(57)【要約】【課題】本発明では、エンジン回りからの振動や車両走行時に地面から伝わる振動の影響をなくすことで、運転者の操舵感覚を良好にすることができる車両用操舵装置を提供することを課題とする。【解決手段】車両用操舵装置Ｍは、ステアリングホイール１に連結されるステアリング軸２と、ラック軸８と噛み合うピニオン部３１ａを有するギヤボックス３と、これとは別にラック軸８に設けられる電動機４とを備える。ステアリング軸２とギヤボックス３の入力軸３２は完全に分離された状態で、かつその一部が近接するように配設され、この近接する一部にはステアリングホイール１の操舵角度が所定の角度以上になると係合する係合部２２ｇ，３２ａがそれぞれ形成される。そして、ステアリングホイール１の操舵角度が所定の角度未満である場合に、係合部２２ｇ，３２ａ間の隙間により入力軸３２からの振動を吸収する。【選択図】　　　　図２
2004009862.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングホイールに連結されるステアリング軸と、
車輪に連結されるラック軸と噛み合うピニオン部を端部に有するピニオン機構と、
前記車輪側に設けられて前記ステアリングホイールを操舵したときの操舵角度と操舵トルクに応じて前記車輪の転舵をアシストする転舵アクチュエータとを備える車両用操舵装置であって、
前記ステアリング軸と前記ピニオン機構は分離された状態で、かつその一部が近接するように配設され、この近接する一部には前記ステアリング軸と前記ピニオン機構との相対回転が所定の角度以上になると係合する係合部がそれぞれ形成され、
前記ステアリング軸と前記ピニオン機構が分離された状態である場合に、前記係合部の間に形成される隙間により前記ピニオン機構からの振動を吸収することを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項２】
前記ステアリング軸と前記ピニオン機構が同期して動くように前記転舵アクチュエータを制御する制御装置を設けることを特徴とする請求項１に記載の車両用操舵装置。
【請求項３】
ステアリングホイールに連結されるステアリング軸と、
車輪に連結されるラック軸と噛み合うピニオン部を端部に有するピニオン機構と、
前記車輪側に設けられて前記ステアリングホイールを操舵したときの操舵角度と操舵トルクに応じて前記車輪の転舵をアシストする転舵アクチュエータとを備える車両用操舵装置であって、
前記ステアリング軸と前記ピニオン機構は分離された状態で、かつその一部が近接するように配設され、この近接する一部には前記ステアリング軸と前記ピニオン機構との相対回転が所定の角度以上になると係合する係合部がそれぞれ形成され、
さらに前記所定の角度を変更する変更手段を設けたことを特徴とする車両用操舵装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動モータ等により操舵力をアシスト（補助）する車両用操舵装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両用操舵装置として、電動モータ等により操舵力をアシストする電動パワーステアリング（ＥＰＳ）が知られている。従来のＥＰＳとしては、特開平４−３６５６７３号公報に開示されるようなものがある。このＥＰＳは、ステアリングホイールに連結されるステアリングシャフトと、ラック軸と噛み合って回転することで車輪を左右に操舵するピニオンシャフトとが、電動モータの動力を断続的にピニオンシャフトに伝達するクラッチを介して接続されている（ピニオンアシストＥＰＳ）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の前記ＥＰＳでは、ステアリングシャフトとピニオンシャフトがクラッチを介して接続されるので、エンジン回りからの振動や走行時に路面から伝わる振動がそのクラッチを構成するアーマチュアや板バネ等を介して運転者に伝わるおそれがあった。このように振動が伝わった場合は、運転者が不快感を受けるといった問題があった。また、ラック軸に電動モータの動力を断続的に伝達するラックアシストＥＰＳでも同様に路面等からの振動が不快な振動としてドライバに伝わるという問題があった。
