(57)【要約】【課題】  コンパクトな後輪操舵装置を提供する。【解決手段】  モータ出力軸２８を、内側軌道面４１ａおよび外側軌道面４２ａを転動する転動体４３と、転動体４３を保持する保持器４４とを有する第１軸受２３Ｌで支持する。第１軸受２３Ｌの内側軌道面４１ａと転動体４３の間、および外側軌道面４２ａと転動体４３との間でトラクションドライブを行うことにより第１軸受で遊星減速機を構成する。この減速機２３Ｌを、モータ出力軸２８と運動変換機構２４Ｌとの間のトルク伝達経路に介在させる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータ出力軸を有する電動モータと、前記電動モータから出力された回転運動を直線運動に変換する運動変換機構と、前記運動変換機構に駆動されて直線運動を行い、この直線運動に応じて車両の後輪の向きを変化させるロッドとを備えた後輪操舵装置において、
前記モータ出力軸を、内側軌道面および外側軌道面を転動する転動体と、前記転動体を保持する保持器とを有する第１軸受で支持し、前記第１軸受の内側軌道面と転動体との間、および外側軌道面と転動体との間でトラクションドライブを行うことにより前記第１軸受で減速機を構成し、前記モータ出力軸と前記運動変換機構との間のトルク伝達経路に前記減速機を介在させたことを特徴とする後輪操舵装置。
【請求項２】
前記第１軸受の保持器を、前記減速機の出力部材として使用する請求項１に記載の後輪操舵装置。
【請求項３】
前記第１軸受を収容するハウジングを備え、前記減速機の出力部材を前記ハウジングに対して支持する第２軸受を有する請求項２に記載の後輪操舵装置。
【請求項４】
前記第２軸受としてスラスト軸受を備え、前記スラスト軸受を前記第１軸受の内径側に配置した請求項３に記載の後輪操舵装置。
【請求項５】
前記減速機の出力部材を中空とし、この出力部材の端部内径面に環状凹部を設け、前記環状凹部に前記スラスト軸受を配置した請求項４に記載の後輪操舵装置。
【請求項６】
前記モータ出力軸が中空であり、前記モータ出力軸の内径側に前記減速機の出力部材が配置され、前記モータ出力軸と前記減速機の出力部材との間に第３軸受を配置した請求項２〜５何れか１項に記載の後輪操舵装置。
【請求項７】
前記減速機の出力部材が中空であり、この出力部材の内径側に前記ロッドを配置した請求項２〜６何れか１項に記載の後輪操舵装置。
【請求項８】
前記第１軸受として、ラジアル深みぞ玉軸受を用いた請求項１〜７何れか１項に記載の後輪操舵装置。
【請求項９】
前記第１軸受として、ラジアル円筒ころ軸受を用いた請求項１〜７何れか１項に記載の後輪操舵装置。
【請求項１０】
請求項１〜９の何れか１項に記載の後輪操舵装置を有する車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動車等の車両に用いられる後輪転舵装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の直進時あるいは旋回時の走行安定性を高めるために、前輪を転舵する機構に加えて後輪を転舵する機構も備えた自動車や、車両の走行状態に応じて後輪のトー角を変化させる機構を備えた自動車が実用化されつつある。
【０００３】
