(57)【要約】【課題】入力軸と出力軸との回転方向が同一であって、車両のラックとピニオンとからなる操舵機構を共用化でき、かつ異常発生時には入力軸と出力軸との回転方向が同一で入力軸と出力軸との回転数の比率が１：１となるようにする。【解決手段】ステアリングホィールに連結された入力軸４と、該入力軸４と同一方向へ回転しかつ操舵車輪に連結された出力軸５と、モータの出力軸が連結され前記入力軸４の回転数に対する前記出力軸５の回転数の比率を変えるアシスト軸６とを備えた歯車機構２を設け、前記出力軸５と前記アシスト軸６とを連結して一体回転させるための連結機構３を設け、異常発生時には、前記連結機構３により出力軸５とアシスト軸６とを連結し、前記入力軸４と前記出力軸５との回転が、回転方向同一かつ回転数比率１：１となるようにした。【選択図】図５
2008030651.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングホィールに連結された入力軸と、該入力軸と同一方向へ回転しかつ操舵車輪に連結された出力軸と、モータの出力軸が連結され前記入力軸の回転数に対する前記出力軸の回転数の比率を変えるアシスト軸とを備えた歯車機構を設け、
前記入力軸または前記出力軸と前記アシスト軸との２軸を連結して一体回転させるための連結機構を設け、
異常発生時には、前記連結機構により前記２軸を連結し、前記入力軸と前記出力軸との回転を、回転方向同一かつ回転数比率１：１にしたことを特徴とする舵角比可変ステアリング装置。
【請求項２】
請求項１に記載の舵角比可変ステアリング装置において、
前記連結機構を、前記アシスト軸に結合された第１軸と、前記入力軸または前記出力軸に結合された第２軸とを同軸かつ相対回転可能に設け、前記第１軸に対して前記第２軸がどの回転方向であっても、前記第１軸の円周方向に対して前記第２軸の相対的な回転位置がどの位置であっても、前記第１軸に対して前記第２軸が連結し得るクラッチとしたことを特徴とする舵角比可変ステアリング装置。
【請求項３】
請求項２に記載の舵角比可変ステアリング装置において、
前記クラッチは、前記第１軸と前記第２軸とのいずれか一方に設けられた内歯車と該内歯車に噛み合うと共に該内歯車の内歯の歯数よりも少ない歯数の外歯を有する外歯車と、前記内歯車の中心部に一体に設けられた筒部と前記外歯車の中心部に形成された円形孔との間に形成される円環状空間に設けられ幅広の基端部どうしが対向配置された一対のくさびと、該一対のくさびの基端部どうしを相互に引き離す方向へ付勢する付勢手段と、前記第１軸と前記第２軸との他方から突出し前記円環状空間の内部であって円周方向での前記一対のくさびの先端部どうしの間に嵌入される作動部を備えた接続軸と、該接続軸と一体回転すると共に前記円環状空間の内部であって前記一対のくさびの基端部どうしの間へ進退可能なロック軸とを備え、前記作動部が一方のくさびの先端部に係合するよりも先に前記ロック軸が他方のくさびの基端部に係合することにより、楔効果によって前記一対のくさびと前記外歯車と前記内歯車との相対回転を阻止してロック状態にすることを特徴とする舵角比可変ステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、舵角比可変ステアリング装置に関し、車両に舵角比可変ステアリング装置を設ける場合も設けない場合も、ラックとピニオンとからなる操舵機構の構成を共有化できるようにしたものである。
【背景技術】
【０００２】
車両には、ステアリングホィールの回転数に対する操舵車輪の操舵角度の比率を、走行速度に応じて増減させるため、舵角比可変ステアリング装置が設けられる。
【０００３】
従来の舵角比可変ステアリング装置としては、例えば特許文献１に記載のものが知られている。この舵角比可変ステアリング装置は、遊星歯車や作動歯車を用いた動力合成機構を採用したものであり、操舵入力と操舵出力と補助操舵入力とを備えたものが複数開示されている。
