(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持部材に、小ギヤを有する第１回転体並びに小ギヤに噛み合う内歯ギヤを有する第２回転体を回転可能に各々取付けた変速機構において、前記支持部材と前記第１回転体又は第２回転体との間に、外周面の円の中心に対して内周面の円の中心を偏心させてなる偏心カラーを介在させ、この偏心カラーを回すことのできる偏心カラー回転手段を前記支持部材に備え、
前記偏心カラー回転手段は、前記支持部材にねじ込んだ調整ボルトと、この調整ボルトの進退方向に移動可能であって前記偏心カラーを回転方向に押す押しピンと、これら調整ボルトと押しピンとの間に介在した圧縮ばねと、からなり、前記調整ボルトの先端と前記押しピンの後端との間に隙間を開けることで、調整ボルトで圧縮ばねを介して押しピンを押すように構成したことを特徴とする変速機構。
【請求項２】
車両のステアリングハンドルから操向車輪に至るステアリング系に可変舵角比操舵機構を備え、この可変舵角比操舵機構によって、ステアリングハンドルの操舵角に対する舵角比を機械的に変えるように構成し、前記可変舵角比操舵機構にステアリングハンドルの操舵角を所定の割合で減少させる減速機構を備えた車両用ステアリング装置であって、前記減速機構は、支持部材に、小ギヤを有するとともにステアリングハンドルに連結した第１回転体並びに小ギヤに噛み合う内歯ギヤを有するとともに可変舵角比操舵機構に連結した第２回転体を回転可能に各々取付け、前記支持部材と前記第１回転体又は第２回転体との間に、外周面の円の中心に対して内周面の円の中心を偏心させてなる偏心カラーを介在させ、この偏心カラーを回すことのできる偏心カラー回転手段を前記支持部材に備え、
前記偏心カラー回転手段は、前記支持部材にねじ込んだ調整ボルトと、この調整ボルトの進退方向に移動可能であって前記偏心カラーを回転方向に押す押しピンと、これら調整ボルトと押しピンとの間に介在した圧縮ばねと、からなり、前記調整ボルトの先端と前記押しピンの後端との間に隙間を開けることで、調整ボルトで圧縮ばねを介して押しピンを押すように構成したことを特徴とする減速機構を備えた車両用ステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は変速機構及び減速機構を備えた車両用ステアリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
変速機構は入力回転数を減速、増速又は増減速する機構であり、車両用ステアリング装置を含めて数多くの装置に用いられている。変速機構の変速方式には歯車式、ベルト式、チェーン式等があり、歯車式変速機構のうちには小ギヤと内歯ギヤの組合せ構造のものがある。小ギヤと内歯ギヤの組合せ構造にすれば、大きな減速比が得られ変速機構を比較的小型にすることができる。
ところで歯車式変速機構を装置に取付けたときに、１対の歯車を噛み合わせたときの歯面間の遊び、すなわちバックラッシ（バックラッシュとも言うが、ＪＩＳ用語によればバックラッシ。）の大きさが装置の性能に影響を及ぼす場合がある。例えば車両用ステアリング装置に、ステアリングハンドルの操舵角を所定の割合で減少させる減速機構として取付けた場合には、バックラッシの大きさが操舵感覚に影響を及ぼす。このような点を配慮した技術に関しては、例えば特開平６−２１１１４５号「操舵装置」（以下、「従来の技術」と言う）が知られている。
【０００３】
この従来の技術は、その公報の図１によれば、操舵装置のハウジング１０（番号は公報に記載されたものを引用した。以下同じ。）を前部ハウジング１０ａと後部ハウジング１０ｂとの２分割ハウジングとし、後部ハウジング１０ｂのフランジ面に環状凹部を設け、この環状凹部に嵌合する環状突起１０ｃを前部ハウジング１０ａのフランジ面に設け、フランジ同士を重ね合わせて環状凹部に環状突起１０ｃを嵌合し、フランジ同士を３個の締付けボルト１０ｇ・・・にて固定するというものである。締付けボルト１０ｇ・・・を緩めれば、前部・後部ハウジング１０ａ，１０ｂは相対的に回転可能である。
【０００４】
さらに従来の技術は、その公報の図１によれば、前部ハウジング１０ａに入力ピニオン４１を回転可能に取付け、入力ピニオン４１に噛み合う内歯ギア４２を後部ハウジング１０ｂに回転可能に取付けたものである。
