(57)【要約】  ステアリング装置の設計支援装置は、３次元空間に、ハンドル位置基準点座標、第１のユニバーサルジョイント基準点の座標と、第２のユニバーサルジョイント基準点の座標と、ステアリングギヤ基準点の座標と、を配置し、第１のユニバーサルジョイント基準点から第２のユニバーサルジョイント基準点を通る基準軸を算出し、基準軸上から視てハンドル位置基準点から第１ジョイント基準点への直線と、基準軸上から視て第２ジョイント基準点からステアリングギヤ基準点への直線との角度である位相角を算出し、許容トルク変動率の許容する許容範囲に位相角許容誤差の許容する許容範囲が含まれる条件成立の判断を行う。
2012046492.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コラムヨークと、スライドチューブヨークと、スライドシャフトヨークと、ピニオン側ヨークと、を有する操舵機構を含むステアリング装置の設計支援装置であって、
ハンドルのハンドル位置基準点の座標と、前記コラムヨークと前記スライドチューブヨークとを接続する第１のユニバーサルジョイント基準点の座標と、前記スライドシャフトヨークと前記ピニオン側ヨークとを接続する第２のユニバーサルジョイント基準点の座標と、ステアリングギヤ基準点の座標と、許容トルク変動率と、位相角許容誤差と、を記憶する記憶手段と、
車両の前後、上下及び左右方向が定められている３次元空間に、前記ハンドル位置基準点座標、前記第１のユニバーサルジョイント基準点の座標と、前記第２のユニバーサルジョイント基準点の座標と、前記ステアリングギヤ基準点の座標と、を配置する基準点配置手段と、
前記第１のユニバーサルジョイント基準点から前記第２のユニバーサルジョイント基準点を通る基準軸を算出する基準軸算出手段と、
前記基準軸上から視て前記ハンドル位置基準点から前記第１ジョイント基準点への直線と、前記基準軸上から視て前記第２ジョイント基準点から前記ステアリングギヤ基準点への直線との角度である位相角を算出する位相角算出手段と、
前記許容トルク変動率の許容する許容範囲に前記位相角許容誤差の許容する許容範囲が含まれる条件成立の判断を行う許容範囲判断手段と、
を有することを特徴とするステアリング装置の設計支援装置。
【請求項２】
前記許容範囲判断手段は、チルト動作の上段、中段、及び下段の各段階においてすべて前記許容トルク変動率の許容する許容範囲に前記位相角許容誤差の許容する許容範囲が含まれる条件成立の判断を行うことを特徴とする請求項１に記載のステアリング装置の設計支援装置。
【請求項３】
前記許容トルク変動率又は前記位相角許容誤差の変更を受け付ける入力手段と、前記許容トルク変動率の許容する許容範囲と、前記位相角許容誤差の許容する許容範囲とを表示する表示手段とをさらに含み、
前記記憶手段は、前記入力手段で変更を受け付けた、前記許容トルク変動率又は前記位相角許容誤差を記憶し、
前記許容範囲判断手段は、前記記憶手段で記憶している前記許容トルク変動率に基づいて前記許容トルク変動率の許容する許容範囲と、前記記憶手段で記憶している前記位相角許容誤差に基づいて前記位相角許容誤差の許容する許容範囲とを算出し、
前記表示手段は、前記許容範囲判断手段で算出した前記許容トルク変動率の許容する許容範囲と、前記許容範囲判断手段で算出した前記位相角許容誤差の許容する許容範囲とを同時表示する請求項１又は２に記載のステアリング装置の設計支援装置。
【請求項４】
前記許容範囲判断手段は、前記許容トルク変動率の許容する許容範囲に前記位相角許容誤差の許容する許容範囲が含まれる条件が成立しない場合に、前記表示手段に強調表示をさせることを特徴とする請求項３に記載のステアリング装置の設計支援装置。
【請求項５】
前記許容範囲判断手段は、前記許容トルク変動率の許容する許容範囲に前記位相角許容誤差の許容する許容範囲が含まれる条件の組み合わせを条件成立テーブルとして作成することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のステアリング装置の設計支援装置。
【請求項６】
量産品データテーブルを記憶する記憶手段と、
前記ハンドル位置基準点座標と、前記第１のユニバーサルジョイント基準点の座標と、前記第２のユニバーサルジョイント基準点の座標と、前記ステアリングギヤ基準点の座標と、から部品条件を求める部品条件算出手段と、
前記量産品データテーブルから、前記部品条件及び前記条件成立テーブルを基準として量産部品を選定する部品選定手段を有することを特徴とする請求項５に記載のステアリング装置の設計支援装置。
【請求項７】
前記部品選定手段は、前記コラムヨーク、前記スライドチューブヨーク、前記スライドシャフトヨーク、前記ピニオン側ヨークと、を選定し、
３次元空間の前記第１のユニバーサルジョイント基準点に、前記コラムヨークと前記スライドチューブヨークとの接続点を配置し、前記第２のユニバーサルジョイント基準点に、前記スライドシャフトヨークと前記ピニオン側ヨークとの接続点を配置することを特徴とする請求項６に記載のステアリング装置の設計支援装置。
【請求項８】
コラムヨークと、スライドチューブヨークと、スライドシャフトヨークと、ピニオン側ヨークと、を有する操舵機構を含むステアリング装置の設計をコンピュータが支援するステアリング装置設計支援方法であって、
ハンドルのハンドル位置基準点の座標と、前記コラムヨークと前記スライドチューブヨークとを接続する第１のユニバーサルジョイント基準点の座標と、前記スライドシャフトヨークと前記ピニオン側ヨークとを接続する第２のユニバーサルジョイント基準点の座標と、ステアリングギヤ基準点の座標と、許容トルク変動率と、位相角許容誤差と、を記憶する記憶ステップと、
車両の前後、上下及び左右方向が定められている３次元空間に、前記ハンドル位置基準点座標、前記第１のユニバーサルジョイント基準点の座標と、前記第２のユニバーサルジョイント基準点の座標と、前記ステアリングギヤ基準点の座標と、を配置する基準点配置ステップと、
前記第１のユニバーサルジョイント基準点から前記第２のユニバーサルジョイント基準点を通る基準軸を算出する基準軸算出ステップと、
前記基準軸上から視て前記ハンドル位置基準点から前記第１ジョイント基準点への直線と、前記基準軸上から視て前記第２ジョイント基準点から前記ステアリングギヤ基準点への直線との角度である位相角を算出する位相角算出ステップと、
前記許容トルク変動率の許容する許容範囲に前記位相角許容誤差の許容する許容範囲が含まれる条件成立の判断を行う許容範囲判断ステップと、
を有することを特徴とするステアリング装置設計支援方法。
【請求項９】
前記許容範囲判断ステップは、チルト動作の上段、中段、及び下段の各段階においてすべて前記許容トルク変動率の許容する許容範囲に前記位相角許容誤差の許容する許容範囲が含まれる条件成立の判断を行うことを特徴とする請求項８記載のステアリング装置設計支援方法。
【請求項１０】
前記許容範囲判断ステップで算出する前記許容トルク変動率の許容する許容範囲と、前記位相角許容誤差の許容する許容範囲とを表示する表示ステップを含み、
前記許容範囲判断ステップは、前記記憶ステップにおいて記憶している前記許容トルク変動率と、前記位相角許容誤差と、の少なくとも１つが変更された場合、変更された前記許容トルク変動率に基づいて前記許容トルク変動率の許容する許容範囲又は変更された前記位相角許容誤差に基づいて前記位相角許容誤差の許容する許容範囲の少なくとも１つを算出し、
前記表示ステップは、前記許容範囲判断ステップで算出した前記許容トルク変動率の許容する許容範囲と、前記許容範囲判断ステップで算出した前記位相角許容誤差の許容する許容範囲とを同時表示する請求項８又は９に記載のステアリング装置設計支援方法。
【請求項１１】
前記許容範囲判断ステップにおいて、前記許容トルク変動率の許容する許容範囲に前記位相角許容誤差の許容する許容範囲が含まれる条件が成立しない場合に、前記表示ステップにおいて強調表示を行うことを特徴とする請求項１０に記載のステアリング装置設計支援方法。
【請求項１２】
前記許容範囲判断ステップは、前記許容トルク変動率の許容する許容範囲に前記位相角許容誤差の許容する許容範囲が含まれる条件の組み合わせを条件成立テーブルとして作成することを特徴とする請求項８から１１のいずれか１項に記載のステアリング装置設計支援方法。
【請求項１３】
量産品データテーブルを記憶する記憶ステップと、
前記ハンドル位置基準点座標と、前記第１のユニバーサルジョイント基準点の座標と、前記第２のユニバーサルジョイント基準点の座標と、前記ステアリングギヤ基準点の座標と、から部品条件を求める部品条件算出ステップと、
前記量産品データテーブルから、前記部品条件及び前記条件成立テーブルを基準として量産部品を選定する部品選定ステップを有することを特徴とする請求項１２に記載のステアリング装置設計支援方法。
【請求項１４】
前記部品選定ステップでは、前記コラムヨーク、前記スライドチューブヨーク、前記スライドシャフトヨーク、前記ピニオン側ヨークと、を選定し、
３次元空間の前記第１のユニバーサルジョイント基準点に、前記コラムヨークと前記スライドチューブヨークとの接続点を配置し、前記第２のユニバーサルジョイント基準点に、前記スライドシャフトヨークと前記ピニオン側ヨークとの接続点を配置することを特徴とする請求項１３に記載のステアリング装置設計支援方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のステアリング装置の設計を支援するステアリング装置の設計支援装置及びステアリング装置設計支援方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ステアリング装置は、ハンドルの操作で回転するステアリングシャフトの動きを、ステアリングギヤの入力軸であるピニオンシャフトに伝達している。伝達されたステアリングギヤの動きによって車輪の方向が変更される。一般的に、ステアリングシャフトの回転軸とピニオンシャフトの軸とは互いに同一直線上に設けることができない。そこで、ユニバーサルジョイントを介してステアリングシャフトとステアリングギヤとの間にインターミディエイトシャフトを設け、インターミディエイトシャフトの端部とステアリングシャフトとを結合している。また、ユニバーサルジョイントを介してインターミディエイトシャフトの端部とピニオンシャフトの端部とを結合している。２つのユニバーサルジョイントとインターミディエイトシャフトとの存在により、同一直線上に存在しないステアリングシャフトとステアリングギヤの入力軸との間で、動力伝達が行われる。【０００３】
