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JP6814082B2 - Steering drive - Google Patents
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JP6814082B2 - Steering drive - Google Patents

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Description

本発明は、車両の操舵を駆動する装置に関する。 The present invention relates to a device that drives the steering of a vehicle.

従来、農作業の効率化を目的として、トラクタや田植機などの農作業用車両を指定した走行ラインに追従させる自動操舵技術が知られている。このような自動操舵がなされる対象車両には、自動操舵に対応した機構が装備されたものと、自動操舵に対応せず手動でハンドル操作を行う機構のみが装備された手動用車両とがある。 Conventionally, for the purpose of improving the efficiency of agricultural work, an automatic steering technique for making an agricultural work vehicle such as a tractor or a rice transplanter follow a designated traveling line has been known. Target vehicles that are subject to such automatic steering include those equipped with a mechanism that supports automatic steering and those that are equipped with only a mechanism that does not support automatic steering and manually operates the steering wheel. ..

手動用車両は、操舵系に操舵トルクとしての回転力を入力する入力軸を回転させて手動操舵するためのステアリングハンドルが入力軸から取り外し可能となっている。そこで、入力軸とステアリングハンドルとの間に入力軸を回転駆動させる操舵駆動装置を組み込み、この操舵駆動装置を制御することによって、手動用車両を自動操舵に対応させることが可能となる。 In the manual vehicle, the steering handle for manually steering by rotating the input shaft that inputs the rotational force as the steering torque to the steering system is removable from the input shaft. Therefore, by incorporating a steering drive device that rotationally drives the input shaft between the input shaft and the steering handle and controlling the steering drive device, it is possible to make the manual vehicle compatible with automatic steering.

このような、手動用車両を操舵駆動装置により制御する技術として、位置指示信号を受信する受信機と、位置指示信号に基づいて操舵制御信号を生成する操舵制御装置と、ステアリングシャフト及びこれを回転させるステアリングホイールと同軸である駆動軸周りにトルクを生成して、操舵制御信号に応答して操舵アセンブリを直接駆動する駆動アセンブリとを含む車両案内システム、が知られている(例えば、特許文献1参照)。 As a technique for controlling such a manual vehicle by a steering drive device, a receiver that receives a position instruction signal, a steering control device that generates a steering control signal based on the position instruction signal, a steering shaft, and rotation thereof. A vehicle guidance system including a drive assembly that directly drives the steering assembly in response to a steering control signal by generating torque around a drive shaft coaxial with the steering wheel to be driven is known (eg, Patent Document 1). reference).

国際公開2010/139013号International release 2010/139013

しかしながら、上述した車両案内システムによれば、駆動系の入力軸と操舵駆動装置の駆動軸が同軸であるために、入力軸の軸方向における操舵駆動装置のサイズが増大してハンドルポストとステアリングホイールとが離間してしまう。これによれば、ステアリングホイールの高さが運転者による操作に適さない不自然な位置となり、自動操舵から手動操舵に切り替えた場合の車両の運転に不便が生じる、という問題がある。 However, according to the vehicle guidance system described above, since the input shaft of the drive system and the drive shaft of the steering drive device are coaxial, the size of the steering drive device in the axial direction of the input shaft increases, and the steering wheel post and steering wheel Will be separated. According to this, there is a problem that the height of the steering wheel becomes an unnatural position unsuitable for the operation by the driver, which causes inconvenience in driving the vehicle when switching from automatic steering to manual steering.

本発明の実施形態は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、駆動系の入力軸の軸方向におけるサイズを縮小することができる操舵駆動装置を提供することを目的とする。 An embodiment of the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a steering drive device capable of reducing the size of an input shaft of a drive system in the axial direction.

