JP6982417B2

JP6982417B2 - Hub unit with auxiliary steering function and vehicle

Info

Publication number: JP6982417B2
Application number: JP2017122996A
Authority: JP
Inventors: 浩量大場; 佑介大畑
Original assignee: NTN Corp
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2017-06-23
Filing date: 2017-06-23
Publication date: 2021-12-17
Anticipated expiration: 2037-06-23
Also published as: JP2019006227A; WO2018235893A1

Description

この発明は、ステアリング装置による転舵に付加して補助的な転舵を左右輪独立で行える機能を備えた補助転舵機能付ハブユニットおよび車両に関し、走行性の安定と安全性の向上の技術に係る。 The present invention relates to a hub unit with an auxiliary steering function and a vehicle having a function of independently performing auxiliary steering in addition to steering by a steering device, and is a technique for improving stability of running performance and safety. Related to.

一般的な自動車等の車両は、ハンドルとステアリング装置が機械的に接続され、また、ステアリング装置の両端はタイロッドによってそれぞれの左右輪につながっている。そのため、ハンドルの動きによる左右輪の切れ角度は初期の設定によって決まる。
車両のジオメトリには、(1) 左右輪の切れ角度が同じである「パラレルジオメトリ」、(2) 旋回中心を１か所にするために旋回内輪タイヤ角度を旋回外輪タイヤ角度よりも大きく切る「アッカーマンジオメトリ」が知られている。 In a vehicle such as a general automobile, the steering wheel and the steering device are mechanically connected, and both ends of the steering device are connected to the left and right wheels by tie rods. Therefore, the turning angle of the left and right wheels due to the movement of the steering wheel is determined by the initial setting.
The geometry of the vehicle is (1) "parallel geometry" where the left and right wheels have the same turning angle, and (2) the turning inner wheel tire angle is cut larger than the turning outer wheel tire angle in order to have one turning center. "Ackerman geometry" is known.

車両のジオメトリは、走行性の安定と安全性に影響する。
走行状況に応じてステアリングジオメトリを可変とした機構に関しては、例えば特許文献１，２が提案されている。特許文献１では、ナックルアームとジョイント位置を相対的に変化させて、ステアリングジオメトリを変化させる。特許文献２では、モータ２個を使い、トー角とキャンバー角の両方を任意の角度に傾けることを可能にしている。また、４輪独立転舵の機構につき、特許文献３で提案されている。 The geometry of the vehicle affects the stability and safety of driving.
For example, Patent Documents 1 and 2 have been proposed with respect to a mechanism in which the steering geometry is made variable according to a traveling situation. In Patent Document 1, the steering geometry is changed by changing the position of the knuckle arm and the joint relative to each other. In Patent Document 2, two motors are used to enable both the toe angle and the camber angle to be tilted to an arbitrary angle. Further, a mechanism for independent steering of four wheels is proposed in Patent Document 3.

特開２００９−２２６９７２号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2009-226972 独国特許出願公開第１０２０１２２０６３３７号明細書German Patent Application Publication No. 1020122036337 特開２０１４−０６１７４４号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-061744

アッカーマンジオメトリは、車両に作用する遠心力を無視できるような低速域での旋回において、車輪にスムースに旋回させるために、各輪が共通の一点を中心として旋回するように左右輪の舵角差を設定している。しかし、遠心力を無視できない高速域の旋回においては、車輪は遠心力とつり合う方向にコーナリングフォースを発生させることが望ましいため、アッカーマンジオメトリよりもパラレルジオメトリとすることが好ましい。 Ackerman Geometry has a difference in steering angle between the left and right wheels so that each wheel turns around a common point in order to make the wheels turn smoothly when turning at low speeds where the centrifugal force acting on the vehicle can be ignored. Is set. However, in high-speed turning where centrifugal force cannot be ignored, it is desirable for the wheels to generate a cornering force in the direction in which the centrifugal force is balanced, so it is preferable to use parallel geometry rather than Ackermann geometry.

前述したように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タイヤ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ことによって、コーナリングのスムースさが損なわれるといった課題がある。 As mentioned above, a typical vehicle steering device is mechanically connected to the wheels, so it can generally only take a single fixed steering geometry, somewhere between Ackermann geometry and parallel geometry. Often set to a typical geometry. However, in this case, the difference in steering angle between the left and right wheels is insufficient in the low speed range, and the steering angle of the outer ring becomes excessive, and in the high speed range, the steering angle of the inner wheel becomes excessive. If there is an unnecessary bias in the tire lateral force distribution of the inner and outer wheels in this way, it causes deterioration of fuel efficiency due to deterioration of running resistance and premature wear of the tire, and the inner and outer wheels cannot be used efficiently, resulting in smooth cornering. There is a problem that is impaired.

特許文献１，２の提案によると、ステアリングジオメトリを変更させることができるが次の課題がある。
特許文献１では、前述のようにナックルアームとジョイント位置を相対的に変化させてステアリングジオメトリを変化させているが、このような部分で車両のジオメトリを変化させるほどの大きな力を得るモータアクチュエータを備えることは、空間の制約上、非常に困難である。また、この位置での変化によるタイヤ角の変化が小さく、大きな効果を得るためには、大きく変化させる、つまり大きく動かす必要がある。
特許文献２では、モータを２個使っているため、モータ個数の増大によるコスト増が生じるうえ、制御が複雑になる。
特許文献３は、４輪独立転舵の車両にしか適用出来ず、また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、大きな動力が必要となる。このため、モータを大きくするが、モータを大きくす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。 According to the proposals of Patent Documents 1 and 2, the steering geometry can be changed, but there are the following problems.
In Patent Document 1, as described above, the steering geometry is changed by relatively changing the knuckle arm and the joint position, but a motor actuator that obtains a large force enough to change the geometry of the vehicle in such a portion is used. It is very difficult to prepare due to space constraints. Further, the change in the tire angle due to the change at this position is small, and in order to obtain a large effect, it is necessary to make a large change, that is, to move a large amount.
In Patent Document 2, since two motors are used, the cost increases due to the increase in the number of motors, and the control becomes complicated.
Patent Document 3 can be applied only to a vehicle with four-wheel independent steering, and since the hub bearing is cantilevered and supported for the steering shaft, the rigidity is lowered and the steering geometry is changed due to the occurrence of excessive running G. It may change.
Further, when a speed reducer is provided on the steering shaft, a large amount of power is required. For this reason, the motor is made large, but if the motor is made large, it becomes difficult to arrange the whole on the inner peripheral portion of the wheel. Further, when a speed reducer having a large reduction ratio is provided, the responsiveness deteriorates.

上記のように従来の補助的な転舵機能を備えた機構は、車両においてタイヤのトー角度やキャンバー角度を任意に変更することを目的としているため、複雑な構成となっている。また、剛性を確保することが困難であり、剛性を確保するためには大型とする必要があり重くなる。 As described above, the conventional mechanism provided with the auxiliary steering function has a complicated configuration because it is intended to arbitrarily change the toe angle and camber angle of the tire in the vehicle. In addition, it is difficult to secure the rigidity, and in order to secure the rigidity, it is necessary to make it large and heavy.

この発明の目的は、運転者のハンドル操作による転舵に付加して、走行状況に応じた車輪個別の補助的な転舵が行えて、車両の運動性能を向上させ、走行の安定・安全性の向上と燃費の改善が可能となり、また構成が簡素でかつ堅固な補助転舵機能付ハブユニットおよび車両を提供することである。 An object of the present invention is that, in addition to steering by operating the steering wheel of the driver, auxiliary steering of individual wheels can be performed according to the driving situation, the driving performance of the vehicle is improved, and the stability and safety of driving are achieved. It is possible to improve the fuel efficiency and fuel efficiency, and to provide a hub unit and a vehicle with a simple and robust auxiliary steering function.

この発明の補助転舵機能付ハブユニットは、運転者のハンドル操作によって車輪の転舵角度を変化させるステアリング装置に、懸架装置のナックルを介して接続されるハブユニットであって、
前記車輪の取付用のハブベアリングを有するハブユニット本体と、前記ナックルと連結されまたはナックルの一部として構成されたユニット支持部材と、補助転舵用アクチュエータとを備え、
前記ハブユニット本体は、上下方向に延びる補助転舵軸心回りに回転自在なように上下２箇所でそれぞれ回転許容支持部品を介して前記ユニット支持部材に支持され、前記補助転舵用アクチュエータの駆動により前記補助転舵軸心回りに回転させられる。 The hub unit with an auxiliary steering function of the present invention is a hub unit connected to a steering device that changes the steering angle of wheels by operating the steering wheel of a driver via a knuckle of a suspension device.
A hub unit body having a hub bearing for mounting the wheel, a unit support member connected to the knuckle or configured as a part of the knuckle, and an auxiliary steering actuator.
The hub unit main body is supported by the unit support member at two upper and lower positions so as to be rotatable around the center of the auxiliary steering axis extending in the vertical direction via rotation allowable support parts, respectively, and drives the auxiliary steering actuator. Is rotated around the center of the auxiliary steering axis.

