JP6204306B2 - 伸縮アクチュエータ - Google Patents

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、異音や騒音等が発生するおそれがある。

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騒音等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、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、前記出力ロッドを摺動可能に保持すると共に、前記出力ロッドの周方向への回転を規制するハウジングと、第１ブッシュを介して、前記ハウジングと前記車体とを接続する車体側接続部と、第２ブッシュを介して、前記出力ロッドと前記ナックルとを接続するナックル側接続部と、を備え、前記ハウジングと前記第１ブッシュとの間には、前記ハウジングの軸線を回動中心として前記ハウジングが周方向へ所定角度だけ回動することを許容する回動許容部が設けられることを特徴とする。

本発明によれば、車体側に接続される第１ブッシュとハウジングとの間に回動許容部が配置されている。送りねじ機構によって電動機の回転運動を直線往復運動に変換する場合、例えば、運動の変換ロスによって回転方向の振動が発生するが、回動許容部を介してハウジングの周方向への回動動作が許容されることで、回転方向の振動が吸収される。従って、本発明では、送りねじ機構で発生した回転方向の振動が車体へ伝達されることを、回動許容部によって遮断することができる。この結果、本発明では、伸縮アクチュエータから車体側へ入力される振動が減少し、それによって発生する作動音（異音、騒音）が低減するため、静粛性を向上させることができる。

また、本発明によれば、回動許容部によって、出力ロッドへの負荷、及び、ハウジングの周方向の回転を規制する部材（例えば、本実施形態における第１スライドベアリング及び第２スライドベアリングに対応）への負荷を低減することができる。これにより、本発明では、ガタの量が恒久的に低減し、打音の少ない商品性の良好な伸縮アクチュエータを得ることができる。また、本発明では、送りねじ軸と送りナットとのフリクションによるスティックスリップ（自励振動）の回転運動が恒久的に抑制され、異音の少ない商品性の良好な伸縮アクチュエータを得ることができる。

さらに、本発明によれば、送りねじ軸は、周方向への回転運動が規制されているため、電動機の回転運動が直ちに直線往復運動に変換される。これにより、伸縮アクチュエータの応答性が向上し、精度の高い制御を遂行することが可能となる。この結果、本発明に係る伸縮アクチュエータを車両に搭載することで、操縦性の良好な車両を得ることができる。

また、本発明は、前記回動許容部が、前記第１ブッシュを内嵌するエンド部材に連結される軸部材と、前記第１ブッシュに近接する前記ハウジングの端部に固定され、前記軸部材を回動可能に軸支する軸受部材とを有することを特徴とする。

本発明によれば、回動許容部は、エンド部材に連結される軸部材と、この軸部材を回動可能に軸支する軸受部材とからなる簡素な構造によって構成することができる。この結果、回動許容部を備えた伸縮アクチュエータを容易に製造することができる。

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騒音等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、（ｃ）は、（ａ）のＶＩＣ−ＶＩＣ線に沿った拡大断面図である。

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（図２参照）。

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（第１ブッシュ）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（第２ブッシュ）２６ｂを介してナックル１２の後部に連結されている。

車体フレーム側のゴムブッシュジョイント２６ａは、図１及び図２に示されるように、リング状のエンド部材２５ａ内に内嵌されている。エンド部材２５ａの外周面には、半径外方向に向かって所定長だけ突出する突出部２７がエンド部材２５ａと一体的に設けられている。後記する図３に示されるように、この突出部２７には、有底円筒状からなり内壁に雌ねじを有するボルト挿入孔２９が形成されている。一方、後輪Ｗ側のゴムブッシュジョイント２６ｂは、後記する出力ロッド３２の先端部に連結されたリング状のエンド部材２５ｂ内に内嵌されている。

なお、エンド部材２５ａ及び突出部２７は、全体として「車体側接続部」として機能するものである。また、エンド部材２５ｂは、「ナックル側接続部」として機能するものである。

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、図６（ｃ）は、図６（ａ）のＶＩＣ−ＶＩＣ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。なお、第１ハウジング３０ａ及び第２ハウジング３０ｂは、全体として「ハウジング」として機能すると共に、以下、その両者を総称して「ハウジング３０」という。

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。

車体フレーム側のゴムブッシュジョイント２６ａに近接するハウジング３０の端部内には、ハウジング３０の軸線Ｌを回動中心としてハウジング３０が周方向へ所定角度だけ回動することを許容する回動許容部３１が設けられている。

この回動許容部３１は、突出部２７のボルト挿入孔２９に螺入されるボルト（軸部材）３３と、スクリュー部材３５を介して第１ハウジング３０ａの端部内壁に固定される軸受部材３７と、第１ハウジング３０ａの開口部３９とエンド部材２５ａの突出部２７との間の間隙を閉塞してシールするリング状のオイルシール４１とを備える。

ボルト３３は、ボルト挿入孔２９の雌ねじに螺入される雄ねじを有するねじ部３３ａと、ねじ部３３ａと軸方向に沿った反対側に設けられる頭部３３ｂと、ねじ部３３ａと頭部３３ｂとの間に位置し、軸受部材３７の内輪に接触して軸受部材３７を保持する保持部３３ｃとを有する。

