(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アウター部材（５ｏ，６ｏ）の内部にインナー部材（５ｉ，６ｉ）をスライド自在に収納してなるワイヤー（５，６）の該インナー部材（５ｉ，６ｉ）の両端部を、ハンドル（１）に連結されて回転するワイヤー駆動手段（１３）と車輪（ＷL ，ＷR ）を操舵するギヤボックス（３）に連結されて回転するワイヤー従動手段（２０）とにそれぞれ結合し、ハンドル（１）に入力される操舵トルクを前記インナー部材（５ｉ，６ｉ）を介してギヤボックス（３）に伝達するケーブル式ステアリング装置であって、
ワイヤー駆動手段（１３）及びワイヤー従動手段（２０）を収納するハウジング（２，４）に形成したワイヤー貫通孔（２1 ，４1 ）にアウター部材（５ｏ，６ｏ）の両端部をスライド自在に支持するとともに、前記アウター部材（５ｏ，６ｏ）の両端部をインナー部材（５ｉ，６ｉ）の外周に緩く嵌まったコイルばね（１１）によってハウジング（２，４）から押し出す方向に付勢すべく、前記コイルばね（１１）の一端を前記ハウジング（２，４）の内部に設けたばね座（４2 ）に押し当てるとともに、他端を前記アウター部材（５ｉ，６ｉ）の端部外周に嵌められてハウジング（２，４）にスライド自在に支持されたエンド部材（１０）の端面に設けたばね座（１０1 ）に押し当てたことを特徴とするケーブル式ステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハンドルとギヤボックスとをボーデンワイヤー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、ボーデンワイヤー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】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、かかるケーブル式ステアリング装置において、ハンドルから入力される操舵トルクはドライバーの腕力によって上限値を規制された比較的に小さなものであるが、車輪が道路の縁石に当たった場合等に入力される路面反力トルクは前記操舵トルクの１０倍程度の大きさ達することがある。従って、ケーブル式ステアリング装置を前記路面反力トルクに耐え得るように設計すると、その強度を高めることが必要となって重量や寸法が増加したり、製造コストが増加したりする問題がある。また大きな路面反力が緩衝されることなくハンドルに伝達されると、ハンドルを握るドライバーのフィーリングが低下する問題がある。
【０００６】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、車輪から入力される路面反力トルクを簡単な構造で効果的に緩衝することが可能なケーブル式ステアリング装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、アウター部材の内部にインナー部材をスライド自在に収納してなるワイヤーの該インナー部材の両端部を、ハンドルに連結されて回転するワイヤー駆動手段と車輪を操舵するギヤボックスに連結されて回転するワイヤー従動手段とにそれぞれ結合し、ハンドルに入力される操舵トルクを前記インナー部材を介してギヤボックスに伝達するケーブル式ステアリング装置であって、ワイヤー駆動手段及びワイヤー従動手段を収納するハウジングに形成したワイヤー貫通孔にアウター部材の両端部をスライド自在に支持するとともに、前記アウター部材の両端部をインナー部材の外周に緩く嵌まったコイルばねによってハウジングから押し出す方向に付勢すべく、前記コイルばねの一端を前記ハウジングの内部に設けたばね座に押し当てるとともに、他端を前記アウター部材の端部外周に嵌められてハウジングにスライド自在に支持されたエンド部材の端面に設けたばね座に押し当てたことを特徴とするケーブル式ステアリング装置が提案される。
【０００８】
【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実施例に基づいて説明する。  図１〜図５は本発明の一実施例を示すもので、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２の３部拡大図、図４は作用説明図、図５は図１の５−５線拡大断面図である。
【０００９】
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に設けた従動プーリハウジング４とが、２本のボーデンワイヤー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８L ，８R が、左右の車輪ＷL ，ＷR を支持するナックル（図示せず）に接続される。
【００１０】
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１２に駆動プーリ１３が固定され、また従動プーリハウジング４に回転自在に支された回転軸２１に従動プーリ２０が固定される。２本のボーデンワイヤー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の両端は駆動プーリ１３及び従動プーリ２０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の両端は駆動プーリハウジング２及び従動プーリハウジング４に後述する構造で支持される。
