JPS6328760A - ベベルギアを備えた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） 本発明はベベルギアを備えた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、キャブオーバ型自動車等においては、ハンドル軸
の延長線上付近に直交状にステアリングリンケージ機構
のランク軸などを配設することが難しいので、ハンドル
軸の下端部に１対のベベルギアからなる回転操作力方向
変換機構を設け、前後方向に延びる連結軸を介して後方
のステアリングリンケージ機構に連結している。

この種ベベルギアを備えた自動車のステアリング装置は
、例えば実開昭６０−２８５６９号公輸にも記載されて
いる。

上記公報にも記載されているように、上記ステアリング
装置においては、前輪からステアリングリンケージ機構
及び連結軸を介してハンドル軸に伝播するキックバック
やショックを緩和するとともにヘベルギアのバックラッ
シュによるハンドルのガタッキを低減するため、ハンド
ル軸に連結された入力軸ベベルギアのギア小径側端面に
当接するフリクションブロックを設け、このフリクショ
ンブロックを調節ネジや皿バネでギア端面に押圧するよ
うに構成するのが一般的である。

一方、自動車の走行時、操舵輪である前輪の整列不良、
ステアリング系やサスペンション装置の機械的ガタつき
、タイヤ圧の不正及び摩耗状態などの各種の要因によっ
て、前輪が前後方向に共振し始め（謂ゆる、シミーとい
う現象）、その振動がステアリング系のステアリングホ
イールに回転方向振動として伝播し、操舵に支障を来た
す場合が少なくない。上記シミーは自動車の特性にもよ
るが、一般に例えば車速約１０ｋｍ／Ｈｒの低速時と例
えば車速約１００　ｋｍ／　Ｈｒの高速時に発生する。

（発明が解決しようとする問題点） 上記のように、フリクションブロックを入力軸ベベルギ
アの端面に調節ネジや皿バネで押圧する機構においては
、フリクションブロックによる摩擦力を自動車の運転状
態に応じて調節することは出来ず、自動車の組立完了時
や修理の際に調節ネジを介して調節し得るにすぎない。

そして、上記フリクションブロックによるＦｊ擦力が過
大になると、ハンドル換作が重くなって標線しにくくな
って（ることがら、調節ネジや皿ハネの押圧力は比較的
小さく設定されている。

この場合、シミー発生時にステアリングリンケージ機構
からハンドル軸に伝播する強力な振動を上記フリクショ
ンブロックの摩擦力で抑制することは到底不可能である
。

（問題点を解決するための手段） 本発明に係るベベルギアを備えた自動車のステアリング
装置は、ハンドル軸に連結された入力軸の端部に設けら
れた入力軸ベベルギアと、出力軸の端部に設けられ入力
軸ベベルギアと噛合する出力軸ベベルギアと、上記人力
軸ベベルギアと出力軸ベベルギアの少なくとも一方のギ
ア小径側端面に当接するフリクションブロックとを備え
た自動車のステアリング装置において、上記フリクショ
ンブロックを上記ギア端面に押圧駆動する駆動手段を設
け、走行中に操舵輪の前後方向の共振状態を検出する検
出手段を設け、上記検出手段からの検出信号を受けて共
振状態が発生したときにフリクションブロックを押圧す
る押圧力が増大するように上記駆動手段を制御する制御
手段を設けたものである。

尚、必要に応じて、上記駆動手段をフリクションブロッ
クの背方に設けた油圧シリンダで構成し、そのピストン
ロッドでフリクションブロックを押圧するように構成し
てもよいし、或いはまた上記駆動手段をソレノイド式ア
クチュエータで構成してもよい。

（作用） 本発明に係るベベルギアを備えた自動車のサス　　　・
ペンション装置においては、ハンドル軸からの回転操作
力は、入力軸に伝達され、入力軸ベベルギアと出力軸ベ
ベルギアとで方向変換されて出力軸に伝達され、出力軸
からステアリングリンケージ機構へ伝達される。

上記入力軸ベベルギアと出力軸ベベルギアの少なくとも
一方のギア小径側端面に当接するフリクションブロック
と、このフリクションブロックを押圧駆動する駆動手段
と、操舵輪の前後方向の共振状態を検出する検出手段と
、上記駆動手段を制御する制御手段とが設けられており
、検出手段によって操舵輪の共振状態が検出されると、
制御手段はその検出信号に基いてフリクションブロック
を押圧する押圧力が増大するように上記駆動手段を制御
することになる。従って、共振状態発生時にフリクショ
ンブロックが当接している方のベベルギアがこれとフリ
クションブロック間に作用する摩擦力で陶束され、ハン
ドル軸に伝播する共振振動が著しく低減することになる
。これと同時に、上記フリクションプロ、りによる拘束
力によってステアリング系を介して前輪の振動が制御さ
れるので、直進安定性も向上することになる。

