JP2014084027A

JP2014084027A - 動力舵取装置

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Publication number: JP2014084027A
Application number: JP2012235706A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Oya; 敏明應矢
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2012-10-25
Filing date: 2012-10-25
Publication date: 2014-05-12

Abstract

【課題】ロック解除に大きな力を必要としない動力舵取装置を提供する。
【解決手段】ボールジョイント６０に当接する一対の作動ストッパ１６、１７と、一対の作動ストッパ１６、１７に一端が旋回可能に連結された一対の第１リンク３２、４２と、一対の第１リンク３２、４２の他端が旋回可能に連結され、ハウジングに旋回可能に軸支された第２リンク３６と、第２リンク３６を旋回駆動させる旋回駆動装置とを備え、作動ストッパ１６、１７に対する第１リンク３２、４２の第１連結点３０、４３と、ハウジング１１に対する第２リンク３６の旋回軸支点３７とを、作動軸２０の軸方向に対し平行な平行線ｍ上に配置し、第１リンク３２、４２に対する第２リンク３６の第２連結点３４、３９を、平行線ｍ上に位置するように、旋回駆動装置５５によって第１リンク３２、４２および第２リンク３６を旋回させ、作動ストッパ１６、１７をボールジョイント６０に当接させた。
【選択図】図２

Description

本発明は、作動軸をロックできるようにようにした動力舵取装置に関する。

従来の後輪用動力舵取装置として、特許文献１に開示されたものがある。このものは、電動モータのパワーをラック軸に伝え、後輪を転舵している。走行状態に応じて、ラック軸の軸方向移動を阻止したり許容するために、ロック装置が用いられている。

図６に示すように、ハウジング１００にラック軸１１０が挿通され、ハウジング１００にロック装置が取り付けられている。ロック装置は、ラック軸１１０に形成された係合溝１１１と、係合溝１１１に係合するロッド１２１と、油圧によって係合を解除する方向に後退するピストン１２０と、係合する方向にピストン１２０を押圧するばね１３０とからなっている。

特開平７−１３７６４５号公報

係合溝１１１にロッド１２１を係合させて状態で、油圧によってピストン１２０とともにロッド１２１を後退させようとしても、係合溝１１１およびロッド１２１間の摩擦によって簡単に後退させるのに大きな力が必要とする問題があった。すなわち、ロック解除に大きな力が必要とする問題があった。本発明は上述した問題点を解決するためになされたもので、その目的としているところは、ロック解除に大きな力を必要としない動力舵取装置を提供する。

請求項１に記載の発明は、ハウジングと、前記ハウジングに挿通された作動軸と、前記作動軸の両端に連結された一対のボールジョイントと、前記ハウジングに設けられ、前記作動軸に軸方向のパワーを付与する駆動装置とを備えた動力舵取装置において、前記ハウジングおよび前記一対のボールジョイント間に設けられ、前記作動軸を挿通し、前記ボールジョイントに対し軸方向に当接する一対の作動ストッパと、前記一対の作動ストッパを前記ハウジングに対し前記作動軸の軸方向に案内する案内装置と、前記一対の作動ストッパに一端が旋回可能に連結された一対の第１リンクと、前記一対の第１リンクの他端が旋回可能に連結され、前記ハウジングに旋回可能に軸支された第２リンクと、前記第１リンクおよび前記第２リンクを旋回駆動させる旋回駆動装置とを備え、前記一対の作動ストッパに対し前記一対の第１リンクが連結される第１連結点と、前記ハウジングに対し前記第２リンクが旋回可能に軸支される旋回軸支点とを、前記作動軸の軸方向に対し平行な平行線上に配置し、前記一対の第１リンクに対し前記第２リンクが連結される第２連結点を、前記平行線上に位置するように、前記旋回駆動装置によって前記第１リンクおよび前記第２リンクを旋回させ、前記一対の作動ストッパを前記一対のボールジョイント側へ移動させて前記一対のボールジョイントに当接させたことを特徴とするものである。

本発明は、作動軸から一対の作動ストッパにかかる力は、第１リンクおよび第２リンクを介してハウジングで受け止めることができるので、旋回駆動装置の小さな駆動力でロック乃至ロック解除できるメリットがある。