スクリュー部材３５は、リング状からなり、その外周面に形成されたねじ部（雄ねじ）が、ハウジング３０の端部内壁に形成されたねじ部（雌ねじ）に対して締結される。

軸受部材３７は、同軸に配置される外輪３７ａ及び内輪３７ｂと、外輪３７ａと内輪３７ｂとの間に転動可能に配置される複数のボール３７ｃとを有する。外輪３７ａは、ハウジング３０（３０ａ）の端部内壁によって保持されていると共に、内輪３７ｂは、ボルト３３の保持部３３ｃ及びエンド部材２５ａの突出部２７の先端面によって保持されている。軸受部材３７は、例えば、４点接触ベアリング等のようにアキシャル方向で剛性が高い玉軸受けが好ましい。

また、第１ハウジング３０ａの開口部３９とエンド部材２５ａの突出部２７との間の間隙がオイルシール４１でシールされることにより、ハウジング３０に対して外部からの塵埃及び水等の進入が阻止される。

回動許容部３１は、このように構成されることで、車体フレーム側のエンド部材２５ａが、ハウジング３０を軸線Ｌ周りの方向に所定角度だけ回動可能に支持している。

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、４個の爪部８５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、軸線Ｌ方向に沿って突出している。

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、単一の環状部４６ａと、複数の腕部４６ｂとが一体的に構成されている。環状部４６ａは、リング状からなり、その中心に円形の貫通孔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、環状部４６ａの外周面に所定角度だけ離間して配置され、環状部４６ａの外周面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。

弾性カップリング４６の貫通孔９２には、コイルスプリング９４が挿通されている。このコイルスプリング９４の一端は、キャリア７８に当接し、コイルスプリング９４の他端は、入力フランジ８６に当接している（図３参照）。コイルスプリング９４のばね力によってキャリア７８と入力フランジ８６とが互いに離間する方向に付勢されている。

弾性カップリング４６の腕部４６ｂの先端側には、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のうち、キャリア７８と対向する腕部４６ｂの側面には、隣接する腕部４６ｂの１つおきに４本の突出部９６ａがそれぞれ突出して配置され、入力フランジ８６と対向する腕部４６ｂの側面には、隣接する腕部４６ｂの１つおきに４本の突出部９６ｂがそれぞれ配置されている。

換言すると、弾性カップリング４６の腕部４６ｂの先端側には、８つの突出部９６のうち、キャリア７８側に向かって突出する突出部９６ａと、入力フランジ８６側に向かって突出する突出部９６ｂとが交互に配置されている。キャリア７８側に向かって突出する突出部９６ａは、キャリア７８の第１端面７９と当接可能に設けられていると共に、入力フランジ８６側に向かって突出する突出部９６ｂは、入力フランジ８６の対向面９８と当接可能に設けられている。

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）。

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側と入力フランジ８６側とに向かって交互に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）、図６（ｃ）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９６ａ、９６ｂ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。この第１スライドベアリング１０８ａは、第２ハウジング３０ｂに対する出力ロッド３２の回転運動を図示しないスプラインやキー等を用いて規制することで、出力ロッド３２を軸線Ｌ方向のみに摺動変位可能とする軸受である。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。

本実施形態では、車体側に接続されるゴムブッシュジョイント２６ａとハウジング３０との間で、軸線Ｌ方向に沿った第１ハウジング３０ａの端部に回動許容部３１を配置している。送りねじ機構４８によってモータ４２の回転運動を直線往復運動に変換する場合、例えば、運動の変換ロスによって回転方向の振動が発生するが、回動許容部３１を介してハウジング３０の周方向への回動動作が許容されることで、回転方向の振動が吸収される。従って、本実施形態では、送りねじ機構４８で発生した回転方向の振動が車体へ伝達されることを、回動許容部３１によって遮断することができる。この結果、本実施形態では、伸縮アクチュエータ１８から車体側へ入力される振動が減少し、それによって発生する作動音が低減するため、静粛性を向上させることができる。

換言すると、例えば、モータの回転運動を往復直線運動に変換する送りねじ機構を備えた従来のアクチュエータでは、送りねじ軸と送りナットとの間の摩擦係数がくさび効果（wedge effect）により不安定となる場合、例えば、第１スライドベアリング１０８ａのスプライン等による回転規制手段を設けることで、スティックスリップのような回転方向の振動の振幅を制限することが可能である。しかしながら、このような回転規制手段を設けた場合であっても、スプラインの軸（溝付き軸）と穴（溝付き穴）との間での円滑な摺動動作を確保するためには、回転方向にも僅かなガタ成分が必要であり、従来のアクチュエータでは、このガタ成分の範囲内で回転方向の振動を抑制することが困難である。

