JP7052516B2 - 車両用操舵装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用操舵装置に関する。

車体に対して転舵輪を懸架するとともに、転舵輪を転舵させるサスペンションが知られている（特許文献１）。サスペンションは、路面状態に応じて転舵輪を介して車体に伝達される衝撃を緩和するダンパーと、コイルスプリングとを備えている。ダンパーは、コイルスプリングとともに、車体と転舵輪に連結されるナックルアームとの間に設けられている。ダンパーは、その軸線まわりに回転できるようにベアリングによって支持されている。ステアリングホイールの回転がギヤボックスを介してダンパーに伝達されることにより、ダンパーはその軸線まわりに回転される。これにより、ダンパーに接続されるナックルアームを介して転舵輪が転舵される。

ダンパーは、シリンダを備えている。シリンダはナックルアームに接続されている。シリンダの内部は作動液で満たされている。シリンダの内部には、車体側に取り付けられたピストンロッドが進退移動可能に挿入されている。ピストンロッドは、その外面に設けられたトルク伝達部材を介してシリンダの内面に組み付けられている。トルク伝達部材は、シリンダの内面に軸線に沿って設けられた溝とピストンロッドの外面に設けられた凹部との間に嵌め込まれるニードルローラを有している。ピストンロッドは、シリンダに対して軸線方向に移動できるように設けられ、かつピストンロッドの軸線まわりに回転した際にその回転をシリンダに対して伝達できるように設けられている。

特開２００７－９９０５４号公報

特許文献１では、トルク伝達部材をシリンダの内部に配置したサスペンションの構造について開示されているだけであり、それ以外のサスペンションの構造については何ら開示されていない。また、それ以外のサスペンションの構造について何ら考慮もされていない。

上記課題を解決する車両用操舵装置は、車体に対して転舵輪を懸架するとともに、前記転舵輪を転舵させる車両用操舵装置において、路面状態に応じて前記転舵輪を介して車体に伝達される衝撃を緩和するダンパーと、前記ダンパーの外周に巻回されたスプリングと、前記ダンパーを収容するとともに前記転舵輪に連結されるナックルブラケットとを備え、前記ダンパーは、前記転舵輪を転舵させるためのトルクに応じて回転する中空シャフトと、その軸方向に進退移動するピストンロッドとを備え、前記中空シャフトと前記ナックルブラケットとの間には、前記中空シャフトに対して前記ナックルブラケットが前記軸方向に移動可能、かつ前記中空シャフトの回転を前記ナックルブラケットに伝達可能にしたトルク伝達部が設けられている。

この構成によれば、中空シャフトの外部において、中空シャフトとナックルブラケットとの間に配置されたトルク伝達部を採用するという、これまでにない配置のトルク伝達部を採用した車両用操舵装置を提供することができる。また、中空シャフトとナックルブラケットとの間にトルク伝達部を設けることから、ピストンロッドと中空シャフトとの間にトルク伝達部を設ける場合よりも、トルク伝達部をより外方へ配置することになる。このことから、路面状態に応じて転舵輪を介して車体へ伝達される衝撃について、単位面積あたりのトルク伝達部が受けることになる応力を小さくすることができ、トルク伝達部の摩耗を抑えることができるようになる。

上記の車両用操舵装置において、前記トルク伝達部は、前記ナックルブラケットの内面を覆うように設けられた円筒部と、前記中空シャフトの外面に設けられた内側凹部及び前記円筒部の内面に設けられた外側凹部に嵌る転動部材とを有し、前記内側凹部は、前記転動部材の前記軸方向における長さよりも前記軸方向に長く延びていることが好ましい。

上記の車両用操舵装置において、前記中空シャフトの内部空間には流体が充填され、前記トルク伝達部は、前記中空シャフトの外面に設けられた内側凹部と前記ナックルブラケットの内面に設けられた外側凹部とに嵌る転動部材を有し、前記内側凹部は、前記転動部材の前記軸方向における長さよりも前記軸方向に長く延びていることが好ましい。

