JP5971381B2 - ステアリング装置の設計支援装置及びステアリング装置設計支援方法 - Google Patents

Description

本発明は、車両のステアリング装置の設計を支援するステアリング装置の設計支援装置及びステアリング装置設計支援方法に関するものである。

ステアリング装置は、ハンドルの操作で回転するステアリングシャフトの動きを、ステアリングギヤの入力軸であるピニオンシャフトに伝達している。伝達されたステアリングギヤの動きによって車輪の方向が変更される。一般的に、ステアリングシャフトの回転軸とピニオンシャフトの軸とは互いに同一直線上に設けることができない。そこで、ユニバーサルジョイントを介してステアリングシャフトとステアリングギヤとの間にインターミディエイトシャフトを設け、インターミディエイトシャフトの端部とステアリングシャフトとを結合している。また、ユニバーサルジョイントを介してインターミディエイトシャフトの端部とピニオンシャフトの端部とを結合している。２つのユニバーサルジョイントとインターミディエイトシャフトとの存在により、同一直線上に存在しないステアリングシャフトとステアリングギヤの入力軸との間で、動力伝達が行われる。

インターミディエイトシャフトは、ステアリングシャフトとピニオンシャフトとの間の３次元空間に配置される。ステアリングシャフト及びピニオンシャフトの回転の角速度が等速となるために、インターミディエイトシャフトモジュールの配置は、ステアリングシャフトの回転軸とインターミディエイトシャフトの回転軸とのなす角と、ステアリングギヤの軸とインターミディエイトシャフトの回転軸とのなす角とが等しくされるように配置する必要がある。また、近年、車両の車輪を操舵するステアリング装置は、シミュレーション技術を活用して設計されている。例えば、特許文献１から特許文献３に記載された技術がある。

特開２００４−１７５２４９号公報 特開２００８−１９７８９９号公報 特開２００８−２６９０８０号公報

ところで、インターミディエイトシャフトは、ステアリングシャフトとピニオンシャフトとの間のジョイント長と、インターミディエイトシャフトを構成するチューブヨークとシャフトヨークとが連結する嵌合長の条件とを考慮する必要があり、条件が異なる毎に設計労力が必要とされている。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、チューブヨーク及びシャフトヨークの既存部品を活用し、インターミディエイトシャフトを有するステアリング装置の設計を支援するステアリング装置の設計支援装置及びステアリング装置設計支援方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し目的を達成するために、ステアリング装置の設計支援装置は、チューブヨークと、前記チューブヨークと連結するシャフトヨークとを含むインターミディエイトシャフトモジュールの設計を支援するステアリング装置の設計支援装置であって、前記インターミディエイトシャフトモジュールがコラムヨークと接続する第１の接続基準点と、前記インターミディエイトシャフトモジュールがピニオン側ヨークと接続する第２の接続基準点との間の距離であるジョイント長と、前記チューブヨークと前記シャフトヨークとが連結する嵌合長の条件となる嵌合仕様を含む情報と、既に設計された前記チューブヨークの既存部品の情報と、既に設計された前記シャフトヨークの既存部品の情報と、を少なくとも記憶する記憶手段と、前記ジョイント長に収まる前記チューブヨークの候補部品を前記チューブヨークの既存部品の情報から抽出し、かつ前記ジョイント長に収まる前記シャフトヨークの候補部品を前記チューブヨークの既存部品の情報から抽出する候補部品抽出手段と、前記第１の接続基準点及び前記第２の接続基準点の間に配置される、前記チューブヨークの候補部品と前記シャフトヨークの候補部品とを組み合わせた嵌合長が前記嵌合仕様を満たす場合、前記チューブヨークの候補部品と前記シャフトヨークの候補部品との組み合わせを前記記憶手段が記憶するための指令を演算する演算手段と、前記演算手段で演算された前記指令があることを示す指標を表示する表示手段と、を含むことを特徴とする。

この構成により、チューブヨーク及びシャフトヨークの既存部品を最大限活用したチューブヨークの候補部品とシャフトヨークの候補部品との組み合わせを選択することを支援できる。設計者は、チューブヨーク及びシャフトヨークの数多くの既存部品の中から、ジョイント長と、嵌合長の条件に適合するチューブヨークの候補部品とシャフトヨークの候補部品との組み合わせを選択することができる。

本発明の望ましい態様として、前記表示手段は、前記チューブヨークの候補部品と前記シャフトヨークの候補部品とを組み合わせた嵌合長が前記嵌合仕様を満たさない場合、前記指標を表示しないことが好ましい。

この構成により、ジョイント長と、嵌合長の条件に適合しないチューブヨークの候補部品とシャフトヨークの候補部品との組み合わせを設計者が選択することを防止することができる。

本発明の望ましい態様として、前記記憶手段は、前記チューブヨークと前記シャフトヨークとの嵌め合いが解除され、前記シャフトヨークが前記チューブヨーク内で移動できる距離である衝突時収縮長の条件である衝突時収縮長仕様を記憶し、前記表示手段は、前記チューブヨークの候補部品と前記シャフトヨークの候補部品とを組み合わせた衝突時収縮長が前記衝突時収縮長仕様を満たさない場合、前記指標を表示しないことが好ましい。

この構成により、衝突時収縮長の条件に適合しないチューブヨークの候補部品とシャフトヨークの候補部品との組み合わせを設計者が選択することを防止することができる。

本発明の望ましい態様として、前記表示手段は、前記候補部品抽出手段により抽出された前記チューブヨークの候補部品又は前記シャフトヨークの候補部品を選択する入力手段の選択情報に連動して、前記チューブヨークの候補部品又は前記シャフトヨークの候補部品の図を前記第１の接続基準点及び前記第２の接続基準点の間に表示することが好ましい。

この構成により、チューブヨークの候補部品とシャフトヨークの候補部品との組み合わせを設計者に確認させる支援を行うことができる。

本発明の望ましい態様として、前記表示手段は、前記指標を受け付けて記憶手段が記憶した前記チューブヨークの候補部品と前記シャフトヨークの候補部品との組み合わせの情報を、前記ステアリング装置が搭載される車両の前後、上下及び左右方向が定められている３次元空間に表示することが好ましい。

この構成により、設計者がチューブヨークとシャフトヨークとの候補部品同士の組み合わせを立体的に把握する支援を行うことができる。

本発明の望ましい態様として、前記演算手段は、前記指令に基づいて記憶された前記チューブヨークの候補部品と前記シャフトヨークの候補部品との複数の候補部品同士の組み合わせに対して、前記記憶手段に記憶する優先順序情報に従って候補部品同士の組み合わせを選択する順序を付与することが好ましい。

この構成により、チューブヨークの候補部品とシャフトヨークの候補部品との組み合わせが複数ある場合、候補部品同士の組み合わせの中からコスト等のより条件のよい組み合わせを選択する支援を行うことができる。

上述した課題を解決し目的を達成するために、ステアリング装置設計支援方法は、チューブヨークと、前記チューブヨークと連結するシャフトヨークとを含むインターミディエイトシャフトモジュールの設計をコンピュータが支援するステアリング装置設計支援方法であって、前記インターミディエイトシャフトモジュールがコラムヨークと接続する第１の接続基準点と、前記インターミディエイトシャフトモジュールがピニオン側ヨークとに接続する第２の接続基準点との間の距離であるジョイント長の情報を取得するジョイント長情報取得ステップと、前記チューブヨークと前記シャフトヨークとが連結する長さである嵌合長の条件である嵌合長仕様の情報を取得する嵌合長情報取得ステップと、既に設計された前記チューブヨークの既存部品の情報と、既に設計された前記シャフトヨークの既存部品の情報とを取得し、前記ジョイント長情報取得ステップで取得した前記ジョイント長に収まる前記チューブヨークの候補部品を前記チューブヨークの既存部品の情報から抽出し、かつ前記ジョイント長情報取得ステップで取得した前記ジョイント長に収まる前記シャフトヨークの候補部品を前記チューブヨークの既存部品の情報から抽出する候補部品抽出ステップと、候補部品抽出ステップにおいて抽出される、前記チューブヨークの候補部品と前記シャフトヨークの候補部品とを組み合わせた嵌合長が嵌合長情報取得ステップにおいて取得した嵌合長仕様を満たす場合、前記チューブヨークの候補部品と前記シャフトヨークの候補部品とを組み合わせを記憶する指令を演算するステップと、を含むことを特徴とする。

この方法により、チューブヨーク及びシャフトヨークの既存部品を最大限活用したチューブヨークの候補部品とシャフトヨークの候補部品との組み合わせを選択することを支援できる。設計者は、チューブヨーク及びシャフトヨークの数多くの既存部品の中から、ジョイント長と、嵌合長の条件に適合するチューブヨークの候補部品とシャフトヨークの候補部品との組み合わせを選択することができる。

本発明の望ましい態様として、前記演算ステップにおいて、前記チューブヨークと前記シャフトヨークとの嵌め合いが解除され、前記シャフトヨークが前記チューブヨーク内で移動できる距離である衝突時収縮長が、車両の制約条件である衝突時収縮長仕様を満たさない場合、前記チューブヨークの候補部品と前記シャフトヨークの候補部品との組み合わせを記憶する指令を演算しないことが好ましい。

