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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023088148
(43)【公開日】2023-06-26
(54)【発明の名称】サーボモータ装置、及び可動機構
(51)【国際特許分類】
A63H 29/22 20060101AFI20230619BHJP
A63H 29/00 20060101ALI20230619BHJP
H02K 7/14 20060101ALI20230619BHJP
【ＦＩ】
A63H29/22 C
A63H29/22 E
A63H29/00 A
H02K7/14 Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021202836
(22)【出願日】2021-12-14
(71)【出願人】
【識別番号】000201814
【氏名又は名称】双葉電子工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100116942
【弁理士】
【氏名又は名称】岩田 雅信
(74)【代理人】
【識別番号】100167704
【弁理士】
【氏名又は名称】中川 裕人
(72)【発明者】
【氏名】深山 裕貴
(72)【発明者】
【氏名】土橋 幸広
【テーマコード（参考）】
2C150
5H607
【Ｆターム（参考）】
2C150AA25
2C150DA06
2C150EB01
5H607BB01
5H607CC01
5H607CC03
5H607CC05
5H607DD19
5H607FF01
(57)【要約】
【課題】取り付け性が良好なサーボモータ装置を実現する。
【解決手段】本発明に係るサーボモータ装置は、モータを含む本体部と、本体部より突出され、本体部により回動自在に保持されてモータの動力を出力する出力軸と、を備え、本体部を貫通する貫通孔を有するものである。
【選択図】図５
【解決手段】本発明に係るサーボモータ装置は、モータを含む本体部と、本体部より突出され、本体部により回動自在に保持されてモータの動力を出力する出力軸と、を備え、本体部を貫通する貫通孔を有するものである。
【選択図】図５
【特許請求の範囲】
【請求項1】
モータを含む本体部と、
前記本体部より突出され、前記本体部により回動自在に保持されて前記モータの動力を出力する出力軸と、を備え、
前記本体部を貫通する貫通孔を有する
サーボモータ装置。
前記本体部より突出され、前記本体部により回動自在に保持されて前記モータの動力を出力する出力軸と、を備え、
前記本体部を貫通する貫通孔を有する
サーボモータ装置。
【請求項2】
前記本体部は板状に形成され、
前記貫通孔は、前記本体部の厚み方向を貫通している
請求項１に記載のサーボモータ装置。
前記貫通孔は、前記本体部の厚み方向を貫通している
請求項１に記載のサーボモータ装置。
【請求項3】
前記貫通孔内にベアリングを有する
請求項１又は請求項２に記載のサーボモータ装置。
請求項１又は請求項２に記載のサーボモータ装置。
【請求項4】
前記ベアリングが有する内輪の内側に形成された孔部である内側孔が、模型自動車における操舵輪の回転軸部を挿通する回転軸部挿通孔とされた
請求項３に記載のサーボモータ装置。
請求項３に記載のサーボモータ装置。
【請求項5】
モータを含む本体部と、前記本体部より突出され、前記本体部により回動自在に保持されて前記モータの動力を出力する出力軸とを有し、前記本体部を貫通する貫通孔を有するサーボモータ装置と、
前記モータの動力に基づき駆動される被駆動部と、を備えた
可動機構。
前記モータの動力に基づき駆動される被駆動部と、を備えた
可動機構。
【請求項6】
前記本体部は板状に形成され、
前記貫通孔は、前記本体部の厚み方向を貫通している
請求項５に記載の可動機構。
前記貫通孔は、前記本体部の厚み方向を貫通している
請求項５に記載の可動機構。
【請求項7】
前記貫通孔内にベアリングを有する
請求項５又は請求項６に記載の可動機構。
請求項５又は請求項６に記載の可動機構。
【請求項8】
模型自動車における操舵機構として構成され、
前記ベアリングが有する内輪の内側に形成された孔部である内側孔に前記模型自動車における操舵輪の回転軸部が挿通された
請求項７に記載の可動機構。
前記ベアリングが有する内輪の内側に形成された孔部である内側孔に前記模型自動車における操舵輪の回転軸部が挿通された
請求項７に記載の可動機構。
【請求項9】
前記サーボモータ装置は、模型自動車の車体側から操舵輪に向けて延びるアーム部と操舵輪との間に位置され、
前記アーム部として、上下方向に離隔された第一アーム部と第二アーム部とを備え、
前記出力軸は、前記第一アーム部と前記第二アーム部のうち何れか一方のアーム部側から回動不能に支持され、
前記本体部は、前記第一アーム部と前記第二アーム部のうち何れか他方のアーム部側から前記出力軸を中心軸とした回動が自在となるように支持された
請求項８に記載の可動機構。
前記アーム部として、上下方向に離隔された第一アーム部と第二アーム部とを備え、
前記出力軸は、前記第一アーム部と前記第二アーム部のうち何れか一方のアーム部側から回動不能に支持され、
前記本体部は、前記第一アーム部と前記第二アーム部のうち何れか他方のアーム部側から前記出力軸を中心軸とした回動が自在となるように支持された
請求項８に記載の可動機構。
【請求項10】
前記回転軸部の両端部のうち、前記ベアリングにおける前記内側孔に挿通された側の端部である根元側端部に対し、当該根元側端部よりも大径とされた部分を有するキャップ部材が係止されている
請求項８又は請求項９に記載の可動機構。
請求項８又は請求項９に記載の可動機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、モータを含む本体部と、本体部より突出され本体部により回動自在に保持されてモータの動力を出力する出力軸とを備えたサーボモータ装置、及びサーボモータ装置とサーボモータ装置におけるモータの動力に基づき駆動される被駆動部とを備えた可動機構についての技術分野に関する。
【背景技術】
【0002】
例えば、下記特許文献１や特許文献２に開示されるように、模型自動車の操舵機構やロボットの間接部分等におけるアクチュエータとして用いることのできるサーボモータ装置が知られている。サーボモータ装置は、モータを含む本体部と、本体部より突出され本体部により回動自在に保持されてモータの動力を出力する出力軸とを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２００１－２９６６９号公報
【特許文献2】特開２００６－４３８４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
サーボモータ装置としては、例えば上記した操舵機構やロボットの間接部分等、様々なタイプの可動機構への適用が考えられる。そして、可動機構への適用を考えた場合、サーボモータ装置としては、他部品との取り付け自由度が高められる等、取り付け性が良好なものとされることが望まれる。
【0005】
本発明は上記事情に鑑み為されたものであり、取り付け性が良好なサーボモータ装置を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明に係るサーボモータ装置は、モータを含む本体部と、前記本体部より突出され、前記本体部により回動自在に保持されて前記モータの動力を出力する出力軸と、を備え、前記本体部を貫通する貫通孔を有するものである。
上記の貫通孔が設けられることで、サーボモータ装置が例えば模型自動車の操舵機構やロボットの間接部分等の各種の可動機構におけるアクチュエータとして適用される場合において、サーボモータ装置と他部品との取り付け手法として貫通孔を利用した取り付け手法を採用可能となる。
上記の貫通孔が設けられることで、サーボモータ装置が例えば模型自動車の操舵機構やロボットの間接部分等の各種の可動機構におけるアクチュエータとして適用される場合において、サーボモータ装置と他部品との取り付け手法として貫通孔を利用した取り付け手法を採用可能となる。
【0007】
また、本発明に係る可動機構は、モータを含む本体部と、前記本体部より突出され、前記本体部により回動自在に保持されて前記モータの動力を出力する出力軸とを有し、前記本体部を貫通する貫通孔を有するサーボモータ装置と、前記モータの動力に基づき駆動される被駆動部と、を備えたものである。
このような可動機構によっても、サーボモータ装置について、上記した作用と同様の作用が得られる。
このような可動機構によっても、サーボモータ装置について、上記した作用と同様の作用が得られる。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、取り付け性が良好なサーボモータ装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】本発明に係る実施形態としてのラジコンシステムの電気的な構成概要を説明するためのブロック図である。
【図2】リンク機構を用いる操舵機構の構成例を示した図である。
【図3】操舵輪の回動角度変化量の舵角依存性についての説明図である。
【図4】実施形態の模型自動車の外観斜視図として、主に模型自動車における操舵機構近傍の様子を示した図である。
【図5】実施形態としてのサーボモータ装置の外観構成の説明図である。
【図6】実施形態としてのサーボモータ装置の内部部品配置の説明図である。
【図7】実施形態における操舵輪の取り付け機構についての説明図である。
【図8】直進時における左側の操舵輪近傍の様子を示した図である。
【図9】右転舵時における左側の操舵輪近傍の様子を示した図である。
【図10】ホイールハブ部を用いた操舵輪の取り付けについての説明図である。
【図11】スクラブ半径の短縮化により得られる効果についての説明図である。
【図12】実施形態の模型自動車が備える入力減衰機構についての説明図である。
【図13】同じく、実施形態の模型自動車が備える入力減衰機構についての説明図である。
【図14】変形例としての操舵機構の説明図である。
【図15】本体部の別構成例を説明するための斜視図である。
【図16】別構成例としてのサーボモータ装置に取付用部材が取り付けられた様子の説明図である。
【図17】本体部のさらに別の構成例を説明するための斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本発明の実施形態を次の順序で説明する。
＜１．ラジコンシステムの構成概要＞
＜２．実施形態としての可動機構＞
＜３．入力減衰機構について＞
＜４．変形例＞
＜５．実施形態のまとめ＞
＜６．本体部の別構成例＞
＜１．ラジコンシステムの構成概要＞
＜２．実施形態としての可動機構＞
＜３．入力減衰機構について＞
＜４．変形例＞
＜５．実施形態のまとめ＞
＜６．本体部の別構成例＞
【0011】
以下の説明では、本発明に係る可動機構の一例として、模型自動車の操舵機構を挙げる。また、本発明に係るサーボモータ装置の一例として、模型自動車の操舵機構において操舵輪を舵角方向に回動駆動するための駆動源として用いられる操舵用サーボモータを挙げる。
【0012】
＜１．ラジコンシステムの構成概要＞
図１は、実施形態としてのラジコン（ラジオコントロール）システム１００の電気的な構成概要を説明するためのブロック図である。
