JP6743566B2 - Steer-by-wire steering system - Google Patents

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Description

本発明は、ステアバイワイヤ式操舵装置に関する。 The present invention relates to a steer-by-wire type steering device.

関連技術として、特許文献1にステアバイワイヤ式操舵装置が開示されている。このステアバイワイヤ式操舵装置では、アクチュエータとしてモータと、ねじ軸及びナット軸を含むボールねじ機構と、が設けられている。すなわち、モータによるねじ軸の回転運動をボールねじ機構によってナット軸の直線運動に変換することで直動アクチュエータが構成されている。そして、直線運動するナット軸が、タイロッドアームを介してナックルアームに連結されている。これにより、アクチュエータを介した操舵を実現している。 As a related technique, Patent Document 1 discloses a steer-by-wire type steering device. In this steer-by-wire steering device, a motor as an actuator and a ball screw mechanism including a screw shaft and a nut shaft are provided. That is, the linear motion actuator is configured by converting the rotational movement of the screw shaft by the motor into the linear movement of the nut shaft by the ball screw mechanism. The nut shaft that moves linearly is connected to the knuckle arm via the tie rod arm. As a result, steering via the actuator is realized.

特開2007−326459号公報JP, 2007-326459, A

しかしながら、上記技術では、モータ及びボールねじ機構を車体に固定する必要があるので、車体側に固定のための部材が必要となる。その結果、周辺部品を含めた装置全体の重量や空間占有率が大きくなってしまう。 However, in the above technique, since the motor and the ball screw mechanism need to be fixed to the vehicle body, a member for fixing is required on the vehicle body side. As a result, the weight and space occupancy of the entire apparatus including peripheral parts increase.

また、上記技術では、ボールねじ機構の一端が車体に固定される一方、他端側を構成するナット軸にタイロッドアームからの荷重が入力されるため、ボールねじ機構に直動方向の荷重以外の横荷重が作用してしまう。そのため、ボールねじ機構の強度と剛性を確保する必要があり、ボールねじ機構のねじ軸及びネット軸などを大きく設計せざるを得ない。 Further, in the above technique, one end of the ball screw mechanism is fixed to the vehicle body, and the load from the tie rod arm is input to the nut shaft that constitutes the other end side. Lateral load will be applied. Therefore, it is necessary to secure the strength and rigidity of the ball screw mechanism, and the screw shaft and the net shaft of the ball screw mechanism have to be designed large.

そこで、本発明は、直動アクチュエータを軽量に設計することができ、かつ周辺部品の軽量化をも容易にするステアバイワイヤ式操舵装置を提供することを目的とする。 Therefore, it is an object of the present invention to provide a steer-by-wire type steering device in which a linear motion actuator can be designed to be lightweight and the weight of peripheral components can be easily reduced.

第1の態様に係るステアバイワイヤ式操舵装置は、サスペンションアームと、操舵回転軸を中心に回転可能に前記サスペンションアームに支持されたタイヤハブユニットと、操舵入力装置の操作に基づいて伸縮する直動アクチュエータと、を備えるステアバイワイヤ式操舵装置であって、前記直動アクチュエータは、前記サスペンションアームに回転自在に支持されたアーム支持部と、前記タイヤハブユニットに回転自在に支持されていると共に、当該直動アクチュエータの伸縮によって前記アーム支持部との距離が変化するタイヤ支持部と、を含んで構成されている。 A steer-by-wire steering device according to a first aspect is a suspension arm, a tire hub unit rotatably supported by the suspension arm about a steering rotation axis, and a linear motion that expands and contracts based on an operation of a steering input device. A steer-by-wire type steering device comprising: an actuator, wherein the linear motion actuator is rotatably supported by the tire hub unit and an arm support portion rotatably supported by the suspension arm; And a tire support part whose distance from the arm support part changes due to expansion and contraction of the linear motion actuator.

第1の態様に係るステアバイワイヤ式操舵装置では、サスペンションアームにタイヤハブユニットが支持されている。タイヤハブユニットは、操舵回転軸(操舵回転中心)を中心に回転可能とされている。 In the steer-by-wire steering apparatus according to the first aspect, the tire hub unit is supported by the suspension arm. The tire hub unit is rotatable around a steering rotation axis (steering rotation center).

また、第1の態様に係るステアバイワイヤ式操舵装置は、操舵入力装置の操作に基づいて伸縮する直動アクチュエータを備えている。直動アクチュエータは、アーム支持部と、当該直動アクチュエータの伸縮によってアーム支持部との距離が変化するタイヤ支持部と、を含んで構成されている。このうちアーム支持部は、サスペンションアームに回転自在に支持されている。他方、タイヤ支持部は、タイヤハブユニットに回転自在に支持されている。
このため、操舵入力装置の操作に基づいて直動アクチュエータが伸縮することにより、タイヤハブユニットは、サスペンションアームに対して操舵回転軸を中心に回転する。つまり、操舵入力装置の操作により、タイヤハブユニットを操舵可能となっている。
Further, the steer-by-wire steering system according to the first aspect includes a linear motion actuator that expands and contracts based on the operation of the steering input device. The linear motion actuator includes an arm support portion and a tire support portion whose distance from the arm support portion changes due to expansion and contraction of the linear motion actuator. Of these, the arm support portion is rotatably supported by the suspension arm. On the other hand, the tire support portion is rotatably supported by the tire hub unit.
Therefore, as the linear motion actuator expands and contracts based on the operation of the steering input device, the tire hub unit rotates about the steering rotation axis with respect to the suspension arm. That is, the tire hub unit can be steered by operating the steering input device.

特に、第1の態様に係るステアバイワイヤ式操舵装置では、直動アクチュエータが、アーム支持部とタイヤ支持部の両方において回転自在に支持されているので、直動アクチュエータには、その直動方向の荷重以外の横荷重が作用しない。したがって、直動アクチュエータに横荷重が作用する場合と比較して、直動アクチュエータの横荷重に対する剛性を確保する必要性が低い。よって、直動アクチュエータは、直動方向の荷重に対して座屈しない程度の剛性を有していればよいので、直動アクチュエータを軽量に設計することが可能となる。 Particularly, in the steer-by-wire type steering device according to the first aspect, since the linear motion actuator is rotatably supported by both the arm support portion and the tire support portion, the linear motion actuator has a linear movement direction. Lateral loads other than the load do not work. Therefore, compared to the case where a lateral load acts on the linear motion actuator, it is less necessary to secure the rigidity of the linear motion actuator against the lateral load. Therefore, the linear motion actuator only needs to have rigidity that does not buckle with respect to the load in the linear motion direction, so that the linear motion actuator can be designed to be lightweight.

また、上述のとおり、直動アクチュエータがアーム支持部とタイヤ支持部の両方において支持されている。したがって、このステアバイワイヤ式操舵装置を車体に取付ける際は、サスペンションアームを車体に取付ければよく、直動アクチュエータを直接車体に取付ける必要がない。よって、組付け性が高い。 Further, as described above, the linear motion actuator is supported by both the arm support portion and the tire support portion. Therefore, when mounting the steer-by-wire type steering device on the vehicle body, the suspension arm may be mounted on the vehicle body, and it is not necessary to directly mount the linear motion actuator on the vehicle body. Therefore, the assemblability is high.

第2の態様に係るステアバイワイヤ式操舵装置は、第1の態様に係るステアバイワイヤ式操舵装置において、前記直動アクチュエータの長手方向は、その伸縮状態によらず、装置前方かつ装置幅方向外側の斜め方向とされている。 A steer-by-wire type steering device according to a second aspect is the steer-by-wire type steering device according to the first aspect, in which the longitudinal direction of the linear actuator is in front of the device and outside in the device width direction regardless of the expansion/contraction state thereof. It is supposed to be diagonal.

第2の態様に係るステアバイワイヤ式操舵装置では、直動アクチュエータの長手方向が、その伸縮状態によらず、装置前方かつ装置幅方向外側の斜め方向とされている。このため、直動アクチュエータの長手方向が装置幅方向と平行に設けられている場合と比較して、操舵装置の幅方向寸法を小さく設計することができる。よって、車体に取付けられた状態で、車両の幅方向中央部分のスペースを確保しやすい。 In the steer-by-wire steering system according to the second aspect, the longitudinal direction of the linear motion actuator is an oblique direction that is in front of the device and outward in the device width direction regardless of the expansion/contraction state thereof. Therefore, the dimension of the steering device in the width direction can be designed smaller than in the case where the longitudinal direction of the linear motion actuator is provided parallel to the device width direction. Therefore, it is easy to secure a space in the central portion in the width direction of the vehicle when it is attached to the vehicle body.

