(57)【要約】【課題】  ラック歯及びピニオンを設けることなく操作部材の操作により転舵軸を軸長方向へ移動させることができるようにする。【解決手段】  ステアリングホイールの操作に応じてその軸長方向へ移動する転舵軸７に、軸長方向へ離隔した２つの位置の中央部から前記２つの位置のそれぞれにかけて大径となる２つのテーパ部７１，７２を設け、各テーパ部７１，７２の周面に、ステアリングホイールの操作力を転舵軸７に伝動すべき２つの伝動条体５，６を巻き掛け、前記ステアリングホイールの操作によって各伝動条体５，６に転舵軸７の軸線と直交する方向に力を加える２つの加圧部４１，４２を設け、各伝動条体５，６に加えた緊張力により各テーパ部７１，７２の傾斜に沿った分力の作用により転舵軸７を軸長方向の一側、他側に移動させるようにした。【選択図】      図２
2005170110.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作部材の操作に応じて転舵軸を軸長方向へ移動させ、該転舵軸に繋がる車輪を転舵させる車両用操舵装置において、前記転舵軸は軸長方向へ離隔した２つの位置の中央部から前記２つの位置のそれぞれにかけて大径となる２つのテーパ部を有しており、各テーパ部の周面に巻き掛けられ、前記操作部材の操作力を前記転舵軸に伝動すべき２つの伝動条体と、前記操作部材の操作によって各伝動条体に前記転舵軸の軸線と直交する方向に力を加える加圧手段とを備えていることを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項２】
各伝動条体は前記加圧手段により撓むことを可能とした可撓部を有する請求項１記載の車両用操舵装置。
【請求項３】
前記加圧手段は各伝動条体の可撓部を加圧して該可撓部を撓ませるべき２つの加圧部を有する請求項２記載の車両用操舵装置。
【請求項４】
各伝動条体は各テーパ部の周面に接触して転動する転動輪を有する環状部と、該環状部に連結された可撓部とを備えている請求項１記載の車両用操舵装置。
【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の操作部材の操作に応じて移動する転舵軸を介して車輪を転舵させ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、ステアリングホイールの操作によって回転する第１の回転部材と、車輪の転舵によって回転する第２の回転部材とが機械的に連結されているリンク式と、第１及び第２の回転部材が機械的に連結されていないステアバイワイヤ式とが一般に知られている。
【０００３】
前者のリンク式は車室内に配置される第１の回転部材と、車室外に配置され、左右の車輪に繋がる転舵軸のラック歯に噛合するピニオンを備えた第２の回転部材とがユニバーサルジョイントにより連動連結された構成になっている。
【０００４】
後者のステアバイワイヤ式は、車室内に配置される第１の回転部材と、車室外に配置され、左右の車輪に繋がる転舵軸のラック歯に噛合するピニオンを備えた第２の回転部材とを機械的に分離させる一方、舵取機構の一部に操舵アクチュエータを付設し、該操舵アクチュエータを、前記操作部材の操作方向及び操作量の検出結果に基づいて動作させ、舵取機構に操舵力を加えて前記操作部材の操作に応じた操舵を行わせる構成になっている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
また、ステアバイワイヤ式の車両用操舵装置においては、転舵アクチュエータ、走行状態を検出する各種のセンサ、及びこれらのセンサの検出結果に基づいて前記転舵アクチュエータを制御する操舵制御部のフェイルセーフ対策が必要であるため、通常時は第１及び第２の回転部材を非連動とし、フェイル発生時に第１及び第２の回転部材を連動連結してステアリングホイールの操作力を舵取機構に機械的に伝達可能として、マニュアル操舵が行えるようにしている。
【特許文献１】特開平１０−２１８０００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の車両用操舵装置は、左右の車輪に繋がる転舵軸にラック歯が設けられており、このラック歯に噛合するピニオンを備えた第２の回転部材が設けられており、ステアリングホイールの操作力を第１及び第２の回転部材からピニオン、ラック歯を介して転舵軸に伝動し、該転舵軸を軸長方向に移動させるように構成されているため、ラック歯及びピニオンの噛合部に発生するバックラッシュの対策、及び歯切り加工が必要であり、改善策が要望されていた。
