JP2022119413A - Hub unit with steering function, steering system, and vehicle - Google Patents

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Abstract

To provide a hub unit with a steering function which achieves downsizing without deteriorating performance of a steering actuator and enables improvement of mountability on a vehicle and flexibility of peripheral design, and to provide a steering system and a vehicle.SOLUTION: A hub unit 1 with a steering function includes: a hub unit body 2; a unit support member 3; and a steering actuator 5 which rotationally drives the hub unit body 2 around a steering axis. The steering actuator 5 has: a motor 26; a speed reducer 27 which reduces a speed of rotation of the motor 26; and a linear motion mechanism 25 which converts rotation output of the speed reducer 27 into linear motion. The linear motion mechanism 25 has: a feeding screw mechanism 38 including a rotatable nut part 25c and a screw shaft 25A which may move forward or backward; and a rotation support part 28 which rotationally supports the nut part 25c. The speed reducer 27 is disposed at the outer side relative to the rotation support part 28 when viewed in a vehicle width direction.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、操舵機能付ハブユニット、操舵システムおよび車両に関し、走行状況に合わせ左右の車輪を適切な操舵角に制御することで、燃費の改善および走行安定性と安全性の向上を図る技術に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a hub unit with a steering function, a steering system, and a vehicle, and more particularly to a technique for improving fuel efficiency, driving stability, and safety by controlling the steering angle of the left and right wheels appropriately according to the driving conditions. .

一般的な車両の操舵装置は機械的に車輪と接続されているため、一般的には固定された単一のステアリングジオメトリしか取ることができず、アッカーマンジオメトリとパラレルジオメトリとの中間的なジオメトリに設定されることが多い。しかし、この場合、低速域では左右輪の舵角差が不足して外輪の舵角が過大となり、高速域では内輪の舵角が過大となる。このように内外輪の車輪横力配分に不要な偏りがあると、走行抵抗の悪化による燃費悪化及びタイヤの早期摩耗の原因となり、また内外輪を効率的に利用できないので、コーナリングのスムーズさが損なわれるといった課題がある。 Since the steering system of a typical vehicle is mechanically connected to the wheels, it can generally only take on a single fixed steering geometry, which is intermediate between the Ackermann geometry and the parallel geometry. often set. However, in this case, the steering angle difference between the left and right wheels is insufficient in the low speed range, resulting in an excessive steering angle of the outer wheels, and an excessive steering angle of the inner wheels in the high speed range. Unnecessary imbalance in the wheel lateral force distribution between the inner and outer wheels causes deterioration of fuel efficiency and premature wear of tires due to worsening of running resistance. There is the issue of damage.

そこで補助的な操舵機能を備えた技術(特許文献1,2)が提案されている。
しかし特許文献1では、モータを2個使っているため、モータの数量増によるコストの上昇が生じるだけでなく、制御が複雑になる。
特許文献2は、転舵軸に対しハブベアリングを片持ち支持しているため、剛性が低下し、過大な走行Gの発生によってステアリングジオメトリが変化してしまう可能性がある。
また転舵軸上に減速機を設けた場合、モータを含めてサイズが大きくなる。全体のサイズが大きくなると、車輪の内周部に全体を配置することが困難となる。また、減速比の大きい減速機を設けた場合、応答性が悪化する。
Therefore, techniques having an auxiliary steering function have been proposed (Patent Documents 1 and 2).
However, in Patent Document 1, since two motors are used, the increase in the number of motors not only raises the cost but also complicates the control.
In Patent Document 2, since the hub bearing is cantilevered with respect to the steering shaft, the rigidity is lowered, and there is a possibility that the steering geometry may change due to the generation of excessive traveling G.
In addition, when a speed reducer is provided on the steering shaft, the size including the motor becomes large. As the overall size increases, it becomes difficult to place the entire on the inner circumference of the wheel. Moreover, when a reduction gear with a large reduction ratio is provided, the responsiveness deteriorates.

特許文献3では、同文献3における図1および図2に操舵機能付ハブユニットを車両の前輪に適用した例が示されている。ハブベアリングを回転駆動させる操舵用アクチュエータは、ハブベアリングのインボード側面の隣接する位置に、車両の車幅方向内側に延伸する形で搭載されている。車両におけるホイールハウスおよび懸架装置は、前記操舵用アクチュエータとの干渉を避けるべく、空間を確保して設計する必要がある。前記ホイールハウスは車輪が収まる空間であり、前記懸架装置はサスペンションアーム、ばね、ショックアブソーバーおよびスタビライザ等を含む。 Patent Document 3 shows an example in which a hub unit with a steering function is applied to front wheels of a vehicle in FIGS. 1 and 2 of Document 3. FIG. A steering actuator for rotating the hub bearing is mounted at a position adjacent to the inboard side surface of the hub bearing so as to extend inward in the vehicle width direction. A wheel house and a suspension system in a vehicle must be designed with a space secured to avoid interference with the steering actuator. The wheel house is the space in which the wheels are housed, and the suspension system includes suspension arms, springs, shock absorbers and stabilizers.

独国特許出願公開第102012206337号明細書DE 102012206337 A1 特開2014-61744号公報JP 2014-61744 A 特開2019-59385号公報JP 2019-59385 A

操舵用アクチュエータを、ハブベアリングのインボード側面の隣接する位置に、車両の車幅方向内側に延伸する形で搭載する場合、以下の課題がある。
操舵用アクチュエータが車両の車幅方向内側へ大きく張り出すと、前記操舵用アクチュエータの周辺にあるホイールハウスまたは懸架装置に干渉するおそれがあり、干渉を避けるべく空間を確保しようとすると、車両の設計の自由度を大きく損ねてしまう。一方、モータ等の操舵用アクチュエータの構成部品を小型化すると、操舵力および応答速度が低下し、本来の目的である走行性の安定等の向上を図ることが難しくなる。
When the steering actuator is mounted at a position adjacent to the inboard side surface of the hub bearing so as to extend inward in the vehicle width direction, the following problems arise.
If the steering actuator protrudes greatly inward in the vehicle width direction of the vehicle, it may interfere with the wheel house or suspension system around the steering actuator. degree of freedom is greatly impaired. On the other hand, if the components of the steering actuator such as the motor are miniaturized, the steering force and response speed will decrease, making it difficult to achieve the original purpose of improving the stability of the running performance.

本発明の目的は、操舵用アクチュエータの性能を落とすことなく小型化を図り、車両への搭載性および周辺設計の自由度を向上させることができる操舵機能付ハブユニット、操舵システムおよび車両を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a hub unit with a steering function, a steering system, and a vehicle, which are capable of reducing the size of the steering actuator without deteriorating its performance, and improving the mountability on the vehicle and the degree of freedom in peripheral design. That is.

本発明の操舵機能付ハブユニットは、車輪を回転支持するハブベアリングを有するハブユニット本体、懸架装置の足回りフレーム部品に設けられ前記ハブユニット本体を上下方向に延びる転舵軸心回りに回転自在に支持するユニット支持部材、および前記ハブユニット本体を前記転舵軸心回りに回転駆動させる操舵用アクチュエータを備え、
前記操舵用アクチュエータは、モータと、このモータの回転を減速する減速機と、この減速機の回転出力を直進運動に変換する直動機構とを有する操舵機能付ハブユニットであって、
前記直動機構は、回転自在なナット部および進退可能なねじ軸を含む送りねじ機構と、前記ナット部を回転支持する回転支持部とを有し、前記減速機は、前記回転支持部よりも車両の車幅方向外側に配置されている。
A hub unit with a steering function according to the present invention comprises a hub unit body having a hub bearing for rotationally supporting a wheel; and a steering actuator for rotationally driving the hub unit main body around the turning axis,
The steering actuator is a hub unit with a steering function that includes a motor, a speed reducer that reduces rotation of the motor, and a linear motion mechanism that converts the rotational output of the speed reducer into linear motion,
The linear motion mechanism has a feed screw mechanism including a rotatable nut portion and a retractable screw shaft, and a rotation support portion that supports the rotation of the nut portion. It is arranged on the outside in the vehicle width direction of the vehicle.

この構成によると、ナット部を回転支持する回転支持部よりも車両の車幅方向外側に減速機が配置されているため、モータをより車両の車幅方向外側へ配置することができる。これにより、モータを含む操舵用アクチュエータの性能を落とすことなく、モータの車両の車幅方向内側への張り出しを最小限に抑えることができる。したがって、操舵用アクチュエータの小型化を図り、操舵機能付ハブユニットの車両への搭載性および周辺設計の自由度を向上させることができる。 According to this configuration, since the speed reducer is arranged outside in the vehicle width direction of the vehicle relative to the rotation support portion that rotationally supports the nut portion, the motor can be arranged further outside the vehicle in the vehicle width direction. As a result, it is possible to minimize the protrusion of the motor inward in the vehicle width direction without degrading the performance of the steering actuator including the motor. Therefore, it is possible to reduce the size of the steering actuator, and improve the mountability of the hub unit with steering function on the vehicle and the degree of freedom in peripheral design.

前記減速機は、前記モータおよび前記ナット部にそれぞれ設けられたプーリと、これらプーリに掛け渡されたベルトとを有する平行軸式の減速機であってもよい。この場合、歯車列を有する減速機よりも、静音性に優れ、作動抵抗も低減することができる。 The speed reducer may be a parallel shaft type speed reducer having pulleys provided on the motor and the nut portion, respectively, and a belt stretched around these pulleys. In this case, the speed reducer having a gear train is superior in quietness and can also reduce operating resistance.

前記減速機は、歯車列を含む平行軸式の減速機であり、前記ナット部の外周に、前記歯車列におけるドリブンギヤが設けられていてもよい。この場合、プーリおよびベルトを有する減速機よりも、メンテナンス性に優れ、耐久性の向上を図れる。 The speed reducer may be a parallel shaft type speed reducer including a gear train, and a driven gear in the gear train may be provided on the outer circumference of the nut portion. In this case, compared to a speed reducer having pulleys and belts, maintenance is superior and durability can be improved.

前記直動機構は、台形ねじの滑りねじ式の前記送りねじ機構を備えてもよい。この場合、タイヤからの逆入力の防止効果を高めることができる。 The linear motion mechanism may include the feed screw mechanism of a trapezoidal sliding screw type. In this case, the effect of preventing reverse input from the tires can be enhanced.

