(57)【要約】【課題】芯ずれを生じ難い伝達比可変機構およびこれを備える車両用操舵装置を提供すること。【解決手段】伝達比可変機構５は、第１の軸線Ａの回りに回転可能な入力部材２０および出力部材２２と、入力部材２０および出力部材２２を差動回転可能に連結する軌道輪ユニット３９と、軌道輪ユニット３９を駆動可能な伝達比可変機構用モータ２３と、を備えている。このモータ２３の筒状のロータ２３１は、第１の軸線Ａの回りに回転可能である。ロータ２３１の内周部２３０は、軌道輪ユニット３９を支持するとともに、入力部材２０および出力部材２２のそれぞれを、対応する第１および第３の軸受３１，３３を介して回転可能に支持している。【選択図】図３
2010013078.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の軸線の回りに回転可能な入力部材および出力部材と、上記入力部材および出力部材を差動回転可能に連結する中間部材と、中間部材を駆動可能なモータと、を備え、
上記モータは、上記第１の軸線の回りに回転可能な筒状のロータを含み、
上記ロータの内周は、中間部材を支持するとともに、入力部材および出力部材のそれぞれを、軸受を介して回転可能に支持することを特徴とする伝達比可変機構。
【請求項２】
請求項１において、上記中間部材は、第１および第２の端面を有する内輪と、この内輪を転動体を介して回転可能に支持し上記ロータの内周に嵌合する外輪と、を含み、
上記内輪および外輪の中心軸線としての第２の軸線が、第１の軸線に対して傾斜しており、
入力部材および出力部材のそれぞれは、内輪の対応する上記端面に対向する動力伝達面を有し、
内輪の各端面および当該端面に対応する動力伝達面を動力伝達可能に係合させる凹凸係合部が設けられ、
凹凸係合部は、各端面および当該端面に対応する上記動力伝達面の一方に設けられた凸部と、他方に設けられ上記凸部と係合する凹部と、を含む伝達比可変機構。
【請求項３】
請求項１または２において、上記入力部材と入力軸とをトルク伝達可能に連結する第１の継手と、
上記出力部材と出力軸とをトルク伝達可能に連結する第２の継手と、を備え、
上記第１および第２の継手の少なくとも一方は、対応する上記部材と上記軸との間の偏心および傾斜の少なくとも一方を許容する伝達比可変機構。
【請求項４】
操舵部材の操舵角に対する転舵輪の転舵角の比としての伝達比を変更可能な伝達比可変機構として請求項１〜３の何れか１項に記載の伝達比可変機構を備え、
上記入力部材に操舵部材が連なり上記出力部材に操舵機構が連なる車両用操舵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、伝達比可変機構およびこれを備える車両用操舵装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
変速装置として、揺動歯車を用いたものが知られている（例えば、特許文献１，２参照）。特許文献１には、大きな減速比を得るための減速装置が記載されている。特許文献２には、舵角比を変更することのできる舵角比可変操舵装置が記載されている。
【特許文献１】特開平１１−３１５９０８号公報
【特許文献２】特開２００６−８２７１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献２では、互いに対向する第１および第４歯車と、第１および第４歯車の間に配置され第１および第４歯車に対して傾斜した揺動歯車と、を備えている。揺動歯車は、第１歯車に噛合する第２歯車と、第４歯車に噛合する第３歯車とを含んでいる。
第１歯車は、ハウジングに固定されている一方、第４歯車は、ロアステアリングシャフトに支持されている。このように、第１および第４歯車が異なる部材に支持されているため、両者の同軸度がずれ易い。第１および第４歯車の芯ずれは、第１歯車と第２歯車との噛み合いにずれが生じたり、第３歯車と第４歯車との噛み合いにずれが生じたりする原因となり、ひいては、噛み合い音が大きくなる原因となる。
【０００４】
本発明は、かかる背景のもとでなされたもので、芯ずれを生じ難い伝達比可変機構およびこれを備える車両用操舵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】
【０００５】
上記目的を達成するための本発明は、第１の軸線（Ａ）の回りに回転可能な入力部材（２０；２０Ｂ）および出力部材（２２）と、上記入力部材および出力部材を差動回転可能に連結する中間部材（３９）と、中間部材を駆動可能なモータ（２３）と、を備え、上記モータは、上記第１の軸線の回りに回転可能な筒状のロータ（２３１）を含み、上記ロータの内周（２３０）は、中間部材を支持するとともに、入力部材および出力部材のそれぞれを、軸受（３１，３３）を介して回転可能に支持することを特徴とする伝達比可変機構（５）である（請求項１）。
【０００６】
本発明によれば、入力部材および出力部材の双方を同じロータ内周で支持していることにより、これら入力部材および出力部材の互いの同軸度を極めて高くでき、両者の芯ずれを生じ難くできる。その結果、入力部材と中間部材との係合、および中間部材と出力部材との係合のそれぞれを、設計上の理想状態と同じにでき、係合不良を防止して伝達比可変機構の駆動音を極めて小さくできる。しかも、入力部材および出力部材に加え、中間部材をロータの内周で支持していることにより、中間部材を、入力部材および出力部材に対して精度よく位置決めできる。その結果、伝達比可変機構の駆動音をさらに小さくできる。
【０００７】
また、本発明において、上記中間部材は、第１および第２の端面（７１，７３）を有する内輪（３９１）と、この内輪を転動体（３９３）を介して回転可能に支持し上記ロータの内周に嵌合する外輪（３９２）と、を含み、上記内輪および外輪の中心軸線としての第２の軸線（Ｂ）が、第１の軸線に対して傾斜しており、入力部材および出力部材のそれぞれは、内輪の対応する上記端面に対向する動力伝達面（７０，７２）を有し、内輪の各端面および当該端面に対応する動力伝達面を動力伝達可能に係合させる凹凸係合部（６４，６７）が設けられ、凹凸係合部は、各端面および当該端面に対応する上記動力伝達面の一方に設けられた凸部（６５，６８）と、他方に設けられ上記凸部と係合する凹部（６６，６９）と、を含む場合がある（請求項２）。
【０００８】
この場合、伝達比可変機構として、ニューテーションギヤ機構を用いることとなる。これにより、入力部材に対してとり得る出力部材の速度比の範囲を極めて大きくできる。また、凸部と凹部との係合により、中間部材と対応する入力部材および出力部材との間で動力伝達を行うので、中間部材と対応する入力部材および出力部材との間で滑りが生じることを防止でき、確実な動力伝達を達成できる。
【０００９】
また、本発明において、上記入力部材と入力軸（１１；１１Ｂ；１１Ｃ）とをトルク伝達可能に連結する第１の継手（１８１；１８１Ｂ；１８１Ｃ）と、上記出力部材と出力軸（１２）とをトルク伝達可能に連結する第２の継手（１８５）と、を備え、上記第１および第２の継手の少なくとも一方は、対応する上記部材と上記軸との間の偏心および傾斜の少なくとも一方を許容する場合がある（請求項３）。
【００１０】
