JP2011240842A - 伝達比可変装置及び車両用操舵装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ロック時の衝撃によりモータ軸とロックホルダとが相対回転することを抑制できる伝達比可変装置及び車両用操舵装置を提供する。
【解決手段】伝達比可変装置は、モータ軸３０と一体的に設けられるロックホルダ５２と、同ロックホルダ５２の係合溝５６に係合する係合爪６３が形成されてその回転を拘束可能なロックレバー５３と、係合爪６３が係合溝５６に係脱するようにロックレバー５３を駆動するソレノイド５４とを有するロック装置５１を備えた。また、摩擦抵抗に基づいてモータ軸３０とロックホルダ５２との相対回転を規制及び許容するトルクリミットリング５９を備えた。そして、ロックレバー５３を、ソレノイド５４に連結されたベース８１と、係合爪６３が設けられたヘッド８２とに分割して形成し、これらベース８１とヘッド８２とを弾性変形可能な連結機構８３により互いに連結した。
【選択図】図４

Description

本発明は、伝達比可変装置及び車両用操舵装置に関する。

従来、差動機構を用いてステアリング操作に基づく入力軸の回転にモータ駆動に基づく回転を上乗せして出力軸に伝達する伝達比可変装置がある。この種の伝達比可変装置として、ハウジングが車両の非回転部位に固定され、前記入力軸の回転によってハウジングが回転されないハウジング固定型のものが知られている（例えば、特許文献１参照）。一般に、こうしたハウジング固定型の伝達比可変装置には、モータ軸とハウジングとを相対回転不能にロックし、モータ軸の回転を拘束するロック装置が設けられている。そして、このロック装置の作動によって、モータ軸の回転を拘束することにより、モータへの電力供給の停止時等において、モータ軸が空転（自由回転）することを防ぎ、入力軸と出力軸との間のトルク伝達が不能になることを防止している。

このようなロック装置は、モータ軸と一体的に設けられるロックホルダと、ハウジング等の非回転部位に設けられるロックレバーとを備え、ロックホルダの外周面に形成された係合溝にロックレバーの係合爪を係合させることによりモータ軸の回転を拘束するように構成されている。

ところで、波動歯車機構等からなる差動機構に異物の噛み込み等の異常が発生すると、入力軸及び出力軸がモータ軸に対して相対回転できなくなることがある。そのため、例えばロック装置によりモータ軸の回転が拘束されたロック状態において、差動機構に異常が発生するとステアリング操作の妨げとなる虞がある。そこで、ロック装置は、モータ軸とロックホルダとの間に介在されるトルクリミットリングを備えており、所定値以上のトルク入力があった場合には、モータ軸の回転を許容するようになっている。詳しくは、トルクリミットリングは、その内周面とモータ軸との間の摩擦抵抗に基づいてモータ軸とロックホルダとの相対回転を規制するとともに、所定値以上のトルク入力がある場合には、前記内周面が滑り面となることにより上記相対回転を許容する、即ちトルクリミッタとしての機能を果たすようになっている。

特開２００８−３８９９０号公報

ところで、トルクリミットリングによりモータ軸とロックホルダとの相対回転が許容されるのは、上記のようにロック状態で差動機構等に異常が発生した場合等において、モータ軸の回転が拘束されていることによりステアリング操作が妨げられることを防ぐためである。つまり、通常、ロックホルダはモータ軸に対して相対回転するものではないため、伝達比可変装置自体もロックホルダを積極的に相対回転させる構造とはなっておらず、モータ軸とロックホルダとが相対回転することは、装置の信頼性確保等の観点から好ましいものではない。

しかしながら、例えば急操舵等によりモータ軸が高速で回転している状態でロック装置が作動すると、ロックホルダの係合溝にロックレバーの係合爪が係合する瞬間（ロック時）に、上記所定値以上の衝撃力がロックホルダに作用することがある。この結果、異常時でなくとも、モータ軸とロックホルダとが相対回転する虞があり、この点においてなお改善の余地があった。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、ロック時の衝撃によりモータ軸とロックホルダとが相対回転することを抑制できる伝達比可変装置及び車両用操舵装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、入力軸の回転にモータ駆動に基づく回転を上乗せして出力軸に伝達する差動機構と、前記差動機構及びモータを収容するとともに前記入力軸の回転によって回転されないハウジングと、前記ハウジングと前記モータのモータ軸とを相対回転不能にロックするロック装置とを備え、前記ロック装置は、前記モータ軸と一体に設けられるとともに外周面に係合溝が形成されたロックホルダと、前記係合溝に係合する係合爪が形成されて前記ロックホルダの回転を拘束可能なロックレバーと、前記ロックレバーを駆動して前記係合爪を前記係合溝に係脱させる駆動手段とを有し、前記モータ軸と前記ロックホルダとの間には、摩擦抵抗に基づいて前記モータ軸と前記ロックホルダとの相対回転を規制又は許容するトルクリミットリングが介在される伝達比可変装置であって、前記ロックレバーは、前記駆動手段に連結されたベースと、前記係合爪が形成されたヘッドとに分割して形成され、前記ベースと前記ヘッドとを互いに連結する連結手段を備え、前記連結手段は弾性変形可能に構成されたことを要旨とする。