【０００７】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、主たる目的はラック歯及びピニオンを設けることなく操作部材の操作により転舵軸を軸長方向へ移動させることができる車両用操舵装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１発明に係る車両用操舵装置は、操作部材の操作に応じて転舵軸を軸長方向へ移動させ、該転舵軸に繋がる車輪を転舵させる車両用操舵装置において、前記転舵軸は軸長方向へ離隔した２つの位置の中央部から前記２つの位置のそれぞれにかけて大径となる２つのテーパ部を有しており、各テーパ部の周面に巻き掛けられ、前記操作部材の操作力を前記転舵軸に伝動すべき２つの伝動条体と、前記操作部材の操作によって各伝動条体に前記転舵軸の軸線と直交する方向に力を加える加圧手段とを備えていることを特徴とする。
【０００９】
第１発明にあっては、操作部材を一方向へ操作することにより、該操作部材の操作力を加圧手段から一方の伝動条体に伝動し、一方の伝動条体に緊張力を加えることができる。この緊張力により、一方の伝動条体と一方のテーパ部との接触部に、転舵軸の軸線と直交する向きの力を加え、一方のテーパ部の傾斜に沿った分力の作用により転舵軸を軸長方向の一側に移動させる。また、操作部材を他方向へ操作することにより、該操作部材の操作力を加圧手段から他方の伝動条体に伝動し、他方の伝動条体に緊張力を加えることができる。この緊張力により、他方の伝動条体と他方のテーパ部との接触部に、転舵軸の軸線と直交する向きの力を加え、他方のテーパ部の傾斜に沿った分力の作用により転舵軸を軸長方向の他側に移動させる。
【００１０】
第２発明に係る車両用操舵装置は、第１発明において、各伝動条体は前記加圧手段により撓むことを可能とした可撓部を有することを特徴とする。
【００１１】
第２発明にあっては、操作部材を操作することにより加圧手段を介して各伝動条体の可撓部を長手方向と直交する方向へ撓ませることができるため、伝動条体を緊張させるために必要な空間を比較的少なくすることができ、小形化を図ることができる。
【００１２】
第３発明に係る車両用操舵装置は、第２発明において、前記加圧手段は各伝動条体の可撓部を加圧して該可撓部を撓ませるべき２つの加圧部を有することを特徴とする。
【００１３】
第３発明にあっては、操作部材を一方向へ操作することにより、一方の加圧部が一方の伝動条体の可撓部を加圧することになり、また、操作部材を他方向へ操作することにより、他方の加圧部が他方の伝動条体の可撓部を加圧することになる。
【００１４】
第４発明に係る車両用操舵装置は、第１発明において、各伝動条体は各テーパ部の周面に接触して転動する転動輪を有する環状部と、該環状部に連結された可撓部とを備えていることを特徴とする。
【００１５】
第４発明にあっては、操作部材を操作することにより加圧手段を介して各伝動条体の可撓部を長手方向と直交する方向へ撓ませることができ、さらに環状部を転舵軸の軸線と直交する方向へ移動させることができるとともに転動輪を回転させつつ転舵軸をスムーズに移動させることができる。
【発明の効果】
【００１６】
第１発明によれば、操作部材の操作力を加圧手段から伝動条体を介して転舵軸のテーパ部に伝動するため、バックラッシュの対策及び歯切り加工を行うことなく転舵軸を移動させることができる。
【００１７】
第２発明によれば、伝動条体を緊張させるために必要な空間を比較的少なくすることができ、小形化を図ることができる。
【００１８】
第３発明によれば、操作部材の操作力を２つの加圧部によって伝動条体に伝動することができ、加圧手段の構成を簡易にできる。
【００１９】
第４発明によれば、伝動条体を緊張させるために必要な空間を比較的少なくすることができ、小形化を図ることができるとともに、転舵軸をスムーズに移動させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
図１は本発明に係る車両用操舵装置の全体構成を示す模式図、図２は要部の構成を示す拡大断面図、図３は図２のIII −III 線の断面図である。図に示す車両用操舵装置は、操作部材としてのステアリングホイールＡに繋がる回転自在の操舵軸１と、該操舵軸１に自在継手２ａ，２ａ、中間軸２ｂを介して連動連結された伝動軸３と、該伝動軸３に結合された第１及び第２の加圧部４１，４２を有する加圧手段４と、各加圧部４１，４２により撓むことを可能とした部分を有する第１及び第２の伝動条体５，６と、各伝動条体５，６が巻き掛けられ、その軸長方向へ移動可能とした転舵軸７と、ボールねじ機構等の運動変換機構８を介して転舵軸７の途中に繋がり、操舵制御部により駆動制御される操舵補助用の電動モータ９と、該電動モータ９及び転舵軸７を支持する筒状のハウジング１０とを備えており、ステアリングホイールＡの回転操作に応じて転舵軸７を軸長方向へ移動させ、該転舵軸７の両端に繋がる車輪Ｂ，Ｂを転舵させるように構成されている。
