JPH058740A - 電動式四輪操舵装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】後輪用出力軸１１にセンタリングスプリングを
設ける事なく、故障時の中立位置復帰を図る。これによ
り、駆動用電動モータ３７ａ、３７ｂの小型化を図る。 【構成】後輪用出力軸１１の軸方向の変位に伴なって、
後輪に舵角付与を行なう。第一、第二の電動モータ３７
ａ、３７ｂと前記後輪用出力軸１１との間に、第一、第
二の減速機４６ａ、４６ｂを設ける。各減速機４６ａ、
４６ｂは、各電動モータ３７ａ、３７ｂから後輪用出力
軸１１への動力伝達は効率良く行なう。但し、後輪用出
力軸１１から各電動モータ３７ａ、３７ｂへの動力伝達
の効率は低い。上記構成により、一方の電動モータが故
障しても、前記後輪用出力軸１１を中立位置に戻せる。
又、一方の電動モータが暴走しても、後輪に過大な舵角
が付与される事はない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明に係る電動式四輪操舵装
置は、自動車の操舵装置として利用し、自動車の進路を
変更する場合に、前輪だけでなく後輪の向きも変える事
で、回転半径を小さくしたり、或は車両の走行安定性を
保てる様にするものである。

【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走行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】又、後輪の操舵を単に前輪の操舵に関連し
て行なうだけでなく、車速等、旋回性能に影響を及ぼす
各種条件に応じて後輪に適正な舵角を付与する為に、電
動モータにより後輪への舵角付与を行なう、電動式の四
輪操舵装置も従来から研究されている。

【０００４】例えば、本発明者は先に、図５〜６に示す
様な電動式四輪操舵装置を発明した（平成２年特許願第
２３５５５３号）。この先発明に係る電動式四輪操舵装
置は、車両の走行速度が比較的低い場合にのみ、後輪へ
の舵角付与を電動モータにより行ない、高速走行時に於
ける進路変更の際には、遠心力に基づいて後輪に舵角を
付与する、所謂コンプライアンスステア機構により後輪
への舵角付与を行なうものである。

【０００５】この先発明に係る電動式四輪操舵装置に於
いては、運転席に設けられたステアリングホイール１の
動きは、ステアリングシャフト２によりステアリングギ
ヤ３に伝えられて、前輪用出力軸４を軸方向（図５の左
右方向）に亙って変位させ、この前輪用出力軸４の両端
部にそれぞれ連結された左右１対のナックルアーム５、
５を介して、前輪６、６に所望の舵角を付与する。

【０００６】前記ステアリングシャフト２を挿通したス
テアリングコラム７には、舵角センサ８、８が支持され
ており、この舵角センサ８、８が検出するステアリング
シャフト２の回転角から、前輪６、６に付与される舵角
を検出自在としている。尚、舵角センサ８、８を２個設
けるのは、一方の舵角センサ８が故障した場合にも所望
の制御を行なえる様にする、フェイルセーフを図る為で
ある。

【０００７】又、車両の後部床面には、後輪９、９への
舵角付与機構を納める為のハウジング１０が、車両の幅
方向（図５〜６の左右方向）に亙る変位を不能として、
支持されている。そして、このハウジング１０の内側に
後輪用出力軸１１が、左右方向（車両の幅方向）に亙っ
て挿通されている。この後輪用出力軸１１は、軸方向
（図５〜６の左右方向）に変位する事により、前記後輪
９、９に舵角を付与するもので、後輪用出力軸１１の左
右両端部と各後輪９、９とは、ナックルアーム１３、１
３により結合されている。

【０００８】そして、前記後輪用出力軸１１が軸方向に
変位する事に伴なって、各後輪９、９が操舵中心１４、
１４を中心として揺動し、前記後輪用出力軸１１の変位
量に見合う舵角が、前記各後輪９、９に付与される様に
している。又、各後輪９、９の操舵中心１４、１４は、
各後輪９、９の着力点１２、１２（タイヤ下面と地面と
の接触面の中心）よりも距離ｌだけ、車両の前進方向
（図５の上方向）後方（同図下方）に位置させている。

【０００９】一方、前記後輪用出力軸１１の中間部で、
前記ハウジング１０の内側に位置する部分には、ラック
歯１５を固設している。又、前記ハウジング１０の中間
部内側に前記後輪用出力軸１１と捻れの位置関係で回転
自在に支持された、伝達軸１６の一端部（図５〜６の上
端部）にはピニオン歯１７を固設し、このピニオン歯１
７を、前記ラック歯１５と噛合させている。又、前記伝
達軸１６の他端（図５〜６の下端）にはウォームホイー
ル１８を固設している。

