(57)【要約】【課題】後輪の転舵及びトー角調整をスムーズに行うこと。【解決手段】第１のロッド１３と、第１のロッド１３に対して同軸にかつ伸縮可能に設けられる第２のロッド２１と、第１のロッド１３をその軸方向に変位させる第１の駆動手段と、第２のロッド２１に設けられ、第１のロッド１３に対して第２のロッド２１を軸方向に伸縮させる第２の駆動手段と、を備えた後輪転舵装置を構成する。第１の駆動手段で第１のロッド１３を第２のロッド２１とともに駆動することにより後輪１０、１１が転舵する。また、第２の駆動手段で第２のロッド２１を第１のロッド１３に対して相対的に伸縮することにより後輪１０、１１のトー角調整がなされる。【選択図】図２
2015033955.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のロッド（１３）と、
前記第１のロッド（１３）に対して同軸にかつ伸縮可能に設けられる第２のロッド（２１）と、
前記第１のロッド（１３）をその軸方向に変位させる第１の駆動手段と、
前記第２のロッド（２１）に設けられ、前記第１のロッド（１３）に対して前記第２のロッド（２１）を軸方向に伸縮させる第２の駆動手段と、
を備え、前記第１及び第２の駆動手段を前記第１及び第２のロッド（１３、２１）と同軸に配置し、前記第１のロッド（１３）の軸方向の変位によって転舵を、前記第１のロッド（１３）に対する前記第２のロッド（２１）の伸縮によってトー角調整を行う後輪転舵装置。
【請求項２】
前記第１の駆動手段が、第１のモータ（１９）と、前記第１のモータ（１９）による回転を減速する第１の減速機（１６）と、前記第１の減速機（１６）によって減速した回転を前記第１のロッド（１３）に伝達する第１の伝達手段と、を備え、
前記第１の減速機（１６）が、太陽歯車（１７ａ）、遊星歯車（３５）、内歯歯車（３６）、及び前記遊星歯車（３５）を保持するキャリア（３３）を備えた遊星歯車機構であり、前記第１のモータ（１９）のシャフト（１７）が前記太陽歯車（１７ａ）と一体に構成されるとともに、前記内歯歯車（３６）が、前記第１及び第２のロッド（１３、２１）、並びに前記第１及び第２の駆動手段を収納するケースに固定されており、
前記第１の伝達手段が、外周面に雄ねじ（１３ａ）が形成され軸周りに回転不能に設けられた前記第１のロッド（１３）と、内周面に雌ねじが形成され前記第１のロッド（１３）の前記雄ねじ（１３ａ）にねじ込まれるとともに軸方向に移動不能に設けられた第１のナット（１４）を備え、
前記第１のモータ（１９）を回転駆動させることによって、前記太陽歯車（１７ａ）が軸周りに回転するとともに前記キャリア（３３）が軸周りに回転し、このキャリア（３３）の回転に伴って前記第１のナット（１４）が軸周りに回転し、この第１のナット（１４）の回転に伴って前記第１のロッド（１３）が軸方向に変位して後輪（１０、１１）の転舵がなされる請求項１に記載の後輪転舵装置。
【請求項３】
前記第２の駆動手段が、第２のモータ（２８）と、前記第２のモータ（２８）による回転を減速する第２の減速機（２５）と、前記第２の減速機（２５）によって減速した回転を前記第２のロッド（２１）に伝達する第２の伝達手段と、を備え、
前記第２の減速機（２５）が、太陽歯車（２６ａ）、遊星歯車（３８）、内歯歯車（３９）、及び前記遊星歯車（３８）を保持するキャリアを備えた遊星歯車機構であり、前記第２のモータ（２８）のシャフト（２６）が前記太陽歯車（２６ａ）と一体に構成されるとともに、前記内歯歯車（３９）が、前記第１及び第２のロッド（１３、２１）、並びに前記第１及び第２の駆動手段を収納するケースに固定されており、
前記第２の伝達手段が、前記第２のロッド（２１）に臨む端部に雄ねじ（１３ｂ）を形成され軸周りに回転不能に設けられた前記第１のロッド（１３）と、内周面に雌ねじが形成され前記第１のロッド（１３）の前記第２の雄ねじ（１３ｂ）にねじ込まれるとともに、前記第２のロッド（２１）との間で軸方向の相対移動を許容しつつ軸周りの相対回転を規制するナット（２４、６３）とを備え、
前記第２のモータ（２８）を回転駆動させることによって、前記太陽歯車（２６ａ）が軸周りに回転するとともに前記キャリアが軸周りに回転し、このキャリアの回転に伴って前記ナット（２４、６３）が軸周りに回転し、このナット（２４、６３）の回転に伴って前記第２のロッド（２１）が前記第１のロッド（１３）に対して軸方向に変位して後輪（１０、１１）のトー角調整がなされる請求項１に記載の後輪転舵装置。
