(57)【要約】      （修正有）【課題】ワイヤ式の車両用ステアリング装置を部品数が少なく簡単な構成にするとともに、ステアリングハンドルから転舵車輪までのトルク伝達経路におけるトルク伝達効率を高める。【解決手段】車両用ステアリング装置１０は、ステアリングハンドル１１にて左右一対の転舵車輪用ナックル１４Ａ，１４Ｂを操作することで、各転舵車輪用ナックルを介して各転舵車輪１５Ａ、１５Ｂを操舵するワイヤ式ステアリング装置である。ステアリングハンドル１１の回転運動を直線運動に変換するねじ機構２２を、ステアリングハンドル１１に連結したねじ部２３とねじ部２３にねじ込んだスライダ２４とで構成し、スライダ２４に連結したスイング部材の中央部３５をスイング可能に支持し、スイング部材３１の一端部３７に第１の操作ケーブル１３Ａにて一方の転舵車輪用ナックルを連結し、他端部３８に第２の操作ケーブル１３Ｂにて他方の転舵車輪用ナックルを連結した。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングハンドルにて左右一対の転舵車輪用ナックルを操作することで、各転舵車輪用ナックルを介して各転舵車輪を操舵する車両用ステアリング装置において、この車両用ステアリング装置は、前記ステアリングハンドルの回転運動を直線運動に変換するねじ機構を、ステアリングハンドルに連結したねじ部とねじ部にねじ込んだスライダとで構成し、このスライダに連結したスイング部材の中央部をスイング可能に支持し、このスイング部材の一端部に第１の操作ケーブルにて前記一方の転舵車輪用ナックルを連結し、前記スイング部材の他端部に第２の操作ケーブルにて前記他方の転舵車輪用ナックルを連結したことを特徴とする車両用ステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステアリングハンドルと転舵機構とを可撓性の操作ケーブルで連結した車両用ステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な車両用ステアリング装置は、ステアリングハンドルに連結軸を介して転舵機構を連結することで、ステアリングハンドルの操舵トルクにより転舵機構を介して転舵車輪を転舵させる構成である。
これに対して近年、ステアリングハンドルの配置の自由度を高めること等のために、上記連結軸を廃止し、ステアリングハンドルと転舵機構とを可撓性の操作ケーブルで連結したワイヤ式ステアリング装置の開発が進められている。このようなワイヤ式ステアリング装置は、ステアリングハンドルで発生した操舵トルクを、ステアリングハンドルに連結した駆動プーリから、互いに逆方向に引く２本の操作ケーブルを介して、転舵機構に連結した従動プーリに伝達するものである（例えば、特許文献１−２参照。）。
【特許文献１】特開平１０−２２６３４４号公報（図３−４）
【特許文献２】特開平８−２４３１号公報（図１−２）
【０００３】
上記従来の車両用ステアリング装置の一例として、特許文献２の概要を次図に基づいて説明する。
図５（ａ），（ｂ）は従来の車両用ステアリング装置の概要図であり、（ａ）は全体構成を示し、（ｂ）は要部構成を示す。
従来の車両用ステアリング装置２００は、ステアリングハンドル２０１で発生した操舵トルクを、ステアリングハンドル２０１に連結した駆動プーリ（図示せず）から、互いに逆方向に引く２本の操作ケーブル２０２，２０２を介して、転舵機構２０３に連結した従動プーリ２０４に伝達する、ワイヤ式ステアリング装置である。
【０００４】
操作ケーブル２０２は、アウタチューブ２１１とアウタチューブ２１１にスライド自在に通したインナケーブル２１２とからなる。各アウタチューブ２１１，２１１の各両端部２１１ａ，２１１ａは、駆動プーリを収納する駆動プーリケース２２１及び従動プーリ２０４を収納する従動プーリケース２２２に、それぞれ取付けたものである。各インナケーブル２１２，２１２の各両端部２１２ａ，２１２ａは、駆動プーリのプーリ溝及び従動プーリ２０４のプーリ溝に、それぞれ巻き付けたものである。
