JP2000016316A - 車両用操舵装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 操舵中立点からの回転限界角を３６０度以上
に設定することができるようにする。 【解決手段】 車輪の向きを変える舵取機構に機械的に
連結されることなく操舵軸ハウジング８に回転が可能に
支持される操舵軸２を備えており、これに連結される操
舵輪の回転限界角を設定する手段が、前記操舵軸２に設
けられる第１突起５１と、前記操舵軸ハウジング８に設
けられる第２突起５２と、第１突起５１と係合が可能な
第３突起５３及び第４突起５４が設けてあり、操舵軸２
の周りに３６０度以上にわたって回転が可能に支持され
る少なくとも１個の第１回転環５７と、これの第４突起
５４と係合が可能な第５突起５５及び前記第２突起５２
と係合が可能な第６突起５６が設けられており、前記操
舵軸２の周りに回転が可能に支持される第２回転環５８
とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、操舵輪に連結され
る操舵軸が車輪の向きを変える舵取機構に機械的に連結
されていない車両用操舵装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両用操舵装置は、操舵輪に連結される
操舵軸が舵取機構に機械的に連結されているリンク式
と、前記操舵軸が舵取機構に機械的に連結されていない
リンクレス式とに大別される。

【０００３】後者のリンクレス式は、例えば、特開平１
−１５３３７９号公報に記載されているように、操舵軸
を舵取機構から切り離して配し、舵取機構の中途に操舵
用のアクチュエータとしての舵取モータを設け、制御ユ
ニットが、操舵用の車輪の実舵角と目標舵角との偏差に
応じて前記アクチュエータを駆動制御することにより、
操舵用の車輪を、目標舵角に調整する構成となってい
る。

【０００４】また、操舵軸には第１突起を設け、操舵軸
が支持される静止側部材には前記第１突起と係合が可能
な第２突起を設けて、操舵中立点からの操舵角が増大し
たとき、第１突起が第２突起と当接し、操舵輪をそれ以
上に回転させることができないようにしてある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、以上の如く
第１及び第２突起を備えた舵取装置にあっては、操舵中
立点からの回転限界角が１８０度未満の小さな角度であ
るため、車庫入れ、幅寄せ等において据え切り操舵が行
われるとき、無意識に回転限界角に回転されることにな
り、この結果、第１及び第２突起の打音が頻繁に発生し
て、運転者のフィーリングを損なうことになる。

【０００６】本発明の出願人は回転限界角を１８０度以
上であり、３６０度未満にすることが可能な回転限界角
設定手段を備えた操舵装置を先に出願した（特願平９−
５８６０号）。

【０００７】この操舵装置の回転限界角設定手段は、操
舵軸と連動して回転する第１突起と、操舵軸が支持され
る操舵ハウジングに設けられる第２突起と、これら第１
及び第２突起間に回転が可能に設けてあり、前記第１突
起と係合が可能な一対の第１係合部及び前記第２突起と
係合が可能な第２係合部を有する回転環とを備えてい
る。

【０００８】そして、操舵輪が操舵中立点から左右へ回
転するとき、操舵中立点の操舵軸は、第１突起が回転環
の第１係合部と係合するまでの間回転環に対し回転し、
第１突起が回転環の第１係合部と係合したとき、回転環
が操舵軸と一体化して回転し、該回転環の第２係合部が
第２突起と係合し、それ以上の回転が阻止されるように
してある。このように回転環を設けることにより、回転
限界角を１８０度以上であり、３６０度未満にすること
ができる。

【０００９】しかしながら以上の如く回転環を備えた先
願発明の舵取装置にあっては、操舵中立点から３６０度
未満の位置で操舵輪の回転が阻止されることになるか
ら、据え切り操舵が行われるとき、未だ回転限界角に回
転されることがある。

