JP2009154604A - 車両用操舵装置 - Google Patents

Abstract

【課題】伝達比可変機構を備える車両用操舵装置において、装置の全長を短くすること。
【解決手段】車両用操舵装置１は、操舵部材に連なる第１のシャフト１１および転舵機構に連なる第２のシャフト１２を同軸上に連結した伝達比可変機構５と、伝達比可変機構５を駆動するために第１および第２のシャフト１１，１２とは同軸的に配置された伝達比可変機構用モータ２３とを備えている。伝達比可変機構用モータ２３は筒状のロータ２３１を含む。このロータ２３１のロータコア８５の径方向内方に収容空間９０が区画されている。トルクセンサ４４の少なくとも一部が上記収容空間９０内に配置されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両用操舵装置に関する。

入力回転角に対する出力回転角の比としての伝達比を変化することのできる伝達比可変機構が知られている（例えば、特許文献１〜５参照）。
特開平５−１０５１０３号公報 特開２００４−２５６０８７号公報 特開２００５−１６２１２４号公報 特開２００５−６７２８４号公報 特開２００７−１４５０６７号公報

伝達比可変機構は、たとえば、引用文献５の段落番号[００１５]に記載されているように、駆動源としてのモータと、差動機構としての波動歯車機構とを備えている。ステアリング操作に伴うステアリングシャフトの回転に、上記のモータ駆動に基づくステアリングシャフトの回転を上乗せするようになっている。これにより、ラックアンドピニオン機構に入力されるステアリングシャフトの回転を、増速または減速し、ステアリングホイールと操舵車輪との間の伝達比を可変させる。

このような伝達比可変機構を備える車両用操舵装置において、装置の全長を短くすることが要請されている。本発明は、この課題を解決することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、操舵部材（２）に連なる第１の軸（１１）および転舵機構（１０）に連なる第２の軸（１２）を同軸上に連結した差動機構（５）と、差動機構を駆動するために第１および第２の軸とは同軸的に配置された伝達比可変用モータ（２３）とを備える車両用操舵装置（１）において、上記伝達比可変用モータは筒状のロータ（２３１）を含み、このロータの径方向内方に収容空間（９０）が区画され、車両用操舵装置に備えられる所定のセンサ（４４；４４Ａ，４３，４５）の少なくとも一部が上記収容空間内に配置されていることを特徴とするものである（請求項１）。

本発明によれば、所定のセンサとロータとをロータの軸方向に重ね合わせて配置でき、ロータの軸方向に関する装置の全長を短くできる。
また、本発明において、上記所定のセンサは、操舵状態を検出する操舵状態検出センサ（４４；４４Ａ，４３，４５）を含む場合がある（請求項２）。この場合、操舵状態検出センサとロータとをロータの軸方向に重ねて配置でき、ロータの軸方向に関する装置の全長をより短くできる。

また、本発明において、上記操舵状態検出センサは、操舵部材と転舵機構との間の動力伝達経路（Ｄ）上の所定の軸部材（１２，１３）に作用するトルクを検出するトルクセンサ（４４；４４Ａ）を含む場合がある（請求項３）。この場合、トルクセンサとロータとをロータの軸方向に重ねて配置でき、ロータの軸方向に関する装置の全長をより短くできる。

また、本発明において、上記ロータを収容するハウジング（２４）を備え、このハウジングは、上記ロータの外周を取り囲む外筒（８９）と、この外筒から径方向内方に延びてロータとはロータの軸方向（Ｓ）に隣接する連結壁（９４）と、連結壁からロータの収容空間内に延びる内筒（９３）とを含み、上記トルクセンサは、上記軸部材を取り囲む環状部（１１２；１１２Ａ）を含み、上記内筒は、環状部を保持する保持孔（１２３）を有し、この保持孔はロータの軸方向に開放されており、この軸方向に沿う所定の受入方向（Ｆ１）に沿って環状部を受け入れ可能である場合がある（請求項４）。

この場合、ハウジングの内筒によって、トルクセンサの環状部を収容空間内で保持できる。また、環状部を軸方向に沿って保持孔に挿入できるので、ロータのより奥側にトルクセンサを配置でき、ロータ内部のデッドスペースを有効活用できる。
また、本発明において、上記トルクセンサは、上記環状部から環状部の径方向外方に沿って延び、ロータとはロータの軸方向に隣接する径方向延設部（１３２）を含む場合がある（請求項５）。

この場合、環状部に連なる部分をロータの径方向外方に延ばすことができる。これにより、例えば、トルク検出信号を伝達する配線を、環状部および径方向延設部内に通し、ロータの外側に延ばすことができる。その結果、ロータの外側にある制御部等に、トルク検出信号を伝達することができる。
また、本発明において、上記操舵状態検出センサは、操舵部材と転舵機構との間の動力伝達経路上の所定の軸部材またはロータの回転角を検出する回転角検出センサ（４３，４５）を含む場合がある（請求項６）。この場合、回転角検出センサとロータとをロータの軸方向に重ねて配置でき、ロータの軸方向に関する装置の全長をより短くできる。

また、本発明において、上記所定のセンサの信号検出用部材（１１６，１１７，１１９，１２０，１２１，４５）と上記ロータとの間に電磁シールド部材（１２２；１２２Ａ）が配置されている場合がある（請求項７）。この場合、所定のセンサが外部からの電磁ノイズを拾ってしまうことを防止できる。
なお、上記において、括弧内の数字等は、後述する実施の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。
図１は、本発明の一実施の形態にかかる伝達比可変機構を備える車両用操舵装置１の概略構成を示す模式図である。図１を参照して、車両用操舵装置１は、ステアリングホイール等の操舵部材２に付与された操舵トルクを、操舵軸としてのステアリングシャフト３等を介して左右の転舵輪４Ｌ，４Ｒのそれぞれに与えて転舵を行うものであり、操舵部材２の操舵角θ１に対する転舵輪の転舵角θ２の比としての伝達比θ２／θ１を変更することのできるＶＧＲ（Variable Gear Ratio）機能を有している。

この車両用操舵装置１は、操舵部材２と、操舵部材２に連なるステアリングシャフト３とを有している。ステアリングシャフト３は、互いに同軸上に配置された第１〜第３の軸としての第１〜第３のシャフト１１〜１３を含んでいる。第１〜第３のシャフト１１〜１３の中心軸線としての第１の軸線Ａは、当該第１〜第３のシャフト１１〜１３の回転軸線でもある。

なお、以下では、ステアリングシャフト３の軸方向Ｓを単に軸方向Ｓといい、ステアリングシャフト３の径方向Ｒを単に径方向Ｒといい、ステアリングシャフト３の周方向Ｃを単に周方向Ｃという。
第１のシャフト１１の一端に操舵部材２が同行回転可能に連結されている。第１のシャフト１１の他端部と第２のシャフト１２の一端部とは、差動機構としての伝達比可変機構５を介して差動回転可能に連結されている。第２のシャフト１２の他端と第３のシャフト１３の一端とは、トーションバー１４を介して所定の範囲内で弾性的に相対回転可能且つ動力伝達可能に連結されている。

第３のシャフト１４の他端は、自在継手７、中間軸８、自在継手９および転舵機構１０等を介して、転舵輪４Ｌ，４Ｒと連なっている。
転舵機構１０は、自在継手９に連なるピニオン軸１５と、ピニオン軸１５の先端のピニオン１５ａに噛み合うラック１６ａを有し車両の左右方向に延びる転舵軸としてのラック軸１６とを有している。ラック軸１６の一対の端部のそれぞれにタイロッド１７Ｌ，１７Ｒを介してナックルアーム１８Ｌ，１８Ｒが連結されている。

上記の構成により、操舵部材２の回転は、ステアリングシャフト３等を介して転舵機構１０に伝達される。転舵機構１０では、ピニオン１５ａの回転がラック軸１６の軸方向の運動に変換される。ラック軸１６の軸方向の運動は、各タイロッド１７Ｌ，１７Ｒを介して対応するナックルアーム１８Ｌ，１８Ｒに伝えられ、これらのナックルアーム１８Ｌ，１８Ｒがそれぞれ回動する。これにより、各ナックルアーム１８Ｌ，１８Ｒに連結された対応する転舵輪４Ｌ，４Ｒがそれぞれ操向する。

