JP2016044739A - 伸縮アクチュエータ - Google Patents

Abstract

【課題】送りねじ軸と送りナットとの摺動部位のねじ面に発生するくさび効果による異音や打音の発生を低減すること。【解決手段】雄ねじ部材１１２と雌ねじ部材１１４とからなる送りねじ機構４８と、モータ４２の出力を送りねじ機構４８に伝達する弾性カップリング４６と、送りねじ機構４８によって変位する出力ロッド３２とを有し、送りねじ機構４８側に向かって突出するキャリア７８の爪部８５と、キャリア７８側に向かって突出し爪部８５と周方向で重なる位置に配置される入力フランジ８６の爪部１００とを備え、弾性カップリング４６は、爪部８５と爪部１００との間に配置され、弾性変形可能に設けられる腕部４６ｂと、腕部４６ｂに設けられてキャリア７８側に向かって突出する突出部９６と、送りねじ機構４８側からキャリア７８側に向かって突出部９６を押圧する弾性突起部２００とを有する。【選択図】図３

Description

本発明は、軸方向に沿った一端部が車体に接続されると共に、他端部がナックルに接続される伸縮アクチュエータに関する。

従来技術として、例えば、特許文献１には、ホイールガイド部材の長さを調節するために、モータの回転運動をプッシュロッド（出力軸）の往復直線運動に変換するボールねじ機構が開示されている。

このボールねじ機構は、プッシュロッドと一体に同軸に形成されるボールねじ軸と、ボールねじ軸に外嵌されるねじ付ナットと、ボールねじ軸とねじ付ナットとの間で転動する複数のボールとから構成されている。

特表２０１２−５１１４６５号公報

ところで、特許文献１に開示された構造では、ボールねじ機構が用いられているが、製造コストを削減するために、ボールねじ軸に代替して、例えば、台形ねじ等の送りねじ機構に置き換える必要がある。

送りねじ機構を用いた場合、例えば、送りねじ機構に対し、送りねじ軸の軸方向と略直交する方向の横荷重が付与された場合、送りねじ軸の山部と送りナットの谷部とが嵌合する。この結果、送りねじ軸と送りナットとの摺動部位のねじ面には、くさび効果（wedge effect）が発生して、スティックスリップ現象による振動が発生するおそれがある。これにより、アクチュエータの作動時に異音が発生すると共に、出力ロッドが軸方向の変位のみならず回転方向にも振動し、出力ロッドを回転可能に軸支するスライドベアリングが摩耗し、スライドベアリングと出力ロッドとの間のクリアランスが大きくなって打音が発生し、商品性が低下する。

本発明は、前記の点に鑑みてなされたものであり、送りねじ軸と送りナットとの摺動部位のねじ面に発生するくさび効果による異音や打音の発生を低減することが可能な伸縮アクチュエータを提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は、送りねじ軸と前記送りねじ軸に螺合する送りナットとからなり、電動機の回転運動を往復直線運動に変換する送りねじ機構と、出力部材を介して前記電動機の出力を前記送りねじ機構に伝達する弾性カップリングと、前記送りねじ機構によって変位する出力ロッドとを有し、軸方向に沿った一端部が車体に接続されると共に、他端部がナックルに接続される伸縮アクチュエータにおいて、前記出力部材に設けられ、前記送りねじ機構側に向かって突出する第１爪部と、前記送りねじ機構に設けられ、前記出力部材側に向かって突出し前記第１爪部と周方向で重なる位置に配置される第２爪部と、を備え、前記弾性カップリングは、前記第１爪部と前記第２爪部との間に配置され、弾性変形可能に設けられる腕部と、前記腕部に設けられ、前記出力部材側に向かって突出する突出部と、前記送りねじ機構側から前記出力部材側に向かって前記突出部を付勢する付勢手段と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、付勢手段によって送りねじ機構側から出力部材側に向かって突出部が付勢されることで、腕部が弾性変形する。この腕部の弾性変形によって突出部が確実に出力部材側に押圧されると共に、第１爪部と第２爪部との間に挟まれた腕部は、剛性が高くなり、突出部に対して摩擦力が付与される。従って、送りねじ機構の慣性質量と弾性カップリングの捩じりばねとによって発生する振動を、突出部で発生する摩擦力によって減衰させることができる。この結果、送りねじ軸と送りナットとの摺動部位のねじ面の静摩擦力と動摩擦力との差によって発生するスティックスリップ現象による異音や打音の発生を低減することができる。

