JP2020040528A - ステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】操舵軸の移動量を高い分解能で正確に検出できるステアリング装置を提供する。【解決手段】ステアリング装置は、操舵軸１７の一端側に操舵力を付与する電動アクチュエータを備える。操舵軸は、操舵軸収容空間１１ａに収容され、第１軸線ＡＸ１の方向に移動することにより操舵輪を転舵する。この操舵軸の他端側には、当該操舵軸の移動量を検出する変位検出部２０が設けられている。変位検出部は、ハウジング２１と、被検出部２２と、変位検出センサ２３と、第１規制機構２４とを有する。被検出部及び変位検出センサの一方が操舵軸に設けられ、他方がハウジングに設けられ、第１軸線の方向における変位検出センサに対する被検出部の相対位置の変化量に応じた信号を出力する。第１規制機構２４は、第１軸線に関する径方向における被検出部と変位検出センサの相対移動を規制することで、被検出部と変位検出センサの径方向における相対位置変化を制限する。【選択図】図２

Description

本発明は、車両のステアリング装置に関する。

特許文献１には、ピニオンアシスト形式の後輪操舵装置が記載されている。この特許文献１では、後輪転舵角の検出にレゾルバを使用している。

特開２０１４−２１３７７５号公報

しかしながら、特許文献１のような構成では、後輪の絶対角を検出するためには、モータが何回転目にあるかをカウントし続ける必要がある。また、ラックアンドピニオン機構におけるラック歯とピニオン歯間のバックラッシュが分解能と検出精度に悪影響を及ぼす、という課題がある。

本発明は上記のような事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、操舵軸の移動量を高い分解能で正確に検出できるステアリング装置を提供することにある。

上記の課題を解決するため、本発明のステアリング装置は、ハウジングであって、ハウジング本体部と、操舵軸収容空間と、第１規制機構収容空間を備え、前記操舵軸収容空間は、前記ハウジング本体部の内部に設けられており、前記第１規制機構収容空間は、前記ハウジング本体部に設けられ、前記操舵軸収容空間と繋がっている前記ハウジングと、操舵軸であって、棒形状を有し、前記操舵軸の長手方向に対し直角な断面において前記操舵軸の中心を通り、前記操舵軸の長手方向と平行な軸線を第１軸線としたとき、前記操舵軸収容空間の内部に設けられ、前記第１軸線の方向に移動することにより、操舵輪を転舵可能である、前記操舵軸と、被検出部であって、前記ハウジングと前記操舵軸の一方を第１部材、他方を第２部材としたとき、前記第１部材に設けられている、前記被検出部と、変位検出センサであって、前記第２部材に設けられ、前記第１軸線の方向における前記変位検出センサに対する前記被検出部の相対位置の変化量に応じた信号を出力可能である、前記変位検出センサと、第１規制機構であって、前記第１規制機構収容空間に設けられ、前記第１軸線に関する径方向における前記被検出部と前記変位検出センサの相対移動を規制する、前記第１規制機構と、電動アクチュエータであって、前記変位検出センサの出力信号に基づき、前記操舵軸に操舵力を付与する、前記電動アクチュエータと、を有する。

本発明では、ハウジング及び操舵軸の一方に変位検出センサを設け、他方に被検出部を設け、変位検出センサから第１軸線の方向における被検出部の相対位置の変化量に応じた信号を出力して操舵軸の移動量を検出する。この際、操舵軸のハウジングに対する径方向のガタ、あるいは電動アクチュエータや操舵輪からの入力に伴う操舵軸の撓みによるハウジング内での変位で生ずる、被検出部と変位検出センサの径方向における相対位置の変化を第１規制機構で規制するので検出精度の低下を抑制できる。
従って、本発明によれば、操舵軸の移動量を高い分解能で正確に検出することができるステアリング装置が得られる。

本発明の第１の実施形態に係るステアリング装置の構成例を示しており、操舵軸の軸線上で切断した断面図である。 図１のステアリング装置における変位検出部の拡大構成例を示す断面図である。 図２の変位検出部における操舵軸の軸線と直交する方向に切断した断面図である。 図１のステアリング装置における変位検出部の他の拡大構成例を示す断面図である。 図４の変位検出部における操舵軸の軸線と直交する方向に切断した断面図である。 本発明の第２の実施形態に係るステアリング装置の構成例を示しており、操舵軸の軸線上で切断した断面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係るステアリング装置の構成例を示している。このステアリング装置１０は、ラックハウジング１１、モータハウジング１２、電動アクチュエータとしての電動モータ１３、減速機１４、ダストブーツ１５ａ，１５ｂ、タイロッド１６ａ，１６ｂ、操舵軸１７、ボールジョイント１８ａ，１８ｂ、変位検出部２０及びボールねじ機構３１などを備える。

ラックハウジング１１は略円筒状をなしており、棒形状を有する操舵軸１７、例えばラックバーを収容する操舵軸収容空間１１ａを有している。操舵軸１７は、操舵軸収容空間１１ａの内部に設けられ、第１軸線ＡＸ１の方向に移動することにより、操舵輪を転舵可能である。ここで、第１軸線ＡＸ１は、操舵軸１７の長手方向に対し直角な断面において操舵軸１７の中心を通り、操舵軸１７の長手方向と平行な軸線である。

操舵軸１７の両端にはそれぞれ、ボールジョイント１８ａ，１８ｂを介してタイロッド１６ａ，１６ｂの一端がそれぞれ結合される。これら結合部は、ゴムなどで形成された蛇腹環状のダストブーツ１５ａ，１５ｂで覆われている。ダストブーツ１５ａ，１５ｂの車幅方向内側端はそれぞれ、ラックハウジング１１の両端に固定され、車幅方向外側端はタイロッド１６ａ，１６ｂの車幅方向内側端に固定されている。

モータハウジング１２には、電動モータ１３とＥＰＳ（Electric Power Steering）制御用ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１９が収容されている。電動モータ１３の回転は、減速機１４で減速されてボールねじ機構３１を介して操舵軸１７に伝達される。ボールねじ機構３１により、電動モータ１３の回転運動が直線運動に変換され、操舵軸１７が第１軸線ＡＸ１の方向に移動することにより、タイロッド１６ａ，１６ｂから操舵輪にそれぞれ操舵力が付与される。