伝達比可変機構５は、ステアリングシャフト３の第１および第２のシャフト１１，１２間の回転伝達比（伝達比θ２／θ１）を変更するためのものであり、ニューテーションギヤ機構とされている。この伝達比可変機構５は、第１のシャフト１１の他端部に設けられた入力部材２０と、第２のシャフト１２の一端部に設けられた出力部材２２と、入力部材２０と出力部材２２との間に介在する軌道輪ユニット３９とを含んでいる。

入力部材２０は、第１のシャフト１１とは同軸的に且つ同行回転可能に連結されており、出力部材２２は、第２のシャフト１２とは同軸的に且つ同行回転可能に連結されている。第１の軸線Ａは、入力部材２０および出力部材２２の中心軸線および回転軸線でもある。
出力部材２２は、第２のシャフト１２や転舵機構１０等を介して転舵輪４Ｌ，４Ｒに連なっている。

軌道輪ユニット３９は、第１の軸線Ａに対して傾斜する中心軸線としての第２の軸線Ｂを有しており、第１の軌道輪としての内輪３９１と、第２の軌道輪としての外輪３９２と、内輪３９１および外輪３９２間に介在する玉等の転動体３９３とを含んでいる。
内輪３９１は、入力部材２０と出力部材２２とを差動回転可能に連結するものであり、入力部材２０と出力部材２２のそれぞれと回転伝達可能に係合している。内輪３９１は、転動体３９３を介して外輪３９２に回転可能に支持されていることにより、第２の軸線Ｂの回りを回転可能であり、また、外輪３９２を駆動するためのアクチュエータとしての電動モータである伝達比可変機構用モータ２３が駆動されることに伴い、第１の軸線Ａの回りを回転可能である。内輪３９１および外輪３９２は、第１の軸線Ａ回りにコリオリ運動（首振り運動）可能である。

伝達比可変機構用モータ２３は、伝達比可変用モータを構成しており、伝達比可変機構５を駆動するために第１および第２のシャフト１１，１２とは同軸的に配置されている。第１の軸線Ａは、伝達比可変機構用モータ２３の中心軸線でもある。伝達比可変機構用モータ２３は、第１の軸線Ａ回りに関する外輪３９２の回転数を変更することにより、伝達比θ２／θ１を変更する。

伝達比可変機構用モータ２３は、ステアリングシャフト３とは同軸的に配置されたブラシレスモータからなり、軌道輪ユニット３９を保持する筒状のロータ２３１と、ロータ２３１を取り囲むとともにハウジング２４に固定されたステータ２３２とを含んでいる。
この車両用操舵装置１は、ステアリングシャフト３に操舵補助力を付与するための操舵補助力付与機構１９を備えている。操舵補助力付与機構１９は、伝達比可変機構５の出力部材２２に連なる入力軸としての上記第２のシャフト１２と、転舵機構１０に連なる出力軸としての上記第３のシャフト１３と、第２のシャフト１２と第３のシャフト１３との間に伝達されるトルクを検出する所定のセンサとしての操舵状態検出センサであるトルクセンサ４４と、操舵補助用のアクチュエータとしての操舵補助用モータ２５と、操舵補助用モータ２５と第３のシャフト１３との間に介在する減速機構２６とを含んでいる。

操舵補助用モータ２５は、ブラシレスモータ等の電動モータからなる。この操舵補助用モータ２５の出力は、減速機構２６を介して第３のシャフト１３に伝達されるようになっている。
減速機構２６は、例えばウォームギヤ機構からなり、操舵補助用モータ２５の出力軸２５ａに連結された駆動歯車としてのウォーム軸２７と、ウォーム軸２７と噛み合い且つ第３のシャフト１３に同行回転可能に連結された従動歯車としてのウォームホイール２８とを含んでいる。

上記伝達比可変機構５および操舵補助力付与機構１９は、ハウジング２４内に収容されている。ハウジング２４は、車両の乗員室（キャビン）内に配置されている。なお、ハウジング２４を、中間軸８を取り囲むように配置してもよいし、車両のエンジンルーム内に配置してもよい。
上記伝達比可変機構用モータ２３および操舵補助用モータ２５の駆動は、それぞれ、ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭを含む制御部２９によって制御される。制御部２９は、駆動回路４０を介して伝達比可変機構用モータ２３に接続されているとともに、駆動回路４１を介して操舵補助用モータ２５に接続されている。

制御部２９には、操舵角センサ４２、伝達比可変機構用モータ２３のロータ２３１の回転角を検出する回転角検出センサとしてのモータレゾルバ４３、トルクセンサ４４、転舵角センサ４５、車速センサ４６およびヨーレートセンサ４７がそれぞれ接続されている。
制御部２９に、操舵角センサ４２からは、操舵部材２の直進位置からの操作量である操舵角θ１に対応する値として、第１のシャフト１１の回転角についての信号が入力される。

モータレゾルバ４３からは、伝達比可変機構用モータ２３のロータ２３１の回転角θｒについての信号が入力される。
トルクセンサ４４からは、操舵部材２に作用する操舵トルクＴに対応する値として、第２および第３のシャフト１２，１３間に作用するトルクについての信号が入力される。
転舵角センサ４５からは、転舵角θ２に対応する値として第３のシャフト１３の回転角についての信号が入力される。

車速センサ４６からは、車速Ｖについての信号が入力される。
ヨーレートセンサ４７からは、車両のヨーレートγについての信号が入力される。
制御部２９は、各上記センサ４２〜４７の信号等に基づいて、伝達比可変機構用モータ２３および操舵補助用モータ２５の駆動を制御する。
上記の構成により、操舵部材２からのトルクおよび伝達比可変機構５からのトルクは、操舵補助力付与機構１９を介して転舵機構１０に伝達される。具体的には、操舵部材２に入力された操舵トルクは、第１のシャフト１１を介して伝達比可変機構５の入力部材２０に入力され、入力部材２０から内輪３９１に入力される。内輪３９１には、操舵部材２からのトルクに加え、外輪３９２および転動体３９３を介して内輪３９１に伝わった伝達比可変機構用モータ５からのトルクが伝達され、これらのトルクが、出力部材２２に伝達される。出力部材２２に伝達されたトルクは、第２のシャフト１２に伝達される。第２のシャフト１２に伝達されたトルクは、トーションバー１４および第３のシャフト１３に伝わり、操舵補助用モータ２５からの出力と合わさって、自在継手７、中間軸８、および自在継手９を介して、転舵機構１０に伝達される。

このように、操舵部材２のトルクを転舵機構１０に伝える動力伝達経路Ｄが構成されている。この動力伝達経路Ｄは、第１のシャフト１１、入力部材２０、内輪３９１、出力部材２２、第２のシャフト１２、トーションバー１４および第３のシャフト１３、自在継手７、中間軸８ならびに自在継手９を通る経路である。
図２は、図１の要部のより具体的な構成を示す一部断面図である。図２を参照して、ハウジング２４は、例えば、アルミニウム合金等の金属を用いて全体として筒状に形成したものであり、第１〜第３のハウジング５１〜５３を含んでいる。

第１のハウジング５１は筒状をなしており、差動機構としての伝達比可変機構５を収容する差動機構ハウジングを構成しているとともに、第２のハウジング５２と協働して伝達比可変機構用モータ２３を収容するモータハウジングを構成している。第１のハウジング５１の一端は、端壁部材５４によって覆われている。第１のハウジング５１の一端と端壁部材５４とは、ボルト等の締結部材５５を用いて互いに固定されている。第１のハウジング５１の他端の内周面５６に、第２のハウジング５２の一端の環状凸部５７が嵌合されている。これら第１および第２のハウジング５１，５２は、ボルト等の締結部材（図示せず）を用いて互いに固定されている。