また従来の技術は、その公報の図２によれば、入力ピニオン４１の回転軸線Ｏ１と、内歯ギア４２の回転軸線Ｏ２と、前部・後部ハウジング１０ａ，１０ｂの相対的な回転軸線Ｏ５とを、互いに偏心させたというものである。締付けボルト１０ｇ・・・を緩め、前部ハウジング１０ａに対し後部ハウジング１０ｂを手で回すことにより、回転軸線Ｏ１に対する回転軸線Ｏ２の位置を変えることで、入力ピニオン４１と内歯ギア４２との間のバックラッシの大きさを調整することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の技術は操舵装置全体を組立て、締付けボルト１０ｇ・・・を緩めた状態で、前部ハウジング１０ａに対し後部ハウジング１０ｂを手で回してバックラッシを調整した後、締付けボルト１０ｇ・・・を再び締めるようにしたものである。前部ハウジング１０ａに対し後部ハウジング１０ｂを手で回すのであるから、バックラッシを微調整するには作業者の熟練を要するとともに、調整作業が面倒である。
さらには、操舵装置全体を組立てた後にバックラッシを調整するのであるから、入力ピニオン４１と内歯ギア４２との間のバックラッシだけを調整することはできない。この結果、バックラッシの調整を十分に行うことができない場合もあり得る。
また、操舵装置に減速機構を組込んだ状態で前部・後部ハウジング１０ａ，１０ｂに収納し、この前部・後部ハウジング１０ａ，１０ｂを相対的に回してバックラッシを調整する複雑な調整構造であるから、変速機構単品にそのまま適用したのでは、調整構造が複雑になり実用的でない。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、▲１▼変速機構（減速、増速又は増減速する機構）における小ギヤと内歯ギヤのバックラッシを十分に且つ容易に調整できること、▲２▼車両用ステアリング装置に組込んだ減速機構における小ギヤと内歯ギヤのバックラッシを十分に且つ容易に調整できることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１は、支持部材に、小ギヤを有する第１回転体並びに小ギヤに噛み合う内歯ギヤを有する第２回転体を回転可能に各々取付けた変速機構において、支持部材と第１回転体又は第２回転体との間に、外周面の円の中心に対して内周面の円の中心を偏心させてなる偏心カラーを介在させ、この偏心カラーを回すことのできる偏心カラー回転手段を支持部材に備え、
偏心カラー回転手段が、支持部材にねじ込んだ調整ボルトと、この調整ボルトの進退方向に移動可能であって偏心カラーを回転方向に押す押しピンと、これら調整ボルトと押しピンとの間に介在した圧縮ばねと、からなり、調整ボルトの先端と押しピンの後端との間に隙間を開けることで、調整ボルトで圧縮ばねを介して押しピンを押すように構成したことを特徴とする変速機構である。
【０００８】
偏心カラー回転手段は、調整ボルトをねじ込んで圧縮ばねを介して押しピンを押すことにより、押しピンで偏心カラーを回転させることができる。
変速機構における小ギヤと内歯ギヤのバックラッシを調整するには、偏心カラー回転手段で偏心カラーの回転角を微調整する。第１回転体又は第２回転体は偏心カラーの回転角に応じて変位する。この結果、バックラッシの大きさが変わる。
【０００９】
請求項２は、車両のステアリングハンドルから操向車輪に至るステアリング系に可変舵角比操舵機構を備え、この可変舵角比操舵機構によって、ステアリングハンドルの操舵角に対する舵角比を機械的に変えるように構成し、可変舵角比操舵機構にステアリングハンドルの操舵角を所定の割合で減少させる減速機構を備えた車両用ステアリング装置であって、減速機構が、支持部材に、小ギヤを有するとともにステアリングハンドルに連結した第１回転体並びに小ギヤに噛み合う内歯ギヤを有するとともに可変舵角比操舵機構に連結した第２回転体を回転可能に各々取付け、支持部材と前記第１回転体又は第２回転体との間に、外周面の円の中心に対して内周面の円の中心を偏心させてなる偏心カラーを介在させ、この偏心カラーを回すことのできる偏心カラー回転手段を支持部材に備え、
偏心カラー回転手段が、支持部材にねじ込んだ調整ボルトと、この調整ボルトの進退方向に移動可能であって偏心カラーを回転方向に押す押しピンと、これら調整ボルトと押しピンとの間に介在した圧縮ばねと、からなり、調整ボルトの先端と押しピンの後端との間に隙間を開けることで、調整ボルトで圧縮ばねを介して押しピンを押すように構成したことを特徴とする減速機構を備えた車両用ステアリング装置である。
【００１０】
偏心カラー回転手段は、調整ボルトをねじ込んで圧縮ばねを介して押しピンを押すことにより、押しピンで偏心カラーを回転させることができる。
減速機構単品の状態において、偏心カラー回転手段で偏心カラーの回転角を微調整する。第１回転体又は第２回転体は偏心カラーの回転角に応じて変位する。この結果、減速機構の小ギヤと内歯ギヤのバックラッシの大きさが変わる。バックラッシを調整した後の減速機構を車両用ステアリング装置に組付ける。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図面に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係る車両用ステアリング装置のシステム図である。
