JP2016121782A - アクチュエータ、及び車両用転舵装置 - Google Patents

Abstract

【課題】目標位置に到達後のロッドのガタつきを防止できるアクチュエータ及び車両用転舵装置を提供することを目的とする。
【解決手段】
本発明に係るアクチュエータ１は、回転軸１０ａを有するモータ１０と、入力部材３０及び出力部材４０を有する逆入力防止装置２０と、出力部材４０の回転運動を直線運動に変換する変換装置５０と、変換装置５０の直線運動により進退するロッド６０と、モータ１０を制御する制御部１００と、を備え、逆入力防止装置２０は、ロック部４３を有する出力部材４０と、外周壁部２１と、一対のピン２２、２３と、一対のピン２２、２３の間に配置された弾性体２４と、２２、２３の周方向両側に配置された複数の爪３３を有する入力部材３０と、を有し、回転軸１０ａの一方回転によりロッド６０が目標位置に到達した後、回転軸１０ａが他方回転することにより複数の爪３３が定位置に復帰することを特徴とする。
【選択図】図８

Description

本発明は、アクチュエータ、及び車両用転舵装置に関する。

近年の四輪車両は、走行状態に応じて後輪の転舵角を所望の角度に制御するため、後輪用の車両用転舵装置を備えることが多い。
このような車両用転舵装置には、一つのアクチュエータで左右の車輪をまとめて転舵させる左右一体型と、左右それぞれにアクチュエータを設けて左右の車輪を別個独立で転舵させる左右独立型と、がある。

左右独立型の車両用転舵装置に用いられるアクチュエータは、一般的に、軸方向において進退自在なロッドと、回転軸を有するモータと、回転軸の回転速度を減速させるウォームギヤ及びウォームホイールと、ウォームホイールの回転運動をロッドの直線運動に変換してロッドが進退させる変換装置（ボールねじ又は送りねじ）と、を備えている（下記特許文献１を参照）。
また、下記特許文献２，３のアクチュエータでは、モータの駆動力の伝達経路上に逆入力防止装置を設け、入力された外力がモータ側に伝達することを防止している。

図１３（ａ）に示すように、逆入力防止装置は、駆動力の伝達経路上の入力側の部品と接続する入力部材１３０と、出力側の部品と接続する出力部材１４０と、出力部材の回転を防止する一対のピン１２２、１２３と、一対のピン１２２、１２３間に配置される弾性体１２４と、を備えている。
また、入力部材１３０は、一対のピン１２２、１２３に対して周方向に配置される爪１３３と、出力部材１４０の被伝達部（不図示）を押圧してモータの駆動力を出力部材１４０に伝達する伝達部（不図示）と、を有している。
そして、入力部材１３０の回転により爪１３３と伝達部（不図示）とが周方向に移動すると、図１３（ｂ）に示すように、最初に爪１３３が弾性体１２４の付勢力に抗って一対のピン１２２、１２３のいずれか一方（図１３において、ピン１２２を押圧）を押圧し、出力部材１４０の回転防止が解除される。
さらに入力部材１３０が回転すると、伝達部（不図示）が出力部材１４０の被伝達部を押圧し、図１３（ｃ）に示すように、出力部材１４０が回転するように形成されている。

特開２００９−２４３６２１号公報 特開２００３−２３７６１４号公報 特開２００３−８１１０６号公報

しかしながら、ロッドの目標位置の到達後にモータの回転軸の回転を停止させると、伝達部による被伝達部の押圧が停止するものの、図１３（ｃ）に示すように、爪１３３によるピン１２２の押圧が維持されているため、ロッドがガタつくおそれがある。

本発明は、このような課題を解決するために創作されたものであり、目標位置に到達後のロッドのガタつきを防止できるアクチュエータ及び車両用転舵装置を提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明に係るアクチュエータは、回転軸を有するモータと、前記回転軸の回転により回転する入力部材及び出力部材を有し、前記出力部材に入力された外力を前記入力部材に伝達することを防止する逆入力防止装置と、前記出力部材の回転運動を直線運動に変換する変換装置と、前記変換装置の直線運動により進退するロッドと、を備えるアクチュエータであって、前記逆入力防止装置は、外周面に複数の平坦面が形成されたロック部を有する前記出力部材と、前記ロック部の外周を囲む略円形状の内周面が形成された外周壁部と、前記各平坦面と前記内周面との間に配置された一対のピンと、前記一対のピンの間に配置され、前記一対のピン同士を周方向に離間するように付勢する弾性体と、前記一対のピンの周方向両側に配置された複数の爪を有する前記入力部材と、を有し、前記回転軸の一方回転により前記ロッドが目標位置に到達した後、前記回転軸が他方回転することにより前記複数の爪が定位置に復帰することを特徴とする。

また、前記課題を解決するため、本発明に係る車両用転舵装置は、進退するロッドを有するアクチュエータを備え、前記ロッドの進退によって車両の車輪が転舵される車両用転舵装置であって、前記アクチュエータは、回転軸を有するモータと、前記回転軸の回転により回転する入力部材及び出力部材を有し、前記出力部材に入力された外力を前記入力部材に伝達することを防止する逆入力防止装置と、前記出力部材の回転運動を直線運動に変換する変換装置と、前記変換装置の直線運動により進退するロッドと、を備え、前記逆入力防止装置は、外周面に複数の平坦面が形成されたロック部を有する前記出力部材と、前記ロック部の外周を囲む略円形状の内周面が形成された外周壁部と、前記各平坦面と前記内周面との間に配置された一対のピンと、前記一対のピンの間に配置され、前記一対のピン同士を周方向に離間するように付勢する弾性体と、前記一対のピンの周方向両側に配置された複数の爪を有する前記入力部材と、を有し、前記回転軸の一方回転により前記ロッドが目標位置に到達した後、前記回転軸が他方回転することにより前記複数の爪が定位置に復帰することを特徴とする。