路面状態に応じて転舵輪を介してダンパーへ衝撃が伝達されるとき、ナックルブラケットには中空シャフトに対して軸方向に移動する力が作用する。上記の各構成によれば、ナックルブラケットに中空シャフトに対して軸方向に移動する力が作用した場合、転動部材が内側凹部に沿って軸方向に移動するのに伴って、ナックルブラケットは中空シャフトに対して軸方向に移動することができる。一方、転舵輪を転舵させるためのトルクに応じて中空シャフトが回転した場合には、内側凹部及び外側凹部に嵌る転動部材を介して、ナックルブラケット側にも回転するトルクが作用することになる。このように、転動部材を用いることにより、中空シャフトに対してナックルブラケットが軸方向に移動可能、かつ中空シャフトの回転をナックルブラケットに伝達可能とすることができる。

上記の車両用操舵装置において、前記外側凹部は、前記軸方向における一方側に配置される第１外側凹部と他方側に配置される第２外側凹部とから構成され、前記第１外側凹部と前記第２外側凹部とは離間していることが好ましい。

仮に、第１外側凹部と第２外側凹部とが離間している箇所においても外側凹部を形成して、その箇所に転動部材を嵌めることは可能である。しかし、上記構成のように、第１外側凹部と第２外側凹部とを離間させ、その離間した箇所に外側凹部を形成しないようにすることによって、外側凹部に嵌められる転動部材をより少なくすることが可能となる。したがって、それだけ、トルク伝達部の軽量化を図ることができるようになる。

上記の車両用操舵装置において、前記ダンパーは、内部に流体が充填されるシリンダを備え、前記ピストンロッド及び前記シリンダの少なくとも一方には、その一端部に支持部が設けられており、前記支持部は、前記トルク伝達部に対して前記ピストンロッド及び前記シリンダの前記少なくとも一方を前記軸方向と直交する方向に揺動可能に支持することが好ましい。

上記構成では、路面状態に応じて転舵輪を介して車体へ伝達される衝撃に起因する曲げ荷重が作用した場合において、ピストンロッド及びシリンダの少なくとも一方に支持部が設けられることによって、ピストンロッド及びシリンダの当該少なくとも一方はトルク伝達部に対して揺動することができる。このことから、ピストンロッド及びシリンダの少なくとも一方が揺動できない場合と比べて、ピストンロッド及びシリンダの少なくとも一方を軸方向に滑らかに移動することができるようになる。

本発明の車両用操舵装置によれば、ダンパーの外周にスプリングが巻回された車両用操舵装置のトルク伝達部の配置に関し、特許文献１に開示されたトルク伝達部の配置とは異ならせることができる。

第１実施形態の車両用操舵装置の概略構成を示す構成図。 第１実施形態の車両用操舵装置において、転舵輪の周辺を模式的に示した断面図。 第１実施形態の車両用操舵装置において、転舵モータの周辺を模式的に示した断面図。 （ａ）は、第１実施形態の車両用操舵装置において、出力軸の周辺を模式的に示した断面図、（ｂ）は、第１実施形態の車両用操舵装置において、トルク伝達部の周辺を模式的に示した断面図。 第２実施形態の車両用操舵装置において、出力軸の周辺を模式的に示した断面図。 第３実施形態の車両用操舵装置において、出力軸の周辺を模式的に示した断面図。 他の実施形態の車両用操舵装置において、出力軸の周辺を模式的に示した断面図。 （ａ），（ｂ）は、他の実施形態の車両用操舵装置において、ピストンロッドの下端の周辺を模式的に示した断面図。 他の実施形態の車両用操舵装置において、出力軸の周辺を模式的に示した断面図。 他の実施形態の車両用操舵装置において、出力軸の周辺を模式的に示した断面図。 （ａ）は、他の実施形態の車両用操舵装置において、トルク伝達部の周辺を模式的に示した断面図、（ｂ）は、他の実施形態の車両用操舵装置において、出力軸をその軸方向からみたときの周辺構造を模式的に示した断面図、（ｃ）は、他の実施形態の車両用操舵装置において、トルク伝達部の周辺を模式的に示した断面図。

＜第１実施形態＞
車両用操舵装置の第１実施形態について説明する。
図１に示すように、車両用操舵装置１は、左右独立転舵システムが採用されたステアバイワイヤシステムの構成を備えている。車両用操舵装置１は、運転者がステアリング操作するステアリングホイール２と、車両（自動車）の前方側に配置された左転舵輪３Ｌ及び右転舵輪３Ｒとを備えている。車両用操舵装置１は、車体に対して左転舵輪３Ｌ及び右転舵輪３Ｒを懸架するとともに、ステアリングホイール２の操作に応じて左転舵輪３Ｌ及び右転舵輪３Ｒを転舵している。

