车辆的后轮转向装置制造方法
【专利摘要】本发明提供安装在悬架机构上用于使后轮转向的后轮转向装置，该后轮转向装置形成能够恰当地吸收轴向的力的结构，并能够实现小型化和轻量化。该后轮转向装置具有容置于壳体内的电动马达、减速机构以及直线运动机构，直线运动机构具有螺母构件以及杆部，将螺母构件的旋转运动转换为杆部的直线运动。壳体具有筒体和连接盖，所述筒体在电动马达和减速机构之间的内表面上形成有卡止部（弹性挡环），该后轮转向装置具有：筒状保持构件（支架），其将减速机构保持在筒体内，轴承，其将螺母构件以能够旋转的方式支撑在筒状保持构件上，轴承以及筒状保持构件夹持在筒体的卡止部和连接盖之间，筒状保持构件以不能旋转的方式保持在筒体上。
【专利说明】车辆的后轮转向装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及安装在用于支撑车辆的后轮的悬架机构上并使该后轮转向的车辆的后轮转向装置。
【背景技术】
[0002]最近，作为构成车辆的四轮转向系统(4WS)的一部分的后轮转向装置，已知各种方式的装置，但是基本的结构如下面的专利文献I所记载那样，包括“与车辆的后轮相连接的杆部、支撑杆部且固定在车辆的底盘上的壳体、容置于壳体内并且驱动所述杆部以使所述后轮转向的马达”。另外，用于支撑车辆的后轮的悬架机构也存在各种方式，安装在该悬架机构上的后轮转向装置也多种多样。例如，下面的专利文献2所记载的装置，与专利文献I所记载的装置相比，不仅基本结构不同，而且还具有用于将驱动力从电动马达向推杆传递或切断该传递的中断装置(blocking device)，该中断装置与电动马达以及将电动马达的旋转运动转换为推杆的平移运动的传动装置一起支撑在模块壳体内。
[0003]专利文献1:日本专利第5098242号公报
[0004]专利文献2:日本特表2012-511465号公报
[0005]在上述专利文献I以及2公开的装置中，为了吸收因轮胎反作用力、干扰而产生的杆部的轴向的力，要求壳体具有高强度，因此难以实现小型化和轻量化。尤其，在专利文献2所记载的装置中，电动马达、传动装置以及截断装置支撑在模块壳体中，因此要求壳体具有高强度，从而难以实现小型化。
【发明内容】
[0006]因此，本发明的目的在于提供一种后轮转向装置，该后轮转向装置为安装在用于支撑车辆的后轮的悬架机构上并使该后轮转向的车辆的后轮转向装置，具有能够恰当地吸收轴向的力的结构，并且能够实现小型化和轻量化。
[0007]为了实现上述目的，本发明的车辆的后轮转向装置，安装在用于支撑车辆的后轮的悬架机构上，用于使上述后轮转向，具有:壳体，其通过第一连接构件以及第二连接构件与所述悬架机构相连接，电动马达，其容置于该壳体内，减速机构，其容置于该壳体内并对所述电动马达的输出进行减速，直线运动机构，其具有螺母构件以及杆部，将所述螺母构件的旋转运动转换为所述杆部的直线运动，其中，所述螺母构件与该减速机构相连接来进行旋转，所述杆部与该螺母构件相螺合且与所述第二连接构件相连接；所述壳体具有:筒体，其容置有所述电动马达以及所述减速机构并且所述电动马达以及所述减速机构直列配置，在所述电动马达和所述减速机构之间的内表面上形成有卡止部，连接盖，其具有所述第一连接构件，堵塞所述筒体的所述减速机构侧的开口 ；该后轮转向装置具有:筒状保持构件，其将所述减速机构保持在所述筒体内，轴承，其将所述螺母构件以能够旋转的方式支撑在所述筒状保持构件上；所述轴承以及所述筒状保持构件夹持在所述筒体的卡止部和所述连接盖之间，所述筒状保持构件以不能旋转的方式保持在所述筒体上。
