(57)【要約】      （修正有）【課題】車両において動力源を利用して車輪を転舵してその車両を操舵する車両用操舵装置において、車輪にそれを転舵させる力を付与する構造のコンパクト化を容易にする。【解決手段】車両用操舵装置を、車輪を転舵させるために直線運動させられるラックバー３２と、そのラックバーと交差するピニオン軸５６と、そのピニオン軸の回転運動をラックバーの直線運動に変換するラック・アンド・ピニオン方式の運動変換機構５５と、ラックバーに対して平行なロータ７０と、そのロータの回転運動をラックバーの直線運動に変換するボールねじ６０と、結果的にラックバーを直線運動させるために、ピニオン軸と同軸で、かつ、それと直径方向においてオーバラップするように配置されたモータ９０とを含むものとする。さらにステアリング軸３０にモータ４０を取付、ラックバー３２にモータ５８，５９を取り付けた構造。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両において動力源を利用して車輪を転舵してその車両を操舵する車両用操舵装置であって、
前記車輪を転舵させるために直線運動させられる直線運動部材と、
その直線運動部材と交差する第１の回転軸と、
その第１の回転軸の回転運動を前記直線運動部材の直線運動に変換する第１の運動変換機構と、
前記直線運動部材に対して平行な第２の回転軸と、
その第２の回転軸の回転運動を前記直線運動部材の直線運動に変換する第２の運動変換機構と、
結果的に前記直線運動部材を直線運動させるために、前記第１の回転軸と同軸で、かつ、それと直径方向においてオーバラップするように配置された第１の動力源と
を含む車両用操舵装置。
【請求項２】
前記第１の動力源が、前記第１の回転軸と同軸で、かつ、それと直径方向においてオーバラップするように配置された回転部材を含み、かつ、その回転部材を回転させるものである請求項１に記載の車両用操舵装置。
【請求項３】
前記回転部材が、中空であり、前記第１の回転軸が、その回転部材を同軸に貫通して前記直線運動部材に延びている請求項２に記載の車両用操舵装置。
【請求項４】
さらに、前記回転部材の回転運動を前記第２の回転軸に伝達する運動伝達機構を含む請求項２または３に記載の車両用操舵装置。
【請求項５】
さらに、前記第２の回転軸を回転させるために、その第２の回転軸と同軸に配置された第２の動力源を含む請求項１ないし４のいずれかに記載の車両用操舵装置。
【請求項６】
前記第２の動力源が、互いに独立して前記第２の回転軸を回転させる複数の回転部をその回転部材と同軸に含む請求項５に記載の車両用操舵装置。
【請求項７】
前記車両が、それの運転者によって操作されるステアリング操作部材を含み、当該車両用操舵装置が、さらに、そのステアリング操作部材の操作力を前記第１の回転軸に回転力として少なくとも選択的に伝達する操作力伝達装置を含む請求項１ないし６のいずれかに記載の車両用操舵装置。
【請求項８】
前記第１の動力源が、前記第１の回転軸によって同軸に貫通させられる中空の回転部材を含み、かつ、その回転部材が前記第１の回転軸によって支持されており、その第１の回転軸が、前記直線運動部材を通過して延びるとともに、その直線運動部材を隔てた両側において回転可能に支持されている請求項１ないし７のいずれかに記載の車両用操舵装置。
【請求項９】
さらに、前記第１の回転軸の絶対回転角を検出する絶対角センサを含む請求項１ないし８のいずれかに記載の車両用操舵装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両において動力源を利用して車輪を転舵してその車両を操舵する車両用操舵装置に関するものであり、特に、車輪にそれを転舵させる力を付与する構造の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
車両において動力源を利用して車輪を転舵してその車両を操舵する車両用操舵装置が既に知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