この場合、各部材の組み付け精度等に起因して、入力部材および出力部材と、対応する入力軸および出力軸とが偏心配置されたり傾斜配置された場合でも、入力部材および出力部材と、対応する入力軸および出力軸との間に無理な力が作用しないようにされている。その結果、入力部材や出力部材に、両者間の同軸度を低下させるような力が作用することを抑制できる。これにより、中間部材と入力部材との係合不良が生じたり、中間部材と出力部材との係合不良が生じたりすることを防止でき、伝達比可変機構の駆動音が大きくなってしまうことを確実に抑制できる。
【００１１】
また、本発明において、操舵部材の操舵角（θ１）に対する転舵輪（４Ｌ，４Ｒ）の転舵角（θ２）の比としての伝達比（θ２／θ１）を変更可能な伝達比可変機構として上記の伝達比可変機構を備え、上記入力部材に操舵部材（２）が連なり上記出力部材に操舵機構（１０）が連なる場合がある（請求項４）。この場合、入力部材と出力部材との間の芯ずれが生じ難くされていることから、伝達比可変機構の駆動音が小さくされており、静粛性に優れた車両用操舵装置を実現できる。
【００１２】
なお、上記において、括弧内の数字等は、後述する実施の形態における対応構成要素の参照符号を表すものであるが、これらの参照符号により特許請求の範囲を限定する趣旨ではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の好ましい実施の形態を添付図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の一実施の形態にかかる伝達比可変機構を備える車両用操舵装置１の概略構成を示す模式図である。図１を参照して、車両用操舵装置１は、ステアリングホイール等の操舵部材２に付与された操舵トルクを、操舵軸としてのステアリングシャフト３等を介して左右の転舵輪４Ｌ，４Ｒのそれぞれに与えて転舵を行うものである。この車両用操舵装置１は、操舵部材２の操舵角θ１に対する転舵輪の転舵角θ２の比としての伝達比θ２／θ１を変更することのできるＶＧＲ（Variable Gear Ratio）機能を有している。
【００１４】
車両用操舵装置１は、操舵部材２と、操舵部材２に連なるステアリングシャフト３とを有している。ステアリングシャフト３は、互いに同軸上に配置された第１〜第３の軸としての第１〜第３のシャフト１１〜１３を含んでいる。第１〜第３のシャフト１１〜１３のそれぞれの中心軸線は、当該第１〜第３のシャフト１１〜１３の回転軸線でもある。
第１のシャフト１１の一端に操舵部材２が同行回転可能に連結されている。第１のシャフト１１の他端と第２のシャフト１２の一端とは、伝達比可変機構５を介して差動回転可能に連結されている。第２のシャフト１２の他端と第３のシャフト１３の一端とは、トーションバー１４を介して所定の範囲内で弾性的に相対回転可能、且つ動力伝達可能に連結されている。
【００１５】
第３のシャフト１３の他端は、自在継手７、中間軸８、自在継手９および操舵機構としての転舵機構１０等を介して、転舵輪４Ｌ，４Ｒと連なっている。
転舵機構１０は、自在継手９に連なるピニオン軸１５と、ピニオン軸１５の先端のピニオン１５ａに噛み合うラック１６ａを有し車両の左右方向に延びる転舵軸としてのラック軸１６とを有している。ラック軸１６の一対の端部のそれぞれにタイロッド１７Ｌ，１７Ｒを介してナックルアーム１８Ｌ，１８Ｒが連結されている。
【００１６】
上記の構成により、操舵部材２の回転は、ステアリングシャフト３等を介して転舵機構１０に伝達される。転舵機構１０では、ピニオン１５ａの回転がラック軸１６の軸方向の運動に変換される。ラック軸１６の軸方向の運動は、各タイロッド１７Ｌ，１７Ｒを介して対応するナックルアーム１８Ｌ，１８Ｒに伝えられ、これらのナックルアーム１８Ｌ，１８Ｒがそれぞれ回動する。これにより、各ナックルアーム１８Ｌ，１８Ｒに連結された対応する転舵輪４Ｌ，４Ｒがそれぞれ操向する。
【００１７】
伝達比可変機構５は、ステアリングシャフト３の第１および第２のシャフト１１，１２間の回転伝達比（伝達比θ２／θ１）を変更するためのものであり、ニューテーションギヤ機構とされている。この伝達比可変機構５は、第１のシャフト１１の他端に設けられた入力部材２０と、第２のシャフト１２の一端に設けられた出力部材２２と、入力部材２０と出力部材２２との間に介在する中間部材としての軌道輪ユニット３９と、を含んでいる。
【００１８】
入力部材２０は、操舵部材２および第１のシャフト１１とはトルク伝達可能に連結されている。出力部材２２は、第２のシャフト１２とはトルク伝達可能に連結されている。第１の軸線Ａは、入力部材２０および出力部材２２の中心軸線および回転軸線である。
出力部材２２は、第２のシャフト１２や転舵機構１０等を介して転舵輪４Ｌ，４Ｒに連なっている。
【００１９】
上記の軌道輪ユニット３９は、第１の軌道輪としての内輪３９１と、第２の軌道輪としての外輪３９２と、内輪３９１および外輪３９２間に介在する玉等の転動体３９３とを含んでおり、玉軸受を構成している。
転動体３９３としては、玉以外にも、円筒ころ、針状ころ、円錐ころを用いることができる。また、転動体３９３は、単列に配置されていてもよいし、複列に配置されていてもよい。複列にすると、外輪３９２に対する内輪３９１の倒れを防止できる。複列のものとして、複列アンギュラ軸受を例示できる。
【００２０】
内輪３９１は、入力部材２０と出力部材２２とを差動回転可能に連結するものである。内輪３９１および外輪３９２は、第１の軸線Ａに対して傾斜する中心軸線としての第２の軸線Ｂを有している。第２の軸線Ｂは、第１の軸線Ａに対して所定の傾斜角度をなして傾斜している。内輪３９１は、転動体３９３を介して外輪３９２に回転可能に支持されていることにより、第２の軸線Ｂの回りを回転可能であり、また、外輪３９２を駆動するためのアクチュエータとしての電動モータである伝達比可変機構用モータ２３が駆動されることに伴い、第１の軸線Ａの回りを回転可能である。内輪３９１および外輪３９２は、第１の軸線Ａ回りにコリオリ運動（首振り運動）可能である。
【００２１】
伝達比可変機構用モータ２３は、軌道輪ユニット３９の径方向外方に配置されており、第１の軸線Ａが中心軸線とされている。伝達比可変機構用モータ２３は、第１の軸線Ａ回りに関する外輪３９２の回転数を変更することにより、伝達比θ２／θ１を変更する。
伝達比可変機構用モータ２３は、例えばブラシレスモータからなり、軌道輪ユニット３９の外輪３９２を保持するロータ２３１と、このロータ２３１を取り囲むとともにステアリングコラムとしてのハウジング２４に固定されたステータ２３２とを含んでいる。ロータ２３１は、第１の軸線Ａの回りを回転するようになっている。
【００２２】
この車両用操舵装置１は、ステアリングシャフト３に操舵補助力を付与するための操舵補助力付与機構１９を備えている。操舵補助力付与機構１９は、伝達比可変機構５の出力部材２２に連なる入力軸としての上記第２のシャフト１２と、転舵機構１０に連なる出力軸としての上記第３のシャフト１３と、第２のシャフト１２と第３のシャフト１３との間に伝達されるトルクを検出する後述のトルクセンサ４４と、操舵補助用のアクチュエータとしての操舵補助用モータ２５と、操舵補助用モータ２５と第３のシャフト１３との間に介在する減速機構２６とを含んでいる。
【００２３】
操舵補助用モータ２５は、ブラシレスモータ等の電動モータからなる。この操舵補助用モータ２５の出力は、減速機構２６を介して第３のシャフト１３に伝達される。
