JP3536159B2 - 後輪操舵装置 - Google Patents

後輪操舵装置

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JP3536159B2 JP22033695A JP22033695A JP3536159B2 JP 3536159 B2 JP3536159 B2 JP 3536159B2 JP 22033695 A JP22033695 A JP 22033695A JP 22033695 A JP22033695 A JP 22033695A JP 3536159 B2 JP3536159 B2 JP 3536159B2
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【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、4輪操舵(4W
S)車両において、前輪の操舵に応じて同位相又は逆位
相に後輪を操舵すべく構成された後輪操舵装置に関す
る。 【0002】 【従来の技術】本来の操向車輪である前輪の操舵に合わ
せて、該前輪と同位相又は逆位相に後輪を操舵する構成
とした4輪操舵車両は、高速走行時における車線変更が
安定して行え、また低速走行時における小回り性が向上
する等、車両の走行性能の向上に寄与し得るものとし
て、その普及が拡大している。 【0003】4輪操舵車両は、車体の左右方向に延設さ
れた軸体(後輪操舵軸)の両端を左右の後輪に連繋さ
せ、該後輪操舵軸を軸長方向に移動させて前記後輪を操
舵する後輪操舵装置を備えて構成されている。この操舵
のための後輪操舵軸の移動は、従来から種々の機構によ
り実現されているが、その内の一つに、後輪操舵軸の外
周に適長に亘ってねじ部を形成すると共に、該ねじ部に
螺合せしめたナット部材に回転力を加えて後輪操舵軸を
移動させる構成とした後輪操舵装置が、例えば、特開平
6-156306号公報等に開示されている。 【0004】後輪の操舵に際しては、前輪の操舵状態、
走行速度等、車両の走行状態に応じた操舵方向の切り換
え、操舵量の増減等の動作制御が要求されることから、
前記ナット部材を回転させるためのアクチュエータとし
ては、前述した動作制御への対応が容易な電動モータが
用いられている。 【0005】図3は、この後輪操舵装置の正面断面図で
あり、後輪操舵軸1は、筒形をなすハウジング2の内部
に軸長方向への摺動自在に支承され、ハウジング2の両
側に突出する後輪操舵軸1の両端は、各別のタイロッド
10,10を介して図示しない左右の後輪に連結されてお
り、ハウジング2内での後輪操舵軸1の摺動がタイロッ
ド10,10を介して左右の後輪に伝わり、これらが操舵さ
れるようになしてある。 【0006】後輪操舵軸1の一側端部の近傍は、所定の
長さに亘って他部よりも大径とされており、その外周に
雄ねじを刻設してねじ部11が形成されており、該ねじ部
11の外側には、ハウジング2の内面に嵌着された一対の
玉軸受20,20により両側を支持されたナット部材3が螺
合させてある。ナット部材3の外側にはウォームホィー
ル30が嵌着され、該ウォームホィール30には、ハウジン
グ2の外側に取付けたモータMの出力端に固設された図
示しないウォームが、ハウジング2の内部において噛合
させてある。 【0007】而して、前記モータMの回転力が、出力端
のウォーム及びウォームホィール30を介してナット部材
3に加わり、該ナット部材3の回転に伴うねじ部11の螺
進により後輪操舵軸1が軸長方向に摺動して後輪が操舵
される。前記モータMは、前輪の操舵状態、走行速度
等、車両の走行状態に応じて正逆両方向に駆動され、こ
の駆動により後輪は、前輪と同位相又は逆位相に適正量
だけ操舵される。 【0008】 【発明が解決しようとする課題】さて、以上の如く構成
された後輪操舵装置においては、ナット部材3の回転に
伴う後輪操舵軸1の軸回りの回転を拘束する必要があ
る。この拘束は、軸長方向の移動を許容しつつ実現され
ねばならず、キー、スプライン等の一般的な拘束手段を
採用した場合、嵌合部分の厳密な誤差管理が必要となる
問題があり、この誤差管理が良好に行われた場合であっ
ても、正逆両方向の後輪操舵軸1の移動の繰り返しに伴
って摺動部分が摩耗し、良好な拘束状態が保てなくなる
不都合がある。 【0009】図3に示す後輪操舵装置においては、後輪
操舵軸1の中途部に適長に亘って設けた平坦部1aを利用
して前述した拘束作用をなす拘束手段4が構成されてい
る。この拘束手段4は、本願出願人により提案され、特
開平6-199247号公報に開示されたものであり、後輪操舵
軸1を支持するハウジング2に、軸方向と略直交して周
壁を貫通する貫通孔4aを設け、該貫通孔4aに摺動自在に
回り止め部材4bを嵌挿し、該回り止め部材4bの先端部に
より前記平坦部1aを把持する一方、前記貫通孔4aの開口
