(57)【要約】【課題】ピン部がどの位置にあっても検出でき、安価な動力舵取装置を提供する。【解決手段】第１ハウジング１１と、第１ハウジング１１に挿通された作動軸２０と、第１ハウジング１１に設けられ、作動軸２０に軸方向のパワーを付与する第１駆動装置と、作動軸２０を中立位置にロックするロック装置３０とを備え、作動軸２０に軸線と直交する方向に係合溝２０ａを形成し、ロック装置３０は、作動軸２０の係合溝２０ａに係合するピン部３２と、ピン部３２を作動軸２０の軸線と直交する方向に進退させる第２駆動装置３１、４７と、ピン部３２および第２駆動装置３１、４７を収容した第２ハウジング４８と、ピン部３２の進退位置を検出する位置検出装置とを有する動力舵取装置において、位置検出装置は、ピン部３２の進退位置を回転位置に変換する変換機構５１ａ、５２と、回転位置を検出する回転位置検出装置５９とを有する。【選択図】図２
2014205452.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１ハウジングと、前記第１ハウジングに挿通された作動軸と、前記作動軸の両端に連結された一対のボールジョイントと、前記第１ハウジングに設けられ、前記作動軸に軸方向のパワーを付与する第１駆動装置と、前記作動軸を中立位置にロックするロック装置とを備え、前記作動軸に軸線と直交する方向に係合溝を形成し、前記ロック装置は、前記作動軸の係合溝に係合するピン部と、前記ピン部を前記作動軸の軸線と直交する方向に進退させる第２駆動装置と、前記ピン部および前記第２駆動装置を収容した第２ハウジングと、前記ピン部の進退位置を検出する位置検出装置とを有する動力舵取装置において、
前記位置検出装置は、前記ピン部の進退位置を回転位置に変換する変換機構と、前記回転位置を検出する回転位置検出装置とを有することを特徴とする動力舵取装置。
【請求項２】
前記変換機構は、前記ピン部に回転可能にかつ共に進退可能に連結された回転部材と、前記第２ハウジングおよび前記回転部材間に設けられ、前記回転部材を進退させると同時に回転させるカム機構とを有することを特徴とする請求項１に記載の動力舵取装置。
【請求項３】
前記変換機構は、前記ピン部に設けられたラック歯と、このラック歯に噛合するピニオン歯を形成し、前記第２ハウジングに回転可能に支持されたピニオンシャフトを有し、前記ピニオンシャフトの回転位置を前記回転位置検出装置によって検出したことを特徴とする請求項１に記載の動力舵取装置。
【請求項４】
前記回転位置検出装置は、ロータリ型可変抵抗器であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の動力舵取装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作動軸をロックできるようにようにした動力舵取装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の後輪用動力舵取装置として、特許文献１に開示されたものがある。このものは、電動モータのパワーをラック軸に伝え、後輪を転舵している。走行状態に応じて、ラック軸の軸方向移動を阻止したり許容するために、ロック装置が用いられている。
【０００３】
図４に示すように、第１ハウジング１１１にラック軸１２０が挿通され、第１ハウジング１１１にロック装置１９０が取り付けられている。ラック軸１２０には半径方向に係合溝１２０ａが形成されている。ロック装置１９０は、係合溝１２０ａに係合するピン部１３２と、油圧によって係合を解除する方向にピン部１３２を後退させるピストン部１９２と、ピストン部１９２を進退可能に案内する第２ハウジング１９１と、係合する方向にピストン部１９２を介してピン部１３２を押圧するばね１４７と、ピストン部１９２の後退位置を検出する接点式スイッチ１９４とからなっている。ピストン部１９２に圧油が供給されたことを圧力スイッチ１９５で検出していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−１３７６４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