【００１０】又、前記ハウジング１０の外面に固定され
た電動モータ１９の回転駆動軸（図示せず）により、電
磁クラッチ３１を介して回転駆動される出力軸２０には
ウォーム２１を固設し、このウォーム２１を前記ウォー
ムホイール１８と噛合させる事で、前記出力軸２０の回
転により、前記後輪用出力軸１１を軸方向に亙って変位
させる減速機構を構成している。

【００１１】この減速機構は、動力の伝達方向に可逆性
を有するものとし、前記出力軸２０の回転に伴ない、後
輪用出力軸１１を軸方向に変位させる他、後輪用出力軸
１１の軸方向の変位に伴なって、前記出力軸２０を回転
させる様にしている。但し、前記減速機構の逆効率は低
く抑える事により、前記各後輪９、９に付与した蛇角を
そのまま保持する際に、後述するセンタリングスプリン
グ２５の圧縮による荷重が、そのまま前記電動モータ１
９に加わらない様にしている。又、電動モータ１９には
エンコーダ３２を付設して、この電動モータ１９の回転
量を検出自在とし、その検出値を次述する制御器２４に
入力している。

【００１２】前記伝達軸１６の一端には、エンコーダ、
ポテンショ等の変位センサ２２、２２を２個設けて、前
記後輪用出力軸１１の変位量を、伝達軸１６を介して検
出自在としている。これら２個の変位センサ２２、２２
から送り出される検出信号は、前記舵角センサ８、８の
検出信号、及び車速を検出する車速センサ２３からの検
出信号と共に、前記電動モータ１９への通電を制御する
制御器２４に入力している。尚、前記変位センサ２２、
２２を２個設けるのも、やはりフェイルセーフを図る為
である。

【００１３】そして、前記制御器２４は、前記車速セン
サ２３により検出される車両の走行速度が一定値（例え
ば４０km/h）以下の場合にのみ、前記電磁クラッチ３１
を繋ぎ、前記舵角センサ８、８と車速センサ２３とから
の信号に基づいて、前記電動モータ１９による後輪９、
９への舵角付与を行なう。この際、エンコーダ３２から
の信号に基づいて、前記電動モータ１９への通電を制御
する。又、伝達軸１６の端部に設けられた変位センサ２
２、２２は、実際に後輪９、９に付与された舵角を検出
して、その検出値を前記制御器２４に入力する。

【００１４】又、前記後輪用出力軸１１を車体に固定の
ハウジング１０に対して、軸方向（図５〜６の左右方
向）に亙る若干の変位自在に、且つ弾性的に支持してい
る。即ち、前記後輪用出力軸１１の中間部に、互いに間
隔をあけて１対の座板２６、２６を、後輪用出力軸１１
の軸方向に亙る変位を自在として外嵌保持すると共に、
両座板２６、２６の内側面同士の間に、前記電動モータ
１９の故障時にも、前記後輪用出力軸１１を中立位置に
戻せるだけの弾力を有するセンタリングスプリング２５
を設けている。

【００１５】又、前記ハウジング１０の内周面には、互
いに間隔をあけて１対の段部２７、２７を形成してお
り、前記１対の座板２６、２６の外側面外周寄り部分
を、それぞれ段部２７、２７に対向させている。又、前
記後輪用出力軸１１の中間部外周面で、前記１対の座板
２６、２６を挟む位置には、１対のストップリング２
８、２８を止着して、後輪用出力軸１１に対する各座板
２６、２６の移動を制限している。更に、前記１対の座
板２６、２６の外側面と、前記段部２７、２７及びスト
ップリング２８、２８との間には、皿板ばね２９、２９
を設けている。

【００１６】各皿板ばね２９、２９を完全に押し潰す為
に要する弾力は、前記センタリングスプリング２５が圧
縮され始める際の弾力よりも小さくして、ハウジング１
０に対し後輪用出力軸１１が変位した場合には、図７に
直線ａで示す様に、先ず皿板ばね２９、２９が変位し
（押し潰され）、何れか（変位方向先端側）の皿板ばね
２９が完全に押し潰されてから、前記センタリングスプ
リング２５が、同図に直線ｂで示す様に、１対の座板２
６、２６の間で圧縮され始める様にしている。但し、各
皿板ばね２９、２９が完全に圧縮された場合に於けるば
ね荷重は、予想される運転状態に於いて発生する遠心力
に基づき、後輪用出力軸１１に加わると予想される最大
横荷重Ｆ_MAX よりも少し大きくしている。

【００１７】上述の様に構成される先発明の電動式四輪
操舵装置に於いては、車両が一定速度（例えば４０km/
h）以下で走行する場合には制御器２４が、舵角センサ
８、８と車速センサ２３とからの信号に基づいて、電動
モータ１９への通電を制御し、必要に応じて後輪９、９
に所望の舵角を付与する。この際、電磁クラッチ３１に
通電して、この電磁クラッチ３１を繋いだ状態のままと
する。