上述した課題を解決するため、本実施形態の操舵駆動装置は、自動操舵の対象である車両の車輪に偏角を与えて該車両を操舵する操舵系に操舵トルクとしての回転力を入力する入力軸を駆動する操舵駆動装置であって、前記入力軸と一体回転するように接続可能な回転軸を有し、該回転軸の外周に沿って歯車が設けられ、前記入力軸に駆動力を伝達する伝達軸と、前記伝達軸の歯車と噛合う歯車が設けられた回転軸を有し、該回転軸の軸方向が前記伝達軸の軸方向と直交する方向を向くように配置されて前記伝達軸を駆動するモータと、前記伝達軸の歯車と噛合う歯車が設けられた回転軸を有し、該回転軸の軸方向が前記伝達軸の軸方向と直交する方向を向くように配置されて前記伝達軸の回転を検出するエンコーダとを備える。 In order to solve the above-mentioned problems, the steering drive device of the present embodiment gives an deviation angle to the wheels of the vehicle to be automatically steered, and inputs a rotational force as a steering torque to the steering system for steering the vehicle. A steering drive device that drives a shaft, which has a rotating shaft that can be connected so as to rotate integrally with the input shaft, a gear is provided along the outer circumference of the rotating shaft, and a driving force is transmitted to the input shaft. The transmission shaft has a rotation shaft provided with a gear that meshes with the gear of the transmission shaft, and the rotation shaft is arranged so that the axial direction of the rotation shaft is orthogonal to the axial direction of the transmission shaft. It has a motor for driving the shaft and a rotating shaft provided with a gear that meshes with the gear of the transmission shaft, and is arranged so that the axial direction of the rotating shaft faces a direction orthogonal to the axial direction of the transmission shaft. It includes an encoder that detects the rotation of the transmission shaft.

本発明の実施形態によれば、駆動系の入力軸の軸方向におけるサイズを縮小することができる。 According to the embodiment of the present invention, the size of the input shaft of the drive system in the axial direction can be reduced.

実施形態に係る農用トラクタの構成を示す概略側面図である。It is a schematic side view which shows the structure of the agricultural tractor which concerns on embodiment. 実施形態に係る自動操舵システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the automatic steering system which concerns on embodiment. ステアリングコラムに装着された操舵駆動装置を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the steering drive device attached to the steering column. ステアリングコラムに装着された操舵駆動装置を示す平面図である。It is a top view which shows the steering drive device attached to the steering column. ステアリングコラムに装着された操舵駆動装置を示す右側面図である。It is a right side view which shows the steering drive device attached to the steering column. ステアリングコラムに装着された操舵駆動装置を示す背面図である。It is a rear view which shows the steering drive device attached to the steering column. 操舵駆動装置の内部構成を示す平面図である。It is a top view which shows the internal structure of a steering drive device. 操舵駆動装置の内部構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the internal structure of the steering drive device.

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

(対象車両及び自動操舵システムの構成)
まず、本実施形態に係る自動操舵システムとこの自動操舵システムにより自動操舵される対象車両について説明する。図1は、実施形態に係る農業用トラクタの構成を示す概略側面図である。図2は、実施形態に係る自動操舵システムの構成を示すブロック図である。
(Structure of target vehicle and automatic steering system)
First, the automatic steering system according to the present embodiment and the target vehicle automatically steered by the automatic steering system will be described. FIG. 1 is a schematic side view showing the configuration of an agricultural tractor according to an embodiment. FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of an automatic steering system according to an embodiment.

本実施形態に係る自動操舵システムの操舵対象としての車両は、作業車であり、具体的には、図1に示すような農業用のトラクタ1とする。このトラクタ1は、車体10と、2つの前輪11と2つの後輪12とを備える四輪車両とするが、操舵可能な車両であればどのような車両であっても良い。また、トラクタ1は、運転者が座るための座席13、図示しない作業機を連結接続するリンク機構14、ステアリングコラム30、ステリングハンドル40、操舵駆動装置50、アクセル、ブレーキ等を含むペダル類60を備える。 The vehicle to be steered by the automatic steering system according to the present embodiment is a work vehicle, and specifically, an agricultural tractor 1 as shown in FIG. The tractor 1 is a four-wheeled vehicle including a vehicle body 10, two front wheels 11, and two rear wheels 12, but any vehicle may be steerable. Further, the tractor 1 includes a seat 13 for a driver to sit on, a link mechanism 14 for connecting and connecting work machines (not shown), a steering column 30, a steering handle 40, a steering drive device 50, accelerators, brakes, and other pedals 60. Be prepared.