すなわち、ロックホルダは、モータ軸とともに回転するため、ロック時において、ロックホルダ及びロックレバーには、外周面における係合爪と係合溝とが係合する係合位置での接線方向の衝撃力がそれぞれ作用する。ここで、上記構成によれば、ベースとヘッドとが弾性変形可能に構成された連結手段により互いに連結されているため、ロック時に、連結手段が弾性変形してロックレバーが上記接線方向に伸張又は短縮することにより上記衝撃力を緩和することができる。従って、ロック時に、ロックホルダに作用する接線方向の衝撃力を緩和でき、トルクリミットリングによりモータ軸とロックホルダとが相対回転することを抑制できる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の伝達比可変装置において、前記連結手段は、前記ベース及び前記ヘッドのいずれか一方に設けられた収容筒と、前記ベース及び前記ヘッドのいずれか他方に設けられるとともに前記一方側に突出して前記収容筒内に収容されるガイド突起とを備え、前記ガイド突起は、前記収容筒の径方向への移動が規制された状態で該収容筒の軸方向に沿って移動可能に形成されたことを要旨とする。

上記構成によれば、ガイド突起が収容筒内をその径方向への移動が規制された状態で軸方向に沿って移動することにより、ヘッドがベースに対して収容筒の軸方向と交差する方向に相対変位（揺動）することが規制される。そのため、ヘッドがベースに対して揺動することを防止でき、安定して係合爪を係合溝に係合させることができる。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の伝達比可変装置において、前記連結手段は、前記ヘッドと前記ベースとが所定距離以上、離間することを規制する規制部を備えたことを要旨とする。

上記構成によれば、ベースとヘッドとが所定距離以上、離間することが規制されるため、ロックレバーが伸張する長さが規制される。これにより、モータ軸の回転が拘束されたロック状態で、ロックレバーが大きく伸張することにより、モータ軸が大きく回転することを抑制できる。

請求項４に記載の発明は、請求項２又は３に記載の伝達比可変装置において、前記収容筒の内面は、断面非円形状に形成され、前記ガイド突起は、該ガイド突起の外面が前記収容筒の内面と周方向に係合可能な断面非円形状に形成されたことを要旨とする。

上記構成によれば、ガイド突起の外面が収容筒の内面に係合することにより、ヘッドがベースに対して収容筒の軸線を中心として回動することを防止できる。これにより、係合爪が収容筒の軸線回りに回動することを防止でき、より安定して係合爪を係合溝に係合させることができる。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の伝達比可変装置を備えた車両用操舵装置であることを要旨とする。
上記構成によれば、モータ軸とロックホルダとが相対回転することを抑制でき、信頼性の高い車両用操舵装置を提供できる。

本発明によれば、ロック時の衝撃によりモータ軸とロックホルダとが相対回転することを抑制可能な伝達比可変装置及び車両用操舵装置を提供することができる。

伝達比可変装置を備えた車両用操舵装置の概略構成図。 伝達比可変装置の断面図。 伝達比可変装置の拡大断面図。 図３におけるＡ−Ａ断面でのロック装置を示す概略構成図。 本実施形態のロックレバーの一部断面図。 図５のＢ−Ｂ断面図。 別のロックレバーの一部断面図。

以下、本発明を車両用操舵装置に具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、車両用操舵装置１において、ステアリング２が固定されたステアリングシャフト３は、ラックアンドピニオン機構４を介してラック軸５と連結されている。これにより、ステアリング操作に伴うステアリングシャフト３の回転は、ラックアンドピニオン機構４によりラック軸５の往復直線運動に変換される。具体的には、ステアリングシャフト３は、自在継手７ａ，７ｂを介して、コラムシャフト８、インターミディエイトシャフト９、及びピニオンシャフト１０を連結してなる。また、上記ラックアンドピニオン機構４は、そのピニオンシャフト１０の一端に形成されたピニオン歯１０ａとラック軸５に形成されたラック歯５ａとを噛合させることにより構成される。そして、このステアリングシャフト３の回転に伴うラック軸５の往復直線運動が、同ラック軸５の両端に連結されたタイロッド１１を介して図示しないナックルに伝達されることにより、転舵輪１２の舵角、即ち車両の進行方向が変更される。

また、ラック軸５を収容するラックハウジング１３には、モータ１４を駆動源としてラック軸５を軸方向移動させることにより操舵系にアシスト力を付与するＥＰＳアクチュエータ１５が設けられている。一方、ピニオンシャフト１０には、そのパワーアシスト制御に用いる操舵トルクを検出するためのトルクセンサ１６、並びにステアリング２と転舵輪１２との間の伝達比（ギヤ比）を変更可能とした伝達比可変装置１８が設けられている。