ラジコンシステム１００は、被操縦体としての模型自動車１と、模型自動車１を無線により操縦するためのコントローラとして機能する送信機２とを少なくとも備える。
図１は、実施形態としてのラジコン（ラジオコントロール）システム１００の電気的な構成概要を説明するためのブロック図である。
ラジコンシステム１００は、被操縦体としての模型自動車１と、模型自動車１を無線により操縦するためのコントローラとして機能する送信機２とを少なくとも備える。
【0013】
図示は省略するが、本例において模型自動車１は、前後各一対の計四つの車輪を備えた四輪車として構成され、前輪としての左右一対の車輪が模型自動車１を旋回させるための操舵輪Ｗとして設けられ、後輪としての左右一対の車輪が模型自動車１を走行させるための駆動輪として設けられている。
なお以下、左側の操舵輪Ｗについては「操舵輪ＷＬ」と、右側の操舵輪Ｗについては「操舵輪ＷＲ」と表記する。
なお以下、左側の操舵輪Ｗについては「操舵輪ＷＬ」と、右側の操舵輪Ｗについては「操舵輪ＷＲ」と表記する。
【0014】
模型自動車１においては、送信機２からの操縦信号を受信する受信機１０と、加速又は減速や操舵を行うためのサーボモータとしての走行用サーボモータ１４、操舵用サーボモータ１５とが少なくとも設けられる。
本例の模型自動車１において、操舵用サーボモータ１５としては、左側の操舵輪ＷＬを舵角方向に回動駆動するための操舵用サーボモータ１５（以下「操舵用サーボモータ１５Ｌ」と表記する）と、右側の操舵輪ＷＲを舵角方向に回動駆動するための操舵用サーボモータ１５（以下「操舵用サーボモータ１５Ｒ」と表記する）とが設けられている。
走行用サーボモータ１４は、模型自動車１に搭載された不図示のエンジンにおけるキャブレターを調整するためのサーボモータとされる。本例における模型自動車１はエンジン車であり、エンジンを駆動源として後輪が駆動される。この走行用サーボモータ１４の回転制御により、模型自動車１の加速（アクセル）や減速（ブレーキ）をコントロールすることが可能とされる。
なお、模型自動車１としてはモータを駆動源として車輪を駆動する構成とすることも可能である。その場合、走行用のモータを制御するＥＳＣ（スピードコントローラ）を設けるようにする。
本例の模型自動車１において、操舵用サーボモータ１５としては、左側の操舵輪ＷＬを舵角方向に回動駆動するための操舵用サーボモータ１５（以下「操舵用サーボモータ１５Ｌ」と表記する）と、右側の操舵輪ＷＲを舵角方向に回動駆動するための操舵用サーボモータ１５（以下「操舵用サーボモータ１５Ｒ」と表記する）とが設けられている。
走行用サーボモータ１４は、模型自動車１に搭載された不図示のエンジンにおけるキャブレターを調整するためのサーボモータとされる。本例における模型自動車１はエンジン車であり、エンジンを駆動源として後輪が駆動される。この走行用サーボモータ１４の回転制御により、模型自動車１の加速（アクセル）や減速（ブレーキ）をコントロールすることが可能とされる。
なお、模型自動車１としてはモータを駆動源として車輪を駆動する構成とすることも可能である。その場合、走行用のモータを制御するＥＳＣ（スピードコントローラ）を設けるようにする。
【0015】
ここで、模型自動車１における受信機１０の詳細は後述する。
【0016】
送信機２は、模型自動車１を無線により操縦するための操縦信号を高周波変調して電波として発信する。図示のように送信機２は、インタフェース部２０、エンコーダ２５、送信部２６、及びアンテナ２７を備えている。
【0017】
インタフェース部２０は、操縦者としてのユーザからの操作入力の受け付けやユーザに対する各種情報の提示等といったユーザに対するインタフェース動作を行う。インタフェース部２０には、二つの操作レバー２１、二つのトリムスイッチ２２、表示部２３、及び設定操作部２４が設けられる。
【0018】
操作レバー２１としては、模型自動車１について操舵のコントロールを行うための操作レバー２１Ｘと、加速や減速のコントロールを行うための操作レバー２１Ｙとが設けられる。
図１の例では、操舵用の操作レバー２１Ｘを矢印Ｘで示す方向（紙面横方向）に操作することで操舵輪Ｗの向きをコントロールすることが可能とされ、他方の操作レバー２１Ｙを矢印Ｙで示す方向（紙面縦方向）に操作することで模型自動車１の加減速をコントロールすることが可能とされる。
なお、操舵や加減速用の操作子については、例示したレバー状の操作子に限定されるものではなく、例えばホイール状等の他の形態による操作子を用いることも可能である。
図１の例では、操舵用の操作レバー２１Ｘを矢印Ｘで示す方向（紙面横方向）に操作することで操舵輪Ｗの向きをコントロールすることが可能とされ、他方の操作レバー２１Ｙを矢印Ｙで示す方向（紙面縦方向）に操作することで模型自動車１の加減速をコントロールすることが可能とされる。
なお、操舵や加減速用の操作子については、例示したレバー状の操作子に限定されるものではなく、例えばホイール状等の他の形態による操作子を用いることも可能である。
【0019】
ここで、本例では、模型自動車１の操舵用サーボモータ１５が上記のように左右の操舵輪Ｗごとにそれぞれ設けられるため、操作レバー２１Ｘの操作に応じては、左側の操舵用サーボモータ１５Ｌを駆動するための信号と、右側の操舵用サーボモータ１５Ｒを駆動するための信号とが別々に生成される。
本例において、操作レバー２１Ｘは、操作量（変位）に応じて可変抵抗器の抵抗値を変化させて、操舵用サーボモータ１５Ｌ、１５Ｒごとの制御信号を出力するように構成されている。
また、操作レバー２１Ｙとしても、操作量に応じて可変抵抗器の抵抗値を変化させて走行用サーボモータ１４の制御信号を出力するように構成されている。
本例において、操作レバー２１Ｘは、操作量（変位）に応じて可変抵抗器の抵抗値を変化させて、操舵用サーボモータ１５Ｌ、１５Ｒごとの制御信号を出力するように構成されている。
また、操作レバー２１Ｙとしても、操作量に応じて可変抵抗器の抵抗値を変化させて走行用サーボモータ１４の制御信号を出力するように構成されている。
【0020】
上記のような操作レバー２１Ｘ、２１Ｙにより、送信機２においては、操舵用サーボモータ１５Ｌ用、操舵用サーボモータ１５Ｒ用、及び走行用サーボモータ１４用の合計３チャンネル分の制御信号が生成される。
図中では、操作レバー２１Ｘや操作レバー２１Ｙの操作に基づき生成されるこれら各チャンネルの制御信号を信号ＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ３と示している。ここでは、信号ＣＨ１は走行用サーボモータ１４の制御信号、信号ＣＨ２、ＣＨ３はそれぞれ操舵用サーボモータ１５Ｌ、１５Ｒの制御信号であるとする。
図示のようにこれらの信号ＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ３はエンコーダ２５に入力される。
図中では、操作レバー２１Ｘや操作レバー２１Ｙの操作に基づき生成されるこれら各チャンネルの制御信号を信号ＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ３と示している。ここでは、信号ＣＨ１は走行用サーボモータ１４の制御信号、信号ＣＨ２、ＣＨ３はそれぞれ操舵用サーボモータ１５Ｌ、１５Ｒの制御信号であるとする。
図示のようにこれらの信号ＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ３はエンコーダ２５に入力される。
【0021】
なお、上記のチャンネルのアサインはあくまで説明上の一例であり、例えばＣＨ１を操舵信号（左右分）、ＣＨ２を走行用信号とする等、チャンネルと信号の組み合わせは適宜変更可能である。
【0022】
また、インタフェース部２０には、操作レバー２１が操作されていないときの中立位置に対する可変抵抗器の抵抗値（サーボモータの制御信号の値）を調整するためのトリムスイッチ２２が設けられている。このトリムスイッチ２２は、本例では操作レバー２１Ｘ、２１Ｙごとに設けられている（図中２２Ｘ，２２Ｙ参照）。
なお、上記した中立位置に対する可変抵抗器の抵抗値は、後述する設定操作部２４を介した操作によって行われるように構成することもできる。
なお、上記した中立位置に対する可変抵抗器の抵抗値は、後述する設定操作部２４を介した操作によって行われるように構成することもできる。
【0023】
さらに、インタフェース部２０には、例えばＬＣＤ（Liquid Crystal Display）や有機ＥＬ（Electro-Luminescence）ディスプレイなどで構成された表示部２３が設けられている。ユーザは、この表示部２３に表示された設定画面を通じ、設定操作部２４に設けられた各種の操作子を用いて模型自動車１の操縦に係る各種設定を行うことが可能とされている。例えば、操舵に係る設定として、操舵輪Ｗの最大切れ角の設定等を行うことが可能とされる。また、ここでの設定としては、操作レバー２１Ｙによるブレーキ操作又はアクセル操作に応じて操舵輪ＷＬ、ＷＲのトー角を変化させる制御（直進性を高める制御）を行うか否かの設定等も行うことが可能とされる。この場合、トー角の調整は、操舵用サーボモータ１５Ｌ、１５Ｒの制御信号にトー角調整用の信号を重畳することで実現される。
【0024】
送信機２において、エンコーダ２５は、インタフェース部２０から入力される各チャンネルの信号ＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ３を例えばパルス幅変換すると共に、これら信号ＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ３を所定のフレーム周期で時分割多重化して出力する。
時分割多重化された信号ＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ３は送信部２６に入力され、送信部２６は、時分割多重化後の信号ＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ３をＡＭ変調（振幅変調）又はＦＭ変調（周波数変調ＦＭ）し、変調後の信号を操縦信号としてアンテナ２７より電波送出させる。
時分割多重化された信号ＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ３は送信部２６に入力され、送信部２６は、時分割多重化後の信号ＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ３をＡＭ変調（振幅変調）又はＦＭ変調（周波数変調ＦＭ）し、変調後の信号を操縦信号としてアンテナ２７より電波送出させる。
【0025】
模型自動車１において、受信機１０は、アンテナ１１、受信部１２、及びデコーダ１３を有している。
受信機１０は、送信機２により送出された操縦信号をアンテナ１１を介して受信及び復調し、復調した受信信号をデコーダ１３に出力する。
受信機１０は、送信機２により送出された操縦信号をアンテナ１１を介して受信及び復調し、復調した受信信号をデコーダ１３に出力する。
【0026】
デコーダ１３は、受信機１０により受信された操縦信号を各チャンネルの信号ＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ３に分離し、分離された信号ＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ３を走行用サーボモータ１４、操舵用サーボモータ１５Ｌ、１５Ｒのうち対応するサーボモータにそれぞれ出力する。具体的に本例では、信号ＣＨ１が走行用サーボモータ１４に、信号ＣＨ２が操舵用サーボモータ１５Ｌに、信号ＣＨ３が操舵用サーボモータ１５Ｒにそれぞれ出力される。
