車両の後輪操舵装置
【目的】 本発明は、電気モータなどの駆動源からのエネルギーを効率よく伝達できる機構を有する車両の後輪操舵装置を提供すること。
【解決手段】 車輪の後輪に連結する操舵機構と、該操舵機構を駆動するための巻線部およびロータ部を有する電動アクチュエータと、前記ロータ部に連結して、前記電動アクチュエータの駆動力を前記操舵機構に伝達する伝達機構とを有する後輪操舵装置において、前記伝達機構には、ボールねじ機構と、クラッチ機構とを有する車両の後輪操舵装置。
【解決手段】 車輪の後輪に連結する操舵機構と、該操舵機構を駆動するための巻線部およびロータ部を有する電動アクチュエータと、前記ロータ部に連結して、前記電動アクチュエータの駆動力を前記操舵機構に伝達する伝達機構とを有する後輪操舵装置において、前記伝達機構には、ボールねじ機構と、クラッチ機構とを有する車両の後輪操舵装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両の後輪の操舵を電気モータの動力で行なう後輪操舵装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】車両の後輪操舵装置は、車両後輪の舵角を可変にして低速回転時の小回り性を向上したり、大型車などでボートなどをトーイングする場合の走行安定性向上として使用されるものである。この後輪操舵装置の従来技術としては、例えば、特開昭６１−１９６８７０号公報に示されるように、車両後部の中心位置近傍の車体部に電動モータが取り付けられ、電動モータの出力軸に直結されるねじ棒の回転を、駆動軸の回転運動を軸方向の動きに変換する手段としてスライダを用いて、後輪のナックルアームに連結されているタイロッドを動かすことで後輪を転舵させている。この特開昭６１−１９６８７０号公報では、別に、上記電動モータの出力軸に直結されたウォームギアと、このウォームギアと噛合されたウォームホイールとの組み合わせで、同様にタイロッドを動かす機構も開示されている。また別に特開平７−４７９６３号公報に示されるように、駆動源の電動モータの構造については、中空の回転軸を有する電気モータの後輪操舵装置の構成が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記車両の後輪操舵装置は、後輪に外力が加わった場合でも後輪が転舵されることがなく、常に安定な走行を可能にしなければならない。このような理由から一般的には、ウォームギアおよびウォームホイールなどのギアの組み合わせにより高減速比を得て、駆動源からの通常の力の伝達方向とは異なる逆の方向からの力に対しては、力が伝達されない機構が採用される。このとき、駆動源となる電気モータは比較的パワーの小さいもので大きな駆動力を発生しようとするが、ウォームギアおよびウォームホイールによる力の伝達はほとんどすべり接触で行なわれるので、正効率である動力伝達効率が約５０％以下と小さくなる。上記に示す機構を、大型ＳＵＶやピックアップトラックなどの大型重量車両の後輪操舵装置に適用する場合、車両重量に伴った大きな後輪操舵出力を得るためには、大きなエネルギーを有する駆動源を用いなければならず、燃費の低下や駆動源となるモータ及び制御回路を大型化し、コストアップを招く問題が発生する。
【０００４】また、別に何らかの要因で万が一電気系統などに故障が発生した場合でも、後輪が転舵されたままでなく、車両の走行に影響のない中立位置に復帰できるような構成となるのが望ましい。そのために、転舵制御が終了するたびにいちいち車両後輪を中立位置に戻す制御を行なっているものがある。しかし、このような構成とすると、正常時に毎回中立位置への復帰制御が行われることとなり、部品構成上も無駄であり制御も冗長となる。
【０００５】そこで、本発明は前記した不具合が惹起されないように、電気モータなどの駆動源からのエネルギーを効率よく伝達できる機構を有する車両の後輪操舵装置を提供することをその技術的課題とする。
【０００６】