この特許文献１に記載の車両用操舵装置は、（ａ）車輪を転舵させるために直線運動させられるラック軸と、（ｂ）そのラック軸と交差する支軸と、（ｃ）ラック軸に対して平行な回転体と、（ｄ）支軸を回転させる動力源としての電動モータと、（ｅ）支軸の回転運動を回転体に伝達する傘歯車対と、（ｆ）回転体の回転運動をラック軸の直線運動に変換するボールねじとを含むように構成される。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−２７４３９７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この種の車両用操舵装置は、例えば、操舵のために運転者によって操作されるステアリング操作部材から機械的に絶縁される一方、そのステアリング操作部材と電気的に接続される形式、いわゆるステア・バイ・ワイヤ方式を採用することが可能である。この方式を採用する場合には、原則として、動力源（例えば、電動モータ、圧力源）のみを利用して車輪が転舵される。
【０００６】
この種の車両用操舵装置は、さらに、ステアリング操作部材と常時機械的に連携させられ、それにより、そのステアリング操作部材の操作時には、その操作力が車輪に転舵力として伝達されるとともに、その操作をアシストするために動力源からの動力が車輪に転舵力として付加されるパワーステアリング方式を採用することも可能である。
【０００７】
すなわち、このパワーステアリング方式においては、運転者によるマニュアル転舵力を車輪に伝達する系統と、動力源によるアシスト転舵力を車輪に伝達する系統とが併存させられるのである。
【０００８】
このパワーステアリング方式を採用する場合には、動力源が万一失陥しても、運転者によるマニュアル操舵が確保される。これに対し、前述のステア・バイ・ワイヤ方式を採用する場合にも、動力源が万一失陥しても、運転者によるマニュアル操舵が確保されるようにバックアップ機構を採用することが望ましい。
【０００９】
そのため、ステア・バイ・ワイヤ方式を採用する場合も、動力源の正常時に、その動力源による転舵力を車輪に伝達する系統と、動力源の異常時に、運転者によるマニュアル転舵力を車輪に伝達する系統とが併存させられるべきである。
【００１０】
そうすると、いずれの方式を採用する場合であっても、動力源による転舵力を車輪に伝達する系統と、運転者によるマニュアル転舵力を車輪に伝達する系統とを併存させることが望ましい。
【００１１】
しかし、この要望を実現しようとすると、車両用操舵装置の構造が複雑化し易い。この問題は特にステア・バイ・ワイヤ方式を採用する場合に重大である。パワーステアリング方式を採用する場合には、マニュアル転舵力と動力源による転舵力とを互いに直列的に同じ車輪に付加することが可能であり、それぞれを互いに独立した系統で同じ車輪に付加することが不可欠ではないのに対し、ステア・バイヤ・ワイヤ方式を採用する場合には、それが不可欠であるからである。
【００１２】
以上説明した事情を背景として、本発明は、車両において動力源を利用して車輪を転舵してその車両を操舵する車両用操舵装置において、車輪にそれを転舵させる力を付与する構造のコンパクト化を容易にすることを課題としてなされたものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
本発明によって下記の各態様が得られる。各態様は、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、本明細書に記載の技術的特徴のいくつかおよびそれらの組合せのいくつかの理解を容易にするためであり、本明細書に記載の技術的特徴やそれらの組合せが以下の態様に限定されると解釈されるべきではない。
（１）  車両において動力源を利用して車輪を転舵してその車両を操舵する車両用操舵装置であって、
前記車輪を転舵させるために直線運動させられる直線運動部材と、
その直線運動部材と交差する第１の回転軸と、
その第１の回転軸の回転運動を前記直線運動部材の直線運動に変換する第１の運動変換機構と、
前記直線運動部材に対して平行な第２の回転軸と、