【０００４】
そこで、本発明の課題は、エンジン回りからの振動や車両走行時に路面から伝わる振動の影響をなくすことで、運転者の操舵感覚を良好にすることができる車両用操舵装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決した本発明のうちの請求項１に記載の発明は、ステアリングホイールに連結されるステアリング軸と、車輪に連結されるラック軸と噛み合うピニオン部を端部に有するピニオン機構と、前記車輪側に設けられて前記ステアリングホイールを操舵したときの操舵角度と操舵トルクに応じて前記車輪の転舵をアシストする転舵アクチュエータとを備える車両用操舵装置であって、前記ステアリング軸と前記ピニオン機構は分離された状態で、かつその一部が近接するように配設され、この近接する一部には前記ステアリング軸と前記ピニオン機構との相対回転が所定の角度以上になると係合する係合部がそれぞれ形成され、前記ステアリング軸と前記ピニオン機構が分離された状態である場合に、前記係合部の間に形成される隙間により前記ピニオン機構からの振動を吸収することを特徴とする。
【０００６】
請求項１に記載の発明によれば、ステアリング軸とピニオン機構との相対回転が所定の角度未満であって両者が分離された状態の場合、たとえば車両が直進方向に走行している場合では、ステアリング軸とピニオン機構の係合部の間に形成される隙間によりピニオン機構からの振動が吸収される。また、ステアリング軸とピニオン機構との相対回転が所定の角度以上の場合、たとえば交差点を曲がる場合では、係合部が係合するので、転舵アクチュエータの力と人による操舵力が組み合わされて小さいアクチュエータ出力にて良好に交差点を曲がることができる。また、交差点を曲がった際には、セルフアライニングトルクが確実に伝達され、ステアリングホイールが通常通り自ずと中立位置に戻る。さらに、ステアリング軸とピニオン機構との相対回転が所定の角度以上になると係合部が係合するので、仮に転舵アクチュエータが故障した場合でも運転者が自力でステアリング操作することができる。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明の構成において、前記ステアリング軸と前記ピニオン機構が同期して動くように前記転舵アクチュエータを制御する制御装置を設けることを特徴とする。
【０００８】
ここで、「ステアリング軸とピニオン機構が同期して動く」とは、ステアリング軸とピニオン機構が相対回転せずに、その係合部の間の隙間を所定の間隔に維持しながら一緒に回転することをいう。
【０００９】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明による作用に加え、たとえばカーブを曲がる場合であっても、制御装置によりステアリング軸とピニオン機構を同期させて動かすことで係合部の間の隙間が所定の間隔に維持されるので、カーブ走行時においても係合部の隙間で振動を吸収できる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、ステアリングホイールに連結されるステアリング軸と、車輪に連結されるラック軸と噛み合うピニオン部を端部に有するピニオン機構と、前記車輪側に設けられて前記ステアリングホイールを操舵したときの操舵角度と操舵トルクに応じて前記車輪の転舵をアシストする転舵アクチュエータとを備える車両用操舵装置であって、前記ステアリング軸と前記ピニオン機構は分離された状態で、かつその一部が近接するように配設され、この近接する一部には前記ステアリング軸と前記ピニオン機構との相対回転が所定の角度以上になると係合する係合部がそれぞれ形成され、前記所定の角度を変更する変更手段を設けたことを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の発明によれば、変更手段によりステアリング軸とピニオン機構が係合する条件となる所定の角度が変更されるので、車両の走行状態等に応じて係合部の係合状態を適宜に切り換えることができる。