【００１８】即ち、車両が低中速で走行する場合には、
車両の旋回性を向上させる為、後輪９、９に対して前輪
６、６とは逆位相の舵角を付与するが、後輪９、９に付
与する舵角は、図８に実線ｃで示す様に、車速が速くな
る程小さくする。この場合に於いて、後輪９、９に付与
される舵角は、伝達軸１６の一端に設けた変位センサ２
２、２２によって検出し、その検出値を制御器２４に入
力して、フェイルセーフを図る。

【００１９】尚、図８の縦軸に表わされた舵角比とは、
後輪に付与される舵角θ_R と前輪に付与される舵角θ_F
との比（θ_R ／θ_F ）で、絶対値が大きい程、後輪に付
与される舵角が大きい事を表わす。又、横軸よりも上の
領域では、前後輪の舵角が同位相となり、下の領域では
逆位相となる。

【００２０】一方、車両が前記一定速度（４０km/h）を
越えて走行する場合には、前記電磁クラッチ３１への通
電が停止されて、この電磁クラッチ３１の接続が断たれ
る。これに伴なって、舵角センサ８、８と車速センサ２
３とからの信号に拘らず、制御器２４が後輪９、９の舵
角制御を行なう事はなくなる。又、必要に応じて、電動
モータ１９への通電も停止する。

【００２１】この様に、車両が一定速度を越えて走行す
る場合に於いて進路変更が行なわれると、遠心力に基づ
いて後輪９、９に、前輪６、６と同じ位相で舵角が付与
され、進路変更時に於ける車両の安定性が保持される。

【００２２】例えば、ステアリングホイール１の操作に
基づき、前輪６、６を図５の矢印α方向に変位させた場
合、車両の進路変更に伴なう遠心力によって、後輪９、
９が図５の右方に振られ、各後輪９、９と路面との摩擦
により各後輪９、９に、同図に矢印βで示す様に、横方
向の力Ｆが加わる。この力Ｆは、後輪９、９と路面との
接触面、即ち、各後輪９、９の着力点１２、１２を含む
鉛直面上に加わる。一方、各後輪９、９の操舵中心１
４、１４は、前記着力点１２、１２よりも距離ｌだけ車
両の前進方向後方に位置している為、各後輪９、９は、
Ｆ・ｌなるモーメントで、図５の矢印γ方向に操舵され
る。

【００２３】この様にして各後輪９、９が矢印γ方向に
操舵されるのに伴ない、後輪用出力軸１１が軸方向に変
位して、一方（図５〜６の左方）の皿板ばね２９が圧縮
される。従って、各後輪９、９に付与される舵角は、前
記横方向の力Ｆに基づき後輪用出力軸１１の軸方向に加
わる力と、前記皿板ばね２９の圧縮に基づいて後輪用出
力軸１１に加わる力とが釣り合った状態で保持される。

【００２４】この為、車速が一定値を越えた場合には、
後輪９、９に付与される舵角は、図８に破線ｄで示す様
に、常に前輪６、６と同じ位相となる。又、この場合に
於いて後輪９、９に付与される舵角の大きさは、車両の
進路変更に伴なう遠心力により後輪９、９に加わる横方
向の力Ｆの大きさによってのみ定まり、車速や前輪６、
６に付与される舵角の大きさとは（間接的には大きく関
係するが）直接は関係しない。

【００２５】又、皿板ばね２９、２９の圧縮代は限定さ
れたものである為、後輪９、９に過大な舵角が付与され
る事はない。この様に、高速走行時に於いては電動モー
タ１９による後輪９、９への舵角付与は一切行なわず、
物理的な力によってのみ、後輪９、９への舵角付与を行
なうが、車両の走行速度が一定値を越えた場合に電磁ク
ラッチ３１や電動モータ１９への通電を停止する為の機
構は、簡単なもので済む為、当該機構の信頼性は十分に
確保出来、更にこの機構部分に付加するフェイルセーフ
機構も、簡単でしかも信頼性の高いものとする事が出来
る。

【００２６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、例えば上述
の様に構成され作用する先発明に係る電動式四輪操舵装
置を含む、電動モータにより後輪に舵角付与を行なう電
動式四輪操舵装置を、実際に自動車に組み込む場合に於
いては、次に述べる様な点を改良する事が望まれる。

