(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングリンクを軸方向に駆動する転舵アクチュエータを備えるステアバイワイヤ式の車両の操舵装置であって、
ねじ軸及びナット軸を備えるボールねじと、
前記ねじ軸が同心に貫通配置される第１の中空モータと、
前記ねじ軸の軸線に対して平行な偏心軸線を有し、前記ねじ軸が貫通配置される第２の中空モータと、
前記第２の中空モータの回転を前記ナット軸に伝達する減速機構と、を備え、
前記ボールねじは、前記ナット軸を２つ有し、
前記ナット軸のうち一方のナット軸は、前記第１の中空モータにより直接駆動され、
前記ナット軸のうち他方のナット軸は、前記減速機構を介して前記第２の中空モータにより駆動されることを特徴とするステアバイワイヤ式の車両の操舵装置。
【請求項２】
前記ねじ軸の周面に対し転がり接触する転動体を周方向に複数有して、前記ねじ軸の軸方向の移動を支持すると共に前記ねじ軸の回転を防止する回り止め機構を、更に備えることを特徴とする請求項１に記載のステアバイワイヤ式の車両の操舵装置。
【請求項３】
前記減速機構は、くさび作用を用いる減速機構であり、
前記減速機構の減速比が１．２〜２であることを特徴とする請求項１又は２に記載のステアバイワイヤ式の車両の操舵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の操舵装置に関し、特に、ステアバイワイヤ式の操舵装置や電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ステアリングホイールとステアリングリンクを機械的に連結せずに配するステアバイワイヤ式の操舵装置が知られている（例えば、特許文献１及び２参照。）。特許文献１の操舵装置では、軸方向に同心に離間配置された２つのモータがステアリングリンクを構成するボールねじ機構のねじ軸の外側に平行に配置されている。そして、ステアリングホイールのステアリング角度によって２つモータを制御することにより、モータの回転を歯車減速機構を介してボールねじ機構のナット軸に伝達し、ステアリングリンクを軸方向に移動する。
【０００３】
特許文献２のステアバイワイヤ式の操舵装置は、軸方向に同心に離間配置された２つの中空モータにステアリングリンクを構成するボールねじ機構のねじ軸を貫通配置し、中空モータを回転させ、この回転をボールねじ機構によってステアリング動作に変換している。
【０００４】
また、ラック軸に操舵補助力を与えてアシスト駆動するラックアシスト型の電動パワーステアリング装置としては、軸方向に同心に離間配置された２つの中空モータにラック軸を貫通配置し、中空モータの回転をボールねじ機構によってラック軸の軸方向移動に変換したものが知られている（例えば、特許文献３参照。）。
【特許文献１】特開平４−３８２７０号公報
【特許文献２】特開２００１−８０５３０号公報
【特許文献３】特開２００４−３０６８６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１では、２つのモータを使って信頼性の高い操舵装置を与えているが、２つのモータをねじ軸の外部に平行に配置しているため、操舵装置の大型化を招く原因になる。
【０００６】
また、特許文献２及び特許文献３では、ねじ軸と同心の中空モータを用いて省スペースを図っているが、中空モータがボールねじのナット軸を直接回転させるため、減速比が小さい。このため、出力トルクが大きな中空モータが必要となり、中空モータ自体ひいては操舵装置の大型化を招く原因になる。
【０００７】
また、ナット回転でねじ軸を直線運動させるタイプの転舵アクチュエータでは、ねじ軸の回り止め機構が必要である。特許文献３のような電動パワーステアリング装置では、ねじ軸の端部に設けたラックに噛合するステアリングシャフト側のピニオンをねじ軸の回り止めとして使用することができるが、特許文献１及び特許文献２のように、ピニオンを有しない構造では、ねじ軸の回り止め機構が別途必要である。
