JP3107295B2 - 後輪操舵アクチュエータ - Google Patents

後輪操舵アクチュエータ

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JP3107295B2
JP3107295B2 JP17309497A JP17309497A JP3107295B2 JP 3107295 B2 JP3107295 B2 JP 3107295B2 JP 17309497 A JP17309497 A JP 17309497A JP 17309497 A JP17309497 A JP 17309497A JP 3107295 B2 JP3107295 B2 JP 3107295B2
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JP
Japan
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snap ring
bearing
rear wheel
screw member
steering actuator
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敏彦 山中
新治 谷崎
耕造 藤田
修 武田
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Toyota Motor Corp
Aisin Corp
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Aisin Seiki Co Ltd
Toyota Motor Corp
Aisin Corp
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  • Steering-Linkage Mechanisms And Four-Wheel Steering (AREA)
  • Power Steering Mechanism (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は後輪操舵アクチュエ
ータに関する。
【0002】
【従来の技術】図4に示した従来の後輪操舵アクチュエ
ータは、操作意志及び走行状態に応じてブラシレスモー
タ102に駆動電流が供給され、その中空回転軸101
が回転する。さらに、遊星歯車機構103を介して中空
回転軸101に連結する台形メネジ105が回転するこ
とにより、台形メネジ105にねじ嵌合するロッド10
8がストロークして、ボールジョイント109を介して
後輪を懸架するアーム部材に作用し、左右後輪がそれぞ
れ転舵する。台形メネジ105の外周面端部にはナット
104がねじ嵌合してベアリング107を台形メネジ1
05に対して締め付け固定し、ベアリング107と台形
メネジ105間のガタツキを防止している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の後輪操舵ア
クチュエータによれば、台形メネジ105が継続的に左
右反転を繰り返すために、徐々にナット104が緩み、
ベアリング107と台形メネジ105間にガタツキが生
じ、操舵の安定性が低下したり、異音が発生するおそれ
がある。なお、上記従来の後輪操舵アクチュエータにお
いて、更に、ねじ部に緩み防止剤を塗布したり、或いは
ナット108の一端をつぶしたり、又はかしめるという
対策が考えられるが、これらの効果は不十分であり、ま
た、製造工程における工程抜けのおそれがあり、コスト
が上昇するという問題点も生じる。
【0004】以上の事情に鑑み、本発明の課題は、操舵
の安定性が長期間に亘って維持される後輪操舵アクチュ
エータを提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
【0006】前記課題を達成するために、本発明は、後
輪に連結するロッドをストロークすることにより該後輪
を操舵する後輪操舵アクチュエータであって、操作意志
に応じて駆動されるモータと、前記モータのロータに連
結し、外周部に環状の溝が形成され、内周部が前記ロッ
ドの外周部に噛合して該ロータの回転運動を該ロッドの
直線運動に変換するねじ部材と、前記ねじ部材の径方向
外方に配され、該ねじ部材をハウジングに対して回転自
在に支持するベアリングと、前記ねじ部材の外周部に形
成された環状の溝に径方向内方に作用する弾性力をもっ
て嵌合すると共に前記ベアリングの側面に当接して、該
ベアリングを前記ねじ部材に係止するスナップリング
と、を備え、さらに、前記スナップリングの一側の側面
にはテーパ面が形成され、他側の側面は前記ベアリング
