JP2014031049A - 車両用転舵輪の駆動装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】転舵輪を中心線周りに回転させるアクチュエータとして、モータ部及び減速機をアクチュエータの出力軸の径方向について重ねたものを採用したとしても、転舵輪における転舵角の変化範囲を必要なレベルに保持する。
【解決手段】転舵輪1を回転させるアクチュエータ5として、ハウジング9内のモータ部10及び減速機11を出力軸6の径方向について重ねたものを採用した場合、アクチュエータ5の上記径方向についての長さが長くなる。ステアリング装置のタイロッド14は、アクチュエータ5のハウジング9における車両の幅方向中央側の面に接続されている。このため、その接続部分の位置をサスペンションアーム2上に転舵輪1を支持するための支持部3寄りに近づけることができる。これにより、転舵輪1の転舵角θを単位角度変化させる際に必要なタイロッド14の車両の幅方向についての移動距離が長くなることは抑制される。
【選択図】図1
【解決手段】転舵輪1を回転させるアクチュエータ5として、ハウジング9内のモータ部10及び減速機11を出力軸6の径方向について重ねたものを採用した場合、アクチュエータ5の上記径方向についての長さが長くなる。ステアリング装置のタイロッド14は、アクチュエータ5のハウジング9における車両の幅方向中央側の面に接続されている。このため、その接続部分の位置をサスペンションアーム2上に転舵輪1を支持するための支持部3寄りに近づけることができる。これにより、転舵輪1の転舵角θを単位角度変化させる際に必要なタイロッド14の車両の幅方向についての移動距離が長くなることは抑制される。
【選択図】図1
Description
本発明は、車両用転舵輪の駆動装置に関する。
自動車用の車両に搭載される転舵輪の駆動装置として、図5に示すように、転舵輪81のホイール82内に同転舵輪81をその中心線CL周りに回転させるためのアクチュエータ83を設けたものが知られている。上記転舵輪81は、その中心線CL周りに回転可能とされた状態のもと、車両に搭載されたサスペンション装置のサスペンションアーム84上の支持部85で支持される。そして、上記アクチュエータ83の駆動により、同アクチュエータ83の出力軸86を回転させると、その出力軸86の回転を通じて転舵輪81が上記中心線CL周りに回転して車両が走行する。
ここで、特許文献1には、アクチュエータ83のハウジング83aにおける上記出力軸86の径方向(図中上下方向)についての外周面に、車両に搭載されたステアリング装置の操舵部材87を接続することが記載されている。この操舵部材87は、車両のステアリングホイールの回転操作に伴って車両の幅方向(図中左右方向)に移動することが可能となっている。従って、車両の走行中にステアリングホイールの回転操作を通じて上記アクチュエータ83のハウジング83aに接続された操舵部材87が車両の幅方向に移動すると、それに伴い転舵輪81がサスペンションアーム84の支持部85を中心とする回動方向(図中の矢印Y方向)に変位して転舵輪81の転舵角θが調整される。
ここで、車両の転舵輪81においては、転舵角θを「0°」とした状態のもと、転舵輪81の中心線CLと支持部85との間の水平面方向についての距離が可能な限り「0」となるようにすることが好ましい。これは、上記距離が「0」から離れて大きくなるほど、中心線CL周りに回転する転舵輪81の転舵、すなわち同転舵輪81の支持部85を中心とした回動方向についての変位を実現するために多大な力を要するためである。
上述したように、転舵輪81の中心線CLと支持部85との間の水平面方向についての距離を可能な限り「0」とした状態のもとでは、特許文献1のように操舵部材87をアクチュエータ83におけるハウジング83aの上記外周面に接続することにより、その接続部分と支持部85との距離Xを長くとることができる。このように距離Xを長くすることにより、操舵部材87の車両の幅方向への移動に伴う転舵輪81の支持部85を中心とする回動方向に作用するトルクを大きくしやすくなる。このため、上記回動方向についての転舵輪81の変位を実現するために操舵部材87に作用させる力を小さく抑えることが可能になる。