この構成によると、ステアリング装置により運転者のハンドル操作で、ハブベアリングの方向がハブユニット本体と共に変わり、転舵が行われるが、この転舵に付加して補助転舵軸心回りの僅かな角度の補助転舵が、車輪個別に行える。
この場合に、前記補助転舵用アクチュエータにより、ハブユニット本体が補助転舵軸心回りに自由に回転させることができ、車両の走行状況に応じて、例えばタイヤのトー角を任意に変更することができる。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においてはパラレルジオメトリとし、低速域ではアッカーマンジオメトリとするなど、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タイヤ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。旋回走行時における左右の操舵輪の転舵角度を適切に変えることで、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。 According to this configuration, the direction of the hub bearing is changed together with the hub unit body by the driver's steering wheel operation by the steering device, and steering is performed, but in addition to this steering, a slight angle around the auxiliary steering axis center Auxiliary steering can be performed for each wheel individually.
In this case, the hub unit main body can be freely rotated around the center of the auxiliary steering axis by the auxiliary steering actuator, and for example, the toe angle of the tire can be arbitrarily changed according to the traveling condition of the vehicle. Can be done. In addition, the difference in steering angle between the left and right wheels can be changed according to the traveling speed during turning. For example, the steering geometry can be changed during driving, for example, the parallel geometry is used for turning in the high speed range and the Ackermann geometry is used in the low speed range. Since the tire angle can be arbitrarily changed during traveling in this way, it is possible to improve the kinetic performance of the vehicle and to drive stably and safely. By appropriately changing the steering angles of the left and right steering wheels during turning, the turning radius of the vehicle can be reduced and the turning performance can be improved.

この発明の補助転舵機能付ハブユニットにおいて、前記補助転舵軸心は前記懸架装置のキングピン軸と異なる方向であってもよい。
キングピン軸でハブユニット本体を補助転舵させるとキャンパー角が大きく変化し、走行抵抗が増す。補助転舵軸心をキングピン軸と別に設定することで、この補助転舵によるキャンパー角の変化を抑え、走行抵抗の増大を抑えることができる。
また、キングピン軸と補助転舵軸が一致する場合は、構成要素部品がハブユニット本体の車体側に配置されるために全体のサイズが大きくなり重くなるが、前記補助転舵軸心が前記懸架装置のキングピン軸と異なる方向であると、装置全体のサイズを抑え、軽量化することができる。 In the hub unit with the auxiliary steering function of the present invention, the auxiliary steering axis may be in a direction different from the kingpin axis of the suspension device.
When the hub unit body is auxiliary-steered with the kingpin shaft, the camper angle changes significantly and the running resistance increases. By setting the auxiliary steering axis center separately from the kingpin axis, it is possible to suppress the change in the camper angle due to this auxiliary steering and suppress the increase in running resistance.
Further, when the kingpin axis and the auxiliary steering axis match, the overall size becomes large and heavy because the component parts are arranged on the vehicle body side of the hub unit main body, but the auxiliary steering axis is the suspension. If the direction is different from the kingpin axis of the device, the size of the entire device can be reduced and the weight can be reduced.

前記補助転舵軸心は鉛直方向であってもよい。
補助転舵軸心が鉛直方向であると、補助転舵によるキャンパー角の変化をより良好に抑え、走行抵抗の増大をさらに抑えることができる。
また、前記補助転舵軸心は、上下方向に延びた軸心であればよく、多少は傾斜していてもよいが、鉛直方向であると、限られたタイヤハウスの空間等において、前記ユニット支持部材の配置空間が確保し易い。 The auxiliary steering axis may be in the vertical direction.
When the auxiliary steering axis is in the vertical direction, the change in the camper angle due to the auxiliary steering can be suppressed more satisfactorily, and the increase in running resistance can be further suppressed.
Further, the auxiliary steering axis may be an axis extending in the vertical direction and may be slightly inclined, but if it is in the vertical direction, the unit may be used in a limited space of a tire house or the like. It is easy to secure a space for arranging the support members.

この発明の補助転舵機能付ハブユニットにおいて、前記ハブユニット本体の前記ナックルに対する補助転舵の角度を規制するストッパを有し、このストッパで規制される前記ハブユニット本体の補助転舵可能角度が±５度以下であってもよい。
補助転舵による車両の運動性能の向上、走行の安定・安全性向上は、僅かな角度で足り、補助転舵可能角度が±５度以下であっても十分に足りる。補助転舵の角度は補助転舵用アクチュエータの制御により行えるが、前記ストッパが設けられていると、万一、補助転舵機能付ハブユニットが電源系の失陥等で故障した場合にも、直進性が保たれ、旋回時にも大きな影響が生じることが防止される。そのため、ハンドル操作によって安全な場所まで車両を寄せることができる。 In the hub unit with the auxiliary steering function of the present invention, the hub unit has a stopper that regulates the angle of the auxiliary steering with respect to the knuckle of the hub unit main body, and the auxiliary steering possible angle of the hub unit main body regulated by this stopper is It may be ± 5 degrees or less.
The improvement of the vehicle's kinetic performance and the stability and safety of driving by the auxiliary steering are sufficient with a slight angle, and even if the auxiliary steering possible angle is ± 5 degrees or less. The angle of the auxiliary steering can be controlled by controlling the actuator for the auxiliary steering, but if the stopper is provided, even if the hub unit with the auxiliary steering function fails due to a failure of the power supply system, etc. Straightness is maintained, and it is prevented that a large influence occurs even when turning. Therefore, the vehicle can be brought to a safe place by operating the steering wheel.

この発明の車両は、この発明の上記いずれかの構成の補助転舵機能付ハブユニットを装備する。そのため、運転者のハンドル操作による転舵に付加して、走行状況に応じた車輪個別の補助的な転舵が行えて、車両の運動性能が向上し、走行の安定・安全性の向上と燃費の改善が可能となり、また補助転舵機能付ハブユニットの構成が簡素でかつ堅固なものとなる。 The vehicle of the present invention is equipped with a hub unit with an auxiliary steering function having any of the above configurations of the present invention. Therefore, in addition to the steering by the driver's steering wheel operation, auxiliary steering for each wheel according to the driving situation can be performed, the kinetic performance of the vehicle is improved, the driving stability and safety are improved, and the fuel efficiency is improved. The configuration of the hub unit with auxiliary steering function will be simple and solid.

この発明の補助転舵機能付ハブユニットは、運転者のハンドル操作によって車輪の転舵角度を変化させるステアリング装置に、懸架装置のナックルを介して接続されるハブユニットであって、前記車輪の取付用のハブベアリングを有するハブユニット本体と、前記ナックルと連結されまたはナックルの一部として構成されたユニット支持部材と、補助転舵用アクチュエータとを備え、前記ハブユニット本体は、上下方向に延びる補助転舵軸心回りに回転自在なように上下２箇所でそれぞれ回転許容支持部品を介して前記ユニット支持部材に支持され、前記補助転舵用アクチュエータの駆動により前記補助転舵軸心回りに回転させられるため、運転者のハンドル操作による転舵に付加して、走行状況に応じた車輪個別の補助的な転舵が行えて、車両の運動性能を向上させ、走行の安定・安全性の向上と燃費の改善が可能となり、また構成が簡素でかつ堅固という効果が得られる。 The hub unit with an auxiliary steering function of the present invention is a hub unit connected to a steering device that changes the steering angle of wheels by operating the steering wheel of a driver via a knuckle of a suspension device, and is attached to the wheels. A hub unit body having a hub bearing for the wheel, a unit support member connected to the knuckle or configured as a part of the knuckle, and an auxiliary steering actuator, and the hub unit body extends in the vertical direction. It is supported by the unit support member via rotation allowable support parts at two points above and below so that it can rotate around the steering axis center, and is rotated around the auxiliary steering axis center by driving the auxiliary steering actuator. Therefore, in addition to steering by operating the steering wheel of the driver, auxiliary steering for each wheel according to the driving situation can be performed, improving the kinetic performance of the vehicle and improving the stability and safety of driving. It is possible to improve fuel efficiency, and the effect of simple and robust configuration can be obtained.

