JP2018167751A - Rear wheel steering device and vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、後輪操舵装置およびそれを用いた車両に関する。 The present invention relates to a rear wheel steering apparatus and a vehicle using the same.
自動車の直進時あるいは旋回時の走行安定性を高めるために、前輸を操舵する機構に加えて後輪を操舵する機構も備えた自動車や、車両の走行状態に応じて後輸のトー角を変化させる機構を備えた自動車が実用化されつつある。 In order to improve the running stability when the car is moving straight or turning, the toe angle of the rear transportation can be adjusted according to the traveling state of the automobile or the vehicle having the mechanism for steering the rear wheels in addition to the mechanism for steering the front transportation. Automobiles equipped with changing mechanisms are being put into practical use.
例えば、特許文献1及び特許文献2には、運転者がステアリングを操舵したときに、前輪の操舵角に応じて後輸を操舵する後輪操舵装置が開示されている。この後輪操舵装置は、左右の後輪それぞれに直動アクチュエータを設け、この直動アクチュエータで左右の後輪を独立して操舵することを可能としている。したがって、この後輪操舵装置は、上位の制御装置の指令信号により、車両が旋回するときの走行安定性を高めるために前輪の操舵角に対して後輪を同位相又は逆位相に操舵したり、あるいは車両が直進するときの走行安定性を高めるために左右の後輸の操舵角をずらしてトー角を調整できる。
For example,
特許文献1の場合は、操舵ハウジングが車体(シャシー)に固定されているが、特許文献2の場合は、左右の後輪それぞれに直動アクチュエータを設け、操舵ハウジングの一方を車体(シャシー)に連結し、他方をナックルアームに連結している。
In
また、特許文献3には、左右の後輪を一体で操舵する後輪操舵装置が開示されている。この操舵装置は、車体(シャシー)に固定された操舵ハウジングと、操舵ハウジングの軸方向に移動可能に支持された後輪操舵軸(ロッド)と、その両端に連結された一対のタイロッドと、各タイロッドに対応するナックルアームを備える。そして、後輪操舵軸(ロッド)を軸方向に駆動することで左右の後輪の操舵角を変化させる。
後輪操舵装置の運動変換機構は、ボルト・ナット嵌合機構が用いられ、このボルト・ナット嵌合機構に、台形ねじ(ねじ山の断面が台形となっているねじ)が使われることが多い。特許文献1〜特許文献3の後輪操舵装置でも、運動変換機構として台形ねじが例示されている。リード角が摩擦角より小さい台形ねじは、回転運動を直線運動に変換することは可能であるが、直線運動を回転運動に変換することができない不可逆な運動変換機構である。そのため、タイヤに外力が加わった場合でも、アクチュエータのロッドの位置ずれが起こらない。また、アクチュエータのロッドの位置移動以外には消費電力が不要となり、エネルギー消費を抑えられる。
The motion conversion mechanism of the rear wheel steering device uses a bolt / nut fitting mechanism, and a trapezoidal screw (a screw whose thread has a trapezoidal cross section) is often used for this bolt / nut fitting mechanism. . In the rear wheel steering apparatus of
しかし、台形ねじの回転運動を直線運動に変換する効率は、約25%であり、決して効率のよい運動変換機構とは言えない。遊星歯車減速機の一般的な効率、例えば90%とした場合、特許文献1等の後輪操舵装置では、電動モータ出力とロッド出力間の効率を計算すると22.5%程度となる。したがって、アクチュエータのロッドの位置移動時には大きなトルクが必要となり、電動モータサイズが大きくなる。
However, the efficiency of converting the rotational motion of the trapezoidal screw into a linear motion is about 25%, which is never an efficient motion conversion mechanism. When the general efficiency of the planetary gear speed reducer is set to 90%, for example, in the rear wheel steering apparatus such as
そこで、本発明は、上記課題に鑑みて、効率のよい運動変換が可能で、ロッドの位置移動時の消費電力を抑え、電動モータサイズのコンパクト化を図ることが可能な後輪操舵装置およびこれを用いた車両を提供するものである。 Therefore, in view of the above problems, the present invention provides a rear wheel steering device capable of efficient motion conversion, suppressing power consumption when the position of the rod is moved, and reducing the size of the electric motor, and the same. A vehicle using the vehicle is provided.
