(57)【要約】【課題】ステアリングシャフトの軸方向に関して短いスペースで配置することができ、且つ、二次衝突時の衝撃吸収ストロークを確保し易い車両用操舵装置を提供する。【解決手段】車両用操舵装置１は、ステアリングシャフト３に連結された入力部材１１と、この入力部材１１の回転によってステアリングシャフト３の中心軸線Ｌ１とは異なる中心軸線Ｌ２回りに回転可能な出力部材１２とを含むプーリ機構５と、伝達比可変機構６とを含む。伝達比可変機構６は、ハウジング６３と、ハウジング６３の前側面６３ｍから突出し出力部材１２に連結された中空の入力軸６１と、入力軸６１の内側を通って前側面６３ｍから突出し舵取り機構７に連結される出力軸６２とを含み、操舵部材２の操舵角θ１に対する転舵輪４Ｌ，４Ｒの転舵角θ２の比である伝達比θ２／θ１を変更可能である。【選択図】図１
2011183832.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵部材が一端に固定される操舵軸と、
前記操舵軸に連結された入力部材と、この入力部材の回転によって前記操舵軸の中心軸線とは異なる中心軸線回りに回転可能な出力部材とを含む動力伝達機構と、
ハウジングと、このハウジングの一側面から突出し前記出力部材に連結された中空の入力軸と、この入力軸の内側を通って前記ハウジングの前記一側面から突出し舵取り機構に連結される出力軸とを含み、前記操舵部材の操舵角に対する転舵輪の転舵角の比である伝達比を変更可能な伝達比可変機構と、
を備えることを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項２】
請求項１において、前記操舵軸を回転可能に支持するステアリングコラムと、このステアリングコラムを支持するブラケットとをさらに備え、
前記ブラケットは、前記ハウジングと前記操舵軸とを前記操舵軸の軸方向に位置決めするための位置決め部を含むことを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項３】
請求項１または２において、前記動力伝達機構は、前記入力部材と前記出力部材とに巻き掛けられた無端状の動力伝達部材を含み、
前記動力伝達部材に引張力を付与する引張力付与部材を含む引張力付与装置をさらに備え、
前記引張力付与部材は、前記動力伝達部材を押圧する押圧部と、前記ハウジングに対する前記ブラケットの前記位置決め部の位置を規定するための規定部とを含むことを特徴とする車両用操舵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操舵部材の操舵角に対する転舵輪の転舵角の比である伝達比を変更可能な伝達比可変機構を備える車両用操舵装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用操舵装置は、例えば、電動モータを備える（例えば、特許文献１〜４参照）。特許文献１，２の車両用操舵装置においては、ステアリングホイールとラックアンドピニオン機構とは、一直線に延びるステアリングシャフトで連結されている。このステアリングシャフトには、被駆動プーリが取り付けられている。被駆動プーリには、ベルトやワイヤなどの巻き掛け部材が巻き掛けられている。この巻き掛け部材は、被駆動プーリと平行に並ぶ駆動プーリにも巻き掛けられている。駆動プーリは、電動モータに接続されている。これにより、電動モータの出力は、操舵補助力として、駆動プーリ、巻き掛け部材および被駆動プーリを介して、ステアリングシャフトに伝達される。
【０００３】
特許文献３の舵角可変式ステアリング装置は、一直線に延びるステアリングシャフトを含む。ステアリングシャフトは、ステアリングホイールに連結される入力軸と、この入力軸と軸方向に並ぶ出力軸とを含む。入力軸と出力軸との間に、波動歯車式変速機などの差動式の変速機が配置されている。変速機には、電動モータの出力が与えられるようになっており、これにより、入力軸と出力軸との間の速度比を変更できるようになっている。
【０００４】
特許文献４の操舵装置は、ステアリングホイールと、ステアリングシャフトとの間に、無段変速機を設けている。無段変速機は、ステアリングホイールと共に回転する駆動プーリと、ステアリングシャフトと共に回転する被動プーリと、これらのプーリに巻き掛けられたベルトとを含む。これらのプーリは、電動モータの駆動力によって溝幅が変化するようになっている。これにより、各プーリにおけるベルトの巻き掛け半径を変更するようになっている。その結果、ステアリングホイールの回転角に対するステアリングシャフトの回転角の比を変更する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭５３−４１６７３号公報
【特許文献２】特開２００６−８８８７２号公報
【特許文献３】特開２００９−６１８３６号公報
【特許文献４】特開昭５８−２２４８５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、車両用操舵装置は、車室前部のダッシュボード下の狭い空間に配置する必要があるので、配置スペースの制約が大きい。また、車両の衝突に伴って運転者がステアリングホイールに衝突する二次衝突が生じたときに、ステアリングホイールを所定の荷重で前方に変位することで、二次衝突時の運転者の衝撃を吸収する場合がある。このため、配置スペースの制約が大きい条件のもと、二次衝突時のステアリングホイールの変位量（衝撃吸収ストローク）を十分に確保する必要がある。
【０００７】
特に、操舵部材の操舵角に対する転舵輪の転舵角の比である伝達比を変更可能な伝達比可変機構を備える車両用操舵装置においては、構造上、大型の伝達比可変機構が含まれる。したがって、伝達比可変機構を有する車両用操舵装置は、伝達比可変機構が設けられていない車両用操舵装置と比べて、配置スペースの制約が格段に大きい。
