(57)【要約】【課題】より回転可能量が多いステアリング装置を提供する。【解決手段】ステアリング装置１は、ステアリング軸２と、ステアリング軸２の回転が伝達されるホルダ６０と、ホルダ６０が回転することにより弾性変形するトーションスプリング７０と、ステアリング軸２とホルダ６０との間に介在されて、ステアリング軸２の回転を減速してホルダ６０に伝達する遊星ギア６とを備える。【選択図】図１
2017140901.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作されることにより回転するステアリング軸と、
前記ステアリング軸の回転が伝達される回転部材と、
前記回転部材が回転することにより弾性変形する弾性部材と、
前記ステアリング軸と前記回転部材との間に介在されて、前記ステアリング軸の回転を減速して前記回転部材に伝達する減速部とを備えるステアリング装置。
【請求項２】
請求項１に記載のステアリング装置において、
前記減速部は、前記ステアリング軸と同軸とされるとともに同ステアリング軸と一体回転するサンギアと、
前記サンギアと噛合するプラネタリギアと、
前記プラネタリギアと噛合するリングギアとを含んで構成される遊星ギアであって、
前記回転部材は、前記プラネタリギアに連動して前記ステアリング軸周りを回転するステアリング装置。
【請求項３】
請求項２に記載のステアリング装置において、
前記プラネタリギアは、前記サンギア周りに等角度間隔で複数個設けられ、
複数個の前記プラネタリギアのそれぞれに挿通される挿通部を有し、これら複数個の前記プラネタリギアの前記サンギア周りの回転を前記回転部材に伝達するプラネタリキャリアを備えるステアリング装置。
【請求項４】
請求項１に記載のステアリング装置において、
前記減速部は、前記ステアリング軸と同軸とされるとともに同ステアリング軸と一体回転する第１のギアと、
前記第１のギアに噛合し、前記ステアリング軸とは異なる減速用回転軸周りを回転する第２のギアとを含んで構成され、
前記回転部材は、前記第２のギアに連動して前記減速用回転軸周りを回転するステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ステアリングの回転操作に対して反力を与えるステアリング装置が周知である。特許文献１のステアリング装置は、ステアリング軸が挿通されるトーションスプリングと、ステアリングとともに一体回転する係合部とを備えている。この構成によれば、係合部は、ステアリングが一方向に回転操作されたときトーションスプリングの一端と、ステアリングが先の一方向とは逆方向に回転操作されたときトーションスプリングの他端と、それぞれ係合しトーションスプリングが捩るように押圧する。これにより、トーションスプリングの弾性復帰しようとする弾性力がステアリングの回転操作に対する反力としてステアリングに与えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−４１４６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のステアリング装置では、ステアリングが１回転するとき、係合部がトーションスプリングの両方の端部と係合し、それ以上回転することができない。すなわち、ステアリングを１回転以上回転させることが困難であった。
【０００５】
本発明の目的は、よりステアリングの回転可能量が多いステアリング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、ステアリング装置は、操作されることにより回転するステアリング軸と、前記ステアリング軸の回転が伝達される回転部材と、前記回転部材が回転することにより弾性変形する弾性部材と、前記ステアリング軸と前記回転部材との間に介在されて、前記ステアリング軸の回転を減速して前記回転部材に伝達する減速部とを備えることを要旨とする。
【０００７】
この構成によれば、ステアリング軸の回転は回転部材に減速して伝達される。したがって、ステアリング軸の回転角に対して回転部材の回転角は小さくなる。言い換えると、回転部材が１回転するときステアリング軸は１回転よりも多く回転できる。このため、従来と同様に、ステアリング軸が回転したときに弾性部材が弾性変形することによる反力を得ることができるとともに、従来と比較して、ステアリング軸の回転可能量が多い。
【０００８】
上記構成において、前記減速部は、前記ステアリング軸と同軸とされるとともに同ステアリング軸と一体回転するサンギアと、前記サンギアと噛合するプラネタリギアと、前記プラネタリギアと噛合するリングギアとを含んで構成される遊星ギアであって、前記回転部材は、前記プラネタリギアに連動して前記ステアリング軸周りを回転することが好ましい。
【０００９】
