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発明の名称 車両用舵角比可変操舵装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平9−2309
公開日 平成9年(1997)1月7日
出願番号 特願平7−150094
出願日 平成7年(1995)6月16日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】中島 淳 (外4名)
発明者 浅山 和博
要約 目的
部品点数が少なく、小型化を図ることのできる車両用舵角比可変操舵装置を提供すること。

構成
ステアリングロッド14に半径rの凹部16を設け回転部材18を回転自在に挿入する。回転部材18に溝20を形成し、円柱状のカム22を挿入する。カム22には、ステアリングメインシャフト24を偏心させて連結する。ステアリングメインシャフト24が回転されるとカム22が振れ回り、ステアリングロッド14が移動する。ステアリングメインシャフト24の回転と同時に、回転部材18を回転させると、ステアリングロッド14の移動量が減少する。ステアリングメインシャフト24を回転すると共に回転部材18を回転させることでステアリングホイールの切れ角に対応するステアリングロッド14の移動量を減少させること、即ち、舵角比を可変することができる。
特許請求の範囲
【請求項1】 ステアリング操作に応じて回転駆動される操舵軸に連結され軸線が前記操舵軸の軸線とは偏心している偏心部材と、操舵車輪に連結された出力軸と、前記出力軸に組み付けられ前記出力軸の軸線と直交する軸線回りに回転自在な回転部材と、前記回転部材を回転駆動する回転駆動手段と、を備え、前記回転部材に前記回転部材の軸線に直交する方向の溝部を設け、前記溝部に前記偏心部材を回転自在に係合させたことを特徴とする車両用舵角比可変操舵装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ステアリングホイールの操作角と操舵輪の切れ角との比を変えることができる車両用舵角比可変操舵装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、自動車等の車両に用いられ、車速等の諸条件に応じてステアリング操作角と操舵輪の切れ角との比を変えることができる車両用舵角比可変操舵装置が提案されており、その一例として、特開平6−56048号公報に示されている車両用舵角比可変操舵装置を上げることができる。
【0003】図4に示すように、この車両用舵角比可変操舵装置100は、ステアリングホイール102と、ラック&ピニオン機構104との間に設けられており、ステアリングホイール102からの操舵入力が、操舵入力軸106を介して伝達されるようになっている。また、車両用舵角比可変操舵装置100の出力は操舵出力軸108を介してラック&ピニオン機構104に伝達されるようになっている。
【0004】車両用舵角比可変操舵装置100は、操舵入力軸106に連結される第1の遊星ギヤ装置110と、この第1の遊星ギヤ装置110のキャリア出力が入力され、操舵出力軸108に連結される第2の遊星ギヤ装置112と、ギヤ比を変化させる動力を与えるモータ114とを備えている。
【0005】第1の遊星ギヤ装置110の第1のリングギヤ116の外周には、ウォーム・ホイール118が一体的に設けられている。このウォーム・ホイール118にはウォームギヤ120が噛み合っており、このウォームギヤ120がモータ114によって回転されるようになっている。
【0006】この車両用舵角比可変操舵装置100では、第1のリングギヤ116を正転又は逆転させることにより、舵角比を変化させている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかし、遊星歯車機構は、部品点数が多く構成が複雑であり、装置が大型となって車両への搭載性に問題がある。
【0008】本発明は上記事実を考慮し、部品点数が少なく、小型化を図ることのできる車両用舵角比可変操舵装置を提供することが目的である。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の車両用舵角比可変操舵装置は、ステアリング操作に応じて回転駆動される操舵軸に連結され軸線が前記操舵軸の軸線とは偏心している偏心部材と、操舵車輪に連結された出力軸と、前記出力軸に組み付けられ前記出力軸の軸線と直交する軸線回りに回転自在な回転部材と、前記回転部材を回転駆動する回転駆動手段と、を備え、前記回転部材に前記回転部材の軸線に直交する方向の溝部を設け、前記溝部に前記偏心部材を回転自在に係合させたことを特徴としている。