【課題を解決する為の手段】前記した技術的課題を解決するために講じた請求項１の発明は、車輪の後輪に連結する操舵機構と、該操舵機構を駆動するための巻線部およびロータ部を有する電動アクチュエータと、前記ロータ部に連結して、前記電動アクチュエータの駆動力を前記操舵機構に伝達する伝達機構とを有する後輪操舵装置において、前記伝達機構はボールねじ機構とクラッチ機構とを有する車両の後輪操舵装置とする。
【０００７】請求項１に記載の発明によれば、伝達機構をボールねじ機構とクラッチ機構とからなる構成とすることで、伝達機構に使用している従来のウォームギアとウォームホイールとの組み合わせに代表される伝達効率の悪いギアを用いないで、替わりに、伝達効率の良いボールねじ機構を用いた構成とする。また、駆動源からの力に反する外力の入力に対しては、クラッチ機構を有することで、不要な力の伝達を遮断できる。
【０００８】より好ましくは請求項２に示されるように、前記ボールねじ機構は、雄ねじ部と雌ねじ部とを有するとともに、前記クラッチ機構は、内方部材と外方部材と、前記ロータ部の駆動力で回動する保持部材とを有し、該保持部材が回動することで、該保持部材と前記内方部材とが連結して力の伝達が行なわれる車両の後輪操舵装置とする。
【０００９】ボールねじ機構を雄ねじ部と雌ねじ部で構成するとともに、クラッチ機構において力の伝達および遮断には、電気アクチュエータのロータ部の駆動力が伝達される保持部材が回動すると内方部材と連結して力の伝達が行なわれる構成とする。
【００１０】さらには、請求項３に記載の発明のように、前記内方部材の外周面および前記外方部材の内周面とで形成される間隙に、略円筒形状を有する可動自在なローラ部材が配設され、前記間隙は回転中心から半径方向に延在する直線上において、前記ローラ部材の直径よりも狭い間隙が周期的に形成されるとともに、前記ローラ部材は、前記間隙内で回動せずに留まることにより、前記内方部材から前記保持部材への力の伝達が不能である車両の後輪操舵装置とする。
【００１１】上記クラッチ機構は、ローラ部材がローラ部材の直径よりも広い間隙に位置するときはローラ部材はこの間隙内で回動自在であるが、周期的に形成されるローラ部材の直径より狭い間隙に保持されると、内方部材の外周面および前記外方部材の内周面に挟まれてくさび効果で動けなくなり回動せずに留まるので内方部材から前記保持部材への力の伝達が遮断される。
【００１２】そして、請求項４に記載の発明のように、前記保持部材には解除部材が連結され、該解除部材は、前記ローラ部材の回動不能を解除するために前記間隙に配設される車両の後輪操舵装置とする。
【００１３】上記狭い間隙に保持されるローラ部材は、再び電気アクチュエータのロータ部の駆動力によって回動すると、保持部材に連結される解除部材も間隙内を一緒に回動する。すると、くさび効果で動けなくなっているローラ部材と解除部材が接触して、ローラ部材がその直径より狭い間隙から広い間隙に押し出される。すると再び、保持部材と内方部材とが連結して力の伝達が行なわれる。
【００１４】
【発明の実施形態】以下、本発明の車両の後輪操舵装置の実施の形態を添付図面にもとづいて説明する。図１、図２は後輪操舵装置の基本構成を示す軸方向断面図である。この後輪操舵装置に使用される駆動源としては、中空のモータ回転子２とコイル３を有するブラシレスモータ１（電動アクチュエータ）が使用される。このブラシレスモータ１は図示しないハーネスによって、車両の制御装置に接続されている。ブラシレスモータ１のモータ回転子２の図１示左端にはサンギヤ４が配設されている。
【００１５】トルクを増加させるためにサンギア４の後段には、２段の遊星ギア５が配設される。サンギア４の回転出力は噛合する遊星ギア５を経て、２方向クラッチ８の保持器８１に伝達される。この後輪操舵装置に使用されるクラッチ機構は、駆動軸からの力の伝達は伝達されるが、外力などの逆入力は駆動軸側には伝達されないような機構になっている。
【００１６】このクラッチ８の基本構造および作動の状態を図３および図４の断面図を用いて説明する。図３（ａ）は、図１および図２においてＡ−Ａ断面のクラッチ８であり、ブラシレスモータ１からの力が伝達されていない状態を示す。クラッチ８の外輪８２は、ハウジング１８と連結されている。外輪８２の内周面は、略円筒状に加工されている。内輪８３は、ボールねじ部の雌ねじ１３と一体で形成されている。内輪８３の外周面は、略円柱状の外表面が削られて、外輪８２の内周面と内輪８３の外周面で形成される間隙が、ローラ８４の直径よりも部分的に広くなるように形成されている。この外輪８２と内輪８３とに挟まれる間隙には、この間隙内で回転自在であり略円筒形状を有するローラ８４が配設され、また、略扇状を有する突起部８１ｂが形成されている。この突起部８１ｂは保持器８１と連結されている。
