(57)【要約】【課題】  転舵時に左右のラックストローク量に差を持たせることで、従来システムと同じステアリングレイアウトにしても最小旋回半径をさらに小さくすることができる車両用操舵装置を提供すること。【解決手段】  ステアリングホイール１への操舵入力を、直接または間接的にステアリングラック軸１０へ伝達し、伝達された力による前記ステアリングラック軸１０の移動により左右の操向輪を転舵させる車両用操舵装置において、前記ステアリングラック軸１０を、左ラック移動部１０ａと右ラック移動部１０ｂとに分割し、左右の操向輪を転舵する時、左右のラックストローク量に差を持たせる転舵角変換機構を設けた。【選択図】        図１
2005126044.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作入力手段への操舵入力を、直接または間接的にステアリングラック軸へ伝達し、伝達された力による前記ステアリングラック軸の移動により左右の操向輪を転舵させる車両用操舵装置において、
前記ステアリングラック軸を、左ラック移動部と右ラック移動部とに分割し、左右の操向輪を転舵する時、左右のラックストローク量に差を持たせる転舵角変換機構を設けたことを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項２】
請求項１に記載された車両用操舵装置において、
前記転舵角変換機構は、左右のピニオンシャフトの端部にそれぞれ形成されたピニオンギヤ部と、前記左右のラック移動部にそれぞれ形成されたラックギヤ部とを有し、
前記ステアリングラック軸を、ピニオンシャフト回転量に対するラックストローク量の関係が左右非対称となるように構成されたバリアブルラックとしたことを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項３】
前記操作入力手段とステアリングラック軸が機械的に切り離され、前記操舵入力に応じて発する電気信号にて前記ステアリングラック軸を作動させる請求項２に記載された車両用操舵装置において、
前記操作入力手段を有する操舵部と前記左右のラック移動部を有する転舵部とを連結する機械式バックアップとして、３つの円筒状のプーリを有するケーブル式バックアップ機構を備え、前記操舵部に１つのクラッチ機構を備え、前記転舵部に、前記電気信号に基づいて左右のラック移動部をそれぞれ駆動する２つの転舵アクチュエータを備えたことを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項４】
請求項３に記載された車両用操舵装置において、
前記左右のピニオンシャフトにウォームホイールを設け、これらウォームホイールと螺合するウォームギヤ部が形成された連結シャフトを介して左右のピニオンシャフトを連結したことを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項５】
前記操作入力手段とステアリングラック軸が機械的に切り離され、前記操舵入力に応じて発する電気信号にて前記ステアリングラック軸を作動させる請求項２に記載された車両用操舵装置において、
前記操作入力手段を有する操舵部と前記左右のラック移動部を有する転舵部とを連結する機械式バックアップとして、２つの円筒状のプーリを有するケーブル式バックアップ機構を備え、該ケーブル式バックアップ機構を挟んだ操舵部と転舵部にそれぞれ１つのクラッチ機構を備え、前記転舵部に、前記電気信号に基づいて左右のラック移動部を駆動する１つの転舵アクチュエータを備えたことを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項６】
請求項２に記載された車両用操舵装置において、
前記操作入力手段が端部に設けられたコラムシャフトと左右のピニオンシャフトの一方とを一体に形成し、左右のピニオンシャフトの他方へは、ラックギヤ部が形成された連結シャフトを介して連結し、前記左ラック移動部と右ラック移動部へは常に機械的にトルク伝達する直結方式としたことを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項７】
請求項２に記載された車両用操舵装置において、
前記操作入力手段が端部に設けられたコラムシャフトと左右のピニオンシャフトの一方とを一体に形成し、左右のピニオンシャフトにウォームホイールを設け、これらウォームホイールと螺合するウォームギヤ部が形成された連結シャフトを介して左右のピニオンシャフトを連結したことを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項８】
請求項１に記載された車両用操舵装置において、
前記転舵角変換機構を、左右のピニオンシャフトの端部にそれぞれ設けられ、ケーブル巻き付け径がラックストロークに応じて変化し、ピニオンシャフト回転量に対するラックストローク量の関係が左右非対称となるように構成された左右の円錐筒状のテーパプーリとしたことを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項９】
前記操作入力手段とステアリングラック軸が機械的に切り離され、前記操舵入力に応じて発する電気信号にて前記ステアリングラック軸を作動させる請求項８に記載された車両用操舵装置において、
前記操作入力手段を有する操舵部と前記左右のラック移動部を有する転舵部とを連結する機械式バックアップとして、１つの円筒状プーリと２つの円錐筒状のテーパプーリを有するケーブル式バックアップ機構を備え、前記操舵部に１つのクラッチ機構を備え、前記転舵部に、前記電気信号に基づいて左右のラック移動部をそれぞれ駆動する２つの転舵アクチュエータを備え、ピニオンシャフト回転量に対するラックストローク量の関係が左右対称となるように構成されたラック&ピニオンを前記左右のラック移動部に備えたことを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項１０】
前記操作入力手段とステアリングラック軸が機械的に切り離され、前記操舵入力に応じて発する電気信号にて前記ステアリングラック軸を作動させる請求項８に記載された車両用操舵装置において、
前記操作入力手段を有する操舵部と前記左右のラック移動部を有する転舵部とを連結する機械式バックアップとして、１つの円筒状プーリと２つの円錐筒状のテーパプーリを有するケーブル式バックアップ機構を備え、前記操舵部に１つのクラッチ機構を備え、前記転舵部に、前記電気信号に基づいて左右のラック移動部をそれぞれ駆動する２つの転舵アクチュエータを備え、ラックギヤピッチがラック中心部から操向輪側に向かって疎→密になるバリアブルラックを前記左右のラック移動部に備えたことを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項１１】
前記操作入力手段とステアリングラック軸が機械的に切り離され、前記操舵入力に応じて発する電気信号にて前記ステアリングラック軸を作動させる請求項８に記載された車両用操舵装置において、
