JP3964726B2 - 伝達比可変操舵装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、操舵ハンドルの操舵角と転舵系の転舵角との伝達比を変化させる伝達比可変操舵装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、図１４に示すように、特開２０００−２１１５４１号公報記載の伝達比可変操舵装置が知られている。この伝達比可変操舵装置は、ハウジング９０と、このハウジング９０と一体回転可能に設けられる入力軸９１と、ハウジング９０に回転可能に支承された出力軸９２と、ハウジング９０内に固定され、モータ軸９３ａを回転可能なモータ９３と、ハウジング９０内に設けられた波動歯車機構からなるギヤ機構９４と、ハウジング９０内に設けられたロック機構９５と、ハウジング９０外で入力軸９１と同軸に設けられたスパイラルケーブル装置９６とを備えている。
【０００３】
入力軸９１は図示しない等速ジョイントを介して図示しない操舵ハンドルに連結されており、操舵ハンドルの操舵角が入力軸９１に伝達されるようになっている。また、出力軸９２は図示しない等速ジョイントを介して図示しないピニオンに連結されており、ピニオンの回転が図示しないラックバーを平行移動するようになっている。こうして、出力軸９２は転舵系に転舵角を伝達する。
【０００４】
モータ９３はハウジング９０内に固定されるモータハウジング９３ｂを有している。モータハウジング９３ｂ内にはステータ９３ｃが固定されており、ステータ９３ｃ内にはステータ９３ｃによって回転駆動されるロータ９３ｄが設けられている。モータ軸９３ａは、ロータ９３ｄに固定され、ロータ９３ｄの両端で軸方向に突出されている。このモータ軸９３ａのスパイラルケーブル装置９６側の一端は、ハウジング９０にボール軸受９０ａを介して回転可能に支承されているとともに、ロック機構９５によりハウジング９０に固定可能になっている。他方、モータ軸９３ａの他端はギヤ機構９４に接続されている。
【０００５】
ギヤ機構９４は、モータ軸９３ａの他端が嵌入されてモータ軸９３ａと一体回転可能なウェーブジェネレータ９４ａを有している。このウェーブジェネレータ９４ａは、軸直角断面が楕円形状のカム９４１ａと、このカム９４１ａの外周に設けられたボール軸受９４２ａとからなる。ボール軸受９４２ａの内輪はカム９４１ａの外周に固定されており、ボール軸受９４２ａの外輪はボールを介して弾性変形可能である。ウェーブジェネレータ９４ａの外周にはボール軸受９４２ａの外輪と一体的に環状のフレクスプライン９４ｂが設けられている。フレクスプライン９４ｂの外周には外歯が形成されている。また、ハウジング９０内のモータ９３側には環状のステイサーキュラスプライン９４ｃが形成されている。ステイサーキュラスプライン９４ｃの内周にはフレクスプライン９４ｂの外歯と同数の内歯が形成され、これによりステイサーキュラスプライン９４ｃはフレクスプライン９４ｂと噛合している。さらに、ハウジング９０内の外側にはステイサーキュラスプライン９４ｃと隣接して環状のドライブサーキュラスプライン９４ｄが軸受メタル９０ｂを介して回転可能に支承されている。ドライブサーキュラスプライン９４ｄの内周にはフレクスプライン９４ｂの外歯より少ない歯数の内歯が形成され、これによりドライブサーキュラスプライン９４ｄもフレクスプライン９４ｂと噛合している。ドライブサーキュラスプライン９４ｄは可動フランジ９４ｅに固定され、可動フランジ９４ｅは出力軸９２に固定されている。
【０００６】
ロック機構９５は、モータ軸９３ａのスパイラルケーブル装置９６側の一端の外周に固定されたロックホルダ９５ａと、ハウジング９０に対して軸心と平行な枢軸回りで揺動可能に軸支され、駆動装置により駆動されるロックバー９５ｂとを有している。ロックホルダ９５ａの外周には複数のロック溝が凹設されており、ロックバー９５ｂの一端にはロック溝に係合可能な係合爪部が形成されている。
【０００７】
また、スパイラルケーブル装置９６は、図示しない車体に保持される筒状の筐体９６ａと、この筐体９６ａの内側に筐体９６ａに対して相対回転可能に設けられ、ハウジング９０外でハウジング９０に固定された内筒９６ｂとを有している。また、筐体９６ａと内筒９６ｂとの間には複数のリード線を絶縁被覆してなるフレキシブルフラットケーブル９６ｃが設けられており、このフレキシブルフラットケーブル９６ｃは、一端が内筒９６ｂに接続されて内筒９６ｂの周囲に巻回され、他端が筐体９６ａに接続されている。フレキシブルフラットケーブル９６ｃと接続されて内筒９６ｂから延出するリード線はモータ９３のステータ等に接続され、フレキシブルフラットケーブル９６ｃと接続されて筐体９６ａから延出するリード線は車体の図示しないバッテリ及びＥＣＵ（電子制御装置）にコネクタにより接続される。
【０００８】
この伝達比可変操舵装置では、ロックバー９５ｂの係合爪部がロックホルダ９５ａのロック溝と係合していない状態において、運転手が操舵ハンドルを操舵すると、入力軸９１を介してハウジング９０に操舵角が伝達される。この際、その操舵角に応じてモータ９３がロータ９３ｄを回転駆動する。ロータ９３ｄの回転はモータ軸９３ａを介してギヤ機構９４に伝達され、出力軸９２が回転駆動される。
【０００９】
また、ロックバー９５ｂの係合爪部がロックホルダ９５ａのロック溝と係合している状態では、運転手が操舵ハンドルを操舵すると、入力軸９１を介してハウジング９０に操舵角が伝達されるとともに、モータ軸９３ａにも操舵角が伝達される。モータ軸９３ａの回転はギヤ機構９４に伝達され、出力軸９２が回転駆動される。
【００１０】
こうしてこの伝達比可変操舵装置では、非常時等にロック機構９５の駆動装置がロックバー９５ｂを駆動することにより入力軸９１とモータ軸９３ａとをロック可能な状態としつつ、操舵角と転舵角との伝達比が可変された状態で転舵系に転舵角が伝達される。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の伝達比可変操舵装置では、ロック機構９５におけるロックホルダ９５ａのロック溝とロックバー９５ｂの係合爪部との詳細が明らかでなかった。
【００１２】
このため、ロックバーやロックホルダの耐久性が低かったり、一旦はロック溝に係合爪部が係合したとしても、その係合が外れやすかったり、係合爪部がロックホルダに跳ね返されることによる係合の不確実性があったりするという不具合を生じることがあった。こうであれば、ロック機構の信頼性、ひいては伝達比可変操舵装置の信頼性が損なわれてしまう。
【００１３】
本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、ロック機構の信頼性が高い伝達比可変操舵装置を提供することを解決すべき課題としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
第１発明の伝達比可変操舵装置は、ハウジングと、該ハウジングと一体回転可能に設けられ、操舵ハンドルの操舵角を伝達する入力軸と、該ハウジング内に固定され、モータ軸を回転可能なモータと、該ハウジングに回転可能に支承され、転舵系に転舵角を伝達する出力軸と、該ハウジング内で該モータ軸と該出力軸との間に設けられ、該モータ軸の回転角を増減して該出力軸に出力するギヤ機構と、該ハウジング内で該入力軸と該モータ軸との間に設けられ、該入力軸と該モータ軸とをロックするロック機構とを備え、該操舵角と該転舵角との伝達比を可変する伝達比可変操舵装置において、
【００１５】
前記ロック機構は、前記モータ軸と一体回転可能に設けられ、外周に複数のロック溝が凹設されたロックホルダと、前記ハウジングに軸心と平行な枢軸回りで揺動可能に軸支され、一端に該ロック溝に係合可能な係合爪部をもち、該ロックホルダより硬質のロックバーとを有し、該係合爪部は各該ロック溝の両側面に角当たりするように形成されていることを特徴とする。
【００１６】
伝達比可変操舵装置では、ロックバーは単一であり、しかもそこには単一の係合爪部しか存在しないため、ロックバーは高い耐久性を求めて硬質のものとされる必要がある。これに対し、ロックホルダは複数のロック溝を有していることから、必ずしも硬質のものとされる必要がない。むしろ、ロックホルダもロックバーと同等に硬質のものとすると、ロックバーをそれ以上に硬質のものとしなければロックバーの耐久性が損なわれてしまうことから、ロックホルダはロックバーよりも軟質にしなければならない。第１発明の伝達比可変操舵装置は、ロックバーがロックホルダより硬質であり、この点でロックバーの耐久性を確保している。
【００１７】
ここで、ロック機構としては、ロックバーがロックホルダに向かって揺動する際、ロック溝の縁部がロックバーの係合爪部の両側面に角当たりする構成と、ロックバーの係合爪部がロックホルダのロック溝の両側面に角当たりする構成とを選択し得る。
【００１８】
前者のロック機構では、ロック溝の縁部がロックバーの係合爪部の両側面に食いつき、係合爪部がロック溝と確実に係合するものの、硬質のロックバーの係合爪部によってロック溝の縁部が摩耗したり、凹んだりし、ロックホルダの耐久性に懸念がある。
【００１９】
これに対し、第１発明の伝達比可変操舵装置では、後者のロック機構を採用している。すなわち、ロックバーの係合爪部がロックホルダのロック溝の両側面に角当たりする。この場合、ロックバーの係合爪部がロックホルダのロック溝の両側面に食いつき、係合爪部がロック溝と確実に係合する。また、ロック溝の縁部が摩耗したり、凹んだりする確率は低く、ロックホルダの耐久性の懸念が低い。
【００２０】
こうして、第１発明の伝達比可変操舵装置では、ロックバーをロックホルダより硬質のものとしてロックバーの耐久性を確保しつつ、ロック溝の縁部の摩耗等を防止してロックホルダの耐久性も確保できるので、ロックバー及びロックホルダが優れた耐久性を発揮する。
【００２１】
このため、ロック機構が優れた信頼性を発揮し、第１発明の伝達比可変操舵装置が優れた信頼性を奏する。
