JP2004262411A - 車両用操舵装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】伝達比可変機構を備えた車両用操舵装置において，伝達比可変機構の取り付け構造が簡単であって，かつ，信頼性が高い車両用操舵装置を提供すること。
【解決手段】第１ステアリングシャフト１１０と，転舵ロッド２９０及び該転舵ロッド２９０に連結された第２ステアリングシャフト２２０をハウジング２１０に収容したステアリングギアボックス２０と，第１ステアリングシャフト１１０から第２ステアリングシャフト２２０への回転伝達比を変化させるよう構成された伝達比可変機構１０とを有する車両操舵装置である。伝達比可変機構１０を一体的に支持するステアリングギアボックス２０のハウジングから延設した固定部材４２により回り止めしたカバー１２０の内部には，駆動モータ１５０と電気的に接続したフラットケーブル１２１を収容してある。
【選択図】 図２
【解決手段】第１ステアリングシャフト１１０と，転舵ロッド２９０及び該転舵ロッド２９０に連結された第２ステアリングシャフト２２０をハウジング２１０に収容したステアリングギアボックス２０と，第１ステアリングシャフト１１０から第２ステアリングシャフト２２０への回転伝達比を変化させるよう構成された伝達比可変機構１０とを有する車両操舵装置である。伝達比可変機構１０を一体的に支持するステアリングギアボックス２０のハウジングから延設した固定部材４２により回り止めしたカバー１２０の内部には，駆動モータ１５０と電気的に接続したフラットケーブル１２１を収容してある。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【技術分野】
本発明は，操舵ハンドルの操舵により転舵輪を転舵させる車両用操舵装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
通常の車両用操舵装置は，略一定の伝達比により操舵ハンドルの操舵角を伝達して，転舵輪に所定の転舵角を与える。例えば，一般的なラック・アンド・ピニオン形式の車両用操舵装置では，操舵ハンドルと一体的に回転するラックギアと転舵輪に延設させるピニオンギアとの噛み合いにより，操舵角と転舵角との間の伝達比が決定されている。
【０００３】
しかし，車両用操舵装置の伝達比が一定であると，特に，低速走行時と高速走行時とにおける運転フィーリングを両立することが難しい。すなわち，低速走行時では，少ない操舵角により大きな転舵角が得られる高い伝達比の設定が望ましい。逆に，高速走行時では，安全な走行安定性を確保するため，操舵角と転舵角との伝達比は低い方が良い。
【０００４】
そこで，従来，走行状況に応じて，操舵角と転舵角との伝達比を変更し得るように構成した伝達比可変機構（ＶＧＲＳ：Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｇｅａｒ Ｒａｔｉｏ Ｓｙｓｔｅｍ）を有する車両用操舵装置が提案されている。
このような伝達比可変機構としては，減速比を可変とした減速機を採用した機構が知られている。この減速機としては，例えば，遊星歯車減速機や，波動歯車減速機等が用いられる（例えば，特許文献１参照。）。
【０００５】
ここで，図５に示すごとく，波動歯車減速機９０（図６）を利用した伝達比可変機構９５０を含む従来の車両用操舵装置９について説明する。この車両操舵装置９は，操舵ハンドル９１０の操作を，ユニバーサルジョイント９２１，９５１により相互に接続された操舵軸９２０，中間軸９３０及び９４０，後端軸９６０を介して，ギアボックス９７０に伝達するように構成してある。そして，ギアボックス９７０では，後端軸９６０の回転運動を，転舵ロッド９８０の軸線方向の直進運動に変換できるように構成してある。
そして，中間軸９３０と中間軸９４０との間には，両者間の伝達比を変更する伝達比可変機構９５０を配置してある。
【０００６】
この伝達比可変機構９５０は，図６に示すごとく，中間軸９３０と中間軸９４０との間の伝達比を，波動歯車減速機９０により変更するように構成してある。ここで，この波動歯車減速機９０の作用について簡単に説明しておく。
この波動歯車減速機９０は，同図に示すごとく，サーキュラスプライン９１と，フレクスプライン９３と，ウェーブジェネレータ９２とを含む減速機である。そして，この波動歯車減速機９０では，サーキュラスプライン９１とフレクスプライン９３との間の伝達比を，ウェーブジェネレータ９２の回転により変更できるよう構成されている。
【０００７】
例えば，ある伝達比可変機構９５０では，同図に示すごとく，後端軸９６０と一体的に回転する中間軸９４０にサーキュラスプライン９１を連結し，ハウジング９６５を介して中間軸９３０にフレクスプライン９３を連結してある。さらに，中間軸９３０と一体的に回転するハウジング９６５内部に固定した駆動モータ９５１の出力軸９５２は，ウェーブジェネレータ９２のカム９２１に圧入してある。
【０００８】
駆動モータ９５１は，ハウジング９６５の内側に固定されたステータ９５３と，該ステータ９５３の内側に配置されたロータ９５４と，該ロータ９５４の回転を出力する出力軸９５２とを有している。そして，この出力軸９５２と一体的に回転するウェーブジェネレータ９２を回転させることにより，サーキュラスプライン９１とフレクスプライン９３との間の伝達比を変更できるように構成してある。
すなわち，伝達比可変機構９５０は，駆動モータ９５１の回転により，中間軸９３０と中間軸９４０との間の伝達比を変更するように構成してある。
【０００９】
ここで，上記のごとく，駆動モータ９５１は，中間軸９３０と一体回転するハウジング９６５内部に固定してある。一方，この駆動モータ９５１には，電源を供給するためのリード線や，制御信号等を伝送するためのリード線等を接続する必要がある。
そのため，上記駆動モータ９５１の回転を吸収できるよう，上記リード線を配設することが必要になる。
【００１０】
そこで，図７に示すごとく，リード線を並列配置したフラットケーブル９５７を，中間軸９３０の外周側にスパイラル状（うず巻き状）に緩く巻き付けて配置する場合がある。この場合には，さらに，このフラットケーブル９５７を，ハウジング９６５と相対回転するよう構成したカバー９５８に収容すると共に，外周側の端部を，回り止めしたカバー９５８に固定する。
上記のように構成した伝達比可変機構９５０であれば，中間軸９３０の回転動作による影響を，カバー９５８の内部で生じる上記スパイラル状のフラットケーブル９５７の拡縮に変換して吸収することができる。
そして，例えば，カバー９５８の外周側に配設した入出力端子９５９を介して，フラットケーブル９５７と車体側ケーブル（図示略）とを相互に電気的に接続することにより，ＥＣＵ等の外部機器による駆動モータ９５１の制御ができるよう構成される。
【００１１】
ここで，車体側ケーブル及び入出力端子９５９に作用するおそれがあるストレスを抑制するため，車体側ケーブルを接続する上記カバー９５８を回り止めしておく必要がある。
一般的に，上記車両用操舵装置９では，不快な走行振動等を操舵ハンドル９１０へ伝達しないよう，車体側との相対的な動きがある程度許容されている。そのため，車体側と伝達比可変機構９５０との間には，振動等，相対的な動きを生じるおそれがある。
そこで，従来では，上記伝達比可変機構９５０を構成するカバー９５８と，車体側とをワイヤ等の非剛体的な部材によって接続し，カバー９５８の回り止めを施す場合がある。
【００１２】
【特許文献１】
特開２０００−２３２０４１号公報（明細書の段落番号「００１３」〜「００１７」，第２図及び第３図）
【００１３】
【解決しようとする課題】
しかしながら，上記従来の車両用操舵装置９においては，次のような問題がある。すなわち，上記のごとくハウジング９６５自体を回転軸体として構成した上記伝達比可変機構９５０は，中間軸９３０と中間軸９４０との間に釣り下げるように支持するより他なかった。
【００１４】
そのため，従来の車両用操舵装置９では，中間軸９３０及び９４０と，伝達比可変機構９５０との取り付け剛性が十分でない場合には，伝達比可変機構９５０の取り付け姿勢が安定しないおそれがあった。
一方，伝達比可変機構９５０の取り付け剛性を十分に高く確保するには，中間軸９３０や中間軸９４０の取り付け剛性にまで遡って，根本的な対策を施す必要があった。
【００１５】
さらに，従来の車両用操舵装置９５０では，ワイヤ等によって回り止めしたカバー９５８の回り止めが不十分であるという問題があった。
そのため，上記車体側ケーブルの長さに余裕を持たせて設計したり，車体側ケーブルと入出力端子９５９との接続構造等を強化する等の対策が必要であった。
【００１６】
