(57)【要約】      （修正有）【課題】実用性の高い車両用操舵力伝達装置を提供する。【解決手段】操作部材側シャフト５４と、そのシャフトの回転軸線と自身の回転軸線とが平行でありかつそれら回転軸線が所定距離ズレた状態で配設された転舵装置側シャフト１８と、操作部材側シャフト５４の回転を、それら２本のシャフトの回転位相の差を変化させつつ、転舵装置側シャフト１８に伝達する回転伝達機構１１６，１１８とを備えた車両用操舵力伝達装置において、転舵装置側シャフトの本体部１２０の操作部材側シャフト側の端が、回転軸線の延びる方向において、操作部材側シャフトの転舵装置側シャフト側の端よりも操作部材側シャフトのもう一方の端寄りに位置するように構成する。このような構成によれば、操舵力伝達装置の軸線方向の長さを短縮することが可能となり、車両への搭載性を向上させることが可能となる。【選択図】図２
2010083327.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転者によって操作されるステアリング操作部材に一端部が連結され、回転可能に配設された操作部材側シャフトと、
車輪を転舵する転舵装置に一端部が連結され、前記操作部材側シャフトの回転軸線と自身の回転軸線とが平行でありかつそれら回転軸線が所定距離ズレた状態で回転可能に配設された転舵装置側シャフトと、
(A)前記操作部材側シャフトと前記転舵装置側シャフトとの一方である第１シャフトの本体部である第１シャフト本体部に、その第１シャフトの回転軸線からその第１シャフトの径方向に前記所定距離より離れた位置において、その第１シャフト本体部と一体的に回転可能に設けられ、前記操作部材側シャフトと前記転舵装置側シャフトとの他方である第２シャフトの他端部と係合する前記第１シャフトの係合部と、(B)その第２シャフトの他端部においてその第２シャフトの径方向に延びるようにして設けられ、前記第１シャフトの係合部を係合させるとともに、その係合部の前記第２シャフトの径方向における移動を許容する案内通路とを含んで構成され、前記第１シャフトと前記第２シャフトとの一方の回転によって、その第１シャフトの回転位相とその第２シャフトの回転位相との差である回転位相差を変化させつつ、他方が回転するように構成された回転伝達機構と
を備えた車両用操舵力伝達装置であって、
当該車両用操舵力伝達装置が、前記第１シャフト本体部の前記第２シャフト側の端が、前記第１シャフトの回転軸線および前記第２シャフトの回転軸線の延びる方向である回転軸線方向において、前記第２シャフトの前記第１シャフト側の端よりも前記第２シャフトの一端部寄りに位置する構造とされた車両用操舵力伝達装置。
【請求項２】
前記第２シャフトが、
その第２シャフトの本体部である第２シャフト本体部と、
その第２シャフト本体部の前記第１シャフト側の端においてその第２シャフト本体部と一体的に設けられ、その第２シャフト本体部よりも第２シャフトの径方向に突出するとともに自身の一端面がその第２シャフトの前記第１シャフト側の端面を構成する鍔部と、
その鍔部の前記一端面に開口する凹所と
を有し、
前記鍔部に、前記案内通路が形成されるとともに、
前記凹所内に、前記第１シャフト本体部の前記第２シャフト側の端部が収容されていることで、前記第１シャフト本体部の前記第２シャフト側の端が、前記回転軸線方向において、前記第２シャフトの前記第１シャフト側の端よりも前記第２シャフトの一端部寄りに位置する構造とされた請求項１に記載の車両用操舵力伝達装置。
【請求項３】
前記案内通路が、前記第２シャフトの回転軸線に近い一端である基端において、前記凹所に開口しており、
前記第１シャフトが、
前記第１シャフト本体部の前記第２シャフト側の端部から、その第１シャフトの径方向に延びて突出し、前記案内通路の基端を越えてその案内通路に延び入る突出部を有しており、
その突出部の先端部が前記係合部として機能する請求項２に記載の車両用操舵力伝達装置。
【請求項４】
前記案内通路が、
それぞれが前記係合部の移動が許容される方向に平行に延びかつ互いに向かい合うように配置されてその案内通路を区画し、その係合部を挟むことによってその係合部の前記第２シャフトの周方向の変位を規制する１対の案内面を有し、
前記突出部が、
その突出部の基端と前記先端部との間に、前記回転位相差の変化に伴う前記案内通路の延びる方向と前記突出部の延びる方向とのズレによって生じるところの前記１対の案内面の前記案内通路の基端に位置する部分の前記突出部への干渉を避けるために設けられ、前記先端部よりも前記第１シャフトの周方向において幅の小さい小幅部を有する請求項３に記載の車両用操舵力伝達装置。
【請求項５】
前記回転伝達機構が、
前記第１シャフトの回転位相において、その回転位相と前記第２シャフトの回転位相とが一致する２つの特定回転位相が存在するように構成されており、かつ、前記鍔部において前記案内通路の基端に位置して前記１対の案内面を画定する部分である通路基端部が、前記第１シャフトが前記２つの特定回転位相のうちの一方となる場合において、前記第１シャフト本体部の外周より前記第１シャフトの回転軸線に近い位置に位置する構造とされており、
前記第１シャフト本体部が、前記突出部の基端に連続する部分に、前記通路基端部との干渉を避けるために設けられた欠成部を有する請求項４に記載の車両用操舵力伝達装置。
【請求項６】
前記案内通路が、
それぞれが前記係合部の移動が許容される方向に平行に延びかつ互いに向かい合うように配置されてその案内通路を区画し、その係合部を挟むことによってその係合部の前記第２シャフトの周方向の変位を規制する１対の案内面を有し、
前記突出部の先端部が、
前記１対の案内面によって挟まれることで前記１対の案内面の各々に接する構造とされ、その接する部分に、前記回転位相差の変化に伴う前記案内通路の延びる方向と前記突出部の延びる方向とのズレによっても当該先端部が前記１対の案内面のいずれからも離れないようにするための円筒面を有する請求項３ないし請求項５のいずれか１つに記載の車両用操舵力伝達装置。
【請求項７】
前記第１シャフトが、前記転舵装置側シャフトであり、
前記第２シャフトが、前記操作部材側シャフトであり、
前記突出部が、前記第１シャフト本体部の前記第２シャフト側の端から前記回転軸線方向において前記第２シャフトから離れる方向にシフトした位置において、前記第１シャフト本体部から突出している請求項３ないし請求項６のいずれか１つに記載の車両用操舵力伝達装置。
【請求項８】
前記第１シャフト本体部が、前記第１シャフトの回転軸線に沿って延びる空間を有する中空状に形成されるとともに、
前記第１シャフトが、
前記空間に配設され、一端部が前記第１シャフト本体部の前記第２シャフト側の端部によって回転不能に保持され、前記第１シャフトに加わる回転力によって捩られるトーションバーを有し、
当該車両用操舵力伝達装置が、前記トーションバーの捩れ量に応じた大きさの転舵助勢力を発生させる助勢装置を備えた請求項１ないし請求項７のいずれか１つに記載の車両用操舵力伝達装置。
【請求項９】
前記第２シャフトが、
その第２シャフトの本体部である第２シャフト本体部と、
その第２シャフト本体部の前記第１シャフト側の端においてその第２シャフト本体部と一体的に設けられ、その第２シャフト本体部よりも第２シャフトの径方向に突出するとともに自身の一端面がその第２シャフトの前記第１シャフト側の端面を構成する鍔部と
を有し、
その鍔部に、前記案内通路が形成されており、
当該車両用操舵力伝達装置が、
車体の一部に取り付けられ、前記第２シャフトを、前記第２シャフト本体部において自身の内部に回転可能に保持する筒状のハウジングを備えた請求項１ないし請求項８のいずれか１つに記載の車両用操舵力伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステアリング操作部材に入力された操舵力を転舵装置に伝達する車両用操舵力伝達装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年では、運転者によって操作されるステアリング操作部材に一端部が連結される操作部材側シャフトの回転位相と、車輪を転舵する転舵装置に一端部が連結される転舵装置側シャフトの回転位相との差である回転位相差を変化させつつ、操作部材側シャフトの回転を転舵装置側シャフトに伝達する回転伝達機構を備えた車両用操舵力伝達装置の開発が進められている。下記特許文献には、その回転伝達機構を備えた操舵力伝達装置の一例が記載されている。
【特許文献１】特開平３−２２７７７２号公報
