JPH047029Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この考案は自動車におけるラツクアンドピニオ
ン式ステアリング装置に係り、詳しくは、操舵力
をてこの原理で増大するステアリングリンケージ
を有したラツクアンドピニオン式ステアリング装
置に関する。

（従来の技術） 従来のラツクアンドピニオン式ステアリング装
置としては、例えば実開昭58−3369号公報に記載
されたようなものが知られている。このラツクア
ンドピニオン式ステアリング装置は、ピニオンお
よびラツクをともにはす歯になすとともにピニオ
ンを軸方向に移動可能に支持し、ホイールに発生
する振動が操向ハンドル側へ伝達することを防止
するものである。

このようなラツクアンドピニオン式ステアリン
グ装置は、周知のように、ラツクの各端部が左右
のタイロツド等のステアリングリンケージを介し
左右の操向車輪に連結され、操向ハンドルの回転
および操舵力を操向車輪に伝達する。

（この考案が解決しようとする問題点） しかしながら、このような従来のラツクアンド
ピニオン式ステアリング装置にあつては、操向車
輪のナツクルアームの長さあるいはピニオンの径
等の制約からオーバオールレシオ（ステアリング
ギアレシオ）を大きくできないため、操向ハンド
ルが重いという問題点があつた。すなわち、オー
バオールレシオを大きくするには、操向車輪のナ
ツクルアームの長さを長くしてタイロツドの直線
運動によるモーメントを大きくすること、あるい
はピニオンの径を小さくして（歯数を少なくし
て）ピニオンの回転角に対するラツクストローク
を大きくすること等が考えられるが、ナツクルア
ームの長さを長くするにはロードホイールを大型
化しなければならず、また、ピニオンの径を小さ
くするとピニオンの強度が低下するため、実用上
オーバオールレシオを大きくすることは不可能で
あつた。

さらに、このような従来のラツクアンドピニオ
ン式ステアリング装置はにあつては、左右のタイ
ロツドがラツクと略一直線状に配置されて車幅方
向に大型化するため、リンケージの配設の自由度
が小さく、操向車輪のトー角変化等が所望の特性
となるようにホイールアライメントを設定するこ
とが困難であるという問題点があつた。

（問題点を解決するための手段） この考案は、前述した各問題点を解決すること
を目的としてなされたもので、操向ハンドルと一
体に回転するピニオンと、該ピニオンと噛合し左
右の操向車輪にそれぞれステアリングリンケージ
を介し連結したラツクと、を備えるラツクアンド
ピニオン式ステアリング装置において、前記ステ
アリングリンケージが、前記ラツクの左右の両側
にそれぞれ配置されて略車両前後方向に延在し、
前記ラツクに一端部がジヨイントを介し連結され
て他端部が回転自在に車体に支持された一対のリ
レーレバーと、該一対のリレーレバーにそれぞれ
端部がジヨイントを介し結合され、前記一対のリ
レーレバーの間に前記ラツクと略平行に橋架され
たリレーロツドと、該リレーロツドに一端部がボ
ールジヨイントを介し結合されて他端部が前記左
方の操向車輪のナツクルアームにボールジヨイン
トを介し結合された左タイロツドと、前記リレー
ロツドに一端部がボールジョイントを介し結合さ
れて他端部が前記右方の操向車輪のナツクルアー
ムにボールジョイントを介し結合された右タイロ
ツドと、を有するものである。

（作用） この考案にかかるラツクアンドピニオン式ステ
アリング装置によれば、操向ハンドルの操舵にと
もないピニオンが回転して該ピニオンと噛合した
ラツクが変位し、このラツクの変位により各リレ
ーレバーが車体への支持点を中心に揺動してリレ
ーロツドをラツクと略平行に動かす。このとき、
リレーロツドには、各リレーレバーによりリレー
レバーの車体への支持点からラツクへの結合点ま
での長さと車体への支持点からリレーロツドへの
結合点までの長さとの比に応じてラツクの変位が
縮小されて伝達される。すなわち、リレーレバー
の揺動によりこの原理でラツクの変位が縮小され
てリレーロツドへ伝達され、このリレーロツドの
変位が左右のタイロツドを経て左右の操向車輪へ
伝達される。したがつて、オーバオールレシオが
大きくなり、操向ハンドルへ加えられる操舵力は
増大されて操向車輪へ伝達されるため、運転者の
操舵負担を軽減することができる。

また、このステアリング装置は、リレーレバー
の車体への取付角度、換言すればリレーレバーと
ラツクまたはリレーロツドとが成す角度を調整す
ることでステアリングの効率を変更できるため、
その特性を設定する自由度が大きい。

さらに、このステアリング装置にあつては、タ
イロツドを車体中心側へずらした位置でリレーロ
ツドに結合することができるため、その車幅方向
に小型化でき、小型車であつてもリンケージの配
設の自由度が大きくなり、所望のホイールアライ
メントを設定できるようになる。