[0008]在上述后轮转向装置中，所述卡止部可以由在所述筒体的内表面上形成的阶梯部构成。或者，也可以将所述卡止部由固定在所述筒体的内表面上的弹性挡环构成。
[0009]另外，在上述后轮转向装置中，所述卡止部可以由固定于环状槽内的弹性挡环构成，所述环状槽设置在所述筒体的内表面上。
[0010]另外，在上述后轮转向装置中，可以通过环状锁止螺母将所述筒体和所述连接盖紧固连接。
[0011]另外，在上述后轮转向装置中，可以构成具有所述减速机构以及直线运动机构的子组件，所述电动马达在所述壳体内组装于所述子组件，所述杆部在所述筒体的外侧与所述第二连接构件相连接。
[0012]而且，在上述后轮转向装置中，可以具有框体，该框体以围绕从所述筒体延伸的所述杆部的方式配置且固定在所述筒体的所述电动马达侧的开口上，并且在该框体内容置有用于驱动控制所述电动马达的控制器。
[0013]本发明如上述那样构成，因此起到如下效果。即，在本发明的后轮转向装置中，具有:壳体，其通过第一连接构件以及第二连接构件与悬架机构相连接，电动马达，其容置于壳体内，减速机构，其容置于壳体内并对电动马达的输出进行减速，直线运动机构，其具有螺母构件以及杆部，将螺母构件的旋转运动转换为杆部的直线运动，其中，所述螺母构件，与该减速机构相连接来进行旋转，所述杆部与该螺母构件相螺合且与第二连接构件相连接；壳体具有:筒体，其容置有电动马达以及减速机构并且它们直列配置，在电动马达和减速机构之间的内表面上形成有卡止部，连接盖，其具有第一连接构件，堵塞筒体的开口 ；该后轮转向装置具有:筒状保持构件，其将减速机构保持在筒体内，轴承，其将螺母构件以能够旋转的方式支撑在该筒状保持构件上；轴承以及筒状保持构件夹持在筒体的卡止部和连接盖之间，筒状保持构件以不能旋转的方式保持在筒体上，因此能够通过杆部、螺母构件、轴承、筒状保持构件、筒体以及连接盖恰当地吸收第一连接构件和第二连接构件之间的轴向负载。结果，不需要以往装置那样的大型的壳体，能够实现小型且轻量的装置。
[0014]尤其，若用阶梯部或者弹性挡环构成卡止部，则能够形成使制造以及安装变得容易且价格低廉的装置。
[0015]尤其，若用固定于在筒体的内表面上设置的环状槽内的弹性挡环构成卡止部，则能够形成使制造以及安装变得容易且价格低廉的装置。
[0016]而且，若通过环状锁止螺母使筒体和连接盖紧固连接，则能够使安装变得容易，能够可靠地吸收轴向负载。
[0017]尤其，若构成具有减速机构以及直线运动机构的子组件，该子组件在壳体内与电动马达组装，使杆部在筒体的外侧与第二连接构件连接，则使组装工序进一步变得容易，能够降低成本。
[0018]而且，若具有框体，该框体以围绕从筒体延伸的杆部的方式配置且固定在筒体上，并且在框体内容置有用于驱动控制电动马达的控制器，则能够通过筒体恰当地吸收轴向负载，因此不必使框体具有高强度，能够实现小型且轻量的装置。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1是示出本发明的一个实施方式的后轮转向装置的整体结构的横向剖视图。
[0020]图2是将本发明的一个实施方式的促动器部分放大示出的横向剖视图。
[0021]图3是将本发明的一个实施方式的控制器部分放大示出的横向剖视图。
[0022]图4是将本发明的一个实施方式的控制器部分放大示出的纵向剖视图。
[0023]图5是构成本发明的一个实施方式的减速机构的支架的横向剖视图。
[0024]图6是构成本发明的一个实施方式的减速机构的齿圈的主视图。
[0025]图7是将构成本发明的一个实施方式的减速机构的齿圈的卡合部放大示出的主视图。
[0026]图8是构成本发明的一个实施方式的减速机构的齿圈的侧视图。
