JP3765339B2

JP3765339B2 - ケーブル式ステアリング装置

Info

Publication number: JP3765339B2
Application number: JP00534697A
Authority: JP
Inventors: 宏田畠; 孝一陶山; 康夫清水; 茂樹江原
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1997-01-16
Filing date: 1997-01-16
Publication date: 2006-04-12
Anticipated expiration: 2017-01-16
Also published as: US6161645A; JPH10194144A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハンドルとギヤボックスとをボーデンケーブル等の撓み易いケーブルで接続したケーブル式ステアリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の車両用ステアリング装置は、上端にハンドルを有するステアリングシャフトの下端をギヤボックスに接続し、ハンドルに入力される操舵トルクをステアリングシャフトを介してギヤボックス内に設けたラックアンドピニオン機構に伝達するようになっていた。
しかしながら、ステアリングシャフトを用いてハンドルとギヤボックスとを接続すると、ギヤボックスの位置に対するハンドルの相対位置を自由に選択することが難しいため、設計自由度が大幅に制限されるばかりか、右ハンドル車と左ハンドル車とでギヤボックスを共用することができないという問題がある。しかも、路面からタイヤに入力される振動やエンジンの振動がステアリングシャフトを介してハンドルに入力されるため、その振動によって室内の静粛性や乗り心地が阻害されるという問題がある。
【０００３】
そこで、従来のステアリングシャフトに代えて、ボーデンケーブル等のフレキシブルな伝達手段を採用したケーブル式ステアリング装置が提案されている（特開平８−２４３１号公報参照）。
【０００４】
このようにすれば、ギヤボックスの位置に対するハンドルの相対位置を自由に選択することが可能になり、しかもギヤボックスの振動がハンドルに伝達され難くなるため、上述した各問題を解消することができる。
【０００５】
また従来周知の電動パワーステアリング装置は、ギヤボックスの外部にパワーステアリング用モータよりなるアクチュエータを設け、このアクチュエータでギヤボックスの内部に収納したステアリングロッドを駆動して車輪を操舵するようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ケーブル式ステアリング装置と電動パワーステアリング装置とを組み合わせた場合、アクチュエータをギヤボックスに設けると電動パワーステアリング装置の寸法や形状の設計自由度が低下してしまい、その電動パワーステアリング装置を狭いエンジンルームに収納するのが難しくなる問題がある。
【０００７】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、電動パワーステアリング装置を有するケーブル式ステアリング装置の寸法や形状の設計自由度を高め、狭いエンジンルームへの収納を容易化することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載された発明では、ドライバーによるハンドルの操作は駆動プーリ、ケーブル、従動プーリ及びギヤボックスを介して車輪に伝達される一方、操舵トルク検出手段で検出したハンドルの操舵トルクに基づいてパワーアシスト手段が作動し、ドライバーによるハンドル操作がアシストされる。このとき従動プーリを収納する従動プーリハウジングにパワーアシスト手段が設けられているので、ギヤボックスを小型化及び簡素化してエンジンルームへの収納を容易にすることができ、しかも既存のマニュアルステアリング装置のギヤボックスをそのまま使用することができる。パワーアシスト手段を構成するパワーステアリング用モータが回転すると、その出力軸に設けたベベルギヤから従動プーリ又は該従動プーリの回転軸に設けたベベルギヤに駆動力が伝達されてドライバーによる操舵がアシストされる。パワーステアリング用モータの出力軸が従動プーリから延びる一対のケーブルと平行に配置され、且つパワーステアリング用モータは両ケーブルの間に挟まれるように配置される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の参考例及び実施例に基づいて説明する。