図２及び図３に示すように、ラックハウジング１３の上面には、略円筒状に形成されたピニオンハウジング２０が固定されている。ピニオンシャフト１０は、このピニオンハウジング２０内に挿通されることにより、その一端に形成されたピニオン歯１０ａがラック軸５のラック歯５ａと噛合された状態で回転可能に支持されている。本実施形態のピニオンハウジング２０は、ラックハウジング１３の上部に固定されたロアハウジング２３と、該ロアハウジング２３の上端に連結されたアッパハウジング２４とにより構成されている。そして、ピニオンハウジング２０の内部には、上記のトルクセンサ１６及び伝達比可変装置１８が収容されている。

詳述すると、ピニオンシャフト１０は、自在継手７ｂを介してインターミディエイトシャフト９に連結される（図１参照）ことによりステアリング操作に伴う回転が入力される入力軸２５と、一端に上記ピニオン歯１０ａが形成された出力軸２６とにより構成されている。そして、伝達比可変装置１８は、これら入力軸２５及び出力軸２６の間に介在された差動機構２７と、該差動機構２７を駆動するモータ２８とを備え、ハウジングとしての前記アッパハウジング２４に収容されている。また、アッパハウジング２４は上記のように車両の非回転部位であるラックハウジング１３に固定されており、入力軸２５の回転によって回転されないようになっている。

本実施形態では、出力軸２６は、ロアハウジング２３に設けられた軸受２９ａ，２９ｂに軸支されることにより、その一端がアッパハウジング２４内に突出した状態で回転可能に支持されている。また、伝達比可変装置１８の駆動源であるモータ２８には、中空状のモータ軸３０を有するブラシレスモータが採用されている。このモータ２８は、モータハウジング２８ａを介して、そのステータ３１がアッパハウジング２４の内周に固定されることにより、車両の非回転部位である同アッパハウジング２４（ピニオンハウジング２０）に対して相対回転不能に設けられている。そして、アッパハウジング２４内に突出された出力軸２６の一端は、このモータ軸３０内に挿通されることにより、同アッパハウジング２４の上端部２４ａ（図３における上側の端部）近傍まで延設されている。

一方、入力軸２５は、アッパハウジング２４の上端部２４ａに設けられた軸受３３により回転自在に支承されている。そして、差動機構２７は、同モータ２８の軸方向におけるステアリング側（図３における上側）に並置されている。

この差動機構２７には、同軸に並置されたステイサーキュラスプライン４１及びドライブサーキュラスプライン４２と、これら各サーキュラスプライン４１，４２と部分的に噛み合うように同軸配置された筒状のフレクスプライン４３と、モータ駆動によりフレクスプライン４３の噛合部を回転させる波動発生器４４とからなる波動歯車機構４５が用いられている。

各サーキュラスプライン４１，４２には、互いに異なる歯数が設定されており、フレクスプライン４３は、略楕円状に撓められた状態で各サーキュラスプライン４１，４２の内側に配置されている。これにより、フレクスプライン４３は、その外歯が該各サーキュラスプライン４１，４２の内歯とそれぞれ部分的に噛合される。なお、本実施形態では、ステイサーキュラスプライン４１の歯数は、フレクスプライン４３の歯数と同数に設定されるとともに、ドライブサーキュラスプライン４２の歯数は、ステイサーキュラスプライン４１（フレクスプライン４３）の歯数よりも多く設定されている。

また、波動発生器４４は、モータ軸３０の一端とスプライン嵌合される楕円状のカム４４ａ、及び当該カム４４ａに外嵌される薄肉のボール軸受４４ｂを備え、フレクスプライン４３の内側に配置されている。このボール軸受４４ｂの内輪はカム４４ａの外周に固定され、同じく外輪はボールを介して弾性変形する構成とされている。これにより、モータ２８の駆動によりカム４４ａが回転することでフレクスプライン４３の略楕円形状、即ち両サーキュラスプライン４１，４２との噛合部は回転する。

そして、モータ２８側に配置されたステイサーキュラスプライン４１には、入力軸２５が連結されるとともに、アッパハウジング２４の上端部２４ａ側に配置されたドライブサーキュラスプライン４２には、両サーキュラスプライン４１，４２よりも軸方向における上端部２４ａ側に突出された出力軸２６の一端が連結されている。

なお、本実施形態では、出力軸２６は、同出力軸２６の外周に嵌合される筒状部４６ａと、その外周から径方向外側に延設されてドライブサーキュラスプライン４２の内周に嵌合されるフランジ部４６ｂとからなる連結部材４６を介してドライブサーキュラスプライン４２に連結されている。また、入力軸２５の内端には、その内径が各サーキュラスプライン４１，４２の外径よりも大径に形成された筒状部２５ａが形成されており、入力軸２５は、この筒状部２５ａ内に波動歯車機構４５及び連結部材４６を収容する態様で、その内周がステイサーキュラスプライン４１の外周に圧入嵌合されることにより、同ステイサーキュラスプライン４１と連結されている。

