JP2013112113A - Steering device - Google Patents
Steering device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2013112113A JP2013112113A JP2011258954A JP2011258954A JP2013112113A JP 2013112113 A JP2013112113 A JP 2013112113A JP 2011258954 A JP2011258954 A JP 2011258954A JP 2011258954 A JP2011258954 A JP 2011258954A JP 2013112113 A JP2013112113 A JP 2013112113A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- steering
- shaft
- wheel
- hub carrier
- steering device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000009467 reduction Effects 0.000 abstract description 3
- 238000005549 size reduction Methods 0.000 abstract 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 11
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 4
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 3
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Steering-Linkage Mechanisms And Four-Wheel Steering (AREA)
- Power Steering Mechanism (AREA)
Abstract
Description
本発明は、ステアバイワイヤ方式の転舵装置およびその転舵装置を備える車両に関する。 The present invention relates to a steer-by-wire steering device and a vehicle including the steering device.
車両における車輪の転舵装置として、ハンドルを含む操舵入力部と機械的に分離された、いわゆるステアバイワイヤ方式の転舵装置が知られている。
具体的には、この種の転舵装置として、特許文献1のように、ホイール側に取り付けられたハブキャリアと、車体側に設けられたモータおよびこのモータにより駆動されるボールねじ機構からなる転舵アクチュエータと、これらハブキャリアのアームとアクチュエータのボールねじ機構のナットとをリンク結合するタイロッドと、を備えるものが知られている。
As a wheel steering device in a vehicle, a so-called steer-by-wire type steering device mechanically separated from a steering input unit including a handle is known.
Specifically, as this type of steering device, as in
かかる転舵装置では、操舵入力部における所定操舵角を伴う操作に応じて、車体側に設けられたモータが所定回転数だけ正逆回転すると、ボールねじ機構のナットが往復動することになる。
そして、このナットに結合されたタイロッドがハブキャリアのアームを押し引きすることで、ハブキャリアが傾斜し、ホイールに前記操舵入力部での操作に対応した転舵角が与えられるようになっている。
In such a steering device, the nut of the ball screw mechanism reciprocates when the motor provided on the vehicle body rotates forward and backward by a predetermined number of rotations in response to an operation with a predetermined steering angle in the steering input unit.
The tie rod coupled to the nut pushes and pulls the arm of the hub carrier, so that the hub carrier is tilted, and the wheel is given a turning angle corresponding to the operation at the steering input portion. .
このように特許文献1の転舵装置は、転舵アクチュエータが車体側に設けたものであるが、出願人は、図4に示すような転舵アクチュエータをホイール側に設けた転舵装置2を開発している。
この転舵装置2は、転舵の回転中心となる転舵中心軸10と、ハブキャリア20と、ハブキャリア20(ホイールWも含む)を転舵中心軸10の軸心周りに回転させる転舵アクチュエータ30と、からなる。
Thus, although the steering apparatus of
This steered
ここでピン型の転舵中心軸10は、その軸心がほぼ鉛直方向を向くように、上側サスペンションアームS1、ユニバーサルジョイントJを介して車体側に支持されている。
Here, the pin-type steered
またハブキャリア20のアッパーブラケット21は、ホイールWの内側からほぼ水平に延びて、その上面が転舵中心軸10の下端と対向するようにホイール側に取り付けられている。さらに転舵アクチュエータ30は、アッパーブラケット21に固定され、かつ転舵中心軸10に外嵌している。
Further, the
転舵中心軸10の外周には、ウォームホイール13が形成されており、転舵アクチュエータ30は、従動軸31とモータ32とからなり、これらウォームホイール13、従動軸31、モータ32はいずれもケーシング40に収容されている。
従動軸31はケーシング内で軸心がほぼ水平を向くように回転可能に支持されており、その外周に形成されたウォーム31aが、転舵中心軸10のウォームホイール13にかみ合っており、モータ32により回転駆動力を伝達できるようになっている。
A
The driven
いま、モータ32により従動軸31が回転させられると、従動軸31とかみ合う転舵中心軸10は回り止めされている場合、従動軸31は転舵中心軸10の周りを旋回することになる。ここでハブキャリア20は、ケーシング40を介して従動軸31と一体に回転するため、ホイールWの転舵がなされることになる。
Now, when the driven
この転舵装置は、特許文献1のように、装置の構成要素が車両の車軸方向に並列する態様ではないため、大きな収納スペースを必要とせず、車両全体の小型化を一定程度実現可能である。
Since this steering device is not an aspect in which the components of the device are arranged in parallel in the vehicle axle direction as in
ところで上記の転舵装置は、車体側のサスペンションアームと転舵中心軸とを比較的寸法の大きいユニバーサルジョイントを介して結合しているため、車高が高くなってしまい、車両の小型化について改良の余地がある。 By the way, the above-mentioned turning device is connected to the suspension arm on the vehicle body side and the turning center shaft through a universal joint having a relatively large size, so that the vehicle height becomes high, and the vehicle is downsized. There is room for.