ところで、アクチュエータ83のハウジング83a内には、モータ部及び減速機が設けられている。そして、アクチュエータ83の駆動時に上記モータ部のロータが回転すると、そのロータの回転が減速機を介して出力軸86に伝達されて同出力軸86が回転する。また、アクチュエータ83における車両の幅方向の長さを短くすることを意図して、例えば特許文献2に示されるように、ハウジング83a内であって出力軸86周りに減速機を設け、更に同減速機における出力軸86の径方向外側にモータ部を設けることにより、それら減速機とモータ部とを上記径方向に重ねた状態とすることも提案されている。このように減速機とモータ部とを出力軸86の径方向について重ねた状態とすることにより、アクチュエータ83における車両の幅方向の長さを短くすることができる。
特許文献2のように、アクチュエータ83の減速機とモータ部とを車両の幅方向について重ねた状態とすれば、アクチュエータ83における車両の幅方向の長さを短くすることができるようにはなる。ただし、アクチュエータ83のハウジング83a内において、モータ部を減速機よりも出力軸86の径方向外側に設けなければならない分、アクチュエータ83(ハウジング83a)の上記径方向についての長さが長くなることは避けられない。そして、ハウジング83aの上記径方向についての長さが長くなると、同ハウジング83aの上記径方向についての外周面に対する操舵部材87の接続部分とサスペンションアーム84の支持部85との距離Xがより一層長くなる。
この距離Xが長くなると、転舵角θを単位角度変化させる際に必要な操舵部材87の車両の幅方向についての移動距離が長くなる。このため、転舵角θの変化範囲を必要なレベルまで拡大するためには、操舵部材87の車両の幅方向についての移動範囲を広くしなければならなくなる。しかし、ステアリング装置において操舵部材87の上記移動範囲の拡大には機構上の限界があることから、その拡大を必ずしも十分に行うことができるとは限らない。そして、操舵部材87の車両の幅方向についての上記移動範囲の拡大が不十分な場合、操舵部材87の車両の幅方向についての移動を通じて変化する転舵角θの変化範囲が必要レベル未満になるおそれがある。
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、転舵輪を中心線周りに回転させるアクチュエータとして、モータ部及び減速機をアクチュエータの出力軸の径方向について重ねたものを採用したとしても、転舵輪における転舵角の変化範囲を必要なレベルに保持することができる車両用転舵輪の駆動装置を提供することにある。
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
上記目的を達成するため、請求項1記載の発明では、車両のサスペンションアーム上の支持部で支持される転舵輪のホイール内に設けられたアクチュエータと、そのアクチュエータのハウジングに接続されて車両の幅方向に移動可能な操舵部材とを備え、前記アクチュエータの出力軸の回転を通じて前記転舵輪をその中心線周りに回転させる一方、前記操舵部材の車両の幅方向への移動を通じて前記転舵輪を前記サスペンションアーム上の前記支持部を中心とする回動方向に変位させることにより前記転舵輪の転舵角を調整する車両用転舵輪の駆動装置において、前記アクチュエータは、前記ハウジング内であって前記出力軸周りに設けられた減速機と、前記ハウジング内であって前記減速機における前記出力軸の径方向外側に設けられたモータ部とを備え、同モータ部におけるロータの回転を前記減速機を介して前記出力軸に伝達するものであり、前記操舵部材は、前記アクチュエータのハウジングにおける車両の幅方向中央側の面に接続されていることを要旨とした。
上記目的を達成するため、請求項1記載の発明では、車両のサスペンションアーム上の支持部で支持される転舵輪のホイール内に設けられたアクチュエータと、そのアクチュエータのハウジングに接続されて車両の幅方向に移動可能な操舵部材とを備え、前記アクチュエータの出力軸の回転を通じて前記転舵輪をその中心線周りに回転させる一方、前記操舵部材の車両の幅方向への移動を通じて前記転舵輪を前記サスペンションアーム上の前記支持部を中心とする回動方向に変位させることにより前記転舵輪の転舵角を調整する車両用転舵輪の駆動装置において、前記アクチュエータは、前記ハウジング内であって前記出力軸周りに設けられた減速機と、前記ハウジング内であって前記減速機における前記出力軸の径方向外側に設けられたモータ部とを備え、同モータ部におけるロータの回転を前記減速機を介して前記出力軸に伝達するものであり、前記操舵部材は、前記アクチュエータのハウジングにおける車両の幅方向中央側の面に接続されていることを要旨とした。
