JPH02216367A - Small angle steering device - Google Patents

Small angle steering device

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Publication number
JPH02216367A
JPH02216367A JP1037428A JP3742889A JPH02216367A JP H02216367 A JPH02216367 A JP H02216367A JP 1037428 A JP1037428 A JP 1037428A JP 3742889 A JP3742889 A JP 3742889A JP H02216367 A JPH02216367 A JP H02216367A
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JP
Japan
Prior art keywords
steering
steering angle
steering wheel
elliptic gear
gear mechanism
Prior art date
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Pending
Application number
JP1037428A
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Japanese (ja)
Inventor
Katsumi Ueno
克己 上野
Noriyuki Suganuma
菅沼 敬之
Hiroyuki Masuda
広之 増田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Motors Corp
Original Assignee
Mitsubishi Motors Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Motors Corp filed Critical Mitsubishi Motors Corp
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Priority to KR1019890004886A priority patent/KR930007217B1/en
Priority to DE3913809A priority patent/DE3913809C2/en
Priority to FR8905555A priority patent/FR2630700B1/fr
Priority to GB8909470A priority patent/GB2219563B/en
Publication of JPH02216367A publication Critical patent/JPH02216367A/en
Priority to US07/875,540 priority patent/US5203421A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)

Abstract

PURPOSE:To facilitate positioning of a neutral position by mounting a reaction force giving mechanism, which provides a cam unit and a pressing piece of predetermined shape increasing rotary resistance of a steering power transmitting route in accordance with an increase of a steering angle, to said route, in the case of a device interposing an elliptic gear mechanism in the steering power transmitting route. CONSTITUTION:An upper end of an input shaft 3 of an elliptic gear mechanism 2 is connected by serration to a lower end of a steering shaft 1. This elliptic gear mechanism 2 is constituted by housing in a casing 5 the first elliptic gear 4 fixing the input shaft 3 in a position offset in a major axis direction and the second elliptic gear 6 fixing an output shaft 7 in a position similarly offset in the major axis direction. While the first elliptic gear 4 integrally forms a cam unit 21 adapting to its periphery a roller 22 pressed by receiving tension of coil springs 24, 25 and actuated functioning as a reaction force giving mechanism 20. And this cam unit 21 is formed in its effective radius so as to decrease to the minimum with a steering wheel in its neutral condition while to increase in accordance with an increase of a steering angle.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、操向車輪のフル操舵までに必要なステアリン
グホイール舵角を減少させた小舵角ステアリング装置の
改良に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to an improvement of a small steering angle steering device that reduces the steering wheel angle required to fully steer the steering wheel.

(従来の技術) 自動車用に一般的に使用されているステアリング装置は
、操向車輪を最大舵角に操舵させるまでにステアリング
ホイールを1回転以上操作する必要があり、職業ドライ
バーなど頻繁に運転を行う人にとっては、このステアリ
ングホイール操作が疲労を招く一つの要因になっている
(Prior Art) Steering devices commonly used for automobiles require the steering wheel to be rotated more than once before the steering wheel is steered to the maximum steering angle, which is useful for people who frequently drive, such as professional drivers. For those who do this, operating the steering wheel is one of the causes of fatigue.

このため、少ないステアリングホイール操作により大き
な操向車輪舵角を得る小舵角ステアリング装置として従
来から種々の形式のものが提案されている。このような
要求を単純に満たすためには、フォーミラーカーのよう
にステアリングギヤ比を高く設定すればよい。しかしな
がら、単純にギヤ比を高、くするだけではステアリング
ホイール中立付近での操舵応答が過敏になり過ぎ、特に
高速走待時の修正操舵操作などが困難になる問題を生じ
る。
For this reason, various types of small steering angle steering devices have been proposed to obtain a large steering wheel steering angle with a small number of steering wheel operations. In order to simply meet these demands, the steering gear ratio can be set high as in a four mirror car. However, simply increasing or decreasing the gear ratio causes a problem in that the steering response becomes too sensitive when the steering wheel is near neutral, making it difficult to perform corrective steering operations, especially when driving at high speed.

このような問題点を克服できる小舵角ステアリング装置
として、本出願人は実願昭63−55845号を提案し
ている。これは、楕円歯車機構を用いることによりステ
アリングホイールの舵角の増大に応じてギヤ比が増大す
る操舵特性を得ることができるようにしたものであり、
ステアリングホイール中立付近での操舵応答が過敏にな
り過ぎることを防止しながら、操向車輪のフル操舵まで
に必要なステアリングホイール舵角を減少させたもので
あった。更に具体的に説明すると、ステアリングホイー
ルの回転をステアリングギヤボックスに伝達する操舵力
伝達経路に楕円歯車機構を介在させるとともに、ステア
リングホイール側に連結される楕円歯車機構の第1の楕
円歯車の最短径部とステアリングギヤボックスに連結さ
れる第2の楕円歯車の最長径部とが、ステアリングホイ
ールの中立状態で相互に噛み合うよう構成したもので、
簡素な構成で上記の要求を満たすことができるものであ
った。
The present applicant has proposed Utility Model Application No. 63-55845 as a small steering angle steering device that can overcome these problems. This uses an elliptical gear mechanism to obtain a steering characteristic in which the gear ratio increases as the steering angle of the steering wheel increases.
This reduces the steering angle required to fully steer the steered wheels while preventing the steering response from becoming too sensitive near the neutral position of the steering wheel. More specifically, an elliptical gear mechanism is interposed in the steering force transmission path that transmits the rotation of the steering wheel to the steering gear box, and the shortest diameter of the first elliptical gear of the elliptical gear mechanism connected to the steering wheel side. and the longest diameter part of the second elliptical gear connected to the steering gear box are configured so that they mesh with each other when the steering wheel is in a neutral state,
The above requirements could be met with a simple configuration.