例えば、特許文献１には、運転者がステアリングを操舵したときに、前輪の操舵角に応じて後輸を操舵する後輪操舵装置が開示されている。この後輪操舵装置は、左右の後輪それぞれに直動アクチュエータを設け、この直動アクチュエータで左右の後輪を独立して操舵することを可能としている。従って、この後輪操舵装置は、上位の制御装置の指令信号により、車両が旋回するときの走行安定性を高めるために前輪の操舵角に対して後輪を同位相又は逆位相に操舵し、あるいは車両が直進するときの走行安定性を高めるために左右の後輸の操舵角を変更してトー角を調整できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−２０２８２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年の車両では、搭載すべき装置が増えているため、車両の設計時に各種装置の設置スペースの確保に苦慮する傾向にある。また、環境問題より、燃費向上が必要であり、搭載装置のコンパクト化と軽量化を図ることは重要な課題である。また、乗り心地や快適さなどの付加価値を高めるためには、装置の振動や騒音を抑える必要がある。一方、安価であることが望ましい。
【０００６】
後輪操舵装置では、運動変換機構に送りねじ機構が用いられ、この送りねじ機構に、台形ねじ（ねじ山の断面が台形となっているねじ）が使われることが多い。そして、電動モータの出力を送りねじ機構に減速伝達するには、遊星歯車減速機やプーリー比の異なるベルト駆動などが用いられることが多い。特許文献１の後輪操舵装置でも、運動変換機構として台形ねじが、電動モータの動力を減速伝達する機構には遊星歯車減速機が例示されている。
【０００７】
遊星歯車減速機は、動力伝達に歯車を用いるため、バックラッシがあり、振動が起こりやすい。そして、歯車のかみあい音が、騒音を引き起こす。また、遊星歯車減速機は、太陽歯車、遊星歯車、内歯車、キャリア、遊星歯車用軸、これらの部品を支え円滑に回転させる軸受など部品点数が多く、安価な構成とは言えない。
【０００８】
同様に、減速伝達がベルト駆動の場合、経年変化によるベルトの緩みが振動の原因となる。また、ベルト駆動に用いる２つのプーリーは、円筒面が互いに平行で、１つはモータ出力軸に、他方は送りねじ機構などのナット部材に取り付ける配置となり、コンパクトな構造を実現することが難しい。
【０００９】
そこで、本発明では、コンパクトな後輪操舵装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
以上の課題を解決するため、本発明では、モータ出力軸を有する電動モータと、前記電動モータから出力された回転運動を直線運動に変換する運動変換機構と、前記運動変換機構に駆動されて直線運動を行い、この直線運動に応じて車両の後輪の向きを変化させるロッドとを備えた後輪操舵装置において、前記モータ出力軸を、内側軌道面および外側軌道面を転動する転動体と、前記転動体を保持する保持器とを有する第１軸受で支持し、前記第１軸受の内側軌道面と転動体との間、および外側軌道面と転動体との間でトラクションドライブを行うことにより前記第１軸受で減速機を構成し、前記モータ出力軸と前記運動変換機構との間のトルク伝達経路に前記減速機を介在させた。
【００１１】
この場合、第１軸受の保持器を、減速機の出力部材として使用することにより、第１軸受をコンパクトな遊星減速機として用いることができる。
【００１２】
また、第１軸受を収容するハウジングを設け、減速機の出力部材をハウジングに対して支持する第２軸受を設けるのが好ましい。
【００１３】
この場合、第２軸受としてスラスト軸受を設け、このスラスト軸受を第１軸受の内径側に配置することにより、後輪操舵装置の軸方向寸法を小型化することができる。具体的には、減速機の出力部材を中空とし、この出力部材の端部内径面に環状凹部を設け、環状凹部にスラスト軸受を配置する。
【００１４】
モータ出力軸を中空とし、モータ出力軸の内径側に減速機の出力部材を配置し、モータ出力軸と減速機の出力部材との間に第３軸受を配置することにより、モーメント荷重に対する剛性を高めることができる。