特許文献１，２，３記載の構成では、ステアリングシャフトが一直線に長く延びていることから、ステアリングシャフトの配置スペースが軸方向に長くなる。このため、衝撃吸収のためにステアリングホイールやステアリングシャフトが車両前方に変位するためのスペースを確保し難く、かつ、車体への取付作業もし難い。
【０００８】
特許文献４記載の構成では、無段変速機の入力軸は、ステアリングホイールから車両前方に向かって（駆動プーリに向かって）延びている。また、無段変速機の出力軸は、被動プーリから車両前方に向かって延びている。したがって、無段変速機は、ステアリングシャフトの軸方向に長い。このため、衝撃吸収のためにステアリングホイールやステアリングシャフトを車両前方に変位するためのスペースを確保し難く、かつ、車体への取付作業もし難い。
【０００９】
本発明は、かかる背景のもとでなされたもので、ステアリングシャフトの軸方向に関して短いスペースで配置することができ、且つ、二次衝突時の衝撃吸収ストロークを確保し易い車両用操舵装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明は、操舵部材（２）が一端に固定される操舵軸（３）と、前記操舵軸に連結された入力部材（１１）と、この入力部材の回転によって前記操舵軸の中心軸線（Ｌ１）とは異なる中心軸線（Ｌ２）回りに回転可能な出力部材（１２）とを含む動力伝達機構（５）と、ハウジング（６３；６３Ａ）と、このハウジングの一側面（６３ｍ；６３ｍＡ）から突出し前記出力部材に連結された中空の入力軸（６１；６１Ａ）と、この入力軸の内側を通って前記ハウジングの前記一側面から突出し舵取り機構（７）に連結される出力軸（６２；６２Ａ）とを含み、前記操舵部材の操舵角（θ１）に対する転舵輪（４Ｌ，４Ｒ）の転舵角（θ２）の比である伝達比（θ２／θ１）を変更可能な伝達比可変機構（６）と、を備えることを特徴とする車両用操舵装置（１）を提供する（請求項１）。
【００１１】
本発明によれば、操舵部材の操舵トルクは、操舵軸、動力伝達機構および伝達比可変機構を介して舵取り機構に伝達される。これにより、転舵輪の向きを変えることができる。動力伝達部材の入力部材と出力部材とが互いに異なる軸線回りに回転可能に配置されているので、車両前後方向に関する入力部材の前方に出力部材や伝達比可変機構を配置しなくてもよい。その結果、操舵軸が収縮するためのスペースをより広くとることができる。これにより、車両の衝突に伴い運転者が操舵部材に衝突する二次衝突時に、操舵部材や操舵軸を車両前方に長い衝撃吸収ストロークで変位させることができる。また、伝達比可変機構の入力軸と出力軸とをハウジングから同じ方向に延ばしているので、伝達比可変機構が軸方向に占める長さを短くできる。よって、車両用操舵装置を車体に容易に取り付けることができる。
【００１２】
また、本発明において、前記操舵軸を回転可能に支持するステアリングコラム（２３）と、このステアリングコラムを支持するブラケット（２９）とをさらに備え、前記ブラケットは、前記ハウジングと前記操舵軸とを前記操舵軸の軸方向に位置決めするための位置決め部（３２ｆ，３２ｇ）を含む場合がある（請求項２）。
この場合、ブラケットの位置決め部によって、伝達比可変機構と、操舵軸とを軸方向に位置決めできる。これにより、互いに離隔して配置された伝達比可変機構と操舵軸とを容易に位置決めできる。
【００１３】
また、本発明において、前記動力伝達機構は、前記入力部材と前記出力部材とに巻き掛けられた無端状の動力伝達部材（１３）を含み、前記動力伝達部材に引張力を付与する引張力付与部材（４６）を含む引張力付与装置（４５）をさらに備え、前記引張力付与部材は、前記動力伝達部材を押圧する押圧部（５１Ｌ，５１Ｒ）と、前記ハウジングに対する前記ブラケットの前記位置決め部の位置を規定するための規定部（４９Ｌ，４９Ｒ）とを含む場合がある（請求項３）。
【００１４】
この場合、引張力付与部材によって無端状の動力伝達部材に引張力を付与することができるので、動力伝達部材が入力部材および出力部材に対して滑ることを抑制できる。また、引張力付与部材によって、ハウジングに対する位置決め部の位置を規定することができる。
なお、上記において、括弧内の数字等は、後述する実施形態における対応構成要素の参照符号を表すものであるが、これらの参照符号により特許請求の範囲を限定する趣旨ではない。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態にかかる車両用操舵装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】図１のステアリングシャフトの周辺を左側から見た断面図である。
【図３】アッパブラケットの周辺の主要部の断面図である。
【図４】図１のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。
【図５】引張力付与部材の右部周辺の一部を断面で示す側面図である。
【図６】伝達比可変機構周辺の模式的な一部断面図である。
【図７】図６の遊星ギヤ機構周辺の拡大断面図である。
【図８】図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う断面図である。
【図９】図７のＩＸ−ＩＸ線に沿う断面図である。
【図１０】本発明の別の実施形態の主要部の一部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の好ましい実施形態を添付図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の一実施形態にかかる車両用操舵装置１の概略構成を示す模式図である。なお、本実施形態では、車両用操舵装置１が備えられる車両の前後、左右および上下に沿って、前後、左右および上下をいうことにする。
