ステアリングギヤボックス支持構造
【課題】微小操舵入力に対する車両のヨー応答ゲインを小さくすることが可能なステアリングギヤボックス支持構造を提供する。
【解決手段】例えば内筒３を車体側部材に連結し、外筒４をステアリングギヤボックス１に連結し、内筒３と外筒４との間には、ステアリングギヤボックス１の軸方向、つまり車両幅方向に板バネ２０、２１からなる弾性部材７を介装する。弾性部材７は、内筒３に当接し、且つ弾性係数の小さい第１の弾性部８と、第１の弾性部８に平行で且つ第１の弾性部８との間に隙間１０を設けて配設された、弾性係数の大きい第２の弾性部９とを備える。第２の弾性部９の外側には、隙間１１を設けて、軸方向ストッパ６を設ける。操舵入力が小さい領域では、弾性係数の小さい第１の弾性部８の抵抗力だけが作用するので、操舵反力が小さい。横加速度の大きい量飯豊は、第２の弾性部９の抵抗力も作用し、操舵入力に対して操舵反力が速やかに立ち上がる。
【解決手段】例えば内筒３を車体側部材に連結し、外筒４をステアリングギヤボックス１に連結し、内筒３と外筒４との間には、ステアリングギヤボックス１の軸方向、つまり車両幅方向に板バネ２０、２１からなる弾性部材７を介装する。弾性部材７は、内筒３に当接し、且つ弾性係数の小さい第１の弾性部８と、第１の弾性部８に平行で且つ第１の弾性部８との間に隙間１０を設けて配設された、弾性係数の大きい第２の弾性部９とを備える。第２の弾性部９の外側には、隙間１１を設けて、軸方向ストッパ６を設ける。操舵入力が小さい領域では、弾性係数の小さい第１の弾性部８の抵抗力だけが作用するので、操舵反力が小さい。横加速度の大きい量飯豊は、第２の弾性部９の抵抗力も作用し、操舵入力に対して操舵反力が速やかに立ち上がる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラックアンドピニオンなどから構成されるステアリングギヤボックスを車体側部材に支持するためのステアリングギヤボックス支持構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
このようなステアリングギヤボックス支持構造としては、例えば車体側部材との間に高硬度弾性部材と低硬度弾性部材とを介装し、操舵入力が小さく、車体に対するステアリングギヤボックスの相対変位が小さいときには高硬度弾性部材によって大きな反力を発生させると共に、操舵入力が大きく、車体に対するステアリングギヤボックスの相対変位が大きいときには低硬度弾性部材によって小さな反力を発生させるものがある（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平８−１３３１０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前記従来のステアリングギヤボックス支持構造では、操舵入力が小さい領域で大きな反力が発生するため、微小操舵入力に対する車両のヨー応答ゲインが大きくなるという問題がある。
本発明は、前記諸問題を解決すべく開発されたものであり、微小操舵入力に対する車両のヨー応答ゲインを小さくすることが可能なステアリングギヤボックス支持構造を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するために、本発明のステアリングギヤボックス支持構造は、車体側部材又はステアリングギヤボックスの何れか一方に連結される内筒と、前記内筒の外側に配設され且つ車体側部材又はステアリングギヤボックスの何れか他方に連結される外筒と、前記内筒と外筒との間に配設される弾性部材とを備え、前記弾性部材は、前記内筒と外筒との相対移動がない状態から両者の相対移動量が所定量までの領域で両者の相対移動に対して抵抗力を発生する第１の弾性部と、前記内筒と外筒との相対移動量が前記所定量以上の領域で両者の相対移動に対して抵抗力を発生する第２の弾性部とを備え、前記第１の弾性部の弾性係数を第２の弾性部の弾性係数より小さく設定したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００５】
而して、本発明のステアリングギヤボックス支持構造によれば、内筒と外筒との相対移動がない状態から両者の相対移動量が所定量までの領域で両者の相対移動に対して抵抗力を発生する第１の弾性部と、内筒と外筒との相対移動量が前記所定量以上の領域で両者の相対移動に対して抵抗力を発生する第２の弾性部とを備え、第１の弾性部の弾性係数を第２の弾性部の弾性係数より小さく設定したことにより、微小操舵入力に対する車両のヨー応答ゲインを小さくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