本発明の一実施形態にかかる動力舵取装置の一部断面した全体図である。本発明の一実施形態にかかる動力舵取装置のロック状態図である。本発明の一実施形態にかかる図２のＡ−Ａ線断面図である。本発明の一実施形態にかかる図２のＢ矢視図である。本発明の他の実施形態にかかる動力舵取装置の一部断面した全体図である。従来の動力舵取装置のロック装置の断面図である。

本発明の一実施形態について、図１乃至図４を参酌しつつ説明する。図１は動力舵取装置の一部断面した全体図であり、図２は動力舵取装置のロック状態図であり、図３は図２のＡ−Ａ線断面図であり、図４は図２のＢ矢視図である。

動力舵取装置１０は、後輪用動力舵取装置であり、ラックハウジング１１と、ラックハウジング１１に挿通されたラック軸２０と、ラックハウジング１１と一体形成されたギヤハウジング１５と、ギヤハウジング１５に回転可能に軸承されたピニオン軸７５と、ラック軸２０の両端に連結された一対のボールジョイント６０と、ピニオン軸７５を介してラック軸２０にパワーを付与する駆動装置７０と、ラック軸２０の軸方向移動を阻止するロック装置とを有する。

図１乃至図３に示すように略円筒状のラックハウジング１１には挿通穴が貫通しており、この挿通穴にラック軸２０が挿通されている。

ラック軸２０の両端に一対のボールジョイント６０の一端が連結され、一対のボールジョイント６０の他端には図略の後輪がそれぞれ連結され、ラック軸１１の軸方向の移動によって後輪の向きが変えられるようになっている。

一対のボールジョイント６０は、ラック軸２０の両端にねじ結合されたボールソケット６１と、ボールソケット６１に傾動可能に連結されたボールスタッド６３と、ボールソケット６１およびボールスタッド６３間に介挿されたボールシート６２とからなっている。

図３および図４に示すようにラックハウジング１１には、これと交差する方向にギヤハウジング１５が一体形成され、このギヤハウジング１５には、図略の転がり軸受を介してピニオン軸７５が回転可能に軸支されている。ピニオン軸７５にはピニオン７６が形成され、このピニオン７６にラック軸２０のラック２１が噛合している。

ギヤハウジング１５には、ピニオン軸７５とでラック軸２０を挟む位置に図略のラックガイドが配置され、ラックガイドは、これの背後に配置されたばねによって、ラック軸２０をピニオン軸７５側へ押圧している。

駆動装置７０は、ピニオン軸７５を介してラック軸２０にパワーを付与する機能を有し、電動モータ７１と、電動モータ７１によって回転駆動されるウォーム７２と、ウォーム７２に噛合するウォームホィール７３とからなっている。電動モータ７１は、ギヤハウジング１５に取付けられ、ウォームホィール７３は、ピニオン軸７５の一端に取付けられている。ウォーム７２およびウォームホィール７３は、電動モータ７１の回転を減速し増力させる機能を有する。

図１乃至図３に示すようにロック装置は、自動車の走行状況に応じてラック軸２０の軸方向の移動を阻止したり、軸方向の移動を許容するものであり、一対のボールジョイント６０およびラックハウジング１１間に配置された一対の作動ストッパ１６、１７と、一対の作動ストッパ１６、１７をラック軸２０の軸方向に移動可能に案内する案内装置と、一対の作動ストッパ１６、１７に一端が旋回可能に連結された一対の第１リンク３２、４２と、一対の第１リンク３２、４２の他端が旋回可能に連結され、ラックハウジング１１に旋回可能に軸支された第２リンク３６と、一対の第１リンク３２、４２および第２リンク３６を旋回駆動させる旋回駆動装置とを有する。

一対の作動ストッパ１６、１７は、ラックハウジング１１および一対のボールジョイント６０間に設けられている。一対の作動ストッパ１６、１７は、ラック軸２０を挿通し、ボールソケット６１に当接するストッパ面１６ａ、１７ａが形成されている。作動ストッパ１６のみ内周にラック軸用ブッシュ６５が取付けられ、ラック軸２０がラック軸用ブッシュ６５を介して作動ストッパ１６に摺動可能に支持されている。