本発明の後輪操舵装置は、軸方向に移動可能に支持されるロッドを備え、このロッドの軸方向の移動に応じて後輪の向きを変化させる後輪操舵装置であって、前記ロッドは電動アクチュエータのロッドであり、電動アクチュエータの駆動部は、回転トルクを発生させる電動モータと、回転速度を減速する差動減速機と、回転速度を増速する増速機と、回転運動を前記ロッドの直線運動に変換するボールねじ機構を有する運動変換機構とを備えたものである。 The rear wheel steering device of the present invention is a rear wheel steering device that includes a rod that is supported so as to be movable in the axial direction, and changes the direction of the rear wheel in accordance with the movement of the rod in the axial direction. A rod of an electric actuator, and a drive unit of the electric actuator includes an electric motor that generates rotational torque, a differential reducer that reduces the rotational speed, a speed increaser that increases the rotational speed, and the rotational motion of the rod And a motion conversion mechanism having a ball screw mechanism for converting into a linear motion.
運動変換機構に、ボールねじ機構を用いるので、以下の利点を有する。ねじ軸を回転駆動するトルクを小さくでき、ボールねじを駆動するサーボ・モータの小形・軽量化ができる。起動摩擦トルクと運動摩擦トルクの差が小さく、またスティック・スリップがおこらないので、メカトロニクスにとって制御性の良いメカになる。高い送り精度を容易に実現することができる。ねじとナットの間の接触面における摩擦係数は小さく、ねじまたはナットの一方にトルクを加え、それによって他方のナットまたはねじに発生した軸力が仕事をするときの効率が高くなる。 Since the ball screw mechanism is used for the motion conversion mechanism, the following advantages are obtained. The torque that rotates the screw shaft can be reduced, and the servo motor that drives the ball screw can be made smaller and lighter. The difference between the starting frictional torque and the kinetic frictional torque is small, and stick-slip does not occur, which makes mechatronics with good controllability. High feed accuracy can be easily realized. The coefficient of friction at the contact surface between the screw and the nut is small, and torque is applied to one of the screws or nuts, thereby increasing the efficiency when the axial force generated on the other nut or screw works.
前記差動減速機が、少なくとも、太陽歯車と、内歯歯車と、遊星歯車と、遊星歯車を自転可能に支持されるキャリヤとを備えた3K型遊星歯車減速機であるのが好ましい。3K型遊星歯車減速機を用いることで、コンパクトで高減速比を得ることが可能となる。3K型遊星歯車装置は、1個の太陽歯車と1個の内歯歯車とが最低限必要な構成要素となる。そして、3K型遊星歯車装置には、3本の基本軸のうち2本が内歯歯車で構成されるA型と、3本の基本軸のうち2本が外歯歯車で構成されるB型とがある。 The differential reduction gear is preferably a 3K type planetary gear reduction gear including at least a sun gear, an internal gear, a planetary gear, and a carrier that supports the planetary gear so that the planetary gear can rotate. By using a 3K type planetary gear reducer, it is possible to obtain a compact and high reduction ratio. In the 3K type planetary gear device, one sun gear and one internal gear are the minimum required components. The 3K-type planetary gear device includes an A type in which two of the three basic shafts are constituted by internal gears, and a B type in which two of the three basic shafts are constituted by external gears. There is.
