【手続補正書】
【提出日】平成19年12月25日(2007.12.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングシャフトからインタミシャフトを介してステアリングギア部に至るステアリング系をジョイントによって連結し、前記ジョイントに起因してトルク変動が生じるステアリング装置において、
前記トルク変動における伝達トルク比（ステアリングシャフト側の操舵トルク／ステアリングギア部側の伝達トルク）が１．０以下となる領域に、ハンドルの最大切れ角位置を設定したことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項２】
前記最大切れ角の位置は、前記トルク変動でステアリングシャフト側の操舵トルクよりステアリングギア部側の伝達トルクを増やす側の位相領域であり、かつ、前記伝達トルク比の操舵角に対する周期的な変動曲線上の極小点付近になるように設定された請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
車両の舵取り装置は、例えば非特許文献１などに開示されている。同文献１の図１０では、ハンドル５１の操作をステアリングシャフト５２からステアリングギア部５３に伝え、ピットマンアーム５４を介してタイロッド５５を往復動させることにより、キングピン５６の回りでステアリングアーム５７を回転させて、車輪５８の方向を変化させるようになっている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
そのため、インタミシャフトの両端に、一対のユニバーサルジョイントを用いた場合、図１１（ａ）および（ｂ）に示すように、Ｗ字状或いはＺ字状に配置すれば、駆動軸側のジョイント角α１と、従動軸側のジョイント角α２とが等しくなり、駆動軸の回転運動と被駆動軸の回転運動が実質的に同一となるため、正確な操舵精度を得ることができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
その結果、ステアリングシャフト側の回転運動と、ステアリングギア部側の回転運動との間に、相対的な変位、すなわち回転運動に非同一性が生じ、ハンドルの操作角と車輪の操舵角とが異なってしまい、インタミシャフト回りのトルク伝達に非同一性が発生して操舵トルクに変動が生じ（図１２参照）、正確な操舵を行うことが困難であった。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
また、操舵トルクは、ハンドルの最大切れ角付近で最も大きくなるが、操舵トルクの変動が、最大切れ角付近で正側領域（図１２のＢ領域）の位相、すなわち必要な操舵トルクを増加させなければならないような位相にあると、アシスト力がより一層不足するという弊害を生じ、ハンドル操作が重すぎる感覚を与えることになる。特にコラム型ＥＰＳの場合、寸法的制約のためにモータでのアシスト力が大きくできず、操舵力不足という弊害がより顕著になる。ここで、最大切れ角とは、ハンドルを回転させて転舵した時に、ラック軸がストッパーに当接し回転しなくなる最大の操舵角をいい、通常、片側に１．５回転で約５４０度程度である。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
ちなみに、ハンドルの最大切れ角付近で、アシスト力の不足を補うために、例えば特許文献２では、図１３に示すように、特殊なＶＧＲ（Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｇｅａｒ  Ｒａｔｉｏ）ギアを用いた構成、すなわちステアリングギア部のピニオン歯７１とラック歯７２の噛合部に、ラック歯７２の中央Ｃから端部に向かって圧力角を減少させるような構成（圧力角α１から圧力角α２に減少する構成）になっている。これにより、最大切れ角付近の操舵力を緩和し、ハンドルの操作範囲の全域に亘って一定の操舵力が得られるようにしたものが開示されている。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
また、前記目的は、前記最大切れ角の位置を、前記トルク変動でステアリングシャフト側の操舵トルクよりステアリングギア部側の伝達トルクを増やす側の位相領域であり、かつ、前記伝達トルク比の操舵角に対する周期的な変動曲線上の極小点付近になるように設定したことにより、効果的に達成される。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
また、ユニバーサルジョイント３，５は、インタミシャフト４の両端に配される。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
任意のジョイント角で連結されたステアリング装置では、ジョイント部での入力軸と出力軸との角速度比が、操舵角（ハンドル１の回転角）に対して変動する。その際、入力軸と出力軸の角速度比（ωａ／ωｄ）と、伝達トルク比（Ｔａ／Ｔｄ）とは、Ｔａ・ωａ＝Ｔｄ・ωｄ、すなわちＴａ／Ｔｄ＝ωｄ／ωａの関係にある。よって、図５に示すように、角速度比がハンドル１の回転角に対して変動するとき、伝達トルク比は、ハンドル１の回転角に対して逆比例の関係で変動する。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