【特許文献２】特開平５−１７８２２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記回転伝達機構を備えた操舵力伝達装置は、その機構を備えない操舵力伝達装置と比較して、操舵力伝達装置の軸線方向に長くなる虞がある。このため、回転伝達機構を備えた操舵力伝達装置においては、回転伝達機構を備えない操舵力伝達装置と比較して、車両への搭載スペースが車両の前後方向に長くなり、車両へ搭載し難くなる。上記回転伝達機構を備えた車両用操舵力伝達装置は、未だ開発途上であり、そのような問題を始めとする種々の問題を抱え、改良の余地を多分に残すものとなっている。そのため、種々の改良を施すことによって、その操舵力伝達装置の実用性が向上すると考えられる。本発明は、そのような実情に鑑みてなされたものであり、実用性の高い車両用操舵力伝達装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するために、本発明の車両用操舵力伝達装置は、操作部材側シャフトと、その操作部材側シャフトの回転軸線と自身の回転軸線とが平行でありかつそれら回転軸線が所定距離ズレた状態で配設された転舵装置側シャフトと、(A)操作部材側シャフトと転舵装置側シャフトとの一方である第１シャフトの本体部である第１シャフト本体部に、その第１シャフトの回転軸線からその第１シャフトの径方向に上記所定距離より離れた位置において、その第１シャフト本体部と一体的に回転可能に設けられ、操作部材側シャフトと転舵装置側シャフトとの他方である第２シャフトの他端部と係合する第１シャフトの係合部と、(B)その第２シャフトの他端部においてその第２シャフトの径方向に延びるようにして設けられ、第１シャフトの係合部を係合させるとともに、その係合部の第２シャフトの径方向における移動を許容する案内通路とを含んで構成され、操作部材側シャフトの回転を、回転位相差を変化させつつ、転舵装置側シャフトに伝達する回転伝達機構とを備えた操舵力伝達装置であって、第１シャフト本体部の第２シャフト側の端が、第１シャフトの回転軸線および第２シャフトの回転軸線の延びる方向である回転軸線方向において、第２シャフトの第１シャフト側の端よりも第２シャフトの一端部寄りに位置するように構成される。
【発明の効果】
【０００５】
本発明の車両用操舵力伝達装置は、操作部材側シャフトと転舵装置側シャフトとの一方の本体部の端部と、操作部材側シャフトと転舵装置側シャフトとの他方の端部とが、上記回転軸線方向において重なり合う構造とされている。したがって、本発明の車両用操舵力伝達装置によれば、装置の軸線方向の長さを短縮することが可能となり、車両への搭載のし易さ、つまり、車両への搭載性を向上させることが可能となる。このような利点から、本発明の装置によれば、回転伝達機構を備えた操舵力伝達装置の実用性を高くすることが可能となる。
【発明の態様】
【０００６】
以下に、本願において特許請求が可能と認識されている発明（以下、「請求可能発明」という場合がある）の態様をいくつか例示し、それらについて説明する。各態様は請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも請求可能発明の理解を容易にするためであり、それらの発明を構成する構成要素の組み合わせを、以下の各項に記載されたものに限定する趣旨ではない。つまり、請求可能発明は、各項に付随する記載，実施例の記載等を参酌して解釈されるべきであり、その解釈に従う限りにおいて、各項の態様にさらに他の構成要素を付加した態様も、また、各項の態様から構成要素を削除した態様も、請求可能発明の一態様となり得るのである。
【０００７】
なお、下記（１）項は、請求可能発明の前提となる構成を示した態様に関する項であり、その項の態様に、その項以降に掲げる項のいずれかに記載の技術的特徴を付加した態様が、請求可能発明の態様となる。ちなみに、（１）項を引用する（２）項が請求項１に相当し、請求項１に（６）項および（８）に記載の技術的特徴を付加したものが請求項２に、請求項２に（９）項に記載の技術的特徴を付加したものが請求項３に、請求項３に（１０）項に記載の技術的特徴を付加したものが請求項４に、請求項４に（１１）項に記載の技術的特徴を付加したものが請求項５に、請求項３ないし請求項５のいずれか１つに（１２）項に記載の技術的特徴を付加したものが請求項６に、請求項３ないし請求項６のいずれか１つに（１３）項に記載の技術的特徴を付加したものが請求項７に、請求項１ないし請求項７のいずれか１つに（４）項に記載の技術的特徴を付加したものが請求項８に、請求項１ないし請求項８のいずれか１つに（６）項および（７）項に記載の技術的特徴を付加したものが請求項９に、それぞれ相当する。
【０００８】
（１）運転者によって操作されるステアリング操作部材に一端部が連結され、回転可能に配設された操作部材側シャフトと、
車輪を転舵する転舵装置に一端部が連結され、前記操作部材側シャフトの回転軸線と自身の回転軸線とが平行でありかつそれら回転軸線が所定距離ズレた状態で回転可能に配設された転舵装置側シャフトと、
(A)前記操作部材側シャフトと前記転舵装置側シャフトとの一方である第１シャフトの本体部である第１シャフト本体部に、その第１シャフトの回転軸線からその第１シャフトの径方向に前記所定距離より離れた位置において、その第１シャフト本体部と一体的に回転可能に設けられ、前記操作部材側シャフトと前記転舵装置側シャフトとの他方である第２シャフトの他端部と係合する前記第１シャフトの係合部と、(B)その第２シャフトの他端部においてその第２シャフトの径方向に延びるようにして設けられ、前記第１シャフトの係合部を係合させるとともに、その係合部の前記第２シャフトの径方向における移動を許容する案内通路とを含んで構成され、前記第１シャフトと前記第２シャフトとの一方の回転によって、その第１シャフトの回転位相とその第２シャフトの回転位相との差である回転位相差を変化させつつ、他方が回転するように構成された回転伝達機構と
を備えた車両用操舵力伝達装置。
【０００９】
本項に記載の態様は、請求可能発明の前提をなす態様であり、請求可能発明の車両用操舵力伝達装置の基本的構成要素を列挙した態様である。本項に記載された「回転伝達機構」は、２本のシャフトの回転位相差を変化させるものであることから、操作部材側シャフトの回転角と転舵装置側シャフトの回転角との差が変化する。具体的に言えば、後に詳しく説明するが、例えば、２本のシャフトの回転角差（回転位相差）の無い状態の操作部材側シャフトの回転角である特定回転角から操作部材側シャフトが回転すると、操作部材側シャフトが１８０°回転するまでは、転舵装置側シャフトは、操作部材側シャフトの回転角より小さい回転角しか回転しない。そして、操作部材側シャフトが１８０°回転すると、転舵装置側シャフトも１８０°回転し、２本のシャフトの回転角の差がなくなる。つまり、操作部材側シャフトが特定回転角からもう１つの特定回転角である１８０°まで回転する際に、回転角差が０から増加し、途中から減少して０に到るのである。このように、２本のシャフトが回転する場合のギヤ比、つまり、操作部材側シャフトの回転速度に対する転舵装置側シャフトの回転速度の比は、操作部材側シャフトが特定回転角から１８０°まで回転するにつれて大きくなる。このため、前者の特定の回転角が、ステアリング操作部材が車輪の転舵中立位置に対応する位置、つまり、中立操作位置にあるときの状態での操作部材側シャフトの回転角である場合には、ステアリング操作部材の操作角が小さい場合においては、穏やかで安定感のあるハンドリングが実現され、ステアリング操作部材の操作角が大きくなるにつれて、レスポンスの良いハンドリングが実現されるのである。つまり、本項に記載された「操舵力伝達装置」を搭載した車両においては、電磁モータ等のアクチュエータに依拠してステアリング操作部材の操作量に対する車輪の転舵量を変更するステアリングシステム、いわゆる操舵転舵比可変ステアリングシステム（ＶＧＲＳ（Variable Gear Ratio Steering））等を搭載することなく、ステアリング操作部材の操作フィーリングを上述したように変化させることができるのである。
【００１０】
本項に記載された「案内通路」は、係合部を第２シャフトの回転に伴ってそのシャフトの径方向へ案内する構造であればよく、例えば、第２シャフトの径方向に延びるようにそのシャフトの端面に形成された溝であってもよく、第２シャフトの径方向に延びるようにそのシャフトの端部に形成される穴であってもよい。また、転舵装置側シャフトの一端部と転舵装置との連結、若しくは、操作部材側シャフトの一端部と操作部材との連結は、それらが直接的に連結されるものであってもよく、それらの間にイタミディエイトシャフト，ユニバーサルジョイント等を介して連結されるものであってもよい。
【００１１】
（２）当該車両用操舵力伝達装置が、前記第１シャフト本体部の前記第２シャフト側の端が、前記第１シャフトの回転軸線および前記第２シャフトの回転軸線の延びる方向である回転軸線方向において、前記第２シャフトの前記第１シャフト側の端よりも前記第２シャフトの一端部寄りに位置する構造とされた(1)項に記載の車両用操舵力伝達装置。
【００１２】