前記3K型遊星歯車減速機は、減速比40以上に減速することができる。減速比が40以上の場合、逆入力時の効率が10%以下となり、外力に対してアクチュエータのロッドの位置ずれが起こり難くなり、アクチュエータのロッドの位置移動以外には消費電力がほぼ不要となる。 The 3K type planetary gear reducer can reduce the speed reduction ratio to 40 or more. When the reduction ratio is 40 or more, the efficiency at the time of reverse input is 10% or less, and the displacement of the actuator rod hardly occurs with respect to the external force, and power consumption is almost unnecessary except for the movement of the actuator rod. .
前記増速機に、歯車機構を用いたものであっても、ベルト駆動機構を用いたものであってよい。 Even if a gear mechanism is used for the speed increaser, a belt drive mechanism may be used.
本発明の車両は、前記後輪操舵装置を用いている。 The vehicle of the present invention uses the rear wheel steering device.
本発明では、タイヤに外力が加わった場合でも、アクチュエータのロッドの位置ずれが起こらず、アクチュエータのロッドの位置移動時以外には消費電力が不要で、エネルギー消費を抑えられるなどの従来技術の長所を保ちつつ、電動モータ出力とロッド出力間の効率を向上させ、アクチュエータのロッドの位置移動時の消費電力を抑え、電動モータサイズのコンパクト化が図れる。 In the present invention, even when an external force is applied to the tire, the position of the actuator rod does not shift, and power consumption is not required except when the position of the actuator rod is moved, and energy consumption can be suppressed. The efficiency between the electric motor output and the rod output can be improved while reducing the power consumption when the position of the actuator rod is moved, and the size of the electric motor can be reduced.
以下、本発明の実施の形態を図1〜図6に基づいて説明する。図1に、この発明に係る後輪操舵装置を搭載した車両1を示す。この車両1は自動車であり、左右一対の前輪2L、2Rと左右一対の後輪3L、3Rとを有する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows a
前輪2L、2Rは、ステアリングホイール4の操舵角に応じて前輪操舵機構5のステアリングロッド6が移動することで操舵される。すなわち、運転者がステアリングホイール4を操舵したとき、ステアリングホイール4の回転がステアリングコラム7を介して前輪操舵機構5に伝達し、これにより前輪操舵機構5のステアリングロッド6が軸方向に移動し、この直線移動がタイロッド60を介して伝わることで、前輪2L、2Rの向きが一体に変化するようになっている。ステアリングホイール4と一体に回転するステアリングコラム7には、舵角センサ8が設けられている。舵角センサ8、車速センサ9、及びヨーレートセンサ10の出力は、電子制御ユニット(ECU)11に入力される。ECU(engine control unit)とは、エンジンの運転制御を電気的な補助装置を用いて行う際に、それらを総合的に制御するマイクロコントローラ(マイコン)である。
The