【００１０】本発明は、上述したような事情に鑑みてな
されたものであり、分離型の舵取装置において操舵軸と
連動して回転する第１突起及び静止側部材に設けられる
第２突起と、第３突起及び第４突起が設けられており、
３６０度以上にわたって回転が可能に支持される少なく
とも１個の第１回転環と、第５突起及び第６突起が設け
られており、回転が可能に支持される第２回転環とを備
えた構成とすることにより、操舵中立点からの回転限界
角を３６０度以上に設定することができる車両用操舵装
置を構成することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明に係る車両用操舵
装置は、車輪の向きを変える舵取機構に機械的に連結さ
れることなく静止側部材に回転が可能に支持される操舵
軸、及びこれに連結される操舵輪の回転限界角を設定す
るための回転限界角設定手段を備えた車両用操舵装置に
おいて、前記回転限界角設定手段は、前記操舵軸又はこ
れと連動する部材に設けられる第１突起と、前記静止側
部材に設けられる第２突起と、軸長方向一方へ突出して
前記第１突起と係合が可能な第３突起及び他方へ突出す
る第４突起が設けられており、前記操舵軸の周りに３６
０度以上にわたって回転が可能に支持される少なくとも
１個の第１回転環と、前記第４突起と係合が可能な第５
突起及び前記第２突起と係合が可能な第６突起が設けら
れており、前記操舵軸の周りに回転が可能に支持される
第２回転環とを備えていることを特徴とする。

【００１２】本発明にあっては、操舵輪が操舵中立点か
ら左右へ回転されるとき、操舵中立点の操舵軸は、第１
突起が第１回転環の第３突起と係合するまでの間第１回
転環に対して回転し、第１突起が第１回転環の第３突起
と係合したとき、第１回転環が操舵軸と一体化して回転
し、該第１回転環の第４突起が第２回転環の第５突起と
係合したとき、第１及び第２回転環が操舵軸と一体化し
て回転し、第２回転環の第６突起が静止側部材の第２突
起と係合し、それ以上の回転を阻止することができる。
このように操舵軸が第１及び第２回転環に対して回転
し、さらに、第１及び第２回転環が順次操舵軸と一体化
して回転することになるから、操舵軸を３６０度以上に
回転させることができ、操舵中立点からの回転限界角を
３６０度以上に設定することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下本発明をその実施の形態を示
す図面に基づいて詳述する。図１は本発明に係る車両用
操舵装置の操舵軸部分の縦断正面図、図２は同操舵装置
の全体構成を示す模式図である。

【００１４】この車両用操舵装置は、図示しない車体の
左右に配された一対の操舵用の車輪Ａ，Ａに操舵動作を
行わせるための舵取機構１と、舵取機構１から機械的に
切り離して配された回転自在の操舵軸２と、該操舵軸２
の上端部に連結される操舵輪３と、操舵輪３の操舵中立
点に対する操舵方向一方／他方への操舵許容角を設定す
る回転限界角設定手段５と、マイクロプロセッサを用い
てなる舵取制御部６と、前記舵取機構１の中途に配した
舵取モータ７とを備え、操舵輪３の回転に応じた舵取制
御部６の動作により、舵取モータ７を駆動し、舵取機構
１を作動させる構成となっている。

【００１５】舵取機構１は、公知のように、車体の左右
方向に延設されて軸長方向へ摺動する舵取軸１１の両端
部と、車輪Ａ，Ａを支持するナックルアーム１２，１２
とを各別のタイロッド１３，１３により連結し、舵取軸
１１の両方向への摺動によりタイロッド１３，１３を介
してナックルアーム１２，１２を押し引きし、車輪Ａ，
Ａを左右に操向させるものであり、この操向は舵取軸１
１の中途部に同軸的に構成された舵取モータ７の回転
を、適宜の運動変換機構により舵取軸１１の摺動に変換
して行われる。