【００１７】また、保持器８１はピン７とも連結されている。以上の突起部８１ｂおよびピン７は、力が伝達できるように保持器８１と嵌合されていてもよく、また一体で形成されていてもよい。図３（ａ）の状態では、２段の遊星ギア５の後段に連結されたピン７が連結された保持器８１は、中立点で静止している。また、内方部材である内輪８３に連結されたピン８３ａは、保持器８１が回転しないので内方部材の外周に形成された保持器８１の溝端８１ａには接触しない位置で静止している。
【００１８】ブラシレスモータ１のモータ回転子２が回転を始めると、その回転はモータ回転子２の先端部のサンギア４を介して、２段の遊星ギア５で減速され、後段の遊星ギア５に連結されたピン７に回転力が伝達される。この回転力はさらにピン７に連結される保持器８１に伝わって保持器８１が回転を始める。このとき突起部８１ｂは、保持器８１の回転とともに回転を開始する。すると図３（ｂ）示ローラ８４が突起部８１ｂと接触し、それまで外輪８２と内輪８３とに挟まれて留まっていたローラ８４が、ローラ８４の直径よりも広い外輪８２と内輪８３との間隙に動かされるので、ローラ８４は間隙内で自由に可動できるようになる。さらに保持器８１の溝端８１ａと内輪８３に連結したピン８３ａが回転により接触するので、保持器８１の回転力が内輪８３に伝達される。雌ねじ１３の出力は、ハウジング１８に固定されたベアリング１４を介して回転自在に保持され、雌ねじ１３と螺合した雄ねじ１２と一体化されたロッド１５に伝達される。
【００１９】一方、ブラシレスモータ１のハウジング１６に構成されたスプライン１７で、ロッド１５が回転できないように規制されている。そのため、ロッド１５に加わる力は軸方向の直線の運動に変換され、ロッド１５の動きはロッド１５両端に接続されたタイロッド１９に伝達されて後輪が操舵される。つぎに、車両後輪からの外力による逆入力について説明する。後輪からの逆入力はロッド１５に一体で形成されたボールねじ部の雄ねじ１２を介して、ボールねじ部の雌ねじ１３と一体に形成されたクラッチ機構の内輪８３に伝達される。この力により内輪８３は回転しようとするが、内輪８３と外輪８２の間に挟まれたローラ８４が外輪８２と内輪８３のローラ８４の直径よりも狭い間隙に移動するので、くさび効果でロックして、内輪８３は保持器８１に力を伝達できず、逆入力が遮断される。
【００２０】駆動源であるブラシレスモータ１、制御装置などが電気的に故障した場合に、後輪を中立位置に復帰させる作業について、図１のＢ−Ｂ断面を表す図５および図６で説明する。後輪を中立位置に復帰させるには、まずハウジング１６に設けられた六角頭の栓２２を車載のホイールナット等で開ける。つぎに、ジャッキハンドルなどの略逆Ｌ字形状を有する工具２０等を用いて、モータ回転子２のサンギア４の他端に設けられた歯２１を押すまたは引くなどしてモータの回転子を手動で回転させる。このような作業を行なうことで、ブラシレスモータ１とロッド１３が同軸の構成を有する後輪操舵装置において、簡便な工具を使用するのみで、手動で車両後輪を中立位置に戻す事が可能となる。以上の栓２２は、モータ回転子２の歯２１の部分を防水する目的で用いるものであり、同様の目的を達成できれば形状は限定されない。図５は正常状態でハウジング１４に栓２２が冠着した状態、図６は故障時の中立復帰作業で、工具２０を歯２１に接触した状態を示す。以上のように作業を行なうことで車両後輪を中立位置に戻すことが可能になる。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明においては、ブラシレスモータなどの電気アクチュエータの駆動力を伝達する機構として、ウォームギアとウォームホイールを使用していたのに替わって、ボールねじおよびクラッチ機構により力の伝達を行なうようにする。