JPS6071373A - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、自動車のステアリング装置に関するものであ
る。

（従来技術） 、従来より、高速直進時の走行安定性の向上お上びシミ
ー、キックパック等の異常振動の抑制を目的として、操
舵輪に連結されたタイロッドと車体との間にダンパー装
置を取ｆ＝Ｉけ、走行中に操舵輪が受ける外乱をダンパ
ー装置によって減衰もしくは吸収することにより、ステ
アリングギヤ装置を升してタイロッドに連結されたステ
アリングホイールのふらっぎを防出するＪ：うにした自
動車のステアリング装置は公知である（特開昭５７−５
７３１１号公報参照）。

かがるステアリング装置は、ステアリングホイールのふ
らつきを抑制するうえで゛は確かに有効で、上記の［］
的を満足することができる。しがしなが呟その反面、１
−、記のダンパー装置は操舵時【こおいても減衰力を発
生し、タイロッドの変位を抑制するため大きな操舵力を
必要とし、特に低、中速走行時の大舵角操舵時には、そ
の傾向が顕著となる原理的な問題が“ある。

（発明の目的） 本発明は、かがる問題を解？１′Ｉすべくなされたもの
であって、操舵・姓を犠牲にすることなしに、高速直進
安定性の向上およびステアリングホイールの異常振動の
抑制を図ることができる自動車のステアリング装置を提
供することを目的としている。

（発明の構成） 本発明は、シミーやキックパック等の異常振動が問題と
なるのは、主として直進走行時であることに１着目し、
操舵、非操舵（直進）状態を検出し、操舵時には、操舵
輪に連結されたタイロッドと車体との開に設けられたダ
ンパー装置の減衰力を減少させるようにしたことを基本
的な特徴としている。

即ち、本発明にかかる自動車のステアリング装置は、操
舵輪に連結されたタイロッドと、タイロッドをステアリ
ングギヤ装置を介して作動させるステアリングホイール
と、タイロッドと車体との間に設けられた減衰力可変な
ダンパー装置と、ダンパー装置の減衰力を変化させる調
整手段と、ステアリング系統の動作状態を検出する状態
検出手段と、状態検出手段の出力を受けて、操舵時には
滅、糞力を小さくする信号を、非操舵時には減衰力を大
きくする信号を−に記調整手段に発する制御部とによっ
て構成される。

したがって、本発明では、ステアリング系統の動作状態
が状態検出手段によって検出され、操舵時であることが
検出されると、その検出信号を受けて、制御部が調整手
段にダンパー装置の減衰力を減少させる信号を印加し、
ダンパー装置のｉ減衰力を弱めることか゛できる。そし
て、通常の直進時（非操舵時）には、ダンパー装置は、
本来の大きなｊ減衰力によってタイロッドを介してステ
アリングホイールに伝達されようとする外乱を減衰させ
、或いは吸収することかできる。

（発明の効果） 本発明によれば、したがって、操舵の状態に応して、ダ
ンパー装置のｊ減衰力か切基えられ、高速直進安定性の
向−におよび異常振動の抑制という目的を、操舵性を犠
牲にすることなく具現化できる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。

第１図に示すように、操舵輪１に結合されたナックル２
はその上部アーム２ａが車体に設けたサスペンションタ
ワー３にラバーマウント４を介して取付けられたダンパ
ー５に結合され、°下部アーム２１）はスピンドル６を
介して車体側に結合されたロアアーム７１こラバーマウ
ンＹ８を介して結合されている。そして、操舵輪１の車
軸（図示せず）に関して内向と斜め側方に伸びるナック
ル２の中間部アーム２ｃには、車体の左右方向に伸びる
タイロッド９のタイロッドエンド１０かラバーマウント
１１を介して結合されている。

」二足タイロッド９は、具体的に図示しないか、車体（
Ｉｌｌに固定支持されたギャハウジング１２ａ内を？１
通する部分にラックを有し、このラックは、ギヤハウジ
ング１２ａのピニオン軸受部１２　ｂ　上回動１１在に
支持されたピニオン１３とギャハウジング１２ａ内にお
いて噛合って所謂ステアリングギヤ装置δ１２を形成し
ている。上記ピニオン１３は具体的に図示しないが、よ
く知られているように中継シャフトを介してステアリン
グホイール（図示せず）により回転操作されるステアリ
ングシャフトに連動するように連結されており、ステア
リングホイールを操作する、即ち操舵すると、上記ステ
アリングギヤ装置１２のピニオン・ラック機構によりタ
イロッド９が左右いずれか一方に変位され、これ【こよ
って操舵輪１の向トか変えられるようになったステアリ
ングは構を構成している。

