(57)【要約】【課題】旋回軸の損傷を防止すると共に、内部の損傷を検知可能な後輪操舵装置を提供すること。【解決手段】電動モータの回転力をロッド１の軸方向への移動に変換することによって車両の後輪を操舵する後輪操舵装置１００であって、電動モータの回転力をロッド１の軸方向への移動へと変換する変換機構３，５と、ロッド１の軸方向への所定量以上の移動を規制するためのストッパ１０とを備え、ロッド１は、ロッド１が軸方向へ移動する際にストッパ１０に当接して、ロッド１のストローク量を規定するストローク量規定部１２と、ロッド１に過大な軸方向荷重が作用した場合に、ロッド１のストローク量が小さくなるように変形する変形部１３とを備える。【選択図】図３
2011011635.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モータの回転力をロッドの軸方向への移動に変換することによって車両の後輪を操舵する後輪操舵装置であって、
前記電動モータの回転力を前記ロッドの軸方向への移動へと変換する変換機構と、
前記ロッドの軸方向への所定量以上の移動を規制するためのストッパと、を備え、
前記ロッドは、
当該ロッドが軸方向へ移動する際に前記ストッパに当接して、当該ロッドのストローク量を規定するストローク量規定部と、
前記ロッドに過大な軸方向荷重が作用した場合に、当該ロッドのストローク量が小さくなるように変形する変形部と、
を備えることを特徴とする後輪操舵装置。
【請求項２】
前記変換機構は、
前記電動モータの回転力が伝達されるホイールと、
一端が前記ホイールの中心から偏心した位置に支持され、他端が前記ロッドに連結され、前記ホイールの回転に伴って旋回することによって前記ロッドを軸方向へと移動させる旋回軸と、を備え、
前記変形部は、前記ロッドに過大な軸方向荷重が作用した場合には、前記旋回軸が損傷する前に変形するように構成されることを特徴とする請求項１に記載の後輪操舵装置。
【請求項３】
前記変換機構は、
前記電動モータの回転力が伝達されるピニオンギアと、
前記ロッドに形成され、前記ピニオンギアと螺合するラックと、を備え、
前記変形部は、前記ロッドに過大な軸方向荷重が作用した場合には、前記ラック又は前記ピニオンが損傷する前に変形するように構成されることを特徴とする請求項１に記載の後輪操舵装置。
【請求項４】
前記変形部は、前記ロッドに貫通孔又は穴を形成することによって構成されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一つに記載の後輪操舵装置。
【請求項５】
前記ストローク量規定部は、前記ロッドの外周面に形成された溝部であり、
前記ストッパは前記溝部内に配置されることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一つに記載の後輪操舵装置。
【請求項６】
前記ストッパは、前記変形部を構成する前記貫通孔又は前記穴に挿入して配置され、
前記ストローク量規定部は、前記貫通孔又は前記穴の内周面であることを特徴とする請求項４に記載の後輪操舵装置。
【請求項７】
電動モータの駆動電流を検出する電流検出器と、
前記電流検出器の検出結果に基づいて、前記電動モータに異常があるか否かを判定する判定手段と、をさらに備えることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一つに記載の後輪操舵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の後輪を操舵する後輪操舵装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の後輪操舵装置として、特許文献１には、電動モータの回転を支持ロッドの左右方向のスライド移動に変換することによって、後輪を操舵するものが開示されている。
【０００３】
特許文献１に開示の後輪操舵装置では、電動モータの回転はウォームギヤ及びウォームホイールを介して回転軸に伝達され、回転軸が回転することによって旋回軸が回転軸に偏心した状態で旋回運動する。旋回軸はすべり軸受を介して支持ロッドに連結されているため、旋回軸が旋回することによって、支持ロッドは左右方向にスライド移動する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平３−２８７４６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示の後輪操舵装置は、旋回軸が旋回運動することによって支持ロッドが左右方向にスライド移動するものであるため、車輪を通じて支持ロッドに大きな荷重が負荷された場合には旋回軸が損傷するおそれがある。
【０００６】
旋回軸は後輪操舵装置の内部にあるため、旋回軸が損傷した場合、それを後輪操舵装置の外観からは判断できない。そのため、旋回軸の損傷に気が付かずに車両を走行させてしまう事態が起こり得る。また、旋回軸が損傷した場合には、後輪の操舵が制御できなくなるため、車両の走行が安定しない。
【０００７】