【０００８】
そして、車両の走行中、タイヤからの振動（軸力の振動）がねじ軸に伝わると、ねじ軸がナットからの反力で回転振動を生じ、ねじ軸と回り止め機構との間で騒音が発生してしまうという問題がある。
【０００９】
本発明は、このような不都合を解消するためになされたものであり、その目的は、転舵アクチュエータの小型化を図ることができる車両の操舵装置を提供することにある。また、本発明の他の目的は、タイヤから伝わる振動による騒音を抑制することができる車両の操舵装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の上記目的は、下記の構成によって達成される。
（１）ステアリングリンクを軸方向に駆動する転舵アクチュエータを備えるステアバイワイヤ式の車両の操舵装置であって、ねじ軸及びナット軸を備えるボールねじと、ねじ軸が同心に貫通配置される第１の中空モータと、ねじ軸の軸線に対して平行な偏心軸線を有し、ねじ軸が貫通配置される第２の中空モータと、第２の中空モータの回転をナット軸に伝達する減速機構と、を備え、ボールねじは、ナット軸を２つ有し、ナット軸のうち一方のナット軸は、第１の中空モータにより直接駆動され、ナット軸のうち他方のナット軸は、減速機構を介して第２の中空モータにより駆動されることを特徴とするステアバイワイヤ式の車両の操舵装置。
（２）ねじ軸の周面に対し転がり接触する転動体を周方向に複数有して、ねじ軸の軸方向の移動を支持すると共にねじ軸の回転を防止する回り止め機構を、更に備えることを特徴とする（１）に記載のステアバイワイヤ式の車両の操舵装置。
（３）減速機構は、くさび作用を用いる減速機構であり、減速機構の減速比が１．２〜２であることを特徴とする（１）又は（２）に記載のステアバイワイヤ式の車両の操舵装置。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、第２の中空モータが、ねじ軸の軸線に対して平行な偏心軸線を有し、ねじ軸が貫通配置されるので、モータをねじ軸の外部に平行に配置する場合に比べて、転舵アクチュエータの省スペースを図ることができる。
また、第２の中空モータの回転を減速機構を介してボールねじ機構のナット軸に伝達するため、中空モータでボールねじ機構のナット軸を直接回転させる場合に比べて、減速比を大きくとることができる。これにより、出力トルクの大きな中空モータを用いる必要がなく、転舵アクチュエータの小型化を図ることができる。
そして、減速機構を介してナット軸に回転を伝達する第２の中空モータにより低速域におけるねじ軸の軸力を確保し、減速機構を用いない第１の中空モータで高速域での動力を出力することができるので、幅広い出力特性を実現することができる。
なお、減速機構の減速比が大きいと、ねじ軸に対して中空モータの慣性が大きくなり車両の操舵特性が劣化したり、外径サイズが制約を受ける場合がある。このため、減速比は１．２〜２程度に設定されることが望ましい。
【００１２】
また、本発明によれば、ねじ軸の軸方向の移動を転がり接触により支持するとともに、ねじ軸の回転を防止する回り止め機構を備えるので、タイヤからの振動（軸力の振動）がねじ軸に伝わって、ねじ軸がナット軸からの反力で回転振動を生じた場合においても、がたつきを良好に防止することができる。これにより、音の発生を回避することができる。
【００１３】
また、本発明によれば、ねじ軸が同心に貫通配置される第１の中空モータと、ねじ軸の軸線に対して平行な偏心軸線を有し、ねじ軸が貫通配置される第２の中空モータと、を備えるので、万一、一方の中空モータが出力不能となっても他方の中空モータで操舵が可能なフェールセーフなシステムとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施形態に係る車両の操舵装置について図面を参照して詳細に説明する。なお、本実施形態では、ステアリングホイールの入力が転舵機構に電気的に伝達され、転舵アクチュエータがステアリングリンクを構成するねじ軸を軸方向に駆動するステアバイワイヤ式の操舵装置に本発明を適用した場合を例に採る。