【００１５】
減速機の出力部材を中空とし、この出力部材の内径側にロッドを配置することにより、後輪操舵装置の軸方向寸法を小型化することができる。
【００１６】
第１軸受としては、ラジアル深みぞ玉軸受、あるいはラジアル円筒ころ軸受を用いることができる。
【００１７】
以上に述べた後輪操舵装置はコンパクトであるので、この後輪操舵装置を有する車両であれば、後輪周辺で空きスペースを確保することができ、車両の設計自由度を高めることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、遊星歯車減速機やベルト駆動を使用せずに電動モータの出力を運動変換機構に減速して伝達できるため、後輪操舵装置のコンパクト化が図れる。遊星歯車減速機との対比では、径方向でのコンパクト化が可能であり、減速機を同一外径とした場合、第１軸受の内径側に空きスペースを確保できる。この空きスペースを有効活用することにより、更なるコンパクト化や高性能化を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】この発明の実施形態に係る後輪操舵装置を搭載した車両を平面的に示す概略図である。
【図２】この発明の第１の実施形態に係る後輪操舵装置の断面図である。
【図３】図２に示す後輪操舵装置のＬ側駆動部近傍の拡大断面図である。
【図４】図２に示す後輪転舵装置のＬ側の減速機とＲ側の減速機の近傍の拡大断面図である。
【図５】減速機を兼ねた転がり軸受と遊星歯車減速機のサイズの比較図である。
【図６】この発明の第２の実施形態に係る後輪操舵装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を図１〜図６に基づいて説明する。
図１に、この発明に係る後輪操舵装置を搭載した車両１を示す。この車両１は自動車であり、左右一対の前輪２Ｌ、２Ｒと左右一対の後輪３Ｌ、３Ｒとを有する。
【００２１】
前輪２Ｌ、２Ｒは、ステアリングホイール４の操舵角に応じて前輪操舵機構５のステアリングロッド６が移動することで操舵される。運転者がステアリングホイール４を操舵したとき、ステアリングホイール４の回転がステアリングコラム７を介して前輪操舵機構５に伝達され、前輪操舵機構５のステアリングロッド６が軸方向に移動する。この直線移動がタイロッド９０を介して伝わることで、前輪２Ｌ、２Ｒの向きが一体に変化する。ステアリングホイール４と一体に回転するステアリングコラム７には、舵角センサ８が設けられている。舵角センサ８、車速センサ９、及びヨーレートセンサ１０の出力は、電子制御ユニット（ＥＣＵ）１１に入力される。ＥＣＵ（engine control unit）は、自動車の運転制御を電気的な補助装置を用いて行う際に、それらを総合的に制御するマイクロコントローラ（マイコン）である。
【００２２】
後輪３Ｌ、３Ｒは、本発明に係る後輪操舵装置１２で操舵される。この後輪操舵装置１２は、車体１３に取り付けられている。後輪３Ｌ、３Ｒの操舵角は、舵角センサ８、車速センサ９、ヨーレートセンサ１０等、車両１の走行情報や前輪の操舵角情報を元に、電子制御ユニット１１からの指令を受けて後輪操舵制御装置１４で制御される。また後輪３Ｌ、３Ｒの操舵角は、左右で独立して制御される。
【００２３】
［後輪操舵装置の概要］
本発明の第１の実施形態に係る後輪操舵装置１２の構成を、図２を用いて説明する。
