JP2698398B2 - 車両の操舵装置 - Google Patents

車両の操舵装置

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JP2698398B2 JP26417788A JP26417788A JP2698398B2 JP 2698398 B2 JP2698398 B2 JP 2698398B2 JP 26417788 A JP26417788 A JP 26417788A JP 26417788 A JP26417788 A JP 26417788A JP 2698398 B2 JP2698398 B2 JP 2698398B2
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啓隆 金澤
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Description

【発明の詳細な説明】 《産業上の利用分野》 本発明は、例えば4輪操舵(4WS)車両の後輪操舵装
置等を含む車両の操舵装置に係り、特にラック・アンド
・ピニオン式の操角検出機構を備えた車両の操舵装置に
関するものである。
《従来の技術》 一般に4WS車両の操舵装置では、前輪の操舵角に対応
して後輪の操舵角が設定されるようになっており(実開
昭62−25277号公報)、この後輪の操舵角は舵角検出機
構によって検出され、その根が制御装置にフィードバッ
クされて操舵制御されるようになっている。
従来このような操舵装置の舵角検出機構としては、操
舵輪に連結され軸方向に移動する操舵軸のストローク変
位を直接検出するものが主であった。しかし、構成が複
雑化,大型化する不具合がある。ここに第3図に示すよ
うに、操舵ロッドaにラックbを形成し、このラックb
に噛合するピニオンcに舵角センサdを連結して、ピニ
オンcの回転量に基づいて操舵角を検出するように構成
することが考えられる。
《発明が解決しようとする課題》 ところで、上述のラック・アンド・ピニオン式の舵角
検出機構では、車両の走行時等において操舵輪から操舵
ロッドaを介してピニオンcに入力される衝撃等を考慮
して、舵角センサdに衝撃力が加わらないようにピニオ
ンcをラックbに接離する方向に移動可能とするととも
に、常時はラックbに適切に噛み合わせるためにピニオ
ンcをラックb側にスプリングで付勢する必要がある。
ところが、このような構成では急操舵時等、大きな操
作力が操舵ロッドaに作用した場合にスプリングに抗し
てピニオンcがラックbから離間する方向に大きく移動
し、噛合深さが減少して、舵角センサdによる検出舵角
値の誤差が大きくなる可能性があった。
特にボールナット機構eを用いて操舵ロッドaを軸方
向に移動させる構造とし、この操舵ロッドaの回転止め
としてピニオンcを利用する場合には、急操舵時におい
て操舵ロッドaの回転力が大きくなり、ピニオンcがラ
ックbから離間する方向への移動量が大きくなる可能性
がある。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、大
きな操作力等が作用する場合にあっても舵角センサによ
る舵角の検出を適切に行うことができるラック・アンド
・ピニオン式の操舵検出機構を備えた車両の操舵装置を
提供することを目的とする。
《課題を解決するための手段》 請求項1の発明は、操舵輪を操舵する操舵ロッドに形
成されたラックと、該ラックに噛合され回転変位される
ピニオンと、該ピニオンの回転変位を舵角として検出す
る舵角センサと、上記ピニオンを上記ラック側に弾発付
勢するスプリングと、上記ピニオンとの間に隙間を介し
て配置され、該隙間により上記スプリングに抗して上記
ラックから離間する該ピニオンの移動を許容するととも
に、当該隙間以上の移動を規制するストッパと、上記舵
角センサに上記ピニオンを相対変位可能に連結する弾性
材でなる連結部材とを備えたことを特徴とする。
また請求項2の発明は、前記操舵ロッドには、モータ
の回転が入力されて前記ラックを軸方向へ直線運動させ
るボールナットが係合されるとともに、前記ピニオン
は、上記ボールナットの回転に伴う上記ラックの回転運
動を規制すべく該ラックに噛合されることを特徴とす
る。
《作 用》 請求項1の発明によれば、ピニオンをラック側へ弾発
付勢するスプリングによって当該ピニオンのラックに対
する噛み合わせを常時維持でき、かつまた操舵輪から操
舵ロッドを介してピニオンに入力される衝撃を緩和でき
て、舵角センサを保護することができる。またこの構成
により、急操舵時等に大きな操作力がラックを介してピ
ニオン、ひいては操舵センサに作用することも緩和する
ことができる。
そして特に本発明にあっては、このようなスプリング
を備えてピニオンを弾性支持する構成において、衝撃緩