(発明が解決しようとする課題) ところで、このような小舵角ステアリング装置において
は、小さなステアリングホイール舵角で大きな操向車輪
舵角が得られることになるため、通常のステアリング装
置に慣れた人が不用意な操作をおこなっても急激に舵角
が増大することがないように、舵角の増大に応じて操舵
力を増大させることが望ましい。
(Problem to be Solved by the Invention) By the way, in such a small steering angle steering device, since a large steering wheel steering angle can be obtained with a small steering wheel steering angle, it is difficult for people who are accustomed to ordinary steering devices to It is desirable to increase the steering force in accordance with the increase in the steering angle so that the steering angle does not suddenly increase even if the steering angle is carelessly operated.

上記の装置は、楕円歯車機構のギヤ比変化により舵角の
増大に応じて操舵力も増大する傾向を示すものとなって
いるが、楕円歯車機構のギヤ比の設定により操舵力特性
が一義的に決まってしまい、最適なギヤ比を設定しなが
ら、舵角に対する良好な操舵力特性を得ることが困難で
あるという問題があった。
The above device shows a tendency for the steering force to increase as the steering angle increases due to changes in the gear ratio of the elliptical gear mechanism, but the steering force characteristics are uniquely determined by setting the gear ratio of the elliptical gear mechanism. There is a problem in that it is difficult to obtain good steering force characteristics with respect to the steering angle while setting the optimum gear ratio.

また、一方では、上記のような小舵角化を行う場合には
、特にステアリングホイール中立点付近の応、答性が鈍
くなるため、切り戻し操作時等に中立位置を体感し難い
不都合もあった。
On the other hand, when reducing the steering angle as described above, the response especially near the neutral point of the steering wheel becomes slow, so there is the inconvenience that it is difficult to feel the neutral position when steering back. Ta.

(課題を解決するための手段) 本発明による上記の課題の解決は、ステアリングホイー
ルの回転をステアリングギヤボックスに伝達する操舵力
伝達経路に楕円歯車機構を介在させるとともに、上記楕
円歯車機構は、ステアリングホイール側に連結される第
1の楕円歯車の最短径部とステアリングギヤボックスに
連結される第2の楕円歯車の最長径部とが、ステアリン
グホイールの中立状態で相互に噛み合うよう構成されて
なる小舵角ステアリング装置において、上記操舵力伝達
経路に設けられて上記楕円歯車機構と共に回転するカム
体と、付勢手段により付勢されて上記カム体のカム面に
押圧される押圧子とからなる反力付与機構を設け、上記
カム体における上記抑圧子に当接す唇部分の有効半径は
、ステアリングホイールの中立状態で最小になると共に
、舵角の増大に応じて増大するよう形成されていること
を特徴とする小舵角ステアリング装置によって達成され
る。
(Means for Solving the Problems) The present invention solves the above problems by interposing an elliptical gear mechanism in the steering force transmission path that transmits the rotation of the steering wheel to the steering gear box. The shortest diameter part of the first elliptical gear connected to the wheel side and the longest diameter part of the second elliptical gear connected to the steering gear box are configured to mesh with each other when the steering wheel is in a neutral state. In the steering angle steering device, a cam body is provided in the steering force transmission path and rotates together with the elliptical gear mechanism, and a pusher is biased by a biasing means and pressed against a cam surface of the cam body. A force applying mechanism is provided, and the effective radius of the lip portion of the cam body that comes into contact with the suppressor is formed to be minimum when the steering wheel is in a neutral state and to increase as the steering angle increases. This is achieved by a small rudder angle steering device featuring:

(作用) 本発明によれば、操舵力伝達経路にもうけられるカム体
と、付勢手段により付勢されてこのカム体に押圧される
押圧子とからなる反力付与機構を設けたため、この反力
付与機構の発生する回転抵抗特性の設定によって、楕円
歯車機構のギヤ比の設定とは独立して舵角に対する操舵
力の設定を行うことができ、良好な操舵感を得ることが
できるようになる。
(Function) According to the present invention, the reaction force applying mechanism is provided, which includes a cam body provided in the steering force transmission path and a pusher that is urged by the urging means and pressed against the cam body. By setting the rotational resistance characteristics generated by the force applying mechanism, it is possible to set the steering force relative to the steering angle independently of the gear ratio setting of the elliptical gear mechanism, making it possible to obtain a good steering feeling. Become.

特に、カム体は押圧子に当接する部分の有効半径が舵角
の増大に応じて増大するよう配設されているため反力付
与機構は舵角の増大に応じて操舵力伝達経路の回転抵抗
を増大させることになり、大舵角時の操舵力と微小舵角
時の操舵力の差がより一層大きくなり、不用意な操作が
急操舵を招くことがより効果的に防止される。
In particular, since the cam body is arranged so that the effective radius of the part that contacts the pusher increases as the steering angle increases, the reaction force applying mechanism increases the rotational resistance of the steering force transmission path as the steering angle increases. As a result, the difference between the steering force at a large steering angle and the steering force at a small steering angle becomes even larger, and it is more effectively prevented that an inadvertent operation causes sudden steering.

また、カム体は、その押圧子に当接する部分の有効半径
がステアリングホイールの中立状態で最小になるものと
なっているため、ステアリングホイールの中立位置が位
置決めされて、運転者にとっても体感し易いものとなる
In addition, the effective radius of the part of the cam body that comes into contact with the pusher is minimized when the steering wheel is in the neutral state, so the neutral position of the steering wheel is positioned and is easy for the driver to experience. Become something.

(実施例) 以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて詳細に説明
する。
(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail based on the accompanying drawings.

