(57)【要約】【課題】ロッドの軸方向への移動を規制するためのロッド移動規制機構を備える操舵装置の耐久性を向上すること。【解決手段】電動モータ１０の回転力により軸方向に移動して車両の車輪を操舵するロッド１と、ロッド１の軸方向への移動を規制するロッド移動規制機構と、を備える操舵装置において、ロッド１の軸方向への移動に連動して流れる作動流体の流れを遮断することでロッド１の軸方向への移動を規制する。【選択図】図３
2011105033.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力機構の回転力により軸方向に移動して車両の車輪を操舵するロッドと、
前記ロッドの軸方向への移動を規制するロッド移動規制機構と、を備える操舵装置において、
前記ロッドの軸方向への移動に連動して流れる作動流体の流れを遮断することで前記ロッドの軸方向への移動を規制することを特徴とする操舵装置。
【請求項２】
前記ロッド移動規制機構は、
前記ロッドに並設されたシリンダと、
前記ロッドと一体に前記シリンダ内を摺動するピストンと、
前記ピストンによって前記シリンダ内に画成される二つの流体室と、
前記シリンダ外に設けられ、前記二つの流体室を接続し、前記二つの流体室間での作動流体の往来を可能にする流体通路と、
前記流体通路を流れる作動流体を遮断するストッパ機構と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の操舵装置。
【請求項３】
前記ストッパ機構は、
前記流体通路に臨んで設けられ、前記流体通路を流れる作動流体の流れを遮断可能なソレノイドバルブを備えることを特徴とする請求項２に記載の操舵装置。
【請求項４】
前記ピストンは、連結ピンにて前記ロッドと連結されることを特徴とする請求項２又は３に記載の操舵装置。
【請求項５】
前記入力機構の回転力を前記ロッドの軸方向への移動に変換する変換装置を備え、
前記変換機構は、
前記ロッドの外周に形成されるラックギアと、
前記ラックギアと噛合して設けられ、前記回転力に伴って回転するピニオンギアと、を備えるラックアンドピニオン機構であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の操舵装置。
【請求項６】
前記入力機構は、前記回転力を発生する電動モータであることを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載の操舵装置。
【請求項７】
前記ソレノイドバルブは、前記電動モータの回転時には前記流体通路内の作動流体の往来を可能にし、前記電動モータの停止時には前記流体通路内の作動流体の流れを遮断するように駆動されることを特徴とする請求項６に記載の操舵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の車輪を操舵する操舵装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、自動車等の車両の後輪を操舵する後輪操舵装置として、ロッドを軸方向に移動することによって車輪を操舵する操舵装置が用いられている。ラックアンドピニオン機構のように入出力の可逆性を有する機構を使用した操舵装置では、路面からの外力が逆入力としてステアリングに伝達される。そこで、逆入力によってロッドが軸方向に移動することを防止するために、ロッド移動規制機構が設けられる。
【０００３】
特許文献１には、四輪操舵車の後輪転舵装置が開示されている。この後輪転舵装置には、後輪を中立状態（非転舵状態）に維持するために、後輪転舵時に軸方向に移動するロッドにロックピンを係合させてロックするストッパ機構が設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平４−２４１７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１のロック機構は、ロッドとロックピンとの機械的な係合によってロッドの移動をロックするものであるため、作動を繰り返すと、係合部に摩耗が生じて耐久性が悪化するおそれがある。
【０００６】
そこで、本発明では、ロッド移動規制機構を備える操舵装置の耐久性を向上することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、入力機構の回転力により軸方向に移動して車両の車輪を操舵するロッドと、前記ロッドの軸方向への移動を規制するロッド移動規制機構と、を備える操舵装置において、前記ロッドの軸方向への移動に連動して流れる作動流体の流れを遮断することで前記ロッドの軸方向への移動を規制することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明では、ロッドの軸方向への移動を規制するためにロッド移動規制機構が設けられる。このロッド移動規制機構は、ロッドの軸方向への移動に連動して流れる作動流体の流れを遮断することでロッドの軸方向への移動を規制するものである。よって、機械的に係合する部分がないため、ストッパ機構が摩耗することはない。したがって、ロッド移動規制機構を備える操舵装置の耐久性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態に係る操舵装置の斜視図である。