第3の態様に係るステアバイワイヤ式操舵装置は、第1又は第2の態様に係るステアバイワイヤ式操舵装置において、前記サスペンションアームは、装置幅方向に貫通する開口部を備えており、前記直動アクチュエータは、前記開口部を挿通されていると共に、当該直動アクチュエータの上部及び下部において前記サスペンションアームに支持されている。 A steer-by-wire steering system according to a third aspect is the steer-by-wire steering system according to the first or second aspect , wherein the suspension arm includes an opening penetrating in the device width direction, and The actuator is inserted through the opening and is supported by the suspension arm above and below the linear motion actuator.

第3の態様に係るステアバイワイヤ式操舵装置では、サスペンションアームが、装置幅方向に貫通する開口部を備えている。そして、この開口部に直動アクチュエータが挿通されている。そして、直動アクチュエータの上部及び下部においてサスペンションアーム20に支持されている。
このため、直動アクチュエータから入力される荷重によってサスペンションアームにモーメントが生じることが抑制されている。またこのため、サスペンションアームの剛性を保ちつつ、操舵装置全体の空間占有率を低く抑えることができる。
In the steer-by-wire steering system according to the third aspect , the suspension arm has an opening that penetrates in the device width direction. The linear actuator is inserted through this opening. Then, the linear motion actuator is supported by the suspension arm 20 above and below.
Therefore, it is possible to prevent a moment from being generated in the suspension arm due to the load input from the linear motion actuator. Therefore, while maintaining the rigidity of the suspension arm, the space occupancy rate of the entire steering device can be kept low.

第4の態様に係るステアバイワイヤ式操舵装置は、第1〜第3の何れかの態様に係るステアバイワイヤ式操舵装置において、直進状態で、前記直動アクチュエータの前記タイヤ支持部が操舵回転軸よりも装置前方に位置している。 A steer-by-wire type steering device according to a fourth aspect is the steer-by-wire type steering device according to any one of the first to third aspects, wherein the tire support portion of the linear motion actuator is in a straight traveling state from a steering rotation shaft. Is also located in front of the device.

第4の態様に係るステアバイワイヤ式操舵装置では、直進状態で、直動アクチュエータのタイヤ支持部が、操舵回転軸よりも装置前方に位置している。このため、直動アクチュエータが縮むことにより、装置幅方向内側への大きな操舵角を実現することができる。 In the steer-by-wire steering system according to the fourth aspect, the tire support portion of the linear actuator is located in front of the steering rotation shaft in the straight traveling state. Therefore, by contracting the linear motion actuator, a large steering angle inward in the device width direction can be realized.

第5の態様に係るステアバイワイヤ式操舵装置は、第4の態様に係るステアバイワイヤ式操舵装置において、外側最大操舵状態で、前記タイヤハブユニットが向く方向と、前記直動アクチュエータの長手方向とが略平行の関係である。 A steer-by-wire type steering device according to a fifth aspect is the steer-by-wire type steering device according to the fourth aspect , wherein a direction in which the tire hub unit faces and a longitudinal direction of the linear motion actuator are in an outer maximum steering state. It is a substantially parallel relationship.

第5の態様に係るステアバイワイヤ式操舵装置では、外側最大操舵状態で、タイヤハブユニットが向く方向と、直動アクチュエータの長手方向とが略平行の関係である。このため、外側最大操舵状態でタイヤハブユニットと直動アクチュエータとの間隔が狭くなるように両者の配置関係を設定しやすい。したがって、ステアバイワイヤ式操舵装置の空間占有率をより一層低く抑えることができる。 In the steer-by-wire steering system according to the fifth aspect, the direction in which the tire hub unit faces and the longitudinal direction of the linear motion actuator are substantially parallel to each other in the outer maximum steering state. Therefore, it is easy to set the positional relationship between the tire hub unit and the linear actuator so that the distance between the tire hub unit and the linear actuator becomes narrower in the maximum outer steering state. Therefore, the space occupancy of the steer-by-wire steering system can be further suppressed.

第6の態様に係るステアバイワイヤ式操舵装置は、第1〜第5の何れかの態様に係るステアバイワイヤ式操舵装置において、前記ステアバイワイヤ式操舵装置は、前記サスペンションアームと車体とを連結するショックアブソーバをさらに備えており、前記ショックアブソーバは、前記直動アクチュエータと平面視で交差している。 A steer-by-wire steering apparatus according to a sixth aspect is the steer-by-wire steering apparatus according to any one of the first to fifth aspects , wherein the steer-by-wire steering apparatus is a shock that connects the suspension arm and the vehicle body. The shock absorber further includes an absorber, and the shock absorber intersects the linear actuator in a plan view.

第6の態様に係るステアバイワイヤ式操舵装置では、サスペンションと車体とを連結するショックアブソーバをさらに備えている。そして、ショックアブソーバは、直動アクチュエータと平面視で交差している。このため、操舵装置がショックアブソーバを備えた場合において、ステアバイワイヤ式操舵装置全体の空間占有率を効率的に低く抑えることができる。 The steer-by-wire steering system according to the sixth aspect further includes a shock absorber that connects the suspension and the vehicle body. The shock absorber intersects the linear actuator in a plan view. Therefore, when the steering device includes the shock absorber, the space occupancy of the entire steer-by-wire steering device can be efficiently suppressed to be low.

第7の態様に係るステアバイワイヤ式操舵装置は、第6の態様に係るステアバイワイヤ式操舵装置において、前記ステアバイワイヤ式操舵装置は、車体に固定される取付部材をさらに備えており、前記取付部材は、前記サスペンションアームを回転可能に支持すると共に、一端部が前記サスペンションアームに連結された前記ショックアブソーバの他端部が連結されている。 A steer-by-wire type steering device according to a seventh aspect is the steer-by-wire type steering device according to the sixth aspect , wherein the steer-by-wire type steering device further includes an attachment member fixed to a vehicle body. Supports the suspension arm rotatably and also connects the other end of the shock absorber whose one end is connected to the suspension arm.

第7の態様に係るステアバイワイヤ式操舵装置は、車体に固定される取付部材をさらに備えている。取付部材には、サスペンションアームが回転(揺動)可能に支持される。さらに、取付部材には、一端部がサスペンションアームに連結されたショックアブソーバの他端部が連結されている。このため、取付部材を車体に固定することで、ショックアブソーバを備えるステアバイワイヤ式操舵装置を車体に組付けることができる。つまり、ショックアブソーバ50の他端部を別途車体に取り付ける作業が不要である。よって、組付け性が高い。 The steer-by-wire steering apparatus according to the seventh aspect further includes an attachment member fixed to the vehicle body. The suspension arm is rotatably (swingably) supported by the mounting member. Further, the mounting member is connected to the other end of the shock absorber whose one end is connected to the suspension arm. Therefore, by fixing the mounting member to the vehicle body, the steer-by-wire type steering device including the shock absorber can be assembled to the vehicle body. That is, it is not necessary to separately attach the other end of the shock absorber 50 to the vehicle body. Therefore, the assemblability is high.

第8の態様に係るステアバイワイヤ式操舵装置は、第1〜第7の何れかの態様に係るステアバイワイヤ式操舵装置において、前記ステアバイワイヤ式操舵装置は、車体の前部又は後部に取付けられており、前記車体の前部に取付けられている場合はリーディングアーム方式のサスペンション方式とされ、前記車体の後部に取付けられている場合はトレーリングアーム方式又はセミトレーリングアーム方式のサスペンション方式とされている。 A steer-by-wire steering apparatus according to an eighth aspect is the steer-by-wire steering apparatus according to any one of the first to seventh aspects , wherein the steer-by-wire steering apparatus is attached to a front portion or a rear portion of a vehicle body. If it is attached to the front part of the vehicle body, it is a leading arm type suspension system, and if it is attached to the rear part of the vehicle body, it is a trailing arm type or semi-trailing arm type suspension system. There is.

第8の態様に係るステアバイワイヤ式操舵装置では、ステアバイワイヤ式操舵装置が、車体の前部又は後部に取付けられており、車体の前部に取付けられている場合はリーディングアーム方式のサスペンション方式とされ、車体の後部に取付けられている場合はトレーリングアーム方式又はセミトレーリングアーム方式のサスペンション方式とされている。このため、車体のうち車室を構成する部分の近くにステアバイワイヤ式操舵装置を取り付けることが容易である。ここで、一般に車室を構成する部分は、車体全体の中でも比較的高い剛性で設計されていることが多い。したがって、第8の態様に係る構成によれば、ステアバイワイヤ式操舵装置を高い剛性で車体に取付けることが容易である。 In the steer-by-wire type steering device according to the eighth aspect, the steer-by-wire type steering device is attached to the front part or the rear part of the vehicle body, and when it is attached to the front part of the vehicle body, it is a leading arm type suspension system. If it is attached to the rear part of the vehicle body, it is of a trailing arm type or a semi-trailing arm type suspension type. Therefore, it is easy to install the steer-by-wire type steering device near the portion of the vehicle body forming the vehicle interior. Here, in general, the portion forming the vehicle interior is often designed with relatively high rigidity in the entire vehicle body. Therefore, according to the configuration of the eighth aspect, it is easy to attach the steer-by-wire steering device to the vehicle body with high rigidity.