車両用操舵装置１は、左転舵輪３Ｌを転舵させる左転舵機構５Ｌと、ステアリングホイール２の回転操作に応じて左転舵輪３Ｌを転舵させるためのトルク（駆動力）を発生させる左転舵モータ４Ｌと、左転舵モータ４Ｌからの回転を減速させる左減速機構６Ｌとを備えている。左転舵モータ４Ｌは、電動モータであり、左転舵輪３Ｌを転舵させるためのトルクを左転舵機構５Ｌに付与するアクチュエータの一例である。

車両用操舵装置１は、右転舵輪３Ｒを転舵させる右転舵機構５Ｒと、ステアリングホイール２の回転操作に応じて右転舵輪３Ｒを転舵させるためのトルクを発生させる右転舵モータ４Ｒと、右転舵モータ４Ｒからの回転を減速させる右減速機構６Ｒとを備えている。右転舵モータ４Ｒは、電動モータであり、右転舵輪３Ｒを転舵させるためのトルクを右転舵機構５Ｒに付与するアクチュエータの一例である。

ステアリングホイール２と左転舵機構５Ｌ及び右転舵機構５Ｒとの間には、ステアリングホイール２に加えられた操舵トルクが左転舵機構５Ｌ及び右転舵機構５Ｒに機械的に伝達されるような機械的な接続は設けられていない。左転舵輪３Ｌは、左転舵モータ４Ｌからのトルクによって転舵される。右転舵輪３Ｒは、右転舵モータ４Ｒからのトルクによって転舵される。

左転舵モータ４Ｌ及び右転舵モータ４Ｒは、電子制御ユニット７（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）に接続されている。左転舵モータ４Ｌ及び右転舵モータ４Ｒは、ＥＣＵ７によってその駆動が制御される。ＥＣＵ７には、例えばステアリングホイール２の操舵角θを検出する操舵角センサ８からの信号が入力される。ＥＣＵ７は、この信号に基づいて左転舵モータ４Ｌ及び右転舵モータ４Ｒを制御する。

図２は、左転舵輪３Ｌの周辺を模式的に示した断面図である。図３は、左転舵モータ４Ｌの周辺を模式的に示した断面図である。以下では、左転舵モータ４Ｌ、左転舵機構５Ｌ、及び左減速機構６Ｌについて説明する。なお、右転舵モータ４Ｒ、右転舵機構５Ｒ、及び右減速機構６Ｒは、それぞれ左転舵モータ４Ｌ、左転舵機構５Ｌ、及び左減速機構６Ｌと同様の構成を有している。そのため、右転舵モータ４Ｒ、右転舵機構５Ｒ、及び右減速機構６Ｒの構成については、その説明を省略する。

図３に示すように、左転舵機構５Ｌは、左転舵モータ４Ｌからのトルクが入力される入力軸３０と、入力軸３０からのトルクを左転舵輪３Ｌに出力する出力軸４０と、入力軸３０と出力軸４０とを連結する連結機構５０とを含む。入力軸３０は、車体の上下方向Ｘに延びている。入力軸３０は、上下方向Ｘに沿って延びる中心軸線Ｃ１を中心に回転する。中心軸線Ｃ１が延びる方向を入力軸３０の軸方向Ｘ１とする。出力軸４０は、上下方向Ｘにおいて、入力軸３０よりも左転舵輪３Ｌ側に配置されている。出力軸４０は、車両の上下方向Ｘに延びる中心軸線Ｃ２を中心に回転する。中心軸線Ｃ２が延びる方向を出力軸４０の軸方向Ｘ２とする。

図２に示すように、出力軸４０は、路面状態に応じて左転舵輪３Ｌを介して車体に伝達される衝撃を緩和するダンパー４１と、ダンパー４１を収容するとともに左転舵輪３Ｌに連結されているナックル１０に連結されるナックルブラケット４２と、後述するトルク伝達部１１０（図４参照）とを有している。ダンパー４１の中空シャフト４３とナックルブラケット４２とは、トルク伝達部１１０により軸方向Ｘ２に移動可能、かつ一体回転可能に連結されている。