本発明は，かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので，伝達比可変機構を備えた車両用操舵装置において，伝達比可変機構の取り付け構造が簡単であって，かつ，信頼性が高い車両用操舵装置を提供しようとするものである。
【００１７】
【課題の解決手段】
本発明は，操舵ハンドルと略一体的に回転する第１ステアリングシャフトと，転舵輪を転舵するための転舵ロッド及び該転舵ロッドに連結された第２ステアリングシャフトをハウジングに収容したステアリングギアボックスと，上記第１ステアリングシャフトから上記第２ステアリングシャフトへの回転伝達比を変化させるよう構成された伝達比可変機構とを有する車両用操舵装置において，
上記伝達比可変機構は，上記第１ステアリングシャフトと略一体回転するよう構成された中空構造を有するハウジングシャフトと，該ハウジングシャフトの内周側に固定して配設された駆動モータと，上記第１ステアリングシャフトの外周側に相対回転するように外挿され上記駆動モータに接続されるリード線を収容したカバーと，上記ハウジングシャフトに収容した減速機と，上記第２ステアリングシャフトに回転駆動力を伝達するアウトプットシャフトとを有しており，
上記第２ステアリングシャフトと上記アウトプットシャフトとは，一体的に接続してあり，
上記カバーは，上記ステアリングギアボックスの上記ハウジングから延設された固定部材に係合して，回り止めされていることを特徴とする車両用操舵装置にある（請求項１）。
【００１８】
本発明の車両用操舵装置では，上記第２ステアリングシャフトと上記アウトプットシャフトとを一体的に接続する構造により，上記ステアリングギアボックスに上記伝達比可変機構を支持させてある。
そのため，上記ステアリングギアボックスに対する上記伝達比可変機構の振動等，相対的な動きを抑制することができる。
そして，上記ステアリングギアボックスと上記伝達比可変機構との間の相対的な動きを抑制することにより，上記伝達比可変機構から上記ステアリングギアボックスへの回転駆動力の伝達ロス等を抑制し，運転者らが体感する操舵感を向上することができる。
【００１９】
また，上記のごとく，上記ステアリングギアボックスと一体化した上記伝達比可変機構では，上記ステアリングギアボックスの上記ハウジングから延設した上記固定部材を介して上記カバーを，確実に回り止めすることができる。
そして，上記カバーの回り止めを確実にすることで，上記リード線や，車体側ケーブルに生じるおそれのあるストレスを抑制することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明においては，上記リード線が２本以上ある場合には，各リード線を個別にスパイラル状に巻き付けても良く，予め束ねて一本化したうえスパイラル状に巻き付けても良い。
さらに，一本化した上記リード線としては，各リード線を直線的に並列配置したフラットケーブルとするのが良い。平板状を呈するフラットケーブルであれば，軸体への巻き付けが容易であると共に，上記スパイラル状のリード線における
径方向の厚みを抑制することができる。
【００２１】
また，上記第２ステアリングシャフトと上記アウトプットシャフトとを一体的に接続する構造としては，両軸間のスプライン結合や，キー結合や，フランジ結合などの機械的な接続構造の他，溶接や一体成形等による一体化構造等，種々の構造がある。
【００２２】
また，上記固定部材は，上記ハウジングシャフトの少なくとも一部を回転可能に支持するよう構成された回転支持部を有していることが好ましい（請求項２）。
この場合には，上記伝達比可変機構の上記ハウジングシャフトを，上記回転支持部により回転支持することにより，さらに剛性高く上記伝達比可変機構を支持することができる。
【００２３】
また，上記ステアリングギアボックス内には，上記操舵ハンドルの操作力を低減する油圧を制御するためのサーボバルブを内蔵しており，
上記ステアリングギアボックスを構成する上記ハウジングは，上記伝達比可変機構側に，上記サーボバルブを収容するバルブハウジング部を有しており，
該バルブハウジング部から上記固定部材を延設してあることが好ましい（請求項３）。
この場合には，上記ハウジングの一部をなす上記バルブハウジング部に固定した上記固定部材により，上記カバーを確実に回り止めすることができる。
上記伝達比可変機構側に配置された上記バルブハウジング部によれば，効率良く上記固定部材を配置することができる。
【００２４】
また，上記第２ステアリングシャフトと，上記アウトプットシャフトとは，一方の端面から穿設した凹部に，他方の端部を挿入する差込構造により，一体的に接続してあることが好ましい（請求項４）。
この場合には，上記差込構造によれば，上記伝達比可変機構を，上記第２ステアリングシャフトにより剛性高く支持することができる。
【００２５】
【実施例】
（実施例１）
本例の車両用操舵装置１について，図１〜図３を用いて説明する。
本例の車両用操舵装置１は，図２に示すごとく，操舵ハンドル３００（図１）と略一体的に回転する第１ステアリングシャフト１１０と，転舵輪を転舵するための転舵ロッド２９０及び該転舵ロッド２９０に連結された第２ステアリングシャフト２２０をハウジング２１０に収容したステアリングギアボックス２０と，第１ステアリングシャフト１１０から上記第２ステアリングシャフト２２０への回転伝達比を変化させる伝達比可変機構１０とを有している。
【００２６】
上記伝達比可変機構１０は，第１ステアリングシャフト１１０と略一体回転するよう構成された中空構造を有するハウジングシャフト１６０と，該ハウジングシャフト１６０の内周側に固定して配設された駆動モータ１５０と，第１ステアリングシャフト１１０の外周側に相対回転するように外挿され上記駆動モータ１５０に接続されるリード線（本例では，フラットケーブル１２１に相当。）を収容したカバー１２０と，ハウジングシャフト１６０に収容した減速機１３０（以下，適宜波動歯車減速機１３０と記載。）と，第２ステアリングシャフト２２０に回転駆動力を伝達するアウトプットシャフト１４０とを有している。
【００２７】
ここで，第２ステアリングシャフト２２０とアウトプットシャフト１４０とは，一体的に接続してある。
そして，上記カバー１２０は，ステアリングギアボックス２０のハウジング２１０から延設された固定部材４２に係合して，回り止めされている。
以下に，この内容について詳しく説明する。
【００２８】
本例の車両用操舵装置１は，左右室に油圧を導入するパワーシリンダ（図示略）の作用により操舵ハンドル３００の操作力を低減できるように構成した油圧式の操舵装置である。
この車両用操舵装置１は，図１に示すごとく，操舵ハンドル３００と，伝達比可変機構１０と，油圧制御用のサーボバルブ２２９（図２）を備えたステアリングギアボックス２０と，図示しない転舵輪とを有している。
【００２９】
そして，操舵ハンドル３００と一体の操舵軸３１０の回転駆動力は，ユニバーサルジョイント３２０，３４０と，２個のユニバーサルジョイント３２０，３４０の中間に配設された中間軸３３０とを介して，伝達比可変機構１０に一端部を挿入する第１ステアリングシャフト１１０に伝達されるように構成してある。
【００３０】
本例では，特に，図２に示すごとく，第２ステアリングシャフト２２０をアウトプットシャフト１４０の凹部１４５に挿入する差込構造や，バルブハウジング部２１２から延設した固定部材４２による保持構造等より，伝達比可変機構１０を剛性高く支持できるようにステアリングギアボックス２０を構成してある。
【００３１】
そして，本例の車両用制御装置１においては，伝達比可変機構１０は，図示しないＶＧＲＳ（ＶＧＲＳ：Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｇｅａｒ Ｒａｔｉｏ Ｓｙｓｔｅｍ）用ＥＣＵにより制御されるように構成してある。本例では，車速信号等をＶＧＲＳ用ＥＣＵに入力して，車速やハンドルトルク等の操舵状況に応じて伝達比可変機構１０の伝達比を適切に制御できるように構成してある。
【００３２】
図２に示すごとく，ステアリングギアボックス２０は，油圧制御用のサーボバルブ２２９を備えたラック・アンド・ピニオン形式のギアボックスであり，バルブハウジング部２１２とギアハウジング部２１１とを組み合わせたハウジング２１０に収容してある。
【００３３】
このステアリングギアボックス２０は，図２に示すごとく，ギアハウジング部２１１を貫通する転舵ロッド２９０と，該転舵ロッド２９０と略直交する方向から，ギアハウジング部２１０に挿入される第２ステアリングシャフト２２０とを有している。また，バルブハウジング部２１２には，第２ステアリングシャフト２２０を貫通すると共に，その外周側に上記サーボバルブ２２９を組み付けてある。
また，本例のバルブハウジング部２１２には，伝達比可変機構１０を保持するための固定部材４２をボルト接合してある。
【００３４】
