JP7314702B2 - 伸縮アクチュエータ及び駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、伸縮アクチュエータ及び駆動装置に関する。

車輪に接続されたロッドを押し引きすることよって車輪の向きを変える伸縮アクチュエータが知られている。このような伸縮アクチュエータの例が、特許文献１及び特許文献２に記載されている。特許文献１及び特許文献２に記載されているように、モータの回転力がウォーム、ウォームホイール、及びボールねじによってロッドの往復運動に変換される。

特開２０１６－９２８９１号公報 特開２０１７－１５１８３号公報

ところで、特許文献１及び特許文献２の伸縮アクチュエータは、両端で支持される。このため、モータ及び減速機構の重量によって、ボールねじが撓む可能性があった。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、ボールねじの撓みを抑制できる伸縮アクチュエータ及び駆動装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本開示の一態様に係る伸縮アクチュエータは、支持部材に取り付けられる取付部を備えるハウジングと、前記ハウジングに支持される第１軸受と、前記第１軸受に支持されるねじ軸、及び前記ねじ軸が貫通するナットを備えるボールねじと、前記ねじ軸の回転によって前記ナットと共に前記ねじ軸の軸方向に移動するロッドと、前記ハウジングに支持されるモータと、前記モータと前記ねじ軸との間に配置される減速機構と、を備え前記第１軸受の全ては、前記減速機構に対して前記取付部とは反対側に配置される。

これにより、ねじ軸を支持する第１軸受が減速機構よりも取付部側にないので、取付部を減速機構に近付けることができる。すなわち、支持部材から減速機構までの距離を小さくできる。減速機構及びモータの重量によってハウジングに加わる荷重の作用点が、支持部材と近くなる。このため、ハウジングからボールねじに加わる鉛直方向の荷重が小さくなる。したがって、本開示の伸縮アクチュエータは、ボールねじの撓みを抑制できる。

上記の伸縮アクチュエータの望ましい態様として、前記減速機構は、前記モータの回転軸を中心に回転するウォームと、前記ウォームと噛み合い且つ前記ねじ軸と接続されるウォームホイールと、を備える。

これにより、伸縮アクチュエータは、モータが生成した駆動トルクの方向を変換すると同時に駆動トルクを増幅できる。減速機構に山歯歯車又は斜歯歯車等を用いる場合と比較して、本開示の伸縮アクチュエータは、小型化できる。

上記の伸縮アクチュエータの望ましい態様として、前記ウォームを支持する第２軸受を備え、前記ハウジングは、中空状の第１ハウジングボディと、前記取付部を備え且つ前記第１ハウジングボディに固定される第２ハウジングボディと、を備え、前記第１軸受及び前記第２軸受の両方は、前記第１ハウジングボディに取り付けられる。

仮に第１軸受及び第２軸受が異なる部材に取り付けられる場合、第１軸受及び第２軸受の相対的な位置が、第１ハウジングボディ及び第２ハウジングボディを固定する固定部材（例えばボルト）が弾性伸縮する分ずれる可能性がある。この場合、ウォームの回転軸とウォームホイールの回転軸との距離が変動する。すなわち、ウォーム及びウォームホイールの噛み合いがずれる可能性がある。これにより、減速機構において、振動又は異常磨耗が生じることがある。これに対して、本開示においては、第１軸受及び第２軸受の両方は、第１ハウジングボディに取り付けられる。このため、ウォームの回転軸とウォームホイールの回転軸との距離の変動が抑制される。すなわち、ウォームの回転軸とウォームホイールの回転軸との間のずれが抑制される。したがって、本開示の伸縮アクチュエータは、減速機構における振動又は異常磨耗を抑制できる。