左転舵機構５Ｌは、出力軸４０のナックルブラケット４２の下端に連結されるとともに左転舵輪３Ｌに固定されるナックル１０と、ナックル１０に連結されたロアアーム１２と、ロアアーム１２及びナックル１０を連結するガイドジョイント１３とを有している。ガイドジョイント１３は、左転舵輪３Ｌを回動させる際の中心軸線であるキングピン軸Ｋに沿って、ロアアーム１２とナックル１０とを連結している。ナックル１０は、ハブ１１を介して左転舵輪３Ｌを支持している。出力軸４０のナックルブラケット４２の下端はナックル１０に連結され、出力軸４０のダンパー４１の上端は連結機構５０に連結されている。出力軸４０は、サスペンションＳを構成している。このサスペンションＳはいわゆるストラット式のサスペンションであり、ダンパー４１はストラット式のサスペンションに用いられるストラットダンパである。なお、第１実施形態のダンパーは、いわゆる倒立式のダンパーである。

ハブ１１には、等速ジョイント１５を介してドライブシャフト１６の一端が連結されている。ハブ１１は、左転舵輪３Ｌをその回転中心である回転軸線Ａまわりに回転可能に支持している。ドライブシャフト１６には、エンジンＥからの駆動力が伝達される。エンジンＥからの駆動力がドライブシャフト１６からハブ１１を介して左転舵輪３Ｌに伝達されることにより、左転舵輪３Ｌは回転軸線Ａまわりに回転される。また、ナックル１０とハブ１１との間には、左転舵輪３Ｌの回転軸線Ａまわりにナックル１０とハブ１１とを相対回転させる軸受（図示略）が介在されている。ナックル１０に連結されたロアアーム１２は、車体９に支持されている。そのため、エンジンＥからの駆動力に起因してナックル１０が回転軸線Ａまわりに回転することが規制されている。

車両用操舵装置１は、車体に固定され、左転舵輪３Ｌを少なくとも上方から覆うカバー１４を有している。カバー１４は例えば車体の一部である。カバー１４は、左転舵輪３Ｌ付近において、エンジンルームや車室と、車体の外側とを区画している。左転舵輪３Ｌは、エンジンルームや車室の外側に配置されている。左転舵モータ４Ｌ及び左減速機構６Ｌは、車室またはエンジンルームの内側に配置されている。すなわち、カバー１４は、左転舵輪３Ｌと、左転舵モータ４Ｌ及び左減速機構６Ｌとの間に設けられた隔壁である。

図２及び図３に示すように、ダンパー４１の中空シャフト４３は、カバー１４を上下方向Ｘに貫通する貫通孔１４ａに挿通されている。中空シャフト４３の上端は、カバー１４から連結機構５０側へ突出している。カバー１４における貫通孔１４ａの周囲には、下端側に延びる固定部材１７が固定されている。固定部材１７は、貫通孔１４ａに挿通された中空シャフト４３の上端の外面を取り囲むように配置されている。左減速機構６Ｌは、固定部材１７の内面と中空シャフト４３との間に設けられるストラットマウント１８と、ストラットマウント１８の内面に取り付けられる軸受１９とを有している。ストラットマウント１８は、固定部材１７の内面に固定されている。中空シャフト４３は、軸受１９を介してストラットマウント１８の内周面に対して回転可能に支持されている。これにより、中空シャフト４３は、出力軸４０の中心軸線Ｃ２まわりに回転可能に支持される。

ストラットマウント１８は、ゴム等の弾性体によって形成されている。ナックルブラケット４２には、上下方向Ｘにおいて固定部材１７と対向する対向部材２０が設けられている。対向部材２０と固定部材１７との間には、中心軸線Ｃ２が延びる方向に沿って伸縮するスプリング２１が配置されている。すなわち、スプリング２１は、ダンパー４１の中空シャフト４３の外周に巻回されている。スプリング２１は、対向部材２０と固定部材１７との間の原位置から変位した際に、原位置へと戻ろうとする弾性力を発生させる。なお、ストラットマウント１８の下端側への抜け止めは、後述する連結機構５０の第２自在継手５２とカバー１４との当接により行われる。対向部材２０とストラットマウント１８との間には、中心軸線Ｃ２が延びる方向に沿って伸縮する蛇腹状のブーツ２２が設けられている。ブーツ２２は、中空シャフト４３とスプリング２１との間に設けられている。ブーツ２２は、その内部にダスト等の異物が侵入することを抑制している。

