JP2019214311A - Rear wheel steering device and vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、自動車等の車両に用いられる後輪転舵装置に関する。 The present invention relates to a rear wheel steering device used for a vehicle such as an automobile.
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、前輪を転舵する機構に加えて後輪を転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輪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。 A car equipped with a mechanism to steer the rear wheels in addition to a mechanism to steer the front wheels in order to enhance the running stability when the car is traveling straight or turning, or the toe angle of the rear wheels according to the running condition of the vehicle A vehicle equipped with a mechanism for changing the pressure is being put to practical use.
例えば、特許文献1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。従って、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、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変更してトー角を調整できる。
For example,
近年の車両では、搭載すべき装置が増えているため、車両の設計時に各種装置の設置スペースの確保に苦慮する傾向にある。また、環境問題より、燃費向上が必要であり、搭載装置のコンパクト化と軽量化を図ることは重要な課題である。また、乗り心地や快適さなどの付加価値を高めるためには、装置の振動や騒音を抑える必要がある。一方、安価であることが望ましい。 In vehicles in recent years, the number of devices to be mounted is increasing, and thus there is a tendency that it is difficult to secure an installation space for various devices when designing the vehicle. Further, due to environmental issues, it is necessary to improve fuel efficiency, and it is important to reduce the size and weight of the mounting device. Further, in order to increase added value such as ride comfort and comfort, it is necessary to suppress vibration and noise of the device. On the other hand, it is desirable to be inexpensive.
後輪操舵装置では、運動変換機構に送りねじ機構が用いられ、この送りねじ機構に、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。そして、電動モータの出力を送りねじ機構に減速伝達するには、遊星歯車減速機やプーリー比の異なるベルト駆動などが用いられることが多い。特許文献1の後輪操舵装置でも、運動変換機構として台形ねじが、電動モータの動力を減速伝達する機構には遊星歯車減速機が例示されている。
In the rear wheel steering device, a feed screw mechanism is used as a motion conversion mechanism, and a trapezoidal screw (a screw having a trapezoidal cross section of a screw thread) is often used for the feed screw mechanism. In order to reduce and transmit the output of the electric motor to the feed screw mechanism, a planetary gear reducer or a belt drive having a different pulley ratio is often used. Also in the rear wheel steering device of
遊星歯車減速機は、動力伝達に歯車を用いるため、バックラッシがあり、振動が起こりやすい。そして、歯車のかみあい音が、騒音を引き起こす。また、遊星歯車減速機は、太陽歯車、遊星歯車、内歯車、キャリア、遊星歯車用軸、これらの部品を支え円滑に回転させる軸受など部品点数が多く、安価な構成とは言えない。 Since the planetary gear reducer uses gears for power transmission, there is a backlash and vibration is likely to occur. And the gear meshing noise causes noise. Further, the planetary gear reducer has a large number of components such as a sun gear, a planetary gear, an internal gear, a carrier, a shaft for a planetary gear, and a bearing for supporting and smoothly rotating these components, and cannot be said to be an inexpensive configuration.
同様に、減速伝達がベルト駆動の場合、経年変化によるベルトの緩みが振動の原因となる。また、ベルト駆動に用いる2つのプーリーは、円筒面が互いに平行で、1つはモータ出力軸に、他方は送りねじ機構などのナット部材に取り付ける配置となり、コンパクトな構造を実現することが難しい。 Similarly, when the deceleration transmission is a belt drive, loosening of the belt due to aging causes vibration. Further, the two pulleys used for driving the belt have cylindrical surfaces parallel to each other, and one is attached to a motor output shaft and the other is attached to a nut member such as a feed screw mechanism, so that it is difficult to realize a compact structure.
そこで、本発明では、コンパクトな後輪操舵装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a compact rear wheel steering device.
