ケーブル式操舵装置
【課題】 ステアリング中立位置でのガタの低減と、ステアリング操舵時のケーブルフリクションの低減とを両立できるケーブル式操舵装置を提供する。
【解決手段】 張力調整機構４は、ステアリング中立位置ではインナケーブル３ｇ，３ｈのケーブル張力が大きく、ステアリング操舵量が大きくなるほどインナケーブル３ｇ，３ｈのケーブル張力が小さくなるように、ステアリング操舵量に応じて２本のアウタチューブ３ｃ，３ｄの長さを調整する。
【解決手段】 張力調整機構４は、ステアリング中立位置ではインナケーブル３ｇ，３ｈのケーブル張力が大きく、ステアリング操舵量が大きくなるほどインナケーブル３ｇ，３ｈのケーブル張力が小さくなるように、ステアリング操舵量に応じて２本のアウタチューブ３ｃ，３ｄの長さを調整する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ケーブル式コラムを用いたケーブル式操舵装置の技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ステアリングホイールとステアリングギヤボックスとをつなぐステアリングシャフトの代わりにケーブル式コラムを用いることで、車内のレイアウト自由度の向上を図るケーブル式操舵装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平８−００２４３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ケーブル式操舵装置においては、ステアリング操舵時、アウタチューブとインナケーブルのたわみによりガタが生じる。このガタを最も感じやすい箇所は、ステアリング中立位置であり、ケーブルのテンションを調整することで解消することができるが、一方、ガタを詰めるとケーブルのフリクションが大きくなるため、ドライバのステアリング操舵負荷が増大し、操舵フィーリングの悪化を伴う。
【０００４】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、ステアリング中立位置でのガタの低減と、ステアリング操舵時のケーブルフリクションの低減とを両立できるケーブル式操舵装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述の目的を達成するため、本発明では、
ステアリングホイールの操舵量をフレキシブルなケーブルを用いて操向輪へ伝えるケーブル式コラムを有するケーブル式操舵装置において、
ステアリング中立位置ではケーブル張力を大きく、ステアリング操舵量が大きくなるほどケーブル張力を小さくなるように、ステアリング操舵量に応じてインナケーブルのケーブル張力を調整する張力調整機構を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明にあっては、ステアリング中立位置のガタを解消するようにケーブル張力を加えても、ステアリング操舵量が増加するに従ってケーブルにかかるフリクションが減少し、ドライバのステアリング操舵負荷の増大を防止できる。よって、ステアリング中立位置でのガタの低減と、ステアリング操舵時のケーブルフリクションの低減との両立を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明のケーブル式操舵装置を実現するための最良の形態を、実施例１〜４に基づいて説明する。
【実施例１】
【０００８】
まず、構成を説明する。
図１は、実施例１のケーブル式操舵装置の構成図であり、実施例１のケーブル式操舵装置は、ステアリングホイール１と、ステアリングコラム２と、ケーブル式コラム３と、張力調整機構４と、を備えている。
【０００９】
ケーブル式コラム３は、ステアリングコラム２側に設けられたステアリング側プーリケース３ａと、図外の前輪（操向輪）を転舵させる転舵機構のステアリングギヤボックスと連結された操向輪側プーリケース３ｂと、両プーリケース３ａ，３ｂの間に設けられた２本のアウタチューブ３ｃ，３ｄと、を備えている。
【００１０】
ケーブル式コラム３は、図２に示すように、ステアリングホイール１側に設けられ、ステアリングコラム２と一体に回転するステアリング側ケーブルプーリ３ｅと、前輪（操向輪）側に設けられた操向輪側ケーブルプーリ３ｆと、両ケーブルプーリ３ｅ，３ｆに対し互いに逆方向に巻き付けられた状態で連結する２本のインナケーブル３ｇ，３ｈと、ステアリング側ケーブルプーリ３ｅを収納するステアリング側プーリケース３ａと、操向輪側ケーブルプーリ３ｆを収納する操向輪側プーリケース３ｂと、両インナケーブル３ｇ，３ｈをそれぞれ覆い、両プーリケース３ａ，３ｂを連結する２本のアウタチューブ３ｃ，３ｄと、を備えている。
【００１１】
ケーブル式コラム３は、ステアリングホイール１を一方向に回転させると、２本のインナケーブル３ｇ，３ｈのうち、一方がドライバから入力される操舵トルクを伝達し、他方が前輪から入力される反力トルクを伝達することで、コラムシャフトと同等の機能を発揮する。
【００１２】
張力調整機構４は、ステアリング中立位置ではケーブル式コラム３のケーブル張力を大きく、ステアリング操舵量が大きくなるほどケーブル張力を小さくなるように、ステアリング操舵量に応じてケーブル張力を調整するもので、連結部材５，６と、ラック５ａ，６ａと、歯車７と、プーリ８と、ベルト９と、を備えている。
【００１３】
２つの連結部材５，６は、ステアリング側プーリケース３ａに対し出入り可能に設けられ、ステアリング側プーリケース３ａとアウタチューブ３ｃ，３ｄ端部とを連結している。ラック５ａ，６ａは、連結部材５，６にそれぞれ形成され、アウタチューブ３ｃ，３ｄからステアリング側プーリケース３ａに向かって徐々にピッチが短くなるように設定されている。
【００１４】
歯車７は、２つのラック５ａ，６ａと同時に噛み合うように設定され、図外のケーシングに回転可能に支持されている。プーリ８は、ステアリング側ケーブルプーリ３ｅの回転軸と一体に設けられ、ステアリング操舵量に応じて回転する。ベルト９は、プーリ８の回転量を歯車７に伝える。
【００１５】
ラック５ａ，６ａ、歯車７、プーリ８およびベルト９により、ステアリング操舵量を各連結部材５，６が互いに逆方向へ移動する直進運動量へと変換する運動量変換手段が構成される。また、プーリ８とベルト９により、運動量変換手段にステアリング操舵量を伝える回転伝達手段が構成される。
【００１６】
ここで、張力調整機構４は、ステアリング操舵時にステアリング側プーリケース３ａに引き込まれるインナケーブルを覆うアウタチューブの長さが短くなり、操向輪側プーリケース３ｂに引き込まれるインナケーブルを覆うアウタチューブの長さが長くなるように設定されている。
【００１７】
例えば、ステアリングホイール１を右側に回転させたとき、ステアリング側プーリケース３ａに引き込まれるインナケーブルを覆うアウタチューブの長さをＬR、操向輪側プーリケース３ｂに引き込まれるインナケーブルを覆うアウタチューブの長さをＬLとしたとき、ステアリング操舵量に対するＬR，ＬLは、図３に示すような特性となる。
【００１８】
また、図３に示すように、ＬRとＬＬの合計長ＬAは、ステアリング中立位置で最も長く、ステアリング操舵量が大きくなるほど短くなり、ステアリング操舵量に対して上に凸の特性となるようにラック５ａ，６ａのピッチが設定されている。