【００１１】
図３から明らかなように、従動プーリハウジング４を内外に貫通するように形成されたワイヤー貫通孔４1 の外側開口部に、ワイヤーホルダー９がねじ止めされる。一方のボーデンワイヤー６のアウタチューブ６ｏの端部外周に嵌められたエンド部材１０が前記ワイヤーホルダー９の内周にスライド自在に支持されており、エンド部材１０の端面に形成したばね座１０1 とワイヤー貫通孔４1 に形成したばね座４2 との間に、インナーケーブル６ｉの外周に緩く嵌まった弾性材としてのコイルばね１１の両端が支持される。コイルばね１１に与えられたセット荷重により、アウタチューブ６ｏはエンド部材１０のばね座１０1 の背面がワイヤーホルダー９の端面に当たる位置まで、従動プーリハウジング４から押し出される方向に付勢される。
【００１２】
従動プーリハウジング４に対する他方のボーデンワイヤー５の支持構造と、駆動プーリハウジング２に対する２本のボーデンワイヤー５，６の支持構造とは、図３で説明した構造と同一である。
【００１３】
図５に示すように、ギヤボックス３は左側のモータ収納室１８と右側のラックアンドピニオン収納室１９とに分割されており、そのラックアンドピニオン収納室１９に前記従動プーリハウジング４が支持される。従動プーリハウジング４内に設けた従動プーリ２０と一体の回転軸２１がラックアンドピニオン収納室１９内に延びており、そこにピニオン２２が固定される。ギヤボックス３の内部には、両端が前記タイロッド８L ，８R に接続されたステアリングロッド２３が左右スライド自在に支持されており、このステアリングロッド２３に形成したラック２４に前記ピニオン２２が噛み合っている。
【００１４】
ギヤボックス３のモータ収納室１８に収納されたパワーステアリング用モータ２５は、モータ収納室１８の内周面に固定されたステータ２６と、モータ収納室１８の内周面に３個のボールベアリング２７，２８，２９を介して回転自在に支持されてステアリングロッド２３の外周に嵌まるモータ出力軸３０と、モータ出力軸３０に固着されて前記ステータ２６に対向するロータ３１とを備える。モータ出力軸３０の内周面とステアリングロッド２３の外周面との間にボールネジ機構３２が設けられており、モータ２５を駆動してモータ出力軸３０を正逆転させることにより、ステアリングロッド２３を左右方向に往復移動させる操舵アシスト力を発生させることができる。
【００１５】
次に、前述の構成を備えた本発明の実施例の作用について説明する。
【００１６】
例えば、車両を左旋回させるべくハンドル１を左方向に回転させると、図２において回転軸１２が駆動プーリ１３と共に矢印ａ方向に回転する。その結果、ボーデンワイヤー５のインナーケーブル５ｉが引かれ、ボーデンワイヤー６のインナーケーブル６ｉが弛められることにより、駆動プーリ１３の回転が従動プーリ２０に伝達されて回転軸２１が回転し、ピニオン２２を介してラック２４に操舵トルクが伝達される。
【００１７】
操舵トルクが図示せぬ検出手段により検出されると、その操舵トルクの検出値は電子制御ユニット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パワーステアリング用モータ２５が駆動される。而して、ステアリングロッド２３がパワーステアリング用モータ２５により左右方向に駆動され、ドライバーによるハンドル１の操作がアシストされる。
【００１８】
以上説明したように、ハンドル１とギヤボックス３とを撓み易いボーデンワイヤー５，６で接続したので、ギヤボックス３に対してハンドル１を任意の位置に配置することが可能になり、設計自由度が大幅に向上する。これにより、例えば右ハンドル車と左ハンドル車とでギヤボックス３を共用したり、ハンドル１のチルト機構やテレスコピック機構の構造を簡略化することができる。
【００１９】
また、ハンドル１とギヤボックス３とを接続する従来のステアリングシャフトが廃止されるため、ギヤボックス３の振動やエンジンの振動がハンドル１に伝達され難くなって乗り心地が向上するだけでなく、ドライバーの足元の空間を充分に確保して居住性を高めることができ、しかも車両の衝突時にハンドル１を車体前方に向けて充分なストロークで移動させることができるので、大きな衝撃吸収効果を発揮させることができる。
【００２０】
ところで、ハンドル１から駆動プーリ１３に入力される操舵トルクの上限値は、ドライバーの腕力に依存するために比較的に小さなものとなるが、車輪ＷFL，ＷFRが道路の縁石に接触したような場合に従動プーリ２０に入力される路面反力トルクは、前記操舵トルクの１０倍程度の値に達することがある。駆動プーリハウジング２及び従動プーリハウジング４に設けたコイルばね１１…のセット荷重は操舵トルクの上限値よりも大きく設定されているため、ハンドル１を操作してもコイルばね１１…は圧縮されることはなく、駆動プーリ１３の回転はそのまま従動プーリ２０に伝達される。
【００２１】
