(57)【要約】【課題】車両ステアリングシステムに配備される装置であって、操作部材の操作に対する操作反力を付与する操作反力付与装置を実用性の高いものとする。【解決手段】操作反力付与装置が、操作部材２０に連動する連動体５２を操作部材２０の操作量に応じて変位させる連動体変位機構８６と、その連動体５２の変位を抑制する力である変位抑制力をばね６０の弾性力によって発生させる抑制力発生機構８７とを備え、さらに、その弾性力に依拠する変位抑制力の大きさを制御可能な駆動源７６の駆動力によって変更する抑制力変更装置８８を備えたものとする。つまり、ばねの弾性力に依拠する力を制御することによって、簡便に、反力特性を変更できるのであり、その点において、操作反力付与装置を実用性の高いものとできる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリング操作に対する操作反力を操作部材に付与する操作反力付与装置であって、
前記操作部材と連動する連動体を有し、その連動体の変位量が前記操作部材の操作量に応じた量となるように構成された連動体変位機構と、
前記連動体の変位に応じて弾性変形するばねを有し、そのばねの弾性力をその連動体に対して作用させることで、その連動体の変位を抑制する力であってその連動体の変位量に応じた大きさの変位抑制力を発生させる抑制力発生機構と、
制御作動可能な駆動源を有し、その駆動源が発生する駆動力によって、前記連動体の変位に応じた前記変位抑制力の変化とは別に前記変位抑制力の大きさを変更する抑制力変更装置と
を備えた操作反力付与装置。
【請求項２】
前記抑制力変更装置が、前記操作部材の全操作範囲における少なくとも一部の範囲において、その範囲の全体にわたって前記ばねの弾性力を増減させることによって、前記変位抑制力の大きさを変更するものである請求項１に記載の操作反力付与装置。
【請求項３】
前記抑制力変更装置が、前記ばねのばね定数を変更することによって前記変位抑制力の大きさを変更するものである請求項１または請求項２記載の操作反力付与装置。
【請求項４】
前記抑制力変更装置が、前記連動体に対する前記ばねの弾性力の作用する方向を変更することによって、前記変位抑制力の大きさを変更するものである請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の操作反力付与装置。
【請求項５】
前記ばねが、車体の一部に支持される被支持部と、前記連動体と係合してそれに弾性力を作用させる作用部とを有し、前記連動体の変位に伴う前記作用部の前記被支持部に対する変位によって弾性力が変化する構造のものであり、
前記抑制力変更装置が、前記被支持部の前記車体の一部に対する位置である支持位置を変更することで前記変位抑制力を変更するものである請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の操作反力付与装置。
【請求項６】
前記抑制力変更装置が、
制御作動可能な駆動源を有し、その駆動源が発生する駆動力によって前記変位抑制力の大きさを変更するものであり、
かつ、前記車体の一部に位置変動可能に設けられて前記ばねの前記被支持部を支持するばね支持体と、そのばね支持体を位置変動させるための駆動力を作用させる駆動力作用部と、前記駆動源を有する駆動部と、その駆動部と前記駆動力作用部とを接続して駆動力を伝達するための索体とを有し、それらが機能して前記ばねの前記被支持部の前記支持位置を変更することによって、前記変位抑制力の大きさを変更するものである請求項５に記載の操作反力付与装置。
【請求項７】
前記連動体変位機構が、前記操作部材の操作量に対する前記連動体の変位量を変更する変位量変更装置を備えた請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の操作反力付与装置。
【請求項８】
前記連動体変位機構が、カムとそれのカム面を摺動するカムフォロアとを含んで構成されるカム機構を有し、それらカムとカムフォロアとの一方が前記操作部材に接続され、他方が前記連動体とされあるいはその連動体と接続されたことで、前記連動体が前記操作部材の操作量に応じた変位量変位するように構成され、
前記カム機構が、前記操作部材の操作量が増加するにつれて前記変位抑制力の変化勾配が漸増するように前記連動体が変位する構造とされた請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の操作反力付与装置。
【請求項９】
前記連動体変位機構が、
カムとそれのカム面を摺動するカムフォロアとを含んで構成されるカム機構を有し、それらカムとカムフォロアとの一方が前記操作部材に接続され、他方が前記連動体とされあるいはその連動体と接続されたことで、前記連動体が前記操作部材の操作量に応じた変位量変位するように構成され、
かつ、前記カムおよび前記カムフォロアの、前記操作部材が中立位置に位置する状態における相対位置と相対姿勢との少なくとも一方を変更可能に構成された請求項１ないし請求項８に記載の操作反力付与装置。
【請求項１０】
前記抑制力発生機構が、前記変位抑制力にヒステリシス特性を付加する手段を有する請求項１ないし請求項９のいずれかに記載の操作反力付与装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両ステアリングシステムに配備される装置であって、運転者によってなされるステアリング操作、詳しくは、操作部材の操作に対する操作反力を付与するための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用ステアリングシステムは、運転者がステアリングホイール等の操作部材を操作することよって、転舵車輪の転舵させるシステムである。そのようなステアリングシステムでは、運転者のステアリング操作に対して適切な操舵感を与えることが望まれ、その要望を満たすために、操作反力付与装置が用いられる。近年、ステアバイワイヤ型のステアリングシステム、つまり、操作部材と転舵装置とが機械的に分離され、操作部材に加えられた操作力によらず、電気的な制御の下、転舵装置が備える駆動源を制御することによって操作部材の操作に応じた転舵を行うシステムの開発が盛んにおこなわれており、それに応じて操作反力付与装置の重要性が高まっている。ステアバイワイヤ型のシステムでは、転舵車輪側からの反力、つまり、転舵装置からの反力が得られず、専ら、操作反力付与装置によって付与される操作反力が、運転者の操舵感を決定付けることになるため、特に、性能のよい操作反力付与装置が必要とされている。現在検討さている操作反力付与装置として、例えば、下記特許文献に記載されているような装置が存在する。
【特許文献１】特開２００１−１１４１１８号公報
【特許文献２】特開平１０−１９４１５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記特許文献に記載の反力付与装置は、いずれも、ばねによる弾性力と、いわゆる反力モータと呼ばれる電動モータの駆動力とによって、操作反力を付与する構成の装置であり、操作部材の中立位置への復帰，基礎となる反力の付与等の目的で、ばねが利用されている。ばねによる反力機構は、操作部材の中立位置からの操作量に応じた大きさの反力が得られ、基礎となる反力を付与する機構として好適であり、また、その構造が簡単であるという利点を有する。しかし、望まれる適正な操作反力は、車両の走行状態等の諸要因によって変わるため、操作量に対する反力の大きさについての特性（以下、「反力特性」という場合がある）が、一定であるばねの反力では、常に適正な操作反力を付与できるわけではない。そこで、上記特許文献に記載の反力付与装置は、制御可能な電動モータによる反力を付与することで、変化する適正な操作反力を付与するようにされているのである。
【０００４】
反力モータによって大きさが可変の反力を付与する場合、反力モータの出力トルクを制御することによってその反力の大きさが制御される。ところが、この反力モータの出力トルクの制御は、高度複雑な制御技術を要し、簡便さといった観点からの問題を抱えることになる。ここに掲げた問題は、一例であるが、ばねを用いた従来の反力付与装置は、ここに掲げたの同種あるいは類似の各種の問題を抱えている。つまり、反力特性を特徴的なものとするために、種々の工夫を凝らしてはいるものの、いずれの反力付与装置も、実用性という点では、決して充分なものとはいえないのである。本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであり、実用性の高い操作反力付与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】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明の操作反力付与装置は、操作部材に連動する連動体を操作部材の操作量に応じて変位させる機構と、その連動体の変位を抑制する力である変位抑制力をばねの弾性力によって発生させる機構とを備え、さらに、その弾性力に依拠する変位抑制力の大きさを制御可能な駆動源の駆動力によって変更する装置を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の操作反力付与装置は、簡単に言えば、ばねの弾性力に依拠する力を制御することによって、操作反力を変更可能とされた操作反力付与装置である。本発明の操作反力付与装置は、簡便に、反力特性を変更できることになる。つまり、簡便な手段によって、反力特性を特徴的なものとすることができるのである。その点において、本発明の操作反力付与装置は実用性の高いものとなる。
【０００７】
なお、上記操作反力付与装置は、本発明の基本的な態様の１つであり、本発明は、種々の態様で実施することが可能である。それら種々の態様および作用効果については、後の、〔発明の詳細な説明〕の項において詳しく説明する。それらの態様の各々は、それら各々の構成に応じた種々のメリットを有し、それらのメリットにより、いずれの態様も実用性の高いものとなっている。
【発明の態様】
【０００８】
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。
【０００９】
なお、下記（１）項は、請求可能発明の各態様を説明するために、それら各態様に共通する構成要素を構成要素として便宜的に創設した項であり、請求可能発明の各態様は、その（１）項を直接的あるいは間接的に引用するところの、（２）項以下の各項に掲げた態様である。ちなみに、それらの項の請求項との関係を説明すれば、（３）項が請求項１に相当し、請求項１に（４）項を従属させたものが請求項２に、請求項１または２に（５）項を従属させたものが請求項５に、請求項１ないし３のいずれかに（６）項を従属させたものが請求項４に、請求項１ないし４のいずれかに（７）項を従属させたものが請求項５に、請求項５に（１３）項を従属させたものが請求項６に、請求項１ないし６のいずれかに（１７）項を従属させたものが請求項７に、請求項１ないし７のいずれかに（１８）項と（１９）項とを従属させたものが請求項８に、請求項１ないし８のいずれかに（１８）項と（２０）項とを従属させたものが請求項９に、請求項１ないし９のいずれかに（２１）項を従属させたものが請求項１０に、それぞれ相当する。