たとえば低速走行時に所定の角度を小さく設定しておけば、交差点等の急なカーブを曲がるときに即座にステアリング軸とピニオン機構が係合され、転舵アクチュエータの力と人による操舵力が組み合わされて小さいアクチュエータ出力にて良好に曲がることができる。また、たとえば高速走行時に所定の角度を大きく設定しておけば、緩やかなカーブを曲がるときでも係合部の隙間で振動を吸収できる。さらに、たとえば車両停車時（アイドル時）に所定の角度を大きく設定しておけば、アイドリングにおけるエンジン回りからの振動を係合部の隙間で吸収できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
〔第１の実施形態〕
以下、図面を参照して、本発明に係る車両用操舵装置における第１の実施形態の詳細について説明する。参照する図面において、図１は第１の実施形態に係る車両用操舵装置を示す概略正面図であり、図２は図１のジョイント機構を示す概略側面図である。
【００１３】
図１に示すように、車両用操舵装置Ｍは、ステアリングホイール１、ステアリング軸２、ギヤボックス（ピニオン機構）３、電動機（転舵アクチュエータ）４および電動機制御装置（変更手段）５を主に有している。そして、このステアリングホイール１にはステアリング軸２の一端が連結され、このステアリング軸２の他端には反力機構６やジョイント機構（変更手段）７が設けられている。
【００１４】
ギヤボックス３は、その下端部の出力軸３１にラック軸８のラック歯８ａと噛み合うピニオン部３１ａが形成されるとともに、その上端部にステアリング軸２と同軸に配設される入力軸３２が設けられている。この入力軸３２には、その回転方向の位置を検出する入力軸位置センサＳ１が設けられている。また、ラック軸８の両端部には、車輪Ｗ，Ｗに付設されたナックルアーム（図示省略）がタイロッドＲ，Ｒを介してそれぞれ連結されている。そして、ラック軸８には、これと同軸にボールネジ機構９のボールネジ部９ａが形成されている。このボールネジ部９ａに噛み合うボールナット９ｂは、電動機４のロータ４１に固定されており、この電動機４は、ラック軸８が貫通する状態でその周囲に配置されている。なお、電動機４は、ギヤボックス３とは別にラック軸８に設けられ、電動機制御装置５により適宜制御されて駆動することで車輪Ｗ，Ｗを転舵させている。
【００１５】
電動機制御装置５は、その入力端子に入力軸位置センサＳ１、車速センサＳ２、後記する舵角センサＳ３およびトルクセンサＳ４（図２参照）が接続され、その出力端子に電動機４や反力機構６が接続されている。そして、この電動機制御装置５は、これらのセンサＳ１〜Ｓ４から出力される信号に基づいて電動機４や反力機構６を適宜制御している。
【００１６】
反力機構６は、図２に示すように、反力モータ６１と、この反力モータ６１の回転軸６１ａに回転不能に接合される反力モータギヤ６２と、この反力モータギヤ６２から回転力が伝達される反力伝達ギヤ６３を備えている。そして、この反力モータ６１を作動させると、各ギヤ６２，６３を介してステアリング軸２に回転方向に沿う反力が付与されることとなる。
【００１７】
ジョイント機構７は、ステアリング軸２を第１ステアシャフト（第１部材）２１と第２ステアシャフト（第２部材）２２とに分離させ、この第２ステアシャフト２２を軸方向に沿って移動自在な構造とすることで、ギヤボックス３の入力軸３２との係合を良好に行う機構である。以下に、その詳細について説明する。
【００１８】
第１ステアシャフト２１は、車体に固定されるベアリングＢ１により回転自在に支持され、その一端にステアリングホイール１が連結され、その他端側の端面２１ａの外周部近傍に軸方向に突出する山型の凸部２１ｂが形成されている。また、この第１ステアシャフト２１には、ステアリングホイール１を操舵したときの操舵角度（操舵量）や操舵方向を検出する舵角センサＳ３が取り付けられている。
