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技術 操舵力伝達系に切換機構を有するステアリング装置

出願人 三菱自動車エンジニアリング株式会社
発明者 弓削満木村卓司民宮定一小山照夫
出願日 2001年9月3日 (18年6ヶ月経過) 出願番号 2001-265625
公開日 2003年3月12日 (17年0ヶ月経過) 公開番号 2003-072560
状態 拒絶査定
技術分野 操向制御装置 パワーステアリング パワーステアリング装置 パワーステアリング機構
主要キーワード 同一諸元 平歯歯車 ソレノイド機構 同一モジュール 固定ギヤ 結合操作 自走車両 手動操縦
関連する未来課題
重要な関連分野

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課題

ステアリングハンドル側からの操舵力を伝達したり、あるいは切断したりすることができるようにする。

解決手段

ステアリングハンドル9につながる駆動軸1の端末部に設けられるものであって外歯歯車からなる駆動ギヤ11と、駆動軸1と同一軸線上に設けられる被駆動軸2の端末部に設けられるものであって駆動ギヤ11と相対向するように、かつ、同一モジュールを有するように形成される被駆動ギヤ21と、駆動ギヤ11及び被駆動ギヤ21と噛合い係合する内歯歯車31を有するとともに駆動ギヤ11及び被駆動ギヤ21の歯部のところをスライド移動するように形成されたスリーブ3と、スリーブ3の外周部に設けられるものであってスリーブ3と相対回転運動が可能なように、かつ、スリーブ3を両軸1、2の軸線方向へスライド移動させることが可能なように取付けられるフォーク5と、フォーク5を駆動するアクチュエータ7と、からなるようにする。

概要

背景

一般に、自走車両におけるステアリング装置において、操舵力が伝達されるようにしたり、あるいは伝達されないようにしたりするON/OFF換機構としては、例えば、実開平3−107280号公報に記載のものの如く、一方の軸部端末部のところであって、その同一軸線上に設けられるギヤと、他方の軸部端末部のところであって、その同一軸線上に設けられるリングギヤとからなるものであって、これらが軸線方向に相対的に移動をすることによって、噛合い係合状態あるいは非係合状態を形成するようになっているものが挙げられる。または、特開平6−247323号公報記載のものの如く、両軸部端末部のところであって同一軸線に対して直交する面内において相対向するように形成されるクラッチ機構等を介して一方の軸からの回転駆動力が伝達あるいは切断されるようになっているものが挙げられる。

概要

ステアリングハンドル側からの操舵力を伝達したり、あるいは切断したりすることができるようにする。

ステアリングハンドル9につながる駆動軸1の端末部に設けられるものであって外歯歯車からなる駆動ギヤ11と、駆動軸1と同一軸線上に設けられる被駆動軸2の端末部に設けられるものであって駆動ギヤ11と相対向するように、かつ、同一モジュールを有するように形成される被駆動ギヤ21と、駆動ギヤ11及び被駆動ギヤ21と噛合い係合する内歯歯車31を有するとともに駆動ギヤ11及び被駆動ギヤ21の歯部のところをスライド移動するように形成されたスリーブ3と、スリーブ3の外周部に設けられるものであってスリーブ3と相対回転運動が可能なように、かつ、スリーブ3を両軸1、2の軸線方向へスライド移動させることが可能なように取付けられるフォーク5と、フォーク5を駆動するアクチュエータ7と、からなるようにする。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

ステアリングハンドルにつながる駆動軸の、その端末部に設けられるものであって外歯歯車からなる駆動ギヤと、上記駆動軸と同一軸線上に設けられるもう一方側の回転軸である被駆動軸の、その端末部に設けられるものであって上記駆動ギヤと相対向するように、かつ、上記駆動ギヤと同一諸元を有するように形成される被駆動ギヤと、上記駆動ギヤ及び被駆動ギヤと噛合い係合する内歯歯車を有するとともに、その外周部にも外歯歯車を有し、更に、上記内歯歯車のところが上記駆動ギヤ及び被駆動ギヤの歯部のところをスライド移動するように形成されたスリーブと、当該スリーブが上記駆動ギヤとのみ噛合い係合状態にあるときに、スリーブ外側に設けられた外歯と噛合い係合するものであって上記駆動軸を保持するハウジングに固定された状態で取付けられる固定ギヤと、上記スリーブの外周部に設けられるものであって当該スリーブと相対回転運動が可能なように、かつ、上記スリーブを上記両軸の軸線方向へスライド移動させることが可能なように取付けられるフォークと、からなることを特徴とする操舵力伝達系に切換機構を有するステアリング装置