前記直動機構は、前記送りねじ機構および前記回転支持部を覆うカバーであるアクチュエータケースを備えてもよい。この場合、アクチュエータケースにより送りねじ機構および回転支持部に異物等が侵入することを防止できると共に、送りねじ機構および回転支持部に潤滑剤を保持することができる。 The linear motion mechanism may include an actuator case that is a cover that covers the feed screw mechanism and the rotation support. In this case, the actuator case can prevent foreign matter from entering the feed screw mechanism and the rotation support, and can retain lubricant in the feed screw mechanism and the rotation support.

前記回転支持部は、背面合わせされた一対の円すいころ軸受であってもよい。このように一対の円すいころ軸受を背面合わせに配置することで、正面合わせの場合よりも作用点間の距離が拡がり、アキシアル荷重に対する剛性に加えて、モーメント荷重に対する剛性を向上させることができる。例えば、操舵角度が増大すると、ハブユニット本体から直動機構に加わる荷重が、直動機構の直進方向に対して斜めにずれる。このため、モーメント荷重に対する剛性が高いと、路面から外力が作用した際の操舵角度を正確に保つうえで有利である。 The rotation support may be a pair of back-to-back tapered roller bearings. By arranging a pair of tapered roller bearings back-to-back in this way, the distance between the points of application is increased compared to the case of face-to-face alignment, and in addition to the rigidity against axial load, the rigidity against moment load can be improved. For example, when the steering angle increases, the load applied from the hub unit main body to the linear motion mechanism shifts obliquely with respect to the linear movement direction of the linear motion mechanism. Therefore, if the rigidity against moment load is high, it is advantageous in maintaining an accurate steering angle when an external force acts from the road surface.

前記回転支持部は、背面合わせされた一対のアンギュラ玉軸受であってもよい。操舵の負荷が小さい小型車両では、操舵用アクチュエータの推進力も比較的小さいため、回転支持部として一対のアンギュラ玉軸受を採用し得る。本発明によるナット部を回転支持する回転支持部に対し車幅方向外側に減速機を配置する構成を採用することで、モータの車幅方向内側への張り出しを抑えることができ、よりスペースの無い小型車に操舵機能付ハブユニットを容易に搭載することができる。また一対のアンギュラ玉軸受を背面合わせに配置することで、作用点間の距離が拡がり、アキシアル荷重に対する剛性に加えて、モーメント荷重に対する剛性を向上させることができる。 The rotation support may be a pair of back-to-back angular contact ball bearings. In a small vehicle with a small steering load, the driving force of the steering actuator is relatively small, so a pair of angular contact ball bearings can be employed as the rotation support. By adopting a configuration in which the speed reducer is arranged outside in the vehicle width direction with respect to the rotation support portion that rotationally supports the nut portion according to the present invention, it is possible to suppress the motor from projecting inward in the vehicle width direction, thereby saving space. A hub unit with a steering function can be easily installed in a compact car. Also, by arranging the pair of angular contact ball bearings back to back, the distance between the points of application is increased, and in addition to the rigidity against axial load, the rigidity against moment load can be improved.

前記回転支持部は、複列円すいころ軸受であってもよい。この場合、回転支持部の軸方向のスペースをよりコンパクトにできるうえに、軸受単体の精度管理により予圧調整が可能となることから、組立性の向上が期待できる。 The rotation support portion may be a double-row tapered roller bearing. In this case, the space in the axial direction of the rotation support portion can be made more compact, and preload adjustment becomes possible through precision control of the bearing itself, so improvement in assembly efficiency can be expected.

前記直動機構は、前記回転支持部に予圧を付与する予圧付与手段を備えてもよい。この場合、直動機構のがたつきを削減できると共にアキシアル荷重に対する剛性を確保することができる。 The linear motion mechanism may include preload applying means for applying a preload to the rotation support portion. In this case, rattling of the linear motion mechanism can be reduced and rigidity against axial load can be ensured.

本発明の操舵システムは、本発明の上記いずれかの構成の操舵機能付ハブユニットと、この操舵機能付ハブユニットの操舵用アクチュエータを制御する制御装置とを備えた操舵システムであって、前記制御装置は、与えられた操舵角指令信号に応じた電流指令信号を出力する操舵制御部と、この操舵制御部から入力された電流指令信号に応じた電流を出力して前記操舵用アクチュエータを駆動制御するアクチュエータ駆動制御部とを有する。 A steering system according to the present invention includes a hub unit with a steering function having any one of the above-described configurations of the present invention, and a control device for controlling a steering actuator of the hub unit with a steering function, the steering system comprising: The device includes a steering control section that outputs a current command signal corresponding to a given steering angle command signal, and a current corresponding to the current command signal input from the steering control section to drive and control the steering actuator. and an actuator drive control unit.

この構成によると、操舵制御部は、与えられた操舵角指令信号に応じた電流指令信号を出力する。アクチュエータ駆動制御部は、操舵制御部から入力された電流指令信号に応じた電流を出力して操舵用アクチュエータを駆動制御する。したがって、運転者のハンドル操作による操舵に付加して車輪角度を任意に変更することができる。 According to this configuration, the steering control section outputs a current command signal corresponding to the given steering angle command signal. The actuator drive control section outputs a current corresponding to the current command signal input from the steering control section to drive and control the steering actuator. Therefore, the wheel angle can be arbitrarily changed in addition to the steering by the steering wheel operation of the driver.

本発明の車両は、本発明の上記いずれかの構成の操舵機能付ハブユニットを用いて前輪および後輪のいずれか一方または両方が支持される。このため、本発明の操舵機能付ハブユニットにつき前述した各効果が得られる。前輪は一般的に操舵輪とされるが、操舵輪に、本発明の操舵機能付ハブユニットを適用した場合は、走行中におけるトー角調整に効果的である。後輪は一般的に非操舵輪とされるが、非操舵輪に適用した場合は、非操舵輪の若干の操舵によって低速走行時における最小回転半径の低減および高速走行時における車両安定性の向上を図ることができる。 In the vehicle of the present invention, one or both of the front wheels and the rear wheels are supported using the hub unit with a steering function having any of the above configurations of the present invention. Therefore, the above-described effects of the hub unit with steering function of the present invention can be obtained. The front wheels are generally steered wheels, and if the hub unit with steering function of the present invention is applied to the steered wheels, it is effective in adjusting the toe angle during running. Rear wheels are generally non-steered wheels, but when applied to non-steered wheels, the minimum turning radius is reduced at low speeds and vehicle stability is improved at high speeds by slightly steering the non-steered wheels. can be achieved.

本発明の操舵機能付ハブユニットは、車輪を回転支持するハブベアリングを有するハブユニット本体、懸架装置の足回りフレーム部品に設けられ前記ハブユニット本体を上下方向に延びる転舵軸心回りに回転自在に支持するユニット支持部材、および前記ハブユニット本体を前記転舵軸心回りに回転駆動させる操舵用アクチュエータを備え、前記操舵用アクチュエータは、モータと、このモータの回転を減速する減速機と、この減速機の回転出力を直進運動に変換する直動機構とを有する操舵機能付ハブユニットであって、前記直動機構は、回転自在なナット部および進退可能なねじ軸を含む送りねじ機構と、前記ナット部を回転支持する回転支持部とを有し、前記減速機は、前記回転支持部よりも車両の車幅方向外側に配置されている。このため、操舵用アクチュエータの性能を落とすことなく小型化を図り、車両への搭載性および周辺設計の自由度を向上させることができる。 A hub unit with a steering function according to the present invention comprises a hub unit body having a hub bearing for rotationally supporting a wheel; and a steering actuator for rotationally driving the hub unit main body around the steering axis, the steering actuator comprising a motor, a speed reducer for reducing rotation of the motor, and a speed reducer for reducing rotation of the motor. A hub unit with a steering function and a linear motion mechanism for converting a rotational output of a speed reducer into linear motion, wherein the linear motion mechanism comprises a feed screw mechanism including a rotatable nut portion and a retractable screw shaft; and a rotation support portion that rotationally supports the nut portion, and the speed reducer is arranged outside the rotation support portion in the vehicle width direction of the vehicle. Therefore, it is possible to reduce the size of the steering actuator without degrading its performance, and to improve the mountability on the vehicle and the degree of freedom in peripheral design.

本発明の操舵システムは、本発明の上記いずれかの構成の操舵機能付ハブユニットと、この操舵機能付ハブユニットの操舵用アクチュエータを制御する制御装置とを備えた操舵システムであって、前記制御装置は、与えられた操舵角指令信号に応じた電流指令信号を出力する操舵制御部と、この操舵制御部から入力された電流指令信号に応じた電流を出力して前記操舵用アクチュエータを駆動制御するアクチュエータ駆動制御部とを有する。このため、操舵用アクチュエータの性能を落とすことなく小型化を図り、車両への搭載性および周辺設計の自由度を向上させることができる。 A steering system according to the present invention includes a hub unit with a steering function having any one of the above-described configurations of the present invention, and a control device for controlling a steering actuator of the hub unit with a steering function, the steering system comprising: The device includes a steering control section that outputs a current command signal corresponding to a given steering angle command signal, and a current corresponding to the current command signal input from the steering control section to drive and control the steering actuator. and an actuator drive control unit. Therefore, it is possible to reduce the size of the steering actuator without degrading its performance, and to improve the mountability on the vehicle and the degree of freedom in peripheral design.

本発明の車両は、本発明の上記いずれかの構成の操舵機能付ハブユニットを用いて前輪および後輪のいずれか一方または両方が支持される。このため、操舵用アクチュエータの性能を落とすことなく小型化を図り、車両への搭載性および周辺設計の自由度を向上させることができる。 In the vehicle of the present invention, one or both of the front wheels and the rear wheels are supported using the hub unit with a steering function having any of the above configurations of the present invention. Therefore, it is possible to reduce the size of the steering actuator without degrading its performance, and to improve the mountability on the vehicle and the degree of freedom in peripheral design.

