JPH0547423B2

JPH0547423B2 -

Info

Publication number: JPH0547423B2
Application number: JP60245612A
Authority: JP
Inventors: Fujio Momyama
Original assignee: Hino Motors Ltd
Current assignee: Hino Motors Ltd
Priority date: 1985-11-01
Filing date: 1985-11-01
Publication date: 1993-07-16
Also published as: JPS62105770A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野この発明は、かじ取り操作から実際に操舵輪が
動くまでに生じる時間的遅れをパワー・ステアリ
ングに補正可能にするところの車両に使用される
ステアリング・ホイールに関する。

背景技術車両に使用されるパワー・ステアリングでは、
油圧回路がパワー・シリンダと、ステアリング・
ホイールによつて機械的にバルブ切換え動作され
て圧油をそのパワー・シリンダに給排するコント
ロール・バルブとを含んで構成され、そして、そ
のコントロール・バルブがステアリング・シヤフ
ト、リンク、ギアなどで機械的に結合されている
ので、かじ取り操作から実際に操舵輪が動き始め
るまでには、そのステアリング・ホイールおよび
ステアリング・シヤフトなどの慣性やそのリンク
およびギアなどのバツクラツシユおよびガタに基
づくハンドルの遊びなどによつて時間的遅れが生
じた。

そのように、操舵の際に生じるその時間的遅
れ、言い換えると、切遅れを補正するために、従
来は、操舵力センサや操舵量センサをステアリン
グ・シヤフトに配置して操舵力や操舵量を感知
し、そして、その感知された操舵力や操舵量がそ
のコントロール・バルブをバルブ切換え動作させ
るのに用いられた。

ところが、その操舵力センサおよび操舵量セン
サは、そのステアリング・シヤフトの歪や変位を
検出するので、そのステアリング・ホイール自身
の慣性の影響を受けて正確な操舵力や操舵量の検
出が困難であつた。

また、特開昭54−3735号公報には、操舵力検出
装置が、開示されたが、この操舵力検出装置で
は、ステアリング・ホイールが一部分を破断した
ステアリング・ホイール芯金と、その芯金に相対
的に移動可能に被せられたステアリング・ホイー
ル外皮と、その芯金の破断箇所において、その芯
金および外皮間に直列的に配置された一対のスプ
リングとで組み立てられ、そして、電気的接点が
所定の操舵力で閉じられるので、そのスプリング
は、その所定の操舵力に対応されてスプリング定
数が設定され、所謂、そのスプリングは、大きな
スプリング定数に設定された。さもなければ、そ
の電気的接点が絶えず開閉されることになる。そ
の結果、操舵力が所定の値になるまでの時間的遅
れが生じ、所謂、かじ取り操作から実際に操舵輪
が動くまでに生じる時間的遅れの補正には、限界
があつた。

発明の目的・課題この発明の目的・課題は、ステアリング・ホイ
ール自身の慣性に影響されずに、そして、操舵力
の作用時に実質的に遅れることなしに、かじ取り
操作から実際に操舵輪が動くまでに生じる時間的
遅れをパワー・ステアリングに捕正可能にすると
ころの車両に使用されるステアリング・ホイール
の提供にある。

目的・課題に係る発明の概要請求する発明の内容上述の目的・課題に関連して、この発明のステ
アリング・ホイールは、ステアリング・シヤフト
に固定的に支持されるハブと、所定の間隔でその
ハブから突き出される一対のスポークと、そのス
ポークの先端間に固定的に支持されるステアリン
グ・ホイール・リングと、回転方向に相対的に移
動可能な状態でそのステアリング・ホイール・リ
ングに支持されて操舵力をそのステアリング・ホ
イール・リング側に伝達するリング・カバーと、
そのハブ側およびリング・カバー側面に固定的に
支持されるベンデイング・ビームと、そのベンデ
イング・ビームに固定的に配置されるストレー
ン・ゲージとを含み、ホイール慣性がそのステア
リング・ホイール・リングおよびリング・カバー
に分割され、そして、そのベンデイング・ビーム
が、そのハブ側およびリング・カバー側間にカン
チ・レバーに組み合わせられるに伴つて非常に小
さな力で弾性的に曲げられ可能にしてそのリン
グ・カバーの微小な変化を検出可能にし、操舵の
際、かじ取り操作から実際に操舵輪が動くまでに
生じるパワー・ステアリングの時間的遅れを補正
可能にするところである。

