(57)【要約】【課題】ロック状態時に減速機３５に異常が生じた場合であっても、操舵トルクが増大するなどの操舵フィーリングを低下することのない伝達比可変操舵装置を提供する。【解決手段】ハウジング３１が所定トルク以上が作用する場合に車体（コラムフレーム７）に対して回転可能に支持しておく。そして、ロック状態の場合であってハウジング３１が回転する場合に、ロック装置３３をロック解除状態にするロック解除駆動手段３０を備える。【選択図】図２
2006213213.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定トルク以上が作用する場合に車体に対して回転可能に支持される主ハウジングと、
前記主ハウジングに対して相対回転可能に配置され、ステアリングホイール側に連結されステアリングホイールの操舵角を入力する入力軸と、
前記主ハウジングに対して相対回転可能に配置され、転舵輪側に連結され転舵輪に転舵角を出力する出力軸と、
前記主ハウジング、前記入力軸および前記出力軸に対してモータ軸を相対回転可能にする伝達比可変モータと、
前記入力軸、前記出力軸および前記モータ軸に連結され、前記入力軸に入力された前記操舵角を前記出力軸に出力すると共に前記モータ軸のモータ回転を減速して前記出力軸に出力する減速機と、
前記主ハウジングに対して前記モータ軸の相対回転をロックするロック状態とロック解除状態とを切り換えるロック手段と、
前記ロック状態の場合であって前記主ハウジングが回転する場合に前記ロック手段を前記ロック解除状態にするロック解除駆動手段と、
を備えることを特徴とする前記操舵角に対する前記転舵角の伝達比を変化させる伝達比可変操舵装置。
【請求項２】
前記ロック手段は、前記モータ軸に係合して前記ロック状態にするロックレバーを有し、
前記ロック解除駆動手段は、前記車体に対して前記モータ軸の軸方向へ移動可能に前記車体に支持され前記主ハウジングを相対回転可能かつ前記軸方向へ相対移動可能に支持すると共に、前記主ハウジングに対して前記軸方向へ相対移動することに伴い前記ロックレバーを前記モータ軸と係合解除させる前記軸方向に突出する突起部を有する請求項１記載の伝達比可変操舵装置。
【請求項３】
前記ロックレバーは、前記主ハウジングに揺動可能に支持され、
前記突起部は、前記主ハウジングに対して前記軸方向へ相対移動することに伴い前記ロックレバーを揺動させて前記モータ軸と係合解除させる請求項２記載の伝達比可変操舵装置。
【請求項４】
前記ロックレバーは、前記主ハウジングに対して前記軸方向に移動可能に支持され、
前記突起部は、前記主ハウジングに対して前記軸方向へ相対移動することに伴い前記ロックレバーを前記軸方向へ移動させて前記モータ軸と係合解除させる請求項２記載の伝達比可変操舵装置。
【請求項５】
前記ロック手段は、前記モータ軸に前記モータ軸の軸方向へ移動可能に配置されたロックホルダと、前記主ハウジングに揺動可能に支持され前記ロックホルダに係合可能なロックレバーと、を有し、
前記ロック解除駆動手段は、前記車体に前記軸方向へ移動可能に支持され前記主ハウジングを相対回転可能かつ前記軸方向へ相対移動可能に支持すると共に、前記主ハウジングに対して前記軸方向へ相対移動することに伴い前記ロックホルダを前記軸方向へ移動させて前記ロックホルダと前記ロックレバーとを係合解除させる突起部を有する請求項１記載の伝達比可変操舵装置。
【請求項６】
前記ロック解除駆動手段は、前記車体に前記軸方向へ移動可能に支持され前記主ハウジングを相対回転可能かつ前記軸方向へ相対移動可能に支持すると共に、前記主ハウジングに対して前記軸方向へ相対移動することに伴い前記ロック手段に電気信号を出力し、
前記ロック手段は、前記電気信号が入力される場合に前記ロック解除状態に切り換える請求項１記載の伝達比可変操舵装置。
【請求項７】
前記ロック解除駆動手段は、前記主ハウジングに対して前記軸方向へ相対移動することに伴い制御信号を出力し、
前記ロック解除駆動手段から前記制御信号が入力された場合に前記ロック手段に前記電気信号を出力する制御手段を備える請求項６記載の伝達比可変操舵装置。
【請求項８】
前記ロック解除駆動手段は、前記主ハウジングに対して前記軸方向へ相対移動することに伴い前記ロック手段に前記電気信号を直接的に出力する請求項６記載の伝達比可変操舵装置。
【請求項９】
前記ロック解除駆動手段が前記ロック手段を前記ロック解除状態にした場合に前記ロック解除を保持するロック解除状態保持手段を備える請求項１〜８の何れかに記載の伝達比可変操舵装置。
【請求項１０】
前記ロック解除駆動手段が前記主ハウジングに対して前記軸方向へ相対移動した場合に前記ロック解除駆動手段の前記主ハウジングに対する前記軸方向の相対位置を保持するロック解除状態保持手段を備える請求項２〜８の何れかに記載の伝達比可変操舵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステアリングホイールの操舵角に対する転舵輪の転舵角の伝達比を変化させる伝達比可変操舵装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
伝達比可変操舵装置は、ステアリングホイールの操舵角に対する転舵輪側の転舵角の伝達比を変化することができる。この伝達比可変操舵装置には、車体に固定されたハウジング内に伝達比可変モータと減速機とを備える構成のものがある（例えば、特許文献１参照）。そして、この伝達比可変操舵装置は、伝達比可変モータの異常などの場合にステアリングホイールの操舵が転舵輪へ伝達できるようにするために、伝達比可変モータのモータ軸をハウジングに対して固定的にロックするロック装置を備える。
【特許文献１】特開２００４−１７５３３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、例えば、ロック装置がロックしている状態であって、減速機のギヤ部への異物噛み込みなどの異常が減速機に生じた場合には、減速機を動作するために大きなトルクが必要となる。このような場合、運転者によるステアリングホイールの操舵トルクが増大するなどにより、操舵フィーリングが低下するおそれがある。
