JP2015067060A - Steering mechanism of in-wheel motor drive device mounted vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両の転舵輪を駆動するインホイールモータ駆動装置に関し、特にインホイールモータ駆動装置に転舵力を付与する転舵機構に関する。 The present invention relates to an in-wheel motor drive device that drives steered wheels of a vehicle, and more particularly to a steering mechanism that applies a turning force to the in-wheel motor drive device.
インホイールモータ駆動装置は、電気駆動されることから環境に負荷を与えることが少ないばかりでなく、自動車の車輪内に設置されて当該車輪を駆動することから、エンジン自動車と比較して広い車室スペースを確保することができ、有利である。インホイールモータ駆動装置で転舵輪を駆動するものとして、例えば、非特許文献1に記載されるように、インホイールモータ駆動装置をハイマウント型ダブルウィッシュボーン式サスペンション装置で懸架する技術が提案されている。 The in-wheel motor drive device is not only less burdensome on the environment because it is electrically driven, but also installed in the wheel of an automobile to drive the wheel, so that it has a larger cabin than an engine automobile. Space can be secured, which is advantageous. As a method of driving a steered wheel with an in-wheel motor drive device, for example, as described in Non-Patent Document 1, a technique for suspending an in-wheel motor drive device with a high-mount double wishbone suspension device has been proposed. Yes.
ところでインホイールモータ駆動装置で転舵輪を駆動する場合において、インホイールモータ駆動装置は、車幅方向中央部に配置されたステアリングギアボックスから車幅方向外側へ延びるタイロッドと連結しており、このタイロッドが車幅方向に移動することによって、転舵輪は左あるいは右へ転舵する。 By the way, when the steered wheels are driven by the in-wheel motor drive device, the in-wheel motor drive device is connected to a tie rod extending outward in the vehicle width direction from a steering gear box arranged at the center in the vehicle width direction. As the wheel moves in the vehicle width direction, the steered wheels steer left or right.
転舵輪のトー角調整のため、あるいは転舵方向の調整のため、あるいはインホイールモータ駆動装置の点検整備のため、タイロッドは長さ調整可能とされる。長さ調整可能なタイロッドは、エンジン自動車における一般的な構造として図10に示すように、タイロッドエンド121を車幅方向外側寄りに有し、外周に雄ねじを有するストレートな軸部123を車幅方向内側寄りに有する。タイロッドエンド121の車幅方向外側端はボールジョイント124を介してナックルアーム111と連結する。タイロッドエンド121の車幅方向内側端には雌ねじ孔125が設けられて、雌ねじ孔125は軸部123の車幅方向外側端と螺合する。軸部123の車幅方向内側端はステアリングギアボックス131と連結する。また軸部123の雄ねじには、タイロッドエンド121の雌ねじ孔125に対して緩むことがないように、緩み止めのロックナット122が螺合する。そしてタイロッドの長さ調整は、ロックナット122を緩め、車幅方向内側寄りに配置された軸部123をタイロッドエンド121に対し相対回転させて、雌ねじ孔125への軸部123の進入長さを変更し、ロックナット122を再び締め付けることにより行う。
The tie rod can be adjusted in length to adjust the toe angle of the steered wheels, to adjust the steered direction, or to inspect and maintain the in-wheel motor drive device. The length-adjustable tie rod has a
一方で、インホイールモータ駆動装置の車幅方向寸法は、エンジン自動車の転舵輪を支持する一般的な自動車用ナックルの車幅方向寸法よりも格段に大きい。このため、ステアリングギアボックスからインホイールモータ駆動装置までの空間が制約を受けてしまい、車幅方向に延びるタイロッドを収納する空間を十分に確保することができず、タイロッドの長さ調整代が短くなってしまうという空間制約上の問題がある。 On the other hand, the dimension in the vehicle width direction of the in-wheel motor drive device is much larger than the dimension in the vehicle width direction of a general automobile knuckle that supports the steered wheels of an engine automobile. For this reason, the space from the steering gear box to the in-wheel motor drive device is restricted, and it is not possible to secure a sufficient space for storing the tie rods extending in the vehicle width direction, and the tie rod length adjustment allowance is short. There is a problem in spatial constraints that it becomes.
また、インホイールモータ駆動装置は、ロータおよびステータを内蔵することから、その半径方向寸法も、エンジン自動車の転舵輪の自動車用ナックルよりも格段に大きく設計されている。このため、車幅方向寸法および半径方向寸法が大きい略円柱形状のインホイールモータ駆動装置が転舵する際、タイロッドに干渉しないようにしなければならず、ストレートな形状にできない等、タイロッドの形状にも制約がある。 Moreover, since the in-wheel motor drive device incorporates a rotor and a stator, its radial dimension is designed to be much larger than the knuckle for automobiles of steered wheels of engine automobiles. For this reason, when the in-wheel motor drive device having a substantially columnar shape with a large vehicle width direction dimension and a radial direction dimension is steered, it must be prevented from interfering with the tie rod, and cannot be formed into a straight shape. There are also restrictions.
このようにインホイールモータ駆動装置と連結するタイロッドは、スペースおよび形状の制約が大きく、十分な長さ調整代を得ることができない。本発明は、上述の実情に鑑み、インホイールモータ駆動装置と連結するタイロッドにおいて、十分な長さ調整代を提供することを目的とする。 As described above, the tie rod connected to the in-wheel motor drive device has large space and shape restrictions, and a sufficient length adjustment margin cannot be obtained. In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a sufficient length adjustment allowance in a tie rod connected to an in-wheel motor drive device.