接点式スイッチ１９４によって、ピン部１３２の後退位置を検出できるが、ピン部１３２が係合溝１２０ａに係合する前進位置にあるのか、その途中の位置にあるのか検出できない問題があった。ピン部１３２の位置検出として直線位置検出器（リニアエンコーダ）を使用する方法もあるが、高価となる。本発明は上述した問題点を解決するためになされたもので、その目的としているところは、ピン部がどの位置にあっても検出でき、安価な動力舵取装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、第１ハウジングと、前記第１ハウジングに挿通された作動軸と、前記作動軸の両端に連結された一対のボールジョイントと、前記第１ハウジングに設けられ、前記作動軸に軸方向のパワーを付与する第１駆動装置と、前記作動軸を中立位置にロックするロック装置とを備え、前記作動軸に軸線と直交する方向に係合溝を形成し、前記ロック装置は、前記作動軸の係合溝に係合するピン部と、前記ピン部を前記作動軸の軸線と直交する方向に進退させる第２駆動装置と、前記ピン部および前記第２駆動装置を収容した第２ハウジングと、前記ピン部の進退位置を検出する位置検出装置とを有する動力舵取装置において、前記位置検出装置は、前記ピン部の進退位置を回転位置に変換する変換機構と、前記回転位置を検出する回転位置検出装置とを有することを特徴とするものである。
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、ピン部がどの位置にあっても検出でき、安価な動力舵取装置を提供することができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記変換機構が、前記ピン部に回転可能にかつ共に進退可能に連結された回転部材と、前記第２ハウジングおよび前記回転部材間に設けられ、前記回転部材を進退させると同時に回転させるカム機構とを有することを特徴とするものである。
【０００９】
請求項２に記載の発明によれば、ピン部がどの位置にあっても検出でき、より安価な動力舵取装置を提供することができる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１において、前記変換機構が、前記ピン部に設けられたラック歯と、このラック歯に噛合するピニオン歯を形成し、前記第２ハウジングに回転可能に支持されたピニオンシャフトとを有し、前記ピニオンシャフトの回転位置を前記回転位置検出装置によって検出したことを特徴とするものである。
【００１１】
請求項３に記載の発明によれば、ピン部がどの位置にあっても検出でき、構成が簡単で安価な動力舵取装置を提供することができる。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項において、前記回転位置検出装置が、ロータリ型可変抵抗器であることを特徴とするものである。
【００１３】
請求項４に記載の発明によれば、ピン部がどの位置にあっても検出でき、さらにより安価な動力舵取装置を提供することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、ピン部がどの位置にあっても検出でき、安価な動力舵取装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態にかかる動力舵取装置の一部断面した全体図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかる動力舵取装置のロック状態図である。
【図３】本発明の一実施形態にかかる動力舵取装置のアンロック状態図である。
【図４】従来の動力舵取装置のロック装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の一実施形態について、図１乃至図３を参酌しつつ説明する。図１は動力舵取装置の一部断面した全体図であり、図２は動力舵取装置のロック状態図であり、図３は動力舵取装置のアンロック状態図である。
【００１７】
図１に示すように動力舵取装置１０は、後輪用動力舵取装置であり、ラックハウジング１１と、ラックハウジング１１に挿通されたラック軸２０と、ラックハウジング１１と一体形成されたギヤハウジング１５と、ギヤハウジング１５に回転可能に軸承されたピニオン軸７５と、ラック軸２０の両端に連結された一対のボールジョイント６０と、ピニオン軸７５を介してラック軸２０にパワーを付与する第１駆動装置８１と、ラック軸２０を中立位置にロックするロック装置３０とを有する。
【００１８】
略円筒状のラックハウジング１１には小径の挿通穴１２が形成され、挿通穴１２の両側に大径の大径穴１３、１４が形成されている。大径穴１３および挿通穴１２間に段部１６が形成され、大径穴１４および挿通穴１２間に段部１７が形成されている。大径穴１３、１４および挿通穴１２にラック軸２０が挿通され、一方のボールジョイント６０が段部１６に当接可能であり、他方のボールジョイント６０が段部１７に当接可能である。挿通穴１２の一端側に円筒状の樹脂シート６５が嵌合され、この樹脂シート６５にラック軸２０の一端側が摺動可能に支持されている。