以上の課題を解決するため、本発明では、モータ出力軸を有する電動モータと、前記電動モータから出力された回転運動を直線運動に変換する運動変換機構と、前記運動変換機構に駆動されて直線運動を行い、この直線運動に応じて車両の後輪の向きを変化させるロッドとを備えた後輪操舵装置において、前記モータ出力軸を、内側軌道面および外側軌道面を転動する転動体と、前記転動体を保持する保持器とを有する第1軸受で支持し、前記第1軸受の内側軌道面と転動体との間、および外側軌道面と転動体との間でトラクションドライブを行うことにより前記第1軸受で減速機を構成し、前記モータ出力軸と前記運動変換機構との間のトルク伝達経路に前記減速機を介在させた。 In order to solve the above problems, according to the present invention, an electric motor having a motor output shaft, a motion converting mechanism for converting a rotational motion output from the electric motor into a linear motion, and a linear motor driven by the motion converting mechanism. A rear wheel steering device having a rod that changes the direction of the rear wheel of the vehicle in accordance with the linear motion, wherein the motor output shaft includes a rolling element that rolls on an inner raceway surface and an outer raceway surface. Supported by a first bearing having a retainer for holding the rolling element, and performing traction drive between the inner raceway surface and the rolling element and between the outer raceway surface and the rolling element of the first bearing. Thus, a speed reducer is constituted by the first bearing, and the speed reducer is interposed in a torque transmission path between the motor output shaft and the motion conversion mechanism.
この場合、第1軸受の保持器を、減速機の出力部材として使用することにより、第1軸受をコンパクトな遊星減速機として用いることができる。 In this case, by using the retainer of the first bearing as an output member of the speed reducer, the first bearing can be used as a compact planetary speed reducer.
また、第1軸受を収容するハウジングを設け、減速機の出力部材をハウジングに対して支持する第2軸受を設けるのが好ましい。 In addition, it is preferable to provide a housing for accommodating the first bearing, and to provide a second bearing for supporting the output member of the speed reducer with respect to the housing.
この場合、第2軸受としてスラスト軸受を設け、このスラスト軸受を第1軸受の内径側に配置することにより、後輪操舵装置の軸方向寸法を小型化することができる。具体的には、減速機の出力部材を中空とし、この出力部材の端部内径面に環状凹部を設け、環状凹部にスラスト軸受を配置する。 In this case, by providing a thrust bearing as the second bearing and disposing the thrust bearing on the inner diameter side of the first bearing, the axial dimension of the rear wheel steering device can be reduced. Specifically, the output member of the speed reducer is hollow, an annular concave portion is provided on the inner diameter surface at the end of the output member, and a thrust bearing is disposed in the annular concave portion.
モータ出力軸を中空とし、モータ出力軸の内径側に減速機の出力部材を配置し、モータ出力軸と減速機の出力部材との間に第3軸受を配置することにより、モーメント荷重に対する剛性を高めることができる。 By making the motor output shaft hollow, arranging the output member of the speed reducer on the inner diameter side of the motor output shaft, and arranging the third bearing between the motor output shaft and the output member of the speed reducer, the rigidity against the moment load is improved. Can be enhanced.
減速機の出力部材を中空とし、この出力部材の内径側にロッドを配置することにより、後輪操舵装置の軸方向寸法を小型化することができる。 By making the output member of the speed reducer hollow and disposing the rod on the inner diameter side of the output member, the axial size of the rear wheel steering device can be reduced.
第1軸受としては、ラジアル深みぞ玉軸受、あるいはラジアル円筒ころ軸受を用いることができる。 As the first bearing, a radial deep groove ball bearing or a radial cylindrical roller bearing can be used.
以上に述べた後輪操舵装置はコンパクトであるので、この後輪操舵装置を有する車両であれば、後輪周辺で空きスペースを確保することができ、車両の設計自由度を高めることができる。 Since the rear-wheel steering device described above is compact, a vehicle having this rear-wheel steering device can secure an empty space around the rear wheels, and can increase the degree of freedom in designing the vehicle.
本発明によれば、遊星歯車減速機やベルト駆動を使用せずに電動モータの出力を運動変換機構に減速して伝達できるため、後輪操舵装置のコンパクト化が図れる。遊星歯車減速機との対比では、径方向でのコンパクト化が可能であり、減速機を同一外径とした場合、第1軸受の内径側に空きスペースを確保できる。この空きスペースを有効活用することにより、更なるコンパクト化や高性能化を図ることが可能となる。 According to the present invention, since the output of the electric motor can be reduced and transmitted to the motion conversion mechanism without using a planetary gear reducer or a belt drive, the rear wheel steering device can be made compact. In comparison with the planetary gear reducer, it is possible to reduce the size in the radial direction, and when the reducer has the same outer diameter, an empty space can be secured on the inner diameter side of the first bearing. By making effective use of this empty space, it is possible to achieve further compactness and higher performance.
