JP3149173B2

JP3149173B2 - ４輪操舵車の後輪操舵装置

Info

Publication number: JP3149173B2
Application number: JP8931290A
Authority: JP
Inventors: 憲宏斉田; 寅彦小柴
Original assignee: 株式会社ユニシアジェックス
Priority date: 1990-04-04
Filing date: 1990-04-04
Publication date: 2001-03-26
Anticipated expiration: 2016-03-26
Also published as: JPH03287466A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、自動車の４輪操舵車に施用される後輪操舵
装置の改良に関する。

従来の技術近時、自動車のステアリング系にあっては、コーナリ
ング時の走行安定性等の要請から所謂４輪操舵装置（4W
S）が採用されており、この4WSの後輪操舵装置として
は、本出願人が先に出願した例えば第９図に示すものが
知られている。（実願平１−135327号公報等参照）これは、油圧式に替えて電動式の後輪操舵装置に適用
されたもので、車体に取り付けられたハウジング１の側
部に正逆回転可能な直流モータ２が取り付けられている
と共に、ハウジング１の内部に前記直流モータ２の回転
軸2aに連結されたウォームギア３が前後のベアリング４
…により回転自在に収納されている。また、ハウジング
１の内部を貫通して軸支されたホィール軸５に、前記ウ
ォームギア３と噛合って回転力が伝達されるウォームホ
ィール６が揺動自在に連結されていると共に、扇状のア
ーム部７が連結されている。前記ウォームホィール６
は、下端に一定角度をもって対峙する一対の係止爪6a,6
bが設けられている一方、アーム部７は、下端部に後輪
の支持ロッド8,8が連結されている。また、ハウジング
１の内面に、前記ウォームホィール６の最大揺動位置を
規制するストッパピン９が固定されており、このストッ
パピン９の両側には、各係止爪6a,6bとの衝突時の緩衝
作用を司るラバー10a,10bが設けられている。

そして、直流モータ２が、図外の電子コントローラか
ら出力された信号によって正逆いずれかに回転駆動する
と、ウォームギア３を介してウォームホィール６が回転
すると共に、アーム部７が揺動して支持ロッド8,8を左
右軸方向にスライド移動させ、これによって後輪の操舵
角を制御するようになっている。尚、各係止爪6a,6bが
スットパピン９のラバー10a,10bに突き当たった位置で
最大操舵角が規制される。

発明が解決しようとする課題然し乍ら、前記従来の後輪操舵装置にあっては、ウォ
ームホィール６とアーム部７とがホィール軸５によって
直結されて、ウォームホィール６の揺動力を該アーム部
７を介して支持ロッド8,8に直接的に伝達するようにな
っている。このため、ウォームギア３とウォームホィー
ル６とのギア噛合時のバックラッシュによるガタ付きが
アーム部７を介して支持ロッド8,8にそのまま伝達され
てしまう。この結果、後輪操舵制御が不安定になると共
に、制御停止時には支持ロッド8,8に軸方向のガタつき
が発生して後輪操舵角の変動を招来する。

また、後輪操舵制御時において、逆に後輪の接地摩擦
力が支持ロッド8,8を介してアーム部７に入力され易く
なり、これがウォームホィール６やウォームギア３に増
幅した反力が伝達され円滑な操舵制御が阻害される虞が
ある。

課題を解決するための手段本発明は、前記従来の後輪操舵装置の問題点に鑑みて
案出されたもので、請求項１記載の発明は、駆動機構に
よって回転駆動される回転軸と、車輪を支持しつつ操舵
する支持ロッドと、該支持ロッドと前記回転軸との間に
配置され、一端がこれら支持ロッドあるいは回転軸の一
方に連係された可動機構と、一端が前記可動機構に連係
するとともに、他端が前記回転軸あるいは支持ロッドの
他方に連係し、前記回転軸の回転中心から所定量偏倚し
て配置されたピボットとからなり、前記回転軸の回転に
伴って可動機構が揺動しながら前記支持ロッドを揺動方
向と直交する軸方向にスライド移動させるように構成し
たことを特徴としている。

請求項２記載の発明は、駆動機構によって回転駆動さ
れる回転軸と、車輪を支持しつつ操舵する支持ロッド
と、該支持ロッドの外周所定位置に設けられた可動機構
と、一端が前記可動機構に連係するとともに、他端が回
転軸に連係し、該回転軸の回転中心から所定量偏倚して
配置されたピボットとからなり、前記回転軸の回転に伴
って可動機構が揺動しながら前記支持ロッドを揺動方向
と直交する軸方向にスライド移動させるように構成した
ことを特徴としている。

