特許 6314660 センサ実装基板、該基板を備えた変位検知装置、及び該装置を備えた車両の後輪操舵装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6314660

(24)【登録日】2018年4月6日

(45)【発行日】2018年4月25日

(54)【発明の名称】センサ実装基板、該基板を備えた変位検知装置、及び該装置を備えた車両の後輪操舵装置

(51)【国際特許分類】

   G01D 5/12 20060101AFI20180416BHJP

   B62D 5/04 20060101ALI20180416BHJP

   B62D 7/14 20060101ALI20180416BHJP

   G01B 7/00 20060101ALI20180416BHJP

【ＦＩ】

   G01D5/12 N

   G01D5/12 C

   B62D5/04

   B62D7/14 A

   G01B7/00 101H

【請求項の数】6

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2014-110162(P2014-110162)

(22)【出願日】2014年5月28日

(65)【公開番号】特開2015-224972(P2015-224972A)

(43)【公開日】2015年12月14日

【審査請求日】2017年4月10日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000011

【氏名又は名称】アイシン精機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100084124

【弁理士】

【氏名又は名称】池田 一眞

(72)【発明者】

【氏名】戸田 欣一

(72)【発明者】

【氏名】赤木 佑輔

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 輝英

(72)【発明者】

【氏名】尾嶋 孝紀

【審査官】 吉田 久

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−２４７７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２０６１７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−３３１３０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−８３４０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１４８５１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平８−３２３９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平６−９１２２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開昭６１−１９２０７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｄ ５／００−５／２５２

Ｇ０１Ｂ ７／００−７／３４

Ｂ６２Ｄ ５／０４、７／１４

Ｈ０５Ｋ １／００−１／０２

Ｈ０３Ｈ １／００−３／００、

５／００−７／１３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の素子と共にセンサを電子回路基板に実装するセンサ実装基板において、コイルが巻装された一対のチョークコイルを備え、各々のコイル軸上の磁界の向きが相互に逆向きであり、各々のコイル軸が前記電子回路基板に垂直で相互に平行となるように、前記一対のチョークコイルが配置され、前記センサは二つの前記コイル軸から等しい距離の線上に配置されることを特徴とするセンサ実装基板。

【請求項2】

前記一対のチョークコイルと前記センサとの間に配置され、前記一対のチョークコイルと共にノイズフィルタを構成するコンデンサを備えたことを特徴とする請求項１記載のセンサ実装基板。

【請求項3】

ナット部材と、該ナット部材に螺合するロッドを有し、該ナット部材の回転運動を前記ロッドの直線運動に変換する直動機構に装着し、前記ロッドの軸方向変位を検知する直動機構の変位検知装置において、複数の素子を実装する電子回路基板と、前記ロッドに平行に固定する永久磁石と、該永久磁石の移動経路に対向する範囲で前記電子回路基板に実装し前記永久磁石の磁束変化を検出するセンサと、コイルが巻装された一対のチョークコイルとを備え、各々のコイル軸上の磁界の向きが相互に逆向きであり、各々のコイル軸が前記電子回路基板に垂直で相互に平行となるように、前記一対のチョークコイルが配置され、前記センサは二つの前記コイル軸から等しい距離の線上に配置されることを特徴とする直動機構の変位検知装置。

【請求項4】

前記電子回路基板を所定の間隙を以って支持する支持基板を備え、前記センサ近傍で前記電子回路基板を前記支持基板に固定することを特徴とする請求項３記載の直動機構の変位検知装置。