そして，図２に示すごとく，第２ステアリングシャフト２２０は，転舵ロッド２９０側の伝達シャフト部２８０と，アウトプットシャフト１４０側のトーションバー部２２１とを，略同軸上に有している。
ここで，トーションバー部２２１と，伝達シャフト部２８０とは，スプライン結合により接続してある。また，伝達シャフト部２８０と，転舵ロッド２９０とは，ギア係合により連結させてある。
【００３５】
すなわち，ステアリングギアボックス２０は，第２ステアリングシャフト２２０の回転運動を，転舵ロッド２９０の軸線方向の直進運動に変換できるように構成してある。
なお，この転舵ロッド２９０の両端には，図示しない転舵輪が接続されており，転舵ロッド２９０の軸線方向の直進運動により転舵輪の転舵角を変更できるように構成してある。
【００３６】
第２ステアリングシャフト２２０の一部であるトーションバー部２２１は，図２に示すごとく，小径に形成されており，その先端を上記伝達シャフト部２８０にスプライン結合している。そして，伝達シャフト部２８０に回転駆動力を伝達する際に，この小径のトーションバー部２２１に微少なねじれを生じ得るように構成してある。
【００３７】
一方，図２に示すごとく，トーションバー部２２１には，スプール２２２を外挿してある。そして，第２ステアリングシャフト２２０の伝達比可変機構１０側の端部において，スプール２２２と第２ステアリングシャフト２２０とをスプライン結合してある。
そのため，トーションバー部２２１に生じたねじれを，スプール２２２と伝達シャフト部２８０との相対回転として顕在化することができる。
【００３８】
そして，本例のステアリングギアボックス２０では，図２に示すごとく，トーションバー部２２１の外周側に，油圧制御用のロータリ形のサーボバルブ２２９を配設してある。
本例のサーボバルブ２２９は，スプール２２２に形成されたロータ弁部材２１８と，該ロータ弁部材２１８とバルブハウジング部２１２との間隙に回動自在に収容されると共に，結合ピン２１７により伝達シャフト部２８０と連結されたスリーブ弁部材２９５とよりなる。
【００３９】
このサーボバルブ２２９は，供給ポート２９１，排出ポート２９２及び一対の給排ポート２９３，２９４を有するロータリ形の４ポート絞り切換弁を形成している。
そして，一対の給排ポート２９３，２９４を，上記のごとく，転舵ロッド２９０の動作をアシストする図示しないパワーシリンダの左右室に接続してある。
【００４０】
次に，伝達比可変機構１０について説明する。本例の伝達比可変機構１０は，図２に示すごとく，第１ステアリングシャフト１１０にスプライン結合して回転駆動力を入力するハウジングシャフト１６０と，上記第２ステアリングシャフト２２０に回転駆動力を伝達するアウトプットシャフト１４０とを有している。
【００４１】
そして，ハウジングシャフト１６０内に収容した波動歯車減速機１３０と駆動モータ１５０とにより，ハウジングシャフト１６０とアウトプットシャフト１４０との間の回転伝達比を変更できるように構成してある。
さらに，ハウジングシャフト１６０における第１ステアリングシャフト１１０とのスプライン結合部１６１の外周側には，後述するフラットケーブル１２１を収容するカバー１２０を外挿してある。
ここで，ハウジングシャフト１６０におけるステアリングギアボックス２０側の端部である小径端部１６５は，上記固定部材４２の回転支持部４２２により回転支持されるよう構成してある。
【００４２】
第１ステアリングシャフト１１０とスプライン結合されるハウジングシャフト１６０は，中空貫通構造を有する筒形状を呈する円筒部１６２を有している。
ハウジングシャフト１６０における第１ステアリングシャフト１１０側の端部には，同軸上に内挿された第１ステアリングシャフト１１０とスプライン結合するスプライン結合部１６１を形成してある。
【００４３】
ハウジングシャフト１６０における第２ステアリングシャフト２２０側の端部には，アウトプットシャフト１４０のスプライン接合部１４１を収容する小径端部１６５を形成してある。この小径端部１６５は，固定部材４２に固定した回転支持部４２２を外挿するように構成してある。
そして，ハウジングシャフト１６０の円筒部１６２の内周には，ハウジングシャフト１６０と略同一の回転軸を有するモータ出力軸１５８を備えた駆動モータ１５０を固定してあると共に，減速機としての波動歯車減速機１３０を収容してある。
本例では，波動歯車減速機１３０を構成する後述するサーキュラスプライン１３２を，円筒部１６２の内側に固定してある。
【００４４】
上記駆動モータ１５０は，モータケース１５６に収容した状態で円筒部１６２内部に固定してある。駆動モータ１５０は，略円筒形状のモータケース１５６の内側に固定したステータ１５３と，モータ出力軸１５８に外挿されたロータ１５４とを有している。そして，モータ出力軸１５８は，上記の波動歯車減速機１３０を構成するカム１３１に圧入してある。
そして，駆動モータ１５０には，導電性の電線を並列配置してフラット化したフラットケーブル１２１を電気的に接続してある。
【００４５】
ここで，ハウジングシャフト１６０と一体回転する駆動モータ１５０の回転を吸収できるように，図２及び４に示すごとく，フラットケーブル１２１は，ハウジングシャフト１６０のスプライン結合部１６１の外周側に，スパイラル状に巻き付けて配置してある。そして，このスパイラル状のフラットケーブル１２１の内周側の端部を，駆動モータ１５０に固定して，電気的な導通を確保してある。
【００４６】
さらに，スパイラル状のフラットケーブル１２１は，図４に示すごとく，上記スプライン結合部１６１に外挿した上記カバー１２０の内部に収容してあると共に，その外周側の端部を，カバー１２０の内周面に固定してある。
そして，カバー１２０の外側に配設した入出力端子２１９と，フラットケーブル１２１との電気的な接続により，上記ＶＧＲＳ用ＥＣＵ等の外部機器による駆動モータ１５０の制御を可能としている。
【００４７】
さらに，カバー１２０は，図４に示すごとく，外周面の周方向１カ所に，貫通穴を穿孔した係合受部１２４を有している。そして，この係合受部１２４の貫通穴に，上記固定部材４２の後述する係合ピン部４２４を係合させることにより，カバー１２０が回り止めされるように構成してある。
【００４８】
上記のアウトプットシャフト１４０は，図２に示すごとく，ハウジングシャフト１６０の内側に配設したベアリング１４８，１４９により回転自在に支持されている。そして，波動歯車減速機１３０側の端部には，後述するフレクスプライン１３４の外周のスプライン歯と係合するジョイント部１２７を形成してある。
このジョイント部１２７は，端面から凹むと共に，軸方向に略平行な内周面にスプライン歯を形成した凹部１２８を有している。そして，この凹部１２８の内周のスプライン歯と，フレクスプライン１３４の外周のスプライン歯とが係合するように構成してある。
【００４９】
アウトプットシャフト１４０におけるステアリングギアボックス２０側の端面には，内周スプライン歯を形成した凹部１４５を形成してある。第２ステアリングシャフト２２０における外周スプライン歯を形成した端部を，凹部１４５に挿入した差込構造により，アウトプットシャフト１４０と第２ステアリングシャフト２２０とをスプライン結合してある。
【００５０】
そして，対向して配置されるアウトプットシャフト１４０と，駆動モータ１５０との間に形成される空間に，波動歯車減速機１３０を配置してある。
この波動歯車減速機１３０は，図３に示すごとく，サーキュラスプライン１３２と，フレクスプライン１３４と，ウェーブジェネレータ１３６とを含む減速機である。
【００５１】
上記サーキュラスプライン１３２は，図３に示すごとく，リング形状を呈する剛体部品であり，内周面にスプライン歯を形成してある。本例では，ハウジングシャフト１６０の円筒部１６２に嵌入したサーキュラスプライン１３２は，図示しないキーによりハウジングシャフト１６０の内側に固定してある。
【００５２】
上記フレクスプライン１３４は，図３に示すごとく，カップ形状を呈する金属よりなる弾性体の部品である。そして，フレクスプライン１３４の開口端部付近の外周面には，サーキュラスプライン１３２のスプライン歯と同一ピッチであって，かつ，サーキュラスプライン１３２の歯数よりも２枚少ない歯数のスプライン歯を形成してある。
そして，サーキュラスプライン１３２の内周面のスプライン歯と，フレクスプライン１３４の外周面のスプライン歯とがスプライン係合するよう構成してある。
【００５３】
本例では，さらに，フレクスプライン１３４の外周のスプライン歯には，図２に示すごとく，アウトプットシャフト１４０のジョイント部１２７を係合させてある。ここで，ジョイント部１２７の凹部１２８の内周面には，フレクスプライン１３４のスプライン歯と同一ピッチ，同一歯数のスプライン歯を形成してある。
【００５４】