図２に示すように、後輪操舵装置１２は、左側の後輪３Ｌを操舵するＬ側操舵部１５Ｌと、右側の後輪３Ｒを操舵するＲ側操舵部１５Ｒから構成される。Ｌ側操舵部１５ＬとＲ側操舵部１５Ｒは、後輪操舵装置１２の中央に対して概略左右対称の構成とされる。このため、Ｌ側操舵部１５Ｌの構造を説明し、Ｒ側操舵部１５Ｒの構造は、特に必要がある場合を除いて詳細な説明を省略する。なお、Ｌ側操舵部１５Ｌの各部品の符号にＬを付し、Ｒ側操舵部１５Ｒの各部品の符号にＲを付するようにした。また、区別する必要がない場合にはＲ、Ｌの符号を省略した。
【００２４】
Ｌ側操舵部１５Ｌは、軸方向に移動可能に支持されたロッド１６Ｌと、ロッド１６Ｌを軸方向に移動させる駆動部１７Ｌとを備えている。同様に、Ｒ側操舵部１５Ｒは、軸方向に移動可能に支持されたロッド１６Ｒと、ロッド１６Ｒを軸方向に移動させる駆動部１７Ｒとを備えている。ロッド１６Ｌと駆動部１７Ｌで直動式の電動アクチュエータが構成され、ロッド１６Ｒと駆動部１７Ｒで同じく直動式の電動アクチュエータが構成される。
【００２５】
ロッド１６Ｌ、１６Ｒおよび駆動部１７Ｌ、１７Ｒは、ハウジング１８内に収容されている。本実施形態のハウジング１８は、左側ハウジング部１８Ｌと中央ハウジング部１８Ｃと右側ハウジング部１８Ｒとを結合した形態を有する。ハウジング１８は、図示しないボルト等の固定手段で車体１３（図１参照）に固定される。
【００２６】
Ｌ側操舵部１５Ｌのロッド１６Ｌは、図１に示すように、その軸方向の移動に応じて後輪３Ｌの向きが変化するように後輪３Ｌに接続されている。具体的には、ロッド１６Ｌの端部にボールジョイント８８を介してタイロッド６２の一端が連結され、そのタイロッド６２の他端がボールジョイント１９を介してナックルアーム２０に連結されている。このため、ロッド１６Ｌが軸方向に移動すると、これに連動してナックルアーム２０が支点２１を中心に揺動し、 後輪３Ｌの向きが変化するようになっている。同様に、Ｒ側操舵部１５Ｒのロッド１６Ｒは、その軸方向の移動に応じて後輪３Ｒの向きが変化するように後輪３Ｒに接続されている。
【００２７】
図２に示すように、Ｌ側操舵部１５Ｌの駆動部１７Ｌは、電動モータ２２Ｌと、電動モータ２２Ｌから出力された回転運動を直線運動に変換する運動変換機構２４Ｌと、電動モータ２２Ｌと運動変換機構２４Ｌとの間のトルク伝達経路に介在させた減速機２３Ｌとを備えている。以下、各要素の具体的構成を順次説明する。
【００２８】
［電動モータ］
図３に示すように、電動モータ２２Ｌは、ロッド１６Ｌの外径側に配置された中空のロータ２５と、ロータ２５の外径側に配置されたステータ２６とを有する。ロータ２５は、中空のモータ出力軸２８と、モータ出力軸２８の外周に固定されたロータコア２９とを有する。ロータコア２９は、例えば周方向に沿ってＮ極とＳ極が交互に表れるように設けられた永久磁石である。ステータ２６は、ハウジング１８（左側ハウジング部１８Ｌ）の内周に固定されたステータコア３０と、ステータコア３０に巻回された電磁コイル３１とで構成されている。このため、電磁コイル３１に通電すると、ステータコア３０とロータコア２９の間に働く電磁力によってロータコア２９に回転力が発生し、ロータコア２９と一体にモータ出力軸２８が回転する。
【００２９】
［減速機］
減速機２３Ｌは、トラクションドライブ式の遊星減速機で構成される。本実施形態では、この減速機２３Ｌとして、転がり軸受（第１軸受）が用いられている。転がり軸受２３Ｌは、モータ出力軸２８の外周に圧入固定された内輪４１と、ハウジング１８（左側ハウジング部１８Ｌ）の内周に圧入固定された外輪４２と、複数の転動体４３と、転動体４３を保持する保持器４４と、内輪４１と外輪４２の間の開口部をシールするシール部材４５とを有する。各転動体４３は、内輪４１に設けられた内側軌道面４１ａと外輪４２に設けられた外側軌道面４２ａの間に配置され、かつ保持器４４によって円周方向で等間隔に保持されている。各転動体４３は、内輪軌道面４１ａおよび外輪軌道面４２ａ上を転動する。