上記回転伝達機構は、上記２本のシャフトの一方に設けられた係合部が他方の端部に形成された案内通路に係合する構造とされている。このため、回転伝達機構を備えた操舵力伝達装置においては、その機構を備えない操舵力伝達装置と比較して、操舵力伝達装置の軸線方向に長さ、つまり全長が長くなる虞がある。操舵力伝達装置の車両への搭載スペースは限られており、装置の全長が長くなれば、車両へ搭載し難くなる。
【００１３】
また、操舵力伝達装置が、転舵力を助勢するための転舵助勢装置、いわゆるパワーステアリング装置を備えている場合があり、パワーステアリング装置の多くは、上記２本のシャフトのいずれかがトーションバーを含む２つ以上のパーツに分けられ、そのトーションバーの捩れ量に応じた大きさの転舵助勢力を発生させる構造とされている。トーションバーの強度に配慮すると、トーションバーはある程度の長さが必要であるため、そのトーションバーを備えたシャフトを回転軸線方向に短くすることは望ましくない。このため、回転伝達機構を備えた操舵力伝達装置においては、各シャフトの長さを短くすることなく、操舵力伝達装置の全長を短くすることが望ましい。
【００１４】
以上のことに鑑み、本項に記載の態様の操舵力伝達装置においては、それら２本のシャフトの一方の本体部の端部と他方の端部とが上記回転軸線方向において重なり合うように、それら２本のシャフトを配設している。したがって、本項に記載の態様の操舵力伝達装置によれば、各シャフトの長さを短くすることなく、操舵力伝達装置の全長を短くすることが可能となり、車両への搭載性を向上させることが可能となる。
【００１５】
（３）前記案内通路が、
それぞれが前記係合部の移動が許容される方向に平行に延びかつ互いに向かい合うように配置されてその案内通路を区画し、その係合部を挟むことによってその係合部の前記第２シャフトの周方向の変位を規制する１対の案内面を有する(1)項または(2)項に記載の車両用操舵力伝達装置。
【００１６】
本項に記載の態様の操舵力伝達装置においては、案内通路の構造が具体的に限定されている。本項に記載の装置によれば、係合部を第２シャフトの回転に伴ってそのシャフトの径方向へ案内することが可能となる。
【００１７】
（４）前記第１シャフト本体部が、前記第１シャフトの回転軸線に沿って延びる空間を有する中空状に形成されるとともに、
前記第１シャフトが、
前記空間に配設され、一端部が前記第１シャフト本体部の前記第２シャフト側の端部によって回転不能に保持され、前記第１シャフトに加わる回転力によって捩られるトーションバーを有し、
当該車両用操舵力伝達装置が、前記トーションバーの捩れ量に応じた大きさの転舵助勢力を発生させる助勢装置を備えた(1)項ないし(3)項のいずれか１つに記載の車両用操舵力伝達装置。
【００１８】
本項に記載の装置においては、いわゆるパワーステアリング装置が備えられている。パワーステアリング装置を備えた操舵力伝達装置においては、操作部材側シャフトと転舵装置側シャフトとのいずれかにトーションバーが同軸的に接続され、そのトーションバーの捩れ量に応じた大きさの転舵助勢力が発生させられる場合がある。トーションバーの強度に配慮すると、トーションバーの長さはある程度必要である。このため、トーションバーを備えたシャフトを短くすることは望ましくない。したがって、それら２本のシャフトを回転軸線方向において重ねあうようにすれば操舵力伝達装置の全長をコンパクトにすることが可能となり、シャフトを短くすることなく操舵力伝達装置の全長を短くすることが可能となる。このため、本項に記載の操舵力伝達装置では、２本のシャフトの重ね合わせの効果が充分に活かされる。
【００１９】
（５）前記第１シャフトが前記転舵装置側シャフトであり、前記第２シャフトが前記操作部材側シャフトである(4)項に記載の車両用操舵力伝達装置。
【００２０】
上記助勢装置による転舵助勢力は相当に大きいため、回転伝達機構を構成する係合部等への負荷を考慮すれば、転舵助勢力が回転伝達機構に入力されることは望ましくない。本項に記載の装置においては、転舵助勢力が回転伝達機構に入力されないため、本項に記載の装置によれば、回転伝達機構への負荷を軽減することが可能となり、回転伝達機構の耐久性を向上させることが可能となる。
【００２１】
（６）前記第２シャフトが、
その第２シャフトの本体部である第２シャフト本体部と、
その第２シャフト本体部の前記第１シャフト側の端においてその第２シャフト本体部と一体的に設けられ、その第２シャフト本体部よりも第２シャフトの径方向に突出するとともに自身の一端面がその第２シャフトの前記第１シャフト側の端面を構成する鍔部と
を有し、
その鍔部に、前記案内通路が形成された(1)項ないし(5)項のいずれか１つに記載の車両用操舵力伝達装置。
【００２２】
本項に記載の装置においては、第２シャフトの構造が限定されている。本項に記載の「鍔部」は、第２シャフト本体部の外周面の一部から第２シャフトの径方向に突出するものであってもよく、第２シャフト本体部の外周面の全周にわたって第２シャフトの径方向に突出するものであってもよい。
【００２３】
（７）当該車両用操舵力伝達装置が、
車体の一部に取り付けられ、前記第２シャフトを、前記第２シャフト本体部において自身の内部に回転可能に保持する筒状のハウジングを備えた(6)項に記載の車両用操舵力伝達装置。
【００２４】
本項に記載の装置においては、第２シャフトがそれの本体部においてベアリング等を介してハウジングに保持されている。このため、例えば、鍔部が円板状である場合に、シャフト本体部より外径の大きい鍔部の外周にベアリング等を嵌めて、第２シャフトを鍔部において保持する必要がない。したがって、本項に記載の装置によれば、操舵力伝達装置の径方向へのコンパクト化を図ることが可能となる。なお、本項に記載の装置は、第２シャフトがハウジングに回転可能に保持されることから、ステアリングコラムとして構成される操舵力伝達装置に好適である。
【００２５】
本項に記載の「ハウジング」は、第２シャフトを回転可能に保持するだけでなく、第１シャフトをも回転可能に保持するものであってもよい。また、転舵装置の一部を構成するものであってもよく、ステアリングコラムの一部を構成するものであってもよい。
【００２６】
（８）前記第２シャフトが、前記鍔部の前記一端面に開口する凹所を有し、
その凹所内に、前記第１シャフト本体部の前記第２シャフト側の端部が収容されている(6)項または(7)項に記載の車両用操舵力伝達装置。
【００２７】
本項に記載の装置においては、第２シャフトが一端面に開口する空洞を有しており、その空洞内に第１シャフト本体部が収容されている。本項に記載の装置によれば、操舵力伝達装置の全長を、第１シャフト本体部の空洞内に収容された部分の軸線方向の長さに相当する分短くすることが可能となる。また、本項に記載の装置によれば、第１シャフト本体部の第２シャフト側の端が、上記回転軸線方向において、第２シャフトの第１シャフト側の端よりも第２シャフトの一端部寄りに位置する構造の操舵力伝達装置を容易に実現することが可能となる。
【００２８】
（９）前記案内通路が、前記第２シャフトの回転軸線に近い一端である基端において、前記凹所に開口しており、
前記第１シャフトが、
前記第１シャフト本体部の前記第２シャフト側の端部から、その第１シャフトの径方向に延びて突出し、前記案内通路の基端を越えてその案内通路に延び入る突出部を有しており、
その突出部の先端部が前記係合部として機能する(8)項に記載の車両用操舵力伝達装置。
【００２９】
本項に記載の操舵力伝達装置においては、突出部が、第１シャフト本体部の空洞内に収容された部分から延びて突出するとともに、案内通路の基端を超えてその案内通路に延び入り、その突出部の先端部が係合部として機能している。したがって、本項に記載の装置によれば、例えば、係合部および、それを保持する構造を簡素化することが可能となる。
【００３０】
また、上述した特許文献に記載された操舵力伝達装置においては、第１シャフトが、第１シャフト本体部と一体的に設けられて、その第１シャフト本体部よりも第１シャフトの径方向に突出する鍔部を有しており、その鍔部が、係合部を回転軸線方向の第２シャフト側に突出させた状態で保持している。第２シャフトに形成された案内通路に、係合部が入り込んで係合しているが、その係合部を保持する鍔部は入り込んでいない。一方、本項に記載の装置においては、係合部として機能する突出部の先端部だけでなく、その先端部の保持部として機能する部分、つまり、突出部の先端部と基端部との間の部分も案内通路内に入り込んでいる。したがって、本項に記載の操舵力伝達装置によれば、その装置の全長を、鍔部を有する第１シャフトを備えた操舵力伝達装置の全長より、その鍔部の厚さに相当する分短くすることが可能となる。
【００３１】
（１０）前記案内通路が、
それぞれが前記係合部の移動が許容される方向に平行に延びかつ互いに向かい合うように配置されてその案内通路を区画し、その係合部を挟むことによってその係合部の前記第２シャフトの周方向の変位を規制する１対の案内面を有し、
前記突出部が、
