JP2009292433A - 車両の後輪操舵装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単且つ安価なロッド支持機構で、車両に対する搭載性に優れた後輪操舵装置を提供する。
【解決手段】ハウジング１の内周面に台形雌ねじ部１１が形成され、ロッド２の外周面に、台形雌ねじ部と常時螺合する台形雄ねじ部２１が形成されると共に、これから所定距離離隔した外周面に外歯２２が形成される。この外歯と螺合するように減速機構４がハウジングに支持される。更に、減速機構に連結されロッドに平行に配置された回転軸３１を有するモータ３が、ハウジングに支持され、モータの回転駆動に応じてロッドが軸方向に駆動される。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両の後輪操舵装置に関し、特に、回転駆動手段による回転駆動力がロッドの軸方向駆動力に変換されて後輪を操舵する後輪操舵装置に係る。

車両の後輪操舵装置としては、一般的に、電気モータ等の回転駆動手段による回転駆動力がロッドの軸方向駆動力に変換されて後輪を操舵するように構成されている。例えば、下記の特許文献１には、ブラシレス電気モータと、これに連結された台形雌ねじと、これと螺合する台形雄ねじを有し車輪を操舵するための操作軸によって構成され、台形雌ねじ及び台形雄ねじから成るねじ機構を介して回転駆動力が軸方向駆動力に変換される装置が開示されている。また、下記の特許文献２には、「騒音の発生が少なく低コストの後輪操舵装置を提供すること」を目的とし、後輪操舵装置において「メネジ部とオネジ部とを互いの軸心が偏心するように噛合させる」ことが提案されている。

一方、下記の特許文献３には、「ハウジングに取り付けられた電動モータと、この電動モータのモータ軸に平行に配設され、前記ハウジングに対して回転自在に、かつ軸方向移動不可に支持されたナット、およびこのナットに多数のボールを介して内挿され、回転不可に、かつ軸方向移動自在に支持されたねじ軸を有し、前記電動モータの回転運動を軸方向運動に変換するボールねじ機構と、このボールねじ機構のナットと前記モータ軸との間に配設された減速機とを備えた電動リニアアクチュエータ」が開示されており、「自動車等の車両の後輪操舵機構や動力伝達制御用の摩擦クラッチ機構等のアクチュエータとして適用できる」と記載されている。

特開平７−４７９６３号公報 特開平１１−２０７１３号公報 特開２００７−４６６３７号公報

前掲の特許文献１及び２には、後輪操舵装置に関し、ねじ機構を介して回転駆動力が軸方向駆動力に変換される一般的な構成が開示されており、ねじ機構として逆効率０の台形ねじが利用されている。更に、特許文献２においては、台形ねじにおけるガタ防止が企図されている。然し乍ら、何れの特許文献に記載の装置においても、荷重を支えるため大型のベアリングが必要とされ、軸方向のガタ防止のため４点接触ベアリングが用いられており、コストアップ要因となっている。

また、前掲の特許文献３に記載の電動リニアアクチュエータはモータ軸とねじ軸が平行に配設されており、後輪操舵機構に適用できる旨示唆されているが、ナットと共にボールねじ機構が構成されており、高価な装置となっている。

そこで、本発明は、回転駆動手段による回転駆動力がロッドの軸方向駆動力に変換されて後輪を操舵する後輪操舵装置において、簡単且つ安価なロッド支持機構で、車両に対する搭載性に優れた後輪操舵装置を提供することを課題とする。

上記の課題を達成するため、本発明は、請求項１に記載のように、ハウジングに支持された回転駆動手段の回転駆動力がロッドの軸方向駆動力に変換されて後輪を操舵する車両の後輪操舵装置において、前記ハウジングの内周面に台形雌ねじ部が形成され、該台形雌ねじ部と常時螺合する台形雄ねじ部が前記ロッドの外周面に形成されると共に、前記台形雄ねじ部から所定距離離隔した前記ロッドの外周面に外歯が形成されて成り、該外歯と螺合するように前記ハウジングに支持された減速機構と、該減速機構に連結され、前記ロッドに平行に配置された回転軸を有し、前記ハウジングに支持されたモータとを備え、該モータの回転駆動に応じて前記ロッドが軸方向に駆動される構成としたものである。

上記後輪操舵装置において、請求項２に記載のように、前記ロッドの両端部を夫々軸受を介して前記ハウジングの両端部に支持し、前記軸受の少なくとも一方に偏心軸受部材を用いることとするとよい。これと共に、あるいは、これに代えて、前記ロッドの側面を軸中心方向に押圧する押圧手段を前記ハウジングに装着することとしてもよい。