その第２の回転軸の回転運動を前記直線運動部材の直線運動に変換する第２の運動変換機構と、
結果的に前記直線運動部材を直線運動させるために、前記第１の回転軸と同軸で、かつ、それと直径方向においてオーバラップするように配置された第１の動力源と
を含む車両用操舵装置。
【００１４】
この装置においては、車輪の転舵力が、第１の回転軸と第１の運動変換機構と直線運動部材とを経た第１の伝達経路と、第１の動力源と直線運動部材とを経た第２の伝達経路とを利用して発生させられる。
【００１５】
ここに、第２の伝達経路においては、第１の動力源と直線運動部材とを互いに、第２の回転軸および第２の運動変換機構を経て互いに連携させる態様を採用したり、第１の運動変換機構を経て互いに連携させる態様を採用することが可能である。いずれにしても、第１の動力源は、結果的に、すなわち、利用する経路の如何を問わず、直線運動部材を直線運動させることとなる。
【００１６】
そして、本項に係る装置においては、それら第１および第２の伝達経路が存在するにもかかわらず、第１の回転軸と第１の動力源とが、互いに同軸に、かつ、互いに直径方向においてオーバラップするように配置される。すなわち、第１の動力源を配置するために、第１の回転軸とは同軸でない別の回転軸線を当該車両用操舵装置に設定することは不可欠ではないのである。
【００１７】
したがって、この装置によれば、それら第１の回転軸と第１の動力源とが、互いに同軸に配置されない場合、および、互いに同軸に配置されるが、互いに直径方向においてオーバラップするようには配置されない場合と比較し、車輪に転舵力を付与する構造のコンパクト化が容易となる。
【００１８】
本項における「第１の動力源」は、例えば、第１の回転軸と同軸のモータを主体として構成したり、第１の回転軸と同軸の回転部材であって圧力によって回転させられるものを含む圧力源を主体として構成することが可能である。
【００１９】
さらに、本項に係る装置は、前述のステア・バイ・ワイヤ方式を採用したり、前述のパワーステアリング方式を採用することが可能である。
（２）  前記第１の動力源が、前記第１の回転軸と同軸で、かつ、それと直径方向においてオーバラップするように配置された回転部材を含み、かつ、その回転部材を回転させるものである（１）項に記載の車両用操舵装置。
【００２０】
この装置によれば、第１の回転軸と第１の動力源における回転部材とをコンパクトに配置することが容易となる。
（３）  前記回転部材が、中空であり、前記第１の回転軸が、その回転部材を同軸に貫通して前記直線運動部材に延びている（２）項に記載の車両用操舵装置。
【００２１】
この装置によれば、前記（２）項における第１の回転軸と回転部材とをコンパクトに配置することが容易となる。
（４）  前記第１の回転軸と回転部材とが、相対的に回転可能に支持されてい（３）項に記載の車両用操舵装置。
【００２２】
この装置によれば、第１の回転軸を経た車輪転舵力伝達経路と、回転部材を経た車輪転舵力伝達経路とをそれぞれ伝達経路として互いに独立して機能させることが可能となる。
（５）  さらに、前記回転部材の回転運動を前記第２の回転軸に伝達する運動伝達機構を含む（２）ないし（４）項のいずれかに記載の車両用操舵装置。
【００２３】
この装置によれば、第１の動力源による転舵力が、回転部材、運動伝達機構、第２の回転軸および第２の運動変換機構を経て直線運動部材に伝達される。
【００２４】
ここに、例えば、運動伝達機構に関し、車輪から第１の動力源に向かう向きの伝達効率、すなわち、逆効率が低く設計される場合には、車輪への路面入力に対抗してその車輪の転舵角を維持するための回り止めを積極的に設けることが不可欠ではなくなる。
（６）  前記運動伝達機構が、食い違い軸間に運動を伝達する一対の傘状歯車がかみ合わされて構成されるハイポイドギヤを含み、かつ、それら一対の傘状歯車の一方は前記回転部材と同軸に一体的に回転させられ、他方は前記第２の回転軸と同軸に一体的に回転させられる（５）項に記載の車両用操舵装置。
【００２５】
この装置によれば、回転部材および第２の回転軸という２本の食い違い軸間に運動を伝達する構造をコンパクト化することが容易となる。