ボールねじは正効率、逆効率とも９０％以上あり、これにより従来のウォームギアとウォームホイールを使用していた機構に対して入力エネルギーをおよそ半分にできる。また、伝達機構のクラッチ機構の内方部材である内輪とボールねじ部の雌ねじ部を一体で形成することで、部品低減が可能となり、余分な組付けも低減できる。また、電気系統などの故障時に対しても、ブラシレスモータの中空回転子に複数の歯を構成して、ハウジングカバーの栓を開けて簡易工具を使用するのみで、手動で、後輪が転舵された状態から車両の後輪を元の中立位置に復帰できる。そのため複雑な構成や冗長な制御を行なわずに、簡便な構成で目的が達成できる。以上の構成を採用することで、燃費の向上や電動モータ及びコントローラの小型化、コストダウンが図れる。
【００２２】本発明では、ボールねじを使用する構成としたことで、ウォームギアとウォームホイールの組み合わせや、ねじ棒の回転を軸方向に変換するスライダを使用するよりも伝達効率を約倍に向上できるので、多大の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施の形態における、車両の後輪操舵装置の軸方向断面図である。
【図２】本発明実施の形態における、車両の後輪操舵装置のボールねじ機構およびクラッチ機構を示す図１の拡大断面図である。
【図３】本発明の車両の後輪操舵装置における、クラッチ機構の動作の状態を示す概略図である。
【図４】本発明の車両の後輪操舵装置における、クラッチ機構の逆入力時の動作の状態を示す概略図である。
【図５】本発明の車両の後輪操舵装置における、車両後輪を手動で中立位置に戻す場合の歯の概略図である。
【図６】本発明の車両の後輪操舵装置における、車両後輪を手動で中立位置に戻す場合の工具を使用する状態の概略図である。
【符号の説明】
１：ブラシレスモータ（電動アクチュエータ）
２：モータ回転子（ロータ部）
３：コイル（巻線部）
４：サンギア
５：遊星ギア
７：ピン
８：クラッチ
８１：保持器 ８１ａ：溝 ８１ｂ：突起部
８２：外輪（外方部材）
８３：内輪（内方部材）８３ａ：ピン
８４：ローラ（ローラ部材）
１０：ピン
１２：雄ねじ
１３：雌ねじ
１４：ベアリング
１５：ロッド
１６：ハウジング
１７：スプライン
１８：ハウジング
２０：工具
２１：歯
２２：栓
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両の後輪の操舵を電気モータの動力で行なう後輪操舵装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】車両の後輪操舵装置は、車両後輪の舵角を可変にして低速回転時の小回り性を向上したり、大型車などでボートなどをトーイングする場合の走行安定性向上として使用されるものである。この後輪操舵装置の従来技術としては、例えば、特開昭６１−１９６８７０号公報に示されるように、車両後部の中心位置近傍の車体部に電動モータが取り付けられ、電動モータの出力軸に直結されるねじ棒の回転を、駆動軸の回転運動を軸方向の動きに変換する手段としてスライダを用いて、後輪のナックルアームに連結されているタイロッドを動かすことで後輪を転舵させている。この特開昭６１−１９６８７０号公報では、別に、上記電動モータの出力軸に直結されたウォームギアと、このウォームギアと噛合されたウォームホイールとの組み合わせで、同様にタイロッドを動かす機構も開示されている。また別に特開平７−４７９６３号公報に示されるように、駆動源の電動モータの構造については、中空の回転軸を有する電気モータの後輪操舵装置の構成が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記車両の後輪操舵装置は、後輪に外力が加わった場合でも後輪が転舵されることがなく、常に安定な走行を可能にしなければならない。このような理由から一般的には、ウォームギアおよびウォームホイールなどのギアの組み合わせにより高減速比を得て、駆動源からの通常の力の伝達方向とは異なる逆の方向からの力に対しては、力が伝達されない機構が採用される。このとき、駆動源となる電気モータは比較的パワーの小さいもので大きな駆動力を発生しようとするが、ウォームギアおよびウォームホイールによる力の伝達はほとんどすべり接触で行なわれるので、正効率である動力伝達効率が約５０％以下と小さくなる。上記に示す機構を、大型ＳＵＶやピックアップトラックなどの大型重量車両の後輪操舵装置に適用する場合、車両重量に伴った大きな後輪操舵出力を得るためには、大きなエネルギーを有する駆動源を用いなければならず、燃費の低下や駆動源となるモータ及び制御回路を大型化し、コストアップを招く問題が発生する。
