JP3725642B2

JP3725642B2 - 後輪操舵装置

Info

Publication number: JP3725642B2
Application number: JP32756896A
Authority: JP
Inventors: 譲治大塚
Original assignee: KYB Corp
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 1996-11-22
Filing date: 1996-11-22
Publication date: 2005-12-14
Anticipated expiration: 2016-11-22
Also published as: JPH10152061A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動車の使用に適する後輪用操舵装置において、後輪操舵中に異常が発生した場合、後輪を中立位置に戻す後輪操舵装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、後輪操舵装置に関するものとして、例えば、特開平５−１０５０９３号公報の第１図に開示されたものがあり、これについて説明する。
この後輪操舵装置は、コントロ−ラからの信号により駆動するメイン電動モ−タをケ−シングに取り付け、メイン電動モ−タからの回転をピニオンに伝達するハイポイドギャピニオンとハイポイドギャホイ−ルとからなるギャ群を配置し、ピニオンとラックを噛み合わせることにより、メイン電動モ−タの回転をラックに伝達し、ラックを移動させて後輪を操舵させるとともに、ギャ群とピニオンの間に、両者を連動する遊星ギャ装置を設け、遊星ギャ装置をケ−シングに取り付けたサブ電動モ−タで駆動させることにより、後輪を中立位置に復帰させるようにした電動式後輪操舵装置が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記後輪操舵装置では、メイン電動モ−タからの回転をピニオンに伝達するハイポイドギャピニオンとハイポイドギャホイ−ルとからなるギャ群を配置し、ピニオンとラックを噛み合わせることにより、メイン電動モ−タの回転をラックに伝達し、ラックを移動させて後輪を操舵させるとともに、ギャ群とピニオンに間に、両者を連動する遊星ギャ装置を設け、この遊星ギャ装置をケ−シングに取り付けたサブ電動モ−タで駆動させ後輪を中立位置に復帰させる構成になっており、メイン電動モ−タと遊星ギャ装置とサブ電動モ−タがラックに対してオフセットした位置の構造となっているため、構造が複雑で、部品点数が多く、重量も嵩み、コスト高となり、しかも、形状も大きくなり、車両に搭載するスペ−スも大きいスペ−スを必要とし、搭載性に問題があった。
【０００４】
そこで、この発明は、メイン電動モ−タと遊星ギャ装置とサブ電動モ−タがラックに対してオフセットした位置の構造をとらず、メイン電動モ−タと遊星ギャ装置と台形ねじ部とを出力ロッドと同軸上に設置することにより、コンパクト化し、部品を削減して軽量化、コスト低減を図り、車両への搭載性を向上できる後輪操舵装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
第１の発明では、ギャボックスとキャップに設けられる支持部材とで支承され摺動可能に嵌挿されるとともに両端で後輪にリンクするロッドと、ロッドに圧入固定されるプレ−トとキャップより突設するピンとを係合させてロッドの回転を規制するように設けた回り止め手段と、ロッドに成形される台形ねじ部に螺合するとともにギャボックス内に設けた軸受部材で回転自由に支承されるキャリアナットと、キャリアナットより突設するキャリアピンに回転自由に装着されるプラネットギャと、プラネットギャに噛み合うようにギャボックス内に設けられる軸受で回転可能に支承されるウォ−ムリングギャと、ウォ−ムリングギャに成形されるウォ−ムギャと噛み合い軸受で回転自由に支承されるウォ−ムシャフトと、ウォ−ムシャフトに連結され回転駆動するようにギャボックスに締結されるサブモ−タと、サブモ−タのケ−ス内に一体に装着されサブモ−タの回転を検出する検出手段と検出手段に基づいてサブモ−タを制御する制御装置と、ギャボックスに装着されプラネットギャを介してキャリヤナットを回動させてロッドを駆動するメインモ−タと、メインモ−タの回転を検出する検出手段と検出手段に基づいてメインモ−タを制御する制御装置とからなり、ウォ−ムリングギャをギャボックスに設けたサブモ−タで駆動させることにより後輪を中立位置に復帰させるようにした後輪操舵装置において、前記メインモ−タに設けた中空シャフトをロッドと同軸上に嵌挿し、中空シャフトの一端に成形したシャフトサンギャとプラネットギャを噛合する。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。