その突出部の基端と前記先端部との間に、前記回転位相差の変化に伴う前記案内通路の延びる方向と前記突出部の延びる方向とのズレによって生じるところの前記１対の案内面の前記案内通路の基端に位置する部分の前記突出部への干渉を避けるために設けられ、前記先端部よりも前記第１シャフトの周方向において幅の小さい小幅部を有する(9)項に記載の車両用操舵力伝達装置。
【００３２】
突出部の基端と先端部との間の部分の周方向の幅が、１対の案内面の幅と略等しいような場合には、１対の案内面の延びる方向と突出部の延びる方向とのズレは許容されなくなり、各シャフトの回転が阻害される。それに対し、本項の記載の装置によれば、１対の案内面の延びる方向と突出部の延びる方向とのズレを許容することが可能となり、各シャフトの回転を担保することが可能となる。
【００３３】
（１１）前記回転伝達機構が、
前記第１シャフトの回転位相において、その回転位相と前記第２シャフトの回転位相とが一致する２つの特定回転位相が存在するように構成されており、かつ、前記鍔部において前記案内通路の基端に位置して前記１対の案内面を画定する部分である通路基端部が、前記第１シャフトが前記２つの特定回転位相のうちの一方となる場合において、前記第１シャフト本体部の外周より前記第１シャフトの回転軸線に近い位置に位置する構造とされており、
前記第１シャフト本体部が、前記突出部の基端に連続する部分に、前記通路基端部との干渉を避けるために設けられた欠成部を有する(10)項に記載の車両用操舵力伝達装置。
【００３４】
第２シャフトの鍔部の径方向への突出量を少なくすれば、操舵力伝達装置を径方向においてコンパクトにすることが可能である。ただし、鍔部の突出量を少なくするだけでは、第１シャフトの突出部の先端部が鍔部から飛び出してしまう。そのため、突出部の先端部を充分な範囲で案内通路内で移動させるには、突出部の突出量も少なくするとともに、通路基端部を突出部の基端に近づける必要がある。このように、通路基端部と突出部の基端とが近い場合には、各シャフトが回転する際に、第１シャフト本体部の突出部の基端に連続する部分が通路基端部に当接する虞がある。本項に記載の操舵力伝達装置によれば、第２シャフトの鍔部の突出量を小さくしても、各シャフトの回転を担保することが可能となる。つまり、操舵力伝達装置を径方向においてコンパクトにすることが可能となる。
【００３５】
（１２）前記案内通路が、
それぞれが前記係合部の移動が許容される方向に平行に延びかつ互いに向かい合うように配置されてその案内通路を区画し、その係合部を挟むことによってその係合部の前記第２シャフトの周方向の変位を規制する１対の案内面を有し、
前記突出部の先端部が、
前記１対の案内面によって挟まれることで前記１対の案内面の各々に接する構造とされ、その接する部分に、前記回転位相差の変化に伴う前記案内通路の延びる方向と前記突出部の延びる方向とのズレによっても当該先端部が前記１対の案内面のいずれからも離れないようにするための円筒面を有する(8)項ないし(11)項のいずれか１つに記載の車両用操舵力伝達装置。
【００３６】
円滑な回転伝達を担保するには、突出部の先端部は、常に、１対の案内面の両方に接していることが望ましい。つまり、突出部の先端部と１対の案内面とのガタは無いことが望ましいのである。本項に記載の装置においては、各シャフトの回転角にかかわらず、突出部の先端部と１対の案内面とのガタをなくすことが可能となり、円滑な回転伝達を担保することが可能となる。
【００３７】
（１３）前記第１シャフトが、前記転舵装置側シャフトであり、
前記第２シャフトが、前記操作部材側シャフトであり、
前記突出部が、前記第１シャフト本体部の前記第２シャフト側の端から前記回転軸線方向において前記第２シャフトから離れる方向にシフトした位置において、前記第１シャフト本体部から突出している(9)項ないし(12)項のいずれか１つに記載の車両用操舵力伝達装置。
【００３８】
（１４）前記突出部が、
前記回転軸線方向における前記突出部の前記第２シャフト側の端と前記第１シャフト本体部の前記第２シャフト側の端との距離が、少なくとも、前記第１シャフト本体部の前記突出部の突出する箇所の外径の１／３以上となる位置において、前記第１シャフト本体部から突出している(13)項に記載の車両用操舵力伝達装置。
【００３９】
上記２つの項に記載の装置においては、突出部が第１シャフト本体部の端よりも中央寄りにシフトした部分から突出している。突出部が第１シャフト本体部の回転軸線方向の中央寄りの部分から突出する場合には、突出部が第１シャフト本体部の第２シャフト側の端から突出する場合よりも、第１シャフト本体部の全長を突出部のシフト量に相当する分長くすることが可能である。逆に言えば、第１シャフト本体部を、回転軸線方向において、そのシフト量に相当する分、第２シャフトの一端部寄りに位置させることが可能となる。したがって、上記２つの項に記載の装置によれば、回転伝達機構を備えた操舵力伝達装置の全長をさらにコンパクトにすることが可能となる。
【００４０】
（１５）前記第２シャフトが、
その第２シャフトの本体部である第２シャフト本体部と、
その第２シャフト本体部の前記第１シャフト側の端においてその第２シャフト本体部と一体的に設けられ、その第２シャフト本体部よりも第２シャフトの径方向に突出するとともに自身の一端面がその第２シャフトの前記第１シャフト側の端面を構成する鍔部と
を有し、
その鍔部に前記案内通路が形成されるとともに、前記第２シャフト本体部が伸縮可能な構造とされ、
当該車両用操舵力伝達装置が、
車体の一部に取り付けられ、前記第２シャフトを、前記第２シャフト本体部において自身の内部に回転可能に保持する筒状のハウジングを備え、
そのハウジングが、
筒状の第１筒部材と、
その第１筒部材の内径より小さな外径の筒状の小径部と、前記第１筒部材の内径より大きな外径の筒状の大径部と、その大径部と前記小径部とをつなぐ段差部とを含んで構成される段付形状の第２筒部材と
を有し、
前記第２筒部材の前記小径部が前記第１筒部材にそれの一端部から嵌入されることで伸縮可能、かつ、前記第１筒部材の一端部が前記第２筒部材の前記段差部に当接することで自身の縮みが制限される構造とされ、かつ、
前記第１筒部材と前記第２筒部材の小径部とが前記第２シャフト本体部を回転可能に保持するとともに、前記第２筒部材の大径部の内部に前記鍔部が収容される構造とされた(13)項または(14)項に記載の車両用操舵力伝達装置。
【００４１】
操舵力伝達装置が、いわゆるステアリングコラムとして構成された装置であるような場合には、運転者のステアリング操作部材への衝突である二次衝突の衝撃を吸収すべく、操作部材側シャフトおよびそのシャフトのハウジングが伸縮可能な構造とされている場合が多く、そのハウジングは、普通、２つの筒状の部材、例えばインナチューブとアウタチューブとを嵌め合わせる構造とされる。また、そのようなハウジングは、シャフトの鍔部がシャフト本体部よりもそれの径方向に突出しているため、通常、段差面を有する段付形状とされ、径の大きい部分に鍔部が収容され、径の小さい部分にシャフト本体部が収容される。
【００４２】
このため、二次衝突の際には、シャフト本体部を内部に収容するアウタチューブの端部が、鍔部を収容するインナチューブの有する段差面に当接することで、ハウジングの収縮が制限される構造とされてしまう。このような構造のハウジングに操作部材側シャフトが収容される場合には、鍔部が車両前方側に配置されるほど、ハウジングの段差面も車両前方側に配置されるため、伸縮ストロークをより長くすることが可能となる。つまり、鍔部に形成される案内通路に延び入る突出部のシャフト本体部からの突出位置が、車両前方側にシフトするほど、伸縮ストロークをより長くすることが可能となる。したがって、本項に記載の操舵力伝達装置によれば、例えば、操作部材側シャフトおよびそのシャフトのハウジングの伸縮ストロークを比較的長くすることが可能となり、二次衝突の衝撃吸収性を高めることが可能となる。
【実施例】
【００４３】
以下、請求可能発明の実施例および変形例を、図を参照しつつ詳しく説明する。なお、本請求可能発明は、下記実施例の他、前記〔発明の態様〕の項に記載された態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の態様で実施することができる。
【００４４】
＜車両用ステアリングシステムの全体構成＞
図１に、実施例の車両用操舵力伝達装置を備えたステアリングシステムの全体構成を示す。本ステアリングシステムは、運転者によって操作されるステアリング操作部材としてのステアリングホイール１０と、一端部においてステアリングホイール１０を保持する操舵力伝達装置１２と、車輪を転舵する転舵装置１４と、操舵力伝達装置１２と転舵装置１４との間に位置するインタミディエイトシャフト（以下、「Ｉ／Ｍシャフト」と略す場合がある）１６とを含んで構成されている。さらに、Ｉ／Ｍシャフト１６の一端部と操舵力伝達装置１２の備える出力シャフト１８とは、ユニバーサルジョイント２０によって連結され、Ｉ／Ｍシャフト１６の他端部と転舵装置１４の備える入力シャフト２２の一端部とは、もう１つのユニバーサルジョイント２４によって連結されている。
