JP2010100143A - 車両用操舵装置 - Google Patents

Abstract

【課題】操舵力を発生する電動モータを用いて、操舵部材をチルト動作又はテレスコピック動作させる場合に、構造を簡素化できる車両用操舵装置を提供。
【解決手段】操舵補助用の第１及び第２の電動モータ２６，２７の回転を、第１の減速機構２８，２９及び第２の減速機構３０によって減速し舵取り機構１１に伝達する。車両の停止中で第１の減速機構２８が停止した状態で、規制部材５８による規制を解除して第１の電動モータ２７を駆動する。第１のモータ本体３９が第１の減速機構２８の従動歯車３４の回転中心Ｃ１の回りに回転し、その回転運動がリンク機構５７を介してステアリングコラム５のアッパーチューブ１２の軸方向Ｘ１の運動に変換される。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両用操舵装置に関するものである。

車両用操舵装置として、モータから、テレスコ駆動機構、チルト駆動機構およびステアリングアシスト機構の何れかに、選択的に動力を伝達できる機構である動力伝達機構を備えたステアリング駆動装置が提案されている（例えば特許文献１を参照）。
特開２００７−１５５７６号公報（段落〔００２９〕、図１を参照）

しかしながら、多数の傘歯車を組み合わせた差動機構を用いており、構造が複雑である。
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、操舵力を発生するアクチュエータの動力を用いてチルト動作またはテレスコピック動作させる場合に、構造を簡素化することができる車両用操舵装置を提供することである。

上記課題を解決するため、第１発明は、操舵力を発生するためのアクチュエータ（２６，２７）と、上記アクチュエータに接続された第１の減速機構（２８，２９）と、上記第１の減速機構に接続された第２の減速機構（３０）と、上記第２の減速機構に接続された舵取り機構（１１）と、を備え、上記アクチュエータは、アクチュエータ本体（３９，４１）と、上記アクチュエータ本体によって回転可能に支持された出力軸（４０，４２）と、を含み、上記アクチュエータの動力運動を、上記アクチュエータ本体の運動を通じて、操舵部材をチルト動作またはテレスコピック動作させるためのステアリングコラムの運動に変換する運動変換機構（３７，３７Ａ，３８）とを備えたことを特徴とするものである。

チルト調整またはテレスコピック調整するときは、車両は停止しているので、第２の減速機構を介して舵取り機構と接続された第１の減速機構も停止している。このように第１の減速機構が停止した状態で、操舵力を発生するためのアクチュエータの動力運動によって、アクチュエータ本体を変位させ、これにより、操舵部材をチルト動作またはテレスコピック動作させる。したがって、操舵力を発生するアクチュエータの動力を用いてチルト動作またはテレスコピック動作させる場合に、多数の傘歯車を有する差動機構を用いる特許文献１の車両用操舵装置と比較して、構造を簡素化することができる。

第２発明は、第１発明において、上記アクチュエータは、第１および第２の電動モータ（２６，２７）を含む少なくとも２つの電動モータを含み、上記第１の電動モータは、アクチュエータ本体としての第１のモータ本体（３９）と、出力軸としての第１の回転軸（４０）と、を含み、上記ステアリングコラムは、軸方向に相対摺動可能なアッパーチューブ（１２）およびロアーチューブ（１３）を含み、上記第１の減速機構は、第１の回転軸の回転に応じて駆動可能であり、第１の回転軸に平行な回転中心（Ｃ１）を有する従動部材（３４）を含み、上記運動変換機構は、操舵部材をテレスコピック動作させるための第１の運動変換機構（３７）を含み、上記第１の運動変換機構は、上記回転中心の回りに回転可能であり第１のモータ本体を上記回転中心の回りに同行回転可能に支持する主動リンク（５５）を含み、上記回転中心回りの上記第１のモータ本体の回転を、上記アッパーチューブの軸方向移動に変換するリンク機構（５７）と、上記回転中心回りの主動リンクの回転を規制可能な規制部材（５８）と、を含み、上記規制部材による主動リンクの回転の規制が解除されたときに、第１の電動モータの動力によって主動リンクを上記回転中心回りに回転させることにより、操舵部材をテレスコピック運動させるようにしてあることを特徴とする。

本発明では、車両の停止中で第１の減速機構が停止した状態で、規制部材による主動リンクの回転規制を解除して、第１の電動モータを駆動すると、第１のモータ本体が、第１の減速機構の従動部材の回転中心の回りに回転（公転）する。この回転運動が、リンク機構を介して、ステアリングコラムのアッパーチューブの軸方向運動に変換され、その結果、操舵部材がテレスコピック調整される。

第３発明は、第１発明において、上記アクチュエータは、第１および第２の電動モータを含む少なくとも２つの電動モータを含み、上記第１の電動モータは、アクチュエータ本体としての筒状の第１のモータ本体（３９Ａ）と、出力軸としての第１の回転軸（４０Ａ）とを含み、上記運動変換機構（３７Ａ）は、第１の回転軸を中心とする第１のモータ本体の回転に伴って第１のモータ本体の周囲に巻き取り可能で且つステアリングコラムのアッパーチューブと同行移動可能な巻き掛け伝動部材（８０）と、第１の回転軸を中心とする第１のモータ本体の回転を規制する規制部材（８１）と、を含み、上記規制部材による第１の回転軸回りの第１のモータ本体の回転の規制が解除されたときに、第１の電動モータの動力によって第１のモータ本体を第１の回転軸回りに回転させることにより、操舵部材をテレスコピック運動させるようにしてあることを特徴とする。

