JPH0382672A - 電動式転舵装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ハンドル操作による前輪操舵時に外部からの
モータ駆動制御で後輪を補助転舵する４輪操舵車の後輪
用転舵装置等として適用される電動式転舵装置に関する
。

（従来の技術） 従来、電動式転舵装置としては、例えば、実開昭６１−
１３１３７２号公報に記載されている装置が知られてい
る。

この従来出典には、左右の車輪間の右端部位置に設けら
れる電動モータ３１の回転をスライド変位に変換するコ
ントロールロッド２４と、このスライド変位を左ナック
ル１５ａの揺動変位に変換する左ナックルアーム２３と
、左右のナックル１５ａ、１５ｂ間に設けられるタイロ
ッド２２及びアーム２１ａ、２１ｂにより形成される平
行リンク機構とを有し、電動モータ３１の回転により左
右ナックル１５ａ、１５ｂに設けられる左右輪を転舵す
る装置が示されている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような従来の電動式転舵装置にあっ
ては、下記に列挙する問題がある。

■　電動モータ３１と左ナックルアーム２３とは左右輪
間の長さにほぼ等しい非常に長いコントロルロツド２４
により連結されているし、左右のナックル１５ａ、１５
ｂも同様に長いタイロッド２２により連結されている為
、車輪や電動モータ３１等からの外力等により両ロッド
２２，２４か曲り変形し易く、転舵時に曲り変形が生じ
た場合や既に生じている場合は、目標転舵角に対応する
回転角を電動モータ３１に与えても、目標転舵角より小
さな転舵角となる。

■　左輪の転舵角はコントロールロッド２４のみを介し
て与えられるのに対し、右輪の転舵角は両ロッド２２．
２４を介して与えられる左右輪で異なる転舵力伝達系が
構成されている為、両ロッド２２．２４が同じ曲り変形
量であっても左右輪に転舵角が異なり、右輪側は左輪側
よりさらに小さな転舵角となってしまう。

■　後輪転舵機構にロッド長の長いコントロールロッド
２４とタイロッド２２を含む為、レイアウト的に不利で
あるし装置の重量増を招く。

本発明は、上述のような問題に着目してなされたもので
、電動モータの駆動により左右輪に転舵角を与える電動
式転舵装置において、レイアウト的に有利で重量増を招
くことがないと共に高い補助転舵制御精度を確保するこ
とを課題とする。

（課題を解決するための手段） 上記課題を解決するために本発明の電動式転舵装置では
、左右輪のほぼ中央部に設けた電動モータから減速ギヤ
機構を介して左右輪に転舵力を振り分ける構成とした。

即ち、左右の車輪のほぼ中央位置に設けられ、モータ軸
にウオームギヤを有する電動モータと、前記ウオームギ
ヤに噛み合う右ウオームホイールギヤ及び左ウオームホ
イールギヤと、前記左右のウオームホイールギヤの回転
中心から偏心した位置にそれぞれ取付けられる右ボール
ジョイント及び左ボールジョイントと、前記左右のボー
ルジョイントにそれぞれ接続される右タイロッド及び左
タイロッドと、前記左右のタイロッドにそれぞれ接続さ
れ、車幅方向のロッドストローク変位を左右の車輪の転
舵変位に変換する右ナックル及び左ナックルとを備えて
いる事を特徴とする。

（作　用） 左右輪に転舵角を付与する時には、外部からの指令によ
り電動モータに目標転舵角に対応する回転角を与えると
、モータ軸のウオームギヤに噛み合う右ウオームホイー
ルギヤと左ウオームホイールギヤとかそれぞれ減速回転
し、右輪側には、右ウオームホイールギヤから右ボール
ジョイント→右タイロッド−右ナックルを経過して転舵
力が伝達され、左輪側には、左ウオームホイールギヤか
ら左ボールジョイント→左タイロッド→左ナックルを経
過して転舵力が伝達され、電動モータの回転角に対応す
る転舵角が左右輪に付与される。

即ち、左右の車輪のほぼ中央位置に設けられた電動モー
タからほぼ等長の左右のタイロッドを介して左右対称に
転舵力が伝達される。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。

第１図は実施例の電動式転舵装置を示す概略図で、左右
の後輪１．２のほぼ中央位置に設けられ、モータ軸３ａ
にウオームギヤ４を有する電動モータ３と、該ウオーム
ギヤ４に噛み合う右つォムホイールギャ５及び左ウオー
ムホイールギヤ６と、該左右のウオームホイールギヤ５
，６の回転中心０Ｒ１ＯＬから偏心した位置Ｊ、、　Ｊ
、にそれぞれ取付けられる右第１ボールジョイント７及
び左第１ボールジョイント８と、前記左右の第１ボール
ジョイント７．８にそれぞれ接続される右タイロッド９
及び左タイロッド１０と、前記左右のタイロッド９．１
０に左右の第２ボールジョイント１１．１２を介してそ
れぞれ接続され、車幅方向のロッドストローク変位を左
右の車輪１．２の転舵変位に変換する右ナックル１３及
び左ナックル１４とを備えている。

