(57)【要約】【課題】転舵モータの大容量化を抑制しながらも、障害発生時に一部の機能を残存させることが可能なステアリング装置を提供する。【解決手段】ステアリング装置１は、左前輪６Ｌを転舵させる第１の転舵機構３と、右前輪６Ｒを転舵させる第２の転舵機構４とを備える。第１の転舵機構３は、第１の電動モータ２１によって回転する第１のボールねじナット３１と、第１のボールねじナット３１の回転に伴う軸方向移動により左前輪６Ｌを転舵させる第１のボールねじシャフト３２とを有し、第２の転舵機構４は、第２の電動モータ２２によって回転する第２のボールねじナット４１と、第２のボールねじナット４１の回転に伴う軸方向移動により右前輪６Ｒを転舵させる第２のボールねじシャフト４２とを有する。第１の電動モータ２１及び第２の電動モータ２２は、一方が停止した状態で他方が独立して回転可能である。【選択図】図２
2020185970.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の転舵輪を転舵させる第１の転舵機構と、前記第１の転舵機構を動作させる第１の電動モータと、第２の転舵輪を転舵させる第２の転舵機構と、前記第２の転舵機構を動作させる第２の電動モータと、車体に対して固定されたハウジングとを備え、
前記第１の転舵機構は、前記第１の電動モータによって回転する第１のボールねじナットと、前記第１のボールねじナットの回転に伴う軸方向移動により前記第１の転舵輪を転舵させる第１のボールねじシャフトとを有し、
前記第２の転舵機構は、前記第２の電動モータによって回転する第２のボールねじナットと、前記第２のボールねじナットの回転に伴う軸方向移動により前記第２の転舵輪を転舵させる第２のボールねじシャフトとを有し、
前記第１及び第２のボールねじシャフトは、前記ハウジングに対して回り止めされ、
前記第１の電動モータ及び前記第２の電動モータは、一方が停止した状態で他方が独立して回転可能である、
ステアリング装置。
【請求項２】
前記第１及び第２のボールねじシャフトは、車幅方向に沿って同軸線上に並んで配置されており、前記第１のボールねじシャフトにおける前記第２のボールねじシャフト側の端部と、前記第２のボールねじシャフトにおける前記第１のボールねじシャフト側の端部とが前記ハウジング内に対向して配置されている、
請求項１に記載のステアリング装置。
【請求項３】
前記第１のボールねじシャフトは、その前記端部に第１のストッパを有しており、
前記第１のストッパが前記ハウジングに形成された受け面に当接することにより前記第１のボールねじシャフトの前記第２のボールねじシャフトから離間する方向への軸方向移動が制限される、
請求項２に記載のステアリング装置。
【請求項４】
前記第１のストッパは、前記ハウジングに設けられた被係合部に係合する係合部を有しており、
前記第１のボールねじシャフトは、前記係合部と前記被係合部との係合によって前記ハウジングに対して回り止めされる、
請求項３に記載のステアリング装置。
【請求項５】
前記第１のボールねじシャフトは、前記第１のボールねじナットとの間でボールが転動する転動溝が形成された部分よりも前記第２のボールねじとは反対側の部分で前記ハウジングに対して回り止めされている、
請求項２に記載のステアリング装置。
【請求項６】
前記第１及び第２のボールねじシャフトのうち一方のボールねじシャフトにスプライン嵌合孔が形成されると共に、前記スプライン嵌合孔に嵌合するスプライン軸が他方のボールねじシャフトの端部から突出しており、
前記スプライン軸が前記スプライン嵌合孔に嵌合することにより、前記第１及び第２のボールねじシャフトの相対回転が規制されている、
請求項２乃至５の何れか１項に記載のステアリング装置。
【請求項７】
前記第１のボールねじシャフトにおいてボールが転動する転動溝と、前記第２のボールねじシャフトにおいてボールが転動する転動溝とは、螺旋の捩じれ方向が互いに逆向きである、
請求項６に記載のステアリング装置。
【請求項８】
前記第２のボールねじシャフトは、その前記端部に第２のストッパを有しており、
前記第２のストッパが前記ハウジングに形成された受け面に当接することにより前記第２のボールねじシャフトの前記第１のボールねじシャフトから離間する方向への軸方向移動が制限される、