【００１０】
（１）ステアリング操作に対する操作反力を操作部材に付与する操作反力付与装置であって、
前記操作部材と連動する連動体を有し、その連動体の変位量が前記操作部材の操作量に応じた量となるように構成された連動体変位機構と、
前記連動体の変位に応じて弾性変形するばねを有し、そのばねの弾性力をその連動体に対して作用させることで、その連動体の変位を抑制する力であってその連動体の変位量に応じた大きさの変位抑制力を発生させる抑制力発生機構と、
を備えた操作反力付与装置。
【００１１】
本項に記載の態様は、以下の各項の態様における共通の構成要素によって構成された項であり、以下の各項の前提項となるものである。つまり、本項の態様の操作反力付与装置は、請求項可能発明が適用される操作反力付与装置である。本項の態様の操作反力付与装置は、ばねの弾性力に依拠する操作反力を付与する装置であり、詳しくは、操作部材と連動する連動体の変位を抑制する変位抑制力をばねの弾性力によって発生させることで操作反力を付与する装置である。
【００１２】
本項の態様の操作反力付与装置は、配備されるステアリングシステムが特に限定されるものではないが、反力特性の変更が可能である点を考慮すれば、前述したステアバイワイヤ型のステアリングシステムに特に好適である。また、本項の態様において反力の付与対象となる「操作部材」は、ステアリングホイールが一般的であるが、それに限定されず、レバー型のものや、１対のグリップを備えた形状のもの等、種々の形式のものが対象となり得る。
【００１３】
本項の態様における「連動体変位機構」は、その具体的な機構が特に限定されるものではない。例えば、後に説明するカム機構を始めとして、ボールねじ機構，リンク機構，ギヤ機構等、種々の機構を採用可能であり、また、単に、操作部材とともに回転する軸に何らかの部材を付設しただけのようなものも、連動体変位機構に含まれる。「連動体」は、操作部材と連動して操作部材の操作量に応じた変位量だけ変位するもの、詳しくは、例えば、操作部材の中立位置（車両が直進する状態の操作位置）からの操作量に応じて、その中立位置に対応する基準位置から変位するようなものであればよい。その連動体の変位は、連動体が直線的あるいは曲線的に移動することによって生じるものでもよく、連動体が回転することによって生じるものであってもよい。つまり、連動体の変位は、回転変位をも含む概念である。また、操作部材は、中立位置から左旋回方向と右旋回方向との両方向に操作されるが、その場合、連動体変位機構は、連動体を、操作部材の両方向の各々の操作に応じて基準位置からある方向とその方向とは別の方向（例えば、反対方向）との各々に変位させるような機構であってもよく、また、操作部材のいずれの方向の操作に対しても基準位置から同じ方向に変位させるような機構であってもよい。
【００１４】
本項の態様における「抑制力発生機構」は、ばねの弾性力を連動体に作用させることで、上記変位抑制力を発生させるものであるが、その「ばね」は、それの種類が特に限定されるものではない。板ばね、圧縮あるいは引張コイルばね、ねじりコイルばね、渦巻きばね等や、気体ばね等の種々のばねを採用することが可能である。それらのばねを採用する場合、例えば、車体の一部にそのばねの一部を支持させ、その一部に対して弾性的に変位する他の部分を連動体に係合させることによって、連動体に対して、変位抑制力を付与するような構成とすることが可能である。なお、抑制力発生機構は、複数のばねが、直列的あるいは並列的に配置されて構成されるものであってもよい。ちなみに、その構成のものにおいて後に説明する抑制力変更装置を設けるときには、それら複数のばねの１以上のものに依拠する変位抑制力を変更するように構成すればよい。また、抑制力発生機構は、操作部材の左旋回方向と右旋回方向との両方向の操作に対して、連動体に変位抑制力を付与するものであってもよく、それら両方向の一方に対してのみ変位抑制力を付与するものであってもよい。後者の場合は、それら両方向の各々に対して、それぞれ抑制力発生機構を設けることで、両方向の操作に対して操作反力を付与することが可能である。またその場合において後に説明する抑制力変更装置を設けるときには、それぞれの抑制力発生機構に対して抑制力変更機構を設けることも可能である。
【００１５】
（２）当該操作反力付与装置が、前記連動体の変位に応じた前記変位抑制力の変化とは別に前記変位抑制力の大きさを変更する抑制力変更装置を備えた(1)項に記載の操作反力付与装置。
【００１６】
上記変位抑制力は、連動体の変位に応じて変化するものではあるが、本項に記載の操作反力付与装置は、その変化とは別に変位抑制力を変更することで、操作部材の操作量に応じた操作反力の変化とは別に、操作反力の大きさを変更することが可能とされている。その変位抑制力を変更するための装置が「抑制力変更装置」であり、その装置によって、当該操作反力付与装置の特性である操作量に対する反力の大きさについての特性、つまり、反力特性を変更することが可能であり、適正な操作反力を操作部材に付与することが可能となる。なお、本項における抑制力変更装置は、その具体的な構成が特に限定されるものではない。例えば、後に説明するように、ばねのセット荷重を変更する，ばねのばね定数を変更する、ばねの弾性力が連動体に対して作用する方向を変更するといった種々の態様を採用することができる。それらの態様、さらに具体的な構成に関する態様については、後に詳しく説明する。
【００１７】
（３）前記抑制力変更装置が、制御作動可能な駆動源を有し、その駆動源が発生する駆動力によって前記変位抑制力の大きさを変更するものである(3)項に記載の操作反力付与装置。
【００１８】
本項の態様の操作反力付与装置は、抑制力変更装置が「駆動源」を有しており、その駆動源によってばねの弾性力の作用を変更することによって、変位抑制力の大きさを変更するものである。駆動源が制御作動可能なものであり、それの制御によって、例えば、車両の走行中であっても、容易に反力特性を変更可能である。先に述べたように、駆動源を有する操作反力付与装置には、その駆動源として反力モータ等を備えてそれの駆動力を直接的に反力として付与し、その駆動力の大きさ、つまり、出力トルクを制御することによって操作反力の大きさを変更するような操作反力付与装置も存在するが、本項に記載の操作反力付与装置では、そのような駆動力の大きさの制御を必要とするものではないことから、制御が比較的簡便であり、その点において、実用的な操作反力付与装置となる。
【００１９】
なお、抑制力変更装置が備える駆動源は、いわゆるアクチュエータとして機能するものであり、電動モータ、ポンプ装置等を含む液圧装置等、種々の構成のものを採用することが可能である。なお、その駆動源は、作動の有無，駆動力の大きさ，作動量，作動速度等のいずれか１以上を制御可能なものであればよい。また、駆動源を制御作動させる場合は、例えば、何らかの制御装置を、操作反力付与装置の構成要素の１つとして（抑制力変更装置の構成要素であってもよい）、あるいは、操作反力付与装置とは別の装置として設け、その制御装置によって、作動の有無，作動量，作動速度等を制御すればればよい。
【００２０】
（４）前記抑制力変更装置が、前記操作部材の全操作範囲における少なくとも一部の範囲において、その範囲の全体にわたって前記ばねの弾性力を増減させることによって、前記変位抑制力の大きさを変更するものである(2)項または(3)項に記載の操作反力付与装置。
【００２１】
本項に記載の態様は、抑制力変更装置が上記ばねのいわゆるセット荷重（例えば、連動体が基準位置に位置する場合において発生する弾性力）を変更する態様である。本項の態様によれば、操作部材の所定の操作範囲（全操作範囲であってもよい）において、例えば、操作反力を一定の大きさだけ増減させることが可能である。
【００２２】
（５）前記抑制力変更装置が、前記ばねのばね定数を変更することによって前記変位抑制力の大きさを変更するものである(2)項ないし(4)項のいずれかに記載の操作反力付与装置。
【００２３】
本項に記載の態様のように、ばねのばね定数を変更すれば、連動体の変位量の変化に対するばねの弾性力の変化の勾配を変更することができる。したがって、例えば、操作部材の操作量に対する操作反力の変化勾配を増減させることが可能である。
【００２４】
（６）前記抑制力変更装置が、前記連動体に対する前記ばねの弾性力の作用する方向を変更することによって、前記変位抑制力の大きさを変更するものである(2)項ないし(5)項のいずれかに記載の操作反力付与装置。
【００２５】
例えば、連動体の変位方向と連動体への弾性力の作用する方向とが一致する場合には、それらの方向が一致しない場合と比較して、同じ大きさの弾性力を作用させる場合であっても変位抑制力の大きさが大きくなる。本項に記載の態様は、そのような原理を利用して変位抑制力、つまり、操作反力を変更する態様である。基礎的変位抑制力（例えば、連動体が基準位置にある場合の変位抑制力）を変更できることで、操作反力を操作部材の全操作範囲にわたって増減させることが可能であり、また、連動体の変位に応じて作用する弾性力の方向を変化させることができ、そのようにすれば、操作部材の操作量に応じた反力の変化勾配をも変更することができる。なお、具体的には、連動体が一直線に沿って一次元的に変位する場合にその一直線とばねの軸線とのなす角度を変更したり、また、連動体が一平面内を二次元に変位する場合にその一平面とばねの軸線のなす角度を変更することにより、連動体に対するばねの弾性力の作用する方向を変更することが可能である。
【００２６】
上記３つの態様、つまり、弾性力の増減，ばね定数の変更，弾性力の作用方向の変更のそれぞれの態様は、それらのうちのいずれか１つを単独で採用することも、また、いずれか２つの以上のものを組み合わせて採用することが可能である。２以上のものを組み合わせた場合には、反力特性の変更の自由度がより高くなり、また、反力特性の選択の幅が拡大することとなる。
【００２７】
（７）前記ばねが、車体の一部に支持される被支持部と、前記連動体と係合してそれに弾性力を作用させる作用部とを有し、前記連動体の変位に伴う前記作用部の前記被支持部に対する変位によって弾性力が変化する構造のものであり、
前記抑制力変更装置が、前記被支持部の前記車体の一部に対する位置である支持位置を変更することで前記変位抑制力を変更するものである(2)項ないし(6)項のいずれかに記載の操作反力付与装置。
【００２８】
本項に記載の態様は、抑制力発生機構の具体的な構成と、その構成を採用した場合における抑制力変更装置の具体的な構成とに関する限定を加えた態様である。ばねを採用した一般的な抑制力発生機構では、ばねの一部が位置を固定された状態で車体の一部に支持されて連動体に弾性力を作用させるような構造となっている。簡単に言えば、本項の態様は、そのような構造において、ばねの支持される部分の位置を固定的に支持するのではなく、例えば、その部分の位置を変動させることによって、連動体に作用する弾性力を変更する態様である。本項の態様によれば、抑制力変更装置の構造が単純なものとなる。