また，上記ウェーブジェネレータ１３６は，図３に示すごとく，楕円形状を呈するカム１３１の外周に，ボールベアリング１３５を嵌合した部品である。カム１３１に固定されたボールベアリング１３５の内輪部１３７は，カム１３１と一体的に回転するように構成してある。また，ボールベアリング１３５の外輪部１３３は，カム１３１の回転に伴って弾性変形するように構成されている。
【００５５】
さらに，このウェーブジェネレータ１３６は，図３に示すごとく，カップ形状を呈するフレクスプライン１３４内部に嵌入してあり，フレクスプライン１３４におけるスプライン歯が形成された部分の内周面と，ウェーブジェネレータ１３６における外輪部１３３の外周面とを接触させてある。ここで，ウェーブジェネレータ１３６の嵌入により開口部の形状を楕円形状に撓められたフレクスプライン１３４は，外輪部１３３と隙間なく接触するよう構成してある。
【００５６】
また，ここで，上記のごとく構成された波動歯車減速機１３０の動作の概略について説明しておく。この波動歯車減速機１３０では，図３に示すごとく，ウェーブジェネレータ１３６のカム１３１の回転によりフレクスプライン１３４とサーキュラスプライン１３２との間の伝達比を変更できるように構成されている。
【００５７】
すなわち，フレクスプライン１３４の内部でカム１３１を回転させると，フレクスプライン１３４の開口部が順次，弾性変形していき，あたかも，その楕円形状が回転するような状態を呈する。そして，このフレクスプライン１３４の弾性変形により，フレクスプライン１３４とサーキュラスプライン１３２との噛み合い位置は，周方向に移動していく。
【００５８】
ここで，上記のごとく，フレクスプライン１３４のスプライン歯及び，サーキュラスプライン１３２のスプライン歯としては，同一ピッチのスプライン歯を形成してある一方，サーキュラスプライン１３２のスプライン歯の歯数を，フレクスプライン１３４のスプライン歯の歯数よりも２枚多くしてある。そのため，カム１３１が１回転することにより，フレクスプライン１３４とサーキュラスプライン１３２との噛み合い位置が周方向に１回転分だけ移動する間に，フレクスプライン１３４とサーキュラスプライン１３２との間に相対回転を生じる。
【００５９】
そして，波動歯車減速機１３０は，図３に示すごとく，フレクスプライン１３４とサーキュラスプライン１３２との間の相対回転量に応じて，フレクスプライン１３４とサーキュラスプライン１３２との間の伝達比を変更するよう構成されている。
なお，フレクスプライン１３４と係合するアウトプットシャフト１４０（図２）は，フレクスプライン１３４のスプライン歯と同一ピッチ，同一歯数のスプライン歯を有している。そのため，カム１３１が回転しても，フレクスプライン１３４とアウトプットシャフト１４０との間に相対回転は生じない。
すなわち，本例では，カム１３１の回転により，アウトプットシャフト１４０（図２）とサーキュラスプライン１３２との間に相対回転を生じるように，伝達比可変機構１０を構成してある。
【００６０】
したがって，図２に示すごとく，モータシャフト１５２と一体的に回転するカム１３１の回転に応じて，アウトプットシャフト１４０と，サーキャラスプライン１３２と一体的に回転するシャフトハウジング１６０との間に相対回転を生じることとなる。
このように，駆動モータ１５０から入力される回転により，シャフトハウジング１６０とスプライン結合された第１ステアリングシャフト１１０と，アウトプットシャフト１４０との間の回転伝達比を変更できるよう，伝達比可変機構１０は構成されている。
【００６１】
上記固定部材４２は，図２に示すごとく，ステアリングギアボックス２０から伝達比可変機構１０に向けて，軸方向に略平行に伸びる略平板状の剛体部材である。ステアリングギアボックス２０側の端部には，ステアリングギアボックス２０の外周面にボルト固定するためのボルト固定部４２１を有している。
【００６２】
固定部材４２における伝達比可変機構１０側の端部には，ケーブル用のカバー１２０の係合受部１２４の上記貫通穴に係合して，該ケーブル用のカバー１２０を回り止めする係合ピン部４２４を有している。
また，ボルト固定部４２１と係合ピン部４２４との間には，ハウジングシャフト１６０の小径端部１６５を軸支する回転支持部４２２を固定してある。
【００６３】
以上のように構成された車両用操舵装置１において，伝達比可変機構１０を制御する方法について，簡単に説明する。
伝達比可変機構１０の制御処理を実施する上記のＶＧＲＳ用ＥＣＵでは，車速信号等，入力された情報に基づいて，第１ステアリングシャフト１１０と第２ステアリングシャフト１２０との間の適正な伝達比を計算する。
さらに，ＶＧＲＳ用ＥＣＵは，駆動モータ１５０に供給すべきモータ電圧を算出すると共に，そのモータ電圧により駆動モータ１５０を駆動して，伝達比可変機構１０において適正な回転伝達比を実現する。
【００６４】
このように，本例の車両用操舵装置１においては，アウトプットシャフト１４０及び第２ステアリングシャフト２２０の差込構造と，上記固定部材４２の回転支持部４２２による軸支構造とにより，ステアリングギアボックス２０により伝達比可変機構１０を支持させてある。
そのため，この車両用操舵装置１では，伝達比可変機構１０は，剛性高く上記ステアリングギアボックス２０に接続されており，その取り付け信頼性が高い。ステアリングギアボックス２０と伝達比可変機構１０との間の相対振動が抑制されるため，伝達比可変機構１０による第１ステアリングシャフト１１０及び第２ステアリングシャフト２２０間の回転伝達比の制御性も良好である。
【００６５】
さらに，上記の伝達比可変機構１０では，ステアリングギアボックス２０から延設された固定部材４２によりカバー１２０を回転止めしてある。
そのため，カバー１２０が所定の回転位置からずれることにより，内部のフラットケーブル１２１や，車体側ケーブル等にストレスが作用するおそれを抑制することができる。また，車体側ケーブルを接合した入出力端子２１９に作用するおそれがあるストレスを抑制することができる。
このように，上記固定部材４２により，カバー１２０を確実に回り止めした本例の車両用操舵装置１の構造によれば，電気的な信頼性が良好である。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１における，車両用操舵装置の構成を示す説明図。
【図２】実施例１における，伝達比可変機構及びステアリングギアボックスの構造を示す断面図。
【図３】実施例１における，波動歯車減速機を示す正面図。
【図４】実施例１における，カバー内部におけるフラットケーブルの収容状態を示す図で，図１におけるＡ−Ａ線矢視断面図。
【図５】従来例における，車両用操舵装置の構成を示す説明図。
【図６】従来例における，伝達比可変機構を示す断面図。
【図７】従来例における，カバー内部におけるフラットケーブルの収容状態を示す図で，図９におけるＢ−Ｂ線矢視断面図。
【符号の説明】
１．．．車両用操舵装置，
１０．．．伝達比可変機構，
１１０．．．第１ステアリングシャフト，
１２０．．．カバー，
１３０．．．波動歯車減速機，
１３１．．．カム，
１３２．．．サーキュラスプライン，
１３４．．．フレクスプライン，
１３６．．．ウェーブジェネレータ，
１２４．．．係合受部，
１５０．．．駆動モータ，
１５１．．．モータ出力軸，
１５２．．．モータシャフト，
１６０．．．ハウジングシャフト，
２０．．．ステアリングギアボックス，
２１０．．．ハウジング，
２１１．．．ギアハウジング部，
２１２．．．バルブハウジング部，
２２０．．．第２ステアリングシャフト，
２９０．．．転舵ロッド，
３００．．．操舵ハンドル，
４２．．．固定部材，
４２４．．．係合ピン部，
【技術分野】
本発明は，操舵ハンドルの操舵により転舵輪を転舵させる車両用操舵装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
通常の車両用操舵装置は，略一定の伝達比により操舵ハンドルの操舵角を伝達して，転舵輪に所定の転舵角を与える。例えば，一般的なラック・アンド・ピニオン形式の車両用操舵装置では，操舵ハンドルと一体的に回転するラックギアと転舵輪に延設させるピニオンギアとの噛み合いにより，操舵角と転舵角との間の伝達比が決定されている。
【０００３】
しかし，車両用操舵装置の伝達比が一定であると，特に，低速走行時と高速走行時とにおける運転フィーリングを両立することが難しい。すなわち，低速走行時では，少ない操舵角により大きな転舵角が得られる高い伝達比の設定が望ましい。逆に，高速走行時では，安全な走行安定性を確保するため，操舵角と転舵角との伝達比は低い方が良い。
【０００４】