減速機構２６は、例えばウォームギヤ機構からなり、操舵補助用モータ２５の出力軸２５ａに連結された駆動歯車としてのウォーム軸２７と、ウォーム軸２７と噛み合い且つ第３のシャフト１３に同行回転可能に連結された従動歯車としてのウォームギヤ２８とを含んでいる。なお、減速機構２６は、ウォームギヤ機構に限らず、平歯車やはすば歯車を用いた平行軸歯車機構等の他の歯車機構を用いてもよい。
【００２４】
上記伝達比可変機構５および操舵補助力付与機構１９は、ハウジング２４に設けられている。ハウジング２４は、車両の乗員室（キャビン）内に配置されている。なお、ハウジング２４を、中間軸８を取り囲むように配置してもよいし、車両のエンジンルーム内に配置してもよい。
上記伝達比可変機構用モータ２３および操舵補助用モータ２５の駆動は、それぞれ、ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭを含む制御部２９によって制御される。制御部２９は、駆動回路４０を介して伝達比可変機構用モータ２３と接続されているとともに、駆動回路４１を介して操舵補助用モータ２５と接続されている。
【００２５】
制御部２９には、操舵角センサ４２、伝達比可変機構用モータ２３の回転角を検出するための回転角検出手段としてのモータレゾルバ４３、トルク検出手段としてのトルクセンサ４４、転舵角センサ４５、車速センサ４６およびヨーレートセンサ４７がそれぞれ接続されている。
操舵角センサ４２から制御部２９へは、操舵部材２の直進位置からの操作量である操舵角θ１に対応する値として、第１のシャフト１１の回転角についての信号が入力される。
【００２６】
モータレゾルバ４３から制御部２９へは、伝達比可変機構用モータ２３のロータ２３１の回転角θｒについての信号が入力される。
トルクセンサ４４から制御部２９へは、操舵部材２に作用する操舵トルクＴに対応する値として、第２および第３のシャフト１２，１３間に作用するトルクについての信号が入力される。
【００２７】
転舵角センサ４５から制御部２９へは、転舵角θ２に対応する値として第３のシャフト１３の回転角についての信号が入力される。
車速センサ４６から制御部２９へは、車速Ｖについての信号が入力される。
ヨーレートセンサ４７から制御部２９へは、車両のヨーレートγについての信号が入力される。
【００２８】
制御部２９は、各上記センサ４２〜４７の信号等に基づいて、伝達比可変機構用モータ２３および操舵補助用モータ２５の駆動を制御する。
上記の構成により、伝達比可変機構５の出力は、操舵補助力付与機構１９を介して転舵機構１０に伝達される。より具体的には、操舵部材２に入力された操舵トルクは、第１のシャフト１１を介して伝達比可変機構５の入力部材２０に入力され、出力部材２２から操舵補助力付与機構１９の第２のシャフト１２に伝達される。
【００２９】
第２のシャフト１２に伝達された操舵トルクは、トーションバー１４および第３のシャフト１３に伝わり、操舵補助用モータ２５からの出力と合わさって中間軸８等を介して転舵機構１０に伝達される。
図２は、図１の要部のより具体的な構成を示す断面図である。図２を参照して、ハウジング２４は、例えば、アルミニウム合金等の金属を筒状に形成してなるものであり、第１〜第３のハウジング５１〜５３を含んでいる。このハウジング２４内には、第１〜第８の軸受３１〜３８が収容されている。第１〜第５の軸受３１〜３５および第７〜第８の軸受３７〜３８は、それぞれ、アンギュラ玉軸受等の転がり軸受であり、第６の軸受３６は、針状ころ軸受等の転がり軸受である。
【００３０】
第１のハウジング５１は筒状をなしており、差動機構としての伝達比可変機構５を収容する差動機構ハウジングを構成しているとともに、伝達比可変機構用モータ２３を収容するモータハウジングを構成している。第１のハウジング５１の一端は、端壁部材５４によって覆われている。第１のハウジング５１の一端と端壁部材５４とは、ボルト等の締結部材５５を用いて互いに固定されている。第１のハウジング５１の他端の内周面５６に、第２のハウジング５２の一端の環状凸部５７が嵌合されている。これら第１および第２のハウジング５１，５２は、ボルト等の締結部材（図示せず）を用いて互いに固定されている。
【００３１】
第２のハウジング５２は筒状をなしており、トルクセンサ４４を収容するセンサハウジングと、モータレゾルバ４３を収容するレゾルバハウジングとを構成している。また、第２のハウジング５２は、伝達比可変機構用モータ２３の後述するバスバー９９と、伝達比可変機構用モータ２３のロータ２３１をロックするためのロック機構５８とを収容している。第２のハウジング５２の他端の外周面５９に、第３のハウジング５３の一端の内周面６０が嵌合している。
【００３２】
第３のハウジング５３は、筒状をなしており、減速機構２６を収容する減速機構ハウジングを構成している。第３のハウジング５３の他端には端壁部６１が設けられている。端壁部６１は環状をなしており、第３のハウジング５３の他端を覆っている。
図３は、図２の伝達比可変機構５およびその周辺の拡大図である。図３を参照して、伝達比可変機構５の入力部材２０、出力部材２２および軌道輪ユニット３９の内輪３９１は、それぞれ、環状をなしている。
【００３３】
入力部材２０は、入力部材本体２０１と、入力部材本体２０１の径方向内方に配置され入力部材本体２０１と同行回転可能に連結された筒状部材２０２とを含んでいる。
第１のシャフト１１の他端は、筒状部材２０２の挿通孔２０２ａを挿通している。伝達比可変機構５の入力軸としての第１のシャフト１１の他端と、筒状部材２０２とは、第１の継手１８１によって、トルク伝達可能に、且つ偏心可能に、且つ傾斜可能に連結されている。すなわち、第１の継手１８１によって、第１のシャフト１１の中心軸線Ｆと、第１の軸線Ａとが偏心可能および傾斜可能とされている。
【００３４】
図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。図３および図４を参照して、第１の継手１８１は、第１のシャフト１１の他端に形成された雄スプライン１８２と、筒状部材２０２の挿通孔２０２ａの内周に形成された雌スプライン１８３と、これら雄スプライン１８２および雌スプライン１８３間に介装された筒状の弾性体１８４とを含んでいる。
雄スプライン１８２および雌スプライン１８３は、対応する第１のシャフト１１および筒状部材２０２の周方向の全域に亘って形成されており、弾性体１８４を介して互いにスプライン係合している。
【００３５】
弾性体１８４は、例えば、合成樹脂やゴム等、第１のシャフト１１および筒状部材２０２と比べて弾性の高い材料を用いて形成されている。弾性体１８４は、ステアリングシャフト３の径方向Ｒ１および周方向Ｃ１の双方に関して、雄スプライン１８２と雌スプライン１８３とに挟まれている。
図３を参照して、第２のシャフト１２の中間部は、出力部材２２の挿通孔２２ａを挿通している。伝達比可変機構５の出力軸としての第２のシャフト１２の中間部と、出力部材２２とは、第２の継手１８５によって、トルク伝達可能に、且つ偏心可能に、且つ傾斜可能に連結されている。すなわち、第２の継手１８５によって、第２のシャフト１２の中心軸線Ｇと、第１の軸線Ａとが偏心可能および傾斜可能とされている。
【００３６】