さて、車輪ＷFL，ＷFRから入力された大きな路面反力トルクによって従動プーリ２０が例えば図２の矢印ｂ方向に回転すると、一方のボーデンワイヤー６に張力が作用し、他方のボーデンワイヤー５に押圧力が作用する。前記路面反力トルクがコイルばね１１…のセット荷重を越えると、図４に示すように、従動プーリハウジング４側において、張力が作用する側のボーデンワイヤー６のインナーケーブル６ｉと共に、アウタチューブ６ｏがコイルばね１１を圧縮しながら従動プーリハウジング４内に引き込まれる。また駆動プーリハウジング２側において、圧縮力が作用する側のボーデンワイヤー５のインナーケーブル５ｉと共に、アウタチューブ５ｏがコイルばね１１を圧縮しながら駆動プーリハウジング２内に押し込まれる。
【００２２】
ボーデンワイヤー５，６はアウタチューブ５ｏ，６ｏに対してインナーケーブル５ｉ，６ｉが相対移動するときに駆動力を伝達するが、アウタチューブ５ｏ，６ｏとインナーケーブル５ｉ，６ｉとが一体に移動して相対移動しないときには、駆動プーリハウジング２及び従動プーリハウジング４間のボーデンワイヤー５，６の撓み状態が変化するだけで駆動力は伝達されない。つまり車輪ＷFL，ＷFRから大きな路面反力トルクが入力されても、その路面反力トルクはコイルばね１１…の圧縮変形により緩衝されてハンドル１に伝達され難くなる。これにより、駆動プーリ１３、従動プーリ２０、ボーデンワイヤー５，６等に過大な荷重が作用しなくなって必要強度が減少し、それらの小型軽量化及びコストの削減が可能となるだけでなく、ハンドル１を握るドライバーのフィーリングが向上する。
【００２３】
またコイルばね１１…はインナーケーブル５ｉ，６ｉの外周に同軸に嵌まっているので、コイルばね１１…をコンパクトに配置することができるばかりか、アウタチューブ５ｏ，６ｏをインナーケーブル５ｉ，６ｉに沿ってスムーズに付勢することができる。
【００２４】
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。
【００２５】
例えば、実施例ではワイヤー駆動手段及びワイヤー従動手段として駆動プーリ１３及び従動プーリ２０を採用しているが、これらプーリ１３，２０に代えて、中央部が回転軸１２，２１に固着され、両端部がボーデンワイヤー５，６のインナーケーブル５ｉ，６ｉに接続されたアームを採用することができる。
【００２６】
【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、ワイヤー駆動手段及びワイヤー従動手段を収納するハウジングに形成したワイヤー貫通孔にアウター部材の両端部をスライド自在に支持するとともに、アウター部材の両端部をインナー部材の外周に緩く嵌まったコイルばねによってハウジングから押し出す方向に付勢したので、車輪から路面反力トルクが入力された場合に、ワイヤーのアウター部材とインナー部材とが一体になってコイルばねを圧縮しながら移動し、ワイヤー駆動手段、ワイヤー従動手段及びワイヤーに路面反力トルクによる過大な荷重が作用することが防止される。これにより、ケーブル式ステアリング装置の小型軽量化が可能になるとともに、ハンドルに路面反力トルクが伝達され難くなってフィーリングが向上する。しかもコイルばねの一端を前記ハウジングの内部に設けたばね座に押し当てるとともに、他端を前記アウター部材の端部外周に嵌められてハウジングにスライド自在に支持されたエンド部材の端面に設けたばね座に押し当てたので、コイルばねをコンパクトに配置することができるだけでなく、アウター部材をその軸方向に沿ってスムーズに付勢することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  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２の３部拡大図
【図４】  作用説明図
【図５】  図１の５−５線拡大断面図
【符号の説明】
１            ハンドル
２            駆動プーリハウジング（ハウジング）
２1           ワイヤー貫通孔
３            ギヤボックス
４            従動プーリハウジング（ハウジング）
４1           ワイヤー貫通孔
４2           ばね座
５            ボーデンワイヤー（ワイヤー）
５ｉ          インナーケーブル（インナー部材）
５ｏ          アウターチューブ（アウター部材）
６            ボーデンワイヤー（ワイヤー）
６ｉ          インナーケーブル（インナー部材）
６ｏ          アウタチューブ（アウター部材）
１０ エンド部材
１０1         ばね座
１１          コイルばね（弾性体）
１３          駆動プーリ（ワイヤー駆動手段）
２０          従動プーリ（ワイヤー従動手段）
ＷFL          車輪
ＷFR          車輪
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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