（発明の効果） 本発明に係るヘベルギアを備えた自動車のサスペンショ
ン装置によれば、以上説明したように既存のフリクショ
ンブロックを有効活用し、駆動手段と検出手段と制御手
段とかみなる簡単な構成でもってシミー発生時ハンドル
に伝（恐する振動を著しく低減させることが出来る。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基いて説明する。

本実施例は、キャブオーバ型自動車のステアリング装置
に本発明を通用した場合の実施例である。

第１図に示すように、このステアリング装置は、ステア
リングハンドル１と、ステアリングハンドル１に連結さ
れ、コラム２内を下方に延びるステアリングシャフト３
と、ステアリングシャフト３の下端部に連結された入力
軸４と、入力軸４の下端部にベベルギア機構を介して連
結された出力軸５と、出力軸５に連結され後方に延びる
連結軸６と、連結軸６に連結されたピニオン軸７と、ビ
ニオン軸７の後端のピニオンと、車幅方向に向けて配設
されピニオンに噛合するランク軸８と、ラック軸８の両
端部にボールジヨイントを介して夫々連結された左右１
対のタイロッドと、各タイロッドの外端部にボールジヨ
イントを介して連結され前輪支持部材に一体的に突設さ
れたナックルアームとから基本的に構成されている。

第２図はベベルギア機構及びそれに付属する機器の構成
を示すもので、入力軸４と出力軸５とは、両者の軸線が
約６０度の開角をなす状態にギアボックス９内にベアリ
ング類を介して回転自在に装着され、入力軸４の下端の
入力軸へヘルギア１０と出力軸５の前端の出力軸ヘベル
ギア１１とは噛合しており、入力軸４からの回転掻作力
は方向変換して出力軸５に伝達されるようになっている
。

上記入力軸ベベルギア１０の小径側端面１０ａに対向す
るギアボックス９の部分には円筒状のシリンダ形成部が
一体的に外側へ突設され、このシリンダ形成部内に小形
の油圧シリンダ１２が設けられ、そのピストンロッド１
２ａはギアボックス９内へ突入して上記端面１０ａ側へ
その端面１０ａに対して垂直に延び、このピストンロッ
ド１２ａの先端部には耐摩耗性に優れた金属製のフリク
ションブロック１３が装着されて上記端面１０ａの外周
近傍部に当接している。

上記油圧シリンダ１２のロッド側室には圧縮コイルハネ
１４が内装されており、ヘッド室油室１５に連なる油室
１６は油圧ポンプ１７の吐出口に油圧供給路１８で接続
され、上記油圧シリンダ１２のピストンロッド１２ａで
フリクションブロック１３を入力軸ベベルギア１０に押
圧し得るようになっている。このポンプ１７はエンジン
のクランク軸に連結されたプーリ１９で駆動され、この
油圧供給路１８から分岐するリリーフ油路２０にはリリ
ーフ油量を調節するソレノイド弁２１が介設され、上記
ソレノイド弁２１はコントロールユニット２２によって
制御され、上記コントロールユニット２２へは加速度セ
ンサ２３からの信号が出力されている。

上記加速度センサ２３は車速か約１１００ｋ／Ｈｒ前後
になったときにシミーが起って前輪が前後方向に共振状
態になったときにそれを検出するためのもので、シミー
が起るとナックルアームを介してタイロッドやラック軸
８が車幅方向に振動し始めることから、上記加速度セン
サ２３はタイロッドやラック軸８に車幅方向の加速度を
検出し得るように取付けられている。

上記ソレノイド弁２１のソレノイドはデユーティソレノ
イドであり、コントロールユニット２２は加速度センサ
２３からの検出信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器とマ
イクロコンピータとマイクロコンピータからの制ｉ’［
ＩＩ　信号に基いてソレノイドへ駆動パルスを出力する
駆動回路などから構成されている。そして、マイクロコ
ンピータには所定の制御プログラムが予め入力格納され
ており、第３図に示すようにシミーが発生しないときＳ
こは油室１６内の油圧を所定の比較的低い圧力に保持す
るようにリリーフ油量を制御し、シミーが発生したとき
には駆動パルスのデユーティ比を太き（して油室１６及
びヘッド側油室１５内の油圧が急上昇するようにリリー
フ油量を制御するようになっている。

そして、シミーが解消して前輪が共振しなくなったとき
には再びリリーフ油量を多くして油室１６及びヘッド側
油室１５の油圧を所定の比較的低い圧力に保持するよう
になっている。

但し、上記ソレノイドを通常のソレノイドで構成し、上
記コントロールユニット２２は例えば加速度センサ２３
からの加速度信号を加速度の絶対値に対応する電圧信号
に変換する回路と、比較回路と、加速度の絶対値が所定
時間以上にわたってシミー発生時の加速度の大きさにな
ったときにソレノイドへ通電する駆動回路などを備えた
アナログ回路で構成することも出来る。