本発明では、車両の停止中で第１の減速機構が停止した状態で、規制部材による規制を解除して、第１の電動モータを駆動すると、第１のモータ本体が、第１の回転軸回りに回転する。この回転運動が、巻き掛け伝動部材を介して、ステアリングコラムのアッパーチューブの軸方向運動に変換され、その結果、操舵部材がテレスコピック調整される。
第４発明は、第２または第３発明において、上記第２の電動モータ（２７）は、アクチュエータ本体としての第２のモータ本体（４１）と、出力軸としての第２の回転軸（４２）とを含み、上記運動変換機構は、操舵部材をチルト動作させるための第２の運動変換機構（３８）を含み、上記第２の運動変換機構は、第２のモータ本体を第１の減速機構の従動部材の回転中心回りに同行回転可能に支持するアーム（６８）と、上記回転中心回りのアームの回転を規制可能な規制部材（６９）と、を含み、上記アームは、車体に設けられた第１の支点（Ｐ１）の回りに回転可能に支持された第１の端部（６８ａ）と上記従動部材の上記回転中心と同行移動可能に連結された第２の端部（６８ｂ）とを有し、上記規制部材による上記回転中心回りのアームの回転の規制が解除されたときに、第２の電動モータの動力によって、アームの第１の端部を第１の支点回りに回転させつつ上記アームの第２の端部を上記回転中心回りに回転させることにより、ステアリングコラムをチルト支点としての第２の支点（Ｐ２）の回りに揺動させて、操舵部材をチルト運動させるようにしてあることを特徴とする。

本発明では、車両の停止中で第１の減速機構が停止した状態で、規制部材によるアームの回転規制を解除して、第２の電動モータを駆動すると、アームの第１の端部が第１の支点回りに回転しつつ、アームの第２の端部および第２のモータ本体が上記従動部材の回転中心回りに回転する。これにより、ステアリングコラムをチルト支点としての第２の支点の回りに揺動させて、操舵部材をチルト運動させることができる。

第５発明は、第１発明において、上記アクチュエータは、アクチュエータ本体としてのモータ本体および出力軸としての回転軸を有する電動モータを含み、上記第１の減速機構は、上記回転軸の回転に応じて駆動可能であり、上記回転軸に平行な回転中心を有する従動部材を含み、上記運動変換機構は、モータ本体を第１の減速機構の従動部材の回転中心回りに同行回転可能に支持するアームと、上記回転中心回りのアームの回転を規制可能な規制部材と、を含み、上記アームは、車体に設けられた第１の支点の回りに回転可能に支持された第１の端部と上記従動部材の上記回転中心と同行移動可能に連結された第２の端部とを有し、上記規制部材による上記回転中心回りの上記アームの回転の規制が解除されたときに、第２の電動モータの動力によって、アームの第１の端部を第１の支点回りに回転させつつ上記アームの第２の端部を上記回転中心回りに回転させることにより、ステアリングコラムをチルト支点としての第２の支点の回りに揺動させて、操舵部材をチルト運動させるようにしてあることを特徴とする。

本発明では、車両の停止中で第１の減速機構が停止した状態で、規制部材によるアームの回転規制を解除して、電動モータを駆動すると、アームの第１の端部が第１の支点回りに回転しつつアームの第２の端部およびモータ本体が上記従動部材の回転中心回りに回転する。これにより、ステアリングコラムをチルト支点としての第２の支点の回りに揺動させて、操舵部材をチルト運動させることができる。

なお、上記において、括弧内の英数字は、後述する実施形態における対応構成要素の参照符号を表すものであるが、これらの参照符号により特許請求の範囲を限定する趣旨ではない。

本発明の好ましい実施の形態を添付図面を参照しつつ説明する。
以下、添付図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態の車両用操舵装置としての電動パワーステアリング装置の構成を模式的に示す概略図である。
図１を参照して、電動パワーステアリング装置１は、ステアリングホイール等の操舵部材２に連結しているステアリングシャフト３と、車体４に固定され、ステアリングシャフト３を回転可能に支持したステアリングコラム５と、ステアリングシャフト３に自在継手６を介して連結される中間軸７と、中間軸７に自在継手８を介して連結されるピニオン軸９と、ピニオン軸９に設けられたピニオン９ａに噛み合うラック１０ａを有して自動車の左右方向に延びる転舵軸としてのラック軸１０とを有している。ピニオン軸９およびラック軸１０により、ラック・アンド・ピニオン機構からなる舵取り機構１１が構成されている。

図示していないが、ラック軸１０の両端部は、それぞれ対応するタイロッドおよびナックルアームを介して対応する転舵輪に連結されている。
ステアリングコラム５は、ステアリングシャフト３の軸方向Ｘ１の上下に関して、アッパーチューブ１２と、アッパーチューブ１２に相対摺動可能に嵌合されたロアーチューブ１３と、ロアーチューブ１３に連結されたセンサハウジング１４と、センサハウジング１４に連結されたギヤハウジング１５とを順次に備えている。

アッパーチューブ１２には、当該アッパチューブ１２の両側方（紙面に直交する方向）に突出する一対の支軸１６（図１では一方の支軸１６のみを示してある）が、固定されている。一方、車体４に固定された固定ブラケット１７の一対の側板１８に、ステアリングシャフト３の軸方向Ｘ１とは概ね平行に延びる長孔からなる支持孔１９が形成されている。ただし、上記の支軸１６の中心がチルト調整のときのチルト支点としての第２の支点Ｐ２となるので、チルト調整後の状態では、支持孔１９の長手方向がステアリングシャフト３の軸方向Ｘ１に対して傾斜する場合がある。

アッパーチューブ１２に固定された各支軸１６が、固定ブラケット１７の対応する支持孔１９に、回転可能に且つ支持孔１９の長手方向に摺動可能に支持されている。具体的には、テレスコピック調整のとき、および車両の衝突に際して衝撃を吸収するときに、アッパチューブ１２およびロアーチューブ１３の相対摺動に伴って、支軸１６および支持孔１９が相対摺動する。

操舵部材２が操作されてステアリングシャフト３が回転されると、この回転がピニオン９ａおよびラック１０ａによって、ラック軸１０の軸方向（紙面に直交する方向）の直線運動に変換される。これにより、転舵輪の転舵が達成されるようになっている。
ステアリングシャフト３は、操舵部材２に連なる入力側のアッパーシャフト３ａと、ピニオン軸９に連なる出力側のロアーシャフト３ｂとを有しており、これらアッパーシャフト３ａおよびロアーシャフト３ｂは、トーションバー２０を介して同一の軸線上で相対回転可能に互いに連結されている。トーションバー２０は、操舵部材２に加えられたねじりトルクに応じてねじりを生ずる。