請求項２乃至７の何れか１項に記載のステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の転舵輪を転舵させるステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、運転者が操作するステアリングホイールと、車両の左右の転舵輪を転舵させる転舵軸とが機械的に連結されていないステアバイワイヤ方式のステアリング装置が知られている。このような方式のステアリング装置は、車速や加速度センサの検出値等の車両状態情報に基づいてステアリングホイールの操舵量に対する転舵輪の転舵量の比であるステアリングギヤ比を変えることが可能であり、例えば駐車時にはステアリングギヤ比を高くしてステアリングホイールの操舵量を少なくすること等により運転者の負担を軽減することができる。
【０００３】
このようなステアバイワイヤ方式のステアリング装置では、ステアリングホイールと転舵軸とが機械的に連結されていないので、転舵輪を転舵させる転舵機構に高い信頼性が求められると共に、走行中に転舵機構の一部に障害が発生した場合でも、転舵機能の全てが失われるような事態を回避できるフェールセーフ機能が必要となる。
【０００４】
特許文献１に記載のステアバイワイヤ式操舵装置は、左右一対の転舵モータと、左車輪を転舵させる左側の操舵軸と、左側の転舵モータの出力を左側の操舵軸に伝達する左側の出力伝達機構と、右車輪を転舵させる右側の操舵軸と、右側の転舵モータの出力を右側の操舵軸に伝達する右側の出力伝達機構と、両転舵モータの出力軸を結合する滑りねじ機構とを有している。そして、両転舵モータの一方が失陥したときには、他方の転舵モータの出力が滑りねじ機構を介して失陥した転舵モータに対応する出力伝達機構に伝達されるように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２１４９７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載のものでは、例えば一方の出力伝達機構に何らかの障害が発生し、この出力伝達機構を動作させられなくなった場合には、両転舵モータの出力軸を滑りねじ機構によって結合しても、滑りねじ機構が発生する軸力により両転舵モータの軸受の摩擦力が増大し、障害が発生した出力伝達機構に配分される軸力が著しく低下するおそれがある。この場合には、タイヤ空気圧が低下している場合などに転舵機能が失われてしまうおそれがある。また、滑りねじ機構を設けることにより、重量及びコストが増大してしまうと共に、エンジンやトランスミッション等との干渉が発生しやすくなって車両搭載性が低下してしまう。
【０００７】
そこで、本発明は、障害発生時に一部の機能をより確実に残存させることが可能なステアリング装置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】
【０００８】
本発明は、上記の目的を達成するため、第１の転舵輪を転舵させる第１の転舵機構と、前記第１の転舵機構を動作させる第１の電動モータと、第２の転舵輪を転舵させる第２の転舵機構と、前記第２の転舵機構を動作させる第２の電動モータと、車体に対して固定されたハウジングとを備え、前記第１の転舵機構は、前記第１の電動モータによって回転する第１のボールねじナットと、前記第１のボールねじナットの回転に伴う軸方向移動により前記第１の転舵輪を転舵させる第１のボールねじシャフトとを有し、前記第２の転舵機構は、前記第２の電動モータによって回転する第２のボールねじナットと、前記第２のボールねじナットの回転に伴う軸方向移動により前記第２の転舵輪を転舵させる第２のボールねじシャフトとを有し、前記第１及び第２のボールねじシャフトは、前記ハウジングに対して回り止めされ、前記第１の電動モータ及び前記第２の電動モータは、一方が停止した状態で他方が独立して回転可能である、ステアリング装置を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係るステアリング装置によれば、障害発生時に一部の機能をより確実に残存させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るステアバイワイヤ方式のステアリング装置の概略の構成例を示す模式図である。
【図２】転舵装置の構成を示す断面図である。
【図３】第１の転舵機構及びその周辺部を示す図２の部分拡大図である。
【図４】車幅方向における転舵装置の中央部を示す断面図である。
【図５】図４のＡ−Ａ線断面図である。
【図６Ａ−Ｅ】第１及び第２のボールねじシャフトの端部付近を示す断面図である。
【図７Ａ−Ｅ】第１及び第２のボールねじシャフトの各状態を左右の前輪及びリンク機構と共に示す説明図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態に係る転舵装置を示す断面図である。