【００２９】
（８）前記ばねが、一端部が前記被支持部とされるとともに他端部が前記作用部とされた圧縮あるいは引張コイルばねである(7)項に記載の操作反力付与装置。
【００３０】
本項に記載の態様は、はねの種類を限定した態様である。圧縮コイルばね引張コイルばねは、比較的簡便な構造なばねであり、本項の態様によれば、構成が単純化された操作反力付与装置が実現する。
【００３１】
（９）前記抑制力変更装置が、前記ばねの前記一端部の前記車体の一部に対する位置を変更することによって前記ばねのばね長を変更し、そのばね長の変更により、前記変位抑制力の大きさを変更するものである(8)項に記載の操作反力付与装置。
【００３２】
本項に記載の態様は、引張コイルばねあるいは圧縮コイルばねを利用した態様において、それらのばねが連動体に作用する弾性力を変更する構成を具体的な１つの構成に限定した態様である。引張コイルばねあるいは圧縮コイルばねのばね長を変更すれば、それらのばねのセット荷重を容易に変更することが可能である。本項に記載の態様は、先に説明した態様、つまり、操作部材のある操作範囲においてその範囲の全体にわたってばねの弾性力を変更させる態様の一態様と考えることができる。
【００３３】
（１０）前記抑制力変更装置が、前記ばねの前記一端部の前記車体に対する位置を変更することによって前記ばねの軸線の向きを変更し、その軸線の向きの変更により、前記変位抑制力の大きさを変更するものである(8)項または(9)項に記載の操作反力付与装置。
【００３４】
本項に記載の態様は、引張コイルばねあるいは圧縮コイルばねを利用した態様において、それらのばねが連動体に作用する弾性力を変更する構成を具体的な１つの構成に限定した態様である。本項に記載の態様は、換言すれば、例えば、引張コイルばねあるいは圧縮コイルばねの被支持部の位置を変更することによって、連動体が変位する方向に対するばねの弾性力の作用する方向を変更する態様である。つまり、本項の態様は、先に説明したところの、連動体に対するばねの弾性力の作用する方向を変更する態様の一態様と考えることができる。
【００３５】
（１１）前記ばねが、互いに離間する２つの箇所のうちの一方が前記被支持部とされるとともに他方が前記作用部とされた板ばねである(7)項に記載の操作反力付与装置。
【００３６】
本項に記載の態様は、ばねの種類を限定した態様である。板ばねは、比較的簡便な構造なばねであり、板ばねを採用した本項の態様によれば、構成が単純化された操作反力付与装置が実現する。
【００３７】
（１２）前記抑制力変更装置が、前記２つの箇所の離間距離を変更することによって、前記変位抑制力の大きさを変更するものである(11)項に記載の操作反力付与装置。
【００３８】
本項の態様は、板ばねの被支持部と作用部との間の距離、つまり、いわゆる板ばねのスパンを変更する態様である。板ばねのスパンを変更させれば、その板ばねのばね定数を変更することが可能である。つまり、本項に記載の態様は、先に説明したところの、ばねのばね定数を変更する態様の一態様と考えることができる。なお、被支持部の支持位置を変更させてスパンを変更させるには、例えば、被支持部のばねにおける位置を変更せずに、ばね自体を移動させて、作用部のばねにおける位置を変更するようにしてもよく、また、例えば、ばね自体は移動させず、被支持部のばねにおける位置を変更するようにしてもよい。
【００３９】
（１３）前記抑制力変更装置が、
制御作動可能な駆動源を有し、その駆動源が発生する駆動力によって前記変位抑制力の大きさを変更するものであり、
かつ、前記車体の一部に位置変動可能に設けられて前記ばねの前記被支持部を支持するばね支持体と、そのばね支持体を位置変動させるための駆動力を作用させる駆動力作用部と、前記駆動源を有する駆動部と、その駆動部と前記駆動力作用部とを接続して駆動力を伝達するための索体とを有し、それらが機能して前記ばねの前記被支持部の前記支持位置を変更することによって、前記変位抑制力の大きさを変更するものである(7)項ないし(12)項のいずれかに記載の操作反力付与装置。
【００４０】
本項に記載の態様は、抑制力変更装置において、抑制力を変更するために駆動される部分と駆動する部分とを離間可能とするために有効な一態様である。一般的に、反力付与装置における抑制力発生機構は、操作部材に比較的近い位置に配設される。抑制力変更装置における駆動源までもその位置に配設される場合、例えば、その駆動源が発する音，振動等が、運転者にまで伝達されやすく、それら音，振動等は、車両運転の快適性を阻害する要因となる。本項の態様によれば、駆動源を、例えば、ダッシュボードを挟んだエンジンルーム内等、運転者から比較的遠い位置に配設可能であるため、静粛性に優れた操作反力付与装置が実現する。なお、駆動力伝達手段である「索体」は、特に限定されるものではなく、ワイヤ，ケーブル等、種々のものの中から、抑制力変更装置のたの構成要素等に応じて適切なものを選択すればよい。
【００４１】
（１４）前記抑制力変更装置が、前記変位抑制力の大きさを連続的な値に変更可能なものである(2)項ないし(13)項のいずれかに記載の操作反力付与装置。
【００４２】
抑制力変更装置は、変位抑制力の大きさを離散的ないくつかの値のなかから選択するように、平たく言えば、段階的に変更可能なものであってもよい。それに対し、本項に記載の態様では、抑制力変更装置が変位抑制力を連続的に、平たく言えば、無段階に変更可能なものであるため、きめ細かな操作反力の制御が可能となり、より高性能な反力付与装置が実現する。
【００４３】
（１５）前記抑制力変更装置が、前記変位抑制力の大きさを車両の走行状態に基づいて変更可能なものである(2)項ないし(14)項のいずれかに記載の操作反力付与装置。
【００４４】
ステアリングシステムでは、車両の走行状態に応じて、ステアリング操作の重さを変更することが望まれる場合がある。後に説明する車両の走行速度もその一例であるが、他に例えば、車両の旋回中において車体の挙動を安定させるために操作を重くしたり、車両が滑りやすい路面を走行しているときの不用意な操作を避けるために操作を重くしたりする場合等である。本項に記載の態様は、そのような場合に有効な態様である。具体的には、例えば、上記駆動源を制御する制御装置を抑制力変更装置の一部としてあるいはそれとは別に設け、その制御装置が、各種のセンサの検出値に依拠して取得された車両の走行状態に基づいて、駆動源を制御作動させるようにすればよい。
【００４５】
（１６）前記抑制力変更装置が、前記変位抑制力の大きさを車両の走行速度に応じた変更量変更することが可能なものである(15)項に記載の操作反力付与装置。
【００４６】
本項に記載の態様は、制御のために依拠する情報として、車両の走行状態の一種である車両の走行速度を採用し、その走行速度に基づいて操作反力特性を変更する態様である。一般的に、車両が比較的高速で走行している場合は、走行の安定性等を考慮して操作部材の操作を重くすることが望まれ、また、逆に、車両が比較的低速で走行している場合は、操作の容易性に鑑み、操作部材の操作を軽くすることが望まれる。本項に記載の態様は、例えば、そのような場合に好適な態様である。本項の態様は、具体的には、例えば、車速センサ，車輪速センサ等の検出値に基づいて駆動源を制御作動させることによって実現可能である。
【００４７】
（１７）前記連動体変位機構が、前記操作部材の操作量に対する前記連動体の変位量を変更する変位量変更装置を備えた(1)項ないし(16)項のいずれかに記載の操作反力付与装置。
【００４８】
本項に記載の態様は、平たく言えば、操作部材の操作に応じた連動体の変位動作を変更可能な態様である。上記のように操作部材の操作量と連動体の変位量との関係を変更可能とすれば、操作部材の操作量に対する操作反力の大きさを変更することが可能である。その意味において、上記変位量変更装置は、先に説明した抑制力変更装置とは別の抑制力変更装置として機能するものといえる。先の抑制力変更装置をも備えた態様では、連動体の変位に応じた変位抑制力の変化とは別に変位抑制力を変更可能な装置を２つ有することとなり、その態様によれば、操作反力の反力特性の変更に関してより自由度の高い操作反力付与装置が実現する。
【００４９】
（１８）前記連動体変位機構が、
カムとそれのカム面を摺動するカムフォロアとを含んで構成されるカム機構を有し、
それらカムとカムフォロアとの一方が前記操作部材に接続され、他方が前記連動体とされあるいはその連動体と接続されたことで、前記連動体が前記操作部材の操作量に応じた変位量変位するように構成された(1)項ないし(17)項のいずれかに記載の操作反力付与装置。
【００５０】
本項に記載の態様は、連動体変位機構の具体的一態様であり、カム機構を採用した態様である。カム機構は、比較的簡便な機構であり、その機構を採用する本項に記載の態様によれば、簡便な構造の操作反力付与装置が実現する。
【００５１】
（１９）前記カム機構が、前記操作部材の操作量が増加するにつれて前記変位抑制力の変化勾配が漸増するように前記連動体が変位する構造とされた(18)項に記載の操作反力付与装置。
【００５２】
操作部材の操作量と連動体の変位量との関係がいわゆるリニアな特性を有する場合、操作量の増加に応じて、操作反力が直線的に増加するような反力特性、つまり、リニアな反力特性が得られることになる。ところが、操作部材の操作範囲の終端を体感させるためであるとか、車両の走行安定性等の理由から、操作部材の操作量が大きくなるほど、より大きく操作反力を増加させることが望まれる場合がある。本項に記載の態様は、そのような場合において有効な態様であり、そのような要望に応じて特徴的な反力特性を付加することが可能な態様である。本項の態様においては、例えば、カムのカム面のプロフィールを調製して、操作部材の操作量が大きくなるにつれて連動体の変位量の変化勾配を漸増させることによって、変位抑制力の変化勾配を漸増させることが可能である
【００５３】
（２０）前記連動体変位機構が、前記カムおよび前記カムフォロアの、前記操作部材が中立位置に位置する状態における相対位置と相対姿勢との少なくとも一方を変更可能に構成された(18)項または(19)項に記載の操作反力付与装置。
【００５４】
本項に記載の態様によれば、カムとカムフォロアの係合関係を変更することができるため、例えば、カムプロフィールを変更するのと同様に、操作部材の操作量と連動体の変位量との関係を変更することが可能である。つまり、本項に記載の態様は、前述の変位量変更装置を備えた態様の一態様と考えることができ、前述したように、本項に記載の態様によれば、操作部材の操作量に対する操作反力の大きさを変更することが可能である。本項に記載の態様は、変位量変更装置を備えた態様において説明したように、操作反力の反力特性の変更に関してより自由度の高い操作反力付与装置が実現する。なお、相対位置と相対姿勢との少なくとも一方を変更する場合、手動によって行うものであってもよく、また、駆動源の駆動力によって行うものであってよい。
