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JP2018167751A - Rear wheel steering device and vehicle - Google Patents

Rear wheel steering device and vehicle Download PDF

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JP2018167751A
JP2018167751A JP2017067788A JP2017067788A JP2018167751A JP 2018167751 A JP2018167751 A JP 2018167751A JP 2017067788 A JP2017067788 A JP 2017067788A JP 2017067788 A JP2017067788 A JP 2017067788A JP 2018167751 A JP2018167751 A JP 2018167751A
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JP
Japan
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rod
rear wheel
wheel steering
planetary gear
gear
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Application number
JP2017067788A
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Japanese (ja)
Inventor
寛哲 徳永
Hiroaki Tokunaga
寛哲 徳永
幸宏 西尾
Yukihiro Nishio
幸宏 西尾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NTN Corp
Original Assignee
NTN Corp
NTN Toyo Bearing Co Ltd
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Abstract

To provide a rear wheel steering device which can efficiently convert a motion, suppress power consumption during position movement of a rod, and reduce size of an electric motor, and a vehicle using the same.SOLUTION: A rear wheel steering device includes a rod movably supported in an axial direction and changes the direction of rear wheels according to movement of the rod in the axial direction. The rod is a rod of an electric actuator. A drive part of the electric actuator comprises: an electric motor generating rotational torque; a differential reduction gear reducing rotational speed; a speed-increasing gear increasing the rotational speed; and a motion conversion mechanism including a ball screw mechanism converting rotational motion into linear motion of the rod.SELECTED DRAWING: Figure 1

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, Patent Literature 1 and Patent Literature 2 disclose a rear wheel steering device that steers rear transportation according to a steering angle of a front wheel when a driver steers steering. This rear wheel steering device is provided with a linear motion actuator on each of the left and right rear wheels, and the left and right rear wheels can be independently steered by this linear motion actuator. Therefore, this rear wheel steering device uses the command signal from the host control device to steer the rear wheels in the same phase or in opposite phase with respect to the steering angle of the front wheels in order to improve the running stability when the vehicle turns. Alternatively, the toe angle can be adjusted by shifting the steering angle of the left and right rear transportation in order to improve the running stability when the vehicle goes straight.

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 Patent Document 1, the steering housing is fixed to the vehicle body (chassis). However, in Patent Document 2, linear actuators are provided on the left and right rear wheels, and one of the steering housings is mounted on the vehicle body (chassis). The other is connected to the knuckle arm.

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。   Patent Document 3 discloses a rear wheel steering device that integrally steers left and right rear wheels. This steering device includes a steering housing fixed to a vehicle body (chassis), a rear wheel steering shaft (rod) supported so as to be movable in the axial direction of the steering housing, a pair of tie rods connected to both ends thereof, Equipped with a knuckle arm corresponding to the tie rod. Then, the steering angle of the left and right rear wheels is changed by driving the rear wheel steering shaft (rod) in the axial direction.

特開2015−202826号公報JP2015-202826A 特開2009−173192号公報JP 2009-173192 A 特開平10−278834号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-278834

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 Patent Documents 1 to 3, trapezoidal screws are exemplified as the motion conversion mechanism. A trapezoidal screw having a lead angle smaller than the friction angle is an irreversible motion conversion mechanism that can convert a rotational motion into a linear motion but cannot convert a linear motion into a rotational motion. Therefore, even when an external force is applied to the tire, the position of the actuator rod does not shift. Further, power consumption is not required other than the movement of the position of the actuator rod, and energy consumption can be suppressed.

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 Patent Document 1, the efficiency between the electric motor output and the rod output is calculated to be about 22.5%. Therefore, a large torque is required when the position of the actuator rod is moved, and the size of the electric motor increases.

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.

この発明の実施形態に係る後輪操舵装置を搭載した車両を示す概略図である。It is the schematic which shows the vehicle carrying the rear-wheel steering apparatus which concerns on embodiment of this invention. この発明の実施形態に係る後輪操舵装置の断面図である。It is sectional drawing of the rear-wheel steering apparatus which concerns on embodiment of this invention. 図2に示す後輪換舵装置の要部拡大断面図である。It is a principal part expanded sectional view of the rear-wheel steering apparatus shown in FIG. 減速比と3K型遊星歯車減速機の効率との関係を示すグラフ図である。It is a graph which shows the relationship between a reduction ratio and the efficiency of a 3K type planetary gear reducer. 歯車の効率と3K型遊星歯車減速機の効率とのを示すグラフ図である。It is a graph which shows the efficiency of a gear, and the efficiency of a 3K type planetary gear reducer. 増速機にベルト機構を用いた後輪操舵装置の断面図である。It is sectional drawing of the rear-wheel steering apparatus which used the belt mechanism for the gearbox.