【図９】第２の実施の形態に係る転舵装置における第１の転舵機構及びその周辺部を示す図８の部分拡大図である。
【図１０】図９のＢ−Ｂ線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
［第１の実施の形態］
本発明の第１の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明を実施する上での好適な具体例として示すものであり、技術的に好ましい種々の技術的事項を具体的に例示している部分もあるが、本発明の技術的範囲は、この具体的態様に限定されるものではない。
【００１２】
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るステアバイワイヤ方式のステアリング装置の概略の構成例を示す模式図である。なお、以降の説明において、「左」「右」とは、ステアリング装置が搭載された車両の車幅方向の左右をいう。
【００１３】
このステアリング装置１は、運転者が操作する操舵部材としてのステアリングホイール１１と、ステアリングホイール１１と一体に回転するステアリングシャフト１２と、ステアリングホイール１１の操舵角を検出する操舵角センサ１３と、ステアリングホイール１１に加えられた操舵トルクを検出するトルクセンサ１４と、ステアリングシャフト１２に操舵反力を与える反力アクチュエータ１５と、転舵輪である左右の前輪６Ｌ，６Ｒを左右のリンク機構７Ｌ，７Ｒを介して転舵させる転舵装置２と、反力アクチュエータ１５及び転舵装置２を制御する制御装置１０とを備えている。
【００１４】
ステアリング装置１は、ステアリングホイール１１の操作に応じて、転舵装置２によって左右の前輪６Ｌ，６Ｒを転舵させる。制御装置１０は、操舵角センサ１３及びトルクセンサ１４によって検出された操舵角及び操舵トルク、ならびに横方向及び前後方向の加速度を検出する加速度センサの検出値や車速等の車両状態情報に基づいて反力アクチュエータ１５及び転舵装置２を制御する。
【００１５】
左右のリンク機構７Ｌ，７Ｒは、タイロッド７１及びナックルアーム７２と第１及び第２のボールジョイント７３，７４とをそれぞれ有している。左側のリンク機構７Ｌは、タイロッド７１の一端が後述する転舵装置２の第１のボールねじシャフト３２に第１のボールジョイント７３によって揺動可能に連結され、タイロッド７１の他端が左前輪６Ｌを転向するナックルアーム７２に第２のボールジョイント７４によって揺動可能に連結されている。右側のリンク機構７Ｒは、タイロッド７１の一端が後述する転舵装置２の第２のボールねじシャフト４２に第１のボールジョイント７３によって揺動可能に連結され、タイロッド７１の他端が右前輪６Ｒを転向するナックルアーム７２に第２のボールジョイント７４によって揺動可能に連結されている。
【００１６】
左右のリンク機構７Ｌ，７Ｒの第１のボールジョイント７３は、ボールジョイントソケット７３１にタイロッド７１の一端に設けられた球状のボール部７１１を収容して構成されている。ボールジョイントソケット７３１は、第１及び第２のボールねじシャフト３２，４２よりも大径であり、後述するように第１及び第２のボールねじシャフト３２，４２の軸方向の移動量を制限するストッパとして機能する。
【００１７】
転舵装置２は、左前輪６Ｌを転舵させる第１の転舵機構３と、第１の転舵機構３を動作させる第１の電動モータ２１と、右前輪６Ｒを転舵させる第２の転舵機構４と、第２の転舵機構４を動作させる第２の電動モータ２２と、車体に対して固定されたハウジング５とを備えている。第１及び第２の電動モータ２１，２２は、制御装置１０によって制御される。次に、この転舵装置２の構成について詳細に説明する。
【００１８】
図２は、転舵装置２の構成を示す断面図である。図３は、第１の転舵機構３及びその周辺部を示す図２の部分拡大図である。図４は、車幅方向における転舵装置２の中央部を示す断面図である。図５は、図４のＡ−Ａ線断面図である。
【００１９】
第１の転舵機構３は、第１の電動モータ２１によって回転する第１のボールねじナット３１と、第１のボールねじナット３１の回転に伴う軸方向移動により左前輪６Ｌを転舵させる第１のボールねじシャフト３２と、第１のボールねじナット３１と第１のボールねじシャフト３２との間で循環転動する複数のボール３３と、第１のボールねじナット３１をハウジング５に対して回転可能に支持する軸受３４と、第１の電動モータ２１の回転力を第１のボールねじナット３１に伝達するベルト３５とを有している。
【００２０】