【００２１】
転舵軸７はハウジング１０内に軸長方向への移動を可能に支持されており、一端側には軸長方向へ離隔した２つの位置の中央部から前記２つの位置のそれぞれにかけて大径となるように軸線に対して傾斜した第１及び第２のテーパ部７１，７２が設けられており、他端側はボールねじ機構等の運動変換機構８を介して電動モータ９の出力軸に連動連結されている。各テーパ部７１，７２は転舵軸７の転舵中立位置から軸長方向の一側及び他側への移動ストローク以上の長さになっている。
【００２２】
各伝動条体５，６はハウジング１０内の上部に吊設されており、各テーパ部７１，７２の周面に巻き掛けられた環状部５１，６１と、該環状部５１，６１にその一端部が結合された可撓条部５２，６２とを有する。環状部５１，６１は非可撓性の棒部材が矩形に成形され、それぞれの内面が各テーパ部７１，７２の周面に接触するように巻き掛けられたものであり、１つの短辺部にテーパ部７１，７２の周面と接触する転動輪５３，６３が外嵌されており、他の短辺部に連結筒体５４，６４を介して可撓条部５２，６２が連結されている。また、環状部５１，６１はハウジング１０内に転動自在に取着された一対のガイドローラ１１，１１及び１２，１２の間に、転舵軸７の軸線と直交する方向へ移動可能に配置されている。
【００２３】
可撓条部５２，６２はベルト等の可撓性を有する条部材からなり、この可撓条部５２，６２の他端部がハウジング１０内の上部に取着されており、該可撓条部５２，６２が長手方向と直交する方向へ加圧されることにより可撓条部５２，６２の有効長さ、ひいては伝動条体５，６の有効長さ（転舵軸７と直交する方向の長さ）を変えることができるようになっている。各伝動条体５，６は転動輪５３，６３が転舵中立位置のテーパ部７１，７２と接触した状態で弛みがない長さとなるように形成されており、この弛みがない自由長の状態で可撓条部５２，６２が撓むことにより伝動条体５，６の有効長さが短くなり、可撓条部５２，６２の撓み量が最大限になったとき転動輪５３，６３がテーパ部７１，７２の小径側部分と接触するようになっている。
【００２４】
各加圧部４１，４２は伝動軸３の下端部にその中央部が結合された１本の杆部材からなり、可撓条部５２，６２の一側面と接触して向き合っており、ステアリングホイールＡが左方向へ回転操作されたとき第１の加圧部４１が第１の可撓条部５２を加圧し、ステアリングホイールＡが右方向へ回転操作されたとき第２の加圧部４２が第２の可撓条部６２を加圧するように構成されている。尚、各加圧部４１，４２は伝動軸３の下端部に２本の杆部材を結合することにより構成してもよいのであり、その構成は特に制限されない。
【００２５】
電動モータ９はハウジング１０に付設されており、該電動モータ９の回転により前記運動変換機構８を介して転舵軸７を軸長方向に移動させるように構成されている。また、電動モータ９を駆動制御する操舵制御部は、例えば、ステアリングホイールＡの回転操作に応じて操舵軸１に加わる操舵トルクの検出結果等に基づいて制御指令信号を電動モータ９の駆動回路に与え、該電動モータ９を駆動制御するように構成されている。
【００２６】
以上のように構成された車両用操舵装置は、操舵制御部から電動モータ９の駆動回路に与えられる制御指令信号に基づいて電動モータ９が駆動され、転舵軸７に操舵補助力が加えられることになり、ステアリングホイールＡを操作する運転者の操舵負担を軽減し、良好な操舵感を体感させることができる。
【００２７】
そして、電動モータ９を制御する操舵制御部等にフェイルが発生し、電動モータ９による操舵補助が行えなくなった場合、マニュアル操舵が行われる。
【００２８】
このマニュアル操舵において、ステアリングホイールＡが操舵中立位置にあるとき、各伝動条体５，６は最大の有効長さになっており、各テーパ部７１，７２の周面に巻き掛けられた環状部５１，６１の転動輪５３，６３が各テーパ部７１，７２の周面に接触している（図２参照）。
【００２９】
図４はステアリングホイールＡが左方向に回転操作された場合の動作状態を示す説明図、図５は伝動条体による転舵軸の動作説明図である。操舵中立位置にあるステアリングホイールＡが左方向へ回転操作された場合、操舵軸１及び自在継手２ａ，２ａ、中間軸２ｂを介して伝動軸３が左回転し、第１の加圧部４１が第１の伝動条体５の可撓条部５２を加圧し、この加圧により可撓条部５２が撓み（図４参照）、第１の伝動条体５に緊張力が加わるとともに、環状部５１が転舵軸７の軸線と直交する方向へ引張られて上方向に移動し、この環状部５１の引張力、換言すれば第１の伝動条体５の緊張力が転動輪５３を介して第１のテーパ部７１に加わり、第１のテーパ部７１に傾斜に沿った分力Ｆが加わる。この分力Ｆの作用により転動輪５３は、第１のテーパ部７１の傾斜に沿って小径側に変位し、この変位に応じてテーパ部７１，７２が形成された転舵軸７は、図５(a) 中に白抜矢符にて示すように軸長方向の一側（左側）に向けて移動する。このように転舵軸７が移動するとき、転動輪５３がテーパ部７１の傾斜に沿って転動するため、転舵軸７をスムーズに移動させることができる。
