JP3434578B2 - 電動式後輪操舵装置 - Google Patents

電動式後輪操舵装置

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JP3434578B2 JP15154394A JP15154394A JP3434578B2 JP 3434578 B2 JP3434578 B2 JP 3434578B2 JP 15154394 A JP15154394 A JP 15154394A JP 15154394 A JP15154394 A JP 15154394A JP 3434578 B2 JP3434578 B2 JP 3434578B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、前輪の操舵角に応じ
て後輪を操舵する電動式後輪操舵装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】車両が高速で走行し、かつ、前輪が小舵
角操舵であるのにもかかわらず、誤動作等により、後輪
が大舵角操舵されると車両の尻振り等を起こし危険なの
で、後輪の操舵角を制限する後輪操舵制限装置があっ
た。後輪へ操舵力を伝達するロッドに、車速および、前
輪操舵角に応じて作動するストッパ部を設置したもので
あった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】前輪が、小舵角操舵で
ある場合には、誤動作により後輪が、大舵角操舵となら
ないように、ストッパ部を作動させ、大舵角操舵時に
は、ストッパ部を解除するものである。このため、大舵
角操舵時には、ストッパ部をはずすなど規制解除してし
まうので、電気的故障などで、後輪操舵装置が、誤動作
した場合には、規制する機構が全くない。そこで、本発
明の目的は、前輪の操舵角に応じた、後輪操舵の安全な
作動量を常に確保することである。
【0004】
【課題を解決するための手段】第1の発明の電動式後輪
操舵装置は、電動モーターの駆動力で回転するピニオン
シャフトと、このピニオンシャフトの回転力で移動する
ロッドと、このロッドに連係した後輪とを備えた電動式
後輪操舵装置において、上記ピニオンシャフトに固定し
たストッパ部と、このストッパ部を挿入する挿入孔を形
成したウォームホイールと、ストッパ部と挿入孔との間
に形成され、かつ、ピニオンシャフトが設定角度の範囲
で回転できる間隙と、上記ウォームホイールに噛み合わ
せたウォームピニオンと、ステアリングホイールの回転
力を伝達部材を介して伝達される第1回転体と、ウォー
ムピニオンと一体回転する第2回転体とを備えている。
上記第1、第2回転体のどちらか一方を筒体とし、他方
をこの筒体に挿入し、筒体と相対移動可能に組み付けら
れる可動軸とするとともに、両回転体のどちらか一方に
突起を、他方にこの突起が突出するガイド溝を形成し、
ステアリングホイールの回転力が第2回転体に伝達され
ると、突起がガイド溝に沿って移動し、ステアリングホ
イールの操舵角が設定した基準値より大きくなった場合
には突起がガイド溝の終端に突き当たり両回転体が一体
運動する構成としたことを特徴とする。第2の発明は、
第1の発明を前提とし、ステアリングホイールと第1回
転体との間にクラッチ部を備えたことを特徴とする。第
3の発明は、第1、第2回転体のどちらか一方の側面に
形成するガイド溝を螺旋状とすることを特徴とする。
【0005】
【作用】ステアリングホイールを操舵すると、その回転
力は、伝達部材を介して第1回転体に伝達されるが、操
舵角が基準値よりも小さい時には、第1回転体に形成さ
れた突起はまたは、ガイド溝は、第2回転体のガイド溝
または、突起に沿って移動するだけで、第1回転体の回
転力は、第2回転体には伝達されない。そのため、ウォ
ームピニオン、ウォームホイールは回転せず、ストッパ
部挿入孔は中立状態となる。また、電気的誤動作等によ
り、ピニオンシャフトの回転範囲がウォームホイールに
形成したストッパ部挿入孔とストッパ部との間隙分以上
となるようにモーターが回転した場合でも、ウォームピ
ニオンとウォームホイールとの組合せによって生ずる非
可逆性によって前記ピニオンシャフトは前記間隙分以上
は回転できない。
【0006】一方、ステアリングホイールの操舵角が、
基準値よりも大きくなる前輪の大舵角操舵の場合には、
第1または、第2回転体の突起がガイド溝に沿って移動
し、ガイド溝の終端に突き当たり、そこからは、両回転
体が一体になって回転する。第2回転体が回転すること
によって、ウォームピニオンが回転するので、ウォーム
ホイールも回転し、ストッパ部挿入孔が前輪操舵角に応
じた角度まで、回転し、大舵角操舵が可能となる。この
状態で、後輪操舵装置に異常が発生しても、小舵角操舵
の場合と同様に、ストッパ部は機能する。第2の発明で