[0027]图9是示出本发明的一个实施方式的减速机构的一部分的立体图。
[0028]图10是构成本发明的一个实施方式的促动器的一部分的子组件的纵向剖视图。
[0029]图11是构成本发明的一个实施方式的促动器的一部分的子组件的立体图。
[0030]其中，附图标记说明如下:
[0031]1:壳体
[0032]2:杆部
[0033]3:促动器
[0034]3a:电动马达
[0035]3b:减速机构
[0036]3c:直线运动机构
[0037]4:控制器
[0038]5:位移检测装置
[0039]10:筒体
[0040]11:连接盖
[0041]12:框体
[0042]13:锁止螺母
[0043]14:弹性挡环
[0044]15、16:盖体
[0045]20:中空旋转轴
[0046]25:马达盖
[0047]30:行星齿轮机构
[0048]31:太阳轮
[0049]33:齿圈
[0050]34:支架(筒状保持构件)
[0051]36:螺母构件
[0052]37:轴承
[0053]40:电子电路板
[0054]50:磁铁座
【具体实施方式】
[0055]下面，参照附图，对本发明的优选的实施方式进行说明。图1示出本发明的一个实施方式的后轮转向装置的整体结构。本实施方式的后轮转向装置构成四轮转向系统(4WS)的一部分，但是前轮转向装置与以往相同，因此进行省略。另外，用于支撑车辆的后轮的悬架机构存在各种方式，但是在本实施方式中，如图1的双点划线所示那样构成，在支撑部RS和连杆LS之间安装有构成本实施方式的后轮转向装置的促动器单元AU，由此驱动支撑部RS和连杆LS之间进行伸缩，根据连杆LS的摆动来经由横拉杆TR、TR使后轮RL、RR转向，其中，所述支撑部RS支撑在用于支撑车辆的后轮RL、RR的后车轴RA上，所述连杆LS支撑在后车轴RA上且以摆动中心C为中心摆动。
[0056]在促动器单元AU中，杆部2以能够轴向移动(直线运动)的方式支撑在壳体I上，杆部2的一端部通过球窝接头JL与连杆LS相连接，壳体I通过球窝接头JA与支撑部RS相连接，通过促动器3驱动杆部2，以驱动后车轴RA的支撑部RS和连杆LS之间进行伸缩。具体地说，构成促动器3的电动马达3a被控制器4控制，在通过减速机构3b对电动马达3a的旋转输出进行减速之后，通过直线运动机构3c转换为杆部2的直线运动。此外，在本实施方式中，电动马达3a由无刷马达构成。
[0057]在本实施方式中，壳体I大致分为主要内置促动器3的结构构件(电动马达3a等)的壳体Ia和主要内置有控制器4的结构构件(电子电路板40等)的壳体lb，在构成壳体Ia的筒体10上接合有连接盖11，并且接合有构成壳体Ib且在上下以及轴向上具有开口部的框体12，在该框体12的上下开口部上接合有盖体15以及盖体16。本实施方式的壳体I由金属制成，连接盖11以及框体12由铝制成，筒体10、盖体15以及盖体16由铁制成。
[0058]促动器3如在图2中放大所示那样构成，在定子24上卷绕有线圈23的状态下压入固定于筒体10内。电动马达3a的输出轴由中空旋转轴20构成，该中空旋转轴20通过轴承25b以及轴承12b，分别支撑在插入筒体10内的环状的马达盖25的内径部25a和形成在框体12上的环状槽12a上，并且该中空旋转轴20能够旋转。在中空旋转轴20的轴向中间部压入固定有构成电动马达3a的转子的芯部21，沿着该芯部21的圆周方向均匀地配设有永久磁铁22。
[0059]而且，在中空旋转轴20内配置有杆部2且中空旋转轴20和杆部2为同轴，该杆部2以能够相对于壳体I沿着轴向移动(直线运动)的方式被支撑，并且以相对于壳体I不能旋转的方式被支撑，而对于该支撑结构在后面说明。此外，在杆部2和框体12的支撑部之间安装有衬套(bush) 2a以及衬套2b，而它们能够降低滑动阻力以使杆部2顺利地进行轴向移动。即，换言之，本实施方式是悬臂支撑的伸缩机构，因此不要求衬套2a以及衬套2b发挥在两端支撑的轴向移动机构中的轴承的功能。