【００５５】
（２１）前記抑制力発生機構が、前記変位抑制力にヒステリシス特性を付加する手段を有する(1)項ないし(20)項のいずれかに記載の操作反力付与装置。
【００５６】
本項に記載の態様における「ヒステリシス特性」とは、例えば、連動体の変位が増加する場合における連動体に作用するばねの弾性力の大きさと、連動体の変位が減少する場合における連動体に作用するばねの弾性力の大きさとが異なるような特性が含まれる。そのような特性を付加すれば、例えば、操舵量を大きくする方向の操作部材の操作（いわゆる切増し操作）に対する操作反力と、操舵量を小さくする方向の操作部材の操作（いわゆる切戻し操作）に対する操作反力とを異ならせることが可能であり、特徴的な反力特性を有するステアリングシステムが実現する。また、操作部材の切増し側の操作を行い、操作部材を保持する場合において、操作部材を保持するための操作反力を切増し操作時のそれと比較して軽くすることが可能である。本項に関する具体的な構成は特に限定されるものではく、例えば、ばね自体にヒステリシス特性が付加されたような構成としてもよく、ばねに対して何らかの力を作用させてヒステリシス特性が付加されるような構成としてもよい。より具体的に言えば、例えば、後に詳しく説明するように複数のばね材が接するようにばねを構成し、それらのばね材の接触箇所における摩擦力を利用してヒステリシスを生じさせることも可能であり、また、連動体とばねとが接触して係合する構成においてその接触箇所の摩擦力を利用してヒステリシスを生じさせることも可能である。
【００５７】
（２２）前記ばねが複数の板ばね材が積層されてなる板ばねとされたことによって、前記抑制力発生機構が、前記変位抑制力にヒステリシス特性を付加する手段を有する(21)項に記載の操作反力付与装置。
【００５８】
複数の板ばね材が積層された板ばねは、その板ばねが撓む際あるいは撓みが戻る際に、それら板ばね材どうしが接触する部分において摩擦力が生じる。その摩擦力は、撓み量が増加する状態から撓み量が減少する状態へ移行するとき、および、撓み量が減少する状態から撓み量が増加する状態へ移行するときに、その撓みに起因する弾性力にギャップを生じさせることになる。このギャップにより、その板ばねは弾性力に関してヒステリシス特性を有することになる。ヒステリシス特性を利用すれば、例えば、先に説明したように、操作部材の切増し側の操作と切戻し側の操作とにおいて、異なる大きさの操作反力を付与することが可能である。なお、板ばね材が金属材料である場合等、板ばね材どうしの接触面において発生する摩擦力が小さい場合には、接触面に摩擦力を大きくするための処理を施す、あるいは、板ばね材どうしの間に、ゴム等の大きな摩擦力を発生させる部材を介在させることが望ましい。
【実施例】
【００５９】
以下、本発明のいくつかの実施例およびその変形例を、図を参照しつつ詳しく説明する。なお、本発明は、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。
【００６０】
＜第１実施例＞
本発明の一実施例である操作反力付与装置を備えた車両用ステアリングシステムの操作部１０の斜視図を図１に、側面図（図１において右方から眺めた図）を図２に、正面図（図２において左方から眺めた図）を図３に、それぞれ示す。本車両ステアリングシステムは、いわゆるステアバイワイヤ型のステアリングシステムであり、操作部１０の他に、操作部１０と機械的に分離された転舵装置１２とを備えている。その転舵装置１２は、駆動源である転舵モータを備え、その転舵モータにより転舵ロッドを移動させて車輪を転舵するように構成されている。転舵装置１２の構成は、一般的なものであるため、それの説明は省略し、以下の説明は、操作部１０を中心に行うこととする。
【００６１】
操作部１０は、操作部材としてのハンドル２０と、ハンドル２０の操作に伴って回転する操作軸２２と、操作者に操舵感を体感させるべくハンドル２０に操作反力を付与するための操作反力付与装置２４等を備えている。ハンドル２０は、それぞれがパイプ材からＬ字形状に形成された２つのアーム３０と、それらアーム３０の各々一端部を固定保持するアームホルダ３２と、それぞれが２つのアーム３０の各々の他端部に取り付けられて操作において運転者によって把持される２つのグリップ３４とを含んで構成されている。アームホルダ３２は操作軸２２の一端部に固定されており、操作軸２２が車体の一部（インストゥルメントパネルのリインフォースメント）に回転可能に保持されている。詳しく言えば、操作軸２２は、車体の一部に固定された支持部材３６，３７に、ベアリング３８，ブシュ型ベアリング３９を介して回転可能に保持されている。そのような構成とされたことで、ハンドル２０が、回転操作可能とされているのである。
【００６２】
操作軸２２の中間部には、概してＵ字形状をなすカム板４０が固定されている。カム板４０の前後には、概ね環状をなす環状部材４２，４４が、操作軸２２がそれらを挿通する状態で配置され、それら環状部材４２，４４は、それら上部，下部において、上部ロッド４６，下部ロッド４７により、互いに連結されている。上部ロッド４６の外周には、ベアリングを介して円筒形状のローラ４８が回転可能に嵌められている。ローラ４８の外周面は、カム板４０の概ねＵ字形に湾曲した面であるカム面５０と係合するようにされている。つまり、ローラ４８および上部ロッド４６は、カムフォロアとして機能し、環状部材４２，４４，上部ロッド４６，下部ロッド４７，ローラ４８は一体化されて、それらによってカム係合体５２が構成されているのである。なお、環状部材４４は、車体の一部に固定された１対のガイド５４，５６（図２，３においては省略）によって、左右から挟まれており、カム係合体５２は、上下方向にのみ移動可能とされている。
【００６３】
カム係合体５２の固定ロッド４７は、引張コイルばね６０の一方の端部６２を掛止しており、そのコイルばね６０の他方の端部６４は、外形が概して円柱形状をなすばね掛止体６６に、それの上端部に設けられた掛止環６８において掛止されている。ばね掛止体６６は、有底円筒状の円筒部材７０と、円筒部材７０にそれの開口部を塞ぐ状態で接合された雌ねじ部材７２とを有しており、その雌ねじ部材７２には、雄ねじ部材であるねじ軸７４が一端部を円筒部材７０内に臨み出る状態で螺合させられている。ねじ軸７４は、車体の一部に固定されたモータ７６のモータ軸と連結されており、そのモータ７６により回転させられる。なお、ばね掛止体６６は、円筒部材に付設されて左右に延びだす１対の被係止片７８，８０を有しており、それらの各々は車体の一部に固定して設けられたガイド８２，８４に係止されている（被係止片７８，８０およびガイド８２，８４は図２，３において省略）。ばね掛止体６６は、そのような構造によって回転が禁止され、ねじ軸７４の回転に伴って上下方向に移動させられることになる。
【００６４】
図３（ａ）は、ハンドル２０が中立位置にある場合を示しており、図３（ｂ）は、運転者がハンドル２０を右旋回方向に回転させた場合を示している。それらの図から解るように、ハンドル２０の操作によって、操作軸２２に固定されたカム板４０は回転し、それに伴って、カム面５０と係合するカム係合体５２が、カム板４０の回転量に応じた量、上方へ移動させられる。ちなみに、ハンドル２０の操作角が大きくなるにつれて、カム係合体５２の上方への移動量も大きくなる。つまり、本実施例においては、カム係合体５２が操作部材であるハンドル２０と連動する連動体とされ、それらカム係合体５２，カム板４０等を含んで、カム係合体５２を操作部材の操作量に応じた変位量変位させる連動体変位機構８６が構成されているのである。
【００６５】
引張コイルばね６０は、一方の端部６４が、車体の一部に固定されたモータ７６、およびそれと連結されたねじ軸７４を介してばね掛止体６６に掛止されることで、その端部６４において車体の一部に支持された状態とされており、また、他方の端部６２が、カム係合体５２に掛止されることで、その端部６２において弾性力をカム係合体５２に作用させている。つまり、端部６４が、車体の一部に支持された被支持部とされ、また、端部６２が、連動体に係合してそれに弾性力を作用させる作用部とされているのである。コイルばね６０は、ハンドル２０が中立位置にある状態においても、引き伸ばされた状態にあるため、カム係合体５２には、常に、コイルばね６０の弾性力が作用している。そして、カム係合体５２の上方への移動に伴って、その弾性力が増加する方向に変化させられることになる。つまり、その弾性力は、カム係合体５２の変位を抑制する変位抑制力の源力として機能するものであり、コイルばね６０は、連動体であるカム係合体５２の変位量に応じた大きさの変位抑制力を発生させる抑制力発生機構８７を構成するものとされているのである。
【００６６】
コイルばね６０の被支持部６４を掛止するばね掛止体６６は、初期状態においてモータ７６から最も離間させられた上方の所定位置に位置している。そのばね掛止体６６が、モータ７６によってねじ軸７４が回転させられ、下方に移動させられれば、コイルばね６０の被支持部６４の車体の一部に対する支持位置が下方に変更させられたことになる。これにより、コイルばね６０のばね長が長くされて、コイルばね６０のセット荷重が大きくなる。このコイルばね６０のセット荷重が大きくされた状態で、ハンドル２０の操作が行われれば、全操作範囲において弾性力が大きくされ、変位抑制力も大きくされる。つまり、モータ７６の作動によってコイルばね６０の支持位置を調整することで、コイルばね６０のセット荷重を変更し、変位抑制力の大きさを変更することができるのである。上述のように、本実施例においては、駆動源としてのモータ７６と、ねじ軸７４と、ばね掛止体６６とを含んで、駆動源が発生する駆動力によって、連動体の変位に応じた変位抑制力の変化とは別に変位抑制力の大きさを変更する抑制力変更装置８８が構成されている。また、この抑制力変更装置８８と、連動体変位機構８６および抑制力発生機構８７とを含んで操作反力付与装置２４が構成されている。
【００６７】
ハンドル２０の操作角と操作反力付与装置２４によってハンドル２０に付与される操作反力との関係の一例を図４に示す。コイルばね６０のセット荷重が最も小さくされている場合（支持位置が最上部に位置する場合）を実線に示す。カム板４０のカム面５０の形状により、ハンドル２０の操作角が大きくなるにつれて変位量の変化勾配が漸増するようにカム係合体５２は変位する。それにより変位抑制力の変化勾配も漸増するのである。本実施例においては、操作角に対して変位抑制力が、つまり、操作反力が指数関数的に変化することを特徴としている。また、コイルばね６０のセット荷重を大きくした場合（支持位置を下方に移動させた場合）を二点鎖線に示す。この図からわかるように、セット荷重が大きくされたことにより全操作範囲においてコイルばね６０の弾性力が大きくされ、全操作範囲にわたって操作反力を大きくすることが可能となるのである。
【００６８】