ボールねじ機構３１は、ナット２６と出力プーリ３２を有している。出力プーリ３２の外見は円筒状の部材であって、ナット２６と一体的に回転可能に固定されている。電動モータ１３の駆動軸１３ａには、円筒状の入力プーリ３３が一体に回転するように固定されている。入力プーリ３３と出力プーリ３２との間には伝達部材であるベルト（図示せず）が巻回されている。この伝達部材には、ベルトに限らずチェーン等を用いてもよい。電動モータ１３の駆動力は、入力プーリ３３、ベルト及び出力プーリ３２をそれぞれ介してナット２６に伝達される。入力プーリ３３、出力プーリ３２及びベルトによって減速機１４が構成され、電動モータ１３の回転速度が減速してナット２６に伝達される。

ナット２６は、操舵軸１７を包囲するように円筒状に形成され、操舵軸１７に対し回転自在に設けられている。操舵軸１７の一端側は、ナット２６によって支持される。このナット２６の内周には、螺旋状に溝が形成されており、この溝がナット側ボールねじ溝２７を構成している。操舵軸１７の外周には、螺旋状の溝が形成されており、この溝が操舵軸側ボールねじ溝２８を構成している。

操舵軸１７にナット２６が挿入された状態で、ナット側ボールねじ溝２７と操舵軸側ボールねじ溝２８とによってボール循環溝２９が形成される。ボール循環溝２９内には、金属製の複数のボール３０が充填されている。そして、ナット２６が回転するとボール循環溝２９内をボール３０が移動することにより、ナット２６に対して操舵軸１７が長手方向に移動する。この操舵軸１７の移動量（ストローク）は、変位検出部２０で検出され、ハーネス３４を介してＥＰＳ制御用ＥＣＵ１９に入力される。

図２及び図３はそれぞれ、図１に示したステアリング装置１０における変位検出部２０の断面構成図である。図２は変位検出部２０の拡大構成例を示し、図３は図２の変位検出部２０における操舵軸１７の長手方向と平行な第１軸線ＡＸ１と直交し、かつ変位検出センサ２３を通る第２軸線ＡＸ２に沿った断面を示している。

変位検出部２０は、ハウジング２１と、被検出部２２と、変位検出センサ２３と、第１規制機構２４と、第２規制機構２５とを備えている。ハウジング２１は、ハウジング本体部２１ａに、第１規制機構収容空間２１ｂと第２規制機構収容空間２１ｃとが形成された構成になっている。また、ハウジング本体部２１ａの内部には、上記操舵軸収容空間１１ａが形成されており、第１、第２規制機構収容空間２１ｂ，２１ｃは、この操舵軸収容空間１１ａと繋がっている。

ハウジング２１には、追従機構４０が設けられている。追従機構４０は、第１軸線ＡＸ１に直交し、かつ変位検出センサ２３を通る軸線を第２軸線ＡＸ２としたとき、変位検出センサ２３を保持する変位検出センサ保持部としてのホルダ４０ａを有し、変位検出センサ２３が、第２軸線ＡＸ２の方向における動きに追従するように変位検出センサ２３を移動可能である。

また、ハウジング２１は、追従機構４０を保持する追従機構保持部４０ｂを有し、追従機構４０は、追従機構可動部としてのばね４４と、追従機構固定部としてのグロメット３８と防水栓３９とを含み、追従機構可動部は、第２軸線ＡＸ２の方向において、ばね４４の伸縮によって追従機構固定部に対し相対移動することで、第２軸線ＡＸ２の方向における動きに追従可能である。変位検出センサ保持部としてのホルダ４０ａには、追従機構可動部としてのばね４４の一端が保持されており、追従機構固定部は、当該追従機構固定部および変位検出センサ２３が追従機構可動部に組み付けられた状態で、追従機構保持部４０ｂ内への組み込みが可能になっている。

本例では、被検出部２２は、操舵軸１７に設けられており、変位検出センサ２３は、ハウジング２１に設けられている。この被検出部２２は、ハウジング２１と操舵軸１７の一方を第１部材、他方を第２部材としたとき、第１部材に設けられ、変位検出センサ２３は第２部材に設けられ、第１軸線ＡＸ１に関する径方向において、被検出部２２と対向するように設けられていればよい。

被検出部２２は、磁性体を含み、この磁性体は第１軸線ＡＸ１の方向における位置情報を有している。変位検出センサ２３は、磁性体の位置情報を検出する磁気センサである。この磁気センサは、検出素子を含み、かつ、検出素子は、絶縁材料で被覆されている。
また、図示を省略するが、ハウジング２１には上記磁気センサを保持する円筒形の磁気センサホルダが設けられている。磁気センサホルダは非磁性材料、例えば樹脂で形成されており、磁気センサを保持する磁気センサ保持部を有する。この磁気センサホルダは、絶縁材料で被覆されている。

更に詳しくは、被検出部２２は、例えば操舵軸１７の表面に形成された溝の内面に貼り付けられた磁気テープであり、ストロークを検知するための情報が、着磁によってＮ極とＳ極を交互にバーコード状に並べて記録されている。絶対ストローク位置を検出したい場合には、Ｍコードと呼ばれる絶対位置を検知するためのパターンを用いることもできる。一方、変位検出センサ２３には、例えばホール効果を利用して磁気テープに記録された磁気量を電気量に変換して読み取るホールＩＣ（磁電変換素子）を用いることができる。複数のホールＩＣによってバーコード状に記録された情報を読み取って、ストロークをセンシングする。ここでは、６個のホールＩＣを第１軸線ＡＸ１方向に等間隔に並べてプリント基板３５に実装しているが、読み取る分解能や読み取る長さに応じてホールＩＣの数や設置間隔を設定すればよい。