【００２２】
第２発明の伝達比可変操舵装置は、ハウジングと、該ハウジングと一体回転可能に設けられ、操舵ハンドルの操舵角を伝達する入力軸と、該ハウジング内に固定され、モータ軸を回転可能なモータと、該ハウジングに回転可能に支承され、転舵系に転舵角を伝達する出力軸と、該ハウジング内で該モータ軸と該出力軸との間に設けられ、該モータ軸の回転角を増減して該出力軸に出力するギヤ機構と、該ハウジング内で該入力軸と該モータ軸との間に設けられ、該入力軸と該モータ軸とをロックするロック機構とを備え、該操舵角と該転舵角との伝達比を可変する伝達比可変操舵装置において、
【００２３】
前記ロック機構は、前記モータ軸と一体回転可能に設けられ、外周に複数のロック溝が凹設されたロックホルダと、前記ハウジングに軸心と平行な枢軸回りで揺動可能に軸支され、一端に該ロック溝に係合可能な係合爪部をもつロックバーとを有し、該係合爪部の該枢軸側の一端と当接する各該ロック溝の第１側面は該第１側面から垂直に立てた第１法線が該枢軸より径外方向に延びるように形成され、該係合爪部の他端と当接する各該ロック溝の第２側面は該第１側面から垂直に立てた第２法線が該枢軸より径内方向に延びるように形成されていることを特徴とする。
【００２４】
第２発明の伝達比可変操舵装置では、各ロック溝の第１側面はその第１側面から垂直に立てた第１法線が枢軸より径外方向に延びるように形成されているため、ロックバーがロックホルダに向かって揺動し、係合爪部がロック溝の第１側面と当接した後、ロックバーには係合爪部をロック溝の奥方向に移動させるモーメントが生じることとなる。
【００２５】
また、この伝達比可変操舵装置では、各ロック溝の第２側面はその第１側面から垂直に立てた第２法線が枢軸より径内方向に延びるように形成されているため、係合爪部がロック溝の第２側面と当接した後、ロックバーにはやはり係合爪部をロック溝の奥方向に移動させるモーメントが生じることとなる。
【００２６】
このため、この伝達比可変操舵装置では、一旦ロック溝に係合爪部が係合すれば、その係合が外れ難く、ロック機構が優れた信頼性を奏する。
【００２７】
第３発明の伝達比可変操舵装置は、ハウジングと、該ハウジングと一体回転可能に設けられ、操舵ハンドルの操舵角を伝達する入力軸と、該ハウジング内に固定され、モータ軸を回転可能なモータと、該ハウジングに回転可能に支承され、転舵系に転舵角を伝達する出力軸と、該ハウジング内で該モータ軸と該出力軸との間に設けられ、該モータ軸の回転角を増減して該出力軸に出力するギヤ機構と、該ハウジング内で該入力軸と該モータ軸との間に設けられ、該入力軸と該モータ軸とをロックするロック機構とを備え、該操舵角と該転舵角との伝達比を可変する伝達比可変操舵装置において、
【００２８】
前記ロック機構は、前記モータ軸と一体回転可能に設けられ、外周に複数のロック溝が凹設されたロックホルダと、前記ハウジングに軸心と平行な枢軸回りで揺動可能に軸支され、一端に該ロック溝に係合可能な係合爪部をもつロックバーとを有し、該ロック溝間に位置する突起の外周面は円筒面で形成され、前記ロックバーが前記ロックホルダに向かって揺動して前記突起の外周面に当接した際、該ロックバーの係合爪部の先端に形成された平面状又は該外周面よりも曲率が大きい円筒面状からなる先端面が該外周面と当接するように構成され、この先端面の両端の角部は該外周面と当接しないように構成されていることを特徴とする。
【００２９】
第３発明の伝達比可変操舵装置では、ロックバーがロックホルダに向かって揺動し、ロックバーの係合爪部がロックホルダのロック溝間に位置する突起の外周面と当接する場合、突起の外周面が円筒面で形成され、係合爪部の先端が外周面と角当たりしないように形成されているため、両者の面圧が低く、係合爪部が突起に大きく跳ね返され難い。
【００３０】
このため、第３発明の伝達比可変操舵装置では、ロックバーがロックホルダから離れるように揺動され難いことから、係合爪部がロック溝に係合され易く、ロック機構が優れた信頼性を奏する。
【００３１】
したがって、ロック機構の信頼性が高いことから、第１〜３発明の伝達比可変操舵装置は優れた信頼性を奏する。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、各発明を具体化した実施形態１〜３を比較形態１〜３とともに図面を参照しつつ説明する。
【００３３】
（実施形態１）
実施形態１の伝達比可変操舵装置１は第１発明を具体化したものである。この伝達比可変操舵装置１は、図１に示すように、ステアリング装置に用いられる。このテアリング装置は、車両の操舵ハンドル７０が入力軸としての上部ステアリングシャフト７１の上端に図示しない等速ジョイントを介して接続されている。また、上部ステアリングシャフト７１の下端と、出力軸としての下部ステアリングシャフト７２の上端とが伝達比可変操舵装置１を介して接続されている。
【００３４】
また、下部ステアリングシャフト７２の下端には図示しない等速ジョイントを介して図示しないピニオンが設けられ、このピニオンがステアリングギヤボックス７３内においてラック７４に噛合されている。ラック７４の両端にはそれぞれタイロッド７５の一端が接続されるとともに、各タイロッド７５の他端にはナックルアーム７６を介して転舵輪７７が接続されている。
【００３５】
さらに、上部ステアリングシャフト７１には操舵ハンドル７０の操舵角を検出する舵角センサ７８が設けられ、下部ステアリングシャフト７２には転舵輪７７の転舵角を検出する転舵角センサ７９が設けられている。これら舵角センサ７８及び転舵角センサ７９により検出された操舵ハンドル７０の操舵角及び転舵輪７７の転舵角はＥＣＵ８０に入力されるようになっている。ＥＣＵ８０には、車両速度を検出する車速センサ８１から出力される車両速度も入力されるようになっている。そして、ＥＣＵ８０は、伝達比可変操舵装置１に対して、この伝達比可変操舵装置１を制御するための制御信号を出力するようになっている。
【００３６】
伝達比可変操舵装置１を図２に拡大して示す。この伝達比可変操舵装置１は、一体に結合されているハウジング６〜８内に、ロック機構３、モータ４及びギヤ機構としての波動歯車機構５が設けられ、ハウジング６外にはスパイラルケーブル装置２が設けられている。そして、上部ステアリングシャフト７１の下端７１ａと、下部ステアリングシャフト７２の上端７２ａとが伝達比可変操舵装置１に接続されている。
【００３７】
ハウジング６の上部ステアリングシャフト７１側には筒状の嵌合部６ａが形成されている。この嵌合部６ａに上部ステアリングシャフト７１の下端７１ａが板バネ６ｂを介して嵌合されており、これによりハウジング６と上部ステアリングシャフト７１とが一体として回転するようになっている。
【００３８】
モータ４はハウジング７内に固定されるモータハウジング１０を有している。モータハウジング１０はモータハウジング本体１０ａとモータエンドプレート１０ｂとからなる。モータハウジング本体１０ａは、中央に軸孔１０ｃをもつカップ状をなし、ハウジング７に固定されている。このモータハウジング本体１０ａの上部ステアリングシャフト７１側には、モータハウジング本体１０ａの開口部を塞ぐようにモータエンドプレート１０ｂが固定されている。モータハウジング本体１０ａの内周面にはステータ１２が固定され、ステータ１２内にはステータ１２によって回転駆動されるロータ１４が設けられている。ロータ１４にはモータ軸１３が固定され、モータ軸１３はロータ１４の両端で軸方向に突出されている。また、モータ軸１３の一端１３ａはモータエンドプレート１０ｂとの間に設けたボール軸受１５により支承されており、モータ軸１３の他端１３ｂはモータハウジング本体１０ａの軸孔１０ｃとの間に設けたボール軸受１６により支承されている。これにより、モータ軸１３はモータハウジング本体１０ａ、ハウジング６〜８に対して同軸で回転可能になっている。このモータ軸１３のスパイラルケーブル装置２側の一端１３ａは、ロック機構３によりハウジング６〜８に固定可能になっている。他方、モータ軸１３の他端１３ｂは波動歯車機構５に接続されている。
【００３９】
波動歯車機構５は、モータ軸１３の他端１３ｂが嵌入されてモータ軸１３と一体回転可能なウェーブジェネレータ１７を有している。このウェーブジェネレータ１７は、軸直角断面が楕円形状のカム１７ａと、このカム１７ａの外周に設けられたボール軸受１７ｂとからなる。軸受１７ｂの内輪はカム１７ａの外周に固定されており、ボール軸受１７ｂの外輪はボールを介して弾性変形可能である。ウェーブジェネレータ１７の外周にはボール軸受１７ｂの外輪と一体的に弾性変形可能な環状のフレクスプライン１９が設けられている。このフレクスプライン１９の外周には外歯１９ａが形成されている。また、ハウジング７内のモータ４側には環状のステイサーキュラスプライン２０が形成されている。ステイサーキュラスプライン２０の内周にはフレクスプライン１９の外歯１９ａより多い歯数の内歯２０ａが形成され、これによりステイサーキュラスプライン２０はフレクスプライン１９と噛合している。さらに、ハウジング７内の下部ステアリングシャフト７２側にはステイサーキュラスプライン２０と隣接して環状のドライブサーキュラスプライン２１が軸受メタル７ａを介して回転可能に支承されている。ドライブサーキュラスプライン２１の内周にはフレクスプライン１９の外歯１９ａと同数の内歯２１ａが形成され、これによりドライブサーキュラスプライン２１もフレクスプライン１９と噛合している。モータハウジング本体１０ａと波動歯車機構５との間には保護プレート９が設けられている。そして、ドライブサーキュラスプライン２１には下部ステアリングシャフト７２の上端７２ａが固定されている。
【００４０】