これにより、操作レバー２１Ｘの操作に応じて操舵用サーボモータ１５Ｌ、１５Ｒがそれぞれ駆動制御されることになり、操作レバー２１Ｘの操作に応じた模型自動車１の操舵が実現される。
また、操作レバー２１Ｙの操作に応じて走行用サーボモータ１４が駆動制御されることで、模型自動車１が操作レバー２１Ｙの操作に応じて加減速される。
これにより、操作レバー２１Ｘの操作に応じて操舵用サーボモータ１５Ｌ、１５Ｒがそれぞれ駆動制御されることになり、操作レバー２１Ｘの操作に応じた模型自動車１の操舵が実現される。
また、操作レバー２１Ｙの操作に応じて走行用サーボモータ１４が駆動制御されることで、模型自動車１が操作レバー２１Ｙの操作に応じて加減速される。
【0027】
＜２．実施形態としての可動機構＞
ここで、模型自動車１の操舵機構については、先の特許文献１のように、操舵用サーボモータ１５を車体（シャーシ）側に設け、操舵用サーボモータ１５による回動駆動力を操舵用のリンク機構を介して操舵輪側に伝達する構成を採ることが考えられる。
図２では、このようなリンク機構を用いる操舵機構の例として、特許文献１の図６に開示された構成を例示している。
この図２を参照して理解されるように、リンク機構によっては、操舵用サーボモータ１５による回動駆動力が左右方向の並進運動に変換されて左右の操舵輪Ｗが舵角方向に回動駆動されるものとなる。
ここで、模型自動車１の操舵機構については、先の特許文献１のように、操舵用サーボモータ１５を車体（シャーシ）側に設け、操舵用サーボモータ１５による回動駆動力を操舵用のリンク機構を介して操舵輪側に伝達する構成を採ることが考えられる。
図２では、このようなリンク機構を用いる操舵機構の例として、特許文献１の図６に開示された構成を例示している。
この図２を参照して理解されるように、リンク機構によっては、操舵用サーボモータ１５による回動駆動力が左右方向の並進運動に変換されて左右の操舵輪Ｗが舵角方向に回動駆動されるものとなる。
【0028】
しかしながら、上記のようなリンク機構においては接続ガタが少なからず生じるものとなり、該接続ガタが操舵制御精度の低下を招くものとなる。
また、上記のリンク機構は、操舵用サーボモータ１５の回動運動を左右方向の並進運動に変換して操舵輪Ｗを駆動するという性質上、操舵用サーボモータ１５の出力軸の回動角変化に対する操舵輪Ｗの回動角度変化量が舵角に依存して変化してしまうことになり、この点も操舵制御精度の低下を招来する一因となる。
また、上記のリンク機構は、操舵用サーボモータ１５の回動運動を左右方向の並進運動に変換して操舵輪Ｗを駆動するという性質上、操舵用サーボモータ１５の出力軸の回動角変化に対する操舵輪Ｗの回動角度変化量が舵角に依存して変化してしまうことになり、この点も操舵制御精度の低下を招来する一因となる。
【0029】
図３は、このような操舵輪Ｗの回動角度変化量の舵角依存性についての説明図である。
この図３から分かるように、上記のリンク機構を用いる場合には、舵角が小さい領域では操舵用サーボモータ１５の出力軸の回動角変化に対する操舵輪Ｗの回動角度変化量は比較的大きくなるのに対し、舵角が大きい領域では操舵用サーボモータ１５の出力軸の回動角変化に対する操舵輪Ｗの回動角度変化量は比較的小さくなり、操舵輪Ｗの回動角度変化量が舵角に依存して変化してしまう。
この図３から分かるように、上記のリンク機構を用いる場合には、舵角が小さい領域では操舵用サーボモータ１５の出力軸の回動角変化に対する操舵輪Ｗの回動角度変化量は比較的大きくなるのに対し、舵角が大きい領域では操舵用サーボモータ１５の出力軸の回動角変化に対する操舵輪Ｗの回動角度変化量は比較的小さくなり、操舵輪Ｗの回動角度変化量が舵角に依存して変化してしまう。
【0030】
そこで、本実施形態では上記した課題に鑑み、模型自動車１の操舵機構として、操舵輪Ｗと車体側からのアーム部との間に操舵用サーボモータ１５を配置する構成、つまり、いわばインホイールサーボとしての構成を採るものとする。
【0031】
図４から図９を参照し、実施形態としての模型自動車１が備える操舵機構５０について説明する。
図４は、模型自動車１の外観斜視図として、主に模型自動車１における操舵機構５０近傍の様子を示しており、図５は操舵用サーボモータ１５の外観構成の説明図、図６は操舵用サーボモータ１５の内部部品配置の説明図である。また、図７は、操舵輪の取り付け機構についての説明図、図８、図９はそれぞれ直進時、右転舵時における左側の操舵輪ＷＬ近傍の様子を示した図である。
なお、図４では操舵用サーボモータ１５に対する配線や受信機１０及び走行用サーボモータ１４の図示は省略している。
また図５において、図５Ａ、図５Ｂはそれぞれ操舵用サーボモータ１５の上面図、側面図であり、図６は操舵用サーボモータ１５の側面図である。さらに、図７において、図７Ａは取り付け機構を上面視した図、図７Ｂは取り付け機構に用いる各種部材の説明図であり、図８において、図８Ａ、図８Ｂはそれぞれ左側の操舵輪ＷＬ近傍の上面図、後面図（車両後方側から見た図）である。
図４は、模型自動車１の外観斜視図として、主に模型自動車１における操舵機構５０近傍の様子を示しており、図５は操舵用サーボモータ１５の外観構成の説明図、図６は操舵用サーボモータ１５の内部部品配置の説明図である。また、図７は、操舵輪の取り付け機構についての説明図、図８、図９はそれぞれ直進時、右転舵時における左側の操舵輪ＷＬ近傍の様子を示した図である。
なお、図４では操舵用サーボモータ１５に対する配線や受信機１０及び走行用サーボモータ１４の図示は省略している。
また図５において、図５Ａ、図５Ｂはそれぞれ操舵用サーボモータ１５の上面図、側面図であり、図６は操舵用サーボモータ１５の側面図である。さらに、図７において、図７Ａは取り付け機構を上面視した図、図７Ｂは取り付け機構に用いる各種部材の説明図であり、図８において、図８Ａ、図８Ｂはそれぞれ左側の操舵輪ＷＬ近傍の上面図、後面図（車両後方側から見た図）である。
【0032】
操舵機構５０は、模型自動車１が有するシャーシ１ａの前端部近傍に配置される（図４参照）。
本例において、操舵機構５０は、左右対称な構成とされており、左側、右側それぞれにおいて、少なくとも上側アーム５１、下側アーム５２、操舵用サーボモータ１５、回転軸部７１、及び操舵輪Ｗを有している。なお以下の説明において、操舵機構５０における左右の構成要素を区別する場合には、左側の構成要素について符号末尾に「Ｌ」を、右側の構成要素について符号末尾に「Ｒ」をそれぞれ付す。
本例において、操舵機構５０は、左右対称な構成とされており、左側、右側それぞれにおいて、少なくとも上側アーム５１、下側アーム５２、操舵用サーボモータ１５、回転軸部７１、及び操舵輪Ｗを有している。なお以下の説明において、操舵機構５０における左右の構成要素を区別する場合には、左側の構成要素について符号末尾に「Ｌ」を、右側の構成要素について符号末尾に「Ｒ」をそれぞれ付す。
【0033】
ここで、図４には、模型自動車１の足回り関係の構成要素としてショックアブソーバ６１（６１Ｌ及び６１Ｒ）とショックタワー６２とを示しているが、これらの構成要素については後に改めて説明する。
【0034】
上側アーム５１、下側アーム５２は、それぞれ操舵輪Ｗをシャーシ１ａ側から支持するためのアーム部として機能し、上下方向に離隔して配置されている。これら上側アーム５１、下側アーム５２は、車体外側方向に延在するように根元部がシャーシ１ａ側に取り付けられており、それぞれ先端近傍の部分（シャーシ１ａ側から最も遠い部分）が先端部５１ａ、先端部５２ａとして形成されている。
【0035】
本例では、これら上側アーム５１の先端部５１ａと下側アーム５２の先端部５２ａとの間に操舵用サーボモータ１５が配置され、操舵用サーボモータ１５に対し、回転軸部７１を介して操舵輪Ｗが連結されている。
【0036】
操舵用サーボモータ１５は、本体部１５ａと出力軸１５ｂとを有する（図５参照）。出力軸１５ｂは、本体部１５ａより突出され、モータの動力を出力する。換言すれば、モータが発する回動駆動力の出力シャフトとして機能する。本体部１５ａは、内部にモータ（後述するモータ１５６）を有し、出力軸１５ｂを回動可能に保持する部分である。図示のように本体部１５ａは、本例では板状に形成されており、出力軸１５ｂは本体部１５ａの上面から上方向に突出している。
なお、ここでの方向は、模型自動車１に取り付けられた際の方向に従ったものである。
なお、ここでの方向は、模型自動車１に取り付けられた際の方向に従ったものである。
【0037】
出力軸１５ｂは、板状とされた本体部１５ａが有する六つの面のうち、本体部１５ａの厚み方向に平行な四つの面の何れかより突出している。本例の操舵機構５０において、操舵用サーボモータ１５は、出力軸１５ｂが上方向に突出する向きに配置されている。換言すれば、操舵用サーボモータ１５は、本体部１５ａの厚み方向に直交する二つの主面が、上下方向に平行となるように配置されているものである。
【0038】
ここで、操舵用サーボモータ１５は、本体部１５ａを貫通する貫通孔１５１を有し、この貫通孔１５１内にベアリング７０を有している（図５Ｂ参照）。
図６に示すように、貫通孔１５１は、本体部１５ａにおける主面の略中央を、本体部１５ａの厚み方向に貫通する孔部として形成されている。本例において、貫通孔１５１は、略円柱状の孔部として形成されている。
図６に示すように、貫通孔１５１は、本体部１５ａにおける主面の略中央を、本体部１５ａの厚み方向に貫通する孔部として形成されている。本例において、貫通孔１５１は、略円柱状の孔部として形成されている。
【0039】
図６に示すように本体部１５ａの内部には、モータ１５６と、モータ１５６による回転動力を出力軸１５ｂに伝達すると共にモータ１５６の回動速度に対し出力軸１５ｂの回動速度を減速させる減速機構１５７と、出力軸１５ｂの回動角度を検出する例えばポテンションメータ（可変抵抗器）等による角度検出部１５８と、モータ１５６の駆動回路やその他電子部品が実装された回路基板１５９が設けられている。
貫通孔１５１は、これらモータ１５６、減速機構１５７、角度検出部１５８、及び回路基板１５９等、本体部１５ａ内部の配置部品を避けて、本体部１５ａの主面における略中央に形成されている。換言すれば、これらモータ１５６、減速機構１５７、角度検出部１５８、及び回路基板１５９等の本体部１５ａ内部の配置部品は、貫通孔１５１を本体部１５ａの主面略中央に形成できるように、該主面略中央となる位置を避けるように配置されている。
貫通孔１５１は、これらモータ１５６、減速機構１５７、角度検出部１５８、及び回路基板１５９等、本体部１５ａ内部の配置部品を避けて、本体部１５ａの主面における略中央に形成されている。換言すれば、これらモータ１５６、減速機構１５７、角度検出部１５８、及び回路基板１５９等の本体部１５ａ内部の配置部品は、貫通孔１５１を本体部１５ａの主面略中央に形成できるように、該主面略中央となる位置を避けるように配置されている。
【0040】
ベアリング７０は、例えば転がり軸受や滑り軸受等としてのベアリングとして構成され、本体部１５ａにおける貫通孔１５１に勘合されている。
ベアリング７０の内輪の内側には、略円柱状の貫通孔としての内側孔７０ｈが形成されている。この内側孔７０ｈは、操舵輪Ｗの回転軸部７１を挿通する回転軸部挿通孔として機能する。