また、本発明によれば、弾性カップリングの弾性突起部によって送りねじ軸を軸方向に押圧することができると共に、出力部材に対する突出部の摩擦力による減衰効果によって、電動機と送りねじ機構との間に配置される構成要素を軸方向に沿って与圧することができる。この結果、電動機と送りねじ機構との間の軸方向のガタによる打音の発生を抑制し、商品性が良好な伸縮アクチュエータを得ることができる。また、スティックスリップ現象による送りねじ軸の回転方向の振動を抑制できるので、作用反作用の関係で振動する出力ロッドの回転方向の振動を低減することができる。

さらに、本発明によれば、送りねじ軸の摺動による振動を弾性カップリングの突出部の摩擦力によって低減することができる。この結果、アクチュエータの作動時に発生する異音を抑制し、静粛性の高い伸縮アクチュエータを得ることができる。

さらにまた、本発明によれば、スティックスリップ現象による送りねじ軸の回転方向の振動を低減することにより、送りねじ軸に付与される応力振幅が低減する。これにより、送りねじ軸の耐久性を向上させることができる。

また、本発明は、前記付勢手段は、前記弾性カップリングに設けられ、前記送りねじ機構側に向かって突出する弾性突起部であることを特徴とする。

本発明によれば、送りねじ機構側に向かって突出する弾性突起部を、例えば、弾性カップリングと一体的に形成することで、容易に製造することができると共に、組付作業を簡便に遂行することができる。

本発明では、送りねじ軸と送りナットとの摺動部位のねじ面に発生するくさび効果による異音や打音の発生を低減することが可能な伸縮アクチュエータを得ることができる。

本発明の実施形態に係るトーコントロールアクチュエータが組み込まれたリヤサスペンション装置の斜視図である。 図１の矢印Ａ方向からみた矢視図である。 本発明の実施形態に係るトーコントロールアクチュエータの軸線Ｌ方向に沿った縦断面図である。 トーコントロールアクチュエータを構成する遊星歯車機構の分解斜視図である。 図３のＶ−Ｖ線に沿った拡大縦断面図である。 （ａ）は、キャリア側から見た弾性カップリングの拡大正面図、（ｂ）は、（ａ）のＶＩＢ−ＶＩＢ線に沿った拡大断面図である。 （ａ）は、キャリアが時計回り方向に回転したときの、弾性カップリングの腕部と、キャリアの爪部と、入力フランジの爪部との係合状態を示す正面図、（ｂ）は、キャリアが反時計回り方向に回転したときの、弾性カップリングの腕部と、キャリアの爪部と、入力フランジの爪部との係合状態を示す正面図である。 弾性カップリングの腕部に設けられた突出部の制振作用の説明に供される側面図であり、（ａ）は、静止状態のとき、（ｂ）は、回転状態のときをそれぞれ示している。 本実施形態における振動系のモデルを示す模式図である。 （ａ）は、変形例に係る弾性カップリングの正面図、（ｂ）は、（ａ）のＸＢ−ＸＢ線に沿った縦断面図である。

次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係るトーコントロールアクチュエータが組み込まれたリヤサスペンション装置の斜視図、図２は、図１の矢印Ａ方向からみた矢視図である。なお、各図中に矢印で示される、「前後」は、車両の前後方向を示し、「上下」は、車両の上下方向（鉛直方向）を示し、「左右」は、左右方向（車幅方向）を示している。

図１及び図２に示されるリヤサスペンション装置１０は、ダブルウィッシュボーン式からなり、図示しない四輪操舵車両の左後輪に配置されている。このリヤサスペンション装置１０は、後輪Ｗを回転自在に支持するナックル１２と、ナックル１２を上下動可能に車体フレームに連結するアッパアーム１４及びロアアーム１６と、後輪Ｗのトー角を制御すべくナックル１２及び図示しない車体フレームを連結するトーコントロールアクチュエータ（伸縮アクチュエータ）１８と、後輪Ｗの上下動を緩衝する懸架ばね付きダンパ２０を含んで構成されている。