この目的のため本発明によるインホイールモータ駆動装置搭載車両の転舵機構は、車幅方向外側に配置された転舵可能な車輪に取り付けられたインホイールモータ駆動装置と車幅方向内側に配置されたステアリングギアボックスとを連結するタイロッドを備える。そしてタイロッドは、末端と先端との間で屈曲して延び、末端がステアリングギアボックスと回動可能に連結し、先端が車幅方向外側に向かって延びるタイロッド本体と、インホイールモータ駆動装置に回動可能に連結されるタイロッド先端部材と、一端側がタイロッド本体の先端と連結するとともに他端側がタイロッド先端部材とを連結するストレートなタイロッド長さ調整部材とを有する。かかる本発明によれば、タイロッドの車幅方向外側端部を、タイロッド先端部材およびタイロッド長さ調整部材で構成することが可能となり、タイロッドの長さを調整する調整部材を、タイロッドの車幅方向外側に配置することができる。したがってインホイールモータ駆動装置特有の空間制約上の問題を解消することができる。 For this purpose, the steering mechanism of the vehicle equipped with the in-wheel motor drive device according to the present invention is arranged on the inner side in the vehicle width direction with the in-wheel motor drive device attached to the steerable wheel arranged on the outer side in the vehicle width direction. A tie rod is connected to the steering gear box. The tie rod is bent and extended between the end and the tip, the end is rotatably connected to the steering gear box, and the tip is extended to the vehicle width direction outer side and the in-wheel motor drive device. A tie rod tip member that is movably connected, and a straight tie rod length adjusting member that has one end connected to the tip of the tie rod body and the other end connected to the tie rod tip member. According to the present invention, it is possible to configure the outer end portion of the tie rod in the vehicle width direction with the tie rod tip member and the tie rod length adjusting member, and the adjusting member for adjusting the length of the tie rod is set in the vehicle width direction of the tie rod. Can be placed on the outside. Therefore, it is possible to solve the problem of space restriction unique to the in-wheel motor drive device.
また転舵輪のロードホイール内空領域にタイロッド長さ調整部材の全部あるいは一部を配置して、タイロッド長さ調整部材の長さを十分に確保することができる。これにより、インホイールモータ駆動装置と連結するタイロッドにおいて、十分な長さ調整代を具備することができる。なおタイロッド長さ調整部材は、タイロッド本体の先端からタイロッド先端部材までの距離を調整する直線状の部材であればよく、その構成は特に限定されない。例えばタイロッド長さ調整部材は、雄ねじが形成されたボルトである。あるいは長さの違うタイロッド長さ調整部材を複数種類用意しておき、所望の長さのタイロッド長さ調整部材をタイロッドに使用する。またタイロッド本体は、末端と先端との間で少なくとも1箇所が屈曲して延びていればよく、他の箇所が直線状に延びていてもよい。 Further, by arranging all or part of the tie rod length adjusting member in the space area inside the road wheel of the steered wheel, the length of the tie rod length adjusting member can be sufficiently secured. Thereby, the tie rod connected to the in-wheel motor drive device can have a sufficient length adjustment allowance. The tie rod length adjusting member may be a linear member that adjusts the distance from the tip of the tie rod body to the tie rod tip member, and the configuration thereof is not particularly limited. For example, the tie rod length adjusting member is a bolt in which a male screw is formed. Alternatively, a plurality of types of tie rod length adjusting members having different lengths are prepared, and a tie rod length adjusting member having a desired length is used for the tie rod. Further, the tie rod main body only needs to bend and extend at least one portion between the end and the tip, and the other portion may extend linearly.
本発明の一実施形態として、タイロッド先端部材は、インホイールモータ駆動装置と回動可能に連結するジョイント部と、一端から他端まで延在するとともにこれら一端から他端まで広がる一方面および他方面とを有し一端の一方面にはジョイント部が設けられた基部と、かかる基部の他端の他方面に設けられた突片とを有する。そしてタイロッド長さ調整部材は、タイロッド先端部材の突片と連結し、タイロッド先端部材の基部の他方面側で基部の一端と略平行に延在する。かかる実施形態によれば、上下方向視あるいは車両前後方向視においてタイロッド先端部材およびタイロッド長さ調整部材は重なるように配置されて、タイロッド全体の車幅方向寸法を小さくするとともに、タイロッド長さ調整部材の長さを一層十分に確保することができる。タイロッド先端部材のジョイント部は、例えばボールジョイントであってもよく、あるいは他の回動可能な構造であってもよく、特に限定されない。タイロッド長さ調整部材は例えば、タイロッド先端部材の上方あるいは下方に配置され、あるいはタイロッド先端部材の前方あるいは後方に配置される。 As one embodiment of the present invention, a tie rod tip member includes a joint portion that is rotatably connected to an in-wheel motor drive device, and one surface and the other surface that extend from one end to the other end and extend from one end to the other end. And a base provided with a joint portion on one surface of one end and a projecting piece provided on the other surface of the other end of the base. The tie rod length adjusting member is connected to the protruding piece of the tie rod tip member, and extends substantially parallel to one end of the base portion on the other surface side of the base portion of the tie rod tip member. According to this embodiment, the tie rod tip member and the tie rod length adjusting member are arranged so as to overlap each other when viewed in the vertical direction or the vehicle longitudinal direction, thereby reducing the overall width of the tie rod in the vehicle width direction, and adjusting the tie rod length adjusting member. It is possible to secure a sufficient length. The joint portion of the tie rod tip member may be, for example, a ball joint or another rotatable structure, and is not particularly limited. The tie rod length adjusting member is, for example, disposed above or below the tie rod tip member, or disposed in front of or behind the tie rod tip member.
本発明の好ましい実施形態として、タイロッド本体の末端部は、タイロッド本体の先端とタイロッド長さ調整部材との連結箇所よりも高い位置にされる。かかる実施形態によれば、タイロッド本体の末端部から路面までの高さ方向間隔を従来の実施形態よりも大きくすることができ、有利である。またタイロッド本体の末端部の高さ位置を、タイロッド先端部材のジョイント部の高さ位置に近づけることができる。 As a preferred embodiment of the present invention, the distal end portion of the tie rod body is positioned higher than the connection point between the tip of the tie rod body and the tie rod length adjusting member. According to such an embodiment, the height direction interval from the end portion of the tie rod body to the road surface can be made larger than that of the conventional embodiment, which is advantageous. Further, the height position of the end portion of the tie rod body can be brought close to the height position of the joint portion of the tie rod tip member.