【特許文献１】特開昭４７−２０８３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、車両に舵角比可変ステアリング装置をオプションとして設け、舵角比可変ステアリング装置を設ける場合も設けない場合も、ラックとピニオンとからなる操舵機構の構成を変更することなく共用化したいという要求があり、舵角比可変ステアリング装置の操舵入力の回転方向に対して操舵出力の回転方向が反対であると、舵角比可変ステアリング装置を設ける場合と設けない場合とでは、ラックの表裏に対してピニオンの噛み合う面が表裏逆になってしまい、操舵機構を共用化することができない。
【０００５】
一方、舵角比可変ステアリング装置の操舵入力と操舵出力との回転方向が同一であっても操舵入力の回転数と操舵出力の回転数との比率が１：１でない場合があり、この場合は補助操舵入力をモータ駆動することにより１：１にすることは可能であるが、モータの駆動やモータの制御に異常が発生した場合には、フェイルセーフの観点から操舵入力と操舵出力との回転数の比率を１：１にすることが要求され、異常発生時に比率が１：１にならないと危険を伴うので採用することができない。
【０００６】
そこで本発明は、上記の課題を解決し、入力軸と出力軸との回転方向が同一であるため操舵機構を共用化でき、かつ異常発生時には入力軸と出力軸との回転方向が同一で入力軸と出力軸との回転数の比率が１：１となる舵角比可変ステアリング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】
【０００７】
請求項１に係る発明は、ステアリングホィールに連結された入力軸と、該入力軸と同一方向へ回転しかつ操舵車輪に連結された出力軸と、モータの出力軸が連結され前記入力軸の回転数に対する前記出力軸の回転数の比率を変えるアシスト軸とを備えた歯車機構を設け、前記入力軸または前記出力軸と前記アシスト軸との２軸を連結して一体回転させるための連結機構を設け、異常発生時には、前記連結機構により前記２軸を連結し、前記入力軸と前記出力軸との回転を、回転方向同一かつ回転数比率１：１にしたことを特徴とする。
【０００８】
この発明によれば、出力軸は入力軸と同一方向へ回転し、通常作動状態では入力軸と出力軸とアシスト軸とが相対的に回転するので、車速に応じてモータがアシスト軸を回転させるアシストモードとなり、低速走行時には入力軸と出力軸との回転数の比率が大きくなる一方、高速走行時には入力軸と出力軸との回転数の比率が小さくなる。モータの駆動やモータの制御に異常が発生した時には連結機構が、入力軸または出力軸とアシスト軸との２軸を連結させて一体回転する状態にするので、入力軸と出力軸とが回転方向同一かつ回転数比率１：１となり、舵角比可変ステアリング装置を設けない状態と同一のノーマルモードとなり、安全運転が確保される。
【０００９】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の舵角比可変ステアリング装置において、前記連結機構を、前記アシスト軸に結合された第１軸と、前記入力軸または前記出力軸に結合された第２軸とを同軸かつ相対回転可能に設け、前記第１軸に対して前記第２軸がどの回転方向であっても、前記第１軸の円周方向に対して前記第２軸の相対的な回転位置がどの位置であっても、前記第１軸に対して前記第２軸が連結し得るクラッチとしたことを特徴とする。
【００１０】
この発明によれば、アシスト軸に結合された第１軸に対して、入力軸または出力軸に結合された第２軸がどの回転方向であっても、円周方向での相対的な回転位置がどの位置であっても、第１軸に対して第２軸を連結させることができる。このため、異常発生時に入力軸と出力軸との回転方向同一かつ回転数比率１：１のノーマルモードに移行する操作が瞬時に達成され、安全運転が確保される。
【００１１】