そして、このように入力軸２５及び出力軸２６、並びにモータ軸３０に対してそれぞれ連結された波動歯車機構４５をモータ駆動することにより、ステアリング２と転舵輪１２との間の伝達比（ギヤ比）を変更することが可能とされている。

詳しくは、ステアリング操作に伴う入力軸２５の回転は、該入力軸２５に連結されたステイサーキュラスプライン４１からフレクスプライン４３を介してドライブサーキュラスプライン４２に伝達され、これにより出力軸２６へと伝達される。また、波動発生器４４がモータ２８によって駆動され、フレクスプライン４３の楕円形状、即ち両サーキュラスプライン４１，４２との噛合部が回転することにより、両サーキュラスプライン４１，４２間の歯数差に基づく回転差が、モータ駆動に基づく回転として上記ステアリング操作に基づく回転に上乗せされて出力軸２６へと伝達される。そして、これにより、入力軸２５と出力軸２６との間の回転伝達比、即ちステアリング２と転舵輪１２との間の伝達比（ギヤ比）を変更することが可能となっている。

また、伝達比可変装置１８は、モータ２８の軸方向における反ステアリング側（図３における下側）に、ピニオンハウジング２０とモータ軸３０とを相対回転不能にロックするロック装置５１を備えている。そして、このロック装置５１の作動により、必要に応じて、その伝達比を機械的に固定することが可能となっている。図４に示すように、ロック装置５１は、モータ軸３０に一体に設けられたロックホルダ５２と、該ロックホルダ５２（の回転）を拘束可能なロックレバー５３と、該ロックレバー５３を駆動するソレノイド５４とを備えている。

ロックホルダ５２は、略円環状に形成されるとともに、モータ軸３０の一端（出力軸２６側の軸方向端部）において同モータ軸３０と同軸に固定されている（図３参照）。そして、ロックホルダ５２の外周面５５には、その厚み方向両側に開口した複数（本実施形態では４つ）の係合溝５６が凹設されている。なお、これら各係合溝５６は、ロックホルダ５２の外周面５５において、等間隔（９０°間隔）で４箇所に形成されている。また、本実施形態では、各係合溝５６は、周方向に延びる浅溝５６ａと、当該浅溝５６ａ内における周方向端部の一方に設けられた深溝５６ｂとにより構成されている。そして、隣り合う二つの係合溝５６の間には、見かけ上、径方向外側に突出する山部５７が形成されている。

また、モータ軸３０とロックホルダ５２との間には、トルクリミットリング５９が介在されている。本実施形態のトルクリミットリング５９は、長尺状の金属板を略環状に湾曲させることにより形成されており、その環状のリング部からは径方向に突出する複数の突部（図示略）が形成されている。そして、トルクリミットリング５９は、その内周面とモータ軸３０との摩擦抵抗に基づいてモータ軸３０とロックホルダ５２との相対回転を規制するとともに、所定値以上のトルク入力がある場合には、同内周面が滑り面となることにより上記相対回転を許容する、即ちトルクリミッタとしての機能を果たす。

一方、ロックレバー５３は、略長尺状に形成されるとともに、上記ロックホルダ５２の径方向外側において、回動可能にアッパハウジング２４内に軸支されている。このロックレバー５３には、モータ軸３０の軸方向に貫通した貫通孔６１が形成されており、ロックホルダ５２の径方向外側に配置された軸状のロックピン６２が同貫通孔６１に挿入されている。そして、ロックレバー５３は、このロックピン６２に軸支されることより、ロックホルダ５２と対向する位置（ロックホルダ５２の回転平面と略同一の平面上）において回動可能に支承されている。

また、このロックレバー５３の一端部には、ロックホルダ５２の外周面５５に向かって突出する係合爪６３が形成されている。そして、ロックレバー５３は、その回動により、係合爪６３がロックホルダ５２の外周面５５に当接し、該外周面５５に形成された係合溝５６と係合することにより、同ロックホルダ５２の回転、即ちモータ軸３０の回転を拘束することが可能となっている。

さらに、ロックレバー５３におけるロックピン６２を挟んで上記係合爪６３と反対側には、ソレノイド５４の駆動によりその軸方向に沿って進退するプランジャ６４が接続された接続部６５が形成されている。また、このロックピン６２及びソレノイド５４は、アッパハウジング２４に固定されたモータ２８のモータハウジング２８ａ上に固定されている（図３参照）。そして、ロックレバー５３は、ロックピン６２の周囲に装着された捩りコイルバネ６６ａ，６６ｂの弾性力によって、その係合爪６３がロックホルダ５２側に向かって回動するように付勢されている。