以上説明したように、本発明に係るステアバイワイヤ式操舵装置は、直動アクチュエータを軽量に設計することができ、かつ周辺部品の軽量化をも容易にするという優れた効果を有する。 As described above, the steer-by-wire type steering device according to the present invention has an excellent effect that the linear motion actuator can be designed to have a light weight and the weight of peripheral components can be easily reduced.

図1は、一実施形態の操舵装置を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing a steering device according to an embodiment. 図2は、図1に示す操舵装置を装置上方から見た平面図であって、(A)は外側操舵した状態を示し、(B)は直進状態を示し、(C)は内側操舵した状態を示す。FIG. 2 is a plan view of the steering device shown in FIG. 1 as seen from above the device. (A) shows a state where the steering is performed outside, (B) shows a straight traveling state, and (C) shows a state where the steering is performed inside. Indicates. 図3は、図1に示す操舵装置において、ショックアブソーバ及びブラケットをさらに備えた態様を示す斜視図である(なお、タイヤハブユニットの図示を省略している)。FIG. 3 is a perspective view showing a mode in which the steering system shown in FIG. 1 is further provided with a shock absorber and a bracket (note that the tire hub unit is not shown). 図4は、図1に示す操舵装置において、ショックアブソーバ及びブラケットをさらに備えた態様を示す斜視図であるFIG. 4 is a perspective view showing a mode in which the steering system shown in FIG. 1 is further provided with a shock absorber and a bracket. 図5(A)は、図4に示す操舵装置を装置上方から見た平面図であり、図5(B)は、図4に示す操舵装置を装置幅方向外側から見た側面図である。5A is a plan view of the steering device shown in FIG. 4 viewed from above the device, and FIG. 5B is a side view of the steering device shown in FIG. 4 viewed from the outside in the device width direction. 図6(A)は、操舵装置が取付けられる車体を示す斜視図であり、図6(B)は、車体に操舵装置が取付けられた状態を示す斜視図である。FIG. 6(A) is a perspective view showing a vehicle body to which the steering device is attached, and FIG. 6(B) is a perspective view showing a state in which the steering device is attached to the vehicle body.

以下、図面を用いて、本発明の実施形態に係るステアバイワイヤ式操舵装置10(以下、単に「操舵装置10」と略記する)について説明する。 Hereinafter, a steer-by-wire steering apparatus 10 (hereinafter simply referred to as “steering apparatus 10”) according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

<操舵装置10の概略構成>
図1に示されるように、操舵装置10は、タイヤハブユニット30と、サスペンションアーム20と、直動アクチュエータ40と、を含んで構成されている。以下、各構成について説明する。
<Schematic configuration of the steering device 10>
As shown in FIG. 1, the steering device 10 is configured to include a tire hub unit 30, a suspension arm 20, and a linear motion actuator 40. Each configuration will be described below.

なお、各図に示す矢印UPを装置上方とし、矢印FRを装置前方とし、矢印OUTを装置幅方向外側として説明を進める。以下、単に前後、上下、幅方向内外の方向を用いて説明する場合は、特に断りのない限り、装置前後方向の前後、装置上下方向の上下、装置幅方向の内外を示すものとする。 Note that the arrow UP shown in each drawing is the upper side of the device, the arrow FR is the front of the device, and the arrow OUT is the outer side in the device width direction. In the following description, in the case of simply using the directions of front and rear, top and bottom, and inside and outside in the width direction, unless otherwise specified, front and rear in the device front and rear direction, up and down in the device vertical direction, and inside and outside in the device width direction are indicated.

また、操舵装置10は直動アクチュエータ40の伸張状態に応じて図2(A)〜(C)に示すように動作するが、特に断りのない限り、図2(B)に示す直進状態における配置関係を説明する。 Further, the steering device 10 operates as shown in FIGS. 2A to 2C according to the extension state of the linear motion actuator 40, but unless otherwise specified, the arrangement in the straight traveling state shown in FIG. 2B. Explain the relationship.

<タイヤハブユニット30>
タイヤハブユニット30は、本体部31と、本体部31に対して車軸Dの回りを回転駆動する転動部32と、を含んで構成されている。なお、図1及び図2では、転動部32の上半分が切断された状態で示されている。
<Tire hub unit 30>
The tire hub unit 30 includes a main body portion 31 and a rolling portion 32 that rotationally drives the main body portion 31 around the axle D. 1 and 2, the upper half of the rolling portion 32 is shown in a cut state.

本体部31は、その外殻を成すハウジング33と、ハウジング33内に搭載された駆動装置(図示省略)と、を含んで構成されている。ハウジング33は、その上部と下部において後述するサスペンションアーム20に回転可能に支持されている(図4や図5(B)参照)。 The main body 31 is configured to include a housing 33 that forms an outer shell thereof and a drive device (not shown) mounted in the housing 33. The housing 33 is rotatably supported by a suspension arm 20 described below at its upper and lower portions (see FIGS. 4 and 5B).

転動部32は、タイヤ34と、タイヤ34を支持するホイール35と、含んで構成されている。そして、転動部32は、本体部31を取囲むように構成されている。さらに、転動部32は、本体部31の駆動装置によって、本体部31に対して車軸Dの回りを回転駆動される。すなわち、駆動装置は、モータを含んで構成されており、アクセルペダルなどの入力装置(図示省略)の操作に応じて、本体部31に対する転動部32の回転を制御する。また、タイヤハブユニット30は、ディスクブレーキなどの制動装置(ブレーキ)を備えており、ブレーキペダルなどの入力装置(図示省略)の操作に応じて、本体部31に対する転動部32の回転等が制御されるように構成されている。このように、タイヤハブユニット30は、所謂インホイールモータとして構成されている。 The rolling portion 32 includes a tire 34 and a wheel 35 that supports the tire 34. The rolling portion 32 is configured so as to surround the main body portion 31. Further, the rolling portion 32 is rotationally driven around the axle D with respect to the body portion 31 by the drive device of the body portion 31. That is, the drive device is configured to include a motor, and controls the rotation of the rolling portion 32 with respect to the main body portion 31 according to the operation of an input device (not shown) such as an accelerator pedal. Further, the tire hub unit 30 is provided with a braking device (brake) such as a disc brake, and rotation of the rolling portion 32 with respect to the main body portion 31 or the like is performed in response to an operation of an input device (not shown) such as a brake pedal. It is configured to be controlled. In this way, the tire hub unit 30 is configured as a so-called in-wheel motor.

また、本体部31は、後述する直動アクチュエータ40を回転自在に支持する操舵回転力点部36を含んで構成されている。操舵回転力点部36は、ハウジング33における装置前後方向前端部から装置幅方向内側へ突出した位置に設けられている。また、操舵回転力点部36の装置上下方向の位置は、ハウジング33の上下方向中央部(車軸Dと一致する高さ)よりも上方とされている。 Further, the main body portion 31 is configured to include a steering rotational force point portion 36 that rotatably supports a linear motion actuator 40 described later. The steering rotational force point portion 36 is provided at a position that protrudes inward in the device width direction from the front end portion in the device front-rear direction of the housing 33. Further, the position of the steering rotational force point portion 36 in the vertical direction of the device is set higher than the central portion of the housing 33 in the vertical direction (a height corresponding to the axle D).

<サスペンションアーム20>
サスペンションアーム20は、車体100(図6参照)に対してサス回転中心軸E周りに回転(揺動)可能に取付けられる。また、サスペンションアーム20は、タイヤハブユニット30の本体部31を操舵回転軸C回りに回転自在に支持している。また、サスペンションアーム20は、後述する直動アクチュエータ40を回転自在に支持している。換言すると、サスペンションアーム20は、サス回転中心部21と、タイヤ支持部25と、アクチュエータ支持部29と、を含んで構成されている。以下、これら各構成、及びこれらと関連する構成について説明する。
<Suspension arm 20>
The suspension arm 20 is attached to the vehicle body 100 (see FIG. 6) so as to be rotatable (swingable) around the suspension rotation central axis E. Further, the suspension arm 20 supports the main body 31 of the tire hub unit 30 so as to be rotatable about the steering rotation axis C. Further, the suspension arm 20 rotatably supports a linear motion actuator 40 described later. In other words, the suspension arm 20 is configured to include the suspension rotation center portion 21, the tire support portion 25, and the actuator support portion 29. Hereinafter, each of these configurations and configurations related thereto will be described.