【００２７】先ず、第一の改良点として、センタリング
スプリング２５を省略する事が望まれる。即ち、フェイ
ルセーフ用として組み込まれるこのセンタリングスプリ
ング２５は、電動モータ１９が故障して動かなくなった
場合に於いても、後輪用出力軸１１を中立位置に戻せる
様な、大きな弾力を有する。この為、通常時に前記電動
モータ１９により前記後輪用出力軸１１を変位させるの
に要する力が大きくなり、電動モータ１９の大型化と消
費電流の増大とを招いてしまう。

【００２８】この様な問題を解決する為、前記センタリ
ングスプリング２５を省略しても、電動モータ故障時に
前記後輪用出力軸１１を中立位置に戻す、フェイルセー
フを図れる構造の実現が望まれる。

【００２９】次に、第二の改良点として、電動モータ１
９故障時に前記後輪用出力軸１１が不用意に変位する事
の防止が望まれる。即ち、配線のショート等、何らかの
原因によって前記電動モータ１９が暴走（不用意に回
転）した場合、前記後輪用出力軸１１は前記センタリン
グスプリング２５を圧縮しつつ変位し、後輪９、９への
舵角付与が行なわれる。実際の場合には、前記変位セン
サ２２、２２が異常変位を検出して、制御器２４が前記
電動モータ１９への通電を基から遮断する為、前記後輪
９、９に危険な程の舵角付与が行なわれる事はないと考
えられるが、電動モータ１９が停止する迄の短時間の間
に、僅かとは言え、後輪９、９に好ましくない舵角付与
が行なわれる可能性がある。

【００３０】この様な問題を解決する為、電動モータが
暴走した場合でも、後輪用出力軸１１が変位しない様な
構造の実現が望まれる。

【００３１】本発明の電動式四輪操舵装置は、上述の様
な事情に鑑みて発明されたものである。

【００３２】

【課題を解決する為の手段】本発明の電動式四輪操舵装
置は、軸方向に亙る変位によって後輪に、変位量に応じ
た舵角を付与する後輪用出力軸と、第一の電動モータ
と、この第一の電動モータと前記後輪用出力軸との間に
設けられて、前記第一の電動モータへの通電時に、前記
後輪用出力軸を軸方向に亙って変位させる第一の減速機
と、第二の電動モータと、この第二の電動モータと前記
後輪用出力軸との間に設けられて、前記第二の電動モー
タへの通電時に、前記後輪用出力軸を軸方向に亙って変
位させる第二の減速機と、前記第一、第二の電動モータ
を制御して、両電動モータにより前記後輪用出力軸を同
方向に変位させる制御器とを備える。そして、前記第
一、第二の減速機は、第一、第二の電動モータの動きを
後輪用出力軸に伝達する正方向の効率に比べて、後輪用
出力軸の動きを第一、第二の電動モータに伝達する逆方
向の効率を低くしている。

【００３３】

【作用】上述の様に構成される本発明の電動式四輪操舵
装置により、後輪に舵角を付与する場合、制御器が第
一、第二の電動モータに通電し、この第一、第二の電動
モータにより、第一、第二の減速機を介して後輪用出力
軸を、軸方向に亙り変位させて、後輪に舵角を付与す
る。

【００３４】後輪に舵角を付与した状態で、何れかの電
動モータが故障した場合でも、もう一方の電動モータに
より前記後輪用出力軸を中立位置に戻し、後輪に付与し
ていた舵角を解消する事が出来る。この為前記後輪用出
力軸には、センタリングスプリングを設ける必要がなく
なるか、設けるとしても弾力の弱いもので済む為、第
一、第二の各電動モータの出力はそれ程大きいものであ
る必要はない。

【００３５】又、何れかの電動モータが暴走した場合で
も、後輪用出力軸が不用意に変位する事はなくなる。即
ち、何れかの電動モータが暴走した場合でも他方の電動
モータが正常に作動している限り、逆効率の低い減速機
の存在により、前記後輪用出力軸が動く事はなく、この
後輪用出力軸により後輪に、不用意に舵角が付与される
事がなくなる。

【００３６】

【実施例】図１は本発明の第一実施例を示している。自
動車の床下に支持された円管状のケース３３には後輪用
出力軸１１が、滑り軸受３４を介して、軸方向（図１の
左右方向）に亙る変位自在に挿通されている。この後輪
用出力軸１１の両端部には、それぞれ自在継手３５、３
５を介して、連結ロッド３６、３６の一端を結合してい
る。そして、各連結ロッド３６、３６の他端を、後輪操
舵用ナックルの先端に結合する事により、前記後輪用出
力軸１１の変位に伴なって、左右の後輪に、変位量に応
じた舵角を付与する様にしている。