【００１０】
図１〜図３は本発明の第１参考例を示すもので、図１は車両用ステアリング装置の全体斜視図、図２は図１の２−２線拡大断面図、図３は図１の３−３線拡大断面図である。
【００１１】
図１に示すように、自動車のハンドル１の前方に設けた駆動プーリハウジング２と、ギヤボックス３の上方に設けた従動プーリハウジング４とが、２本のボーデンケーブル５，６によって接続される。ギヤボックス３の両端部から車体左右方向に延びるタイロッド７_L，７_Rが、左右の車輪Ｗ_L，Ｗ_Rを支持するナックル（図示せず）に接続される。
【００１２】
図２に示すように、駆動プーリハウジング２に回転自在に支持されてハンドル１と共に回転する回転軸１０ｄｒに駆動プーリ１１ｄｒが固定される。２本のボーデンケーブル５，６はアウターチューブ５ｏ，６ｏと、その内部にスライド自在に収納されるインナーケーブル５ｉ，６ｉとから構成されており、両インナーケーブル５ｉ，６ｉの一端は駆動プーリ１１ｄｒの外周に形成した螺旋状のプーリ溝に複数回巻き付けられて固定されるとともに、アウターチューブ５ｏ，６ｏの一端は駆動プーリハウジング２にスライド自在に支持される。
【００１３】
アウターチューブ５ｏ，６ｏの一端部を大径に形成したスプリングシート１２，１３は、駆動プーリハウジング２に形成した端壁２₁と中間壁２₂との間に位置しており、駆動プーリハウジング２の中間壁２₂とスプリングシート１２，１３との間に、両アウターチューブ５ｏ，６ｏを駆動プーリハウジング２から押し出す方向にバイアスするスプリング１４，１５が圧縮状態で装着される。従って、両アウターチューブ５ｏ，６ｏのスプリングシート１２，１３は、スプリング１４，１５の伸縮に伴って縦方向（ボーデンケーブル５，６の長手方向）に移動自在である。駆動プーリハウジング２の中間壁２₂に操舵トルク検出手段としての一対の差動トランス１６，１７が設けられており、それら差動トランス１６，１７の検出子１６₁，１７₁がそれぞれスプリングシート１２，１３に接続される。
【００１４】
而して、ハンドル１を操作して回転軸１０ｄｒを矢印Ａ方向に回転させると、インナーケーブル５ｉの張力が増加することによりアウターチューブ５ｏがスプリング１４に抗して矢印Ｂ方向に引かれ、そのアウターチューブ５ｏのスプリングシート１２が差動トランス１６の検出子１６₁を矢印Ｂ方向に移動させる。一方、インナーケーブル６ｉの張力が減少することによりアウターチューブ６ｏがスプリング１５の弾発力で矢印Ｃ方向に押され、そのアウターチューブ６ｏのスプリングシート１３が差動トランス１７の検出子１７₁を矢印Ｃ方向に移動させる。
【００１５】
ハンドル１に入力される操舵トルクは一対のインナーケーブル５ｉ，６ｉの張力差に比例し、且つ一対のアウターチューブ５ｏ，６ｏの相対移動量は前記張力差に比例するため、差動トランス１６，１７により両アウターチューブ５ｏ，６ｏの相対移動量を検出することにより前記操舵トルクを知ることができる。このようにして検出された操舵トルクは電子制御ユニットＵにおいて他の制御信号と共に演算処理され、その結果に基づいて、インナーケーブル５ｉ，６ｉの張力差が略一定になるように、つまりアウターチューブ５ｏ，６ｏの相対移動量が略一定になるように、後述するパワーステアリング用モータ２４が発生する操舵アシストトルクがフィードバック制御される。
【００１６】
尚、ハンドル１を図２の矢印Ａ′方向に回転させた場合にも、前述の矢印Ａ方向に回転させた場合と同様にしてハンドル１の操舵トルクを検出することができる。
【００１７】
