JP2007118646A

JP2007118646A - 車両用操舵装置

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Publication number: JP2007118646A
Application number: JP2005309743A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Imamura; 昌幸今村
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2005-10-25
Filing date: 2005-10-25
Publication date: 2007-05-17

Abstract

【課題】モータ軸ロック時に空転を回避しつつ、耐久性を向上可能な車両用操舵制御装置を提供すること。
【解決手段】ステアリングホイールに連結された入力軸と、操向輪に連結された出力軸とを有し、モータの回転駆動により前記入力軸と前記出力軸との伝達比を変更する可変舵角手段を備えた車両用操舵制御装置において、外周に前記モータの回転と同期する同期部を有し、内周全体に亘って形成された被係合部を有する従動部材と、内周に前記モータ軸方向に移動可能な移動部を有し、前記被係合部と略同一径の外周全体に亘って形成され前記被係合部と係合する係合部を有するロック部材と、前記ロック部材の軸方向位置を、前記被係合部と係合状態となる位置と、非係合状態となる位置とに変位させる変位手段と、を備えた。
【選択図】図２

Description

本発明は、ステアリングホイールの操舵角に対する操向輪の転舵量を任意に変更可能な可変舵角制御装置に関し、特に可変舵角制御装置のロック機構に関する。

可変舵角制御装置のロック機構として、特許文献１に記載の技術が開示されている。この公報には、モータフェール時にイグニッションOFF時のステアリングホイールの空回りを防止するため、モータの回転を拘束するロック機構が設けられている。このロック機構は、モータ軸と共に回転し、外周上に４つの溝を設けたロックホルダーと、この溝と係合するロックレバーと、このロックレバーの位置を制御するソレノイドから構成されている。ロック指令が出力されると、ソレノイドが非通電状態とされ、ロックレバーがロックホルダー側に付勢される。ロックレバーの先端がロックホルダーの溝位置と一致すると、ロックホルダーを介してモータ軸が拘束される。
特開２０００−２１１５４１号公報

しかしながら、上記従来技術にあっては、溝はロックホルダーの外周上に４つ設けられているのみであり、モータ軸を拘束するまでに空転状態となり、ロックタイミングによっては、ロック指令が出力されてから９０°程度回転する虞があった。また、溝の数を増やすことでロック指令からのズレを小さくすることも考えられるが、溝とロックホルダーは一箇所のみで係合するため、必要な強度を確保するには、有る程度の溝間距離が必要となり、単に溝の数を増やすのは困難であった。

本発明は、上述の課題に着目してなされたもので、モータ軸ロック時に空転を回避しつつ、耐久性を向上可能な車両用操舵制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の車両用操舵制御装置では、ステアリングホイールに連結された入力軸と、操向輪に連結された出力軸とを有し、モータの回転駆動により前記入力軸と前記出力軸との伝達比を変更する可変舵角手段を備えた車両用操舵制御装置において、外周に前記モータの回転と同期する同期部を有し、内周全体に亘って形成された被係合部を有する従動部材と、内周に前記モータ軸方向に移動可能な移動部を有し、前記被係合部と略同一径の外周全体に亘って形成され前記被係合部と係合する係合部を有するロック部材と、前記ロック部材の軸方向位置を、前記被係合部と係合状態となる位置と、非係合状態となる位置とに変位させる変位手段と、を備えたことを特徴とする。

すなわち、係合時にロック部材を軸方向に変位させるのみで、係合部と被係合部を内外周全体に亘って係合させることが可能となり、係合トルクを全周に亘って分担することができる。これにより、係合箇所における要求強度を小さくすることが可能となり、耐久性を向上しつつ、係合箇所間の距離を短く設定することで、ロックまでのタイムラグを小さくすることができる。