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 vehicle 1 equipped with a rear wheel steering apparatus according to the present invention. The vehicle 1 is an automobile and includes a pair of left and right front wheels 2L and 2R and a pair of left and right rear wheels 3L and 3R.

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 front wheels 2L and 2R are steered by the movement of the steering rod 6 of the front wheel steering mechanism 5 according to the steering angle of the steering wheel 4. That is, when the driver steers the steering wheel 4, the rotation of the steering wheel 4 is transmitted to the front wheel steering mechanism 5 via the steering column 7, whereby the steering rod 6 of the front wheel steering mechanism 5 moves in the axial direction, This linear movement is transmitted through the tie rod 60, so that the directions of the front wheels 2L and 2R change integrally. A steering angle sensor 8 is provided on a steering column 7 that rotates integrally with the steering wheel 4. The outputs of the steering angle sensor 8, the vehicle speed sensor 9, and the yaw rate sensor 10 are input to an electronic control unit (ECU) 11. An ECU (engine control unit) is a microcontroller (microcomputer) that comprehensively controls engine operation control using an electrical auxiliary device.

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 rear wheels 3L and 3R are steered by the rear wheel steering devices 12L and 12R of the present invention disposed between the ball joint 19 on the knuckle arm 20 and the connecting portion 88 on the vehicle body 13, respectively. The steering angles of the rear wheels 3L and 3R are determined by the rear wheel steering control device 14 in response to a command from the electronic control unit 11 based on the traveling information of the vehicle 1, such as the steering angle sensor 8, the vehicle speed sensor 9, and the yaw rate sensor 10. Be controlled. The steering angles of the rear wheels 3L and 3R are controlled independently on the left and right.

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 wheel steering devices 12L and 12R have the same configuration, only the left rear wheel steering device 12L will be described, and the description of the right wheel steering device 12R will be omitted. For this reason, in the following description, the rear wheel steering device 12L is simply referred to as the rear wheel steering device 12. The rear wheel steering device 12 includes a rod 16 that is supported so as to be movable in the axial direction, and changes the direction of the rear wheel in accordance with the axial movement of the rod 16.

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 rod 16 is a rod of an electric actuator, and a drive unit 17 of the electric actuator includes an electric motor 22 that generates rotational torque, a 3K-type planetary gear reducer 23 as a differential reducer that reduces the rotational speed, A motion having a speed increasing device 90 for increasing the rotational speed decelerated by the differential speed reducer, and a ball screw mechanism 39 for converting the rotational motion accelerated by the speed increasing device 90 into a linear motion of the rod 16. A conversion mechanism 24.

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 drive unit 17 including the rod 16 is included in the housing 18. The housing 18 includes a motor storage portion 22A for storing the electric motor 22, a transmission storage portion 22B for storing the 3K type planetary gear speed reducer 23 to the speed increaser 90, and a conversion mechanism storage portion 22C for storing the motion conversion mechanism 24. With.

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 rod 16 is connected to the rear wheel 3L (3R) so that the direction of the rear wheel 3L (3R) changes according to the movement in the axial direction. Specifically, the rod 16 is connected to the knuckle arm 20 via the ball joint 19. A connecting portion 88 is provided on the opposite side of the rod of the housing 18, and the housing 18 is connected and fixed to the chassis 13 (see FIG. 1) of the vehicle 1 through the connecting portion 88. When the rod 16 moves in the axial direction, the knuckle arm 20 swings around the fulcrum 21 in conjunction with this, and the direction of the rear wheel 3L (3R) changes. The connecting portion 88 has a structure in which an annular vibration-proof rubber is integrated with the inner periphery of the anti-rod side hole 89 of the housing 18.

