(57)【要約】【課題】構成部品の配置の自由度が高い操舵装置を提供すること。【解決手段】操舵装置１は、運転者が操作可能な操作子１０と、転舵輪が連結されたラック軸３０と、ラック軸３０に噛合うピニオン部４０と、操作子１０とピニオン部４０とを接続するステアリングシャフト２０と、を備える。また、ステアリングシャフト２０は、第１シャフト２２と、第１シャフト２２の中心軸Ｙに対して径方向にずれた中心軸Ｘを有する第２シャフト２３と、第１シャフト２２および第２シャフト２３のうち一方の回転に応じて他方を回転させる回転伝達機構６３と、を有する。【選択図】図１
2009208488.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転者が操作可能な操作子と、
転舵輪が連結されたラック軸と、
当該ラック軸に噛合うピニオン部と、
前記操作子と前記ピニオン部とを接続するステアリングシャフトと、を備え、
前記ステアリングシャフトは、第１シャフトと、
当該第１シャフトの中心軸に対して径方向にずれた中心軸を有する第２シャフトと、
前記第１シャフトおよび前記第２シャフトのうち一方の回転に応じて他方を回転させる回転伝達機構と、を有することを特徴とする操舵装置。
【請求項２】
運転者が操作可能な操作子と、
転舵輪が連結されたラック軸と、
当該ラック軸に噛合うピニオン部と、
前記操作子と前記ピニオン部とを接続するステアリングシャフトと、を備え、
前記ステアリングシャフトは、回転を伝達する２つの回転伝達機構を介して接続された３つのシャフトで構成され、
前記ステアリングシャフトと前記ピニオン部とは、回転を伝達する回転伝達機構を介して接続され、
前記３つの回転伝達機構のうち少なくとも１つは、等速性を有することを特徴とする操舵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操舵装置に関する。詳しくは、操作子と、転舵輪が連結されたラック軸と、ラック軸に噛合うピニオン部と、操作子とピニオン部とを接続するステアリングシャフトとを備える操舵装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、車両には、運転者の操作に応じて転舵輪を転舵する操舵装置が設けられている。
この操舵装置は、ハンドルと、このハンドルに接続されたステアリングシャフトと、このステアリングシャフトに接続された中間シャフトと、この中間シャフトに接続されたステアリングギアボックスとを備える。このステアリングギアボックスには、転舵輪を保持する保持機構を介して転舵輪が接続されている。
【０００３】
以上のステアリングシャフトと中間シャフトとの接続、および中間シャフトとステアリングギアボックスとの接続には、それぞれが一定の角度を有しながら回転を伝えられるように、ユニバーサルジョイントが用いられている。
ハンドルは、ステアリングシャフトがハンドルを含む平面であるハンドル面に垂直となるように、ステアリングシャフトに連結されている。
【０００４】
この操舵装置によれば、運転者がハンドルの一部を把持して回転させると、ステアリングシャフトおよび中間シャフトも回転し、中間シャフトの回転がステアリングギアボックスで直線方向の動きに変換されて転舵輪に伝達され、転舵輪が転舵される。
【０００５】
ところで、以上の操舵装置では、以下のような問題があった。
第１に、例えばトラック車両では、運転席は操舵輪およびステアリングギアボックスの上方に位置する場合が多い。この場合、ステアリングシャフトは、垂直に近い角度に起立して配置されることとなり、ハンドル面が水平に近くなる。そのため、ハンドルを回転させる際に、ハンドルを把持している部分と運転者の身体との距離が大きく変化し、運転者は、上体を前傾させてハンドルを回転させる必要があり、操作性が悪いという問題があった。
【０００６】
第２に、ステアリングシャフトは、車両が衝突した際に、その衝撃を効果的に吸収するため、水平方向に対して所定の角度で設置することが好ましい。しかしながら、このステアリングシャフトの設置角度は、必ずしも操舵操作を快適に行うことのできるハンドル面の角度とは一致しない。
【０００７】
第３に、中間シャフトは、アクセルやブレーキなどのペダルが設けられた空間を通過して、ステアリングギアボックスに接続されるが、この際には、中間シャフトがペダルの動作する範囲に干渉しないように配置する必要がある。
【０００８】
以上の問題を解決するため、ステアリングシャフトの起立角度を上下方向に調節可能なチルト機構を備えた操舵装置が提案されている。
