JP5133844B2 - 車両用操舵力伝達装置 - Google Patents

Description

本発明は、ステアリング操作部材に入力された操舵力を転舵装置に伝達する車両用操舵力伝達装置に関する。

近年では、運転者によって操作されるステアリング操作部材と車輪を転舵する転舵装置との一方に一端部が連結されるシャフト（以下、「第１シャフト」という場合がある）の回転位相と、他方に一端部が連結されるシャフト（以下、「第２シャフト」という場合がある）の回転位相との差である回転位相差を変化させつつ、第１シャフトと第２シャフトとの一方の回転を他方に伝達する回転伝達機構を備えた車両用操舵力伝達装置の開発が進められている。下記特許文献には、その回転伝達機構を備えた操舵力伝達装置の一例が記載されている。
実開平４−５４７６９号公報

上記回転伝達機構は、第１シャフトの他端部に設けられた突出部と、第２シャフトの他端部に形成された１対の側壁面を有する溝とを備えている。その突出部が１対の側壁面によって挟まれた状態で溝に係合することで、２本のシャフトが連結されており、突出部と側壁面とを介して２本のシャフトの一方の回転が他方に伝達されている。突出部は１対の側壁面に沿って移動可能とされており、突出部の円滑な移動を担保すべく、突出部と１対の側壁面との間にはクリアランス（隙間）が設けられている。しかし、そのクリアランスが存在するために、突出部が１対の側壁面の間でガタついて、走行時に異音，振動等が生じる虞が有る。さらに、ステアリング操作部材の切り始め，切り返し時等には、そのクリアランスのため、突出部と１対の側壁面の一方とが接触するまでは、２本のシャフトの一方の回転が他方に伝達されない。このため、運転者がステアリング操作部材の操作フィーリングに違和感を感じる虞がある。上記回転伝達機構を備えた車両用操舵力伝達装置は、未だ開発途上であり、そのような問題を始めとする種々の問題を抱え、改良の余地を多分に残すものとなっている。そのため、種々の改良を施すことによって、その操舵力伝達装置の実用性が向上すると考えられる。本発明は、そのような実情に鑑みてなされたものであり、実用性の高い車両用操舵力伝達装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明の車両用操舵力伝達装置は、第１シャフトと、その第１シャフトの回転軸線と自身の回転軸線とが平行でありかつそれら回転軸線が所定距離ズレた状態で配設された第２シャフトと、(A)第１シャフトの回転軸線からその第１シャフトの径方向に上記所定距離より離れた位置において、その第１シャフトの本体部からその第１シャフトの径方向に突出するその第１シャフトの鍔部から第１シャフトおよび第２シャフトの回転軸線の延びる方向である回転軸線方向に突出した状態でその鍔部に設けられた第１シャフトの突出部と、(B)第２シャフトの他端部においてその第２シャフトの径方向に延びるようにして設けられ、第１シャフトの突出部が嵌り入るとともにその突出部を挟む１対の側壁面を有し、突出部の第２シャフトの径方向における移動を許容する径方向溝とを含んで構成され、第１シャフトと第２シャフトとの一方の回転を、回転位相差を変化させつつ、他方に伝達する回転伝達機構とを備えた操舵力伝達装置であって、第１シャフトの突出部が、(i) 第１シャフトの鍔部に対して、回転軸線方向に延びる回転軸線回りに回転可能とされた基体と、(ii) その基体に保持された弾性体と、(iii) その弾性体に支持され、その弾性体の弾性力によって付勢された状態で径方向溝の１対の側壁面の両方に接する低摩擦部材とを有するように構成される。

本発明の車両用操舵力伝達装置は、突出部を構成する低摩擦部材が弾性力によって付勢された状態で１対の側壁面に接する構造とされている。したがって、本発明の車両用操舵力伝達装置によれば、突出部の径方向溝内の円滑な移動を担保しつつ、突出部と１対の側壁面との間のクリアランスを無くすことが可能となり、走行時の異音，振動、操作フィーリングの違和感等を解消することが可能となる。このような利点から、本発明の装置によれば、回転伝達機構を備えた操舵力伝達装置の実用性を高くすることが可能となる。

発明の態様

以下に、本願において特許請求が可能と認識されている発明（以下、「請求可能発明」という場合がある）の態様をいくつか例示し、それらについて説明する。各態様は請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも請求可能発明の理解を容易にするためであり、それらの発明を構成する構成要素の組み合わせを、以下の各項に記載されたものに限定する趣旨ではない。つまり、請求可能発明は、各項に付随する記載，実施例の記載等を参酌して解釈されるべきであり、その解釈に従う限りにおいて、各項の態様にさらに他の構成要素を付加した態様も、また、各項の態様から構成要素を削除した態様も、請求可能発明の一態様となり得るのである。

なお、以下の各項において、（１）項が請求項１に相当し、請求項１に（２）項に記載の技術的特徴を付加したものが請求項２に、請求項２に（３）項に記載の技術的特徴を付加したものが請求項３に、請求項３に（４）項に記載の技術的特徴を付加したものが請求項４に、請求項３または請求項４に（５）項および（６）項に記載の技術的特徴を付加したものが請求項５に、請求項５に（７）項に記載の技術的特徴を付加したものが請求項６に、請求項６に（９）項に記載の技術的特徴を付加したものが請求項７に、請求項６または請求項７に（１０）項に記載の技術的特徴を付加したものが請求項８に、請求項３ないし請求項８のいずれか１つに（１１）項に記載の技術的特徴を付加したものが請求項９に、請求項２ないし請求項９のいずれか１つに（１３）項に記載の技術的特徴を付加したものが請求項１０に、それぞれ相当する。

（１）運転者によって操作されるステアリング操作部材と車輪を転舵する転舵装置との一方に一端部が連結され、回転可能に配設された第１シャフトと、
前記ステアリング操作部材と前記転舵装置との他方に一端部が連結され、前記第１シャフトの回転軸線と自身の回転軸線とが平行でありかつそれら回転軸線が所定距離だけズレた状態で回転可能に配設された第２シャフトと、
(A) 前記第１シャフトの他端部において、その第１シャフトの回転軸線からその第１シャフトの径方向に前記所定距離より離れた位置に設けられた係合部と、(B) 前記第２シャフトの他端部において、その第２シャフトの径方向に延びるようにして設けられ、前記第１シャフトの係合部を係合させるとともに、その係合部の前記第２シャフトの径方向における移動を許容する案内通路とを含んで構成され、前記第１シャフトと前記第２シャフトとの一方の回転によって、その第１シャフトおよび第２シャフトのそれぞれの回転位相の差である回転位相差を変化させつつ、他方が回転するように構成された回転伝達機構と
を備えた車両用操舵力伝達装置であって、
前記第１シャフトが、(i) それの本体部である第１シャフト本体部と、(ii) その第１シャフト本体部の前記第２シャフト側の端部において、その第１シャフト本体部と一体的に設けられ、その第１シャフト本体部から前記第１シャフトの径方向に突出する第１シャフト鍔部と、(iii) 前記第１シャフトの回転軸線からその第１シャフトの径方向に前記所定距離より離れた位置において、前記第１シャフト鍔部から、前記第１シャフトおよび前記第２シャフトの回転軸線の延びる方向である回転軸線方向における前記第２シャフトの側に向って突出し、前記回転伝達機構の係合部として機能する突出部とを有し、
前記第２シャフトが、(i) それの本体部である第２シャフト本体部と、(ii) その第２シャフト本体部の前記第１シャフト側の端部において、その第２シャフト本体部と一体的に設けられ、その第２シャフト本体部から前記第２シャフトの径方向に突出する第２シャフト鍔部と、(iii) その第２シャフト鍔部において、その第２シャフト鍔部の前記第１シャフト側の端面に開口するとともに前記第２シャフトの径方向に延びるように設けられ、前記第１シャフトの突出部が嵌り入るとともにその突出部を挟む１対の側壁面を有し、前記回転伝達機構の案内通路として機能する径方向溝とを有し、
前記第１シャフトの突出部が、(i) 前記第１シャフト鍔部に対して、前記回転軸線方向に延びる回転軸線回りに回転可能とされた基体と、(ii) その基体に保持された弾性体と、(iii) その弾性体に支持され、その弾性体の弾性力によって付勢された状態で前記径方向溝の１対の側壁面の両方に接する低摩擦部材とを有することを特徴とする車両用操舵力伝達装置。