またユニバーサルジョイントは比較的高価であるため、コスト面についても改良の余地がある。
特にユニバーサルジョイントを用いた場合、転舵中心軸を周り止めする必要があるため手間もかかる。またサスペンション機能としては、基本的にホイールの上下動に対応できればそれで足りるため、ユニバーサルジョイントのような自由度の高い継手は過剰性能ともなっている。
In addition, since the universal joint is relatively expensive, there is room for improvement in terms of cost.
In particular, when a universal joint is used, it is necessary to stop the turning center axis to be troublesome. As a suspension function, basically it is sufficient if it can cope with the vertical movement of the wheel, so a joint with a high degree of freedom such as a universal joint has excessive performance.
そこで本発明の解決すべき課題は、ホイール側に転舵アクチュエータが設けられたステアバイワイヤ方式の転舵装置について、小型化および低コスト化を図ることである。 Therefore, the problem to be solved by the present invention is to reduce the size and cost of a steer-by-wire type steering apparatus in which a steering actuator is provided on the wheel side.
上記課題を解決するため本発明は、ホイール側に転舵アクチュエータが設けられた転舵装置について、転舵中心軸を車体側とヒンジ構造により直接結合したものである。 In order to solve the above problems, the present invention is such that a turning center shaft is directly coupled to a vehicle body side by a hinge structure in a turning device provided with a turning actuator on the wheel side.
より詳細には、本発明の転舵装置を、車体側に設けられた対向一対の軸受部と、一体の横軸部と縦軸部からなり、その横軸部の両端部が前記軸受部に回転可能に支持されるT字型の転舵中心軸と、ホイール側に取り付けられ、ほぼ水平方向に延びるアッパーブラケットが前記転舵中心軸の縦軸部の下端と対向するハブキャリアと、前記アッパーブラケットに固定され、かつ前記転舵中心軸の縦軸部に外嵌してその縦軸部の軸心周りにハブキャリアと一体に回転可能な転舵アクチュエータと、を備える構成としたものである。 More specifically, the steering device of the present invention is composed of a pair of opposed bearing portions provided on the vehicle body side, an integral horizontal shaft portion and a vertical shaft portion, and both end portions of the horizontal shaft portion are connected to the bearing portion. A T-shaped turning center shaft that is rotatably supported, a hub carrier that is attached to the wheel side and extends in a substantially horizontal direction is opposed to a lower end of a longitudinal axis portion of the turning center shaft, and the upper A steering actuator that is fixed to the bracket and that is externally fitted to the vertical axis of the steering central axis and that can rotate integrally with the hub carrier around the axis of the vertical axis. .
転舵中心軸を車体側とヒンジ構造により直接結合したため、ユニバーサルジョイントを省略することができ、低コスト化を図ることができる。
また、転舵中心軸と車体側との距離を縮めることができるため、車両の小型化も図られる。
ヒンジ構造でも、ホイールの上下動に対応できるため、サスペンション機能として特に不都合はない。また構造が簡略化されているため、故障にも強い。
Since the turning center shaft is directly coupled to the vehicle body side by the hinge structure, the universal joint can be omitted, and the cost can be reduced.
Further, since the distance between the turning center axis and the vehicle body side can be shortened, the vehicle can be downsized.