また・上記油圧シリンダ１２は出力軸ベベルギア１１の
小径側端面に対向するように設けてフリクションブロッ
クをその端面に押圧するように構成してもよい。

以上の構成において、シミーが発生しないときには、加
速度センサ２３からの検出信号に基いてコントロールユ
ニット２２が駆動パルスのデユーティ比を小さくし、リ
リーフ油路２０からのリリーフ油量を多くし、油室１６
とヘッド側油室１５内の油圧を所定の比較的低い圧力に
保持するので、フリクションブロック１３はピストンロ
ッド１２ａからの比較的小さい押圧力で入力軸ベベルギ
ア１０の端面１０ａに押圧されることになる。これによ
り、従来装置のフリクションプロ・ツクと同様に入力軸
４へ伝播するキックバックやシヨ・ツクが穏和され、入
力軸ベベルギア１０と出力軸ベベルギア１１間のバフク
ラッシュによる入力軸４のガタッキも少なくなる。

これに対して、シミーが発生するとそれが加速度センサ
２３により検出され、その検出信号に基いてコントロー
ルユニット２２は駆動パルスのデユーティ比を大きくし
、リリーフ油路２０からのリリーフ油量を少なくするこ
とにより油室１６とヘッド側油室１５内の油圧を所定の
圧力まで高めるので、フリクションブロック１３はかな
り大きな力で入力軸ベベルギア１０の端面１０ａに押圧
されることになる。その結果、前輪からの共振振動が出
力軸４まで伝播して来ても入力軸４がフリクションブロ
ック１３と端面１０ａ間に作用する摩擦力で拘束されて
いるので、上記共振振動がハンドル軸３に殆んど伝播し
なくなる。これと同時にステアリング系を介して前輪の
振動も抑制されるので、自動車の直進安定性が向上する
。

但し、上記シミー発生時にも操舵の必要はあるので、上
記押圧力が過大とならないように油圧シリンダ１２の油
圧が設定される。

尚、上記実施例では加速度センサ２３によってラック軸
やタイロフトの加速度を直接検出することによりシミー
の発生を検出するようにしたけれども、自動車の前輪の
整列やフロントサスペンション特性等に応じてシミーが
発生するときの車速が略一定（約１１００ｋ／Ｈｒ前後
）なので、加速度センサ２３を省略し、車速センサから
の車速信号に基いてシミー発生車速になったときにソレ
ノイド弁２１を制御するように構成してもよい。

また、前記油圧シリンダ１２に代えて、ソレノイド式ア
クチュエータを設け、シミーが発生していない通常時に
は皿バネなどのバネ力でフリクションブロック１３を入
力軸ベベルギア１０に押圧する一方、シミー発生時には
コントロールユニット２２からソレノイド式アクチュエ
ータのソレノイドへ駆動電流を出力してソレノイド式ア
クチュエータによってフリクションブロック１３の押圧
力を強化するようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図はキャブオ
ーバ型自動車のステアリング装置の要部側面図、第２図
はベベルギア機構及びそれに付属する機器の構成図、第
３図は油圧シリンダの油圧を表わす線図である。 １・・ハンドル、　２・・コラム、　３・・ステアリン
グシャフト（ハンドル軸）、　　４・・入力軸、　５・
・出力軸、　６・・連結軸、　７・・ピニオン軸、　８
・・う・ツク軸、　　１０・・人力軸ベベルギア、　　
１０ａ・・小径側端面、　　１１・・出力軸、　　ｌｌ
ａ・・小径側端面、　　１２・・油圧シリンダ、　　１
２ａ・・ピストン口・ノド、１３・・フリクションプロ
・ツク、　　１７・・油圧ポンプ、　２１・・ソレノイ
ド弁、　２２・・コントロールユニット、　　２３・・
加速度センサ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）ハンドル軸に連結された入力軸の端部に設けられ
   た入力軸ベベルギアと、出力軸の端部に設けられ入力軸
   ベベルギアと噛合する出力軸ベベルギアと、上記入力軸
   ベベルギアと出力軸ベベルギアの少なくとも一方のギア
   小径側端面に当接するフリクションブロックとを備えた
   自動車のステアリング装置において、 上記フリクションブロックを上記ギア端面に押圧駆動す
   る駆動手段と、 走行中に操舵輪の前後方向の共振状態を検出する検出す
   る検出手段と、 上記検出手段からの検出信号を受けて共振状態が発生し
   たときにフリクションブロックを押圧する押圧力が増大
   するように上記駆動手段を制御する制御手段とを備えた
   ことを特徴とするベベルギアを備えた自動車のステアリ
   ング装置。
2. （２）上記駆動手段がフリクションブロックの背方に設
   けられた油圧シリンダで構成され、そのピストンロッド
   でフリクションブロックを押圧するように構成されてい
   る特許請求の範囲第１項に記載のベベルギアを備えた自
   動車のステアリング装置。
3. （３）上記駆動手段がソレノイド式アクチュエータで構
   成されている特許請求の範囲第１項の記載のベベルギア
   を備えた自動車のステアリング装置。