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 electric motor 22 is disposed in parallel with the rod 16 and includes a rotor 25 and a stator 26 that applies a rotational force to the rotor 25. The rotor 25 includes a rotor shaft 28 rotatably supported by a pair of left and right rolling bearings 27 a and 27 b mounted on the housing 18, and a rotor core 29 fixed to the outer periphery of the rotor shaft 28. The rotor shaft 28 has a large-diameter shaft portion 28a housed in the transmission housing portion 22B and a small-diameter shaft portion 28b housed in the motor housing portion 22A, and is fitted from the large-diameter shaft portion 28a to the bearing 27a. The support shaft portion 28c protrudes toward the anti-motor housing portion, and the support shaft portion 28d fitted to the bearing 27b protrudes from the small diameter shaft portion 28b toward the anti-transmission housing portion side.

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 rotor core 29 is configured by a permanent magnet that is externally fitted and fixed to the small-diameter shaft portion 28b of the rotor shaft 28 and is provided so that N stations and S poles appear alternately along the circumferential direction, for example. The stator 26 includes a stator core 30 fixed to the inner wall of the motor housing portion 22 </ b> A of the housing 18 and an electromagnetic coil 31 wound around the stator core 30. Therefore, when the electromagnetic coil 31 is energized, a rotational force is generated in the rotor core 29 by the electromagnetic force acting between the stator core 30 and the rotor core 29, and the rotor shaft 28 in which the support shaft portions 28c and 28d are supported by the bearings 27a and 27b Rotate with 29.

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 gear speed reducer 23 includes a sun gear 32 provided on the outer periphery of the rotor 25 and a planetary gear set 33 including a pair of planetary gears 80 and 81. The tooth 80a on the outer diameter surface of one (first) planetary gear 80 meshes with the tooth 32a on the outer diameter surface of the sun gear 32, and the other (second) planetary gear 80 has the other end in the axial direction. A planetary gear 81 is provided, and the pair of planetary gears 80 and 81 rotate together. A plurality of planetary gear sets 33 are equally arranged in the circumferential direction, and each planetary gear set 33 is mounted on a planetary gear set shaft 36 that enables rotation. That is, one end of the planetary gear set shaft 36 is fixed to the carrier 35, and the other end of the planetary gear set shaft 36 is fixed to the auxiliary carrier 91. The carrier 35 is pivotally supported by the large-diameter shaft portion 28a on the side opposite to the small-diameter shaft portion of the rotor shaft 28 via the bearing 82, and the auxiliary carrier 91 is supported by the small-diameter shaft portion side of the rotor shaft 28 via the bearing 92. Is pivotally supported by the large-diameter shaft portion 28a.

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 teeth 80a on the outer diameter surface of the first planetary gear 80 mesh with the teeth 34a on the inner diameter surface of the fixed internal gear 34 fixed to the inner peripheral surface of the transmission housing portion 22B on the motor housing portion side. The teeth 81a on the outer diameter surface of the two planetary gears 81 mesh with the teeth 83a of the movable internal gear 83 that is rotatably fitted (attached) via a bearing 93 that is fitted on the carrier 35. For this reason, the movable internal gear 83 is rotatable around the axis of the rotor shaft 28.

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 motion conversion mechanism 24 includes a shaft 37 to which rotation increased by the speed increaser 90 is input, a detent mechanism 38 that prevents the rod 16 from being rotated in the axial direction, and a rotation of the shaft 37. A ball screw mechanism 39 for screwing the shaft 37 and the rod 16 so as to move the rod 16 in the axial direction is provided.

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 ball screw mechanism 39 includes a screw shaft portion 39a provided at the tip portion of the rod 16, a nut portion 39b, and a ball (not shown) interposed between the screw shaft portion 39a and the nut portion 39b. The rod 16 includes a large-diameter body shaft portion 16a and a small-diameter shaft portion 16b extending from the large-diameter body shaft portion 16a toward the conversion mechanism housing portion 22C, and the anti-large-diameter shaft of the small-diameter shaft portion 16b. The screw shaft portion 39a is formed on the portion side.