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, an embodiment 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。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に伝達され、前輪操舵機構5のステアリングロッド6が軸方向に移動する。この直線移動がタイロッド90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。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)は、自動車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、本発明に係る後輪操舵装置12で操舵される。この後輪操舵装置12は、車体13に取り付けられている。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の走行情報や前輪の操舵角情報を元に、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
[後輪操舵装置の概要]
本発明の第1の実施形態に係る後輪操舵装置12の構成を、図2を用いて説明する。
図2に示すように、後輪操舵装置12は、左側の後輪3Lを操舵するL側操舵部15Lと、右側の後輪3Rを操舵するR側操舵部15Rから構成される。L側操舵部15LとR側操舵部15Rは、後輪操舵装置12の中央に対して概略左右対称の構成とされる。このため、L側操舵部15Lの構造を説明し、R側操舵部15Rの構造は、特に必要がある場合を除いて詳細な説明を省略する。なお、L側操舵部15Lの各部品の符号にLを付し、R側操舵部15Rの各部品の符号にRを付するようにした。また、区別する必要がない場合にはR、Lの符号を省略した。
[Outline of rear wheel steering system]
The configuration of the rear
As shown in FIG. 2, the rear
L側操舵部15Lは、軸方向に移動可能に支持されたロッド16Lと、ロッド16Lを軸方向に移動させる駆動部17Lとを備えている。同様に、R側操舵部15Rは、軸方向に移動可能に支持されたロッド16Rと、ロッド16Rを軸方向に移動させる駆動部17Rとを備えている。ロッド16Lと駆動部17Lで直動式の電動アクチュエータが構成され、ロッド16Rと駆動部17Rで同じく直動式の電動アクチュエータが構成される。
The L-
ロッド16L、16Rおよび駆動部17L、17Rは、ハウジング18内に収容されている。本実施形態のハウジング18は、左側ハウジング部18Lと中央ハウジング部18Cと右側ハウジング部18Rとを結合した形態を有する。ハウジング18は、図示しないボルト等の固定手段で車体13(図1参照)に固定される。
The
L側操舵部15Lのロッド16Lは、図1に示すように、その軸方向の移動に応じて後輪3Lの向きが変化するように後輪3Lに接続されている。具体的には、ロッド16Lの端部にボールジョイント88を介してタイロッド62の一端が連結され、そのタイロッド62の他端がボールジョイント19を介してナックルアーム20に連結されている。このため、ロッド16L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の向きが変化するようになっている。同様に、R側操舵部15Rのロッド16Rは、その軸方向の移動に応じて後輪3Rの向きが変化するように後輪3Rに接続されている。
As shown in FIG. 1, the
図2に示すように、L側操舵部15Lの駆動部17Lは、電動モータ22Lと、電動モータ22Lから出力された回転運動を直線運動に変換する運動変換機構24Lと、電動モータ22Lと運動変換機構24Lとの間のトルク伝達経路に介在させた減速機23Lとを備えている。以下、各要素の具体的構成を順次説明する。
As shown in FIG. 2, the
[電動モータ]
図3に示すように、電動モータ22Lは、ロッド16Lの外径側に配置された中空のロータ25と、ロータ25の外径側に配置されたステータ26とを有する。ロータ25は、中空のモータ出力軸28と、モータ出力軸28の外周に固定されたロータコア29とを有する。ロータコア29は、例えば周方向に沿ってN極とS極が交互に表れるように設けられた永久磁石である。ステータ26は、ハウジング18(左側ハウジング部18L)の内周に固定されたステータコア30と、ステータコア30に巻回された電磁コイル31とで構成されている。このため、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、ロータコア29と一体にモータ出力軸28が回転する。