【００４５】
本システムは、図１において右側、つまり、ステアリングホイール１０側が車両後方を、左側、つまり、転舵装置１４側が車両前方を向くように配設されており、Ｉ／Ｍシャフト１６は、車室とエンジン室とを区画するダッシュパネル２６に設けられた穴を通るようにして配設されており、Ｉ／Ｍシャフト１６のその穴を通る部分はブーツ２８に被われている。
【００４６】
転舵装置１４は、入力シャフト２２と、外殻部材としてのハウジング３０と、車輪を転舵するための転舵ロッド３２とを備えており、その転舵ロッド３２は、それの軸線方向に移動可能にそのハウジング３０に保持されるとともに、車幅方向に延びるように配設されている。転舵ロッド３２は、それの両端部が、左右の前輪の各々を保持するステアリングナックル（図示省略）に連結されている。また、入力シャフト２２は、ハウジング３０に回転可能に保持され、そのハウジング３０内において、転舵ロッド３２と係合している。入力シャフト２２の車両前方側の端部にはピニオン（図示省略）が形成されており、転舵ロッド３２の軸線方向における中間部に形成されたラック（図示省略）がそのピニオンと噛合することで、転舵ロッド３２と入力シャフト２２とが係合しているのである。
【００４７】
操舵力伝達装置１２は、いわゆるステアリングコラムとして構成されたものであり、インパネリインフォースメント３４に設けられたステアリングサポート３６において、車体の一部に固定支持される。操舵力伝達装置１２は、支持された状態では、図に示すように、車両前方側が下方に位置するように傾斜した姿勢で配置されることになる。操舵力伝達装置１２には、それの前方部に前方ブラケット３８が設けられるとともに、その前方ブラケット３８より車両後方側にブレークアウェイブラケット（以下、「Ｂ.Ａ.ＢＫＴ」と略す場合がある）４０が設けられており、それら前方ブラケット３８とＢ.Ａ.ＢＫＴ４０との各々が、ステアリングサポート３６に取り付けられることで、操舵力伝達装置１２は、２箇所において支持される。支持された操舵力伝達装置１２は、後方に位置する部分がインパネ４２から車両後方側に突出する状態とされ、その突出する後端部に、ステアリングホイール１０が取り付けられている。操舵力伝達装置１２のインパネ４２から突出する部分は、コラムカバー４４によって覆われ、また、下部は、インパネロアカバー４６によってカバーされる。
【００４８】
図２に、操舵力伝達装置１２の側面断面図を示す。操舵力伝達装置１２は、大きくは、ステアリングホイール１０を保持するとともに軸線方向に伸縮可能とされたコラムセクション５０と、電動式パワーステアリング機能を実現する主体となるＥＰＳセクション５２とに区分することができ、それら２つのセクション５０，５２が一体化されたものとなっている。以下、それら各セクションについて、順に説明する。
【００４９】
コラムセクション５０は、ステアリングホイール１０を車両後方側の端部において保持する操作部材側シャフトとしてのメインシャフト５４と、そのメインシャフト５４を挿通させた状態で回転可能に保持するハウジングとしてのコラムチューブ５６とを含んで構成されている。メインシャフト５４は、車両後方側つまり上方側に位置させられるアッパシャフト５８と、車両前方側つまり下方側に位置させられるロアシャフト６０とを含んで構成されている。アッパシャフト５８はパイプ状に、ロアシャフト６０はロッド状に形成され、アッパシャフト５８の前方部にロアシャフト６０の後方部が挿入されている。アッパシャフト５８とロアシャフト６０とはスプライン嵌合されており、アッパシャフト５８とロアシャフト６０とは、回転軸線方向に相対移動可能かつ相対回転不能な状態で接続されている。つまり、メインシャフト５４は、回転軸線方向に伸縮可能な構造とされている。なお、ロアシャフト６０は、それの後方側のシャフト本体部６２と、そのシャフト本体部６２の前方側のそのシャフト本体部６２の外径より大きな外径の鍔部６４とから構成されており、その鍔部６４において、後に説明するＥＰＳセクション５２に連結されている。なお、本操舵力伝達装置１２では、ロアシャフト６０のシャフト本体部６２とアッパシャフト５８とによって、メインシャフト５４のシャフト本体部が構成されている。
【００５０】
コラムチューブ５６は、車両後方側（上方）に位置させられるアッパチューブ６６と、車両前方側（下方）に位置させられるロアチューブ６８とを含んで構成されている。アッパアチューブ６６およびロアチューブ６８は、ともに筒状のものであり、第１筒部材としてのアッパチューブ６６の前方部に第２筒部材としてのロアチューブ６８の後方部が嵌入されている。ロアチューブ６８は、段付形状とされており、それの後方の部分においてアッパチューブ６６の内径より小さな外径の小径部７０と、前方の部分においてアッパチューブ６６の内径より大きな外形の大径部７２と、小径部７０と大径部７２とをつなぐ段差部７４とを有している。ロアチューブ６８の小径部７０とアッパチューブ６６との間には、図示を省略するライナが設けられており、このライナを介することによって、ロアチューブ６８がアッパチューブ６６にがたつきなく嵌入されるとともに、アッパチューブ６６とロアチューブ６８との回転軸線方向の相対移動を容易ならしめている。つまり、コラムチューブ５６は、回転軸線方向に伸縮可能な構造とされている。
【００５１】
また、アッパチューブ６６の後端部とロアチューブ６８の前端部とには、それぞれ、ラジアルベアリング７６，７８が設けられ、コラムチューブ５６は、それらベアリング７６，７８を介して、メインシャフト５４を回転可能に保持している。このような構造とされていることで、コラムセクション５０は、メインシャフト５４の回転を担保しつつ、伸縮可能とされているのである。
【００５２】
図３に、ＥＰＳセクション５２の側面断面図を示す。ＥＰＳセクション５２は、ステアリングホイール１０に加えられた操作力を転舵装置１４に対して出力するための出力シャフト１８と、動力源としての電磁モータ８０を有してそのモータ８０によって出力シャフト１８の回転出力を助勢する助勢装置８２と、出力シャフト１８を回転可能に保持するとともに助勢装置８２を収容するＥＰＳハウジング８４とを含んで構成されている。転舵装置側シャフトとしての出力シャフト１８は、出力側シャフト８６，入力側シャフト８８，トーションバー９０の３つが一体化されたものとして構成されている。出力側シャフト８６は、ＥＰＳハウジング８４の車両前方側から延出しており、その延出する部分において、ユニバーサルジョイント２０を介して、Ｉ／Ｍシャフト１６に接続され、転舵装置１４へ回転を出力する。
【００５３】
出力側シャフト８６は、中空構造とされており、その出力側シャフト８６の車両後方側の部分に入力側シャフト８８が挿入している。出力側シャフト８６の内周面と入力側シャフト８８の外周面との間には、軸受９２が介在させられており、出力側シャフト８６と入力側シャフト８８とは相対回転可能とされている。入力側シャフト８８は、車両前方側の端面に開口して回転軸線方向に延びる有底穴を有している。トーションバー９０の一端部は、その有低穴の底部にピン９４によって固定されており、また、トーションバー９０のもう一方の端部は、出力側シャフト８６を回転軸線方向に貫通する貫通穴の前方側の端部にピン９６によって固定されている。このような構成により、出力シャフト１８は、トーションバー９０の捩りを許容し、その分だけ自身も捩じられるものとされているのである。また、出力側シャフト８６は、その外周において２つの軸受９８，１００を介してＥＰＳハウジング８４に回転可能に保持され、入力側シャフト８８は、その外周において軸受１０２を介してＥＰＳハウジング８４に回転可能に保持されている。
【００５４】
助勢装置８２は、上記電磁モータ８０と、その電磁モータ８０のモータ軸に連結されたウォーム１０４と、そのウォーム１０４に噛合させられるウォームホイール１０６とを含んで構成されている。そのウォームホイール１０６は、出力シャフト１８の出力側シャフト８６に固定されており、出力側シャフト８６に対して相対回転不能とされている。このような構造により、電磁モータ８０によってウォーム１０４に回転力が付与され、ウォームホイール１０６に回転力が付与される。つまり、助勢装置８２は、電磁モータ８０によって出力シャフト１８の回転出力が助勢されて、車輪の転舵を助勢する転舵助勢力（「操舵助勢力」と言うこともできる）を発生させる構造とされている。
【００５５】