この発明の車両は、この発明の補助転舵機能付ハブユニットを装備するため、運転者のハンドル操作による転舵に付加して、走行状況に応じた車輪個別の補助的な転舵が行えて、車両の運動性能が向上し、走行の安定・安全性の向上と燃費の改善が可能となり、また補助転舵機能付ハブユニットの構成が簡素でかつ堅固なものとなる。 Since the vehicle of the present invention is equipped with the hub unit with the auxiliary steering function of the present invention, it is possible to perform auxiliary steering for each wheel according to the driving situation in addition to steering by the driver's steering wheel operation. The vehicle's maneuverability is improved, driving stability and safety are improved, fuel efficiency is improved, and the configuration of the hub unit with auxiliary steering function is simple and robust.

この発明の第１の実施形態に係る補助転舵機能付ハブユニットおよびその周辺の構成を示す縦断面図である。It is a vertical sectional view which shows the structure of the hub unit with auxiliary steering function which concerns on 1st Embodiment of this invention, and the periphery thereof. 同補助転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。It is a horizontal sectional view which shows the structure of the hub unit with auxiliary steering function and its surroundings. 同補助転舵機能付ハブユニットの縦断面図である。It is a vertical sectional view of the hub unit with the auxiliary steering function. 同補助転舵機能付ハブユニットの外観斜視図である。It is an external perspective view of the hub unit with the auxiliary steering function. 同補助転舵機能付ハブユニットの左側面図である。It is a left side view of the hub unit with the auxiliary steering function. 同補助転舵機能付ハブユニットの主転舵中立状態を示す水平断面図である。It is a horizontal sectional view which shows the main steering neutral state of the hub unit with an auxiliary steering function. 同補助転舵機能付ハブユニットの主転舵非中立状態を示す水平断面図である。It is a horizontal sectional view which shows the main steering non-neutral state of the hub unit with the auxiliary steering function. この発明の第２の実施形態に係る補助転舵機能付ハブユニットおよびその周辺の構成を示す縦断面図である。It is a vertical sectional view which shows the structure of the hub unit with auxiliary steering function which concerns on 2nd Embodiment of this invention, and the periphery thereof. 同補助転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。It is a horizontal sectional view which shows the structure of the hub unit with auxiliary steering function and its surroundings. 同補助転舵機能付ハブユニットの縦断面図である。It is a vertical sectional view of the hub unit with the auxiliary steering function. 同補助転舵機能付ハブユニットの外観斜視図である。It is an external perspective view of the hub unit with the auxiliary steering function. 同補助転舵機能付ハブユニットの左側面図である。It is a left side view of the hub unit with the auxiliary steering function. 第１および第２の実施形態に用いられる補助転舵用アクチュエータの具体例を示す水平断面図である。It is a horizontal sectional view which shows the specific example of the auxiliary steering actuator used in 1st and 2nd Embodiment. 第１および第２の実施形態に用いられる補助転舵用アクチュエータの他の具体例を示す水平断面図である。It is a horizontal sectional view which shows the other specific example of the auxiliary steering actuator used in 1st and 2nd Embodiment. 各実施形態の補助転舵機能付ハブユニットが適用される車両の一例の模式平面図である。It is a schematic plan view of an example of a vehicle to which a hub unit with an auxiliary steering function of each embodiment is applied.

この発明の第１の実施形態を図面と共に説明する。図１において、この補助転舵機能付ハブユニット１は、車輪２の支持用のハブベアリング３を有するハブユニット本体４と、ユニット支持部材５と、補助転舵用アクチュエータ６とを備える。ハブユニット本体４は、上下方向に延びる補助転舵軸心Ａ回りに回転自在なように、上下２箇所で回転許容支持部品７，７を介してユニット支持部材５に支持されている。補助転舵軸心Ａは、車輪２の回転軸心Ｏとは異なる軸心であり、主な転舵を行うキングピン軸Ｋとも異なっている。車輪２は、ホイール８とタイヤ９とでなる。 A first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In FIG. 1, the hub unit 1 with an auxiliary steering function includes a hub unit main body 4 having a hub bearing 3 for supporting the wheels 2, a unit support member 5, and an auxiliary steering actuator 6. The hub unit main body 4 is supported by the unit support member 5 via rotation allowable support parts 7 and 7 at two points in the vertical direction so as to be rotatable around the auxiliary steering axis A extending in the vertical direction. The auxiliary steering axis A is different from the rotation axis O of the wheel 2, and is also different from the kingpin axis K that performs the main steering. The wheel 2 includes a wheel 8 and a tire 9.

この補助転舵機能付ハブユニット１は、この実施形態では転舵輪、具体的には図１５に示すように、車両１０の前輪２_Ｆのステアリング装置２５による転舵に付加して左右輪個別に微小角転舵させる機構としてナックル２２に設置される。ステアリング装置２５は、ハンドル（図示せず）の操作に応じて車輪２_Ｆ，２_Ｆを転舵させる装置である。この補助転舵機能付ハブユニット１は、この他に、前輪転舵に対する補助として後輪２_Ｒの転舵を行う機構として用いてもよい。 The auxiliary steering function with the hub unit 1 is steered wheels in this embodiment, as specifically shown in FIG. 15, the right and left wheels individually added to the steered by the front wheels 2 _F steering system 25 of the vehicle 10 It is installed on the knuckle 22 as a mechanism for turning a small angle. Steering device 25 is a device for steering the wheels 2 _F, 2 _F in response to operation of the steering wheel (not shown). The auxiliary steering function with the hub unit 1, In addition, may be used as a mechanism for steering the rear wheels 2 _R as an adjunct to the front wheel steering.

図１において、ユニット支持部材５は、車体１０Ａ（図１５参照）に設置された懸架装置２１のナックル２２に取付けられている。ユニット支持部材５は、ナックル２２と一体として、つまりナックル２２の一部として設けられていてもよい。懸架装置２１は、この例ではダブルウイッシュボーン式であり、ショックアブソーバ（図示せず）を介して接続されたアッパーアーム２３とロアアーム２４とを有し、これらアッパーアーム２３とロアアーム２４の先端間で傾斜したキングピン軸Ｋ回りに回動自在なように前記ナックル２２が設置されている。懸架装置２１は、この他に独立懸架式など、他の種々の形式が採用できる。ナックル２２は、図２に示すようにアーム状に突出したステアリング装置連結部２２ａが、ステアリング装置２５のタイロッド２６に回転可能に連結されている。 In FIG. 1, the unit support member 5 is attached to the knuckle 22 of the suspension device 21 installed on the vehicle body 10A (see FIG. 15). The unit support member 5 may be provided integrally with the knuckle 22, that is, as a part of the knuckle 22. The suspension device 21 is a double wishbone type suspension device 21 in this example, and has an upper arm 23 and a lower arm 24 connected via a shock absorber (not shown), and is between the upper arm 23 and the tip of the lower arm 24. The knuckle 22 is installed so as to be rotatable around the inclined kingpin axis K. In addition to this, the suspension device 21 can adopt various other types such as an independent suspension type. As shown in FIG. 2, the knuckle 22 has a steering device connecting portion 22a projecting in an arm shape and is rotatably connected to a tie rod 26 of the steering device 25.

図３に示すように、ハブベアリング３は、内輪１２と外輪１１とこれら内外輪間に介在したボール等の転動体１３とで構成されており、車体側の部材と車輪２とを繋ぐ役目をしている。ハブベアリング３は、図示の例では、外輪１１が固定輪、内輪１２が回転輪となり、転動体１３が複列とされたアンギュラ玉軸受とされている。内輪１２は、ハブフランジ１２ａａを有しアウトボード側の軌道面を構成するハブ輪部１２ａと、インボード側の軌道面を構成する内輪部１２ｂとの二つの部品で構成されている。前記ハブフランジ１２ａａに、図２のように車輪２のホイール８がブレーキロータ１４ａと重なり状態でボルト固定されている。内輪１２は、回転軸心Ｏ回りに回転する。 As shown in FIG. 3, the hub bearing 3 is composed of an inner ring 12, an outer ring 11, and a rolling element 13 such as a ball interposed between the inner and outer rings, and serves to connect a member on the vehicle body side and the wheel 2. is doing. In the illustrated example, the hub bearing 3 is an angular contact ball bearing in which the outer ring 11 is a fixed wheel, the inner ring 12 is a rotating wheel, and the rolling elements 13 are in a double row. The inner ring 12 is composed of two parts, a hub ring portion 12a having a hub flange 12aa and forming a raceway surface on the outboard side, and an inner ring portion 12b forming a raceway surface on the inboard side. As shown in FIG. 2, the wheel 8 of the wheel 2 is bolted to the hub flange 12aa so as to overlap the brake rotor 14a. The inner ring 12 rotates around the rotation axis O.