左転舵モータ４Ｌからのトルクは、入力軸３０及び連結機構５０を介して、出力軸４０に伝達される（図３参照）。そして、出力軸４０に伝達された左転舵モータ４Ｌのトルクは、ナックル１０を介して左転舵輪３Ｌに伝達される。これにより、左転舵輪３Ｌは、キングピン軸Ｋまわりに回動されることによって転舵される。左転舵輪３Ｌが転舵される際、出力軸４０は、キングピン軸Ｋと中心軸線Ｃ２との交点を揺動中心Ｃとして、キングピン軸Ｋと直交する方向に揺動する。左転舵輪３Ｌが転舵する際、揺動中心Ｃは、出力軸４０における軸受１９によって回転可能に支持されている部分の中心である偏角中心Ｂと一致していることが好ましい。

図３に示すように、左転舵モータ４Ｌは、その回転軸２３と、回転軸２３を回転させるモータ本体２４とを有している。モータ本体２４は、図示しないロータ及びステータを有している。左減速機構６Ｌは、回転軸２３の回転を減速させる第１減速機構８０と、第１減速機構８０によって減速された回転をさらに減速して入力軸３０に伝達する第２減速機構８１と、第１減速機構８０及び第２減速機構８１の間を連結する中間軸８２とを有している。

車両用操舵装置１は、左転舵モータ４Ｌ及び左減速機構６Ｌを収容するハウジング９０を備えている。ハウジング９０は、左転舵モータ４Ｌのモータ本体２４を収容するモータハウジング９１と、回転軸２３及び左減速機構６Ｌを収容するギヤハウジング９２とを有している。ギヤハウジング９２は、例えば複数のねじによって、車体の一部であるカバー１４に固定されている。

ギヤハウジング９２は、モータハウジング９１に上下方向Ｘと交わる方向において当接する第１部分９２Ａと、第１部分９２Ａに上下方向Ｘにおいて当接する第２部分９２Ｂとを有している。第１部分９２Ａと第２部分９２Ｂとにより、回転軸２３及び左減速機構６Ｌが配置される収容空間９３が区画されている。収容空間９３は、モータハウジング９１の内部空間と連通している。ギヤハウジング９２の第１部分９２Ａとギヤハウジング９２の第２部分９２Ｂとは、複数のねじ９４によって互いに固定されている。ギヤハウジング９２の第１部分９２Ａとモータハウジング９１とは、複数のねじ９５によって互いに固定されている。

回転軸２３の軸方向における中央部分には、カップリング２５が設けられている。ギヤハウジング９２の第１部分９２Ａと回転軸２３との間には、円筒状の軸受２６が設けられている。これにより、回転軸２３は、軸受２６を介して第１部分９２Ａの内周面に対して回転可能に支持されている。ギヤハウジング９２の第１部分９２Ａと中間軸８２の上下方向Ｘにおける下端（左転舵輪３Ｌ側の端部）との間には、円筒状の軸受２７が設けられている。また、ギヤハウジング９２の第２部分９２Ｂと中間軸８２の上下方向Ｘにおける上端（左転舵輪３Ｌと反対側の端部）との間には、円筒状の軸受２８が設けられている。これにより、中間軸８２は、軸受２７及び軸受２８を介して第１部分９２Ａの内周面及び第２部分９２Ｂの内周面に対して回転可能に支持されている。ギヤハウジング９２の第２部分９２Ｂと入力軸３０の上端との間には、円筒状の軸受２９が設けられている。入力軸３０は、軸受２９を介して第２部分９２Ｂの内周面に対して回転可能に支持されている。

第１減速機構８０は、回転軸２３の先端に設けられた第１歯車８３と、中間軸８２に設けられた第２歯車８４とを有している。第１歯車８３と第２歯車８４とは噛み合っている。第２減速機構８１は、中間軸８２において第２歯車８４よりも軸受２８側に設けられた第３歯車８５と、入力軸３０と一体回転可能に設けられた第４歯車８６とを有している。第３歯車８５と第４歯車８６とは噛み合っている。

第１歯車８３は、例えばベベルアンギュラーギヤ（かさ歯車）である。第２歯車８４は、例えばゼロールベベルアンギュラーギヤである。回転軸２３は、中間軸８２の軸方向と交差する方向に延びている。第３歯車８５及び第４歯車８６は、例えば平歯車である。そのため、中間軸８２は入力軸３０の軸方向Ｘ１と平行な方向に延びている。したがって、回転軸２３は、入力軸３０の軸方向Ｘ１に対して交差する方向に延びている。

