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発明の名称 車両用操舵装置
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9−39823
公開日 平成9年(1997)2月10日
出願番号 特願平7−195111
出願日 平成7年(1995)7月31日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】中島 淳 (外4名)
発明者 鈴木 忠幸
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】左右のナックルアームを連結し操舵輪を転舵するための出力軸と、ステアリングホイールに連結されステアリングホイール操作に応じて軸線移動する移動部材と、前記移動部材に回転自在に支持されて常に前記移動部材と一体に軸線移動すると共に、回転中心から変位した位置に偏心ピンが設けられた回転部材と、前記回転部材に対応して固定的に設けられ、前記移動部材と一体に軸線移動する前記回転部材に係合して回転部材を回転させる係合部材と、支軸によって揺動可能に支持され、一端部が前記出力軸に係合すると共に他端部が前記回転部材の偏心ピンに係合し、前記回転部材の軸線移動及び回転を揺動することによって前記出力軸へ伝達する揺動部材と、を備えた車両用操舵装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は車両の操舵輪を転舵するための車両用操舵装置に関する。
【0002】
【従来の技術】車両の操舵装置のうち、ステアリングホイールを持ち替えることなく、少ない操舵量(角)で低速域から高速域までをカバーするために、ステアリングホイールから操舵輪までの間の操舵力伝達経路に可変ギヤ比機構を設け、ステアリングギヤ比(舵角比)をステアリングホイールの操舵角に応じて変更できるように構成した所謂可変ギヤ比ステアリング装置が提案されている(一例として、特開平2−216365号公報)。
【0003】前記公報に示された可変ギヤ比ステアリング装置では、ステアリングホイールから操舵輪までの間の操舵力伝達経路に、可変ギヤ比機構として一対の楕円歯車から成る楕円歯車機構が介在されている。この楕円歯車機構を用いることにより、ステアリングホイールの操舵角の増大に応じてステアリングギヤ比が変化する特性を得ることができ、さらに、ステアリングホイールの中立位置付近では操舵応答が過敏になり過ぎることを防止しながら、操舵輪のフル操舵までに必要なステアリングホイールの操舵角を減少させることができる構成である。
【0004】ところで、前記公報に示される従来の可変ギヤ比機構を備えたステアリング装置では、ステアリングホイールの操舵角に応じてステアリングギヤ比を変更するために一対の楕円歯車から成る楕円歯車機構を用いた構成であるが、これらの楕円歯車が特殊な形状でかつ高精度であることが要求されるため、製造が困難であり、このため、車両に適応した舵角特性を満足させるためにはコスト高になる欠点があった。
【0005】換言すれば、前記公報に示されたステアリング装置では、製造が困難でコスト高になる楕円歯車機構を用いた構成であるため、車両に適応した舵角特性を任意に設定することが困難であり、車両の適用範囲が自ずと制限され、設計の自由度が低い欠点があった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事実を考慮し、ステアリングギヤ比をステアリングホイールの操舵角に応じて変更できるのみならず、車両に適応した舵角特性を任意に設定することができ設計の自由度が拡大する車両用操舵装置を得ることが目的である。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1に係る発明の車両用操舵装置は、左右のナックルアームを連結し操舵輪を転舵するための出力軸と、ステアリングホイールに連結されステアリングホイール操作に応じて軸線移動する移動部材と、前記移動部材に回転自在に支持されて常に前記移動部材と一体に軸線移動すると共に、回転中心から変位した位置に偏心ピンが設けられた回転部材と、前記回転部材に対応して固定的に設けられ、前記移動部材と一体に軸線移動する前記回転部材に係合して回転部材を回転させる係合部材と、支軸によって揺動可能に支持され、一端部が前記出力軸に係合すると共に他端部が前記回転部材の偏心ピンに係合し、前記回転部材の軸線移動及び回転を揺動することによって前記出力軸へ伝達する揺動部材と、を備えている。