（７）  前記第１の回転軸の中心線が、前記直線運動部材の中心線に対して立体交差させられている（１）ないし（６）項のいずれかに記載の車両用操舵装置。
【００２６】
この装置によれば、第１の回転軸を局部的にオフセットさせることなく直線運動部材に対して交差させることが可能となる。
（８）  さらに、前記第２の回転軸を回転させるために、その第２の回転軸と同軸に配置された第２の動力源を含む（１）ないし（７）項のいずれかに記載の車両用操舵装置。
【００２７】
この装置によれば、前記（１）ないし（７）項のいずれかに記載の第１の動力源と、第２の動力源との双方を利用することにより、車輪に転舵力を付与することが可能となる。
【００２８】
それら第１および第２の動力源は、それらが双方とも故障しない限り、動力源を利用して車両に転舵力が付与される状態が確保されるように、同じ目的のために冗長的に機能させることが可能である。すなわち、それら第１および第２の動力源が互いに共同して冗長設計を実現し得るのである。
（９）  前記第２の動力源が、互いに独立して前記第２の回転軸を回転させる複数の回転部をその回転部材と同軸に含む（８）項に記載の車両用操舵装置。
【００２９】
この装置によれば、第２の動力源を複数の回転部を含むように構成することにより、その第２の動力源単独で冗長設計を実現し得る。
（１０）  前記車両が、それの運転者によって操作されるステアリング操作部材を含み、当該車両用操舵装置が、さらに、そのステアリング操作部材の操作力を前記第１の回転軸に回転力として少なくとも選択的に伝達する操作力伝達装置を含む（１）ないし（９）項のいずれかに記載の車両用操舵装置。
【００３０】
この装置によれば、運転者によるマニュアル操作力によって車輪を転舵する状態が確保される。この装置における操作力伝達装置は、当該車両用操舵装置が前述のパワーステアリング方式を採用する場合には、そのマニュアル操作力を常時車輪に伝達可能に設計されるのに対し、前述のステア・バイ・ワイヤ方式を採用する場合には、そのマニュアル操作力を動力源が万一失陥したときに車輪に伝達するように設計される。
（１１）  前記第１の動力源が、前記第１の回転軸によって同軸に貫通させられる中空の回転部材を含み、かつ、その回転部材が前記第１の回転軸によって支持されており、その第１の回転軸が、前記直線運動部材を通過して延びるとともに、その直線運動部材を隔てた両側において回転可能に支持されている（１）ないし（１０）項のいずれかに記載の車両用操舵装置。
【００３１】
この装置によれば、第１の回転軸と直線運動部材との交点すなわち力の作用点を隔てた両側において第１の回転軸が回転可能に支持されるため、片側においてしか支持されない場合に比較し、第１の回転軸の支持剛性が向上し、その作動中にそれの中心線が予定外にずれてしまうことを回避することが容易となる。さらに、そのような予定外のずれに起因した伝達効率の低下および異音の発生を回避することも容易となる。
（１２）  さらに、前記第１の回転軸の絶対回転角を検出する絶対角センサを含む（１）ないし（１１）項のいずれかに記載の車両用操舵装置。
【００３２】
一般に、ある回転軸の絶対回転角を検出する技術は、その回転軸が２回以上回転する場合における方が１回転を超えては回転しない場合におけるより高度である。そのため、例えば、その回転軸の回転速度を減速する減速機構が絶対角センサに付加されることがある。そうすると、その絶対回転角を検出するための構造が大形化するという問題や、装置コストが上昇するという問題が生ずる。
【００３３】
これに対し、本項に係る装置においては、絶対回転角を検出すべき第１の回転軸が、運動伝達機構と第２の運動変換機構との直列構造を経由するのではなく、第１の運動変換機構を経由して直線運動部材に連携させられている。すなわち、第１の回転軸は、簡単に説明すれば、一般に減速機能を有する機構が直列化された構造を経由することなく直線運動部材に連携させられているのである。
【００３４】