また、アッパーシャフト３ａは、操舵部材２に連結された例えば中空の第１軸２１と、第１軸と同行回転可能に且つ相対摺動可能に連結され、トーションバー２０の一端と同行回転可能に連結された第２軸２２とを有している。テレスコピック調整のときおよび車両の衝突時の衝撃を吸収するときに、第１軸２１および第２軸２２が軸方向に相対摺動する。

トーションバー２０を介するアッパーシャフト３ａおよびロアーシャフト３ｂ間の相対回転変位量により操舵トルクを検出するトルクセンサ２３が設けられており、このトルクセンサ２３のトルク検出結果は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit ）２４に与えられる。ＥＣＵ２４では、トルク検出結果や車速センサ２５から与えられる車速検出結果等に基づいて、操舵力（本実施の形態では操舵補助力）を発生するためのアクチュエータとしての第１の電動モータ２６および第２の電動モータ２７を駆動制御する。

第１および第２の電動モータ２６，２７のそれぞれの出力回転が、それぞれ対応する第１の減速機構２８，２９を介して第２の減速機構３０に伝達され、さらにロアーシャフト３ｂおよびピニオン軸９に伝達され、ラック軸１０の直線運動に変換されて、操舵が補助されるようになっている。
第１および第２の電動モータ２６，２７と、第１の減速機構２８，２９と、これら第１および第２の電動モータ２６，２７並びに第１の減速機構２８，２９を収容するハウジング３１とを含む単一のユニットとしてのサブアセンブリＳＡが構成されている。

第２の減速機構３０は、ハウジング３１によって回転可能に支持された駆動部材としてのウォーム軸３２と、ウォーム軸３２と噛み合い、ロアーシャフト３ｂに同軸上に同行回転可能に連結された従動部材としてのウォームホイール３３とを備えている。
第１の減速機構２８，２９は、ウォーム軸３２に同軸上に同行回転可能に連結された共通の従動部材としての従動歯車３４を有している。一方の第１の減速機構２８は、第１の電動モータ２６によって駆動され、上記共通の従動歯車３４に噛み合う第１の駆動歯車３５を有している。他方の第１の減速機構２９は、第２の電動モータ２７によって駆動され、上記共通の従動歯車３４に噛み合う第２の駆動歯車３６を有している。すなわち、一方の第１の減速機構２８は、第１の駆動歯車３５および従動歯車３４により構成されており、他方の第１の減速機構２９は、第２の駆動歯車３６および従動歯車３４により構成されている。

本実施の形態の特徴とするところは、電動パワーステアリング装置１が、操舵補助用の第１の電動モータ２６の動力運動を、操舵部材２をテレスコピック動作させるためのステアリングコラム５の運動に変換する第１の運動変換機構３７と、操舵補助用の第２の電動モータ２７の動力運動を、操舵部材２をチルト動作させるためのステアリングコラム５の運動に変換する第２の運動変換機構３８とを備えている点にある。

図２に示すように、第１および第２の電動モータ２６，２７のそれぞれは、例えば両軸モータからなっている。すなわち、アクチュエータとしての第１の電動モータ２６は、アクチュエータ本体としての第１のモータ本体３９と、出力軸としての第１の回転軸４０とを有しており、第１の回転軸４０は、第１のモータ本体３９の両側へ突出している。また、アクチュエータとしての第２の電動モータ２７は、アクチュエータ本体としての第２のモータ本体４１と、出力軸としての第２の回転軸４２を有しており、第２の回転軸４２は、第２のモータ本体４１の両側に突出している。

一方の第１の減速機構２８の第１の駆動歯車３５は一対設けられている。これら一対の第１の駆動歯車３５は、第１の電動モータ２６の第１のモータ本体３９を挟んだ両側において、第１の回転軸４０にそれぞれ同行回転可能に連結されている。また、一方の第１の減速機構２８の上記従動歯車３４は、一対の第１の駆動歯車３５のそれぞれと噛み合うように一対設けられており、第１の回転軸４０の回転に応じて駆動可能である。

また、他方の第１の減速機構２９の第２の駆動歯車３６は一対設けられている。これら一対の第２の駆動歯車３６は、第２の電動モータ２７の第２のモータ本体４１の両側において、第２の回転軸４２にそれぞれ同行回転可能に連結されている。一対の第２の駆動歯車３６が、それぞれ対応する従動歯車３４に噛み合っており、第２の回転軸４２の回転に応じて駆動可能である。

第１の電動モータ２６の第１の回転軸４０および第２の電動モータ２７の第２の回転軸４２と、上記ウォーム軸３２とが平行に配置されている。また、ウォーム軸３２は、ウォーム３２０と、ウォーム３２０の両側に同軸上に突出する細軸部３２１とを有している。第１の減速機構２８および第１の減速機構２９の共通の一対の従動歯車３４は、ウォーム軸３２のウォーム３２０を挟んだ両側の細軸部３２１にそれぞれ同行回転可能に連結されている。すなわち、従動歯車３４は、第１および第２の回転軸４０，４２に平行な回転中心Ｃ１を有する。

図３に示すように、第２の減速機構３０のウォームホイール３３は、ロアーシャフト３ｂに同行回転可能に結合された環状の芯金３３ａと、芯金３３ａの周囲を取り囲み外周に歯を形成した合成樹脂部材３３ｂとを備えている。
サブアセンブリＳＡのハウジング３１は、第１および第２の電動モータ２６，２７並びに第１の減速機構２８，２９を収容するとともに、ウォームホイール３３の一部を収容している。

断面逆Ω字形形状をなすギヤハウジング１５およびサブアセンブリＳＡのハウジング３１は、互いに対向する対向板４３，４４を有している。これらの対向板４３，４４間に、例えばゴム板などの弾性体４５が介在する状態で、両対向板４３，４４がボルト４６により、ボルト４６の軸方向に相対移動可能に連結されている。サブアセンブリＳＡのハウジング３１が、ギヤハウジング１５によって弾性体４５を介して弾性的に支持されている。