(サス回転中心部21)
サス回転中心部21は、図1に一点鎖線で示すサス回転中心軸Eを中心に車体100に回転可能に支持される部分である。サス回転中心部21は、略四角柱形状とされ、その軸方向を装置幅方向に向けている。サス回転中心部21の軸方向の両端から突出された突出部21Aが車体100に固定される取付部材60(図3参照)と連結される。
(Suspension center 21)
The suspension rotation center portion 21 is a portion rotatably supported by the vehicle body 100 around a suspension rotation center axis E indicated by a chain line in FIG. The suspension rotation center portion 21 has a substantially quadrangular prism shape, and its axial direction is oriented in the device width direction. The protrusions 21A protruding from both ends of the suspension rotation center 21 in the axial direction are connected to a mounting member 60 (see FIG. 3) fixed to the vehicle body 100.

(タイヤ支持部25)
タイヤ支持部25は、タイヤハブユニット30を回転可能に支持する部分である。図4及び図5(B)に示されるように、タイヤ支持部25は、タイヤハブユニット30を、その本体部31の上部及び下部において支持する。換言すると、タイヤ支持部25は、タイヤハブユニット30の本体部31の上部を支持する上支持部25Uと、タイヤハブユニット30の本体部31の下部を支持する下支持部25Lと、から構成されている。上支持部25U及び下支持部25Lには、共に、例えば球面軸受が設けられており、球面軸受の外輪がサスペンションアーム20側に固定されており、球面軸受の内輪がタイヤハブユニット30側に固定されている。これにより、タイヤ支持部25の上支持部25Uと下支持部25Lを繋ぐ仮想的な軸(操舵回転軸C)を中心に、タイヤハブユニット30がサスペンションアーム20に対して回転可能となっている。
(Tire support 25)
The tire support portion 25 is a portion that rotatably supports the tire hub unit 30. As shown in FIGS. 4 and 5(B), the tire support portion 25 supports the tire hub unit 30 at the upper portion and the lower portion of the body portion 31 thereof. In other words, the tire support portion 25 is composed of an upper support portion 25U that supports the upper portion of the main body portion 31 of the tire hub unit 30, and a lower support portion 25L that supports the lower portion of the main body portion 31 of the tire hub unit 30. ing. Both the upper support portion 25U and the lower support portion 25L are provided with, for example, spherical bearings, the outer ring of the spherical bearings is fixed to the suspension arm 20 side, and the inner ring of the spherical bearings is fixed to the tire hub unit 30 side. Has been done. As a result, the tire hub unit 30 can rotate with respect to the suspension arm 20 about a virtual axis (steering rotation axis C) that connects the upper support portion 25U and the lower support portion 25L of the tire support portion 25. ..

(上連結部22)
サス回転中心部21と上支持部25Uとは、上連結部22によって連結されている。ここで、図5(B)に示されるように、上支持部25Uは、装置上下方向の位置関係において、サス回転中心部21よりも上方に位置している。そのため、両者を連結する上連結部22は、サス回転中心部21から一旦上方に延びた後、装置前方へ方向を変えて延びるように延設されている。換言すると、上連結部22は、サス回転中心部21の上部から上方へ立設された立設部22Hと、立設部22Hの上部から装置前方へ延設された上壁部22Wと、を備えている。またここで、図5(A)に示されるように、上支持部25Uは、装置幅方向の位置関係において、サス回転中心部21よりも装置幅方向外側に位置している。そのため、上壁部22Wは、立設部22Hの上端から一旦装置前方へ延びた後、装置幅方向外側へ方向を変えて延びるように延設されている。
(Upper connecting portion 22)
The suspension rotation center portion 21 and the upper support portion 25U are connected by the upper connection portion 22. Here, as shown in FIG. 5B, the upper support portion 25U is located above the suspension rotation center portion 21 in the positional relationship in the device vertical direction. Therefore, the upper connecting portion 22 that connects the two is extended so as to extend upward from the suspension rotation center portion 21 and then change the direction toward the front of the device. In other words, the upper connecting portion 22 includes a standing portion 22H that stands up from the upper portion of the suspension rotation center portion 21 and an upper wall portion 22W that extends from the upper portion of the standing portion 22H toward the front of the device. I have it. Further, as shown in FIG. 5A, the upper support portion 25U is located outside the suspension rotation center portion 21 in the device width direction in the positional relationship in the device width direction. Therefore, the upper wall portion 22W extends from the upper end of the standing portion 22H once toward the front of the device and then extends outward while changing the direction outward in the device width direction.

(下連結部24)
図3及び図5(B)に示されるように、サス回転中心部21と下支持部25Lとは、下連結部24によって連結されている。ここで、図5(B)に示されるように、下支持部25Lは、車両上下方向の位置関係において、サス回転中心部21よりも若干下方に位置している。そのため、下連結部24は、サス回転中心部21から下支持部25Lまで装置前方へ向かうに従い装置下方へ若干傾斜されつつ延設されている。またここで、図5(A)に示されるように、下支持部25Lは、装置幅方向の位置関係において、サス回転中心部21よりも装置外側に位置している。そのため、下連結部24は、サス回転中心部21から一旦装置前方に延びた後、装置幅方向外側へ方向を変えて延びるように延設されている。
(Lower connecting portion 24)
As shown in FIGS. 3 and 5B, the suspension rotation center portion 21 and the lower support portion 25L are connected by the lower connection portion 24. Here, as shown in FIG. 5(B), the lower support portion 25L is located slightly below the suspension rotation center portion 21 in the vehicle vertical position relationship. Therefore, the lower connecting portion 24 extends from the suspension rotation center portion 21 to the lower support portion 25L while being slightly inclined downward in the device as it goes toward the front of the device. Further, here, as shown in FIG. 5A, the lower support portion 25L is located outside the suspension rotation center portion 21 in the device in the positional relationship in the device width direction. Therefore, the lower connecting portion 24 extends from the suspension rotation center portion 21 once toward the front of the device, and then extends while changing the direction outward in the device width direction.

(縦連結部26)
上支持部25Uの装置前方部と、下支持部25Lの装置前方部とを上下に繋ぐように、縦連結部26が設けられている。これにより、サスペンションアーム20には、図5(B)に示される装置幅方向から見た側面視で開口する開口部27が形成されている。換言すると、サス回転中心部21、上連結部22、下連結部24、及び縦連結部26により、サスペンションアーム20は側面視で略矩形の枠状を成している。なお、後述する直動アクチュエータ40は、この開口部27を挿通するように配置されている。
(Vertical connection part 26)
A vertical connecting portion 26 is provided so as to vertically connect the device front part of the upper support part 25U and the device front part of the lower support part 25L. As a result, the suspension arm 20 is formed with an opening 27 that opens in a side view as seen from the device width direction shown in FIG. 5B. In other words, the suspension rotation center portion 21, the upper connecting portion 22, the lower connecting portion 24, and the vertical connecting portion 26 form the suspension arm 20 in a substantially rectangular frame shape in a side view. The linear actuator 40, which will be described later, is arranged so as to pass through the opening 27.

(アクチュエータ支持部29)
開口部27の上下方向中間部を装置前後方向に架け渡すように、掛渡部材28が取付けられている。掛渡部材28は、略棒状に形成されており、装置後方側の端部が上連結部22の立設部22Hの装置内側に締結されており、装置前方側の端部が縦連結部26の装置内側に締結されている。
(Actuator support 29)
A spanning member 28 is attached so as to bridge an intermediate portion in the vertical direction of the opening 27 in the front-rear direction of the apparatus. The hanging member 28 is formed in a substantially rod shape, the end portion on the device rear side is fastened to the inside of the standing portion 22H of the upper coupling portion 22 in the device, and the end portion on the device front side is the vertical coupling portion 26. It is fastened inside the device.

そして、掛渡部材28の上方、かつ上連結部22の上壁部22Wの下方の隙間に直動アクチュエータ40が挿通されている。さらに、直動アクチュエータ40は、この挿通された部分において装置上下方向から支持されている。直動アクチュエータ40は、サスペンションアーム20に対して回転自在に支持されており、その回転軸(アクチュエータ回転軸B)は、装置上下方向と略一致されている。以下、サスペンションアーム20における直動アクチュエータ40を支持する部分をアクチュエータ支持部29と称する。 The linear actuator 40 is inserted into the gap above the spanning member 28 and below the upper wall portion 22W of the upper coupling portion 22. Furthermore, the linear motion actuator 40 is supported in the vertical direction of the device at the inserted portion. The linear actuator 40 is rotatably supported by the suspension arm 20, and its rotation axis (actuator rotation axis B) is substantially aligned with the vertical direction of the apparatus. Hereinafter, the portion of the suspension arm 20 that supports the linear actuator 40 is referred to as an actuator support portion 29.

また、縦連結部26の下部は、後述するショックアブソーバ50が連結されるアブソーバ支持部26Lとなっている。アブソーバ支持部26Lには、装置前後方向に延びる貫通孔26LAが形成されており、この貫通孔26LAにショックアブソーバ50の一端部50Aが挿入された状態で連結されるようになっている(図3参照)。 Further, the lower portion of the vertical connecting portion 26 is an absorber supporting portion 26L to which a shock absorber 50 described later is connected. A through hole 26LA extending in the front-rear direction of the device is formed in the absorber supporting portion 26L, and one end portion 50A of the shock absorber 50 is inserted into the through hole 26LA to be connected (FIG. 3). reference).