【０００５】
車両用ステアリング装置２００は、各インナケーブル２１２，２１２の各両端部２１２ａを駆動プーリ及び従動プーリ２０４に巻き付けている。
この状態から左又は右に回して、駆動プーリに一方のインナケーブル２１２を巻き取ることで、このインナケーブル２１２を介して従動プーリ２０４を回し、転舵機構２０３によりタイロッド２２４，２２４及び図示せぬナックルを介して、車輪２２３，２２３を転舵させることができる。
【０００６】
しかしながら上記車両用ステアリング装置２００は、ステアリングハンドル２０１で発生した操舵トルクを駆動プーリ、操作ケーブル２０２，２０２及び従動プーリ２０４を介して転舵機構２０３に伝え、転舵機構２０３によりタイロッド２２４，２２４及びナックルを介して、車輪２２３，２２３を転舵させるようにしたものである。
車両用ステアリング装置２００はこのような構成であるから、構成が複雑で部品数が多い。しかも、複雑な構成なので、車両用ステアリング装置２００全体の摩擦抵抗は、大きくなる傾向にある。ステアリングハンドル２０１から車輪２２３，２２３までのトルク伝達経路において、トルク伝達効率を高めるには改良の余地がある。
上記特許文献１の技術も同様である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、ワイヤ式の車両用ステアリング装置を部品数が少なく簡単な構成にするとともに、ステアリングハンドルから転舵車輪までのトルク伝達経路におけるトルク伝達効率を高めることができる技術を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に係る発明は、ステアリングハンドルにて左右一対の転舵車輪用ナックルを操作することで、各転舵車輪用ナックルを介して各転舵車輪を操舵する車両用ステアリング装置において、この車両用ステアリング装置は、ステアリングハンドルの回転運動を直線運動に変換するねじ機構を、ステアリングハンドルに連結したねじ部とねじ部にねじ込んだスライダとで構成し、このスライダに連結したスイング部材の中央部をスイング可能に支持し、このスイング部材の一端部に第１の操作ケーブルにて一方の転舵車輪用ナックルを連結し、スイング部材の他端部に第２の操作ケーブルにて他方の転舵車輪用ナックルを連結したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に係る発明では、ステアリングハンドルの回転運動を直線運動に変換するねじ機構を設け、ねじ機構のスライダに連結したスイング部材の中央部をスイング可能に支持し、スイング部材の一端部に第１の操作ケーブルにて一方の転舵車輪用ナックルを連結し、スイング部材の他端部に第２の操作ケーブルにて他方の転舵車輪用ナックルを連結したので、従来の技術における駆動・従動プーリやステアリングギヤ機構のような転舵機構を廃止することができる。
このため、ワイヤ式の車両用ステアリング装置を部品数が少なく簡単な構成にすることができるとともに、小型化及び軽量化を図ることができ、さらに製造コストの低減を図ることができる。
【００１０】
しかも、簡素な構成なので、車両用ステアリング装置の全体の摩擦抵抗は低減されるので、ステアリングハンドルから転舵車輪までのトルク伝達経路におけるトルク伝達効率を高めることができる。この結果、ステアリングハンドルによって転舵車輪を、より直接的に操舵するような感覚、いわゆる、操舵ダイレクト感を高めることができる。また、ステアリングハンドルを操舵した後にステアリングハンドルが中立位置に戻る性能、いわゆる、ハンドル戻り性能を高めることができる。このようなことから、車両用ステアリング装置の操舵感覚（操舵フィーリング）を高めることができる。
【００１１】
