JPH03153469A - 自動車のステアリング装置 - 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】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） この発明は、自動車のハンドル舵角に対するｒｌ１輪舵
角の伝達比を変化させることができるステアリング装置
に関する。

（従来の技術） 自動車のステアリング装置は、ステアリングハンドルの
回転運動をラックピニオン式ギヤ機構を介してタイロッ
ドの横方向の変位運動に変換し、タイロッドの両端部に
設けられた左右の操舵車輪の向きを変化させるものであ
るが、ステアリングハンドルの回転量（ハンドル舵角）
と車輪のきれ角（車輪舵角）とは通常、常に一定の対応
関係に保持されている。

しかし、自動車の高速走行時にはハンドル舵角に対する
車輪舵角の伝達比を大きくして一定のハンドル舵角に対
する車輪舵角の伝達比を大きくして一定のハンドル舵角
に対する車輪舵角の大きさを小さくすることが走行安定
性を確保する上で望ましい。一方、低速走行時には、車
両の挙動を俊敏化させて良好な運転フィーリングを得た
り、あるいは車庫入れを容易にする等の見地から、前記
伝達比を逆に小さくして一定のハンドル舵角に対する車
輪舵角を大きくすることが望ましい。

そこで、前述のような要求を満たすために、例えば、特
開昭６２−３１５６０号公報に開示されているように、
車速に応じてハンドル舵角に対する車輪舵角の伝達比を
変化させるようにしたステアリング装置が提案されてい
る。

このステアリング装置は、ステアリングハンドルとタイ
ロッドとの間の操舵力伝達経路中に、ハンドル舵角に対
する車輪舵角の伝達比を変化させるＪ星歯車機構が設け
られている。このａ星歯車機構は、自動車の車速等の運
転状態を検出する運転状態検出手段の信号を受けて制御
信号を出力するコントローラからの制御信号に基づいて
作動するステッピングモータ等のアクチュエータによっ
て制御されるようになっており、前記遊星南中機構とタ
イロッドとの間にパワーステアリング機構が設けられて
いる。

したがって、ステアリングハンドルを操舵して車輪を転
舵すると、そのときの自動車の運転状態が運転状態検出
手段によって検出され、この検出手段の出力を受けたコ
ントローラからの制御信号に基づいてアクチュエータが
作動し、このアクチュエータの作動により遊星歯車機構
が作動制御される。そして、ハンドル舵角に対する車輪
舵角の伝達比が可変制御されるようになっている。

（発明が解決しようとする課題） ところが、前述したように、Ｒ星歯車機構を用いた伝達
比可変システムは、遊星歯車機構を構成するサンギヤ、
リングギヤおよびブラネタリギ土間で生じるフリクショ
ン、バックラッシュがステアリングハンドル上での手応
え、ガタとなり、操舵フィーリングを悪化させる。また
ステアリングの機能としても、実舵角の減少やコンプラ
イアンスステアの増加を生じる。

この発明は、前記事情に６口してなされたもので、その
目的とするところは、遊星歯車機構を構成する谷ギヤの
回転に伴うフリクシコン、バックラッシュを減少させる
ことができ、ステアリングハンドル上での操舵フィーリ
ングとステアリングの機能を向上させることができる自
動車のステアリング装置を提供することにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段及び作用）この発明は、前
述した目的を達成するために、ステアリングハンドルと
タイロッドとの間の操舵力伝達経路中に、ハンドル舵角
に対する車輪舵角の伝達比を変化させるｉｌＩ星歯車機
構を設け、このｉ！！星歯車機構を構成するサンギヤ、
リングギヤおよびプラネタリギヤの歯部を歯幅方向に２
分割し、両歯部を異なるモジュールまたは異なる歯部形
状にしたことにある。

ステアリングハンドルの操舵に伴って回転するサンギヤ
、リングギヤおよびプラネタリギヤの各ギヤ相互間のフ
リクションを増加することなく、ギヤの噛合いアライメ
ントを保持し、バックラッシュを減少させる。

（実施例） 以下、この発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第４図は自動車のステアリング装置の概略的構成を示す
もので、１はステアリングハンドルであり、これはハン
ドル軸２を介してパワーステアリング装置のロークリバ
ルブ３に連動している。このロークリバルブ３は伝達比
可変システムとしての遊星歯車機構４を介してラックピ
ニオン式ギヤ機構５に連動し、このギヤ機構５を構成す
るビニオン６と噛合するラック７は車体の幅方向に延び
るタイロッド８．８およびナックルアーム（図示しない
）を介して車輪９．９に連結されている。