本実施例の操作反力付与装置２４が装備された本ステアリングシステムは、図１に示すステアリング電子制御ユニット（「ステアリングＥＣＵ」、以下、単に「ＥＣＵ」という場合がある）９０によって制御される。ＥＣＵ９０による制御は、大きくは、転舵装置１２の制御である転舵制御と、操作反力付与装置２４の制御である操作反力制御ととに分けることができる。
【００６９】
転舵制御では、車輪の転舵量を操作部材であるハンドル２０の操作角に応じた転舵量とするための制御が行われる。操作部１０には、図１に示すように、ハンドルの操作角δを検出するための操作角センサ９２が設けられている。ＥＣＵ９０は、操作角センサ９２の検出信号に基づいて、操作角δを取得し、取得した操作角δに基づいて、目標転舵量θ*すなわち転舵ロッドの移動位置である転舵量の目標となる値を決定する。転舵装置１２には、転舵ロッドの位置である転舵量を検出するための転舵量センサが設けられており、ＥＣＵ９０は、転舵量センサの検出信号に基づいて実際の転舵量θを取得し、目標転舵量θ*と実転舵量θとの偏差に基づいて、転舵装置１２が備える転舵モータを制御作動させる。転舵制御では、このような制御が行われて、転舵量θが目標転舵量θ*となるまで車輪が転舵されるのである。
【００７０】
操作反力制御では、車両の走行速度に応じて操作反力の大きさを変更する制御が行われる。一般的に、車両が比較的高速で走行している場合は、走行の安定性等を考慮して操作部材の操作を重くすることが望まれ、逆に、比較的低速で走行している場合は、操作の容易性等を考慮して操作を軽くすることが望まれる。つまり、車両が低速で走行している場合には、コイルばね６０の支持位置が上部側に位置され、車両の速度が高くなるほど、コイルばね６０の支持位置を下方に移動させるのである。さらに、本実施例においては、車速センサ９４の検出する車体速度に応じて、操作反力の大きさが連続的な値に変化させられるように制御される。詳細な説明は省略するが、モータ７６は、エンコーダ付のモータであり、モータ７６の回転量が検出可能とされている。ＥＣＵ９０には、モータ７６の回転量とばね掛止体６６の位置との関係と、車体速度に対するばね掛止体６６を止める位置の関係とが記憶されており、ばね掛止体６６を検出された車体速度に対応した位置で止めるようにモータ７６が作動させられる。
【００７１】
操作反力制御は、上記のものに限定されるものではない。例えば、モータ７６とばね掛止体６６との相対距離を検出するセンサを設けて、モータ７６がばね掛止体６６の位置を決めるように制御されてもよい。また、抑制力変更装置は、操作反力の大きさを段階的に変化するように制御するものでもよく、この場合、少なくとも２段階に変化するように制御するものであればよい。さらに、抑制力変更装置は、車体速度に基づいて変更させられるだけでなく、車両の旋回中において車体の挙動を安定させるために操作を重くしたり、車両が滑りやすい路面を走行しているときの不用意な操作を避けるために操作を重くしたりすることも可能である。
【００７２】
＜第２実施例＞
本発明の第２実施例の操作反力付与装置を備えた車両ステアリングシステムの操作部１００の斜視図を図５に、側面図（図５において右方から眺めた図）を図６に、正面図（図６において左方から眺めた図）を図７に、それぞれ示す。車両ステアリングシステムを構成する転舵装置１２，ステアリングＥＣＵ９０等は第１実施例と同様のものであるため図示を省略する。なお、第１実施例の操作部の構成要素と同じ作用を成す構成要素には同一の符号を付して対応関係を示し、説明を省略するあるいは簡単に行う場合がある。
【００７３】
操作部１００は、第１実施例と同様に、ハンドル２０と、車体の一部に回転可能に保持された操作軸１１０と、操作反力付与装置１１２等を備えている。操作軸１１０のハンドル２０に連結される端部とは反対側の端部には、当該操作軸と交差する向きに延びるローラ支持部材１１４の上部が固定され、そのローラ支持部材１１４の下部には、操作軸１１０が延びる向きとは反対の向きに延びだすように、ローラ軸１１６が固定されている。ローラ軸１１６の外周には、ベアリングを介して円筒形状のローラ１１８が回転可能に嵌められている。そのローラ１１８は、外周面の上部に位置する部分において、後に説明するカム板１２０と係合するようにされている。
【００７４】
カム板１２０は、概ね逆Ｕ字形に湾曲した面であるカム面１２２を有しており、そのカム面１２２が上記ローラ１１８と係合するようにされている。カム板１２０は、カム板支持部材１３０によって支持されている。詳しく言えば、カム板支持部材１３０は、概ね帯状をなす部材であり、それの一端部１３２がカム板１２０に固定されるとともに、他端部には、回転軸１３４が付設されており、その回転軸１３４が、２つのベアリング１３６を介して車体の一部に回転可能に保持されることにより、カム板１２０が、カム板支持部材１３０を介して、車体の一部に支持されているのである。なお、回転軸１３４には、ベアリング１３６に挟まれる状態でウォームホイール１３８が設けられており、そのウォームホイール１３８には、ウォーム１４０が噛合し、そのウォーム１４０はモータ１４２のモータ軸に連結されている。そのような構造により、モータ１４２の回転によって、カム板１２０が回転させられるようになっている。また、カム板１２０の下部には、ばね掛止部材１５０が設けられ、そのばね掛止部材１５０には、引張コイルばね１５２の一端部１５４が掛止させられている。この引張コイルばね１５２の他端部１５６は、第１実施例と同様に、ばね掛止体６６，ねじ軸７４，モータ７６とを含んで構成される抑制力変更装置８８に接続されている。
【００７５】
図７（ａ）は、ハンドル２０が中立位置にある場合を示しており、図７（ｂ）は、ハンドル２０を右旋回方向に回転させた場合を示している。それらの図から解るように、ハンドル２０の操作によって、操作軸１１０に連結されたローラ軸１１６が回転し、それに伴って、カム板１２０が、若干の回転を伴いながら、ローラ軸１１６の操作軸１１０の軸心を中心とした回転の量に応じた量上方に変位させられる。つまり、カム板１２０とカムフォロアとしてのローラ軸１１６およびローラ１１８とによって構成されるカム機構により、ハンドル２０の操作に応じた量、カム板１２０が変位させられることから、本実施例では、カム板１２０が連動体として機能するものとされ、カム板１２０，ローラ軸１１６およびローラ１１８等を含んで、連動体変位機構１６０が構成されているのである。
【００７６】
そして、コイルばね１５２は、ばね掛止部材１５０によって掛止された一方の端部１５４が作用部として、ばね掛止体６６に掛止されたもう一方の端部１５６が被支持部として、それぞれ機能するものとなっており、カム板１２０の上方への変位に伴って増加するコイルばね１５２の弾性力により、カム板１２０の変位量に応じた大きさの変位抑制力が発生させられることになる。つまり、このコイルばね１５２は、抑制力発生機構１６２を構成するものとされている。なお、カム板１２０は、帯状のカム板支持部材１３０によって片支持された状態にあることから、上方への変位に伴って、カム板支持部材１３０がひねられ、それによる弾性力が発生させられる。その結果、若干ではあるが、カム板１２０には、カム板支持部材１３０のひねりによる変位抑制力も発生させられることとなる。
【００７７】
本実施例においては、上記コイルばね１５２による変位抑制力の大きさは、第１実施例と同様、抑制力変更装置８８によって、セット荷重が変更される態様で変更可能とされており、変位抑制力の大きさを全操作範囲にわたって変更可能とされている。また、本実施例の操作反力付与装置１１２は、連動体変位機構１６０、抑制力発生機構１６２および抑制力変更装置８８とを含んで構成されている。さらに、カム板１２０のカム面１２２の形状は、ハンドル２０の操作角が大きくなるにつれて変位量の変化勾配が漸増するように、カム板１２０を変位させる形状とされており、本実施例では、第１実施例と同様の操作反力特性が得られるようになっている。
【００７８】
また、本実施例では、上述したように、カム板１２０は、モータ１４２の回転に伴って、回転軸１３４の軸線を中心とした回転が可能とされている。つまり、モータ１４２を回転させることにより、ハンドル２０が中立位置に位置する状態におけるローラ軸１１６に対してのカム板１２０の相対姿勢を変更することができるのである。具体的に言えば、図８（ａ）に示すように相対姿勢を変更することが可能である。図８（ａ）には、ハンドル２０を右旋回方向に回転させた場合において、カム板１２０を（i）ハンドル２０とは逆方向に回転させた場合、（ii）中立位置に保持した場合、（iii）ハンドル２０と同じ方向に回転させた場合のそれぞれにおける、操作部１０の正面図が示されている。その（i）〜（iii）の場合における操作角と操作反力との関係は、図８（ｂ）に示すグラフのような関係となる。なお、ハンドル２０を左旋回方向に回転させる場合（グラフにおいて操舵角度が負の領域）には、カム板１２０の回転方向も、右旋回の場合とは逆方向に回転させている。図８（ａ）から解るように、（i）の場合には、（ii）の場合に比較して、ハンドル２０の同じ操作においてカム板１２０の上方への変位量が大きくなり、（iii）の場合には、（ii）の場合に比較してカム板１２０の上方への変位量が小さくなる。すなわち、同じだけハンドル２０を操作した場合であっても、（i）の場合には（ii）の場合に比較して操作反力が大きくなり、（iii）の場合には（ii）の場合に比較して操作反力が小さくなる。このように、ハンドル２０が中立位置に位置する状態におけるローラ軸１１６に対してのカム板１２０の相対姿勢を変更することで、あたかもカム板１２０のカム面１２２のカムプロフィールを変更したような操作反力特性が得られるのである。つまり、本実施例においては、カム板支持部材１３０，ウォームホイール１３８，ウォーム１４０，モータ１４２等を含んで、操作部材の操作量に対する連動体の変位量を変更する変位量変更装置１６４が構成されているのである。なお、この変位量変更装置１６４は、抑制力変更装置８８とは別に変位抑制力を変更可能な装置として機能するものともいえる。なお、変位量変更装置は、上記のものに限定されるものではない。本実施例においては、カムおよびカムフォロアの相対姿勢を変更可能なものであったが、それらの相対位置を変更可能なものでもよく、相対姿勢と相対位置との両方を変更可能なものでもよい。また、カムとカムフォロアとの相対姿勢を駆動源としてのモータにより変更するものであったが、手動によって変更するものでもよい。
【００７９】
本実施例のステアリングシステムにおいては、第１実施例と同様に、ステアリングＥＣＵ９０によって、ハンドル２０の操作角に応じた車輪の転舵量とする転舵制御と、操作反力付与装置１１２の制御である操作反力制御が行われる。操作反力制御においては、車両の走行速度に応じて操作反力の大きさを連続的な値に変化させる制御が行われる。つまり、第１実施例と同様に、抑制力変更装置８８のモータ７２を回転させ、ばね掛止体６６の位置を調整することで、走行速度に応じて変位抑制力を変化させる制御が行われる。それらの制御は第１実施例の場合と同様であるため、ここでの説明は省略する。また、本実施例においては、その抑制力変更装置８８のモータ７２の制御の他に、変位量変更装置１６４のモータ１４２の制御も行われる。詳細な説明は省略するが、モータ１４２は、エンコーダ付のモータであり、モータ１４２の回転量が検出可能とされているとともに、モータ１４２の回転量とカム板１２０の回転量との関係が記憶されている。例えば、運転者のハンドル操作の重さの好み等に応じて、いくつかの段階をスイッチによって切り換えるようにされており、ＥＣＵ９０は、カム板１２０をそのスイッチの状態に応じて設定された回転量回転させて、カム板１２０の姿勢を変更するような制御を実行する。本実施例のシステムは、このカム板１２０の姿勢変更制御により、第１実施例に比較して、より自由度の高い操作反力の変更が可能なシステムとされているのである。