【請求項5】

車両の後輪を支持するサスペンション機構に介装し当該後輪を操舵する車両の後輪操舵装置において、前記サスペンション機構に第１の連結部材及び第２の連結部材を介して連結するハウジングと、該ハウジングを構成する筒体内に収容する電動モータと、前記筒体内に収容し前記電動モータの出力を減速する減速機構と、該減速機構に連結して回転するナット部材及び該ナット部材に螺合すると共に前記第２の連結部材に連結するロッドを有し、前記ナット部材の回転運動を前記ロッドの直線運動に変換する直動機構と、前記ハウジングを構成し、前記筒体から延出する前記ロッドを囲繞するように配置して前記筒体に固定する筐体と、該筐体内に配置し複数の素子を実装する電子回路基板と、前記ロッドに平行に固定する永久磁石と、該永久磁石の移動経路に対向する範囲で前記電子回路基板に実装し前記永久磁石の磁束変化を検出するセンサと、コイルが巻装された一対のチョークコイルとを備え、各々のコイル軸上の磁界の向きが相互に逆向きであり、各々のコイル軸が前記電子回路基板に垂直で相互に平行となるように、前記一対のチョークコイルが配置され、前記センサは二つの前記コイル軸から等しい距離の線上に配置されることを特徴とする車両の後輪操舵装置。

【請求項6】

前記電子回路基板を所定の間隙を以って支持する支持基板を備え、前記センサ近傍で前記電子回路基板を前記支持基板に固定することを特徴とする請求項５記載の車両の後輪操舵装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、複数の素子と共にセンサを電子回路基板に実装するセンサ実装基板に関する。また、このセンサ実装基板を備え、ナット部材の回転運動をロッドの直線運動に変換する直動機構に装着し、ロッドの軸方向変位を検知する変位検知装置、更に、この変位検知装置を備え、車両の後輪を支持するサスペンション機構に介装し当該後輪を操舵する車両の後輪操舵装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近時の装置小型化の流れの中で、複数の素子を実装する電子回路基板に対し、センサを直接装着するセンサ実装基板が注目されている。これにより、ワイヤハーネスの省略等、取り付け空間の縮小のみならずコスト低減が期待されるが、例えば、磁気感応センサが電子回路基板に直接装着される場合には、磁気感応センサに対する外乱磁場の低減が必須となる。このような外乱磁場に対しては種々の対策が講じられるが、何れも別途コイル等の装着が必要となる。例えば、下記の特許文献１には、磁気センサ周辺の外乱磁場に対して、外乱磁場を検出するセンサ、外乱磁場を打ち消すコイル、そのコイルに電流を出力する電源を用いて外乱磁場を打ち消すように構成された磁場キャンセラーが提案されている。また、下記の特許文献２には、トロイダルの磁性体コアに二本の電線が相互に逆方向に巻回されたコイルを有し、閉回路内に挿入することで磁性体コア内のコイルで発生する磁束を打ち消しあい、コイルから漏れ磁束が発生しないようにした電源ラインフィルタが提案されている。

【0003】

ところで、一般的な直動機構として、ナット部材と、これに螺合するロッドを有し、ナット部材の回転運動をロッドの直線運動に変換する直動機構が知られており、そのロッドの軸方向変位を検知する変位検知装置が知られている。例えば、車両の四輪操舵システム（４ＷＳ）の一部を構成する後輪操舵装置として、種々の態様の装置が知られているが、基本的な構成は、下記の特許文献３に記載のような「車両の後輪に連結されるロッドと、ロッドを支持するとともに車両のシャシーに固定されるハウジングと、ハウジングに収容されるとともに前記後輪を操舵すべく前記ロッドを駆動するモータ」から成り、そのロッドの駆動機構として直動機構が用いられている。同様の車輪操舵装置に係る下記の特許文献４には、後輪の絶対舵角量を検出する手段として、ラック軸の移動を検出する後輪舵角センサが設けられており、上記の変位検知装置に対応している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００４−１５８６１２号公報

【特許文献2】特開２０１２−３４１４９号公報

【特許文献3】特許第５０９８２４２号公報

【特許文献4】特許第３６０１１７０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記特許文献１においては、磁場キャンセラーを構成する部品の追加により装置が大型化し、コストアップとなる。また、上記特許文献２においては、外乱磁場をトロイダルコア内で打ち消すように構成されているので、コイルのインダクタンスが低下してしまう。従って、この外乱磁場対策コイルをノイズフィルタとしても利用する場合には本来のノイズ対策効果が低下することとなる。例えば、上記の変位検知装置及び後輪操舵装置に供される電源回路を含む電子回路基板ではノイズ対策用コイルが実装されるので、このノイズ対策用コイルを外乱磁場対策にも利用することが考えられるが、ノイズ対策用コイルとしては、一般的なノイズフィルタと同様、単一のコイルが用いられるので、上記特許文献２に記載の技術をそのまま適用することはできない。結局、別途外乱磁場対策コイルを追加せざるを得ず、大型の装置となる。