プリント基板３５にはコネクタ３６ａが設置されており、変位検出センサ２３のリード線３７は、一端がコネクタ３６ｂによりコネクタ３６ａに接続され、他端がゴム製のグロメット３８内を貫通して外部に導出される。このリード線３７の他端は、外部のハーネス３４を介してＥＰＳ制御用ＥＣＵ１９に接続されている。更に、プリント基板３５と変位検出センサ２３の実装部分を防水するために、グロメット３８の周囲にゴムの防水栓３９が設けてある。この防水栓３９は、外部から組み付ける際のねじ蓋になっている。

変位検出センサ２３は、第１軸線ＡＸ１に関する径方向において、被検出部２２に対し、第１の長さを有する隙間ΔＤを持って設けられている。第１規制機構２４（第１、第２ブッシュ部２４ａ，２４ｂのうち本例では第２ブッシュ部２４ｂ）は、操舵軸１７を支持するための支持面２４ｃを有し、支持面２４ｃは、第１軸線ＡＸ１に関する径方向において、ハウジング２１に対し、第１の長さよりも小さい第２の長さだけ移動可能に設けられている。

被検出部２２は、第２軸線ＡＸ２の方向において、ハウジング２１に対し所定量移動可能であり、追従機構４０は、追従機構可動部（ばね４４）と、追従機構固定部（グロメット３８と防水栓３９）を含み、追従機構固定部は、ハウジング２１に固定されており、追従機構可動部は、第２軸線ＡＸ２の方向において、追従機構固定部に対し相対移動可能であって、追従機構固定部に対する追従機構可動部の相対移動可能距離は、第２軸線の方向におけるハウジング２１に対する被検出部２２の移動可能距離よりも長くなっている。

第１規制機構２４は、第１規制機構収容空間２１ｂに設けられ、第１軸線ＡＸ１に関する径方向における被検出部２２と変位検出センサ２３の相対移動を規制するものである。具体的には、操舵軸１７の第１軸線ＡＸ１方向におけるハウジング２１に対する操舵軸１７の相対移動を規制する。第１規制機構２４は、本例では樹脂製の第１、第２ブッシュ部２４ａ，２４ｂであり、第２ブッシュ部２４ｂは操舵軸１７の他端側を支持する支持面２４ｃを有する。これら第１、第２ブッシュ部２４ａ，２４ｂの外周と第１規制機構収容空間２１ｂとの間には、Ｏリング４３ａ，４３ｂが装着されている。これらＯリング４３ａ，４３ｂは、第１軸線ＡＸ１に関する径方向において、第１、第２ブッシュ部２４ａ，２４ｂとハウジング本体部２１ａで圧縮した状態で設けられている。
ここで、ブッシュとは、軸や筒状の部材などに嵌め込み、隙間を埋めたり緩衝に用いたりする円筒形・ドーナツ形をした機構部品を意味する。

そして、変位検出センサ２３は、第１軸線ＡＸ１の方向において、ブッシュ部（第１ブッシュ部）２４ａとブッシュ部（第２ブッシュ部）２４ｂの間に設けられている。このように、操舵軸１７の移動量を高い分解能で高精度に測定するために、操舵軸１７の他端側の支持部で極力ガタやブレが発生し難い部分に変位検出センサ２３を設けている。更に、これらのブッシュ部２４ａ，２４ｂは、操舵軸１７に設けられた被検出部２２または変位検出センサ２３との干渉を避けるように設けられている。ブッシュ部２４ａ，２４ｂは、当該ブッシュ部２４ａ，２４ｂに操舵軸１７が挿入されていない状態における第１軸線ＡＸ１に関する内径が、当該ブッシュ部に操舵軸１７が挿入された状態の内径よりも小さくなっている。

操舵軸１７はブッシュ部２４ａ，２４ｂに支持されているが、どうしてもガタ分は中で動くとともに、外力によって曲げのモーメントが入ったりするので、それに追従させるために変位検出センサ２３とプリント基板３５が設けられている部分は、ばね４４で操舵軸１７に押し付けるフローティング構造になっている。このため、常に操舵軸１７の円筒面に押し付けられているので、被検出部２２と変位検出センサ２３の隙間ΔＤが常に一定に保たれる。変位検出センサ２３とコネクタ３６ａは、プリント基板３５に固定されている。これらは一体で動き、動いたときにリード線３７を引き込むが、ブッシュ部２４ａ，２４ｂとのすき間分だけであるので、ごく僅かである。また、ばね４４で押し付けて動く分は、リード線３７とグロメット３８の部分で吸収できる。

なお、被検出部２２または変位検出センサ２３とブッシュ部２４ａ，２４ｂとの干渉を避けるためには、例えば、ブッシュ部２４ａ，２４ｂに凹部や切欠き部を設けてもよい。また、ブッシュ部２４ａ，２４ｂを断面が円弧形状となるように形成し、円弧形状の切欠き部分に被検出部２２または変位検出センサ２３が位置するようにしてもよい。

第２規制機構２５は、第１軸線ＡＸ１に対し直角な平面上において、第１軸線ＡＸ１を対称中心として、変位検出センサ２３の反対側に設けられている。変位検出センサ２３は、第１軸線ＡＸ１の方向における変位検出センサ２３に対する被検出部２２の相対位置の変化量に応じた信号を出力可能である。この信号がＥＰＳ制御用ＥＣＵ１９に入力される。そして、この変位検出センサ２３の出力信号に基づき電動モータ１３を駆動制御し、ボールねじ機構３１を介して、駆動力を操舵軸１７に伝達することで操舵力を付与するようになっている。

この第２規制機構２５は、ハウジング２１に対し、操舵軸１７の第１軸線ＡＸ１に関する相対回転を規制するもので、ガイド部材２５ａと、ボール状の第２規制機構当接部と、第２規制機構付勢部とを備えるボールプランジャである。ガイド部材２５ａは、ハウジング本体部２１ａに設けられ、操舵軸収容空間１１ａと繋がった第２規制機構収容空間２１ｃに挿入されている。第２規制機構当接部はボール状部材２５ｂであり、このボール状部材２５ｂが第２規制機構付勢部としての板ばね２５ｃにより、操舵軸１７の外周側に設けられた平坦面と当接可能に構成されている。第２規制機構付勢部は、第１軸線ＡＸ１に関する径方向において、操舵軸１７に向かって第２規制機構当接部を付勢し、操舵軸１７の外周面に形成されたボール状部材２５ｂに対応する凹溝に押し付けることにより、ハウジング２１に対し、操舵軸１７の第１軸線ＡＸ１に関する相対回転を規制する。

