JP2023009856A - 操舵装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ステアリングコラム装置のコンパクト化を図ることのできる操舵装置を提供すること。
【解決手段】一端にステアリングホイール１２１が取り付けられ、ステアリングホイール１２１から入力されるトルクにより回転するステアリングシャフト３と、ステアリングシャフト３を回転自在に支持するステアリングコラム１０と、反力付与モータ７２を有する反力付与装置７０と、ステアリングシャフト３の軸方向に直交する揺動軸を中心として、ステアリングシャフト３を揺動させるチルト用アクチュエータ１００と、を備え、反力付与モータ７２の回転軸とステアリングシャフト３の軸方向とが直交するように、反力付与モータ７２が配置され、揺動軸は、ステアリングシャフト３の軸方向において反力付与モータ７２の回転軸の位置からステアリングホイール１２１側に配置される。
【選択図】図３

Description

本開示は、操舵装置に関する。

近年の車両用の操舵装置では、運転者がステアリングホイールに対して回転操作を行った際における機械的な力によって操舵輪の操舵を行うのではなく、操舵輪の操舵をアクチュエータにより行う、いわゆるステアバイワイヤ方式の操舵装置が提案されている。ステアバイワイヤ方式の操舵装置では、ステアリングホイールに対して回転操作を行った際における操舵量をセンサにより検知し、検知した操舵量に基づいてアクチュエータを動作させることにより、操舵輪の操舵を行う。

例えば、特許文献１に記載された車両用操舵装置では、ステアリングホイールの回転角を操舵角センサで読み取り、操向輪を転舵するピニオンシャフトに転舵トルクを出力する転舵モータを、操舵角センサのセンサ信号に基づいて制御することにより、操向輪の転舵の制御を行っている。また、特許文献１に記載された車両用操舵装置では、ステアリングホイールの操作を行う運転者に対して、操舵装置で操向輪の転舵を行う際における反力を運転者に伝えるために、電動モータからなる反力アクチュエータを備え、反力アクチュエータによってステアリングホイールに操舵反力を付与することにより、運転者に操舵反力を伝えている。

特開２００９－３５０４１号公報

しかしながら、ステアリングコラム周りはスペースが限られており、特に前後方向の制約が大きくなっている。しかし、ステアバイワイヤ方式の操舵装置に反力アクチュエータを備える場合、操舵装置におけるステアリングコラム装置の前後方向における大きさが大きくなり易く、その点で改良の余地があった。

本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、ステアリングコラム装置のコンパクト化を図ることのできる操舵装置を提供することを目的とする。

本開示の操舵装置は、一端にステアリングホイールが取り付けられ、前記ステアリングホイールから入力されるトルクにより回転するステアリングシャフトと、前記ステアリングシャフトを回転自在に支持するステアリングコラムと、反力付与モータを有する反力付与装置と、前記ステアリングシャフトの軸方向に直交する揺動軸を中心として、前記ステアリングシャフトを揺動させるチルト用アクチュエータと、を備え、前記反力付与モータの回転軸と前記ステアリングシャフトの軸方向とが直交するように、前記反力付与モータが配置され、前記揺動軸は、前記ステアリングシャフトの軸方向において前記反力付与モータの前記回転軸の位置から前記ステアリングホイール側に配置される。

この構成によれば、回転軸がステアリングシャフトの軸方向に対して直交する向きで反力付与モータが配置されることにより、前後方向への反力付与モータの大きさを小さくすることができ、ステアリングコラム装置の前後方向へのコンパクト化を図ることができる。また、ステアリングシャフトの軸方向における揺動軸の位置が、反力付与モータの回転軸の位置からステアリングホイール側に配置されることにより、重量物が揺動軸よりもステアリングホイールが位置する側のみに集中することを抑制でき、チルト用アクチュエータの小型化を図ることができる。また、重量物が揺動軸よりもステアリングホイールが位置する側のみに集中することを抑制できるため、ステアリングコラムが揺動する際の応力を低減することができ、ステアリングコラムの軽量化を図ることができる。これにより、ステアリングコラム装置のコンパクト化を図ることができる。

望ましい形態として、前記反力付与装置は、ウォームギヤと、前記ウォームギヤに噛み合うウォームホイールとを備える減速機を有し、前記反力付与モータで発生したトルクを、前記減速機を介して前記ステアリングシャフトに付与することにより、前記反力付与モータの前記回転軸が前記ステアリングシャフトの軸方向に対して直交する向きで前記反力付与モータを配置する。

この構成によれば、反力付与装置が有する減速機が、ウォームギヤとウォームホイールとを備えるため、減速機に用いる歯車を大型化、または他段化させることなく、反力付与モータで発生したトルクをステアリングシャフトに付与することができる。これにより、減速機の小型化を図ることができ、ステアリングコラム装置のコンパクト化を図ることができる。

望ましい形態として、前記チルト用アクチュエータは、駆動源としてチルト用モータを有し、前記揺動軸は、前記ステアリングシャフトの軸方向において前記反力付与モータと前記チルト用モータとの間に配置される。

この構成によれば、揺動軸が、ステアリングシャフトの軸方向において反力付与モータとチルト用モータとの間に配置されるため、重量物をステアリングシャフトの軸方向において揺動軸の両側にバランス良く配置することができ、ステアリングコラムが揺動する際の応力を低減することができる。これにより、ステアリングコラムの軽量化を図ることができ、ステアリングコラム装置のコンパクト化を図ることができる。

望ましい形態として、前記ステアリングコラムは、第１のコラム部材と、前記第１のコラム部材に対し軸方向の相対変位を可能に組み合わされた第２のコラム部材と、を有し、さらに、駆動源としてテレスコピック用モータを有すると共に前記第１のコラム部材に対して前記第２のコラム部材を軸方向に変位させるテレスコピック用アクチュエータを備え、前記揺動軸は、前記ステアリングシャフトの軸方向において前記反力付与モータと前記テレスコピック用モータとの間に配置される。