具体例の説明以下、この発明のステアリング・ホイールの特
定された具体例について、図面を参照して説明す
る。

第１図は、自動車のパワー・ステアリングに使
用されたこの発明のステアリング・ホイールの具
体例１０を示している。

そのステアリング・ホイール１０は、ステアリ
ング・シヤフト４０に取り付けられて固定的に支
持された金属製ハブ１１と、一対の金属製スポー
ク１２，１３と、金属製ステアリング・ホイー
ル・リング１４と、ベンデイング・ビーム１５
と、合成樹脂製スポーク・カバー１６と、合成樹
脂製リング・カバー１７と、ストレーン・ゲージ
１８と、合成樹脂製ホーン・カバー１９とを含ん
で製造された。

その一対のスポーク１２、１３は、そのハブ１
１に溶接され、所定の間隔でそのハブ１１から放
射状に突き出されている。

また、そのスボーク１２，１３は、根元側間に
ガゼツト２０を溶接し、そのガゼツト２０は補強
に加えて、そのスポーク・カバー１６の案内に使
用されている。

そのステアリング・ホイール・リング１４は、
切断個所２３をそのスポーク１２、１３間の中央
に位置させて、そのスポーク１２，１３の先端間
に溶接されてそのスポーク１２，１３に固定的に
支持された。

そのベンデイング・ビーム１５は、板ばね材か
らなり、そのガゼツト２０に根元をねじ止めし
て、そのハブ１１側に固定され、その切断箇所２
３を通つて、そのステアリング・ホイール・リン
グ１４の外側に先端を僅かに伸長させてそのスポ
ーク・カバー１６の内側面に形成された溝２７に
その先端を嵌め込んで固定させ、そして、そのよ
うに、そのハブ１１側およびリング・カバー１７
側間にカンチ・レバーに組み付けられた。勿論、
操舵力が作用されない状態では、図示されたよう
に、そのベンデイング・ビーム１５は、その切断
箇所２３の中央に位置され、そのステアリング・
ホイール・リング１４の切断端２１、２２間に適
宜の〓間を形成している。

そのように、そのハブ１１側およびリング・カ
バー１７側間にカンチ・レバーに組み合わせられ
た結果、そのベンデイング・ビーム１５は、非常
に小さな力で弾性的に曲げられて歪みを生じさせ
られ、そして、そのステアリング・ホイール・リ
ング１４に対するそのリング・カバー１７の微小
な変位が検出可能になつた。特に、そのベンデイ
ング・ビーム１８を弾性的に曲げる力は、ホイー
ル慣性がそのステアリング・ホイール・リング１
４およびリング・カバー１７に分割されたので、
非常に小さくなつた。

そのスポーク・カバー１６は、図示されたよう
に、合成樹脂の半割成形品からなり、そのスポー
ク１２、１３およびステアリング・ホイール・リ
ング１４の部分に対して上下方向から被せ、互い
に突き合わせ、その突き合わせ箇所を溶接して一
体化され、そのスポーク１２、１３およびステア
リング・ホイール・リング１４に取り付けられ
る。

また、そのスポーク・カバー１６は、そのよう
に取り付けられた状態で、そのスポーク１２、１
３およびステアリング・ホイール・リング１４と
の間に適宜の〓間が形成されるように、予め寸法
決定されて成形され、そのステアリング・ホイー
ル１０の回転方向において、そのスポーク１２、
１３およびステアリング・ホイール・リング１４
の部分に相対的に移動可能に支持され、内側面に
形成された溝２７にそのベンデイング・ビーム１
５の先端を嵌め込み、そのベンデイング・ビーム
１５に固定されている。

さらに、そのスポーク・カバー１６は、そのス
テアリング・ホイール・リング１４およびガゼツ
ト２０に接触するボール・ベアリング２８、２９
をスポーク用開口２４およびリング用開口２５、
２６にそれぞれ配置し、そのスポーク１２、１３
およびステアリング・ホイール・リング１４に対
する相対的移動を円滑にしている。