そこで、本実施形態では、車体側のゴムブッシュジョイント２６ａに最も近接しハウジング３０の端部に設けられた軸受部材３７が前記したスプラインでは除去しきれない回転方向の振動を遮断し、車体側に連結されるゴムブッシュジョイント２６ａによってさらに振動を減衰させることができる。この結果、本実施形態では、従来のアクチュエータで発生していた軸線Ｌ周りの回転方向の振動が車体側へ伝達されることを遮断することで、商品性の良好な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。

また、本実施形態では、回動許容部３１によって、出力ロッド３２への負荷、及び、第２ハウジング３０ｂの周方向の回転を規制する第１スライドベアリング１０８ａ、第２スライドベアリング１０８ｂへの負荷を低減することができる。これにより、本実施形態では、ガタの量が恒久的に低減し、打音の少ない商品性の良好な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。また、本実施形態では、雄ねじ部材（送りねじ軸）１１２と雌ねじ部材（送りナット）１１４とのフリクションによるスティックスリップ（自励振動）の回転運動が恒久的に抑制され、異音の少ない商品性の良好なトーコントロールアクチュエータを得ることができる。

さらに、本実施形態では、雄ねじ部材１１２の周方向への回転運動が規制されていると共に、雄ねじ部材１１２と雌ねじ部材１１４との間の摩擦によって回転方向に変位する運動が抑制されているため、モータ４２の回転運動が直ちに直線往復運動に変換される。これにより、トーコントロールアクチュエータ１８の応答性が向上し、精度の高い制御を遂行することが可能となる。この結果、トーコントロールアクチュエータ１８を車両に搭載することで、操縦性の良好な車両を得ることができる。

さらにまた、本実施形態では、エンド部材２５ａに連結されるボルト３３と、このボルト３３を回動可能に軸支する軸受部材３７とからなる簡素な構造によって回動許容部３１を構成することができる。この結果、回動許容部３１を備えたトーコントロールアクチュエータ１８を容易に製造することができる。

さらにまた、本実施形態では、例えば、アッパアーム１４、ロアアーム１６等のサスペンション部材の上下動作により、トーコントロールアクチュエータ１８の取付点に相対的な変位が発生した場合であっても、回動許容部３１を介してトーコントロールアクチュエータ１８がハウジング３０の周方向に回動可能に設けられているため、ハウジング３０の両端に配置されたゴムブッシュジョイント２６ａ、２６ｂに付与される軸線Ｌ周りのストレスを低減することができる。これにより、ゴムブッシュジョイント２６ａ、２６ｂの耐久性が向上して、より長期間にわたって車両の静粛性を確保することができる。

さらにまた、車体フレーム側への取付点でもあるゴムブッシュジョイント２６ａの反力が低減することで、車体フレーム側の取付点におけるストレスが低減する。この結果、車体フレーム側での発生応力が低減するため、その分だけ車両重量を軽量化することができ、車両重量の軽量化にともなって燃費を良くすることができる。

さらにまた、本実施形態では、車体フレーム側への取付点において、例えば、寸法誤差や組立誤差が発生した場合であっても無理な力がほとんど付与されることがないため、組立作業が容易となる。この結果、生産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、第１スライドベアリング１０８ａ、第２スライドベアリング１０８ｂを介して、第２ハウジング３０ｂと出力ロッド３２との相対的な回転が規制されている。これにより、永久磁石１３０と検出部１３２との位相が回転方向にずれることが阻止され、検出部１３２における検出精度が向上し、精度の良い車両制御が可能となる。

さらにまた、本実施形態では、くさび効果によるスティックスリップの回転運動を抑制することができる。これにより、無駄な回転振動を発生させるエネルギが抑制されるため、モータ４２の消費電力を低減させモータ４２の小型化を達成することができると共に、生産性を向上させて製造コストを低減することができる。

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）
２５ａ エンド部材（車体側接続部）
２５ｂ エンド部材（ナックル側接続部）
２６ａ ゴムブッシュジョイント（第１ブッシュ）
２６ｂ ゴムブッシュジョイント（第２ブッシュ）
２７ 突出部（車体側接続部）
３０ ハウジング
３１ 回動許容部
３２ 出力ロッド
３３ ボルト（軸部材）
３７ 軸受部材
４２ モータ（電動機）
４８ 送りねじ機構
Ｌ 軸線

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、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、
   前記出力ロッドを摺動可能に保持すると共に、前記出力ロッドの周方向への回転を規制するハウジングと、
   第１ブッシュを介して、前記ハウジングと前記車体とを接続する車体側接続部と、
   第２ブッシュを介して、前記出力ロッドと前記ナックルとを接続するナックル側接続部と、
   を備え、
   前記ハウジングと前記第１ブッシュとの間には、前記ハウジングの軸線を回動中心として前記ハウジングが周方向へ所定角度だけ回動することを許容する回動許容部が設けられ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、
   前記回動許容部は、前記第１ブッシュを内嵌するエンド部材に連結される軸部材と、前記第１ブッシュに近接する前記ハウジングの端部に固定され、前記軸部材を回動可能に軸支する軸受部材とを有することを特徴とする伸縮アクチュエータ。

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