第２図及び第３図はりヤステアリングユニットを示す断
面図で、電動モータ３と減速ギヤユニットＧＵにより構
成される。

前記電動モータ３は、車体に支持されるユニットケース
２０に固定され、そのモータ軸３ａは車両中心軸ＣＬに
対して傾斜角αだけ傾けて配置される。

前記減速ギヤユニットＧＵは、モータ軸３ａに連結され
る１個のウオームギヤ４と、該ウオームギヤ４の両側に
噛み合う左右のウオームホイールギヤ５，６と、該左右
のウオームホイールギヤ５゜６をそれぞれユニットケー
ス２０に回転可能に支持する右ウオームシャフト２１及
び左ウオームシャフト２２と、該左右のウオームシャフ
ト２１゜２２の端部に設けられる左右の第１ボールジョ
イント７．８とを有して構成され、そして、左右の第１
ボールジョイント７．８は左右のウオームホイールギヤ
５，６の回転中心ＯＲ，ＯＬから左右逆にオフセットさ
せた偏心位置ＪＲ，ＪＬに取付けられている。尚、前記
ウオームギヤ４は両端部がボールベアリング２３．２４
によりユニットケース２０に支持され、前記左右のウオ
ームシャフト２１゜２２は両端部がそれぞれアンギュラ
ボールベアリング２５．２６によりユニットケース２０
に支持されている。

第４図は実施例の電動式転舵装置を後輪転舵装置として
適用した４輪操舵重金体システム図であり、後輪転舵角
目標値δ８＊を演算するコントロールユニット４０と、
ハンドル角情報Ｏを出力するハンドル角センサ４１と、
車速・情報Ｖを出力する車速センサ４２と、前記ウオー
ムシャフト２１．２２の回転角により左右の実後輪転舵
角情報ろＲＲ１δＲＬを出力する右ポテンショメータ４
３及び左ポテンショメータ４４と、後輪転舵角目標値ろ
、＊に対応する信号に基づきモータ駆動電流工８を付与
するドライバ４５を備えている。

尚、第４図において、４６はハンドル、４７はステアリ
ングギヤ、４８．４９は左右前輪、５０バツテリ、５１
はオルタネータ、５２はリレー５３．５４サスペンシヨ
ンリンクである。

次に、作用を説明する。

旋回走行時にコントロールユニット４０からの後輪転舵
角目標値δ８＊に対応する信号に基づきドライバ４５か
らモータ駆動電流工８が電動モータ３に付与すると、モ
ータ軸３ａのウオームギヤ４に噛み合う右ウオームホイ
ールギヤ５と左ウオームホイールギヤ６とがそれぞれ減
速回転し、右後輪１側には、右ウオームホイールギヤ５
から右第１ボールジョイント７−右タイロツド９→右第
２ボールジョイント１１→右ナツクル１３を経過して転
舵力か伝達され、左後輪側には、左ウオームホイールギ
ヤ６から左第１ボールジヨイント８→左タイロツド１０
→左第２ボールジョイント１２−左ナックル１４を経過
して転舵力が伝達され、電動モータ３の回転角に対応す
る転舵角６Ｒが左右の後輪１，２に付与される。

即ち、左右の後輪１，２のほぼ中央位置に設けられた電
動モータ３からほぼ等長の左右のタイロッド９，１０を
介して左右対称に転舵力が伝達される。

以上説明してきたように、実施例の電動式転舵装置にあ
っては、下記に列挙する特徴を有する。

■　電動モータ３と左右のナックル１３．１４とは左右
輪間の半分以下の短い長さでほぼ等長のタイロッド９，
１０により連結されている為、後輪１．２や電動モータ
３等から外力か加わっても両ロッド９，１０の曲り変形
はほとんどなく、従来装置のように、電動モータ３の回
転により与えられる実後輪転舵角ろ□が目標後輪転舵角
６８＊より小さくなることがない。

また、左右の後輪１．２に対し対称の転舵力伝達系が構
成されている為、左右後輪１．２の各転舵角δＲＲｒ　
　δＲＬに差が生じることがない。

従って、目標後輪転舵角ろ、＊に対応する回転角を電動
モータ３に与えた場合、はぼ目標後輪転舵角δ８＊と一
致する実後輪転舵角ろ８が得られることになり、高い補
助転舵制御精度を確保することかできる。

■　後輪転舵機構に左右のナックル１３．１４を連結す
るようなロッド長の長いロッドを含むことない為、電動
式転舵装置を車両に搭載するにあたってレイアウト的に
有利であるし、また大幅な重量増を招くことがない。

■　後輪転舵機構に含まれる回転摺動部分が左右それぞ
れ２個所（右側がボールジョイント７．１１で左側がボ
ールジョイント８．１２）のみにより回転運動を揺動運
動に変換する機構で最小の数とする構成となっている為
、後輪転舵力系でのフリクションを小さく抑えることが
できる。