ロック機構３は、モータ軸１３のスパイラルケーブル装置２側の一端１３ａの外周に固定されたロックホルダ２４と、モータエンドプレート１０ｂに固定される円弧状のヨーク３８と、ハウジング６に対して軸心と平行な枢軸２５ａ回りで揺動可能に軸支され、図３に示す駆動装置としてのソレノイド３０により駆動される単一のロックバー２５とを有している。枢軸２５ａの周囲には、一端がハウジング６に固定され、他端がロックバー２５の表面側に固定される第１ねじりコイルばね２５ｅが設けられている。また、その枢軸２５ａの周囲には、一端がロックバー２５の裏面側に固定され、他端がヨーク３８に固定される第２ねじりコイルばね２５ｆが設けられている。この第１、第２ねじりコイルバネ２５ｅ、２５ｆによって、ロックバー２５がロックホルダ２４側に付勢されている。
【００４１】
図４（Ａ）及び（Ｂ）並びに図５（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、ロックホルダ２４の外周には、広角の第１ロック溝２４ａと、第１ロック溝２４ａ間で第１ロック溝２４ａより深く凹設された狭角の第２ロック溝２４ｂとからなる複数のロック溝が凹設されている。ロックバー２５の一端には第１、２ロック溝２４ａ、２４ｂに係合可能な単一の係合爪部２５ｂが形成されている。ロックバー２５は、ロックホルダ２４よりも硬質になるように焼入硬化処理されている。特に、図４（Ｂ）及び図５（Ｂ）に示すように、係合爪部２５ｂの枢軸２５ａ側の一端２５ｃ及びその他端２５ｄは、鋭角に形成されている。そして、第２ロック溝２４ｂは、係合爪部２５ｂの一端２５ｃに当接する第１側面２４ｃと、係合爪部２５ｂの他端２５ｄに当接する第２側面２４ｄとを有している。また、第１ロック溝２４ａは、係合爪部２５ｂの一端２５ｃに当接する側面２４ｍを有している。
【００４２】
また、図２に示すスパイラルケーブル装置２は、図示しない車体に保持される筒状の筐体２６と、この筐体２６の内側に筐体２６に対して相対回転可能に設けられ、ハウジング６外でハウジング６に固定された内筒２７とを有している。また、筐体２６と内筒２７との間には複数のリード線を絶縁被覆してなるフレキシブルフラットケーブル２８が設けられており、このフレキシブルフラットケーブル２８は、一端が内筒２７に接続されて内筒２７の周囲に巻回され、他端が筐体２６に接続されている。フレキシブルフラットケーブル２８と接続されて内筒２７から延出するリード線はモータ４のステータ１２等に接続され、フレキシブルフラットケーブル２８と接続されて筐体２６から延出するリード線は車体の図示しないバッテリ及びＥＣＵ８０にコネクタにより接続される。
【００４３】
以上のように構成された実施形態１の伝達比可変操舵装置１では、ロックバー２５の係合爪部２５ｂがロックホルダ２４の第１、２ロック溝２４ａ、２４ｂと係合していない状態において、運転手が操舵ハンドル７０を操舵すると、上部ステアリングシャフト７１を介してハウジング６〜８に操舵角が伝達される。この際、その操舵角に応じてモータ４がロータ１４を回転駆動する。ロータ１４の回転はモータ軸１３を介して波動歯車機構５に伝達され、ここで減速されて下部ステアリングシャフト７２が回転駆動される。
【００４４】
非常時等には、ロック機構３の駆動装置がロックバー２５を駆動し、ロックバー２５がモータ軸１３と一体回転するロックホルダ２４をロックする。この際、図４（Ｂ）に示すように、係合爪部２５ｂは、広角の第１ロック溝２４ａを経て、狭角の第２ロック溝２４ｂに係合する。この場合、鋭角に形成された係合爪部２５ｂの一端２５ｃが第２ロック溝２４ｂの第１側面２４ｃに角当りする。係合爪部２５ｂの一端２５ｃが第１ロック溝２４ａの側面２４ｍに角当りする場合もある。また、図５（Ｂ）に示すように、鋭角に形成された係合爪部２５ｂの他端２５ｄが第２ロック溝２４ｂの第２側面２４ｄに角当りする。
【００４５】
これらの際、係合爪部２５ｂの両端２５ｃ、２５ｄは、第２ロック溝２４ｂの第１、２側面２４ｃ、２４ｄ又は第１ロック溝２４ａの側面２４ｍに食いつき、係合爪部２５ｂが第１、２ロック溝２４ａ、２４ｂに確実に係合することとなる。また、第１、２ロック溝２４ａ、２４ｂの縁部が摩耗したり、凹んだりする確率は低く、ロックホルダ２４の耐久性の懸念が低い。係合爪部２５ｂの両端２５ｃ、２５ｄが直角又は鈍角に形成されていても同様である。
【００４６】
こうしてこの伝達比可変操舵装置１では、ロックバー２５の係合爪部２５ｂがロックホルダ２４の一つの第２ロック溝２４ｂに係合する。このため、係合爪部２５ｂが第２ロック溝２４ｂの両側面２４ｃ、２４ｄ又は第１ロック溝２４ａの側面２４ｍに当接しても、ロックバー２５が焼入硬化処理されていることから、ロックバー２５は高い耐久性を発揮する。また、ロックホルダ２４には複数の第１、２ロック溝２４ａ、２４ｂが形成されているため、第１、２ロック溝２４ａ、２４ｂの全体を早急に摩耗してしまうことがない。このため、ロックホルダ２４の耐久性も十分に維持されている。
【００４７】
このため、ロックバー２５をロックホルダ２４より硬質のものとしてロックバー２５の耐久性を確保しつつ、第１、２ロック溝２４ａ、２４ｂの縁部の摩耗等を防止してロックホルダ２４の耐久性も確保できるので、ロックバー２５及びロックホルダ２４が優れた耐久性を発揮する。
【００４８】
そして、ロックバー２５の係合爪部２５ｂがロックホルダ２４の第２ロック溝２４ｂと係合している状態では、運転手が操舵ハンドル７０を操舵すると、上部ステアリングシャフト７１を介してハウジング６〜８に操舵角が伝達される。ところが、モータ軸１３はロック機構３により固定されているので、ロータ１４は回転せず、波動歯車機構５も働かないので、ハウジング６〜８に対して下部ステアリングシャフト７２は相対回転しない。
【００４９】
こうしてこの伝達比可変操舵装置１では、非常時等に上部ステアリングシャフト７１とモータ軸１３とをロック可能な状態としつつ、操舵角と転舵角との伝達比が可変された状態で転舵系に転舵角が伝達される。
【００５０】
したがって、ロック機構３の信頼性が高いことから、この伝達比可変操舵装置１は優れた信頼性を奏する。
【００５１】
また、この伝達比可変操舵装置１では、駆動装置がソレノイド３０であるため、磁気コイルの磁力によってロックバー２５の係合爪部２５ｂをロックホルダ２４の第１、２ロック溝２４ａ、２４ｂから確実に解除することができる。また、ロックバー２５をロックホルダ２４側に付勢している第１、２ねじりコイルばね２５ｅ、２５ｆがソレノイド３０の磁気コイルの磁力に反して大きな付勢力を有するため、非常時等にはロックバー２５の係合爪部２５ｂをロックホルダ２４の第１、２ロック溝２４ａ、２４ｂに確実に係合させることができる。さらに、ソレノイド３０の組付けは比較的容易であるとともに、磁性体等の材質の制限を受けることなくロックバー２５及びロックホルダ２４を採用することも可能である。
【００５２】
さらに、この伝達比可変操舵装置１では、ロックバー２５が第１、２ねじりコイルばね２５ｅ、２５ｆによってロックホルダ２４に係合する方向に付勢されているため、仮に第１、２ねじりコイルばね２５ｅ、２５ｆの一方の付勢力が弱まっても、第１、２ねじりコイルばね２５ｅ、２５ｆの他方の付勢力によって、ロックバー２５は確実にロックホルダ２４に係合する。
【００５３】
（比較形態１）
比較形態１の伝達比可変操舵装置は第１発明の比較形態である。この伝達比可変操舵装置では、図６（Ｂ）及び図７（Ｂ）に示すように、第２ロック溝２４ｂの縁部の一端２４ｅ及び他端２４ｆが鋭角に形成されている。また、図６（Ａ）及び図７（Ａ）に示すように、第１ロック溝２４ａの縁部の一端２４ｎも鋭角に形成されている。そして、ロックバー２５の係合爪部２５ｂは、第２ロック溝２４ｂの縁部の一端２４ｅ及び第１ロック溝２４ａの縁部の一端２４ｎに当接する側面２５ｈと、第２ロック溝２４ｂの縁部の他端２４ｆに当接する側面２５ｉとを有している。他の構成は実施形態１と同様である。
【００５４】
この伝達比可変操舵装置においては、非常時等にロック機構３の駆動装置がロックバー２５を駆動し、ロックバー２５がモータ軸１３と一体回転するロックホルダ２４をロックしようとする際、図６（Ｂ）に示すように、鋭角に形成された第２ロック溝２４ｂの縁部の一端２４ｅ及び第１ロック溝２４ａの縁部の一端２４ｎが係合爪部２５ｂの側面２５ｈに角当りする。また、図７（Ｂ）に示すように、鋭角に形成された第２ロック溝２４ｂの縁部の他端２４ｆが係合爪部２５ｂの側面２５ｉに角当りする。
【００５５】
これらの際、第１ロック溝２４ａの縁部の一端２４ｎ、第２ロック溝２４ｂの縁部の一端２４ｅ又は他端２４ｆは、係合爪部２５ｂの側面２５ｈ、２５ｉに食いつき、係合爪部２５ｂが第１、２ロック溝２４ａ、２４ｂに確実に係合することとなる。しかしながら、硬質のロックバー２５の係合爪部２５ｂによって第１ロック溝２４ａの縁部の一端２４ｎ、第２ロック溝２４ｂの縁部の一端２４ｅ又は他端２４ｆが摩耗したり、凹んだりし、ロックホルダ２４の耐久性に懸念が生じる。
【００５６】
したがって、この伝達比可変操舵装置は、ロック機構３の信頼性が十分でなく、信頼性に懸念がある。
【００５７】
（実施形態２）
実施形態２の伝達比可変操舵装置１は第２発明を具体化したものである。この伝達比可変操舵装置１では、図８（Ｂ）及び図９（Ｂ）に示すように、第２ロック溝２４ｂは係合爪部２５ｂの枢軸２５ａ側の一端２５ｃと当接する第１側面２４ｃを有している。図８（Ａ）に示すように、第１側面２４ｃから係合爪部２５ｂの枢軸２５ａ側に垂直に立てた第１法線２４ｇは、枢軸２５ａの中心Ｑより径外方向に延びる。
【００５８】
また、図８（Ｂ）及び図９（Ｂ）に示すように、第２ロック溝２４ｂは係合爪部２５ｂの他端２５ｄと当接する第２側面２４ｄを有している。図９（Ａ）に示すように、第２側面２４ｄから係合爪部２５ｂの枢軸２５ａ側に垂直に立てた第２法線２４ｈは、枢軸２５ａの中心Ｑより径内方向に延びる。他の構成は実施形態１と同様である。
【００５９】
