JPH0565748U - 後輪操舵装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な構成で制御回路等のシステム異常の場
合に、後輪をその操舵角が零となる中立位置に戻すこと
ができる後輪操舵装置を提供する。 【構成】 前輪２の操舵状態に応じてモータ８を制御
し、非可逆ギア装置７３を介して後輪３を操舵するにあ
たり、非可逆ギア装置７３の逆転効率をほぼ零もしくは
微少正側になるように設定する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、前輪の操舵状態に応じて後輪をモータで操舵するようにした前後輪 操舵車輛の後輪操舵装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来、かかる前後輪操舵車輛のモータによる操舵装置としては、例えば実開平 ３−８６８８２号公報に記載されたものが知られている。

【０００３】 このものは、操舵機構に連結されたウォームギアをハウジングに回転自在に支 承し、このウォームギアを駆動手段で回転することにより車輪を操舵するととも に、その操舵量を規制するストッパをハウジングに植設したピン部材で構成し、 前記ウォームギアと噛み合うウォームホイール部材の所定部位（ウォームホイー ル部材はウォームギアと噛み合う一部のみを歯部とし残部は小径化されて歯部の 両側に段部が構成され、ピン部材はこの段部と当接する。）が直接あるいは間接 にピン部材に当接し得るよう構成されている。そして、前輪の操舵状態および車 速をそれぞれセンサで検出し、この検出結果に対応した後輪目標舵角を求め、さ らに後輪の操舵角度をセンサで検出し、この検出された実舵角と目標舵角とを比 較することにより、誤差が零となるように後輪をモータで逆転効率が零以下で負 側のウォームギアを介して駆動制御するようになっている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、かかる従来の後輪操舵装置にあっては、後輪からの入力に対し て操舵機構を構成するタイロッドが動かないようにするために逆転効率が零以下 で負側のウォームギアが用いられた構造となっているため、制御回路等のシステ ム異常により、モータがバッテリと直結して異常回転し、ウォームホイール部材 の前記段部が前記操舵量を規制するストッパを強く押しつけて停止する場合が生 ずる。この場合、ストッパにはモータの慣性およびロック電流により非常に大き な力が作用し、ストッパの弾性力により荷重が保持される。したがって、ウォー ムギアとウォームホイール部材との歯面間に大きな抗力が生じ、後輪の操舵角が 零となる中立側へ戻すために大きな戻しトルクが必要であるという問題があった 。

【０００５】 本考案は、かかる従来の問題を解消し、簡単な構成で制御回路等のシステム異 常の場合に後輪を容易に前記中立位置に戻すことができる後輪操舵装置を提供す ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

かかる目的を達成するため、本考案は、操舵機構に連結された非可逆ギア装置 をハウジングに回転自在に支承し、前記非可逆ギア装置を駆動手段で駆動するこ とにより後輪を操舵するようにした後輪操舵装置において、前記非可逆ギア装置 の逆転効率をほぼ零もしくは微少正側になるように設定したことを特徴とする。

【０００７】

【作用】

本考案によれば、非可逆ギア装置の逆転効率をほぼ零もしくは微少正側になる ように設定したことにより、入力側のギアは逆入力があったときには、そのまま 止どまるか微少量逆回転するので制御回路等のシステム異常によりモータがバッ テリと直結して異常回転しストッパに当接したとしても、非可逆ギア装置の歯面 間には抗力が生じない。従って、モータへの小さい規定電流により後輪の操舵角 が零となる中立側へ戻すことが可能となる。

【０００８】

【実施例】

以下、図面を参照して本考案に係る後輪操舵装置について説明する。

【０００９】 図１は、本考案に係る後輪操舵装置が搭載された前後輪操舵車の機能ブロック 図であるが、１は車体、２は前輪、３は後輪である。４は前輪２の操舵機構であ り、この操舵機構４は、左右のナックルアーム４Ａ，両ナックルアーム４Ａを連 結し前輪２を操舵するタイロッド４Ｂ，タイロッド４Ｂに固設されたラック４Ｃ ，ラック４Ｃに噛合するピニオン４Ｄ、およびピニオン４Ｄに回転を付与するス テアリングホイール４Ｅで構成される。ステアリングホイール４Ｅはステアリン グシャフト４Ｆを介して操舵トルクを伝達するようになっており、伝達された操 舵トルクは、ラック４Ｃおよびピニオン４Ｄから成る運動方向変換機構を内蔵し た前輪操舵用ギアボックスを介し、タイロッド４Ｂに伝えられる。