【図２】図１におけるＡ矢視図である。
【図３】図２におけるＢ−Ｂ断面図である。
【図４】図３におけるＣ−Ｃ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
【００１１】
まず、図１及び図２を参照しながら本実施の形態に係る操舵装置１００の全体構成について説明する。
【００１２】
操舵装置１００は、自動車等の車両に搭載され、後輪を操舵するための後輪操舵装置である。操舵装置１００は、後述するように大ストロークにも対応可能なラックアンドピニオン機構が用いられるため、後輪だけでなく前輪にも適用可能である。
【００１３】
操舵装置１００は、電動モータ１０の回転力をロッド１に伝達してロッド１を軸方向に移動させ、このロッド１の移動に応じて後輪を操舵するものである。つまり、操舵装置１００は、電動モータ１０の回転力をロッド１の軸方向への移動に変換することによって後輪を操舵するものである。
【００１４】
ロッド１は、筒状のケース２内に軸受を介して軸方向にのみ移動可能に組み込まれる。ロッド１の両端部１ａにはボールジョイントを介してタイロッド（図示省略）が連結され、タイロッドの端部には後輪が連結される。ケース２は、両端のボス部２ａを介して車体に締結される。
【００１５】
電動モータ１０は、運転者による操舵ハンドルの操作に応じて駆動される。この電動モータ１０が入力機構に該当する。回転力が入力されればよいため、電動モータ１０の代わりに手動で回転力を入力するためのステアリング装置等を設けてもよい。
【００１６】
電動モータ１０の回転力は、ギアボックス１１内の減速機（図示省略）を介して電動モータ１０の出力軸に連結されるピニオンギア（図示省略）と、ロッド１の外周に形成されピニオンギアと噛合するラックギア（図示省略）とを介してロッド１の軸方向への移動に変換される。電動モータ１０は、操舵装置１００を制御するためのコントローラ（図示省略）に、配線１５，１６を介して接続される。
【００１７】
電動モータ１０の回転力が伝達されてピニオンギアが回転すると、その回転はラックギアに伝達されてロッド１は軸方向に移動する。このピニオンギアとラックギアとによって構成されるラックアンドピニオン機構が、電動モータ１０の回転力をロッド１の軸方向への移動へと変換する変換機構に該当する。
【００１８】
操舵装置１００は、大ストロークに対応可能なラックアンドピニオン機構を用いることによって、大きな操舵角度に対応することが可能である。この他に、ラックアンドピニオン機構に代えて、ホイールに偏心して支持されるスタッドシャフトをホイールの回転によって旋回させ、このスタッドシャフトが挿通するロッドを軸方向に移動させる機構や、可逆性のあるウォームギア機構等を用いることも可能である。
【００１９】
ラックアンドピニオン機構では、ピニオンギアからの入力によってラックギアを軸方向に移動させることが可能であり、逆に、ラックギアからの入力によってピニオンギアを回転させることが可能である。つまり、ラックアンドピニオン機構は入出力の可逆性を有する。
【００２０】
操舵装置１００では、例えば直進走行中に段差を越えたようなときに路面からの外力が車輪へと逆入力されると、その逆入力はラックギア及びピニオンギアを通じて伝達され、電動モータ１０が回転させられる。よって、路面からの逆入力があったときに、車輪が直進状態に維持されずに操舵状態になるおそれがある。そこで、操舵装置１００には、路面からの逆入力があったときにロッド１を軸方向に移動させないように規制するためのロッド移動規制機構２０が設けられる。
【００２１】
以下では、主に図３及び図４を参照しながらロッド移動規制機構２０について説明する。
【００２２】
ロッド移動規制機構２０は、ロッド１の軸方向に沿って、ケース２の外周に一体に設けられる。ロッド移動規制機構２０は、ロッド１の軸方向への移動に連動して流れる作動流体の流れを遮断することで、ロッド１の軸方向への移動を規制するものである。作動流体としては非圧縮性流体である作動油が用いられる。
【００２３】
ロッド移動規制機構２０は、ロッド１に並設された円筒体のシリンダ２１内を摺動するピストン２２と、ピストン２２によってシリンダ２１内に画成される二つの流体室２３，２４と、流体室２３，２４を接続し、流体室２３，２４間での作動油の往来を可能にする流体通路２５と、流体通路２５の作動油の流れを遮断するためのストッパ機構３０とを備える。
【００２４】
