(57)【要約】【課題】メカバックアップ機構が備える複数の遊星歯車機構の出力側遊星歯車機構にて発生する摩擦力が増大されて操舵部材に伝達されても、操舵フィーリングが悪化しないようにする。【解決手段】車両用操舵装置は、操舵システムの正常時に操舵部材と車輪の機械的な連結を解除し同システムの異常時に操舵部材と車輪を機械的に連結するメカバックアップ機構４０を備えていて、メカバックアップ機構４０が、操舵部材と車輪の機械的な動力伝達系に介装されて増速機構として機能する複数の遊星歯車機構４１，４２と、ロック・アンロック可能でロック状態では遊星歯車機構４１，４２を動力伝達可能状態としアンロック状態では遊星歯車機構４１，４２を動力伝達不能状態とするロック機構４３，４４を備えている。出力側の遊星歯車機構４２には、同機構４２における構成要素の摺接可能部にて発生する摩擦力を低減する摩擦力低減手段（４２ｅ，４２ｆ）が設けられている。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪を転舵操作するための操舵部材と、この操舵部材に操舵反力を付与可能な反力アクチュエータと、前記操舵部材の転舵操作に応じて前記車輪を転舵可能な転舵アクチュエータを備えるとともに、操舵システムの正常時には前記操舵部材と前記車輪との機械的な連結を解除し操舵システムの異常時には前記操舵部材と前記車輪を機械的に連結するメカバックアップ機構を備えていて、前記メカバックアップ機構が、前記操舵部材と前記車輪の機械的な動力伝達系に介装されて増速機構として機能する複数の遊星歯車機構と、ロック・アンロック可能でロック状態では前記遊星歯車機構を動力伝達可能状態としアンロック状態では前記遊星歯車機構を動力伝達不能状態とするロック機構を備えている車両用操舵装置において、前記複数の遊星歯車機構の少なくとも出力側の遊星歯車機構には、同遊星歯車機構における構成要素の摺接可能部にて発生する摩擦力を低減する摩擦力低減手段が設けられていることを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用操舵装置において、前記複数の遊星歯車機構は、出力側の遊星歯車機構が入力側の遊星歯車機構に対して下方となるように傾斜して配置されている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、車輪を転舵操作するための操舵部材と、この操舵部材に操舵反力を付与可能な反力アクチュエータと、前記操舵部材の転舵操作に応じて前記車輪を転舵可能な転舵アクチュエータを備えたステアバイワイヤ方式の車両用操舵装置に係り、特に、操舵システムの正常時には前記操舵部材と前記車輪との機械的な連結を解除（遮断）し操舵システムの異常時には前記操舵部材と前記車輪を機械的に連結するメカバックアップ機構を備えているメカバックアップ機構付の車両用操舵装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記した車両用操舵装置において、前記メカバックアップ機構が、前記操舵部材と前記車輪の機械的な動力伝達系に介装されて増速機構として機能する複数の遊星歯車機構と、ロック・アンロック可能でロック状態では前記遊星歯車機構を動力伝達可能状態としアンロック状態では前記遊星歯車機構を動力伝達不能状態とするロック機構を備えているものが、例えば、下記特許文献１に記載されている。
【特許文献１】特開２００５−１３２３２７号公報
【発明の開示】
【０００３】
上記した特許文献１に記載されている車両用操舵装置では、複数の遊星歯車機構が増速機構として機能するため、複数の遊星歯車機構における出力側の遊星歯車機構にて発生する摩擦力は入力側の遊星歯車機構により増大されて操舵部材（入力部）に伝達され、これに起因して操舵フィーリングが悪化するおそれがある。特に、遊星歯車機構を傾斜して配置した場合には、各ギヤが自重によりずれが生じ、摩擦力が発生する場合がある。
【０００４】
本発明は、上記した問題に対処すべくなされたものであり、車輪を転舵操作するための操舵部材と、この操舵部材に操舵反力を付与可能な反力アクチュエータと、前記操舵部材の転舵操作に応じて前記車輪を転舵可能な転舵アクチュエータを備えるとともに、操舵システムの正常時には前記操舵部材と前記車輪との機械的な連結を解除し操舵システムの異常時には前記操舵部材と前記車輪を機械的に連結するメカバックアップ機構を備えていて、前記メカバックアップ機構が、前記操舵部材と前記車輪の機械的な動力伝達系に介装されて増速機構として機能する複数の遊星歯車機構と、ロック・アンロック可能でロック状態では前記遊星歯車機構を動力伝達可能状態としアンロック状態では前記遊星歯車機構を動力伝達不能状態とするロック機構を備えている車両用操舵装置において、前記複数の遊星歯車機構の少なくとも出力側の遊星歯車機構には、同遊星歯車機構における構成要素の摺接可能部にて発生する摩擦力を低減する摩擦力低減手段が設けられていることに特徴がある。この場合において、前記複数の遊星歯車機構は、出力側の遊星歯車機構が入力側の遊星歯車機構に対して下方となるように傾斜して配置されていることも可能である。