タイロッド本体の形状は特に限定されない。タイロッド本体は一部において、ストレートに延びてもよいし、あるいは他の部品との干渉を回避するために円弧状に延びてもよい。本発明の好ましい実施形態として、インホイールモータ駆動装置は、車幅方向外方から内方に向かって、車輪ハブ部と、減速部と、減速部よりも大径のモータ部とが順次配置される。またタイロッド先端部材は減速部の外周部と連結する。そしてタイロッド本体の表面は、モータ部を回避するよう湾曲形成されるとよい。かかる実施形態によれば、タイロッド本体の表面がストレートに形成されるのではなく、えぐれるように湾曲して形成されることから、転舵輪が車両左旋回方向または車両右旋回方向に大きく転舵してインホイールモータ駆動装置がタイロッド本体に接近しても、両者の干渉を回避することができる。また一実施形態として、タイロッド本体の表面はインホイールモータ駆動装置に駆動される転舵輪を回避するよう湾曲形成されてもよい。かかる実施形態によれば、タイロッド本体の表面がストレートに形成されるのではなく、えぐれるように湾曲して形成されることから、転舵輪が車両左旋回方向または車両右旋回方向に大きく転舵して転舵輪がタイロッド本体に接近しても、両者の干渉を回避することができる。 The shape of the tie rod body is not particularly limited. In part, the tie rod body may extend straight, or may extend in an arc to avoid interference with other components. As a preferred embodiment of the present invention, in the in-wheel motor drive device, a wheel hub portion, a speed reduction portion, and a motor portion having a larger diameter than the speed reduction portion are sequentially arranged from the outside in the vehicle width direction to the inside. The The tie rod tip member is connected to the outer peripheral portion of the speed reducing portion. The surface of the tie rod body is preferably curved so as to avoid the motor portion. According to this embodiment, the surface of the tie rod body is not formed straight, but is curved so as to be bent, so that the steered wheels are largely turned in the vehicle left turn direction or the vehicle right turn direction. Even if the in-wheel motor drive device approaches the tie rod body by rudder, interference between the two can be avoided. In one embodiment, the surface of the tie rod body may be curved so as to avoid steered wheels driven by an in-wheel motor drive device. According to this embodiment, the surface of the tie rod body is not formed straight, but is curved so as to be bent, so that the steered wheels are largely turned in the vehicle left turn direction or the vehicle right turn direction. Even if the steered wheel is steered and approaches the tie rod body, the interference between the two can be avoided.
本発明のさらに好ましい実施形態として、タイロッド本体は上下方向視において、湾曲形成される部位が他の部位よりも薄肉にされるとよい。かかる実施形態によれば、転舵時にインホイールモータ駆動装置がタイロッド本体に最も接近するとき、タイロッド本体の当該接近部位で薄肉に形成されることから、上下方向視において、インホイールモータ駆動装置とタイロッド本体との間でクリアランスを確保し易くなり、転舵輪の最大転舵角を一層大きくすることができる。 As a further preferred embodiment of the present invention, the tie rod body may be formed such that a portion where the tie rod body is formed is thinner than other portions when viewed in the vertical direction. According to such an embodiment, when the in-wheel motor drive device is closest to the tie rod body at the time of steering, the in-wheel motor drive device is Clearance can be easily secured with the tie rod body, and the maximum turning angle of the steered wheels can be further increased.
本発明の一実施形態として、タイロッド本体は、湾曲形成される部位が他の部位よりも上下方向に幅広にされる。かかる実施形態によれば、湾曲形成される部位においてタイロッド本体の断面積を大きくして曲げ強度を大きくすることができる。特に、上下方向視において薄肉に形成された部位を、車両前後方向視において幅広に形成して、タイロッド本体の断面積を確保することができる。したがってタイロッド本体の一部を薄肉に形成してもタイロッド本体の曲げ剛性が低下することを防止できる。他の実施形態として、タイロッド本体の断面形状を略一定にしつつ、S字状に形成してもよい。 As one embodiment of the present invention, the tie rod body has a curved portion that is wider in the vertical direction than other portions. According to such an embodiment, it is possible to increase the bending strength by increasing the cross-sectional area of the tie rod body at the curved portion. In particular, it is possible to secure a sufficient cross-sectional area of the tie rod body by forming a thin portion in the vertical direction as viewed in the vehicle longitudinal direction. Therefore, even if a part of the tie rod body is formed thin, it is possible to prevent the bending rigidity of the tie rod body from being lowered. As another embodiment, the tie rod body may be formed in an S shape while maintaining a substantially constant cross-sectional shape.
本発明の一実施形態として、タイロッド長さ調整部材の両端部の外周には、タイロッド本体の先端に形成された雌ねじ孔およびタイロッド先端部材に形成された雌ねじ孔に螺合する雄ねじが設けられ、タイロッド長さ調整部材の中央部の外周には、工具と嵌り合う把持部が設けられる。かかる実施形態によれば、タイロッド長さ調整部材の長手方向中央部に設けられた把持部を工具で把持し、タイロッド長さ調整部材を回転させることにより、タイロッド長さ調整部材の一端がタイロッド本体に進入しつつタイロッド長さ調整部材の他端がタイロッド先端部材に進入してタイロッド全体の長さを短くすることができる。あるいは逆にタイロッド全体の長さを長くすることができる。したがってタイロッドの長さを効率よく調整することができる。なお把持部の形状は例えば正六角形である。他の形態としてタイロッド長さ調整部材は、一端に雄ねじが形成された軸部を有し、他端に軸部よりも大径の頭部を有し、軸部がタイロッド本体およびタイロッド先端部材の双方の雌ねじ孔と螺合する一般的なボルトであってもよい。 As one embodiment of the present invention, the outer periphery of both ends of the tie rod length adjusting member is provided with a female screw hole formed at the tip of the tie rod body and a male screw that is screwed into a female screw hole formed in the tie rod tip member. On the outer periphery of the central portion of the tie rod length adjusting member, a grip portion that fits into the tool is provided. According to such an embodiment, the tie rod length adjusting member has one end connected to the tie rod main body by holding the grip portion provided at the longitudinal center of the tie rod length adjusting member with a tool and rotating the tie rod length adjusting member. The other end of the tie rod length adjusting member enters the tie rod tip member while entering the tie rod, and the overall length of the tie rod can be shortened. Or conversely, the entire length of the tie rod can be increased. Therefore, the length of the tie rod can be adjusted efficiently. The shape of the grip portion is, for example, a regular hexagon. As another form, the tie rod length adjusting member has a shaft portion with a male thread formed at one end, a head portion having a diameter larger than that of the shaft portion at the other end, and the shaft portion is a tie rod main body and a tie rod tip member. It may be a general bolt that is screwed into both the female screw holes.