この実施の形態に関わる後輪操舵装置は、図１、２に示すように、本体１は、ギャボックス２に係合し、シ−ル部材４でシ−ルされボルト５で締結されるキャップ３とからなっている。
【０００７】
ギャボックス２とキャップ３に設けた支持部材であるブッシュ６とで両端を支承されて、摺動可能にロッド７が嵌挿され、ロッド７の両端は図示しないリンクを介して後輪に連結されている。
【０００８】
ロッド７には台形ねじ部７ａが成形され、台形ねじ部７ａにはキャリアナット８に成形した台形ねじ部８ａとが螺合している。
【０００９】
キャリアナット８には、キャリアナット８の外周段径部８ｂに嵌挿され、ギヤボックス２内の大内径部２ａに設けられるロックナット９で締結された軸受１０により回転自由に支承される。
【００１０】
このキャリアナット８には、一端側より突設したキャリアピン１１を軸に回転自由にプラネットギャ１２が設けられている。
【００１１】
ギャボックス２内に装着されたメインモ−タ１３は、中空なモ−タシャフト１３ａを有し、この中空なモ−タシャフト１３ａはロッド７の軸心７ｃと同軸上に嵌挿し、一端側をギャボックス２の小内径部２ｃに設けた軸受１６で支承されるとともに、他端に設けたシャフトサンギャ１３ｂにプラネットギャ１２が噛み合って、回転するようになっている。
【００１２】
プラネットギャ１２は、シャフトサンギャ１３ｂと噛み合いながら自転するとともに公転し、キャリアピン１１を介してキャリアナット８を回転させる。
【００１３】
キャリアナット８が回転すると、キャリアナット８の台形ねじ部８ａとロッド７の台形ねじ部７ａとが螺合して、キャリアナット８の回転運動をロッド７の直線運動に変換する。
【００１４】
また、ロッド７には、台形ねじ部７ａより一定距離はなれたキャップ３側よりの位置にロッドセレ−ション部７ｂが成形されており、このロッドセレ−ション部７ｂに切欠き部１９ａを有するプレ−ト１９が圧入固定される。
【００１５】
このプレ−ト１９の切欠き部１９ａにはキャップ３より突設したピン２０と係合して、キャリアナット８の回転によるキャリアナット８の台形ねじ部８ａとロッド７の台形ねじ部７ａとの摩擦力でロッド７が回転しないようにした回り止め手段を構成している。
【００１６】
ギヤボックス２内には、図示しない車側よりの信号でメインモ−タ１３を制御する制御装置１４とメインモ−タ１３の回転からロッド７の位置を検出するセンサであるホ−ル素子１５等が一体に内蔵され、それぞれ制御装置１４に接続されている。
【００１７】
ギャボックス２からは制御装置１４への信号ケ−ブル２１と電源ケ−ブル２２だけが突き出ており、その他の結線はギャボックス２内で接続されている。
【００１８】
ギャボックス２内の中内径部２ｂには軸受１７が設けられ、この軸受１７に回転自由に支承されるウォ−ムリングギャ１８が嵌着されている。
【００１９】
ウォ−ムリングギャ１８、プラネットギャ１２、シャフトサンギャ１３ｂとで遊星ギャ群２３を構成している。
【００２０】
ウォ−ムリングギャ１８は、ギヤボックス２に設けたブッシュ２５と軸受２６とにより回転自由に支承されるウォ−ムシャフト２７と噛合し、ウォ−ムリングギャ１８側からの回転に対して非可逆性を有する。
【００２１】
ウォ−ムシャフト２７は、継手２８を介してギヤボックス２にボルト２９で締結されたサブモ−タ３０のシャフト３０ａに連結されている。
【００２２】
ウォ−ムシャフト２７が回転すると、ウォ−ムシャフト２７と噛み合うウォ−ムギャ１８ａを有するウォ−ムリングギャ１８が回転する。
【００２３】
ウォ−ムリングギャ１８が回転すると、プラネタリギャ１２がシャフトサンギャ１３ｂのまわりを自転しながら公転し、キャリアピン１１によってプラネタリアギャ１２と連結しているキャリアナット８が回転する。
【００２４】