上記の伸縮アクチュエータの望ましい態様として、前記モータの回転軸は、鉛直方向に沿っている。

ねじ軸３１と接続されたウォームホイールには、ボールねじ及びロッドの重量によって、少なからず鉛直方向への変位が生じる。仮に、モータの回転軸が水平である場合（ウォームがウォームホイールの上側又は下側に配置される場合）、ウォームホイールに鉛直方向の変位が生じると、ウォームとウォームホイールとの間のバックラッシュが変化する。このため、ウォームとウォームホイールとの噛み合い位置がずれる。その結果、減速機構において、振動又は異常磨耗が生じる可能性がある。これに対して、本開示においては、モータの回転軸が鉛直方向に沿っている。これにより、ウォームホイールに鉛直方向の変位が生じた時に、ウォームとウォームホイールとの噛み合い位置はウォームの軸方向に移動するものの、ウォームとウォームホイールとの間のバックラッシュの変化が生じにくい。したがって、本開示の伸縮アクチュエータは、減速機構における振動又は異常磨耗を抑制できる。

上記の目的を達成するため、本開示の一態様に係る駆動装置は、上記の伸縮アクチュエータである第１伸縮アクチュエータ及び第２伸縮アクチュエータを備え、前記第１伸縮アクチュエータは、一対の車輪の一方と接続され、前記第２伸縮アクチュエータは、前記一対の車輪の他方と接続され、前記第２伸縮アクチュエータは、前記一対の車輪の間の鉛直平面に関して、前記第１伸縮アクチュエータと面対称になるように配置される。

これにより、本開示の駆動装置は、車両の幅方向における重量バランスを向上させることができる。

本開示の伸縮アクチュエータ及び駆動装置によれば、ボールねじの撓みを抑制できる。

図１は、実施形態の車両用操向装置の模式図である。 図２は、車輪の向きを変えるための駆動装置の斜視図である。 図３は、第１伸縮アクチュエータ及び第２伸縮アクチュエータの配置を示す模式図である。 図４は、第１伸縮アクチュエータの断面図である。 図５は、図４の拡大図である。 図６は、図４のＡ－Ａ断面図である。

以下、発明を実施するための形態（以下、実施形態という）につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の実施形態により本発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、下記実施形態で開示した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。

（実施形態）
図１は、実施形態の車両用操向装置の模式図である。図２は、車輪の向きを変えるための駆動装置の斜視図である。図３は、第１伸縮アクチュエータ及び第２伸縮アクチュエータの配置を示す模式図である。図１に示すステアバイワイヤ（ＳＢＷ：Ｓｔｅｅｒ Ｂｙ Ｗｉｒｅ）式の車両用操向装置１００は、ハンドル１の操作に基づき、電気信号によって一対の車輪８Ｌ及び車輪８Ｒを操作する装置である。車両用操向装置１００は、ＳＢＷシステムとも呼ばれる。図１に示されるように、車両用操向装置１００は、反力装置６０と、駆動装置７０と、コントロールユニット（ＥＣＵ）５０と、を備える。

反力装置６０は、トルクセンサ１０と、舵角センサ１４と、反力用モータ６１と、減速機構３と、角度センサ７４と、を備える。反力装置６０は、ハンドル１のコラム軸２に設けられている。トルクセンサ１０は、例えばトーションバーを備え、ハンドル１の操舵トルクＴｓを検出する。舵角センサ１４は、操舵角θｈを検出する。反力用モータ６１は、反力トルクを生成する。減速機構３は、反力トルクを増幅する。角度センサ７４は、反力用モータ６１のモータ角θｍを検出する。

駆動装置７０は、車輪８Ｌ及び車輪８Ｒの向きを変えるための装置である。駆動装置７０は、第１伸縮アクチュエータ７１ａと、第２伸縮アクチュエータ７１ｂと、モータ制御部７２ａと、モータ制御部７２ｂと、ナックルアーム６ａと、ナックルアーム６ｂと、連結ロッド７６と、を備える。

第１伸縮アクチュエータ７１ａは、モータ７３と、減速機構８０と、角度センサ７５と、を備える。第１伸縮アクチュエータ７１ａは、車輪８Ｌと接続される。モータ７３は、車輪８Ｌ及び車輪８Ｒを操作するための駆動トルクを生成する。減速機構８０は、駆動トルクを増幅する。角度センサ７５は、モータ７３のモータ角θｔを検出する。