請求項2

請求項1記載の操舵力伝達系に切換機構を有するステアリング装置において、上記被駆動ギヤのスリーブ内歯と噛合い係合をする、その歯筋方向先端部のところに所定のチャンファを設けるとともに、当該被駆動ギヤと噛合い係合する側の上記スリーブ内歯の歯筋方向先端部のところにも所定のチャンファを設け、更に、上記スリーブの外歯のところであって固定ギヤと噛合い係合をする歯筋方向先端部のところ及び上記スリーブの外歯と噛合い係合する上記固定ギヤの歯筋方向先端部のところにも所定の形態からなるチャンファを設けるようにしたことを特徴とする操舵力伝達系に切換機構を有するステアリング装置。

請求項3

請求項1または請求項2記載の操舵力伝達系に切換機構を有するステアリング装置において、上記スリーブ内歯の上記チャンファの設けられるところよりも歯筋方向の奥部のところに、当該奥部に向かって歯厚の値が小さくなるように形成された逆テーパ部を設けるようにしたことを特徴とする操舵力伝達系に切換機構を有するステアリング装置。

請求項4

請求項1ないし請求項3記載の操舵力伝達系に切換機構を有するステアリング装置において、上記フォークを往復直線運動させるための連結部材及びアクチュエータを設けるようにしたことを特徴とする操舵力伝達系に切換機構を有するステアリング装置。

技術分野

0001

本発明は、自走車両に設けられるステアリング装置に関するものであり、特に、ステアリング方式を自動操縦方式と手動操縦方式とに随時切換えることのできるようにした切換機構を有するステアリング装置に関するものである。

背景技術

0002

一般に、自走車両におけるステアリング装置において、操舵力が伝達されるようにしたり、あるいは伝達されないようにしたりするON/OFF切換機構としては、例えば、実開平3−107280号公報に記載のものの如く、一方の軸部端末部のところであって、その同一軸線上に設けられるギヤと、他方の軸部端末部のところであって、その同一軸線上に設けられるリングギヤとからなるものであって、これらが軸線方向に相対的に移動をすることによって、噛合い係合状態あるいは非係合状態を形成するようになっているものが挙げられる。または、特開平6−247323号公報記載のものの如く、両軸部端末部のところであって同一軸線に対して直交する面内において相対向するように形成されるクラッチ機構等を介して一方の軸からの回転駆動力が伝達あるいは切断されるようになっているものが挙げられる。

発明が解決しようとする課題

0003

ところで、上記従来のものは、切換装置のON/OFF作動時において、両軸間に設けられたギヤ部における両歯間の噛合い係合あるいはクラッチ部における噛合い係合が円滑に行なわれにくいと言う問題点を有する。特に、両噛合い係合部における噛合いピッチが、円周方向においてわずかにずれているような場合に、操作者が、ステアリングハンドル等を、その円周方向に細かに微調整しながら両者を噛合わせるようにしないと正常な噛合い係合が行なわれないと言う問題点がある。このような問題点を解決するために、上記2軸間における連結部のところに、両軸の外周部をスライド運動するものであって、その円周方向に自由に回転運動をすることができるように形成されたスリーブを設け、このスリーブを介して、上記2軸間の結合あるいは切断を行なわせるようにしたON/OFF切換機構を有するステアリング装置を提供しようとするのが、本発明の目的(課題)である。

