(57)【要約】【課題】ダストブーツに回転力が作用しない構造を採用し、ダストブーツに飛び石に強く、耐候性のよい材料を使用して、トー角制御装置に搭載されるアクチュエータの信頼性の向上を図ることを可能にする。【解決手段】後輪１２のトー角を変化させるアクチュエータ３０とを備えた後輪トー角制御装置１０において、アクチュエータ３０は、車体１１側に設けられる車体側部材３１と、この車体側部材３１から突出可能に設けられるとともに、後輪１２側に設けられる車輪側部材３２と、これらの車体側部材３１と車輪側部材３２との間に被せられるダストブーツ４２を備え、これらのダストブーツ４２と、車体側部材３１若しくは車輪側部材３２との間に、車体側部材３１若しくは車輪側部材３２に対してダストブーツ４２のねじれを防止するとともに、車体側部材３１と車輪側部材３２との間をシールする回転シール部材４１を介在させた。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体の下部後方にトー角調整可能に設けられる車輪と、この車輪を揺動自在に支持するサスペンションと、前記車体側と前記車輪側との間に掛け渡され、車輪のトー角を変化させるアクチュエータとを備えた前輪又は後輪のトー角を制御するトー角制御装置において、
前記アクチュエータは、前記車体側に設けられる車体側部材と、この車体側部材から突出可能に設けられるとともに、前記車輪側に設けられる車輪側部材と、これらの車体側部材と車輪側部材との間に被せられるダストブーツを備え、
これらのダストブーツと、車体側部材若しくは車輪側部材との間に、前記車体側部材若しくは前記車輪側部材に対して前記ダストブーツのねじれを防止するとともに、前記車体側部材と前記車輪側部材との間をシールする回転シール部材を介在させたことを特徴とするトー角制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、前輪又は後輪のトー角を制御するトー角制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
前輪又は後輪のトー角を制御するトー角制御装置として、車体側から車輪側に掛けられ、回転力を直動力に変換制御するアクチュエータを設けたものが知られている。
この種のトー角制御装置は、車体の下部後方に車輪をトー角調整可能に設け、この車輪を揺動自在にサスペンションで支持し、車体側と車輪側との間に車輪のトー角を変化させるアクチュエータを設けたものであった。
【０００３】
このようなトー角制御装置として、モータの回転力を、ねじ部及びナット部で直動力に変換するアクチュエータを用いたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００７−２９０４１７公報
【０００４】
同公報の図１及び図２に示されたように、特許文献１の車輪操舵装置（トー角制御装置）１００は、ねじ山（ねじ部）３８が形成されサーボモータ（モータ）１４の回転力が伝達されるフレクスプライン（内筒）２６と、ねじ溝（ナット部）４０が形成され、ねじ山３８に噛み合わされる出力軸（外筒）３２と、この出力軸３２を覆うハウジング（カバー部材）３０と、このハウジング３０と出力軸３２との間に介在させたブッシュ３４とを備えた直動アクチュエータ（アクチュエータ）１０を採用したものである。
【０００５】
このようなトー角制御装置では、一般的にハウジングと出力軸との間から水や異物が侵入したり、摺動面への傷付きを防止する為に、出力軸側とハウジング側との間に蛇腹状のダストブーツが設けられている。
ダストブーツには、飛び石に強く、耐候性に優れた材料を選定されることが多かったが、飛び石に強く、耐候性に優れた材料は、ひねりには脆弱な一面もあった。
【０００６】
このため、出力軸とハウジングとの間に周り止めを設けているものはダストブーツにひねりほとんど入力されないが、アクチュエータの両端に配置されたブッシュにより周り止めをかねている場合には、サスペンションの上下動などにより出力軸がひねられ、ダストブーツに回転力（ひねり）が加わることがある。トー角を制御するアクチュエータにおいては、伸縮量が小さくて済むために、ダストブーツの長さも短いこともあり、ダストブーツの耐久性の更なる向上が望まれている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、ダストブーツに回転力が作用しない構造を採用し、ダストブーツに飛び石に強く、耐候性のよい材料を使用して、トー角制御装置に搭載されるアクチュエータの信頼性の向上を図ることのできる技術を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に係る発明は、車体の下部後方にトー角調整可能に設けられる車輪と、この車輪を揺動自在に支持するサスペンションと、車体側と車輪側との