和のためにピニオンがラックから離間移動することを許
容する一方で、この移動が過度になってピニオンによる
操舵検出の精度が劣化しないように、ピニオンとの間に
隙間を介してストッパを配置していて、ピニオンは隙間
の範囲では自由に移動する一方で、ストッパにより隙間
以上のピニオンの移動を阻止することができる。これに
より、急操舵時等の衝撃作用時においてもピニオンとラ
ックとの噛合深さを充分に確保することができる。した
がって、噛合深さの減少による舵角センサでの検出誤差
の発生が抑制され、より高精度の舵角検出を行うことが
できる。
そしてまた、衝撃吸収のために弾性支持することで移
動可能としたピニオンと舵角センサとの間を弾性材でな
る連結部材で連結するようにしているので、これによっ
てもピニオン側からの衝撃やピニオン自体の移動に対し
て舵角センサを保護することができる。
請求項2の発明にあっては、ボールナットを係合する
ことによってラックを軸方向へ直線運動させるようにし
た操舵ロッドの当該ラックに対して上記ピニオンを噛合
させることにより、ボールナットの回転に伴って連れ回
りしようとするラックの回転運動を当該ピニオンによっ
て規制することができる。
《実 施 例》 以下、本発明の一実施例を図面を参照にして説明す
る。
第1図は操舵ロッドの軸直角方向で切断した装置断面
を示し、第2図は第1図のII−II線矢視断面を示してい
る。
第1図および第2図に示すように、本実施例は基本的
には、操舵輪(図示せず)を操舵する操舵ロッド2に形
成されたラック3と、ラック3に噛合され回転変位され
るピニオン4と、ピニオン4の回転変位を舵角として検
出する舵角センサ10と、ピニオン4をラック3側に弾発
付勢するスプリング15と、ピニオン4との間に隙間sを
介して配置され、この隙間sによりスプリング15に抗し
てラック3から離間するピニオン4の移動を許容すると
ともに、当該隙間s以上の移動を規制するストッパ17
と、舵角センサ10にピニオン4を相対変位可能に連結す
る弾性材でなる連結部材13とを備えるとともに、操舵ロ
ッド2には、モータ(図示せず)の回転が入力されてラ
ック3を軸方向へ直線運動させるボールナット(第3図
の符号e参照)が係合されるとともに、ピニオン4は、
ボールナットの回転に伴うラック3の回転運動を規制す
べくラック3に噛合されて構成される。
具体的に説明すると、本実施例は先に第3図を用いて
説明したモータで回転駆動されるボールナット機構を用
いて操舵ロッド2を軸方向に移動させる構造を前提と
し、操舵ロッド2は車体に固定した筒状のハウジング1
内に挿通され、この操舵ロッド2の両端に図示しない操
舵輪が連結されている。操舵ロッド2にはラック3が形
成され、このラック3にピニオン4が噛合している。
ピニオン4はハウジング1のギア室5内に配置され、
そのピニオン4の両端部に一体に突出したピニオンシャ
フト6a,6bがベアリング7a,7bを介してハウジング1に支
持されている。一方のベアリング7aは係止部材8によっ
てハウジング1に固定され、他方のベアリング7bは支持
部材9によってハウジング1内でピニオン4とラック3
との噛合方向(第1図の上下方向)に摺動可能とされて
いる。即ち、ピニオン4はピニオンシャフト6a,6bを介
して一方のベアリング7a側を中心として他方のベアリン
グ7b側がラック3から離間する方向に摺動可能とされて
いる。
そして、一方のベアリング7a側に位置してポテンショ
メータ等の舵角センサ10がハウジング1に固設されてい
る。この舵角センサ10は、ピニオンシャフト6aから突出
した連結軸11と同軸上で離間した検出軸12を有し、これ
ら両軸11,12は硬質弾性材製の筒状の連結部材13で連結
されている。そして、ピニオン4の回転量がピニオンシ
ャフト6a,連結軸11,連結部材13および検出軸12を介して
舵角センサ10に力され、これに基づいて操舵輪の舵角が
検出される。
また、他方のベアリング7bの支持部材9にはスプリン
グシート14を介してスプリングたる圧縮コイルスプリン
グ15が当接している。この圧縮コイルスプリング15はハ
ウジング1に設けた蓋体1aに支持されて、支持部材9ひ
いてはピニオン4をラック3側に向けて弾発付勢してい
る。さらに蓋体1aには圧縮コイルスプリング15の中心位
置にねじ孔16が形成されており、このねじ孔16にストッ
パとしてのボルト17が螺挿されている。このボルト17は
圧縮コイルスプリング15の中心部に配置し、先端が若干
の隙間sを介してスプリングシート14に近接し、ロック
ナット18によって蓋体1aに固定されている。
このような構成によると、車両の急操舵等による衝撃
でピニオン4がラック3から離間する方向に移動した場
合でも、ピニオン4は圧縮コイルスプリング15の座14と
ボルト17との間の隙間s分しか移動せず、それ以上の移