以下、本発明の車両用操舵装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。

図１は実施例１の車両用操舵装置の構成を表す概略図である。ステアリングホイール１には、ステアリングシャフト２が接続されている。ステアリングシャフト２にはステアリングホイール操舵角を検出する操舵角センサ８が設けられている。ステアリングシャフト２には、自在継ぎ手６を介して中間シャフト３が連結され、更に中間シャフト３には自在継ぎ手６を介してピニオンシャフト４が接続されている。ピニオンシャフト４の下端にはピニオン４ａ（図２参照）が設けられ、ピニオン４ａには車体側に固定支持された可変舵角機構５が噛合されている。尚、ステアリングシャフト２及び中間シャフト３はインストルメントパネル９よりも車室内側に配置され、可変舵角機構５はインストルメントパネル９よりもエンジンルーム側に配置される。ピニオン４ａは、可変舵角機構５に形成されたラック歯と噛み合うことで周知のラック&ピニオン機構を構成している。

運転者によりステアリングホイール１が操作されると、ステアリングシャフト２の回転が中間シャフト３及びピニオンシャフト４を介して可変舵角機構５に伝達され、可変舵角機構５から出力されたステアリングロッド５４の軸方向移動により操向輪７を転舵する。尚、可変舵角機構５については、後述する。

アシストコントロールユニット１０には、操舵角センサ８により検出された操舵角θと、可変舵角機構５のモータ５７に設けられた回転角センサ１２と、車速センサ１１により検出された車速VSP等が入力される。また、アシストコントロールユニット１０内には、操舵角に対する転舵角の舵角比を演算し、モータ５７に対し駆動制御信号を出力するモータ駆動量制御部１０２と、後述するロック機構５８に対し可変舵角機構５の非制御時におけるモータ５７の回転を規制する制御指令を出力するロック制御部１０１が設けられている。

尚、操向輪７の転舵角はステアリングロッド５４の軸方向移動量δによって演算される。この軸方向移動量δは、操舵角θと回転角センサ１２の回転角を加減算することにより算出可能に構成されている。アシストコントロールユニット１０では、各センサ値に基づいて、操舵角θに対する転舵角（すなわち軸方向移動量δ）が演算され、可変舵角機構５に対し制御指令を出力する。

図２は可変舵角機構５の詳細を表す拡大部分断面図である。可変舵角機構５のハウジング５０は、車体側に固定支持されている。ハウジング５０は、ピニオン４ａを収装するピニオン収装部５０ａと、モータ５７を固定支持するモータ支持部５０ｂと、後述する回転伝達部材としてのギヤ５５を支持するギヤ支持部５０ｃと、円筒部５０ｄと、後述するロック機構５８を固定支持するロック機構収装部５０ｅとを有する。

円筒部５０ｄ内には、略円筒状であってピニオン４ａと噛合する面にラック歯５１ａが形成されたラック部材５１と、このラック部材５１の内周側に同軸上に配置され、外周にボールねじ５４ａが形成されたステアリングロッド５４が設けられている。

尚、ラック部材５１自体を円筒部５０ｄとの間で軸方向移動可能に固定してもよいし、ステアリングロッド５４を円筒部５０ｄとの間で軸方向移動可能に固定し、このステアリングロッド５４にラック部材５１が支持されるよう構成してもよく、特に限定しない。

ラック部材５１とステアリングロッド５４の間には、ラック部材５１の内周側にローラベアリング５３を介して回転可能に支持されたボールねじナット５２が設けられている。

ボールねじナット５２は、ラック部材５１の軸方向外側に延在されると共に、外周にスプライン５２０を有する延在部５２ａを有する。延在部５２ａの軸方向長さは、ラック歯５１ａの軸方向長さと略同じ長さとされている。また、ボールねじナット５２の外周側であって、ラック部材５１との間に軸方向に離間して配置されたローラベアリング５３との当接部５２ｃは、ローラベアリングの配置位置の中央に向かって傾斜するテーパ形状とされている。よって、ラック部材５１とボールねじナット５２の間、及びボールねじナット５２とステアリングロッド５４との間にスラスト力が作用したとしても、軸心に向かってセンタリングする機能を有する。

ボールねじナット５２の内周は、ステアリングロッド５４の外周に形成されたボールねじ５４ａと係合するボール５２ｂが複数設けられた中空形状とされている。ボール５２ｂは軸方向に複数設けられると共に、円周方向に沿って複数列設けられている。すなわち、ギヤ等の噛み合いでは、わずかな歯の噛み合いによって支持されると共に、バックラッシを設定せざるを得ない。これに対し、実施例１ではボールねじナット５２とボールねじ５４ａとの間を複数点で支持することが可能となり、ガタが少なく簡単な回転制御で軸方向移動制御を達成できる。