また、ＥＰＳセクション５２は、２つのレゾルバ１０８，１１０を備えている。レゾルバ１０８は、トーションバー９０の車両前方部が固定される出力側シャフト８６と、ＥＰＳハウジング８４の内面との間に設けられており、出力側シャフト８６の回転角度位置を検出するためのデバイスとされている。また、レゾルバ１１０は、トーションバー９０の車両後方部が固定される入力側シャフト８８と、ＥＰＳハウジング８４の内面との間に設けられており、入力側シャフト８８の回転角度位置を検出するためのデバイスとされている。２つのレゾルバ１０８，１１０の検出信号から、出力側シャフト８６と入力側シャフト８８との相対回転変位量を検出して、その相対回転変位量に基づいて操舵トルクを推定することが可能であり、その操舵トルクの大きさに応じた転舵助勢力を発生させるように電磁モータ８０の作動が制御される。
【００５６】
また、出力シャフト１８は、メインシャフト５４の回転軸線と自身の軸線とが平行であり、かつ、それら回転軸線が所定量ズレた状態で配設されており、メインシャフト５４の車両前方側の端部に連結されている。詳しく言えば、メインシャフト５４を構成するロアシャフト６０は、鍔部６４の前方側の端面に開口する凹所１１４を有しており、その凹所１１４内に出力シャフト１８を構成する入力側シャフト８８の後方側の端部が収容されている。ロアシャフト６０の鍔部６４の前方側の端面には、図３のＡ−Ａ’断面図である図４に示すように、凹所１１４からロアシャフト６０の径方向に延びる溝１１６が形成されている。一方、入力側シャフト８８は、シャフト本体部１２０の凹所１１４内に収容された部分から径方向に突出する突出部１１８を有しており、その入力側シャフト８８の突出部１１８がその溝１１６内に延び入っている。つまり、溝１１６の凹所１１４側の一端である基端を超えて、入力側シャフト８８の突出部１１８が溝１１６に延び入っているのである。入力側シャフト８８は、図３および図４に示すように、回転軸線方向に延びるシャフト本体部１２０と、そのシャフト本体部１２０の後方側の端面から離れた位置からそのシャフト本体部１２０と直交する方向に延びて突出する上記突出部１１８とから構成されており、その突出部１１８は、それの先端部において上記溝１１６に係合する係合部１２２を有している。なお、本操舵力伝達装置１２では、入力側シャフト８８のシャフト本体部１２０と出力側シャフト８６とによって、出力シャフト１８のシャフト本体部が構成されている。
【００５７】
運転者によってステアリングホイール１０が回転操作されると、メインシャフト５４が自身の回転軸線回りに回転する。その際、ロアシャフト６０の鍔部６４に形成された溝１１６に係合する係合部１２２は、溝１１６の有する１対の側壁面１２６によってそのロアシャフト６０の周方向への変位が規制されるとともに、その溝１１６によってそのシャフト６０の径方向への移動が許容される。つまり、１対の側壁面１２６が１対の案内面として機能し、溝１１６が案内通路として機能するのである。ロアシャフト６０の回転に伴って、入力側シャフト８８の係合部１２２が溝１１６内を移動させられる際に、そのロアシャフト６０の回転力が、突出部１１８を介して、入力側シャフト８８のシャフト本体部１２０に伝達されて、その入力側シャフト８８が自身の回転軸線回りに回転するのである。つまり、操舵力伝達装置１２は、ロアシャフト６０の回転軸線回りの回転を、自身の回転軸線がロアシャフト６０の回転軸線からずれて配設された入力側シャフト８８に伝達する回転伝達機構を備えるものとされてる。上述のような構造によって、操舵力伝達装置１２は、ステアリングホイール１０に入力された操舵力を、インタミディエイトシャフト１６等を介して転舵装置１８に伝達するのである。なお、本操舵力伝達装置１２では、その回転伝達機構は、係合部１２２と、ロアシャフト６０の鍔部６４に形成された溝１１６とを含んで構成されているのである。
【００５８】
操舵力伝達装置１２は、ＥＰＳセクション５２の前方端部と、コラムセクション５０のアッパチューブ６６とにおいて、車体の一部に取り付けられている。ＥＰＳセクション５２のＥＰＳハウジング８４には、先に説明した前方ブラケット３８が固定的に設けられており、この前方ブラケット３８には、軸挿通穴１３０が設けられている。ステアリングサポート３６には、軸穴１３２が穿設された軸受部材１３４が固定されており、前方ブラケット３８の軸挿通穴１３０と軸受部材１３４の軸穴１３２とに、支持軸１３６が挿通されることで、操舵力伝達装置１２は、その支持軸１３６を中心に揺動可能に支持される。
【００５９】
一方、コラムセクション５０は、Ｂ.Ａ.ＢＫＴ４０に保持され、そのＢ.Ａ.ＢＫＴ４０がステアリングサポート３６に取り付けられている。詳しく説明すれば、図５に示すように、Ｂ.Ａ.ＢＫＴ４０は、アッパチューブ６６に固定された被保持部材１４０を保持する保持部材１４２と、その保持部材１４２に固定されてステアリングサポート３６に取り付けられる取付プレート１４４とを有しており、その取付プレート１４４に設けられたスロット１４６を利用してステアリングサポート３６に締結されている。被保持部材１４０，保持部材１４２には、それぞれ長穴１４８，１５０が穿設され、それらにはロッド１５２が貫通しており、図では省略するが、そのロッド１５２を利用して保持部材１４２が被保持部材１４０を挟持するようにされている。この挟持力によって、アッパチューブ６６の変位が禁止される構造とされている。操作レバー１５４を操作することによって、その挟持力を弱めることが可能とされており、挟持力が弱められた状態では、ロッド１５２の長穴１４８に沿った移動が許容されることで、アッパチューブ６６のロアチューブ６８に対する軸線方向の移動が、アッパシャフト５８のロアシャフト６０に対する軸線方向の移動とともに許容され、コラムセクション５０の伸縮が許容される。また、ロッド１５２の長穴１５０に沿った移動が許容されることで、前方ブラケット３８に挿通された支持軸１３６を中心とした操舵力伝達装置１２の揺動が許容されることになる。つまり、本操舵力伝達装置１２は、そのような構造のチルト・テレスコピック機構１５６を備えているのである。
【００６０】
車両の衝突に起因して運転者がステアリングホイール１０に二次衝突した場合には、Ｂ.Ａ.ＢＫＴ４０がステアリングサポート３６から離脱するとともに、コラムセクション５０が収縮させられる。本操舵力伝達装置１２には、二次衝突の衝撃を吸収する衝撃吸収機構１５７が設けられており、ステアリングコラム５６の収縮に伴ってＥＡプレート１５８が変形させられることによって、二次衝突の衝撃が効果的に吸収される。
【００６１】
＜回転伝達機構の機能＞
本操舵力伝達装置１２においては、互いの軸線が平行にズレた状態で配設された２本のシャフト６０，８８が、上記回転伝達機構によって連結されていることから、ロアシャフト６０の回転位相と入力側シャフト８８の回転位相とがズレて、それら２本のシャフト６０，８８の回転位相の差である回転位相差が変化するものとされている。以下に、具体的に図を用いて説明する。
【００６２】
図６に、ロアシャフト６０の鍔部６４とその鍔部６４に連結される入力側シャフト８８との断面図（図３のＡ−Ａ’断面図に相当する）を示す。図６（ａ）は、ステアリングホイール１０が車輪の転舵中立位置に対応する位置、つまり、中立操作位置にあるときの状態を、図６（ｂ）は、ステアリングホイール１０が中立操作位置から左旋回方向に９０゜回転操作された位置にあるときの状態を、図６（ｃ）は、ステアリングホイール１０が中立操作位置から右旋回方向に９０゜回転操作された位置にあるときの状態を、図６（ｄ）は、ステアリングホイール１０が中立操作位置から右、若しくは左旋回方向に１８０゜回転操作された位置にあるときの状態を、それぞれ示している。
【００６３】
図から解るように、ステアリングホイール１０が中立操作位置から右、若しくは左旋回方向に９０゜回転操作された場合には、ロアシャフト６０は自身の回転軸線を中心に９０°回転するが、入力側シャフト８８は自身の回転軸線を中心に９０°までは回転せずに、入力側シャフト８８の回転角は９０°未満となる。そして、ステアリングホイール１０が、さらに回転操作されて、中立操作位置から右、若しくは左旋回方向に１８０゜回転操作された場合に、ロアシャフト６０および入力側シャフト８８は共に１８０°回転する。ロアシャフト６０の回転角αと入力側シャフト８８の回転角βとの関係は、図７に示すように、ステアリングホイール１０が中立操作位置から１８０°未満回転操作される場合には、入力側シャフト８８の回転角βはロアシャフト６０の回転角αより小さく、ステアリングホイール１０が中立操作位置から１８０°回転操作されると、入力側シャフト８８の回転角βがロアシャフト６０の回転角αと同じとなる。つまり、ロアシャフト６０の回転位相が、ロアシャフト６０の回転位相と入力側シャフト８８の回転位相とが一致する特定回転位相となる場合、具体的にいえば、ロアシャフト６０の回転角αが０°若しくは１８０°となる場合には、各回転角α，βがともに同じとなり、回転位相差は０となる。一方、ロアシャフト６０の回転角αが０°から１８０°に変化する間に、回転位相差は徐々に増加し、ある回転角からは逆に、徐々に減少し、０となるのである。この場合の２本のシャフト６０，８８のギヤ比（ｄβ／ｄα）、つまり、ロアシャフト６０の回転速度（ｄα／ｄｔ）に対する入力側シャフト８８の回転速度（ｄβ／ｄｔ）の比（ｄβ／ｄα）は、図８に示すように、ロアシャフト６０の回転角αに応じて変化する。