第２のハウジング５２は筒状をなしており、トルクセンサ４４を収容するセンサハウジングと、モータレゾルバ４３を収容するレゾルバハウジングと、伝達比可変機構用モータ２３のモータハウジングの一部とを構成している。また、第２のハウジング５２は、後述するバスバー９９と、伝達比可変機構用モータ２３のロータ２３１をロックするためのロック機構５８とを収容している。第２のハウジング５２の他端の外周面５９に、第３のハウジング５３の一端の内周面６０が嵌合している。

第３のハウジング５３は、筒状をなしており、減速機構２６を収容する減速機構ハウジングを構成している。第３のハウジング５３の他端には端壁部６１が設けられている。端壁部６１は環状をなしており、第３のハウジング５３の他端を覆っている。
図３は、図２の第１のシャフト１１と第２のシャフト１２の対向端部１１ｂ，１２ａ付近の拡大図である。図３を参照して、伝達比可変機構５の入力部材２０、出力部材２２および軌道輪ユニット３９は、それぞれ、環状をなしている。

入力部材２０は、全体が単一の部材を用いて一体に形成されており、入力部材本体２０１と、入力部材本体２０１の径方向内方に配置された入力部材側筒部２０２とを含んでいる。
入力部材本体２０１は、第１の軸受３１を介して、第１のハウジング５１の後述する環状凸部９２に回転可能に支持されている。

入力部材側筒部２０２に第１のシャフト１１が挿通されており、これら入力部材側筒部２０２と第１のシャフト１１とが同行回転可能に連結されている。
具体的には、第１のシャフト１１の他端部１１ｂは、円筒面からなる圧入部６２と、圧入部６２に対して軸方向Ｓの一方Ｓ１側に配置された雄セレーション部６３とを含んでいる。また、入力部材側筒部２０２の内周面は、円筒面からなる被圧入部６４と、被圧入部６４に対して軸方向Ｓの一方Ｓ１側に配置された雌セレーション部６５と、雌セレーション部６５に対して軸方向Ｓの一方Ｓ１側に配置され、第１のシャフト１１の外径よりも大径に形成された大径部６６とを含んでいる。

第１のシャフト１１の雄セレーション部６３は、圧入部６２に連なるガイド部６７と、ガイド部６７に対して軸方向Ｓの一方Ｓ１側に連続して配置され、外径が一定の雄セレーション部本体６８とを含んでいる。
第１のシャフト１１のガイド部６７は、雄セレーション部６３を雌セレーション部６５に挿入するときのガイドとされている。ガイド部６７の外径は、軸方向Ｓの一方Ｓ１側に進むに従い、大きくなっており、ガイド部６７の最小径は、圧入部６２の外径と概ね等しく、最大径は、雄セレーション部本体６８の外径と概ね等しくされている。

軸方向Ｓに関して、雄セレーション部６３は相対的に長く形成されており、圧入部６２は相対的に短く形成されている。
入力部材２０の被圧入部６４は、軸方向Ｓに関する長さが圧入部６２と概ね同じにされている。これらの圧入部６２および被圧入部６４の互いの圧入固定により、第１のシャフト１１と入力部材２０とは、同行回転可能に連結されている。これらの圧入部６２および被圧入部６４間の許容伝達トルクは、たとえば、２０Ｎ・ｍ程度とされており、通常の操舵状態においては、これらの圧入部６２および被圧入部６４間でトルクが伝達される。

入力部材２０の雌セレーション部６５は、軸方向Ｓに関する長さが雄セレーション部６３と概ね同じにされており、雄セレーション部６３と嵌合している。これらのセレーション部６３，６５の歯部間には、周方向Ｃに所定の隙間が設けられており、通常の操舵状態においては、これらのセレーション部６３，６５間でトルクが伝達されないようになっている。

例えば、各転舵輪４Ｌ，４Ｒから極めて大きな逆入力が作用し、この逆入力が第３のシャフト１３等を介して、入力部材２０と第１のシャフト１１との間に伝わり、被圧入部６４と圧入部６２との間に上記許容伝達トルクを超えるトルク（例えば、２００Ｎ・ｍ〜３００Ｎ・ｍ）が作用したときには、これらの被圧入部６４と圧入部６２との間で滑りが生じることにより、セレーション部６３，６５の歯部同士が噛み合う。このとき、各セレーション部６３，６５間でトルク伝達が行われることにより、入力部材２０と第１のシャフト１１との間でトルクが伝達される。

なお、通常の操舵状態において、セレーション部６３，６５の歯部間の隙間を詰めて、互いの歯部を軽く圧接（軽圧接）してもよい。これにより、第１のシャフト１１の圧入部６２と被圧入部６４との間で滑りが生じたときに、セレーション部６３，６５の歯部同士が接触して生じるラトル音を抑制できる。
出力部材２２は、全体が単一の部材を用いて一体に形成されており、出力部材本体２２１と、出力部材本体２２１の径方向内方に配置された出力部材側筒部２２２とを含んでいる。

出力部材本体２２１は、第３の軸受３３を介して、第２のハウジング５２の後述する内筒９３の先端部に回転可能に支持されている。
出力部材側筒部２２２に第２のシャフト１２が挿通されており、これら出力部材側筒部２２２と第２のシャフト１２とが同行回転可能に連結されている。
具体的には、第２のシャフト１２の中間部１２ｂは、円筒面からなる圧入部６２と、圧入部６２に対して軸方向Ｓの他方Ｓ２側に配置された雄セレーション部６３とを含んでいる。また、出力部材側筒部２２２の内周面は、円筒面からなる被圧入部６４と、被圧入部６４に対して軸方向Ｓの他方Ｓ２側に配置された雌セレーション部６５と、雌セレーション部６５に対して軸方向Ｓの他方Ｓ２側に配置され、第２のシャフト１２の中間部１２ｂの外径よりも大径に形成された大径部６６とを含んでいる。

第２のシャフト１２の一端部１２ａの外径は、出力部材２２の内周面の最小直径よりも小さくされており、この一端部１２ａを出力部材側筒部２２２に遊嵌できるようにされている。
第２のシャフト１２の雄セレーション部６３は、この第２のシャフト１２の圧入部６２に連なるガイド部６７と、ガイド部６７に対して軸方向Ｓの他方Ｓ２側に連続して配置され、外径が一定の雄セレーション部本体６８とを含んでいる。

第２のシャフト１２のガイド部６７は、雄セレーション部６３を雌セレーション部６５に挿通するときのガイドとされている。第２のシャフト１２のガイド部６７の外径は、軸方向Ｓの他方Ｓ２側に進むに従い、大きくなっており、ガイド部６７の最小径は、圧入部６２の外径と概ね等しく、最大径は、雄セレーション部本体６８の外径と概ね等しくされている。

軸方向Ｓに関して、雄セレーション部６３は相対的に長く形成されており、圧入部６２は相対的に短く形成されている。
出力部材２２の被圧入部６４は、軸方向Ｓに関する長さが圧入部６２と概ね同じにされている。これらの圧入部６２および被圧入部６４の互いの圧入固定により、第２のシャフト１２と出力部材２２とは、同行回転可能に連結されている。これらの圧入部６２および被圧入部６４間の許容伝達トルクは、たとえば、２０Ｎ・ｍ程度とされており、通常の操舵状態においては、これらの圧入部６２および被圧入部６４間でトルクが伝達される。

出力部材２２の雌セレーション部６５は、軸方向Ｓに関する長さが第２のシャフト１２の雄セレーション部６３と概ね同じにされており、雄セレーション部６３と嵌合している。これらのセレーション部６３，６５の歯部間には、周方向Ｃに所定の隙間が設けられており、通常の操舵状態においては、これらのセレーション部６３，６５間でトルクが伝達されないようになっている。

例えば、各転舵輪４Ｌ，４Ｒから極めて大きな逆入力が作用し、この逆入力が第３のシャフト１３等を介して、出力部材２２と第２のシャフト１２との間に伝わり、被圧入部６４と圧入部６２との間に上記許容伝達トルクを超えるトルク（例えば、２００Ｎ・ｍ〜３００Ｎ・ｍ）が作用したときには、これらの被圧入部６４と圧入部６２との間で滑りが生じることにより、セレーション部６３，６５の歯部同士が噛み合う。このとき、各セレーション部６３，６５間でトルク伝達が行われることにより、出力部材２２と第２のシャフト１２との間でトルクが伝達される。

