JPH04121279A - 車両の車輪転舵装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本願発明は車両の車輪転舵装置に関する。

［従来技術］ 近年、車両特に自動車における後輪転舵装置が開発され
、既に市販されているものもある。特開昭６１−１６３
０６４号公報には、そのような後輪転舵装置の一例が記
載されている。この後輪転舵装置について第７図を参照
して以下に説明する。

第７図は従来技術に係る後輪転舵装置の断面図である。

不図示の前輪側ステアリング機構にその前端部を連結さ
れている入力シャフト７０１はつオーム７０２を同軸に
取り付けている。つオーム７０２はつオームホイール７
０３と噛合している。つオームホイール７０３は二重円
筒７０４に互いの軸線を直交させて連結されており、つ
オームホイール７０３か回転すると二重円筒は紙面に対
し時計周りもしくは反時計周りに枢動するようになって
いる。

二重円筒７０４は外筒７０４ａと内筒７０４ｂとからな
っており、外筒７０４ａに対して内筒７０４ｂは回転自
在となワている。内筒７０４ｂの一部には開ロア０４Ｃ
が設けられ、この開ロア０４ｃに枢動自在にシャフト７
０５が係合している。シャフト７０５はロッド７０６の
外周に取り付けられ、ロッド７０６と共にロッドの軸線
方向に移動する。ロッド７０６の両端は、不図示の転舵
機構に連結されており、ロッド７０６の軸線方向により
車輪（不図示）の転舵か行なわれるようになっている。

ここては、ロッド７０６か左方向に移動すると後輪は左
に転舵し、ロッドか右方向に移動すると後輪は右に転舵
するようになっているものとする。

ロッド７０６は、軸線周りに回転自在に支持されており
、モータ７０８の回転力はつオーム機構７０７を介して
ロッド７０６に伝達されるようになっている。ロッド７
０６が回転すればそれに伴ってシャフト７０５もロッド
７０６の軸線周りに回動する。

この従来技術による後輪転舵装置の作用について以下に
説明する。

第７図に示した（上方を向いた）シャフト７０５の位置
において、運転者の転舵操作により、前輪側ステアリン
グ機構に連結された入力シャフト７０１か回転させられ
、つオームホイール７０３か反時計方向に回動すると、
それに伴ってシャフト７０５はロッド７０６と共に第７
図左方向に移動して、後輪は左にすなわち前輪と正位相
的にかつ前輪の転舵量に応じた量たけ転舵する。

これに対し、モータ７０８の回動によりロッド７０６か
回転してシャフト７０５か第７図に示す位置に対し反対
の（下方を向いた）位置に移動させられたとすると、運
転者の転舵操作により、つオームホイール７０３か同様
に反時計方向に回動すると、今度はシャフト７０５はロ
ッド７０６と共に第７図右方向に移動して、後輪は右に
すなわち前輪と逆位相的にかつ前輪の転舵量に応した量
たけ転舵する。

更に以上の説明から明らかであるか、シャフト７０５か
紙面に対し垂直となった状態ては、ロッド７０６はつオ
ームホイール７０３の回動に対し応動しない状態となり
、後輪の転舵は運転者の転舵操作に関わらず全く行なわ
れないこととなる。

すなわち、モータ７０８によってシャフト７０５の位置
を制御してやれば、後輪の転舵量を前輪の転舵量に応じ
た正位相最大量からゼロまでおよびゼロから逆位相最大
量まて無段階に変化させることかてきる。

［解決しようとする課題］ ところて、このような後輪転舵装置においては、転舵制
御のためにロッドの軸線方向ストロークを検出する必要
かある。ところかロッドは回転しなから軸線方向移動を
するのて、ロッドのストロークを直接測定するのは容易
ではなく、一般的にはアクチュエータの減速装置にギヤ
機構を追加して間接的に検出する方法を採用している。

しかしながら、減速装置部に間接的なロッドのストロー
ク検出機構を設けることは、バックラッシュの累積等を
招き、実際のストロークとの誤差を生じさせ、いわゆる
不感帯の大きいＭ御性の劣る装置となってしまう。また
、他の電気信号系に支障か起きたときには、誤差か大き
いゆえに良否を判断してフェイルセーフ状態に移行する
までに時間かかかり、車両搭載装置としてきわめて不適
切なものとなる。