課題を解決するための手段

0004

上記課題を解決するために、本発明においては次のような手段を講ずることとした。すなわち、請求項1記載の発明においては、自走車両に設けられるステアリング装置であって手動操縦時にはステアリングハンドルからの操舵力がステアリングギヤ機構側へ伝達されるとともに、自動操縦時にはステアリングハンドルからの操舵力はステアリングギヤ機構側へは伝達されないようにした操舵力伝達系に切換機構を有するステアリング装置に関して、ステアリングハンドルにつながる駆動軸の、その端末部に設けられるものであって外歯歯車からなる駆動ギヤと、上記駆動軸と同一軸線上に設けられるもう一方側の回転軸である被駆動軸の、その端末部に設けられるものであって上記駆動ギヤと相対向するように、かつ、上記駆動ギヤと同一諸元を有するように形成される被駆動ギヤと、上記駆動ギヤ及び被駆動ギヤと噛合い係合する内歯歯車を有するとともに、その外周部にも外歯歯車を有し、更に、上記内歯歯車のところが上記駆動ギヤ及び被駆動ギヤの歯部のところをスライド移動するように形成されたスリーブと、当該スリーブが上記駆動ギヤとのみ噛合い係合状態にあるときに、スリーブ外側に設けられた外歯と噛合い係合するものであって上記駆動軸を保持するハウジングに固定された状態で取付けられる固定ギヤと、上記スリーブの外周部に設けられるものであって当該スリーブと相対回転運動が可能なように、かつ、上記スリーブを上記両軸の軸線方向へスライド移動させることが可能なように取付けられるフォークと、からなるようにした構成を採ることとした。

0005

このような構成を採ることにより、本発明のものにおいては、上記フォークを作動させることによって、当該フォークと係合するスリーブが両軸における軸線方向に移動をすることとなり、この軸線方向への移動、すなわち、シフト移動によって、上記両軸間における回転駆動力の伝達あるいは切断が行なわれるようになる。具体的には、上記スリーブの内歯が駆動ギヤ及び被駆動ギヤの双方に噛合い係合をしている状態においては、駆動軸からの回転駆動力は、上記スリーブを介して被駆動ギヤに伝達されるようになる。すなわち、ステアリングハンドルからの操舵力はステアリングハンドルにつながる駆動軸を介して被駆動軸に伝達されることとなる。また、上記スリーブの内歯が駆動軸の駆動ギヤのみと噛合い係合をしている状態においては、駆動軸側の回転駆動力、すなわち、ステアリングハンドルからの操舵力は上記被駆動軸側へは伝達されない。なお、このときには、上記スリーブの外歯は、ハウジングに取付けられた固定ギヤとも噛合い係合をするようになっているので、上記駆動ギヤは上記スリーブを介して固定ギヤ周りに固定されるようになり、駆動ギヤ及び当該駆動ギヤが設けられる駆動軸も、回転運動ができないように固定された状態となる。すなわち、ステアリングハンドルは操舵をすることができないように固定されることとなる。これによって、操舵を必要としない自動操縦時にはドライバー等がステアリングハンドルを廻そうとしても、当該ステアリングハンドルは操作をすることができないようになっているものである。

0006

次に、請求項2記載の発明について説明する。このものも、その基本的な点は上記請求項1記載のものと同じである。すなわち、本発明においては、請求項1記載の操舵力伝達系に切換機構を有するステアリング装置に関して、切換機構を形成する上記被駆動ギヤが、上記スリーブ内歯と噛合い係合をする、その歯筋方向先端部のところに所定のチャンファを設けるとともに、当該被駆動ギヤと噛合い係合する側の上記スリーブ内歯の歯筋方向先端部のところにも所定のチャンファを設け、更に、上記スリーブの外歯のところであって固定ギヤと噛合い係合をする歯筋方向先端部のところ及び上記スリーブの外歯と噛合い係合する上記固定ギヤの歯筋方向先端部のところにも所定の形態からなるチャンファを設けるようにした構成を採ることとした。