この構成によれば、揺動軸が、ステアリングシャフトの軸方向において反力付与モータとテレスコピック用モータとの間に配置されるため、重量物をステアリングシャフトの軸方向において揺動軸の両側にバランス良く配置することができ、ステアリングコラムが揺動する際の応力を低減することができる。これにより、ステアリングコラムの軽量化を図ることができ、ステアリングコラム装置のコンパクト化を図ることができる。

本開示に係る操舵装置は、ステアリングコラム装置のコンパクト化を図ることができる、という効果を奏する。

図１は、第１実施形態に係る操舵装置を組み込んだステアリングシステムを示す模式図である。 図２は、第１実施形態に係る操舵装置が有するステアリングコラム装置の側面図である。 図３は、第１実施形態に係る操舵装置が有するステアリングコラム装置の側面図である。 図４は、図２のＡ－Ａ矢視図である。 図５は、図２のＢ－Ｂ矢視図である。 図６は、図２に示すステアリングコラム装置の斜視図である。 図７は、変位ブラケットの斜視図であり、揺動支持ブラケット部に配置されるチルト用送りねじ装置の説明図である。 図８は、図４のＣ部詳細図である。 図９は、第２実施形態に係る操舵装置におけるステアリングコラム装置の側面図である。

発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本開示が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。

［第１実施形態]
図１は、第１実施形態に係る操舵装置１を組み込んだステアリングシステム１２０を示す模式図である。第１実施形態に係る操舵装置１は、ステアバイワイヤ方式のステアリングシステム１２０に組み込まれている。ステアバイワイヤ方式のステアリングシステム１２０は、ステアリングホイール１２１及び該ステアリングホイール１２１の操舵量を測定するためのセンサ（図示省略）を有する操舵装置１と、一対の操舵輪１３５に舵角を付与するための転舵装置１３０とを電気的に接続してなる。即ち、ステアバイワイヤ方式のステアリングシステム１２０では、運転者によるステアリングホイール１２１の操作量を、操舵装置１のセンサにより測定する。そして、センサの出力信号に基づいて、転舵装置１３０のアクチュエータ１３１を駆動し、車両の幅方向に配置されたラック軸やねじ軸などの直動軸を車両の幅方向に変位させ、一対のタイロッド１３２を押し引きして、一対の操舵輪１３５に舵角を付与する。

操舵装置１は、ステアリングコラム装置２と、ステアリングシャフト３と、反力付与装置７０とを備える。なお、操舵装置１に関して前後方向、上下方向及び幅方向とは、操舵装置１を車両に取り付けた状態での車両の前後方向、上下方向及び幅方向をいう。

図２、図３は、第１実施形態に係る操舵装置１が有するステアリングコラム装置２の側面図である。図４は、図２のＡ－Ａ矢視図である。図５は、図２のＢ－Ｂ矢視図である。図６は、図２に示すステアリングコラム装置２の斜視図である。ステアリングコラム装置２は、ステアリングコラム１０と、ロア側テレスコピック用アクチュエータ８０と、アッパ側テレスコピック用アクチュエータ９０と、チルト用アクチュエータ１００とを備える。

ステアリングコラム１０は、固定ブラケット１１と、コラムホルダ２０と、アッパコラム４０とを備え、全長を伸縮可能に構成されている。具体的には、ステアリングコラム１０は、固定ブラケット１１とコラムホルダ２０とを、軸方向の相対変位を可能に組み合わせ、且つ、コラムホルダ２０とアッパコラム４０とを、軸方向の相対変位を可能に組み合わせてなる。

固定ブラケット１１は、固定板部１２と、固定側ブラケット部１５とを備える。

固定板部１２は、上下方向から見て前後方向に伸長する矩形形状を有し、且つ、幅方向両側部分のそれぞれの前後方向２箇所に、上下方向に貫通する通孔１３を有する。固定ブラケット１１は、固定板部１２の通孔１３に下側から挿通した取付ボルト１４により、ステアリングコラム装置２が搭載される車両の車体（図示省略）に対し支持固定される。

固定側ブラケット部１５は、前後方向から見て略Ｕ字形形状を有し、固定板部１２の前側の端部に固設されている。即ち、固定側ブラケット部１５は、固定板部１２の前側端部の幅方向両側の端部から下側に向けて垂下した一対の固定側側板部１６ａ、１６ｂと、該固定側側板部１６ａ、１６ｂの下側の端部同士を連結する固定側連結部１７とを有する。換言すれば、固定側連結部１７は、一対の固定側側板部１６ａ、１６ｂの下側の端部同士の間に掛け渡されている。

コラムホルダ２０は、固定ブラケット１１に対し軸方向（前後方向）の相対変位を可能に支持された変位ブラケット２１と、該変位ブラケット２１に対し上下方向の揺動を可能に支持されたロアコラム５０とを備える。

変位ブラケット２１は、変位板部２２と、一対の垂下板部２４ａ、２４ｂと、揺動支持ブラケット部２５とを備える。

変位板部２２は、上下方向から見て前後方向に伸長する矩形形状を有している。

一対の垂下板部２４ａ、２４ｂは、変位板部２２の前側部分から中間部分にかけての部分の幅方向両側の端部から下側に向けて垂下している。

揺動支持ブラケット部２５は、前後方向から見て略Ｕ字形形状を有し、変位板部２２の後側の端部に固設されている。即ち、揺動支持ブラケット部２５は、変位板部２２の後側の端部の幅方向両側の端部から下側に向けて垂下した一対の変位側側板部２６ａ、２６ｂと、該一対の変位側側板部２６ａ、２６ｂの下側の端部同士を連結する変位側連結部２７とを有する。

