JP2002249055A - 操舵装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 車両用操舵装置を小型にする。 【解決手段】 アクティブ操舵装置１０は、ステアリン
グホイール２１に連結した第１ピニオン軸２４と、前輪
２９，２９に連結した第１ラック軸２６とを、第１ラッ
クアンドピニオン機構２５で連結して、ハウジング４６
に取付け、ハウジング４６を車幅方向へ移動可能に車体
４１に取付け、ハウジング４６を車幅方向へ移動させる
電動機７１を車体４１に取付けたものである。電動機軸
７１ａが第１ラック軸２６に略平行になるように電動機
７１を配置した。電動機軸７１ａをハイポイドギヤ機構
７３及び第２ラックアンドピニオン機構７５を介して第
２ラック９６に連結した。第２ラック軸７６を、第１ラ
ック軸２６に略平行に配置し、車幅方向へ移動可能に車
体に取付け、ハウジング４６に連結した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は車両用操舵装置の改
良に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、車両の走行状態や操舵状態に応じ
て操縦安定性や車両の運動性能をより高めるようにした
車両用操舵装置の開発が進んでいる。この種の操舵装置
としては、例えば、運転者のハンドル操作から独立して
前輪の転舵角を制御できるようにした、いわゆるアクテ
ィブ操舵装置や、左右の前輪及び左右の後輪を操舵でき
るようにした４輪操舵装置の開発も進んでいる。アクテ
ィブ操舵装置としては、例えば特開平７−５２８１９号
公報「車輪の補助操舵装置」が知られている。以下、こ
の従来の技術について説明する。

【０００３】上記従来の技術は、同公報の図１及び図５
に示される通り、車体に左右のブラケット５，６（番号
は公報に記載されたものを引用した。以下同じ。）を介
してステアリングギヤボックス１を車幅方向へ移動可能
に取付け、ステアリングギヤボックス１に非可逆伝動機
１２を介してモータ９のモータ軸を連結したというもの
である。ステアリングギヤボックス１は、ステアリング
ホイール２１に連結するとともにピニオン３を有するス
タブシャフト２と、ピニオン３に噛み合うとともに前輪
２２に連結するラック４とを収納した、車幅方向に細長
い収納部材である。非可逆伝動機１２は、モータ軸に連
結したウォーム１０と、ステアリングギヤボックス１に
形成したウォームギヤ１１とからなる、ウォームギヤ機
構である。

【０００４】このようなアクティブ操舵装置は、ステア
リングホイール２１を操舵することにより、ラック４を
介して前輪２２を転舵させることができる。しかも、モ
ータ９にてステアリングギヤボックス１を車幅方向へ移
動させることで、ラック４を車幅方向へ移動させること
によっても、前輪２２を転舵させることができる。運転
者のハンドル操作をモータ９で支援することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術は、モ
ータ９の駆動トルクをウォームギヤ機構を介してステア
リングギヤボックス１に伝達するものである。必然的
に、車幅方向に細長いステアリングギヤボックス１に対
してモータ軸が直交するように、モータ９を配置するこ
とになる。一般にモータ９は、モータ軸方向の長さが幅
よりも大きい。従って、細長いステアリングギヤボック
ス１の側壁から側方へモータ９が大きく突出する。この
結果、操舵装置が大型にならざるを得ない。車両のエン
ジンルーム内や床下等の狭いスペースに操舵装置を配置
する場合、操舵装置が大型であるため、それの配置が難
しくなる。

【０００６】そこで本発明の目的は、操舵装置を小型に
することができる技術を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１は、ステアリングホイールに連結するととも
に第１ピニオンを有する第１ピニオン軸を回転可能にハ
ウジングに取付け、第１ピニオンに噛み合う第１ラック
を有するとともに操舵車輪に連結した第１ラック軸を車
幅方向へ移動可能にハウジングに取付け、このハウジン
グを車幅方向へ移動可能に車体に取付け、ハウジングを
車幅方向へ移動させる電動機を車体に取付け、電動機で
ハウジングを車幅方向へ移動させることによっても操舵
車輪を操舵することができるようにした操舵装置におい
て、電動機軸が第１ラック軸に平行又は略平行になるよ
うに電動機を配置し、電動機軸をハイポイドギヤ機構又
はウォームギヤ機構を介して第２ピニオン軸に連結し、
この第２ピニオン軸のピニオンを第２ラック軸のラック
に噛み合わせ、この第２ラック軸を車幅方向へ移動可能
に車体に取付け、第２ラック軸を第１ラック軸に平行又
は略平行になるように配置するとともにハウジングに連
結したことを特徴とする。

【０００８】ハウジング駆動トルクを発生する電動機の
電動機軸にハイポイドギヤ機構又はウォームギヤ機構を
介して第２ピニオン軸を連結したので、第２ピニオン軸
は電動機軸に対して直交する方向に延びる。第２ピニオ
ン軸にラックアンドピニオン機構を介して第２ラック軸
を連結したので、第２ラック軸は第２ピニオン軸に対し
て直交する方向に延びる。従って、電動機軸が第２ラッ
ク軸に平行又は略平行になるように、電動機を配置する
ことができる。一方、操舵車輪に連結する第１ラック軸
をハウジングに収納し、このハウジングに第２ラック軸
を連結したときに、第２ラック軸を第１ラック軸に平行
又は略平行に配置することができる。従って、電動機軸
が第１ラック軸に平行又は略平行になるように、電動機
を配置することができる。

