアリング装置に
は、自動車の走行速度に応じてステアリングホイールの
回転範囲および／または回転抵抗を調整するステアリン
グ調整手段が備えられていることをｖｆ徴としている。

〔作用〕

本発明によれば、ハンドルの回転範囲と回転抵抗とが、
車速に応じて自動的に調整される。すなわち、低中速走
行中にあっては、自由なノ＼ンドル操作が許容されるが
、車速か高速域に達すると、ハンドルの回転が可能とさ
れる範囲は制限され、また必要によりハンドルを回転操
作するための操作抵抗も増加される。

これにより、高速走行時にあっては自動車が安全走行で
きる範囲内でしかハンドル操作をすることができないた
め横滑り等の発生要因は回避される。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図ないし第５図には、本発明に係るステアリング装
置の第１実施例が示されている。全体構成が示された第
１図において、ステアリング装置１は、ハンドル２と、
このハンドル２の回転範囲を車速に応じて調整するステ
アリング調整手段３と、ハンドル２の回転運動を前輪に
伝達する伝達手段４とに大別される。

前記ハンドル２は、第２図にも示されるように、その回
転中心位置に、先端側にウオームギア２Ｂを形成したス
テアリングコラム２Ａが回転自在に設けられており、こ
のステアリングコラム２Ａの途中に、前記ステアリング
調整手段３が設けられている。

このステアリング調整手段３は、第４図に示されるよう
に、車速検出器３Ａと、この車速検出器３Ａからの出力
信号を所定処理して回転範囲制御信号を出力する制御装
置３Ｂと、前記制御信号により制御される回転範囲調整
装置５とにより構成されている。

前記車速検出器３Ａは、変速機の主軸等の回転をパルス
信号に変換して、このパルス信号を図示しない速度計に
より目視可能に外部表示するとともに、車速データを前
記制御ｎ装置３Ｂに出力するようになっている。

また、前記制御装置３Ｂは、車速データに対応した適切
なハンドル２の回転範囲データを予め記憶した記憶装置
８と、前記車速データを入力するとともに当該車速デー
タに対応したハンドルの回転範囲を前記記憶装置８から
回転範囲データとして選び出し、これを出力する比較器
９と、この比較器９の出力信号を回転範囲調整装置５の
制御信号に変換するコントローラ１０とにより構成され
ている。この際、前記記憶装置８は、本実施例では、１
０　ｋ＋ｍハ毎の車速に対する回転範囲データがマトリ
ックス状に段階的に記憶されている。具体的には、第５
図からも明らかなように、車速６０ｋｍ／ｈではハンド
ルの左右の回転範囲６０度、車速８０ｋ１１／ｈでは同
回転範囲２０度となるように設定記１．αされている。

前記回転範囲調整装置５は、第２図および第３図に示さ
れるように、前記ステアリングコラム２Ａが中心に挿通
された筒体１２と、この筒体１２をその軸方向に移動さ
せる動力袋Ｕ１３と、前記筒体１２の軸方向移動をガイ
ドする一対のガイド部材１４．１４と、前記ステアリン
グコラム２Ａに嵌挿固定されるとともに固定筒１５Ｂを
介して設けられた係合子１５Ａを有する保合具１５とに
より構成されている。

前記筒体１２には、一端側から切り欠かれた左右対称の
切欠き部＋２Ａが形成され、この切欠き部１．２　Ａに
前記係合子１５Ａが係合されてハンドル２の回転範囲が
規制されるようになっている。

また、筒体１２の外周面上の相対向する位置にはｉｎ記
ガイド部材１４のガイド溝１４Ａに摺動可能に係合する
突出部１２Ｂ、１２Ｂが設けられているとともに、他端
例の外周面には雄ねじ部１’２Ｃが形成されている。

前記動力装置１３は、前記雄ねじ部１２Ｃに螺合する歯
車１６と、この歯車１６の外周面に形成された１１６Ａ
に係合するピニオンギア１７Ａを出力軸の先端に備えた
正逆回転可能なステップモータ１７とから構成されてい
る。この際、ステップモータ１７は、前記コントローラ
ｌＯから出力される制御信号に基づいて作動され、制御
信号に対応した量だけ筒体１２を軸方向に進退させるよ
うになっている。なお、前記保合具１５は、ハンドル２
が中立位置、すなわち自動車が直進走行している際には
、切欠き部１２Ａの幅方向の中間に位置するようになっ
ている。

次に、第１実施例の作用について説明する。

自動車が直進方向（第５図中り参照）に走行を開始する
と、変速機の主軸が回転し、この回転は車速検出器３Ａ
によりパルス信号に随時変換される。このパルス信号は
、所定処理されて図示しない速度計に車速として表示さ
れる一方、車速データは制御装置３Ｂに出力され、比較
器９内に取り込まれる。この比較器９に取り込まれた車
速データが１０ｋｉハ増加する毎に比較器９は記憶装置
８に記憶された車速データに対応した回転範囲データを
取り込み、この回転範囲データに対応する信号をコント
ローラ１０に出力する。