案内装置は、一対の作動ストッパ１６、１７をラック軸２０の軸方向に移動可能に案内する機能を有し、ラックハウジング１１の端面に突設された案内ピン１９と、一対の作動ストッパ１６、１７に穿孔されたガイド孔１６ｂ、１７ｂとを有する。ラック軸２０の軸方向に対し案内ピン１９は平行に設置され、ガイド孔１６ｂ、１７ｂは平行に穿孔されている。ガイド孔１６ｂ、１７ｂに案内ピン１９を摺動可能に嵌合させている。

一対の第１リンク３２、４２は、一対の作動ストッパ１６、１７および第２リンク３６を連結する機能を有し、第１リンク３２の両端に連結部３１、３３を一体的に有し、第１リンク４２の両端に連結部４１、４４を一体的に有する。作動ストッパ１６および連結部３１は、連結ピン３０を介して旋回可能に連結され、作動ストッパ１７および連結部４４は、連結ピン４３を介して旋回可能に連結されている。連結ピン３０および連結ピン４３は、ラック軸２０の軸方向に対し平行な平行線ｍ上に配置に配置されている。

第２リンク３６は、一対の第１リンク３２、４２とで作動ストッパ１６、１７をラック軸２０の軸方向に移動させるリンク機構を構成する。第２リンク３６は、両端に連結部３５、４０を一体的に有し、中間に連結部３８を一体的に有する。連結部３３および連結部３５は、連結ピン３４を介して旋回可能に連結され、連結部４０および連結部４１は、連結ピン３９を介して旋回可能に連結されている。ラックハウジング１１および連結部３８は、連結ピン３７を介して旋回可能に連結されている。連結ピン３７は、ラック軸２０の軸方向に対し平行な平行線ｍ上に配置に配置されている。

旋回駆動装置は、一対の第１リンク３２、４２および第２リンク３６を旋回駆動させる機能を有し、旋回用シリンダ装置５５と、引っ張りばね５０とを有する。

旋回用シリンダ装置５５は、シリンダハウジング５６と、シリンダハウジング５６に摺動可能に嵌合されたピストンロッド５７とを有する。ピストンロッド５７の一端は、連結部４０にねじ結合され、シリンダハウジング５６の他端は、連結ピン４７を介して支持部１３に旋回可能に連結されている。支持部１３は、ラックハウジング１１に一体形成されている。ピストンロッド５７の両側に択一的に油圧を供給することによって、ピストンロッド５７は、シリンダハウジング５６に対して伸びたり縮んだりする。ピストンロッド５７を第２リンク３６側のシリンダハウジング５６に当接する位置まで移動させた状態で、連結ピン３４および連結ピン３９が、ラック軸２０の軸方向に対し平行な平行線ｍ上に配置に配置されるように、支持部１３に対するシリンダハウジング５６の取付け位置が調整される。

引っ張りばね５０は、両端をそれぞれ引っ掛けピン５１および引っ掛けピン５２に引っ掛けている。引っ掛けピン５２は連結部３５に取付けられ、引っ掛けピン５１は連結部４６に取付けられている。連結部４６は、連結ピン４５を介して支持部１２に旋回可能に連結されている。支持部１２は、ラックハウジング１１に一体形成されている。

ピストンロッド５７がシリンダハウジング５６に対して縮むと、連結ピン３４および連結ピン３９は、ラック軸２０の軸方向に対し平行な平行線ｍ上に配置されている。こうすることで、ボールソケット６１が作動ストッパ１６を押す力は、連結ピン３０、第１リンク３２、連結ピン３４、第２リンク３６、連結ピン３７を介してラックハウジング１１に伝えられ、ボールソケット６１が作動ストッパ１７を押す力は、連結ピン４３、第１リンク４２、連結ピン３９、第２リンク３６、連結ピン３７を介してラックハウジング１１に伝えられ、ラック軸２０を軸方向に移動させようとする大きな力をラックハウジング１１で受け止めることができる。従って、第１リンク３２、４２および第２リンク３６を旋回させるのに旋回用シリンダ装置５５および引っ張りばね５０に大きな力を必要としない。