第１シャフトの他端部に設けられた突出部と、第２シャフトの他端部に形成された１対の側壁面を有する溝とを備え、その突出部が１対の側壁面によって挟まれた状態で溝に係合するとともに１対の側壁面に沿って移動する構造の回転伝達機構においては、突出部の円滑な移動を担保するために、突出部と１対の側壁面との間にはクリアランス（隙間）が設けられている。しかし、そのクリアランスがバックラッシュとなって走行時に異音，振動等が生じる虞が有る。さらに、ステアリング操作部材の切り始め，切り返し時等には、突出部と側壁面とが接触するまでは、２本のシャフトの一方の回転が他方に伝達されないため、運転者がスアリング操作部材の操作フィーリングに違和感を感じる虞がある。

本項に記載された態様の車両用操舵力伝達装置は、突出部を構成する低摩擦部材が弾性力によって付勢された状態で１対の側壁面に接する構造とされている。このため、弾性力によってクリアランスを無くすとともに、低摩擦部材によって突出部の円滑な移動が担保される。したがって、本項に記載された態様の装置によれば、突出部の円滑な移動を担保するとともに、突出部の１対の側壁面の間でのガタつきに起因する種々の問題、具体的には、走行時の異音，振動、操作フィーリングの違和感等を解消することが可能となる。

本項に記載された「回転伝達機構」は、２本のシャフトの回転位相差を変化させるものであることから、第１シャフトの回転角と第２シャフトの回転角との差が変化する。具体的に言えば、後に詳しく説明するが、例えば、２本のシャフトの回転角差（回転位相差）の無い状態の２本のシャフトのうちのステアリング操作部材に連結されるシャフト（以下、「操作部材側シャフト」という場合がある）の回転角である特定回転角から操作部材側シャフトが回転すると、操作部材側シャフトが１８０°回転するまでは、２本のシャフトのうちの転舵装置に連結されるシャフト（以下、「転舵装置側シャフト」という場合がある）は、操作部材側シャフトの回転角より小さい回転角しか回転しない。そして、操作部材側シャフトが１８０°回転すると、転舵装置側シャフトも１８０°回転し、２本のシャフトの回転角の差がなくなる。つまり、操作部材側シャフトが特定回転角からもう１つの特定回転角である１８０°まで回転する際に、回転角差が０から増加し、途中から減少して０に到るのである。このように、２本のシャフトが回転する場合のギヤ比、つまり、操作部材側シャフトの回転速度に対する転舵装置側シャフトの回転速度の比は、操作部材側シャフトが特定回転角から１８０°まで回転するにつれて大きくなる。このため、前者の特定の回転角が、ステアリング操作部材が車輪の転舵中立位置に対応する位置、つまり、中立操作位置にあるときの状態での操作部材側シャフトの回転角である場合には、ステアリング操作部材の操作角が小さい場合においては、穏やかで安定感のあるハンドリングが実現され、ステアリング操作部材の操作角が大きくなるにつれて、レスポンスの良いハンドリングが実現されるのである。つまり、本項に記載された「操舵力伝達装置」を搭載した車両においては、電磁モータ等のアクチュエータに依拠してステアリング操作部材の操作量に対する車輪の転舵量を変更するステアリングシステム、いわゆる操舵転舵比可変ステアリングシステム（ＶＧＲＳ（Variable Gear Ratio Steering））等を搭載することなく、ステアリング操作部材の操作フィーリングを上述したように変化させることができるのである。

本項に記載の「低摩擦部材」は、単一の部材として構成されるものであってもよく、２つのピースから構成されるものであってもよい。２つのピースから構成される場合には、２つのピースの一方が１対の側壁面の一方と、２つのピースの他方が１対の側壁面の他方と接触するように構成されてもよい。そのように２つのピースの各々が１対の側壁面の各々に接触する場合には、本項に記載の「弾性体」は、２つのピースから構成され、弾性体の２つのピースの一方が低摩擦部材の２つのピースの一方を支持し、弾性体の２つのピースの他方が低摩擦部材の２つのピースの他方を支持するように構成されてもよい。

本項に記載の「第１シャフト鍔部」と「第２シャフト鍔部」との各々は、各シャフトの本体部の外周面の一部から各シャフトの径方向に突出するものであってもよく、各シャフトの本体部の外周面の全周にわたって各シャフトの径方向に突出するもの、具体的に言えば、例えば、円形状のフランジ部であってもよい。また、ステアリング操作部材と転舵装置との一方と第１シャフトの一端部との連結、若しくは、ステアリング操作部材と転舵装置との他方と第２シャフトの一端部との連結は、それらが直接的に連結されるものであってもよく、それらの間にイタミディエイトシャフト，ユニバーサルジョイント等を介して連結されるものであってもよい。

（２）前記基体が円筒状の外周面を有する形状とされ、前記弾性体が前記基体の外周部において保持される円環状をなし、かつ、前記低摩擦部材が前記弾性体に外嵌された円環状をなす(1)項に記載の車両用操舵力伝達装置。

（３）前記基体がそれの外周部に外周面より小径の小径円筒面を持つ小径部を有し、前記弾性体が、その小径部において保持されている(2)項に記載の車両用操舵力伝達装置。

上記２つの項に記載の操舵力伝達装置においては、突出部の構造が具体的に限定されている。前者の項に記載の「低摩擦部材」は、弾性力によって付勢された状態で１対の壁面に接する環状の部材であることから、自身の径方向に変形可能であることが望ましく、自己潤滑性のプラスチック，低摩擦ナイロン，ＰＴＦＥ等のフッ素樹脂製の環状の部材であることが望ましい。

（４）前記第１シャフトと前記第２シャフトとの一方の回転によって他方が回転する際、前記第１シャフトと第２シャフトとの一方から他方に伝達される回転トルクが大きい場合に、前記低摩擦部材の一部が前記基体の小径部に入り込み、前記突出部が、前記基体の外周面の少なくとも一部が前記１対の側壁面の一方に接触した状態で転動するように構成された(3)項に記載の車両用操舵力伝達装置。

本項に記載の操舵力伝達装置は、回転伝達機構によって伝達される回転トルクが小さい場合には、低摩擦部材が１対の側壁面の両方に接触するが、基体自体は１対の側壁面のいずれにも接触せず、回転トルクが大きくなったら、基体自体が低摩擦部材とともに１対の側壁面の一方に接触する構造とされている。したがって、本項に記載の装置によれば、低摩擦部材への負荷を軽減することが可能となり、低摩擦部材の摩耗，劣化等を抑制することが可能となる。

（５）前記小径部が、前記小径円筒面と、その小径円筒面と前記基体の外周面とをつなぐ１対の段差面とによって区画された円環状の溝である(3)項または(4)項に記載の車両用操舵力伝達装置。

（６）前記基体が、前記１対の段差面の一方と前記小径円筒面とを画定する段付形状の第１円筒部材と、前記１対の段差面の他方を画定する第２円筒部材とを有し、前記第１円筒部材と前記第２円筒部材とが同軸的に設けられるとともに固定される構造とされた(5)項に記載の車両用操舵力伝達装置。