0007

このような構成を採ることにより、本発明のものにおいては、上記スリーブの作動時、すなわち、スリーブの内歯が被駆動ギヤと噛合い係合をするとき、あるいはスリーブの外歯が固定ギヤと噛合い係合をするときに、相対向する歯部の先端部どうしのところに、所定の逃げ角を有するチャンファが設けられるようになっているので、各ギヤに対して上記スリーブの内歯あるいは外歯が円周方向に微小量相対回転運動をするようになり、円周方向の位相が同期するようになる。すなわち、初期の噛合い係合が円滑に進められることとなる。そして、このチャンファ部の噛合い係合をガイドにして、それぞれの歯筋方向への完全な噛合い係合状態が進められるようになり、スリーブの軸線方向への移動、すなわち、シフト操作が円滑に行なわれるようになる。

0008

次に、請求項3記載の発明について説明する。このものも、その基本的な点は上記請求項1記載のものと同じである。すなわち、本発明においては、請求項1または請求項2記載の操舵力伝達系に切換機構を有するステアリング装置に関して、上記スリーブ内歯の上記チャンファの設けられるところよりも歯筋方向の奥部のところに、当該奥部に向かって歯厚の値が小さくなるように形成された逆テーパ部を設けるようにした構成を採ることとした。このような構成を採ることにより、本発明のものにおいては、被駆動ギヤが上記チャンファ部をガイドとしてスリーブの内歯と噛合い係合するようになった状態においては、両歯部間において回転駆動力が伝達されると、被駆動ギヤはスリーブの内歯の歯筋方向の奥部に向かって、上記逆テーパ部に沿って引き込まれるようになる。すなわち、噛合い係合をする両歯面間においては、当該歯面間に回転駆動力が作用すると、スリーブ内歯の歯筋方向の奥部に向かって上記被駆動ギヤを吸引するように作用するベクトル荷重(力)が働くようになり、両歯部の噛合い係合は、より確実に行なわれるようになる。

0009

次に、請求項4記載の発明について説明する。このものも、その基本的な点は上記請求項1ないし請求項3記載のものと同じである。すなわち、本発明においては、請求項1ないし請求項3記載の操舵力伝達系に切換機構を有するステアリング装置に関して、上記フォークのところに、当該フォークを往復直線運動させるための連結部材及びアクチュエータを設けるようにした構成を採ることとした。また、このような構成からなるものにおいて、上記アクチュエータを、上記フォークにつながる連結部材を介して当該フォークを往復直線運動させるラックと、当該ラックと噛合い係合するものであって小形電動モータ動力源として、間に設けられた減速ギヤにて回転駆動されるピニオンギヤと、からなるラックアンドピニオン式ギヤ機構基礎に形成されるようにした。このような構成を採ることにより、本発明のものにおいては、上記フォークのシフト作動、すなわち、フォーク並びに当該フォークに連結部材を介して連結されるラックの、上記両軸の軸線方向への平行移動である直線運動が、所定の距離範囲内において、一定の荷重(力)を有した状態で、かつ、一定速度で行なわれるようになる。従って、フォークの先端部に係合して往復直線運動をするスリーブの、その内径側に設けられた内歯と被駆動ギヤとの噛合い係合が円滑に進められるようになる。

発明を実施するための最良の形態

0010

本発明の実施の形態について、図1ないし図6を基に説明する。本実施の形態に関するものは、図1及び図2に示す如く、自走車両に設けられるステアリング装置であって手動操縦時にはステアリングハンドル9からの操舵力がステアリングギヤ機構側へ伝達されるとともに、自動操縦時にはステアリングハンドル9からの操舵力はステアリングギヤ機構側へは伝達されないようにした操舵力伝達系に切換機構を有するステアリング装置に関するものである。具体的には、図1に示す如く、ステアリングハンドル9につながる駆動軸1の、その端末部に設けられるものであって外歯歯車からなる駆動ギヤ11と、上記駆動軸1と同一軸線上に設けられるもう一方側の回転軸である被駆動軸2の、その端末部に設けられるものであって上記駆動ギヤ11と相対向するように、かつ、上記駆動ギヤ11と同一諸元を有するように形成される被駆動ギヤ21と、上記駆動ギヤ11及び被駆動ギヤ21と噛合い係合する内歯歯車31を有するとともに、その外周部にも外歯歯車35を有し、更に、上記内歯歯車31のところが上記駆動ギヤ11及び被駆動ギヤ21の歯部のところをスライド移動するように形成されたスリーブ3と、当該スリーブ3が上記駆動ギヤ11とのみ噛合い係合状態にあるときに、スリーブ3の外側に設けられた外歯歯車35と噛合い係合するものであって上記駆動軸11をベアリング61を介して保持するハウジング66に固定された状態で取付けられる固定ギヤ6と、上記スリーブ3の外周部に設けられるものであって当該スリーブ3と相対回転運動が可能なように、かつ、上記スリーブ3を上記両軸1、2の軸線方向へスライド移動させることが可能なように取付けられるフォーク5と、からなることを基本とするものである。なお、このような基本構成からなるものにおいて、上記フォーク5のロッド55のところには、当該ロッド55を介して上記フォーク5を往復直線運動させるアクチュエータ7が設けられるようになっているものである。