インターミディエイトシャフトは、ステアリングシャフトとピニオンシャフトとの間の３次元空間に配置される。ステアリングシャフト及びピニオンシャフトの回転の角速度が等速となるために、インターミディエイトシャフトモジュールの配置は、ステアリングシャフトの回転軸とインターミディエイトシャフトの回転軸とのなす角と、ステアリングギヤの軸とインターミディエイトシャフトの回転軸とのなす角とが等しくされるように配置する必要がある。また、近年、車両の車輪を操舵するステアリング装置は、シミュレーション技術を活用して設計されている。例えば、特許文献１から特許文献３に記載された技術がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１７５２４９号公報
【特許文献２】特開２００８−１９７８９９号公報
【特許文献３】特開２００８−２６９０８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ステアリングシャフト及びステアリングギヤの回転の角速度が等速となるようにインターミディエイトシャフトを配置しても、製造誤差によるばらつき、チルト変化によるトルク変動を考慮する必要があり、繰り返される空間配置とトルク変動との検証に設計労力が必要とされている。【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、所定の許容トルク変動に収まるようなインターミディエイトシャフトを有するステアリング装置の設計を支援するステアリング装置の設計支援装置及びステアリング装置設計支援方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のステアリング装置の設計支援装置は、コラムヨークと、スライドチューブヨークと、スライドシャフトヨークと、ピニオン側ヨークと、を有する操舵機構を含むステアリング装置の設計支援装置であって、ハンドルのハンドル位置基準点の座標と、前記コラムヨークと前記スライドチューブヨークとを接続する第１のユニバーサルジョイント基準点の座標と、前記スライドシャフトヨークと前記ピニオン側ヨークとを接続する第２のユニバーサルジョイント基準点の座標と、ステアリングギヤ基準点の座標と、許容トルク変動率と、位相角許容誤差と、を記憶する記憶手段と、車両の前後、上下及び左右方向が定められている３次元空間に、前記ハンドル位置基準点座標、前記第１のユニバーサルジョイント基準点の座標と、前記第２のユニバーサルジョイント基準点の座標と、前記ステアリングギヤ基準点の座標と、を配置する基準点配置手段と、前記第１のユニバーサルジョイント基準点から前記第２のユニバーサルジョイント基準点を通る基準軸を算出する基準軸算出手段と、前記基準軸上から視て前記ハンドル位置基準点から前記第１ジョイント基準点への直線と、前記基準軸上から視て前記第２ジョイント基準点から前記ステアリングギヤ基準点への直線との角度である位相角を算出する位相角算出手段と、前記許容トルク変動率の許容する許容範囲に前記位相角許容誤差の許容する許容範囲が含まれる条件成立の判断を行う許容範囲判断手段と、を有することを特徴とする。本発明によると、設計者は、所定の許容トルク変動に収まるようなインターミディエイトシャフトを有するステアリング装置の設計が容易となるよう支援される。【０００８】
また、本発明の望ましい態様として、前記許容範囲判断手段は、チルト動作の上段、中段、及び下段の各段階においてすべて前記許容トルク変動率の許容する許容範囲に前記位相角許容誤差の許容する許容範囲が含まれる条件成立の判断を行うことが好ましい。本発明によると、設計者はチルト動作を考慮した設計を支援されることができる。【０００９】
また、本発明の望ましい態様として、前記許容トルク変動率又は前記位相角許容誤差の変更を受け付ける入力手段と、前記許容トルク変動率の許容する許容範囲と、前記位相角許容誤差の許容する許容範囲とを表示する表示手段とをさらに含み、前記記憶手段は、前記入力手段で変更を受け付けた、前記許容トルク変動率又は前記位相角許容誤差を記憶し、前記許容範囲判断手段は、前記記憶手段で記憶している前記許容トルク変動率に基づいて前記許容トルク変動率の許容する許容範囲と、前記記憶手段で記憶している前記位相角許容誤差に基づいて前記位相角許容誤差の許容する許容範囲とを算出し、前記表示手段は、前記許容範囲判断手段で算出した前記許容トルク変動率の許容する許容範囲と、前記許容範囲判断手段で算出した前記位相角許容誤差の許容する許容範囲とを同時表示することが好ましい。これにより、許容トルク変動率の許容する許容範囲と、位相角許容誤差の許容する許容範囲とを同時表示することで、設計者が直感的な把握をすることを支援することができる。また、変更を受け付けた、許容トルク変動率又は位相角許容誤差の少なくとも１つに応じて表示画面が連続的に変化し、ステアリング装置の設計支援装置は、設計者が直感的な把握をすることを支援することができる。【００１０】
また、本発明の望ましい態様として、前記許容範囲判断手段は、前記許容トルク変動率の許容する許容範囲に前記位相角許容誤差の許容する許容範囲が含まれる条件が成立しない場合に、前記表示手段に強調表示をさせることが好ましい。本発明によると、設計者は、条件成立しないことが数字等を読むことなくはっきりと認識できる。【００１１】
また、本発明の望ましい態様として、前記許容範囲判断手段は、前記許容トルク変動率の許容する許容範囲に前記位相角許容誤差の許容する許容範囲が含まれる条件の組み合わせを条件成立テーブルとして作成することが好ましい。本発明のステアリング装置の設計支援装置は、条件成立テーブルを作成することで、許容範囲を明確にすることができる。【００１２】
また、本発明の望ましい態様として、量産品データテーブルを記憶する記憶手段と、前記ハンドル位置基準点座標と、前記第１のユニバーサルジョイント基準点の座標と、前記第２のユニバーサルジョイント基準点の座標と、前記ステアリングギヤ基準点の座標と、から部品条件を求める部品条件算出手段と、前記量産品データテーブルから、前記部品条件及び前記条件成立テーブルを基準として量産部品を選定する部品選定手段を有することが好ましい。本発明により、設計者は部品選定の労力が軽減される。【００１３】
また、本発明の望ましい態様として、前記部品選定手段は、前記コラムヨーク、前記スライドチューブヨーク、前記スライドシャフトヨーク、前記ピニオン側ヨークと、を選定し、３次元空間の前記第１のユニバーサルジョイント基準点に、前記コラムヨークと前記スライドチューブヨークとの接続点を配置し、前記第２のユニバーサルジョイント基準点に、前記スライドシャフトヨークと前記ピニオン側ヨークとの接続点を配置することが好ましい。本発明により、設計者は、選定された部品を把握し易くなる。【００１４】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のステアリング装置設計支援方法は、コラムヨークと、スライドチューブヨークと、スライドシャフトヨークと、ピニオン側ヨークと、を有する操舵機構を含むステアリング装置の設計をコンピュータが支援するステアリング装置設計支援方法であって、ハンドルのハンドル位置基準点の座標と、前記コラムヨークと前記スライドチューブヨークとを接続する第１のユニバーサルジョイント基準点の座標と、前記スライドシャフトヨークと前記ピニオン側ヨークとを接続する第２のユニバーサルジョイント基準点の座標と、ステアリングギヤ基準点の座標と、許容トルク変動率と、位相角許容誤差と、を記憶する記憶ステップと、車両の前後、上下及び左右方向が定められている３次元空間に、前記ハンドル位置基準点座標、前記第１のユニバーサルジョイント基準点の座標と、前記第２のユニバーサルジョイント基準点の座標と、前記ステアリングギヤ基準点の座標と、を配置する基準点配置ステップと、前記第１のユニバーサルジョイント基準点から前記第２のユニバーサルジョイント基準点を通る基準軸を算出する基準軸算出ステップと、前記基準軸上から視て前記ハンドル位置基準点から前記第１ジョイント基準点への直線と、前記基準軸上から視て前記第２ジョイント基準点から前記ステアリングギヤ基準点への直線との角度である位相角を算出する位相角算出ステップと、前記許容トルク変動率の許容する許容範囲に前記位相角許容誤差の許容する許容範囲が含まれる条件成立の判断を行う許容範囲判断ステップと、を有することを特徴とする。本発明によると、設計者は、所定の許容トルク変動に収まるようなインターミディエイトシャフトを有するステアリング装置の設計が容易となるよう支援される。【００１５】
本発明の望ましい態様として、前記許容範囲判断ステップは、チルト動作の上段、中段、及び下段の各段階においてすべて前記許容トルク変動率の許容する許容範囲に前記位相角許容誤差の許容する許容範囲が含まれる条件成立の判断を行うことが好ましい。本発明によると、設計者はチルト動作を考慮した設計を支援されることができる。【００１６】