この方法により、衝突時収縮長の条件に適合しないチューブヨークの候補部品とシャフトヨークの候補部品との組み合わせを設計者が選択することを防止することができる。

本発明の望ましい態様として、前記指令により記憶した、前記チューブヨークの候補部品と前記シャフトヨークの候補部品との複数の候補部品同士の組み合わせに対して、優先する候補部品の組み合わせを決定する優先候補部品決定ステップをさらに含むことが好ましい。

この方法により、チューブヨークの候補部品とシャフトヨークの候補部品との組み合わせが複数ある場合、候補部品同士の組み合わせの中からコスト等のより条件のよい組み合わせを選択する支援を行うことができる。

本発明の望ましい態様として、前記指令により記憶した、前記チューブヨークの候補部品と前記シャフトヨークの候補部品との組み合わせの情報を、前記ステアリング装置が搭載される車両の前後、上下及び左右方向が定められている３次元空間に表示する表示ステップをさらに含むことが好ましい。

この方法により、設計者がチューブヨークとシャフトヨークとの候補部品同士の組み合わせを立体的に把握する支援を行うことができる。

本発明によれば、チューブヨーク及びシャフトヨークの既存部品を活用し、インターミディエイトシャフトを有するステアリング装置の設計を支援するステアリング装置の設計支援装置及びステアリング装置設計支援方法を提供することができる。

図１は、本実施形態のステアリング装置の設計支援装置の構成を示す図である。 図２は、車両に搭載されたステアリング装置の概略構成を示す模式図である。 図３は、インターミディエイトシャフトモジュールの一例を示す図である。 図４は、チューブヨークの一例とシャフトヨークの一例とを示す図である。 図５は、実施形態１に係るステアリング装置の設計支援装置の処理の手順を示すフローチャートである。 図６は、設計情報入力画面の一例を示す図である。 図７は、ジョイント長と嵌合長との関係の一例を示す図である。 図８−１は、チューブヨークの既存部品の情報の一例を示す図である。 図８−２は、シャフトヨークの既存部品の情報の一例を示す図である。 図８−３は、チューブヨークの候補部品の一例を示す図である。 図８−４は、シャフトヨークの候補部品の一例を示す図である。 図９は、入力手段の一例を示す図である。 図１０は、出力表示画面の初期画面の一例を示す図である。 図１１−１は、チューブヨークの候補部品の一例を表示する出力表示画面の説明図である。 図１１−２は、チューブヨークの候補部品の一例を表示する出力表示画面の説明図である。 図１１−３は、チューブヨークの候補部品の一例を表示する出力表示画面の説明図である。 図１１−４は、チューブヨークの候補部品の一例を表示する出力表示画面の説明図である。 図１２−１は、シャフトヨークの候補部品の一例を表示する出力表示画面の説明図である。 図１２−２は、シャフトヨークの候補部品の一例を表示する出力表示画面の説明図である。 図１２−３は、シャフトヨークの候補部品の一例を表示する出力表示画面の説明図である。 図１２−４は、シャフトヨークの候補部品の一例を表示する出力表示画面の説明図である。 図１２−５は、シャフトヨークの候補部品の一例を表示する出力表示画面の説明図である。 図１２−６は、シャフトヨークの候補部品の一例を表示する出力表示画面の説明図である。 図１２−７は、シャフトヨークの候補部品の一例を表示する出力表示画面の説明図である。 図１３−１は、チューブヨークとシャフトヨークとの候補部品同士の組み合わせの一例を表示する出力表示画面の説明図である。 図１３−２は、チューブヨークとシャフトヨークとの候補部品同士の組み合わせの一例を表示する出力表示画面の説明図である。 図１３−３は、チューブヨークとシャフトヨークとの候補部品同士の組み合わせの一例を表示する出力表示画面の説明図である。 図１３−４は、チューブヨークとシャフトヨークとの候補部品同士の組み合わせの一例を表示する出力表示画面の説明図である。 図１３−５は、チューブヨークとシャフトヨークとの候補部品同士の組み合わせの一例を表示する出力表示画面の説明図である。 図１３−６は、チューブヨークとシャフトヨークとの候補部品同士の組み合わせの一例を表示する出力表示画面の説明図である。 図１３−７は、チューブヨークとシャフトヨークとの候補部品同士の組み合わせの一例を表示する出力表示画面の説明図である。 図１４は、衝突時収縮長の算出結果を表示する出力表示画面の一例を示す図である。 図１５は、実施形態２に係るステアリング装置の設計支援装置の処理の手順を示すフローチャートである。 図１６は、チューブヨークとシャフトヨークとの候補部品同士の組み合わせのデータテーブルの一例を示す図である。 図１７−１は、チューブヨークの候補部品のコストデータテーブルの一例を示す図である。 図１７−２は、シャフトヨークの候補部品のコストデータテーブルの一例を示す図である。 図１８は、チューブヨークとシャフトヨークとの候補部品同士の組み合わせの優先順序を示す順序データテーブルの一例を示す図である。 図１９は、実施形態３に係るステアリング装置の設計支援装置の処理の手順を示すフローチャートである。 図２０は、実施形態４に係るステアリング装置の設計支援装置の処理の手順を示すフローチャートである。

本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発明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。また、実施形態に記載された装置、システム、方法及び変形例は、当業者自明の範囲内にて任意に組み合わせが可能である。

（実施形態１）
図１は、本実施形態のステアリング装置の設計支援装置の構成を示す図である。図１に示すように、ステアリング装置の設計支援装置１は、入力装置２と、表示装置３と、制御装置４と、外部記憶装置５と、を備えている。

入力装置２は、マウス、キーボード等であり、ユーザである設計者の入力操作、選択操作を受け付け、入力信号を制御装置４に出力する。表示装置３は、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）、液晶ディスプレイ等の画像を表示する装置である。

制御装置４は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）等のコンピュータであり、入力インターフェース４ａと、出力インターフェース４ｂと、ＣＰＵ（Central Processing Unit）４ｃと、ＲＯＭ（Read Only Memory）４ｄと、ＲＡＭ（Random Access Memory）４ｅと、内部記憶装置４ｆと、を含んでいる。入力インターフェース４ａ、出力インターフェース４ｂ、ＣＰＵ４ｃ、ＲＯＭ４ｄ、ＲＡＭ４ｅ及び内部記憶装置４ｆは、内部バスで接続されている。

入力インターフェース４ａは、入力装置２からの入力信号を受け取り、ＣＰＵ４ｃに出力する。出力インターフェース４ｂは、ＣＰＵ４ｃから画像信号を受け取り、表示装置３に出力する。

ＲＯＭ４ｄには、ＢＩＯＳ（Basic Input Output System）等のプログラムが記憶されている。内部記憶装置４ｆは、例えばＨＤＤ（Hard Disk Drive）やフラッシュメモリ等であり、オペレーティングシステムプログラムやアプリケーションプログラムを記憶している。ＣＰＵ４ｃは、演算手段であり、ＲＡＭ４ｅをワークエリアとして使用しながらＲＯＭ４ｄや内部記憶装置４ｆに記憶されているプログラムを実行することにより、種々の機能を実現する。

外部記憶装置５は、ＨＤＤやサーバ等である。外部記憶装置５がサーバである場合、外部記憶装置５は、ＬＡＮ等のネットワークを介して制御装置４と接続されている。なお、外部記憶装置５は、制御装置４から離れた場所に設置されていても良い。

内部記憶装置４ｆ又は外部記憶装置５には、ステアリングを構成し、生産実績がある部品の情報を格納した既存部品データベースが記憶されている。このように、内部記憶装置４ｆ又は外部記憶装置５は、記憶手段となる。

図２は、車両に搭載されたステアリング装置の概略構成を示す模式図である。車両１００は、ステアリング装置１０２と、ステアリング装置１０２の操舵機構１０３と、コントロールユニット１０４と、イグニッションスイッチ１０５と、バッテリ１０６と、車速センサ１０７とを有する。なお、車両１００は、図２に示す構成要素以外にも、エンジン、車輪等、車両として通常通する各種構成要素を有する。図２に示すステアリング装置１０２は電動パワーステアリング装置である。

ステアリング装置１０２は、運転者に操作されるハンドル（ステアリングホイール）１１０と、ハンドル１１０から入力される回転を伝達するステアリングシャフト１２０と、ステアリングシャフト１２０に入力されるトルクとステアリングシャフト１２０の回転角を検出するトルクセンサ１３０と、トルクセンサ１３０により検出されたトルクに基づいて、ステアリングシャフト１２０の回転を補助する補助操舵機構１４０と有する。

ステアリング装置１０２は、ハンドル１１０が操作されることでステアリングシャフト１２０に発生する操舵トルクをトルクセンサ１３０で検出する。さらに、ステアリング装置１０２は、その検出した信号に基づいて、コントロールユニット１０４により電動モータ１６０を駆動制御して補助操舵トルクを発生させてハンドル１１０の操舵力を補助する。

ハンドル１１０に連結されたステアリングシャフト１２０は、運転者の操舵力が作用する入力軸１２０ａとコラム出力軸１２０ｂとを有し、入力軸１２０ａとコラム出力軸１２０ｂとの間にトルクセンサ１３０及び減速ギヤボックス１５０が介装されている。ステアリングシャフト１２０のコラム出力軸１２０ｂに伝達された操舵力は、操舵機構１０３に伝達される。

