JPH0679909B2 - 車両の後輪操舵機構 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は車両の後輪操舵機構に関する。

（従来の技術） 本出願人は特願昭61−79567号（特開昭62−238170号公
報参照）において、前輪操舵機構から取出した回転を伝
達する前後方向の主軸と、これの後端に設けた直径方向
のアームと、これの後方に離間して配置された左右方向
に移動自在な出力部材と、これに設けた上下方向のガイ
ドと、これとアーム間に介設され、ガイドに対し上下方
向に摺動自在で、且つアームに対し主軸の直径方向に摺
動自在なスライド部材と、これを上下方向に移動させる
駆動装置とから成り、主軸の回転をスライド部材の上下
動で出力部材の左右方向動に変換して後輪を転舵するよ
うにした車両の後輪操舵機構を提案した。

これによれば、出力部材自体を上下に移動させずに、ス
ライド部材を上下動させるだけなので、後輪の舵角調整
に要する駆動力は小さなもので足りる。

（発明が解決しようとする問題点） 斯かる後輪操舵機構において、スライド部材を上下に動
かそうとする反力が駆動装置に伝わると、その荷重で受
け止めるべくギヤ列を大型化し、モータも大容量化する
必要があり、これにより重量化を招くという問題があ
る。

そこで本発明の目的は、モータやギヤ列に作用する負荷
を小さくして特にモータの小容量化が図れ、軽量化にも
寄与するようにした車両の後輪操舵機構を提供するにあ
る。

（問題点を解決するための手段） 以上の目的を達成すべく本発明は、前記形式の後輪操舵
機構において、スライド部材（51）の左右に配置された
一対の上下方向の送りネジ（76），（76）と、この両送
りネジを連動するギヤ（74），（75），（74）列と、こ
れに噛合うギヤ（73）を備えるモータ（72）と、送りネ
ジに螺合する左右一対のナット部材（77），（77）とか
ら駆動装置（71）を構成し、スライド部材（51）を移動
自在に支持する左右方向の支軸（61）を左右のナット部
材（77），（77）間に架設したことを特徴とする。

（作用） スライド部材（51）の支軸（61）は左右の送りネジ（7
6），（76）に螺合したナット部材（77），（77）間に
支持されているので、スライド部材（51）の支軸（61）
を上下に動かそうとする反力は、ナット部材（77），
（77）で受け止められる。即ち送りネジ（76）の回転に
より減速されてナット部材（77）は上下動するが、ナッ
ト部材（77）に上下方向の荷重が作用しても、送りネジ
（76）は回転し難いという非可逆性を有するため、支軸
（61）に作用する上下方向の荷重をその両側のナット部
材（77），（77）により受け止めることができ、ギヤ
（73），（74），（75）やモータ（72）には荷重が殆ど
加わらなくなる。

従ってモータ（72）及びギヤ（73），（74），（75）へ
の負荷が極く小さなものとなるので、特にモータ（72）
の小容量化、軽量化が図れる。

また実施例のようにギヤ列の他方にもモータ（72′）を
追加すれば、一方のモータの出力が０となった場合で
も、他方のモータが正常ならシステムの機能を維持する
ことができる。

（実施例） 以下に添付図面を基に実施例を説明する。

第１図は前後輪操舵装置の概略斜視図で、前輪操舵機構
は、ハンドル（１）、回転入力用ピニオン軸（２）、ラ
ック軸（３）、左右のタイロッド（４）及びナックルア
ーム（５）等から成り、（６）は前輪操舵ギヤボック
ス、（７）は左右の前輪であり、ギヤボックス（６）に
はラック軸（５）と噛合う回転取出用ピニオン軸（８）
が後方に突出して組込まれる。回転取出用ピニオン軸
（８）にはリンケージ軸（９）が連結され、更にリンケ
ージ軸（９）には後輪操舵機構の回転入力軸（11）が連
結される。