後輪3L、3Rは、それぞれのナックルアーム20上のボールジョイント19と車体13上の連結部88の間に配置された本発明の後輪転舵装置12L、12Rにより操舵される。後輪3L、3Rの操舵角は、舵角センサ8、車速センサ9、ヨーレートセンサ10等、車両1の走行情報を元に、電子制御ユニット11からの指令を受けて後輪操舵制御装置14で制御される。また後輪3L、3Rの操舵角は、左右で独立して制御される。
The
本発明の後輪操舵装置の構成を図2と図3とを用いて説明する。左右の後輪操舵装置12L、12Rは構成が同一であるので、一方、つまり左の後輪操舵装置12Lについてのみ説明し、右側の輪操舵装置12Rについての説明を省略する。このため、以下の説明においては、後輪操舵装置12Lを単に後輪操舵装置12と呼ぶ。後輪操舵装置12は、軸方向に移動可能に支持されるロッド16を備え、このロッド16の軸方向の移動に応じて後輪の向きを変化させるものである。
The configuration of the rear wheel steering device of the present invention will be described with reference to FIGS. Since the left and right rear
前記ロッド16は電動アクチュエータのロッドであり、電動アクチュエータの駆動部17は、回転トルクを発生させる電動モータ22と、回転速度を減速する差動減速機としての3K型遊星歯車減速機23と、この差動減速機にて減速された回転速度を増速する増速機90と、この増速機90にて増速された回転運動をロッド16の直線運動に変換するボールねじ機構39を有する運動変換機構24とを備える。
The
ロッド16を含む駆動部17は、ハウジング18に包含されている。ハウジング18は、電動モータ22を収納するモータ収納部22Aと、3K型遊星歯車減速機23乃至増速機90を収納する変速機収納部22Bと、運動変換機構24を収納する変換機構収納部22Cとを備える。
The
ロッド16は、図1に示すように、その軸方向の移動に応じて後輪3L(3R)の向きが変化するように後輪3L(3R)に接続されている。具体的には、ロッド16は、ボールジョイント19を介してナックルアーム20に連結される。ハウジング18の反ロッド側に連結部88を有し、この連結部88を介して、車両1のシャシー13(図1参照)にハウジング18が連結固定される。そして、ロッド16が軸方向に移動すると、これに連動してナックルアーム20が支点21を中心に揺動し、後輪3L(3R)の向きが変化するようになっている。なお、連結部88は、ハウジング18の反ロッド側穴89の内周に環状の防振ゴムを一体化した構造となっている。
As shown in FIG. 1, the
この場合、電動モータ22は、ロッド16と平行に配置されており、ロータ25と、そのロータ25に回転力を付与するステータ26とからなる。ロータ25は、ハウジング18に装着した左右一対の転がり軸受27a、27bに回転可能に支持されたロータ軸28と、ロータ軸28の外周に固定されたロータコア29とを有する。このロータ軸28は、変速機収納部22Bに収納される大径軸部28aとモータ収納部22Aに収納される小径軸部28bとを有し、大径軸部28aから軸受27aに嵌合する支持軸部28cが反モータ収納部側へ突出され、小径軸部28bから軸受27bに嵌合する支持軸部28dが反変速機収納部側へ突出されている。
In this case, the
このため、ロータコア29は、ロータ軸28の小径軸部28bに外嵌固定され、例えば周方向に沿ってN局とS極が交互に表れるように設けられた永久磁石から構成される。ステータ26は、ハウジング18のモータ収納部22Aの内壁に固定されたステータコア30と、ステータコア30に巻設された電磁コイル31とで構成されている。従って、電磁コイル31に通電すると、ステータコア30とロータコア29の間に働く電磁力によってロータコア29に回転力が発生し、支持軸部28c、28dが軸受27a、27bに支持されたロータ軸28がロータコア29と一体に回転する。
For this reason, the