以上のように構成された実施形態２の伝達比可変操舵装置１では、非常時等において、ロックバー２５がロックホルダ２４をロックしようとする際、図８（Ａ）に示すように、係合爪部２５ｂが第２ロック溝２４ｂに係合する場合に、第２ロック溝２４ｂの第１側面２４ｃが係合爪部２５ｂの一端２５ｃに当接すると、ロックバー２５には係合爪部２５ｂを第２ロック溝２４ｂの奥方向に移動させるモーメントが生じる。また、図９（Ａ）に示すように、第２ロック溝２４ｂの第２側面２４ｄが係合爪部２５ｂの他端２５ｄに当接すると、ロックバー２５には係合爪部２５ｂを第２ロック溝２４ｂの奥方向に移動させるモーメントが生じる。このため、一旦係合爪部２５ｂが第２ロック溝２４ｂに係合すれば、その係合が外れ難い。他の作用効果は実施形態１と同様である。
【００６０】
したがって、この伝達比可変操舵装置１でも、ロック機構３の信頼性が高く、優れた信頼性を発揮することができる。
【００６１】
（比較形態２）
比較形態２の伝達比可変操舵装置は第２発明の比較形態である。この伝達比可変操舵装置では、図１０（Ｂ）及び図１１（Ｂ）に示すように、第２ロック溝２４ｂは係合爪部２５ｂの枢軸２５ａ側の一端２５ｃと当接する第１側面２４ｃを有しているものの、図１０（Ａ）に示すように、第１側面２４ｃから係合爪部２５ｂの枢軸２５ａ側に垂直に立てた第１法線２４ｉは、枢軸２５ａの中心Ｑより径内方向に延びる。
【００６２】
また、図１０（Ｂ）及び図１１（Ｂ）に示すように、第２ロック溝２４ｂは係合爪部２５ｂの他端２５ｄと当接する第２側面２４ｄを有しているものの、図１１（Ａ）に示すように、第２側面２４ｄから係合爪部２５ｂの枢軸２５ａ側に垂直に立てた第２法線２４ｊは、枢軸２５ａの中心Ｑより径外方向に延びる。他の構成は実施形態１と同様である。
【００６３】
この伝達比可変操舵装置では、非常時等において、図１０（Ａ）に示すように、係合爪部２５ｂが第２ロック溝２４ｂに係合する場合、第２ロック溝２４ｂの第１側面２４ｃが係合爪部２５ｂの一端２５ｃに当接すると、ロックバー２５には係合爪部２５ｂを第２ロック溝２４ｂの外方向に移動させるモーメントが生じる。また、図１１（Ａ）に示すように、第２ロック溝２４ｂの第２側面２４ｄが係合爪部２５ｂの他端２５ｄに当接すると、ロックバー２５には係合爪部２５ｂを第２ロック溝２４ｂの外方向に移動させるモーメントが生じる。このため、一旦係合爪部２５ｂが第２ロック機構２４ｂに係合しても、その係合が外れ易い。
【００６４】
したがって、比較形態２の伝達比可変操舵装置では、ロック機構３の信頼性が損なわれてしまう。
【００６５】
（実施形態３）
実施形態３の伝達比可変操舵装置１は第３発明を具体化したものである。この伝達比可変操舵装置１は、図１２（Ａ）に示すように、ロックホルダ２４の第１ロック溝２４ａ間に存在する各突起２４ｋと、ロックバー２５の係合爪部２５ｂの先端面とに特徴を有している。つまり、図１２（Ｂ）に示すように、各突起２４ｋの外周面２４ｌはロックホルダ２４の中心Ｏを中心とした円筒面である。また、ロックバー２５の係合爪部２５ｂの先端面２５ｇは、各突起２４ｋの外周面２４ｌと中心が同じ方向にあり、各突起２４ｋの外周面２４ｌより曲率が大きい円筒面である。この先端面２５ｇは突起２４ｋの外周面２４ｌと両端２５ｃ、２５ｄの間で当接するようになっている。先端面２５ｇが平面で形成されていたり、各突起２４ｋの外周面２４ｌと中心が異なる方向にある円筒面で形成されていたりしても同様である。他の構成は実施形態１と同様である。
【００６６】
以上のように形成された実施形態３の伝達比可変操舵装置１では、非常時等において、ロックバー２５がロックホルダ２４をロックしようとする際、図１２（Ａ）に示すように、ロックバー２５の係合爪部２５ｂがロックホルダ２５の突起２４ｋに当接すると、図１２（Ｂ）に示すように、係合爪部２５ｂの先端面２５ｇが突起２４ｋの外周面２４ｌと当接し、角部である前記先端面２５ｇの両端２５ｃ、２５ｄは外周面２４Ｉと当接（角当たり）しない。このため、係合爪部２５ｂの先端面２５ｇと突起２４ｋの外周面２４ｌとの間で生じる面圧が低い。また、先端面２５ｇと突起２４ｋとの間で挟まれる薄い空気の膜がダンパ効果を生じる。このため、係合爪部２５ｂが突起２４ｋに大きく跳ね返され難いことから、ロックバー２５がロックホルダ２４から離れるように揺動され難い。このため、係合爪部２５ｂが第１、２ロック溝２４ａ、２４ｂに係合され易く、ロック機構３が優れた信頼性を奏する。他の作用効果は実施形態１と同様である。
【００６７】
したがって、実施形態３の伝達比可変操舵装置１でも、ロック機構３の信頼性が高く、優れた信頼性を発揮することができる。
【００６８】
（比較形態３）
比較形態３の伝達比可変操舵装置は第３発明の比較形態である。この伝達比可変操舵装置では、図１３（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、突起２４ｋの外周面２４ｌは円筒面で形成され、ロックバー２５の係合爪部２５ｂの先端面２５ｇが実施形態３と同様の円筒面で形成されているものの、先端面２５ｇが突起２４ｋの外周面２４ｌと両端で当接するようになっている。他の構成は実施形態１と同様である。
【００６９】
この伝達比可変操舵装置では、非常時等において、図１３（Ａ）に示すように、ロックバー２５の係合爪部２５ｂがロックホルダ２４の突起２４ｋに当接すると、図１３（Ｂ）に示すように、係合爪部２５ｂの先端面２５ｇが突起２４ｋの外周面２４ｌに角当りしてしまう。このため、係合爪部２５ｂの先端面２５ｇと突起２４ｋの外周面２４ｌとの間で生じる面圧が大きい。また、先端面２５ｇと突起２４ｋとの間にダンパ効果を生じない。このため、係合爪部２５ｂが突起２４ｋに跳ね返され易いことから、ロックバー２５がロックホルダ２４から離れるように揺動され易い。このため、係合爪部２５ｂが第１、２ロック溝２４ａ、２４ｂに係合され難く、ロック機構３の信頼性が損なわれてしまう。
【００７０】
したがって、比較形態３の伝達比可変操舵装置では、ロック機構３の信頼性が損なわれてしまう。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態１〜３の伝達比可変操舵装置に係るステアリング装置の構成図である。
【図２】実施形態１〜３の伝達比可変操舵装置の縦断面図である。
【図３】実施形態１〜３の伝達比可変操舵装置に係り、ロック機構の一部側面図である。
【図４】実施形態１の伝達比可変操舵装置に係り、図（Ａ）は図２のＩＶ−ＩＶ矢視一部断面図、図（Ｂ）はその要部拡大図である。
【図５】実施形態１の伝達比可変操舵装置に係り、図（Ａ）は図２のＶ−Ｖ矢視一部断面図、図（Ｂ）はその要部拡大図である。
【図６】比較形態１の伝達比可変操舵装置に係り、図（Ａ）は図３と同様の一部断面図、図（Ｂ）はその要部拡大図である。
【図７】比較形態１の伝達比可変操舵装置に係り、図（Ａ）は図４と同様のの一部断面図、図（Ｂ）はその要部拡大図である。
【図８】実施形態２の伝達比可変操舵装置に係り、図（Ａ）は図２のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ矢視一部断面図、図（Ｂ）はその要部拡大図である。
【図９】実施形態２の伝達比可変操舵装置に係り、図（Ａ）は図２のＩＸ−ＩＸ矢視一部断面図、図（Ｂ）はその要部拡大図である。
【図１０】比較形態２の伝達比可変操舵装置に係り、図（Ａ）は図７と同様の一部断面図、図（Ｂ）はその要部拡大図である。
【図１１】比較形態２の伝達比可変操舵装置に係り、図（Ａ）は図８と同様の一部断面図、図（Ｂ）はその要部拡大図である。
【図１２】実施形態３の伝達比可変操舵装置に係り、図（Ａ）は図２のＸＩＩ−ＸＩＩ矢視一部断面図、図（Ｂ）はその要部拡大図である。
【図１３】比較形態３の伝達比可変操舵装置に係り、図（Ａ）は図１１と同様の一部断面図、図（Ｂ）はその要部拡大図である。
【図１４】従来の伝達比可変操舵装置の縦断面図である。
【符号の説明】
６、７、８…ハウジング
７０…操舵ハンドル
７１…入力軸（上部ステアリングシャフト）
１３…モータ軸
４…モータ
７２…出力軸（下部ステアリングシャフト）
５…ギヤ機構（波動歯車機構）
３…ロック機構
１…伝達比可変操舵装置
２４ａ、２４ｂ…ロック溝（２４ａ…第１ロック溝、２４ｂ…第２ロック溝）
２４…ロックホルダ
２５ａ…枢軸
２５ｂ…係合爪部
２５…ロックバー
２４ｍ…側面
２４ｃ…第１側面
２４ｄ…第２側面
２５ｃ…一端
２４ｇ…第１法線
２５ｄ…他端
２４ｈ…第２法線
２４ｋ…突起
２４ｌ…外周面
２５ｇ…先端（先端面）
【発明の属する技術分野】
本発明は、操舵ハンドルの操舵角と転舵系の転舵角との伝達比を変化させる伝達比可変操舵装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、図１４に示すように、特開２０００−２１１５４１号公報記載の伝達比可変操舵装置が知られている。この伝達比可変操舵装置は、ハウジング９０と、このハウジング９０と一体回転可能に設けられる入力軸９１と、ハウジング９０に回転可能に支承された出力軸９２と、ハウジング９０内に固定され、モータ軸９３ａを回転可能なモータ９３と、ハウジング９０内に設けられた波動歯車機構からなるギヤ機構９４と、ハウジング９０内に設けられたロック機構９５と、ハウジング９０外で入力軸９１と同軸に設けられたスパイラルケーブル装置９６とを備えている。
【０００３】
入力軸９１は図示しない等速ジョイントを介して図示しない操舵ハンドルに連結されており、操舵ハンドルの操舵角が入力軸９１に伝達されるようになっている。また、出力軸９２は図示しない等速ジョイントを介して図示しないピニオンに連結されており、ピニオンの回転が図示しないラックバーを平行移動するようになっている。こうして、出力軸９２は転舵系に転舵角を伝達する。
【０００４】
モータ９３はハウジング９０内に固定されるモータハウジング９３ｂを有している。モータハウジング９３ｂ内にはステータ９３ｃが固定されており、ステータ９３ｃ内にはステータ９３ｃによって回転駆動されるロータ９３ｄが設けられている。モータ軸９３ａは、ロータ９３ｄに固定され、ロータ９３ｄの両端で軸方向に突出されている。このモータ軸９３ａのスパイラルケーブル装置９６側の一端は、ハウジング９０にボール軸受９０ａを介して回転可能に支承されているとともに、ロック機構９５によりハウジング９０に固定可能になっている。他方、モータ軸９３ａの他端はギヤ機構９４に接続されている。