上記構成によれば、操舵部材がアクチュエータのハウジングにおける車両の幅方向中央側の面に接続されているため、その接続部分の位置をサスペンションアーム上の支持部寄りに近づけることができる。従って、アクチュエータとしてモータ部及び減速機を出力軸の径方向について重ねたものを採用することにより、アクチュエータ(ハウジング)の上記出力軸の径方向についての長さが長くなるとしても、ハウジングに対する操舵部材の接続部分の位置を上記支持部寄りに近づければ、それら接続部分と支持部との距離が長くなることは抑制される。そして、それら接続部分と支持部との距離が長くなることを抑制することにより、転舵角を単位角度変化させる際に必要な操舵部材の車両の幅方向についての移動距離が長くなることを抑制できる。その結果、操舵部材の車両の幅方向についての移動範囲を限界まで拡大することなく、言い換えれば上記移動範囲の実現可能な拡大だけで、操舵部材の車両の幅方向についての移動を通じて変化する転舵角の変化範囲を必要レベルに保持することができる。
請求項2記載の発明では、請求項1記載の発明において、前記モータ部は、その車両の幅方向の長さが前記減速機よりも短くされていることを要旨とした。
上記構成によれば、アクチュエータの搭載スペースの制約等によってモータ部における車両の幅方向の長さを短くする必要が生じたとき、その短縮を実現することができる。ただし、モータ部における車両の幅方向の長さを短くすると、それに伴ってモータ部の出力低下を招くため、そうした出力低下を抑制すべくモータ部における上記出力軸の径方向についての長さが長くされる。このため、アクチュエータ(ハウジング)の上記出力軸の径方向についての長さが一層長くなるおそれがある。しかし、ハウジングの上記出力軸の径方向についての長さが長くなることに起因して、ハウジングに対する操舵部材の接続部分とサスペンションアーム上の支持部との距離が長くなることは抑制される。
上記構成によれば、アクチュエータの搭載スペースの制約等によってモータ部における車両の幅方向の長さを短くする必要が生じたとき、その短縮を実現することができる。ただし、モータ部における車両の幅方向の長さを短くすると、それに伴ってモータ部の出力低下を招くため、そうした出力低下を抑制すべくモータ部における上記出力軸の径方向についての長さが長くされる。このため、アクチュエータ(ハウジング)の上記出力軸の径方向についての長さが一層長くなるおそれがある。しかし、ハウジングの上記出力軸の径方向についての長さが長くなることに起因して、ハウジングに対する操舵部材の接続部分とサスペンションアーム上の支持部との距離が長くなることは抑制される。
請求項3記載の発明では、請求項2記載の発明において、前記転舵輪の前記サスペンションアームの支持部による支持は、前記ハウジングにおける前記モータ部に対応する部分を前記支持部で支持することによって行われており、前記減速機は前記モータ部に対し車両の幅方向中央側に突出する一方、その突出に対応して前記ハウジングにおける前記減速機に対応する部分が車両の幅方向中央側に突出しており、前記ハウジングにおける前記減速機に対応して突出する部分の前記出力軸から同出力軸の径方向についての外端までの長さは、同出力軸から前記支持部までの距離よりも短い値に設定されていることを要旨とした。
上記構成によれば、アクチュエータのハウジングにおけるモータ部に対応する部分がサスペンションアーム上の支持部で支持された状態のもと、上記モータ部よりも出力軸寄りに位置する減速機が同モータ部に対し車両の幅方向中央側に突出し、その突出に対応してハウジングにおける減速機に対応する部分も車両の幅方向中央側に突出する。ここで、ハウジングにおける減速機に対応して突出する部分の上記出力軸から同出力軸の径方向についての外端までの長さは、同出力軸から支持部までの距離よりも短い値に設定されているため、ハウジングにおける上記突出する部分がサスペンションアームの支持部周りと干渉することは抑制される。
請求項4記載の発明では、請求項2又は3記載の発明において、前記転舵輪のホイール内には、同転舵輪の中心線周りについての回転を規制するためのブレーキキャリパが設けられており、前記減速機は前記モータ部に対し車両の幅方向外側に突出する一方、その突出に対応して前記ハウジングにおける前記減速機に対応する部分が車両の幅方向外側に突出しており、前記ハウジングにおける前記減速機に対応して突出する部分の前記出力軸から同出力軸の径方向についての外端までの長さは、同出力軸から前記ブレーキキャリパまでの距離よりも短い値に設定されていることを要旨とした。
上記構成によれば、アクチュエータのモータ部よりも出力軸寄りに位置する減速機が同モータ部に対し車両の幅方向外側に突出し、その突出に対応してハウジングにおける減速機に対応する部分も車両の幅方向外側に突出するため、上記減速機及び上記ハウジングにおける減速機に対応する部分が転舵輪のホイールに近づく。ここで、ハウジングにおける減速機に対応して突出する部分の出力軸から同出力軸の径方向についての外端までの長さは、同出力軸から上記ホイール内に設けられたブレーキキャリパまでの距離よりも短い値に設定されているため、ハウジングにおける上記突出する部分がブレーキキャリパと干渉することは抑制される。