本発明の第1の実施形態に係る操舵機能付ハブユニットの外観を示す斜視図である。1 is a perspective view showing the appearance of a hub unit with a steering function according to a first embodiment of the invention; FIG. 同操舵機能付ハブユニットおよびその周辺の構成を示す水平断面図である。FIG. 3 is a horizontal cross-sectional view showing the structure of the hub unit with steering function and its surroundings; 同操舵機能付ハブユニットの側面図である。It is a side view of the hub unit with a steering function. 同操舵機能付ハブユニットの平面図である。It is a top view of the same hub unit with a steering function. 図3のV-V線断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line V-V of FIG. 3; 同操舵機能付ハブユニットの操舵用アクチュエータの内部構造を詳細に示す拡大断面図である。FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view showing in detail the internal structure of a steering actuator of the hub unit with a steering function; 本発明の他の実施形態に係る操舵機能付ハブユニットの操舵用アクチュエータの内部構造を詳細に示す拡大断面図である。FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view showing in detail the internal structure of a steering actuator of a hub unit with a steering function according to another embodiment of the present invention; 本発明のさらに他の実施形態に係る操舵機能付ハブユニットの操舵用アクチュエータの内部構造を詳細に示す部分拡大断面図である。FIG. 11 is a partially enlarged cross-sectional view showing in detail the internal structure of a steering actuator of a hub unit with a steering function according to still another embodiment of the present invention; 本発明のさらに他の実施形態に係る操舵機能付ハブユニットの操舵用アクチュエータの内部構造を詳細に示す部分拡大断面図である。FIG. 11 is a partially enlarged cross-sectional view showing in detail the internal structure of a steering actuator of a hub unit with a steering function according to still another embodiment of the present invention; 本発明のいずれかの実施形態の操舵機能付ハブユニットを備えた車両の模式平面図である。1 is a schematic plan view of a vehicle provided with a hub unit with steering function according to any one of the embodiments of the present invention; FIG. 本発明のいずれかの実施形態の操舵機能付ハブユニットを備えた車両の他の例の模式平面図である。FIG. 4 is a schematic plan view of another example of a vehicle provided with a hub unit with steering function according to any one of the embodiments of the present invention; 本発明のいずれかの実施形態の操舵機能付ハブユニットを備えた車両のその他の例の模式平面図である。FIG. 5 is a schematic plan view of another example of a vehicle provided with a hub unit with steering function according to any one of the embodiments of the present invention; 従来例の操舵機能付ハブユニットおよびその周辺の構成を示す水平断面図である。FIG. 10 is a horizontal cross-sectional view showing a configuration of a conventional hub unit with a steering function and its surroundings; 同操舵機能付ハブユニットの操舵用アクチュエータの内部構造を詳細に示す拡大断面図である。FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view showing in detail the internal structure of a steering actuator of the hub unit with a steering function;

[第1の実施形態]
本発明の実施形態に係る操舵機能付ハブユニットを図1ないし図6および図10と共に説明する。
図1に示すように、この操舵機能付ハブユニット1は、ハブユニット本体2と、ユニット支持部材3と、操舵用アクチュエータ5とを備える。図10に示すように、本実施形態では、操舵機能付ハブユニット1は、トーションビーム式の懸架装置12Rで支持される左右の後輪9R,9Rを各輪独立して操舵する機能を有し、前輪操舵付きの車両10の後輪9R,9Rに適用される。懸架装置は、トーションビーム式のサスペンションに限定されるものではなく、マルチリンク式サスペンション等他のサスペンションを適用可能である。
[First embodiment]
A hub unit with a steering function according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 6 and 10. FIG.
As shown in FIG. 1, the hub unit 1 with steering function includes a hub unit body 2, a unit support member 3, and a steering actuator 5. As shown in FIG. As shown in FIG. 10, in this embodiment, the hub unit 1 with a steering function has a function of independently steering the left and right rear wheels 9R, 9R supported by a torsion beam suspension system 12R. It is applied to the rear wheels 9R, 9R of the vehicle 10 with front wheel steering. The suspension system is not limited to a torsion beam type suspension, and other suspensions such as a multi-link type suspension can be applied.

操舵機能付ハブユニット1は、ハンドル11aの操作等による左右の前輪9F,9Fの操舵と共に、左右の後輪9R,9Rを微小な角度(約±5deg)独立して操舵可能である。但し、操舵機能付ハブユニット1において、車両制御の要求によっては、前記微小な角度に限らず例えば10°~20°等の比較的大きな角度を左右輪個別に採ることもある。 The hub unit 1 with a steering function can steer the left and right front wheels 9F, 9F by operating the steering wheel 11a, etc., and can independently steer the left and right rear wheels 9R, 9R by a minute angle (approximately ±5 degrees). However, in the steering function-equipped hub unit 1, depending on vehicle control requirements, not only the small angle but also a relatively large angle such as 10° to 20° may be adopted for each of the left and right wheels.

図1および図10に示すように、懸架装置12Rの左右両側部には、ユニット支持部材3がそれぞれ取り付けられている。図2に示すように、ユニット支持部材3は、例えば、平板状の部材から成る。ユニット支持部材3のインボード側に、操舵用アクチュエータ5が設けられ、ユニット支持部材3のアウトボード側に、ハブユニット本体2が設けられる。操舵機能付ハブユニット1を車両に搭載した状態で、車両の車幅方向外側をアウトボード側といい、車両の車幅方向中央側をインボード側という。なお、操舵機能付ハブユニット1を単に、ハブユニット1と言う場合がある。 As shown in FIGS. 1 and 10, unit support members 3 are attached to the left and right sides of the suspension device 12R. As shown in FIG. 2, the unit support member 3 is made of, for example, a plate-like member. A steering actuator 5 is provided on the inboard side of the unit support member 3 , and a hub unit main body 2 is provided on the outboard side of the unit support member 3 . When the hub unit 1 with steering function is mounted on the vehicle, the vehicle width direction outer side of the vehicle is called the outboard side, and the vehicle width direction central side of the vehicle is called the inboard side. Note that the hub unit 1 with a steering function may be simply referred to as the hub unit 1 in some cases.

ハブユニット本体2と操舵用アクチュエータ5とはジョイント部8により連結されている。通常、このジョイント部8は、防水、防塵のために図示外のブーツが取り付けられている。 The hub unit main body 2 and the steering actuator 5 are connected by a joint portion 8 . Normally, this joint portion 8 is attached with a boot (not shown) for waterproofing and dustproofing.

図1および図5に示すように、ハブユニット本体2は、車輪の回転軸心Oに直交し且つ上下方向に延びる転舵軸心A回りに回転自在なように、上下二箇所で回転支持部材4,4を介してユニット支持部材3に支持されている。図2に示すように、車輪9は、ホイール9aとタイヤ9bとを備える。 As shown in FIGS. 1 and 5, the hub unit main body 2 is provided with rotation support members at two upper and lower positions so as to be rotatable about a steering axis A extending vertically and perpendicular to the rotation axis O of the wheel. It is supported by the unit support member 3 via 4,4. As shown in FIG. 2, the wheel 9 includes a wheel 9a and a tire 9b.

<ハブユニット本体2について>
図2および図5に示すように、ハブユニット本体2は、車輪9を回転支持するハブベアリング15と、上下の転舵軸部16b,16bと、操舵力受け部であるアーム部17とを備える。ハブベアリング15は、内輪18と、外輪19と、これら内外輪18,19間に介在したボール等の転動体20と、転動体20を保持する保持器とを有し、車体側の部材と車輪9とを繋ぎ、車輪9を滑らかに回転させる。
<Regarding the hub unit body 2>
As shown in FIGS. 2 and 5, the hub unit main body 2 includes a hub bearing 15 that rotationally supports the wheel 9, upper and lower turning shafts 16b, 16b, and an arm portion 17 as a steering force receiving portion. . The hub bearing 15 has an inner ring 18, an outer ring 19, rolling elements 20 such as balls interposed between the inner and outer rings 18 and 19, and a retainer for holding the rolling elements 20. 9 and rotate the wheel 9 smoothly.

このハブベアリング15は、外輪19が固定輪、内輪18が回転輪となり、転動体20が複列とされたアンギュラ玉軸受とされている。内輪18は、ハブフランジ18aaを有しアウトボード側の軌道面を構成するハブ輪部18aと、インボード側の軌道面を構成する内輪部18bとを有する。ハブフランジ18aaに、車輪9のホイール9aがブレーキロータ21aと重なり状態でボルト固定されている。内輪18は、回転軸心O回りに回転する。 The hub bearing 15 is an angular contact ball bearing in which the outer ring 19 is a fixed ring, the inner ring 18 is a rotating ring, and the rolling elements 20 are arranged in double rows. The inner ring 18 has a hub ring portion 18a having a hub flange 18aa and forming an outboard side raceway surface, and an inner ring portion 18b forming an inboard side raceway surface. A wheel 9a of the wheel 9 is bolted to the hub flange 18aa so as to overlap the brake rotor 21a. The inner ring 18 rotates around the rotation axis O.

上下の転舵軸部16b,16bは、外輪19の外周から上下に突出して設けられたトラニオン軸状である。この例では、上下の転舵軸部16b,16bは、外輪19に一体に形成されている。前記「一体に形成されている」とは、各転舵軸部16bと外輪19とが、複数の要素を結合したものではなく単一の材料から例えば鍛造、機械加工等により単独の物の一部として成形されたことを意味する。
なお外輪19の外周面に嵌合された円環部を備え、この円環部の外周から上下に突出して設けられたトラニオン軸状の転舵軸部16b,16bであってもよい。
The upper and lower steered shaft portions 16 b , 16 b are trunnion shaft-shaped and protrude vertically from the outer circumference of the outer ring 19 . In this example, the upper and lower turning shaft portions 16b, 16b are formed integrally with the outer ring 19. As shown in FIG. The above-mentioned "integrally formed" means that each steering shaft portion 16b and the outer ring 19 are not formed by combining a plurality of elements, but are made of a single material by, for example, forging or machining. It means molded as a part.
Alternatively, the steering shaft portions 16b, 16b may be trunnion shaft-shaped steerable shaft portions 16b, 16b provided with an annular portion fitted to the outer peripheral surface of the outer ring 19 and protruding vertically from the outer periphery of the annular portion.