ステアリングコラム30内には前輪11に偏角を与えてトラクタ1を操舵する操舵系90(図1では不図示)が備えられ、ステアリングハンドル40または操舵駆動装置50による操舵トルクとしての回転力を操舵系90に入力するための入力軸301が内蔵される。この入力軸301は、その軸方向が略上下方向を向き、その上端には取り外し可能となった装着用ステアリングハンドルに嵌合可能となった嵌合部301aが形成されており、本実施形態において、この嵌合部301aは操舵駆動装置50に嵌合する。操舵駆動装置50は、自動操舵制御をするための構成が備えられていない、手動操舵を前提としたトラクタ1を自動操舵するために後付けされる装置であり、上方においては、ステアリングハンドル40が取り付けられるとともに、下方において、操舵系90の入力軸301の嵌合部301aが嵌合される。なお、操舵駆動装置50の構成については後に詳述する。 A steering system 90 (not shown in FIG. 1) for steering the tractor 1 by giving an argument to the front wheels 11 is provided in the steering column 30, and the rotational force as steering torque by the steering handle 40 or the steering drive device 50 is steered. An input shaft 301 for inputting to the system 90 is built in. The input shaft 301 has an axial direction that is substantially vertically oriented, and a fitting portion 301a that can be fitted to a removable mounting steering handle is formed at the upper end thereof. , The fitting portion 301a is fitted to the steering drive device 50. The steering drive device 50 is a device that is not provided with a configuration for automatic steering control and is retrofitted to automatically steer the tractor 1 on the premise of manual steering, and a steering handle 40 is attached above. At the same time, the fitting portion 301a of the input shaft 301 of the steering system 90 is fitted below. The configuration of the steering drive device 50 will be described in detail later.

自動操舵システムは、図2に示すように、操舵系90と、操舵系90を駆動する操舵駆動装置50と、GNSS(Global Navigation Satellite System)センサ60と、操舵制御装置70と、モータ制御装置80とを備える。なお、GNSSセンサ60、操舵制御装置70、及びモータ制御装置80は、トラクタ1に備えられる。 As shown in FIG. 2, the automatic steering system includes a steering system 90, a steering drive device 50 for driving the steering system 90, a GNSS (Global Navigation Satellite System) sensor 60, a steering control device 70, and a motor control device 80. And. The GNSS sensor 60, the steering control device 70, and the motor control device 80 are provided in the tractor 1.

操舵駆動装置50は、入力軸301に駆動力を伝達する伝達軸501、伝達軸501を駆動するステッピングモータであるモータ502、伝達軸501の回転量及び回転位置を検知するロータリエンコーダであるエンコーダ503を備える。なお、モータ502は、入力軸301を回転させるのに十分なトルクを出力可能であるモータであれば、どのような種類のモータであっても良い。 The steering drive device 50 includes a transmission shaft 501 that transmits a driving force to the input shaft 301, a motor 502 that is a stepping motor that drives the transmission shaft 501, and an encoder 503 that is a rotary encoder that detects the amount of rotation and the rotation position of the transmission shaft 501. To be equipped. The motor 502 may be any kind of motor as long as it can output a sufficient torque to rotate the input shaft 301.

GNSSセンサ60はトラクタ1の位置を検知し、操舵制御装置70は設定された目標位置とGNSSセンサ60により検知されたトラクタ1の現在位置とに基づいて、この現在位置を目標位置とするような操舵量をモータ制御装置80へ指示をする。 The GNSS sensor 60 detects the position of the tractor 1, and the steering control device 70 sets this current position as the target position based on the set target position and the current position of the tractor 1 detected by the GNSS sensor 60. The steering amount is instructed to the motor control device 80.

モータ制御装置80は、操舵制御装置70により指示された操舵量に基づいて操舵駆動装置50をフィードバック制御する。ここで、モータ制御装置80は、エンコーダ503により検知された回転位置が所望の回転位置となるようにモータ502を制御して伝達軸501を駆動させる。 The motor control device 80 feedback-controls the steering drive device 50 based on the steering amount instructed by the steering control device 70. Here, the motor control device 80 controls the motor 502 so that the rotation position detected by the encoder 503 becomes a desired rotation position, and drives the transmission shaft 501.

このように、トラクタ1に対して、操舵駆動装置50、GNSSセンサ60、操舵制御装置70及びモータ制御装置80を後付けで設置することによって、手動操舵されるように構成されたトラクタ1において自動操舵を実現することが可能となる。 In this way, the tractor 1 is configured to be manually steered by retrofitting the steering drive device 50, the GNSS sensor 60, the steering control device 70, and the motor control device 80 to the tractor 1. Can be realized.