第1〜5図は、本発明の第1実施例を示すものである。1 to 5 show a first embodiment of the present invention.

第1図は装置の要部縦断面図を示すものである。第1図
において、図示しないステアリングホイール側に連結さ
れるステアリングシャフト1の下端は、楕円歯車機構2
の入力軸3の上端にセレーション結合されている。楕円
歯車機構2の第1楕円歯車4は、ケーシング5の内方で
入力軸3の外周に回り止めされて固定されており、人力
軸3は第1楕円歯車4の中心から長径方向にオフセット
された位置に配置されている。ケーシング5内で第1楕
円歯車4に噛み合う第2楕円歯車6は、ケーシング5内
に入力軸3と平行に配置された出力軸7の外周に回り止
めされて固定されている。
FIG. 1 shows a longitudinal sectional view of the main part of the device. In FIG. 1, the lower end of a steering shaft 1 connected to a steering wheel (not shown) is connected to an elliptical gear mechanism 2.
Serrations are connected to the upper end of the input shaft 3 of the input shaft 3. The first elliptical gear 4 of the elliptical gear mechanism 2 is fixed and prevented from rotating on the outer periphery of the input shaft 3 inside the casing 5, and the human power shaft 3 is offset from the center of the first elliptical gear 4 in the major diameter direction. It is placed in the same position. The second elliptical gear 6 that meshes with the first elliptical gear 4 within the casing 5 is fixed and prevented from rotating around the outer periphery of an output shaft 7 disposed within the casing 5 in parallel to the input shaft 3.

なお、出力軸7は入力軸3と同様に第1楕円歯車4の中
心から長径方向にオフセットされた位置に配置されてい
る。また、楕円歯車機構2は、第2図に示すように、図
示しないステアリングホイールが中立位置にある状態で
、第1楕円歯車4の最短径部と第2楕円歯車6の最長径
部とが相互に噛み合うようになっている。このため、ス
テアリングホイールの舵角の増大に伴い入力軸3の回転
が大きくなるにしたがって、楕円歯車機構2のギヤ比が
高くなるものとなっている。なお、本実施例においては
、ステアリングホイールの最大舵角は約半回転程度に設
定されているので、大舵角時にギヤ比が低くなることは
ない。
Note that, like the input shaft 3, the output shaft 7 is arranged at a position offset from the center of the first elliptical gear 4 in the major diameter direction. Further, as shown in FIG. 2, in the elliptical gear mechanism 2, the shortest diameter part of the first elliptical gear 4 and the longest diameter part of the second elliptical gear 6 are mutually connected when the steering wheel (not shown) is in the neutral position. It is designed to mesh with the Therefore, as the rotation of the input shaft 3 increases as the steering angle of the steering wheel increases, the gear ratio of the elliptical gear mechanism 2 increases. In this embodiment, the maximum steering angle of the steering wheel is set to about half a turn, so the gear ratio does not become low when the steering angle is large.

楕円歯車機構2の出力軸7は、第1図に示すように遊星
歯車機構8を介してパワーステアリング装置のインナバ
ルブ9に連結されている。すなわち、出力軸7の下端に
は遊星歯車機構8用のプラネタリギヤキャリヤ10が一
体に形成されており、このプラネタリギヤキャリヤ10
には複数のプラネタリギヤ11が回転自在に支持されて
いる。遊星歯車機構8のリングギヤ12はケーシング5
に固定されており、プラネタリギヤ11に常時噛み合っ
、ている。また、遊星歯車機構8のサンギヤ12はイン
ナバルブ9の上端外周に固定され、プラネタリギヤ11
に常時噛み合っている。
The output shaft 7 of the elliptical gear mechanism 2 is connected to an inner valve 9 of a power steering device via a planetary gear mechanism 8, as shown in FIG. That is, a planetary gear carrier 10 for the planetary gear mechanism 8 is integrally formed at the lower end of the output shaft 7.
A plurality of planetary gears 11 are rotatably supported. The ring gear 12 of the planetary gear mechanism 8 is connected to the casing 5
It is fixed to the planetary gear 11 and always meshes with the planetary gear 11. Further, the sun gear 12 of the planetary gear mechanism 8 is fixed to the outer periphery of the upper end of the inner valve 9, and the planetary gear 11
are always engaged.

この遊星歯車機構8は、出力軸7の回転を増速してイン
ナバルブシャフト9に伝達する増速機構を構成するもの
となっている。すなわち、プラネタリギヤ11の公転成
分に加えて自転成分がサンギヤ12に伝達されることに
よって、サンギヤ12が増速されるものとなっている。
This planetary gear mechanism 8 constitutes a speed increasing mechanism that speeds up the rotation of the output shaft 7 and transmits it to the inner valve shaft 9. That is, in addition to the revolution component of the planetary gear 11, the rotation component is transmitted to the sun gear 12, thereby increasing the speed of the sun gear 12.

このため、楕円歯車機構2によって設定される舵角特性
が増速されてパワーステアリング機構に入力されるもの
となっている。
Therefore, the steering angle characteristic set by the elliptical gear mechanism 2 is accelerated and input to the power steering mechanism.