なお、操舵軸１７の回転止めには種々の方法が考えられ、例えば操舵軸１７をＤ型の断面形状にして、平坦面にブッシュ部材などを押し付けて回転を抑えるようにすることもできる。
また、この第２規制機構２５は、ラック歯と噛合うピニオン歯を有するピニオンシャフトであってもよい。ラックアンドピニオンでは、歯の噛み合いがそのまま操舵軸１７の回転防止になる。

図４及び図５はそれぞれ、図１のステアリング装置における変位検出部２０近傍の他の構成例を示す断面図である。図４は変位検出部２０の拡大構成例を示し、図５は図４の変位検出部２０における操舵軸１７の長手方向と平行な第１軸線ＡＸ１と直交し、かつ変位検出センサ２３を通る第２軸線ＡＸ２に沿った断面を示している。図４及び図５の構成は、基本的には図２及び図３と同様であるので、同一部分に同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。

本例の変位検出部２０は、第３規制機構（ホルダ４０ａとＯリング４２）を有する。Ｏリング４２は、変位検出センサ２３を保持する変位検出センサ保持部としてのホルダ４０ａとハウジング本体部２１ａとの間に介在され、第２軸線ＡＸ２に関する径方向におけるハウジング２１に対する変位検出センサ２３の相対移動を規制する。
第１規制機構２４は、第１軸線ＡＸ１に関する径方向におけるハウジング２１に対する操舵軸１７の相対移動を規制する第１、第２ブッシュ部２４ａ，２４ｂであり、これらブッシュ部２４ａ，２４ｂは、第３規制機構第２軸線方向位置規制部４５ａ，４５ｂを有し、第３規制機構第２軸線方向位置規制部４５ａ，４５ｂは、第３規制機構第２軸線方向位置規制部４５ａ，４５ｂに前記第３規制機構が当接することにより、第３規制機構を第２軸線ＡＸ２の方向における所定位置に保持する。
なお、本例においては、第１、第２ブッシュ部２４ａ，２４ｂと操舵軸１７との間に、逃げ溝４６ａ，４６ｂが形成されている。

プリント基板３５と磁気センサホルダを動かすためには、横方向にクリアランス（隙間）を設けなければならない。この状態で操舵軸１７が動くと隙間分はともずれするので、操舵軸１７が逆方向に移動したときに、一瞬動きを検出できないタイミングが出る可能性がある。
しかし、ホルダ４０ａの外周部分にＯリング４２を設けることで、ガタつきの発生を抑制することができる。また、Ｏリング４２を設けることで、切り返しのタイミングでも移動量のセンシングが細かくできる。

図６は、本発明の第２の実施形態に係るステアリング装置の構成例を示す断面図である。このステアリング装置１０は、電動アクチュエータとしての電動モータ５１の回転運動を減速機で減速し、ラックアンドピニオン機構５０により直線運動に変換して操舵軸１７に付与する構成になっている。図示しないが、操舵軸１７にラック歯が形成されたラック歯形成部を有し、ラック歯と噛合うピニオン歯を有するピニオンシャフトが上述した第２規制機構２５として働く。

他の基本的な構成は図１と同様であるので、同一部分に同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。
上記構成によると、操舵軸１７のラック歯とピニオンシャフトのピニオン歯とが噛合う構成とすることにより、操舵軸１７の一端側の回転を規制し、このラックアンドピニオン機構５０から離れた操舵軸１７の他端側に設けた変位検出部２０で支持することで、極力ガタやブレが発生し難い状態で操舵軸１７の移動量（ストローク）を検出できる。また、本第２の実施形態に係るステアリング装置では、部品点数の増加を抑制することができる。

ここで、上述した第１、第２の実施形態から把握し得る技術的思想について、以下にその効果と共に記載する。
ステアリング装置１０は、その一つの態様において、ハウジング２１であって、ハウジング本体部２１ａと、操舵軸収容空間１１ａと、第１規制機構収容空間２１ｂを備え、前記操舵軸収容空間１１ａは、前記ハウジング本体部２１ａの内部に設けられており、前記第１規制機構収容空間２１ｂは、前記ハウジング本体部２１ａに設けられ、前記操舵軸収容空間１１ａと繋がっている、前記ハウジング２１と、
操舵軸１７であって、棒形状を有し、前記操舵軸１７の長手方向に対し直角な断面において前記操舵軸１７の中心を通り、前記操舵軸１７の長手方向と平行な軸線を第１軸線ＡＸ１としたとき、前記操舵軸収容空間１１ａの内部に設けられ、前記第１軸線ＡＸ１の方向に移動することにより、操舵輪を転舵可能である、前記操舵軸１７と、
被検出部２２であって、前記ハウジング２１と前記操舵軸１７の一方を第１部材、他方を第２部材としたとき、前記第１部材に設けられている、前記被検出部２２と、
変位検出センサ２３であって、前記第２部材に設けられ、前記第１軸線ＡＸ１の方向における前記変位検出センサ２３に対する前記被検出部２２の相対位置の変化量に応じた信号を出力可能である、前記変位検出センサ２３と、
第１規制機構２４であって、前記第１規制機構収容空間２１ｂに設けられ、前記第１軸線ＡＸ１に関する径方向における前記被検出部２２と前記変位検出センサ２３の相対移動を規制する、前記第１規制機構２４と、
電動アクチュエータ（電動モータ１３）であって、前記変位検出センサ２３の出力信号に基づき、前記操舵軸１７に操舵力を付与する、前記電動アクチュエータと、を有することを特徴とする。