請求項３に係る発明は、請求項２に記載の舵角比可変ステアリング装置において、前記クラッチは、前記第１軸と前記第２軸とのいずれか一方に設けられた内歯車と該内歯車に噛み合うと共に該内歯車の内歯の歯数よりも少ない歯数の外歯を有する外歯車と、前記内歯車の中心部に一体に設けられた筒部と前記外歯車の中心部に形成された円形孔との間に形成される円環状空間に設けられ幅広の基端部どうしが対向配置された一対のくさびと、該一対のくさびの基端部どうしを相互に引き離す方向へ付勢する付勢手段と、前記第１軸と前記第２軸との他方から突出し前記円環状空間の内部であって円周方向での前記一対のくさびの先端部どうしの間に嵌入される作動部を備えた接続軸と、該接続軸と一体回転すると共に前記円環状空間の内部であって前記一対のくさびの基端部どうしの間へ進退可能なロック軸とを備え、前記作動部が一方のくさびの先端部に係合するよりも先に前記ロック軸が他方のくさびの基端部に係合することにより、楔効果によって前記一対のくさびと前記外歯車と前記内歯車との相対回転を阻止してロック状態にすることを特徴とする。
【００１２】
この発明によれば、通常作動状態ではロック軸が後退した位置を占めているため、接続軸から突出する作動部が円環状空間の内部で一対のくさびを一方のくさびの先端部から円周方向に沿って押しながら回転駆動する。このため一対のくさびは円環状空間の内部で一体となって回転し、一対のくさびにより外歯車が内歯車に対して偏心して生じる噛み合い部分が円周方向へ移動し、接続軸の１回転に付き外歯車が接続軸の回転方向と逆方向へ内歯車と外歯車との歯数差分だけ空回りすることを繰り返す。作動部を有する接続軸は円環状空間の内部でいずれの方向へも自由に回転移動できるので、内歯車に対して接続軸の相対回転が許容されていることになり、モータの駆動により舵角比を変えることが可能なアシストモードとなる。
【００１３】
異常発生時には、ロック軸が円環状空間の内部へ突出するが、円周方向での一対のくさびに対するロック軸の位置は、接続軸と一体の作動部およびロック軸が円周方向へ常に一体となって回転することにより、特定の位置に常に決められているので、ロック軸は必ず一対のくさびの基端部どうしの間へ割り込むことになる。そして、作動部が一方のくさびの先端部に係合するよりも先にロック軸が他方のくさびの基端部に係合するため、一対のくさびの両方の先端部が筒部と外歯車の内周面との間へ押し込まれ、楔効果により一対のくさびと外歯車と内歯車とが相対回転できないロック状態になり、ロック軸を介して内歯車と接続軸とが連結されて一体回転する。このため、入力軸と出力軸とが回転方向同一かつ回転数比率１：１となってノーマルモードに移行する。このように、異常発生時にアシストモードからノーマルモードに移行する操作が瞬時に達成されるため、安全運転が確保される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る舵角比可変ステアリング装置によれば、ステアリングホィールに連結された入力軸と、該入力軸と同一方向へ回転しかつ操舵車輪に連結された出力軸と、モータの出力軸が連結され前記入力軸の回転数に対する前記出力軸の回転数の比率を変えるアシスト軸とを備えた歯車機構を設け、前記入力軸または前記出力軸と前記アシスト軸との２軸を連結して一体回転させるための連結機構を設けたので、通常作動状態では、入力軸と出力軸は同一方向へ回転し、入力軸に対して出力軸の舵角比が可変であり、異常発生時には、前記連結機構により前記２軸が連結され、前記入力軸と前記出力軸との回転が、回転方向同一かつ回転数比率１：１となる。
【００１５】
このため、舵角比可変ステアリング装置をオプションとして設け、舵角比可変ステアリング装置を設ける場合と設けない場合とのいずれの場合においても、操舵機構を共用化することができる。
【００１６】
また、異常発生時には、瞬時にアシストモードからノーマルモードに移行し、安全運転が確保される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明による舵角比可変ステアリング装置の実施の形態を説明する。