[Electric motor]
As shown in FIG. 3, the
[減速機]
減速機23Lは、トラクションドライブ式の遊星減速機で構成される。本実施形態では、この減速機23Lとして、転がり軸受(第1軸受)が用いられている。転がり軸受23Lは、モータ出力軸28の外周に圧入固定された内輪41と、ハウジング18(左側ハウジング部18L)の内周に圧入固定された外輪42と、複数の転動体43と、転動体43を保持する保持器44と、内輪41と外輪42の間の開口部をシールするシール部材45とを有する。各転動体43は、内輪41に設けられた内側軌道面41aと外輪42に設けられた外側軌道面42aの間に配置され、かつ保持器44によって円周方向で等間隔に保持されている。各転動体43は、内輪軌道面41aおよび外輪軌道面42a上を転動する。
[Decelerator]
The
この遊星減速機を兼ねた転がり軸受23Lにより、モータ出力軸28の一端がハウジング18(左側ハウジング部18L)に対して回転可能に支持される。モータ出力軸28の他端は、ハウジング18(左側ハウジング部18L)との間に配置した転がり軸受27によって回転可能に支持される。
One end of the
転がり軸受23Lにラジアル方向の予圧を付与することにより、内側軌道面41aと転動体43の間、並びに外側軌道面42aと転動体43の間にそれぞれ法線力が作用し、それぞれの接触部でトラクションドライブが行われる。電動モータ22Lの駆動中は、内側軌道面41aがモータ出力軸28と同一速度で回転する一方で、外側軌道面42aは静止状態となる。また、内側軌道面41aの回転に伴って転動体43が内側軌道面41a上を公転し、この公転運動を受けた保持器44が回転する。この時、保持器44の回転速度は内輪41よりも低速となる。従って、保持器44を減速機の出力部材として用いることで、転がり軸受23Lをトラクションドライブ式の減速機として利用することができる。この減速機23Lは、遊星歯車装置と等価な構成をなしており、内輪41が太陽歯車、外輪42が内歯車、転動体43が遊星歯車、保持器44がキャリアに相当する。
By applying a radial preload to the rolling bearing 23L, a normal force is applied between the
転がり軸受23Lへの予圧の付与は、例えば外輪42の外周面とハウジング18(左側ハウジング部18L)の内周面とのはめ合い部に締め代をもたせることにより、外輪42を内径側へ縮径させて法線力を与える方法や、内輪41の内周面とモータ出力軸28の外周面とのはめ合い部に締め代をもたせることにより、内輪41を外径側へ拡径させて法線力を与える方法を採用することで行うことができる。
The preload is applied to the rolling bearing 23L by, for example, reducing the diameter of the
この他、内輪41、外輪42、転動体43、および保持器44を含む軸受アセンブリが完成した時点で、内輪軌道面41aと転動体43の接触部、および外輪軌道面42aと転動体43の接触部にそれぞれ所定の締め代が与えられるように、外輪42、内輪41、および転動体43の実寸法をマッチングさせることにより、ハウジング18への組み込み前の転がり軸受23L単体の状態で予圧を付与することもできる。
In addition, when the bearing assembly including the
なお、転がり軸受23Lには、構造が簡単で、入手性が高く、予圧を与えるのに他の部品が不必要で、上記に列挙した予圧方法で予圧が与えられるラジアル深みぞ玉軸受やラジアル円筒ころ軸受が適している。本実施形態では、転がり軸受23Lとして、ラジアル深みぞ玉軸受を使用した場合を例示している。
The rolling
[運動変換機構]
図3に示すように、運動変換機構24Lは、モータ出力軸28の内周に挿入された中空のシャフト37Lと、ロッド16Lの軸方向移動を許容しつつその回り止めを行う回り止め機構38と、シャフト37Lの回転運動をロッド16Lの直線運動に変換する送りねじ機構39とを有する。
[Motion conversion mechanism]
As shown in FIG. 3, the
シャフト37Lは、既に述べた転がり軸受23Lの保持器44と共に減速機23Lの出力部材を構成する。シャフト37Lと保持器44は、一体に回転可能であればよく、図3に示すように両者を一体に形成する他、両者を別部材で形成することもできる。
The