そこで，従来，走行状況に応じて，操舵角と転舵角との伝達比を変更し得るように構成した伝達比可変機構（ＶＧＲＳ：Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｇｅａｒ Ｒａｔｉｏ Ｓｙｓｔｅｍ）を有する車両用操舵装置が提案されている。
このような伝達比可変機構としては，減速比を可変とした減速機を採用した機構が知られている。この減速機としては，例えば，遊星歯車減速機や，波動歯車減速機等が用いられる（例えば，特許文献１参照。）。
【０００５】
ここで，図５に示すごとく，波動歯車減速機９０（図６）を利用した伝達比可変機構９５０を含む従来の車両用操舵装置９について説明する。この車両操舵装置９は，操舵ハンドル９１０の操作を，ユニバーサルジョイント９２１，９５１により相互に接続された操舵軸９２０，中間軸９３０及び９４０，後端軸９６０を介して，ギアボックス９７０に伝達するように構成してある。そして，ギアボックス９７０では，後端軸９６０の回転運動を，転舵ロッド９８０の軸線方向の直進運動に変換できるように構成してある。
そして，中間軸９３０と中間軸９４０との間には，両者間の伝達比を変更する伝達比可変機構９５０を配置してある。
【０００６】
この伝達比可変機構９５０は，図６に示すごとく，中間軸９３０と中間軸９４０との間の伝達比を，波動歯車減速機９０により変更するように構成してある。ここで，この波動歯車減速機９０の作用について簡単に説明しておく。
この波動歯車減速機９０は，同図に示すごとく，サーキュラスプライン９１と，フレクスプライン９３と，ウェーブジェネレータ９２とを含む減速機である。そして，この波動歯車減速機９０では，サーキュラスプライン９１とフレクスプライン９３との間の伝達比を，ウェーブジェネレータ９２の回転により変更できるよう構成されている。
【０００７】
例えば，ある伝達比可変機構９５０では，同図に示すごとく，後端軸９６０と一体的に回転する中間軸９４０にサーキュラスプライン９１を連結し，ハウジング９６５を介して中間軸９３０にフレクスプライン９３を連結してある。さらに，中間軸９３０と一体的に回転するハウジング９６５内部に固定した駆動モータ９５１の出力軸９５２は，ウェーブジェネレータ９２のカム９２１に圧入してある。
【０００８】
駆動モータ９５１は，ハウジング９６５の内側に固定されたステータ９５３と，該ステータ９５３の内側に配置されたロータ９５４と，該ロータ９５４の回転を出力する出力軸９５２とを有している。そして，この出力軸９５２と一体的に回転するウェーブジェネレータ９２を回転させることにより，サーキュラスプライン９１とフレクスプライン９３との間の伝達比を変更できるように構成してある。
すなわち，伝達比可変機構９５０は，駆動モータ９５１の回転により，中間軸９３０と中間軸９４０との間の伝達比を変更するように構成してある。
【０００９】
ここで，上記のごとく，駆動モータ９５１は，中間軸９３０と一体回転するハウジング９６５内部に固定してある。一方，この駆動モータ９５１には，電源を供給するためのリード線や，制御信号等を伝送するためのリード線等を接続する必要がある。
そのため，上記駆動モータ９５１の回転を吸収できるよう，上記リード線を配設することが必要になる。
【００１０】
そこで，図７に示すごとく，リード線を並列配置したフラットケーブル９５７を，中間軸９３０の外周側にスパイラル状（うず巻き状）に緩く巻き付けて配置する場合がある。この場合には，さらに，このフラットケーブル９５７を，ハウジング９６５と相対回転するよう構成したカバー９５８に収容すると共に，外周側の端部を，回り止めしたカバー９５８に固定する。
上記のように構成した伝達比可変機構９５０であれば，中間軸９３０の回転動作による影響を，カバー９５８の内部で生じる上記スパイラル状のフラットケーブル９５７の拡縮に変換して吸収することができる。
そして，例えば，カバー９５８の外周側に配設した入出力端子９５９を介して，フラットケーブル９５７と車体側ケーブル（図示略）とを相互に電気的に接続することにより，ＥＣＵ等の外部機器による駆動モータ９５１の制御ができるよう構成される。
【００１１】
ここで，車体側ケーブル及び入出力端子９５９に作用するおそれがあるストレスを抑制するため，車体側ケーブルを接続する上記カバー９５８を回り止めしておく必要がある。
一般的に，上記車両用操舵装置９では，不快な走行振動等を操舵ハンドル９１０へ伝達しないよう，車体側との相対的な動きがある程度許容されている。そのため，車体側と伝達比可変機構９５０との間には，振動等，相対的な動きを生じるおそれがある。
そこで，従来では，上記伝達比可変機構９５０を構成するカバー９５８と，車体側とをワイヤ等の非剛体的な部材によって接続し，カバー９５８の回り止めを施す場合がある。
【００１２】
【特許文献１】
特開２０００−２３２０４１号公報（明細書の段落番号「００１３」〜「００１７」，第２図及び第３図）
【００１３】
【解決しようとする課題】
しかしながら，上記従来の車両用操舵装置９においては，次のような問題がある。すなわち，上記のごとくハウジング９６５自体を回転軸体として構成した上記伝達比可変機構９５０は，中間軸９３０と中間軸９４０との間に釣り下げるように支持するより他なかった。
【００１４】
そのため，従来の車両用操舵装置９では，中間軸９３０及び９４０と，伝達比可変機構９５０との取り付け剛性が十分でない場合には，伝達比可変機構９５０の取り付け姿勢が安定しないおそれがあった。
一方，伝達比可変機構９５０の取り付け剛性を十分に高く確保するには，中間軸９３０や中間軸９４０の取り付け剛性にまで遡って，根本的な対策を施す必要があった。
【００１５】
さらに，従来の車両用操舵装置９５０では，ワイヤ等によって回り止めしたカバー９５８の回り止めが不十分であるという問題があった。
そのため，上記車体側ケーブルの長さに余裕を持たせて設計したり，車体側ケーブルと入出力端子９５９との接続構造等を強化する等の対策が必要であった。
【００１６】
本発明は，かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので，伝達比可変機構を備えた車両用操舵装置において，伝達比可変機構の取り付け構造が簡単であって，かつ，信頼性が高い車両用操舵装置を提供しようとするものである。
【００１７】
【課題の解決手段】
本発明は，操舵ハンドルと略一体的に回転する第１ステアリングシャフトと，転舵輪を転舵するための転舵ロッド及び該転舵ロッドに連結された第２ステアリングシャフトをハウジングに収容したステアリングギアボックスと，上記第１ステアリングシャフトから上記第２ステアリングシャフトへの回転伝達比を変化させるよう構成された伝達比可変機構とを有する車両用操舵装置において，
上記伝達比可変機構は，上記第１ステアリングシャフトと略一体回転するよう構成された中空構造を有するハウジングシャフトと，該ハウジングシャフトの内周側に固定して配設された駆動モータと，上記第１ステアリングシャフトの外周側に相対回転するように外挿され上記駆動モータに接続されるリード線を収容したカバーと，上記ハウジングシャフトに収容した減速機と，上記第２ステアリングシャフトに回転駆動力を伝達するアウトプットシャフトとを有しており，
上記第２ステアリングシャフトと上記アウトプットシャフトとは，一体的に接続してあり，
上記カバーは，上記ステアリングギアボックスの上記ハウジングから延設された固定部材に係合して，回り止めされていることを特徴とする車両用操舵装置にある（請求項１）。
【００１８】
本発明の車両用操舵装置では，上記第２ステアリングシャフトと上記アウトプットシャフトとを一体的に接続する構造により，上記ステアリングギアボックスに上記伝達比可変機構を支持させてある。
そのため，上記ステアリングギアボックスに対する上記伝達比可変機構の振動等，相対的な動きを抑制することができる。
そして，上記ステアリングギアボックスと上記伝達比可変機構との間の相対的な動きを抑制することにより，上記伝達比可変機構から上記ステアリングギアボックスへの回転駆動力の伝達ロス等を抑制し，運転者らが体感する操舵感を向上することができる。
【００１９】
また，上記のごとく，上記ステアリングギアボックスと一体化した上記伝達比可変機構では，上記ステアリングギアボックスの上記ハウジングから延設した上記固定部材を介して上記カバーを，確実に回り止めすることができる。
そして，上記カバーの回り止めを確実にすることで，上記リード線や，車体側ケーブルに生じるおそれのあるストレスを抑制することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明においては，上記リード線が２本以上ある場合には，各リード線を個別にスパイラル状に巻き付けても良く，予め束ねて一本化したうえスパイラル状に巻き付けても良い。