後輪操舵機構の要部は第２図に示す如くで、回転入力軸
（11）、主軸（21）、出力部材（41）、スライド部材
（51）、駆動装置（71）から成り、各部の詳細は第４図
乃至第７図に示し、また第１図中、（81）は後輪操舵ギ
ヤボックス、（91）は制御装置をなすECU、（92）は車
速センサ、（94）はタイロッド、（95）はナックルアー
ム、（97）は後輪である。

図示のように前後方向を向く回転入力軸（11）の後端に
はピニオン（12）が形成され、この入力軸（11）の直上
方に主軸（21）が平行に配置され、主軸（21）の後部に
はピニオン（12）に下方から噛合う扇状のインターナル
ギヤ（22）が一体に垂設され、更にインターナルギヤ
（22）の後面には主軸（21）の直径方向のアーム（23）
が一体に形成される。これらインターナルギヤ（22）及
びアーム（23）は後輪（87）の操舵中立位置では垂直状
態に維持される。

回転入力軸（11）は前後のボールベアリング（13）及び
ニードルベアリング（14）を介して筒部材（15）内に回
転自在に組込まれ、筒部材（15）は第５図の如く入力軸
（11）を偏心して支持する。この筒部材（15）は後輪操
舵ギヤボックス（81）の前部（82）内に回転可能に組込
まれ、筒部材（15）の上部には左右一対の凹段部（1
6），（16）が形成される。ギヤボックス前部（82）の
左右には凹段部（16），（16）の側方に開口する左右一
対のネジ孔（83），（83）が形成され、このネジ孔（8
3），（83）内には先端が凹段部（16），（16）にそれ
ぞれ当接する左右一対の調整ネジ（17），（17）が螺着
される。

また主軸（21）は前後のボールベアリング（24），（2
5）を介してギヤボックス前部（82）内に回転自在に組
込まれ、両ベアリング（24），（25）の外輪間にはカラ
ー（26）とその後端のフランジ（27）が架設される。こ
こで、前方のベアリング（24）の内輪と主軸（21）とは
軸方向へ移動可能に嵌合され、このベアリング（24）の
外輪及び後方のベアリング（25）の外輪とギヤボックス
前部（82）内ともともに軸方向へ移動可能に嵌合されて
いる。ギヤボックス前部（82）の前面には主軸（21）の
前方に開口するネジ孔（84）が同心に形成され、このネ
ジ孔（84）内には調整ネジ（28）が螺着され、この調整
ネジ（28）と前方のベアリング（24）の外輪との間には
キャップ（29）が介設される。更に主軸（21）の前端に
固着したリテーナ（31）と前方のベアリング（24）の内
輪との間にはコイルスプリング（32）が縮装され、カラ
ー（26）とフランジ（27）との間にも皿バネ（33）が縮
装される。

そしてアーム（23）の後方には出力部材（41）が離間し
て配置され、この出力部材（41）は左右方向に向いて水
平に配置された軸状物で、その中央部には上下方向のガ
イド（42）がボルト（43），（43）にて固設される。出
力部材（41）はギヤボックス後部（85）の左右にメタル
ベアリング（44），（44）を介して左右方向へ移動自在
に組込まれ、ガイド（42）とアーム（23）間にはスライ
ド部材（51）が介設される。

スライド部材（51）は、アーム（23）に対し後方からテ
ーパ嵌合して主軸（21）の直径方向に摺動自在な第１ス
ライドピース（52）と、ガイド（42）に対し前方からテ
ーパ嵌合して上下方向に摺動自在な第２スライドピース
（53）と、両スライドピース（52），（53）間に介設さ
れて相互に回転自在に嵌合したセンターピース（54）
と、このセンターピース（54）を移動自在に支持する左
右方向の支軸（61）とから成る。