Even with the hinge structure, there is no particular inconvenience as a suspension function because it can cope with the vertical movement of the wheel. In addition, since the structure is simplified, it is resistant to failure.
以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態について説明する。
実施形態の転舵装置1は、ハンドルを含む操舵入力部と機械的に分離された、いわゆるステアバイワイヤ方式の転舵装置である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
The steered
図1に示すように、実施形態の転舵装置1は、車両の下部に配置されているため車両全体の低重心化を実現することができ、また同図のように、車両のタイヤフェンダーF(フェンダー下のホイールハウス内)にほぼ収容できる大きさであるため、車両全体の小型化を実現することができる。
この実施形態の転舵装置1は、軸受部5と、転舵中心軸10と、ハブキャリア20と、転舵アクチュエータ30と、から構成され、転舵中心軸10の一部と転舵アクチュエータ30とは、ケーシング40に収容されている。
As shown in FIG. 1, the
The
図2のように、車両は上下に並列するサスペンションアームS1,S2を備え、その上側サスペンションアームS1の先端部は二又に分岐して軸受部5を構成している。
As shown in FIG. 2, the vehicle includes suspension arms S <b> 1 and S <b> 2 that are arranged in parallel vertically, and a tip portion of the upper suspension arm S <b> 1 is bifurcated to constitute a
転舵中心軸10は、それぞれ円柱形の横軸部11と縦軸部12とからなってT字型の外観を呈している。その横軸部11の両端部は軸受部5に支持されており、横軸部11は、軸心周りに回転可能となっている。
したがって、横軸部11と一体でほぼ鉛直方向を向いている縦軸部12は、横軸部11の軸心周りに上下方向に揺動可能となっている。
いっぽう、横軸部11が軸受部5に上述のようにヒンジ運動のみが可能であるように拘束されているため、その縦軸部12は軸心周りには回り止めされている。
また転舵中心軸10の縦軸部12の先端側には縮径部12aが形成されており、この縮径部12aの中間箇所の外周にはウォームホイール13が固定されている。
縮径部12aは、ケーシング40に設けられた開口を上下に貫通しており、その縮径部12aのウォームホイール13の上下箇所は、転がり軸受41を介してケーシング40に対して相対回転可能に支持されている。
The
Therefore, the
On the other hand, since the
Further, a reduced
The reduced
つぎにハブキャリア20はホイールWに取り付けられており、その上部にホイールWの内側面からほぼ水平に張り出すアッパーブラケット21を有している。このようなハブキャリア20としては、汎用されているものを使用可能である。
アッパーブラケット21は、上面が転舵中心軸10の下端と対向しており、かつケーシング40がボルト止め等の適宜手段により固定されている。
またハブキャリア20の下部は、車両の下側サスペンションアームS2の先端に、ボールジョイント22を介して結合されている。
Next, the
The
The lower portion of the
さらに転舵アクチュエータ30は、従動軸31と、モータ32とを備える。
従動軸31は、ケーシング40内において、軸心がほぼ水平方向を向くように両端部を転がり軸受42により支持されている。
また従動軸31は、その中間部の外周にウォーム31aが固定されており、このウォーム31aは転舵中心軸10のウォームホイール13とほぼ垂直にかみ合っている。さらに従動軸31の一端部外周には、スパーギア31bが固定されている。
いっぽうモータ32は、ケーシング40内の従動軸31よりも下方において、その回転軸が従動軸31とほぼ平行をなすように収容されている。図1のように、モータ32はその下半部がアッパーブラケット21よりも下方に位置している。
またモータ32の回転軸の外周にはスパーギア32aが固定され、これが従動軸31のスパーギア31bとかみ合っている。
The steered
In the
The driven
On the other hand, the
A
実施形態の転舵装置1の構成は以上のようであり、いまその転舵アクチュエータ30のモータ32の回転軸を駆動させると、スパーギア32a、31bを介して従動軸31に回転駆動力が伝達される。
ここで従動軸31のウォーム31aと転舵中心軸10の縦軸部12のウォームホイール13とはかみ合っており、かつ転舵中心軸10は上側サスペンションアームS1に拘束されることでその縦軸部12が回り止めされている。そのため、従動軸31は軸心周りに回転しつつ(自転しつつ)、転舵中心軸10の縦軸部12の軸心周りに旋回する(公転する)ことになる。
The configuration of the
Here, the
そして、従動軸31を収容支持するケーシング40(およびモータ32)も転舵中心軸10の縦軸部12の軸心周りに一体に回転する。このため、ケーシング40が固定されているハブキャリア20も回転し、ハブキャリア20が取り付けられたホイールWの操舵が行われることになる。
図示省略の操舵入力部における所定操舵角を伴う操作に応じて、転舵アクチュエータ30のモータ32の正逆回転数をあらかじめ定めておくと、ホイールWに前記操舵入力部での操作に対応した転舵角が与えられるようになる。
The casing 40 (and the motor 32) that accommodates and supports the driven
If the forward / reverse rotation speed of the
なお車両走行時のホイールWの上下動については、転舵アクチュエータ30が外嵌する転舵中心軸10の縦軸部12が上下に揺動することで吸収できるようになっている。