固定ブラケット１１と、コラムホルダ２０との間には、リニアガイド３０が配置されており、固定ブラケット１１とコラムホルダ２０とは、リニアガイド３０を介して軸方向の相対変位を可能に組み合わされている。リニアガイド３０は、コラムホルダ２０が有する変位ブラケット２１と、固定ブラケット１１との間に配置され、変位ブラケット２１は、リニアガイド３０により、固定ブラケット１１に対し軸方向の相対変位を可能に支持されている。即ち、第１実施形態では、固定ブラケット１１が第１のコラム部材を構成し、且つ、コラムホルダ２０が第２のコラム部材を構成する。

リニアガイド３０は、軸方向（前後方向）に伸長する矩形形状を有するガイドレール３１と、軸方向から見て略Ｕ字形形状を有し、且つ、ガイドレール３１に対し該ガイドレール３１に沿って軸方向の変位を可能に組み合わされたスライダ３２とを備える。第１実施形態では、ガイドレール３１を、固定ブラケット１１の固定板部１２の下面に結合固定している。また、スライダ３２を、変位ブラケット２１の変位板部２２の上面に結合固定している。

なお、リニアガイド３０としては、滑り式リニアガイドと、ボール循環式リニアガイドと、非循環ローラ式リニアガイドとのうちのいずれのリニアガイドを使用しても良い。滑り式リニアガイドは、ガイドレールに形成されたレール溝に、スライダに形成された係合凸部を係合してなる。ボール循環式リニアガイドは、ガイドレールとスライダとの間に備えられた負荷路に複数個のボールを転動可能に配置し、且つ、スライダの内部に、ガイドレールとスライダとの相対変位に伴い負荷路の終点に移動したボールを、負荷路の始点に戻す循環路を設けてなる。非循環ローラ式リニアガイドは、スライダに回転自在に支持された複数個のローラを、ガイドレールに形成された転動面に転がり接触させてなる。

ロアコラム５０は、略円筒形状を有し、変位ブラケット２１に対し上下方向の揺動を可能に支持されている。ロアコラム５０は、前側部分に大径部５１を有し、且つ、後側部分に、大径部５１よりも内径寸法が小さい小径部５２を有する。

ロアコラム５０は、後側部分が、チルト用アクチュエータ１００を構成するチルト用送りねじ装置１０２（図７参照）を介して、変位ブラケット２１の揺動支持ブラケット部２５に対し上下方向の変位が可能に支持されている。また、ロアコラム５０は、前側部分が、インナコラム６０と反力付与装置７０のハウジング７１とを介して、車体に支持される固定ブラケット１１の固定側ブラケット部１５に枢支されている。

図７は、変位ブラケット２１の斜視図であり、揺動支持ブラケット部２５に配置されるチルト用送りねじ装置１０２の説明図である。変位ブラケット２１には、チルト用アクチュエータ１００を構成するチルト用送りねじ装置１０２が配置されている。チルト用送りねじ装置１０２は、外周面に雄ねじ部を有するねじ軸１０３と、内周面にねじ軸１０３の雄ねじ部と螺合する雌ねじ部が形成されるナット１０５とを備えており、ナット１０５は、外周面に円柱状の枢支軸部１０４を有している。

ねじ軸１０３は、揺動支持ブラケット部２５の幅方向片側の変位側側板部２６ａに形成される凹溝２８及び変位側連結部２７に形成された円孔の内側に、軸受装置１０６を介して回転自在に支持されている。詳しくは、変位ブラケット２１の揺動支持ブラケット部２５が有する一対の変位側側板部２６ａ、２６ｂのうち一方の変位側側板部２６ａには、幅方向内側面に、上下方向に伸長する凹溝２８が形成されている。また、変位ブラケット２１の揺動支持ブラケット部２５が有する変位側連結部２７は、幅方向片側部分、即ち、凹溝２８が形成される変位側側板部２６ａが位置する側の部分に、上下方向に貫通する円孔が形成されている。ねじ軸１０３は、これらのように形成される凹溝２８及び変位側連結部２７の円孔の内側に、軸受装置１０６を介して支持されている。

軸受装置１０６としては、例えば、ラジアル転がり軸受や滑り軸受が用いられる。また、ねじ軸１０３の雄ねじ部に螺合するナット１０５に形成される枢支軸部１０４は、ロアコラム５０の後側部分、即ち、ロアコラム５０における小径部５２の外周面に形成された枢支凹部に揺動可能に係合しており、ロアコラム５０を枢支している。このため、ねじ軸１０３が回転した場合には、ねじ軸１０３の回転に伴ってナット１０５がねじ軸１０３に沿って該ねじ軸１０３の軸方向（上下方向）に変位することにより、ロアコラム５０の後側部分が、変位ブラケット２１の揺動支持ブラケット部２５に対して上下方向に変位する。

図８は、図４のＣ部詳細図である。インナコラム６０は、円筒部６１と、該円筒部６１の前側の端部から径方向外側に向けて折れ曲がったフランジ部６２とを備える。インナコラム６０は、ロアコラム５０に対して該ロアコラム５０の軸方向の相対変位を可能に組み合わされている。即ち、ステアリングコラム装置２は、インナコラム６０を、ロアコラム５０に対して該ロアコラム５０の軸方向の相対変位を可能に内嵌している。

反力付与装置７０のハウジング７１は、固定ボルト６４によってインナコラム６０のフランジ部６２に固定されることにより、インナコラム６０に対し支持固定されている。また、ハウジング７１は、固定側ブラケット部１５の固定側側板部１６ａ、１６ｂに形成された通孔を挿通した枢支ボルト６５により、固定ブラケット１１に対し枢支されている。

このため、チルト用送りねじ装置１０２が有するねじ軸１０３の回転に伴い、ナット１０５が上下方向に変位することで、ロアコラム５０の後側部分が変位ブラケット２１の揺動支持ブラケット部２５に対し上下方向に変位すると、ロアコラム５０は枢支ボルト６５を中心に上下方向に揺動する。即ち、枢支ボルト６５は、ロアコラム５０が上下方向に揺動する際における揺動軸になっている。