本願発明は、簡素な構成でありながら、直接的にロッド
のストロークを検出可能な車両の車輪転舵１ＩｔｌＩを
提供することを目的とする。

［１１１ｇを解決する手段］ 本願発明の車両の車輪転舵装置は、 メインモータと、 サブモータと、 軸線方向に移動することにより後輪を転舵させるロッド
部材と、 該サブモータの回転力により該ロッド部材の軸線に対し
て傾動させられる案内路を有する案内部材と、 該ロッド部材から半径方向に突出し、該案内路に案内さ
れる作動部材とからなっており、該メインモータの回転
力により前記ロッド部材が軸線周りに回転し、それによ
り該作動部材か該案内路に沿って該ロッド部材の周りを
回動するようになっており、 該作動部材が該ロッド部材の周囲を回動するさいに、該
作動部材は、前記ロッド部材の回転量と前記案内部材の
該案内路の傾動量とに対応する距離だけ、該ロッド部材
とともに該ロッド部材の軸線方向に移動して、該車輪を
転舵するようになっており、 前記ロッド部材の外周の一部にはう・ンク歯か形成され
、該ラック歯の各歯先は円周方向に延在しており、該ラ
ック歯は回転検出装置の入力軸に取り付けられた歯車と
噛合しており１回転を伴って軸線方向移動する該ロッド
部材の移動量を検出するようになっている。

［作　用］ 本願発明の車両の車輪転舵装置によれば、前記ロッド部
材の外周の一部にはラック歯か形成され、該ラック歯の
各歯先は円周方向に延在しているのて、該ロッド部材か
回転した場合でも、該回転検出装置の入力軸に取り付け
られた歯車と該ラック歯とは噛合したままてあり、した
かって該ロッド部材の移動量を検出することかできる。

［実施例］ 以下、図面を参照して本願発明の実施例につき以下に説
明する。

第１図は１本願発明の車両の後輪転舵装置の要部断面図
である。へウジング１０１内には、ロッド部材１０３か
滑り軸受１０２により回転自在ならびに軸線方向移動自
在に支持されている。

ロッド部材１０３の両端は、ボールジヨイント１０４．
１０５により転舵ロッド１０６．１０７に回転自在に連
結されている。転舵ロッド１０６．１０７はそれぞれ左
右の後輪の転舵機構に連結されて８つ、転舵ロッドか軸
線方向移動することにより後輪の転舵かなされるように
なっている。

ロッド部材１０３の中央部には、半径方向に突出するよ
うにして、作動部材である円筒状のシャフト１０８が植
設されている。シャフト１０８の外周には、滑動支持部
材１０９が取り付けられている。滑動支持部材１０９の
外周面は球状となっている。

シャフト１０８を内包するようにして、案内部材である
ロッドピボット１１０が設けられている。ロッドピボッ
ト１１０は外筒１１０ａと、内筒１１０ｂと、その間に
介在するコロ１１０ｃとからなっており、内筒１１０ｂ
は外筒１１０ａに対して回転自在に支持されている。シ
ャフト１０８の滑動部材１０９は、内筒１１０ｂに設け
られた１５１１０部１１０ｇに挿嵌されている。ｖｋ述
するように、ロッドピボット１１０か傾動した場合にも
、開口部１１０ｇの内壁に干渉しないように、滑動部材
１０９はその外周面を球状としている。