例えば、特許文献１には、ハンドルと、このハンドルに接続されたステアリングシャフトと、このステアリングシャフトを起伏自在に支持するピボット機構と、ステアリングシャフトを上下動させるチルト機構とを備える操舵装置が提案されている。
特許文献１で提案された操舵装置によれば、ピボット機構に支持されたステアリングシャフトは、チルト機構により上下方向に起立角度の調節が可能となっている。
【特許文献１】特開平１０−１１９７９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１で提案されたステアリング装置では、ステアリングシャフトの基端に設けられたユニバーサルジョイントにより、ステアリングシャフトの起立角度を調節可能としており、このユニバーサルジョイントによって調節可能な角度は限られていた。
よって、ステアリングシャフトの調節可能な角度は限られているので、第１の問題は依然として解決されていない。
また、ハンドルの角度は変えられないため、第２の問題も依然として解決されていない。
更に、ステアリングシャフトの起立角度を上下方向に調節することでは、第３の問題は解決されない。
【００１０】
そのため、ハンドルやステアリングシャフトなどの構成部品の配置の自由度が高い操舵装置の開発が要請されていた。
【００１１】
本発明は、構成部品の配置の自由度が高い操舵装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の操舵装置（例えば、後述の操舵装置１）は、運転者が操作可能な操作子（例えば、後述のハンドル１０）と、転舵輪が連結されたラック軸（例えば、後述のラック軸３０）と、当該ラック軸に噛合うピニオン部（例えば、後述のピニオン部４０）と、前記操作子と前記ピニオン部とを接続するステアリングシャフト（例えば、後述のステアリングシャフト２０）と、を備え、前記ステアリングシャフトは、第１シャフト（例えば、後述の第１シャフト２２）と、当該第１シャフトの中心軸に対して径方向にずれた中心軸を有する第２シャフト（例えば、後述の第２シャフト２３）と、前記第１シャフトおよび前記第２シャフトのうち一方の回転に応じて他方を回転させる回転伝達機構（例えば、後述の回転伝達機構６３）と、を有することを特徴とする。
【００１３】
この発明によれば、ステアリングシャフトを、第１シャフトと、この第１シャフトの中心軸に対して径方向にずれた中心軸を有する第２シャフトとを備える構成とした。よって、操舵装置の構成部品の配置の自由度が高くなる。
その結果、ハンドルを運転操作に適した角度で設置できるので、ハンドルの操作性が向上する。
また、ステアリングシャフトを、衝撃を吸収するのに効果的な角度に設置しつつ、ハンドルを運転操作に適した角度に設置できる。
更に、ステアリングシャフトをペダルの動作する範囲に干渉しないように配置できる。
【００１４】
本発明の操舵装置（例えば、後述の操舵装置１）は、運転者が操作可能な操作子（例えば、後述のハンドル１０）と、転舵輪が連結されたラック軸（例えば、後述のラック軸３０）と、当該ラック軸に噛合うピニオン部（例えば、後述のピニオン部４０）と、前記操作子と前記ピニオン部とを接続するステアリングシャフト（例えば、後述のステアリングシャフト２０）と、を備え、前記ステアリングシャフトは、回転を伝達する２つの回転伝達機構（例えば、後述の回転伝達機構６２，６３）を介して接続された３つのシャフト（例えば、後述の中間シャフト２１、第１シャフト２２および第２シャフト２３）で構成され、前記ステアリングシャフトと前記ピニオン部とは、回転を伝達する回転伝達機構（例えば、後述の回転伝達機構６１）を介して接続され、前記３つの回転伝達機構のうち少なくとも１つは、等速性を有することを特徴とする。
【００１５】
この発明によれば、ステアリングシャフトを、回転を伝達する２つの回転伝達機構を介して接続された３つのシャフトで構成し、ステアリングシャフトとピニオン部とを、回転を伝達する回転伝達機構を介して接続した。更に、これら３つの回転伝達機構のうち少なくとも１つは、等速性を有することとした。
このようにステアリングシャフトを３つのシャフトで構成することにより、操舵装置の構成部品の配置の自由度が高くなる。その結果、ハンドルを運転操作に適した角度で設置できるので、ハンドルの操作性が向上する。
また、衝撃を吸収するのに効果的な角度でステアリングシャフトを設置しつつ、ハンドルを運転操作に適した角度に設置できる。
