(57)【要約】      （修正有）【課題】ステアバイワイヤ方式の転舵装置について、車両の小型化および低重心化を図る。【解決手段】転舵装置を、車体側に支持された転舵中心軸１０と、ホイール側に取り付けられたハブキャリア２０と、アッパーブラケット２１に固定されかつ転舵中心軸１０に外嵌してハブキャリア２０と一体に回転可能な転舵アクチュエータ３０と、から構成する。転舵中心軸１０は、ウォームホイール１３を有する。転舵アクチュエータ３０は、ウォームホイール１３に噛み合うウォーム３１ａが形成された従動軸と、従動軸を回転させるモータ３２を有する。転舵中心軸１０は回り止めされているため、モータ３２が駆動すると従動軸は転舵中心軸１０の回りを旋回し、これに伴ってハブキャリア２０が回転し転舵が与えられる。モータ３２が従動軸よりも下方に配置されているため、車両の低重心化が図られ、従動軸と車体との距離を縮められるため、車両の小型化が図られる。【選択図】図１
2013112097.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵入力部と機械的に分離されたステアバイワイヤ方式の車両の転舵装置であって、
軸心がほぼ鉛直方向を向くようにかつ軸心周りに回転不能に車体側に支持された転舵中心軸１０と、
ホイール側に取り付けられ、ほぼ水平方向に延びるアッパーブラケット２１が前記転舵中心軸１０の下端と対向するハブキャリア２０と、
前記アッパーブラケット２１に固定され、かつ前記転舵中心軸１０に外嵌して転舵中心軸１０の軸心周りにハブキャリア２０と一体に回転可能な転舵アクチュエータ３０と、を備え、
前記転舵中心軸１０は、外周にウォームホイール１３を有し、
前記転舵アクチュエータ３０は、
その外周に前記ウォームホイール１３に噛み合うウォーム３１ａが形成され、ほぼ水平方向を向く軸心周りに回転可能に支持されている従動軸３１と、
前記従動軸３１の下側に配置されて従動軸３１に対して軸心がほぼ平行をなす回転軸から回転駆動力を伝達するモータ３２と、を有する転舵装置。
【請求項２】
前記転舵アクチュエータ３０のモータ３２は、少なくともその一部が前記アッパーブラケット２１よりも下方に位置する請求項１に記載の転舵装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の転舵装置１と、
前記転舵装置の転舵中心軸１０が支持された車体と、
前記転舵装置のハブキャリア２０が取り付けられたホイールＷと、を備える車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステアバイワイヤ方式の転舵装置およびその転舵装置を備える車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両における車輪の転舵装置として、ハンドルを含む操舵入力部と機械的に分離された、いわゆるステアバイワイヤ方式の転舵装置が知られている。
具体的には、この種の転舵装置として、特許文献１のように、ホイール側に取り付けられたハブキャリアと、車体側に設けられたモータおよびこのモータにより駆動されるボールねじ機構からなる転舵アクチュエータと、これらハブキャリアのアームとアクチュエータのボールねじ機構のナットとをリンク結合するタイロッドと、を備えるものが知られている。
【０００３】
かかる転舵装置では、操舵入力部における所定操舵角を伴う操作に応じて、車体側に設けられたモータが所定回転数だけ正逆回転すると、ボールねじ機構のナットが往復動することになる。
そして、このナットに結合されたタイロッドがハブキャリアのアームを押し引きすることで、ハブキャリアが傾斜し、ホイールに前記操舵入力部での操作に対応した転舵角が与えられるようになっている。
【０００４】
このように特許文献１の転舵装置は、転舵アクチュエータが車体側に設けたものであるが、出願人は、図４に示すような転舵アクチュエータをホイール側に設けた転舵装置２を開発している。
この転舵装置２は、転舵の回転中心となる転舵中心軸１０と、ハブキャリア２０と、ハブキャリア２０（ホイールＷも含む）を転舵中心軸１０の軸心周りに回転させる転舵アクチュエータ３０と、からなる。
【０００５】
ここで転舵中心軸１０は、その軸心がほぼ鉛直方向を向くように、上側サスペンションアームＳ１、ユニバーサルジョイントＪを介して車体側に支持されている。なお転舵中心軸１０は、軸心周りに適宜回り止めされるようになっている。
【０００６】
またハブキャリア２０のアッパーブラケット２１は、ホイールＷの内側からほぼ水平に延びて、その上面が転舵中心軸１０の下端と対向するようにホイール側に取り付けられている。さらに転舵アクチュエータ３０は、アッパーブラケット２１に固定され、かつ転舵中心軸１０に外嵌している。
【０００７】
転舵中心軸１０の外周には、ウォームホイール１３が形成されており、転舵アクチュエータ３０は、従動軸３１とモータ３２とからなり、これらウォームホイール１３、従動軸３１、モータ３２はいずれもケーシング４０に収容されている。
従動軸３１はケーシング内で軸心がほぼ水平を向くように回転可能に支持されており、その外周に形成されたウォーム３１ａが、転舵中心軸１０のウォームホイール１３にかみ合っている。
モータ３２はケーシング内で従動軸３１の上方かつアッパーブラケット２１の上方に収容され、適宜ギアを介してその回転軸から従動軸３１へと回転駆動力を伝達できるようになっている。