アッパアーム１４及びロアアーム１６の基端は、それぞれゴムブッシュジョイント２２ａ、２２ｂによって図示しない車体フレームに連結されている。アッパアーム１４及びロアアーム１６の先端は、それぞれボールジョイント２４ａ、２４ｂを介してナックル１２の上部及び下部に連結されている。

トーコントロールアクチュエータ１８の基端は、ゴムブッシュジョイント２６ａを介して図示しない車体フレームに連結されている。トーコントロールアクチュエータ１８の先端は、ゴムブッシュジョイント２６ｂを介してナックル１２の後部に連結されている。

懸架ばね付きダンパ２０の上端は、車体（図２に示すサスペンションタワーの上壁２８）に固定されている。懸架ばね付きダンパ２０の下端は、ゴムブッシュジョイント２６ｃを介してナックル１２の上部に連結されている。

トーコントロールアクチュエータ１８を伸長方向に駆動すると、ナックル１２の後部が車幅方向外側に押されて後輪Ｗのトー角がトーイン方向に変化する。一方、トーコントロールアクチュエータ１８を収縮方向に駆動すると、ナックル１２の後部が車幅方向内側に引っ張られて後輪Ｗのトー角がトーアウト方向に変化する。従って、図示しないステアリングホイールの操作による通常の前輪の操舵に加えて、車速やステアリングホイールの操舵角に応じて後輪Ｗのトー角を制御することで、車両の直進安定性能や旋回性能を向上させることができる。

次に、図３〜図６に基づいて、トーコントロールアクチュエータ１８の構造を以下詳細に説明する。

図３は、本発明の実施形態に係るトーコントロールアクチュエータの軸線Ｌ方向に沿った縦断面図、図４は、トーコントロールアクチュエータを構成する遊星歯車機構の分解斜視図、図５は、図３のＶ−Ｖ線に沿った拡大縦断面図、図６（ａ）は、キャリア側から見た弾性カップリングの拡大正面図、図６（ｂ）は、図６（ａ）のＶＩＢ−ＶＩＢ線に沿った拡大断面図である。

図３に示されるように、トーコントロールアクチュエータ１８は、車体フレーム側に連結されるゴムブッシュジョイント２６ａが一体に設けられた第１ハウジング３０ａと、ナックル１２側に連結されるゴムブッシュジョイント２６ｂが一体に設けられた出力ロッド３２を伸縮自在に支持する第２ハウジング３０ｂとを備える。第１ハウジング３０ａ及び第２ハウジング３０ｂの対向部は、シール部材３４を介してインロー嵌合した状態で、各々の結合フランジ３６ａ、３６ｂを複数のボルト３８で締結することにより一体的に結合されている。

第１ハウジング３０ａの内部の室４０ａには、駆動源となるブラシ付きのモータ（電動機）４２と、減速機として機能する遊星歯車機構４４（図４参照）とが収納されている。第２ハウジング３０ｂの内部の室４０ｂには、弾性カップリング４６と、台形ねじを用いた送りねじ機構４８とが収納されている。これらのモータ４２、遊星歯車機構４４、弾性カップリング４６、及び、送りねじ機構４８は、それぞれ、トーコントロールアクチュエータ１８の軸線Ｌ上に直列に配置されている。

モータ４２は、第１ハウジング３０ａ側に固定される環状のステータ５０と、ステータ５０内で回転可能に支持されるロータ５２とを備える。モータ４２の外郭は、フランジ５４を有するカップ状に形成されたヨーク５６と、ヨーク５６のフランジ５４に突き当てられて固定されるベアリングホルダ５８とによって構成されている。ロータ５２は、棒状の回転軸（モータ軸）６０を有する。回転軸６０の一端は、ヨーク５６の底部に設けられたボールベアリング６２ａに回転自在に支持されている。回転軸６０の他端は、ベアリングホルダ５８に設けられたボールベアリング６２ｂに回転自在に支持されている。

ベアリングホルダ５８の内面には、回転軸６０の外周面に係止されて回転軸６０と一体的に回転するコミュテータ６４に摺接するブラシ６６が支持されている。ブラシ６６から延在してブラシ６６と電気的に接続される導線６８は、第１ハウジング３０ａに設けられたグロメット７０を介して第１ハウジング３０ａの外部に引き出されている。