このように本発明によれば、トー角調整のためのタイロッド長さ調整部材をタイロッドの車幅方向外側寄りに配置して、転舵輪のロードホイール内空領域を利用してタイロッドを収納する空間を十分に確保することができる。したがってインホイールモータ駆動装置と連結するタイロッドにおいて、十分な長さ調整代を具備することができ、転舵輪のトー角を所望の数値に調整することができる。また最大転舵角を十分に確保することができ、タイロッドと転舵輪との干渉、およびタイロッドとインホイールモータ駆動装置との干渉を防止することができる。またタイロッド長さ調整部材が車幅方向外側に配置されることから、インホイールモータ駆動装置の点検整備を容易に行うことができる。 As described above, according to the present invention, the tie rod length adjusting member for adjusting the toe angle is disposed on the outer side in the vehicle width direction of the tie rod, and the space for storing the tie rod using the space area inside the road wheel of the steered wheel is accommodated. Can be secured sufficiently. Therefore, the tie rod connected to the in-wheel motor drive device can have a sufficient length adjustment allowance, and the toe angle of the steered wheels can be adjusted to a desired value. In addition, the maximum turning angle can be sufficiently secured, and interference between the tie rod and the steered wheel and interference between the tie rod and the in-wheel motor drive device can be prevented. Further, since the tie rod length adjusting member is disposed on the outer side in the vehicle width direction, the in-wheel motor drive device can be easily inspected and maintained.
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づき詳細に説明する。図1は、本発明の一実施形態になるインホイールモータ駆動装置搭載車両の転舵機構を示す概略平面図であり、転舵輪を断面にして表す。なお図1中、紙面左側は車幅方向内側を、紙面右側は車幅方向外側を、紙面下側は車両前方を、紙面上側は車両後方をそれぞれ表す。図2は、図1のタイロッドを取り出して示す概略平面図であり、理解を容易にするため一部を断面にして表す。図3は、タイロッドを車幅方向外側からみた分解斜視図である。図4は、図2のタイロッドの車両前方からみた説明図である。図5は、図4のタイロッド先端部材を拡大して表す断面図である。図6は、雄ねじ部材の断面およびタイロッドの長さ調整方法を示す説明図であって、図5中VI‐VIで断面とし矢印の方向からみた状態を表す。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic plan view showing a turning mechanism of a vehicle equipped with an in-wheel motor drive device according to an embodiment of the present invention, and shows a steered wheel in cross section. In FIG. 1, the left side of the drawing represents the inner side in the vehicle width direction, the right side of the drawing represents the outer side in the width direction, the lower side of the drawing represents the front of the vehicle, and the upper side of the drawing represents the rear of the vehicle. FIG. 2 is a schematic plan view showing the tie rod of FIG. 1 taken out, and a part thereof is shown in cross section for easy understanding. FIG. 3 is an exploded perspective view of the tie rod as seen from the outside in the vehicle width direction. FIG. 4 is an explanatory view of the tie rod of FIG. 2 as viewed from the front of the vehicle. FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of the tie rod tip member of FIG. 6 is an explanatory view showing a cross section of the male screw member and a method for adjusting the length of the tie rod, and shows a state taken along the line VI-VI in FIG. 5 and viewed from the direction of the arrow.
まずインホイールモータ駆動装置11から説明すると、インホイールモータ駆動装置11は、インホイールモータ駆動装置11の軸線方向に順次直列配置されたモータ部11A、減速部11B、およびハブ部11Cを備える。図1にはインホイールモータ駆動装置11の輪郭形状を示す。これらモータ部11A、減速部11B、およびハブ部11Cは、回転支持部材であるハブ部11Cの軸線O方向に順次直列に配置され、かつ同軸に配置される。ハブ部11Cに隣接する減速部11Bは、ハブ部11Cよりも大径にされる。減速部11Bに隣接するモータ部11Aは、減速部11Bよりも大径にされる。
First, the in-wheel