今、車速が（ｉ０ｋｍ／ｈであるとした場合、これに対
応した回転範囲は、第５図からも明らかなようにハンド
ル２の中立位置Ｎに対して左右６０度、合計１２０度の
回転角度を許容すべく信号がコントローラ１０より出力
され、この出力信号に対応して回転範囲調整装置５のス
テップモータ１７が作動されて、前記筒体１２が第２図
中ハンドル２に向かって所定量移動されることとなる。

次いで、車速か１０ｂ／ｈ増加する毎に、比較器９は車
速データに対応した回転範囲データを記憶装置８から逐
次取り込み、例えば車速か８０に＋ｍ／ｈに上昇したと
きにはハンドル２の左右の回転角度２０度を許容する回
転範囲データを取り込んでコントローラ１０に制御信号
を出力し、当該コントローラＩＯがステップモータ１７
の作動制御を行うこととなる。一方、車速か下降した場
合には１０ｋｍ／、ｈ低下する毎に、前述とは逆の方向
、すなわちハンドル２から離れる方向に筒体１２が後退
するよう作動制御されることとなる。

なお、前記回転範囲調整装置５は、車速の上昇に比例し
てハンドル２の回転範囲を狭めるものであるが、車速１
００　ｋｍ／ｈ以上は、同じ角度でハンドル２の回転を
規制するようになっており、完全にハンドル２を固定し
てしまうことがないようになっている。

このような第１実施例によれば、運転者は車速に応じた
ハンドルの回転操作を安全な範囲で感に顧らずに行うこ
とが可能となり、また、不用意なハンドル操作を行うよ
うなことがあっても、ハンドルの回転には規制が加えら
れているので、車が横滑りするような危険なハンドル操
作は行われな（なる。

また、筒体１２を進退させるための動力装置１３にステ
ップモータ１７を採用したから、筒体１２の移動を微細
かつ高精度に行なえるという効果がある。

さらに、ステアリング調整手段３の記憶語Ｗ８は、車速
データに対応して回転範囲データが予め記憶されており
、車速データが１０ｋｍ／ｈ上昇する毎に対応するデー
タが比較器９に取り込まれてコントローラ１０に制御信
号が与えられるものであるから、複雑な演算処理等を行
うことなく装置の簡略化を達成することができる。

次に、本発明の第２実施例について第６図ないし第８図
に基づいて説明する。なお、前記第１実施例と同一もし
くは同等の構成部分については同一符号を用い、説明を
省略もしくは簡略にする。

この第２実施例は、ハンドル２の回転操作に適度の負荷
を課す回転抵抗調整装置６を、前記第１実施例の回転範
囲調整装置５に併設したところに特徴を有するものであ
る。

前記回転抵抗調整装、置６は、前記筒体１２の内部に収
容されるホイール１８、ブレーキシュー１９．１９、油
圧シリンダ２０と、この油圧シリンダ２０内の油圧を調
整する油圧装置２１とにより構成されている。

前記ホイール１８は、止めねじ２２によりステアリング
コラム２Ａに固定されている。また、ブレーキシュー１
９．１９はそれぞれの一側端が固定軸２３に軸支されて
互いに回動自在に支持されているとともに、それぞれの
内面側には、ゴム等で作られたブレーキバンド１９Ａ、
１９Ａが着装されている。前記油圧シリンダ２０は、ブ
レーキシュー１９．１９の自由端側を相互に連結するよ
う、相対方向に進退可能な２本のピストンロッド２ＯＡ
、２０Ｂを備えており、常時は２本のピストンロッド２
ＯＡ、２０Ｂが互いに突出した状態で保持されている。

また、油圧装置２１は、コントローラ１０より出ツノさ
れた制御信号に基づき前記油圧シリンダ２０に油を圧送
するよう構成されており、これにより、突出状態にある
ピストンロッド２ＯＡ、２０Ｂがそれぞれシリンダ２０
内に後退し、ハンドル２の回転操作を重くする負荷が加
えられるようになっている。

なお、前記第１実施例では、比較制御装置３Ｂにおける
記憶装置８が、車速データに対応した回転範囲データを
予め記憶する構成としているが、第２実施例では、車速
に対応した回転抵抗データも予め記憶されており、車速
増加に比例してハンドルの回転抵抗が強められるように
なっている。