シャフト１０Ｂの左方に８けるロッド部材１０３の外周
において、全周にラック歯２０１か形成されている。ラ
ック歯２０１はピニオン歯車２０２と噛合している。

第８図を参照して、ロッドストロークの検出機構につい
て更に詳細に説明する。第８図は第１図の■−■線に沿
って切断して得られた断面図である。

第８図において、ラック歯２０１と噛合するピニオン歯
車２０２は、軸２０３に同軸に取り付けられている。軸
２０３の左端部は調心形玉軸受２０４で支持されており
、同右端部は滑り軸受２０５て支持されている。なお、
滑り軸受２０５は円筒形支持部材２０６の中央部に圧入
されており、円筒形支持部材２０６の下方は弾性スペー
サ２０７を介してハウシンク１０１に当接し、円筒形支
持部材２０６の上方はスプリング２０８に当接している
。スプリング２０８は、ハウシンクｌＯ１に螺合自在な
蓋部２０９により圧縮され、円筒形支持部材２０６に適
度な付勢力を付与している。この構成により、歯車２０
１と歯車２０２のバックラッシュか除去され、歯車２０
２がラック歯２０１から上方へ向かうスラスト力を受け
たとしても、滑り軸受２０５はわずかに上方へ移動でき
、したかって軸受か競り合うことかなく滑らかに回転す
ることができる。

軸２０３の左端部はカップリング２１０を介して回転検
出センサ２１１に連結されており、回転検出センサ２１
１はロッド部材１０３のストローク量を対応する回転量
として検出するようになっている６回転検出センサ２１
１は、不図示の制御装置に電気的に連結されており、ロ
ッド部材１０３のストローク量は制御装置内で転舵制御
のためのデータとして使用される。

ロッドピボット１１０の周辺部については、第４図なら
びに第５図を参照して説明する。

第４図は第１図のＮ−Ｎ線に沿って切断して得られた断
面図である。第５図は第４図のｖ−ｖ線に沿って切断し
て得られた断面図である。

第４図においては、シャフト１０８は第１図に示した位
置から９０度回転した位置に示されている。ロッドピボ
ット１１０の外周から水平方向にピボット軸１１０ｄと
ｆｌｏｅか突出しており、ピボット軸１１０ｅはボール
１１４とレース部材１１５とからなる軸受１１６により
回転自在に支持されている。レース部材１１５は、外周
にネジ部を設けた押圧部材１１７に当接し、ハウシンク
ｌｏｔに押圧部材を螺合することにより軸受１１６は、
ロッドピボット１１０の方向に押圧されて、軸受の遊び
を調節できるようになっている。

ビボ・ント軸１１０ｄは、扇形ギヤ１１９の回転中心部
に嵌合取付され、扇形ギヤ１１９と一体的に回動するよ
うになろている。扇形ギヤ１１９は軸受１１８によりハ
ウジングｌＯ１に対して回転自在に支持されている。

ピボット軸１１０ｄの先端には同軸に突出部１ｉ０ｆか
形成されており、突出部１１０ｆはカップリング１２０
を介して、回転角度センサ１２１の入力軸１２１ａに連
結されている。したがって、扇形ギヤ１１９の＠動量す
なわちロッドピボット１１０の傾動量は、回転角度セン
サ１２１により測定可能であり、例えばフィードバック
制御のためのデータとして使用できる。なお、第１図に
おいては、ロッドピボット１１０か最大角度位置になっ
た状態を示しており、ロッドピボット１１０はこの状態
からは紙面上反時計周りのみ傾動できることとなる。

扇形ギヤ１１９は、上方の中間軸１２２の外周に形成さ
れたウオームギヤ１２３と噛合している。

第５図において、中間軸１２２はハウシンク１０１に回
転自在に支持されている。中間軸１２２は一端において
同軸に大ギヤ１２４を取り付けており、大ギヤ１２４は
、同様に回転自在に支持された小ギヤ１２５に噛合して
いる。小ギヤ１２５はカップリング１２６を介して、サ
ブモータ１２７の出力軸１２７ａに連結されている。

再び第１図に戻って本発明の詳細な説明を続けると、ロ
ッド部材１０３の右方向の一部には。

雄スプライン部１０３ａか全周にわたフて形成されてい
る。雄スプライン部１０３ａの外方には、雌スプライン
部１１１ａを有するセクター軸１１１が設けられ、雄ス
プライン部１０３ａは、雌スプライン部１１１ａに係合
している。すなわちセクター軸１１１は、ロッド部材１
０３に対し相対回転は不能だが、相対軸線方向移動は可
能となっている。