■　左右の第１ボールジョイント７．８は左右のウオー
ムホイールギヤ５，６の回転中心０Ｒ，０Ｌから左右逆
にオフセットさせた偏心位置Ｊ、、　ＪＬに取付け、回
転中心０Ｒ９ＯＬを結７３；線をウォーｂ、ギヤ４の中
心線と直交配置としている為、ウオームシャフト２１．
２２の曲げ方向の力ＦＦｌ、Ｆ、をキャンセルすること
が出来る。

以上、実施例を図面に基づいて説明してきたが、具体的
な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発明の
要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても本
発明に含まれる。

例えば、ステアリングユニットとしては、第５図に示す
ように、モータ軸３ａにねじれ方向の異なる第１ウオー
ムギヤ４ａと第２ウオームギヤ４ｂを設け、各ウオーム
ギヤ４ａ、４ｂに左右のウオームホイールギヤ５ａ、６
ｂを噛み合わせる構成としても良く、この場合には、上
記■〜■の特徴に加え下記の特徴を有する。

■　ウオームギヤ４ａ、４ｂにかかるスラスト力をキャ
ンセルすることができる為、ウオームギヤ４ａ、４ｂを
支持するポールベアリング２３，２４を小型化できる。

■　ウオームギヤ４ａ、４ｂの傾きを変えることにより
ギヤ噛み合いのガタ調整が可能となる。

また、第６図に示すように、モータ軸３ａにねじれ方向
が同じ第１ウオームギヤ４ｃと第２ウオームギヤ４ｄを
設け、各ウオームギヤ４ｃ、　　４ｄのそれぞれに同一
のウオームホイールギヤ５ｃ。

６ｄを噛み合わせる構成としても良く、この場合には、
上記■〜■の特徴に加え下記の特徴を有する。

■　ウオームシャフト２１．２２間の距離を容易に変更
することができる。

また、第７図に示すように、左右のモータ軸３ａ、３ｂ
のそれぞれに第１ウオームギヤ４ｅと第２ウオームギヤ
４ｆを設け、各ウオームギヤ４ｅ、４ｆのそれぞれに同
一のウオームホイールギヤ５ｅ、６ｆを噛み合わせる構
成としても良く、この場合には、上記■〜■の特徴に加
え下記の特徴を有する。

■　ウオームシャフト２１．２２間の距離を長く確保す
ることができ、これによりタイロッド９゜１０をより短
くすることができる。

■　電動モータ３が突出しない為、スペース効率が良い
。

また、第８図に示すように、左右のモータ軸３ａ、３ｂ
のそれぞれにねじれ方向が異なる第１ウオームギヤ４９
と第２ウオームギヤ４ｈを設け、各ウオームギヤ４９，
４ｈのそれぞれに同一のウオームホイールギヤ５９，６
ｈを噛み合わせる構成としても良く、この場合には、上
記■〜■及び■、■の特徴に加え下記の特徴を有する。

［相］　第１ウオームギヤ４９と第２ウオームギヤ４ｈ
に加わるスラスト力をキャンセルできる。

（発明の効果） 以上説明してきたように、本発明にあっては、電動モー
タの駆動により左右輪に転舵角を与える電動式転舵装置
において、左右輪のほぼ中央部に設けた電動モータから
減速ギヤ機構を介して左右輪に転舵力を振り分ける構成
とした為、レイアウト的に有利で重量増を招くことがな
いと共に高い補助転舵制御精度を確保することが出来る
という効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の電動式転舵装置を示す概略図、
第２図はりヤステアリングユニットを示す断面図、第３
図は第２図Ｉ−１線による断面図、第４図は実施例の電
動式転舵装置が適用された四輪操舵車の全体システム図
、第５図、第６図、第７図、第８図はステアリングユニ
ットの他の実施例を示す断面図である。 １・・・右後輪 ２・・・左後輪 ３・・・電動モータ ３ａ・・・モータ軸 ４・・・ウオームギヤ ５・・・右ウオームホイールギヤ ６・・・左ウオームホイールギヤ ７・・・右第１ボールジョイント ８・・−左第１ボールジョイント ９・・・右タイロッド Ｏ・・・左タイロッド ト・・右第２ボールジョイント ２・・・左第２ボールジョイント ３・・・右ナックル ４・・・左ナックル ０、、０１・・回転中心

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）左右の車輪のほぼ中央位置に設けられ、モータ軸に
   ウォームギヤを有する電動モータと、前記ウォームギヤ
   に噛み合う右ウォームホィールギヤ及び左ウォームホィ
   ールギヤと、 前記左右のウォームホィールギヤの回転中心から偏心し
   た位置にそれぞれ取付けられる右ボールジョイント及び
   左ボールジョイントと、 前記左右のボールジョイントにそれぞれ接続される右タ
   イロッド及び左タイロッドと、 前記左右のタイロッドにそれぞれ接続され、車幅方向の
   ロッドストローク変位を左右の車輪の転舵変位に変換す
   る右ナックル及び左ナックルと、を備えている事を特徴
   とする電動式転舵装置。