ギヤ５５は、内周に前記延在部５２ａのスプライン５２０と嵌合可能なスプライン５５０が形成されている。ギヤ５５は、延在部５２ａの軸方向にボール５５ａを介して摺動可能であって、回転方向の力のみスプライン５５０を介して伝達するよう構成されている。また、ギヤ５５は、ギヤ支持部５０ｃに対しボールベアリング５６を介して回転可能に支持されている。ギヤ５５の外周に形成された歯面は、ピニオン４ａから離れる方向に向かって大径となるテーパ形状とされている。

モータ５７は、モータ駆動軸５７ｃの軸線O_Mとステアリングロッド５４の軸線O_Rとが所定の角度を形成してモータ支持部５０ｂにボルト５７ｂを介して固定支持されている。モータ駆動軸５７ｃにはモータ用ピニオン５７ａが設けられ、このモータ用ピニオン５７ａがギヤ５５と噛合されている。このように、モータ５７を軸線O_Rに対して傾けて取り付けることで、ギヤ５５との間のギヤ比を十分に確保しつつ、モータ５７の外形寸法の大型化を図っている。

ロック機構５８は、ギヤ５５と噛合しモータ５７の回転と同期する同期部としての外歯を有し、内周全体に亘って形成された被係合部であってテーパ形状の内歯を有する従動部材581と、従動部材581の内周と略同一径の外周全体に亘って形成され上記テーパ形状の内歯と係合する外歯を有し、内周にモータ５７の軸方向に移動可能な変位手段としてのプランジャ583と連結されたロック部材582から構成されている。尚、詳細については後述する。

〔可変舵角機構の作用〕
次に、可変舵角機構５の作用について説明する。図３は可変舵角機構５の各制御状態を表す概略図である。図３（ａ）は非操舵状態であって、かつ、可変舵角機構５が非制御時を表す図、図３（ｂ）は操舵状態であって、かつ、可変舵角機構５が転舵角減算制御を行った状態を表す図、図３（ｃ）は操舵状態であって、かつ、可変舵角機構５が転舵角加算制御を行った状態を表す図である。

まず、図３（ａ）において、ピニオン４ａはラック部材５１の略中心に位置しており、ボールねじナット５２の延在部５２ａ外周に配置されたギヤ５５は、延在部５２ａの略中心に位置している。

図３（ｂ）に示すように、運転者がステアリングホイール１を操舵角θで操舵し、ピニオン４ａが図中矢印に示す反時計回り方向に回転すると、ピニオン４ａの回転中心は移動せず、ラック部材５１が図３中、軸方向右側にｆ(θ)だけ移動する。尚、ｆ(θ)とは、操舵角θに対するラック部材５１の軸方向移動量を表す。このとき、可変舵角機構５が何の制御も行わなければ、ラック部材５１の軸方向移動に伴ってボールねじナット５２も軸方向移動し、更にステアリングロッド５４も軸方向に移動するため、ステアリングロッド５４の図３中右側端部は操舵角θに対応する位置ｆ(θ)まで移動する。このとき、ギヤ５５は固定支持されているため、延在部５２ａ上を摺動するのみである。

ここで、可変舵角機構５が転舵角減算制御を行うと、モータ５７が図３中矢印に示す下側方向に回転する。このモータ５７の回転によりギヤ５５が回転され、ボールねじナット５２を回転する。ボールねじナット５２はラック部材５１に対しては軸方向に固定されているため、内周側に配置されたステアリングロッド５４をボールねじ５４ａのねじリードに応じて図３中軸方向左側に移動させ（減算分）、操向輪７の転舵角に対応する軸方向移動量はδとなる。すなわち、モータ５７の回転によりラック部材５１とステアリングロッド５４との軸方向相対移動量を減算することとなる。