トルクセンサ１３０は、ハンドル１１０を介して入力軸１２０ａに伝達された操舵力を操舵トルクとして検出するものである。

補助操舵機構１４０は、ステアリングシャフト１２０のコラム出力軸１２０ｂに連結され、コラム出力軸１２０ｂに補助操舵トルクを伝達する。補助操舵機構１４０は、コラム出力軸１２０ｂに連結された減速ギヤボックス１５０と、減速ギヤボックス１５０に連結されかつ補助操舵トルクを発生させる電動モータ１６０と、を含む。

なお、ステアリングシャフト１２０、トルクセンサ１３０及び減速ギヤボックス１５０によりコラムが構成されており、電動モータ１６０は、コラムのコラム出力軸１２０ｂに補助操舵トルクを与える。すなわち、本実施形態における電動パワーステアリング装置は、コラムアシスト式となっている。

ステアリング装置１０２の操舵機構１０３は、ユニバーサルジョイント２０と、インターミディエイトシャフトモジュール１０と、ユニバーサルジョイント３０と、ピニオンシャフト６０と、ステアリングギヤ６１と、タイロッド７０と含む。ステアリング装置１０２から操舵機構１０３に伝達された操舵力は、ユニバーサルジョイント２０、インターミディエイトシャフトモジュール１０及びユニバーサルジョイント３０を介して、ピニオンシャフト６０に伝達される。ピニオンシャフト６０に伝達された操舵力は、ステアリングギヤ６１を介してタイロッド７０に伝達され、図示していない転舵輪を転舵させる。

ステアリングギヤ６１は、ピニオンシャフト６０に連結されたピニオン６１ａと、ピニオン６１ａに噛合するラック６１ｂと、を有するラックアンドピニオン形式として構成され、ピニオン６１ａに伝達された回転運動をラック６１ｂで直進運動に変換している。

コントロールユニット（ＥＣＵ、Electronic Control Unit）１０４は、電動モータ１６０、エンジン等、車両１００の駆動を制御する。コントロールユニット１０４には、イグニッションスイッチ１０５がオンの状態のときに、バッテリ１０６から電力が供給される。コントロールユニット１０４は、トルクセンサ１３０で検出された操舵トルクＱ及び車速センサ１０７で検出された走行速度Ｖに基づいてアシスト指令の補助操舵指令値を算出し、その算出された補助操舵指令値に基づいて電動モータ１６０への供給電流値を制御する。

本実施形態のステアリング装置１０２は、チルト機構及びテレスコピック機構が設けられている。ステアリング装置１０２では、ハンドル１１０のチルト位置、及び、ハンドル１１０の車体前後方向位置が自在とされている。チルト機構及びテレスコピック機構の作用により、ハンドルの位置が変わると、ハンドル位置基準点Ｈが移動する。ハンドル位置基準点Ｈは、ステアリングシャフト１２０の回転中心の軸Ｔ上に位置している。

ステアリングシャフト１２０のコラム出力軸１２０ｂがインターミディエイトシャフトモジュール１０に接続するユニバーサルジョイント２０の接続基準点ＨＪは、ステアリングシャフト１２０の回転中心の軸Ｔ上に位置している。ユニバーサルジョイント２０の接続基準点ＨＪは、インターミディエイトシャフトモジュール１０とユニバーサルジョイント２０とを接続している。ユニバーサルジョイント２０の接続基準点ＨＪは、インターミディエイトシャフトモジュール１０の回転中心の基準軸Ｓ上に位置している。

インターミディエイトシャフトモジュール１０がピニオンシャフト６０に接続するユニバーサルジョイント３０の接続基準点ＧＪは、インターミディエイトシャフトモジュール１０の回転中心の基準軸Ｓ上に位置している。ユニバーサルジョイント３０の接続基準点ＧＪは、ピニオンシャフト６０の回転中心の軸Ｒ上に位置している。ピニオンシャフト６０とステアリングギヤ６１の交点であるステアリングギヤ基準点ＧＣもピニオンシャフト６０の回転中心の軸Ｒ上に位置している。

次に、図３及び図４を使用してインターミディエイトシャフトモジュールについて説明する。図３は、インターミディエイトシャフトモジュールの一例を示す図である。図４は、チューブヨークの一例とシャフトヨークの一例とを示す図である。

図３に示すように、インターミディエイトシャフトモジュール１０は、ステアリングシャフト１２０のコラム出力軸１２０ｂに繋がるコラムヨーク２１と、ピニオンシャフト６０に繋がるピニオン側ヨーク３１との間に配置される。インターミディエイトシャフトモジュール１０は、チューブヨーク１１とシャフトヨーク１４とを有している。

チューブヨーク１１の一端はＵ形状になっており、一対の対向するアーム部１２、１２が設けられている。アーム部１２、１２には、各々のアーム部１２、１２に対向して設けられた一対の軸受孔１３、１３が設けられている。軸受孔１３、１３の孔中心を結んだ揺動軸は、チューブヨーク１１の回転中心となる軸と直交している。揺動軸と軸の交点は、接続基準点ＨＪである。十字軸自由継手４１は、一対のアーム部１２、１２の間に介装されている。そして、チューブヨーク１１の一端は、十字軸自由継手４１を介してコラムヨーク２１と接続されている。また、チューブヨーク１１の他端は、シャフトヨーク１４と接続可能とされている。

また、シャフトヨーク１４の一端はＵ形状となっており、一対の対向するアーム部１５、１５が設けられている。アーム部１５、１５には、各々のアーム部１５、１５に対向して設けられた一対の軸受孔１６、１６が設けられている。軸受孔１６、１６の孔中心を結んだ揺動軸は、チューブヨーク１１の回転中心となる軸と直交している。揺動軸と軸の交点は、接続基準点ＧＪである。十字軸自由継手５１は、一対のアーム部１５、１５の間に介装されている。そして、シャフトヨーク１４の一端は、十字軸自由継手５１を介してピニオン側ヨーク３１と接続されている。また、シャフトヨーク１４の他端は、チューブヨーク１１と接続可能とされている。

図４に示すように、チューブヨーク１１とシャフトヨーク１４とは端部を嵌め合わされている。チューブヨーク１１の回転中心となる軸とシャフトヨーク１４の回転中心となる軸とが一致する軸Ｓとなるように嵌め合わされる。つまり、図３及び図４に示す軸Ｓは、インターミディエイトシャフトモジュール１０の回転中心となる回転軸である。

また、チューブヨーク１１は、チューブヨーク１１の円筒内周側でシャフトヨーク１４と嵌合可能なチューブヨーク嵌合部１１ｊと、チューブヨーク嵌合部１１ｊの始点であるチューブヨーク嵌合始端部１１ａと、チューブヨーク１１の円筒内周側でかつチューブヨーク嵌合部１１ｊの終点であるチューブヨーク嵌合終端部１１ｂと、を含む。チューブヨーク長Ｔｗは、接続基準点ＨＪを基準とした場合のチューブヨーク１１の長さである。

また、シャフトヨーク１４は、シャフトヨーク１４の円筒の外周側でチューブヨーク１１と嵌合可能なシャフトヨーク嵌合部１４ｊと、シャフトヨーク嵌合部１４ｊの始点であるシャフトヨーク嵌合始端部１４ａと、シャフトヨーク嵌合部１４ｊの終点であるシャフトヨーク嵌合終端部１４ｂと、を含む。シャフトヨーク長Ｓｗは、接続基準点ＧＪを基準とした場合のシャフトヨーク１４の長さである。

チューブヨーク嵌合部長Ｌｗは、チューブヨーク嵌合部１１ｊの長さであり、シャフトヨーク嵌合部長Ｓｗｊは、シャフトヨーク嵌合部１４ｊの長さである。接続基準点ＨＪと接続基準点ＧＪとの距離をジョイント長Ｗと言う。チューブヨーク１１とシャフトヨーク１４とは、接続基準点ＨＪと接続基準点ＧＪとの間で嵌め合わされて配置される。このため、チューブヨーク長Ｔｗ及びシャフトヨーク長Ｓｗは、ジョイント長Ｗよりも小さい。

また、チューブヨーク嵌合部１１ｊとシャフトヨーク嵌合部１４ｊとが嵌め合う嵌合長ＪＷは、チューブヨーク嵌合始端部１１ａとシャフトヨーク嵌合始端部１４ａとの位置を合わせることで、シャフトヨーク嵌合部長Ｓｗｊと等しくなる。このように、チューブヨーク嵌合始端部１１ａとシャフトヨーク嵌合始端部１４ａとの位置を合わせると、嵌合長ＪＷの管理はしやすい。ところで、嵌合長ＪＷが異なるインターミディエイトシャフトモジュール１０の仕様では、新たなチューブヨーク１１とシャフトヨーク１４との組み合わせを設計し直す必要があり、管理すべき生産部品が増えることからコスト増加のおそれがある。

上述したように、ステアリング装置１０２において、インターミディエイトシャフトモジュール１０は、ステアリングシャフト１２０とステアリングギヤ６１との間で、操舵力を伝達する。このため、インターミディエイトシャフトモジュール１０には複数の方向から荷重が加えられるおそれがあり、曲げ強度を所定以上とし、がたつきを防止するためにジョイント長Ｗに応じた嵌合長の条件となる嵌合長仕様を満たすように設計することが好ましい。