[0060]本实施方式的减速机构3b由行星齿轮机构30构成，外齿齿轮的太阳轮31和中空旋转轴20结合为一体，以能够旋转的方式与中空旋转轴20 —起被支撑。另外，内齿齿轮的齿圈33固定在筒状保持构件的支架34上，外齿齿轮的行星齿轮32与太阳轮31以及齿圈33相啮合，且围绕太阳轮31旋转。并且，作为通过销部35支撑该行星齿轮32以使其能够旋转的行星架，螺母构件36通过轴承37支撑在支架34上，并且螺母构件36能够旋转。轴承37为球轴承，内轮37a嵌合在螺母构件36上，并且外轮37b嵌合在支架34上，并且该轴承37通过C字状的垫圈37c保持在螺母构件36上。
[0061]在本实施方式中，支架34以及销部35由金属制成(例如由铁制成)，但是太阳轮31、行星齿轮32以及齿圈33由合成树脂制成，太阳轮31 —体形成在金属制成的中空旋转轴20上。并且，齿圈33以相对于支架34不能旋转的方式支撑在支架34上，支架34以相对于筒体10不能旋转的方式支撑在筒体10上。即，如图2所示，在形成在筒体10内的环状槽1a内保持有弹性挡环(snap ring) 14，在该弹性挡环14的环状侧面和连接盖11的环状开口端面之间夹持轴承37的外轮37b以及支架34的状态下，在筒体10的减速机构3b侧(图2的左侧)的开口端形成的螺纹部螺合环状锁止螺母13，从而使筒体10和连接盖11紧固连接。而且，通过因锁止螺母13的螺合而产生的轴向的按压力，使轴承37的外轮37b以及支架34牢固地夹持在弹性挡环14和连接盖11之间，结果，支架34以不能旋转的方式保持在筒体10上。此外，也可以在筒体10的内周面上形成环状阶梯部(未图示)来代替环状槽1a以及弹性挡环14，并将其用作卡止部。
[0062]并且，在杆部2的一端部的外周面上以规定的轴向长度形成梯形螺纹而成的外螺纹部2c、和在螺母构件36的内周面上形成的内螺纹部36c相螺合，通过上述螺母构件36和杆部2构成直线运动机构3c。此外，为了防止杆部2的脱落，在外螺纹部2c的顶端上拧上螺母2d。杆部2如上述那样被支撑，因此能够施加于杆部2的轴向的负载经由螺母构件36、轴承37、支架34以及弹性挡环14被筒体10以及连接盖11吸收。
[0063]另一方面，如图3所示，作为控制器4，在壳体Ib内容置有构成电子控制装置(未图示)的电子电路板40和构成位移检测装置5的磁铁座50。此外，位移检测装置5具有例如由电磁矢量传感器构成的位移传感器5a和例如由钕磁铁构成的永久磁铁5b,位移传感器5a支撑在电子电路板40上，永久磁铁5b保持在磁铁座50内。该磁铁座50具有用于检测杆部2在直线运动时的轴向位移的功能，并且具有阻止杆部2旋转的功能。
[0064]如图3以及图4所示，在杆部2的两侧面上形成有在轴向上较长的长槽(大致矩形的凹部)2r、2s，在一个长槽2r内配置有磁铁座50，从相反侧的长槽2s插入螺栓51，被固定在杆部2上。磁铁座50由合成树脂形成，如图3所示，具有用于容置永久磁铁5b的保持部52，在该保持部52的两端上延伸形成有一对脚部53、53，并且在两个脚部53、53之间嵌件成型有金属制成的螺母54。另一方面，如图4所示，在框体12的内部形成有支撑部12s，并形成有与杆部2的轴平行的一对立壁部12w、12w。并且，保持部52以保持在一对立壁部12w、12w之间的方式进行组装，螺栓51插入杆部2的贯通孔2h并与螺母54相螺合。结果，通过磁铁座50，杆部2被支撑为不能相对于框体12的立壁部12w、12w乃至壳体I旋转。
