JP2010052510A - 車両用操舵装置 - Google Patents

Abstract

【課題】組み立てにかかる手間を低減することのできる車両用操舵装置を提供すること。
【解決手段】伝達比可変機構５の入力部材２０と出力部材２２とは、内輪３９１によって差動回転可能に連結されている。入力部材２０と内輪３９１とは、第１の凹凸係合部６４によって連結され、内輪３９１と出力部材２２とは、第２の凹凸係合部６７によって連結されている。第１および第２の凹凸係合部６４，６７のそれぞれに弾性的に予圧を付与する付勢部材１６７が設けられている。第１および第２のハウジング５１，５２がねじ部材１６１によって締結されていることにより、付勢部材１６７が弾性的に圧縮され、その結果、付勢部材１６７によって、第１および第２の凹凸係合部６４，６７に予圧が付与されている。
【選択図】図３

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として、揺動歯車機構を用いたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
揺動歯車機構は、互いに対向する第１および第４歯車と、第１および第４歯車の間に配置され第１および第４歯車に対して傾斜した揺動歯車と、を備えている。揺動歯車は、第１歯車に噛合する第２歯車と、第４歯車に噛合する第３歯車とを含んでいる。第４歯車は、出力軸に嵌合されている。
特開２００８−１３３８６１号公報

第４歯車は、軸受を介してハウジングに支持されている。また、揺動歯車装置を車両用操舵装置に適用する場合、第１歯車と第２歯車との噛み合い、および第３歯車と第４歯車との噛み合いのそれぞれに歯飛びが生じないように、第１歯車と第２歯車との噛み合い部、および第３歯車と第４歯車との噛み合い部のそれぞれに、予圧を付与する必要がある。
第４歯車とハウジングとを組み立てる作業と、各上記噛み合い部に予圧を付与する作業とを別々に行うと、手間がかかる。

本発明は、かかる背景のもとでなされたもので、組み立てにかかる手間を低減することのできる車両用操舵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、本発明は、操舵部材（２）の操舵角（θ１）に対する転舵輪（４Ｌ，４Ｒ）の転舵角（θ２）の比である伝達比（θ２／θ１）を変更可能な伝達比可変機構（５）を備え、上記伝達比可変機構は、操舵部材に連なり第１の軸線（Ａ）上に中心軸線を有する入力部材（２０）と、転舵輪側部材（１２）に連なり第１の軸線上に中心軸線を有する出力部材（２２）と、入力部材および出力部材を差動回転可能に連結し、第１の軸線に対して傾斜する第２の軸線（Ｂ）の回りに回転可能な中間部材（３９１）と、中間部材を回転駆動可能なアクチュエータ（２３）と、入力部材および中間部材に設けられ入力部材および中間部材を動力伝達可能に係合する第１の凹凸係合部（６４）と、中間部材および出力部材に設けられ中間部材および出力部材を動力伝達可能に係合する第２の凹凸係合部（６７）と、第１および第２の凹凸係合部のそれぞれに弾性的に予圧を付与する付勢部材（１６７）と、入力部材を第１の軸受（３１）を介して回転可能に支持する筒状の第１のハウジング（５１）と、出力部材を第２の軸受（３２）を介して回転可能に支持する筒状の第２のハウジング（５２）と、第１および第２のハウジングの互いに突き合わされた対向端部（５１１ｂ、５２１ｂ）を締結する締結部材（１６１）と、を備え、上記入力部材および第１のハウジングは、第１の軸線と平行な方向（Ｓ）に対向し第１の軸受を挟む一対の第１の対向面（２０３，５１５）をそれぞれ含み、上記出力部材および第２のハウジングは、第１の軸線と平行な方向に対向し第２の軸受を挟む一対の第２の対向面（２２３，５２５）をそれぞれ含み、第１および第２のハウジングの少なくとも一方の対向面は、対応する軸受および上記付勢部材を含む付勢経路（１６８；１６８Ａ）を介して、対応する入力部材または対応する出力部材を、中間部材側へ付勢しており、その結果、付勢部材によって、第１および第２の凹凸係合部に予圧が付与されていることを特徴とする車両用操舵装置（１）を提供する（請求項１）。

本発明によれば、第１および第２のハウジングの対向端部を締結することにより、第１のハウジングの第１の対向面と第２のハウジングの第２の対向面との間の間隔が狭まる。これにより、付勢部材が圧縮され、付勢部材の弾性反発力が、第１および第２の凹凸係合部に予圧として付与される。したがって、第１および第２のハウジングと入力部材および出力部材とを組み付ける作業と、第１および第２の凹凸係合部に予圧を付与する作業とを一括して行うことができる。これにより、装置の組み立てにかかる手間を低減することができる。