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 nut portion 39b is configured at the axially central portion of the cylindrical shaft 37 that is housed in the conversion mechanism housing portion 22C. That is, the shaft 37 is composed of a nut portion 39b at the center in the axial direction and pivot support portions 37a and 37b provided at both ends, and is pivoted by a pair of bearings 41a and 41b mounted in the conversion mechanism housing portion 22C. The support portions 37a and 37b are rotatably supported. The bearings 41a and 41b are angular bearings, and support the shaft 37 so as to restrict movement in the axial direction and the radial direction in a rotatable manner. Further, a slide bearing 96 is disposed between the inner diameter surface of the pivotal support portion 37a on the main body shaft portion 16a side and the outer diameter surface of the small diameter shaft portion 16b of the rod, and the main body shaft portion 16a of the rod 16 is provided in the housing 18. It is supported by a plain bearing 43. For this reason, the slide of the axial direction of the rod 16 is possible.

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 external gear 95 is formed on the outer diameter surface of the end portion of the pivot portion 37a. The small-diameter external gear 95 is a large-diameter external gear 94 formed on the outer diameter surface of the movable internal gear 83. Is engaged. For this reason, the gearbox 90 is comprised by these. That is, the rotation of the rotor 25 is transmitted from the sun gear 32 fixed to the rotor 25 to the movable internal gear 83 via the first planetary gear 80 and the second planetary gear 81, and is output as a reduced rotation. The The rotation output from the movable internal gear 83 is a small diameter provided on the outer diameter of the large diameter external gear 94 provided on the outer diameter of the movable internal gear 83 and the shaft 37 in the motion conversion mechanism 24. The speed is increased by the external gear 95 and transmitted to the motion conversion mechanism 24.

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 screw shaft portion 39 a of the ball screw mechanism 39 at one end of the rod 16, the pivot portion 37 a that is a cylindrical portion is supported by the slide bearing 96 so as to be movable in the axial direction.

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 anti-rotation mechanism 38 includes an axially extending groove 44 formed on the inner periphery of the housing 18 and a stopper 45 having a tip portion inserted into the groove 44. The groove 44 is a stop groove whose both axial ends are closed. The stopper 45 is attached to the rod 16.

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 rod 16 moves in the axial direction, the stopper 45 and the groove 44 move together in the axial direction together with the rod 16. When the stopper 45 comes into contact with the end surface of the groove 44, the axial movement of the rod 16 is restricted there. As described above, the stopper 45 and the groove 44 also function as a mechanical limit of the rod 16.

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 stopper 45 is incorporated in a connecting portion of the stopper 45 to the rod 16. Therefore, even if the tip of the stopper 45 and the inner surface of the groove 44 come into contact with each other when the rod 16 moves in the axial direction, the stopper 45 is rotated by the bearing 46, and uneven wear of the stopper 45 and the inner surface of the groove 44 is prevented. It is suppressed.

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 rotation detector 47 that detects the rotation angle of the rotor 25 is attached to the electric motor 22. As the rotation detector 47, for example, a resolver composed of a resolver rotor 47a fixed to the outer diameter of the rotor shaft 28 and a resolver stator 47b fixed to the housing 18 so as to be opposed thereto can be adopted.

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 electric motor 22 rotates, the rotation is decelerated by the 3K type planetary gear reducer 23, and the decelerated rotation is accelerated by the speed increaser 90 and transmitted to the shaft 37, and formed on the inner diameter of the shaft 37. The nut portion 39b of the ball screw mechanism 39 rotates, and the rod 16 moves in the left-right direction according to the amount of rotation. Then, the rod 16 moves the knuckle arm 20 via the ball joint 19 shown in FIG. 1 to adjust the toe angle of the rear wheel 3L.

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 position detector 48 for detecting the axial position of the rod 16 is attached. Based on the axial position (absolute position) of the rod 16 detected by the position detector 48, the steering angle of the rear wheel 3L can be detected. The output signal of the position detector 48 is input to the rear wheel steering control device 14. As the position detector 48, for example, a device including a permanent magnet 49 fixed to the rod 16 and an analog output Hall IC 50 fixed to the housing 18 so as to face the permanent magnet 49 can be adopted.

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 position detector 48 detects the axial position (absolute position) of the rod 16 by converting the magnetic flux density detected by the Hall IC 50 into position information. If a programmable IC is used as the Hall IC 50, the absolute position accuracy can be improved by programming the relationship between the position of the rod 16 and the magnetic flux density in advance. Further, if one having two outputs from the Hall IC 50 is selected, the position can be detected in the remaining system even if one of the systems fails, and the reliability is improved.