図３及び図４に示されるように、遊星歯車機構４４は、第１ハウジング３０ａの略円筒状の開口部７２内に嵌合して固定されるリングギヤ７４と、モータ４２の回転軸６０の先端に直接形成されたサンギヤ７６と、リングギヤ７４よりも小径で略円板状に形成されるキャリア（出力部材）７８と、キャリア７８の支持孔１０２に圧入されて片持ち支持される３本のピニオンピン８０と、各ピニオンピン８０を介して回転自在に支持され、リングギヤ７４及びサンギヤ７６に対して同時に噛合する３つのピニオン８４とから構成されている。遊星歯車機構４４は、入力部材であるサンギヤ７６の回転運動を、出力部材であるキャリア７８に対して減速して伝達する機能を有する。

遊星歯車機構４４の出力部材であるキャリア７８は、送りねじ機構４８の入力部材である入力フランジ８６と弾性カップリング４６を介して連結されている。

キャリア７８は、略円板状を呈し、弾性カップリング４６に対向する円形状の第１端面７９と、第１端面７９の反対側でピニオン８４側に臨む円形状の第２端面８１とを有する。キャリア７８の第１端面７９には、周方向に沿って等角度離間する４個の爪部（第１爪部）８５が配置されている。この４つの爪部８５は、軸線Ｌ方向に沿って送りねじ機構４８側に向かって突出している。

図４に示されるように、弾性カップリング４６は、例えば、シリコーンゴム等のゴム体や樹脂体等で形成されている。この弾性カップリング４６は、図６（ａ）、（ｂ）に示されるように、中心に配置され送りねじ機構４８側に向かって突出する弾性突起部（付勢手段）２００と、複数の腕部４６ｂとが一体的に構成されている。弾性突起部２００は、断面半円状からなり、送りねじ機構４８側に向かって窪む凹部９２が形成されている。複数（図４中では８つを例示）の腕部４６ｂは、弾性突起部２００の外方に所定角度だけ離間して配置され、弾性突起部２００の外径部から半径外方向に放射状に突出するように配置されている。互いに隣接する腕部４６ｂ、４６ｂの間には、正面視して略Ｖ字状の溝部からなる谷部４６ｃが設けられている。

弾性突起部２００は、放射状に延在する複数の腕部４６ｂの固定端であり、例えば、放射状の腕部４６ｂを梁とした場合、弾性突起部２００がその弾性力でキャリア７８側に押圧されることで、放射状の腕部４６ｂを撓ませてばねのように作用させることができる（図６（ｂ）参照）。

弾性カップリング４６の腕部４６ｂの先端側には、キャリア７８側に向かって突出する複数の突出部９６が設けられている。複数の突出部９６は、周方向に略等角度離間して８つ配置されている。８つの突出部９６の先端は、略円形状の平坦面からなり、キャリア７８の第１端面７９と接触（後記する制振作用を発揮するときは当接）するように設けられている。なお、弾性カップリング４６を構成する腕部４６ｂは、弾性突起部２００と比較して厚肉に形成されている。

図３に示されるように、入力フランジ８６は、略円板状からなり、その外周部の表裏両面を一対のスラストベアリング８８ａ、８８ｂに挟持されることで、回転自在に支持されている。一対のスラストベアリング８８ａ、８８ｂは、第２ハウジング３０ｂの内周面に締結される環状のロックナット９０により第２ハウジング３０ｂに保持されている。一対のスラストベアリング８８ａ、８８ｂのうち、一方のスラストベアリング８８ｂは、第２ハウジング３０ｂと入力フランジ８６との間のスラスト荷重を支持し、他方のスラストベアリング８８ａは、ロックナット９０と入力フランジ８６との間のスラスト荷重を支持する。

図４に示されるように、軸線Ｌ方向においてキャリア７８と対向する入力フランジ８６の対向面９８には、４個の爪部１００（第２爪部）が周方向に沿って等角度離間して配置されていると共に、弾性カップリング４６側（キャリア７８側）に向かって所定長だけ突出している。なお、キャリア７８の第１端面７９に設けられる４個の爪部８５と、入力フランジ８６の対向面９８に設けられる４個の爪部１００とは、周方向においてその位相が約４５度だけずれるように配置されている（図５参照）と共に、周方向で重なる位置に配置されている（後記する図７（ａ）、（ｂ）参照）。