操舵軸１７は、ハウジング２１に対し所定の径方向ガタを持っている場合がある。また、電動アクチュエータからの入力や操舵輪からの入力に伴い、操舵軸１７が撓んだり、ハウジング２１内で変位したりする場合がある。これらの原因により、被検出部２２と変位検出センサ２３の径方向における相対位置が変化する。この径方向の相対位置変化は、変位検出センサ２３の検出精度に影響を及ぼし、延いては操舵性の悪化に繋がる虞がある。
上記構成によると、第１規制機構２４により、被検出部２２と変位検出センサ２３の径方向の相対位置の変化を規制するので、変位検出センサ２３の検出精度の低下を抑制することができる。

ステアリング装置１０の好ましい態様では、前記第１規制機構２４は、前記第１軸線ＡＸ１に関する径方向における前記ハウジング２１に対する前記操舵軸１７の相対移動を規制することを特徴とする。
上記構成によると、被検出部２２または変位検出センサ２３を操舵軸１７に固定した場合であっても、操舵軸１７自体の径方向の移動を規制することで、被検出部２２と変位検出センサ２３の径方向における相対位置変化を制限することができる。

さらに別の好ましい態様では、上記ステアリング装置１０において、前記第１規制機構２４は、ブッシュであり、前記ブッシュは、前記操舵軸１７を支持する支持面２４ｃを有することを特徴とする。
上記構成によると、簡素な構成で、操舵軸１７の位置ずれを抑制することができる。

さらに別の好ましい態様では、前記被検出部２２は、前記操舵軸１７に設けられており、前記変位検出センサ２３は、前記ハウジング２１に設けられており、前記ブッシュは、第１ブッシュ部２４ａと、第２ブッシュ部２４ｂを備え、前記変位検出センサ２３は、前記第１軸線ＡＸ１の方向において、前記第１ブッシュ部２４ａと前記第２ブッシュ部２４ｂの間に設けられていることを特徴とする。
上記構成によると、操舵軸１７を、変位検出センサ２３の両側で支持することによって、被検出部２２のうち、変位検出センサ２３が検出する部分が安定的に支持され、検出精度の向上を図ることができる。

さらに別の好ましい態様では、前記ブッシュは、前記操舵軸１７に設けられた前記被検出部２２または前記変位検出センサ２３との干渉を避けるように設けられていることを特徴とする。
上記構成によると、ブッシュは、操舵軸１７と相対摺動するため、操舵軸１７に設けられた被検出部２２または変位検出センサ２３とブッシュが干渉する虞がある。そこで、上記のように構成することで、両者の干渉を避けることができる。

さらに別の好ましい態様では、前記第１規制機構２４は、Ｏリング４３ａ，４３ｂを備え、前記Ｏリング４３ａ，４３ｂは、前記第１軸線ＡＸ１に関する径方向において、前記ブッシュ（第１規制機構２４）と前記ハウジング２１の間において、圧縮した状態で設けられていることを特徴とする。
上記構成によると、Ｏリング４３ａ，４３ｂによって操舵軸１７の振動を緩和し、変位検出センサ２３の検出精度を向上させることができる。

さらに別の好ましい態様では、前記ブッシュは、前記ブッシュに前記操舵軸１７が挿入されていない状態における前記第１軸線ＡＸ１に関する内径が、前記ブッシュに前記操舵軸１７が挿入された状態の前記内径よりも小さいことを特徴とする。
上記構成によると、ブッシュと操舵軸１７の間に径方向のガタがなく、所謂、締め代を持った状態となるため、操舵軸１７の安定した支持が可能となる。

さらに別の好ましい態様では、前記変位検出センサ２３は、前記第１軸線ＡＸ１に関する径方向において、前記被検出部２２に対し、第１の長さを有する隙間を介して設けられており、前記第１規制機構２４は、前記操舵軸１７を支持する支持面２４ｃを有し、前記支持面２４ｃは、前記第１軸線ＡＸ１に関する径方向において、前記ハウジング２１に対し、前記第１の長さよりも小さい第２の長さだけ移動可能に設けられていることを特徴とする。
上記構成によると、第１規制機構２４の支持面２４ｃを径方向に移動可能とすることで、操舵軸１７の変位や撓みを所定量許容し、操舵軸１７やハウジング２１における局所的な内部応力の発生を抑制することができる。このときの支持面２４ｃの変位の最大量は、被検出部２２と変位検出センサ２３の間の隙間の長さよりも短いため、操舵軸１７が最大量、変位した場合においても、被検出部２２と変位検出センサ２３とが互いに干渉することを抑制することができる。

さらに別の好ましい態様では、第２規制機構２５を有し、前記第２規制機構２５は、前記ハウジング２１に設けられており、前記ハウジング２１に対し、前記操舵軸１７の前記第１軸線ＡＸ１に関する相対回転を規制することを特徴とする。
上記構成によると、ハウジング２１に対する操舵軸１７の相対回転に伴う変位検出センサ２３の検出精度の低下を抑制することができる。

さらに別の好ましい態様では、前記操舵軸１７は、ラック歯が形成されたラック歯形成部を有し、前記第２規制機構２５は、前記ラック歯と噛合うピニオン歯を有するピニオンシャフトであることを特徴とする。
上記構成によると、操舵軸１７のラック歯とピニオンシャフトのピニオン歯とが噛合う構成とすることにより、操舵軸１７の回転を規制することができる。また、例えば、ラックアンドピニオン機構５０を介して電動アクチュエータの操舵力を操舵軸１７に付与する構成とすることにより、部品点数の増加を抑制することができる。

さらに別の好ましい態様では、前記第２規制機構２５は、第２規制機構当接部と、第２規制機構付勢部を備え、前記第２規制機構当接部は、前記操舵軸１７と当接可能であり、前記第２規制機構付勢部は、前記第１軸線ＡＸ１に関する径方向において、前記操舵軸１７に向かって前記第２規制機構当接部を付勢することにより、前記ハウジング２１に対し、前記操舵軸１７の前記第１軸線ＡＸ１に関する相対回転を規制することを特徴とする。
上記構成によると、第２規制機構当接部を操舵軸１７に向かって付勢し、当接させることで、操舵軸１７の回転を規制することができる。この第２規制機構２５を設けることにより、操舵軸１７と電動アクチュエータの間に設けられる減速機１４が、例えばボールねじ機構３１のように操舵軸１７の回転を規制できないものである場合であっても、操舵軸１７の回転を規制することができる。