【請求項４】
前記第１のロッド（１３）の軸方向位置を検出する第１の位置検出器（２９）と、前記第１のロッド（１３）に対する前記第２のロッド（２１）の軸方向位置を検出する第２の位置検出器（３０）と、を備える請求項１から３のいずれか一項に記載の後輪転舵装置。
【請求項５】
前記第１の位置検出器（２９）と、前記第１の減速機（１６）及び前記第１の伝達手段との間に、前記第１のモータ（１９）を設けるとともに、前記第２の位置検出器（３０）と、前記第２の減速機（２５）及び前記第２の伝達手段との間に、前記第２のモータ（２８）を設けた請求項４に記載の後輪転舵装置。
【請求項６】
前記第２の位置検出器（３０）が、前記第１のロッド（１３）に摺動可能に挿入されたスライド部材（４６）と、前記スライド部材（４６）を前記第１のロッド（１３）に対して前記第２のロッド（２１）側に付勢して、前記スライド部材（４６）と前記第２のロッド（２１）との当接状態を維持するスプリング（４８）と、前記第１のロッド（１３）及び前記スライド部材（４６）に対をなすように固定された検出部と、を備えた請求項４又は５に記載の後輪転舵装置。
【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、前輪とともに後輪を転舵する機構や、後輪のトー角を調整するための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、ステアリング操舵角（前輪転舵角）に応じて後輪を転舵する後輪転舵装置が開示されている。この後輪転舵装置は、左右の後輪それぞれに直動アクチュエータを設け、この左右の後輪を独立して制御し得るものであって、前輪の転舵角に対して後輪を同位相又は逆位相に転舵し、あるいは左右の後輪の転舵角をずらすことによってトー角調整を行うように構成している。
【０００４】
また、特許文献２には、ステアリングの操舵による前輪の転舵を機械的な連結により行うのではなく、ステアリングの操舵角を操舵角センサで検知し、検知した信号を電子制御ユニット（ＥＣＵ）で処理し、この電子制御ユニットから出力された出力信号に基づいて、前輪の転舵を行うステアバイワイヤ方式の転舵装置が開示されている。この転舵装置は、一つの操舵軸に、転舵を行うための転舵モータと、トー角の調整を行うためのトー角調整モータが設けられている。転舵モータで、操舵軸にねじ込まれたボールナットを回転駆動することによって、この操舵軸を軸方向に変位させることができる。また、トー角調整モータで、操舵軸のスプライン歯に噛み合うスプラインナットを回転駆動することによって、この操舵軸にねじ込んだタイロッドを突出又は後退させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１７３１９２号公報
【特許文献２】特開２０１０−１２０４９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に係る構成においては、左右の後輪それぞれに直動アクチュエータを設けているため、ばね下荷重が大きくなって車両の走行性が低下する恐れがある。また、重量物である直動アクチュエータが操舵軸の左右端部付近に位置するため、操舵軸に大きなモーメントが負荷されやすく、その剛性が損なわれることも懸念される。また、特許文献２に係る構成においては、一つの操舵軸が、転舵モータとトー角調整モータの両方によって駆動されるため、一方のモータによる駆動が、他方のモータによる駆動に影響を与え、転舵又はトー角調整をスムーズに行うことができない問題が生じ得る。
【０００７】
そこで、この発明は、後輪の転舵及びトー角調整をスムーズに行うことを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するために、この発明は、第１のロッドと、前記第１のロッドに対して同軸にかつ伸縮可能に設けられる第２のロッドと、前記第１のロッドをその軸方向に変位させる第１の駆動手段と、前記第２のロッドに設けられ、前記第１のロッドに対して前記第２のロッドを軸方向に伸縮させる第２の駆動手段と、を備え、前記第１及び第２の駆動手段を前記第１及び第２のロッドと同軸に配置し、前記第１のロッドの軸方向の変位によって転舵を、前記第１のロッドに対する前記第２のロッドの伸縮によってトー角調整を行う後輪転舵装置を構成した。