Note that the vertical movement of the wheel W during traveling of the vehicle can be absorbed by the
今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考慮されるべきである。本考案の範囲は特許請求の範囲によって示され、その範囲内でのすべての修正と変形を含むものであることが意図される。 It should be considered that the embodiments disclosed herein are illustrative and non-restrictive in every respect. The scope of the invention is indicated by the claims, and is intended to include all modifications and variations within the scope of the claims.
たとえば、軸受部5はサスペンションアームS1の先端に設けるものに限定されず、シャーシに直接ボルト止め等して固定してもよい。
また、転舵アクチュエータ30の構造は特に実施形態に限定されず、また転舵アクチュエータ30の構造が実施形態のような場合においても、その従動軸31とモータ32の配列は特に限定されず、従動軸31が下側にモータ32が上側になるように配置してもよい。
For example, the bearing
Further, the structure of the steered
1 実施形態の転舵装置
2 従前開発の転舵装置
5 軸受部
10 転舵中心軸
11 横軸部
12 縦軸部
12a 縮径部
13 ウォームホイール
20 ハブキャリア
21 アッパーブラケット
22 ボールジョイント
30 転舵アクチュエータ
31 従動軸
31a ウォーム
31b スパーギア
32 モータ
32a スパーギア
40 ケーシング
41 転がり軸受
42 転がり軸受
F フェンダー
W ホイール
S1 上側サスペンションアーム
S2 下側サスペンションアーム
J ユニバーサルジョイント
DESCRIPTION OF
Claims (3)
車体側に設けられた対向一対の軸受部5と、
一体の横軸部11と縦軸部12からなり、その横軸部11の両端部が前記軸受部に回転可能に支持されるT字型の転舵中心軸10と、
ホイール側に取り付けられ、ほぼ水平方向に延びるアッパーブラケット21が前記転舵中心軸10の縦軸部12の下端と対向するハブキャリア20と、
前記アッパーブラケット21に固定され、かつ前記転舵中心軸10の縦軸部12に外嵌してその縦軸部12の軸心周りにハブキャリア20と一体に回転可能な転舵アクチュエータ30と、を備える転舵装置。 A steer-by-wire vehicle steering device mechanically separated from a steering input unit,
A pair of opposed bearings 5 provided on the vehicle body side;
A T-shaped steered central shaft 10 which is composed of an integral horizontal shaft portion 11 and a vertical shaft portion 12, and both end portions of the horizontal shaft portion 11 are rotatably supported by the bearing portion;
A hub carrier 20 attached to the wheel side and having an upper bracket 21 extending in a substantially horizontal direction facing the lower end of the longitudinal axis portion 12 of the steered central shaft 10;
A steering actuator 30 fixed to the upper bracket 21 and externally fitted to the vertical axis portion 12 of the steering central shaft 10 and rotatable integrally with the hub carrier 20 around the axis of the vertical axis portion 12; A steering apparatus comprising:
前記転舵アクチュエータ30は、
その外周に前記ウォームホイール13に噛み合うウォーム31aが形成され、ほぼ水平方向を向く軸心周りに回転可能に支持されている従動軸31と、
前記従動軸31の下側に配置されて従動軸31に対して軸心がほぼ平行をなす回転軸から回転駆動力を伝達するモータ32と、を有する請求項1に記載の転舵装置。 The vertical axis portion 12 of the turning center shaft 10 has a worm wheel 13 formed on the outer periphery thereof,
The steering actuator 30 includes:
A worm 31a that meshes with the worm wheel 13 is formed on the outer periphery thereof, and a driven shaft 31 that is rotatably supported around an axis that faces substantially the horizontal direction;
The steering apparatus according to claim 1, further comprising: a motor 32 that is disposed below the driven shaft 31 and that transmits a rotational driving force from a rotating shaft whose axis is substantially parallel to the driven shaft 31.