あるいは、請求項３に記載のように、前記ハウジングの一端部の内周面に前記台形雌ねじ部が形成されると共に、前記ロッドの一端部の外周面に前記台形雄ねじ部が形成され、前記台形雌ねじ部と前記台形雄ねじ部が常時螺合して、前記ロッドの一端部が前記ハウジングの一端部に支持される構成としてもよい。

前記減速機構は、請求項４に記載のように、前記ロッドの外歯と螺合するように前記ハウジングに支持された歯車を備えたものとし、該歯車と螺合する外歯が、前記モータの回転軸に形成されており、該回転軸が前記歯車を介して前記ロッドに連結される構成としてもよい。上記の歯車として、平歯車を用いるとよい。

そして、請求項５に記載のように、前記減速機構が、前記ハウジング内に一体的に形成され、前記モータが、前記ハウジングの外周面に接合される構成とするとよい。

本発明は上述のように構成されているので以下の効果を奏する。即ち、請求項１に記載の後輪操舵装置においては、ハウジングの内周面に台形雌ねじ部が形成され、この台形雌ねじ部と常時螺合する台形雄ねじ部がロッドの外周面に形成されると共に、台形雄ねじ部から所定距離離隔したロッドの外周面に外歯が形成されて簡単且つ安価なロッド支持機構が構成される。しかも、ロッドに平行に配置された回転軸を有するモータと減速機構がハウジングに支持されているので、車体に対しロッドを適切に近接配置することができ、容易に車両に搭載することができる。

特に、請求項２に記載のように構成すれば、ロッドをハウジングに組み付ける際に、偏心軸受部材を回転調整しながら適切な位置で保持することによって、台形雌ねじ部と台形雄ねじ部との間に生じ得るガタを抑えることができる。また、ロッドの側面を軸中心方向に押圧する押圧手段をハウジングに装着することとしても、台形雌ねじ部と台形雄ねじ部との間に生じ得るガタを抑えることができる。

あるいは、請求項３に記載のように構成すれば、台形雌ねじ部と台形雄ねじ部が常時螺合して、ロッドの一端部がハウジングの一端部に支持されるので、この一端部には別途軸受を必要とせず、より簡単且つ安価な装置とすることができる。

更に、減速機構を請求項４に記載のように構成すれば、部品点数を大幅に低減することができる。そして、減速機構及びモータを請求項５に記載のように構成すれば、設計の自由度が増え、安価に形成することができる。

以下、本発明の望ましい実施形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施形態に係る後輪操舵装置の全体構成を示し、ハウジング１に支持されたモータ３（本実施形態ではブラシレスモータで構成）の回転駆動力が、ロッド２の軸方向駆動力に変換されて車両の後輪（図示せず）が操舵されるように構成されている。即ち、ロッド２は、その両端においてユニバーサルジョイント２ａ及び２ｂを介してタイロッド２ｃ及び２ｄに接続されており、これらのタイロッド２ｃ及び２ｄは夫々後輪（図示せず）に連結されており、モータ３の回転駆動に応じてロッド２が軸方向に移動し、後輪が操舵される。

ハウジング１の内周面には台形雌ねじ部１１が形成され、この台形雌ねじ部１１と常時螺合する台形雄ねじ部２１がロッド２の外周面（図１の中央部）に形成されると共に、台形雄ねじ部２１から所定距離離隔したロッド２の外周面（図１の左端部）に外歯２２が形成されている。尚、本実施形態のハウジング１は、これを構成する異なる材料（例えば、鉄とアルミニウム）の部材１ａ及び１ｂに二分割されており、これらが圧入あるいは螺着されて一体となっているが、以下においては、特にことわらない限りこれらをまとめてハウジング１として説明する。

本実施形態の回転駆動手段は、ロッド２に平行に配置され、先端に外歯３２が形成された回転軸３１を有するモータ３と、その出力を減速する減速機構４を備え、ハウジング１に回転可能に支持された平歯車４１が、回転軸３１の外歯３２及びロッド２の外歯２２と螺合するように配置されている。尚、ハウジング１の台形雌ねじ部１１及び平歯車４１に対するロッド２の台形雄ねじ部２１及び外歯２２の噛み合い長さは、ロッド２のストローク量に応じて設定される。本実施形態の減速機構４はハウジング１（部材１ｂ）内に一体的に形成されており、モータ３は、ハウジング１（部材１ａ）の外周面にブラケット（図示せず）等によって接合されている。

本実施形態においては、ロッド２の両端部が夫々偏心軸受部材５１及び５２（図２に縦断面図を示す）を介してハウジング１の両端部に支持されており、これらを回転調整しながら適切な位置で保持することによって、台形雌ねじ部１１と台形雄ねじ部２１との間に生じ得るガタを抑えるように構成されている。尚、偏心軸受部材５１及び５２の何れか一方を用い、他方側には通常の軸受部材を用いることとしてもよい。