図５は、図３のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。図３および図５を参照して、第２の継手１８５は、第２のシャフト１２の中間部に形成された雄スプライン１８６と、出力部材２２の挿通孔２２ａの内周に形成された雌スプライン１８７と、これら雄スプライン１８６および雌スプライン１８７間に介装された筒状の弾性体１８８とを含んでいる。
雄スプライン１８６および雌スプライン１８７は、対応する第２のシャフト１２および出力部材２２の周方向の全域に亘って形成されており、弾性体１８８を介して互いにスプライン係合している。
【００３７】
弾性体１８８は、弾性体１８４と同様の材料を用いて形成されている。弾性体１８８は、ステアリングシャフト３の径方向Ｒ１および周方向Ｃ１の双方に関して、雄スプライン１８６と雌スプライン１８７とに挟まれている。
図３を参照して、第１のシャフト１１と第２のシャフト１２の互いの対向端部１１ａ，１２ａは、支持機構１３３によって同軸的に且つ相対回転可能に支持されている。支持機構１３３は、上記の筒状部材２０２と、第８の軸受３８と、環状の弾性体１８９を含んでいる。筒状部材２０２は、入力部材２０の一部を構成するとともに、支持機構１３３の一部を構成している。
【００３８】
筒状部材２０２は、第１および第２のシャフト１１，１２のそれぞれの対向端部１１ａ，１２ａを取り囲んでいる。
筒状部材２０２の他端には、第８の軸受３８のための軸受保持孔１０９が形成されている。この軸受保持孔１０９に、第２のシャフト１２の対向端部１２ａが挿通されている。この対向端部１２ａに環状の弾性体１８９が外嵌されている。環状の弾性体１８９は、第２のシャフト１２の一端部１２ａと第１のシャフト１１の他端部１１ａの互いの偏心および傾斜を許容するものである。環状の弾性体１８９と軸受保持孔１０９との間に第８の軸受３８が介在しており、筒状部材２０２と第２のシャフト１２の相対回転を許容している。
【００３９】
なお、出力部材２２を入力部材２０側に延設し、第８の軸受３８を、出力部材２２と第１のシャフト１１の対向端部１１ａとの間に介在させてもよい。
軌道輪ユニット３９の内輪３９１は、筒状部材２０２の径方向外方に配置されている。外輪３９２は、伝達比可変機構用モータ２３のロータ２３１の内周部２３０に形成された傾斜孔６３に圧入固定されており、ロータ２３１とは第１の軸線Ａの回りを同行回転する。外輪３９２とロータ２３１とはステアリングシャフト３の軸方向Ｓに関して相対移動が規制されている。
【００４０】
ロータ２３１が第１の軸線Ａの回りを回転することに伴い、軌道輪ユニット３９がコリオリ運動する。
なお、外輪３９２が入力部材２０および出力部材２２を差動回転可能に連結するとともに、内輪３９１が伝達比可変機構用モータ２３のロータ２３１と同行回転可能に連結されるようにしてもよい。この場合、軌道輪ユニット３９は、内輪支持型となる。
【００４１】
図６は、伝達比可変機構５の要部を断面で表した側面図である。図６では、入力部材２０および出力部材２２については、側面を示しており、軌道輪ユニット３９については、断面を示している。軌道輪ユニット３９の内輪３９１は、全体が単一の部材を用いて一体に形成されている。
内輪３９１のうち、入力部材２０に対向する一端面が、内輪３９１の第１の端面７１とされている。内輪３９１のうち、出力部材２２に対向する他端面が、内輪３９１の第２の端面７３とされている。
【００４２】
入力部材本体２０１および内輪３９１のそれぞれに、第１の凹凸係合部６４が設けられている。これにより、入力部材２０と内輪３９１とは動力伝達可能とされている。また、内輪３９１および出力部材２２のそれぞれに、第２の凹凸係合部６７が設けられている。これにより、内輪３９１と出力部材２２とは動力伝達可能とされている。
第１の凹凸係合部６４は、入力部材本体２０１の一端面としての動力伝達面７０に形成された第１の凸部６５と、内輪３９１の第１の端面７１に形成され第１の凸部６５に係合する第１の凹部６６と、を含んでいる。第１の凸部６５および第１の凹部６６は、対応する動力伝達面７０および第１の端面７１において、それぞれの周方向の全域に亘って形成されている。各第１の凸部６５は、例えば断面半円形形状をなしている。各第１の凹部６６は、第１の凸部６５に概ね合致する形状をなしている。
【００４３】
動力伝達面７０および第１の端面７１はステアリングシャフト３の軸方向Ｓ（以下、単に軸方向Ｓという。）に互いに対向しており、第１の凹凸係合部６４は、これら動力伝達面７０および第１の端面７１を動力伝達可能に係合させる。
第１の凸部６５は、例えば３８個形成されている。第１の凹部６６の数は、第１の凸部６５の数とは異なる数にされている。第１の凸部６５の数と第１の凹部６６の数との差に応じて、入力部材本体２０１と内輪３９１との間で差動回転を発生することができる。
【００４４】
図７（Ａ）は、第１の凹凸係合部６４の要部の斜視図であり、第１の凸部６５と、第１の凹部６６とを離隔して示したものである。図７（Ｂ）は、図７（Ａ）の一部の断面図である。
図７（Ａ）および図７（Ｂ）を参照して、第１の凸部６５は、入力部材本体２０１の動力伝達面７０において、ステアリングシャフト３の径方向Ｒ１（以下、単に径方向Ｒ１という）の全域に形成されており、径方向Ｒ１に関する何れの箇所も、同一の断面形状を有している。
【００４５】
第１の凹部６６は、内輪３９１の第１の端面７１において、内輪３９１の径方向Ｒ２の全域に形成されている。各第１の凹部６６は、内輪３９１の軸方向に沿ってみたときに、鼓形形状をなしており、内輪３９１の径方向Ｒ２に関する両端が幅広部１９１，１９２とされているとともに、中間部がくびれて幅狭部１９３とされている。中間部１９３の幅は、第１の凸部６５の幅と略同じにされている。
【００４６】
再び図６を参照して、内輪３９１の第２の軸線Ｂが入力部材２０および出力部材２２の第１の軸線Ａに対して所定角度θだけ傾斜していることにより、一部の第１の凸部６５と、一部の第１の凹部６６とが、互いに噛み合っている。
なお、第１の凸部６５の配置と第１の凹部６６の配置とを入れ換えてもよい。
第２の凹凸係合部６７は、出力部材２２の一端面としての動力伝達面７２に形成された第２の凸部６８と、内輪３９１の第２の端面７３に形成され第２の凸部６８に係合する第２の凹部６９と、を含んでいる。動力伝達面７２および第２の端面７３は、軸方向Ｓに関して互いに対向しており、第２の凹凸係合部６７は、これら動力伝達面７２および第２の端面７３を動力伝達可能に係合させる。
【００４７】
第２の凹凸係合部６７の第２の凸部６８は、第１の凹凸係合部６４の第１の凸部６５と同様の構成を有しており、第２の凹部６９は、第１の凹部６６と同様の構成を有している。より具体的には、出力部材２２の動力伝達面７２は、入力部材本体２０１の動力伝達面７０と同様の構成を有しており、内輪３９１の第２の端面７３は、この内輪３９１の第１の端面７１と同様の構成を有している。したがって、第２の凹凸係合部６７の詳細についての説明は省略する。
【００４８】
図８は、第１の凹凸係合部６４における第１の凸部６５と第１の凹部６６との係合、および第２の凹凸係合部６７における第２の凸部６８と第２の凹部６９との係合のそれぞれについて説明するための、要部の模式的な側面図である。
