(57)【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。
【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６１−３１９７２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１０７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１１３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、７Ｂ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７Ａ、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７Ａ、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７Ａ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、７Ｂは規制溝５Ａ、５Ｂの内側の一端との距離ＬＡ１、ＬＢ１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７Ａ、７Ｂはスプリング９Ａ、９Ｂによって常に規制溝５Ａ、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１３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７Ａ、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７Ａ、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１３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５Ａ、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３１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、５Ｂ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
【図１】
0003641032.tif 000002
【図２】
0003641032.tif 000003
【図３】
0003641032.tif 000004
【図４】
0003641032.tif 000005
【図５】
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【図６】
0003641032.tif 000007
【図７】
0003641032.tif 000008