0011

このような構成からなるものにおいて、上記スリーブ3に設けられた内歯歯車31と噛合い係合する上記各ギヤ11、21は、すべて同じ諸元、すなわち、同じモジュールを有するようになっているものであり、かつ、いずれも平歯歯車からなるものである。なお、このような構成からなるものにおいて、本実施の形態においては、上記スリーブ3の外側にも平歯の外歯歯車35が設けられるようになっているものである。そして、この外歯歯車35は、本スリーブ3の内歯歯車31が駆動ギヤ11とのみ係合状態にあるときに、固定ギヤ6と噛合い係合するようになっているものである。具体的には、この固定ギヤ6は、図1及び図2に示す如く、駆動軸1がベアリング61を介して保持されるハウジング66のところに固定状態で取付けられるようになっているものであり、上記スリーブ3の外歯歯車35と同じモジュールを有するように設定されているものである。従って、上記スリーブ3の外歯歯車35が上記固定ギヤ6と噛合い係合するとき、すなわち、上記スリーブ3の内歯歯車31が駆動ギヤ11とのみ噛合い係合をするときには、スリーブ3は回転運動ができないように固定されることとなる。これによって、駆動軸1及びステアリングハンドル9は回転運動が不可能なように固定されることとなる。

0012

このような構成からなる上記スリーブ3の外側のところには、図1ないし図3に示す如く、フォーク5が設けられるようになっているものである。このフォーク5は、具体的には、スリーブ3の外側に設けられた円周溝33に嵌り込んで上記スリーブ3との間において相対回転運動が可能なように、かつ、上記スリーブ3を両軸1、2の、その軸線方向にスライド移動させることが可能なように設けられる二又状ヨーク部51と、当該ヨーク部51の付け根部のところに設けられるものであってアクチュエータ7のラック77に連結される連結部材を形成するロッド55と、からなるものである。そして、上記アクチュエータ7の作動によって、上記両軸1、2の軸線方向に平行なように、上記ロッド55を含むフォーク5全体が往復直線運動をするようになっているものである。

0013

このような構成からなる各ギヤのうち、被駆動ギヤ21とスリーブ3の内歯歯車31とが噛合い係合をする、それぞれの歯筋方向先端部のところには、例えば、図4に示すようなチャンファ211、311が設けられるようになっているものである。また、このようなチャンファは、上記スリーブ3の外歯歯車35と固定ギヤ6とが噛合い係合をする、それぞれの歯筋方向先端部のところにも設けられるようになっているものである。このようなチャンファ211、311を設けることによって、フォーク5のシフト操作に基づいてスリーブ3が図4二点鎖線図示位置から矢印方向に進もうとしたときに、被駆動ギヤ21との間において円周方向に自動的に微小量回転運動をし、最終的には、実線図示の如く、正常な噛合い状態を形成することとなる。また、上記スリーブ3の外歯歯車35と固定ギヤ6との間においても、同様のことが言える。