図１を参照して、車両用操舵装置１は、ステアリングホイール等の操舵部材２に付与された操舵トルクを、操舵軸としてのステアリングシャフト３等を介して左右の転舵輪４Ｌ，４Ｒのそれぞれに与えて転舵を行うものである。車両用操舵装置１は、操舵部材２の操舵角θ１（回転角）に対する転舵輪４Ｌ，４Ｒの転舵角θ２（回転角）の比である伝達比θ２／θ１を変更する機能を有している。
【００１７】
車両用操舵装置１は、操舵部材２と、操舵部材２に連結されるステアリングシャフト３と、ステアリングシャフト３に接続される動力伝達機構としてのプーリ機構５と、プーリ機構５を介してステアリングシャフト３に接続される伝達比可変機構６と、伝達比可変機構６に接続される舵取り機構７と、を含む。
図２は、図１のステアリングシャフト３の周辺を左側から見た断面図である。図２を参照して、ステアリングシャフト３は、互いに嵌め合わされた中空のアッパシャフト９およびロアシャフト１０を含む。
【００１８】
アッパシャフト９の一端には、操舵部材２が固定されており、両者が一体回転可能に連結されている。アッパシャフト９の他端には、ロアシャフト１０の一端が差し込まれている。ロアシャフト１０と、アッパシャフト９とは、スプライン結合によって、一体回転可能に、且つ、ステアリングシャフト３の軸方向にスライド可能に連結されている。
図１に示すように、プーリ機構５は、互いの中心軸線Ｌ１，Ｌ２が異なる位置に配置されたステアリングシャフト３および伝達比可変機構６を動力伝達可能に接続するための平行軸動力伝達機構である。プーリ機構５は、プーリからなる入力部材１１と、入力部材１１と平行に配置されたプーリからなる出力部材１２と、無端状の動力伝達部材としてのベルト１３とを含む。中心軸線Ｌ１は、入力部材１１の中心軸線でもある。中心軸線Ｌ２は、出力部材１２の中心軸線でもある。
【００１９】
入力部材１１は、ロアシャフト１０の他端に同軸に固定されており、このロアシャフト１０と一体回転可能である。出力部材１２は、入力部材１１の下方に配置されており、伝達比可変機構６に連結されている。ベルト１３は、入力部材１１および出力部材１２に巻き掛けられており、入力部材１１と出力部材１２とを連動して回転させるようになっている。入力部材１１におけるベルト１３の有効半径（巻き掛け半径）と、出力部材１２におけるベルト１３の有効半径（巻き掛け半径）とは、たとえば、同じにされている。
【００２０】
伝達比可変機構６は、入力軸６１と、出力軸６２と、入力軸６１および出力軸６２を回転可能に支持するハウジング６３とを含む。伝達比可変機構６は、入力軸６１の回転角に対する出力軸６２の回転角の比を変更することにより、伝達比θ２／θ１を変更する。
伝達比可変機構６は、ステアリングシャフト３の下方に配置されている。入力軸６１および出力軸６２の中心軸線Ｌ２は、ステアリングシャフト３の中心軸線Ｌ１と平行である。入力軸６１は、中空の筒状に形成されている。入力軸６１は、プーリ機構５の出力部材１２に同軸に固定されており、この出力部材１２と一体回転可能である。出力軸６２は、入力軸６１の内側を通っている。出力軸６２は、入力軸６１および出力部材１２に対して前方に突出しており、この突出した部分に自在継手１４が接続されている。
【００２１】
出力軸６２は、上記自在継手１４、中間軸１５、自在継手１６および舵取り機構７を介して転舵輪４Ｌ，４Ｒと連なっている。
舵取り機構７は、自在継手１６に連結されたピニオン軸１８と、ピニオン軸１８の先端のピニオン１８ａに噛み合うラック１９ａを有し車両の左右方向に延びる転舵軸としてのラック軸１９とを含む。ラック軸１９の一対の端部のそれぞれには、タイロッド２０Ｌ，２０Ｒを介してナックルアーム２１Ｌ，２１Ｒが連結されている。
【００２２】
上記の構成により、操舵部材２からの操舵トルクは、ステアリングシャフト３、プーリ機構５、伝達比可変機構６等を介して舵取り機構７に伝達される。舵取り機構７では、ピニオン１８ａの回転がラック軸１９の軸方向の運動に変換される。これにより、各タイロッド２０Ｌ，２０Ｒを介して対応するナックルアーム２１Ｌ，２１Ｒがそれぞれ回動する。その結果、各ナックルアーム２１Ｌ，２１Ｒに連結された対応する転舵輪４Ｌ，４Ｒが、それぞれ操向する。
【００２３】
次に、ステアリングシャフト３を支持する構成について説明する。ステアリングシャフト３は、操舵部材２をステアリングシャフト３の軸方向に位置調整可能な態様で、ステアリングコラム２３に回転可能に支持されている。これにより、操舵部材２のテレスコピック調整が可能とされている。また、ステアリングシャフト３は、車両の衝突に伴い運転者が操舵部材２に衝突（二次衝突）したときに、操舵部材２が前方に変位可能な態様で、ステアリングコラム２３に支持されている。これにより、二次衝突時の衝撃吸収が可能となっている。
【００２４】
ステアリングコラム２３は、外筒としてのアッパコラムチューブ２４と、内筒としてのロアコラムチューブ２５とを含む。アッパコラムチューブ２４の一端からは、アッパシャフト９が突出している。アッパコラムチューブ２４の他端には、ロアコラムチューブ２５の一端が差し込まれている。
ロアコラムチューブ２５は、図示しない軸受を介して、ロアシャフト１０を回転可能に、且つ軸方向に相対移動不能に支持している。ロアコラムチューブ２５は、ロアブラケット２６を介して車体２７に固定されている。ロアブラケット２６は、例えばロアコラムチューブ２５の他端に固定されている。
【００２５】
図２に示すように、アッパコラムチューブ２４は、軸受２８を介してアッパシャフト９を回転可能に、且つ軸方向に一体移動可能に支持している。アッパコラムチューブ２４は、ロアコラムチューブ２５に対してその軸方向にスライド可能である。ステアリングコラム２３は、アッパブラケット２９を介して車体２７に支持されている。アッパブラケット２９は、アッパコラムチューブ２４のうち、ロアコラムチューブ２５と嵌り合っている部分を取り囲むように配置されている。