ベアリング７０の内輪の内側には、略円柱状の貫通孔としての内側孔７０ｈが形成されている。この内側孔７０ｈは、操舵輪Ｗの回転軸部７１を挿通する回転軸部挿通孔として機能する。
【0041】
ここで、上記のように貫通孔１５１に対してベアリング７０が勘合された状態では、貫通孔１５１を目視することはできない。しかしながら、図５Ｂに示されるように本体部１５ａにベアリング７０が埋め込まれた構成において、本体部１５ａには、ベアリング７０を配置するための貫通孔１５１が形成されていることは明らかである。
従って、図５Ｂに例示されるように本体部１５ａに対してベアリング７０が埋め込まれた構成においては、本体部１５ａには、ベアリング７０を配置するための貫通孔１５１が形成されているとみなすことができる。
従って、図５Ｂに例示されるように本体部１５ａに対してベアリング７０が埋め込まれた構成においては、本体部１５ａには、ベアリング７０を配置するための貫通孔１５１が形成されているとみなすことができる。
【0042】
図７を参照し、操舵用サーボモータ１５に対する操舵輪Ｗの取り付け機構について説明する。
なお、図７では左右の操舵輪ＷＬ，ＷＲの取り付け機構のうち左側の取り付け機構のみを代表して説明するが、右側の取り付け機構については左側の取り付け機構と左右対称となることから、図示による説明は省略する。
また、図７Ａにおいて、操舵輪Ｗ（ＷＬ）については、ホイール部分のみを示すと共に、上半分をカットしたカットモデルとして示している。
なお、図７では左右の操舵輪ＷＬ，ＷＲの取り付け機構のうち左側の取り付け機構のみを代表して説明するが、右側の取り付け機構については左側の取り付け機構と左右対称となることから、図示による説明は省略する。
また、図７Ａにおいて、操舵輪Ｗ（ＷＬ）については、ホイール部分のみを示すと共に、上半分をカットしたカットモデルとして示している。
【0043】
回転軸部７１は、操舵輪Ｗの回転軸部であって、棒状に形成されている（図７Ｂ参照）。具体的に、本例において回転軸部７１は、略円柱状の部材として形成されている。
回転軸部７１は、操舵用サーボモータ１５の本体部１５ａと操舵輪Ｗとを連結するための部材として用いられる。
回転軸部７１は、操舵用サーボモータ１５の本体部１５ａと操舵輪Ｗとを連結するための部材として用いられる。
【0044】
回転軸部７１において、操舵輪Ｗが接続される側の端部を先端部７１ｂとする。また、本体部１５ａと接続される側の端部を根元部７１ｃとする。
先端部７１ｂには、操舵輪Ｗの締結に用いられるナット７３を螺合するためのねじ山が形成されている。このようにねじ山が形成された先端部７１ｂの径は、回転軸部７１における先端部７１ｂの根元部に対して小径とされている。すなわち、回転軸部７１において、先端部７１ｂとそれよりも根元側の部分との境界部には、先端部７１との径差による段部７１ｄが形成されている。
先端部７１ｂには、操舵輪Ｗの締結に用いられるナット７３を螺合するためのねじ山が形成されている。このようにねじ山が形成された先端部７１ｂの径は、回転軸部７１における先端部７１ｂの根元部に対して小径とされている。すなわち、回転軸部７１において、先端部７１ｂとそれよりも根元側の部分との境界部には、先端部７１との径差による段部７１ｄが形成されている。
【0045】
また、回転軸部７１には、根元部７１ｃよりも先端側で且つ先端部７１ｂよりも根元側となる位置にフランジ部７１ａが形成されている。
フランジ部７１ａは、回転軸部７１の根元部７１ｃがベアリング７０の内側孔７０ｈに挿通された場合において、回転軸部７１が模型自動車のシャーシ１ａ側に変位してしまうことを防止するための位置規制部として機能する。フランジ部７１ａは、回転軸部７１の根元端から先端側に本体部１５ａの厚さに応じた分だけオフセットされた位置に形成されている。
フランジ部７１ａは、回転軸部７１の根元部７１ｃがベアリング７０の内側孔７０ｈに挿通された場合において、回転軸部７１が模型自動車のシャーシ１ａ側に変位してしまうことを防止するための位置規制部として機能する。フランジ部７１ａは、回転軸部７１の根元端から先端側に本体部１５ａの厚さに応じた分だけオフセットされた位置に形成されている。
【0046】
回転軸部７１の根元部７１ｃには、回転軸部７１の根元端から先端側に凸となる孔部７１ｈが形成されている。この孔部７１ｈは、回転軸部７１の根元部７１ｃを操舵用サーボモータ１５の本体部１５ａに対して固定するためのボルト７２を締結するための孔部とされ、この孔部７１ｈの外周壁にはねじ溝が形成されている。
【0047】
本体部１５ａに対する操舵輪Ｗの取り付けは、上記のように構成された回転軸部７１と、ボルト７２及びナット７３を用いて行われる。
具体的には、回転軸部７１の先端部７１ｂを操舵輪ＷのセンターホールＷｈに挿通させた状態で、先端部７１ｂに対してナット７３を螺合することで、操舵輪Ｗを先端部７１ｂにおいて固定させる。このとき、回転軸部７１に形成された段部７１ｄの径は、センターホールＷｈよりも大径であることから、段部７１ｄは、操舵輪ＷのホイールにおけるセンターホールＷｈの外周部と当接し、回転軸部７１（及び操舵輪Ｗ）が操舵用サーボモータ１５に近づく方向に変位されてしまうことを防止するためのフランジ部として機能する。
具体的には、回転軸部７１の先端部７１ｂを操舵輪ＷのセンターホールＷｈに挿通させた状態で、先端部７１ｂに対してナット７３を螺合することで、操舵輪Ｗを先端部７１ｂにおいて固定させる。このとき、回転軸部７１に形成された段部７１ｄの径は、センターホールＷｈよりも大径であることから、段部７１ｄは、操舵輪ＷのホイールにおけるセンターホールＷｈの外周部と当接し、回転軸部７１（及び操舵輪Ｗ）が操舵用サーボモータ１５に近づく方向に変位されてしまうことを防止するためのフランジ部として機能する。
【0048】
また、回転軸部７１の根元部７１ｃについては、本体部１５ａにおけるベアリング７０の内側孔７０ｈに挿通させ、その状態で、ボルト７２を根元部７１ｃ内の孔部７１ｈに螺合する。このとき、ボルト７２は、頭部の径が、根元部７１ｃ（及びベアリング７０の内側孔７０ｈ）よりも大径とされている。換言すれば、ボルト７２は、根元部７１ｃ（及びベアリング７０の内側孔７０ｈ）よりも大径とされた部分を有するものである。
【0049】
上記のようにボルト７２を根元部７１ｃの孔部７１ｈに螺合することで、回転軸部７１は根元部７１ｃにおいて本体部１５ａ側に固定される。このとき、根元部７１ｃはベアリング７０の内側孔７０ｈに挿通されるため、回転軸部７１、及びその先端部７１ｂに固定された操舵輪Ｗは、本体部１５ａにより回転自在に保持されることになる。
【0050】
また、上記のようにボルト７２を根元部７１ｃの孔部７１ｈに螺合した場合において、ボルト７２の頭部は根元部７１ｃの孔部７１ｈ及びベアリング７０の内側孔７０ｈよりも大径とされることから、ボルト７２の頭部は、本体部１５ａにおける内側孔７０ｈの形成部分よりも外周側となる部分に当接する。具体的に、本例においてボルト７２の頭部は、ベアリング７０の内輪に当接する。
これにより、回転軸部７１、及びこれに固定された操舵輪Ｗが操舵用サーボモータ１５から遠ざかる方向に変位してしまうことの防止が図られ、操舵輪Ｗが回転軸部７１ごと模型自動車１から外れてしまうことの防止を図ることができる。
これにより、回転軸部７１、及びこれに固定された操舵輪Ｗが操舵用サーボモータ１５から遠ざかる方向に変位してしまうことの防止が図られ、操舵輪Ｗが回転軸部７１ごと模型自動車１から外れてしまうことの防止を図ることができる。
【0051】
なお、ボルト７２は、請求項に言う「キャップ部」の一例である。キャップ部の回転軸部７１に対する係止手法は、上記で例示したねじ山及びねじ溝を用いた係止手法に限らず、他の係止手法を採用することもできる。
【0052】
また、上記のようにボルト７２を根元部７１ｃの孔部７１ｈに螺合した場合において、回転軸部７１におけるフランジ部７１ａは、本体部１５ａにおける内側孔７０ｈの形成部分よりも外周側となる部分、具体的に本例ではベアリング７０の内輪に当接する。このようなフランジ部７１ａによって、回転軸部７１及びこれに固定された操舵輪Ｗがシャーシ１ａ側に変位してしまうことが防止されるように、回転軸部７１の軸方向における位置規制が実現される。
【0053】
なお、上記のような取り付け機構を採用していることで、本例では、一つの操舵用サーボモータ１５を左右何れの操舵輪Ｗの取り付けにも対応可能とすることができる。
【0054】
続いて、アーム部との接続態様について説明する。
図５に示すように、出力軸１５ｂの先端部には、上側アーム５１との接続を行うための接続部１５ｃが取り付けられている。接続部１５ｃは、出力軸１５ｂに直交する面に平行に配置された板状部１５２と、板状部１５２の端部から出力軸１５ｂに平行な方向（本例では上方向）に延在するポール部１５３とを有する。
板状部１５２は、上面視で略長方形の形状を有し、長手方向における中央部において出力軸１５ｂの先端部が接続されている。
ポール部１５３は、板状部１５２の長手方向における両端のうち一方の端部側に位置している。ポール部１５３は、その先端の近傍部分が先端部１５３ａとして形成されている。
図５に示すように、出力軸１５ｂの先端部には、上側アーム５１との接続を行うための接続部１５ｃが取り付けられている。接続部１５ｃは、出力軸１５ｂに直交する面に平行に配置された板状部１５２と、板状部１５２の端部から出力軸１５ｂに平行な方向（本例では上方向）に延在するポール部１５３とを有する。
板状部１５２は、上面視で略長方形の形状を有し、長手方向における中央部において出力軸１５ｂの先端部が接続されている。
ポール部１５３は、板状部１５２の長手方向における両端のうち一方の端部側に位置している。ポール部１５３は、その先端の近傍部分が先端部１５３ａとして形成されている。
【0055】
また、本体部１５ａには、その下面においてピロボール１５４が形成されている。ピロボール１５４は、本体部１５ａの下面から下方向に突出して形成され、突出方向における先端部（つまり下端部）が略球状に形成されている。
【0056】
図８及び図９を参照し、上側アーム５１及び下側アーム５２と操舵用サーボモータ１５との具体的な接続形態について説明する。なお以下の説明においても操舵機構５０における左側の構成を代表として説明するが、右側の構成については左側に対し左右対称の関係となる以外は同様となることから図示による説明は省略する。
また、これら図８及び図９においては、車輪回転軸Ａｒを示している。車輪回転軸Ａｒは、模型自動車１の走行に伴い車輪が回転する際の回転軸を意味する。車輪回転軸Ａｒは、車輪の径中心を貫く軸と換言できる。
また、これら図８及び図９においては、車輪回転軸Ａｒを示している。車輪回転軸Ａｒは、模型自動車１の走行に伴い車輪が回転する際の回転軸を意味する。車輪回転軸Ａｒは、車輪の径中心を貫く軸と換言できる。
【0057】
先ず、本例において、操舵用サーボモータ１５Ｌの本体部１５ａ、及び接続部１５ｃにおける板状部１５２は、図８に示す直進時においては、それぞれ前後方向に略平行な方向を向いている。具体的に、直進時において、本体部１５ａは左右の側面が、板状部１５２は長手方向がそれぞれ前後方向に略平行とされる。本例において、直進時における板状部１５２の向きは、図示のようにポール部１５３を後端側に位置させる向きとされる。
【0058】