第２歯車８４の歯数は、第１歯車８３の歯数よりも多く、第４歯車８６の歯数は、第３歯車８５の歯数よりも多い。言い換えると、第１減速機構８０の減速比は１よりも大きく、第２減速機構８１の減速比も１よりも大きい。そのため、回転軸２３から中間軸８２に伝達される回転が第１歯車８３と第２歯車８４との間で減速される。また、中間軸８２から入力軸３０に伝達される回転が第３歯車８５と第４歯車８６との間で減速される。このように、左転舵モータ４Ｌからの回転が、第１減速機構８０及び第２減速機構８１によって２段階で減速されて入力軸３０に伝達される。なお、左減速機構６Ｌの全体の減速比は、５０～１００程度であることが好ましい。

第１減速機構８０がベベルアンギュラーギヤといった比較的伝達効率の高い歯車によって構成され、第２減速機構８１が平歯車といった比較的伝達効率の高い歯車によって構成されているため、左転舵モータ４Ｌの回転を２段階で減速させつつ左減速機構６Ｌの伝達効率を向上させることができる。左減速機構６Ｌの伝達効率は、ウォームとウォームホイールとによって構成される減速機構と比較して格段に高くなる。

連結機構５０の構成について説明する。連結機構５０は、入力軸３０に対して出力軸４０の偏角を許容することにより、入力軸３０と出力軸４０とが歳差運動することを許容する歳差許容部として機能する。

連結機構５０は、入力軸３０に対して出力軸４０を２段階に偏角させた状態で、入力軸３０の回転を出力軸４０へと伝達することができる第１自在継手５１及び第２自在継手５２と、第１自在継手５１及び第２自在継手５２の間を連結する連結軸５３とを有している。第１自在継手５１は、入力軸３０に対して連結軸５３を偏角させた状態で、入力軸３０の回転を連結軸５３へと伝達することができる。第２自在継手５２は、連結軸５３に対して出力軸４０を偏角させた状態で、連結軸５３の回転を出力軸４０へと伝達することができる。連結軸５３は、車両の上下方向Ｘに延びる中心軸線Ｃ３を中心に回転する。中心軸線Ｃ３が延びる方向を連結軸５３の軸方向Ｘ３とする。

第１自在継手５１は、入力軸３０と中心軸線Ｃ１まわりに一体回転するように入力軸３０に連結された外側環状部材５４と、外側環状部材５４に連結される内側環状部材５５とを有している。内側環状部材５５は、外側環状部材５４の内側に配置されている。また、第１自在継手５１は、連結軸５３と中心軸線Ｃ３まわりに一体回転するように連結軸５３に連結されたヨーク５６を有している。ヨーク５６は、内側環状部材５５の内側に配置され、内側環状部材５５と連結されている。

外側環状部材５４と内側環状部材５５とは、入力軸３０の中心軸線Ｃ１に対して直交する回転軸線Ａ１まわりに相対回転可能に連結されている。内側環状部材５５とヨーク５６とは、連結軸５３の中心軸線Ｃ３と回転軸線Ａ１とに対して直交する回転軸線Ａ２まわりに相対回転できるように連結されている。

第１自在継手５１は、外側環状部材５４と内側環状部材５５とを回転軸線Ａ１まわりに相対回転可能に連結する一対の第１中心軸５７と、内側環状部材５５とヨーク５６とを回転軸線Ａ２まわりに相対回転可能に連結する一対の第２中心軸５８とを有している。

外側環状部材５４は、入力軸３０に対して例えば圧入状態で嵌め込まれることにより入力軸３０に連結されている。これにより、第１自在継手５１が入力軸３０に取り付けられている。外側環状部材５４は、入力軸３０の上端に設けられたフランジ３１によって、入力軸３０の軸方向Ｘ１において位置決めされている。ヨーク５６は、連結軸５３の上端が固定された基部５６Ａと、基部５６Ａから第２自在継手５２へ向けて延びる一対の腕部５６Ｂとを有している。腕部５６Ｂには第２中心軸５８が挿通される挿通孔が形成されている。

第２自在継手５２は、出力軸４０と中心軸線Ｃ２まわりに一体回転する外側環状部材６０と、外側環状部材６０に連結される内側環状部材６１とを有している。内側環状部材６１は、外側環状部材６０の内側に配置されている。また、第２自在継手５２は、出力軸４０と中心軸線Ｃ３まわりに一体回転するように連結軸５３に連結されたヨーク６２を有している。ヨーク６２は、内側環状部材６１の内側に配置され、内側環状部材６１と連結されている。