第２伸縮アクチュエータ７１ｂは、第１伸縮アクチュエータ７１ａが備える構成と同じ構成を備える。第２伸縮アクチュエータ７１ｂは、車輪８Ｒと接続される。図３に示すように、第２伸縮アクチュエータ７１ｂは、車輪８Ｌ及び車輪８Ｒの間の鉛直平面Ｐに関して、第１伸縮アクチュエータ７１ａと面対称になるように配置される。鉛直平面Ｐは、水平面に対して直交する平面である。鉛直平面Ｐは、車輪８Ｌと車輪８Ｒの中心同士を結ぶ線分を二等分する平面である。

モータ制御部７２ａは、第１伸縮アクチュエータ７１ａのモータ７３を制御する装置である。モータ制御部７２ｂは、第２伸縮アクチュエータ７１ｂのモータ７３を制御する装置である。モータ制御部７２ａ及びモータ制御部７２ｂは、コントロールユニット５０と電気的に接続されている。

ナックルアーム６ａは、第１伸縮アクチュエータ７１ａと接続される。ナックルアーム６ａは、自在継手７７１と、自在継手７７２と、ピボット７７３と、を備える。自在継手７７１及び自在継手７７２は、例えばボール自在継手である。ピボット７７３は、自在継手７７１と自在継手７７２との間に配置される。ピボット７７３は、シャーシにバネを介して支持されるアクスルに取り付けられる。ナックルアーム６ａは、自在継手７７１を介して第１伸縮アクチュエータ７１ａと接続される。ナックルアーム６ａは、自在継手７７２を介して連結ロッド７６と接続される。ナックルアーム６ａは、ピボット７７３を介してハブユニット７ａと接続される。第１伸縮アクチュエータ７１ａによってナックルアーム６ａが押し引きされることによって、ナックルアーム６ａがピボット７７３を中心に回転し、車輪８Ｌの向きが変化する。

ナックルアーム６ｂは、第２伸縮アクチュエータ７１ｂと接続される。ナックルアーム６ｂは、自在継手７７４と、自在継手７７５と、ピボット７７６と、を備える。自在継手７７４及び自在継手７７５は、例えばボール自在継手である。ピボット７７６は、自在継手７７４と自在継手７７５との間に配置される。ピボット７７６は、シャーシにバネを介して支持されるアクスルに取り付けられる。ナックルアーム６ｂは、自在継手７７４を介して第２伸縮アクチュエータ７１ｂと接続される。ナックルアーム６ｂは、自在継手７７５を介して連結ロッド７６と接続される。ナックルアーム６ｂは、ピボット７７６を介してハブユニット７ｂと接続される。第２伸縮アクチュエータ７１ｂによってナックルアーム６ｂが押し引きされることによって、ナックルアーム６ｂがピボット７７６を中心に回転し、車輪８Ｒの向きが変化する。なお、ナックルアーム６ａ及びナックルアーム６ｂが備える上述した自在継手は、必ずしもボール自在継手でなくてもよく、例えば、ピロボールや弾性ブッシュであってもよい。

連結ロッド７６は、ナックルアーム６ａとナックルアーム６ｂとを連結する。連結ロッド７６は、第１伸縮アクチュエータ７１ａからナックルアーム６ａに加わる力をナックルアーム６ｂに伝達する。又は、連結ロッド７６は、第２伸縮アクチュエータ７１ｂからナックルアーム６ｂに加わる力をナックルアーム６ａに伝達する。このため、仮に第１伸縮アクチュエータ７１ａ及び第２伸縮アクチュエータ７１ｂの一方が正常に動作しない場合でも、車輪８Ｌ及び車輪８Ｒの向きを変化させることが可能である。連結ロッド７６は、図３に示すように、ピボット７７３及びピボット７７６に対して、自在継手７７１及び自在継手７７４とは反対側に配置される。なお、連結ロッド７６は、ピボット７７３及びピボット７７６に対して、自在継手７７１及び自在継手７７４がある側に配置されてもよい。

コントロールユニット５０は、操舵角θｈ、モータ角θｔ、及び車速センサ１２が検出する車速Ｖｓ等を基に、反力用モータ６１を駆動制御する電圧制御指令値Ｖｒｅｆ１及びモータ７３を駆動制御する電圧制御指令値Ｖｒｅｆ２を生成する。