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 Hall IC 50 as the position detector 48 has been described, a method in which the amount of movement in the axial direction is converted into rotation and detected by a rotation angle sensor may be used, and the detection method is not limited. Alternatively, a method may be used in which the absolute position of the rod is detected from the position detector 48 when the vehicle 1 is turned on (started), and then the signal of the rotation detector 47 is counted to calculate the position.

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 planetary gear reducer 23 is shown. The module is 1, the number of teeth of the sun gear 32 is 30, the number of teeth of the first planetary gear 80 is 21, the number of teeth of the second planetary gear 81 is 23, the number of teeth of the fixed internal gear 34 is 72, and the movable internal teeth When the gear 83 has 74 teeth, the reduction ratio is 51.8.

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。

Figure 2018167751
Then, the input efficiency when inputting from the sun gear 32 of the 3K-type planetary gear reducer 23 and outputting from the movable internal gear 83, and the reverse input input from the movable internal gear 83 and output from the sun gear 32 Assuming that the transmission efficiency η of the pair of gears of the constituent gears is substantially equal, the following equations 1 and 2 are calculated using the efficiency η of the gear as a parameter. Formula 1 shows the efficiency at the time of input, and Formula 2 shows the efficiency at the time of reverse input. In Equation 2, ηa, ηb, ηc, Z1, Z2, Z3, Z12, and Z11 are the same as ηa, ηb, ηc, Z1, Z2, Z3, Z12, and Z11 in Equation 1.
Figure 2018167751

Figure 2018167751
Figure 2018167751

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。

Figure 2018167751
Further, the input efficiency shown in Equation 1 and the output efficiency shown in Equation 2 are shown in FIG. These efficiencies were calculated based on the parameters shown in Table 1 below.
Figure 2018167751

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 planetary gear reducer 23 at the time of input is 49%, and the efficiency at the time of reverse input is 3%. Since the reverse input is almost 0%, it is impossible to transmit the rotational motion at the time of reverse input, and even if an external force is applied from the tire as in the prior art, the displacement of the actuator rod 16 does not occur. Power consumption is not required except for position movement.

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。

Figure 2018167751
FIG. 5 shows the relationship between the reduction ratio when the gear efficiency η in the 3K type planetary gear reducer 23 is 97% and the efficiency at the time of input and reverse input. When the reduction ratio is 40 or more, the efficiency at the time of reverse input is 10% or less, and as in the case of the reduction ratio of 51.8, the position of the actuator rod 16 does not easily shift with respect to the external force. It can be seen that power consumption is almost unnecessary except for movement. FIG. 5 was calculated based on the parameters shown in Table 2 below.
Figure 2018167751

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 planetary gear reducer 23 with a reduction ratio of 40 or more as it is for the rotational movement of the shaft 37, the electric motor 22 having a high rotational speed is required, and the feasibility is poor. Therefore, by inserting the speed increasing device 90 between the 3K type planetary gear speed reducer 23 and the shaft 37, a desired rotational speed can be obtained.

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 planetary gear reducer 23 when the reduction ratio is 51.8 is obtained. The efficiency of the 3K type planetary gear reducer 23 is 49%, and the efficiency between the electric motor output and the rod output is 43%, assuming that the speed increaser and ball screw efficiency are 97% and 90%, which are typical values. Become. Compared to the efficiency of 22.5% between the electric motor output and the rod output in the case of the combination of the planetary gear mechanism and the trapezoidal screw of the prior art, high efficiency is obtained, and the power consumption when the position of the actuator rod 16 is moved is reduced. Therefore, the size of the electric motor can be reduced.

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 ball screw mechanism 39 is used for the motion conversion mechanism 24, the following advantages are obtained. The torque for rotationally driving the screw shaft portion 39a can be reduced, and the servo motor (electric motor 22) for driving the ball screw mechanism 39 can be reduced in size and weight. 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 friction coefficient at the contact surface between the screw shaft portion 39a and the nut portion 39b is small, and torque is applied to one of the screw shaft portion 39a or the nut portion 39b, thereby generating an axial force generated on the other nut 39b or the screw shaft portion 39a. Increases efficiency when working.