（実施例） 以下、この考案の実施例を図面に基づいて説明
する。

図面は、この考案にかかるラツクアンドピニオ
ン式ステアリング装置の一実施例を示す図であ
る。

まず、構成を説明すると、１１はラツクアンド
ピニオン式のステアリングギア機構が収納された
ギアハウジングであり、ギアハウジング１１は図
示しないマウンテイング装置により車体１２に支
持されている。ステアリングギア機構は、周知の
ように、図外の操向ハンドルにステアリングシヤ
フト等を介して連結され操向ハンドルと一体に回
転する図示しないピニオンと、該ピニオンと噛号
して略車幅方向に延在し左右の両端部がギアハウ
ジング１１から突出したラツク１３と、を有して
いる。ラツク１３は、操向ハンドルの操舵にとも
ないピニオンが回転すると、軸方向（車幅方向）
に変位する。

ラツク１３の左右の各端部には、それぞれ、ジ
ヨイント１５Ｌ，１５Ｒを介し補助ロツド１４
Ｌ，１４Ｒの各一端部が結合している。これら補
助ロツド１４Ｌ，１４Ｒは、ラツク１３と略一直
線状に延在し、各他端部がそれぞれジヨイント１
６Ｌ，１６Ｒを介しラツク１３の両側で略車両前
後方向に延在したリレーレバー１７Ｌ，１７Ｒの
前端部に結合している。これらリレーレバー１７
Ｌ，１７Ｒは、それぞれ、後端部が車体１２にジ
ヨイント１８Ｌ，１８Ｒを介して取り付けられ、
また、端部間の所定の位置にラツク１３と略平行
に延在するリレーロツド１９の端部がボールジョ
イント２５Ｌ，２５Ｒを介し結合されている。こ
れらリレーレバー１７Ｌ，１７Ｒは、車両前後方
向に対し所定の角度を成し、車体１２側のジヨイ
ント１８Ｌ，１８Ｒからラツク１３の両端のジヨ
イント１６Ｌ，１６Ｒまでの距離Ｌと車体１２側
のジヨイント１８Ｌ，１８Ｒからリレーロツド１
９の両端のジヨイント２５Ｌ，２５Ｒまでの距離
１との比率（１／Ｌ）に応じラツク１３の変位を
縮小してリレーロツド１９へ伝達する。ここで、
上記ラツク１３、補助ロツド１４Ｌ，１４Ｒ、リ
レーロツド１９、リレーレバー１７Ｌ，１７Ｒは
同一平面上で動くようにしてあり、実質的な上下
動はできないようにしてある。リレーロツド１９
には、その端部間にそれぞれ左右のタイロツド２
０Ｌ，２０Ｒの一端部がボールジョイント２１
Ｌ，２１Ｒを介して結合している。左のタイロツ
ド２０Ｌは他端部が左の操向車輪３０Ｌのナツク
ルアーム２２Ｌにボールジョイント２３Ｌを介し
結合し、同様に、右のタイロツド２０Ｒは他端部
が右の操向車輪３０Ｒのナツクルアーム２２Ｒに
ボールジョイント２３Ｒを介し結合している。上
述した補助ロツド１４Ｌ，１４Ｒ、リレーレバー
１７Ｌ，１７Ｒ、リレーロツド１９およびタイロ
ツド２０Ｌ，２０Ｒはステアリングリンケージ２
４を構成する。

次に作用を説明する。

運転者が操向ハンドルを操舵すると、ステアリ
ングギア機構はピニオンが回転し、該ピニオンと
噛合したラツク１３が軸方向に運動する。そし
て、このラツク１３の運動すなわち変位は補助ロ
ツド１４Ｌ，１４Ｒを介しリレーレバー１７Ｌ，
１７Ｒに伝達され、各リレーレバー１７Ｌ，１７
Ｒが車体１２側のジヨイント１８Ｌ，１８Ｒを中
心に回動してリレーロツド１９をラツク１３と略
平行に動かす。この時、ラツク１３の変位δ_Rは、
下式に示すように、てこの原理でリレーレバー１
７Ｌ，１７Ｒにより縮小されてリレーロツド１９
へ伝達される。

δ_S＝１／Ｌ・δ_R ただし、 δ_S；リレーロツド１９の変位、 δ_R；ラツク１３の変位、 Ｌ；車体１２側のジヨイント１８Ｌ，１８Ｒと
ラツク１３の両端のジヨイント１６Ｌ，１
６Ｒとの間の距離、 １；車体１２側のジヨイント１８Ｌ，１８Ｒと
リレーロツド１９の両端のジヨイント２５
Ｌ，２５Ｒとの間の距離、 すなわち、リレーレバー１７Ｌ，１７Ｒにより
上記比率（１／Ｌ）に対応してオーバオールレシ
オが大きくなり、操向ハンドルへ加えられ操舵力
は増大されてリレーロツド１９へ伝達される。そ
して、リレーロツド１９の変位すなわち操舵力
は、左右のタイロツド２０Ｌ，２０Ｒから操向車
輪３０Ｌ，３０Ｒへ伝達され、操向車輪３０Ｌ，
３０Ｒをキングピン廻りに回転させて転舵する。