車両用ステアリング装置１０は、車両のステアリングハンドル１１から操向車輪１２，１２に至るステアリング系１３に、操舵機構２０並びにこの操舵機構２０に補助トルクを加える補助トルク機構３０を備えた電動パワーステアリング装置である。すなわち、ステアリングハンドル１１にステアリングシャフト１４並びに自在継手１５，１５を介して、操舵機構２０を連結したものである。操舵機構２０は、ステアリングハンドル１１の操舵角に対する舵角比を機械的に変えるようにした、いわゆる可変舵角比操舵機構の役割を果たす。操舵機構２０のことを以下「可変舵角比操舵機構２０」と言う。
【００１２】
補助トルク機構３０は、ステアリングハンドル１１で発生したステアリング系１４の操舵トルクを検出する操舵トルクセンサ３１と、操舵トルクセンサ３１の検出信号に基づき制御信号を発生する制御手段３２と、制御信号に基づき操舵トルクに応じた補助トルクを発生する電動機３３とからなる。操舵トルクセンサ３１は、可変舵角比操舵機構２０の上部に取付けたものである。
【００１３】
このような車両用ステアリング装置１０によれば、運転者がステアリングハンドル１１を操舵することにより発生した操舵トルクを操舵トルクセンサ３１で検出し、この検出信号に基づき制御手段３２で制御信号を発生し、この制御信号に基づき操舵トルクに応じた補助トルクを電動機３３で発生し、補助トルクを可変舵角比操舵機構２０のラック軸２６に付加することができる。
さらには、車速センサ２１で検出した車速信号と変位センサ２２で検出した可変舵角比操舵機構２０の入力軸２３の偏心量信号とに基づき、制御手段３２で車速に応じた舵角比制御信号を発生し、この舵角比制御信号に基づき舵角比制御用電動機２４にて可変舵角比操舵機構２０を駆動することで、舵角比を制御することができる。
【００１４】
図２は本発明に係る車両用ステアリング装置の全体構成図であり、要部を断面したものである。
車両用ステアリング装置１０は、ラックアンドピニオン機構２５、電動機３３、ボールねじ３４を車幅方向に延びる固定ハウジング２８に収納したものである。電動機３３は、固定ハウジング２８の一部をなす副ハウジング２８ａに収納した環状のステータ３５と、ステータ３５内に配置したロータ３６と、ロータ３６に固定した管状の電動機軸３７とからなる。ラックアンドピニオン機構２５のラック軸２６は、電動機軸３７内に挿通するとともに、ボールねじ機構３４によって電動機軸３７に連結したものである。
【００１５】
図３は図２の３−３線断面図であり、可変舵角比操舵装置２０の断面構造を示す。
可変舵角比操舵装置２０は、ステアリングハンドル１１（図１参照）の操舵角を所定の割合で減少させる減速機構４０を備えたことを特徴とする。詳しくは、可変舵角比操舵装置２０は、固定ハウジング２８の内部に可動ハウジング２９を回転可能に取付け、可動ハウジング２９に減速機構４０を組み込み、入力軸２３にトーションバー７１を介して減速機構４０の第１回転体４４を連結し、減速機構４０の第２回転体４７に継手９０を介して出力軸７２を連結し、出力軸７２にラックアンドピニオン機構２５を連結したものである。
この図は、固定ハウジング２８にラックアンドピニオン機構２５、可動ハウジング２９、減速機構４０、出力軸７２並びに継手９０を収納したことを示す。
【００１６】
減速機構４０は変速機構の一種であり、略筒状の可動ハウジング（支持部材）２９に、小ギヤ４４ａを有する第１回転体４４並びに小ギヤ４４ａに噛み合う内歯ギヤ４７ａを有する第２回転体４７を回転可能に各々取付け、可動ハウジング２９と第２回転体４７との間に、外周面の円の中心に対して内周面の円の中心を偏心させてなる偏心カラー４５を介在させ、この偏心カラー４５を回すことのできる偏心カラー回転手段６０を可動ハウジング２９に備えたものである。
【００１７】
詳しくは、減速機構４０は、可動ハウジング２９の上下貫通した孔の上部にホルダ４１を取付け、ホルダ４１に上下の軸受４２，４３を介して第１回転体４４を回転可能に取付け、可動ハウジング２９の孔の下部に環状の偏心カラー４５を回転可能に取付け、偏心カラー４５の孔に軸受４６，４６を介して第２回転体４７を回転可能に取付けたものである。可動ハウジング２９は、減速機構４０の支持部材の役割を果たす。第１回転体４４は長手途中に小ギヤ４４ａを形成するとともにステアリングハンドルに１１（図１参照）に連結した入力側軸部材である。第２回転体４７は有底の筒部材であって、上部内周面に内歯ギヤ４７ａを形成するとともに、下端に平板状の第１フランジ４７ｂを形成し、可変舵角比操舵機構２０に連結した出力側軸部材である。
５１，５１は軸受、５２〜５４は位置決めナット、５５は平座金、５６はスラストベアリング、５７はオイルシールである。