【００１５】
本実施形態である車両の操舵装置１０では、図１に示すように、ステアリングリンク１１は、左右の前輪１２を支持するタイロッド１３と、左右のタイロッド１３に軸方向の両端部が連結される、ボールねじ機構のねじ軸１４とを備えている。そして、操舵制御駆動装置１６で制御される転舵アクチュエータ１５によってねじ軸１４を軸方向に駆動することにより、前輪１２が操舵される。
【００１６】
操舵制御駆動装置１６は、車両制御装置１７に蓄積された車速、車輪速、ヨーレート、横加速度、コーナリング力等のさまざまな車両情報、ステアリングホイール１８のステアリング角度に応じた反力アクチュエータ１９からの入力信号、軸力センサ２０からの入力信号等に基づいて転舵アクチュエータ１５を駆動し、車両の状態を適正に制御する。
【００１７】
転舵アクチュエータ１５は、図１及び図２に示すように、ねじ軸１４と２つのナット軸２１，２２を有するボールねじ機構と、ねじ軸１４が同心に貫通配置されて、一方のナット軸２１に回転を伝達する第１の中空モータ２３と、ねじ軸１４の軸線Ｐに対して平行な偏心軸線Ｑを有し、ねじ軸１４が貫通配置される第２の中空モータ２４と、第２の中空モータ２４の回転を他方のナット軸２２に伝達する減速機構２５とを備えている。
【００１８】
ナット軸２１，２２は軸方向に互いに離間して配置されている。ナット軸２１は第１の中空モータ２３を収容するモータハウジング２６内に深溝玉軸受２７及び一対のアンギュラ玉軸受２８等の転がり軸受を介して回転可能に支持されている。ナット軸２２は、モータハウジング２６と、第２の中空モータ２４を収容するモータハウジング２９との間で締結される中間ハウジング３０内に、一対のアンギュラ玉軸受３１等の転がり軸受を介して回転可能に支持されている。
【００１９】
第１の中空モータ２３は、ナット軸２１の外周部に一体に設けられたロータ３２と、ハウジング２６の内周部にロータ３２に径方向に対向して設けられたステータ３３とを備えている。そして、操舵制御装置１６によりステータ３３に対する駆動電流を制御することによりロータ３２は回転駆動されて、その回転がナット軸２１に直接伝達され、これにより、ねじ軸１４が軸方向に駆動される。
【００２０】
第２の中空モータ２４は、ナット軸２２と軸方向に並んで配置された中空のオフセット軸３４の外周部に一体に設けられたロータ３５と、モータハウジング２９の内周部にロータ３５に径方向に対向して設けられたステータ３６とを備えている。
【００２１】
オフセット軸３４は、ねじ軸１４の軸線Ｐに対して平行な偏心軸線Ｑを有して、ナット軸２２の内径より大きな略一様内径に形成されており、ねじ軸１４はオフセット軸３４内に貫通配置される。また、オフセット軸３４では、ナット軸２２から離間する側の端部がモータハウジング２９に深溝玉軸受３７等の転がり軸受を介して回転可能に支持されている。
【００２２】
そして、操舵制御装置１６によりステータ３６に対する駆動電流を制御することによりロータ３５は回転駆動されて、その回転がオフセット軸３４のナット軸２２側の端部外周面とナット軸２２の端部に形成された拡径部２２ａの内周面との間に介装された減速機構２５を介してナット軸２２に伝達され、これにより、ねじ軸１４が軸方向に駆動される。
【００２３】
減速機構２５は、くさび作用を用いたトラクションドライブ減速機構（以下、くさびローラ減速機と呼ぶ）であり、図３に示すように、ナット軸２２とオフセット軸３４との間に、周方向に亘って径方向寸法の異なる環状空間３８が形成されている。この環状空間３８内には、固定ガイドローラ３９と、固定ガイドローラ３９より小径の二つのくさびローラ４０ａ，４０ｂとが設けられている。
【００２４】