この構成によれば、回転部材がステアリング軸の周囲を回転する。すなわち、ステアリング軸の回転軸と回転部材の回転軸とが共通化されているので、ステアリング装置全体として小型となる。
【００１０】
上記構成において、前記プラネタリギアは、前記サンギア周りに等角度間隔で複数個設けられ、複数個の前記プラネタリギアのそれぞれに挿通される挿通部を有し、これら複数個の前記プラネタリギアの前記サンギア周りの回転を前記回転部材に伝達するプラネタリキャリアを備えることが好ましい。
【００１１】
この構成によれば、回転部材が回転することにより、同回転部材が弾性部材から受ける弾性力は、プラネタリキャリアを介して複数個のプラネタリギアに伝達される。ここで、複数個のプラネタリギアは、等角度間隔に配設されているので、弾性力も複数個のプラネタリギアに均等に伝達される。このため、プラネタリギアが弾性力を受けても、サンギアとリングギアとの間に軸ずれが発生しにくい。
【００１２】
上記構成において、前記減速部は、前記ステアリング軸と同軸とされるとともに同ステアリング軸と一体回転する第１のギアと、前記第１のギアに噛合し、前記ステアリング軸とは異なる減速用回転軸周りを回転する第２のギアとを含んで構成され、前記回転部材は、前記第２のギアに連動して前記減速用回転軸周りを回転することが好ましい。
【００１３】
この構成によれば、ステアリング軸に対する回転部材及び弾性部材の搭載自由度が高い。また、この構成がステアバイワイヤの車両に採用される場合、ステアリング軸と減速用回転軸との２つの回転軸を有するので、ステアリング軸の回転角度を検出する回転角検出機器の搭載自由度が高い。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のステアリング装置は、よりステアリングの回転可能量が多いという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施形態におけるステアリング装置の分解斜視図。
【図２】実施例におけるステアリング装置の全体斜視図。
【図３】（ａ）は実施例におけるステアリング軸を構成する遊星ギアを示す正面図、（ｂ）は（ａ）の状態からステアリング軸が時計方向に１回転したときの遊星ギアを示す正面図。
【図４】別例におけるステアリング装置の分解斜視図。
【図５】別例におけるステアリング装置の全体斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、ステアリング装置の一実施形態について図面に従って説明する。
＜構成＞
図１に示すように、ステアリング装置１は、ステアリング軸２と、ケース３と、リッド４と、反力生成機構５とを備える。ステアリング軸２は、ケース３及びリッド４に対して相対回転可能に軸支される（図２参照）。ケース３は円筒状の収容部３ａを有する。リッド４は、収容部３ａを塞ぐようにケース３に取り付けられる。なお、ケース３の収容部３ａにおいてリッド４が取り付けられる部位の反対側を底部３ｂと規定する。反力生成機構５は、ケース３の収容部３ａに収容される、より正確には底部３ｂとリッド４との間に挟まれるものであって（図２参照）、ステアリング軸２が軸方向である回転軸Ｏ周りに回転したとき、その回転軸Ｏ周りとは反対方向へステアリング軸２を回転させる力（反力）を生成する。なお、ステアリング装置１は、例えばステアバイワイヤ方式の車両に設けられるものであって、ステアリング軸２の一方の端部は車室内に露出し、同端部にはステアリングホイールが固定されている。
【００１７】
図１に示すように、反力生成機構５は、リングギア１０、プラネタリギア２０、サンギア３０、プラネタリキャリア４０、スペーサ５０、ホルダ６０、及びトーションスプリング７０を備える。
【００１８】
リングギア１０は、円環状のリングの内周面に歯数Ｚ３のギアが形成されている。リングギア１０は、リッド４がケース３に取り付けられることにより、ステアリング軸２が挿通された状態でケース３に固定されている。したがって、リングギア１０は、ケース３に対して回転しない。
【００１９】
プラネタリギア２０は、４つのプラネタリギア２１，２２，２３，２４の総称である。これら４つのプラネタリギア２１〜２４は、リングギア１０の内径よりも小さい外径を有する円板状であって、それぞれ外周面に歯数Ｚ２のギアが形成されている。また、４つのプラネタリギア２１〜２４の中央部には、それぞれステアリング軸２に対して平行な貫通孔２０ａが設けられている。これら４つのプラネタリギア２１〜２４は、ステアリング軸２（回転軸Ｏ）の軸周りにおいて互いに接触しないように且つ等角度間隔となるようにリングギア１０に噛合している。なお、以後、プラネタリギア２１〜２４と区別の必要がない場合は、プラネタリギア２０として説明する。
【００２０】
