JPH0648307A - ステアリング操作負荷付与装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 構成がシンプルで安価であり、しかも起動ト
ルクと動トルクの差が小さくてハンドルフィーリングが
良いステアリング操作負荷付与装置を提供する。 【構成】 当該装置を、ステアリングホイール１１によ
って回転されるステアリングシャフト１２に固定されて
一体的に回転する内輪２１とステアリングコラム１３に
非接触に配置される外輪２２とこれら内輪と外輪間で転
動するボール２４を備えた３点接触式ボールベアリング
２０と、ステアリングシャフト１２に固定されて一体的
に回転するカム３０と、ステアリングコラム１３内に径
方向へ移動可能に組付けられかつスプリング５０によっ
て径方向内方に向けて付勢されて所定回転範囲において
定位置に保持されて外輪２２と係合し所定回転範囲以外
において径方向外方に押動されて外輪２２との係合を解
かれるリテーナ４０によって構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ステアリング操作負荷
付与装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ステアリング操作負荷付与装置は例えば
特開昭６０−４２１５６号公報にて提案されていて、同
公報の装置は、ステアリングホイールによって回転され
るステアリングシャフトと一体回転する回転体と、ステ
アリングコラム側に組付けられて前記回転体に接触子を
接触させて摩擦力を付与する摩擦力付与装置と、車速信
号ならびにハンドル操舵角信号を入力して前記ステアリ
ングホイールの中立時では操舵時より大きな摩擦力を付
与し、かつ車速の増加に応じて摩擦力を増加するように
前記摩擦力付与装置を制御する電気的制御装置を備えて
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来のステア
リング操作負荷付与装置においては、車速信号ならびに
ハンドル操舵角信号を入力してステアリングホイールの
中立時では操舵時より大きな摩擦力を付与し、かつ車速
の増加に応じて摩擦力を増加するように摩擦力付与装置
を制御する電気的制御装置を備えているため、当該ステ
アリング操作負荷付与装置が高価となる。また、回転体
と接触子の摩擦係合によって得られる摩擦制動トルク
（引きずりトルク）によってステアリング操作力を調整
するようにしたものである。ところで、摩擦係合によっ
て得られる摩擦制動トルクには、起動トルク（静摩擦係
合によって得られる起動時のトルク）と動トルク（動摩
擦係合によって得られる起動後のトルク）があり、これ
ら両トルク間に大きな差があってハンドルフィーリング
に引っかかり感が出やすい。本発明は、上記した各問題
に対処すべくなされたものであり、構成がシンプルで安
価であり、しかも起動トルクと動トルクの差が小さくて
ハンドルフィーリングが良いステアリング操作負荷付与
装置を提供することを目的としている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明においては、当該ステアリング操作負荷
付与装置を、ステアリングホイールによって回転される
ステアリングシャフトに固定されて一体的に回転する内
輪とステアリングコラムに非接触に配置される外輪とこ
れら内輪と外輪間で転動するボールを備えて前記ステア
リングシャフトとステアリングコラム間に配設される３
点接触式ボールベアリングと、前記ステアリングシャフ
トに固定されて一体的に回転するカムと、前記ステアリ
ングコラム内に径方向へ移動可能に組付けられかつスプ
リングによって径方向内方に向けて付勢されて前記ステ
アリングホイールの中立位置を含む所定回転範囲におい
て前記カムとスプリングの作用にて定位置に保持され前
記ボールベアリングの外輪と係合して同外輪の回転を規
制しまた所定回転範囲以外において前記カムの作用によ
って前記スプリングに抗して径方向外方に押動されて前
記ボールベアリングの外輪との係合を解かれるリテーナ
によって構成した。