また、上記のインナバルブ9は、外周側に配置されるア
ウタバルブ13と共に周知のロータリバルブを構成して
いる。アウタバルブ13の下端に連結された操舵出力軸
14は、トーションバー15を介してインナバルブ8に
連結されている。操舵出力軸14の下部外周に設けられ
たピニオンギヤ16は、ステアリングロッド17に設け
られたラックギヤ18に噛み合って設けられて詣り、ス
テアリングギヤボックス19を構成している。なお、パ
ワーステアリング装置およびステアリングギヤボックス
19に関する上記インナバルブ9以下の構成は、全て周
知のものであり、更に詳しい説明は省略する。
Moreover, the above-mentioned inner valve 9 constitutes a well-known rotary valve together with an outer valve 13 arranged on the outer circumferential side. A steering output shaft 14 connected to the lower end of the outer valve 13 is connected to the inner valve 8 via a torsion bar 15. A pinion gear 16 provided on the lower outer periphery of the steering output shaft 14 is provided to mesh with a rack gear 18 provided on a steering rod 17, and constitutes a steering gear box 19. Note that the configuration of the power steering device and the steering gear box 19 including the inner valve 9 and below are all well-known, and further detailed explanation will be omitted.

ここで、人力軸3に設けられた反力付与機構20につい
て説明する。カム体21は、第1楕円歯車4と一体に形
成されて第1楕円歯車4の下方に配置され、入力軸3と
一体に回転するものとなっている。このカム体21の外
周に形成されるカム面にはスプリング力により付勢され
たローラ22が押圧されており、このローラ22は押圧
子をなすものである。
Here, the reaction force applying mechanism 20 provided on the human power shaft 3 will be explained. The cam body 21 is formed integrally with the first elliptical gear 4 , is disposed below the first elliptical gear 4 , and rotates together with the input shaft 3 . A roller 22 biased by a spring force is pressed against a cam surface formed on the outer periphery of the cam body 21, and this roller 22 forms a presser.

すなわち、円筒状のスプリングハウジング23が、その
軸線を入力軸の軸線と直交する方向に向けてケーシング
5に設けられており、ばね定数の異なる2条のコイルス
プリング24.25がスプリングハウジング23内に収
納されている。反力ビストン26は、このスプリングハ
ウジング23にスライド自在に設けられており、コイル
スプリング2.4..25により人力軸3側に付勢され
ている。
That is, a cylindrical spring housing 23 is provided in the casing 5 with its axis oriented in a direction perpendicular to the axis of the input shaft, and two coil springs 24 and 25 having different spring constants are installed in the spring housing 23. It is stored. The reaction force piston 26 is slidably provided in the spring housing 23, and is attached to the coil springs 2.4. .. 25, it is biased toward the human power shaft 3 side.

反力ビストン26と一体に形成されたローラ支持プレー
ト27は、スプリングハウジング23の内端から突出し
て配置されており、先端部に人力軸3と平行に配置され
た支軸28が設けられている。
A roller support plate 27 integrally formed with the reaction force piston 26 is arranged to protrude from the inner end of the spring housing 23, and has a support shaft 28 arranged parallel to the human power shaft 3 at its tip. .

そして、樹脂製のローラ22がこの支軸28に回転自在
に支持され、スプリング24.25からの付勢力によっ
てローラ22がカム体21に押圧されている。また、カ
ム体21は、第3図に示すように略ハート型形状に形成
されており、軸中心がハート型カム面の凹部側にオフセ
ット配置されている。そして、このカム体21は、図示
しないステアリングホイールの中立時においてハート型
カム面の最短径部となる凹部がローラ22に当接するよ
うに配置されている。このため、カム体21のローラ2
2に当接する部分の有効半径は、舵角の増大に伴う人力
軸の回転とともに増加するものとなっている。なお、人
力軸3の最大回転は約半回転程度に設定されているため
、大舵角時にカム体21の有効半径が大きく減少するこ
とはない。
A roller 22 made of resin is rotatably supported by this support shaft 28, and is pressed against the cam body 21 by urging force from springs 24 and 25. Further, the cam body 21 is formed in a substantially heart shape as shown in FIG. 3, and the axial center is offset toward the concave portion side of the heart-shaped cam surface. The cam body 21 is arranged such that the concave portion, which is the shortest diameter portion of the heart-shaped cam surface, comes into contact with the roller 22 when the steering wheel (not shown) is in the neutral position. Therefore, the roller 2 of the cam body 21
The effective radius of the portion that contacts 2 increases as the human power shaft rotates as the steering angle increases. Note that, since the maximum rotation of the human power shaft 3 is set to about half a rotation, the effective radius of the cam body 21 does not decrease significantly when the steering angle is large.

次に、本実施例の作用について説明する。Next, the operation of this embodiment will be explained.

ステアリングホイールからの操舵人力は、人力軸3、第
1楕円歯車4、第2楕円歯車6、出力軸7を介して遊星
歯車機構8に伝達され、遊星歯車機構8によって増速さ
れてステアリングギヤボックス19に伝達される。楕円
歯車機構2は、第1楕円歯車4の最短径部と第2楕円歯
車6の最長径部とが相互に噛み合うようになっているた
め、入力軸3の回転が大きくなるにしたがって、楕円歯
車機構2のギヤ比が高くなるものとなっている。このた
め、第4図に示した本実施例の舵角特性からも容易に理
解されるように、ステアリングホイールの中立付近では
、操向車輪の初期反応は従来のものとどうていどになる
ように設定しているが、ステアリングホイール舵角の増
大に応じて操向車輪の反応はクイックになる。そして、
このような舵角特性を設定することにより、ステアリン
グホイールの最大舵角を約半回転程度と大幅に減少させ
ることが可能になっている。
Steering human power from the steering wheel is transmitted to the planetary gear mechanism 8 via the human power shaft 3, the first elliptical gear 4, the second elliptical gear 6, and the output shaft 7, and is accelerated by the planetary gear mechanism 8 and sent to the steering gear box. 19. In the elliptical gear mechanism 2, the shortest diameter part of the first elliptical gear 4 and the longest diameter part of the second elliptical gear 6 mesh with each other, so that as the rotation of the input shaft 3 increases, the elliptical gear The gear ratio of the mechanism 2 is increased. Therefore, as can be easily understood from the steering angle characteristics of this embodiment shown in FIG. However, as the steering wheel angle increases, the response of the steered wheels becomes quicker. and,
By setting such steering angle characteristics, it is possible to significantly reduce the maximum steering angle of the steering wheel to about half a turn.