操舵力伝達装置の製作時に、円筒状の外周面に形成された円環状の溝にその外周面の外径より小さな外径の円環状の弾性体を組み付けることは困難である。本項に記載の操舵力伝達装置においては、第１円筒部材の円筒面に円環状の弾性体を組み付けた後に、第１円筒部材と第２円筒部材とを同軸的に固定することが可能である。したがって、後者の項に記載の装置のよれば、装置の製作作業の簡便化を図ることが可能となる。なお、後者の項に記載の「円筒部材」は、中空形状のものはもちろん、中実形状のものをも含む概念である。つまり、後者の項に記載の「円筒部材」は、円柱形状であってもよい。

（７）前記基体が、
前記第１円筒部材と前記第２円筒部材との一方の外周面の外径が他方の外周面の外径より小さい構造とされた(6)項に記載の車両用操舵力伝達装置。

第１円筒部材と第２円筒部材とを一体的に固定する構造の基体においては、第１円筒部材の中心軸線と第２円筒部材の中心軸線とが、組み付け精度，劣化等のために僅かにズレる場合がある。２つの円筒部材の中心軸線がズレた状態で基体が１対の側壁面の間を転動すると、それら２つの円筒部材の一方と他方とが交互に１対の側壁面の一方に接触して、円滑な回転伝達を阻害する虞がある。本項に記載の装置によれば、２つの円筒部材の中心軸線が互いに僅かにズレていても、２つの円筒部材のうちの外径の小さな円筒部材は側壁面には接触しないため、円滑な回転伝達を担保することが可能となる。また、後に詳しく説明するが、フェイルセーフを考慮して、操舵力伝達装置が、第１円筒部材と第２円筒部材との一方に想定外の力が作用するとその一方が基体から離脱する構造とされる場合には、その一方の円筒部材は側壁面に接触しないことが望ましい。したがって、本項に記載の態様は、その一方の円筒部材が基体から離脱する構造の操舵力伝達装置に対して好適な態様である。

（８）前記基体が、
前記第１円筒部材と第２円筒部材との一方の外周面の前記回転軸線方向の長さが他方の外周面の前記回転軸線方向の長さの１／２より短い構造とされた(7)項に記載の車両用操舵力伝達装置。

第１シャフトと第２シャフトとの一方の回転を他方に伝達することを考えれば、１対の側壁面の一方への基体の接触部分は大きいほうが望ましい。したがって、本項に記載の装置によれば、１対の側壁面の一方への基体の接触部分をある程度の長さ確保することが可能となる。

（９）前記基体が、
前記第１円筒部材と第２円筒部材との一方にある大きさを超える力が作用した場合に、前記第１円筒部材と前記第２円筒部材との固定が解除され、前記第１円筒部材と第２円筒部材との一方が前記基体から離脱する構造とされた(7)項または(8)項に記載の車両用操舵力伝達装置。

回転伝達機構を備えた操舵力伝達装置は、突出部が１対の側壁面の間を移動しつつ、操舵力が伝達される構造とされている。このため、低摩擦部材が、基体を構成する第１円筒部材、若しくは、第２円筒部材の外周面と側壁面との間に噛み込むと、突出部の１対の側壁面の間での円滑な移動が阻害されて、操舵力が適切に伝達されない虞がある。本項に記載の操舵力伝達装置は、第１円筒部材と第２円筒部材との一方に大きな力が作用した場合には、その一方の円筒部材が基体から離脱する構造とされている。低摩擦部材が基体の外周面と側壁面との間に噛み込む際、若しくは、噛み込んだ後には、低摩擦部材、若しくは、弾性体によって、第１円筒部材と第２円筒部材との一方に大きな力が作用する。したがって、本項に記載の装置によれば、その一方の円筒部材の基体からの離脱に伴って、低摩擦部材の噛み込みを防止、若しくは、解除することが可能とされており、操舵力の円滑な伝達が担保されている。

（１０）前記第１円筒部材と第２円筒部材との一方が、他方より前記第１シャフト鍔部に近い位置に設けられた(7)項ないし(9)項のいずれか１つに記載の車両用操舵力伝達装置。

第１円筒部材と第２円筒部材との一方が、上述のように、基体から離脱する場合には、基体から離脱した円筒部材が径方向溝内に入り込むことは望ましくない。本項に記載の装置のよれば、例えば、その一方の円筒部材を基体から径方向溝外に離脱させることが可能となる。

（１１）前記基体が、それの外周部に前記小径部を含む複数の小径部を有し、
前記突出部が、(i)前記弾性体を含み、前記複数の小径部の各々において保持される円環状の複数の弾性体と、(ii)前記低摩擦部材を含み、前記複数の弾性体の各々に外嵌される円環状の複数の低摩擦部材とを有する(3)項ないし(10)項のいずれか１つに記載の車両用操舵力伝達装置。

（１２）前記複数の弾性体の各々のばね定数が異なる(11)項に記載の車両用操舵力伝達装置。

上記２つの項に記載の操舵力伝達装置においては、基体の外周部に複数の円環状の弾性体および低摩擦部材が設けられている。弾性体の弾性力を利用して突出部の溝内でのガタつきを抑制する構造の回転伝達機構を備えた操舵力伝達装置においては、弾性体のばね定数によって運転者の操作フィーリングが異なる。したがって、後に詳しく説明するように、複数の弾性体のばね定数の各々を調整することで、運転者の操作フィーリングの微調整が可能となる。なお、後者の項に記載の「ばね定数」は、弾性体が発生させる弾性力の基準となるものであり、具体的に言えば、弾性体が発生させる弾性力を弾性体の変形量で除したものである。

（１３）前記１対の側壁面の前記径方向溝の開口に位置する部分と、前記低摩擦部材の外周面の前記回転軸線方向における前記第２シャフト側の縁部との少なくとも一方が、テーパ部とされた(2)項ないし(12)項のいずれか１つに記載の車両用操舵力伝達装置。

径方向溝内に突出部が配置されている際に、低摩擦部材は弾性力によって付勢された状態で１対の側壁面の両方に接触している。つまり、低摩擦部材の外径は径方向溝の幅より大きいのである。このため、操舵力伝達装置の製作時に、突出部を径方向溝にその径方向溝の開口を越えて組み付けることは困難である。本項に記載の操舵力伝達装置においては、テーパ部を利用して突出部を径方向溝に組み付けることが可能である。したがって、本項に記載の装置のよれば、装置の製作作業の簡便化を図ることが可能となる。

以下、請求可能発明の実施例および変形例を、図を参照しつつ詳しく説明する。なお、本請求可能発明は、下記実施例の他、前記〔発明の態様〕の項に記載された態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の態様で実施することができる。

＜車両用ステアリングシステムの全体構成＞
図１に、実施例の車両用操舵力伝達装置を備えたステアリングシステムの全体構成を示す。本ステアリングシステムは、運転者によって操作されるステアリング操作部材としてのステアリングホイール１０と、一端部においてステアリングホイール１０を保持する操舵力伝達装置１２と、車輪を転舵する転舵装置１４と、操舵力伝達装置１２と転舵装置１４との間に位置するインタミディエイトシャフト（以下、「Ｉ／Ｍシャフト」と略す場合がある）１６とを含んで構成されている。さらに、Ｉ／Ｍシャフト１６の一端部と操舵力伝達装置１２の備える出力シャフト１８とは、ユニバーサルジョイント２０によって連結され、Ｉ／Ｍシャフト１６の他端部と転舵装置１４の備える入力シャフト２２の一端部とは、もう１つのユニバーサルジョイント２４によって連結されている。

本システムは、図１において右側、つまり、ステアリングホイール１０側が車両後方を、左側、つまり、転舵装置１４側が車両前方を向くように配設されており、Ｉ／Ｍシャフト１６は、車室とエンジン室とを区画するダッシュパネル２６に設けられた穴を通るようにして配設されており、Ｉ／Ｍシャフト１６のその穴を通る部分はブーツ２８に被われている。