さらには、スイング部材の一端部に第１の操作ケーブルにて一方の転舵車輪用ナックルを連結し、また、スイング部材の他端部に第２の操作ケーブルにて他方の転舵車輪用ナックルを連結したので、第１・第２の操作ケーブルの途中を湾曲させる箇所が少なくてすむとともに、第１・第２の操作ケーブルを緩やかに湾曲させることができる。このため、第１・第２の操作ケーブルにおいて、アウタチューブに通したインナケーブルの摩擦抵抗を低減することができる。摩擦抵抗の低減によって、トルク伝達効率をより一層高めることができる。この結果、ステアリングハンドルの操舵感覚をより一層高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。
図１は本発明に係るワイヤ式の車両用ステアリング装置の斜視図であり、車両用ステアリング装置１０を左前方から見た全体構成を示す。
図２は本発明に係るワイヤ式の車両用ステアリング装置の正面図である。但し、電動モータ５３の配置を図１とは変えて表した。
【００１３】
図１及び図２に示すように、自動車等の車両に搭載する車両用ステアリング装置１０は、操舵部材としてのステアリングハンドル１１に操舵機構１２を連結し、この操舵機構１２に２本の操作ケーブル１３Ａ，１３Ｂにて左右一対の転舵車輪用ナックル１４Ａ，１４Ｂを連結した、ワイヤ式ステアリング装置である。
左右の転舵車輪用ナックル１４Ａ，１４Ｂ（以下、単に「ナックル１４Ａ，１４Ｂ」と言う。）は、左右の前輪等の各転舵車輪１５Ａ，１５Ｂに転舵可能に連結した、転舵部材である。これらのナックル１４Ａ，１４Ｂ同士は互いに連動するように、連結ロッド１６によって互いに連結したものである。
【００１４】
操舵機構１２は、ステアリングハンドル１１に連結したステアリングシャフト２１と、ステアリングシャフト２１に連結した「ねじ機構２２」と、ねじ機構２２に連結したスイング部材３１と、ステアリングシャフト２１に連結した補助トルク機構、例えば電動パワーステアリング機構５０と、これらの部材２１，２２，３１，５０を収納するハウジング６１（想像線にて示す。）とからなる。ハウジング６１は軸受６２，６２を介して、ステアリングシャフト２１を回転可能に且つ軸方向移動を規制して、支持することになる。
【００１５】
図２に示すように、ねじ機構２２は、ステアリングハンドル１１の回転運動をスライダ２４の直線運動に変換する変換機構であって、例えば「ボールねじ」からなる。ボールねじは、ステアリングシャフト２１に形成した雄ねじからなる「ねじ部２３」と、外筒部分のスライダ２４内に形成した雌ねじと、これらの雄ねじ・雌ねじ間に介在した多数のボール（図示せず）とからなる。このように、ねじ機構２２は、ステアリングハンドル１１に連結したねじ部２３と、ねじ部２３にねじ込んだスライダ２４と、からなる構成である。
スライダ２４は、ねじ孔側から見たときに四角形を呈する角形材であり、その側面から側方へ連結凸部２５を突出させたものである。
【００１６】
図３は本発明に係るワイヤ式の車両用ステアリング装置の要部斜視図であり、ステアリングハンドル１１周りの構成を示す。
図１〜図３に示すように、スイング部材３１は、ステアリングシャフト２１と交差するように配置した、細長いリンクである。このようなスイング部材３１は、スライダ２４の両側面を挟み込むように延びた一対のバー３２，３２からなる。バー３２，３２の長手途中に開けられた長孔３３に、スライダ２４の連結凸部２５を嵌合することで、スライダ２４にスイング部材３１を連結することができる。
【００１７】
さらには、ハウジング６１にブラケット３４を取り付け、このブラケット３４にスイング部材３１の長手中央部３５を支持ピン３６でスイング可能に支持することによって、ハウジング６１にスイング部材３１をスイング可能に支持することができる。
以上の説明から明らかなように、スライダ２４はスイング部材３１によって回転が規制されるので、ステアリングシャフト２１の軸方向への移動（スライド）だけが可能である。一方、スイング部材３１は、図３の想像線にて示すように、スライダ２４の移動方向にだけスイング可能である。