第１スライドピース（52）とアーム（23）とのテーパ嵌
合部の左右にはニードルベアリング（55），（55）が介
装され、第２スライドピース（53）とガイド（42）との
テーパ嵌合部の左右にもニードルベアリング（56），
（56）が介装される。また第１スライドピース（52）と
センターピース（54）前部との嵌合部にはボールベアリ
ング（57）が介装され、第２スライドピース（53）とセ
ンターピース（54）後部との嵌合部にもボールベアリン
グ（58）が介装される。更にセンターピース（54）はス
ライドベアリング（59）を介装して支軸（61）上に組付
けられる。

支軸（61）は左右に分割された筒軸（62）と棒軸（64）
から成り、筒軸（62）内に棒軸（64）を摺動自在に組込
むとともに、両者間にコイルスプリング（66）を縮装
し、筒軸（62）と棒軸（64）の外端は前後方向に巾広
で、且つ正断面が円弧状をなす係合突部（63），（65）
に形成されている。

そして斯かる支軸（61）を上下動させる駆動装置（71）
が設けられる。

駆動装置（71）は、回転数と回転角をモニターするエン
コーダ付モータ（72）と、左右方向に並べた４個のギヤ
（73），（74），（74），（75）と、左右一対をなす上
下方向の送りネジ（76），（76）と、左右一対のナット
部材（77），（77）とから成る。モータ（72）はギヤボ
ックス後部（85）の一側部に固設されてその上端には駆
動ギヤ（73）を備え、左右一対の送りねじ（76），（7
6）はギヤボックス後部（85）内に回転自在に縦設され
てスライド部材（51）の両側方に位置し、送りネジ（7
6）の上端にはともに被動ギヤ（74）が固着される。左
右の被動ギヤ（74），（74）間には中間ギヤ（75）が介
設され、以上４個のギヤ（73），（74），（74），（7
5）はギヤボックス後部（85）上に突出し、且つギヤカ
バー（86）により覆われている。また送りネジ（76），
（76）にそれぞれ螺合するナット部材（77），（77）の
内端は正断面が円弧状をなす係合凹部（78），（78）に
形成されており、この係合凹部（78），（78）内に前記
支軸（61）端部の係合突部（63），（65）がそれぞれ係
合している。

斯くして左右のナット部材（77），（77）間に支軸（6
1）が架設される。

以上の後輪操舵機構要部の基本原理は第３図に示す如く
で、スライド部材（51）は一個の球体として表される。

ここで、エンコーダ付モータ（72）の回転数及び回転角
情報は、ECU（91）に入力され、車速センサ（92）から
の車速情報と比較して車速に応じた最適の前後輪舵角比
が決定され、モータ（72）の作動は常に確認されてい
る。

次に作動を説明するが、前輪操舵機構の作動は既知の通
りであるため、後輪操舵機構要部の作動のみについて述
べる。

先ず前輪操舵機構から取出した回転が入力軸（11）に入
力されると、ピニオン（22）とインターナルギヤ（22）
による減速比ｋで減速された回転が主軸（21）に伝達さ
れる。

一方、車速情報に応じたモータ（72）の回転がギヤ（7
3），（74），（75），（74）を経て左右の送りネジ（7
6），（76）に伝達されると、送りネジ（76），（76）
の回転で左右のナット部材（77），（77）が上下動し、
この間に架設された支軸（61）を介してセンターピース
（54）が上下に平行移動し、第１スライドピース（52）
はアーム（23）に沿って主軸（21）の直径方向に摺動
し、また第２スライドピース（53）はガイド（42）に沿
って上下方向に摺動する。

そしてアーム（23）は主軸（21）と一体に回転するた
め、アーム（23）に合した第１スライドピース（52）は
主軸（21）に対しクランク回転し、このクランク回転は
センターピース（54）の左右方向動に変換される。この
センターピース（54）と一体に第２スライドピース（5
3）も左右方向動し、この第２スライドピース（53）に
嵌合したガイド（42）と一体の出力部材（41）も左右方
向動する。

