JPH0585373A

JPH0585373A - 電動後輪操舵装置

Info

Publication number: JPH0585373A
Application number: JP27862591A
Authority: JP
Inventors: Joji Otsuka; 譲治大塚; Tatsuo Ito; 達夫伊藤
Original assignee: Kayaba Industry Co Ltd
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 1991-09-30
Filing date: 1991-09-30
Publication date: 1993-04-06

Abstract

(57)【要約】【目的】この発明の目的は、ハイポイドギヤを用いな
いことで生産性を高め、さらにハイポイドギヤと同じく
逆効率を０とした電動後輪操舵装置を提供することであ
る。【構成】前輪の舵角に応じた出力をコントローラで制
御する動力装置を備えた後輪操舵装置において、ケーシ
ング１に取り付けた電動モータｍと、上記電動モータｍ
の回転を伝達する伝達機構と、この伝達機構によって回
転するリング２６と、リング２６の内側に形成されたア
クメねじ部２８と、上記アクメねじ部２８と噛み合うウ
ォーム３０を形成したロッド１７とで構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、電動モータの回転を
ロッドに伝達するのに最適な伝達機構を備えた電動式後
輪操舵装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図３〜５は、従来の電動式後輪操舵装置
である。この装置は、次のように構成されている。ま
ず、ケーシング１に固定された電動モータｍのモータ軸
２には、ハイポイドギヤピニオン３が取りつけられてい
る。このハイポイドギヤピニオン３は、ハイポイドギヤ
ホイール４と噛み合っている。そしてこれらハイポイド
ギヤピニオン３とハイポイドギヤホイール４によりギヤ
群を構成している。このギヤ群は、逆効率を０とする条
件を満足するように組み合わせてあるので、走行中に図
示されていない後輪から伝わる外力をギヤ群が受け止め
る。したがって、後輪からの外力で、電動モータｍを回
転させることはない。

【０００３】また、上記ハイポイドギヤホイール４は、
軸受け５、６とによってケーシング１に回転自在に支持
されている。このハイポドギヤホイール４には、支持軸
７がはめ込まれ固定されている。この支持軸７の上部に
は、切り欠き部８を形成したプレート体９が取り付けら
れている。そしてこのプレート体９は、カバー１０の上
に設けられたポテンショメータ１１に接続してある。上
記支持軸７とポテンショメータ１１は次のように接続さ
せている。すなわち、ポテンショメータ１１は、レバー
部１２を持っている。このレバー部１２が、プレート体
９の切り欠き部８にはめ込まれている。これにより、支
持軸７の回転がポテンショメータ１１に伝えられる。ま
たポテンショメータ１１は、図示されていないコントロ
ーラに接続されているので、支持軸７の回転角をポテン
ショメータ１１が検出し、その情報をコントローラに送
ることができる。

【０００４】上記ハイポイドギヤホイール４の下部中心
部付近は、円柱形の凹部１３を形成している。この凹部
１３に設けた球面軸受け１４でスタッドシャフト１５の
一端を回転自在に支持している。このスタッドシャフト
１５は、ハイポイドギヤホイール４の支持軸７に対し
て、偏芯量ｅだけ偏芯させている。（図５参照）

【０００５】上記スタッドシャフト１５の他端、つま
り、球面軸受け１４とは反対側に、テーパ部１６を形成
しいる。このテーパ部１６は、ロッド１７に形成したテ
ーパ孔部１８と一致するようになっている。このテーパ
孔部１８に、テーパ部１６をはめ込んで固定する。さら
に、ロッド１７には、図４に示したもう１つのポテンシ
ョメータ１９が取り付けてある。このポテンショメータ
１９は、ロッド１７の移動距離を検出しコントローラに
その情報を送っている。このロッド１７は、ケーシング
１に取付けられたブッシュ４３で摺動自在に支持されて
いる。またロッド１７は、その軸線方向に沿って移動す
る。その動きは、ロッド１７の両端に取り付けてある図
示されていないサイドロッドと、これを介して取り付け
られている後輪に伝えられ、後輪を転舵する。つまりロ
ッド１７の移動する距離が後輪の舵角に対応するので、
ロッド１７の移動距離を測定すれば、後輪の舵角を知る
ことができる。これによって、ロッド１７の移動距離を
ポテンショメータ１９で読み取り、その情報をコントロ
ーラに送っている。