また、本発明において、上記第１の軸受は、入力部材に外嵌された内輪（３１１）と、第１のハウジングに形成された保持孔（５１４）に保持された外輪（３１２）と、を含み、上記付勢部材は、第１の軸受の内輪の一端面（３１１ａ）と入力部材の第１の対向面との間、または第１のハウジングの第１の対向面と第１の軸受の外輪の一端面（３１２ａ）との間に配置されている場合がある（請求項２）。

この場合、付勢部材を、第１の軸受の内輪の一端面と入力部材の第１の対向面との間、または第１のハウジングの第１の対向面と第１の軸受の外輪の一端面との間に配置するという簡易な構成で、付勢部材の付勢力を、第１および第２の凹凸係合部に付与することができる。
また、本発明において、第１のハウジングの第１の対向面は、第１のハウジングのうち上記対向端部とは反対側の端部（５１１ａ）に配置されており、第１のハウジングの上記反対側の端部から上記対向端部に向かう方向（Ｓ２）に関して、第１のハウジングの第１の対向面、付勢部材および第１の凹凸係合部の順に配置されている場合がある（請求項３）。

この場合、装置を組み立てるときに、第１のハウジングの対向端部側から付勢部材を第１のハウジング内に挿入し、その後第１の凹凸係合部を第１のハウジング内に挿入する。そして、第１の凹凸係合部および第２の凹凸係合部が第１および第２のハウジング内に収容された状態で、第１および第２の対向端部を締結部材で締結する。以上の作業により、第１および第２のハウジングの締結と、第１および第２の凹凸係合部への予圧の付与とを一括して行うことができる。

また、本発明において、上記第２の軸受は、出力部材に外嵌された内輪（３２１）と、第２のハウジングに形成された保持孔（５２４）に保持された外輪（３２２）と、を含み、上記付勢部材は、第２のハウジングの第２の対向面と第２の軸受の外輪の一端面（３２２ａ）との間、または第２の軸受の内輪の一端面（３２１ａ）と出力部材の第２の対向面との間に配置されている場合がある（請求項４）。

この場合、付勢部材を、第２のハウジングの第２の対向面と第２の軸受の外輪の一端面との間、または第２の軸受の内輪の一端面と出力部材の第２の対向面との間に配置するという簡易な構成で、付勢部材の付勢力を、第１および第２の凹凸係合部に付与することができる。
また、本発明において、上記操舵部材と入力部材とを連結するステアリングシャフト（１１）と、上記第１のハウジングのうち上記対向端部とは反対側の端部に連なりステアリングシャフトを収容する筒状のジャケットと、を備え、上記第１のハウジングとジャケットとは、単一の材料を用いて一体に形成されている場合がある（請求項５）。

この場合、第１のハウジングとジャケットとを単一の材料を用いて一体に形成していることにより、装置の部品点数を少なくできる。また、第１のハウジングとジャケットとの繋ぎ目部分が無いことにより、第１のハウジングおよびジャケットの全長を短くでき、装置をより小型且つ軽量にできる。
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る。この車両用操舵装置１は、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。

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１１ｂと第２のシャフト１２の一端１２ａとは、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１３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１１ｂに設けられた入力部材２０と、転舵輪側部材としての第２のシャフト１２の一端１２ａ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、操舵部材２および第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いる。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の中心軸線であり、回転軸線である。
軌道輪ユニット３９は、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、を含む軸受部材である。

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、中間部材を構成している。内輪３９１および外輪３９２は、第１の軸線Ａに対して傾斜する中心軸線および回転軸線としての第２の軸線Ｂを有している。また、内輪３９１および外輪３９２は、アクチュエータとしての伝達比可変機構用モータ２３が駆動することに伴い、第１の軸線Ａの回りに回転運動（いわゆるコリオリ運動）することが可能である。

伝達比可変機構用モータ２３は、軌道輪ユニット３９の径方向外方に配置されており、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、例えば、ブラシレスモータであり、軌道輪ユニット３９の外輪３９２を保持するロータ２３１と、このロータ２３１を取り囲みハウジング２４に固定されたステータ２３２とを含んでいる。ロータ２３１は、第１の軸線Ａの回りを回転するようになっている。

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および第３のシャフト１２，１３を連結するトーションバー１４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後述のトルクセンサ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。
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ギヤ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に設けられている。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と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と接続されている。

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の回転角を検出するための回転角検出手段としてのモータレゾルバ４３、トルク検出手段としてのトルクセンサ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。
操舵角センサ４２から制御部２９へは、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から制御部２９へは、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から制御部２９へは、第２および第３のシャフト１２，１３間に作用するトルクＴについての信号が入力される。
転舵角センサ４５から制御部２９へは、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から制御部２９へは、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から制御部２９へは、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、伝達比可変機構５の出力は、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。より具体的には、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、出力部材２２から操舵補助力付与機構１９の第２のシャフト１２に伝達される。
第２のシャフト１２に伝達された操舵トルクは、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中間軸８等を介して転舵機構１０に伝達される。