【００３７】前記ケース３３の両側には、第一の電動モ
ータ３７ａと第二の電動モータ３７ｂとが、各電動モー
タ３７ａ、３７ｂの出力軸３８ａ、３８ｂと前記ケース
３３の中心軸とを平行にして、支持固定されている。前
記各出力軸３８ａ、３８ｂの先端部には、それぞれ伝達
軸３９ａ、３９ｂを、電磁クラッチ４０ａ、４０ｂを介
して結合し、各電磁クラッチ４０ａ、４０ｂの接続時に
は各伝達軸３９ａ、３９ｂが、前記各出力軸３８ａ、３
８ｂと共に回転する様にしている。

【００３８】前記各伝達軸３９ａ、３９ｂは、それぞれ
が１対の軸受４１、４１によって回転自在に支持されて
いる。そして、各伝達軸３９ａ、３９ｂの一端を、上述
の様に前記各電磁クラッチ４０ａ、４０ｂを介して、前
記各出力軸３８ａ、３８ｂに接続し、他端にはエンコー
ダ４２ａ、４２ｂを設けて、前記各伝達軸３９ａ、３９
ｂの回転角度の検出を自在としている。

【００３９】又、前記各伝達軸３９ａ、３９ｂの中間部
には、それぞれ電磁クラッチ４０ａ、４０ｂの側から順
に、ブレーキ４３ａ、４３ｂとウォーム４４ａ、４４ｂ
とを、互いに直列に設けている。この内のウォーム４４
ａ、４４ｂは、それぞれ後述するウォームホイール４５
ａ、４５ｂと噛合する事で、第一、第二の減速機４６
ａ、４６ｂを構成する。

【００４０】一方、前記後輪用出力軸１１の中間部外周
面には、ラック歯１５を一体形成している。又、前記後
輪用出力軸１１の近傍には第一、第二の回転軸４７ａ、
４７ｂが、この後輪用出力軸１１に対し捩りの位置関係
で、それぞれ軸受４８、４９により、回転自在に支持さ
れている。そして、第一、第二の回転軸４７ａ、４７ｂ
の先端部外周面に形成したピニオン歯５０ａ、５０ｂ
を、それぞれ前記ラック歯１５と噛合させている。

【００４１】又、第一、第二の回転軸４７ａ、４７ｂの
基端部に固定したウォームホイール４５ａ、４５ｂを、
前記ウォーム４４ａ、４４ｂに噛合させる事で、第一、
第二の減速機４６ａ、４６ｂを構成している。又、第
一、第二の回転軸４７ａ、４７ｂの基端にはエンコーダ
５２ａ、５２ｂを、第二の回転軸４７ｂの先端にはエン
コーダ６２を、それぞれ設けて、前記第一、第二の回転
軸４７ａ、４７ｂの回転角度を介して、前記後輪用出力
軸１１の変位量を検出自在としている。尚、エンコーダ
５２ａ、５２ｂ、６２を３個設けるのは、何れか１個の
エンコーダが故障しても、残りの２個のエンコーダから
の信号に基づいて、前記後輪用出力軸１１を中立位置に
復帰させる様にする為である。

【００４２】上述の様に、それぞれがウォーム４４ａ、
４４ｂとウォームホイール４５ａ、４５ｂとを組み込ん
で成る、これら第一、第二の減速機４６ａ、４６ｂは、
前記第一、第二の電動モータ３７ａ、３７ｂの動きを前
記後輪用出力軸１１に伝達する正方向の効率に比べて、
後輪用出力軸１１の動きを第一、第二の電動モータ３７
ａ、３７ｂに伝達する逆方向の効率が低い。

【００４３】更に、図示しない制御器が、前記第一、第
二の電動モータ３７ａ、３７ｂと電磁クラッチ４０ａ、
４０ｂ、並びにブレーキ４３ａ、４３ｂとを制御して、
両電動モータ３７ａ、３７ｂにより前記後輪用出力軸１
１を、同方向に変位させる様にしている。

【００４４】上述の様に構成される本発明の電動式四輪
操舵装置により、後輪に舵角を付与する場合、制御器
が、各電磁クラッチ４０ａ、４０ｂを繋ぐと共に、各ブ
レーキ４３ａ、４３ｂを解除して（非制動の状態とし
て）、第一、第二の電動モータ３７ａ、３７ｂに通電す
る。

【００４５】第一、第二の電動モータ３７ａ、３７ｂに
通電される結果、出力軸３８ａ、３８ｂ、伝達軸３９
ａ、３９ｂ、ウォーム４４ａ、４４ｂ、第一、第二の回
転軸４７ａ、４７ｂ、ピニオン歯５０ａ、５０ｂ、ラッ
ク歯１５を介して後輪用出力軸１１が、軸方向に亙って
変位させられる。そして、この後輪用出力軸１１の変位
に伴なって前記連結ロッド３６、３６が押し引きされ、
後輪に舵角が付与される。