請求項5記載の発明では、請求項2〜4のいずれか一項に記載の発明において、前記モータ部は、その車両の幅方向の長さを前記減速機よりも短くしたことによる出力低下が補償されるように前記出力軸の径方向の長さが設定されていることを要旨とした。
上記構成によれば、アクチュエータのモータ部における車両の幅方向の長さを短くすると、それに伴ってモータ部の出力低下を招くため、そうした出力低下が補償されるようにモータ部における上記出力軸の径方向についての長さが長く設定される。これにより、アクチュエータのモータ部における車両の幅方向の長さが短くされるとしても、そのモータ部における必要な出力を確保することができる。
以下、本発明を車両の転舵輪の駆動装置に具体化した一実施形態について、図1〜図4を参照して説明する。
図1に示すように、車両の転舵輪1は、その中心線CL周りに回転可能とされた状態のもと、車両に搭載されたサスペンション装置のサスペンションアーム2上の支持部3によって支持されている。転舵輪1は、支持部3を中心とする回動方向(図中の矢印Y方向)に変位可能となっている。この転舵輪1の支持部3を中心とする回動方向についての変位によって転舵輪1の転舵角θが調整される。
図1に示すように、車両の転舵輪1は、その中心線CL周りに回転可能とされた状態のもと、車両に搭載されたサスペンション装置のサスペンションアーム2上の支持部3によって支持されている。転舵輪1は、支持部3を中心とする回動方向(図中の矢印Y方向)に変位可能となっている。この転舵輪1の支持部3を中心とする回動方向についての変位によって転舵輪1の転舵角θが調整される。
転舵輪1の駆動装置は、転舵輪1のホイール4内に設けられた同転舵輪1を中心線CL周りに回転させるためのアクチュエータ5を備えている。このアクチュエータ5の出力軸6は、転舵輪1の中心線CL上で車両の幅方向外側(図中右側)に向かって延び、ホイール4の中心部に固定されている。そして、アクチュエータ5の駆動によって出力軸6を中心線CL周りに回転させると、その出力軸6の回転を通じて転舵輪1が上記中心線CL周りに回転して車両が走行する。
ホイール4の中央部における車両の幅方向中央側(図中左側)の面には、転舵輪1の中心線CL周りでの回転時にホイール4と一体回転するブレーキディスク7が固定されている。また、ホイール4の内部であって上記ブレーキディスク7の外周部に対応する位置には、サスペンション装置等に固定されたブレーキキャリパ8が設けられている。このブレーキキャリパ8は、転舵輪1の転舵(支持部3を中心とする回動方向についての変位)に伴い、同転舵輪1と一体的に変位する。また、ブレーキキャリパ8は、ホイール4とは一体回転せず、上記ブレーキディスク7の回転を許容したり規制したりすることが可能となっている。
アクチュエータ5のハウジング9内にはモータ部10及び減速機11が設けられている。モータ部10は、ハウジング9の内壁に固定されたステータ12と、アクチュエータ5の駆動時に中心線CL周りに回転するロータ13とを備えている。一方、減速機11は、アクチュエータ5の駆動時に回転するロータ13の回転を減速した状態で出力軸6に伝達する。こうした回転伝達を通じてアクチュエータ5の出力軸6が中心線CL周りに回転する。なお、アクチュエータ5のハウジング9内において、上記減速機11は出力軸6周りに設けられており、上記モータ部10は減速機11に対し出力軸6の径方向外側に設けられている。これにより、ハウジング9内における減速機11とモータ部10とが出力軸6の径方向(図中の上下方向)に重なった状態となり、その分だけアクチュエータ5における車両の幅方向(図中の左右方向)の長さが短くなる。
アクチュエータ5におけるモータ部10は、その車両の幅方向の長さが減速機11よりも短くされている。更に、モータ部10は、その車両の幅方向の長さを上述したように減速機11よりも短くしたことによる出力低下が補償されるよう、出力軸6の径方向の長さが長く設定されている。一方、減速機11は、モータ部10に対し、車両の幅方向中央側(図中左側)に突出し、且つ、車両の幅方向外側(図中右側)にも突出している。更に、そうした減速機11のモータ部10に対する車両の幅方向についての突出に対応して、ハウジング9における減速機11に対応する部分(センタハウジング9b)も、車両の幅方向中央側に突出し、且つ車両の幅方向外側にも突出している。