同様に、第２の転舵機構４は、第２の電動モータ２２によって回転する第２のボールねじナット４１と、第２のボールねじナット４１の回転に伴う軸方向移動により右前輪６Ｒを転舵させる第２のボールねじシャフト４２と、第２のボールねじナット４１と第２のボールねじシャフト４２との間で循環転動する複数のボール４３と、第２のボールねじナット４１をハウジング５に対して回転可能に支持する軸受４４と、第２の電動モータ２２の回転力を第２のボールねじナット４１に伝達するベルト４５とを有している。
【００２１】
図３に拡大して示すように、第１のボールねじナット３１の内周面には、複数のボール３３が転動する転動溝３１０が螺旋状に形成されている。第１のボールねじシャフト３２の外周面には、複数のボール３３が転動する転動溝３２０が螺旋状に形成されている。また、第１のボールねじナット３１には、ベルト３５に噛み合う複数の噛み合い歯３１１が外周面に形成されている。ベルト３５は、第１の電動モータ２１のモータ軸２１１に固定されたプーリ２１２及び第１のボールねじナット３１に掛け回され、第１の電動モータ２１の回転力を増幅して第１のボールねじナット３１に伝達する。
【００２２】
第２の転舵機構４は、第１の転舵機構３と同様に構成されているが、各構成部材が第１の転舵機構３とは左右対称に配置されている。第２のボールねじシャフト４２の外周面に形成された転動溝４２０は、第１のボールねじシャフト３２の転動溝３２０とは螺旋の捩じれ方向が互いに逆向きであり、両転動溝３２０，４２０は逆ねじの関係にある。すなわち、第１のボールねじシャフト３２と第２のボールねじシャフト４２とが同じ方向に移動するとき、第１のボールねじナット３１と第２のボールねじナット４１とは互いに逆方向に回転する。
【００２３】
第１及び第２のボールねじシャフト３２，４２は、車幅方向に沿って同軸線上に並んで配置されており、第１のボールねじシャフト３２における第２のボールねじシャフト４２側の端部と、第２のボールねじシャフト４２における第１のボールねじシャフト３２側の端部とがハウジング５内に対向して配置されている。
【００２４】
第１のボールねじシャフト３２は、第２のハウジング部材５２における開口側（左側）の端部に内嵌された第１のブッシュ５０１に支持されており、第２のボールねじシャフト４２は、第４のハウジング部材５４における開口側（右側）の端部に内嵌された第２のブッシュ５０２に支持されている。第１及び第２のブッシュ５０１，５０２は、例えば樹脂からなる円筒状の部材であり、第２のハウジング部材５２及び第４のハウジング部材５４にそれぞれ軸方向移動不能に取り付けられている。
【００２５】
ハウジング５は、第１乃至第４のハウジング部材５１〜５４をボルト締結して構成されている。第１のハウジング部材５１は、第１のボールねじナット３１と、第１のボールねじナット３１よりも右側の第１のボールねじシャフト３２とを収容している。第２のハウジング部材５２は、第１のボールねじナット３１よりも左側の第１のボールねじシャフト３２を収容している。第３のハウジング部材５３は、第２のボールねじナット４１と、第２のボールねじナット４１よりも左側の第２のボールねじシャフト４２とを収容している。第４のハウジング部材５４は、第２のボールねじナット４１よりも右側の第２のボールねじシャフト４２を収容している。
【００２６】
第１のハウジング部材５１には、車体側への取り付けのための取付部５１１が設けられている。第２のハウジング部材５２は、第１のハウジング部材５１に複数のボルト５５によって締結され、第１の電動モータ２１は、第１のハウジング部材５１に複数のボルト５６によって締結されている。図２及び図３では、複数のボルト５５，５６のうちそれぞれ一つのボルト５５，５６を図示している。
【００２７】
同様に、第３のハウジング部材５３には、車体側への取り付けのための取付部５３１が設けられている。第４のハウジング部材５４は、第３のハウジング部材５３に複数のボルト５７によって締結され、第２の電動モータ２２は、第３のハウジング部材５３に複数のボルト５８によって締結されている。また、第１のハウジング部材５１と第３のハウジング部材５３とは、複数のボルト５９によって締結されている。図２では、複数のボルト５７，５８，５９のうちそれぞれ一つのボルト５７，５８，５９を図示している。
【００２８】
第１の電動モータ２１が回転すると、その回転力がベルト３５によって第１のボールねじナット３１に伝達され、第１のボールねじナット３１がハウジング５に対して回転し、第１のボールねじシャフト３２が軸方向に移動する。これにより、リンク機構７Ｌを介して左前輪６Ｌが転舵される。また、第２の電動モータ２２が回転すると、その回転力がベルト４５によって第２のボールねじナット４１に伝達され、第２のボールねじナット４１がハウジング５に対して回転し、第２のボールねじシャフト４２が軸方向に移動する。これにより、リンク機構７Ｒして右前輪６Ｒが転舵される。