なお、通常の操舵状態において、セレーション部６３，６５の歯部間の隙間を詰めて、互いの歯部を軽く圧接（軽圧接）してもよい。これにより、圧入部６２と被圧入部６４との間で滑りが生じたときに、セレーション部６３，６５の歯部同士が接触して生じるラトル音を抑制できる。
入力部材本体２０１および内輪３９１のそれぞれに第１の凹凸係合部７１が設けられていることにより、入力部材２０と内輪３９１とは動力伝達可能とされている。また、内輪３９１および出力部材２２のそれぞれに第２の凹凸係合部７２が設けられていることにより、内輪３９１と出力部材２２とは動力伝達可能とされている。

第１の凹凸係合部７１は、入力部材本体２０１の一端面としての動力伝達面７３に形成された第１の凸部７４と、内輪３９１の一端面としての第１の端面７５に形成され第１の凸部７４に係合する第１の凹部７６と、を含んでいる。動力伝達面７３および第１の端面７５はステアリングシャフト３の軸方向Ｓに互いに対向している。
第１の凸部７４は、入力部材２０の全周に亘って等間隔に形成されている。第１の凹部７６は、内輪３９１の全周に亘って等間隔に形成されている。

内輪３９１の第２の軸線Ｂが入力部材２０および出力部材２２の第１の軸線Ａに対して所定角度Ｅだけ傾斜していることにより、各第１の凸部７４のうちの一部の第１の凸部７４と、各第１の凹部７６のうちの一部の第１の凹部７６とが、互いに噛み合っている。
第１の凸部７４の数は、第１の凹部７６の数とは異なる数にされている。第１の凸部７４の数と第１の凹部７６の数との差に応じて、入力部材２０と内輪３９１との間で差動回転を発生することができる。

なお、第１の凸部７４に代えて、入力部材本体２０１とは別体に形成されたころを用いてもよい。この場合、ころは、動力伝達面７３上に配置され、両端が保持器によって回転可能に支持される。
第２の凹凸係合部７２は、出力部材２２の一端面としての動力伝達面７７に形成された第２の凸部７８と、内輪３９１の他端面としての第２の端面７９に形成され第２の凸部７８に係合する第２の凹部８０とを含んでいる。動力伝達面７７および第２の端面７９はステアリングシャフト３の軸方向Ｓに互いに対向している。

第２の凹凸係合部７２の第２の凸部７８は、第１の凸部７４と同様の構成を有しており、第２の凹部８０は、第１の凹部７６と同様の構成を有している。したがって、第２の凹凸係合部７２の詳細についての説明は省略する。
第１のシャフト１１と第２のシャフト１２の互いの対向端部１１ｂ，１２ａは、支持機構８１によって同軸的に且つ相対回転可能に支持されている。支持機構８１は、上記の入力部材側筒部２０２と、第８の軸受３８とを含んでいる。

入力部材側筒部２０２は、第１および第２のシャフト１１，１２のそれぞれの対向端部１１ｂ，１２ａを取り囲んでいる。入力部材側筒部２０２の一端は、第１の軸受３１と径方向Ｒに対向している。入力部材側筒部２０２の他端は、第２のシャフト１２の対向端部１２ａと径方向Ｒに対向している。
入力部材側筒部２０２の他端に軸受保持孔８７が形成されており、この軸受保持孔８７に、第２のシャフト１２の対向端部１２ａが挿通されている。第２のシャフト１２の対向端部１２ａと軸受保持孔８７との間に第８の軸受３８が介在しており、入力部材側筒部２０２と第２のシャフト１２の相対回転を許容している。

なお、出力部材側筒部２２２を、第２のシャフト１２に対して軸方向Ｓの一方Ｓ１側に突出させて第８の軸受３８の外輪を保持させ、この第８の軸受３８の内輪に第１のシャフト１１の対向端部１１ｂを保持させてもよい。
図４は、図２の伝達比可変機構５およびその周辺の拡大図である。図４を参照して、伝達比可変機構用モータ２３のロータ２３１は、軸方向Ｓに延びる円筒状のロータコア８５と、ロータコア８５の外周面に固定された永久磁石８６とを含んでいる。軸方向Ｓは、ロータ２３１の軸方向でもある。

ロータコア８５の材質は、鋼材、アルミニウム合金、クラッド材、樹脂材を例示できる。複数種の金属を張り合わせた複合材であるクラッド材を用いた場合は、共振を抑制できる。
ロータコア８５は、第１および第２のハウジング５１，５２の外径部８７，８８の協働により形成された外筒８９内に収容されている。各外形部８７，８８は、略円筒状をなしており、軸方向Ｓに互いに隣接して連続的に連なっている。ロータコア８５の外周は、この外筒８９に取り囲まれている。

ロータコア８５は、その径方向内方に、円筒状の収容空間９０を区画している。ロータコア８５の内周面には、第２の軸線Ｂを中心軸線とし、第１の軸線Ａに対して傾斜する傾斜孔９１が形成されている。この傾斜孔９１には、軌道輪ユニット３９の外輪３９２が圧入固定されており、これにより、外輪３９２とロータコア８５とは、第１の軸線Ａの回りに同行回転可能に連結されている。

ロータコア８５は、第２および第４の軸受３２，３４によって両持ち支持されている。具体的には、第２の軸受３２は、ロータコア８５の一端部８５ａの内周面と、第１のハウジング５１の一端の内径部に形成された環状凸部９２の外周面との間に配置されている。
第４の軸受３４は、ロータコア８５の中間部８５ｃの内周面と、第２のハウジング５２の内筒９３の先端部の外周面との間に配置されている。

内筒９３は、円筒状に形成されて、軸方向Ｓの一方Ｓ１側に延びており、中間部および先端部がロータコア８５の収容空間９０内に配置され、基端部が、ロータコア８５に対して軸方向Ｓの他方Ｓ２側に突出している。この内筒９３の基端部は、環状の連結壁９４の内径部から延設されている。連結壁９４は、外筒８９のうち、第２のハウジング５２の外径部８７側の部分から径方向Ｒの内方に延びており、ロータコア８５の他端部８５ｂとは軸方向Ｓに隣接している。連結壁９４によって、第２のハウジング５２の他端が覆われている。

ロータ２３１の永久磁石８６は、周方向Ｃに交互に異なる磁極を有しており、周方向Ｃに関して、Ｎ極とＳ極とが交互に等間隔に配置されている。永久磁石８６は、ロータコア８５の中間部８５ｃの外周面に固定されている。
伝達比可変機構用モータ２３のステータ２３２は、電磁鋼板を複数積層してなる環状のステータコア９５と、電磁コイル９６とを含んでいる。

ステータコア９５の外周面は、第１のハウジング５１の外径部８７の内周面に焼きばめ等によって固定されている。ステータコア９５の各ティースに電磁コイル９６が巻回されている。
伝達比可変機構用モータ２３のステータ２３２に対して軸方向Ｓの他方Ｓ２側にバスバー９９が配置されている。バスバー９９は全体として環状をなして第２のハウジング５２に収容されており、伝達比可変機構用モータ２３の各電磁コイル９６に接続されている。このバスバー９９は、駆動回路からの電力を各電磁コイル９６に供給する。このバスバー９９には、ハウジング２４の外側と信号の伝達を行うためのハーネス（図示せず）が取り付けられている。

バスバー９９とは軸方向Ｓの位置が重なり合うようにしてロック機構５８が配置されている。ロック機構５８は、たとえば車両の電源がオフにされているときや、フェールのときに、伝達比可変機構用モータ２３のロータ２３１の回転を規制するためのものである。
図５は、図４のＶ−Ｖ線に沿う、ロック機構５８の周辺の一部断面図である。図４および図５を参照して、ロック機構５８は、ロータコア８５とは同行回転可能に連結された被規制部としてのロックフォルダ１００と、ロックフォルダ１００に係合することによりロックフォルダ１００の回転を規制するための規制部としてのロックレバー１０１と、ロックレバー１０１を駆動するアクチュエータとしてのソレノイド１０２とを含んでいる。