図2に示すように、転舵輪1のサスペンションアーム2の支持部3による支持は、アクチュエータ5のハウジング9におけるモータ部10に対応する部分(サイドハウジング9a)を支持部3で支持することによって行われている。そして、上記ハウジング9における減速機11に対応する部分(センタハウジング9b)であって、車両の幅方向中央側に突出する部分における出力軸6の中心線から同出力軸6の径方向についての外端までの長さ(半径)L1は、同出力軸6の中心線から支持部3までの距離X1よりも短い値に設定されている。また、図1に示すように、上記ハウジング9における減速機11に対応する部分(センタハウジング9b)であって、車両の幅方向外側に突出する部分の出力軸6の中心線から同出力軸6の径方向についての外端までの長さ(半径)L2は、同出力軸6の中心線からブレーキキャリパ8までの距離X2よりも短い値に設定されている。
アクチュエータ5のハウジング9における車両の幅方向中央側(図中左側)の面には、車両に搭載されたステアリング装置の操舵部材(この例ではタイロッド)14が接続されている。より詳しくは、ステアリング装置のタイロッド14は、ハウジング9における車両の幅方向中央側の面であって、モータ部10に対応する部分に接続されている。このタイロッド14は、車両のステアリングホイールの回転操作に伴って、車両の幅方向に移動する。従って、車両の走行中にステアリングホイールの回転操作を通じて上記ハウジング9に接続されたタイロッド14が車両の幅方向に移動すると、それに伴い転舵輪1がサスペンションアーム2の支持部3を中心とする回動方向(図中の矢印Y方向)に変位して転舵輪1の転舵角θが調整される。
次に、アクチュエータ5の詳細な構造について説明する。
図3に示すように、アクチュエータ5のハウジング9は、減速機11を囲むように設けられて出力軸6を回転可能に支持するセンタハウジング9bに対し、減速機11よりも出力軸6の径方向外側に位置するモータ部10を囲むように設けられたサイドハウジング9aを固定することによって形成されている。モータ部10のステータ12は、サイドハウジング9aの内周面であって出力軸6から最も離れた部分に固定されている。また、モータ部10のロータ13は、センタハウジング9b上で出力軸6(正確には中心線CL)周りに回転可能に支持された外輪15に対し固定されている。従って、アクチュエータ5の駆動を通じてモータ部10のロータ13が中心線CL周りに回転すると、そのロータ13と一体的に外輪15も中心線CL周りに回転する。
図3に示すように、アクチュエータ5のハウジング9は、減速機11を囲むように設けられて出力軸6を回転可能に支持するセンタハウジング9bに対し、減速機11よりも出力軸6の径方向外側に位置するモータ部10を囲むように設けられたサイドハウジング9aを固定することによって形成されている。モータ部10のステータ12は、サイドハウジング9aの内周面であって出力軸6から最も離れた部分に固定されている。また、モータ部10のロータ13は、センタハウジング9b上で出力軸6(正確には中心線CL)周りに回転可能に支持された外輪15に対し固定されている。従って、アクチュエータ5の駆動を通じてモータ部10のロータ13が中心線CL周りに回転すると、そのロータ13と一体的に外輪15も中心線CL周りに回転する。
減速機11は、上記外輪15を備える他、その外輪15の内部に取り付けられた第1内歯ギヤ16、第2内歯ギヤ17、及び第3内歯ギヤ18も備えている。これら第1内歯ギヤ16、第2内歯ギヤ17、及び第3内歯ギヤ18の内径は、出力軸6の外径よりも大きい値となっている。出力軸6の外周面には外歯6aが形成されている。そして、この出力軸6の外歯6aに対し、第1内歯ギヤ16の内歯16aの一部、第2内歯ギヤ17の内歯17aの一部、及び、第3内歯ギヤ18の内歯18aの一部が噛み合っている。一方、センタハウジング9bには出力軸6と平行に延びるピン19が固定されている。ピン19は、第1内歯ギヤ16、第2内歯ギヤ17、及び第3内歯ギヤ18にそれぞれ形成された孔16b,17b,18bを貫通している。これら孔16b,17b,18bの内径は、上記ピン19の外径よりも大きい値となっている。