更に、上記のガタ防止として、図１及び図３に示す押圧手段６を設けることとしてもよい。この押圧手段６は、ハウジング１に固着される円筒状のケース６１内にスプリング６２及び樹脂製の押圧部材６３が収容され、スプリング６２の付勢力によって押圧部材６３がロッド２の側面を軸中心方向に押圧するように構成されており、これによっても台形雌ねじ部１１と台形雄ねじ部２１との間に生じ得るガタを抑えることができる。尚、偏心軸受部材５１及び５２に代えて通常の軸受部材を用い、ガタ防止として押圧手段６のみを設けることとしてもよい。

而して、モータ３の回転軸３１が回転駆動されると、平歯車４１を介して減速され、ロッド２が軸を中心に回転するが、ハウジング１の台形雌ねじ部１１に対しロッド２の台形雄ねじ部２１が噛み合い状態にあるので、ロッド２は軸方向に駆動され、後輪（図示せず）が操舵される。一方、路面から後輪を介してロッド２に入力される外力に対しては、台形ねじ（本実施形態では、台形雌ねじ部１１と台形雄ねじ部２１で構成される）の逆効率が０であることにより、ロッド２は回転せず、従って、後輪の位置を保持することが可能となる。この間、上記のように台形雌ねじ部１１と台形雄ねじ部２１との間に生じ得るガタが抑えられているので、微小な外力に起因する違和感も容易に解消することができる。

図４は本発明の他の実施形態を示すもので、ハウジング１（部材１ａ）の一端部の内周面に台形雌ねじ部１１が形成されると共に、ロッド２の一端部の外周面に台形雄ねじ部２１が形成されており、これら台形雌ねじ部１１と台形雄ねじ部２１が常時螺合して、ロッド２の一端部がハウジング１の一端部に支持されている。その他の構成は図１と同様であるので実質的に同一の部材には同一の符号を付して説明を省略する。

而して、この一端部には軸受を必要としないので、図１に示す態様より簡単且つ安価な装置とすることができる。尚、ロッド２の他端部は偏心軸受部材５１を介してハウジング１に支持されているが、台形雌ねじ部１１と台形雄ねじ部２１との間のガタ防止としては、更に、図１に示す押圧手段６を設けることとしてもよく、あるいは、偏心軸受部材５１に代えて通常の軸受部材を用い、図１に示す押圧手段６を設けることとしてもよい。

本発明の一実施形態に係る後輪操舵装置の主要構成を示す横断面図である。 本発明の一実施形態における偏心軸受部材を拡大して示す縦断面図である。 本発明の一実施形態における押圧手段を拡大して示す縦断面図である。 本発明の他の実施形態に係る後輪操舵装置の主要構成を示す横断面図である。

符号の説明

１ ハウジング
１１ 台形雌ねじ部
２ ロッド
２１ 台形雌ねじ部
２２ 外歯
３ モータ
３１ 回転軸
３２ 外歯
４ 減速機構
４１ 平歯車
５１，５２ 偏心軸受部材
６ 押圧手段

Claims (5)

1. ハウジングに支持された回転駆動手段の回転駆動力がロッドの軸方向駆動力に変換されて後輪を操舵する車両の後輪操舵装置において、前記ハウジングの内周面に台形雌ねじ部が形成され、該台形雌ねじ部と常時螺合する台形雄ねじ部が前記ロッドの外周面に形成されると共に、前記台形雄ねじ部から所定距離離隔した前記ロッドの外周面に外歯が形成されて成り、該外歯と螺合するように前記ハウジングに支持された減速機構と、該減速機構に連結され、前記ロッドに平行に配置された回転軸を有し、前記ハウジングに支持されたモータとを備え、該モータの回転駆動に応じて前記ロッドが軸方向に駆動されることを特徴とする車両の後輪操舵装置。
2. 前記ロッドの両端部を夫々軸受を介して前記ハウジングの両端部に支持し、前記軸受の少なくとも一方に偏心軸受部材を用いたことを特徴とする請求項１記載の車両の後輪操舵装置。
3. 前記ハウジングの一端部の内周面に前記台形雌ねじ部が形成されると共に、前記ロッドの一端部の外周面に前記台形雄ねじ部が形成され、前記台形雌ねじ部と前記台形雄ねじ部が常時螺合して、前記ロッドの一端部が前記ハウジングの一端部に支持されることを特徴とする請求項１記載の車両の後輪操舵装置。
4. 前記減速機構は、前記ロッドの外歯と螺合するように前記ハウジングに支持された歯車を備え、該歯車と螺合する外歯が、前記モータの回転軸に形成されており、該回転軸が前記歯車を介して前記ロッドに連結される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車両の後輪操舵装置。
5. 前記減速機構が、前記ハウジング内に一体的に形成され、前記モータが、前記ハウジングの外周面に接合されることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の車両の後輪操舵装置。

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