また、この種の後輪操舵装置では、電動モータの回転を旋回軸に伝達するギヤにフィードバックセンサが設けられているものがある。しかし、旋回軸が損傷、特には折損した状態では、ギヤ自体の駆動には問題がないため、旋回軸の折損をフィードバックセンサにて検知することができない。
【０００８】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、旋回軸の損傷を防止すると共に、内部の損傷を検知可能な後輪操舵装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、電動モータの回転力をロッドの軸方向への移動に変換することによって車両の後輪を操舵する後輪操舵装置であって、前記電動モータの回転力を前記ロッドの軸方向への移動へと変換する変換機構と、前記ロッドの軸方向への所定量以上の移動を規制するためのストッパと、を備え、前記ロッドは、当該ロッドが軸方向へ移動する際に前記ストッパに当接して、当該ロッドのストローク量を規定するストローク量規定部と、前記ロッドに過大な軸方向荷重が作用した場合に、当該ロッドのストローク量が小さくなるように変形する変形部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ロッドは、過大な軸方向荷重が作用した場合に変形する変形部を備えるため、ロッドに過大な軸方向荷重が作用した場合における変換機構の損傷を防止することができる。また、変形部は、ロッドのストローク量が小さくなるように変形するため、変形部の変形後はロッドの移動が制限される。これにより、電動モータの負荷が増大して電動モータの駆動電流が上昇するため、その駆動電流に基づいて内部の損傷を検知することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態に係る後輪操舵装置の正面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る後輪操舵装置の側面図である。
【図３】図２におけるＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図４】ロッドが圧縮変形した状態を示す後輪操舵装置の断面図である。
【図５】ロッドが伸長変形した状態を示す後輪操舵装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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。
【００１３】
まず、図１〜図３を参照して、本実施の形態に係る後輪操舵装置１００の構成について説明する。
【００１４】
後輪操舵装置１００は、車両に搭載され、電動モータ（図示せず）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の移動に応じて車両の後輪を操舵するものである。つまり、後輪操舵装置１００は、電動モータの回転力をロッド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。
【００１５】
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（図示せず）が連結され、タイロッドの端部には車輪が連結される。ケース２は、ボス部２ａを介して車体に締結される。
【００１６】
電動モータは、運転者による操舵ハンドルの操作に応じて駆動する。電動モータの回転力は、電動モータの出力軸に連結されたピニオンギヤ（図示せず）とウォームギヤ（図示せず）を介してホイール３（図３参照）に伝達される。ホイール３は、ケース２と一体に形成されたギヤボックス４内に軸受を介して回転自在に収装される。
【００１７】
図３に示すように、ホイール３には、中心から偏心した位置に球面軸受（図示せず）を介して旋回軸としてのスタッドシャフト５の一端が支持される。スタッドシャフト５の外周面はテーパ状に形成される。ロッド１には、スタッドシャフト５の外周面に対応するテーパ状の貫通孔１ｂがロッド軸方向に対して垂直方向に形成される。スタッドシャフト５は、ロッド１の貫通孔１ｂを挿通して、ロッド１からの突出した他端がナット６を介してロッド１に締結される。ナット６は、ケース２の開口部２ｂに嵌挿されたキャップ７内に収容される。このように、スタッドシャフト５は、ホイール３の中心から偏心した位置に球面軸受を介して支持されると共に、ロッド１に連結されるものであり、ホイール３とロッド１とを連結する。
【００１８】
電動モータの回転力がホイール３に伝達されてホイール３が回転すると、スタッドシャフト５はホイール３の回転軸を中心として旋回する。スタッドシャフト５が旋回するのに対してロッド１は軸方向にのみ移動可能であるため、スタッドシャフト５が旋回する際、ロッド１の軸方向とは垂直方向の動き（図３における紙面垂直方向の動き）は、スタッドシャフト５を支持する球面軸受によって吸収される。つまり、スタッドシャフト５が球面軸受によってホイール３に支持されることによって、スタッドシャフト５の旋回運動がロッド１の軸方向への移動に変換される。ホイール３とスタッドシャフト５が電動モータの回転力をロッド１の軸方向への移動へと変換する変換機構に該当する。