【００１８】
まず、本発明による舵角比可変ステアリング装置の理解を容易にするため、舵角比可変ステアリング装置のスケルトン図を図１（ａ）（ｂ）に示す。図のように、舵角比可変ステアリング装置１は、歯車機構としての遊星歯車機構２と連結機構３とによって構成されている。
【００１９】
前記遊星歯車機構２は、図示しないステアリングホィールに連結された入力軸４と、該入力軸４と同一方向へ回転しかつ図示しない操舵車輪に連結された出力軸５と、図示しないモータの出力軸が連結され前記入力軸４の回転数に対する前記出力軸５の回転数の比率を変えるアシスト軸６，７とを備えている。入力軸４と出力軸５とは同一直線状に配置されており、入力軸４，出力軸５を中心として回転自在にケース８が設けられている。即ち、ケース８は中空のアシスト軸６，７を介して入力軸４，出力軸５に回転自在に支持されている。入力軸４，アシスト軸６には傘歯車９，１０が設けられ、該傘歯車９，１０には、出力軸５にギヤホルダ１１を介して回転自在に設けられた傘歯車１２，１３が噛み合っている。ケース８の外周面にはウォームホィール１４が設けられ、前記図示しないモータの出力軸に固着されたウォーム１５がウォームホィール１４と噛み合っている。そのため、モータが回転していない状態での入力軸４と出力軸５との回転は、回転方向同一かつ回転数比率１：０．５となる。
【００２０】
前記連結機構３は、前記出力軸５と前記アシスト軸６との２軸を連結して一体回転させるものであり、モータの駆動やモータの制御に異常が発生した時には、前記出力軸５と前記アシスト軸６とが連結され、入力軸４と出力軸５との回転が、回転方向同一かつ回転数比率１：１になる。前記連結機構３は、前記アシスト軸６，７を有するケース８と出力軸５との間にクラッチを設けて構成したものである。該クラッチは、ケース８と出力軸５とを連結することにより、ケース８とギヤホルダ１１とが一体化されるため、傘歯車１２，１３が傘歯車１０と噛み合った状態で固定される。これにより、傘歯車９，１０，１２，１３は一体となって回転し、入力軸４の回転と出力軸５の回転とは同一方向であって回転数比率１：１となる。なお、ウォーム１５とウォームホィール１４との噛み合いは、ウォームホィール１４側からウォーム１５を回転させることができるように、進み角を変えて効率を良くしている。ここで異常時とは、入力軸４の回転角や回転数に対して、出力軸５の回転角や回転数が設定された値（範囲）から外れた場合をいい、この場合にはモータへの電力供給が遮断され、連結機構３がロック状態にされる。
【００２１】
以下、前記スケルトン図に沿って構成された舵角比可変ステアリング装置１の構造を説明する。図２は舵角比可変ステアリング装置１の正面図、図３は舵角比可変ステアリング装置１の右側面図である。また、図４は図２のＡ−Ａ矢視図、図５は図３のＢ−Ｂ矢視図である。
【００２２】
前記遊星歯車機構２は、図４，図５に示すように構成されている。図示しないステアリングホィールに連結された入力軸４と、該入力軸４と同一方向へ回転しかつ図示しない操舵車輪に連結された出力軸５とが同一直線状に配置されている。出力軸５は出力軸５ａと出力軸５ｂとにより構成されている。そして、入力軸４の回転数に対する出力軸５の回転数の比率を変える中空のアシスト軸６，７が設けられ、該アシスト軸６，７は入力軸４，出力軸５ａに対して軸受２０を介して夫々回転自在に設けられている。アシスト軸６，７にはケース８が一体に設けられているため、ケース８は入力軸４，出力軸５ａに対して回転自在になっている。
【００２３】
アシスト軸６の内端部には傘歯車１０が嵌合結合される一方、入力軸４の内端部には傘歯車９が一体成形され、傘歯車９，１０には傘歯車１２，１３が噛み合っている。これらの傘歯車１２，１３は、出力軸５ａの左端に結合したギヤホルダ１１の上下に一対の軸受２３を介して回転自在に支持されている。出力軸５ａの左端には小径部５ｃが形成され、該小径部５ｃは傘歯車９の中心部に形成された凹部に軸受２５を介して回転自在に支持されている。