(操舵駆動装置の外観構成)
次に、操舵駆動装置の外観構成について説明する。図3は、ステアリングコラムに装着された操舵駆動装置を示す斜視図である。図4は、ステアリングコラムに装着された操舵駆動装置を示す平面図である。図5は、ステアリングコラムに装着された操舵駆動装置を示す右側面図である。図6は、ステアリングコラムに装着された操舵駆動装置を示す背面図である。なお、図3〜図6において、z方向は入力軸または伝達軸の軸方向を向く上下方向を示すものとする。y方向はトラクタの進行方向であり且つ上下方向に直交する前後方向、x方向は前後方向に直交する左右方向を示すものとする。
(Appearance configuration of steering drive device)
Next, the appearance configuration of the steering drive device will be described. FIG. 3 is a perspective view showing a steering drive device mounted on the steering column. FIG. 4 is a plan view showing a steering drive device mounted on the steering column. FIG. 5 is a right side view showing a steering drive device mounted on the steering column. FIG. 6 is a rear view showing a steering drive device mounted on the steering column. In FIGS. 3 to 6, the z direction indicates the vertical direction facing the axial direction of the input shaft or the transmission shaft. It is assumed that the y direction is the traveling direction of the tractor and is orthogonal to the vertical direction, and the x direction is the horizontal direction orthogonal to the front-rear direction.

図3〜図6に示すように、操舵駆動装置50は、ステアリングコラム30から上方に突出した入力軸301の上端に形成された嵌合部301aに対して、入力軸301と一体回転するように伝達軸501(図7参照)の下端を嵌合させることによって、ステアリングコラム30に取付けられる。ステアリングコラム30の左側には前後進レバー32が設けられ、右側にはスロットルレバー33が設けられる。 As shown in FIGS. 3 to 6, the steering drive device 50 rotates integrally with the input shaft 301 with respect to the fitting portion 301a formed at the upper end of the input shaft 301 protruding upward from the steering column 30. It is attached to the steering column 30 by fitting the lower end of the transmission shaft 501 (see FIG. 7). A forward / backward lever 32 is provided on the left side of the steering column 30, and a throttle lever 33 is provided on the right side.

操舵駆動装置50の上方には、ステアリングハンドル40が取り付けられる。このステアリングハンドル40は、運転者がトラクタ1を操舵させる際の持ち手として環状に形成されるリング部材41と、リング部材41と同心な略円形に形成されたボス部材42と、径方向に延在してリング部材41とボス部材42とを接続する3つのスポーク部材43a〜43cとを備える。 A steering handle 40 is attached above the steering drive device 50. The steering handle 40 extends in the radial direction with a ring member 41 formed in an annular shape as a handle when the driver steers the tractor 1 and a boss member 42 formed in a substantially circular shape concentric with the ring member 41. It is provided with three spoke members 43a to 43c that are present and connect the ring member 41 and the boss member 42.

操舵駆動装置50は、伝達軸501、モータ502、及びエンコーダ503(図7参照)を収容する筐体であって、上下方向に所定の厚みを有して内部が空洞となった略三角形状に形成された筐体500を有し、頂点の1つが前方を向くようにステアリングコラム30に設置される。伝達軸501は、その軸方向が上下方向を向き、筐体500における3つの頂点部のうち前方に位置する頂点部において、筐体500を上下に貫通するように配置される。また、筐体500から上方に突出した伝達軸501の上端部には径外方向に突出する取付フランジ52が形成されており、取付フランジ52にボス部材42が接続されることによって、ステアリングハンドル40が伝達軸501と一体回転可能となるように操舵駆動装置50に取付けられる。これによって、トラクタ1が自動操舵されない場合には、運転者がトラクタ1を手動で操舵することができる。 The steering drive device 50 is a housing that houses the transmission shaft 501, the motor 502, and the encoder 503 (see FIG. 7), and has a substantially triangular shape having a predetermined thickness in the vertical direction and a hollow inside. It has a formed housing 500 and is installed on the steering column 30 so that one of the vertices faces forward. The transmission shaft 501 is arranged so as to vertically penetrate the housing 500 at the apex portion located in front of the three apex portions of the housing 500 with its axial direction facing the vertical direction. Further, a mounting flange 52 protruding in the out-of-diameter direction is formed at the upper end of the transmission shaft 501 protruding upward from the housing 500, and the boss member 42 is connected to the mounting flange 52 to connect the steering handle 40. Is attached to the steering drive device 50 so that it can rotate integrally with the transmission shaft 501. As a result, when the tractor 1 is not automatically steered, the driver can manually steer the tractor 1.