【０００４】
本発明は、このような事情に鑑みて為されたものであり、ロック装置がロックしている状態であって、減速機に異常が生じた場合であっても、操舵トルクが増大するなどの操舵フィーリングを低下することのない伝達比可変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及び発明の効果】
【０００５】
本発明の伝達比可変操舵装置は、所定トルク以上が作用する場合に車体に対して回転可能に支持される主ハウジングと、前記主ハウジングに対して相対回転可能に配置され、ステアリングホイール側に連結されステアリングホイールの操舵角を入力する入力軸と、前記主ハウジングに対して相対回転可能に配置され、転舵輪側に連結され転舵輪に転舵角を出力する出力軸と、前記主ハウジング、前記入力軸および前記出力軸に対してモータ軸を相対回転可能にする伝達比可変モータと、前記入力軸、前記出力軸および前記モータ軸に連結され、前記入力軸に入力された前記操舵角を前記出力軸に出力すると共に前記モータ軸のモータ回転を減速して前記出力軸に出力する減速機と、前記主ハウジングに対して前記モータ軸の相対回転をロックするロック状態とロック解除状態とを切り換えるロック手段と、前記ロック状態の場合であって前記主ハウジングが回転する場合に前記ロック手段を前記ロック解除状態にするロック解除駆動手段とを備える。
【０００６】
ここで、主ハウジングは、例えば、トルクリミッターなどを介して車体に取り付けられている。従って、主ハウジングは、トルクリミッターの設定トルク値以上のトルクが主ハウジングに作用する場合に車体に対して回転し、トルクリミッターの設定トルク値より小さいトルクが主ハウジングに作用する場合には車体に対して回転されることなく固定されていることになる。
【０００７】
そして、本発明の伝達比可変操舵装置によれば、ロック手段（ロック装置）がロック状態の場合に、主ハウジングに所定トルク以上が作用して回転すると、ロック解除駆動手段によりロック手段がロック解除状態にされる。ここで、ロック手段がロック状態の場合には、主ハウジングとモータ軸とが一体的に固定されるので、モータ軸が回転しないことになる。そうすると、出力軸には、入力軸の操舵が減速機を介してそのまま伝達されることになる。このようなロック状態の場合であって、減速機のギヤ部へ異物噛み込みなどの異常が生じた場合には、運転者により入力軸に入力されたトルクの一部が減速機を介して主ハウジングに伝達され、主ハウジングに所定トルク以上が作用することになる。そうすると、主ハウジングが車体に対して回転するため、この動作に伴いロック解除駆動手段がロック手段をロック解除状態にする。その結果、入力軸、モータ軸および出力軸が一体的に回転するため、運転者によるステアリングホイールの操舵トルクが小さい場合であっても、その操舵が一体的にされた入力軸、モータ軸および出力軸にそのまま伝達される。つまり、ロック状態であって、減速機に異常が生じた場合であっても、操舵トルクが増大するなどの操舵フィーリングを低下することを防止できる。
【０００８】
また、前記ロック手段は、前記モータ軸に係合して前記ロック状態にするロックレバーを有し、前記ロック解除駆動手段は、前記車体に対して前記モータ軸の軸方向へ移動可能に前記車体に支持され前記主ハウジングを相対回転可能かつ前記軸方向へ相対移動可能に支持すると共に、前記主ハウジングに対して前記軸方向へ相対移動することに伴い前記ロックレバーを前記モータ軸と係合解除させる前記軸方向に突出する突起部を有するようにしてもよい。このように、ロック解除駆動手段が前記突起部を有し、ロック手段が前記ロックレバーを有する容易な構成により、主ハウジングが回転した場合に確実にロック解除状態にすることができる。
【０００９】
ここで、ロック解除駆動手段を主ハウジングに対して相対回転可能かつモータ軸の軸方向へ相対移動可能に支持するための機構としては、例えば、ロック解除駆動手段および主ハウジングの一方にピンを固定して、他方に当該ピンに係合する例えばリード溝を形成する。詳細には、ピンを主ハウジングの円筒外周面に固定し、円筒外周面の位相に応じて軸方向位置が異なるリード溝をロック解除駆動手段に形成するなどである。なお、リード溝は、側方から見た場合に、例えば、直線状としてもよいし、曲線状としてもよいし、略Ｖ字型形状としてもよい。
【００１０】
なお、前記ロックレバーは、前記主ハウジングに揺動可能に支持され、前記突起部は、前記主ハウジングに対して前記軸方向へ相対移動することに伴い前記ロックレバーを揺動させて前記モータ軸と係合解除させるようにしてもよい。また、前記ロックレバーは、前記主ハウジングに対して前記軸方向へ移動可能に支持され、前記突起部は、前記主ハウジングに対して前記軸方向へ相対移動することに伴い前記ロックレバーを前記軸方向へ移動させて前記モータ軸と係合解除させるようにしてもよい。上述したようなロックレバーおよび突起部は、非常に容易な構成であるので、低コスト化を図ることができる。
【００１１】
また、前記ロック手段は、前記モータ軸に前記モータ軸の軸方向へ移動可能に配置されたロックホルダと、前記主ハウジングに揺動可能に支持され前記ロックホルダに係合可能なロックレバーと、を有し、前記ロック解除駆動手段は、前記車体に前記軸方向へ移動可能に支持され前記主ハウジングを相対回転可能かつ前記軸方向へ相対移動可能に支持すると共に、前記主ハウジングに対して前記軸方向へ相対移動することに伴い前記ロックホルダを前記軸方向へ移動させて前記ロックホルダと前記ロックレバーとを係合解除させる突起部を有するようにしてもよい。このように、ロック解除駆動手段が前記突起部を有し、ロック手段が前記ロックレバーを有する容易な構成により、主ハウジングが回転した場合に確実にロック解除状態にすることができる。
