JP2000043737A - 車両用ステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 可変舵角比操舵機構によって舵角比を変える
ようにした車両用ステアリング装置において、車両の運
転状況や運転者の好みに応じて、ステアリングハンドル
の操舵角に対する舵角比特性を適宜変更し、操舵感覚を
任意に変えるようにする。 【解決手段】 車両用ステアリング装置１は、ステアリ
ングハンドル２から操向車輪３，３に至るステアリング
系４に可変舵角比操舵機構７０を備え、可変舵角比操舵
機構によって、ステアリングハンドルの操舵角に対する
操向車輪の操舵角の割合を変えるようにした装置であ
る。ステアリングハンドルと可変舵角比操舵機構の入力
軸７７との間に、ステアリングハンドルの操舵角に対す
る入力軸の入力角の割合を増減させるための操舵角増減
機構３０を介在させた。操舵角増減機構の増減比率を、
比率変更手段で変更させるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は車両に搭載したステ
アリング装置に関し、特に、可変舵角比操舵機構を備え
たステアリング装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両用ステアリング装置としては、ステ
アリングハンドルの操舵角に対する操向車輪の操舵角の
割合、すなわち、舵角比を車速に応じて自動的に変化さ
せるものがあり、例えば特開平７−２５７４０６号「車
両用可変舵角比操舵装置」の技術がある。

【０００３】この技術は、その公報の図１〜図３及び図
８によれば、ステアリングホイール１（番号は公報に記
載されたものを引用した。以下同じ。）に連結した入力
軸１１を、支持部材１４に偏心して回転可能に支持さ
せ、支持部材１４をモータ２７にて回転させることで、
出力軸１７に対する入力軸１１の偏心量を変えるという
ものである。この結果、入力軸１１の回転角に対する出
力軸１７の回転角の割合、すなわち、ステアリングホイ
ール１の操舵角と車輪の操舵角との舵角比は、公報の図
５に示すように車速に応じて変わる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の可変舵角比
操舵装置は、舵角比が車速に応じて変化するので、公報
の図９で線ａ₂に示すように、ステアリングホイール１
の回転角（操舵角）に対するラックストロークも、車速
に応じて変化することになる。しかし、車速が定まれ
ば、出力軸１７に対する入力軸１１の偏心量は一定であ
る。この結果、ハンドル回転角に対するラックストロー
クの特性は、車速毎に１種類の特性に機械的に定まる、
いわゆる一義的に定まる特性となってしまう。従って、
ステアリングホイール１の操舵角に対する舵角比の特性
（舵角比特性）の、設定自由度は小さい。

【０００５】そこで、本発明の目的は、可変舵角比操舵
機構によって舵角比を変えるようにした車両用ステアリ
ング装置において、車両の運転状況や運転者の好みに応
じて、ステアリングハンドルの操舵角に対する舵角比特
性を適宜変更し、操舵感覚を任意に変えることができる
技術を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１は、車両のステアリングハンドルから操向
車輪に至るステアリング系に可変舵角比操舵機構を備
え、この可変舵角比操舵機構によって、ステアリングハ
ンドルの操舵角に対する操向車輪の操舵角の割合を変え
るようにした車両用ステアリング装置において、車両用
ステアリング装置は、ステアリングハンドルと可変舵角
比操舵機構の入力軸との間に、ステアリングハンドルの
操舵角に対する入力軸の入力角の割合を増減させるため
の操舵角増減機構を介在させ、この操舵角増減機構の増
減比率を比率変更手段で変更させるようにしたことを特
徴とする。

【０００７】操舵角増減機構の増減比率が１、すなわ
ち、ステアリングハンドルの操舵角に対して、可変舵角
比操舵機構における入力軸の入力角の割合が１であれ
ば、ステアリングハンドルの操舵角と、可変舵角比操舵
機構の入力軸の入力角とは、一致する。一方、増減比率
を１より減少させたときには、ステアリングハンドルの
最大操舵角に対して、可変舵角比操舵機構における入力
軸の入力角の割合が減少する。このときには、可変舵角
比操舵機構は舵角比特性のうち、一部の範囲だけで舵角
比を変えることになる。このように、ステアリングハン
ドルの操舵角に対する操向車輪の操舵角特性を、可変舵
角比操舵機構だけでなく、操舵角増減機構によっても設
定することができる。従って、車両の運転状況や運転者
の好みに応じて、操舵角増減機構の増減比率を比率変更
手段で適宜変更することにより、操舵感覚（操舵フィー
リング）を任意に変えることができる。

【０００８】請求項２は、比率変更手段が、操舵角増減
機構の増減比率を手動操作にて変更するものであること
を特徴とする。増減比率を手動で変更する形式なので、
動力で変更する形式に比べて、比率変更手段の構成は簡
単になる。

【０００９】請求項３は、比率変更手段に、エンジン作
動信号を受けたときに手動操作を規制する規制手段を備
えたことを特徴とする。エンジン作動中には、規制手段
にて操舵角増減機構の増減比率を一定のままとする。こ
の結果、走行中に舵角比特性が変化せず、操舵感覚が急
激に変わることはない。

【００１０】請求項４は、比率変更手段が、所定車速以
下のときに操舵角増減機構の増減比率を変更させるもの
であることを特徴とする。極めて低速走行時又は停車時
にのみ、増減比率を変えることができる。従って、高速
走行中に舵角比特性が変化して操舵感覚が急激に変わる
ことを、防止できる。

【００１１】請求項５は、比率変更手段が、車両用ステ
アリング装置が故障した際の故障信号を受けたときに
は、正常時よりも操舵角増減機構の増減比率を低減させ
るものであることを特徴とする。増減比率が低減すれ
ば、ステアリングハンドルの最大操舵角に対して、可変
舵角比操舵機構における入力軸の入力角の割合は減少す
る。可変舵角比操舵機構は舵角比特性のうち、最小操舵
角に近い一部の狭い範囲だけで、舵角比を変えることに
なる。ステアリングハンドルを最大操舵角で操舵して
も、舵角比が小さいので、操舵トルクは小さくてすむ。
従って、どのような舵角比における故障時であっても、
しかも、最大操舵時であっても、操舵トルクが過大にな
ることはない。この結果、ステアリングハンドルの操縦
性が良く、ハンドルを切り易いので、車両の最小回転半
径を小さく抑えることができる。さらには、車両用ステ
アリング装置が故障したときに、正常時よりも増減比率
が低減するので、操舵感覚が変わり、運転者は故障した
ことを認識可能である。

【００１２】請求項６は、比率変更手段が、増減比率の
設定が完了したことを検出するための設定完了検出手段
を備えたことを特徴とする。増減比率の設定が完了した
ときに、設定完了検出手段から検出信号を発し、この信
号に基づいて、エンジンの再始動を可能にさせることが
できる。このようにすれば、増減比率の変更中には、エ
ンジンを再始動することができないので、設定が不完全
な状態で走行することがなく、確実に設定した後に安定
した操舵感覚で操縦することができる。

【００１３】請求項７は、操舵角増減機構が無段変速機
であることを特徴とする。無段変速機であれば、増減比
率を無段階に自由に設定することができる。この結果、
舵角比特性の設定自由度は高まる。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を添付図面に
基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見
るものとする。図１は本発明に係る車両用ステアリング
装置の全体構成図である。車両用ステアリング装置１
は、車両のステアリングハンドル２から操向車輪３，３
に至るステアリング系４に、操舵トルクセンサ１０、操
舵角増減機構３０及び可変舵角比操舵機構７０を、この
順に連結するようにして備えた電動パワーステアリング
装置である。詳しくは、車両用ステアリング装置１は、
ステアリングハンドル２にステアリングシャフト５を介
して、操舵トルクセンサ１０付き操舵角増減機構３０を
連結し、この操舵角増減機構３０の出力軸３７に自在継
手６，６を介して、可変舵角比操舵機構７０を連結した
ものである。