0014

また、上記スリーブ3の内歯歯車31の歯筋方向先端部のところであって被駆動ギヤ21と噛合い係合するチャンファ311の形成される、その奥部のところには、図5に示す如く、奥部に向かって歯筋方向の歯厚の値が小さくなるように形成された逆テーパ部313が設けられるようになっている。具体的には、図5に示す如く、αの角度を有する逆テーパが設けられるようになっているものである。これによって、被駆動ギヤ21がチャンファ311のところを越えた状態において、両歯部21、31間において回転駆動力が作用すると、駆動ギヤ21の歯面及びスリーブ3の内歯歯車31の歯面のところには、逆テーパ部313に沿った方向にベクトル荷重(力)が作用することとなるので、このベクトル荷重(力)によって上記被駆動ギヤ21は、スリーブ3の内歯歯車31の歯筋方向の奥部に向かって引き込まれるようになる。

0015

次に、このような構成からなるフォーク5の、そのロッド55のところに連結されて当該ロッド55及びフォーク5を往復直線運動させるアクチュエータ7は、図6に示す如く、連結部材を形成するロッド55につながるラック77及び当該ラック77を駆動するピニオンギヤ71を主に形成されるものであって、これらに加えて、更に、上記ピニオンギヤ71に回転駆動力を伝達するものであって複数の歯車列からなる減速ギヤ72及び当該減速ギヤ72に回転駆動力を伝達する小形の電動モータ75からなるものである。このような構成を採ることにより、本実施の形態のものにおいては、電動モータ75からの回転駆動力がピニオンギヤ71を介してラック77に伝達されることとなる。そして、この駆動力は、上記ラック77を、その運動範囲内において比較的均等な荷重及び速度にて駆動することとなる。従って、当該ラック77並びにロッド55及びフォーク5を介してスリーブ3に伝達される力は、その全ストローク範囲内、すなわち、シフト範囲内において比較的均一な値に保持されることとなる。その結果、各チャンファ211、311を介して行なわれる各ギヤ21、31の噛合い係合作用は円滑に進められることとなる。すなわち、スリーブ3及びフォーク5のところにて行なわれるシフト作動が円滑に行なわれるようになる。このことは、ソレノイド機構を主に形成されるアクチュエータ等と較べて顕著に異なるところである。

0016

次に、このような構成からなる本実施の形態のものについての切換操作手順、特に、駆動軸1と被駆動軸2との結合操作手順等について説明する。まず、所定の制御手段等を介して上記アクチュエータ7を作動させる。具体的には、図6における電動モータ75を作動させる。そうすると、ピニオンギヤ71が回転運動を開始し、ラック77を往復直線運動させる。これによって、ロッド55及びフォーク5が両軸1、2の軸線に平行なようにシフト作動をする。その結果、スリーブ3は、図1に示す如く、その内歯歯車31のところが被駆動ギヤ21と噛合い係合をして、駆動軸1側からの回転駆動力、すなわち、ステアリングハンドル9からの操舵力が上記スリーブ3を介して被駆動軸2側へと伝達されることとなる。なお、このような一連の切換作動時において、まず、その初期の段階においては、図4に示す如く、スリーブ3の内歯歯車31の歯筋方向先端部に設けられたチャンファ311と被駆動ギヤ21の歯筋方向先端部に設けられたチャンファ211とが係合し合って、円周方向の位相合わせが成される。このような状態において、上記フォーク5が更にシフトされると、上記両歯部21、31どうしは、その歯筋方向において全体的な噛合い係合を形成するようになる。

0017

また、このような噛合い作動中において、上記被駆動ギヤ21が上記スリーブ3の内歯歯車31のチャンファ311のところを越えた状態においては、被駆動ギヤ21の歯面のところが、図5に示す如く、スリーブ3の内歯歯車31の歯面に設けられた逆テーパ部313のテーパ面に沿って歯筋方向の奥部へと引き込まれるようになる。その結果、回転駆動力の伝達作用時においては、スリーブ3の内歯歯車31と被駆動ギヤ21とは、お互いに吸い込み合うように係合し、係合作用(噛合い作用)がより強力に保持されることとなる。その結果、両ギヤ21、31間における係合作用がより適確に確保されることとなる。