【０００５】
ギヤ機構９４は、モータ軸９３ａの他端が嵌入されてモータ軸９３ａと一体回転可能なウェーブジェネレータ９４ａを有している。このウェーブジェネレータ９４ａは、軸直角断面が楕円形状のカム９４１ａと、このカム９４１ａの外周に設けられたボール軸受９４２ａとからなる。ボール軸受９４２ａの内輪はカム９４１ａの外周に固定されており、ボール軸受９４２ａの外輪はボールを介して弾性変形可能である。ウェーブジェネレータ９４ａの外周にはボール軸受９４２ａの外輪と一体的に環状のフレクスプライン９４ｂが設けられている。フレクスプライン９４ｂの外周には外歯が形成されている。また、ハウジング９０内のモータ９３側には環状のステイサーキュラスプライン９４ｃが形成されている。ステイサーキュラスプライン９４ｃの内周にはフレクスプライン９４ｂの外歯と同数の内歯が形成され、これによりステイサーキュラスプライン９４ｃはフレクスプライン９４ｂと噛合している。さらに、ハウジング９０内の外側にはステイサーキュラスプライン９４ｃと隣接して環状のドライブサーキュラスプライン９４ｄが軸受メタル９０ｂを介して回転可能に支承されている。ドライブサーキュラスプライン９４ｄの内周にはフレクスプライン９４ｂの外歯より少ない歯数の内歯が形成され、これによりドライブサーキュラスプライン９４ｄもフレクスプライン９４ｂと噛合している。ドライブサーキュラスプライン９４ｄは可動フランジ９４ｅに固定され、可動フランジ９４ｅは出力軸９２に固定されている。
【０００６】
ロック機構９５は、モータ軸９３ａのスパイラルケーブル装置９６側の一端の外周に固定されたロックホルダ９５ａと、ハウジング９０に対して軸心と平行な枢軸回りで揺動可能に軸支され、駆動装置により駆動されるロックバー９５ｂとを有している。ロックホルダ９５ａの外周には複数のロック溝が凹設されており、ロックバー９５ｂの一端にはロック溝に係合可能な係合爪部が形成されている。
【０００７】
また、スパイラルケーブル装置９６は、図示しない車体に保持される筒状の筐体９６ａと、この筐体９６ａの内側に筐体９６ａに対して相対回転可能に設けられ、ハウジング９０外でハウジング９０に固定された内筒９６ｂとを有している。また、筐体９６ａと内筒９６ｂとの間には複数のリード線を絶縁被覆してなるフレキシブルフラットケーブル９６ｃが設けられており、このフレキシブルフラットケーブル９６ｃは、一端が内筒９６ｂに接続されて内筒９６ｂの周囲に巻回され、他端が筐体９６ａに接続されている。フレキシブルフラットケーブル９６ｃと接続されて内筒９６ｂから延出するリード線はモータ９３のステータ等に接続され、フレキシブルフラットケーブル９６ｃと接続されて筐体９６ａから延出するリード線は車体の図示しないバッテリ及びＥＣＵ（電子制御装置）にコネクタにより接続される。
【０００８】
この伝達比可変操舵装置では、ロックバー９５ｂの係合爪部がロックホルダ９５ａのロック溝と係合していない状態において、運転手が操舵ハンドルを操舵すると、入力軸９１を介してハウジング９０に操舵角が伝達される。この際、その操舵角に応じてモータ９３がロータ９３ｄを回転駆動する。ロータ９３ｄの回転はモータ軸９３ａを介してギヤ機構９４に伝達され、出力軸９２が回転駆動される。
【０００９】
また、ロックバー９５ｂの係合爪部がロックホルダ９５ａのロック溝と係合している状態では、運転手が操舵ハンドルを操舵すると、入力軸９１を介してハウジング９０に操舵角が伝達されるとともに、モータ軸９３ａにも操舵角が伝達される。モータ軸９３ａの回転はギヤ機構９４に伝達され、出力軸９２が回転駆動される。
【００１０】
こうしてこの伝達比可変操舵装置では、非常時等にロック機構９５の駆動装置がロックバー９５ｂを駆動することにより入力軸９１とモータ軸９３ａとをロック可能な状態としつつ、操舵角と転舵角との伝達比が可変された状態で転舵系に転舵角が伝達される。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の伝達比可変操舵装置では、ロック機構９５におけるロックホルダ９５ａのロック溝とロックバー９５ｂの係合爪部との詳細が明らかでなかった。
【００１２】
このため、ロックバーやロックホルダの耐久性が低かったり、一旦はロック溝に係合爪部が係合したとしても、その係合が外れやすかったり、係合爪部がロックホルダに跳ね返されることによる係合の不確実性があったりするという不具合を生じることがあった。こうであれば、ロック機構の信頼性、ひいては伝達比可変操舵装置の信頼性が損なわれてしまう。
【００１３】
本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、ロック機構の信頼性が高い伝達比可変操舵装置を提供することを解決すべき課題としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
第１発明の伝達比可変操舵装置は、ハウジングと、該ハウジングと一体回転可能に設けられ、操舵ハンドルの操舵角を伝達する入力軸と、該ハウジング内に固定され、モータ軸を回転可能なモータと、該ハウジングに回転可能に支承され、転舵系に転舵角を伝達する出力軸と、該ハウジング内で該モータ軸と該出力軸との間に設けられ、該モータ軸の回転角を増減して該出力軸に出力するギヤ機構と、該ハウジング内で該入力軸と該モータ軸との間に設けられ、該入力軸と該モータ軸とをロックするロック機構とを備え、該操舵角と該転舵角との伝達比を可変する伝達比可変操舵装置において、
【００１５】
前記ロック機構は、前記モータ軸と一体回転可能に設けられ、外周に複数のロック溝が凹設されたロックホルダと、前記ハウジングに軸心と平行な枢軸回りで揺動可能に軸支され、一端に該ロック溝に係合可能な係合爪部をもち、該ロックホルダより硬質のロックバーとを有し、該係合爪部は各該ロック溝の両側面に角当たりするように形成されていることを特徴とする。
【００１６】
伝達比可変操舵装置では、ロックバーは単一であり、しかもそこには単一の係合爪部しか存在しないため、ロックバーは高い耐久性を求めて硬質のものとされる必要がある。これに対し、ロックホルダは複数のロック溝を有していることから、必ずしも硬質のものとされる必要がない。むしろ、ロックホルダもロックバーと同等に硬質のものとすると、ロックバーをそれ以上に硬質のものとしなければロックバーの耐久性が損なわれてしまうことから、ロックホルダはロックバーよりも軟質にしなければならない。第１発明の伝達比可変操舵装置は、ロックバーがロックホルダより硬質であり、この点でロックバーの耐久性を確保している。
【００１７】
ここで、ロック機構としては、ロックバーがロックホルダに向かって揺動する際、ロック溝の縁部がロックバーの係合爪部の両側面に角当たりする構成と、ロックバーの係合爪部がロックホルダのロック溝の両側面に角当たりする構成とを選択し得る。
【００１８】
前者のロック機構では、ロック溝の縁部がロックバーの係合爪部の両側面に食いつき、係合爪部がロック溝と確実に係合するものの、硬質のロックバーの係合爪部によってロック溝の縁部が摩耗したり、凹んだりし、ロックホルダの耐久性に懸念がある。
【００１９】
これに対し、第１発明の伝達比可変操舵装置では、後者のロック機構を採用している。すなわち、ロックバーの係合爪部がロックホルダのロック溝の両側面に角当たりする。この場合、ロックバーの係合爪部がロックホルダのロック溝の両側面に食いつき、係合爪部がロック溝と確実に係合する。また、ロック溝の縁部が摩耗したり、凹んだりする確率は低く、ロックホルダの耐久性の懸念が低い。
【００２０】
こうして、第１発明の伝達比可変操舵装置では、ロックバーをロックホルダより硬質のものとしてロックバーの耐久性を確保しつつ、ロック溝の縁部の摩耗等を防止してロックホルダの耐久性も確保できるので、ロックバー及びロックホルダが優れた耐久性を発揮する。
【００２１】
このため、ロック機構が優れた信頼性を発揮し、第１発明の伝達比可変操舵装置が優れた信頼性を奏する。
【００２２】
第２発明の伝達比可変操舵装置は、ハウジングと、該ハウジングと一体回転可能に設けられ、操舵ハンドルの操舵角を伝達する入力軸と、該ハウジング内に固定され、モータ軸を回転可能なモータと、該ハウジングに回転可能に支承され、転舵系に転舵角を伝達する出力軸と、該ハウジング内で該モータ軸と該出力軸との間に設けられ、該モータ軸の回転角を増減して該出力軸に出力するギヤ機構と、該ハウジング内で該入力軸と該モータ軸との間に設けられ、該入力軸と該モータ軸とをロックするロック機構とを備え、該操舵角と該転舵角との伝達比を可変する伝達比可変操舵装置において、
【００２３】
前記ロック機構は、前記モータ軸と一体回転可能に設けられ、外周に複数のロック溝が凹設されたロックホルダと、前記ハウジングに軸心と平行な枢軸回りで揺動可能に軸支され、一端に該ロック溝に係合可能な係合爪部をもつロックバーとを有し、該係合爪部の該枢軸側の一端と当接する各該ロック溝の第１側面は該第１側面から垂直に立てた第１法線が該枢軸より径外方向に延びるように形成され、該係合爪部の他端と当接する各該ロック溝の第２側面は該第１側面から垂直に立てた第２法線が該枢軸より径内方向に延びるように形成されていることを特徴とする。
【００２４】
第２発明の伝達比可変操舵装置では、各ロック溝の第１側面はその第１側面から垂直に立てた第１法線が枢軸より径外方向に延びるように形成されているため、ロックバーがロックホルダに向かって揺動し、係合爪部がロック溝の第１側面と当接した後、ロックバーには係合爪部をロック溝の奥方向に移動させるモーメントが生じることとなる。
【００２５】
また、この伝達比可変操舵装置では、各ロック溝の第２側面はその第１側面から垂直に立てた第２法線が枢軸より径内方向に延びるように形成されているため、係合爪部がロック溝の第２側面と当接した後、ロックバーにはやはり係合爪部をロック溝の奥方向に移動させるモーメントが生じることとなる。