以上のように構成され、サスペンションアーム20は、タイヤハブユニット30を操舵回転軸Cを中心に回転可能に支持すると共に、直動アクチュエータ40(の「アーム支持部」としての駆動部43)をアクチュエータ回転軸Bを中心に回転自在に支持している。 The suspension arm 20 configured as described above supports the tire hub unit 30 so as to be rotatable about the steering rotation axis C, and the linear motion actuator 40 (the drive unit 43 as the “arm support unit”) of the actuator. It is rotatably supported about the rotation axis B.

<直動アクチュエータ40>
直動アクチュエータ40は、何れも棒状に形成された基部41及び直動部42と、基部41に対して直動部42を直線運動させる駆動部43と、を備えている。基部41は、円筒形状とされており、基部41の内部に直動部42の一部が入り込んだ構成とされている。駆動部43は、図示しないモータやボールネジを備えており、モータの回転運動をボールネジによって基部41に対する直動部42の直線運動に変換するようになっている。駆動部43は、ステアリングホイールなどの操舵入力装置と電気的に接続されており、操舵入力装置の操作に応じて、直動アクチュエータ40が伸縮制御されるようになっている。
<Direct acting actuator 40>
The linear actuator 40 includes a base portion 41 and a linear movement portion 42 each formed in a rod shape, and a drive portion 43 that linearly moves the linear movement portion 42 with respect to the base portion 41. The base portion 41 has a cylindrical shape, and has a configuration in which a part of the linear motion portion 42 is inserted inside the base portion 41. The drive unit 43 includes a motor and a ball screw (not shown), and converts the rotational movement of the motor into a linear movement of the linear movement unit 42 with respect to the base 41 by the ball screw. The drive unit 43 is electrically connected to a steering input device such as a steering wheel, and the linear motion actuator 40 is controlled to expand and contract according to the operation of the steering input device.

駆動部43と基部41とは両者の位置関係が固定されている一方、駆動部43及び基部41に対して直動部42が直線運動する構成となっている。そして、駆動部43が、上述したサスペンションアーム20のアクチュエータ支持部29によって回転自在に支持されている。他方、直動部42の先端部42Aが、タイヤハブユニット30の操舵回転力点部39に回転自在に支持されており、その回転軸(力点軸A)は、装置上下方向と略一致されている。本実施形態では、駆動部43が本発明の「アーム支持部」に相当し、直動部42の先端部42Aが本発明の「タイヤ支持部」に相当する。 The positional relationship between the drive unit 43 and the base 41 is fixed, while the linear motion unit 42 moves linearly with respect to the drive unit 43 and the base 41. The drive unit 43 is rotatably supported by the actuator support unit 29 of the suspension arm 20 described above. On the other hand, the front end portion 42A of the linear motion portion 42 is rotatably supported by the steering rotational force point portion 39 of the tire hub unit 30, and its rotation axis (power point axis A) is substantially aligned with the vertical direction of the device. .. In the present embodiment, the drive portion 43 corresponds to the “arm support portion” of the present invention, and the tip end portion 42A of the linear motion portion 42 corresponds to the “tire support portion” of the present invention.

<ショックアブソーバ50、取付部材60が取付けられた態様>
図3、図4及び図5には、上述した図1に示す構成に加えて、取付部材60と、ショックアブソーバ50と、をさらに備える操舵装置10が示されている。なお、図3では、タイヤハブユニット30が図示省略されており、図4では、タイヤハブユニット30の転動部32が図示省略されている。
<Aspect in which the shock absorber 50 and the mounting member 60 are mounted>
3, 4, and 5 show a steering device 10 that further includes a mounting member 60 and a shock absorber 50 in addition to the configuration shown in FIG. 1 described above. The tire hub unit 30 is not shown in FIG. 3, and the rolling portion 32 of the tire hub unit 30 is not shown in FIG.

取付部材60は、板状に形成されると共に車体100に直接固定される板状部61(図6(A)参照)と、当該板状部61に固定されると共にサスペンションアーム20のサス回転中心部21と回転可能に連結される一対のサス連結部62と、を含んで構成されている。また、取付部材60は、板状部61に固定されると共にショックアブソーバ50と板状部61とを連結するアブソーバ連結部63を含んで構成されている。 The attachment member 60 is formed in a plate shape and is directly fixed to the vehicle body 100 (see FIG. 6A), and the suspension rotation center of the suspension arm 20 is fixed to the plate portion 61. It is configured to include a pair of suspension connecting portions 62 that are rotatably connected to the portion 21. Further, the mounting member 60 is configured to include an absorber connecting portion 63 that is fixed to the plate-shaped portion 61 and that connects the shock absorber 50 and the plate-shaped portion 61.

ショックアブソーバ50は、図5(A)に示すように、平面視で装置前後方向に延在されており、図5(B)に示すように、側面視で水平方向に対して若干傾斜して配置されている。ショックアブソーバ50は、一端部(装置前方の端部50A)がサスペンションアーム20に回転可能に支持されており、他端部(装置後方の端部50B)が取付部材60のアブソーバ連結部63に回転可能に支持されている。回転軸の方向は、装置幅方向と略一致されている。 The shock absorber 50 extends in the front-rear direction of the device in a plan view as shown in FIG. 5(A), and is slightly inclined with respect to the horizontal direction in a side view as shown in FIG. 5(B). It is arranged. The shock absorber 50 has one end (the front end 50A of the device) rotatably supported by the suspension arm 20, and the other end (the rear end 50B of the device) rotated by the absorber connecting portion 63 of the mounting member 60. Supported as possible. The direction of the rotation axis is substantially the same as the device width direction.

ショックアブソーバ50の一端部50Aが支持されている部分は、サスペンションアーム20における略前端部に形成されたアブソーバ支持部26Lである。アブソーバ支持部26Lは、装置前後方向の位置関係において、タイヤハブユニット30の中心と略一致している。また、図5(B)に示されるように、サスペンションアーム20のアブソーバ支持部26Lは、装置上下方向の位置関係において、サスペンションアーム20の下支持部25Lよりも上方であり、タイヤハブユニット30の中心(車軸)よりも下方とされている。 A portion of the shock absorber 50 on which one end 50A is supported is an absorber support portion 26L formed at a substantially front end of the suspension arm 20. The absorber support portion 26L substantially coincides with the center of the tire hub unit 30 in the positional relationship in the device front-rear direction. Further, as shown in FIG. 5B, the absorber support portion 26L of the suspension arm 20 is located above the lower support portion 25L of the suspension arm 20 in the positional relationship in the device vertical direction, and the absorber support portion 26L of the tire hub unit 30. It is located below the center (axle).

取付部材60のアブソーバ連結部63は、装置上下方向の位置関係において、サスペンションアーム20の上支持部25Uよりも下方であり、タイヤハブユニット30の中心(車軸)よりも上方とされている。また、取付部材60のアブソーバ連結部63は、上下方向の位置関係において、直動アクチュエータ40の下方に位置している。 The absorber connecting portion 63 of the mounting member 60 is located below the upper support portion 25U of the suspension arm 20 and above the center (axle) of the tire hub unit 30 in the positional relationship in the device vertical direction. The absorber connecting portion 63 of the mounting member 60 is located below the linear actuator 40 in the vertical positional relationship.

図6は、上述した操舵装置10の車体100への取付態様を説明するための図であり、操舵装置10が車体100に取付けられた状態の一例として、車室フレーム110の車両前方かつ車両幅方向左側の部分が示されている。図6(A)には、車体100に取付部材60の板状部61のみが取付けられた様子が示されている。また、図6(B)には、車体100に操舵装置10が取付けられた様子が示されている。 FIG. 6 is a diagram for explaining a mounting mode of the steering device 10 on the vehicle body 100 described above. The left part of the direction is shown. FIG. 6A shows a state in which only the plate-shaped portion 61 of the attachment member 60 is attached to the vehicle body 100. Further, FIG. 6B shows a state in which the steering device 10 is attached to the vehicle body 100.

図6(A)に示されるように、車体100は、車室(キャビン)を構成する車室フレーム110と、車室よりも車両前方を構成する前方フレーム120と、車室よりも車両後方を構成する後方フレーム(図示省略)と、を含んで構成されている。 As shown in FIG. 6A, the vehicle body 100 includes a vehicle interior frame 110 that forms a vehicle interior (cabin), a front frame 120 that forms a vehicle front side of the vehicle interior, and a vehicle rear side of the vehicle interior. It is configured to include a rear frame (not shown) that constitutes the rear frame.