さらに、図６（ａ）に示されるように、弾性カップリング４６の腕部４６ｂの径方向外端部には、キャリア７８側に向かって突出する複数の突出部９６が設けられている。この場合、図６（ｂ）に示されるように、複数の突出部９６が支点となって腕部４６ｂを弾性変形（撓曲）させる。このとき支点となる突出部９６に発生する反力が、入力フランジ８６を基準としてキャリア７８を軸線Ｌ方向に付勢することで、キャリア７８の倒れを防止することができる。なお、図５に示されるように、複数の突出部９６は、キャリア７８の爪部８５と入力フランジ８６の爪部１００との間に周方向に沿って同心状に配置されている。

ピニオンピン８０とピニオン８４との間には、例えば、すべり軸受けやニードル軸受け等の軸受部材（図示せず）が介装されている。この軸受部材によって回転自在に支持されるピニオン８４の厚さは、ピニオンピン８０の軸方向の長さよりも大きく設定されている。このため、ピニオン８４の端面（外周に形成された歯部と略直交する面）が、キャリア７８の第２端面８１とリングギヤ７４の内径フランジ部７４ａとの間で挟持されることによって、ピニオン８４の取付姿勢を制御することができる。

弾性カップリング４６の８つの谷部４６ｃには、キャリア７８の４個の爪部８５が一つおきに係合すると共に、キャリア７８の爪部８５と異なる位相で、入力フランジ８６の４個の爪部１００が一つおきに係合する。すなわち、図５に示されるように、弾性カップリング４６の８つの谷部４６ｃには、キャリア７８の爪部８５と入力フランジ８６の爪部１００とが周方向に沿って交互に係合する。

従って、キャリア７８の回転トルクは、キャリア７８の爪部８５から、弾性カップリング４６の腕部４６ｂと、入力フランジ８６の爪部１００を介して、入力フランジ８６に伝達される。その際、弾性体で構成された弾性カップリング４６が、その弾発力によって弾性変形することで、キャリア７８及び入力フランジ８６間の軸線のズレ（芯ズレ）を吸収すると共に、回転トルクの急変を吸収して円滑な動力伝達を遂行することができる。

図４に示されるように、キャリア保持部材１０６は、金属板をプレス加工したものであり、図示しないボルトを介してリングギヤ７４に締結される。このキャリア保持部材１０６は、環状の平板からなる本体部１０６ａと、本体部１０６ａの内周を断面Ｌ字状に折り曲げたフランジ部１０６ｂとを有する。

図３に示されるように、第２ハウジング３０ｂの軸線Ｌ方向の中間部の内周面には、第１スライドベアリング１０８ａが固定されている。また、第２ハウジング３０ｂの軸線Ｌ方向の端部に螺合するエンド部材１１０の内周面には、第２スライドベアリング１０８ｂが固定されている。この第１スライドベアリング１０８ａ及び第２スライドベアリング１０８ｂによって、出力ロッド３２が軸線Ｌ方向に沿って摺動自在に支持されている。

送りねじ機構４８は、入力フランジ８６の回転運動を出力ロッド３２の往復直線運動に変換する機能を有する。図３に示されるように、この送りねじ機構４８は、入力フランジ８６と一体に形成され外周面に雄ねじが形成された雄ねじ部材（送りねじ軸）１１２と、雄ねじ部材１１２の雄ねじと螺合する雌ねじを内周面の一部に有し、中空の出力ロッド３２の内周面に嵌合して出力ロッド３２に固定される雌ねじ部材（送りナット）１１４とを備える。

図３に示されるように、雄ねじ部材１１２の外周面には、雄ねじ部１１２ａが設けられている。この雄ねじ部１１２ａは、山部１２９と谷部１３１とを有する。雌ねじ部材１１４は、略円筒体からなり、ロックナット１１５を介して出力ロッド３２の内周面に固定されている。雌ねじ部材１１４の内周面には、雌ねじ部１１４ａが設けられている。雌ねじ部１１４ａは、山部１２１と谷部１２３と有する。なお、雄ねじ部１１２ａと雌ねじ部１１４ａとの間には、図示しない潤滑油が塗布されている。