3K型遊星歯車減速機23は、図3に示すように、ロータ25の外周に設けられた太陽歯車32と、一対の遊星歯車80,81で構成される遊星歯車組33とを備える。一方(第1)の遊星歯車80の外径面の歯80aが太陽歯車32の外径面の歯32aに噛合し、この一方の遊星歯車80の軸方向の他端に他方(第2)の遊星歯車81が設けられ、この一対の遊星歯車80,81が一体に回転する。また、複数個の遊星歯車組33が円周方向に等配され、各遊星歯車組33は、それぞれ自転を可能にする遊星歯車組用軸36に装着されている。すなわち、遊星歯車組用軸36の一端部がキャリヤ35に固定され、遊星歯車組用軸36の他端部が補助キャリヤ91に固定される。そして、キャリヤ35が軸受82を介してロータ軸28の反小径軸部側における大径軸部28aに回転自在に枢支され、補助キャリヤ91が軸受92を介してロータ軸28の小径軸部側における大径軸部28aに回転自在に枢支されている。
As shown in FIG. 3, the 3K type planetary
また、第1遊星歯車80の外径面の歯80aは、変速機収納部22Bのモータ収納部側の内周面に固定された固定内歯歯車34の内径面の歯34aに噛合し、第2遊星歯車81の外径面の歯81aは、キャリヤ35に外嵌された軸受93を介して回転自在に外嵌(装着)された可動内歯歯車83の歯83aに噛合する。このため、この可動内歯歯車83は、ロータ軸28の軸心廻りに回転自在となっている。
Further, the
運動変換機構24は、増速機90で増速した回転が入力されるシャフト37と、ロッド16を軸方向に移動可能な状態で回り止めする回り止め機構38と、シャフト37の回転に応じてロッド16が軸方向に移動するようにシャフト37とロッド16をねじ係合させるボールねじ機構39を備えている。
The
ボールねじ機構39は、ロッド16の先端部に設けられたねじ軸部39aと、ナット部39bと、ねじ軸部39aとナット部39bとの間に介在されるボール(図示省略)とを備える。なお、ロッド16は、大径の本体軸部16aと、この大径の本体軸部16aから
変換機構収納部22C側へ延びる小径軸部16bとを備え、この小径軸部16bの反大径軸部側に前記ねじ軸部39aが形成されている。
The
ナット部39bは、変換機構収納部22Cに収納される円筒状のシャフト37の軸方向中央部にて構成される。すなわち、シャフト37は、軸方向中央部のナット部39bと、この両端部に設けられる枢支部37a、37bとからなり、変換機構収納部22C内に装着される一対の軸受41a,41bにて枢支部37a、37bが回転自在に枢支される。軸受41a,41bは、アンギユラ軸受であり、このシャフト37を回転可能に軸方向及び径方向の移動を規制するように支持している。また、本体軸部16a側の枢支部37aの内径面とロッドの小径軸部16bの外径面との間にすべり軸受96が配置され、ロッド16の本体軸部16aは、ハウジング18に設けられたすべり軸受43にて支持されている。このため、ロッド16の軸方向のスライドが可能となっている。
The
また、枢支部37aの端部外径面には、小径外歯歯車95が形成され、この小径外歯歯車95は、可動内歯歯車83の外径面に形成された大径外歯歯車94に噛合している。このため、これらによって、増速機90が構成される。すなわち、ロータ25の回転は、ロータ25に固定された太陽歯車32より、第1遊星歯車80と第2遊星歯車81を介して、可動内歯歯車83に伝達され、減速された回転として出力される。また、可動内歯歯車83より出力された回転は、可動内歯歯車83の外径に設けられた大径外歯歯車94と、運動変換機構24内のシャフト37の外径に設けられた小径外歯歯車95により増速されて運動変換機構24に伝達される。
Further, a small-diameter
なお、ロッド16の一端にあるボールねじ機構39のねじ軸部39aの振動を抑えるために、円筒部である枢支部37aは、前記すべり軸受96で軸方向移動可能に支持されている。
In order to suppress the vibration of the
また、回り止め機構38は、ハウジング18の内周に形成された軸方向に延びる溝44と、その溝44に先端部が挿入されたストッパ45とからなる。溝44は、軸方向の両端が閉じた止まり溝である。ストッパ45はロッド16に取り付けられている。
The
ロッド16が軸方向に移動したとき、ロッド16とともにストッパ45と溝44が軸方向に相対移動する。そして、ストッパ45が溝44の端面に当接すると、そこでロッド16の軸方向移動が制限される。このように、ストッパ45と溝44は、ロッド16の機械的リミットとしても機能する。
When the
ストッパ45のロッド16への接続部には、ストッパ45を回転可能に支持する軸受46が組み込まれている。そのため、ロッド16が軸方向に移動するときにストッパ45の先端部と溝44の内側面とが接触しても、ストッパ45は軸受46で回転し、ストッパ45および溝44の内面の偏摩耗が抑制される。
