JPH0971259A

JPH0971259A - 後輪操舵装置

Info

Publication number: JPH0971259A
Application number: JP25025295A
Authority: JP
Inventors: Joji Otsuka; 譲治大塚; Retsuo Watanabe; 烈夫渡辺; Mamoru Narita; 守成田; Keiichi Tanaka; 圭一田中
Original assignee: Kayaba Industry Co Ltd
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 1995-09-04
Filing date: 1995-09-04
Publication date: 1997-03-18
Anticipated expiration: 2015-09-04
Also published as: JP3641032B2

Abstract

(57)【要約】【課題】車両の後輪操舵装置において、車両の走行状
態及び前輪の操舵状態に関連して、操舵角が大きくなり
過ぎないように機械的に規制する規制機構を設け、かつ
小舵角規制と大舵角規制の二段規制を行い、更に後輪操
舵装置のモータの逆転により逆方向に後輪操舵されてし
まうのを防止する。【解決手段】後輪操舵装置を構成するラック軸１に形
成された２つの規制溝５Ａ、５Ｂに対し、それぞれスプ
リング９Ａ、９Ｂで付勢されたストッパーピン７Ａ、７
Ｂが挿入される。そして、これら２つのストッパーピン
７Ａ、７Ｂはいずれかのみが、カム１３により前記スプ
リングの付勢力に抗して規制溝から引き出される。ま
た、カム１３はブレーキ付きモータ１５によって駆動さ
れる。少なくとも一方のストッパーピン７Ａまたは７Ｂ
は規制溝に挿入されているので、規制がまったくきかな
いという状態は避けられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、四輪操舵車にお
いて後輪が前輪の操舵角に応じて操舵され、かつ必要以
上に操舵角が大きくなり過ぎないように規制する機械的
な規制機構が設けられた後輪操舵装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の後輪操舵装置には、車両の走行状
態及び前輪の操舵状態に関連して後輪の操舵角を規制す
る機械的な規制機構が設けられたものがある。例えば、
車両が高速で走行し、かつ、前輪が小舵角の操舵である
場合には、誤動作などにより、後輪が大舵角の操舵をさ
れると車両の尻振りなどを起こしてしまうことがあるの
で、後輪の操舵角を機械的な規制機構で規制するものが
あった。そのような一従来例として実開昭６１−３１９
７２号公報に記載された装置を図７に示す。図７の後輪
操舵装置は、前輪の操舵角に応じてモータ１０１が回転
し、モータ１０１の出力軸１０３に設けられた出力ギヤ
１０５が減速ギヤ１０７を回転させる。この減速ギヤ１
０７がシャフト１０９と同軸に設けられ、このシャフト
１０９に形成されたピニオンギヤ１１１がラックギア１
１３に噛み合い、このラックギア１１３を図の紙面に直
角な方向に移動させ、これにより後輪を操舵する。そし
て、車速が所定速度を超えたり、前輪の操舵角が所定角
度よりも小さかったりする場合には、コントローラによ
って作動されるソレノイド１１５が働いてピン１１７
が、減速ギヤ１０７に形成された円弧状の長孔１１９に
挿入される。これにより小舵角モードとなり、円弧の長
さの範囲で小舵角が許され規制が行われる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の装置では、ピン１１７が長孔１１９から引き出され
て規制が解除されると大舵角モードとなるが、本来、小
舵角モードであるべき時に電気的誤動作や、機械的故障
によってストッパーピンが引き出されてしまったような
場合には、まったく規制がきかない状態となってしまう
ものであった。また、このようにまったく規制がきかな
い状態となってしまった場合に、最悪の事態が考えられ
るのはモータ１０１が逆転し、望まれる操舵方向とは逆
方向に後輪が操舵されてしまうことである。この発明
は、以上の問題点を解決するためになされたもので、電
気的誤動作や機械的故障によってまったく操舵角の規制
がきかなくなってしまう状態を避け、特に後輪操舵装置
のモータの逆転により逆方向に後輪操舵が行われてしま
うのを防止できる後輪操舵装置を提供することを目的と
する。