【００２６】
このため、この伝達比可変操舵装置では、一旦ロック溝に係合爪部が係合すれば、その係合が外れ難く、ロック機構が優れた信頼性を奏する。
【００２７】
第３発明の伝達比可変操舵装置は、ハウジングと、該ハウジングと一体回転可能に設けられ、操舵ハンドルの操舵角を伝達する入力軸と、該ハウジング内に固定され、モータ軸を回転可能なモータと、該ハウジングに回転可能に支承され、転舵系に転舵角を伝達する出力軸と、該ハウジング内で該モータ軸と該出力軸との間に設けられ、該モータ軸の回転角を増減して該出力軸に出力するギヤ機構と、該ハウジング内で該入力軸と該モータ軸との間に設けられ、該入力軸と該モータ軸とをロックするロック機構とを備え、該操舵角と該転舵角との伝達比を可変する伝達比可変操舵装置において、
【００２８】
前記ロック機構は、前記モータ軸と一体回転可能に設けられ、外周に複数のロック溝が凹設されたロックホルダと、前記ハウジングに軸心と平行な枢軸回りで揺動可能に軸支され、一端に該ロック溝に係合可能な係合爪部をもつロックバーとを有し、該ロック溝間に位置する突起の外周面は円筒面で形成され、前記ロックバーが前記ロックホルダに向かって揺動して前記突起の外周面に当接した際、該ロックバーの係合爪部の先端に形成された平面状又は該外周面よりも曲率が大きい円筒面状からなる先端面が該外周面と当接するように構成され、この先端面の両端の角部は該外周面と当接しないように構成されていることを特徴とする。
【００２９】
第３発明の伝達比可変操舵装置では、ロックバーがロックホルダに向かって揺動し、ロックバーの係合爪部がロックホルダのロック溝間に位置する突起の外周面と当接する場合、突起の外周面が円筒面で形成され、係合爪部の先端が外周面と角当たりしないように形成されているため、両者の面圧が低く、係合爪部が突起に大きく跳ね返され難い。
【００３０】
このため、第３発明の伝達比可変操舵装置では、ロックバーがロックホルダから離れるように揺動され難いことから、係合爪部がロック溝に係合され易く、ロック機構が優れた信頼性を奏する。
【００３１】
したがって、ロック機構の信頼性が高いことから、第１〜３発明の伝達比可変操舵装置は優れた信頼性を奏する。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、各発明を具体化した実施形態１〜３を比較形態１〜３とともに図面を参照しつつ説明する。
【００３３】
（実施形態１）
実施形態１の伝達比可変操舵装置１は第１発明を具体化したものである。この伝達比可変操舵装置１は、図１に示すように、ステアリング装置に用いられる。このテアリング装置は、車両の操舵ハンドル７０が入力軸としての上部ステアリングシャフト７１の上端に図示しない等速ジョイントを介して接続されている。また、上部ステアリングシャフト７１の下端と、出力軸としての下部ステアリングシャフト７２の上端とが伝達比可変操舵装置１を介して接続されている。
【００３４】
また、下部ステアリングシャフト７２の下端には図示しない等速ジョイントを介して図示しないピニオンが設けられ、このピニオンがステアリングギヤボックス７３内においてラック７４に噛合されている。ラック７４の両端にはそれぞれタイロッド７５の一端が接続されるとともに、各タイロッド７５の他端にはナックルアーム７６を介して転舵輪７７が接続されている。
【００３５】
さらに、上部ステアリングシャフト７１には操舵ハンドル７０の操舵角を検出する舵角センサ７８が設けられ、下部ステアリングシャフト７２には転舵輪７７の転舵角を検出する転舵角センサ７９が設けられている。これら舵角センサ７８及び転舵角センサ７９により検出された操舵ハンドル７０の操舵角及び転舵輪７７の転舵角はＥＣＵ８０に入力されるようになっている。ＥＣＵ８０には、車両速度を検出する車速センサ８１から出力される車両速度も入力されるようになっている。そして、ＥＣＵ８０は、伝達比可変操舵装置１に対して、この伝達比可変操舵装置１を制御するための制御信号を出力するようになっている。
【００３６】
伝達比可変操舵装置１を図２に拡大して示す。この伝達比可変操舵装置１は、一体に結合されているハウジング６〜８内に、ロック機構３、モータ４及びギヤ機構としての波動歯車機構５が設けられ、ハウジング６外にはスパイラルケーブル装置２が設けられている。そして、上部ステアリングシャフト７１の下端７１ａと、下部ステアリングシャフト７２の上端７２ａとが伝達比可変操舵装置１に接続されている。
【００３７】
ハウジング６の上部ステアリングシャフト７１側には筒状の嵌合部６ａが形成されている。この嵌合部６ａに上部ステアリングシャフト７１の下端７１ａが板バネ６ｂを介して嵌合されており、これによりハウジング６と上部ステアリングシャフト７１とが一体として回転するようになっている。
【００３８】
モータ４はハウジング７内に固定されるモータハウジング１０を有している。モータハウジング１０はモータハウジング本体１０ａとモータエンドプレート１０ｂとからなる。モータハウジング本体１０ａは、中央に軸孔１０ｃをもつカップ状をなし、ハウジング７に固定されている。このモータハウジング本体１０ａの上部ステアリングシャフト７１側には、モータハウジング本体１０ａの開口部を塞ぐようにモータエンドプレート１０ｂが固定されている。モータハウジング本体１０ａの内周面にはステータ１２が固定され、ステータ１２内にはステータ１２によって回転駆動されるロータ１４が設けられている。ロータ１４にはモータ軸１３が固定され、モータ軸１３はロータ１４の両端で軸方向に突出されている。また、モータ軸１３の一端１３ａはモータエンドプレート１０ｂとの間に設けたボール軸受１５により支承されており、モータ軸１３の他端１３ｂはモータハウジング本体１０ａの軸孔１０ｃとの間に設けたボール軸受１６により支承されている。これにより、モータ軸１３はモータハウジング本体１０ａ、ハウジング６〜８に対して同軸で回転可能になっている。このモータ軸１３のスパイラルケーブル装置２側の一端１３ａは、ロック機構３によりハウジング６〜８に固定可能になっている。他方、モータ軸１３の他端１３ｂは波動歯車機構５に接続されている。
【００３９】
波動歯車機構５は、モータ軸１３の他端１３ｂが嵌入されてモータ軸１３と一体回転可能なウェーブジェネレータ１７を有している。このウェーブジェネレータ１７は、軸直角断面が楕円形状のカム１７ａと、このカム１７ａの外周に設けられたボール軸受１７ｂとからなる。軸受１７ｂの内輪はカム１７ａの外周に固定されており、ボール軸受１７ｂの外輪はボールを介して弾性変形可能である。ウェーブジェネレータ１７の外周にはボール軸受１７ｂの外輪と一体的に弾性変形可能な環状のフレクスプライン１９が設けられている。このフレクスプライン１９の外周には外歯１９ａが形成されている。また、ハウジング７内のモータ４側には環状のステイサーキュラスプライン２０が形成されている。ステイサーキュラスプライン２０の内周にはフレクスプライン１９の外歯１９ａより多い歯数の内歯２０ａが形成され、これによりステイサーキュラスプライン２０はフレクスプライン１９と噛合している。さらに、ハウジング７内の下部ステアリングシャフト７２側にはステイサーキュラスプライン２０と隣接して環状のドライブサーキュラスプライン２１が軸受メタル７ａを介して回転可能に支承されている。ドライブサーキュラスプライン２１の内周にはフレクスプライン１９の外歯１９ａと同数の内歯２１ａが形成され、これによりドライブサーキュラスプライン２１もフレクスプライン１９と噛合している。モータハウジング本体１０ａと波動歯車機構５との間には保護プレート９が設けられている。そして、ドライブサーキュラスプライン２１には下部ステアリングシャフト７２の上端７２ａが固定されている。
【００４０】
ロック機構３は、モータ軸１３のスパイラルケーブル装置２側の一端１３ａの外周に固定されたロックホルダ２４と、モータエンドプレート１０ｂに固定される円弧状のヨーク３８と、ハウジング６に対して軸心と平行な枢軸２５ａ回りで揺動可能に軸支され、図３に示す駆動装置としてのソレノイド３０により駆動される単一のロックバー２５とを有している。枢軸２５ａの周囲には、一端がハウジング６に固定され、他端がロックバー２５の表面側に固定される第１ねじりコイルばね２５ｅが設けられている。また、その枢軸２５ａの周囲には、一端がロックバー２５の裏面側に固定され、他端がヨーク３８に固定される第２ねじりコイルばね２５ｆが設けられている。この第１、第２ねじりコイルバネ２５ｅ、２５ｆによって、ロックバー２５がロックホルダ２４側に付勢されている。
【００４１】
図４（Ａ）及び（Ｂ）並びに図５（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、ロックホルダ２４の外周には、広角の第１ロック溝２４ａと、第１ロック溝２４ａ間で第１ロック溝２４ａより深く凹設された狭角の第２ロック溝２４ｂとからなる複数のロック溝が凹設されている。ロックバー２５の一端には第１、２ロック溝２４ａ、２４ｂに係合可能な単一の係合爪部２５ｂが形成されている。ロックバー２５は、ロックホルダ２４よりも硬質になるように焼入硬化処理されている。特に、図４（Ｂ）及び図５（Ｂ）に示すように、係合爪部２５ｂの枢軸２５ａ側の一端２５ｃ及びその他端２５ｄは、鋭角に形成されている。そして、第２ロック溝２４ｂは、係合爪部２５ｂの一端２５ｃに当接する第１側面２４ｃと、係合爪部２５ｂの他端２５ｄに当接する第２側面２４ｄとを有している。また、第１ロック溝２４ａは、係合爪部２５ｂの一端２５ｃに当接する側面２４ｍを有している。
【００４２】