【００１９】
ラック軸２０の両端に一対のボールジョイント６０の一端が連結され、一対のボールジョイント６０の他端には図略の後輪がそれぞれ連結され、ラック軸２０の軸方向の移動によって後輪の向きが変えられるようになっている。
【００２０】
一対のボールジョイント６０は、ラック軸２０の両端にねじ結合されたボールソケット６１と、ボールソケット６１に傾動可能に連結されたボールスタッド６３と、ボールソケット６１およびボールスタッド６３間に介挿されたボールシート６２とからなっている。
【００２１】
ラックハウジング１１には、これと交差する方向にギヤハウジング１５が一体形成され、このギヤハウジング１５には、図略の転がり軸受を介してピニオン軸７５が回転可能に軸支されている。ピニオン軸７５にはピニオン歯７６が形成され、このピニオン歯７６にラック軸２０のラック歯２１が噛合している。
【００２２】
ギヤハウジング１５には、ピニオン軸７５とでラック軸２０を挟む位置に図略のラックガイドが配置され、ラックガイドは、これの背後に配置されたばねによって、ラック軸２０をピニオン軸７５側へ押圧している。
【００２３】
第１駆動装置８１は、ピニオン軸７５を介してラック軸２０にパワーを付与する機能を有し、電動モータ７１と、電動モータ７１によって回転駆動されるウォーム７２と、ウォーム７２に噛合するウォームホィール７３とからなっている。電動モータ７１は、ギヤハウジング１５に取付けられ、ウォームホィール７３は、ピニオン軸７５の一端に取付けられている。ウォーム７２およびウォームホィール７３は、電動モータ７１の回転を減速し増力させる機能を有する。
【００２４】
ラック軸２０には、これの軸線と直交する方向に係合溝２０ａが形成され、係合溝２０ａの開口側に傾斜面２０ｂが形成されている。係合溝２０ａの深さ方向と直交する断面形状は、四角形状を有し、傾斜面２０ｂは係合溝２０ａを挟んでラック軸２０の軸方向両側に形成されている。
【００２５】
図１乃至図３に示すようにロック装置３０は、自動車の走行状況に応じてラック軸２０を中立位置にロックしたり、軸方向の移動を許容するものであり、ラック軸２０の係合溝２０ａに係合するピン部３２と、ピン部３２をラック軸２０の軸線と直交する方向に進退させる第２駆動装置と、ピン部３２および第２駆動装置を収容する第２ハウジングと、ピン部３２の進退位置を検出する位置検出装置とを有する。ロック装置３０は、ボルト２３を介してラックハウジング１１に固定されている。
【００２６】
ピン部３２は、係合溝２０ａに係合する先端部３３と、先端部３３に圧入嵌合されるボス部３４と、ボス部３４と一体形成され、磁力吸引される被吸引部３５と、被吸引部３５と一体形成されたロッド部３６とを有する。先端部３３の外形の断面形状は、四角形状であり、ボス部３４、被吸引部３５およびロッド部３６の外形の断面形状は、円形状である。被吸引部３５の一端にはテーパ状の被吸引面３５ｂが形成され、被吸引部３５の他端には円盤状のフランジ部３５ａが形成されている。先端部３３は非磁性材料で構成され、ボス部３４、被吸引部３５およびロッド部３６は磁性材料で構成されている。
【００２７】
ロッド部３６には、一対の止め輪３７を介して円盤状のばね受け部材３８が取付けられている。またロッド部３６には円柱形状の第１回転部材５１が回転可能に嵌合され、一対の止め輪５３によって軸方向に連結されている。
【００２８】
第２駆動装置は、ピン部３２を係合溝２０ａに係合する前進方向へ付勢する押圧ばね４７と、ピン部３２を係合溝２０ａに係合しない後退方向へ吸引するソレノイド部３１とを有する。押圧ばね４７は、第２ハウジングの段部およびばね受け部材３８間に介挿されている。
【００２９】
ソレノイド部３１は、コイル４０と、コイル４０の外周に配置されたボビン４１と、コイル４０の内周に配置された摺動部４２と、ボビン４１の外周に配置されたケース部４３と、ケース部４３の一端に固定されたヨーク部４５とを有する。ボビン４１は円筒形状の円筒部の両端に円盤形状の円盤部を有し、摺動部４２は円筒形状を有し、ケース部４３はカップ形状を有している。ボビン４１および摺動部４２は非磁性材料で構成され、ケース部４３およびヨーク部４５は磁性材料で構成されている。
【００３０】