【００１９】
第２ステアシャフト２２は、第１ステアシャフト２１に向かい合う端面２２ａの外周部近傍に谷型の凹部２２ｂが前記凸部２１ｂに係合可能に形成されている。そして、第２ステアシャフト２２に反力が付与され、この反力に抗してステアリングホイール１を回動することで、第１ステアシャフト２１の凸部２１ｂが凹部２２ｂを軸方向に押圧することになる。すなわち、反力が付与された第２ステアシャフト２２の凹部２２ｂの斜面を凸部２１ｂの斜面で回転方向に押圧することで、この回転力がスラスト力に変換されて第２ステアシャフト２２がギヤボックス３側に押圧される。また、この第２ステアシャフト２２は、その外周面２２ｃに反力伝達ギヤ６３の内周面とスプライン嵌合するスプライン部２２ｄが形成されるとともに、車体に固定されるベアリングＢ２のインナー（図示せず）とスプライン嵌合するスプライン部２２ｅが形成されている。そのため、この第２ステアシャフト２２は、車体に対して回転自在であり、かつ軸方向に移動自在な構造となっている。
【００２０】
スプライン部２２ｄ，２２ｅの間には、外周面２２ｃから鍔状に延出するフランジ部２２ｆが形成され、このフランジ部２２ｆの端縁にはトルクセンサＳ４を構成する磁気を有するトルクセンサコアＳ４１が設けられている。このトルクセンサコアＳ４１には、その回りを囲むようにしてトルクセンサコイルＳ４２が配設されている。そして、このトルクセンサコアＳ４１がトルクセンサコイルＳ４２内を軸方向に沿って移動することで、このトルクセンサコイルＳ４２の相互誘導係数が変化し、このインダクタンス変化による電圧が前記電動機制御装置５でトルク値として算出される。また、第２ステアシャフト２２、フランジ部２２ｆおよびトルクセンサコアＳ４１で形成された断面略コ字状の部分内にコイルバネＣがセットされている。このコイルバネＣは、ベアリングＢ３の回転する側のリング状の板体Ｂ３１に固定されることで、車体に固定される側のリング状の板体Ｂ３２対して回転自在になっている。
【００２１】
また、この第２ステアシャフト２２と入力軸３２は、完全に分離された状態で、かつその一部が近接するように配設されている。そして、この近接する一部にはステアリングホイール１の操舵角度が所定の角度以上（ステアリング軸２とギヤボックス３の入力軸３２との相対回転が所定の角度以上）になると係合する係合部２２ｇ，３２ａがそれぞれ形成されている。
【００２２】
係合部２２ｇは、ステアリング軸２の端面に全周にわたって先端が尖った山型の凸部を連続して形成した形状となっている。また、係合部３２ａは、入力軸３２の端面に全周にわたって凸状の係合部２２ｇに沿った形状の谷型の凹部を連続して形成した形状となっている。そして、これら係合部２２ｇ，３２ａは、第２ステアシャフト２２がステアリングホイール１側に最も寄っている位置のときにその隙間が最大となり、この状態で第２ステアシャフト２２が回動されると、係合部２２ｇ，３２ａが最も小さい範囲で係合することになる。また、第２ステアシャフト２２が入力軸３２側に最も寄っている位置のときにその隙間が最小となり、この状態で第２ステアシャフト２２が回動されると、係合部２２ｇ，３２ａが最も大きい範囲で係合することになる。
【００２３】
次に、この車両用操舵装置Ｍの動作について図２を参照して説明する。
まず、車両が直進する場合では、第２ステアシャフト２２がコイルバネＣに付勢されてステアリングホイール１側に最も寄っているため、係合部２２ｇ，３２ａの隙間が最大となり、この隙間により入力軸３２からの振動が吸収される。そして、車両が緩やかなカーブを走行する場合、すなわちステアリングホイール１を所定の角度未満で操舵する場合は、ステアリングホイール１を操舵するとその操舵方向および操舵量を舵角センサＳ３が検出し、その信号が電動機制御装置５に出力される。この電動機制御装置５では、舵角センサＳ３からの信号に基づいて反力モータ６１の駆動信号を算出し、この駆動信号を反力モータ６１に出力する。そして、この駆動信号により駆動する反力モータ６１が第２ステアシャフト２２に所定の反力を与えることとなり、この所定の反力が凹部２２ｂ、凸部２１ｂ、ステアリングホイール１を介して運転者に伝達されることで、その操舵感覚が良好なものとなる。