本発明の望ましい態様として、前記許容範囲判断ステップで算出する前記許容トルク変動率の許容する許容範囲と、前記位相角許容誤差の許容する許容範囲とを表示する表示ステップを含み、前記許容範囲判断ステップは、前記記憶ステップにおいて記憶している前記許容トルク変動率と、前記位相角許容誤差と、の少なくとも１つが変更された場合、変更された前記許容トルク変動率に基づいて前記許容トルク変動率の許容する許容範囲又は変更された前記位相角許容誤差に基づいて前記位相角許容誤差の許容する許容範囲の少なくとも１つを算出し、前記表示ステップは、前記許容範囲判断ステップで算出した前記許容トルク変動率の許容する許容範囲と、前記許容範囲判断ステップで算出した前記位相角許容誤差の許容する許容範囲とを同時表示することが好ましい。これにより、許容トルク変動率の許容する許容範囲と、位相角許容誤差の許容する許容範囲とを同時表示することで、設計者が直感的な把握をすることを支援することができる。また、変更を受け付けた、許容トルク変動率又は位相角許容誤差の少なくとも１つに応じて表示画面が連続的に変化し、ステアリング装置設計支援方法は、設計者が直感的な把握をすることを支援することができる。【００１７】
本発明の望ましい態様として、前記許容範囲判断ステップにおいて、前記許容トルク変動率の許容する許容範囲に前記位相角許容誤差の許容する許容範囲が含まれる条件が成立しない場合に、前記表示ステップにおいて強調表示を行うことが好ましい。本発明によると、設計者は、条件成立しないことが数字等を読むことなくはっきりと認識できる。【００１８】
本発明の望ましい態様として、前記許容範囲判断ステップは、前記許容トルク変動率の許容する許容範囲に前記位相角許容誤差の許容する許容範囲が含まれる条件の組み合わせを条件成立テーブルとして作成することが好ましい。条件成立テーブルが作成されることで、許容範囲を明確にすることができる。【００１９】
本発明の望ましい態様として、量産品データテーブルを記憶する記憶ステップと、前記ハンドル位置基準点座標と、前記第１のユニバーサルジョイント基準点の座標と、前記第２のユニバーサルジョイント基準点の座標と、前記ステアリングギヤ基準点の座標と、から部品条件を求める部品条件算出ステップと、前記量産品データテーブルから、前記部品条件及び前記条件成立テーブルを基準として量産部品を選定する部品選定ステップを有することが好ましい。本発明により、設計者は部品選定の労力が軽減される。【００２０】
本発明の望ましい態様として、前記部品選定ステップでは、前記コラムヨーク、前記スライドチューブヨーク、前記スライドシャフトヨーク、前記ピニオン側ヨークと、を選定し、３次元空間の前記第１のユニバーサルジョイント基準点に、前記コラムヨークと前記スライドチューブヨークとの接続点を配置し、前記第２のユニバーサルジョイント基準点に、前記スライドシャフトヨークと前記ピニオン側ヨークとの接続点を配置することが好ましい。本発明により、設計者は、選定された部品を把握し易くなる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によると、設計者は、所定の許容トルク変動に収まるようなインターミディエイトシャフトを有するステアリング装置の設計が容易となるよう支援される。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、本実施形態のステアリング装置の設計支援装置の構成を示す図である。
【図２】図２は、車両を模式的に説明する説明図である。
【図３】図３は、インターミディエイトシャフトモジュールの一例を示す図である。
【図４】図４は、インターミディエイトシャフトモジュールに用いるスライドチューブヨークの一例を示す図である。
【図５】図５は、インターミディエイトシャフトモジュールに用いるスライドシャフトヨークの一例を示す図である。
【図６】図６は、インターミディエイトシャフトモジュールに用いる軸受を除いた十字軸の介装状態を示す図である。
【図７】図７は、インターミディエイトシャフトモジュールに用いる軸受を除いた十字軸の一例を示す図である。
【図８】図８は、コラムヨークの一例を示す図である。
【図９】図９は、ピニオン側ヨークの一例を示す図である。
【図１０】図１０は、ステアリングギヤモジュールのピニオン側ヨークと、十字軸自由継手の関係を説明する説明図である。
【図１１】図１１は、ピニオン側ヨークと、軸受を除いた十字軸自由継手の関係を説明する説明図である。
【図１２−１】図１２−１は、３次元空間に４つの基準点を配置した画像の一例を示す図である。
【図１２−２】図１２−２は、図１２−１における基準軸Ｓ上矢印ＶＪ方向で視た（ＧＪ−ＨＪ軸上視）投影平面を説明する説明図である。
【図１３】図１３は、ステアリング装置の設計支援装置の処理の手順を示すフローチャートである。
【図１４】図１４は、ステアリング装置の設計支援装置の処理手順の詳細を説明するためのフローチャートである。
【図１５】図１５は、設計情報入力画面の一例を示す図である。
【図１６】図１６は、他の設計情報入力画面の一例を示す図である。
【図１７】図１７は、チルト座標表示画面の一例を示す図である。
【図１８】図１８は、３次元空間に配置された基準点、基準軸の出力表示画面５０３の一例を示す図である。
【図１９】図１９は、位相角αの算出結果を表示する出力表示画面の一例を示す図である。
【図２０】図２０は、部品条件の算出結果を表示する出力表示画面の一例を示す図である。
【図２１】図２１は、トルク計算の条件を表示する入力表示画面の一例を示す図である。
【図２２】図２２は、トルク変動率−位相角曲線を説明する出力表示画面の一例を示す図である。
【図２３】図２３は、所定条件のトルク変動率−位相角曲線を出力表示画面の一例を示す図である。
【図２４】図２４は、所定条件のトルク変動率−位相角曲線を出力表示画面の一例を示す図である。
【図２５】図２５は、所定条件のトルク変動率−位相角曲線を出力表示画面の一例を示す図である。
【図２６】図２６は、所定条件のトルク変動率−位相角曲線を出力表示画面の一例を示す図である。
【図２７】図２７は、所定条件のトルク変動率−位相角曲線を出力表示画面の一例を示す図である。
【図２８】図２８は、所定条件のトルク変動率−位相角曲線を出力表示画面の一例を示す図である。
【図２９】図２９は、所定条件のトルク変動率−位相角曲線を出力表示画面の一例を示す図である。
【図３０】図３０は、所定条件のトルク変動率−位相角曲線を出力表示画面の一例を示す図である。
【図３１】図３１は、所定条件のトルク変動率−位相角曲線を出力表示画面の一例を示す図である。
【図３２】図３２は、所定条件のトルク変動率−位相角曲線を出力表示画面の一例を示す図である。
【図３３】図３３は、許容範囲β＞許容範囲γの関係の成立テーブルを出力した一例を示す図である。
【図３４】図３４は、ステアリング装置の設計支援装置１の処理手順の詳細を説明するためのフローチャートである。
【図３５】図３５は、３次元空間に配置された基準点、基準軸の出力表示画面５０３の一例を示す図である。
【図３６−１】図３６−１は、量産部品データテーブルの一例を示す図である。
【図３６−２】図３６−２は、量産部品データテーブルの一例を示す図である。
【図３６−３】図３６−３は、量産部品データテーブルの一例を示す図である。
【図３７】図３７は、軸受の平面断面を説明する説明図である。
【図３８】図３８は、軸受の組み立て状態を説明する説明図である。
【図３９】図３９は、量産部品データテーブルの一例を示す図である。
【図４０】図４０は、３次元空間に配置された基準点、基準軸の出力表示画面５０３の一例を示す図である。
【図４１】図４１は、３次元空間に配置された基準点、基準軸の出力表示画面５０３の一例を示す図である。
【図４２】図４２は、３次元空間に配置された基準点、基準軸の出力表示画面５０３の一例を示す図である。
【図４３】図４３は、本実施形態の変形例を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。また、実施形態に記載された装置、システム、方法及び変形例は、当業者自明の範囲内にて任意に組み合わせが可能である。
【００２４】
図１は、実施形態に係るステアリング装置の設計支援装置の構成を示す図である。図１に示すように、ステアリング装置の設計支援装置１は、入力装置２と、表示装置３と、制御装置４と、外部記憶装置５と、を備えている。
【００２５】
入力装置２は、マウス、キーボード等であり、ユーザである設計者の入力操作、選択操作を受け付け、入力信号を制御装置４に出力する入力手段である。表示装置３は、ＣＲＴ（Cathode  Ray  Tube）、液晶ディスプレイ等の画像を表示する表示手段である。
【００２６】
制御装置４は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）等のコンピュータであり、入力インターフェース４ａと、出力インターフェース４ｂと、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）４ｃと、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）４ｄと、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）４ｅと、内部記憶装置４ｆと、を含んでいる。入力インターフェース４ａ、出力インターフェース４ｂ、ＣＰＵ４ｃ、ＲＯＭ４ｄ、ＲＡＭ４ｅ及び内部記憶装置４ｆは、内部バスで接続されている。
【００２７】
入力インターフェース４ａは、入力装置２からの入力信号を受け取り、ＣＰＵ４ｃに出力する。出力インターフェース４ｂは、ＣＰＵ４ｃから画像信号を受け取り、表示装置３に出力する。
【００２８】