本発明によれば、ロッドが目標位置に到達した後、回転軸が他方回転して入力部材の爪が定位置に復帰する。これにより、ロッドがロック（移動不能）になりロッドのガタつきが防止される。

四輪車両の左後輪の懸架装置を後方から視た背面図である。 図３のＩＩ―ＩＩ線矢視断面図である。 アクチュエータを断面視した断面図である。 図３の枠線Ｃで囲まれた範囲の拡大図である。 図３のＶ―Ｖ線矢視断面図である。 図３のＶＩ―ＶＩ線矢視断面図である。 出力部材及びナットの外周側に組み付けられた部品の分解斜視図である。 （ａ）は出力部材の回転不能状態における図６の枠線Ｄで囲まれた範囲の拡大図であり、（ｂ）は出力部材の右回りが解除された状態における図６の枠線Ｄで囲まれた範囲の拡大図であり、（ｃ）は出力部材の回転時において、出力部材の左回り回転不能が維持された状態における図６の枠線Ｄで囲まれた範囲の拡大図であり、（ｄ）はロッドが目的位置到達後に入力軸が逆転した状態における図６の枠線Ｄで囲まれた範囲の拡大図である。 （ａ）はモータの回転軸の一方回転前の状態を示す図と、それに対応する図２の枠線Ｅで囲まれた範囲の拡大図であり、（ｂ）はモータの回転軸の回転角がθ５の状態を示す図と、それに対応する図２の枠線Ｅで囲まれた範囲の拡大図であり、（ｃ）はモータの回転軸の一方回転による回転角がθ６の状態を示す図と、それに対応する図２の枠線Ｅで囲まれた範囲の拡大図であり、（ｄ）はモータの回転軸の他方回転よる回転角がθ５の状態を示す図と、それに対応する図２の枠線Ｅで囲まれた範囲の拡大図である。 制御部の転舵角変更処理工程を示すフロー図である。 ロッドの移動距離とロッドの移動に寄与したモータの回転軸の回転角との関係を示す相関図である。 転舵角変更処理における入力部材の回転角を示す図である。 （ａ）は従来技術において入力部材の回転前の状態を示す図であり、（ｂ）従来技術において爪が左側ピンを押圧している状態を示す図であり、（ｃ）は従来技術において出力部材が回転してロッドが目標位置に到達した状態を示す図である。

本発明の一実施形態について、適宜図面を参照しながら説明する。また、実施形態の説明では、本発明が四輪車両の後輪を転舵させる車両用転舵装置に適用された例を挙げる。

四輪車両は、ＦＦ（Front-Engine Front-drive）ベースの四輪駆動車である。
図１に示すように、四輪車両の後輪４００は、ダブルウイッシュボーン式で構成される懸架装置２００に懸架されている。
懸架装置２００は、後輪４００を回転自在に支持するナックル２１１と、ナックル２１１を上下動可能に車体に連結するアッパーアーム２２１およびロアアーム２３１と、後輪４００の上下動を緩衝する懸架ばね付きダンパー２４１と、ナックル２１１を回動させて後輪４００の転舵角を変化させるアクチュエータ１と、アクチュエータ１を制御する制御部（不図示）と、を備えている。

ナックル２１１の上部は、ボールジョイント２１３を介してアッパーアーム２２１の先端部に回動自在に連結されている。ナックル２１１の下部は、ボールジョイント２１４を介してロアアーム２３１の先端部に回動自在に連結されている。そして、ナックル２１１がボールジョイント２１３、２１４を中心に回動することで、後輪４００の転舵角が変化するようになっている。

アッパーアーム２２１の基部は、２つのブッシュ２２２、２２２を介して車体に回動自在に取り付けられている。ロアアーム２３１の基部は、２つのブッシュ２３２（図１においては１つのみ図示）を介して車体に回動自在に取り付けられている。そして、アッパーアーム２２１及びロアアーム２３１が基部側を中心回動することで、後輪４００が上下動するようになっている。

ダンパー２４１は、ばね付きの油圧ダンパー（油圧緩衝器）である。ダンパー２４１の上部は、車体２５１に固定されている。ダンパー２４１の下部は、ブッシュ２４２を介してナックル２１１に連結されている。

アクチュエータ１の車幅方向内側の端部は、ブッシュ２を介して車体に連結している。一方で、アクチュエータ１の車幅方向外側の端部は、ブッシュ３を介してナックル２１１に連結している。このため、アクチュエータ１は、車体とナックル２１１との間に介在している。

図２、図３に示すように、アクチュエータ１は、回転軸１０ａを有するモータ１０と、回転軸１０ａに連結するウォームギヤ１１と、ウォームギヤ１１に連結して回転軸１０ａの回転角を測定する角度センサ１５と、ウォームギヤ１１に歯合するウォームホイール１２と、ウォームホイール１２の回転に伴い回転する入力部材３０及び出力部材４０を有する逆入力防止装置２０と、出力部材４０の回転に伴い回転するナット５１を有する変換装置５０と、ロッド６０と、ストロークセンサ９０と、制御部１００と、を備えている。

図２に示すように、モータ１０は、制御部１００からの制御信号を受けて回転軸１０ａが回転し、ロッド６０が進退するための駆動力を生成する装置である。
モータ１０は、回転軸１０ａが前方を指すようにハウジング７０に固定されている。なお、モータ１０の回転軸１０ａは、ハウジング７０に設けられたボールベアリング１３ａに回転自在に支持されている。