【０００８】
いま、モータ３２により従動軸３１が回転させられると、従動軸３１とかみ合う転舵中心軸１０は回り止めされているため、従動軸３１は転舵中心軸１０の周りを旋回することになる。ここでハブキャリア２０は、ケーシング４０を介して従動軸３１と一体に回転するため、ホイールＷの転舵がなされることになる。
【０００９】
この転舵装置は、特許文献１のように、装置の構成要素が車両の車軸方向に並列する態様ではないため、大きな収納スペースを必要とせず、車両全体の小型化を一定程度実現可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００７−３２６４５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、この出願人が開発した転舵装置では、車体側と従動軸の間にモータを収納するスペースが必要であるため、車高を一定以上下げることができず、結果車両全体の小型化に制約が生じる。
また、転舵アクチュエータの中でも、比較的重量の大きなモータが、従動軸よりも上方に配置されているため重心が高く、車両の低重心化についても、改良の余地がある。
【００１２】
そこで本発明の解決すべき課題は、ホイール側に転舵アクチュエータを設けたステアバイワイヤ方式の転舵装置について、小型化および低重心化を図ることである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するため本発明は、ホイール側に転舵アクチュエータを設けたステアバイワイヤ方式の転舵装置について、転舵アクチュエータのモータを従動軸よりも下方に配置することとしたのである。
【００１４】
より詳しくは、発明にかかる転舵装置を、軸心がほぼ鉛直方向を向くようにかつ軸心周りに回転不能に車体側に支持された転舵中心軸と、ホイール側に取り付けられ、ほぼ水平方向に延びるアッパーブラケットが前記転舵中心軸の下端と対向するハブキャリアと、前記アッパーブラケットに固定され、かつ前記転舵中心軸に外嵌して転舵中心軸の軸心周りにハブキャリアと一体に回転可能な転舵アクチュエータと、を備えるものとしたのである。
【００１５】
また前記転舵中心軸は、外周にウォームホイールを有するものとしたのである。
さらに前記転舵アクチュエータは、その外周に前記ウォームホイールに噛み合うウォームが形成され、ほぼ水平方向を向く軸心周りに回転可能に支持されている従動軸と、前記従動軸の下側に配置されて従動軸に対して軸心がほぼ平行をなす回転軸から回転駆動力を伝達するモータと、を有するものとしたのである。
【００１６】
ここで前記転舵アクチュエータのモータは、少なくともその一部が前記アッパーブラケットよりも下方に位置するのが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
転舵アクチュエータのモータを従動軸よりも下方に配置することにより、従動軸と車体側との距離を縮めることができ、車高を低くし、車両全体を小型化することができる。
またモータが従動軸よりも上方に配置されている場合に比べて、車両全体を低重心化することができる。
【００１８】
さらにモータの少なくとも一部がアッパーブラケットより下方に位置するように配置すると、車体とホイールとの距離を一層縮めることができるため、一層の小型化および低重心化が図られる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施形態の転舵装置の一部切り欠き正面図
【図２】実施形態の転舵装置の要部縦断面図
【図３】実施形態の転舵装置の要部横断面図
【図４】出願人開発の転舵装置の一部切り欠き正面図
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態について説明する。
実施形態の転舵装置１は、ハンドルを含む操舵入力部と機械的に分離された、いわゆるステアバイワイヤ方式の転舵装置である。
【００２１】
図１に示すように、実施形態の転舵装置１は、車両の下部に配置されているため車両全体の低重心化を実現することができ、また同図のように、車両のタイヤフェンダーＦ（フェンダー下のホイールハウス内）にほぼ収容できる大きさであるため、車両全体の小型化を実現することができる。
【００２２】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態について説明する。
実施形態の転舵装置１は、ハンドルを含む操舵入力部と機械的に分離された、いわゆるステアバイワイヤ方式の転舵装置である。
【００２３】
図１に示すように、実施形態の転舵装置１は、車両の下部に配置されているため車両全体の低重心化を実現することができ、また同図のように、車両のタイヤフェンダーＦ内（フェンダー下のホイールハウス内）にほぼ収容できる大きさであるため、車両全体の小型化を実現することができる。
この実施形態の転舵装置１は、転舵中心軸１０と、ハブキャリア２０と、転舵アクチュエータ３０と、から構成され、転舵中心軸１０の一部と転舵アクチュエータ３０とは、ケーシング４０に収容されている。
【００２４】
図２のように、車両は上下に並列するサスペンションアームＳ１，Ｓ２を備え、その上側サスペンションアームＳ１の先端部は二又に分岐して軸受部５を構成している。