出力ロッド３２の外周には、環状のストッパ１１６が装着されている。出力ロッド３２が伸長方向に向かって最大位置まで変位したとき、ストッパ１１６が第２ハウジング３０ｂに固定されたエンド部材１１０と当接することにより、その変位が規制されてストッパ機能が発揮される。このストッパ１１６を設けることにより、出力ロッド３２が第２ハウジング３０ｂから脱落することを確実に防止することができる。

第２ハウジング３０ｂと出力ロッド３２の間には、第２ハウジング３０ｂと出力ロッド３２との隙間内に水（水分）や塵埃等が進入することを防止するためにシール機構が設けられている。このシール機構は、伸縮可能な蛇腹部を有するゴム製のブーツ１２０と、ブーツ１２０の両端の嵌合部を締結する異径のバンド１２２ａ、１２２ｂとから構成されている。ブーツ１２０の一端部は、第２ハウジング３０ｂの端部外周面に形成される環状段部１１８に嵌合され、ブーツ１２０の他端部は、出力ロッド３２に形成された環状溝１１９に嵌合するように設けられている。

出力ロッド３２が伸長変位すると、第１ハウジング３０ａ及び第２ハウジング３０ｂ内の室４０ａ、４０ｂの容積が増加し、これとは反対に出力ロッド３２が収縮変位すると、第１ハウジング３０ａ及び第２ハウジング３０ｂ内の室４０ａ、４０ｂの容積が減少する。このため、室４０ａ、４０ｂ内の圧力が変動してトーコントロールアクチュエータ１８の円滑な作動を妨げるおそれがある。しかしながら、本実施形態では、中空の出力ロッド３２の内部空間とブーツ１２０の内部空間とが、出力ロッド３２に形成された通気孔１２４を介して連通しているため、圧力変動がブーツ１２０の変形により緩和され、トーコントロールアクチュエータ１８を円滑に作動させることができる。

第２ハウジング３０ｂには、トーコントロールアクチュエータ１８を伸縮制御する際、出力ロッド３２のストローク位置（変位量）を検出して図示しない制御装置に検出信号をフィードバックするストロークセンサ１２６が配設されている。このストロークセンサ１２６は、出力ロッド３２の外周面にボルト１２８を介して固定される永久磁石１３０と、永久磁石１３０の位置を磁気的に検出するコイル等の検出部１３２が収納されたセンサ本体１３４とを備える。第２ハウジング３０ｂには、出力ロッド３２の変位に伴って永久磁石１３０との干渉を回避するために、軸線Ｌ方向に延在する長溝（開口）１３６が形成されている。

本実施形態に係るトーコントロールアクチュエータ１８が組み付けられたリヤサスペンション装置１０は、基本的に以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。

図３において、後輪Ｗのトー角を変更すべく図示しない制御装置から出力される駆動信号に基づいてモータ４２を駆動すると、モータ４２の回転軸６０に形成されたサンギヤ７６の回転運動が、遊星歯車機構４４（サンギヤ７６と同時に噛合するリングギヤ７４及びピニオン８４）で減速されてキャリア７８に出力される。キャリア７８の回転運動は、弾性カップリング４６を介して入力フランジ８６に伝達され、入力フランジ８６と一体的に連結された雄ねじ部材１１２を回転させる。雄ねじ部材１１２が回転すると、雄ねじ部材１１２に螺合する雌ねじ部材１１４が軸線Ｌ方向に変位し、雌ねじ部材１１４に連結された出力ロッド３２が第２ハウジング３０ｂから進退動作することで、トーコントロールアクチュエータ１８が伸縮して後輪Ｗのトー角が変更される。

図７（ａ）は、キャリアが時計回り方向に回転したときの、弾性カップリングの腕部と、キャリアの爪部と、入力フランジの爪部との係合状態を示す正面図、図７（ｂ）は、キャリアが反時計回り方向に回転したときの、弾性カップリングの腕部と、キャリアの爪部と、入力フランジの爪部との係合状態を示す正面図、図８は、弾性カップリングの腕部に設けられた突出部の制振作用の説明に供される側面図であり、図８（ａ）は、静止状態のとき、図８（ｂ）は、回転状態のときをそれぞれ示している。