コイル４０に電流を印加すると、被吸引部３５、ヨーク部４５、ケース部４３を通る磁力線が発生し、被吸引部３５をヨーク部４５へ吸引する吸引力が発生する。
【００３１】
摺動部４２の内周にピン部３２の被吸引部３５が軸方向に摺動可能に嵌合されている。被吸引部３５の外周には、軸方向に案内溝３５ｃが形成され、この案内溝３５ｃにケース部４３の内周に形成された係合突起４３ａが係合している。これによって、ピン部３２が軸線回りに回転するのを防止している。
【００３２】
位置検出装置は、ピン部３２の進退位置を回転位置に変換する変換機構５０と、回転位置を検出する回転位置検出装置５９とを有する
【００３３】
変換機構５０は、ピン部３２に回転可能にかつ共に進退可能に連結された第１回転部材５１と、第２ハウジングおよび第１回転部材５１間に設けられ、第１回転部材５１を進退させると同時に回転させるカム機構とを有する。カム機構は、第１回転部材５１の外周に形成されたカム溝５１ａと、カム溝５１ａに係合し、第２ハウジングに設けられたピン５２とを有する。カム溝５１ａは、第１回転部材５１の円周方向に対し、傾斜した溝である。
【００３４】
第１回転部材５１には第１ブラケット５３を介して第２回転部材５５が連結されている。第２回転部材５５にはスプライン軸５６が、軸方向に進退可能にかつ回転方向に係合可能に嵌合されている。スプライン軸５６は、カップリング５７を介して後述する入力軸５９ａに回転連結されている。スプライン軸５６の他端は、ロッド部３６の一端に形成された収納穴３６ａに遊嵌されている。
【００３５】
回転位置検出装置５９は、ロータリ型可変抵抗器である。回転位置検出装置５９は、ケースと、ケースに対し回転可能に支持された入力軸５９ａと、ケースを第２ハウジングに対し径方向ならびに軸方向にフローチングできるように連結した第２ブラケット５８とを有する。回転位置検出装置５９は、ケースに対し入力軸５９ａを回すと、電気抵抗が変わる機能を有する。すなわち、入力軸５９ａが正転すると電気抵抗が減少し、入力軸５９ａが逆転すると電気抵抗が増大する。
【００３６】
第２ハウジングは、ラックハウジング１１にボルト２３を介して固定される大径の大径円筒部４４と、大径円筒部４４の一端に接続された中径の中径円筒部４６と、中径円筒部４６の一端に接続された小径の小径円筒部４８、小径円筒部４８の一端に接続された円盤状の蓋部４９とを有する。大径円筒部４４および中径円筒部４６間に段部を有し、中径円筒部４６および小径円筒部４８間に段部を有する。
【００３７】
大径円筒部４４の内周にソレノイド部３１が配置され、中径円筒部４６の内周に押圧ばね４７およびばね受け部材３８が配置されている。小径円筒部４８の内周に第１回転部材５１、第１ブラケット５３、第２回転部材５５、スプライン軸５６およびカップリング５７が配置され、蓋部４９に回転位置検出装置５９が取付けられている。
【００３８】
電動モータ７１には、これに駆動電流を供給する第１駆動装置８１が電気配線を介して接続されている。ソレノイド部３１には、これに駆動電流を供給する第２駆動装置８２が電気配線を介して接続されている。第１駆動装置８１および第２駆動装置８２には、これらを制御する主制御装置８０が電気配線を介して接続されている。回転位置検出装置５９には、これに計測電流を供給する主制御装置８０が電気配線を介して接続されている。回転位置検出装置５９から主制御装置８０には、回転位置検出装置５９に抵抗に応じた電圧信号が供給される。すなわち回転位置検出装置５９の抵抗が大きいときは、主制御装置８０に供給される電圧が低くなり、回転位置検出装置５９の抵抗が小さいときは、主制御装置８０に供給される電圧が高くなる。
【００３９】
上述した構成にもとづいて動力舵取装置の動作について説明する。
【００４０】
自動車の速度が所定以下で図略のハンドルを操作すると、主制御装置８０から第１駆動装置８１へ制御信号を送信し、第１駆動装置８１から電動モータ７１に駆動電流が供給される。電動モータ７１の回転は、ウォーム７２およびウォームホィール７３によって、減速し増力させてピニオン軸７５に伝達される。ピニオン軸７５の回転は、ラック軸２０の軸方向移動に変換され、ボールジョイント６０を介して後輪を転舵する。
【００４１】
自動車の速度が所定以上になると、主制御装置８０から第２駆動装置８２へ制御信号が送信されなくなり、第２駆動装置８２からコイル４０に駆動電流が供給されない。この結果、被吸引部３５をヨーク部４５へ向けて吸引する吸引力が無くなり、押圧ばね４７によってピン部３２は、係合溝２０ａに係合する前進方向へ付勢され、係合溝２０ａにピン部３２の先端部３３が係合する。
【００４２】