従って、ロック装置５１は、非ロック作動時には、ソレノイド５４への通電により、そのプランジャ６４が内部に引き込まれることで、捩りコイルバネ６６ａ，６６ｂの弾性力に抗してロックレバー５３の係合爪６３がロックホルダ５２から離間した位置に保持されるようになっている。これにより、モータ軸３０がアッパハウジング２４に対して相対回転可能な非ロック状態となる。このように非ロック状態では、モータ軸３０が回転可能であるため、上記のようにステアリング操作に基づく入力軸２５の回転にモータ駆動に基づく回転が上乗せされて出力軸２６に伝達される。

また、ロック作動時には、ソレノイド５４への通電を停止することにより、ロックレバー５３をリリースする。即ち、捩りコイルバネ６６ａ，６６ｂの弾性力によりロックレバー５３を回動させて、その係合爪６３をロックホルダ５２に当接、詳しくは係合溝５６に挿入する。そして、これらロックレバー５３の係合爪６３とロックホルダ５２の係合溝５６とが係合することで、同ロックホルダ５２を拘束する構成となっている。これにより、ロックホルダ５２をアッパハウジング２４に対して相対回転不能に拘束するロック状態となる。このようにロック状態では、モータ軸３０の回転が拘束されるため、モータ２８の停止時において、モータ軸３０が空転（自由回転）することにより入力軸２５と出力軸２６との間のトルク伝達が不能になることが防止される。なお、本実施形態では、上記のようにソレノイド５４及び捩りコイルバネ６６ａ，６６ｂにより、係合爪６３を係合溝５６に係脱させる駆動手段が構成されている。

また、図２に示すように、出力軸２６は、その一端が波動歯車機構４５に連結される第１の軸部材７１と、一端にピニオン歯１０ａが形成された第２の軸部材７２とを、トーションバー７３を介して連結することにより形成されている。そして、トルクセンサ１６は、そのトーションバー７３の捻れ角を測定することにより、操舵系に入力される操舵トルクを検出するように構成されている。

（ロックホルダずれ対策）
次に、本実施形態のロック装置５１において、ロックホルダ５２の係合溝５６にロックレバー５３の係合爪６３が係合する瞬間（ロック時）に、ロックホルダ５２に作用する衝撃力により、モータ軸３０とロックホルダ５２とが相対回転することを抑制するための構成について説明する。

上述のように、ロックホルダ５２は、モータ軸３０とともに回転するため、ロック時において、ロックホルダ５２及びロックレバー５３には、外周面５５における係合爪６３と係合溝５６とが係合する係合位置での接線方向の衝撃力がそれぞれ作用する。

この点を踏まえ、図４及び図５に示すように、ロックレバー５３は、ソレノイド５４に連結されたベース８１と、係合爪６３が設けられたヘッド８２とに分割して形成されるとともに、これらベース８１とヘッド８２とは、弾性変形可能に構成された連結手段としての連結機構８３により互いに連結されている。より詳しくは、連結機構８３は、上記接線方向（ロックホルダ５２からロックレバー５３への衝撃力の作用方向）両側に弾性変形可能に構成されており、ロックレバー５３は、同接線方向に伸縮可能となっている。

詳述すると、図５に示すように、ベース８１は、ロックピン６２が挿入される貫通孔６１を有している。そして、ベース８１における同貫通孔６１を挟んで接続部６５との反対側には、連結機構８３と連結される連結部８５が形成されている。一方、ヘッド８２は、モータ軸３０の軸方向視で略Ｌ字状に形成されており、係合爪６３を有している。そして、ヘッド８２における係合爪６３と反対側には、連結機構８３と連結される連結部８６が形成されている。

連結機構８３は、ベース８１に設けられた収容筒９１と、ヘッド８２に設けられたガイド突起９２とを備えている。この収容筒９１は、その軸方向両端が開口した筒状に形成されるとともに、その軸線が接線方向と略平行となるようにベース８１に固定されている。また、収容筒９１のヘッド８２側（図５における上側）端部には、その内側に延出された略環状のフランジ部９３が形成されている。そして、図６に示すように、収容筒９１の内面９１ａは、同収容筒９１の軸線と直交する断面が略四角形状に形成されている。なお、本実施形態では、図５に示すように、収容筒９１におけるベース８１側（図５における下側）端部の内周にはねじ溝９４が形成される一方、ベース８１の連結部８５の外周にはねじ溝９４に対応したねじ山９５が形成されている。そして、収容筒９１は、そのねじ溝９４がベース８１のねじ山９５に螺合することにより、同ベース８１に対して固定されている。