次いで本発明のステアリングギヤボックス支持構造の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態のステアリングギヤボックス支持構造を採用したステアリングギヤボックスの概略構成図である。本実施形態では、ステアリングラックを内装するステアリングギヤボックスの左右両端部を車体に支持する。図中の符号１はステアリングギヤボックス、符号２はステアリングギヤボックス１を車体に弾性的に支持するための支持部材である。ステアリングギヤボックス１の左右両端部から突出するラック軸１４には、タイロッドを介して、転舵輪である左右前輪が連結されている。
【０００７】
支持部材２の詳細を図２に、そのＡ−Ａ断面を図３に示す。この支持部材２は、円筒型の内筒３と外筒４とを備える。本実施形態では、内筒３の内孔内に車体側の支持軸（車体側部材）が挿入され、外筒４の外径がステアリングギヤボックス１のブラケット１２に固定される。内筒３と外筒４の隙間の両端部は、ダストブーツ１３で閉塞されている。また、外筒４の内孔内には、上下方向から、内筒３の変位を規制する上下ストッパ５が設けられている。この上下ストッパ５は、内筒３の外径直近まで配置されている。一方、外筒４の内孔内には、車両幅方向、つまりステアリングギヤボックスの軸方向にも、軸方向ストッパ６が設けられているが、この軸方向ストッパ６は、板バネからなる弾性部材７の外側まで配置される。
【０００８】
弾性部材７の詳細を図４に示す。この弾性部材７は、内筒３側直近の第１の弾性部８と、その外側、つまり軸方向ストッパ６側の第２の弾性部９とを備えて構成される。本実施形態では、何れも複数の板バネ２０、２１を重合して各弾性部が構成されているが、このうち第１の弾性部８は、比較的薄い板バネ２０を二枚重合し、中央部で、内筒３の外径に当接している。また、この第１の弾性部８の両端部は、外筒４の内側に固定されている。一方、第２の弾性部９は、比較的厚い板バネ２１を四枚重合し、前記第１の弾性部８と平行に且つ第１の弾性部８から所定量だけ離して、つまり隙間１０を設けて配設され、両端部は、同じく外筒４の内側に固定されている。そして、軸方向ストッパ６は、前記第２の弾性部９から所定量だけ離し、両者の間に隙間１１が形成されている。
【０００９】
前記第１の弾性部８は、第２の弾性部９に比べて、弾性係数が小さい。操舵入力が加わると、車体に対してステアリングギヤボックス１が、その軸方向に移動しようとするので、支持部材２の内筒３と外筒４とが相対変位する。すると、内筒３と外筒４との相対変位がない状態から、前記第１の弾性部８と第２の弾性部９との隙間１０がなくなって両者が当接するまで、第１の弾性部８の弾性係数と、内筒３と外筒４との相対変位量とに応じた抵抗力が発生し、それが操舵反力として作用する。第１の弾性部８と第２の弾性部９とが当接してからは、第２の弾性部９と軸方向ストッパ６との隙間１１がなくなって両者が当接するまで、第１の弾性部８の弾性係数及び第２の弾性部９の弾性係数と、内筒３と外筒４との相対変位量とに応じた抵抗力が発生し、それが操舵反力として作用する。第２の弾性部９と軸方向ストッパ６とが当接してからは、操舵反力が一気に増大する。
【００１０】
この操舵入力と操舵反力との関係を図５に示す。操舵入力の小さい領域では、前記第１の弾性部８の比較的小さな弾性係数だけが、内筒３と外筒４との相対変位量、つまり操舵トルクに対する抵抗力として作用し、それが操舵反力となる。一方、操舵入力の大きい領域では、前記第１の弾性部８の比較的小さな弾性係数と第２の弾性部９の比較的大きな弾性係数とが作用して、内筒３と外筒４との相対変位量、つまり操舵トルクに対する抵抗力を発生し、それが操舵反力となる。
【００１１】
このような操舵反力特性を得ることにより、微小な操舵入力が加わってもタイロッドの軸力が十分に立ち上がらず、操舵入力に対する転舵の量が遅れるので、微小舵角における車両のヨー応答ゲインを小さくすることができ、所謂コンプライアンスアンダステアを増加することができる。また、横加速度の大きい領域では、車体に対するステアリングギヤボックスの相対変位が大きい、つまり支持部材の外筒に対する内筒の相対変位量が大きいので、必然的に操舵反力の大きい領域にあり、操舵入力に対して速やかに軸力が立ち上がって前輪を転舵させることが可能となり、その結果、高横加速度領域における旋回性が向上する。
【００１２】
また、弾性部材として、ヒステリシスの小さい板バネを使用することにより、ステアリング中立領域での直進性が向上する。即ち、例えば前記従来の技術のように、弾性部材にゴム等の粘弾性物質を用いると、ヒステリシスが大きくなり、例えば舵を切り戻して反力が“０”になったところでステアリングホイールを止めても、ラック軸には変位が残ることになり、再度操舵する必要が生じるのに対し、ヒステリシスの小さい板バネでは操舵反力とラック軸の変位とのずれが小さく、ステアリング中立領域で直進性が向上する。