サンギア３０は、ステアリング軸２の外径よりも大きい外径を有する円板状であって、外周面に歯数Ｚ１のギアが形成されている。サンギア３０の中央部には、ステアリング軸２と同軸の嵌合孔が設けられており、サンギア３０は、同嵌合孔を介してステアリング軸２と嵌合した状態で、プラネタリギア２０と噛合している。なお、リングギア１０、プラネタリギア２０が遊星ギア６を構成するとともに、減速部に相当する。
【００２１】
プラネタリキャリア４０は、ケース３の内径よりも若干小さい外径を有する円板とされ、その中央部にはステアリング軸２の外径よりも若干大きい貫通孔４０ａを有する。また、プラネタリキャリア４０は、貫通孔４０ａの周りに等角度間隔でリッド４側に向かって突出する４つの円柱軸４１，４２，４３，４４を有する。これら円柱軸４１〜４４は、全て同形状とされ、その外径は、プラネタリギア２０における貫通孔２０ａの内径よりも若干小さく設定されている。プラネタリキャリア４０は、貫通孔４０ａにステアリング軸２が挿通された状態、且つ、円柱軸４１〜４４がそれぞれ対応するプラネタリギア２１〜２４の貫通孔２０ａに挿入された状態で、遊星ギア６よりもケース３の底部３ｂ側に設けられている。円柱軸４１〜４４は挿通部に相当する。なお、プラネタリキャリア４０は、円柱軸４１と円柱軸４２との中間部に嵌合孔４５を有している。
【００２２】
スペーサ５０は、ステアリング軸２の外径よりも大きい内径とプラネタリキャリア４０の外径よりも小さい外径を有し、ステアリング軸２と同軸方向に延びる円筒状とされている。スペーサ５０は、プラネタリキャリア４０よりも底部３ｂ側において、ステアリング軸２に外挿されている。
【００２３】
ホルダ６０は、スペーサ５０と同等の軸長を有する円柱軸とされている。ホルダ６０は、プラネタリキャリア４０の嵌合孔４５に圧入されている。
トーションスプリング７０は、スペーサ５０の外径よりも若干大きい内径を有するとともにケース３の内径よりも小さい外径とされ、同スペーサ５０に外挿されている。トーションスプリング７０を構成する金属線材の両端部は、それぞれ外側に向かって折り曲げられている。したがって、トーションスプリング７０は、ホルダ６０が回転軸Ｏ周りを回転することによりホルダ６０と当接する。このため、ホルダ６０がトーションスプリング７０の弾性力に抗して回転することにより、トーションスプリング７０は弾性変形する。なお、ホルダ６０が回転部材に、トーションスプリング７０が弾性部材に、それぞれ相当する。
【００２４】
次に、ステアリング装置１の作用及び効果について説明する。なお、ここでは、ステアリング軸２が右方向に１回転したものとして説明する。
図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、図示しないステアリングホイールが操作されてステアリング軸２が回転軸Ｏ周りに回転すると、同ステアリング軸２に嵌合しているサンギア３０も回転軸Ｏ周りにステアリング軸２と一体回転する。サンギア３０は、プラネタリギア２１〜２４のそれぞれと噛合している。これらプラネタリギア２１〜２４は、ケース３に固定されるリングギア１０と噛合しているため、サンギア３０の回転は、プラネタリキャリア４０に減速して伝達される。例えば、サンギア３０の歯数Ｚ１と、プラネタリギア２０の歯数Ｚ２と、リングギア１０の歯数Ｚ３との関係が、Ｚ１：Ｚ２：Ｚ３＝１６：８：３２で規定されている場合、サンギア３０とプラネタリキャリア４０とのギア比は１＋（Ｚ３／Ｚ１）＝３となる。すなわち、サンギア３０が回転軸Ｏ周り右方向に１回転する間に、プラネタリキャリア４０は回転軸Ｏ周り右方向に１／３（１２０°）だけ回転する。
【００２５】
ここで、プラネタリギア２１〜２４の各中央部に設けられる貫通孔２０ａには、プラネタリキャリア４０に設けられる円柱軸４１〜４４が挿入されている。したがって、プラネタリキャリア４０は、プラネタリギア２１〜２４と回転軸Ｏ周り右方向に一体回転する。
【００２６】
プラネタリキャリア４０の嵌合孔４５には、ホルダ６０が挿嵌されている。したがって、ホルダ６０は、プラネタリキャリア４０と一体回転する。なお、ホルダ６０が回転軸Ｏ周りに回転することによりトーションスプリング７０が弾性変形する。
【００２７】
すなわち、ステアリング軸２の回転軸Ｏ周りの回転は、遊星ギア６及びプラネタリキャリア４０によって減速されてホルダ６０に伝達される。このため、従来と同様に、ステアリング軸２が回転したときにトーションスプリング７０が弾性変形することによる反力を得ることができるとともに、従来と比較して、ステアリング軸２の回転可能量が多い。
【００２８】
また、遊星ギア６を採用したことにより、ステアリング軸２の回転軸Ｏとホルダ６０の回転軸Ｏとが共通化されているので、ステアリング装置１全体として小型となる。
さらに、遊星ギア６において、４つのプラネタリギア２１〜２４は、等角度間隔に配設されているので、トーションスプリング７０の弾性力が、４つのプラネタリギア２１〜２４に均等に伝達される。このため、４つのプラネタリギア２１〜２４が弾性力を受けても、サンギア３０とリングギア１０との間に軸ずれが発生しにくい。