固定ガイドローラ３９は、モータハウジング２９に固定された固定キャリア３９ａと固定キャリア３９ａに締結された連結板３９ｂとの間に支持されるキャリアピン３９ｃの回りに、ニードルローラ３９ｄを介して回転可能に支持されており、環状空間３８の径方向寸法の広い領域において、その外周面をオフセット軸３４の外周面およびナット軸２２の内周面に当接させた状態で配置されている。
【００２５】
二つのくさびローラ４０ａ，４０ｂは、環状空間３８の径方向寸法の狭い領域に向けてそれぞればね４１によって押圧付勢された状態で、円周方向に変位可能に互いに離間配置されている。
【００２６】
そして、オフセット軸３４が正回転駆動（矢印ａ方向）される場合には、例えば、くさびローラ４０ａがばね４１の付勢力、及びオフセット軸３４の回転力によって環状空間３８の径方向寸法の狭い領域に向けて微小変位して、オフセット軸３４の外周面とナット軸２２の内周面との間に食い込み、これにより、オフセット軸３４の回転駆動力がくさびローラ４０ａおよび固定ガイドローラ４４を介してナット２１に伝達される。
【００２７】
一方、オフセット軸３４が逆回転駆動（矢印ｂ方向）される場合も、回転方向が逆になることで、くさびローラ４０ｂが、前記環状空間３８の径方向寸法の狭い領域に向けて微小変位し、オフセット軸３４の外周面とナット軸２２の内周面との間に食い込み、上記同様の作用によって、オフセット軸３４の回転駆動力がナット軸２１に伝達される。
【００２８】
このように、くさびローラ減速機２５は、くさびローラ４０ａ，４０ｂのくさび作用を利用して、大トルクが入力されてもすべることなく回転を効率よく伝達する減速機構であり、がたつきによる操舵性の劣化やギアの作動音の問題もなく、転舵アクチュエータに好適に用いることができる。
【００２９】
ここで、オフセット軸３４とナット軸２２（ねじ軸１４）との偏心量ｅは、ねじ軸１４の直径の１／５程度が好ましく、これによって、オフセット軸３４の内径を極端に大きくしなくてもねじ軸１４を貫通させることができ、第２の中空モータ２４の大型化を防ぐことができる。
【００３０】
また、くさびローラ減速機２５の減速比が大きいと、ねじ軸１４に対して中空モータ２４の慣性が大きくなり車両の操舵特性が劣化したり、外径サイズが制約を受ける場合がある。このため、減速比は１．２〜２程度に設定されることが望ましい。
【００３１】
また、本実施形態では、図２及び図４に示すように、ねじ軸１４の一端側にねじ軸１４の回り止め機構４２が設けられている。この回り止め機構４２は、図４に示すように、ねじ軸１４の軸方向の移動を転がり接触（ローラフォロア）により支持するとともに、ねじ軸１４の回転を防止するようにしたものである。ねじ軸１４の一端側の外周面には一対の平面部４３が互いに１８０°離間して軸方向に沿って形成され、一対の平面部４３に一対のローラ４４がそれぞれ転がり接触している。
【００３２】
一対のローラ４４はそれぞれ、モータハウジング２９に嵌合されたローラピン４５にニードルローラ４６等の転動体を介して回転可能に支持されており、また、一方のローラピン４５は、モータハウジング２９にねじ込まれた一組の予圧ねじ４７によって径方向に押圧可能とされている。この押圧力を調整することにより、ローラ４４が平面部４３に押圧接触して予圧が付与され、ねじ軸１４のがたつきが防止される。
なお、すべり接触においてねじ軸１４にがたつきが生じないように予圧をかける場合には、効率が低下し、大きなモータを使用しなければならなくなるが、本実施形態のように、転がり接触の場合には、モータを大型化する必要はない。
【００３３】
更に、本実施形態では、図２に示すように、回転角センサ（レゾルバ）４８が、ナット軸２１、ナット軸２２及びオフセット軸３４にそれぞれ１つずつ、合計３つ使用され信頼度を向上している。
【００３４】
そして、３つの回転角センサ４８の相関関係が崩れた場合、多数決で１つの回転角センサ４８を異常と判断する。異常の場合には、操舵制御装置１６は運転者に警報を出して修理を促すが、正常な残り２つの回転角センサ４８によって転舵アクチュエータ１５を制御し、機能の喪失を防いでいる。
