(57)【要約】【課題】ストッパ当たり時の各部への入力を適切に低減することができる衝撃緩衝手段を備える舵角比可変機構の提供。【解決手段】本発明は、偏心カム機構を用いた舵角比可変機構において、前記偏心カム機構の偏心ピン１６がラックエンドに対応する位置に移動した際に該偏心ピンに加わる衝撃力を緩和する衝撃緩衝手段（７０，１７０）を備えることを特徴とする。【選択図】図３
2009029317.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
偏心カム機構を用いた舵角比可変機構において、
前記偏心カム機構の偏心ピンがラックエンドに対応する位置に移動した際に該偏心ピンに加わる衝撃力を緩和する衝撃緩衝手段を備えることを特徴とする、舵角比可変機構。
【請求項２】
前記衝撃緩衝手段は、カム溝に沿って前記偏心ピンが移動する経路の端部に配置される衝撃緩衝部材である、請求項１に記載の舵角比可変機構。
【請求項３】
前記衝撃緩衝手段は、前記偏心ピンがカムフォロアの回転により回転される方向に配置される衝撃緩衝部材である、請求項１に記載の舵角比可変機構。
【請求項４】
請求項１〜３のうちのいずれか１項に記載の舵角比可変機構を備えた車両用ステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、偏心カム機構を用いた舵角比可変機構及びこれを含む車両用ステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、この種の舵角比可変機構は知られている（例えば、特許文献１参照）。この舵角比可変機構では、入力角（ハンドル角）に対する出力角（タイヤの転舵角）である操舵比は非線形に変化し、操舵比が徐々に大きくなっている。
【特許文献１】特開平５−１７８２２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、現在のパワーステアリングのエンドストッパは、ラックハウジングにストッパ（壁）を設けることで実現されている。かかる構成では、特に高速でラックシャフトが動くとき（速い操舵時）は、ストッパ当たり時に、ラックシャフトの慣性分が各部に負荷されることになるため、それに応じた強度アップが各部で必要となる。しかしながら、この強度アップが重量アップにつながり、更に慣性マスが増加するという悪循環が生ずる。また、特に、ストッパ当たり付近で操舵比が大きい（ギア比が低い）舵角比可変機構では、ストッパ当たり時に各部への入力が大きくなる傾向にある。
【０００４】
そこで、本発明は、ストッパ当たり時の各部への入力を適切に低減することができる衝撃緩衝手段を備える舵角比可変機構及びこれを含む車両用ステアリング装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、第１の発明は、偏心カム機構を用いた舵角比可変機構において、
前記偏心カム機構の偏心ピンがラックエンドに対応する位置に移動した際に該偏心ピンに加わる衝撃力を緩和する衝撃緩衝手段を備えることを特徴とする。
【０００６】
第２の発明は、第１の発明に係る舵角比可変機構において、
前記衝撃緩衝手段は、カム溝に沿って前記偏心ピンが移動する経路の端部に配置される衝撃緩衝部材であることを特徴とする。
【０００７】
第３の発明は、第１の発明に係る舵角比可変機構において、
前記衝撃緩衝手段は、前記偏心ピンがカムフォロアの回転により回転される方向に配置される衝撃緩衝部材であることを特徴とする。
【０００８】
第４の発明は、第１〜３のいずれかの発明に係る舵角比可変機構を備える車両用ステアリング装置に関する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ストッパ当たり時の各部への入力を適切に低減することができる衝撃緩衝手段を備える舵角比可変機構及びこれを含む車両用ステアリング装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。
【実施例１】
【００１１】
図１は、本発明による舵角比可変機構１０が適用されるステアリング装置１の一実施例を示す要部断面図である。ステアリング装置１は、以下で説明する舵角比可変機構１０の減衰機構以外は、例えば上記の特許文献１に記載される構成と同様であってよく、従って、本発明に関連した特有の構成以外の構成についての説明は適宜簡略化ないし省略する。
【００１２】
ステアリング装置１は、入力シャフト２とピニオンギア４との間に舵角比可変機構１０が設けられる。入力シャフト２には、運転者により操作されるステアリングホイール（図示せず）が接続される。ピニオンギア４には、ラックバー６が接続され、ラックバー６には、タイロッド及び車輪（図示せず）が接続される。尚、ラックバー６には、パワーステアリング機能を実現するアシストモータ（図示せず）が設けられてよい。
【００１３】