一方、ガイド突起９２は、円柱状の軸部９６と、軸部９６のベース８１側（図５における下側）に設けられたガイド部９７とを備えている。図６に示すように、このガイド部９７の外面９７ａは、収容筒９１の軸線と直交する断面が、同収容筒９１の内面９１ａと略等しい大きさの四角形状に形成されている。これにより、ガイド突起９２は、収容筒９１内において、その径方向への移動が規制されるとともに、内面９１ａと外面９７ａとが周方向に係合することにより同収容筒９１の軸線回りの回動が規制された状態で、その軸方向に沿って移動可能となっている。なお、本実施形態では、図５に示すように、軸部９６のヘッド８２側（図５における上側）端部には、同ヘッド８２側に突出した凸部９８が形成されるとともに、同凸部９８の外周にはねじ溝９９が螺刻されている。また、ヘッド８２の連結部８６には、凹部１０１が形成されるとともに、その内面にはねじ溝９９に対応したねじ山１０２が形成されている。そして、ガイド突起９２は、そのねじ溝９９がヘッド８２のねじ山１０２に螺合することにより、同ヘッド８２に対して固定されている。

また、連結機構８３は、ガイド突起９２のガイド部９７とベース８１の連結部８５との間、及びガイド部９７とフランジ部９３との間に、それぞれ介在される第１弾性部材１０４及び第２弾性部材１０５を備えている。

具体的には、ガイド部９７と連結部８５との間には、１つの第１弾性部材１０４が収容筒９１の軸上に配置されるとともに、これらガイド部９７とベース８１との間に挟持されている。一方、ガイド部９７とフランジ部９３との間には、複数の第２弾性部材１０５が収容筒９１の周方向に等角度間隔で配置されるとともに、ガイド部９７とフランジ部９３との間に挟持されている。なお、本実施形態では、各弾性部材１０４，１０５は、収容筒の軸方向（接線方向）に弾性変形可能なコイルばねにより構成されている。

そして、ベース８１とヘッド８２とは、ガイド突起９２が第２弾性部材１０５を介してフランジ部９３に係止することにより、所定距離（例えば、１ｍｍ程度）以上離間することが規制される構成となっている。すなわち、本実施形態では、フランジ部９３が規制部として機能する。

このように構成されたロックレバー５３は、各弾性部材１０４，１０５が弾性変形してベース８１とヘッド８２とが接線方向（図５における上下方向）に接離することにより、同接線方向に伸縮する。詳しくは、第１弾性部材１０４がガイド部９７とベース８１の連結部８５との間で圧縮されることにより、ヘッド８２がベース８１に近接し、ロックレバー５３が縮む。一方、第２弾性部材１０５がガイド部９７とフランジ部９３との間で圧縮されることにより、ヘッド８２がベース８１から離間し、ロックレバー５３が延びる。そのため、ロック時に、係合溝５６及び係合爪６３に接線方向の衝撃力が作用しても、連結機構８３（各弾性部材１０４，１０５）が接線方向に弾性変形することにより同衝撃力が緩和され、ロックホルダ５２に作用する衝撃力が緩和される。

以上記述したように、本実施形態によれば、以下の作用効果を奏することができる。
（１）伝達比可変装置１８は、モータ軸３０と一体的に設けられるロックホルダ５２と、同ロックホルダ５２の係合溝５６に係合する係合爪６３が形成されてその回転を拘束可能なロックレバー５３と、係合爪６３が係合溝５６に係脱するようにロックレバー５３を駆動するソレノイド５４とを有するロック装置５１を備えた。また、摩擦抵抗に基づいてモータ軸３０とロックホルダ５２との相対回転を規制及び許容するトルクリミットリング５９を備えた。そして、ロックレバー５３を、ソレノイド５４に連結されたベース８１と、係合爪６３が設けられたヘッド８２とに分割して形成し、これらベース８１とヘッド８２とを弾性変形可能な連結機構８３により互いに連結した。

上記構成によれば、ベース８１とヘッド８２とが接線方向に弾性変形可能に構成された連結機構８３により互いに連結されているため、ロック時に、連結機構８３が弾性変形してロックレバー５３が上記接線方向に伸張又は短縮することにより上記衝撃力を緩和することができる。従って、ロック時に、ロックホルダ５２に作用する接線方向の衝撃力を緩和でき、トルクリミットリング５９によりモータ軸３０とロックホルダ５２とが相対回転することを抑制できる。これにより、信頼性の高い車両用操舵装置１を提供できる。

（２）連結機構８３は、ベース８１に設けられた収容筒９１と、ヘッド８２に設けられるとともにベース８１側に突出して収容筒９１内に収容されるガイド突起９２とを備え、ガイド突起９２を、同収容筒９１の径方向への移動が規制された状態でその軸方向に移動可能に形成した。上記構成によれば、ガイド突起９２が収容筒９１内を、その径方向への移動が規制された状態で軸方向に沿って移動することにより、ヘッド８２がベース８１に対して収容筒９１の軸方向と交差する方向に相対変位（揺動）することが規制される。そのため、ヘッド８２がベース８１に対して揺動することを防止でき、安定して係合爪６３を係合溝５６に係合させることができる。