ウォームギヤ１１及びウォームホイール１２は、回転軸１０ａの回転運動を減速させるためのものである。
ウォームギヤ１１の基部１１ａには、モータ１０の回転軸１０ａが嵌合し、回転軸１０ａとウォームギヤ１１とが一体に回転する。なお、ウォームギヤ１１の基部１１ａと先端１１ｂとは、ボールベリアング１３ｂ、１３ｃに回転自在に支持され、ウォームギヤ１１の回転軸が偏心し難くなっている。
ウォームギヤ１１の先端１１ｂには、前方に突出する円柱状の軸１１ｃが形成され、この軸１１ｃが角度センサ１５内に進入している。

角度センサ１５は、ウォームギヤ１１の軸１１ｃの回転角を介して、ウォームギヤ１１と一体に回転するモータ１０の回転軸１０ａの回転角を測定し、その測定結果を制御部１００に送信するセンサである。なお、角度センサ１５として、ロータリエンコーダやレゾルバなどが挙げられるが、本発明において角度センサ１５の種類について特に限定されない。
なお、制御部１００がモータ１０に対して回転軸１０ａの回転角を指定して駆動指令を出した場合、回転軸１０ａがベアリング１３ａ等の摩擦抵抗等を受け、回転角１０ａの実際の回転角が指定した回転角よりも小さい場合がある。よって、本実施形態では、角度センサ１５を備えるため、モータ１０の回転角１０ａを正確に把握することができる。

ウォームホイール１２は、筒状を呈しており、ウォームホイール１２内に筒状の入力部材３０が配置されている。また、この入力部材３０内には、入力部材３０を軸支する筒状の出力部材４０が配置されている。

この入力部材３０は、ウォームホイール１２から伝達されたモータ１０の駆動力を出力部材４０に伝達するための部材である。
図４に示すように、入力部材３０は、ウォームホイール１２に内嵌される略円筒状の固定部３１と、固定部３１から車幅方向外側に設けられた円筒部３２と、円筒部３２から車幅方向外側へ延びる複数の爪３３と、固定部３１の内周面から径方向内側に突出する伝達部３４、３４（図２参照）と、を有している。

固定部３１は、アクチュエータ１の組み付け前にウォームホイール１２に内嵌されており、入力部材３０とウォームホイール１２とが一体になっている（図７を参照）。このため、アクチュエータ１の製造の際に入力部材３０とウォームギヤ１１とを一つの部品として組み付けることができる。また、組み付け後において、ウォームギヤ１１が回転すると、ウォームホイール１２と入力部材３０とが一体に回転するようになっている。

出力部材４０は、入力部材３０から伝達されたモータ１０の駆動力を変換装置５０のナット５１に伝達するための部材である。
図４に示すように、出力部材４０は、入力部材３０の固定部３１の内側に位置する被伝達部４１と、円筒部３２の内側に位置し、円筒部３２を軸支する軸支部４２と、軸支部４２の車幅方向外側に設けられたロック部４３と、を有している。

また、出力部材４０のロック部４３の車幅方向外側には、内周側に螺旋溝が形成されたナット５１が設けられている。一方で、出力部材４０の被伝達部４１の車幅方向内側には、ナット５１の一部を構成する略円筒状の延出部５１ａが設けられている。
そして、ナット５１（延出部５１ａを含む）と出力部材４０とは、一つのＳＵＳ材等を切削等することで形成されている（図７参照）。このため、出力部材４０とナット５１とは一体であり、入力部材３０からモータ１０の駆動力が伝達されると、出力部材４０とナット５１とが一体に回転する。
なお、入力部材３０、出力部材４０の各構成の詳細については後述する。

図３に示すように、変換装置５０は、ナット５１の回転運動を直線運動に変換するための装置であり、本実施形態では、ボールねじで構成されている。
また、本実施形態の変換装置５０は、内周面に螺旋溝が形成された略円筒状のナット５１と、外周面に螺旋溝が形成された略円柱状のねじ軸５２と、ナット５１の螺旋溝とねじ軸５２の螺旋溝との両方に収容される複数のボール５３と、を備える。

ナット５１は、ハウジング７０に内嵌されたボールベアリング５４の内輪に内嵌されている。また、ナット５１を構成する延出部５１ａが、ハウジング７０に内嵌されたローラベアリング５５に内嵌されている。このため、ナット５１の両端がボールベアリング５４、ローラベアリング５５に回転自在に支持されており、ナット５１と出力部材４０とが回転自在にハウジング７０内に固定されている。

また、ナット５１の車幅方向外側の外周面には、ロックナット２６（図７参照）が螺合している。
このロックナット２６は、ボールベアリング５４の内輪に対して車幅方向外側から当接し、ナット５１が車幅方向内側に位置ずれしないように規制されている。
さらに、ボールベアリング５４の外輪にハウジング７０の段差部７２が当接し、ボールベアリング５４が車幅方向外側に移動しないように規制されている。

ねじ軸５２は、車幅方向外側に配置されたロッド６０と一体に形成されている。そして、ナット５１の回転によりねじ軸５２が車幅方向の外側又は内側に移動すると、ハウジング７０から突出するロッド６０の突出量が変化する。
また、本実施形態では、ロッド６０の突出量が増加すると、後輪４００がトーイン側に回動する構成となっている。一方、ロッド６０の突出量が減少すると、伸縮アクチュエータ１が収縮し、後輪４００がトーアウト側に回動する構成となっている。
なお、ねじ軸５２の車幅方向内側には、車幅方向内側に向って開口する有底筒状の有底筒部９３が形成されている。
この有底筒部９３内には、ストロークセンサ９０の後述する被検出部９１と検出部９２収容されており、ハウジング７０内におけるストロークセンサ９０の占有空間が狭小になっている。