【００１８】
入力軸２３は、ステアリングハンドル１１（図１参照）に自在継手１５，１５を介して連結した管状の軸である。入力軸２３の内部にトーションバー７１を通し、トーションバー７１の上部を入力軸２３の上部にピン結合し、トーションバー７１の下部を第１回転体４４の上部に結合することで、入力軸２３に第１回転体４４を連結することができる。
トーションバー７１は、文字通りトルクに対して正確にねじれ角が発生するメンバーであって、操舵トルクが作用すると入力軸２３と第１回転体４４との間での相対ねじり変位を発生するものである。
【００１９】
出力軸７２は、固定ハウジング２８の下部に軸受７３を介して取付けたものである。ラックアンドピニオン機構２５は、ラック軸２６に形成したラック２６ａと出力軸７２に形成したピニオン７２ａとからなる。７５は調整ボルト、７６は軸受、７７はラックガイドである。
【００２０】
操舵トルクセンサ３１は、入力軸２３と第１回転体４４とに掛け渡すことで、入力軸２３と第１回転体４４との間の相対ねじれ変位に応じて軸方向へ変位可能なコア８１ａ付きスライダ８１と、このスライダ８１の変位量（コア８１ａの変位量）を電気信号に変換するべくセンサハウジング８２に取付けたコイル８３とからなる、非接触式操舵トルクセンサ（可変インダクタンス式センサ）である。センサハウジング８２は、可動ハウジング２９の上部にボルト止めしたものである。８７は軸受、８８はオイルシール、８９はカバーである。
【００２１】
図４（ａ），（ｂ）は本発明に係る可変舵角比操舵機構を構成する継手廻りの構成図であって、（ａ）は図３の４−４線断面の継手構成図であり、（ｂ）は継手の分解斜視図である。
（ａ）において継手９０は、第２回転体４７の第１フランジ４７ｂと、第１フランジ４７ｂに３つのボール９１・・・（・・・は複数を示す。以下同じ。）を介して連結した第２フランジ９２と、第２フランジ９２の下端から下方へ延びて出力軸７２の連結孔７２ｂに連結した連結軸９３とからなる。
【００２２】
詳しくは、継手９０は、第１フランジ４７ｂの下端面に側断面視半円形状の連結溝４７ｃを形成し、また、第２フランジ９２の上端面に側断面視半円形状の連結溝９２ａを形成し、これら連結溝４７ｃ，９２ａに３つのボール９１・・・を１列に並べて、連結溝４７ｃ，９２ａの溝面に当てることで、第１・第２フランジ４７ｂ，９２間を連結したものである。
連結孔７２ｂは出力軸７２の回転中心から偏心した位置にあり、また、連結軸９３は第２回転体４７から偏心した位置にある。これら連結孔７２ｂと連結軸９３は、互いに回転可能に連結したものである。
【００２３】
このように継手９０は、▲１▼第２回転体４７に対して、軸直角方向に相対移動可能に且つ相対回転不能に連結し、▲２▼第２回転体４７に対して偏心して設けられた出力軸７２の、更に偏心する部位に、軸直角方向に相対移動不能に且つ相対回転可能に連結したものである。言い換えると、第２回転体４７と出力軸７２とは継手９０によって、軸直角方向に相対移動可能に且つ互いに関連した回転をなすように連結したものである。９４は板状のボール保持器、９５は軸受、９６はスラストベアリングである。
【００２４】
（ｂ）は入力軸、継手及び出力軸の関係説明図であり、第２回転体４７に継手９０を軸直角方向への相対移動可能に連結したことを示す。
第２回転体４７の回転中心Ａは、可動ハウジング２９（図３参照）の回転中心Ｏから偏心した位置に配置したものである。第２回転体４７と出力軸７２とは平行であり、しかも、対向し合う端部間が所定寸法だけ離間したものである。第２回転体４７の回転中心Ａが角度Ａ１の位置にあるとき、第２回転体４７の回転中心Ａと、出力軸７２の回転中心Ｂと、連結軸９３の作用点Ｃとは、平面視で前記相対移動方向に一直線上に配列したものである。回転中心Ａは、回転中心Ｂと作用点Ｃの間に配列したものである。
【００２５】
第２回転体４７が回転すると、第１・第２フランジ４７ｂ，９２とボール９１・・・との連結作用により、連結軸９３は出力軸７２の回転中心Ｂを基準に公転する。この結果、第２回転体４７の回転力によって出力軸７２は回転する。
ここで、回転中心Ａから回転中心Ｂまでの距離をｘ（偏位量ｘ）とし、回転中心Ｂから作用点Ｃまでの距離をｙ（偏位量ｙ）とする。回転中心ＡはＡ１〜Ａ２の範囲で変化するものであり、これに対して、回転中心Ｂは固定位置である。
偏位量ｘの変化に伴う舵角比の変化については、図１０及び図１１に基づき後述する。
【００２６】
図５は図３の５−５線断面図である。