【０００９】
この第１のロッドと第２のロッドは全体として一本のロッドを構成するものの、別部材であってある程度独立した相対回転が許容されている。このため、第１のロッドを第１の駆動手段で、第２のロッドを第２の駆動手段で個別に駆動するように構成することで、一方のロッドに対する駆動が他方のロッドに対する駆動に影響を与えずに、後輪の転舵及びトー角調整を個別にスムーズに行うことができる。しかも、左右の後輪の転舵及びトー角調整を左右兼用の第１及び第２の駆動手段で行うことができるため、ばね下荷重を軽減でき、車両の高い走行性能を維持することができる。
【００１０】
前記構成においては、前記第１の駆動手段が、第１のモータと、前記第１のモータによる回転を減速する第１の減速機と、前記第１の減速機によって減速した回転を前記第１のロッドに伝達する第１の伝達手段と、を備え、前記第１の減速機が、太陽歯車、遊星歯車、内歯歯車、及び前記遊星歯車を保持するキャリアを備えた遊星歯車機構であり、前記第１のモータのシャフトが前記太陽歯車と一体に構成されるとともに、前記内歯歯車が、前記第１及び第２のロッド、並びに前記第１及び第２の駆動手段を収納するケースに固定されており、前記第１の伝達手段が、外周面に雄ねじが形成され軸周りに回転不能に設けられた前記第１のロッドと、内周面に雌ねじが形成され前記第１のロッドの前記雄ねじにねじ込まれるとともに軸方向に移動不能に設けられた第１のナットを備え、前記第１のモータを回転駆動させることによって、前記太陽歯車が軸周りに回転するとともに前記キャリアが軸周りに回転し、このキャリアの回転に伴って前記第１のナットが軸周りに回転し、この第１のナットの回転に伴って前記第１のロッドが軸方向に変位して後輪の転舵がなされる構成とすることができる。
【００１１】
このように構成することで、第１の駆動手段によって第１のロッドを軸方向に変位させるのに伴って、この第１のロッドと軸方向に一体に構成した第２のロッドも同じ方向に変位する。このとき、一体に構成したロッド（第１及び第２のロッド）の全長は変わらないため、この一体に構成したロッドの両端に設けた左右の後輪は、互いに同じ角度だけ前輪と同位相又は逆位相に転舵する。この第１の伝達手段における雄ねじ及び雌ねじには、台形ねじを採用するのが好ましい。この台形ねじは、高精度な送りが可能であるとともに、強度が高いため、大きな荷重が負荷されることが多い第１のロッドの伝達手段に適しているためである。
【００１２】
また、前記第２の駆動手段が、第２のモータと、前記第２のモータによる回転を減速する第２の減速機と、前記第２の減速機によって減速した回転を前記第２のロッドに伝達する第２の伝達手段と、を備え、前記第２の減速機が、太陽歯車、遊星歯車、内歯歯車、及び前記遊星歯車を保持するキャリアを備えた遊星歯車機構であり、前記第２のモータのシャフトが前記太陽歯車と一体に構成されるとともに、前記内歯歯車が、前記第１及び第２のロッド、並びに前記第１及び第２の駆動手段を収納するケースに固定されており、前記第２の伝達手段が、前記第２のロッドに臨む端部に雄ねじを形成され軸周りに回転不能に設けられた前記第１のロッドと、内周面に雌ねじが形成され前記第１のロッドの前記第２の雄ねじにねじ込まれるとともに、前記第２のロッドとの間で軸方向の相対移動を許容しつつ軸周りの相対回転を規制するナットとを備え、前記第２のモータを回転駆動させることによって、前記太陽歯車が軸周りに回転するとともに前記キャリアが軸周りに回転し、このキャリアの回転に伴って前記ナットが軸周りに回転し、このナットの回転に伴って前記第２のロッドが前記第１のロッドに対して軸方向に変位して後輪のトー角調整がなされる構成とすることもできる。
【００１３】
このように構成することで、第２の駆動手段によって第２のロッドが第１のロッドに対して伸縮し、この伸縮によって左右の後輪の相対角度を変えることができる。これにより、後輪のトー角調整を行うことができる。
【００１４】
前記各構成においては、前記第１のロッドの軸方向位置を検出する第１の位置検出器と、前記第１のロッドに対する前記第２のロッドの軸方向位置を検出する第２の位置検出器と、を備える構成とすることができる。