【００３５】
また、第２の中空モータ２４のオフセット軸３４とナット軸２２との間には、くさびロータ減速機２５が配置されるため微小なすべりや減速比の変動が起きるが、ナット軸２２とオフセット軸３４の双方の回転角センサ４８によって、すべりを補正する制御も行っている。
【００３６】
従って、本実施形態の車両の操舵装置１０によれば、第２の中空モータ２４が、ねじ軸１４の軸線Ｐに対して平行な偏心軸線Ｑを有し、ねじ軸１４が貫通配置されるので、モータをねじ軸の外部に平行に配置する場合に比べて、転舵アクチュエータ１５の省スペースを図ることができる。
【００３７】
また、第２の中空モータ２４の回転駆動力を減速機構２５を介してボールねじ機構のナット軸２２に伝達するため、中空モータでボールねじ機構のナット軸を直接回転させる場合に比べて、減速比を大きくとることができる。これにより、出力トルクの大きな第２の中空モータを用いる必要がなく、転舵アクチュエータ１５の小型化を図ることができる。
【００３８】
さらに、ねじ軸１４の軸方向の移動を転がり接触により支持するとともに、ねじ軸１４の回転を防止する回り止め機構４２を備えるので、タイヤからの振動（軸力の振動）がねじ軸１４に伝わって、ねじ軸１４がナット軸２１，２２からの反力で回転振動を生じた場合においても、がたつきを良好に防止することができる。これにより、音の発生を回避することができる。
【００３９】
また、ねじ軸１４が同心に貫通配置される第１の中空モータ２３と、ねじ軸１４の軸線Ｐに対して平行な偏心軸線Ｑを有し、ねじ軸１４が貫通配置される第２の中空モータ２４と、を備えるので、万一、一方の中空モータが出力不能となっても他方の中空モータで操舵が可能なフェールセーフなシステムとすることができる。
【００４０】
また、減速機構２５を介してナット軸２２に回転を伝達する第２の中空モータ２４により低速域におけるねじ軸の軸力を確保し、減速機構を用いない第１の中空モータ２３で高速域での動力を出力することができるので、幅広い出力特性を実現することができる。
【００４１】
なお、本発明の車両の操舵装置は、本実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
【００４２】
本発明の回り止め機構は、ねじ軸１４の軸方向の移動を転がり接触により支持するとともに、ねじ軸１４の回転を防止するようにしたものであればよく、図５及び図６に示す変形例のような回り止め機構５０であってもよい。
【００４３】
この回り止め機構５０では、ねじ軸１４の一端側が円柱状に形成されており、ねじ軸１４の外周面に軸方向に沿って転がり接触する曲面ローラ５１が、不図示の保持器を用いて、ねじ軸１４の軸方向に複数配置されローラ列５１ａを構成するとともに、ローラ列５１ａをねじ軸１４の周方向に複数箇所配置する。
【００４４】
ローラ５１は、ねじ軸１４の外周面と、モータハウジング２９の内周面或いはモータハウジング２９に固定された外筒５２の内周面との間に予圧を付与した状態で組み込まれており、図６に示すように、軸方向中央部に形成された凹曲面５３と軸方向両端部に形成された凸曲面５４との組合せによって構成される。凹曲面５３の曲率ｒ１はねじ軸１４の外周面の曲率と略同等とされ、凸曲面５４の曲率ｒ２はモータハウジング２９或いは外筒５２の内周面の曲率と略同等とされている。
【００４５】
また、転がり接触を用いたその他の回り止め機構としては、ボールスプラインを予圧状態で使用するようにしてもよい。
【００４６】
なお、転舵アクチュエータ１５では、ボールねじ機構にがたつきがある場合の他、タイヤからの軸力振動で音が発生する場合もあるが、この場合は、ナット軸２１側とナット軸２２側とで発生するねじ軸１４の軸力の差を第１の中空モータ２３及び第２の中空モータ２４で制御し、ボールねじ機構を予圧状態にすることで解決することも可能である。
【００４７】