転舵装置１４は、入力シャフト２２と、外殻部材としてのハウジング３０と、車輪を転舵するための転舵ロッド３２とを備えており、その転舵ロッド３２は、それの軸線方向に移動可能にそのハウジング３０に保持されるとともに、車幅方向に延びるように配設されている。転舵ロッド３２は、それの両端部が、左右の前輪の各々を保持するステアリングナックル（図示省略）に連結されている。また、入力シャフト２２は、ハウジング３０に回転可能に保持され、そのハウジング３０内において、転舵ロッド３２と係合している。入力シャフト２２の車両前方側の端部にはピニオン（図示省略）が形成されており、転舵ロッド３２の軸線方向における中間部に形成されたラック（図示省略）がそのピニオンと噛合することで、転舵ロッド３２と入力シャフト２２とが係合しているのである。

操舵力伝達装置１２は、いわゆるステアリングコラムとして構成されたものであり、インパネリインフォースメント３４に設けられたステアリングサポート３６において、車体の一部に固定支持される。操舵力伝達装置１２は、支持された状態では、図に示すように、車両前方側が下方に位置するように傾斜した姿勢で配置されることになる。操舵力伝達装置１２には、それの前方部に前方ブラケット３８が設けられるとともに、その前方ブラケット３８より車両後方側にブレークアウェイブラケット（以下、「Ｂ.Ａ.ＢＫＴ」と略す場合がある）４０が設けられており、それら前方ブラケット３８とＢ.Ａ.ＢＫＴ４０との各々が、ステアリングサポート３６に取り付けられることで、操舵力伝達装置１２は、２箇所において支持される。支持された操舵力伝達装置１２は、後方に位置する部分がインパネ４２から車両後方側に突出する状態とされ、その突出する後端部に、ステアリングホイール１０が取り付けられている。操舵力伝達装置１２のインパネ４２から突出する部分は、コラムカバー４４によって覆われ、また、下部は、インパネロアカバー４６によってカバーされる。

図２に、操舵力伝達装置１２の側面断面図を示す。操舵力伝達装置１２は、大きくは、ステアリングホイール１０を保持するとともに軸線方向に伸縮可能とされたコラムセクション５０と、電動式パワーステアリング機能を実現する主体となるＥＰＳセクション５２とに区分することができ、それら２つのセクション５０，５２が一体化されたものとなっている。以下、それら各セクションについて、順に説明する。

コラムセクション５０は、ステアリングホイール１０を車両後方側の端部において保持するメインシャフト５４と、そのメインシャフト５４を挿通させた状態で回転可能に保持するコラムチューブ５６とを含んで構成されている。メインシャフト５４は、車両後方側つまり上方側に位置させられるアッパシャフト５８と、車両前方側つまり下方側に位置させられるロアシャフト６０とを含んで構成されている。アッパシャフト５８はパイプ状に、ロアシャフト６０はロッド状に形成され、アッパシャフト５８の前方部にロアシャフト６０の後方部が挿入されている。アッパシャフト５８とロアシャフト６０とはスプライン嵌合されており、アッパシャフト５８とロアシャフト６０とは、回転軸線方向に相対移動可能かつ相対回転不能な状態で接続されている。つまり、メインシャフト５４は、回転軸線方向に伸縮可能な構造とされている。なお、ロアシャフト６０は、それの後方側のシャフト本体部６２と、そのシャフト本体部６２の前方側のそのシャフト本体部６２の外径より大きな外径の鍔部としての円形フランジ部６４とから構成されており、その円形フランジ部６４において、後に説明するＥＰＳセクション５２に連結されている。なお、本操舵力伝達装置１２では、ロアシャフト６０のシャフト本体部６２とアッパシャフト５８とによって、メインシャフト５４のシャフト本体部が構成されている。

コラムチューブ５６は、車両後方側（上方）に位置させられるアッパチューブ６６と、車両前方側（下方）に位置させられるロアチューブ６８とを含んで構成されている。アッパアチューブ６６およびロアチューブ６８は、ともに筒状のものであり、アッパチューブ６６の前方部にロアチューブ６８の後方部が嵌入されている。ロアチューブ６８は、段付形状とされており、それの後方の部分においてアッパチューブ６６の内径より小さな外径の小径部７０と、前方の部分においてアッパチューブ６６の内径より大きな外形の大径部７２と、小径部７０と大径部７２とをつなぐ段差部７４とを有している。ロアチューブ６８の小径部７０とアッパチューブ６６との間には、図示を省略するライナが設けられており、このライナを介することによって、ロアチューブ６８がアッパチューブ６６にがたつきなく嵌入されるとともに、アッパチューブ６６とロアチューブ６８との回転軸線方向の相対移動を容易ならしめている。つまり、コラムチューブ５６は、回転軸線方向に伸縮可能な構造とされている。

また、アッパチューブ６６の後端部とロアチューブ６８の前端部とには、それぞれ、ラジアルベアリング７６，７８が設けられ、コラムチューブ５６は、それらベアリング７６，７８を介して、メインシャフト５４を回転可能に保持している。このような構造とされていることで、コラムセクション５０は、メインシャフト５４の回転を担保しつつ、伸縮可能とされているのである。

図３に、ＥＰＳセクション５２の側面断面図を示す。ＥＰＳセクション５２は、ステアリングホイール１０に加えられた操作力を転舵装置１４に対して出力するための出力シャフト１８と、動力源としての電磁モータ８０を有してそのモータ８０によって出力シャフト１８の回転出力を助勢する助勢装置８２と、出力シャフト１８を回転可能に保持するとともに助勢装置８２を収容するハウジングとしてのＥＰＳハウジング８４とを含んで構成されている。出力シャフト１８は、出力側シャフト８６，入力側シャフト８８，トーションバー９０の３つが一体化されたものとして構成されている。出力側シャフト８６は、ＥＰＳハウジング８４の車両前方側から延出しており、その延出する部分において、ユニバーサルジョイント２０を介して、Ｉ／Ｍシャフト１６に接続され、転舵装置１４へ回転を出力する。

出力側シャフト８６は、中空構造とされており、その出力側シャフト８６の車両後方側の部分に入力側シャフト８８が挿入している。出力側シャフト８６の内周面と入力側シャフト８８の外周面との間には、軸受９２が介在させられており、出力側シャフト８６と入力側シャフト８８とは同軸的に相対回転可能とされている。入力側シャフト８８は、車両前方側の端面に開口して回転軸線方向に延びる有底穴を有しており、入力側シャフト８８の有するその有底穴と出力側シャフト８６の有する穴とによって形成された空間に、トーションバー９０が配設されている。トーションバー９０の一端部は、その有低穴の底部にピン９４によって固定されており、また、トーションバー９０のもう一方の端部は、出力側シャフト８６を回転軸線方向に貫通する貫通穴の前方側の端部にピン９６によって固定されている。このような構成により、出力シャフト１８は、トーションバー９０の捩りを許容し、その分だけ自身も捩じられるものとされているのである。また、出力側シャフト８６は、その外周において２つのラジアルベアリング９８，１００を介してＥＰＳハウジング８４に回転可能に保持され、入力側シャフト８８は、その外周においてニードルベアリング１０２を介してＥＰＳハウジング８４に回転可能に保持されている。

助勢装置８２は、上記電磁モータ８０と、その電磁モータ８０のモータ軸に連結されたウォーム１０４と、そのウォーム１０４に噛合させられるウォームホイール１０６とを含んで構成されている。そのウォームホイール１０６は、出力シャフト１８の出力側シャフト８６に固定されており、出力側シャフト８６に対して相対回転不能とされている。このような構造により、電磁モータ８０によってウォーム１０４に回転力が付与され、ウォームホイール１０６に回転力が付与される。つまり、助勢装置８２は、電磁モータ８０によって出力シャフト１８の回転出力が助勢されて、車輪の転舵を助勢する転舵助勢力（「操舵助勢力」と言うこともできる）を発生させる構造とされている。