したがって、この装置によれば、車輪の転舵角が同じ量で変化することに対応する第１の回転軸の絶対回転角の変化量が、第１の回転軸が運動伝達機構と第２の運動変換機構との直列構造を経由して直線運動部材に連携させられる場合に比較し、少なくて済む。
【００３５】
よって、この装置によれば、第１の回転軸の絶対角を検出する絶対角センサの構造のコンパクト化およびコストダウンが容易となる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のさらに具体的な実施の形態のいくつかを図面に基づいて詳細に説明する。
【００３７】
図１には、本発明の第１実施形態に従う車両用操舵装置が断面図で系統的に表されている。この操舵装置は、左右の前輪（図示しない）と左右の後輪（図示しない）とを備えた車両において、転舵車輪である左右の前輪をステア・バイ・ワイヤ方式によって電気的に転舵させる。
【００３８】
図１に示すように、この車両は、左右の転舵車輪を転舵させるために運転者によって回転操作されるステアリングホイール１０（これが前記ステアリング操作部材の一例である。）を備えている。一方、前記操舵装置は、操作制御部２０と、転舵制御部２２とを含むように構成されている。
【００３９】
操作制御部２０は、図１に示すように、ステアリングホイール１０に同軸に接続されたステアリング軸３０を有している。一方、転舵制御部２２は、図１に示すように、車両において左右方向に延びてそれの長さ方向に移動させられるラックバー（ラック軸ともいい、これが前記直線運動部材の一例である。）３２を有しており、このラックバー３２によって左右の転舵車輪が転舵させられる。
【００４０】
この操舵装置においては、それが正常である限り、ステアリングホイール１０と転舵制御部２２とが機械的に互いに絶縁される。そのため、従来からのマニュアル方式の操舵装置と同等の操作フィーリングを再現すべく、操作制御部２０が、ステアリングホイール１０に操舵反力を擬似的に付与する。
【００４１】
具体的には、操作制御部２０においては、図１に示すように、ステアリング軸モータ４０が設けられている。ステアリング軸モータ４０は、図示しないが、ロータとステータとを含むように構成される。この構成は、下記の他のモータについても共通する。
【００４２】
これに対し、転舵制御部２２においては、図１に示すように、ラックバー３２に形成されたラック５２にピニオン５４がかみ合わされている。すなわち、この操舵装置においては、それらラック５２とピニオン５４とが互いに共同してラック・アンド・ピニオン方式の運動変換機構５５（これが前記第１の運動変換機構の一例である。）を構成しているのである。ピニオン５４から延びるピニオン軸５６（これが前記第１の回転軸の一例である。）はラックバー３２に対して直角に立体交差させられている。
【００４３】
ラックバー３２に直線運動を付与するために、転舵制御部２２は、第１および第２のラック軸モータ５８，５９（以下、単に「モータＡおよびＢ」という。）と、それらの回転運動をラックバー３２の直線運動に変換する運動変換機構としてのボールねじ６０（これが前記第２の運動変換機構の一例である。）を備えている。
【００４４】
このボールねじ６０は、一般に、ラック・アンド・ピニオン方式の運動変換機構５５より高い減速比（高い減速効果）を有するように設計される。したがって、このボールねじ６０は、逆効率の点で運動変換機構５５より高く、よって、転舵車輪への路面入力に対抗して転舵車輪の回転を阻止する回り止めとして効果的に利用することが可能であるのが一般的である。
【００４５】
なお付言すれば、同じラックバー３２に関してラック軸モータ５８，５９が２個用いられているのは、このラックバー３２の電気的駆動系についての冗長性を高めてフォールト・トレランスを向上させるためである。この種の冗長設計は、本実施形態において他の箇所にも見られる。
【００４６】
それらモータＡおよびＢは、それらに共通の筒状のハウジング６１を備えている。そのハウジング６１にラックバー３２が同軸に貫通させられるとともに、そのラックバー３２の両端部がハウジング６１の両端部から露出させられている。そのラックバー３２の両端部のうちの一方にラック５２が形成されるととも、そのラック５２にピニオン５４がかみ合わされている。そのハウジング６１内にボールねじ６０も収容されている。ボールねじ６０は、めねじ６２とおねじ６４とが螺合されて構成されている。