前記操作入力手段を有する操舵部と前記左右のラック移動部を有する転舵部とを連結する機械式バックアップとして、１つの円筒状プーリと２つの円錐筒状のテーパプーリを有するケーブル式バックアップ機構を備え、前記操舵部に１つのクラッチ機構を備え、前記転舵部に、前記電気信号に基づいて左右のラック移動部をそれぞれ駆動する２つの転舵アクチュエータを備え、ラックギヤピッチがラック中心部から操向輪側に向かって密→疎になるバリアブルラックを前記左右のラック移動部に備えたことを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項１２】
前記操作入力手段とステアリングラック軸が機械的に切り離され、前記操舵入力に応じて発する電気信号にて前記ステアリングラック軸を作動させる請求項８に記載された車両用操舵装置において、
前記操作入力手段を有する操舵部と前記左右のラック移動部を有する転舵部とを連結する機械式バックアップとして、１つの円筒状プーリと２つの円錐筒状のテーパプーリを有するケーブル式バックアップ機構を備え、前記操舵部に１つのクラッチ機構を備え、前記転舵部に、前記電気信号に基づいて左右のラック移動部を駆動する１つの転舵アクチュエータを備え、ラックストロークに対し左右が対称ピッチに構成されたラック&ピニオンを前記左右のラック移動部に備えたことを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項１３】
前記操作入力手段とステアリングラック軸が機械的に切り離され、前記操舵入力に応じて発する電気信号にて前記ステアリングラック軸を作動させる請求項８に記載された車両用操舵装置において、
前記操作入力手段を有する操舵部と前記左右のラック移動部を有する転舵部とを連結する機械式バックアップとして、１つの円筒状プーリと２つの円錐筒状のテーパプーリを有するケーブル式バックアップ機構を備え、前記操舵部に１つのクラッチ機構を備え、前記転舵部に、前記電気信号に基づいて左右のラック移動部を駆動する１つの転舵アクチュエータを備え、ラックギヤピッチがラック中心部から操向輪側に向かって疎→密になるバリアブルラックを前記左右のラック移動部に備えたことを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項１４】
前記操作入力手段とステアリングラック軸が機械的に切り離され、前記操舵入力に応じて発する電気信号にて前記ステアリングラック軸を作動させる請求項８に記載された車両用操舵装置において、
前記操作入力手段を有する操舵部と前記左右のラック移動部を有する転舵部とを連結する機械式バックアップとして、１つの円筒状プーリと２つの円錐筒状のテーパプーリを有するケーブル式バックアップ機構を備え、前記操舵部に１つのクラッチ機構を備え、前記転舵部に、前記電気信号に基づいて左右のラック移動部を駆動する１つの転舵アクチュエータを備え、ラックギヤピッチがラック中心部から操向輪側に向かって密→疎になるバリアブルラックを前記左右のラック移動部に備えた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、ステアリングホイール等への操舵入力にしたがって操向輪を転舵する車両用操舵装置の技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
ステアリングホイールの反力トルクと操向輪の転舵角を自由に設定可能である従来のステア・バイ・ワイヤ方式による車両用操舵装置において、ステアリングホイールと操向輪を連結するコラムシャフトの間に、システム故障（異常）が発生した場合に安全性を確保するため、機械式のバックアップを設けることが一般的に知られている。
【０００３】
しかし、機械式バックアップとしてコラムシャフトやコラムシャフトに類するシャフトを用いると、ステア・バイ・ワイヤ方式によるステアリングシステムのメリットである、コックピット配置の自由度を確保できない。
【０００４】
そこで、コックピット配置の自由度を確保するために、機械的バックアップとして比較的配置の自由度を持たせることができるケーブル式バックアップ機構を用いたステア・バイ・ワイヤ方式によるステアリングシステムが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−２２５７３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のステア・バイ・ワイヤ方式によるステアリングシステムにあっても、ステアリングホイールと操向輪とが常に機械的に連結された周知のステアリングシステムと同様に、ラック部分は剛体シャフトであり、ステアリングラック軸が一本のシャフトとして構成され、転舵時にラックストローク量は左右が常に同じになる。
【０００６】
このため、転舵時に、本来は左右一方の操向輪については切り角に余裕があるにもかかわらず、ラックストローク量が同じであるため、最大転舵角の小さい方の操向輪がストッパに当たれば、その影響を受け、もう一方の操向輪も止まってしまい、それ以上転舵できなくなる。この影響は、車両の最小旋回半径を制限する要因となっているという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、転舵時に左右のラックストローク量に差を持たせることで、従来システムと同じステアリングレイアウトにしても最小旋回半径をさらに小さくすることができる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】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明では、操作入力手段への操舵入力を、直接または間接的にステアリングラック軸へ伝達し、伝達された力による前記ステアリングラック軸の移動により左右の操向輪を転舵させる車両用操舵装置において、
前記ステアリングラック軸を、左ラック移動部と右ラック移動部とに分割し、左右の操向輪を転舵する時、左右のラックストローク量に差を持たせる転舵角変換機構を設けた。
【発明の効果】
【０００９】
よって、本発明の車両用操舵装置にあっては、ステアリングラック軸が、左ラック移動部と右ラック移動部とに分割され、左右の操向輪を転舵する時、転舵角変換機構により、左右のラックストローク量に差が持たせられるため、従来システムと同じステアリングレイアウトにしても最小旋回半径をさらに小さくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の車両用操舵装置を実現する実施の形態を、図面に示す実施例１，実施例２，実施例３，実施例４，実施例５，実施例６，実施例７，実施例８，実施例９，実施例１０，実施例１１に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１１】
まず、構成を説明する。
図１は実施例１の車両用操舵装置を示す全体システム図であり、この実施例１は、左右分離のバリアブルラックを転舵角変換機構とし、３つのプーリを有するケーブル式バックアップ機構と１つのクラッチ機構と２つの転舵アクチュエータとを有するステア・バイ・ワイヤ・ステアリングシステムの例である。
【００１２】
実施例１の車両用操舵装置は、図１に示すように、ステアリングホイール１（操作入力手段）と、操舵反力アクチュエータ２と、クラッチ機構３と、ケーブル式バックアップ機構４と、転舵アクチュエータ５，５と、バリアブルラック６，６（転舵角変換機構）と、を備えている。
【００１３】