【０００９】第２ラック軸や電動機が第１ラック軸の径
方向へ突出する突出距離を小さくすることができる。こ
の結果、操舵装置が小型になる。車両のエンジンルーム
内や床下等の狭いスペースに小型の操舵装置を配置する
ので、車両の設計の自由度が高まる。

【００１０】上記目的を達成するために請求項２は、左
右の前輪及び左右の後輪を操舵する操舵装置であって、
車幅方向へ延びて後輪に連結したラック軸を、車体に取
付けた電動機で車幅方向へ移動させることにより、後輪
を操舵するようにした操舵装置において、電動機軸がラ
ック軸に平行又は略平行になるように電動機を配置し、
電動機軸にハイポイドギヤ機構又はウォームギヤ機構を
介してピニオン軸を連結し、このピニオン軸にラックア
ンドピニオン機構を介してラック軸を連結したことを特
徴とする。

【００１１】４輪操舵装置において、後輪駆動トルクを
発生する電動機の電動機軸にハイポイドギヤ機構又はウ
ォームギヤ機構を介してピニオン軸を連結したので、ピ
ニオン軸は電動機軸に対して直交する方向に延びる。ピ
ニオン軸にラックアンドピニオン機構を介してラック軸
を連結したので、後輪に連結したラック軸はピニオン軸
に対して直交する方向に延びる。従って、電動機軸がラ
ック軸に平行又は略平行になるように、電動機を配置す
ることができる。このようにして、電動機がラック軸の
径方向へ突出する突出距離を小さくすることができる。
この結果、操舵装置が小型になる。車両の床下等の狭い
スペースに小型の操舵装置を配置するので、車両の設計
の自由度が高まる。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を添付図面に
基づいて以下に説明する。なお、「前」、「後」、
「左」、「右」、「上」、「下」は運転者から見た方向
に従う。また、図面は符号の向きに見るものとする。

【００１３】先ず第１実施例の操舵装置について図１〜
図６に基づき説明する。図１は本発明に係る操舵装置
（第１実施例）の模式図である。第１実施例の操舵装置
１０は、車両のステアリングホイール２１から操舵車輪
（前輪）２９，２９に至るステアリング系２０と、運転
者のハンドル操作から独立して操舵車輪２９，２９の転
舵角を制御することができる補助操舵機構６０とからな
る、アクティブ操舵装置である。

【００１４】ステアリング系２０は、ステアリングホイ
ール２１にステアリングシャフト２２及び自在軸継手機
構２３を介して第１ピニオン軸２４を連結し、第１ピニ
オン軸２４に第１ラックアンドピニオン機構２５を介し
て第１ラック軸２６を連結し、第１ラック軸２６に左右
のタイロッド２７，２７及びナックル２８，２８を介し
て左右の操舵車輪２９，２９を連結したものである。第
１ラックアンドピニオン機構２５は、第１ピニオン軸２
４に有する第１ピニオン３１と、第１ラック軸２６に有
する第１ラック３２とを、噛み合わせたものである。

【００１５】このようなステアリング系２０は、上下方
向に延びた第１ピニオン軸２４及び車幅方向に延びた第
１ラック軸２６を、ハウジング４６に収納したものであ
る。すなわちハウジング４６は、第１ピニオン軸２４を
回転可能に且つ軸方向移動不能に取付けるとともに、第
１ラック軸２６を車幅方向（軸方向）へ移動可能に取付
けたものであり、さらには、第１ラック軸２６と同心で
車幅方向へ細長い収納部材である。

【００１６】自在軸継手機構２３は、第１ラック軸２６
の軸方向への第１ピニオン３１の変位を許容するもので
ある。言い換えると自在軸継手機構２３は、ステアリン
グホイール２１の操舵トルクを第１ピニオン軸２４に伝
達するとともに、第１ピニオン軸２４の軸方向には伸縮
可能な機構である。

【００１７】ここで、ハウジング４６の支持構造を説明
すると、支持構造は車体４１にサブフレーム４２をボル
ト止めにて取付け、サブフレーム４２に３個の軸受部
（第１・第２・第３軸受部４３〜４５）を介してハウジ
ング４６を車幅方向へ移動可能に且つ回転不能に支持す
ることで、車体４１にハウジング４６を車幅方向へ移動
可能に且つ回転不能に取付けたものである。

【００１８】第１軸受部４３は、ハウジング４６と同心
に配置してサブフレーム４２に取付けたスライド軸受で
あり、ハウジング４６の一端部における外周面を滑り用
ブッシュ５１を介してスライド可能に支持するものであ
る。第２軸受部４４及び第３軸受部４５は、ハウジング
４６の中心からオフセットした位置に配置してサブフレ
ーム４２に取付けたスライド軸受である。具体的には第
２軸受部４４及び第３軸受部４５は、ハウジング４６の
他端部から径外方へ延した支承アーム４６ａと、支承ア
ーム４６ａの支承孔に設けた滑り用ブッシュ５２と、支
承アーム４６ａを滑り用ブッシュ５２を介してスライド
可能に支持する支持軸５３とからなる。支持軸５３はサ
ブフレーム４２に取付けた部材である。図中、５４，５
４は支持軸５３を囲むダストシール用ブーツ、５５，５
５は軸受、５６，５６はダストシール用ブーツである。