図８を参照して、各第１の凸部６５は、全体として所定のピッチ面１９４を形成している。このピッチ面１９４は、扁平な円環状に形成されている。各第１の凹部６６は、全体として所定のピッチ面１９５を形成している。このピッチ面１９５は、第１の端面７１から入力部材２０側に進むに従い先細りとなる円錐台形状に形成されている。第１の凸部６５および第１の凹部６６は、これらのピッチ面１９４，１９５の一部が互いに重なるように係合する。
【００４９】
同様に、各第２の凸部６８は、全体として所定のピッチ面１９６を形成している。このピッチ面１９６は、扁平な円環状に形成されている。各第２の凹部６９は、全体として所定のピッチ面１９７を形成している。このピッチ面１９７は、第２の端面７３から出力部材２２側に進むに従い先細りとなる円錐台形状に形成されている。第２の凸部６８および第２の凹部６９は、これらのピッチ面１９６，１９７の一部が互いに重なるように係合する。なお、ピッチ面１９４，１９６は、円錐面でもよい。
【００５０】
ピッチ面１９５のうち、ピッチ面１９４に重なる領域１９５ａ（第１の凸部６５と第１の凹部６６との係合領域）と、ピッチ面１９７のうち、ピッチ面１９６に重なる領域１９７ａ（第２の凸部６８と第２の凹部６９との係合領域）とは、互いに平行とされており、軸方向Ｓとは直交している。
上記の構成により、入力部材２０が、内輪３９１に対して、ステアリングシャフト３の径方Ｒ１に移動したときでも、第１の凸部６５と第１の凹部６６との噛み合い位置（上記領域１９５ａ）は、軸方向Ｓには移動しない。これにより、入力部材２０と内輪３９１とが、軸方向Ｓに相対移動することを防止できる。第１の凹凸係合部６４が軸方向Ｓに振動することを防止でき、第１の凹凸係合部６４における振動を格段に小さくできる。
【００５１】
同様に、出力部材２２が、内輪３９１に対して、ステアリングシャフト３の径方Ｒ１に移動したときでも、第２の凸部６８と第２の凹部６９との噛み合い位置（上記領域１９７ａ）は、軸方向Ｓには移動しない。これにより、出力部材２２と内輪３９１とが、軸方向Ｓに相対移動することを防止できる。第２の凹凸係合部６７が軸方向Ｓに振動することを防止でき、第２の凹凸係合部６７における振動を格段に小さくできる。
【００５２】
図９は、第１の凹凸係合部６４における第１の凸部６５と第１の凹部６６の係合動作の一例について説明するための要部の模式図である。図９の左側の図は、第１の凸部６５と第１の凹部６６とが噛み合う様子を示しており、中央の図は、１つの第１の凸部６５の動作を示しており、右側の図は、第１の凸部６５の外郭の描く軌跡について示している。
図９を参照して、入力部材２０が周方向Ｃ１の一方Ｃ１ａに回転することにより、第１の凸部６５が第１の凹部６６に係合するときには、まず、第１の凸部６５のうち、径方向Ｒ１の外側の位置Ｐ１が、第１の凹部６６の対応する幅広部１９１に接触する。
【００５３】
そして、第１の凹部６６に対する第１の凸部６５の接触位置は、連続的に径方向Ｒ１の内側に移動し、第１の凸部６５は、径方向Ｒ１の中央の位置Ｐ２で、第１の凹部６６の幅狭部１９３と接触する（図９において、この状態の第１の凸部６５を破線で図示）。さらに、第１の凹部６６に対する第１の凸部６５の接触位置は、連続的に径方向Ｒ１の内側に移動する。これにより、第１の凸部６５のうち、径方向Ｒ１の内側の位置Ｐ３が、第１の凹部６６の対応する幅広部１９２に接触する（図９において、この状態の第１の凸部６５を２点鎖線で図示）。その後、第１の凸部６５は、第１の凹部６６から離隔する。
【００５４】
内輪の軸方向に沿って見たときの、上記の第１の凸部６５の外郭の移動の軌跡を簡略化して示すと、図９の鼓形形状Ｕをなす。この鼓形形状Ｕは、内輪の軸方向に沿って見たときの第１の凹部６６の形状と概ね合致する。
入力部材２０が周方向Ｃ１の他方Ｃ１ｂに回転したときも、上記と同様の動作が行われる。すなわち、径方向Ｒ１に関して第１の凸部６５の外側部分から第１の凹部６６に接触し、次第に内側部分が第１の凹部６６に接触する。
【００５５】
また、出力部材２２が周方向Ｃ１の一方Ｃ１ａおよび他方Ｃ１ｂにそれぞれ回転したとき、第２の凸部６８と第２の凹部６９とは、上記と同様に動作する。
図６を参照して、上記の構成により、第１の凸部６５と第１の凹部６６との互いの弾性的な接触が達成されている。また、第１の凸部６５と第１の凹部６６との間には、後述するように予圧が付与されている。これにより、入力部材２０が、軌道輪ユニット３９の内輪３９１に対して径方向Ｒ１に移動したときでも、第１の凸部６５と第１の凹部６６との間の係合が馴染むようにされており、両者の間で係合不良が生じないようにされている。
【００５６】
同様に、第２の凸部６８と第２の凹部６９と互いの弾性的な接触が達成されている、また、第２の凸部６８と第２の凹部６９との間には、後述するように予圧が付与されている。これにより、出力部材２２が、軌道輪ユニット３９の内輪３９１に対して径方向Ｒ１に移動したときでも、第２の凸部６８と第２の凹部６９との間の係合が馴染むようにされており、両者の間で係合不良が生じないようにされている。
【００５７】
なお、入力部材本体２０１の動力伝達面７０および内輪３９１の第１の端面７１のそれぞれに傘歯車を形成して第１の凹凸係合部を構成するとともに、内輪３９１の第２の端面７３および出力部材２２の動力伝達面７２のそれぞれに傘歯車を形成して第２の凹凸係合部を構成してもよい。この場合、第１の凸部および第２の凸部は、それぞれ、傘歯車の歯によって構成され、上記第１の凹部および第２の凹部は、それぞれ、傘歯車の歯と歯の間の溝によって構成される。
【００５８】
図３を参照して、伝達比可変機構用モータ２３のロータ２３１は、軸方向Ｓに延びる筒状のロータコア８５と、ロータコア８５の外周面に固定された永久磁石８６とを含んでいる。ロータコア８５の径方向内方には、トルクセンサ４４が収容されている。ロータコア８５によって、第１の凹凸係合部６４および第２の凹凸係合部６７の双方が全周に亘って取り囲まれているとともに、トルクセンサ４４が全周に亘って取り囲まれている。ロータコア８５内に伝達比可変機構５やトルクセンサ４４を収容することにより、軸方向Ｓに関するハウジング２４の長さを短くでき、その結果、車両の二次衝突の衝撃を吸収するための衝撃吸収ストロークを長く確保できる。また、ハウジング２４に隣接して設けられるチルト・テレスコピック機構（図示せず）の配置スペースを確保することができる。
【００５９】
本実施の形態では、軌道輪ユニット３９の外輪３９２を支持するロータコア８５が、第１の軸受３１を介して入力部材２０を回転可能に支持するとともに、第３の軸受３３を介して出力部材２２を回転可能に支持している。
また、ロータコア８５は、上記第１および第３の軸受３１，３３を軸方向Ｓに挟む第２および第４の軸受３２，３４によって、両持ち支持されている。
【００６０】
具体的には、第１の軸受３１の内輪３１１は、入力部材２０の筒状部材２０２の外周面に圧入固定されている。第１の軸受３１の外輪３１２の外周面は、ロータコア８５の中間部の内周に形成された第１の軸受保持孔２１１に圧入固定されている。
この外輪３１２は、第１の軸受保持孔２１１に隣接する環状の段部２１５と、後述する第１のリング部材２２１の鍔部２２３とによって、ロータコア８５に対する軸方向Ｓの移動が規制されている。ロータコア８５の内周部２３０は、第１の軸受３１および入力部材２０の筒状部材２０２を介して、第１のシャフト１１の他端部１１ａを支持している。