【００２４】
ここで、出力軸５ａとギヤホルダ１１と傘歯車１２，１３との関係を、図４，図７，図８に基づいて説明する。図７に示すように正方形の板状の被嵌合部３９ａと円柱形の軸部３９ｂとを有する嵌合軸３９に軸受２３を介して傘歯車１２または傘歯車１３が挿通され、ナット４０をねじ込むことにより軸受２３が抜け止めされている。そして、嵌合軸３９の被嵌合部３９ａを、ギヤホルダ１１の切欠部１１ａに嵌合することにより嵌合軸３９がギヤホルダ１１に円周方向へ一体回転可能かつ軸方向へ移動可能に保持されている。このギヤホルダ１１と出力軸５ａとは、図示しないセレーションを介して結合されている。
【００２５】
このケース８は左右に分割されており、ウォームホィール１４を介して左右の部分が連結され一体化されている。そして、ウォームホィール１４の歯部はケース８の外部に臨んでいる。このケース８は第１ハウジング２１の内部に一対の軸受２２を介して回転自在に支持されている。図５に示すように第１ハウジング２１は、一対の側面ハウジング２１ａと、一対の側面ハウジング２１ａに挟持された中央ハウジング２１ｂとにより構成され、図４に示すように第１ハウジング２１の外部に設けたモータ２４における出力軸２４ａのウォーム１５が中央ハウジング２１ｂの円周方向での一部を削除して形成した開口部を介して第１ハウジング２１の内部に臨んでおり、該ウォーム１５がウォームホィール１４と噛み合っている。図６，図７は第１ハウジング２１を取り除いた状態の斜視図である。
【００２６】
前記のように構成された遊星歯車機構２に対し、前記出力軸５と前記アシスト軸６との２軸を連結して一体回転させるための連結機構３が設けられている。
【００２７】
該連結機構３は、図１１，図１２に示すように、内歯車２８と、外歯車２９と、一対のくさび３１と、付勢手段としてのばね３２と、接続軸２７とから構成されている。図９に示すように、内歯車２８は円盤の内部をプレスで半抜きすることにより円形凹部２８ａが形成され、該円形凹部２８ａの内周面には内歯２８ｂが形成されている。また、内歯車２８の中心部には円形凹部２８ａから軸方向へ立ち上がるように筒部２８ｃが一体成形されている。図１２に示すように、外歯車２９は外周面に内歯２８ｂの歯数よりも１つまたは２つだけ少ない歯数の外歯２９ａを有し、中央部に円形孔が形成されることにより内周面２９ｂを有する。この外歯車２９は、内歯車２８の円形凹部２８ａに遊嵌されている。図５，図９に示すように、内歯車２８の外部端面には円周方向に沿って複数の凸部２８ｄがプレス形成され、該凸部２８ｄをアシスト軸６の端面に形成した凹部６ａに嵌合することにより、内歯車２８（第１軸）はアシスト軸６に結合されている。
【００２８】
前記接続軸２７は、図４，図５に示すように出力軸５ａの軸端に形成した有底円筒部５ｄのフランジ部５ｅと、出力軸５ｂの軸端に形成したフランジ部５ｆとをボルト４２を介して結合することにより出力軸５ａと出力軸５ｂとの間に形成されている。つまり、出力軸５ａと接続軸２７と出力軸５ｂとが一体形成され、出力軸５の中間部に接続軸２７（第２軸）が設けられている。
【００２９】
前記のように構成された内歯車２８には外歯車２６が噛み合っており、偏心歯車機構２６を構成している。そして、図１２に示す内歯車２８の筒部２８ｃと外歯車２９の内周面２９ｂとの間には円環状空間３０が形成されている。該円環状空間３０には、一対のくさび３１が収容されている。一対のくさび３１は、幅広の基端部どうしが対向配置され、該一対のくさび３１を相互に引き離す方向へ付勢する付勢手段として図１１に示すばね３２が設けられている。ばね３２は略円形に形成した両端部を一方向に屈曲させてばね掛け部を形成したものであり、該ばね掛け部が一対のくさび３１の基端部に形成されたガイド溝３１ａに係合している。