前記ステアリングホイール１には、第１コラムシャフト７が連結されていて、この第１コラムシャフト７の途中位置には、ステア・バイ・ワイヤシステムの正常時に、図外のコントローラからの指令を受けてステアリングホイール１に操舵反力を付与する操舵反力アクチュエータ２が設けられている。
【００１４】
前記クラッチ機構３は、前記第１コラムシャフト７と、前記ケーブル式バックアップ機構４の操舵側プーリ４ａに連結される第２コラムシャフト８との間の位置に介装されている。なお、クラッチ機構３としては、図外のコントローラからの指令により締結・解放の制御が可能な電磁クラッチ等が適用される。
【００１５】
前記ケーブル式バックアップ機構４は、前記クラッチ機構３を締結するステア・バイ・ワイヤシステムの異常時、ステアリングホイール１と図外の操向輪とを機械的に連結するバックアップ機構であり、第２コラムシャフト８と左右のピニオンシャフト９，９との間に介装されている。このケーブル式バックアップ機構４は、前記第２コラムシャフト８に連結された円筒状の操舵側プーリ４ａと、前記左右のピニオンシャフト９，９にそれぞれ連結された円筒状の転舵側プーリ４ｂ，４ｂと、操舵側プーリ４ａと一方の転舵側プーリ４ｂとを連結する第１ケーブル４ｃと、操舵側プーリ４ａと他方の転舵側プーリ４ｂとを連結する第２ケーブル４ｄと、両転舵側プーリ４ｂ，４ｂとを連結する第３ケーブル４ｅと、により構成されている。なお、各ケーブル４ｃ，４ｄ，４ｅは、アウターチューブとインナーケーブルとから構成されている。
【００１６】
前記転舵アクチュエータ５，５は、前記左右のピニオンシャフト９，９のそれぞれの途中位置に設けられていて、ステア・バイ・ワイヤシステムの正常時に、図外のコントローラからの指令を受けて左右のピニオンシャフト９，９を回転駆動する。
【００１７】
前記バリアブルラック６，６は、ステアリングラック軸１０を、左ラック移動部１０ａと右ラック移動部１０ｂとに分割し、両ラック移動部１０ａ，１０ｂの端部に設けられる図外の左右の操向輪を転舵する時、左右のラックストローク量に差を持たせる転舵角変換機構である。このバリアブルラック６，６は、左ラック移動部１０ａと右ラック移動部１０ｂにそれぞれ形成され、外側（操向輪側）のギヤピッチを最小とし、内側に向かうにしたがってギヤピッチを大きくしたラックギヤ部６ａ，６ａと、前記左右のピニオンシャフト９，９の端部にそれぞれ形成されたピニオンギヤ部６ｂ，６ｂと、によって、ピニオンシャフト回転量に対するラックストローク量の関係が左右非対称となるように構成されている。
【００１８】
次に、作用を説明する。
【００１９】
［転舵作用］
【００２０】
従来のステアリングシステムでは、１本のステアリングラック軸により左右の操向輪を転舵するものであるため、図２のＡに示すように、左右の操向輪のうち右側の操向輪がストッパに当たってしまうと、左側の操向輪については、まだ転舵角の限界に達していないにもかかわらず、右側の操向輪と同じ転舵角位置で止まってしまう。
【００２１】
これに対し、実施例１では、左右分割した左ラック移動部１０ａと右ラック移動部１０ｂと左右のバリアブルラック６，６により、左右のラックストローク量に差を持たせるようにしたため、図２のＢに示すように、左右の操向輪のうち転舵余裕のある左側の操向輪については、右側の操向輪よりさらに転舵角を増すように転舵される。
【００２２】
この結果、右側の操向輪の転舵角が限界に達しても、左側の操向輪の転舵角が、右側の操向輪の転舵角よりも大きな角度となり、幾何学的に左右の操向輪での円旋回の中心位置がほぼ一致し、旋回半径が実質的に短くなるため、設計的に全く同じレイアウトを持つ車両であっても、最小旋回半径をさらに小さくすることが可能となる。
【００２３】
また、実施例１では、ステアリングラック軸が分割されており、分割された左ラック移動部１０ａと右ラック移動部１０ｂのそれぞれに、左右のピニオンシャフト９，９からの入力による左右ラック移動部１０ａ，１０ｂの動きが可変となるようなバリアブルラック６，６が形成してある。
【００２４】
一般的な左右独立のシステムでは、分割されているラック移動部のそれぞれを独立にコントロールし、作動させなければならない。これは、ストローク量を変えたいといった場合でも、同じことである。
【００２５】
しかし、実施例１の構成では、図３に示すように、可変式のバリアブルラック６，６を形成することにより、２本あるピニオンシャフト９，９に同じ回転数を加えれば良く、独立にコントロールする必要もなく、複雑なシステムも必要とならないため、全体の構成が簡易なものとなる。
【００２６】
［バリアブルラックの設定］
【００２７】
図４はハンドル角（ここでは、ステアリングホイール１や転舵アクチュエータ５，５からピニオンシャフト９，９への入力と考えている。）に対する左右ストローク量の絶対値特性であり、図４中の実線は一方のストローク量（図２では右側の操向輪）、点線はもう一方のストローク量（図２では左側の操向輪）を示している。
【００２８】
実施例１では、左右分割した左ラック移動部１０ａと右ラック移動部１０ｂと左右のバリアブルラック６，６により、図４の特性に示すように、同じハンドル角を与えても左右のラックストローク量に差を持たせることができる。そして、左右のバリアブルラック６，６のラックギヤ６ａ，６ａの切り方は、図４の円径表示に示すように、自由に設定できるものとする。また、左右のバリアブルラック６，６のラックギヤ６ａ，６ａの切り方に関しては、図１に示すように、ラック中心部から操向輪に向かって疎→密になる場合だけでなく、逆に、ラック中心部から操向輪に向かって密→疎にラックギヤ６ａ，６ａを切ることも考えられる。
【００２９】
［ステア・バイ・ワイヤシステム］
【００３０】
まず、実施例１の場合、ステア・バイ・ワイヤと呼ばれるシステムであり、機械式バックアップ機構としてケーブル式バックアップ機構４を採用している。このケーブル式バックアップ機構４では、各ケーブル４ｃ，４ｄ，４ｅを自由に配索することができ、コラムシャフトが通らない場所でも、多少の障害物は回避して従来と同等のステアリング機能を実現することができる。
【００３１】
ステア・バイ・ワイヤシステムが正常である時には、クラッチ機構３が解放され、ステアリングホイール１への操舵入力時には、検出される操舵角に応じて左右の転舵アクチュエータ５，５に対し同じ駆動指令による制御が行われ、左右のピニオンシャフト９，９から左右のバリアブルラック６，６に対しアクチュエータ駆動力が入力される。なお、クラッチ機構３の解放に伴い、検出されるトルク等に応じて操舵反力アクチュエータ２によりドライバーに対し模擬の操舵反力を与える制御が同時に行われる。また、切り離すクラッチ機構３が１つであるため、ケーブル式バックアップ機構４は転舵部と共に連れ回ることになる。
【００３２】
一方、ステア・バイ・ワイヤシステムが異常であるバックアップモード時には、クラッチ機構３が締結され、ステアリングホイール１への操舵入力は、第１コラムシャフト７→クラッチ機構３→ケーブル式バックアップ機構４→左右のピニオンシャフト９，９を経過し、バリアブルラック６，６に伝達される。なお、左右の操向輪が路面から受けた転舵抵抗は、上記とは逆の経路によりステアリングホイール１へ伝達され、ドライバーに対する操舵反力となる。
【００３３】