作用本発明によれば、車両が所定の速度条件下でコーナリ
ング走行している場合、駆動機構が回転軸を所定方向に
回転駆動させると、該回転軸と偏倚したピボットが所定
の円軌跡を描きながら旋回運動を行う。これによって、
可動機構が、ピボットを介して揺動しつつ支持ロッドを
揺動方向と直交する軸方向にスライド移動させる。即
ち、回転軸の回転を、ピボットによって旋回運動に変換
し、さらにこの旋回運動を可動機構に直線運動として伝
達するようになっているため、回転軸から可動機構への
バックラッシュ等によるガタつきの変動をピボット等が
吸収してその伝達を遮断する。

実施例以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳述する。

第１図〜第５図は本発明に係る後輪操舵装置を従来と
同様に電動式のものに適用した第１実施例を示してい
る。

即ち、この後輪操舵装置は、第１図及び第２図に示す
ように駆動機構たる正逆回転可能な直流モータ11と、該
直流モータ11により回転駆動させられる回転機構12と該
回転機構12からピボット13を介して駆動力が伝達される
可動機構14と、該可動機構14によって、左右軸方向にス
ライド移動させられる後輪の支持ロッド15とを備えてい
る。

前記直流モータ11は、第５図に示すように先端側の駆
動ロッド11aに前後のベアリング16,16を介して回転自在
に支持されたウォームギア17の出力軸17aが連結されて
いると共に、図外の電子コントローラからの出力信号に
よって正逆回転あるいは停止制御されるようになってい
る。前記電子コントローラは、ステアリングホィールの
操舵角センサや車速センサら出力された情報信号に基づ
いて目標後輪操舵角を演算し、その指令電圧を電流増減
用のドライバを介して前記直流モータ11に出力するよう
になっている。

前記回転機構12は、車体に固定されたバウジング18内
に大径な段差円柱状の回転軸19と、該回転軸19の外周に
回止めピン34を介して固定されて、前記ウォームギア17
と噛合するウォームホィール20と、回転軸19の上端部に
有する小径部19aと、回転軸19を回転自在に支持する大
小のベアリング20a,20bとから構成されている。

前記可動機構14は、前記ハウジング18の下端側に取り
付けられた略矩形状のケーシング22と、該ケーシング22
の内部に収納されたカムボックス23とを備えている。こ
のカムボックス23は、略箱状を呈し、上部に円形穴23a
が形成されていると共に、下部中央には、支持ロッド15
を挿通する挿通孔23bが貫通形成されている。また、該
挿通孔23bの第３図中左側孔縁の環状切欠部に、支持ロ
ッド15の外周に嵌着されたストッパリング26が嵌合して
支持ロッド15の右方向の抜け出しを規制すると共に、右
側孔縁に突設された環状部27が支持ロッド15の環状溝15
a内にかしめられて該支持ロッド15の左方向の抜け出し
を規制するようになっている。

前記ピボット13は、回転軸19の下端部に設けられて、
回転中心P₂が回転軸19の回転中心P₁と一定量Ｘをもって
偏倚した旋回軸21aと、該旋回軸21aの外周面に嵌装され
て、外周面が球面状に形成されたすべり軸受21bと、前
記円形穴23aの内周部に固定リング25を介して固定さ
れ、前記すべり軸受21bの外周面に摺接して前記カムボ
ックス23を支持ロッド15の軸方向と直交する方向へ揺動
可能に支持する略円環状の摺動部24とから構成されてい
る。

前記支持ロッド15は、前後ケーシング22の両側部に取
り付けられた円筒状のロッドケーシング28,28内にブッ
シュ29を介して第２図左右軸方向にスライド移動可能に
収納されていると共に、両端部には後輪の車軸に連結す
るボールジョイント30,30が連結されている。また、ロ
ッドケーシング28,28は、両端部に支持ロッド15の左右
方向の最大移動位置を規制する略円筒状のストッパ部3
1,31が設けられていると共に、両側外周部に車体へ固定
するためのブラケット32,32が取り付けられている。
尚、図中33,33は、ロッドケーシング28,28の対向内端縁
に設けられて、各ロッドケーシング28,28内のオイルの
流出を防止する一対のシール部材である。