【００８０】
＜第３実施例＞
上記２つの実施例の操作反力付与装置は、ばねのセット荷重を変更することにより変位抑制力の大きさを変更する抑制力変更装置を備えるものであったが、連動体に対するばねの弾性力の作用する方向を変更することにより変位抑制力の大きさを変更する抑制力変更装置を備えるものでもよい。その一例としての、第３実施例の操作反力付与装置１７０を備えた車両ステアリングシステムの操作部１７２の側面図（車両左側から眺めた図）を図９に、正面図（図９において左方から眺めた図）を図１０に、それぞれ示す。なお、本実施例では、第２実施例で省略した転舵装置１２，ステアリングＥＣＵ９０に加え、ハンドル２０等も第１，２実施例と同様のものであるため図示を省略する。
【００８１】
操作部１７２の操作軸１７４は、第１実施例と同様、ベアリング，ブシュ型ベアリングを介して、車体の一部をなす支持部材１７６、１７８に回転可能に保持されており、その操作軸１７４には、一端部においてフック１８０を保持するフック保持体１８２が、それの他端部が固定される状態で設けられている。フック１８０は、ばね掛止部材として機能し、フック１８０には、引張コイルばね１８４の一端部１８６が掛止されている。また、操作軸１７４の下部には、概ね半円板状のウォームホイール１９０が設けられている。詳しくは、ウォームホイール１９０には、支持軸１９２が固着されており、その支持軸１９２が、車体の一部をなす保持部材１９４にベアリング１９６を介して回転可能に保持されることにより、ウォームホイール１９０が車体の一部に回転可能に保持されているのである。ウォームホイール１９０の一端部には、概してコ字状をなす支持部材１９８が固定されており、支持部材１９８には、カラー２００が嵌められている。コイルばね１８４の他端部２０２は、そのカラー２００を介して支持部材１９８に掛止されて支持されている。また、ウォームホイール１９０は、車体の一部に固定されたモータ２０４によって回転させられるウォーム２０６と噛合し、そのモータ２０４によって回転させられる。
【００８２】
一方、フック保持体１８２は、ハンドル２０の操作によって回転させられ、フック１８０は、操作軸１７４の軸線を中心として回動する。ハンドル２０が中立位置にある状態では、フック１８０が最も下方に位置するような回動位置に位置させられ、例えば、ハンドル２０を右旋回方向に所定角度回転させた場合に、図１０に示す回動位置に位置させられる。引張コイルばね１８４は、フック１８０がハンドル２０の中立位置に対応する回動位置に位置させられている場合においても引き伸ばされた状態であり、ハンドル２０の操作によって、フック保持体１８２が中立位置に対応する位置から回動させられる場合には、さらに引き伸ばされることになる。このコイルばね１８４の弾性力によって、フック１８０には、それが最も下方に位置するような力、つまり、フック１８０の変位を抑制する変位抑制力が作用するようにされている。
【００８３】
以上のような構成から、フック１８０は、ハンドル２０の操作量に応じた量だけ回動変位する連動体として機能し、フック１８０がフック保持体１８２によってハンドル２０の操作量に応じた変位量だけ変位させられるようにされた構造が、連動体変位機構２１０を構成している。また、引張コイルばね１８４の一端部１８６が、連動体としてのフック１８０に弾性力を作用させる作用部として機能し、ウォームホイール１９０に設けられた支持部材１９８において支持される他端部２０２が車体の一部に支持される被支持部として機能し、コイルばね１８４は、連動体であるフック１８０の変位量に応じた大きさの変位抑制力を発生させる抑制力発生機構２１２を構成するものとされているのである。
【００８４】
引張コイルばね１８４の弾性力は、ウォームホイール１９０の回転によって異なるものとなる。図９（ａ）は、コイルばね１８４の弾性力が最も小さい状態となる基底状態を示しており、図９（ｂ）は、モータ２０４の回転によってウォームホイール１９０が回転させられた状態であって、上記基底状態とは別の状態を示している。このように、ウォームホイール１９０が回転させられて基底状態から別の状態へ移行する場合、連動体としてのフック１８０の回動変位する平面Ｐと、コイルばね１８４の軸線Ｌとのなす角度（以下、「対変位面軸線角」と称する）θが小さくされることになる。コイルばね１８０が同じ弾性力を発生させる場合でも、対変位面軸線角θが小さくされるにつれて、フック１８０の変位を抑制する方向の弾性力の成分が大きくなることから、上記変位抑制力が大きくなる。つまり、コイルばね１８４の被支持部である他端部２０２の位置を変更することにより、対変位面軸線角θを変更して変位抑制力を変更するようにされており、本実施例では、ウォームホイール１９０，ウォーム２０６，モータ２０４等を含んで、抑制力変更装置２１４が構成されている。そして、本実施例の操作反力付与装置１７０は、上記連動体変位機構２１０および抑制力発生機構２１２の他に、その抑制力変更装置２１４をも含むものとされているのである。
【００８５】
図１１に、本実施例における操作角と操作反力との関係の一例を示す。図１１における実線は、図９（ａ）に示す基底状態における操作角−操作反力特性線であり、二点鎖線は、図９（ｂ）における特性線である。本実施例では、フック１８０はハンドル２０の回転とともに回動するため、コイルばね１８４の弾性力が、三角関数的に増加することになり、操作反力も三角関数的に変化するものとなっている。また、図から解るように、対変位面軸線角θが小さくされた状態では、ハンドル２０の全操作範囲において変位抑制力の大きさが大きくされることになる。ちなみに、本実施例においては、ウォームホイール１９０の回転により、対変位面軸線角θが変化するだけでなく、コイルばね１８４のばね長も変化させられるため、その分だけセット荷重も長くされて、セット荷重も大きくされることになる。
【００８６】
本実施例のステアリングシステムにおいては、第１，２実施例と同様に、ステアリングＥＣＵ９０によって、ハンドル２０の操作角に応じた車輪の転舵量とする転舵制御と、操作反力付与装置１７０の制御である操作反力制御が行われる。操作反力制御は、本実施例において、車両の走行速度に応じて操作反力の大きさを連続的な値に変化させるように抑制力変更装置２１４が制御される。詳しい説明は省略するが、モータ２０４は、エンコーダ付のモータとされており、モータ２０４を回転位置が走行速度に応じた位置となるように制御され、走行速度が大きくなるにつれて、対変位面軸線角θが小さくなるようにモータ２０４の回転位置が制御される。
【００８７】
上記実施例では、抑制力変更装置２１４は、連動体が一平面内を回動変位するものに適用されていたが、一直線に沿って移動して変位する連動についても適用することが可能である。その場合には、連動体の変位軌跡を示す直線と、コイルばねの軸線のなす角を変更することにより、変位抑制力を変更することが可能である。
【００８８】
また、ばねの軸線の向きを変更して変位抑制力を変更する抑制力変更装置は、例えば、図１２に示すような態様のものとすることが可能である。図に示す抑制力変更装置２２０は、コイルばね１８４の被支持部である他端部２０２を掛止して支持する支持部材１９８が、雄ねじが形成された雄ねじ軸２２２に螺合する雌ねじ部材２２４に付設された構造とされている。ちなみに、雌ねじ部材２２４は、回転不能とされ、雄ねじ軸２２２の回転によって、雄ねじ軸２２２の軸線方向に移動可能とされている。この雄ねじ軸２２２は、車体の一部に固定されたモータ２２６のモータ軸に連結されており、モータ２２６を回転させることによって、雌ねじ部材２２４が移動するようにされている。つまり、図に示す抑制力変更装置２２０は、それら雄ねじ軸２２２，雌ねじ部材２２４，モータ２２６等を含んで構成されているのである。図１２（ａ）に示す状態は、上記基底状態であり、モータ２２６を回転させて基底状態から図１２（ｂ）に示す状態に移行させれば、対変位面軸線角θが小さくなって、変位抑制力が増加するように変更されることになる。
【００８９】
＜第４実施例＞
本発明の第４実施例の操作反力付与装置２３０を備えた車両ステアリングシステムの操作部２３２の正面図（車両前方から眺めた図）を図１３に示す。なお、第３実施例と同様に、車両ステアリングシステムを構成する転舵装置１２，ステアリングＥＣＵ９０，ハンドル２０等は図示を省略する。
【００９０】
操作部２３２の操作軸２３４は、第１実施例と同様に、ベアリングを介して車体の一部をなす支持部材２３６等に回転可能に保持されている。操作軸２３４には、それと交差する向きに延びるローラ支持部材２３８の一端部が固定され、そのローラ支持部材２３８の他端部には、車両前方側に延びるようにローラ軸２４０が固定支持されており、ローラ軸２４０の外周には、ベアリングを介して円筒形状のローラ２４２が回転可能に支持されている。このような構造により、ローラ２４２は、ハンドル２０の操作に伴って操作軸２３４の軸線を中心に回動するようされている。ローラ２４２は、ハンドル２０が中立位置にある状態において、最も下方となる回動位置に位置されられており、その回動位置において、２枚の板ばね２４４，２４６により左右から挟み込まれている。それら２枚の板ばね２４４，２４６の各々は、上端部が、車体の一部に固定されたばね保持部材２４８によって保持されるとともに、互いに対向する状態で下方に向かって延びるように配置されており、各々の下端部が、ローラ２４２と係合するようにされている。
【００９１】
対向させられた２枚の板ばね２４４，２４６の各々には、ローラ２４２が接している面とは反対側の面に、それぞれがばね支持体として機能するバックアップローラ２５０，２５２が接している。それら２つのバックアップローラ２５０，２５２は、それぞれローラ支持部材２５４に固定されたローラ軸２５６，２５８に回転可能に支持されている。また、そのローラ支持部材２５４には、バックアップローラ２５０，２５２の中間において、雌ねじ部材２６０が付設されている。雌ねじ部材２６０には、雄ねじが形成された雄ねじ軸２６４が上下方向に延び出させられた状態で螺合させられ、ローラ支持部材２５４は、その雌ねじ部材２６０によって保持されている。雄ねじ軸２６４は、雄ねじが形成されていない上方の部分において車体の一部に回転可能に保持されており（図示を省略）、その部分には、ウォームホイール２６８が固定して設けられている。そのウォームホイール２６８は、車体の一部に固定されたモータ２７０に連結されたウォーム２７２が噛合させられている。図示は省略するが、ローラ支持部材２５４は、回転不能かつ上下方向に移動可能とされており、モータ２７０の回転によって、上下に移動させられる。このような構造により、モータ２７０の回転によって、２つのバックアップローラ２５０，２５２が上下に移動させられるのである。