更に、ステアリングシャフトをペダルの操作に干渉しないように配置できる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、操舵装置の構成部品の配置の自由度が高くなる。その結果、ハンドルを運転操作に適した角度で設置できるので、ハンドルの操作性が向上する。また、衝撃を吸収するのに効果的な角度でステアリングシャフトを設置しつつ、ハンドルを運転操作に適した角度に設置できる。更に、ステアリングシャフトをペダルの操作に干渉しないように配置できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の実施形態の説明にあたって、同一構成要件については同一符号を付し、その説明を省略もしくは簡略化する。
【００１８】
〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態に係る操舵装置１の側面図である。
操舵装置１は、図示しない車両に搭載され、運転者が操作を行う操作子としてのハンドル１０と、図示しない転舵輪が連結されたラック軸３０と、このラック軸３０に噛み合うピニオン部４０と、ハンドル１０とピニオン部４０とを接続するステアリングシャフト２０と、を備える。
【００１９】
ラック軸３０は、棒状であり、このラック軸３０には、図示しないラックギアが形成される。
転舵輪は、ラック軸３０の両端に、それぞれ図示しないタイロッドを介して連結されている。ラック軸３０が軸方向に動くと、このラック軸３０の動きに応じて、転舵輪は、転舵される。
【００２０】
ピニオン部４０は、ピニオンシャフト４１と、このピニオンシャフト４１の基端側に設けられたピニオンギア４２と、を備える。
ピニオンギア４２は、ステアリングギアボックス５０内に収容され、このステアリングギアボックス５０内で、ピニオンギア４２がラックギアに噛み合っている。
ピニオンシャフト４１は、車両の後方に向かって斜め上方に延びており、このピニオンシャフト４１の先端側には、ステアリングシャフト２０が連結される。
【００２１】
ステアリングシャフト２０は、車両の後方に向かって斜め上方に延びており、コラムカバー７０に支持される。
このステアリングシャフト２０は、中間シャフト２１と、この中間シャフト２１に連結された第１シャフト２２と、この第１シャフト２２に連結された第２シャフト２３と、の３つのシャフトで構成される。
第２シャフト２３の中心軸Ｘは、第１シャフト２２の中心軸Ｙに対して径方向にずれている。すなわち、第２シャフト２３は、第１シャフト２２に対して高さ方向に平行にずれて位置している。
この第２シャフト２３は、回転伝達機構６３を介して、第１シャフト２２に連結される。
【００２２】
回転伝達機構６３は、第１シャフト２２の先端側に設けられた第１平歯車６３１と、第２シャフト２３の基端側に設けられて第１平歯車６３１に噛み合う第２平歯車６３２と、を備える。
第１平歯車６３１と第２平歯車６３２とが噛み合うことで、これら２つのシャフトのうちの一方の回転は、等速性を有して他方に伝達される。
【００２３】
第１シャフト２２と中間シャフト２１とは、回転伝達機構としてのユニバーサルジョイント６２で連結される。この中間シャフト２１は、ピニオンシャフト４１とも、回転伝達機構としてのユニバーサルジョイント６１で連結される。
第１シャフト２２と中間シャフト２１とは、所定の角度で連結され、中間シャフト２１とピニオンシャフト４１とは、第１シャフト２２と中間シャフト２１との連結角度と同じ角度で連結される。
【００２４】
中間シャフト２１は、アクセルペダル、ブレーキペダル、クラッチペダルなどの複数のペダル９０が設けられた空間を通って延びている。
【００２５】
コラムカバー７０は、吸収部材８０を介して図示しない車体にボルト８１で固定され、第１シャフト２２および第２シャフト２３の外周面を覆っている。このコラムカバー７０には、複数のベアリング７１が設けられており、第１シャフト２２および第２シャフト２３は、これら複数のベアリング７１を介して回転可能に支持される。
【００２６】
ハンドル１０は、第２シャフト２３に連結されるセンターコア部１１と、このセンターコア部１１に支持される把持部１２と、を備える。
把持部１２は、第２シャフト２３を中心とした円環状であり、運転者に把持される。
センターコア部１１は、第２シャフト２３の先端が連結される円板状のセンターコア本体１１１と、センターコア本体１１１から径方向の外方に延出し、把持部１２を支持する連結部１１２とを備える。連結部１１２は、把持部１２の内側面に連結される。