【００１５】ステアリングハンドル２で発生したステア
リング系４の操舵トルクを、操舵トルクセンサ１０で検
出し、この検出信号に基づいて、主制御部８が制御信号
を発生し、この制御信号に基づいて操舵トルクに応じた
補助トルクを、電動機７２が発生し、補助トルクを可変
舵角比操舵機構７０のラック軸７５に付加することがで
きる。また、車両用ステアリング装置１は、車速センサ
７で検出した車速信号と、変位センサ１０４で検出した
可変舵角比操舵機構７０の入力軸７７の偏心量信号とに
基づいて、主制御部８が車速に応じた舵角比制御信号を
発生し、この舵角比制御信号に基づいて、舵角比制御用
電動機１０１で可変舵角比操舵機構７０を駆動して、舵
角比を制御するものである。すなわち、可変舵角比操舵
機構７０によって、ステアリングハンドル２の操舵角に
対する舵角比を変えることができる。

【００１６】図２は本発明に係る操舵トルクセンサ付き
操舵角増減機構の上半部の断面図であり、操舵角増減機
構３０の上部に操舵トルクセンサ１０を一体的に組付け
たことを示す。操舵トルクセンサ１０は、ステアリング
シャフト５と操舵角増減機構３０の入力軸３１とをトー
ションバー１１で連結し、ステアリングシャフト５と入
力軸３１との間での相対ねじり変位を検出することによ
り、ステアリング系４（図１参照）の操舵トルクを検出
するものである。トーションバー（弾性部材）１１は、
文字通りトルクに対して正確にねじれ角が発生するメン
バーであって、操舵トルクが作用すると、ステアリング
シャフト５と入力軸３１との間での相対ねじり変位を発
生する。このトーションバー１１は、上部を管状のステ
アリングシャフト５内に挿通してピン１２で結合し、下
部を入力軸３１の上部にセレーション結合したものであ
る。

【００１７】詳しくは、操舵トルクセンサ１０は、ステ
アリングシャフト５と入力軸３１とに掛け渡すことで、
両軸５，３１間の相対ねじれ変位に応じて軸方向へ変位
可能なコア１３付きスライダ１４と、このスライダ１４
の変位量（コア１３の変位量）を電気信号に変換するべ
くセンサ用ハウジング１５に取付けたコイル１６とから
なる、非接触式操舵トルクセンサ（可変インダクタンス
式センサ）である。更に詳しくは、円筒状のスライダ１
４に傾斜溝１４ａと縦長のストレート溝１４ｂとを形成
し、傾斜溝１４ａにステアリングシャフト５のピン１７
を嵌合し、また、ストレート溝１４ｂに入力軸３１のピ
ン１８を嵌合することで、スライダ１４は相対ねじり変
位に応じて軸方向へ変位可能である。図中、１９は圧縮
ばね、２１は軸受、２２はオイルシール、２３はコネク
タである。

【００１８】図３は本発明に係る操舵角増減機構の下半
部の断面図である。操舵角増減機構３０は、ステアリン
グハンドル２（図１参照）の操舵角に対して、可変舵角
比操舵機構７０の入力軸の入力角の割合を増減させる機
能を有し、本実施の形態ではステアリングハンドル２の
操舵角を所定の割合、例えば１／６の割合で低減させる
ものであり、ギヤで２段減速する減速機構からなる。詳
しくは、操舵角増減機構３０は、上記入力軸３１と、入
力軸３１の途中に一体に形成した第１小ギヤ３２と、第
１小ギヤ３２と噛み合う第１大ギヤ３３と、第１大ギヤ
３３と一体に形成した中間軸３４と、中間軸３４に一体
に形成した第２小ギヤ３５と、第２小ギヤ３５と噛み合
う第２大ギヤ３６と、出力軸３７と、これらの部材３１
〜３６を収納するギヤケース３８とからなる。

【００１９】各ギヤ３２，３３，３５，３６は平歯車で
ある。第２大ギヤ３６は、ハブ３６ａを一体的に延長し
たハブ付きギヤであり、このハブ付きギヤは軸心上に貫
通した貫通孔３６ｂを有し、この貫通孔３６ｂに出力軸
３７を相対回転可能に且つ軸方向移動可能に挿入したも
のである。さらに詳しくは、操舵角増減機構３０は、入
力軸３１と第１小ギヤ３２と第２大ギヤ３６とを同心に
配置し、第１小ギヤ３２と第２大ギヤ３６との間に且つ
ギヤケース３８内にクラッチ収納スペースＳを設け、入
力軸３１と中間軸３４とを平行に配置したものである。

【００２０】ギヤケース３８は、軸受４１，４２を介し
て入力軸３１を支持し、軸受４３，４４を介して中間軸
３４を支持し、軸受４５，４６を介してハブ３６ａの外
周を支持することになる。このようなギヤケース３８
は、上ケース３８ａと下ケース３８ｂと下部リッド３８
ｃとを重ねて、ボルト止めするとともに、上ケース３８
ａの上部をセンサ用ハウジング１５（図２参照）の下部
とボルト止めしたものである。

【００２１】本発明は、操舵角増減機構３０の増減比率
を、比率変更手段５０で変更させるようにしたことを特
徴とする。本実施の形態における比率変更手段５０は、
入力軸３１の回転数を等速で出力軸３７に伝達する
か、または、入力軸３１の回転数を各ギヤ３２，３
３，３５，３６にて減速して出力軸３７に伝達するかを
選択して、切換えることにより、入力軸３１（ステアリ
ングハンドル）の操舵角に対する出力軸３７の入力角の
割合、すなわち、図１に示す可変舵角比操舵機構７０の
入力軸７７における入力角の割合（増減比率）を、変更
するものである。

【００２２】具体的には、比率変更手段５０は、クラッ
チ収納スペースＳで入・出力軸３１，３７と同心に配置
したクラッチ機構である。このクラッチ機構は、上クラ
ッチ５１と下クラッチ５２との組合せ構造であり、これ
らの上・下クラッチ５１，５２は、例えば「つめクラッ
チ」である。上クラッチ５１は、入力軸３１の下端部３
１ａにセレーション結合した入力側クラッチ半体５３
と、出力軸３７の上端部３７ａにセレーション結合した
出力側クラッチ半体５４とからなる。入力側クラッチ半
体５３の下端のクラッチ爪５３ａ…（…は複数を示す。
以下同じ。）と、出力側クラッチ半体５４の上端のクラ
ッチ爪５４ａ…とが、噛み合い可能である。下クラッチ
５２は、出力側クラッチ半体５４と、第２大ギヤ３６の
上端面に形成したクラッチ爪３６ｃ…とからなる。出力
側クラッチ半体５４の下端のクラッチ爪５４ｂ…と、第
２大ギヤ３６のクラッチ爪３６ｃ…とが、噛み合い可能
である。

【００２３】ところで、出力軸３７は、スライダ５５を
相対回転可能に且つ軸方向移動不能に取付けたものであ
る。上記ギヤケース３８は、スライダ５５を介して出力
軸３７を回転可能に且つ軸方向移動可能に支持し、メタ
ル軸受５６を介して出力側クラッチ半体５４を回転可能
に且つ軸方向移動可能に支持することになる。出力軸３
７が軸方向へ移動したときに、図１に示す２個の自在継
手６，６がスイングして移動量を吸収するので、軸方向
移動作用は円滑である。５７，５７は抜止め用ボルト、
５８は止め輪である。

【００２４】比率変更手段５０は、操舵角増減機構３０
の増減比率を手動操作にて変更するための、切換えレバ
ー機構６０を備える。具体的には、上・下クラッチ５
１，５２を切換えレバー機構６０で切換えるものであ
る。切換えレバー機構６０は、ギヤケース３８に取付け
た支軸６１と、支軸６１にスイング可能に支承された切
換えレバー６２と、切換えレバー６２の長孔６２ａに嵌
合するべくスライダ５５から延ばした切換えピン６３
と、切換えレバー６２のスイング位置を保持するための
節度機構（クリック機構）６４とからなる。切換えピン
６３は、例えば、基端をスライダ５５にねじ込んだボル
トであり、ギヤケース３８の長孔３８ｄを貫通して、先
端を切換えレバー６２の長孔６２ａに嵌合するものであ
る。切換えピン６３が上下方向に移動することにより、
スライダ５５を介して出力軸３７が軸方向に移動し、上
・下クラッチ５１，５２を切換える。