の側面に当接し、前記溝の一側の側壁にはテーパ面が形
成され、前記スナップリングと前記溝のテーパ面同士は
互いに当接し、前記スナップリングの内周面と前記溝の
底面とは離間していることを特徴とする後輪操舵アクチ
ュエータを提供する。
【0007】また、本発明は、前記ベアリングと前記ス
ナップリングの互いの当接面が摩滅した際に、前記スナ
ップリングの有する前記弾性力により前記テーパ面同士
が滑って、該スナップリングが前記溝の径方向内方に移
動することを特徴とする後輪操舵アクチュエータを提供
する。
【0008】また、本発明は、前記スナップリングの径
方向外方において軸方向に延在し、前記ハウジングと一
体とされたカバーが設けられ、前記スナップリングの先
割れ先端部の径方向の幅は、前記カバー、前記ベアリン
グ及び前記ねじ部材により画成されて該スナップリング
を収容する空間の開口面における径方向のクリアランス
より大きいことを特徴とする後輪操舵アクチュエータを
提供する。
【0009】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して、本発明の好
ましい一実施の形態を説明する。図1は、本発明の一実
施形態に係る後輪操舵アクチュエータの断面図である。
まず、図1に示した後輪操舵アクチュエータの概略を説
明する。操作意志及び走行状態に応じてブラシレスモー
タ2に駆動電流が供給され、その中空回転軸1(ロー
タ)が回転する。さらに、遊星歯車機構3を介して中空
回転軸1に連結する台形メネジ5(ねじ部材)が回転す
ることにより、台形メネジ5に噛合するロッド8がスト
ロークして、ボールジョイント9を介して後輪を懸架す
るアーム部に作用し、左右後輪がそれぞれ転舵すること
により、車両の姿勢を制御する。さらに、台形メネジ5
及びロッド8はボールベアリング7(ベアリング)よっ
て支持され、ボールベアリング7は台形メネジ5に対し
てスナップリング11によって係止されている。
【0010】次に、後輪操舵アクチュエータを構成する
各部材を詳細に説明する。ブラスレスモータ2は、電気
コイルとロータとして管状の中空回転軸1を備える。ロ
ッド8は中空回転軸1の内部を貫通している。中空回転
軸1は、ロッド8の軸方向に延在して遊星歯車機構3の
一方のサンギアに連結される。この遊星歯車機構3は、
中空回転軸1の回転速度を減速しトルクアップをするも
のであって、直列に配列された二組の遊星ギアセットか
らなり、一方のサンギアが中空回転軸1に連結し、この
一方のサンギアと一方のリングギアに噛合する一方の遊
星ギアのキャリアが他方の遊星ギアセットのサンギアに
連結し、この他方のサンギアと他方のリングギアに噛合
する他方の遊星ギアのキャリアが台形メネジ5に連結す
る。
【0011】台形メネジ5は、その外周部に配置された
ベアリング7によってハウジング(モータ外套)6に回
転自在に支持され、前記他方の遊星ギアのキャリアに連
結すると共に、ロッド8の外周面に噛合して、ブラシレ
スモータ2の回転運動をロッド8の直線運動に変換す
る。また、台形メネジ5の遊星歯車機構3側の外周部に
は、外向きのフランジ部が形成され、このフランジ部の
径方向外側のハウジング6には内向きのフランジ部が形
成されている。台形メネジ5の中間部には、外周面に開
口する環状の溝10が形成されている。ベアリング7が
前記両フランジ部に当接した状態で、溝10にスナップ
リング11が嵌合される。これによって、ボールベアリ
ング7の内輪側が台形メネジ5に係止される。さらに、
この状態でスナップリング11の径方向外方向において
軸方向に延在するカバー12がハウジング6と一体に組
み付けられて、ボールベアリング7側面の外周部に当接
し、ボールベアリング7の外輪側がハウジング6に係止
される。スナップリング11外周面とカバー12内周面
とは離間している。また、スナップリング11の内周面
は溝10の底面と離間している。
【0012】また、中空回転軸1の両端部には、それを
回転自在に支持するふたつのボールベアリングが配置さ
れ、一方のボールベアリングはモールド成形された一方
の樹脂部材を介してハウジング6に係止され、他方のボ
ールベアリングは別の部材を介してハウジング6に係止
されている。この一方の樹脂部材の外周面とハウジング
6の内周面には互いに嵌合する凹凸部が形成され、両者
のガタツキが防止されている。さらに、両方のリングギ
アはこの一方の樹脂部材と一体に形成されている。ま
た、中空回転軸1と一方のサンギアは樹脂を用いて一体
に成形されている。
【0013】図2を参照してスナップリング11周辺の
構造を詳説する。図3に示した先割れ環状のスナップリ
ング11は、一側の側面に径方向中間部から中心方向に