また、反力付与機構20においては、カム体21の、ロ
ーラ22に当接する部分の有効半径が、入力軸の回転と
ともに増加するため、これに伴いスプリング24.25
が徐々に縮められるようになる。
In addition, in the reaction force applying mechanism 20, since the effective radius of the portion of the cam body 21 that contacts the roller 22 increases with the rotation of the input shaft, the spring 24, 25
will be gradually reduced.

このため、反力ビストンを介してローラ22に作用する
スプリング24.25の付勢力は、入力軸3(カム体2
1)の回転と共に増大することになり、ローラ22のカ
ム体21への押圧力が入力軸回転と共に増大することに
なる。これによって人力軸3の回転抵抗が舵角の増大と
共に増加することになり、ステアリングホイールを操作
するための操舵力は、舵角の増大と共に一層大きくなる
Therefore, the biasing force of the springs 24 and 25 acting on the roller 22 via the reaction force piston is
1) increases as the input shaft rotates, and the pressing force of the roller 22 on the cam body 21 increases as the input shaft rotates. As a result, the rotational resistance of the human power shaft 3 increases as the steering angle increases, and the steering force for operating the steering wheel further increases as the steering angle increases.

この反力付与機構20を設けた場合と、設けない場合の
操舵力特性を第5図に示す。第5図において、反力付与
機構20を設けない場合でも、操舵力が舵角の増大とと
もに操舵力が大きくなるのは楕円歯車機構のギヤ比変化
により得られる特性であるが、本実施例の方が、全般的
に操舵力が大きくなり、運転者に注意を促すことができ
るし、中立付近と最大舵角付近との操舵力の差も大きく
なり不用意な操作によって舵角が大きくなってしまうこ
とを防止できる。また、第5図からも明らかなよう°に
、ステアリングホイールの切り戻し操作時には反力付与
機構20が操舵力を軽減する方向に作用するので、切り
戻し操作が容易になる。
FIG. 5 shows the steering force characteristics when this reaction force applying mechanism 20 is provided and when it is not provided. In FIG. 5, even when the reaction force imparting mechanism 20 is not provided, the steering force increases as the steering angle increases, which is a characteristic obtained by changing the gear ratio of the elliptical gear mechanism. In this case, the steering force will be larger overall, which will alert the driver, and the difference in steering force between near neutral and near the maximum steering angle will also be larger, preventing the steering angle from increasing due to careless operation. You can prevent it from being put away. Further, as is clear from FIG. 5, when the steering wheel is turned back, the reaction force applying mechanism 20 acts in a direction to reduce the steering force, so that the steering wheel is turned back easily.

また、カム体21は、ステアリングホイールの中立時に
おいてハート型カム面の最短径部となる凹部がローラ2
2に当接するように配置されていることにより、ステア
リングホイールの中立位置が位置決めされて、運転者に
とっても中立位置を体感し易いものとなる。
In addition, the cam body 21 has a concave portion that is the shortest diameter portion of the heart-shaped cam surface when the steering wheel is in the neutral state.
2, the neutral position of the steering wheel is determined, making it easier for the driver to feel the neutral position.

なお、第5図に示した反力付与機構20による操舵力特
性は一例であり、反力付与機構20のスプリングのばね
定数及びカム形状を変更すれば、例えば中立付近と最大
舵角付近との操舵力の差をより大きくしたり、中立位置
からの立ち上がり操舵力をより大きくするなど、操舵力
特性を種々変更することができる。
Note that the steering force characteristics by the reaction force applying mechanism 20 shown in FIG. The steering force characteristics can be changed in various ways, such as by increasing the difference in steering force or increasing the rising steering force from the neutral position.

上記第1実施例によれば、反力付与機構20を設けるこ
とにより、楕円歯車機構2により得られる操舵力特性と
は独立して操舵力特性を設定することができ、楕円歯車
機構2の設定により最適な舵角特性を得ながら、反力付
与機構20の設定にょり操舵力特性を最適なものに補正
することができる効果を奏する。そして、これにより、
中立付近の操舵応答性が過敏になることを防止すると同
時に、不用意な操舵操作によって急操舵されることも防
止しながら、最大舵角までのステアリングホイール操舵
角を減少させてステアリング装置の操作性を向上する効
果を奏する。
According to the first embodiment, by providing the reaction force applying mechanism 20, the steering force characteristic can be set independently of the steering force characteristic obtained by the elliptical gear mechanism 2, and the setting of the elliptical gear mechanism 2. This provides an effect that the steering force characteristic can be corrected to the optimum one by setting the reaction force applying mechanism 20 while obtaining the optimum steering angle characteristic. And with this,
This reduces the steering wheel steering angle up to the maximum steering angle, thereby improving the operability of the steering system, while preventing the steering response from becoming too sensitive near neutral and also preventing sudden steering due to careless steering operations. It has the effect of improving

また、楕円歯車機構2の出力は、遊星歯車機構8により
増速されてパワーステアリング装置に人力されるので、
ステアリングホイールの最大操舵角を減少させてもパワ
ーステアリング装置に人力される最大回転角は従来一般
に使用されているステアリング装置とほぼ同一にするこ
とができ、従来のパワーステアリング装置及びステアリ
ングギヤボックスをそのまま流用することができる。こ
のため、簡単な構成で且つ安価にパワーステアリング付
きの小舵角装置が得られる利点がある。
In addition, the output of the elliptical gear mechanism 2 is increased in speed by the planetary gear mechanism 8 and inputted manually to the power steering device.
Even if the maximum steering angle of the steering wheel is reduced, the maximum rotation angle manually applied to the power steering device can be made almost the same as that of commonly used steering devices, and the conventional power steering device and steering gear box can be used as is. It can be repurposed. Therefore, there is an advantage that a small steering angle device with power steering can be obtained with a simple configuration and at low cost.