【００１９】
次に、作用を説明する。
［自動張力調整作用］
ステアリングホイール１が操舵されると、その操舵量に応じてプーリ８が回転し、プーリ８の回転量はベルト９を介して歯車７に伝達され、これに応じて両連結部材５，６が互いに逆方向へ直進運動する。よって、ステアリング操舵量に応じて、両インナケーブル３ｇ，３ｈに対する、一方のアウタチューブ３ｃ（３ｄ）の見かけ上の長さが長くなると同時に、他方のアウタチューブ３ｄ（３ｃ）の見かけ上の長さが短くなる。
【００２０】
［ケーブル式コラムの問題点］
上述したように、特開平８−００２４３１号公報には、ステアリングホイールとステアリングギヤボックスとをつなぐステアリングシャフトに代えて、ケーブル式コラムを用いることで、車両のレイアウト自由度の向上を図るケーブル式操舵装置が提案されている。このケーブル式コラムは、アウタチューブの中をインナケーブルが摺動する、インナケーブルの両端がプーリに巻き付くPull−Pull機構によりステアリング側からステアリングギヤボックス側にトルクを伝達する構造となっている。
【００２１】
ケーブル式コラムでは、アウタチューブの中をインナケーブルが摺動するため、インナケーブルがアウタチューブに押し当てられインナケーブルとアウタチューブの間に摩擦力が加わることや、アウタチューブの中でインナケーブルがたるむことで操舵フィーリングが低下するといった問題がある。ここで、アウタチューブとインナケーブルとの摩擦力による影響をフリクション、アウタチューブとインナケーブルのたるみによる影響をステアリングのガタと呼ぶ。両者の関係はガタを減らすとフリクションが大きくなり、フリクションを小さくするとガタが増えるといった関係となり、両者の関係を考慮した張力調整が必要となる。
【００２２】
運転時において、ステアリング中立位置のガタは高速走行中の安全性を確保する上で非常に重要な要素となる。しかし、一般的なケーブル式操舵装置では、図４のようにケーブルに張力を加えることで、図５の状態に対してステアリング中立位置のガタを解消したとしても、その張力をかけたままステアリングを操舵することになり、図４のようにアウタチューブにインナケーブルが押し当てられることによるフリクションが、操舵時の余計なトルクとしてドライバに必要とされることとなる。
【００２３】
ケーブル式コラムでは、ガタがなくフリクションがないことが理想であるため、図６のような状態を常に保つことが望ましいと考えられるのだが、実際にガタはステアリング中立位置で重要な要素であり、一方で、ステアリングを大きく操舵する際にはそれほど操舵感に影響を与えない。
【００２４】
ここで、一般的な張力調整機構としては、図７のようなものが知られている。この張力調整機構は、インナケーブルの両端がケーブルプーリに巻き付くPull−Pull機構において、片側のプーリケース出口部にアウタチューブの端部が入り込む構造となっている。この入り込む量を張力調節機構にて調節することで、アウタチューブ全長LAが変化し、インナケーブルを張る力を調節することができる。アウタチューブ全長LAを長くすることで、図８(a)のようにガタ量が低減し、図８(b)のようにフリクションが増加する傾向がある。
【００２５】
図３において、LR，LLの合計長ＬAをプーリケース内にアウタチューブが入るようにして短くし張力を緩めると、アウタチューブとインナケーブルの間でたるみが生じ、ステアリング操舵時にアウタチューブ内のインナケーブルの伸び縮みによるガタとなる（図５）。
【００２６】
逆に、LR，LLの合計長ＬAをプーリケース内からアウタチューブが出るようにアウタチューブにかかる張力を強めると、アウタチューブにインナケーブルが押し当てられフリクションとなる（図４）。
【００２７】
［ステアリング操舵量に応じた張力調整作用］
実施例１では、図７に示した機構を考慮し、ステアリング中立位置でガタを解消し、ステアリングホイール１を大きく操舵するときのフリクションを減少することのできる張力調整機構４を設けた。
【００２８】
すなわち、バランスよく適度な張力（図６）を与えることで、フリクションとガタの相対関係（図８(a)，(b)）を考慮したアウタチューブ３ｃ，３ｄのステアリング側プーリケース３ａ内に出入りする量を状況に応じて調整することで、ステアリング中立時のガタを解消し、かつドライバに不要なトルクを感じさせないことで操舵フィーリングを向上させることができる。
【００２９】
また、ステアリング操舵量に対して各ケーブル長L1,L2の長さが上に凸になるようにラック５ａ，６ａの不等ピッチ特性を設定することで、全長LAがステアリング中立位置で最も長い特性を持たせることができる。このように、ケーブルの長さを変更することで張力を調節することができ、ステアリング中立位置でガタを解消し、ステアリング操舵量が大きくなるほどフリクションを減少させてステアリング操舵にかかる力を低減させることが可能である。
【００３０】
次に、効果を説明する。
実施例１のケーブル式操舵装置にあっては、以下に列挙する効果が得られる。
【００３１】
(1) ステアリングホイール１の操舵量をフレキシブルなケーブルを用いて前輪へ伝えるケーブル式コラム３を有するケーブル式操舵装置において、ステアリング中立位置ではケーブル張力を大きく、ステアリング操舵量が大きくなるほどケーブル張力を小さくなるように、ステアリング操舵量に応じてケーブル張力を調整する張力調整機構４を備えるため、ステアリング中立位置でのガタの低減と、ステアリング操舵時のケーブルフリクションの低減とを両立できる。
【００３２】
(2) ケーブル式コラム３は、ステアリングホイール１側に設けられたステアリング側ケーブルプーリ３ｅと、操向輪側に設けられた操向輪側ケーブルプーリ３ｆと、両ケーブルプーリ３ｅ，３ｆに対し互いに逆方向に巻き付けられた状態で連結する２本のインナケーブル３ｇ，３ｈと、ステアリング側ケーブルプーリ３ｅを収納するステアリング側プーリケース３ａと、操向輪側ケーブルプーリ３ｆを収納する操向輪側プーリケース３ｂと、両インナケーブル３ｇ，３ｈをそれぞれ覆い、両プーリケース３ａ，３ｂを連結する２本のアウタチューブ３ｃ，３ｄと、を備え、張力調整機構４は、ステアリング中立位置ではインナケーブル３ｇ，３ｈのケーブル張力が大きく、ステアリング操舵量が大きくなるほどインナケーブル３ｇ，３ｈのケーブル張力が小さくなるように、ステアリング操舵量に応じて２本のアウタチューブ３ｃ，３ｄの長さを調整するため、Pull−Pull機構によりステアリングホイール１と前輪とを連結するケーブル式コラム３において、２本のアウタチューブ３ｃ，３ｄの長さを調整するだけで、ステアリング中立位置でのガタの低減と、ステアリング操舵時のケーブルフリクションの低減との両立を実現できる。
【００３３】
(3) 張力調整機構４は、２本のアウタチューブ３ｃ，３ｄの合計長ＬAを、ステアリング中立位置で最も長く、ステアリング操舵量が大きくなるほど短くなるように変化させるため、ステアリング中立位置でのガタを低減しつつ、ステアリング操舵量に応じて増加するケーブルフリクションを効果的に低減でき、良好な操舵フィーリングを実現できる。
【００３４】