A bearing 46 that rotatably supports the
電動モータ22には、ロータ25の回転角を検出する回転検出器47が取り付けられている。回転検出器47は、例えば、ロータ軸28の外径に固定されたレゾルバロータ47aと、これに対峠するようにハウジング18に固定されたレゾルバステータ47bとからなるレゾルバを採用することができる。
A
電動モータ22が回転すると、その回転は、3K型遊星歯車減速機23で減速され、減速された回転は、増速機90で増速されてシャフト37に伝達され、シャフト37の内径に形成されたボールねじ機構39のナット部39bが回転し、その回転量に応じてロッド16が左右方向に移動する。そして、ロッド16が、図1に示すボールジョイント19を介してナックルアーム20を動かし、後輪3Lのトー角を調整する。
When the
ロッド16には、その軸方向位置を検出する位置検出器48が取り付けられている。この位置検出器48で検出されるロッド16の軸方向位置(絶対位置)に基づいて、後輪3Lの操舵角を検出することができる。位置検出器48の出力信号は、後輪操舵制御装置14に入力される。位置検出器48としては、例えば、ロッド16に固定された永久磁石49と、永久磁石49に対向するようにハウジング18に固定されたアナログ出力のホールIC50とからなるものを採用することができる。
A
この位置検出器48は、ホールIC50で検出される磁束密度を位置情報に変換することでロッド16の軸方向位置(絶対位置)を検出する。ホールIC50としてプログラム可能なものを用いれば、予めロッド16の位置と磁束密度の関係をプログラムすることで絶対位置精度を向上することができる。また、ホールIC50の出力が2系統あるものを選択すれば、片方の系統が故障しても残りの系統で位置検出が可能となり、信頼性が向上する。
The
なお、位置検出器48としてホールIC50を利用した方式を説明したが、軸方向の移動量を回転に変換して、回転角センサで検出する方式であってもよく、検出方法は限定されない。また、車両1の電源投入時(始動時)に位置検出器48からロッドの絶対位置を検出し、その後は回転検出器47の信号をカウントして、位置を算出する方式であってもよい。
Although the method using the
ここで、3K型遊星歯車減速機23の諸元の一例を示す。モジュールが1で、太陽歯車32の歯数が30、第1遊星歯車80の歯数が21、第2遊星歯車81の歯数が23、固定内歯歯車34の歯数が72、可動内歯歯車83の歯数が74の場合、減速比は51.8となる。
Here, an example of the specifications of the 3K type
そして、3K型遊星歯車減速機23の太陽歯車32から入力し、可動内歯歯車83から出力する時の入力時の効率と、可動内歯歯車83から入力し、太陽歯車32から出力する逆入力時の効率を、構成歯車の一対の歯車の伝達効率ηがほぼ等しいとして、この歯車の効率ηをパラメータとして計算したものが次の数1と数2である。数1は入力時の効率を示し、数2は逆入力時の効率を示している。なお、数2における、ηa、ηb、ηc、Z1、Z2、Z3、Z12、Z11は、数1における、ηa、ηb、ηc、Z1、Z2、Z3、Z12、Z11と同様である。
また、この数1に示す入力時の効率および数2に示す出力時の効率を図4に示した。なお、これらの効率は、次の表1に示すパラメータに基づいて算出した。
一般的に歯車の効率ηは高く、97%以上である。η=97%の場合の3K型遊星歯車減速機23の前記入力時の効率は49%で、前記逆入力時の効率は3%である。逆入力はほぼ0%であるため、逆入力時の回転運動の伝達が不可となり、従来技術同様にタイヤから外力を受けても、アクチュエータのロッド16の位置ずれが起こらず、アクチュエータのロッド16の位置移動以外には消費電力が不要となる。
Generally, the efficiency η of the gear is high and is 97% or more. When η = 97%, the efficiency of the 3K type
図5に、3K型遊星歯車減速機23における歯車の効率ηが97%時の減速比と、入力時及び逆入力時の効率の関係を示す。減速比が40以上の場合、逆入力時の効率が10%以下となり、減速比が51.8の上記同様、外力に対してアクチュエータのロッド16の位置ずれが起こり難く、アクチュエータのロッド16の位置移動以外には消費電力がほぼ不要となることが分かる。この図5は、次の表2に示すパラメータに基づいて算出した。