第１図および第２図に示すように、ＪＩＬ本側、より具
体的には、サスペンションタワー３の下部の取ｆ」ブラ
ケット１４とタイロッド９との間には、；減衰力可変の
ダンパー装置１５を車体の左右方向および」１下方向に
僅かに傾けた状態に取イリけている。

このダンパー装置１５は、グンパー装置コ５の減衰力を
可変とするための可逆式ステップモータ１６を軸方向の
一端に１ｔｉｉえており、可逆式ステンプモータ１Ｇの
ハウジングを兼ねたダンパー装置１５の取ト１フ゛ラケ
ッＹ１７け、す又ペンションタワー３側の取付ブラケン
）１１１に溶接等により固定される一方、ダンパー装置
１５の他端から軸方向に伸長するダンパーロッド１８の
先端に設けたリング状の結合部１８ａは、タイロッド９
に基部を固定した連結金具１９の軸部１９ａに嵌合され
、ナン１２０で支持された抜止ワッシャ２１により抜１
１−された状態でシイロッド９に結合されている。

なお、第１図および第２図において、２２．２２はタイ
ロッド９の変位を許容して、ステアリングギヤ装置１２
のギヤハウジング１２ａとタイロッド９との間をシール
するゲストブーツである。

次に、第３図により、上記ダンパー装置１５の構造を説
明する。

第３図に示すようｌこ、ダンパー装置〕５は、外筒２，
１と内筒２５とからなる２重筒構造のダンパ一本体２６
の内部にオイルを封入し、内筒２５内には、支持ロッド
２７の先端に支持したピストンアンセンブリ２８を相対
的に摺動自在に嵌合している。

上記支持ロッド２７は、ダンパ一本体２６がら突出ｌ、
て前記取付ブラケット１７に取付金具２９、を介して支
持された可逆式ステップモータ１６に向けて伸長され、
その伸長端部においてラバーマウント３０を貫通した状
態で上記取付ブラケット１７に支持されている。なお、
３１は、ラバ−マウント３０にスペーサ３２を介して支
持され、ダンパ一本体２Ｇと支持ロッド２７とを外側か
らカバーするカバー筒である。

そして、支持ロット２７の中心軸に沿って設けた貫通孔
２７ａには、小径の回１断ロッド３３が回転可能に嵌合
されており、この回転ロッド３３は、一端がジヨイント
３・１を介して可逆式ステップモータ］６の出力軸に回
転に連動するように連結されている。回転ロッド３３の
一段大径に形成されたＩｆ！！端には、１、字状のオリ
フィス通路３５を穿設した回転弁３６が形成されてす９
す、後述の制御部によって可逆式ステップモータ１６を
正逆駆動することにより、オリフィス通路３５とこれに
対応して支持ロッド２７に設けた連通路３７とが合致す
る位置（図示の位置）と、両者が連通しない位置とに上
記回転弁３６を切朽え制御しうるようにしている。

この回転弁３６の切替えにより、ダンパー装置１５の減
装力は変更される。即ち、回転弁３６が非合致（非連通
）位置に回転される、換言すれば、オリフィス通路３５
と連通路３７とが一致していない状態では、ダンパ一本
体２６とピストンアッセンブリ２８との開の相対変位は
、ピストンアンセンブリ２８のピストン本体２８ａの軸
方向に貫通させて設けた第１．第２オリフィス通路３８
゜３９のいずれか一方によってのみ規制される。第・１
図にピストンアッセンブリ２８部分の拡大図を示すよう
に、ピストン本体２８ａを軸方向に貫通させて設けた上
記第１．第２オリフィス通路３８゜３９は互いｔこ逆向
きｌこ換言すれば、開放端か互違いに形成されており、
夫々、支持ロッド２７の端部に固定して支持されたリン
グプレー）４０．４１にフィルスプリング４２．４３を
介して支持されたワッシャ状の第１．第２逆止弁４４．
４５によって開閉されるようになっている。より具体的
には、第３図に矢印Ａで示すように、ダンパ一本体２６
、が図の右方に変位される場合には、内筒２５の図の左
側の室２５Ｂの油圧が十Ｊ’ｌＬ、この油圧の」−別に
よって、第１逆止弁４４か開作動され、第１オリフィス
通路３８が開放され、オイルは第１オリフィス通路３８
を通して左側の室２５Ｂから右側の室２５Ａに流出する
。また、ダンパ一本体２６が」二足へ方向とは反対向き
ｌこ変位されようとすると、今度は、第２逆市弁・・１
５か゛開作動され、第２オリフィス通路３つか開放され
る。」二足いずれの場合にも、回転弁３６の非合致位置
では、ダンパ一本体２６の変位は、第１．第２オリフィ
ス通路３８、　３９のいずれか一方のみにＪ：って規制
されるため、ダンパ一本体２６の変位は緩慢となる、狸
もダンパー装置１５のｉ威朕力は大となるのである。