(4) 張力調整機構４は、２本のアウタチューブ３ｃ，３ｄの合計長ＬAを、ステアリング操舵量に対してステアリング中立位置が極大となる上に凸の特性となるように変化させるため、ステアリング中立位置でのガタの低減と、ステアリング操舵時のケーブルフリクションの低減とをバランス良く実現できる。
【００３５】
(5) 張力調整機構４は、ステアリング操舵時にステアリング側プーリケース３ａに引き込まれるインナケーブルを覆うアウタチューブの長さを短くし、操向輪側プーリケース３ｂに引き込まれるインナケーブルを覆うアウタチューブの長さを長くするため、ケーブルフリクションを効果的に低減しつつ、常にバランス良く適度な張力を与えることができる。
【００３６】
(6) 張力調整機構４は、ステアリング側プーリケース３ａに対し出入り可能に設けられ、ステアリング側プーリケース３ａとアウタチューブ３ｃ，３ｄ端部とを連結する２つの連結部材５，６と、ステアリング操舵量を各連結部材５，６が互いに逆方向へ移動する直進運動量へと変換する運動量変換手段（ラック５ａ，６ａ、歯車７、プーリ８およびベルト９）と、を備えるため、簡単かつ安価な機械的構成のみを用いて、ステアリング操舵量に応じた自動張力調整を実現できる。
【００３７】
(7) 運動量変換手段は、各連結部材５，６にそれぞれ形成され、アウタチューブ３ｃ，３ｄ側からステアリング側プーリケース３ａ側に向かって徐々にピッチが短くなるように設定された不等長ピッチのラック５ａ，６ａと、これら２つのラック５ａ、６ａと同時に噛み合う歯車７と、この歯車７にステアリング操舵量を伝える回転伝達手段（プーリ８およびベルト９）と、を備える。よって、不等長ピッチのラック５ｂ，６ｂを用いることで、構造をより単純かつ安価にできると共に、ベルト９によりステアリング操舵量を正確に運動量変換手段へ伝えることができる。
【実施例２】
【００３８】
まず、構成を説明する。
図９は、実施例２の張力調整機構１０の構成図である。
実施例２の張力調整機構１０は、雄ねじ部５ｂ，６ｂと、第１歯車１１ａ，１１ｂと、第２歯車１２と、シャフト１３と、傘歯車機構１４と、を備えている。
【００３９】
雄ねじ部５ｂ，６ｂは、各連結部材５，６にそれぞれ形成され、アウタチューブ３ｃ，３ｄ側からステアリング側プーリケース３ａ側に向かって徐々にピッチが短くなるように設定されている。また、雄ねじ部５ｂ，６ｂは、互いにねじの向きが逆方向に形成されている。この雄ねじ部５ｂ，６ｂは、ステアリング側プーリケース３ａに形成された図外の雌ねじ部と噛み合っている。なお、実施例２では、雄ねじ部５ｂ，６ｂと雌ねじ部との間にボールを入れてボールねじとすることで、両者間の摩擦を少なくしている。
【００４０】
第１歯車１１ａ，１１ｂは、各連結部材５，６にそれぞれ固定されている。第２歯車１２は、２つの第１歯車１１ａ，１１ｂと同時に噛み合っている。シャフト１３は、一端が第２歯車１２と連結され、他端が傘歯車機構１４と連結されている。傘歯車機構１４は、ステアリング側ケーブルプーリ３ｅの回転を第２歯車１２へ伝える。
【００４１】
雄ねじ部５ｂ，６ｂ、雌ねじ部、第１歯車１１ａ，１１ｂ、第２歯車１２、シャフト１３および傘歯車機構１４により、ステアリング操舵量を各連結部材５，６が互いに逆方向へ移動する直進運動量へと変換する運動量変換手段が構成される。また、シャフト１３と傘歯車機構１４により、運動量変換手段にステアリング操舵量を伝える回転伝達手段が構成される。
【００４２】
雄ねじ部５ｂ，６ｂのピッチは、図３に示した実施例１のラック５ａ，６ａと同様に、アウタチューブ３ｃ，３ｄの合計長ＬAが、ステアリング中立位置で最も長く、ステアリング操舵量が大きくなるほど短くなり、ステアリング操舵量に対して上に凸の特性となるように設定されている。
【００４３】
次に、作用を説明する。
［自動張力調整作用］
ステアリングホイール１が操舵されると、その操舵量に応じて傘歯車機構１４を介して第２歯車１２が回転し、２つの第１歯車１１ａ，１１ｂを同一方向に回転させる。ここで、雄ねじ部５ｂ，６ｂは、ねじの向きが互いに逆方向に設定されているため、両連結部材５，６は互いに逆方向へ直進運動する。よって、ステアリング操舵量に応じて、両インナケーブル３ｇ，３ｈに対する、一方のアウタチューブ３ｃ（３ｄ）の見かけ上の長さが長くなると同時に、他方のアウタチューブ３ｄ（３ｃ）の見かけ上の長さが短くなる。
【００４４】
次に、効果を説明する。
実施例２のケーブル式操舵装置にあっては、実施例１の効果(1)〜(6)に加え、以下の効果が得られる。
【００４５】
(8) 運動量変換手段は、各連結部材５，６にそれぞれ形成され、アウタチューブ３ｃ，３ｄ側からステアリング側プーリケース３ａ側に向かって徐々にピッチが短くなるとともに、互いにねじの向きが逆方向に設定された雄ねじ部５ｂ，６ｂと、ステアリング側プーリケース３ｅに形成され、各連結部材５，６の雄ねじ部５ｂ，６ｂと噛み合う雌ねじ部と、各連結部材５，６にそれぞれ設けられた第１歯車１１ａ，１１ｂと、これら第１歯車１１ａ，１１ｂと同時に噛み合う第２歯車１２と、この第２歯車１２にステアリング操舵量を伝える回転伝達手段（シャフト１３、傘歯車機構１４）と、を備える。よって、単純な機械的構成のみを用いて、ステアリング操舵量に応じたケーブルテンションの自動張力調整を実現できる。
【実施例３】
【００４６】
図１０は、実施例３の張力調整機構１５の構成図であり、実施例３の張力調整機構１５は、図２に示した実施例１の構成に対し、ステアリング操舵量の回転を、ベルト９を介して受ける第１傘歯車１６と、この第１傘歯車１６と連結された２つの第２傘歯車１７ａ，１７ｂと、２つの第２傘歯車１７ａ，１７ｂに連結された歯車１８ａ，１８ｂとを設けた点で異なる。
【００４７】
ラック５ａ，６ａ、第１傘歯車１６、第２傘歯車１７ａ，１７ｂ、第２傘歯車１８ａ，１８ｂにより、ステアリング操舵量を各連結部材５，６が互いに逆方向へ移動する直進運動へと変換する運動量変換手段が構成される。また、プーリ８およびベルト９により、運動量変換手段にステアリング操舵量を伝える回転伝達手段が構成される。
【００４８】
次に、作用を説明する。
［自動張力調整作用］
ステアリングホイール１が操舵されると、その操舵量に応じてプーリ８が回転し、プーリ８の回転量はベルト９を介して第１傘歯車１６に伝達される。第１傘歯車１６が回転すると、第１傘歯車１６と噛み合う２つの第２傘歯車１７ａ，１７ｂが互いに逆方向に回転し、これに応じて歯車１８ａ，１８ｂとラック５ａ，６ａの噛み合いにより、両連結部材５，６が互いに逆方向へ直進運動する。よって、実施例３のケーブル式操舵装置においても、実施例１と同様の作用効果が得られる。
【実施例４】
【００４９】
図１１は、実施例４の張力調整機構１９の構成図であり、実施例４の張力調整機構１９は、図９に示した実施例２の構成に対し、ステアリングコラム２と連結されたプーリ８の回転を、ベルト２０、傘歯車機構２１およびシャフト２２を介して第２歯車１２へ伝達する点で異なる。
【００５０】
雄ねじ部５ｂ，６ｂ、雌ねじ部（不図示）、第１歯車１１ａ，１１ｂ、第２歯車１２により、ステアリング操舵量を各連結部材５，６が互いに逆方向へ移動する直進運動へと変換する運動量変換手段が構成される。また、プーリ８、ベルト２０、傘歯車機構２１およびシャフト２２により、運動量変換手段にステアリング操舵量を伝える回転伝達手段が構成される。
【００５１】