間に掛け渡され、車輪のトー角を変化させるアクチュエータとを備えた前輪又は後輪のトー角を制御するトー角制御装置において、アクチュエータは、車体側に設けられる車体側部材と、この車体側部材から突出可能に設けられるとともに、車輪側に設けられる車輪側部材と、これらの車体側部材と車輪側部材との間に被せられるダストブーツを備え、これらのダストブーツと、車体側部材若しくは車輪側部材との間に、車体側部材若しくは車輪側部材に対してダストブーツのねじれを防止するとともに、車体側部材と車輪側部材との間をシールする回転シール部材を介在させたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に係る発明では、前輪又は後輪のトー角を制御するトー角制御装置は、車体の下部後方にトー角調整可能に車輪が設けられ、この車輪を揺動自在にサスペンションで支持し、車体側と車輪側との間に車輪のトー角を変化させる、アクチュエータが掛け渡される。
アクチュエータは、車体側に設けられる車体側部材と、この車体側部材から突出可能に設けられるとともに、車輪側に設けられる車輪側部材と、これらの車体側部材と車輪側部材との間に被せられるダストブーツを備える。
ダストブーツと、車体側部材若しくは車輪側部材との間に、車体側部材若しくは車輪側部材に対してダストブーツのねじれを防止するとともに、車体側部材と車輪側部材との間をシールする回転シール部材を介在させたので、サスペンションの揺動で車輪側部材に回転力（ひねり）が加わっても、この回転力を回転シール部材で滑らすことができ、ダストブーツに回転力がかかることはない。この結果、ダストブーツに、飛び石に強く、耐候性優れた材料を安心して使用することができ、トー角制御装置に搭載されるアクチュエータの耐久性の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係るトー角制御装置の原理図である。
後輪トー角制御装置（独立後輪操舵装置）１０は、車体１１の下部後方にトー角調整可能に設けられる車輪（後輪）１２と、この後輪１２を揺動自在に支持するサスペンション（懸架装置）１３と、車体１１側と後輪１２側との間に掛け渡され、後輪１２のトー角を制御するアクチュエータ３０とから構成される。後輪トー角制御装置１０は、後輪１２のトー角を制御するトー角制御装置である。
【００１１】
サスペンション１３は、一例としてダブルウィッシュボン形式の懸架装置であり、車体１１下方から揺動自在に延出されるロアアーム１６と、このロアアーム１６の上方且つ車体１１から揺動自在に延出されるアッパアーム１７と、これらのアーム１６，１７に回転自在に設けられ、後輪１２を支持するナックル１８と、車体１１に上端が支持され、下端がロアアーム１６に取付けられ、後輪１２から車体１１に加わる衝撃を和らげるショックアブソーバユニット１９とからなる。
【００１２】
アクチュエータ３０は、一端が車体１１側に揺動自在に支持され、他端がナックル１８に揺動自在に取付けられ、後述するように、回転力を直動力に変換して後輪１２のトー角を制御するものである。
次図で後輪トー角制御装置１０の動作原理を説明する。
【００１３】
図２（ａ）〜（ｃ）は本発明に係るトー角制御装置の作用説明図である。
（ａ）において、後輪１２を車体中心に平行に位置させる初期状態の後輪トー角制御装置１０が示される。
【００１４】
（ｂ）において、アクチュエータ３０を矢印ａ１の如く伸ばすことで後輪１２を車体１１内方に駆動し、トーインの状態に制御することができる。
（ｃ）において、アクチュエータ３０を矢印ａ２の如く縮めることで、後輪１２を車体１１外方に駆動し、トーアウトの状態に制御することができる。
以下、アクチュエータ３０の詳細を説明する。
【００１５】
図３は本発明に係るトー角制御装置のアクチュエータの正面断面図であり、図４は本発明に係るトー角制御装置のアクチュエータの主要部品の分解斜視図である。
図３及び図４に示されたように、アクチュエータ３０は、回転力を直動力に変換する部材であり、２分割構成され、車体１１側に取付けられる一方側ハウジング（車体側部材）３１と、２分割構成され、後輪１２側に取付けられる他方側ハウジング（車輪側部材）３２と、一方側ハウジング３１の内周面３３に設けられ、回転力を発生する駆動源としてのモータ３４と、このモータ３４の出力軸（回転出力軸）３５に配置されるとともに、一方側ハウジング３１に構成され、モータ３４の回転数を減速する減速機３６と、この減速機３６の最終段（回転動力出力部材）７５にカップリング３７を介して接続されるとともに、他方側ハウジング３２に構成され、回転力から直動力に変換するための送りねじ３８と、この送りねじ３８に噛み合わされるとともに他方側ハウジング３２に取付けられ、回転力から直動力に変換するためのナット部３９と、一方側ハウジング（車体側部材）３１と他方側ハウジング（車輪側部材）３２との間を回転シール部材４１を介して覆うダストブーツ４２とを主要構成とする部材である。