【００１９】補助操舵機構６０は、制御部６１にて予め
設定した所定の操舵条件に基づいて電動機７１を駆動す
ることで、電動機７１にてハウジング４６を車幅方向へ
移動させるようにしたものである。制御部６１は、例え
ばステアリングホイール２１の操舵角を検知する操舵角
センサ６２、車両の走行速度を検知する車速センサ６
３、ハウジング４６の変位量を検知する変位量検知セン
サ６４の各検知信号に応じて電動機７１を駆動制御する
機能を有する。

【００２０】さらに詳しく説明すると、補助操舵機構６
０は、ハウジング４６を車幅方向へ移動させる電動機７
１の出力軸７１ａ（電動機軸７１ａ）にハイポイドギヤ
機構７３を介して第２ピニオン軸７４を連結し、第２ピ
ニオン軸７４に第２ラックアンドピニオン機構７５を介
して第２ラック軸７６を連結し、第２ラック軸７６にハ
ウジング４６を連結したものである。

【００２１】このような補助操舵機構６０は、上下方向
に延びた第２ピニオン軸７４及び車幅方向に延びた第２
ラック軸７６を、補助操舵用ハウジング８１に収納した
ものである。補助操舵用ハウジング８１は、サブフレー
ム４２を介して車体４１に取付けたものである。

【００２２】図２は本発明に係る補助操舵機構（第１実
施例）の正面図であり、要部を断面して示したものであ
る。補助操舵用ハウジング８１は、第１ラック軸２６に
平行になるように配置し、第２ラック軸７６と同心で車
幅方向へ細長い収納部材であって、第２ラック軸７６を
車幅方向（軸方向）へ移動可能に取付けたものである。
この結果、車体４１（図１参照）に第２ラック軸７６を
車幅方向へ移動可能に取付けるとともに、第２ラック軸
７６を第１ラック軸２６に平行になるように配置したこ
とになる。

【００２３】第２ラック軸７６は、一端部を補助操舵用
ハウジング８１から突出させ、その端に自在軸継手（ボ
ールジョイント）８２を介してロッド８３を連結し、ロ
ッド８３にハウジング４６から径外方へ延した二股状の
連結アーム４６ｂをピン８４にて連結したものである。
図中、８５，８５は軸受、８６，８７はダストシール用
ブーツである。

【００２４】図３は図２の３−３線断面図であり、補助
操舵用ハウジング８１内に上下の軸受８８，８９を介し
て第２ピニオン軸７４を回転可能に且つ軸方向移動不能
に取付け、補助操舵用ハウジング８１の上部開口をリッ
ド１１１で塞いだことを示す。第２ピニオン軸７４は、
上端部にハイポイドギヤ機構７３の大ギヤ９２をセレー
ション結合等で取付けたものである。第２ラックアンド
ピニオン機構７５は、第２ピニオン軸７４に形成した第
２ピニオン９５と、第２ラック軸７６に形成した第２ラ
ック９６とを、噛み合わせたものである。変位量検知セ
ンサ６４は、リッド１１１に取付けるとともに第２ピニ
オン軸７４の回転角を検知することによりハウジング４
６（図２参照）の変位量を検知するようにした、ポテン
ショメータである。

【００２５】補助操舵用ハウジング８１は、第２ピニオ
ン９５と第２ラック９６との噛み合わせ中心位置にラッ
クガイド１００を配置したものである。ラックガイド１
００は、第２ラック軸７６の第２ラック９６を形成した
面の背面側に、この背面を押出す役割を果たす。詳しく
説明すると、ラックガイド１００は、第２ラック９６と
反対側から第２ラック軸７６に当てるガイド部１０１
と、このガイド部１０１を圧縮ばね１０２を介して押す
調整ボルト１０３とからなる。

【００２６】このようなラックガイド１００によれば、
補助操舵用ハウジング８１にねじ込んだ調整ボルト１０
３にて、圧縮ばね１０２を介してガイド部１０１を適切
な押圧力で押すことで、ガイド部１０１で第２ラック９
６に予圧を与えて、第２ラック９６を第２ピニオン９５
に押し付けることができる。図中、１０４は第２ラック
軸７６の背面を滑らせる当て部材、１０５はロックナッ
ト、１１２はリッド止めボルト、１１３はワッシャ、１
１４はナット、１１５は止め輪である。

【００２７】図４は図２の４−４線断面図であり、電動
機７１を補助操舵用ハウジング８１にボルト止めするこ
とで、電動機７１を車体４１（図１参照）に取付けたこ
とを示す。電動機７１は、電動機軸７１ａが第２ラック
軸７６に略平行になるように横向きに配置し、電動機軸
７１ａの先端に中間軸７２をセレーション結合したもの
である。すなわち、第２ラック軸７６に対して電動機軸
７１ａは角度θだけ傾いている。角度θは例えば２０゜
〜３０゜である。傾いている理由については後述する
（図６参照）。中間軸７２は、軸受１１６，１１７を介
して上記補助操舵用ハウジング８１の内部に回転可能に
且つ軸方向移動不能に取付けたものである。