本例において、接続部１５ｃにおけるポール部１５３の先端部１５３ａは、上側アーム５１Ｌの先端部５１ａに対し、ポール部１５３の回動を不能とするように接続されている。これにより、ポール部１５３に対し板状部１５２を介して連結された操舵用サーボモータ１５Ｌの出力軸１５ｂは、上側アーム５１Ｌ側から回動不能に支持されることになる。
【0059】
一方、図８Ｂに示すように、操舵用サーボモータ１５Ｌにおける本体部１５ａの下面に設けられたピロボール１５４は、下側アーム５２Ｌの先端部５２ａに対して接続されている。具体的に、下側アーム５２Ｌの先端部５２ａにはピロボール１５４の球状部を球面に沿った方向に摺動自在に勘合するための凹部Ｄが形成されており、ピロボール１５４はこの凹部Ｄを介して下側アーム５２Ｌと接続されている。
これにより操舵用サーボモータ１５Ｌの本体部１５ａは、下側アーム５２Ｌ側から操舵回動軸と平行な軸（出力軸１５ｂに平行な軸）を中心とした回動が自在に支持されている。
これにより操舵用サーボモータ１５Ｌの本体部１５ａは、下側アーム５２Ｌ側から操舵回動軸と平行な軸（出力軸１５ｂに平行な軸）を中心とした回動が自在に支持されている。
【0060】
ここで、操舵用サーボモータ１５Ｌは、駆動信号が与えられると出力軸１５ｂを回動させる駆動力を発生するが、上記のように出力軸１５ｂが上側アーム５１Ｌ側から回動不能に支持され、本体部１５ａが下側アーム５２Ｌ側から回動自在に支持されていることで、そのような回動駆動力の発生に応じては、図９の右転舵時の様子として例示するように、本体部１５ａが操舵回動軸と平行な軸を中心に回動することになる。そして、このような本体部１５ａの回動に応じて、本体部１５ａの側面にホイールハブ部５３を介して接続された操舵輪ＷＬとしても、操舵回動軸と平行な軸を中心に回動することになる。
【0061】
【0062】
上記では、本体部１５ａに形成されたピロボール１５４を下側アーム５２に、接続部１５ｃのポール部１５３を上側アーム５１にそれぞれ接続する構成としたが、上記のような本体部１５ａの回動に伴い操舵輪Ｗを回動させる構成を実現する上では、逆に、ピロボール１５４を上側アーム５１に、ポール部１５３を下側アーム５２に接続することも可能である。この場合、上側アーム５１の先端部５１ａにピロボール１５４を勘合するための凹部Ｄを形成し、下側アーム５２の先端部５２ａにおいてはポール部１５３の回動を不能とするように先端部１５３ａを接続する。すなわち、上記とは逆に、下側アーム５２側から出力軸１５ｂを回動不能に保持し、上側アーム５１側から本体部１５ａを、出力軸１５ｂを中心軸とした回動が自在となるように支持する構成である。
この点から理解されるように、本体部１５ａの回動に伴い操舵輪Ｗが回動する動作を実現するためには、操舵機構５０が次のように構成されていればよい。すなわち、出力軸１５ｂが、上側アーム５１、下側アーム５２のうち何れか一方のアーム側から回動不能に支持され、本体部１５ａが、上側アーム５１、下側アーム５２のうち何れか他方のアーム側から出力軸１５ｂを中心軸とした回動が自在となるように支持された構成である。
この点から理解されるように、本体部１５ａの回動に伴い操舵輪Ｗが回動する動作を実現するためには、操舵機構５０が次のように構成されていればよい。すなわち、出力軸１５ｂが、上側アーム５１、下側アーム５２のうち何れか一方のアーム側から回動不能に支持され、本体部１５ａが、上側アーム５１、下側アーム５２のうち何れか他方のアーム側から出力軸１５ｂを中心軸とした回動が自在となるように支持された構成である。
【0063】
図４から図９の説明から理解されるように、本実施形態の操舵機構５０は、インホイールサーボとしての構成を採るものである。
インホイールサーボとしての構成を採ることで、従来のように車体側に操舵用サーボモータを配置する場合に必要とされていた操舵用のリンク機構を不要とすることが可能となると共に、操舵用サーボモータの回動角と操舵輪の回動角とを同調させることが可能となる。
操舵用のリンク機構が不要となることで、当該リンク機構の接続ガタに起因した操舵制御精度の低下抑制を図ることができる。また、リンク機構が不要となることで、操舵輪の回動角度が舵角に依存して変化してしまうことの防止を図ることができる。従って、これらの面で、操舵制御精度の向上を図ることができる。
インホイールサーボとしての構成を採ることで、従来のように車体側に操舵用サーボモータを配置する場合に必要とされていた操舵用のリンク機構を不要とすることが可能となると共に、操舵用サーボモータの回動角と操舵輪の回動角とを同調させることが可能となる。
操舵用のリンク機構が不要となることで、当該リンク機構の接続ガタに起因した操舵制御精度の低下抑制を図ることができる。また、リンク機構が不要となることで、操舵輪の回動角度が舵角に依存して変化してしまうことの防止を図ることができる。従って、これらの面で、操舵制御精度の向上を図ることができる。
【0064】
また、本実施形態の操舵機構５０においては、インホイールサーボの構成を採った場合における操舵用サーボモータ１５に対する操舵輪Ｗの取り付け手法として、本体部１５ａが有する貫通孔１５１を利用した取り付け手法を採用している。具体的には、貫通孔１５１内に形成したベアリング７０の内側孔７０ｈに、操舵輪Ｗの回転軸部７１を挿通する取り付け手法を採っている。
貫通孔１５１を利用した操舵輪Ｗの取り付け手法を採用することで、操舵回動軸Ａｓから操舵輪Ｗの締結位置（本例ではナット７３による締結位置）までの距離に相当するスクラブ半径の短縮化を図ることができる。
貫通孔１５１を利用した操舵輪Ｗの取り付け手法を採用することで、操舵回動軸Ａｓから操舵輪Ｗの締結位置（本例ではナット７３による締結位置）までの距離に相当するスクラブ半径の短縮化を図ることができる。
【0065】
ここで、インホイールサーボの構成を採る場合における操舵輪Ｗの取り付けに関しては、例えば図１０に例示するような、ホイールハブ部５３（図中では５３Ｌ）を用いた取り付けを行うことが考えられる。ホイールハブ部５３は、操舵輪Ｗを回転自在に保持する機構部である。
ホイールハブ部５３を用いて操舵輪Ｗを操舵用サーボモータ１５に取り付ける場合には、本体部１５ａの横側面（本例では主面）に対してホイールハブ部５３を取り付け、さらに、ホイールハブ部５３に対して操舵輪Ｗを回転自在に取り付けることになる。
このため、車輪回転軸Ａｒの軸方向において、操舵用サーボモータ１５から操舵輪Ｗの締結位置までの距離が比較的長くなり、スクラブ半径の拡大化を助長するものとなってしまう。
ホイールハブ部５３を用いて操舵輪Ｗを操舵用サーボモータ１５に取り付ける場合には、本体部１５ａの横側面（本例では主面）に対してホイールハブ部５３を取り付け、さらに、ホイールハブ部５３に対して操舵輪Ｗを回転自在に取り付けることになる。
このため、車輪回転軸Ａｒの軸方向において、操舵用サーボモータ１５から操舵輪Ｗの締結位置までの距離が比較的長くなり、スクラブ半径の拡大化を助長するものとなってしまう。
【0066】
これに対し、本実施形態のように本体部１５ａの貫通孔１５１に設けたベアリング７０に回転軸部７１を挿通する取り付け手法とした場合には、ホイールハブ部５３を設けることを不要とできるため、車輪回転軸Ａｒの軸方向において、操舵用サーボモータ１５から操舵輪Ｗの締結位置までの距離を大幅に短くすることが可能となる、すなわち、ホイールハブ部５３を用いる場合よりもスクラブ半径の短縮化を図ることができる。
【0067】
図１１は、スクラブ半径の短縮化により得られる効果についての説明図であり、図１１Ａはスクラブ半径が大きい場合、図１１Ｂはスクラブ半径が小さい場合について、それぞれ操舵輪ＷＬ，ＷＲの回動態様を模式的に表している。
これら図１１Ａ、図１１Ｂを比較して分かるように、スクラブ半径を小さくすることで、操舵輪Ｗを回動させたときの操舵輪Ｗの位置の変化量を小さくすることができる。
このことから、スクラブ半径の短縮化が図られることで、操舵制御精度の向上を図ることができる。また、模型自動車１の操作者に対しては、良好な操舵フィーリングを提供することができる。
これら図１１Ａ、図１１Ｂを比較して分かるように、スクラブ半径を小さくすることで、操舵輪Ｗを回動させたときの操舵輪Ｗの位置の変化量を小さくすることができる。
このことから、スクラブ半径の短縮化が図られることで、操舵制御精度の向上を図ることができる。また、模型自動車１の操作者に対しては、良好な操舵フィーリングを提供することができる。
【0068】
＜３．入力減衰機構について＞
本実施形態では、操舵用サーボモータ１５をアーム部と操舵輪Ｗとの間に配置した構成を採ることに対応して、操舵輪Ｗを介した路面からの入力を減衰するための入力減衰機構の構成を工夫している。
図１２及び図１３を参照し、実施形態の模型自動車１が備える入力減衰機構について説明する。
本実施形態では、操舵用サーボモータ１５をアーム部と操舵輪Ｗとの間に配置した構成を採ることに対応して、操舵輪Ｗを介した路面からの入力を減衰するための入力減衰機構の構成を工夫している。
図１２及び図１３を参照し、実施形態の模型自動車１が備える入力減衰機構について説明する。
【0069】
図１２において、図１２Ａは、操舵機構５０における左側部分の近傍を正面視した図（車両前方側から見た図）である。なお、ホイールハブ部５３Ｌ及び操舵輪ＷＬの図示は省略している。
本実施形態の模型自動車１においては、入力減衰のための構成としてショックアブソーバ６１Ｌ及びショックタワー６２が設けられている。ショックアブソーバ６１Ｌは、内部に液体等の緩衝材が封入されたシリンダー部とシリンダー部の外周に巻回されたスプリングとを有して構成され、スプリングに加わった衝撃をシリンダー部内における上記の液体又はガスにより生じる抗力により吸収することができるように構成されている。
ショックタワー６２は、左右のショックアブソーバ６１をシャーシ１ａ側と連結するための部材である。
本実施形態の模型自動車１においては、入力減衰のための構成としてショックアブソーバ６１Ｌ及びショックタワー６２が設けられている。ショックアブソーバ６１Ｌは、内部に液体等の緩衝材が封入されたシリンダー部とシリンダー部の外周に巻回されたスプリングとを有して構成され、スプリングに加わった衝撃をシリンダー部内における上記の液体又はガスにより生じる抗力により吸収することができるように構成されている。
ショックタワー６２は、左右のショックアブソーバ６１をシャーシ１ａ側と連結するための部材である。
【0070】
先ず前提として、実施形態の操舵機構５０において、上側アーム５１Ｌは、車体側端部５１ｂ（前述した根元部）、すなわち先端部５１ａとは逆側の端部が、該車体側端部５１ｂを支点部とした上側アーム５１Ｌの上下方向の揺動を可能とするようにシャーシ１ａに対して連結されている。また、上側アーム５１Ｌは、先端部５１ａが、該先端部５１ａを支点部とした上側アーム５１Ｌの上下方向の揺動を可能とするようにポール部１５３の先端部１５３ａに接続されている。すなわち、出力軸１５ｂに連結されている。
【0071】
図８Ｂは、上側アーム５１Ｌの先端部５１ａとポール部１５３の先端部１５３ａとの接続形態の例を説明するための斜視図である。図示のように先端部１５３ａには模型自動車１の前方側に突出する略円柱状のフック部１６０が形成され、上側アーム５１Ｌの先端部５１ａにはフック部１６０に挿通される略円形の孔部Ｈが形成されている。この場合の先端部５１ａは、孔部Ｈがフック部１６０に挿通された状態で、例えばナット１６１等の挟持部材によりポール部１５３側と挟持されている。
