JP2003320945A - 伝達比可変操舵装置 - Google Patents
伝達比可変操舵装置Info
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Abstract
手の期待感を損ねない伝達比可変操舵装置を提供する。 【解決手段】ロック機構3は、モータ軸13と一体回転
可能に設けられ、外周に複数のロック溝24a、24b
が凹設されたロックホルダ24と、ハウジング6に軸心
と平行な枢軸25a回りで揺動可能に軸支され、一端に
ロック溝24a、24bに係合可能な係合爪部25bを
もつロックバー25とを有し、ロック溝24a、24b
は、広角の第1ロック溝24aと、第1ロック溝24a
より深く凹設され、イグニッションスイッチの位置とは
逆方向に操舵ハンドル70が回転された時に係合爪部2
5bが係合する狭角の第2ロック溝24bとからなる。
Description
舵角と転舵系の転舵角との伝達比を変化させる伝達比可
変操舵装置に関する。 【0002】 【従来の技術】従来、図5に示すように、特開2000
−211541号公報記載の伝達比可変操舵装置が知ら
れている。この伝達比可変操舵装置は、ハウジング90
と、このハウジング90と一体回転可能に設けられる入
力軸91と、ハウジング90に回転可能に支承された出
力軸92と、ハウジング90内に固定され、モータ軸9
3aを回転可能なモータ93と、ハウジング90内に設
けられた波動歯車機構からなるギヤ機構94と、ハウジ
ング90内に設けられたロック機構95と、ハウジング
90外で入力軸91と同軸に設けられたスパイラルケー
ブル装置96とを備えている。 【0003】入力軸91は図示しない等速ジョイントを
介して図示しない操舵ハンドルに連結されており、操舵
ハンドルの操舵角が入力軸91に伝達されるようになっ
ている。また、出力軸92は図示しない等速ジョイント
を介して図示しないピニオンに連結されており、ピニオ
ンの回転が図示しないラックバーを平行移動するように
なっている。こうして、出力軸92は転舵系に転舵角を
伝達する。 【0004】モータ93はハウジング90内に固定され
るモータハウジング93bを有している。モータハウジ
ング93b内にはステータ93cが固定されており、ス
テータ93c内にはステータ93cによって回転駆動さ
れるロータ93dが設けられている。モータ軸93a
は、ロータ93dに固定され、ロータ93dの両端で軸
方向に突出されている。このモータ軸93aのスパイラ
ルケーブル装置96側の一端は、ハウジング90にボー
ル軸受90aを介して回転可能に支承されているととも
に、ロック機構95によりハウジング90に固定可能に
なっている。他方、モータ軸93aの他端はギヤ機構9
4に接続されている。 【0005】ギヤ機構94は、モータ軸93aの他端が
嵌入されてモータ軸93aと一体回転可能なウェーブジ
ェネレータ94aを有している。このウェーブジェネレ
ータ94aは、軸直角断面が楕円形状のカム941a
と、このカム941aの外周に設けられたボール軸受9
42aとからなる。ボール軸受942aの内輪はカム9
41aの外周に固定されており、ボール軸受942aの
外輪はボールを介して弾性変形可能である。ウェーブジ
ェネレータ94aの外周にはボール軸受942aの外輪
と一体的に環状のフレクスプライン94bが設けられて
いる。フレクスプライン94bの外周には外歯が形成さ
れている。また、ハウジング90内のモータ93側には
環状のステイサーキュラスプライン94cが形成されて
いる。ステイサーキュラスプライン94cの内周にはフ
レクスプライン94bの外歯と同数の内歯が形成され、
これによりステイサーキュラスプライン94cはフレク
スプライン94bと噛合している。さらに、ハウジング
90内の外側にはステイサーキュラスプライン94cと
隣接して環状のドライブサーキュラスプライン94dが
軸受メタル90bを介して回転可能に支承されている。
ドライブサーキュラスプライン94dの内周にはフレク
スプライン94bの外歯より少ない歯数の内歯が形成さ
れ、これによりドライブサーキュラスプライン94dも
フレクスプライン94bと噛合している。ドライブサー
キュラスプライン94dは可動フランジ94eに固定さ
れ、可動フランジ94eは出力軸92に固定されてい