【００１９】
ケース２には、キャップ７の両側に雌ねじ穴２ｃが形成される。それぞれの雌ねじ穴２ｃにはボルト１０が螺合される。一対のボルト１０は、スタッドシャフト５から等距離に配置される。ボルト１０の胴部先端部１０ａはケース２の内周面からケース２内部へと突出している。ロッド１の外周面には、それぞれのボルト１０に対応する位置に軸方向に延びる溝部１１が形成される。
【００２０】
溝部１１の軸方向の長さはボルト１０の外径よりも大きく形成され、ボルト１０の先端部１０ａは溝部１１内に配置される。ロッド１の軸方向両側への移動は、溝部１１の立壁１２がボルト１０の先端部１０ａ外周面に当接することによって規制される。このように、ボルト１０は、ロッド１の軸方向への所定量以上の移動を規制するためのストッパとして機能する。また、溝部１１は、ロッド１のストローク量を規定するストローク量規定部として機能する。つまり、溝部１１の立壁１２とボルト１０の先端部１０ａ外周面との間隔が大きい程、ロッド１のストローク量は大きくなる。溝部１１の軸方向の長さであるロッド１のストローク量は、後輪の上限操舵角度に基づいて設定される。なお、一対の溝部１１の軸方向の長さは同一である。
【００２１】
ロッド１における貫通孔１ｂと一対の溝部１１との間には、ロッド１の外周面を貫通する貫通孔１５が形成される。ロッド１における貫通孔１５が形成された部位１３は、貫通孔１５の分肉厚が薄くなるため剛性が小さい。そのため、後輪を通じてロッド１に過大な軸方向荷重が作用した場合には、ロッド１の部位１３が変形する。具体的には、ロッド１に過大な圧縮荷重が作用した場合には、ロッド１は部位１３が圧縮変形することによって軸方向に縮む。また、ロッド１に過大な引張荷重が作用した場合には、ロッド１は部位１３が伸長変形することによって軸方向に伸びる。
【００２２】
ロッド１の部位１３が伸縮変形することによって、ボルト１０の先端部１０ａに対する溝部１１の立壁１２の位置関係が変化する。これにより、ロッド１のストローク量が小さくなる。このように、ロッド１の部位１３は、ロッド１に過大な軸方向荷重が作用した場合に、ロッド１のストローク量が小さくなるように伸縮変形する変形部として機能する。
【００２３】
ロッド１の部位１３は、ロッド１に過大な軸方向荷重が作用した場合に、その荷重によってスタッドシャフト５が損傷する前に伸縮変形するように構成される。つまり、部位１３は、スタッドシャフト５の損傷を防止するものであり、スタッドシャフト５の剛性よりも小さく構成される。なお、ロッド１に形成する貫通孔１ｂに代わり、ロッド１の外周面を貫通しない穴を形成するようにしてもよい。
【００２４】
次に、図４及び図５を参照して、後輪操舵装置１００の動作について説明する。図４はロッド１が圧縮変形した状態を示す後輪操舵装置１００の断面図であり、図５はロッド１が伸長変形した状態を示す後輪操舵装置１００の断面図である。
【００２５】
図４に示すように、後輪を通じてロッド１に図４中矢印にて示す方向の過大な圧縮荷重が作用した場合には、ホイール３とロッド１とを連結するスタッドシャフト５に荷重が作用するが、スタッドシャフト５が破損する前に、ロッド１の部位１３（図４中右側の部位１３）が圧縮変形する。これにより、スタッドシャフト５の損傷が防止される。
【００２６】
ロッド１の部位１３が圧縮変形することによって、ボルト１０の先端部１０ａに対する溝部１１の立壁１２の位置関係が変化する。具体的には、対向する立壁１２のうちロッド１端部側の立壁１２ａがボルト１０の先端部１０ａに近づくか又は当接する。これにより、ロッド１の図４中左側へのストローク量が、部位１３の圧縮変形前と比較して小さくなり、ストロークが制限される。
【００２７】
このように、ロッド１のストロークが制限された状態では、ホイール３の回転も制限されるため、結果的に電動モータの回転も制限されることになる。このため、電動モータの負荷が増大して電動モータの駆動電流が上昇する。
【００２８】
ここで、電動モータの駆動電流は電流検出器としての電流計によって検出され、その検出結果は車両に搭載されたコントローラに送信される。コントローラでは、電流計から受信した検出結果を基に、電動モータの負荷を監視している。具体的には、コントローラは、電流計から受信した電動モータの駆動電流が予め定められた基準値以上である場合には、運転席に設けられた警告ランプに信号を送信して警告ランプを点灯させること等によって、電動モータに異常が発生したことを運転者に報知する。このように、コントローラは、電流計から受信した検出結果に基づいて、電動モータ、つまり後輪操舵装置１００に異常があるか否かを判定し（判定手段）、異常がある場合には運転者に報知する。したがって、ロッド１のストロークが制限され、電動モータの駆動電流が上昇すると、電動モータに異常が発生したことが運転者に報知されることになる。このように、外観では判断できない後輪操舵装置１００の内部の異常を検知することが可能となる。