【００１２】
また、前記ロック解除駆動手段は、前記車体に前記軸方向へ移動可能に支持され前記主ハウジングを相対回転可能かつ前記軸方向へ相対移動可能に支持すると共に、前記主ハウジングに対して前記軸方向へ相対移動することに伴い前記ロック手段に電気信号を出力し、前記ロック手段は、前記電気信号が入力される場合に前記ロック解除状態に切り換えるようにしてもよい。このように機械的な構成により行うのではなく、電気信号を用いることで、装置の構成が非常に容易となり、低コスト化を図ることができる。なお、電気信号を用いる場合であっても、機械的な構成の場合と同様に、主ハウジングが回転した場合に確実にロック解除状態にすることができる。なお、ロック手段が電気信号によりロック解除状態にするためには、ロック手段が例えばソレノイドなどの電気的駆動手段を備える必要がある。
【００１３】
なお、前記ロック解除駆動手段は、前記主ハウジングに対して前記軸方向へ相対移動することに伴い制御信号を出力し、前記ロック解除駆動手段から前記制御信号が入力された場合に前記ロック手段に前記電気信号を出力する制御手段を備えるようにしてもよい。通常、伝達比可変モータを制御するための制御装置を備えている。そして、この制御装置を利用して、ロック手段に電気信号を出力してロック解除状態している。これにより、主ハウジングが回転した場合に容易に電気信号をロック手段に出力することができる。もちろん、既存の制御装置とは別の制御装置を用いることもできる。
【００１４】
また、前記ロック解除駆動手段は、前記主ハウジングに対して前記軸方向へ相対移動することに伴い前記ロック手段に前記電気信号を直接的に出力するようにしてもよい。上述したように制御装置を利用することなく、直接的に電気信号をロック手段に出力するように配線等を接続するようにすることもできる。この場合には、制御装置などの別の装置を必要とすることがないので、制御装置にて実行させるプログラムなどを作成する必要がない。
【００１５】
また、本発明の伝達比可変操舵装置は、さらに、前記ロック解除駆動手段が前記ロック手段を前記ロック解除状態にした場合に前記ロック解除を保持するロック解除状態保持手段を備えるようにしてもよい。また、本発明の伝達比可変操舵装置のうち、前記ロック解除駆動手段が前記主ハウジングに対して前記軸方向へ相対移動する構成の場合には、前記ロック解除駆動手段が前記主ハウジングに対して前記軸方向へ相対移動した場合に前記ロック解除駆動手段の前記主ハウジングに対する前記軸方向の相対位置を保持するロック解除状態保持手段を備えるようにしてもよい。
【００１６】
例えば、減速機のギヤ部に異物噛み込みなどの異常が生じた場合に主ハウジングが車体に対して回転した後には、減速機のギヤ部の修理を行うまでは正常な状態に復旧させることができないおそれがある。そこで、このような場合であっても、ロック解除状態保持手段により、一度主ハウジングが回転してロック解除状態になった後には、ロック手段をロック解除状態に維持させることができる。これにより、減速機のギヤ部が正常な状態に修理されるまでの間、操舵トルクが増大するなどの操舵フィーリングを低下することを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
１．第１実施形態
（１）車両用動力操舵装置の全体構成
まず、車両用動力操舵装置の全体構成について図１を参照して説明する。図１は、車両用動力操舵装置の全体構成を示す図である。図１に示すように、車両用動力操舵装置は、主として、ステアリングホイール１と、アッパステアリングシャフト（入力軸）２と、伝達比可変操舵ユニット３と、ロアステアリングシャフト（出力軸）４と、電動パワーステアリング装置５とから構成される。ここで、本発明の伝達比可変操舵装置は、アッパステアリングシャフト２と、伝達比可変操舵ユニット３と、ロアステアリングシャフト４とから構成される。なお、本実施形態における伝達比可変操舵ユニット３は、ステアリングコラムに搭載されたステアリングコラム型伝達比可変操舵装置である。以下に、車両用動力操舵装置の各構成について概略を説明する。
【００１８】
アッパステアリングシャフト２は、ステアリングホイール１に連結され、運転者によるステアリングホイール１の操舵角を伝達するシャフトである。伝達比可変操舵ユニット３は、アッパステアリングシャフト２の下端側に略同軸上に連結されると共に、ロアステアリングシャフト４の上端側に連結されている。そして、伝達比可変操舵ユニット３は、アッパステアリングシャフト２の操舵角に対するロアステアリングシャフト４の転舵角である伝達比を変化するモータ（図２に示す）３２を含むユニットである。この伝達比可変操舵ユニット３の詳細は、後述する。
【００１９】
電動パワーステアリング装置５は、ラックピニオン式の電動パワーステアリング装置である。すなわち、ロアステアリングシャフト４の下端側にピニオン（図示せず）が形成され、当該ピニオンがラック（図示せず）に噛合している。そして、電動パワーステアリング装置５を構成するアシスト電動機により、車輪（転舵輪）６を転舵させる補助操舵力を発生させる。
【００２０】
（２）伝達比可変操舵ユニット３の詳細構成
次に、伝達比可変操舵ユニット３の詳細構成について図２〜図４を参照して説明する。図２は、伝達比可変操舵ユニット３の軸方向断面図を示す。図３は、図２の下方側から見た下面図である。図４は、図２のＡ−Ａ断面図である。ただし、図４（ａ）は、ロック状態を示す図であり、図４（ｂ）は、ロック解除状態を示す図である。ここで、説明を容易にするために、図３の右側を下方側または下端側といい、図３の左側を上方側または上端側という。
【００２１】
伝達比可変操舵ユニット３は、図１及び図２に示すように、アッパステアリングシャフト２とロアステアリングシャフト４との間に配置されている。さらに、伝達比可変操舵ユニット３は、車体に固定されたコラムフレーム７に取り付けられている。コラムフレーム７は、伝達比可変操舵ユニット３の外周側に配置され、図４（ａ）に示すように、車体に固定的に配置された矩形部材である。