る。 【0006】ロック機構95は、モータ軸93aのスパ
イラルケーブル装置96側の一端の外周に固定されたロ
ックホルダ95aと、ハウジング90に対して軸心と平
行な枢軸回りで揺動可能に軸支され、駆動装置により駆
動されるロックバー95bとを有している。ロックホル
ダ95aの外周には複数のロック溝が凹設されており、
ロックバー95bの一端にはロック溝に係合可能な係合
爪部が形成されている。 【0007】また、スパイラルケーブル装置96は、図
示しない車体に保持される筒状の筐体96aと、この筐
体96aの内側に筐体96aに対して相対回転可能に設
けられ、ハウジング90外でハウジング90に固定され
た内筒96bとを有している。また、筐体96aと内筒
96bとの間には複数のリード線を絶縁被覆してなるフ
レキシブルフラットケーブル96cが設けられており、
このフレキシブルフラットケーブル96cは、一端が内
筒96bに接続されて内筒96bの周囲に巻回され、他
端が筐体96aに接続されている。フレキシブルフラッ
トケーブル96cと接続されて内筒96bから延出する
リード線はモータ93のステータ等に接続され、フレキ
シブルフラットケーブル96cと接続されて筐体96a
から延出するリード線は車体の図示しないバッテリ及び
ECU(電子制御装置)にコネクタにより接続される。 【0008】この伝達比可変操舵装置では、ロックバー
95bの係合爪部がロックホルダ95aのロック溝と係
合していない状態において、運転手が操舵ハンドルを操
舵すると、入力軸91を介してハウジング90に操舵角
が伝達される。この際、その操舵角に応じてモータ93
がロータ93dを回転駆動する。ロータ93dの回転は
モータ軸93aを介してギヤ機構94に伝達され、ここ
で減速されて出力軸92が回転駆動される。 【0009】また、ロックバー95bの係合爪部がロッ
クホルダ95aのロック溝と係合している状態では、運
転手が操舵ハンドルを操舵すると、入力軸91を介して
ハウジング90に操舵角が伝達されるとともに、モータ
軸93aにも操舵角が伝達される。モータ軸93aの回
転はギヤ機構94に伝達され、出力軸92が回転駆動さ
れる。 【0010】こうしてこの伝達比可変操舵装置では、非
常時にロック機構95の駆動装置がロックバー95bを
駆動することにより入力軸91とモータ軸93aとをロ
ック可能な状態としつつ、操舵角と転舵角との伝達比が
可変された状態で転舵系に転舵角が伝達される。また、
ロック機構95は、運転手がイグニッションスイッチの
オフ操作を行なう際にも、駆動装置がロックバー95b
を駆動して入力軸91とモータ軸93aとをロックする
こととし、これによりシステム停止時の操舵を確保しよ
うとしている。 【0011】 【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の伝
達比可変操舵装置では、ロック機構95におけるロック
ホルダ95aのロック溝とロックバー95bの係合爪部
との係合についての詳細が明らかでなかった。 【0012】この点、特開2001−48028号に
は、図6に示すように、伝達比可変操舵装置の他のロッ
ク機構85が開示されている。このロック機構85で
は、モータ軸83aと一体回転可能にロックホルダ86
が設けられているとともに、ハウジング80に軸心と平
行な枢軸80a回りで揺動可能にロックバー87が軸支
されている。ロックホルダ86の外周には、複数の広角
の第1ロック溝86aが凹設されているとともに、第1
ロック溝86a内に複数の狭角の第2ロック溝86bが
さらに深く凹設されている。ロックバー87の一端には
第1、2ロック溝86a、86bに係合可能な係合爪部
87aが形成されている。 【0013】この公報記載のロック機構85を備えた伝
達比可変操舵装置では、広角の第1ロック溝86aにロ
ックバー87の係合爪部87aが係合し、これによって
ハウジング80とモータ軸83aとの相対回転を抑制し
つつ、狭角の第2ロック溝86bにロックバー87の係
合爪部87aが確実に係合するようにしている。このた
め、この伝達比可変操舵装置では、非常時及びイグニッ
ションスイッチのオフ時において、ハウジング80つま
り入力軸とモータ軸83aとのロックをより確実にする