そのボール・ベアリング２８、２９は、勿輪、
滑りをよくする手段であるならば、適宜に置き換
えて使用することも可能である。

そのリング・カバー１７は、図示されたように
合成樹脂の成形品で、リング方向に切断され、そ
のステアリング・ホイール・リング１４に被せ易
く製作されている。勿論、その切断面３０、３１
は、そのリング・カバー１７がそのステアリン
グ・ホイール・リング１４に被せられた後に接合
され、また、そのリング・カバー１７の両端３
２、３３は、そのスポーク・カバー１６の対応す
るリング用開口２５、２６に接合され、一体的に
連結される。

また、そのリング・カバー１７は、そのスポー
ク・カバー１６のように、取り付けられた状態
で、そのステアリング・ホイール・リング１４と
の間に適宜の〓間が形成されるように、予め寸法
決めされて成形され、そのスポーク・カバー１６
を伴いながら、そのステアリング・ホイール１０
の回転方向において、そのステアリング・ホイー
ル・リング１４に相対的に移動可能に支持されて
そのスポーク・カバー１６を介して操舵力をその
ステアリング・ホイール・リング１４に伝達可能
にしている。

さらに、そのリング・カバー１７は、所定の位
置において、内側面にリブ３４を突出させ、その
ステアリング・ホイール・リング１４との間の〓
間をそのリブ３４に維持させ、そのステアリン
グ・ホイール・リング１４に対する相対的移動を
円滑にしている。

そのストレーン・ゲージ１８は、そのベンデイ
ング・ビーム１５の左右の板面３５、３６に貼付
された電気抵抗歪線ユニツト３７、３８からな
り、そのパワー・ステアリングの油圧回路に配置
された可変絞り（図示せず）を制御するコントロ
ーラ（図示せず）に電気的に接続されている。

そのホーン・カバー１９は、合成樹脂の成形品
で、そのハブ１１を被つている。勿論、このホー
ン・カバー１９は、そのステアリング・ホイール
１０の外観仕上りを良好にすべく、そのスポー
ク・カバー１６の形状に関連されて、バルブ状に
成形され、そのスポーク・カバー１６のスポーク
用開口２４に臨まされている。

次に、上述されたそのステアリング・ホイール
１０の動作をかじ取り操作に関連して説明する。

今、左右方向の何れか一方に回転させる操舵力
が、そのステアリング・ホイール１０に加えられ
ると、その操舵力は、最初、そのリング・カバー
１７に作用し、そのリング・カバー１７がそのス
テアリング・ホイール・リング１４に対して左右
方向の何れか一方に相対的に回転移動され、その
リング・カバー１７のそのような回転移動に伴わ
れてそのスポーク・カバー１６もまた、そのリン
グ・カバー１７と同じ方向において、そのスポー
ク１２、１３およびステアリング・ホイール・リ
ング１４に対して相対的に回転移動される。

この場合、予め、そのスポーク・カバー１６お
よびリング・カバー１７が、合成樹脂から成形さ
れて軽量化され、所謂、慣性が小さくされ、そし
て、ベンデイング・ビーム１５が、そのハブ１１
側のガゼツト２０とそのリング・カバー１７側の
合成樹脂製スポーク・カバー１６との間にカン
チ・レバー状態に固定的に支持されてそのスポー
ク・カバー１６およびリング・カバー１７に作用
する非常に小さな力とそのスポーク・カバー１６
およびリング・カバー１７の微小な変位とによつ
て弾性的に曲げ易くされてあるので、そのスポー
ク・カバー１６およびリング・カバー１７は、そ
の操舵力の作用に同時的であるように、その操舵
力によつて回転移動され、同時に、そのベンデイ
ング・ビーム１５は、そのステアリング・ホイー
ル・リング１４に対して微小に変位されたそのス
ポーク・カバー１６およびリング・カバー１７に
よつて弾性的に曲げられる。

そのように、その操舵力がそのスポーク・カバ
ー１６に伝えられてそのスポーク・カバー１６が
回転移動されるので、そのベンデイング・ビーム
１５は、その左右方向の何れか一方に曲げられて
歪を生じ、それに伴つて、そのストレーン・ゲー
ジ１８は、そのベンデイング・ビーム１５の曲げ
歪を検出する。すなわち、そのストレーン・ゲー
ジ１８は、そのスポーク・カバー１６およびリン
グ・カバー１７の微小な変位を検出する。