上記のように、ステア・バイ・ワイヤシステムが正常であるか、異常であるかにかかわらず、ステアリングホイール１に対し所定の角度を入力すると、左ラック移動部１０ａと右ラック移動部１０ｂの移動により左右の操向輪を転舵するものであるため、正常時のようにステア・バイ・ワイヤ方式により自由に転舵特性を設定できる場合は勿論のこと、フェイルによりバックアップモードとなっても、上記のように、最小旋回半径を得ることができる。
【００３４】
なお、転舵アクチュエータ５，５が左右に設けられている理由は、各ケーブル４ｃ，４ｄ，４ｅは、一般的に剛性が低いため、２つの転舵アクチュエータ５，５により、擬似的に剛性感を高めるためである。
【００３５】
次に、効果を説明する。
実施例１の車両用操舵装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
【００３６】
(1) ステアリングホイール１への操舵入力を、直接または間接的にステアリングラック軸１０へ伝達し、伝達された力による前記ステアリングラック軸１０の移動により左右の操向輪を転舵させる車両用操舵装置において、前記ステアリングラック軸１０を、左ラック移動部１０ａと右ラック移動部１０ｂとに分割し、左右の操向輪を転舵する時、左右のラックストローク量に差を持たせる転舵角変換機構を設けたため、転舵時に左右のラックストローク量に差を持たせることで、従来システムと同じステアリングレイアウトにしても最小旋回半径をさらに小さくすることができる。
【００３７】
(2) 前記転舵角変換機構を、前記左右のピニオンシャフト９，９の端部にそれぞれ形成されたピニオンギヤ部６ｂ，６ｂと、前記左右のラック移動部１０ａ，１０ｂにそれぞれ形成されたラックギヤ部６ａ，６ａとを有し、ピニオンシャフト回転量に対するラックストローク量の関係が左右非対称となるように構成されたバリアブルラック６，６としたため、分割された左右のラック移動部１０ａ，１０ｂのそれぞれにバリアブルラック６，６を形成するだけの簡単な構成により、転舵時に左右のラックストローク量に差を持たせることができる。
【００３８】
(3) 前記ステアリングホイール１を有する操舵部と前記左右のラック移動部１０ａ，１０ｂを有する転舵部とを連結する機械式バックアップとして、３つの円筒状のプーリ４ａ，４ｂ，４ｂを有するケーブル式バックアップ機構を備え、前記操舵部に１つのクラッチ機構３を備え、前記転舵部に左右のラック移動部１０ａ，１０ｂをそれぞれ駆動する２つの転舵アクチュエータ５，５を備えたステア・バイ・ワイヤ方式としたため、クラッチ機構３が切り離されたシステム正常時に、２つの転舵アクチュエータ５，５に対する同じ駆動指令により左右のラックストローク量に差を持たせることができると共に、剛性感を高めることができる。また、システムフェイル時のバックアップモードにおいても、左右のラックストローク量に差が持たせられるため、最小旋回半径を得ることができる。
【実施例２】
【００３９】
実施例２は、クラッチ機構をケーブル式バックアップ機構を挟んで２つ設けると共に、左右のラック移動部を駆動する転舵アクチュエータを１つにした例である。
【００４０】
すなわち、図５に示すように、ステアリングホイール１を有する操舵部と前記左右のラック移動部１０ａ，１０ｂを有する転舵部とを連結する機械式バックアップとして、２つの円筒状の操舵側プーリ４ａと転舵側プーリ４ｂを有するケーブル式バックアップ機構４を備え、該ケーブル式バックアップ機構４を挟んだ操舵部と転舵部にそれぞれ１つのクラッチ機構３，３を備え、前記転舵部に左右のラック移動部１０ａ，１０ｂを駆動する１つの転舵アクチュエータ５を備えたステア・バイ・ワイヤ方式としている。
【００４１】
前記転舵部側のクラッチ機構３は、転舵側プーリ４ｂが設けられたピニオンシャフト１１と左側のピニオンシャフト９との間に介装されている。また、ステア・バイ・ワイヤによる操舵時に１つの転舵アクチュエータ５により右側のピニオンシャフト９を回転駆動する伝達機構は、ラックギヤ部１２ａ，１２ａを形成した連結シャフト１２と、該連結シャフト１２のラックギヤ部１２ａ，１２ａに螺合するピニオンギヤ部９ａ，９ａを形成したピニオンシャフト９，９により構成されている。なお、他の構成は実施例１と同様であるので、同一構成には同一符号を付して説明を省略する。
【００４２】
次に、作用を説明すると、この実施例２においても、実施例１と同様に、ステア・バイ・ワイヤの通常制御時にも、バックアップモード時にも、共に最小旋回半径を得ることができる。そして、クラッチ機構３，３が切り離されるステア・バイ・ワイヤの通常制御時には、ケーブル式バックアップ機構４の連れ回りがなく、連れ回りによる摩擦によるケーブル摩耗の現象を無くすことができる。
【００４３】
さらに、剛性の高い連結シャフト１２にすることにより、ケーブルにように低剛性の対策の必要が無く、実施例１に比べ、転舵アクチュエータ５の個数を半分にできる構成を確立することができる。なお、実施例２の図５においては、システムを分かりやすくするために、転舵アクチュエータとしては、極力最小限の個数を表記した。これはあくまで最小限であり、システムの安全性を確保するために当然に２つの転舵アクチュエータをピニオンシャフトに設ける等、複数の転舵アクチュエータを用いることもあり得る。
【００４４】
次に、効果を説明する。
実施例２の車両用操舵装置にあっては、実施例１の(1)，(2)の効果に加え、下記の効果を得ることができる。
【００４５】
(4) ステアリングホイール１を有する操舵部と前記左右のラック移動部１０ａ，１０ｂを有する転舵部とを連結する機械式バックアップとして、２つの円筒状の操舵側プーリ４ａと転舵側プーリ４ｂを有するケーブル式バックアップ機構４を備え、該ケーブル式バックアップ機構４を挟んだ操舵部と転舵部にそれぞれ１つのクラッチ機構３，３を備え、前記転舵部に左右のラック移動部１０ａ，１０ｂを駆動する１つの転舵アクチュエータ５を備えたステア・バイ・ワイヤ方式としたため、ステア・バイ・ワイヤの通常制御時には、ケーブル式バックアップ機構４の連れ回りがなく、ケーブル式バックアップ機構４の耐久性を確保することができると共に、転舵アクチュエータ５の個数を１つにしてシステム構成の簡略化を図ることができる。
【実施例３】
【００４６】
実施例３は、実施例１，２のステア・バイ・ワイヤ方式に代え、直結方式のステアリングシステムにバリアブルラックを採用した例である。
【００４７】
すなわち、図６に示すように、ステアリングホイール１が端部に設けられたコラムシャフト７と左右のピニオンシャフト９，９の一方とを一体に形成し、左右のピニオンシャフト９，９の他方へは、ラックギヤ部１２ａ，１２ａが形成された連結シャフト１２を介して連結し、前記左ラック移動部１０ａと右ラック移動部１０ｂへは常に機械的にトルク伝達する直結方式としている。前記ピニオンシャフト９，９には、連結シャフト１２のラックギヤ部１２ａ，１２ａに螺合するピニオンギヤ部９ａ，９ａが形成されている。なお、他の構成は実施例１と同様であるので、同一構成には同一符号を付して説明を省略する。
【００４８】
次に、作用を説明すると、実施例１，２のステア・バイ・ワイヤ方式に代え、直結方式のステアリングシステムにバリアブルラック６，６を採用したものであり、これは、左右のラック移動部１０ａ，１０ｂに螺合している左右のピニオンシャフト９，９同一の回転数で回転することができるために可能となっている。つまり、前記２本のピニオンシャフト９，９に同一の回転数を与えることができるシステムや機構には、本発明のバリアブルラック６，６を適用することができる。