ブレーキロータ１４ａは、ブレーキキャリパ１４ｂとでブレーキ１４を構成する。ブレーキキャリパ１４ｂは、図４，図５に示す外輪１１（図３参照）に一体にアーム状に突出して形成された上下２箇所のブレーキキャリパ取付部３６に取付けられる。 The brake rotor 14a constitutes the brake 14 together with the brake caliper 14b. The brake caliper 14b is attached to two upper and lower brake caliper mounting portions 36 formed integrally with the outer ring 11 (see FIG. 3) shown in FIGS. 4 and 5 so as to project in an arm shape.

図３において、ハブユニット本体４は、この補助転舵機能付ハブユニット１における補助転舵軸心Ａ周りに回転する部分であり、ハブベアリング３と、前記回転許容支持部品７の回転側部品１５と、補助転舵力受け部１８（図２、図４参照）とを備える。
回転許容支持部品７は、この実施形態では球面滑り軸受からなり、凹球面座１５ａを有する回転側部品１５と、前記凹球面座１５ａに任意方向に回転自在に嵌合する球面部１６ａを軸部１６ｂの先端に有する固定側部品１６とで主に構成される。凹球面座１５ａは、前記軸部１６ｂの外周を覆う蛇腹状で可撓性のブーツ１７で覆われている。
上下の各回転許容支持部品７の回転側部品１５は、ハブベアリング３の外輪１１における外周面の上下２箇所に取付用部として突出して設けられた底付き円筒状等の取付座部１９，１９にそれぞれ嵌合状態に取付けられている。
回転許容支持部品７の固定側部品１６は、ユニット支持部材５に、予圧調整手段４８により回転許容支持部品７の予圧調整が可能なように取り付けられている。具体的には、ユニット支持部材５が、ナックル２２に固定された支持部材本体５ａと、この支持部材本体５ａに対して補助転舵軸心Ａに沿う方向に位置調整可能な支持部材分割体５ｂとに分割され、支持部材分割体５ｂが調整ボルト４９の締め付け回転により位置調整可能とされている。この分割構造と調整ボルト４９とで前記与圧調整手段４８が構成される。
この明細書において、前記「球面滑り軸受」は、球面ブッシュおよびピボット軸受を含む意味である。 In FIG. 3, the hub unit main body 4 is a portion that rotates around the auxiliary steering axis A in the hub unit 1 with the auxiliary steering function, and the hub bearing 3 and the rotation side component 15 of the rotation allowable support component 7 are provided. And an auxiliary steering force receiving unit 18 (see FIGS. 2 and 4).
In this embodiment, the rotation allowable support component 7 is composed of a spherical slide bearing, and has a rotating side component 15 having a concave spherical seat 15a and a spherical portion 16a rotatably fitted to the concave spherical seat 15a in an arbitrary direction. It is mainly composed of a fixed side component 16 at the tip of 16b. The concave spherical seat 15a is covered with a bellows-shaped and flexible boot 17 that covers the outer periphery of the shaft portion 16b.
The rotation side component 15 of each of the upper and lower rotation allowable support components 7 is a bottomed cylindrical mounting seat portion 19 or 19 provided as a mounting portion at two locations above and below the outer peripheral surface of the outer ring 11 of the hub bearing 3. It is attached to each in the fitted state.
The fixed side component 16 of the rotation allowable support component 7 is attached to the unit support member 5 so that the rotation allowable support component 7 can be preloaded by the preload adjusting means 48. Specifically, the unit support member 5 has a support member main body 5a fixed to the knuckle 22 and a support member split body 5b whose position can be adjusted in a direction along the auxiliary steering axis A with respect to the support member main body 5a. The support member split body 5b can be adjusted in position by tightening and rotating the adjusting bolt 49. The pressurization adjusting means 48 is configured by the divided structure and the adjusting bolt 49.
As used herein, the term "spherical plain bearing" is meant to include spherical bushes and pivot bearings.

なお、この実施形態では、上記のようにハブベアリング３の外輪１１に取付座部１９が一体に形成されて回転許容支持部品７の回転側部品１５が外輪１１に直接に取付けられているが、外輪１１の外周に軸箱等の取付用部品（図示せず）を設け、この取付用部品に前記回転許容支持部品７の回転側部品１５を取付けてもよい。 In this embodiment, as described above, the mounting seat portion 19 is integrally formed with the outer ring 11 of the hub bearing 3, and the rotating side component 15 of the rotation allowable support component 7 is directly attached to the outer ring 11. A mounting component (not shown) such as a shaft box may be provided on the outer periphery of the outer ring 11, and the rotating side component 15 of the rotation allowable support component 7 may be mounted on the mounting component.

図１に示すように、ハブユニット本体４の補助転舵軸心Ａは、上下方向に延びるが、キングピン軸Ｋとは異なる方向であり、例えば鉛直方向である。この実施形態では、補助転舵軸心Ａは、キングピン軸Ｋの延長線と路面Ｓとの交点位置Ｐ_Ｋと、補助転舵軸心Ａの延長線と路面Ｓとの交点位置Ｐ_Ａが、共にタイヤ接地面９ａ内に位置するように設計されている。さらに、これらの交点位置Ｐ_Ｋ，Ｐ_Ａは、互いに一致していることが、タイヤのすべりを最小となるため最適である。なお、前記「タイヤ接地面」は、運転席に１名（５５ｋｇ相当）が乗車した状態において、タイヤ９が路面Ｓに接地している場所を言う。 As shown in FIG. 1, the auxiliary steering axis A of the hub unit main body 4 extends in the vertical direction, but is in a direction different from that of the kingpin axis K, for example, in the vertical direction. In this embodiment, the auxiliary steering axis A is the intersection position P _K between the extension and the road surface S of the kingpin axis K, the intersection position P _A of the extension line and the road surface S of the auxiliary steering axis A is Both are designed to be located within the tire contact patch 9a. Furthermore, these intersection points P _K, the P _A, it is optimal for the minimum slippage of the tire coincide with each other. The "tire contact patch" refers to a place where the tire 9 is in contact with the road surface S when one person (equivalent to 55 kg) is in the driver's seat.

図２、図４に示す前記補助転舵力受け部１８は、ハブベアリング３の外輪１１に補助転舵力を与える作用点となる部位であり、ハブベアリング３の外輪１１の外周の一部に一体に突出したアーム部として設けられている。補助転舵力受け部１８は、後に図１３と共に説明するようにジョイント５７を介して前記補助転舵用アクチュエータ６の直動出力部６ａに回転自在に連結されている。これにより、補助転舵用アクチュエータ６の直動出力部６ａが進退することで、ハブユニット本体４が前記補助軸心Ａ回りに回転、つまり補助転舵させられる。 The auxiliary steering force receiving portion 18 shown in FIGS. 2 and 4 is a portion serving as an action point for applying an auxiliary steering force to the outer ring 11 of the hub bearing 3, and is a part of the outer periphery of the outer ring 11 of the hub bearing 3. It is provided as an integrally protruding arm portion. The auxiliary steering force receiving portion 18 is rotatably connected to the linear motion output portion 6a of the auxiliary steering actuator 6 via a joint 57, as will be described later together with FIG. As a result, the linear output unit 6a of the auxiliary steering actuator 6 advances and retreats, so that the hub unit main body 4 rotates around the auxiliary axis A, that is, the auxiliary steering is performed.

補助転舵用アクチュエータ６は、モータ２７（図３参照）と、このモータ２７の回転を減速する図２の減速機２８と、この減速機２８の正逆の回転出力を前記直動出力部６ａの往復直線動作に変換する直動機構２９とで構成される。モータ２７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。
減速機２８は、ベルト伝達機構等の巻き掛け式伝達機構またはギヤ列等を用いることができ、図２の例ではベルト伝達機構が用いられている。
直動機構２９は、滑りねじまたはボールねじ等の送りねじ機構、またはラック・ピニオン機構等用いることができ、この例では台形ねじの滑りねじを用いた送りねじ機構が用いられている。 The auxiliary steering actuator 6 has a motor 27 (see FIG. 3), a speed reducer 28 of FIG. 2 for decelerating the rotation of the motor 27, and a linear motion output unit 6a of the forward and reverse rotation outputs of the speed reducer 28. It is composed of a linear motion mechanism 29 that converts the linear motion into a reciprocating linear motion. The motor 27 is, for example, a permanent magnet type synchronous motor, but may be a DC motor or an induction motor.
As the speed reducer 28, a winding type transmission mechanism such as a belt transmission mechanism or a gear train or the like can be used, and in the example of FIG. 2, the belt transmission mechanism is used.
As the linear motion mechanism 29, a feed screw mechanism such as a slide screw or a ball screw, a rack pinion mechanism, or the like can be used, and in this example, a feed screw mechanism using a trapezoidal thread slide screw is used.