アッパコラム４０は、略円筒形状を有し、コラムホルダ２０に対して軸方向への相対変位が可能に組み合わされている。具体的には、アッパコラム４０は、前側部分がロアコラム５０の小径部５２に隙間嵌で内嵌している。これにより、アッパコラム４０は、ロアコラム５０に対して該ロアコラム５０の軸方向への相対変位が可能に内嵌している。

ロア側テレスコピック用アクチュエータ８０は、ロア側テレスコピック用モータ８１を有し、該ロア側テレスコピック用モータ８１を駆動源として、固定ブラケット１１に対しコラムホルダ２０を軸方向に変位させる。第１実施形態では、ロア側テレスコピック用アクチュエータ８０がテレスコピック用アクチュエータを構成し、且つ、ロア側テレスコピック用モータ８１がテレスコピック用モータを構成する。ロア側テレスコピック用モータ８１は、ステアリングシャフト３の軸方向における位置が、ロアコラム５０が揺動する際の揺動軸である枢支ボルト６５の位置よりもステアリングホイール１２１（図１参照）寄りに位置している。つまり、ステアリングホイール１２１は、ステアリングシャフト３の後端に位置するステアリングホイール取付部３ａに取り付け可能になっており、ロア側テレスコピック用モータ８１は、ステアリングシャフト３の軸方向における位置が、枢支ボルト６５の位置よりも、ステアリングシャフト３のステアリングホイール取付部３ａ寄りに位置している。換言すると、ロア側テレスコピック用モータ８１は、ステアリングシャフト３の軸方向における位置が、枢支ボルト６５の位置よりも後側に位置している。

ロア側テレスコピック用アクチュエータ８０は、ロア側テレスコピック用モータ８１の出力軸の回転運動を、直線運動に変換するためのロア側送りねじ装置８２をさらに有する。ロア側送りねじ装置８２は、外周面に雄ねじ部を有し、ロア側テレスコピック用モータ８１により回転駆動されるねじ軸８３と、内周面に、前記雄ねじ部と螺合する雌ねじ部を有するナット８４とを備える。

第１実施形態に係るステアリングコラム装置２では、ねじ軸８３を、固定ブラケット１１に対し回転のみ可能に支持し、且つ、ナット８４を、コラムホルダ２０の変位ブラケット２１に対し支持固定している。具体的には、ねじ軸８３を、固定ブラケット１１を構成する固定側ブラケット部１５における固定側側板部１６ｂの幅方向外側面に対し回転のみ自在に固定し、且つ、ナット８４を、変位ブラケット２１における垂下板部２４ｂの幅方向外側面に支持固定している。

また、ロア側テレスコピック用モータ８１を、固定側ブラケット部１５に対し支持固定しており、ロア側テレスコピック用モータ８１で発生した回転駆動力を、減速機構を介してねじ軸８３に伝達可能にしている。減速機構としては、第１実施形態ではウォーム減速機が用いられる。ナット８４は、ロア側テレスコピック用モータ８１から減速機構を介してねじ軸８３に伝達される回転駆動力によってねじ軸８３を回転駆動することに伴い、該ねじ軸８３に沿って前後方向に変位することが可能になっている。ナット８４は、変位ブラケット２１の垂下板部２４ｂにナット支持部材８５によって支持固定されているため、変位ブラケット２１は、前後方向に変位するナット８４に伴って、固定ブラケット１１に対し該固定ブラケット１１の軸方向、即ち、前後方向に変位することが可能になっている。

アッパ側テレスコピック用アクチュエータ９０は、アッパ側テレスコピック用モータ９１を有し、該アッパ側テレスコピック用モータ９１を駆動源として、コラムホルダ２０に対しアッパコラム４０を軸方向に変位させる。第１実施形態では、アッパ側テレスコピック用アクチュエータ９０は、アッパ側テレスコピック用モータ９１の出力軸の回転運動を、直線運動に変換するためのアッパ側送りねじ装置９２をさらに有する。

アッパ側送りねじ装置９２は、外周面に雄ねじ部を有し、アッパ側テレスコピック用モータ９１により回転駆動されるねじ軸９３と、内周面に、前記雄ねじ部と螺合する雌ねじ部を有するナット９４とを備える。

第１実施形態では、ねじ軸９３を、コラムホルダ２０のロアコラム５０に対し回転のみ可能に支持し、且つ、ナット９４を、アッパコラム４０に対し支持固定している。具体的には、ねじ軸９３を、ロアコラム５０の大径部５１の前側部分の下面に対し回転のみ自在に支持し、且つ、ナット９４を、複数の部材からなる連結部材９５によって、アッパコラム４０の前側部分の下面に対し支持固定している。詳しくは、ロアコラム５０の下面には、軸方向に伸長する長孔が形成されており、連結部材９５は、ロアコラム５０に形成される長孔を貫通して配置されている。連結部材９５の下側部分は、ロアコラム５０の下側に位置するナット９４に連結され、連結部材９５の上側部分は、ロアコラム５０内に位置するアッパコラム４０に連結されている。これにより、連結部材９５は、ロアコラム５０の下側に位置するナット９４を、ロアコラム５０内に位置するアッパコラム４０に対して支持固定している。また、アッパ側テレスコピック用モータ９１を、ロアコラム５０に対し支持固定している。

アッパ側テレスコピック用モータ９１で発生した回転駆動力は、ウォーム減速機などの減速機構を介してねじ軸９３に伝達可能になっている。このため、アッパ側テレスコピック用モータ９１で発生した回転駆動力は、減速機構を介してねじ軸９３に伝達され、ねじ軸９３に伝達された駆動力によってねじ軸９３が回転駆動することにより、ねじ軸９３に螺合するナット９４は、ねじ軸９３に沿って前後方向に変位する。これにより、ナット９４が支持固定されるアッパコラム４０は、ナット９４の前後方向の変位に伴って、ロアコラム５０に対し該ロアコラム５０の軸方向、即ち、前後方向に変位することが可能になっている。