さらに別の好ましい態様では、前記変位検出センサ２３は、前記第１軸線ＡＸ１に関する径方向において、前記被検出部２２と対向するように設けられており、前記第２規制機構２５は、前記第１軸線ＡＸ１に対し直角な平面上において、前記第１軸線ＡＸ１を対称中心として、前記変位検出センサ２３の反対側に設けられていることを特徴とする。
上記構成によると、第２規制機構付勢部が付勢する方向が、被検出部２２と変位検出センサ２３とが対向する方向と一致しているため、操舵軸１７に回転を規制するだけでなく、被検出部２２と変位検出センサ２３の径方向における相対位置の変位も抑制することができる。

さらに別の好ましい態様では、前記被検出部２２は、磁性体を含み、前記磁性体は、前記第１軸線ＡＸ１の方向における位置情報を有しており、前記変位検出センサ２３は、前記磁性体の前記位置情報を検出する磁気センサ（ホールＩＣ）であることを特徴とする。
上記構成によると、変位検出センサ２３は、非接触で被検出部２２の位置情報を検出することができる。また、光学センサに比べ、グリス等の汚れに強い。

さらに別の好ましい態様では、磁気センサホルダを有し、前記被検出部２２は、前記操舵軸１７に設けられており、前記磁気センサホルダは、前記ハウジング２１に設けられており、非磁性材料で形成されており、前記磁気センサを保持する磁気センサ保持部を有することを特徴とする。
上記構成によると、例えば、予め、磁気センサホルダに磁気センサを組み付け、サブアセンブリ状態とし、このサブアセンブリをハウジング２１に組み付けることで、組立性を向上することができる。また、この磁気センサホルダは、非磁性材料で形成されているため、磁気センサの検出精度への影響を抑制することができる。

さらに別の好ましい態様では、前記磁気センサホルダは、絶縁材料で被覆されていることを特徴とする。
上記構成によると、例えば、磁気センサホルダを、アルミニウムや銅で形成した場合、被検出部２２と磁気センサホルダとが高速で相対移動すると、渦電流が発生する場合がある。この渦電流は、変位検出センサ２３の検出精度に影響を及ぼす虞がある。そこで、磁気センサホルダを、絶縁材料で被覆することで、渦電流の発生を抑制することができる。

さらに別の好ましい態様では、前記磁気センサは、検出素子を含み、かつ、前記検出素子は、絶縁材料で被覆されていることを特徴とする。
上記構成によると、検出素子を操舵軸１７の摩耗粉やグリス等から保護することができる。

さらに別の好ましい態様では、第３規制機構（ホルダ４０ａ、またはホルダ４０ａとＯリング４２）を有し、前記被検出部２２は、前記操舵軸１７に設けられており、前記第１軸線ＡＸ１に直交し、かつ前記変位検出センサ２３を通る軸線を第２軸線ＡＸ２としたとき、前記第３規制機構は、前記ハウジング２１に設けられており、前記変位検出センサ２３を保持する変位検出センサ保持部を有し、前記第２軸線ＡＸ２に関する径方向における前記ハウジング２１に対する前記変位検出センサ２３の相対移動を規制することを特徴とする。
上記構成によると、変位検出センサ２３の第２軸線ＡＸ２に関する径方向ガタに起因する変位検出センサ２３の検出精度の低下を抑制することができる。

さらに別の好ましい態様では、前記第１規制機構２４は、前記第１軸線ＡＸ１に関する径方向における前記ハウジング２１に対する前記操舵軸１７の相対移動を規制するブッシュであり、前記ブッシュは、第３規制機構第２軸線方向位置規制部４５ａ，４５ｂを有し、前記第３規制機構第２軸線方向位置規制部４５ａ，４５ｂは、前記第３規制機構第２軸線方向位置規制部４５ａ，４５ｂに前記第３規制機構が当接することにより、前記第３規制機構を前記第２軸線ＡＸ２の方向における所定位置に保持することを特徴とする。
上記構成によると、第２軸線ＡＸ２の方向における第３規制機構の位置決めが容易となる。

さらに別の好ましい態様では、前記被検出部２２は、前記操舵軸１７に設けられており、前記変位検出センサ２３は、前記ハウジング２１に設けられていることを特徴とする。
上記構成によると、変位検出センサ２３は、電力供給および信号の出力のための配線（リード線３７）を設ける必要があるが、車両に対し相対移動しないハウジング２１に、この変位検出センサ２３を設けることで、配線の接続や取り回しが容易となる。

さらに別の好ましい態様では、追従機構４０を有し、前記第１軸線ＡＸ１に直交し、かつ前記変位検出センサ２３を通る軸線を第２軸線ＡＸ２としたとき、前記追従機構４０は、前記ハウジング２１に設けられ、前記変位検出センサ２３を保持する変位検出センサ保持部を有し、前記変位検出センサ２３が、前記操舵軸１７の前記第２軸線ＡＸ２の方向における動きに追従するように前記変位検出センサ２３を移動可能であることを特徴とする。
上記構成によると、第２軸線ＡＸ２の方向において、被検出部２２が設けられる操舵軸１７の変位に追従するように変位検出センサ２３を移動させることで、被検出部２２と変位検出センサ２３の相対位置ずれを更に抑制することができる。

さらに別の好ましい態様では、前記ハウジング２１は、前記追従機構４０を保持する追従機構保持部４０ｂを有し、前記追従機構４０は、追従機構可動部（ばね４４）と、追従機構固定部（グロメット３８と防水栓３９）を含み、前記追従機構可動部は、前記第２軸線ＡＸ２の方向において、前記追従機構固定部に対し相対移動することで、前記操舵軸１７の前記第２軸線ＡＸ２の方向における動きに追従可能であり、前記変位検出センサ保持部（ホルダ４０ａ）は、前記追従機構可動部に設けられており、前記追従機構固定部は、前記追従機構固定部および前記変位検出センサ２３が前記追従機構可動部に組み付けられた状態で、前記追従機構保持部４０ｂへの組み込みが可能であることを特徴とする。
上記構成によると、予め、追従機構可動部に追従機構固定部と変位検出センサ２３を組み付け、サブアセンブリ状態とし、このサブアセンブリをハウジング２１に組み付けることで、組立性を向上することができる。