【0006】

一方、上記特許文献４においては、後輪舵角センサについて、ホールＩＣを有し、ラック軸に装着された永久磁石の移動量に応じて転舵位置を表す信号が出力される旨説明されており、同文献の段落〔００３６〕には「後輪舵角センサ２１は図８に示す基板３１上に配置される」と記載されているが、この基板は「後輪舵角センサ２１と永久磁石２１ａとの間隙の管理」（同段落〔００３７〕に記載）を行うものであり、複数の素子を実装する電子回路基板に相当するものではない。一般的に、電子回路基板にはセンサを適切に保持し得る程の剛性は求められないので、直接センサを装着することは行われていない。従って、特許文献４においては、後輪舵角センサが装着されるサーボユニットは電子制御ユニットと別体として形成されており、一体化も示唆されているものの、後輪舵角センサが電子制御ユニット内に配置されることまで想起し得るものではない。

【0007】

尚、上記特許文献３に記載の車輪操舵装置においては、モータのハウジングと減速機構のハウジングが螺着され、更に後者のハウジングとカバーがロックナットによって締結されており、これらに加えて変位検知装置が装着されるので、部品点数が多いだけでなく、組み付けが困難でコストアップ要因となる。

【0008】

そこで、本発明は、複数の素子と共にセンサを電子回路基板に実装するセンサ実装基板において、センサに対する外乱磁場を適切に低減し得るセンサ実装基板を提供することを課題とする。

【0009】

また、本発明は、直動機構に装着し、ロッドの軸方向変位を検知する変位検知装置において、センサを電子回路基板に適切に装着し、小型化、低コスト化を可能とする直動機構の変位検知装置を提供することを課題とする。更に、車両の後輪を支持するサスペンション機構に介装し当該後輪を操舵する車両の後輪操舵装置において、上記の変位検知装置を備え、組付が容易で、低コスト化を可能とする後輪操舵装置を提供することを別の課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記の課題を達成するため、本発明は、複数の素子と共にセンサを電子回路基板に実装するセンサ実装基板において、コイルが巻装された一対のチョークコイルを備え、各々のコイル軸上の磁界の向きが相互に逆向きであり、各々のコイル軸が前記電子回路基板に垂直で相互に平行となるように、前記一対のチョークコイルが配置され、前記センサは二つの前記コイル軸から等しい距離の線上に配置される構成としたものである。上記のセンサ実装基板において、前記一対のチョークコイルと前記センサとの間に配置され、前記一対のチョークコイルと共にノイズフィルタを構成するコンデンサを備えたものとするとよい。

【0011】

また、ナット部材と、該ナット部材に螺合するロッドを有し、該ナット部材の回転運動を前記ロッドの直線運動に変換する直動機構に装着し、前記ロッドの軸方向変位を検知する直動機構の変位検知装置において、複数の素子を実装する電子回路基板と、前記ロッドに平行に固定する永久磁石と、該永久磁石の移動経路に対向する範囲で前記電子回路基板に実装し前記永久磁石の磁束変化を検出するセンサと、コイルが巻装された一対のチョークコイルとを備え、各々のコイル軸上の磁界の向きが相互に逆向きであり、各々のコイル軸が前記電子回路基板に垂直で相互に平行となるように、前記一対のチョークコイルが配置され、前記センサは二つの前記コイル軸から等しい距離の線上に配置される構成としたものである。更に、上記の変位検知装置において、前記電子回路基板を所定の間隙を以って支持する支持基板を備えたものとし、前記センサ近傍で前記電子回路基板を前記支持基板に固定する構成とするとよい。