【００１５】
このように位置検出器を設けることによって、転舵角及びトー角調整を正確に行うことができる。
【００１６】
前記第１の位置検出器と、前記第２の位置検出器とを採用する構成においては、前記第１の位置検出器と、前記第１の減速機及び前記第１の伝達手段との間に、前記第１のモータを設けるとともに、前記第２の位置検出器と、前記第２の減速機及び前記第２の伝達手段との間に、前記第２のモータを設ける構成とすることができる。
【００１７】
減速機や伝達手段（台形ねじや各歯車等）は、動力の伝達をスムーズに行うためにグリース等の油分を多く使用しており、その駆動の際にこのグリース等が周囲に飛散することがある。これに対し、位置検出器にグリース等が付着するとその検出精度が低下しやすい。このため、位置検出器へのグリース等の付着を極力防止する必要がある。そこで、このように位置検出器と減速機及び伝達手段との間にモータを設けることによって、このモータを、グリース等の飛散を防止する遮蔽体として作用させることができ、位置検出器にグリース等が付着するのを防止することができる。このため、位置検出器の高い検出精度を確保することができる。
【００１８】
また、前記第１及び第２の位置検出器に加えて、前記第１及び第２のモータの回転角を検出する回転検出器（レゾルバ）を前記ロッド（第１及び第２のロッド）の略中央部に集中配置するのが好ましい。このようにすれば、検出系の配線を一つにまとめられるため、後輪転舵装置の配線引き出し箇所を少なくできる。このため、電子制御ユニット（ＥＣＵ）に接続された配線の引き回しを容易に行うことができる。
【００１９】
前記第２の位置検出器を採用する構成においては、前記第２の位置検出器が、前記第１のロッドに摺動可能に挿入されたスライド部材と、前記スライド部材を前記第１のロッドに対して前記第２のロッド側に付勢して、前記スライド部材と前記第２のロッドとの当接状態を維持するスプリングと、前記第１のロッド及び前記スライド部材に対をなすように固定された検出部と、を備えた構成とすることができる。
【００２０】
このようにすれば、第１のロッドからの第２のロッドの伸縮量に対応して、第１のロッドに対してスライド部材が変位する。そして、この第1のロッドに対するスライド部材の変位量を第２の位置検出器で検出することにより、前記伸縮量、すなわちトー角調整量を正確に検出することができる。
【発明の効果】
【００２１】
この発明に係る後輪転舵装置は、第１のロッドと、前記第１のロッドに対して同軸にかつ伸縮可能に設けられる第２のロッドと、前記第１のロッドをその軸方向に変位させる第１の駆動手段と、前記第２のロッドに設けられ、前記第１のロッドに対して前記第２のロッドを軸方向に伸縮させる第２の駆動手段と、を備え、前記第１及び第２の駆動手段を前記第１及び第２のロッドと同軸に配置し、前記第１のロッドの軸方向の変位によって転舵を、前記第１のロッドに対する前記第２のロッドの伸縮によってトー角調整を行う後輪転舵装置を構成したものである。このように構成することにより、一方のロッドに対する駆動が他方のロッドに対する駆動に影響を与えずに、後輪の転舵及びトー角調整を個別にスムーズに行うことができる。しかも、左右の後輪の転舵及びトー角調整を左右兼用の第１及び第２の駆動手段で行うことができるため、ばね下荷重を軽減でき、車両の高い走行性能を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】この発明に係る後輪転舵装置を搭載した自動車の概略構成図
【図２】後輪転舵装置の概略構成図
【図３】図２に示す後輪転舵装置の、（ａ）はＸ１−Ｘ１線、（ｂ）はＸ２−Ｘ２線、（ｃ）はＸ３−Ｘ３線、（ｄ）はＸ４−Ｘ４線、（ｅ）はＸ５−Ｘ５線、（ｆ）はＸ６−Ｘ６線、（ｇ）はＸ７−Ｘ７線、にそれぞれ沿った断面図
【図４】後輪転舵のイメージ図
【図５】トー角調整のイメージ図を示し、（ａ）は第２のロッドを移動した状態、（ｂ）は第１のロッドを移動した状態
【図６】後輪転舵装置の詳細構成図
【図７】第２のロッドの代替え機構を示す断面図
【図８】図７中のＡ−Ａ線に沿った矢視図
【図９】第２のロッドの一端部の変更例を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００２３】