なお、本実施形態では、補助転舵用アクチュエータ６が、減速機２８を備えている例を示したが、補助転舵用アクチュエータ６は、減速機２８を備えておらず、モータ２７の駆動力を、直接直動機構２９へ伝達する構成であってもよい。
また、補助転舵用アクチュエータ６は、モータ２７を備えていなくてもよい。そのような場合には、補助転舵用アクチュエータ６は、例えば油圧により駆動するアクチュエータであってもよい。 In the present embodiment, the auxiliary steering actuator 6 is provided with the speed reducer 28, but the auxiliary steering actuator 6 is not provided with the speed reducer 28 and the driving force of the motor 27 is provided. May be directly transmitted to the linear motion mechanism 29.
Further, the auxiliary steering actuator 6 does not have to include the motor 27. In such a case, the auxiliary steering actuator 6 may be, for example, an actuator driven by hydraulic pressure.

前記ハブユニット本体４のナックル２２に対する補助転舵の角度θ（図６、図７参照）は、ストッパ３５により規制される。図６は、主な転舵が直進状態で補助転舵が内側に行われた状態を示し、図７は主な転舵が左側を向き、かつ補助転舵が内側に行われた状態を示す。ストッパ３５は、例えば、ユニット支持部材５におけるハブユニット本体４と軸方向に対向する面、例えば、ハブベアリング３の外輪１１の端面に対向する面に設けられ、その外輪端面が当接することで、ハブユニット本体４の補助転舵の角度θが規制される。ハブユニット本体４の補助転舵可能角度の許容範囲は、僅かな角度でよく、ストッパ３５による補助転舵可能角度の許容範囲は、例えば±５度以下とされる。 The angle θ of the auxiliary steering with respect to the knuckle 22 of the hub unit main body 4 (see FIGS. 6 and 7) is regulated by the stopper 35. FIG. 6 shows a state in which the main rudder is traveling straight and the auxiliary rudder is performed inward, and FIG. 7 shows a state in which the main rudder faces to the left and the auxiliary rudder is performed inward. .. The stopper 35 is provided, for example, on a surface of the unit support member 5 that faces the hub unit main body 4 in the axial direction, for example, a surface that faces the end surface of the outer ring 11 of the hub bearing 3, and the outer ring end surface abuts on the surface. The angle θ of the auxiliary steering of the hub unit main body 4 is regulated. The allowable range of the auxiliary steering possible angle of the hub unit main body 4 may be a slight angle, and the allowable range of the auxiliary steering possible angle by the stopper 35 is, for example, ± 5 degrees or less.

なお、この実施形態では、ハブベアリング３の外輪１１に前記回転許容支持部品７を取付ける取付座部１９（図３、図４）と、前記補助転舵力受け部１８（図２、図４）と、前記ブレーキキャリパ取付部３６とが一体に形成されているが、これら取付座部１９、補助転舵力受け部１８、およびブレーキキャリパ取付部３６は、いずれも、ハブユニット本体４に設けられていればよく、前記外輪１１に前記軸箱等の取付用部品（図示せず）を設ける場合は、その取付用部品に設けられていてもよい。 In this embodiment, the mounting seat portion 19 (FIGS. 3 and 4) for mounting the rotation allowable support component 7 on the outer ring 11 of the hub bearing 3 and the auxiliary steering force receiving portion 18 (FIGS. 2 and 4). And the brake caliper mounting portion 36 are integrally formed, and the mounting seat portion 19, the auxiliary steering force receiving portion 18, and the brake caliper mounting portion 36 are all provided on the hub unit main body 4. When the outer ring 11 is provided with a mounting component (not shown) such as a shaft box, the outer ring 11 may be provided with the mounting component.

上記構成の動作および作用を説明する。この補助転舵機能付ハブユニット１は、ハブベアリング３およびブレーキキャリパ１４ｂ（図２参照）を有するハブユニット本体４が、図１のナックル２２に設けられたユニット支持部材５に対し補助転舵軸心Ａを中心として回転自在であり、作用点となるアーム状の補助転舵力受け部１８（図２）に力を与えることで、ハブユニット本体４が回転可能である。ハブユニット本体４は、ユニット支持部材５に設置された補助転舵用アクチュエータ６の直動出力部６ａをモータ２７の駆動により進退させることで、直動出力部６ａに連結された補助転舵力受け部１８を介して回転させられる。
この回転は、運転者のハンドル操作による転舵に付加して、すなわちステアリング装置２５によるキングピン軸Ｋ（図１）回りのナックル２２の回転に付加して、補助的な転舵として行われ、また１輪の独立転舵が行える。左右の車輪２，２の補助転舵の角度を異ならせることで、左右の車輪２，２間のトー角を任意に変更することができる。 The operation and operation of the above configuration will be described. In the hub unit 1 with an auxiliary steering function, the hub unit main body 4 having the hub bearing 3 and the brake caliper 14b (see FIG. 2) has an auxiliary steering shaft with respect to the unit support member 5 provided on the knuckle 22 of FIG. The hub unit main body 4 can rotate by applying a force to the arm-shaped auxiliary steering force receiving portion 18 (FIG. 2) which is rotatable around the center A and serves as an action point. The hub unit main body 4 advances and retreats the linear motion output portion 6a of the auxiliary steering actuator 6 installed on the unit support member 5 by driving the motor 27, so that the auxiliary steering force connected to the linear motion output unit 6a is obtained. It is rotated via the receiving portion 18.
This rotation is performed as an auxiliary steering in addition to the steering by the driver's steering wheel operation, that is, in addition to the rotation of the knuckle 22 around the kingpin axis K (FIG. 1) by the steering device 25. One wheel can be steered independently. By making the angles of the auxiliary steering of the left and right wheels 2 and 2 different, the toe angle between the left and right wheels 2 and 2 can be arbitrarily changed.

車両１０の走行条件に応じて、走行中に左右輪独立してタイヤ角度を任意に変更することができるため、車両１０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。また、適切なタイヤ角度を設定することで燃費を改善することも可能となる。
この補助転舵機能付ハブユニット１を非転舵輪となる後輪２_Ｒ（図１５）に用いた場合は、低速走行時における最小回転半径の低減を図ることができる。
また、この補助転舵機能付ハブユニット１は、補助転舵軸心Ａ回りの回転自在な支持を上下２箇所でそれぞれ回転許容支持部品７,７により行うため、両端支持となって剛性が確保され、かつ構成が簡単である。
このように、剛性を確保したまま、簡単な構造で、走行状況に応じた補助的な転舵が左右輪独立して行えて、車輪２のトー角を任意に変更することができ、ステアリングジオメトリを変更することができるため、車両１０の運動性能を向上させ、走行の安定・安全性の向上と燃費の改善が可能となる。 Since the tire angles of the left and right wheels can be arbitrarily changed while the vehicle is running according to the running conditions of the vehicle 10, the kinetic performance of the vehicle 10 can be improved and the vehicle can be run stably and safely. It is also possible to improve fuel efficiency by setting an appropriate tire angle.
The auxiliary steering function with the hub unit 1 in the case of using the wheels 2 _R after the non-steerable wheels _(15), can be reduced minimum turning radius at low speeds.
Further, since the hub unit 1 with the auxiliary steering function is rotatably supported around the auxiliary steering axis A by the rotation allowable support parts 7 and 7 at the upper and lower two places, respectively, the rigidity is ensured by supporting both ends. And it is easy to configure.
In this way, with a simple structure while ensuring rigidity, auxiliary steering according to the driving situation can be performed independently for the left and right wheels, and the toe angle of the wheel 2 can be changed arbitrarily, and the steering geometry. Therefore, it is possible to improve the kinetic performance of the vehicle 10, improve the stability and safety of running, and improve the fuel efficiency.