さらに別の好ましい態様では、前記被検出部２２は、前記第２軸線ＡＸ２の方向において、前記ハウジング２１に対し所定量移動可能であり、前記追従機構４０は、追従機構可動部と、追従機構固定部を含み、前記追従機構固定部は、前記ハウジング２１に固定されており、前記追従機構可動部は、前記第２軸線ＡＸ２の方向において、前記追従機構固定部に対し相対移動可能であって、前記追従機構固定部に対する前記追従機構可動部の相対移動可能距離は、前記第２軸線ＡＸ２の方向における前記ハウジング２１に対する前記被検出部２２の移動可能距離よりも長いことを特徴とする。
上記構成によると、ハウジング２１に対し操舵軸１７が最大限移動した場合においても、追従機構可動部が操舵軸１７の動きに追従することができ、被検出部２２と変位検出センサ２３との干渉等を抑制することができる。

１０…ステアリング装置、１１…ラックハウジング、１１ａ…操舵軸収容空間、１２…モータハウジング、１３…電動モータ（電動アクチュエータ）、１４…減速機、１５ａ，１５ｂ…ダストブーツ、１６ａ，１６ｂ…タイロッド、１７…操舵軸、１８ａ，１８ｂ…ボールジョイント、１９…ＥＰＳ制御用ＥＣＵ、２０…変位検出部、２１…ハウジング、２１ａ…ハウジング本体部、２１ｂ…第１規制機構収容空間、２１ｃ…第２規制機構収容空間、２２…被検出部、２３…変位検出センサ、２４…第１規制機構、２４ａ…ブッシュ部（第１ブッシュ部）、２４ｂ…ブッシュ部（第２ブッシュ部）、２５…第２規制機構、２５ａ…ガイド部材、２５ｂ…ボール状部材（第２規制機構当接部）、２５ｃ…板ばね（第２規制機構付勢部）、２６…ナット、２７…ナット側ボールねじ溝、２８…操舵軸側ボールねじ溝、２９…ボール循環溝、３０…ボール、３１…ボールねじ機構、３２…出力プーリ、３３…入力プーリ、３４…ハーネス、３５…プリント基板、３６ａ，３６ｂ…コネクタ、３７…リード線、３８…グロメット、３９…防水栓（ねじ蓋）、４０…追従機構、４０ａ…ホルダ（変位検出センサ保持部）、４０ｂ…追従機構保持部、４２，４３ａ，４３ｂ…Ｏリング、４４…ばね（追従機構可動部）、４５ａ，４５ｂ…第３規制機構第２軸線方向位置規制部、４６ａ，４６ｂ…逃げ溝、５０…ラックアンドピニオン機構、５１…電動モータ（電動アクチュエータ）、ＡＸ１…第１軸線、ＡＸ２…第２軸線

Claims (22)