【００１６】舵取軸１１は、舵取軸ハウジング１４との
間に介装された図示しない回転拘束手段により軸回りの
回転を拘束されており、舵取モータ７は、舵取制御部６
から与えられる駆動回路からの通電により回転し、その
舵取モータ７の回転は、舵取軸１１の軸長方向の摺動に
変換され、舵取モータ７の回転に応じた操舵（操舵用の
車輪Ａ，Ａの操向）が行われる。また、舵取軸ハウジン
グ１４には前記舵取モータ７の回転角を検出するための
回転角センサ１５を設けて、舵取モータ７の出力軸の回
転位置を示す信号として前記舵取制御部６に与えられて
いる。

【００１７】舵取モータ７には、前記舵取制御部６から
の動作指令が、図示しない駆動回路を介して与えられて
おり、この動作指令に従って舵取モータ７が駆動される
ようになしてある。この駆動に応じた舵取機構１の動作
量は、舵取軸１１と一側のタイロッド１３との連結部の
変位を検出するタイロッド変位センサ１６により検出さ
れ、舵取用の車輪Ａ，Ａの舵取角を示す信号として、舵
取制御部６に与えられている。

【００１８】また、両側のタイロッド１３，１３には、
これらの軸方向に作用する軸力（引張力又は圧縮力）を
検出するタイロッド軸力センサ１７，１７が付設されて
おり、これらの検出結果は、舵取に伴って舵取用の車輪
Ａ，Ａに加わる路面反力を示す信号として、舵取制御部
６に与えられている。

【００１９】操舵軸２及び該操舵軸２が支持される操舵
軸ハウジング８間には、前記操舵軸２の回転角を検出す
る舵角センサ（図示せず）を設けて、操舵輪３の回転角
を示す信号として前記舵取制御部６に与えられている。

【００２０】また、操舵軸ハウジング８の外側には、図
１のように操舵軸２と軸心を直交させた態様に反力モー
タ（ＤＣモータ）９が取付けてある。

【００２１】該反力モータ９は、操舵軸ハウジング８の
内部において、その出力端に連結されたウォーム３０を
操舵軸２の中間部外周に嵌着されたウォームホィール３
１に噛合させ、これらウォーム３０及びウォームホィー
ル３１を介して操舵軸２に回転力を加え、操舵軸２の一
端部に固定された操舵輪３に、その操作方向と逆向きの
反力を付与するようになしてある。

【００２２】反力モータ９による操舵輪３への反力付与
は、舵取に伴って舵取用の車輪Ａ，Ａに実際に加わる路
面反力を操舵輪３に模擬的に加え、運転者に体感せしめ
るべく行われるものであり、反力モータ９には、前記舵
取制御部６からの動作指令が、図示しない駆動回路を介
して与えられており、この動作指令に従って駆動され
る。

【００２３】従って、操舵輪３の回転操作には、反力モ
ータ９が発生する反力に抗する操舵トルクを加える必要
があり、このようにして操舵輪３に加えられる操舵トル
クは、操舵軸２の中間部と操舵軸ハウジング８の内周と
の間に設けられたトルクセンサ３２により検出され、ま
た操舵輪３の回転位置は、前記舵角センサにより、操作
方向を含めて検出される。

【００２４】以上の如く舵取制御部６には、舵取機構１
の側にて実際に生じている舵取の状態が、回転角センサ
１５、タイロッド変位センサ１６及びタイロッド軸力セ
ンサ１７，１７からの入力として与えられ、また操舵輪
３の操作の状態が、トルクセンサ３２及び舵角センサか
らの入力として与えられており、これらに加えて舵取制
御部６の入力側には、車両の走行速度を検出する車速セ
ンサ３３の出力、車両のヨーレートを検出するヨーレー
トセンサ３４の出力、車両の横加速度を検出する横加速
度センサ３５の出力、及び車両の前後加速度を検出する
前後加速度センサ３６の出力が夫々与えられている。