【００２２】
この伝達比可変操舵ユニット３は、検出用ハウジング（ロック解除駆動手段）３０と、主ハウジング３１と、モータ（伝達比可変モータ）３２と、ロック装置（ロック手段）３３と、減速機３５と、スプリング３７とから構成される。
【００２３】
検出用ハウジング３０は、軸心に円形孔が形成された略円筒カップ状からなる。そして、検出用ハウジング３０は、アッパステアリングシャフト２の下方側を回転可能に支承している。この検出用ハウジング３０のカップ底面には、図２に示すように、下方側に突出した環状押圧部（突起部）３０ａが形成されている。環状押圧部３０ａの下方側端の内周側が、下方側から上方側に向かって縮径するようなテーパ状に形成されている。この環状押圧部３０ａは、後述するロック装置３３のロックレバー５２の径方向外方端側を軸方向に押圧する部分である。さらに、この検出用ハウジング３０の円筒面には、図３に示すように、上方側が開口側となるようなＶ字型のリード溝３０ｂが貫通して形成されている。さらに、検出用ハウジング３０の円筒外周面に、径方向外方に突出した凹字型のガイド部３０ｃが形成されている。このガイド部３０ｃの凹溝部分が、図４（ａ）に示すように、コラムフレーム７に軸方向に移動可能に支持されている。つまり、検出用ハウジング３０は、コラムフレーム７に対して軸方向に移動可能となる。そして、検出用ハウジング３０の下方側端面は、スプリング３７の上端側を支持している。なお、検出用ハウジング３０は、ロック装置３３が収納されている。
【００２４】
主ハウジング３１は、略円筒状からなり、検出用ハウジング３０の下方側にほぼ同軸上に配置されている。この主ハウジング３１は、ロアステアリングシャフト４の上端側を回転可能に支承かつ収納している。そして、この主ハウジング３１の上方側の外周面の外径は、検出用ハウジング３０の内径よりも僅かに小さくされている。そして、この主ハウジング３１の上端側が、検出用ハウジング３０のカップ円筒部の内側に軸方向に摺動可能に配置されている。さらに、主ハウジング３１の上方側のうち検出用ハウジング３０の内側に配置されている部分には、径方向に向かって円形孔３１ａが形成されている。この円形孔３１ａには、棒状のピン３１ｂが主ハウジング３１の外周面から径方向外方に突出するように固定されている。そして、このピン３１ｂは、検出用ハウジング３０のリード溝３０ｂに係合している。つまり、主ハウジング３１は、リード溝３０ｂに倣って、検出用ハウジング３０に対して軸方向へ相対移動可能であると共に相対回転可能である。さらに、主ハウジング３１の外周面には、径方向外方に突出する環状突起部３１ｃが形成されている。この環状突起部３１ｃの上端側端面は、スプリング３７の下端側を支持している。すなわち、スプリング３７は、主ハウジング３１の環状突起部３１ｃの上方側端面と検出用ハウジング３０の下方側端面との間に、軸方向に押圧した状態で配置されている。なお、この主ハウジング３１内には、モータ３２および減速機３５が収納されている。
【００２５】
モータ３２は、主ハウジング３１内のうち軸方向のほぼ中央に配置されている。このモータ３２は、モータハウジング４１と、モータステータ４２と、モータ軸４３とから構成される。ここで、モータハウジング４１は、２つの中央に軸孔が形成された略円筒カップ状からなり、外周面が主ハウジング３１に固定されている。モータステータ４２は、積層された円盤形状の珪素鋼板に巻線が巻回されてなり、モータハウジング４１の内周面に固定されている。モータ軸４３は、モータ軸本体４３ａとこのモータ軸本体４３ａの外周面に固定されたマグネット４３ｂとからなる。モータ軸本体４３ａは、略円筒形状からなり、モータハウジング４１の中央の軸孔に配置された軸受により支承されている。すなわち、モータ軸４３は、主ハウジング３１及びモータステータ４２に対して相対回転可能に配置されている。さらに、モータ軸本体４３ａは、アッパステアリングシャフト２の外周側に僅かな間隙を介してアッパステアリングシャフト２と同軸上に、かつ、アッパステアリングシャフト２に対して相対回転可能に配置されている。モータ軸４３のマグネット４３ｂは、モータ軸本体４３ａの外周面のうちモータステータ４２に対向する位置に配置されている。
【００２６】
ロック装置（ロック手段）３３は、ロックホルダ５１と、ロックレバー５２と、ソレノイド５３とを有する。ロックホルダ５１は、モータ軸本体４３ａのアッパステアリングシャフト２側の端部に固定されており、外周面にロック歯５１ａ（図４（ａ）（ｂ）に示す）が形成されている。ロックレバー５２は、主ハウジング３１に固定された支持軸５２ａを中心に揺動可能であって、一端側にロックホルダ５１のロック歯５１ａに噛合可能なレバー爪５２ｂが形成されており、他端側はソレノイド３の作動体（図示せず）に連結されている。さらに、このロックレバー５２の他端側は、支持軸５２ａよりも径方向外方に延在している。そして、ロックレバー５２のレバー爪５２ｂがロックホルダ５１のロック歯５１ａに噛合している場合には、図４（ａ）に示すように、モータ軸４３が主ハウジング３１に一体的に固定されるロック状態となる。一方、ロックレバー５２のレバー爪５２ｂがロックホルダ５１のロック歯５１ａに噛合していない場合には、図４（ｂ）に示すように、モータ軸４３が主ハウジング３１に対して相対回転可能なロック解除状態となる。すなわち、ロック装置３３は、ロック状態とロック解除状態との切り換え動作を行っている。そして、図４（ａ）に示すようにロック状態の場合に、ロックレバー５２の径方向外方の端側の径方向位置は、検出用ハウジング３０の環状押圧部３０ａの径方向位置に略一致している。
【００２７】