ＲＯＭ４ｄには、ＢＩＯＳ（Basic  Input  Output  System）等のプログラムが記憶されている。内部記憶装置４ｆは、例えばＨＤＤやフラッシュメモリ等であり、オペレーティングシステムプログラムやアプリケーションプログラムを記憶している。ＣＰＵ４ｃは、ＲＡＭ４ｅをワークエリアとして使用しながらＲＯＭ４ｄや内部記憶装置４ｆに記憶されているプログラムを実行することにより、種々の機能を実現する。
【００２９】
外部記憶装置５は、ＨＤＤ（Hard  Disk  Drive）やサーバ等である。外部記憶装置５がサーバである場合、外部記憶装置５は、ＬＡＮ等のネットワークを介して制御装置４と接続されている。なお、外部記憶装置５は、制御装置４から離れた場所に設置されていても良い。
【００３０】
内部記憶装置４ｆ又は外部記憶装置５には、ステアリングを構成し、生産実績がある部品の情報を格納した既存モジュールデータベースが記憶されている。
【００３１】
図２は、車両に搭載されたステアリング装置の概略構成を示すブロック図である。車両１００は、ステアリング装置１０２と、ステアリング装置１０２の操舵機構１０３と、コントロールユニット１０４と、イグニッションスイッチ１０５と、バッテリ１０６と、車速センサ１０７とを有する。なお、車両１００は、図２に示す構成要素以外にも、エンジン、車輪等、車両として通常通する各種構成要素を有する。図２に示すステアリング装置１０２は電動パワーステアリング装置である。
【００３２】
ステアリング装置１０２は、運転者に操作されるハンドル（ステアリングホイール）１１０と、ハンドル１１０から入力される回転を伝達するステアリングシャフト１２０と、ステアリングシャフト１２０に入力されるトルクとステアリングシャフト１２０の回転角を検出するトルクセンサ１３０と、トルクセンサ１３０により検出されたトルクに基づいて、ステアリングシャフト１２０の回転を補助する補助操舵機構１４０と有する。ステアリング装置１０２は、ハンドル１１０が操作されることでステアリングシャフト１２０に発生する操舵トルクをトルクセンサ１３０で検出する。さらに、ステアリング装置１０２は、その検出した信号に基づいて、コントロールユニット１０４により電動モータ１６０を駆動制御して補助操舵トルクを発生させてハンドル１１０の操舵力を補助する。
【００３３】
ハンドル１１０に連結されたステアリングシャフト１２０は、運転者の操舵力が作用する入力軸１２０ａとコラム出力軸１２０ｂとを有し、入力軸１２０ａとコラム出力軸１２０ｂとの間にトルクセンサ１３０及び減速ギヤボックス１５０が介装されている。ステアリングシャフト１２０のコラム出力軸１２０ｂに伝達された操舵力は、操舵機構１０３に伝達される。
【００３４】
トルクセンサ１３０は、ハンドル１１０を介して入力軸１２０ａに伝達された操舵力を操舵トルクとして検出するものである。
【００３５】
補助操舵機構１４０は、ステアリングシャフト１２０のコラム出力軸１２０ｂに連結され、コラム出力軸１２０ｂに補助操舵トルクを伝達する。補助操舵機構１４０は、コラム出力軸１２０ｂに連結された減速ギヤボックス１５０と、減速ギヤボックス１５０に連結されかつ補助操舵トルクを発生させる電動モータ１６０と、を有している。なお、ステアリングシャフト１２０、トルクセンサ１３０及び減速ギヤボックス１５０によりコラムが構成されており、電動モータ１６０は、コラムのコラム出力軸１２０ｂに補助操舵トルクを与える。すなわち、本実施形態における電動パワーステアリング装置は、コラムアシスト式となっている。
【００３６】
ステアリング装置１０２の操舵機構１０３は、ユニバーサルジョイント２０と、インターミディエイトシャフトモジュール１０と、ユニバーサルジョイント３０と、ピニオンシャフト６０と、ステアリングギヤ６１と、タイロッド７０とを有する。ステアリング装置１０２から操舵機構１０３に伝達された操舵力は、ユニバーサルジョイント２０を介してインターミディエイトシャフトモジュール１０に伝達され、さらにユニバーサルジョイント３０を介してピニオンシャフト６０に伝達され、ピニオンシャフト６０に伝達された操舵力は、ステアリングギヤ６１を介してタイロッド７０に伝達され、図示していない転舵輪を転舵させる。ステアリングギヤ６１は、ピニオンシャフト６０に連結されたピニオン６１ａと、ピニオン６１ａに噛合するラック６１ｂと、を有するラックアンドピニオン形式として構成され、ピニオン６１ａに伝達された回転運動をラック６１ｂで直進運動に変換している。
【００３７】
コントロールユニット（ＥＣＵ、Electronic  Control  Unit）１０４は、電動モータ１６０、エンジン等、車両１００の駆動を制御する。コントロールユニット１０４には、イグニッションスイッチ１０５がオンの状態のときに、バッテリ１０６から電力が供給される。コントロールユニット１０４は、トルクセンサ１３０で検出された操舵トルクＱ及び車速センサ１０７で検出された走行速度Ｖに基づいてアシスト指令の補助操舵指令値を算出し、その算出された補助操舵指令値に基づいて電動モータ１６０への供給電流値を制御する。
【００３８】
本実施形態のステアリング装置１０２は、チルト機構及びテレスコピック機構が設けられている。ステアリング装置１０２では、ハンドル１１０のチルト位置、及び、ハンドル１１０の車体前後方向位置が自在とされている。チルト機構及びテレスコピック機構の作用により、ハンドルの位置が変わると、ハンドル位置基準点Ｈが移動する。ハンドル位置基準点Ｈは、ステアリングシャフト１２０の回転中心の軸Ｔ上に位置している。ステアリングシャフト１２０のコラム出力軸１２０ｂがインターミディエイトシャフトモジュール１０に接続するユニバーサルジョイント２０の接続基準点ＨＪは、ステアリングシャフト１２０の回転中心の軸Ｔ上に位置している。ユニバーサルジョイント２０の接続基準点ＨＪは、インターミディエイトシャフトモジュール１０とユニバーサルジョイント２０とを接続している。ユニバーサルジョイント２０の接続基準点ＨＪは、インターミディエイトシャフトモジュール１０の回転中心の基準軸Ｓ上に位置している。インターミディエイトシャフトモジュール１０がピニオンシャフト６０に接続するユニバーサルジョイント３０の接続基準点ＧＪは、インターミディエイトシャフトモジュール１０の回転中心の基準軸Ｓ上に位置している。ユニバーサルジョイント３０の接続基準点ＧＪは、ピニオンシャフト６０の回転中心の軸Ｒ上に位置している。ピニオンシャフト６０とステアリングギヤ６１の交点であるステアリングギヤ基準点ＧＣもピニオンシャフト６０の回転中心の軸Ｒ上に位置している。
【００３９】
次に、図３から図１１を使用して実施形態のステアリング装置について説明する。図３は、ユニバーサルジョイントとインターミディエイトシャフトモジュールの接続状態の一例を示す図である。図４は、インターミディエイトシャフトモジュールの部品であるスライドチューブヨークを説明する説明図である。図５は、インターミディエイトシャフトモジュールの部品であるスライドシャフトヨークを説明する説明図である。図６は、インターミディエイトシャフトモジュールと、十字軸自由継手の関係を説明する説明図である。図７は、インターミディエイトシャフトモジュールに用いる十字軸自由継手の一例を示す図である。図８は、コラム出力軸に繋がるコラムヨークを説明する説明図である。図９は、ピニオン側ヨークを説明する説明図である。図１０は、ピニオンシャフトに繋がるピニオン側ヨークと、十字軸自由継手の関係を説明する説明図である。図１１は、ピニオン側ヨークと、十字軸自由継手の関係を説明する説明図である。
【００４０】
図３に示すように、インターミディエイトシャフトモジュール１０は、ステアリングシャフト１２０のコラム出力軸１２０ｂに繋がるコラムヨーク２１と、ピニオンシャフト６０に繋がるピニオン側ヨーク３１との間に配置される。インターミディエイトシャフトモジュール１０は、スライドチューブヨーク１１とスライドシャフトヨーク１４とを有している。
【００４１】
図４に示すように、スライドチューブヨーク１１の一端はＵ形状になっており、一対の対向するアーム部１２，１２が設けられている。アーム部１２，１２には、各々のアーム部１２，１２に対向して設けられた一対の軸受孔１３，１３が設けられている。軸受孔１３，１３の孔中心を結んだ揺動軸ＳＴＣは、スライドチューブヨーク１１の回転中心となる軸ＳＴと直交している。揺動軸ＳＴＣと軸ＳＴの交点は、交点ＨＪｓである。スライドチューブヨーク１１の他端は、スライドシャフトヨーク１４と接続可能とされている。
【００４２】
図５に示すように、スライドシャフトヨーク１４の一端はＵ形状となっており、一対の対向するアーム部１５，１５が設けられている。アーム部１５，１５には、各々のアーム部１５，１５に対向して設けられた一対の軸受孔１６，１６が設けられている。軸受孔１５，１５の孔中心を結んだ揺動軸ＳＳＣは、スライドチューブヨーク１１の回転中心となる軸ＳＳと直交している。揺動軸ＳＳＣと軸ＳＳの交点は、交点ＧＪｓである。スライドシャフトヨーク１４の他端は、スライドチューブヨーク１１と接続可能とされている。
【００４３】
図６に示すように、スライドシャフトヨーク１４とスライドチューブヨーク１１とは端部を嵌め合わされている。図４に示すスライドチューブヨーク１１の回転中心となる軸ＳＴと図５に示すスライドシャフトヨーク１４の回転中心となる軸ＳＳとが一致するように嵌め合わされ、図６に示すインターミディエイトシャフトモジュール１０の回転中心となる軸Ｓとされる。図６に示すように、インターミディエイトシャフトモジュール１０に、十字軸自由継手４１と十字軸自由継手５１とが組み合わされている。
【００４４】
図７に示すように、十字軸自由継手４１（５１）は、胴部４３（５３）に継手４４（５４），４５（５５），４６（５６），４７（５７）が９０度ごとに配置されている。継手４４（５４）及び継手４５（５５）は、軸Ｙに沿って同軸線上に配置されている。継手４６（５６）及び継手４７（５７）は、軸Ｘに沿って同軸線上に配置されている。軸Ｘと軸Ｙの交点Ｏは、十字軸自由継手４１（５１）の中心であり、自由継手の動作中心となる。十字軸自由継手５１についても十字軸自由継手４１と同じであるので、括弧内に対応する符号を示して説明は省略する。