【０００５】
本発明による車両用操舵装置においては、メカバックアップ機構が備える複数の遊星歯車機構の少なくとも出力側の遊星歯車機構に摩擦力低減手段が設けられていて、この摩擦力低減手段により少なくとも出力側の遊星歯車機構における構成要素の摺接可能部にて発生する摩擦力が低減される。このため、出力側の遊星歯車機構にて発生して操舵部材（入力部）に伝達される摩擦力は摩擦力低減手段により低減され、同摩擦力に起因する操舵フィーリングの悪化が抑制される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下に、本発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。図１は車両用操舵装置の全体構成を概略的に示していて、この車両用操舵装置は、車輪Ｗを転舵操作するための操舵部材すなわちステアリングホイール１０と、このステアリングホイール１０に操舵反力を付与可能な反力アクチュエータ２０と、ステアリングホイール１０の転舵操作に応じて左右の車輪Ｗを転舵可能な転舵アクチュエータ３０を備えるとともに、メカバックアップ機構４０を備えている。
【０００７】
反力アクチュエータ２０は、操舵角と車速に応じた操舵反力をステアリングホイール１０に付与するものであり、反力アクチュエータ駆動回路Ｃ１を介して電気制御装置ＥＣＵに接続されていて、操舵角センサＳ１によって検出されるステアリングホイール１０の操舵角（転舵操作量）と車速センサＳ２によって検出される車速に応じて、電気制御装置ＥＣＵにより作動を制御されるように構成されている。なお、反力アクチュエータ２０の出力は、ステアリングホイール１０に操舵反力として伝達されるように構成されている。
【０００８】
転舵アクチュエータ３０は、転舵アクチュエータ駆動回路Ｃ２を介して電気制御装置ＥＣＵに接続されていて、操舵角センサＳ１によって検出されるステアリングホイール１０の操舵角と絶対角センサＳ３によって検出される絶対角（転舵アクチュエータ３０の作動状態を示す角度）に応じて、電気制御装置ＥＣＵにより作動を制御されるように構成されている。なお、転舵アクチュエータ３０の出力は、ピニオンギヤシャフト７１、ラックバー７２、ナックル７３等からなるステアリングリンク機構７０に伝達されて、左右の両車輪Ｗに伝達されるように構成されている。
【０００９】
メカバックアップ機構４０は、操舵システムの正常時にステアリングホイール１０と車輪Ｗとの機械的な連結を解除（遮断）し、操舵システムの異常時にステアリングホイール１０と車輪Ｗを機械的に連結するものであり、バックアップ駆動回路Ｃ３を介して電気制御装置ＥＣＵに接続されていて、電気制御装置ＥＣＵにて判定される操舵システムの正常・異常に応じて、電気制御装置ＥＣＵにより作動を制御されるように構成されている。
【００１０】
このメカバックアップ機構４０は、図１、図２および図３にて示したように、ステアリングホイール１０と車輪Ｗの機械的な動力伝達系に介装されて増速機構として機能する２個（複数）の遊星歯車機構４１，４２と、電気制御装置ＥＣＵにより作動を制御されてロック・アンロック可能でありロック状態では各遊星歯車機構４１，４２を動力伝達可能状態としアンロック状態では各遊星歯車機構４１，４２を動力伝達不能状態とするロック機構４３，４４を備えている。
【００１１】
入力側の遊星歯車機構４１は、キャリア４１ａ、複数個のピニオンギヤ４１ｂ、リングギヤ４１ｃ、サンギヤ４１ｄ等を構成要素とし、キャリア４１ａを入力要素としサンギヤ４１ｄを出力要素としリングギヤ４１ｃを固定要素とするものであり、ハウジング４９内に組付けられている。キャリア４１ａは、反力アクチュエータ２０の出力軸２１に動力伝達可能に連結されていて、反力アクチュエータ２０を介してステアリングホイール１０に常に動力伝達可能に連結されている。
【００１２】