図１及び図３に示すように、従動プーリハウジング４に回転自在に支持された回転軸１０ｄｎに従動プーリ１１ｄｎが固定されており、両インナーケーブル５ｉ，６ｉの他端が従動プーリ１１ｄｎの外周に形成した螺旋状のプーリ溝に複数回巻き付けられて固定され、また両ボーデンケーブル５，６のアウターチューブ５ｏ，６ｏの他端が従動プーリハウジング３に固定される。従動プーリハウジング４からギヤボックス３の内部に突出する回転軸１０ｄｎの先端にピニオン２１が設けられており、このピニオン２１がギヤボックス３の内部に左右動自在に支持されたステアリングロッド２２に形成したラック２３に噛み合っている。
【００１８】
従動プーリハウジング４にパワーステアリング用モータ２４が支持されており、従動プーリハウジング４の内部で出力軸２５に設けたウオーム２６が回転軸１０ｄｎに設けたウオームホイール２７に噛み合っている。従って、パワーステアリング用モータ２４のトルクはウオーム２６及びウオームホイール２７を介して回転軸１０ｄｎに伝達される。
【００１９】
次に、前述の構成を備えた本発明の第１参考例の作用について説明する。
【００２０】
車両を旋回させるべくハンドル１を操作すると、図２において回転軸１０ｄｒが駆動プーリ１１ｄｒと共に回転する。その結果、ボーデンケーブル５，６の一方のインナーケーブル５ｉ，６ｉが引かれ、他方のインナーケーブル５ｉ，６ｉが弛められることにより、駆動プーリ１１ｄｒの回転が従動プーリ１１ｄｎに伝達されて回転軸１０ｄｎが回転し、ギヤボックス３内のピニオン２１、ラック２３及びスアリングロッド２３を介して車輪Ｗ_L，Ｗ_Rに操舵トルクが伝達される。
【００２１】
このとき、差動トランス１６，１７がハンドル１に加えられた操舵トルクを検出すると、その操舵トルクに応じてパワーステアリング用モータ２４がトルクを発生することによりウオーム２６及びウオームホイール２７を介して回転軸１０ｄｎが回転し、ドライバーによるハンドル１の操作がアシストされる。ウオーム２６及びウオームホイール２７よりなるウオームギヤは減速比を大きく取ることができるため、小出力のパワーステアリング用モータ２４で充分なアシスト力を発揮させることができる。
【００２２】
而して、パワーステアリング用モータ２４を従動プーリハウジング４に設けたので、ギヤボックス３にパワーステアリング用モータを装着する必要なくなる。その結果、ギヤボックス３の寸法を小型化し且つ構造を簡略化してエンジンルーム内でのレイアウトの自由度を高めることができ、しかもマニュアルステアリング装置用のギヤボックスをそのまま流用してコストの削減に寄与することができる。
【００２３】
次に、本発明の第２参考例を図４及び図５に基づいて説明する。
【００２４】
第２参考例はパワーステアリング用モータ２４の出力軸２５を従動プーリ１１ｄｎの回転軸１０ｄｎに直結したものであり、第１参考例のウオーム２６及びウオームホイール２７を省略して部品点数を削減することができる。
【００２５】
次に、本発明の第３参考例を図６及び図７に基づいて説明する。
【００２６】
第３参考例はパワーステアリング用モータ２４の出力軸２５を従動プーリ１１ｄｎの回転軸１０ｄｎと平行に配置し、その出力軸２５に設けた小径のスパーギヤ２８を従動プーリ１１ｄｎの回転軸１０ｄｎに設けた大径のスパーギヤ２９に噛み合わせたものであり、第１参考例のウオームギヤを用いたものより安価であり、しかも動力伝動効率が優れている。
【００２７】
次に、本発明の実施例を図８及び図９に基づいて説明する。
【００２８】
本発明の実施例はパワーステアリング用モータ２４の出力軸２５を従動プーリ１１ｄｎの回転軸１０ｄｎに対して直角に配置し、その出力軸２５に設けた小径のベベルギヤ３０を従動プーリ１１ｄｎの回転軸１０ｄｎに設けた大径のベベルギヤ３１に噛み合わせたものであり、従動プーリ１１ｄｎの回転軸１０ｄｎの軸線方向に見て、パワーステアリング用モータ２４は従動プーリ１１ｄｎから延びる一対のボーデンケーブル５，６の間に配置される（図９参照）。このようにベベルギヤ３０，３１を使用することにより、パワーステアリング用モータ２４の出力軸２５と従動プーリ１１ｄｎの回転軸１０ｄｎとを任意の角度に交差させてレイアウトの自由度を高めることができ、しかも一対のボーデンケーブル５，６の間のデッドスペースを利用してパワーステアリング用モータ２４をコンパクトにレイアウトすることができる。本発明の実施例のその他の構成及び効果は、上述した第１〜第３参考例と同じである。