また、図２に示すスパイラルケーブル装置２は、図示しない車体に保持される筒状の筐体２６と、この筐体２６の内側に筐体２６に対して相対回転可能に設けられ、ハウジング６外でハウジング６に固定された内筒２７とを有している。また、筐体２６と内筒２７との間には複数のリード線を絶縁被覆してなるフレキシブルフラットケーブル２８が設けられており、このフレキシブルフラットケーブル２８は、一端が内筒２７に接続されて内筒２７の周囲に巻回され、他端が筐体２６に接続されている。フレキシブルフラットケーブル２８と接続されて内筒２７から延出するリード線はモータ４のステータ１２等に接続され、フレキシブルフラットケーブル２８と接続されて筐体２６から延出するリード線は車体の図示しないバッテリ及びＥＣＵ８０にコネクタにより接続される。
【００４３】
以上のように構成された実施形態１の伝達比可変操舵装置１では、ロックバー２５の係合爪部２５ｂがロックホルダ２４の第１、２ロック溝２４ａ、２４ｂと係合していない状態において、運転手が操舵ハンドル７０を操舵すると、上部ステアリングシャフト７１を介してハウジング６〜８に操舵角が伝達される。この際、その操舵角に応じてモータ４がロータ１４を回転駆動する。ロータ１４の回転はモータ軸１３を介して波動歯車機構５に伝達され、ここで減速されて下部ステアリングシャフト７２が回転駆動される。
【００４４】
非常時等には、ロック機構３の駆動装置がロックバー２５を駆動し、ロックバー２５がモータ軸１３と一体回転するロックホルダ２４をロックする。この際、図４（Ｂ）に示すように、係合爪部２５ｂは、広角の第１ロック溝２４ａを経て、狭角の第２ロック溝２４ｂに係合する。この場合、鋭角に形成された係合爪部２５ｂの一端２５ｃが第２ロック溝２４ｂの第１側面２４ｃに角当りする。係合爪部２５ｂの一端２５ｃが第１ロック溝２４ａの側面２４ｍに角当りする場合もある。また、図５（Ｂ）に示すように、鋭角に形成された係合爪部２５ｂの他端２５ｄが第２ロック溝２４ｂの第２側面２４ｄに角当りする。
【００４５】
これらの際、係合爪部２５ｂの両端２５ｃ、２５ｄは、第２ロック溝２４ｂの第１、２側面２４ｃ、２４ｄ又は第１ロック溝２４ａの側面２４ｍに食いつき、係合爪部２５ｂが第１、２ロック溝２４ａ、２４ｂに確実に係合することとなる。また、第１、２ロック溝２４ａ、２４ｂの縁部が摩耗したり、凹んだりする確率は低く、ロックホルダ２４の耐久性の懸念が低い。係合爪部２５ｂの両端２５ｃ、２５ｄが直角又は鈍角に形成されていても同様である。
【００４６】
こうしてこの伝達比可変操舵装置１では、ロックバー２５の係合爪部２５ｂがロックホルダ２４の一つの第２ロック溝２４ｂに係合する。このため、係合爪部２５ｂが第２ロック溝２４ｂの両側面２４ｃ、２４ｄ又は第１ロック溝２４ａの側面２４ｍに当接しても、ロックバー２５が焼入硬化処理されていることから、ロックバー２５は高い耐久性を発揮する。また、ロックホルダ２４には複数の第１、２ロック溝２４ａ、２４ｂが形成されているため、第１、２ロック溝２４ａ、２４ｂの全体を早急に摩耗してしまうことがない。このため、ロックホルダ２４の耐久性も十分に維持されている。
【００４７】
このため、ロックバー２５をロックホルダ２４より硬質のものとしてロックバー２５の耐久性を確保しつつ、第１、２ロック溝２４ａ、２４ｂの縁部の摩耗等を防止してロックホルダ２４の耐久性も確保できるので、ロックバー２５及びロックホルダ２４が優れた耐久性を発揮する。
【００４８】
そして、ロックバー２５の係合爪部２５ｂがロックホルダ２４の第２ロック溝２４ｂと係合している状態では、運転手が操舵ハンドル７０を操舵すると、上部ステアリングシャフト７１を介してハウジング６〜８に操舵角が伝達される。ところが、モータ軸１３はロック機構３により固定されているので、ロータ１４は回転せず、波動歯車機構５も働かないので、ハウジング６〜８に対して下部ステアリングシャフト７２は相対回転しない。
【００４９】
こうしてこの伝達比可変操舵装置１では、非常時等に上部ステアリングシャフト７１とモータ軸１３とをロック可能な状態としつつ、操舵角と転舵角との伝達比が可変された状態で転舵系に転舵角が伝達される。
【００５０】
したがって、ロック機構３の信頼性が高いことから、この伝達比可変操舵装置１は優れた信頼性を奏する。
【００５１】
また、この伝達比可変操舵装置１では、駆動装置がソレノイド３０であるため、磁気コイルの磁力によってロックバー２５の係合爪部２５ｂをロックホルダ２４の第１、２ロック溝２４ａ、２４ｂから確実に解除することができる。また、ロックバー２５をロックホルダ２４側に付勢している第１、２ねじりコイルばね２５ｅ、２５ｆがソレノイド３０の磁気コイルの磁力に反して大きな付勢力を有するため、非常時等にはロックバー２５の係合爪部２５ｂをロックホルダ２４の第１、２ロック溝２４ａ、２４ｂに確実に係合させることができる。さらに、ソレノイド３０の組付けは比較的容易であるとともに、磁性体等の材質の制限を受けることなくロックバー２５及びロックホルダ２４を採用することも可能である。
【００５２】
さらに、この伝達比可変操舵装置１では、ロックバー２５が第１、２ねじりコイルばね２５ｅ、２５ｆによってロックホルダ２４に係合する方向に付勢されているため、仮に第１、２ねじりコイルばね２５ｅ、２５ｆの一方の付勢力が弱まっても、第１、２ねじりコイルばね２５ｅ、２５ｆの他方の付勢力によって、ロックバー２５は確実にロックホルダ２４に係合する。
【００５３】
（比較形態１）
比較形態１の伝達比可変操舵装置は第１発明の比較形態である。この伝達比可変操舵装置では、図６（Ｂ）及び図７（Ｂ）に示すように、第２ロック溝２４ｂの縁部の一端２４ｅ及び他端２４ｆが鋭角に形成されている。また、図６（Ａ）及び図７（Ａ）に示すように、第１ロック溝２４ａの縁部の一端２４ｎも鋭角に形成されている。そして、ロックバー２５の係合爪部２５ｂは、第２ロック溝２４ｂの縁部の一端２４ｅ及び第１ロック溝２４ａの縁部の一端２４ｎに当接する側面２５ｈと、第２ロック溝２４ｂの縁部の他端２４ｆに当接する側面２５ｉとを有している。他の構成は実施形態１と同様である。
【００５４】
この伝達比可変操舵装置においては、非常時等にロック機構３の駆動装置がロックバー２５を駆動し、ロックバー２５がモータ軸１３と一体回転するロックホルダ２４をロックしようとする際、図６（Ｂ）に示すように、鋭角に形成された第２ロック溝２４ｂの縁部の一端２４ｅ及び第１ロック溝２４ａの縁部の一端２４ｎが係合爪部２５ｂの側面２５ｈに角当りする。また、図７（Ｂ）に示すように、鋭角に形成された第２ロック溝２４ｂの縁部の他端２４ｆが係合爪部２５ｂの側面２５ｉに角当りする。
【００５５】
これらの際、第１ロック溝２４ａの縁部の一端２４ｎ、第２ロック溝２４ｂの縁部の一端２４ｅ又は他端２４ｆは、係合爪部２５ｂの側面２５ｈ、２５ｉに食いつき、係合爪部２５ｂが第１、２ロック溝２４ａ、２４ｂに確実に係合することとなる。しかしながら、硬質のロックバー２５の係合爪部２５ｂによって第１ロック溝２４ａの縁部の一端２４ｎ、第２ロック溝２４ｂの縁部の一端２４ｅ又は他端２４ｆが摩耗したり、凹んだりし、ロックホルダ２４の耐久性に懸念が生じる。
【００５６】
したがって、この伝達比可変操舵装置は、ロック機構３の信頼性が十分でなく、信頼性に懸念がある。
【００５７】
（実施形態２）
実施形態２の伝達比可変操舵装置１は第２発明を具体化したものである。この伝達比可変操舵装置１では、図８（Ｂ）及び図９（Ｂ）に示すように、第２ロック溝２４ｂは係合爪部２５ｂの枢軸２５ａ側の一端２５ｃと当接する第１側面２４ｃを有している。図８（Ａ）に示すように、第１側面２４ｃから係合爪部２５ｂの枢軸２５ａ側に垂直に立てた第１法線２４ｇは、枢軸２５ａの中心Ｑより径外方向に延びる。
【００５８】
また、図８（Ｂ）及び図９（Ｂ）に示すように、第２ロック溝２４ｂは係合爪部２５ｂの他端２５ｄと当接する第２側面２４ｄを有している。図９（Ａ）に示すように、第２側面２４ｄから係合爪部２５ｂの枢軸２５ａ側に垂直に立てた第２法線２４ｈは、枢軸２５ａの中心Ｑより径内方向に延びる。他の構成は実施形態１と同様である。
【００５９】
以上のように構成された実施形態２の伝達比可変操舵装置１では、非常時等において、ロックバー２５がロックホルダ２４をロックしようとする際、図８（Ａ）に示すように、係合爪部２５ｂが第２ロック溝２４ｂに係合する場合に、第２ロック溝２４ｂの第１側面２４ｃが係合爪部２５ｂの一端２５ｃに当接すると、ロックバー２５には係合爪部２５ｂを第２ロック溝２４ｂの奥方向に移動させるモーメントが生じる。また、図９（Ａ）に示すように、第２ロック溝２４ｂの第２側面２４ｄが係合爪部２５ｂの他端２５ｄに当接すると、ロックバー２５には係合爪部２５ｂを第２ロック溝２４ｂの奥方向に移動させるモーメントが生じる。このため、一旦係合爪部２５ｂが第２ロック溝２４ｂに係合すれば、その係合が外れ難い。他の作用効果は実施形態１と同様である。
【００６０】
したがって、この伝達比可変操舵装置１でも、ロック機構３の信頼性が高く、優れた信頼性を発揮することができる。
【００６１】
（比較形態２）
比較形態２の伝達比可変操舵装置は第２発明の比較形態である。この伝達比可変操舵装置では、図１０（Ｂ）及び図１１（Ｂ）に示すように、第２ロック溝２４ｂは係合爪部２５ｂの枢軸２５ａ側の一端２５ｃと当接する第１側面２４ｃを有しているものの、図１０（Ａ）に示すように、第１側面２４ｃから係合爪部２５ｂの枢軸２５ａ側に垂直に立てた第１法線２４ｉは、枢軸２５ａの中心Ｑより径内方向に延びる。
【００６２】
また、図１０（Ｂ）及び図１１（Ｂ）に示すように、第２ロック溝２４ｂは係合爪部２５ｂの他端２５ｄと当接する第２側面２４ｄを有しているものの、図１１（Ａ）に示すように、第２側面２４ｄから係合爪部２５ｂの枢軸２５ａ側に垂直に立てた第２法線２４ｊは、枢軸２５ａの中心Ｑより径外方向に延びる。他の構成は実施形態１と同様である。
【００６３】
この伝達比可変操舵装置では、非常時等において、図１０（Ａ）に示すように、係合爪部２５ｂが第２ロック溝２４ｂに係合する場合、第２ロック溝２４ｂの第１側面２４ｃが係合爪部２５ｂの一端２５ｃに当接すると、ロックバー２５には係合爪部２５ｂを第２ロック溝２４ｂの外方向に移動させるモーメントが生じる。また、図１１（Ａ）に示すように、第２ロック溝２４ｂの第２側面２４ｄが係合爪部２５ｂの他端２５ｄに当接すると、ロックバー２５には係合爪部２５ｂを第２ロック溝２４ｂの外方向に移動させるモーメントが生じる。このため、一旦係合爪部２５ｂが第２ロック機構２４ｂに係合しても、その係合が外れ易い。