舵角比可変機構１０は、上記の特許文献１の記載されるような偏心カム機構を用いた舵角比可変機構である。舵角比可変機構１０は、主たる構成要素として、カムフォロア１２と、カム溝１４と、偏心ピン１６とを含む。
【００１４】
カムフォロア１２は、入力シャフト２及びピニオンギア４の回転中心に対して偏心した回転中心を有する。カムフォロア１２には、入力シャフト２の回転出力が減速歯車機構１８を介して入力される。カムフォロア１２には、カム溝１４が形成され、カム溝１４には、偏心ピン１６が摺動可能に嵌合される。カムフォロア１２の回転出力は、偏心ピン１６の回転を介してピニオンギア４へと伝達される。この際、この偏心カム機構により、入力角（ハンドル角）に対する出力角（タイヤの転舵角）である操舵比が一定でなくなり、入力角に応じて変化することになる。尚、操舵比は非線形に変化し、入力角の増加に伴い徐々に大きくなるような特性であってよい。
【００１５】
図２は、図１のＡ−Ａ断面を示す図である。尚、図２は、舵角比可変機構１０の舵角比可変機能の説明図であり、後述のストッパ７０については図示を省略している。図２において、偏心ピン１６の中心Ｐと偏心ピン１６の回転中心Ｒを結ぶ線分ＰＲの長さは一定である。カム溝１４の回転中心Ｏと偏心ピン１６の中心Ｐを結ぶ線分ＯＰの長さは、カム溝１４の回転角ψに応じて変化する。従って、線分ＰＲの長さの線分ＯＰの長さに対する比が、回転角ψに応じて変化するので、偏心ピン１６の回転角θも回転角ψの関係として変化する。このようにしてカム溝１４の回転角ψに応じた操舵比の変化特性が実現される。
【００１６】
本実施例の舵角比可変機構１０は、その特徴的な構成として、ストッパ７０をカム溝１４に備える。ストッパ７０は、カム溝１４に沿って偏心ピン１６が移動する経路の端部に配置される。ストッパ７０は、カム溝１４に対して移動不能に設けられる。ストッパ７０は、弾性を有しさえすればよく、それ自体が、例えばゴムや、バネ鋼、軟質樹脂等のような弾性体で構成されてもよいし、かかる弾性体で弾性的に支持されていてもよい。ストッパ７０は、偏心ピン１６がラックエンドに対応する位置に移動した際に偏心ピン１６に加わる衝撃力を緩和する衝撃緩衝手段として機能する。
【００１７】
図３は、ストッパ７０による衝撃緩衝の説明図であり、図３の各図は、図１のＡ−Ａ断面に相当し、入力角が変化する過程の偏心ピン１６、カム溝１４及びストッパ７０の位置関係を示す。
【００１８】
図３（Ａ）は、中立（ニュートラル）状態を示し、ここでは、中立状態から、図３（Ｂ）〜図３（Ｅ）に示すように、反時計回りにステアリングホイールが操作される場合を想定する。尚、図示の例では、ステアリング装置１の舵角範囲はー１８０度〜１８０度である。即ち、ピニオンギア４のロック・ツー・ロックが±０．５回転である。従って、ストッパ７０は、この舵角範囲を規制するような位置に配置されることになる。尚、入力角ψ及びピニオン角θは、図３（Ａ）の中立状態をゼロとして反時計回りを正とする。
【００１９】
中立状態から反時計回りにステアリングホイールが操作されると、図３（Ａ）の状態から順に図３（Ｂ）、図３（Ｃ）及び図３（Ｄ）に示す状態に移行し、偏心ピン１６がラックエンドに対応する位置に移動した際、図３（Ｅ）に示すように、ストッパ７０に偏心ピン１６が衝突する。この際、偏心ピン１６に加わる衝撃力は、ストッパ７０の弾性に起因して緩和される。
【００２０】
このようにして、本実施例によれば、ストッパ当たり時の各部への衝撃の入力を、舵角比可変機構１０の偏心ピン１６に関連して設けた衝撃緩衝手段（ストッパ７０）により緩和することができる。これにより、高速でラックシャフトが動くとき（速い操舵時）であっても、ストッパ当たり時に、衝撃力が減衰して各部に負荷されることになるため、各部の不必要な強度アップを無くすことができる。これにより、軽量化も図ることができ、その結果、各部への慣性による衝撃の入力が低減されるという好循環をもたらすこともできる。また、ストッパ７０の弾性特性によりエンド付近（ステアリングホイールの操作限界位置付近）での手ごたえを創出することができる。
【００２１】
尚、上述の実施例では、ストッパ７０の弾性特性により衝撃緩衝機能が実現されているが、同様の衝撃緩衝機能が、磁力や粘性流体による抵抗力等を利用して実現されてもよい。
【００２２】
また、上述の実施例では、舵角比可変機構１０において、ストッパ機能及び衝撃緩衝機能を実現しているが、衝撃緩衝機能は、ストッパ７０により実現される一方、ストッパ機能は、他の機構又は部位により代替的若しくは追加的に実現されてもよい。例えば、ラックハウジングに別のストッパ（図示せず）が設けられる構成では、ストッパ７０のストッパ機能は、ラックハウジングのストッパに対する補足的な機能を実現するものであってもよい。
【実施例２】
【００２３】
図４は、本発明による舵角比可変機構１１０が適用されるステアリング装置１０１の一実施例を示す要部断面図である。
【００２４】