具体的には、弾性体４５としては、対向板４３，４４の全面に沿うゴム材を用いるようにしてもよいし、各ボルト４６を取り囲む環状のものを用いてもよい。その場合、弾性体４５としては、例えば、図４に示すような環状のゴム板を用いてもよいし、また、Ｏリングを用いてもよいし、また、スプリングワッシャを用いてもよいし、また、２枚の金属ワッシャ間にゴム材を挟んだ複合ワッシャを用いてもよい。また、ハウジング３１およびギヤハウジング１５の締結は、両ハウジング３１，１５の周囲に巻かれる締め付けバンドを用いるようにしてもよい。

図４に示すように、ギヤハウジング１５の対向板４３とハウジング３１の対向板４４との間に、環状の弾性体４５が挟持された状態で、対向板４３のボルト挿通孔４７に挿通されたボルト４６が、対向板４４のボルト孔４８にねじ込まれている。
再び図２を参照して、ハウジング３１は、前板４９、後板５０、および一対の側板５１，５２を有している。ウォーム軸３２の第１および第２の端部３２ａ，３２ｂ（細軸部３２１の端部に相当）は、ハウジング３１の一対の側板５１，５２に保持された第１および第２の軸受５３，５４によって、回転可能に支持されている。第１および第２の軸受５３，５４として、すべり軸受を用いてもよいし、転がり軸受を用いてもよい。

図２および図５を参照して、第１の電動モータ２６の動力運動を用いて操舵部材２をテレスコピック運動させるための第１の運動変換機構３７は、互いに回転可能に連結された主動リンク５５および従動リンク５６を含むリンク機構５７と、例えば主動リンク５５の回転を規制することにより、リンク機構５７の運動を規制することのできる規制部材５８とを含む。

主動リンク５５は、ウォーム軸３２の細軸部３２１回りに、すなわち、第１の減速機構２８の従動歯車３４の回転中心Ｃ１の回りに回転可能であり、第１のモータ本体３９を上記回転中心Ｃ１の回りに同行回転可能に支持する。すなわち、車両の停止時は、第２の減速機構３０および第１の減速機構２８，２９の従動歯車３４が停止するとともに、転舵輪のタイヤの接地抵抗により伝動歯車３４の回転が規制される。このとき、規制部材５８による主動リンク５５の規制を解除することにより、第１の電動モータ２６の動力に応じて第１の駆動歯車３５が従動歯車３４回りを移動可能になるとともに、主動リンク５５が回転中心Ｃ１の回りに回転可能となり、これにより、第１のモータ本体３９は、上記回転中心Ｃ１の回りを公転可能となる。

従動リンク５６は、図１に示すように、主動リンク５５およびステアリングコラム５のアッパーチューブ１２を互いに連結している。規制部材５８による主動リンク５５の規制が解除されたときに、リンク機構５７が、第１の電動モータ２６の動力運動に伴う第１のモータ本体３９の公転移動を、アッパーチューブ１２の軸方向移動に変換するように機能する。

主動リンク５５は、基端部５９ａおよび先端部５９ｂを有し互いに平行な一対の板状の主アーム５９と、一対の主アーム５９の先端部５９ｂを互いに連結した板状の連結アーム６０と、連結アーム６０の外面に固定されたブラケットからなる副アーム６１とを含む。一対の主アーム５９の基端部５９ａが、主動リンク５５の基端部を構成し、副アーム６１の先端部が、主動リンク５５の先端部を構成している。

一対の主アーム５９の基端部５９ａは、ウォーム軸３２の細軸部３２１によって回転可能に支持されている。そのウォーム軸３２の細軸部３２１の中心が、従動歯車３４の上記回転中心Ｃ１となっている。各主アーム５９の中間部は、それぞれ対応する軸受を介して、第１の電動モータ２６の第１の回転軸４０の両端を回転可能に支持している。
図２に示すように、連結アーム６０の内面に、第１のモータ本体３９が固定されており、これにより、第１のモータ本体３９が、上記回転中心Ｃ１の回りを回転可能（公転可能）となっている。

図１および図５を参照して、従動リンク５６の第１の端部５６ａが、上記ブラケットからなる副アーム６１により支持された支軸６２の回りに回転可能に支持されている。一方、図１に示すように、アッパーチューブ１２の外周にブラケット６３が固定されおり、従動リンク５６の第２の端部５６ｂが、上記ブラケット６３によって支持された支軸６４の回りに回転可能に支持されている。

図２に示すように、規制部材５８は、一方の主アーム５９の内側面に固定された本体６５と、本体６５から上記一方の主アーム５９の挿通孔５９１を通して突出する進退可能な軸６６とを有している。通常のときは、軸６６は、本体６５に内蔵された上記バネ（図示せず）の付勢力により進出し、ハウジング３１の側板５１に形成された係合孔６７に係合している。その結果、通常のときは、主動リンク５５の回転中心Ｃ１回りの回転が規制されている。図６に示すように、係合孔６７は複数設けられ、複数の係合孔６７は、上記回転中心Ｃ１を中心とする円弧上に等間隔で配置されている。

一方、テレスコピック調整するときに、本体６５に内蔵されたソレノイドに通電することより、上記バネに抗して軸６６が後退し、上記係合孔６７に対する係合を解除する。このように、規制部材５８による上記回転中心Ｃ１回りの主動リンク５５の回転の規制が解除されたときに、第１の電動モータ２６の動力によって第１のモータ本体３９を上記回転中心Ｃ１回りに回転（公転運動）させ、その公転運動を、リンク機構５７によって、アッパーチューブ１２の軸方向移動に変換し、その結果、操舵部材２を図７に示すように、テレスコピック運動させるようにしてある。

具体的には、第１のモータ本体３９の公転運動に伴って、主動リンク５５が上記回転中心Ｃ１の回りに回転し、その主動リンク５５の回転に伴って、従動リンク５６の第１の端部５６ａが、矢印Ｙ１で示すように上記回転中心Ｃ１の回りに回転する。一方、アッパーチューブ１２の両側方に突出する支軸１６の移動方向が、支持孔１９の長手方向に拘束されているので、従動リンク５６の第２の端部５６ｂが、支持孔１９の長手方向と平行な方向（矢印Ｚ１で示す）に移動する。その結果、アッパーチューブ１２が軸方向に駆動されて、テレスコピック動作をする。