【００３０】
一方、偏心歯車機構２６と対向して相対回転する接続軸２７の前記有底円筒部５ｄの端面には、図５に示すように作動部３３が突出形成されている。該作動部３３は図１２に示すように円弧の一部を形成する形状であり、前記円環状空間３０の内部であって前記一対のくさび３１の先端部どうしの間に介装されている。ここで、円周方向で対向する一対のくさび３１の先端部と差動部３３の端面との間には隙間が形成されている。また、前記有底円筒部５ｄの端面から軸方向へ進退可能にロック軸３４が設けられている。該ロック軸３４は、前記一対のくさび３１の基端部どうしの間へ割り込ませるため、作動部３３の円弧部を延長した円弧上の点であって、作動部３３の両端から略同じ距離の位置（作動部３３の反対側）に配置されている。
【００３１】
次に、前記作動部３３と前記ロック軸３４との関係を説明する。相対回転する内歯車２８と接続軸２７とにおいて、図１２に示すように内歯車２８側の円環状空間３０の内部の一対のくさび３１の先端部どうしの間に、接続軸２７から突出する作動部３３が介装されることにより、内歯車２８と接続軸２７とが相対回転していても、ロック軸３４は、常に一対のくさび３１の基端部どうしの間と対応した位置を占めている。
【００３２】
そして、ロック軸３４を突出させると、ロック軸３４は必ず一対のくさび３１の基端部どうしの間へ割り込む。このとき、一対のくさび３１の先端部と作動部３３との間には隙間が形成されていることから、作動部３３が一方のくさび３１の先端部に係合するよりも先にロック軸３４が他方のくさび３１の基端部に係合することが可能となり、ロック軸３４が他方のくさび３１を回転させようとしても、ばね３２によって相互に離れる方向へ付勢されているので一方のくさび３１が回転せず、楔効果により一対のくさび３１と外歯車２９と内歯車２８との相対回転が阻止されてロック状態となり、その結果として偏心歯車機構２６と接続軸２７とがロック軸３４を介して連結されて一体回転する。
【００３３】
前記ロック軸３４を接続軸２７の端面から進退させるための駆動手段について説明する。図５に示すように、前記フランジ部５ｅと前記フランジ部５ｆとの間には磁石ホルダ３５が挟持されており、該磁石ホルダ３５の内部には電磁石３６が収容されている。電磁石３６は、筒状の固定鉄心３６ａと、該固定鉄心３６ａの外部に巻回されたコイル３６ｂと、該固定鉄心３６ａの内部に移動自在に設けられた可動鉄心３６ｃと、該可動鉄心３６ｃの内部の収容空間に収容された復帰ばね３６ｄとによって構成されている。可動鉄心３６ｃの先端にはねじ３７を介して該可動鉄心３６ｃと直角な軸支持部材３８が結合され、該軸支持部材３８の偏心した位置に形成された嵌合孔に前記ロック軸３４の基端部が嵌合固定されている。
【００３４】
ロック軸３４を一対のくさび３１の基端部どうしの間へ確実に割り込ませるため、ロック軸３４の先端は先細りの円錐形状に形成される一方、図１２に示すように一対のくさび３１の基端部にはロック軸３４をガイドするための前記ガイド溝３１ａが形成されている。前記のように、前記ガイド溝３１ａはばね３２のばね掛け部としても兼用されている。
【００３５】
図４，図５に示すように、偏心歯車機構２６および接続軸２７を覆うようにして第２ハウジング４０が設けられ、該第２ハウジング４０は第１ハウジング２１の端面に結合されている。第２ハウジング４０に対し出力軸５は操舵角に対応していずれの方向へも略１．５回転するので、第２ハウジング４０の内部で回転する接続軸２７に設けられたコイル３６ｂに、第２ハウジング４０の外部から通電するためには、第２ハウジング４０と接続軸２７とを繋ぐケーブルに遊びを設ける必要がある。このため、ケーブルにたるみをもたせて収容したケーブルドラム４１が第２ハウジング４０の内周側面に結合されている。
【００３６】