また、例えばラック＆ピニオンなどのステアリングギア部を備えたステアリングシステムでは、図６に示すように、操舵角が大きくなるに従って、ステアリングギア部での出力が大きくなる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
そして、操舵力（操舵トルク）は、操舵角に応じて、ラックを作動するのに要するトルク変動値と、ジョイント部でのトルク変動値とを重ね合わせた値になり、操舵角が最大切れ角付近になると、必要な操舵力が最も大きくなる。そのため、本実施例では、トルク変動の伝達トルク比、すなわちステアリングシャフト側の操舵トルク（Ｔａ）／ステアリングギア部側の伝達トルク（Ｔｄ）を、図７に示すように、１．０以下となる領域にハンドルの最大切れ角を設定するようになっている。すなわち、トルク変動において、最大切れ角付近は、出力トルク（伝達トルク）を増やす側のトルク変動領域に設定される。その結果、操舵力は、トルク変動において最大切れ角付近で出力トルクを増大する側に変動し、その分アシスト力を補償することになる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
従って、上記実施例では、いずれか一方の側にハンドル１を切ると、操舵力は、図７に示すように、操舵角に対して周期的なトルク変動曲線を呈する。その際、トルク変動曲線の位相は、ジョイント部の向きによって任意に調整できる。例えば、ユニバーサルジョイント３，５を図８のような配置にすると、図７の一点鎖線で示す変動曲線を描き、図９のような配置にすると、図７の二点鎖線で示す変動曲線を描く。つまり、ユニバーサルジョイント３，５を図８のような配置にすれば、ハンドル１の最大切れ角付近を、操舵トルクを増やす側の位相領域になるように設定することができる。特に、最大切れ角の位置を、図７の一点鎖線のうち負の傾きである太線部（Ｄ部）に設定すれば、アシスト力の補償が増大し、トルク変動をより効果的に利用することができる。その結果、アシスト力不足をより一層軽減することができ、モータ容量の増大を抑え、予備のモータを設けたり、ＶＧＲなどの付加的な部材を用いる必要がなく、低コストで、操舵性、特に操舵応答性を良好に維持することができる。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
以上のように、上記実施例では、ハンドル１の最大切れ角付近で、トルク変動曲線が操舵トルクを減少させるような位相領域になるように、ユニバーサルジョイント３，５を組み付け、トルク変動の伝達トルク比が、１．０以下となる領域に、ハンドル１の最大切れ角を設定した。また、最大切れ角の位置は、トルク変動曲線で、図７に示すように、操舵トルクを減らす側の領域であって、伝達トルク比の変動が、減少する過程の領域になるように設定した。これにより、ハンドル１の操作に大きな操舵力を要する最大切れ角付近で、ユニバーサルジョイント３，５などに起因するステアリング系のトルク変動を有効に利用することができる。すなわち、最大切れ角付近で、トルク変動がＥＰＳの出力を増やす側の位相に設定したので、トルク変動のうちアシスト力の余裕側位相を有効に活用し、最大切れ角付近で、アシスト力の不足を補うようにした。よって、ＶＧＲなどの付加的な部材や大容量のモータなどを設ける必要がなく、装置のコストダウン化を図ることができ、また、モータの慣性を効率的に抑えることができ、操舵性や追従性を損なうことなく、操舵安定性が良好になる。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
【図１】本発明に係る電動パワーステアリング装置の全体構成を示す概略図である。
【図２】タイロッドからの操舵力によって車輪が方向変化する様子を説明する図である。
【図３】図２に対応する図であって、車輪が図２とは逆方向に方向変化する様子を説明する図である。
【図４】インタミシャフトの両端に配されたジョイントの取り付け角の関係を説明する図である。
【図５】操舵角に対する伝達トルク比の関係を示す図である。
【図６】操舵角に対する操舵トルクの関係を示す図である。
【図７】操舵角に対する操舵トルクの関係でトルク変動曲線を説明する図である。
【図８】インタミシャフトの両端にユニバーサルジョイントが取り付けられた状態を示す。
【図９】インタミシャフトの両端にユニバーサルジョイントが取り付けられた状態を示し、トルク変動曲線が図９の配置とは逆位相になるように取り付けた状態を示す。
【図１０】一般的な舵取り装置を説明する図である。
【図１１】（ａ）および（ｂ）は、インタミシャフトに連結される駆動側および従動側のシャフトの取り付け角が同一である状態を示す図である。
【図１２】ハンドルの操作角に対するトルク変動を示す図であり、最大切れ角時に位相が負側（不足側）にある状態を説明する図である。
【図１３】従来のＶＧＲギア構造を示し、ラック歯とピニオン歯との噛合状態を示す模式的断面図である。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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】
2005239131.tif 000009
【図１０】
2005239131.tif 000010
【図１１】
2005239131.tif 000011
【図１２】
2005239131.tif 000012
【図１３】
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