（３）連結機構８３の収容筒９１にフランジ部９３を形成し、ガイド突起９２が第２弾性部材１０５を介して同フランジ部９３に係止することにより、ベース８１とヘッド８２とが所定距離以上、離間しないようにしたため、ベース８１とヘッド８２とが離間してロックレバー５３が伸張する長さを規制できる。これにより、モータ軸３０の回転が拘束されたロック状態で、ロックレバー５３が大きく伸張することにより、モータ軸３０が大きく回転することを抑制でき、操舵フィーリングの低下を抑制できる。

（４）収容筒９１の内面９１ａを断面四角形状に形成するとともに、ガイド突起９２のガイド部９７の外面９７ａを内面９１ａに周方向に係合可能な断面四角形状に形成したため、外面９７ａが内面９１ａに係合することにより、ヘッド８２がベース８１に対して収容筒９１の軸線を中心として回動することを防止できる。これにより、係合爪６３が収容筒９１の軸線回りに回動することを防止でき、より安定して係合爪６３を係合溝５６に係合させることができる。

なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の態様にて実施することもできる。
・上記実施形態では、収容筒９１を、そのねじ溝９４がベース８１のねじ山９５に螺合することにより、同ベース８１に対して固定されるようにしたが、これに限らず、例えば収容筒９１にベース８１の連結部８５を圧入する等、その他の方法で収容筒９１をベース８１に固定してもよい。同様に、ガイド突起９２の凸部９８をヘッド８２の凹部１０１に圧入する等、その他の方法でガイド突起９２をヘッド８２に固定してもよい。

・上記実施形態では、ガイド部９７と連結部８５との間に１つの第１弾性部材１０４を配置したが、これに限らず、第１弾性部材１０４を複数配置してもよい。また、ガイド部９７とフランジ部９３との間に、複数の第２弾性部材１０５を配置したが、これに限らず、第２弾性部材１０５を１つだけ配置してもよい。

・上記実施形態では、各弾性部材１０４，１０５をコイルばねにより構成したが、これに限らず、各弾性部材１０４，１０５を皿ばね等の他のばねや、ゴム等の弾性体により構成してもよい。

・上記実施形態では、収容筒９１を、その軸線が接線方向と略平行となるようにベース８１に固定したが、これに限らず、連結機構８３が接線方向に弾性変形可能であり、且つ同連結機構８３の弾性変形に伴って係合爪６３が係合溝５６から離脱しなければ、その軸線が接線方向と交差するように収容筒９１をベース８１に固定してもよい、
・上記実施形態において、第１弾性部材１０４の両端をそれぞれガイド部９７とベース８１とに固定し、ロックレバー５３が延びる際に、第２弾性部材１０５がガイド部９７とフランジ部９３との間で圧縮されるとともに第１弾性部材１０４が伸張するようにしてもよい。また、第２弾性部材１０５の両端をそれぞれガイド部９７とフランジ部９３とにそれぞれ固定し、ロックレバー５３が縮む際に、第１弾性部材１０４がガイド部９７とベース８１の連結部８５との間で圧縮されるとともに第２弾性部材１０５が伸張するようにしてもよい。

・上記実施形態では、収容筒９１にガイド突起９２が係止するフランジ部９３を形成することにより、ベース８１とヘッド８２とが所定距離以上、離間しないようにした。しかし、これに限らず、ベース８１とヘッド８２とが所定距離以上、離間することを規制できれば、連結機構８３にフランジ部以外の規制部を設けてもよい。

また、収容筒９１にフランジ部９３を形成せず、ベース８１とヘッド８２とが離間する方向へのガイド突起９２の移動が規制されないようにしてもよい。なお、この場合には、例えば第１弾性部材１０４の両端をそれぞれガイド部９７及び連結部８５に対して固定することにより、ベース８１とヘッド８２とを弾性的に連結することが好ましい。

・上記実施形態では、収容筒９１の内面９１ａ及びガイド突起９２のガイド部９７の外面９７ａを断面四角形状に形成したが、これに限らず、例えば断面略三角形状等の他の多角形状や、断面半円柱状等、ガイド突起９２と収容筒９１とがその周方向に係合すれば、内面９１ａ及び外面９７ａはどのような断面形状でもよい。また、例えば内面９１ａ及び外面９７ａをそれぞれ断面円形状に形成し、ガイド突起９２と収容筒９１とがその周方向に係合しない構成としてもよい。

・上記実施形態では、収容筒９１、ガイド突起９２及び各弾性部材１０４，１０５からなる連結機構８３により、ベース８１とヘッド８２とを互いに連結する連結手段を構成した。しかし、これに限らず、例えば図７に示すように、ゴムからなる弾性体１１１をベース８１及びヘッド８２に対して加硫接着などに固定することで、同ベース８１とヘッド８２とを互いに弾性的に連結してもよい。なお、この場合には、弾性体１１１により連結手段が構成される。また、例えば１つのコイルばねのみにより、ベース８１とヘッド８２とを互いに弾性的に連結してもよい。