【００２５】図４（ａ），（ｂ）は本発明に係る切換え
レバー機構の説明図であり、切換えレバー６２のスイン
グ範囲を、（ａ）の左スイング位置Ｓｌと（ｂ）の右ス
イング位置Ｓｒの間に設定するために、左右２個のスト
ッパ６５Ｌ，６５Ｒを配置したことを示す。左スイング
位置Ｓｌは、図３の上クラッチ５１を噛み合わせる位置
であり、右スイング位置Ｓｒは、下クラッチ５２を噛み
合わせる位置である。切換えレバー６２の長孔６２ａ
は、支軸６１の位置と逆向きの円弧孔であり、この円弧
孔は、切換えレバー６２を左スイング位置Ｓｌから右ス
イング位置Ｓｒへ切換えたときに、切換えピン６３を寸
法Ｈだけ押し下げるような形状である。

【００２６】上記比率変更手段５０（図３参照）は、操
舵角増減機構３０の増減比率の設定が完了したことを検
出するための、第１・第２設定完了検出手段６６Ｌ，６
６Ｒを備えたことを特徴とする。本実施の形態における
第１・第２設定完了検出手段６６Ｌ，６６Ｒは、切換え
レバー６２のスイング方向両側に配置した２個のリミッ
トスイッチである。詳しくは、第１設定完了検出手段６
６Ｌは、左スイング位置Ｓｌで切換えレバー６２に接す
ることで、上クラッチ５１の噛合せ設定完了を検出し、
「上クラッチ噛合い信号」を発する。第２設定完了検出
手段６６Ｒは、右スイングＳｒ位置で切換えレバー６２
に接することで、下クラッチ５２の噛合せ設定完了を検
出し、「下クラッチ噛合い信号」を発する。

【００２７】上記主制御部８は、第１・第２設定完了検
出手段６６Ｌ，６６Ｒの上クラッチ噛合い信号や下クラ
ッチ噛合い信号に基づいて、エンジン制御部６７に「エ
ンジン再始動可能信号」を発する機能を有する。エンジ
ン制御部６７は、「エンジン再始動可能信号」を受けて
いるときだけ、図示せぬエンジンの再始動が可能なよう
に、制御することになる。この結果、増減比率の変更中
には、エンジンを再始動することができないので、設定
が不完全な状態で走行することがなく、確実に設定した
後に安定した操舵感覚で操縦することができる。

【００２８】さらに、比率変更手段５０（図３参照）
は、エンジン制御部６７から「エンジン作動信号」（エ
ンジンが作動しているときに発する信号）を受けたとき
に手動操作を規制するための、第１・第２規制手段６８
Ｌ，６８Ｒを備えたことを特徴とする。本実施の形態に
おける第１・第２規制手段６８Ｌ，６８Ｒは、ソレノイ
ドであり、このソレノイドは、「エンジン作動信号」を
受けているときのみ、ピストン６８ａが伸びるものであ
る。詳しくは、第１規制手段６８Ｌは、左スイング位置
Ｓｌで切換えレバー６２の切欠き部６２ｂにピストン６
８ａが嵌合してロックし、第２規制手段６８Ｒは、右ス
イング位置Ｓｒで切欠き部６２ｂにピストン６８ａが嵌
合してロックする。エンジン作動中には、操舵角増減機
構３０の増減比率は一定である。走行中に舵角比特性が
変化せず、操舵感覚が急激に変わることはない。エンジ
ン停止時にのみ、切換えレバー６２をスイングさせて、
増減比率を変えることができる。

【００２９】図５は本発明に係る節度機構の断面図であ
る。節度機構６４は、支軸６１に形成した２個の凹部６
１ａ，６１ｂと、凹部６１ａ，６１ｂの一方に選択的に
嵌合するボール６４ａと、ボール６４ａを凹部６１ａ，
６１ｂ側に弾発する圧縮ばね６４ｂと、圧縮ばね６４ｂ
の弾発力を調節する調節ねじ６４ｃとからなる。切換え
レバー６２は節度機構６４を備えたので、左スイング位
置Ｓｌと右スイング位置Ｓｒとで、位置がふらつくこと
がない。

【００３０】図６（ａ），（ｂ）は本発明に係る操舵角
増減機構並びに比率変更手段の作用説明図である。
（ａ）は、切換えレバー６２が左スイング位置Ｓｌにあ
り、切換えピン６３並びにスライダ５５を介して、出力
軸３７を上昇させた状態を示す。このとき、出力側クラ
ッチ半体５４が上昇して、下クラッチ５２が解除し上ク
ラッチ５１が噛み合う。入力軸３１の操舵トルクは、上
クラッチ５１を介して出力軸３７に伝わる。入力軸３１
の回転数と出力軸３７の回転数とは、等速のＮ₁であ
る。従って、入力軸３１の回転角（ステアリングハンド
ルの操舵角）に対する出力軸３７の回転角の割合は１
（増減比率Ｇ＝１）である。

【００３１】（ｂ）は、切換えレバー６２を右スイング
位置Ｓｒにスイングさせることにより、切換えピン６３
並びにスライダ５５を介して、出力軸３７を寸法Ｈだけ
下降させた状態を示す。このとき、出力側クラッチ半体
５４が下降して、上クラッチ５１が解除し下クラッチ５
２が噛み合う。入力軸３１の操舵トルクは、第１小ギヤ
３２→第１大ギヤ３３→中間軸３４→第２小ギヤ３５→
第２大ギヤ３６→下クラッチ５２の経路で出力軸３７に
伝わる。入力軸３１の回転数Ｎ₁に対して出力軸３７の
回転数は１／６に減速されたＮ₂である。従って、入力
軸３１の回転角に対する出力軸３７の回転角の割合は１
／６（増減比率Ｇ＝１／６）である。

【００３２】切換えレバー６２を再び左スイング位置Ｓ
ｌにスイングさせると、上・下クラッチ５１，５２は上
記（ａ）の状態に反転する。このように、切換えレバー
６２を手動操作にて切換えることにより、操舵角増減機
構３０の増減比率ＧをＧ＝１とＧ＝１／６とに、比率変
更手段５０で変更させることができる。

【００３３】図７は本発明に係る可変舵角比操舵機構の
全体構成図であり、一部を断面して示す。可変舵角比操
舵機構７０は、ラックアンドピニオン機構７１、電動機
７２、ボールねじ７３を車幅方向に延びる固定ハウジン
グ７４に収納したものである。電動機７２は、固定ハウ
ジング７４の副ハウジング７４ａ内に収納した環状のス
テータ７２ａと、ステータ７２ａ内に同心的に配置した
ロータ７２ｂと、ロータ７２ｂに固定した管状の出力軸
７２ｃとからなる。ラックアンドピニオン機構７１のラ
ック軸７５は、出力軸７２ｃ内に回転可能に挿通すると
ともに、ボールねじ７３によって出力軸７２ｃと連結し
たものである。

【００３４】図８は図７の８−８線断面図である。可変
舵角比操舵機構７０は、固定ハウジング７４内に可動ハ
ウジング７６を回転可能に支持し、可動ハウジング７６
内に入力軸７７を回転可能に支持し、入力軸７７にカッ
プリング７８を介して出力軸７９を連結し、さらに、出
力軸７９を固定ハウジング７４に回転可能に支持したも
のである。可動ハウジング７６の回転中心と入力軸７７
の回転中心とは、互いに偏心している。この偏心につい
ては、後述する。入力軸７７は、自在継手６，６（図１
参照）を介して、操舵角増減機構３０の出力軸３７に連
結した軸である。

【００３５】詳しくは、入力軸７７に軸直角方向への相
対移動可能に且つ相対回転不能にカップリング７８を連
結し、このカップリング７８の偏心した位置に出力軸７
９の偏心した部位を回転可能に連結したものである。な
お、固定ハウジング７４は、上部固定ハウジング７４ｂ
と下部固定ハウジング７４ｃとを重ねて、ボルト止めし
たものである。