【００４６】後輪に舵角を付与した状態で、何れかの電
動モータ３７ａ（又は３７ｂ）が故障した場合には、制
御器が、もう一方の電動モータ３７ｂ（又は３７ａ）に
より前記後輪用出力軸１１を中立位置に戻し、後輪に付
与していた舵角を解消する。この際、必要に応じて前記
何れかの電動モータ３７ａ（又は３７ｂ）側の電磁クラ
ッチ４０ａ（又は４０ｂ）の接続を断ち、前記もう一方
の電動モータ３７ｂ（又は３７ａ）の回転が円滑に行な
われる様に（故障した電動モータ３７ａ（又は３７ｂ）
が、回転の妨げとならない様に）する。

【００４７】前記第一、第二の減速機４６ａ、４６ｂの
逆効率は低い為、前記何れかの電動モータ３７ａ（又は
３７ｂ）の故障に伴なって回転駆動されなくなった、一
方の回転軸４７ａ（又は４７ｂ）の存在に基づいて、前
記もう一方の電動モータ３７ｂ（又は３７ａ）により後
輪用出力軸１１を中立位置に戻すのには若干力を要する
が、前記電動モータ３７ａ（又は３７ｂ）が焼き付き等
により回転不能とならない限り、電磁クラッチ４０ａ
（又は４０ｂ）を繋いだままでも、十分に前記後輪用出
力軸１１を中立位置に戻す事が出来る。又、仮に前記電
動モータ３７ａ（又は３７ｂ）が焼き付き等により回転
不能となった場合でも、電磁クラッチ４０ａ（又は４０
ｂ）の接続を断つ事により、前記後輪用出力軸１１を中
立位置に戻す事が出来る。

【００４８】この為、本発明の電動式四輪操舵装置を構
成する前記後輪用出力軸１１には、前述した先発明の場
合の様なセンタリングスプリング２５（図５〜６）を設
ける必要がなくなるか、設けるとしても弾力の弱いもの
で済む。この為、通常状態に於いて後輪に舵角を付与す
べく、後輪用出力軸１１を変位させる為には、センタリ
ングスプリング２５の大きな弾力に打ち勝つ様な大きな
力を要しない。この為、後輪操舵用の第一、第二の電動
モータ３７ａ、３７ｂの出力はそれ程大きいものである
必要がなくなる。直進時等、前記後輪用出力軸１１を、
中立位置に保持する必要がある場合には、前記ブレーキ
４３ａ、４３ｂにより、前記各伝達軸３９ａ、３９ｂの
回転を阻止する。

【００４９】又、前述の様に、第一、第二の減速機４６
ａ、４６ｂの逆効率が低く抑えられている為、前記第
一、第二の電動モータ３７ａ、３７ｂが同じ動き（後輪
用出力軸１１を同じ方向に同じ量だけ変位させる回転運
動）をした場合に限り、前記後輪用出力軸１１が軸方向
に亙って変位する。従って、何れかの電動モータ３７ａ
（又は３７ｂ）が暴走した場合でも、前記後輪用出力軸
１１が不用意に変位する事はなくなる。

【００５０】即ち、何れか一方の電動モータ３７ａ（又
は３７ｂ）が暴走した場合でも、他方の電動モータ３７
ｂ（又は３７ａ）が正常に作動している限り、逆効率の
低い減速機４６ｂ（又は４６ａ）の存在により、前記他
方の電動モータ３７ｂ（又は３７ａ）側のウォーム４４
ｂ（又は４４ａ）が回転する事はない。この為、前記後
輪用出力軸１１が動く事はなく、この後輪用出力軸１１
により後輪に、不用意に舵角が付与される事がなくな
る。

【００５１】尚、前記制御器は、前記各エンコーダ４２
ａ、４２ｂ、５２ａ、５２ｂ、６２からの出力信号を常
に監視し、後輪に対して異常な舵角付与が行なわれる様
な場合には、直ちに前記後輪用出力軸１１を中立位置に
復帰させた後、前記各電磁クラッチ４０ａ、４０ｂの接
続を断つと共に、前記各ブレーキ４３ａ、４３ｂを作動
させる（制動状態とする）。この状態では、後輪への舵
角付与は一切行なわれず、自動車は、通常の二輪操舵装
置を組み込んだ場合と同様に扱える。尚、エンコーダ５
２ａ、５２ｂ、６２は、エンコーダ４２ａ、４２ｂに比
較して、検出すべき回転量が小さい為、ポテンショ等、
他の変位センサにより代用する事も出来る。