可変舵角比操舵機構２０は、舵角比制御用電動機２４にてウォームギヤ機構１００を介して可動ハウジング２９を回転させることで、第２回転体４７の回転中心Ａを変位させて、操舵角の割合を変えるようにしたものである。舵角比制御用電動機２４は、制御手段３２（図１参照）の舵角比制御信号に応じて正・逆転し、第２回転体４７の回転中心Ａを変位させる減速機付きモータである。ウォームギヤ機構１００は、舵角比制御用電動機２４の電動機軸２４ａに連結したウォーム軸１０１と、ウォーム軸１０１のウォーム１０２に噛み合うホイール１０３とからなる。ホイール１０３は可動ハウジング２９の外周面の一部に形成した歯である。
【００２７】
固定ハウジング２８は、第２回転体４７の変位量を検出する変位センサ２２を取付けたものである。変位センサ２２は、可動ハウジング２９の外周面に形成したカム面２９ａの変化量を検出することにより、第２回転体４７の回転中心Ａの変位量を間接的に検出するものであり、カム面２９ａに接した先端部２２ａが進退するポテンショメータからなる。１０４，１０４は可動ハウジング２９の最大回動位置を規制するストッパ、１０５は中空偏心スリーブ、１０６，１０７は軸受、１０８はナットである。
【００２８】
図６は図３の６−６線断面図であり、減速機構４０の断面構造を示す。
この図は特に、小ギヤ４４ａを有する第１回転体４４、内歯ギヤ４７ａを有する第２回転体４７、可動ハウジング２９と第２回転体４７との間に介在した偏心カラー４５、並びに、偏心カラー４５を回す偏心カラー回転手段６０の関係を明確に示す。
【００２９】
偏心カラー４５は、外周面４５ａの円の中心Ｑに対し内周面４５ｂの円の中心を偏心させ、この内周面４５ｂの円の中心を第２回転体４７の回転中心Ａに一致させたことを示す。言い換えると、外周面４５ａの円の中心Ｑは可動ハウジング２９の回転中心Ｏ、第１回転体４４の回転中心Ｐ並びに第２回転体４７の回転中心Ａに対し偏心している。外周面４５ａの円の中心Ｑの位置は、偏心カラー回転手段６０で偏心カラー４５を回転させたときに、小ギヤ４４ａと内歯ギヤ４７ａを噛み合わせたときの歯面間の遊び、すなわちバックラッシの大きさが小さくなるように決定したものである。
【００３０】
図７は本発明に係る偏心カラー回転手段の断面図である。
偏心カラー回転手段６０は、可動ハウジング２９にねじ込んだ調整ボルト６１と、調整ボルト６１の進退方向に移動可能な押しピン６２と、調整ボルト６１と押しピン６２との間に介在した圧縮ばね６３とからなる。押しピン６２は、その先端を偏心カラー４５の当接凹部４５ｃに当てることで、偏心カラー４５を回転方向に押す押圧部材である。調整ボルト６１をねじ込んで圧縮ばね６３を介して押しピン６２を押すことにより、押しピン６２で偏心カラー４５を回転させることができる。このような偏心カラー回転手段６０は、調整ボルト６１の先端と押しピン６２の後端との間に寸法δの隙間を開けることにより、過大な調整荷重や反力を防止することができる。２９ｂはピン挿入孔である。
【００３１】
図８（ａ）〜（ｄ）は本発明に係る可動ハウジング、減速機構及びウォームギヤ機構の関係説明図であり、（ａ）に示す第２回転体４７の向きと（ｃ）に示す第２回転体４７の向きとを関連付けて示す。すなわち、（ａ）と（ｃ）とは、点Ｏと点Ａとを通る直線Ｌ１の向きを一致させて示したものである。
【００３２】
（ａ）は、ウォーム１０２が正・逆転すると、可動ハウジング２９は回転角θの範囲で正・逆転することを示す。上述のように、可動ハウジング２９の回転中心Ｏに対して第２回転体４７の回転中心Ａが偏心している。このため、可動ハウジング２９の回転角θに対応して、第２回転体４７の回転中心ＡはＡ１〜Ａ２の範囲で変化する。例えば、高速域の車速では点Ａ１の位置に変位し、低速域の車速では点Ａ２の位置に変位する。
なお、（ｂ）に示すように回転中心Ａの変位軌跡は、正確には回転中心Ｏを中心とした円弧である。しかし、回転中心Ａの径方向の変位量Ｚは無視できる程度である。以下の説明においては、回転中心Ａの変位軌跡がこの図の左右方向の直線である（回転中心Ａの径方向の変位量Ｚ＝０）として、説明する。
【００３３】
（ｃ）及び（ｄ）は、中心Ｑを第２回転体４７の回転中心Ａよりも図左下方に配置したものである。言い換えると、中心Ｑは直線Ｌ１から図左へ寸法ｍ１だけ偏心するとともに、回転中心Ａを通り直線Ｌ１に直角な直線Ｌ２から図下方へ寸法ｍ２だけ偏心している。このため、偏心カラー４５の厚みは中心Ｑと回転中心Ａとを通る直線Ｌ３上において、図右上が最も小さく図左下で最も大きい。このような厚みの差を利用して、偏心カラー４５を回すことにより第２回転体４７の回転中心Ａを変位させることを特徴とする。
【００３４】
図９（ａ）〜（ｃ）は本発明に係る減速機構のバックラッシ調整作用図であり、（ａ）は減速機構４０の断面構成を示し、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線断面の構成を示し、（ｃ）は（ｂ）の作用を示す。