【００１８】
図１及び図２に示すように、操舵機構１２は、スイング部材３１の一端部３７に第１の操作ケーブル１３Ａにて一方のナックル１４Ａを連結し、また、スイング部材３１の他端部３８に第２の操作ケーブル１３Ｂにて他方のナックル１４Ｂを連結したことを特徴とする。
詳しくは、２本の操作ケーブル１３Ａ，１３Ｂは、それぞれアウタチューブ４１，４１の中にインナケーブル（インナワイヤとも言う。）４２Ａ，４２Ｂをスライド自在に通した可撓性ワイヤケーブルである。アウタチューブ４１，４１は、長手途中をそれぞれ湾曲させるとともに、各一端部４１ａ，４１ａを第１固定部材６４，６４を介してハウジング６１に取り付け、各他端部４１ｂ，４１ｂを第２固定部材６５を介して車体（図示）に取り付けたものである。
【００１９】
ここで、第１の操作ケーブル１３Ａのインナケーブル４２Ａのことを第１インナケーブル４２Ａと言い、第２の操作ケーブル１３Ｂのインナケーブル４２Ｂのことを第２インナケーブル４２Ｂと言うことにする。
第１インナケーブル４２Ａの一端部４３Ａは、スイング部材３１の一端部３７に連結し、第１インナケーブル４２Ａの他端部４４Ａは、一方のナックル１４Ａのナックルアーム１４Ａａに連結したものである。
第２インナケーブル４２Ｂの一端部４３Ｂは、スイング部材３１の他端部３８に連結し、第２インナケーブル４２Ｂの他端部４４Ｂは、他方のナックル１４Ｂのナックルアーム１４Ｂａに連結したものである。
【００２０】
このような構成であるから、スイング部材３１によって、２本の操作ケーブル１３Ａ，１３Ｂを互いに逆方向に引くことができる。従って、ステアリングハンドル１１で２本の操作ケーブル１３Ａ，１３Ｂを介してナックル１４Ａ，１４Ｂを操作することにより、各ナックル１４Ａ，１４Ｂを介して各転舵車輪１５Ａ，１５Ｂを操舵することができる。
【００２１】
電動パワーステアリング機構５０は、ステアリングシャフト２１に補助トルクを付加する機構である。具体的には、電動パワーステアリング機構５０は、ステアリングハンドル１１で発生した操舵トルクを検出する操舵トルクセンサ５１と、操舵トルクセンサ５１のセンサ信号を受けて制御信号を発する制御部５２（図１参照）と、制御部５２の制御信号を受けて操舵トルクに応じた補助トルクを発生する電動モータ５３と、電動モータ５３の補助トルクをステアリングシャフト２１に伝達するトルク伝達機構５４とからなる。
【００２２】
トルク伝達機構５４は、電動モータ５３のモータ軸５３ａに備えたウォーム５５と、ステアリングシャフト２１に備えたウォームホイール５６とからなる、ウォームギヤ機構である。
このようにして、運転者の操舵トルクに電動モータ５３の補助トルクを加えた複合トルクによって、転舵車輪１５Ａ，１５Ｂを転舵させることができる。ステアリングシャフト２１に補助トルクを付加するので、操舵トルクを軽減することができる。
【００２３】
次に、上記構成の車両用ステアリング装置１０の作用を説明する。
図２において、ステアリングハンドル１１を左又は右に操舵すると、その操舵トルクによってステアリングシャフト２１及びねじ部２３も同方向に回る。この結果、スライダ２４は、ステアリングシャフト２１の軸方向へ移動することによって、ステアリングハンドル１１の操舵に対応する方向へ、スイング部材３１をスイングさせる。スイングしたスイング部材３１は、例えば、第１インナケーブル４２Ａを引くことによって、一方のナックル１４Ａをスイングさせる。第１インナケーブル４２Ａを引いたときには、第２インナケーブル４２Ｂは緩む。左右のナックル１４Ａ，１４Ｂ同士は、連結ロッド１６によって互いに連結しているので、連動して同方向にスイングする。この結果、ナックル１４Ａ，１４Ｂに連結されている転舵車輪１５Ａ，１５Ｂは転舵する。
【００２４】