ソレノイド５３は、ソレノイドコイルと鉄心等の作動体とから構成される。このソレノイド５３は、ロックレバー５２の位置、すなわちロック状態とロック解除状態とを切り換えを可能とする。具体的には、ソレノイド５３のソレノイドコイルに通電することにより、ロックレバー５２をソレノイド５３側へ吸引する方向に力が働く。すなわち、ロックレバー５２がロックホルダ５１から離れる方向に揺動するロック解除状態となる。一方、ソレノイド５３のソレノイドコイルへの通電を中止することにより、ロックレバー５２を吸引する力は働かない。すなわち、ロックレバー５２はロックホルダ５１と噛合するロック状態となる。
【００２８】
減速機３５は、波動歯車減速機であって、アッパステアリングシャフト２の回転をロアステアリングシャフト４側へ伝達すると共に、モータ軸４３の回転（モータ回転）を減速した回転をロアステアリングシャフト４側へ伝達している。この減速機３５は、ウェーブジェネレータ６１と、フレクススプライン６２と、ステータ側サーキュラスプライン６３と、ドリブン側サーキュラスプライン６４とから構成される。
【００２９】
ウェーブジェネレータ６１は、カム６１ａとボール軸受６１ｂとからなる。カム６１ａは、モータ軸本体４３ａのロアステアリングシャフト４側の外周側に一体回転可能に嵌合されている。そして、カム６１ａの外周面の径方向断面形状が楕円形状に形成されている。また、ボール軸受６１ｂは、球状からなり、カム６１ａの外周面に複数配置されている。フレクススプライン６２は、弾性変形可能な環状からなる。このフレクススプライン６２の内周面は、ウェーブジェネレータ６１のボール軸受６１ｂに当接している。すなわち、フレクススプライン６２は、ウェーブジェネレータ６１のカム６１ａの外周面に倣って変形する。さらに、このフレクススプライン６２の外周面には、外歯が形成されている。
【００３０】
ステータ側サーキュラスプライン６３は、中央に軸孔が形成された略円盤状からなる。ステータ側サーキュラスプライン６３は、アッパステアリングシャフト２の最下端側、すなわちロアステアリングシャフト４側の外周側に一体回転可能に嵌合されている。このステータ側サーキュラスプライン６３の外周側の軸方向凸状部分の内周面には、フレクススプライン６２の外周面に形成された外歯のうちロアステアリングシャフト４側に噛合する内歯が形成されている。このステータ側サーキュラスプライン６３の内歯は、フレクススプライン６２の外歯と同歯数からなる。そして、ステータ側サーキュラスプライン６３の内歯は、ウェーブジェネレータ６１の外周面形状に倣って変形した楕円形のフレクススプライン６２の外歯のうち長軸側付近のみが噛合している。従って、ステータ側サーキュラスプライン６３の内歯とフレクススプライン６２の外歯のうち短軸側付近との間には、隙間が形成されている。
【００３１】
ドリブン側サーキュラスプライン６４は、略円筒形状からなる。このドリブン側サーキュラスプライン６４の下端側、すなわちロアステアリングシャフト４側は、ロアステアリングシャフト４に一体回転可能に嵌合されている。そして、ドリブン側サーキュラスプライン６４の内周面には、フレクススプライン６２の外周面に形成された外歯のうちアッパステアリングシャフト２側に噛合する内歯が形成されている。このドリブン側サーキュラスプライン６４の内歯は、フレクススプライン６２の外歯の歯数より多い歯数からなる。すなわち、ドリブン側サーキュラスプライン６４の内歯の歯数は、ステータ側サーキュラスプライン６３の内歯の歯数より多い歯数からなる。なお、ドリブン側サーキュラスプライン６４の内歯は、ウェーブジェネレータ６１の外周面形状に倣って変形した楕円形のフレクススプライン６２の外歯のうち長軸側付近のみが噛合している。従って、ドリブン側サーキュラスプライン６４の内歯とフレクススプライン６２の外歯のうち短軸側付近との間には、隙間が形成されている。
【００３２】
（３）伝達比可変操舵ユニット３の動作
次に、上述のように構成される伝達比可変操舵ユニット３の動作について説明する。まずは、検出用ハウジング３０と主ハウジング３１との関連動作について説明した後に、伝達比可変操舵ユニット３の動作について、減速機３５が正常時の場合と異常時の場合とに分けて説明する。
【００３３】
（３．１）検出用ハウジング３０と主ハウジング３１との関連動作
検出用ハウジング３０と主ハウジング３１とは、スプリング３７により相互に軸方向に離反する方向に付勢されている。そして、検出用ハウジング３０のリード溝３０ｂと主ハウジング３１のピン３１ｂとが係合している。従って、通常状態においては、図３に示すように、主ハウジング３１のピン３１ｂが検出用ハウジング３０のリード溝３０ｂのＶ字底部に位置している。
【００３４】
そして、主ハウジング３１にトルクが作用した場合には、主ハウジング３１が検出用ハウジング３０に対して回転しようとする。しかし、主ハウジング３１に作用するトルクがある程度のトルク（所定のトルク）以上に達しなければ、スプリング３７の付勢力、リード溝３０ｂおよびピン３１ｂの作用により、主ハウジング３１は検出用ハウジング３０に対して回転しない。
【００３５】
そして、主ハウジング３１により大きなトルクが作用した場合には、スプリング３７の付勢力に抗して、検出用ハウジング３０が主ハウジング３１に対して下方側（図３の右側）に移動すると同時に、リード溝３０ｂに沿ってピン３１ｂが移動する。つまり、主ハウジング３１が検出用ハウジング３０に対して回転する。このように、主ハウジング３１に所定トルク以上のトルクが作用する場合に、主ハウジング３１が検出用ハウジング３０に対して回転すると同時に、検出用ハウジング３０が主ハウジング３１に対して下方側へ移動する。
【００３６】
つまり、スプリング３７、リード溝３０ｂおよびピン３１ｂが、いわゆるトルクリミッターを構成している。なお、スプリング３７のスプリング力、リード溝３０ｂの形状を変更することにより、主ハウジング３１が検出用ハウジング３０に対して回転するトルクを適宜変更することができる。
【００３７】
（３．２）減速機３５が正常時の場合