【００２９】
第１の電動モータ２１及び前記第２の電動モータ２２は、一方が停止した状態でも他方が独立して回転可能である。これにより、第１のボールねじシャフト３２の軸方向移動と第２のボールねじシャフト４２の軸方向移動とを独立して行うことができる。
【００３０】
図４に拡大して示すように、第１のボールねじシャフト３２は、第２のボールねじシャフト４２側の端部に第１のストッパ３２１を有している。第１のボールねじシャフト３２は、第１のストッパ３２１がハウジング５の第１のハウジング部材５１に形成された受け面５１ａに当接することにより、第２のボールねじシャフト４２から離間する左側への軸方向移動が制限される。同様に、第２のボールねじシャフト４２は、第１のボールねじシャフト３２側の端部に第２のストッパ４２１を有しており、この第２のストッパ４２１が第３のハウジング部材５３に形成された受け面５３ａに当接することにより、第１のボールねじシャフト３２から離間する右側への軸方向移動が制限される。
【００３１】
本実施の形態では、第１のストッパ３２１が第１のボールねじシャフト３２の端部に螺合して固定され、第２のストッパ４２１が第２のボールねじシャフト４２の端部に螺合して固定されているが、これらが例えば溶接又はボルト締結により固定されていてもよい。また、第１のストッパ３２１が第１のボールねじシャフト３２と一体であってもよく、第２のストッパ４２１が第２のボールねじシャフト４２と一体であってもよい。
【００３２】
ハウジング５に対する第１のボールねじシャフト３２の右側への移動は、左側のリンク機構７Ｌにおけるボールジョイントソケット７３１が第２のハウジング部材５２の端部に当接することにより制限される。より具体的には、ボールジョイントソケット７３１の端面７３１ａが、この端面７３１ａに向かい合う第２のハウジング部材５２の端面５２ａに当接することにより、さらなる第１のボールねじシャフト３２の移動が規制される。また、ハウジング５に対する第２のボールねじシャフト４２の左側への移動は、右側のリンク機構７Ｒにおけるボールジョイントソケット７３１の端面７３１ａが第４のハウジング部材５４の端面５４ａに当接することにより制限される。なお、ボールジョイントソケット７３１と第２及び第４のハウジング部材５２，５４との間に、例えば樹脂からなる緩衝材を設けてもよい。
【００３３】
図４及び図５に示すように、第１のストッパ３２１は、環状の本体部３２１ａと、本体部３２１ａの外周面から径方向に突出した複数の突起３２１ｂとを一体に有している。本実施の形態では、三つの突起３２１ｂが放射状に設けられている。一方、ハウジング５の第１のハウジング部材５１には、三つの突起３２１ｂがそれぞれ係合する三つの被係合部５１０が第１のボールねじシャフト３２と平行に延在して形成されている。本実施の形態では、被係合部５１０が第１のストッパ３２１の突起３２１ｂを挟む一対の壁部５１０ａによって形成されているが、これに限らず、例えば第１のハウジング部材５１の内面に形成された溝によって突起３２１ｂが係合する被係合部を形成してもよい。
【００３４】
突起３２１ｂは、被係合部５１０に係合して第１のストッパ３２１を回り止めする係合部として機能する。第１のストッパ３２１は、突起３２１ｂと被係合部５１０との係合状態を保ちながら、第１のボールねじシャフト３２と共に軸方向移動可能である。第１のボールねじシャフト３２は、第１のストッパ３２１の突起３２１ｂとハウジング５の被係合部５１０との係合により、ハウジング５に対して回り止めされている。
【００３５】
なお、前述のように、第１のボールねじシャフト３２の転動溝３２０と第２のボールねじシャフト４２の転動溝４２０とは逆ねじの関係にあるので、第１のボールねじシャフト３２が第１のボールねじナット３１から受ける回転力と第２のボールねじシャフト４２が第２のボールねじナット４１から受ける回転力とが相殺される。このため、第１及び第２のボールねじシャフト３２，４２が軸方向移動する際、第１のストッパ３２１の突起３２１ｂが被係合部５１０の壁部５１０ａに強く押し付けられることはなく、第１のストッパ３２１は突起３２１ｂが被係合部５１０に案内されて円滑に軸方向移動可能である。
【００３６】