【００４９】
実施例３の場合は、ステアリング・バイ・ワイヤ方式のように自由に転舵特性を設定することができないが、単純に最小旋回半径を小さくする手段として有効である。
【００５０】
なお、左右のラック移動部１０ａ，１０ｂに螺合している左右のピニオンシャフト９，９に同一の回転数を与える手段は、実施例２，３の連結シャフト１２に限らず、ケーブルやチェーンやベルト等でも構わない。また、実施例３では操舵力のアシスト機構を省略したが、周知のモータアシスト機構や油圧アシスト機構を採用して良いのは勿論である。
【００５１】
次に、効果を説明する。
実施例３の車両用操舵装置にあっては、実施例１の(1)，(2)の効果に加え、下記の効果を得ることができる。
【００５２】
(5) ステアリングホイール１が端部に設けられたコラムシャフト７と左右のピニオンシャフト９，９の一方とを一体に形成し、左右のピニオンシャフト９，９の他方へは、ラックギヤ部１２ａ，１２ａが形成された連結シャフト１２を介して連結し、前記左ラック移動部１０ａと右ラック移動部１０ｂへは常に機械的にトルク伝達する直結方式としたため、通常のステアリングシステムに対しても最小旋回半径を達成するバリアブルラック６，６を採用することができる。
【実施例４】
【００５３】
実施例４は、転舵角変換機構として、バリアブルラックに代え、円錐筒状のテーパプーリを適用した例である。
【００５４】
すなわち、図７に示すように、転舵角変換機構を、左右のピニオンシャフト９，９の端部にそれぞれ設けられ、ケーブル巻き付け径がラックストロークに応じて変化し、ピニオンシャフト回転量に対するラックストローク量の関係が左右非対称となるように構成された左右の円錐筒状の転舵側テーパプーリ４ｂ’，４ｂ’としている。
【００５５】
そして、ステアリングホイール１を有する操舵部と左右のラック移動部１０ａ，１０ｂを有する転舵部とを連結する機械式バックアップとして、１つの円筒状の操舵側プーリ４ａと２つの円錐筒状の転舵側テーパプーリ４ｂ’，４ｂ’を有するケーブル式バックアップ機構４を備え、前記操舵部に１つのクラッチ機構３を備え、前記転舵部に左右のラック移動部１０ａ，１０ｂをそれぞれ駆動する２つの転舵アクチュエータ５，５を備え、ピニオンシャフト回転量に対するラックストローク量の関係が左右対称となるように構成されたラック&ピニオン６’，６’を前記左右のラック移動部１０ａ，１０ｂに備えたステア・バイ・ワイヤ方式としている。
【００５６】
前記円筒状の操舵側プーリ４ａには、図８に示すように、２本の第１ケーブル４ｃ及び第２ケーブル４ｄの端部を両端位置に固定し、２本のケーブル４ｃ，４ｄのうち、一方をケーブル溝に沿わせて右巻きとし、他方をケーブル溝に沿わせて左巻きとするというように、互いに逆方向に巻き付けてある。
【００５７】
前記左右の円錐筒状の転舵側テーパプーリ４ｂ’，４ｂ’は、図９に示すように、両転舵側テーパプーリ４ｂ’，４ｂ’の小径部分にはそれぞれ端部を固定した第１ケーブル４ｃ及び第２ケーブル４ｄが巻き付けられ、両転舵側テーパプーリ４ｂ’，４ｂ’の大径部分には両端部を固定した第３ケーブル４ｅが巻き付けられている。
【００５８】
そして、左右の円錐筒状の転舵側テーパプーリ４ｂ’，４ｂ’の直径は、図１０に示すように、両転舵側テーパプーリ４ｂ’，４ｂ’の軸方向対応位置において、両転舵側テーパプーリ４ｂ’，４ｂ’の直径の和が一定となるように設定されている。つまり、左側の円錐筒状の転舵側テーパプーリ４ｂ’については、上端径をd2とし中間径をd0とし下端径をd1し、右側の円錐筒状の転舵側テーパプーリ４ｂ’については、上端径をd1とし中間径をd0とし下端径をd2としている。なお、d1<d0<d2の関係である。
【００５９】
また、左右の円錐筒状の転舵側テーパプーリ４ｂ’，４ｂ’の回転数は、図１１に示すように、両転舵側テーパプーリ４ｂ’，４ｂ’の軸方向対応位置において、その和が同じになるように設定している。つまり、左右の転舵側テーパプーリ４ｂ’，４ｂ’のプーリ回転数をそれぞれn1,n2とし、中立位置でのプーリ回転数をn0とした場合、転舵位置が左フル転舵位置や中立位置や右フル転舵位置にかかわらず、n1＋n2＝2×n0の式が成立するように設定されている。尚、他の構成は実施例１と同様であるので、同一構成には同一符号を付して説明を省略する。
【００６０】
次に、作用を説明すると、例えば、右切りの場合、図１２に示すように、円筒状の操舵側プーリ４ａが右に所定の回転角度で回転した場合、第１ケーブル４ｃは、左側の転舵側テーパプーリ４ｂ’からケーブルを外しながら操舵側プーリ４ａに巻き込む。よって、操舵側プーリ４ａへの巻き込み径は一定であるのに対し、左側の転舵側テーパプーリ４ｂ’からケーブルを外すときの巻き付け径は徐々に小さくなるので、転舵側テーパプーリ４ｂ’の回転数が大きくなる。一方、右側の転舵側テーパプーリ４ｂ’については、その逆で、第２ケーブル４ｄは、操舵側プーリ４ａからケーブルを外しながら右側の転舵側テーパプーリ４ｂ’に巻き込む。よって、操舵側プーリ４ａからの巻外し径は一定であるのに対し、右側の転舵側テーパプーリ４ｂ’がケーブルを巻き込むときの巻き付け径は徐々に大きくなるので、転舵側テーパプーリ４ｂ’の回転数が小さくなる。なお、第３ケーブル４ｅは、左右の転舵側テーパプーリ４ｂ’，４ｂ’を回転連動させ、回転数関係として、上記（n1＋n2＝2×n0）の関係を保つ。
【００６１】
よって、ラックストロークの関係をみると、例えば、実施例４のシステムで転舵側プーリを円筒状とした場合には、図１３(a)に示すように、右切り時も左切り時も左右のラックストロークが同じになるものの、実施例４の場合、左右に円錐筒状の転舵側テーパプーリ４ｂ’，４ｂ’を採用したため、図１３(b)に示すように、外側に伸びる方が、内側に縮む方よりラックストロークが大きくなる。なお、図７に示す左右の転舵側テーパプーリ４ｂ’，４ｂ’の上下関係を反対にすると、図１３(c)に示すように、外側に伸びる方が、内側に縮む方よりラックストロークを小さくすることができる。
【００６２】
次に、効果を説明する。
実施例４の車両用操舵装置にあっては、実施例１の(1)の効果に加え、下記に列挙する効果を得ることができる。
【００６３】
(6) 転舵角変換機構を、左右のピニオンシャフト９，９の端部にそれぞれ設けられ、ケーブル巻き付け径がラックストロークに応じて変化し、ピニオンシャフト回転量に対するラックストローク量の関係が左右非対称となるように構成された左右の円錐筒状の転舵側テーパプーリ４ｂ’，４ｂ’としているため、ケーブル式バックアップ機構４のプーリ形状を変更するだけの簡単な構成により、転舵時に左右のラックストローク量に差を持たせることができる。
【００６４】
(7) ステアリングホイール１を有する操舵部と左右のラック移動部１０ａ，１０ｂを有する転舵部とを連結する機械式バックアップとして、１つの円筒状の操舵側プーリ４ａと２つの円錐筒状の転舵側テーパプーリ４ｂ’，４ｂ’を有するケーブル式バックアップ機構４を備え、前記操舵部に１つのクラッチ機構３を備え、前記転舵部に左右のラック移動部１０ａ，１０ｂをそれぞれ駆動する２つの転舵アクチュエータ５，５を備え、ピニオンシャフト回転量に対するラックストローク量の関係が左右対称となるように構成されたラック&ピニオン６’，６’を前記左右のラック移動部１０ａ，１０ｂに備えたステア・バイ・ワイヤ方式としたため、クラッチ機構３が締結されるバックアップモード時に、左右のラックストローク量に差が持たせられ、最小旋回半径を得ることができる。