【０００５】

【作用】本発明によるステアリング操作負荷付与装置に
おいては、ステアリングホイールが中立位置を含む所定
回転範囲にあるとき、リテーナがカムとスプリングの作
用にて３点接触式ボールベアリングの外輪に係合して同
外輪の回転を規制するため、３点接触式ボールベアリン
グにて外輪と内輪間に相対回転が生じて摩擦制動トルク
が得られ、また所定回転範囲以外にあるとき、リテーナ
がステアリングシャフトと一体的に回転するカムによっ
てスプリングに抗して径方向外方に押動されて外輪との
係合を解かれるため、外輪の回動規制が解除されて３点
接触式ボールベアリングにて上記した摩擦制動トルクが
得られなくなる。したがって、ステアリングホイールが
中立位置を含む所定回転範囲にあるときにのみ大きなス
テアリング操作負荷が付与されることとなり、ハンドル
戻り性能の悪化を極力減少させた状態で直進走行時或い
は高速道路でのレーンチェンジ時に良好な操縦安定性が
得られる。

【０００６】

【発明の効果】ところで、本発明によるステアリング操
作負荷付与装置においては、３点接触式ボールベアリン
グとカムとスプリングとリテーナによって上記した作用
が得られるものであり、構造が極めてシンプルであり安
価に構成することができる。また、上記した３点接触式
ボールベアリングにて得られる摩擦制動トルクは、ステ
アリングシャフトがステアリングコラムに対して回転さ
れて内輪と外輪間でボールが転動するのに伴って得られ
るものであり、摩擦制動トルクの起動トルクと動トルク
の差は殆どなく、ハンドルフィーリングに引っかかり感
が出ず、良好なハンドルフィーリングを得ることができ
る。

【０００７】

【実施例】以下に、本発明の一実施例を図面に基づいて
説明する。図１は本発明によるステアリング操作負荷付
与装置を示していて、この装置は、ステアリングシャフ
ト１２とステアリングコラム１３間に配設した３点接触
式ボールベアリング２０とカム３０とリテーナ４０とス
プリング５０によって構成されている。３点接触式ボー
ルベアリング２０は、ステアリングホイール１１によっ
て回転されるステアリングシャフト１２に圧入嵌合固定
されて一体的に回転する内輪２１と、ステアリングコラ
ム１３に非接触に配置された外輪２２と、これら内輪２
１と外輪２２間で転動する多数のボール２４を備えてい
て、外輪２２の一側外周にはリテーナ４０と係合するた
めの切欠２２ａが８個等間隔に形成されている。各ボー
ル２４は、図４にて示したように、内輪２１とは一点で
接触しまた外輪２２とは二点で接触していて、各接触部
では各接触楕円Ｓ１，Ｓ２が形成されている。

【０００８】カム３０は、図２に示したように、環状で
周方向の一部を切り欠いた形状に形成されていて、ボー
ルベアリング２０の内輪２１に嵌合固定されてステアリ
ングシャフト１２と一体的に回転するようになってい
る。リテーナ４０は、ステアリングコラム１３内に径方
向へ移動可能に組付けられかつスプリング５０によって
径方向内方に向けて付勢されていて、ステアリングホイ
ール１１の中立位置（直進状態位置）を含む所定回転範
囲（本実施例においては、ハンドルのロックｔｏロック
が３．２回転としてあるため、図３にて示したように、
この範囲は０度と３６０度と−３６０度の３箇所に表れ
る）においてカム３０とスプリング５０の作用にて図１
及び図２に示した定位置に保持され、また所定回転範囲
以外においてカム３０の作用によってスプリング５０に
抗して径方向外方に押動されるようになっており、定位
置ではボールベアリング２０の外輪２２と切欠２２ａに
て係合して同外輪２２の回転を規制し、また径方向外方
に押動された状態ではボールベアリング２０の外輪２２
との係合を解かれるようになっている。