各ピニオンギヤ４１ｂは、キャリア４１ａの支持軸４１ａ１に、相対回転可能な一対のカラー４１ｂ１を介して、カラー４１ｂ１に対して相対回転可能に組付けられていて、リングギヤ４１ｃの内歯とサンギヤ４１ｄの外歯に常に噛合している。なお、各支持軸４１ａ１は、キャリア４１ａにカシメ固定されている。また、上記した各カラー４１ｂ１は特に設ける必要はなく、各ピニオンギヤ４１ｂをキャリア４１ａの支持軸４１ａ１に直接回転可能に組付けて実施することも可能である。
【００１３】
出力側の遊星歯車機構４２は、キャリア４２ａ、複数個のピニオンギヤ４２ｂ、リングギヤ４２ｃ、サンギヤ４２ｄ等を構成要素とし、キャリア４２ａを入力要素としサンギヤ４２ｄを出力要素としリングギヤ４２ｃを固定要素とするものであり、ハウジング４９内に組付けられており、入力側の遊星歯車機構４１に対して下方となるように傾斜して配置されている。キャリア４２ａは入力側の遊星歯車機構４１のサンギヤ４１ｄに常に動力伝達可能に連結されている。一方、サンギヤ４２ｄは、バックアップケーブル５０と増速機６０と転舵アクチュエータ３０を介して、ステアリングリンク機構７０のピニオンギヤシャフト７１に常に動力伝達可能に連結されている。
【００１４】
各ピニオンギヤ４２ｂは、キャリア４２ａの支持軸４２ａ１に、相対回転可能な一対のカラー４２ｂ１を介して、カラー４２ｂ１に対して相対回転可能に組付けられていて、リングギヤ４２ｃの内歯とサンギヤ４２ｄの外歯に常に噛合している。なお、各支持軸４２ａ１は、キャリア４２ａにカシメ固定されている。また、上記した各カラー４２ｂ１は特に設ける必要はなく、各ピニオンギヤ４２ｂをキャリア４２ａの支持軸４２ａ１に直接回転可能に組付けて実施することも可能である。
【００１５】
入力側のロック機構４３は、ハウジング４９に組付けられて入力側のリングギヤ４１ｃに対して係合・離脱可能なロック部材４３ａを有している。ロック部材４３ａは、操舵システムの正常時に電気制御装置ＥＣＵによって作動を制御される電磁ソレノイド（図示省略）により入力側のリングギヤ４１ｃから離脱するアンロック位置に移動されて、入力側のリングギヤ４１ｃをハウジング４９に対して回転可能とし、入力側の遊星歯車機構４１を動力伝達不能状態とする（図３の（ａ）参照）。また、ロック部材４３ａは、操舵システムの異常時に電気制御装置ＥＣＵによって作動を制御される電磁ソレノイド（図示省略）により入力側のリングギヤ４１ｃと係合するロック位置に移動されて、入力側のリングギヤ４１ｃをハウジング４９に対して回転不能とし、入力側の遊星歯車機構４１を動力伝達可能状態とする（図３の（ｂ）参照）。
【００１６】
出力側のロック機構４４は、ハウジング４９に組付けられて出力側のリングギヤ４２ｃに対して係合・離脱可能なロック部材４４ａを有している。ロック部材４４ａは、操舵システムの正常時に電気制御装置ＥＣＵによって作動を制御される電磁ソレノイド（図示省略）により出力側のリングギヤ４２ｃから離脱するアンロック位置に移動されて、出力側のリングギヤ４２ｃをハウジング４９に対して回転可能とし、出力側の遊星歯車機構４２を動力伝達不能状態とする（図３の（ａ）参照）。また、ロック部材４４ａは、操舵システムの異常時に電気制御装置ＥＣＵによって作動を制御される電磁ソレノイド（図示省略）により出力側のリングギヤ４２ｃと係合するロック位置に移動されて、出力側のリングギヤ４２ｃをハウジング４９に対して回転不能とし、出力側の遊星歯車機構４２を動力伝達可能状態とする（図３の（ｂ）参照）。
【００１７】
ところで、この実施形態においては、図２に示したように、出力側の遊星歯車機構４２におけるキャリア４２ａと各カラー４２ｂ１間に、キャリア４２ａと各カラー４２ｂ１の摺接可能部にて発生する摩擦力を低減する摩擦力低減手段としてのスラストボールベアリング４２ｅが設けられている。また、出力側の遊星歯車機構４２におけるキャリア４２ａとサンギヤ４２ｄ間に、キャリア４２ａとサンギヤ４２ｄの摺接可能部にて発生する摩擦力を低減する摩擦力低減手段としてのアンギュラボールベアリング４２ｆが設けられている。
【００１８】
なお、出力側の遊星歯車機構４２において、上記した各カラー４２ｂ１を設けないで、各ピニオンギヤ４２ｂをキャリア４２ａの支持軸４２ａ１に直接回転可能に組付けて実施する場合には、キャリア４２ａと各ピニオンギヤ４２ｂ間に、キャリア４２ａと各ピニオンギヤ４２ｂの摺接可能部にて発生する摩擦力を低減する摩擦力低減手段としてのスラストボールベアリング４２ｅが設けられる。
【００１９】