【0010】
【作用】本発明の車両用舵角比可変操舵装置によれば、ステアリング操作に基づく回転が、操舵軸を介して偏心部材に伝達される。
【0011】操舵軸と偏心部材とは偏心しているため、操舵軸が回転されると偏心部材は操舵軸の軸心を中心として振れ回る。
【0012】これにより、偏心部材を溝部に係合した回転部材が出力軸を移動させ、操舵車輪の向きが変更される。
【0013】ここで、操舵軸の回転と共に回転駆動手段により回転部材を回転し、出力軸に対する溝部の傾きを変更すると、ステアリング操作(操舵軸の回転)に対する出力軸の移動量(操舵輪の舵角)が変更される。即ち、操舵軸の回転と共に回転部材を回転することにより、舵角比を変えることができる。
【0014】
【実施例】本発明の一実施例を図1乃至図3にしたがって説明する。
【0015】図1に示すように、車両用舵角比可変操舵装置10はステアリングハウジング12を備えており、ステアリングハウジング12には、図示しないスライド軸受を介して出力軸としての丸棒状のステアリングロッド14が図1の矢印L方向及び矢印R方向にスライド自在に支持されている。
【0016】図1及び図2に示すように、ステアリングロッド14の中間部には、半径rの凹部16が形成されている(図2では矢印B方向側)。なお、凹部16の軸心は、ステアリングロッド14の軸心C1を通り、且つ直交している。
【0017】この凹部16には、円板状の回転部材18が回転自在に挿入されている。回転部材18には、一定幅の溝20が径方向に沿って形成されている。なお、溝20の幅方向中心線は回転部材18の軸心C2を通り、かつ直交している。
【0018】回転部材18の溝20には、偏心部材としての円柱状のカム22が挿入されている。カム22の外周面は溝20の側壁に接触しており、カム22は溝20の内部をスライド自在かつ回転自在とされている。カム22の軸心C3と回転部材18の軸心C2とは平行である。
【0019】このカム22の矢印B方向側の端部には、車両のステアリングホイール(図示せず)に連結される操舵軸としてのステアリングメインシャフト24が連結されている。このステアリングメインシャフト24は、図示しないベアリングを介してステアリングハウジング12に回転自在に支持されている。なお、カム22の軸心C3とステアリングメインシャフト24の軸心C4とは平行とされ、かつ所定寸法偏心している。
【0020】回転部材18の外周の一部には、複数の歯26が周方向に所定ピッチで形成されており、歯26にはウォームギヤ28が噛み合っている。なお、歯26の先端は、凹部16の側面に接触しないように回転部材18の外周面よりも径方向内側に位置している。
【0021】ウォームギヤ28は、ステアリングロッド14と平行とされたスライドシャフト30の中間部に固定されている。このスライドシャフト30は、両端付近がスライド軸受32を介してステアリングハウジング12にスライド自在、かつ回転自在に支持されている。
【0022】また、スライドシャフト30の一部は、ステアリングロッド14に固定された軸受板31に回転自在に支持されている。スライドシャフト30には、軸受板31を挟むように一対のリング33が固定されている。これにより、スライドシャフト30は、ステアリングロッド14と連動してスライドする。
【0023】さらに、スライドシャフト30には、軸方向に長いギヤ34が固定されており、このギヤ34には、ステアリングハウジング12に取り付けられたモータ36の軸36Aに固定された幅狭の小ギヤ38が噛み合っている。ギヤ34及び小ギヤ38は、軸方向に沿って延びる歯を備えているため、噛み合ったままの状態で軸方向に相対移動が可能である。
【0024】なお、回転部材18の歯26、ウォームギヤ28、スライドシャフト30、ギヤ34、モータ36、小ギヤ38によって、本発明の回転駆動手段が構成されている。
【0025】図3に示すように、ステアリングメインシャフト24には、ステアリングメインシャフト24の回転角を検出する操舵角センサ40が連結されており、回転部材18には回転部材18の回転角を検出する角度センサ42が連結されている。
【0026】これらの操舵角センサ40及び角度センサ42は制御装置46に連結されている。制御装置46には、操舵角センサ40及び角度センサ42の他に車速センサ48等の車両の走行状態を検出する各種センサ類が連結されている。
【0027】なお、制御装置46は、操舵角センサ40、角度センサ42、車速センサ48等の各種センサからの信号を演算し、モータ36を制御する。