上記の走行速度に応じた左右輪の舵角差の制御例につき説明する。上記のように、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、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。このような舵角課題等により内外輪のタイヤ横力配分に不要な偏りが生じると、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ことによって、コーナリングのスムースさが損なわれる。 An example of controlling the difference in steering angle between the left and right wheels according to the above-mentioned traveling speed will be described. As mentioned above, a typical vehicle steering device is mechanically connected to the wheels, so it can only take a single fixed steering geometry, an intermediate geometry between Ackermann geometry and parallel geometry. Often set to. However, in this case, the difference in steering angle between the left and right wheels is insufficient in the low speed range, and the steering angle of the outer ring becomes excessive, and in the high speed range, the steering angle of the inner wheel becomes excessive. If the tire lateral force distribution of the inner and outer wheels is unnecessarily biased due to such a steering angle problem, it causes deterioration of fuel efficiency and premature wear of the tire due to deterioration of running resistance, and the inner and outer wheels cannot be used efficiently. , The smoothness of cornering is impaired.

この実施形態の補助転舵機能付ハブユニット１は、左右の車輪２を個別に制御できるため、車速や旋回Ｇに応じて車輪２の転舵角、いわゆる切れ角を変更し、低速域ではアッカーマンジオメトリ（各輪が共通の一点を中心として旋回するように左右輪の舵角差を設定）を、高速域ではパラレルジオメトリ（左右輪の転舵角が同じ）を任意に選択することで、走行抵抗を増大させることがなく、また低速でのスムースな旋回性と高速でのコーナリング性能とを両立させることが可能となる。 Since the hub unit 1 with the auxiliary steering function of this embodiment can control the left and right wheels 2 individually, the steering angle of the wheels 2, the so-called turning angle, is changed according to the vehicle speed and the turning G, and Ackerman in the low speed range. By arbitrarily selecting the geometry (the difference in steering angle between the left and right wheels is set so that each wheel turns around a common point) and the parallel geometry (the steering angle of the left and right wheels is the same) in the high-speed range, the vehicle runs. It is possible to achieve both smooth turning performance at low speed and cornering performance at high speed without increasing resistance.

前記補助転舵軸心Ａは、上下方向に延びた軸心であればよく、多少は傾斜していてもよいが、この実施形態では鉛直方向であり、補助転舵によるキャンパー角の変化をより良好に抑え、走行抵抗の増大をさらに抑えることができる。キングピン軸Ｋと補助転舵軸心Ａとが一致している場合、キングピン軸Ｋでブユニット本体４を補助転舵させるとキャンパー角が大きく変化し、走行抵抗が増す。しかし、補助転舵軸心Ａをキングピン軸Ｋと別に設定することで、この補助転舵によるキャンパー角の変化を抑え、走行抵抗の増大を抑えることができる。
また、キングピン軸Ｋと補助転舵軸Ａが一致する場合は、構成要素部品がハブユニット本体４の車体側に配置されるために全体のサイズが大きくなり重くなるが、補助転舵軸心Ａが懸架装置２１のキングピン軸Ｋと異なる方向であると、装置全体のサイズを抑え、軽量化することができる。 The auxiliary steering axis A may be an axial center extending in the vertical direction and may be slightly inclined. However, in this embodiment, the auxiliary steering axis A is in the vertical direction, and the change in the camper angle due to the auxiliary steering is further increased. It can be suppressed well and the increase in running resistance can be further suppressed. When the kingpin shaft K and the auxiliary steering axis A coincide with each other, when the kingpin shaft K is used to auxiliary steer the unit body 4, the camper angle changes significantly and the running resistance increases. However, by setting the auxiliary steering axis A separately from the kingpin axis K, it is possible to suppress the change in the camper angle due to the auxiliary steering and suppress the increase in running resistance.
Further, when the kingpin shaft K and the auxiliary steering shaft A match, the overall size becomes large and heavy because the component parts are arranged on the vehicle body side of the hub unit main body 4, but the auxiliary steering shaft center A If the direction is different from that of the kingpin axis K of the suspension device 21, the size of the entire device can be suppressed and the weight can be reduced.

さらに、懸架装置２１のキングピン軸Ｋの延長線と路面Ｓとの交点位置Ｐ_Ｋと、補助転舵軸心Ａの延長線と路面との交点位置Ｐ_Ａが、共にタイヤ接地面９ａ内に位置するため、主な転舵および補助転舵が共に安定して効率よく行える。
キングピン軸Ｋと補助転舵軸Ａが異なる場合に、両方の軸の延長上とタイヤ９の接地位置が異なっていると、両方が同時に動く場合に滑りが生じ、非効率であるとともに、車両挙動が乱れる恐れがある。そのため、キングピン軸Ｋの延長線と路面Ｓとの交点位置Ｐ_Ｋと、補助転舵軸心Ａの延長線と路面Ｓとの交点位置Ｐ_Ａとが互いに近傍に配置されることが望ましい。理想的には上記２点Ｐ_Ａ、Ｐ_Ｋは一致することが好ましく、これにより、主な転舵と補助転舵とが同時に行われても、滑りが生じず効率的に主な転舵および補助転舵が行え、安定して車両を操作することができる。 Furthermore, the intersecting point P _K between the extension and the road surface S of the kingpin axis K of the suspension system 21, the intersection position P _A of the extension line and the road surface of the auxiliary steering axis A are both positioned within the tire ground contact surface 9a Therefore, both main steering and auxiliary steering can be performed stably and efficiently.
When the kingpin axis K and the auxiliary steering axis A are different, if the extension of both axes and the ground contact position of the tire 9 are different, slippage will occur when both move at the same time, resulting in inefficiency and vehicle behavior. May be disturbed. Therefore, it is desirable that the intersecting point P _K between the extension and the road surface S of the kingpin axis K, the intersection P _A between the extension line and the road surface S of the auxiliary steering axis A is arranged close to each other. Preferably Ideally the two points P _A, which is P _K coincide, thereby, be made main steering and the auxiliary steering simultaneously, efficiently main steering and not slippage Auxiliary steering can be performed and the vehicle can be operated stably.

補助転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、補助転舵可能角度が±５度以下であっても十分に足りる。補助転舵の角度は補助転舵用アクチュエータ６の制御により行うが、ストッパ３５を設けて規制しているため、万一、この補助転舵機能付ハブユニット１が電源系の失陥等で故障した場合にも、大きな影響が生じることが防止される。そのため、ハンドル操作によって安全な場所まで車両を寄せることができる。 As for the auxiliary steering angle, a slight angle is sufficient for improving the vehicle's kinetic performance and driving stability / safety, and even if the auxiliary steering possible angle is ± 5 degrees or less, it is sufficient. The angle of the auxiliary steering is controlled by the actuator 6 for the auxiliary steering, but since the stopper 35 is provided and regulated, the hub unit 1 with the auxiliary steering function should fail due to the failure of the power supply system or the like. Even if it does, it is prevented that a large influence occurs. Therefore, the vehicle can be brought to a safe place by operating the steering wheel.

前記回転許容支持部品７は、この実施形態では球面滑り軸受であるため、その球面中心回りの任意方向に回転可能であり、回転許容支持部品７の中心軸が補助転舵軸心Ａに対して傾いていてもその吸収が行える。そのため、補助転舵軸心Ａとは異なる方向で固定することができて、取り付け位置の自由度が増えると共に、機械加工が容易になる。また、球面滑り軸受であると、取り付け時の締め付け等によって軸受の固定側部品１６と可動側部品１５の間に予圧を付与し、剛性を高めることが可能となる。 Since the rotation allowable support component 7 is a spherical sliding bearing in this embodiment, it can rotate in an arbitrary direction around the center of the spherical surface, and the central axis of the rotation allowable support component 7 is relative to the auxiliary steering axis A. It can be absorbed even if it is tilted. Therefore, it can be fixed in a direction different from that of the auxiliary steering axis A, the degree of freedom in the mounting position is increased, and machining becomes easy. Further, in the case of a spherical plain bearing, a preload can be applied between the fixed side component 16 and the movable side component 15 of the bearing by tightening or the like at the time of mounting, and the rigidity can be increased.