【０００４】

【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
めに、請求項１の発明は、車両の走行状態および前輪の
操舵状態に関連して動作する電動モータによりピニオン
ギヤを回転させ、ピニオンギヤに噛み合うラックギヤが
設けられたラック軸の移動により後輪を操舵し、この後
輪の操舵角が大きくなり過ぎないように規制する機械的
な規制機構が設けられた後輪操舵装置において、後輪操
舵に伴って駆動されるいずれかの部分に形成された二つ
の規制溝と、各規制溝にスプリングで付勢され挿入され
ているストッパーピンと、前記二つのストッパーピンの
いずれかのみを前記スプリングの付勢力に抗して前記規
制溝から引き出す引き出し部材と、引き出し部材を駆動
させるブレーキ付きモータと、を有し、前記二つのスト
ッパーピンがともに前記規制溝に挿入されている中立状
態で、一方のストッパーピンと規制溝の一端との距離を
小舵角時の左の規制角を設定する大きさとし規制溝の他
端との距離を大舵角時の右の規制角を設定する大きさと
し、また、他方のストッパーピンと規制溝の一端との距
離を小舵角時の右の規制角を設定する大きさとし規制溝
の他端との距離を大舵角時の左の規制角を設定する大き
さとしたことを特徴とする後輪操舵装置である。

【０００５】請求項２の発明は、更に、後輪操舵に伴っ
て駆動されるいずれかの部分がラック軸であり、二つの
規制溝はラック軸の軸方向に並んで形成され、引き出し
部材はカムであり、カムは二つのストッパーピンのいず
れか一方を規制溝から引き出した状態で他方のストッパ
ーピンには働いていないことを特徴とする請求項１記載
の後輪操舵装置である。請求項３の発明は、更に、後輪
操舵に伴って駆動されるいずれかの部分がラック軸であ
り、二つの規制溝はラック軸の軸方向に並んで形成さ
れ、引き出し部材はカムであり、カムは二つのストッパ
ーピンのいずれか一方を規制溝から引き出した状態で他
方のストッパーピンを規制溝に強制的に挿入しているこ
とを特徴とする請求項１記載の後輪操舵装置である。請
求項４の発明は、更に、後輪操舵に伴って駆動されるい
ずれかの部分がラック軸であり、二つの規制溝はラック
軸の両側面に軸中心を挟んで形成され、引き出し部材
は、ラック軸を跨いで設けられる二股形状の部材であり
二股形状の両先端に二つのストッパーピンを保持し、ス
トッパーピンのいずれか一方を規制溝から引き出した状
態で他方のストッパーピンを規制溝に強制的に挿入して
いることを特徴とする請求項１記載の後輪操舵装置であ
る。

【０００６】

【発明の実施の形態】この発明の第一の実施形態を図
１、２に示す。この後輪操舵装置は、車両の走行状態及
び図示しない前輪の操舵状態に関連して図示しない電動
モータが動作する。この電動モータに設けられたピニオ
ンギヤがラックギヤに噛み合っており、このラックギヤ
が設けられたラック軸１の移動により、図示しない後輪
を操舵する。この後輪の操舵角が大きくなり過ぎない
ように、小舵角規制と大舵角規制の二段階の規制を行う
機械的な規制機構３が設けられている。即ち、前記ラッ
ク軸１には、２つの規制溝５Ａ、５Ｂが、ラック軸１の
軸方向に並んで形成されている。両規制溝５Ａ、５Ｂの
軸方向の長さは同じである。各規制溝５Ａ、５Ｂにはそ
れぞれストッパーピン７Ａ、７Ｂが設けられ、スプリン
グ９Ａ、９Ｂで付勢されて、各ストッパーピン７Ａ、７
Ｂの先端が規制溝５Ａ、５Ｂ内に挿入されている。各ス
トッパーピン７Ａ、７Ｂの後端は拡径され、フランジ部
１１が形成されている。これら２つのストッパーピン７
Ａ、７Ｂの間にはカム１３が設けられている。