【００２４】
また、この反力が付与された第２ステアシャフト２２は、この反力に抗してステアリングホイール１が所定の角度内で操舵されることにより、入力軸３２側に少し移動する。このように第２ステアシャフト２２が移動するとその略中央に設けられたトルクセンサＳ４がその移動量に基づいた電流値を電動機制御装置５に出力する。そして、この電動機制御装置５が、この電流値を示す信号と各種センサＳ１〜Ｓ３からの信号に基づいて電動機４を制御することで、ギヤボックス３の入力軸３２が第２ステアシャフト２２と同期して動くことになる。そのため、係合部２２ｇ，３２ａの隙間が所定の間隔に維持され、この隙間によりカーブ走行時においても入力軸３２からの振動が吸収される。
【００２５】
車両が急なカーブや交差点などを曲がる場合、すなわちステアリングホイール１を所定の角度以上で操舵する場合は、前記と同様に舵角センサＳ３からの信号に基づいて算出される信号で反力モータ６１が駆動する。この反力モータ６１により所定の反力が付与された第２ステアシャフト２２は、この反力に抗してステアリングホイール１が所定の角度以上で操舵されることにより、入力軸３２側に大きく移動する。そして、前記と同様に、その移動量がトルクセンサＳ４により検出され、その信号や各種センサＳ１〜Ｓ３からの信号に基づいて電動機４が制御される。この制御では、ステアリングホイール１が所定の角度まで操舵される間、前記と同様に、第２ステアシャフト２２と入力軸３２が同期して動く。そして、ステアリングホイール１の操舵角が所定の角度以上となると、第２ステアシャフト２２が入力軸３２に対して相対回転して、係合部２２ｇ，３２ａが大きな範囲で係合することになる。このように係合部２２ｇ，３２ａが係合した後は、電動機４の力と運転者による操舵力が組み合わされるので、良好な操舵力を得て快適にカーブを曲がることができる。また、係合部２２ｇ，３２ａが係合することで、車輪Ｗ，Ｗからの反力が運転者に伝達されることとなるので、この係合時に反力モータ６１をオフにしても運転者は良好な操舵感覚を得ることができる。
【００２６】
また、仮に電動機４や反力モータ６１等の電気系が故障した場合では、第２ステアシャフト２２に反力が付与されないので、ステアリングホイール１を操舵して凸部２１ｂと凹部２２ｂが係合すると、第２ステアシャフト２２が第１ステアシャフト２１と共に回転する。そして、このように回転する第２ステアシャフト２２は、その係合部２２ｇが入力軸３２の係合部３２ａと小さな範囲で係合するため、その後は運転者が自力で車輪Ｗ，Ｗを操舵することとなる。
【００２７】
以上によれば、第１の実施形態において次のような効果を得ることができる。（１）本実施形態によれば、ステアリングホイール１の操舵角度が所定の角度未満の場合は係合部２２ｇ，３２ａの隙間により入力軸３２からの振動が吸収されるので、エンジン回りからの振動や車両走行時に路面から伝わる振動の影響がなくなり、運転者の操舵感覚を良好にすることができる。
（２）本実施形態によれば、電動機制御装置５で第２ステアシャフト２２と入力軸３２を同期して動かすことにより係合部２２ｇ，３２ａの隙間を所定の間隔に維持できるので、緩いカーブを走行する場合においても路面から伝わる振動等の影響をなくすことができ、運転者の操舵感覚を良好にすることができる。
【００２８】
（３）本実施形態によれば、急なカーブを曲がる場合に第２ステアシャフト２２が大きく移動することにより係合部２２ｇ，３２ａが係合する範囲が大きくなるので、運転者の操舵トルクを良好に入力軸３２に伝達することができる。
（４）本実施形態によれば、仮に電動機４等の電気系が故障した場合でも、係合部２２ｇ，３２ａが確実に係合するので、良好なフェールセーフ機構を提供することができる。