また、前記ｉ！！星歯車機構４には自動車の運転状態に
応じて遊星歯車機構４を作動制御する後述するステッピ
ングモータが設けられている。

前記ロータリバルブ３について説明すると、第１図〜第
３図に示すように、トーションバー１１を内挿した入力
軸１２はハウジング１３の内部にベアリング１４．１４
を介して回転自在に軸支されている。そして、この入力
軸１２の外周に前記ロークリバルブ３が設けられている
。ハウジング１３にはオイルポンプ（図示しない）に連
通ずる第１のボー）１５とオイルリザーバ（図示しない
）に連通ずる第２のボート１６が設けられているととも
に、シリンダチューブの左室と右室にそれぞれ連通する
第３、第４のボート１７．１８が設けられている。そし
て、このロークリバルブ３は、ステアリングハンドル１
の操舵に応じてシリンダチューブへ供給する圧油の切り
換えとともに、圧力を制御し、ステアリングハンドル１
の操舵力をアシストして前記車輪９．９を転舵するよう
になっている。

前記ロータリバルブ３のハウジング１３には前記ｉＵ歯
車機横４のハウジング１９が一体的に設けられている。

このハウジング１９の内部には前記入力軸１２に固着さ
れた入力ギヤとしてのサンギヤ２０が設けられている。

このサンギヤ２０の外周には出力ギヤとしてのリングギ
ヤ２１が設けられ、このリングギヤ２１は前記ハウジン
グ１９の内周壁および前記ハウジング１３から突出する
突出筒１３ａに設けたベアリング２２．２２に回転自在
に支持されている。さらに、前記サンギヤ２０とリング
ギヤ２１との間にはそれぞれに噛合する複数個のプラネ
タリギヤ２３・・・が等間隔に介在されている。これら
プラネタリギヤ２３・・・はピニオン軸２４に同転自在
に軸支されており、このビニオン軸２４は前記ラックピ
ニオン式ギヤ機構５のピニオン６に支持されている。

前記サンギヤ２０の歯部は歯幅方向に２分割され、上段
歯部２０ａと下段歯部２０ｂとが形成され、両歯部２０
ａと２０ｂとの間には環状四部２０ｃが形成されている
。したがって、サンギヤ２０はスプール形状をなしてお
り、前記上段歯部２０ａと下段歯部２０ｂとは異なるモ
ジュールに形成されている。また、前記リングギヤ２１
の内周面における歯部も歯幅方向に２分割され、上段歯
部２１ａと下段歯部２１ｂとが形成され、両歯部２１ａ
と２１ｂとの間には環状四部２１ｃが形成されている。

さらに、前記上段歯部２１ａと下段歯部２１ｂとは異な
るモジュールに形成されている。さらに、前記複数個の
プラネタリギヤ２３・・・の歯部は歯幅方向に２分割さ
れ、上段山部２３ａと下段南部２３ｂとが形成され、両
歯部２３ａと２３ｂとの間には環状凹部２３ｃが形成さ
れている。したがって、プラネタリギヤ２３はスプール
形状をなしており、前記上段歯部２３Ｂと下段歯部２３
ｂとは異なるモジュールに形成されている。

そして、サンギヤ２０、リングギヤ２１およびプラネタ
リギヤ２３・・・の各ギヤ相互間のフリクションを増加
することなく、ギヤの噛合いアライメントを保持し、バ
ックラッシュを減少させている。

また、前記遊星歯車機構４のリングギヤ２１の外周には
ウオームホイール２６が形成されていて、このウオーム
ホイール２６には同転軸２７に固着したウオーム２８が
噛合されている。前記回転軸２７はステッピングモータ
２９に直結されており、ステッピングモータ２９の回転
によってウオーム２８、ウオームホイール２６を介して
前記リングギヤ２１を回転するようになっている。つま
り、プラネタリギヤ２３・・・をサンギヤ２０とリング
ギヤ２１との間で転勤させ、このプラネタリギヤ２３・
・・の転動により、前記ピニオン６の回転量を増減制御
するようになっている。

前記ピニオン６にはフランジ部３０が一体に設けられ、
このフランジ部３０は前記ケーシング１９の内部に設け
られたベアリング２５に回転自在に支持されており、こ
のフランジ部３０に前記ビニオン軸２４が固定されてい
る。さらに、フランジ部３０の中心部には四部３１が設
けられ、この四部３１には前記入力軸１２の先端部に設
けられた凸部３２がベアリング３３を介して嵌合されて
いる。したがって、入力軸１２とピニオン６とが同一軸
心に位置決めされるようになっており、組立て作業性の
向上を図っている。さらに、このピニオン６にラック７
が噛合され、このラック７はヨークスプリング３４によ
ってピニオン６方向に付勢されている。