【００３０】
この遊星減速機を兼ねた転がり軸受２３Ｌにより、モータ出力軸２８の一端がハウジング１８（左側ハウジング部１８Ｌ）に対して回転可能に支持される。モータ出力軸２８の他端は、ハウジング１８（左側ハウジング部１８Ｌ）との間に配置した転がり軸受２７によって回転可能に支持される。
【００３１】
転がり軸受２３Ｌにラジアル方向の予圧を付与することにより、内側軌道面４１ａと転動体４３の間、並びに外側軌道面４２ａと転動体４３の間にそれぞれ法線力が作用し、それぞれの接触部でトラクションドライブが行われる。電動モータ２２Ｌの駆動中は、内側軌道面４１ａがモータ出力軸２８と同一速度で回転する一方で、外側軌道面４２ａは静止状態となる。また、内側軌道面４１ａの回転に伴って転動体４３が内側軌道面４１ａ上を公転し、この公転運動を受けた保持器４４が回転する。この時、保持器４４の回転速度は内輪４１よりも低速となる。従って、保持器４４を減速機の出力部材として用いることで、転がり軸受２３Ｌをトラクションドライブ式の減速機として利用することができる。この減速機２３Ｌは、遊星歯車装置と等価な構成をなしており、内輪４１が太陽歯車、外輪４２が内歯車、転動体４３が遊星歯車、保持器４４がキャリアに相当する。
【００３２】
転がり軸受２３Ｌへの予圧の付与は、例えば外輪４２の外周面とハウジング１８（左側ハウジング部１８Ｌ）の内周面とのはめ合い部に締め代をもたせることにより、外輪４２を内径側へ縮径させて法線力を与える方法や、内輪４１の内周面とモータ出力軸２８の外周面とのはめ合い部に締め代をもたせることにより、内輪４１を外径側へ拡径させて法線力を与える方法を採用することで行うことができる。
【００３３】
この他、内輪４１、外輪４２、転動体４３、および保持器４４を含む軸受アセンブリが完成した時点で、内輪軌道面４１ａと転動体４３の接触部、および外輪軌道面４２ａと転動体４３の接触部にそれぞれ所定の締め代が与えられるように、外輪４２、内輪４１、および転動体４３の実寸法をマッチングさせることにより、ハウジング１８への組み込み前の転がり軸受２３Ｌ単体の状態で予圧を付与することもできる。
【００３４】
なお、転がり軸受２３Ｌには、構造が簡単で、入手性が高く、予圧を与えるのに他の部品が不必要で、上記に列挙した予圧方法で予圧が与えられるラジアル深みぞ玉軸受やラジアル円筒ころ軸受が適している。本実施形態では、転がり軸受２３Ｌとして、ラジアル深みぞ玉軸受を使用した場合を例示している。
【００３５】
［運動変換機構］
図３に示すように、運動変換機構２４Ｌは、モータ出力軸２８の内周に挿入された中空のシャフト３７Ｌと、ロッド１６Ｌの軸方向移動を許容しつつその回り止めを行う回り止め機構３８と、シャフト３７Ｌの回転運動をロッド１６Ｌの直線運動に変換する送りねじ機構３９とを有する。
【００３６】
シャフト３７Ｌは、既に述べた転がり軸受２３Ｌの保持器４４と共に減速機２３Ｌの出力部材を構成する。シャフト３７Ｌと保持器４４は、一体に回転可能であればよく、図３に示すように両者を一体に形成する他、両者を別部材で形成することもできる。
【００３７】
シャフト３７Ｌの内周面のうち、ハウジング１８（左側ハウジング部１８Ｌ）の開口端部側には、滑り軸受３２が固定されている。滑り軸受３２の内周にロッド１６Ｌが挿入される。この滑り軸受３２により、ロッド１６Ｌとシャフト３７Ｌの相対回転および相対的な軸方向移動が許容される。ロッド１６Ｌは、ハウジング１８（左側ハウジング部１８Ｌ）の開口端部内周に取り付けたすべり軸受４８により軸方向に移動可能に支持されている。