（５）本実施形態によれば、係合部２２ｇ，３２ａが係合した後は、車輪Ｗ，Ｗからの力を反力として利用できるので、反力モータ６１を小さなものにすることができる。
【００２９】
〔第２の実施形態〕
以下に、本発明に係る車両用操舵装置における第２の実施形態について説明する。この実施形態は、図３に示すように、第１の実施形態における車両用操舵装置Ｍのジョイント機構７を変更したものなので、第１の実施形態と同様の構成要素については同一符号を付し、その説明を省略する。参照する図面において、図３は第２の実施形態に係るジョイント機構を示す概略側面図である。
【００３０】
図３に示すように、ジョイント機構（変更手段）７’は、第１ステアシャフト（第１部材）２３と、第２ステアシャフト（第１部材）２４と、可動子（第２部材）２５を主に備えている。そして、第１ステアシャフト２３と第２ステアシャフト２４の間には、トルクセンサＳ５が設けられている。
【００３１】
第１ステアシャフト２３は、その一端がステアリングホイール１に連結されるとともに、その他端がトルクセンサＳ５に連結されている。このトルクセンサＳ５は、第１ステアシャフト２３の操舵方向、操舵量およびねじりトルク（操舵トルク）を検出し、これらの信号を電動機制御装置５に出力している。そして、この電動機制御装置５は、これらの信号や各種センサＳ１，Ｓ２（図１参照）に基づいて電動機４、反力機構６および可動子５を制御している。
【００３２】
第２ステアシャフト２４は、その一端にトルクセンサＳ５が連結されるとともに、その他端側に可動子２５と相対回転不能かつ軸方向に摺動自在に係合するための図示しないスプライン部が形成されている。また、この第２ステアシャフト２４の反力伝達ギア６３と係合する部分には、この反力伝達ギア６３と相対回転不能に係合するための図示しない連結部が形成されている。
【００３３】
可動子２５は、車体に固定された図示しない固定子に対して可動するリニアアクチュエータの構成部品となっている。すなわち、この可動子２５は、前記固定子から発生される磁界が電動機制御装置５により適宜制御されることで、その移動が制御されている。また、この可動子２５は、その外周面２５ａに車体に固定されるベアリングＢ４，Ｂ５の各インナー（図示せず）とスプライン嵌合するスプライン部２５ｂが形成されている。そのため、この可動子２５は、車体に対して第２ステアシャフト２４とともに回転自在となるとともに、車体および第２ステアシャフト２４に対してその軸方向に移動自在な構造となっている。
【００３４】
さらに、この可動子２５の入力軸３２側の端面には、入力軸３２の係合部３２ａである谷型の凹部に沿った形状の山型の凸部を全周にわたって連続して形成した形状となる係合部２５ｃが形成されている。そして、これら係合部２５ｃ，３２ａは、可動子２５がステアリングホイール１側に最も寄っている位置のときにその隙間が最大となり、この状態でステアリングホイール１が回動されると係合部２５ｃ，３２ａが最も小さい範囲で係合することになる。また、可動子２５が最も入力軸３２側に寄っている位置のときにその隙間が最小となり、この状態でステアリングホイール１が回動されると、係合部２５ｃ，３２ａが最も大きい範囲で係合することになる。
【００３５】
次に、このジョイント機構７’の動作について、図３を参照して説明する。
まず、車両が直進または緩やかなカーブを曲がる場合、すなわちステアリングホイール１を所定の角度未満で操舵する場合は、ステアリングホイール１を操舵するとその操舵方向および操舵量をトルクセンサＳ５が検出し、その信号が電動機制御装置５に出力される。この電動機制御装置５では、トルクセンサＳ５からの信号に基づいて反力モータ６１の駆動信号を算出し、この駆動信号を反力モータ６１に出力する。そして、この駆動信号により駆動する反力モータ６１が第２ステアシャフト２４に所定の反力を与えることとなり、この所定の反力がステアリングホイール１を介して運転者に伝達されることで、その操舵感覚が良好なものとなる。