【００２９】
第１〜第３参考例及び実施例で説明したように、パワーステアリング用モータ２４を従動プーリハウジング４の任意の位置に任意の姿勢で配置することにより、パワーステアリング装置の設計自由度が高まってエンジンルーム内でのレイアウトが容易化になる。
【００３０】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００３１】
例えば、実施例において大径のベベルギヤ３１を回転軸１０ｄｎに設ける代わりに従動プーリ１１ｄｎに設けても良い。
【００３２】
【発明の効果】
以上のように、請求項１に記載された発明によれば、パワーアシスト手段を、従動プーリを収納する従動プーリハウジングに設けたので、ギヤボックスにパワーアシスト手段を設ける必要がなくなり、該ギヤボックスを小型化及び簡素化してエンジンルームへの収納を容易にすることができる。しかも既存のマニュアルステアリング装置のギヤボックスをそのまま使用することができる。またパワーアシスト手段がパワーステアリング用モータよりなり、このパワーステアリング用モータの出力軸に設けたベベルギヤを従動プーリ又は該従動プーリの回転軸に設けたベベルギヤに噛み合わせたので、従動プーリハウジングにパワーステアリング用モータをコンパクトに一体化しながらパワーステアリング用モータの駆動力をギヤボックスに確実に伝達することができ、しかもパワーステアリング用モータの出力軸と従動プーリの回転軸とを任意の方向に配置してレイアウトの自由度を高めることができる。更に従動プーリの回転軸の軸線方向に見て、パワーステアリング用モータを従動プーリから延びる一対のケーブル間に配置したので、従動プーリハウジング、パワーステアリング用モータ及びケーブルをコンパクトにレイアウトすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１参考例に係る車両用ステアリング装置の全体斜視図
【図２】図１の２−２線拡大断面図
【図３】図１の３−３線拡大断面図
【図４】第２参考例に係る車両用ステアリング装置の全体斜視図
【図５】図４の５−５線断面図
【図６】第３参考例に係る車両用ステアリング装置の全体斜視図
【図７】図６の７−７線断面図
【図８】本発明の実施例に係る従動プーリハウジングの縦断面図
【図９】図８の９−９線断面図
【符号の説明】
１ハンドル
３ギヤボックス
４従動プーリハウジング
５ボーデンケーブル（ケーブル）
６ボーデンケーブル（ケーブル）
１０ｄｎ回転軸
１１ｄｒ駆動プーリ
１１ｄｎ従動プーリ
２４パワーステアリング用モータ（パワーアシスト手段）
２５出力軸
３０ベベルギヤ
３１ベベルギヤ
Ｗ_L 車輪
Ｗ_R 車輪

Claims

ハンドル（１）に連結されて回転する駆動プーリ（１１ｄｒ）と車輪（Ｗ_L，Ｗ_R）を操舵するギヤボックス（３）に連結されて回転する従動プーリ（１１ｄｎ）とをケーブル（５，６）で接続し、ハンドル（１）に入力される操舵トルクをケーブル（５，６）を介してギヤボックス（３）に伝達するとともに、前記操舵トルクを操舵トルク検出手段（１６，１７）で検出し、検出した操舵トルクに基づいてパワーアシスト手段（２４）を作動させるケーブル式ステアリング装置であって、
前記パワーアシスト手段（２４）が前記従動プーリ（１１ｄｎ）を収納する従動プーリハウジング（４）に設けられたパワーステアリング用モータよりなり、このパワーステアリング用モータの出力軸（２５）に設けたベベルギヤ（３０）を前記従動プーリ（１１ｄｎ）又は該従動プーリ（１１ｄｎ）の回転軸（１０ｄｎ）に設けたベベルギヤ（３１）に噛み合わせるとともに、前記従動プーリ（１１ｄｎ）の回転軸（１０ｄｎ）の軸線方向に見て、前記パワーステアリング用モータを前記従動プーリ（１１ｄｎ）から延びる一対のケーブル（５，６）間に配置したことを特徴とするケーブル式ステアリング装置。