また、ＥＰＳセクション５２は、回転角センサ１０８を備えている。回転角センサ１０８は、トーションバー９０の車両前方部が固定される出力側シャフト８６の回転角度位置と、トーションバー９０の車両後方部が固定される入力側シャフト８８の回転角度位置との差である相対回転変位量を検出するためのデバイスとされている。２本のシャフト８６，８８の相対回転変位量に基づいて操舵トルクを推定することが可能であり、その操舵トルクの大きさに応じた転舵助勢力を発生させるように電磁モータ８０の作動が制御される。

また、出力シャフト１８は、メインシャフト５４の回転軸線と自身の軸線とが平行であり、かつ、それら回転軸線が所定量ズレた状態で配設されており、メインシャフト５４の車両前方側の端部に連結されている。詳しく言えば、メインシャフト５４を構成するロアシャフト６０は、円形フランジ部６４の前方側の端面に開口する凹所１１４を有しており、その凹所１１４内に出力シャフト１８を構成する入力側シャフト８８の後方側の端部が収容されている。凹所１１４内に収容された入力側シャフト８８の後方側の端部より前方側のそのシャフト８８の部分には、円環状の円環プレート１１６が固定的に嵌合されており、入力側シャフト８８の鍔部として機能している。

円環プレート１１６の後方側の端面とロアシャフト６０の円形フランジ部６４の前方側の端面とは、小さな間隔をあけて向かい合っている。円環プレート１１６には、回転軸線方向に延びる貫通穴が形成されており、その貫通穴にピン１１８が固定的に嵌入されている。そのピン１１８は、円環プレート１１６から車両後方側に突出しており、そのピン１１８の突出する部分には、ニードルベアリング１２０を介してローラ１２２が設けられている。つまり、基体としてのローラ１２２が円環プレート１１６に対して、回転軸線方向に延びる回転軸線回りに回転可能とされているのである。

ローラ１２２は、図３のＡ−Ａ’断面図である図４に示すように、第１円筒部材としての段付円筒部材１２４と第２円筒部材としての環状部材１２６とから構成されており、環状部材１２６が段付円筒部材１２４の最も外径の小さい部分に圧入されている。段付円筒部材１２４は、ローラ１２２の外周面として機能する大径円筒面１２８と、その大径円筒面１２８より小径の小径円筒面１３０と、大径円筒面１２８と小径円筒面１３０とをつなぐ段差面１３２と、環状部材１２６が圧入される圧入円筒面１３４とを有している。ローラ１２２の外周部には、小径円筒面１３０と段差面１３２と環状部材１２６の車両後方側の端面とによってローラ１２２の周方向に延びるように区画される周方向溝１３６が形成されており、その小径部としての周方向溝１３６内に円環状の弾性体としてのＯリング１３８が設けられている。そのＯリング１３８には環状の低摩擦部材としてのテフロンリング１４０が外嵌されている。本操舵力伝達装置１２においては、ローラ１２２，Ｏリング１３８，テフロンリング１４０等によって、円環プレート１１６から入力側シャフト８８の回転軸線の延びる方向に突出する突出部が構成されており、その突出部と出力シャフト１８と円環プレート１１６とによって、第１シャフトが構成されているのである。その第１シャフトのシャフト本体部は、入力側シャフト８８と出力側シャフト８６とによって構成されている。なお、出力シャフト１８等が第１シャフトとして機能するのに対し、メインシャフト５４は第２シャフトとして機能している。

また、円形フランジ部６４の前方側の端面には、図３のＢ−Ｂ’断面図である図５に示すように、円環プレート１１６から後方側に突出するローラ１２２と対向する位置に径方向溝１５０が形成されている。その径方向溝１５０は、凹所１１４からその円形フランジ部６４の径方向に延びるように形成されており、その係方向溝１５０にローラ１２２がテフロンリング１４０と共に係合している。径方向溝１５０の幅、つまり、径方向溝１５０の有する１対の側壁面１５２の間の距離は、ローラ１２２の外周面の径より僅かに大きくされており、ローラ１２２と１対の側壁面１５２との間にはクリアランス（隙間）が存在する。一方、テフロンリング１４０の外径は径方向溝１５０の幅より僅かに大きくされており、テフロンリング１４０は、径方向に変形させられた状態で径方向溝１５０に係合する。テフロンリング１４０の内径とＯリング１３８の外径とは略同じとされており、テフロンリング１４０の径方向への変形に伴ってＯリング１３８も径方向に変形する。このため、テフロンリング１４０は、Ｏリング１３８の弾性力によって付勢された状態で１対の側壁面１５２の両方に接触している。つまり、本操舵力伝達装置１２では、ローラ１２２，Ｏリング１３８，テフロンリング１４０等によって構成される突出部が、径方向溝１５０にガタつきなく係合し、係合部として機能しているのである。なお、図４に示すように、径方向溝１５０の開口に位置する１対の側壁面の端部である開口部１５４には傾斜面が形成されており、テフロンリング１４０の外周面の車両後方側の縁部にもテーパ状の傾斜面１５６が形成されている。

運転者によってステアリングホイール１０が回転操作されると、メインシャフト５４が自身の回転軸線回りに回転する。その際、ロアシャフト６０の円形フランジ部６４に形成された径方向溝１５０に係合するローラ１２２は、径方向溝１５０の有する１対の側壁面１５２によってそのロアシャフト６０の周方向への変位が規制されるとともに、その径方向溝１５０によってそのシャフト６０の径方向への移動が許容される。つまり、１対の側壁面１５２が１対の案内面として機能し、径方向溝１５０が案内通路として機能するのである。ロアシャフト６０の回転に伴って、ローラ１２２が径方向溝１５０内を移動させられる際に、そのロアシャフト６０の回転力が、ローラ１２２，ピン１１８，円環プレート１１６等を介して、入力側シャフト８８に伝達されて、その入力側シャフト８８が自身の回転軸線回りに回転するのである。つまり、操舵力伝達装置１２は、ロアシャフト６０の回転軸線回りの回転を、自身の回転軸線がロアシャフト６０の回転軸線からズレて配設された入力側シャフト８８に伝達する回転伝達機構を備えるものとされてる。上述のような構造によって、操舵力伝達装置１２は、ステアリングホイール１０に入力された操舵力を、インタミディエイトシャフト１６等を介して転舵装置１４に伝達するのである。なお、本操舵力伝達装置１２では、その回転伝達機構は、径方向溝１５０，ローラ１２２，Ｏリング１３８，テフロンリング１４０等を含んで構成されている。

操舵力伝達装置１２は、ＥＰＳセクション５２の前方端部と、コラムセクション５０のアッパチューブ６６とにおいて、車体の一部に取り付けられている。ＥＰＳセクション５２のＥＰＳハウジング８４には、先に説明した前方ブラケット３８が固定的に設けられており、この前方ブラケット３８には、軸挿通穴１６０が設けられている。ステアリングサポート３６には、軸穴１６２が穿設された軸受部材１６４が固定されており、前方ブラケット３８の軸挿通穴１６０と軸受部材１６４の軸穴１６２とに、支持軸１６６が挿通されることで、操舵力伝達装置１２は、その支持軸１６６を中心に揺動可能に支持される。