【００３８】
回り止め機構３８は、第１のロッド１６Ｌの外周に形成された軸方向に延びる溝３５と、その溝３５に挿入されたストッパピン４５とを有する。
【００３９】
ストッパピン４５は、ハウジング１８（左側ハウジング１８Ｌ）の端部に形成されたピン挿入孔４６内に挿入されている。ピン挿入孔４６は、外径側端部が大径となった段付き孔状に形成される。ピン挿入孔４６の大径孔部内に軸受４７が組み込まれ、その軸受４７によってストッパピン４５が回転自在に支持されている。ストッパピン４５が溝３５の円周方向の壁面と係合することにより、ロッド１６Ｌの回転が規制される。
【００４０】
溝３５の軸方向両側の端面にストッパピン４５が当接することによりロッド１６Ｌの軸方向移動が規制される。従って、ストッパピン４５と溝３５は、第１のロッド１６Ｌのストロークエンドを定める機械的リミットとしても機能する。
【００４１】
送りねじ機構３９は、ロッド１６Ｌに設けられたねじ軸部３９ａと、シャフト３７Ｌの内径に設けられたナット部３９ｂとを備える。ねじ軸部３９ａとナット部３９ｂは螺合した状態にある。送りねじ機構３９に代えてボールねじ機構を採用することもできる。
【００４２】
［シャフト３７Ｌの支持］
図４に示すように、シャフト３７Ｌは、第２軸受としてのラジアル軸受３３Ｌおよび一対のスラスト軸受３４Ｌにより、ハウジング１８（中央ハウジング部１８ｃ）に対して回転可能に支持されている。
【００４３】
ラジアル軸受３３Ｌは、キャリア４４の円筒状の外周面とハウジング１８（中央ハウジング部１８Ｃ）の内周面との間に配置されたラジアル転がり軸受（図では外輪付きの針状ころ軸受を例示する）である。スラスト軸受３４Ｌは、保持付きころを一対の軌道輪で挟んだ構造を有し、シャフト３７Ｌの回転を支持する他、ロッド１６Ｌを介してシャフト３７Ｌに作用する軸方向荷重を支持する。
【００４４】
シャフト３７Ｌのハウジング１８の中央側の端部には、シャフト３７Ｌの端面に開口する環状凹部３６が形成される。環状凹部３６には、フランジ５４Ｌを一体に有する連結軸５５Ｌが配置されている。一対のスラスト軸受３３Ｌは、フランジ５４Ｌを両側から挟むように配置されている。
【００４５】
環状凹部３６には、シャフト３７Ｌの端面から一部が軸方向にはみ出した状態で環状のスペーサ５６が収容される。スペーサ５６よりもハウジング１８の中央側には、スペーサ５６と軸方向に対向する環状の押さえ板５７Ｌが配置されている。押さえ板５７Ｌには、シャフト３７Ｌの貫通孔５９に挿入したボルト５８のねじ部がねじ込まれている。ボルト５８を締め込むことで、スペーサ５６がスラスト軸受３４Ｌに向けて押圧され、このスペーサ５６を介してスラスト軸受３４Ｌに予圧が付与される。
【００４６】
中央ハウジング部１８Ｃは、Ｌ側駆動部１７ＬとＲ側駆動部１７Ｒの間に隔壁６１を有する。隔壁６１には、Ｌ側の連結軸５５ＬとＲ側の連結軸５５Ｒが固定されている。ここでは、Ｌ側の連結軸５５Ｌに形成したねじ孔６２と、Ｒ側連結軸５５Ｒに形成したねじ軸６３とを、中央ハウジング部１８Ｃの隔壁６１に形成された貫通孔を介してねじ結合し、Ｌ側の連結軸５５ＬとＲ側の連結軸５５Ｒとで隔壁６１を締め付けることで、Ｌ側の連結軸５５ＬとＲ側の連結軸５５Ｒとを中央ハウジング部１８Ｃに固定している。
【００４７】
以上に述べたモータ出力軸２８、減速機２３Ｌ、シャフト３７Ｌ、およびロッド１６Ｌは、全て同軸に配置されている（図３参照）。
【００４８】
［制御系］