【００４５】
図６に示すように、十字軸自由継手４１は、一対のアーム部１２，１２の間に介装されている。詳細に説明すると、十字軸自由継手４１の継手４４，４５が、軸受孔１３，１３に後述する軸受を介して挿入されている。同様に、十字軸自由継手５１は、一対のアーム部１５，１５の間に介装されている。詳細に説明すると、十字軸自由継手５１の継手５４，５５が、軸受孔１６，１６に後述する軸受を介して挿入されている。十字軸自由継手４１は、十字軸自由継手４１の交点Ｏが図４の交点ＨＪｓに一致するように介装されている。十字軸自由継手５１は、十字軸自由継手５１の交点Ｏが図５の交点ＧＪｓに一致するように介装されている。十字軸自由継手４１のＸ軸は、コラム出力軸と直交する方向に配置され軸ＸＨ方向へ向いている。十字軸自由継手５１のＸ軸は、ピニオンシャフトと直交する方向に配置され軸ＸＧ方向へ向いている。
【００４６】
図８に示すように、ステアリングシャフト１２０のコラム出力軸１２０ｂに繋がるコラムヨーク２１は、端部がＵ形状になっており、一対の対向するアーム部２２，２２が設けられている。ステアリングシャフト１２０のコラム出力軸１２０ｂの回転中心となる軸は軸Ｔである。アーム部２２，２２には、各々のアーム部２２，２２に対向して設けられた一対の軸受孔２３，２３が設けられている。軸受孔２３，２３の孔中心を結んだ揺動軸ＣＪＣは、コラムヨーク２１の回転中心となる軸Ｔと直交している。揺動軸ＣＪＣと軸Ｔの交点は、交点ＨＪｃである。なお、コラムヨーク２１には、コラム出力軸１２０ｂに取り付けるためのピンチボルトが挿入されるピンチボルト穴２４が設けられている。
【００４７】
また、図９に示すように、ピニオンシャフト６０に繋がるピニオン側ヨーク３１は端部がＵ形状になっており、一対の対向するアーム部３２，３２が設けられている。ステアリングギヤの回転中心となる入力軸は軸Ｒである。アーム部３２，３２には、各々のアーム部３２，３２に対向して設けられた一対の軸受孔３３，３３が設けられている。軸受孔３３，３３の孔中心を結んだ揺動軸ＧＪＣは、ピニオン側ヨーク３１の回転中心となる軸Ｒと直交している。揺動軸ＧＪＣと軸Ｒの交点は、交点ＧＪｇである。なお、ピニオン側ヨーク３１には、ピニオンシャフト６０に取り付けるためのピンチボルトが挿入されるピンチボルト穴３４が設けられている。
【００４８】
図１０に示すように、図６に示した十字軸自由継手４１の継手４６，４７が図８に示すコラムヨーク２１の軸受孔２３，２３に後述する軸受を介して挿入されている。十字軸自由継手４１は、十字軸自由継手４１の交点Ｏが図８の交点ＨＪｃに一致するように介装されている。そして、十字軸自由継手４１を介して、ステアリングシャフト１２０とステアリングシャフト１２０のコラム出力軸１２０ｂとの接合角度が自由に変化可能なユニバーサルジョイント２０が形成される。図１０に示すように、十字軸自由継手４１の交点Ｏが、図４の交点ＨＪｓと、図８の交点ＨＪｃとに一致し、ユニバーサルジョイント２０の基準点ＨＪとされる。
【００４９】
図１１に示すように、図６に示した十字軸自由継手５１の継手５６，５７が図９に示すピニオン側ヨーク３１の軸受孔３３，３３に後述する軸受を介して挿入されている。十字軸自由継手５１は、十字軸自由継手５１の交点Ｏが図９の交点ＧＪｇに一致するように介装されている。そして、図１１に示すように、十字軸自由継手５１を介して、ステアリングシャフト１２０とピニオンシャフト６０との接合角度が自由に変化可能なユニバーサルジョイント３０が形成される。また、図１１に示すように、十字軸自由継手５１の交点Ｏが、図５の交点ＧＪｓと、図１０の交点ＧＪｇとに一致し、ユニバーサルジョイント３０の基準点ＧＪとされる。ここでユニバーサルジョイント２０の基準点ＨＪとユニバーサルジョイント３０の基準点ＧＪとの距離をジョイント長Ｗと言う。スライドシャフトヨーク１４とスライドチューブヨーク１１とが嵌め合わされる位置を変更することで、ジョイント長Ｗが変更可能である。
【００５０】
次に、図１２−１及び図１２−２を用いて、位相角について説明する。図１２−１は、３次元空間にハンドル位置基準点Ｈ、ユニバーサルジョイント２０の基準点ＨＪ、ユニバーサルジョイント３０の基準点ＧＪ及びステアリングギヤ基準点ＧＣを配置し、軸Ｒ，基準軸Ｓ及び軸Ｔの関係を示した説明図である。ステアリングシャフト及びピニオンシャフトの回転の角速度が等速となるために、基準点ＨＪでの基準軸Ｓと軸Ｔとのなすジョイント角度θｈは、基準点ＧＪでの基準軸Ｓと軸Ｒとのなすジョイント角度θｇと等しく設計する必要がある。また、図１２−２は、図１２−１における基準軸Ｓ上矢印ＶＪ方向で視た（ＧＪ−ＨＪ軸上視）投影平面を説明する説明図である。基準軸Ｓで交わる軸Ｒの投影線と軸Ｔの投影線とのなす角が位相角αとなる。
【００５１】
図１３は、ステアリング装置の設計支援装置１の処理手順を示すフローチャートである。ステアリング装置の設計支援装置１の制御装置４は、ステアリング装置１０２の操舵機構１０３の設計を開始する（ステップＳ２００）。ステップＳ３００として、設計支援装置１は、３次元空間にステアリング装置１０２の操舵機構１０３の部品の許容範囲を算出する。次に、ステップＳ４００として、設計支援装置１は、決定された基準点の情報に基づいて、インターミディエイトシャフトモジュールの部品、ユニバーサルジョイントの部品を選定する。次にステップＳ５００として、設計支援装置１は、選択された部品が車両１内の他の部品と干渉すると判断された場合は、処理の手順をステップＳ４００の前からやり直す。ステップＳ５００として、選択された部品が車両１内の他の部品と干渉しないと判断される場合には、ステアリング装置の設計支援装置１は処理を終了する（ステップＳ６００）。
【００５２】
次に、図１４を用いてステップＳ３００の手順を詳細に説明する。ステアリング装置の設計支援装置１の制御装置４は、操舵機構１０３の部品の許容範囲算出を開始する（ステップＳ３０１）。ステアリング装置の設計支援装置１の制御装置４は、入力装置２から車両の設計情報が入力される。設計情報とは、例えば車両１００の制約条件である。設計支援装置１の制御装置４は、入力された車両の制約条件を外部記憶装置５又は内部記憶装置４ｆに記憶する。設計支援装置１の制御装置４は、記憶された車両の制約条件を外部記憶装置５又は内部記憶装置４ｆから読み出し、ＲＡＭ４ｅに記憶保持する（ステップＳ３１０）。設計支援装置１は、記憶手段として外部記憶装置５、内部記憶装置４ｆ又はＲＡＭ４ｅを含む。設計支援装置１の制御装置４は、入力された車両の制約条件を直接ＲＡＭ４ｅに記憶保持することもできる。例えば、車両１００の制約条件は、ハンドル位置基準点Ｈ、第１ジョイント基準点であるユニバーサルジョイント２０の基準点ＨＪ、第２ジョイント基準点であるユニバーサルジョイント３０の基準点ＧＪ及びステアリングギヤ基準点ＧＣの４つの基準点（客先仕様）である。ステアリング装置の設計支援装置１の制御装置４は、入力装置２からハンドル位置基準点Ｈ、ユニバーサルジョイント２０の基準点ＨＪ、ユニバーサルジョイント３０の基準点ＧＪ及びステアリングギヤ基準点ＧＣの４つの基準点の各座標が入力され、ＲＡＭ４ｅに記憶保持する。ステアリング装置の設計支援装置１の制御装置４は、表示装置３により４つの基準点の各座標を設計情報入力画面に表示させる。
【００５３】
図１５は、設計情報入力画面の一例を示す図である。図１５に示す設計情報入力画面５００では、ハンドル原点としてハンドル位置基準点Ｈ（Ｘ座標、Ｙ座標、Ｚ座標）の入力をそれぞれ受け付ける入力欄、ハンドル側ジョイント点としてユニバーサルジョイント２０の基準点ＨＪ（Ｘ座標、Ｙ座標、Ｚ座標）の入力をそれぞれ受け付ける入力欄、ギヤ側ジョイント点としてユニバーサルジョイント３０の基準点ＧＪ（Ｘ座標、Ｙ座標、Ｚ座標）の入力をそれぞれ受け付ける入力欄及びギヤ交点としてステアリングギヤ基準点ＧＣ（Ｘ座標、Ｙ座標、Ｚ座標）の入力をそれぞれ受け付ける入力欄が、表示されている。設計者は、各入力欄に４つの基準点の座標（Ｘ座標、Ｙ座標、Ｚ座標）を入力する。ステアリング装置の設計支援装置１の制御装置４は、各入力欄に入力された４つの基準点の各座標をＲＡＭ４ｅに記憶保持する。そして、ステアリング装置の設計支援装置１の制御装置４は、４つの基準点の座標を外部記憶装置５又は内部記憶装置４ｆに保存させる。ステアリング装置の設計支援装置１の制御装置４は、予め４つの基準点の各座標が外部記憶装置５又は内部記憶装置４ｆに保存されている場合は、保存されていた４つの基準点の座標をＲＡＭ４ｅに読み出して記憶保持しても良い。
【００５４】
本実施形態のステアリング装置１０２は、チルト機構及びテレスコピック（以下、テレスコと言う。）機構が設けられている。図１６は、他のチルト、テレスコ情報の設計情報入力画面の一例を示す図である。図１６に示す設計情報入力画面５０１では、ハンドル位置基準点Ｈからの距離の入力を受け付ける入力欄、コラム出力軸からの距離（高さ）の入力を受け付ける入力欄、チルト量（チルト上昇ＵＰ量、チルトＤＯＷＮ量）の入力をそれぞれ受け付ける入力欄及びテレスコピック量（テレスコ縮み量、テレスコ伸び量）の入力をそれぞれ受け付ける入力欄が、表示されている。チルト、テレスコ情報の設計情報入力画面で受け付けた情報は、外部記憶装置５又は内部記憶装置４ｆに保存される。ステアリング装置の設計支援装置１の制御装置４は、図１５に示す設計情報入力画面５００で受け付けた４つの基準点と、チルト、テレスコ情報の設計情報入力画面で受け付けたチルト、テレスコ情報とをＲＡＭ４ｅに読み出し、ＣＰＵ４ｃにチルトＵＰ座標データと、チルトＤＯＷＮ座標データとを算出させる。図１７は、ステアリング装置の設計支援装置１の制御装置４が表示装置３に表示させたチルトＵＰ座標データとチルトＤＯＷＮ座標データの一例を示すチルト座標表示画面５０２である。