キャリアナット８が回転すると、キャリアナット８の台形ねじ部８ａとロッド７の台形ねじ部７ａとが螺合して、キャリアナット８の回転運動をロッド７の直線運動に変換し、ロッドを中立位置に戻す。
【００２５】
サブモ−タ３０のケ−ス３０ｂ内には図示しない車側からの信号でサブモ−タ３０を制御する制御装置３２とサブモ−タ３０の回転からウォ−ムリングギャ１８の回転を検出するセンサであるホ−ル素子３３を一体に装着し、それぞれ制御装置３２に接続されている。
【００２６】
ケ−ス３０ｂからは制御装置３２への信号ケ−ブル３４と電源ケ−ブル３５だけが突き出ており、その他の結線はケ−ス３０ｂ内で接続されている。
【００２７】
次に、その作用について説明する。
今、仮に、車側より図示しない信号（車速、ハンドル舵角、ヨ−レ−ト等）が制御装置１４に入力されて、メインモ−タ１３が駆動される。
【００２８】
メインモ−タ１３が駆動されると、シャフトサンギャ１３ｂが回転する。
【００２９】
シャフトサンギャ１３ｂが回転するとシャフトサンギャ１３ｂに噛み合うプラネタリギャ１２がシャフトサンギャ１３ｂのまわりを自転しながら公転する。
【００３０】
このとき、ウォ−ムシャフト２７とウォ−ムギャ１８ａが持つ非可逆性により、ウォ−ムリングギャ１８は回転しない。
【００３１】
プラネタリギャ１２がシャフトサンギャ１３ｂのまわりを自転しながら公転すると、キャリアピン１１によってプラネタリアギャ１２と連結しているキャリアナット８が回転する。
【００３２】
キャリアナット８の回転によりキャリアナット８の台形ねじ部８ａとロッド７の台形ねじ部７ａとの摩擦力でロッド７が回転しようとしてもプレ−ト１９に設けた切欠き１９ａにピン２０が係合して、プレ−ト１９の回転を規制して、ロッド７の回転を防止する。
【００３３】
キャリアナット８が回転すると、キャリアナット８の台形ねじ部８ａとロッド７の台形ねじ部７ａとが螺合して、キャリアナット８の回転運動をロッド７の直線運動に変換し、ロッド７のストロ−クをホ−ル素子１５でメインモ−タ１３の回転数から検出して、ロッド７の両端に図示しないリンクを介して後輪に連結して、車側よりの信号に応じて制御装置１４からの出力信号で図示しないリンクを介して後輪を転舵させる。
【００３４】
そして、後輪操舵装置に異常が発生すると、制御装置１４からの信号でメインモ−タ１３は停止する。
【００３５】
メインモ−タ１３が停止すると、制御装置３２からの信号でサブモ−タ３０が回転し、ウォ−ムシャフト２７と噛み合うウォ−ムギャ１８ａを有するウォ−ムリングギャ１８が回転して、プラネタリギャ１２がシャフトサンギャ１３ｂのまわりを自転しながら公転し、キャリアピン１１によってプラネタリアギャ１２と連結しているキャリアナット８が回転する。
【００３６】
この時、シャフトサンギャ１３ｂは、メインモ−タ１３の制御装置１４を短絡することによって固定状態となっている。
【００３７】
キャリアナット８が回転すると、キャリアナット８の台形ねじ部８ａとロッド７の台形ねじ部７ａとが螺合して、キャリアナット８の回転運動をロッド７の直線運動に変換し、ロッド７の両端に図示しないリンクを介して後輪に連結して、制御装置３２からの出力信号で後輪を中立位置に復帰させる。
【００３８】
後輪が中立位置に復帰し終わると、ロッド７のストロ−クをホ−ル素子３３でサブモ−タ３０の回転数から検出して、後輪が中立位置に復帰したことを検知して、サブモ−タ３０を停止させる。
【００３９】
サブモ−タ３０が停止すると、台形ねじ部７ａの非可逆性により、後輪はその位置で固定され、これにより後輪の舵角が大きいときに後輪操舵装置に異常が発生しても操縦安定性を確保できる。
【００４０】
このように、ロッド７に成形される台形ねじ部７ａに螺合するとともにギャボックス２内に設けた軸受１０で回転自由に支承されるキャリアナット８と、ロッド７と同軸７ｃ上に嵌挿し一端を軸受１６で支承された中空のモ−タシャフト１３ａを有しギャボックス２内に装着さられるメインモ−タ１３と、モ−タシャフト１３ａの他端に成形されるシャフトサンギャ１３ｂと、シャフトサンギャ１３ｂに噛み合うようにキャリアナット８より突設するキャリアピン１１に回転自由に装着されるプラネットギャ１２と、プラネットギャ１２に噛み合うようにギャボックス２内に設けられる軸受１７で回転自由に支承されるウォ−ムリングギャ１８と、ウォ−ムリングギャ１８に成形されるウォ−ムギャ１８ａと噛み合うよう軸受２５、２６で回転自由に支承されるウォ−ムシャフト２７と、ウォ−ムシャフト２７に連結され回転駆動するようにギャボックス２に締結されるサブモ−タ３０を配設したので、前記従来の後輪操舵装置のように、メイン電動モ−タと遊星ギャとがラックに対してオフセットした位置の構造をとらずロッド７の軸心７ｃと同軸上に設置して、しかも、メインモ−タ１３をギャボッス２内に内蔵したから、大変コンパクトになり、部品も削減でき、軽量量化、コストダウンが図れるとともに、車両に搭載するスペ−スも小さくなり、車両への搭載性を向上させることができる。