次に、減速機３５が正常時の場合における伝達比可変操舵ユニット３の動作について説明する。まず、運転者によりステアリングホイール１が操舵されると、ステアリングホイール１の操舵角が、アッパステアリングシャフト２に伝達される。そして、アッパステアリングシャフト２が回転することにより、ステータ側サーキュラスプライン６３が一体回転する。そして、ステータ側サーキュラスプライン６３の回転が、フレクススプライン６２を介して、ドリブン側サーキュラスプライン６４に伝達される。
【００３８】
また、ロック装置３３がロック解除状態の場合には、ステアリングホイール１の操舵角及び車速などに基づき、ＥＣＵ（図示せず）によりモータ３２が制御され、モータ軸４３が回転する。モータ軸４３が回転すると、モータ軸本体４３ａに一体回転可能に嵌合されている減速機３５のウェーブジェネレータ６１のカム６１ａが一体的に回転する。
【００３９】
カム６１ａは楕円状をなしているので、カム６１ａが回転すると、ボール軸受６１ｂを介してフレクススプライン６２が楕円状に弾性変形する。この際、カム６１ａの長軸の両端部分では、フレクススプライン６２の外歯とステータ側サーキュラスプライン６３及びドリブン側サーキュラスプライン６４の内歯とが噛合している。一方、カム６１ａの短軸の両端部分では、フレクススプライン６２の外歯とステータ側サーキュラスプライン６３及びドリブン側サーキュラスプライン６４の内歯との間に隙間が形成されている。そして、カム６１ａの回転に伴い、フレクススプライン６２の外歯とステータ側サーキュラスプライン６３及びドリブン側サーキュラスプライン６４の内歯との噛合する位置が周方向に順次移動していく。
【００４０】
ここで、フレクススプライン６２の外歯とドリブン側サーキュラスプライン６４の内歯の歯数とは異なる。そのため、カム６１ａが一回転すると、フレクススプライン６２の外歯の歯数とドリブン側サーキュラスプライン６４の内歯の歯数と差の分だけ、ドリブン側サーキュラスプライン６４がフレクススプライン６２に対して回転する。そして、モータ軸４３の回転数が大きいほど、フレクススプライン６２に対してドリブン側サーキュラスプライン６４の相対回転数差は大きくなる。
【００４１】
つまり、ロアステアリングシャフト４は、アッパステアリングシャフト２が回転することによる回転角にモータ軸４３が回転することによる回転角が加えられた回転角（転舵角）が伝達される。すなわち、モータ３２を制御することにより、ステアリングホイール１の操舵角とロアステアリングシャフト４の転舵角との伝達比を変化させることができる。
【００４２】
一方、ロック装置３３がロック状態の場合には、モータ軸４３が主ハウジング３１に固定されているので、ロアステアリングシャフト４は、アッパステアリングシャフト２が回転することによる回転角（転舵角）のみが伝達される。すなわち、ロック状態の場合には、ステアリングホイール１の操舵角とロアステアリングシャフト４の転舵角との伝達比が一定となる。
【００４３】
ここで、ロック装置３３がロック解除状態の場合、主ハウジング３１に作用するトルクは、モータ３２により発生するトルクである。モータ３２により発生するトルクは所定トルクよりも小さいので、主ハウジング３１は回転しない。一方、ロック装置３３がロック状態の場合には、ロック装置３３を介して主ハウジング３１にトルクが作用する。この場合に作用するトルクは、例えば、運転者により付与される操舵トルクに減速機の減速比を乗じたトルクとなる。そして、このトルクもまた非常に小さいので、主ハウジング３１は回転しない。
【００４４】
（３．３）減速機３５が異常時の場合
次に、減速機３５が異常時の場合における伝達比可変操舵ユニット３の動作について説明する。ここで、減速機３５の異常時とは、外歯や内歯などのギヤ部分に異物が噛み込む場合、ボール軸受６１ｂの部分に異物が噛み込む場合などである。
【００４５】
このような異常時には、減速機３５を構成するウェーブジェネレータ６１、フレクススプライン６２、ステータ側サーキュラスプライン６３、及びドリブン側サーキュラスプライン６４が全て一体に回転しようとする。この場合に、ロック装置３３がロック状態のときには、ロック装置３３を介して、アッパステアリングシャフト２から伝達される操舵トルクがそのまま主ハウジング３１に伝達される。このときに主ハウジング３１に作用するトルクは、所定トルクを超える。そうすると、主ハウジング３１が検出用ハウジング３０に対して回転すると同時に、検出用ハウジング３０が主ハウジング３１およびコラムフレーム７に対して下方側へ移動する。
【００４６】
そうすると、検出用ハウジング３０の環状押圧部３０ａのテーパ形状部分がロックレバー５２の径方向外方端側を下方側に押圧する。さらに、検出用ハウジング３０が主ハウジング３１に対して下方側へ移動することにより、環状押圧部３０ａのテーパ形状部分はさらにロックレバー５２の径方向外方端側を下方側に押圧する。そうすると、図４（ｂ）に示すように、ロックレバー５２は、支持軸５２ｂを中心に図４（ｂ）の反時計回り方向に回転して、ロックレバー５２のレバー爪５２ｂがロックホルダ５１のロック歯５１ａとの噛合を解放する。つまり、ロック解除状態となる。
【００４７】
このように、減速機３５が異常時にロック解除状態となることで、アッパステアリングシャフト２と、減速機３５と、モータ軸４３と、ロアステアリングシャフト４とが一体となって、主ハウジング３１に対して回転することになる。つまり、アッパステアリングシャフト２から伝達される操舵トルクが、そのままロアステアリングシャフト４に伝達される。
【００４８】
このように、ロック装置３３がロック状態の場合であって、減速機３５が異常が生じた場合であっても、ロック装置３３をロック解除状態とすることができる。その結果、運転者によるステアリングホイール１の操舵トルクがそのままロアステアリングシャフト４へ伝達される。
【００４９】
２．ロック解除状態にするための他の実施形態