一方、コラムセクション５０は、Ｂ.Ａ.ＢＫＴ４０に保持され、そのＢ.Ａ.ＢＫＴ４０がステアリングサポート３６に取り付けられている。詳しく説明すれば、図６に示すように、Ｂ.Ａ.ＢＫＴ４０は、アッパチューブ６６に固定された被保持部材１７０を保持する保持部材１７２と、その保持部材１７２に固定されてステアリングサポート３６に取り付けられる取付プレート１７４とを有しており、その取付プレート１７４に設けられたスロット１７６を利用してステアリングサポート３６に締結されている。被保持部材１７０，保持部材１７２には、それぞれ長穴１７８，１８０が穿設され、それらにはロッド１８２が貫通しており、図では省略するが、そのロッド１８２を利用して保持部材１７２が被保持部材１７０を挟持するようにされている。この挟持力によって、アッパチューブ６６の変位が禁止される構造とされている。操作レバー１８４を操作することによって、その挟持力を弱めることが可能とされており、挟持力が弱められた状態では、ロッド１８２の長穴１７８に沿った移動が許容されることで、アッパチューブ６６のロアチューブ６８に対する軸線方向の移動が、アッパシャフト５８のロアシャフト６０に対する軸線方向の移動とともに許容され、コラムセクション５０の伸縮が許容される。また、ロッド１８２の長穴１８０に沿った移動が許容されることで、前方ブラケット３８に挿通された支持軸１６６を中心とした操舵力伝達装置１２の揺動が許容されることになる。つまり、本操舵力伝達装置１２は、そのような構造のチルト・テレスコピック機構１８６を備えているのである。

車両の衝突に起因して運転者がステアリングホイール１０に二次衝突した場合には、Ｂ.Ａ.ＢＫＴ４０がステアリングサポート３６から離脱するとともに、コラムセクション５０が収縮させられる。本操舵力伝達装置１２には、二次衝突の衝撃を吸収する衝撃吸収機構１８７が設けられており、ステアリングコラム５６の収縮に伴ってＥＡプレート１８８が変形させられることによって、二次衝突の衝撃が効果的に吸収される。

＜回転伝達機構の機能＞
本操舵力伝達装置１２においては、互いの軸線が平行にズレた状態で配設された２本のシャフト６０，８８が、上記回転伝達機構によって連結されていることから、ロアシャフト６０の回転位相と入力側シャフト８８の回転位相とがズレて、それら２本のシャフト６０，８８の回転位相の差である回転位相差が変化するものとされている。以下に、具体的に図を用いて説明する。

図７に、ロアシャフト６０の円形フランジ部６４とその円形フランジ部６４に連結される入力側シャフト８８とその円形フランジ部６４に形成された径方向溝１５０に係合する係合部としてのローラ１２２，テフロンリング１４０等との断面図（図３のＢ−Ｂ’断面図に相当する）を示す。図７（ａ）は、ステアリングホイール１０が車輪の転舵中立位置に対応する位置、つまり、中立操作位置にあるときの状態を、図７（ｂ）は、ステアリングホイール１０が中立操作位置から左旋回方向に９０゜回転操作された位置にあるときの状態を、図７（ｃ）は、ステアリングホイール１０が中立操作位置から右旋回方向に９０゜回転操作された位置にあるときの状態を、図７（ｄ）は、ステアリングホイール１０が中立操作位置から右、若しくは左旋回方向に１８０゜回転操作された位置にあるときの状態を、それぞれ示している。

図から解るように、ステアリングホイール１０が中立操作位置から右、若しくは左旋回方向に９０゜回転操作された場合には、ロアシャフト６０は自身の回転軸線を中心に９０°回転するが、入力側シャフト８８は自身の回転軸線を中心に９０°までは回転せずに、入力側シャフト８８の回転角は９０°未満となる。そして、ステアリングホイール１０が、さらに回転操作されて、中立操作位置から右、若しくは左旋回方向に１８０゜回転操作された場合に、ロアシャフト６０および入力側シャフト８８は共に１８０°回転する。ロアシャフト６０の回転角αと入力側シャフト８８の回転角βとの関係は、図８に示すように、ステアリングホイール１０が中立操作位置から１８０°未満回転操作される場合には、入力側シャフト８８の回転角βはロアシャフト６０の回転角αより小さく、ステアリングホイール１０が中立操作位置から１８０°回転操作されると、入力側シャフト８８の回転角βがロアシャフト６０の回転角αと同じとなる。つまり、ロアシャフト６０の回転位相が、ロアシャフト６０の回転位相と入力側シャフト８８の回転位相とが一致する特定回転位相となる場合、具体的にいえば、ロアシャフト６０の回転角αが０°若しくは１８０°となる場合には、各回転角α，βがともに同じとなり、回転位相差は０となる。一方、ロアシャフト６０の回転角αが０°から１８０°に変化する間に、回転位相差は徐々に増加し、ある回転角からは逆に、徐々に減少し、０となるのである。この場合の２本のシャフト６０，８８のギヤ比（ｄβ／ｄα）、つまり、ロアシャフト６０の回転速度（ｄα／ｄｔ）に対する入力側シャフト８８の回転速度（ｄβ／ｄｔ）の比（ｄβ／ｄα）は、図９に示すように、ロアシャフト６０の回転角αに応じて変化する。

図から解るように、ロアシャフト６０の回転角αが０°の場合には、ギヤ比（ｄβ／ｄα）は最も小さく、ロアシャフト６０の回転角αが大きくなるにつれてギヤ比（ｄβ／ｄα）は大きくなる。つまり、本操舵力伝達装置１２においては、ステアリングホイール１０の操作角が小さい場合においては、穏やかで安定感のあるハンドリングが実現され、ステアリングホイール１０の操作角が大きくなるにつれて、レスポンスの良いハンドリングが実現されるのである。なお、本システムにおいては、ステアリングホイール１０の操作範囲が、図示を省略する操作範囲制限機構によって、中立操作位置から左右約１８０゜に制限されている。

ちなみに、図９の縦軸に示されているｅは、ローラ１２２が径方向溝１５０に係合する位置の入力側シャフト８８の回転軸線からのオフセット量Ｌ（図５）に対する入力側シャフト８８の回転軸線とロアシャフト６０の回転軸線とのズレ量ｄ（図５）の比率であり、ステアリングホイール１０の操作フィーリングを左右するものとなっている。

＜本操舵力伝達装置の特徴＞
上記操舵力伝達装置１２においては、ローラ１２２，Ｏリング１３８，テフロンリング１４０によって構成される係合部が、Ｏリング１３８およびテフロンリング１４０によって、径方向溝１５０にガタつきなく係合されている。一方、Ｏリング，テフロンリングを備えない円筒形状のローラを径方向溝に係合する構造の操舵力伝達装置を考えてみる。このような構造の操舵力伝達装置においては、係合部としてのローラと径方向溝の有する１対の側壁面との間にクリアランス（隙間）が存在し、そのクリアランスに起因して走行時に異音、振動等が発生する虞がある。また、ステアリングホイール１０の切り始め，切り返し時等には、そのクリアランスのため、ローラと１対の側壁面の一方とが接触するまでは、ステアリングホイール１０の操舵トルクは生じない。具体的に言えば、例えば、車両直進時にステアリングホイール１０を中立操作位置から右、若しくは左旋回方向に回転操作された場合には、図１０（ａ）に示すように、ステアリングホイール１０の操作角が小さい間は、ローラが側壁面に接触しないため、操舵トルクは０となり、ローラが側壁面に接触した後に操舵トルクが大きくなる。このため、運転者がステアリングホイール１０の操作フィーリングに違和感を感じる虞がある。

本操舵力伝達装置１２においては、ステアリングホイール１０が回転操作されない状態では、Ｏリング１３８の弾性力によってテフロンリング１４０が１対の側壁面１５２に接触している。そして、ステアリングホイール１０が回転操作されてメインシャフト５４の回転トルクが大きくなると、Ｏリング１３８の変形量が大きくなり、テフロンリング１４０が周方向溝１３６に入り込む。このため、例えば、車両直進時にステアリングホイール１０を中立操作位置から右、若しくは左旋回方向に回転操作された場合には、図１０（ｂ）に示すように、ステアリングホイール１０の操作角が小さい間は、テフロンリング１４０が弾性力によって付勢された状態で１対の側壁面１５２の接触しているが、ローラ１２２は側壁面１５２に接触していないため、Ｏリング１３８のばね定数に応じて操舵トルクが大きくなる。そして、ステアリングホイール１０が回転操作されてメインシャフト５４の回転トルクがある程度大きくなると、テフロンリング１４０が周方向溝１３６に入り込んで、ローラ１２２の外周面が側壁面１５２に接触することでメインシャフト５４の回転トルクが伝達される。