【００４７】
めねじ６２は、回転可能かつ軸方向移動不能に支持される。このめねじ６２は、モータＡおよびＢに共通のロータ７０として機能し、その結果、このめねじ６２はそれらモータＡおよびＢによって回転させられる。
【００４８】
ロータ７０にはそれの外周面においてマグネット７２が装着されており、このマグネット７２においてロータ７０は、モータＡおよびモータＢの各ステータ７４と対面する。ロータ７０は、適数個の軸受７８を介してハウジング６１に相対回転可能に支持されている。
【００４９】
これに対し、おねじ６４は、回転不能かつ軸方向移動可能に支持される。このおねじ６４は、めねじ６２の回転に伴って直線変位させられ、これにより、ラックバー３２をそれの長さ方向に変位させる。このおねじ６４をラック軸とも称する。
【００５０】
同じロータ７０の回転角を検出するために２個の回転角センサ８２，８２が設けられている。いずれの回転角センサ８２，８２もレゾルバであり、ロータ７０と共に回転するレゾルバロータ８４と、ハウジング６１に固定されたレゾルバステータ８６とを互いに同軸に備えている。
【００５１】
転舵制御部２２においては、さらに、図１に示すように、ピニオン軸５６と同軸に同軸モータ９０（以下、単に「モータＣ」という。）を備えている。このモータＣは、ロータ７０に回転力を付与するために設けられている。このモータＣは、ロータ７０を回転させる動力源としてモータＡおよびＢに対して冗長的であるように設けられている。これにより、この操舵装置のフォールト・トレランスが向上させられている。
【００５２】
モータＣは、筒状のハウジング９４を備えている。そのハウジング９４にピニオン軸５６が同軸に貫通させられており、そのピニオン軸５６の両端部がハウジング９４の両端部から露出させられている。
【００５３】
モータＣは、外周側にマグネット９８が装着された中空のロータ１００（これが前記回転部材の一例である。）とそれの外周側に配置されたステータ１０２とを同軸に備えている。本実施形態においては、ロータ１００が中空構造とされたうえで、そのロータ１００にピニオン軸５６が同軸に貫通させられている。ピニオン軸５６は適数個の軸受１０４を介してロータ１００に相対回転可能に支持され、ロータ１００は適数個の軸受１０６を介してハウジング９４に相対回転可能に支持されている。ピニオン軸５６の一端部は、ハウジング９４の一端部から突出してラックバー３２を通過させられているが、そのラックバー３２を隔てた両側の一方においては、上述のように軸受１０４を介して支持されるとともに、他方においても、軸受１０８を介して支持されている。すなわち、ピニオン軸５６は、ラックバー３２を隔てた両側においてそれぞれ軸受１０４，１０８を介して回転可能に支持されているのである。
【００５４】
以上の説明から明らかなように、本実施形態においては、ピニオン軸５６とモータＣとが、互いに同軸に、かつ、それらの直径方向において互いにオーバラップする状態で配置されている。さらに、ハウジング９４には、回転角センサ１１２が設けられている。この回転角センサ１１２もレゾルバであり、ロータ１００と共に回転するレゾルバロータ１１４と、ハウジング９４に固定されたレゾルバステータ１１６とを互いに同軸に備えている。
【００５５】
転舵制御部２２は、さらに、図１に示すように、ロータ１００の回転運動をそのロータ１００の軸線と食い違う軸線を有するロータ７０に伝達するために運動伝達機構１２０を備えている。この運動伝達機構１２０は、本実施形態においては、ハイポイドギヤとして構成されている。ハイポイドギヤは、食い違い軸間に運動を伝達する一対の傘状歯車１２２，１２４によって構成されている。一方の傘状歯車１２２はロータ１００、他方の傘状歯車１２４はロータ７０とそれぞれ同軸に一体的に回転させられる。
【００５６】