【実施例５】
【００６５】
実施例５は、転舵角変換機構として、ラック移動部が外側にストロークするときのストローク量を増加させるバリアブルラックとテーパプーリとの両方を共に適用した例である。
実施例１，２での電磁クラッチによる摩擦式クラッチ機構に代え、電磁式メカニカルクラッチによる摩擦式クラッチ機構を採用した例である。
【００６６】
すなわち、図１４に示すように、ステアリングホイール１を有する操舵部と左右のラック移動部１０ａ，１０ｂを有する転舵部とを連結する機械式バックアップとして、１つの円筒状のプーリ４ａと２つの円錐筒状のテーパプーリ４ｂ’，４ｂ’を有するケーブル式バックアップ機構４を備え、前記操舵部に１つのクラッチ機構３を備え、前記転舵部に左右のラック移動部１０ａ，１０ｂをそれぞれ駆動する２つの転舵アクチュエータ５，５を備え、ラックギヤピッチがラック中心部から操向輪側に向かって疎→密になるバリアブルラック６，６を前記左右のラック移動部１０ａ，１０ｂに備えたステア・バイ・ワイヤ方式としている。すなわち、実施例４とは、バリアブルラック６，６を適用しているか否かの点でのみ相違する。
【００６７】
次に、作用を説明すると、ラック中心部から操向輪側に向かって疎→密になるバリアブルラック６，６の適用により、実施例１と同様に、左右のラック移動部１０ａ，１０ｂのうち、外側にストロークする移動部のストローク量が大きくなり、内側にストロークするストローク量が小さくなるという作用を示す。この作用は、クラッチ機構３が切り離されているステア・バイ・ワイヤシステムの正常時にも実現される。
【００６８】
そして、クラッチ機構３が締結されるバックアップモード時には、実施例４と同様に、左右の円錐筒状のテーパプーリ４ｂ’，４ｂ’により、左右のラック移動部１０ａ，１０ｂのうち、外側にストロークする移動部のストローク量が大きくなり、内側にストロークするストローク量が小さくなるという作用を示すことで、バリアブルラック６，６でのストローク差動作用との相乗作用により、さらに、ラック移動部が外側にストロークするときのストローク量を増加させることができる。
【００６９】
次に、効果を説明する。
実施例５の車両用操舵装置にあっては、実施例１の(1)および実施例２の(6)の効果に加え、下記の効果を得ることができる。
【００７０】
(8) ステアリングホイール１を有する操舵部と左右のラック移動部１０ａ，１０ｂを有する転舵部とを連結する機械式バックアップとして、１つの円筒状のプーリ４ａと２つの円錐筒状のテーパプーリ４ｂ’，４ｂ’を有するケーブル式バックアップ機構４を備え、前記操舵部に１つのクラッチ機構３を備え、前記転舵部に左右のラック移動部１０ａ，１０ｂをそれぞれ駆動する２つの転舵アクチュエータ５，５を備え、ラックギヤピッチがラック中心部から操向輪側に向かって疎→密になるバリアブルラック６，６を前記左右のラック移動部１０ａ，１０ｂに備えたステア・バイ・ワイヤ方式としたため、バックアップモード時、バリアブルラックとテーパプーリの一方のみを適用した場合に比べ、ラック移動部が外側にストロークするときのストローク量をさらに増加させることができる。
【実施例６】
【００７１】
実施例６は、転舵角変換機構として、ラック移動部が内側にストロークするときのストローク量を増加させるバリアブルラックとテーパプーリとの両方を共に適用した例である。
【００７２】
すなわち、図１５に示すように、ステアリングホイール１を有する操舵部と左右のラック移動部１０ａ，１０ｂを有する転舵部とを連結する機械式バックアップとして、１つの円筒状のプーリ４ａと２つの円錐筒状のテーパプーリ４ｂ’，４ｂ’を有するケーブル式バックアップ機構４を備え、前記操舵部に１つのクラッチ機構３を備え、前記転舵部に左右のラック移動部１０ａ，１０ｂをそれぞれ駆動する２つの転舵アクチュエータ５，５を備え、ラックギヤピッチがラック中心部から操向輪側に向かって密→疎になるバリアブルラック６，６を前記左右のラック移動部１０ａ，１０ｂに備えたステア・バイ・ワイヤ方式としている。すなわち、実施例５のテーパプーリ４ｂ’，４ｂ’とバリアブルラック６，６の特性とは、逆の特性を持つテーパプーリ４ｂ’，４ｂ’とバリアブルラック６，６を適用している点で相違する。
【００７３】
次に、作用を説明すると、ラック中心部から操向輪側に向かって密→疎になるバリアブルラック６，６の適用により、左右のラック移動部１０ａ，１０ｂのうち、内側にストロークする移動部のストローク量が大きくなり、外側にストロークするストローク量が小さくなるという作用を示す。この作用は、クラッチ機構３が切り離されているステア・バイ・ワイヤシステムの正常時にも実現される。
【００７４】
そして、クラッチ機構３が締結されるバックアップモード時には、左右の円錐筒状のテーパプーリ４ｂ’，４ｂ’により、左右のラック移動部１０ａ，１０ｂのうち、内側にストロークする移動部のストローク量が大きくなり、外側にストロークするストローク量が小さくなるという作用を示すことで、バリアブルラック６，６でのストローク差動作用との相乗作用により、さらに、ラック移動部が内側にストロークするときのストローク量を増加させることができる。
【００７５】
次に、効果を説明する。
実施例６の車両用操舵装置にあっては、実施例１の(1)および実施例２の(6)の効果に加え、下記の効果を得ることができる。
【００７６】
(9) ステアリングホイール１を有する操舵部と左右のラック移動部１０ａ，１０ｂを有する転舵部とを連結する機械式バックアップとして、１つの円筒状のプーリ４ａと２つの円錐筒状のテーパプーリ４ｂ’，４ｂ’を有するケーブル式バックアップ機構４を備え、前記操舵部に１つのクラッチ機構３を備え、前記転舵部に左右のラック移動部１０ａ，１０ｂをそれぞれ駆動する２つの転舵アクチュエータ５，５を備え、ラックギヤピッチがラック中心部から操向輪側に向かって密→疎になるバリアブルラック６，６を前記左右のラック移動部１０ａ，１０ｂに備えたステア・バイ・ワイヤ方式としたため、バックアップモード時、バリアブルラックとテーパプーリの一方のみを適用した場合に比べ、ラック移動部が内側にストロークするときのストローク量をさらに増加させることができる。
【実施例７】
【００７７】
実施例７は、実施例４のシステムにおいて、２つの転舵アクチュエータの１つを省略した例である。
【００７８】
すなわち、図１６に示すように、ステアリングホイール１を有する操舵部と左右のラック移動部１０ａ，１０ｂを有する転舵部とを連結する機械式バックアップとして、１つの円筒状のプーリ４ａと２つの円錐筒状のテーパプーリ４ｂ’，４ｂ’を有するケーブル式バックアップ機構４を備え、前記操舵部に１つのクラッチ機構３を備え、前記転舵部に左右のラック移動部１０ａ，１０ｂを駆動する１つの転舵アクチュエータ５を備え、ラックストロークに対し左右が対称ピッチに構成されたラック&ピニオン６’，６’を前記左右のラック移動部１０ａ，１０ｂに備えたステア・バイ・ワイヤ方式としている。なお、実施例４に対し２つの転舵アクチュエータ５，５を、１つの転舵アクチュエータ５とした点でのみ構成的に相違する。