コントロールユニット５０には、バッテリ１３から電力が供給されると共に、イグニションキー１１を経てイグニションキー信号が入力される。コントロールユニット５０は、操舵トルクＴｓと車速Ｖｓとに基づいて電流指令値の演算を行い、反力用モータ６１及びモータ７３に供給する電流を制御する。

コントロールユニット５０には、車両の各種情報を授受するＣＡＮ（Controller Area Network）４０等の車載ネットワークが接続されている。また、コントロールユニット５０には、ＣＡＮ４０以外の通信、アナログ／ディジタル信号、電波等を授受する非ＣＡＮ４１も接続可能である。

コントロールユニット５０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable ROM）、インターフェース（Ｉ／Ｆ）、Ａ／Ｄ（Analog/Digital）変換器、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）コントローラ等を備える。コントロールユニット５０が備える上述した構成がバスで接続されている。

図４は、第１伸縮アクチュエータの断面図である。図５は、図４の拡大図である。図６は、図４のＡ－Ａ断面図である。図４から図６に示すように、第１伸縮アクチュエータ７１ａは、ハウジング９０と、ガイドチューブ３８と、ブッシュ３９と、第１軸受２１と、ボールねじ３０と、ロッド３５と、モータ７３と、２つの第２軸受（第２軸受２２及び第２軸受２３）と、減速機構８０と、を備える。なお、第２伸縮アクチュエータ７１ｂは第１伸縮アクチュエータ７１ａが備える構成と同じ構成を備えるので、第２伸縮アクチュエータ７１ｂに関する説明は省略する。

ハウジング９０は、図２に示す支持部材３００に取り付けられる。支持部材３００は、ハウジング９０が支持部材３００に対して回転できるように、ハウジング９０を支持する。支持部材３００は、シャーシに固定された部材である。図４に示すように、ハウジング９０は、第１ハウジングボディ９１と、第２ハウジングボディ９２と、を備える。第１ハウジングボディ９１は、中空状の部材である。第１ハウジングボディ９１は、第１軸受２１、ボールねじ３０の一部、及び減速機構８０を内蔵する。第２ハウジングボディ９２は、第１ハウジングボディ９１の開口を塞ぐ部材である。第２ハウジングボディ９２は、例えばボルト等の固定部材によって第１ハウジングボディ９１に固定される。第２ハウジングボディ９２は、支持部材３００に取り付けられる取付部９２１を備える。取付部９２１は、連結部材を取り付けるための孔を備える。ハウジング９０は、取付部９２１の孔を中心として回転でできる。すなわち、ハウジング９０は、Ｚ軸と平行な回転軸を中心として回転できる。

以下の説明においては、ＸＹＺ直交座標軸が用いられる。Ｘ軸は、ボールねじ３０のねじ軸３１の回転軸Ｒ１と平行である。Ｙ軸は、モータ７３の回転軸Ｒ２と平行である。Ｚ軸は、Ｘ軸及びＹ軸の両方に対して直交する。Ｘ軸と平行な方向は、単にＸ方向と記載される。Ｙ軸と平行な方向は、単にＹ方向と記載される。Ｚ軸と平行な方向は、単にＺ方向と記載される。第２ハウジングボディ９２に対して第１ハウジングボディ９１がある方向を＋Ｘ方向とする。第１ハウジングボディ９１に対してモータ７３がある方向を＋Ｙ方向とする。＋Ｘ方向を前とし且つ＋Ｙ方向を上とした場合の右方向を、＋Ｚ方向とする。

図４に示すように、ガイドチューブ３８は、ハウジング９０に取り付けられる。ガイドチューブ３８は、第１ハウジングボディ９１に対して＋Ｘ方向に配置される。ガイドチューブ３８は、例えばボルト等の固定部材によって第１ハウジングボディ９１に固定される。ガイドチューブ３８は、筒状の部材である。ガイドチューブ３８は、Ｘ方向に延びている。ガイドチューブ３８の長手方向は、Ｘ方向である。

図４に示すように、ブッシュ３９は、ガイドチューブ３８の内側に配置される。ブッシュ３９は、ガイドチューブ３８の＋Ｘ方向の端部に配置される。ブッシュ３９は、円筒状の部材である。ブッシュ３９は、すべり軸受とも呼ばれる。