図３に示すように、ハウジング１８の内部には、電動モータ２２Ｌのロータ２５の回転角を検出する回転検出器４９が配置されている。回転検出器４９として、例えば、モータ出力軸２８の一端部に固定されたレゾルバロータ４９ａと、これに対峙するように左側ハウジング部１８Ｌに固定されたレゾルバステータ４９ｂとを有するレゾルバを採用することができる。
【００４９】
また、ハウジング１８の内部には、第１のロッド１６Ｌの軸方向位置を検出する位置検出器５１が配置されている。この位置検出器５１で検出される第１のロッド１６Ｌの軸方向位置(絶対位置)に基づいて、後輪３Ｌの操舵角を検出することができる。位置検出器５１の出力信号は、後輪操舵制御装置１４（図１参照）に入力される。
【００５０】
位置検出器５１としては、例えば、第１のロッド１６Ｌに固定された永久磁石５２と、永久磁石５２に対向するように左側ハウジング部１８Ｌに固定されたアナログ出力のホールＩＣ５３とからなるものを採用することができる。
【００５１】
この位置検出器５１は、ホールＩＣ５３で検出される磁束密度を位置情報に変換することでロッド１６Ｌの軸方向位置(絶対位置)を検出する。ホールＩＣ５３としてプログラム可能なものを用いれば、予めロッド１６Ｌの位置と磁束密度の関係をプログラムすることで絶対位置精度を向上することができる。また、ホールＩＣ５３の出力が２系統あるものを選択すれば、片方の系統が故障しても残りの系統で位置検出が可能となり、信頼性が向上する。
【００５２】
［動作］
以上に説明した後輪操舵装置１２において、Ｌ側の電動モータ２２Ｌを正逆方向に駆動させると、モータ出力軸２８の回転が減速機を兼ねた転がり軸受２３Ｌで減速されて運動変換機構２４Ｌに伝達され、シャフト３７Ｌの回転量に応じてロッド１６Ｌが軸方向に移動する。このロッド１６Ｌの軸方向移動により、図１に示すボールジョイント８８、タイロッド６２、ボールジョイント１９を介してナックルアーム２０が動いて、後輪３Ｌの操舵やトー角の調整を行うことが可能となる。後輪３Ｒについても同様の動作がＬ側とは独立して行われる。
【００５３】
［特徴的事項の説明］
本実施形態のように、モータ出力軸２８を支持する第１軸受２３Ｌ、２３Ｒとして、減速機を兼ねた転がり軸受２３Ｌ、２３Ｒを用いることにより、遊星歯車減速機やベルト駆動機構を使用せずに電動モータ２２Ｌ、２２Ｒの回転速度を運動変換機構２４Ｌ、２４Ｒに減速して伝達できる。そのため、遊星歯車減速機やベルト駆動機構を使用する場合に比べて、後輪操舵装置１２のコンパクト化が図れる。また、遊星歯車減速機やベルト駆動と比較して、部品点数の削減が可能で、簡単な構造で安価な装置を実現できる。
【００５４】
図５（ａ）に示すように、減速機を兼ねた転がり軸受２３Ｌ、２３Ｒは、図５（ｂ）に示す遊星歯車減速機６６Ｌ、６６Ｒよりも径方向にコンパクト化を図ることができる。例えば、転がり軸受２３Ｌ，２３Ｒとして、ラジアル深みぞ玉軸受６００８番相当を使用した場合、軸受外径が６８ｍｍ、軸受内径が４０mmであり、内外径の差は片側で１４ｍｍとなる。この内外径差は、モジュール１の歯数１４の遊星歯車の直径とほぼ同じ値である。減速機の外径寸法が７２ｍｍと同じならば、内歯車と太陽歯車の肉厚分だけ、減速機を兼ねた転がり軸受２３Ｌの方が、モータ軸２８のうち、減速機の入力部材（内輪４１もしくは太陽歯車）との結合部における内径寸法を大きくすることができる。そのため、転がり軸受２３Ｌの内径側に空きスペースαを確保することができる。
【００５５】