図2および図3に示すように、ブレーキ21は、ブレーキロータ21aと、図示外のブレーキキャリパとを有する。前記ブレーキキャリパは上下二箇所のブレーキキャリパ取付部22に取付けられる。上下二箇所のブレーキキャリパ取付部22は、外輪19の外周面におけるインボード側端部からアーム状に突出して設けられている。よってハブベアリング15とブレーキキャリパ取付部22は、一体に操舵する。 As shown in FIGS. 2 and 3, the brake 21 has a brake rotor 21a and a brake caliper (not shown). The brake caliper is attached to two upper and lower brake caliper attachment portions 22 . The upper and lower brake caliper mounting portions 22 are provided so as to protrude in the form of arms from the inboard side end portion of the outer peripheral surface of the outer ring 19 . Therefore, the hub bearing 15 and the brake caliper mounting portion 22 are steered together.

<回転支持部材等>
図4および図5に示すように、各回転支持部材4は転がり軸受であり、この例では、転がり軸受として、円すいころ軸受が適用されている。転がり軸受は、転舵軸部16bの外周に嵌合された内輪4aと、保持部材Bhに嵌合された外輪4bと、内外輪4a,4b間に介在する複数の転動体4cとを有する。
<Rotating support member, etc.>
As shown in FIGS. 4 and 5, each rotation support member 4 is a rolling bearing, and in this example, a tapered roller bearing is used as the rolling bearing. The rolling bearing has an inner ring 4a fitted to the outer circumference of the steering shaft portion 16b, an outer ring 4b fitted to the holding member Bh, and a plurality of rolling elements 4c interposed between the inner and outer rings 4a and 4b.

上下の転舵軸部16b,16bは、それぞれユニット支持部材3に設けられた上下の保持部材Bh,Bhの軸受嵌合凹部13,13にそれぞれ嵌合する上下一対の前記回転支持部材4,4を介して、ユニット支持部材3に支持されている。各保持部材Bhは、外輪4bの外周面が嵌合される略円筒形状の保持部材本体部Bbを有する。
図1および図4に示すように、上下の保持部材Bh,Bhには、上下の保持部材本体部Bb,Bb同士を互いに連結する一対のビームBm,Bmが設けられている。各ビームBmはそれぞれ上下方向に延び、長手方向上端部が上側の保持部材本体部Bbのねじ部にボルト33で締結され、長手方向下端部が下側の保持部材本体部Bbのねじ部にボルト33で締結される。これにより転舵軸部16b(図5)の剛性をより高め得る。
図4および図5に示すように、各回転支持部材4は車輪9のホイール9a(図2)内に位置する。この例では、各回転支持部材4が、ホイール9a(図2)内でこのホイール9a(図2)内の幅方向中間付近に配置される。
The upper and lower steered shaft portions 16b, 16b are fitted into the pair of upper and lower rotation support members 4, 4 respectively fitted in the bearing fitting recesses 13, 13 of the upper and lower holding members Bh, Bh provided in the unit support member 3, respectively. It is supported by the unit support member 3 via the . Each holding member Bh has a substantially cylindrical holding member body portion Bb into which the outer peripheral surface of the outer ring 4b is fitted.
As shown in FIGS. 1 and 4, the upper and lower holding members Bh, Bh are provided with a pair of beams Bm, Bm for connecting the upper and lower holding member main bodies Bb, Bb to each other. Each beam Bm extends in the vertical direction, its longitudinal upper end is fastened with a bolt 33 to the threaded portion of the upper holding member body Bb, and its longitudinal lower end is bolted to the threaded portion of the lower holding member body Bb. 33. Thereby, the rigidity of the steered shaft portion 16b (FIG. 5) can be further increased.
As shown in FIGS. 4 and 5, each rotary support member 4 is located within a wheel 9a of wheels 9 (FIG. 2). In this example, each rotary support member 4 is arranged within the wheel 9a (FIG. 2) in the vicinity of the widthwise middle of the wheel 9a (FIG. 2).

各転舵軸部16bには、転舵軸心Aに沿って延びる雌ねじ部がそれぞれ形成され、この雌ねじ部に螺合するボルト23が設けられている。ボルト23は、フランジ23a付きのボルト23であって、内輪4aの端面にフランジ23aを当接させた状態で前記雌ねじ部に螺合することで内輪4aの端面に押圧力を付与し得る。これにより各回転支持部材4にそれぞれ予圧を与えることで各回転支持部材4の剛性を高め得る。車両の重量がこのハブユニット1に作用した場合でも初期予圧が抜けないように設定される。 Each steered shaft portion 16b is formed with a female thread extending along the steered axis A, and a bolt 23 screwed into the female thread is provided. The bolt 23 is a bolt 23 with a flange 23a, and can apply a pressing force to the end face of the inner ring 4a by screwing it into the internal thread portion while the flange 23a is in contact with the end face of the inner ring 4a. Thus, by applying a preload to each rotation support member 4, the rigidity of each rotation support member 4 can be increased. Even when the weight of the vehicle acts on the hub unit 1, the initial preload is set so as not to be lost.

回転支持部材4は、円すいころ軸受に限るものではなく、最大負荷等の使用条件によってはアンギュラ玉軸受、球面滑り軸受等の他の形式の軸受を用いることも可能である。その場合も、上記と同様に予圧を与えることができる。なお、フランジ無しのボルトの頭部と内輪4aの端面との間に円板状の押圧部材(図示せず)を介在させ、前記雌ねじ部に螺合するボルトにより、内輪4aの端面に押圧力を付与することで、各回転支持部材4にそれぞれ予圧を与えてもよい。 The rotary support member 4 is not limited to a tapered roller bearing, and other types of bearings such as an angular contact ball bearing and a spherical slide bearing can be used depending on usage conditions such as maximum load. Also in that case, preload can be applied in the same manner as described above. A disc-shaped pressing member (not shown) is interposed between the head of the bolt without a flange and the end face of the inner ring 4a, and the bolt screwed into the female thread portion exerts a pressing force on the end face of the inner ring 4a. Preload may be applied to each rotation support member 4 by applying .

<操舵用アクチュエータ5>
図2に示すように、操舵用アクチュエータ5は、ハブユニット本体2を転舵軸心A回りに回転駆動させる機能を有する。操舵用アクチュエータ5は、モータ26と、モータ26の回転を減速する減速機27と、この減速機27の正逆の回転出力を出力ロッド25aの往復直線動作に変換する直動機構25とを備える。モータ26は、例えば永久磁石型同期モータとされるが、直流モータであっても、誘導モータであってもよい。
<Steering actuator 5>
As shown in FIG. 2, the steering actuator 5 has a function of rotationally driving the hub unit body 2 around the turning axis A. As shown in FIG. The steering actuator 5 includes a motor 26, a speed reducer 27 that reduces the rotation of the motor 26, and a linear motion mechanism 25 that converts the forward and reverse rotational output of the speed reducer 27 into reciprocating linear motion of an output rod 25a. . The motor 26 is, for example, a permanent magnet type synchronous motor, but may be a DC motor or an induction motor.

<減速機27>
減速機27は、ベルト伝達機構等の巻き掛け式伝達機構または歯車列等を用いることができ、図2および図6の例ではベルト伝達機構が用いられている。減速機27は、ドライブプーリ27a,ドリブンプーリ27bと、これらプーリ27a,27bに掛け渡されたベルト27cとを有する平行軸式の減速機である。モータ26のモータ軸にドライブプーリ27aが結合され、直動機構25のナット部(後述する)25cにドリブンプーリ27bが設けられている。このドリブンプーリ27bは、前記モータ軸に平行に配置されている。
<Reducer 27>
The speed reducer 27 can use a winding type transmission mechanism such as a belt transmission mechanism, a gear train, or the like, and the belt transmission mechanism is used in the examples of FIGS. 2 and 6 . The speed reducer 27 is a parallel shaft type speed reducer having a drive pulley 27a, a driven pulley 27b, and a belt 27c stretched over these pulleys 27a and 27b. A drive pulley 27a is coupled to the motor shaft of the motor 26, and a driven pulley 27b is provided to a nut portion (to be described later) 25c of the linear motion mechanism 25. As shown in FIG. The driven pulley 27b is arranged parallel to the motor shaft.

減速機27は、後述する回転支持部28よりも車両の車幅方向外側に配置されている。モータ26の駆動力は、ドライブプーリ27aからベルト27cを介してドリブンプーリ27bに伝達される。前記ドライブプーリ27a,ドリブンプーリ27bとベルト27cとで、巻き掛け式の減速機27が構成される。 The speed reducer 27 is arranged outside in the vehicle width direction of the rotation support portion 28 described later. The driving force of the motor 26 is transmitted from the drive pulley 27a to the driven pulley 27b via the belt 27c. The drive pulley 27a, the driven pulley 27b, and the belt 27c constitute a winding-type speed reducer 27. As shown in FIG.

<直動機構25>
図6(a)は操舵用アクチュエータ5の内部構造を詳細に示す拡大断面図、図6(b)は図6(a)のVI(b)部の部分拡大断面図である。
図6(a),(b)に示すように、直動機構25は、滑りねじ等の送りねじ機構、またはラック・ピニオン機構等を用いることができ、この例では台形ねじ38aの滑りねじ式の送りねじ機構38が用いられている。この直動機構25は、送りねじ機構38、回転支持部28、回転固定部材43、予圧付与手段45およびこれらの構成部品を覆うカバーであるアクチュエータケース46を備える。
<Linear motion mechanism 25>
FIG. 6(a) is an enlarged cross-sectional view showing the details of the internal structure of the steering actuator 5, and FIG. 6(b) is a partially enlarged cross-sectional view of the VI(b) portion of FIG. 6(a).
As shown in FIGS. 6A and 6B, the linear motion mechanism 25 may be a feed screw mechanism such as a slide screw, or a rack and pinion mechanism. feed screw mechanism 38 is used. The linear motion mechanism 25 includes a feed screw mechanism 38, a rotation support portion 28, a rotation fixing member 43, a preload applying means 45, and an actuator case 46 which is a cover covering these components.