動はストッパたるボルト17によって規制される。したが
って、ピニオン4とラック3との噛合深さが大きく減少
することはなく、噛合誤差が抑制されるので舵角センサ
10による検出精度を保持することができる。
なお、舵角センサ10とピニオン4とは硬質弾性材製の
連結部材13で連結されているので、多少の軸心のずれは
吸収できると共に、衝撃的な操作力がセンサ10に入力さ
れるのを抑えて、センサ10を保護することができる。
また、ボールナット機構によってラック3を軸方向へ
直線運動させるようにした操舵ロッド2の当該ラック3
に対してピニオン4を噛合させることにより、ボールナ
ットの回転に伴って連れ回りしようとするラック3の回
転運動を当該ピニオン4によって規制することができ
る。
《発明の効果》 以上のように、請求項1の発明によれば、ピニオンを
ラック側へ弾発付勢するスプリングによって当該ピニオ
ンのラックに対する噛み合わせを常時維持でき、かつま
た操舵輪から操舵ロッドを介してピニオンに入力される
衝撃を緩和できて、舵角センサを保護することができ
る。またこの構成により、急操舵時等に大きな操作力が
ラックを介してピニオン、ひいては操舵センサに作用す
ることも緩和することができる。
そして特に本発明にあっては、このようなスプリング
を備えてピニオンを弾性支持する構成において、衝撃緩
和のためにピニオンがラックから離間移動することを許
容する一方で、この移動が過度になってピニオンによる
舵角検出の精度が劣化しないように、ピニオンとの間に
隙間を介してストッパを配置していて、ピニオンは隙間
の範囲では自由に移動する一方で、ストッパにより隙間
以上のピニオンの移動を阻止することができる。これに
より、急操舵時等の衝撃作用時においてもピニオンとラ
ックとの噛合深さを充分に確保することができる。した
がって、噛合深さの減少による舵角センサでの検出誤差
の発生が抑制され、より高精度の舵角検出を行うことが
できる。
そしてまた、衝撃吸収のために弾性支持することで移
動可能としたピニオンと舵角センサとの間を弾性材でな
る連結部材で連結するようにしているので、これによっ
てもピニオン側からの衝撃やピニオン自体の移動に対し
て舵角センサを保護することができる。
請求項2の発明にあっては、ボールナットを係合する
ことによってラックを軸方向へ直線運動させるようにし
た操舵ロッドの当該ラックに対して上記ピニオンを噛合
させることにより、ボールナットの回転に伴って連れ回
りしようとするラックの回転運動を当該ピニオンによっ
て規制することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す正面断面図、第2図は
第1図のII−II線矢視断面図、第3図は操舵機構を示す
断面図である。 2……操舵ロッド、3……ラック 4……ピニオン、10……舵角センサ 15……スプリング(圧縮コイルスプリング) 17……ストッパ
フロントページの続き (72)発明者 金澤 啓隆 広島県安芸郡府中町新地3番1号 マツ ダ株式会社内 (72)発明者 武田 洋一 広島県安芸郡府中町新地3番1号 マツ ダ株式会社内 (72)発明者 野口 幸男 広島県安芸郡府中町新地3番1号 マツ ダ株式会社内 (72)発明者 大村 博志 広島県安芸郡府中町新地3番1号 マツ ダ株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−226361(JP,A) 実開 昭63−62738(JP,U) 実開 昭55−136678(JP,U)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】操舵輪を操舵する操舵ロッドに形成された
    ラックと、該ラックに噛合され回転変位されるピニオン
    と、該ピニオンの回転変位を舵角として検出する舵角セ
    ンサと、上記ピニオンを上記ラック側に弾発付勢するス
    プリングと、上記ピニオンとの間に隙間を介して配置さ
    れ、該隙間により上記スプリングに抗して上記ラックか
    ら離間する該ピニオンの移動を許容するとともに、当該
    隙間以上の移動を規制するストッパと、上記舵角センサ
    に上記ピニオンを相対変位可能に連結する弾性材でなる
    連結部材とを備えたことを特徴とする車両の操舵装置。
  2. 【請求項2】前記操舵ロッドには、モータの回転が入力
    されて前記ラックを軸方向へ直線運動させるボールナッ
    トが係合されるとともに、前記ピニオンは、上記ボール
    ナットの回転に伴う上記ラックの回転運動を規制すべく
    該ラックに噛合されることを特徴とする請求項1記載の
    車両の操舵装置。
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