【００５２】次に、図２は本発明の第二実施例を示して
いる。前述の第一実施例が、第一、第二の減速機４６
ａ、４６ｂを構成する為、第一の回転軸４７ａと第二の
回転軸４７ｂとの２本の回転軸を用いていたのに対し
て、本実施例の場合には、軸受４８、４８により回転自
在に支持された１本の回転軸５１の両端部に、それぞれ
ウォームホイール４５ａ、４５ｂを固定している。又、
前記１本の回転軸５１の中間部に形成したピニオン歯５
０を、後輪用出力軸１１に形成したラック歯１５と噛合
させて、前記回転軸５１の回転に伴なって前記後輪用出
力軸１１を、軸方向に亙って変位させる様に構成してい
る。前記後輪用出力軸１１の変位量を検出する為のエン
コーダ５２ａ、５２ｂ、６２は、前記１本の回転軸５１
の両端部に装着している。その他の構成及び作用は、前
述した第一実施例の場合と同様である。

【００５３】次に、図３は本発明の第三実施例を示して
いる。前述の第一〜第二実施例が何れも、逆効率の低い
第一、第二の減速機４６ａ、４６ｂを、ウォーム４４
ａ、４４ｂとウォームホイール４５ａ、４５ｂとから構
成していたのに対して、本実施例の場合には、後輪用出
力軸１１の中間部外周面に形成した角螺子部５３と、こ
の角螺子部５３に螺合した１対のナット片５４ａ、５４
ｂとにより、逆効率の低い、第一、第二の減速機４６
ａ、４６ｂを構成している。

【００５４】前記各ナット片５４ａ、５４ｂは、図示し
ない支持装置により図３に示した位置に、回転のみ自在
（軸方向の変位を不能）として支持されている。そし
て、各ナット片５４ａ、５４ｂの端部外周面に形成した
従動歯車５５ａ、５５ｂと、各伝達軸３９ａ、３９ｂに
固定した駆動歯車５６ａ、５６ｂとを互いに噛合させて
いる。又、前記後輪用出力軸１１の中間部外周面に形成
したラック歯５７と噛合したピニオン軸５８の両端部
に、エンコーダ５２ａ、５２ｂ、６２を装着する事で、
前記後輪用出力軸１１の軸方向に亙る変位量を検出自在
としている。その他の構成及び作用は、前述の第一〜第
二実施例と同様である。

【００５５】次に、図４は本発明の電動式四輪操舵装置
を構成する場合に於ける付属装置を示している。本発明
の電動式四輪操舵装置の場合、通常時に於いては第一、
第二の電動モータ３７ａ、３７ｂを同期して回転させる
為、両モータ３７ａ、３７ｂの同期が確実に行なわれて
いないと、第一、第二の減速機４６ａ、４６ｂを構成す
るウォーム４４ａ、４４ｂとウォームホイール４５ａ、
４５ｂとが、或は角螺子部５３とナット片５４ａ、５４
ｂとが、それぞれ強く摩擦し合ったり、著しい場合には
噛み合ったりして、前記後輪用出力軸１１の変位が円滑
に行なわれなくなる恐れがある。勿論、第一、第二のモ
ータ３７ａ、３７ｂの同期を確実に行なわせる事で、こ
の様な問題をなくす事は可能であるが、各モータ３７
ａ、３７ｂや制御回路として高精度のものが必要になっ
て、電動式四輪操舵装置の製作費が嵩む原因となる。

【００５６】そこで、図４に示す様に、ウォーム４４ａ
（４４ｂ）を固設した、何れか一方の伝達軸３９ａ（３
９ｂ）を、軸方向に亙って弾性的に変位自在とすれば、
前記第一、第二の電動モータ３７ａ、３７ｂの回転に若
干の差が生じた場合に、前記何れか一方の伝達軸３９ａ
（３９ｂ）が軸方向に変位する事で、この差を吸収する
事が出来る。

【００５７】即ち、互いに間隔をあけて配置された１対
の軸受５９、５９に支持された伝達軸３９ａ（３９ｂ）
の外周面で、前記ウォーム４４ａ（４４ｂ）の両端部と
前記軸受５９、５９との間部分には、それぞれ鍔部６
０、６０が形成されている。そして、各鍔部６０、６０
と前記軸受５９、５９との間に、皿板ばね等の弾性材６
１、６１を、各弾性材６１、６１を弾性的に少し押圧し
た状態で挟持している。従って前記伝達軸３９ａ（３９
ｂ）は、軸方向に亙って若干の弾性的変位が自在とな
り、前記第一、第二の電動モータ３７ａ、３７ｂの回転
に差が生じた場合に、前記伝達軸３９ａ（３９ｂ）が軸
方向に変位する事で、この差を吸収し、前記後輪用出力
軸１１の軸方向に亙る円滑な変位を確保する。