【０００６】このように構成された電動後輪操舵装置の
動作を以下に示す。まず、図示されていないコントロー
ラからの信号で回転を制御回転される電動モータｍが回
転すると、モータ軸２に取り付けられたハイポイドギヤ
ピニオン３も回転する。これにより、ハイポイドギヤピ
ニオン３と噛み合うハイポイドギヤホイール４も回転す
る。ハイポイドギヤホイール４が回転すれば、スタッド
シャフト１５はハイポイドギヤホイール４の軸線を中心
としてその回りを回転する。（スタッドシャフト１５
は、ハイポイドギヤホイール４の支持軸７に対して、偏
芯量ｅだけ偏芯させている。）このようなスタッドシャ
フト１５の動きは、ロッド１７の軸線に沿った直線方向
のみ許容する。そしてそれ以外の運動は、球面軸受け１
４によって吸収される。したがって、電動モータｍの回
転は、上記のようにしてロッド１７の直線運動に変換さ
れ、ロッド１７の両端にある図示されていない後輪を転
舵する。また、後輪からの外力がギヤ群に伝わってきて
も、ギヤ郡の逆効率が０なので、電動モータｍを後輪側
からの力で回転させることはない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の電
動後輪操舵装置には、次のような問題があった。すなわ
ち、逆効率を０とするために従来の装置では、ハイポド
ギヤを用いていた。ハイポイドギヤは、回転双曲面の一
部をピッチ面とし、平行でなく、かつ交わらない２軸間
に回転を与える食い違い歯車の一種である。このため、
歯自体の形状も複雑である。また、このハイポイドギヤ
を用いて逆効率を０とするためには γ＜ρ （１） ψ_P ：スパイラル角 γ＝９０°−ψ_P （２） μ：摩擦係数 ρ＝ｔａｎ^-1 （μ／ｃｏｓθ）（３） θ：圧力角、γ：逆効率となるようにしなければならず、また、ハイポイドギヤ
を円滑に回転させるために、ハイポイドギヤピニオン３
とハイポイドギヤホイール４の噛み合いの当たり具合を
調整しなければならない。これら種々の条件が重なっ
て、組み付け精度を上げる作業工程が増えるという問題
があった。また、上記と同様の理由で、ハイポイドギヤ
を製作するために専用の歯切盤を必要とするので、生産
コストが高くなるという問題もあった。

【０００８】この発明の目的は、ハイポイドギヤを用い
ないことで生産性を高め、さらにハイポイドギヤと同じ
く逆効率を０とする電動後輪操舵装置の提供にある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めにこの発明では、前輪の舵角に応じた出力をコントロ
ーラで制御する動力装置を備えた後輪操舵装置におい
て、コントローラにより回転を制御される電動モータを
ケーシングに取り付けるとともに、ケーシング内に、上
記電動モータの回転を伝達する伝達機構と、この伝達機
構によって回転するリングと、上記リングの内側に形成
されたアクメねじ部と、上記アクメねじ部と噛み合うウ
ォームを形成しているロッドとを設ける構成としてい
る。

【００１０】

【作用】電動モータが回転すると、その回転は伝達機構
を介してリングを回転させる。リングの回転により、リ
ング内のアクメねじ部も回転し、その回転はアクメねじ
部に噛み合っているウォームに伝わる。また、ウォーム
はロッドに形成されているので、結局、電動モータの回
転が、上記のようにしてロッドに伝わり、ロッドの両端
に取り付けられた後輪を転舵する。またこのアクメねじ
部とウォームの組み合わせは、逆効率が０となるので、
後輪からの外力により電動モータを回転させることはな
い。これにより、後輪から外力が作用しても、後輪が不
必要に転舵することはない。