図4は、外輪15、第1内歯ギヤ16、第2内歯ギヤ17、第3内歯ギヤ18、及びピン19の関係を示す概略図である。第1内歯ギヤ16の中心線Laは、外輪15の中心線(中心線CLと同一線)に対し平行な状態で図中の下方にずれている。すなわち、第1内歯ギヤ16の中心線Laと外輪15の中心線CLとが上述したようにずれて位置するよう、第1内歯ギヤ16が外輪15に対して取り付けられている。この第1内歯ギヤ16の孔16bの内周面における図中の上部にはピン19が接している。また、第2内歯ギヤ17及び第3内歯ギヤ18とは同一軸線上に位置している。それら第2内歯ギヤ17及び第3内歯ギヤ18の中心線Lbは、外輪15の中心線CLに対し平行な状態で図中の上側にずれている。すなわち、第2内歯ギヤ17及び第3内歯ギヤ18の中心線Lbと外輪15の中心線CLとが上述したようにずれて位置するよう、第2内歯ギヤ17及び第3内歯ギヤ18が外輪15に対して取り付けられている。これら第2内歯ギヤ17及び第3内歯ギヤ18の孔17b,18bの内周面における図中の下部にはピン19が接している。
そして、外輪15が中心線CL周りに回転するとき、第1内歯ギヤ16、第2内歯ギヤ17、及び第3内歯ギヤ18は中心線CL周りを公転する。第1内歯ギヤ16、第2内歯ギヤ17、及び第3内歯ギヤ18が中心線CL周りを公転して一周する間、ピン19と孔16b,17b,18bとは、同ピン19が孔16b,17b,18bの内周面に沿って一周するように相対移動する。すなわち、第1〜第3内歯ギヤ16〜18の上記公転時にピン19と孔16b,17b,18bとの間で上述した相対移動が行われるよう、孔16b,17b,18bの位置及び大きさが定められている。また、第1内歯ギヤ16、第2内歯ギヤ17、及び第3内歯ギヤ18が中心線CL周りを公転する際、それらの内歯16a,17a,18aの一部と噛み合う外歯6aを有する出力軸6は、外歯6aと内歯16a,17a,18aとの歯数差に基づく回転速度で中心線CL周りに回転(自転)する。なお、外歯6aの数は内歯16a,17a,18aの各々の数よりも少ない。このため、出力軸6が中心線CL周りに自転する際の回転速度は、第1内歯ギヤ16、第2内歯ギヤ17、及び第3内歯ギヤ18が中心線CL周りを公転する速度(外輪15が中心線CL周りに自転する速度)よりも遅くなる。
次に、転舵輪1の駆動装置の作用について説明する。
図1に示すアクチュエータ5のハウジング9内において、出力軸6周りに設けられた減速機11に対しモータ部10が同減速機11よりも出力軸6の径方向外側に設けられているため、減速機11とモータ部10とが出力軸6の径方向に重なった状態となってアクチュエータ5における車両の幅方向の長さが短くなる。ただし、減速機11とモータ部10とが出力軸6の径方向に重なった状態のもとでは、アクチュエータ5(ハウジング9)の上記径方向についての長さが長くなることは避けられない。
図1に示すアクチュエータ5のハウジング9内において、出力軸6周りに設けられた減速機11に対しモータ部10が同減速機11よりも出力軸6の径方向外側に設けられているため、減速機11とモータ部10とが出力軸6の径方向に重なった状態となってアクチュエータ5における車両の幅方向の長さが短くなる。ただし、減速機11とモータ部10とが出力軸6の径方向に重なった状態のもとでは、アクチュエータ5(ハウジング9)の上記径方向についての長さが長くなることは避けられない。
ここで、ハウジング9の上記径方向についての長さが長くなった状態のもと、仮にハウジング9の上記径方向についての外周面に対しタイロッド14を接続したとすると、その接続部分とサスペンションアーム2の支持部3との距離が長くなる。この距離が長くなると、転舵輪1の転舵角θを単位角度変化させる際に必要なタイロッド14の車両の幅方向についての移動距離が長くなる。このため、転舵角θの変化範囲を必要なレベルまで拡大するためには、タイロッド14の車両の幅方向についての移動範囲を広くしなければならなくなる。しかし、ステアリング装置においてタイロッド14の上記移動範囲の拡大には機構上の限界があることから、その拡大を必ずしも十分に行うことができるとは限らない。そして、タイロッド14の車両の幅方向についての上記移動範囲の拡大が不十分な場合、タイロッド14の車両の幅方向についての移動を通じて変化する転舵角θの変化範囲が必要レベル未満になるおそれがある。
しかし、この実施形態では、タイロッド14がアクチュエータ5のハウジング9(正確にはサイドハウジング9a)における車両の幅方向中央側の面に接続されているため、その接続部分の位置をサスペンションアーム2上の支持部3寄りに近づけることができる。従って、アクチュエータ5としてモータ部10及び減速機11を出力軸6の径方向について重ねたものを採用することで、ハウジング9の上記出力軸6の径方向についての長さが長くなるとしても、ハウジング9に対するタイロッド14の接続部分の位置を上記支持部3寄りに近づければ、それら接続部分と支持部3との距離が長くなることは抑制される。そして、それら接続部分と支持部3との距離が長くなることを抑制することにより、転舵角θを単位角度変化させる際に必要なタイロッド14の車両の幅方向についての移動距離が長くなることを抑制できる。その結果、タイロッド14の車両の幅方向についての移動範囲を限界まで拡大することなく、言い換えれば上記移動範囲の実現可能な拡大だけで、タイロッド14の車両の幅方向についての移動を通じて変化する転舵角θの変化範囲を必要レベルに保持することができる。