インホイールモータ駆動装置11は、車両の車幅方向外側に配置される転舵輪101を駆動するものであり、転舵輪101のロードホイール102の内空領域Sに設けられる。転舵輪101の転舵角が0°のとき、インホイールモータ駆動装置11の軸線Oは図1に示すように車幅方向と平行に延びる。これにより車両は直進走行する。またインホイールモータ駆動装置11は、タイロッド21を介して、ステアリングギアボックス71と連結する。ステアリングギアボックス71は車両の車幅方向中央部に配置され、図1に示すように車両左側に配置されたインホイールモータ駆動装置11と、車両右側に配置された図示しないインホイールモータ駆動装置11に連結する。そして、ステアリングギアボックス71から車幅方向の転舵力を付与されて、インホイールモータ駆動装置11は転舵輪101とともに、転舵軸線(キングピン)Kを中心として、図1に矢で示す車両左旋回方向Lまたは車両右旋回方向Rに転舵する(図1の下側が車両前方)。なお、転舵輪101は金属製のロードホイール102と、ロードホイール102の外周に設けられる環状のゴムタイヤとを含む公知のものである。
The in-wheel
インホイールモータ駆動装置11は、転舵軸線K回りの回動が可能となるように、図示しないサスペンション装置に取り付けられるところ、このサスペンション装置は、ダブルウィッシュボーン式サスペンション装置や、ストラッド式サスペンション装置など、転舵可能な形態であれば特に形式を問わない。
The in-wheel
モータ部11Aは車幅方向内側で相対的に大きな外径のケーシングを有し、減速部11Bは車幅方向外側で相対的に小さな外径のケーシングを有する。これらのケーシングはインホイールモータ駆動装置の外郭をなす非回転部材であるに対し、ハブ部11Cは減速部11Bから車幅方向外側に突出する回転部材であるハブ輪を軸線方向端に有し、ハブ部11Cのハブ輪が転舵輪101のロードホイール102に複数のボルト103で連結固定される。
The
モータ部11Aは、回転電機のロータおよびステータをケーシング内に内蔵し、ハブ部11Cのハブ輪を駆動し、あるいはハブ部11Cのハブ輪の回転を利用して電力回生を行う。減速部11Bはケーシング内に例えばサイクロイド減速機などの減速機構を内蔵し、モータ部11Aの回転を減速してハブ部11Cのハブ輪に伝達する。なおモータ部11Aの後部には、モータ部11Aにインバータから延びる電力線を引き込むための端子ボックス11Tが、モータ部11Aの外周面に沿って附設される。
The
ここで減速部11Bにサイクロイド減速機を採用する場合につき簡単に説明すると、減速部11Bは図9に示すように、モータ部11Aの出力軸に偏心して設けられた円板形状の偏心部15と、かかる偏心部15に同心円となるように取り付けられた曲線板16と、偏心部15の外周と曲線板16の中央孔30bの内周面との間に設けられた転がり軸受29と、減速部11Bのケーシングに取り付けられた複数の外ピン17と、曲線板16の自転を取り出して転舵輪101に出力する運動変換機構とを有する。
Here, the case where a cycloid reducer is adopted as the
上述した曲線板16の外周縁は波状に形成されて、減速部11Bのケーシングに複数取り付けられた外ピン17と係合する。外ピン17は、軸線O回りに周方向等間隔に配置され、曲線板16の外周縁に形成された波状の山の数よりも1つ多い。そして曲線板16は、軸線O回りに1公転すると、わずかに自転する。
The outer peripheral edge of the
運動変換機構は、曲線板16の自転を取り出して、当該自転のみを転舵輪101に出力するものであって、曲線板16に周方向に間隔を空けて形成された複数の貫通孔30aと、貫通孔30aの内径よりも小さな外径を有し各貫通孔30aに通される内ピン28と、各内ピン28の一端を共通に支持するフランジ部(図示せず)とを有する。なおフランジ部はハブ部11Cのハブ輪に同軸に取付固定される。モータ部11Aの出力軸およびハブ部11Cのハブ輪は軸線Oに沿って延びるが、偏心部15および曲線板16は軸線Oから偏心して配置される。
The motion conversion mechanism takes out the rotation of the
内ピン28は、内ピンカラー28cと、内ピンカラー28cに通される軸部28aと、内ピンカラー28cの内周面および軸部28aの外周面の間の環状隙間に配置される複数のニードル28bとを有する。このように内ピン28は、転がり軸受を含み、貫通孔30aの内壁面と転がり接触する。
The
なおモータ部11Aおよび減速部11Bの下部には、モータ部11Aおよび減速部11Bのケーシングよりもさらに外径側に張り出し、モータ部11Aおよび減速部11Bを潤滑するオイルを貯留するためのオイルタンク11Rが設けられる。
Note that an
説明を図1〜図6に戻して、相対的に車幅方向外側に位置する減速部11Bと、さらに車幅方向外側に位置するハブ部11Cは、円筒形状のロードホイール102の内空領域Sに配置される。これに対し相対的に車幅方向内側に位置するモータ部11Aは、その一部がロードホイール102の内空領域Sから車幅方向内側へはみ出ている。
Returning to FIG. 1 to FIG. 6, the
減速部11Bの外郭を形成するケーシングには、ナックルアーム11Nが設けられている。ナックルアーム11Nの根元部はケーシングと一体に連続する。またナックルアーム11Nの先端はケーシングから突出して車両前方へ延び、ボールジョイント27を介して、タイロッド21と回動可能に連結する。
A
次にインホイールモータ駆動装置11に転舵力を付与する転舵機構につき説明する。
Next, a turning mechanism that applies a turning force to the in-wheel
インホイールモータ駆動装置搭載車両の転舵機構は、車幅方向に延びるタイロッド21を備える。タイロッド21は車幅方向外側に配置されたインホイールモータ駆動装置11と車幅方向内側に配置されたステアリングギアボックス71とを互いに連結する。ステアリングギアボックス71は、図示しないステアリングホイールの操舵に応じてタイロッド21を車幅方向に移動させる。するとタイロッド21は、インホイールモータ駆動装置11に、転舵軸線K回りの転舵力を付与し、インホイールモータ駆動装置11を車両左旋回方向Lまたは車両右旋回方向Rに転舵させる。
The steering mechanism of the vehicle equipped with the in-wheel motor drive device includes a
図2を参照してタイロッド21は、ステアリングギアボックス71からインホイールモータ駆動装置11へ延びるタイロッド本体22と、インホイールモータ駆動装置11に設けられるタイロッド先端部材24と、両端がこれらタイロッド本体22およびタイロッド先端部材24に連結する直線棒状のストレートな雄ねじ部材23とを有する。雄ねじ部材23はタイロッド21の長さを調整する部材になる。
Referring to FIG. 2, the
タイロッド本体22は、インホイールモータ駆動装置11側を先端とし、ステアリングギアボックス71側を末端とし、基本的には車幅方向に延びる。またタイロッド本体22は、これら末端と先端との間で屈曲して延びる。タイロッド本体22の先端および末端には雌ねじ孔221および雌ねじ孔222がそれぞれ形成されている。
The
タイロッド本体22の末端に設けられた雌ねじ孔221には、リンク25の先端部25mの外周面に形成された雄ねじ部が螺合する。さらにリンク25の先端部25mにはナット254が螺合し、ナット254を締め付けることによってリンク25の先端部25mは雌ねじ孔221から抜け出さないよう緩み止めされる。このようにしてリンク25の先端部25mはタイロッド本体22に連結固定される。
A male screw portion formed on the outer peripheral surface of the