は、後輪操舵装置の異常により、ウォームホイール部に
異常な負荷がかかり、前輪操舵側との連動ができなくな
った場合に、クラッチ部で、前後の連動を切る。第3の
発明では、ガイド溝が螺旋状なので、相対移動する回転
体が螺旋運動する。
【0007】
【実施例】図1〜図3に示す第1実施例は、車速センサ
3と、前輪および後輪舵角センサ2、23の信号に応じ
て、作動するメインモーター19または、サブモーター
20の回転力で回転するピニオンシャフト9が、ラック
21を介して、後輪に連結されたロッド14を移動させ
る後輪操舵装置である。ここで、サブモーター20は、
メインモーター19の異常時に作動するものである。ピ
ニオンシャフト9には、ストッパ部10が固定され、こ
のストッパ部10を挿入する挿入孔11を形成したウォ
ームホイール12と、このウォームホイール12に噛み
合わせたウォームピニオン13と、ステアリングホイー
ル1の回転力を伝達部材であるケーブル駆動部24とケ
ーブル4とを介して伝達される第1回転体6と、ウォー
ムピニオン13と一体回転する第2回転体7とを備え、
ステアリングホイール1と第1回転体6との間にはクラ
ッチ5を備えている。
【0008】また、ストッパ部10と挿入孔11との間
には、ピニオンシャフト9が設定角度±θの範囲で回転
できる間隙25を備えている。図3に示すように、突起
15を形成した第1回転体6は、この突起15が突出す
る螺旋状のガイド溝16を形成した第2回転体7に挿入
され、第2回転体7は、リターンバネ8によって、中立
位置を保持している。前輪をφFまで操舵する時のステ
アリングホイール1の操舵角を基準値θFとすると、こ
のガイド溝16の螺旋の長さA〜Bは、ステアリングホ
イール1を基準値θFまで操舵した時にケーブル4が回
転する量の2倍であり、中立時に、第1回転体6の突起
15が、ガイド溝16の中間に位置するようになってい
る。そして、ステアリングホイール1をθF(前輪を
φF)まで操舵した時に突起15が、中立点よりAまた
は、Bまで移動し第2回転体7を回転させることができ
るようになる。ステアリングホイール1を回転させ前輪
を操舵すると、その回転力は、ケーブル駆動部24から
ケーブル4を介して第1回転体6に伝達されるが、操舵
角が基準値θFよりも小さい時には、第1回転体6に形
成された突起15は、第2回転体7のガイド溝16に沿
って移動するが、ガイド溝16の終端部Aまたは、Bま
では行き着かず、第1回転体6が、回転するだけであ
る。ガイド溝16は、螺旋状なので、第2回転体7は、
軸方向にのみ移動し、第1回転体の回転力は、第2回転
体には伝達されない。
【0009】そのため、ウォームピニオン13、ウォー
ムホイール12は回転せず、ストッパ部10の挿入孔1
1は中立状態で固定される。そこで、後輪を操舵するた
めのロッド14を移動させるピニオンシャフト9は、ウ
ォームホイール12に形成したストッパ部挿入孔11と
ストッパ部10との間隙25の範囲でしか、回転できな
い。前輪操舵角がφFより小さい小舵角の時には、本
来、ピニオンシャフト9は、車両の走行条件に応じて、
±θの範囲で回転するが、仮に、電気的誤動作等によっ
て、ピニオンシャフト9の回転範囲が前記±θ以上とな
るように、モーター19が駆動されるようなことが起こ
っても、ウォームピニオン13とウォームホイール12
との組合せによって生ずる非可逆性により、前記ピニオ
ンシャフト9は、ストッパ10で規制される範囲、すな
わち、前記±θよりも大きく回転することはできない。
つまり、前輪小舵角操舵時に、後輪が大舵角操舵される
という、危険は防止される。
【0010】一方、ステアリングホイール操舵角が基準
値θFを越える大舵角操舵の場合には、第1回転体6の
突起15がガイド溝16に沿って移動し、ガイド溝16
の終端AまたはBに突き当たり、そこからは、両回転体
6、7が一体になって回転する。第2回転体7が回転す
ることによって、ウォームピニオン13が回転するの
で、ウォームホイール12も回転し、ストッパ部挿入孔
11が前輪操舵角に応じた角度まで回転し、後輪の大舵
角操舵が可能となる。第2回転体7には、リターンバネ
8が付加されていて、ステアリングホイール操舵角がθ
F以下となった場合に、中立へ戻る。後輪大舵角操舵の
状態で、後輪操舵装置に異常が発生しても、小舵角操舵
の場合と同様に、ストッパ部10は機能し、誤差を±θ
の範囲に留めることができる。つまり、後輪の舵角がど
の位置であっても、コントローラ22等の異常による舵
角の急変は、ストッパ部10と挿入孔11との間隙25
に応じた±θの範囲内とすることができる。また、後輪
操舵側の異常により、ウォームホイール部12、13に
異常な負荷がかかり、前輪操舵側との連動ができなくな
った場合には、クラッチ部5で、前後の連動を切り、前
輪操舵の負担とならないようにすることができる。