逆入力防止装置２０は、ロッド６０を介して出力部材４０に入力された外力を入力部材３０に伝達することを防止するための装置である。
図６に示すように、逆入力防止装置２０は、平坦面４４が形成されたロック部４３を有する出力部材４０と、ロック部４３の外周を囲む略円形状の内周面２１ａが形成されたアウターケース（外周壁部）２１と、各平坦面４４と内周面２１ａとの間に配置された一対のピン２２、２３と、一対のピン２２、２３の間に配置されて一対のピン２２、２３同士を周方向に離間するように付勢する弾性体２４と、一対のピン２２、２３の周方向両側に配置された複数の爪３３を有する入力部材３０と、取付部８０（図４参照）と、を備えている。
以下、回転方向（回動方向）に関し、車幅方向の内側から外側に向って視た場合を基準として説明する。よって、「右回り」とは、図６の矢印Ａが指す方向であり、「左回り」とは、図６の矢印Ｂが指す方向である。

アウターケース２１は、略円筒状の部材である（図７参照）。アウターケース２１には、外周面から径方向外側に突出する２つの突起２１ｂが形成されている。この突起２１ｂは、ハウジング７０に形成された凹部７１に嵌合しており、アウターケース２１がハウジング７０に対して周方向に回動しないようになっている。
また、図４に示すように、アウターケース２１の車幅方向内側には、ハウジング７０に螺合する固定スクリュー２５が配置されている。そして、アウターケース２１は、固定スクリュー２５により車幅方向外側に締め付けられている。
このため、図３に示すように、アウターケース２１とこのアウターケース２１に隣接するボールベアリング５４とが、固定スクリュー２５とハウジング７０の段差部７２とに挟まれ、車幅方向に移動しないようにハウジング７０に固定されている。

図６に示すように、ロック部４３の外周面には、複数の平坦面４４が略６０度間隔で形成されている。なお、本実施形態では、平坦面４４が略６０度間隔で形成されているが、本発明はこれに限定されない。
平坦面４４は、ロッド６０の中心軸Ｏを通る直線Ｈ１に対して直交している。このため、図８に示すように、平坦面４４とアウターケース２１の内周面２１ａとの幅Ｌ１は、平坦面４４の中央部４４ａから平坦面４４の右端部４４ｂ側や左端部４４ｃ側に向うにつれて次第に狭くなる。

一対のピン２２、２３は、円柱状の部材である（図７参照）。
なお、図８に示すように、一対のピン２２，２３において、弾性体２４を基準に右回り方向に配置されたピンを右側ピン２２と称し、左回り方向に配置されたピンを左側ピン２３と称する。
弾性体２４は、蛇腹状の板バネであり（図７参照）、周方向に縮められた状態で一対のピン２２、２３の間に設けられている。このため、弾性体２４により周方向に離間するように常時付勢された一対のピン２２、２３のそれぞれは、幅狭になっている平坦面４４の右端部４４ｂと内周面２１ａとの間や、左端部４４ｃと内周面２１ａとの間に挟まり、出力部材４０がアウターケース２１（ハウジング７０）に対して回動不能となる。
この結果、ロッド６０に外力が入力しても出力部材４０が回動しないことから、出力部材４０から入力部材３０に外力が伝達することがない。

爪３３は、図６に示すように、円弧状に形成されている。
複数の爪３３は、略６０度間隔で設けられているとともに、入力軸３０にモータ１０の駆動力が伝達されていない場合に、出力部材４０の平坦面４４に対して対向しないように周方向にずれて配置されている。
このため、爪３３の右回り方向には、アウターケース２１と平坦面４４の左端部４４ｃに挟まっている左側ピン２３が配置され、爪３３の左回り方向には、アウターケース２１と平坦面４４の右端部４４ｂに挟まっている右側ピン２２が配置されている。
以下、爪３３に対して右回り方向に配置されてアウターケース２１と平坦面４４とに挟まっている状態の左側ピン２３と、左回り方向に配置されてアウターケース２１と平坦面４４とに挟まっている状態の右側ピン２２と、の間の空間を爪３３の定位置と称する。
また、爪３３の定位置において、周方向の中間地点を定位置の周方向中間部と称する。

また、爪３３は、入力部材３０に一体に形成されているため、入力部材３０が回転すると、右回り方向又は左回り方向に移動する。
具体的には、入力部材３０が右回りに回動した場合、爪３３は、右回り方向に移動して、右回り方向に配置された左側ピン２３に当接する。そして、爪３３がさらに右回り方向に移動すると、言い換えると、爪３３の定位置を超えて爪３３が移動すると、弾性体２４の付勢力に抗って左側ピン２３を右回りに押圧する（図８（ｂ）、（ｃ）参照）。このため、平坦面４４の左端部４４ｃと内周面２１ａとの間に挟まれていた左側ピン２３が、平坦面４４の中央部４４ａの方に移動し、ロック部４３（出力部材４０）の右回りの回動不能状態が解除される（図８（ｂ）、（ｃ）参照）。
なお、爪３３に押圧されない右側ピン２２は、平坦面４４の右端部４４ｂと内周面２１ａとの間に挟まっている状態が維持されるため（図８（ｂ）、（ｃ）参照）、ロック部４３（出力部材４０）の左回りへの回動不能状態も維持されている。