ここで、全体についてまとめて説明する。以上の説明から明らかなように、車両用ステアリング装置１０は、ステアリングハンドル１１の回転運動を直線運動に変換するねじ機構２２を設け、ねじ機構２２のスライダ２４に連結したスイング部材３１の中央部３５をスイング可能に支持し、スイング部材３１の一端部３７に第１の操作ケーブル１３Ａにて一方のナックル１４Ａを連結し、スイング部材３１の他端部３８に第２の操作ケーブル１３Ｂにて他方のナックル１４Ｂを連結したものである。従って、車両用ステアリング装置１０においては、従来の技術における駆動・従動プーリやステアリングギヤ機構のような転舵機構を廃止することができる。
【００２５】
このため、ワイヤ式の車両用ステアリング装置１０を部品数が少なく簡単な構成にすることができるとともに、小型化及び軽量化を図ることができ、さらに製造コストの低減を図ることができる。さらには、簡単な構成で小型・軽量な車両用ステアリング装置１０であるから、車体に対する組付け性を高めることができる。
【００２６】
しかも、簡素な構成なので、車両用ステアリング装置１０の全体の摩擦抵抗を低減させることができる。従って、ステアリングハンドル１１から転舵車輪１５Ａ，１５Ｂまでのトルク伝達経路７１におけるトルク伝達効率を高めることができる。
この結果、ステアリングハンドル１１によって転舵車輪１５Ａ，１５Ｂを、より直接的に操舵するような感覚、いわゆる、操舵ダイレクト感を高めることができる。また、ステアリングハンドル１１を操舵した後にステアリングハンドル１１が中立位置に戻る性能、いわゆる、ハンドル戻り性能を高めることができる。このようなことから、車両用ステアリング装置１０の操舵感覚（操舵フィーリング）を高めることができる。
【００２７】
ところで、一般的な車両用ステアリング装置においては、ステアリングハンドルの軸が前下方へ延びるのに対して、転舵機構の入力軸は概ね上方へ延びる。このため、上記従来の技術のように、ステアリングハンドルの軸に駆動プーリを取付けるとともに、転舵機構の入力軸に従動プーリを取付ける構成においては、駆動プーリが前下方へ向くのに対して、従動プーリは概ね上向きとなる。互いに向きが大きく異なる駆動・従動プーリ間を、操作ケーブルにて連結したのでは、操作ケーブルの途中を湾曲させる箇所が多くなるとともに、操作ケーブルの湾曲半径が小さくなる傾向にある。その分、アウタチューブに通したインナケーブルの摩擦抵抗は大きくなる。
【００２８】
これに対して、本発明の車両用ステアリング装置１０は、スイング部材３１の一端部３７に第１の操作ケーブル１３Ａにて一方のナックル１４Ａを連結し、また、スイング部材３１の他端部３８に第２の操作ケーブル１３Ｂにて他方のナックル１４Ｂを連結した構成である。このため、第１・第２の操作ケーブル１３Ａ，１３Ｂの途中を湾曲させる箇所が少なくてすむとともに、第１・第２の操作ケーブル１３Ａ，１３Ｂを緩やかに湾曲させることができる。このため、アウタチューブ４１，４１に通したインナケーブル４２Ａ，４２Ｂの摩擦抵抗を低減することができる。摩擦抵抗の低減によって、トルク伝達効率をより一層高めることができる。この結果、ステアリングハンドル１１の操舵感覚をより一層高めることができる。
【００２９】
次に、車両用ステアリング装置１０の変形例について図４に基づき説明する。なお、上記図１〜図３に示す車両用ステアリング装置１０と同様の構成については同一符号を付し、その説明を省略する。
【００３０】
図４は本発明に係るワイヤ式の車両用ステアリング装置（変形例）の正面図であり、図２に対応させて表した。
変形例の車両用ステアリング装置１００は、上記図１に示す電動パワーステアリング機構５０を操舵機構１２から外してナックル１４Ａ，１４Ｂの近傍に配置したことを特徴とする。詳しくは、変形例の電動パワーステアリング機構１５０は、車幅方向に延びた伝動軸１５１と、伝動軸１５１に相対的に回転可能に嵌合した管状のモータ軸１５２を有する電動モータ１５３と、モータ軸１５２の回転運動を伝動軸１５１の直線運動に変換するボールねじ１５４と、これらの部材１５１〜１５４を収納するハウジング１５５とからなる。