図２は、図１の要部のより具体的な構成を示す断面図である。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形成してなるものであり、筒状をなす第１〜第３のハウジング５１〜５３を含んでいる。このハウジング２４内には、第１〜第６の軸受３１〜３６が収容されている。第１〜第６の軸受３１〜３６は、それぞれ、アンギュラ玉軸受等の転がり軸受である。

第１のハウジング５１は、筒状の主体部５１１と、主体部５１１の一端５１１ａに形成された環状の端壁５１２と、を含んでいる。主体部５１１は、伝達比可変機構５、伝達比可変機構用モータ２３およびモータレゾルバ４３を収容している。主体部５１１の他端５１１ｂは、第１のハウジング５１の対向端部を構成している。
第２のハウジング５２は、第１のハウジング５１の主体部５１１に収容された筒状の主体部５２１と、主体部５２１の他端５２１ｂに設けられ径方向外方に延びる環状の端壁５２２と、を含んでいる。主体部５２１は、トルクセンサ４４を収容している。主体部５２１の他端５２１ｂは、第２のハウジング５２の対向端部を構成している。

第３のハウジング５３は、筒状の主体部５３１と、主体部５３１の他端５３１ｂに形成された環状の端壁５３２と、を含んでいる。主体部５３１は、減速機構２６を収容している。
第１のハウジング５１の対向端部としての、主体部５１１の他端５１１ｂと、第２のハウジング５２の対向端部としての、主体部５２１他端５２１ｂと、第３のハウジング５３の対向端部としての、主体部５３１の一端５３１ａとは、締結部材としてのねじ部材１６１を用いて締結されている。

具体的には、第１のハウジング５１の主体部５１１の他端５１１ｂに、第１のフランジ５１３が形成されている。第１のフランジ５１３は、第１のハウジング５１の主体部５１１から径方向外方に延びている。
第２のハウジング５２の端壁５２２には、第１のフランジ５１３に対向する第２のフランジ５２３が形成されている。第２のフランジ５２３は、端壁５２２から径方向外方に延びている。

第３のハウジング５３の主体部５３１の一端５３１ａには、第２のフランジ５２３に対向する第３のフランジ５３３が設けられている。第３のフランジ５３３は、第３のハウジング５３の主体部５３１から径方向外方に延びている。
第１のフランジ５１３、第２のフランジ５２３および第３のフランジ５３３が順に重ね合わされている。第２のフランジ５２３は、第１のフランジ５１３および第３のフランジ５３３と突き合わされている。第１のフランジ５１３には、ねじ挿通孔１６２が貫通形成されている。第２のフランジ５２３には、ねじ挿通孔１６３が貫通形成されている。第３のフランジ５３３には、ねじ孔１６４が形成されている。ねじ挿通孔１６２、ねじ挿通孔１６３およびねじ孔１６４は、それぞれ、周方向Ｃに沿って複数設けられており、対応するねじ挿通孔１６２，１６３およびねじ孔１６４が互いに連通している。

ねじ部材１６１の軸部は、対応するねじ挿通孔１６２，１６３およびねじ孔１６４に挿通されており、ねじ孔１６４に螺合している。
第１のハウジング５１の主体部５１１の一端５１１ａの端壁５１２には、筒状の固定ジャケット１６５が設けられている。固定ジャケット１６５は、第１のシャフト１１の一部を収容している。固定ジャケット１６５の一端１６５ａは、操舵部材側に延びている。固定ジャケット１６５の他端１６５ｂは、第１のハウジング５１１の端壁５１２の内径部に接続されている。第１のハウジング５１と固定ジャケット１６５とは、単一の材料を用いて一体に形成されている。

固定ジャケット１６５には、可動ジャケット１６６が挿通されている。可動ジャケット１６６は、固定ジャケット１６５に保持されており、車両の２次衝突時に、固定ジャケット１６５に対して第２の軸方向Ｓ２側に移動可能とされている。可動ジャケット１６６内に第１のシャフト１１が収容されている。
図３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の内輪３９１は、それぞれ、環状をなしている。

入力部材２０は、一体成形品であり、筒状の入力部材本体２０１と、入力部材本体２０１の内径部から第１の軸方向Ｓ１側に延びる筒状部２０２とを含んでいる。
第１のシャフト１１は、筒状部２０２の挿通孔２０２ａに挿通されており、筒状部２０２と同行回転可能に連結されている。
出力部材２２は、一体成形品であり、出力部材本体２２１と、出力部材本体２２１の内径部から第２の軸方向Ｓ２側に延びる筒状部２２２とを含んでいる。

第２のシャフト１２は、筒状部２２２の挿通孔２２２ａに挿通されており、出力部材２２と同行回転可能に連結されている。
内輪３９１は、入力部材本体２０１と出力部材本体２２１との間に配置されている。外輪３９２は、伝達比可変機構用モータ２３のロータ２３１の内径部に形成された傾斜孔６３に固定されている。