【００３０】
また、操舵中立位置にあるステアリングホイールＡが右方向へ回転操作された場合、操舵軸１及び自在継手２ａ，２ａ、中間軸２ｂを介して伝動軸３が右回転し、第２の加圧部４２が第２の伝動条体６の可撓条部６２を加圧し、この加圧により可撓条部６２が撓み（図４と同様）、第２の伝動条体６に緊張力が加わるとともに、環状部６１が転舵軸７の軸線と直交する方向へ引張られて上方向に移動し、この環状部６１の引張力、換言すれば第２の伝動条体６の緊張力が転動輪６３を介して第２のテーパ部７２に加わり、第２のテーパ部７２に傾斜に沿った分力Ｆが加わる。この分力Ｆの作用により転動輪６３は、第２のテーパ部７２の傾斜に沿って小径側に変位し、この変位に応じてテーパ部７１，７２が形成された転舵軸７は、図５(b) 中に白抜矢符にて示すように軸長方向の他側（右側）に向けて移動する。このように転舵軸７が移動するとき、転動輪６３がテーパ部７２の傾斜に沿って転動するため、転舵軸７をスムーズに移動させることができる。また、第２の加圧部４２が第２の伝動条体６に緊張力を加える場合、第１の加圧部４１は第１の伝動条体５と離隔することになり、第１の伝動条体５の緊張は解除される。
【００３１】
尚、以上説明した実施の形態では転舵軸７の各テーパ部７１，７２の周面に巻き掛けられた各伝動条体５，６を、環状部５１，６１及び可撓条部５２，６２を有する構成としたが、その他、例えば長手方向の中央部がテーパ部７１，７２の周面に巻き掛けられ、その両端部がハウジング１０等の静止部材に固定されたロープ等の可撓条部材により構成してもよい。この場合、可撓条部材のテーパ部７１，７２との接触部に転動輪５３，６３を遊嵌し、可撓条部材の途中をガイドローラ１１，１１及び１２，１２間に配置し、可撓条部材の中央部側を転舵軸７の軸線と直交する方向へ移動可能とし、可撓条部材の一端側を加圧部４１，４２により加圧するように構成する。
【００３２】
また、各伝動条体５，６がロープ等の可撓条部材により構成される場合、転舵軸７と離隔した位置に軸体を転舵軸７の軸線と平行的に設け、該軸体及び転舵軸７に無端の可撓条部材を巻き掛けし、該可撓条部材の途中を加圧部４１，４２が加圧するように構成してもよい。この場合、前記軸体は静止部材に固定、又は、静止部材に対して回転自在とする。また、可撓条部材の途中は軸体に固定してもよい。
【００３３】
また、以上説明した実施の形態では伝動条体５，６を加圧し、該伝動条体５，６を撓ませることにより伝動条体５，６に緊張力を加えるように構成したが、その他、ロープ等の可撓条部材からなる伝動条体５，６の一端部を静止部材に固定し、他端部を、ステアリングホイールＡの操作に応じて回転される回転軸に巻回することにより伝動条体５，６に緊張力を加えるように構成してもよい。
【００３４】
また、以上説明した実施の形態の車両用操舵装置は伝動条体５，６に緊張力を加える加圧手段４とステアリングホイールＡに繋がる回転軸部材（操舵軸１、中間軸２ｂ、伝動軸３）とが連動連結された構成としたが、その他、ステアリングホイールＡに繋がる第１の回転軸部材と加圧手段４に繋がる第２の回転軸部材とを機械的に分離させた構成とし、フェイル発生時に第１及び第２の回転軸部材を連動連結する連動連結手段を備えたステアバイワイヤ式の車両用操舵装置であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明に係る車両用操舵装置の全体構成を示す模式図である。
【図２】要部の構成を示す拡大断面図である。
【図３】図２のIII −III 線の断面図である。
【図４】ステアリングホイールが回転操作された場合の動作状態を示す説明図である。
【図５】伝動条体による転舵軸の動作説明図である。
【符号の説明】
【００３６】
４    加圧手段
４１，４２  加圧部
５，６  伝動条体
５１，６１  環状部
５２，６２  可撓条部（可撓部）
５３，６３  転動輪
７    転舵軸
７１，７２  テーパ部
Ａ    ステアリングホイール（操作部材）
Ｂ    車輪
【図１】
2005170110.tif 000003
【図２】
2005170110.tif 000004
【図３】
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【図４】
2005170110.tif 000006
【図５】
2005170110.tif 000007