そのようにして、そのストレーン・ゲージ１８
によつて検出されたその操舵力の作用およびそれ
の方向は、そのストレーン・ゲージ１８で電気的
信号に変えられてそのストレーン・ゲージからそ
のコントローラに与えられ、そして、そのコント
ローラは、入力されたその電気的信号に基づいて
そのパワー・ステアリングを駆動させる。その結
果、そのパワー・ステアリングでは、この操舵の
際、かじ取り操作から実際に操舵輪が動くまでに
生じる時間的遅れが補正されて切遅れが阻止され
た。

また、その一体化されたリング・カバー１７お
よびスポーク・カバー１６がそのステアリング・
ホイール・リング１４およびスポーク１２、１３
に対して相対的に回転移動され、そのベンデイン
グ・ビーム１５がそのステアリング・ホイール・
リング１４の切断端２１、２２の何れか一方に瞬
時的に当る。

そのベンデイング・ビーム１５がそのステアリ
ング・ホイール・リング１４の切断端２１、２２
の何れか一方に当つた後には、そのステアリン
グ・ホイール・リング１４は、そのリング・カバ
ー１７およびスポーク・カバー１６と共に左右方
向の何れか一方に回転され、その結果、そのステ
アリング・シヤフト４０を介して、そのパワー・
ステアリングのコントロール・バルブが切換え操
作される。

従つて、そのパワー・ステアリングでは、慣性
の小さなリング・カバー１７およびスポーク・カ
バー１６によつて、そのベンデイング・ビーム１
５が曲げられ、歪ませられ、そのベンデイング・
ビーム１５の曲げ歪をそのストレーン・ゲージ１
８が検出して、その操舵力の作用およびそれの方
向が感知され、そのストレーン・ゲージ１８で感
知された操舵力の作用およびそれの方向が電気的
信号に変えられ、その電気的信号で、そのコント
ローラがそのパワー・ステアリングの油圧回路に
配置された可変絞りを制御するので、そのステア
リング・ホイール・リング１４の大きな慣性に影
響されずに、その操舵力の作用およびそれの方向
が実質的に遅れなしに、正確に検出され、そのパ
ワー・ステアリングの切遅れが確実に阻止され
る。

また、その操舵力が取り除かれると、そのベン
デイング・ビーム１５のばね作用で、そのスポー
ク・カバー１６およびリング・カバー１７はその
スポーク１２、１３およびステアリング・ホイー
ル・リング１４に対する位置関係について、図示
の状態に戻される。

第２図は、自動車のパワー・ステアリングに使
用されたこの発明のステアリング・ホイールの変
形された具体例５０を示している。

このステアリング・ホイール５０は、第１図に
示されたそのステアリング・ホイール１０におけ
るスポーク１２、１３およびステアリング・ホイ
ール・リング１４を一体化して製作し、そのガゼ
ツト２０を省いたもので、図示においては、その
ステアリング・ホイール５０は、そのステアリン
グ・ホイール１０の構成に相当する構成について
同符号を付した。

そのステアリング・ホイール５０は、ステアリ
ング・シヤフト４０に取り付けられた金属製ハブ
１１と、所定の間隔で、そのハブ１１から突出さ
れた一対の金属製スポーク５１、５２と、そのス
ポーク５１、５２の先端間に一体的に製作された
ステアリング・ホイール・リング５３と、そのハ
ブ１１に根元をねじ止めしたベンデイング・ビー
ム１５と、回転方向において、そのスポーク５
１、５２およびステアリング・ホイール・リング
５３に相対的に移動可能に支持され、かつ、その
ベンデイング・ビーム１５の先端を固定したスポ
ーク・カバー１６と、そのスポーク・カバー１６
に連結され、かつ、回転方向において、そのステ
アリング・ホイール・リング５３に相対的に移動
可能に支持されたリング・カバー１７と、そのベ
ンデイング・ビーム１５に取り付けられたストレ
ーン・ゲージ１８とを含んで製造された。