【００２６】
図３は、アッパブラケット２９の周辺の主要部の断面図である。図３に示すように、アッパブラケット２９は、ステアリングコラム２３を取り囲む上部３１と、上部３１の下方に配置され伝達比可変機構６のハウジング６３を支持する下部３２とを含む。
上部３１は、ステアリングシャフト３の軸方向に沿って見たときに、上端が開放された溝形形状に形成されている。この上部３１は、ステアリングコラム２３を左右に挟んで配置された左側板３１ａおよび右側板３１ｂと、これら左側板３１ａおよび右側板３１ｂの下端同士を接続する底板３１ｃとを含む。
【００２７】
左側板３１ａの上端は、Ｌ字状に折り曲げられることでフランジとされている。このフランジは、ボルト３３等の固定部材によって車体２７に固定されている。右側板３１ｂの上端は、Ｌ字状に折り曲げられることでフランジとされている。このフランジは、ボルト３３によって車体２７に固定されている。
左側板３１ａの内側面および右側板３１ｂの内側面には、それぞれ、スライダ３４Ｌ，３４Ｒが固定されている。アッパコラムチューブ２４は、これらのスライダ３４Ｌ，３４Ｒを介して、アッパブラケット２９の上部３１にスライド可能に支持されている。スライダ３４Ｌ，３４Ｒは、左右対称に配置されている。
【００２８】
スライダ３４Ｌのうち、アッパコラムチューブ２４に対向する対向面は、円弧状の面に形成されており、アッパコラムチューブ２４の外周面にスライド可能に接触している。スライダ３４Ｒのうち、アッパコラムチューブ２４に対向する対向面は、円弧状の面に形成されており、アッパコラムチューブ２４の外周面にスライド可能に接触している。
図２および図３を参照して、左側板３１ａおよび右側板３１ｂには、それぞれ、ステアリングシャフト３の軸方向に延びる長孔３１ｄ，３１ｅが形成されている。長孔３１ｄ，３１ｅには、それぞれ、支軸３５が挿通されている。支軸３５には、カム部材３６が固定されている。カム部材３６は、アッパコラムチューブ２４をロックするための変位規制部材である。カム部材３６は、支軸３５の周方向に沿って延びる円弧状のカム面３６ａを含む。カム面３６ａは、アッパコラムチューブ２４の下端に形成されステアリングシャフト３の軸方向に延びる溝２４ａを通して、ロアコラムチューブ２５の外周面２５ａに接触している。
【００２９】
支軸３５のたとえば左端には、操作レバー３７が固定されている。操作レバー３７によって支軸３５およびカム部材３６を回動操作することが可能となっている。操作レバー３７は、左側板３１ａの左方に配置されている。
カム部材３６のカム面３６ａがロアコラムチューブ２５の外周面２５ａの下端を上方に押圧しているとき、アッパコラムチューブ２４は、ロアコラムチューブ２５とスライダ３４Ｌ，３４Ｒとによって所定の挟持力で挟持される。これにより、アッパコラムチューブ２４、アッパシャフト９および操舵部材２の軸方向移動が規制（テレスコロック）される。
【００３０】
一方、操作レバー３７の回動により、カム部材３６のカム面３６ａがロアコラムチューブ２５の外周面２５ａから離隔すると、ロアコラムチューブ２５とスライダ３４Ｌ，３４Ｒとによるアッパコラムチューブ２４の挟持が解除される。これにより、テレスコロックが解除され、操舵部材２をステアリングシャフト３の軸方向に位置調整（テレスコピック調整）することが可能となる。
【００３１】
また、車両の走行時、カム部材３６のカム面３６ａは、ロアコラムチューブ２５の外周面２５ａに接触しており、テレスコロック状態にある。このとき、二次衝突が生じ、操舵部材２およびアッパシャフト９を介してアッパコラムチューブ２４に入力された運転者からの衝撃力が、上記挟持力を超えることがある。このときには、上記挟持力に抗して、アッパコラムチューブ２４が摩擦抵抗を生じながら前方にスライドする。これにより、上記衝撃力が吸収される。
【００３２】
アッパブラケット２９の下部３２は、左側板３２ａおよび右側板３２ｂと、これら左側板３２ａおよび右側板３２ｂの上端同士を接続する天板３２ｃとを含む。天板３２ｃは、上部３１の底板３１ｃに重ね合わされている。天板３２ｃおよび底板３１ｃには、それぞれ、複数の挿通孔が形成されており、対応する挿通孔にボルト３８が挿通されている。各ボルト３８には、ナット３９が結合されている。これにより、天板３２ｃと底板３１ｃとが固定されている。
【００３３】
左側板３２ａおよび右側板３２ｂの上下方向中間部は、それぞれ、前斜め下に向けて傾斜している。これにより、運転者の脚を置くための空間をより広く確保できる。
左側板３２ａおよび右側板３２ｂの下端には、それぞれ、長孔３２ｄ，３２ｅが形成されている。長孔３２ｄ，３２ｅは、アッパブラケット２９と伝達比可変機構６のハウジング６３とを、ステアリングシャフト３の軸方向に位置調整可能に取り付けるために設けられている。長孔３２ｄ，３２ｅは、それぞれ、ステアリングシャフト３の軸方向に延びている。
【００３４】
左側板３２ａおよび右側板３２ｂの間には、ハウジング６３の上端部６３ａが配置されている。ハウジング６３の上端部６３ａには、前後に並ぶ挿通孔６３ｂ，６３ｃが形成されている。各挿通孔６３ｂ，６３ｃは、ハウジング６３の上端部６３ａを左右に貫通している。左側板３２ａの長孔３２ｄ、上端部６３ａの挿通孔６３ｂおよび右側板３２ｂの長孔３２ｅを挿通するボルト４０が設けられている。同様に、左側板３２ａの長孔３２ｄ、上端部６３ａの挿通孔６３ｃおよび右側板３２ｂの長孔３２ｅを挿通するボルト４１が設けられている。ボルト４０，４１には、それぞれ、ナット４２，４３が取り付けられている。
【００３５】
これにより、ハウジング６３は、アッパブラケット２９の下部３２に固定されている。また、アッパブラケット２９の長孔３２ｄ，３２ｅに対する各ボルト４０，４１の位置をステアリングシャフト３の軸方向に変更することにより、ハウジング６３をこの軸方向に関して位置調整することができる。