【００２９】
図５に示すように、後輪を通じてロッド１に図５中矢印にて示す方向の過大な引張荷重が作用した場合には、スタッドシャフト５が破損する前に、ロッド１の部位１３（図４中右側の部位１３）が伸長変形する。これにより、スタッドシャフト５の損傷が防止される。
【００３０】
ロッド１の部位１３が伸長変形することによって、対向する立壁１２のうちロッド１中央部側の立壁１２ｂがボルト１０の先端部１０ａに近づくか又は当接する。これにより、ロッド１の図４中右側へのストローク量が、部位１３の伸長変形前と比較して小さくなり、ストロークが制限される。
【００３１】
このように、ロッド１に引張荷重が作用した場合も、上述した圧縮荷重が作用する場合と同様に、ロッド１のストロークが制限されるため、電動モータの駆動電流が上昇し、その駆動電流に基づいて、後輪操舵装置１００の内部の異常が検知される。
【００３２】
以上の実施の形態によれば、以下に示す作用効果を奏する。
【００３３】
ロッド１は、過大な軸方向荷重が作用した場合に伸縮変形する部位１３を備えるため、ロッド１に過大な軸方向荷重が作用した場合におけるスタッドシャフト５の損傷を防止することができる。また、部位１３は、ロッドのストローク量が小さくなるように伸縮変形するため、部位１３の変形後はロッド１の移動が制限される。これにより、電動モータの負荷が増大して電動モータの駆動電流が上昇するため、その駆動電流に基づいて後輪操舵装置１００内部の損傷を検知することが可能となる。
【００３４】
また、部位１３が変形しロッド１の移動が制限された状態では、ロッド１がロックされた状態となる。そのため、ロッド１が変形し損傷した状態においても、後輪の操舵角が保持されるため、車両の走行が安定する。
【００３５】
以下に、本実施の形態の他の形態について説明する。
（１）上記実施の形態では、電動モータの回転力をロッド１の軸方向への移動へと変換する変換機構をホイール３とスタッドシャフト５とによって構成した。これに代わり、変換機構を電動モータの回転力が伝達されるピニオンギアと、ロッド１に形成されピニオンギアと螺合するラックとによって構成するようにしてもよい。この場合、ロッド１に過大な軸方向荷重が作用した場合には、ピニオンギア又はラックが破損する前に、ロッド１の部位１３が伸縮変形するように構成される。具体的には、ピニオンギアとラックとの螺合部、又はピニオンギアのシャフトが破損する前に、ロッド１の部位１３が伸縮変形するように構成される。
（２）上記実施の形態では、ロッド１の変形部として、ロッド１に貫通孔１５を形成することによって構成した。これに代わり、ロッド１における貫通孔１ｂと一対の溝部１１との間を部分的に剛性の小さい材料にて構成するようにしてもよい。例えば、ロッド１全体は鉄鋼材料にて形成し、ロッド１における貫通孔１ｂと一対の溝部１１との間を部分的にアルミニウムにて構成し変形部とするようにしてもよい。
（３）上記実施の形態では、ストッパとしてのボルト１０は、先端部１０ａがロッド１に形成された溝部１１内に配置されるものである。これに代わり、ボルト１０をロッド１の貫通孔１５に挿入して配置するようにしてもよい。この場合、ロッド１の軸方向両側への移動は、貫通孔１５の内周面がボルト１０の胴部外周に当接することによって規制される。このように、貫通孔１５の内周面が、ロッド１のストローク量を規定するストローク量規定部として機能する。そのため、上記実施の形態にて示したロッド１に形成される溝１１は不要となる。このように構成しても、上記実施の形態と同様の作用効果を奏する。
（４）上記実施の形態では、ロッド１の軸方向への所定量以上の移動を規制するためのストッパをボルト１０にて構成した。ストッパを、ボルト１０に代わり、ピンにて構成するようにしてもよい。ストッパとしてピンを用いる場合、溝部１１の立壁１２との接触面積がボルトと比較して大きくなるため、ストッパの変形をより防止することができる。なお、ストッパとしてピンを用いる場合、ピンが溝部１１の立壁１２と面接触するように、ピンの外周面に平面部を形成するようにしてもよい。
【００３６】
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】
【００３７】
本発明は、車両の後輪を操舵する後輪操舵装置に適用することができる。
【符号の説明】
【００３８】
１００  後輪操舵装置
１      ロッド
２      ケース
３      ホイール
５      スタッドシャフト
１０    ボルト
１０ａ  先端部
１１    溝部
１２    立壁
１３    ロッドの変形部位（変形部）
１５    貫通孔
【図１】
2011011635.tif 000003
【図２】
2011011635.tif 000004
【図３】
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【図４】
2011011635.tif 000006
【図５】
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