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６４が設けられている。これにより、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６７が設けられている。これにより、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６４は、入力部材本体２０１の一端面としての動力伝達面７０に形成された第１の凸部６５と、内輪３９１の第１の端面７１に形成され第１の凸部６５に係合する第１の凹部６６と、を含んでいる。第１の凸部６５および第１の凹部６６は、対応する動力伝達面７０および第１の端面７１において、それぞれの周方向の全域に亘って形成されている。各第１の凸部６５は、例えば断面半円形形状をなしている。各第１の凹部６６は、第１の凸部６５に概ね合致する形状をなしている。

動力伝達面７０および第１の端面７１は、軸方向Ｓに互いに対向しており、第１の凹凸係合部６４は、これら動力伝達面７０および第１の端面７１を動力伝達可能に係合させる。
内輪３９１の第２の軸線Ｂが入力部材２０および入力部材２０の第１の軸線Ａに対して所定角度だけ傾斜していることにより、一部の第１の凸部６５と、一部の第１の凹部６６とが、互いに噛み合っている。

第１の凸部６５は、例えば３８個形成されている。第１の凹部６６の数は、第１の凸部６５の数とは異なる数にされている。第１の凸部６５の数と第１の凹部６６の数との差に応じて、入力部材本体２０１と内輪３９１との間の速度比が決まる。
なお、第１の凸部６５の配置と第１の凹部６６の配置とを入れ換えてもよい。
第２の凹凸係合部６７は、出力部材２２の一端面としての動力伝達面７２に形成された第２の凸部６８と、内輪３９１の第２の端面７３に形成され第２の凸部６８に係合する第２の凹部６９と、を含んでいる。動力伝達面７２および第２の端面７３は、軸方向Ｓに関して互いに対向しており、第２の凹凸係合部６７は、これら動力伝達面７２および第２の端面７３を動力伝達可能に係合させる。

第２の凹凸係合部６７の第２の凸部６８は、第１の凹凸係合部６４の第１の凸部６５と同様の構成を有しており、第２の凹部６９は、第１の凹部６６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６７の詳細についての説明は省略する。
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。

ロータコア８５の一端には、第３の軸受３３のための被保持孔８７が形成されている。この被保持孔８７の径方向内方には、環状の軸受保持部８８が設けられている。軸受保持部８８は、第１のハウジング５１の端壁５１２の内径部に形成された環状凸部８９の外周に形成されている。これらの被保持孔８７と軸受保持部８８との間に第３の軸受３３が介在している。これにより、ロータコア８５の一端が第１のハウジング５１に回転可能に支持されている。

ロータコア８５の中間部には、第４の軸受３４のための被保持孔９０が形成されている。この被保持孔９０の径方向内方には、環状の軸受保持部９１が設けられている。軸受保持部９１は、第２のハウジング５２の主体部５２１の一端５２１ａの外周に形成されている。主体部５２１は、第２のハウジング５２の端壁５２２から、軸方向Ｓの一方Ｓ１側に延びる筒状をなしている。

上記の被保持孔９０と軸受保持部９１との間に、第４の軸受３４が介在している。これにより、ロータコア８５の中間部が、第２のハウジング５２の主体部５２１に回転可能に支持されている。第３および第４の軸受３３，３４によって、ロータコア８５が両持ち支持されている。
ロータ２３１の永久磁石８６は、ステアリングシャフト３の周方向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の中間部の外周面に外嵌固定されている。

伝達比可変機構用モータ２３のステータ２３２は、第１のハウジング５１の主体部５１１の内周面に固定されている。
モータレゾルバ４３は、レゾルバロータ１０５とレゾルバステータ１０６とを含んでいる。レゾルバロータ１０５は、ロータコア８５の他端の外周面に固定されている。レゾルバステータ１０６は、第１のハウジング５１の主体部５１１の他端５１１ｂの内周に固定されている。

第１の軸受３１は、第１のハウジング５１の端壁５１２の内径部に形成された軸受保持孔５１４と、入力部材２０の筒状部２０２に形成された被嵌合部２０４との間に介在しており、入力部材２０を回転可能に支持している。
第２の軸受３２は、第２のハウジング５２の主体部５２１の一端５２１ａの内周に形成された軸受保持孔５２４と、出力部材２２の筒状部２２２に形成された被嵌合部２２４との間に介在しており、出力部材２２を回転可能に支持している。

第１の凹凸係合部６４および第２の凹凸係合部６７には、それぞれ、予圧が付与されている。これにより、第１の凸部６５と第１の凹部６６との噛み合いのがたつきを抑制するとともに、第２の凸部６８と第２の凹部６９との噛み合いのがたつきを抑制できる。その結果、第１の凸部６５と第１の凹部６６との滑らかな係合、および第２の凸部６８と第２の凹部６９との滑らかな係合が可能となっている。