【００４１】
【発明の効果】
第１の発明によれば、ロッドに成形される台形ねじ部に螺合するとともにギャボックス内に設けた軸受部材で回転自由に支承されるキャリアナットと、ロッドと同軸上に嵌挿し一端を軸受で支承された中空のモ−タシャフトを有しギャボックス内に装着さられるメインモ−タと、モ−タシャフトの他端に成形されるシャフトサンギャと、シャフトサンギャに噛み合うようにキャリアナットより突設するキャリアピンに回転自由に装着されるプラネットギャと、プラネットギャに噛み合うようにギャボックス内に設けられる軸受で回転自由に支承されるウォ−ムリングギャと、ウォ−ムリングギャに成形されるウォ−ムギャと噛み合うよう軸受で支承されるウォ−ムシャフトと、ウォ−ムシャフトに連結され回転駆動するようにギャボックスに締結されるサブモ−タを配設したので、前記従来の後輪操舵装置のように、メイン電動モ−タと遊星ギャとがラックに対してオフセットした位置の構造をとらずロッドの軸心と同軸上に設置して、しかも、メインモ−タをギャボッス内に内蔵したから、大変コンパクトになり、部品も削減でき、軽量量化、コストダウンが図れるとともに、車両に搭載するスペ−スも小さくなり、車両への搭載性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態を示す後輪操舵装置の正面断面図である。
【図２】同じく図１におけるＡ−Ａ線断面図である。
【符号の説明】
１本体
２ギャボックス
２ａ大内径部
２ｂ中内径部
２ｃ小内径部
３キャップ
４シ−ル部材
５ボルト
６ブッシュ
７ロッド
７ａ台形ねじ部
７ｂロッドセレ−ション部
７ｃロッドの軸心
８キャリアナット
８ａ台形ねじ部
８ｂ段径部
９ロックナット
１０軸受
１１キャリアピン
１２プラネットギャ
１３メインモ−タ
１３ａモ−タシャフト
１３ｂシャフトサンギャ
１４制御装置
１５ホ−ル素子
１６、１７軸受
１８ウォ−ムリングギャ
１８ａウォ−ムギャ
１９プレ−ト
１９ａ切欠き部
２０ピン
２１信号ケ−ブル
２２電源ケ−ブル
２３遊星ギャ
２５ブッシュ
２６軸受
２７ウォ−ムシャフト
２８継手
２９ボルト
３０サブモ−タ
３０ａモ−タシャフト
３０ｂケ−ス
３２制御装置
３３ホ−ル素子
３４信号ケ−ブル
３５電源ケ−ブル

Claims

ギャボックスとキャップに設けられる支持部材とで支承され摺動可能に嵌挿されるとともに両端で後輪にリンクするロッドと、ロッドに圧入固定されるプレ−トとキャップより突設するピンとを係合させてロッドの回転を規制するように設けた回り止め手段と、ロッドに成形される台形ねじ部に螺合するとともにギャボックス内に設けた軸受部材で回転自由に支承されるキャリアナットと、キャリアナットより突設するキャリアピンに回転自由に装着されるプラネットギャと、プラネットギャに噛み合うようにギャボックス内に設けられる軸受で回転可能に支承されるウォ−ムリングギャと、ウォ−ムリングギャに成形されるウォ−ムギャと噛み合い軸受で回転自由に支承されるウォ−ムシャフトと、ウォ−ムシャフトに連結され回転駆動するようにギャボックスに締結されるサブモ−タと、サブモ−タのケ−ス内に一体に装着されサブモ−タの回転を検出する検出手段と検出手段に基づいてサブモ−タを制御する制御装置と、ギャボックスに装着されプラネットギャを介してキャリヤナットを回動させてロッドを駆動するメインモ−タと、メインモ−タの回転を検出する検出手段と検出手段に基づいてメインモ−タを制御する制御装置とからなり、ウォ−ムリングギャをギャボックスに設けたサブモ−タで駆動させることにより後輪を中立位置に復帰させるようにした後輪操舵装置において、前記メインモ−タに設けた中空シャフトをロッドと同軸上に嵌挿し、中空シャフトの一端に成形したシャフトサンギャとプラネットギャを噛合するようにしたことを特徴とする後輪操舵装置。