さらに，一本化した上記リード線としては，各リード線を直線的に並列配置したフラットケーブルとするのが良い。平板状を呈するフラットケーブルであれば，軸体への巻き付けが容易であると共に，上記スパイラル状のリード線における
径方向の厚みを抑制することができる。
【００２１】
また，上記第２ステアリングシャフトと上記アウトプットシャフトとを一体的に接続する構造としては，両軸間のスプライン結合や，キー結合や，フランジ結合などの機械的な接続構造の他，溶接や一体成形等による一体化構造等，種々の構造がある。
【００２２】
また，上記固定部材は，上記ハウジングシャフトの少なくとも一部を回転可能に支持するよう構成された回転支持部を有していることが好ましい（請求項２）。
この場合には，上記伝達比可変機構の上記ハウジングシャフトを，上記回転支持部により回転支持することにより，さらに剛性高く上記伝達比可変機構を支持することができる。
【００２３】
また，上記ステアリングギアボックス内には，上記操舵ハンドルの操作力を低減する油圧を制御するためのサーボバルブを内蔵しており，
上記ステアリングギアボックスを構成する上記ハウジングは，上記伝達比可変機構側に，上記サーボバルブを収容するバルブハウジング部を有しており，
該バルブハウジング部から上記固定部材を延設してあることが好ましい（請求項３）。
この場合には，上記ハウジングの一部をなす上記バルブハウジング部に固定した上記固定部材により，上記カバーを確実に回り止めすることができる。
上記伝達比可変機構側に配置された上記バルブハウジング部によれば，効率良く上記固定部材を配置することができる。
【００２４】
また，上記第２ステアリングシャフトと，上記アウトプットシャフトとは，一方の端面から穿設した凹部に，他方の端部を挿入する差込構造により，一体的に接続してあることが好ましい（請求項４）。
この場合には，上記差込構造によれば，上記伝達比可変機構を，上記第２ステアリングシャフトにより剛性高く支持することができる。
【００２５】
【実施例】
（実施例１）
本例の車両用操舵装置１について，図１〜図３を用いて説明する。
本例の車両用操舵装置１は，図２に示すごとく，操舵ハンドル３００（図１）と略一体的に回転する第１ステアリングシャフト１１０と，転舵輪を転舵するための転舵ロッド２９０及び該転舵ロッド２９０に連結された第２ステアリングシャフト２２０をハウジング２１０に収容したステアリングギアボックス２０と，第１ステアリングシャフト１１０から上記第２ステアリングシャフト２２０への回転伝達比を変化させる伝達比可変機構１０とを有している。
【００２６】
上記伝達比可変機構１０は，第１ステアリングシャフト１１０と略一体回転するよう構成された中空構造を有するハウジングシャフト１６０と，該ハウジングシャフト１６０の内周側に固定して配設された駆動モータ１５０と，第１ステアリングシャフト１１０の外周側に相対回転するように外挿され上記駆動モータ１５０に接続されるリード線（本例では，フラットケーブル１２１に相当。）を収容したカバー１２０と，ハウジングシャフト１６０に収容した減速機１３０（以下，適宜波動歯車減速機１３０と記載。）と，第２ステアリングシャフト２２０に回転駆動力を伝達するアウトプットシャフト１４０とを有している。
【００２７】
ここで，第２ステアリングシャフト２２０とアウトプットシャフト１４０とは，一体的に接続してある。
そして，上記カバー１２０は，ステアリングギアボックス２０のハウジング２１０から延設された固定部材４２に係合して，回り止めされている。
以下に，この内容について詳しく説明する。
【００２８】
本例の車両用操舵装置１は，左右室に油圧を導入するパワーシリンダ（図示略）の作用により操舵ハンドル３００の操作力を低減できるように構成した油圧式の操舵装置である。
この車両用操舵装置１は，図１に示すごとく，操舵ハンドル３００と，伝達比可変機構１０と，油圧制御用のサーボバルブ２２９（図２）を備えたステアリングギアボックス２０と，図示しない転舵輪とを有している。
【００２９】
そして，操舵ハンドル３００と一体の操舵軸３１０の回転駆動力は，ユニバーサルジョイント３２０，３４０と，２個のユニバーサルジョイント３２０，３４０の中間に配設された中間軸３３０とを介して，伝達比可変機構１０に一端部を挿入する第１ステアリングシャフト１１０に伝達されるように構成してある。
【００３０】
本例では，特に，図２に示すごとく，第２ステアリングシャフト２２０をアウトプットシャフト１４０の凹部１４５に挿入する差込構造や，バルブハウジング部２１２から延設した固定部材４２による保持構造等より，伝達比可変機構１０を剛性高く支持できるようにステアリングギアボックス２０を構成してある。
【００３１】
そして，本例の車両用制御装置１においては，伝達比可変機構１０は，図示しないＶＧＲＳ（ＶＧＲＳ：Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｇｅａｒ Ｒａｔｉｏ Ｓｙｓｔｅｍ）用ＥＣＵにより制御されるように構成してある。本例では，車速信号等をＶＧＲＳ用ＥＣＵに入力して，車速やハンドルトルク等の操舵状況に応じて伝達比可変機構１０の伝達比を適切に制御できるように構成してある。
【００３２】
図２に示すごとく，ステアリングギアボックス２０は，油圧制御用のサーボバルブ２２９を備えたラック・アンド・ピニオン形式のギアボックスであり，バルブハウジング部２１２とギアハウジング部２１１とを組み合わせたハウジング２１０に収容してある。
【００３３】
このステアリングギアボックス２０は，図２に示すごとく，ギアハウジング部２１１を貫通する転舵ロッド２９０と，該転舵ロッド２９０と略直交する方向から，ギアハウジング部２１０に挿入される第２ステアリングシャフト２２０とを有している。また，バルブハウジング部２１２には，第２ステアリングシャフト２２０を貫通すると共に，その外周側に上記サーボバルブ２２９を組み付けてある。
また，本例のバルブハウジング部２１２には，伝達比可変機構１０を保持するための固定部材４２をボルト接合してある。
【００３４】
そして，図２に示すごとく，第２ステアリングシャフト２２０は，転舵ロッド２９０側の伝達シャフト部２８０と，アウトプットシャフト１４０側のトーションバー部２２１とを，略同軸上に有している。
ここで，トーションバー部２２１と，伝達シャフト部２８０とは，スプライン結合により接続してある。また，伝達シャフト部２８０と，転舵ロッド２９０とは，ギア係合により連結させてある。
【００３５】
すなわち，ステアリングギアボックス２０は，第２ステアリングシャフト２２０の回転運動を，転舵ロッド２９０の軸線方向の直進運動に変換できるように構成してある。
なお，この転舵ロッド２９０の両端には，図示しない転舵輪が接続されており，転舵ロッド２９０の軸線方向の直進運動により転舵輪の転舵角を変更できるように構成してある。
【００３６】
第２ステアリングシャフト２２０の一部であるトーションバー部２２１は，図２に示すごとく，小径に形成されており，その先端を上記伝達シャフト部２８０にスプライン結合している。そして，伝達シャフト部２８０に回転駆動力を伝達する際に，この小径のトーションバー部２２１に微少なねじれを生じ得るように構成してある。
【００３７】
一方，図２に示すごとく，トーションバー部２２１には，スプール２２２を外挿してある。そして，第２ステアリングシャフト２２０の伝達比可変機構１０側の端部において，スプール２２２と第２ステアリングシャフト２２０とをスプライン結合してある。
そのため，トーションバー部２２１に生じたねじれを，スプール２２２と伝達シャフト部２８０との相対回転として顕在化することができる。
【００３８】
そして，本例のステアリングギアボックス２０では，図２に示すごとく，トーションバー部２２１の外周側に，油圧制御用のロータリ形のサーボバルブ２２９を配設してある。
本例のサーボバルブ２２９は，スプール２２２に形成されたロータ弁部材２１８と，該ロータ弁部材２１８とバルブハウジング部２１２との間隙に回動自在に収容されると共に，結合ピン２１７により伝達シャフト部２８０と連結されたスリーブ弁部材２９５とよりなる。
【００３９】
このサーボバルブ２２９は，供給ポート２９１，排出ポート２９２及び一対の給排ポート２９３，２９４を有するロータリ形の４ポート絞り切換弁を形成している。
そして，一対の給排ポート２９３，２９４を，上記のごとく，転舵ロッド２９０の動作をアシストする図示しないパワーシリンダの左右室に接続してある。
【００４０】
次に，伝達比可変機構１０について説明する。本例の伝達比可変機構１０は，図２に示すごとく，第１ステアリングシャフト１１０にスプライン結合して回転駆動力を入力するハウジングシャフト１６０と，上記第２ステアリングシャフト２２０に回転駆動力を伝達するアウトプットシャフト１４０とを有している。
【００４１】