【００５８】尚、本発明の電動式四輪操舵装置は、電動
モータへの通電に基づいて後輪用出力軸を軸方向に亙っ
て変位させ、後輪に舵角を付与する構造のものであれば
適用出来る。即ち、本発明が適用される電動式四輪操舵
装置は、前述した先発明に係る電動式四輪操舵装置の様
に、コンプライアンスステア機構を組み込んだものであ
る必要はない。

【００５９】

【発明の効果】本発明の電動式四輪操舵装置は、以上に
述べた通り構成され作用する為、電動式四輪操舵装置を
構成する電動モータとして、小型、低出力のものを使用
出来る。この結果、製作費の低廉化を図れるだけでな
く、電動モータの設置位置の自由度が増し、電動式四輪
操舵装置の設計が容易となる。

【００６０】又、電動モータが暴走した場合にも、後輪
に不用意に舵角付与が行なわれるのを確実に防止して、
高度の安全性を確保出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施例を示す要部平面図。

【図２】同第二実施例を示す要部平面図。

【図３】同第三実施例を示す要部平面図。

【図４】本発明の電動式四輪操舵装置を構成する場合に
於ける付属装置を示す要部平面図。

【図５】先発明の電動式四輪操舵装置を示す部分横断平
面図。

【図６】図５のＡ部拡大図。

【図７】後輪用出力軸の軸方向に亙る変位量と後輪用出
力軸の軸方向に加わるばね荷重との関係を示す線図。

【図８】車速と舵角比との関係を示す線図。

【符合の説明】

１ ステアリングホイール ２ ステアリングシャフト ３ ステアリングギア ４ 前輪用出力軸 ５ ナックルアール ６ 前輪 ７ ステアリングコラム ８ 蛇角センサ ９ 後輪 １０ ハウジング １１ 後輪用出力軸 １２ 着力点 １３ ナックルアール １４ 操蛇中心 １５ ラック歯 １６ 伝達軸 １７ ピニオン歯 １８ ウォームホイール １９ 電動モータ ２０ 出力軸 ２１ ウォーム ２２ 変位センサ ２３ 車速センサ ２４ 制御器 ２５ センタリングスプリング ２６ 座板 ２７ 段部 ２８ ストップリング ２９ 皿板ばね ３１ 電磁クラッチ ３２ エンコーダ ３３ ケース ３４ 滑り軸受 ３５ 自在継手 ３６ 連結ロッド ３７ａ 第一の電動モータ ３７ｂ 第二の電動モータ ３８ａ 出力軸 ３８ｂ 出力軸 ３９ａ 伝達軸 ３９ｂ 伝達軸 ４０ａ 電磁クラッチ ４０ｂ 電磁クラッチ ４１ 軸受 ４２ａ エンコーダ ４２ｂ エンコーダ ４３ａ ブレーキ ４３ｂ ブレーキ ４４ａ ウォーム ４４ｂ ウォーム ４５ａ ウォームホイール ４５ｂ ウォームホイール ４６ａ 第一の減速機 ４６ｂ 第二の減速機 ４７ａ 第一の回転軸 ４７ｂ 第二の回転軸 ４８ 軸受 ４９ 軸受 ５０ ピニオン歯 ５０ａ ピニオン歯 ５０ｂ ピニオン歯 ５１ 回転軸 ５２ａ エンコーダ ５２ｂ エンコーダ ５３ 角螺子部 ５４ａ ナット片 ５４ｂ ナット片 ５５ａ 従動歯車 ５５ｂ 従動歯車 ５６ａ 駆動歯車 ５６ｂ 駆動歯車 ５７ ラック歯 ５８ ピニオン軸 ５９ 軸受 ６０ 鍔部 ６１ 弾性材 ６２ エンコーダ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 清野 薫 群馬県高崎市八幡町1390番地の12

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 軸方向に亙る変位によって後輪に、変位
   量に応じた舵角を付与する後輪用出力軸と、第一の電動
   モータと、この第一の電動モータと前記後輪用出力軸と
   の間に設けられて、前記第一の電動モータへの通電時
   に、前記後輪用出力軸を軸方向に亙って変位させる第一
   の減速機と、第二の電動モータと、この第二の電動モー
   タと前記後輪用出力軸との間に設けられて、前記第二の
   電動モータへの通電時に、前記後輪用出力軸を軸方向に
   亙って変位させる第二の減速機と、前記第一、第二の電
   動モータを制御して、両電動モータにより前記後輪用出
   力軸を同方向に変位させる制御器とを備え、前記第一、
   第二の減速機は、第一、第二の電動モータの動きを後輪
   用出力軸に伝達する正方向の効率に比べて、後輪用出力
   軸の動きを第一、第二の電動モータに伝達する逆方向の
   効率が低いものである電動式四輪操舵装置。