斯くして前輪（７），（７）に対する後輪（97），（9
7）の舵角比は車速に応じた最適値に調整される。

ところで、第２図に仮想線で示すように他方の被動ギヤ
（74）に噛合う駆動ギヤ（73′）を備えたモータ（7
2′）を追加しても良い。

以上において、ナット部材（77）は送りネジ（76）の回
転により減速されて円滑に上下動するのに対して、この
ナット部材（77）に上下方向の荷重が作用しても、送り
ネジ（76）は回転し難いという非可逆性を有する。

このため、センターピース（54）を上下に動かそうとす
る反力が作用しても、その支軸（61）は両端でナット部
材（77），（77）により支持されているので、反力はナ
ット部材（77），（77）で受け止められ、ギヤ（73），
（74），（75）やモータ（72）には殆ど伝わらない。

このようにモータ（72）及びギヤ（73），（74），（7
5）への負荷を極く小さくできるため、特に小容量のモ
ータ（72）を採用して軽量化を達成できる。

その上、ギヤ列の他方にもモータ（72′）を追加してお
くと、一方のモータの出力が０となっても、他方のモー
タが正常であれば、システムの機能を保つことができ
る。

これに対して一般に行われているように、モータ出力に
ウォームギヤを使って減速と非可逆性を利用するシステ
ムでは、モータ出力が０になると、その出力部がロック
状態となるため、複数のモータがあっても、システムの
機能を保つことができない。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば、モータやギヤ列に作用す
る負荷を小さくして特にモータの小容量化が図れるの
で、軽量化を達成することができ、またシステムの機能
維持の面でも有利となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は前後輪操舵装置の概略斜視図、第２図は後輪操
舵機構要部の透視斜視図、第３図はその基本原理図、第
４図は第２図IV−IV線断面図、第５図は第４図Ｖ−Ｖ線
断面図、第６図と第７図は第２図VI−VI線及びVII−VII
線の各断面図である。 尚、図面中、（８）は回転取出用ピニオン軸、（９）は
リンケージ軸、（11）は入力軸、（12）はピニオン、
（21）は主軸、（22）はインターナルギヤ、（23）はア
ーム、（41）は出力部材、（42）はガイド、（51）はス
ライド部材、（52），（53）はスライドピース、（54）
はセンターピース、（61）は支軸、（71）は駆動装置、
（72）はモータ、（72），（74），（75）はギヤ、（7
6）は送りネジ、（77）はナット部材、（81）はギヤボ
ックス、（86）はギヤカバー、（91）は制御装置、（9
2）は車速センサである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 阿部 賢 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 大山 泰晴 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (56)参考文献 特開 昭62−238170（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】前輪操舵機構から取出した回転を伝達する
   前後方向の主軸と、該主軸の後端に設けた直径方向のア
   ームと、該アームの後方に離間して配置された左右方向
   に移動自在な出力部材と、該出力部材に設けた上下方向
   のガイドと、該ガイドと前記アーム間に介設され、ガイ
   ドに対し上下方向に摺動自在で、且つアームに対し前記
   主軸の直径方向に摺動自在なスライド部材と、該スライ
   ド部材を上下方向に移動させる駆動装置とから成り、前
   記主軸の回転を前記スライド部材の上下動で前記出力部
   材の左右方向動に変換して後輪を転舵するようにした車
   両の後輪操舵機構において、 前記駆動装置は前記スライド部材の左右に配置された一
   対の上下方向の送りネジと、左右一対の該送りネジを連
   動連結するギヤ列と、該ギヤ列に噛合うギヤを備えるモ
   ータと、前記送りネジに螺合する左右一対のナット部材
   とから成る一方、 左右一対の該ナット部材間に架設されて前記スライド部
   材を移動自在に支持する左右方向の支軸を設けたこと、 を特徴とする車両の後輪操舵機構。