【００２８】ハイポイドギヤ機構７３は、中間軸７２に
形成した小径の小ギヤ９１と、第２ピニオン軸７４に取
付けた大径の大ギヤ９２とからなる、ハイポイドギヤ同
士の噛み合わせ構造である。従って、電動機軸７１ａを
ハイポイドギヤ機構７３を介して第２ピニオン軸７４に
連結したことになる。

【００２９】このように電動機軸７１ａと第２ピニオン
軸７４との間に介在したハイポイドギヤ機構７３は、負
荷側の第２ピニオン軸７４からの力によって電動機７１
が駆動されることを阻止するセルフロック機能を有す
る。「セルフロック機能」とは、入力側から出力側への
動力伝達を許容し、出力側から入力側への動力伝達を阻
止する機能のことを言う。ハイポイドギヤの組合せは、
負荷側から駆動側への逆方向の動力伝達効率（逆伝達効
率）が一般に小さい。この逆伝達効率を更に、負荷側の
第２ピニオン軸７４からの力で電動機７１が駆動される
ことを阻止するように設定した。停止状態の電動機７１
が外力によって駆動されることはない。図中、１１８は
ロックナット、１２１，１２２は止め輪である。

【００３０】図５は本発明に係る操舵装置（第１実施
例）の斜視図であり、操舵装置１０を正面から見たもの
である。この図は、サブフレーム４２にハウジング４６
を跨ぐようにスタンド１２５を取付け、このスタンド１
２５に補助操舵用ハウジング８１を取付けることで、ハ
ウジング４６を車幅方向へ移動させる電動機７１を車体
４１（図１参照）に取付けるようにしたこと、及び、ス
タンド１２５にエンジンマウント１２６をも取付けるよ
うにしたことを示す。エンジンマウント１２６は、図示
せぬエンジンを車体に搭載するための取付部材である。

【００３１】図６は本発明に係る操舵装置（第１実施
例）の平面図である。この図は、第２ラック軸７６及び
補助操舵用ハウジング８１を第１ラック軸２６に平行に
配置したことを示す。さらにこの図は、ハウジング４６
の真上にエンジンマウント１２６を配置した関係上、エ
ンジンマウント１２６に電動機７１が干渉しないよう
に、ハウジング４６に対して電動機７１を若干傾けて配
置、すなわち略平行に配置したことを示す。当然のこと
ながら、電動機７１が他の部材に干渉しない場合には、
電動機軸７１ａ（図４参照）が第１ラック軸２６に平行
になるように電動機７１を配置することができる。

【００３２】このようにして、電動機軸７１ａが第１ラ
ック軸２６に平行又は略平行になるように電動機７１を
配置することができる。また、第２ラック軸７６を第１
ラック軸２６に平行又は略平行に配置することができ
る。なお、第２軸受部４４と第３軸受部４５とは、平面
視においてハウジング４６の径方向両側に配置したもの
である。

【００３３】次に、上記構成の第１実施例の操舵装置１
０の作用を上記図１に基づき説明する。上記図１に示す
中立状態のときに、操舵条件に応じて、電動機７１で大
ギヤ９２を図時計回りに所定角度だけ回転させると、第
２ラック軸７６は図左へ変位する。ハウジング４６並び
に第１ピニオン３１も、第１ラック軸２６の軸方向左へ
変位する。運転者がステアリングホイール２１を握って
いるときには、第１ピニオン３１は回転しない。従っ
て、第１ラック軸２６はハウジング４６と共に軸方向左
へ移動する。このようにして、操舵車輪２９，２９を操
舵することができる。

【００３４】この状態から大ギヤ９２を図反時計回りに
回転させると、ハウジング４６、第１ピニオン３１並び
に第１ラック軸２６も、この図に示す中立位置に復帰す
る。一方、中立位置にある第１ラック軸２６を図右へ変
位させることで、左変位時と同様に第１ラック軸２６を
軸方向右へ移動させることができる。このように、運転
者のハンドル操作から独立して操舵車輪２９，２９を操
舵制御することができる。

【００３５】さらには、ステアリングホイール２１を操
舵しつつ、操舵条件に応じて電動機７１で大ギヤ９２を
回転させることができる。第１ラック軸２６の軸方向へ
の全移動量Ｓ０は、運転者のハンドル操作による第１ラ
ック軸２６の移動量Ｓ１に、電動機７１による第１ラッ
ク軸２６の移動量Ｓ２を合成したものになる（Ｓ０＝Ｓ
１±Ｓ２）。従って、第１ラック軸２６の移動量を加算
して操舵車輪２９，２９を大きく転舵させたり、又は第
１ラック軸２６の移動量を減算して小さく転舵させるこ
とができる。