車室フレーム110は、その前端かつ下端において車両幅方向に延在する下辺部111と、下辺部111の車両幅方向外側端から若干内側の位置で車両上下方向に延在する縦片部112と、を含んで構成されている。そして、取付部材60の板状部61は、これら下辺部111及び縦片部112に固定されている。具体的には、板状部61の幅方向の両端で下辺部111に固定されており、板状部61の上端部で縦片部112に固定されている。なお、板状部61のうち縦片部112に固定された位置は、車両前後方向から見てアブソーバ連結部63と重なる位置である。また、板状部61のうち下辺部111に固定された位置は、車両前後方向から見て一対のサス連結部62と重なる位置である。 The vehicle interior frame 110 includes a lower side portion 111 that extends in the vehicle width direction at its front end and a lower end, and a vertical piece portion 112 that extends in the vehicle vertical direction at a position slightly inside from the vehicle width direction outer end of the lower side portion 111. , Is included. The plate-shaped portion 61 of the mounting member 60 is fixed to the lower side portion 111 and the vertical piece portion 112. Specifically, it is fixed to the lower side portion 111 at both ends of the plate-shaped portion 61 in the width direction, and is fixed to the vertical piece portion 112 at the upper end of the plate-shaped portion 61. The position of the plate-shaped portion 61 fixed to the vertical piece portion 112 is a position that overlaps with the absorber connecting portion 63 when viewed from the vehicle front-rear direction. Further, the position of the plate-shaped portion 61 fixed to the lower side portion 111 is a position that overlaps with the pair of suspension connecting portions 62 when viewed from the vehicle front-rear direction.

図6(B)に示されるように、操舵装置10が車室フレーム110(車体100)に前輪として取付けられた状態において、操舵装置10の装置前後方向が車両前後方向と一致し、装置幅方向外側が車両幅方向外側と一致し、装置上下方向が車両上下方向と一致している。但し、操舵装置10が車室フレーム110に後輪として取付けられた状態では、装置前後方向と車両前後方向とが逆の関係となる。 As shown in FIG. 6B, when the steering device 10 is attached to the vehicle interior frame 110 (vehicle body 100) as front wheels, the front-rear direction of the steering device 10 coincides with the front-rear direction of the vehicle, and the width direction of the device is the same. The outer side corresponds to the vehicle width direction outer side, and the device vertical direction corresponds to the vehicle vertical direction. However, when the steering device 10 is attached to the vehicle interior frame 110 as rear wheels, the front-rear direction of the device and the front-rear direction of the vehicle have an inverse relationship.

なお、操舵装置10は、車室フレーム110の車両前方かつ車両幅方向右側、車両後方かつ車両幅方向左側、車両後方かつ車両幅方向右側にも取付けられる。なお、このうち、車両前方かつ車両幅方向右側と、車両後方かつ車両幅方向左側に取付けられる場合には、上述した操舵装置10とは、装置幅方向に対称な構成とする必要がある。すなわち、操舵装置10は、操舵機能、駆動機能を有する1つのモジュールとして構成されているため、同様の操舵装置10を複数(例えば4つ)用意して車両に適用することができる。 The steering device 10 is also attached to the vehicle front and the vehicle width direction right side of the vehicle interior frame 110, the vehicle rear and the vehicle width direction left side, and the vehicle rear and vehicle width direction right side. In addition, among these, when it is attached to the vehicle front side and the vehicle width direction right side and the vehicle rear side and the vehicle width direction left side, it is necessary to make the above-described steering device 10 symmetrical in the device width direction. That is, since the steering device 10 is configured as one module having a steering function and a driving function, a plurality (for example, four) of the same steering devices 10 can be prepared and applied to a vehicle.

また、操舵装置10が車室フレーム110の車両前方部に取付けられた場合、つまり操舵装置10が前輪として機能する場合、サスペンション方式がリーディングアーム方式となる。他方、操舵装置10が車室フレーム110の車両後方部に取付けられた場合、つまり操舵装置10が後輪として機能する場合、サスペンション方式がトレーシングアーム方式となる。 Further, when the steering device 10 is attached to the vehicle front part of the vehicle interior frame 110, that is, when the steering device 10 functions as front wheels, the suspension system is the leading arm system. On the other hand, when the steering device 10 is attached to the vehicle rear portion of the vehicle interior frame 110, that is, when the steering device 10 functions as a rear wheel, the suspension system is a tracing arm system.

また、図6(B)に示されるように、車体100の前方フレーム120は、車室フレーム110の前方を車両略前後方向に延びるフロントサイドメンバ121を備えている。フロントサイドメンバ121は、車両幅方向に並んで一対設けられており(図6では車両左側のみ図示)、車両前方に向かうに従い車両幅方向外側へ傾斜して設けられている。そして、操舵装置10は、このフロントサイドメンバ121に対し車両幅方向外側に取付けられている。 Further, as shown in FIG. 6B, the front frame 120 of the vehicle body 100 includes front side members 121 that extend in front of the vehicle interior frame 110 in a substantially front-rear direction of the vehicle. A pair of front side members 121 are provided side by side in the vehicle width direction (only the vehicle left side is shown in FIG. 6 ), and are provided so as to be inclined outward in the vehicle width direction toward the front of the vehicle. The steering device 10 is attached to the front side member 121 on the outer side in the vehicle width direction.

図6(B)に示された直進状態で、操舵装置10の直動アクチュエータ40は、フロントサイドメンバ121と略平行の関係となっている。さらに、図2(A)〜(C)に示されるように、操舵装置10の操舵状態が変更された場合は直動アクチュエータ40が揺動するものの、直動アクチュエータ40とフロントサイドメンバ121とが干渉しないようになっている。 In the straight traveling state shown in FIG. 6B, the linear motion actuator 40 of the steering device 10 is substantially parallel to the front side member 121. Further, as shown in FIGS. 2A to 2C, when the steering state of the steering device 10 is changed, the linear actuator 40 swings, but the linear actuator 40 and the front side member 121 are separated from each other. It does not interfere.

<作用・効果>
次に、本実施形態の操舵装置10の作用及び効果について説明する。
<Action/effect>
Next, the operation and effect of the steering device 10 of the present embodiment will be described.

本実施形態の操舵装置10では、サスペンションアーム20にタイヤハブユニット30が支持されている。タイヤハブユニット30は、操舵回転軸Cを中心に回転可能とされている。 In the steering device 10 of the present embodiment, the suspension hub 20 supports the tire hub unit 30. The tire hub unit 30 is rotatable around the steering rotation axis C.

また、操舵装置10は、操舵入力装置の操作に基づいて伸縮する直動アクチュエータ40を備えている。直動アクチュエータ40は、「アーム支持部」としての駆動部43と、当該直動アクチュエータ40の伸縮によってアーム支持部(駆動部43)との距離が変化する「タイヤ支持部」としての直動部42の先端部42Aと、を含んで構成されている。このうちアーム支持部は、サスペンションアーム20に回転自在(アクチュエータ回転軸B)に支持されている。他方、タイヤ支持部は、タイヤハブユニット30に回転自在(力点軸A)に支持されている。
このため、操舵入力装置の操作に基づいて直動アクチュエータ40が伸縮することにより、タイヤハブユニット30は、サスペンションアーム20に対して操舵回転軸Cを中心に回転する。つまり、操舵入力装置の操作により、タイヤハブユニット30を操舵可能となっている。
The steering device 10 also includes a linear actuator 40 that expands and contracts based on the operation of the steering input device. The linear motion actuator 40 is a linear motion part as a “tire support part” in which the distance between the driving part 43 as an “arm support part” and the arm support part (driving part 43) changes due to expansion and contraction of the linear motion actuator 40. The front end portion 42A of 42 is included. Of these, the arm support portion is rotatably (actuator rotation axis B) supported by the suspension arm 20. On the other hand, the tire support portion is rotatably (power point axis A) supported by the tire hub unit 30.
Therefore, as the linear motion actuator 40 expands and contracts based on the operation of the steering input device, the tire hub unit 30 rotates about the steering rotation axis C with respect to the suspension arm 20. That is, the tire hub unit 30 can be steered by operating the steering input device.

具体的には、図2(B)に示される直進状態から直動アクチュエータ40が伸びることで、図2(A)に示されるように、タイヤハブユニット30は外側に操舵される。また、直進状態から直動アクチュエータ40が縮むことで、図2(C)に示されるように、タイヤハブユニット30は内側に操舵される。このとき、直動アクチュエータ40は揺動運動する。 Specifically, as the linear actuator 40 extends from the straight traveling state shown in FIG. 2(B), the tire hub unit 30 is steered outward as shown in FIG. 2(A). Further, as the linear actuator 40 contracts from the straight traveling state, the tire hub unit 30 is steered inward as shown in FIG. 2(C). At this time, the linear motion actuator 40 swings.