[0065]而且，在本实施方式的促动器3中，当通过电动马达3a驱动中空旋转轴20旋转时，通过行星齿轮机构30的减速机构3b对旋转输出进行减速之后驱动螺母构件36旋转，而且，通过直线运动机构3c将螺母构件36的旋转运动转换为杆部2的直线运动。由此，如上所述，驱动后车轴RA的支撑部RS和连杆LS之间进行伸缩，从而调整后轮的舵角。
[0066]在此，对上述齿圈33支撑在支架34上的支撑结构进行说明。首先，如图5所示，支架34呈带阶梯部的圆筒状，在侧壁(周壁)上形成有在轴向上开口且在内外周面上开口的切口状的槽34c、34c。此外，槽34c、34c也可以呈仅在内周面上开口(不在外周面上开口)的形状。
[0067]另一方面，齿圈33如图6至图8所示那样构成，该齿圈33与上述支架34嵌合而形成一体。如图8所示，在本实施方式的齿圈33的在径向上相向的位置上，一体形成有向径向外侧延伸的一对卡合部33e、33e。上述卡合部33e、33e的径向长度(高度)以及轴向长度均小于支架34的槽34c、34c的径向长度(高度)以及轴向长度。
[0068]如在图7中将齿圈33的一部分放大所示那样，在各卡合部33e的两个外侧面上形成有突起33f、33f。因此，在将齿圈33容置于支架34内时，如图8以及图9所示，一边将卡合部33e、33e的突起33f、33f按压于槽34c、34c的两个内侧面，一边使齿圈33嵌合在支架34上。结果，如图9以及图10所示，以齿圈33的径向端面以及轴向端面位于支架34的径向端面以及轴向端面的内侧的状态，将齿圈33保持在支架34上。并且，当组装行星齿轮32以及螺母构件36时，成为图9所示的状态，而且当安装轴承37以及杆部2等时，构成图10以及图11所示的子组件SA。
[0069]当对上述结构的促动器单元AU的制造方法进行说明时，首先，通过压入装置(未图示)将卷绕有线圈23的定子24压入筒体10内，并固定在图2所示的规定的位置上。另夕卜，将马达盖25插入筒体10内，将弹性挡环14固定在筒体10内的环状槽1a内。另外，与此不同，在一体形成有太阳轮31的中空旋转轴20上压入轴承25b之后，压入用于保持永久磁铁22的树脂制成的按压构件22a，并且压入固定芯部21。然后，在芯部21内容置永久磁铁22，进而压入按压构件22b，由此形成子组件，在该子组件的状态下，永久磁铁22被磁化。
[0070]接着，将上述中空旋转轴20插入定子24的中空部内，轴承25b以与马达盖25的中空部嵌合的状态被保持。进而，将固定有磁极传感器6用的塑料磁体(plastic magnet)6b的支撑构件26压入中空旋转轴20的端部，在塑料磁体6b磁化之后，使框体12与筒体10的电动马达3a侧(图2的右侧)的开口接合，并通过螺栓结合。此外，在框体12的环状槽12a内压入有轴承12b的外轮，当在筒体10上接合框体12时，轴承12b的内轮与中空旋转轴20相嵌合。
[0071]另一方面，轴承37的内轮37a与螺母构件36嵌合，并通过垫圈37c保持，轴承37的外轮37b与支架34嵌合。接着，将齿圈33安装在支架34上，通过销部35将行星齿轮32支撑在螺母构件36上，由此成为图10所示的状态，卡止构件38卡止在销部35上。然后，在螺母构件36的内螺纹部36c上螺合杆部2的外螺纹部2c，在外螺纹部2c的顶端上拧上螺母2d，从而构成图10以及图11所示的子组件SA。
[0072]将上述子组件SA的杆部2插入图1至图3所示的中空旋转轴20内，使太阳轮31与行星齿轮32以及齿圈33相啮合，支架34的轴向端面被压入到与弹性挡环14的侧端面相抵接为止。接着，安装连接盖11，在筒体10上螺合锁止螺母13。由此，轴承37的外轮37b以及支架34牢固地夹持在弹性挡环14和连接盖11之间。此时，子组件SA的杆部2插入配设在框体12上的衬套2a以及衬套2b内，并且延伸至框体12的外部。