また、２つのナット軸２１，２２間を定圧もしくは定位置予圧として、ねじ軸１４のがたつきを防ぐようにしてもよい。２つのナット軸２１，２２を定位置予圧とすると、第２の中空モータ２４を第１の中空モータ２３側のボールねじ機構でも分担することができるので、ボールねじ機構の負荷容量を有効に利用してねじ軸１４を小型化することができる。
【００４８】
また、本実施形態では、減速機構として、くさびローラ減速機を例示したが、これに代えて、ナット軸２２側に形成した内歯車と、オフセット軸３４側に形成した外歯車とを噛合させた歯車減速機を用いてもよい。
【００４９】
さらに、本実施形態では、ステアリングホイールの入力を電気的に転舵アクチュエータに伝達するステアバイワイヤ式の操舵装置に本発明を適用した場合を例示したが、本発明はこれに限定されず、転舵アクチュエータによってステアリングリンクとしてのラック軸の軸方向移動をアシストするラックアシスト型の電動パワーステアリング装置に適用してもよい。この場合、ラック軸はボールねじ機構のねじ軸を構成し、ラック軸の端部に形成されたラックにステアリングシャフトに設けたピニオンが噛合する。
【実施例】
【００５０】
図７は、本実施例及び従来例におけるねじ軸の移動速度に対するねじ軸推力を比較したものである。なお、電源から供給可能な電流には限りがあるので、電源電流が制限された場合の特性を示している。出力推力は、入力電力に対して、モータと駆動回路の損失および機械損失により決まる。
【００５１】
図７において、第１の中空モータ２３のみでねじ軸１４を駆動する場合を従来例１、第２の中空モータ２４（減速機構付き）のみでねじ軸１４を駆動する場合を本実施例１、第１の中空モータ２３及び第２の中空モータ２４（減速機構付き）を用いてねじ軸１４を駆動する場合を本実施例２、第１の中空モータ２３を２つ用いてねじ軸１４を駆動する場合を従来例２とする。
【００５２】
転舵アクチュエータ１５には、据え切り時等に低速で大きな推力が要求されるとともに緊急回避やカウンタステア等の高速転舵においても大きな推力が要求される。
【００５３】
第１の中空モータ２３及び第２の中空モータ２４は同じ特性のモータを使用しているが、減速機構２５（減速比１．５）を有した第２の中空モータのみの本実施例１では、第１の中空モータ２３のみに電流を与えた従来例１と比べて、ほぼ全域に亘って推力特性がアップしているのがわかる。
【００５４】
第１の中空モータ２３と第２の中空モータ２４とを同時に使用した本実施例２の場合、個々のモータの電流が減り、効率が向上するので単体で駆動するより出力が出る。これにより必要な特性を満たすことができる。
【００５５】
従来例２は第１の中空モータ２３を２個使って減速なしで構成したものであり、高速転舵Ｓ部分の特性をわずかであるが満たすことができず、モータの熱定格により低速での推力も不足してしまう。この推力を改善するには効率のよいモータ特性にする必要があるが、効率を上げるためにはモータを大型化する必要がでてくる。
【００５６】
本実施例２では、同じモータを使用した場合、低速でのモータの熱定格が、１／２＋減速比÷２＝１．２５倍となる。従って、高速でも、低速でも有利な特性であることがわかる。
【００５７】
また、減速機構付きの第２の中空モータ２４を使用した本実施例１は、第１の中空モータ２３を使用した従来例１に比べて、全域に渡って推力が出ているので、第２の中空モータ２４（減速機構付き）を２つ使用した方がさらに小型化ができると考えられるが、ここでは、減速なしの第１の中空モータ２３と併用することで、モータの慣性モーメントの増大を防ぎ、操舵特性の劣化を防いでいる。
【００５８】
図８は、高速転舵時（図７のＳ部）に操舵アクチュエータ１５が出すことのできる推力特性である。この場合も、供給可能な電力を一定とした場合の特性である。
【００５９】
従来例３は、図７の従来例２に対し、減速なしの２つの第１の中空モータ２３（同し特性のもの）で、必要推力をクリアするように最適設計し直したものである。