第１のボールねじシャフト３２には、その中心部にスプライン嵌合孔３０が形成されている。スプライン嵌合孔３０は、第１のボールねじシャフト３２の軸方向に延在し、第２のボールねじシャフト４２に向かって開口している。スプライン嵌合孔３０の内周面には複数のスプライン歯３０１が形成されている。このスプライン嵌合孔３０には、スプライン軸４０が相対回転不能かつ軸方向移動可能にスプライン嵌合している。
【００３７】
スプライン軸４０は、第２のボールねじシャフト４２における第１のボールねじシャフト３２側の端部から第２のボールねじシャフト４２の長手方向に沿って突出している。スプライン軸４０の外周面には、スプライン嵌合孔３０の複数のスプライン歯３０１に噛み合う複数のスプライン歯４０１が形成されている。第２のボールねじシャフト４２は、スプライン軸４０がスプライン嵌合孔３０に嵌合することにより、第１のボールねじシャフト３２との相対回転が規制されている。これにより、第２のボールねじシャフト４２は、ハウジング５に対して回り止めされている。
【００３８】
なお、本実施の形態では、スプライン軸４０が第２のボールねじシャフト４２と一体であるが、スプライン軸４０は第２のボールねじシャフト４２と別体であってもよい。この場合、例えば溶接によってスプライン軸４０が第２のボールねじシャフト４２に対して相対回転不能に固定される。
【００３９】
図３及び図４では、ステアリングホイール１１の操舵角がゼロで、左右の前輪６Ｌ，６Ｒが中立位置にある状態を示しており、この状態から第１のボールねじシャフト３２及び第２のボールねじシャフト４２が左右方向へ移動可能な長さをＬで示している。スプライン嵌合孔３０及びスプライン軸４０は、その軸方向長さがＬの２倍（２Ｌ）よりも長く形成されている。また、この状態において、第１のボールねじシャフト３２及び第２のボールねじシャフト４２との間隔、及び第１のストッパ３２１と第２のストッパ４２１との間隔は、Ｌの２倍（２Ｌ）よりも長い。これにより、第１のボールねじシャフト３２及び第２のボールねじシャフト４２は、それぞれ互いに干渉することなく、ハウジング５に対して軸方向に移動可能である。
【００４０】
次に、図６Ａ〜図６Ｅ及び図７Ａ〜図７Ｅを参照してステアリング装置１の動作について説明する。図６Ａ〜図６Ｅは、第１及び第２のボールねじシャフト３２，４２の端部付近を示す断面図である。図７Ａ〜図７Ｅは、第１及び第２のボールねじシャフト３２，４２の各状態を左右の前輪６Ｌ，６Ｒ及びリンク機構７Ｌ，７Ｒと共に示す説明図である。なお、図７Ａ〜図７Ｅでは、図面上方が車両前方にあたる。
【００４１】
図６Ａ及び図７Ａは、図３及び図４と同様、ステアリングホイール１１の操舵角がゼロで左右の前輪６Ｌ，６Ｒが中立位置にある状態を示している。図６Ｂ及び図７Ｂは、左右の前輪６Ｌ，６Ｒが左方向に最大舵角まで操舵され、第１のストッパ３２１が第１のハウジング部材５１の受け面５１ａに当接し、図外のリンク機構７Ｒにおけるボールジョイントソケット７３１の端面７３１ａが第４のハウジング部材５４の端面５４ａに当接した状態を示している。図６Ｃ及び図７Ｃは、左右の前輪６Ｌ，６Ｒが右方向に最大舵角まで操舵され、第２のストッパ４２１が第３のハウジング部材５３の受け面５３ａに当接し、図外のリンク機構７Ｌにおけるボールジョイントソケット７３１の端面７３１ａが第２のハウジング部材５２の端面５２ａに当接した状態を示している。
【００４２】
図６Ｄ及び図７Ｄは、リンク機構７Ｌにおけるボールジョイントソケット７３１の端面７３１ａが第２のハウジング部材５２の端面５２ａに当接するまで第１のボールねじシャフト３２が右方に移動し、リンク機構７Ｒにおけるボールジョイントソケット７３１の端面７３１ａが第４のハウジング部材５４の端面５４ａに当接するまで第２のボールねじシャフト４２が左方に移動して、第１及び第２のボールねじシャフト３２，４２が最接近した状態を示している。このような状態は、通常の車両走行時には発生し得ないが、例えば第１の転舵機構３あるいは第１の電動モータ２１に故障が発生して左前輪６Ｌが最大の転舵角まで右を向いた状態で動かなくなってしまった場合には、右前輪６Ｒを最大の転舵角まで左に転舵させることで、車両を直進状態にすることが可能である。
【００４３】
図６Ｅ及び図７Ｅは、第１のストッパ３２１が第１のハウジング部材５１の受け面５１ａに当接するまで第１のボールねじシャフト３２が左方に移動し、第２のストッパ４２１が第３のハウジング部材５３の受け面５３ａに当接するまで第２のボールねじシャフト４２が右方に移動して、第１及び第２のボールねじシャフト３２，４２が最も離間した状態を示している。このような状態も、通常の車両走行時には発生し得ないが、例えば第１の転舵機構３あるいは第１の電動モータ２１に故障が発生して左前輪６Ｌが最大の転舵角まで左を向いた状態で動かなくなってしまった場合には、右前輪６Ｒを最大の転舵角まで右に転舵させることで、車両を直進状態にすることが可能である。