そして，ハウジングシャフト１６０内に収容した波動歯車減速機１３０と駆動モータ１５０とにより，ハウジングシャフト１６０とアウトプットシャフト１４０との間の回転伝達比を変更できるように構成してある。
さらに，ハウジングシャフト１６０における第１ステアリングシャフト１１０とのスプライン結合部１６１の外周側には，後述するフラットケーブル１２１を収容するカバー１２０を外挿してある。
ここで，ハウジングシャフト１６０におけるステアリングギアボックス２０側の端部である小径端部１６５は，上記固定部材４２の回転支持部４２２により回転支持されるよう構成してある。
【００４２】
第１ステアリングシャフト１１０とスプライン結合されるハウジングシャフト１６０は，中空貫通構造を有する筒形状を呈する円筒部１６２を有している。
ハウジングシャフト１６０における第１ステアリングシャフト１１０側の端部には，同軸上に内挿された第１ステアリングシャフト１１０とスプライン結合するスプライン結合部１６１を形成してある。
【００４３】
ハウジングシャフト１６０における第２ステアリングシャフト２２０側の端部には，アウトプットシャフト１４０のスプライン接合部１４１を収容する小径端部１６５を形成してある。この小径端部１６５は，固定部材４２に固定した回転支持部４２２を外挿するように構成してある。
そして，ハウジングシャフト１６０の円筒部１６２の内周には，ハウジングシャフト１６０と略同一の回転軸を有するモータ出力軸１５８を備えた駆動モータ１５０を固定してあると共に，減速機としての波動歯車減速機１３０を収容してある。
本例では，波動歯車減速機１３０を構成する後述するサーキュラスプライン１３２を，円筒部１６２の内側に固定してある。
【００４４】
上記駆動モータ１５０は，モータケース１５６に収容した状態で円筒部１６２内部に固定してある。駆動モータ１５０は，略円筒形状のモータケース１５６の内側に固定したステータ１５３と，モータ出力軸１５８に外挿されたロータ１５４とを有している。そして，モータ出力軸１５８は，上記の波動歯車減速機１３０を構成するカム１３１に圧入してある。
そして，駆動モータ１５０には，導電性の電線を並列配置してフラット化したフラットケーブル１２１を電気的に接続してある。
【００４５】
ここで，ハウジングシャフト１６０と一体回転する駆動モータ１５０の回転を吸収できるように，図２及び４に示すごとく，フラットケーブル１２１は，ハウジングシャフト１６０のスプライン結合部１６１の外周側に，スパイラル状に巻き付けて配置してある。そして，このスパイラル状のフラットケーブル１２１の内周側の端部を，駆動モータ１５０に固定して，電気的な導通を確保してある。
【００４６】
さらに，スパイラル状のフラットケーブル１２１は，図４に示すごとく，上記スプライン結合部１６１に外挿した上記カバー１２０の内部に収容してあると共に，その外周側の端部を，カバー１２０の内周面に固定してある。
そして，カバー１２０の外側に配設した入出力端子２１９と，フラットケーブル１２１との電気的な接続により，上記ＶＧＲＳ用ＥＣＵ等の外部機器による駆動モータ１５０の制御を可能としている。
【００４７】
さらに，カバー１２０は，図４に示すごとく，外周面の周方向１カ所に，貫通穴を穿孔した係合受部１２４を有している。そして，この係合受部１２４の貫通穴に，上記固定部材４２の後述する係合ピン部４２４を係合させることにより，カバー１２０が回り止めされるように構成してある。
【００４８】
上記のアウトプットシャフト１４０は，図２に示すごとく，ハウジングシャフト１６０の内側に配設したベアリング１４８，１４９により回転自在に支持されている。そして，波動歯車減速機１３０側の端部には，後述するフレクスプライン１３４の外周のスプライン歯と係合するジョイント部１２７を形成してある。
このジョイント部１２７は，端面から凹むと共に，軸方向に略平行な内周面にスプライン歯を形成した凹部１２８を有している。そして，この凹部１２８の内周のスプライン歯と，フレクスプライン１３４の外周のスプライン歯とが係合するように構成してある。
【００４９】
アウトプットシャフト１４０におけるステアリングギアボックス２０側の端面には，内周スプライン歯を形成した凹部１４５を形成してある。第２ステアリングシャフト２２０における外周スプライン歯を形成した端部を，凹部１４５に挿入した差込構造により，アウトプットシャフト１４０と第２ステアリングシャフト２２０とをスプライン結合してある。
【００５０】
そして，対向して配置されるアウトプットシャフト１４０と，駆動モータ１５０との間に形成される空間に，波動歯車減速機１３０を配置してある。
この波動歯車減速機１３０は，図３に示すごとく，サーキュラスプライン１３２と，フレクスプライン１３４と，ウェーブジェネレータ１３６とを含む減速機である。
【００５１】
上記サーキュラスプライン１３２は，図３に示すごとく，リング形状を呈する剛体部品であり，内周面にスプライン歯を形成してある。本例では，ハウジングシャフト１６０の円筒部１６２に嵌入したサーキュラスプライン１３２は，図示しないキーによりハウジングシャフト１６０の内側に固定してある。
【００５２】
上記フレクスプライン１３４は，図３に示すごとく，カップ形状を呈する金属よりなる弾性体の部品である。そして，フレクスプライン１３４の開口端部付近の外周面には，サーキュラスプライン１３２のスプライン歯と同一ピッチであって，かつ，サーキュラスプライン１３２の歯数よりも２枚少ない歯数のスプライン歯を形成してある。
そして，サーキュラスプライン１３２の内周面のスプライン歯と，フレクスプライン１３４の外周面のスプライン歯とがスプライン係合するよう構成してある。
【００５３】
本例では，さらに，フレクスプライン１３４の外周のスプライン歯には，図２に示すごとく，アウトプットシャフト１４０のジョイント部１２７を係合させてある。ここで，ジョイント部１２７の凹部１２８の内周面には，フレクスプライン１３４のスプライン歯と同一ピッチ，同一歯数のスプライン歯を形成してある。
【００５４】
また，上記ウェーブジェネレータ１３６は，図３に示すごとく，楕円形状を呈するカム１３１の外周に，ボールベアリング１３５を嵌合した部品である。カム１３１に固定されたボールベアリング１３５の内輪部１３７は，カム１３１と一体的に回転するように構成してある。また，ボールベアリング１３５の外輪部１３３は，カム１３１の回転に伴って弾性変形するように構成されている。
【００５５】
さらに，このウェーブジェネレータ１３６は，図３に示すごとく，カップ形状を呈するフレクスプライン１３４内部に嵌入してあり，フレクスプライン１３４におけるスプライン歯が形成された部分の内周面と，ウェーブジェネレータ１３６における外輪部１３３の外周面とを接触させてある。ここで，ウェーブジェネレータ１３６の嵌入により開口部の形状を楕円形状に撓められたフレクスプライン１３４は，外輪部１３３と隙間なく接触するよう構成してある。
【００５６】
また，ここで，上記のごとく構成された波動歯車減速機１３０の動作の概略について説明しておく。この波動歯車減速機１３０では，図３に示すごとく，ウェーブジェネレータ１３６のカム１３１の回転によりフレクスプライン１３４とサーキュラスプライン１３２との間の伝達比を変更できるように構成されている。
【００５７】
すなわち，フレクスプライン１３４の内部でカム１３１を回転させると，フレクスプライン１３４の開口部が順次，弾性変形していき，あたかも，その楕円形状が回転するような状態を呈する。そして，このフレクスプライン１３４の弾性変形により，フレクスプライン１３４とサーキュラスプライン１３２との噛み合い位置は，周方向に移動していく。
【００５８】
ここで，上記のごとく，フレクスプライン１３４のスプライン歯及び，サーキュラスプライン１３２のスプライン歯としては，同一ピッチのスプライン歯を形成してある一方，サーキュラスプライン１３２のスプライン歯の歯数を，フレクスプライン１３４のスプライン歯の歯数よりも２枚多くしてある。そのため，カム１３１が１回転することにより，フレクスプライン１３４とサーキュラスプライン１３２との噛み合い位置が周方向に１回転分だけ移動する間に，フレクスプライン１３４とサーキュラスプライン１３２との間に相対回転を生じる。
【００５９】
そして，波動歯車減速機１３０は，図３に示すごとく，フレクスプライン１３４とサーキュラスプライン１３２との間の相対回転量に応じて，フレクスプライン１３４とサーキュラスプライン１３２との間の伝達比を変更するよう構成されている。
なお，フレクスプライン１３４と係合するアウトプットシャフト１４０（図２）は，フレクスプライン１３４のスプライン歯と同一ピッチ，同一歯数のスプライン歯を有している。そのため，カム１３１が回転しても，フレクスプライン１３４とアウトプットシャフト１４０との間に相対回転は生じない。