上記第１実施形態においては、検出用ハウジング３０が主ハウジング３１に対して下方側に移動した場合に、検出用ハウジング３０の環状押圧部３０ａによりロックレバー５２を押圧することで、ロックレバー５２を揺動させてロック解除状態にするようにした。以下に、ロック解除状態にするための他の構成について図５〜図７を参照して説明する。なお、上記第１実施形態の伝達比可変操舵ユニット３と同一構成または対応する構成については、同一符号を付して説明を省略する。ただし、両者が同一構成でない場合であっても同一符号を付すが、その相違点については、以下に説明する。
【００５０】
（１）他の実施形態のうち第１番目の構成について、図５を参照して説明する。図５は、伝達比可変操舵ユニット３の部分断面図である。ただし、図５（ａ）は主ハウジング３１が回転する前の状態を示し、図５（ｂ）は主ハウジング３１が回転した後の状態を示す。
【００５１】
ロック装置３３のロックレバー５２が、支持軸５２ａを中心に揺動可能であると共に、軸方向に移動可能に支持軸５２ａに支持されている。つまり、ロックレバー５２の軸方向位置によって、ロックレバー５２とロックホルダ５１とが噛合する場合と噛合しない場合とに分かれる。また、検出用ハウジング３０のカップ底面には、図５（ａ）に示すように、下方側に突出した環状押圧部３０ａが形成されている。この環状押圧部３０ａの下方側端面は、軸方向にほぼ垂直となるように形成されている。そして、この環状押圧部３０ａは、ロックレバー５２の径方向外方端面を軸方向に押圧する部分である。
【００５２】
このように構成される伝達比可変操舵ユニット３の動作について説明する。主ハウジング３１に所定トルク以上のトルクが作用した場合に、検出用ハウジング３０が主ハウジング３１に対して下方側に移動することは上述したとおりである。そして、検出用ハウジング３０が主ハウジング３１に対して下方側へ移動することにより、検出用ハウジング３０の環状押圧部３０ａの下方側端面がロックレバー５２を下方側に押圧する。そうすると、図５（ｂ）に示すように、ロックレバー５２が下方側へ移動して、ロックホルダ５１と係合解除される。すなわち、ロック解除状態となる。
【００５３】
（２）他の実施形態のうち第２番目の構成について、図６を参照して説明する。図６は、伝達比可変操舵ユニット３の部分断面図である。ただし、図６（ａ）は主ハウジング３１が回転する前の状態を示し、図６（ｂ）は主ハウジング３１が回転した後の状態を示す。
【００５４】
ロック装置３３のロックホルダ５１は、モータ軸本体４３ａに対して回転方向が規制されつつ軸方向に移動可能にモータ軸本体４３ａに支持されている。つまり、ロックホルダ５１の軸方向位置によって、ロックレバー５２とロックホルダ５１とが噛合する場合と噛合しない場合とに分かれる。また、検出用ハウジング３０のカップ底面には、図６（ａ）に示すように、下方側に突出した環状押圧部３０ａが形成されている。この環状押圧部３０ａの下方側端面は、軸方向にほぼ垂直となるように形成されている。そして、この環状押圧部３０ａは、ロックホルダ５１の上方側端面を軸方向に押圧する部分である。
【００５５】
このように構成される伝達比可変操舵ユニット３の動作について説明する。主ハウジング３１に所定トルク以上のトルクが作用した場合に、検出用ハウジング３０が主ハウジング３１に対して下方側に移動することは上述したとおりである。そして、検出用ハウジング３０が主ハウジング３１に対して下方側へ移動することにより、検出用ハウジング３０の環状押圧部３０ａの下方側端面がロックホルダ５１を下方側に押圧する。そうすると、図６（ｂ）に示すように、ロックホルダ５１が下方側へ移動して、ロックレバー５２と係合解除される。すなわち、ロック解除状態となる。
【００５６】
（３）他の実施形態のうち第３番目の構成について、図７を参照して説明する。図７は、伝達比可変操舵ユニット３の部分断面図である。ただし、図７（ａ）は主ハウジング３１が回転する前の状態を示し、図７（ｂ）は主ハウジング３１が回転した後の状態を示す。
【００５７】
検出用ハウジング３０のカップ底面には、図７（ａ）に示すように、下方側に突出した環状押圧部３０ａが形成されている。この環状押圧部３０ａは、電流を流すことができる金属製からなる。主ハウジング３１は、さらに、金属製の接点部材３１１を備えている。この接点部材３１１は、検出用ハウジング３０の環状押圧部３０ａに対向する位置に配置されており、環状押圧部３０ａが接点部材３１１に当接した場合に電気信号を出力するように構成されている。そして、接点部材３１１は、伝達比可変操舵ユニット３を制御する制御装置（ＥＣＵ）に接続されている。すなわち、接点部材３１１から出力される電気信号は、制御装置に入力される。そして、当該制御装置（図示せず）は、接点部材３１１から電気信号を入力した場合には、ロック装置３３のソレノイド５３のソレノイドコイルに電流を供給する。
【００５８】
このように構成される伝達比可変操舵ユニット３の動作について説明する。主ハウジング３１に所定トルク以上のトルクが作用した場合に、検出用ハウジング３０が主ハウジング３１に対して下方側に移動することは上述したとおりである。そして、検出用ハウジング３０が主ハウジング３１に対して下方側へ移動することにより、図７（ｂ）に示すように、検出用ハウジング３０の環状押圧部３０ａが接点部材３１１に当接する。そうすると、接点部材３１１から電気信号が制御装置に出力されて、制御装置からソレノイド５３のソレノイドコイルに電流が供給される。ソレノイドコイルに電流が供給されると、ロックレバー５２をロックホルダ５１から離れる方向に揺動する。すなわち、ロック解除状態となる。なお、第３番目の構成は、上述した第１実施形態の構成、第１番目または第２番目の他の実施形態の構成と併用することもできる。
【００５９】
（４）他の実施形態のうち第４番目の構成について説明する。上記第４番目の実施形態においては、接点部材３１１が制御装置に電気信号を出力して、制御装置がロック装置３３のソレノイド５３のソレノイドコイルに電流を供給するようにしたが、これに限られるものではない。例えば、環状押圧部３０ａが接点部材３１１に当接すると、制御装置を解することなく、ロック装置３３のソレノイド５３のソレノイドコイルに直接的に電流が供給されるようにしてもよい。この場合にも、上記第４実施形態と同様に、ソレノイド５３のソレノイドコイルに電流が供給されることにより、ロック解除状態となる。なお、第４番目の構成は、上述した第１実施形態の構成、第１番目または第２番目の他の実施形態の構成と併用することもできる。
