JPH08337173A - 車両用操舵装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ステアリングギヤ比を車両の走行状態に応じ
て変更でき、かつシステムを簡素化して装置の小型化、
搭載性の向上、及びコストの低減を図ることができる車
両用操舵装置を得る。 【構成】 車両用操舵装置１０では、ステアリングホイ
ール２６に連結された第１のかさ歯車１６と、モータ３
２によって回転される第２のかさ歯車２８を備えてお
り、さらに両者の間には転舵棒１４に噛み合ったキャリ
ヤ３４が同軸的に回転可能に支持されている。キャリヤ
３４には第３のかさ歯車４０が回転可能に支持されてお
り、第１のかさ歯車１６及び第２のかさ歯車２８に共に
噛み合っている。第１のかさ歯車１６（ステアリングホ
イール２６）の回転時に第２のかさ歯車２８を回転させ
ることにより、第３のかさ歯車４０の公転量（キャリヤ
３４の回転量）が変更されて、ステアリングギヤ比が変
更される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】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系統に可変ギヤ比機
構を設け、ステアリングギヤ比を例えば車速に応じて変
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、特開昭６０−２０９
３６２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に連結された操舵軸
とラック＆ピニオン機構との間に、舵角比可変機構が配
置されている。この舵角比可変機構は、遊星歯車機構及
び電動モータから構成されており、電動モータの駆動に
よりプラネタリギヤ・キャリヤが回転されてプラネタリ
ギヤが公転され、これにより減速比が変更されて、ステ
アリングホイールの操作に対する車輪転舵量を変更する
構成である。

【０００４】この可変ギヤ比ステアリング装置によれ
ば、例えば、低速域ではステアリングギヤ比を小さくし
てステアリングホイールの操舵量に対して操舵輪の切れ
角が大きくなるように設定し、一方、高速域ではステア
リングギヤ比を大きくしてステアリングホイールの操舵
量に対する操舵輪の切れ角が小さくなるように設定すれ
ば、車庫入れ等の車速が低い場合にはステアリングホイ
ールの少ない操舵量で操舵輪の最大舵角まで操舵でき
（ステアリングホイールの操舵量を低減でき）、車両の
高速走行時にはステアリングホイールの操舵量に対する
操舵輪の舵角変化が小さくなるため、操縦安定性を確保
することができる。

【０００５】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、遊星歯車機
構及び電動モータから成る構成であるが、この遊星歯車
機構が複数のプラネタリギヤから構成され、さらにリン
グギヤ（プラネタリギヤ・キャリヤ）をウォームギヤに
よって回転させてステアリングギヤ比を変更する構成で
あるため、機構が複雑で装置が全体として大型になり搭
載性が悪い欠点があった。また、遊星歯車機構（舵角比
可変機構）がラック＆ピニオン機構と完全に分離独立し
た構成であるため、両者が軸線方向に長く構成されて体
格が大型になったり、各機構を連係するための別のギヤ
等が必要であった。

【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車速等の車両走行状態に応
じて変更でき、かつシステムを簡素化して装置の小型化
を図ることができ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の操
舵に応じて回転駆動される第１のかさ歯車と、前記第１
の歯車に対向して同軸的に配置された第２のかさ歯車
と、前記第１のかさ歯車と第２のかさ歯車との間に同軸
的で回転可能に支持されると共に前記出力軸に噛み合
い、回転することで前記出力軸を駆動する回転部材と、
前記回転部材に自転可能に支持されると共に前記第１の
かさ歯車及び第２のかさ歯車に噛み合い、前記第１のか
さ歯車の回転力を、前記第１のかさ歯車及び第２のかさ
歯車の軸線周りに公転することにより前記回転部材に伝
達して前記回転部材を回転させる第３のかさ歯車と、前
記第２のかさ歯車を回転させる駆動手段と、を備えてい
る。