図８ないし図１２は、この発明の他の実施形態を示す。この実施形態では、図１の球面滑り軸受からなる回転許容支持部品７に代えて、テーパころ軸受からなる回転許容支持部品７Ａを用いている。図１０に示すように、このテーパころ軸受からなる回転許容支持部品７Ａは、ハブベアリング３の外輪１１に取付用部として上下に突出して設けられたトラニオン軸状の取付軸部１９Ａの外周に内輪１５Ａが嵌合し、外輪１６Ａは、ユニット支持部材５Ａに設けられた嵌合孔３８内に嵌合している。上側の回転許容支持部品７Ａについては、前記取付軸部１９Ａの先端に雄ねじ部が形成され、この雄ねじ部に螺合するナット３９により、前記内輪１５Ａが軸方向に押し付けられている。下側の回転許容支持部品７Ａについては、ユニット支持部材５Ａの嵌合孔３８に押さえ部材４１が嵌合し、前記取付軸部１９Ａの先端に設けられたねじ孔に螺合するボルト４２により、外輪１６Ａの端面を押し付けている。前記ナット３９およびボルト４２による押し付けにより、テーパころ軸受からなる上下の回転許容支持部品７Ａにそれぞれ予圧を与えている。ユニット支持部材５Ａは、一つのユニット支持部材主部材５Ａａと、各回転許容支持部品７Ａ、７Ａに対して設けられたユニット支持部材分割体５Ａｂとに分割され、ボルト４４で相互に結合されている。ユニット支持部材５Ａは、ユニット支持部材分割体５Ａｂの箇所で、図８に示すようにナックル２２にボルト４３で取付けられている。この分割構成とボルト４３とにより、予圧手段４８Ａが構成される。
なお、上下の回転許容支持部品７Ａ、７Ａのユニット支持部材５Ａに対する取り付け構造は互いに同じ構成でよく、例えば、図１０における上側の回転許容支持部品７Ａのユニット支持部材５Ａおよびハブベアリング３の外輪１１に対する固定の構造を下側の回転許容支持部品７Ａに対して適用しても、また下側の回転許容支持部品７Ａの固定の構造を上側の回転許容支持部品７Ａの固定に適用してもよい。 8 to 12 show other embodiments of the present invention. In this embodiment, instead of the rotation allowable support part 7 made of the spherical slide bearing of FIG. 1, the rotation allowable support part 7A made of a tapered roller bearing is used. As shown in FIG. 10, the rotation allowable support component 7A made of the tapered roller bearing has an inner ring on the outer periphery of a trunnion shaft-shaped mounting shaft portion 19A provided on the outer ring 11 of the hub bearing 3 so as to project vertically as a mounting portion. The 15A is fitted, and the outer ring 16A is fitted in the fitting hole 38 provided in the unit support member 5A. Regarding the upper rotation allowable support component 7A, a male screw portion is formed at the tip of the mounting shaft portion 19A, and the inner ring 15A is pressed in the axial direction by a nut 39 screwed into the male screw portion. Regarding the lower rotation allowable support component 7A, the holding member 41 is fitted into the fitting hole 38 of the unit support member 5A, and the bolt 42 is screwed into the screw hole provided at the tip of the mounting shaft portion 19A. The end face of the outer ring 16A is pressed. By pressing with the nut 39 and the bolt 42, preload is applied to the upper and lower rotation allowable support parts 7A made of tapered roller bearings, respectively. The unit support member 5A is divided into one unit support member main member 5Aa and a unit support member split body 5Ab provided for each rotation allowable support component 7A, 7A, and is connected to each other by a bolt 44. .. The unit support member 5A is attached to the knuckle 22 with a bolt 43 at a position of the unit support member split body 5Ab as shown in FIG. The preload means 48A is configured by this split configuration and the bolt 43.
The upper and lower rotation allowable support parts 7A and 7A may have the same mounting structure for the unit support member 5A. For example, the unit support member 5A of the upper rotation allowable support part 7A and the outer ring 11 of the hub bearing 3 in FIG. The structure of fixing to the lower rotation allowable support component 7A may be applied, or the fixing structure of the lower rotation allowable support component 7A may be applied to the fixing of the upper rotation allowable support component 7A. ..

このようにテーパころ軸受からなる回転許容支持部品７Ａを設けた場合も、回転許容支持部品７Ａに予圧を与え、剛性を高めることができる。なお、回転許容支持部品７Ａは、テーパころ軸受に代えてアンギュラ玉軸受または４点接触玉軸受を用いてもよい。その場合も、上記と同様に予圧を与えることができる。
この実施形態におけるその他の構成、効果は、第１の実施形態と同様であり、対応部分に同一符号を付してその説明を省略する。 Even when the rotation allowable support component 7A made of a tapered roller bearing is provided in this way, a preload can be applied to the rotation allowable support component 7A to increase the rigidity. As the rotation allowable support component 7A, an angular contact ball bearing or a 4-point contact ball bearing may be used instead of the tapered roller bearing. In that case as well, preload can be applied in the same manner as described above.
Other configurations and effects in this embodiment are the same as those in the first embodiment, and the corresponding portions are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

図１３は、前記補助転舵用アクチュエータ６の具体例を示す。この補助転舵用アクチュエータ６は、前記第１および第２の実施形態のいずれに適用してもよい。モータ２７の駆動力は、モータ軸２７ａに結合されたドライブプーリ５１に伝達され、モータ軸２７ａと平行に配置されたドリブンプーリ５２へベルト５３によって伝達される。前記各プーリ５１，５２とベルト５３とで、巻き掛け式の減速機２８が構成される。 FIG. 13 shows a specific example of the auxiliary steering actuator 6. The auxiliary steering actuator 6 may be applied to any of the first and second embodiments. The driving force of the motor 27 is transmitted to the drive pulley 51 coupled to the motor shaft 27a, and is transmitted to the driven pulley 52 arranged in parallel with the motor shaft 27a by the belt 53. Each of the pulleys 51 and 52 and the belt 53 constitutes a winding type speed reducer 28.

ドリブンプーリ５２の内周のナット５５に、送りねじ機構からなる直動機構２９におけるねじ軸５４が螺合状態に配置されている。これらナット５５およびねじ軸５４は、滑りねじ、具体的にはセルフロック機能を持つ台形ねじのねじ部５８を構成するねじ溝およびねじ山を有している。ドリブンプーリ５２と一体に回転するナット５５が回転することで、ねじ軸５４が回り止め部５６で回り止めされているため、ねじ軸５４が前後に直動運動する。 A screw shaft 54 in a linear motion mechanism 29 including a feed screw mechanism is arranged in a screwed state on a nut 55 on the inner circumference of the driven pulley 52. The nut 55 and the screw shaft 54 have a thread groove and a thread thread constituting a thread portion 58 of a sliding thread, specifically a trapezoidal thread having a self-locking function. By rotating the nut 55 that rotates integrally with the driven pulley 52, the screw shaft 54 is stopped by the detent portion 56, so that the screw shaft 54 moves linearly back and forth.

ねじ軸５４の先端の直動出力部２９ａには、ハブベアリング３の外輪１１に設けられたアーム状の補助転舵力被伝達部１８が、ジョイント５７を介して連結されている。ジョイント５７は、２本のピン５７ａで、補助転舵力被伝達部１８および直動出力部２９ａにそれぞれ回転自在に連結されている。このため、ねじ軸５４の前後移動によって、ユニット支持部材５（５Ａ）に対して、ハブベアリング３を含むハブユニット本体４の全体が補助転舵軸心Ａを中心に回転することができる。
なお、この実施形態では、ドリブンプーリ５２と直動機構２９のナット５５とは、別体として製作されたものを結合しているが、これらドリブンプーリ５２とナット５５とは、互いに一体に製作された部品の一部であってもよい。 An arm-shaped auxiliary steering force transmitted portion 18 provided on the outer ring 11 of the hub bearing 3 is connected to the linear motion output portion 29a at the tip of the screw shaft 54 via a joint 57. The joint 57 is rotatably connected to the auxiliary steering force transmitted portion 18 and the linear motion output portion 29a by two pins 57a, respectively. Therefore, by moving the screw shaft 54 back and forth, the entire hub unit main body 4 including the hub bearing 3 can rotate about the auxiliary steering axis A with respect to the unit support member 5 (5A).
In this embodiment, the driven pulley 52 and the nut 55 of the linear motion mechanism 29 are coupled to each other, but the driven pulley 52 and the nut 55 are manufactured integrally with each other. It may be a part of the parts.

このように直動機構２９にセルフロック機能を備える滑りねじを使用した場合、タイヤからの逆入力が防止され、モータ２７が失陥した場合も、セルフロック機能があることでタイヤ９がふらつくことなく、ハンドル操作によって安全な場所まで車両を寄せることができ、安全性が確保される。また、直動機構２９にセルフロック機能があると、補助転舵を行わない場合や高速走行時等において、一定の補助転舵の角度を持ち続けることができ、一定角を維持するためのモータ２７の駆動が不要で、モータ電力を削減できる。 When a sliding screw having a self-locking function is used for the linear motion mechanism 29 in this way, reverse input from the tire is prevented, and even if the motor 27 fails, the tire 9 sways due to the self-locking function. The vehicle can be moved to a safe place by operating the steering wheel, and safety is ensured. Further, if the linear motion mechanism 29 has a self-locking function, it is possible to maintain a constant auxiliary steering angle even when auxiliary steering is not performed or when traveling at high speed, and a motor for maintaining a constant angle. It is not necessary to drive the 27, and the motor power can be reduced.