また、インターミディエイトシャフトモジュール１０は、車両が衝突した衝撃に伴って全長が縮まることで、衝突時に運転者を保護することができる。この収縮する距離は、衝突時収縮長Ｒｗであり、Ｓ軸に衝撃力が加わった場合、チューブヨーク１１とシャフトヨーク１４との嵌め合いが解除され、シャフトヨーク１４がチューブヨーク１１内で移動できる距離である。例えば、図４に示すように、衝突時収縮長Ｒｗは、シャフトヨーク嵌合終端部１４ｂから十字軸自由継手４１までの距離である。また、嵌合長ＪＷを増加させると、衝突時収縮長Ｒｗが減少する。

本実施形態に係るステアリング装置の設計支援装置１は、曲げ強度を所定以上とし、がたつきを防止する嵌合長仕様と、車両の仕様（制約）による衝突時収縮長の条件である衝突時収縮長仕様との両条件を満たす、チューブヨーク１１とシャフトヨーク１４との組み合わせの選択肢を提示することができる。次に、ステアリング装置の設計支援装置１の処理の手順について、説明する。

図５は、実施形態１に係るステアリング装置の設計支援装置の処理の手順を示すフローチャートである。まず、ステアリング装置の設計支援装置１の制御装置４は、ステアリング装置１０２のジョイント長の情報を取得する（ステップＳ１０１）。例えば、制御装置４のＣＰＵ４ｃは、入力装置２から入力され車両の設計情報として外部記憶装置５又は内部記憶装置４ｆに記憶してあるジョイント長Ｗの情報を読み出し、ＲＡＭ４ｅに記憶保持する。図６は、設計情報入力画面の一例を示す図である。なお、設計情報とは、例えば車両１００の制約条件であり仕様と呼ばれる。

上述した表示装置３に表示する設計情報入力画面６０１は、例えば、入力欄６１１、入力欄６２１、入力欄６３１、入力欄６４１、入力欄６５１を含む。入力欄６１１では、制御装置４が伸縮種別の入力をそれぞれ受け付けることができる。チューブヨーク嵌合部１１ｊとシャフトヨーク嵌合部１４ｊとが嵌め合う種別は、例えば、樹脂を介在させる種別、かしめによる嵌め合いの種別、施したセレーションの状態の種別等によって、分類されている。

また制御装置４は、入力欄６２１上でチューブヨーク１１がコラム側に配置する場合（チューブがコラム側）の選択肢の入力を受け付けることができる。または、制御装置４は、入力欄６２１上でチューブヨーク１１がピニオン側に配置する場合（チューブがピニオン側）の選択肢の入力を受け付けることができる。このように、入力欄６１１及び入力欄６２１は、例えば、ラジオボタンの表示形式となっており、選択肢のうち１つだけを選択することができる。

制御装置４は、入力欄６３１において位相角の情報の入力を受け付けることができる。また、制御装置４は、入力欄６４１においてジョイント長の情報の入力を受け付けることができる。同様に、制御装置４は、入力欄６５１において衝突時収縮長の条件となる衝突時収縮長仕様の情報の入力を受け付けることができる。

制御装置４は、入力欄６１１、入力欄６２１、入力欄６３１、入力欄６４１及び入力欄６５１に、入力装置２から入力された情報をＲＡＭ４ｅに記憶保持する。そして、制御装置４は、入力された情報を外部記憶装置５又は内部記憶装置４ｆに保存する。

次に、制御装置４は、嵌合長の情報を取得する（ステップＳ１０２）。図７は、ジョイント長と嵌合長との関係の一例を示す図である。例えば、制御装置４は、ジョイント長に対応する嵌合長の条件の情報を例えば、図７に示すデータベース４０１として、外部記憶装置５又は内部記憶装置４ｆに記憶しておく。

制御装置４のＣＰＵ４ｃは、ステップＳ１０１において取得したジョイント長の情報をデータベース４０１に与え、嵌合長の条件である嵌合長仕様の情報を取得する。図７に示すように、制御装置４は、ステップＳ１０１において取得したジョイント長の情報に加え、上述した伸縮種別の情報からデータベース４０１から抽出される嵌合長仕様を情報として取得するようにしてもよい。例えば、図７に示すように、ＣＰＵ４ｃは、ジョイント長Ｗ、伸縮種別Ａ型の情報をデータベース４０１に与え、嵌合長仕様Ｗａを抽出する。また、制御装置４は、上述した図６に示す設計情報入力画面６０１において、嵌合長の条件も嵌合長仕様として入力を受け付け、入力された嵌合長仕様の情報を外部記憶装置５又は内部記憶装置４ｆに保存するようにしてもよい。

次に、制御装置４は、内部記憶装置４ｆ又は外部記憶装置５に記憶している既存部品データベースを呼び出し、ステップＳ１０１において取得したジョイント長の情報を既存部品データベースに与え、候補部品を抽出する（ステップＳ１０３）。図８−１は、チューブヨークの既存部品の情報の一例を示す図である。図８−２は、シャフトヨークの既存部品の情報の一例を示す図である。

図８−１に示すように、既存部品データベース３２０は、既に設計されたチューブヨークの既存部品データを格納しており、例えば、図番号、伸縮仕様、チューブヨーク長さＴｗの情報を紐付けて、内部記憶装置４ｆ又は外部記憶装置５に記憶している。また、図８−２に示すように、既存部品データベース３３０は、既に設計されたシャフトヨークの既存部品データを格納しており、例えば、図番号、伸縮仕様、シャフトヨーク長さＳｗの情報を紐付けて、内部記憶装置４ｆ又は外部記憶装置５に記憶している。

制御装置４のＣＰＵ４ｃは、ステップＳ１０１において取得したジョイント長の情報を既存部品データベース３２０に与え、例えば、既存部品データベース３２０に格納するチューブヨーク長がジョイント長よりも小さいチューブヨークの候補部品を抽出する。図８−３は、チューブヨークの候補部品の一例を示す図である。図８−３には、候補部品として抽出された図番号ＴＹ１、ＴＹ２、ＴＹ３及びＴＹ４が候補部品リスト３２５として、伸縮仕様、チューブヨーク長さＴｗと共に表示画面３２１として表示されている。例えば、選択された候補部品３２３の図番号は、選択されていない候補部品の図番号よりも、例えば図８−３に示すように、強調表示されることが好ましい。

または、制御装置４のＣＰＵ４ｃは、ステップＳ１０１において取得したジョイント長の情報を既存部品データベース３３０に与え、例えば、既存部品データベース３３０に格納するシャフトヨーク長がジョイント長よりも小さいシャフトヨークの候補部品を抽出する。図８−４は、シャフトヨークの候補部品の一例を示す図である。図８−４には、候補部品として抽出された図番号ＳＹ１からＳＹ７が候補部品リスト３３５として、伸縮仕様、シャフトヨーク長さＳｗと共に表示画面３３１として表示されている。例えば、選択された候補部品３３３の図番号は、選択されていない候補部品の図番号よりも、例えば図８−４に示すように、強調表示されることが好ましい。

以上説明したように、制御装置４は、ＣＰＵ４ｃ及び既存部品データベース３２０、３３０が候補部品抽出手段として、ステップＳ１０１において取得したジョイント長に収まるチューブヨークの候補部品及びシャフトヨークの候補部品を既存部品の情報から抽出することができる。

次に、制御装置４は、ステップＳ１０３において抽出した候補部品を上述した表示装置３に表示させる（ステップＳ１０４）。制御装置４は、上述した候補部品リスト３２１又は候補部品リスト３３１の画面表示をすることにより、設計者が候補部品を選択する支援をすることができる。図９は、入力手段の一例を示す図である。例えば、設計者は、入力装置２の入力手段であるキーボード２０１により、候補部品リスト３２１又は候補部品リスト３３１の画面表示から候補部品の選択を行う。

制御装置４は、キーボード２０１における、図９に示す上矢印キー２１１と下矢印キー２２１とを、上述した候補部品リスト３２５又は候補部品リスト３３５から、候補部品３２３又は候補部品３３３の選択をする入力手段として割り付ける。または、制御装置４は、キーボード２０１における、図９に示す左矢印キー２３１と右矢印キー２４１とを、上述した候補部品リスト３２５又は候補部品リスト３３５から、候補部品３２３又は候補部品３３３の選択をする入力手段として割り付ける。

図１０は、出力表示画面の初期画面の一例を示す図である。制御装置４は、表示装置３に図１０に示す出力表示画面３４０を表示させる。出力表示画面３４０には、上述した接続基準点ＨＪと、接続基準点ＧＪとが表示されている。このため、設計者が出力表示画面３４０上でジョイント長Ｗを直感的に把握することができる。

設計者が入力装置２であるマウス、キーボード等により決定ボタン２５１を選択する場合、設計者が決定した情報を制御装置４が入力インターフェース４ａを介して受け付けることができる。また、設計者が入力装置２であるマウス、キーボード等により処理中止ボタン２５２を選択する場合、設計者の意志により、制御装置４の処理を中断する指令を制御装置４は入力インターフェース４ａを介して受け付けることができる。出力表示画面３４０には、チューブヨーク図番号表示部２５３と、シャフトヨーク図番号表示部２５４とを含むことが好ましい。これにより、設計者が候補部品リスト３２５又は候補部品リスト３３５から、選択した候補部品３２３又は候補部品３３３の図番号を把握することができる。