【０００７】カム１３は、ブレーキ付きモータ１５によ
り両方向に所定角度に回動するように駆動される構成と
なっている。ブレーキ付きモータ１５は、ブレーキを有
し、ブレーキに通電された状態でモータ軸の所定回動角
度を維持するブレーキ機能を果たす。カム１３の両端に
はそれぞれ肩部１７が設けられ、前記ストッパーピン７
Ａ、７Ｂのフランジ部１１に下方から係止できる構成と
なっている。従って、カム１３が回動すれば、いずれか
一方のストッパーピン７Ａ、７Ｂのフランジ部１１が肩
部１７によって係止され押し上げられて、そのストッパ
ーピン７Ａまたは７Ｂが規制溝５Ａまたは５Ｂから引き
出される。各ストッパーピン７Ａ、７Ｂの上端には、同
軸上にそれぞれ検出棒１９が設けられ、ストローク型の
センサ２１により各ストッパーピン７Ａ、７Ｂの規制溝
５Ａ、５Ｂに対する出入りが検出される構成となってい
る。

【０００８】後輪操舵がまったく行われておらずラック
軸１が中立位置にある状態で、一方のストッパーピン７
Ａと規制溝５Ａの内側の一端との距離ＬＡ１は、小舵角
時の右（Ｒ）の規制角を設定する大きさとなる。また、
このストッパーピン７Ａと規制溝５Ａの外側の他端との
距離ＬＡ２は、大舵角時の左（Ｌ）の規制角を設定する
大きさとなる。そして、他方のストッパーピン７Ｂと規
制溝５Ｂの内側の一端との距離ＬＢ１は、小舵角時の左
の規制角を設定する大きさとなる。また、ストッパーピ
ン７Ｂと規制溝５Ｂの外側の他端との距離ＬＢ２は、大
舵角時の右の規制角を設定する大きさとなる。

【０００９】以下、この第一の実施形態の動作について
説明する。まず、前輪を左または右方向に小舵角に操舵
する時には、後輪操舵装置のブレーキ付きモータ１５の
電源をＯＮさせカム１３を中立に戻し、ブレーキ付きモ
ータ１５の電源をＯＦＦさせる。その後、ストッパーピ
ン７Ａ、７Ｂはスプリング９Ａ、９Ｂの力で中立状態と
なり、ブレーキ電源はＯＮされるように制御する。この
状態で、ブレーキ付きモータ１５のブレーキが働き、中
立状態が維持される。この中立状態では２つのストッパ
ーピン７Ａ、７Ｂの先端はそれぞれの規制溝５Ａ、５Ｂ
に挿入されている。従って、各ストッパーピン７Ａ、７
Ｂは規制溝５Ａ、５Ｂの内側の一端との距離ＬＡ１、Ｌ
Ｂ１を相対移動できるのみであり、小舵角時の規制が行
われる。このように、この小舵角規制は例えば±１度で
行われる。

【００１０】次に、前輪を右方向に大舵角に操舵する時
には、後輪操舵装置のブレーキ付きモータ１５の電源は
ＯＮされ、同時にブレーキ電源はＯＦＦされる制御が行
われる。この制御を行うＥＣＵからの信号により、ブレ
ーキ付きモータ１５がカム１３を図中Ｙ方向に回動する
ことで、ストッパーピン７Ａが規制溝５Ａからスプリン
グ９Ａの付勢力に抗して引き出される。このとき、ブレ
ーキ電源はＯＮされ、カム１３はその位置を維持してい
る。カム１３はストッパーピン７Ｂには働かないので、
ストッパーピン７Ｂは規制溝５Ｂにスプリング９Ｂの付
勢力により挿入されたままの状態となる。この状態でラ
ック軸１はＲ方向（右方向）に移動可能となる。この場
合に、後輪操舵装置の図示しない電動モータによってラ
ック軸はＲ方向に移動し、後輪を右方向へ大舵角逆相操
舵する。

【００１１】このときストッパーピン７Ｂは前述したよ
うに、スプリングによって規制溝５Ｂに挿入されてお
り、このストッパーピン７Ｂと規制溝５Ｂの外側の他端
との距離ＬＢ２によって、前記大舵角は最大７度に規制
される。また万一、図示しない電動モータの逆転によ
り、ラック軸１が逆方向即ちＬ方向（左方向）へ移動し
ようとしても、小舵角規制に相当する規制が行われる。
即ち、ストッパーピン７Ｂと規制溝５Ｂの内側の一端と
の距離ＬＢ１によって設定される最大１度の小舵角に押
さえられる。