【0012】

更に、車両の後輪を支持するサスペンション機構に介装し当該後輪を操舵する車両の後輪操舵装置において、前記サスペンション機構に第１の連結部材及び第２の連結部材を介して連結するハウジングと、該ハウジングを構成する筒体内に収容する電動モータと、前記筒体内に収容し前記電動モータの出力を減速する減速機構と、該減速機構に連結して回転するナット部材及び該ナット部材に螺合すると共に前記第２の連結部材に連結するロッドを有し、前記ナット部材の回転運動を前記ロッドの直線運動に変換する直動機構と、前記ハウジングを構成し、前記筒体から延出する前記ロッドを囲繞するように配置して前記筒体に固定する筐体と、該筐体内に配置し複数の素子を実装する電子回路基板と、前記ロッドに平行に固定する永久磁石と、該永久磁石の移動経路に対向する範囲で前記電子回路基板に実装し前記永久磁石の磁束変化を検出するセンサと、コイルが巻装された一対のチョークコイルとを備え、各々のコイル軸上の磁界の向きが相互に逆向きであり、各々のコイル軸が前記電子回路基板に垂直で相互に平行となるように、前記一対のチョークコイルが配置され、前記センサは二つの前記コイル軸から等しい距離の線上に配置される構成としたものである。更に、上記の後輪操舵装置において、前記電子回路基板を所定の間隙を以って支持する支持基板を備えたものとし、前記センサ近傍で前記電子回路基板を前記支持基板に固定する構成とするとよい。

【発明の効果】

【0013】

本発明は上述のように構成されているので以下の効果を奏する。即ち、本発明のセンサ実装基板においては、コイルが巻装された一対のチョークコイルを備え、各々のコイル軸上の磁界の向きが相互に逆向きであり、各々のコイル軸が電子回路基板に垂直で相互に平行となるように、一対のチョークコイルが配置され、センサは二つのコイル軸から等しい距離の線上に配置されるように構成されており、チョークコイルの磁場ベクトルの方向が逆向きになるので、相互に磁場を打ち消し合うことになり、センサに対する外乱磁場を適切に低減することができる。従って、別途外乱磁場対策コイルを設けることなく、一対のチョークコイル（及びコンデンサ）を用いてノイズフィルタを構成することができ、省スペースで外乱磁場を低減しつつノイズフィルタ機能を維持することができる。更に、一対のチョークコイルとセンサとの間にコンデンサを配置する構成としても、外乱磁場を低減しつつノイズフィルタ機能を維持することができる。

【0014】

また、本発明の変位検知装置においては、上記のようにコイルが巻装された一対のチョークコイルを備え、各々のコイル軸上の磁界の向きが相互に逆向きであり、各々のコイル軸が電子回路基板に垂直で相互に平行となるように、一対のチョークコイルが配置されると共に、永久磁石の移動経路に対向する範囲で電子回路基板にセンサが実装されるように構成されており、センサに対する外乱磁場を適切に低減することができ、永久磁石の磁束変化を確実に検出することができるので、センサを電子回路基板に直接支持することができ、変位検知装置として小型軽量化が可能となり、コスト低減が可能となる。更に、上記の支持基板を備えたものとし、センサ近傍で電子回路基板を支持基板に固定することとすれば、電子回路基板を一層適切に支持することができる。

【0015】

更に、本発明の後輪操舵装置においても、上記のようにコイルが巻装された一対のチョークコイルを備え、各々のコイル軸上の磁界の向きが相互に逆向きであり、各々のコイル軸が電子回路基板に垂直で相互に平行となるように、一対のチョークコイルが配置されると共に、永久磁石の移動経路に対向する範囲で電子回路基板にセンサが実装されるように構成されており、センサに対する外乱磁場を適切に低減することができ、永久磁石の磁束変化を確実に検出することができるので、センサを電子回路基板に直接支持することができ、小型軽量化が可能となり、後輪操舵装置全体としてのコスト低減が可能となる。更に、上記の支持基板を備えたものとし、センサ近傍で電子回路基板を支持基板に固定することとすれば、電子回路基板を一層適切に支持することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の一実施形態に係る電子回路基板の平面図である。