【0008】請求項1記載の車両用操舵装置では、ステアリングホイールが操舵されると、移動部材が軸線移動される。移動部材が軸線移動すると、これと一体に回転部材が軸線移動される。この際に、回転部材に対応して固定的に設けられた係合部材が回転部材に係合して、回転部材が回転される。すなわち、移動部材が軸線移動されると、回転部材は移動部材と一体に軸線移動しながらかつ回転される。
【0009】回転部材が軸線移動しながら回転されると、揺動部材の他端部が回転部材の偏心ピンに押圧されて揺動部材が支軸周りに揺動され、これにより、出力軸が揺動部材の一端部によって押圧されて駆動され、操舵輪が転舵される。
【0010】この場合、偏心ピンによる揺動部材の押圧位置に応じたレバー比(アーム比)によって決定される伝達比で、出力軸が駆動される。
【0011】さらにここで、回転部材は移動部材と一体に軸線移動しながらかつ回転されるため、回転部材の偏心ピンの実質的な軸線移動量は、移動部材の軸線移動量に対して、回転部材の回転量に対応する分だけ実質的に増加される。かつさらに、回転部材は回転しながら偏心ピンが揺動部材を押圧するため、回転部材の回転に応じて偏心ピンによる揺動部材の押圧位置が変化する。換言すれば、揺動部材を揺動させる際のレバー比(アーム比)が、回転部材の回転に応じて変化する。
【0012】すなわち、回転部材は、軸線移動及び回転しながら揺動部材を揺動させるため、移動部材の移動量(すなわち、ステアリンギホイールの操舵角)に対する出力軸の駆動量の比(ステアリングギヤ比の変化特性)を非線形に設定することができる。換言すれば、ステアリングホイールの操舵角の増大に応じてステアリングギヤ比が非線形に変化する特性を得ることができる。したがって、ステアリングホイールの中立位置付近ではステアリングギヤ比を大きく設定すれば、操舵応答が過敏になり過ぎることを防止でき、一方、操舵輪の最大舵角付近ではステアリングギヤ比を小さく設定すれば、操舵輪のフル操舵までに必要なステアリングホイールの操舵角を減少させることができる。
【0013】また、回転部材の偏心ピンの偏心量や揺動部材のレバー比(アーム比)を適宜設定することにより、車両に適応した舵角特性を容易に得ることが可能であり、設計の自由度が拡大する。
【0014】
【発明の実施の形態】図1には本発明の実施の形態に係る車両用操舵装置10の全体構成が正面図にて示されている。また、図2には車両用操舵装置10の作動状態が正面図にて示されている。
【0015】車両用操舵装置10では、出力軸としての転舵棒12を備えている。この転舵棒12は、ナックルアーム14に連結されたタイロッド16を介して操舵輪18に連結されており、軸線方向に移動することによって操舵輪18を転舵することができる。また、転舵棒12にはラック20が形成されている。
【0016】転舵棒12の近傍には、移動部材としてのラックバー22が配置されている。このラックバー22は転舵棒12と平行に配置されており、さらに、ステアリングホイール24に連結された操舵軸26のピニオン28が噛み合っている。このため、ステアリングホイール24の操舵によってラックバー22が軸線移動されるようになっている。
【0017】ラックバー22の先端部には、回転部材としてのディスク30が配置されている。図3に詳細に示す如く、ディスク30は軸受32によってラックバー22に回転可能に支持されており、このためディスク30と一体的に軸線移動する。また、ディスク30の外周一部にはギヤ部34が形成されており、さらに、軸受32(すなわち、回転中心)から偏心した位置には、偏心ピン36が固着されている。このディスク30は、ギヤ部34が係合部材としてのラックバー38に噛み合っている。
【0018】ラックバー38は、転舵棒12とラックバー22との間に位置しラックバー22と同様に転舵棒12と平行に配置されており、両端の支持部40が車両に固定されている。これにより、ディスク30はラックバー38に沿って回転移動可能である。