向かって徐々に肉薄となるテーパ面11aを備える。テ
ーパ面11aの角度は、スナップリング11の一側側面
の平面部に対して約15〜17゜である。一方、溝10
は、ベアリング7と離間するその一側の側面がスナップ
リング11のテーパ面11aに当接する角度のテーパ面
10aとされている。組み付け時、スナップリング11
は、径方向に縮小されて、溝10に嵌合し、テーパ面1
0a,11a同士、及びスナップリング11の他側の側
面とベアリング7側面とがそれぞれ当接する。この状態
で、スナップリング11の外周面はカバー12の内周面
と、内周面は溝10の底面と所定のクリアランスを有す
る。ここで、スナップリング11先端部の幅をA、台形
メネジ5、ボールベアリング7及びカバー12により画
成されてスナップリング11を収容する空間の開口面に
おける径方向のクリアランスをBとすると、A>Bの関
係にある。
【0014】次に、溝10及びスナップリング11の機
能について説明する。部材の係止にスナップリングを用
いた場合には、スナップリング11の厚みやスナップリ
ングが嵌合する溝10の幅などの寸法誤差ないし組み付
け誤差により、微少なガタが生じるおそれがある。本実
施形態によれば、溝10及びスナップリング11に互い
に当接するテーパ面10a,11aが形成され、かつス
ナップリング11内周面と溝10の環状底面の間にクリ
アランスが設けられていることにより、例えば、スナッ
プリング11が薄厚に、溝10の幅が大きく形成された
場合、スナップリング11はその径方向内方(中心方
向)に作用する自身の締め付けバネ力によって、テーパ
面10a,11a同士が滑動して、スナップリング11
が溝10の径方向内方に滑り込むことにより、スナップ
リング11の他側側面とボールベアリング7の一側側面
との当接状態が確保される。すなわち、寸法誤差が補償
されてガタが自然に解消され、転舵精度及び運転操作の
安定性が確保される。また、長期間使用後、或いは車輪
の衝突、縁石乗り上げ等によって、不測の荷重がロッド
8に加わり、ベアリング7側面、溝10、スナップリン
グの面だれや摩滅が発生した場合にも同様にガタが解消
され、本実施形態の後輪操舵アクチュエータによれば、
様々な状況においても良好な転舵精度が長期間に亘って
確保される。
【0015】また、車輪の衝突等によって、スナップリ
ング11が拡大して溝10から離脱する方向に力が作用
する場合がある。本実施形態によれば、スナップリング
11先端部の幅Aが、スナップリング11が収容される
空間の開口面のクリアランスBより大きいことにより、
スナップリング11の端面がカバー12のフランジ部内
周面に干渉するため、スナップリング11の離脱が確実
に防止される。部品寸法不良、組立不良によりスナップ
リング11が径方向外方に拡大している場合も同様の機
能が発揮される。なお、前記干渉状態で、ブラシレスモ
ータ2が動作して後輪転舵が行われる場合、台形メネジ
5が回転すると大きな打音あるいは異音が発生するた
め、スナップリング11が完全に溝10から離脱する前
に、操作者は支障があることを容易に認識することがで
きる。
【0016】
【発明の効果】本発明によれば、常に後輪に作用するロ
ッド及び該ロッドに噛合するねじ部材が左右反転を繰り
返すという特有の動作を行う後輪操舵アクチュエータに
おいて、ロッドに噛合して回転運動を直線運動に変換す
るねじ部材に対して、該ねじ部材を回転自在に支持する
ベアリングをスナップリングを用いて係止することによ
り、スナップリングが径方向に弾性力を作用するため、
ねじ部材に設けられた溝からスナップリングが抜けにく
く、長期間使用後もねじ部材と軸受とのガタツキが防止
され、操舵の安定性が維持される。特に、ねじ部材の溝
とスナップリングに互いに当接するテーパ面を設けると
共に、スナップリング内周面と溝の底面間にクリアラン
スを形成することにより、ベアリング側面などが摩滅し
て該面が初期状態より後退した場合であっても、スナッ
プリングが溝内に自動的に滑り込んで、くさびとしての
機能を維持し、ベアリングとねじ部材のガタツキを防止
する。また、スナップリングの径方向の幅とスナップリ
ングが収容される空間の開口面における径方向のクリア
ランスを所定の関係に設定することにより、車輪の衝突
等による衝撃によってスナップリングが溝から離脱する
方向に大きな力が作用した場合であっても、スナップリ
ング外周部がねじ部材と衝突すると共にスナップリング
と溝の嵌合状態が維持されるため、スナップリングの離
脱が高度に防止される。さらに、スナップリングが完全
に溝に嵌合していない場合には、大きな異音が発生する
ため支障の存在が明確に認知される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係る後輪操舵アクチュエー