これに対し、前記の如く、回転弁３６のオリフィス通路
３５と支持ロッド２７の連通路３７とか合致した場合に
は、内筒２５内の左、右の室２５Ｂ。

２５　Ａはオリフィス通路３５一連通路３７の経路でも
連通されるため、画室２’、＋Ａ、２５Ｂ間のオイル流
通量は、大幅に増加することとなる。このため、ダンパ
一本体２６の変位は比較的早くなり、ダンパー装置１５
の減衰力が低下される。

以」二のように、可逆式ステップモータ１６および回転
ロッド３３に支持された回転弁３６は、ダンパー装置１
５の減衰力を変化させる調整手段を構成する。

また、上記の如きダンパ一本体２６と支持ロッド２７と
の間の相対変位にともなう内筒２５の内部容積の増減は
、内筒２５の外周に両端を気密に固着したラバー等の弾
性材よりなる円筒状のダイヤプラム４６によって吸収さ
れる。このダイヤフラム４６と内筒２５との間には、空
気等のガスが封入されでいる。このダイヤフラム４６は
、ダンパ一本体２６が図の右方向Ａに変位され、内筒２
５内の容積が支持ロッド２７によって減少され、その減
少分に等しいオイルが内筒２５の左端に装着した流量調
整弁４８を介して、内筒２５と外筒２４との間の室２４
Ａ内に流入すると、その流入分だけ収縮する。逆に、ダ
ンパ一本体２６が図の左方、向に変位される場合には、
流量調整弁４８を介して、内筒２５と外筒２４との間の
室２４Ａ内に貯えていたオイルを内筒２５の左側の室２
５Ｂに送り込んで、内筒２５内の容積の増大に対応する
。

次に、上記可逆式ステップモータ］６の駆動制御回路に
ついて説明する。

第５図に示すように、可逆式ステンプモータ１６は、該
モータ１６の回転に連動する一月の円弧状可動接点４８
．’１９をイ（ｉｔえており、一方の（第５Ｍの左側の
）可動接点・・１８にλ′・ｊしては、２つの固定接点
５（’１．５１か設けられ、北方の（右側の）可動接点
ｌ［つに対しては１つの固定接点５２か設けられている
。−１−記２つの固定接点５０．５１は、対応する可動
接点４８か図に実線で示す第１回転位置（イ）にあると
ぎには、両方の固定接点５０゜５］か同時に可動接点・
・１８に接触する一方、図に仮想線で示す第２回ｉ１ｆ
、位置（ロ）では、一方の固定接点５０は可動接点４８
と接触せず、他方の固定接点５１にのみ接触するように
なっている。なお、他方の可動接点１１．９はその回転
位置のいがんを問わず固定接点５２と接触するようにな
っている。

上記２つの固定接点５０．５１は、駆動電源５３の正極
、負極に夫々接続された切替接点５４ａ、　５４ｂを有
する第１リレースイツチ５４の共通接点５４ｃに、並列
かつ逆向きに接続された逆流防止用のダイオード５５．
５６を介して夫々接続されている。また、いま一つの固
定接点５２は、上記駆動電源５３の正極および負極に夫
々接続された切替接点５７ａ＋５７１〕を有する第２リ
レースイッチ５７の共通接点５７ｃに接続されている。

これら第１．第２リレースイッチ５４．５７の各リレー
フィル５４Ｘ、５７Ｘは、例えばマイクロコンピュータ
の一部によって構成されるリレー制御部５８によってオ
ン・オフが制御されるようになっており、第１．第２リ
レースイッチ５４゜５７は第１リレースイツチＳ４の共
通接点５４ｃが、駆動電源５３の負極に接続されている
ときには、ｆ：ｒＳ２リレースイッチ５７の共通接点５
７ｃが駆動電源５３の正極に接続されるようになってお
ｌ）（図示の状態）、図示の状態がら、第１．第２リル
ースイッチ５４．５７が同時に切替えられると。