ことができる。 【0014】しかしながら、同公報記載のロック機構で
は、運転手がイグニッションスイッチのオフ操作を行な
う際、既に入力軸とモータ軸とがロックされた状態にな
っていると考える運転手の期待感を損ねる場合があっ
た。 【0015】本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされ
たものであって、イグニッションスイッチのオフ時にお
ける運転手の期待感を損ねない伝達比可変操舵装置を提
供することを解決すべき課題としている。 【0016】 【課題を解決するための手段】発明者らは、上記課題解
決のために鋭意研究を行い、イグニッションスイッチが
操舵ハンドルの右に位置している右ハンドル車におい
て、イグニッションスイッチのオフ操作を運転手が右手
で行う際、運転手が左手で操舵ハンドルを僅かに左回り
に回転させる点に着目し、本発明を完成させるに至っ
た。 【0017】すなわち、本発明の伝達比可変操舵装置
は、ハウジングと、該ハウジングと一体回転可能に設け
られ、操舵ハンドルの操舵角を伝達する入力軸と、該ハ
ウジング内に固定され、モータ軸を回転可能なモータ
と、該ハウジングに回転可能に支承され、転舵系に転舵
角を伝達する出力軸と、該ハウジング内で該モータ軸と
該出力軸との間に設けられ、該モータ軸の回転角を増減
して該出力軸に出力するギヤ機構と、該ハウジング内で
該入力軸と該モータ軸との間に設けられ、該入力軸と該
モータ軸とをロックするロック機構とを備え、該操舵角
と該転舵角との伝達比を可変する伝達比可変操舵装置に
おいて、前記ロック機構は、前記モータ軸と一体回転可
能に設けられ、外周に複数のロック溝が凹設されたロッ
クホルダと、前記ハウジングに軸心と平行な枢軸回りで
揺動可能に軸支され、一端に該ロック溝に係合可能な係
合爪部をもつロックバーとを有し、該ロック溝は、広角
の第1ロック溝と、該第1ロック溝より深く凹設され、
イグニッションスイッチの位置とは逆方向に前記操舵ハ
ンドルが回転された時に該係合爪部が係合する狭角の第
2ロック溝とからなることを特徴とする。 【0018】本発明の伝達比可変操舵装置では、運転手
がイグニッションスイッチのオフ操作を行う際、ハウジ
ングに軸心と平行な枢軸回りで揺動可能に軸支されたロ
ックバーがモータ軸と一体回転可能に設けられたロック
ホルダをロックする。この際、ロックホルダの外周に凹
設された複数のロック溝のうち、第1ロック溝が広角で
あることから、第1ロック溝にロックバーの係合爪部が
係合され易い。 【0019】ここで、イグニッションスイッチが操舵ハ
ンドルの右に位置している車において、運転手がそのオ
フ操作を右手で行う際、左手は操舵ハンドルを把持して
いるため、操舵ハンドルは僅かに左回りに回転する。こ
のため、操舵ハンドルから見て、ロックホルダも僅かに
左回りに回転する。また、イグニッションスイッチが操
舵ハンドルの左に位置している車において、運転手がそ
のオフ操作を左手で行う際、右手は操舵ハンドルを把持
しているため、操舵ハンドルは僅かに右回りに回転す
る。このため、操舵ハンドルから見て、ロックホルダも
僅かに右回りに回転する。これらの際、この伝達比可変
操舵装置では、ロックバーの係合爪部が狭角の第2ロッ
ク溝に係合する。 【0020】こうして、係合爪部が第2ロック溝に係合
することによって、ロックホルダがロックバーに確実に
ロックされるため、システム停止時の操舵を確実に確保
できる。また、操舵ハンドルのガタを抑制することがで
きるとともに、そのガタによる異音の発生を抑制するこ
とができる。 【0021】したがって、本発明の伝達比可変操舵装置
によれば、イグニッションスイッチのオフ時における運
転手の期待感を損ねることがない。 【0022】 【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した実施形
態を比較形態とともに図面を参照しつつ説明する。 【0023】(実施形態)実施形態の伝達比可変操舵装
置1は、図1に示すように、イグニッションスイッチが
操舵ハンドル70の右に位置している右ハンドル車のス
テアリング装置に用いられる。このテアリング装置は、
車両の操舵ハンドル70が入力軸としての上部ステアリ
ングシャフト71の上端に図示しない等速ジョイントを