[0073]然后，在框体12内，在杆部2的长槽2r内配置磁铁座50，以保持部52保持在立壁部12w、12w之间的方式进行组装。而且，当螺栓51插入杆部2的贯通孔2h内并与螺母54螺合时，杆部2被支撑为不能相对于壳体I旋转。
[0074]而且，将安装有位移传感器5a的电子电路板40容置于框体12内，将位移传感器5a固定在与永久磁铁5b相向的位置上。并且，当在连接配线(未图示)之后，通过螺栓将盖体15以及盖体16经由密封构件的O型圈OR结合在框体12上时，框体12内成为液密空间(密封不漏液体的空间)。在如上述那样组装之后，在杆部2的顶端上连接球窝接头几，安装橡胶防尘罩(rubber boots) BT0
【权利要求】
1.一种车辆的后轮转向装置，安装在用于支撑车辆的后轮的悬架机构上，用于使上述后轮转向，其特征在于， 该后轮转向装置具有: 壳体，其通过第一连接构件以及第二连接构件与所述悬架机构相连接， 电动马达，其容置于所述壳体内， 减速机构，其容置于所述壳体内，对所述电动马达的输出进行减速， 直线运动机构，其具有螺母构件以及杆部，将所述螺母构件的旋转运动转换为所述杆部的直线运动，其中，所述螺母构件与所述减速机构相连接来进行旋转，所述杆部与所述螺母构件相螺合且与所述第二连接构件相连接； 所述壳体具有: 筒体，其容置有所述电动马达以及所述减速机构并且所述电动马达以及所述减速机构直列配置，在所述电动马达和所述减速机构之间的内表面上形成有卡止部， 连接盖，其具有所述第一连接构件，堵塞所述筒体的所述减速机构侧的开口 ； 该后轮转向装置具有: 筒状保持构件，其将所述减速机构保持在所述筒体内， 轴承，其将所述螺母构件以能够旋转的方式支撑在所述筒状保持构件上； 所述轴承以及所述筒状保持构件夹持在所述筒体的卡止部和所述连接盖之间，所述筒状保持构件以不能旋转的方式保持在所述筒体上。
2.根据权利要求1所述的车辆的后轮转向装置，其特征在于， 所述卡止部为在所述筒体的内表面上形成的阶梯部。
3.根据权利要求1所述的车辆的后轮转向装置，其特征在于， 所述卡止部由固定于环状槽内的弹性挡环构成，所述环状槽设置在所述筒体的内表面上。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的车辆的后轮转向装置，其特征在于， 通过环状锁止螺母将所述筒体和所述连接盖紧固连接。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的车辆的后轮转向装置，其特征在于， 构成具有所述减速机构以及直线运动机构的子组件，所述电动马达在所述壳体内组装于所述子组件，所述杆部在所述筒体的外侧与所述第二连接构件相连接。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的车辆的后轮转向装置，其特征在于， 具有框体，该框体以围绕从所述筒体延伸的所述杆部的方式配置且固定在所述筒体的所述电动马达侧的开口上，并且在所述框体内容置有用于驱动控制所述电动马达的控制器。
【文档编号】B62D5/04GK104210544SQ201410227847
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年5月27日 优先权日:2013年5月29日
【发明者】藤井慎平, 种子田彰哉, 铃木秀悦, 佐藤辉英 申请人:爱信精机株式会社