また、爪３３は、定位置の周方向中間部に位置している場合において、右回り方向に配置される左側ピン２３と左回り方向に配置される右側ピン２２とのそれぞれに対して周方向に離間し、隙間Ｓ１が形成されている。このため、走行中の振動により、爪３３（入力部材３０）が周方向に振動（移動）しても、ロック部４３（出力部材４０）の回動不能状態が解除されないようになっている。
なお、本実施形態では、定位置の周方向中間部に位置している爪３３が周方向に移動し、左側ピン２３又は右側ピン２２を押圧してロック部４３の回動不能が解除されるまでに必要な入力部材３０の回転角は、θ１に設定されている（図６参照）。

伝達部３４は、入力部材３０の回転により周方向に移動して、出力部材４０の被伝達部４１を周方向に押圧するための部位である。
図２に示すように、伝達部３４、３４は、固定部３１の内周側で１８０度ずれて設けられており、対向している。
一方で、図９（ａ）に示すように、被伝達部４１の外周面において、伝達部３４に対向する部分に、平坦状の平坦面４１ａが形成されている。
なお、被伝達部４１の外周面において、伝達部３４に対向していない部分には、固定部３１の内周円弧面３６に当接する円弧状の外周円弧面４６が形成されている。

伝達部３４の内周面の両端側には、平坦面４１ａの両端側の被押圧面４５を押圧する押圧面３５、３５が形成されている。押圧面３５は、固定部３１の内周円弧面３６から中央部に向うにつれて平坦面４１ａに近接するように傾斜している。
このため、入力部材３０が回転した場合、図９（ｂ）に示すように、押圧面３５が被押圧面４５と面接触するようになっている。
また、押圧面３５が被押圧面４５に面接触している状態から、さらに入力部材３０が回転すると、押圧面３５が被押圧面４５を周方向に押圧する。これにより、図９（ｃ）に示すように、被伝達部４１が回転し、出力部材４０にモータ１０の駆動力が伝達される。
なお、図９（ａ）に示すように、伝達部３１の内周面において押圧面３５、３５との間の部分は、中央部に向うにつれて平坦面４１から離間するように窪む凹面４７が形成されており、押圧面３５以外の部分が平坦面４１ａに接触しないようになっている。

図９（ａ）に示すように、入力部材３０にモータ１０の駆動力が伝達されていない場合において、押圧面３５と被押圧面４５とが離間し、押圧面３５と被押圧面４５との間に隙間Ｓ２が形成されている。
また、押圧面３５が隙間Ｓ２内を移動して被押圧面４５に当接（押圧）するために必要な入力部材３０の回転角がθ２に設定されている。
この回転角θ２は、ロック部４３の回動不能が解除されるまでに必要な入力部材３０の回転角θ１よりも大きくなるように設定されている（θ２＞θ１）。

つぎに、入力部材３０の円筒部３２と、出力部材４０の軸支部４２との関係について説明する。
図５に示すように、円筒部３２は、円筒状を呈し、略円形状の内周面３２ａを有している。また、軸支部４２の外周面４２ａは略円形状を呈し、円筒部３２の内径と軸支部４２の外径とが略同一径に形成されている。このため、入力部材３０は、入力部材３０と出力部材４０との回転軸が同軸となった状態で、出力部材４０に回動自在に支持されている。
そして、モータ１０の駆動力がウォームホイール１２及び入力部材３０に伝達され、出力部材４０に伝達されていない場合、円筒部３２の内周面３２ａが軸支部４２の外周面４２ａを摺動しながら、ウォームホイール１２と入力部材３０とが出力部材４０回りに回動する。
ここで、円筒部３２が軸支部４２の外周面４２ａを摺動するものの、後述するようにロック部４３が一対のピン２２、２３により回転不能となっているため、出力部材４０は回転しない。
そして、モータ１０の駆動力が出力部材４０に伝達された場合、つまり、出力部材４０の回転不能が解除されるとともに、伝達部３４の押圧面３５が被伝達部４１の被押圧面４５を押圧した場合には、ウォームホイール１２と入力部材３０と出力部材４０とナット５１とは、ロッド６０の中心軸Ｏ回りに回転するようになる。

なお、図９に示すように、固定部３１の内周円弧面３６、３６と、被伝達部４１の外周円弧面４６、４６と、も略同一径に形成されている。このため、入力部材３０の回動時において、内周円弧面３６、３６が外周円弧面４６、４６を摺動しており、出力部材４０の被伝達部４１も入力部材３０を軸支する機能を有している。

つぎに、取付部８０について、図４を用いて説明する。
取付部８０は、出力部材４０の外周面に形成されたねじ溝に螺合するロックナット８１と、ロックナット８１よりも車幅方向外側に設けられて入力部材３０を車幅方向外側に付勢するスプリングシート８２と、スプリングシート８２の内周側に配置されたウェエーブワッシャ８３と、スプリングシート８２と入力部材３０の固定部３１との間に配置された第１ワッシャ８４と、入力部材３０の円筒部３２と出力部材４０のロック部４３との間に配置された第２ワッシャ８５と、を備えている。
これによれば、スプリングシート８２及びウェエーブワッシャ８３に付勢されていることから、入力部材３０が出力部材４０の軸方向に移動することなく、かつ、入力部材３０と出力部材４０との相対的回動が許容された状態で、入力部材３０が出力部材４０に取り付けられる。
また、第１ワッシャ８４と第２ワッシャ８５が介在していることから、入力部材３０と出力部材４０とが相対的に回動し易くなっている。

図３に示すように、ストロークセンサ９０は、ロッド６０の位置を検出したり、ロッド６０の移動距離を測定したりするためのセンサであり、棒状の被検出部９１と、被検出部９１が内部に進入している長さを検出する検出部９２と、を備えている。
また、ストロークセンサ９０は、測定結果（ロッド６０の位置及び移動距離）を制御部１００に送信する
なお、角度センサ１５により測定された回転軸１０ａの回転角から制御部１００がロッド６０の移動距離等を推定するように構成した場合、各部品が摩耗により回転軸１０ａの回転に対応するロッド６０の移動距離が初期状態と異なることがある。このため、本実施形態では、ストロークセンサ９０を備えることで、ロッド６０の位置及び移動距離を正確に把握することができる。