【００３６】カップリング７８は、入力軸７７の下端に
一体に形成した上部フランジ８１と、上部フランジ８１
に複数のボール８２…を介して連結した下部フランジ８
３と、下部フランジ８３の下端から下方へ延びて出力軸
７９の連結孔７９ａに連結した連結軸（中間軸）８４と
からなる。詳しくは、カップリング７８は、上部フラン
ジ８１の下端面に側断面視テーパ形状の連結溝８１ａを
形成し、また、下部フランジ８３の上端面に側断面視テ
ーパ形状の連結溝８３ａを形成し、これら連結溝８１
ａ，８３ａに３つのボール８２…を１列に並べて、連結
溝８１ａ，８３ａのテーパ面に当てることで、上・下部
フランジ８１，８３間を連結したものである。このた
め、カップリング７８は、入力軸７７に対して、軸直角
方向への相対移動可能に且つ相対回転不能に連結するこ
とになる。連結孔７９ａは出力軸７９から偏心した位置
にあり、また、連結軸８４は入力軸７７から偏心した位
置にある。これら連結孔７９ａと連結軸８４は、互いに
回転可能に連結したものである。

【００３７】このようにカップリング７８は、入力軸
７７に対して、軸直角方向に相対移動可能に且つ相対回
転不能に係合し、入力軸７７に対して偏心して設けら
れた出力軸７９の、更に偏心する部位に、軸直角方向に
相対移動不能に且つ相対回転可能に係合したものであ
る。換言すると、カップリング７８によって、入力軸７
７と出力軸７９とは、軸直角方向に相対移動可能に且つ
互いに関連した回転をなすように連結したものである。

【００３８】出力軸７９は外周面に、ラックアンドピニ
オン機構７１をなすピニオン７９ｂを形成し、このピニ
オン７９ｂはラック軸７５のラック７５ａと噛み合うも
のである。図中、８５は板状のボール保持器、８６はス
ラストベアリング、８７はニードルベアリング、８８，
８９はオイルシール、９１〜９４は軸受、９５はナッ
ト、９６は調整ボルト、９７はラックガイド、Ｍは後述
するウォーム軸１０３の軸線である。

【００３９】図９は図８の９−９線断面図であり、平面
視において、ウォーム軸１０３の軸直角方向へ且つ可動
ハウジング７６の回転中心Ｏからウォーム軸１０３と反
対方向へ距離Ｌだけ偏心した位置に、入力軸７７の回転
中心Ａを設けたことを示す。可変舵角比操舵機構７０
は、駆動手段としての舵角比制御用電動機１０１にてウ
ォームギヤ機構１０２を介して可動ハウジング７６を回
転させることで、入力軸７７の軸心Ａを変位させて、操
舵角の割合を変えるようにしたものである。舵角比制御
用電動機１０１は、制御手段８（図１参照）の舵角比制
御信号に応じて正・逆転し、入力軸７７の軸心Ａを変位
させる減速機付きモータである。ウォームギヤ機構１０
２は、舵角比制御用電動機１０１の出力軸１０１ａに連
結したウォーム軸１０３と、ウォーム軸１０３のウォー
ム１０３ａに噛み合うホイール７６ａとからなる。ホイ
ール７６ａは可動ハウジング７６の外周面の一部に形成
した歯である。

【００４０】固定ハウジング７４は、入力軸７７の変位
量を検出する変位センサ１０４を取付けたものである。
詳しくは、変位センサ１０４は、可動ハウジング７６の
外周面に形成したカム面７６ｂの変化量を検出すること
により、入力軸７７の軸心Ａの変位量を間接的に検出す
るものであり、カム面７６ｂに接した先端部１０４ａが
進退するポテンショメータからなる。図中、１０５は中
空偏心スリーブ、１０６は軸受、１０７はニードルベア
リング、１０８はナットである。

【００４１】図１０は本発明に係るウォームギヤ機構、
可動ハウジング及び入力軸の関係説明図である。ウォー
ム１０３ａは、車速に応じて舵角比制御用電動機１０１
（図９参照）で回転されるものである。ウォーム１０３
ａが正・逆転すると、可動ハウジング７６は回転角θの
範囲で正・逆転する。可動ハウジング７６の回転中心Ｏ
と入力軸７７の回転中心Ａとは、偏心している。このた
め、可動ハウジング７６の回転角θに対応して、入力軸
７７の回転中心ＡはＡ₁〜Ａ₂の範囲で変化する。例え
ば、（１）高速域の車速では角度Ａ₁の位置に変位し、
（２）低速域の車速では角度Ａ₂の位置に変位する。な
お、回転中心Ａの変位軌跡は、正確には回転中心Ｏを中
心とした円弧である。しかし、回転中心Ａの径方向の変
位量Ｚは、無視できる程度である。従って、以下の説明
においては、回転中心Ａの変位軌跡が、この図の左右方
向の直線である（回転中心Ａの径方向の変位量Ｚ＝０）
として、説明する。

【００４２】図１１は本発明に係る入力軸、カップリン
グ及び出力軸の関係説明図であり、入力軸７７にカップ
リング７８を軸直角方向への相対移動可能に連結したこ
とを示す。入力軸７７の回転中心Ａが角度Ａ₁の位置に
あるとき、入力軸７７の回転中心（軸心）Ａと、出力軸
７９の回転中心（軸心）Ｂと、連結軸８４の作用点（軸
心）Ｃとは、平面視で前記相対移動方向に一直線上に配
列したものである。回転中心Ａは、回転中心Ｂと作用点
Ｃの間に配列したものである。

【００４３】入力軸７７が回転すると、カップリング７
８のボール８２…の作用により、連結軸８４は出力軸７
９の軸心回りを旋回する。すなわち、連結軸８４は出力
軸７９の軸線を中心として公転する。この結果、入力軸
７７の回転力によって、出力軸７９は回転する。ところ
で、回転中心Ａから回転中心Ｂまでの距離をｘ（偏位量
ｘ）とし、回転中心Ｂから作用点Ｃまでの距離をｙ（偏
位量ｙ）とする。回転中心ＡはＡ₁〜Ａ₂の範囲で変化す
るものであり、これに対して、回転中心Ｂは固定位置で
ある。以下、偏位量ｘの変化に伴う舵角比の変化につい
て、図１２及び図１３に基づき説明する。

【００４４】図１２（ａ），（ｂ）は本発明に係る可変
舵角比操舵機構の作動原理説明図であり、高速域の車速
における舵角比の変化を模式的に示す。図１２（ａ）は
上記図１１の構成を模式的に表したものであり、この
（ａ）に示すように、高速域では回転中心Ａが角度Ａ₁
の位置にある。このとき、出力軸の回転中心Ｂと、入力
軸の回転中心Ａと、係合軸の作用点Ｃとは、図左から右
へこの順に一直線上に配列しており、この状態を模式的
平面図として表したものが、図１２（ｂ）である。すな
わち、図１１におけるＡ，Ｂ，Ｃの並びが図１２（ｂ）
のＡ，Ｂ，Ｃ（Ｃ₀）の並びに相当する。

【００４５】なお、作用点Ｃは、回転中心Ｂを中心とし
て旋回するものであるため、右の点Ｃと左の点Ｃとで区
別がつきにくい。そこで、角度０゜又は角度１８０゜を
添字としたＣ₀，Ｃ₁₈₀を付記することで、明瞭化した。
作用点Ｃが、Ｃ₀を起点として図時計回り（矢印方向）
に旋回することで、以下の説明を行う。

【００４６】図１２（ｂ）において、入力軸の回転角を
αとし、出力軸の回転角をβとすると、次の関係式が導
かれる。 ｙ・ｓｉｎβ＝（ｙ・ｃｏｓβ−ｘ）ｔａｎα ……(1) であるから、入力軸の回転角αは α＝ｔａｎ^-1（（ｙ・ｓｉｎβ）／（ｙ・ｃｏｓβ−ｘ）） ……(2) で表される。

【００４７】従って、作用点Ｃが点Ｃ₀から点Ｃｘへ変
位したときに、出力軸の回転角はβであり、このときの
入力軸の回転角はαである。また、係合軸の作用点が点
Ｃ₀から点Ｃｙへ変位したときに、出力軸の回転角はβ
１であり、このときの入力軸の回転角はα１である。回
転中心Ｂと作用点Ｃとの間に回転中心Ａがあるので、回
転角βは回転角αよりも小さく、回転角β１は回転角α
１よりも小さい（β＜α、β１＜α１）。