【００５５】
次に、図１４に示すように、ステアリング装置の設計支援装置１の制御装置４は許容範囲算出を開始（ステップＳ３１０）し、車両の前後、上下及び左右方向が定められている３次元空間に基準点を配置する（ステップＳ３２０）。制御装置４は、図１８に示すように、３次元空間にハンドル位置基準点Ｈ、ユニバーサルジョイント２０の基準点ＨＪ、ユニバーサルジョイント３０の基準点ＧＪ及びステアリングギヤ基準点ＧＣを配置し、４つの基準点の空間配置を表示装置３に表示する。図１８の図中、ＰＶはチルト動作の支点となるＰｉｖｏｔ点（チルト点）である。
【００５６】
次に、図１４に示すように、ステアリング装置の設計支援装置１の制御装置４は、３次元空間に配置された基準点間を結び基準軸を算出する（ステップＳ３３０）。図１８は、３次元空間に配置された基準点、基準軸の出力表示画面５０３の一例を示す図である。制御装置４のＣＰＵ４ｃは、基準軸算出手段として、３次元空間において、ハンドル位置基準点Ｈとユニバーサルジョイント２０の基準点ＨＪとを結んだ軸Ｔと、ユニバーサルジョイント２０の基準点ＨＪとユニバーサルジョイント３０の基準点ＧＪとを結んだ基準軸Ｓと、ユニバーサルジョイント３０の基準点ＧＪとステアリングギヤ基準点ＧＣとを結んだ軸Ｒとを算出する。ステアリング装置の設計支援装置１の制御装置４は、軸Ｔ、基準軸Ｓ及び軸Ｒを表示装置３に出力する（ステップＳ３３９）。
【００５７】
ステアリング装置の設計支援装置１の制御装置４のＣＰＵ４ｃは、位相角算出手段として、図１８における基準軸Ｓ上矢印ＶＪ方向で視た基準軸Ｓ上視（ＧＪ−ＨＪ軸上視）投影平面（ジョイント平面）での基準軸Ｓで交わる軸Ｒの投影線と軸Ｔの投影線とのなす角、いわゆる位相角αを算出する（ステップＳ３４０）。ステアリング装置の設計支援装置１の制御装置４は、位相角αの算出結果を表示装置３に出力する（ステップＳ３４９）。図１９は、位相角αの算出結果を表示する出力表示画面５０４の一例を示す図である。出力表示画面５０４は、位相角αの算出値を表示する位相角算出値表示画面５０５とジョイント平面での位相角αを描画表示した角度描画画面５０６を有している。
【００５８】
次に、ステアリング装置の設計支援装置１の制御装置４は、４つの基準点と、軸Ｔ、基準軸Ｓ及び軸Ｒとを基準として、部品条件データの計算を行う（ステップＳ３５０）。テアリング装置の設計支援装置１の制御装置４は、部品条件データの算出結果を表示装置３に出力する（ステップＳ３５９）。図２０は、部品条件の算出結果を表示する出力表示画面５０４の一例を示す図である。出力表示画面５０４は、部品条件データの算出値を表示する部品条件データテーブル５０７を有している。制御装置４のＣＰＵ４ｃは、部品条件データを外部記憶装置５又は内部記憶装置４ｆに保存する。
【００５９】
次に、図１４に示すように、ステアリング装置の設計支援装置１の制御装置４は、操舵機構１０３の部品の許容範囲を算出する（ステップＳ３６０）。図２１は、トルク計算の条件を表示する入力表示画面の一例を示す図である。制御装置４のＣＰＵ４ｃは、入力装置２から入力インターフェース４ａを介して、図２１のような入力画面５０８のうち、トルク計算条件５０９が入力される。入力されたトルク計算条件５０９には、位相角許容誤差、許容トルク変動率、入力トルク、中間トルク（チルト中段のジョイント間トルク）、チルトＵＰ時及びＤＯＷＮ時の中間トルク（ジョイント間トルク）の情報が含まれる。ＣＰＵ４ｃは、入力装置２から入力インターフェース４ａを介して、入力画面５０８に、許容ジョイントガタ条件５１２、例えば１分（’）が入力されている。許容ジョイントガタ条件５１２は、車両の環境条件により定められる。位相角許容誤差は、製造上の誤差により生じる位相角ずれの範囲である。トルク変動率とは、車両を操舵したときのトルクの変動である。トルク変動率が大きいとハンドルの操舵感に影響を与える。そこで、トルク変動率は小さい方が好ましい。設計支援装置１の制御装置４は、入力されたトルク計算条件５０９及び許容ジョイントガタ条件５１２を外部記憶装置５又は内部記憶装置４ｆに記憶する。設計支援装置１の制御装置４は、記憶されたトルク計算条件５０９を外部記憶装置５又は内部記憶装置４ｆから読み出し、ＲＡＭ４ｅに記憶保持する。設計支援装置１の制御装置４は、入力されたトルク計算条件５０９を直接ＲＡＭ４ｅに記憶保持することもできる。トルク計算の条件に基づき、トルク変動率−位相角曲線の算出条件を検出する。以下、トルク変動率の算出について説明する。
【００６０】
図１２−１に示すように、軸Ｔにおける角速度ω、軸Ｔにおける回転角θ、軸Ｔにおける入力トルクＴｉｎ、軸Ｓにおける角速度ω１、軸Ｓにおける回転角θ２、軸Ｓにおける中間トルクＴｍｉｄ、軸Ｒにおける角速度ω２、軸Ｒにおける回転角θ１、軸Ｒにおける中間トルクＴｏｕｔ、ジョイント角θｈ、θｇとする。軸Ｓにおける回転角θ１は、式（１）に示される。
【００６１】
【数１】
2012046492.tif 000003
【００６２】
式（１）の両辺を時間で微分し、角速度を算出すると式（２）が導かれる。
【００６３】
【数２】
2012046492.tif 000004
【００６４】
同様に、軸Ｒにおける角速度ω２を算出すると式（３）が導かれる。
【００６５】
【数３】
2012046492.tif 000005
【００６６】
そこで、出力軸である軸Ｒと入力軸である軸Ｔとの角速度比Ｒａｔｅは、下記式（４）となる。
【００６７】
【数４】
2012046492.tif 000006
【００６８】
トルク変動率（％）は、入力トルクＴｉｎと出力トルクＴｏｕｔとの比であり、この比は角速度比の逆数となるので、トルク変動率Ｔｒは、式（５）で表される。
【００６９】
【数５】
2012046492.tif 000007
【００７０】
式（５）において、θ２は式（６）で表される。このため、トルク変動率（％）は、位相角αの関数となる。
【００７１】
【数６】
2012046492.tif 000008
【００７２】
上述の式（５）及び式（６）により、制御装置４のＣＰＵ４ｃは、算出条件に基づき、トルク変動率−位相角曲線を計算する。
【００７３】
図２２は、トルク変動率−位相角曲線を説明する出力表示画面の一例を示す図である。図２２は、トルク変動率を縦軸にとり、横軸に位相角度をとって表したトルク変動率−位相角曲線が表示されている。チルト上段、チルト中段及びチルト下段のトルク変動率−位相角曲線Ｌｕｐ，Ｌｍｄ，Ｌｄｗが制御装置４のＣＰＵ４ｃにより算出される。この例において、チルト中段のトルク変動率−位相角曲線Ｌｍｄは、位相角がαであるときにトルク変動率が最小となる。図２２に示すように、許容トルク変動率が例えば１０％のときのチルト上段、チルト中段及びチルト下段のトルク変動率−位相角曲線値Ｌｕｐ，Ｌｍｄ，Ｌｄｗのうち、最も位相角度αに近い位相角の値をＴＱ１及びＴＱ２とおき、ＴＱ１からＴＱ２の位相角範囲を許容範囲βとする。製造上の誤差により生じる位相角ずれの範囲を許容範囲γとする。位相角がαであるときに、許容範囲γ内で位相角が最もずれた位相角の最小値と最大値を、チルト上段、チルト中段及びチルト下段のトルク変動率−位相角曲線Ｌｕｐ，Ｌｍｄ，Ｌｄｗに与えて、最もトルク変動率が大きい値を示す点をＰＨ１及びＰＨ２とする。チルト上段、チルト中段及びチルト下段を考慮することで、設計者はチルト動作を考慮した設計を支援されることができる。例えば、許容トルク変動率が例えば１０％のインターミディエイトシャフトモジュール１０の量産部品が製造上の誤差により生じる位相角ずれの範囲として許容範囲γが与えられる場合、許容範囲γが位相角α±７°とすると、位相角の最小値位相角α−７°と最大値位相角α＋７°を、チルト上段、チルト中段及びチルト下段のトルク変動率−位相角曲線Ｌｕｐ，Ｌｍｄ，Ｌｄｗに与えて、最もトルク変動率が大きい値を示すＰＨ１及びＰＨ２のトルク変動率は、許容トルク変動率が例えば１０％よりも小さいことが分かる。また、許容トルク変動率が例えば１０％のときのチルト上段、チルト中段及びチルト下段のトルク変動率−位相角曲線値Ｌｕｐ，Ｌｍｄ，Ｌｄｗのうち、最も位相角度αに近い位相角の値をＴＱ１及びＴＱ２とおき、ＴＱ１からＴＱ２の位相角範囲を許容範囲βとすると、許容範囲βは、許容範囲γである位相角α±７°の範囲を含んでいる。そこで、許容トルク変動率の許容する許容範囲に位相角許容誤差の許容する許容範囲が含まれることになる。なお、図２１に示す入力されたトルク計算条件５０９において、許容トルク変動率の値（トルク変動率値）を変更すると、上限ライン（ＴＱ１及びＴＱ２を通過するライン）が上下に、例えば図２２に示す矢印Ｆの方向に沿って動くことになる。
【００７４】
制御装置４のＣＰＵ４ｃは、図２１に示すような入力画面５０８に入力手段である入力装置２から入力インターフェース４ａを介して位相角許容誤差及び許容トルク変動率の入力を検出する。制御装置４のＣＰＵ４ｃは、例えば、図２１のような入出力画面５０８に示されるように、設計者が直接数値を入力した入力値を検出する。制御装置４のＣＰＵ４ｃは、位相角許容誤差及び許容トルク変動率の値を外部記憶装置５又は内部記憶装置４ｆに記憶する。制御装置４のＣＰＵ４ｃは、記憶された位相角許容誤差及び許容トルク変動率を外部記憶装置５又は内部記憶装置４ｆから読み出し、ＲＡＭ４ｅに記憶保持する。制御装置４のＣＰＵ４ｃは、入力された位相角許容誤差及び許容トルク変動率の値を直接ＲＡＭ４ｅに記憶保持することもできる。
【００７５】