図７（ａ）、（ｂ）に示されるように、弾性カップリング４６の腕部４６ｂがキャリア７８の爪部８５と入力フランジ８６の爪部１００との間で挟持された場合、腕部４６ｂは、高い剛性で突出部９６を保持している。この場合、回転トルクが付与される腕部４６ｂは、弾性突起部２００のばね力によってキャリア７８の第１端面７９に対して突出部９６を確実に押圧して摩擦力を発生させ、この摩擦力によって制振効果が発生する（図７（ａ）、（ｂ）中の網点で示される突出部９６参照）。一方、回転トルクが付与されていない腕部４６ｂは、径方向に撓み変形してしまうため、突出部９６がキャリア７８の第１端面７９に接触して摩擦力を発生させた場合であっても制振効果が発生しない（図７（ａ）、（ｂ）中の白地で示される突出部９６参照）。

換言すると、キャリア７８の爪部８５と入力フランジ８６の爪部１００との間に挟持されていない弾性カップリング４６の腕部４６ｂは、フリー状態で自由に動くことができるため、突出部９６が第１端面７９を押圧しても腕部４６ｂが撓み変形することによって制振作用を発揮しない。これに対して、キャリア７８の爪部８５と入力フランジ８６の爪部１００との間に挟持されている弾性カップリング４６の腕部４６ｂは、隣接する爪部８５、１００間の挟持力によって保持された状態にあり、第１端面７９に当接する突出部９６の摩擦力によって制振作用を発揮することができる。

このように、本実施形態では、時計回り方向及び反時計回り方向のいずれの方向であっても、突出部９６がキャリア７８の第１端面７９に当接して摩擦力を発生させることで、制振効果を得ることができる。

また、図８（ａ）と図８（ｂ）とを比較して諒解されるように、弾性カップリング４６の腕部４６ｂは、隣接するキャリア７８の爪部８５と入力フランジ８６の爪部１００との間で互いに挟み込まれるような力（矢印Ｆ１及び矢印Ｆ２参照）を受けるため、突出部９６に対してキャリア７８の第１端面７９に向かう軸方向の力（矢印Ｆ３）が発生する。この結果、突出部９６がその軸方向（矢印Ｆ３の方向）に変位してキャリア７８の第１端面７９に当接し、確実に摩擦力を発生させることができる。

図９は、本実施形態における振動系のモデルを示す模式図である。図９中において、「Ｔ」は、スティックスリップ現象の強制力によって発生する雄ねじ部材１１２の回転トルク、「κ_０」は、弾性カップリング４６の捩じりばね定数、「ｋ_０」は、弾性突起部２００のばね定数、「Ｆ_０」は、キャリア７８の第１端面７９と弾性カップリング４６の突出部９６との間に発生する摩擦減衰力をそれぞれ示している。

図１０（ａ）は、変形例に係る弾性カップリングの正面図、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）のＸＢ−ＸＢ線に沿った縦断面図である。変形例に係る弾性カップリング４６´では、突出部９６を持たない腕部４６ｂを送りねじ機構４８側（入力フランジ８６側）からコイルスプリング２０２（付勢手段）によってキャリア７８の第１端面７９側に向かって押圧している。参照符号９２ａは、弾性カップリング４６´の中心に形成された貫通孔を示している。なお、付勢手段は、コイルスプリング２０２に限定されるものではなく、例えば、板ばねや皿ばね等のばね部材も含まれる。

本実施形態では、弾性カップリング４６の弾性突起部２００によって送りねじ機構４８側からキャリア７８側に向かって腕部４６ｂが押圧（付勢）されることで、腕部４６ｂが弾性変形する。この腕部４６の弾性変形によって腕部４６ｂが確実にキャリア７８側に押圧されると共に、キャリア７８の爪部８５と入力フランジ８６の爪部１００との間に挟まれた腕部４６ｂは、その剛性が高くなり、突出部９６がキャリア７８の第１端面７９に当接して摩擦力が発生する。従って、送りねじ機構４８の慣性質量と弾性カップリング４６の捩じりばねとによって発生する振動を、キャリア７８の第１端面７９と腕部４６ｂ（突出部９６）との間で発生する摩擦力によって減衰させることができる。この結果、雄ねじ部材１１２と雌ねじ部材１１４との摺動部位のねじ面の静摩擦力と動摩擦力との差によって発生するスティックスリップ現象による振動を抑制し、異音や打音の発生を低減することができる。