【０００８】

【作用】請求項１記載の車両用操舵装置では、駆動手段
の非駆動時すなわち第２のかさ歯車の非回転時には、ス
テアリングホイールが操舵されると、第１のかさ歯車が
回転駆動され、これに噛み合った第３のかさ歯車が自転
しながら第１のかさ歯車及び第２のかさ歯車に沿って回
転部材と共に公転され、この回転部材の回転によって、
出力軸が駆動される。

【０００９】ここで、駆動手段の駆動により第２のかさ
歯車が回転されると、第３のかさ歯車の公転量すなわち
回転部材の回転量が変更され、出力軸の駆動量も変更さ
れる。すなわち、第２のかさ歯車の回転によって、第１
のかさ歯車の回転量（ステアリングホイールの操舵量）
と、回転部材の回転量（出力軸の駆動量）との比（ステ
アリングギヤ比）が変化する。

【００１０】したがって、例えば、車庫入れ等の車速が
低い場合には駆動手段によって第２のかさ歯車を回転部
材の回転方向と同方向に回転させてステアリングギヤ比
を小さくすれば、ステアリングホイールの操舵量に対し
て操舵輪の切れ角が大きくなるように設定でき、一方、
車両の高速走行時には駆動手段によって第２のかさ歯車
を回転部材の回転方向と反対方向に回転させてステアリ
ングギヤ比を大きくすれば、ステアリングホイールの操
舵量に対する操舵輪の切れ角が小さくなるように設定で
きる。これにより、低速域ではステアリングホイールの
少ない操舵量で操舵輪の最大舵角まで操舵でき（ステア
リングホイールの操舵量を低減でき）、高速域ではステ
アリングホイールの操舵量に対する操舵輪の舵角変化が
小さくなるため、操縦安定性を確保することができる。
このように、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
ーすることができる。

【００１１】また、第１乃至第３のかさ歯車によって機
構が構成されると共に出力軸を駆動する回転部材を第１
のかさ歯車と第２のかさ歯車との間に同軸的に配置し、
回転部材によって直接的に出力軸を駆動する構成である
ため、装置が軸線方向に長くなることがなく、またステ
アリングギヤ比変更のための特別なウォームギヤ等が不
要であるため、従来のステアリングギヤ比変更機構に比
べて機構が簡単になり全体として歯車の数が低減され、
装置を全体として小型化することができる。

【００１２】

【実施例】図１には本発明の第１実施例に係る車両用操
舵装置１０の全体構成が断面図にて示されている。

【００１３】車両用操舵装置１０では、ハウジング１２
内に配置された出力軸としての転舵棒１４を備えてい
る。この転舵棒１４は、ナックルアームに連結されたタ
イロッドを介して操舵輪（何れも図示省略）に連結され
ている。これにより、転舵棒１４は軸線方向に移動する
ことによって操舵輪を転舵することができる。

【００１４】また、ハウジング１２には、第１のかさ歯
車１６が配置されている。第１のかさ歯車１６は、ボー
ルベアリング１８によって回転可能に支持されており、
さらに、トーションバー２０及びコントロールバルブ２
２等から成るパワーステアリングコントロール機構部２
４を介して、ステアリングホイール２６に連結されてい
る。このため、第１のかさ歯車１６はステアリングホイ
ール２６の操舵に応じて回転駆動される。

【００１５】一方、パワーステアリングコントロール機
構部２４と反対側のハウジング１２には、第２のかさ歯
車２８が配置されている。第２のかさ歯車２８はボール
ベアリング３０によって第１のかさ歯車１６に対向して
同軸的に配置されている。さらに、第２のかさ歯車２８
には、駆動手段としてのモータ３２が連結されている。
このモータ３２は、第２のかさ歯車２８と同軸的にハウ
ジング１２に固定されており、図示しないモータコント
ローラによって車両の走行状態（例えば、車速）に応じ
て駆動されて第２のかさ歯車２８を回転させることがで
きる。