一方、図３（ｃ）に示すように、可変舵角機構５が転舵角加算制御を行うと、モータ５７が図３中矢印に示す上側方向に回転する。このモータ５７の回転によりギヤ５５が回転され、ボールねじナット５２を回転する。ボールねじナット５２はラック部材５１に対しては軸方向に固定されているため、内周側に配置されたステアリングロッド５４をボールねじ５４ａのねじリードに応じて図３中軸方向右側に移動（加算分）させる。すなわち、モータ５７の回転によりラック部材５１とステアリングロッド５４との軸方向相対移動量を加算することとなる。上記制御作用は、言い換えると、ピニオン４ａとステアリングロッド５４端部との距離を、ステアリングホイール１の操舵角と独立に加減算可能としている。

〔ロック機構について〕
次に、ロック機構５８の詳細について説明する。図４はロック機構５８の拡大断面図、図５は従動部材581を軸方向プランジャ側から見た正面図である。ロック機構５８は、従動部材581と、ロック部材582と、プランジャ583から構成されている。以下、各構成及び作用について図４及び図５に基づいて詳述する。

従動部材581は、ギヤ５５と噛合しモータ５７の回転と同期する（常に所定のギヤ比を介して連動する）同期部としての外歯581aを有し、この外歯581aは図４中右方向に向かって小径となるようにテーパ形状とされている。この外歯581aは、ギヤ５５よりも小径とされており、モータ５７に対して増速機を介して接続されていることと同義である。また、従動部材581の内周には、内周全体に亘って形成され後述するロック部材582と係合する被係合部であって図４中右方向に向かって大径となるテーパ形状の内歯581bを有する。

また、従動部材581の図４中左側の側面には、円筒部581cが延在されている。この円筒部581cの内周には、コロ軸受50e3のアウターレース581dが設けられている。ロック機構収装部５０ｅの側壁50e'には、円筒部581ｃの内周に延在された支持側円筒部50e2が設けられている。この支持側円筒部50e2の外周にはコロ軸受50e3のインナレース50e2aが設けられている。これにより、従動部材581は側壁50e'に対し回転可能に支持されている。

ロック部材582は、図４中左方向に向かって小径となるようにテーパ形状とされた円錐台形状の外歯582aと、支持側円筒部50e2の内周であって側壁50e'から延在された支持軸583cにより貫通され、この支持軸583c上にロック部材582を軸方向にのみ摺動可能とし、回転方向を規制して支持する支持穴582bと、ロック部材582の図４中右側側面であって連結部材583aが接続される接続部582cと、スプリング583bと連結されるスプリング嵌合部582dから構成されている。

スプリング583bは、一端が上述したようにロック部材582側面に取り付けられ、他端が支持側円筒部50e2と支持軸583cとに挟まれた側壁50e'に設けられたリテーナ部50e4に取り付けられている。また、スプリング583bの初期位置は、ロック部材582が従動部材581と係合する位置、すなわち、図４中左側方向に付勢された状態とされている。

プランジャ583は、ロック機構収装部50eに形成されたプランジャ固定部50e1に固定されている。このプランジャ583は、アシストコントロールユニット１０からの制御指令が無い状態、すなわち非通電状態では、連結部材583aを軸方向従動部材581側に伸びた位置に変位させ、ロック解除指令が出力されると、連結部材583aを吸引し、従動部材581とロック部材582との係合を解除する位置に変位させるよう構成されている（変位手段に相当）。

次に、上記ロック機構５８の作用について説明する。イグニッションがONとされ、可変舵角機構５のシステムが起動されると、ロック制御部１０１からプランジャ583に対しロック解除指令が出力される。すると、プランジャ583の吸引力が作用し、図４中左側方向に付勢されたスプリング583bの弾性力に抗して、ロック部材582が図４中右方に引き寄せられる。これにより、ロック機構５８が解除される。

この状態で可変舵角機構５によるシステムが作動している間、運転者の運転状態（操舵角、車速等）に応じてモータ５７に駆動信号が出力され、舵角比が制御される。このとき、モータ５７の回転はギヤ５５を介して従動部材581に伝達される。すなわち、従動部材581はモータ５７の回転に常に同期して（所定のギヤ比で）回転した状態である。

アシストコントロールユニット１０において、例えば、イグニッションOFF信号やフェール信号等が検出され、可変舵角機構５のシステムを停止する指令がロック制御部１０１に出力されると、ロック制御部１０１からプランジャ583に対してロック指令が出力される。すると、プランジャ583の吸引力が消滅し、スプリング583bの弾性力によってロック部材582が図４中左側に付勢され、ロック部材582と従動部材581とが係合する。上述したように、ロック部材582は回転方向に対し規制されているため、従動部材581の回転も規制され、モータ５７の回転が規制される。