1. ステアリング装置であって、
   ハウジングであって、ハウジング本体部と、操舵軸収容空間と、第１規制機構収容空間を備え、
   前記操舵軸収容空間は、前記ハウジング本体部の内部に設けられており、
   前記第１規制機構収容空間は、前記ハウジング本体部に設けられ、前記操舵軸収容空間と繋がっている、
   前記ハウジングと、
   操舵軸であって、棒形状を有し、前記操舵軸の長手方向に対し直角な断面において前記操舵軸の中心を通り、前記操舵軸の長手方向と平行な軸線を第１軸線としたとき、前記操舵軸収容空間の内部に設けられ、前記第１軸線の方向に移動することにより、操舵輪を転舵可能である、
   前記操舵軸と、
   被検出部であって、前記ハウジングと前記操舵軸の一方を第１部材、他方を第２部材としたとき、前記第１部材に設けられている、
   前記被検出部と、
   変位検出センサであって、前記第２部材に設けられ、前記第１軸線の方向における前記変位検出センサに対する前記被検出部の相対位置の変化量に応じた信号を出力可能である、
   前記変位検出センサと、
   第１規制機構であって、前記第１規制機構収容空間に設けられ、前記第１軸線に関する径方向における前記被検出部と前記変位検出センサの相対移動を規制する、
   前記第１規制機構と、
   電動アクチュエータであって、前記変位検出センサの出力信号に基づき、前記操舵軸に操舵力を付与する、
   前記電動アクチュエータと、
   を有することを特徴とするステアリング装置。
2. 請求項１に記載のステアリング装置において、前記第１規制機構は、前記第１軸線に関する径方向における前記ハウジングに対する前記操舵軸の相対移動を規制することを特徴とするステアリング装置。
3. 請求項２に記載のステアリング装置において、前記第１規制機構は、ブッシュであり、
   前記ブッシュは、前記操舵軸を支持する支持面を有することを特徴とするステアリング装置。
4. 請求項３に記載のステアリング装置において、前記被検出部は、前記操舵軸に設けられており、
   前記変位検出センサは、前記ハウジングに設けられており、
   前記ブッシュは、第１ブッシュ部と、第２ブッシュ部を備え、
   前記変位検出センサは、前記第１軸線の方向において、前記第１ブッシュ部と前記第２ブッシュ部の間に設けられていることを特徴とするステアリング装置。
5. 請求項３に記載のステアリング装置において、前記ブッシュは、前記操舵軸に設けられた前記被検出部または前記変位検出センサとの干渉を避けるように設けられていることを特徴とするステアリング装置。
6. 請求項３に記載のステアリング装置において、前記第１規制機構は、Ｏリングを備え、
   前記Ｏリングは、前記第１軸線に関する径方向において、前記ブッシュと前記ハウジングの間において、圧縮した状態で設けられていることを特徴とするステアリング装置。
7. 請求項３に記載のステアリング装置において、前記ブッシュは、前記ブッシュに前記操舵軸が挿入されていない状態における前記第１軸線に関する内径が、前記ブッシュに前記操舵軸が挿入された状態の前記内径よりも小さいことを特徴とするステアリング装置。
8. 請求項２に記載のステアリング装置において、前記変位検出センサは、前記第１軸線に関する径方向において、前記被検出部に対し、第１の長さを有する隙間を介して設けられており、
   前記第１規制機構は、前記操舵軸を支持する支持面を有し、
   前記支持面は、前記第１軸線に関する径方向において、前記ハウジングに対し、前記第１の長さよりも小さい第２の長さだけ移動可能に設けられていることを特徴とするステアリング装置。
9. 請求項１に記載のステアリング装置は、第２規制機構を有し、
   前記第２規制機構は、前記ハウジングに設けられており、前記ハウジングに対し、前記操舵軸の前記第１軸線に関する相対回転を規制することを特徴とするステアリング装置。
10. 請求項９に記載のステアリング装置において、前記操舵軸は、ラック歯が形成されたラック歯形成部を有し、
    前記第２規制機構は、前記ラック歯と噛合うピニオン歯を有するピニオンシャフトであることを特徴とするステアリング装置。
11. 請求項９に記載のステアリング装置において、前記第２規制機構は、第２規制機構当接部と、第２規制機構付勢部を備え、
    前記第２規制機構当接部は、前記操舵軸と当接可能であり、
    前記第２規制機構付勢部は、前記第１軸線に関する径方向において、前記操舵軸に向かって前記第２規制機構当接部を付勢することにより、前記ハウジングに対し、前記操舵軸の前記第１軸線に関する相対回転を規制することを特徴とするステアリング装置。
12. 請求項１１に記載のステアリング装置において、前記変位検出センサは、前記第１軸線に関する径方向において、前記被検出部と対向するように設けられており、
    前記第２規制機構は、前記第１軸線に対し直角な平面上において、前記第１軸線を対称中心として、前記変位検出センサの反対側に設けられていることを特徴とするステアリング装置。
13. 請求項１に記載のステアリング装置において、前記被検出部は、磁性体を含み、
    前記磁性体は、前記第１軸線の方向における位置情報を有しており、
    前記変位検出センサは、前記磁性体の前記位置情報を検出する磁気センサであることを特徴とするステアリング装置。
14. 請求項１３に記載のステアリング装置は、磁気センサホルダを有し、
    前記被検出部は、前記操舵軸に設けられており、
    前記磁気センサホルダは、前記ハウジングに設けられており、非磁性材料で形成されており、前記磁気センサを保持する磁気センサ保持部を有することを特徴とするステアリング装置。
15. 請求項１４に記載のステアリング装置において、前記磁気センサホルダは、絶縁材料で被覆されていることを特徴とするステアリング装置。
16. 請求項１３に記載のステアリング装置において、前記磁気センサは、検出素子を含み、かつ、前記検出素子は、絶縁材料で被覆されていることを特徴とするステアリング装置。
17. 請求項１に記載のステアリング装置は、第３規制機構を有し、
    前記被検出部は、前記操舵軸に設けられており、
    前記第１軸線に直交し、かつ前記変位検出センサを通る軸線を第２軸線としたとき、前記第３規制機構は、前記ハウジングに設けられており、前記変位検出センサを保持する変位検出センサ保持部を有し、前記第２軸線に関する径方向における前記ハウジングに対する前記変位検出センサの相対移動を規制することを特徴とするステアリング装置。
18. 請求項１７に記載のステアリング装置において、前記第１規制機構は、前記第１軸線に関する径方向における前記ハウジングに対する前記操舵軸の相対移動を規制するブッシュであり、
    前記ブッシュは、第３規制機構第２軸線方向位置規制部を有し、
    前記第３規制機構第２軸線方向位置規制部は、前記第３規制機構第２軸線方向位置規制部に前記第３規制機構が当接することにより、前記第３規制機構を前記第２軸線の方向における所定位置に保持することを特徴とするステアリング装置。
19. 請求項１に記載のステアリング装置において、前記被検出部は、前記操舵軸に設けられており、
    前記変位検出センサは、前記ハウジングに設けられていることを特徴とするステアリング装置。
20. 請求項１９に記載のステアリング装置は、追従機構を有し、
    前記第１軸線に直交し、かつ前記変位検出センサを通る軸線を第２軸線としたとき、前記追従機構は、前記ハウジングに設けられ、前記変位検出センサを保持する変位検出センサ保持部を有し、前記変位検出センサが、前記操舵軸の前記第２軸線の方向における動きに追従するように前記変位検出センサを移動可能であることを特徴とするステアリング装置。
21. 請求項２０に記載のステアリング装置において、前記ハウジングは、前記追従機構を保持する追従機構保持部を有し、
    前記追従機構は、追従機構可動部と、追従機構固定部を含み、
    前記追従機構可動部は、前記第２軸線の方向において、前記追従機構固定部に対し相対移動することで、前記操舵軸の前記第２軸線の方向における動きに追従可能であり、
    前記変位検出センサ保持部は、前記追従機構可動部に設けられており、
    前記追従機構固定部は、前記追従機構固定部および前記変位検出センサが前記追従機構可動部に組み付けられた状態で、前記追従機構保持部への組み込みが可能であることを特徴とするステアリング装置。
22. 請求項２０に記載のステアリング装置において、前記被検出部は、前記第２軸線の方向において、前記ハウジングに対し所定量移動可能であり、
    前記追従機構は、追従機構可動部と、追従機構固定部を含み、
    前記追従機構固定部は、前記ハウジングに固定されており、
    前記追従機構可動部は、前記第２軸線の方向において、前記追従機構固定部に対し相対移動可能であって、
    前記追従機構固定部に対する前記追従機構可動部の相対移動可能距離は、前記第２軸線の方向における前記ハウジングに対する前記被検出部の移動可能距離よりも長いことを特徴とするステアリング装置。