【００３６】ところで補助操舵機構６０において、電動
機軸７１ａにハイポイドギヤ機構７３を介して第２ピニ
オン軸７４を連結したので、第２ピニオン軸７４は電動
機軸７１ａに対して直交する方向に延びる。また、第２
ピニオン軸７４に第２ラックアンドピニオン機構７５を
介して第２ラック軸７６を連結したので、第２ラック軸
７６は第２ピニオン軸７４に対して直交する方向に延び
る。従って、ハイポイドギヤ機構７３並びに第２ラック
アンドピニオン機構７５の各ギヤ配列を適宜設定するこ
とで、電動機軸７１ａが第２ラック軸７６に平行又は略
平行になるように、電動機７１を配置することができ
る。

【００３７】一方、第１ラック軸２６をハウジング４６
に収納し、このハウジング４６に第２ラック軸７６を連
結したときに、第２ラック軸７６を第１ラック軸２６に
平行又は略平行に配置することができる。以上の結果、
電動機軸７１ａが第１ラック軸２６に平行又は略平行に
なるように、電動機７１を配置することができる。この
ようにして、電動機７１や第２ラック軸７６が第１ラッ
ク軸２６の径方向へ突出する突出距離を小さくすること
で、操舵装置１０全体を小型にすることができる。小型
の操舵装置１０であるから、車両のエンジンルーム内や
床下等の狭いスペースに容易に配置することができる。
配置が容易なので、車両の設計の自由度を高めることが
できる。

【００３８】さらに補助操舵機構６０は、電動機７１の
駆動トルクをハイポイドギヤ機構７３並びに第２ラック
アンドピニオン機構７５を介してハウジング４６に伝達
することで、ハウジング４６を車幅方向へ移動させるよ
うにした構成である。従って、電動機７１の回転角に対
するハウジング４６の移動量は常に比例する。この結
果、ハウジング４６の移動量を制御するときの比例制御
範囲が広いので、電動機７１による操舵車輪２９，２９
の補助操舵をより一層高精度で制御することができる。
しかも、上述のように小型の操舵装置１０にしたにもか
かわらず、ハウジング４６の移動制御範囲を大きく設定
することができる。

【００３９】次に第２実施例の操舵装置について図７〜
図１０に基づき説明する。図７は本発明に係る操舵装置
（第２実施例）の模式図であり、上から見た操舵装置２
００を模式的に示したものである。第２実施例の操舵装
置２００は、前輪操舵機構２１０によって左右の前輪２
１９，２１９を操舵するとともに、後輪操舵機構２３０
によって左右の後輪２４９，２４９を操舵するようにし
た、４輪操舵装置である。

【００４０】前輪操舵機構２１０は、ステアリングホイ
ール２１１にステアリングシャフト２１２及び自在軸継
手２１３，２１３を介して第１ピニオン軸２１４を連結
し、第１ピニオン軸２１４に第１ラックアンドピニオン
機構２１５を介して第１ラック軸２１６を連結し、第１
ラック軸２１６に左右のタイロッド２１７，２１７及び
ナックル２１８，２１８を介して左右の前輪２１９，２
１９を連結したものである。第１ラックアンドピニオン
機構２１５は、第１ピニオン軸２１４に有する第１ピニ
オン２２１と、第１ラック軸２１６に有する第１ラック
２２２とを、噛み合わせたものである。このような前輪
操舵機構２１０は、車体に固定した第１ハウジング２２
５に、第１ピニオン軸２１４を回転可能に且つ軸方向移
動不能に取付けるとともに、第１ラック軸２１６を車幅
方向（軸方向）へ移動可能に取付けたものである。

【００４１】一方、後輪操舵機構２３０は、制御部２３
１にて予め設定した所定の操舵条件に基づいて電動機２
４１を駆動することで、電動機２４１にて第２ラック軸
２４６を車幅方向へ移動させて、後輪２４９，２４９を
操舵するようにしたものである。制御部２３１は、例え
ばステアリングホイール２１１の操舵角を検知する操舵
角センサ２３２、車両の走行速度を検知する車速センサ
２３３、第２ラック軸２４６の変位量を検知する変位量
検知センサ２３４の各検知信号に応じて電動機２４１を
駆動制御する機能を有する。

【００４２】さらに詳しく説明すると、後輪操舵機構２
３０は、電動機２４１の出力軸２４１ａ（電動機軸２４
１ａ）にハイポイドギヤ機構２４３を介して第２ピニオ
ン軸２４４を連結し、第２ピニオン軸２４４に第２ラッ
クアンドピニオン機構２４５を介して第２ラック軸２４
６を連結し、第２ラック軸２４６に左右のタイロッド２
４７，２４７及びナックル２４８，２４８を介して左右
の後輪２４９，２４９を連結したものである。第２ラッ
クアンドピニオン機構２４５は、第２ピニオン軸２４４
に有する第２ピニオン２５１と、第２ラック軸２４６に
有する第２ラック２５２とを、噛み合わせたものであ
る。

【００４３】このような後輪操舵機構２３０は、前後方
向に延びた第２ピニオン軸２４４及び車幅方向に延びた
第２ラック軸２４６を、第２ハウジング２６２に収納し
たものである。すなわち、車体２６１に固定した第２ハ
ウジング２６２は、第２ピニオン軸２４４を回転可能に
且つ軸方向移動不能に取付けるとともに、第２ラック軸
２４６を車幅方向（軸方向）へ移動可能に取付けたもの
である。