【００１６】
ダストブーツ４２は、飛び石に強く、耐候性優れた材料としてエラストマーが採用される。
一般的に、エラストマーは、飛び石に強く、耐候性優れた材料であるが、回転力（ひねり）には脆弱性があることが知られる。そこで、エラストマーで形成されたダストブーツには、回転力（ひねり）が加わらない構造とすることが好ましい。
なお、エラストマーは、合成高分子材料で、特に常温付近でゴムのような弾性や屈曲性をもつ材料である。
【００１７】
そこで、後輪トー角制御装置１０に採用されるアクチュエータ３０は、他方側ハウジング３２に回転シール部材４１を受けるハウジング側受け部材４４が設けられ、ダストブーツ４２の他方側ハウジング３２側に回転シール部材４１を受けるダストブーツ側受け部材４５が設けられ、これらの受け部材４４，４５の間に回転シール部材４１を介在させて、一方側ハウジング３１と他方側ハウジング３２との間にダストブーツ４２を被せた。
【００１８】
回転シール部材４１は、好ましくは、耐摩耗性に優れたシリコンゴムなどの弾性部材が使用され、ハウジング側受け部材４４、ダストブーツ側受け部材４５及び回転シール部材４１で構成される回転シール構造は、例えば、エンジンのクランクシャフトなどのオイルシールに類する構造が採用される。
【００１９】
なお、送りねじ３８及びナット部３９は、回転力から直動力に変換する変換部材であり、ナット部３９は、他方側ハウジング３２に止めねじ４７で係止されている。
【００２０】
一方側ハウジング３１は、車体１１側に連結される車体側連結部４８を備え、一方側ハウジング３１には、モータ３４及び減速機３６が設けられる。
他方側ハウジング３２は、後輪１２側に連結される後輪側連結部４９を備え、他方側ハウジング３２には、送りねじ３８及びナット部３９が設けられる。
【００２１】
すなわち、アクチュエータ３０は、モータ３４及び減速機３６が設けられた一方側ハウジング３１に、送りねじ３８及びナット部３９が設けられた他方側ハウジング３２をカップリング３７を介して合わせ、取付けねじ４６で結合し、一方側ハウジング３１と他方側ハウジング３２との間にダストブーツ４２が被せられる。
【００２２】
モータ３４は、ロータ５１と、このロータ５１の周りに設けられるステータ５２と、これらのロータ５１とステータ５２とを覆うモータケース５３とからなり、ロータ５１の中心に出力軸３５が設けられる。
【００２３】
モータケース５３は、出力軸３５の一端を減速機３６側に突出させるブロック部５４とこのブロック部５４に取付けられ、ステータ５２を固定するとともにロータ５１を回転自在に支持する収納部５５とからなる。
さらに、モータケース５３は、一方側ハウジング３１にモータケース５３の外周面５６（ブロック部５４の端面）が挟持され、減速機３６の構成部品であるリングギヤ６２で一方側ハウジング３１に保持される。
【００２４】
減速機３６は、図４に示されたように、モータ３４の出力軸３５に嵌合されるサンギヤ６１と、このサンギヤ６１と同心に配置されるリングギヤ６２と、これらのサンギヤ６１及びリングギヤ６２に噛み合わされる第１のギヤ組立体６４と、この第１のギヤ組立体６４に噛み合わされる第２のギヤ組立体６５とからなる。
【００２５】
一方側ハウジング３１の内周面３３には雌ねじ６６が形成されており、リングギヤ６２は、外周部６７に雄ねじ６８が形成され、一方側ハウジング３１の内周面３３に螺合される。
【００２６】
第１のギヤ組立体６４は、円板状の第１の基部７１と、この第１の基部７１に回転自在に取付けられ、サンギヤ６１及びリングギヤ６２に噛み合わされる複数の遊星歯車７２と、第１の基部７１の中心に且つ複数の遊星歯車７２の対向面に設けられたピニオン７３とからなる。
【００２７】
第２のギヤ組立体６５は、円板状の第２の基部７５と、この第２の基部７５に回転自在に取付けられ、第１のギヤ組立体６４のピニオン７３に噛み合わされる複数の歯車７６とからなる。
【００２８】
第２の基部７５は、減速機３６の最終段であって、回転動力出力部材に相当する部材であり、第２の基部７５に同心状に且つ複数の歯車７６の対向面に設けられ、カップリング３７に係合する複数の突起７７と、複数の歯車７６を回転自在に支持する支持軸７８とを備える。
図中、７９は一方側ハウジング３１と他方側ハウジング３２との間に介在させたオイルシールである。
【００２９】
図５は本発明に係るトー角制御装置のアクチュエータのねじ部及びカップリングの斜視図であり、図６は本発明に係るトー角制御装置のアクチュエータのカップリング及び減速機の構成部品の斜視図である。
送りねじ３８は、図５に示されるように、ナット部３９に螺合するねじ部８１と、このねじ部８１のカップリング３７側にカップリング３７を収納するカップ部８２と、カップリング３７の円筒部９１が摺接する底部８３と、カップリング３７に噛み合う複数のつめ部８４とを備える。