介して接続されている。また、上部ステアリングシャフ
ト71の下端と、出力軸としての下部ステアリングシャ
フト72の上端とが伝達比可変操舵装置1を介して接続
されている。 【0024】また、下部ステアリングシャフト72の下
端には図示しない等速ジョイントを介して図示しないピ
ニオンが設けられ、このピニオンがステアリングギヤボ
ックス73内においてラック74に噛合されている。ラ
ック74の両端にはそれぞれタイロッド75の一端が接
続されるとともに、各タイロッド75の他端にはナック
ルアーム76を介して転舵輪77が接続されている。 【0025】さらに、上部ステアリングシャフト71に
は操舵ハンドル70の操舵角を検出する舵角センサ78
が設けられ、下部ステアリングシャフト72には転舵輪
77の転舵角を検出する転舵角センサ79が設けられて
いる。これら舵角センサ78及び転舵角センサ79によ
り検出された操舵ハンドル70の操舵角及び転舵輪77
の転舵角はECU80に入力されるようになっている。
ECU80には、車両速度を検出する車速センサ81か
ら出力される車両速度も入力されるようになっている。
そして、ECU80は、伝達比可変操舵装置1に対し
て、この伝達比可変操舵装置1を制御するための制御信
号を出力するようになっている。 【0026】伝達比可変操舵装置1を図2に拡大して示
す。この伝達比可変操舵装置1は、一体に結合されてい
るハウジング6〜8内に、ロック機構3、モータ4及び
ギヤ機構としての波動歯車機構5が設けられ、ハウジン
グ6外にはスパイラルケーブル装置2が設けられてい
る。そして、上部ステアリングシャフト71の下端71
aと、下部ステアリングシャフト72の上端72aとが
伝達比可変操舵装置1に接続されている。 【0027】ハウジング6の上部ステアリングシャフト
71側には筒状の嵌合部6aが形成されている。この嵌
合部6aに上部ステアリングシャフト71の下端71a
が板バネ6bを介して嵌合されており、これによりハウ
ジング6と上部ステアリングシャフト71とが一体とし
て回転するようになっている。 【0028】モータ4はハウジング7内に固定されるモ
ータハウジング10を有している。モータハウジング1
0はモータハウジング本体10aとモータエンドプレー
ト10bとからなる。モータハウジング本体10aは、
中央に軸孔10cをもつカップ状をなし、ハウジング7
に固定されている。このモータハウジング本体10aの
上部ステアリングシャフト71側には、モータハウジン
グ本体10aの開口部を塞ぐようにモータエンドプレー
ト10bが固定されている。モータハウジング本体10
aの内周面にはステータ12が固定され、ステータ12
内にはステータ12によって回転駆動されるロータ14
が設けられている。ロータ14にはモータ軸13が固定
され、モータ軸13はロータ14の両端で軸方向に突出
されている。また、モータ軸13の一端13aはモータ
エンドプレート10bとの間に設けたボール軸受15に
より支承されており、モータ軸13の他端13bはモー
タハウジング本体10aの軸孔10cとの間に設けたボ
ール軸受16により支承されている。これにより、モー
タ軸13はモータハウジング本体10a、ハウジング6
〜8に対して同軸で回転可能になっている。このモータ
軸13のスパイラルケーブル装置2側の一端13aは、
ロック機構3によりハウジング6〜8に固定可能になっ
ている。他方、モータ軸13の他端13bは波動歯車機
構5に接続されている。 【0029】波動歯車機構5は、モータ軸13の他端1
3bが嵌入されてモータ軸13と一体回転可能なウェー
ブジェネレータ17を有している。このウェーブジェネ
レータ17は、軸直角断面が楕円形状のカム17aと、
このカム17aの外周に設けられたボール軸受17bと
からなる。軸受17bの内輪はカム17aの外周に固定
されており、ボール軸受17bの外輪はボールを介して
弾性変形可能である。ウェーブジェネレータ17の外周
にはボール軸受17bの外輪と一体的に弾性変形可能な
環状のフレクスプライン19が設けられている。このフ
レクスプライン19の外周には外歯19aが形成されて
いる。また、ハウジング7内のモータ4側には環状のス
テイサーキュラスプライン20が形成されている。ステ
イサーキュラスプライン20の内周にはフレクスプライ