【００６０】
図８の横軸はそれぞれのモータに供給する電力の割合で、各モータに５０％づつ電力を供給すると効率が最もよくなり、１個のモータではクリアできない推力を出すことができる。
【００６１】
本実施例３は従来例３に対してモータの大きさは変えず、第１の中空モータ２３と第２の中空モータ２４（減速機構付き）を適用し、第２の中空モータ２４を減速比１．５で減速した場合の例であり、効率が向上するので、より大きなトルクを出すことかできる。この場合、減速側の第２の中空モータ２４と非減速側の第１の中空モータ２３に約７：３の電力を供給すると最大推力が出る。なお、７：３の電力供給であると、低速での熱定格が落ちるので、低速トルクに余裕がある場合は５：５の電力を供給する。
【００６２】
本実施例４は、第１の中空モータ２３と第２の中空モータ２４（減速機構付き）を適用し、従来例３に対してモータ長が７０％に小型化されている。モータを小型化しても従来例３と同等の推力を出せる。本発明により小型化できる割合は、必要とされるモータの効率やモータの設計にも依存するが、図７のＳ部で最大効率が得られるようにモータ効率を設計とすると効果がもっとも高い。
【００６３】
次に、モータロータの慣性モーメントについて考える。従来例３におけるロータ１個の慣性モーメントをＪとすると、従来例３の出力軸からみたモータの慣性モーメントは２Ｊである。減速されたロータの慣性モーメントは出力軸からみると減速比の２乗に比例して大きくなるので、本実施例４のロータ１個の慣性モーメントをＪ１、減速比をＮとすると、本実施例４の出力軸からみたモータの合計の慣性モーメントＪｂはＪｂ＝Ｊ１・（１＋Ｎ2 ）となる。
【００６４】
ここで、Ｊ１はモータの体格（長さ）に略比例してＪ１≒０．７Ｊであり、Ｎ＝１．５なので、Ｊｂ≒２．２Ｊとなり、従来に対して１０％程度の慣性モーメントの上昇に抑えられる。仮に、本例で第１の中空モータ２３及び第２の中空モータ２４の両方ともを減速すると、さらにモータを小型化できても４０〜５０％以上の慣性モーメント増大となり、転舵アクチュエータの追従性能や操舵特性が劣化してしまう可能性がある。
【００６５】
これにより、減速機構なしの中空ローラと減速機構付きの中空ローラを備える転舵アクチュエータを用いた場合が、モータを小型化しながら、必要推力を与え、追従性能や操舵特性が劣化することがない最適な構成であることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の一実施形態である車両の操舵装置を説明するための概略図である。
【図２】転舵アクチュエータを説明するための断面図である。
【図３】図２のIII−III線断面図である。
【図４】図２のIV−IV線断面図である。
【図５】回り止め機構の変形例を説明するための斜視図である。
【図６】図５の回り止め機構に用いる曲面ローラを示す図である。
【図７】本実施例及び従来例におけるねじ軸移動速度とねじ軸推力との関係を示すグラフである。
【図８】本実施例及び従来例における入力電力分配と出力推力との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００６７】
１０  車両の操舵装置
１４  ねじ軸
１５  転舵アクチュエータ
２１，２２  ナット軸
２３  第１の中空モータ
２４  第２の中空モータ
２５  くさびローラ減速機（減速機構）
４２  回り止め機構
【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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【図７】
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【図８】
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