【００３６】
また、このように反力が付与された後に、さらにステアリングホイール１を操舵すると第１ステアシャフト２３にねじりトルクが発生し、このねじりトルクがトルクセンサＳ５により検出され、その信号が電動機制御装置５に出力される。そして、この電動機制御装置５が、このねじりトルクを示す信号と各種センサＳ１，Ｓ２（図１参照）からの信号に基づいて電動機４を制御することで、ギヤボックス３の入力軸３２が第２ステアシャフト２４と同期して動くことになる。そのため、係合部２５ｃ，３２ａの隙間が所定の間隔に維持され、この隙間によりカーブ走行時における入力軸３２からの振動が吸収される。なお、このようなステアリングホイール１を所定の角度未満で操舵する場合においては、電動機制御装置５から可動子２５を動かすための駆動信号は出力されず、そのためこの可動子２５はステアリングホイール１側に最も寄った位置で維持された状態となっている。
【００３７】
車両が急なカーブや交差点などを曲がる場合、すなわちステアリングホイール１を所定の角度以上で操舵する場合は、前記と同様にトルクセンサＳ５で操舵方向、操舵量およびねじりトルクが検出される。そして、このトルクセンサＳ５から出力される信号に基づいて可動子５を動かすための駆動信号が電動機制御装置５で算出され、その信号が固定子に出力されて可動子５が入力軸３２側に移動する。
【００３８】
一方、電動機制御装置５は、ステアリングホイール１が所定の角度まで操舵される間、前記と同様に、第２ステアシャフト２４と入力軸３２を同期して動くように制御する。そして、ステアリングホイール１の操舵角が所定の角度以上となると、第２ステアシャフト２４と入力軸３２が相対回転して、係合部２５ｃ，３２ａが大きな範囲で係合することになる。このように係合部２５ｃ，３２ａが係合した後は、電動機４の力と運転者による操舵力が組み合わされるので、良好な操舵力が得られ快適にカーブを曲がることができる。また、係合部２５ｃ，３２ａが係合することで、車輪Ｗ，Ｗからの反力が運転者に伝達されることとなるので、その操舵感覚が良好なものとなる。
【００３９】
また、仮に電動機４や反力モータ６１等の電気系が故障した場合では、ステアリングホイール１を操舵すると、第１ステアシャフト２３、第２ステアシャフト２４および可動子２５が共に回転する。そして、このように回転する可動子２５は、その係合部２５ｃが入力軸３２の係合部３２ａと小さな範囲で係合するため、運転者が自力で車輪Ｗ，Ｗを操舵することとなる。
【００４０】
以上によれば、第２の実施形態において次のような効果を得ることができる。（６）本実施形態によれば、トルクセンサＳ５によりステアリングホイール１の操舵方向、操舵量および操舵トルクを検出できるので、第１の実施形態のように舵角センサＳ３を設ける必要がなく、その分コストを低くすることができる。
（７）本実施形態によれば、可動子２５が電動機制御装置５からの電気的な信号のみで移動するので、ステアリングホイール１の操作と無関係に係合部２５ｃ，３２ａの隙間を調節できる。そのため、車速、路面状態または運転者の好みに応じて振動の伝達やその防止を制御することができる。
【００４１】
以上、本発明は、前記実施形態に限定されることなく、様々な形態で実施される。
第１実施形態では、ステアリング軸２を第１ステアシャフト２１と第２のステアシャフト２２に分割し、この第２ステアシャフト２２を軸方向に移動自在な構造としたが、本発明はこれに限定されず、第２ステアシャフト２２と第１ステアシャフト２１を一体に構成させてもよい。この場合は、第２ステアシャフト２２の移動により係合部２２ｇ，３２ａが係合する範囲が変化することがないので、図４に示すように、あらかじめ係合部２２ｈと係合部３２ｂの係合範囲を大きくするとともに回転方向において所定の隙間を設けておくことが必要である。そして、このように構成した場合であっても、回転方向に所定の隙間が設けられているので、この隙間により振動を吸収することができる。また、図４に示した係合部２２ｈ，３２ｂは、これらが互いに係合する係合面が回転方向に対して直交するように形成されるので、係合の際に両者にすべりが生ずることがなく、第２ステアシャフト２２側から大きな力を入力軸３２に伝達することができる。