【００１１】

【実施例】図１〜３は本発明の実施例である。前記した
従来例と同様の構成要素については、同一符号を用い、
その詳細な説明を省略する。

【００１２】図１は第１実施例でありその構成は、次の
とおりである。すなわち、ケーシング１には電動モータ
ｍがボルト２０で固定してある。この電動モータｍは、
図示していないコントローラからの信号で回転を制御さ
れている。この電動モータｍのモータ軸２の先端部には
モータギヤ２１が取り付けてある。また、上記モータギ
ヤ２１の先端部には、ポテンショメータ１１が接続して
あり、電動モータｍの回転角を検出し、その信号をコン
トローラに送っている。上記モータギヤ２１はケーシン
グ１内の中間ギヤ２２と噛み合っている。この中間ギヤ
２２の回転軸２３は、ベアリング２４で支持されてい
る。そして、この中間ギヤ２２は、ギヤリング２５と噛
み合っている。

【００１３】上記ギヤリング２５は、リング２６の外周
部にギヤ２７を形成している。このリング２３の外周部
のギヤ２４が上記中間ギヤ２２と噛み合っている。この
ギヤリング２５は、その回転軸部２９をベアリング２４
で回転自在に支持されている。また、このギヤリング２
５の内部にはアクメねじ部２８が形成されている。上記
ギヤリング２５の回転軸部２９の内側をロッド１７が突
き抜けている。そしてこのロッド１７はケーシング１に
取付けられたブッシュ４３により、摺動自在に支持され
ている。また、このロッド１７にはウォーム３０が形成
してある。このウォーム３０はギヤリング２５内のアク
メねじ部２８と噛み合っている。また、ギヤリング２５
の両端からはみ出したロッド１７の一端には、溝３１が
設けてある。この溝３１にポテンショメータ１９を接続
してロッド１７の動きを検出し、その情報をコントロー
ラに送っている。さらに、ギヤリング２５からはみ出し
た部分のロッド１７の一端に平坦面３２を形成してい
る。そして、ケーシング１内であって平坦面３２に対応
する位置にロッド回転止め３３を設け、ロッド１７が回
転してしまうのを押えている。

【００１４】上記の構成によるこの後輪操舵装置の動作
は、次に示すとおりである。すなわち、電動モータｍが
回転して、そのモータ軸２先端に取り付けられたモータ
ギヤ２１が回転する。すると、モータギヤ２１と噛み合
う中間ギヤ２２は、ギヤリング２５の外周部に形成され
たギヤ２７と噛み合いギヤリング２５を回転させる。ギ
ヤリング２５が回転することで、ギヤリング２５内に形
成されたアクメねじ部２８も回転する。このとき、ロッ
ド１７に形成されたウォーム３０は、アクメねじ部２８
と噛み合っているので、アクメねじ部２８の回転がロッ
ド１７の直線運動に変換される。ロッド１７がその軸方
向に移動すれば、それに応じて図示されていない後輪が
転舵される。このように、電動モータｍの回転がモータ
ギヤ２１、中間ギヤ２２、ギヤリング２５を介して、ロ
ッド１７をその軸線に沿った方向に移動させる。そして
このロッド１７が、その軸線に沿った方向に移動するこ
とで、後輪を転舵する。

【００１５】このとき、後輪からロッド１７を移動させ
る方向に外力が働いても、その外力はアクメねじ部２８
により受け止められて電動モータｍを回転させることは
ない。なぜなら、ロッド１７に形成されたウォーム３０
とアクメねじ部２８は、丁度ボルトとナットの関係と同
じだからである。つまり、ウォーム３０が形成されてい
るロッド１７がボルトに相当し、アクメねじ部２８が形
成されているギヤリング２５はナットに相当している。
ボルトにナットを噛み合わせたとき、ボルトの軸線に沿
った直線方向に力を加えても、ナットを回転させること
はできない。これと同じことが、ウォーム３０とギヤリ
ング２５に当てはまる。つまり、ボルトに相当するロッ
ド１７に形成してあるウォーム３０のねじれ角が小さく
なっていので、ロッド１７の軸線方向に沿った力は、ナ
ットに相当するギヤリング２５内に形成してあるアクメ
ねじ部２８で受け止められ、ギヤリング２５を回転させ
ることはない。このように、ウォーム３０とアクメねじ
部２８の組み合わせにより、後輪からの外力で、ギヤリ
ング２５が回転することはなく、ハイポイドギヤ群と同
様に、逆効率を０とすることができる。

【００１６】図２は、この発明の第２実施例を示したも
のである。第１実施例と違って電動モータｍのモータ軸
２とロッド１７が同軸に配置され、遊星ギヤ装置によっ
て電動モータｍの回転力をロッド１７に伝達している。
その構成は次のとおりである。