減速比が40以上の3K型遊星歯車減速機23で減速した回転をそのままシャフト37の回転運動に利用するには、高い回転速度の電動モータ22が必要となり、実現性が乏しくなる。そこで、3K型遊星歯車減速機23とシャフト37の間に増速機90を入れることにより、所望の回転速度が得られる。
In order to use the rotation decelerated by the 3K-type
ここで、減速比が51.8の場合の3K型遊星歯車減速機23の電動モータ出力とロッド出力間の効率を求める。3K型遊星歯車減速機23の効率は49%で、増速機とボールねじの効率を一般的な値である97%と90%とすると、電動モータ出力とロッド出力間の効率は43%となる。従来技術の遊星歯車機構と台形ねじの組合わせの場合の電動モータ出力とロッド出力間の効率22.5%と比較して高い効率が得られ、アクチュエータのロッド16の位置移動時の消費電力を抑えることができ、電動モータサイズのコンパクト化が図れる。
Here, the efficiency between the electric motor output and the rod output of the 3K type
この発明においては、運動変換機構24にボールねじ機構39を用いるので、以下の利点を有する。ねじ軸部39aを回転駆動するトルクを小さくでき、ボールねじ機構39を駆動するサーボ・モータ(電動モータ22)の小形・軽量化ができる。起動摩擦トルクと運動摩擦トルクの差が小さく、またスティック・スリップがおこらないので、メカトロニクスにとって制御性の良いメカになる。高い送り精度を容易に実現することができる。ねじ軸部39aとナット部39bの間の接触面における摩擦係数は小さく、ねじ軸部39aまたはナット部39bの一方にトルクを加え、それによって他方のナット39bまたはねじ軸部39aに発生した軸力が仕事をするときの効率が高くなる。
In the present invention, since the
このため、本発明では、タイヤに外力が加わった場合でも、アクチュエータのロッド16の位置ずれが起こらず、アクチュエータのロッド16の位置移動時以外には消費電力が不要で、エネルギー消費を抑えられるなどの従来技術の長所を保ちつつ、電動モータ出力とロッド出力間の効率を向上させ、アクチュエータのロッドの位置移動時の消費電力を抑え、電動モータサイズのコンパクト化が図れる。
For this reason, in the present invention, even when an external force is applied to the tire, the position of the
前記実施形態では、増速機90に歯車機構を用いたが、図6では増速機としてベルト駆動機構を用いた場合を示している。この増速機97は、大径プーリー98と小径プーリー99とベルト100で構成されている。この場合、大径プーリー98は可動内歯歯車83の外径に、小径プーリー99はシャフト37の外径にそれぞれ設けられている。ベルト駆動であっても、歯車と同等程度の高い伝達効率を示す。
In the above embodiment, the gear mechanism is used for the
なお、図6に示す後輪操舵装置の他の構成は、図2乃至図3に示す後輪操舵装置と同様の構成であるので、同一部材については、図6において、図2乃至図3に付した符号を付してそれらの説明を省略する。このため、図6に示す後輪操舵装置は、ベルト駆動以外の図2乃至図3に示す後輪操舵装置と同様の作用効果を奏する。 6 is the same as that of the rear wheel steering device shown in FIGS. 2 to 3, the same members are shown in FIGS. 2 to 3 in FIG. 6. The attached reference numerals are given and their explanation is omitted. Therefore, the rear wheel steering device shown in FIG. 6 has the same effects as the rear wheel steering device shown in FIGS. 2 to 3 except for the belt drive.