【０００４】また、別に何らかの要因で万が一電気系統などに故障が発生した場合でも、後輪が転舵されたままでなく、車両の走行に影響のない中立位置に復帰できるような構成となるのが望ましい。そのために、転舵制御が終了するたびにいちいち車両後輪を中立位置に戻す制御を行なっているものがある。しかし、このような構成とすると、正常時に毎回中立位置への復帰制御が行われることとなり、部品構成上も無駄であり制御も冗長となる。
【０００５】そこで、本発明は前記した不具合が惹起されないように、電気モータなどの駆動源からのエネルギーを効率よく伝達できる機構を有する車両の後輪操舵装置を提供することをその技術的課題とする。
【０００６】
【課題を解決する為の手段】前記した技術的課題を解決するために講じた請求項１の発明は、車輪の後輪に連結する操舵機構と、該操舵機構を駆動するための巻線部およびロータ部を有する電動アクチュエータと、前記ロータ部に連結して、前記電動アクチュエータの駆動力を前記操舵機構に伝達する伝達機構とを有する後輪操舵装置において、前記伝達機構はボールねじ機構とクラッチ機構とを有する車両の後輪操舵装置とする。
【０００７】請求項１に記載の発明によれば、伝達機構をボールねじ機構とクラッチ機構とからなる構成とすることで、伝達機構に使用している従来のウォームギアとウォームホイールとの組み合わせに代表される伝達効率の悪いギアを用いないで、替わりに、伝達効率の良いボールねじ機構を用いた構成とする。また、駆動源からの力に反する外力の入力に対しては、クラッチ機構を有することで、不要な力の伝達を遮断できる。
【０００８】より好ましくは請求項２に示されるように、前記ボールねじ機構は、雄ねじ部と雌ねじ部とを有するとともに、前記クラッチ機構は、内方部材と外方部材と、前記ロータ部の駆動力で回動する保持部材とを有し、該保持部材が回動することで、該保持部材と前記内方部材とが連結して力の伝達が行なわれる車両の後輪操舵装置とする。
【０００９】ボールねじ機構を雄ねじ部と雌ねじ部で構成するとともに、クラッチ機構において力の伝達および遮断には、電気アクチュエータのロータ部の駆動力が伝達される保持部材が回動すると内方部材と連結して力の伝達が行なわれる構成とする。
【００１０】さらには、請求項３に記載の発明のように、前記内方部材の外周面および前記外方部材の内周面とで形成される間隙に、略円筒形状を有する可動自在なローラ部材が配設され、前記間隙は回転中心から半径方向に延在する直線上において、前記ローラ部材の直径よりも狭い間隙が周期的に形成されるとともに、前記ローラ部材は、前記間隙内で回動せずに留まることにより、前記内方部材から前記保持部材への力の伝達が不能である車両の後輪操舵装置とする。
【００１１】上記クラッチ機構は、ローラ部材がローラ部材の直径よりも広い間隙に位置するときはローラ部材はこの間隙内で回動自在であるが、周期的に形成されるローラ部材の直径より狭い間隙に保持されると、内方部材の外周面および前記外方部材の内周面に挟まれてくさび効果で動けなくなり回動せずに留まるので内方部材から前記保持部材への力の伝達が遮断される。
【００１２】そして、請求項４に記載の発明のように、前記保持部材には解除部材が連結され、該解除部材は、前記ローラ部材の回動不能を解除するために前記間隙に配設される車両の後輪操舵装置とする。
【００１３】上記狭い間隙に保持されるローラ部材は、再び電気アクチュエータのロータ部の駆動力によって回動すると、保持部材に連結される解除部材も間隙内を一緒に回動する。すると、くさび効果で動けなくなっているローラ部材と解除部材が接触して、ローラ部材がその直径より狭い間隙から広い間隙に押し出される。すると再び、保持部材と内方部材とが連結して力の伝達が行なわれる。
