JPH0644674U - 電動式舵角付与装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】装置の外径寸法を小さくして、狭い床下空間へ
の組み付けを容易にする。 【構成】出力軸１７を軸方向に変位させて、後輪に舵角
を付与する。この出力軸１７に形成した雄螺子部２９と
ナット片３２内周面の雌螺子３３とを、不可逆的に係合
させる。舵角付与時には、電動モータにより、前記ナッ
ト片３２を回転させる。ナット片３２は、回転のみ自在
で、軸方向に変位する事はない。出力軸１７は、軸方向
に変位するのみで、回転する事はない。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案に係る電動式舵角付与装置は、自動車用の四輪操舵装置に組み込み、 ステアリングホイールの動きに関連して、或はステアリングホイールの動きとは 独立して、後輪に舵角付与を行なう為に利用する。

【０００２】

【従来の技術】

狭い道での進路変更を容易に行なえる様に、自動車の回転半径を小さくする為 、或は、高速走行時に於ける進路変更でも車両の安定性が保たれる様にする為、 ステアリングホイールを操作した場合に、前輪だけでなく後輪も動かす四輪操舵 装置が、近年使用される様になって来た。

【０００３】 図４〜５は、この様な四輪操舵装置の１例として、特開昭６１−１４６６８２ 号公報に記載されたものを示している。ステアリングホイール１の操作量並びに 操作速度を検出する舵角センサ２、及び車速センサ３の検出信号は、制御器４に 送られる。そしてこの制御器４は、両センサ２、３から送り込まれる検出信号に 基づいて、電動モータ５に通電する。

【０００４】 この電動モータ５の回転は、出力軸６に固定したウォーム７からウォームホイ ール８に伝達され、このウォームホイール８をその一端に固定した伝達軸９、並 びにこの伝達軸９の他端に固定されたピニオン１０を回転させる。このピニオン １０は、出力軸１１の中間部に固設したラック１２と噛合しているので、結局、 上記電動モータ５への通電に伴なって前記出力軸１１が、軸方向（図４の左右方 向）に亙って変位する。

【０００５】 出力軸１１の軸方向に亙る変位は、タイロッド１３、１３及びナックルアーム １４、１４を介して後輪１５、１５に伝達され、各後輪１５、１５に舵角が付与 される。前記ウォーム７とウォームホイール８とは、不可逆的に係合しているの で、前記電動モータ５への非通電時に前記ウォームホイール８に回転方向のトル クが加わっても、前記ウォームホイール８は回転しない。従って、電動モータ５ への非通電時には、横Ｇ等の外乱により後輪１５、１５が動く事はない。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

本考案の電動式舵角付与装置は、小型化を図る事で、狭い空間への組み込みを 可能にし、四輪操舵装置の設計の容易化を図るものである。

【０００７】 前記図４〜５に示した従来装置の場合、出力軸１１に対して捩れの位置関係に 伝達軸９を設けると共に、この伝達軸９の両端に、それぞれウォームホイール８ とピニオン１０とを固定し、更にこのウォームホイール８に噛合したウォーム７ を、電動モータ５の出力軸６に固定している。この結果、この電動モータ５の設 置位置が、前記出力軸１１から大きく離れ、電動式舵角付与装置の外径寸法が、 前記電動モータ５の設置部分で相当に大きくなってしまう。

【０００８】 後輪に舵角を付与する為の電動式舵角付与装置は、自動車床下の限られた空間 に設置しなければならず、外径寸法が少しでも大きくなる事は好ましくない。本 考案の電動式舵角付与装置は、この様な事情に鑑みて考案されたものである。

【０００９】

【課題を解決する為の手段】

本考案の電動式舵角付与装置は、ハウジングと、このハウジングの内側に、軸 方向に亙る変位のみを自在として支持され、軸方向に亙る変位に伴なって車輪に 舵角を付与する出力軸と、この出力軸の中間部外周面に固設された雄螺子部と、 この雄螺子部の周囲部分に於いて前記ハウジングの内側に、回転のみ自在に支持 されたナット片と、このナット片を回転駆動する電動モータとを備えている。そ して、前記雄螺子部と前記ナット片の内周面に形成した雌螺子とは、ナット片か ら出力軸に向けてのみトルク伝達可能に、不可逆的に係合している。

【００１０】

【作用】 上述の様に構成される本考案の電動式舵角付与装置の作動時、電動モータによ りナット片を回転させると、このナット片の内周面に形成した雌螺子と雄螺子部 との螺合に基づいて、この雄螺子部を固設した出力軸が、軸方向に亙って変位す る。この出力軸の変位に基づいて、車輪に所定の舵角が付与される。