【図2】本発明の一実施形態に係る電子回路基板の側面図である。

【図3】本発明の一実施形態に対する外乱磁場シミュレーション結果の磁場密度を示す平面図である。

【図4】本発明の直動機構及び変位検知装置の一実施形態を示す横断面図である。

【図5】本発明の一実施形態の直動機構に供される筐体及び変位検知装置の横断面図である。

【図6】本発明の一実施形態の直動機構に供される筐体の斜視図である。

【図7】本発明の一実施形態の直動機構に供される筐体及び磁石ブロックの平面図である。

【図8】本発明の後輪操舵装置の一実施形態に係る全体構成を示す横断面図である。

【図9】本発明の一実施形態の後輪操舵装置に供されるアクチュエータ部分を拡大して示す横断面図である。

【図10】本発明の一実施形態の後輪操舵装置に供されるコントローラ部分を拡大して示す横断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明の実施形態に関し、先ず、センサ実装基板について図１乃至図３を参照して説明する。本実施形態のセンサ実装基板は、図４乃至図７を参照して後述する変位検知装置に供されるもので、複数の素子（その一部を図１に６１乃至６３で示す）と共に、本願発明が対象とするセンサの一態様として変位センサ５ａが電子回路基板４０に実装されている。本実施形態の変位センサ５ａは例えば磁気ベクトルセンサで構成され、永久磁石（図４に５ｂで示すが、これについては後述する）の磁束変化を検出するように構成されている。

【0018】

変位センサ５ａは図１に破線で示すように、電子回路基板４０の一方側の面（図１の裏面）に配置され、その反対側の面（図１の表面）に、コイルが巻装された一対のチョークコイル６１及び６２が配置されている。変位センサ５ａとチョークコイル６１及び６２との位置関係は、チョークコイル６１及び６２のコイル軸上の磁界の向きが相互に逆向きであり、チョークコイル６１及び６２のコイル軸が電子回路基板４０に垂直で相互に平行となるように、チョークコイル６１及び６２が配置され、変位センサ５ａは二つのコイル軸から等しい距離の線上に配置されている。

【0019】

更に、本実施形態では、図１に示すように、チョークコイル６１及び６２と変位センサ５ａとの間の電子回路基板４０に配置された二つのコンデンサを含め、複数のコンデンサ（代表して６３で表す）が実装されており、これらのコンデンサ６３とチョークコイル６１及び６２によってＬＣ回路のノイズフィルタが構成されている。尚、このノイズフィルタの回路図は従前と同様の一般的な構成であるので図示は省略する。また、その他の素子についても、本発明とは直接関係しないので、図示を省略している。

【0020】

前述のように、チョークコイル６１及び６２は、夫々のコイル軸が電子回路基板４０に垂直で相互に平行となるように配置されているので、コイルの巻き方向に対し互い違いに電流を供給することにより（通電方向を図１に二点鎖線の矢印で示す）、チョークコイル６１及び６２の磁場ベクトルの方向が逆向き（各々の方向を図１の各素子内に記号で示すように、紙面に対して相互に逆方向）になるので、相互に磁場を打ち消し合うことになる。この結果、フィルタ機能を損なうことなく、変位センサ５ａに対する外乱磁場の密度を大幅に低減することができる。換言すれば、省スペースで外乱磁場を低減しつつノイズフィルタ機能を維持することができる。

【0021】

ここで、チョークコイル６１及び６２は独立したコイルであり、外乱磁場は漏れ磁束であることから、外乱磁場を打ち消した場合でも各コイルのインダクタンスは低下することはないので、ノイズ対策と外乱磁場の低減を同時に行うことができる。換言すれば、上記の外乱磁場の打ち消し構成によってノイズ対策が制限されることはなく、また、コイルの回路構成は直列、並列の何れでもよく、インダクタンス値及び許容電流値の調整が可能である。

【0022】

而して、図１及び図２に示す上記の構成による効果について外乱磁場シミュレーションを行ったところ、図３に示すように、破線で囲まれた領域Ｆ１から領域Ｆ５に至るに従い（外乱）磁場の密度が小さくなり、変位センサ５ａ近傍（領域Ｆ５等）の外乱磁場はセンサ精度に影響することがない程度に低減されていることを確認できた。尚、上記の構成は、変位センサ５ａに限るものではなく、種々の磁気感応センサに適用可能である。また、コイルは同一であればよく、その種類が制限されるものではない。