【００２５】車速センサ３３は、例えば、車速に対応す
る前輪又は後輪の回転速度を検出する回転速度センサで
あればよい。また、ヨーレートセンサ３４及び横加速度
センサ３５は、共に車両の旋回状態を知るためのもので
あり、これらは、一方の故障時に他方をフェイルセーフ
用として用いるようにしてある。通常時には、ヨーレー
トセンサ３４の出力を旋回状態を示す信号として用い
る。

【００２６】一方、舵取制御部６の出力は、前述した如
く、舵取機構１に舵取動作を行わせるための舵取モータ
７及び操舵輪３に反力を付与する反力モータ９に各別の
駆動回路を介して与えられており、舵取モータ７及び反
力モータ９は、舵取制御部６からの動作指令に応じて各
別に駆動されるようになしてある。

【００２７】以上の如き舵取動作をなす舵取機構１と機
械的に切り離して配された操舵軸２は、図２中に模式的
に示す如く操舵軸ハウジング８を介して、図示しない車
体の適宜部に支持されている。

【００２８】操舵軸２は、一端部が操舵輪３に直結され
る第１操舵軸２１と、該第１操舵軸２１の他端部にダウ
エルピン２ａにより結合される中実の第２操舵軸２２
（トーションバー）と、該第２操舵軸２２の一端部外周
に嵌合され一端部が前記ダウエルピン２ａにより結合さ
れる筒状の第３操舵軸２３と、該第３操舵軸２３及び第
２操舵軸２２の他端部外周に夫々挿入され第２操舵軸２
２にダウエルピン２ｂにより結合される筒状の第４操舵
軸２４とを用いてなり、第４操舵軸２４の一端部外周と
中途部外周及び第３操舵軸２３の一端部外周と操舵軸ハ
ウジング８との間に、夫々軸受を介して操舵軸２を操舵
軸ハウジング８に対し回転自在としている。

【００２９】第４操舵軸２４の他端部外周と操舵軸ハウ
ジング８との間には、操舵輪３の回転限界角を設定する
前記回転限界角設定手段５が設けられている。

【００３０】図３は回転限界角設定手段を示す斜視図、
図４は回転限界角設定手段の動作を示す模式図である。
回転限界角設定手段５は、操舵輪３の回転限界角を操舵
中立点から３６０度を越えて設定できるようにしたもの
で、第４操舵軸２４に軸芯に対して偏倚して設けられる
第１突起５１と、操舵軸ハウジング８に設けられて第４
操舵軸２４の軸長方向へ突出する第２突起５２と、第３
突起５３及び第４突起５４を有しており、前記第１及び
第２突起５１，５２間における第４操舵軸２４の周りに
３６０度以上にわたって回転が可能に支持される少なく
とも１個の第１回転環５７と、第５突起５５及び第６突
起５６を有しており、前記第２突起５２及び第１回転環
５７間における第４操舵軸２４の周りに３６０度近くに
わたって回転が可能に支持される第２回転環５８とを備
えている。

【００３１】第１突起５１は、第４操舵軸２４に嵌合固
定される環部材５１ａの軸長方向一端部に突設されてお
り、第４操舵軸２４の回転により第１突起５１が第１回
転環５７の第３突起５３と係合が可能にしてある。第２
突起５２は、操舵軸ハウジング８における第４操舵軸２
４の周りに取付けられる環部材５２ａの軸長方向一端部
に突設されており、第２回転環５８の第６突起５６と係
合が可能にしてある。

【００３２】第１及び第２回転環５７，５８は、前記操
舵軸ハウジング８内に第４操舵軸２４の軸長方向に離隔
して回転が可能に支持されている。第１回転環５７は、
軸長方向一方へ突出して前記第１突起５１と係合が可能
な第３突起５３及び他方へ突出する第４突起５４が設け
られている。第２回転環５８は、軸長方向一方へ突出し
て前記第４突起５４と係合が可能な第５突起５５及び他
方へ突出して前記第２突起５２と係合が可能な第６突起
５６が設けられている。