【００６１】
ロータコア８５の一端には、第２の軸受保持孔２１２が形成されている。この第２の軸受保持孔２１２の径方向内方には、環状の軸受保持部８８が設けられている。軸受保持部８８は、第１のハウジング５１の一端の内周側に形成された環状凸部８９に配置されている。第２の軸受保持孔２１２には、第１のリング部材２２１が取り付けられている。第１のリング部材２２１は、円環部２２２と、円環部２２２の一端に設けられた環状の鍔部２２３とを含んでいる。円環部２２２の外周面は、第２の軸受保持孔２１２の内周面に圧入固定されている。鍔部２２３は、円環部２２２に対して円環部２２２の径方向内方に延びている。
【００６２】
これらの第２の軸受保持孔２１２および円環部２２２と軸受保持部８８との間に第２の軸受３２が介在している。第２の軸受３２の内輪３２１の内周面は、軸受保持部８８に圧入固定されている。第２の軸受３２の外輪３２２の外周面は、円環部２２２の内周面に圧入固定されている。外輪３２２の一端面は、第１のリング部材２２１の鍔部２２３に受けられている。上記の構成により、ロータコア８５の一端が第１のハウジング５１に回転可能に支持されている。
【００６３】
第３の軸受３３の内輪３３１は、出力部材２２の外周面に圧入固定されている。第３の軸受３３の外輪３３２の外周面は、ロータコア８５の中間部の内周に形成された第３の軸受保持孔２１３に圧入固定されている。この外輪３３２は、ロータコア８５の環状の段部２１６と、後述する第２のリング部材２２４の鍔部２２６とによって、ロータコア８５に対する軸方向Ｓの移動が規制されている。ロータコア８５の内周部２３０は、第３の軸受３３および出力部材２２を介して、第２のシャフト１２の一端部１２ａを支持している。
【００６４】
ロータコア８５の他端には、第４の軸受保持孔２１４が形成されている。この第４の軸受保持孔２１４の径方向内方には、環状の軸受保持部２１７が設けられている。軸受保持部２１７は、第２のハウジング５２の環状の延伸部９２の基端外周に形成されている。環状の延伸部９２は、第２のハウジング５２の他端に設けられた隔壁部９３から、軸方向Ｓの一方Ｓ１側に延びる筒状をなしており、ロータコア８５を挿通している。
【００６５】
第４の軸受保持孔２１４には、第２のリング部材２２４が取り付けられている。第２のリング部材２２４は、円環部２２５と、円環部２２５の一端に設けられた環状の鍔部２２６とを含んでいる。円環部２２５の外周面は、第４の軸受保持孔２１４の内周面に圧入固定されている。鍔部２２６は、円環部２２５に対して円環部２２５の径方向内方に延びている。
【００６６】
これらの第４の軸受保持孔２１４および円環部２２５と軸受保持部２１７との間に第４の軸受３４が介在している。第４の軸受３４の内輪３４１の内周面は、軸受保持部２１７に圧入固定されている。この内輪３４１の一端は、環状の延伸部９２に形成された環状の段部２１８に当接しており、軸方向Ｓの他方Ｓ２側への移動が規制されている。第４の軸受３４の外輪３４２の外周面は、円環部２２５の内周面に圧入固定されている。上記の構成により、ロータコア８５の他端が第２のハウジング５２に回転可能に支持されている
上記したように、第１〜第４の軸受３１〜３４のそれぞれの内輪３１１，３２１，３３１，３４１および外輪３１２，３２２，３３２，３４２は、対応する部材に圧入固定されている。また、軌道輪ユニット３９の外輪３９２も、ロータコア８５に圧入固定されている。
【００６７】
上記第１〜第４の軸受３１〜３４および軌道輪ユニット３９は、何れも、内部隙間が実質的にゼロとされた無隙間構造とされている。その結果、第１〜第４の軸受３１〜３４および軌道輪ユニット３９のがたつきに起因する、軌道輪ユニット３９の倒れが防止されている。
また、ロータコア８５と、第１〜第４の軸受３１〜３４と、軌道輪ユニット３９と、入力部材２０と、出力部材２２は、何れも、鋼材等の同一種類の材料を用いて形成されている。その結果、第１〜第４の軸受３１〜３４および軌道輪ユニット３９のそれぞれを無隙間構造とすることに起因する、熱膨張量の不均一等の不具合の発生が抑制されている。
【００６８】
第１の凹凸係合部６４および第２の凹凸係合部６７には、それぞれ、予圧が付与されている。具体的には、第２の軸受３２の内輪３２１は、軸受保持部８８に対して、軸方向Ｓに関して所定の位置に圧入固定されている。第２の軸受３２と、第２のハウジング５２の環状の段部２１８との軸方向Ｓの間隔は、所定の値に設定されている。
これにより、第２の軸受３２と環状の段部２１８とは、第１のリング部材２２１、第１の軸受３１、入力部材２０、第１の凹凸係合部６４、内輪３９１、第２の凹凸係合部６７、出力部材２２、第３の軸受３３、第２のリング部材２２４、および第４の軸受３４を、軸方向Ｓに挟持している。
【００６９】
このような構成により、第２の軸受３２の内輪３２１は、転動体および外輪３２２を介して、第１のリング部材２２１を軸方向Ｓの他方Ｓ２に付勢している。この付勢力は、第１のリング部材２２１の環状の鍔部２２３を介して、第１の軸受３１の外輪３１２に伝わり、第１の軸受３１の転動体を介して内輪３１１を軸方向Ｓの他方Ｓ２に付勢する。
これにより、入力部材２０が軸方向Ｓの他方Ｓ２に付勢され、第１の凹凸係合部６４にこの付勢力が伝わる。さらに、この付勢力は、第２の凹凸係合部６７に伝わる。第２の凹凸係合部６７に伝わった付勢力は、出力部材２２、第３の軸受３３、第２のリング部材２２４、第４の軸受３４の外輪３４２、転動体および内輪３４１に伝わり、環状の段部２１８に受けられる。
【００７０】
これにより、第１の凸部６５と第１の凹部６６との滑らかな係合、および第２の凸部６８と第２の凹部６９との滑らかな係合が可能となっている。
ロータ２３１の永久磁石８６は、ステアリングシャフト３の周方向Ｃ１に交互に異なる磁極を有しており、周方向Ｃ１に関して、Ｎ極とＳ極とが交互に等間隔に配置されている。永久磁石８６は、ロータコア８５の中間部の外周面に固定されている。永久磁石８６と伝達比可変機構５の一部とは、軸方向Ｓに関する位置が互いに重ね合わされている。
【００７１】
伝達比可変機構用モータ２３のステータ２３２は、第１のハウジング５１に収容されている。
ステータ２３２は、電磁鋼板を複数積層してなるステータコア９５と、電磁コイル９６とを含んでいる。
ステータコア２３２は、円環状のヨーク９７と、ヨーク９７の周方向に等間隔に配置され且つヨーク９７の径方向内方に突出する複数のティース９８と、を含んでいる。ヨーク９７の外周面は、第１のハウジング５１の内周面に焼きばめ等によって固定されている。各ティース９８のそれぞれに電磁コイル９６が巻回されている。
【００７２】
ステータ２３２に対して軸方向Ｓの他方Ｓ２側にバスバー９９が配置されている。バスバー９９は全体として環状をなした状態で第２のハウジング５２に収容されており、伝達比可変機構用モータ２３の各電磁コイル９６に接続されている。このバスバー９９は、駆動回路からの電力を各電磁コイル９６に供給する。
バスバー９９に対して軸方向Ｓの他方Ｓ２側にロック機構５８が配置されている。ロック機構５８は、伝達比可変機構用モータ２３のロータ２３１の回転を規制するためのものであり、第２のハウジング５２に収容されている。
【００７３】