例えば、設計者が図９に示す上矢印キー２１１と、下矢印キー２２１とを操作し、候補部品リスト３２５のうち候補部品３２３を選択する。制御装置４は、図８−３に示す候補部品リスト３２５のうち選択されている候補部品３２３の図情報を内部記憶装置４ｆ又は外部記憶装置５から呼び出し、図１０に示す出力表示画面３４０に重ね合わせて表示する。図１１−１から図１１−４は、チューブヨークの候補部品の一例を表示する出力表示画面の説明図である。

図１１−１から図１１−４に示すように、チューブヨーク図番号表示部２５３の図番号（選択されている候補部品の図番号）ＴＹ１、ＴＹ２、ＴＹ３及びＴＹ４の表示に連動して、チューブヨーク１１の形状が変わる。また、チューブヨーク図番号表示部２５３の図番号ＴＹ１、ＴＹ２、ＴＹ３及びＴＹ４の表示に連動して、チューブヨーク１１のチューブヨーク長さＴｗは、ＴＹｗ１、ＴＹｗ２、ＴＹｗ３及びＴＹｗ４のように変化している。このため、設計者は、出力表示画面３４１から出力表示画面３４４のチューブヨーク長Ｔｗを確認し、選択する部品を決定することが容易となる。

または、設計者が図９に示す上矢印キー２１１と、下矢印キー２２１とを操作し、候補部品リスト３３５のうち候補部品３３３を選択する。制御装置４は、図８−４に示す候補部品リスト３３５のうち選択されている候補部品３３３の図情報を内部記憶装置４ｆ又は外部記憶装置５から呼び出し、図１０に示す出力表示画面３４０に重ね合わせて表示する。図１２−１から図１２−７は、シャフトヨークの候補部品の一例を表示する出力表示画面の説明図である。

図１２−１から図１２−７に示すように、シャフトヨーク図番号表示部２５４の図番号（選択されている候補部品の図番号）ＳＹ１、ＳＹ２、ＳＹ４、ＳＹ３、ＳＹ５、ＳＹ６及びＳＹ７の表示に連動して、シャフトヨーク１４の形状が変わる。また、シャフトヨーク図番号表示部２５４の図番号ＳＹ１、ＳＹ２、ＳＹ３、ＳＹ４、ＳＹ５、ＳＹ６、及びＳＹ７の表示に連動して、シャフトヨーク１４のシャフトヨーク長さＳｗは、ＳＹｗ１、ＳＹｗ２、ＳＹｗ３、ＳＹｗ４、ＳＹｗ４、ＳＹｗ５、ＳＹｗ６及びＳＹｗ７のように変化している。また、シャフトヨーク図番号表示部２５４の図番号ＳＹ１、ＳＹ２、ＳＹ３、ＳＹ４、ＳＹ５、ＳＹ６、及びＳＹ７の表示に連動して、シャフトヨーク嵌合部長Ｓｗｊは、ＳＹｗｊ１、ＳＹｗｊ２、ＳＹｗｊ３、ＳＹｗｊ４、ＳＹｗｊ４、ＳＹｗｊ５、ＳＹｗｊ６及びＳＹｗｊ７のように変化している。このため、設計者は、出力表示画面３５１から出力表示画面３５７のシャフトヨーク長Ｓｗを確認し、選択する部品を決定することが容易となる。

以上説明したように、制御装置４は、チューブヨーク１１及びシャフトヨーク１４のどちらでも、設計者が候補部品を選択する決定を支援することができる。次に、支援の結果、設計者が処理中止ボタン２５２を選択し、制御装置４は、決定ボタン２５１の入力がない場合（ステップＳ１０５、Ｎｏ）、選択された部品を内部記憶装置４ｆ又は外部記憶装置５に記憶しない。この場合、制御装置４は、処理をステップＳ１０６へ進める。ステップＳ１０６において、制御装置４は、選択する部品が他にある場合（ステップＳ１０６、Ｙｅｓ）は、処理をステップＳ１０４に戻し、候補部品の画面表示を行う。選択する部品が他にない場合（ステップＳ１０６、Ｎｏ）は、処理をステップＳ１０７に進める。制御装置４は、表示装置３に新しい部品の設計を促す設計指示の画面を表示する（ステップＳ１０７）。

また、設計者が決定ボタン２５１をマウス又はキーボード等の入力装置２を介して、決定ボタン２５１の入力がある場合（ステップＳ１０５、Ｙｅｓ）、制御装置４は選択された部品を内部記憶装置４ｆ又は外部記憶装置５に記憶する。次に、制御装置４は、処理をステップＳ１１１へ進める。

また、制御装置４は、対応する部品の候補部品の画面表示を行う（ステップＳ１１１）。例えば、決定ボタン２５１の入力がある場合（ステップＳ１０５、Ｙｅｓ）であって、かつ内部記憶装置４ｆ又は外部記憶装置５に記憶する部品がチューブヨークである場合、対応する部品はシャフトヨークである。または、決定ボタン２５１の入力がある場合（ステップＳ１０５、Ｙｅｓ）であって、かつ内部記憶装置４ｆ又は外部記憶装置５に記憶することになった部品がシャフトヨークである場合、対応する部品はチューブヨークである。

例えば、選択された部品は、図１３−４に示すチューブヨークであるとする。制御装置４は、対応する部品の候補部品の画面表示として、図８−４に示す候補部品リスト３３５を表示する。設計者が図９に示す上矢印キー２１１と、下矢印キー２２１とを操作し、候補部品リスト３３５のうち候補部品３３３を選択する。制御装置４は、図８−４に示す候補部品リスト３３５のうち選択されている候補部品３３３の図情報を内部記憶装置４ｆ又は外部記憶装置５から呼び出し、図１１−４に示す出力表示画面３４４に重ね合わせて表示する。

図１３−１から図１３−７は、チューブヨークとシャフトヨークとの候補部品同士の組み合わせの一例を表示する出力表示画面の説明図である。図１３−１から図１３−７において、シャフトヨーク図番号表示部２５４の図番号に連動して、シャフトヨーク１４の形状が変わる。このため、設計者は、出力表示画面３６１から出力表示画面３６７の嵌合長ＪＷを確認し、選択する部品を決定することが容易となる。

制御装置４は、ＣＰＵ４ｃがチューブヨークの候補部品とシャフトヨークの候補部品とを組み合わせた嵌合長ＪＷを演算する。そして、ＣＰＵ４ｃは、ステップＳ１０２において取得した嵌合長仕様と嵌合長ＪＷとを比較する演算を行う。次に、ＣＰＵ４ｃは、嵌合長ＪＷが前記嵌合仕様を満たす場合（ステップＳ１１２、Ｙｅｓ）、チューブヨークの候補部品とシャフトヨークの候補部品との候補部品同士の組み合わせを、記憶手段である内部記憶装置４ｆ又は外部記憶装置５が記憶するための指令を演算する。

そして、表示装置３は、演算された前記指令があることを示す指標である決定ボタン２５１を表示する（ステップＳ１１４）。次に、制御装置は、処理をステップＳ１１５へ進めて、設計者の入力待機状態となる。

設計者が決定ボタン２５１をマウス又はキーボード等の入力装置２を介して選択する場合（ステップＳ１１５、Ｙｅｓ）、前記指令に基づいて候補部品同士の組み合わせの情報が内部記憶装置４ｆ又は外部記憶装置５に記憶される。そして、制御装置４は、処理をステップＳ１１６へ進める。または、設計者が決定ボタン２５１をマウス又はキーボード等の入力装置２を介して選択しない場合（ステップＳ１１５、Ｎｏ）、例えば、設計者が入力装置２を介して処理中止ボタン２５２で処理手順を中止した場合、制御装置４は、処理をステップＳ１１１へ戻し、表示装置３が対応する部品の候補部品の画面表示を行う。

チューブヨークの候補部品とシャフトヨークの候補部品とを組み合わせた嵌合長ＪＷが前記嵌合仕様を満たさない場合（ステップＳ１１２、Ｎｏ）、ＣＰＵ４ｃは、チューブヨークの候補部品とシャフトヨークの候補部品との候補同士の組み合わせを、記憶手段である内部記憶装置４ｆ又は外部記憶装置５が記憶するための指令を演算しない。

そして、表示装置３は、前記指令がないため、指標である決定ボタン２５１を非表示とし、処理をステップＳ１１３へ進める。

次に、制御装置４は、選択する部品が他にある場合（ステップＳ１１３、Ｙｅｓ）は、処理をステップＳ１１１に戻し、対応する部品の候補部品の画面表示を行う。選択する部品が他にない場合（ステップＳ１１３、Ｎｏ）は、処理をステップＳ１０７に進める。制御装置４は、表示装置３に新しい部品の設計を促す設計指示の画面を表示する（ステップＳ１０７）。

例えば、ステップＳ１０２において取得した嵌合長仕様を満たさない（嵌合長仕様よりも嵌合長ＪＷが小さい）場合（ステップＳ１１２、Ｎｏ）、ＣＰＵ４ｃは、チューブヨークの候補部品とシャフトヨークの候補部品との候補同士の組み合わせを、内部記憶装置４ｆ又は外部記憶装置５が記憶するための指令を演算しない。このため、図１３−１に示すチューブヨークとシャフトヨークとの候補部品同士の組み合わせを内部記憶装置４ｆ又は外部記憶装置５が記憶するための指令が演算されない状態になる。そして、表示装置３は、出力表示画面３６１の決定ボタン２５１を非表示とする。これにより、設計者が選択できないので、曲げ強度に影響を及ぼすおそれ又はがたつきが生じるおそれのある、チューブヨークとシャフトヨークとの候補部品同士の組み合わせの選択を防止することができる。