【００９２】
図１３に示すように、ハンドル２０が中立位置にある状態では、ローラ軸２４０およびローラ２４２が最も下方に位置するような回動位置に位置させられ、ハンドル２０の操作によって、例えば、ハンドル２０を右旋回方向に所定角度回転させた場合に、図１４に示す回動位置に位置させられる。それらの図から解るように、ハンドル２０の操作によって、ローラ２４２が操作軸２３４の軸線を中心として回動させられ、ローラ２４２に接した板ばね２４６においては、車体の一部に保持されていない一端部側が押されることになる。それによって、板ばね２４６は、バックアップローラ２５２との接点２８０において支持される状態で撓まされ、ローラ２４２と板ばね２４６との接点２８２において、ローラ２４２に弾性力を作用させる。なお、図示は省略するが、左旋回の場合には、板ばね２４４による弾性力がローラ２４２に作用させられることになる。それら板ばね２４４，２４６の弾性力によって、ローラ２４２には、それを最も下方に位置させるような力、つまり、ローラ２４２の変位を抑制する変位抑制力が作用するようにされているのである。
【００９３】
上述のような構造から、本実施例では、ローラ２４２は、ハンドル２０の操作量に応じた量だけ回動変位する連動体として機能し、ローラ２４２がローラ支持部材２３８およびローラ軸２４０によってハンドル２０の操作量に応じた変位量だけ変位させられるようにされた構造が、連動体変位機構２８４を構成している。また、図１４に示す右旋回の場合において説明すれば、板ばね２４６のバックアップローラ２５２との接点２８０となる部分が被支持部として機能し、板ばね２４６のローラ２４２との接点２８２となる部分が作用部として機能するものとなっている。図示を省略するが左旋回の場合も同様であり、板ばね２４６，２４４は、連動体であるローラ２４２の変位量に応じた大きさの変位抑制力を発生させる抑制力発生機構２８６を構成するものとされているのである。
【００９４】
板ばね２４４，２４６の弾性力は、バックアップローラ２５０，２５２の位置を変更することによって異なるものとなる。図１３，１４に示すバックアップローラ２５０，２５２の位置は、最も上方に位置されらた位置、つまり、連動体としてのローラ２４２から最も離間させられた位置にある（以下、この位置を「基底状態位置」と呼ぶ）。モータ２７０の回転により、バックアップローラ２５０，２５２が基底状態位置から下方に移動させれることによって、右旋回時を例にとって説明すれば（左旋回時も同様である）、図１５に示すように、板ばね２４６の被支持部２８０の車体の一部に対する支持位置が下方に変更させられた状態となる。つまり、バックアップローラ２５０が基底状態位置から下降させられることにより、板ばね２４６の被支持部２８０と作用部２８２との離間距離であるスパンＳが短くされて、その板ばね２４６のばね定数が大きくなることから、変位抑制力が大きくなるのである。つまり、バックアップローラ２５０，２５２による板ばね２４４，２４６の支持位置を変更することで、板ばね２４４，２４６のスパンＳ、つまり、板ばね２４４，２４６のばね定数を変更して変位抑制力の大きさを変更するようにされており、本実施例では、バックアップローラ２５０，２５２の位置を変更する機構，詳しくは、ローラ支持部材２５４に付設された雌ねじ部材２６０，雄ねじ軸２６４，ウォームホイール２６６，モータ２７０，ウォーム２７２等を含んで、抑制力変更装置２８８が構成されているのである。そして、本実施例の操作反力付与装置２３０は、上記連動体変位機構２８４，抑制力発生機構２８６に加え、その抑制力変更装置２８８をも含むものとされているのである。
【００９５】
図１６に、本実施例における操作角と操作反力との関係の一例を示す。図１６における実線は、図１４に示すバックアップローラ２５０，２５２が基底状態位置にある場合における操作角−操作反力特性線であり、二点鎖線は、図１５に示すバックアップローラ２５０，２５２が下方に移動させられた場合における特性線である。連動体としてのローラ２４２はハンドル２０の回転とともに回動させられ、その回動に伴ってローラ２４２に押された板ばね２４４または２４６の撓み量が増加し、その増加につれて操作反力が増加する。また、図から解るように、板ばね２４４，２４６のスパンＳが短くされた状態では、ハンドル２０の全操作範囲において変位抑制力の大きさが大きくされることになる。
【００９６】
本実施例のステアリングシステムにおいては、先の３つの実施例と同様に、ステアリングＥＣＵ９０によって、ハンドル２０の操作角に応じた車輪の転舵量とする転舵制御と、操作反力付与装置２３０の制御である操作反力制御が行われる。操作反力制御は、本実施例において、車両の走行速度に応じて操作反力の大きさを連続的増加させるように抑制力変更装置２８８が制御される。詳細な説明は省略するが、モータ２７０は、エンコーダ付のモータであり、モータ２７０を回転位置が走行速度に応じた位置となるように制御され、走行速度が大きくなるにつれて、板ばね２４４，２４６の支持部となるバックアップローラ２５０，２５２の位置が下方に位置するようにモータ２７０の回転位置が制御される。
【００９７】
＜第５実施例＞
本発明の第５実施例の操作反力付与装置２９０を備えた車両ステアリングシステムの操作部２９２の正面図（車両前方から眺めた図）を図１７に示す。なお、第３，４実施例と同様に、車両ステアリングシステムを構成する転舵装置１２，ステアリングＥＣＵ９０，ハンドル２０等は図示を省略する。
【００９８】
操作部２９２の操作軸２９４（図１８参照）は、第２実施例と同様に、ベアリングを介して車体の一部をなす支持部材２９６に回転可能に保持されている。操作軸２９４には、それと交差する向きに延びる２つのローラ支持部材２９８，２９９の一端部が支持され、それらローラ支持部材２９８，２９９の他端部の各々には、操作軸２９４が延びる向きとは反対の向きに延び出すように、ローラ支持軸３００，３０２がそれぞれ固定されている。ローラ支持軸３００，３０２の外周には、ベアリングを介して円筒形状のローラ３０４，３０６がそれぞれ回転可能に軸支されている。２つのローラ３０４，３０６の間には、２枚の板ばね材３０８，３１０とそれらの間に固着されない状態で介装された摩擦部材３１２（例えば、ゴム板のようなものであり）とを含んで構成される板ばね３１４が、２つのローラ３０４，３０６に挟まれる状態で設けられている。板ばね３１４は、上端部において車体の一部に固定された板ばね保持部材３１６に保持され、下端部において、それら２つのローラ３０４，３０６と係合するようにされている。
【００９９】
さらに、板ばね３１４は、ローラ３０４，３０６より上方において、それぞれが板ばね支持体として機能する２つのバックアップローラ３２０，３２２により挟持されている。２つのバックアップローラ３２０，３２２は、それぞれローラ支持部材３２４に固定されたローラ軸３２６，３２８によって回転可能に軸支されている。ローラ支持部材３２４には、その両端の各々に、それぞれ雌ねじ部材３３０，３３２が付設されており、雌ねじ部材３３０，３３２には、板ばね３１４を挟んで上下方向に延びる雄ねじ軸３３６，３３８が、それぞれ螺合させられている。雄ねじ軸３３６，３３８は、車体の一部に回転可能に保持されており（図示を省略）、それぞれの上端部に、ギヤ３４０，３４２が設けられている。それらのギヤ３４０，３４２は、ともに、もう１つのギヤ３４４に噛合させられている。このギヤ３４４は、ウォームホイール３４６とともに、車体の一部に回転可能に保持されたギヤ軸３４８に固定されており、そのウォームホイール３４６は、車体の一部に固定されたモータ３５０に連結されたウォーム３５２と噛合し、そのモータ３５０によって回転させられる。以上のような構造によって、モータ３５０が回転することで、２つのバックアップローラ３２０，３２２が上下方向に移動するようにされている。つまり、本実施例の抑制力変更装置３５４は、第４実施例の抑制力変更装置２８８における雄ねじ軸を２本とした場合の変形例であり、ギヤ３４０，３４２，３４４，ウォームホイール３４６，モータ３５０，ウォーム３５２等を含んで構成されるものとなっている。
【０１００】
図１７は、バックアップローラ３２０，３２２が、先に説明した基底状態位置に位置させられた状態であり、それに対し、図１８は、抑制力変更装置３５４により、バックアップローラ３２０，３２２が、基底状態位置から下降させられた状態である。また、図１８は、ハンドル２０が右旋回方向に回転操作された場合を示している。ハンドル２０が右旋回方向に回転させられた場合、ローラ３０４が操作軸２９４の軸線を中心として回動させられ、ローラ３０４によって板ばね３１４の下端部が押される状態となる。板ばね３１４の下端部が押されることにより、板ばね３１４は、バックアップローラ３２２との接点３６０を支点に撓まされ、板ばね３１４のローラ３０４との接点３６２において、ローラ３０４に弾性力を作用させる。図示は省略するが、ハンドル２０が左旋回方向に回転操作された場合には、なお、その場合、ローラ３０６によって板ばね３１４の下端部が右旋回操作の場合とは逆方向に押される状態となり、板ばね３１４は、バックアップローラ３２０との接点を支点に撓まされ、板ばね３１４のローラ３０６との接点において、ローラ３０６に弾性力を作用させる。このように、板ばね３１４の弾性力によって、ローラ３０４，３０６には、ローラ３０４，３０６の変位を抑制する変位抑制力が作用するようにされているのである。ちなみに、詳しい構造の説明は省略するが、ローラ３０４，３０６の各々は、左右方向の旋回操作のうちの一方の方向の操作によって操作軸２９４の回転力を伝達するようにされており、他方向の操作においては、板ばね３１４の撓みに追従して回動し、操作軸２９４の回転力が伝達されない構造とされている。
【０１０１】
上述のように、ローラ３０４，３０６は、それぞれ右旋回，左旋回の場合に連動体として機能し、ローラ３０４，３０６がローラ支持部材２９８，２９９およびローラ支持軸３００，３０２によって変位させられるようにされた構造が、連動体変位機構３６４を構成している。また、右旋回の場合において、板ばね３１４のバックアップローラ３２２との接点３６０が被支持部として機能し、板ばね３１４のローラ３０４との接点３６２が作用部として機能する。板ばね３１４は、連動体であるローラ３０４，３０６の変位量に応じた大きさの変位抑制力を発生させる抑制力発生機構３６６を構成するものとされているのである。
【０１０２】