【００１１】 前記雌螺子と雄螺子部とは不可逆的に係合しているので、車輪側から前記出力 軸に、軸方向に亙る力が加わった場合でも、前記ナット片が回転する事はない。 従って、車輪に横Ｇ等の外力が加わった場合でも、この車輪が変位する事はなく 、車両のふらつき防止が図られる。

【００１２】

【実施例】

図１〜３は本考案の実施例を示している。両端が開口した管状のハウジング１ ６は、軸方向（図１の左右方向）を自動車の幅方向に向けて、この自動車の床下 に固定される。このハウジング１６の内側には出力軸１７を挿通している。この 出力軸１７の両端部と後輪１５、１５（図４）との間には、図４に示した従来構 造の場合と同様に、タイロッド１３、１３、ナックルアーム１４、１４を設ける 。従って、前記出力軸１７の軸方向に亙る変位に伴なって、前記後輪１５、１５ に舵角が付与される。

【００１３】 前記出力軸１７の中間部一端寄り（図１の左寄り）部分にはラック１８を形成 し、このラック１８とピニオン１９とを噛合させている。このピニオン１９は前 記ハウジング１６の内側に、前記出力軸１７と捩れの位置関係で配置され、図３ に示す様に、１対の転がり軸受２０、２０により、回転自在に支持されている。 前記出力軸１７は、前記ラック１８とピニオン１９との係合により、回転防止を 図られている。

【００１４】 尚、前記ハウジング１６の一部で前記ラック１８と反対側部分には、前記出力 軸１７と直交するシリンダ部２１を設けている。このシリンダ部２１内には、前 記出力軸１７の外周面に対向する奥側から順に、ナイロン、デルリン等の滑り易 い材料により造った押圧片２２と、圧縮ばね２３とを挿入している。そして、前 記シリンダ部２１の開口端部に、蓋片２４を螺着固定している。従って前記押圧 片２２は、前記圧縮ばね２３の弾力により前記出力軸１７を、前記ピニオン１９ に向け押圧する。この結果、前記ラック１８とピニオン１９との噛合部のバック ラッシュが解消される（零となる）。

【００１５】 前記ピニオン１９の端部には、ジョイント２５を介して、エンコーダ２６の入 力軸２７を結合している。従ってこのエンコーダ２６が前記出力軸１７の軸方向 に亙る変位量を、回転角度に変換して検出する。このエンコーダ２６の検出信号 は、後述する電動モータ２８を制御する為の、制御器（図示せず）に入力する。

【００１６】 一方、前記出力軸１７の中間部他端寄り（図１の右寄り）部分の外周面には、 雄螺子部２９を、この出力軸１７と一体に形成している。この雄螺子部２９は、 台形螺子、角螺子等、十分な強度を持ち、大きなトルクを伝達自在な形状の螺子 により構成する。

【００１７】 前記ハウジング１６の端部で、この雄螺子部２９の周囲に位置する部分は、大 径部３０としている。この大径部３０の端部開口には、略円筒状の蓋体３１を螺 着固定している。そして、これら大径部３０と蓋体３１とにより囲まれる空間４ ４内にナット片３２を、回転のみ自在に支持している。ロックナット３８は、前 記蓋体３１の緩み止めを図る。

【００１８】 そして、前記ナット片３２の中間部内周面に形成した雌螺子３３と、前記雄螺 子部２９とを螺合させている。雄螺子部２９と雌螺子３３とは、比較的ピッチを 細かくしている。従って、前記ナット片３２が回転した場合には、前記出力軸１ ７が軸方向に変位するが、この出力軸１７に軸方向に亙る力が加わっても、前記 ナット片３２が回転する事はない。即ち、雄螺子部２９と雌螺子３３とは、ナッ ト片３２から出力軸１７に向けてのみトルク伝達可能に、不可逆的に係合してい る。

【００１９】 ナット片３２の内周面で、前記雌螺子３３から外れた部分は、前記雄螺子部２ ９よりも大径にして、この雄螺子部２９との干渉を防止している。又、前記ナッ ト片３２の中間部外周面には、鍔状のウォームホイール３４を、ナット片３２と 一体に形成している。

【００２０】 このナット片３２を回転のみ自在に支持する為の、深溝型の玉軸受３５、３５ は、それぞれの内輪３６、３６を、前記ウォームホイール３４を挟む位置で、こ のナット片３２の外周面に外嵌固定している。又、各玉軸受３５、３５の外輪３ ７、３７は、それぞれ前記大径部３０或は蓋体３１の内周面に内嵌固定している 。