制御部１００は、モータ１０を制御して後輪４００の転舵角を調整するための制御装置である。なお、制御部１００は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、各種インタフェイス、電子回路などを含んで構成され、その内部に記憶されたプログラムに従って各処理を実行している。

制御部１００は、ロッド６０の位置と後輪４００の転舵角との関係を示す相関図（不図示）を記憶している。このため、制御部１００は、この相関図とストロークセンサ９０から送られてきた測定値（ロッド６０の位置）とから、後輪４００の転舵角を算出している。

また、制御部１００は、操舵角及び車速に基づいて、旋回性、車両安定性等を高めるため、後輪４００の転舵角を変更するか否か判定する。ここで、転舵角を変更するか否かを判定する方法は特に限定されず、公知の方法を適宜使用できる。
そして、制御部１００は、後輪４００の転舵角を変更すると判定した場合（「ＳＴＡＲＴ」）、後輪４００の転舵角を走行状態に応じた角度に制御するため、転舵角変更処理を実行する。
以下、主に図１０を参照しながら転舵角変更処理を説明する。また、以下の説明において、モータ１０の回転軸１０ａの回転方向については、図９を基準に説明する。

ステップＳ１において、制御部１００は、ロッド６０の目的位置を設定し、その目的位置にロッド６０が移動するようにモータ１０に駆動信号を送信する。
ここで、上述した駆動信号は、モータ１０に対して回転軸１０ａの回転を指令する信号であり、回転軸１０ａの回転方向が指定されている。なお、本実施形態において、駆動信号による回転軸１０ａの回転方向は、右回り方向に指定されている（図９（ａ）〜（ｃ）参照）。

これにより、駆動信号を受け取ったモータ１０は、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、回転軸１０ａの右回り方向への回転（一方回転）を開始する。
また、回転軸１０ａの回転角がθ５に到達した場合、入力部材３０の右回り方向への回転角がθ２となり、押圧面３５が被押圧面４５に当接する（図９（ｂ）参照）。
さらに、回転軸１０ａの回転角がθ５を超えると、押圧面３５が被押圧面４５の押圧を開始するため、出力部材４０が回転し（図９（ｃ）参照）、ロッド６０が移動する。
なお、押圧面３５による被押圧面４５の押圧時において、入力部材３０は、出力部材４０よりもθ２分だけ多く相対回転している。

ステップＳ２において、制御部１００は、ストロークセンサ９０から送信された測定結果（ロッド６０の位置）に基づいてロッド６０が目標位置まで到達したか否かを判定する。ここで、ロッド６０が目標位置まで到達していないと判定した場合には、制御部１００は、ステップＳ２の処理を繰り返す。一方で、制御部１００は、ロッド６０が目標位置まで到達したと判定した場合、ステップＳ３に進む。

ステップＳ３において、制御部１００は、モータ１０に停止信号を送信する。これにより、モータ１０による回転軸１０ａの一方回転が停止する。なお、図９（ｃ）に示すように、ロッド６０が目標位置に到達するまでに回転したモータ１０の回転軸１０ａの回転角をθ６とする。
また、モータ１０の回転軸１０ａの停止時において、図８（ｃ）に示すように、爪３３が左側ピン２３を押圧し、出力部材４０の右回りへの回動不能が解除された状態になっている。

ステップＳ４において、制御部１００は、ストロークセンサ９０から送信された測定結果（ロッド６０の移動距離）からロッド６０の移動に寄与したモータ１０の回転軸１０ａの回転角を算出する。
なお、上記する「ロッド６０の移動に寄与したモータ１０の回転軸１０ａの回転角」とは、図９（ｂ）、（ｃ）に示すように、押圧面３５が被押圧面４５を当接（押圧）してからロッド６０が目標位置に到達するまでの間に、モータ１０の回転軸１０ａが回転した角度θ７を指す。

ここで、制御部１００は、図１１に示すように、ロッド６０の移動距離と、ロッド６０の移動に寄与したモータ１０の回転軸１０ａの回転角θ７と、の関係を示す相関図を記憶している。よって、制御部１００は、この相関図と算出したロッド６０の移動距離とにより、ロッド６０の移動に寄与したモータ１０の回転軸１０ａの回転角θ７を算出する。
なお、ロッド６０の移動距離と、ロッド６０の移動に寄与したモータ１０の回転軸１０ａの回転角と、の関係は、ロッド６０の移動距離が長くなるにつれてロッド６０の移動に寄与したモータ１０の回転軸１０ａの回転角θ７が大きくなる、という比例関係である。

ステップＳ５において、制御部１００は、角度センサ１５から送られた測定結果（回転軸１０ａの回転角θ６）からロッド６０の移動に寄与したモータ１０の回転軸１０ａの回転角θ７を減算して複数の爪３３を定位置に復帰させるためのモータ１０の回転軸１０ａの回転角（以下、「復帰角度」と称する）を算出する。
これによれば、ロッド６０の移動に寄与していないモータ１０の回転軸１０ａの回転角、言い換えれば、入力部材３０が出力部材４０に対して相対回転した角度θ２に寄与したモータ１０の回転軸１０ａの回転角θ５を算出することができる。