なお、本発明のステアリング装置は、前記実施形態に限定されるものではない。特に、内筒と外筒の連結対象が、前記と逆であっても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明のステアリングギヤボックス支持構造の一実施形態を示すステアリングギヤボックスの概略構成図である。
【図２】図１のステアリングギヤボックス支持構造に用いられた支持部材の正面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図４】図２の弾性部材の詳細図である。
【図５】図２の支持部材の操舵入力に対する操舵反力特性図である。
【符号の説明】
【００１４】
１はステアリングギヤボックス
２は支持部材
３は内筒
４は外筒
５は上下ストッパ
６は軸方向ストッパ
７は弾性部材
８は第１の弾性部
９は第２の弾性部
１０、１１は隙間
２０、２１は板バネ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラックアンドピニオンなどから構成されるステアリングギヤボックスを車体側部材に支持するためのステアリングギヤボックス支持構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
このようなステアリングギヤボックス支持構造としては、例えば車体側部材との間に高硬度弾性部材と低硬度弾性部材とを介装し、操舵入力が小さく、車体に対するステアリングギヤボックスの相対変位が小さいときには高硬度弾性部材によって大きな反力を発生させると共に、操舵入力が大きく、車体に対するステアリングギヤボックスの相対変位が大きいときには低硬度弾性部材によって小さな反力を発生させるものがある（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平８−１３３１０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前記従来のステアリングギヤボックス支持構造では、操舵入力が小さい領域で大きな反力が発生するため、微小操舵入力に対する車両のヨー応答ゲインが大きくなるという問題がある。
本発明は、前記諸問題を解決すべく開発されたものであり、微小操舵入力に対する車両のヨー応答ゲインを小さくすることが可能なステアリングギヤボックス支持構造を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するために、本発明のステアリングギヤボックス支持構造は、車体側部材又はステアリングギヤボックスの何れか一方に連結される内筒と、前記内筒の外側に配設され且つ車体側部材又はステアリングギヤボックスの何れか他方に連結される外筒と、前記内筒と外筒との間に配設される弾性部材とを備え、前記弾性部材は、前記内筒と外筒との相対移動がない状態から両者の相対移動量が所定量までの領域で両者の相対移動に対して抵抗力を発生する第１の弾性部と、前記内筒と外筒との相対移動量が前記所定量以上の領域で両者の相対移動に対して抵抗力を発生する第２の弾性部とを備え、前記第１の弾性部の弾性係数を第２の弾性部の弾性係数より小さく設定したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００５】
而して、本発明のステアリングギヤボックス支持構造によれば、内筒と外筒との相対移動がない状態から両者の相対移動量が所定量までの領域で両者の相対移動に対して抵抗力を発生する第１の弾性部と、内筒と外筒との相対移動量が前記所定量以上の領域で両者の相対移動に対して抵抗力を発生する第２の弾性部とを備え、第１の弾性部の弾性係数を第２の弾性部の弾性係数より小さく設定したことにより、微小操舵入力に対する車両のヨー応答ゲインを小さくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
次いで本発明のステアリングギヤボックス支持構造の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態のステアリングギヤボックス支持構造を採用したステアリングギヤボックスの概略構成図である。本実施形態では、ステアリングラックを内装するステアリングギヤボックスの左右両端部を車体に支持する。図中の符号１はステアリングギヤボックス、符号２はステアリングギヤボックス１を車体に弾性的に支持するための支持部材である。ステアリングギヤボックス１の左右両端部から突出するラック軸１４には、タイロッドを介して、転舵輪である左右前輪が連結されている。
【０００７】