図５に示すように、第１軸受２１は、ハウジング９０に支持される。第１軸受２１は、第１ハウジングボディ９１の内側に配置される。例えば、第１軸受２１は、第１ハウジングボディ９１の内周面に圧入される。第１軸受２１は、ロックナット２１１によって位置決めされる。第１軸受２１は、複列アンギュラ玉軸受である。第１軸受２１の全ては、減速機構８０に対して＋Ｘ方向に配置される。第１軸受２１の全ては、モータ７３の回転軸Ｒ２に対して＋Ｘ方向に配置される。

図４に示すように、ボールねじ３０は、ねじ軸３１と、ナット３３と、を備える。ねじ軸３１は、第１軸受２１に支持される。ねじ軸３１は、第１軸受２１及びナット３３を貫通する。ねじ軸３１の－Ｘ方向の端部は、第１ハウジングボディ９１の内側に配置される。ねじ軸３１の＋Ｘ方向の端部は、ガイドチューブ３８の内側に配置される。ねじ軸３１は、外周面に螺旋状のねじ溝を備える。ナット３３は、ガイドチューブ３８の内側に配置される。ナット３３は、内周面に螺旋状のねじ溝を備える。ねじ軸３１のねじ溝とナット３３のねじ溝とで形成される転動路には、複数の転動体が配置される。複数の転動体は、転動路を無限循環する。

ボールねじ３０は、回転運動を直進運動に変換する装置である。ねじ軸３１が回転すると、ナット３３がＸ方向に移動する。仮にナットが回転し且つねじ軸が移動する方式が採用される場合、ねじ軸の最大移動量に等しい長さを有するスペースがハウジング９０に必要となる。これに対して、本実施形態ではねじ軸３１が移動しないので、ねじ軸３１を収納するためのハウジング９０内のスペースが小さくすることが可能である。また、ナットが回転し且つねじ軸が移動する方式と比較して、移動する部材の直径が大きくなるので、移動する部材の座屈が抑制される。すなわち、ねじ軸３１よりも大きな直径を有するナット３３及びロッド３５が移動するので、ナット３３及びロッド３５に座屈が生じにくい。

走行時の路面変化等によって、車両のサスペンションが作動すると、第１伸縮アクチュエータ７１ａ及び第２伸縮アクチュエータ７１ｂにＹ軸又はＺ軸を中心とした曲げが作用する。第１伸縮アクチュエータ７１ａは、高い曲げ剛性を有することが望ましい。第１伸縮アクチュエータ７１ａの曲げ剛性を高める方法としては、ボールねじ３０及び第１軸受２１の曲げ剛性を高くする方法と、ガイドチューブ３８の曲げ剛性を高くする方法が挙げられる。ボールねじ３０及び第１軸受２１の曲げ剛性を高く場合、ボールねじ３０における摩擦の増加、摩擦変動の増加、及び振動の発生等が生じる。これに対して、ガイドチューブ３８の曲げ剛性を高くする場合、第１伸縮アクチュエータ７１ａの曲げ剛性を高くでき、且つボールねじ３０における摩擦の増加、摩擦変動の増加、及び振動の発生等を抑制できる。

図４に示すように、ロッド３５は、ナット３３と接続される。ロッド３５は、ねじ軸３１の回転によってナット３３と共にＸ方向に移動する。ロッド３５の少なくとも一部は、ガイドチューブ３８の内側に配置される。ロッド３５は、筒状の部材である。ロッド３５の内側に、ねじ軸３１の一部が配置される。ロッド３５は、ブッシュ３９によって支持される。ロッド３５の外周面が、ブッシュ３９の内周面に接する。ナット３３の移動に伴って、ロッド３５の＋Ｘ方向の端部が、ガイドチューブ３８から突出する。ロッド３５は、＋Ｘ方向の端部に連結部３５１を備える。連結部３５１は、図３に示す自在継手７７１を介して、ナックルアーム６ａに接続される。図３に示す自在継手７７１の中心と図４に示す取付部９２１の孔を中心とを通る直線は、回転軸Ｒ１と重なる。このため、第１伸縮アクチュエータ７１ａは、ロッド３５が移動する時に生じる曲げモーメントを抑制できる。