【００６４】
したがって、比較形態２の伝達比可変操舵装置では、ロック機構３の信頼性が損なわれてしまう。
【００６５】
（実施形態３）
実施形態３の伝達比可変操舵装置１は第３発明を具体化したものである。この伝達比可変操舵装置１は、図１２（Ａ）に示すように、ロックホルダ２４の第１ロック溝２４ａ間に存在する各突起２４ｋと、ロックバー２５の係合爪部２５ｂの先端面とに特徴を有している。つまり、図１２（Ｂ）に示すように、各突起２４ｋの外周面２４ｌはロックホルダ２４の中心Ｏを中心とした円筒面である。また、ロックバー２５の係合爪部２５ｂの先端面２５ｇは、各突起２４ｋの外周面２４ｌと中心が同じ方向にあり、各突起２４ｋの外周面２４ｌより曲率が大きい円筒面である。この先端面２５ｇは突起２４ｋの外周面２４ｌと両端２５ｃ、２５ｄの間で当接するようになっている。先端面２５ｇが平面で形成されていたり、各突起２４ｋの外周面２４ｌと中心が異なる方向にある円筒面で形成されていたりしても同様である。他の構成は実施形態１と同様である。
【００６６】
以上のように形成された実施形態３の伝達比可変操舵装置１では、非常時等において、ロックバー２５がロックホルダ２４をロックしようとする際、図１２（Ａ）に示すように、ロックバー２５の係合爪部２５ｂがロックホルダ２５の突起２４ｋに当接すると、図１２（Ｂ）に示すように、係合爪部２５ｂの先端面２５ｇが突起２４ｋの外周面２４ｌと当接し、角部である前記先端面２５ｇの両端２５ｃ、２５ｄは外周面２４Ｉと当接（角当たり）しない。このため、係合爪部２５ｂの先端面２５ｇと突起２４ｋの外周面２４ｌとの間で生じる面圧が低い。また、先端面２５ｇと突起２４ｋとの間で挟まれる薄い空気の膜がダンパ効果を生じる。このため、係合爪部２５ｂが突起２４ｋに大きく跳ね返され難いことから、ロックバー２５がロックホルダ２４から離れるように揺動され難い。このため、係合爪部２５ｂが第１、２ロック溝２４ａ、２４ｂに係合され易く、ロック機構３が優れた信頼性を奏する。他の作用効果は実施形態１と同様である。
【００６７】
したがって、実施形態３の伝達比可変操舵装置１でも、ロック機構３の信頼性が高く、優れた信頼性を発揮することができる。
【００６８】
（比較形態３）
比較形態３の伝達比可変操舵装置は第３発明の比較形態である。この伝達比可変操舵装置では、図１３（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、突起２４ｋの外周面２４ｌは円筒面で形成され、ロックバー２５の係合爪部２５ｂの先端面２５ｇが実施形態３と同様の円筒面で形成されているものの、先端面２５ｇが突起２４ｋの外周面２４ｌと両端で当接するようになっている。他の構成は実施形態１と同様である。
【００６９】
この伝達比可変操舵装置では、非常時等において、図１３（Ａ）に示すように、ロックバー２５の係合爪部２５ｂがロックホルダ２４の突起２４ｋに当接すると、図１３（Ｂ）に示すように、係合爪部２５ｂの先端面２５ｇが突起２４ｋの外周面２４ｌに角当りしてしまう。このため、係合爪部２５ｂの先端面２５ｇと突起２４ｋの外周面２４ｌとの間で生じる面圧が大きい。また、先端面２５ｇと突起２４ｋとの間にダンパ効果を生じない。このため、係合爪部２５ｂが突起２４ｋに跳ね返され易いことから、ロックバー２５がロックホルダ２４から離れるように揺動され易い。このため、係合爪部２５ｂが第１、２ロック溝２４ａ、２４ｂに係合され難く、ロック機構３の信頼性が損なわれてしまう。
【００７０】
したがって、比較形態３の伝達比可変操舵装置では、ロック機構３の信頼性が損なわれてしまう。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態１〜３の伝達比可変操舵装置に係るステアリング装置の構成図である。
【図２】実施形態１〜３の伝達比可変操舵装置の縦断面図である。
【図３】実施形態１〜３の伝達比可変操舵装置に係り、ロック機構の一部側面図である。
【図４】実施形態１の伝達比可変操舵装置に係り、図（Ａ）は図２のＩＶ−ＩＶ矢視一部断面図、図（Ｂ）はその要部拡大図である。
【図５】実施形態１の伝達比可変操舵装置に係り、図（Ａ）は図２のＶ−Ｖ矢視一部断面図、図（Ｂ）はその要部拡大図である。
【図６】比較形態１の伝達比可変操舵装置に係り、図（Ａ）は図３と同様の一部断面図、図（Ｂ）はその要部拡大図である。
【図７】比較形態１の伝達比可変操舵装置に係り、図（Ａ）は図４と同様のの一部断面図、図（Ｂ）はその要部拡大図である。
【図８】実施形態２の伝達比可変操舵装置に係り、図（Ａ）は図２のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ矢視一部断面図、図（Ｂ）はその要部拡大図である。
【図９】実施形態２の伝達比可変操舵装置に係り、図（Ａ）は図２のＩＸ−ＩＸ矢視一部断面図、図（Ｂ）はその要部拡大図である。
【図１０】比較形態２の伝達比可変操舵装置に係り、図（Ａ）は図７と同様の一部断面図、図（Ｂ）はその要部拡大図である。
【図１１】比較形態２の伝達比可変操舵装置に係り、図（Ａ）は図８と同様の一部断面図、図（Ｂ）はその要部拡大図である。
【図１２】実施形態３の伝達比可変操舵装置に係り、図（Ａ）は図２のＸＩＩ−ＸＩＩ矢視一部断面図、図（Ｂ）はその要部拡大図である。
【図１３】比較形態３の伝達比可変操舵装置に係り、図（Ａ）は図１１と同様の一部断面図、図（Ｂ）はその要部拡大図である。
【図１４】従来の伝達比可変操舵装置の縦断面図である。
【符号の説明】
６、７、８…ハウジング
７０…操舵ハンドル
７１…入力軸（上部ステアリングシャフト）
１３…モータ軸
４…モータ
７２…出力軸（下部ステアリングシャフト）
５…ギヤ機構（波動歯車機構）
３…ロック機構
１…伝達比可変操舵装置
２４ａ、２４ｂ…ロック溝（２４ａ…第１ロック溝、２４ｂ…第２ロック溝）
２４…ロックホルダ
２５ａ…枢軸
２５ｂ…係合爪部
２５…ロックバー
２４ｍ…側面
２４ｃ…第１側面
２４ｄ…第２側面
２５ｃ…一端
２４ｇ…第１法線
２５ｄ…他端
２４ｈ…第２法線
２４ｋ…突起
２４ｌ…外周面
２５ｇ…先端（先端面）
Claims (3)
- ハウジングと、該ハウジングと一体回転可能に設けられ、操舵ハンドルの操舵角を伝達する入力軸と、該ハウジング内に固定され、モータ軸を回転可能なモータと、該ハウジングに回転可能に支承され、転舵系に転舵角を伝達する出力軸と、該ハウジング内で該モータ軸と該出力軸との間に設けられ、該モータ軸の回転角を増減して該出力軸に出力するギヤ機構と、該ハウジング内で該入力軸と該モータ軸との間に設けられ、該入力軸と該モータ軸とをロックするロック機構とを備え、該操舵角と該転舵角との伝達比を可変する伝達比可変操舵装置において、
前記ロック機構は、前記モータ軸と一体回転可能に設けられ、外周に複数のロック溝が凹設されたロックホルダと、前記ハウジングに軸心と平行な枢軸回りで揺動可能に軸支され、一端に該ロック溝に係合可能な係合爪部をもち、該ロックホルダより硬質のロックバーとを有し、該係合爪部は各該ロック溝の両側面に角当たりするように形成されていることを特徴とする伝達比可変操舵装置。 - ハウジングと、該ハウジングと一体回転可能に設けられ、操舵ハンドルの操舵角を伝達する入力軸と、該ハウジング内に固定され、モータ軸を回転可能なモータと、該ハウジングに回転可能に支承され、転舵系に転舵角を伝達する出力軸と、該ハウジング内で該モータ軸と該出力軸との間に設けられ、該モータ軸の回転角を増減して該出力軸に出力するギヤ機構と、該ハウジング内で該入力軸と該モータ軸との間に設けられ、該入力軸と該モータ軸とをロックするロック機構とを備え、該操舵角と該転舵角との伝達比を可変する伝達比可変操舵装置において、
前記ロック機構は、前記モータ軸と一体回転可能に設けられ、外周に複数のロック溝が凹設されたロックホルダと、前記ハウジングに軸心と平行な枢軸回りで揺動可能に軸支され、一端に該ロック溝に係合可能な係合爪部をもつロックバーとを有し、該係合爪部の該枢軸側の一端と当接する各該ロック溝の第１側面は該第１側面から垂直に立てた第１法線が該枢軸より径外方向に延びるように形成され、該係合爪部の他端と当接する各該ロック溝の第２側面は該第１側面から垂直に立てた第２法線が該枢軸より径内方向に延びるように形成されていることを特徴とする伝達比可変操舵装置。 - ハウジングと、該ハウジングと一体回転可能に設けられ、操舵ハンドルの操舵角を伝達する入力軸と、該ハウジング内に固定され、モータ軸を回転可能なモータと、該ハウジングに回転可能に支承され、転舵系に転舵角を伝達する出力軸と、該ハウジング内で該モータ軸と該出力軸との間に設けられ、該モータ軸の回転角を増減して該出力軸に出力するギヤ機構と、該ハウジング内で該入力軸と該モータ軸との間に設けられ、該入力軸と該モータ軸とをロックするロック機構とを備え、該操舵角と該転舵角との伝達比を可変する伝達比可変操舵装置において、
前記ロック機構は、前記モータ軸と一体回転可能に設けられ、外周に複数のロック溝が凹設されたロックホルダと、前記ハウジングに軸心と平行な枢軸回りで揺動可能に軸支され、一端に該ロック溝に係合可能な係合爪部をもつロックバーとを有し、該ロック溝間に位置する突起の外周面は円筒面で形成され、前記ロックバーが前記ロックホルダに向かって揺動して前記突起の外周面に当接した際、該ロックバーの係合爪部の先端に形成された平面状又は該外周面よりも曲率が大きい円筒面状からなる先端面が該外周面と当接するように構成され、この先端面の両端の角部は該外周面と当接しないように構成されていることを特徴とする伝達比可変操舵装置。
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