【0023】

次に、直動機構及び変位検知装置の一実施形態について図４乃至図７を参照して説明する。図４において、直動機構３ｃは、回転運動するナット部材３６と、このナット部材３６に螺合するロッド２を有し、ナット部材３６の回転運動をロッド２の直線運動に変換するものであり、螺子機構とも呼ばれる。本実施形態の変位検知装置５は、上記ロッド２の軸方向変位を検知するもので、変位センサ５ａ及び永久磁石５ｂを備え、永久磁石５ｂは磁石ブロック５０内に保持されている。変位センサ５ａは前述のように磁気ベクトルセンサで構成され、永久磁石５ｂの移動経路に対向する範囲で電子回路基板４０の中央部（図１に示す位置）に実装され、永久磁石５ｂの磁束変化を検出するように構成されている。尚、直動機構３ｃは、後述する後輪操舵装置に搭載され、ナット部材３６は軸受３７に回転可能に支持され、ロッド２は筐体１２を挿通するように装着される。

【0024】

図４及び図５に示すように、ロッド２の両側面には、軸方向に長尺となる長溝（略矩形の凹部）２ｒ、２ｓが形成され、両者間を貫通する貫通孔２ｈが形成されている。而して、一方の長溝２ｒに磁石ブロック５０が配置され、反対側の長溝２ｓから貫通孔２ｈにボルト５１が挿通されてナット５４に螺合され、磁石ブロック５０がロッド２に固定されるように構成されている。

【0025】

一方、電子回路基板４０は図１及び図２に示すように構成されており、その中央部に変位センサ５ａが配置されている（図４及び図５ではチョークコイル６１及び６２等の図示は省略）。電子回路基板４０は、図１に示すように螺子穴４１乃至４５が形成されており、その螺子穴４１乃至４５に図４及び図５に示す螺子（代表してＳで示す）が挿通され、所定の間隙を以って支持基板４６に固定されている。特に、螺子穴４５は変位センサ５ａ近傍に設けられており、四隅の螺子穴４１乃至４４に加えて螺子穴４５の位置でも電子回路基板４０が支持基板４６に螺子固定されるので、変位センサ５ａは安定した状態で支持される。

【0026】

図５及び図６に示すように、筐体１２の内部には支持部１２ｓが形成されており、（筐体１２を挿通する）ロッド２の軸に平行に一対の立壁部１２ｗ、１２ｗが形成されている。これらの立壁部１２ｗ、１２ｗの間に磁石ブロック５０が嵌合され、ロッド２の貫通孔２ｈにボルト５１が挿通されてナット５４（図４）に螺合される。而して、図７に示すように、磁石ブロック５０によって、ロッド２が立壁部１２ｗ、１２ｗひいては筐体１２に対し回転不能に支持される。

【0027】

更に、筐体１２内には、図４及び図６に示すように、非磁性で熱抵抗が低い（熱伝導性がよい）材料で形成された伝熱プレート、例えばアルミプレート７１と、放熱材料で形成された放熱シート７２が配設される。即ち、上記の立壁部１２ｗ、１２ｗが形成された開口１２ｒを覆うように、アルミプレート７１が筐体１２に固定され（例えば螺子固定）、このアルミプレート７１と電子回路基板４０との間に挟持されるように放熱シート７２が配置される。これらは図６に白抜矢印で示すように筐体１２内に配置され、図６のアルミプレート７１に斜線で示した領域に放熱シート７２が圧着される。

【0028】

上記のアルミプレート７１及び放熱シート７２を配設することにより、開口１２ｒに対向する位置の電子回路基板４０にも発熱部品（例えばモータ駆動用素子）を実装することができる。また、磁石ブロック５０の摺動（図４及び図７の左右方向）に伴って発生し得る摩耗粉はアルミプレート７１で阻止されるので、電子回路基板４０への付着を懸念する必要がない。この結果、電子回路基板４０の設計の自由度が大となりコストダウンが可能となる。尚、図４乃至図７に示すその他の符合は、後述する後輪操舵装置の構成部品の符合と同様であり、これらについては後述する。