【００１６】また、第１のかさ歯車１６と第２のかさ歯
車２８との間には、回転部材としてのキャリヤ３４が配
置されている。キャリヤ３４は、一対のニードルベアリ
ング３６、３８によって、第１のかさ歯車１６及び第２
のかさ歯車２８と同軸的でこれらの第１のかさ歯車１６
及び第２のかさ歯車２８に回転可能に支持されている。

【００１７】すなわち、第１のかさ歯車１６、第２のか
さ歯車２８、及びキャリヤ３４は、共に同一軸線上に配
置されている。

【００１８】さらに、キャリヤ３４には第３のかさ歯車
４０が支持されている。第３のかさ歯車４０は、支軸４
２がキャリヤ３４に回転可能に支持されており、かつ、
第１のかさ歯車１６及び第２のかさ歯車２８に共に噛み
合っている。このため、第３のかさ歯車４０（キャリヤ
３４）は、第１のかさ歯車１６及び第２のかさ歯車２８
に沿って公転可能である。

【００１９】第３のかさ歯車４０を支持するキャリヤ３
４の外周面にはピニオン歯４４が形成されており、転舵
棒１４に形成されたラック歯１５と噛み合っている。こ
のため、キャリヤ３４が回転することにより転舵棒１４
を駆動す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、モー
タ３２の非駆動時すなわち第２のかさ歯車２８の非回転
時には、ステアリングホイール２６が操舵されると、第
１のかさ歯車１６が回転駆動され、これに噛み合った第
３のかさ歯車４０が自転しながら第１のかさ歯車１６及
び第２のかさ歯車２８に沿ってキャリヤ３４と共に公転
され、このキャリヤ３４の回転によって、転舵棒１４が
駆動される。

【００２１】またここで、車両用操舵装置１０では、モ
ータ３２の駆動によって、第２のかさ歯車２８を回転さ
せ、ステアリングギヤ比を変更することができる。

【００２２】すなわち、車速等の信号に基づいてモータ
３２が駆動され、第２のかさ歯車２８が回転されると、
第３のかさ歯車４０の公転量すなわちキャリヤ３４の回
転量が変更され、転舵棒１４の駆動量も変更される。す
なわち、第２のかさ歯車２８の回転によって、第１のか
さ歯車１６の回転量（ステアリングホイール２６の操舵
量）と、キャリヤ３４の回転量（転舵棒１４の駆動量）
との比（ステアリングギヤ比）が変化する。

【００２３】したがって、例えば、車庫入れ等の車速が
低い場合にはモータ３２によって第２のかさ歯車２８を
キャリヤ３４の回転方向と同方向に回転させてステアリ
ングギヤ比を小さくすれば、ステアリングホイール２６
の操舵量に対して操舵輪の切れ角が大きくなるように設
定でき、一方、車両の高速走行時にはモータ３２によっ
て第２のかさ歯車２８をキャリヤ３４の回転方向と反対
方向に回転させてステアリングギヤ比を大きくすれば、
ステアリングホイール２６の操舵量に対する操舵輪の切
れ角が小さくなるように設定できる。これにより、低速
域ではステアリングホイール２６の少ない操舵量で操舵
輪の最大舵角まで操舵でき（ステアリングホイール２６
の操舵量を低減でき）、高速域ではステアリングホイー
ル２６の操舵量に対する操舵輪の舵角変化が小さくなる
ため、操縦安定性を確保することができる。このよう
に、ステアリングホイール２６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
ることができる。