ロックフォルダ１００は、金属製の環状部材を切削加工することにより形成されている。ロックフォルダ１００の外周面に凹部１０３が形成されている。凹部１０３は、ロックフォルダ１００の周方向に関して１箇所または複数箇所に形成されている。
ロックレバー１０１は、第２のハウジング５２の外側から内側に延びるレバー部材であり、基端部がソレノイド１０２に近接して配置され、先端部がロックフォルダ１００に近接して配置されている。このロックレバー１０１は、第２のハウジング５２を径方向Ｒに貫く貫通孔１０４を挿通しており、第２のハウジング５２とは接触しないようにされている。

ロックレバー１０１の基端部には、ソレノイド１０２のロッド１０２ａが接続されている。ロックレバー１０１の基端側の中間部には、支軸挿通孔１０１ａが形成されており、この支軸挿通孔１０１ａに、第２のハウジング５２に保持されて軸方向Ｓに延びる支軸１０５が挿通されている。この支軸１０５によってロックレバー１０１が支軸１０５の回りに回動可能に支持されている。

ロックレバー１０１の先端部は、弾性部材１０１ｂを用いて形成されている。弾性部材１０１ｂは、ロックレバー１０１がロックフォルダ１００に係合してこのロックフォルダ１００の回転を規制するときの係合音を低減するためのものであり、たとえば、熱可塑性エラストマー等の合成樹脂を用いて形成されている。
弾性部材１０１ｂは、ロックフォルダ１００の凹部１０３に嵌り込むことが可能な凸形形状をなしており、ロックレバー１０１の基端部および中間部を構成する金属製の主体部１０１ｃと比べて高い弾性を有している。

弾性部材１０１ｂは、主体部１０１ｃの先端面１０１ｄに射出成形してなる。弾性部材１０１ｂの基端部に形成された係合凸部１０１ｅが、主体部１０１ｃの先端部に形成された係合凹部１０１ｆに嵌り込むことにより、弾性部材１０１ｂと主体部１０１ｃとの十分な結合強度が確保されている。なお、弾性部材１０１ｂの基端部に係合凹部を形成し、主体部１０１ｃの先端部に係合凸部を形成し、両者を嵌め合わせてもよい。

ソレノイド１０２は、第２のハウジング５２に固定されたソレノイドハウジング１０２ｂを有しており、このソレノイドハウジング１０２ｂに支持されたロッド１０２ａは、ソレノイドハウジング１０２ｂに対して進退移動可能である。ロッド１０２ａの先端には、ロックレバー１０１の基端部が連結されている。
ロッド１０２ａは、ソレノイドハウジング１０２ｂ内に収容された電磁コイル（図示せず）への通電がオンにされている間、ソレノイドハウジング１０２ｂ内に引き込まれた状態となる。このとき、ロックレバー１０１の基端部は、ソレノイドハウジング１０２ｂ側に引き寄せられることとなり、ロックレバー１０１の先端部の弾性部材１０１ｂは、ロックフォルダ１００には係合しない。したがって、ロックフォルダ１００の回転は規制されない。一方、電磁コイル（図示せず）への通電がオフにされると、ロッド１０２ａは、ソレノイドハウジング１０２ｂから、２点鎖線で示すように突出した状態となる。このとき、ロッド１０２は、２点鎖線で示すように、ソレノイドハウジング１０２ｂから大部分が押し出され、ロックレバー１０１が回動し、弾性部材１０１ｂがロックフォルダ１００の凹部１０３に係合してロックフォルダ１００の回転を規制する。

ロック機構５８に対して軸方向Ｓの他方Ｓ２側にモータレゾルバ４３が配置されている。モータレゾルバ４３は、レゾルバロータ１０７とレゾルバステータ１０８とを含んでいる。
レゾルバロータ１０７は、ロータコア８５の他端部８５ｂの外周面に固定されている。レゾルバステータ１０８は、第２のハウジング５２の外径部８８の内周面に圧入固定された環状のステータコア１０９と、電磁コイル１１０とを含んでいる。ステータコア１０９の各ティースに電磁コイル１１０が巻回されている。

レゾルバステータ１０８の各電磁コイル１１０には、前述のバスバー９９が接続されている。このバスバー９９は、各電磁コイル１１０からの信号を制御部に出力するようになっている。
ロック機構５８とバスバー９９とは、互いの干渉を避けつつ、軸方向Ｓに関する位置が重なり合うように配置されている。

具体的には、ロック機構５８のロックフォルダ１００およびロックレバー１０１と、バスバー９９の一部とは、軸方向Ｓに関する位置が互いに重なるように配置されている。周方向Ｃに関して、バスバー９９は、ロックレバー１０１の可動領域１１１を除く領域に配置されている。
図６は、図２のトルクセンサ４４の周辺の拡大図である。図６を参照して、トルクセンサ４４は、所定のセンサとしての、操舵状態を検出する操舵状態検出センサを構成しており、動力伝達経路上の所定の軸部材としての上記第２および第３のシャフト１２，１３間に作用するトルクを検出する。

このトルクセンサ４４は、伝達比可変機構用モータ２３のロータコア８５の他端部８５ｂ側において、一部が収容空間９０内に収容されている。
このトルクセンサ４４は、第２のシャフト１２の中間部に固定された多極磁石１１５と、第３のシャフト１３の一端に支持され、多極磁石１１５が発生する磁界内に配置されて磁気回路を形成する一対の軟磁性体としての信号検出用部材である磁気ヨーク１１６，１１７と、を含んでいる。

多極磁石１１５は、円筒形状の永久磁石であり、複数の極（Ｎ，Ｓそれぞれ同じ極数）が周方向に等間隔で着磁されている。
磁気ヨーク１１６，１１７は、多極磁石１１５とは径方向Ｒに所定の隙間を隔てて対向しており、多極磁石１１５を取り囲んでいる。各磁気ヨーク１１６，１１７は、合成樹脂部材１１８にモールドされている。合成樹脂部材１１８は、第３のシャフト１３の一端に同行回転可能に連結されている。

トルクセンサ４４は、環状部１１２をさらに備えている。環状部１１２は、多極磁石１１５、各磁気ヨーク１１６，１１７、第２のシャフト１２および第３のシャフト１３を取り囲んでいる。
環状部１１２は、全体として円環状をなしており、磁気ヨーク１１６，１１７からの磁束を誘導する信号検出用部材としての一対の集磁リング１１９，１２０と、各集磁リング１１９，１２０間に配置された信号検出用部材としてのホールＩＣ１２１と、一対の集磁リング１１９，１２０およびホールＩＣ１２１を取り囲む電磁シールド部材１２２と、集磁リング１１９，１２０、ホールＩＣ１２１および電磁シールド部材１２２をモールドする円環状の第１の合成樹脂部１３１とを含んでいる。

一対の集磁リング１１９，１２０は、軟磁性体を用いて形成された環状の部材であり、磁気ヨーク１１６，１１７を取り囲んでこれらの磁気ヨーク１１６，１１７にそれぞれ磁気的に結合されている。一対の集磁リング１１９，１２０は、軸方向Ｓに離隔して相対向している。
ホールＩＣ１２１は、集磁リング１１９，１２０に誘導された磁束を検出するためのものである。

電磁シールド部材１２２は、トルクセンサ４４の磁気ヨーク１１６，１１７、集磁リング１１９，１２０およびホールＩＣ１２１とロータ２３１のロータコア８５との間に配置された円環状の部材であり、電気的なノイズが電磁シールド部材１２２の内側を通過することを阻止するようになっている。
電磁シールド部材１２２の肉厚は、電磁ノイズの侵入を効果的に抑制できるように、適宜設定される。この電磁シールド部材１２２は、径方向Ｒに関して、ロータ２３１のロータコア８５およびモータレゾルバ４３の双方に対して内側に配置されている。また、電磁シールド部材１２２は、軸方向Ｓに関して、集磁リング１１９，１２０およびホールＩＣ１２１と比べて永久磁石８６に近接配置されている。これにより、磁気ヨーク１１６，１１７、集磁リング１１９，１２０およびホールＩＣ１２１と、永久磁石８６との間に磁気シールド部材１２２が配置されている。