図１および図２を参照して、アッパブラケット２９の下部３２の左側板３２ａの下端の前端面には、位置決め部３２ｆが形成されている。同様に、右側板３２ｂの下端の前端面には、位置決め部３２ｇが形成されている。位置決め部３２ｆ，３２ｇは、略鉛直に延びる平坦面である。各位置決め部３２ｆ，３２ｇと、ハウジング６３の上端部６３ａの前端面６３ｑとは、平行であり、且つ、面一に配置されている。これにより、位置決め部３２ｆ，３２ｇは、伝達比可変機構６のハウジング６３とステアリングシャフト３とをステアリングシャフト３の軸方向に位置決めしている。
【００３６】
図１と、図１のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である図４とを参照して、車両用操舵装置１は、プーリ機構５のベルト１３に引張力を付与するための引張力付与装置４５を含む。引張力付与装置４５は、引張力付与部材４６と、引張力付与部材４６に取り付けられる調整ボルト４７とを含む。
引張力付与部材４６は、ステアリングシャフト３の軸方向に沿って見たときに、下方に開放された溝形形状に形成されている。引張力付与部材４６の上端部４６ａは、左右に延びている。上端部４６ａには、挿通孔４６ｂが形成されている。この挿通孔４６ｂには、ロアシャフト１０の他端が相対回転可能に嵌合されている。
【００３７】
上端部４６ａの左端（図４では右端）には、左部４８Ｌが設けられている。左部４８Ｌは、車両側面視においてＬ字形形状に形成されており、上端部４６ａから下方に延びている。左部４８Ｌの下端の後端面には、規定部４９Ｌが設けられている。規定部４９Ｌは、略鉛直に延びる平坦面であり、左側板３２ａの位置決め部３２ｆおよびハウジング６３の上端部６３ａの前端面６３ｑに接触している。これにより、規定部４９Ｌは、ハウジング本体６３ｄに対する左側板３２ａの位置決め部３２ｆの位置を、ステアリングシャフト３の軸方向に関して規定している。規定部４９Ｌの下端は、ハウジング本体６３ｄの外周面に接触している。
【００３８】
左部４８Ｌの下端には、押圧部５１Ｌが設けられている。押圧部５１Ｌは、ベルト１３の外周面を押圧することにより、ベルト１３に引張力を付与している。
上端部４６ａの右端（図４では左端）には、右部４８Ｒが設けられている。右部４８Ｒは、左部４８Ｌとは左右対称な形状に形成されている。右部４８Ｒは、車両側面視においてＬ字形形状に形成されており、上端部４６ａから下方に延びている。
【００３９】
図５に示すように、右部４８Ｒの下端の後端面には、規定部４９Ｒが設けられている。規定部４９Ｒは、略鉛直に延びる平坦面であり、右側板３２ｂの位置決め部３２ｇおよびハウジング６３の上端部６３ａの前端面６３ｑに接触している。これにより、規定部４９Ｒは、ハウジング本体６３ｄに対する右側板３２ｂの位置決め部３２ｇの位置を、ステアリングシャフト３の軸方向に関して規定している。規定部４９Ｒの下端は、ハウジング本体６３ｄの外周面に接触している。
【００４０】
図１および図５に示すように、規定部４９Ｌおよび規定部４９Ｒがハウジング本体６３ｄの外周面に受けられている。これにより、引張力付与部材４６は、ステアリングシャフト３の中心軸線Ｌ１回りの回転が規制されている。
図４および図５に示すように、右部４８Ｒの下端には、押圧部５１Ｒが設けられている。押圧部５１Ｒは、ベルト１３の外周面を押圧することにより、ベルト１３に引張力を付与している。
【００４１】
調整ボルト４７は、押圧部５１Ｌ，５１Ｒ間の間隔を調整することにより、ベルト１３に付与する引張力を調整するために設けられている。調整ボルト４７は、左部４８Ｌに形成された挿通孔５２Ｌおよび右部４８Ｒに形成された挿通孔５２Ｒを挿通している。挿通孔５２Ｌ，５２Ｒは、それぞれ、対応する左部４８Ｌおよび右部４８Ｒの前下端に配置されている。調整ボルト４７には、ナット５３が結合されている。
【００４２】
図６は、伝達比可変機構６周辺の模式的な一部断面図である。図６を参照して、伝達比可変機構６は、入力軸６１と、出力軸６２と、ハウジング６３と、反力補償用モータ６４と、差動機構としての遊星ギヤ機構６５と、伝達比可変機構用モータとしての遊星ギヤ機構用モータ６６と、を含む。反力補償用モータ６４、遊星ギヤ機構６５、および遊星ギヤ機構用モータ６６は、ハウジング６３に収容されている。
【００４３】
ハウジング６３は、アルミニウム合金等を用いて形成されている。ハウジング６３は、円筒状のハウジング本体６３ｄと、ハウジング本体６３ｄの上部に形成された上端部６３ａと、ハウジング本体６３ｄの内部に形成された環状の仕切り部６３ｅと、前蓋６３ｊと、後蓋６３ｐと、を含む。
仕切り部６３ｅは、入力軸６１の軸方向Ｓ１（以下、単に軸方向Ｓ１ともいう。）に関するハウジング本体６３ｄの中間部に配置されており、断面クランク形形状に形成されている。仕切り部６３ｅは、ハウジング本体６３ｄに接続され入力軸６１の径方向Ｒ１（以下、単に径方向Ｒ１ともいう。）に延びる後部６３ｆと、後部６３ｆの内径部から前方に延びる中部６３ｇと、中部６３ｇの前端から径方向Ｒ１の内側に延びる前部６３ｈとを含む。
【００４４】
ハウジング本体６３ｄの前端には、前蓋６３ｊが着脱可能に取り付けられており、ハウジング本体６３ｄの前端が前蓋６３ｊによって覆われている。前蓋６３ｊには、挿通孔６３ｋが形成されている。挿通孔６３ｋには、入力軸６１および出力軸６２が挿通されている。前蓋６３ｊの前側面６３ｍは、ハウジング６３の一側面であり、この前側面６３ｍから入力軸６１および出力軸６２が前方に突出している。出力軸６２は、入力軸６１の内側を通って、前側面６３ｍから前方に突出している。前蓋６３ｊと、ハウジング本体６３ｄと、仕切り部６３ｅとによって、反力補償用モータ６４を収容する第１収容室５４が形成されている。