駆動電源５３に対する接続関係が逆転するように切替え
られる。

」二足リレー制御部５８は、ステアリング系統の動作状
態を検出する状態検出手段を構成する少なくとも一つ以
上のセンサ、具体的には、ステアリングホイール角度θ
１１の大、小を検出するステアリング角度センサ５９、
ステアリングホイールに加えられる握力の大、小を検出
する握力センサ６０、さらにステアリング系統の振動の
犬、小を検出する振動センサ６１等の出力を入力とし、
これらセンサ類５り、６０．６１の各出力の少なくとも
一つ、或いはこれら出力の釦介せ、さらには各出力の微
分値との組合せから、ステアリング系統が操舵状態にあ
るが非操舵状態にあるかを判定して、上記２つのリレー
コイル５−Ｉ　Ｘ、５７　Ｘのオン。

オフをその１！す定にしたかって制御する。即ち、この
リレー制御部５８は、状態検出′ト段の出力を受けて、
ダンパー装置１５の調整手段にステアリング系統の動作
状態に応した制御信号を発する制御部を構成する。

い主、第５図に示す状態が、非操舵時に対応するとした
場合、その状態か呟運転者がステアリングホイールを操
作して操舵を行なうと、リレー制御部５８は、ステアリ
ング角度センサ５９！握カセンサ６０、若しくは振動セ
ンサ６１の出力変化等から操舵時であると判定し、第１
．第２リレースイッチ５４．５７の各リレーコイル５４
Ｘ。

５７Ｘをオンし、第１．第２リレースイツチ５４゜５７
を同時に切替える。このため、可逆式ステップモータ１
６の給電経路が反転され、可逆式ステップモータ１６は
、第５図に可動接点４８．４９の回転方向として示すよ
うに、反時針廻り方向ＡＣに回転され、可動接点４８．
４９が仮想線で示す第２回転位置（ロ）まで回転される
と、一つの固定接点５０と可動接点４８とか非接触とな
って、可逆式ステップモータ１６が断電されその位置に
停止にする。

この可逆式ステップモータ１６の一回の所定角度の回転
により、ダンパー装置１５は、第３図に示す状態、即ち
、回転ロッド３３に支持した回転弁３６のオリフィス通
路３５が支持ロッド２７の連通路３７と合致した状態に
切替えられ、その結果、ダンパー装置１５のｊ成糞力が
減少される。つまり、ダンパー装置１５のｉ成糞力は、
大から小へと切替えられる。

そして、操舵が完了して直進を開始すると、再び、リレ
ー制御部５８により、第１．第２リレースイ、チ５□１
，５７か、第５図の状態に切替えられ可逆式ステップモ
ータ１６は、第５図の時針回り方向Ｃに回転され、いま
一つの固定接点５１と可動接点１１８とか非接触となっ
て、可逆式ステンプモータ１６か断電されてその位置に
停止し、その結果、回転弁３Ｇのオリフィス通路３５と
支持ロッド２７の連通路３７との連通か遮断され、ダン
パー装置１５の：成哀力は再び強められる。

以」二のように、ステアリング系統が操舵状態にあると
きには車体とタイロッド９との間に設けたダンパー装置
１５の減衰力が弱められるので、ステアリングホイール
の操作は、ダンパー装置１５による抵抗を受けることな
く楽に行なえる。一方、ステアリング系統が非操舵状態
にあるとき、即ち直進時には、ダンパー装置１５の減衰
力は強められるので、ダンパー装置１５により、操舵輪
１に作用する外乱が減衰もしくは吸収され、直進安定性
が向−１〕されるとともに異常振動（ステアリングホイ
ールのふらつト）が確実に抑制される。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、各々本発明の実施例にかかる自
動車のステアリング装置の要部背面図および平面図、第
３図は第１図、第２図に示したダンパー装置の一例を示
す断面図、第４図は第３図の一部拡大断面図、第５図は
ダンパー装置の可逆式ステップモータの駆動制御回路を
示す回路図である。 １・・・操舵輪、　９・・・タイロッド、１２・・・ス
テアリングギヤ装置、 １５・・・ダンパー装置、 １６・・・可逆式ステップモータ、 ３ト・・回転ロッド、３６・・・回転弁１．５４．５７
・・・第１１第２リレースイツチ、５８・・・リレー制
御部、 ５つ・・・ステアリング角度センサ、 ６０・・・握力センサ、６１・・・振動センサ。 特許出願人　東洋工業株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）操舵輪に連結されたタイロッドと、タイロッドを
   ステアリングギヤ装置を介して作動させるステアリング
   ホイールと、タイロッドと車体との間に設けられた減衰
   力可変なダンパー装置と、ダンパー装置の減衰力を変化
   させる調整手段と、ステアリング系統の動作状態を検出
   する状態検出手段と、状態検出手段の出力を受け、操舵
   時ｉ減衰力を小さくする信号を、非操舵時減衰力を大と
   くする信号を調整手段に発する制御部とからなる自動車
   のステアリング装置。