上記の構成により、ロータ２３１の永久磁石８６およびモータレゾルバ４３からの電磁波が、電磁シールド部材１２２の内側に侵入することを防止している。
なお、電磁シールド部材１２２に代えて、進入してきた電磁波を相殺するような構成としてもよい。
図７（Ａ）は、図６のＶＩＩＡ−ＶＩＩＡ線に沿う断面図であり、図７（Ｂ）は、トルクセンサ４４の要部の側面図である。図６、図７（Ａ）および図７（Ｂ）を参照して、第１の合成樹脂部１３１は、後述する第２の合成樹脂部１３２、第３の合成樹脂部１３３および第４の合成樹脂部１３４とともに、一体成形品である合成樹脂部材１３０を構成している。

第１の合成樹脂部１３１のうち、軸方向Ｓの一方Ｓ１側の大部分とロータコア８５の他端部８５ｂとは、軸方向Ｓに関する位置が重ね合わされており、軸方向Ｓの他方Ｓ２側の端部は、ロータコア８５の他端部８５ｂに対して軸方向Ｓの他方Ｓ２側に突出している。
第１の合成樹脂部１３１は、その外周面１３１ａが、第２のハウジング５２の内筒９３の保持孔１２３に圧入固定されて保持されている。これにより、環状部１１２が保持孔１２３に保持されている。この保持孔１２３は、軸方向Ｓに開放されている。保持孔１２３は、第１の合成樹脂部１３１を、軸方向Ｓの他方Ｓ２側（ロア側）から、軸方向Ｓの一方に沿う所定の受入方向Ｆ１に沿って受け入れることができる。

第２の合成樹脂部１３２は、第１の合成樹脂部１３１のうちの軸方向Ｓの他方Ｓ２側の端部から径方向Ｒの外方に沿って延設された、径方向延設部を構成している。第２の合成樹脂部１３２は、周方向Ｃに関する第１の合成樹脂部１３１の一部から、径方向Ｒの外方に延びる平板状に形成されており、ロータコア８５とは軸方向Ｓに隣接している。
この第２の合成樹脂部１３２は、第２のハウジング５２の第１の溝１２４に挿通されている。第１の溝１２４は、第２のハウジング５２の連結壁９４のうち、受入方向Ｆ１とは反対の方向Ｆ２を向く一端面９４ａに形成されて、受入方向Ｆ１とは反対の方向Ｆ２に開放されており、第２の合成樹脂部１３２を受入方向Ｆ１に沿って受け入れ可能である。第１の溝１２４は、一端面９４ａのうちの周方向Ｃの一部に形成されている。

第１の溝１２４は、周方向Ｃに関して互いに離隔し、互いに平行に延びる一対の内側面１２４ａ，１２４ｂを含んでおり、この一対の内側面１２４ａ，１２４ｂ間に、第２の合成樹脂部１３２が配置されている。第２の合成樹脂部１３２の基端部は、ロータコア８５に対して径方向Ｒの内方に配置されており、先端部は、ロータコア８５に対して径方向Ｒの外方に配置されている。

第３の合成樹脂部１３３は、第２の合成樹脂部１３２の先端から、軸方向Ｓの一方Ｓ１側に延設された軸方向延設部を構成している。第３の合成樹脂部１３３は、第２の合成樹脂部１３２の先端部から受入方向Ｆ１側に延びており、外筒８９のうちの、第２のハウジング５２の外径部８８側部分に形成された第２の溝１２５に収容されている。第２の溝１２５は、第１の溝１２４に連通しており、この第１の溝１２４に対して軸方向Ｓの一方Ｓ１側に延びて、径方向Ｒの外方に開放されている。第２の溝１２５および第３の合成樹脂部１３３は、環状部１１２の少なくとも一部（本実施の形態において、概ね全部）と、軸方向Ｓに関する位置が重なっている。

第４の合成樹脂部１３４は、第１の合成樹脂部１３１から第２の軸方向Ｓ２に突出する円弧状をなしている。第４の合成樹脂部１３４の内周面１３４ａは、連結壁９４の内周面９４ｂに連続的に連なっており、この内周面９６ｂと協働して、第５の軸受３５の外輪の外周面を全周に亘って保持している。
合成樹脂部材１３０には、ホールＩＣ１２１からの信号を制御部に伝達するための電線１２６が埋設されている。電線１２６は、一端がホールＩＣ１２１と電気的に接続されており、環状部１１２の第１の合成樹脂部１３１から、第２の合成樹脂部１３２および第３の合成樹脂部１３３にかけて延びている。電線１２６は、環状部１１２において合成樹脂部材１３０から突出しており、制御部に電気的に接続されている。

合成樹脂部材１３０は、第２のハウジング５２の第１の溝１２４との間と、第２の溝１２５との間のそれぞれを液密的に封止する封止部１２７をさらに備えている。
封止部１２７は、細長い環状に形成されており、第１の合成樹脂部１３１の他端部の外周面１３１ａ、第２の合成樹脂部１３２の一対の側面１３２ａ，１３２ｂ、第３の合成樹脂部１３３の一対の側面１３３ａ，１３３ｂおよび第３の合成樹脂部１３３の先端面１３３ｃのそれぞれから突出している。この封止部１２７は、第２のハウジング５２の連結壁９４の内周面９４ｂ、第１の溝１２４の対応する内側面１２４ａ，１２４ｂ、および第２の溝１２５の対応する内側面１２５ａ，１２５ｂ，１２５ｃのそれぞれに当接している。

上記の構成により、第２および第３のシャフト１２，１３の相対回転量に応じて磁気ヨーク１１６，１１７に磁束が生じるようになっており、この磁束は、集磁リング１１９，１２０により誘導され、ホールＩＣ１２１により検出される。ホールＩＣ１２１のトルク検出信号は、電線１２６を介して制御部に入力される。このようにして、第２および第３のシャフト１２，１３に加えられたトルクに応じた磁束密度を検出することが出来る。

図２を参照して、トルクセンサ４４に対して軸方向Ｓの他方Ｓ２側に第５の軸受３５が配置されている。第５の軸受３５は、第３のシャフト１３の一端を回転可能に支持している。
第２のシャフト１２の外周部と第３のシャフト１３の内周部とは、第６の軸受３６を介して相対回転可能に互いに支持されている。減速機構２６は、第３のハウジング５３の外径部１２８および端壁部６１、ならびに第２のハウジング５２の連結壁９４によって区画された収容室１２９に収容されている。第３のハウジング５３の端壁部６１は、第７の軸受３７を介して第３のシャフト１３を回転可能に支持している。

上記の概略構成を有する車両用操舵装置１において、入力部材２０と第１のシャフト１１との連結は、以下のようにして行われる。すなわち、まず、図８（Ａ）に示すように、単品の入力部材２０と第１のシャフト１１とを用意し、第１のシャフト１１の圧入部６２が入力部材２０側を向くようにして、両者を同軸的に対向させる。
次に、図８（Ｂ）に示すように、第１のシャフト１１を、入力部材２０の入力部材側筒部２０２に挿通する。これにより、圧入部６２は、入力部材側筒部２０２の大径部６６および雌セレーション部６５に遊嵌する。そして、雄セレーション部６３のガイド部６７が雌セレーション部６５に係合することにより、両者の歯部同士が周方向に互い違いに配置されるように案内される。

雄セレーション部６３と雌セレーション部６５とが嵌り合った後、図８（Ｃ）に示すように、圧入部６２が被圧入部６４に圧入され、両者の結合が完了する。
また、出力部材２２と第２のシャフト１２との連結は、以下のようにして行われる。すなわち、まず、図９（Ａ）に示すように、単品の出力部材２２と第２のシャフト１２とを用意し、第２のシャフト１２の圧入部６２が出力部材２２側を向くようにして、両者を同軸的に対向させる。

次に、図９（Ｂ）に示すように、第２のシャフト１２を、出力部材２２の出力部材側筒部２２２に挿通する。これにより、第２のシャフト１２の一端部１２ａおよび圧入部６２は、出力部材側筒部２２２の大径部６６および雌セレーション部６５に遊嵌する。そして、雄セレーション部６３のガイド部６７が雌セレーション部６５に係合することにより、両者の歯部同士が周方向に互い違いに配置されるように案内される。