【００１２】同様に、前輪を左方向に大舵角に操舵する
時に、ブレーキ付きモータ１５の電源がＯＮし、同時に
ブレーキ電源がＯＦＦされるように制御される。この制
御を行うＥＣＵからの信号により、ブレーキ付きモータ
１５によりカム１３が図中Ｘ方向に回動することで、今
度は逆に、ストッパーピン７Ｂが規制溝５Ｂから引き出
され、ラック軸１はＬ方向へ移動可能となる。しかし他
方のストッパーピン７Ａは規制溝５Ａに挿入されたまま
なので、ストッパーピン７Ａと規制溝５Ａの外側の他端
との距離ＬＡ２によって最大７度の大舵角規制が行われ
る。また万一、同様に図示しない電動モータが逆転しよ
うとしても小舵角規制に相当する規制が行われる。

【００１３】以上説明したように、この実施形態によれ
ば、２つのストッパーピン７Ａ、７Ｂは両方がともに規
制溝５Ａ、５Ｂに挿入されているか、あるいは一方のス
トッパーピン７Ａまたは７Ｂが規制溝５Ａ、５Ｂに挿入
されているかのいずれかの状態しかないので、電気的誤
動作や機械的故障によっても、まったく規制がきかない
状態となってしまうのを防ぐことができる。そして、い
ずれか一方のストッパーピン７Ａまたは７Ｂのみが挿入
されている大舵角の操舵の場合でも、左または右の最大
操舵角、即ち規制角が７度とされる大舵角規制が行われ
る。このように小舵角規制と大舵角規制の２段規制が行
われることで、安全性がより向上する。

【００１４】さらに、従来例（図７参照）のようにスト
ッパーピン１１７の駆動をソレノイド１１５を用いて行
うということがないので、ソレノイドが固着することに
よる問題が避けられる。また、２つのストッパーピン７
Ａ、７Ｂはスプリング９Ａ、９Ｂによって常に規制溝５
Ａ、５Ｂに挿入される方向に付勢されているので、ブレ
ーキ付きモータ１５が働かなくなり回動しようとする力
を失った場合でも、ストッパーピン７Ａ、７Ｂは直ちに
規制溝５Ａ、５Ｂに挿入されることになり、小舵角規制
に相当する規制が行われることになる。しかも、ブレー
キ付きモータ１５が故障したとＥＣＵにより判断された
場合には、ブレーキ電源をＯＦＦすることによりブレー
キを解除し、スプリング９Ａ、９Ｂの働きによりカム１
３及びストッパーピン７Ａ、７Ｂを中立状態に戻す。こ
れにより小舵角規制に相当する規制が行われ安全が確保
される。

【００１５】（他の実施形態）以上の第一の実施形態に
おいてはカム１３の両肩部１７は、２つのストッパーピ
ン７Ａ、７Ｂのフランジ部１１に下方から係止するもの
であり、これによりカム１３が２つのストッパーピン７
Ａ、７Ｂのいずれか一方を規制溝５Ａ、５Ｂから引き出
した状態では、他方のストッパーピン７Ａ、７Ｂにはカ
ム１３は働いていないものであった。しかしながら図
３、４に示す第二の実施形態に示すように、カム１３は
２つのストッパーピン７Ａまたは７Ｂのいずれか一方を
規制溝５Ａ、５Ｂから引き出した状態で、他方のストッ
パーピン７Ｂまたは７Ａを規制溝５Ａ、５Ｂに強制的に
挿入できる構造とすることが可能である。

【００１６】即ち、カム１３は左右に短いアーム２３を
突出させており、これらアーム２３はストッパーピン７
Ａ、７Ｂの上方に設けられたカム溝２５に係止してい
る。このためカム１３が図中例えばＹ方向に回動した際
に、ストッパーピン７Ａが規制溝５Ａから引き出される
のみならず、他方のストッパーピン７Ｂは規制溝５Ｂに
強制的に挿入されることとなる。逆に、Ｘ方向にカム１
３が回動した場合も、同様にストッパーピン７Ｂが引き
出された状態で、他方のストッパーピン７Ａは強制的に
規制溝５Ａに挿入されることとなる。このような強制的
な挿入により、大舵角規制がより確実に行われる。な
お、センサ２７はアーム２３の動きを検出する。また、
図２において図１とほぼ同等の働きをする部分について
は同一の番号を付す。