【００４８】一方、低速域では回転中心Ａが角度Ａ₂の
位置にあるので、回転中心Ａと回転中心Ｂとは一致す
る。従って、偏位量ｘは０（ｘ＝０）である。この結
果、入力軸の回転角αと出力軸の回転角βは同一であ
り、入力軸の回転角α１と出力軸の回転角β１は同一で
ある（α＝β、α１＝β１）。

【００４９】図１３は本発明に係る可変舵角比操舵機構
の舵角比特性線図である。この図は、横軸を入力軸７７
の回転角（入力側回転角）αとし、右の縦軸を出力軸７
９の回転角βとし、左の縦軸をラック７５ａのストロー
クとして表したものであって、線ｘ₀，ｘ₁に基づき、入
力軸の回転角αに対する、出力軸の回転角βの割合並び
にラック７５ａのストロークの割合を示す。なお、ここ
では操舵角増減機構３０を設けない場合について、先に
説明する。 線ｘ₀は、偏位量ｘを０にした場合（低速域）の舵角
比特性を示す。 線ｘ₁は、偏位量ｘを変化させた場合（高速域）の舵
角比特性を示す。 図から明らかなように、偏位量ｘを０にすれば線ｘ₀の
ように、入力軸の回転角αに対する出力軸の回転角βの
割合、すなわち、ステアリングハンドルの操舵角に対す
る操向車輪の操舵角の割合（舵角比）は等しい。また、
偏位量ｘを連続的に変化させることにより、舵角比を連
続的に変化させることができる。従って、偏位量ｘを車
速に応じて制御すれば、舵角比特性を最適条件に変化さ
せることができる。

【００５０】ところで、線ｘ₁は、入力軸の回転角αが
１８０°の場合に出力軸の回転角βが１８０°となる特
性に設定されている。このような特性は、図８の可変舵
角比操舵機構７０における各部材（入力軸７７、連結軸
８４、出力軸７９）の位置関係により決定される。そし
て、従来は操舵角増減機構３０がないので、ステアリン
グハンドル２の操舵角と入力軸の回転角αとが、同一で
あった。例えば、操舵角が０°のときに、入力軸の回転
角αも０°である。また、操舵角が最大角（例えば、１
８０°）のときに、入力軸の回転角αも１８０°であ
る。このため、可変舵角比操舵機構７０は、入力軸の回
転角αの全範囲（０°〜１８０°）にわたり、特定の舵
角比特性にて舵角比を変える。

【００５１】さらには、線ｘ₁は、図右肩上がりの直線
である線ｘ₀よりも下方に湾曲した曲線であり、この曲
線は、入力軸の回転角αが概ね９０°以下において勾配
が緩く、９０°を越えると勾配がきつい曲線である。し
かも、フル操舵の状態（図１の操向車輪３，３が最大操
舵角の状態）では、回転角βは車速と無関係に一定であ
る。線ｘ₁が非線形なので、入力軸の回転角αが小さい
ときと大きいときとでは、入力軸の回転角αに対する出
力軸の回転角βの割合、すなわち、舵角比は一定ではな
い。

【００５２】本発明は、このような舵角比特性を適宜変
更し、操舵感覚を任意に変えるようにしたことを特徴と
する。図１を参照しつつ説明すると、操舵角増減機構３
０の増減比率Ｇ＝１、すなわち、ステアリングハンドル
２の操舵角に対して、可変舵角比操舵機構７０における
入力軸７７の入力角の割合が１であれば、ステアリング
ハンドル２の操舵角と、入力軸７７の入力角（回転角）
αとは、一致する。従って、線ｘ₀，ｘ₁の舵角比特性に
基づき、ステアリングハンドル２の全操舵範囲にわたっ
て、操向車輪３，３を操舵することができる。

【００５３】また、操舵角増減機構３０の増減比率Ｇ＝
１／６、すなわち、ステアリングハンドル２の操舵角に
対して入力軸７７の入力角の割合が１／６に減少する
と、ステアリングハンドル２の最大操舵角が５４０°の
場合に、入力軸７７の回転角αは各９０°（減少角）と
なる。また、操舵角が０°のときに、入力軸７７の回転
角αは０°である。入力軸７７の回転角αが９０°以下
であれば、線ｘ₀，ｘ₁は車速に応じた勾配を有するほぼ
直線（実線にて示す線ｘ₁₀，ｘ₁₁）である。このような
実線ｘ₁₀から実線ｘ₁₁までの直線的な特性を有する範囲
だけを使用した舵角比特性なので、高速域の車速におい
ては、ステアリングハンドル２の全操舵範囲にわたっ
て、緩い勾配特性で操向車輪３，３を操舵することがで
きる。また、低速域の車速においては、ステアリングハ
ンドル２の全操舵範囲にわたって、きつい勾配特性で操
向車輪３，３を操舵することができる。

【００５４】換言すれば、入力軸７７の回転角αが小さ
ければ、ステアリングハンドル２を全操舵範囲で操舵し
ても、可変舵角比操舵機構７０における非線形の舵角比
特性のうち、一部の狭い範囲だけを使用することにな
る。一部の範囲だけであれば、非線形であっても比例特
性に近似した舵角比特性で操舵することができる。従っ
て、ステアリングハンドル２の操舵角に対するラック７
５ａのストローク特性、すなわち、操向車輪３，３の操
舵角特性は、車速に応じたほぼ比例的な特性であり、車
両の操縦性能を一層高めることができる。また、操舵角
を操舵角増減機構３０で減少させたときには、可変舵角
比操舵機構７０は、入力軸７７の回転角αの全範囲のう
ち、一部の狭い範囲（０°〜減少角）で、特定の舵角比
特性にて舵角比を変える。すなわち、舵角比特性のう
ち、一部の範囲だけで舵角比を変える。

【００５５】このように、ステアリングハンドル２の操
舵角を操舵角増減機構３０で増減させて、可変舵角比操
舵機構７０に伝達することにより、ステアリングハンド
ル２の操舵角に対して、舵角比特性のうち、どの範囲を
使用するかを選択することができる。従って、ステアリ
ングハンドル２の操舵角に対する操向車輪３，３の操舵
角特性を、可変舵角比操舵機構７０だけでなく、操舵角
増減機構３０によっても設定することができる。この結
果、舵角比特性の設定自由度は高まる。そして、車両の
運転状況や運転者の好みに応じて、操舵角増減機構３０
の増減比率Ｇを比率変更手段７０で適宜変更することに
より、操舵感覚（操舵フィーリング）を任意に変えるこ
とができる。

【００５６】図１４は本発明に係る車両用ステアリング
装置の舵角比特性線図であり、横軸をステアリングハン
ドル２の操舵角とし、縦軸をラック７５ａのストローク
として表したものである。この図は上記図１３に対応し
た図であり、ステアリングハンドル２を右回転させた場
合に図右半分の舵角比特性を有し、ステアリングハンド
ル２を左回転させた場合に図左半分の舵角比特性を有す
ることを示す。

【００５７】図１５は本発明に係る操舵角増減機構並び
に比率変更手段（第１変形例）の断面図である。第１変
形例は、比率変更手段５０の切換えレバー機構６０を、
電動式切換え機構１１０に代えたことを特徴とする。比
率変更手段５０の他の構成及び操舵角増減機構３０の構
成は、上記図３に示す構成と同一であり、同一符号を付
してその説明を省略する。

【００５８】図１６（ａ），（ｂ）は本発明に係る比率
変更手段（第１変形例）の電動式切換え機構の説明図で
ある。電動式切換え機構１１０は、切換え用電動機１１
１と、切換え用電動機１１１の出力軸１１１ａに連結し
たウォーム軸１１２と、ウォーム軸１１２のウォーム１
１２ａに噛み合うホイール１１３と、ホイール１１３を
スイング可能に支承する上記支軸６１と、ホイール１１
３の長孔１１３ａに嵌合するための上記切換えピン６３
とからなる。