【００１４】
【発明の実施形態】以下、本発明の車両の後輪操舵装置の実施の形態を添付図面にもとづいて説明する。図１、図２は後輪操舵装置の基本構成を示す軸方向断面図である。この後輪操舵装置に使用される駆動源としては、中空のモータ回転子２とコイル３を有するブラシレスモータ１（電動アクチュエータ）が使用される。このブラシレスモータ１は図示しないハーネスによって、車両の制御装置に接続されている。ブラシレスモータ１のモータ回転子２の図１示左端にはサンギヤ４が配設されている。
【００１５】トルクを増加させるためにサンギア４の後段には、２段の遊星ギア５が配設される。サンギア４の回転出力は噛合する遊星ギア５を経て、２方向クラッチ８の保持器８１に伝達される。この後輪操舵装置に使用されるクラッチ機構は、駆動軸からの力の伝達は伝達されるが、外力などの逆入力は駆動軸側には伝達されないような機構になっている。
【００１６】このクラッチ８の基本構造および作動の状態を図３および図４の断面図を用いて説明する。図３（ａ）は、図１および図２においてＡ−Ａ断面のクラッチ８であり、ブラシレスモータ１からの力が伝達されていない状態を示す。クラッチ８の外輪８２は、ハウジング１８と連結されている。外輪８２の内周面は、略円筒状に加工されている。内輪８３は、ボールねじ部の雌ねじ１３と一体で形成されている。内輪８３の外周面は、略円柱状の外表面が削られて、外輪８２の内周面と内輪８３の外周面で形成される間隙が、ローラ８４の直径よりも部分的に広くなるように形成されている。この外輪８２と内輪８３とに挟まれる間隙には、この間隙内で回転自在であり略円筒形状を有するローラ８４が配設され、また、略扇状を有する突起部８１ｂが形成されている。この突起部８１ｂは保持器８１と連結されている。
【００１７】また、保持器８１はピン７とも連結されている。以上の突起部８１ｂおよびピン７は、力が伝達できるように保持器８１と嵌合されていてもよく、また一体で形成されていてもよい。図３（ａ）の状態では、２段の遊星ギア５の後段に連結されたピン７が連結された保持器８１は、中立点で静止している。また、内方部材である内輪８３に連結されたピン８３ａは、保持器８１が回転しないので内方部材の外周に形成された保持器８１の溝端８１ａには接触しない位置で静止している。
【００１８】ブラシレスモータ１のモータ回転子２が回転を始めると、その回転はモータ回転子２の先端部のサンギア４を介して、２段の遊星ギア５で減速され、後段の遊星ギア５に連結されたピン７に回転力が伝達される。この回転力はさらにピン７に連結される保持器８１に伝わって保持器８１が回転を始める。このとき突起部８１ｂは、保持器８１の回転とともに回転を開始する。すると図３（ｂ）示ローラ８４が突起部８１ｂと接触し、それまで外輪８２と内輪８３とに挟まれて留まっていたローラ８４が、ローラ８４の直径よりも広い外輪８２と内輪８３との間隙に動かされるので、ローラ８４は間隙内で自由に可動できるようになる。さらに保持器８１の溝端８１ａと内輪８３に連結したピン８３ａが回転により接触するので、保持器８１の回転力が内輪８３に伝達される。雌ねじ１３の出力は、ハウジング１８に固定されたベアリング１４を介して回転自在に保持され、雌ねじ１３と螺合した雄ねじ１２と一体化されたロッド１５に伝達される。
【００１９】一方、ブラシレスモータ１のハウジング１６に構成されたスプライン１７で、ロッド１５が回転できないように規制されている。そのため、ロッド１５に加わる力は軸方向の直線の運動に変換され、ロッド１５の動きはロッド１５両端に接続されたタイロッド１９に伝達されて後輪が操舵される。つぎに、車両後輪からの外力による逆入力について説明する。後輪からの逆入力はロッド１５に一体で形成されたボールねじ部の雄ねじ１２を介して、ボールねじ部の雌ねじ１３と一体に形成されたクラッチ機構の内輪８３に伝達される。この力により内輪８３は回転しようとするが、内輪８３と外輪８２の間に挟まれたローラ８４が外輪８２と内輪８３のローラ８４の直径よりも狭い間隙に移動するので、くさび効果でロックして、内輪８３は保持器８１に力を伝達できず、逆入力が遮断される。