【００２４】また、車両用操舵装置１０では、第１のか
さ歯車１６乃至第３のかさ歯車４０によって機構が構成
されると共に、転舵棒１４を駆動するキャリヤ３４を第
１のかさ歯車１６と第２のかさ歯車２８との間に同軸的
に配置し、このキャリヤ３４によって直接的に転舵棒１
４を駆動する構成であるため、装置が軸線方向に長くな
ることがなく、従来のステアリングギヤ比変更機構に比
べて機構が簡単になり全体として歯車の数が低減され、
装置を全体として小型化することができる。さらに、第
２のかさ歯車２８をモータ３２によって直接的に回転さ
せてステアリングギヤ比を変更するため、ステアリング
ギヤ比変更のための特別なウォームギヤ等が不要であ
り、これによっても装置を全体として小型化することが
できる。

【００２５】さらに、キャリヤ３４は、一対のニードル
ベアリング３６、３８によって上下から第１のかさ歯車
１６及び第２のかさ歯車２８に支持された構成であるた
め、このキャリヤ３４が不要に偏芯することがなく、こ
のため単一（一個）の第３のかさ歯車４０を配置するの
みで確実に駆動力を伝達することができる。

【００２６】また、車両用操舵装置１０では、従来のス
テアリングギヤ比変更機構に比べて全体として歯車の数
が低減されるため、加工精度のバラツキの累積が少なく
なり、歯車伝達率のバラツキの低減を図ることができ
る。

【００２７】さらに、車両用操舵装置１０では、転舵棒
１４のラック歯１５と噛み合うピニオン歯４４が、キャ
リヤ３４の外周面に形成された構成であり、キャリヤ３
４の径寸法を最大限に有効的に利用することができるた
め、装置の外形寸法が同じであってもステアリングギヤ
比を広範囲に渡って（大きく）設定することができる
（ステアリングギヤ比の設定範囲が同じであれば、装置
の外形寸法を小さくすることができる）。

【００２８】このように、車両用操舵装置１０では、ス
テアリングギヤ比を車速等の車両の走行状態に応じて変
更でき、さらにシステムを簡素化して装置の小型化、搭
載性の向上、及びコストの低減を図ることができる。

【００２９】なお、本実施例においては、車速に応じて
モータ３２を作動させてステアリングギヤ比を変更する
構成について説明したが、これに限らず、ステアリング
ホイール２６の操舵角やヨーレイト等に応じてモータ３
２を作動させてステアリングギヤ比を変更する構成とし
てもよい。

【００３０】また、本実施例においては、第１のかさ歯
車１６を、トーションバー２０及びコントロールバルブ
２２等から成るパワーステアリングコントロール機構部
２４を介してステアリングホイール２６に連結した構成
としたが、本発明においてはこのパワーステアリングコ
ントロール機構部２４は必須のものではなく、これを省
略して構成することもできる。

【００３１】

【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車速等の車両走行状態
に応じて変更でき、かつシステムを簡素化して装置の小
型化、搭載性の向上、及びコストの低減を図ることがで
きるという優れた効果を有している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る車両用操舵装置の全体構
成を示す断面図である。

【符号の説明】

１０ 車両用操舵装置 １４ 転舵棒（出力軸） １５ ラック歯 １６ 第１のかさ歯車 ２６ ステアリングホイール ２８ 第２のかさ歯車 ３２ モータ（駆動手段） ３４ キャリヤ（回転部材） ４０ 第３のかさ歯車 ４４ ピニオン歯

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【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の操舵に応じて回転駆動される第
   １のかさ歯車と、 前記第１の歯車に対向して同軸的に配置された第２のか
   さ歯車と、 前記第１のかさ歯車と第２のかさ歯車との間に同軸的で
   回転可能に支持されると共に前記出力軸に噛み合い、回
   転することで前記出力軸を駆動する回転部材と、 前記回転部材に自転可能に支持されると共に前記第１の
   かさ歯車及び第２のかさ歯車に噛み合い、前記第１のか
   さ歯車の回転力を、前記第１のかさ歯車及び第２のかさ
   歯車の軸線周りに公転することにより前記回転部材に伝
   達して前記回転部材を回転させる第３のかさ歯車と、 前記第２のかさ歯車を回転させる駆動手段と、 を備えた車両用操舵装置。