【００５９】切換え用電動機１１１は、ホイール１１３
を（ａ）の左スイング位置Ｓｌと（ｂ）の右スイング位
置Ｓｒの範囲でスイングさせる電動機である。左スイン
グ位置Ｓｌは、図１５の上クラッチ５１を噛み合わせる
位置であり、右スイング位置Ｓｒは、下クラッチ５２を
噛み合わせる位置である。ホイール１１３は側面視扇形
状のギヤ（セクタギヤ）である。ホイール１１３の長孔
１１３ａは上記図４に示す長孔６２ａと同一構成であ
り、切換えピン６３を寸法Ｈだけ上下に移動させること
ができる。

【００６０】第１設定完了検出手段６６Ｌは、左スイン
グ位置Ｓｌでホイール１１３の左端１１３ｂに接して、
上クラッチ５１の噛合せ設定完了を検出し、「上クラッ
チ噛合い信号」を発する。第２設定完了検出手段６６Ｒ
は、右スイングＳｒ位置でホイール１１３の左端１１３
ｃに接して、下クラッチ５２の噛合せ設定完了を検出
し、「下クラッチ噛合い信号」を発する。図中、１１４
はケース、１１５，１１６は軸受である。

【００６１】図１７は本発明に係る比率変更手段（第１
変形例）の回路図である。第１変形例の主制御部８は、
上記車速センサ７の車速信号、第１設定完了検出手段６
６Ｌの上クラッチ噛合い信号、第２設定完了検出手段６
６Ｒの下クラッチ噛合い信号、故障検出部１２１の故障
信号、クラッチ切換スイッチ機構１２２のスイッチ信号
に基づいて、切換え用電動機１１１、スイッチ操作可否
表示部１２３、クラッチ噛合い表示部１２４を制御する
機能を有する。この主制御部８は、例えばマイクロプロ
セッサを基本に各種演算手段、処理手段、信号発生手
段、メモリ等からなる。

【００６２】故障検出部１２１は、車両用ステアリング
装置１（操舵トルクセンサ１０、可変舵角比操舵機構７
０等）の故障を検出して故障信号を発するものである。
クラッチ切換スイッチ機構１２２は、クラッチ上げスイ
ッチ信号を発するクラッチ上げスイッチ１２２ａと、ク
ラッチ下げスイッチ信号を発するクラッチ下げスイッチ
１２２ｂと、クラッチ上げスイッチ１２２ａとクラッチ
下げスイッチ１２２ｂとを切換えるべく、２方向（上下
又は左右）に倒し操作するレバー１２２ｃとからなる手
動スイッチ機構である。この手動スイッチ機構は、例え
ば、レバー１２２ｃが倒し操作した向きを維持する形式
のトグルスイッチである。スイッチ操作可否表示部１２
３は、主制御部８の表示信号に基づき、クラッチ切換え
スイッチ機構１２２の操作が可能であるか否かについ
て、表示するものである。クラッチ噛合い表示部１２４
は、主制御部８の表示信号に基づき、上・下クラッチ５
１，５２の噛み合い状態について、表示するものであ
る。

【００６３】図１８は本発明に係る主制御部の制御フロ
ーチャートであり、図中、ＳＴ××はステップ番号を示
す。以下、図１７を参照しつつ説明する。 ＳＴ０１；初期設定をする。（フラグＳ＝０及びＴ＝０
と設定する。） ＳＴ０２；各種データを読み込む。（車速センサ７の車
速信号、第１・第２設定完了検出手段６６Ｌ，６６Ｒの
上・下クラッチ噛合い信号、故障検出部１２１の故障信
号、クラッチ上げ・下げスイッチ１２２ａ，１２２ｂの
クラッチ上げ・下げスイッチ信号の読み込み。） ＳＴ０３；所定車速以下（例えば、５ｋｍ／Ｈｒ以下）
の低速であるかを判定し、ＹＥＳであれば「ＳＴ０４」
に進み、ＮＯであれば「ＳＴ０５」に進む。ＹＥＳなら
低速走行中又は停車中であり、上・下クラッチ５１，５
２を切換えても、操舵感覚が急激に変わることはない。 ＳＴ０４；フラグＳ＝０と設定して「ＳＴ０６」に進
む。 ＳＴ０５；フラグＳ＝１と設定して「ＳＴ１０」に進
む。

【００６４】ＳＴ０６；故障検出部１２１から故障信号
がなかったかを判定し、ＹＥＳであれば「ＳＴ０７」に
進み、ＮＯであれば「ＳＴ０８」に進む。 ＳＴ０７；フラグＴ＝０と設定して「ＳＴ０９」に進
む。 ＳＴ０８；フラグＴ＝１と設定して「ＳＴ１０」に進
む。 ＳＴ０９；スイッチ操作可否表示部１２３に「クラッチ
切換えスイッチ機構１２２の操作が可能である」ことを
表示させて、「ＳＴ１１」に進む。 ＳＴ１０；スイッチ操作可否表示部１２３に「クラッチ
切換えスイッチ機構１２２の操作が不可である」ことを
表示させて、「ＳＴ１１」に進む。

【００６５】ＳＴ１１；第１設定完了検出手段６６Ｌか
ら上クラッチ噛合い信号があったかを判定し、ＹＥＳで
あれば「ＳＴ１２」に進み、ＮＯであれば「ＳＴ１８」
に進む。 ＳＴ１２；切換え用電動機１１１を停止させて、「ＳＴ
１３」に進む。すなわち、上クラッチ５１の噛合い作動
を停止させる。 ＳＴ１３；クラッチ噛合い表示部１２４に「上クラッチ
５１が噛み合い状態にある」ことを表示させて、「ＳＴ
１４」に進む。

【００６６】ＳＴ１４；フラグＳ＝０であるかを判定
し、ＹＥＳであれば「ＳＴ１５」に進み、ＮＯであれば
「ＳＴ０２」にリターンする。 ＳＴ１５；フラグＴ＝０であるかを判定し、ＹＥＳであ
れば「ＳＴ１６」に進み、ＮＯであれば「ＳＴ１７」に
進む。 ＳＴ１６；クラッチ下げスイッチ１２２ｂがＯＮである
かを判定し、ＹＥＳであれば「ＳＴ１７」に進み、ＮＯ
であれば「ＳＴ０２」にリターンする。 ＳＴ１７；切換え用電動機１１１を逆転させて、「ＳＴ
０２」にリターンする。すなわち、下クラッチ５２の噛
合い作動をさせる。

【００６７】ＳＴ１８；第２設定完了検出手段６６Ｒか
ら下クラッチ噛合い信号があったかを判定し、ＹＥＳで
あれば「ＳＴ１９」に進み、ＮＯであれば「ＳＴ２５」
に進む。 ＳＴ１９；切換え用電動機１１１を停止させて、「ＳＴ
２０」に進む。すなわち、下クラッチ５２の噛合い作動
を停止させる。 ＳＴ２０；クラッチ噛合い表示部１２４に「下クラッチ
５２が噛み合い状態にある」ことを表示させて、「ＳＴ
２１」に進む。 ＳＴ２１；フラグＳ＝０であるかを判定し、ＹＥＳであ
れば「ＳＴ２２」に進み、ＮＯであれば「ＳＴ０２」に
リターンする。 ＳＴ２２；フラグＴ＝０であるかを判定し、ＹＥＳであ
れば「ＳＴ２３」に進み、ＮＯであれば「ＳＴ０２」に
リターンする。 ＳＴ２３；クラッチ上げスイッチ１２２ａがＯＮである
かを判定し、ＹＥＳであれば「ＳＴ２４」に進み、ＮＯ
であれば「ＳＴ０２」にリターンする。 ＳＴ２４；切換え用電動機１１１を正転させて、「ＳＴ
０２」にリターンする。すなわち、上クラッチ５１の噛
合い作動をさせる。 ＳＴ２５；クラッチ噛合い表示部１２４に、「上クラッ
チ５１と下クラッチ５２とを切換え中である」ことを表
示させて、「ＳＴ０２」にリターンするる。