ン19の外歯19aより多い歯数の内歯20aが形成さ
れ、これによりステイサーキュラスプライン20はフレ
クスプライン19と噛合している。さらに、ハウジング
7内の下部ステアリングシャフト72側にはステイサー
キュラスプライン20と隣接して環状のドライブサーキ
ュラスプライン21が軸受メタル7aを介して回転可能
に支承されている。ドライブサーキュラスプライン21
の内周にはフレクスプライン19の外歯19aと同数の
内歯21aが形成され、これによりドライブサーキュラ
スプライン21もフレクスプライン19と噛合してい
る。モータハウジング本体10aと波動歯車機構5との
間には保護プレート9が設けられている。そして、ドラ
イブサーキュラスプライン21には下部ステアリングシ
ャフト72の上端72aが固定されている。 【0030】ロック機構3は、図2又は図3に示すよう
に、モータ軸13のスパイラルケーブル装置2側の一端
13aの外周に固定されたロックホルダ24と、ハウジ
ング6に対して軸心と平行な枢軸25a回りで揺動可能
に軸支され、図示しない駆動装置により駆動されるロッ
クバー25とを有している。ロックホルダ24の外周に
は、4つの広角の第1ロック溝24aと、各第1ロック
溝24a間で第1ロック溝24aより深く凹設された4
つの狭角の第2ロック溝24bとからなる4組のロック
溝が凹設されている。ロックバー25の一端には第1、
2ロック溝24a、24bに係合可能な係合爪部25b
が形成されている。第2ロック溝24bは、操舵ハンド
ル70(図1参照)から見て、操舵ハンドル70の左回
転時に係合爪部25bが係合するようになっている。 【0031】また、図2に示すスパイラルケーブル装置
2は、図示しない車体に保持される筒状の筐体26と、
この筐体26の内側に筐体26に対して相対回転可能に
設けられ、ハウジング6外でハウジング6に固定された
内筒27とを有している。また、筐体26と内筒27と
の間には複数のリード線を絶縁被覆してなるフレキシブ
ルフラットケーブル28が設けられており、このフレキ
シブルフラットケーブル28は、一端が内筒27に接続
されて内筒27の周囲に巻回され、他端が筐体26に接
続されている。フレキシブルフラットケーブル28と接
続されて内筒27から延出するリード線はモータ4のス
テータ12等に接続され、フレキシブルフラットケーブ
ル28と接続されて筐体26から延出するリード線は車
体の図示しないバッテリ及びECU80にコネクタによ
り接続される。 【0032】以上のような実施形態の伝達比可変操舵装
置1では、図3に示すように、運転手が図示しないイグ
ニッションスイッチのオフ操作を行う際、ロックバー2
5がモータ軸13と一体回転するロックホルダ24をロ
ックする。この際、ロックホルダ24の外周に凹設され
た第1ロック溝24aが広角であるため、第1ロック溝
24aにロックバー25の係合爪部25bが係合され易
い。 【0033】ここで、運転手がそのオフ操作を右手で行
う際、左手は図1に示す操舵ハンドル70を把持してい
るため、操舵ハンドル70は僅かに左回りに回転する。
このため、操舵ハンドル70から見て、ロックホルダ2
4も僅かに左回りに回転する。この際、図3に示すよう
に、この伝達比可変操舵装置1では、ロックバー25の
係合爪部25bが狭角の第2ロック溝24bに係合す
る。 【0034】こうして、係合爪部25bが第2ロック溝
24bに係合することによって、ロックバー25が最も
深くロックホルダ24に挿入される。この際、係合爪部
25bの右側で第1、第2ロック溝24a、24bの共
通する壁がロックバー25と確実に係合するため、ロッ
クホルダ24がさらに左回りに回転することを確実に規
制する。こうして、運転手がイグニッションスイッチの
オフ操作を行う際のロックホルダ24の回転方向を考慮
することで、確実にロックすることが可能なロック機構
3を得ることができる。このため、システム停止時の操
舵が確実に確保される。また、操舵ハンドル70のガタ
を抑制することができるとともに、そのガタによる異音
の発生を抑制することができる。 【0035】したがって、実施形態の伝達比可変操舵装
置1によれば、イグニッションスイッチのオフ時におけ
る運転手の期待感を損ねることがない。 【0036】(比較形態)比較形態の伝達比可変操舵装