（ａ），（ｂ）のように組立られた状態の減速機構４０において、（ｂ）の左下の偏心カラー回転手段６０で、偏心カラー４５を矢印Ｒｕ方向に回転させると、（ｃ）に示すように第２回転体４７の回転中心Ａも矢印Ｒｕ方向に変位する。矢印Ｒｕ方向の変位によって、バックラッシの大きさを減少させることができる。
【００３５】
このように減速機構４０の単品の状態において、偏心カラー回転手段６０で偏心カラー４５の回転角を微調整することにより、偏心カラー４５の回転角に応じて第２回転体４７を変位させ、小ギヤ４４ａと内歯ギヤ４７ａのバックラッシを微調整することができる。従って、ギヤバックラッシ調整作業が容易である。バックラッシを調整した後の減速機構４０を可変舵角比操舵機構２０（図３参照）に組付ければよい。
【００３６】
さらには、ギヤバックラッシを調整するための機構が、可動ハウジング（支持部材）２９に備えた偏心カラー４５並びに偏心カラー回転手段６０からなる簡単な構成であり、しかも、減速機構４０単品でバックラッシを調整することができる。可変舵角比操舵機構２０に組込む前に減速機構４０単品で調整することができるので、可変舵角比操舵機構２０の他の構成の影響を受けることなく、バックラッシをより一層十分に且つ容易に調整することができる。
【００３７】
図１０（ａ），（ｂ）は本発明に係る可変舵角比操舵機構の作動原理説明図であり、高速域の車速における舵角比の変化を模式的に示す。
図１０（ａ）は上記図４の構成を模式的に表したものであり、この（ａ）に示すように、高速域では回転中心Ａが角度Ａ１の位置にある。このとき、出力軸７２の回転中心Ｂと、第２回転体４７の回転中心Ａと、連結軸９３の作用点Ｃとは、図左から右へこの順に一直線上に配列しており、この状態を模式的平面図として表したものが、図１０（ｂ）である。すなわち、図４におけるＡ，Ｂ，Ｃの並びが図１０（ｂ）のＡ，Ｂ，Ｃ（Ｃ０）の並びに相当する。
【００３８】
なお、作用点Ｃは、回転中心Ｂを中心として旋回するものであるため、右の点Ｃと左の点Ｃとで区別がつきにくい。そこで、角度０゜又は角度１８０゜を添字としたＣ０，Ｃ１８０を付記することで、明瞭化した。作用点Ｃが、Ｃ０を起点として図時計回り（矢印方向）に旋回することで、以下の説明を行う。
【００３９】
図１０（ｂ）において、第２回転体４７の回転角をαとし、出力軸７２の回転角をβとすると、次の関係式が導かれる。
ｙ・ｓｉｎβ＝（ｙ・ｃｏｓβ−ｘ）ｔａｎα                ……（１）
であるから、第２回転体の回転角αは
α＝ｔａｎ−１（（ｙ・ｓｉｎβ）／（ｙ・ｃｏｓβ−ｘ））    ……（２）
で表される。
【００４０】
従って、作用点Ｃが点Ｃ０から点Ｃｘへ変位したときに、出力軸の回転角はβであり、このときの第２回転体の回転角はαである。また、連結軸の作用点が点Ｃ０から点Ｃｙへ変位したときに、出力軸の回転角はβ１であり、このときの第２回転体の回転角はα１である。回転中心Ｂと作用点Ｃとの間に回転中心Ａがあるので、回転角βは回転角αよりも小さく、回転角β１は回転角α１よりも小さい（β＜α、β１＜α１）。
一方、低速域では回転中心Ａが角度Ａ２の位置にあるので、回転中心Ａは回転中心Ｂの接近した位置にある。このとき、偏位量ｘは所定の最低値まで減少する。但しｘ＞０である。
【００４１】
図１１は本発明に係る可変舵角比操舵機構の舵角比特性線図である。
この図は、横軸を第２回転体４７の回転角αとし、右の縦軸を出力軸７２の回転角βとし、左の縦軸をラック２６ａのストロークとして表したものであって、線ｘ０，ｘ１に基づき、第２回転体の回転角αに対する、出力軸の回転角βの割合並びにラック２６ａのストロークの割合を示す。
【００４２】
なお、ここでは図３に示す減速機構４０の減速率Ｇを１（Ｇ＝１）と仮定した場合について、先に説明する。Ｇ＝１であるから、入力軸２３の回転角に対して第２回転体４７の回転角αが同一である。
▲１▼線ｘ０は、偏位量ｘを最低値にした場合（低速域）の舵角比特性を示す。
▲２▼線ｘ１は、偏位量ｘを変化させた場合（高速域）の舵角比特性を示す。
図から明らかなように、偏位量ｘを連続的に変化させることにより、舵角比を連続的に変化させることができる。従って、偏位量ｘを車速に応じて制御すれば、舵角比特性を最適条件に変化させることができる。
【００４３】
ところで、線ｘ０，ｘ１は、第２回転体の回転角αが１８０°の場合に出力軸の回転角βが１８０°となる特性に設定されている。このような特性は、図４の継手９０における第２回転体４７、出力軸７２並びに連結軸９３の位置関係により決まる。減速比Ｇ＝１と仮定したので、ステアリングハンドル１１の操舵角に対して第２回転体の回転角αが同一である。例えば、操舵角が０°のときには回転角αも０°であり、操舵角が最大角（例えば、１８０°）のときには回転角αも１８０°である。このため、可変舵角比操舵機構２０は、第２回転体の回転角αの全範囲（０°〜１８０°）にわたり、特定の舵角比特性にて舵角比を変えることになる。