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能である。すなわち、本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。例えば、3K型遊星歯車減速機23と同じく、入力時の効率と逆入力時の効率に差がある減速機として、同様に差動を用いるハイポサイクロイド減速機、サイクロイド減速機、ボール減速機、ハーモニック減速機などがあり、これらを、本発明の差動減速機として用いてもよい。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments and can be variously modified. That is, the scope of the present invention is shown not by the above description but by the scope of claims, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims. For example, as with the 3K type
また、本発明の実施形態では、電動モータ22と3K型遊星歯車減速機23を同一軸上に配置するとともに、電動モータ22と軸が平行になるように運動変換機構24を配置することにより、3K型遊星歯車減速機23の出力を運動変換機構24の入力に歯車等を介して増速し、動力を伝達する構造を説明した。すなわち、上述した実施形態においては、電動モータ22の出力の下流方向に向かって、3K型遊星歯車減速機23、増速機90,97、運動変換機構24の順で配置されている例を示した。しかしながら、本発明に係る後輪操舵装置においては、電動モータ22の出力の下流方向に向かって、増速機90,97、3K型遊星歯車減速機23、運動変換機構24の順で配置されていてもよい。そのような場合には、電動モータ22の軸と平行になるように、に3K型遊星歯車減速機23および運動変換機構24を配置し、電動モータ22の出力を3K型遊星歯車減速機23の入力にベルトや歯車を介して接続することで、電動モータ22の出力を増速機90,97で増速して伝達する構造であってもよい。
In the embodiment of the present invention, the
また、電動モータ22、3K型遊星歯車減速機23、遊星歯車の増速機90、および運動変換機構24を同一軸上に並べて配置する構造であってもよい。そのような場合には、電動モータ22として、ロータが中空である中空モータを使用することができる。
Alternatively, the
減速比が40から70の範囲の3K型遊星歯車減速機23で、本発明を用いた場合の電動モータ出力からロッド出力までの効率と、ロッド速度24mm/s、ロッド推力3500Nを実現するための電動モータ22の回転数と電動モータ22の出力の例を表3にまとめた。
また、従来技術の遊星歯車減速機と台形ねじの組合せ例を表4にまとめた。
表3と表4を比べると、ロッド速度が24mm/sで、ロッド推力が3500Nを実現するための電動モータの出力が、本発明を用いることにより小さくできることが分かる。 Comparing Table 3 and Table 4, it can be seen that the output of the electric motor for realizing the rod speed of 24 mm / s and the rod thrust of 3500 N can be reduced by using the present invention.
16 ロッド
22 電動モータ
23 3K型遊星歯車減速機
24 運動変換機構
32 太陽歯車
35 キャリヤ
39 ボールねじ機構
80,81 遊星歯車
90、97 増速機
16
Claims (6)
前記ロッドは電動アクチュエータのロッドであり、電動アクチュエータの駆動部は、回転トルクを発生させる電動モータと、回転速度を減速する差動減速機と、回転速度を増速する増速機と、回転運動を前記ロッドの直線運動に変換するボールねじ機構を有する運動変換機構とを備えたことを特徴とする後輪操舵装置。 A rear wheel steering device comprising a rod supported so as to be movable in the axial direction, and changing the direction of the rear wheel in accordance with the axial movement of the rod,
The rod is a rod of an electric actuator, and a drive unit of the electric actuator includes an electric motor that generates rotational torque, a differential reducer that reduces the rotational speed, a speed increaser that increases the rotational speed, and a rotational motion And a motion conversion mechanism having a ball screw mechanism for converting the motion into a linear motion of the rod.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113272577A (en) * | 2019-02-12 | 2021-08-17 | 舍弗勒技术股份两合公司 | Planetary roller screw and actuator for a rear axle steering of a motor vehicle comprising such a planetary roller screw |
| CN114007923A (en) * | 2019-06-20 | 2022-02-01 | 株式会社万都 | Steer-by-wire type steering device |
-
2017
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| CN113272577B (en) * | 2019-02-12 | 2024-05-10 | 舍弗勒技术股份两合公司 | Planetary roller screw and actuator for a motor vehicle comprising a rear axle steering device of said planetary roller screw |
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| CN114007923A (en) * | 2019-06-20 | 2022-02-01 | 株式会社万都 | Steer-by-wire type steering device |
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