（従来例と実施例１との対比）
次に、特許文献１に示した従来例と実施例１との対比について説明する。従来例にあっては、溝はロックホルダーの外周上に４つ設けられているのみであり、モータ軸を拘束するまでに空転状態となり、ロックタイミングによっては、ロック指令が出力されてから９０°程度回転する虞があった。また、溝の数を増やすことでロック指令からのズレを小さくすることも考えられるが、溝とロックホルダーは一箇所のみで係合するため、必要な強度を確保するには、有る程度の溝間距離が必要となり、単に溝の数を増やすのは困難であった。

これに対し、実施例１では、全周に亘って係合させることが可能となり、係合トルクを全周に亘って分担することができる。これにより、係合箇所における要求強度を小さくすることが可能となり、耐久性を向上しつつ、歯のピッチ（係合箇所間の距離）を短く設定することで、ロックまでのタイムラグを小さくすることができる。

また、従来例では、ロックレバーを周方向外側から内側に向けて溝に挿入するため、ロックレバーの抜け性を考慮してクリアランスを必ず設けなければならない。このクリアランスは回転方向に設けられるため、ロックレバーを挿入した後もステアリング系にガタを生じ、異音等を生じる虞がある。

これに対し、実施例１では、内歯581bと外歯582aは、軸方向の移動によって係合するように構成されると共に、テーパ穴形状と円錐台形状の関係を有することとした。これにより、軸方向移動によってガタ詰めが達成され、ステアリング系に生じるガタを抑制することが可能となり、異音等を抑制することができる。特に、本実施例１では、可変舵角機構５がインストルメントパネル９よりもエンジンルーム側に配置されているため、より異音等の違和感を排除することができる。

また、従来例では、モータ軸に直接ロックホルダーを設けているため、モータ自身のイナーシャが増大し、制御性の悪化を招く虞があった。これに対し、実施例１では、ロック機構５８が大径のギヤ５５を介して設けられているため、モータ５７のイナーシャを増大させることがなく、また、ロック機構５８への過大なトルクの入力を抑制することができる。

上記実施例１に基づく作用効果を下記に列挙する。

(1)外周にモータ５７の回転と同期する外歯581a（同期部）を有し、内周全体に亘って形成された内歯581b（被係合部）を有する従動部材581と、内周に支持軸583c上を（モータ軸方向に）移動可能な支持穴582b（移動部）を有し、内歯581b（被係合部）と略同一径の外周全体に亘って形成され内歯581b（被係合部）と係合する外歯582a（係合部）を有するロック部材582と、ロック部材582の軸方向位置を、内歯581b（被係合部）と係合状態となる位置と、非係合状態となる位置とに変位させるプランジャ583（変位手段）とを備えたこととした。

すなわち、係合時にロック部材582を軸方向に変位させるのみで、外歯582a（係合部）と内歯581b（被係合部）を内外周全体に亘って係合させることが可能となり、係合トルクを全周に亘って分担することができる。これにより、係合箇所における要求強度を小さくすることが可能となり、耐久性を向上しつつ、歯のピッチである係合箇所間の距離を短く設定することで、ロックまでのタイムラグを小さくすることができる。

(2)モータ５７と外歯581a（同期部）との間に増速機を設けたこととした。すなわち、従動部材581は、モータ５７との間に大径のギヤ５５を介して回転しているため、従動部材581に作用するトルクを小さくすることができる。

(3)内歯581b（被係合部）と外歯582a（係合部）は、テーパ穴形状と円錐台形状の関係を有することとした。よって、内歯581bと外歯582aとを径方向から見て重なる位置に配置することが可能となり、ロックまでの時間を短縮することができる。また、挿入性や解除性の向上を図ることが可能となり、内歯581bと外歯582aとの間のガタを極力小さく設定することができる。

次に実施例２について説明する。基本的な構成は実施例１と同じであるため、異なる点についてのみ説明する。

図６は実施例２のロック機構580の構成を表す拡大断面図である。ロック機構580は、第１従動部材5811と、この第１従動部材5811と軸方向に対向して配置された第２従動部材5812とを有する。