【0029】

次に、上記の構成になる変位検知装置５を備えた後輪操舵装置の実施形態について、図８乃至図１０を参照して説明する。本実施形態の後輪操舵装置は四輪操舵システム（４ＷＳ）の一部を構成するものであるが、前輪操舵装置は従前と同様であるので省略している。また、車両の後輪を支持するサスペンション機構には種々の態様があるが、本実施形態では、図８に二点鎖線で示すように構成されており、車両の後輪ＲＬ、ＲＲを支持するリヤアクスルＲＡへの支持部ＲＳと、リヤアクスルＲＡに軸支され揺動中心Ｃを中心に揺動するリンクＬＳとの間に、本実施形態の後輪操舵装置を構成するアクチュエータユニットＡＵが介装され、これによって支持部ＲＳとリンクＬＳとの間が伸縮駆動され、リンクＬＳの揺動に応じてタイロッドＴＲ、ＴＲを介して後輪ＲＬ、ＲＲが操舵される。

【0030】

アクチュエータユニットＡＵは、ハウジング１にロッド２が軸方向移動（直線運動）可能に支持され、その一端部がボールジョイントＪＬを介してリンクＬＳに連結され、ハウジング１がボールジョイントＪＡを介して支持部ＲＳに連結されており、アクチュエータ３によってロッド２が駆動され、リヤアクスルＲＡの支持部ＲＳとリンクＬＳとの間が伸縮駆動されるように構成されている。具体的には、アクチュエータ３を構成する電動モータ３ａはコントローラ４によって制御され、電動モータ３ａの回転出力が減速機構３ｂによって減速された後、前述の直動機構３ｃを介してロッド２の直線運動に変換されるように構成されている。尚、本実施形態では電動モータ３ａはブラシレスモータで構成されている。

【0031】

本実施形態においては、ハウジング１は主としてアクチュエータ３の構成部品（電動モータ３ａ等）を内蔵するハウジング１ａと、主としてコントローラ４の構成部品（電子回路基板４０等）を内蔵するハウジング１ｂに大別され、ハウジング１ａを構成する筒体１０に連結カバー１１が接合されると共に、ハウジング１ｂを構成し上下及び軸方向に開口部を有する筐体１２が接合され、この筐体１２の上下の開口部に蓋体１５及び１６が接合されるように構成されている。本実施形態のハウジング１は金属製で、連結カバー１１及び筐体１２はアルミニウム製で、筒体１０並びに蓋体１５及び１６は鉄製である。

【0032】

アクチュエータ３は、図９に拡大して示すように構成され、ステータ２４にコイル２３が巻装された状態で、筒体１０内に圧入固定されている。電動モータ３ａの出力軸は中空回転軸２０で構成され、この中空回転軸２０は、筒体１０内に挿入される環状のモータカバー２５の内径部２５ａと、筐体１２に形成される環状溝１２ａに対し、夫々軸受２５ｂ及び１２ｂを介して回転可能に支持されている。中空回転軸２０の軸方向中間部には、電動モータ３ａのロータを構成するコア２１が圧入固定され、このコア２１の円周方向に均等に永久磁石２２が配設されている。

【0033】

更に、中空回転軸２０内には、ロッド２が同軸に配置され、ハウジング１に対し軸方向移動（直線運動）可能に支持されると共に、ハウジング１に対し回転不能に支持されている。尚、ロッド２と筐体１２の支持部との間にはブッシュ２ａ及び２ｂが介装されているが、これらはロッド２の軸方向移動を円滑に行うために摺動抵抗を低減するものである。即ち、本実施形態は言わば片持支持の伸縮機構であるので、ブッシュ２ａ及び２ｂには両端支持の軸方向移動機構における軸受としての機能は要求されない。

【0034】

本実施形態の減速機構３ｂは遊星歯車機構３０で構成され、外歯歯車のサンギヤ３１が中空回転軸２０と一体的に結合され、中空回転軸２０と共に回転可能に支持されている。また、内歯歯車のリングギヤ３３が筒状保持部材のホルダ３４に固定されており、外歯歯車のプラネタリギヤ３２がサンギヤ３１及びリングギヤ３３に噛合しサンギヤ３１回りを回転するように配設されている。そして、このプラネタリギヤ３２を、ピン３５を介して回転可能に支持するキャリアとして、ナット部材３６がホルダ３４に対し軸受３７を介して回転可能に支持されている。軸受３７はボールベアリングで、その内輪３７ａがナット部材３６に嵌合されると共に、その外輪３７ｂがホルダ３４に嵌合され、Ｃ字状のスペーサ３７ｃによってナット部材３６に保持されている。