送りねじ機構38は、ドリブンプーリ27bが締結されたナット部25cと、このナット部25cの内周に螺合状態に配置されたねじ軸25Aと、すべり軸受47とを有する。滑りねじ内部には、潤滑剤であるグリースが封入されている。ナット部25cおよびねじ軸25Aは、前記台形ねじ38aを構成するねじ溝およびねじ山を有するため、タイヤ9b(図2)からの逆入力の防止効果を高め得る。ナット部25cの軸方向一端には、ねじ軸25Aの出力ロッド25aが摺動可能に貫通する前記すべり軸受47が設けられている。すべり軸受47は、ねじ軸25Aの軸方向の移動を案内すると共に、タイヤ側からの外力がねじ軸25Aに入力された場合に、前記滑りねじにラジアル方向およびモーメント方向の力が負荷されることを防止する。 The feed screw mechanism 38 has a nut portion 25c to which a driven pulley 27b is fastened, a threaded shaft 25A threadedly arranged on the inner periphery of the nut portion 25c, and a sliding bearing 47. As shown in FIG. Grease, which is a lubricant, is sealed inside the slide screw. Since the nut portion 25c and the screw shaft 25A have the screw grooves and screw threads that constitute the trapezoidal screw 38a, the effect of preventing reverse input from the tire 9b (FIG. 2) can be enhanced. One end of the nut portion 25c in the axial direction is provided with the slide bearing 47 through which the output rod 25a of the screw shaft 25A slidably penetrates. The sliding bearing 47 guides the movement of the screw shaft 25A in the axial direction, and when an external force from the tire side is input to the screw shaft 25A, forces are applied to the sliding screw in the radial and moment directions. to prevent

ナット部25cの外周には、アウトボード側からインボード側に向けて順次、小径部、大径部、中径部および雄ねじ部が形成されている。前記小径部に段差部を介して大径部が繋がり、この大径部のインボート側に段差部を介して中径部が繋がっている。ナット部25cの小径部と、この小径部の径方向外方に対向するアクチュエータケース46の内周面との間には、外部からアクチュエータケース46内に異物、水等が浸入することを防止する環状のシール部材48が設けられている。 A small-diameter portion, a large-diameter portion, a medium-diameter portion, and a male screw portion are formed in order from the outboard side to the inboard side on the outer periphery of the nut portion 25c. A large-diameter portion is connected to the small-diameter portion via a stepped portion, and a medium-diameter portion is connected to the inboard side of the large-diameter portion via a stepped portion. A space between the small-diameter portion of the nut portion 25c and the inner peripheral surface of the actuator case 46, which faces the small-diameter portion radially outward, prevents foreign matter, water, etc. from entering the actuator case 46 from the outside. An annular seal member 48 is provided.

ナット部25cの大径部にドリブンプーリ27bが例えば嵌合により固定され、ナット部25cの中径部に、ナット部25cを回転支持する回転支持部28が嵌合固定されている。回転支持部28は、ドリブンプーリ27bを含む減速機27に対し、インボード側に配置されている。換言すれば、減速機27は、回転支持部28よりも車両の車幅方向外側に配置されている。回転支持部28として、この例では、一対の円すいころ軸受28a,28aが背面合わせで組み合わされている。なおナット部25cの大径部に、図示外のキーを介してドリブンプーリ27bの内周面を固定してもよい。ナット部25cの雄ねじ部には、ナット49が螺合されている。 The driven pulley 27b is fixed to the large diameter portion of the nut portion 25c by fitting, for example, and the rotation support portion 28 that rotationally supports the nut portion 25c is fitted and fixed to the intermediate diameter portion of the nut portion 25c. The rotation support portion 28 is arranged on the inboard side with respect to the speed reducer 27 including the driven pulley 27b. In other words, the speed reducer 27 is arranged outside the rotation support portion 28 in the vehicle width direction of the vehicle. As the rotation support portion 28, in this example, a pair of tapered roller bearings 28a, 28a are combined back to back. The inner peripheral surface of the driven pulley 27b may be fixed to the large diameter portion of the nut portion 25c via a key (not shown). A nut 49 is screwed onto the male threaded portion of the nut portion 25c.

各円すいころ軸受28aは、固定輪である外輪と、回転輪である内輪と、内外輪間に介在する複数の転動体と、これら転動体を保持する保持器とを有する。ナット部25cの中径部に前記各内輪が嵌合固定されると共に、前記中径部における、内輪間に、間座50が配置されている。アクチュエータケース46に、前記各外輪が嵌合固定されている。予圧付与手段45は、前記内輪間に配置される間座50と、前記雄ねじ部に螺合されるナット49とを備え、回転支持部28に予圧を付与する。間座50の厚みつまり軸方向寸法を調整することで適正な予圧が掛けられる。アウトボード側の前記内輪におけるアウトボード側端面がナット部25cの段差部に当接され、インボード側の内輪におけるインボード側端面がナット49に当接された状態でこのナット49が前記雄ねじ部に締め込まれることで回転支持部28に予圧が付与される。 Each tapered roller bearing 28a has an outer ring that is a fixed ring, an inner ring that is a rotating ring, a plurality of rolling elements interposed between the inner and outer rings, and a retainer that holds these rolling elements. Each of the inner rings is fitted and fixed to the middle diameter portion of the nut portion 25c, and a spacer 50 is arranged between the inner rings in the middle diameter portion. Each of the outer rings is fitted and fixed to the actuator case 46 . The preload applying means 45 includes a spacer 50 arranged between the inner rings and a nut 49 screwed onto the male screw portion, and applies preload to the rotation support portion 28 . Appropriate preload can be applied by adjusting the thickness of the spacer 50, that is, the axial dimension. The outboard-side end surface of the outboard-side inner ring is in contact with the stepped portion of the nut portion 25c, and the inboard-side end surface of the inboard-side inner ring is in contact with the nut 49, and the nut 49 is attached to the male thread portion. A preload is applied to the rotation support portion 28 by being tightened.

回転固定部材43は、出力ロッド25aをユニット支持部材3に対して回り止めする軸状部材である。この回転固定部材43は、出力ロッド25aのインボード側端部において、出力ロッド25aの軸方向に直交する方向に延びるように、出力ロッド25aに貫通状に嵌合固定されている。回転固定部材43の外周における軸方向両端部には、例えば、環状のすべり軸受51(図8参照)が嵌合されている。 The rotation fixing member 43 is a shaft-like member that prevents rotation of the output rod 25 a with respect to the unit support member 3 . The rotation fixing member 43 is fitted and fixed to the output rod 25a so as to extend in a direction perpendicular to the axial direction of the output rod 25a at the inboard side end of the output rod 25a. For example, annular plain bearings 51 (see FIG. 8) are fitted to both ends in the axial direction of the outer periphery of the rotation fixing member 43 .

アクチュエータケース46内には、前記すべり軸受の外周面を、ねじ軸25Aの軸方向に沿ってそれぞれ案内する案内面を含む矩形断面状の案内溝が形成されている。換言すれば、回転固定部材43は、前記すべり軸受51(図8)を介して、直動機構25の固定部分であるアクチュエータケース46の前記案内面に摺動自在に接触する。よって回転固定部材43を、前記すべり軸受51(図8参照)を介してアクチュエータケース46の前記矩形断面状の案内溝に沿って摺動させることで、出力ロッド25aを軸方向に往復運動させ得る。 In the actuator case 46, there is formed a guide groove having a rectangular cross-section including a guide surface for guiding the outer peripheral surface of the sliding bearing along the axial direction of the screw shaft 25A. In other words, the rotation fixing member 43 slidably contacts the guide surface of the actuator case 46, which is the fixed portion of the linear motion mechanism 25, via the sliding bearing 51 (FIG. 8). Therefore, the output rod 25a can be reciprocated in the axial direction by sliding the rotary fixing member 43 along the rectangular cross-sectional guide groove of the actuator case 46 via the slide bearing 51 (see FIG. 8). .

モータ26、減速機27および直動機構25を備えた操舵用アクチュエータ5は、準組立品として組み立てられユニット支持部材3にボルト等により着脱自在に取り付けられる。ユニット支持部材3には、直動機構25をケース内所定位置に支持する嵌合孔、および、出力ロッド25aの進退を許す貫通孔ha等が形成されている。
なお直動機構25には台形ねじ38aの滑りねじを用いた送りねじ機構38を示したが、ボールねじ(図示せず)を用いた直動機構としてもよい。
The steering actuator 5 including the motor 26, the speed reducer 27 and the linear motion mechanism 25 is assembled as a sub-assembly and detachably attached to the unit support member 3 with bolts or the like. The unit support member 3 is formed with a fitting hole for supporting the linear motion mechanism 25 at a predetermined position in the case, a through hole ha for allowing the forward and backward movement of the output rod 25a, and the like.
Although the feed screw mechanism 38 using the sliding screw of the trapezoidal screw 38a is shown as the linear motion mechanism 25, it may be a linear motion mechanism using a ball screw (not shown).

<センサ等>
車輪の操舵角度をより正確に制御するために、アクチュエータケース46には、直動機構25の位置を検出する位置センサ52が設けられている。位置センサ52は、出力ロッド25aの軸方向の移動量を検出し位置センサ値として出力可能である。位置センサ52は、磁気式、光学式、静電容量式等の各種のセンサを用いることができるが、この実施形態では、磁気センサが用いられている。
<Sensors, etc.>
A position sensor 52 for detecting the position of the linear motion mechanism 25 is provided in the actuator case 46 in order to control the steering angle of the wheels more accurately. The position sensor 52 can detect the amount of axial movement of the output rod 25a and output it as a position sensor value. The position sensor 52 can use various sensors such as magnetic type, optical type, capacitance type, etc. In this embodiment, a magnetic sensor is used.