図２および図５を参照して、第２の電動モータ２７の動力運動を用いて操舵部材２をチルト運動させるための第２の運動変換機構３８は、ウォーム軸３２の細軸部３２１および支軸７４を連結し、第２のモータ本体４１を固定したアーム６８と、アーム６８およびハウジング３１が上記回転中心Ｃ１の回りに相対回転することを規制可能な規制部材６９とを含む。

アーム６８は、ウォーム軸３２の細軸部３２１回りに、すなわち、第１の減速機構２９の従動歯車３４の回転中心Ｃ１の回りに回転可能であり、第２のモータ本体４１を上記回転中心Ｃ１の回りに同行回転可能に支持している。
アーム６８は、基端部７０ａおよび先端部７０ｂを有し互いに平行な一対の板状の主アーム要素７０と、一対の主アーム要素７０の先端部７０ｂを互いに連結した板状の連結アーム要素７１と、連結アーム要素７１の外面に固定されたブラケットからなる副アーム要素７２とを含む。一対の主アーム要素７０の基端部７０ａが、アーム６８の第２の端部６８ｂを構成し、副アーム要素７２の先端部が、アーム６８の第１の端部６８ａを構成している。

一対の主アーム要素７０の基端部７０ａは、ウォーム軸３２の細軸部３２１によって回転可能に支持されている。そのウォーム軸３２の細軸部３２１の中心が、従動歯車３４の上記回転中心Ｃ１となっている。各主アーム要素７０の中間部は、それぞれ対応する軸受を介して、第２の電動モータ２７の第２の回転軸４２の両端を回転可能に支持している。連結アーム要素７１の内面に、第２のモータ本体４１が固定されており、これにより、第１のモータ本体３９と同様、車両の停止時、転舵輪のタイヤの接地抵抗により従動歯車３４の回転が規制されているとき、第２のモータ本体４１が、上記回転中心Ｃ１の回りを回転可能となっている。

上記副アーム要素７２の先端部は、車体側部材７３により支持された支軸７４の回りに回転可能に支持されている。このように、アーム６８の第１の端部６８ａが、車体側部材７３により支持された支軸７４の回りに回転可能に支持され、アーム６８の第２の端部６８ｂが、上記回転中心Ｃ１を有する細軸部３２１を回転可能に支持している。支軸７４の中心が第１の支点Ｐ１である。

図２に示すように、規制部材６９は、一方の主アーム要素７０の内側面に固定された本体７５と、本体７５から上記一方の主アーム要素７０の挿通孔７０１を通して突出する進退可能な軸７６とを有している。通常のときは、軸７６は、本体７５に内蔵された上記バネ（図示せず）の付勢力により進出しており、進出した軸７６は、ハウジング３１の側板５２に回転中心Ｃ１を中心とする円弧状に（図６の係合孔６７と同じ配列態様で）配列された複数の係合孔７７の何れかに係合している。その結果、通常のときは、アーム６８およびハウジング３１が上記回転中心Ｃ１の回りに相対回転することが規制されている。

一方、チルト調整するときに、本体７５に内蔵されたソレノイドに通電することより、上記バネに抗して軸７６が後退し、上記係合孔７７に対する係合を解除する。このように、規制部材６９による回転中心Ｃ１回りのアーム６８およびハウジング３１の相対回転の規制が解除されたときに、第２の電動モータ２７の動力によって、アーム６８の第１の端部６８ａを、第１の支点Ｐ１を有する支軸７４の回り回転させつつ、アーム６８の第２の端部６８ｂを回転中心Ｃ１回りに回転させる（実質的には、主動リンク５５、従動歯車３４およびハウジング３１が、第１の支点Ｐ１の回りに可動している回転中心Ｃ１の回りに回転する）ことにより、ステアリングコラム５をチルト支点としての第２の支点Ｐ２を有する支軸１６回りに揺動させて、図８に示すように、操舵部材２をチルト運動させるようにしてある。

具体的には、テレスコピック動作用のリンク機構５７の主動リンク５６の、回転中心Ｃ１回りの回転が規制部材５８によって規制されているので、アーム６８の第１の端部６８ａが、第１の支点Ｐ１を有する支軸７４の回りに回転するときに、ハウジング３１およびステアリングコラム５が、第２の支点Ｐ２を有する支軸１６の回りに回転され、その結果、操舵部材２がチルト動作することになる。

アーム６８からなる第１のリンクと、回転中心Ｃ１および第２の支点Ｐ２の間を結ぶ模擬的な第２のリンク１００とで、リンク機構を構成していると言うこともできる。なお、チルト調整のときに、支軸１６が支持孔１９の長手方向であるステアリングシャフト３の軸方向Ｘ１に若干移動する場合がある。
本実施の形態によれば、下記の作用効果を奏する。すなわち、チルト調整またはテレスコピック調整するときは、車両は停止しているので、第２の減速機構３０を介して舵取り機構１１と接続された第１の減速機構２８，２９（従動歯車３４）も停止するとともに、転舵輪のタイヤの接地抵抗により従動歯車３４の回転が規制される。このように従動歯車３４の回転が規制された状態で、操舵力を発生するための第１の電動モータ２６の動力運動によって、第１のモータ本体３９を変位させ、これにより、操舵部材２をテレスコピック動作させる。

また、第１の減速機構２８，２９（従動歯車３４）が停止し、転舵輪のタイヤの接地抵抗により従動歯車３４の回転が規制された状態で、操舵力を発生するための第２の電動モータ２７の動力運動によって、第２のモータ本体４１を変位させ、これにより、操舵部材２をチルト動作させる。
したがって、操舵補助用の電動モータを用いてチルト動作またはテレスコピック動作させる場合に、多数の傘歯車を有する差動機構を用いる特許文献１の車両用操舵装置と比較して、構造を簡素化することができる。