【００４４】図８は本発明に係る後輪操舵機構（第２実
施例）の背面図であり、要部を断面して示したものであ
る。第２ラック軸２４６は、左右両端部を第２ハウジン
グ２６２から突出させ、自在軸継手（ボールジョイン
ト）２６３，２６３を介してタイロッド２４７，２４７
に連結したものである。第２ハウジング２６２は、第２
ラック軸２４６に平行になるように配置し、第２ラック
軸２４６と同心で車幅方向へ細長い収納部材である。図
中、２６４は軸受、２６５，２６５はダストシール用ブ
ーツである。

【００４５】図９は図８の９−９線断面図であり、第２
ハウジング２６２内に軸受２７１，２７２を介して、水
平な第２ピニオン軸２４４を回転可能に且つ軸方向移動
不能に取付け、第２ハウジング２６２の後部開口をリッ
ド２７３で塞いだことを示す。第２ピニオン軸２４４
は、後端部にハイポイドギヤ機構２４３の大ギヤ３０２
をセレーション結合等で取付けたものである。変位量検
知センサ２３４は、リッド２７３に取付けるとともに第
２ピニオン軸２４４の回転角を検知することにより第２
ラック軸２４６の変位量を検知するようにした、ポテン
ショメータである。

【００４６】第２ハウジング２６２は、第２ピニオン２
５１と第２ラック２５２との噛み合わせ中心位置にラッ
クガイド２８０を配置したものである。ラックガイド２
８０は、第２ラック軸２４６の第２ラック２５２を形成
した面の背面側に、この背面を押出す役割を果たす。詳
しく説明すると、ラックガイド２８０は、第２ラック２
５２と反対側から第２ラック軸２４６に当てるガイド部
２８１と、このガイド部２８１を圧縮ばね２８２を介し
て押す調整ボルト２８３とからなる。

【００４７】このようなラックガイド２８０によれば、
第２ハウジング２６２にねじ込んだ調整ボルト２８３に
て、圧縮ばね２８２を介してガイド部２８１を適切な押
圧力で押すことで、ガイド部２８１で第２ラック２５２
に予圧を与えて、第２ラック２５２を第２ピニオン２５
１に押し付けることができる。図中、２７４はリッド止
めボルト、２７５はワッシャ、２７６はナット、２７７
は止め輪、２８４は第２ラック軸２４６の背面を滑らせ
る当て部材、２８５はロックナットである。

【００４８】図１０は図９の１０−１０線断面図であ
り、電動機２４１を第２ハウジング２６２にボルト止め
することで、電動機２４１を車体（図７参照）に取付け
たことを示す。電動機２４１は、電動機軸２４１ａが第
２ラック軸２４６に平行になるように横向きに配置し、
電動機軸２４１ａの先端に中間軸２４２をセレーション
結合したものである。中間軸２４２は、軸受２９１，２
９２を介して上記第２ハウジング２６２の内部に回転可
能に且つ軸方向移動不能に取付けたものである。

【００４９】ハイポイドギヤ機構２４３は、中間軸２４
２に形成した小径の小ギヤ３０１と、第２ピニオン軸２
４４に取付けた大径の大ギヤ３０２とからなる、ハイポ
イドギヤ同士の噛み合わせ構造である。従って、電動機
軸２４１ａをハイポイドギヤ機構２４３を介して第２ピ
ニオン軸２４４に連結したことになる。

【００５０】このように電動機軸２４１ａと第２ピニオ
ン軸２４４との間に介在したハイポイドギヤ機構２４３
は、負荷側の第２ピニオン軸２４４からの力によって電
動機２４１が駆動されることを阻止するセルフロック機
能を有する。「セルフロック機能」については、上記図
４にて説明した第１実施例のハイポイドギヤ機構７３と
同じ機能であり、詳細な説明を省略する。停止状態の電
動機２４１が外力によって駆動されることはない。図
中、２９３はロックナット、２９４，２９５は止め輪で
ある。

【００５１】次に、上記構成の第２実施例の操舵装置２
００の作用を上記図７に基づき説明する。ステアリング
ホイール２１１を操舵することで、前輪操舵機構２１０
を介して前輪２１９，２１９を操舵することができる。
一方、後輪操舵機構２３０は、操舵条件に応じて電動機
２４１が発生した駆動トルクによりハイポイドギヤ機構
２４３、第２ピニオン軸２４４、第２ラックアンドピニ
オン機構２４５及び第２ラック軸２４６を介して、後輪
２４９，２４９を操舵制御することができる。このよう
にして、左右の前輪２１９，２１９及び左右の後輪２４
９，２４９を操舵することができる。

【００５２】ところで後輪操舵機構２３０において、電
動機軸２４１ａにハイポイドギヤ機構２４３を介して第
２ピニオン軸２４４を連結したので、第２ピニオン軸２
４４は電動機軸２４１ａに対して直交する方向に延び
る。また、第２ピニオン軸２４４に第２ラックアンドピ
ニオン機構２４５を介して第２ラック軸２４６を連結し
たので、後輪２４９，２４９に連結した第２ラック軸２
４６は第２ピニオン軸２４４に対して直交する方向に延
びる。従って、ハイポイドギヤ機構２４３並びに第２ラ
ックアンドピニオン機構２４５の各ギヤ配列を適宜設定
することで、電動機軸２４１ａが第２ラック軸２４６に
平行又は略平行になるように、電動機２４１を配置する
ことができる。