モータ７３は、ハウジング９０に支持される。モータ７３は、回転軸Ｒ２が鉛直方向に沿うように配置される。すなわち、Ｙ軸は、鉛直方向と平行である。回転軸Ｒ２は、ねじ軸３１の回転軸Ｒ１に直交している。図６に示すように、モータ７３は、ステータ７３１と、ロータ７３３と、シャフト７３５と、を備える。ステータ７３１に設けられるコイルに電力が供給されると、ロータ７３３が回転軸Ｒ２を中心に回転する。シャフト７３５は、ロータ７３３と接続されている。シャフト７３５は、ロータ７３３と共に回転軸Ｒ２を中心に回転する。

図６に示すように、第２軸受２２及び第２軸受２３は、ハウジング９０に支持される。第２軸受２２及び第２軸受２３は、第１ハウジングボディ９１の内側に配置される。例えば、第２軸受２２及び第２軸受２３は、第１ハウジングボディ９１の内周面に圧入される。第２軸受２２及び第２軸受２３は、ウォーム８１が回転軸Ｒ２を中心に回転できるように、ウォーム８１を支持する。第２軸受２２は、回転軸Ｒ１に対して、－Ｙ方向に配置される。第２軸受２３は、回転軸Ｒ１に対して、＋Ｙ方向に配置される。

減速機構８０は、モータ７３が生成した駆動トルクを増幅してねじ軸３１に伝えるための装置である。図６に示すように、減速機構８０は、ウォーム８１と、ウォームホイール８２と、を備える。ウォーム８１及びウォームホイール８２は、第１ハウジングボディ９１の内側に配置され、第１ハウジングボディ９１に支持される。ウォーム８１は、モータ７３のシャフト７３５と接続される。ウォーム８１は、シャフト７３５と共に回転軸Ｒ２を中心に回転する。ウォームホイール８２は、ねじ軸３１と接続される。ウォームホイール８２は、ねじ軸３１と共に回転軸Ｒ１を中心に回転する。ウォームホイール８２は、ウォーム８１と噛み合う。ウォームホイール８２の外周面に設けられる複数の歯が、ウォーム８１の外周面に設けられる複数の歯と噛み合う。また、図５に示すように、第１軸受２１の全ては、ウォームホイール８２に対して＋Ｘ方向に配置される。

なお、駆動装置７０は、必ずしも第１伸縮アクチュエータ７１ａ及び第２伸縮アクチュエータ７１ｂを備えていなくてもよい。駆動装置７０は、第１伸縮アクチュエータ７１ａ及び第２伸縮アクチュエータ７１ｂの一方のみを備えていてもよい。連結ロッド７６が設けられているので、１つの伸縮アクチュエータによって車輪８Ｌ及び車輪８Ｒの両方を操作することが可能である。

減速機構８０は、必ずしもウォーム８１及びウォームホイール８２を備えていなくてもよい。例えば、減速機構８０は、直径の異なる複数の複数の歯車を備えていてもよい。例えば、減速機構８０は、直径の異なる複数のプーリ、及び複数のプーリに巻きかけられるベルトを備えていてもよい。

第１伸縮アクチュエータ７１ａ及び第２伸縮アクチュエータ７１ｂは、必ずしも車輪の向きを変えるための駆動装置に用いられなくてもよい。第１伸縮アクチュエータ７１ａ及び第２伸縮アクチュエータ７１ｂは、物を移動させるための装置に広く適用できる。

以上で説明したように、本実施形態の伸縮アクチュエータ（第１伸縮アクチュエータ７１ａ又は第２伸縮アクチュエータ７１ｂ）は、ハウジング９０と、第１軸受２１と、ボールねじ３０と、ロッド３５と、モータ７３と、減速機構８０と、を備える。ハウジング９０は、支持部材３００に取り付けられる取付部９２１を備える。第１軸受２１は、ハウジング９０に支持される。ボールねじ３０は、第１軸受２１に支持されるねじ軸３１、及びねじ軸３１が貫通するナット３３を備える。ロッド３５は、ねじ軸３１の回転によってナット３３と共にねじ軸３１の軸方向（Ｘ方向）に移動する。モータ７３は、ハウジング９０に支持される。減速機構８０は、モータ７３とねじ軸３１との間に配置される。第１軸受２１の全ては、減速機構８０に対して取付部９２１とは反対側に配置される。