【0011】なお、第1実施例では、突起15を第1回
転体6に、ガイド溝16を第2回転体7に形成したが、
第1回転体6にガイド溝を、第2回転体7に突起を形成
してもかまわないし、以下に示す実施例のように、ガイ
ド溝を螺旋状としないものも、考えられる。図4に示す
第2実施例は、第2回転体7の側面に第2回転体7の軸
を中心とする円弧状のガイド溝16を形成し、第1回転
体6の突起15を組み合わせた以外は、第1実施例と同
様である。図5に示す第3実施例は、筒体である第2回
転体7の内側面に突起15を形成し、ガイド溝16を第
1回転体の外側面に形成したものである。図6に示す第
4実施例は、第1回転体6の底面に突起15を形成し、
第2回転体7の底面に形成したガイド溝16と組合せた
ものであるが、第3実施例と同様に、第2回転体7の内
側に突起15を形成しても良い。図7に示す第5実施例
は、ピニオンシャフト9に固定したストッパ10と、挿
入孔11の形状が、第1実施例とは違うものであるが、
間隙25によって、ピニオンシャフト9の回転を±θで
規制するものである。なお、以上の実施例の、第1、第
2回転体は、どちらを第1または、第2としても、全く
同様に作動する。
【0012】
【発明の効果】本発明によれば、後輪の舵角が小舵角、
大舵角のどの位置であっても、コントローラ等の異常に
よる後輪舵角の急変は、ストッパ部と挿入孔との間隙に
応じた一定の設定範囲内とすることができ、安全な作動
量を確保できる。また、後輪操舵側の異常により、ウォ
ームホイール部に異常な負荷がかかり、前輪操舵側との
連動ができなくなった場合には、クラッチ部で、前後の
連動を切り、前輪操舵の負担とならないようにすること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施例の全体図である。
【図2】図1のII―II断面図と前輪操舵側との連結を示
す図である。
【図3】図2の部分拡大図である。
【図4】第2実施例の部分拡大図である。
【図5】第3実施例の部分拡大図である。
【図6】第4実施例の部分拡大図である。
【図7】第5実施例の部分拡大図である。
【符号の説明】
1 ステアリングホイール 4 ケーブル 5 クラッチ 6 第1回転体 7 第2回転体 9 ピニオンシャフト 10 ストッパ部 11 挿入孔 12 ウォームホイール 13 ウォームピニオン 14 ロッド 15 突起 16 ガイド溝 19 メインモーター 25 間隙 θ 設定角度 θF 基準値
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−92768(JP,A) 特開 平2−136376(JP,A) 実開 平4−95564(JP,U) 実開 平1−85188(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B62D 5/04 B62D 7/14

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電動モーターの駆動力で回転するピニオ
    ンシャフトと、このピニオンシャフトの回転力で移動す
    るロッドと、このロッドに連係した後輪とを備えた電動
    式後輪操舵装置において、上記ピニオンシャフトに固定
    したストッパ部と、このストッパ部を挿入する挿入孔を
    形成したウォームホイールと、ストッパ部と挿入孔との
    間に形成され、かつ、ピニオンシャフトが設定角度の範
    囲で回転できる間隙と、上記ウォームホイールに噛み合
    わせたウォームピニオンと、ステアリングホイールの回
    転力を伝達部材を介して伝達される第1回転体と、ウォ
    ームピニオンと一体回転する第2回転体とを備え、上記
    第1、第2回転体のどちらか一方を筒体とし、他方をこ
    の筒体に挿入し、両回転体のどちらか一方に突起を、他
    方にこの突起が突出するガイド溝を形成し、ステアリン
    グホイールの回転力が第2回転体に伝達されると、突起
    がガイド溝に沿って移動し、ステアリングホイールの操
    舵角が予め設定した基準値より大きくなった時、突起が
    ガイド溝の終端に突き当たり両回転体が一体運動し、ウ
    ォームホイールを回転させる構成としたことを特徴とす
    る電動式後輪操舵装置。
  2. 【請求項2】 ステアリングホイールと第1回転体との
    間にクラッチ部を備えた請求項1に記載の電動式後輪操
    舵装置。
  3. 【請求項3】 第1、第2回転体のどちらか一方の側面
    に螺旋状のガイド溝を形成したことを特徴とする請求項
    1に記載の電動式後輪操舵装置。
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