また制御装置４のＣＰＵ４ｃは、値変更画面５１０で例えば、許容トルク変動率や位相角許容誤差の矢印方向に入力された上下変更値の入力を検出しても良い。制御装置４のＣＰＵ４ｃは、入力された、位相角許容誤差又は許容トルク変動率の値を外部記憶装置５又は内部記憶装置４ｆに記憶する。制御装置４のＣＰＵ４ｃは、記憶された位相角許容誤差及び許容トルク変動率を外部記憶装置５又は内部記憶装置４ｆから読み出し、ＲＡＭ４ｅに記憶保持する。許容トルク変動率と、位相角許容誤差と、の少なくとも１つが変更された場合、制御装置４のＣＰＵ４ｃは、変更された前記許容トルク変動率に基づいて許容トルク変動率の許容する許容範囲β又は変更された前記位相角許容誤差に基づいて位相角許容誤差の許容する許容範囲γの少なくとも１つを算出する。制御装置４のＣＰＵ４ｃは、表示手段である表示装置３に、許容トルク変動率の許容する許容範囲βと、位相角許容誤差の許容する許容範囲γとを同時表示させる。
【００７６】
なお、制御装置４のＣＰＵ４ｃは、外部記憶装置５又は内部記憶装置４ｆに許容トルク変動率と位相角許容誤差の初期値が与えられていれば、制御装置４のＣＰＵ４ｃが初期値から所定範囲増減し、位相角許容誤差及び許容トルク変動率の値を直接ＲＡＭ４ｅに記憶保持することもできる。
【００７７】
図２３から図２７は、許容範囲γをα±７°とした場合、トルク変動率を１０％から３％迄変更させ、許容トルク変動率の許容する許容範囲と位相角許容誤差が許容する許容範囲との大小関係を比較している表示画面の例である（ステップＳ３６９）。図２３は、トルク変動率を１０％相当の位相角βが許容トルク変動率の許容する許容範囲である。許容範囲γは、位相角許容誤差が許容する許容範囲であり、α±７°である。図２４は、トルク変動率を８％相当の位相角βが許容トルク変動率の許容する許容範囲である。許容範囲γは、位相角許容誤差が許容する許容範囲であり、α±７°である。図２５は、トルク変動率を６％相当の位相角βが許容トルク変動率の許容する許容範囲である。許容範囲γは、位相角許容誤差が許容する許容範囲であり、α±７°である。図２６は、トルク変動率を４％相当の位相角βが許容トルク変動率の許容する許容範囲である。許容範囲γは、位相角許容誤差が許容する許容範囲であり、α±７°である。図２７は、トルク変動率を３％相当の位相角βが許容トルク変動率の許容する許容範囲である。許容範囲γは、位相角許容誤差が許容する許容範囲であり、α±７°である。
【００７８】
図２３から図２６に示すように、トルク変動率が１０％〜４％相当の許容範囲βが許容範囲γを含んでいる。トルク変動率が１０％〜４％の場合、許容範囲β＞許容範囲γの関係が成立している。しかし、図２７に示すように、トルク変動率３％の場合、許容範囲βが許容範囲γのα±７°含むことができない。トルク変動率が３％の場合、許容範囲β＞許容範囲γの関係が不成立となっている。図２７は、不成立状態を明示するために、斜線部で表すように不成立を強調表示している。設計者は、条件成立しないことをはっきりと認識できる。許容範囲βと許容範囲γとの大小関係の成立表示は、成立を緑で表示し、不成立を赤で表示する等の強調表示をしても良い。上下変更値の入力を検出する値変更画面５１０で、トルク変動率を１０％から３％迄変更させると、図２３から図２７のように、表示装置３の表示画面が連続的に変化し、設計者は、条件成立しないことが数字等を読むことなくはっきりと認識できる。変更を受け付けた許容トルク変動率に応じて表示画面が連続的に変化し、ステアリング装置の設計支援装置１は、設計者が直感的な把握をすることを支援することができる。
【００７９】
次に、図２８から図３２は、トルク変動率５％の場合、位相角許容誤差が許容する許容範囲γがα±７°〜α±１１°と変更させ、トルク変動率５％相当の位相角である許容範囲βと許容範囲γとの大小関係を比較している表示画面の例である（ステップＳ３６９）。図２８は、トルク変動率を５％、許容範囲γをα±７°とした許容範囲βと許容範囲γとの大小関係を示している。図２９は、トルク変動率を５％、許容範囲γをα±８°とした許容範囲βと許容範囲γとの大小関係を示している。図３０は、トルク変動率を５％、許容範囲γをα±９°とした許容範囲βと許容範囲γとの大小関係を示している。図３１は、トルク変動率を５％、許容範囲γをα±１０°とした許容範囲βと許容範囲γとの大小関係を示している。図３２は、トルク変動率を５％、許容範囲γをα±１１°とした許容範囲βと許容範囲γとの大小関係を示している。
【００８０】
図２８から図３１に示すように、トルク変動率が５％であって、許容範囲γがα±７°〜α±１０°の場合は、許容範囲β＞許容範囲γになり、許容範囲βの範囲に許容範囲γの範囲が含まれる。トルク変動率５％であって、許容範囲γがα±７°〜α±１０°の場合、許容範囲β＞許容範囲γの関係が成立している。図３２に示すように、トルク変動率が５％であって許容範囲γがα±１１°の場合は、許容範囲β＜許容範囲γになり、許容範囲βの範囲に許容範囲γの範囲が含まれない。トルク変動率が５％であって許容範囲γがα±１１°の場合、許容範囲β＞許容範囲γの関係が不成立となっている。図３２は、不成立状態を明示するために、斜線部で表すように不成立を強調表示している。設計者は、条件成立しないことをはっきりと認識できる。許容範囲βと許容範囲γとの大小関係の成立表示は、成立を緑で表示し、不成立を赤で表示する等の強調表示をしても良い。上下変更値の入力を検出する値変更画面５１０で、位相角許容誤差をα±７°〜α±１１°と変更させると、図２８から図３２のように、表示装置３の表示画面が連続的に変化し、設計者は、条件成立しないことが数字等を読むことなくはっきりと認識できる。変更を受け付けた位相角許容誤差の少なくとも１つに応じて表示画面が連続的に変化し、ステアリング装置の設計支援装置１は、設計者が直感的な把握をすることを支援することができる。
【００８１】
制御装置４のＣＰＵ４ｃは、許容範囲判断手段として、許容トルク変動率と位相角許容誤差とから、許容範囲βと許容範囲γとの大小関係を比較する。まず、制御装置４のＣＰＵ４ｃは、許容トルク変動率と位相角許容誤差とから、許容範囲βと許容範囲γとを算出する。そして、制御装置４のＣＰＵ４ｃは、許容範囲β＞許容範囲γが成立している許容範囲を算出する。制御装置４のＣＰＵ４ｃは、許容範囲の算出結果を例えば、図３３のような、成立を○、不成立を×で表す条件成立テーブル５１１として出力する。条件成立テーブル５１１を作成することで、許容範囲が明確にされる。制御装置４のＣＰＵ４ｃは、条件成立テーブル５１１を内部記憶装置４ｆ又は外部記憶装置５に記憶する。（ステップＳ３７０）。そして、ステアリング装置の設計支援装置１の制御装置４は、許容範囲算出を終了する（ステップＳ３８０）。
【００８２】
次に、図１３のステップＳ４００の手順を、図３４を用いて部品選定ステップを詳細に説明する。図３４に示すように、ステアリング装置の設計支援装置１の制御装置４は、部品選定を開始する（ステップＳ４０１）。まず、制御装置４は、３次元空間にハンドル位置基準点Ｈ、ユニバーサルジョイント２０の基準点ＨＪ、ユニバーサルジョイント３０の基準点ＧＪ及びステアリングギヤ基準点ＧＣの空間配置データを読み込む（ステップＳ４１０）。次に、制御装置４は、図３５に例示する出力画面６０１に示すように、３次元空間にハンドル位置基準点Ｈ、ユニバーサルジョイント２０の基準点ＨＪ、ユニバーサルジョイント３０の基準点ＧＪ及びステアリングギヤ基準点ＧＣを配置する（ステップＳ４２０）。
【００８３】
次に、制御装置４のＣＰＵ４ｃは、部品条件算出手段として、量産部品テーブルに選択候補があるかどうか照会する（ステップＳ４４０）。図３６−１、図３６−２及び図３６−３は、量産部品データテーブルの一例を示す図である。図３６−１及び図３６−２に示す量産部品データテーブル７０１、７１１は、部品ごとに、チューブ長及び位相角誤差が蓄積されたデータテーブルであり、予め内部記憶装置４ｆ又は外部記憶装置５に記憶されている。図３６−３に示す量産部品データテーブル７２１は、スライドチューブヨーク部品とスライドシャフトヨーク部品とを組み合わせた目標嵌合長のデータが蓄積されたデータテーブルであり、予め内部記憶装置４ｆ又は外部記憶装置５に記憶されている。目標嵌合長のデータは、目標値となっており、この目標値を基準として前後に調整範囲（例えば、１０ｍｍ）がある値である。部品の組み合わせごとにＨＪＧＪ間のジョイント長Ｗは、スライドチューブヨーク部品のチューブ長と、スライドシャフトヨーク部品のチューブ長との加算値を求めて、この加算値から嵌合長を減算することにより決定される。
【００８４】
制御装置４のＣＰＵ４ｃは、図３６−１、図３６−２及び図３６−３に例示する量産部品データテーブル７０１、７１１、７２１をＲＡＭ４ｅへ読み出し、記憶保持する（ステップＳ４３０）。制御装置４のＣＰＵ４ｃは、外部記憶装置５又は内部記憶装置４ｆからＲＡＭ４ｅに、上述したステップＳ３５０で求めた部品条件データテーブル５０７の読み込みを行う。制御装置４のＣＰＵ４ｃは、部品条件データテーブル５０７によるＨＪＧＪ間のジョイント長Ｗの条件を満たすスライドチューブヨーク部品とスライドシャフトヨーク部品との組み合わせを選定する。例えば、図２０に示すように、ステップＳ３５０で求めた部品条件データテーブル５０７では、ジョイント長Ｗが２９１ｍｍである。制御装置４のＣＰＵ４ｃは、ジョイント長Ｗの値を外部記憶装置５又は内部記憶装置４ｆからＲＡＭ４ｅに読み込む。制御装置４のＣＰＵ４ｃは、読み込んだジョイント長Ｗを図３６−１、図３６−２及び図３６−３に示すような量産部品データテーブル７０１、７１１、７２１に与え、ジョイント長Ｗの条件を満たすスライドチューブヨーク部品とスライドシャフトヨーク部品との組み合わせを算出する。例えば、部品条件データテーブル５０７ではジョイント長Ｗが２９１ｍｍであるので、図３６−１、図３６−２及び図３６−３に示すような量産部品データテーブル７０１、７１１、７２１において、ジョイント長Ｗが２９１ｍｍである組み合わせが可能なスライドチューブヨーク部品とスライドシャフトヨーク部品との組み合わせを選択する。例えば、図３６−１及び図３６−２からスライドチューブヨーク部品Ｔ５とスライドシャフトヨーク部品Ｓ５との組み合わせを選択する。図３６−３から、目標嵌合長７０ｍｍとなるＸ３を選択する。ジョイント長Ｗは、（Ｔ５＋Ｓ５）−Ｘ３＝（１８０ｍｍ＋１８０ｍｍ）−７０ｍｍ＝２９０ｍｍとなる。嵌合長のデータは、目標値となっており、この目標値を基準として前後に調整範囲がある値であるから、Ｘ３を調整し、６９ｍｍとすると、ジョイント長Ｗが２９１ｍｍである組み合わせが選択される。製造上の誤差により生じる位相角ずれの範囲が位相角誤差であるので、複数の組み合わせが可能な場合は、位相角誤差が狭い方が好ましい。