これらのように構成されるステアリングコラム装置２は、ロア側テレスコピック用アクチュエータ８０とアッパ側テレスコピック用アクチュエータ９０とを動作させることにより、固定ブラケット１１に対するステアリングシャフト３の相対的な位置を、前後方向に適宜変位させることが可能になっている。

チルト用アクチュエータ１００は、チルト用アクチュエータ１００における駆動源であるチルト用モータ１０１と、チルト用送りねじ装置１０２とを有する。

チルト用モータ１０１とチルト用送りねじ装置１０２とを有して構成されるチルト用アクチュエータ１００は、ステアリングコラム１０における、ステアリングシャフト３のステアリングホイール取付部３ａが位置する側の反対側の端部側に位置してステアリングシャフト３の軸方向に直交する揺動軸を中心として、ステアリングシャフト３を揺動させることが可能になっている。第１実施形態では、チルト用アクチュエータ１００による揺動の中心となる揺動軸としては、枢支ボルト６５が適用される。

揺動軸である枢支ボルト６５は、ステアリングコラム１０におけるステアリングホイール取付部３ａが位置する側の反対側の端部側、即ち、ステアリングコラム１０の前端側に配置されるため、チルト用モータ１０１を含むチルト用アクチュエータ１００は、ステアリングシャフト３の軸方向における位置が、枢支ボルト６５の位置よりも後側の位置に配置されている。つまり、チルト用モータ１０１を有するチルト用アクチュエータ１００は、ステアリングシャフト３の軸方向における位置が、枢支ボルト６５の位置よりもステアリングホイール１２１（図１参照）寄りに位置している。

これらのように構成されるチルト用アクチュエータ１００は、チルト用モータ１０１で発生した回転駆動力を、ウォーム減速機などの減速機構を介してチルト用送りねじ装置１０２のねじ軸１０３（図７参照）に伝達可能になっている。このため、チルト用モータ１０１で発生した回転駆動力は、減速機構を介してチルト用送りねじ装置１０２のねじ軸１０３に伝達され、ねじ軸１０３に伝達された駆動力によってねじ軸１０３が回転駆動することにより、ねじ軸１０３に螺合するナット１０５（図７参照）は、ねじ軸１０３に沿って上下方向に移動する。これにより、チルト用アクチュエータ１００は、ナット１０５に形成される枢支軸部１０４が枢支するロアコラム５０の後側部分を、変位ブラケット２１に対し上下方向に変位させる。

ステアリングシャフト３は、ステアリングコラム装置２が有するステアリングコラム１０の径方向内側に回転自在に支持されている。

ステアリングシャフト３は、一端にステアリングホイール１２１（図１参照）が取り付けられ、ステアリングホイール１２１から入力されるトルクにより回転する。詳しくは、ステアリングホイール１２１は、ステアリングシャフト３における後側の端部に形成されるステアリングホイール取付部３ａに取り付けられ、ステアリングシャフト３により支持される。また、ステアリングシャフト３の前側の端部には、ステアリングホイール１２１に操作反力を付与するための反力付与装置７０が接続されている。つまり、反力付与装置７０は、ステアリングコラム１０における、ステアリングシャフト３に取り付けられるステアリングホイール１２１が位置する側の反対側の端部側に配置されている。

反力付与装置７０は、ハウジング７１と、反力付与装置７０における駆動源である反力付与モータ７２と、減速機とを備える。なお、反力付与モータ７２は、図２、図３において二点鎖線により示している。反力付与装置７０は、運転者によりステアリングホイール１２１が操作された場合に、反力付与モータ７２を駆動し、反力付与モータ７２のトルクを、ハウジング７１の内側に収納された減速機により増大してから、ステアリングシャフト３に付与することが可能になっている。

減速機は、ハウジング７１内に配置されており、ウォームギヤと、ウォームギヤに噛み合うウォームホイールとを備えるウォーム減速機になっている。反力付与モータ７２は、回転軸が、ハウジング７１内に配置される減速機のウォームギヤに直結して配置されており、即ち、反力付与モータ７２は、出力軸が減速機のウォームギヤに直結している。これにより、反力付与モータ７２は、反力付与モータ７２の回転軸がステアリングシャフト３の軸方向に対して直交する向きで配置されている。換言すると、反力付与モータ７２は、反力付与モータ７２で発生したトルクを、ウォームギヤとウォームホイールとを有する減速機を介してステアリングシャフト３に付与することにより、反力付与モータ７２の回転軸がステアリングシャフト３の軸方向に対して直交する向きで配置されている。

その際に、反力付与モータ７２は、ステアリングシャフト３の軸方向における当該反力付与モータ７２の回転軸の位置、即ち、回転軸中心ＳＣの位置が、チルト用アクチュエータ１００において揺動の中心である揺動軸として用いられる枢支ボルト６５と同じ位置、またはステアリングホイール１２１が位置する側の反対側に配置されている。換言すると、枢支ボルト６５は、ステアリングシャフト３の軸方向における位置が、ステアリングシャフト３の軸方向における反力付与モータ７２の回転軸中心ＳＣの位置からステアリングホイール１２１側に配置される。第１実施形態では、枢支ボルト６５は、ステアリングシャフト３の軸方向における位置が、ステアリングシャフト３の軸方向における反力付与モータ７２の回転軸中心ＳＣの位置と同じ位置になっている。

これらのように構成される反力付与装置７０からステアリングシャフト３に付与するトルクは、運転者がステアリングホイール１２１に対して行った操作の回転方向の反対方向になっており、即ち、運転者によるステアリングホイール１２１の回転操作に対して、反力となる方向のトルクになっている。このため、反力付与装置７０は、ステアリングホイール１２１からステアリングシャフト３に入力されるトルクに対して回転方向が反対方向となるトルクをステアリングシャフト３に対して付与することが可能になっている。これにより、反力付与装置７０は、運転者によって操作されたステアリングホイール１２１に対して、運転者の操作に対する操作反力を付与することが可能になっている。