【００６８】ステップＳＴ０３〜ＳＴ０５，ＳＴ１４並
びにＳＴ２１の集合は、所定車速以下のときに、操舵角
増減機構３０（図１５参照）の増減比率を変更可能とす
るための、変更可否判断手段をなす。ステップＳＴ０６
〜ＳＴ０８，ＳＴ１５並びにＳＴ２２の集合は、故障検
出部１２１から故障信号を受けたときに、正常時より
も、入力軸３１の回転角に対する出力軸３７の回転角の
割合（増減比率Ｇ）を低減させる、いわゆる、ステアリ
ングハンドル２の操舵角を低減させるための故障時操舵
角低減手段をなす。

【００６９】以上の説明から明らかなように、主制御部
８の制御フローチャートに基づき、下記（１），（２）
の制御をなすことができる。 （１）所定車速以下において、車両用ステアリング装置
１が故障せず、上クラッチ５１又は下クラッチ５２が噛
み合っているときには、レバー１２２ｃにてクラッチ上
げ・下げスイッチ１２２ａ，１２２ｂを切換えて、操舵
角増減機構３０の増減比率Ｇを変更することができる。 （２）所定車速以下において、車両用ステアリング装置
１が故障したときには、操舵角増減機構３０の増減比率
Ｇを、正常時よりも低減させることができる。

【００７０】上述のように、比率変更手段５０は、故障
信号を受けたときに、正常時よりも操舵角増減機構７０
の増減比率Ｇを低減させる。増減比率Ｇが低減すれば、
図１及び図１３に示すように、可変舵角比操舵機構７０
は入力軸７７の回転角αの全範囲のうち、最小操舵角に
近い一部の狭い範囲（０°〜減少角）だけで、舵角比を
変えることになる。すなわち、舵角比特性のうち、一部
の範囲だけで舵角比を変える。ステアリングハンドル２
を最大操舵角で操舵しても、舵角比が小さいので、操舵
トルクは小さくてすむ。従って、どのような舵角比にお
ける故障時であっても、しかも、最大操舵時であって
も、操舵トルクが過大になることはない。この結果、ス
テアリングハンドル２の操縦性が良く、ハンドル２を切
り易いので、車両の最小回転半径を小さく抑えることが
できる。さらには、正常時よりも増減比率Ｇが低減する
ので、操舵感覚が変わり、運転者は故障したことを認識
可能である。

【００７１】図１９は本発明に係る操舵角増減機構並び
に比率変更手段（第２変形例）の断面図である。第２変
形例は、操舵角増減機構３０が、増減比率を無段階に設
定する無段変速機であることを特徴とする。主制御部８
の構成、比率変更手段５０の構成及び操舵角増減機構３
０の他の構成は、上記図１５〜図１８に示す第１変形例
の構成と同一であり、同一符号を付してその説明を省略
する。

【００７２】具体的には、操舵角増減機構３０は、入力
軸３１と、第１小ギヤ３２と、第１小ギヤ３２と噛み合
う第１大ギヤ１３３と、第１大ギヤ１３３をセレーショ
ン結合した中間軸１３４と、中間軸１３４に相対回転可
能に嵌合した第２小ギヤ１３５と、第２小ギヤ１３５と
噛み合う第２大ギヤ３６と、出力軸３７と、ギヤケース
３８とからなり、さらに、第２小ギヤ１３５の回転数を
無段変速するための遊星歯車機構１４０を備えたもので
ある。第１大ギヤ１３３は第１大ギヤ３３よりも大径で
あり、第２小ギヤ１３５は第２小ギヤ３５よりも大径で
ある。

【００７３】遊星歯車機構１４０は、無段変速機構とし
ての機能を有し、中間軸１３４並びに第２小ギヤ１３５
に組合せたものである。詳しくは、遊星歯車機構１４０
は、中間軸１３４にセレーション結合したサンギヤ１４
１と、中間軸１３４に相対回転可能に嵌合した円盤状の
キャリヤ１４２と、キャリヤ１４２に回転可能に取付け
サンギヤ１４１の廻りに配列した複数の遊星ギヤ１４３
…と、これらの遊星ギヤ１４３…に噛み合うべく第２小
ギヤ１３５に設けた内歯状のリングギヤ１４４とからな
る。従って、第２小ギヤ１３５は遊星歯車機構１４０を
介して中間軸１３４に連結することになる。キャリヤ１
４２は、ウォーム１４５とホイール１４６とからなるウ
ォームギヤ機構１４７を介して、変速用電動機１４８で
駆動されるものである。ホイール１４６は、キャリヤ１
４２の上端部に一体に形成したギヤである。図中、１５
１，１５１は軸受、１５２はスラストベアリング、１５
３は止め輪、１５４…は支軸である。

【００７４】図２０は本発明に係る遊星歯車機構の駆動
部分の模式図（第２変形例）であり、変速用電動機１４
８が主制御部８にて駆動制御されることを示す。主制御
部８は、上記第１変形例の機能の他に、操舵速度検出部
１４９からステアリングハンドルの操舵速度信号を受け
て、変速用電動機１４８を所定の回転数で正逆転させる
機能を有する。

【００７５】図２１は図１９の２１−２１線断面図であ
り、第２変形例の遊星歯車機構１４０の平面断面構造並
びに第２小ギヤ１３５と第２大ギヤ３６との噛み合わせ
構造を示す。

【００７６】次に、第２変形例の作用を図１９及び図２
２に基づき説明する。図２２（ａ）〜（ｃ）は本発明に
係る第２変形例の遊星歯車機構の作用説明図である。
（ａ）は、キャリヤ１４２が停止した場合を示す。遊星
ギヤ１４３…が公転しないので、リングギヤ１４４は基
本回転数で回転する。（ｂ）は、キャリヤ１４２がサン
ギヤ１４１と同方向に回転した場合を示す。遊星ギヤ１
４３…がサンギヤ１４１と同方向に公転するので、リン
グギヤ１４４の回転数は、（ａ）よりも減少する。
（ｃ）は、キャリヤ１４２がサンギヤ１４１と逆方向に
回転した場合を示す。遊星ギヤ１４３…がサンギヤ１４
１と逆方向に公転するので、リングギヤ１４４の回転数
は、（ａ）よりも増大する。

【００７７】操舵速度が小であれば、（ｂ）のモードに
よって、リングギヤ１４４を低速回転させる。すなわ
ち、増減比率Ｇを低減させる。一方、操舵速度が大であ
れば、（ｃ）のモードによって、リングギヤ１４４を高
速回転させる。すなわち、増減比率Ｇを増大させる。こ
のように、操舵速度に応じて遊星歯車機構１４０を無段
変速させることによって、増減比率Ｇを無段階に変える
ことができる。例えば、万一、舵角比制御用電動機１０
１（図９参照）が何等かの原因で停止し、作動しなくな
った場合であっても、図１９に示す無段変速機からなる
操舵角増減機構３０を、遊星歯車機構１４０で切換える
ことによって、増減比率を所定の設定に変えることがで
きる。従って、切換え後のギヤレシオの設定自由度が向
上する。

【００７８】なお、上記本発明の実施の形態及び変形例
において、（１）操舵角増減機構３０は、ステアリング
ハンドル２の操舵角を増減させるように、次の３つの増
減比率Ｇを任意に組合せたものであればよい。但し、Ｄ
は任意の倍率である。 増減比率Ｇ＝１（入力軸３１と出力軸３７とが等
速）。 増減比率Ｇ＝１／Ｄ（入力軸３１に対して出力軸３７
が減速）。 増減比率Ｇ＝Ｄ（入力軸３１に対して出力軸３７が増
速）。 従って、操舵角増減機構３０は、例えば、ウォームギヤ
機構、ベベルギヤ機構等の機械的な減速機構としたり、
電機的制御形式の機構であってもよい。さらには、操舵
角増減機構３０は、２段減速機構や無段変速機に限定す
るものではなく、例えば、３段減速機構であってもよ
い。

【００７９】（２）操舵角低減機構３０は操舵トルクセ
ンサ１０を備えたものに限定されない。 （３）上・下クラッチ５１，５２は「つめクラッチ」の
他に、摩擦クラッチ（円すいクラッチ等）や電磁クラッ
チであってもよい。 （４）第１・第２設定完了検出手段６６Ｌ，６６Ｒは、
ギヤケース３８の内部に収納するものであってもよい。 （５）第１・第２設定完了検出手段６６Ｌ，６６Ｒは、
リミットスイッチに限定するものではなく、例えば、非
接触スイッチであってもよい。