異常発生時に、出力軸５とアシスト軸６，７とを一体に回転させる場合は、ケース８の回転によってモータ２４が駆動されることになる。このため、前記ウォームホィール１４から前記ウォーム１５およびモータ２４を逆駆動できるように、ウォームホィール１４およびウォーム１５が設定されている。
【００３７】
次に、舵角比可変ステアリング装置の作用を説明する。
【００３８】
モータ２４を回転させない場合はアシスト軸６，７が回転しないでケース８が固定される。このため、図１（ａ）に示すように入力軸４が時計方向へ（Ｎ＝１）の回転数で回転すると、傘歯車１０が固定されていることから、傘歯車１２，１３が自転しながら公転し、ギヤホルダ１１および出力軸５は同一方向の時計方向へ（Ｎ＝０．５）の回転数で回転する。
【００３９】
通常作動状態では電磁石３６に通電される。このため、図５において電磁石３６が可動鉄心３６ｃを吸引し、ロック軸３４が復帰ばね３６ｄの付勢力に抗して後退した位置を占める。このため、接続軸２７から突出する作動部３３が、図１２における偏心歯車機構２６の円環状空間３０の内部で一対のくさび３１を一方側から円周方向に沿って押しながら回転駆動する。このため一対のくさび３１は円環状空間３０の内部で回転し、一対のくさび３１により外歯車２９が内歯車２８に対して偏心して噛み合う噛み合い部が円周方向へ移動し、接続軸２７の１回転に付き外歯車２９が接続軸２７の回転方向と逆方向へ内歯車と外歯車との歯数差分だけ空回りすることを繰り返す。このとき、一対のくさび３１はばね３２の作用により相互に離れる方向へ常に付勢された状態で回転する。内歯車２８に対して外歯車２９が空回りするため、作動部３３は円環状空間３０の内部で一対のくさび３１と共にいずれの方向へも自由に回転移動でき、内歯車２８に対して接続軸２７の相対回転が許容されたアシストモードの状態となる。
【００４０】
このアシストモードの状態では、車速に応じてモータ２４がケース８およびアシスト軸６，７をいずれかの方向へ回転させることができる。中速走行時において、ハンドルを介して入力軸４を時計方向へ回動させた際にはモータ２４がケース８およびアシスト軸６，７を同じ時計方向へ回転させることにより、入力軸４と出力軸５との回転数の比率が大きくなる。前記のようにモータ２４が回転しない場合は出力軸５の回転数は（Ｎ＝０．５）であって入力軸４と出力軸５との回転数の比率は１：０．５であったが、前記中速走行時にはモータ２４が回転して出力軸５の回転数は（Ｎ≒１．０）となり、回転数の比率は略１：１となる。低速走行時にはモータ２４の回転数を更に多くすることで、入力軸４と出力軸５との回転数の比率が大きくなって出力軸５の回転数は（１＜Ｎ＜２）になる一方、高速走行時にはモータ２４の回転数を少なくすることで、入力軸４と出力軸５との回転数の比率が小さくなって出力軸５の回転数は（０．８＜Ｎ＜１）になる。
【００４１】
次に、異常発生時には、電磁石３６への通電が絶たれる。このため、図５において可動鉄心３６ｃへの吸引力が作用しなくなり、復帰ばね３６ｄの付勢力が可動鉄心３６ｃに作用してロック軸３４が軸方向へ突出する。このとき、図１２に示すように、円周方向での一対のくさび３１に対するロック軸３４の位置は、一対のくさび３１の間に常に位置決めされているので、ロック軸３４は必ず一対のくさび３１の基端部どうしの間へ向かって前進する。ロック軸３４の先端は円錐形に尖っており、しかも一対のくさび３１のガイド溝３１ａに案内されるので、作動部３３により一対のくさび３１が押されて回動している状態においても、ロック軸３４は容易に一対のくさび３１の基端部どうしの間へ割り込むことになる。この割り込みにより、作動部３３と一方のくさび３１の先端部との間に隙間が形成されると共に他方のくさび３１の基端部とロック軸３４とが係合する。ここでロック軸３４が他方のくさび３１の基端部を押すのに対し、一方のくさび３１はばね３２の付勢力によりこれとは反対方向へ付勢されるため、一対のくさび３１が互いに離れる方向へ移動しようとして楔効果が生じる。この楔効果により一対のくさび３１と外歯車２９と内歯車２８とが相対回転できないロック状態になり、ロック軸３４を介して内歯車２８と接続軸２７とが連結されて一体回転する。つまり、図１（ｂ）に示すように出力軸５とアシスト軸６とが連結されて一体回転する状態になり、入力軸４と出力軸５とが回転方向同一かつ回転数比率１：１となってノーマルモードに移行する。