【００１７】この第二の実施形態においても前記第一の
実施形態とほぼ同等の効果を有する。また、以上の２つ
の実施形態においては、２つの規制溝５Ａ、５Ｂは、ラ
ック軸１の軸方向に並んで形成されることとなったが、
図５、６に示す第三の実施形態のように、２つの規制溝
５Ａ、５Ｂをラック軸１の両側面に軸中心を挟んで形成
しても良い。即ち、図５に示すように２つの規制溝５
Ａ、５Ｂはラック軸１の軸中心を挟んで両側面に形成さ
れている。そして、図６に示すように、規制溝５Ａは図
中央から右方向にかけて形成され、規制溝５Ｂは図中央
から左方向にかけて形成される。

【００１８】また前記２つの実施形態においてはストッ
パーピン７Ａ、７Ｂを引き出す部材はカム１３であった
が、図５、６に示す第三の実施形態のように、二股形状
の部材３１であっても良い。即ち、二股形状の部材３１
は、ラック軸１を跨いで設けられ両先端に２つのストッ
パーピン７Ａ、７Ｂを保持する。この二股形状の部材３
１も前記カム１３と同様にブレーキ付きモータ１５の出
力軸１５ａに設けられて、Ｘ方向及びＹ方向に回動す
る。この回動によりストッパーピン７Ａまたは７Ｂいず
れか一方を規制溝５Ａまたは５Ｂから引き出した状態
で、他方のストッパーピン７Ｂまたは７Ａを規制溝５Ｂ
または５Ａに強制的に挿入することができる。

【００１９】以下、図５でより詳しく説明する。なお、
センサ２７は部材３１の動きを検出する。また、図１、
２、及び図３、４とほぼ同等の働きをする部分について
は同等の符号を付す。後輪操舵装置を構成するラック軸
１の両側面には、ラック軸１の中心を挟んで２つの規制
溝５Ａ、５Ｂが形成される。この２つの規制溝５Ａ、５
Ｂに挿入されるストッパーピン７Ａ、７Ｂは、ラック軸
１を挟んだ両側に設けられ、同軸状態で水平に、互いに
先端を対向させて配置される。これら２つのストッパー
ピン７Ａ、７Ｂは二股形状の部材３１の両先端に保持さ
れている。この二股形状の部材３１は、ラック軸１から
離れた位置においてラック軸１と平行に設けられるブレ
ーキ付きモータ１５の出力軸１５ａに対して設けられ
る。ブレーキ付きモータ１５の出力軸１５ａが、Ｙ方向
又はＸ方向に回動することで、いずれか一方のストッパ
ーピン７Ａ、７Ｂが規制溝５Ａ、５Ｂに挿入され、他方
が規制溝５Ａ、５Ｂから引き出される。

【００２０】そしてＹ方向にもＸ方向にも回動していな
い中立状態では、２つのストッパーピン７Ａ、７Ｂのい
ずれもが規制溝５Ａ、５Ｂに挿入された状態となる。二
股形状の部材３１は２つのスプリング９Ａ、９Ｂによっ
て付勢される付勢方向は互いに反対方向であり、これに
より二股形状の部材３１は常に中立状態に維持しようと
する力を受ける。この第三の実施形態においても、２つ
のストッパーピン７Ａ、７Ｂと規制溝５Ａ、５Ｂの両端
との距離ＬＡ１、ＬＡ２、ＬＢ１、ＬＢ２（図１参照）
を設定する事ができ、これにより前記実施形態とほぼ同
等の効果を得ることができる。なお、以上の３つの実施
形態では２つの規制溝５Ａ、５Ｂが形成されるのはラッ
ク軸１であったが、更に他の実施形態では必ずしもラッ
ク軸１に限らず、後輪操舵に伴って駆動される後輪操舵
装置のいずれかの部分に２つの規制溝５Ａ、５Ｂを形成
することが可能である。例えば、後輪操舵を行う電動モ
ータが回転力を伝達する減速ギヤ（図７減速ギヤ１０７
参照）に２つの規制溝を円弧状に設けることも可能であ
る。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１、２、又
は３の発明によれば、２つのストッパーピンのうち少な
くともいずれか一方は必ず規制溝に挿入されており、ど
のような場合でもまったく規制がきかない状態となって
しまうことは避けられる。即ち、左または右の小舵角規
制と右または左の大舵角規制が必ず得られることにな
る。また、いずれか一方のストッパーピンが規制溝に挿
入された状態で大舵角規制が行われるが、この大舵角規
制の状態で仮に後輪操舵装置の電動モータが逆転して
も、逆方向の後輪操舵は小舵角規制に相当する規制が行
われる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第一実施形態に係る後輪操舵装置に
設けられる規制機構の正面断面図である。