リンク25は先端部および末端部が直線状に延び、中央部が曲がった棒状体であり、リンク25の末端にはボールジョイント26の座部が設けられている。ボールジョイント26は、ステアリングギアボックス71のブーツ72によって覆われ、ステアリングギアボックス71のラック73の先端部と連結する。これによりリンク25はボールジョイント26を介してラック73と回動可能に連結する。互いに固定されたリンク25およびタイロッド本体22は、転舵輪101を転舵させる際、ボールジョイント26回りに若干回動して、自身の延在方向が変更するが、基本的には車幅方向に延びると理解されたい。
The link 25 is a rod-like body having a straight end portion and a distal end portion and a bent central portion, and a seat portion of a ball joint 26 is provided at the end of the link 25. The ball joint 26 is covered by the
タイロッド先端部材24は、図3〜図5に示すように、タイロッド21の先端に配置され、基部241と、ボールジョイント27の一部をなすボールジョイント部271と、突片246とを有する。タイロッド先端部材24は、ボールジョイント27を介して、インホイールモータ駆動装置11の減速部11Bの外周部と回動可能に連結する。
As shown in FIGS. 3 to 5, the tie rod
詳細には、ボールジョイント27がボールジョイント部271およびボール部272を有する。ボール部272は上下方向に延び、上端部が軸状に形成され、下端部が球形に形成される。減速部11Bのケーシングから車両前方へ延出するナックルアーム11N(図1参照)の先端部には、ボール部272の上端部が取付固定されている。ボールジョイント部271は上端開口の略円筒形状であり、ボールジョイント部271の内周には内側球面が形成される。ボールジョイント部271の内側球面はボール部272下端部のボール球面を相対回動自在に包囲し、かつボール部272がボールジョイント部271から抜け出さないように抜け止めされる。
Specifically, the ball joint 27 has a ball
タイロッド先端部材24の基部241は一端242および他端243を有する。また基部241は一端242から他端243まで延びる一方面244および他方面245を有する。本実施形態では、一方面244が上方に向き、他方面245が下方に向く。基部241の一端242の一方面244には、ボールジョイント部271が一体に設けられる。基部241の他方面245には突片246が一体に設けられる。ただし突片246は、基部241の一端242から離れた位置、例えば他端243か、あるいは他端243寄りに配設される。他方面245から突出する突片246には、雌ねじ孔247が貫通するように形成される。雌ねじ孔247の仮想軸線Pは、基部241の他方面245側で、基部の一端242から他端243までの延在方向と略平行に延在する。
The
雄ねじ部材23は直線状の棒体であり、両端部が雄ねじに形成されたボルトである。雄ねじ部材23の両端部231,232の外周面には互いに逆向きの雄ねじが形成される。また雄ねじ部材23の長手方向中央部にはレンチ等の作業工具と嵌り合う把持部235が形成される。把持部235は、例えば正六角形等の多角形断面であってもよいし、他の形状であってもよい。雄ねじ部材23の一端部231は、タイロッド本体22の端部に貫通形成された雌ねじ孔222と螺合する。さらに雄ねじ部材23の一端部231にはナット233が螺合し、ナット233を締め付けることによって雄ねじ部材23の一端部231は雌ねじ孔222から抜け出さないよう緩み止めされる。このようにして雄ねじ部材23の一端部231はタイロッド本体22に連結固定される。雄ねじ部材23の他端部232は、タイロッド先端部材24の雌ねじ孔247と螺合する。さらに雄ねじ部材23の他端部232にはナット234が螺合し、ナット234を締め付けることによって雄ねじ部材23の他端部232は雌ねじ孔247から抜け出さないよう緩み止めされる。このようにして雄ねじ部材23の他端部232はタイロッド先端部材24に連結固定される。
The
インホイールモータ駆動装置11を伴う転舵輪101の転舵角が0°のとき、タイロッド21の車幅方向外側に配置されたタイロッド先端部材24および雄ねじ部材23と、タイロッド本体22の先端部は、内空領域Sに位置する。これに対しタイロッド21の車幅方向内側に位置するタイロッド本体22の末端部は、転舵輪101よりも車幅方向内側に位置する(図1参照)。
When the turning angle of the steered
次に、図2を参照してタイロッド21のタイロッド本体22につき詳細に説明する。タイロッド本体22は略車幅方向に延び、その車幅方向外側端になる先端部に、雄ねじ部材23と螺合するための雌ねじ孔222を有する。
Next, the
ただし、タイロッド本体22は直線棒状体ではなく、車両の上下方向にみて略S字状に屈曲形成される。さらにタイロッド本体22を車両の上下方向に観察したとき、肉厚がその長手方向に一定でなく、長手方向位置に応じて肉厚が連続的に変化する。すなわち、図1も参照して有底の雌ねじ孔221を含むタイロッド本体22の末端部は、インホイールモータ駆動装置11と向き合う内径側部223を内径側とし、リム部104と向き合う側部を外径側として円弧状に延び、その断面形状は円形である。また貫通孔にされた雌ねじ孔222を含むタイロッド本体22の先端部は、ロードホイール102のリム部104と向き合う内径側部224を内径側とし、インホイールモータ駆動装置11の外周面と向き合う側部を外径側として円弧状に延び、その断面形状は上下方向に長く水平方向に短い長方形である。つまりタイロッド本体22の車幅方向外側になる先端部および車幅方向内側になる末端部は、互いに逆向きに屈曲する。これら先端部と末端部を一体に接続するタイロッド本体22の長手方向中央部は、略直線状に延び、その断面形状は基本的には上下方向に長く水平方向に短い長方形である。ただし当該長手方向中央部の断面形状は、タイロッド本体22の長手方向位置に応じて連続的に変化する。
However, the
タイロッド本体22の長手方向中央部の表面には湾曲面225が形成される。湾曲面225は、インホイールモータ駆動装置11と向き合う面であって、凹曲面を形成するようにえぐれている。また湾曲面225は、タイロッド本体22の末端部に形成されてインホイールモータ駆動装置11と向き合う内径側部223と隣接する。
A
またタイロッド本体22は、図2に示すように上下方向視において、転舵輪101を回避するよう湾曲形成された内径側部224を含む長手方向中央部で、タイロッド本体22の両端部よりも薄肉に形成される。また当該長手方向中央部は図4に示すようにタイロッド本体22の両端部よりも上下方向に幅広にされる。
In addition, the
図7および図8の平面図を参照しつつ、インホイールモータ駆動装置11および転舵輪101が転舵する様子を説明する。ステアリングギアボックス71がタイロッド21を車幅方向外側に押出し、図7に示すように転舵輪101を車両左旋回方向Lに転舵させる場合、インホイールモータ駆動装置11のモータ部11Aがタイロッド本体22に接近する。しかしタイロッド本体22は、モータ部11Aと対面する内径側部223でえぐれているため、モータ部11Aとの干渉を避けることができる。
The manner in which the in-wheel