【0028】次に、本実施例の作用を説明する。車両用舵角比可変操舵装置10のステアリングホイールのニュートラル状態は、図1の上段の図に示すように、回転部材18の溝20がステアリングロッド14に対して直交しており、また、カム22の軸心がステアリングメインシャフト24の軸心の矢印D方向側に位置し、カム22の軸心とステアリングメインシャフト24の軸心とを結ぶ線がステアリングロッド14に対して直交している状態である。
【0029】ステアリングホイールが操作され、例えばステアリングメインシャフト24が図の時計回り方向に回転されると、カム22が回転する(図1の中段の図を参照。図1の中段の図は、ステアリングメインシャフト24が図の時計回り方向に45°回転された状態である。)。
【0030】カム22はステアリングメインシャフト24の軸心を中心として振れ回るので、カム22のステアリングロッド14の軸線方向に沿った動きが回転部材18を介してステアリングロッド14に伝達され、ステアリングロッド14が矢印L方向側に移動され、車両の操舵輪が操舵される。なお、ステアリングロッド14がスライドすると、これに伴って回転部材18の歯26に噛み合ったウォームギヤ28がスライドシャフト30と共にステアリングロッド14と同方向に同寸法移動する。
【0031】ここで、本実施例の車両用舵角比可変操舵装置10では、ステアリングホイールの切れ角(ステアリングメインシャフト24の回転角)は、ニュートラル状態から時計回り方向及び反時計回りに各々90°未満とする。
【0032】また、ステアリングメインシャフト24の回転と同時に、溝20の方向とステアリングロッド14の軸心とのなす角度θが90°から減少するように回転部材18を回転(例えば、時計回り方向に回転)させると、ステアリングロッド14は図1の下段の図に示すように移動し、ステアリングロッド14の移動量を図1の中段の図に示す状態よりも減少させることができる。なお、ステアリングホイールをニュートラル状態に戻す際には、回転部材18を同時に回転させ、溝20の方向とステアリングロッド14の軸心とのなす角度θを90°に戻す。
【0033】即ち、本実施例の車両用舵角比可変操舵装置10では、ステアリングメインシャフト24を回転すると共に回転部材18を回転させることでステアリングホイールの切れ角に対応するステアリングロッド14の移動量を減少させること、即ち、舵角比を可変することができる。
【0034】なお、ステアリングメインシャフト24の回転と同時に回転させる回転部材18の回転量に応じて、ステアリングロッド14の移動量は減少する(但し、回転部材18の回転量は45°未満とする)。
【0035】本実施例の車両用舵角比可変操舵装置10では、例えば、車両が高速走行状態である場合に、制御装置46が操舵角センサ40、角度センサ42及び車速センサ48等の各種センサからの情報を基に演算を行い、モータ36を制御してステアリングの切れ角に対するステアリングロッド40の移動量を小さく設定する。これにより、ステアリング操作に対する操舵輪の向きの変化が小さくなり、走行安定性を向上させることが可能となる。
【0036】また、車両が低速走行状態である場合には、回転部材18を回転させない。この場合、ステアリング操作に対する操舵輪の向きの変化が回転部材18を回転させた場合よりも大きくなるので、車庫入れ等の際にステアリング操作量が少なくて済み、車庫入れ等が容易になる。
【0037】なお、制御装置46は、操舵角センサ40及び角度センサ42により、ステアリングメインシャフト24の回転位置及び回転部材18の回転位置を監視し、ステアリングホイールがニュートラル状態の時には回転部材18の溝20がステアリングロッド14に対して直交するように、モータ36を制御する。
【0038】また、舵角比は、車速のみならず、加速・減速度、横G、シフトレバーのポジション等を判断して変化させても良く、運転者のスイッチ操作によって変化させても良い。
【0039】本実施例の車両用舵角比可変操舵装置10は、遊星歯車機構による従来の車両用舵角比可変操舵装置に比較して部品点数が少なく、構成が簡単であるので、小型化が容易であり、車両への搭載性が良い。
【0040】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の車両用舵角比可変操舵装置は、出力軸と操舵軸との間に、偏心部材と回転部材との2部品しか介在しないため、遊星歯車機構に比較して部品点数を大幅に削減し、小型化を図ることができる、という優れた効果を有する。
【0041】また、部品点数の削減、小型化により車両への搭載性が向上する。




 

 


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