ステップＳ６において、制御部１００は、モータ１０に復帰信号を送信する。なお、復帰信号とは、駆動信号で指定された回転方向と反対側へ回転（他方回転）するように指定された信号である。このため、モータ１０の回転軸１０ａは、ロッド６０を目標位置に移動させる場合と異なる方向（図９で左回り）に回動し始める。

ステップＳ７において、制御部１００は、角度センサ１５から送信された測定結果（回転軸１０ａの回転角）に基づいて、モータ１０の回転軸１０ａの回転角が復帰角度θ５に到達したか否かを判定する。
ここで、ロッド６０が復帰角度θ５に到達していないと判定した場合、制御部１００は、繰り返しステップＳ７の処理を繰り返す。一方で、制御部１００は、ロッド６０が復帰角度θ５に到達したと判定した場合、ステップＳ８に進む。

ステップＳ８において、制御部１００は、モータ１０に停止信号を送信し、転舵角変更処理を終了する（「ＥＮＤ」）。

次に、主に図１２を参照しながら、転舵角変更処理における入力部材３０の回転角と、その回転角毎の効果について説明する。
（１）入力部材３０の右回り方向への回転角がθ１に到達した場合、爪３３による左側ピン２３の押圧が開始し、出力部材４０の右回り方向への回転が可能となる（図８（ｂ）参照）。
（２）入力部材３０の右回り方向への回転角がθ２に到達した場合、押圧面３５による被伝達面４５の押圧が開始する（図９（ｂ）を参照）。このため、出力部材４０による右回り方向への回転が開始し（図８（ｃ）と図９（ｃ）とを参照）、ロッド６０が移動する。
（３）入力部材３０の右回り方向への回転角がθ３に到達した場合（モータ１０による回転軸１０ａの一方回転が停止した場合）、ロッド６０が目標位置に到達し、後輪４００の転舵角が所望の角度となる。
（４）ロッド６０が目標位置に到達した後において、入力部材３０が左回り方向に回転する。ここで、モータ１０による回転軸１０ａの他方回転の回転角は復帰角度θ５であるため、入力部材３０は、左回り方向へθ２分だけ回転する。
これにより、入力部材３０は、出力部材４０に対してθ２分だけ相対回転し、入力部材３０の爪３３は、定位置内に復帰するとともに定位置の周方向中間部に位置するようになる（図８（ｄ）参照）
また、入力部材３０の伝達部３４も左回り方向に移動して、押圧面３５が被押圧面４５に当接（押圧）するために必要な入力部材３０の回転角がθ２となる（図９（ｄ）参照）。

以上、実施形態によれば、ロッド６０が目標位置に到達した後において、爪３３が定位置に復帰し、爪３３による左側ピン２３の押圧が解除される。そして、左側ピン２３は、弾性体２４による付勢力により押圧され（図８（ｄ）の矢印Ｆ参照）、アウターケース２１の内周面２１ａと平坦面４４の左端部４４ｃとの間に挟まれる。このため、出力部材４０が回動不能状態となり、ロッド６０のガタつきが防止される。

また、実施形態によれば、角度センサ１５とストロークセンサ９０とを備え、モータ１０の回転軸１０ａの回転角と、ロッド６０の移動距離と、を正確に測定することができる。このため、正確なモータ１０の回転軸１０ａの回転角と、正確なロッド６０の移動距離と、から算出される復帰角度も精度良く把握することができ、確実に爪３３を定位置の周方向中間部に復帰させることができる。

また、実施形態によれば、ボールベアリング５４とローラベアリング５５とにより回転可能に支持されているナット５１と、出力部材４０と、が一体になっていることから、出力部材４０を単独で回転可能に支持するベアリングが不要となり、部品点数が低減する。また、入力部材３０とウォームホイール１２とが一体になっていることから、ウォームホイール１２を単独で回転自在に支持するベアリングを不要とすることができる。

以上、実施形態について説明したが、本発明は実施形態で説明した例に限定されない。
たとえば、アクチュエータ１は、角度センサ１５とストロークセンサ９０とを備えることなく、複数の爪３３を定位置に復帰させるためのモータ１０の回転軸１０ａの回転角（復帰角度）が予め決められた角度に設定してもよい。これによれば、センサが不要となり、アクチュエータ１の小型化を図ることができる。
なお、予め決められた角度とは、出力部材４０に対して入力部材３０が相対的に回動する角度がθ２となるために必要がモータ１０の回転軸１０の回転角θ５に設定してもよく、または、この角度θ５に対して回転軸１０ａがベアリング１３ａから受ける摩擦抵抗や爪３３が受ける弾性体２４の付勢力を考慮して得られる角度であってもよい。

また、アクチュエータ１では、ウォームギヤ１１とウォームホイール１２とが摩耗すると、モータ１０の回転軸１０ａの回転角に対応する入力部材３０の回転角が減少するようになる。
つまり、入力部材３０を所定角度回転させる場合において、部品の摩耗が激しいほどモータ１０の回転軸１０ａの回転角が大きくなる、という性質がある。
このため、アクチュエータ１の初期状態において、爪３３が定位置に復帰させるために必要な回転軸１０ａの回転角であるθ５よりも大きい角度を許容角度と設定しておく。そして、制御部１００が算出された複数の爪３３を定位置に復帰させるためのモータ１０の回転軸１０ａの回転角（復帰角度）が許容角度内であるか否かを判定するように構成してもよい。これによれば、アクチュエータ１を分解することなく、部品の交換等が必要か否かを判断することができる。
さらに、算出された復帰角度が許容角度を超えると判定された場合において、制御部１００は、車両の制御装置（不図示）に警告信号を送信したり、又は、アクチュエータ１に報知機を設け、この報知機によりユーザに報知させたりしてもよい。