この発明に係る後輪転舵装置を搭載した自動車の概略構成図を図１に示す。自動車１の前輪２、３は、ステアリングホイール４の転舵角をラックアンドピニオンを備えた前輪転舵機構５に伝達することで左右に転舵される。ステアリングホイール４の転舵軸に設けた舵角センサ６、車速センサ７、ヨーレートセンサ８の出力は、電子制御ユニット（ＥＣＵ）９に入力される。後輪１０、１１は後輪転舵装置１２により転舵される。後輪１０、１１の転舵角は、舵角センサ６、車速センサ７、ヨーレートセンサ８等、自動車１の走行情報を元に、電子制御ユニット９から指令を受けて制御される。
【００２４】
図２に、後輪転舵装置の概略構成図を示す。また、図２の各主要断面図を図３に示す。
【００２５】
後輪転舵装置１２は、後輪１０、１１を転舵する転舵部１２ａと、トー角調整部１２ｂと、検出部１２ｃから構成される。後輪転舵装置１２の転舵部１２ａは、第１のロッド１３上に形成された第１の雄ねじ１３ａとこれに螺合する第１のナット１４からなる第１の台形ねじ１５と、第１のナット１４を遊星歯車機構の遊星歯車のキャリアとする第１の減速機１６と、第１の減速機１６の太陽歯車（サンギア）１７ａをその先端に形成した中空モータシャフト１７とステータ１８とからなる第１のモータ１９とから構成され、これらの台形ねじ１５と、第１の減速機１６と、第１のモータ１９は、すべて第１のロッド１３と同じ軸上に配置される（図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）を参照）。中空モータシャフト１７の一部分にはＮ、Ｓを交互に着磁した磁石１７ｃが固定される（図３（ｃ）を参照）。第１のロッド１３は、回転防止機構２０で回転を拘束され、軸方向の移動のみ可能とされる。回転防止機構２０としては、セレーション、Ｄカットなど様々な手法を採用可能である。
【００２６】
トー角調整部１２ｂは、第１のロッド１３の一端部に形成した第２の雄ねじ１３ｂと、第２のロッド２１の一端部に形成した第２のナット（雌ねじ）２１ａを含む第２の台形ねじ２２を主要部品とされる（図３（ｅ）を参照）。第２のロッド２１は、例えばボールスプライン軸であり、その外周には軸方向に複数の溝２１ｂが形成され、この溝２１ｂを転動体２３（ボール）が転がることで直動案内と回転トルクを伝達可能なボールスプラインナット２４が挿入される（図３（ｇ）を参照）。ボールスプラインナット２４を遊星キャリアとする第２の減速機（遊星歯車機構）２５と、第２の減速機２５の太陽歯車（サンギア）２６ａをその先端に形成した中空モータシャフト２６とステータ２７からなる第２のモータ２８を含み、これらはすべて第１のロッド１３と同じ軸上に配置される（図３（ｄ）、（ｆ）、（ｇ）を参照）。中空モータシャフト２６の一部分にはＮ、Ｓを交互に着磁した磁石２６ｃが固定される（図３（ｄ）を参照）。
【００２７】
転舵部１２ａとトー角調整部１２ｂでは、第１、第２のロッド１３、２１と、第１、第２の減速機１６、２５と、第１、第２のモータ１９、２８の構成要素すべてが同軸上に配置された一軸構造とされるため、コンパクトな構造にすることができる。しかも、第１のロッド１３を第１のモータ１９及び第１の減速機１６で、第２のロッド２１を第２のモータ２８及び第２の減速機２５で個別に駆動するように構成することで、一方のロッドに対する駆動が他方のロッドに対する駆動に影響を与えずに、後輪１０、１１の転舵及びトー角調整を個別にスムーズに行うことができる。
【００２８】
第１のモータ１９を回転すると、第１の減速機１６で減速されて第１のナット１４が回転し、その回転量に応じて第１のロッド１３と第２のロッド２１とが一体となって左右に移動し、後輪１０、１１を前輪に対して同位相、あるいは逆位相に転舵する。
【００２９】
第２のモータ２８を回転すると、第２の減速機２５で減速されてボールスプラインナット２４が回転する。ボールスプラインナット２４の回転に伴い、第２のロッド２１（ボールスプライン軸）も一緒に回転して第２のナット２１ａが回転する。ナット２１ａが回転すると、第２の台形ねじ２２によって、第１のロッド１３に対して第２のロッド２１が左右に相対移動して、第２のロッド２１側に連結される後輪１０のトー角が調整される。左右の後輪１０、１１のトー角を変更する場合には、第１、第２のロッド１３、２１の位置をそれぞれ調整することで、トーイン、トーアウトの制御が可能となる。