図２に示すように、それら一対の傘状歯車１２２，１２４においては、それらの軸線が互いに立体交差させられている。したがって、本実施形態においては、ラックバー３２を局部的にオフセットさせることなく、そのラックバー３２に、それの中心線から偏心した側面に形成されたラック５２にピニオン５４がかみ合わされている。
【００５７】
図１に示すように、ピニオン軸５６には、それの絶対角を検出する絶対角センサ１３０が装着されている。
【００５８】
この操舵装置は、図１に示すように、転舵制御部２２の電気系統が万一故障した場合には、運転者がステアリングホイール１０を操作することによって左右の前輪を機械的に転舵させるために、バックアップ制御部１４０を備えている。
【００５９】
バックアップ制御部１４０は、図１に示すように、ステアリング軸３０に係合したプーリ１４２と、ピニオン軸５６に係合したプーリ１４４とを備えている。本実施形態においては、いずれのプーリ１４２，１４４も、ステアリング軸３０とピニオン軸５６とのうち対応するものに同軸に固定されている。それら２個のプーリ１４２，１４４にはワイヤ１４６が巻き掛けられている。
【００６０】
ただし、ステアリング軸３０とピニオン軸５６との間、具体的には、ワイヤ１４６の途中にクラッチ１５０が設けられており、このクラッチ１５０により、常には、それら２者が機械的に互いに絶縁されているが、操舵装置の異常時には、それら２者が機械的に互いに連携させられる。
【００６１】
以上の説明から明らかなように、本実施形態においては、２個のプーリ１４２，プーリ１４４と、ワイヤ１４６と、クラッチ１５０とが互いに共同して前記操作力伝達装置を構成しているのである。
【００６２】
図１に示すように、操作制御部２０においては、ステアリングホイール１０の回転角である操舵角を絶対角として検出する絶対角センサ１５２が設けられている。
【００６３】
以上、この操舵装置の構造を説明したが、次に、それの作動を説明する。
【００６４】
この操舵装置の電気系統が正常である場合には、クラッチ１５０が解除状態にあり、そのため、ステアリングホイール１０の操作力はピニオン軸５６に伝達されない。その代わり、ステアリングホイール１０の操作状態に基づき、モータＡないしＣのうち異常ではないものが駆動される。
【００６５】
モータＡおよびＢが駆動されると、ロータ７０の回転運動がボールねじ６０によって直線運動に変換されてラックバー３２に伝達される。ラックバー３２は、その結果、直線変位させられ、それに基づき、転舵車輪が転舵させられる。
【００６６】
これに対し、モータＣが駆動されると、ロータ１００の回転運動が運動伝達機構１２０を介してロータ７０に伝達される。その後、上記の場合と同様にして、ラックバー３２が直線変位させられて転舵車輪が転舵させられる。
【００６７】
一方、この操舵装置の電気系統が異常である場合には、クラッチ１５０が接続状態にあり、そのため、ステアリングホイール１０の操作力がプーリ１４２、ワイヤ１４６およびプーリ１４４を経てピニオン軸５６に伝達される。その操作力によってピニオン軸５６が回転させられると、その回転運動がラック・アンド・ピニオン方式の運動変換機構５５によってラックバー３２の直線運動に変換させられる。その後、上記の場合と同様にして、ラックバー３２の直線変位に基づいて転舵車輪が転舵させられる。
【００６８】
次に、本発明の第２実施形態を説明する。ただし、本実施形態は、第１実施形態に対してピニオン軸５６とラックバー３２との相対位置関係、ラックバー３２の形状および運動伝達機構１２０の形式が異なるのみで、他の要素については共通するため、共通する要素については同一の名称または符号を使用して引用することによって詳細な説明を省略し、異なる要素についてのみ詳細に説明する。
【００６９】
第１実施形態においては、図２に示すように、ピニオン軸５６の中心線とラックバー３２の中心線とが互いに立体交差させられ、そのため、運動伝達機構１２０としてハイポイドギヤが採用されたうえで、ラックバー３２を局部的にオフセットさせることが省略されている。
【００７０】
これに対し、本実施形態においては、図３ないし図５に示すように、ピニオン軸５６の中心線とラックバー３２の中心線とが互いに直交させられている。そのため、運動伝達機構１７０が、それら直交軸間に運動を伝達する一対の傘状歯車１７２，１７４を主体として構成されている。