これにより、ねじ軸３１を支持する第１軸受２１が減速機構８０よりも取付部９２１側にないので、取付部９２１を減速機構８０に近付けることができる。すなわち、支持部材３００から減速機構８０までの距離を小さくできる。減速機構８０及びモータ７３の重量によってハウジング９０に加わる荷重の作用点が、支持部材３００と近くなる。このため、ハウジング９０からボールねじ３０に加わる鉛直方向の荷重が小さくなる。したがって、本実施形態の伸縮アクチュエータは、ボールねじ３０の撓みを抑制できる。その結果、本実施形態の伸縮アクチュエータは、より滑らかにロッド３５を移動させることができる。

本実施形態の伸縮アクチュエータにおいて、減速機構８０は、モータ７３の回転軸Ｒ２を中心に回転するウォーム８１と、ウォーム８１と噛み合い且つねじ軸３１と接続されるウォームホイール８２と、を備える。

これにより、伸縮アクチュエータは、モータ７３が生成した駆動トルクの方向を変換すると同時に駆動トルクを増幅できる。減速機構に山歯歯車又は斜歯歯車等を用いる場合と比較して、本実施形態の伸縮アクチュエータは、小型化できる。

本実施形態の伸縮アクチュエータは、ウォーム８１を支持する第２軸受２２（第２軸受２３）を備える。ハウジング９０は、中空状の第１ハウジングボディ９１と、取付部９２１を備え且つ第１ハウジングボディ９１に固定される第２ハウジングボディ９２と、を備える。第１軸受２１及び第２軸受２２（第２軸受２３）の両方は、第１ハウジングボディ９１に取り付けられる。

仮に第１軸受２１及び第２軸受２２（第２軸受２３）が異なる部材に取り付けられる場合、第１軸受２１及び第２軸受２２（第２軸受２３）の相対的な位置が、第１ハウジングボディ９１及び第２ハウジングボディ９２を固定する固定部材（例えばボルト）が弾性伸縮する分ずれる可能性がある。この場合、ウォーム８１の回転軸とウォームホイール８２の回転軸との距離が変動する。すなわち、ウォーム８１及びウォームホイール８２の噛み合いがずれる可能性がある。これにより、減速機構８０において、振動又は異常磨耗が生じることがある。これに対して、本実施形態においては、第１軸受２１及び第２軸受２２（第２軸受２３）の両方は、第１ハウジングボディ９１に取り付けられる。このため、ウォーム８１の回転軸とウォームホイール８２の回転軸との距離の変動が抑制される。すなわち、ウォーム８１の回転軸Ｒ２とウォームホイール８２の回転軸Ｒ１との間のずれが抑制される。したがって、本実施形態の伸縮アクチュエータは、減速機構８０における振動又は異常磨耗を抑制できる。

本実施形態の伸縮アクチュエータにおいて、モータ７３の回転軸Ｒ２は、鉛直方向に沿っている。

ねじ軸３１と接続されたウォームホイール８２には、ボールねじ３０及びロッド３５の重量によって、少なからず鉛直方向への変位が生じる。仮に、モータ７３の回転軸Ｒ２が水平である場合（ウォーム８１がウォームホイール８２の上側又は下側に配置される場合）、ウォームホイール８２に鉛直方向の変位が生じると、ウォーム８１とウォームホイール８２との間のバックラッシュが変化する。このため、ウォーム８１とウォームホイール８２との噛み合い位置がずれる。その結果、減速機構８０において、振動又は異常磨耗が生じる可能性がある。これに対して、本実施形態においては、モータ７３の回転軸Ｒ２が鉛直方向に沿っている。これにより、ウォームホイール８２に鉛直方向の変位が生じた時に、ウォーム８１とウォームホイール８２との噛み合い位置はウォーム８１の軸方向に移動するものの、ウォーム８１とウォームホイール８２との間のバックラッシュの変化が生じにくい。したがって、本実施形態の伸縮アクチュエータは、減速機構８０における振動又は異常磨耗を抑制できる。