例えばこのような構成により、上側アーム５１Ｌは、先端部５１ａを支点部とした上下方向の揺動が可能となるようにポール部１５３の先端部１５３ａに接続されている。
例えばこのような構成により、上側アーム５１Ｌは、先端部５１ａを支点部とした上下方向の揺動が可能となるようにポール部１５３の先端部１５３ａに接続されている。
【0072】
また、下側アーム５２Ｌは、車体側端部５２ｂ、すなわち先端部５２ａとは逆側の端部が、該車体側端部５２ｂを支点部とした下側アーム５２Ｌの上下方向の揺動を可能とするようにシャーシ１ａに対して連結されている。また、下側アーム５２Ｌは、先端部５２ａが、該先端部５２ａを支点部とした下側アーム５２Ｌの上下方向の揺動を可能とするようにピロボール１５４に対して接続されている。すなわち、操舵用サーボモータ１５Ｌの本体部１５ａに連結されている。
前述のように下側アーム５２Ｌは凹部Ｄにおいてピロボール１５４の球状部を摺動可能に勘合しているため、下側アーム５２Ｌは、先端部５２ａを支点部とした上下方向の揺動が可能となるように操舵用サーボモータ１５Ｌの本体部１５ａに連結されている。
前述のように下側アーム５２Ｌは凹部Ｄにおいてピロボール１５４の球状部を摺動可能に勘合しているため、下側アーム５２Ｌは、先端部５２ａを支点部とした上下方向の揺動が可能となるように操舵用サーボモータ１５Ｌの本体部１５ａに連結されている。
【0073】
上記のような構成が採られた上で、ショックアブソーバ６１Ｌは、下端部６１ａが、下側アーム５２Ｌの上記した車体側端部５２ｂを支点部とした上下方向の揺動、及び先端部５２ａを支点部とした上下方向の揺動を可能とするように下側アーム５２Ｌに連結されている。換言すれば、ショックアブソーバ６１Ｌの下端部６１ａは、該下端部６１ａと下側アーム５２Ｌとの接続部分を支点部とした下側アーム５２の上下方向の揺動を可能とするように下側アーム５２に対して連結されている。
そして、ショックアブソーバ６１Ｌは、上端部６１ｂが、上側アーム５１Ｌを介さずにショックタワー６２に接続されている（つまり車体側に連結されている）。
そして、ショックアブソーバ６１Ｌは、上端部６１ｂが、上側アーム５１Ｌを介さずにショックタワー６２に接続されている（つまり車体側に連結されている）。
【0074】
上記により説明したサスペンション構造は、いわゆるダブルウィッシュボーン式のサスペンション構造である。
ダブルウィッシュボーン式は平行リンクを応用した方式であるため、路面の凹凸により操舵輪Ｗが上下してもキャンバー角が変化しないように図ることができる。
図１３は、その説明図であり、操舵輪ＷＬが路面の凸部を通過した際（図１３Ａ）、凹部を通過した際（図１３Ｂ）の操舵及び入力減衰機構の様子を図１２Ａと同様の正面視により示している。これら図１３Ａ及び図１３Ｂより、路面凹凸に対し操舵輪ＷＬのキャンバー角が変化しないことが分かる。
ダブルウィッシュボーン式は平行リンクを応用した方式であるため、路面の凹凸により操舵輪Ｗが上下してもキャンバー角が変化しないように図ることができる。
図１３は、その説明図であり、操舵輪ＷＬが路面の凸部を通過した際（図１３Ａ）、凹部を通過した際（図１３Ｂ）の操舵及び入力減衰機構の様子を図１２Ａと同様の正面視により示している。これら図１３Ａ及び図１３Ｂより、路面凹凸に対し操舵輪ＷＬのキャンバー角が変化しないことが分かる。
【0075】
また、上記したダブルウィッシュボーン式のサスペンション構造によれば、ショックアブソーバ６１の上端部６１ｂが上側アーム５１Ｌに連結されていないため、上側アーム５１と下側アーム５２との間に操舵用サーボモータ１５を挿入する構成が採られても、路面からの入力減衰動作を阻害しないようにできる。
【0076】
なお、先に説明したように、上側アーム５１Ｌの先端部５１ａをピロボール１５４を介して本体部１５ａに連結し、下側アーム５２Ｌの先端部５２ａを出力軸１５ｂに連結するという構成を採ることもできる。その場合において上記のようなダブルウィッシュボーン式のサスペンション構造を実現する上では、上側アーム５１Ｌは、先端部５１ａが、該先端部５１ａを支点部とした上側アーム５１Ｌの上下方向の揺動を可能とするように本体部１５ａに対して連結されればよく、また、下側アーム５２Ｌは、先端部５２ａが、該先端部５２ａを支点部とした下側アーム５２Ｌの上下方向の揺動を可能とするように出力軸１５ｂに対して連結されればよい。
【0077】
なお、入力減衰機構について、右側の構成については上記により説明した左側の構成に対して左右対称の関係となること以外は同様となることから図示による説明は省略する。
【0078】
＜４．変形例＞
本発明は上記した具体例に限定されるものではなく、多様な変形例としての構成を採り得る。
例えば上記では、出力軸１５ｂと上側アーム５１との連結について、接続部１５ｃを介して出力軸１５ｂを上側アーム５１に連結する構成を例示したが、図１４に示す変形例のように、出力軸１５ｂの先端部を上側アーム５１の先端部５１ａに直接的に接続した構成を採ることもできる。具体的に、この場合の出力軸１５ｂの先端部は、上側アーム５１の先端部５１ａに対し、出力軸１５ｂの回動を不能とするように接続される。これにより、図８等で説明した構成を採る場合と同様に、操舵に応じて本体部１５ａと操舵輪Ｗとが連動して動く構成が実現される。
本発明は上記した具体例に限定されるものではなく、多様な変形例としての構成を採り得る。
例えば上記では、出力軸１５ｂと上側アーム５１との連結について、接続部１５ｃを介して出力軸１５ｂを上側アーム５１に連結する構成を例示したが、図１４に示す変形例のように、出力軸１５ｂの先端部を上側アーム５１の先端部５１ａに直接的に接続した構成を採ることもできる。具体的に、この場合の出力軸１５ｂの先端部は、上側アーム５１の先端部５１ａに対し、出力軸１５ｂの回動を不能とするように接続される。これにより、図８等で説明した構成を採る場合と同様に、操舵に応じて本体部１５ａと操舵輪Ｗとが連動して動く構成が実現される。
【0079】
また、上記では、操舵機構５０が左右対称な構成とされる例を挙げたが、本発明に係る操舵機構は、左右の少なくとも一部に非対称な構成が含まれていてもよい。
また、上記では、四輪車としての模型自動車１に本発明を適用する例を挙げたが、本発明は、操舵輪を１以上備え且つ２輪以上の車輪を有する模型自動車に好適に適用することができる。
また、上記では、四輪車としての模型自動車１に本発明を適用する例を挙げたが、本発明は、操舵輪を１以上備え且つ２輪以上の車輪を有する模型自動車に好適に適用することができる。
【0080】
また、上記では、本発明を模型自動車の操舵機構に適用する場合を例示したが、本発明に係るサーボモータ装置、可動機構については、それぞれ、操舵機構への適用に限定されるものではない。例えば、ロボットの関節部としての可動機構や、当該可動機構において所定の部品の駆動源として用いられるサーボモータ装置への適用が考えられる。
模型自動車の操舵機構以外の可動機構や操舵用サーボモータ以外のサーボモータ装置への適用であっても、サーボモータ装置の本体部に貫通孔を設けた構成とすることで、サーボモータ装置と他部品との取り付け手法として貫通孔を利用した取り付け手法を採用可能となる。具体的には、サーボモータ装置の外面を介して他部品を取り付ける手法のみでなく、貫通孔を介した他部品の取り付け手法を採用可能となる。
従って、可動機構におけるサーボモータ装置と他部品との取り付けに関して自由度の向上を図ることができる。
模型自動車の操舵機構以外の可動機構や操舵用サーボモータ以外のサーボモータ装置への適用であっても、サーボモータ装置の本体部に貫通孔を設けた構成とすることで、サーボモータ装置と他部品との取り付け手法として貫通孔を利用した取り付け手法を採用可能となる。具体的には、サーボモータ装置の外面を介して他部品を取り付ける手法のみでなく、貫通孔を介した他部品の取り付け手法を採用可能となる。
従って、可動機構におけるサーボモータ装置と他部品との取り付けに関して自由度の向上を図ることができる。
【0081】
＜５．実施形態のまとめ＞
以上で説明したように、実施形態としてのサーボモータ装置（操舵用サーボモータ１５）は、モータ（同１５６）を含む本体部（同１５ａ）と、本体部より突出され、本体部により回動自在に保持されてモータの動力を出力する出力軸（同１５ｂ）と、を備え、本体部を貫通する貫通孔（同１５１）有するものである。
上記の貫通孔が設けられることで、サーボモータ装置が例えば模型自動車の操舵機構やロボットの間接部分等の各種の可動機構におけるアクチュエータとして適用される場合において、サーボモータ装置と他部品との取り付け手法として貫通孔を利用した取り付け手法を採用可能となる。
従って、可動機構におけるサーボモータ装置と他部品との取り付けに関して自由度の向上を図ることができ、取り付け性が良好なサーボモータ装置を実現することができる。
以上で説明したように、実施形態としてのサーボモータ装置（操舵用サーボモータ１５）は、モータ（同１５６）を含む本体部（同１５ａ）と、本体部より突出され、本体部により回動自在に保持されてモータの動力を出力する出力軸（同１５ｂ）と、を備え、本体部を貫通する貫通孔（同１５１）有するものである。
上記の貫通孔が設けられることで、サーボモータ装置が例えば模型自動車の操舵機構やロボットの間接部分等の各種の可動機構におけるアクチュエータとして適用される場合において、サーボモータ装置と他部品との取り付け手法として貫通孔を利用した取り付け手法を採用可能となる。
従って、可動機構におけるサーボモータ装置と他部品との取り付けに関して自由度の向上を図ることができ、取り付け性が良好なサーボモータ装置を実現することができる。
【0082】
また、実施形態としてのサーボモータ装置においては、本体部は板状に形成され、貫通孔は、本体部の厚み方向を貫通している（図５及び図６等参照）。
これにより、貫通孔の長さを最小限に抑えることが可能となる。すなわち、本体部の厚み方向に直交する方向に貫通孔を形成する場合よりも貫通孔の長さを短くすることができる。
従って、貫通孔が形成されることに伴う本体部の強度低下の抑制を図ることができる。
これにより、貫通孔の長さを最小限に抑えることが可能となる。すなわち、本体部の厚み方向に直交する方向に貫通孔を形成する場合よりも貫通孔の長さを短くすることができる。
従って、貫通孔が形成されることに伴う本体部の強度低下の抑制を図ることができる。
【0083】
さらに、実施形態としてのサーボモータ装置においては、貫通孔内にベアリング（同７０）を有している。
上記のベアリングを介して、サーボモータ装置の本体部に回転体を回転自在に取り付けることが可能とされる。
従って、例えば模型自動車の操舵機構において操舵輪を回転自在に保持するサーボモータ装置等、所定の回転体を回転自在に保持するサーボモータ装置を実現するのに好適である。
上記のベアリングを介して、サーボモータ装置の本体部に回転体を回転自在に取り付けることが可能とされる。
従って、例えば模型自動車の操舵機構において操舵輪を回転自在に保持するサーボモータ装置等、所定の回転体を回転自在に保持するサーボモータ装置を実現するのに好適である。
【0084】
さらにまた、実施形態としてのサーボモータ装置においては、ベアリングが有する内輪の内側に形成された孔部である内側孔（同７０ｈ）が、模型自動車における操舵輪の回転軸部（同７１）を挿通する回転軸部挿通孔とされている。
これにより、模型自動車の操舵機構において操舵輪を回転自在に保持するサーボモータ装置を実現可能となる。