ロック機構５８は、ロータコア８５とは同行回転可能な被規制部１００と、被規制部１００に係合することにより被規制部１００の回転を規制する規制部１０１とを含んでいる。被規制部１００は環状の部材であり、外周面に凹部１０２が形成されている。凹部１０２は、被規制部１００の周方向に関して１箇所または複数箇所に形成されている。なお、ロータコア８５に直接凹部１０２を設けてもよい。この場合、ロータコア８５が上記の被規制部を構成する。被規制部１００の一部は、トルクセンサ４４の一部とは軸方向Ｓの位置が重ね合わされている。
【００７４】
規制部１０１は、被規制部１００の径方向外方に配置されている。この規制部１０１は、第２のハウジング５２に保持されており、被規制部１００側に移動可能となっている。規制部１０１が被規制部１００側に移動して凹部１０２に係合することにより、ロータコア８５の回転が規制される。
ロック機構５８に対して軸方向Ｓの他方Ｓ２側にモータレゾルバ４３が配置されている。モータレゾルバ４３は、第２のハウジング５２に収容されており、ロータコア８５の径方向外方に位置している。
【００７５】
モータレゾルバ４３の一部とトルクセンサ４４の一部とは、軸方向Ｓに関する位置が重ね合わされている。モータレゾルバ４３は、レゾルバロータ１０５とレゾルバステータ１０６とを含んでいる。レゾルバロータ１０５は、ロータコア８５の他端の外周面に同行回転可能に固定されている。レゾルバステータ１０６は、第２のハウジング５２に固定されている。
【００７６】
トルクセンサ４４は、伝達比可変機構用モータ２３のロータコア８５の径方向内方に配置されており、第２のシャフト１２の中間部に固定された多極磁石１１５と、第３のシャフト１３の一端に支持され、多極磁石１１５が発生する磁界内に配置されて磁気回路を形成する一対の軟磁性体としての磁気ヨーク１１６，１１７と、を含んでいる。
多極磁石１１５は、円筒形状の永久磁石であり、複数の極（Ｎ，Ｓそれぞれ同じ極数）が周方向に等間隔で着磁されている。
【００７７】
磁気ヨーク１１６，１１７は、多極磁石１１５を取り囲んでいる。各磁気ヨーク１１６，１１７は、合成樹脂部材１１８にモールドされている。合成樹脂部材１１８は、第３のシャフト１３の一端に同行回転可能に連結されている。
トルクセンサ４４は、磁気ヨーク１１６，１１７からの磁束を誘導する一対の集磁リング１１９，１２０をさらに含んでいる。これら一対の集磁リング１１９，１２０は、軟磁性体を用いて形成された環状の部材であり、磁気ヨーク１１６，１１７を取り囲んでこれらの磁気ヨーク１１６，１１７にそれぞれ磁気的に結合されている。
【００７８】
一対の集磁リング１１９，１２０は、軸方向Ｓに離隔して相対向している。集磁リング１１９，１２０は、合成樹脂部材１２１によりモールドされている。合成樹脂部材１２１は、第２のハウジング５２の環状の延伸部９２に保持されている。
第２および第３のシャフト１２，１３の相対回転量に応じて磁気ヨーク１１６，１１７に磁束が生じるようになっており、この磁束は、集磁リング１１９，１２０により誘導され、合成樹脂部材１２１に埋設されたホールＩＣ（図示せず）により検出される。これにより、第２のシャフト１２（操舵部材）に加えられたトルクに応じた磁束密度を検出することが出来る。
【００７９】
図２を参照して、トルクセンサ４４に対して軸方向Ｓの他方Ｓ２側に第５の軸受３５が配置されている。第５の軸受３５は、第３のシャフト１３の一端の外周に形成された軸受保持部１２２と、第２のハウジング５２の隔壁部９３に形成された軸受保持孔１２３との間に介在している。軸受保持孔１２３は、第５の軸受３５を介して第３のシャフト１３の一端を回転可能に支持している。
【００８０】
第３のシャフト１３は、第２のシャフト１２およびトーションバー１４を取り囲んでいる。具体的には、第３のシャフト１３に、この第３のシャフト１３の一端に開放された挿通孔１２４が形成されている。挿通孔１２４には、第２のシャフト１２の他端部が挿通されている。第２のシャフト１２には軸方向Ｓに延びる挿通孔１２５が形成されており、この挿通孔１２５にトーションバー１４が挿通されている。
【００８１】
トーションバー１４の一端は、第２のシャフト１２の挿通孔１２５の一端にセレーション嵌合等により同行回転可能に連結されている。トーションバー１４の他端は、第３のシャフト１３の挿通孔１２４にセレーション嵌合等により同行回転可能に連結されている。
第２のハウジング５２の環状の延伸部９２の径方向内方の空間が、トルクセンサ収容室１２６とされている。
【００８２】
第２のシャフト１２と第３のシャフト１３とは、第６の軸受３６を介して相対回転可能に互いに支持されている。第６の軸受３６は、減速機構２６のウォームホイール２８に取り囲まれている。減速機構２６は、収容室１２８に収容されている。収容室１２８は、第３のハウジング５３の外周部１２７と、端壁部６１と、第２のハウジング５２の隔壁部９３とによって区画されている。ウォームホイール２８の一部と第６の軸受３６とは、軸方向Ｓに関する位置が重なり合っている。
【００８３】
第３のシャフト１３の中間部と第３のハウジング５３の端壁部６１との間に第７の軸受３７が介在している。端壁部６１は、第７の軸受３７を介して第３のシャフト１３を回転可能に支持している。
第７の軸受３７の内輪３７１は、第３のシャフト１３の外周部に形成された環状の段部１２９と、第３のシャフト１３の外周部に螺合されたナット部材１３０とによって挟持されている。第７の軸受３７の外輪３７２は、第３のハウジング５３に形成された環状の段部１３１と第３のハウジング５３に保持された止め輪１３２とによって挟持されている。
【００８４】
以上の次第で、本実施の形態によれば、入力部材２０および出力部材２２の双方を同じロータコア８５の内周部２３０で支持している。これにより、入力部材２０および出力部材２２の互いの同軸度を極めて高くでき、両者の芯ずれを生じ難くできる。
その結果、第１の凹凸係合部６４における第１の凸部６５と第１の凹部６６との係合、および第２の凹凸係合部６７における第２の凸部６８と第２の凹部６９との係合のそれぞれを、設計上の理想状態と同じにでき、係合不良を防止して伝達比可変機構５の駆動音を極めて小さくできる。しかも、入力部材２０および出力部材２２に加え、軌道輪ユニット３９をロータコア８５の内周部２３０で支持していることにより、軌道輪ユニット３９を、入力部材２０および出力部材２２に対して精度よく位置決めできる。その結果、伝達比可変機構５の駆動音をさらに小さくできる。
【００８５】
また、伝達比可変機構５として、ニューテーションギヤ機構、すなわち、軌道輪ユニット３９の内輪３９１および外輪３９２の中心軸線としての第２の軸線Ｂが、第１の軸線Ａに対して傾斜している機構を用いている。
これにより、入力部材２０に対してとり得る出力部材２２の速度比の範囲を極めて大きくできる。また、各凸部６５，６８と対応する凹部６６，６９とのそれぞれの係合により、軌道輪ユニット３９の内輪３９１と対応する入力部材２０および出力部材２２との間で動力伝達を行う。これにより、軌道輪ユニット３９の内輪３９１と対応する入力部材２０および出力部材２２との間で滑りが生じることを防止でき、確実な動力伝達を達成できる。
【００８６】