シャフト37Lの内周面のうち、ハウジング18(左側ハウジング部18L)の開口端部側には、滑り軸受32が固定されている。滑り軸受32の内周にロッド16Lが挿入される。この滑り軸受32により、ロッド16Lとシャフト37Lの相対回転および相対的な軸方向移動が許容される。ロッド16Lは、ハウジング18(左側ハウジング部18L)の開口端部内周に取り付けたすべり軸受48により軸方向に移動可能に支持されている。
A sliding
回り止め機構38は、第1のロッド16Lの外周に形成された軸方向に延びる溝35と、その溝35に挿入されたストッパピン45とを有する。
The
ストッパピン45は、ハウジング18(左側ハウジング18L)の端部に形成されたピン挿入孔46内に挿入されている。ピン挿入孔46は、外径側端部が大径となった段付き孔状に形成される。ピン挿入孔46の大径孔部内に軸受47が組み込まれ、その軸受47によってストッパピン45が回転自在に支持されている。ストッパピン45が溝35の円周方向の壁面と係合することにより、ロッド16Lの回転が規制される。
The
溝35の軸方向両側の端面にストッパピン45が当接することによりロッド16Lの軸方向移動が規制される。従って、ストッパピン45と溝35は、第1のロッド16Lのストロークエンドを定める機械的リミットとしても機能する。
The axial movement of the
送りねじ機構39は、ロッド16Lに設けられたねじ軸部39aと、シャフト37Lの内径に設けられたナット部39bとを備える。ねじ軸部39aとナット部39bは螺合した状態にある。送りねじ機構39に代えてボールねじ機構を採用することもできる。
The
[シャフト37Lの支持]
図4に示すように、シャフト37Lは、第2軸受としてのラジアル軸受33Lおよび一対のスラスト軸受34Lにより、ハウジング18(中央ハウジング部18c)に対して回転可能に支持されている。
[Support of
As shown in FIG. 4, the
ラジアル軸受33Lは、キャリア44の円筒状の外周面とハウジング18(中央ハウジング部18C)の内周面との間に配置されたラジアル転がり軸受(図では外輪付きの針状ころ軸受を例示する)である。スラスト軸受34Lは、保持付きころを一対の軌道輪で挟んだ構造を有し、シャフト37Lの回転を支持する他、ロッド16Lを介してシャフト37Lに作用する軸方向荷重を支持する。
The
シャフト37Lのハウジング18の中央側の端部には、シャフト37Lの端面に開口する環状凹部36が形成される。環状凹部36には、フランジ54Lを一体に有する連結軸55Lが配置されている。一対のスラスト軸受33Lは、フランジ54Lを両側から挟むように配置されている。
An annular
環状凹部36には、シャフト37Lの端面から一部が軸方向にはみ出した状態で環状のスペーサ56が収容される。スペーサ56よりもハウジング18の中央側には、スペーサ56と軸方向に対向する環状の押さえ板57Lが配置されている。押さえ板57Lには、シャフト37Lの貫通孔59に挿入したボルト58のねじ部がねじ込まれている。ボルト58を締め込むことで、スペーサ56がスラスト軸受34Lに向けて押圧され、このスペーサ56を介してスラスト軸受34Lに予圧が付与される。
An
中央ハウジング部18Cは、L側駆動部17LとR側駆動部17Rの間に隔壁61を有する。隔壁61には、L側の連結軸55LとR側の連結軸55Rが固定されている。ここでは、L側の連結軸55Lに形成したねじ孔62と、R側連結軸55Rに形成したねじ軸63とを、中央ハウジング部18Cの隔壁61に形成された貫通孔を介してねじ結合し、L側の連結軸55LとR側の連結軸55Rとで隔壁61を締め付けることで、L側の連結軸55LとR側の連結軸55Rとを中央ハウジング部18Cに固定している。
The
以上に述べたモータ出力軸28、減速機23L、シャフト37L、およびロッド16Lは、全て同軸に配置されている(図3参照)。
The
[制御系]
図3に示すように、ハウジング18の内部には、電動モータ22Lのロータ25の回転角を検出する回転検出器49が配置されている。回転検出器49として、例えば、モータ出力軸28の一端部に固定されたレゾルバロータ49aと、これに対峙するように左側ハウジング部18Lに固定されたレゾルバステータ49bとを有するレゾルバを採用することができる。
[Control system]
As shown in FIG. 3, a
また、ハウジング18の内部には、第1のロッド16Lの軸方向位置を検出する位置検出器51が配置されている。この位置検出器51で検出される第1のロッド16L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51の出力信号は、後輪操舵制御装置14(図1参照)に入力される。
A
位置検出器51としては、例えば、第1のロッド16Lに固定された永久磁石52と、永久磁石52に対向するように左側ハウジング部18Lに固定されたアナログ出力のホールIC53とからなるものを採用することができる。
The