【００６０】
３．検出用ハウジング３０と主ハウジング３１についての他の実施形態
検出用ハウジング３０と主ハウジング３１についての他の実施形態について図８を参照して説明する。図８は、検出用ハウジング３０と主ハウジング３１の部分断面図である。なお、図８（ａ）は第１の実施形態を示し、図８（ｂ）は第２の実施形態を示す。
【００６１】
まず、図８（ａ）（ｂ）に示すように、検出用ハウジング３０の円筒カップ部の開口側の内周面に、径方向内方へ突出する内側環状突起部（ロック解除状態保持手段）３０ｄが形成されている。この内側環状突起部３０ｄは、上方側が軸方向に略垂直な端面を形成し、下方側が次第に拡径するテーパ形状に形成されている。また、図８（ｂ）に示す第２の実施形態においては、検出用ハウジング３０の円筒面の肉厚が、主ハウジング３１の円筒面の肉厚に比べて薄くされている。そして、図８（ａ）（ｂ）に示すように、主ハウジング３１の円筒外周面に、径方向外方に突出する外側環状突起部（ロック解除状態保持手段）３１ｄが形成されている。この主ハウジング３１の外側環状突起部３１ｄは、下方側が軸方向に略垂直な端面を形成し、上方側が次第に縮径するテーパ形状に形成されている。また、図８（ａ）に示す第１の実施形態においては、主ハウジング３１の円筒面のうち外側環状突起部３１ｄの下方側部分の肉厚が、検出用ハウジング３０の円筒面の肉厚に比べて薄くされている。
【００６２】
このような構成からなる検出用ハウジング３０と主ハウジング３１の関連動作は、次のようになる。主ハウジング３１に所定トルク以上のトルクが作用した場合に、検出用ハウジング３０が主ハウジング３１に対して下方側に移動することは上述したとおりである。そうすると、検出用ハウジング３０の内側環状突起部３０ｄのテーパ形状部分と主ハウジング３１の外側環状突起部３１ｄのテーパ形状部分とが当接する。
【００６３】
さらに、検出用ハウジング３０が主ハウジング３１に対して下方側に移動すると、図８（ａ）に示す第１の実施形態の場合には、主ハウジング３１の円筒面が径方向内方に撓み変形した後に、検出用ハウジング３０の内側環状突起部３０ｄの上方側端面と主ハウジング３１の外側環状突起部３１ｄの下方側端面とが係合する。一方、図８（ｂ）に示す第２の実施形態の場合には、検出用ハウジング３０の円筒面が径方向外方に撓み変形した後に、検出用ハウジング３０の内側環状突起部３０ｄの上方側端面と主ハウジング３１の外側環状突起部３１ｄの下方側端面とが係合する。このようにして、検出用ハウジング３０が主ハウジング３１に対して下方側へ所定距離だけ移動した状態で保持される。つまり、ロック解除状態を維持している。
【００６４】
４．リード溝３０ｂの形状の他の実施形態
検出用ハウジング３０に形成されたリード溝３０ｂは、上記第１実施形態においては、Ｖ字型形状としたがこれに限られるものではない。例えば、リード溝３０ｂは、図９に示すような直線状、または図示しないが曲線状としてもよい。なお、リード溝３０ｂが図９に示すような直線状とした場合には、検出用ハウジング３０は、主ハウジング３１の回転方向に応じて、移動方向が異なる。そこで、検出用ハウジング３０が主ハウジング３１に対して上方側へ移動する場合であっても、ロック解除状態にすることができる構成を採用する必要がある。すなわち、環状押圧部３０ａが下方側へ移動した場合および上方側へ移動した場合の何れの場合にも、ロックレバー５２を揺動等させることができるようにすればよい。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】車両用動力操舵装置の全体構成図を示す。
【図２】伝達比可変操舵ユニット３の軸方向部分断面図を示す。
【図３】図２の下方側から見た下面図である。
【図４】ａ：ロック状態における図２のＡ−Ａ断面図である。ｂ：ロック解除状態における図２のＡ−Ａ断面図である。
【図５】他の実施形態における伝達比可変操舵ユニット３の部分断面図である。
【図６】他の実施形態における伝達比可変操舵ユニット３の部分断面図である。
【図７】他の実施形態における伝達比可変操舵ユニット３の部分断面図である。
【図８】他の実施形態における検出用ハウジング３０と主ハウジング３１の部分断面図である。
【図９】リード溝３０ｂの他の実施形態を示す図である。
【符号の説明】
【００６６】
１：ステアリングホイール、  ２：アッパステアリングシャフト（入力軸）、  ３：伝達比可変操舵ユニット、  ４：ロアステアリングシャフト（出力軸）、  ３０：検出用ハウジング（ロック解除駆動手段）、  ３０ａ：環状押圧部（突起部）、  ３０ｄ：内側環状突起部（ロック解除状態保持手段）、  ３１：主ハウジング、  ３１ｄ：外側環状突起部（ロック解除状態保持手段）、  ３２：モータ（伝達比可変モータ）、  ３３：ロック装置（ロック手段）、  ３５：減速機、  ４３：モータ軸、  ５１：ロックホルダ、  ５２：ロックレバー、  ６１：ウェーブジェネレータ、  ６１ａ：カム、  ６１ｂ：ボール軸受、  ６２：フレクススプライン、  ６３：ステータ側サーキュラスプライン、  ６４：ドリブン側サーキュラスプライン
【図１】
2006213213.tif 000003
【図２】
2006213213.tif 000004
【図３】
2006213213.tif 000005
【図４】
2006213213.tif 000006
【図５】
2006213213.tif 000007
【図６】
2006213213.tif 000008
【図７】
2006213213.tif 000009
【図８】
2006213213.tif 000010
【図９】
2006213213.tif 000011