ハンドル１０は、第２シャフト２３の中心軸Ｘがハンドル１０を含む平面であるハンドル面に垂直となるように、第２シャフト２３に連結される。
【００２７】
以上の操舵装置１は、以下のように動作する。
運転者は、把持部１２の一部を把持してハンドル１０を回転させる。すると、ハンドル１０の回転に応じて第２シャフト２３も回転し、この第２シャフト２３の回転は、回転伝達機構６３を介して第１シャフト２２に伝達され第１シャフト２２を回転させる。続いて、この第１シャフト２２の回転は、ユニバーサルジョイント６２を介して中間シャフト２１に伝達され中間シャフト２１を回転させる。同様に、この中間シャフト２１の回転は、ユニバーサルジョイント６１を介してピニオンシャフト４１に伝達されてピニオンシャフト４１を回転させる。続いて、ピニオンシャフト４１が回転すると、ピニオンギア４２も回転し、このピニオンギア４２の回転が、ラックギアに伝達されて直線方向の動きに変換され、ラック軸３０は軸方向に移動する。その結果、ラック軸３０が軸方向に移動すると、このラック軸３０の動きに応じて、転舵輪が転舵される。
【００２８】
本実施形態によれば、以下のような効果がある。
（１）ステアリングシャフト２０を、第１シャフト２２と、第１シャフト２２の中心軸Ｙに対して径方向にずれた中心軸Ｘを有する第２シャフト２３とを備える構成としたので、操舵装置１の構成部品の配置の自由度が高くなる。
【００２９】
〔第２実施形態〕
図２（ａ）は、第２実施形態に係る操舵装置１Ａの側面図である。
本実施形態では、第２シャフト２３の中心軸Ｘが第１シャフト２２の中心軸Ｙに対して所定角度αを有している点が、第１実施形態と異なる。
具体的には、回転伝達機構６３Ａは、第２シャフト２３の基端側に、第１実施形態の第２平歯車６３２に代えて、傘歯車６３３を備えている。
よって、第２シャフト２３の中心軸Ｘは、第１シャフト２２の中心軸Ｙに対して、高さ方向にずれるとともに、側面視で所定角度αを有している。
【００３０】
本実施形態によれば、上述した（１）の効果に加え、以下のような効果がある。
（２）第２シャフト２３の中心軸Ｘを、側面視で第１シャフト２２の中心軸Ｙに対して所定角度αを有するように設けたので、ハンドル１０を運転操作に適した角度で設置でき、ハンドル１０の操作性が向上する。
【００３１】
つまり、従来の操舵装置では、図２（ｂ）中破線で示すように、ステアリングシャフトが鉛直方向に近い角度で延びているため、ハンドル面は水平面に近くなる。よって、ハンドルを回転させる際に、ハンドルを把持している部分と運転者の身体との距離が大きく変化し、運転者は上体を前傾させてハンドルを回転させる必要があり、操作性が悪い。
しかしながら、本実施形態では、図２（ｂ）中実線で示すように、従来に比べて、ハンドル面を鉛直面に近くでき、ハンドル１０の操作性が向上する。
【００３２】
また、衝撃を吸収するのに効果的な角度でステアリングシャフト２０の第１シャフト２２を設置しつつ、ハンドル１０を運転操作に適した角度に設置できる。
【００３３】
〔第３実施形態〕
図３（ａ）は、第３実施形態に係る操舵装置１Ｂの側面図である。
本実施形態では、第２シャフト２３が第１シャフト２２に対して車両の高さ方向ではなく幅方向にずれるとともに、所定角度αで連結されている点が、第１実施形態と異なる。
具体的には、回転伝達機構６３Ｂは、第２平歯車６３２Ｂが第１平歯車６３１Ｂに対して、幅方向にずれて配置されるとともに、第１平歯車６３１Ｂの回転軸と第２平歯車６３２Ｂの回転軸とが所定角度αを有した状態で噛み合っている。
【００３４】
本実施形態によれば、上述した（１）および（２）の効果に加え、以下のような効果がある。
（３）第２シャフト２３の中心軸Ｘを第１シャフト２２の中心軸Ｙに対して幅方向にずらしたので、図３（ｂ）中実線で示すように、ハンドル１０の位置や姿勢を変更することなく、中間シャフト２１をペダルの動作する範囲に干渉しないように配置できる。
【００３５】
〔第４実施形態〕
図４は、第４実施形態に係る操舵装置１Ｃの側面図である。
本実施形態では、第２シャフト２３の中心軸Ｘは、第１シャフト２２の中心軸Ｙに対して、径方向にずれておらず、側面視で中心軸Ｙに対して所定角度βを有している点が、第１実施形態と異なる。
具体的には、回転伝達機構６３Ｃは、第１シャフト２２の第１平歯車６３１と、第２シャフト２３の第２平歯車６３２とが直接噛み合っておらず、傘歯車６３４を介して連結されている。これにより、これら２つのシャフトのうちの一方の回転は、等速性を有して他方に伝達される。