また、第１および第２の電動モータ２６，２７と、第１の減速機構２８，２９と、およびこれらを収容するハウジング３１等が、サブアセンブリＳＡとしてユニット化されている。したがって、例えば、各電動モータ２６，２７を共通とし、第１の減速機構２８，２９の減速比を変更することにより、ユニットの仕様を容易に変更することができる。これにより、上記ユニットを種々の特性の電動パワーステアリング装置１に容易に適用することができる。

製造コストの高い電動モータ２６，２７の共通化を図ることにより、種々のユニットを製作するときの全体としてのコストを削減することができる。電動モータ２６，２７の体格を小さくできるので、サブアセンブリＳＡ全体としての軽量化を図ることができ、ひいては、電動パワーステアリング装置１全体としての重量を削減することができる。
特に、小型で高回転型の電動モータ２６，２７と高減速比の第１の減速機構２８，２９を組み合わせることで、小型でも、高出力を得ることが可能となる。また、複数の電動モータ２６，２７および第１の減速機構２８，２９等をサブアセンブリＳＡとし予め組み立てておくことができるので、組み立て性がよい。

また、第１の減速機構２８，２９が第１および第２の駆動歯車３５，３６および従動歯車３４を含み、第１および第２の電動モータ２６，２７の第１および第２の回転軸４０，４２と従動歯車３４の回転中心Ｃ１とが平行であるので、下記の利点がある。すなわち、各電動モータ２６，２７の回転軸４０，４２の軸方向に関して、第１および第２の駆動歯車３５，３６および従動歯車３４を同じ位置に配置することができるので、回転軸４０，４２の軸方向に関して、サブアセンブリＳＡを小型にすることができ、ひいては電動パワーステアリング装置１を小型にすることができる。

第１の減速機構２８，２９の伝動方式が、歯車伝動であるので、動力伝達が確実である。各駆動歯車３５，３６および従動歯車３４としては、互いに噛み合う平歯車であってもよいし、互いに噛み合う山歯歯車であってもよいし、互いに噛み合うはす歯歯車であってもよい。特に、はす歯を用いた場合には、歯の噛み合い率を高くすることができるので、高出力を伝達するうえで好ましい。

また、操舵力を発生するアクチュエータとして第１および第２の電動モータ２６，２７が設けられ、第１の減速機構２８，２９の複数の駆動歯車３５，３６のそれぞれが、対応する電動モータ２６，２７の回転軸４０，４２にそれぞれ接続されるとともに従動歯車３４に伝動可能に連結されている。したがって、下記の利点がある。すなわち、複数の電動モータ２６，２７を横並びで配置するとともに、対応する電動モータ２６，２７の回転軸４０，４２に接続された各駆動歯車３５，３６および従動歯車３４を、上記回転軸４０，４２の軸方向に関して同じ位置に配置することができる。したがって、電動モータ２６，２７の回転軸４０，４２の軸方向に関して、サブアセンブリＳＡをより小型にすることができ、ひいては電動パワーステアリング装置１をより小型にすることができる。

また、ギヤハウジング１５およびサブアセンブリＳＡのハウジング３１の互いの対向板４３，４４間に弾性体４５を介在させており、両対向板４３，４４の直接接触を避けているので、下記の利点がある。すなわち、電動モータ２６，２７、第１の減速機構２８，２９およびウォーム軸３２を支持しているサブアセンブリＳＡのハウジング３１から、ウォームホイール３３やステアリングシャフト３を支持しているギヤハウジング１５側へ振動や騒音が伝達されることを防止することができる。

また、ギヤハウジング１５およびハウジング３１の対向板４３，４４間の間隔の設定により、ウォーム３２０およびウォームホイール３３間のバックラッシの量を調整したり、管理したりすることが可能となる。
また、電動モータ２６，２７、第１の減速機構２８，２９およびウォーム軸３２を支持しているサブアセンブリＳＡを弾性支持しているので、ステアリング操作を開始するときの第２の減速機構３０の起動トルクを低減することができ、その結果、操舵フィーリングを向上することができる。

また、ウォーム軸３２のウォーム３２０を挟んだ両側に設けられた一対の従動歯車３４を介してウォーム軸３２に動力を伝達するので、安定してウォーム軸３２を駆動することができる。
なお、上記の実施の形態において、第１の運動変換機構３７および第２の運動変換機構３８の何れか一方を廃止し、チルト調整およびテレスコピック調整の何れか一方のみを実施するようにしてもよい。

次いで、図９は本発明の別の実施の形態を示している。図９を参照して、本実施の形態が、図１の実施と主に異なるのは、図１の実施の形態のリンク機構５７を用いた第１の運動変換機構３７に代えて、巻き掛け伝動部材としてのワイヤ８０を用いた第１の運動変換機構３７Ａを設けた点にある。巻き掛け伝動部材として、ワイヤ８０に代えて、歯付きベルト等のベルト、チェーンを用いるようにしてもよい。

本実施の形態において、第１の電動モータ２６Ａを支持するアーム５５Ａは、ハウジング３１に固定されている。本実施の形態のアーム５５Ａは、図１の実施の形態の主動リンク３５を従動歯車３４の回転中心Ｃ１回りに回転不能に構成したものに相当する。すなわち、第１の電動モータ２６Ａの第１のモータ本体３９Ａは、回転中心Ｃ１回りに回転しない。第１のモータ本体３９Ａは、第１の電動モータ２６Ａの第１の回転軸４０Ａの回りに回転可能とされている。

また、第１の回転軸４０Ａ回りの第１のモータ本体３９Ａの回転を規制可能な規制部材８１が設けられている。図１０に示すように、本実施の形態の規制部材８１は、本体６５および軸６６を有する図２の規制部材５８と同じ構成であるが、図２の規制部材５８とは逆の向きに取り付けられている。すなわち、規制部材８１の本体６５は、アーム５５Ａの主アーム５９の内側面に固定され、その本体６５から突出した軸６６は、第１のモータ本体３９Ａの端面３９１に第１の回転軸４０Ａを中心とする円弧状に（図６の係合孔６７と同じ配列態様で）配列された複数の係合孔３９２の何れかに係合されるようになっている。