また、ステアリングハンドル１１の最大操舵角を１８０°以下にすると、ハンドルの切れが良過ぎるので、操舵感覚上（操舵フィーリング上）好ましくない。従って、ラックの最大ストローク位置を図１１の縦軸のＤ（従来の最大）以下に下げることはできない。
【００４４】
さらには、線ｘ０は図右肩上がりで下方に緩く湾曲した曲線であり、線ｘ１は図右肩上がりで下方に線ｘ０よりもきつく湾曲した曲線である。これらの曲線は、第２回転体の回転角αが概ね９０°以下において勾配が緩く、９０°を越えると勾配がきつい曲線である。しかも、フル操舵の状態（図１の操向車輪１２，１２が最大操舵角の状態）では、第２回転体の回転角αが１８０°なので、出力軸の回転角βは車速と無関係に一定である。
線ｘ０，ｘ１が非線形なので、第２回転体の回転角αが小さいときと大きいときとでは、第２回転体の回転角αに対する出力軸の回転角βの割合、すなわち、舵角比は一定ではない。しかし、ステアリングハンドル１１の全操舵範囲にわたり、車速に応じた一定の舵角比特性である方が、運転上好ましい場合がある。
【００４５】
本発明はこのような舵角比特性を改良するために、図１に示すステアリングハンドル１１の操舵角、すなわち、第２回転体４７の回転角を、減速機構４０によって所定の割合で減少させるようにしたものである。
例えば、１／６の割合で減少させると（減速比Ｇ＝１／６）、ステアリングハンドル１１の最大操舵角が左右に各５４０°の場合に、第２回転体４７の回転角αは左右に各９０°（減少角）となる。また、操舵角が０°のときに、第２回転体４７の回転角αは０°である。
【００４６】
第２回転体の回転角αが９０°以下であれば、線ｘ０，ｘ１は車速に応じた勾配を有するほぼ直線（実線にて示す線ｘ１０，ｘ１１）である。
このような実線ｘ１０から実線ｘ１１までの直線的な特性を有する範囲だけを使用した舵角比特性なので、高速域の車速においては、ステアリングハンドル１１の全操舵範囲にわたって、緩い勾配特性で操向車輪を操舵することができる。また、低速域の車速においては、ステアリングハンドル１１の全操舵範囲にわたって、きつい勾配特性で操向車輪を操舵することができる。
言い換えると、第２回転体の回転角αが小さければ、ステアリングハンドル１１を全操舵範囲で操舵しても、可変舵角比操舵機構２０における非線形の舵角比特性のうち、一部の狭い範囲だけを使用することになる。一部の範囲だけであれば、非線形であっても比例特性に近似した舵角比特性で操舵することができる。
従って、ステアリングハンドル１１の操舵角に対するラック２６ａのストローク特性、すなわち、操向車輪１２，１２の操舵角特性は、車速に応じたほぼ比例的な特性であり、車両の操縦性能を一層高めることができる。
【００４７】
また、操舵角を減速機構４０で減少させたときには、可変舵角比操舵機構２０は、第２回転体の回転角αの全範囲のうち、一部の狭い範囲（０°〜減少角）で、特定の舵角比特性にて舵角比を変える。すなわち、舵角比特性のうち一部の範囲だけで舵角比を変える。
このように、ステアリングハンドル１１の操舵角を減速機構４０で減少させたことにより、ステアリングハンドル１１の操舵角に対して、舵角比特性のうち、どの範囲を使用するかを選択することができる。
【００４８】
図１２は本発明に係る車両用ステアリング装置の舵角比特性線図であり、横軸をステアリングハンドル１１の操舵角とし、縦軸をラック２６ａのストロークとして表したものである。
この図は上記図１１に対応した図であり、ステアリングハンドル１１を右回転させた場合に図右半分の舵角比特性を有し、ステアリングハンドル１１を左回転させた場合に図左半分の舵角比特性を有することを示す。
【００４９】
ところで、上記図３、図６〜図９に示す減速機構４０は以上の説明から明らかなように、変速機構の一種である。変速機構であるから、入力回転数を減速、増速又は増減速する機構であればよい。変速機構としての減速機構４０の変形例を図１３に基づき説明する。
図１３（ａ），（ｂ）は本発明に係る変速機構の変形例図である。
（ａ）は、減速機構４０のうち、支持部材２９と第１回転体４４との間に、外周面の円の中心に対して内周面の円の中心を偏心させてなる偏心カラーを介在させたことを示す。具体的には、ホルダ４１に上記図３に示す偏心カラー４５の役割を付加し、ホルダ４１を偏心カラー回転手段６０で回すようにしたものである。
（ｂ）は、減速機構４０における第２回転体４７を入力側とし、第１回転体４４を出力側とすることにより、増速機構の役割を果たすことを示す。
【００５０】
なお、上記実施の形態において、変速機構の変速比や減速機構４０の減速比については任意である。
さらには、ホルダ４１の有無は任意であり、可動ハウジング２９に第１回転体４４を直接回転可能に取付けてもよい。