【００２１】 又、前記大径部３０部分に於いて前記ハウジング１６に、ウォーム３９が、玉 軸受４０と滑り軸受４１とにより、回転自在に支持されている。このウォーム３ ９は、前記出力軸１７に対し捩れの位置関係で配置されており、前記ウォームホ イール３４と螺合している。これらウォーム３９とウォームホイール３４との係 合状態は、可逆的でも、或は非可逆的でも良い。

【００２２】 更に、前記ウォーム３９の一端（図２の右端）は、ジョイント４２を介して、 電動モータ２８の出力軸に結合している。４３は、この電動モータ２８の回転数 を検出する為のエンコーダである。

【００２３】 上述の様に構成される本考案の電動式舵角付与装置により後輪に舵角を付与す べく、電動モータ２８の出力軸を回転させると、この回転は前記ジョイント４２ 、ウォーム３９、ウォームホイール３４を介して、前記ナット片３２に伝達され 、このナット片３２が回転する。

【００２４】 この様にしてナット片３２が回転すると、このナット片３２の内周面に形成し た雌螺子３３と、前記出力軸１７に形成した雄螺子部２９との螺合に基づいて、 この出力軸１７が軸方向に亙って変位する。そして、この出力軸１７の変位に基 づいて、後輪に所定の舵角が付与される。

【００２５】 前記ナット片３２の雌螺子３３と出力軸１７の雄螺子部２９とは、前述の様に 、不可逆的に係合しているので、後輪側から前記出力軸１７に、軸方向に亙る力 が加わった場合でも、この力は前記玉軸受３５、３５により支承されるのみで、 前記ナット片３２が回転する事はない。従って、後輪に横Ｇ等の外力が加わった 場合でも、この後輪が変位する事はなく、車両のふらつき防止が図られる。

【００２６】 尚、図示の実施例では、ナット片３２の中心軸と電動モータ２８の出力軸とを 捩れの位置関係で配置し、両軸の間にウォーム式減速機を設けているが、ナット 片３２を回転させるのに要する力はそれ程大きくないので、これら両軸を平行に 配置し、両軸同士の間に、歯付ベルト、或は歯車による伝達機構を設ける事も出 来る。

【００２７】 更に、前記ナット片３２にロータを固定し、このロータの周囲にステータを配 置する事で、このナット片３２の周囲に円筒状の電動モータを設け、この電動モ ータにより前記ナット片３２を、直接回転駆動させる事も出来る。この様に構成 すれば、電動式舵角付与装置の外径寸法を極く小さく出来る。

【００２８】

【考案の効果】

本考案の電動式舵角付与装置は、以上に述べた通り構成され作用するが、電動 モータとハウジングとの距離を小さくして、装置の直径を小さく出来る。この為 、狭い空間への設置が可能となり、電動式舵角付与装置を組み込んだ四輪操舵装 置の設計が容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例を示す断面図。

【図２】図１のＡ−Ａ断面図。

【図３】同Ｂ−Ｂ断面図。

【図４】従来の電動式舵角付与装置を組み込んだ四輪操
舵装置の略平面図。

【図５】従来の電動式舵角付与装置の斜視図。

【符号の説明】

１ ステアリングホイール ２ 舵角センサ ３ 車速センサ ４ 制御器 ５ 電動モータ ６ 出力軸 ７ ウォーム ８ ウォームホイール ９ 伝達軸 １０ ピニオン １１ 出力軸 １２ ラック １３ タイロッド １４ ナックルアーム １５ 後輪 １６ ハウジング １７ 出力軸 １８ ラック １９ ピニオン ２０ 転がり軸受 ２１ シリンダ部 ２２ 押圧片 ２３ 圧縮ばね ２４ 蓋片 ２５ ジョイント ２６ エンコーダ ２７ 入力軸 ２８ 電動モータ ２９ 雄螺子部 ３０ 大径部 ３１ 蓋体 ３２ ナット片 ３３ 雌螺子 ３４ ウォームホイール ３５ 玉軸受 ３６ 内輪 ３７ 外輪 ３８ ロックナット ３９ ウォーム ４０ 玉軸受 ４１ 滑り軸受 ４２ ジョイント ４３ エンコーダ ４４ 空間

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジングと、このハウジングの内側
   に、軸方向に亙る変位のみを自在として支持され、軸方
   向に亙る変位に伴なって車輪に舵角を付与する出力軸
   と、この出力軸の中間部外周面に固設された雄螺子部
   と、この雄螺子部の周囲部分に於いて前記ハウジングの
   内側に、回転のみ自在に支持されたナット片と、このナ
   ット片を回転駆動する電動モータとを備え、前記雄螺子
   部と前記ナット片の内周面に形成した雌螺子とは、ナッ
   ト片から出力軸に向けてのみトルク伝達可能に、不可逆
   的に係合している電動式舵角付与装置。