また、実施形態の逆入力防止装置２０は、出力部材４０のロック部４３の平坦面４４に対向する円形状の内周面２１ａとして、アウターケース２１を備えているが、ハウジング７０の内周面に、円形状の内周面２１ａを形成してもよい。これによれば、アウターケース２１を不要とすることができる。

また、実施形態では、入力部材３０の固定部３１の内周面に、入力部材３０の回動により周方向に移動する伝達部３４を形成し、一方で、出力部材４０には、軸支部４２から車幅方向内側に延出して、伝達部３４の軌跡上に位置する被伝達部４１を形成しているが、入力部材３０から出力部材４０にモータ１０の駆動力を伝達することができれば、本発明はこれに限定されない。

また、実施形態では、変換装置５０として、ボールねじであるが、本発明は、送りねじであってもよい。

また、実施形態では、モータ１０の駆動力を入力部材３０に伝達するための部材として、ウォームギヤ１１、ウォームホイール１２を用いているが、本発明は、ウォームギヤ１１、ウォームホイール１２の代わりにベルトとプーリとを用いてもよい。また、傘歯車を用いて、モータ１０の駆動力が入力部材３０に伝達されるようにしてもよく、他には、モータ１０の回転軸１０ａの向きを入力部材３０と同方向にして、平歯車によりモータ１０の駆動力が入力部材３０に伝達されるようにしてもよい。

１ アクチュエータ
１０ モータ
１０ａ 回転軸
１１ ウォームギヤ
１２ ウォームホイール
１５ 角度センサ
２０ 逆入力防止装置
２１ アウターケース（外周壁部）
２１ａ 内周面
２２、２３ ピン
２４ 弾性体
２５ 固定スクリュー
２６ ロックナット
３０ 入力部材
３１ 固定部
３２ 円筒部
３３ 爪
３４ 伝達部
３５ 押圧面
４０ 出力部材
４１ 被伝達部
４２ 軸支部
４３ ロック部
４４ 平坦面
４５ 被押圧面
５０ 変換装置
５１ ナット
５２ ねじ軸
５３ ボール
５４ ボールベアリング
５５ ローラベアリング
６０ ロッド
７０ ハウジング
８０ 取付部
９０ ストロークセンサ

Claims (6)

1. 回転軸を有するモータと、
   前記回転軸の回転により回転する入力部材及び出力部材を有し、前記出力部材に入力された外力を前記入力部材に伝達することを防止する逆入力防止装置と、
   前記出力部材の回転運動を直線運動に変換する変換装置と、
   前記変換装置の直線運動により進退するロッドと、
   を備えるアクチュエータであって、
   前記逆入力防止装置は、
   外周面に複数の平坦面が形成されたロック部を有する前記出力部材と、
   前記ロック部の外周を囲む略円形状の内周面が形成された外周壁部と、
   前記各平坦面と前記内周面との間に配置された一対のピンと、
   前記一対のピンの間に配置され、前記一対のピン同士を周方向に離間するように付勢する弾性体と、
   前記一対のピンの周方向両側に配置された複数の爪を有する前記入力部材と、
   を有し、
   前記回転軸の一方回転により前記ロッドが目標位置に到達した後、前記回転軸が他方回転することにより前記複数の爪が定位置に復帰する
   ことを特徴とするアクチュエータ。
2. 前記モータを制御する制御部と、
   前記モータの回転軸が回転した回転角を測定する角度センサと、
   前記ロッドの移動距離を測定するストロークセンサと、
   を備え、
   前記制御部は、
   前記ストロークセンサに測定された移動距離から前記ロッドの移動に寄与したモータの回転軸の回転角を算出し、
   前記角度センサにより測定された回転角から前記ロッドの移動に寄与したモータの回転軸の回転角を減算して前記複数の爪を定位置に復帰させるためのモータの回転軸の回転角を算出する
   ことを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータ。
3. 前記制御部は、前記複数の爪を定位置に復帰させるためのモータの回転軸の回転角が許容角度内であるか否かを判定する
   ことを特徴とする請求項２に記載のアクチュエータ。
4. 前記複数の爪を定位置に復帰させるためのモータの回転軸の回転角は、予め決められた角度に設定されている
   ことを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータ。
5. 前記回転軸に連結するウォームギヤと、
   前記ウォームギヤに歯合するウォームホイールと、を備え、
   前記変換装置は、前記出力部材の回転により回転するナットを有し、
   前記入力部材と前記ウォームホイールとは、一体であり、
   前記出力部材と前記ナットとは、一体である
   ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のアクチュエータ。
6. 進退するロッドを有するアクチュエータを備え、前記ロッドの進退によって車両の車輪が転舵される車両用転舵装置であって、
   前記アクチュエータは、
   回転軸を有するモータと、
   前記回転軸の回転により回転する入力部材及び出力部材を有し、前記出力部材に入力された外力を前記入力部材に伝達することを防止する逆入力防止装置と、
   前記出力部材の回転運動を直線運動に変換する変換装置と、
   前記変換装置の直線運動により進退するロッドと、
   を備え、
   前記逆入力防止装置は、
   外周面に複数の平坦面が形成されたロック部を有する前記出力部材と、
   前記ロック部の外周を囲む略円形状の内周面が形成された外周壁部と、
   前記各平坦面と前記内周面との間に配置された一対のピンと、
   前記一対のピンの間に配置され、前記一対のピン同士を周方向に離間するように付勢する弾性体と、
   前記一対のピンの周方向両側に配置された複数の爪を有する前記入力部材と、
   を有し、
   前記回転軸の一方回転により前記ロッドが目標位置に到達した後、前記回転軸が他方回転することにより前記複数の爪が定位置に復帰する
   ことを特徴とする車両用転舵装置。

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