上述したように、ステップＳ１０２において取得した嵌合長仕様を嵌合長ＪＷが満たす（ステップＳ１１２、Ｙｅｓ）、ＣＰＵ４ｃは、チューブヨークの候補部品とシャフトヨークの候補部品との候補同士の組み合わせを、内部記憶装置４ｆ又は外部記憶装置５が記憶するための指令を演算する。例えば、図１３−２、図１３−３、図１３−４及び図１３−５に示すチューブヨークとシャフトヨークとの候補部品同士の組み合わせを内部記憶装置４ｆ又は外部記憶装置５が記憶するための指令がある。このため、表示装置３は、出力表示画面３６２、３６３、３６４及び３６５に、決定ボタン２５１を表示する。これにより、設計者が決定ボタン２５１を選択できるので、曲げ強度に影響を及ぼすおそれ又はがたつきが抑制された、チューブヨークとシャフトヨークとの候補部品同士の組み合わせの選択をすることができる。

制御装置４は、例えば、図１３−３、図１３−４又は図１３−５に示すように、チューブヨーク嵌合始端部１１ａとシャフトヨーク嵌合始端部１４ａとの位置を合わせていなくても、チューブヨークとシャフトヨークとの候補部品同士の組み合わせを記憶できるように、制御装置４が決定ボタン２５１を表示する。つまり、制御装置４は、チューブヨーク嵌合始端部１１ａとシャフトヨーク嵌合終端部１４ｂとの距離であるＲｊが嵌合長ＪＷよりも長い状態を許容している。

また、制御装置４は、チューブヨーク嵌合部１１ｊとシャフトヨーク嵌合部１４ｊとが嵌め合う実質的な長さを嵌合長ＪＷとし、ステップＳ１０２において取得した嵌合長と比較する。このため、チューブヨーク嵌合始端部１１ａとシャフトヨーク嵌合始端部１４ａとの位置を合わせる制約がなくなった分、チューブヨークとシャフトヨークとの候補部品同士の組み合わせが増える。その結果、既存部品を使用できる頻度が高まり、管理すべき生産部品を低減することが出来る。

また、制御装置４は、ＣＰＵ４ｃがチューブヨークの候補部品とシャフトヨークの候補部品とを組み合わせた衝突時収縮長Ｒｗを演算する。ＣＰＵ４ｃは外部記憶装置５又は内部記憶装置４ｆに保存する衝突時収縮長仕様の情報と、衝突時収縮長Ｒｗとを比較する演算を行うことが好ましい。これにより、衝突時収縮長仕様の情報よりも衝突時収縮長Ｒｗが小さくなる場合、つまり、衝突時収縮長Ｒｗが衝突時収縮長仕様を満たさない場合、例えば、図１３−６及び図１３−７に示すチューブヨークとシャフトヨークとの候補部品同士の組み合わせを記憶できないように、制御装置４が決定ボタン２５１を非表示とする。また、図１３−６に示すチューブヨークとシャフトヨークとの候補部品同士の組み合わせは、ステップＳ１０２において取得した嵌合長仕様を満たす嵌合長ＪＷである場合であっても衝突時収縮長Ｒｗが衝突時収縮長仕様を満たさない。この場合、ＣＰＵ４ｃは、チューブヨークの候補部品とシャフトヨークの候補部品との候補同士の組み合わせを、内部記憶装置４ｆ又は外部記憶装置５が記憶するための指令を演算しない。そして、表示装置３は、前記指令があることを示す指標である決定ボタン２５１を非表示とし、処理をステップＳ１１３へ進める。これにより、設計者が決定ボタン２５１を選択できないので、衝突時収縮長不足の生じるおそれのある、チューブヨークとシャフトヨークとの候補部品同士の組み合わせの選択を防止することができる。

次に、制御装置４は、選択する部品が他にある場合（ステップＳ１１３、Ｙｅｓ）は、処理をステップＳ１１１に戻し、対応する部品の候補部品の画面表示を行う。選択する部品が他にない場合（ステップＳ１１３、Ｎｏ）は、処理をステップＳ１０７に進める。制御装置４は、表示装置３に新しい部品の設計を促す設計指示の画面を表示する（ステップＳ１０７）。

また、上述した設計者の入力待機状態（ステップＳ１１５）において、制御装置４は、設計者決定ボタン２５１の選択により入力を受け付ける場合（ステップＳ１１５、Ｙｅｓ）、表示装置３からの入力信号と連動した前記指令に基づいて、制御装置４が内部記憶装置４ｆ又は外部記憶装置５に候補部品同士の組み合わせを記憶する。次に、制御装置４は、処理をステップＳ１１６へ進める。

次に、制御装置４は、表示装置３にチューブヨークとシャフトヨークとの候補部品同士の組み合わせの図情報を３次元空間に表示させる（ステップＳ１１４）。表示装置３は、チューブヨークとシャフトヨークとの候補部品同士を図３に示すように、ステアリング装置が搭載される車両の前後、上下及び左右方向が定められている３次元空間に、配置する。これにより、設計者は、チューブヨークとシャフトヨークとの候補部品同士の組み合わせを立体的に把握することができる。また、設計者は、インターミディエイトシャフトモジュール１０を３次元ＣＡＤの表示画面上で軸Ｓを中心に回転させ、候補部品同士の干渉や、インターミディエイトシャフトモジュール１０の周囲に配置される部品の干渉を考慮して、候補部品同士の組み合わせの良否を最終確認することができる。以上の手順により、制御装置４は、処理を終了する。

図１４は、衝突時収縮長の算出結果を表示する出力表示画面の一例を示す図である。制御装置４は、決定ボタン２５１及び処理中止ボタン２５２以外に、チューブヨークとシャフトヨークとの候補部品同士の組み合わせによる、衝突時収縮長Ｒｗ及び嵌合長ＪＷの演算結果を結果表示２５５として表示してもよい。例えば、制御装置４は、衝突時収縮長表示部２５６に衝突時収縮長Ｒｗの演算結果を表示する。また、制御装置４は、嵌合長表示部２５７に嵌合長ＪＷの演算結果を表示する。これにより、設計者は、チューブヨークとシャフトヨークとの候補部品同士の組み合わせに連動して、衝突時収縮長Ｒｗ及び嵌合長ＪＷを把握することが容易となる。

図１４において、制御装置４は、ステップＳ１０２において取得した嵌合長の条件を上述した嵌合長ＪＷが満たさない場合、嵌合長表示部２５７における嵌合長ＪＷの演算結果を表示し、例えば嵌合長表示部２５７のセルを赤く強調表示する。また、制御装置４は、上述した衝突時収縮長の条件を衝突時収縮長Ｒｗが満たさない場合、衝突時収縮長表示部２５６における衝突時収縮長Ｒｗの演算結果を表示し、例えば衝突時収縮長表示部２５６のセルを赤く強調表示する。これにより、制御装置４が決定ボタン２５１を非表示とする原因が、嵌合長仕様を嵌合長ＪＷが満たさないことにあるのか、上述した衝突時収縮長仕様を衝突時収縮長Ｒｗが満たさないことにあるのか、又はこれら両方の原因であるのか、設計者が理解することができる。

以上説明したように、ステアリング装置の設計支援装置は、チューブヨーク及びシャフトヨークの既存部品を最大限活用したチューブヨークの候補部品とシャフトヨークの候補部品との組み合わせを選択することを支援できる。

制御装置４は、チューブヨークの候補部品とシャフトヨークの候補部品とを組み合わせた嵌合長ＪＷが、嵌合長の条件を満たす場合、表示装置３が決定ボタン２５１を表示する。決定ボタン２５１を選択する場合、設計者が選択するチューブヨークの候補部品とシャフトヨークの候補部品との組み合わせを記憶手段が記憶することができる。これにより、設計者は、チューブヨーク及びシャフトヨークの数多くの既存部品の中から、ジョイント長と、嵌合長の条件に適合するチューブヨークの候補部品とシャフトヨークの候補部品との組み合わせを選択することができる。

制御装置４は、チューブヨークの候補部品とシャフトヨークの候補部品とを組み合わせた嵌合長ＪＷが、嵌合長の条件を満たさない場合、表示装置３が決定ボタン２５１を非表示とする。決定ボタン２５１を選択できないので、設計者が選択する図を決定した情報を制御装置４が受け付けることができない。これにより、設計者が選択できないので、曲げ強度に影響を及ぼすおそれ又はがたつきが生じるおそれのある、チューブヨークとシャフトヨークとの候補部品同士の組み合わせの選択を防止することができる。

制御装置４は、チューブヨークの候補部品とシャフトヨークの候補部品とを組み合わせた嵌合長ＪＷが、嵌合長の条件を満たしているが外部記憶装置５又は内部記憶装置４ｆに保存する衝突時収縮長の条件の情報よりも衝突時収縮長Ｒｗが小さくなる場合、表示装置３が決定ボタン２５１を非表示とする。決定ボタン２５１を選択できないので、設計者が選択する図を決定した情報を制御装置４が受け付けることができない。これにより、衝突時収縮長不足の生じるおそれのある、チューブヨークとシャフトヨークとの候補部品同士の組み合わせの選択を防止することができる。