以下、本実施例の作用を説明する。

電子コントローラからの出力信号によって、直流モー
タ11が例えば第１図中時計方向へ回転駆動すると、ウォ
ームギア17と噛合したウォームホィール20に回転力が伝
達されて回転軸19を所定方向へ減速回転させる。これに
よって、旋回軸21aが回転軸19に偏心した状態で所定の
円軌跡を描きながら旋回運動する。したがって、カムボ
ックス23は、第３図の実線で示すようにすべり軸受21b
を介して揺動しつつ支持ロッド15を第４図の実線で示す
ように右側ストッパ部31に右側ボールジョイント30のボ
ディ30a端面が突き当たるまで左方向にスライド移動さ
せる。これによって、例えば低車速時における後輪の一
方向への最大の操舵角制御が行なわれる。

一方、直流モータ11が、そのまま第１図中時計方向へ
回転駆動すると、ウォームホィール20及び回転軸19が回
転し、これによって旋回軸21aが前述と連続した円軌跡
を描きながら旋回運動する。したがって、カムボックス
23は、第３図の一点鎖線で示すようにすべり軸受21bを
介して反対側に揺動しつつ支持ロッド15を第４図の一点
鎖線で示すように左側ストッパ部31に左側ボールジョイ
ント30のボディ30a端面が突き当たるまで右方向にスラ
イド移動する。これによって例えば低車速時における後
輪の他方向への最大操舵角制御が行なわれる。

また、斯かる後輪の操舵角制御は、電子コントローラ
からの出力信号によって直流モータ11への通電時間等を
変えることにより支持ロッド15の左右スライド移動量を
変化させることによって可変にできることは勿論であ
る。また、旋回軸21aを１回転させることなく一定の旋
回位置から直流モータ11を逆転させて同一円弧軌跡で逆
に旋回させることも可能である。

このように、本実施例では、ウォームギア17からウォ
ームホィール20に伝達された回転力が、直接カムボック
ス23に伝達されるのではなく、旋回軸21aとすべり軸受2
1bを介して間接的に伝達されるため、ウォームギア17と
ウォームホィール20とのバックラッシュがピボット13に
よって吸収遮断されてカムボックス23に伝達されなくな
る。依って、支持ロッド15の軸方向のガタつきが防止さ
れて、安定した後輪操舵制御が得られると共に、制御停
止時における後輪操舵角の変動を制御することができ
る。

また、後輪操舵時における後輪の接地摩擦力もピボッ
ト13で吸収遮断されるため、ウォームホィール20やウォ
ームギア17への増幅した反力が伝達されなくなり、円滑
な操舵制御が可能になる。更に、前記カムボックス23に
対する支持ロッド15の軸方向の抜け出しを、ストッパリ
ング26と環状部27のかしめによって規制するようにした
ため、簡単な構造で確実な移動規制効果が得られ、製造
コスト面でも有利になる。

第６図は本発明の第２実施例を示し、この実施例で
は、回転軸19の下端部に外径の大きな大径部19bが設け
られ、該大径部19bの下端内部に軸心P₃が回転軸19の回
転中心P₁と一定量Ｘをもって偏倚した円柱状の収納穴35
が設けられている。そして、該収納穴35内に、下端部が
可動機構14のカムボックス23上面に固定されたピボット
13の旋回軸21aが収納されている。また、この旋回軸21a
の外周面に巻装されたすべり軸受21bが、収納穴35内周
面に固定リング25を介して固定された摺動部24に摺接自
在に連結されている。

したがって、この実施例では、回転軸19が所定方向に
回転すると、収納穴35及びすべり軸受21bを介して旋回
軸21aが回転軸19に偏心した状態で旋回運動する。依っ
て、カムボックス23は、第１実施例と同様にすべり軸受
21bを介して揺動しつつ支持ロッド15を左右軸方向へス
ライド移動させることが可能になり、安定した後輪操舵
角制御を行なうことができる。