シリンダ２１は、ケース２に形成された複数のフランジ２ｂ（図１参照）にボルトで締結される。シリンダ２１の軸方向端部は開口して形成され、この開口は、シリンダ２１の内部にピストン２２が収装された後、螺合されるプラグ２１ｂによって閉塞される。
【００２５】
ピストン２２は、ロッド１と一体にシリンダ２１の内周を摺動する。ピストン２２の軸方向両端には、それぞれ第１流体室２３と第２流体室２４とがシリンダ２１の内周に画成される。ピストン２２両端部近傍の外周には、環状溝２２ｂが形成され、第１流体室２３と第２流体室２４からの作動油の流出を防止するために、シール手段としてのＯリング（図示省略）が嵌入される。ピストン２２の長手方向中央には連結孔２２ａが形成され、連結ピン２６の一端が嵌入される。
【００２６】
連結ピン２６は、ロッド１とピストン２２とを一体に摺動させるために連結するピンである。連結ピン２６の他端は、ロッド１に形成される連結孔１ｂに嵌入される。シリンダ２１及びケース２には、連結ピン２６が挿通される開口孔２１ｃ，２ｃ（図４参照）が形成される。
【００２７】
開口孔２１ｃ，２ｃは、同形状の長穴であり、ロッド１の軸方向を長手方向として形成される。開口孔２１ｃ，２ｃは、ロッド１の軸方向への移動に伴って連結ピン２６が移動可能なように長穴に形成されている。開口孔２１ｃ，２ｃは、開口位置が一致するように連通して形成される。
【００２８】
ピストン２２の軸方向長さは、ピストン２２の最大ストローク時にＯリングが開口孔２１ｃにかからないような長さに形成される。これにより、ピストン２２がシリンダ２１内を移動したときにも第１流体室２３及び第２流体室２４のシール性が確保され、開口孔２１ｃから作動油が流出することはない。
【００２９】
第１流体室２３，第２流体室２４，及び流体通路２５には、作動油が充填されている。この作動油は、第１流体室２３と第２流体室２４との間を、流体通路２５を介して自由に往来できる。よって、ロッド１の軸方向への移動に伴い、第１流体室２３及び第２流体室２４のいずれか一方に向かってピストン２２が摺動すると、その一方から他方へと流体通路２５を介して作動油が徐々に移動する。
【００３０】
流体通路２５は、第１流体室２３と第２流体室２４との内周面から垂直に形成される引出通路２５ａ，２５ｂと、引出通路２５ａ，２５ｂどうしを接続する連通通路２５ｃとを備える。流体通路２５は、シリンダ２１外に形成される。
【００３１】
引出通路２５ａ，２５ｂは、シリンダ２１内部に開口して形成され、その開口は、螺合するプラグ２７によって閉塞される。引出通路２５ａ，２５ｂは、それぞれ交差部２５ｄ，２５ｅで連通通路２５ｃと垂直に交差する。連通通路２５ｃは、ロッド１の軸方向に形成される。
【００３２】
ストッパ機構３０は、進退自在に設けられる進退部３１ａを有するソレノイドバルブ３１を備える。ソレノイドバルブ３１の進退部３１ａは、流体通路２５の交差部２５ｄに臨むように配置される。進退部３１ａは、交差部２５ｄに臨んで設けられるが、流体通路２５の他の位置であってもよい。ソレノイドバルブ３１は、コントローラに接続され、コントローラからの指令信号によって制御される。
【００３３】
進退部３１ａの外径は、流体通路２５の内径よりも大径に形成される。ソレノイドバルブ３１が駆動され、進退部３１ａが前進端に位置する場合には、進退部３１ａの側面で２５ａが閉塞され、先端部で連通通路２５ｃが閉塞される。これにより、流体通路２５の作動油の流れが遮断される。
【００３４】
一方、ソレノイドバルブ３１が駆動されず、進退部３１ａが後退端に位置する場合には、進退部３１ａは流体通路２５を閉塞しない。よって、流体通路２５の作動油の流れは遮断されない。
【００３５】
連通通路２５ｃにおける進退部３１ａの先端が当接するシート部は、進退部３１ａの先端と同一形状に形成される。
【００３６】
ソレノイドバルブ３１の駆動により、進退部３１ａが前進して流体通路２５の作動油の流れを遮断すると、第１流体室２３と第２流体室とのそれぞれの内部の作動油は、それぞれの流体室２３，２４に閉じ込められ、互いに往来できなくなる。よって、ピストン２２は、シリンダ２１の内周を摺動することができず、流体通路２５の作動油の流れが遮断されたときの位置で固定されることとなる。したがって、ピストン２２に連結されるロッド１は、軸方向への移動が規制されることとなる。
【００３７】
ソレノイドバルブ３１は、電動モータ１０の停止時には進退部３１ａを前進させ、電動モータ１０の回転時には進退部３１ａを後退させる。よって、電動モータ１０の停止時にはロッド１の軸方向への移動は規制され、電動モータ１０の回転時にはロッド１は軸方向に移動可能になる。
【００３８】
以下、操舵装置１００の動作について説明する。
【００３９】
まず、電動モータ１０の回転時について説明する。
【００４０】