【００６４】
図から解るように、ロアシャフト６０の回転角αが０°の場合には、ギヤ比（ｄβ／ｄα）は最も小さく、ロアシャフト６０の回転角αが大きくなるにつれてギヤ比（ｄβ／ｄα）は大きくなる。つまり、本操舵力伝達装置１２においては、ステアリングホイール１０の操作角が小さい場合においては、穏やかで安定感のあるハンドリングが実現され、ステアリングホイール１０の操作角が大きくなるにつれて、レスポンスの良いハンドリングが実現されるのである。なお、本システムにおいては、ステアリングホイール１０の操作範囲が、図示を省略する操作範囲制限機構によって、中立操作位置から左右約１８０゜に制限されている。
【００６５】
ちなみに、図８の縦軸に示されているｅは、入力側シャフト８８の係合部１２２が溝１１６に係合する位置の入力側シャフト８８の回転軸線からのオフセット量Ｌ（図４）に対する入力側シャフト８８の回転軸線とロアシャフト６０の回転軸線とのズレ量ｄ（図４）の比率であり、ステアリングホイール１０の操作フィーリングを左右するものとなっている。
【００６６】
また、２本のシャフト６０，８８の回転軸線がズレているため、図６（ｂ），（ｃ）に示すように、１対の側壁面１２６の延びる方向と突出部１１８の延びる方向とがズレる場合がある。このため、１対の側壁面１２６の凹所１１４側の基端と突出部１１８とが当接しないように、突出部１１８の基端と係合部１２２との間の部分に、係合部１２２より幅の小さい小幅部１６０が設けられている。また、係合部１２２は、１対の側壁面１２６と接する部分において円筒面１６２を有しており、その円筒面１６２の外径は、１対の側壁面１２６の幅より僅かに小さくされている。このため、各シャフト６０，８８の回転角にかかわらず、係合部１２２はその円筒面１６２において殆どがたつき無く１対の側壁面１２６の両方に接することから、本操舵力伝達装置１２においては、円滑な回転伝達が担保されている。
【００６７】
係合部１２２の１対の側壁面１２６と摺接しない箇所、つまり、係合部１２２の先端は、平面部１６４とされており、図６（ｄ）に示すように、ステアリングホイール１０が１８０°回転操作された場合に鍔部６４の外周面から突出しないようにされている。また、２本のシャフト６０，８８の回転位相差が最も大きくなった場合に、その平面部１６４に隣接する円筒面１６２の端において円筒面１６２が１対の側壁面１２６の一方に接するようにされている。
【００６８】
＜本操舵力伝達装置と他の操舵力伝達装置との比較＞
上記操舵力伝達装置１２においては、第１シャフトとしての出力シャフト１８の第１シャフト本体部の車両後方側の端が、出力シャフト１８の回転軸線の延びる方向である回転軸線方向において、第２シャフトとしてのメインシャフト５４の車両前方側の端より車両後方側に位置している。このようにメインシャフト５４と出力シャフト１８とを配設するのに対して、出力シャフトのシャフト本体部の後方側の端とメインシャフトの前方側の端とが小さな間隔をあけて向かい合うように、それら２本のシャフトを配設した場合を考える。そのように２本のシャフトが配設された操舵力伝達装置１７０を、比較例として、図９（ａ）に示す。
【００６９】
図９（ａ）に示す操舵力伝達装置１７０においては、出力シャフト１７２を構成する入力側シャフト１７３が、車両後方側の端部において、円環状の円環プレート１７４に固定的に嵌合されている。その円環プレート１７４には、車両後方側に突出するピン１７６が固定的に設けられており、そのピン１７６の突出する部分には、ニードルベアリング１７８を介して、ローラ１８０が設けられている。メインシャフト１８２を構成するロアシャフト１８３は、前方側の端部に鍔部１８４を有しており、メインシャフト１８２は、その鍔部１８４とメインシャフト１８２を構成するアッパシャフト１８５の後方側の端部において、ラジアルベアリング１８６、１８７を介して操舵力伝達装置１７０の外殻部材としてのハウジング１８８に回転可能に保持されている。円環プレート１７４の後方側の端面とロアシャフト１８３の鍔部１８４の前方側の端面とは、小さな間隔をあけて向かい合っており、その鍔部１８４の前方側の端面には、円環プレート１７４から後方側に突出するローラ１８０と対向する位置に溝１９０が形成されている。その溝１９０は、鍔部１８４の端面の中心部からその鍔部１８４の径方向に延びるように形成されており、その溝１９０の幅は、ローラ１８０の外径より僅かに大きくされている。その溝１９０にローラ１８０が係合することで、ロアシャフト１８３と入力側シャフト１７３とが連結され、メインシャフト１８２の回転に伴って出力シャフト１７２が回転するのである。
【００７０】
ちなみに、それら２本のシャフト１７３，１８３の回転軸線のズレ量は、上記操舵力伝達装置１２の２本のシャフト６０，８８の回転軸線のズレ量ｄと同じとされており、ローラ１８０が溝１９０に係合する位置の入力側シャフト１７３の回転軸線からのオフセット量は、上記操舵力伝達装置１２の係合部１２２が溝１１６に係合する位置の入力側シャフト８８の回転軸線からのオフセット量Ｌと同じとされている。つまり、本操舵力伝達装置１７０は、上記操舵力伝達装置１２と同じ操作フィーリングを有するものとされている。
【００７１】
図９（ｂ）は、上記操舵力伝達装置１２を示すが、その操舵力伝達装置１２の回転軸線方向の長さ、つまり全長は、比較例の操舵力伝達装置１７０と比較して、短くなっている。２つの操舵力伝達装置１２，１７０の全長の差ΔＬは、概ね、上記操舵力伝達装置１２における出力シャフト１８のロアシャフト６０への挿入寸法（凹所１１４への入り込み量）Ｓに相当している。また、操舵力伝達装置１２のロアシャフト６０の鍔部６４の外径と比較例の操舵力伝達装置１７０のロアシャフト１８３の鍔部１８４の外径とは略同じであるが、鍔部１８４の外周面にはラジアルベアリング１８６が嵌められている。一方、操舵力伝達装置１２においては、第２シャフトとしてのメインシャフト５４のシャフト本体部であるロアシャフト６０のシャフト本体部６２とアッパシャフト５８とがラジアルベアリング７６，７８を介してコラムチューブ５６に保持されており、鍔部６４にはベアリングが嵌められていない。このため、操舵力伝達装置１２の２本のシャフト６０，８８の連結部分の直径Ｒ1は、比較例の操舵力伝達装置１７０の２本のシャフト１７３，１８３の連結部分の直径Ｒ2と比較して、小さくなっている。このように、本操舵力伝達装置１２においては、同様の操作フィーリングを有する操舵力伝達装置１７０と比較して、回転軸線方向にも、それに直角な方向にも、コンパクト化が図られており、車両への搭載性が向上しているのである。
【００７２】
操舵力伝達装置の全長を短くすることが可能ということは、裏を返せば、その長さの差ΔＬだけ、コラムセクション５０の全長を長くすることが可能となり、そのコラムセクション５０の伸縮ストロークを長くすることが可能となる。したがって、本操舵力伝達装置１２においては、運転者のステアリングホイール１０への衝突である二次衝突の衝撃の吸収性を高めることが可能とされているのである。また、本操舵力伝達装置１２において、入力側シャフト８８の突出部１１８は、そのシャフト８８の後方側の端面から離間しており、そのシャフト８８の後方側の端面より前方側に位置する。このため、ロアシャフト６０の鍔部６４が車両前方側に配置されることになり、ロアチューブ６８の段差部７４が車両前方側に位置することになる。コラムセクション５０が収縮する際には、アッパチューブ６６の前方側の端がロアチューブ６８の段差部７４に当接することでその収縮が制限される。このため、本操舵力伝達装置１２においては、入力側シャフト８８の突出部１１８をそのシャフト８８の後方側の端面から離間させることによっても、コラムセクション５０の伸縮ストロークを長くし、二次衝突の衝撃の吸収性が高められているのである。なお、本操舵力伝達装置１２においては、突出部１１８の入力側シャフト８８の後方側の端面からの離間距離は、シャフト本体部１２０の突出部１１８の突出する箇所の外径の１／３以上とされており、コラムセクション５０の充分な伸縮ストロークが確保されている。
【００７３】
＜変形例＞
操舵力伝達装置の車両への搭載性をさらに高めるために、ロアシャフト６０の鍔部６４の外径を小さくすることが可能である。ただし、鍔部６４の外径を小さくすれば、その鍔部６４に形成された溝１１６に係合する係合部１２２が、ステアリングホイール１０の回転操作時に鍔部６４の外周面から飛び出す虞がある。したがって、係合部１２２の入力側シャフト８８からの突出量、つまり、係合部１２２の係合位置の入力側シャフト８８の回転軸線からのオフセット量を少なくする必要がある。一方、係合部１２２の係合位置の入力側シャフト８８の回転軸線からのオフセット量は、上述したように、ステアリングホイール１０の操作フィーリングに影響を及ぼす。そのため、同様の操作フィーリングを得るためには、ロアシャフト６０の回転軸線と入力側シャフト８８の回転軸線とのズレ量も変更する必要がある。また、係合部１２２の溝１１６内の移動量をある程度確保する必要がある。そのことを考慮した操舵力伝達装置が、変形例の操舵力伝達装置である。