【００４４】
（第１の実施の形態の作用及び効果）
以上説明した本発明の第１の実施の形態によれば、第１の電動モータ２１及び第２の電動モータ２２は、一方が停止した状態でも他方が独立して回転可能であり、第１及び第２のボールねじシャフト３２，４２が互いに独立して軸方向移動可能であるので、例えば第１の電動モータ２１又は第１の転舵機構３の故障によって第１の電動モータ２１が停止し、左前輪６Ｌを転舵させられなくなった障害発生時にも、第２の電動モータ２２の回転によって右前輪６Ｒを転舵させることができ、右前輪６Ｒによって車両の進行方向を一定程度コントロールすることができる。また、これとは逆に第２の電動モータ２２が停止した状態でも、第１の電動モータ２１が独立して回転可能である。したがって、第１の電動モータ２１及び第２の電動モータ２２の一方が停止した状態でも、他方の電動モータを回転させることで車両をコントロールし、例えば車両を路肩に寄せて停車させること等が可能となる。
【００４５】
また、第１の電動モータ２１は第１の転舵機構３を動作させるために必要なトルク容量を備えていればよく、第２の電動モータ２２は第２の転舵機構４を動作させるために必要なトルク容量を備えていればよいので、例えば特許文献１に記載のもののように、転舵モータの欠陥に備えて二つの転舵モータのそれぞれが左右の転舵輪を共に転舵させるために必要なモータ容量を備えていなくともよい。このため、第１及び第２の電動モータ２１，２２の大容量化を抑制しながらも、障害発生時に一部の操舵機能を残存させることが可能となる。
【００４６】
また、第１及び第２の転舵機構３，４ならびに第１及び第２の電動モータ２１，２２に異常が発生していない正常時において、制御装置１０は、第１及び第２の電動モータ２１，２２のモータ電流、あるいはモータ電流の電流フィードバック制御の電流指令値をモニタすることによって車両の異常診断を行うことも可能である。例えば、左右の前輪６Ｌ，６Ｒのタイヤ空気圧によるタイヤ反力の左右差、懸架装置の摺動部における摩擦抵抗の左右差、左右の前輪６Ｌ，６Ｒのホイールアラインメントの左右差は、第１の電動モータ２１のモータ電流と第２の電動モータ２２のモータ電流との電流差、あるいは電流指令値の差に表れるので、この差によって車両の異常診断を行うことができ、運転者に異常を報知することができる。また、例えば第１の転舵機構３又は第２の転舵機構４の摺動部での摩擦抵抗が増大した場合にも、上記の電流差あるいは電流指令値の差が発生するので、障害の発生を検知することが可能である。
【００４７】
またさらに、制御装置１０は、第１及び第２の電動モータ２１，２２に設けられた回転角検出装置の検出結果をモニタすることにより、例えば左前輪６Ｌからの逆入力によってベルト３５に噛み合う第１のボールねじナット３１の噛み合い歯３１１の歯飛びが生じた場合に、この歯飛びの発生を検知して対応する補正処理を行うことも可能である。
【００４８】
なお、上記第１の実施の形態では、ステアリング装置１によって左右の前輪６Ｌ，６Ｒを転舵させる場合について説明したが、ステアリング装置１によって左右の後輪を転舵させることも可能である。
【００４９】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について、図８乃至図１０を参照して説明する。第１の実施の形態では、第１のボールねじシャフト３２が第１のストッパ３２１によってハウジング５に対して回り止めされ、第２のボールねじシャフト４２がスプライン軸４０とスプライン嵌合孔３０との嵌合によってハウジング５に対して回り止めされた場合について説明したが、本実施の形態では、ハウジング５に形成された第１及び第２の回り止め部５２１，５４１によって第１及び第２のボールねじシャフト３２，４２が回り止めされ、スプライン嵌合孔３０及びスプライン軸４０は設けられていない。
【００５０】
図８は、本発明の第２の実施の形態に係る転舵装置２Ａを示す断面図である。図９は、転舵装置２Ａにおける第１の転舵機構３及びその周辺部を示す図８の部分拡大図である。図１０は、図９のＢ−Ｂ線断面図である。図８乃至図１０において、第１の実施の形態で説明したものと共通する部材については、図１乃至図４に付したものと同一の符号を付して重複した説明を省略する。
【００５１】