（実施形態２）
図１５は、実施形態２に係るステアリング装置の設計支援装置の処理の手順を示すフローチャートである。本実施形態において、制御装置４は、コスト等の優先順序情報を取得し、優先順序情報に基づいて、チューブヨークとシャフトヨークとの候補部品同士の優先する組み合わせを決定している。なお、上述した実施形態で説明したものと同じ部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。

また、ステップＳ２０１、ステップＳ２０２、ステップＳ２０３、ステップＳ２０４、ステップＳ２０５、ステップＳ２０６、ステップＳ２０７、ステップＳ２１１、ステップＳ２１２、ステップＳ２１３、及びステップＳ２１４は、ステップＳ１０１、ステップＳ１０２、ステップＳ１０３、ステップＳ１０４、ステップＳ１０５、ステップＳ１０６、ステップＳ１０７、ステップＳ１１１、ステップＳ１１２、ステップＳ１１３及びステップＳ１１４のそれぞれの手順と同じ処理手順であるので、詳細な説明を省略する。

上述のようにＣＰＵ４ｃは、チューブヨークの候補部品とシャフトヨークの候補部品との候補同士の組み合わせを、内部記憶装置４ｆ又は外部記憶装置５が記憶するための指令を演算している。表示装置３は、前記指令があることを示す指標である決定ボタン２５１を表示する（ステップＳ２１４）。次に、制御装置は、処理をステップＳ２１５へ進めて、設計者の入力待機状態となる。

設計者が決定ボタン２５１をマウス又はキーボード等の入力装置２を介して選択しない場合（ステップＳ２１５、Ｎｏ）、例えば、処理中止ボタン２５２で処理を中止した場合、制御装置４は、処理をステップＳ２０４へ戻し、表示装置３が候補部品の画面表示を行う。

また、上述した設計者の入力待機状態（ステップＳ２１５）において、制御装置４は、設計者決定ボタン２５１の選択により入力を受け付ける場合（ステップＳ２１５、Ｙｅｓ）、表示装置３からの入力信号と連動した前記指令に基づいて、制御装置４が内部記憶装置４ｆ又は外部記憶装置５に候補部品同士の組み合わせを記憶する。

図１６は、チューブヨークとシャフトヨークとの候補部品同士の組み合わせのデータテーブルの一例を示す図である。制御装置４は、候補部品の組み合わせを例えば、図１６に示すデータテーブル４１１のように、丸印（○）として、記憶する。また、設計者が処理中止ボタン２５２を選択する場合（ステップＳ２１５、Ｎｏ）、制御装置４は、選択された部品を内部記憶装置４ｆ又は外部記憶装置５に記憶しない（ステップＳ２１２、Ｎｏ）。この場合、制御装置４は、処理をステップＳ２０４へ進めると共に、データテーブル４１１に×印（×）として記憶している。制御装置４は、処理手順を行うことにより、順次、データテーブル４１１の空欄を減じていくことになる。

制御装置４は、優先順序情報、例えば、チューブヨーク及びシャフトヨークの候補部品のコストを基準とした優先的に選択すべき優先順序の情報を取得する（ステップＳ２１６）。図１７−１は、チューブヨークの候補部品のコストデータテーブルの一例を示す図である。図１７−２は、シャフトヨークの候補部品のコストデータテーブルの一例を示す図である。

図１７−１に示すデータテーブル４２１及び図１７−２に示すデータテーブル４３１において、丸印（○）は、既存部品の中で流通量が多くコストが低減されている部品である。データテーブル４２１及びデータテーブル４３１において、三角印（△）は、既存部品の中で流通量があり、コストが中程度の部品である。データテーブル４２１及びデータテーブル４３１において、Ｘ印（×）は、既存部品の中で流通量が少なく、コストがかかる部品である。制御装置４は、予め内部記憶装置４ｆ又は外部記憶装置５に優先順序情報として、データテーブル４２１及びデータテーブル４３１を記憶している。制御装置４は、ステップＳ２１６において、データテーブル４２１及びデータテーブル４３１を、内部記憶装置４ｆ又は外部記憶装置５からＲＡＭ４ｅに読み出す処理を行い、処理をステップＳ２１７へ進める。

制御装置４のＣＰＵ４ｃは、ステップＳ２１４において記憶した候補部品の組み合わせを、ステップＳ２１６で取得した優先順序情報に基づいて、候補部品の選択順序を付与する（ステップＳ２１７）。例えば、制御装置４は、上述したデータテーブル４１１に、上述したデータテーブル４２１及びデータテーブル４３１の優先順序を当てはめる。図１８は、チューブヨークとシャフトヨークとの候補部品同士の組み合わせの優先順序を示す順序データテーブルの一例を示す図である。

例えば、図１８において、制御装置４は、データテーブル４２１の丸印（○）及びデータテーブル４３１の丸印（○）の組み合わせを順位「１」とする。制御装置４は、データテーブル４２１の丸印（○）又はデータテーブル４３１の丸印（○）を含み、かつデータテーブル４２１の三角印（△）又はデータテーブル４３１の三角印（△）を含む組み合わせを順位「２」とする。

また、制御装置４は、データテーブル４２１の三角印（△）及びデータテーブル４３１の三角印（△）を含む組み合わせを順位「３」とする。制御装置４は、データテーブル４２１の丸印（○）又はデータテーブル４３１の丸印（○）を含み、かつデータテーブル４２１のＸ印（×）又はデータテーブル４３１のＸ印（×）を含む組み合わせを順位「４」とする。

また、制御装置４は、データテーブル４２１のＸ印（×）及びタテーブル４３１のＸ印（×）を含む組み合わせを順位「５」とする。なお、データテーブル４４１において、横棒印（−）は、チューブヨークとシャフトヨークとの候補部品同士の組み合わせがデータテーブル４１１で成立していない組み合わせである。

制御装置４は、データテーブル４４１における数字の最も小さい、チューブヨークとシャフトヨークとの候補部品同士の組み合わせの中から、優先する部品の組み合わせを決定する。例えば、制御装置４は、図１８においてチューブヨークの図番号ＴＹ４の候補部品と、シャフトヨークの図番号ＳＹ４の候補部品との候補部品同士の組み合わせを優先する部品の組み合わせとして決定する。以上の手順により、制御装置４は、処理を終了する。

以上説明したように、ステアリング装置の設計支援装置は、チューブヨークの候補部品とシャフトヨークの候補部品との組み合わせが複数ある場合、候補部品同士の組み合わせの中からコスト等のより条件のよい組み合わせを選択する支援を行うことができる。または、ステアリング装置の設計支援装置は、チューブヨークの候補部品とシャフトヨークの候補部品との組み合わせが複数ある場合、候補部品同士の組み合わせの中から重量、レイアウト性等のより条件のよい組み合わせを選択する支援を行うようにしてもよい。

（実施形態３）
図１９は、実施形態３に係るステアリング装置の設計支援装置の処理の手順を示すフローチャートである。本実施形態において、制御装置４は、仕様に適合する候補部品の組み合わせがある場合、チューブヨークとシャフトヨークとの候補部品同士の組み合わせを記憶し、適合する候補部品同士の出力表示画面を表示する。なお、上述した実施形態で説明したものと同じ部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。

また、ステップＳ３０１、ステップＳ３０２及びステップＳ３０３は、上述した実施形態１におけるステップＳ１０１、ステップＳ１０２及びステップＳ１０３のそれぞれの手順と同じ処理手順であるので、詳細な説明を省略する。

次に、制御装置４は、ステップＳ３０３において抽出した候補部品が、ステップＳ３０１において取得したジョイント長、ステップＳ３０２において取得した嵌合長仕様、及び外部記憶装置５又は内部記憶装置４ｆに保存されている衝突時収縮長仕様を満たす、仕様に適合する候補部品の組み合わせを演算する。仕様に適合する候補部品の組み合わせがない場合（ステップＳ３０４、Ｎｏ）は、処理をステップＳ３０５に進める。制御装置４は、表示装置３に新しい部品の設計を促す設計指示の画面を表示する（ステップＳ３０５）。仕様に適合する候補部品の組み合わせがある場合（ステップＳ３０４、Ｙｅｓ）は、処理をステップＳ３１１に進める。

次に、制御装置４は、仕様に適合する候補部品の全ての組み合わせを上述した図１６に示すデータテーブル４１１のように、丸印（○）として、記憶する（ステップＳ３１１）。そして、制御装置４は、処理をステップＳ３１２に進める。

次に、制御装置４は、ステップＳ３１１において記憶した図１６に示すデータテーブル４１１の適合する丸印（○）の候補部品の組み合わせの出力表示画面、例えば、図１３−２から図１３−５に示す出力表示画面３６２から出力表示画面３６５を表示装置３に表示する。これにより、設計者は、仕様に適合した出力表示画面３６２から出力表示画面３６５を効率的に確認することができる。

（実施形態４）
図２０は、実施形態４に係るステアリング装置の設計支援装置の処理の手順を示すフローチャートである。本実施形態において、制御装置４は、仕様に適合する候補部品の組み合わせがある場合、チューブヨークとシャフトヨークとの候補部品同士の組み合わせを記憶し、適合する候補部品同士かつ優先する候補部品同士の出力表示画面を表示する。なお、上述した実施形態で説明したものと同じ部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。