この位置検出器51は、ホールIC53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16Lの軸方向位置(絶対位置)を検出する。ホールIC53としてプログラム可能なものを用いれば、予めロッド16L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IC53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
[動作]
以上に説明した後輪操舵装置12において、L側の電動モータ22Lを正逆方向に駆動させると、モータ出力軸28の回転が減速機を兼ねた転がり軸受23Lで減速されて運動変換機構24Lに伝達され、シャフト37Lの回転量に応じてロッド16Lが軸方向に移動する。このロッド16Lの軸方向移動により、図1に示すボールジョイント88、タイロッド62、ボールジョイント19を介してナックルアーム20が動いて、後輪3Lの操舵やトー角の調整を行うことが可能となる。後輪3Rについても同様の動作がL側とは独立して行われる。
[motion]
In the rear-
[特徴的事項の説明]
本実施形態のように、モータ出力軸28を支持する第1軸受23L、23Rとして、減速機を兼ねた転がり軸受23L、23Rを用いることにより、遊星歯車減速機やベルト駆動機構を使用せずに電動モータ22L、22Rの回転速度を運動変換機構24L、24Rに減速して伝達できる。そのため、遊星歯車減速機やベルト駆動機構を使用する場合に比べて、後輪操舵装置12のコンパクト化が図れる。また、遊星歯車減速機やベルト駆動と比較して、部品点数の削減が可能で、簡単な構造で安価な装置を実現できる。
[Explanation of characteristic matters]
As in the present embodiment, by using the rolling
図5(a)に示すように、減速機を兼ねた転がり軸受23L、23Rは、図5(b)に示す遊星歯車減速機66L、66Rよりも径方向にコンパクト化を図ることができる。例えば、転がり軸受23L,23Rとして、ラジアル深みぞ玉軸受6008番相当を使用した場合、軸受外径が68mm、軸受内径が40mmであり、内外径の差は片側で14mmとなる。この内外径差は、モジュール1の歯数14の遊星歯車の直径とほぼ同じ値である。減速機の外径寸法が72mmと同じならば、内歯車と太陽歯車の肉厚分だけ、減速機を兼ねた転がり軸受23Lの方が、モータ軸28のうち、減速機の入力部材(内輪41もしくは太陽歯車)との結合部における内径寸法を大きくすることができる。そのため、転がり軸受23Lの内径側に空きスペースαを確保することができる。
As shown in FIG. 5A, the rolling
この空きスペースαは、シャフト37L、37Rを支持するスラスト軸受34L、34Rの配置スペースとして活用することができる。具体的には、L側でいえば、一対のスラスト軸受34Lのうち、少なくとも一方(好ましくは双方)のスラスト軸受34Lを転がり軸受23Lの内径側に配置することができる。これに対し、遊星歯車減速機66Lを用いた場合は、そのような空きスペースが存在しないため、一対のスラスト軸受34Lの双方を遊星歯車の軸方向領域外に配置せざるを得ない。そのため、本実施形態の構成であれば、後輪操舵装置12の軸方向寸法をコンパクト化することができる。
This empty space α can be used as an arrangement space for the
減速機を兼ねた転がり軸受23Lは、市販されている転がり軸受の寸法的な制約から減速比が1/2.6前後となる。ロッド16Lの最高移動速度が30mm/sで、その際の推進力が3000Nの後輪操舵装置を1/2.6の減速比で実現するためには、おおよそ、出力が350Wで、回転速度が3000r/min―1の電動モータ22Lと、リード2mmの台形ねじを用いればよい。従って、設計上問題のない減速比を得ることが可能である。
The rolling
加えて、減速機をトラクションドライブ式にしたことから、高精度で、かつ、バックラッシを小さくすることができる。そのため、後輪操舵装置の振動や騒音を小さくすることができ、その高付加価値化を図ることができる。 In addition, since the reduction gear is of a traction drive type, it is possible to achieve high accuracy and reduce backlash. Therefore, vibration and noise of the rear wheel steering device can be reduced, and high added value can be achieved.