【００８０】

【発明の効果】本発明は上記構成により次の効果を発揮
する。請求項１は、ステアリングハンドルと可変舵角比
操舵機構の入力軸との間に、ステアリングハンドルの操
舵角に対する入力軸の入力角の割合を増減させるための
操舵角増減機構を介在させたので、ステアリングハンド
ルの操舵角に対する操向車輪の操舵角特性を、可変舵角
比操舵機構だけでなく、操舵角増減機構によっても設定
することができる。そして、操舵角増減機構の増減比率
を、比率変更手段で変更させるようにしたので、車両の
運転状況や運転者の好みに応じて、増減比率を比率変更
手段で適宜変更することにより、操舵感覚を任意に変え
ることができる。従って、ステアリングハンドルの操縦
性は、より一層高まる。

【００８１】請求項２は、比率変更手段が、操舵角増減
機構の増減比率を手動操作にて変更する形式なので、動
力で変更する形式に比べて、比率変更手段を簡単な構成
にすることができる。

【００８２】請求項３は、比率変更手段に、エンジン作
動信号を受けたときに手動操作を規制する規制手段を備
えたので、エンジン作動中には増減比率を変更できな
い。従って、エンジン作動中には、規制手段にて操舵角
増減機構の増減比率が一定のままとなり、この結果、走
行中に舵角比特性が変化せず、操舵感覚が急激に変わる
ことはない。

【００８３】請求項４は、所定車速以下のときに、比率
変更手段によって増減比率を変更させるようにしたの
で、極めて低速走行時又は停車時にのみ、増減比率を変
えることができる。従って、高速走行中に舵角比特性が
変化して操舵感覚が急激に変わるのを、防止することが
できる。

【００８４】請求項５は、比率変更手段が、車両用ステ
アリング装置が故障した際の故障信号を受けたときに
は、正常時よりも操舵角増減機構の増減比率を低減させ
ることによって、可変舵角比操舵機構の舵角比特性のう
ち、最小操舵角に近い一部の狭い範囲だけで、舵角比を
変えることができる。舵角比が小さいので、ステアリン
グハンドルを最大操舵角で操舵しても、操舵トルクは小
さくてすむ。従って、どのような舵角比における故障時
であっても、しかも、最大操舵時であっても、操舵トル
クが過大になることはない。この結果、ステアリングハ
ンドルの操縦性が良く、ハンドルを切り易いので、車両
の最小回転半径を小さく抑えることができる。さらに
は、車両用ステアリング装置が故障したときに、正常時
よりも増減比率が低減することによって、故障したこと
を運転者の認識させることができる。

【００８５】請求項６は、比率変更手段に、増減比率の
設定が完了したことを検出するための設定完了検出手段
を備えたので、増減比率の設定が完了したときに、設定
完了検出手段から検出信号を発し、この信号に基づい
て、エンジンの再始動を可能にさせることができる。こ
の結果、増減比率の変更中には、エンジンを再始動する
ことができない。従って、設定が不完全な状態で走行す
ることがなく、確実に設定した後に安定した操舵感覚で
操縦することができる。しかも、比率変更手段に設定完
了検出手段を、集約して組付けることができる。

【００８６】請求項７は、操舵角増減機構が無段変速機
からなるので、増減比率を無段階に自由に設定すること
ができる。この結果、舵角比特性の設定自由度は一層高
まる。特に、万一、可変舵角比操舵機構の舵角比制御用
電動機が何等かの原因で停止し、作動しなくなった場合
であっても、無段変速機からなる操舵角増減機構を切換
えることによって、増減比率を所定の設定に変えること
ができる。従って、切換え後のギヤレシオの設定自由度
が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る車両用ステアリング装置の全体構
成図

【図２】本発明に係る操舵トルクセンサ付き操舵角増減
機構の上半部の断面図

【図３】本発明に係る操舵角増減機構の下半部の断面図

【図４】本発明に係る切換えレバー機構の説明図

【図５】本発明に係る節度機構の断面図

【図６】本発明に係る操舵角増減機構並びに比率変更手
段の作用説明図

【図７】本発明に係る可変舵角比操舵機構の全体構成図

【図８】図７の８−８線断面図

【図９】図８の９−９線断面図

【図１０】本発明に係るウォームギヤ機構、可動ハウジ
ング及び入力軸の関係説明図

【図１１】図１１は本発明に係る入力軸、カップリング
及び出力軸の関係説明図

【図１２】本発明に係る可変舵角比操舵機構の作動原理
説明図

【図１３】本発明に係る可変舵角比操舵機構の舵角比特
性線図

【図１４】本発明に係る車両用ステアリング装置の舵角
比特性線図

【図１５】本発明に係る操舵角増減機構並びに比率変更
手段（第１変形例）の断面図

【図１６】本発明に係る比率変更手段（第１変形例）の
電動式切換え機構の説明図

【図１７】本発明に係る比率変更手段（第１変形例）の
回路図

【図１８】本発明に係る主制御部の制御フローチャート

【図１９】本発明に係る操舵角増減機構並びに比率変更
手段（第２変形例）の断面図

【図２０】本発明に係る遊星歯車機構の駆動部分の模式
図（第２変形例）

【図２１】図１９の２１−２１線断面図

【図２２】本発明に係る第２変形例の遊星歯車機構の作
用説明図

【符号の説明】

１…車両用ステアリング装置、２…ステアリングハンド
ル、３…操向車輪、４…ステアリング系、５…ステアリ
ングシャフト、７…車速センサ、８…制御手段、３０…
操舵角増減機構、５０…比率変更手段、６０…切換えレ
バー機構、６２…切換えレバー、６６Ｌ，６６Ｒ…設定
完了検出手段（第１・第２設定完了検出手段）、６７…
エンジン制御部、６８Ｌ，６８Ｒ…規制手段（第１・第
２規制手段）、７０…可変舵角比操舵機構、１１０…電
動式切換え機構、１２１…故障検出部、１４０…無段変
速機構としての遊星歯車機構１４０。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両のステアリングハンドルから操向車
   輪に至るステアリング系に可変舵角比操舵機構を備え、
   この可変舵角比操舵機構によって、ステアリングハンド
   ルの操舵角に対する操向車輪の操舵角の割合を変えるよ
   うにした車両用ステアリング装置において、前記車両用
   ステアリング装置は、前記ステアリングハンドルと前記
   可変舵角比操舵機構の入力軸との間に、ステアリングハ
   ンドルの操舵角に対する入力軸の入力角の割合を増減さ
   せるための操舵角増減機構を介在させ、この操舵角増減
   機構の増減比率を比率変更手段で変更させるようにした
   ことを特徴とする車両用ステアリング装置。
2. 【請求項２】 前記比率変更手段は、前記操舵角増減機
   構の増減比率を手動操作にて変更するものであることを
   特徴とした請求項１記載の車両用ステアリング装置。
3. 【請求項３】 前記比率変更手段は、エンジン作動信号
   を受けたときに前記手動操作を規制する規制手段を備え
   たことを特徴とする請求項２記載の車両用ステアリング
   装置。
4. 【請求項４】 前記比率変更手段は、所定車速以下のと
   きに、前記操舵角増減機構の増減比率を変更させるもの
   であることを特徴とした請求項１記載の車両用ステアリ
   ング装置。
5. 【請求項５】 前記比率変更手段は、車両用ステアリン
   グ装置が故障した際の故障信号を受けたときには、正常
   時よりも前記操舵角増減機構の増減比率を低減させるも
   のであることを特徴とした請求項１又は請求項４記載の
   車両用ステアリング装置。
6. 【請求項６】 前記比率変更手段は、前記増減比率の設
   定が完了したことを検出するための設定完了検出手段を
   備えたことを特徴とした請求項１、請求項２、請求項
   ３、請求項４又は請求項５記載の車両用ステアリング装
   置。
7. 【請求項７】 前記操舵角増減機構は、無段変速機であ
   ることを特徴とした請求項１記載の車両用ステアリング
   装置。