また、本実施形態では、弾性カップリング４６の弾性突起部２００のばね力によって雄ねじ部材１１２を軸方向に押圧することができると共に、キャリア７８の第１端面７９に対する突出部９６の摩擦力による減衰効果によって、モータ４２と送りねじ機構４８との間に配置される構成要素を軸方向に沿って与圧することができる。この結果、モータ４２と送りねじ機構４８との間の軸方向のガタによる打音の発生を抑制し、商品性が良好な伸縮アクチュエータ１８を得ることができる。また、スティックスリップ現象による振動を抑制できるので、出力ロッド３２の回転方向の振動を低減することができる。

さらに、本実施形態では、雄ねじ部材１１２の摺動による振動を弾性カップリング４６の突出部９６の摩擦力によって低減することができる。この結果、トーコントロールアクチュエータ１８の作動時に発生する異音を抑制し、静粛性の高いトーコントロールアクチュエータ１８を得ることができる。

さらにまた、本実施形態では、スティックスリップ現象による振動を低減することにより、雄ねじ部材１１２に付与される応力振幅が低減する。これにより、雄ねじ部材１１２の耐久性を向上させることができる。

さらにまた、本実施形態では、送りねじ機構４８側に向かって突出する弾性突起部２００を、例えば、弾性カップリング４６と一体的に形成することで、容易に製造することができると共に、組付作業を簡便に遂行することができる。

さらにまた、本実施形態では、雄ねじ部材１１２と雌ねじ部材１１４との間の摩擦力の変動に起因するスティックスリップ現象による振動を低減することができるので、出力ロッド３２が回転方向に捩じれる量を抑制することができる。従って、ブーツ１２０の回転方向の変動が抑制され軸方向への収縮運動だけとなる。この結果、ブーツ１２０に付与される回転による捩じり応力が低減して軸方向への伸縮運動だけとなり、ブーツ１２０の耐久性を向上させることができる。

さらにまた、本実施形態では、スティックスリップ現象による振動を低減することにより、出力ロッド３２の回転方向の変動が減少し、出力ロッド３２のストローク位置を検出するストロークセンサ１２６のセンシング精度を向上させることができる。

なお、本実施形態では、車両のリヤサスペンション装置１０に組み込まれるトーコントロールアクチュエータ１８に基づいて説明しているが、これに限定されるものではなく、出力部材を往復動作させる他の伸縮アクチュエータにも適用することができる。

１２ ナックル
１８ トーコントロールアクチュエータ（伸縮アクチュエータ）
３２ 出力ロッド
４２ モータ（電動機）
４６、４６´ 弾性カップリング
４６ｂ 腕部
４８ 送りねじ機構
７８ キャリア（出力部材）
８５ 爪部（第１爪部）
９６ 突出部
１００ 爪部（第２爪部）
１１２ 雄ねじ部材（送りねじ軸）
１１４ 雌ねじ部材（送りナット）
２００ 弾性突起部（付勢手段）
３００ コイルスプリング（付勢手段）

Claims (2)

1. 送りねじ軸と前記送りねじ軸に螺合する送りナットとからなり、電動機の回転運動を往復直線運動に変換する送りねじ機構と、出力部材を介して前記電動機の出力を前記送りねじ機構に伝達する弾性カップリングと、前記送りねじ機構によって変位する出力ロッドとを有し、軸方向に沿った一端部が車体に接続されると共に、他端部がナックルに接続される伸縮アクチュエータにおいて、
   前記出力部材に設けられ、前記送りねじ機構側に向かって突出する第１爪部と、
   前記送りねじ機構に設けられ、前記出力部材側に向かって突出し前記第１爪部と周方向で重なる位置に配置される第２爪部と、
   を備え、
   前記弾性カップリングは、
   前記第１爪部と前記第２爪部との間に配置され、弾性変形可能に設けられる腕部と、
   前記腕部に設けられ、前記出力部材側に向かって突出する突出部と、
   前記送りねじ機構側から前記出力部材側に向かって前記突出部を付勢する付勢手段と、
   を有することを特徴とする伸縮アクチュエータ。
2. 請求項１記載の伸縮アクチュエータにおいて、
   前記付勢手段は、前記弾性カップリングに設けられ、前記送りねじ機構側に向かって突出する弾性突起部であることを特徴とする伸縮アクチュエータ。

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