【図２】第一実施形態の規制機構の側面図である。

【図３】この発明の第二実施形態に係る後輪操舵装置に
設けられる規制機構の正面断面図である。

【図４】第二実施形態の規制機構の側面図である。

【図５】この発明の第三実施形態に係る後輪操舵装置に
設けられる規制機構の正面断面図である。

【図６】第三実施形態の規制機構の側面図である。

【図７】従来技術の規制機構を示す断面図である。

【符号の説明】

１ラック軸３規制機構５Ａ、５Ｂ規制溝７Ａ、７Ｂストッパーピン９Ａ、９Ｂスプリング１３カム（引き出し部材）１５ブレーキ付きモータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者成田守東京都港区浜松町２−４−１世界貿易センタービルカヤバ工業株式会社内 (72)発明者田中圭一東京都港区浜松町２−４−１世界貿易センタービルカヤバ工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車両の走行状態および前輪の操舵状態に
関連して動作する電動モータによりピニオンギヤを回転
させ、ピニオンギヤに噛み合うラックギヤが設けられた
ラック軸の移動により後輪を操舵し、この後輪の操舵角
が大きくなり過ぎないように規制する機械的な規制機構
が設けられた後輪操舵装置において、後輪操舵に伴って
駆動されるいずれかの部分に形成された二つの規制溝
と、各規制溝にスプリングで付勢され挿入されているス
トッパーピンと、前記二つのストッパーピンのいずれか
のみを前記スプリングの付勢力に抗して前記規制溝から
引き出す引き出し部材と、引き出し部材を駆動させるブ
レーキ付きモータと、を有し、前記二つのストッパーピ
ンがともに前記規制溝に挿入されている中立状態で、一
方のストッパーピンと規制溝の一端との距離を小舵角時
の左の規制角を設定する大きさとし規制溝の他端との距
離を大舵角時の右の規制角を設定する大きさとし、ま
た、他方のストッパーピンと規制溝の一端との距離を小
舵角時の右の規制角を設定する大きさとし規制溝の他端
との距離を大舵角時の左の規制角を設定する大きさとし
たことを特徴とする後輪操舵装置。
【請求項２】後輪操舵に伴って駆動されるいずれかの
部分がラック軸であり、二つの規制溝はラック軸の軸方
向に並んで形成され、しかも、引き出し部材はカムであ
り、カムは二つのストッパーピンのいずれか一方を規制
溝から引き出した状態で他方のストッパーピンには働い
ていないことを特徴とする請求項１記載の後輪操舵装
置。
【請求項３】後輪操舵に伴って駆動されるいずれかの
部分がラック軸であり、二つの規制溝はラック軸の軸方
向に並んで形成され、しかも、引き出し部材はカムであ
り、カムは二つのストッパーピンのいずれか一方を規制
溝から引き出した状態で他方のストッパーピンを規制溝
に強制的に挿入していることを特徴とする請求項１記載
の後輪操舵装置。
【請求項４】後輪操舵に伴って駆動されるいずれかの
部分がラック軸であり、二つの規制溝はラック軸の両側
面に軸中心を挟んで形成され、引き出し部材は、ラック
軸を跨いで設けられる二股形状の部材であり二股形状の
両先端に二つのストッパーピンを保持し、ストッパーピ
ンのいずれか一方を規制溝から引き出した状態で他方の
ストッパーピンを規制溝に強制的に挿入していることを
特徴とする請求項１記載の後輪操舵装置。