旋回用シリンダ装置５５には、ピストンロッド５７の両側に択一的に油圧を供給する油圧制御装置８２が油管を介して接続されている。電動モータ７１には、これに駆動電流を供給する駆動装置８１が電気配線を介して接続されている。油圧制御装置８２および駆動装置８１には、これらを制御する主制御装置８０が電気配線を介して接続されている。

上述した構成にもとづいて動力舵取装置の動作について説明する。

自動車の速度が所定以下で図略のハンドルを操作すると、主制御装置８０から駆動装置８１へ制御信号を送信し、駆動装置８１から電動モータ７１に駆動電流が供給される。電動モータ７１の回転は、ウォーム７２およびウォームホィール７３によって、減速し増力させてピニオン軸７５に伝達される。ピニオン軸７５の回転は、ラック軸２０の軸方向移動に変換され、ボールジョイント６０を介して後輪を転舵する。

自動車の速度が所定以上になると、主制御装置８０から油圧制御装置８２へ駆動信号が供給され、ピストンロッド５７の第２リンク３６側へ油圧が供給される。この結果、ピストンロッド５７は、シリンダハウジング５６に対して縮み、第２リンク３６が図１の反時計回りに旋回し、連結ピン３４および連結ピン３９はラック軸２０の軸方向に対し平行な平行線ｍ上に配置される。この結果、一対の作動ストッパ１６、１７は、ラックハウジング１１から離れる方向へ移動し、一対の作動ストッパ１６、１７のストッパ面１６ａ、１７ａにボールスタッド６１が当接する（図２）。

ラック軸２０の力は、一対の作動ストッパ１６、１７、一対の第１リンク３２、４２、第２リンク３６、連結ピン３７を介してラックハウジング１１で受け止められるので、第１リンク３２、４２および第２リンク３６を旋回させるのに旋回用シリンダ装置５５および引っ張りばね５０に大きな力を必要としない。このようにロック装置によって、ラック軸２０は軸方向の中立位置に保持され、後輪からの逆入力によって後輪が転舵されない状態となる。

自動車の速度が所定以下になると、主制御装置８０から油圧制御装置８２へ駆動信号が供給され、ピストンロッド５７の連結ピン４７側へ油圧が供給される。この結果、ピストンロッド５７は、シリンダハウジング５６に対して伸び、第２リンク３６が図１の時計回りに旋回し、第１リンク３２、４２および第２リンク３６は連結ピン３４および連結ピン３９で折れ曲る。この結果、一対の作動ストッパ１６、１７は、ラックハウジング１１に当接する方向へ移動し、ラック軸２０の軸方向の移動が可能となる（図１）。

油圧制御装置８２から油圧が発生しなくなったときは、引っ張りばね５０の力で第２リンク３６が図１の反時計回りに旋回し、連結ピン３４および連結ピン３９はラック軸２０の軸方向に対し平行な平行線ｍ上に配置される。この結果、一対の作動ストッパ１６、１７は、ラックハウジング１１から離れる方向へ移動し、一対の作動ストッパ１６、１７のストッパ面１６ａ、１７ａにボールスタッド６１が当接する（図２）。すなわち、引っ張りばね５０はフェールセーフ機能として作用する。

本発明の他の実施形態を図５を用いて説明する。上述した実施形態と異なる点は、旋回用シリンダ装置５５に代えて旋回シリンダ装置９０を使用し、２本の引っ張りばね５０を配置した。上述した実施形態と同一の構成については、同一番号を付与して説明を割愛し、異なる構成について説明する。

旋回シリンダ装置９０は、シリンダハウジング９１と、シリンダハウジング９１に旋回可能に軸支された旋回ピストン９２とからなる。シリンダハウジング９１は、ラックハウジング１１に取付けられ、旋回ピストン９２に第２リンク３６が一体的に連結されている。旋回ピストン９２の円周方向両側に択一的に油圧を供給することによって、旋回ピストン９２とともに第２リンク３６が図５の時計回りあるいは反時計回りに旋回する。

旋回ピストン９２とともに第２リンク３６が図５の時計回りに旋回したときは、第１リンク３２、４２および第２リンク３６は、連結ピン３４、３９で折れ曲った状態となり、作動ストッパ１６、１７は、ラックハウジング１１側へ移動し、ラック軸２０の軸方向の移動を許容する。