この空きスペースαは、シャフト３７Ｌ、３７Ｒを支持するスラスト軸受３４Ｌ、３４Ｒの配置スペースとして活用することができる。具体的には、Ｌ側でいえば、一対のスラスト軸受３４Ｌのうち、少なくとも一方（好ましくは双方）のスラスト軸受３４Ｌを転がり軸受２３Ｌの内径側に配置することができる。これに対し、遊星歯車減速機６６Ｌを用いた場合は、そのような空きスペースが存在しないため、一対のスラスト軸受３４Ｌの双方を遊星歯車の軸方向領域外に配置せざるを得ない。そのため、本実施形態の構成であれば、後輪操舵装置１２の軸方向寸法をコンパクト化することができる。
【００５６】
減速機を兼ねた転がり軸受２３Ｌは、市販されている転がり軸受の寸法的な制約から減速比が１／２．６前後となる。ロッド１６Ｌの最高移動速度が３０ｍｍ／ｓで、その際の推進力が３０００Ｎの後輪操舵装置を１／２．６の減速比で実現するためには、おおよそ、出力が３５０Ｗで、回転速度が３０００ｒ／ｍｉｎ―1の電動モータ２２Ｌと、リード２ｍｍの台形ねじを用いればよい。従って、設計上問題のない減速比を得ることが可能である。
【００５７】
加えて、減速機をトラクションドライブ式にしたことから、高精度で、かつ、バックラッシを小さくすることができる。そのため、後輪操舵装置の振動や騒音を小さくすることができ、その高付加価値化を図ることができる。
【００５８】
本発明の第２の実施形態に係る後輪操舵装置１２の構成を図６に示す。
【００５９】
第２の実施形態では、シャフト３７Ｌの外周面とモータモータ出力軸２８の内周面との間に、第３軸受として２つのラジアル軸受６５を介在させている。これにより、シャフト３７Ｌを２点支持できるため、第１の実施形態よりもモーメント荷重に対する剛性を高めることができ、振動、騒音の低減や耐久性の向上を図ることができる。既に述べたように、減速機を兼ねた転がり軸受２３Ｌを用いることにより、モータ出力軸２８の内径側に空きスペースが生まれるため、２つのラジアル軸受６５を上記の位置に挿入することに特段の支障はなく、後輪操舵装置１２を効率よく組み立てることができる。
【００６０】
第１の実施形態では、１つのラジアル軸受３３Ｌでシャフト３７Ｌを支持するため、シャフト３７Ｌの傾きを防止するためにも、極力、軸方向幅の大きいラジアル軸受３３Ｌを使用する必要があり、そのために後輪操舵装置１２の軸方向長さが長くなる。従って、コンパクト化の観点からは、第２の実施形態の方が優れている。
【００６１】
以上、この発明においては、中空のモータ出力軸２８を用い、その中空部内に運動変換機構２４などを包含することにより、更なるコンパクト化を図っている。しかしながら、運動変換機構２４Ｌを電動モータ２２Ｌや減速機を兼ねた転がり軸受２３Ｌと並列に並べる構造でも初期の機能を実現することが可能である。
【００６２】
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。
【符号の説明】
【００６３】
１      車両
１２    後輪操舵装置
１６Ｌ，１６Ｒ    ロッド
１８    ハウジング
２２Ｌ、２２Ｒ    電動モータ
２３Ｌ、２３Ｒ    遊星減速機（第１軸受）
２４Ｌ、２４Ｒ    運動変換機構
２８    モータ出力軸
３３Ｌ、３３Ｒ    ラジアル軸受（第２軸受）
３４Ｌ、３４Ｒ    スラスト軸受（第２軸受）
３６    環状凹部
３７Ｌ，３７Ｒ    シャフト（減速機の出力部材）
４１    内輪
４１ａ  内側軌道面
４２    外輪
４２ａ  外側軌道面
４３    転動体
４４    保持器（減速機の出力部材）
６５    ラジアル転がり軸受（第３軸受）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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