【0035】

本実施形態においては、ホルダ３４及びピン３５は金属製（例えば鉄製）であるが、サンギヤ３１、プラネタリギヤ３２及びリングギヤ３３が合成樹脂製であり、サンギヤ３１は金属製の中空回転軸２０に一体成形されている。そして、リングギヤ３３はホルダ３４に対し回転不能に支持され、ホルダ３４は筒体１０に対して回転不能に支持されている。即ち、図９に示すように、筒体１０内に形成された環状溝１０ａにスナップリング１４が保持され、このスナップリング１４の環状側面と連結カバー１１の環状開口端面との間に、軸受３７の外輪３７ｂ及びホルダ３４が挟持された状態で、筒体１０の減速機構３ｂ側（図９の左側）の開口端に形成された螺子部に環状のロックナット１３が螺合され、筒体１０と連結カバー１１が締結される。而して、ロックナット１３の螺合に伴って生ずる軸方向の押圧力によって、軸受３７の外輪３７ｂ及びホルダ３４はスナップリング１４と連結カバー１１との間に強固に挟持され、この結果、ホルダ３４は筒体１０に対して回転不能に保持される。

【0036】

そして、ロッド２の一端部の外周面に所定の軸方向長さに亘って台形螺子が形成された雄螺子部２ｃとナット部材３６の内周面に形成された雌螺子部３６ｃが螺合するように配置されており、これらナット部材３６とロッド２によって直動機構３ｃが構成されている。尚、ロッド２の脱落防止用に、雄螺子部２ｃの先端にはナット２ｄが螺着されている。ロッド２は、前述のように支持されているので、ロッド２に付与され得る軸方向の荷重は、ナット部材３６、軸受３７、ホルダ３４及びスナップリング１４を介して、筒体１０及び連結カバー１１で吸収される。

【0037】

一方、図１０に示すように、コントローラ４として、前述のチョークコイル６１及び６２（図１０では図示省略）等を含む複数の素子が実装され電子制御装置（図示せず）を構成する電子回路基板４０、並びに前述の変位検知装置５を構成する変位センサ５ａ及び磁石ブロック５０がハウジング１ｂ内に収容されている。前述のように、変位センサ５ａは電子回路基板４０に直接支持されているが、チョークコイル６１及び６２によって外乱磁場を適切に低減することができ、永久磁石５ｂの磁束変化を確実に検出することができる。尚、図１０に示す変位検知装置５は図４乃至図７と同様の構成であるので、ここでの説明は省略するが、磁石ブロック５０はロッド２の直線運動時の軸方向変位を検出する機能を有する共に、ロッド２の回転を阻止する機能を有している。

【0038】

而して、本実施形態のアクチュエータ３においては、電動モータ３ａによって中空回転軸２０が回転駆動されると、その回転出力が遊星歯車機構３０の減速機構３ｂによって減速されてナット部材３６が回転駆動され、更に、直動機構３ｃによって、ナット部材３６の回転運動がロッド２の直線運動に変換される。この結果、前述のようにリヤアクスルＲＡの支持部ＲＳとリンクＬＳとの間が伸縮駆動されて、後輪の舵角が調整される。

【符号の説明】

【0039】

１ ハウジング
２ ロッド
３ アクチュエータ
３ａ 電動モータ
３ｂ 減速機構
３ｃ 直動機構
４ コントローラ
５ 変位検知装置
５ａ 変位センサ
５ｂ 永久磁石
１０ 筒体
１１ 連結カバー
１２ 筐体
２０ 中空回転軸
３０ 遊星歯車機構
４０ 電子回路基板
５０ 磁石ブロック
６１、６２ チョークコイル
６３ コンデンサ
７１ アルミプレート
７２ 放熱シート

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】