本操舵力伝達装置１２においては、上述したように、ローラ１２２の１対の側壁面１５２と間でのガタつきが防止されており、そのガタに起因する走行時の異音，振動等を抑制するとともに、ステアリングホイール１０の操作フィーリングを向上させている。ちなみに、テフロンリング１４０を付勢する力、つまり、弾性力が大きいほど、ガタ対策の効果は高くなる。Ｏリングは変形量が大きくなるほどばね定数も大きくなるという特性があることから、本操舵力伝達装置１２において、Ｏリング１３８は、ステアリングホイール１０が回転操作されない場合においてもある程度変形した状態で周方向溝１３６において保持されている。

ローラ１２２は、テフロンリング１４０がＯリング１３８の弾性力によって付勢された状態で径方向溝１５０に係合されている。このため、装置の製作時においてローラ１２２を径方向溝１５０の開口を超えてその係方向溝１５０に組み付ける際に、テフロンリング１４０の外周部に形成された傾斜面１５６と１対の側壁面１５４の開口部１５４とが当接する。本操舵力伝達装置１２においては、図４に示すように、傾斜面１５６と開口部１５４とは互いに合致するテーパ部とされており、装置の製作時においてローラ１２２を円滑に径方向溝１５０に係合させることが可能とされている。また、ローラ１２２は、段付円筒部材１２４に環状部材１２６を圧入する構造とされている。このため、ローラ１２２の製作時には、段付円筒部材１２４の円筒面１３０にＯリング１３８を配設するとともに、そのＯリング１３８にテフロンリング１４０を外嵌させた後に、段付円筒部材１２４に環状部材１２６を圧入することができるため、Ｏリング１３８およびテフロンリング１４０をローラ１２２に組み付け易くされている。

また、テフロンリング１４０は、Ｏリング１３８の弾性力によって付勢された状態で１対の側壁面１５２と摺接している。このため、テフロンリング１４０がローラ１２２の外周面と側壁面１５２との間に噛み込まれ、メインシャフト５４の回転が適切に出力シャフト１８に伝達されない虞がある。本操舵力伝達装置１２においては、ローラを構成する環状部材１２６は、段付円筒部材１２４の圧入円筒面１３４に圧入されてはいるが、段付円筒部材１２４に溶接等はされておらず、環状部材１２６にある大きさを超える力、具体的に言えば、５０００Ｎを超える力が作用した場合に、環状部材１２６が段付円筒部材１２４から離脱するものとされている。したがって、本操舵力伝達装置１２においては、ステアリングホイール１０の回転操作時のテフロンリング１４０のローラ１２２の外周面と側壁面１５２との間への噛み込みが防止されている。なお、環状部材１２６の外径は段付円筒部材１２４の大径円筒面１２８の外径より小さくされているため、ローラ１２２が側壁面１５２に接触しても、環状部材１２６は側壁面１５２には接触しない。このため、テフロンリング１４０の噛み込み時等を除いて、環状部材１２６に大きな力が作用しないようにされている。

環状部材１２６が段付円筒部材１２４から離脱した場合には、その環状部材１２６はローラ１２２の円環プレート１１６側に設けられていることから、ローラ１２２と円環プレート１１６との間に位置することになる。このため、環状部材１２６が段付円筒部材１２４から離脱しても、環状部材１２６がローラ１２２の径方向溝１５０内の移動を妨げる虞は低いため、回転伝達機構の機能は担保される。また、環状部材１２６がローラ１２２の円環プレート１１６側に設けられていることから、ローラ１２２の径方向溝１５０への挿入量が少なくされている。詳しく言えば、上述したように、環状部材１２６の外径は段付円筒部材１２４の大径円筒面１２８の外径より小さくされており、環状部材１２６は側壁面１５２には接触しない。このため、環状部材１２６を回転軸線方において開口部１５４より車両後方側に位置させる必要が無いため、ローラ１２２の径方向溝１５０への挿入量が少なくされている。したがって、本操舵力伝達装置１２においては、ローラ１２２の径方向溝１５０への挿入量を少なくした分、装置の全長が短縮されている。

＜変形例＞
上記操舵力伝達装置１２においては、係合部として１つのＯリング１３８および１つのテフロンリングを装着したローラ１２２が採用されているが、複数のＯリングおよび複数のテフロンリングを装着したローラを採用することも可能である。そのような構造の係合部を備えた変形例の操舵力伝達装置２００の回転伝達機構の拡大断面図を図１１に示す。なお、変形例の操舵力伝達装置２００は、係合部を除き、上記操舵力伝達装置１２と同様の構成とされているため、変形例の操舵力伝達装置２００については、回転伝達機構に関する部分のみを図示し、全体の図面を省略することとする。

変形例の操舵力伝達装置２００の備えるローラ２０２は、段付円筒部材２０４と２つの環状部材２０６，２０８とから構成されており、環状部材２０６が段付円筒部材２０４の中間部に圧入され、環状部材２０８が段付円筒部材２０４の車両前方側端部に圧入されている。ローラ２０２の外周部には、段付円筒部材２０４と２つの環状部材２０６，２０８とによって区画される周方向溝２１０と、段付円筒部材２０４と環状部材２０６とによって区画される周方向溝２１２とが形成されている。周方向溝２１０内にはＯリング２１４が設けられており、周方向溝２１２内にはＯリング２１４より径の小さいＯリング２１６が設けられている。Ｏリング２１４にはテフロンリング２１８が外嵌されており、Ｏリング２１６にはテフロンリング２２０が外嵌されている。２つのＯリング２１４，２１６の各々は弾性変形させられており、２つのテフロンリング２１８，２２０の各々が弾性力によって付勢された状態で１対の側壁面２２２に接触している。

変形例の操舵力伝達装置２００においても、上記操舵力伝達装置１２と同様に、ローラ２０２の１対の側壁面２２２の間でのガタつきが防止されており、そのガタに起因する走行時の異音，振動等を抑制するとともに、ステアリングホイール１０の操作フィーリングを向上させている。また、変形例の操舵力伝達装置２００においては、Ｏリング２１６のばね定数はＯリング２１４のばね定数より小さくされており、周方向溝２１２において保持されるＯリング２１６の変形量は周方向溝２１０において保持されるＯリング２１４の変形量より大きくされている。このため、例えば、車両直進時にステアリングホイール１０を中立操作位置から右、若しくは左旋回方向に回転操作された場合において、ステアリングホイール１０の操作角と操舵トルクとの関係は、図１２に示すように変化する。図から解るように、変形例の操舵力伝達装置２００においては、ローラ２０２が側壁面２２２に接する際の操舵トルクの変化が少なくなり、ステアリングホイール１０の操作フィーリングが一層向上している。