さらに、反力付与機構20による中立位置の位置決め作
用によりステアリングホイール中立位置を体感し易くな
ると同時に中立位置への自動復帰機能も達成されるため
、切り戻し時などの操舵操作が容易になると共に、直進
走行時の安定性が向上する効果を奏する。
Furthermore, the action of positioning the neutral position by the reaction force applying mechanism 20 makes it easier to experience the neutral position of the steering wheel, and at the same time, an automatic return function to the neutral position is also achieved, which makes steering operations such as when turning back, etc. easier, and This has the effect of improving stability when driving straight.

第6〜8図は、本発明の第2実施例を示すものである。6 to 8 show a second embodiment of the present invention.

なお、本第2実施例において、上記第1実施例と実質的
に同一の部材については、共通の符号を付しその詳細な
説明は省略する。
In the second embodiment, members that are substantially the same as those in the first embodiment are given the same reference numerals, and detailed explanation thereof will be omitted.

本第2実施例においては、第1実施例に対して人力軸3
と出力軸7との位置を逆転させ、人力軸3を操舵出力軸
14と同軸上に配置したものとなっている。このため、
第1実施例の遊星歯車機構8に換えて、入力軸に結合さ
れた大径のヘリカルギヤ31とインプットバルブ9に連
結された小径のヘリカルギヤ32が使用されいる。そし
て、本実施例においてはこれらヘリカルギヤ31.32
が増速機構を構成するものとなっており、出力軸7の回
転はヘリカルギヤ31.32により増速されてインプッ
トバルブ9に入力されるものとなっている。
In the second embodiment, the human power axis 3 is different from the first embodiment.
The positions of the output shaft 7 and the output shaft 7 are reversed, and the human power shaft 3 is arranged coaxially with the steering output shaft 14. For this reason,
In place of the planetary gear mechanism 8 of the first embodiment, a large diameter helical gear 31 coupled to the input shaft and a small diameter helical gear 32 coupled to the input valve 9 are used. In this embodiment, these helical gears 31, 32
constitutes a speed increasing mechanism, and the rotation of the output shaft 7 is increased in speed by helical gears 31 and 32 and input to the input valve 9.

また、反力付与機構とは別に操舵力調整用のせんまいス
プリング35が設けられている。このぜんまいスプリン
グ35は、人力軸3の周囲に配されて人力軸3とケーシ
ング5との間に設けられており、入力軸3の回転により
弾性変形することによって入力軸3の回転と共に付勢力
が増大し入力軸3の回転抵抗を増大させるものとなって
いる。このため、このぜんまいスプリング35だけでも
上記第1実施例の反力付与機構33と略同様の効果を得
ることができるものとなっている。
Further, a spiral spring 35 for adjusting the steering force is provided separately from the reaction force applying mechanism. This mainspring spring 35 is arranged around the human-powered shaft 3 and is provided between the human-powered shaft 3 and the casing 5, and is elastically deformed by the rotation of the input shaft 3, thereby exerting a biasing force as the input shaft 3 rotates. This increases the rotational resistance of the input shaft 3. Therefore, the mainspring spring 35 alone can provide substantially the same effect as the reaction force applying mechanism 33 of the first embodiment.

反力付与機構34は、第1実施例の場合と同様の形状を
有するカム体21が出力軸7に固定されており、このカ
ム体21にローラ22が圧接するものとなっている。第
1実施例の反力付与機構20と大きく異なる点は、カム
体21に押圧されるローラ22に作用する力がスプリン
グによる付勢力ではなく、油圧力である点である。この
ため、ケーシング5には出力軸7と直交する方向にスラ
イド自在に配置されたプランジャ36が設けられ、プラ
ンジャ36の先端にローラ22が回転自在に支持されて
いる。そして、ケーシング5に設けられた人力ボート3
7から供給される油圧がプランジャ36の後端に作用す
るものとなっており、入力される油圧によってローラ2
2がカム体21を押圧する力が変化するものとなってい
る。なお、カム体21は第1実施例の場合と同様の形状
を有するものとなっているため、入力ボート37から油
圧が供給される限り、第1実施例の場合と同様に舵角の
増大に伴い操舵力を増大させる作用を発揮する点は変わ
りない。
In the reaction force applying mechanism 34, a cam body 21 having the same shape as in the first embodiment is fixed to the output shaft 7, and a roller 22 is in pressure contact with this cam body 21. A major difference from the reaction force applying mechanism 20 of the first embodiment is that the force acting on the roller 22 pressed by the cam body 21 is not the urging force of a spring but a hydraulic force. For this reason, the casing 5 is provided with a plunger 36 that is slidably disposed in a direction orthogonal to the output shaft 7, and the roller 22 is rotatably supported at the tip of the plunger 36. And the human-powered boat 3 provided in the casing 5
The hydraulic pressure supplied from 7 acts on the rear end of the plunger 36, and the input hydraulic pressure causes the roller 2 to move.
2 changes the force with which it presses the cam body 21. Note that since the cam body 21 has the same shape as in the first embodiment, as long as oil pressure is supplied from the input boat 37, the rudder angle will not increase as in the first embodiment. There is no change in the fact that it also exerts the effect of increasing the steering force.