従って、インホイールサーボの実現化を図ることができ、従来のように車体側に操舵用サーボモータを配置する場合に必要とされていた操舵用のリンク機構を不要とすることができる。操舵用のリンク機構が不要となることで、当該リンク機構の接続ガタに起因した操舵制御精度の低下抑制を図ることができる。また、リンク機構が不要となることで、操舵輪の回動角度が舵角に依存して変化してしまうことの防止を図ることができる。従って、これらの面で、操舵制御精度の向上を図ることができる。
さらに、リンク機構が不要となることで、操舵輪を１８０度回動させることもできる。
また、上記構成によれば、リンク機構が不要となると共に、左右の操舵輪を独立して操舵駆動できる。このことで、アッカーマン比の調整を操舵用サーボモータの回動角度調整として電気的に行うことができる（つまり走行中の調整として行うことができる）。
ここで、アッカーマン比は、左右の操舵輪の切れ角の差を意味する。仮に、或る操舵量に対して左右の操舵輪の切れ角を同じとしてしまうと、左右の操舵輪は同じ半径の円を描くこととなる。このとき、アウト側の操舵輪が描く円弧の中心とイン側の操舵輪が描く円弧の中心との間には車幅分の差が生じているため、アウト側の操舵輪の軌跡とイン側の操舵輪の軌跡とは、ある時点で交差するものとなり、アウト側の操舵輪の軌跡がイン側の操舵輪の軌跡よりも内側を回るようになってしまう。このことから理解されるように、左右の操舵輪の切れ角を同じとしてしまうと、模型自動車をスムーズに旋回させることが困難となってしまう。
そこで、例えば模型自動車をスムーズに旋回させる等、模型自動車の操舵特性を所望の特性とするための左右操舵輪の切れ角調整が、アッカーマン比の調整として行われるものである。
また、上記構成によれば、特許文献１の図６に示される構成のように一つのサーボモータの出力により左右の操舵輪を回動駆動する操舵機構との比較では、左右の操舵輪の回動角度を独立して調整することができる。さらに、左右の操舵輪の回動角度を独立して調整できることで、走行中においてもトー角の調整を電気的に行うことができる。
また、回転軸部をベアリングの内側孔に挿通できることで、例えば、操舵輪を回転自在に保持するホイールハブ部を介して本体部と操舵輪とを連結する構成を採る場合よりも、スクラブ半径の短縮化を図ることができる。
スクラブ半径の短縮化が図られることで、操舵制御精度の向上を図ることができる。
また、ホイールスペーサを用いることでスクラブ半径の調整を容易に行うことができる。
さらに、サーボモータ装置がホイールハブ部の機能を兼ねる構成となるため、ホイールハブが不要なって部品点数の削減が図られると共に、バネ下重量の低減に繋がり、模型自動車の操作性の向上を図ることができる。
これにより、模型自動車の操舵機構において操舵輪を回転自在に保持するサーボモータ装置を実現可能となる。
従って、インホイールサーボの実現化を図ることができ、従来のように車体側に操舵用サーボモータを配置する場合に必要とされていた操舵用のリンク機構を不要とすることができる。操舵用のリンク機構が不要となることで、当該リンク機構の接続ガタに起因した操舵制御精度の低下抑制を図ることができる。また、リンク機構が不要となることで、操舵輪の回動角度が舵角に依存して変化してしまうことの防止を図ることができる。従って、これらの面で、操舵制御精度の向上を図ることができる。
さらに、リンク機構が不要となることで、操舵輪を１８０度回動させることもできる。
また、上記構成によれば、リンク機構が不要となると共に、左右の操舵輪を独立して操舵駆動できる。このことで、アッカーマン比の調整を操舵用サーボモータの回動角度調整として電気的に行うことができる（つまり走行中の調整として行うことができる）。
ここで、アッカーマン比は、左右の操舵輪の切れ角の差を意味する。仮に、或る操舵量に対して左右の操舵輪の切れ角を同じとしてしまうと、左右の操舵輪は同じ半径の円を描くこととなる。このとき、アウト側の操舵輪が描く円弧の中心とイン側の操舵輪が描く円弧の中心との間には車幅分の差が生じているため、アウト側の操舵輪の軌跡とイン側の操舵輪の軌跡とは、ある時点で交差するものとなり、アウト側の操舵輪の軌跡がイン側の操舵輪の軌跡よりも内側を回るようになってしまう。このことから理解されるように、左右の操舵輪の切れ角を同じとしてしまうと、模型自動車をスムーズに旋回させることが困難となってしまう。
そこで、例えば模型自動車をスムーズに旋回させる等、模型自動車の操舵特性を所望の特性とするための左右操舵輪の切れ角調整が、アッカーマン比の調整として行われるものである。
また、上記構成によれば、特許文献１の図６に示される構成のように一つのサーボモータの出力により左右の操舵輪を回動駆動する操舵機構との比較では、左右の操舵輪の回動角度を独立して調整することができる。さらに、左右の操舵輪の回動角度を独立して調整できることで、走行中においてもトー角の調整を電気的に行うことができる。
また、回転軸部をベアリングの内側孔に挿通できることで、例えば、操舵輪を回転自在に保持するホイールハブ部を介して本体部と操舵輪とを連結する構成を採る場合よりも、スクラブ半径の短縮化を図ることができる。
スクラブ半径の短縮化が図られることで、操舵制御精度の向上を図ることができる。
また、ホイールスペーサを用いることでスクラブ半径の調整を容易に行うことができる。
さらに、サーボモータ装置がホイールハブ部の機能を兼ねる構成となるため、ホイールハブが不要なって部品点数の削減が図られると共に、バネ下重量の低減に繋がり、模型自動車の操作性の向上を図ることができる。
【0085】
また、実施形態としての可動機構（操舵機構５０）は、モータを含む本体部と、本体部より突出され、本体部により回動自在に保持されてモータの動力を出力する出力軸とを有し、本体部を貫通する貫通孔を有するサーボモータ装置（操舵用サーボモータ１５）と、モータの動力に基づき駆動される被駆動部（操舵輪Ｗ、回転軸部７１）と、を備えたものである。
このような可動機構によっても、サーボモータ装置について、上記した作用と同様の作用が得られる。
従って、サーボモータ装置の取り付け性が良好な可動機構を実現することができる。
このような可動機構によっても、サーボモータ装置について、上記した作用と同様の作用が得られる。
従って、サーボモータ装置の取り付け性が良好な可動機構を実現することができる。
【0086】
また、実施形態としての可動機構においては、本体部は板状に形成され、貫通孔は、本体部の厚み方向を貫通している。
これにより、貫通孔の長さを最小限に抑えることが可能となる。
従って、貫通孔が形成されることに伴う本体部の強度低下の抑制を図ることができる。
これにより、貫通孔の長さを最小限に抑えることが可能となる。
従って、貫通孔が形成されることに伴う本体部の強度低下の抑制を図ることができる。
【0087】
さらに、実施形態としての可動機構においては、貫通孔内にベアリングを有している。
上記のベアリングにより、サーボモータ装置の本体部に回転体を回転自在に取り付けることが可能とされる。
従って、例えば操舵輪を操舵駆動するためのサーボモータ装置によって操舵輪を回転自在に保持する模型自動車の操舵機構等、サーボモータ装置により所定の回転体を回転自在に保持する可動機構を実現することができる。
上記のベアリングにより、サーボモータ装置の本体部に回転体を回転自在に取り付けることが可能とされる。
従って、例えば操舵輪を操舵駆動するためのサーボモータ装置によって操舵輪を回転自在に保持する模型自動車の操舵機構等、サーボモータ装置により所定の回転体を回転自在に保持する可動機構を実現することができる。
【0088】
さらにまた、実施形態としての可動機構は、模型自動車における操舵機構として構成され、ベアリングが有する内輪の内側に形成された孔部である内側孔に模型自動車における操舵輪の回転軸部が挿通されている。
これにより、模型自動車の操舵機構についてインホイールサーボを実現することが可能となる。
従って、インホイールサーボの実現化を図ることができ、従来のように車体側に操舵用サーボモータを配置する場合に必要とされていた操舵用のリンク機構を不要とすることができる。操舵用のリンク機構が不要となることで、当該リンク機構の接続ガタに起因した操舵制御精度の低下抑制を図ることができる。また、リンク機構が不要となることで、操舵輪の回動角度が舵角に依存して変化してしまうことの防止を図ることができる。従って、これらの面で、操舵制御精度の向上を図ることができる。
さらに、リンク機構が不要となることで、操舵輪を１８０度回動させることもでき、また、アッカーマン比の調整を操舵用サーボモータの回動角度調整として電気的に行うことができる（つまり走行中の調整として行うことができる）。
また、上記構成によれば、特許文献１の図６に示される構成のように一つのサーボモータの出力により左右の操舵輪を回動駆動する操舵機構との比較では、左右の操舵輪の回動角度を独立して調整することができる。さらに、左右の操舵輪の回動角度を独立して調整できることで、走行中においてもトー角の調整を電気的に行うことができる。
また、回転軸部がベアリングの内側孔に挿通されていることで、例えば、操舵輪を回転自在に保持するホイールハブ部を介して本体部と操舵輪とを連結する構成を採る場合よりも、スクラブ半径の短縮化を図ることができる。
スクラブ半径の短縮化が図られることで、操舵制御精度の向上を図ることができる。
また、ホイールスペーサを用いることでスクラブ半径の調整を容易に行うことができる。
さらに、サーボモータ装置がホイールハブ部の機能を兼ねる構成となるため、ホイールハブが不要なって部品点数の削減が図られると共に、バネ下重量の低減に繋がり、模型自動車の操作性の向上を図ることができる。
これにより、模型自動車の操舵機構についてインホイールサーボを実現することが可能となる。
従って、インホイールサーボの実現化を図ることができ、従来のように車体側に操舵用サーボモータを配置する場合に必要とされていた操舵用のリンク機構を不要とすることができる。操舵用のリンク機構が不要となることで、当該リンク機構の接続ガタに起因した操舵制御精度の低下抑制を図ることができる。また、リンク機構が不要となることで、操舵輪の回動角度が舵角に依存して変化してしまうことの防止を図ることができる。従って、これらの面で、操舵制御精度の向上を図ることができる。
さらに、リンク機構が不要となることで、操舵輪を１８０度回動させることもでき、また、アッカーマン比の調整を操舵用サーボモータの回動角度調整として電気的に行うことができる（つまり走行中の調整として行うことができる）。
また、上記構成によれば、特許文献１の図６に示される構成のように一つのサーボモータの出力により左右の操舵輪を回動駆動する操舵機構との比較では、左右の操舵輪の回動角度を独立して調整することができる。さらに、左右の操舵輪の回動角度を独立して調整できることで、走行中においてもトー角の調整を電気的に行うことができる。
また、回転軸部がベアリングの内側孔に挿通されていることで、例えば、操舵輪を回転自在に保持するホイールハブ部を介して本体部と操舵輪とを連結する構成を採る場合よりも、スクラブ半径の短縮化を図ることができる。
スクラブ半径の短縮化が図られることで、操舵制御精度の向上を図ることができる。
また、ホイールスペーサを用いることでスクラブ半径の調整を容易に行うことができる。
さらに、サーボモータ装置がホイールハブ部の機能を兼ねる構成となるため、ホイールハブが不要なって部品点数の削減が図られると共に、バネ下重量の低減に繋がり、模型自動車の操作性の向上を図ることができる。