【００１７】電動モータｍのモータ軸２は、中空になっ
ている。このモータ軸２は、一対のベアリング３４によ
ってケーシング１に回転自在に支持されている。また、
上記電動モータｍの一端には、電動モータｍの回転状態
を検知する回転センサ３５を設けている。上記モータ軸
２一端には、その外周部に遊星ギヤ装置を構成するサン
ギヤ３６を形成している。このサンギヤ３６と噛み合う
のがプラネタリギヤ３７である。さらに、このプラネタ
リギヤ３７に噛み合うのがケーシング１に形成されたリ
ングギヤ３８である。このリングギヤ３８はサンギヤ３
６と軸心を同じにしている。

【００１８】また、上記プラネタリギヤ３７の回転中心
部３９にはリング２６のシャフト部４０がはめ込んであ
る。このようにプラネタリギヤ３７にリング２６のシャ
フト部４０をはめ込むが、このとき電動モータｍのモー
タ軸２とリング２６の回転軸部４１とがその中心を同じ
にしている。また上記リング２６は、図３の中でその左
右両側面をベアリング４２でケーシング１に回転自在に
支持されている。そしてリング２６の内側には第１実施
例と同様にアクメねじ部２８が形成されている。この電
動モータｍの中空になったモータ軸２の内周部を貫き、
リング２６の内部に形成されたアクメねじ部２８と噛み
合うロッド１７には、やはり第１実施例同様にウォーム
３０が形成されている。また、ロッド１７のストローク
を感知するポテンショメータ１９とロッド回転止め３１
は、配置位置、機能とも第１実施例と同じである。

【００１９】上記のように構成された第２実施例は次の
ように動作する。すなわち、電動モータｍが図示されて
いないコントローラからの信号で制御されて回転する
と、電動モータｍのモータ軸２に形成されたサンギヤ３
６が回転する。サンギヤ３６が回転すると、プラネタリ
ギヤ３７がサンギヤ３６の回りを自転しながら公転す
る。プラネタリギヤ３７がサンギヤ３６の回りを公転す
ることにより、リング２６も回転する。リング２６が回
転するとリング２６内部のアクメねじ部２８も回転す
る。このアクメねじ部２８の回転により、アクメねじ部
２８と噛み合うロッド１７のウォーム３０が第１実施例
同様に図中左右に移動する。その結果、ロッド１７の両
端に取り付けられた図示されていない後輪を転舵させ
る。このときも第１実施例と同様に、後輪からの外力で
ロッド１７を移動させる力が働いても、アクメねじ部２
８によりその力を受け止めて電動モータｍを回転させる
ことはない。これにより、不必要な後輪の転舵を抑えら
れる。

【００２０】

【効果】電動モータの回転を伝達機構を介してリングに
伝え、リング内に形成したアクメねじ部とロッドに形成
したウォームを噛み合わせてリングからの回転力をロッ
ドの直線運動に変えて後輪を転舵しているので、例え
ば、ハイポドギヤなどのように特殊な機械を用いて工作
したり、歯当たり調整をしたりという余計な工程のかか
る部品を用いる必要がな。このため、製造価格を低くす
ることができる。また、アクメねじ部とウォームは、そ
の形状からわかるように、上記のようなよけいな工程を
必要としない。このため、その精度の管理も容易にする
ことができるので、製造価格を低くでき、メンテナンス
も容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の断面図である。

【図２】第２実施例の断面図である。

【図３】従来例の断面図である。

【図４】図３のIV矢視要部拡大断面図である。

【図５】図３のV −V 線断面図である。

【符号の説明】

１ケーシング 17 ロッド 23 リング 28 アクメねじ部 30 ウォームｍ電動モータ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】前輪の舵角に応じた出力をコントローラ
で制御する動力装置を備えた後輪操舵装置において、コ
ントローラにより回転を制御される電動モータをケーシ
ングに取り付けるとともに、ケーシング内に、上記電動
モータの回転を伝達する伝達機構と、この伝達機構によ
って回転するリングと、上記リングの内側に形成された
アクメねじ部と、上記アクメねじ部と噛み合うウォーム
を形成しているロッドとを設ける構成とした電動後輪操
舵装置。