次に、作用を説明する。
［自動張力調整作用］
ステアリングホイール１が操舵されると、その操舵量に応じてプーリ８が回転し、プーリ８の回転量はベルト２０、傘歯車機構２１およびシャフト２２を介して第２歯車１２に伝達され、２つの第１歯車１１ａ，１１ｂが同一方向に回転する。ここで、雄ねじ部５ｂ，６ｂは、ねじの向きが互いに逆方向に設定されているため、両連結部材５，６は互いに逆方向へ直進運動する。よって、実施例４のケーブル式操舵装置においても、実施例２と同様の作用効果が得られる。
【００５２】
（他の実施例）
以上、本発明のケーブル式操舵装置を実施するための最良の形態を、実施例１〜４に基づいて説明したが、本発明の具体的な構成は各実施例に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
【００５３】
例えば、実施例では、張力調整機構をステアリングコラムとステアリング側プーリケースとの間に設けたが、図１２に示すように、ステアリング側プーリケースの裏面側、すなわちステアリングコラムと反対側に設けても良い。
【００５４】
ステアリング操舵量を各連結部材が互いに逆方向へ移動する直進運動量へと変換する運動量変換手段と、この運動量変換手段にステアリング操舵量を伝える回転伝達手段は、実施例に示した構成に限られず、例えば、リンク機構等を用いても良い。
【００５５】
実施例では、常時ケーブル式コラムを用いて操舵を行う例を示したが、本発明は、ステアリングホイールと操向輪とが機械的に切り離された、いわゆるステア・バイ・ワイヤシステムのバックアップ機構としてケーブル式コラムを用いた操舵装置にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】実施例１のケーブル式操舵装置の構成図である。
【図２】実施例１の張力調整機構４の構成図である。
【図３】実施例１のステアリング操舵量に対するケーブル長さの特性図である。
【図４】インナケーブルの張力が強い場合のアウタチューブに対するインナケーブルの状態を示す図である。
【図５】インナケーブルの張力が弱い場合のアウタチューブに対するインナケーブルの状態を示す図である。
【図６】インナケーブルに適度な張力が作用している場合のアウタチューブに対するインナケーブルの状態を示す図である。
【図７】一般的な張力調整機構を備えたケーブル式コラムの構成図である。
【図８】ケーブル全長に対するガタ量の特性図(a)、およびケーブル全長に対するフリクションの特性図(b)である。
【図９】実施例２の張力調整機構１０の構成図である。
【図１０】実施例３の張力調整機構１５の構成図である。
【図１１】実施例４の張力調整機構１９の構成図である。
【図１２】他の実施例のケーブル式操舵装置を示す図である。
【符号の説明】
【００５７】
１ ステアリングホイール
２ ステアリングコラム
３ ケーブル式コラム
３ａ ステアリング側プーリケース
３ｂ 操向輪側プーリケース
３ｃ，３ｄ アウタチューブ
３ｅ ステアリング側ケーブルプーリ
３ｆ 操向輪側ケーブルプーリ
３ｇ，３ｈ インナケーブル
４ 張力調整機構
５，６ 連結部材
５ａ，６ａ ラック
５ｂ，６ｂ 雄ねじ部
７ 歯車
８ プーリ
９ ベルト
１０ 張力調整機構
１１ａ，１１ｂ 歯車
１２ 歯車
１３ シャフト
１４ 傘歯車機構
１５ 張力調整機構
１６ 傘歯車
１７ａ，１７ｂ 傘歯車
１８ａ，１８ｂ 歯車
１９ 張力調整機構
２０ ベルト
２１ 傘歯車機構
２２ シャフト
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ケーブル式コラムを用いたケーブル式操舵装置の技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ステアリングホイールとステアリングギヤボックスとをつなぐステアリングシャフトの代わりにケーブル式コラムを用いることで、車内のレイアウト自由度の向上を図るケーブル式操舵装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平８−００２４３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ケーブル式操舵装置においては、ステアリング操舵時、アウタチューブとインナケーブルのたわみによりガタが生じる。このガタを最も感じやすい箇所は、ステアリング中立位置であり、ケーブルのテンションを調整することで解消することができるが、一方、ガタを詰めるとケーブルのフリクションが大きくなるため、ドライバのステアリング操舵負荷が増大し、操舵フィーリングの悪化を伴う。
【０００４】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、ステアリング中立位置でのガタの低減と、ステアリング操舵時のケーブルフリクションの低減とを両立できるケーブル式操舵装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述の目的を達成するため、本発明では、
ステアリングホイールの操舵量をフレキシブルなケーブルを用いて操向輪へ伝えるケーブル式コラムを有するケーブル式操舵装置において、
ステアリング中立位置ではケーブル張力を大きく、ステアリング操舵量が大きくなるほどケーブル張力を小さくなるように、ステアリング操舵量に応じてインナケーブルのケーブル張力を調整する張力調整機構を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明にあっては、ステアリング中立位置のガタを解消するようにケーブル張力を加えても、ステアリング操舵量が増加するに従ってケーブルにかかるフリクションが減少し、ドライバのステアリング操舵負荷の増大を防止できる。よって、ステアリング中立位置でのガタの低減と、ステアリング操舵時のケーブルフリクションの低減との両立を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明のケーブル式操舵装置を実現するための最良の形態を、実施例１〜４に基づいて説明する。
【実施例１】
【０００８】
まず、構成を説明する。
図１は、実施例１のケーブル式操舵装置の構成図であり、実施例１のケーブル式操舵装置は、ステアリングホイール１と、ステアリングコラム２と、ケーブル式コラム３と、張力調整機構４と、を備えている。
【０００９】
ケーブル式コラム３は、ステアリングコラム２側に設けられたステアリング側プーリケース３ａと、図外の前輪（操向輪）を転舵させる転舵機構のステアリングギヤボックスと連結された操向輪側プーリケース３ｂと、両プーリケース３ａ，３ｂの間に設けられた２本のアウタチューブ３ｃ，３ｄと、を備えている。
【００１０】
ケーブル式コラム３は、図２に示すように、ステアリングホイール１側に設けられ、ステアリングコラム２と一体に回転するステアリング側ケーブルプーリ３ｅと、前輪（操向輪）側に設けられた操向輪側ケーブルプーリ３ｆと、両ケーブルプーリ３ｅ，３ｆに対し互いに逆方向に巻き付けられた状態で連結する２本のインナケーブル３ｇ，３ｈと、ステアリング側ケーブルプーリ３ｅを収納するステアリング側プーリケース３ａと、操向輪側ケーブルプーリ３ｆを収納する操向輪側プーリケース３ｂと、両インナケーブル３ｇ，３ｈをそれぞれ覆い、両プーリケース３ａ，３ｂを連結する２本のアウタチューブ３ｃ，３ｄと、を備えている。