【００１０】 また、５は後輪３の操舵機構であり、前輪２の場合と同様に、左右のナックル アーム５Ａ，タイロッド５Ｂを備えている。タイロッド５Ｂは揺動プレート６に より連結され、揺動プレート６には内部に後述する非可逆ギアおよびカム機構等 の運動方向転換機構を内蔵した後輪操舵用の駆動機構（ギアボックス）７により 回転が付与される。８は後輪３を操舵するための駆動源であるＤＣ電動モータで ある。

【００１１】 ９はマイクロコンピュータ等で構成されるコントローラであり、自己診断機能 を備えステアリングシャフト４Ｆの途中に配設されステアリングホイール４Ｅの 操舵量を検出する操舵角センサ１０，車速を検出する車速センサ１１およびウォ ームギア減速後の回転角を検出する後輪操舵角センサ１２からの検出信号が入力 される。そして、コントローラ９からは、ＤＣ電動モータ８に対し、ドライバ１ ３を介して、所定の制御信号が出力されるようになっている。

【００１２】 一方、図２は後輪操舵用の駆動機構（ギアボックス）７の内部構造を示す断面 図であるが、７０は車体１に固設されるハウジングであって、正逆転可能なＤＣ 電動モータ８がボルト１４によって取付けられている。ハウジング７０内には、 モータ８によって回転されボールベアリング７１を介して回転自在に支承された シャフト７２と、このシャフトに固着された非可逆ギア、たとえばウォームギア ７３と、シャフト７２の軸線と直交する軸線回りにあってハウジング７０に回動 自在に支承されたウォームホイールシャフト７４と、このウォームホイールシャ フト７４に固着されウォームギア７３と噛合するウォームホイール部材７５とが 収容されている。非可逆ギア装置であるウォームギア７３あるいはウォームホイ ール部材７５は、その逆転効率をほぼ零もしくは微少正側になるように設定され ている。また、ウォームホイール部材７５は、図２の状態において、その上側の 一部のみが歯部７５Ａに形成され、残部は小径化された歯部７５Ａの両側に段部 ７５Ｂを設けた構成となっている。

【００１３】 なお、ウォームホイールシャフト７４には前述の揺動プレート６がその軸線を 中心として揺動すべく固着され、揺動プレート６は、ボールジョイント１５を介 して、それぞれ左右のタイロッド５Ｂと連結される。

【００１４】 また、ハウジング７０の前後方向（図２の垂直方向）には操舵量を規制するス トッパを構成するピン７６が圧入植設されており、本実施例では、ピン７６はウ ォームホイール部材７５の歯部７５Ａの回動軌跡内に対称に配置され、段部７５ Ｂと当接できるようになっている。

【００１５】 上記構成になる本考案の後輪操舵装置においては、ステアリングホイール４Ｅ の操舵量が操舵角センサ１０により、車速が車速センサ１１によりそれぞれ検出 され、コントローラ９はそれらに応じた目標後輪舵角を演算し、その結果の指令 電圧がドライバ１３に送られる。ドライバ１３では電圧が増幅されて直流モータ ８に供給され、ウォームギア７３が所定方向に回転駆動されることにより、ウォ ームホイール部材７５も所定方向に回転される。この結果、ウォームホイールシ ャフト７４を介して揺動プレート６が所定方向に揺られ、タイロッド５Ｂで後輪 ３が操舵される。

【００１６】 そして、ウォームホイール部材７５が所定角度を越えて回動すると、歯部７５ Ａ側面の段部７５Ｂが左右いずれかのピン７６に直接当接し、ウォームホイール 部材７５、ひいては揺動プレート６の最大変位量、すなわち後輪３の最大舵角量 が規制される。従って、コントローラ９などの不調により直流モータ８が過大に 回転するようなことがあっても、後輪３の最大舵角量は規制される。