【００３０】
検出部１２ｃには、各種センサが配置される。後輪転舵装置１２の転舵位置は、第１のロッド１３の位置を第１の位置検出器２９で検出することで把握する。また、トー角調整位置は、第１のロッド１３に対する第２のロッド２１の位置を第２の位置検出器３０で検出することで把握し、これらの検出情報は電子制御ユニット（ＥＣＵ）９に入力される。また、中空モータシャフト１７、２６の各端部には、モータの回転角を検出する第１、第２の回転検出器３１、３２、例えばレゾルバが配置される。
【００３１】
第１、第２の位置検出器２９、３０と、第１、第２の回転検出器３１、３２は後輪転舵装置１２の中央１箇所に集約されるため、配線の引き出し箇所を少なくできる。また、検出部１２ｃは、第１、第２の台形ねじ１５、２２、第１、第２の減速機１６、２５とは離れており、しかも、その間に第１、第２のモータ１９、２８が設けられているため、台形ねじや減速機の歯車等の機械駆動部（摺動部）に塗布されたグリースの飛散付着が抑制される。
【００３２】
図４に、後輪転舵のイメージ図を示す。後輪転舵装置１２の第１のロッド１３を左右に移動すると、第１、第２のロッド１３、２１は一体となって左右に移動し、前輪２、３の転舵角に対して後輪１０、１１を同位相、あるいは逆位相に転舵する。
【００３３】
図５に、トー角調整のイメージ図を示す。図５（ａ）は、第２のロッド２１を矢印Ａ方向に移動した場合の後輪１０のトー角調整状態を示す。第２のモータ２８を回転すると、第２の減速機２５で減速されてボールスプラインナット２４が回転し、それに合わせて第２のロッド２１（ボールスプライン軸）も一緒に回転して第２のナット２１ａが回転する。たとえば、第２のロッド２１が矢印Ａ方向に移動して、第２のロッド２１側に連結される後輪１０のトー角を２αに調整する。このとき、第１のロッド１３は固定状態のため、第１のロッド１３の側に連結される後輪１１のトー角は動かない。
【００３４】
図５（ｂ）は、左右の後輪のトー角をそれぞれ調整する例を示す。左右の後輪１０、１１のトー角を変更する場合には、図５（ａ）に示す状態から、第１のロッド１３の位置を矢印Ｂの方向に移動し、後輪１０のトー角の半分αだけ転舵すると、左右の後輪１０、１１のトー角はそれぞれαに調整される。ここでは、説明を判り易くするため左右の後輪のトー角調整を別々に分けたが、実際には、第１、第２のロッド１３、２１を同時に移動してトー角調整がされる。
【００３５】
図６に、後輪転舵装置の詳細構成図を示す。構成を分かり易くするため、ケース（筺体）は斜線で表示した。後輪転舵装置１２の転舵部１２ａの主要構成は、第１のロッド１３と、第１のロッド１３に設けた第１の台形ねじ１５と、第１の減速機１６と、第１のモータ１９からなる。これらはすべて第１のロッド１３と同じ軸上に配置される。第１のロッド１３は、回転防止機構２０で回転を抑制され、軸方向の移動のみ可能とされる。回転防止機構２０は、ロッド１３に形成したスプライン軸２０ａとケースに形成したスプライン穴２０ｂからなる。
【００３６】
第１の台形ねじ１５は、第１のロッド１３に形成した第１の雄ねじ１３ａと、第１の雄ねじ１３ａに螺合する第１のナット１４からなる。第１の減速機１６は遊星歯車機構であり、第１のナット１４に遊星歯車のキャリア３３が固定され、その側面にはピン３４を用いて遊星歯車３５が回転可能に支持される。内歯歯車３６はケースに固定される。太陽歯車１７ａは、第１のモータ１９の中空モータシャフト１７の先端に形成される。第１のモータ１９のステータ１８はケースに固定される。
【００３７】
第１のモータ１９には回転角を検出する第１の回転検出器３１が固定される。第１の回転検出器３１は、たとえばレゾルバであり、中空モータシャフト１７の一端部にレゾルバのシャフト３１ａ、これに対峙するケース側にレゾルバのステータ３１ｂが固定される。中空モータシャフト１７の両端は軸受で回転支持され、その孔１７ｂには第１のロッド１３が挿入される。
【００３８】
トー角調整部１２ｂの構成は、第２のロッド２１と、第２のロッド２１の一端部に設け、第１のロッド１３の一端部に形成した雄ねじ１３ｂと、第２のロッドの一端部に形成した雌ねじからなる第２のナット２１ａを形成し、これらを螺合する第２の台形ねじ２２と、第２の減速機２５と、第２のモータ２８からなる。これらはすべて第１のロッド１３と同じ軸上に配置される。