また、偏心カラー回転手段６０は偏心カラーを回すことのできる構成であればよく、例えば、調整ボルト６１だけであってもよい。押しピン６２並びに圧縮ばね６３の有無については任意である。
【００５１】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１は、支持部材と第１回転体又は第２回転体との間に、外周面の円の中心に対して内周面の円の中心を偏心させてなる偏心カラーを介在させ、この偏心カラーを回すことのできる偏心カラー回転手段を支持部材に備えたので、偏心カラー回転手段で偏心カラーの回転角を微調整することにより、第１回転体又は第２回転体を変位させて、小ギヤと内歯ギヤのバックラッシを微調整することができる。従って、ギヤバックラッシ調整作業が容易である。
さらには、ギヤバックラッシを調整するための機構が、支持部材に備えた偏心カラー並びに偏心カラー回転手段からなる簡単な構成であり、しかも、変速機構単品でバックラッシを調整することができる。変速機構単品で調整するので、バックラッシをより一層十分に且つ容易に調整することができる。
さらにまた、偏心カラー回転手段において、調整ボルトをねじ込んで圧縮ばねを介して押しピンを押すことにより、押しピンで偏心カラーを回転させることができる。調整ボルトの先端と押しピンの後端との間に隙間を開けることにより、過大な調整荷重や反力を防止することができる。
【００５２】
請求項２は、車両のステアリングハンドルから操向車輪に至るステアリング系に可変舵角比操舵機構を備え、この可変舵角比操舵機構によって、ステアリングハンドルの操舵角に対する舵角比を機械的に変えるように構成し、可変舵角比操舵機構にステアリングハンドルの操舵角を所定の割合で減少させる減速機構を備えた車両用ステアリング装置であって、減速機構のギヤのバックラッシを調整するための機構として、支持部材と第１回転体又は第２回転体との間に、外周面の円の中心に対して内周面の円の中心を偏心させてなる偏心カラーを介在させ、この偏心カラーを回すことのできる偏心カラー回転手段を支持部材に備えたので、偏心カラー回転手段で偏心カラーの回転角を微調整することにより、第１回転体又は第２回転体を変位させて、小ギヤと内歯ギヤのバックラッシを微調整することができる。従って、ギヤバックラッシ調整作業が容易である。
さらには、ギヤバックラッシを調整するための機構が、支持部材に備えた偏心カラー並びに偏心カラー回転手段からなる簡単な構成であり、しかも、減速機構単品でバックラッシを調整することができる。車両用ステアリング装置に組込む前に減速機構単品で調整することができるので、車両用ステアリング装置の他の構成の影響を受けることなく、バックラッシをより一層十分に且つ容易に調整することができる。
さらにまた、偏心カラー回転手段において、調整ボルトをねじ込んで圧縮ばねを介して押しピンを押すことにより、押しピンで偏心カラーを回転させることができる。調整ボルトの先端と押しピンの後端との間に隙間を開けることにより、過大な調整荷重や反力を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る車両用ステアリング装置のシステム図
【図２】本発明に係る車両用ステアリング装置の全体構成図
【図３】図２の３−３線断面図
【図４】本発明に係る可変舵角比操舵機構を構成する継手廻りの構成図
【図５】図３の５−５線断面図
【図６】図３の６−６線断面図
【図７】本発明に係る偏心カラー回転手段の断面図
【図８】本発明に係る可動ハウジング、減速機構及びウォームギヤ機構の関係説明図
【図９】本発明に係る減速機構のバックラッシ調整作用図
【図１０】本発明に係る可変舵角比操舵機構の作動原理説明図
【図１１】本発明に係る可変舵角比操舵機構の舵角比特性線図
【図１２】本発明に係る車両用ステアリング装置の舵角比特性線図
【図１３】本発明に係る変速機構の変形例図
【符号の説明】
１０…車両用ステアリング装置、１１…ステアリングハンドル、１２…操向車輪、１３…ステアリング系、２０…可変舵角比操舵機構、２８…固定ハウジング、２９…支持部材（可動ハウジング）、４０…変速機構（減速機構）、４４…第１回転体、４４ａ…小ギヤ、４５…偏心カラー、４５ａ…外周面、４５ｂ…内周面、４７…第２回転体、４７ａ…内歯ギヤ、６０…偏心カラー回転手段、Ｑ…外周面の円の中心、Ａ…内周面の円の中心。
【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】
0003549187.tif 000009
【図９】
0003549187.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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