以上詳述した本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
(1)転舵輪1を中心線CL周りに回転させるアクチュエータ5として、モータ部10及び減速機11をアクチュエータ5の出力軸6の径方向について重ねたものを採用したとしても、上記転舵輪1における転舵角θの変化範囲を必要なレベルに保持することができる。
(1)転舵輪1を中心線CL周りに回転させるアクチュエータ5として、モータ部10及び減速機11をアクチュエータ5の出力軸6の径方向について重ねたものを採用したとしても、上記転舵輪1における転舵角θの変化範囲を必要なレベルに保持することができる。
(2)アクチュエータ5においては、モータ部10に対応する部分の車両の幅方向の長さが減速機11に対応する部分の車両の幅方向の長さよりも短くされる。このため、アクチュエータ5の搭載スペースの制約等により、アクチュエータ5におけるモータ部10に対応する部分の車両の幅方向の長さを短くする必要が生じたとき、その短縮を実現することができる。ただし、モータ部10の車両の幅方向の長さを短くすると、それに伴いモータ部10の出力低下を招くため、そうした出力低下を抑制すべくモータ部10におけるアクチュエータ5の出力軸6の径方向についての長さが長くされる。このため、アクチュエータ5(ハウジング9)の上記出力軸6の径方向についての長さが一層長くなるおそれがある。しかし、ハウジング9の上記出力軸6の径方向についての長さが長くなることに起因して、ハウジング9に対するタイロッド14の接続部分とサスペンションアーム2上の支持部3との距離が長くなることは抑制される。
(3)アクチュエータ5のモータ部10に対応する部分における出力軸6の径方向についての長さは、上記部分の車両の幅方向の長さがアクチュエータ5の減速機11に対応する部分の車両の幅方向の長さよりも短くされることに伴うモータ部10の出力低下が補償されるよう設定される。これにより、アクチュエータ5のモータ部10に対応する部分における車両の幅方向の長さが短くされるとしても、そのモータ部10における必要な出力を確保することができる。
(4)アクチュエータ5のハウジング9におけるモータ部10に対応する部分(サイドハウジング9a)がサスペンションアーム2上の支持部3で支持された状態のもと、モータ部10よりも出力軸6寄りに位置する減速機11が同モータ部10に対し車両の幅方向中央側に突出している。更に、その突出に対応してハウジング9における減速機11に対応する部分(センタハウジング9b)もサイドハウジング9aに対し車両の幅方向中央側に突出している。そして、センタハウジング9bにおけるアクチュエータ5の出力軸6の中心線から同出力軸6の径方向についての外端までの長さL1は、同出力軸6の中心線から支持部3までの距離X1よりも短い値に設定されているため、センタハウジング9bがサスペンションアーム2の支持部3周りと干渉することは抑制される。
(5)アクチュエータ5のモータ部10よりも出力軸6寄りに位置する減速機11が同モータ部10に対し車両の幅方向外側に突出し、その突出に対応してハウジング9における減速機11に対応する部分(センタハウジング9b)も車両の幅方向外側に突出する。このため、上記減速機11及び上記センタハウジング9bおける減速機11に対応する部分が転舵輪1のホイール4に近づく。センタハウジング9bにおける出力軸6の中心線から同出力軸6の径方向についての外端までの長さは、同出力軸6の中心線から上記ホイール4内に設けられたブレーキキャリパ8までの距離X2よりも短い値に設定されているため、センタハウジング9bがブレーキキャリパ8と干渉することは抑制される。
なお、上記実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
・アクチュエータ5のモータ部10における出力軸6の径方向についての長さを適宜変更してもよい。
・アクチュエータ5のモータ部10における出力軸6の径方向についての長さを適宜変更してもよい。
・タイロッド14をセンタハウジング9bにおける車両の幅方向中央側の面に対し接続してもよい。