傘歯車６３４は、コラムカバー７０に回転可能に支持されており、この傘歯車６３４の回転軸Ｚ１は、第１シャフト２２の中心軸Ｙと第２シャフト２３の中心軸Ｘとの交点を通っている。
【００３６】
本実施形態によれば、以下のような効果がある。
（４）ステアリングシャフト２０を、回転を伝達する２つの回転伝達機構６２，６３を介して接続された３つのシャフトで構成し、ステアリングシャフト２０とピニオン部４０とを、回転を伝達する回転伝達機構６１を介して接続した。更に、これら３つの回転伝達機構のうち少なくとも１つは、等速性を有することとした。よって、操舵装置１の構成部品の配置の自由度が高くなる。
【００３７】
〔第５実施形態〕
図５（ａ）は、第５実施形態に係る操舵装置１Ｄの平面図であり、図５（ｂ）は、側面図である。
本実施形態では、第２シャフト２３が第１シャフト２２に対して車両の高さ方向ではなく幅方向にずれている点が、第１実施形態と異なる。
すなわち、回転伝達機構６３Ｄは、第１シャフト２２の第１平歯車６３１と、第２シャフト２３の第２平歯車６３２とが直接噛み合っておらず、第３平歯車６３５を介して連結されている。
第３平歯車６３５は、コラムカバー７０に回転可能に支持されており、この第３平歯車６３５の回転軸Ｚ２は、第２シャフト２３の中心軸Ｘおよび第１シャフト２２の中心軸Ｙに平行となっている。
【００３８】
本実施形態によれば、上述した（１）と同様の効果に加えて、以下のような効果がある。
（５）第２シャフト２３の中心軸Ｘを第１シャフト２２の中心軸Ｙに対して幅方向にずらしたので、図５（ａ）で示すように、ハンドル１０の位置や姿勢を変更することなく、中間シャフト２１をペダルの動作する範囲Ｒに干渉しないように配置できる。
（６）第１シャフト２２の第１平歯車６３１と、第２シャフト２３の第２平歯車６３２とを、第３平歯車６３５を介して連結したので、この第３平歯車６３５の外径寸法を変えることで、第１シャフト２２と第２シャフト２３とのずれ量を調節できる。
【００３９】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良などは本発明に含まれるものである。
例えば、上述した第５実施形態では、第３平歯車６３５の外径寸法を変えて第１シャフト２２と第２シャフト２３とのずれ量を調節したが、これに限らない。すなわち、第２シャフト２３を第１シャフト２２に対して所定間隔を空けて設けるとともに、両シャフト２２，２３にスプロケットを設け、両スプロケット間をチェーンやタイミングベルトで連結してもよい。
【００４０】
また、第１実施形態および第２実施形態では、第２シャフト２３は、第１シャフト２２に対して高さ方向にずれており、第３実施形態および第５実施形態では、第２シャフト２３は、第１シャフト２２に対して幅方向にずれていたが、これらに限らない。第２シャフト２３は、第１シャフト２２に対して、高さ方向および幅方向の両方向にずれていてもよい。
【００４１】
また、第５実施形態では、第２シャフト２３を、第１シャフト２２に対して幅方向に平行にずらして連結していたが、これに限られない。例えば、第３平歯車６３５に代えて傘歯車を用い、第２シャフト２３を、第１シャフト２２に対して平面視で所定角度を有するように連結してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る操舵装置１の側面図である。
【図２】図２（ａ）は、第２実施形態に係る操舵装置の側面図であり、図２（ｂ）は、運転者が第２実施形態に係る操舵装置のハンドルを把持する様子を示す側面図である。
【図３】図３（ａ）は、第３実施形態に係る操舵装置の側面図であり、図３（ｂ）は、運転者が第３実施形態に係る操舵装置のハンドルを把持する様子を示す側面図である。
【図４】第４実施形態に係る操舵装置の側面図である。
【図５】第５実施形態に係る操舵装置の平面図および側面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１  操舵装置
１０  ハンドル（操作子）
２０  ステアリングシャフト
２１  中間シャフト（シャフト）
２２  第１シャフト（シャフト）
２３  第２シャフト（シャフト）
３０  ラック軸
４０  ピニオン部
６１，６２  ユニバーサルジョイント（回転伝達機構）
６３  回転伝達機構
【図１】
2009208488.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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