セクター軸１１１は、軸受１１２．１１３により回転自
在にハウシンク１０１に対して支持されている。ハウジ
ング１０１に螺合可能な押圧筒１０１ｂか、軸受１１３
を介してセクター軸１１１を押圧するようになっており
、それにより軸受１１２．１１３の遊びか調整される。

セクター軸１１１の周辺部については、ｗ４２図ならび
に第３図を参照して説明する。

第３図は第１図の■−■線に沿って切断して得られた断
面図である。第２図は第３図の■−■線に沿って切断し
て得られた断面図である。

第３図において、ロッド部材１０３の周囲に取り付けら
れたセクター軸１１１は外周にビニオン１１１ｂを有し
ており、ピニオン１ｌｌｂは駆動部材１３０の外周に形
成されたラック１３０ａに噛合している。駆動部材１３
０は、外周に螺旋溝（一部のみ図示）１３１ａを形成さ
れた駆動軸１３１の外周に螺合されている。駆動軸１３
１は、軸受１３２．１３３によりハウジング１０１に回
転自在に支持されている。駆動部材１３０と螺旋溝１３
１ａとの間には多数のボール１３０ｂか介在しており、
ボール１３０ｂは螺旋溝１３１ａ内を転動てきるように
なっている。すなわち、駆動部材１３０、駆動溝１３１
ａならびにボール１３０ｂは、いわゆるボールナツト機
構を形成している。したかって、駆動軸１３１か回転す
るとその回転方向にしたかって、駆動部材は左方向もし
くは右方向に移動するようになっている。

駆動軸１３１は、端部に大傘歯車１３４を取り付けてお
り、大傘歯車１３４は小傘歯車１３５と係合している。

第３図に示すように、小傘歯車１３５はメインモータ１
３６の出力軸１３６ａに取り付けられている。

次に、本願発明における車両の後輪操舵装置の実施例の
動作につき以下に説明する。

自動車における後輪操舵制御においては、前輪の転舵量
、車速、ヨーレート等に基づいて後輪の転舵量が決定さ
れる。本実施例においては、メインモータ１３６および
サブモータ１２７には図示しないコントローラか接続さ
れており、＃コントローラには、前輪の転舵量、車速、
ヨーレート等のデータか入力される。

サブモータ１２７には主として、車速、ヨーレート等に
基づいた駆動信号か該コントローラから送信され、その
場合、制御に必要な量たけサブモータ１２７の出力軸か
回転する。サブモータ１２７の回転は、ギヤ１２５，１
２４を介し扇形ギヤ１１９を所定量だけ回転させる。扇
形ギヤ１１９の回転により、ロッドピボット１１０は所
定量だけ傾動する。

メインモータ１３６には主として、前輪の転舵量に基づ
いた駆動信号か該コントローラから送信され、該駆動信
号によりメインモータ１３６の出力軸が、前輪の転舵に
応じて回転する。メインモータ１３６の出力軸が回転す
ると、傘歯車１３５．１３４を介して駆動軸１３１か回
転させられ、それにより駆動部材１３０が所定量だけ軸
線方向移動させられる。駆動部材１３０の軸線方向移動
に伴ってセクター軸１１１か回転し、ロッド部材１０３
を所定量だけ回転させる。ロッド部材１０３の回転はシ
ャフト１０８をロッド部材１０３の軸線周りに回動させ
ることになるか、ロッドピボット１１０か傾動している
場合には、シャフト１０８はロッドピボット１１０の内
筒１１０ｂの開口部１　ｌｏｇと一体的に回転するのて
、ロッド部材１０３の周りに螺旋運動を描くように案内
されることとなる。すなわち、シャフト１０８はロッド
部材１０３の軸線周りに回動し同時に軸線方向へも移動
を強制される。それにより、ロッド部材１０３も軸線方
向に移動して、転舵ロッド部材１０６．１０７を移動さ
せて後輪を所定量たけ転舵させることとなる。

なお、シャフト１０８の回動はロッド部材１０３の軸線
を通る水平面の上方もしくは下方の一方においてなされ
ときは、正位相（前輪の転舵方向と後輪の転舵方向とか
一致）となり、水平面の他方で成されるときは、逆位相
（前輪の転舵方向と後輪の転舵方向とか逆方向）となる
、更に、この水平面上にシャフト１０８があるときは、
後輪の転舵量は常にゼロである。