なお、反力付与装置７０によってステアリングホイール１２１に付与される反力の大きさは、センサにより取得したステアリングホイール１２１の操舵角やステアリングシャフト３に加わるトルクなどに応じて決定される。また、減速機は、例えばウォーム減速機により構成される。

第１実施形態に係る操舵装置１において、ステアリングホイール１２１の前後位置を調節する際には、ロア側テレスコピック用モータ８１への通電に基づいて、固定ブラケット１１に対して変位ブラケット２１を軸方向、即ち、前後方向に相対変位させ、これによりコラムホルダ２０を前後方向に相対変位させる。または、アッパ側テレスコピック用モータ９１への通電に基づいて、コラムホルダ２０のロアコラム５０に対して、アッパコラム４０を軸方向、即ち、前後方向に相対変位させる。或いは、ステアリングホイール１２１の前後位置を調節する際には、ロア側テレスコピック用モータ８１への通電に基づいてコラムホルダ２０を前後方向に相対変位させることと、アッパ側テレスコピック用モータ９１への通電に基づいてアッパコラム４０を前後方向に相対変位させることとの双方を行ってもよい。

詳しくは、ロア側テレスコピック用モータ８１に通電した場合には、ロア側テレスコピック用モータ８１により、ロア側送りねじ装置８２のねじ軸８３を回転駆動して、ナット８４を前後方向に変位させる。これにより、ナット支持部材８５によりナット８４が支持固定されている変位ブラケット２１を、固定ブラケット１１に対して固定ブラケット１１の軸方向、即ち、前後方向に変位させる。また、アッパ側テレスコピック用モータ９１に通電した場合には、アッパ側テレスコピック用モータ９１により、アッパ側送りねじ装置９２のねじ軸９３を回転駆動して、ナット９４を前後方向に変位させる。これにより、ナット９４が支持固定されているアッパコラム４０を、ロアコラム５０に対してロアコラム５０の軸方向、即ち、前後方向に変位させる。これによって、ステアリングコラム１０の全長を伸縮させるとともに、ステアリングシャフト３の全長を伸縮させることで、ステアリングホイール１２１の前後位置を調節する。ステアリングホイール１２１の前後位置を所望の位置に調節した後は、ロア側テレスコピック用モータ８１やアッパ側テレスコピック用モータ９１への通電を停止する。

ステアリングホイール１２１の上下位置を調節する際には、チルト用モータ１０１への通電に基づいて、ロアコラム５０の後側部分を、変位ブラケット２１に対して上下方向に相対変位させる。即ち、チルト用モータ１０１に通電し、チルト用モータ１０１により、チルト用送りねじ装置１０２が有するねじ軸１０３を回転駆動して、ねじ軸１０３に螺合するナット１０５を上下方向に変位させる。これにより、ナット１０５に形成される枢支軸部１０４が枢支するロアコラム５０を、枢支ボルト６５を中心に揺動させ、ロアコラム５０の後側部分を上下方向に変位させる。第１実施形態に係るステアリングコラム装置２では、このようにステアリングコラム１０の径方向内側に回転自在に支持されたステアリングシャフト３の後側の端部を上下方向に変位させることにより、ステアリングホイール１２１の上下位置を調節する。ステアリングホイール１２１の上下位置を所望の位置に調節した後は、チルト用モータ１０１への通電を停止する。

なお、ステアリングホイール１２１の前後位置の調節と、上下位置の調節とは、同時に行うこともできるし、独立して異なる時間に行うこともできる。また、ステアリングホイール１２１の前後位置を調節する際には、例えば、コラムホルダ２０を固定ブラケット１１に対して軸方向に高速で大きく変位させた後、固定ブラケット１１に対するコラムホルダ２０の軸方向変位量や、コラムホルダ２０に対するアッパコラム４０の軸方向変位量を微調整することで、ステアリングホイール１２１の前後位置を所望の位置に調節することができる。

以上の第１実施形態に係る操舵装置１では、反力付与モータ７２の回転軸がステアリングシャフト３の軸方向に対して直交する向きで配置されているため、ステアリングコラム装置２のコンパクト化を図ることができる。つまり、反力付与モータ７２を、回転軸がステアリングシャフト３の軸方向に対して直交する向き配置することにより、反力付与モータ７２をステアリングシャフト３の前側の延長線上ではく、ステアリングシャフト３の軸方向に対して側方に避けた位置に配置することができる。これにより、ステアリングコラム装置２が前後方向に長くなることを抑制でき、ステアリングコラム装置２の前後方向へのコンパクト化を図ることができる。

また、揺動軸である枢支ボルト６５は、ステアリングシャフト３の軸方向における位置が、ステアリングシャフト３の軸方向における反力付与モータ７２の回転軸中心ＳＣの位置と同じ位置になっている。このため、チルト用アクチュエータ１００によって枢支ボルト６５を中心としてステアリングコラム１０を揺動させる構成において、重量物が枢支ボルト６５よりもステアリングホイール１２１が位置する側のみに集中することを抑制でき、チルト用アクチュエータ１００の小型化を図ることができる。

また、ステアリングシャフト３の軸方向における枢支ボルト６５の位置が、ステアリングシャフト３の軸方向における反力付与モータ７２の回転軸中心ＳＣの位置と同じ位置になることにより、反力付与モータ７２と枢支ボルト６５との距離を小さくすることができ、反力付与モータ７２から枢支ボルト６５に対して作用する負荷を小さくすることができる。これにより、ステアリングコラム１０に作用する負荷に対する剛性を確保し易くなるため、ステアリングコラム１０の軽量化を図ることができる。これらの結果、ステアリングコラム装置２のコンパクト化を図ることができる。