すなわち，本例では，カム１３１の回転により，アウトプットシャフト１４０（図２）とサーキュラスプライン１３２との間に相対回転を生じるように，伝達比可変機構１０を構成してある。
【００６０】
したがって，図２に示すごとく，モータシャフト１５２と一体的に回転するカム１３１の回転に応じて，アウトプットシャフト１４０と，サーキャラスプライン１３２と一体的に回転するシャフトハウジング１６０との間に相対回転を生じることとなる。
このように，駆動モータ１５０から入力される回転により，シャフトハウジング１６０とスプライン結合された第１ステアリングシャフト１１０と，アウトプットシャフト１４０との間の回転伝達比を変更できるよう，伝達比可変機構１０は構成されている。
【００６１】
上記固定部材４２は，図２に示すごとく，ステアリングギアボックス２０から伝達比可変機構１０に向けて，軸方向に略平行に伸びる略平板状の剛体部材である。ステアリングギアボックス２０側の端部には，ステアリングギアボックス２０の外周面にボルト固定するためのボルト固定部４２１を有している。
【００６２】
固定部材４２における伝達比可変機構１０側の端部には，ケーブル用のカバー１２０の係合受部１２４の上記貫通穴に係合して，該ケーブル用のカバー１２０を回り止めする係合ピン部４２４を有している。
また，ボルト固定部４２１と係合ピン部４２４との間には，ハウジングシャフト１６０の小径端部１６５を軸支する回転支持部４２２を固定してある。
【００６３】
以上のように構成された車両用操舵装置１において，伝達比可変機構１０を制御する方法について，簡単に説明する。
伝達比可変機構１０の制御処理を実施する上記のＶＧＲＳ用ＥＣＵでは，車速信号等，入力された情報に基づいて，第１ステアリングシャフト１１０と第２ステアリングシャフト１２０との間の適正な伝達比を計算する。
さらに，ＶＧＲＳ用ＥＣＵは，駆動モータ１５０に供給すべきモータ電圧を算出すると共に，そのモータ電圧により駆動モータ１５０を駆動して，伝達比可変機構１０において適正な回転伝達比を実現する。
【００６４】
このように，本例の車両用操舵装置１においては，アウトプットシャフト１４０及び第２ステアリングシャフト２２０の差込構造と，上記固定部材４２の回転支持部４２２による軸支構造とにより，ステアリングギアボックス２０により伝達比可変機構１０を支持させてある。
そのため，この車両用操舵装置１では，伝達比可変機構１０は，剛性高く上記ステアリングギアボックス２０に接続されており，その取り付け信頼性が高い。ステアリングギアボックス２０と伝達比可変機構１０との間の相対振動が抑制されるため，伝達比可変機構１０による第１ステアリングシャフト１１０及び第２ステアリングシャフト２２０間の回転伝達比の制御性も良好である。
【００６５】
さらに，上記の伝達比可変機構１０では，ステアリングギアボックス２０から延設された固定部材４２によりカバー１２０を回転止めしてある。
そのため，カバー１２０が所定の回転位置からずれることにより，内部のフラットケーブル１２１や，車体側ケーブル等にストレスが作用するおそれを抑制することができる。また，車体側ケーブルを接合した入出力端子２１９に作用するおそれがあるストレスを抑制することができる。
このように，上記固定部材４２により，カバー１２０を確実に回り止めした本例の車両用操舵装置１の構造によれば，電気的な信頼性が良好である。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１における，車両用操舵装置の構成を示す説明図。
【図２】実施例１における，伝達比可変機構及びステアリングギアボックスの構造を示す断面図。
【図３】実施例１における，波動歯車減速機を示す正面図。
【図４】実施例１における，カバー内部におけるフラットケーブルの収容状態を示す図で，図１におけるＡ−Ａ線矢視断面図。
【図５】従来例における，車両用操舵装置の構成を示す説明図。
【図６】従来例における，伝達比可変機構を示す断面図。
【図７】従来例における，カバー内部におけるフラットケーブルの収容状態を示す図で，図９におけるＢ−Ｂ線矢視断面図。
【符号の説明】
１．．．車両用操舵装置，
１０．．．伝達比可変機構，
１１０．．．第１ステアリングシャフト，
１２０．．．カバー，
１３０．．．波動歯車減速機，
１３１．．．カム，
１３２．．．サーキュラスプライン，
１３４．．．フレクスプライン，
１３６．．．ウェーブジェネレータ，
１２４．．．係合受部，
１５０．．．駆動モータ，
１５１．．．モータ出力軸，
１５２．．．モータシャフト，
１６０．．．ハウジングシャフト，
２０．．．ステアリングギアボックス，
２１０．．．ハウジング，
２１１．．．ギアハウジング部，
２１２．．．バルブハウジング部，
２２０．．．第２ステアリングシャフト，
２９０．．．転舵ロッド，
３００．．．操舵ハンドル，
４２．．．固定部材，
４２４．．．係合ピン部，
Claims (4)
- 操舵ハンドルと略一体的に回転する第１ステアリングシャフトと，転舵輪を転舵するための転舵ロッド及び該転舵ロッドに連結された第２ステアリングシャフトをハウジングに収容したステアリングギアボックスと，上記第１ステアリングシャフトから上記第２ステアリングシャフトへの回転伝達比を変化させるよう構成された伝達比可変機構とを有する車両用操舵装置において，
上記伝達比可変機構は，上記第１ステアリングシャフトと略一体回転するよう構成された中空構造を有するハウジングシャフトと，該ハウジングシャフトの内周側に固定して配設された駆動モータと，上記第１ステアリングシャフトの外周側に相対回転するように外挿され上記駆動モータに接続されるリード線を収容したカバーと，上記ハウジングシャフトに収容した減速機と，上記第２ステアリングシャフトに回転駆動力を伝達するアウトプットシャフトとを有しており，
上記第２ステアリングシャフトと上記アウトプットシャフトとは，一体的に接続してあり，
上記カバーは，上記ステアリングギアボックスの上記ハウジングから延設された固定部材に係合して，回り止めされていることを特徴とする車両用操舵装置。 - 請求項１において，上記固定部材は，上記ハウジングシャフトの少なくとも一部を回転可能に支持するよう構成された回転支持部を有していることを特徴とする車両用操舵装置。
- 請求項１又は２において，上記ステアリングギアボックス内には，上記操舵ハンドルの操作力を低減する油圧を制御するためのサーボバルブを内蔵しており，
上記ステアリングギアボックスを構成する上記ハウジングは，上記伝達比可変機構側に，上記サーボバルブを収容するバルブハウジング部を有しており，
該バルブハウジング部から上記固定部材を延設してあることを特徴とする車両用操舵装置。 - 請求項３において，上記第２ステアリングシャフトと，上記アウトプットシャフトとは，一方の端面から穿設した凹部に，他方の端部を挿入する差込構造により，一体的に接続してあることを特徴とする車両用操舵装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003057620A JP2004262411A (ja) | 2003-03-04 | 2003-03-04 | 車両用操舵装置 |
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| JP2003057620A JP2004262411A (ja) | 2003-03-04 | 2003-03-04 | 車両用操舵装置 |
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| JP2004262411A true JP2004262411A (ja) | 2004-09-24 |
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Family Applications (1)
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| JP2003057620A Pending JP2004262411A (ja) | 2003-03-04 | 2003-03-04 | 車両用操舵装置 |
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|---|---|---|---|---|
| JP2007099242A (ja) * | 2005-10-07 | 2007-04-19 | Toyota Motor Corp | 車両用ステアリング装置およびその組立方法 |
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-
2003
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