【００７１】
本実施形態においては、さらに、図４に示すように、ラックバー３２が局部的にオフセットさせられ、そのオフセット部１７６にラック５２が形成されている。これにより、ラックバー３２の中心線とピニオン軸５６の中心線とが互いに直交するにもかかわらず、ラック・アンド・ピニオン方式の運動変換機構５５が実現されている。
【００７２】
次に、本発明の第３実施形態を説明する。ただし、本実施形態は、第１実施形態に対して操舵制御方式およびラックバー３２の駆動方式が異なるのみで、他の要素については共通するため、共通する要素については同一の名称または符号を使用して引用することによって詳細な説明を省略し、異なる要素についてのみ詳細に説明する。
【００７３】
第１実施形態においては、前述のように、操舵制御方式としてステア・バイ・ワイヤ方式が採用されているが、本実施形態においては、パワーステアリング方式の一例である電動ステアリング方式が採用されている。
【００７４】
具体的には、図６に示すように、ステアリング軸３０とピニオン軸５６とがジョイント１９０によって常時互いに機械的に連携させられている。したがって、本実施形態においては、操舵装置の電気系統の異常の有無を問わず、ステアリングホイール１０の操作力がピニオン軸５６およびラックバー３２に伝達され、その結果、車輪がマニュアル操作力によって転舵させられる。
【００７５】
さらに、本実施形態においては、運転者によってステアリングホイール１０に加えられた操舵トルクを検出するためにトルクセンサ１９２が設けられている。
【００７６】
第１実施形態においては、図１に示すように、ロータ７０がモータＡおよびＢのみならずモータＣによっても回転させられるようになっているが、本実施形態においては、モータＣのみによって回転させられるようになっている。
【００７７】
本実施形態においては、電気系統が正常である場合には、モータＣが駆動されることにより、ステアリングホイール１０の操作力が電気的にアシストされる。具体的には、モータＣによってロータ１００および傘状歯車１２２が回転させられ、その回転運動が運動伝達機構１７０によって傘状歯車１２４およびロータ７０に伝達され、そのロータ７０の回転運動がボールねじ６０によってラックバー３２の直線運動に変換される。その結果、車輪が転舵させられる。
【００７８】
以上、本発明の実施の形態のいくつかを図面に基づいて詳細に説明したが、これらは例示であり、前記［課題を解決するための手段および発明の効果］の欄に記載の態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変形、改良を施した他の形態で本発明を実施することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に従う車両用操舵装置を系統的に示す正面断面図である。
【図２】図１における運動伝達機構１２０を示す部分側面断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態に従う車両用操舵装置における要部を示す正面断面図である。
【図４】図３の車両用操舵装置における要部を示す平面断面図である。
【図５】図３の車両用操舵装置における要部を示す側面断面図である。
【図６】本発明の第３実施形態に従う車両用操舵装置を示す正面断面図である。
【符号の説明】
３２  ラックバー
５２  ラック
５４  ピニオン
５５  運動変換機構
５６  ピニオン軸
５８  モータＡ
５９  モータＢ
６０  ボールねじ
７０  ロータ
９０  同軸モータ
１００  ロータ
１２０，１７０  運動伝達機構
１３０  絶対角センサ
１４０  バックアップ制御部
１４２，１４４  プーリ
１４６  ワイヤ
１５０  クラッチ
【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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