図2(A)は、タイヤハブユニット30が外側に向けて最大に操舵された状態(外側最大操舵状態)を示しており、この外側最大操舵状態では、タイヤハブユニット30が向く方向(図2の矢印T参照)と、直動アクチュエータ40の長手方向とが略平行の関係とされている。また、図2(C)は、タイヤハブユニット30が内側に向けて最大に操舵された状態(内側最大操舵状態)を示しており、この内側最大操舵状態では、タイヤハブユニット30が向く方向(図2の矢印T参照)と、直動アクチュエータ40の長手方向とが略直角の関係とされている。 FIG. 2A shows a state in which the tire hub unit 30 is steered to the maximum outward (outer maximum steering state), and in this outer maximum steering state, the direction in which the tire hub unit 30 faces (FIG. 2). (See arrow T) and the longitudinal direction of the linear motion actuator 40 are substantially parallel to each other. Further, FIG. 2C shows a state where the tire hub unit 30 is steered to the inside (maximum inside steering state), and in this inside maximum steering state, the direction in which the tire hub unit 30 faces ( The arrow T in FIG. 2) and the longitudinal direction of the linear actuator 40 have a substantially right angle relationship.

また、直動アクチュエータ40が、アーム支持部(駆動部43)とタイヤ支持部40A(直動部42の先端部42A)の両方において回転自在に支持されているので、直動アクチュエータ40には、その直動方向の荷重以外の横荷重が作用しない。したがって、直動アクチュエータに横荷重が作用する場合と比較して、直動アクチュエータ40の横荷重に対する剛性を確保する必要性が低い。よって、直動アクチュエータ40は、直動方向の荷重に対して座屈しない程度の剛性を有していればよいので、直動アクチュエータ40を軽量に設計することが可能となる。 Further, since the linear actuator 40 is rotatably supported by both the arm support portion (driving portion 43) and the tire support portion 40A (tip portion 42A of the linear movement portion 42), the linear actuator 40 has No lateral load other than the load in the linear direction acts. Therefore, compared to the case where a lateral load acts on the linear motion actuator, it is less necessary to secure the rigidity of the linear motion actuator 40 against the lateral load. Therefore, the linear motion actuator 40 only needs to have a rigidity that does not buckle with respect to the load in the linear motion direction, so that the linear motion actuator 40 can be designed to be lightweight.

また、上述のとおり、直動アクチュエータ40が駆動部43とタイヤ支持部40Aの両方において支持されている。したがって、この操舵装置10を車体100に取付ける際には、サスペンションアーム20を車体100に取付ければよく、直動アクチュエータ40を直接車体100に取付ける必要がない。よって、組付け性が高い。 Further, as described above, the linear motion actuator 40 is supported by both the drive section 43 and the tire support section 40A. Therefore, when mounting the steering device 10 on the vehicle body 100, the suspension arm 20 may be mounted on the vehicle body 100, and it is not necessary to directly mount the linear motion actuator 40 on the vehicle body 100. Therefore, the assemblability is high.

また、本実施形態の操舵装置10では、直動アクチュエータ40の長手方向が、図2(A)〜(C)に示されるように、その伸縮状態(換言すると、操舵装置10の操舵状態)によらず、装置前方かつ装置幅方向外側の斜め方向とされている。このため、直動アクチュエータ40がその長手方向を装置幅方向に向けるように設けられている場合と比較して、操舵装置10の幅方向寸法を小さく設計することができる。よって、車体100に取付けられた状態で車両の幅方向中央部分のスペースを確保しやすい。 Further, in the steering device 10 of the present embodiment, the longitudinal direction of the linear motion actuator 40 is changed to the expanded/contracted state (in other words, the steering state of the steering device 10) as shown in FIGS. 2(A) to 2(C). However, it is set to the front of the device and the diagonal direction outside the device in the width direction. Therefore, the dimension of the steering device 10 in the width direction can be designed to be smaller than that in the case where the linear motion actuator 40 is provided so that its longitudinal direction faces the device width direction. Therefore, it is easy to secure the space in the central portion in the width direction of the vehicle when it is attached to the vehicle body 100.

また、本実施形態の操舵装置10では、サスペンションアーム20が、装置幅方向に貫通する開口部27を備えている。そして、この開口部27に直動アクチュエータ40が挿通されており、直動アクチュエータ40の駆動部43が開口部27に配置されている。そして、直動アクチュエータ40のアーム支持部(駆動部43)が、その上部及び下部においてサスペンションアーム20に支持されている。
このため、直動アクチュエータ40から入力される荷重によってサスペンションアーム20にモーメントが生じることが抑制されている。またこのため、サスペンションアーム20の剛性を保ちつつ、操舵装置10の空間占有率を低く抑えることができる。
Further, in the steering system 10 of the present embodiment, the suspension arm 20 is provided with the opening 27 that penetrates in the device width direction. The linear actuator 40 is inserted through the opening 27, and the drive portion 43 of the linear actuator 40 is arranged in the opening 27. The arm support portion (drive portion 43) of the linear motion actuator 40 is supported by the suspension arm 20 at the upper and lower portions thereof.
Therefore, it is possible to prevent a moment from being generated in the suspension arm 20 due to the load input from the linear motion actuator 40. Therefore, the space occupancy of the steering device 10 can be kept low while maintaining the rigidity of the suspension arm 20.

また、本実施形態の操舵装置10では、図2(B)に示される直進状態で、直動アクチュエータ40のタイヤ支持部(直動部42の先端部42A)が操舵回転軸Cよりも装置前方に位置している。このため、図2(C)に示されるように、直動アクチュエータ40が縮むことにより、装置幅方向内側への大きな操舵角を実現することができる。 Further, in the steering device 10 of the present embodiment, in the straight traveling state shown in FIG. 2(B), the tire support portion of the linear motion actuator 40 (the tip end portion 42A of the linear motion portion 42) is located in front of the steering rotation axis C. Is located in. Therefore, as shown in FIG. 2C, the linear actuator 40 contracts, whereby a large steering angle inward in the device width direction can be realized.

また、本実施形態のの操舵装置10では、図2(A)に示される外側最大操舵状態で、タイヤハブユニット30が向く方向(図2の矢印T参照)と、直動アクチュエータ40の長手方向とが略平行の関係である。このため、外側最大操舵状態でタイヤハブユニット30と直動アクチュエータ40との間隔が狭くなるように両者の配置関係を設定しやすい。したがって、操舵装置10の空間占有率をより一層低く抑えることができる。 Further, in the steering apparatus 10 of the present embodiment, in the outer maximum steering state shown in FIG. 2A, the direction in which the tire hub unit 30 faces (see arrow T in FIG. 2) and the longitudinal direction of the linear actuator 40. And have a substantially parallel relationship. For this reason, it is easy to set the positional relationship between the tire hub unit 30 and the linear motion actuator 40 such that the distance between the tire hub unit 30 and the linear motion actuator 40 becomes narrow in the maximum outer steering state. Therefore, the space occupancy rate of the steering device 10 can be further suppressed.

また、本実施形態の操舵装置10は、サスペンションアーム20と車体100とを連結するショックアブソーバ50を備えている。そして、ショックアブソーバ50は、直動アクチュエータ40と平面視で交差しており、かつ、直動アクチュエータ40の下方に配置されている。
このため、操舵装置10がショックアブソーバ50を備えた場合においても、操舵装置10全体の空間占有率を効率的に低く抑えることができる。
The steering system 10 of the present embodiment also includes a shock absorber 50 that connects the suspension arm 20 and the vehicle body 100. The shock absorber 50 intersects the linear motion actuator 40 in a plan view and is arranged below the linear motion actuator 40.
Therefore, even when the steering device 10 includes the shock absorber 50, the space occupancy rate of the entire steering device 10 can be efficiently suppressed to be low.

また、本実施形態の操舵装置10は、車体100に固定される取付部材60を備えている。取付部材60には、サスペンションアーム20のサス回転中心部21が回転(揺動)可能に支持され、かつ、一端部50Aがサスペンションアーム20のアブソーバ支持部26Lに連結されたショックアブソーバ50の他端部50Bが連結されている。
このため、取付部材60を車体100に固定することで、操舵装置10を車体100に組付けることができる。つまり、ショックアブソーバ50の他端部50Bを別途車体100に取り付ける作業が不要である。よって、組付け性が高い。
The steering device 10 of the present embodiment also includes a mounting member 60 fixed to the vehicle body 100. The suspension rotation center 21 of the suspension arm 20 is rotatably (swingably) supported by the mounting member 60, and the other end of the shock absorber 50 is connected to the absorber support 26L of the suspension arm 20 at one end 50A. The part 50B is connected.
Therefore, the steering device 10 can be assembled to the vehicle body 100 by fixing the mounting member 60 to the vehicle body 100. That is, it is not necessary to separately attach the other end 50B of the shock absorber 50 to the vehicle body 100. Therefore, the assemblability is high.