【００７９】
次に、作用を説明すると、クラッチ機構３を切り離しての操舵時、左右のピニオンシャフト９，９の一方に設けられた転舵アクチュエータ５により、左側のピニオンシャフト９は直接駆動され、右側のピニオンシャフト９は、テーパプーリ４ｂ’→第３ケーブル４ｅ→テーパプーリ４ｂ’を伝達して駆動される。
【００８０】
次に、効果を説明する。
実施例７の車両用操舵装置にあっては、実施例４の効果に加え、下記の効果を得ることができる。
【００８１】
(10) ステアリングホイール１を有する操舵部と左右のラック移動部１０ａ，１０ｂを有する転舵部とを連結する機械式バックアップとして、１つの円筒状のプーリ４ａと２つの円錐筒状のテーパプーリ４ｂ’，４ｂ’を有するケーブル式バックアップ機構４を備え、前記操舵部に１つのクラッチ機構３を備え、前記転舵部に左右のラック移動部１０ａ，１０ｂを駆動する１つの転舵アクチュエータ５を備え、ラックストロークに対し左右が対称ピッチに構成されたラック&ピニオン６’，６’を前記左右のラック移動部１０ａ，１０ｂに備えたステア・バイ・ワイヤ方式としたため、１つの転舵アクチュエータ５のみによる簡単な構成で左右のラック移動部１０ａ，１０ｂを駆動することができる。
【実施例８】
【００８２】
実施例８は、実施例５のシステムにおいて、２つの転舵アクチュエータの１つを省略した例である。
【００８３】
すなわち、図１７に示すように、ステアリングホイール１を有する操舵部と左右のラック移動部１０ａ，１０ｂを有する転舵部とを連結する機械式バックアップとして、１つの円筒状のプーリ４ａと２つの円錐筒状のテーパプーリ４ｂ’，４ｂ’を有するケーブル式バックアップ機構４を備え、前記操舵部に１つのクラッチ機構３を備え、前記転舵部に左右のラック移動部１０ａ，１０ｂを駆動する１つの転舵アクチュエータ５を備え、ラックギヤピッチがラック中心部から操向輪側に向かって疎→密になるバリアブルラック６，６を前記左右のラック移動部１０ａ，１０ｂに備えたステア・バイ・ワイヤ方式としている。なお、実施例４に対し２つの転舵アクチュエータ５，５を、１つの転舵アクチュエータ５とした点でのみ構成的に相違する。また、作用的にも実施例５と実施例７の作用と同様であるので説明を省略する。
【００８４】
次に、効果を説明する。
実施例８の車両用操舵装置にあっては、実施例５の効果に加え、下記の効果を得ることができる。
【００８５】
(11) ステアリングホイール１を有する操舵部と左右のラック移動部１０ａ，１０ｂを有する転舵部とを連結する機械式バックアップとして、１つの円筒状のプーリ４ａと２つの円錐筒状のテーパプーリ４ｂ’，４ｂ’を有するケーブル式バックアップ機構４を備え、前記操舵部に１つのクラッチ機構３を備え、前記転舵部に左右のラック移動部１０ａ，１０ｂを駆動する１つの転舵アクチュエータ５を備え、ラックギヤピッチがラック中心部から操向輪側に向かって疎→密になるバリアブルラック６，６を前記左右のラック移動部１０ａ，１０ｂに備えたステア・バイ・ワイヤ方式としたため、１つの転舵アクチュエータ５のみによる簡単な構成で左右のラック移動部１０ａ，１０ｂを駆動することができる。
【実施例９】
【００８６】
実施例９は、実施例６のシステムにおいて、２つの転舵アクチュエータの１つを省略した例である。
【００８７】
すなわち、図１８に示すように、ステアリングホイール１を有する操舵部と左右のラック移動部１０ａ，１０ｂを有する転舵部とを連結する機械式バックアップとして、１つの円筒状のプーリ４ａと２つの円錐筒状のテーパプーリ４ｂ’，４ｂ’を有するケーブル式バックアップ機構４を備え、前記操舵部に１つのクラッチ機構３を備え、前記転舵部に左右のラック移動部１０ａ，１０ｂを駆動する１つの転舵アクチュエータ５を備え、ラックギヤピッチがラック中心部から操向輪側に向かって密→疎になるバリアブルラック６，６を前記左右のラック移動部１０ａ，１０ｂに備えたステア・バイ・ワイヤ方式としている。なお、実施例６に対し２つの転舵アクチュエータ５，５を、１つの転舵アクチュエータ５とした点でのみ構成的に相違する。また、作用的にも実施例６と実施例７の作用と同様であるので説明を省略する。
【００８８】
次に、効果を説明する。
実施例９の車両用操舵装置にあっては、実施例６の効果に加え、下記の効果を得ることができる。
【００８９】
(12) ステアリングホイール１を有する操舵部と左右のラック移動部１０ａ，１０ｂを有する転舵部とを連結する機械式バックアップとして、１つの円筒状のプーリ４ａと２つの円錐筒状のテーパプーリ４ｂ’，４ｂ’を有するケーブル式バックアップ機構４を備え、前記操舵部に１つのクラッチ機構３を備え、前記転舵部に左右のラック移動部１０ａ，１０ｂを駆動する１つの転舵アクチュエータ５を備え、ラックギヤピッチがラック中心部から操向輪側に向かって密→疎になるバリアブルラック６，６を前記左右のラック移動部１０ａ，１０ｂに備えたステア・バイ・ワイヤ方式としたため、１つの転舵アクチュエータ５のみによる簡単な構成で左右のラック移動部１０ａ，１０ｂを駆動することができる。
【実施例１０】
【００９０】
実施例１０は、実施例２のシステムにおいて、左右のピニオンシャフトにウォームホイールを設け、このウォームホイールに、転舵アクチュエータのウォームギヤと連結シャフトのウォームギヤ部とをそれぞれ接続した例である。
【００９１】
すなわち、実施例１０では、図１９に示すように、左右のピニオンシャフト９，９には、ウォームホイール９ｂ，９ｂが設けられている。左右の転舵アクチュエータ５，５は、電動モータであり、このモータの出力軸には、ウォームホイール９ｂ，９ｂと螺合するウォームギヤ５ａ，５ａが設けられている。また、連結シャフト２０の両端には、ウォームホイール９ｂ，９ｂと螺合するウォームギヤ部２０ａ，２０ａが形成されている。なお、連結シャフト２０は、ケーシング２１に設けられたベアリング２１ａ，２１ａにより両端付近を回動自在に支持されている。
【００９２】
図２０は、図１９のＡ矢視図であり、図２０に示すように、転舵アクチュエータ５のウォームギヤ５ａと、連結シャフト２０のウォームギヤ部２０ａとは、ウォームホイール９ｂを挟んで対向する位置で、ウォームギヤ９ｂと螺合している。なお、他の構成は実施例２と同様であるので、同一構成には同一符号を付して説明を省略する。
【００９３】
次に、作用を説明する。
図２１は、実施例２のシステムにおいて、転舵アクチュエータ５，５を左右のピニオンシャフト９，９にそれぞれ設けた例である。この場合、連結シャフト１２を保持するためのラックチューブや、連結のガタをなくすため、例えば、図２２に示すように、ラックギヤ部２１ａをピニオンギヤ部９ｂに押し付けるリテーナなどが必要となる。よって、連結シャフト１２をストロークさせるとき、摺動抵抗が大きくなるという問題がある。
【００９４】
また、この連結シャフト１２には、左右バリアブルラック６，６の軸力がそのままかかるため、左右バリアブルラック６，６と同等の強度が必要となり、重量増を招くという問題がある。さらに、このシステムでは、連結シャフト１２と左右バリアブルラック６，６という２種類のラック&ピニオン機構を持つため、コストも高くなるという問題がある。
【００９５】