【００１１】
ケーブル式コラム３は、ステアリングホイール１を一方向に回転させると、２本のインナケーブル３ｇ，３ｈのうち、一方がドライバから入力される操舵トルクを伝達し、他方が前輪から入力される反力トルクを伝達することで、コラムシャフトと同等の機能を発揮する。
【００１２】
張力調整機構４は、ステアリング中立位置ではケーブル式コラム３のケーブル張力を大きく、ステアリング操舵量が大きくなるほどケーブル張力を小さくなるように、ステアリング操舵量に応じてケーブル張力を調整するもので、連結部材５，６と、ラック５ａ，６ａと、歯車７と、プーリ８と、ベルト９と、を備えている。
【００１３】
２つの連結部材５，６は、ステアリング側プーリケース３ａに対し出入り可能に設けられ、ステアリング側プーリケース３ａとアウタチューブ３ｃ，３ｄ端部とを連結している。ラック５ａ，６ａは、連結部材５，６にそれぞれ形成され、アウタチューブ３ｃ，３ｄからステアリング側プーリケース３ａに向かって徐々にピッチが短くなるように設定されている。
【００１４】
歯車７は、２つのラック５ａ，６ａと同時に噛み合うように設定され、図外のケーシングに回転可能に支持されている。プーリ８は、ステアリング側ケーブルプーリ３ｅの回転軸と一体に設けられ、ステアリング操舵量に応じて回転する。ベルト９は、プーリ８の回転量を歯車７に伝える。
【００１５】
ラック５ａ，６ａ、歯車７、プーリ８およびベルト９により、ステアリング操舵量を各連結部材５，６が互いに逆方向へ移動する直進運動量へと変換する運動量変換手段が構成される。また、プーリ８とベルト９により、運動量変換手段にステアリング操舵量を伝える回転伝達手段が構成される。
【００１６】
ここで、張力調整機構４は、ステアリング操舵時にステアリング側プーリケース３ａに引き込まれるインナケーブルを覆うアウタチューブの長さが短くなり、操向輪側プーリケース３ｂに引き込まれるインナケーブルを覆うアウタチューブの長さが長くなるように設定されている。
【００１７】
例えば、ステアリングホイール１を右側に回転させたとき、ステアリング側プーリケース３ａに引き込まれるインナケーブルを覆うアウタチューブの長さをＬR、操向輪側プーリケース３ｂに引き込まれるインナケーブルを覆うアウタチューブの長さをＬLとしたとき、ステアリング操舵量に対するＬR，ＬLは、図３に示すような特性となる。
【００１８】
また、図３に示すように、ＬRとＬＬの合計長ＬAは、ステアリング中立位置で最も長く、ステアリング操舵量が大きくなるほど短くなり、ステアリング操舵量に対して上に凸の特性となるようにラック５ａ，６ａのピッチが設定されている。
【００１９】
次に、作用を説明する。
［自動張力調整作用］
ステアリングホイール１が操舵されると、その操舵量に応じてプーリ８が回転し、プーリ８の回転量はベルト９を介して歯車７に伝達され、これに応じて両連結部材５，６が互いに逆方向へ直進運動する。よって、ステアリング操舵量に応じて、両インナケーブル３ｇ，３ｈに対する、一方のアウタチューブ３ｃ（３ｄ）の見かけ上の長さが長くなると同時に、他方のアウタチューブ３ｄ（３ｃ）の見かけ上の長さが短くなる。
【００２０】
［ケーブル式コラムの問題点］
上述したように、特開平８−００２４３１号公報には、ステアリングホイールとステアリングギヤボックスとをつなぐステアリングシャフトに代えて、ケーブル式コラムを用いることで、車両のレイアウト自由度の向上を図るケーブル式操舵装置が提案されている。このケーブル式コラムは、アウタチューブの中をインナケーブルが摺動する、インナケーブルの両端がプーリに巻き付くPull−Pull機構によりステアリング側からステアリングギヤボックス側にトルクを伝達する構造となっている。
【００２１】
ケーブル式コラムでは、アウタチューブの中をインナケーブルが摺動するため、インナケーブルがアウタチューブに押し当てられインナケーブルとアウタチューブの間に摩擦力が加わることや、アウタチューブの中でインナケーブルがたるむことで操舵フィーリングが低下するといった問題がある。ここで、アウタチューブとインナケーブルとの摩擦力による影響をフリクション、アウタチューブとインナケーブルのたるみによる影響をステアリングのガタと呼ぶ。両者の関係はガタを減らすとフリクションが大きくなり、フリクションを小さくするとガタが増えるといった関係となり、両者の関係を考慮した張力調整が必要となる。
【００２２】
運転時において、ステアリング中立位置のガタは高速走行中の安全性を確保する上で非常に重要な要素となる。しかし、一般的なケーブル式操舵装置では、図４のようにケーブルに張力を加えることで、図５の状態に対してステアリング中立位置のガタを解消したとしても、その張力をかけたままステアリングを操舵することになり、図４のようにアウタチューブにインナケーブルが押し当てられることによるフリクションが、操舵時の余計なトルクとしてドライバに必要とされることとなる。
【００２３】
ケーブル式コラムでは、ガタがなくフリクションがないことが理想であるため、図６のような状態を常に保つことが望ましいと考えられるのだが、実際にガタはステアリング中立位置で重要な要素であり、一方で、ステアリングを大きく操舵する際にはそれほど操舵感に影響を与えない。
【００２４】
ここで、一般的な張力調整機構としては、図７のようなものが知られている。この張力調整機構は、インナケーブルの両端がケーブルプーリに巻き付くPull−Pull機構において、片側のプーリケース出口部にアウタチューブの端部が入り込む構造となっている。この入り込む量を張力調節機構にて調節することで、アウタチューブ全長LAが変化し、インナケーブルを張る力を調節することができる。アウタチューブ全長LAを長くすることで、図８(a)のようにガタ量が低減し、図８(b)のようにフリクションが増加する傾向がある。
【００２５】
図３において、LR，LLの合計長ＬAをプーリケース内にアウタチューブが入るようにして短くし張力を緩めると、アウタチューブとインナケーブルの間でたるみが生じ、ステアリング操舵時にアウタチューブ内のインナケーブルの伸び縮みによるガタとなる（図５）。
【００２６】
逆に、LR，LLの合計長ＬAをプーリケース内からアウタチューブが出るようにアウタチューブにかかる張力を強めると、アウタチューブにインナケーブルが押し当てられフリクションとなる（図４）。
【００２７】
［ステアリング操舵量に応じた張力調整作用］
実施例１では、図７に示した機構を考慮し、ステアリング中立位置でガタを解消し、ステアリングホイール１を大きく操舵するときのフリクションを減少することのできる張力調整機構４を設けた。
【００２８】
すなわち、バランスよく適度な張力（図６）を与えることで、フリクションとガタの相対関係（図８(a)，(b)）を考慮したアウタチューブ３ｃ，３ｄのステアリング側プーリケース３ａ内に出入りする量を状況に応じて調整することで、ステアリング中立時のガタを解消し、かつドライバに不要なトルクを感じさせないことで操舵フィーリングを向上させることができる。
【００２９】