したがって、前記実施例によれば、臼動車の走行中、ス
テアリングハンドル１を操舵すると、この動きはハンド
ル軸２を介してパワーステアリング機構のロークリバル
ブ３に伝達され、人力軸１２が回転する。人力軸１２の
回転に伴って遊星歯車機構４のサンギヤ２０が回転する
。一方、ステアリングハンドル１の操舵に伴って変化す
るノ１ンドル舵角がハンドル舵角センサによって検出さ
れるとともに、そのときの車速か車速センサによって検
出される。両センサの出力信号によってステッピングモ
ータ２９が回転制御されると、ウオーム２８、ウオーム
ホイール２６を介して前記リングギヤ２１が回転する。

つまり、プラネタリギヤ２３・・・をサンギヤ２０とリ
ングギヤ２１との間で転動させ、このプラネタリギヤ２
３・・・の転動により、前記ビニオン６の回転量を増減
制御する。

遊星歯車機構４は、サンギヤ２０がステアリングハンド
ル１の舵角に比例した角度だけ回転すると同時に、リン
グギヤ２１がステッピングモータ２９の回転角に応じて
回転される。このため、遊星歯車機構４のプラネタリギ
ヤ２３・・・の転動によりピニオン軸２４を介してビニ
オン６が回転するが、前記ハンドル舵角に対してビニオ
ン６を増減した角度だけ回転することになり、このビニ
オン６と噛合しているラック７、タイロッド８．８を介
して車輪９．９を転舵され、ハンドル舵角に対する車輪
舵角の伝達比が可変制御される。

このとき、前記遊星歯車機構４を構成するサンギヤ２０
、リングギヤ２１およびプラネタリギヤ２３・・・の各
ギヤが噛合するが、各歯部は上下に２分割され、異なる
モジュールに形成されているため、各ギヤ相互間のフリ
クションを増加することなく、ギヤの噛合いアライメン
トを保持し、バックラッシュを減少させることができる
。

前述した実施例のように、ラックピニオン式ギヤ機構５
のビニオン６に遊星歯車機構４を構成するプラネタリギ
ヤ２３・・・を一体的に設けたことによって、遊星歯車
機構４とギヤ機構５とを接近した状態に配置組み立てる
ことができる。したがって、装置のコンパクト化はもち
ろんのこと、強度的に優れ、さらに部品点数の低減を図
ることができるという効果がある。

なお、前記一実施例においては、サンギヤ２０、リング
ギヤ２１およびプラネタリギヤ２３・・・の上段と下段
との歯部を異なるモジュールとしたが、この発明は前記
実施例に限定されず、サンギヤ２０、リングギヤ２１お
よびプラネタリギヤ２３・・・の上段を平歯車、下段を
はすば歯車としても、各ギヤ相互間のフリクションを増
加することなく、ギヤの噛合いアライメントを保持し、
バックラッシュを減少させることができる。

「発明の効果」 以上説明したように、この発明によれば、ハンドル舵角
に対する車輪舵角の伝達比を変化させる遊星歯車機構を
構成するサンギヤ、リングギヤおよびプラネタリギヤの
歯部を歯幅方向に２分割し、両歯部を異なるモジュール
または異なる歯部形状にしたから、ステアリングハンド
ルの操舵に伴って回転するサンギヤ、リングギヤおよび
プラネタリギヤの各ギヤ相互間のフリクションを増加す
ることなく、ギヤの噛合いアライメントを保持し、バッ
クラッシュを減少させることができる。

したがって、ステアリングハンドル上での操舵フィーリ
ングとステアリングの機能を向上させることができると
いう効果がある。

【図面の簡単な説明】

した甲面図、第３図は遊星歯車機構の一部を示す縦断側
面図、第４図はステアリング装置の概略的構成図である
。 １・・・ステアリングハンドル、３・・・ロータリノく
ルブ、４・・・Ｒ星歯車機構、８・・・タイロッド、９
・・・車輪、２０・・・サンギヤ、２１・・・リングギ
ヤ、２３・・・プラネタリギヤ、２０　ａ　ｓ　２０　
ｂ　ｓ　２１．　ａ　５２１ｂ、２３ａ、２３ｂ−・・
歯部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ステアリングハンドルとタイロッドとの間の操舵力伝達
   経路中にハンドル舵角に対する車輪舵角の伝達比を変化
   させる遊星歯車機構およびラックピニオン式ギヤ機構を
   設けた自動車のステアリング装置において、前記遊星歯
   車機構を構成するサンギヤ、リングギヤおよびプラネタ
   リギャの歯部を歯幅方向に２分割し、両歯部を異なるモ
   ジュールまたは異なる歯部形状にしたことを特徴とする
   自動車のステアリング装置。