また、図5及び図6に示すように、筐体500の底面における後方の辺近傍には、ステアリングコラム30に当接して、操舵駆動装置50がステアリングコラム30に対して伝達軸501の軸周りに回転することを規制する2つの規制部材50a、50bが設けられる。また、図3、図5、及び図6に示すように、筐体500の後方の側面、即ち伝達軸501が配置される頂点部を形成しない側面における左右方向略中央部には、ホーンスイッチ51が設けられる。また、図4及び図5に示すように、筐体500の前方の側面、即ち、略三角形状に形成された筐体500の前方の頂点部には、伝達軸501に潤滑油を給油するためのグリスニップル53が設けられる。なお、このグリスニップル53については後に詳述する。 Further, as shown in FIGS. 5 and 6, in the vicinity of the rear side of the bottom surface of the housing 500, the steering drive device 50 abuts on the steering column 30 and the steering drive device 50 is around the axis of the transmission shaft 501 with respect to the steering column 30. Two regulating members 50a and 50b are provided to regulate the rotation. Further, as shown in FIGS. 3, 5, and 6, the horn switch 51 is located on the rear side surface of the housing 500, that is, the side surface that does not form the apex on which the transmission shaft 501 is arranged, in the substantially central portion in the left-right direction. Is provided. Further, as shown in FIGS. 4 and 5, the transmission shaft 501 is supplied with lubricating oil to the front side surface of the housing 500, that is, the front apex of the housing 500 formed in a substantially triangular shape. The grease nipple 53 is provided. The grease nipple 53 will be described in detail later.

(操舵駆動装置の内部構成)
次に、操舵駆動装置の内部構成について説明する。図7は、操舵駆動装置の内部構成を示す平面図である。図8は、操舵駆動装置の内部構成を示す断面図である。なお、図7は、説明上、筐体の上方及び取付フランジを透過させた状態の操舵駆動装置を示し、また、図8は、前後方向及び上下方向に平行であり且つ伝達軸の軸心を通る平面による切断面を右側より見た断面を示す。
(Internal configuration of steering drive)
Next, the internal configuration of the steering drive device will be described. FIG. 7 is a plan view showing the internal configuration of the steering drive device. FIG. 8 is a cross-sectional view showing the internal configuration of the steering drive device. Note that FIG. 7 shows a steering drive device in a state where the upper part of the housing and the mounting flange are transmitted through the mounting flange for explanation, and FIG. 8 shows the axis of the transmission shaft which is parallel in the front-rear direction and the up-down direction. The cross section of the cut surface by the plane through which it passes is shown from the right side.

図7及び図8に示すように、伝達軸501は、軸方向が上下方向を向く略円筒状の部材であり、その外周には、上下方向に直交する平面に対して、歯すじが径外方向に沿って所定角度だけ下方に傾斜された、かさ歯車501aが形成されている。伝達軸501の上端には、取付フランジ52が一体回転可能に接続され、この取付フランジ52には上述したようにステアリングハンドル40のボス部材42が取り付けられる。更に、取付フランジ52は、伝達軸501が挿通される筐体500の貫通孔より大きい径に形成され、これによって、伝達軸501は下方へ移動しないように取付フランジ52によって規制される。 As shown in FIGS. 7 and 8, the transmission shaft 501 is a substantially cylindrical member whose axial direction is oriented in the vertical direction, and tooth streaks are outside the diameter of a plane orthogonal to the vertical direction on the outer periphery thereof. A bevel gear 501a is formed which is inclined downward by a predetermined angle along the direction. A mounting flange 52 is integrally rotatably connected to the upper end of the transmission shaft 501, and the boss member 42 of the steering handle 40 is mounted on the mounting flange 52 as described above. Further, the mounting flange 52 is formed to have a diameter larger than the through hole of the housing 500 through which the transmission shaft 501 is inserted, whereby the transmission shaft 501 is restricted by the mounting flange 52 so as not to move downward.

また、伝達軸501の下端には、入力軸301の嵌合部301aのスプライン形状に対応した第1アタッチメント54a及び第2アタッチメント54bが取り付けられ、これによって、自動操舵の対象とするトラクタ1における入力軸301の嵌合部301aがどのようなスプライン形状であっても、このスプライン形状に合致する形状のアタッチメントを用意するだけで、操舵駆動装置50をトラクタ1に対応させることができる。 Further, a first attachment 54a and a second attachment 54b corresponding to the spline shape of the fitting portion 301a of the input shaft 301 are attached to the lower end of the transmission shaft 501, whereby the input in the tractor 1 to be automatically steered is provided. Regardless of the spline shape of the fitting portion 301a of the shaft 301, the steering drive device 50 can be made to correspond to the tractor 1 only by preparing an attachment having a shape that matches the spline shape.