ステップＳ４０１、ステップＳ４０２及びステップＳ４０３は、上述した実施形態１におけるステップＳ１０１、ステップＳ１０２及びステップＳ１０３のそれぞれの手順と同じ処理手順であるので、詳細な説明を省略する。また、ステップＳ４０４、ステップＳ４０５及びステップＳ４１１は、上述した実施形態３におけるステップＳ３０４、ステップＳ１３０５及びステップＳ３１１のそれぞれの手順と同じ処理手順であるので、詳細な説明を省略する。

次に、制御装置４のＣＰＵ４ｃは、優先順序情報、例えば、チューブヨーク及びシャフトヨークの候補部品のコストを基準とした優先的に選択すべき優先順序の情報を取得する（ステップＳ４１２）。この手順は、実施形態２において説明したステップＳ２１６の処理手順と同様である。

次に、制御装置４は、ステップＳ４１１において記憶した候補部品の組み合わせを、ステップＳ４１２で取得した優先順序情報に基づいて順序付けを行い、優先する部品の組み合わせを決定する（ステップＳ４１３）。この手順は、実施形態２において説明したステップＳ２１４の処理手順と同様である。制御装置４は、データテーブル４４１における数字の最も小さい、チューブヨークとシャフトヨークとの候補部品同士の組み合わせの中から、優先する候補部品の組み合わせを決定する。

次に、制御装置４は、ステップＳ４１３において決定し優先する候補部品の組み合わせの出力表示画面、例えば、図１３−４に示す出力表示画面３６４を表示装置３に表示する（ステップＳ４１４）。これにより、設計者は、仕様に適合しかつ優先度の高い候補部品の組み合わせを表示する出力表示画面３６４を効率的に確認することができる。

１ ステアリング装置の設計支援装置
２ 入力装置
３ 表示装置
４ 制御装置
４ａ 入力インターフェース
４ｂ 出力インターフェース
４ｃ ＣＰＵ
４ｄ ＲＯＭ
４ｅ ＲＡＭ
４ｆ 内部記憶装置
５ 外部記憶装置
１０ インターミディエイトシャフトモジュール
１１ チューブヨーク
１２、１２ アーム部
１４ シャフトヨーク
１５、１５ アーム部
２１ コラムヨーク
３１ ピニオン側ヨーク
４１、５１ 十字軸自由継手
６０ ピニオンシャフト
６１ｂ ラック
７０ タイロッド
１０３ 操舵機構
１０５ イグニッションスイッチ
１０７ 車速センサ
１１０ ハンドル
１２０ａ 入力軸
１２０ｂ コラム出力軸
１３０ トルクセンサ
１４０ 補助操舵機構
１５０ 減速ギヤボックス
１６０ 電動モータ
Ｈ ハンドル位置基準点
ＨＪ 接続基準点
ＧＪ 接続基準点
ＧＣ ステアリングギヤ基準点

Claims (11)

1. チューブヨークと、前記チューブヨークと連結するシャフトヨークとを含むインターミディエイトシャフトモジュールの設計を支援するステアリング装置の設計支援装置であって、
   前記インターミディエイトシャフトモジュールがコラムヨークと接続する第１の接続基準点と、前記インターミディエイトシャフトモジュールがピニオン側ヨークと接続する第２の接続基準点との間の距離であるジョイント長と、前記チューブヨークと前記シャフトヨークとの嵌め合いが解除された場合に前記シャフトヨークが前記チューブヨーク内で移動できる距離である衝突時収縮長についての車両の制約条件である衝突時収縮長仕様と、既に設計された前記チューブヨークの既存部品の情報と、既に設計された前記シャフトヨークの既存部品の情報と、を少なくとも記憶する記憶手段と、
   前記ジョイント長に収まる前記チューブヨークの候補部品を前記チューブヨークの既存部品の情報から抽出し、かつ前記ジョイント長に収まる前記シャフトヨークの候補部品を前記シャフトヨークの既存部品の情報から抽出する候補部品抽出手段と、
   前記チューブヨークの候補部品と前記シャフトヨークの候補部品とを組み合わせた衝突時収縮長が前記衝突時収縮長仕様を満たす場合、前記チューブヨークの候補部品と前記シャフトヨークの候補部品との組み合わせを前記記憶手段が記憶するための指令を演算する演算手段と、
   前記演算手段で演算された前記指令があることを示す指標を表示する表示手段と、
   を含むことを特徴とするステアリング装置の設計支援装置。
2. 前記表示手段は、
   前記チューブヨークの候補部品と前記シャフトヨークの候補部品とを組み合わせた衝突時収縮長が前記衝突時収縮長仕様を満たさない場合、前記指標を表示しない、
   請求項１に記載のステアリング装置の設計支援装置。
3. 前記表示手段は、前記チューブヨークの候補部品と前記シャフトヨークの候補部品との組み合わせによる、前記衝突時収縮長の演算結果を結果表示として表示する請求項１に記載のステアリング装置の設計支援装置。
4. 前記記憶手段は、曲げ強度を所定以上とし、がたつきを防止するように前記チューブヨークと前記シャフトヨークとが連結する嵌合長の条件となる嵌合仕様を記憶し、
   前記表示手段は、
   前記チューブヨークの候補部品と前記シャフトヨークの候補部品とを組み合わせた嵌合長が前記嵌合仕様を満たす場合、前記指標を表示する、
   請求項１又は３に記載のステアリング装置の設計支援装置。
5. 前記表示手段は、
   前記候補部品抽出手段により抽出された前記チューブヨークの候補部品又は前記シャフトヨークの候補部品を選択する入力手段の選択情報に連動して、前記チューブヨークの候補部品又は前記シャフトヨークの候補部品の図を前記第１の接続基準点及び前記第２の接続基準点の間に表示する
   請求項１から４のいずれか１項に記載のステアリング装置の設計支援装置。
6. 前記表示手段は、
   前記指標を受け付けて記憶手段が記憶した前記チューブヨークの候補部品と前記シャフトヨークの候補部品との組み合わせの情報を、前記ステアリング装置が搭載される車両の前後、上下及び左右方向が定められている３次元空間に表示する請求項１から５のいずれか１項に記載のステアリング装置の設計支援装置。
7. 前記演算手段は、
   前記指令に基づいて記憶された前記チューブヨークの候補部品と前記シャフトヨークの候補部品との複数の候補部品同士の組み合わせに対して、前記記憶手段に記憶する優先順序情報に従って候補部品同士の組み合わせを選択する順序を付与する請求項１から６のいずれか１項に記載のステアリング装置の設計支援装置。
8. チューブヨークと、前記チューブヨークと連結するシャフトヨークとを含むインターミディエイトシャフトモジュールの設計をコンピュータが支援するステアリング装置設計支援方法であって、
   前記インターミディエイトシャフトモジュールがコラムヨークと接続する第１の接続基準点と、前記インターミディエイトシャフトモジュールがピニオン側ヨークとに接続する第２の接続基準点との間の距離であるジョイント長の情報を取得するジョイント長情報取得ステップと、
   前記チューブヨークと前記シャフトヨークとの嵌め合いが解除された場合に前記シャフトヨークが前記チューブヨーク内で移動できる距離である衝突時収縮長についての車両の制約条件である衝突時収縮長仕様の情報を取得する衝突時収縮長仕様取得ステップと、
   既に設計された前記チューブヨークの既存部品の情報と、既に設計された前記シャフトヨークの既存部品の情報とを取得し、前記ジョイント長情報取得ステップで取得した前記ジョイント長に収まる前記チューブヨークの候補部品を前記チューブヨークの既存部品の情報から抽出し、かつ前記ジョイント長情報取得ステップで取得した前記ジョイント長に収まる前記シャフトヨークの候補部品を前記シャフトヨークの既存部品の情報から抽出する候補部品抽出ステップと、
   候補部品抽出ステップにおいて抽出される、前記チューブヨークの候補部品と前記シャフトヨークの候補部品とを組み合わせた前記衝突時収縮長が、前記衝突時収縮長仕様取得ステップにおいて取得した衝突時収縮長仕様を満たす場合、前記チューブヨークの候補部品と前記シャフトヨークの候補部品とを組み合わせを記憶する指令を演算する演算ステップと、
   を含むことを特徴とするステアリング装置設計支援方法。
9. 前記演算ステップにおいて、前記チューブヨークの候補部品と前記シャフトヨークの候補部品とを組み合わせて連結する長さである嵌合長が、曲げ強度を所定以上とし、がたつきを防止するように前記チューブヨークと前記シャフトヨークとが連結する長さである嵌合長の条件である嵌合長仕様を満たす場合、前記チューブヨークの候補部品と前記シャフトヨークの候補部品との組み合わせを記憶する指令を演算する請求項８に記載のステアリング装置設計支援方法。
10. 前記指令により記憶した、前記チューブヨークの候補部品と前記シャフトヨークの候補部品との複数の候補部品同士の組み合わせに対して、優先する候補部品の組み合わせを決定する優先候補部品決定ステップをさらに含む請求項８又は９に記載のステアリング装置設計支援方法。
11. 前記指令により記憶した、前記チューブヨークの候補部品と前記シャフトヨークの候補部品との組み合わせの情報を、前記ステアリング装置が搭載される車両の前後、上下及び左右方向が定められている３次元空間に表示する表示ステップをさらに含む請求項８から１０のいずれか１項に記載のステアリング装置設計支援方法。

Images