雄セレーション部６３と雌セレーション部６５とが嵌り合った後、図９（Ｃ）に示すように、圧入部６２が被圧入部６４に圧入され、両者の結合が完了する。
図１を参照して、上記の概略構成を有する車両用操舵装置１は、車両が比較的低速で走行している場合には、伝達比可変機構用モータ２３を駆動して伝達比可変機構５における伝達比θ２／θ１を変更することにより、操舵角θ１を増幅して運転者の操舵を補助する機能を発揮することができる。

また、車両が比較的高速で走行している場合には、伝達比可変機構用モータ２３を駆動して伝達比可変機構５における伝達比θ２／θ１を変更することにより、車両のスタビリティコントロール（姿勢安定制御）を行う。
以上の次第で、本実施の形態によれば、トルクセンサ４４の環状部１１２と伝達比可変機構用モータ２３のロータ２３１のロータコア８５とを軸方向Ｓに重ね合わせて配置でき、軸方向Ｓに関する車両用操舵装置１の全長を短くできる。

また、ハウジング２４の内筒９３によって、トルクセンサ４４の環状部１１２を、収容空間９０内で保持できる。さらに、この環状部１１２を軸方向Ｓ（受入方向Ｆ１）に沿って内筒９３の保持孔１２３に挿入できるので、ロータコア８５のより奥側にトルクセンサ４４を配置でき、ロータ２３１の内部のデッドスペースを有効活用できる。
また、第２および第３の合成樹脂部１３２，１３３を設けていることにより、第１の合成樹脂部１３１に連なる部分をロータコア８５の径方向外方、ひいてはハウジング２４から露呈するように延ばすことができる。これにより、トルク検出信号を伝達する電線１２６を、第１〜第３の合成樹脂部１３１〜１３３内に通し、ハウジング２４の外側に延ばすことができる。その結果、ハウジング２４の外側にある制御部に、トルク検出信号を伝達することができる。

さらに、トルクセンサ４４の磁気ヨーク１１６，１１７、集磁リング１１９，１２０およびホールＩＣ１２１とロータ２３１との間に電磁シールド部材１２２を配置していることにより、トルクセンサ４４が外部からの電磁ノイズを拾ってしまうことを防止できる。
また、入力部材２０および出力部材２２と、対応する第１および第２のシャフト１１，１２とを、圧入固定によりトルク伝達可能に結合するとともに、セレーション嵌合により、トルク伝達可能に結合している。

入力部材２０と、第１のシャフト１１とを圧入固定することにより、第１のシャフト１１と入力部材２０との互いの位置決めを高精度にできる。同様に、出力部材２２と、第２のシャフト１２とを圧入固定することにより、第２のシャフト１２と出力部材２２との互いの位置決めを高精度にできる。
さらに、入力部材２０と、第１のシャフト１１とをセレーション結合することにより、大トルクが作用しても、これらの入力部材２０および第１のシャフト１１間で確実に受けることができ、両者の相対位相（周方向の位置）が大きくずれることを抑制できる。これにより、操舵中立状態における第１のシャフト１１および操舵部材２の位相がずれることを抑制でき、操舵に違和感が生じることを防止できる。

同様に、出力部材２２と、第２のシャフト１２とをセレーション結合することにより、大トルクが作用しても、これらの出力部材２２および第２のシャフト１２間で確実に受けることができ、両者の相対位相（周方向の位置）が大きくずれることを抑制できる。これにより、操舵中立状態における第２のシャフト１２および操舵部材２の位相がずれることを抑制でき、操舵に違和感が生じることを防止できる。

また、支持機構８１において、第８の軸受３８を用いて、入力部材２０および出力部材２２の双方を支持することにより、これらの各部材２０，２２を支持する軸受を共用化でき、軸受の数を少なくでき、部品点数の低減を通じて製造コストを低減できる。
すなわち、入力部材２０および出力部材２２を支持する軸受が、第１、第３および第８の軸受３１，３３，３８の３つで済む。したがって、例えば、入力部材の両端を一対の軸受で支持するとともに、出力部材の両端を上記一対の軸受とは別の一対の軸受で支持する構成を採用した場合と異なり、４つの軸受を用意する必要がない。

また、入力部材２０および出力部材２２を支持する軸受が３つで済むので、入力部材２０および出力部材２２を支持する軸受のためのスペースを、軸方向Ｓに関して短くでき、車両用操舵装置１の軸方向Ｓの長さをより短くできる。
しかも、第８の軸受３８を用いて第１および第２のシャフト１１，１２の対向端部１１ｂ，１２ａ間の傾き（倒れ）を防止することができる結果、これらのシャフト１１，１２に支持された入力部材２０および出力部材２２の噛み合い状態を、高精度のまま維持できる。

さらに、ロック機構５８のロックレバー１０１の先端部に弾性部材１０１ｂを設けることにより、ロックレバー１０１とロックフォルダ１００との係合の際の係合音を確実に低減できるとともに、ロック機構５８における、弾性部材１０１ｂを設ける領域を可及的に少なくでき、射出成形にかかるコストを低減できる。また、ロックフォルダ１００に弾性部材を設ける必要がないので、ロックフォルダ１００の形状および製造工程を簡素化できる。

また、伝達比可変機構用モータ２３のステータ２３２とレゾルバステータ１０８との間にロック機構５８のロックレバー１０１とロックフォルダ１００とバスバー９９とを配置し、且つ、ロックレバー１０１の可動領域１１１を避けてバスバー９９を配置している。これにより、ロックレバー１０１およびロックフォルダ１００と、バスバー９９とを軸方向Ｓに重ねて配置でき、車両用操舵装置１の軸方向Ｓの長さをより短くできる。

また、ステータ２３２に関する配線、レゾルバステータ１０８に関する配線および電磁ソレノイド１０２に関する配線を、互いに近接した箇所からハウジング２４の外側に延ばすことができ、これらの配線の取り回しをより容易に行うことができる。
さらに、合成樹脂部材１３０に封止部１２７を設けていることにより、減速機構２６のウォーム軸２７およびウォームホイール２８の噛み合い領域に充填されたグリース等の潤滑剤が、第２のハウジング５２と合成樹脂部材１３０との間から漏れることを防止できる。合成樹脂部材１３０に封止部１２７を一体的に設けていることにより、別途封止構造を設ける必要が無く、その結果、車両用操舵装置１を軸方向Ｓに関してより短くできる。

以上のように、車両用操舵装置１の軸方向Ｓに関する長さをより短くすることにより、電動モータを備える電動式のチルト機構や、チルト・テレスコピック機構を設けるための配置スペースと、車両の二次衝突時の衝撃を吸収するための衝撃吸収ストロークとを十分に確保できる。さらに、車両用操舵装置１の車室内におけるレイアウトの自由度を高くできる。

また、第２のハウジング５２は、伝達比可変機構用モータ２３のロータ２３１を収容しており、伝達比可変機構ハウジングとしての機能を有しているとともに、操舵補助機構１９のトルクセンサ４４の合成樹脂部材１３０の環状部１１２を保持しており、操舵補助機構ハウジングとしての機能を有している。このように、第２のハウジング５２を、伝達比可変機構ハウジングおよび操舵補助機構ハウジングとして兼用することができ、その結果、製造コストを低減できる。また、この第２のハウジング５２の内筒９３を薄肉に形成でき、ロータコア８５内にロータコア８５を支持する第２および第４の軸受３２，３４を配置することができる。ロータコア８５内にこれらの軸受３２，３４を配置するという簡易な構成にでき、製造コストをより低減できる。

さらに、ロータコア８５の外周面を、概ね平坦な面に形成することができるので、ロータコア８５の加工にかかる手間を少なくでき、ロータコア８５の製造コストの低減を通じて車両用操舵装置１の製造コストをより低減できる。
さらに、トルクセンサの環状部１１２は環状であり、径方向Ｒに張り出した形状となっていないことから、この環状部１１２を取り囲むロータコア８５を小径に形成できる。これにより、ロータコア８５を支持する第２および第４の軸受３２，３４を小型にでき、これらの軸受３２，３４のコストを格段に低減できる。