0018

一方、アクチュエータ7の作動により、フォーク5及びスリーブ3が図2の状態にシフトされた状態においては、上記スリーブ3の内歯歯車31はステアリングハンドル9につながる駆動軸1の駆動ギヤ11とのみ噛合い係合をするようになっており、従って、ステアリングハンドル9からの操舵力は被駆動軸2側には伝達されない。すなわち、この状態においては、自動操縦状態になっているものであり、ステアリングハンドル9からの操舵力を伝達する必要がない。なお、このような自動操縦状態においては、上記スリーブ3の外周部に設けられた外歯歯車35は固定ギヤ6と噛合い係合をするようになっており、スリーブ3、駆動軸1、駆動ギヤ11、及びステアリングハンドル9のすべては、固定状態に保持されることとなる。すなわち、自動操縦状態時においては、ステアリングハンドル9は不必要に操舵されないようになっているものである。これによって安全性の確保を図るようにしているものである。

発明の効果

0019

本発明によれば、自走車両に設けられるステアリング装置であって手動操縦時にはステアリングハンドルからの操舵力がステアリングギヤ機構側へ伝達されるとともに、自動操縦時にはステアリングハンドルからの操舵力はステアリングギヤ機構側へは伝達されないようにした操舵力伝達系に切換機構を有するステアリング装置に関して、ステアリングハンドルにつながる駆動軸の、その端末部に設けられるものであって外歯歯車からなる駆動ギヤと、上記駆動軸と同一軸線上に設けられるもう一方側の回転軸である被駆動軸の、その端末部に設けられるものであって上記駆動ギヤと相対向するように、かつ、上記駆動ギヤと同一諸元を有するように形成される被駆動ギヤと、上記駆動ギヤ及び被駆動ギヤと噛合い係合する内歯歯車を有するとともに、その外周部にも外歯歯車を有し、更に、上記内歯歯車のところが上記駆動ギヤ及び被駆動ギヤの歯部のところをスライド移動するように形成されたスリーブと、当該スリーブが上記駆動ギヤとのみ噛合い係合状態にあるときに、スリーブの外側に設けられた外歯と噛合い係合するものであって上記駆動軸を保持するハウジングに固定された状態で取付けられる固定ギヤと、上記スリーブの外周部に設けられるものであって当該スリーブと相対回転運動が可能なように、かつ、上記スリーブを上記両軸の軸線方向へスライド移動させることが可能なように取付けられるフォークと、からなるようにした構成を採ることとしたので、上記フォークを作動させることによって、当該フォークと係合するスリーブが両軸における軸線方向に移動をすることとなり、この軸線方向への移動、すなわち、シフト移動によって、上記両軸間における回転駆動力の伝達あるいは切断が行なわれるようになった。

0020

すなわち、上記スリーブの内歯が駆動ギヤ及び被駆動ギヤの双方に噛合い係合をしている状態においては、駆動軸からの回転駆動力は、上記スリーブを介して被駆動ギヤに伝達されるようになり、ステアリングハンドルからの操舵力はステアリングハンドルにつながる駆動軸を介して被駆動軸に伝達されるようになるとともに、上記スリーブの内歯が駆動軸の駆動ギヤのみと噛合い係合をしている状態においては、駆動軸側の回転駆動力、すなわち、ステアリングハンドルからの操舵力は上記被駆動軸側へは伝達されないようになった。そして、上記スリーブの内歯が駆動ギヤとのみ噛合い係合状態にあるときには、上記スリーブの外歯は、ハウジングに取付けられた固定ギヤとも噛合い係合をするようになり、上記駆動ギヤは上記スリーブを介して固定ギヤ周りに固定されるようになり、駆動ギヤ並びに当該駆動ギヤが設けられる駆動軸及びステアリングハンドルは回転運動ができないように固定されるようになった。その結果、ステアリングハンドルは操舵をすることができないように固定されることとなり、操舵を必要としない自動操縦時にはドライバー等がステアリングハンドルを廻そうとしても、当該ステアリングハンドルは操作をすることができないように固定されるようになった。