【００２５】
転舵中心軸１０は、それぞれ円柱形の横軸部１１と縦軸部１２とからなってＴ字型の外観を呈している。その横軸部１１の両端部は軸受部５に支持されており、横軸部１１は、軸心周りに回転可能となっている。
したがって、横軸部１１と一体でほぼ鉛直方向を向いている縦軸部１２は、横軸部１１の軸心周りに上下方向に揺動可能となっている。
いっぽう、横軸部１１が軸受部５に上述のようにヒンジ運動のみが可能であるように拘束されているため、その縦軸部１２は軸心周りには回り止めされている。
また転舵中心軸１０の縦軸部１２の先端側には縮径部１２ａが形成されており、この縮径部１２ａの中間箇所の外周にはウォームホイール１３が固定されている。
縮径部１２ａは、ケーシング４０に設けられた開口を上下に貫通しており、その縮径部１２ａのウォームホイール１３の上下箇所は、転がり軸受４１を介してケーシング４０に対して相対回転可能に支持されている。
【００２６】
つぎにハブキャリア２０はホイールＷに取り付けられており、その上部にホイールＷの内側面からほぼ水平に張り出すアッパーブラケット２１を有している。このようなハブキャリア２０としては、汎用されているものを使用可能である。
アッパーブラケット２１は、上面が転舵中心軸１０の下端と対向しており、かつケーシング４０がボルト止め等の適宜手段により固定されている。
またハブキャリア２０の下部は、車両の下側サスペンションアームＳ２の先端に、ボールジョイント２２を介して結合されている。
【００２７】
さらに転舵アクチュエータ３０は、従動軸３１と、モータ３２とを備える。
従動軸３１は、ケーシング４０内において、軸心がほぼ水平方向を向くように両端部を転がり軸受４２により支持されている。
また従動軸３１は、その中間部の外周にウォーム３１ａが固定されており、このウォーム３１ａは転舵中心軸１０のウォームホイール１３とほぼ垂直にかみ合っている。さらに従動軸３１の一端部外周には、スパーギア３１ｂが固定されている。
いっぽうモータ３２は、ケーシング４０内の従動軸３１よりも下方において、その回転軸が従動軸３１とほぼ平行をなすように収容されている。図１のように、モータ３２はその下半部がアッパーブラケット２１よりも下方に位置している。
またモータ３２の回転軸の外周にはスパーギア３２ａが固定され、これが従動軸３１のスパーギア３１ｂとかみ合っている。
【００２８】
実施形態の転舵装置１の構成は以上のようであり、いまその転舵アクチュエータ３０のモータ３２の回転軸を駆動させると、スパーギア３２ａ、３１ｂを介して従動軸３１に回転駆動力が伝達される。
ここで従動軸３１のウォーム３１ａと転舵中心軸１０の縦軸部１２のウォームホイール１３とはかみ合っており、かつ転舵中心軸１０は上側サスペンションアームＳ１に拘束されることでその縦軸部１２が回り止めされている。そのため、従動軸３１は軸心周りに回転しつつ（自転しつつ）、転舵中心軸１０の縦軸部１２の軸心周りに旋回する（公転する）ことになる。
【００２９】
そして、従動軸３１を収容支持するケーシング４０（およびモータ３２）も転舵中心軸１０の縦軸部１２の軸心周りに一体に回転する。このため、ケーシング４０が固定されているハブキャリア２０も回転し、ハブキャリア２０が取り付けられたホイールＷの操舵が行われることになる。
図示省略の操舵入力部における所定操舵角を伴う操作に応じて、転舵アクチュエータ３０のモータ３２の正逆回転数をあらかじめ定めておくと、ホイールＷに前記操舵入力部での操作に対応した転舵角が与えられるようになる。
【００３０】
なお車両走行時のホイールＷの上下動については、転舵アクチュエータ３０が外嵌する転舵中心軸１０の縦軸部１２が上下に揺動することで吸収できるようになっている。
【００３１】
今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考慮されるべきである。本考案の範囲は特許請求の範囲によって示され、その範囲内でのすべての修正と変形を含むものであることが意図される。
【００３２】
たとえば、転舵中心軸１０の構造や車体側への支持態様は、実施形態に限定されず、横軸部１１を省略して縦軸部１２のみからなるものとし、これを図４のようにユニバーサルジョイントＪ等を介して上側サスペンションアームＳ１に結合してもよい。
また、転舵アクチュエータ３０は、ケーシング４０ではなく例えばフレーム体により支持されてもよい。
【符号の説明】
【００３３】
１  実施形態の転舵装置
２  従前開発の転舵装置
５  軸受部
１０  転舵中心軸
１１  横軸部
１２  縦軸部
１２ａ  縮径部
１３  ウォームホイール
２０  ハブキャリア
２１  アッパーブラケット
２２  ボールジョイント
３０  転舵アクチュエータ
３１  従動軸
３１ａ  ウォーム
３１ｂ  スパーギア
３２  モータ
３２ａ  スパーギア
４０  ケーシング
４１  転がり軸受
４２  転がり軸受
Ｆ  フェンダー
Ｗ  ホイール
Ｓ１  上側サスペンションアーム
Ｓ２  下側サスペンションアーム
Ｊ  ユニバーサルジョイント
【図１】
2013112097.tif 000003
【図２】
2013112097.tif 000004
【図３】
2013112097.tif 000005
【図４】
2013112097.tif 000006