具体的には、第１のハウジング５１の端壁５１２に、環状の第１の対向面５１５が形成されている。この第１の対向面５１５は、入力部材本体２０１の後述する第１の対向面２０３に対して第１の軸線Ａと平行な方向（軸方向Ｓ）に対向しており、第１の対向面２０３と協働して第１の軸受３１を挟んでいる。第１の対向面５１５は、第１の軸受３１のための軸受保持孔５１４に対して第１の軸方向Ｓ１側に配置されており、軸受保持孔５１４に対して径方向内方に延びている。

第１の軸受３１の外輪３１２の一端面３１２ａは、第１のハウジング５１の第１の対向面５１５に当接している。第１の対向面５１５が第２の軸方向Ｓ２に移動することに伴い、この外輪３１２は第２の軸方向Ｓ２に同行移動する。第１の軸受３１の外輪３１２の外周面は、軸受保持孔５１４に圧入固定されている。
第１の軸受３１の内輪３１１の内周面は、入力部材２０の筒状部２０２の外周に形成された環状の被嵌合部２０４に遊嵌されており、入力部材２０に対して軸方向Ｓに移動可能である。

第１の軸受３１の内輪３１１の一端面３１１ａと、入力部材本体２０１の第１の対向面２０３との間に付勢部材１６７が介装されている。入力部材本体２０１の第１の対向面２０３は、入力部材２０の筒状部２０２に対して径方向外方に延びる環状をなしている。
付勢部材１６７は、第１および第２の凹凸係合部６４，６７に予圧を付与するためのものである。この付勢部材１６７は、例えば、ばね部材等の弾性部材を用いて形成されている。本実施の形態では、付勢部材１６７は、環状をなす皿ばねを用いて形成されている。

付勢部材１６７の内径部は、第１の軸受３１の内輪３１１の一端面３１１ａに当接している。付勢部材１６７の外径部は、入力部材本体２０１の第１の対向面２０３に当接している。第１のハウジング５１の主体部５１１の一端５１１ａから他端５１１ｂに向かう方向としての第２の軸方向Ｓ２に関して、第１のハウジング５１の第１の対向面５１５、付勢部材１６７、第１の凹凸係合部６４および第２の凹凸係合部６７の順に配置されている。

付勢部材１６７は、第１の軸受３１の内輪３１１と入力部材２０とに挟まれて軸方向Ｓに圧縮されており、弾性反発力を生じている。これにより、入力部材２０は、内輪３９１側に付勢され、第１の凸部６５が第１の凹部６６を押圧する。すなわち、第１のハウジング５１の第１の対向面５１５は、第１の軸受３１および付勢部材１６７を含む付勢経路１６８を介して、入力部材２０を、内輪３９１側へ付勢し、これにより、第１の凸部６５が第１の凹部６６を押圧する。

また、付勢部材１６７による付勢力は、内輪３９１の第２の凹部６９を、出力部材２２の第２の凸部６８に付勢している。このように、付勢部材１６７によって、第１および第２の凹凸係合部６４，６７に予圧が付与されている。
出力部材２２には、第２の軸方向Ｓ２側を向く第２の対向面２２３が形成されている。この第２の対向面２２３は、第２のハウジング５２の後述する第２の対向面５２５に対して第１の軸線Ａと平行な方向（軸方向Ｓ）に相対向しており、第２の対向面５２５と協働して第２の軸受３２を挟んでいる。第２の対向面２２３は、筒状部２２２に対して径方向外方に延びる環状面である。第２の軸受３２の内輪３２１の一端面３２１ａは、出力部材２２の第２の対向面２２３に当接している。第２の軸受３２の内輪３２１の内周面は、出力部材２２の筒状部２２２の外周に形成された被嵌合部２２４に圧入固定されている。

第２の軸受３２の外輪３２２の外周面は、第２のハウジング５２の主体部５２１の軸受保持孔５２４に遊嵌しており、この主体部５２１に対して軸方向Ｓに移動可能である。
第２のハウジング５２の主体部５２１には、軸受保持孔５２４に対して第２の軸方向Ｓ２側に配置された第２の対向面５２５が形成されている。この第２の対向面５２５は、軸受保持孔５２４に対して径方向内方に延びた環状面であり、第２の軸受３２の外輪３２２の一端面３２２ａに当接している。これにより、第２の軸受３２の外輪３２２は、第２のハウジング５２に対して第２の軸方向Ｓ２側に移動することが規制されている。

上記の構成により、付勢部材１６７の外径部から入力部材２０の第１の対向面２０３に伝わった弾性反発力は、第１の凹凸係合部６４、軌道輪ユニット３９の内輪３９１、第２の凹凸係合部６７、出力部材２２、第２の軸受３２の内輪３２１、転動体および外輪３２２を介して、第２のハウジング５２の第２の対向面５２５に受けられる。
上記のように、付勢部材１６７を用いて第１および第２の凹凸係合部６４，６７のそれぞれに予圧を弾性的に付与している。このような構成であれば、ねじ部材１６１でハウジング５１，５２，５３を締結することにより、定圧予圧構造を実現でき、製造時の予圧管理を容易にすることができる。