【００３９】
第２のロッド２１は、例えばボールスプライン軸であり、その外周には軸方向に複数の溝２１ｂが形成される。この溝２１ｂを転動体２３（ボール）が転がることで直動案内と回転トルクを伝えることが可能なボールスプラインナット２４が挿入される。
【００４０】
第２の減速機２５は遊星歯車機構であり、ボールスプラインナット２４を遊星歯車のキャリアとし、その側面にはピン３７を用いて遊星歯車３８が回転可能なように支持される。内歯歯車３９はケースに固定される。太陽歯車２６ａは、第２のモータ２８の中空モータシャフト２６の先端に形成される。第２のモータ２８のステータ２７はケースに固定される。
【００４１】
第２のモータ２８には回転角を検出する第２の回転検出器３２が固定される。第２の回転検出器３２は、たとえばレゾルバであり、中空モータシャフト２６の一端部にレゾルバのシャフト３２ａ、これに対峙するケース側にレゾルバのステータ３２ｂが固定される。中空モータシャフト２６の両端は軸受で回転支持され、その孔２６ｂには第１のロッド１３と第２のロッド２１が挿入される。
【００４２】
転舵部１２ａとトー角調整部１２ｂの構成部品である第１、第２の減速機１６、２５と、第１、第２のモータ１９、２８は、すべて第１のロッド１３と同じ軸上に配置される。第１のモータ１９を回転すると、第１の減速機１６で減速されて第１のナット１４が回転し、その回転量に応じて第１のロッド１３と第２のロッド２１が一体となって左右に移動し、後輪１０、１１を前輪２、３の転舵角と同位相、あるいは逆位相に転舵する。
【００４３】
転舵部１２ａの転舵量は、第１の位置検出器２９を用いて第１のロッド１３の軸方向の絶対位置を検出する。第１の位置検出器２９は、たとえばアナログ出力のホールＩＣ４０と磁石４１を用いた磁気検出器を使用する。第１のロッド１３に固定したホルダ４２内に磁石４１を固定し、磁石４１に対峙するケース側にホールＩＣ４０を固定し、ホールＩＣ４０に印加される磁束変化を位置出力に変換することでロッド１３の絶対位置を検出する。
【００４４】
第２のモータ２８を回転すると、第２の減速機２５で減速されてボールスプラインナット２４が回転する。ボールスプラインナット２４の回転に伴い、第２のロッド２１（ボールスプライン軸）も一緒に回転し、第２のナット２１ａが回転するため、第１のロッド１３に対して第２のロッド２１が左右に相対移動して、第２のロッド２１側に連結される後輪のトー角を調整する。
【００４５】
トー角調整部１２ｂの転舵量は、第２の位置検出器３０を用い、第１のロッド１３に対する第２のロッド２１の移動量を絶対位置検出する。第２の位置検出器３０は、たとえばアナログ出力のホールＩＣ４３と磁石４４を用いた磁気検出器であり、第１のロッド１３に固定した支持部材４５にホールＩＣ４３を固定し、第２のロッド２１と一体となって軸方向に移動するスライド部材４６に磁石４４が固定され、ホールＩＣ４３に印加される磁束変化を位置出力に変換する。
【００４６】
スライド部材４６は中空円筒形状とされ、第２のロッド２１の一端面と接する側にフランジ４６ａが設けられる。スライド部材４６は第１のロッド１３に挿入され、第１のロッド１３上を摺動可能とされる。第１のロッド１３にはリング部材４７が固定され、リング部材４７とスライド部材４６との間にはスプリング４８が挿入され、スライド部材４６の端面に予圧を与える。第２のロッド２１の一端面とスライド部材４６のフランジ４６ａ面とは、常に当接した状態にされる。スライド部材４６の側面には切り欠き窓４６ｂが設けられ、第１のロッド１３に固定したピン４９を切り欠き窓４６ｂに挿入することで、スライド部材４６の軸周りの回転が拘束される。
【００４７】
第２のモータ２８を用いて第２のロッド２１を回転し、第２の台形ねじ２２が回されると、第２のロッド２１は軸方向に移動するが、スライド部材４６には予圧が印加されているため、第２のロッド２１の一端面とスライド部材４６のフランジ４６ａ面は離れることなく、常に当接状態を維持する。なお、第２のロッド２１が回転しても、スライド部材４６は回転しないためこれらが摺動する。当接部に図示しないスラスト軸受を入れて、摺動時の摩耗を抑制してもよい。（図９にスラスト軸受を入れた例を示す。）