このステアリング・ホイール５０は、前述のス
テアリング・ホイール１０において、ガゼツト２
０に接するようにそのスポーク・カバー１６に配
置されたボール・ベアリング２８をそのベンデイ
ング・ビーム１５に配置し、そのスポーク・カバ
ー１６に接するようにしている。

また、このステアリング・ホイール５０では、
前述のステアリング・ホイール１０の場合と同様
にして、操作力の作用およびそれの方向が検出さ
れる。

発明の利便・利益上述から理解されるように、この発明のステア
リング・ホイールは、ステアリング・シヤフトに
固定的に支持されるハブと、所定の間隔でそのハ
ブから突き出される一対のスポークと、そのスポ
ークの先端間に固定的に支持されるステアリン
グ・ホイール・リングと、回転方向に相対的に移
動可能な状態でそのステアリング・ホイール・リ
ングに支持されて操舵力をそのステアリング・ホ
イール・リング側に伝達するリング・カバーと、
そのハブ側およびリング・カバー側間に固定的に
支持されるベンデイング・ビームと、そのベンデ
イング・ビームに固定的に配置されるストレー
ン・ゲージとを含むので、この発明のステアリン
グ・ホイールでは、ホイール慣性が、大きな慣性
のステアリング・ホイール・リングと小さな慣性
のリング・カバーとに分割され、そして、ベンデ
イング・ビームが、そのハブ側およびリング・カ
バー側間にカンチ・レバー状態に組み合わせられ
ることによつて非常に小さな力および微小な変位
で弾性的に曲げられ易くなり、かじ取り操作が行
なわれると、そのリング・カバー側が瞬間的に微
小に変位されてそのベンデイング・ビームが曲げ
られ、すなわち、そのベンデイング・ビームが操
舵力の作用に同時的に曲げられて歪ませられ、そ
して、そのベンデイング・ビームの曲げ歪がその
ストレーン・ゲージで検出され、そのようにし
て、電気的接点の開閉のために、所定の操舵力に
相当する反力を生じるスプリングが省かれてその
操舵力の作用およびそれの方向がそのステアリン
グ・ホイールの大きな慣性に影響されずに、瞬時
に検出可能になり、すなわち、その操舵力の作用
およびそれの方向が実質的に遅れなしに正確に検
出され、操舵の際、かじ取り操作から実際に操舵
輪が動くまでに生じるパワー・ステアリングの時
間的遅れが補正可能になり、所謂、そのパワー・
ステアリングの切遅れが確実に阻止され、その結
果、車両に使用されるパワー・ステアリングにと
つて非常に有用で実用的である。

発明と具体例との関係先のように、図面を参照して説明されたこの発
明の具体例から明らかであるように、この発明の
属する技術の分野における通常の知識を有する者
にとつて、この発明の内容は、その発明の課題を
成し遂げるためにその発明の成立に必須であつて
その発明の性質であるところのその発明の技術的
本質に由来し、そして、それを内在させると客観
的に認められる態様に容易に具体化される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、自動車のパワー・ステアリングに使
用されたこの発明のステアリング・ホイールの具
体例を部分的に断面して示した正面図、および、
第２図は、自動車のパワー・ステアリングに使用
されたこの発明のステアリング・ホイールの変形
された具体例を部分的に断面して示した正面図で
ある。１１……金属製ハブ、１２、１３……金属製ス
ポーク、１４……金属製ステアリング・ホイー
ル・リング、１５……ベンデイング・ビーム、１
６……合成樹脂製スポーク・カバー、１７……合
成樹脂製リング・カバー、１８……ストレーン・
ゲージ。

Claims

【特許請求の範囲】１ステアリング・シヤフトに固定的に支持され
るハブと、所定の間隔でそのハブから突き出される一対の
スポークと、そのスポークの先端間に固定的に支持されるス
テアリング・ホイール・リングと、回転方向に相対的に移動可能な状態でそのステ
アリング・ホイール・リングに支持されて操舵力
をそのステアリング・ホイール・リング側に伝達
するリング・カバーと、そのハブ側およびリング・カバー側間に固定的
に支持されるベンデイング・ビームと、そのベンデイング・ビームに固定的に配置され
るストレーン・ゲージとを含むステアリング・ホ
イール。