【００４５】
また、ハウジング本体６３ｄの後端には、後蓋６３ｐが着脱可能に取り付けられており、ハウジング本体６３ｄの後端が後蓋６３ｐによって覆われている。後蓋６３ｐとハウジング本体６３ｄとは、例えば、ねじ５５を用いて固定されている。後蓋６３ｐと、ハウジング本体６３ｄと、仕切り部６３ｅとによって、遊星ギヤ機構６５および遊星ギヤ機構用モータ６６を収容する第２収容室５６が形成されている。
【００４６】
伝達比可変機構６の入力軸６１は、中空の軸状の入力軸本体６１ａと、入力軸本体６１ａから径方向Ｒ１の外側に拡がる第１延設部６１ｂと、第１延設部６１ｂの外径部から後方に延びる筒状の第２延設部６１ｃとを含む。
入力軸本体６１ａの前端は、ハウジング６３の外側に配置されており、プーリ機構５の出力部材１２に固定されている。入力軸本体６１ａの中間部は、第１収容室５４に収容されている。入力軸本体６１ａの後端は、第２収容室５６に収容されている。
【００４７】
入力軸本体６１ａの中間部は、玉軸受等の第１軸受７１を介して、前蓋６３ｊに回転可能に支持されている。入力軸本体６１ａの近傍には、入力軸６１の回転角度を検出する操舵角センサ８１が設けられている。操舵角センサ８１は、例えばレゾルバであり、第１軸受７１の後方において入力軸本体６１ａの外周面に固定されたロータ８２と、このロータ８２を取り囲み前蓋６３ｊに固定されたステータ８３とを含む。
【００４８】
第１延設部６１ｂは、操舵角センサ８１と仕切り部６３ｅの前部６３ｈの間に配置されている。第２延設部６１ｃは、仕切り部６３ｅの中部６３ｇを取り囲む筒状をなしており、反力補償用モータ６４に関連して設けられている。
反力補償用モータ６４は、操舵部材の操舵反力を補償するためのアクチュエータである。反力補償用モータ６４は、例えば、入力軸６１と同軸に配置されたブラシレスモータからなり、入力軸６１の第２延設部６１ｃの外周面に固定されたロータ８５と、このロータ８５を取り囲みハウジング本体６３ｄの内周面に固定されたステータ８６とを含む。
【００４９】
図７は、図６の遊星ギヤ機構６５周辺の拡大断面図である。図７を参照して、遊星ギヤ機構６５は、入力軸６１および出力軸６２を差動回転可能に連結している。遊星ギヤ機構６５は、入力軸６１と同軸に並び且つ一体回転可能な入力要素としての第１サンギヤ８７と、第１サンギヤ８７と同軸に配置され、出力軸６２と一体回転可能な出力要素としての第２サンギヤ８８と、第１および第２のサンギヤ８７，８８の双方に噛み合う遊星要素としての遊星ギヤ８９と、遊星ギヤ８９を自転可能且つ第１および第２のサンギヤ８７，８８の軸線回りに回転（公転）可能に支持する環状のキャリア９０と、を含む。
【００５０】
第１サンギヤ８７、第２サンギヤ８８および遊星ギヤ８９は、それぞれ、回転伝達要素として設けられており、例えば、はすば歯車を用いて形成されている。なお、はすば歯車に代えて、平歯車等の他の平行軸歯車を用いてもよい。
第１サンギヤ８７は、入力軸６１と単一の材料を用いて一体に形成されており、入力軸本体６１ａの後端に配置されている。入力軸６１および第１サンギヤ８７に形成され軸方向Ｓ１に延びる挿通孔２００には、出力軸６２が挿通されている。
【００５１】
第２サンギヤ８８は、第１サンギヤ８７の後方に配置されている。第２サンギヤ８８は、出力軸６２と単一の材料を用いて一体に形成されている。
遊星ギヤ８９は、第１および第２のサンギヤ８７，８８を互いに関連付けるためのものであり、入力軸６１の周方向に等間隔に複数（本実施形態において、２つ）配置されている。各遊星ギヤ８９は、第１および第２のサンギヤ８７，８８の双方に噛み合う歯部８９ａと、歯部８９ａの一対の端部のそれぞれから延びる支軸８９ｂ，８９ｃとを含む。
【００５２】
遊星ギヤ８９は、第１サンギヤ８７に噛み合う部分の歯数と、第２サンギヤ８８に噛み合う部分の歯数とが同一である。
第１サンギヤ８７の歯数と、第２サンギヤ８８の歯数とは、相異なっており、第１サンギヤ８７、および第２サンギヤ８８の少なくとも１つ（例えば、第２サンギヤ８８）が、転位歯車を用いて形成されている。この転位歯車は、ピッチ円の直径が小さくなる方向に転位された負転位歯車か、またはピッチ円の直径が大きくなる方向に転位された正転位歯車である。
【００５３】
図８は、図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う断面図である。図７および図８を参照して、キャリア９０は、各遊星ギヤ８９の一方の支軸８９ｂを支持する一端部９１と、各遊星ギヤ８９の他方の支軸８９ｃを支持する他端部９２と、一端部９１および他端部９２同士を接続する中間部９３とを有している。
キャリア９０の一端部９１は、入力軸６１を取り囲む円環状に形成されている。
【００５４】
キャリア９０の一端部９１は、ころ軸受等の第２軸受７２を介して、入力軸６１を回転可能に支持している。この一端部９１には、軸方向Ｓ１に沿って延びる環状の第１鍔部９４が形成されている。この第１鍔部９４は、玉軸受等の第３軸受７３を介して、ハウジング６３の仕切り部６３ｅの前部６３ｈに回転可能に支持されている。
キャリア９０の一端部９１は、第４軸受７４を介して、各遊星ギヤ８９の一方の支軸８９ｂを回転可能に支持している。各第４軸受７４は、例えばころ軸受からなる。
【００５５】
図９は、図７のＩＸ−ＩＸ線に沿う断面図である。図７および図９を参照して、キャリア９０の他端部９２は、出力軸６２を取り囲む円環状に形成されている。この他端部９２には、軸方向Ｓ１に沿って延びる環状の第２鍔部９５が形成されている。第２鍔部９５は、玉軸受等の第５軸受７５を介して、後蓋６３ｐに回転可能に支持されている。
キャリア９０の他端部９２は、第６軸受７６を介して、各遊星ギヤ８９の他方の支軸８９ｃを回転可能に支持している。各第６軸受７６は、例えばころ軸受からなる。また、キャリア９０の他端部９２は、ブッシュ等の第７軸受７７を介して、出力軸６２を回転可能に支持している。