第１従動部材5811は、ギヤ５５と噛合するテーパ形状の外歯581a1と、後述する第１ロック部材5821と噛合するテーパ形状の内歯581b1と、ロック機構収装部50eに対し回転可能に支持された支持部581c1を有する。内歯581b1はハスバ歯車であり、図６中右側が小径とされ、左側が大径とされたテーパ形状とされている（以下、第１のテーパ形状と記載する）。

第２従動部材5812は、ギヤ５５と噛合するテーパ形状の外歯581a2と、後述する第２ロック部材5822と噛合するテーパ形状の内歯581b2と、ロック機構収装部50eに対し回転可能に支持された支持部581c2を有する。内歯581b2はハスバ歯車であり、図６中左側が小径とされ、右側が大径とされたテーパ形状とされている（以下、第２のテーパ形状と記載する）。すなわち、第１のテーパ形状と第２のテーパ形状とは、後述するプランジャ5831を介して対称に形成されている。

また、ロック機構580は、第１従動部材5811と係合する第１ロック部材5821と、この第１ロック部材5821と軸方向に対向して配置され第２従動部材5812と係合する第２ロック部材5822とを有する。

第１ロック部材5821は、内歯581b1と噛合するテーパ形状の外歯581a1と、後述する第１支持軸583c1とスプライン嵌合する内歯582b1と、第2ロック部材5822側の側面に形成された第１テーパ面582c1を有する。尚、内歯582b1と第１支持軸583c1とはスプライン嵌合しており、回転方向は規制されるものの、軸方向には自由に変位可能に構成されている。

第２ロック部材5822は、内歯581b2と噛合するテーパ形状の外歯581a2と、後述する第２支持軸583c2とスプライン嵌合する内歯582b2と、第１ロック部材5821側の側面に形成された第２テーパ面582c2を有する。尚、内歯582b2と第２支持軸583c2とはスプライン嵌合しており、回転方向は規制されるものの、軸方向には自由に変位可能に構成されている。

第１従動部材5811と第２従動部材5812との間には、第１変位部材5841と第２変位部材5842とが設けられている。図７は第１変位部材5841と第２変位部材5842とプランジャ5831との関係を表す正面図である。

第１変位部材5841は、ロック機構収装部50eに揺動可能に軸支された揺動支持部5841aと、円弧状の円盤部5841bと、揺動支持部5841aと第１従動部材5811の回転中心を介して略対向して配置された第１押圧部5841dとを有する。

円盤部5841bの外周は第１従動部材5811の図６中左端の外径よりも小径に形成されている。また、円盤部5841bの内周には、円弧状の切欠部5841eが形成され、この切欠部5841eに沿って円盤部5841bの内周から外周に向けて両面がテーパ形状とされた第１くさび面5841cが形成されている。

第２変位部材5842は、ロック機構収装部50eに揺動可能に軸支された揺動支持部5842aと、円弧状の円盤部5842bと、揺動支持部5842aと第１従動部材5811の回転中心に略対向して配置された第２押圧部5842dとを有する。

円盤部5842bの外周は第１従動部材5811の図６中左端の外径よりも小径に形成されている。また、円盤部5842bの内周には、円弧状の切欠部5842eが形成され、この切欠部5842eに沿って円盤部5841bの内周から外周に向けて両面がテーパ形状とされた第２くさび面5842cが形成されている。

第１押圧部5841dと第２押圧部5842dとの間には、スプリング5843が介在されている。プランジャ5831が初期位置（非通電状態）において延伸されているときには、スプリング5843が圧縮された状態とされている。一方、プランジャ5831が制御位置（通電状態）において収縮されているときには、スプリング5843が伸張された状態とされている。プランジャ5831は、ロック制御部１０１の制御信号に基づいて出没自在であって第２押圧部5842dを押圧するピストン5832と、プランジャ5831本体に一体に固定され、第１押圧部5841dと外側から係合するブリッジ部材5833から構成されている。

第１変位部材5841と第２変位部材5842とは、第１くさび面5841c及び第２くさび面5842cと第１テーパ面582c1及び第２テーパ面582c2との間に略平行に所定の隙間を有するように配置されている。また、円盤部5841b及び円盤部5842bの外周は、同一円周上となるように配置されている。