【００４２】
このノーマルモードの状態では、出力軸５とアシスト軸６とが一体回転するため、図１（ｂ）において傘歯車１０と噛み合う傘歯車１２，１３は回転が拘束されており、回転できない傘歯車１２，１３に傘歯車９が噛み合うので、入力軸４とギヤホルダ１１と出力軸５との全体が一体となって回転する。つまり、前記のように入力軸４と出力軸５とが回転方向同一かつ回転数比率１：１となり、舵角比可変ステアリング装置を設けない状態と同一のノーマルモードとなり、舵角比可変ステアリング装置に異常が発生しても安全運転が確保される。
【００４３】
このノーマルモードの場合は、通常動作状態ではモータ２４によって駆動されるケース８が、入力軸４によって逆方向から駆動されることになるので、ケース８と一体のウォームホィール１４からウォーム１５およびモータ２４が駆動されようとする。前記のように逆駆動が可能なようにウォーム１５とウォームホィール１４とが設定されているので、モータ２４を逆駆動しながら入力軸４により出力軸５を回転させることができる。
【００４４】
この発明によれば、偏心歯車機構を用いることにより、アシスト軸６，７に結合された内歯車２８に対して、出力軸５に結合された接続軸２７がどちらの回転方向であっても、円周方向での相対的な回転位置がどの位置であっても、内歯車２８に対して接続軸２７を連結することができる。このため、異常発生時に入力軸４と出力軸５との回転方向同一かつ回転数比率１：１のノーマルモードに移行する操作が瞬時に達成され、安全運転が確保される。また、異常な状態が解消すれば容易にアシストモードに戻ることもできる。
【００４５】
なお、本実施の形態では、歯車機構として傘歯車を用いた遊星歯車機構を採用した場合について示したが、その他の遊星歯車機構の構成であってもよく、あるいは遊星歯車機構に限らずその他の歯車機構であってもよい。また、出力軸とアシスト軸とを連結して一体回転させるための連結機構を設けた場合を示したが、入力軸とアシスト軸とを連結して一体回転させるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】舵角比可変ステアリング装置のスケルトン図に係り、（ａ）はケース固定時の構成図、（ｂ）はアシスト軸と出力軸との結合時の構成図（実施の形態）。
【図２】舵角比可変ステアリング装置の正面図（実施の形態）。
【図３】舵角比可変ステアリング装置の右側面図（実施の形態）。
【図４】図２のＡ−Ａ断面図（実施の形態）。
【図５】図３のＢ−Ｂ断面図（実施の形態）。
【図６】第１ハウジングを取り除き一部破断して示す斜視図（実施の形態）。
【図７】第１ハウジングを取り除き一部破断して示す斜視図（実施の形態）。
【図８】出力軸の構成を示す斜視図（実施の形態）。
【図９】遊星歯車機構と偏心歯車機構との外観図（実施の形態）。
【図１０】接続軸を一部破断して示す斜視図（実施の形態）。
【図１１】偏心歯車機構とロック軸との関係を示す斜視図（実施の形態）。
【図１２】連結機構の構成図（実施の形態）。
【符号の説明】
【００４７】
２…歯車機構
３…連結機構（クラッチ）
４…入力軸
５…出力軸
６，７…アシスト軸
２４…モータ
２６…偏心歯車機構
２７…接続軸（第２軸）
２８…内歯車（第１軸）
２８ｃ…筒部
２９…外歯車
３０…円環状空間
３１…くさび
３２…ばね（付勢手段）
３３…作動部
３４…ロック軸
【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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