また、第１実施形態に係る操舵装置１では、反力付与装置７０は、反力付与モータ７２で発生したトルクをステアリングシャフト３に付与する減速機に、ウォームギヤとウォームホイールとを備える減速機を用いている。これにより、反力付与装置７０は、減速機に用いる歯車を大型化、または他段化させることなく、反力付与モータ７２で発生したトルクを大きな減速比でステアリングシャフト３に付与することができ、減速機の小型化を図ることができる。この結果、ステアリングコラム装置２のコンパクト化を図ることができる。

また、第１実施形態に係る操舵装置１では、ステアリングシャフト３の軸方向において、反力付与モータ７２の回転軸中心ＳＣの位置と枢支ボルト６５とが同じ位置になるため、枢支ボルト６５が反力付与モータ７２の回転軸中心ＳＣよりも前側に位置する場合と比較して、ステアリングシャフト３の長さを短くすることができる。これにより、ステアリングシャフト３のねじり剛性を高めることができるため、運転者がステアリングホイール１２１を通じて行う操舵の操作に対する操舵輪１３５（図１参照）の舵角の変化の応答性を高めることができる。この結果、操舵の操作に対するフィーリングを高めることができる。

また、第１実施形態に係る操舵装置１では、ステアリングコラム１０を、固定ブラケット１１とコラムホルダ２０とを軸方向の相対変位を可能に組み合わせ、且つ、コラムホルダ２０とアッパコラム４０とを軸方向の相対変位を可能に組み合わせることにより構成している。即ち、ステアリングコラム１０は、２段伸縮構造を有している。このため、ステアリングコラム１０の全長の伸縮可能量を十分に確保しつつ、ロア側送りねじ装置８２のねじ軸８３及びアッパ側送りねじ装置９２のねじ軸９３の軸方向寸法が過大になることを防止できる。また、このようにステアリングコラム１０を２段伸縮構造にし、且つ、ステアリングシャフト３の軸方向において反力付与モータ７２の回転軸中心ＳＣの位置と枢支ボルト６５とを同じ位置にすることにより、ステアリングコラム装置２の前後方向における長さをより抑えることができる。この結果、ステアリングコラム装置２のコンパクト化を図ることができる。

また、第１実施形態の操舵装置１では、ロア側テレスコピック用アクチュエータ８０のロア側テレスコピック用モータ８１とアッパ側テレスコピック用アクチュエータ９０のアッパ側テレスコピック用モータ９１とに同時に通電することで、コラムホルダ２０を固定ブラケット１１に対して軸方向に変位させると同時に、アッパコラム４０をコラムホルダ２０に対して軸方向に変位させることができる。このため、１個の電動モータにより、ステアリングコラムの全長を伸縮させる構造と比較して、ステアリングコラム１０の伸縮速度を高速化し易くすることができる。

ここで、このようにステアリングコラム１０の伸縮速度の高速化を図るために、電動モータを２つ用いる場合、重量物が増えるため、枢支ボルト６５よりもステアリングホイール１２１が位置する側の重量が増加し易くなる。この場合、チルト用アクチュエータ１００の出力を確保するためにチルト用アクチュエータ１００の大型化が求められ易くなるが、本第１実施形態では、ステアリングシャフト３の軸方向において反力付与モータ７２の回転軸中心ＳＣの位置と枢支ボルト６５とを同じ位置になっている。これにより、枢支ボルト６５が反力付与モータ７２の回転軸中心ＳＣより前側に位置する場合と比較して、枢支ボルト６５よりもステアリングホイール１２１が位置する側に配置される重量物を低減することができる。これにより、チルト用アクチュエータ１００の大型化を抑制しつつ、ステアリングコラム１０の伸縮速度を高速にすることができ、ステアリングコラム１０の伸縮速度を高速化とステアリングコラム装置２のコンパクト化とを両立することができる。

［第２実施形態］
次いで、第２実施形態に係る操舵装置１について説明する。第１実施形態と同一の構成部位には、同一符号を付けて説明を省略する。以下、第１実施形態と相違する点を中心に説明する。

図９は、第２実施形態に係る操舵装置１におけるステアリングコラム装置２の側面図である。なお、図９では、反力付与モータ７２は二点鎖線により示している。第２実施形態においても、ステアリングコラム装置２は、ステアリングコラム１０における、ステアリングシャフト３におけるステアリングホイール１２１が取り付けられるステアリングホイール取付部３ａが位置する側の反対側の端部側に、反力付与装置７０が配置されている。反力付与装置７０は、第１実施形態と同様に、駆動源である反力付与モータ７２を有している。

第２実施形態では、第１実施形態とは異なり、チルト用アクチュエータ１００における揺動軸は、ステアリングシャフト３の軸方向における位置が、ステアリングシャフト３の軸方向における反力付与モータ７２の回転軸の位置、即ち、回転軸中心ＳＣの位置よりも、ステアリングホイール１２１が位置する側に配置されている。つまり、チルト用アクチュエータ１００において揺動の中心である揺動軸として用いられる枢支ボルト６５は、ステアリングシャフト３の軸方向における位置が、反力付与モータ７２の回転軸中心ＳＣの位置よりも後側に位置して配置されている。これにより、第２実施形態では、チルト用アクチュエータ１００によって枢支ボルト６５を中心としてステアリングコラム１０を揺動させる構成において、重量物が枢支ボルト６５よりもステアリングホイール１２１が位置する側のみに集中することを抑制できる。従って、チルト用アクチュエータ１００の小型化を図ることができる。

また、重量物が枢支ボルト６５よりもステアリングホイール１２１が位置する側のみに集中することを抑制できるため、重量物が枢支ボルト６５よりもステアリングホイール１２１が位置する側のみに集中する場合と比較して、ステアリングコラム１０が揺動する際の応力を低減することができる。これにより、ステアリングコラム１０に作用する負荷に対する剛性が確保し易くなるため、ステアリングコラム１０の軽量化を図ることができる。これらの結果、ステアリングコラム装置２のコンパクト化を図ることができる。