【0019】一方、ディスク30と転舵棒12との間には、揺動部材としての揺動リンク42が支軸44によって回転可能に支持されている。揺動リンク42の長手方向一端部にはスリット46が形成されており、ディスク30に固着された偏心ピン36がスライド可能に入り込んでいる。一方、揺動リンク42の長手方向他端部にはギヤ部48が形成されており、転舵棒12のラック20に噛み合っている。このため、揺動リンク42が揺動することにより転舵棒12を駆動させることができる構成である。
【0020】上記構成の車両用操舵装置10では、ステアリングホイール24が操舵されると、ピニオン28が回転されてラックバー22が軸線移動される。ラックバー22が軸線移動されると、これと一体にディスク30が軸線移動される。この際に、ディスク30に対応して固定的に設けられたラックバー38とディスク30のギヤ部34との噛み合いによって、ディスク30が回転される。すなわち、ラックバー22が軸線移動されると、ディスク30はラックバー22と一体に軸線移動しながらかつ回転される。
【0021】ディスク30が軸線移動しながら回転されると、揺動リンク42のスリット46がディスク30の偏心ピン36に押圧されて揺動リンク42が支軸44を支点として揺動され、これにより、揺動リンク42のギヤ部48と転舵棒12のラック20との噛み合いによって転舵棒12が駆動されて、操舵輪18が転舵される。
【0022】この場合、偏心ピン36による揺動リンク42の押圧位置に応じたレバー比(アーム比)によって決定される伝達比で、転舵棒12が駆動される。
【0023】さらにここで、ディスク30はラックバー22と一体に軸線移動しながらかつ回転されるため、ディスク30の偏心ピン36の実質的な軸線移動量は、ラックバー22の軸線移動量に対して、ディスク30の回転量に対応する分だけ実質的に増加される。かつさらに、ディスク30は回転しながら偏心ピン36が揺動リンク42を押圧するため、ディスク30の回転に応じて偏心ピン36による揺動リンク42の押圧位置が変化する。換言すれば、揺動リンク42を揺動させる際のレバー比(アーム比)が、ディスク30の回転に応じて変化する。
【0024】例えば、図3に示す如く、ディスク30がラックバー22と一体にL1 軸線移動すると、ディスク30は矢印X方向へ回転されるため、ディスク30の偏心ピン36の実質的な軸線移動量は、ラックバー22の軸線移動量L1 に対して、ディスク30の回転量に対応する移動分L2 だけ実質的に増加される。かつさらに、ディスク30は回転しながら偏心ピン36が揺動リンク42を押圧するため、ディスク30の回転に応じて偏心ピン36による揺動リンク42の押圧位置がA位置からB位置へ変化する。すなわち、揺動リンク42を揺動させる際のアーム長さ(偏心ピン36と支軸44との距離)が、(L3 −L4 )だけ減少する。
【0025】すなわち、ディスク30は、軸線移動及び回転しながら揺動リンク42を揺動させるため、ラックバー22の移動量L1 (すなわち、ステアリングホイール24の操舵角)に対する転舵棒12の駆動量の比(ステアリングギヤ比の変化特性)を非線形に設定することができる。換言すれば、ステアリングホイール24の操舵角の増大に応じてステアリングギヤ比が非線形に変化する特性を得ることができる。
【0026】したがって、ステアリングホイール24の中立位置付近ではステアリングギヤ比を大きく設定すれば、操舵応答が過敏になり過ぎることを防止でき、一方、操舵輪18の最大舵角付近ではステアリングギヤ比を小さく設定すれば、操舵輪18のフル操舵までに必要なステアリングホイール24の操舵角を減少させることができる。
【0027】また、ディスク30の偏心ピン36の偏心量や揺動リンク42のレバー比(アーム比)を適宜設定することにより、車両に適応した舵角特性を容易に得ることが可能であり、設計の自由度が拡大する。
【0028】このように、本実施の形態に係る車両用操舵装置10では、ステアリングギヤ比をステアリングホイール24の操舵角に応じて変更できるのみならず、車両に適応した舵角特性を任意に設定することができ、大幅に設計の自由度が拡大する。
【0029】
【発明の効果】以上説明した如く本発明に係る車両用操舵装置は、ステアリングギヤ比をステアリングホイールの操舵角に応じて変更できるのみならず、車両に適応した舵角特性を任意に設定することができ設計の自由度が拡大するという優れた効果を有している。




 

 


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