次に作用について説明する。

〔ロック機構によるロック時〕
可変舵角機構５のシステムが停止している状態では、プランジャ5831は非通電状態とされ、ピストン5832が延伸している。このとき、図７（ａ）に示すように、第１変位部材5841と第２変位部材5842との径方向距離は近づけられている。これにより、両くさび面5841c，5842cと両テーパ面582c1，582c2との隙間が無くなり、第１くさび面5841ｃ及び第２くさび面5842ｃによって第１テーパ面582c1及び第２テーパ面582c2が軸方向に離間する方向に押圧され、これにより、第１ロック部材5821と第１従動部材5811が係合し、同時に第２ロック部材5822と第２従動部材5812が係合する。

よって、モータ５７の回転は、第１従動部材5811及び第２従動部材5812→第１ロック部材5821及び第２ロック部材5822→第１支持軸583c1及び第２支持軸583c2を介して固定される。

このとき、第１従動部材5811の内歯581b1と第１ロック部材5821の外歯582a1とは、それぞれスプリング583b1側が小径となるテーパ形状とされたハスバ歯車とされているため、第１ロック部材5821に作用するスラスト力は第２ロック部材5822方向となる。一方、第２従動部材5812の内歯581b2と第２ロック部材5822の外歯582a2とは、それぞれスプリング583b2側が小径となるテーパ形状とされたハスバ歯車とされているため、第２ロック部材5822に作用するスラスト力は第１ロック部材5821方向となる。

これにより、第１従動部材5811及び第２従動部材5812から一方のロック部材に対してスラスト力が入力されたとしても、必ず他方のロック部材を背面から押圧することとなる。よって、片方のロック部材は解放傾向に移動したとしても、もう一方のロック部材は係合傾向に移動することとなり、確実に係合状態を維持することができる。

〔ロック機構非ロック時（解放時）〕
可変舵角機構５のシステムが起動している状態では、プランジャ5831は通電状態とされ、ピストン5832が収縮した状態では、図７（ｂ）に示すように、第１変位部材5841と第２変位部材5842との径方向距離は遠ざけられている。よって、第１くさび面5841c及び第２くさび面5842cは第１テーパ面582c1及び第２テーパ面582c2には押圧力が作用せず、スプリング583b1及び583c2によって第１ロック部材5821と第２ロック部材5822とが押し合う位置に付勢される。

これにより、第１従動部材5811及び第２従動部材5812と第１ロック部材5821及び第２ロック部材5822とが非係合状態となり、モータ５７は自由に回転可能となる。

上記実施例２に基づく作用効果を下記に列挙する。
(4)第１ロック部材5821及び第２ロック部材5822の対向面に設けられた第１テーパ面582c1及び第２テーパ面582c2と、両テーパ面582c1，582c2と径方向に摺動するくさび面を有し、径方向内側に移動可能な第１及び第２変位部材5841，5842と、第１及び第２ロック部材5821，5822を軸方向に互いに近づくように付勢するスプリング583b1，583b2と、第１及び第２変位部材5841，5842を内径側へ変位させたときは、両テーパ面582c1，582c2を介して第１及び第２ロック部材5821，5822を軸方向に離間するように移動させて係合状態とし、第１及び第２変位部材5841，5842を外径側に変位させたときは、スプリング583b1，583b2により第１及び第２ロック部材5821，5822を軸方向に近接するように移動させて非係合状態とするプランジャ5831と、を有することとした。

よって、第１従動部材5811及び第２従動部材5812から一方のロック部材に対してスラスト力が入力されたとしても、必ず他方のロック部材を背面から押圧することとなり、片方のロック部材は解放傾向に移動したとしても、もう一方のロック部材は係合傾向に移動することとなり、確実に係合状態を維持することができる。

尚、実施例１，２では、従動部材とロック部材の係合をギヤの歯面により達成したが、例えば、摩擦材を用いて係合するようにしてもよい。

実施例１の車両用操舵装置の構成を表す概略図である。実施例１の可変舵角機構の詳細を表す拡大部分断面図である。実施例１の可変舵角機構の各制御状態を表す概略図である。。実施例１のロック機構を表す拡大部分断面図である。実施例１の従動部材を表す正面図である。実施例２のロック機構を表す拡大部分断面図である。実施例２の変位部材を表す正面図である。