また、ステアリング操舵量に対して各ケーブル長L1,L2の長さが上に凸になるようにラック５ａ，６ａの不等ピッチ特性を設定することで、全長LAがステアリング中立位置で最も長い特性を持たせることができる。このように、ケーブルの長さを変更することで張力を調節することができ、ステアリング中立位置でガタを解消し、ステアリング操舵量が大きくなるほどフリクションを減少させてステアリング操舵にかかる力を低減させることが可能である。
【００３０】
次に、効果を説明する。
実施例１のケーブル式操舵装置にあっては、以下に列挙する効果が得られる。
【００３１】
(1) ステアリングホイール１の操舵量をフレキシブルなケーブルを用いて前輪へ伝えるケーブル式コラム３を有するケーブル式操舵装置において、ステアリング中立位置ではケーブル張力を大きく、ステアリング操舵量が大きくなるほどケーブル張力を小さくなるように、ステアリング操舵量に応じてケーブル張力を調整する張力調整機構４を備えるため、ステアリング中立位置でのガタの低減と、ステアリング操舵時のケーブルフリクションの低減とを両立できる。
【００３２】
(2) ケーブル式コラム３は、ステアリングホイール１側に設けられたステアリング側ケーブルプーリ３ｅと、操向輪側に設けられた操向輪側ケーブルプーリ３ｆと、両ケーブルプーリ３ｅ，３ｆに対し互いに逆方向に巻き付けられた状態で連結する２本のインナケーブル３ｇ，３ｈと、ステアリング側ケーブルプーリ３ｅを収納するステアリング側プーリケース３ａと、操向輪側ケーブルプーリ３ｆを収納する操向輪側プーリケース３ｂと、両インナケーブル３ｇ，３ｈをそれぞれ覆い、両プーリケース３ａ，３ｂを連結する２本のアウタチューブ３ｃ，３ｄと、を備え、張力調整機構４は、ステアリング中立位置ではインナケーブル３ｇ，３ｈのケーブル張力が大きく、ステアリング操舵量が大きくなるほどインナケーブル３ｇ，３ｈのケーブル張力が小さくなるように、ステアリング操舵量に応じて２本のアウタチューブ３ｃ，３ｄの長さを調整するため、Pull−Pull機構によりステアリングホイール１と前輪とを連結するケーブル式コラム３において、２本のアウタチューブ３ｃ，３ｄの長さを調整するだけで、ステアリング中立位置でのガタの低減と、ステアリング操舵時のケーブルフリクションの低減との両立を実現できる。
【００３３】
(3) 張力調整機構４は、２本のアウタチューブ３ｃ，３ｄの合計長ＬAを、ステアリング中立位置で最も長く、ステアリング操舵量が大きくなるほど短くなるように変化させるため、ステアリング中立位置でのガタを低減しつつ、ステアリング操舵量に応じて増加するケーブルフリクションを効果的に低減でき、良好な操舵フィーリングを実現できる。
【００３４】
(4) 張力調整機構４は、２本のアウタチューブ３ｃ，３ｄの合計長ＬAを、ステアリング操舵量に対してステアリング中立位置が極大となる上に凸の特性となるように変化させるため、ステアリング中立位置でのガタの低減と、ステアリング操舵時のケーブルフリクションの低減とをバランス良く実現できる。
【００３５】
(5) 張力調整機構４は、ステアリング操舵時にステアリング側プーリケース３ａに引き込まれるインナケーブルを覆うアウタチューブの長さを短くし、操向輪側プーリケース３ｂに引き込まれるインナケーブルを覆うアウタチューブの長さを長くするため、ケーブルフリクションを効果的に低減しつつ、常にバランス良く適度な張力を与えることができる。
【００３６】
(6) 張力調整機構４は、ステアリング側プーリケース３ａに対し出入り可能に設けられ、ステアリング側プーリケース３ａとアウタチューブ３ｃ，３ｄ端部とを連結する２つの連結部材５，６と、ステアリング操舵量を各連結部材５，６が互いに逆方向へ移動する直進運動量へと変換する運動量変換手段（ラック５ａ，６ａ、歯車７、プーリ８およびベルト９）と、を備えるため、簡単かつ安価な機械的構成のみを用いて、ステアリング操舵量に応じた自動張力調整を実現できる。
【００３７】
(7) 運動量変換手段は、各連結部材５，６にそれぞれ形成され、アウタチューブ３ｃ，３ｄ側からステアリング側プーリケース３ａ側に向かって徐々にピッチが短くなるように設定された不等長ピッチのラック５ａ，６ａと、これら２つのラック５ａ、６ａと同時に噛み合う歯車７と、この歯車７にステアリング操舵量を伝える回転伝達手段（プーリ８およびベルト９）と、を備える。よって、不等長ピッチのラック５ｂ，６ｂを用いることで、構造をより単純かつ安価にできると共に、ベルト９によりステアリング操舵量を正確に運動量変換手段へ伝えることができる。
【実施例２】
【００３８】
まず、構成を説明する。
図９は、実施例２の張力調整機構１０の構成図である。
実施例２の張力調整機構１０は、雄ねじ部５ｂ，６ｂと、第１歯車１１ａ，１１ｂと、第２歯車１２と、シャフト１３と、傘歯車機構１４と、を備えている。
【００３９】
雄ねじ部５ｂ，６ｂは、各連結部材５，６にそれぞれ形成され、アウタチューブ３ｃ，３ｄ側からステアリング側プーリケース３ａ側に向かって徐々にピッチが短くなるように設定されている。また、雄ねじ部５ｂ，６ｂは、互いにねじの向きが逆方向に形成されている。この雄ねじ部５ｂ，６ｂは、ステアリング側プーリケース３ａに形成された図外の雌ねじ部と噛み合っている。なお、実施例２では、雄ねじ部５ｂ，６ｂと雌ねじ部との間にボールを入れてボールねじとすることで、両者間の摩擦を少なくしている。
【００４０】
第１歯車１１ａ，１１ｂは、各連結部材５，６にそれぞれ固定されている。第２歯車１２は、２つの第１歯車１１ａ，１１ｂと同時に噛み合っている。シャフト１３は、一端が第２歯車１２と連結され、他端が傘歯車機構１４と連結されている。傘歯車機構１４は、ステアリング側ケーブルプーリ３ｅの回転を第２歯車１２へ伝える。
【００４１】
雄ねじ部５ｂ，６ｂ、雌ねじ部、第１歯車１１ａ，１１ｂ、第２歯車１２、シャフト１３および傘歯車機構１４により、ステアリング操舵量を各連結部材５，６が互いに逆方向へ移動する直進運動量へと変換する運動量変換手段が構成される。また、シャフト１３と傘歯車機構１４により、運動量変換手段にステアリング操舵量を伝える回転伝達手段が構成される。
【００４２】
雄ねじ部５ｂ，６ｂのピッチは、図３に示した実施例１のラック５ａ，６ａと同様に、アウタチューブ３ｃ，３ｄの合計長ＬAが、ステアリング中立位置で最も長く、ステアリング操舵量が大きくなるほど短くなり、ステアリング操舵量に対して上に凸の特性となるように設定されている。
【００４３】
次に、作用を説明する。
［自動張力調整作用］
ステアリングホイール１が操舵されると、その操舵量に応じて傘歯車機構１４を介して第２歯車１２が回転し、２つの第１歯車１１ａ，１１ｂを同一方向に回転させる。ここで、雄ねじ部５ｂ，６ｂは、ねじの向きが互いに逆方向に設定されているため、両連結部材５，６は互いに逆方向へ直進運動する。よって、ステアリング操舵量に応じて、両インナケーブル３ｇ，３ｈに対する、一方のアウタチューブ３ｃ（３ｄ）の見かけ上の長さが長くなると同時に、他方のアウタチューブ３ｄ（３ｃ）の見かけ上の長さが短くなる。
【００４４】
次に、効果を説明する。
実施例２のケーブル式操舵装置にあっては、実施例１の効果(1)〜(6)に加え、以下の効果が得られる。
【００４５】