【００１７】 また、本考案においては、非可逆ギアであるウォームギア７３の逆転効率がほ ぼ零もしくは微少正側になるように設定されているので、入力側のウォームギア ７３は逆入力により回転し、コントローラ９における制御回路等のシステム異常 によりモータ８に通電してウォームホイール部材７５の段部７５Ｂがピン７６に 非常に大きな力をもって当接しても、モータ８の通電を解除すればウォームギア ７３とウォームホイール部材７５との喰いつきが解消されるので、前記段部７５ Ｂのピン７６に対する過大荷重をもった当接は解除され、規定電流によって後輪 の操舵角が零となる中立位置へ容易に戻すことが可能となる。

【００１８】 図３は、この逆入力荷重とモータ側戻しトルクの相関関係を示すグラフであっ て、実線Ａはウォームギア７３の逆転効率を負側に大きく設定した場合を、実線 Ｂは負側に小さく設定した場合を、実線Ｃはほぼ零になるように設定した場合を 、実線Ｄは正側に設定した場合を、それぞれ示している。また、破線Ｘはモータ ８の規制トルク範囲を、破線Ｙは前記システム異常時に段部７５Ｂがピン７６に 当接した際の逆入力荷重量を、破線Ｚは通常の逆入力荷重の設定値を、それぞれ 示している（なお、Ｅはフリクショントルクを示している。）。

【００１９】 このグラフからも明らかなように、逆転効率が負側に大きいということは出力 側からの入力に対し入力側のギアは動かないということを意味するから、この状 態で入力側ギアを戻し側に回転するためのトルクは、出力側の荷重および逆転効 率の程度により変化することが示される。したがって、逆転効率が負側に大きく なればなる程、一定荷重の逆入力に対して入力側ギアの戻しトルクは大きくなり 、ウォームホイール部材７５のロック時にモータ８のトルク不足で前記中立位置 へ戻せない範囲Ｙ′が生じるとともに、反対に逆転効率が正側に設定されれば入 力側ギアは逆入力により回転を行うので、ピン７６にかかる荷重を解除するため の戻しトルクは不要となり、本考案の効果が証明されることになる。

【００２０】

【考案の効果】 以上説明したように、本考案によれば、非可逆ギア装置の逆転効率がほぼ零も しくは微少正側になるように設定したので、 （イ）制御回路等のシステム異常によりストッパに過大な荷重がかかっても、 規定の電流で後輪の操舵角が零となる中立側へ戻すことができる。

【００２１】 （ロ）逆入力に対する動きを阻止することができる。

【００２２】 （ハ）ウォームギアの逆転効率を低減したことにより正転効率も向上し、モー タの小型化ないしは高出力化が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る後輪操舵装置が搭載された前後輪
操舵車の機能ブロック図である。

【図２】後輪操舵用の駆動機構（ギアボックス）の内部
構造を示す断面図である。

【図３】逆入力荷重とモータ側戻しトルクの相関関係を
示すグラフである。

【符号の説明】

３ 後輪 ５ （後輪の）操舵機構 ５Ａ ナックルアーム ５Ｂ タイロッド ６ 揺動プレート ７ 駆動機構（ギアボックス） ８ ＤＣモータ ９ コントローラ １０ 操舵角センサ １１ 車速センサ １２ 後輪操舵角センサ １３ ドライバ ７０ ハウジング ７３ 非可逆ギア（ウォームギア） ７５ ウォームホイール部材 ７５Ａ 歯部 ７５Ｂ 段部 ７６ ピン

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 操舵機構に連結された非可逆ギア装置を
   ハウジングに回転自在に支承し、前記非可逆ギア装置を
   駆動手段で駆動することにより後輪を操舵するようにし
   た後輪操舵装置において、 前記非可逆ギア装置の逆転効率をほぼ零もしくは微少正
   側になるように設定したことを特徴とする後輪操舵装
   置。