また、上記ワイヤ８０は無端状である。図９に示すように、ワイヤ８０は、固定ブラケット１７の側板１８に支軸８２を介して回転可能に支持されたプーリ８３、および第１のモータ本体３９Ａの外周３９３に巻き回されている。
また、図１０に示すように、第１のモータ本体３９Ａの外周３９３には、複数巻きの螺旋溝８４が設けられており、無端状のワイヤ８０の中途部が、螺旋溝８４に沿って複数回巻かれている。これにより、ワイヤ８０が第１のモータ本体３９Ａの外周３９３の周方向にスリップを生じないようにされている。なお、螺旋溝８４の中途部に、ワイヤ８０の対応箇所を係止しておいてもよい。また、巻き掛け伝動部材として、ワイヤ８０に代えて、歯付きベルトを用いる場合には、第１のモータ本体３９Ａの外周３９３に歯を形成することで、第１のモータ本体３９Ａを上記歯付きベルトに噛み合う歯付きプーリとして構成し、第１のモータ本体３９Ａに対する歯付きベルトのスリップを確実に防止するようにしてもよい。

ワイヤ８０は、第１のモータ本体３９Ａおよびプーリ８３間において、第１の領域８５および第２の領域８６を有している。第１および第２の領域８５，８６のそれぞれは、第１のモータ本体３９Ａおよびプーリ８３の対応する同側部分の間を接続している。第１および第２の領域８５，８６の何れか一方が第１のモータ本体３９Ａに巻き取られたときに、他方が第１のモータ本体３９Ａから巻き出されるようになっている。

また、ワイヤ８０の第２の領域８６に設けられた係止部８７が、ステアリングコラム５のアッパーチューブ１２の外周に固定されたブラケット６３Ａに、ステアリングシャフト３の軸方向Ｘ１に同行移動可能に係止されている。すなわち、ワイヤ８０の巻き取り、巻き出しとともに、係止部８７に係止されたブラケット６３Ａが軸方向Ｘ１に移動し、これにより、ステアリングコラム５のアッパーチューブ１２が軸方向Ｘ１に移動され、操舵部材２のテレスコピックス運動を可能としている。

また、ワイヤ８０に張力を付与するテンショナ８８が、固定ブラケット１７の例えば側板１８に取り付けられている。テンショナ８８は、側板１８に取り付けられた支軸８９の回りに揺動可能な揺動アーム９０と、揺動アーム９０の先端に回転可能に支持されたテンショナプーリ９１と、揺動アーム９０を介してテンショナプーリ９１をワイヤ８０の第１の領域８５に弾性的に付勢する付勢ばね９２とを備える。

規制部材８１による第１のモータ本体３９Ａとハウジング３１との相対回転の規制が解除されたときに、第１の電動モータ２６Ａを駆動すると、第１のモータ本体３９Ａが第１の回転軸４０Ａの回りに回転する。第１のモータ本体３９Ａの回転方向に応じて、第１モータ本体３９Ａから第１の領域８５（または第２の領域８６）へとワイヤ８０が巻き出される一方、第２の領域８６（または第１の領域８５）のワイヤ８０が、第１のモータ本体３９Ａに巻き取られる。これにより、ワイヤ８０の係止部８７に係止されたアッパーチューブ１２（ブラケット６３Ａ）をロアーチューブ１３に対して相対摺動させることができる。その結果、操舵部材２をテレスコピック運動させるようにしている。

テレスコピック調整のときや、チルト調整のときに、プーリ８３とブラケット６３Ａの係止部８７との間のワイヤ８０の長さが多少変化する場合があるが、上記のテンショナ８８の揺動アーム９０が揺動することにより、ワイヤ長の変化を吸収することができる。
したがって、操舵補助用の電動モータを用いてチルト動作またはテレスコピック動作させる場合に、多数の傘歯車を有する差動機構を用いる特許文献１の車両用操舵装置と比較して、構造を簡素化することができる。

本実施の形態において、アーム５５Ａを廃止し、第１の電動モータ２６Ａの第１の回転軸４０Ａをハウジング３１の側板５１によって軸受を介して支持し、規制部材８１の本体６５をハウジング３１の側板５１に固定するようにしてもよい。
上記各実施の形態では、テレスコピック調整のため第１の運動変換機構３７または３７Ａと、チルト調整のための第２の運動変換機構３８との双方を設けたが、何れか一方のみを設けるようにしてもよい。

また、上述の各実施形態では、本発明が、電動モータの出力を操舵補助力として出力する電動パワーステアリング装置に適用された例について説明したが、これに限らない。例えば、本発明を、操舵部材の操舵角に対する転舵輪の転舵角の比を変更可能な伝達比可変機構を備え、伝達比可変機構を駆動するために電動モータの出力を用いる伝達比可変式の車両用操舵装置に適用してもよい。その他、本発明の特許請求の範囲で種々の変更を施すことができる。

本発明の一実施の形態の車両用操舵装置としての電動パワーステアリング装置の概略構成を示す模式図である。 電動パワーステアリング装置の要部の概略断面図である。 電動パワーステアリング装置の要部を別角度で切断した概略断面図である。 図３の要部の拡大断面図である。 電動モータおよび第１の減速機構を含むサブアセンブリの断面図である。 係止孔が設けられたハウジングの側板の概略図である。 テレスコピック調整後の電動パワーステアリング装置の概略構成を示す模式図である。 チルト調整後の電動パワーステアリング装置の概略構成を示す模式図である。 本発明の別の実施の形態の電動パワーステアリング装置の概略構成を示す模式図である。 図９の実施の形態において、電動モータおよび第１の減速機構を含むサブアセンブリの要部の断面図である。