これに対し、実施例１では、連結シャフト２０のウォームギヤ部２０ａとピニオンシャフト９のウォームホイール９ｂとの噛み合いにより、連結シャフト２０の両端が支持されているため、ラック&ピニオン機構のようなガタ対策のためのリテーナが不要であり、ウォーム&ウォームホイール（ウォームホイール９ｂとウォームギヤ部２０ａ）により増加する摺動抵抗が小さく抑えられる。
【００９６】
また、ウォームホイール９ｂとウォームギヤ部２０ａのギヤ比により、連結シャフト２０にかかるトルクが小さくなるため、単純な構造で小型化が図れ、ウォーム&ウォームホイールにより増加する重量を小さくできる。さらに、ウォームギヤ部２０ａは、図２１のシステムのように軸方向には動作せず、回転動作のみであるため、ラックチューブのようなラックを保持するための大きな構造物を必要とせず、巻き込み防止のために十分な程度のチューブにより保護すればよい。
【００９７】
また、連結シャフト２０のウォームギヤ部２０ａを、転舵アクチュエータ５のウォームギヤ５ａと螺合するピニオンシャフト９のウォームホイール９ｂと接続したため、構成部品が少なく、追加したウォーム&ウォームホイールにより増えるコストを小さく抑えることができる。
【００９８】
次に、効果を説明する。
実施例１０の車両用操舵装置にあっては、実施例１の(1)，(2)と実施例２の(4)の効果に加え、下記の効果を得ることができる。
【００９９】
(13) 左右のピニオンシャフト９，９にウォームホイール９ｂ，９ｂを設け、これらウォームホイール９ｂ，９ｂと螺合するウォームギヤ部２０ａ，２０ａが形成された連結シャフト２０を介して左右のピニオンシャフト９，９を連結したため、連結シャフト２０により発生する摺動抵抗を小さく抑えることができる。さらに、剛性の高い連結シャフト２０による連結機構をウォームホイール９ｂとウォームギヤ部２０ａで構成して単純化することにより、作動特性、重量およびコストスペックを良くすることができる。
【実施例１１】
【０１００】
実施例１１は、実施例３のシステムにおいて、左右のピニオンシャフトにウォームホイールを設け、このウォームホイールに、転舵アクチュエータのウォームギヤと連結シャフトのウォームギヤ部とをそれぞれ接続した例である。
【０１０１】
すなわち、実施例１１では、図２３に示すように、ステアリングホイール１が端部に設けられたコラムシャフト７と左右のピニオンシャフト９，９の一方とを一体に形成し、左右のピニオンシャフト９，９にウォームホイール９ｂ，９ｂを設け、これらウォームホイール９ｂ，９ｂと螺合するウォームギヤ部２０ａ，２０ａが形成された連結シャフト２０を介して左右のピニオンシャフト９，９を連結している。なお、他の構成は実施例３または実施例１０に示したものと同じであるため、同一構成には同一符号を付して説明を省略する。また、作用的にも実施例３と実施例１０の作用と同様であるので説明を省略する。
【０１０２】
次に、効果を説明する。
実施例１１の車両用操舵装置にあっては、実施例１の(1)，(2)と実施例３の(5)の効果に加え、下記の効果を得ることができる。
【０１０３】
(14) ステアリングホイール１が端部に設けられたコラムシャフト７と左右のピニオンシャフト９，９の一方とを一体に形成し、左右のピニオンシャフト９，９にウォームホイール９ｂ，９ｂを設け、これらウォームホイール９ｂ，９ｂと螺合するウォームギヤ部２０ａ，２０ａが形成された連結シャフト２０を介して左右のピニオンシャフト９，９を連結したため、連結シャフト２０により発生する摺動抵抗を小さく抑えることができる。さらに、剛性の高い連結シャフト２０による連結機構をウォームホイール９ｂとウォームギヤ部２０ａで構成して単純化することにより、作動特性、重量およびコストスペックを良くすることができる。
【０１０４】
（他の実施例）
以上、本発明の車両用操舵装置を実施例１〜実施例１１に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【０１０５】
例えば、実施例では、転舵角変換機構として、バリアブルラックとテーパプーリの例を示したが、左右の操向輪を転舵する時、分割した左ラック移動部と右ラック移動部による左右のラックストローク量に差を持たせる機構であれば、実施例で示した機構に限られることはない。
【産業上の利用可能性】
【０１０６】
実施例では、ステア・バイ・ワイヤ式及び直結式のステアシステムへの適用例を示したが、例えば、操舵系の途中位置にステアリングギヤ比を可変に制御する手段を有するステアリングシステムや４輪を転舵する４ＷＳシステム等にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】実施例１の車両用操舵装置を示す全体システム図である。
【図２】従来装置と本発明装置での転舵角作用の対比説明図である。
【図３】実施例１装置での転舵角作用説明図である。
【図４】実施例１装置でのハンドル角に対する左右ストローク量の絶対値特性図である。
【図５】実施例２の車両用操舵装置を示す全体システム図である。
【図６】実施例３の車両用操舵装置を示す全体システム図である。
【図７】実施例４の車両用操舵装置を示す全体システム図である。
【図８】実施例４の車両用操舵装置における操舵側のプーリを示す図である。
【図９】実施例４の車両用操舵装置における転舵側のテーパプーリを示す図である。
【図１０】実施例４の車両用操舵装置における２つのテーパプーリの直径設定関係を示す図である。
【図１１】実施例４の車両用操舵装置における２つのテーパプーリのプーリ回転数設定関係を示す図である。
【図１２】実施例４の車両用操舵装置において右切りの場合のケーブル式バックアップ機構の作用説明図である。
【図１３】従来と本発明のラックストロークの対比関係を示す図である。
【図１４】実施例５の車両用操舵装置を示す全体システム図である。
【図１５】実施例６の車両用操舵装置を示す全体システム図である。
【図１６】実施例７の車両用操舵装置を示す全体システム図である。
【図１７】実施例８の車両用操舵装置を示す全体システム図である。
【図１８】実施例９の車両用操舵装置を示す全体システム図である。
【図１９】実施例１０の車両用操舵装置を示す全体システム図である。
【図２０】図１９のＡ矢視図である。
【図２１】実施例２のシステムに転舵アクチュエータを２つ設けた車両用操舵装置を示す全体システム図である。
【図２２】図２１のＢ−Ｂ断面図である。
【図２３】実施例１１の車両用操舵装置を示す全体システム図である。
【符号の説明】
【０１０８】
１    ステアリングホイール（操作入力手段）
２    操舵反力アクチュエータ
３    クラッチ機構
４    ケーブル式バックアップ機構
４ａ  操舵側プーリ
４ｂ  転舵側プーリ
４ｂ’テーパプーリ
４ｃ  第１ケーブル
４ｄ  第２ケーブル
４ｅ  第３ケーブル
５    転舵アクチュエータ
６    バリアブルラック（転舵角変換機構）
６ａ  ラックギヤ部
６ｂ  ピニオンギヤ部
７    第１コラムシャフト
８    第２コラムシャフト
９    ピニオンシャフト
１０    ステアリングラック軸
１０ａ  左ラック移動部
１０ｂ  右ラック移動部
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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