図１９に、本実施例における操作角と操作反力との関係の一例を示す。図１９における実線は、図１７に示すところのバックアップローラ３２０，３２２が基底状態位置にある場合における操作角−操作反力特性線であり、二点鎖線は、図１８に示すところのバックアップローラ３２０，３２２が基底状態位置から下降させられた位置にある場合における特性線である。本実施例の板ばね３１４は、２枚の板ばね材３０８，３１０と、それらの間に介在させられた摩擦部材３１２とによって構成されているため、板ばね３１４が撓む際あるいは撓みが戻る際に、それら板ばね材３０８，３１０と摩擦部材３１２とが接触する部分において摩擦力が生じる。その摩擦力は、撓み量が増加する状態から撓み量が減少する状態へ移行するとき、および、撓み量が減少する状態から撓み量が増加する状態へ移行するときに、その撓みに起因する弾性力にギャップを生じさせることになる。このギャップにより、その板ばね３１４は弾性力に関してヒステリシス特性を有することになる。つまり、本実施例の抑制力発生機構３６６は、変位抑制力にヒステリシス特性を付加する手段を有するものとされているのである。このヒステリシス特性を利用すれば、ハンドル２０の切増し側の操作と切戻し側の操作とにおいて、異なる大きさの操作反力を付与することが可能であり、また、ハンドル２０の切増し側の操作を行って操作部材を保持する場合において、操作部材を保持するための操作反力を切増し操作時のそれと比較して軽くすることが可能である。
【０１０３】
また、図１９から解るように、本実施例でも、第４実施例と同様に、板ばね３１４の弾性力は、バックアップローラ３２０，３２２の位置を変更することによって変更されることになる。つまり、モータ３５０の回転によってバックアップローラ３２０，３２２の位置を変更することで、板ばね３１４のスパンＳ、つまり板ばね３１４のばね定数を変更して変位抑制力の大きさを変更するようにされている。ちなみに、本実施例においても、板ばね３１４のスパンＳが短くされた状態では、ハンドル２０の全操作範囲において変位抑制力の大きさが大きくされるようにされている。まとめれば、本実施例の操作反力付与装置２９０は、前述の連動体変位機構３６４および抑制力発生機構３６６の他に、上記抑制力変更装置３５４とを含んで構成されているのである。なお、その抑制力変更装置３５４の制御等については、第４実施例と同様であるため、説明を省略する。
【０１０４】
＜第６実施例＞
上記５つの実施例の操作反力付与装置においては、抑制力発生機構は操作部材に比較的近い位置に配設され、抑制力変更装置の駆動源も、その位置に配設されていたが、抑制力変更装置の駆動源は、運転者から比較的遠い位置に配設することも可能である。その一例として、第６実施例の操作反力付与装置３７０を備えた車両ステアリングシステムの操作部３７２を、図２０に概略的に示す。本実施例の操作反力付与装置３７０は、第５実施例と同様の連動体変位機構３６４と抑制力発生機構３６６とを備えるものであるため、抑制力変更装置３７４を中心に説明を行うこととする。
【０１０５】
本実施例における抑制力変更装置３７４は、第５実施例と同様に、抑制力発生機構３６６を構成する板ばね３１４の被支持部を支持するバックアップローラ３８０，３８２が設けられて、それらの位置を変更することにより、変位抑制力の大きさを変更する構造とされている。２つのバックアップローラ３８０，３８２は、ローラ支持体３８４に支持された２つのローラ支持軸３８６，３８８によって回転可能に軸支されている。ローラ支持体３８４には、２つのガイド穴３９０，３９２が設けられており、それらガイド穴３９０，３９２には、ブシュ３９４，３９６を介して、２つのガイドロッド３９８，４００が挿通させられている。なお、２つのガイドロッド３９８，４００は、両端の各々が、車体の一部に固定されるとともに板ばね３１４を保持するばね保持部材４０２を固定支持する支持部材４０４と、操作軸２９４を回転可能に支持する支持部材４０６との各々によって保持されている。そのような構造により、ローラ支持体３８４は、ガイドロッド３９８，４００にガイドされて上下方向に移動可能とされ、バックアップローラ３８０，３８２が上下方向に位置が変更可能とされているのである。なお、ローラ支持体３８４の端部と支持部材４０４との間に引張コイルばね４０８が掛け渡されており、ローラ支持体３８４は、常に上方に向かう方向に付勢されている。
【０１０６】
支持部材４０６の端部には、ガイド管４１０の一端部が付設されており、このガイド管４１０は、エンジンルーム内まで延び出すように配設されており、他端部が、エンジンムーム内において車体の一部に固定された支持部材４１２に固定されている。エンジンルーム内には、互いに逆ねじが螺設されて回転不能とされた２つのナット部材４１４，４１６と、それら２つのナット部材４１４，４１６に一端部が回転可能に支持されて他端部が互いに回転可能に連結された２つのリンク４１８，４２０と、それら２つのナット部材４１４，４１６と噛合する雄ねじ軸４２２と、雄ねじ軸４２２を回転させるモータ４２４とを含んで構成される駆動装置４２６が設けられている。ガイド管４１０の内部には、ケーブル４２８が挿通させられており、このケーブル４２８の一端部が、上記ローラ支持体３８４に接続され、また、他端部がリンク４１４，４１６の連結箇所に接続されている。そのような構造により、ケーブル４２８には常にテンションが付与された状態とされており、また、モータ４２４を回転することによって、ケーブル４２８がガイド管４１０の中を移動し、それに伴ってローラ支持体３８４が上下方向に移動し、バックアップローラ３８０，３８２の上下方向位置が変更されるうようになっている。なお、図２０に示す状態は、バックアップローラ３８０，３８２が基底状態から最も下降させられた位置に位置する状態であり、その状態からモータ４２４を回転させることで、２つのナット部材４１４，４１６が互いに接近させられて、ケーブル４２８が支持部材４０６より送り出され、バックアップローラ３８０，３８２が基底状態位置近づくように上昇させられる。
【０１０７】
上述のように、本実施例においては、駆動装置４２６によって駆動部が構成され、また、ケーブル４２８の一端部が接続されるローラ支持体３８４の端部が、バックアップローラ３８０，３８２を位置変動させるための駆動力を作用させる駆動力作用部として機能し、ケーブル４２８が、駆動部と駆動力作用部とを接続して駆動力を伝達する索体として機能するものとされており、それらを含んで、本実施例の抑制力変更装置３７４が構成されているのである。本実施例の抑制力変更装置３７４は、変位抑制力を変更するために駆動される部分と駆動する部分とが離間されているため、駆動源であるモータ４２４が発する音や振動が運転者に伝達され難く、静粛性に優れた操作反力付与装置となる。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】本発明の第１実施例の操作反力付与装置を備えた車両ステアリングシステムの操作部を示す斜視図である。
【図２】第１実施例の操作部を示す側面図（一部断面図）である。
【図３】第１実施例の（ａ）ハンドルが中立位置にある場合，（ｂ）ハンドルを右旋回させた場合における操作部を示す正面図（一部断面図）である。
【図４】第１実施例における操作角度と操作反力との関係を示す図である。
【図５】第２実施例の操作反力付与装置を備えた車両ステアリングシステムの操作部を示す斜視図である。
【図６】第２実施例の操作部を示す側面図（一部断面図）である。
【図７】第２実施例の（ａ）ハンドルが中立位置にある場合，（ｂ）ハンドルを右旋回させた場合における操作部を示す正面図（一部断面図）である。
【図８】第２実施例の変位量変更装置により操作角度と連動体の変位量との関係が変更された場合の（ａ）正面図と、（ｂ）操作角度と操作反力との関係を示す図である。
【図９】第３実施例の操作反力付与装置を備えた車両ステアリングシステムの操作部を示す側面図（一部断面図）である。
【図１０】第３実施例の操作部を示す正面図（一部断面図）である。
【図１１】第３実施例における操作角度と操作反力との関係を示す図である。
【図１２】第３実施例における抑制力変更装置の別の実施形態を示す側面図（一部断面図）である。
【図１３】第４実施例の操作反力付与装置を備えた車両ステアリングシステムのハンドルが中立位置にある場合における操作部を示す正面図（一部断面図）である。
【図１４】第４実施例のハンドルを右旋回させた場合における操作部を示す正面図（一部断面図）である。
【図１５】第４実施例の抑制力変更装置によりばねの支持位置が基底状態位置から変更された場合における操作部を示す正面図（一部断面図）である。
【図１６】第４実施例における操作角度と操作反力との関係を示す図である。
【図１７】第５実施例の操作反力付与装置を備えた車両ステアリングシステムのハンドルが中立位置にある場合における操作部を示す正面図（一部断面図）である。
【図１８】第５実施例の抑制力変更装置によりばねの支持位置が基底状態位置から変更された場合における操作部を示す正面図（一部断面図）である。
【図１９】第５実施例における操作角度と操作反力との関係を示す図である。
【図２０】第６実施例の操作反力付与装置を備えた車両ステアリングシステムの操作部を示す概略図である。
【符号の説明】
【０１０９】
１０：操作部    ２０：ハンドル    ２２：操作軸    ２４：操作反力付与装置    ４０：カム板    ５０：カム面    ５２：カム係合体    ６０：引張コイルばね    ６２：作用部    ６４：被支持部    ７６：モータ    ８６：連動体変位機構    ８７：抑制力発生機構    ８８：抑制力変更装置    ９０：ステアリング電子制御ユニット（ＥＣＵ）    １１２：操作反力付与装置    １２０カム板    １２２：カム面    １５２：引張コイルばね    １５４：作用部    １５６：被支持部    １６０：連動体変位機構    １６２：抑制力発生機構    １６４：変位量変更装置    １７０：操作反力付与装置    １８４：引張コイルばね    １８６：作用部    ２０２：被支持部    ２０４：モータ    ２１０：連動体変位機構    ２１２：抑制力発生機構    ２１４：抑制力変更装置    ２２０：抑制力変更装置    ２２６：モータ    ２３０：操作反力付与装置    ２４４，２４６：板ばね    ２７０：モータ    ２８０：被支持部    ２８２：作用部    ２８４：連動体変位機構    ２８６：抑制力発生機構    ２８８：抑制力変更装置    ２９０：操作反力付与装置    ３０８，３１０：板ばね材    ３１２：摩擦部材    ３１４：板ばね    ３５０：モータ    ３５４：抑制力変更装置    ３６０：被支持部    ３６２：作用部    ３６４：連動体変位機構    ３６６：抑制力発生機構    ３７０：操作反力付与装置    ３７４：抑制力変更装置    ４２６：駆動装置    ４２８：ケーブル
【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】
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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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