伝動軸１５１は、両端に左右のタイロッド１６１，１６１を介して上記ナックル１４Ａ，１４Ｂに連結し、車幅方向にスライドする転舵軸である。伝動軸１５１及びボールねじ１５４の組合せ構造は、トルク伝達機構１５６を構成する。
【００３１】
変形例の電動パワーステアリング機構１５０は、操舵トルクセンサ５１のセンサ信号を受けた制御部５２が制御信号を発し、この制御信号を受けた電動モータ１５３が操舵トルクに応じた補助トルクを発生し、この補助トルクをボールねじ１５４を介して伝動軸１５１に伝達することで、伝動軸１５１が車幅方向にスライドし、タイロッド１６１，１６１を介してナックル１４Ａ，１４Ｂをスイングさせることができる。
【００３２】
このように、ステアリングハンドル１１からナックル１４Ａ，１４Ｂに伝わった運転者の操舵トルクに、電動モータ１５３からナックル１４Ａ，１４Ｂに伝わった補助トルクを加えた複合トルクによって、転舵車輪１５Ａ，１５Ｂを転舵させることができる。ナックル１４Ａ，１４Ｂに補助トルクを付加するので、操舵トルクを軽減することができる。
なお、変形例の電動パワーステアリング機構１５０は、上記図１〜図３に示す電動パワーステアリング機構５０と同様の構成にしてもよい。
【００３３】
変形例の車両用ステアリング装置１０によれば、図１〜図３に示す車両用ステアリング装置１０の効果に加えて、さらに操舵機構１２を小型にすることができる。この結果、ステアリングハンドル１１付近の狭いスペースに操舵機構１２をより一層容易に配置することができる。
【００３４】
なお、本発明は実施の形態では、ねじ機構２２は、ステアリングハンドル１１の回転運動をスライダ２４の直線運動に変換するために、ステアリングハンドル１１に連結したねじ部２３と、ねじ部２３にねじ込んだスライダ２４と、からなる構成であればよく、ボールねじに限定されるものではない。また、ねじ部２３を雌ねじとし、スライダ２４を雄ねじとしてもよい。
【００３５】
また、図４に示す変形例の電動パワーステアリング機構１５０は、上記図２に示す電動モータ５３及びトルク伝達機構５４を採用した構成であってもよい。その場合には、電動モータ５３の補助トルクを、トルク伝達機構５４のウォームホイール５６からボールねじ１５４を介して、伝動軸１５１に伝達する構成と、することになる。
また、補助トルク機構は、ステアリングシャフト２１（図１参照）や伝動軸１５１（図４参照）に補助トルクを付加する機構であればよく、電動パワーステアリング機構５０，１５０に限定されず、例えば油圧式の構成であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明の車両用ステアリング装置１０，１００は、自動車のワイヤ式ステアリング装置として好適である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明に係るワイヤ式の車両用ステアリング装置の斜視図である。
【図２】本発明に係るワイヤ式の車両用ステアリング装置の正面図である。
【図３】本発明に係るワイヤ式の車両用ステアリング装置の要部斜視図である。
【図４】本発明に係るワイヤ式の車両用ステアリング装置（変形例）の正面図である。
【図５】従来の車両用ステアリング装置の概要図である。
【符号の説明】
【００３８】
１０，１００…車両用ステアリング装置、１１…ステアリングハンドル、１３Ａ…第１の操作ケーブル、１３Ｂ…第２の操作ケーブル、１４Ａ，１４Ｂ…転舵車輪用ナックル、１５Ａ，１５Ｂ…転舵車輪、２１…ステアリングシャフト、２２…ねじ機構、２３…ねじ部、２４…スライダ、３１…スイング部材、３５…スイング部材の中央部、３７…スイング部材の一端部、３８…スイング部材の他端部、４１…アウタチューブ、４２Ａ，４２Ｂ…インナワイヤ。
【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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