第７図は本発明の第３実施例を示し、この実施例で
は、支持ロッド15をカムボックス23付近で２分割して、
各分割端部を圧入して連結すると共に、支持ロッド15の
段差部位15b,15cとカムボックス23の挿通孔23bの両孔縁
との間にスラストベアリング40,41を配置する構成であ
る。これによって、カムボックス23の支持ロッド15に対
する左右軸方向への移動時における揺動運動の摺動抵抗
等が低減される。すなわち、第１実施例の如く、カムボ
ックス23と支持ロッド15とをかしめ等により結合させた
場合は、カムボックス23の揺動運動時における支持ロッ
ド15との結合個所の摺動摩擦抵抗が大きく、また、逆に
支持ロッド15の回転運動が結合個所からカムボックス23
に伝達されるため、直流モータ11の回転負荷が大きくな
る。そこで、前述のようにかしめ等を廃止してスラスト
ベアリング40,41を配置することによって、揺動運動の
摺動抵抗等が低減できると共に、支持ロッド15からの回
転力が吸収される。この結果、直流モータ11の負荷が小
さくなり、該直流モータ11を可及的に小さくすることが
可能になり、装置の小型化，軽量化を図ることができ
る。

第８図は本発明の第４実施例を示し、この実施例はス
ラストベアリング40,41の取付構造を変更したものであ
る。つまり、支持ロッド15を２分割するのではなくカム
ボックス23付近を２段状の段差径に形成し、大径部位15
dの端縁と中径部位15eに配置されたカムボックス23の一
端孔縁との間に１つのスラストベアリング40を装着し、
他端側に他のスラストベアリング41を装着し、小径部位
15fに螺着したナット42により支持リング43とワッシャ4
4を介して締付けて両スラストベアリング40,41を取り付
けるようにしたものである。この実施例では、単にナッ
ト42によって取り付けるものであるため、構造が簡単で
コストも安価に抑えることができる。

尚、本発明は、前記各実施例に限定されるものではな
く、例えば駆動機構を油圧式に変更することも可能であ
る。

発明の効果以上の説明で明らかなように、本発明に係る４輪操舵
車の後輪操舵装置によれば、駆動機構から回転軸に伝達
された回転力が、可動機構に直接伝達されるのではな
く、ピボットで旋回運動に変換された後に直線運動とし
て伝達されるように構成したため、駆動機構と回転軸の
バックラッシュがピボットにより吸収遮断されて可動機
構に伝達されなくなる。このため、支持ロッドの軸方向
のガタつきが防止され、安定した後輪操舵制御が得られ
る。

また、制御停止時における後輪の接地摩擦力の影響を
ピボットで吸収遮断するため、駆動機構や回転軸への増
幅した反力伝達が確実に阻止され、円滑な操舵制御が可
能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る後輪操舵装置に第１実施例を示す
第２図のＩ−Ｉ線断面図、第２図は本実施例の全体構成
を示す部分断面図、第３図は本実施例の作用を示す第２
図のＩ−Ｉ線断面図、第４図は本実施例の作用を示す部
分断面図、第５図は本実施例の一部を断面して示す平面
図、第６図は本発明の第２実施例を示す断面図、第７図
は第３実施例の全体構成を示す部分断面図、第８図は第
４実施例を示す要部断面図、第９図は従来の後輪操舵装
置を示す部分断面図である。 11……直流モータ（駆動機構）、12……回転機構、13…
…ピボット、14……可動機構、15……支持ロッド、19…
…回転軸。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭63−103763（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−141877（ＪＰ，Ａ) 米国特許4436163（ＵＳ，Ａ) 米国特許4672992（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B62D 7/14 B62D 5/04

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】駆動機構によって回転駆動される回転軸
と、車輪を支持しつつ操舵する支持ロッドと、該支持ロ
ッドと前記回転軸との間に配置され、一端がこれら支持
ロッドあるいは回転軸の一方に連係された可動機構と、
一端が前記可動機構に連係するとともに、他端が前記回
転軸あるいは支持ロッドの他方に連係し、前記回転軸の
回転中心から所定量偏倚して配置されたピボットとから
なり、前記回転軸の回転に伴って可動機構が揺動しなが
ら前記支持ロッドを揺動方向と直交する軸方向にスライ
ド移動させるように構成したことを特徴とする４輪操舵
車の後輪操舵装置。
【請求項２】駆動機構によって回転駆動される回転軸
と、車輪を支持しつつ操舵する支持ロッドと、該支持ロ
ッドの外周所定位置に設けられた可動機構と、一端が前
記可動機構に連係するとともに、他端が回転軸に連係
し、該回転軸の回転中心から所定量偏倚して配置された
ピボットとからなり、前記回転軸の回転に伴って可動機
構が揺動しながら前記支持ロッドを揺動方向と直交する
軸方向にスライド移動させるように構成したことを特徴
とする４輪操舵車の後輪操舵装置。