舵角比可変機構１１０は、上述の実施例１におけるストッパ７０が、以下で説明するストッパ１７０に変更される以外は、上述の実施例１における舵角比可変機構１０と同様であってよく、同様であってよい構成については同一の参照符号を付して説明を省略する。また、図４に示すステアリング装置１０１の詳細部は、図１に示したステアリング装置１の詳細部と異なるが、かかる相違は、以下で説明するストッパ１７０を除いて、実質的な相違でないので、特段の説明を行わない。
【００２５】
図５は、図４のＡ−Ａ断面を示す図であり、本実施例のストッパ１７０構成の及び機能を示す図である。尚、図５（Ａ）は、中立状態を示しているが、説明用であり、実際には、偏心ピン１６が対の減衰プレート１７２の間に挟まれていない。
【００２６】
本実施例のストッパ１７０は、対の減衰プレート１７２と、減衰バネ１７４と、対のエンドストッパ１７６と含む。
【００２７】
減衰プレート１７２は、それぞれの回転支点１７２ａを中心に回動可能に構成される。減衰プレート１７２のそれぞれは、互いから独立して回動可能となるように、図５（Ａ）に示すように、回動軸に平行な方向に沿ってそれぞれに対してオフセットされる。減衰プレート１７２の回動範囲は、少なくとも一方の側が、対応するエンドストッパ１７６により規制される。即ち、中立状態では、減衰プレート１７２の背面には、対応するエンドストッパ１７６が当接している。尚、減衰プレート１７２の先端部は、偏心ピン１６と当接可能なように、エンドストッパ１７６から突出している。対の減衰プレート１７２の間には減衰バネ１７４が設けられる。減衰バネ１７４は、対の減衰プレート１７２をそれぞれ、対応するエンドストッパ１７６に向けて付勢する。
【００２８】
ここで、図５（Ｂ）に示すように、ステアリングの操作に伴い例えば図の矢印で示す方向に偏心ピン１６が移動すると、偏心ピン１６は、先ず、図の左側の減衰プレート１７２に当たり、減衰バネ１７４により減衰される。更に偏心ピン１６が進み（操舵され）、偏心ピン１６がラックエンドに対応する位置に移動すると、図の右側の減衰プレート１７２及びエンドストッパ１７６により偏心ピン１６の更なる移動が阻止される（即ちエンドストップとなる）。
【００２９】
このようにして、本実施例によれば、ストッパ当たり時の各部への衝撃の入力を、舵角比可変機構１１０の偏心ピン１６に関連して設けた衝撃緩衝手段（ストッパ１７０）により緩和することができる。これにより、高速でラックシャフトが動くとき（速い操舵時）であっても、ストッパ当たり時に、衝撃力が減衰して各部に負荷されることになるため、各部の不必要な強度アップを無くすことができる。これにより、軽量化も図ることができ、その結果、各部への慣性による衝撃の入力が低減されるという好循環をもたらすこともできる。また、ストッパ７０の弾性特性によりエンド付近での手ごたえを創出することができる。
【００３０】
尚、上述の実施例では、対の減衰プレート１７２の間に共通の減衰バネ１７４を設定しているが、それに代えて若しくは加えて、それぞれの減衰プレート１７２に対して、他方に向かって回動する際に抵抗となる減衰機構を別々に設定してもよい。例えば、各減衰プレート１７２の回転支点１７２ａにバネをそれぞれ設けることで、各減衰プレート１７２の回転に対して減衰力を発生させてもよい。
【００３１】
上述の実施例では、舵角比可変機構１１０において、簡易な構成によりストッパ機能及び衝撃緩衝機能を実現しているが、ストッパ機能は、他の機構又は部位により代替的若しくは追加的に実現されてもよい。例えば、ラックハウジングに別のストッパ（図示せず）が設けられる構成では、ストッパ７０のストッパ機能は、ラックハウジングのストッパに対する補足的な機能を実現するものであってもよい。
【００３２】
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明による舵角比可変機構１０が適用されるステアリング装置１の実施例１を示す要部断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面を示す図である。
【図３】ストッパ７０による衝撃緩衝の説明図である。
【図４】本発明による舵角比可変機構１１０が適用されるステアリング装置１０１の実施例２を示す要部断面図である。
【図５】図４のＢ−Ｂ断面を示す図である。
【符号の説明】
【００３４】
１，１０１    ステアリング装置
２    入力シャフト
４    ピニオンギア
６    ラックバー
１０，１１０    舵角比可変機構
１２    カムフォロア
１４    カム溝
１６    偏心ピン
１８    減速歯車機構
７０，１７０    ストッパ
１７２    減衰プレート
１７４    減衰バネ
１７６    エンドストッパ
【図１】
2009029317.tif 000003
【図２】
2009029317.tif 000004
【図３】
2009029317.tif 000005
【図４】
2009029317.tif 000006
【図５】
2009029317.tif 000007