第1アタッチメント54aは、一体回転するように伝達軸501と接続され、第1アタッチメント54aに嵌合される嵌合部301aはハードロックナット54a1により第1アタッチメント54aに一体回転可能に固定される。また、第1アタッチメント54aの下端においては筐体500の貫通孔よりも大きい径に形成されたフランジが形成され、第2アタッチメント54bはこのフランジよりも大きな径に形成される。このような第1アタッチメント54a及び第2アタッチメント54bによって、伝達軸501は上方への移動を規制されるようになっている。 The first attachment 54a is connected to the transmission shaft 501 so as to rotate integrally, and the fitting portion 301a fitted to the first attachment 54a is integrally rotatably fixed to the first attachment 54a by the hard lock nut 54a1. Further, at the lower end of the first attachment 54a, a flange formed having a diameter larger than that of the through hole of the housing 500 is formed, and the second attachment 54b is formed having a diameter larger than this flange. The transmission shaft 501 is restricted from moving upward by such a first attachment 54a and a second attachment 54b.

図7に示すように、モータ502は、回転駆動される回転軸502aと、この回転軸502aの先端に取付けられたかさ歯車502bとを有する。筐体500内において、モータ502は、少なくとも、回転軸502aの軸方向の向きが伝達軸501の軸方向と直交する方向を向くように配置されており、更には、伝達軸501よりも後方に位置し、且つ回転軸502aの軸方向が前後方向Fから左右方向Lの一方までの間を向くように配置される。本実施形態においては、モータ502は、回転軸502aの軸方向が前後方向Fから左側へ30°傾斜するように配置されている。 As shown in FIG. 7, the motor 502 has a rotary shaft 502a that is rotationally driven and a bevel gear 502b attached to the tip of the rotary shaft 502a. In the housing 500, the motor 502 is arranged so that at least the axial direction of the rotation shaft 502a faces the direction orthogonal to the axial direction of the transmission shaft 501, and further, the motor 502 is arranged behind the transmission shaft 501. It is located and is arranged so that the axial direction of the rotation shaft 502a faces between the front-rear direction F and the left-right direction L. In the present embodiment, the motor 502 is arranged so that the axial direction of the rotation shaft 502a is inclined by 30 ° to the left from the front-rear direction F.

エンコーダ503は、回転の変位を入力するための回転軸503aと、この回転軸503aの先端に取付けられたかさ歯車503bとを有する。筐体500内において、エンコーダ503は、モータ502と同様に、回転軸503aの軸方向の向きが伝達軸501の軸方向と直交する方向を向くように配置されており、更には、伝達軸501よりも後方に位置し、且つ回転軸503aの軸方向が前後方向Fから左右方向Lの逆方までの間を向くように配置される。本実施形態においては、エンコーダ503は、回転軸503aの軸方向が前後方向Fから右側へ30°傾斜するように配置されている。 The encoder 503 has a rotary shaft 503a for inputting a rotational displacement, and a bevel gear 503b attached to the tip of the rotary shaft 503a. In the housing 500, the encoder 503 is arranged so that the axial direction of the rotation shaft 503a is perpendicular to the axial direction of the transmission shaft 501, and further, the transmission shaft 501 is arranged so as to be oriented in the axial direction of the rotation shaft 503a. It is arranged so as to be located rearward and the axial direction of the rotation shaft 503a faces from the front-rear direction F to the opposite side of the left-right direction L. In the present embodiment, the encoder 503 is arranged so that the axial direction of the rotation shaft 503a is inclined by 30 ° from the front-rear direction F to the right side.

上述のように、伝達軸501の軸心を通り且つ軸方向に直交する基準線(前後方向Fを向く線)に対して、モータ502は、その回転軸502aの軸方向が、基準線から基準線及び伝達軸501の軸方向に直交する直交線(左右方向Lを向く線)までの間に位置するように、基準線に対して傾斜して配置される。また、基準線に対して、エンコーダ503は、その回転軸503aの軸方向が、基準線から直交線までの間に位置するように、基準線に対してモータ502とは逆方に傾斜して配置される。 As described above, with respect to the reference line (the line facing the front-rear direction F) that passes through the axis of the transmission shaft 501 and is orthogonal to the axial direction, the axial direction of the rotation axis 502a of the motor 502 is the reference line from the reference line. It is arranged at an angle with respect to the reference line so as to be located between the line and the orthogonal line (the line facing the left-right direction L) orthogonal to the axial direction of the transmission shaft 501. Further, the encoder 503 is inclined in the direction opposite to the motor 502 with respect to the reference line so that the axial direction of the rotation axis 503a is located between the reference line and the orthogonal line. Be placed.