前記転舵装置の軸受部5を有する車体と、
前記転舵装置のハブキャリア20が取り付けられたホイールWと、を備える車両。 Steering device 1 according to claim 1 or 2,
A vehicle body having a bearing portion 5 of the steering device;
A vehicle provided with a wheel W to which the hub carrier 20 of the steering device is attached.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2011258954A JP2013112113A (en) | 2011-11-28 | 2011-11-28 | Steering device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2011258954A JP2013112113A (en) | 2011-11-28 | 2011-11-28 | Steering device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2013112113A true JP2013112113A (en) | 2013-06-10 |
Family
ID=48708100
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2011258954A Pending JP2013112113A (en) | 2011-11-28 | 2011-11-28 | Steering device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2013112113A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014000832A (en) * | 2012-06-15 | 2014-01-09 | Ntn Corp | Abnormality determination system for steering devices |
| WO2019158290A1 (en) * | 2018-02-13 | 2019-08-22 | Audi Ag | Suspension for a motor vehicle |
| US11518430B2 (en) * | 2020-06-30 | 2022-12-06 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Wheel steering device |
-
2011
- 2011-11-28 JP JP2011258954A patent/JP2013112113A/en active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014000832A (en) * | 2012-06-15 | 2014-01-09 | Ntn Corp | Abnormality determination system for steering devices |
| WO2019158290A1 (en) * | 2018-02-13 | 2019-08-22 | Audi Ag | Suspension for a motor vehicle |
| CN111699098A (en) * | 2018-02-13 | 2020-09-22 | 奥迪股份公司 | Wheel suspension device for a motor vehicle |
| US11518430B2 (en) * | 2020-06-30 | 2022-12-06 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Wheel steering device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4636256B2 (en) | Steering device | |
| JP7147552B2 (en) | Vehicle wheel arrangement module | |
| JP4980825B2 (en) | Steering device | |
| JP2007055409A5 (en) | ||
| JP6670571B2 (en) | Connection structure between in-wheel motor drive device and strut type suspension device | |
| JP2014061744A (en) | Steering device and vehicle | |
| CN109963768A (en) | Wheel suspension with single-wheel steering for motor vehicles with steered wheel drive | |
| JP2007118920A (en) | Electric power steering apparatus for automobile | |
| KR20100019759A (en) | Active roll control system | |
| JP5115785B2 (en) | Suspension device | |
| JP2013112113A (en) | Steering device | |
| JP4701057B2 (en) | Electric tilt telescopic steering column | |
| KR101246933B1 (en) | Reducer of Electronic Power Steering Apparatus | |
| JP2007313984A (en) | Vehicle steering mechanism | |
| JP2013112097A (en) | Steering device | |
| JP2007261555A (en) | Toe angle / camber angle variable device and drive device using the device | |
| JP5197353B2 (en) | Stroke amount detector | |
| WO2016181795A1 (en) | Suspension structure for in-wheel motor drive device | |
| JP2009101746A (en) | Steering wheel structure for vehicles | |
| JP6402617B2 (en) | Electric power steering device | |
| JP6157430B2 (en) | Vehicle steering device | |
| WO2012176489A1 (en) | Three-wheeled motor vehicle | |
| KR20110060573A (en) | Reducer and electronic power steering apparatus having the same | |
| CN213566106U (en) | Electric power steering device | |
| JP2006218980A (en) | Vehicle steering system |