【００３０】
カップリング３７は、図５及び図６に示されたように、一方側部材８７、中間部材８８及び他方側部材８９の３つの部材が積層された部材であり、中央の円筒部９１と、この円筒部９１から放射状に延出され、送りねじ３８の複数のつめ部８４と、減速機３６の複数の突起７７との間に介在され、送りねじ３８側の軸心とモータ３４側の軸心とのズレを吸収しつつ、モータ３４側の回転力を送りねじ３８側に伝達する係合片９２とからなる。
【００３１】
図７（ａ），（ｂ）は本発明に係るトー角制御装置の作用説明図である。
（ａ）において、実施例の後輪トー角制御装置１０のアクチュエータ３０が示され、例えば、アクチュエータ３０の車体側部材３１に対して車輪側部材３２に矢印ｂ１の如く回転力（ひねり）が加わる場合にも、車輪側部材３２とダストブーツ４２との間に回転シール部材４１を介在させたので、車輪側部材３２の回転力（ひねり）を回転シール部材４１で滑らすことができる。従って、ダストブーツ４２に車輪側部材３２の回転力（ひねり）が作用しない。この結果、ダストブーツ４２の寿命を延ばすことができる。
【００３２】
（ｂ）において、比較例の後輪トー角制御装置２４０のアクチュエータ２４１が示され、例えば、アクチュエータ２４１の車体側部材２４２に対して車輪側部材２４３に矢印ｂ２の如く、回転力（ひねり）が加わると、ダストブーツ２４４の一端が車体側部材２４２に固定され、ダストブーツ２４４の他端が車輪側部材２４３に固定されているので、ダストブーツ２４４に車輪側部材２４３に回転力（ひねり）がそのままかかる。従って、ダストブーツ２４４の寿命が短い。
【００３３】
すなわち、後輪トー角制御装置１０は、車体１１の下部後方にトー角調整可能に後輪１２が設けられ、この後輪１２を揺動自在にサスペンション１３で支持し、車体１１側と後輪１２側との間に後輪１２のトー角を変化させる、アクチュエータ３０が掛け渡される。
【００３４】
アクチュエータ３０は、車体１１側に設けられる車体側部材３１と、この車体側部材３１から突出可能に設けられるとともに、後輪１２側に設けられる車輪側部材３２と、これらの車体側部材３１と車輪側部材３２との間に被せられるダストブーツ４２を備える。
【００３５】
ダストブーツ４２と、車体側部材３１若しくは車輪側部材３２との間に、車体側部材３１若しくは車輪側部材３２に対してダストブーツ４２のねじれを防止するとともに、車体側部材３１と車輪側部材３２との間をシールする回転シール部材４１を介在させたので、サスペンション１３の揺動で車輪側部材３２に回転力（ひねり）が加わっても、この回転力を回転シール部材４１で滑らすことができ、ダストブーツ４２に回転力がかかることはない。この結果、ダストブーツ４２に、飛び石に強く、耐候性優れた材料を安心して使用することができ、後輪トー角制御装置１０に搭載されるアクチュエータ３０の耐久性の向上を図ることができる。
【００３６】
尚、本発明に係るトー角制御装置は、後輪１２のトー角を制御する後輪トー角制御装置１０であったが、これに限るものではなく、前輪に同様の構成を採用した前輪トー角制御装置であってもよい。
本発明に係るトー角制御装置は、図３に示すように、ダストブーツ４２と車輪側部材３２との間に回転シール部材４１を介在させたが、これに限るものではなく、ダストブーツと車体側部材との間に回転シール部材を介在させるものであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明に係るトー角制御装置は、セダンやワゴンなどの乗用車に採用するのに好適である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明に係るトー角制御装置の原理図である。
【図２】本発明に係るトー角制御装置の作用説明図である。
【図３】本発明に係るトー角制御装置のアクチュエータの正面断面図である。
【図４】本発明に係るトー角制御装置のアクチュエータの主要部品の分解斜視図である。
【図５】本発明に係るトー角制御装置のアクチュエータのねじ部及びカップリングの斜視図である。
【図６】本発明に係るトー角制御装置のアクチュエータのカップリング及び減速機の構成部品の斜視図である。
【図７】本発明に係るトー角制御装置の作用説明図である。
【符号の説明】
【００３９】
１０…トー角制御装置（後輪トー角制御装置）、１２…車輪（後輪）、１３…サスペンション、３０…アクチュエータ、３１…車体側部材（一方側ハウジング）、３２…車輪側部材（他方側ハウジング）、４１…回転シール部材、４２…ダストブーツ。
【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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