図１４は、前記補助転舵用アクチュエータ６の他の具体例を示す。同図の補助転舵用アクチュエータ６においても、前記第１および第２の実施形態のいずれに適用してもよい。モータ２７の駆動力は、モータ軸２７ａに結合されたドライブギヤ５９に伝達され、モータ軸２７ａと平行に配置されたドリブンギヤ６０へ伝達される。前記各ドライブギヤ５９とドリブンギヤ６０とで、前記減速機２８となるギヤ列が構成される。 FIG. 14 shows another specific example of the auxiliary steering actuator 6. The auxiliary steering actuator 6 in the figure may also be applied to any of the first and second embodiments. The driving force of the motor 27 is transmitted to the drive gear 59 coupled to the motor shaft 27a, and is transmitted to the driven gear 60 arranged in parallel with the motor shaft 27a. The drive gear 59 and the driven gear 60 form a gear train that serves as the speed reducer 28.

ドリブンギヤ６０の中心に設けられたナット５５Ａに、送りねじ機構からなる直動機構２９におけるねじ軸５４が螺合状態に配置されている。直動機構２９の構成、およびこの直動機構２９とハブユニット本体４との連結については、図１３に示す例と同様である。すなわち、前記ナット５５Ａおよびねじ軸５４のねじ部５８は滑りねじであり、具体的にはセルフロック機能を持つ台形ねじとされている。ドリブンプーリ５２と一体に回転するナット５５が回転することで、ねじ軸５４が回り止め部５６で回り止めされているため、ねじ軸５４が前後に直動運動する。 A screw shaft 54 in a linear motion mechanism 29 including a feed screw mechanism is arranged in a screwed state on a nut 55A provided in the center of the driven gear 60. The configuration of the linear motion mechanism 29 and the connection between the linear motion mechanism 29 and the hub unit main body 4 are the same as the example shown in FIG. That is, the nut 55A and the threaded portion 58 of the screw shaft 54 are sliding threads, specifically trapezoidal threads having a self-locking function. By rotating the nut 55 that rotates integrally with the driven pulley 52, the screw shaft 54 is stopped by the detent portion 56, so that the screw shaft 54 moves linearly back and forth.

ねじ軸５４の先端の直動出力部２９ａには、ハブベアリング３の外輪１１に設けられたアーム状の補助転舵力被伝達部１８が、ジョイント５７を介して連結されている。ジョイント５７は、２本のピン５７ａで、補助転舵力被伝達部１８および直動出力部２９ａにそれぞれ回転自在に連結されている。このため、ねじ軸５４の前後移動によって、ユニット支持部材５に対して、ハブベアリング３を含むハブユニット本体４の全体が補助転舵軸心Ａを回りに回転することができる。
なお、この実施形態では、ドリブンギヤ６０と直動機構２９のナット５５とは、一体に製作されたものとしているが、これらドリブンギヤ６０とナット５５とは、互いに一体に製作されて相互に結合されたものであってもよい。 An arm-shaped auxiliary steering force transmitted portion 18 provided on the outer ring 11 of the hub bearing 3 is connected to the linear motion output portion 29a at the tip of the screw shaft 54 via a joint 57. The joint 57 is rotatably connected to the auxiliary steering force transmitted portion 18 and the linear motion output portion 29a by two pins 57a, respectively. Therefore, by moving the screw shaft 54 back and forth, the entire hub unit main body 4 including the hub bearing 3 can rotate around the auxiliary steering axis A with respect to the unit support member 5.
In this embodiment, the driven gear 60 and the nut 55 of the linear motion mechanism 29 are integrally manufactured, but the driven gear 60 and the nut 55 are integrally manufactured and coupled to each other. It may be a thing.

この実施形態の場合も、図１３の実施形態と同様に、直動機構２９にセルフロック機能を備える滑りねじが使用されているため、そのセルフロック機能による前述の各効果が得られる。また、この実施形態の場合、減速機２８がギヤ列からなるため、剛性が高く、応答性の高い駆動伝達が可能となる。 Also in the case of this embodiment, as in the embodiment of FIG. 13, since the sliding screw having the self-locking function is used in the linear motion mechanism 29, the above-mentioned effects by the self-locking function can be obtained. Further, in the case of this embodiment, since the speed reducer 28 is composed of a gear train, drive transmission having high rigidity and high responsiveness is possible.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 It should be considered that the embodiments disclosed this time are exemplary in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is shown by the scope of claims rather than the above description, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims.

１…補助転舵機能付ハブユニット
２…車輪
３…ハブベアリング
４…ハブユニット本体
５…ユニット支持部材
５Ａ…ユニット支持部材
６…補助転舵用アクチュエータ
６ａ…直動出力部
７…回転許容支持部品
７Ａ…回転許容支持部品
９…タイヤ
９ａ…タイヤ接地面
１０…車両
１０Ａ…車体
１１…外輪
１２…内輪
１３…転動体
１２ｃ…ハブフランジ
１４…ブレーキ
１４ａ…ブレーキロータ
１４ｂ…ブレーキキャリパ
１５…回転側部品
１６…固定側部品
１８…補助転舵力受け部
２１…懸架装置
２２…ナックル
２５…ステアリング装置
２６…タイロッド
２７…モータ
２８…減速機
２９…直動機構
３５…ストッパ
３６…ブレーキキャリパ取付部
４８，４８Ａ…予圧手段
５１…ドライブプーリ
５２…ドリブンプーリ
５３…ボルト
５４…ねじ軸
５５…ナット
５６…回り止め部
５７…ジョイント
５７ａ，５７ｂ…ピン
５８…ねじ部
５９…ドライブギヤ
６０…ドリブンギヤ
Ａ…補助転舵軸心
Ｋ…キングピン軸
Ｏ…回転軸心
Ｐ_Ｋ…交点位置
Ｐ_Ａ…交点位置
Ｓ…路面
θ…補助転舵の角度 1 ... Hub unit with auxiliary steering function 2 ... Wheels 3 ... Hub bearing 4 ... Hub unit body 5 ... Unit support member 5A ... Unit support member 6 ... Auxiliary steering actuator 6a ... Linear output unit 7 ... Rotation allowable support component 7A ... Rotation allowable support part 9 ... Tire 9a ... Tire contact surface 10 ... Vehicle 10A ... Body 11 ... Outer ring 12 ... Inner ring 13 ... Rolling element 12c ... Hub flange 14 ... Brake 14a ... Brake rotor 14b ... Brake caliper 15 ... Rotating side parts 16 ... Fixed side parts 18 ... Auxiliary steering force receiving part 21 ... Suspension device 22 ... Knuckle 25 ... Steering device 26 ... Tie rod 27 ... Motor 28 ... Reducer 29 ... Linear mechanism 35 ... Stopper 36 ... Brake caliper mounting part 48, 48A ... Preload means 51 ... Drive pulley 52 ... Driven pulley 53 ... Bolt 54 ... Screw shaft 55 ... Nut 56 ... Anti-rotation part 57 ... Joints 57a, 57b ... Pin 58 ... Threaded part 59 ... Drive gear 60 ... Driven gear A ... Auxiliary rolling angle of Kajijikukokoro K ... kingpin axis O ... rotation axis P K _... intersection P a _... intersection S ... road theta ... auxiliary steering

Claims

A hub unit that is connected to a steering device that changes the steering angle of wheels by operating the steering wheel of the driver via a knuckle of the suspension system.
A hub unit body having a hub bearing for mounting the wheel, and
With a unit support member connected to or configured as part of the knuckle,
Equipped with an auxiliary steering actuator
The hub unit main body is supported by the unit support member via rotation allowable support parts to which preload is applied at two points above and below so as to be rotatable around the center of the auxiliary steering axis extending vertically, and the auxiliary steering is performed. A hub unit with an auxiliary steering function that is rotated around the center of the auxiliary steering axis by driving an actuator.

The hub unit with an auxiliary steering function according to claim 1, wherein the steering axis is in a direction different from the kingpin axis of the suspension device.

The hub unit with an auxiliary steering function according to claim 1 or 2, wherein the steering axis is in the vertical direction.

The hub unit with an auxiliary steering function according to any one of claims 1 to 3 has a stopper that regulates the angle of the auxiliary steering of the hub unit main body with respect to the knuckle, and is regulated by this stopper. A hub unit with an auxiliary steering function in which the auxiliary steering possible angle of the hub unit body is ± 5 degrees or less.

A vehicle equipped with the hub unit with an auxiliary steering function according to any one of claims 1 to 4.