これとは反対に、ステアリングギアボックス71がタイロッド21を車幅方向内側に引き込み、図8に示すように転舵輪101を車両右旋回方向Rに転舵させる場合、ロードホイール102のリム部104がタイロッド本体22に接近する。しかしタイロッド本体22は、リム部104と対面する内径側部224でえぐれているため、リム部104との干渉を避けることができる。
On the contrary, when the
このように本実施形態によれば、タイロッド本体22の表面は、モータ部11Aおよび転舵輪101を回避するよう湾曲形成されることから、車両の旋回に必要な転舵角を確保することができる。またタイロッド本体22のうち湾曲形成される部位が他の部位よりも薄肉にされることから、十分な転舵角を確保することができる。またタイロッド本体22のうち湾曲形成される部位が他の部位よりも上下方向に幅広にされることから、タイロッド本体22の断面積を確保して、湾曲形成に因る曲げ強度の低下を回避することができる。
As described above, according to the present embodiment, the surface of the
また本実施形態によれば、タイロッド本体22は略車幅方向に延び、その先端に雄ねじ部材23と螺合するための雌ねじ孔221を有することから、雄ねじ部材23およびタイロッド先端部材24というように、タイロッド21の車幅方向外側部分を複数の部材で構成することができる。したがって空間的な制約が多くストレートな部材を包含し難いインホイールモータ駆動装置搭載車両の転舵機構において、ストレートな雄ねじ部材23を備えることができる。しかもロードホイール102の内空領域Sを利用して、ストレートな雄ねじ部材23を設置することができる。
Further, according to the present embodiment, the tie rod
ここで付言すると、図7および図8に示す状態において、タイロッド21の車幅方向外側に配置されたタイロッド先端部材24および雄ねじ部材23は、内空領域Sに位置する。これに対しタイロッド21の車幅方向内側に位置するタイロッド本体22の末端部は、転舵輪101よりも車幅方向内側に位置する。そこで後述するようにタイロッド本体22の末端部の地上高を大きくするための工夫がされている。
In other words, in the state shown in FIGS. 7 and 8, the tie
転舵輪101のトー角を調整するには、タイロッド21の長さを変更してやるとよい。具体的にはタイロッド21の車幅方向外側に配置されたナット233,234の締付を緩め、雄ねじ部材23の長手方向中央部の外周に設けられた把持部235を回転させればよく、タイロッドの車幅方向内側に配置された調整ボルトを回転させる従来技術よりも作業員の手が届きやすく、調整作業が容易である。また本実施形態によれば、空間的な制約が多いインホイールモータ駆動装置搭載車両の転舵機構において、ストレートな雄ねじ部材23を十分に長くできることから、タイロッド21の長さ調整代を十分に確保でき、結果的にトー角の十分な調整代を確保することができる(図3参照)。また本実施形態によれば、図6に断面で示すように雄ねじ部材23の把持部235がタイロッド先端部材24の直下に配置される。そして把持部235を一方あるいは他方に回動させることにより、一端部231および他端部232の雄ねじ部の作用によってタイロッド本体22とタイロッド先端部材24との距離が短くなったり(トーイン調整)、あるいは長くなったりする(トーアウト調整)。
In order to adjust the toe angle of the steered
特に本実施形態では、タイロッド先端部材24は、インホイールモータ駆動装置11と回動可能に連結するボールジョイント部271と、一端242から他端243まで延在する基部241と、雄ねじ部材23と連結する突片246とを有する。なお基部241はこれら一端242から他端243まで広がる一方面244および他方面245とを有する。そして一端242寄りの一方面244にボールジョイント部271が設けられる。また他端243寄りの他方面245に突片246が設けられる。突片246には雌ねじ孔247が貫通形成され、当該雌ねじ孔247の仮想軸線Pが基部241の他方面245側で基部241の一端と略平行に延在する。これにより、雄ねじ部材23とタイロッド先端部材24を重ねて配置することができ、雄ねじ部材23の軸長を長くすることができる。
In particular, in the present embodiment, the tie
次に図4〜図6を参照しつつ、タイロッド21を構成する各部品の上下方向位置関係につき説明する。タイロッド本体22および雄ねじ部材23は略水平方向に延びる。タイロッド本体22の下縁に着目すると、末端部の下縁は先端部の下縁よりも高い位置にされる。そしてタイロッド本体22の長手方向中央部の下縁は末端側から先端側へ向かって下がるよう傾斜して延びる。これに対し、タイロッド本体22の上縁は、長手方向中央部で最も高い位置にされ、当該長手方向中央部から末端側および先端側へ向かって下がるよう傾斜して延びる。なおタイロッド本体22の末端部は、上下方向寸法が最も小さい断面円形にされ、上縁および下縁の高さが一定である。
Next, with reference to FIGS. 4 to 6, the vertical positional relationship of each component constituting the
雌ねじ孔222は、タイロッド本体22の先端部のうち下側に配置されて、雌ねじ孔221よりも相対的に下方に位置する。これにより2つの構成が可能になる。
The
第1に、タイロッド本体22の末端部を先端部よりも相対的に高い位置に配置することが可能となる。タイロッド本体22の末端部は、図1に示すように内空領域Sの外に位置して路面と対面するところ、本実施形態によれば、タイロッド本体22の末端部と路面との間に高さ方向間隔を十分に確保することができる。
1stly, it becomes possible to arrange | position the terminal part of the tie rod
第2に、雌ねじ孔222の中心軸線と、突片246に形成された雌ねじ孔247の中心軸線と、雄ねじ部材23の中心軸線は、共通する仮想軸線Pを構成する。本実施形態では雌ねじ孔247を含む突片246を他方面245から下方へ突出させ、雌ねじ孔222をタイロッド本体22の下側に配置したことから、雄ねじ部材23をタイロッド21の下側に配置することが可能となる。そして、基部241の上側に配置されたボールジョイント27の高さ位置を、雌ねじ孔221の高さ位置に近づけることができる。
Secondly, the central axis of the
以上、図面を参照してこの発明の実施の形態を説明したが、この発明は、図示した実施の形態のものに限定されない。図示した実施の形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described with reference to the drawings, the present invention is not limited to the illustrated embodiments. Various modifications and variations can be made to the illustrated embodiment within the same range or equivalent range as the present invention.