支持部材２の詳細を図２に、そのＡ−Ａ断面を図３に示す。この支持部材２は、円筒型の内筒３と外筒４とを備える。本実施形態では、内筒３の内孔内に車体側の支持軸（車体側部材）が挿入され、外筒４の外径がステアリングギヤボックス１のブラケット１２に固定される。内筒３と外筒４の隙間の両端部は、ダストブーツ１３で閉塞されている。また、外筒４の内孔内には、上下方向から、内筒３の変位を規制する上下ストッパ５が設けられている。この上下ストッパ５は、内筒３の外径直近まで配置されている。一方、外筒４の内孔内には、車両幅方向、つまりステアリングギヤボックスの軸方向にも、軸方向ストッパ６が設けられているが、この軸方向ストッパ６は、板バネからなる弾性部材７の外側まで配置される。
【０００８】
弾性部材７の詳細を図４に示す。この弾性部材７は、内筒３側直近の第１の弾性部８と、その外側、つまり軸方向ストッパ６側の第２の弾性部９とを備えて構成される。本実施形態では、何れも複数の板バネ２０、２１を重合して各弾性部が構成されているが、このうち第１の弾性部８は、比較的薄い板バネ２０を二枚重合し、中央部で、内筒３の外径に当接している。また、この第１の弾性部８の両端部は、外筒４の内側に固定されている。一方、第２の弾性部９は、比較的厚い板バネ２１を四枚重合し、前記第１の弾性部８と平行に且つ第１の弾性部８から所定量だけ離して、つまり隙間１０を設けて配設され、両端部は、同じく外筒４の内側に固定されている。そして、軸方向ストッパ６は、前記第２の弾性部９から所定量だけ離し、両者の間に隙間１１が形成されている。
【０００９】
前記第１の弾性部８は、第２の弾性部９に比べて、弾性係数が小さい。操舵入力が加わると、車体に対してステアリングギヤボックス１が、その軸方向に移動しようとするので、支持部材２の内筒３と外筒４とが相対変位する。すると、内筒３と外筒４との相対変位がない状態から、前記第１の弾性部８と第２の弾性部９との隙間１０がなくなって両者が当接するまで、第１の弾性部８の弾性係数と、内筒３と外筒４との相対変位量とに応じた抵抗力が発生し、それが操舵反力として作用する。第１の弾性部８と第２の弾性部９とが当接してからは、第２の弾性部９と軸方向ストッパ６との隙間１１がなくなって両者が当接するまで、第１の弾性部８の弾性係数及び第２の弾性部９の弾性係数と、内筒３と外筒４との相対変位量とに応じた抵抗力が発生し、それが操舵反力として作用する。第２の弾性部９と軸方向ストッパ６とが当接してからは、操舵反力が一気に増大する。
【００１０】
この操舵入力と操舵反力との関係を図５に示す。操舵入力の小さい領域では、前記第１の弾性部８の比較的小さな弾性係数だけが、内筒３と外筒４との相対変位量、つまり操舵トルクに対する抵抗力として作用し、それが操舵反力となる。一方、操舵入力の大きい領域では、前記第１の弾性部８の比較的小さな弾性係数と第２の弾性部９の比較的大きな弾性係数とが作用して、内筒３と外筒４との相対変位量、つまり操舵トルクに対する抵抗力を発生し、それが操舵反力となる。
【００１１】
このような操舵反力特性を得ることにより、微小な操舵入力が加わってもタイロッドの軸力が十分に立ち上がらず、操舵入力に対する転舵の量が遅れるので、微小舵角における車両のヨー応答ゲインを小さくすることができ、所謂コンプライアンスアンダステアを増加することができる。また、横加速度の大きい領域では、車体に対するステアリングギヤボックスの相対変位が大きい、つまり支持部材の外筒に対する内筒の相対変位量が大きいので、必然的に操舵反力の大きい領域にあり、操舵入力に対して速やかに軸力が立ち上がって前輪を転舵させることが可能となり、その結果、高横加速度領域における旋回性が向上する。
【００１２】
また、弾性部材として、ヒステリシスの小さい板バネを使用することにより、ステアリング中立領域での直進性が向上する。即ち、例えば前記従来の技術のように、弾性部材にゴム等の粘弾性物質を用いると、ヒステリシスが大きくなり、例えば舵を切り戻して反力が“０”になったところでステアリングホイールを止めても、ラック軸には変位が残ることになり、再度操舵する必要が生じるのに対し、ヒステリシスの小さい板バネでは操舵反力とラック軸の変位とのずれが小さく、ステアリング中立領域で直進性が向上する。
なお、本発明のステアリング装置は、前記実施形態に限定されるものではない。特に、内筒と外筒の連結対象が、前記と逆であっても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明のステアリングギヤボックス支持構造の一実施形態を示すステアリングギヤボックスの概略構成図である。
【図２】図１のステアリングギヤボックス支持構造に用いられた支持部材の正面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図４】図２の弾性部材の詳細図である。
【図５】図２の支持部材の操舵入力に対する操舵反力特性図である。
【符号の説明】
【００１４】
１はステアリングギヤボックス
２は支持部材