【００５３】このようにして、電動機２４１が第２ラッ
ク軸２４６の径方向へ突出する突出距離を小さくするこ
とで、後輪操舵機構２３０全体を小型にすることができ
る。小型の後輪操舵機構２３０であるから、車両のエン
ジンルーム内や床下等の狭いスペースに容易に配置する
ことができる。配置が容易なので、車両の設計の自由度
を高めることができる。

【００５４】さらに後輪操舵機構２３０は、電動機２４
１の駆動トルクをハイポイドギヤ機構２４３並びに第２
ラックアンドピニオン機構２４５を介して第２ラック軸
２４６に伝達することで、第２ラック軸２４６を車幅方
向へ移動させるようにした構成である。従って、電動機
２４１の回転角に対する第２ラック軸２４６の移動量は
常に比例する。この結果、第２ラック軸２４６の移動量
を制御するときの比例制御範囲が広いので、電動機２４
１による操舵車輪２４９，２４９の操舵をより一層高精
度で制御することができる。しかも、上述のように小型
の操舵装置２００にしたにもかかわらず、第２ラック軸
２４６の移動制御範囲を大きく設定することができる。

【００５５】なお、上記本発明の実施の形態において、
中間軸７２，２４２の有無は任意であり、電動機軸７１
ａ，２４１ａに小ギヤ９１，３０１を直接設けたもので
あってもよい。

【００５６】また、操舵装置１０，２００に、ハイポイ
ドギヤ機構７３，２４３の代りにセルフロック機能を有
するウォームギヤ機構を備えるようにすることができ
る。ハイポイドギヤ機構７３をウォームギヤ機構に変更
した場合には、電動機軸７１ａ又は中間軸７２にウォー
ムを連結し、第２ピニオン軸７４にウォームホイールを
連結すればよい。一方、ハイポイドギヤ機構２４３をウ
ォームギヤ機構に変更した場合には、電動機軸２４１ａ
又は中間軸２４２にウォームを連結し、第２ピニオン軸
２４４にウォームホイールを連結すればよい。当然のこ
とながら、ハイポイドギヤ機構７３，２４３をウォーム
ギヤ機構に変更した場合であっても、ハイポイドギヤ機
構７３，２４３の上述した作用・効果と同等の作用・効
果を有することになり、セルフロック機能も有する。

【００５７】

【発明の効果】本発明は上記構成により次の効果を発揮
する。請求項１は、ハウジング駆動トルクを発生する電
動機の電動機軸にハイポイドギヤ機構又はウォームギヤ
機構を介して第２ピニオン軸を連結したので、第２ピニ
オン軸を電動機軸に対して直交する方向に延すことがで
きる。第２ピニオン軸にラックアンドピニオン機構を介
して第２ラック軸を連結したので、第２ラック軸を第２
ピニオン軸に対して直交する方向に延すことができる。
従って、電動機軸が第２ラック軸に平行又は略平行にな
るように、電動機を配置することができる。一方、操舵
車輪に連結する第１ラック軸をハウジングに収納し、こ
のハウジングに第２ラック軸を連結したときに、第２ラ
ック軸を第１ラック軸に平行又は略平行に配置すること
ができる。従って、電動機軸が第１ラック軸に平行又は
略平行になるように、電動機を配置することができる。
このようにして、第２ラック軸や電動機が第１ラック軸
の径方向へ突出する突出距離を小さくすることで、操舵
装置を小型にすることができる。車両のエンジンルーム
内や床下等の狭いスペースに小型の操舵装置を配置する
ことができるので、車両の設計の自由度が高まる。

【００５８】さらに請求項１は、電動機軸をハイポイド
ギヤ機構又はウォームギヤ機構を介して第２ピニオン軸
に連結することでセルフロック機能を有したので、負荷
側からの力を駆動側へ伝達することを阻止することがで
きる。従って、停止状態のハウジングも移動しない。転
舵車輪からの反力で第１ピニオンの位置が変わることは
ない。このときであっても、ステアリングホイールにて
第１ラック軸を介して転舵車輪を操舵することができ
る。

【００５９】さらにまた請求項１は、電動機の動力トル
クをハイポイドギヤ機構又はウォームギヤ機構並びに第
２ラックアンドピニオン機構を介してハウジングに伝達
することで、ハウジングを車幅方向へ移動させるように
したので、電動機の回転角に対するハウジングの移動量
を常に比例させることができる。この結果、ハウジング
の移動量を制御するときの比例制御範囲が広いので、電
動機による操舵車輪の補助操舵をより一層高精度で制御
することができる。しかも、上述のように小型の操舵装
置にしたにもかかわらず、ハウジングの移動制御範囲を
大きく設定することができる。