(8) 運動量変換手段は、各連結部材５，６にそれぞれ形成され、アウタチューブ３ｃ，３ｄ側からステアリング側プーリケース３ａ側に向かって徐々にピッチが短くなるとともに、互いにねじの向きが逆方向に設定された雄ねじ部５ｂ，６ｂと、ステアリング側プーリケース３ｅに形成され、各連結部材５，６の雄ねじ部５ｂ，６ｂと噛み合う雌ねじ部と、各連結部材５，６にそれぞれ設けられた第１歯車１１ａ，１１ｂと、これら第１歯車１１ａ，１１ｂと同時に噛み合う第２歯車１２と、この第２歯車１２にステアリング操舵量を伝える回転伝達手段（シャフト１３、傘歯車機構１４）と、を備える。よって、単純な機械的構成のみを用いて、ステアリング操舵量に応じたケーブルテンションの自動張力調整を実現できる。
【実施例３】
【００４６】
図１０は、実施例３の張力調整機構１５の構成図であり、実施例３の張力調整機構１５は、図２に示した実施例１の構成に対し、ステアリング操舵量の回転を、ベルト９を介して受ける第１傘歯車１６と、この第１傘歯車１６と連結された２つの第２傘歯車１７ａ，１７ｂと、２つの第２傘歯車１７ａ，１７ｂに連結された歯車１８ａ，１８ｂとを設けた点で異なる。
【００４７】
ラック５ａ，６ａ、第１傘歯車１６、第２傘歯車１７ａ，１７ｂ、第２傘歯車１８ａ，１８ｂにより、ステアリング操舵量を各連結部材５，６が互いに逆方向へ移動する直進運動へと変換する運動量変換手段が構成される。また、プーリ８およびベルト９により、運動量変換手段にステアリング操舵量を伝える回転伝達手段が構成される。
【００４８】
次に、作用を説明する。
［自動張力調整作用］
ステアリングホイール１が操舵されると、その操舵量に応じてプーリ８が回転し、プーリ８の回転量はベルト９を介して第１傘歯車１６に伝達される。第１傘歯車１６が回転すると、第１傘歯車１６と噛み合う２つの第２傘歯車１７ａ，１７ｂが互いに逆方向に回転し、これに応じて歯車１８ａ，１８ｂとラック５ａ，６ａの噛み合いにより、両連結部材５，６が互いに逆方向へ直進運動する。よって、実施例３のケーブル式操舵装置においても、実施例１と同様の作用効果が得られる。
【実施例４】
【００４９】
図１１は、実施例４の張力調整機構１９の構成図であり、実施例４の張力調整機構１９は、図９に示した実施例２の構成に対し、ステアリングコラム２と連結されたプーリ８の回転を、ベルト２０、傘歯車機構２１およびシャフト２２を介して第２歯車１２へ伝達する点で異なる。
【００５０】
雄ねじ部５ｂ，６ｂ、雌ねじ部（不図示）、第１歯車１１ａ，１１ｂ、第２歯車１２により、ステアリング操舵量を各連結部材５，６が互いに逆方向へ移動する直進運動へと変換する運動量変換手段が構成される。また、プーリ８、ベルト２０、傘歯車機構２１およびシャフト２２により、運動量変換手段にステアリング操舵量を伝える回転伝達手段が構成される。
【００５１】
次に、作用を説明する。
［自動張力調整作用］
ステアリングホイール１が操舵されると、その操舵量に応じてプーリ８が回転し、プーリ８の回転量はベルト２０、傘歯車機構２１およびシャフト２２を介して第２歯車１２に伝達され、２つの第１歯車１１ａ，１１ｂが同一方向に回転する。ここで、雄ねじ部５ｂ，６ｂは、ねじの向きが互いに逆方向に設定されているため、両連結部材５，６は互いに逆方向へ直進運動する。よって、実施例４のケーブル式操舵装置においても、実施例２と同様の作用効果が得られる。
【００５２】
（他の実施例）
以上、本発明のケーブル式操舵装置を実施するための最良の形態を、実施例１〜４に基づいて説明したが、本発明の具体的な構成は各実施例に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
【００５３】
例えば、実施例では、張力調整機構をステアリングコラムとステアリング側プーリケースとの間に設けたが、図１２に示すように、ステアリング側プーリケースの裏面側、すなわちステアリングコラムと反対側に設けても良い。
【００５４】
ステアリング操舵量を各連結部材が互いに逆方向へ移動する直進運動量へと変換する運動量変換手段と、この運動量変換手段にステアリング操舵量を伝える回転伝達手段は、実施例に示した構成に限られず、例えば、リンク機構等を用いても良い。
【００５５】
実施例では、常時ケーブル式コラムを用いて操舵を行う例を示したが、本発明は、ステアリングホイールと操向輪とが機械的に切り離された、いわゆるステア・バイ・ワイヤシステムのバックアップ機構としてケーブル式コラムを用いた操舵装置にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】実施例１のケーブル式操舵装置の構成図である。
【図２】実施例１の張力調整機構４の構成図である。
【図３】実施例１のステアリング操舵量に対するケーブル長さの特性図である。
【図４】インナケーブルの張力が強い場合のアウタチューブに対するインナケーブルの状態を示す図である。
【図５】インナケーブルの張力が弱い場合のアウタチューブに対するインナケーブルの状態を示す図である。
【図６】インナケーブルに適度な張力が作用している場合のアウタチューブに対するインナケーブルの状態を示す図である。
【図７】一般的な張力調整機構を備えたケーブル式コラムの構成図である。
【図８】ケーブル全長に対するガタ量の特性図(a)、およびケーブル全長に対するフリクションの特性図(b)である。
【図９】実施例２の張力調整機構１０の構成図である。
【図１０】実施例３の張力調整機構１５の構成図である。
【図１１】実施例４の張力調整機構１９の構成図である。
【図１２】他の実施例のケーブル式操舵装置を示す図である。
【符号の説明】
【００５７】
１ ステアリングホイール
２ ステアリングコラム
３ ケーブル式コラム
３ａ ステアリング側プーリケース
３ｂ 操向輪側プーリケース
３ｃ，３ｄ アウタチューブ
３ｅ ステアリング側ケーブルプーリ
３ｆ 操向輪側ケーブルプーリ
３ｇ，３ｈ インナケーブル
４ 張力調整機構
５，６ 連結部材
５ａ，６ａ ラック
５ｂ，６ｂ 雄ねじ部
７ 歯車
８ プーリ
９ ベルト
１０ 張力調整機構
１１ａ，１１ｂ 歯車
１２ 歯車
１３ シャフト
１４ 傘歯車機構
１５ 張力調整機構
１６ 傘歯車
１７ａ，１７ｂ 傘歯車
１８ａ，１８ｂ 歯車
１９ 張力調整機構
２０ ベルト
２１ 傘歯車機構
２２ シャフト
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングホイールの操舵量をフレキシブルなケーブルを用いて操向輪へ伝えるケーブル式コラムを有するケーブル式操舵装置において、
ステアリング中立位置ではケーブル張力を大きく、ステアリング操舵量が大きくなるほどケーブル張力を小さくなるように、ステアリング操舵量に応じてケーブル張力を調整する張力調整機構を備えることを特徴とするケーブル式操舵装置。
【請求項２】
請求項１に記載のケーブル式操舵装置において、
前記ケーブル式コラムは、ステアリングホイール側に設けられたステアリング側ケーブルプーリと、操向輪側に設けられた操向輪側ケーブルプーリと、両ケーブルプーリに巻き付けられた状態で連結する２本のインナケーブルと、ステアリング側ケーブルプーリを収納するステアリング側プーリケースと、操向輪側ケーブルプーリを収納する操向輪側プーリケースと、両インナケーブルをそれぞれ覆い、両プーリケースを連結する２本のアウタチューブと、を備え、