端に螺合するねじ部材4cと回り止め部材4bとの間に押圧
ばね4dを介装した構成となっており、ねじ部材4cを回転
させて押圧ばね4dのばね力を調節し、回り止め部材4bに
よる前記平坦部1aの把持圧を加減することにより、常に
良好な拘束が行われるようになしてある。 【0010】このように、図3に示す後輪操舵装置は、
ナット部材3に加わる回転力が、該ナット部材3に螺合
するねじ部11により後輪操舵軸1の軸長方向の移動に変
換されて後輪の操舵が行われ、このためのアクチュエー
タとして電動モータMを用い得ることから、種々の走行
条件下にて適正な後輪操舵が可能となる優れた装置であ
るが、前述した如く、後輪操舵軸1の回り止めを確実に
行わせるための拘束手段4の構成が複雑であり、該拘束
手段4の各部の加工、及び組み立て時におけるばね力の
調節に多大の手間を要するという難点があった。 【0011】本発明は斯かる事情に鑑みてなされたもの
であり、ナット部材の回転に伴って生じる後輪操舵軸の
軸回りの回転を、拘束手段を要することなく確実に拘束
することができる簡素な構成の後輪操舵装置を提供する
ことを目的とする。 【0012】 【課題を解決するための手段】本発明に係る後輪操舵装
置は、軸長方向に移動して後輪を操舵する後輪操舵軸に
ねじ部を形成し、該ねじ部に螺合するナット部材に回転
力を加えて前記移動を行わせる後輪操舵装置において、
前記ねじ部及び前記ナット部材の軸心線は、前記後輪操
舵軸の軸心線から偏倚させてあることを特徴とする。 【0013】 【発明の実施の形態】以下本発明をその実施の形態を示
す図面に基づいて詳述する。図1は、本発明に係る後輪
操舵装置の正面断面図、図2は、その要部の拡大断面図
である。 【0014】本発明に係る後輪操舵装置は、図3に示す
従来の後輪操舵装置と同様に、車体の左右方向に延設さ
れた筒形をなすハウジング2の内部に軸長方向への摺動
自在に支承された後輪操舵軸1を備えており、ハウジン
グ2の両側に突出する後輪操舵軸1の両端を、各別のタ
イロッド10,10を介して図示しない左右の後輪に連結
し、ハウジング2内での後輪操舵軸1の摺動がタイロッ
ド10,10を介して左右の後輪に伝わり、これらが操舵さ
れるようになしてある。 【0015】ハウジング2の一側端部の近傍には、他部
よりも大径とされた大径部21が、所定の長さ範囲に亘っ
て形成されており、該大径部21の開口端は、これの内周
のねじ部に螺合する蓋板22により閉塞されている。後輪
操舵軸1の支承は、前記蓋板22の内周に嵌着された軸受
ブッシュ23と、ハウジング2の他端側の開口部に嵌着さ
れた軸受ブッシュ24とにより、軸長方向の摺動と共に軸
回りの回転を許容してなされている。 【0016】前記大径部21の内側には、その内周の一部
又は全部に雌ねじを備える筒形のナット部材3が、一対
の玉軸受20,20により回転自在に支持され、該ナット部
材3の外側にはウォームホィール30が一体的に嵌着され
ている。また大径部21の外側には、軸長方向の略中央に
モータMが取り付けられ、該モータMの出力端に固定さ
れた図示しないウォームが、大径部21の内側において前
記ウォームホィール30に噛合させてあり、モータMが発
生する回転力は、出力端のウォーム及びウォームホィー
ル30を介してナット部材3に伝達され、該ナット部材3
が、その軸回りに回転するようになっている。 【0017】ナット部材3の両側を支持する玉軸受20,
20は、図2に示す如くアンギュラ玉軸受であり、これら
は、前記蓋板22のねじ込みにより、該蓋板22の先端面と
大径部21の末端の肩面とに夫々の外輪を押し付け、ま
た、ナット部材3の外周に設けた段付き面に、一方では
直接的に、他方ではウォームホィール30を介して間接的
に夫々の内輪を押し付けて、所定の予圧下にて組み付け
られており、前述したナット部材3の回転は、ラジアル
及びスラストの両方向に強固に支持された状態で生じる
ようになしてある。 【0018】一方、ハウジング2の内部に支承された後
輪操舵軸1には、前記大径部21の内側に位置する部分が
所定の長さに亘って他部よりも大径とされ、その外周に
雄ねじを刻設してねじ部11が形成されており、該ねじ部
11は、前記ナット部材3の内面の雌ねじに螺合させてあ
る。ねじ部11の外周、及びナット部材3の内周に形成す
るねじとしては、ピッチ精度に優れ、工作機械の送り用
の親ねじとして利用されている台形ねじ、又は、雄ねじ
と雌ねじとの間にボールを介在させてあり優れた伝動効
率が得られるボールねじを用いることが望ましいが、こ
れらに限定されるものではない。 【0019】そして、本発明に係る後輪操舵装置の特徴
は、図1及び図2中に示す如く、前記ねじ部11の軸心線
2 が後輪操舵軸2の軸心線O1 と同一ではなく、両者
が所定寸法dだけ偏倚させてあることにある。この偏倚
は、ねじ部11とこれの両側の部分との間の段差の幅が、