符号の説明

１ステアリングホイール
２ステアリングシャフト
３中間シャフト
４ピニオンシャフト
５可変舵角機構
７操向輪
５１ラック部材
５４ステアリングロッド
５８，580 ロック機構
581 従動部材
581b 内歯
581b1 内歯
581b2 内歯
581a 外歯
581a1 外歯
581a2 外歯
5811 第１従動部材
5812 第２従動部材
582c1 第１テーパ面
582c2 第２テーパ面
582 ロック部材
5821 第１ロック部材
5822 第２ロック部材
582a 外歯
582a1 外歯
582a2 外歯
582b1 内歯
582b2 内歯
583b，583b1，583b2 スプリング
583，5831 プランジャ
5841 第１変位部材
5841a 揺動支持部
5842 第２変位部材
5841c 第１テーパ面
5842c 第２テーパ面
5841ｃ，5842c くさび面
5842 変位部材
5843 スプリング

Claims

ステアリングホイールに連結された入力軸と、操向輪に連結された出力軸とを有し、モータの回転駆動により前記入力軸と前記出力軸との伝達比を変更する可変舵角手段を備えた車両用操舵制御装置において、
外周に前記モータの回転と同期する同期部を有し、内周全体に亘って形成された被係合部を有する従動部材と、
内周に前記モータ軸方向に移動可能な移動部を有し、前記被係合部と略同一径の外周全体に亘って形成され前記被係合部と係合する係合部を有するロック部材と、
前記ロック部材の軸方向位置を、前記被係合部と係合状態となる位置と、非係合状態となる位置とに変位させる変位手段と、
を備えたことを特徴とする車両用操舵制御装置。
ステアリングホイールに連結された入力軸と、操向輪に連結された出力軸とを有し、モータの回転駆動により前記入力軸と前記出力軸との伝達比を変更する可変舵角手段を備えた車両用操舵制御装置において、
内周に前記モータの回転と同期する同期部を有し、外周全体に亘って形成された被係合部を有する従動部材と、
外周に前記モータ軸方向に移動可能な移動部を有し、内周全体に亘って形成され前記被係合部と係合する係合部を有するロック部材と、
前記ロック部材の軸方向位置を、前記被係合部と係合状態となる位置と、非係合状態となる位置とに変位させる変位手段と、
を備えたことを特徴とする車両用操舵制御装置。
請求項１または２に記載の車両用操舵制御装置において、
前記モータと前記同期部との間に増速機を設けたことを特徴とする車両用操舵制御装置。
請求項１ないし３いずれか１つに記載の車両用操舵制御装置において、
前記被係合部と前記係合部は、テーパ穴形状と円錐台形状の関係を有することを特徴とする車両用操舵制御装置。
請求項４に記載の車両用操舵制御装置において、
前記従動部材は、第１従動部材と、この第１従動部材と軸方向に対向して配置された第２従動部材とを有し、
前記ロック部材は、前記第１従動部材と係合する第１ロック部材と、この第１ロック部材と軸方向に対向して配置され前記第２従動部材と係合する第２ロック部材とを有し、
前記変位手段は、前記第１ロック部材と前記第２ロック部材の間の軸方向距離を変位させることを特徴とする車両用操舵制御装置。
請求項５に記載の車両用操舵制御装置において、
前記変位手段は、
前記第１及び第２ロック部材の対向面に設けられたテーパ面と、
両テーパ面と径方向に摺動するくさび面を有し、径方向内側に移動可能な変位部材と、
前記第１及び第２ロック部材を軸方向に互いに近づくように付勢する付勢手段と、
前記変位部材を内径側へ変位させたときは、前記テーパ面を介して前記第１及び第２ロック部材を軸方向に離間するように移動させて係合状態とし、前記変位部材を外径側に変位させたときは、前記付勢手段により前記第１及び第２ロック部材を軸方向に近接するように移動させて非係合状態とする変位部材駆動手段と、
を有することを特徴とする車両用操舵制御装置。