また、第２実施形態では、枢支ボルト６５を、ステアリングシャフト３の軸方向において、チルト用アクチュエータ１００が有するチルト用モータ１０１と反力付与モータ７２との間に配置することができる。これにより、重量物をステアリングシャフト３の軸方向において枢支ボルト６５の両側にバランス良く配置することができるため、ステアリングコラム１０が揺動する際の応力を低減することができ、ステアリングコラム１０の軽量化を図ることができる。この結果、ステアリングコラム装置２のコンパクト化を図ることができる。

また、第２実施形態では、枢支ボルト６５を、ステアリングシャフト３の軸方向において、ロア側テレスコピック用アクチュエータ８０が有するロア側テレスコピック用モータ８１と反力付与モータ７２との間に配置することができる。これにより、重量物を枢支ボルト６５の両側にバランス良く配置することができるため、ステアリングコラム１０が揺動する際の応力を低減することができ、ステアリングコラム１０の軽量化を図ることができる。この結果、ステアリングコラム装置２のコンパクト化を図ることができる。

また、第２実施形態では、チルト用アクチュエータ１００によってステアリングシャフト３を揺動させる際の揺動軸である枢支ボルト６５が、反力付与モータ７２よりも後側に位置しているため、枢支ボルト６５とステアリングホイール１２１との距離が近くなっている。これにより、枢支ボルト６５が反力付与モータ７２よりも前側に位置する場合と比較して、ステアリングシャフト３の長さを短くすることができ、ステアリングシャフト３のねじり剛性を高めることができる。従って、運転者がステアリングホイール１２１を通じて行う操舵の操作に対する操舵輪１３５（図１参照）の舵角の変化の応答性を高めることができる。この結果、操舵の操作に対するフィーリングを高めることができる。

また、上述した第１実施形態及び第２実施形態では、ステアリングシャフト３を揺動させる際の揺動軸として、枢支ボルト６５が用いられているが、揺動軸は、枢支ボルト６５以外により構成されていてもよい。揺動軸は、例えば、ロアコラム５０側に設けられる軸状の部材が固定ブラケット１１に対して揺動自在に支持されることにより構成されていてもよく、または、ロアコラム５０側と固定ブラケット１１側とを貫通する軸状の部材によって構成されていてもよい。

また、上述した第１実施形態及び第２実施形態に係るステアリングコラム１０は、２段伸縮構造を備えるが、本開示は、ステアリングコラムが１段伸縮構造を備えるステアリングコラム装置に適用することもできる。

また、上述した第１実施形態及び第２実施形態では、本開示の一例として、ステアリングホイール１２１の前後位置を調節するためのテレスコピック機構と、上下位置を調節するためのチルト機構との両方を備えるステアリングコラム装置２に適用した場合について説明したが、本開示は、チルト機構のみを備えるステアリングコラム装置に適用することもできる。

以上、本開示の好適な実施形態を説明したが、本開示は上記の実施形態に記載されたものに限定されない。実施形態や変形例として説明した構成は、適宜組み合わせてもよい。

１ 操舵装置
２ ステアリングコラム装置
３ ステアリングシャフト
１０ ステアリングコラム
１１ 固定ブラケット
１２ 固定板部
２０ コラムホルダ
２１ 変位ブラケット
２２ 変位板部
３０ リニアガイド
４０ アッパコラム
５０ ロアコラム
６０ インナコラム
６５ 枢支ボルト
７０ 反力付与装置
７１ ハウジング
７２ 反力付与モータ
８０ ロア側テレスコピック用アクチュエータ
８１ ロア側テレスコピック用モータ
８２ ロア側送りねじ装置
８３、９３、１０３ ねじ軸
８４、９４、１０５ ナット
９０ アッパ側テレスコピック用アクチュエータ
９１ アッパ側テレスコピック用モータ
９２ アッパ側送りねじ装置
１００ チルト用アクチュエータ
１０１ チルト用モータ
１０２ チルト用送りねじ装置
１２０ ステアリングシステム
１２１ ステアリングホイール
１３０ 転舵装置
１３１ アクチュエータ
１３５ 操舵輪

Claims (4)

1. 一端にステアリングホイールが取り付けられ、前記ステアリングホイールから入力されるトルクにより回転するステアリングシャフトと、
   前記ステアリングシャフトを回転自在に支持するステアリングコラムと、
   反力付与モータを有する反力付与装置と、
   前記ステアリングシャフトの軸方向に直交する揺動軸を中心として、前記ステアリングシャフトを揺動させるチルト用アクチュエータと、
   を備え、
   前記反力付与モータの回転軸と前記ステアリングシャフトの軸方向とが直交するように、前記反力付与モータが配置され、
   前記揺動軸は、前記ステアリングシャフトの軸方向において前記反力付与モータの前記回転軸の位置から前記ステアリングホイール側に配置される操舵装置。
2. 前記反力付与装置は、
   ウォームギヤと、前記ウォームギヤに噛み合うウォームホイールとを備える減速機を有し、
   前記反力付与モータで発生したトルクを、前記減速機を介して前記ステアリングシャフトに付与することにより、前記反力付与モータの前記回転軸が前記ステアリングシャフトの軸方向に対して直交する向きで前記反力付与モータを配置する
   請求項１に記載の操舵装置。
3. 前記チルト用アクチュエータは、駆動源としてチルト用モータを有し、
   前記揺動軸は、前記ステアリングシャフトの軸方向において前記反力付与モータと前記チルト用モータとの間に配置される
   請求項１または２に記載の操舵装置。
4. 前記ステアリングコラムは、第１のコラム部材と、前記第１のコラム部材に対し軸方向の相対変位を可能に組み合わされた第２のコラム部材と、を有し、
   さらに、駆動源としてテレスコピック用モータを有すると共に前記第１のコラム部材に対して前記第２のコラム部材を軸方向に変位させるテレスコピック用アクチュエータを備え、
   前記揺動軸は、前記ステアリングシャフトの軸方向において前記反力付与モータと前記テレスコピック用モータとの間に配置される
   請求項１から３のいずれか１項に記載の操舵装置。

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