請求可能発明の実施例である車両用操舵力伝達装置を備えた車両用ステアリングシステムを示す模式図である。 図１の車両用ステアリングシステムの備える車両用操舵力伝達装置を示す断面図である。 車両用操舵力伝達装置の備えるＥＰＳセクションを示す断面図である。 図３に示すＡＡ’線における断面図である。 図３に示すＢＢ’線における断面図である。 車両用操舵力伝達装置の備えるコラムセクションを保持するブレークアウェイブラケットを示す斜視図である。 ステアリングホイールが回転操作される際の図３に示すＢＢ’線における断面図である。 操作部材側シャフトの回転角と転舵装置側シャフトの回転角との関係を示すグラフである。 操作部材側シャフトの回転角に応じて変化する操作部材側シャフトと転舵装置側シャフトとのギヤ比を示すグラフである。 係合部と側壁面との間にガタがある状態でのステアリングホイールの操作角と操舵トルクとの関係、および、図２に示す車両用操舵力伝達装置におけるステアリングホイールの操作角と操舵トルクとの関係を示すグラフである。 変形例の車両用操舵力伝達装置の備える回転伝達機構を示す断面図である。 変形例の車両用操舵力伝達装置におけるステアリングホイールの操作角と操舵トルクとの関係を示すグラフである。

符号の説明

１０：ステアリングホイール（ステアリング操作部材） １２：車両用操舵力伝達装置 １４：転舵装置 １８：出力シャフト（第１シャフト）（第１シャフト本体部） ５４：メインシャフト（第２シャフト） ５８：アッパシャフト（第２シャフト本体部） ６２：シャフト本体部（第２シャフト本体部） ６４：円形フランジ部（第２シャフト鍔部） ８６：出力側シャフト（第１シャフト本体部） ８８：入力側シャフト（第１シャフト本体部） １１６：円環プレート（第１シャフト鍔部） １２２：ローラ（基体）（突出部）（係合部）（回転伝達機構） １２４：段付円筒部（第１円筒部材） １２６：環状部材（第２円筒部材） １２８：大径円筒面（外周面） １３０：小径円筒面 １３２：段差面 １３６：周方向溝（小径部） １３８：Ｏリング（弾性体） １４０：テフロンリング（低摩擦部材） １５０：径方向溝（案内通路）（回転伝達機構） １５２：１対の側壁面 １５４：開口部（テーパ部） １５６：傾斜面（縁部）（テーパ部） ２００：車両用操舵量伝達装置 ２０２：ローラ（基体）（突出部）（係合部）（回転伝達機構） ２１４：Ｏリング（弾性体） ２１６：Ｏリング（弾性体） ２１８：テフロンリング（低摩擦部材） ２２０：テフロンリング（低摩擦部材） ２２２：１対の側壁面

Claims (10)

1. 運転者によって操作されるステアリング操作部材と車輪を転舵する転舵装置との一方に一端部が連結され、回転可能に配設された第１シャフトと、
   前記ステアリング操作部材と前記転舵装置との他方に一端部が連結され、前記第１シャフトの回転軸線と自身の回転軸線とが平行でありかつそれら回転軸線が所定距離だけズレた状態で回転可能に配設された第２シャフトと、
   (A) 前記第１シャフトの他端部において、その第１シャフトの回転軸線からその第１シャフトの径方向に前記所定距離より離れた位置に設けられた係合部と、(B) 前記第２シャフトの他端部において、その第２シャフトの径方向に延びるようにして設けられ、前記第１シャフトの係合部を係合させるとともに、その係合部の前記第２シャフトの径方向における移動を許容する案内通路とを含んで構成され、前記第１シャフトと前記第２シャフトとの一方の回転によって、その第１シャフトおよび第２シャフトのそれぞれの回転位相の差である回転位相差を変化させつつ、他方が回転するように構成された回転伝達機構と
   を備えた車両用操舵力伝達装置であって、
   前記第１シャフトが、(i) それの本体部である第１シャフト本体部と、(ii) その第１シャフト本体部の前記第２シャフト側の端部において、その第１シャフト本体部と一体的に設けられ、その第１シャフト本体部から前記第１シャフトの径方向に突出する第１シャフト鍔部と、(iii) 前記第１シャフトの回転軸線からその第１シャフトの径方向に前記所定距離より離れた位置において、前記第１シャフト鍔部から、前記第１シャフトおよび前記第２シャフトの回転軸線の延びる方向である回転軸線方向における前記第２シャフトの側に向って突出し、前記回転伝達機構の係合部として機能する突出部とを有し、
   前記第２シャフトが、(i) それの本体部である第２シャフト本体部と、(ii) その第２シャフト本体部の前記第１シャフト側の端部において、その第２シャフト本体部と一体的に設けられ、その第２シャフト本体部から前記第２シャフトの径方向に突出する第２シャフト鍔部と、(iii) その第２シャフト鍔部において、その第２シャフト鍔部の前記第１シャフト側の端面に開口するとともに前記第２シャフトの径方向に延びるように設けられ、前記第１シャフトの突出部が嵌り入るとともにその突出部を挟む１対の側壁面を有し、前記回転伝達機構の案内通路として機能する径方向溝とを有し、
   前記第１シャフトの突出部が、(i) 前記第１シャフト鍔部に対して、前記回転軸線方向に延びる回転軸線回りに回転可能とされた基体と、(ii) その基体に保持された弾性体と、(iii) その弾性体に支持され、その弾性体の弾性力によって付勢された状態で前記径方向溝の１対の側壁面の両方に接する低摩擦部材とを有することを特徴とする車両用操舵力伝達装置。
2. 前記基体が円筒状の外周面を有する形状とされ、前記弾性体が前記基体の外周部において保持される円環状をなし、かつ、前記低摩擦部材が前記弾性体に外嵌された円環状をなす請求項１に記載の車両用操舵力伝達装置。
3. 前記基体がそれの外周部に外周面より小径の小径円筒面を持つ小径部を有し、前記弾性体が、その小径部において保持されている請求項２に記載の車両用操舵力伝達装置。
4. 前記第１シャフトと前記第２シャフトとの一方の回転によって他方が回転する際に、前記第１シャフトと第２シャフトとの一方から他方に伝達される回転トルクが大きい場合に、前記低摩擦部材の一部が前記基体の小径部に入り込み、前記突出部が、前記基体の外周面の少なくとも一部が前記１対の側壁面の一方に接触した状態で転動するように構成された請求項３に記載の車両用操舵力伝達装置。
5. 前記小径部が、前記小径円筒面と、その小径円筒面と前記基体の外周面とをつなぐ１対の段差面とによって区画された円環状の溝であり、
   前記基体が、前記１対の段差面の一方と前記小径円筒面とを画定する段付形状の第１円筒部材と、前記１対の段差面の他方を画定する第２円筒部材とを有し、前記第１円筒部材と前記第２円筒部材とが同軸的に設けられるとともに固定される構造とされた請求項４に記載の車両用操舵力伝達装置。
6. 前記基体が、
   前記第１円筒部材と前記第２円筒部材との一方の外周面の外径が他方の外周面の外径より小さい構造とされた請求項５に記載の車両用操舵力伝達装置。
7. 前記基体が、
   前記第１円筒部材と第２円筒部材との一方にある大きさを超える力が作用した場合に、前記第１円筒部材と前記第２円筒部材との固定が解除され、前記第１円筒部材と第２円筒部材との一方が前記基体から離脱する構造とされた請求項６に記載の車両用操舵力伝達装置。
8. 前記第１円筒部材と第２円筒部材との一方が、他方より前記第１シャフト鍔部に近い位置に設けられた請求項６または請求項７に記載の車両用操舵力伝達装置。
9. 前記基体が、それの外周部に前記小径部を含む複数の小径部を有し、
   前記突出部が、(i)前記弾性体を含み、前記複数の小径部の各々において保持される円環状の複数の弾性体と、(ii)前記低摩擦部材を含み、前記複数の弾性体の各々に外嵌される円環状の複数の低摩擦部材とを有する請求項３ないし請求項８のいずれか１つに記載の車両用操舵力伝達装置。
10. 前記１対の側壁面の前記径方向溝の開口に位置する部分と、前記低摩擦部材の外周面の前記回転軸線方向における前記第２シャフト側の縁部との少なくとも一方が、テーパ部とされた請求項２ないし請求項９のいずれか１つに記載の車両用操舵力伝達装置。

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