第7図は、人力ボート37から供給される油圧の発生機
構を示すものである。リザーブタンク41に貯えられた
オイルを吸入して吐出するオイルポンプ42は、トラン
スミッション出力軸に設けられたスピードメータードリ
ブンギヤにより回転駆動されるものとなっている。この
ため、オイルポンプ42は車速に応じた回転数により回
転し、車速の上昇と共に吐出流量が増大するものとなっ
て′いる。オイルポンプ42の吐出口は、油路43を介
して前記の人力ボート37に接続されている。
FIG. 7 shows a mechanism for generating hydraulic pressure supplied from the human-powered boat 37. An oil pump 42 that takes in and discharges oil stored in a reserve tank 41 is rotationally driven by a speedometer driven gear provided on a transmission output shaft. Therefore, the oil pump 42 rotates at a rotational speed corresponding to the vehicle speed, and the discharge flow rate increases as the vehicle speed increases. A discharge port of the oil pump 42 is connected to the human-powered boat 37 via an oil path 43.

この油路43にはリザーブタンク41に接続される油路
44が接続されており、油路44には絞り45が設けら
れている。このため、絞り45により発生する流通抵抗
により絞り45の上流側には流量に応じた油圧が発生し
、オイルポンプ42が車速に応じた流量のオイルを吐出
することから、この油圧は車速に応じて上昇するものと
なる。したがって、入力ボート37には車速に感応した
油圧が作用することになる。なお、リリーフバルブ46
は、オイルポンプの流量が所定値を越えると吐出される
オイルの一部をリザーブタンク41ヘリターンさせるた
めのもので、過大な油圧が入力ボート37へ作用するこ
とを防止するものとなっている。
An oil passage 44 connected to the reserve tank 41 is connected to the oil passage 43, and the oil passage 44 is provided with a throttle 45. Therefore, due to the flow resistance generated by the throttle 45, hydraulic pressure is generated upstream of the throttle 45 according to the flow rate, and since the oil pump 42 discharges oil at a flow rate corresponding to the vehicle speed, this hydraulic pressure is proportional to the vehicle speed. It will rise. Therefore, hydraulic pressure responsive to vehicle speed acts on the input boat 37. In addition, the relief valve 46
is for returning a part of the oil discharged to the reserve tank 41 when the flow rate of the oil pump exceeds a predetermined value, and prevents excessive hydraulic pressure from acting on the input boat 37.

ここで、本第2実施例の作用について説明する。Here, the operation of the second embodiment will be explained.

特に、反力付与機構34においては、人力ボート37に
人力される油圧は車速に感応したものとなっているため
、ローラ22がカム体21を押圧する力は車速の上昇と
共に増大することになる。このため、入力軸の回転抵抗
は車速の上昇と共に大きくなり、第8図に示すように車
速の増大と共に操舵力が増大する車速感応型の操舵力特
性を得ることができる。また、カム体21の形状により
、第1実施例の場合と同様に舵角の増大と共に操舵力が
大きくなるため、高油圧が供給される高速走行時には相
当大きな操舵力でステアリングホイールを操作しない限
り不用意な操舵操作によって操向車輪が大きく操舵され
ることはなく、安全性がより一層向上する。また、カム
体21の形状による中立位置の位置決め作用も当然得ら
れ第1実施例と同様の効果が得られる。
In particular, in the reaction force applying mechanism 34, the hydraulic pressure applied to the human-powered boat 37 is sensitive to the vehicle speed, so the force with which the roller 22 presses the cam body 21 increases as the vehicle speed increases. . Therefore, the rotational resistance of the input shaft increases as the vehicle speed increases, and as shown in FIG. 8, it is possible to obtain vehicle speed-sensitive steering force characteristics in which the steering force increases as the vehicle speed increases. Furthermore, due to the shape of the cam body 21, the steering force increases as the steering angle increases, as in the case of the first embodiment, so when driving at high speeds with high oil pressure supplied, unless the steering wheel is operated with a considerably large steering force. The steering wheels are not steered significantly due to careless steering operations, and safety is further improved. Furthermore, the shape of the cam body 21 naturally provides a positioning function for the neutral position, and the same effects as in the first embodiment can be obtained.

なお、車両の低速走行時は、反力付与機構34による操
舵力の制御は殆どなされないが、ぜんまいスプリング3
5によって、楕円歯車機構2の設定とは独立に舵角の増
大に応じて操舵力を増大する特性を設定できるものとな
っている。
Note that when the vehicle is running at low speed, the steering force is hardly controlled by the reaction force applying mechanism 34, but the mainspring spring 3
5, it is possible to set a characteristic of increasing the steering force in accordance with an increase in the steering angle independently of the setting of the elliptical gear mechanism 2.

上記第2実施例によれば、上記第1実施例と同様の効果
が得られるほか、車速の増大と共に操舵力が増大するス
テアリング装置として好ましい特性を得ることができる
ので、高速走行時の操舵フィーリングが好適なものにな
ると共に、不用意な操舵操作により急操舵されることが
より確実に防止される効果を奏する。
According to the second embodiment, in addition to obtaining the same effects as the first embodiment, it is also possible to obtain favorable characteristics as a steering device in which the steering force increases as the vehicle speed increases. The ring becomes suitable, and there is an effect that sudden steering due to careless steering operation is more reliably prevented.

さらに、通常のステアリング装置と同様に、人力軸3と
操舵出力軸14が同一軸線上に配置されるものであるた
め、車体を改修することなく通常のステアリング装置に
換えて本実施例の装置を搭載することができ、車両の仕
様に応じて通常型と小舵角型のステアリング装置を使い
分ける場合等において車両への搭載が容易で適用範囲が
広い利点がある。
Furthermore, like a normal steering device, the human power shaft 3 and the steering output shaft 14 are arranged on the same axis, so the device of this embodiment can be used in place of a normal steering device without modifying the vehicle body. It has the advantage of being easy to install on a vehicle and having a wide range of applications, such as when using a normal type steering device and a small steering angle type steering device depending on the vehicle specifications.