軌道輪ユニット３９およびロータコア８５は、第１および第２のハウジング５１，５２に対して、軸方向Ｓに移動可能とされている。これにより、付勢部材１６７の弾性反発力（付勢力）を受けた内輪３９１の軸方向Ｓの移動を妨げないようになっている。
具体的には、第３の軸受３３の内輪３３１の内周面は、軸受保持部８８に圧入固定されている。第３の軸受３３の外輪３３２の外周面は、ロータコア８５の一端の被保持孔８７に遊嵌されており、ロータコア８５とは軸方向Ｓに相対移動可能である。

また、第４の軸受３４の内輪３４１の内周面は、軸受保持部９１に圧入固定されている。一方、第４の軸受３４の外輪３４２の外周面は、ロータコア８５の中間部の内周の被保持孔９０に遊嵌されており、ロータコア８５とは軸方向Ｓに相対移動可能である。
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磁気ヨーク１１６，１１７と、磁気ヨーク１１６，１１７からの磁束を誘導する一対の集磁リング１１９，１２０と、を含んでいる。

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。集磁リング１１９，１２０は、合成樹脂部材１１４によりモールドされている。合成樹脂部材１１４は、第２のハウジング５２の主体部５２１に保持されている。
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、合成樹脂部材１１４に埋設されたホールＩＣ（図示せず）により検出される。これにより、第２のシャフト１２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。

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２のハウジング５２の端壁５２２は、第５の軸受３５を介して第３のシャフト１３を回転可能に支持している。
図２を参照して、第３のハウジング５３の端壁５３２の内径部は、第６の軸受３６を介して第３のシャフト１３を回転可能に支持している。

以上の概略構成を有する車両用操舵装置１において、第１のハウジング５１の第１のフランジ５１３と第２のハウジング５２の第２のフランジ５２３とを締結するときには、図４に示すように、第１のハウジング５１の第１のフランジ５１３および第２のハウジング５２の第２のフランジ５２３を互いに対向させた状態で、各ねじ部材１６１を、第１および第２のハウジング５１，５２の対応するねじ挿通孔１６２，１６３に挿通し、さらに第３のハウジング５３の対応するねじ孔１６４に挿通する。

第１のハウジング５１の第１のフランジ５１３と第２のハウジング５２の第２のフランジ５２３とが軸方向Ｓに離隔している状態から、各ねじ部材１６１を対応するねじ孔１６４にねじ込んでいくことにより、これらのフランジ５１３，５２３が互いに近接し、第１のハウジング５１の第１の対向面５１５と入力部材２０の第１の対向面２０３との間の距離が狭くなる。これにより、第１の軸受３１の内輪３１１と入力部材２０との間で、付勢部材１６７が、図３に示すように弾性的に圧縮される。

前述したように、付勢部材１６７の弾性反発力は、入力部材２０を介して第１の凹凸係合部６４に付与され、さらに第２の凹凸係合部６７に付与される。これにより、第１および第２の凹凸係合部６４，６７に予圧が付与される。
以上説明したように、本実施の形態によれば、第１のハウジング５１の主体部５１１の他端５１１ｂおよび第２のハウジング５２の主体部５２１の他端５２１ｂを締結することにより、第１のハウジング５１の第１の対向面５１５と第２のハウジング５２の第２の対向面５２５との間の間隔が狭まる。これにより、付勢部材１６７が入力部材２０と第１の軸受３１の内輪３１１との間で軸方向Ｓに圧縮され、付勢部材１６７の弾性反発力が、第１および第２の凹凸係合部６４，６７に予圧として付与される。

したがって、第１および第２のハウジング５１，５２と入力部材２０および出力部材２２とを組み付ける作業と、第１および第２の凹凸係合部６４，６７に予圧を付与する作業とを一括して行うことができる。これにより、車両用操舵装置１の組み立てにかかる手間を低減することができる。
また、付勢部材１６７を、第１の軸受３１の内輪３１１の一端面３１１ａと入力部材２０の第１の対向面２０３との間に配置するという簡易な構成で、付勢部材１６７の付勢力を、第１および第２の凹凸係合部６４，６７に付与することができる。

さらに、第２の軸方向Ｓ２に関して、第１のハウジング５１の第１の対向面５１５、付勢部材１６７および第１の凹凸係合部６４の順に配置されている。このような構成により、車両用操舵装置１を組み立てるときに、第１のハウジング５１の主体部５１１の他端５１１ｂ側から付勢部材１６７を第１のハウジング５１内に挿入し、その後第１の凹凸係合部６４を第１のハウジング５１内に挿入する。