アクチュエータケース46内に固定された基板53に、位置センサ52が固定されている。回転固定部材43の軸方向一端部に、位置センサ用測定ターゲットTg(図8参照)が設けられている。前記位置センサ用測定ターゲットとして、永久磁石が適用される。位置センサ52は、前記位置センサ用測定ターゲットが進退する経路に対向する。前記出力ロッド25aが定められた軸方向位置(進退位置)のとき、位置センサ52と前記位置センサ用測定ターゲットTg(図8参照)とが定められたギャップを隔てて互いに対向する。位置センサ52は、出力ロッド25aの進退に伴う前記永久磁石の磁場の変化を読み取り、出力ロッド25aの進退位置を検出する。前記定められたギャップは、設計等によって任意に定めるギャップであって、例えば、試験およびシミュレーションのいずれか一方または両方等により適切なギャップを求めて定められる。 A position sensor 52 is fixed to a substrate 53 fixed in the actuator case 46 . A position sensor measurement target Tg (see FIG. 8) is provided at one axial end of the rotary fixing member 43 . A permanent magnet is applied as the measurement target for the position sensor. The position sensor 52 faces the path along which the position sensor measurement target advances and retreats. When the output rod 25a is at a predetermined axial position (advance/retreat position), the position sensor 52 and the position sensor measurement target Tg (see FIG. 8) are opposed to each other with a predetermined gap therebetween. The position sensor 52 reads a change in the magnetic field of the permanent magnet accompanying the advance and retreat of the output rod 25a, and detects the advance and retreat position of the output rod 25a. The determined gap is a gap that is arbitrarily determined by design or the like, and is determined, for example, by finding an appropriate gap through either one or both of tests and simulations.

<作用効果>
以上説明した操舵機能付ハブユニット1によれば、車輪9を支持するハブベアリング15を含むハブユニット本体2を、操舵用アクチュエータ5の駆動により、転舵軸心A回りに自由に回転させることができる。ハブユニット本体2は、操舵用アクチュエータ5の出力ロッド25aをモータ26の駆動により進退させることで、出力ロッド25aに連結されたアーム部17を介して回転させられる。
<Effect>
According to the steering function-equipped hub unit 1 described above, the hub unit body 2 including the hub bearings 15 that support the wheels 9 can be freely rotated around the steering axis A by driving the steering actuator 5 . can. The hub unit main body 2 is rotated via the arm portion 17 connected to the output rod 25a by moving the output rod 25a of the steering actuator 5 forward and backward by driving the motor 26. As shown in FIG.

操舵用アクチュエータ5によりハブベアリング15(図5)を転舵軸心A回りに一定の範囲で自由に回転させることができ、車両の走行状況に応じて、例えば、車輪9のトー角を任意に変更することができる。
この操舵機能付ハブユニット1の構成を前輪に適用した場合、ステアリング装置11(図11)により運転者のハンドル11aの操作で、車輪9はナックル6(図11)およびユニット支持部材3と共に操舵されるが、この操舵に付加する形で転舵軸心A回りに僅かな角度の補助操舵を車輪毎に独立して行える。補助操舵の角度については、車両の運動性能の向上、走行の安定・安全性向上を図るにつき、僅かな角度で足り、補助操舵可能角度が±5度以下であっても十分に足りる。補助操舵の角度は操舵用アクチュエータ5の制御により行う。
The steering actuator 5 allows the hub bearing 15 (FIG. 5) to be freely rotated around the steering axis A within a certain range. can be changed.
When the configuration of the hub unit 1 with steering function is applied to the front wheels, the wheels 9 are steered together with the knuckles 6 (FIG. 11) and the unit support member 3 by the driver's operation of the steering wheel 11a by the steering device 11 (FIG. 11). However, in addition to this steering, auxiliary steering of a slight angle around the steering axis A can be performed independently for each wheel. As for the angle of the auxiliary steering, a slight angle is sufficient to improve the motion performance of the vehicle and to improve the stability and safety of the vehicle. The angle of the auxiliary steering is controlled by the steering actuator 5 .

また、旋回走行時に、走行速度に応じて左右輪の舵角差を変えることができる。例えば、高速域の旋回走行においてはパラレルジオメトリとし、低速域の旋回走行においてはアッカーマンジオメトリとする等、走行中にステアリングジオメトリを変化させることができる。このように走行中に車輪角度を任意に変更することができるため、車両の運動性能を向上させ、安定・安全に走行することが可能となる。さらに、左右輪の操舵角度を適切に変えることで、旋回走行における車両の旋回半径を小さくし、小回り性能を向上させることもできる。
さらに直線走行時にも、それぞれの場面に合わせてトー角を調整することで、低速時には燃費を悪化させることなく、高速時には走行安定性を確保する等調整が可能である。
Also, during turning, the steering angle difference between the left and right wheels can be changed according to the running speed. For example, it is possible to change the steering geometry while driving, such as parallel geometry for high-speed cornering and Ackermann geometry for low-speed cornering. Since the wheel angle can be arbitrarily changed during running in this manner, the motion performance of the vehicle can be improved, and the vehicle can run stably and safely. Furthermore, by appropriately changing the steering angle of the left and right wheels, the turning radius of the vehicle during cornering can be reduced, and the tight turning performance can be improved.
Furthermore, even when driving in a straight line, by adjusting the toe angle according to each situation, it is possible to make adjustments such as ensuring driving stability at high speeds without degrading fuel consumption at low speeds.

この操舵機能付ハブユニット1の構成を後輪に適用した場合は、ハブユニット全体は操舵しないが、操舵機能により、前輪と同様に僅かな角度の操舵を車輪毎に独立して行える。後輪の舵角を前輪と同じ位相にすると、操舵時に発生するヨーを抑え、車両の安定性を高めることができる。さらに直線走行時にも左右独立でトー角を調整することで、燃費の向上および走行安定性を確保することができる。 When the configuration of the hub unit 1 with steering function is applied to the rear wheels, the hub unit as a whole does not steer, but the steering function allows each wheel to be steered independently by a slight angle in the same manner as the front wheels. By setting the steering angle of the rear wheels to the same phase as the front wheels, the yaw generated during steering can be suppressed and the stability of the vehicle can be enhanced. Furthermore, by adjusting the toe angle independently on the left and right sides even when driving in a straight line, it is possible to improve fuel efficiency and ensure driving stability.

ナット部25cを回転支持する回転支持部28よりも車両の車幅方向外側に減速機27が配置されている。このため、ナット部25cの外周部の軸方向中間部にドリブンプーリ27bが設けられ、このドリブンプーリ27bの軸方向両側に転がり軸受28b,28bが設けられる従来構成(図13,図14)よりも、モータ26をより車両の車幅方向外側へ配置することができる。これにより、モータ26を含む操舵用アクチュエータ5の性能を落とすことなく、モータ26の車両の車幅方向内側への張り出しを最小限に抑えることができる。したがって、操舵用アクチュエータ5の小型化を図り、操舵機能付ハブユニット1の車両への搭載性および周辺設計の自由度を向上させることができる。 A speed reducer 27 is arranged outside in the vehicle width direction of a rotation support portion 28 that rotationally supports the nut portion 25c. Therefore, compared to the conventional configuration (FIGS. 13 and 14) in which the driven pulley 27b is provided in the axially intermediate portion of the outer peripheral portion of the nut portion 25c and the rolling bearings 28b, 28b are provided on both sides in the axial direction of this driven pulley 27b. , the motor 26 can be arranged further outward in the vehicle width direction. As a result, the protrusion of the motor 26 inward in the vehicle width direction of the vehicle can be minimized without reducing the performance of the steering actuator 5 including the motor 26 . Therefore, it is possible to reduce the size of the steering actuator 5 and improve the mountability of the hub unit 1 with a steering function on a vehicle and the degree of freedom in peripheral design.

一対の転がり軸受28b,28bの間にドリブンプーリ27bが配置される従来構成(図13,図14)では、減速機は軸受幅一つ分だけ、車幅方向内側に寄ってしまう。このことから、モータが車幅方向内側に張り出してしまい、周辺との干渉が避けられない。また、回転支持部である転がり軸受の組立の都合上、一対の転がり軸受は正面合わせとならざるを得ない。これにより、作用点間の距離を拡げられず、モーメント剛性の向上が期待できない。 In the conventional configuration (FIGS. 13 and 14) in which the driven pulley 27b is arranged between a pair of rolling bearings 28b, 28b, the speed reducer is shifted inward in the vehicle width direction by one bearing width. For this reason, the motor protrudes inward in the vehicle width direction, and interference with the surroundings cannot be avoided. In addition, due to the convenience of assembling the rolling bearings, which are the rotation support parts, the pair of rolling bearings must be aligned face-to-face. As a result, the distance between the points of action cannot be increased, and an improvement in moment rigidity cannot be expected.

減速機27は、ドライブプーリ27a,ドリブンプーリ27bとベルト27cとを有する平行軸式の減速機であるため、例えば、歯車列を有する減速機よりも、静音性に優れ、作動抵抗も低減することができる。
直動機構25は、アクチュエータケース46により送りねじ機構38および回転支持部28に異物等が侵入することを防止できると共に、送りねじ機構38および回転支持部28に潤滑剤を保持することができる。
Since the speed reducer 27 is a parallel shaft type speed reducer having a drive pulley 27a, a driven pulley 27b, and a belt 27c, it is superior in quietness and lowers operating resistance than, for example, a speed reducer having a gear train. can be done.
The linear motion mechanism 25 can prevent foreign matter from entering the feed screw mechanism 38 and the rotation support portion 28 by the actuator case 46 , and can retain lubricant in the feed screw mechanism 38 and the rotation support portion 28 .

回転支持部28として、背面合わせされた一対の円すいころ軸受28a,28aを採用することで、正面合わせの場合よりも作用点間の距離が拡がり、アキシアル荷重に対する剛性に加えて、モーメント荷重に対する剛性を向上させることができる。例えば、操舵角度が増大すると、ハブユニット本体2から直動機構25に加わる荷重が、直動機構25の直進方向に対して斜めにずれる。このため、モーメント荷重に対する剛性が高いと、路面から外力が作用した際の操舵角度を正確に保つうえで有利である。 By adopting a pair of tapered roller bearings 28a, 28a that are aligned back to back as the rotation support portion 28, the distance between the points of application is increased compared to the case of the back-to-back alignment. can be improved. For example, when the steering angle increases, the load applied from the hub unit main body 2 to the linear motion mechanism 25 shifts obliquely with respect to the linear movement direction of the linear motion mechanism 25 . Therefore, if the rigidity against moment load is high, it is advantageous in maintaining an accurate steering angle when an external force acts from the road surface.