置では、図4に示すように、ロックホルダ24の外周に
4つの広角の第1ロック溝24cと4つの狭角の第2ロ
ック溝24dとからなる4組のロック溝が凹設されてい
る。第2ロック溝24dは、操舵ハンドル70(図1参
照)から見て、操舵ハンドル70の右回転時に係合爪部
25bが係合するようになっている。他の構成は実施形
態と同様である。 【0037】この比較形態の伝達比可変操舵装置におい
ても、運転手が図示しないイグニッションスイッチのオ
フ操作を右手で行う際、操舵ハンドル70から見て、操
舵ハンドル70が僅かに左回りに回転する。この際、係
合爪部25bは、第2ロック溝24dに係合せず、広角
の第1ロック溝24c上で摺動してしまう。こうであれ
ば、ロックホルダ24がロックバー25に確実にロック
されないため、システム停止時の操舵に懸念がある。ま
た、操舵ハンドル70にガタを生じ、かつそのガタによ
り異音も発生する。この状態を回避しようとすれば、運
転手は、イグニッションスイッチのオフ操作を右手で行
いながら、操舵ハンドル70を右回りに回転させなけれ
ばならない。 【0038】このため、比較形態の伝達比可変操舵装置
では、既に上部ステアリングシャフト71とモータ軸1
3とがロックされた状態になっていると考える運転手の
期待感を損ねることとなる。 【0039】なお、イグニッションスイッチが操舵ハン
ドルの左に位置している車においては、上記比較形態が
実施形態となり、上記実施形態が比較形態となる。
ング装置の構成図である。 【図2】実施形態の伝達比可変操舵装置の縦断面図であ
る。 【図3】実施形態の伝達比可変操舵装置のIII−II
I矢視断面図である。 【図4】比較形態の伝達比可変操舵装置のIV−IV矢
視断面図である。 【図5】従来の伝達比可変操舵装置の縦断面図である。 【図6】従来の伝達比可変操舵装置のVI−VI矢視断
面図である。 【符号の説明】 6、7、8…ハウジング 70…操舵ハンドル 71…入力軸(上部ステアリングシャフト) 13…モータ軸 4…モータ 72…出力軸(下部ステアリングシャフト) 5…ギヤ機構(波動歯車機構) 3…ロック機構 1…伝達比可変操舵装置 24a、24b…ロック溝(24a…第1ロック溝、2
4b…第2ロック溝) 24…ロックホルダ 25a…枢軸 25b…係合爪部 25…ロックバー
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項1】ハウジングと、該ハウジングと一体回転可
能に設けられ、操舵ハンドルの操舵角を伝達する入力軸
と、該ハウジング内に固定され、モータ軸を回転可能な
モータと、該ハウジングに回転可能に支承され、転舵系
に転舵角を伝達する出力軸と、該ハウジング内で該モー
タ軸と該出力軸との間に設けられ、該モータ軸の回転角
を増減して該出力軸に出力するギヤ機構と、該ハウジン
グ内で該入力軸と該モータ軸との間に設けられ、該入力
軸と該モータ軸とをロックするロック機構とを備え、該
操舵角と該転舵角との伝達比を可変する伝達比可変操舵
装置において、 前記ロック機構は、前記モータ軸と一体回転可能に設け
られ、外周に複数のロック溝が凹設されたロックホルダ
と、前記ハウジングに軸心と平行な枢軸回りで揺動可能
に軸支され、一端に該ロック溝に係合可能な係合爪部を
もつロックバーとを有し、該ロック溝は、広角の第1ロ
ック溝と、該第1ロック溝より深く凹設され、イグニッ
ションスイッチの位置とは逆方向に前記操舵ハンドルが
回転された時に該係合爪部が係合する狭角の第2ロック
溝とからなることを特徴とする伝達比可変操舵装置。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2007145151A (ja) * | 2005-11-28 | 2007-06-14 | Jtekt Corp | 伝達比可変装置 |
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-
2002
- 2002-04-30 JP JP2002128168A patent/JP3926670B2/ja not_active Expired - Lifetime
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