前輪の転舵量が一定値であっても、車速等が異なる場合
には後輪の転舵量もそれに応じて変化させてやる必要か
ある。第６図は、口・ント部材１０３の回転角度に対す
る軸線方向移動量すなわちロッドストロークを表わした
グラフ図である。

第６図において、ロッドピボット１１０の傾動量すなわ
ちロッドピボット１１０かロッド部材１０３の半径方向
面に対しどの程度傾いたかを示す量として角度θを用い
、角度の大きさが。

θ１〉θ２〉θ３ という関係になっているものである。第６図から明かな
ように、同一ロッド部材回転角度であっても、角度θ１
の場合の方が角度θ３の場合よりも常に大きく軸線方向
移動することが分かる。すなわち、ロッドピボット１１
０の傾動量をサブモータ１２７により制御することによ
り、前輪の転舵量に対して後輪の転舵量をきめ細かく制
御することかできる。

なお、第１図に示す状態においては、ロッドピボット１
１０の傾動量はゼロであり、この状態においては、前輪
の転舵量に関わらず後輪の転舵は全く行なわれない。

［発明の効果］ 以上、詳細に述べてきた本願発明の車両の車輪転舵装置
によれば 前記ロッド部材の外周の一部にはラック歯か形成され、
該ラック歯の各歯先は円周方向に延在しているので、該
ロッド部材か回転した場合ても、該回転検出装置の入力
軸に取り付けられた歯車と該ラック歯とは噛合したまま
てあり、したがって該ロッド部材の移動量を直接検出す
ることかでき、制御性の高い車輪転舵装置が得られる。

また、他の電気系信号に支障を起こした場合にも、速や
かに異常を判断して、フェイルセーフの機能を作動させ
ることがてき、車両として安全となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本願発明の車両の後輪転舵装置の要部断面図
である。 第２図は第３図の■−■線に沿って切断して得られた断
面図である。 第３図は第１図のｍ−■線に沿って切断して得られた断
面図である。 第４図は第１図のＩＶ−ｆｆ線に沿って切断して得られ
た断面図である。 第５図は第４図のｖ−Ｖ線に沿って切断して得られた断
面図である。 第６図は、ロッド部材１０３の回転角度に対する軸線方
向移動量すなわちロッドストロークを表わしたグラフ図
である。 第７図は従来技術に係る後輪転舵装置の断面図である。 第８図は第１図の■−■線に沿って切断して得られた断
面図である。 ［主要部分の符号の説明］ １０３・・・・・・・・・ロッド部材 １０８・・・・・・・・・シャフト １１０・・・・・・・・・ロッドピボット１２７・・・
・−・・・・サブモータ １３６・・・・・・・・・メインモータ２０１・・・・
・・・・・ラック歯

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、メインモータと、 サブモータと、 軸線方向に移動することにより車輪を転舵 させるロッド部材と、 該サブモータの回転力により該ロッド部材 の軸線に対して傾動させられる案内路を有する案内部材
   と、 該ロッド部材から半径方向に突出し、該案 内路に案内される作動部材とからなってお り、 該メインモータの回転力により前記ロッド 部材が軸線周りに回転し、それにより該作動部材が該案
   内路に沿って該ロッド部材の周りを回動するようになっ
   ており、 該作動部材が該ロッド部材の周囲を回動す るさいに、該作動部材は、前記ロッド部材の回転量と前
   記案内部材の該案内路の傾動量とに対応する距離だけ、
   該ロッド部材とともに該ロッド部材の軸線方向に移動し
   て、該車輪を転舵するようになっており、 前記ロッド部材の外周の一部にはラック歯 が形成され、該ラック歯の各歯先は円周方向に延在して
   おり、該ラック歯は回転検出装置の入力軸に取り付けら
   れた歯車と噛合しており、回転を伴って軸線方向移動す
   る該ロッド部材の移動量を検出するようになっている車
   両の車輪転舵装置。