電動モータ１０が回転しているときには、ロッド１が軸方向に移動して後輪の操舵角度を変化させることができるように、ロッド１を自由に移動できるようにする必要がある。そのため、ロッド移動規制機構２０は作動せず、ソレノイドバルブ３１の進退部３１ａは後退端に位置する。
【００４１】
電動モータ１０の回転力が減速機を介して伝達されてピニオンギアが回転すると、ピニオンギアの回転がラックギアに伝達され、ロッド１は軸方向に移動する。このロッド１の移動がタイロッドに伝達され、車輪の操舵角度が変化する。
【００４２】
ロッド１が軸方向に移動すると、連結ピン２６を介してロッド１と連結されているピストン２２は、ロッド１と一体に移動する。このとき、ソレノイドバルブ３１の進退部３１ａは後退して後退端に位置しており、流体通路２５は開かれている。よって、第１流体室２３及び第２流体室２４のそれぞれの内部の作動油のうち、ピストン２２が摺動した分に対応する体積の作動油は、流体通路２５を介して一方から他方へと自由に往来することができる。よって、ピストン２２は、シリンダ２１内を自由に摺動することができる。
【００４３】
以上より、電動モータ１０の回転時には、ロッド１の軸方向への移動は規制されず、電動モータ１０の回転力によってロッド１は移動可能となる。
【００４４】
次に、電動モータ１０の停止時について説明する。
【００４５】
電動モータ１０が停止しているときには、後輪の操舵角度を所定の角度に維持するために、ロッド１の軸方向への移動を規制する。そのため、コントローラからの指令信号によって、ロッド移動規制機構２０が作動し、ソレノイドバルブ３１の進退部３１ａは前進端に位置する。
【００４６】
ロッド移動規制機構２０が作動してソレノイドバルブ３１の進退部３１ａが前進して前進端に位置すると、流体通路２５を流れる作動油は遮断される。これにより、第１流体室２３と第２流体室２４との作動油は互いに往来できず、ピストン２２はシリンダ２１内の所定の位置に維持されたまま摺動することができなくなり、連結ピン２６により連結されるロッド１は、軸方向への移動が規制される。
【００４７】
以上より、電動モータ１０の停止時には、ロッド１は、軸方向への移動が規制され、軸方向の任意の位置に固定される。
【００４８】
このロッド移動規制機構２０は、機械的に係合する部分を備えないため、摩耗のおそれがなく耐久性に優れている。また、ロッド移動規制機構２０を設けることによって、ウォームギア機構のような非可逆性を有する変換機構だけではなく、可逆性を有するラックアンドピニオン機構のようなギア効率に優れた変換機構を用いることができる。
【００４９】
ロッド移動規制機構２０は、車輪が非操舵状態である中立位置においてロッド１を固定することが可能であるのはもちろんのこと、中立位置でなくても任意の位置においてロッド１を固定することが可能である。
【００５０】
例えば、車両が定常円旋回を行うような場合には、車輪は旋回半径によって定まる所定の操舵角度に維持される。このとき、ロッド移動規制機構２０によってロッド１が固定されると、車輪は所定の操舵角度に維持される。よって、定常円旋回中に外部から逆入力があったときにも操舵角度が変化することを防止でき、安定した定常円旋回を行うことができる。
【００５１】
以上の実施の形態によれば、以下の効果を奏する。
【００５２】
操舵装置１００は、ロッド１の軸方向への移動を規制するためのロッド移動規制機構２０を備える。このロッド移動規制機構２０では、ロッド１の軸方向への移動に連動して第１流体室２３と第２流体室２４との間を流体通路２５を介して相互に往来する作動油の流れをソレノイドバルブ３１の進退部３１ａが前進して遮断する。これにより、第１流体室２３と第２流体室２４の間に設けられるピストン２２の移動が規制され、ピストン２２と一体に設けられるロッド１の軸方向への移動が規制される。
【００５３】
このロッド移動規制機構２０には、機械的に係合する部分がないため、繰り返し作動しても摩耗するおそれはない。したがって、ロッド１の軸方向への移動を規制するためのロッド移動規制機構２０の耐久性を向上可能である。
【００５４】
本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明に係る操舵装置は、自動車などの車両において車輪を操舵するために用いることができる。
【符号の説明】
【００５６】
１００  操舵装置
１      ロッド
２      ケース
１０    電動モータ
２０    ロッド移動規制機構
２１    シリンダ
２２    ピストン
２３    第１流体室
２４    第２流体室
２５    流体通路
２５ａ  引出通路
２５ｃ  連通通路
２６    連結ピン
３０    ストッパ機構
３１    ソレノイドバルブ
３１ａ  進退部
【図１】
2011105033.tif 000003
【図２】
2011105033.tif 000004
【図３】
2011105033.tif 000005
【図４】
2011105033.tif 000006