また、本実施形態の操舵装置10は、車体100の前部又は後部に取付けられており、車体100の前部に取付けられている場合はリーディングアーム方式のサスペンション方式とされ、車体100の後部に取付けられている場合はトレーリングアーム方式のサスペンション方式とされている。このため、車体100のうち車室を構成する部分である車室フレーム110の近くに操舵装置10を取り付けることが容易である。ここで、一般に車室を構成する部分は、車体全体の中でも比較的高い剛性で設計されていることが多い。したがって、本実施形態によれば、操舵装置10を高い剛性で車体100に取付けることが容易である。 Further, the steering device 10 of the present embodiment is attached to the front portion or the rear portion of the vehicle body 100. When attached to the front portion of the vehicle body 100, the steering system 10 is a leading arm type suspension system, and is attached to the rear portion of the vehicle body 100. If installed, it is a trailing arm suspension system. For this reason, it is easy to attach the steering device 10 near the vehicle interior frame 110, which is a portion of the vehicle body 100 that constitutes the vehicle interior. Here, in general, the portion forming the vehicle interior is often designed with relatively high rigidity in the entire vehicle body. Therefore, according to the present embodiment, it is easy to attach the steering device 10 to the vehicle body 100 with high rigidity.

〔上記実施形態の補足説明〕
なお、上記実施形態では、直動アクチュエータ40が、モータの回転運動をボールネジによって直線運動に変換するように構成されたアクチュエータである例を説明したが、本発明はこれに限定されない。ステアリングホイールなどの操舵入力装置の操作に基づいて伸縮するアクチュエータであればよい。例えば、直動アクチュエータがモータとワイヤとを含んで構成されており、モータの回転運動によってワイヤを巻き取ることで縮むものであってもよい。この場合、ワイヤが撓まないようにバネ等の弾性部材によりワイヤに張力をかけるように構成する。
[Supplementary explanation of the above embodiment]
In the above embodiment, the linear actuator 40 is an actuator configured to convert the rotational movement of the motor into a linear movement by a ball screw, but the present invention is not limited to this. An actuator that expands and contracts based on the operation of a steering input device such as a steering wheel may be used. For example, the linear motion actuator may include a motor and a wire, and the wire may be contracted by winding the wire by the rotational movement of the motor. In this case, an elastic member such as a spring applies tension to the wire so that the wire does not bend.

また、上記実施形態では、操舵装置10が取付けられた状態のサスペンション形式が、リーディングアーム方式又はトレーリングアーム方式とされる例を説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、セミトレーリングアーム方式であってもよいし、他の方式であってもよい。 Further, in the above-described embodiment, the example in which the suspension type with the steering device 10 attached is the leading arm type or the trailing arm type has been described, but the present invention is not limited to this. For example, a semi-trailing arm system may be used, or another system may be used.

10 ステアバイワイヤ式操舵装置
20 サスペンションアーム
21 サス回転中心部
25 タイヤ支持部
25L 下支持部
25U 上支持部
26L アブソーバ支持部
27 開口部
29 アクチュエータ支持部
30 タイヤハブユニット
36 操舵回転力点部
40 直動アクチュエータ
41 基部
42 直動部
42A 直動部の先端部(タイヤ支持部)
43 駆動部(アーム支持部)
50 ショックアブソーバ
50A 一端部
50B 他端部
60 取付部材
61 板状部
62 サス連結部
63 アブソーバ連結部
100 車体
110 車室フレーム
A 力点軸
B アクチュエータ回転軸
C 操舵回転軸
D 車軸
E サス回転中心軸
FR 装置前後方向前側
OUT 装置幅方向外側
UP 装置上下方向上側
T タイヤハブユニットが向く方向
10 Steer-by-Wire Steering Device 20 Suspension Arm 21 Suspension Rotation Center 25 Tire Support 25L Lower Support 25U Upper Support 26L Absorber Support 27 Opening 29 Actuator Support 30 Tire Hub Unit 36 Steering Rotation Force Point 40 Direct Actuator 41 base 42 linear motion part 42A tip part of linear motion part (tire support part)
43 Drive Unit (Arm Support Unit)
50 shock absorber 50A one end portion 50B other end portion 60 mounting member 61 plate portion 62 suspension connection portion 63 absorber connection portion 100 vehicle body 110 vehicle interior frame A force point axis B actuator rotation axis C steering rotation axis D axle axis E suspension rotation center axis FR Front and rear direction of the device OUT OUT side of the device width direction UP Upper and lower direction of the device T T direction in which the tire hub unit faces

Claims (7)

サスペンションアームと、
操舵回転軸を中心に回転可能に前記サスペンションアームに支持されたタイヤハブユニットと、
操舵入力装置の操作に基づいて伸縮する直動アクチュエータと、
を備えるステアバイワイヤ式操舵装置であって、
前記直動アクチュエータは、
前記サスペンションアームに回転自在に支持されたアーム支持部と、
前記タイヤハブユニットに回転自在に支持されていると共に、当該直動アクチュエータの伸縮によって前記アーム支持部との距離が変化するタイヤ支持部と、
を含んで構成されており
前記サスペンションアームは、装置幅方向に貫通する開口部を備えており、
前記直動アクチュエータは、前記開口部を挿通されていると共に、当該直動アクチュエータの上部及び下部において前記サスペンションアームに支持されている、
ステアバイワイヤ式操舵装置。
Suspension arm,
A tire hub unit supported by the suspension arm so as to be rotatable around a steering rotation axis;
A linear actuator that expands and contracts based on the operation of the steering input device,
A steer-by-wire type steering device comprising:
The linear actuator is
An arm support portion rotatably supported by the suspension arm,
While being rotatably supported by the tire hub unit, a tire support portion whose distance from the arm support portion changes due to expansion and contraction of the linear actuator,
It is configured to include a
The suspension arm has an opening penetrating in the device width direction,
The linear actuator is inserted through the opening, and is supported by the suspension arm at an upper portion and a lower portion of the linear actuator.
Steer-by-wire steering system.
前記直動アクチュエータの長手方向は、その伸縮状態によらず、装置前方かつ装置幅方向外側の斜め方向とされている、
請求項1記載のステアバイワイヤ式操舵装置。
The longitudinal direction of the linear actuator is, regardless of the expansion/contraction state thereof, an oblique direction in front of the device and outside in the device width direction,
The steer-by-wire type steering device according to claim 1.
直進状態で、前記直動アクチュエータの前記タイヤ支持部が操舵回転軸よりも装置前方に位置している、
請求項1〜請求項2の何れか一項に記載のステアバイワイヤ式操舵装置。
In the straight traveling state, the tire support portion of the linear motion actuator is located in front of the device with respect to the steering rotation shaft,
The steer-by-wire type steering device according to claim 1 .
外側最大操舵状態で、前記タイヤハブユニットが向く方向と、前記直動アクチュエータの長手方向とが略平行の関係である、
請求項3記載のステアバイワイヤ式操舵装置。
In the outer maximum steering state, the direction in which the tire hub unit faces and the longitudinal direction of the linear actuator have a substantially parallel relationship.
The steer-by-wire type steering device according to claim 3 .
前記ステアバイワイヤ式操舵装置は、
前記サスペンションアームと車体とを連結するショックアブソーバをさらに備えており、
前記ショックアブソーバは、前記直動アクチュエータと平面視で交差している、
請求項1〜請求項4の何れか一項に記載のステアバイワイヤ式操舵装置。
The steer-by-wire type steering device,
It further comprises a shock absorber connecting the suspension arm and the vehicle body,
The shock absorber intersects the linear actuator in a plan view,
The steer-by-wire type steering device according to claim 1 .
前記ステアバイワイヤ式操舵装置は、車体に固定される取付部材をさらに備えており、
前記取付部材は、前記サスペンションアームが回転可能に支持すると共に、一端部が前記サスペンションアームに連結された前記ショックアブソーバの他端部が連結されている、
請求項5記載のステアバイワイヤ式操舵装置。
The steer-by-wire type steering device further includes an attachment member fixed to the vehicle body,
The mounting member rotatably supports the suspension arm, and the other end of the shock absorber whose one end is connected to the suspension arm is connected to the attachment member.
The steer-by-wire type steering device according to claim 5 .
前記ステアバイワイヤ式操舵装置は、車体の前部又は後部に取付けられており、
前記車体の前部に取付けられている場合はリーディングアーム方式のサスペンション方式とされ、前記車体の後部に取付けられている場合はトレーリングアーム方式又はセミトレーリングアーム方式のサスペンション方式とされている、
請求項1〜請求項6の何れか一項に記載のステアバイワイヤ式操舵装置。
The steer-by-wire type steering device is attached to a front portion or a rear portion of a vehicle body,
If it is attached to the front part of the vehicle body, it is a leading-arm suspension system, and if it is attached to the rear part of the vehicle body, it is a trailing arm system or a semi-trailing arm system suspension system.
The steer-by-wire steering apparatus according to any one of claims 1 to 6 .
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