符号の説明

１…電動パワーステアリング装置（車両用操舵装置）、２…操舵部材、３…ステアリングシャフト、４…車体、５…ステアリングコラム、１１…舵取り機構、１２…アッパーチューブ、１３…ロアーチューブ、１５…ギヤハウジング、１６…支軸、１７…固定ブラケット、１８…側板、１９…支持孔、２６，２６Ａ…第１の電動モータ（アクチュエータ）、２７…第２の電動モータ（アクチュエータ）、２８，２９…第１の減速機構、３０…第２の減速機構、３１…ハウジング、３２…ウォーム軸（駆動部材）、３３…ウォームホイール（従動部材）、３４…従動歯車（従動部材）、３５…第１の駆動歯車、３６…第２の駆動歯車、３７，３７Ａ…第１の運動変換機構、３８…第２の運動変換機構、３９，３９Ａ…第１のモータ本体、４０，４０Ａ…第１の回転軸（出力軸）、４１…第２のモータ本体、４２…第２の回転軸、５５…主動リンク、５５Ａ…アーム、５６…従動リンク、５７…リンク機構、５８，６９，８１…規制部材、６８…アーム、６８ａ…第１の端部、６８ｂ…第２の端部、Ｃ１…回転中心、Ｐ１…第１の支点、Ｐ２…第２の支点、８０…ワイヤ（巻き掛け伝動部材）、８３…プーリ、８５…第１の領域、８６…第２の領域、８７…係止部、８８…テンショナ

Claims (5)

1. 操舵力を発生するためのアクチュエータと、上記アクチュエータに接続された第１の減速機構と、上記第１の減速機構に接続された第２の減速機構と、上記第２の減速機構に接続された舵取り機構と、を備え、
   上記アクチュエータは、アクチュエータ本体と、上記アクチュエータ本体によって回転可能に支持された出力軸と、を含み、
   上記アクチュエータの動力運動を、上記アクチュエータ本体の運動を通じて、操舵部材をチルト動作またはテレスコピック動作させるためのステアリングコラムの運動に変換する運動変換機構とを備えたことを特徴とする車両用操舵装置。
2. 請求項１において、上記アクチュエータは、第１および第２の電動モータを含む少なくとも２つの電動モータを含み、上記第１の電動モータは、アクチュエータ本体としての第１のモータ本体と、出力軸としての第１の回転軸と、を含み、
   上記ステアリングコラムは、軸方向に相対摺動可能なアッパーチューブおよびロアーチューブを含み、
   上記第１の減速機構は、第１の回転軸の回転に応じて駆動可能であり、第１の回転軸に平行な回転中心を有する従動部材を含み、
   上記運動変換機構は、操舵部材をテレスコピック動作させるための第１の運動変換機構を含み、
   上記第１の運動変換機構は、上記回転中心の回りに回転可能であり第１のモータ本体を上記回転中心の回りに同行回転可能に支持する主動リンクを含み、上記回転中心回りの上記第１のモータ本体の回転を、上記アッパーチューブの軸方向移動に変換するリンク機構と、上記回転中心回りの主動リンクの回転を規制可能な規制部材と、を含み、
   上記規制部材による主動リンクの回転の規制が解除されたときに、第１の電動モータの動力によって主動リンクを上記回転中心回りに回転させることにより、操舵部材をテレスコピック運動させるようにしてあることを特徴とする車両用操舵装置。
3. 請求項１において、上記アクチュエータは、第１および第２の電動モータを含む少なくとも２つの電動モータを含み、上記第１の電動モータは、アクチュエータ本体としての筒状の第１のモータ本体と、出力軸としての第１の回転軸とを含み、
   上記運動変換機構は、第１の回転軸を中心とする第１のモータ本体の回転に伴って第１のモータ本体の周囲に巻き取り可能で且つステアリングコラムのアッパーチューブと同行移動可能な巻き掛け伝動部材と、第１の回転軸を中心とする第１のモータ本体の回転を規制する規制部材と、を含み、
   上記規制部材による第１の回転軸回りの第１のモータ本体の回転の規制が解除されたときに、第１の電動モータの動力によって第１のモータ本体を第１の回転軸回りに回転させることにより、操舵部材をテレスコピック運動させるようにしてあることを特徴とする車両用操舵装置。
4. 請求項２または３において、上記第２の電動モータは、アクチュエータ本体としての第２のモータ本体と、出力軸としての第２の回転軸とを含み、
   上記運動変換機構は、操舵部材をチルト動作させるための第２の運動変換機構を含み、 上記第２の運動変換機構は、第２のモータ本体を第１の減速機構の従動部材の回転中心回りに同行回転可能に支持するアームと、上記回転中心回りのアームの回転を規制可能な規制部材と、を含み、
   上記アームは、車体に設けられた第１の支点の回りに回転可能に支持された第１の端部と上記従動部材の上記回転中心と同行移動可能に連結された第２の端部とを有し、
   上記規制部材による上記回転中心回りのアームの回転の規制が解除されたときに、第２の電動モータの動力によって、アームの第１の端部を第１の支点回りに回転させつつ上記アームの第２の端部を上記回転中心回りに回転させることにより、ステアリングコラムをチルト支点としての第２の支点の回りに揺動させて、操舵部材をチルト運動させるようにしてあることを特徴とする車両用操舵装置。
5. 請求項１において、上記アクチュエータは、アクチュエータ本体としてのモータ本体および出力軸としての回転軸を有する電動モータを含み、
   上記第１の減速機構は、上記回転軸の回転に応じて駆動可能であり、上記回転軸に平行な回転中心を有する従動部材を含み、
   上記運動変換機構は、モータ本体を第１の減速機構の従動部材の回転中心回りに同行回転可能に支持するアームと、上記回転中心回りのアームの回転を規制可能な規制部材と、を含み、
   上記アームは、車体に設けられた第１の支点の回りに回転可能に支持された第１の端部と上記従動部材の上記回転中心と同行移動可能に連結された第２の端部とを有し、
   上記規制部材による上記回転中心回りの上記アームの回転の規制が解除されたときに、電動モータの動力によって上記アームを第１の支点回りおよび上記回転中心回りに回転させることにより、ステアリングコラムをチルト支点としての第２の支点の回りに揺動させて、操舵部材をチルト運動させるようにしてあることを特徴とする車両用操舵装置。

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