そして、第１の凹凸係合部６４および第２の凹凸係合部６７が第１および第２のハウジング５１，５２内に収容された状態で、第１のハウジング５１の主体部５１１の他端５１１ｂおよび第２のハウジング５２の主体部５２１の他端５２１ｂをねじ部材１６１で締結する。以上の作業により、第１および第２のハウジング５１，５２の締結と、第１および第２の凹凸係合部６４，６７への予圧の付与とを一括して行うことができる。

また、第１のハウジング５１と固定ジャケット１６５とを単一の材料を用いて一体に形成していることにより、車両用操舵装置１の部品点数を少なくできる。また、第１のハウジング５１と固定ジャケット１６５との繋ぎ目部分が無いことにより、第１のハウジング５１および固定ジャケット１６５の全長を短くでき、車両用操舵装置１をより小型且つ軽量にできる。

例えば、第１のハウジングの一端にねじ止めされたナット部材を用いて第１の軸受の外輪を第２の軸方向に押圧することにより、第１および第２の凹凸係合部に予圧を付与する構成であれば、ナット部材をジャケットの開口から奥側に挿入する作業が必要となり、手間がかかる。
これに対し、本実施の形態では、第１のハウジング５１と第２のハウジング５２との締結により、付勢部材１６７を弾性的に圧縮して、第１および第２の凹凸係合部６４，６７に予圧を付与することができる。したがって、第１および第２のハウジング５１，５２の締結作業と、第１および第２の凹凸係合部６４，６７への予圧を付与する作業とを一括して行うことができ、手間が少なくて済む。

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５に示すように、付勢部材１６７を、第１のハウジング５１の第１の対向面５１５と、第１の軸受３１の外輪３１２の一端面３１２ａとの間に配置してもよい。この場合、第１の軸受３１の外輪３１２の外周面は、軸受保持孔５１４にルーズフィットで嵌合しており、軸方向Ｓに移動可能である。また、第１の軸受３１の内輪３１１は、入力部材２０の筒状部２０２に圧入固定されている。この場合も、図３に示す構成と同様の作用効果を奏することができる。

また、図６に示すように、付勢部材１６７を、第２のハウジング５２の第２の対向面５２５と第２の軸受３２の外輪３２２の一端面３２２ａとの間に配置してもよい。この場合、第２のハウジング５２の第２の対向面５２５は、付勢部材１６７および第２の軸受３２を含む付勢経路１６８Ａを介して、出力部材２２を内輪３９１側に付勢している。その結果、付勢部材１６７によって、第１および第２の凹凸係合部６４，６７に予圧が付与されている。

この場合、付勢部材１６７を、第２のハウジング５２の第２の対向面５２５と第２の軸受３２の外輪３２２の一端面３２２ａとの間に配置するという簡易な構成で、付勢部材１６７の付勢力を、第１および第２の凹凸係合部６４，６７に付与することができる。
また、図７に示すように、付勢部材１６７を、第２の軸受３２の内輪３２１の一端面３２１ａと出力部材２２の第２の対向面２２３との間に配置してもよい。この場合、第２の軸受３２の外輪３２２は、第２のハウジング５２の主体部５２１の軸受保持孔５２４に圧入固定されている。第２の軸受３２の内輪３２１の内周面は、出力部材２２の外周にルーズフィットで嵌合されており、出力部材２２に対して軸方向Ｓに相対移動可能である。この場合も、図６に示すのと同様の作用効果を奏することができる。

また、付勢部材１６７を、図３、図５、図６および図７のそれぞれに示した場所の２箇所以上に配置してもよい。
また、伝達比可変機構５と操舵補助力付与機構１９とを離して配置するようにしてもよい。この場合、第２のハウジング５２のねじ挿通孔１６３の内周面に雌ねじを設ける等して、第１および第２のハウジング５１，５２を締結する。

また、軌道輪ユニットの内輪を伝達比可変機構用モータで回転駆動するとともに、入力部材と外輪とを第１の凹凸係合部で連結し、さらに外輪と出力部材とを第２の凹凸係合部で連結してもよい。

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１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断面図である。 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。 第１のハウジングと第２のハウジングとを締結する様子を示す要部の断面図である。 本発明の別の実施の形態の要部の断面図である。 本発明の別の実施の形態の要部の断面図である。 本発明の別の実施の形態の要部の断面図である。