・アクチュエータ5の減速機11における車両の幅方向についての長さを適宜変更してもよい。この場合の減速機11における車両の幅方向についての長さとしては、上記モータ部10から減速機11を介して出力軸6にトルクを伝達するに当たって同減速機11において必要とされるトルク容量が確保される値とすることが好ましい。
・アクチュエータ5の減速機11における車両の幅方向についての長さを適宜変更してもよい。この場合の減速機11における車両の幅方向についての長さとしては、上記モータ部10から減速機11を介して出力軸6にトルクを伝達するに当たって同減速機11において必要とされるトルク容量が確保される値とすることが好ましい。
・アクチュエータ5における減速機11がモータ部10に対し必ずしも車両の幅方向外側に突出している必要はなく、センタハウジング9bがサイドハウジング9aに対し必ずしも車両の幅方向外側に突出している必要もない。
・アクチュエータ5における減速機11がモータ部10に対し必ずしも車両の幅方向中央側に突出している必要はなく、センタハウジング9bがサイドハウジング9aに対し必ずしも車両の幅方向中央側に突出している必要もない。
1…転舵輪、2…サスペンションアーム、3…支持部、4…ホイール、5…アクチュエータ、6…出力軸、6a…外歯、7…ブレーキディスク、8…ブレーキキャリパ、9…ハウジング、9a…サイドハウジング、9b…センタハウジング、10…モータ部、11…減速機、12…ステータ、13…ロータ、14…タイロッド、15…外輪、16…第1内歯ギヤ、17…第2内歯ギヤ、18…第3内歯ギヤ、16a…内歯、16b…孔、17a…内歯、17b…孔、18a…内歯、18b…孔、19…ピン。
Claims (5)
- 車両のサスペンションアーム上の支持部で支持される転舵輪のホイール内に設けられたアクチュエータと、そのアクチュエータのハウジングに接続されて車両の幅方向に移動可能な操舵部材とを備え、前記アクチュエータの出力軸の回転を通じて前記転舵輪をその中心線周りに回転させる一方、前記操舵部材の車両の幅方向への移動を通じて前記転舵輪を前記サスペンションアーム上の前記支持部を中心とする回動方向に変位させることにより前記転舵輪の転舵角を調整する車両用転舵輪の駆動装置において、
前記アクチュエータは、前記ハウジング内であって前記出力軸周りに設けられた減速機と、前記ハウジング内であって前記減速機における前記出力軸の径方向外側に設けられたモータ部とを備え、同モータ部におけるロータの回転を前記減速機を介して前記出力軸に伝達するものであり、
前記操舵部材は、前記アクチュエータのハウジングにおける車両の幅方向中央側の面に接続されている
ことを特徴とする車両用転舵輪の駆動装置。 - 前記モータ部は、その車両の幅方向の長さが前記減速機よりも短くされている請求項1記載の車両用転舵輪の駆動装置。
- 前記転舵輪の前記サスペンションアームの支持部による支持は、前記ハウジングにおける前記モータ部に対応する部分を前記支持部で支持することによって行われており、
前記減速機は前記モータ部に対し車両の幅方向中央側に突出する一方、その突出に対応して前記ハウジングにおける前記減速機に対応する部分が車両の幅方向中央側に突出しており、
前記ハウジングにおける前記減速機に対応して突出する部分の前記出力軸から同出力軸の径方向についての外端までの長さは、同出力軸から前記支持部までの距離よりも短い値に設定されている請求項2記載の車両用転舵輪の駆動装置。 - 前記転舵輪のホイール内には、同転舵輪の中心線周りについての回転を規制するためのブレーキキャリパが設けられており、
前記減速機は前記モータ部に対し車両の幅方向外側に突出する一方、その突出に対応して前記ハウジングにおける前記減速機に対応する部分が車両の幅方向外側に突出しており、
前記ハウジングにおける前記減速機に対応して突出する部分の前記出力軸から同出力軸の径方向についての外端までの長さは、同出力軸から前記ブレーキキャリパまでの距離よりも短い値に設定されている請求項2又は3記載の車両用転舵輪の駆動装置。 - 前記モータ部は、その車両の幅方向の長さを前記減速機よりも短くしたことによる出力低下が補償されるように前記出力軸の径方向の長さが設定されている請求項2〜4のいずれか一項に記載の車両用転舵輪の駆動装置。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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- 2012-08-01 JP JP2012171299A patent/JP2014031049A/ja active Pending
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