このように伝達軸501、モータ502及びエンコーダ503を配置することによって操舵駆動装置50の上下方向の大きさを小さくすることができ、また、筐体500を略三角形状とすることによって、前後進レバー32やスロットルレバー33などの左右方向に突出する操作部を運転者が操作することを阻害することがない。また、モータ502とエンコーダ503とが左右方向において互いに逆方に傾斜していため、モータ502とエンコーダ503との間にホーンスイッチ51などのステアリングハンドル40近傍に配置されるべき操作部を配置することができる。 By arranging the transmission shaft 501, the motor 502, and the encoder 503 in this way, the size of the steering drive device 50 in the vertical direction can be reduced, and by making the housing 500 substantially triangular, the vehicle moves forward and backward. It does not prevent the driver from operating the operating parts such as the lever 32 and the throttle lever 33 that project in the left-right direction. Further, since the motor 502 and the encoder 503 are inclined in opposite directions in the left-right direction, an operation unit such as a horn switch 51 to be arranged near the steering handle 40 should be arranged between the motor 502 and the encoder 503. Can be done.

伝達軸501、モータ502及びエンコーダ503を収容する筐体500は、上下に分割された2つの部材としての上方部材500a及び下方部材500bから構成される。この上方部材500aと下方部材500bとの間には、シール部材としてのゴムパッキン500cが配される。また、上方部材500aにおける伝達軸501が貫通される貫通孔においては、オイルシール501bによって上方部材500aと伝達軸501との間がシールされる。また、下方部材500bにおける伝達軸501が貫通される貫通孔においては、接触シール付きのベアリング501cによって下方部材500bと伝達軸501との間がシールされる。このように、筐体500に生じる隙間がシールされることによって、農地で用いられるトラクタ1に装着される操舵駆動装置50内に土砂や水が浸入することを防ぐことができる。 The housing 500 that houses the transmission shaft 501, the motor 502, and the encoder 503 is composed of an upper member 500a and a lower member 500b as two vertically divided members. A rubber packing 500c as a sealing member is arranged between the upper member 500a and the lower member 500b. Further, in the through hole through which the transmission shaft 501 of the upper member 500a is passed, the oil seal 501b seals between the upper member 500a and the transmission shaft 501. Further, in the through hole through which the transmission shaft 501 of the lower member 500b is penetrated, a bearing 501c with a contact seal seals between the lower member 500b and the transmission shaft 501. By sealing the gap generated in the housing 500 in this way, it is possible to prevent earth and sand or water from entering the steering drive device 50 mounted on the tractor 1 used in the agricultural land.

上方部材500aには、前後方向における前方、即ち、伝達軸501が配される側にはグリスニップル53が設けられ、後方、即ち、伝達軸501が配される側とは逆側にはホーンボタン51が設けられる。グリスニップル53は、筐体500外部から伝達軸501のかさ歯車501aにグリスを供給するために設けられ、筐体500外部に突出して筐体500内部にグリスを供給可能とするニップル部531と、ニップル部531により筐体500内部に供給されたグリスをかさ歯車501a上に案内するガイド部532とを有する。 The upper member 500a is provided with a grease nipple 53 in the front-rear direction, that is, on the side where the transmission shaft 501 is arranged, and a horn button on the rear side, that is, on the side opposite to the side where the transmission shaft 501 is arranged. 51 is provided. The grease nipple 53 is provided to supply grease to the bevel gear 501a of the transmission shaft 501 from the outside of the housing 500, and has a nipple portion 531 that protrudes to the outside of the housing 500 and can supply grease to the inside of the housing 500. It has a guide portion 532 that guides the grease supplied to the inside of the housing 500 by the nipple portion 531 onto the bevel gear 501a.

本発明の実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 The embodiments of the present invention are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other embodiments, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.