【0089】
また、実施形態としての可動機構においては、サーボモータ装置は、模型自動車の車体側から操舵輪に向けて延びるアーム部と操舵輪との間に位置され、アーム部として、上下方向に離隔された第一アーム部と第二アーム部とを備え、出力軸は、第一アーム部と第二アーム部のうち何れか一方のアーム部側から回動不能に支持され、本体部は、第一アーム部と第二アーム部のうち何れか他方のアーム部側から出力軸を中心軸とした回動が自在となるように支持されている。
上記のように出力軸が上下何れか一方のアーム部側から回動不能に支持され、本体部が上下何れか他方のアーム部側から出力軸を中心軸とした回動が自在となるように支持されていることで、この場合の可動機構においては、操舵に応じて、本体部が出力軸を中心軸として回動することになる。そして、操舵輪の回転軸部は本体部に対しベアリングを介して連結されていることから、操舵輪は、操舵に応じた本体部の回動に連動して回動する。
従って、上記構成によれば、本体部の貫通孔内に形成されたベアリングに操舵輪の回転軸部を連結することでスクラブ半径の短縮化を図る構成を採る場合において、サーボモータ装置を駆動源として操舵輪が適切に回動駆動されるようにすることができる。
上記のように出力軸が上下何れか一方のアーム部側から回動不能に支持され、本体部が上下何れか他方のアーム部側から出力軸を中心軸とした回動が自在となるように支持されていることで、この場合の可動機構においては、操舵に応じて、本体部が出力軸を中心軸として回動することになる。そして、操舵輪の回転軸部は本体部に対しベアリングを介して連結されていることから、操舵輪は、操舵に応じた本体部の回動に連動して回動する。
従って、上記構成によれば、本体部の貫通孔内に形成されたベアリングに操舵輪の回転軸部を連結することでスクラブ半径の短縮化を図る構成を採る場合において、サーボモータ装置を駆動源として操舵輪が適切に回動駆動されるようにすることができる。
【0090】
さらに、実施形態としての可動機構においては、回転軸部の両端部のうち、ベアリングにおける内側孔に挿通された側の端部である根元側端部に対し、当該根元側端部よりも大径とされた部分を有するキャップ部材（ボルト７２）が係止されている。
上記のように回転軸部の根元側端部に係止されたキャップ部材によって、操舵輪に作用する路面抵抗等に起因して操舵輪がサーボモータ装置から遠ざかる方向に変位してしまうことの防止を図ることが可能となる。
従って、操舵輪が回転軸部ごと模型自動車から外れてしまうことの防止を図ることができる。
上記のように回転軸部の根元側端部に係止されたキャップ部材によって、操舵輪に作用する路面抵抗等に起因して操舵輪がサーボモータ装置から遠ざかる方向に変位してしまうことの防止を図ることが可能となる。
従って、操舵輪が回転軸部ごと模型自動車から外れてしまうことの防止を図ることができる。
【0091】
＜６．本体部の別構成例＞
これまでの説明では、操舵用サーボモータ１５の本体部１５ａは、操舵輪Ｗの回転軸部７１を取り付けるための貫通孔１５１を有していたが、回転軸部７１のような、サーボモータ装置に他部品を取り付けるための部材（以下「取付用部材」と表記）の取り付けのために、本体部に貫通孔１５１を形成することは必須ではない。
これまでの説明では、操舵用サーボモータ１５の本体部１５ａは、操舵輪Ｗの回転軸部７１を取り付けるための貫通孔１５１を有していたが、回転軸部７１のような、サーボモータ装置に他部品を取り付けるための部材（以下「取付用部材」と表記）の取り付けのために、本体部に貫通孔１５１を形成することは必須ではない。
【0092】
例えば、図１５、図１６に示すように、取付用部材を取り付けるための取付部１６０が形成された操舵用サーボモータ１５Ａを提案することができる。
なお、以下の説明において、これまでに説明済みとなった部分と同様となる部分については同一符号を付して説明を省略する。
なお、以下の説明において、これまでに説明済みとなった部分と同様となる部分については同一符号を付して説明を省略する。
【0093】
図１５は、操舵用サーボモータ１５Ａの斜視図であり、図１６は操舵用サーボモータ１５Ａに取付用部材（ここでは回転軸部７１Ａ）が取り付けられた状態を示す図である。
図１５に示すように、操舵用サーボモータ１５Ａは、例えば側面に取付部１６０が形成された本体部１５ａＡを有している。図示のように取付部１６０は、本体部１５ａＡの側方に突出するように設けられている。
この場合、本体部１５ａＡには、貫通孔１５１は形成されていない。
図１５に示すように、操舵用サーボモータ１５Ａは、例えば側面に取付部１６０が形成された本体部１５ａＡを有している。図示のように取付部１６０は、本体部１５ａＡの側方に突出するように設けられている。
この場合、本体部１５ａＡには、貫通孔１５１は形成されていない。
【0094】
本例では、取付部１６０には、取付用部材としての回転軸部７１Ａを螺合するためのねじ溝が形成された取付口１６０ａが形成されている。
【0095】
なお、取付部１６０は本体部１５ａＡと一体であってもよいし別部材として本体部１５ａＡに接着等の手段により固定されたものであってもよい。
【0096】
図示は省略するが、回転軸部７１Ａには、操舵輪Ｗが取り付けられる側の端部とは逆側の端部に螺合用のねじ山が形成されており、これにより、図１６Ａ及び図１６Ｂに示すように、回転軸部７１Ａを本体部１５ａＡに螺合により取り付け可能とされている。
【0097】
上記のように取付部１６０を介して回転軸部７１Ａを取り付ける場合には、操舵輪Ｗ側にベアリングを設ける。すなわち、回転軸部７１Ａの先端部（取付部１６０に取り付けられる側の端部とは逆側の端部）を、ベアリングを介して操舵輪Ｗに取り付ける構成を採る。
なお、この場合、操舵輪Ｗが回転しても回転軸部７１Ａは回転しない。但し、回転軸部７１Ａとしては、操舵輪Ｗの回転軸となる位置に配置されることから、ここでは「回転軸部」との用語を用いている。
なお、この場合、操舵輪Ｗが回転しても回転軸部７１Ａは回転しない。但し、回転軸部７１Ａとしては、操舵輪Ｗの回転軸となる位置に配置されることから、ここでは「回転軸部」との用語を用いている。
【0098】
上記構成によれば、サーボモータ装置の本体部に貫通孔１５１を形成する必要がなくなるため、本体部内に貫通孔１５１を設けるスペースを確保する必要がなくなり、サーボモータ装置の小型化を図ることができる。また、貫通孔１５１を設けることに伴うサーボモータ装置内部部品のレイアウト制約の緩和を図ることができ、サーボモータ装置の設計自由度の向上を図ることができる。
【0099】
なお、回転軸部７１Ａの本体部１５ａＡに対する取り付け手法は螺合に限定されるものではなく、例えば接着やビス等を用いた取り付け等の他の手法を採ることもでき、特定手法に限定はされない。
【0100】
ここで、サーボモータ装置の本体部に取付用部材の取り付けのための貫通孔１５１を形成しない場合の構成としては、図１７に示すように、取付用部材（図中、回転軸部１５ａａ）を一体に形成した操舵用サーボモータ１５Ｂの構成も挙げることができる。
図示のように操舵用サーボモータ１５Ｂが有する本体部１５ａＢには、例えば側面から突出する回転軸部１５ａａが一体に形成されている。
この場合も、図１５や図１６に示した構成と同様に、回転軸部１５ａａとしての取付用部材の先端部にベアリングを介して操舵輪Ｗに取り付けられる。
図示のように操舵用サーボモータ１５Ｂが有する本体部１５ａＢには、例えば側面から突出する回転軸部１５ａａが一体に形成されている。
この場合も、図１５や図１６に示した構成と同様に、回転軸部１５ａａとしての取付用部材の先端部にベアリングを介して操舵輪Ｗに取り付けられる。
【0101】
図１７に示す構成を採った場合には、取付用部材（回転軸部１５ａａ）を本体部１５ａＢと一体成型できるため、部品点数削減によるコストダウンを図ることができる。
【0102】
なお、図１５から図１７に示した構成についても、模型自動車の操舵機構以外への適用が考えられる。その場合、図１５、図１６に示した構成については、取付部１６０の形成位置は、本体部１５ａＡの側面に限定されるものではなく、取付部１６０に取り付けられた取付用部材を介し接続された他部品と、出力軸１５ｂ又は出力軸１５ｂにより駆動される部品との干渉が防止される位置であれば、他の位置とすることができる。同様に、図１７に示す構成において、回転軸部１５ａａとして例示した取付用部材の形成位置は、本体部１５ａＢの側面に限定されず、取付用部材を介して接続された他部品と、出力軸１５ｂ又は出力軸１５ｂにより駆動される部品との干渉が防止される位置であれば他の位置とすることができる。
【0103】
また、操舵機構以外への適用を考えた場合、取付用部材を介して接続された部品が動力を有することも考えられ、その場合には、本体部１５ａＡや本体部１５ａＢが回動又は回転されるケースも想定される。
【0104】
ここで、操舵機構以外への適用を考えた場合、取付用部材の形状は多様に考えられる。例えば、回転軸部７１Ａや回転軸部１５ａａのような円柱状等の柱状形状を始めとして、立方体や直方体の形状や球形状、或いは一部が柱状で一部が球状等、異なる形状部が組み合わされた形状等とすることが考えられる。
【符号の説明】
【0105】
１ 模型自動車
１５（１５Ｌ，１５Ｒ），１５Ａ，１５Ｂ 操舵用サーボモータ
Ｗ（ＷＬ，ＷＲ） 操舵輪
Ｗｈ センターホール
５０ 操舵機構
５１（５１Ｌ，５１Ｒ） 上側アーム
５２（５２Ｌ，５２Ｒ） 下側アーム
５１ａ，５２ａ 先端部
５１ｂ，５２ｂ 車体側端部
５３（５３Ｌ，５３Ｒ） ホイールハブ部
６１（６１Ｌ，６１Ｒ） ショックアブソーバ
６２ ショックタワー
６１ａ 下端部
６１ｂ 上端部
７０ ベアリング
７０ｈ 内側孔
７１（７１Ｌ，７１Ｒ），７１Ａ 回転軸部
７１ａ フランジ部
７１ｂ 先端部
７１ｃ 根元部
７１ｄ 段部
７１ｈ 孔部
７２ ボルト
７３ ナット
１５ａ 本体部
１５ａａ 回転軸部
１５ｂ 出力軸
１５ｃ 接続部
１５ｄ 支持部
１５１ 貫通孔
１５２ 板状部
１５３ ポール部
１５３ａ 先端部
１５４ ピロボール
１５６ モータ
１５７ 減速機構
１５８ 角度検出部
１５９ 回路基板
１６０ 取付部
１６０ａ 取付口
Ｄ 凹部
Ａｒ 車輪回転軸
Ａｓ 操舵回動軸
１５（１５Ｌ，１５Ｒ），１５Ａ，１５Ｂ 操舵用サーボモータ
Ｗ（ＷＬ，ＷＲ） 操舵輪
Ｗｈ センターホール
５０ 操舵機構
５１（５１Ｌ，５１Ｒ） 上側アーム
５２（５２Ｌ，５２Ｒ） 下側アーム
５１ａ，５２ａ 先端部
５１ｂ，５２ｂ 車体側端部
５３（５３Ｌ，５３Ｒ） ホイールハブ部
６１（６１Ｌ，６１Ｒ） ショックアブソーバ
６２ ショックタワー
６１ａ 下端部
６１ｂ 上端部
７０ ベアリング
７０ｈ 内側孔
７１（７１Ｌ，７１Ｒ），７１Ａ 回転軸部
７１ａ フランジ部
７１ｂ 先端部
７１ｃ 根元部
７１ｄ 段部
７１ｈ 孔部
７２ ボルト
７３ ナット
１５ａ 本体部
１５ａａ 回転軸部
１５ｂ 出力軸
１５ｃ 接続部
１５ｄ 支持部
１５１ 貫通孔
１５２ 板状部
１５３ ポール部
１５３ａ 先端部
１５４ ピロボール
１５６ モータ
１５７ 減速機構
１５８ 角度検出部
１５９ 回路基板
１６０ 取付部
１６０ａ 取付口
Ｄ 凹部
Ａｒ 車輪回転軸
Ａｓ 操舵回動軸
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】