台形ねじ38aが形成されるナット部25cは、ドリブンプーリ27bが締結され、減速機27からの回転力が伝達されると共に、操舵用アクチュエータ5の推進力の反力が作用することから、互いに逆方向の接触角を有する一対の円すいころ軸受28a,28aにより、両方向のアキシアル荷重を受け止めつつ回転支持される。
直動機構25は、回転支持部28に予圧を付与する予圧付与手段45を備えたため、直動機構25のがたつきを削減できると共にアキシアル荷重に対する剛性を確保することができる。
A driven pulley 27b is fastened to the nut portion 25c in which the trapezoidal thread 38a is formed. A pair of tapered roller bearings 28a, 28a having directional contact angles support rotation while receiving axial loads in both directions.
Since the linear motion mechanism 25 includes the preload applying means 45 that applies a preload to the rotation support portion 28, rattling of the linear motion mechanism 25 can be reduced and rigidity against an axial load can be ensured.

<他の実施形態について>
以下の説明においては、各実施形態で先行して説明している事項に対応している部分には同一の参照符号を付し、重複する説明を略する。構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分は、特に記載のない限り先行して説明している形態と同様とする。同一の構成から同一の作用効果を奏する。各実施形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施形態同士を部分的に組合せることも可能である。
<About other embodiments>
In the following description, the same reference numerals are given to the parts corresponding to the items previously described in each embodiment, and redundant description is omitted. When only a portion of the configuration is described, the other portions of the configuration are the same as those previously described unless otherwise specified. The same configuration has the same effect. It is possible not only to combine the parts specifically described in each embodiment, but also to partially combine the embodiments if there is no problem with the combination.

[第2の実施形態:平行軸式の歯車列による減速機]
図7に示すように、減速機27は、歯車列57を含む平行軸式の減速機であってもよい。この減速機27は、ドライブギヤ54と、ドリブンギヤ55と、アイドラギヤ56とを有する歯車列57を備える。歯車列57はグリース潤滑またはオイル潤滑を選択可能である。ドライブギヤ54、ドリブンギヤ55およびアイドラギヤ56の各ギヤを、総称して「歯車」と称す。歯車として、例えば、鋳鉄、鋳鋼または機械構造用炭素鋼等から成るはすば歯車が適用される。その他歯車に使用できる材質として、例えば、ポリアミド、ポリオキシメチレン、ポリカーボネート等の樹脂を適用可能である。また前記はすば歯車に代えて平歯車を適用することも可能である。
[Second Embodiment: Reducer with Parallel-Axis Gear Train]
As shown in FIG. 7 , the speed reducer 27 may be a parallel shaft speed reducer including a gear train 57 . This speed reducer 27 comprises a gear train 57 having a drive gear 54 , a driven gear 55 and an idler gear 56 . The gear train 57 is selectable for grease lubrication or oil lubrication. Each gear of the drive gear 54, the driven gear 55 and the idler gear 56 is generically called "gear". As gears, for example, helical gears made of cast iron, cast steel, carbon steel for machine structural use, or the like are applied. Other materials that can be used for gears include, for example, resins such as polyamide, polyoxymethylene, and polycarbonate. It is also possible to use spur gears instead of the helical gears.

モータ26のモータ軸にドライブギヤ54が結合され、直動機構25におけるナット部25cの外周のうち大径部に、出力ギヤであるドリブンギヤ55が嵌合固定されている。アイドラギヤ56は、アクチュエータケース46に支持された支持軸58に、転がり軸受59,59を介して回転自在に支持され、ドライブギヤ54およびドリブンギヤ55に噛み合う。ドリブンギヤ55の軸心は、前記支持軸58に平行で且つ前記モータ軸に平行となるように配置されている。 A drive gear 54 is coupled to the motor shaft of the motor 26 , and a driven gear 55 as an output gear is fitted and fixed to a large-diameter portion of the outer periphery of the nut portion 25 c of the linear motion mechanism 25 . The idler gear 56 is rotatably supported by a support shaft 58 supported by the actuator case 46 via rolling bearings 59 , 59 and meshes with the drive gear 54 and the driven gear 55 . The axis of the driven gear 55 is arranged parallel to the support shaft 58 and parallel to the motor shaft.

モータ26の駆動力は、ドライブギヤ54からアイドラギヤ56を介してドリブンギヤ55に伝達される。アイドラギヤ56を回転支持する各転がり軸受59としては、この例では深溝玉軸受が適用されているが、針状ころ軸受、アンギュラ玉軸受等の転がり軸受を適用してもよい。 The driving force of the motor 26 is transmitted from the drive gear 54 to the driven gear 55 via the idler gear 56 . As each rolling bearing 59 that rotationally supports the idler gear 56, a deep groove ball bearing is applied in this example, but a rolling bearing such as a needle roller bearing or an angular ball bearing may be applied.

この構成によると、減速機27は、歯車列57を含む平行軸式の減速機であり、ナット部25cの外周に、歯車列57におけるドリブンギヤ55が設けられているため、プーリおよびベルトを有する減速機よりも、メンテナンス性に優れ、耐久性の向上を図れる。その他前述の実施形態と同様の作用効果を奏する。 According to this configuration, the speed reducer 27 is a parallel shaft speed reducer including the gear train 57, and the driven gear 55 of the gear train 57 is provided on the outer circumference of the nut portion 25c. It is easier to maintain than a machine, and can improve durability. Other effects similar to those of the above-described embodiment are obtained.

[第3の実施形態:単列アンギュラ玉軸受背面合わせ]
図8に示すように、直動機構25の回転支持部28は、背面合わせされた一対のアンギュラ玉軸受28c,28cであってもよい。その他、第1の実施形態と同様の構成である。
操舵の負荷が小さい小型車両では、操舵用アクチュエータの推進力も比較的小さいため、回転支持部28として一対のアンギュラ玉軸受28c,28cを採用し得る。ナット部25cを回転支持する回転支持部28に対し車幅方向外側に減速機27を配置する構成を採用することで、モータの車幅方向内側への張り出しを抑えることができ、よりスペースの無い小型車に操舵機能付ハブユニットを容易に搭載することができる。また一対のアンギュラ玉軸受28c,28cを背面合わせに配置することで、正面合わせの場合よりも作用点間の距離が拡がり、アキシアル荷重に対する剛性に加えて、モーメント荷重に対する剛性を向上させることができる。
[Third Embodiment: Single Row Angular Contact Ball Bearing Back-to-Back]
As shown in FIG. 8, the rotation support portion 28 of the linear motion mechanism 25 may be a pair of back-to-back angular ball bearings 28c, 28c. Otherwise, the configuration is the same as that of the first embodiment.
A pair of angular ball bearings 28c, 28c can be employed as the rotation support portion 28 in a small vehicle with a small steering load, since the driving force of the steering actuator is also relatively small. By adopting a configuration in which the speed reducer 27 is arranged outside in the vehicle width direction with respect to the rotation support portion 28 that rotationally supports the nut portion 25c, it is possible to prevent the motor from projecting inward in the vehicle width direction, thereby saving space. A hub unit with a steering function can be easily installed in a compact car. Also, by arranging the pair of angular ball bearings 28c, 28c back to back, the distance between the points of application is increased compared to the case of face to face alignment, and in addition to the rigidity against axial load, the rigidity against moment load can be improved. .

[第4の実施形態:複列円すいころ軸受]
図9に示すように、回転支持部は、複列円すいころ軸受28Aであってもよい。この場合、回転支持部28Aの軸方向のスペースをよりコンパクトにできるうえに、軸受単体の精度管理により予圧調整が可能となることから、組立性の向上が期待できる。また、この構成では、内輪間に間座を配置することなく、内輪の差幅を調整することで適正な予圧が掛けられる。この場合の予圧付与手段45は、ナット部25cの雄ねじ部に螺合されるナット49である。なお、各実施形態と同様に、内輪間に間座を配置しこの間座の軸方向寸法を調整することで適正な予圧を掛けるようにしてもよい。
[Fourth Embodiment: Double Row Tapered Roller Bearing]
As shown in FIG. 9, the rotation support may be a double row tapered roller bearing 28A. In this case, the space in the axial direction of the rotation support portion 28A can be made more compact, and preload adjustment can be performed by precision control of the bearing itself, so improvement in assembly efficiency can be expected. Moreover, in this configuration, a proper preload can be applied by adjusting the width difference between the inner rings without arranging a spacer between the inner rings. The preload applying means 45 in this case is a nut 49 that is screwed onto the male threaded portion of the nut portion 25c. As in each embodiment, a spacer may be arranged between the inner rings and an appropriate preload may be applied by adjusting the axial dimension of this spacer.

各実施形態において、直動機構25には、本実施形態に示す台形ねじ38aの他、ボールねじまたはラックアンドピニオン機構等、回転運動を直動運動に変換可能な機構が使用できる。
一対の円すいころ軸受28a,28aまたはアンギュラ玉軸受28c,28cを正面合わせに配置することも可能である。
In each embodiment, the linear motion mechanism 25 can be a trapezoidal screw 38a shown in this embodiment, a ball screw, a rack-and-pinion mechanism, or other mechanism capable of converting rotary motion into linear motion.
It is also possible to arrange a pair of tapered roller bearings 28a, 28a or angular ball bearings 28c, 28c face to face.

図11に示すように、前輪操舵の車両において、操舵機能付ハブユニット1は、操舵輪である左右の前輪9Fに装備されてもよい。この場合、ユニット支持部材3(図1)が、懸架装置12のナックル(足回りフレーム部品)6に一体または別体に設けられる。前記操舵機能付ハブユニット1の転舵軸心Aは、主な操舵を行うキングピン軸とは異なっている。通常の車両は、車両走行の直進安定性の向上を目的としてキングピン角度が10~20度で設定されているが、この実施形態の操舵機能付ハブユニット1は、前記キングピン角度とは別の角度(軸)の転舵軸を有する。 As shown in FIG. 11, in a front wheel steering vehicle, the hub unit 1 with a steering function may be mounted on the left and right front wheels 9F, which are steered wheels. In this case, the unit support member 3 ( FIG. 1 ) is provided integrally or separately with the knuckle (undercarriage frame component) 6 of the suspension system 12 . The steering axis A of the hub unit 1 with steering function is different from the kingpin axis for main steering. In a normal vehicle, the kingpin angle is set at 10 to 20 degrees for the purpose of improving the straight running stability of the vehicle. It has a steering shaft of (axis).