この発明になるインホイールモータ駆動装置搭載車両の転舵機構は、電気自動車およびハイブリッド車両において有利に利用される。 The steering mechanism of the vehicle equipped with the in-wheel motor drive device according to the present invention is advantageously used in electric vehicles and hybrid vehicles.
11 インホイールモータ駆動装置、 11A モータ部、 11B 減速部、 11C ハブ部、 11N ナックルアーム、 21 タイロッド、 22 タイロッド本体、 221,222 雌ねじ孔、 225 湾曲面、 23 雄ねじ部材、 231 一端部、 232 他端部、 233,234 ナット、 235 把持部、 24 タイロッド先端部材、 241 基部、 242 一端、 243 他端、 244 一方面、 245 他方面、 246 突片、 247 雌ねじ孔、 25 リンク、 25m 先端部、 254 ナット、 26,27 ボールジョイント、 271 ボールジョイント部、 272 ボール部、 71 ステアリングギアボックス、 101 転舵輪、 102 ロードホイール、 104 リム部、 L 車両左旋回方向、 O 軸線、 P 仮想軸線、 R 車両右旋回方向、 S 内空領域。 11 in-wheel motor drive device, 11A motor section, 11B deceleration section, 11C hub section, 11N knuckle arm, 21 tie rod body, 22 tie rod body, 221, 222 female thread hole, 225 curved surface, 23 male thread member, 231 one end section, 232, etc. End, 233, 234 nut, 235 gripping part, 24 tie rod tip member, 241 base, 242 one end, 243 other end, 244 one side, 245 other side, 246 projecting piece, 247 female screw hole, 25 link, 25m tip, 254 Nut, 26, 27 Ball joint, 271 Ball joint part, 272 Ball part, 71 Steering gear box, 10 Steered wheels, 102 road wheel, 104 rim, L vehicle leftward turning direction, O axis, P imaginary axis, R vehicle rightward turning direction, S in an empty area.
Claims (8)
前記タイロッドは、
末端と先端との間で屈曲して延び、前記末端が前記ステアリングギアボックスと回動可能に連結し、前記先端が車幅方向外側に向かって延びるタイロッド本体と、
インホイールモータ駆動装置に回動可能に連結されるタイロッド先端部材と、
一端側が前記タイロッド本体の先端と連結するとともに他端側が前記タイロッド先端部材とを連結するストレートなタイロッド長さ調整部材とを有する、インホイールモータ駆動装置搭載車両の転舵機構。 A tie rod that connects an in-wheel motor drive device mounted on a steerable wheel disposed on the outer side in the vehicle width direction and a steering gear box disposed on the inner side in the vehicle width direction,
The tie rod is
A tie rod main body that bends and extends between a distal end and a distal end, the distal end is rotatably connected to the steering gear box, and the distal end extends outward in the vehicle width direction;
A tie rod tip member rotatably connected to the in-wheel motor drive device;
A steering mechanism for a vehicle equipped with an in-wheel motor drive device, wherein one end side has a straight tie rod length adjusting member connected to the tip of the tie rod body and the other end connected to the tie rod tip member.
前記タイロッド長さ調整部材は、前記突片と連結し、前記基部の他方面側で前記基部の一端と略平行に延在する、請求項1に記載のインホイールモータ駆動装置搭載車両の転舵機構。 The tie rod distal end member has a joint part rotatably connected to the in-wheel motor drive device, and one end and the other end extending from one end to the other end and extending from one end to the other end. One side of the base has a base provided with the joint portion, and a projecting piece provided on the other surface of the other end of the base,
The steering of a vehicle equipped with an in-wheel motor drive device according to claim 1, wherein the tie rod length adjusting member is connected to the projecting piece and extends substantially parallel to one end of the base on the other surface side of the base. mechanism.
前記タイロッド先端部材は、前記減速部の外周部と連結し、
前記タイロッド本体の表面は、前記モータ部を回避するよう湾曲形成される、請求項1〜3のいずれかに記載のインホイールモータ駆動装置搭載車両の転舵機構。 The in-wheel motor drive device has a wheel hub portion, a speed reduction portion, and a motor portion having a larger diameter than the speed reduction portion, which are sequentially arranged from the outside in the vehicle width direction to the inside.
The tie rod tip member is connected to the outer periphery of the speed reduction part,
The turning mechanism of a vehicle equipped with an in-wheel motor drive device according to any one of claims 1 to 3, wherein the surface of the tie rod body is curved so as to avoid the motor unit.
前記タイロッド長さ調整部材の中央部の外周には、工具と嵌り合う把持部が設けられる、請求項1〜7のいずれかに記載のインホイールモータ駆動装置搭載車両の転舵機構。 On the outer periphery of both ends of the tie rod length adjusting member, a female screw hole formed at the tip of the tie rod body and a male screw that is screwed into a female screw hole formed in the tie rod tip member are provided,
The steering mechanism for an in-wheel motor drive device-equipped vehicle according to any one of claims 1 to 7, wherein a grip portion that fits with a tool is provided on an outer periphery of a central portion of the tie rod length adjusting member.
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