【００４８】
トー角調整部１２ｂの転舵量は、第１のロッド１３に対する絶対位置を検出して算出するため、第１のロッド１３が転舵された状態でトー角調整部１２ｂを転舵しても、トー角調整量を把握することが可能となる。なお、第１、第２の位置検出器２９、３０としてホールＩＣ４０、４３を利用した磁気方式を説明したが、軸方向の移動量を回転に変換して、回転角センサで検出する方式であってもよく、検出方法は限定されない。また、自動車１の始動時に第１、第２位置検出器２９、３０から第１、第２のロッド１３，２１の絶対位置を検出し、その後は第１、第２の回転検出器の信号をカウントして、各転舵位置を算出する方式であってもよい。
【００４９】
トー角調整部１２ｂでは、第２のロッド２１としてボールスルライン軸を例に説明したが、ボールスプライン軸に代えてインボリュートスプライン軸とし、インボリュートスプライン穴をナット側に形成した構造にしてもよい。
【００５０】
図６に示す構成では、第２のロッド２１の端部に固定された連結部５０にはボールジョイント５１を介してタイロッド５２が連結され、図示しないナックルを駆動して転舵される。このとき、トー角調整のために第２のロッド２１が回転するため、ボールジョイント５１が摺動することでタイロッド５２が回転しないようにされる。
【００５１】
図７に、第２のロッドの代替え機構、図８に、図７中のＡ−Ａ矢視図を示す。第２のロッド６０の軸に対して直角方向に貫通孔６０ａを形成し、貫通孔６０ａに挿入した支持軸６１の両端に軸受６２の内輪が挿入される。ナット６３の中央に形成した孔６３ａには第１のロッド６０が挿入され、摺動可能とされる。また、孔６３ａには軸受６２の案内溝６３ｂが形成され、ナット６３はケースを介して軸受支持される。ナット６３が回転すると、軸受６２と案内溝６３ｂとが当接した状態で第２のロッド６０にトルクが伝達され、第２のロッド６０が回転するとともに、第２の台形ねじ６４の回転に伴い、軸受６２の外輪と案内溝６３ｂの側面とが摺動し、第２のロッド６０が軸方向に移動する。
【００５２】
図９に、第２のロッドの一端部の変更例を示す。第２のロッド２１とタイロッド５２の先端に固定されたボールジョイント５１を支持する連結部５０との間にスラスト機構６５が挿入される。スラスト機構６５の内部にはスラスト軸受６６と転送面部材６７、６８が挿入され、第２のロッド２１の回転が直接タイロッド５２に伝わらない構造にしてもよい。
【００５３】
また、第２のロッド２１とスライド部材４６のフランジ４６ａとの間には、スラスト軸受６９と、その受座になるスラストリング７０を挿入して、第２のロッド２１とフランジ４６ａとが直接摺動するのを回避してもよい。
【００５４】
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、上記の説明ではなく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及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】
【００５５】
１０、１１  後輪
１３  第１のロッド
１３ａ、１３ｂ  雄ねじ
１４  第１のナット
１６  第１の減速機
１７  シャフト
１７ａ  太陽歯車
１９  第１のモータ
２１  第２のロッド
２１ｂ  溝
２３  転動体
２４  ボールスプラインナット（ナット）
２５  第２の減速機
２６  シャフト
２６ａ  太陽歯車
２８  第２のモータ
２９  第１の位置検出器
３０  第２の位置検出器
３３  キャリア
３５  遊星歯車
３６  内歯歯車
３８  遊星歯車
３９  内歯歯車
４６  スライド部材
４８  スプリング
６３  ナット
【図１】
2015033955.tif 000003
【図２】
2015033955.tif 000004
【図３】
2015033955.tif 000005
【図４】
2015033955.tif 000006
【図５】
2015033955.tif 000007
【図６】
2015033955.tif 000008
【図７】
2015033955.tif 000009
【図８】
2015033955.tif 000010
【図９】
2015033955.tif 000011