上記のように構成したこの実施形態の車両用操舵装置においては、メカバックアップ機構４０が備える複数の遊星歯車機構４１，４２の出力側の遊星歯車機構４２に摩擦力低減手段としてのスラストボールベアリング４２ｅとアンギュラボールベアリング４２ｆが設けられていて、これらの摩擦力低減手段により出力側の遊星歯車機構４２における構成要素の摺接可能部にて発生する摩擦力が低減される。このため、出力側の遊星歯車機構４２にて発生してステアリングホイール１０に伝達される摩擦力は摩擦力低減手段により低減され、同摩擦力に起因する操舵フィーリングの悪化が抑制される。
【００２０】
図１に示した上記実施形態においては、メカバックアップ機構４０が備える複数の遊星歯車機構４１，４２の出力側の遊星歯車機構４２に摩擦力低減手段としてのスラストボールベアリング４２ｅとアンギュラボールベアリング４２ｆを設けて本発明を実施したが、図４に示したように、入力側の遊星歯車機構４１にも摩擦力低減手段としてのスラストボールベアリング４１ｅとアンギュラボールベアリング４１ｆを設けて本発明を実施することも可能である。
【００２１】
また、図１に示した上記実施形態においては、出力側の遊星歯車機構４２におけるキャリア４２ａとサンギヤ４２ｄ間に、キャリア４２ａとサンギヤ４２ｄの摺接可能部にて発生する摩擦力を低減する摩擦力低減手段としてのアンギュラボールベアリング４２ｆを設けて本発明を実施したが、本発明の実施に際しては、図５に示した実施形態のように構成して実施することも可能である。
【００２２】
図５に示した実施形態では、出力側の遊星歯車機構４２におけるキャリア４２ａとサンギヤ４２ｄおよびピニオンギヤ４２ｂとサンギヤ４２ｄの各摺接可能部にて発生する摩擦力を低減する摩擦力低減手段としての支持体４２ｇと支持ピン４２ｈが設けられている。また、リングギヤ４２ｃとサンギヤ４２ｄおよびピニオンギヤ４２ｂとリングギヤ４２ｃの各摺接可能部にて発生する摩擦力を低減する摩擦力低減手段としての支持体４２ｇと支持ピン４２ｉが設けられている。なお、支持体４２ｇは、各摺接可能部にて発生する荷重（負荷）を低減することにより、各摺接可能部にて発生する摩擦力を低減するものである。
【００２３】
また、図５に示した実施形態においては、入力側の遊星歯車機構４１におけるキャリア４１ａとサンギヤ４１ｄおよびピニオンギヤ４１ｂとサンギヤ４１ｄの各摺接可能部にて発生する摩擦力を低減する摩擦力低減手段としての支持体４１ｇと支持ピン４１ｈが設けられるとともに、リングギヤ４１ｃとサンギヤ４１ｄおよびピニオンギヤ４１ｂとリングギヤ４１ｃの各摺接可能部にて発生する摩擦力を低減する摩擦力低減手段としての支持体４１ｇと支持ピン４１ｉが設けられている。なお、支持体４１ｇは、各摺接可能部にて発生する荷重（負荷）を低減することにより、各摺接可能部にて発生する摩擦力を低減するものである。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明を実施したメカバックアップ機構を含む車両用操舵装置の全体構成を概略的に示した図である。
【図２】図１に示したメカバックアップ機構等の要部縦断拡大側面図である。
【図３】図２に示したメカバックアップ機構の作動説明図である。
【図４】図２に示したメカバックアップ機構の第１変形実施形態を示した要部縦断側面図である。
【図５】図２に示したメカバックアップ機構の第２変形実施形態を示した要部縦断側面図である。
【符号の説明】
【００２５】
１０…ステアリングホイール（操舵部材）、２０…反力アクチュエータ、３０…転舵アクチュエータ、４０…メカバックアップ機構、４１…入力側の遊星歯車機構、４１ａ…キャリア、４１ａ…支持軸、４１ｂ…ピニオンギヤ、４１ｂ１…カラー、４１ｃ…リングギヤ、４１ｄ…サンギヤ、４１ｅ…スラストボールベアリング（摩擦力低減手段）、４１ｆ…アンギュラボールベアリング（摩擦力低減手段）、４２…出力側の遊星歯車機構、４２ａ…キャリア、４２ａ…支持軸、４２ｂ…ピニオンギヤ、４２ｂ１…カラー、４２ｃ…リングギヤ、４２ｄ…サンギヤ、４２ｅ…スラストボールベアリング（摩擦力低減手段）、４２ｆ…アンギュラボールベアリング（摩擦力低減手段）、４３，４４…ロック機構、４３ａ，４４ａ…ロック部材、５０…バックアップケーブル、６０…増速機、７０…ステアリングリンク機構、Ｓ１…操舵角センサ、Ｓ２…車速センサ、Ｓ３…絶対角センサ、Ｗ…車輪、Ｃ１…反力アクチュエータ駆動回路、Ｃ２…転舵アクチュエータ駆動回路、Ｃ３…バックアップ駆動回路、ＥＣＵ…電気制御装置
【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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