【００２０】駆動源であるブラシレスモータ１、制御装置などが電気的に故障した場合に、後輪を中立位置に復帰させる作業について、図１のＢ−Ｂ断面を表す図５および図６で説明する。後輪を中立位置に復帰させるには、まずハウジング１６に設けられた六角頭の栓２２を車載のホイールナット等で開ける。つぎに、ジャッキハンドルなどの略逆Ｌ字形状を有する工具２０等を用いて、モータ回転子２のサンギア４の他端に設けられた歯２１を押すまたは引くなどしてモータの回転子を手動で回転させる。このような作業を行なうことで、ブラシレスモータ１とロッド１３が同軸の構成を有する後輪操舵装置において、簡便な工具を使用するのみで、手動で車両後輪を中立位置に戻す事が可能となる。以上の栓２２は、モータ回転子２の歯２１の部分を防水する目的で用いるものであり、同様の目的を達成できれば形状は限定されない。図５は正常状態でハウジング１４に栓２２が冠着した状態、図６は故障時の中立復帰作業で、工具２０を歯２１に接触した状態を示す。以上のように作業を行なうことで車両後輪を中立位置に戻すことが可能になる。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明においては、ブラシレスモータなどの電気アクチュエータの駆動力を伝達する機構として、ウォームギアとウォームホイールを使用していたのに替わって、ボールねじおよびクラッチ機構により力の伝達を行なうようにする。ボールねじは正効率、逆効率とも９０％以上あり、これにより従来のウォームギアとウォームホイールを使用していた機構に対して入力エネルギーをおよそ半分にできる。また、伝達機構のクラッチ機構の内方部材である内輪とボールねじ部の雌ねじ部を一体で形成することで、部品低減が可能となり、余分な組付けも低減できる。また、電気系統などの故障時に対しても、ブラシレスモータの中空回転子に複数の歯を構成して、ハウジングカバーの栓を開けて簡易工具を使用するのみで、手動で、後輪が転舵された状態から車両の後輪を元の中立位置に復帰できる。そのため複雑な構成や冗長な制御を行なわずに、簡便な構成で目的が達成できる。以上の構成を採用することで、燃費の向上や電動モータ及びコントローラの小型化、コストダウンが図れる。
【００２２】本発明では、ボールねじを使用する構成としたことで、ウォームギアとウォームホイールの組み合わせや、ねじ棒の回転を軸方向に変換するスライダを使用するよりも伝達効率を約倍に向上できるので、多大の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施の形態における、車両の後輪操舵装置の軸方向断面図である。
【図２】本発明実施の形態における、車両の後輪操舵装置のボールねじ機構およびクラッチ機構を示す図１の拡大断面図である。
【図３】本発明の車両の後輪操舵装置における、クラッチ機構の動作の状態を示す概略図である。
【図４】本発明の車両の後輪操舵装置における、クラッチ機構の逆入力時の動作の状態を示す概略図である。
【図５】本発明の車両の後輪操舵装置における、車両後輪を手動で中立位置に戻す場合の歯の概略図である。
【図６】本発明の車両の後輪操舵装置における、車両後輪を手動で中立位置に戻す場合の工具を使用する状態の概略図である。
【符号の説明】
１：ブラシレスモータ（電動アクチュエータ）
２：モータ回転子（ロータ部）
３：コイル（巻線部）
４：サンギア
５：遊星ギア
７：ピン
８：クラッチ
８１：保持器 ８１ａ：溝 ８１ｂ：突起部
８２：外輪（外方部材）
８３：内輪（内方部材）８３ａ：ピン
８４：ローラ（ローラ部材）
１０：ピン
１２：雄ねじ
１３：雌ねじ
１４：ベアリング
１５：ロッド
１６：ハウジング
１７：スプライン
１８：ハウジング
２０：工具
２１：歯
２２：栓
【特許請求の範囲】
【請求項１】 車輪の後輪に連結する操舵機構と、該操舵機構を駆動するための巻線部およびロータ部を有する電動アクチュエータと、前記ロータ部に連結して、前記電動アクチュエータの駆動力を前記操舵機構に伝達する伝達機構とを有する後輪操舵装置において、前記伝達機構はボールねじ機構とクラッチ機構とを有することを特徴とする車両の後輪操舵装置。