前記張力調整機構は、ステアリング中立位置ではインナケーブルのケーブル張力が大きく、ステアリング操舵量が大きくなるほど前記ケーブル張力が小さくなるように、ステアリング操舵量に応じて２本のアウタチューブの長さを調整することを特徴とするケーブル式操舵装置。
【請求項３】
請求項２に記載のケーブル式操舵装置において、
前記張力調整機構は、２本のアウタチューブの合計長を、ステアリング中立位置で最も長く、ステアリング操舵量が大きくなるほど短くなるように変化させることを特徴とするケーブル式操舵装置。
【請求項４】
請求項３に記載のケーブル式操舵装置において、
前記張力調整機構は、２本のアウタチューブの合計長を、ステアリング操舵量に対してステアリング中立位置が極大となる上に凸の特性となるように変化させることを特徴とするケーブル式操舵装置。
【請求項５】
請求項２ないし請求項４のいずれか１項に記載のケーブル式操舵装置において、
前記張力調整機構は、ステアリング操舵時にステアリング側プーリケースに引き込まれるインナケーブルを覆うアウタチューブの長さを短くし、操向輪側プーリケースに引き込まれるインナケーブルを覆うアウタチューブの長さを長くすることを特徴とするケーブル式操舵装置。
【請求項６】
請求項５に記載のケーブル式操舵装置において、
前記張力調整機構は、
前記ステアリング側プーリケースに対し出入り可能に設けられ、ステアリング側プーリケースとアウタチューブ端部とを連結する２つの連結部材と、
ステアリング操舵量を各連結部材が互いに逆方向へ移動する直進運動量へと変換する運動量変換手段と、
を備えることを特徴とするケーブル式操舵装置。
【請求項７】
請求項６に記載のケーブル式操舵装置において、
前記運動量変換手段は、
各連結部材にそれぞれ形成され、アウタチューブ側からステアリング側プーリケース側に向かって徐々にピッチが短くなるように設定された不等長ピッチのラックと、
これら２つのラックと同時に噛み合う歯車と、
この歯車にステアリング操舵量を伝える回転伝達手段と、
を備えることを特徴とするケーブル式操舵装置。
【請求項８】
請求項６に記載のケーブル式操舵装置において、
前記運動量変換手段は、
各連結部材にそれぞれ形成され、アウタチューブ側からステアリング側プーリケース側に向かって徐々にピッチが短くなるとともに、互いにねじの向きが逆方向に設定された雄ねじ部と、
前記ステアリング側プーリケースに形成され、各連結部材の雄ねじ部と噛み合う雌ねじ部と、
各連結部材にそれぞれ設けられた第１歯車と、
これら第１歯車と同時に噛み合う第２歯車と、
この第２歯車にステアリング操舵量を伝える回転伝達手段と、
を備えることを特徴とするケーブル式操舵装置。
【請求項１】
ステアリングホイールの操舵量をフレキシブルなケーブルを用いて操向輪へ伝えるケーブル式コラムを有するケーブル式操舵装置において、
ステアリング中立位置ではケーブル張力を大きく、ステアリング操舵量が大きくなるほどケーブル張力を小さくなるように、ステアリング操舵量に応じてケーブル張力を調整する張力調整機構を備えることを特徴とするケーブル式操舵装置。
【請求項２】
請求項１に記載のケーブル式操舵装置において、
前記ケーブル式コラムは、ステアリングホイール側に設けられたステアリング側ケーブルプーリと、操向輪側に設けられた操向輪側ケーブルプーリと、両ケーブルプーリに巻き付けられた状態で連結する２本のインナケーブルと、ステアリング側ケーブルプーリを収納するステアリング側プーリケースと、操向輪側ケーブルプーリを収納する操向輪側プーリケースと、両インナケーブルをそれぞれ覆い、両プーリケースを連結する２本のアウタチューブと、を備え、
前記張力調整機構は、ステアリング中立位置ではインナケーブルのケーブル張力が大きく、ステアリング操舵量が大きくなるほど前記ケーブル張力が小さくなるように、ステアリング操舵量に応じて２本のアウタチューブの長さを調整することを特徴とするケーブル式操舵装置。
【請求項３】
請求項２に記載のケーブル式操舵装置において、
前記張力調整機構は、２本のアウタチューブの合計長を、ステアリング中立位置で最も長く、ステアリング操舵量が大きくなるほど短くなるように変化させることを特徴とするケーブル式操舵装置。
【請求項４】
請求項３に記載のケーブル式操舵装置において、
前記張力調整機構は、２本のアウタチューブの合計長を、ステアリング操舵量に対してステアリング中立位置が極大となる上に凸の特性となるように変化させることを特徴とするケーブル式操舵装置。
【請求項５】
請求項２ないし請求項４のいずれか１項に記載のケーブル式操舵装置において、
前記張力調整機構は、ステアリング操舵時にステアリング側プーリケースに引き込まれるインナケーブルを覆うアウタチューブの長さを短くし、操向輪側プーリケースに引き込まれるインナケーブルを覆うアウタチューブの長さを長くすることを特徴とするケーブル式操舵装置。
【請求項６】
請求項５に記載のケーブル式操舵装置において、
前記張力調整機構は、
前記ステアリング側プーリケースに対し出入り可能に設けられ、ステアリング側プーリケースとアウタチューブ端部とを連結する２つの連結部材と、
ステアリング操舵量を各連結部材が互いに逆方向へ移動する直進運動量へと変換する運動量変換手段と、
を備えることを特徴とするケーブル式操舵装置。
【請求項７】
請求項６に記載のケーブル式操舵装置において、
前記運動量変換手段は、
各連結部材にそれぞれ形成され、アウタチューブ側からステアリング側プーリケース側に向かって徐々にピッチが短くなるように設定された不等長ピッチのラックと、
これら２つのラックと同時に噛み合う歯車と、
この歯車にステアリング操舵量を伝える回転伝達手段と、
を備えることを特徴とするケーブル式操舵装置。
【請求項８】
請求項６に記載のケーブル式操舵装置において、
前記運動量変換手段は、
各連結部材にそれぞれ形成され、アウタチューブ側からステアリング側プーリケース側に向かって徐々にピッチが短くなるとともに、互いにねじの向きが逆方向に設定された雄ねじ部と、
前記ステアリング側プーリケースに形成され、各連結部材の雄ねじ部と噛み合う雌ねじ部と、
各連結部材にそれぞれ設けられた第１歯車と、
これら第１歯車と同時に噛み合う第２歯車と、
この第２歯車にステアリング操舵量を伝える回転伝達手段と、
を備えることを特徴とするケーブル式操舵装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００６−１５９９６５（Ｐ２００６−１５９９６５Ａ）
【公開日】平成１８年６月２２日（２００６．６．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３５０３７３（Ｐ２００４−３５０３７３）
【出願日】平成１６年１２月２日（２００４．１２．２）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年６月２２日（２００６．６．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１２月２日（２００４．１２．２）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
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