また、第１の継手１８１によって、入力部材２０と第１のシャフト１１との間の偏心および傾斜を許容しており、また、第２の継手１８５によって、出力部材２２と第２のシャフト１２との間の偏心および傾斜を許容している。伝達比可変機構５の組付時の精度等に起因して、入力部材２０および出力部材２２と、対応する第１および第２のシャフト１１，１２とが、偏心配置されたり傾斜配置された場合でも、入力部材２０および出力部材２２と、対応する第１および第２のシャフト１１，１２との間に無理な力が作用しないようにされている。
【００８７】
その結果、入力部材２０や出力部材２２に、両者２０，２２間の同軸度を低下させるような力が作用することを抑制できる。これにより、軌道輪ユニット３９の内輪３９１と入力部材２０との係合不良が生じたり、軌道輪ユニット３９の内輪３９１と出力部材２２との係合不良が生じたりすることを防止でき、伝達比可変機構５の駆動音が大きくなってしまうことを確実に抑制できる。
【００８８】
以上の次第で、静粛性に優れた車両用操舵装置１を実現できる。
本発明は、以上の実施の形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。
例えば、第１の継手１８１は、スプライン嵌合構造に限定されず、他の構造であってもよい。例えば、図１０（Ａ）および図１０（Ｂ）に示す第１の継手１８１Ｂを用いてもよい。第１の継手１８１Ｂは、第１のシャフト１１Ｂの他端に形成された係合凸部２３３と、入力部材２０Ｂの筒状部材２０２Ｂに形成された係合孔２３４と、弾性体２３５とを含んでいる。
【００８９】
係合凸部２３３の断面形状は、矩形形状等の多角形形状をなしており、係合孔２３４に挿通されている。係合孔２３４の断面形状は、係合凸部２３３の断面形状と相似している。係合凸部２３３と係合孔２３４との間に、環状をなす弾性体２３５が介装されている。なお、第２の継手１８５に代えて、第１の継手１８１Ｂと同様の第２の継手を設けてもよい。
【００９０】
また、第１の継手１８１に代えて、図１１に示す第１の継手１８１Ｃを設けてもよい。第１の継手１８１Ｃでは、第１のシャフト１１Ｃの雄スプライン１８２Ｃと雌スプライン１８３Ｃとを直接嵌合させるとともに、雄スプライン１８２Ｃの中間部に形成した環状溝２３７に、断面鞍形形状をなす環状の弾性体２３８を介装している。弾性体２３８は、径方向Ｒ１に関して、第１のシャフト１１Ｃと入力部材２０の筒状部材２０２との間に介在している。
【００９１】
この場合、雄スプライン１８２Ｃと雌スプライン１８３Ｃの大きさを相異ならせることや、転位係数を相異ならせることや、少なくとも一方の歯部にクラウニングを施すことにより、雄スプライン１８２Ｃと雌スプライン１８３Ｃとの間の偏心および傾斜が許容されている。
なお、第２の継手１８５に代えて、第１の継手１８１Ｃと同様の第２の継手を設けてもよい。
【００９２】
さらに、第１の継手として、第１のシャフト１１と入力部材２０との偏心および傾斜の何れか一方のみを許容する継手を用いてもよいし、偏心および傾斜の何れも許容しない継手を用いてもよい。同様に、第２の継手として、第２のシャフト１２と出力部材２２との偏心および傾斜の何れか一方のみを許容する継手を用いてもよいし、偏心および傾斜の何れも許容しない継手を用いてもよい。
【００９３】
上記の偏心を許容する継手として、オルダム継手を例示することができる。上記の傾斜を許容する継手として、自在継手を例示することができる。上記の偏心および傾斜の何れも許容しない継手として、キー継手を例示することができる。
また、軌道輪ユニットの内輪を伝達比可変機構用モータで回転駆動するとともに、外輪と入力部材とを第１の凹凸係合部で連結し、さらには外輪と出力部材とを第２の凹凸係合部で連結してもよい。
【００９４】
さらに、各上記実施の形態では、操舵補助用モータ２５をステアリングコラムに配置するコラム式電動パワーステアリング装置に適用した例を説明したが、これに限定されない。例えば、操舵補助用モータ２５をステアリングラックハウジングに設けるラックアシスト式電動パワーステアリング装置に本発明を適用してもよい。
また、本発明の伝達比可変機構を、車両用操舵装置以外の他の装置に適用することができる。例えば、車両の車輪のトー角を可変可能なトー角可変機構や、車両の車輪のキャンバー角を可変可能なキャンバー角可変機構や、車両のショックアブソーバの減衰力を可変可能な減衰力可変機構等に、本発明の伝達比可変機構を用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】本発明の一実施の形態にかかる伝達比可変機構を備える車両用操舵装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】図１の要部のより具体的な構成を示す断面図である。
【図３】図２の伝達比可変機構およびその周辺の拡大図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。
【図５】図３のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。
【図６】伝達比可変機構の要部を断面で表した側面図である。
【図７】（Ａ）は、第１の凹凸係合部の要部の斜視図であって、第１の凸部と、第１の凹部とを離隔して示したものであり、（Ｂ）は、図７（Ａ）の一部の断面図である。
【図８】第１の凹凸係合部における第１の凸部と第１の凹部との係合、および第２の凹凸係合部における第２の凸部と第２の凹部との係合のそれぞれについて説明するための要部の模式的な側面図である。
【図９】第１の凹凸係合部における第１の凸部と第１の凹部の係合動作の一例について説明するための要部の模式図である。
【図１０】（Ａ）は、本発明のさらに別の実施の形態の要部の断面図であり、（Ｂ）は、図１０（Ａ）のＸＢ−ＸＢ線に沿う断面図である。
【図１１】本発明のさらに別の実施の形態の要部の断面図である。
【符号の説明】
【００９６】
１…車両用操舵装置、２…操舵部材、４Ｌ，４Ｒ…転舵輪、５…伝達比可変機構、１０…転舵機構（操舵機構）、１１，１１Ｂ，１１Ｃ…第１のシャフト（入力軸）、１２…第２のシャフト（出力軸）、２０，２０Ｂ…入力部材、２２…出力部材、２３…伝達比可変機構用モータ、３１…第１の軸受、３３…第３の軸受、３９…軌道輪ユニット（中間部材）、６４…第１の凹凸係合部、６５…第１の凸部、６６…第１の凹部、６７…第２の凹凸係合部、６８…第２の凸部、６９…第２の凹部、７０…動力伝達面、７１…第１の端面、７２…動力伝達面、７３…第２の端面、１８１，１８１Ｂ，１８１Ｃ…第１の継手、１８５…第２の継手、２３０…（ロータの）内周部、２３１…ロータ、３９１…内輪、３９２…外輪、３９３…転動体、Ａ…第１の軸線、Ｂ…第２の軸線、θ１…操舵角、θ２…転舵角、θ２／θ１…伝達比。
【図１】
2010013078.tif 000003
【図２】
2010013078.tif 000004
【図３】
2010013078.tif 000005
【図４】
2010013078.tif 000006
【図５】
2010013078.tif 000007
【図６】
2010013078.tif 000008
【図７】
2010013078.tif 000009
【図８】
2010013078.tif 000010
【図９】
2010013078.tif 000011
【図１０】
2010013078.tif 000012
【図１１】
2010013078.tif 000013