３は内筒
４は外筒
５は上下ストッパ
６は軸方向ストッパ
７は弾性部材
８は第１の弾性部
９は第２の弾性部
１０、１１は隙間
２０、２１は板バネ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体側部材又はステアリングギヤボックスの何れか一方に連結される内筒と、前記内筒の外側に配設され且つ車体側部材又はステアリングギヤボックスの何れか他方に連結される外筒と、前記内筒と外筒との間に配設される弾性部材とを備え、前記弾性部材は、前記内筒と外筒との相対移動がない状態から両者の相対移動量が所定量までの領域で両者の相対移動に対して抵抗力を発生する第１の弾性部と、前記内筒と外筒との相対移動量が前記所定量以上の領域で両者の相対移動に対して抵抗力を発生する第２の弾性部とを備え、前記第１の弾性部の弾性係数を第２の弾性部の弾性係数より小さく設定したことを特徴とするステアリングギヤボックス支持構造。
【請求項２】
前記第１の弾性部は、中央部で内筒と当接すると共に、両端部が外筒に固定された板バネで構成され、前記第２の弾性部は、前記第１の弾性部を挟んで内筒と反対側に、当該第１の弾性部と並行で且つ当該第１の弾性部から所定量だけ離して配設され、且つ両端部が外筒に固定された板バネで構成されることを特徴とする請求項１に記載のステアリングギヤボックス支持構造。
【請求項３】
前記第２の弾性部と内筒との間に第１の弾性部を配置すると共に、第２の弾性部を挟んだ第１の弾性部の反対側に当該第２の弾性部の変形を規制するストッパを設け、第２の弾性部と第１の弾性部とを互いに離間すると共に、第２の弾性部とストッパとを互いに離間したことを特徴とする請求項１又は２に記載のステアリングギヤボックス支持構造。
【請求項４】
前記第１の弾性部及び第２の弾性部の少なくとも何れか一方は、板バネを多層に重合して構成したことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載のステアリングギヤボックス支持構造。
【請求項１】
車体側部材又はステアリングギヤボックスの何れか一方に連結される内筒と、前記内筒の外側に配設され且つ車体側部材又はステアリングギヤボックスの何れか他方に連結される外筒と、前記内筒と外筒との間に配設される弾性部材とを備え、前記弾性部材は、前記内筒と外筒との相対移動がない状態から両者の相対移動量が所定量までの領域で両者の相対移動に対して抵抗力を発生する第１の弾性部と、前記内筒と外筒との相対移動量が前記所定量以上の領域で両者の相対移動に対して抵抗力を発生する第２の弾性部とを備え、前記第１の弾性部の弾性係数を第２の弾性部の弾性係数より小さく設定したことを特徴とするステアリングギヤボックス支持構造。
【請求項２】
前記第１の弾性部は、中央部で内筒と当接すると共に、両端部が外筒に固定された板バネで構成され、前記第２の弾性部は、前記第１の弾性部を挟んで内筒と反対側に、当該第１の弾性部と並行で且つ当該第１の弾性部から所定量だけ離して配設され、且つ両端部が外筒に固定された板バネで構成されることを特徴とする請求項１に記載のステアリングギヤボックス支持構造。
【請求項３】
前記第２の弾性部と内筒との間に第１の弾性部を配置すると共に、第２の弾性部を挟んだ第１の弾性部の反対側に当該第２の弾性部の変形を規制するストッパを設け、第２の弾性部と第１の弾性部とを互いに離間すると共に、第２の弾性部とストッパとを互いに離間したことを特徴とする請求項１又は２に記載のステアリングギヤボックス支持構造。
【請求項４】
前記第１の弾性部及び第２の弾性部の少なくとも何れか一方は、板バネを多層に重合して構成したことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載のステアリングギヤボックス支持構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００６−１３４２（Ｐ２００６−１３４２Ａ）
【公開日】平成１８年１月５日（２００６．１．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−１７７９９６（Ｐ２００４−１７７９９６）
【出願日】平成１６年６月１６日（２００４．６．１６）
【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１月５日（２００６．１．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年６月１６日（２００４．６．１６）
【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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