符号の説明

１…車両用操舵装置、２…操舵部材、４Ｌ，４Ｒ…転舵輪、５…伝達比可変機構、１１…第１のシャフト（ステアリングシャフト）、１２…第２のシャフト（転舵輪側部材）、２０…入力部材、２２…出力部材、２３…伝達比可変機構用モータ（アクチュエータ）、３１…第１の軸受、３２…第２の軸受、５１…第１のハウジング、５２…第２のハウジング、６４…第１の凹凸係合部、６７…第２の凹凸係合部、１６１…ねじ部材（締結部材）、１６５…固定ジャケット、１６７…付勢部材、１６８，１６８Ａ…付勢経路、２０３…（入力部材の）第１の対向面、２０４…（出力部材の）被嵌合部、２２３…（出力部材の）第２の対向面、３１１…（第１の軸受の）内輪、３１１ａ…（第１の軸受の）内輪の一端面、３１２…（第１の軸受の）外輪、３１２ａ…（第１の軸受の）外輪の一端面、３２１…（第２の軸受の）内輪、３２１ａ…（第２の軸受の）内輪の一端面、３２２…（第２の軸受の）外輪、３２２ａ…（第２の軸受の）外輪の一端面、３９１…（軌道輪ユニットの）内輪（中間部材）、５１１ａ…（第１のハウジングの主体部の）一端（対向端部とは反対側の端部）、５１１ｂ…（第１のハウジングの主体部の）他端（対向端部）、５１４…（第１のハウジングの）軸受保持孔、５１５…（第１のハウジングの）第１の対向面、５２１ｂ…（第２のハウジングの主体部の）他端（対向端部）、５２４…（第２のハウジングの）軸受保持孔、５２５…（第２のハウジングの）第２の対向面、Ａ…第１の軸線、Ｂ…第２の軸線、Ｓ…軸方向（第１の軸線と平行な方向）、Ｓ２…第２の軸方向（第１のハウジングの反対側の端部から対向端部に向かう方向）、θ１…操舵角、θ２…転舵角、θ２／θ１…伝達比。

Claims (5)

1. 操舵部材の操舵角に対する転舵輪の転舵角の比である伝達比を変更可能な伝達比可変機構を備え、
   上記伝達比可変機構は、操舵部材に連なり第１の軸線上に中心軸線を有する入力部材と、転舵輪側部材に連なり第１の軸線上に中心軸線を有する出力部材と、入力部材および出力部材を差動回転可能に連結し、第１の軸線に対して傾斜する第２の軸線の回りに回転可能な中間部材と、中間部材を回転駆動可能なアクチュエータと、入力部材および中間部材に設けられ入力部材および中間部材を動力伝達可能に係合する第１の凹凸係合部と、中間部材および出力部材に設けられ中間部材および出力部材を動力伝達可能に係合する第２の凹凸係合部と、第１および第２の凹凸係合部のそれぞれに弾性的に予圧を付与する付勢部材と、入力部材を第１の軸受を介して回転可能に支持する筒状の第１のハウジングと、出力部材を第２の軸受を介して回転可能に支持する筒状の第２のハウジングと、第１および第２のハウジングの互いに突き合わされた対向端部を締結する締結部材と、を備え、
   上記入力部材および第１のハウジングは、第１の軸線と平行な方向に対向し第１の軸受を挟む一対の第１の対向面をそれぞれ含み、
   上記出力部材および第２のハウジングは、第１の軸線と平行な方向に対向し第２の軸受を挟む一対の第２の対向面をそれぞれ含み、
   第１および第２のハウジングの少なくとも一方の対向面は、対応する軸受および上記付勢部材を含む付勢経路を介して、対応する入力部材または対応する出力部材を、中間部材側へ付勢しており、その結果、付勢部材によって、第１および第２の凹凸係合部に予圧が付与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、上記第１の軸受は、入力部材に外嵌された内輪と、第１のハウジングに形成された保持孔に保持された外輪と、を含み、
   上記付勢部材は、第１の軸受の内輪の一端面と入力部材の第１の対向面との間、または第１のハウジングの第１の対向面と第１の軸受の外輪の一端面との間に配置されていることを特徴とする車両用操舵装置。
3. 請求項２において、第１のハウジングの第１の対向面は、第１のハウジングのうち上記対向端部とは反対側の端部に配置されており、
   第１のハウジングの上記反対側の端部から上記対向端部に向かう方向に関して、第１のハウジングの第１の対向面、付勢部材および第１の凹凸係合部の順に配置されていることを特徴とする車両用操舵装置。
4. 請求項１〜３の何れか１項において、上記第２の軸受は、出力部材に外嵌された内輪と、第２のハウジングに形成された保持孔に保持された外輪と、を含み、
   上記付勢部材は、第２のハウジングの第２の対向面と第２の軸受の外輪の一端面との間、または第２の軸受の内輪の一端面と出力部材の第２の対向面との間に配置されていることを特徴とする車両用操舵装置。
5. 請求項１〜４の何れか１項において、上記操舵部材と入力部材とを連結するステアリングシャフトと、
   上記第１のハウジングのうち上記対向端部とは反対側の端部に連なりステアリングシャフトを収容する筒状のジャケットと、を備え、
   上記第１のハウジングとジャケットとは、単一の材料を用いて一体に形成されていることを特徴とする車両用操舵装置。

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