【００５６】
図７を参照して、キャリア９０の他端部９２を取り囲むようにして、遊星ギヤ機構用モータ６６が配置されている。遊星ギヤ機構用モータ６６は、キャリア９０を回転駆動するためのものである。キャリア９０の回転数を変更することで、第１サンギヤ８７と第２サンギヤ８８との間の変速比を変え、これにより、伝達比θ２／θ１を変更する。
遊星ギヤ機構用モータ６６は、例えば、入力軸６１と同軸に配置されたブラシレスモータからなり、キャリア９０の他端部９２の外周面に固定されたロータ９７と、このロータ９７を取り囲むステータ９８とを含む。ステータ９８は、ハウジング本体６３ｄの内周面に固定されている。
【００５７】
遊星ギヤ機構用モータ６６と、第５軸受７５との間には、遊星ギヤ機構用モータ６６のロータ９７の回転角度を検出するための遊星ギヤ機構用モータレゾルバ１００が配置されている。遊星ギヤ機構用モータレゾルバ１００のロータ１０１は、キャリア９０の他端部９２の第２鍔部９５の外周面に固定されており、遊星ギヤ機構用モータ６６のロータ９７と一体回転する。遊星ギヤ機構用モータレゾルバ１００のステータ１０２は、後蓋６３ｐに固定されており、ロータ１０１を取り囲んでいる。
【００５８】
図１および図６を参照して、後蓋６３ｐは、ブッシュ等の第８軸受７８を介して、出力軸６２の後端を回転可能に支持している。この出力軸６２は、ブッシュ等の第９軸受７９を介して、入力軸本体６１ａに回転可能に支持されている。
上記反力補償用モータ６４および遊星ギヤ機構用モータ６６は、それぞれ、ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭを含むＥＣＵ１０３（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）によって制御される。ＥＣＵ１０３は、図示しない駆動回路を介して、遊星ギヤ機構用モータ６６および反力補償用モータ６４に接続されている。
【００５９】
また、ＥＣＵ１０３には、操舵角センサ８１および遊星ギヤ機構用モータレゾルバ１００が接続されている。また、ＥＣＵ１０３には、ステアリングシャフト３に作用するトルクを検出するトルクセンサ、出力軸６２の回転角度を検出する転舵角センサ、車速センサ、および車両のヨーレートを検出するヨーレートセンサ（何れも図示せず）等が接続されるようになっている。
【００６０】
ＥＣＵ１０３は、各上記センサからの入力信号等に基づいて、反力補償用モータ６４および遊星ギヤ機構用モータ６６の駆動を制御する。
以上説明したように、本実施形態によれば、操舵部材２の操舵トルクは、ステアリングシャフト３、プーリ機構５および伝達比可変機構６等を介して舵取り機構７に伝達される。これにより、転舵輪４Ｌ，４Ｒの向きを変えることができる。プーリ機構５の入力部材１１と出力部材１２とが互いに異なる中心軸線Ｌ１，Ｌ２回りに回転可能に配置されているので、入力部材１１の前方に出力部材１２や伝達比可変機構６を配置しなくてもよい。その結果、ステアリングシャフト３が収縮するためのスペースをより広くすることができる。これにより、車両の衝突に伴い運転者が操舵部材２に衝突する二次衝突時に、操舵部材２やステアリングシャフト３を、車両前方に向けて長い衝撃吸収ストロークで変位させることができる。
【００６１】
また、伝達比可変機構６の入力軸６１と出力軸６２とをハウジング６３から同じ方向（前方）に延ばしているので、伝達比可変機構６がステアリングシャフト３の軸方向に占める長さを短くできる。よって、車両用操舵装置１を車体２７に容易に取り付けることができる。その上、配置スペースの制約の厳しいダッシュボード下の空間において車両用操舵装置１のレイアウトの自由度を高めることができる。
【００６２】
さらに、アッパブラケット２９の位置決め部３２ｆ，３２ｇによって、伝達比可変機構６のハウジング６３と、ステアリングシャフト３とをステアリングシャフト３の軸方向に位置決めできる。これにより、互いに離隔して配置された伝達比可変機構６とステアリングシャフト３とを容易に位置決めできる。
また、引張力付与部材４６によって、ベルト１３に引張力を付与することができるので、ベルト１３が入力部材１１および出力部材１２に対して滑ることを抑制できる。また、引張力付与部材４６に規定部４９Ｌ，４９Ｒが設けられている。これにより、伝達比可変機構６のハウジング６３に対する位置決め部３２ｆ，３２ｇの位置を規定することができる。さらに、引張力付与部材４６の規定部４９Ｌ，４９Ｒとアッパブラケット２９の対応する位置決め部３２ｆ，３２ｇとが接触することにより、伝達比可変機構６のハウジング６３を支持する剛性をより高くすることができる。
【００６３】
さらに、操作レバー３７等、テレスコピック調整のための構造と、伝達比可変機構６とを上下に並ぶように配置している。これにより、軸方向Ｓ１に関して車両用操舵装置１の全長を格段に短くすることができる。
例えば、車両後方から前方に向かって、入力軸、ハウジング（遊星ギヤ機構）および出力軸の順に配置された伝達比可変機構を用いた場合、プーリ機構の出力部材に入力軸が連結される。そして、この入力軸の前方に、ハウジングおよび出力軸が配置されることになる。したがって、車両操舵装置の全長が長くなってしまう。
【００６４】
これに対し、本実施形態では、伝達比可変機構６の入力軸６１および出力軸６２は、車両前後方向の位置が重なるように配置されている。したがって、車両用操舵装置１の全長を短くして、車両用操舵装置１の構造を簡素化できる。その結果、ステアリングコラム２３と各ブラケット２６，２９とを組み付ける作業や、車体２７への車両操舵装置１の取り付ける作業等をより容易に行うことができる。
【００６５】