【００３３】上記構成において、一つの第１回転環５７
が用いられている場合、操舵輪３が操舵中立点から左右
へ回転されるとき、操舵中立点の第４操舵軸２４は、第
１突起５１が第１回転環５７の第３突起５３と係合する
までの間第１回転環５７に対して回転し、第１突起５１
が第１回転環５７の第３突起５３と係合したとき、第１
回転環５７が第４操舵軸２４と一体化して回転し、該第
１回転環５７の第４突起５４が第２回転環５８の第５突
起５５と係合したとき、第１及び第２回転環５７，５８
が第４操舵軸２４と一体化して回転し、第２回転環５８
の第６突起５６が操舵軸ハウジング８の第２突起５２と
係合し、それ以上の回転を阻止することができる。

【００３４】このように第４操舵軸２４が第１及び第２
回転環５７，５８に対して回転し、さらに、第１及び第
２回転環５７，５８が順次第４操舵軸２４と一体化して
回転することになるから、第４操舵軸２４を３６０度以
上に回転させることができ、操舵中立点からの回転限界
角を３６０度以上に設定することができる。

【００３５】尚、第１回転環５７は１個である他、第１
突起５１と第２突起５２との間に複数個設けてもよい。
第１回転環５７が例えば２個である場合、一つ目の第１
回転環５７が第４操舵軸２４と一体化して回転したあ
と、該一つ目の第１回転環５７の第４突起５４が二つ目
の第１回転環５７の第３突起５３と係合し、続いて二つ
目の第１回転環５７の第４突起５４が第２回転環５８の
第５突起５５と係合し、第２回転環５８の第６突起が第
２突起５２と係合することになる。従って、第１回転環
５７を１個増加する都度、操舵中立点からの回転限界角
を約１８０度増加することができる。

【００３６】

【発明の効果】本発明に係る車両用操舵装置によれば、
操舵輪が操舵中立点から左右へ回転されるとき、操舵軸
が第１回転環に対して回転したあと、第１及び第２回転
環が順次操舵軸と一体化して回転し、第２回転環の第６
突起が静止側部材の第２突起と係合して回転を拘束する
ことになるから、操舵軸を３６０度以上に回転させるこ
とができ、操舵中立点からの回転限界角を３６０度以上
に設定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る車両用操舵装置の操舵軸部分の縦
断正面図である。

【図２】本発明に係る車両用操舵装置の全体構成を示す
模式図である。

【図３】本発明に係る車両用操舵装置の回転限界角設定
手段の斜視図である。

【図４】本発明に係る車両用操舵装置の回転限界角設定
手段の動作を示す模式図である。

【符号の説明】

１ 舵取機構 ２ 操舵軸 ３ 操舵輪 ５ 回転限界角設定手段 ５１ 第１突起 ５２ 第２突起 ５３ 第３突起 ５４ 第４突起 ５５ 第５突起 ５６ 第６突起 ５７ 第１回転環 ５８ 第２回転環 ８ 操舵軸ハウジング

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車輪の向きを変える舵取機構に機械的に
   連結されることなく静止側部材に回転が可能に支持され
   る操舵軸、及びこれに連結される操舵輪の回転限界角を
   設定するための回転限界角設定手段を備えた車両用操舵
   装置において、前記回転限界角設定手段は、前記操舵軸
   又はこれと連動する部材に設けられる第１突起と、前記
   静止側部材に設けられる第２突起と、軸長方向一方へ突
   出して前記第１突起と係合が可能な第３突起及び他方へ
   突出する第４突起が設けられており、前記操舵軸の周り
   に３６０度以上にわたって回転が可能に支持される少な
   くとも１個の第１回転環と、前記第４突起と係合が可能
   な第５突起及び前記第２突起と係合が可能な第６突起が
   設けられており、前記操舵軸の周りに回転が可能に支持
   される第２回転環とを備えていることを特徴とする車両
   用操舵装置。