【００７４】
変形例の一例として、図１０および図１０のＢ−Ｂ’断面図である図１１に、ロアシャフトの鍔部の外径が小さくされた操舵力伝達装置２１０の備えるＥＰＳセクション２１２の断面図を示す。なお、操舵力伝達装置２１０の備えるコラムセクション２１３は、上記操舵力伝達装置１２の備えるコラムセクション５０と略同様の構造であることから、図示を省略する。また、操舵力伝達装置２１０は、上記操舵力伝達装置１２と略同様の構成物を多く含むことから、同様の機能の構成要素については、同じ符号を用いて説明を省略あるいは簡略に行うものとする。
【００７５】
本操舵力伝達装置２１０においては、ロアシャフト２１４は、前方側の端部に上記操舵力伝達装置１２のロアシャフト６０の鍔部６４より小径の鍔部２１６と、その鍔部２１６の前方側端面に開口する凹所２１８とを有しており、その鍔部２１６の前方側の端面には、凹所２１８からロアシャフト２１４の径方向に延びる溝２２０が形成されている。その溝２２０を区画する１対の側壁面２２１は、溝２２０の凹所２１８側の基端から径方向に向かって平行に延びている。１対の側壁面２２１によって区画される通路の基端である通路基端部２２２は、鍔部２１６の内周面に向かって飛び出しており、その内周面に１対の凸部（どて部）を形成している。
【００７６】
出力シャフト２２４を構成する入力側シャフト２２６は、軸方向に伸びるシャフト本体部２２８と、そのシャフト本体部２２８からそのシャフト本体部２２８と直交する方向に突出する突出部２３０とを備えており、そのシャフト本体部２２８の後方側の端部を凹所２１８に収容させた状態で、突出部２３０が、溝２２０の基端を超えてその溝２２０に延び入っている。その突出部２３０は、先端部において溝２２０に係合する係合部２３２と、その係合部２３２と突出部２３０の基端との間において係合部２３２より幅の小さい小幅部２３４とを有している。また、シャフト本体部２２８は、突出部２３０の基端が連続する部分に、自身の外周面が欠けた部分である欠成部２３６（えぐり）を有している。
【００７７】
上述のような構造に依拠して、ロアシャフト２１４がそれの軸線回りに回転すると、その回転力が、溝２２０内に延び入った突出部２３０を介して、入力側シャフト２２６のシャフト本体２２８に伝達され、その入力側シャフト２２６がそれの軸線回りに回転するのである。ステアリングホイール１０が回転操作される際のロアシャフト２１４の鍔部２１６とその鍔部２１６に連結される入力側シャフト２２６との断面図（図１０のＢ−Ｂ’断面図に相当する）を図１２に示す。図１２（ａ）は、ステアリングホイール１０が中立操作位置にあるときの状態を、図１２（ｂ）は、ステアリングホイール１０が中立操作位置から左旋回方向に９０゜回転操作された位置にあるときの状態を、図１２（ｃ）は、ステアリングホイール１０が中立操作位置から右旋回方向に９０゜回転操作された位置にあるときの状態を、図１２（ｄ）は、ステアリングホイール１０が中立操作位置から右、若しくは左旋回方向に１８０゜回転操作された位置にあるときの状態を、それぞれ示している。
【００７８】
図から解るように、ロアシャフト２１４の回転角αと入力側シャフト２２６の回転角βとが０°若しくは１８０°となる場合に、各シャフト２１４，２２６の回転位相が一致する特定回転位相となり、各シャフト２１４，２２６の回転位相差は０となる。一方、各回転角α，βが０°から１８０°に変化する際に、回転位相差は徐々に増加し、ある回転角からは逆に、徐々に減少し、０となるのである。つまり、本操舵力伝達装置２１０においても、上記操舵力伝達装置１２と同様に、ロアシャフト２１４と入力側シャフト２２６とのギヤ比が変化し、ステアリングホイール１０の操作角が小さい場合においては、穏やかで安定感のあるハンドリングが実現され、ステアリングホイール１０の操作角が大きくなるにつれて、レスポンスの良いハンドリングが実現されるのである。
【００７９】
ちなみに、係合部２３２の係合位置の入力側シャフト２２６の回転軸線からのオフセット量Ｌ’（図１１）に対する入力側シャフト２２６の回転軸線とロアシャフト２１４の回転軸線とのズレ量ｄ’（図１１）の比率ｅ’は、上記操舵力伝達装置１２における係合部１２２の係合位置の入力側シャフト８８の回転軸線からのオフセット量Ｌ（図４）に対する入力側シャフト８８の回転軸線とロアシャフト６０の回転軸線とのズレ量ｄ（図４）の比率ｅと同じにされており、本操舵力伝達装置２１０は、上記操舵力伝達装置１２と同じ操作フィーリングを有するものとされている。
【００８０】
また、本操舵力伝達装置２１０においては、１対の側壁面２２１の通路基端部２２２が鍔部２１６の内周面に突出しているため、ステアリングホイール１０が中立操作位置から右、若しくは左旋回方向に１８０゜回転操作された位置にあるときに、図１２（ｄ）に示すように、その通路基端部２２２が入力側シャフト２２６のシャフト本体部２２８の外周よりそれの回転軸線側に位置する。シャフト本体部２２８は、突出部２３０の基端に連続する部分に上記欠成部２３６を有しているため、通路基端部２２２と干渉することなく回転することが可能とされているのである。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】請求可能発明の実施例である車両用操舵力伝達装置を備えた車両用ステアリングシステムを示す模式図である。
【図２】図１の車両用ステアリングシステムの備える車両用操舵力伝達装置を示す断面図である。
【図３】車両用操舵力伝達装置の備えるＥＰＳセクションを示す断面図である。
【図４】図３に示すＡＡ’線における断面図である。
【図５】車両用操舵力伝達装置の備えるコラムセクションを保持するブレークアウェイブラケットを示す斜視図である。
【図６】ステアリングホイールが回転操作される際の図３に示すＡＡ’線における断面図である。
【図７】操作部材側シャフトの回転角と転舵装置側シャフトの回転角との関係を示すグラフである。
【図８】操作部材側シャフトの回転角に応じて変化する操作部材側シャフトと転舵装置側シャフトとのギヤ比を示すグラフである。
【図９】図２の車両用操舵力伝達装置と比較例の車両用操舵力伝達装置とを並べて示す図である。
【図１０】請求可能発明の変形例である車両用操舵力伝達装置の備えるＥＰＳセクションを示す断面図である。
【図１１】図１０に示すＢＢ’線における断面図である。
【図１２】ステアリングホイールが回転操作される際の図１０に示すＢＢ’線における断面図である。
【符号の説明】
【００８２】
１０：ステアリングホイール（ステアリング操作部材）    １２：車両用操舵力伝達装置    １４：転舵装置    １８：出力シャフト（転舵装置側シャフト）（第１シャフト）    ５４：メインシャフト（操作部材側シャフト）（第２シャフト）    ５６：コラムチューブ（ハウジング）    ５８：アッパシャフト（第２シャフト本体部）    ６２：シャフト本体部（第２シャフト本体部）    ６４：鍔部    ６６：アッパチューブ（第１筒部材）    ６８：ロアチューブ（第２筒部材）    ７０：小径部    ７２：大径部    ７４：段差部    ８２：助勢装置    ８６：出力側シャフト（第１シャフト本体部）    ９０：トーションバー    １１４：凹所    １１６：溝（案内通路）（回転伝達機構）    １１８：突出部    １２０：シャフト本体部（第１シャフト本体部）    １２２：係合部（先端部）（回転伝達機構）    １２６：１対の側壁面（１対の案内面）    １６０：小幅部    １６２：円筒面    ２１０：車両用操舵力伝達装置    ２１６：鍔部    ２１８：凹所    ２２０：溝（案内通路）（回転伝達機構）    ２２１：１対の側壁面（１対の案内面）    ２２２：通路基端部    ２２４：出力シャフト（転舵装置側シャフト）（第１シャフト）    ２２８：シャフト本体部（第１シャフト本体部）    ２３０：突出部    ２３２：係合部（先端部）（回転伝達機構）    ２３４：小幅部    ２３６：欠成部
【図１】
2010083327.tif 000003
【図２】
2010083327.tif 000004
【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】
2010083327.tif 000010
【図９】
2010083327.tif 000011
【図１０】
2010083327.tif 000012
【図１１】
2010083327.tif 000013
【図１２】
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