【００８５】
次に、制御装置４のＣＰＵ４ｃは、軸受部品と十字軸自由継手部品を選択する。ここで、図３７は、軸受の平面断面を説明する説明図である。図３８は、軸受の組み立て状態を説明する説明図である。軸受８０は、軸受孔に締まりばめ嵌合する円筒カップ状の外輪８１と、外輪８１の内円周８１１に入れ込むニードル８３と、例えば十字軸自由継手４１の継手４６が挿入される内径φＤ１の内縁周を有する。図３８に示すように、コラムヨーク２１のアーム部２２に設けられた軸受孔２３に、十字軸自由継手４１の胴部４３から延びる継手４６が、挿入される。そして、軸受８０の外輪８１が軸受孔２３に嵌め合わされ、アーム部２２に保持される。十字軸自由継手４１の継手４６は、ニードル８３と接触し、円滑に回動可能となる。設計者は、外輪の内円周８１１の摩擦係数や、外輪８１の締めしろ、外輪８１の材質（金属又は樹脂）等を変更することにより、許容ジョイントガタ量や摩擦量を変えた部品を使用できる。図３９は、量産部品データテーブルの一例を示す図である。量産部品データテーブル７０２は、部品の組み合わせごとの許容ジョイントガタ量と許容ジョイントガタ量に対応する摩擦量とを格納したデータテーブルであり、予め内部記憶装置４ｆ又は外部記憶装置５に記憶されている。図３９に示すように、量産部品データテーブル７０２には、部品の組み合わせごとに、許容ジョイントガタ量と許容ジョイントガタ量に対応する摩擦量が対応づけられている。制御装置４のＣＰＵ４ｃは、内部記憶装置４ｆ又は外部記憶装置５に記憶されている量産部品データテーブル７０２をＲＡＭ４ｅへ読み出し、記憶保持する。ＣＰＵ４ｃは、図２１に示す入力画面５０８の許容ジョイントガタ条件５１２により、図３９に示す十字軸自由継手部品Ｃ１、Ｃ２と、軸受部品Ｂ１、Ｂ２との組み合わせを選択する。
【００８６】
次に、制御装置４のＣＰＵ４ｃは、外部記憶装置５又は内部記憶装置４ｆからＲＡＭ４ｅに、ステップＳ３６０で求めた条件成立テーブル５１１の読み込み、記憶保持する。上述のように、図３６−１、図３６−２及び図３６−３に示すような量産部品データテーブル７０１、７１１、７２１からスライドチューブヨーク部品とスライドシャフトヨーク部品との組み合わせを選択した場合、制御装置４のＣＰＵ４ｃは、条件成立テーブル５１１に、選択したスライドチューブヨークとスライドシャフトヨークとの組み合わせで加算された位相角誤差に合致する位相角許容誤差を選択する。例えば、図３３に示す条件成立テーブル５１１において、位相角許容誤差α±７°を照会し、条件成立するトルク変動率４％以上の組み合わせを選択する。トルク変動率は、一般に、小さい方が好ましい。十字軸自由継手部品と軸受の組み合わせの選定は、許容ジョイントガタ条件に応じた組み合わせが選択される。また、十字軸自由継手部品と軸受部品とを組み合わせるので、例えば、十字軸自由継手部品Ｃ２と軸受部品Ｂ１の組み合わせのように、許容ジョイントガタ量が１分ある場合には、摩擦量０．００５となる。これにより摩擦量が小さくなるが、ステアリング装置操舵時のガタ感も増すことになるので、車両の要求するジョイント条件に応じて、部品を選択し組み合わせる。以上説明したように、制御装置４のＣＰＵ４ｃは、部品選定手段として、部品条件データテーブル５０７と条件成立テーブル５１１との情報を元に、量産部品データテーブル７０２に選択候補を照会する（ステップＳ４４０）。本実施形態では設計者は部品選定の労力が軽減される。
【００８７】
ステップＳ３５０で求めた部品条件データテーブル５０７に合致する量産部品が量産部品データテーブル７０１及び量産部品データテーブル７０２にない場合（ステップＳ４４０、Ｎｏ）には、量産部品を選択できないので新規部品データの作成を行う必要がある。新規部品データは、例えば、部品条件データテーブル５０７の条件を出力することにより行う（ステップＳ４５０）。量産部品データテーブル５０７に合致する量産部品が量産部品データテーブル７０１及び量産部品データテーブル７０２にある場合（ステップＳ４４０、Ｙｅｓ）には、図４０から図４２に示すように３次元空間に、各部品を配置する（ステップＳ４６０）。図４０は、３次元空間のユニバーサルジョイント２０の基準点ＨＪに、コラムヨーク２１の量産部品を配置した例を示す説明図である。図４１は、３次元空間のユニバーサルジョイント２０の基準点ＨＪに、さらに、スライドチューブヨーク１１の量産部品を配置した例を示す説明図である。図４２は、３次元空間のユニバーサルジョイント３０の基準点ＧＪに、さらに、スライドシャフトヨーク１４と及びピニオン側ヨーク３１の量産部品を配置した例を示す説明図である。図４０に示す画面６０２、図４１に示す画面６０３、図４２に示す画面６０４は、３次元空間の部品を視覚的に判断できるので、設計者は配置イメージをもつことができる。本実施形態では、設計者は、選定された部品を把握し易くなる。また、設計者が、組み付ける方向を考慮して、コラムヨーク２１及びピニオン側ヨーク３１のピンチボルト穴２４，３４の向きを１８０°逆向きに変更できる指示を制御装置４へ入力装置２を介してできるようにしても良い。
【００８８】
図１３に示すように、制御装置４のＣＰＵ４ｃは、部品選定が終了すると選定した部品のコラム出力軸１２０ｂを回転した場合に、３次元空間上でコラムヨーク２１、スライドチューブヨーク１１、スライドシャフトヨーク１４及びピニオン側ヨーク３１が内部記憶装置４ｆ又は外部記憶装置５に記憶されている他の設計制約である車両の他部品や選定した部品同士が干渉しないかどうか計算する（ステップＳ５００）。干渉する場合は、部品選定ステップ（ステップＳ４００）へ戻る。干渉しない場合、ステアリング装置の設計支援装置１の制御装置４は、処理を終了する（ステップＳ６００）。以上説明したように、設計者は、所定の許容トルク変動に収まるようなインターミディエイトシャフトを有するステアリング装置の設計を支援される。
【００８９】
図４３は、本実施形態の変形例を説明するフローチャートである。ステップＳ５００までは、同一の手順であり説明を省略する。本実施形態の変形例では、部品の干渉がない場合（ステップＳ５００）、制御装置４は、図面作成を行う（ステップＳ５５０）。選択された部品、基準点、基準軸、位相などの情報を２次元図面へ変換する。変換した図面は、表示装置３に表示され（ステップＳ５６０）、図面を外部記憶装置５へ出力する（ステップ５７０）。ステアリング装置の設計支援装置１の制御装置４は、処理を終了する（ステップＳ６００）。
【００９０】
以上のように、本発明に係るステアリング装置の設計支援装置及びステアリング装置設計支援方法は、ステアリング装置の設計を支援するのに有用である。
【符号の説明】
【００９１】
１  ステアリング装置の設計支援装置
２  入力装置
３  表示装置
４  制御装置
４ａ  入力インターフェース
４ｂ  出力インターフェース
４ｃ  ＣＰＵ
４ｄ  ＲＯＭ
４ｅ  ＲＡＭ
４ｆ  内部記憶装置
５  外部記憶装置
１０  インターミディエイトシャフトモジュール
１１  スライドチューブヨーク
１３，１３，１６，１６，３３，３３  軸受孔
１４  スライドシャフトヨーク
１５，１５，２２，２２  アーム部
２１  コラムヨーク
２３，２３  軸受孔
３１  ピニオン側ヨーク
３２，３２  アーム部
４１，５１  十字軸自由継手
４３  胴部
４４，４５，４６，４７，５４，５５，５６，５７  継手
６０  ピニオンシャフト
６１ｂ  ラック
７０  タイロッド
８０  軸受
８１  外輪
８３  ニードル
１０３  操舵機構
１０５  イグニッションスイッチ
１０７  車速センサ
１１０  ハンドル
１２０ａ  入力軸
１２０ｂ  コラム出力軸
１３０  トルクセンサ
１４０  補助操舵機構
１５０  減速ギヤボックス
１６０  電動モータ
Ｈ  ハンドル位置基準点
ＨＪ  ユニバーサルジョイントの基準点
ＧＪ  ユニバーサルジョイントの基準点
ＧＣ  ステアリングギヤ基準点
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２−１】
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【図１２−２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６−１】
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【図３６−２】
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【図３６−３】
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【図３７】
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【図３８】
2012046492.tif 000049
【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【国際調査報告】
2012046492.tif 000055
2012046492.tif 000056