また、車両用操舵装置１の全長を短くできることにより、操作レバー３７を操作するためのスペースもより多く確保することができる。したがって、運転者は、操作レバー３７を容易に操作することができる。
例えば、入力軸の後方に遊星ギヤ機構が配置され、さらにその後方に出力軸が配置される場合を考える。この場合、出力軸の出力は、歯車機構を介して、出力軸と平行で且つ出力軸に対して前方に延びる軸に伝達され、さらに、この軸の前端に配置された別の歯車機構を介して、入力軸の前方に入力軸と同軸に配置された軸に伝達され、この軸から中間軸に伝わる。この場合、プーリ機構の出力部材および入力軸を迂回するように、２つの歯車機構および２つの軸が必要であり、車両用操舵装置が大型化してしまう。
【００６６】
また、例えば、中空の出力軸の内側に入力軸が挿通され、出力軸から突出した入力軸の前端にプーリ機構が配置された点以外は本実施形態と同様の構成を有する伝達比可変機構を考える。この場合、出力軸の出力は、歯車機構を介して、出力軸と平行で且つ出力軸に対して前方に延びる軸に伝達され、さらに、この軸の前端に配置された別の歯車機構を介して、入力軸の前方に入力軸と同軸に配置された軸に伝達され、この軸から中間軸に伝わる。この場合も、プーリ機構の出力部材および入力軸を迂回するように、２つの歯車機構および２つの軸が必要であり、車両用操舵装置が大型化してしまう。
【００６７】
これに対し、本実施形態では、入力軸６１の内側に出力軸６２が通されているので、出力軸６２を直接的に中間軸１５に連結することができる。したがって、入力軸６１を迂回するような構成（歯車機構や軸）を別途設ける必要がなく、車両用操舵装置１を小型にできる。
本発明は、以上の実施形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。
【００６８】
例えば、前述の実施形態では、ＥＣＵ１０３の配置は特に限定していないけれども、ハウジング６３の上端部６３ａとアッパコラムチューブ２４との間の空間にＥＣＵ１０３を配置してもよい。この場合、ＥＣＵ１０３と伝達比可変機構６との間の配線を短くできる。
また、前記実施形態では、反力補償用モータ６４は、入力軸６１と同軸に配置されているけれども、これに限定されない。図１０に示すように、反力補償用モータ６４Ａは、入力軸６１Ａの中心軸線Ｌ２とは異なる位置に配置された中心軸線を有していてもよい。
【００６９】
なお、以下では、図１〜図９に示す実施形態と異なる点について主に説明し、同一の構成には図に同様の符号を付してその説明を省略する。
反力補償用モータ６４Ａは、入力軸６１Ａの下方に配置されている。反力補償用モータ６４Ａは、モータハウジング１１０と、モータハウジング１１０に回転可能に支持された出力軸１１１とを含む。出力軸１１１には、駆動ギヤ１０５が一体回転可能に連結されている。この駆動ギヤ１０５は、入力軸６１Ａに一体成形された従動ギヤ１０６に噛み合っており、入力軸６１Ａに反力補償用モータ６４Ａのトルクを伝達することが可能である。
【００７０】
モータハウジング１１０は、ハウジング本体６３ｄＡに形成された保持孔１０７に取り付けられて固定されている。ハウジング本体６３ｄＡの前側面６３ｍＡには、挿通孔６３ｋＡが形成されている。入力軸６１Ａおよび出力軸６２Ａは、この挿通孔６３ｋＡを通ってハウジング本体６３ｄＡの内側から外側に延びている。
ハウジン本体６３ｄＡには、駆動ギヤ１０５、従動ギヤ１０６、遊星ギヤ機構６５Ａおよび遊星ギヤ機構用モータ６６が収容されている。
【００７１】
遊星ギヤ機構６５Ａのキャリア９０Ａの一端部９１Ａは、各遊星ギヤ８９の支軸８９ｂを回転可能に支持している。キャリア９０Ａの他端部９２Ａは、各遊星ギヤ８９の支軸８９ｃを回転可能に支持している。キャリア９０Ａの中間部９３Ａには、遊星ギヤ機構用モータ６６のロータ９７が固定されており、キャリア９０Ａと一体回転可能である。
各上記実施形態において、遊星伝達機構として、遊星ギヤ機構の各歯車に代えてローラを用いた、トラクションドライブ機構を用いてもよい。
【００７２】
また、各上記実施形態において、プーリ機構５の入力部材１１と出力部材１２とは、互いの中心軸線Ｌ１，Ｌ２が一致していなければよく、たとえば、入力部材１１の中心軸線Ｌ１と出力部材１２の中心軸線Ｌ２とは、左右に並んでいてもよい。入力部材１１の中心軸線Ｌ１と出力部材１２の中心軸線Ｌ２とは、上下に並んでいることが好ましい。
さらに、動力伝達機構の一例としてプーリ機構５を挙げたけれども、動力伝達機構は、これに限定されない。動力伝達機構として、例えば、歯車機構を用いてもよい。
【００７３】
また、位置決め部３２ｆおよび規定部４９Ｌ、ならびに位置決め部３２ｇおよび規定部４９Ｒの少なくとも一方を廃止してもよい。
【符号の説明】
【００７４】
１…車両用操舵装置、２…操舵部材、３…ステアリングシャフト（操舵軸）、４Ｌ，４Ｒ…転舵輪、５…プーリ機構（動力伝達機構）、６…伝達比可変機構、７…舵取り機構、１１…入力部材、１２…出力部材、１３…ベルト（動力伝達部材）、２３…ステアリングコラム、２９…アッパブラケット（ブラケット）、３２ｆ，３２ｇ…位置決め部、４５…引張力付与装置、４６…引張力付与部材、４９Ｌ，４９Ｒ…規定部、５１Ｌ，５１Ｒ…押圧部、６１，６１Ａ…入力軸、６２、６２Ａ…出力軸、６３，６３Ａ…ハウジング、６３ｍ，６３ｍＡ…ハウジングの前側面（一側面）、Ｌ１，Ｌ２…中心軸線、θ１…操舵角、θ２…転舵角、θ２／θ１…伝達比。
【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】
2011183832.tif 000009
【図８】
2011183832.tif 000010
【図９】
2011183832.tif 000011
【図１０】
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