【００６０】請求項２は、４輪操舵装置において、後輪
操舵トルクを発生する電動機の電動機軸にハイポイドギ
ヤ機構又はウォームギヤ機構を介してピニオン軸を連結
したので、ピニオン軸を電動機軸に対して直交する方向
に延すことができる。ピニオン軸にラックアンドピニオ
ン機構を介してラック軸を連結したので、後輪に連結し
たラック軸をピニオン軸に対して直交する方向に延すこ
とができる。従って、電動機軸がラック軸に平行又は略
平行になるように、電動機を配置することができる。こ
のようにして、電動機がラック軸の径方向へ突出する突
出距離を小さくすることで、操舵装置を小型にすること
ができる。車両の床下等の狭いスペースに小型の操舵装
置を配置することができるので、車両の設計の自由度が
高まる。

【００６１】さらに請求項２は、電動機軸をハイポイド
ギヤ機構又はウォームギヤ機構を介してピニオン軸に連
結することでセルフロック機能を有したので、負荷側か
らの力を駆動側へ伝達することを阻止することができ
る。従って、停止状態のラック軸も移動しない。後輪か
らの反力でラック軸の位置が変わることはない。このと
きであっても、ステアリングホイールでラック軸を介し
て転舵車輪を操舵することができる。

【００６２】さらにまた請求項２は、電動機の動力トル
クをハイポイドギヤ機構又はウォームギヤ機構並びにラ
ックアンドピニオン機構を介してラック軸に伝達するこ
とで、ラック軸を車幅方向へ移動させるようにしたの
で、電動機の回転角に対するラック軸の移動量を常に比
例させることができる。この結果、ラック軸の移動量を
制御するときの比例制御範囲が広いので、電動機による
後輪の操舵をより一層高精度で制御することができる。
しかも、上述のように小型の操舵装置にしたにもかかわ
らず、ラック軸の移動制御範囲を大きく設定することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る操舵装置（第１実施例）の模式図

【図２】本発明に係る補助操舵機構（第１実施例）の正
面図

【図３】図２の３−３線断面図

【図４】図２の４−４線断面図

【図５】本発明に係る操舵装置（第１実施例）の斜視図

【図６】本発明に係る操舵装置（第１実施例）の平面図

【図７】本発明に係る操舵装置（第２実施例）の模式図

【図８】本発明に係る後輪操舵機構（第２実施例）の背
面図

【図９】図８の９−９線断面図

【図１０】図９の１０−１０線断面図

【符号の説明】

１０…操舵装置、２１…ステアリングホイール、２４…
第１ピニオン軸、２６…第１ラック軸、２９…操舵車輪
（前輪）、３１…第１ピニオン、３２…第１ラック、４
１…車体、４６…ハウジング、７１…電動機、７１ａ…
電動機軸、７３…ハイポイドギヤ機構、７４…第２ピニ
オン軸、７６…第２ラック軸、９５…第２ピニオン軸の
ピニオン（第２ピニオン）、９６…第２ラック軸のラッ
ク（第２ラック）、２００…操舵装置、２１９…前輪、
２４１…電動機、２４１ａ…電動機軸、２４３…ハイポ
イドギヤ機構、２４４…ピニオン軸（第２ピニオン
軸）、２４５…ラックアンドピニオン機構（第２ラック
アンドピニオン機構）、２４６…後輪に連結したラック
軸（第２ラック軸）、２４９…後輪、２６１…車体。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山口 卓也 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 西森 剛 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 滝川 桂一 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 Ｆターム(参考） 3D033 CA02 CA05 CA23 JB02 JB17

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ステアリングホイールに連結するととも
   に第１ピニオンを有する第１ピニオン軸を回転可能にハ
   ウジングに取付け、前記第１ピニオンに噛み合う第１ラ
   ックを有するとともに操舵車輪に連結した第１ラック軸
   を車幅方向へ移動可能に前記ハウジングに取付け、この
   ハウジングを車幅方向へ移動可能に車体に取付け、前記
   ハウジングを車幅方向へ移動させる電動機を車体に取付
   け、電動機でハウジングを車幅方向へ移動させることに
   よっても前記操舵車輪を操舵することができるようにし
   た操舵装置において、 電動機軸が前記第１ラック軸に平行又は略平行になるよ
   うに前記電動機を配置し、前記電動機軸をハイポイドギ
   ヤ機構又はウォームギヤ機構を介して第２ピニオン軸に
   連結し、この第２ピニオン軸のピニオンを第２ラック軸
   のラックに噛み合わせ、この第２ラック軸を車幅方向へ
   移動可能に前記車体に取付け、第２ラック軸を前記第１
   ラック軸に平行又は略平行になるように配置するととも
   に前記ハウジングに連結したことを特徴とする操舵装
   置。
2. 【請求項２】 左右の前輪及び左右の後輪を操舵する操
   舵装置であって、車幅方向へ延びて前記後輪に連結した
   ラック軸を、車体に取付けた電動機で車幅方向へ移動さ
   せることにより、前記後輪を操舵するようにした操舵装
   置において、電動機軸が前記ラック軸に平行又は略平行
   になるように前記電動機を配置し、前記電動機軸にハイ
   ポイドギヤ機構又はウォームギヤ機構を介してピニオン
   軸を連結し、このピニオン軸にラックアンドピニオン機
   構を介して前記ラック軸を連結したことを特徴とする操
   舵装置。