次に、第２実施例の作用について説明する。

車速検出器３Ａから出力された車速データが比較器９に
人力され、車速か１０ｋｍ／ｈ増加する毎に比較器９は
当該車速データに対応するハンドル２の回転範囲データ
および回転抵抗データを記憶装置８より取り込み、これ
をコントローラｌＯに転送する。このコントローラｌＯ
は、前記回転範囲データに基づいて動力装置１３のステ
ップモータ１７を制御する信号に変換する一方、回転抵
抗データに基づいて油圧装置２１を制御する信号に変換
する。ここで、前記油圧装置２１が作動されると、前記
ピストンロッド２ＯＡ、２０Ｂはそれぞれ後退して各ブ
レーキシュー１９の自由端側か互いに引き寄せられ、こ
れによりブレーキパッドＩ９Ａ、１９Ａを介してホイー
ル１８には車速に対応した締付力が加えられるようにな
っている。その他の構成および作用は前記第１実施例と
略同様となっている。

このような第２実施例の構成によれば、回転抵抗も付加
されるように設けられているから、ハンドル操作自体の
軽重を規制することが可能となり、特に高速走行時のハ
ンドル安定性を増加させることとなってより高い安全性
を付加することができる。

なお、第２実施例における回転抵抗調整装置６は、前記
回転範囲調整装置５と併用する構成としたが、必ずしも
これに限られる必要はな（、単独に設けてもよい。ただ
し、この場合、回転範囲の規制は行われないから、回転
抵抗が車速に応じてより強く加えられるようにする必要
がある。

また、第８図に示されるように、回転抵抗調整装置６は
ディスクブレーキ機４１４を応用したものであってもよ
い。すなわち、ステアリングコラム２Ａに嵌挿されたデ
ィスク４１と、このディスク４１を挟持して当該ディス
クの回転を規制するブレーキバッド４６を備えたブレー
キ装置４２とによる構成も適用可能である。

なお、前記各実施例において、回転範囲調整装置５およ
び回転抵抗調整装置６は、ステアリングコラム２人の途
中に設けるものとしたが、他の部位、例えば伝達手段４
の途中における軸部分等に設けてもよく、要するに、ハ
ンドルの回転範囲と回転抵抗とが結果として調整されれ
ばよい。

また、制御装置３Ｂにおいては、車速かＩＯｋｍ／１１
増加する毎に車速に対応した回転範囲データおよび回転
抵抗データを取り込んでこれを出力する例について説明
したが、例えば、車速か５ｋｍ／ｈ増加する毎に回転範
囲および回転抵抗を制御し、あるいはより微細にまたは
粗く制御することもできる。さらに、象、ブレーキ操作
等により車速がＯｋ＋＋＋／ｈになっても、前記回転範
囲調整装置と回転抵抗調整装置は、それに対応して直ち
に規制が解除されることのないように、予め設定された
所定時間が経過するまでは直前の規制状態が維持される
ようにし、ハンドル操作が突然自由にならないようにし
てもよい。なお、記１，９装置８に予め記憶されている
車速データに対応した回転範囲データおよび回転抵抗デ
ータは、前記各実施例で設定した値に限定されるもので
はなく、自動車の走行性能を左右するホイールヘースや
タイヤサイズ等に応して適宜設定できるものである。

さらに、筒体１２の動力機構をステンプモーク１７等に
よらずに、進退可能なシリンダ等を用いて構成の簡略化
を図ってもよい。ただし、筒体１２の移動を微細かつ高
精度に制御する上では、前記実施例のようにステンプモ
ータ１７を採用することが有利である。

また、前記回転範囲調整装置および回転抵抗調整装置の
作動開始時期の車速の下限を設定し、急ハンドルを切っ
ても横滑り等を起こさない程度の車速ではこれら装置が
作動しないように設計することも可能である。

〔発明の効果〕

前述のような本発明にょば、車速に対応して、ハンドル
の回転範囲および／または回転抵抗を段階的に規制し、
特に高速走行時における急ハンドルを防止する安全性の
高いステアリング装置を提供できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１実施例の全体構成を示す概略構成図、第２
図は回転範囲調整装置の斜視図、第３図は同平面図、第
４図は第１実施例におけるステアリング調整手段のブロ
ック構成図、第５図は車速とハンドルの回転範囲との関
係を示す線図、第６図は第２が実施例における回転抵抗
調整装置の要部断面図、第７図は第２実施例におけるス
テアリング調整手段のブロック構成図、第８図は第２１
１ｊ実施例の変形例の要部を示す正面図である。 ｌ・・・ステアリング装置、２・・・ハンドル、３・・
・ステアリング調整手段、５・・・回転範囲調整装置、
６・・・回転抵抗調整装置、１２・・・筒体、１２Ａ・
・・切欠き部、Ｉ５・・・係合具、１９・・・ブレーキ
シュー　２０・・・油圧シリンダ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）車輪の操向角をコントロールするステアリング装
   置において、前記ステアリング装置には、自動車の走行
   速度に応じてステアリングホィールの回転範囲および／
   または回転抵抗を調整するステアリング調整手段が備え
   られていることを特徴とするステアリング装置。