このように、このラツクアンドピニオン式ステ
アリング装置にあつては、操向車輪のロードホイ
ールを大型化すること無く、また、ピニオンの径
を小さくすること無くオーバオールレシオを大き
くして運転者の負担を軽減することができる。し
たがつて、重量物を積載するため操舵負担が大き
いが製造コストの制約からパワーステアリング装
置を装着しにくい商用車にあつても、この考案に
かかるステアリング装置を装着することで、製造
コストを増大させること無く運転車の負担を軽減
できるようになる。

また、このステアリング装置にあつては、リレ
ーレバー１７Ｌ，１７Ｒとリレーロツド１９また
はラツク１３との成す角度あるいはタイロツド２
０Ｌ，２０Ｒとリレーロツド１９との成す角度を
調整することでもアツカーマン機構を決定するス
テアリングの効率を適正値に設定できるため、そ
の設定の自由度が大きくなる。

さらに、このステアリング装置にあつては、タ
イロツド２０Ｌ，２０Ｒの端部をリレーレバー１
７Ｌ，１７Ｒ間でリレーロツド１９に結合してい
るため、車幅方向に小型化することができ、ま
た、各リンクの配設位置の自由度が大きくなり所
望のホイールアライメントを設定することができ
るようになる。

なお、上記実施例における補助ロツド１４Ｌ，
１４Ｒは必ずしも必要なく、リレーレバー１７
Ｌ，１７Ｒをラツク軸１３の端部にジヨイント結
合してもよい。この場合、ジヨイントなどに車体
前後方向の逃げをもたせ、リレーレバー１７Ｌ，
１７Ｒの回動がこじられないようにする必要があ
る。

（考案の効果） 以上説明してきたように、この考案にかかるラ
ツクンドピニオン式ステアリング装置によれば、
一端部が回動自在に車体に支持されるとともに他
端部がラツクに連結された一対のリレーレバーに
間に、これらリレーレバーそれぞれ端部を回動自
在に連結したリレーロツドを橋架し、このリレー
ロツドに一端部が操向車輪のナツクルアームと連
結した左右のタイロツドの他端部を連結したた
め、オーバオールレシオを大きくして運転者の操
舵負担を軽減することができるようになるととも
に、リレーレバーの取付角度の設定でステアリン
グの効率を調整することもできるようになり、さ
らに、車幅方向寸法を小型化およびホイールアラ
イメントを設定する自由度の増大を図ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

図面はこの考案に係るラツクアンドピニオン式
ステアリング装置の一実施例を示す概略平面図で
ある。 １１……ギアハウジング、１２……車体、１３
……ラツク、１５Ｌ，１５Ｒ，１６Ｌ，１６Ｒ，
１８Ｌ，１８Ｒ，２５Ｌ，２５Ｒ……ジヨイン
ト、２１Ｌ，２１Ｒ，２３Ｌ，２３Ｒ……ボール
ジヨイント、１４Ｌ，１４Ｒ……補助ロツド、１
７Ｌ，１７Ｒ……リレーレバー、１９……リレー
ロツド、２０Ｌ，２０Ｒ……タイロツド、３０
Ｌ，３０Ｒ……操向車輪、２２Ｌ，２２Ｒ……ナ
ツクルアーム、２４……ステアリングリンケー
ジ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 操向ハンドルと一体に回転するピニオンと、該
   ピニオンと噛合し左右の操向車輪にそれぞれステ
   アリングリンケージを介し連結したラツクと、を
   備えるラツクアンドピニオン式ステアリング装置
   において、前記ステアリングリンケージが、前記
   ラツクの左右の両側にそれぞれ配置されて略車両
   前後方向に延在し、前記ラツクに一端部がジヨイ
   ントを介し連結されて他端部が回転自在に車体に
   支持された一対のリレーレバーと、該一対のリレ
   ーレバーにそれぞれ端部がジヨイントを介し結合
   され、前記一対のリレーレバーの間に前記ラツク
   と略平行に橋架されたリレーロツドと、該リレー
   ロツドに一端部がボールジヨイントを介し結合さ
   れて他端部が前記左方の操向車輪のナツクルアー
   ムにボールジヨイントを介し結合された左タイロ
   ツドと、前記リレーロツドに一端部がボールジヨ
   イントを介し結合されて他端部が前記右方の操向
   車輪のナツクルアームにボールジヨイントを介し
   結合された右タイロツドと、を有することを特徴
   とするラツクアンドピニオン式ステアリング装
   置。