【００４２】
また、第１，第２の実施形態において第２部材である第２ステアシャフト２２や可動子２５がギヤボックス３側に最も寄ったときの係合部２２ｇ，３２ａまたは係合部２５ｃ，３２ａの隙間は任意に設定可能であり、たとえばゼロとしてもよい。この場合は、ステアリング軸２と入力軸３２が完全に連結されるので、ステアリングホイール１からの操舵力が効率良く車輪Ｗに伝達される。また、このステアリング軸２と入力軸３２の連結または解除は、前記第１，第２の実施形態のようなステアリングホイール１の操舵角度により制御するだけでなく、これに加えて車速センサＳ２からの信号によって制御してもよい。たとえば、車両停車時（アイドル時）では解除、中低速走行時で操舵トルクが大きい場合は連結、高速走行時では解除というように制御してもよい。このように連結・解除すると、車両停車時ではエンジンのアイドリングによる振動を防止できる。また、中低速走行時で操舵トルクが大きいときは、電動機のアシスト力に加えて手動操舵力が加わるので電動機の最高出力を小さくできるとともに、路面反力が加わるので反力モータを小さくできる。さらに、高速走行時では、路面からの不快な振動を防止することができる。
【００４３】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、ステアリング軸とピニオン機構が分離された状態では係合部の隙間によりピニオン機構からの振動が吸収されるので、エンジン回りからの振動や車両走行時に路面から伝わる振動の影響がなくなり、運転者の操舵感覚を良好にすることができる。
【００４４】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明による効果に加え、制御装置でステアリング軸とピニオン機構を同期して動かすことにより係合部の隙間を所定の間隔に維持できるので、たとえばカーブ走行時においても路面から伝わる振動等の影響をなくすことができ、運転者の操舵感覚を良好にすることができる。
【００４５】
請求項３に記載の発明によれば、変更手段により所定の角度が変更されることで係合部が係合する条件が変更されるので、たとえば車両の走行状態等に応じて係合部を係合し難くすることで振動を吸収する状態を長く維持したり、係合部を係合しやすくすることで人による操舵力を即座にピニオン機構に伝達させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る車両用操舵装置を示す概略正面図である。
【図２】図１のジョイント機構を示す概略側面図である。
【図３】第２の実施形態に係るジョイント機構を示す概略側面図である。
【図４】係合部の他の実施形態を示す概略側面図である。
【符号の説明】
Ｍ　　　　　　　車両用操舵装置
１　　　　　　　ステアリングホイール
２　　　　　　　ステアリング軸
２１　　　　　　第１ステアシャフト（第１部材）
２２　　　　　　第２ステアシャフト（第２部材）
２２ｇ　　　　　係合部
３　　　　　　　ギヤボックス（ピニオン機構）
３１　　　　　　出力軸
３１ａ　　　　　ピニオン部
３２　　　　　　入力軸
３２ａ　　　　　係合部
４　　　　　　　電動機（転舵アクチュエータ）
５　　　　　　　電動機制御装置（変更手段）
６　　　　　　　反力機構
７　　　　　　　ジョイント機構（変更手段）
８　　　　　　　ラック軸
Ｗ　　　　　　　車輪
Ｓ１　　　　　　入力軸位置センサ
Ｓ２　　　　　　車速センサ
Ｓ３　　　　　　舵角センサ
Ｓ４　　　　　　トルクセンサ
【図１】
2004009862.tif 000003
【図２】
2004009862.tif 000004
【図３】
2004009862.tif 000005
【図４】
2004009862.tif 000006