本実施の形態では、第１のボールねじシャフト３２が第２のハウジング部材５２に形成された第１の回り止め部５２１によって回り止めされ、第２のボールねじシャフト４２が第４のハウジング部材５４に形成された第２の回り止め部５４１によって回り止めされている。第１のボールねじシャフト３２は、転動溝３２０が形成された部分よりも第２のボールねじシャフト４２とは反対側（左側）で第１の回り止め部５２１によって回り止めされ、第２のボールねじシャフト４２は、転動溝４２０が形成された部分よりも第１のボールねじシャフト３２とは反対側（右側）で第２の回り止め部５４１によって回り止めされている。なお、第１のストッパ３２１には、第１の実施の形態において係合部として機能する突起３２１ｂが設けられていない。
【００５２】
図１０に示すように、第１の回り止め部５２１では、第２のハウジング部材５２が複数箇所で内方に窪んで凹部５２１ａが形成されている。第１のブッシュ５０１は、凹部５２１ａに対応する部分が内方に突出した凸部５０１ａとなっている。図１０の図示例では、第２のハウジング部材５２に四つの凹部５２１ａが形成され、第１のブッシュ５０１は、四箇所に凸部５０１ａを有しているが、凹部５２１ａ及び凸部５０１ａの数はこれに限らず、二つ又は三つでもよいし、五つ以上でもよい。
【００５３】
第１のボールねじシャフト３２には、第１のブッシュ５０１の凸部５０１ａに係合する凹溝３２２が形成されている。第１のボールねじシャフト３２は、凹溝３２２の内面を凸部５０１ａに摺動させながら軸方向に移動する。凹溝３２２は、２Ｌの長さに第１のブッシュ５０１の軸方向長さを足し合わせた長さ以上の長さにわたり、第１のボールねじシャフト３２の外周面において周方向等間隔に四つ形成されている。
【００５４】
なお、詳細な図示は省略しているが、第２の回り止め部５４１も第１の回り止め部５２１と同様に構成されている。すなわち、第２のボールねじシャフト４２に複数の凹溝４２２が形成されており、それぞれの凹溝４２２に第２のブッシュ５０２の凸部が係合して回り止めされている。
【００５５】
この第２の実施の形態によっても、第１の実施の形態について述べた作用及び効果と同様の作用及び効果が得られる。
【００５６】
（付記）
以上、本発明を第１及び第２の実施の形態に基づいて説明したが、これらの実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。
【００５７】
また、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で変形して実施することが可能であり、第１の実施の形態の一部と第２の実施の形態の一部とを適宜組み合わせることも可能である。例えば、第１のボールねじシャフト３２を第２の実施の形態に係る第１の回り止め部５２１によって回り止めし、第２のボールねじシャフト４２をスプライン嵌合孔３０とスプライン軸部４０とのスプライン嵌合によって回り止めしてもよい。また、本発明は、ステアリングホイールやステアリングシャフト、反力アクチュエータ、操舵角センサ、トルクセンサを備えず、自動運転用制御装置からの転舵指令に基づいて転舵を行うステアリング装置にも適用可能である。
【符号の説明】
【００５８】
１…ステアリング装置                      １１…ステアリングホイール（操作部材）
２，２Ａ…転舵装置                        ２１…第１の電動モータ
２２…第２の電動モータ                    ３…第１の転舵機構
３０…スプライン嵌合孔                    ３２…第１のボールねじシャフト
３２１…第１のストッパ                    ４…第２の転舵機構
４０…スプライン軸                        ４１…第２のボールねじナット
４２…第２のボールねじシャフト            ４２１…第２のストッパ
５…ハウジング                            ５１ａ…受け面
５２１…第１の回り止め部                  ５３ａ…受け面
５４１…第２の回り止め部                  ６Ｌ…左前輪（第１の転舵輪）
６Ｒ…右前輪（第２の転舵輪）
【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６Ａ−Ｅ】
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【図７Ａ−Ｅ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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