本実施形態の駆動装置７０は、第１伸縮アクチュエータ７１ａ及び第２伸縮アクチュエータ７１ｂを備える。第１伸縮アクチュエータ７１ａは、一対の車輪（車輪８Ｌ及び車輪８Ｒ）の一方（車輪８Ｌ）と接続される。第２伸縮アクチュエータ７１ｂは、一対の車輪の他方（車輪８Ｒ）と接続される。第２伸縮アクチュエータ７１ｂは、一対の車輪の間の鉛直平面Ｐに関して、第１伸縮アクチュエータ７１ａと面対称になるように配置される。

これにより、本実施形態の駆動装置７０は、車両の幅方向における重量バランスを向上させることができる。

１ ハンドル
２ コラム軸
３ 減速機構
６ａ、６ｂ ナックルアーム
７ａ、７ｂ ハブユニット
８Ｌ、８Ｒ 車輪
１０ トルクセンサ
１１ イグニションキー
１２ 車速センサ
１３ バッテリ
１４ 舵角センサ
２１ 第１軸受
２２、２３ 第２軸受
３１ ねじ軸
３３ ナット
３５ ロッド
３８ ガイドチューブ
３９ ブッシュ
５０ コントロールユニット（ＥＣＵ）
６０ 反力装置
６１ 反力用モータ
７０ 駆動装置
７１ａ 第１伸縮アクチュエータ
７１ｂ 第２伸縮アクチュエータ
７３ モータ
７４、７５ 角度センサ
７６ 連結ロッド
８０ 減速機構
８１ ウォーム
８２ ウォームホイール
９０ ハウジング
９１ 第１ハウジングボディ
９２ 第２ハウジングボディ
１００ 車両用操向装置
２１１ ロックナット
３００ 支持部材
３５１ 連結部
７３１ ステータ
７３３ ロータ
７３５ シャフト
７７１、７７２、７７４、７７５ 自在継手
７７３、７７６ ピボット
９２１ 取付部
Ｐ 鉛直平面
Ｒ１、Ｒ２ 回転軸

Claims (4)

1. 支持部材に取り付けられる取付部を備えるハウジングと、
   前記ハウジングに支持される第１軸受と、
   前記第１軸受に支持されるねじ軸、及び前記ねじ軸が貫通するナットを備えるボールねじと、
   前記ねじ軸の回転によって前記ナットと共に前記ねじ軸の軸方向に移動するロッドと、
   前記ハウジングに支持されるモータと、
   前記モータと前記ねじ軸との間に配置される減速機構と、
   を備え
   前記第１軸受の全ては、前記減速機構に対して前記取付部とは反対側に配置され、
   前記減速機構は、前記モータの回転軸を中心に回転するウォームと、前記ウォームと噛み合い且つ前記ねじ軸と接続されるウォームホイールと、を備える
   伸縮アクチュエータ。
2. 前記ウォームを支持する第２軸受を備え、
   前記ハウジングは、中空状の第１ハウジングボディと、前記取付部を備え且つ前記第１ハウジングボディに固定される第２ハウジングボディと、を備え、
   前記第１軸受及び前記第２軸受の両方は、前記第１ハウジングボディに取り付けられる
   請求項１に記載の伸縮アクチュエータ。
3. 前記モータの回転軸は、鉛直方向に沿っている
   請求項１又は２に記載の伸縮アクチュエータ。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載の伸縮アクチュエータである第１伸縮アクチュエータ及び第２伸縮アクチュエータを備え、
   前記第１伸縮アクチュエータは、一対の車輪の一方と接続され、
   前記第２伸縮アクチュエータは、前記一対の車輪の他方と接続され、
   前記第２伸縮アクチュエータは、前記一対の車輪の間の鉛直平面に関して、前記第１伸縮アクチュエータと面対称になるように配置される
   駆動装置。

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