なお、第1実施例においても、スプリングハウジング2
3の底部とスプリングリテーナ51との間に油圧室を形
成して、車速に感応した油圧を導入すれば、第2実施例
と同様の車速感応特性を得ることができる。
Note that also in the first embodiment, the spring housing 2
By forming a hydraulic chamber between the bottom of the spring retainer 51 and the spring retainer 51 and introducing hydraulic pressure responsive to vehicle speed, vehicle speed sensitive characteristics similar to those of the second embodiment can be obtained.

また、本発明は上記の各実施例に何ら限定されるもので
はなく、このほか種々の変形実施が可能であることは言
うまでもない。
Furthermore, it goes without saying that the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and that various other modifications are possible.

(発明の効果) 以上、実施例とともに具体的に説明したように、本発明
によれば、反力付与機構によって、楕円歯車機構により
得られる操舵力特性とは独立して操舵力特性を設定する
ことができ、楕円歯車機構の設定により最適な舵角特性
を得ながら、反力付与機構の設定により操舵力特性を最
適なものに補正することができると同時に、ステアリン
グホイール中立位置の位置決めも行うことができる効果
を奏する。
(Effects of the Invention) As described above in detail with the embodiments, according to the present invention, the reaction force applying mechanism sets the steering force characteristic independently of the steering force characteristic obtained by the elliptical gear mechanism. By setting the elliptical gear mechanism, it is possible to obtain the optimum steering angle characteristics, while by setting the reaction force applying mechanism, it is possible to correct the steering force characteristics to the optimum one, and at the same time, it also positions the steering wheel in its neutral position. It has the effect that it can.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1〜5図は本発明の第1実施例を示すもので、第1図
は装置の縦断面図、第2図は楕円歯車機構の平面図、第
3図は反力付与機構の平面図、第4図は舵角特性図、第
5図は操舵力特性図、第6〜8図は本発明の第2実施例
を示すもので、第6図は装置の縦断面図、第7図は油圧
供給装置の概略構成図、第8図は車速に対する操舵力特
性図である。 2・・・楕円歯車機構、4・・・第1楕円歯車6、・・
・第、2楕円歯車、20.34・・・反力付与機構21
・・・、’Fム体、22・・・ローラ出願人 三菱自勘
車工業株式会社 第 図 第 図 第 ζ 図 30  60  90  120   +50ステアリ
ンゲホイーJI4?kt角(deg)負 S 回 第 ワ 図 車達
1 to 5 show a first embodiment of the present invention, in which FIG. 1 is a longitudinal sectional view of the device, FIG. 2 is a plan view of the elliptical gear mechanism, and FIG. 3 is a plan view of the reaction force applying mechanism. , FIG. 4 is a steering angle characteristic diagram, FIG. 5 is a steering force characteristic diagram, and FIGS. 6 to 8 show a second embodiment of the present invention. FIG. 6 is a longitudinal sectional view of the device, and FIG. 8 is a schematic configuration diagram of the hydraulic pressure supply system, and FIG. 8 is a diagram showing steering force characteristics with respect to vehicle speed. 2... Elliptical gear mechanism, 4... First elliptical gear 6,...
・No. 2 elliptical gear, 20.34... Reaction force applying mechanism 21
..., 'Fum body, 22...Roller Applicant Mitsubishi Motors Corporation Figure Figure ζ Figure 30 60 90 120 +50 Steering Wheel JI4? kt angle (deg) negative S times wa figure cars

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] ステアリングホィールの回転をステアリングギヤボック
スに伝達する操舵力伝達経路に楕円歯車機構を介在させ
るとともに、上記楕円歯車機構は、ステアリングホィー
ル側に連結される第1の楕円歯車の最短径部とステアリ
ングギヤボックスに連結される第2の楕円歯車の最長径
部とが、ステアリングホィールの中立状態で相互に噛み
合うよう構成されてなる小舵角ステアリング装置におい
て、上記操舵力伝達経路に設けられて上記楕円歯車機構
と共に回転するカム体と、付勢手段により付勢されて上
記カム体のカム面に押圧される押圧子とからなる反力付
与機構を設け、上記カム体における上記押圧子に当接す
る部分の有効半径は、ステアリングホィールの中立状態
で最小になると共に、舵角の増大に応じて増大するよう
形成されていることを特徴とする小舵角ステアリング装
An elliptical gear mechanism is interposed in the steering force transmission path that transmits the rotation of the steering wheel to the steering gear box, and the elliptical gear mechanism connects the shortest diameter part of the first elliptical gear connected to the steering wheel side and the steering gear box. In the small steering angle steering device, the longest diameter part of the second elliptical gear connected to the steering wheel is configured to mesh with each other when the steering wheel is in a neutral state. A reaction force applying mechanism is provided, which includes a cam body that rotates together with the cam body, and a pusher that is biased by a biasing means and pressed against the cam surface of the cam body. A small steering angle steering device characterized in that the radius is formed to be minimum when the steering wheel is in a neutral state and to increase as the steering angle increases.
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DE3913809A DE3913809C2 (en) 1988-04-27 1989-04-26 Steering device
FR8905555A FR2630700B1 (en) 1988-04-27 1989-04-26
GB8909470A GB2219563B (en) 1988-04-27 1989-04-26 Small-angle steering apparatus
US07/875,540 US5203421A (en) 1988-04-27 1992-04-27 Fast reaction steering mechanism

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59220453A (en) * 1983-05-30 1984-12-11 Iseki & Co Ltd Steering device
JPS6213767B2 (en) * 1982-02-12 1987-03-28 Hitachi Cable

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