50 操舵駆動装置
501 伝達軸
501a かさ歯車
502 モータ
502a 回転軸
502b かさ歯車
503 エンコーダ
503a 回転軸
503b かさ歯車
50 Steering drive 501 Transmission shaft 501a Bevel gear 502 Motor 502a Rotating shaft 502b Bevel gear 503 Encoder 503a Rotating shaft 503b Bevel gear

Claims (6)

自動操舵の対象である車両において運転者が車輪に偏角を与えうるよう構成された操舵系の入力軸に対して駆動力を入力する操舵駆動装置であって、
前記入力軸と一体回転するように形成され前記入力軸の回転軸心周りに沿って歯車が設けられ、前記入力軸に駆動力を伝達する伝達軸と、
前記伝達軸の歯車と噛合う歯車が設けられた回転軸を有し、該回転軸の軸方向が前記伝達軸の軸方向と直交する方向を向くように配置されて前記伝達軸を駆動するモータと、
前記伝達軸の歯車と噛合う歯車が設けられた回転軸を有し、該回転軸の軸方向が前記伝達軸の軸方向と直交する方向を向くように配置されて前記伝達軸の回転を検出するエンコーダと
を備える操舵駆動装置。
It is a steering drive device that inputs a driving force to the input shaft of the steering system configured so that the driver can give a declination to the wheels in a vehicle that is the target of automatic steering.
A transmission shaft formed so as to rotate integrally with the input shaft, a gear is provided along the rotation axis center of the input shaft, and a driving force is transmitted to the input shaft.
A motor that has a rotating shaft provided with a gear that meshes with the gear of the transmission shaft, and is arranged so that the axial direction of the rotating shaft faces a direction orthogonal to the axial direction of the transmission shaft to drive the transmission shaft. When,
It has a rotating shaft provided with a gear that meshes with the gear of the transmission shaft, and is arranged so that the axial direction of the rotating shaft faces a direction orthogonal to the axial direction of the transmission shaft to detect the rotation of the transmission shaft. Steering drive with an encoder.
前記モータは、前記伝達軸の軸心を通り且つ該伝達軸の軸方向に直交する基準線に対して、前記モータの回転軸の軸方向が、前記基準線から該基準線及び前記伝達軸の軸方向に直交する直交線までの間を向くように、前記伝達軸の回転方向一方に傾斜するように配置され、
前記エンコーダは、前記基準線に対して、前記エンコーダの回転軸の軸方向が、前記基準線から前記直交線までの間を向くように、前記伝達軸の回転方向逆方に傾斜するように配置されることを特徴とする請求項1に記載の操舵駆動装置。
In the motor, the axial direction of the rotation axis of the motor is from the reference line to the reference line and the transmission shaft with respect to a reference line that passes through the axis of the transmission shaft and is orthogonal to the axial direction of the transmission shaft. It is arranged so as to incline in one of the rotation directions of the transmission axis so as to face between the orthogonal lines orthogonal to the axial direction.
The encoder is arranged so that the axial direction of the rotation axis of the encoder is inclined in the direction opposite to the rotation direction of the transmission axis with respect to the reference line so as to face between the reference line and the orthogonal line. The steering drive device according to claim 1, wherein the steering drive device is provided.
前記伝達軸の歯車、前記モータの歯車、及び前記エンコーダの歯車は、それぞれ、かさ歯車であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の操舵駆動装置。 The steering drive device according to claim 1 or 2, wherein the gear of the transmission shaft, the gear of the motor, and the gear of the encoder are bevel gears, respectively. 前記伝達軸と前記モータと前記エンコーダとを収容する筐体を更に備え、該筐体は前記伝達軸の軸方向から見て略三角形状に形成されることを特徴とする請求項2または請求項3に記載の操舵駆動装置。 2. A claim 2 or claim, further comprising a housing for accommodating the transmission shaft, the motor, and the encoder, and the housing is formed in a substantially triangular shape when viewed from the axial direction of the transmission shaft. The steering drive device according to 3. 前記伝達軸は前記筐体の頂点のひとつの近傍に配置され、
前記伝達軸の歯車に前記筐体の外部からグリスを供給するためのグリスニップルを更に備えることを特徴とする請求項4に記載の操舵駆動装置。
The transmission shaft is located near one of the vertices of the housing.
The steering drive device according to claim 4, further comprising a grease nipple for supplying grease from the outside of the housing to the gear of the transmission shaft.
前記筐体において、前記伝達軸が配置される頂点を形成しない側面部に設けられるホーンボタンを更に備えることを特徴とする請求項5に記載の操舵駆動装置。 Wherein the housing, the steering drive according toMotomeko 5 you further comprising a horn button provided on a side surface portion which does not form a vertex in which the transmission shaft is arranged.
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