本発明は、以上の実施の形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。
例えば、図１０に示すように、トルクセンサ４４Ａの全部が収容空間９０内に配置されるようにしてもよい。なお、以下では、図１〜図９に示す実施の形態と異なる点について説明し、同様の構成については図に同様の符号を付してその説明を省略する。

本実施の形態が図１〜図９に示す実施の形態と異なる点は、主に、（ｉ）トルクセンサ４４Ａの全部が収容空間９０内に配置されている点と、（ｉｉ）操舵状態検出センサとしての回転角検出センサである転舵角センサ４５の全部が収容空間９０内に配置されている点と、（ｉｉｉ）操舵状態検出センサとしての回転角検出センサであるモータレゾルバ４３の全部が収容空間９０内に配置されている点である。

トルクセンサ４４Ａの環状部１１２Ａは、軸方向Ｓの全域に亘ってロータコア８５と径方向Ｒに対向している。環状部１１２Ａの第１の合成樹脂部１３１Ａのうち、軸方向Ｓの他方Ｓ２側の端部から、電線１２６Ａが突出しており、ハウジング２４の外部に延ばされるようになっている。
転舵角センサ４５は、一対の集磁リング１１９，１２０に対して軸方向Ｓの一方Ｓ１側に配置されており、動力伝達経路上の所定の軸部材としての第２のシャフト１２に同行回転可能に連結されたロータ４５１と、このロータ４５１を取り囲む信号検出用部材としてのステータ４５２とを含んでおり、第２のシャフト１２の回転角を検出する。ステータ４５２は、環状部１１２Ａの第１の合成樹脂部１３１Ａに少なくとも一部が埋設されることにより、この第１の合成樹脂部１３１Ａに保持されている。ステータ４５２で検出された信号は、図示しない電線を介して制御部に入力される。

モータレゾルバ４３は、転舵角センサ４５に対して軸方向Ｓの他方Ｓ２側に配置されている。モータレゾルバ４３のレゾルバロータ１０７は、ロータコア８５の内周面に同行回転可能に連結されている。モータレゾルバ４３のレゾルバステータ１０８は、信号検出用部材を構成しており、このレゾルバステータ１０８で検出された信号は、図示しない電線を介して制御部に向けて出力される。

このレゾルバステータ１０８は、第１の合成樹脂部１３１Ａに少なくとも一部が埋設されることにより、この第１の合成樹脂部１３１Ａに保持されている。
伝達比可変機構５のロータ２３１の永久磁石８６およびステータ２３２は、ロータコア８５の中間部８５ｃに配置されている。
電磁シールド部材１２２Ａは、トルクセンサ４４の一対の集磁リング１１９，１２０およびホールＩＣ１２１の外周を取り囲む第１の筒状部１４１と、第１の筒状部１４１に連なり転舵角センサ４５のステータ４５２の外周を取り囲む第２の筒状部１４２と、第２の筒状部１４２の一端から径方向Ｒの外方に延び、ロータ２３１の永久磁石８６とモータレゾルバ４３との間に配置される環状の鍔部１４３とを含んでいる。

第１および第２の筒状部１４１，１４２は、永久磁石８６に対して径方向Ｒの内方に配置されている。鍔部１４３は、軸方向Ｓに関して、永久磁石８６と、モータレゾルバ４３との間に配置されている。
本実施の形態によれば、転舵角センサ４５およびモータレゾルバ４３のそれぞれを、ロータ２３１のロータコア８５と軸方向Ｓに重ねて配置でき、軸方向Ｓに関する装置１の全長をより短くできる。

なお、本実施の形態において、転舵角センサ４５およびロータモータレゾルバ４３のそれぞれに関して、一部のみが収容空間９０内に配置されるようにしてもよい。

本発明の一実施の形態にかかる伝達比可変機構を備える車両用操舵装置の概略構成を示す模式図である。 図１の要部のより具体的な構成を示す一部断面図である。 図２の第１のシャフトと第２のシャフトの対向端部付近の拡大図である。 図２の伝達比可変機構およびその周辺の拡大図である。 図４のＶ−Ｖ線に沿う、ロック機構の周辺の一部断面図である。 図２のトルクセンサの周辺の拡大図である。 （Ａ）は、図６のＶＩＩＡ−ＶＩＩＡ線に沿う断面図であり、（Ｂ）は、トルクセンサの要部の側面図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、第１のシャフトと入力部材との連結工程について説明するための一部断面図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、第２のシャフトと出力部材との連結工程について説明するための一部断面図である。 本発明の別の実施の形態の要部の模式的な一部断面図である。

符号の説明

１…車両用操舵装置、２…操舵部材、５…伝達比可変機構（差動機構）、１０…転舵機構、１１…第１のシャフト（第１の軸）、１２…第２のシャフト（第２の軸、所定の軸部材）、１３…第３のシャフト（所定の軸部材）、２３…伝達比可変機構用モータ（伝達比可変用モータ）、２４…ハウジング、４３…モータレゾルバ（所定のセンサ、操舵状態検出センサ、回転角検出センサ）、４４，４４Ａ…トルクセンサ（所定のセンサ、操舵状態検出センサ）、４５…転舵角センサ（所定のセンサ、操舵状態検出センサ、回転角検出センサ）、８９…外筒、９０…収容空間、９３…内筒、９４…連結壁、１０８…レゾルバステータ、１１２，１１２Ａ…環状部、１１６，１１７…磁気ヨーク（信号検出用部材）、１１９，１２０…集磁リング（信号検出用部材）、１２１…ホールＩＣ（信号検出用部材）１２２，１２２Ａ…電磁シールド部材、１２３…保持孔、１３２…第２の合成樹脂部（径方向延設部）、２３１…（伝達比可変機構用モータの）ロータ、４５２…（転舵角センサの）ステータ（信号検出用部材）、Ｄ…動力伝達経路、Ｆ１…受入方向、Ｓ…軸方向、θｒ…（ロータの）回転角。

Claims (7)

1. 操舵部材に連なる第１の軸および転舵機構に連なる第２の軸を同軸上に連結した差動機構と、差動機構を駆動するために第１および第２の軸とは同軸的に配置された伝達比可変用モータとを備える車両用操舵装置において、
   上記伝達比可変用モータは筒状のロータを含み、
   このロータの径方向内方に収容空間が区画され、
   車両用操舵装置に備えられる所定のセンサの少なくとも一部が上記収容空間内に配置されていることを特徴とする車両用操舵装置。
2. 請求項１において、上記所定のセンサは、操舵状態を検出する操舵状態検出センサを含む車両用操舵装置。
3. 請求項２において、上記操舵状態検出センサは、操舵部材と転舵機構との間の動力伝達経路上の所定の軸部材に作用するトルクを検出するトルクセンサを含む車両用操舵装置。
4. 請求項３において、上記ロータを収容するハウジングを備え、
   このハウジングは、上記ロータの外周を取り囲む外筒と、この外筒から径方向内方に延びてロータとはロータの軸方向に隣接する連結壁と、連結壁からロータの収容空間内に延びる内筒とを含み、
   上記トルクセンサは、上記軸部材を取り囲む環状部を含み、
   上記内筒は、環状部を保持する保持孔を有し、
   この保持孔はロータの軸方向に開放されており、この軸方向に沿う所定の受入方向に沿って環状部を受け入れ可能である車両用操舵装置。
5. 請求項４において、上記トルクセンサは、上記環状部から環状部の径方向外方に沿って延び、ロータとはロータの軸方向に隣接する径方向延設部を含む車両用操舵装置。
6. 請求項２〜５の何れか１項において、上記操舵状態検出センサは、操舵部材と転舵機構との間の動力伝達経路上の所定の軸部材またはロータの回転角を検出する回転角検出センサを含む車両用操舵装置。
7. 請求項１〜６の何れか１項において、上記所定のセンサの信号検出用部材と上記ロータとの間に電磁シールド部材が配置されている車両用操舵装置。
   

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