【００２９】
なお、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、遊星ギア６を減速部として採用したが、これとは異なる減速部を採用してもよい。
【００３０】
例えば、図４，５に示すステアリング装置１０１は、ステアリング軸１０２、ケース１０３、リッド１０４，１０５、第１のギア１０６、第２のギア１１１、減速用回転軸１１２、ホルダ１１３、スペーサ１１４、及びトーションスプリング１１５を備える。
【００３１】
ステアリング軸１０２及び減速用回転軸１１２は、互いに軸方向が平行な位置関係とされている。これらステアリング軸１０２及び減速用回転軸１１２は、対向する位置関係でケース１０３を閉塞するリッド１０４，１０５に、それぞれ回転軸Ｏ１，Ｏ２を中心に回転可能に軸支されている。
【００３２】
第１のギア１０６は、その中央部にステアリング軸１０２が挿通された状態で同ステアリング軸１０２に固定されている。第１のギア１０６は、ステアリング軸１０２に連動して回転軸Ｏ１周りを回転する。
【００３３】
第２のギア１１１は、第１のギア１０６よりも歯数が多いものであって、その中央部に減速用回転軸１１２が挿通された状態で同減速用回転軸１１２に固定されるとともに、第１のギア１０６と噛合している。第２のギア１１１は、第１のギア１０６に連動して回転軸Ｏ２周りを回転する。
【００３４】
ホルダ１１３は、第２のギア１１１に固定され減速用回転軸１１２（回転軸Ｏ２）の周りを回転する。
トーションスプリング１１５は、減速用回転軸１１２に外挿されるスペーサ１１４にさらに外挿されている。トーションスプリング１１５は、ホルダ１１３が減速用回転軸１１２（回転軸Ｏ２）周りを回転することによりホルダ１１３と当接する。このため、ホルダ１１３がトーションスプリング１１５の弾性力に抗して回転することにより、トーションスプリング１１５は弾性変形する。
【００３５】
このように構成した場合でも、ステアリング軸２の回転軸Ｏ１周りの回転は、第１のギア１０６及び第２のギア１１１によって減速されて回転軸Ｏ２周りを回転するホルダ１１３に伝達される。このため、従来と同様に、ステアリング軸２が回転したときにトーションスプリング１１５が弾性変形することによる反力を得ることができるとともに、従来と比較して、ステアリング軸２の回転可能量が多い。
【００３６】
また、ステアリング軸２に対するホルダ１１３及びトーションスプリング１１５の搭載自由度が高い。なお、この構成がステアバイワイヤの車両に採用される場合、ステアリング軸１０２と減速用回転軸１１２との２つの回転軸を有するので、ステアリング軸１０２の回転角度を検出する回転角検出機器の搭載自由度も高い。
【００３７】
・上記実施形態において、プラネタリギアの数は適宜変更してもよい。また、プラネタリギアを等角度間隔に配設しなくてもよい。
・上記実施形態において、プラネタリギアを一つとした場合、そのプラネタリギアにホルダ６０を直接取り付けてもよい。なお、この場合、プラネタリキャリアの省略が可能である。
【００３８】
・上記実施形態において、プラネタリキャリア４０は円板とされたが、その形状は、プラネタリキャリア４０の回転を許容し、その回転をホルダ６０に伝達できれば、適宜変更可能である。
【００３９】
・上記実施形態において、プラネタリキャリア４０とホルダ６０とが一体であってもよい。また、プラネタリキャリア４０とスペーサ５０とが一体であってもよい。さらに、プラネタリキャリア４０、スペーサ５０、及びホルダ６０が一体であってもよい。
【００４０】
・上記別例において、ステアリング軸１０２及び減速用回転軸１１２は平行な関係であったが、ねじれの位置関係にあってもよい。
・上記実施形態及び上記別例において、スプリングを保持できればスペーサは省略してもよい。
【００４１】
・上記実施形態及び上記別例のステアリング装置は、実際の車両だけでなく、ディスプレイに表示される車両を運転するドライビングゲーム機等に使用してもよい。
【符号の説明】
【００４２】
１，１０１…ステアリング装置、２，１０２…ステアリング軸、３，１０３…ケース、４，１０４，１０５…リッド、５…反力生成機構、６…遊星ギア、１０…リングギア、２０〜２４…プラネタリギア、３０…サンギア、４０…プラネタリキャリア、５０，１１４…スペーサ、６０，１１３…ホルダ、７０，１１５…トーションスプリング、１０６…第１のギア、１１１…第２のギア、１１２…減速用回転軸。
【図１】
2017140901.tif 000003
【図２】
2017140901.tif 000004
【図３】
2017140901.tif 000005
【図４】
2017140901.tif 000006
【図５】
2017140901.tif 000007