図2の上下において異なることに明らかである。 【0020】一方、ねじ部11に螺合するナット部材3も
また前記軸心線O2 上にて回転するようになしてある。
このことは、ナット部材3の両側を支持する前記玉軸受
20,20を内嵌すべく形成された嵌合孔と、これらの間の
大径部21の内周面との間の段差の幅が、図2の上下にお
いて異なることに明らかである。 【0021】而して、以上の如く構成された本発明に係
る後輪操舵装置において、前輪の操舵状態、走行速度
等、車両の走行状態に応じて前記モータMが正逆両方向
に駆動されることにより、該モータMの回転力が、出力
端のウォーム及びウォームホィール30を介してナット部
材3に加わり、該ナット部材3の回転に伴うねじ部11の
螺進により後輪操舵軸1が軸長方向に摺動して、該後輪
操舵軸1の両側にタイロッド10,10を介して連繋させた
後輪が、前輪と同位相又は逆位相に適正量だけ操舵され
る。 【0022】このときねじ部11においては、図2中に示
す如く、外周面に形成されたねじ面の傾斜に沿ってナッ
ト部材3の回転力Fが作用し、後輪操舵軸1の軸長方向
の摺動は、前記回転力Fの軸長方向分力F1 の作用によ
って生じる。またこのとき、前記ねじ部11外周のねじ面
には、前記回転力Fの周方向分力F2 も発生し、該分力
2 の作用による回転モーメントがねじ部11に加わる
が、この回転モーメントは、ねじ部11の軸心線O2 に対
して偏倚させてある後輪操舵軸1の軸心線O1 の回転モ
ーメントとはなり得ず、後輪操舵軸1には、ナット部材
3の回転に伴う回転力は加わらない。 【0023】従って、後輪操舵軸1には、軸心線O1
りの回転に対する拘束手段は不要であり、前述した如
く、ハウジング2の両側の軸受ブッシュ23,24による支
持が可能となる。なお、前述の如く発生する周方向分力
2 は、ナット部材3を支持する玉軸受20,20にラジア
ル荷重として負担される。 【0024】なお、後輪操舵軸1の軸心線O1 と、ねじ
部11及びナット部材3の軸心線O2との間の偏倚量d
は、加工誤差の影響を受けない程度に大きく、また、そ
の内側にナット部材3を支持するハウジング2の大径部
21の過度の大径化を伴わない程度に小さければよく、数
mm程度に設定するのが適当である。 【0025】また、以上の実施の形態においては、ナッ
ト部材3に回転力を加えるアクチュエータとして電動モ
ータMを用いているが、油圧モータ等の他の回転形のア
クチュエータにより、又は往復動形のアクチュエータと
リンク機構の組み合わせにより、更には、前輪の操舵装
置との機械的な連繋によりナット部材3に回転力を加え
る構成としてもよい。 【0026】 【発明の効果】以上詳述した如く本発明に係る後輪操舵
装置においては、後輪操舵軸に形成されたねじ部及びこ
れに螺合するナット部材の軸心線が後輪操舵軸の軸心線
から偏倚させてあり、ナット部材の回転に伴って後輪操
舵軸に加わる回転力は、ねじ部及びナット部材の軸心線
回りの回転モーメントとなり、この軸心線から偏倚した
軸心線を有する後輪操舵軸には回転力が作用せず、該後
輪操舵軸を回転拘束するための拘束手段が不要となり、
ナット部材の回転に伴う後輪操舵軸の軸長方向の移動
と、この移動に応じた後輪の操舵とを簡素な構成により
確実に実現することができる等、本発明は優れた効果を
奏する。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明に係る後輪操舵装置の正面断面図であ
る。 【図2】本発明に係る後輪操舵装置の要部の拡大断面図
である。 【図3】従来の後輪操舵装置の正面断面図である。 【符号の説明】 1 後輪操舵軸 2 ハウジング 3 ナット部材 11 ねじ部 20 玉軸受 21 大径部 30 ウォームホィール M モータ O1 軸心線 O2 軸心線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−199247(JP,A) 特開 平6−156306(JP,A) 特開 平7−132849(JP,A) 特開 平4−27672(JP,A) 特開 平8−258729(JP,A) 実開 平6−39666(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B62D 7/14 B62D 5/04

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 軸長方向に移動して後輪を操舵する後輪
    操舵軸にねじ部を形成し、該ねじ部に螺合するナット部
    材に回転力を加えて前記移動を行わせる後輪操舵装置に
    おいて、前記ねじ部及び前記ナット部材の軸心線は、前
    記後輪操舵軸の軸心線から偏倚させてあることを特徴と
    する後輪操舵装置。
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