0021

また、本発明においては、上記切換機構を形成する上記被駆動ギヤの、上記スリーブ内歯と噛合い係合をする、その歯筋方向先端部のところに所定のチャンファを設けるとともに、当該被駆動ギヤと噛合い係合する側の上記スリーブ内歯の歯筋方向先端部のところにも所定のチャンファを設け、更に、上記スリーブの外歯のところであって固定ギヤと噛合い係合をする歯筋方向先端部のところ及び上記スリーブの外歯と噛合い係合する上記固定ギヤの歯筋方向先端部のところにも所定の形態からなるチャンファを設けるようにした構成を採ることとしたので、上記スリーブの作動時、すなわち、スリーブの内歯が被駆動ギヤと噛合い係合をするとき、あるいはスリーブの外歯が固定ギヤと噛合い係合をするときに、相対向する歯部の先端部どうしのところに形成されているチャンファの作用により、各ギヤに対して上記スリーブの内歯あるいは外歯が円周方向に微小量相対回転運動をするようになり、円周方向の位相が同期するようになった。これによって、初期の噛合い係合が円滑に進められるようになるとともに、このチャンファ部の噛合い係合をガイドにして、それぞれの歯筋方向への完全な噛合い係合状態が円滑に進められるようになった。その結果、スリーブの軸線方向への移動、すなわち、シフト操作が円滑に行なわれるようになった。

0022

また、本発明においては、上記スリーブ内歯の上記チャンファの設けられるところよりも歯筋方向の奥部のところに、当該奥部に向かって歯厚の値が小さくなるように形成された逆テーパ部を設けるようにした構成を採ることとしたので、被駆動ギヤが上記チャンファ部をガイドとしてスリーブの内歯と噛合い係合をするようになった状態においては、両歯部間において回転駆動力が伝達されると、被駆動ギヤはスリーブの内歯の歯筋方向の奥部に向かって、上記逆テーパ部に沿って引き込まれるようになった。すなわち、噛合い係合をする両歯面間においては、当該歯面間に回転駆動力が作用すると、スリーブ内歯の歯筋方向の奥部に向かって上記被駆動ギヤを吸引するように作用するベクトル荷重が働くようになり、両歯部の噛合い係合は、より確実に行なわれるようになった。

0023

また、本発明においては、上記フォークのところに、当該フォークを往復直線運動させるためのアクチュエータを設けるとともに、当該アクチュエータを、上記フォークにつながるものであって当該フォークを往復直線運動させるラックと、当該ラックと噛合い係合するものであって小形の電動モータを動力源として、間に設けられた減速ギヤにて回転駆動されるピニオンギヤと、からなるラックアンドピニオン式ギヤ機構を基礎に形成されるようにした構成を採ることとしたので、上記フォークのシフト作動、すなわち、フォーク並びに当該フォークに連結されるラックの直線運動が、所定の範囲内において、一定の荷重(力)を有した状態で、かつ、一定速度で行なわれるようになった。その結果、フォークの先端部に係合して往復直線運動をするスリーブの、その内径側に設けられた内歯と被駆動ギヤとの噛合い係合が円滑に進められるようになった。

図面の簡単な説明

0024

図1本発明の全体構成を示すものであってステアリングハンドルからの操舵力が伝達状態にある場合を示す縦断面図である。
図2本発明の全体構成を示すものであってステアリングハンドルからの操舵力が非伝達状態にある場合を示す縦断面図である。
図3本発明にかかるフォーク及びスリーブ周りの構成を示す正面図である。
図4本発明にかかるギヤ部に設けられたチャンファの構成を示す図である。
図5本発明にかかるギヤ部における逆テーパ部の構成を示す図である。
図6本発明にかかるアクチュエータの全体構成を示す概略図である。

--

0025

1駆動軸
11駆動ギヤ
2被駆動軸
21被駆動ギヤ
211チャンファ
3スリーブ
31内歯(内歯歯車)
311 チャンファ
313逆テーパ部
33円周溝
35外歯(外歯歯車)
5フォーク
51ヨーク部
55ロッド
6固定ギヤ
61ベアリング
66ハウジング
7アクチュエータ
71ピニオンギヤ
72減速ギヤ
75電動モータ
77 ラック
9 ステアリングハンドル

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