タの断面図である。
【図2】図1のスナップリング及び溝の周辺構造の拡大
図である。
【図3】図1のスナップリングの平面図である。
【図4】従来の後輪操舵アクチュエータの断面図であ
る。
【符号の説明】
1 中空回転軸 2 ブラシレスモータ 3 遊星歯車機構 5 台形メネジ 6 ハウジング(ブラシレスモータ外套) 7 ベアリング 8 ロッド 9 ボールジョイント 10 溝 10a テーパ面 11 スナップリング 11a テーパ面 12 カバー A スナップリング11先端部の幅 B 台形メネジ5、ボールベアリング7及びカバー12
により画成されてスナップリング11を収容する空間の
開口面における径方向のクリアランス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 武田 修 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自 動車株式会社内 審査官 川向 和実 (56)参考文献 特開 昭63−103763(JP,A) 特開 平7−205822(JP,A) 特開 平4−193686(JP,A) 特開 平8−99648(JP,A) 実開 平6−42527(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B62D 7/14 B62D 5/04

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】後輪に連結するロッドをストロークするこ
    とにより該後輪を操舵する後輪操舵アクチュエータであ
    って、 操作意志に応じて駆動されるモータと、前記モータのロ
    ータに連結し、外周部に環状の溝が形成され、内周部が
    前記ロッドの外周部に噛合して該ロータの回転運動を該
    ロッドの直線運動に変換するねじ部材と、前記ねじ部材
    の径方向外方に配され、該ねじ部材をハウジングに対し
    て回転自在に支持するベアリングと、前記ねじ部材の外
    周部に形成された環状の溝に径方向内方に作用する弾性
    力をもって嵌合すると共に前記ベアリングの側面に当接
    して、該ベアリングを前記ねじ部材に係止するスナップ
    リングと、を備え、 前記スナップリングの一側の側面にはテーパ面が形成さ
    れ、他側の側面は前記ベアリングの側面に当接し、前記
    溝の一側の側壁にはテーパ面が形成され、前記スナップ
    リングと前記溝のテーパ面同士は互いに当接し、前記ス
    ナップリングの内周面と前記溝の底面とは離間している
    ことを特徴とする後輪操舵アクチュエータ。
  2. 【請求項2】前記ベアリングと前記スナップリングの互
    いの当接面が摩滅した際に、前記スナップリングの有す
    る前記弾性力により前記テーパ面同士が滑って、該スナ
    ップリングが前記溝の径方向内方に移動することを特徴
    とする請求項1記載の後輪操舵アクチュエータ。
  3. 【請求項3】後輪に連結するロッドをストロークするこ
    とにより該後輪を操舵する後輪操舵アクチュエータであ
    って、 操作意志に応じて駆動されるモータと、前記モータのロ
    ータに連結し、外周部に環状の溝が形成され、内周部が
    前記ロッドの外周部に噛合して該ロータの回転運動を該
    ロッドの直線運動に変換するねじ部材と、前記ねじ部材
    の径方向外方に配され、該ねじ部材をハウジングに対し
    て回転自在に支持するベアリングと、前記ねじ部材の外
    周部に形成された環状の溝に径方向内方に作用する弾性
    力をもって嵌合すると共に前記ベアリングの側面に当接
    して、該ベアリングを前記ねじ部材に係止するスナップ
    リングと、を備え、 前記スナップリングの径方向外方において軸方向に延在
    し、前記ハウジングと一体とされたカバーが設けられ、
    前記スナップリングの先割れ先端部の径方向の幅は、前
    記カバー、前記ベアリング及び前記ねじ部材により画成
    されて該スナップリングを収容する空間の開口面におけ
    る径方向のクリアランスより大きいことを特徴とする後
    輪操舵アクチュエータ。
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KR102635281B1 (ko) * 2017-02-01 2024-02-13 에이치엘만도 주식회사 전동식 동력 보조 조향장치의 감속기

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