本発明の第2の実施形態に係る後輪操舵装置12の構成を図6に示す。
FIG. 6 shows the configuration of the rear
第2の実施形態では、シャフト37Lの外周面とモータモータ出力軸28の内周面との間に、第3軸受として2つのラジアル軸受65を介在させている。これにより、シャフト37Lを2点支持できるため、第1の実施形態よりもモーメント荷重に対する剛性を高めることができ、振動、騒音の低減や耐久性の向上を図ることができる。既に述べたように、減速機を兼ねた転がり軸受23Lを用いることにより、モータ出力軸28の内径側に空きスペースが生まれるため、2つのラジアル軸受65を上記の位置に挿入することに特段の支障はなく、後輪操舵装置12を効率よく組み立てることができる。
In the second embodiment, two
第1の実施形態では、1つのラジアル軸受33Lでシャフト37Lを支持するため、シャフト37Lの傾きを防止するためにも、極力、軸方向幅の大きいラジアル軸受33Lを使用する必要があり、そのために後輪操舵装置12の軸方向長さが長くなる。従って、コンパクト化の観点からは、第2の実施形態の方が優れている。
In the first embodiment, since the
以上、この発明においては、中空のモータ出力軸28を用い、その中空部内に運動変換機構24などを包含することにより、更なるコンパクト化を図っている。しかしながら、運動変換機構24Lを電動モータ22Lや減速機を兼ねた転がり軸受23Lと並列に並べる構造でも初期の機能を実現することが可能である。
As described above, in the present invention, the
今回開示された実施の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えられるべきである。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。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
1 車両
12 後輪操舵装置
16L,16R ロッド
18 ハウジング
22L、22R 電動モータ
23L、23R 遊星減速機(第1軸受)
24L、24R 運動変換機構
28 モータ出力軸
33L、33R ラジアル軸受(第2軸受)
34L、34R スラスト軸受(第2軸受)
36 環状凹部
37L,37R シャフト(減速機の出力部材)
41 内輪
41a 内側軌道面
42 外輪
42a 外側軌道面
43 転動体
44 保持器(減速機の出力部材)
65 ラジアル転がり軸受(第3軸受)
1
24L, 24R
34L, 34R thrust bearing (second bearing)
36
41
65 Radial rolling bearing (third bearing)
Claims (10)
前記モータ出力軸を、内側軌道面および外側軌道面を転動する転動体と、前記転動体を保持する保持器とを有する第1軸受で支持し、前記第1軸受の内側軌道面と転動体との間、および外側軌道面と転動体との間でトラクションドライブを行うことにより前記第1軸受で減速機を構成し、前記モータ出力軸と前記運動変換機構との間のトルク伝達経路に前記減速機を介在させたことを特徴とする後輪操舵装置。 An electric motor having a motor output shaft, a motion conversion mechanism for converting the rotary motion output from the electric motor into a linear motion, and a linear motion driven by the motion conversion mechanism; A rear wheel steering device including a rod that changes the direction of the rear wheel;
The motor output shaft is supported by a first bearing having a rolling element rolling on an inner raceway surface and an outer raceway surface, and a retainer holding the rolling element, and the inner raceway surface of the first bearing and the rolling element And a traction drive between the outer raceway surface and the rolling element to form a speed reducer with the first bearing, and a torque transmission path between the motor output shaft and the motion conversion mechanism. A rear wheel steering device having a speed reducer interposed.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2018112894A JP2019214311A (en) | 2018-06-13 | 2018-06-13 | Rear wheel steering device and vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| JP2019214311A true JP2019214311A (en) | 2019-12-19 |
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| JP2018112894A Pending JP2019214311A (en) | 2018-06-13 | 2018-06-13 | Rear wheel steering device and vehicle |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
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-
2018
- 2018-06-13 JP JP2018112894A patent/JP2019214311A/en active Pending
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