【請求項２】 前記ボールねじ機構は、雄ねじ部と雌ねじ部とを有するとともに、前記クラッチ機構は、内方部材と外方部材と、前記ロータ部の駆動力で回動する保持部材とを有し、該保持部材が回動することで、該保持部材と前記内方部材とが連結し力の伝達が行なわれることを特徴とする請求項１に記載の車両の後輪操舵装置。
【請求項３】 前記内方部材の外周面および前記外方部材の内周面とで形成される間隙に、略円筒形状を有する可動自在なローラ部材が配設され、前記間隙は回転中心から半径方向に延在する直線上において、前記ローラ部材の直径よりも狭い間隙が周期的に形成されるとともに、前記ローラ部材は、前記間隙内で回動せずに留まることにより、前記内方部材から前記保持部材への力の伝達が不能であることを特徴とする請求項１に記載の車両の後輪操舵装置。
【請求項４】 前記保持部材には解除部材が連結され、該解除部材は、前記ローラ部材の回動不能を解除するために前記間隙に配設されることを特徴とする請求項１に記載の車両の後輪操舵装置。
【請求項５】 前記内方部材は、前記ボールねじ機構の雌ねじ部と一体で形成されることを特徴とする請求項１に記載の車両の後輪操舵装置。
【請求項６】 前記ロータ部の一端に形成される複数の歯と、該歯を回動させる工具を緩挿する空間が形成されるカバーと、該カバーに配設される栓とを有することを特徴とする請求項１に記載の車両の後輪操舵装置。
【請求項１】 車輪の後輪に連結する操舵機構と、該操舵機構を駆動するための巻線部およびロータ部を有する電動アクチュエータと、前記ロータ部に連結して、前記電動アクチュエータの駆動力を前記操舵機構に伝達する伝達機構とを有する後輪操舵装置において、前記伝達機構はボールねじ機構とクラッチ機構とを有することを特徴とする車両の後輪操舵装置。
【請求項２】 前記ボールねじ機構は、雄ねじ部と雌ねじ部とを有するとともに、前記クラッチ機構は、内方部材と外方部材と、前記ロータ部の駆動力で回動する保持部材とを有し、該保持部材が回動することで、該保持部材と前記内方部材とが連結し力の伝達が行なわれることを特徴とする請求項１に記載の車両の後輪操舵装置。
【請求項３】 前記内方部材の外周面および前記外方部材の内周面とで形成される間隙に、略円筒形状を有する可動自在なローラ部材が配設され、前記間隙は回転中心から半径方向に延在する直線上において、前記ローラ部材の直径よりも狭い間隙が周期的に形成されるとともに、前記ローラ部材は、前記間隙内で回動せずに留まることにより、前記内方部材から前記保持部材への力の伝達が不能であることを特徴とする請求項１に記載の車両の後輪操舵装置。
【請求項４】 前記保持部材には解除部材が連結され、該解除部材は、前記ローラ部材の回動不能を解除するために前記間隙に配設されることを特徴とする請求項１に記載の車両の後輪操舵装置。
【請求項５】 前記内方部材は、前記ボールねじ機構の雌ねじ部と一体で形成されることを特徴とする請求項１に記載の車両の後輪操舵装置。
【請求項６】 前記ロータ部の一端に形成される複数の歯と、該歯を回動させる工具を緩挿する空間が形成されるカバーと、該カバーに配設される栓とを有することを特徴とする請求項１に記載の車両の後輪操舵装置。
【図１】
【図２】
【図４】
【図５】
【図６】
【図３】
【図２】
【図４】
【図５】
【図６】
【図３】
【公開番号】特開２００３−２５２２３１（Ｐ２００３−２５２２３１Ａ）
【公開日】平成１５年９月１０日（２００３．９．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００２−５４０４２（Ｐ２００２−５４０４２）
【出願日】平成１４年２月２８日（２００２．２．２８）
【出願人】（０００００００１１）アイシン精機株式会社 (5,421)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１５年９月１０日（２００３．９．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１４年２月２８日（２００２．２．２８）
【出願人】（０００００００１１）アイシン精機株式会社 (5,421)
【Ｆターム（参考）】
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