押圧ばね４７によってピン部３２が前進すると、ピン部３２とともに第１回転部材５１および第２回転部材５５が前進し、カム機構によって第１回転部材５１、第２回転部材５５、スプライン軸５６、カップリング５７および入力軸５９ａが正転する。スプライン軸５６に対する第２回転部材５５の前進は、スプライン軸５６および第２回転部材５５間のスプラインによって許容される。入力軸５９ａの正転によって、回転位置検出装置５９の電気抵抗が低下し、主制御装置８０に供給される電圧が高くなる。
【００４３】
このようにロック装置３０によって、ラック軸２０は軸方向の中立位置に保持され、後輪からの逆入力によって後輪が転舵されない状態となる。
【００４４】
自動車の速度が所定以下になると、主制御装置８０から第２駆動装置８２へ制御信号が送信され、第２駆動装置８２からコイル４０に駆動電流が供給される。この結果、被吸引部３５をヨーク部４５へ向けて吸引する吸引力が発生し、押圧ばね４７に打ち勝ってピン部３２は後退し、係合溝２０ａからピン部３２の先端部３３が離脱する。
【００４５】
ソレノイド部３１によって押圧ばね４７に打ち勝ってピン部３２が後退すると、ピン部３２とともに第１回転部材５１および第２回転部材５５が後退し、カム機構によって第１回転部材５１、第２回転部材５５、スプライン軸５６、カップリング５７および入力軸５９ａが逆転する。スプライン軸５６に対する第２回転部材５５の後退は、スプライン軸５６および第２回転部材５５間のスプラインによって許容される。入力軸５９ａの逆転によって、回転位置検出装置５９の電気抵抗が増加し、主制御装置８０に供給される電圧が低くなる。
【００４６】
ピン部３２が係合溝２０ａに係合する位置にあったり、ピン部３２が係合溝２０ａに係合しない位置にあったり、ピン部３２が傾斜面２０ｂに当接する位置にあったりしても、回転位置検出装置５９によって、ピン部３２の位置を検出できる。
【００４７】
回転位置検出装置５９として、ロータリ型可変抵抗器を使用しているので、直線位置検出器（リニアエンコーダ）を使用するに比べて安価となり、安価な動力舵取装置を提供することができる。回転位置検出装置５９として、ロータリエンコーダを使用しても良い。この場合、ロータリ型可変抵抗器に比べて高価となるが、直線位置検出器（リニアエンコーダ）に比べて安価となる。
【００４８】
第２駆動装置８２自体の故障によりそれから駆動電流が供給されなくなったり、コイル４０が断線して被吸引部３５を吸引する吸引力が発生しなくなったりしても、押圧ばね４７によってピン部３２は、係合溝２０ａに係合する前進方向へ付勢され、係合溝２０ａにピン部３２の先端部３３が係合する。すなわち、押圧ばね４７はフェールセーフ機能として作用する。
【００４９】
本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。
【００５０】
上述した実施形態は、カム機構によってピン部３２の進退を第１回転部材５１および第２回転部材５５の回転に変換していた。他の実施形態は、ピン部３２にラック歯を設け、第２ハウジングに回転可能に支持されたピニオンシャフトにラック歯に噛合するピニオン歯を形成しても良い。このようにすれば、ピン部３２の進退は、ラック歯およびピニオン歯によってピニオンシャフトの回転に変換され、ピニオンシャフトの回転位置を回転位置検出装置によって検出できる。この場合、カム機構に比べて高価になる反面、構成が簡単になる。
【００５１】
上述した実施形態は、第１回転部材５１の外周にカム溝５１ａを形成し、第２ハウジングにピン５２を設けた。他の実施形態は、第２ハウジングの内周にカム溝５１ａを形成し、第１回転部材５１にピン５２を設けても良い。
【符号の説明】
【００５２】
１１：ラックハウジング（第１ハウジング）、２０：ラック軸（作動軸）、２０ａ：係合溝、３０：ロック装置、３１：ソレノイド部（第２駆動装置）、３２：ピン部、４４：大径円筒部（第２ハウジング）、４６：中径円筒部（第２ハウジング）、４７：押圧ばね（第２駆動装置）、４８：小径円筒部（第２ハウジング）、４９：蓋部（第２ハウジング）、５０：変換機構（位置検出装置）、５１：第１回転部材（回転部材）、５１ａ：カム溝（カム機構）、５２：ピン（カム機構）、５９：回転位置検出装置（位置検出装置）、６０：ボールジョイント、７０：第１駆動装置
【図１】
2014205452.tif 000003
【図２】
2014205452.tif 000004
【図３】
2014205452.tif 000005
【図４】
2014205452.tif 000006