【０００９】上記のように構成した本実施例において
は、ステアリングホイール１１が中立位置を含む所定回
転範囲にあるとき、リテーナ４０がカム３０とスプリン
グ５０の作用にて３点接触式ボールベアリング２０の外
輪２２に係合して同外輪２２の回転を規制するため、３
点接触式ボールベアリング２０にて外輪２２と内輪２１
間に相対回転が生じて差動滑り及びスピン滑りによる摩
擦制動トルクＴ１とカム３０とリテーナ４０の摺動によ
る摩擦制動トルクＴ２（Ｔ１に比して極めて小さい）が
図３にて示したように得られ、また所定回転範囲以外に
あるとき、リテーナ４０がステアリングシャフト１２と
一体的に回転するカム３０によってスプリング５０に抗
して径方向外方に押動されて外輪２２との係合を解かれ
るため、外輪２２の回動規制が解除されて３点接触式ボ
ールベアリング２０にて上記した摩擦制動トルクＴ１が
得られなくなる。したがって、ステアリングホイール１
１が中立位置を含む所定回転範囲にあるときにのみ大き
なステアリング操作負荷が付与されることとなり、ハン
ドル戻り性能の悪化を極力減少させた状態で直進走行時
或いは高速道路でのレーンチェンジ時に良好な操縦安定
性が得られる。なお、本実施例においては、０度以外に
も３６０度と−３６０度の付近で上記した摩擦制動トル
クＴ１が得られるが、この状態では戻り速度が大きいた
め、ハンドルフィーリング上問題はない。

【００１０】ところで、本実施例のステアリング操作負
荷付与装置においては、３点接触式ボールベアリング２
０とカム３０とリテーナ４０とスプリング５０によって
上記した作用が得られるものであり、構造が極めてシン
プルであり安価に構成することができる。また、上記し
た３点接触式ボールベアリング２０にて得られる差動滑
り及びスピン滑りは、ステアリングシャフト１２がステ
アリングコラム１３に対して回転されて内輪２１と外輪
２２間でボール２４が転動するのに伴って得られるもの
であり、差動滑り及びスピン滑りによる摩擦制動トルク
Ｔ１の起動トルクと動トルクの差は殆どなく、ハンドル
フィーリングに引っかかり感が出ず、良好なハンドルフ
ィーリングを得ることができる。

【００１１】上記した差動滑りとはボール２４の表面が
進行方向に滑ることをいい、この差動滑りは、図４にて
示したように、ボール２４が両輪２１，２２間に予め付
与したラジアル力によって軸方向荷重Ｆと径方向荷重Ｐ
を受けながらＡ−Ａ軸を自転軸面としてころがる場合、
自転軸Ａ−Ａからボール２４と内輪２１，外輪２２の各
接触部までの各距離ｒ₁，ｒ₂が異なることにより生じる
もので、これによってボール２４と内輪２１ないし外輪
２２との間に摩擦抵抗が生じる。また、スピン滑りはボ
ール２４の内輪２１または外輪２２との接触点がラジア
ル力によって図４の位置より変化して、ボール２４が内
輪２１及び外輪２２から互いに逆方向にねじられながら
自転することにより生じ、これによっても摩擦抵抗が生
じる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明によるステアリング操作負荷付与装置
の一実施例を示す縦断側面図である。

【図２】 図１の２−２線断面図である。

【図３】 ハンドル回転角と摩擦制動トルクの関係を示
す図である。

【図４】 ３点接触式ボールベアリングでの作用説明図
である。

【符号の説明】

１１…ステアリングホイール、１２…ステアリングシャ
フト、１３…ステアリングコラム、２０…３点接触式ボ
ールベアリング、２１…内輪、２２…外輪、２４…ボー
ル、３０…カム、４０…リテーナ、５０…スプリング。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ステアリングホイールによって回転され
   るステアリングシャフトに固定されて一体的に回転する
   内輪とステアリングコラムに非接触に配置される外輪と
   これら内輪と外輪間で転動するボールを備えて前記ステ
   アリングシャフトとステアリングコラム間に配設される
   ３点接触式ボールベアリングと、前記ステアリングシャ
   フトに固定されて一体的に回転するカムと、前記ステア
   リングコラム内に径方向へ移動可能に組付けられかつス
   プリングによって径方向内方に向けて付勢されて前記ス
   テアリングホイールの中立位置を含む所定回転範囲にお
   いて前記カムとスプリングの作用にて定位置に保持され
   前記ボールベアリングの外輪と係合して同外輪の回転を
   規制しまた所定回転範囲以外において前記カムの作用に
   よって前記スプリングに抗して径方向外方に押動されて
   前記ボールベアリングの外輪との係合を解かれるリテー
   ナによって構成したステアリング操作負荷付与装置。