・上記実施形態では、連結機構８３を接線方向両側に弾性変形可能に構成し、ロックレバー５３を伸縮可能な構成としたが、これに限らず、連結機構８３を接線方向のいずれか一方にのみ弾性変形可能に構成し、ロックレバー５３が伸張又は短縮のいずれか一方のみ可能な構成としてもよい。

・上記実施形態では、ソレノイド５４への電力供給によりプランジャ６４を進退させることにより、ロックレバー５３をロックピン６２回りに回動させ、これにより係合爪６３が係合溝５６に係脱するようした。しかし、これに限らず、例えばソレノイド５４への電力供給によりプランジャ６４を進退させることにより、ロックレバー５３を直線的に移動させ、これにより係合爪６３が係合溝５６に係脱するようにしてもよい。

・上記実施形態では、差動機構２７には、同軸に並置された筒状をなす一対のサーキュラスプライン４１，４２を有する所謂リング型の波動歯車機構４５を用いたが、一のサーキュラスプラインと有底筒状に形成されたフレクスプラインとの歯数差に基づく回転差を減速比として取り出す所謂カップ型の波動歯車機構を用いるものに適用してもよい。

・上記実施形態の伝達比可変装置１８では、駆動源であるモータ２８は、波動歯車機構４５とトルクセンサ１６との間に配置され、そのモータ軸３０には、出力軸２６が挿通される構成とした。しかし、これに限らず、モータが波動歯車機構よりもステアリング側に配置され、モータ軸には、入力軸が挿通される構成のものに適用してもよい。また、トルクセンサが上記実施形態の配置とは異なる位置に設けられたものに適用してもよい。

・上記実施形態では、本発明を、車両用操舵装置１の伝達比可変装置１８に具体化したが、これ以外の用途に用いる伝達比可変装置に適用してもよい。

１…車両用操舵装置、１４，２８…モータ、１８…伝達比可変装置、２０…ピニオンハウジング、２３…ロアハウジング、２４…アッパハウジング、２５…入力軸、２６…出力軸、２７…差動機構、３０…モータ軸、４５…波動歯車機構、５１…ロック装置、５２…ロックホルダ、５３…ロックレバー、５４…ソレノイド、５５…外周面、５６…係合溝、５９…トルクリミットリング、６３…係合爪、６６ａ，６６ｂ…捩りコイルばね、８１…ベース、８２…ヘッド、８３…連結機構、９１…収容筒、９１ａ…内面、９２…ガイド突起、９３フランジ部、９６…軸部、９７…ガイド部、９７ａ…外面、１０４…第１弾性部材、１０５…第２弾性部材、１１１…弾性体。

Claims (5)

1. 入力軸の回転にモータ駆動に基づく回転を上乗せして出力軸に伝達する差動機構と、前記差動機構及びモータを収容するとともに前記入力軸の回転によって回転されないハウジングと、前記ハウジングと前記モータのモータ軸とを相対回転不能にロックするロック装置とを備え、前記ロック装置は、前記モータ軸と一体に設けられるとともに外周面に係合溝が形成されたロックホルダと、前記係合溝に係合する係合爪が形成されて前記ロックホルダの回転を拘束可能なロックレバーと、前記ロックレバーを駆動して前記係合爪を前記係合溝に係脱させる駆動手段とを有し、前記モータ軸と前記ロックホルダとの間には、摩擦抵抗に基づいて前記モータ軸と前記ロックホルダとの相対回転を規制又は許容するトルクリミットリングが介在される伝達比可変装置であって、
   前記ロックレバーは、前記駆動手段に連結されたベースと、前記係合爪が形成されたヘッドとに分割して形成され、
   前記ベースと前記ヘッドとを互いに連結する連結手段を備え、
   前記連結手段は弾性変形可能に構成されたことを特徴とする伝達比可変装置。
2. 請求項１に記載の伝達比可変装置において、
   前記連結手段は、
   前記ベース及び前記ヘッドのいずれか一方に設けられた収容筒と、
   前記ベース及び前記ヘッドのいずれか他方に設けられるとともに前記一方側に突出して前記収容筒内に収容されるガイド突起とを備え、
   前記ガイド突起は、前記収容筒の径方向への移動が規制された状態で該収容筒の軸方向に沿って移動可能に形成されたことを特徴とすることを特徴とする伝達比可変装置。
3. 請求項２に記載の伝達比可変装置において、
   前記連結手段は、前記ヘッドと前記ベースとが所定距離以上、離間することを規制する規制部を備えたことを特徴とする伝達比可変装置。
4. 請求項２又は３に記載の伝達比可変装置において、
   前記収容筒の内面は、断面非円形状に形成され、
   前記ガイド突起は、該ガイド突起の外面が前記収容筒の内面と周方向に係合可能な断面非円形状に形成されたことを特徴とする伝達比可変装置。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の伝達比可変装置を備えた車両用操舵装置。

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