その他図12に示すように、操舵機能付ハブユニット1を、操舵輪である左右の前輪9F,9Fおよび非操舵輪である左右の後輪9R,9Rにそれぞれ用いてもよい。 Alternatively, as shown in FIG. 12, the hub unit 1 with steering function may be used for left and right front wheels 9F, 9F as steered wheels and left and right rear wheels 9R, 9R as non-steered wheels.

<操舵システムについて>
図1に示すように、この操舵システムは、いずれかの実施形態に係る操舵機能付ハブユニット1と、この操舵機能付ハブユニット1の操舵用アクチュエータ5を制御する制御装置29とを備える。制御装置29は、操舵制御部30と、アクチュエータ駆動制御部31とを有する。操舵制御部30は、上位制御部32から与えられた補助操舵角指令信号(操舵角指令信号)に応じた電流指令信号を出力する。
<About the steering system>
As shown in FIG. 1, this steering system includes a hub unit 1 with a steering function according to any one of the embodiments, and a control device 29 that controls the steering actuator 5 of the hub unit 1 with a steering function. The control device 29 has a steering control section 30 and an actuator drive control section 31 . The steering control section 30 outputs a current command signal according to the auxiliary steering angle command signal (steering angle command signal) given from the host control section 32 .

上位制御部32は操舵制御部30の上位の制御手段であり、この上位制御部32として、例えば、車両全般を制御する電気制御ユニット(Vehicle Control Unit,略称VCU)が適用される。アクチュエータ駆動制御部31は、操舵制御部30から入力された電流指令信号に応じた電流を出力して操舵用アクチュエータ5を駆動制御する。アクチュエータ駆動制御部31は、モータ26のコイルに供給する電力を制御する。このアクチュエータ駆動制御部31は、例えば、図示外のスイッチ素子を用いたハーフブリッジ回路を構成し、前記スイッチ素子のON-OFFデューティ比によりモータ印加電圧を決定するPWM制御を行う。これにより、運転者のハンドル操作による操舵に付加して、車輪を微小に角度変化することができる。直線走行時にも、それぞれの場面に合わせてトー角の量を調整し得る。 The host controller 32 is a host controller of the steering controller 30. As the host controller 32, for example, a vehicle control unit (VCU) for controlling the entire vehicle is applied. The actuator drive control section 31 drives and controls the steering actuator 5 by outputting a current corresponding to the current command signal input from the steering control section 30 . The actuator drive control section 31 controls power supplied to the coils of the motor 26 . The actuator drive control unit 31, for example, constitutes a half-bridge circuit using switch elements (not shown), and performs PWM control for determining the voltage applied to the motor according to the ON-OFF duty ratio of the switch elements. As a result, the angle of the wheels can be slightly changed in addition to the steering by the steering wheel operation of the driver. Even when driving in a straight line, the amount of toe angle can be adjusted according to each situation.

操舵システムは、運転者のハンドル操作に代えて、図示外の自動運転装置、運転支援装置の指令等によって操舵用アクチュエータ5,5を動作させてもよい。
以上、実施形態に基づいて本発明を実施するための形態を説明したが、今回開示された実施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。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 steering system may operate the steering actuators 5, 5 according to a command from an automatic driving device or a driving support device (not shown) instead of the steering wheel operation by the driver.
As mentioned above, although the form for implementing this invention was demonstrated based on embodiment, embodiment disclosed this time is an illustration and is not restrictive at all points. The scope of the present invention is indicated by the scope of the claims rather than the above description, and is intended to include all modifications within the meaning and range of equivalents of the scope of the claims.

1…操舵機能付ハブユニット、2…ハブユニット本体、3…ユニット支持部材、6…ナックル(足回りフレーム部品)、9…車輪、9F…前輪、9R…後輪、10…車両、12,12R…懸架装置、15…ハブベアリング、25…直動機構、25A…ねじ軸、25c…ナット部、26…モータ、27…減速機、27a…ドライブプーリ、27b…ドリブンプーリ、27c…ベルト、28…回転支持部、28A…複列円すいころ軸受、28a…円すいころ軸受、28c…アンギュラ玉軸受、29…制御装置、30…操舵制御部、31…アクチュエータ駆動制御部、38…送りねじ機構、38a…台形ねじ、45…予圧付与手段、46…アクチュエータケース、55…ドリブンギヤ、57…歯車列

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Hub unit with a steering function, 2... Hub unit main body, 3... Unit support member, 6... Knuckle (undercarriage frame part), 9... Wheel, 9F... Front wheel, 9R... Rear wheel, 10... Vehicle, 12, 12R Suspension device 15 Hub bearing 25 Linear motion mechanism 25A Screw shaft 25c Nut 26 Motor 27 Reducer 27a Drive pulley 27b Driven pulley 27c Belt 28 Rotation support part 28A Double-row tapered roller bearing 28a Tapered roller bearing 28c Angular ball bearing 29 Control device 30 Steering control part 31 Actuator drive control part 38 Feed screw mechanism 38a Trapezoidal screw 45 Preload applying means 46 Actuator case 55 Driven gear 57 Gear train

Claims (11)

車輪を回転支持するハブベアリングを有するハブユニット本体、懸架装置の足回りフレーム部品に設けられ前記ハブユニット本体を上下方向に延びる転舵軸心回りに回転自在に支持するユニット支持部材、および前記ハブユニット本体を前記転舵軸心回りに回転駆動させる操舵用アクチュエータを備え、
前記操舵用アクチュエータは、モータと、このモータの回転を減速する減速機と、この減速機の回転出力を直進運動に変換する直動機構とを有する操舵機能付ハブユニットであって、
前記直動機構は、回転自在なナット部および進退可能なねじ軸を含む送りねじ機構と、前記ナット部を回転支持する回転支持部とを有し、前記減速機は、前記回転支持部よりも車両の車幅方向外側に配置されている操舵機能付ハブユニット。
A hub unit body having a hub bearing that supports a wheel for rotation, a unit support member that is provided on an underbody frame component of a suspension system and supports the hub unit body rotatably around a steering shaft that extends in the vertical direction, and the hub A steering actuator for driving the unit main body to rotate about the turning axis,
The steering actuator is a hub unit with a steering function that includes a motor, a speed reducer that reduces rotation of the motor, and a linear motion mechanism that converts the rotational output of the speed reducer into linear motion,
The linear motion mechanism has a feed screw mechanism including a rotatable nut portion and a retractable screw shaft, and a rotation support portion that supports the rotation of the nut portion. A hub unit with a steering function located on the outside of the vehicle in the vehicle width direction.
請求項1に記載の操舵機能付ハブユニットにおいて、前記減速機は、前記モータおよび前記ナット部にそれぞれ設けられたプーリと、これらプーリに掛け渡されたベルトとを有する平行軸式の減速機である操舵機能付ハブユニット。 2. The hub unit with steering function according to claim 1, wherein the speed reducer is a parallel shaft type speed reducer having pulleys provided on the motor and the nut portion, respectively, and a belt stretched around these pulleys. A hub unit with a steering function. 請求項1に記載の操舵機能付ハブユニットにおいて、前記減速機は、歯車列を含む平行軸式の減速機であり、前記ナット部の外周に、前記歯車列におけるドリブンギヤが設けられている操舵機能付ハブユニット。 2. The hub unit with steering function according to claim 1, wherein the speed reducer is a parallel shaft type speed reducer including a gear train, and a driven gear in the gear train is provided on the outer circumference of the nut portion. hub unit. 請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の操舵機能付ハブユニットにおいて、前記直動機構は、台形ねじの滑りねじ式の前記送りねじ機構を備える操舵機能付ハブユニット。 4. A hub unit with a steering function according to claim 1, wherein said direct acting mechanism comprises said feed screw mechanism of trapezoidal sliding screw type. 請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の操舵機能付ハブユニットにおいて、前記直動機構は、前記送りねじ機構および前記回転支持部を覆うカバーであるアクチュエータケースを備える操舵機能付ハブユニット。 5. The hub unit with steering function according to claim 1, wherein said linear motion mechanism comprises an actuator case which is a cover for covering said feed screw mechanism and said rotation support portion. unit. 請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の操舵機能付ハブユニットにおいて、前記回転支持部は、背面合わせされた一対の円すいころ軸受である操舵機能付ハブユニット。 6. The hub unit with steering function according to claim 1, wherein said rotation support portion is a pair of back-to-back tapered roller bearings. 請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の操舵機能付ハブユニットにおいて、前記回転支持部は、背面合わせされた一対のアンギュラ玉軸受である操舵機能付ハブユニット。 6. The hub unit with steering function according to claim 1, wherein said rotation support portion is a pair of back-to-back angular contact ball bearings. 請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の操舵機能付ハブユニットにおいて、前記回転支持部は、複列円すいころ軸受である操舵機能付ハブユニット。 6. The hub unit with steering function according to claim 1, wherein said rotation support portion is a double-row tapered roller bearing. 請求項6ないし請求項8のいずれか1項に記載の操舵機能付ハブユニットにおいて、前記直動機構は、前記回転支持部に予圧を付与する予圧付与手段を備える操舵機能付ハブユニット。 9. The hub unit with steering function according to claim 6, wherein said linear motion mechanism comprises preload applying means for applying preload to said rotation support portion. 請求項1ないし請求項9のいずれか1項に記載の操舵機能付ハブユニットと、この操舵機能付ハブユニットの操舵用アクチュエータを制御する制御装置とを備えた操舵システムであって、前記制御装置は、与えられた操舵角指令信号に応じた電流指令信号を出力する操舵制御部と、この操舵制御部から入力された電流指令信号に応じた電流を出力して前記操舵用アクチュエータを駆動制御するアクチュエータ駆動制御部とを有する操舵システム。 A steering system comprising: the hub unit with steering function according to any one of claims 1 to 9; and a control device for controlling a steering actuator of the hub unit with steering function, wherein the control device is a steering control section that outputs a current command signal corresponding to a given steering angle command signal; and a current corresponding to the current command signal input from the steering control section to drive and control the steering actuator. a steering system having an actuator drive control; 請求項1ないし請求項9のいずれか1項に記載の操舵機能付ハブユニットを用いて前輪および後輪のいずれか一方または両方が支持された車両。 A vehicle in which one or both of front wheels and rear wheels are supported using the hub unit with a steering function according to any one of claims 1 to 9.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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