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 actuator rod 16 does not shift, power consumption is not required except when the position of the actuator rod 16 is moved, and energy consumption can be suppressed. While maintaining the advantages of the conventional technology, the efficiency between the electric motor output and the rod output can be improved, the power consumption during the position movement of the rod of the actuator can be suppressed, and the size of the electric motor can be reduced.

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 speed increaser 90, but FIG. 6 shows the case where a belt drive mechanism is used as the speed increaser. The speed increaser 97 includes a large-diameter pulley 98, a small-diameter pulley 99, and a belt 100. In this case, the large-diameter pulley 98 is provided on the outer diameter of the movable internal gear 83, and the small-diameter pulley 99 is provided on the outer diameter of the shaft 37. Even with belt drive, it shows high transmission efficiency comparable to that of gears.

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 planetary gear reducer 23, as a reducer having a difference in efficiency at the time of input and efficiency at the time of reverse input, a hypocycloid reducer, a cycloid reducer, a ball reducer, a harmonic that similarly uses a differential. There are speed reducers, and these may be used as the differential speed reducer of the present invention.

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 electric motor 22 and the 3K type planetary gear reducer 23 are arranged on the same axis, and the movement converting mechanism 24 is arranged so that the electric motor 22 and the axis are parallel to each other. The structure has been described in which the output of the 3K type planetary gear reducer 23 is accelerated to the input of the motion conversion mechanism 24 via a gear or the like to transmit power. That is, in the above-described embodiment, an example in which the 3K-type planetary gear speed reducer 23, the speed increasing gears 90 and 97, and the motion conversion mechanism 24 are arranged in this order toward the downstream direction of the output of the electric motor 22 is shown. It was. However, in the rear wheel steering apparatus according to the present invention, the speed increasers 90 and 97, the 3K type planetary gear speed reducer 23, and the motion conversion mechanism 24 are arranged in this order in the downstream direction of the output of the electric motor 22. May be. In such a case, the 3K planetary gear speed reducer 23 and the motion conversion mechanism 24 are arranged so as to be parallel to the axis of the electric motor 22, and the output of the electric motor 22 is supplied to the 3K planetary gear speed reducer 23. A structure in which the output of the electric motor 22 is increased and transmitted by the speed increasers 90 and 97 by being connected to the input via a belt or a gear may be used.

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 electric motor 22, the 3K type planetary gear speed reducer 23, the planetary gear speed increaser 90, and the motion conversion mechanism 24 may be arranged side by side on the same axis. In such a case, a hollow motor having a hollow rotor can be used as the electric motor 22.

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。

Figure 2018167751
With the 3K type planetary gear reducer 23 having a reduction ratio in the range of 40 to 70, the efficiency from the electric motor output to the rod output, the rod speed 24 mm / s, and the rod thrust 3500 N when using the present invention are realized. Examples of the number of rotations of the electric motor 22 and the output of the electric motor 22 are summarized in Table 3.
Figure 2018167751

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。

Figure 2018167751
Table 4 summarizes examples of combinations of planetary gear reducers and trapezoidal screws of the prior art.
Figure 2018167751

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 Rod 22 Electric motor 23 3K type planetary gear reducer 24 Motion conversion mechanism 32 Sun gear 35 Carrier 39 Ball screw mechanism 80, 81 Planetary gear 90, 97 Speed up gear

Claims (6)

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.
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ことを特徴とする請求項1に記載の後輪操舵装置。   The differential reduction gear is a 3K type planetary gear reduction gear including at least a sun gear, an internal gear, a planetary gear, and a carrier that is rotatably supported on the planetary gear. Item 4. The rear wheel steering device according to Item 1. 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を特徴とする請求項2に記載の後輪操舵装置。   The rear wheel steering apparatus according to claim 2, wherein the 3K type planetary gear reducer decelerates to a reduction ratio of 40 or more. 前記増速機に、歯車機構を用いたことを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかに記載の後輪操舵装置。   The rear wheel steering apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein a gear mechanism is used for the speed increaser. 前記増速機に、ベルト駆動機構を用いたことを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかに記載の後輪操舵装置。   The rear wheel steering apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein a belt drive mechanism is used for the speed increaser. 前記請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の後輪操舵装置を用いたことを特徴とする車両。   A vehicle using the rear wheel steering device according to any one of claims 1 to 5.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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