旋回ピストン９２とともに第２リンク３６が図５の反時計回りに旋回したときは、連結ピン３４および連結ピン３９はラック軸２０の軸方向に対し平行な平行線ｍ上に配置される。この結果、一対の作動ストッパ１６、１７は、ラックハウジング１１から離れる方向へ移動し、一対の作動ストッパ１６、１７のストッパ面１６ａ、１７ａにボールスタッド６１が当接する。ラック軸２０は軸方向の中立位置に保持され、後輪からの逆入力によって後輪が転舵されない状態となる。

旋回シリンダ装置９０へ油圧が供給されなくなったときは、一対の引っ張りばね５０の力で第２リンク３６が図５の反時計回りに旋回し、連結ピン３４および連結ピン３９はラック軸２０の軸方向に対し平行な平行線ｍ上に配置される。この結果、一対の作動ストッパ１６、１７は、ラックハウジング１１から離れる方向へ移動し、一対の作動ストッパ１６、１７のストッパ面１６ａ、１７ａにボールスタッド６１が当接する。すなわち、一対の引っ張りばね５０はフェールセーフ機能として作用する。

本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。

上述した実施形態は、電動モータ７１のパワーをピニオン軸７５を介してラック軸２０に付与するようにした。他の実施形態として、ラックハウジング１１およびラック軸２０間にシリンダ室を形成し、ラック軸２０にピストンを設け、ピストンの両側のシリンダ室に択一的に油圧を供給してラック軸２０にパワーを付与しても良い。この場合、ラック軸２０にラック２１を形成しない。

上述した実施形態は、ラックハウジング１１に対する一対の作動ストッパ１６、１７の案内装置として、ラックハウジング１１の端面に突設された案内ピン１９と、一対の作動ストッパ１６、１７に穿孔されたガイド孔１６ｂ、１７ｂとを用いた。他の実施形態として、案内装置は、ラックハウジング１１の両端に形成された案内凹部と、作動ストッパ１６、１７のラックハウジング１１側へ突出した案内凸部とで構成しても良い。

１１：ラックハウジング（ハウジング）、１６：作動ストッパ、１６ｂ：ガイド孔（案内装置）、１７：作動ストッパ、１７ｂ：ガイド孔（案内装置）、１９：案内ピン（案内装置）、２０：ラック軸（作動軸）、３０：連結ピン（第１連結点）、３２：第１リンク、３４：連結ピン（第２連結点）、３６：第２リンク、３７：連結ピン（旋回軸支点）、３９：連結ピン（第２連結点）、４２：第１リンク、４３：連結ピン（第１連結点）、５０：引っ張りばね（旋回駆動装置）、５５：旋回用シリンダ装置（旋回駆動装置）、６０：ボールジョイント、７０：駆動装置、ｍ：平行線

Claims

ハウジングと、前記ハウジングに挿通された作動軸と、前記作動軸の両端に連結された一対のボールジョイントと、前記ハウジングに設けられ、前記作動軸に軸方向のパワーを付与する駆動装置とを備えた動力舵取装置において、
前記ハウジングおよび前記一対のボールジョイント間に設けられ、前記作動軸を挿通し、前記ボールジョイントに対し軸方向に当接する一対の作動ストッパと、
前記一対の作動ストッパを前記ハウジングに対し前記作動軸の軸方向に案内する案内装置と、
前記一対の作動ストッパに一端が旋回可能に連結された一対の第１リンクと、
前記一対の第１リンクの他端が旋回可能に連結され、前記ハウジングに旋回可能に軸支された第２リンクと、
前記第１リンクおよび前記第２リンクを旋回駆動させる旋回駆動装置とを備え、
前記一対の作動ストッパに対し前記一対の第１リンクが連結される第１連結点と、前記ハウジングに対し前記第２リンクが旋回可能に軸支される旋回軸支点とを、前記作動軸の軸方向に対し平行な平行線上に配置し、
前記一対の第１リンクに対し前記第２リンクが連結される第２連結点を、前記平行線上に位置するように、前記旋回駆動装置によって前記第１リンクおよび前記第２リンクを旋回させ、前記一対の作動ストッパを前記一対のボールジョイント側へ移動させて前記一対のボールジョイントに当接させたことを特徴とする動力舵取装置。