外側環状部材６０と内側環状部材６１とは、出力軸４０の中心軸線Ｃ２に対して直交する回転軸線Ａ３まわりに相対回転可能に連結されている。内側環状部材６１とヨーク６２とは、連結軸５３の中心軸線Ｃ３と回転軸線Ａ３とに対して直交する回転軸線Ａ４まわりに相対回転できるように連結されている。

第２自在継手５２は、外側環状部材６０と内側環状部材６１とを回転軸線Ａ３まわりに相対回転可能に連結する一対の第１中心軸６３と、内側環状部材６１とヨーク６２とを回転軸線Ａ４まわりに相対回転可能に連結する一対の第２中心軸６４とを有している。

第２自在継手５２は、第２自在継手５２を出力軸４０に取り付けるための取付部材６５を有している。取付部材６５は、外側環状部材６０と一体的に設けられている。取付部材６５に図示しないねじ等が捻じ込まれることによって出力軸４０のダンパー４１の上端を締め付けることにより、取付部材６５は出力軸４０に固定されている。

ヨーク６２は、連結軸５３の下端が固定された基部６２Ａと、基部６２Ａから第１自在継手５１に向けて延びる一対の腕部６２Ｂとを有している。腕部６２Ｂには、第２中心軸６４が挿通される挿通孔が形成されている。

連結軸５３は、例えば連結軸５３の軸方向Ｘ３に伸縮可能な伸縮軸である。連結軸５３は、第１軸６６及び第２軸６７を有している。第１軸６６と第２軸６７とは、軸方向Ｘ３において互いに相対移動することができる。第１軸６６の外径は、第２軸６７の内径よりも小さく設定されている。第１軸６６は、第２軸６７の内部に上端から挿入されている。連結軸５３は、第１軸６６と第２軸６７との間に配置される複数のボール６８を有している。複数のボール６８は、連結軸５３の軸方向Ｘ３において並んで配置されている。複数のボール６８が第１軸６６と第２軸６７との間で転動することにより、第１軸６６と第２軸６７とが軸方向Ｘ３に滑らかに相対移動することができる。連結軸５３は、軸方向Ｘ３において、連結軸５３に対して出力軸４０を相対移動させる移動機構として機能する。

出力軸４０の構成について説明する。
図４（ａ），（ｂ）に示すように、ダンパー４１は、中空シャフト４３と、中空シャフト４３の内部に設けられる円筒状のシリンダ１００と、シリンダ１００に対して軸方向Ｘ２に進退移動可能に設けられるピストンロッド１０１とを有している。シリンダ１００は、中空シャフト４３の内面に固定されている。シリンダ１００の下端側は、上下方向Ｘに開口している。シリンダ１００の内部空間には、作動液及びガスなどの流体が充填されている。シリンダ１００の内部空間には、ピストンロッド１０１よりも上端側にフリーピストン１０２ｂが配置されている。シリンダ１００におけるフリーピストン１０２ｂよりも上端側の内部空間にはガスが充填され、シリンダ１００におけるフリーピストン１０２ｂよりも下端側の内部空間には作動液が充填されている。

シリンダ１００の作動液が充填されている内部空間には、シリンダ１００の下端側の開口部分を介してピストンロッド１０１の上端が収容されている。ピストンロッド１０１は、軸方向Ｘ２に一体的に移動するように設けられたピストン１０２を有している。ピストン１０２は、ピストンロッド１０１の上端に設けられた上端側小径部１０１ａに取り付けられている。ピストン１０２は、ピストンロッド１０１の上端側小径部１０１ａの外周面とシリンダ１００の内周面との間に配置されている。ピストン１０２は、シリンダ１００の作動液が充填されている内部空間を、上端側の第１室Ｓ１と下端側の第２室Ｓ２とに区画している。ピストン１０２には、減衰バルブ１０２ａが設けられている。第１室Ｓ１の内部の作動液と第２室Ｓ２の内部の作動液とは、減衰バルブ１０２ａを介して、第１室Ｓ１と第２室Ｓ２との間を移動する。ピストンロッド１０１がシリンダ１００に対して軸方向Ｘ２に進退移動したとき、ピストン１０２の減衰バルブ１０２ａを介して作動液が移動することにより、ピストンロッド１０１のシリンダ１００に対する移動が減衰される。

ダンパー４１は、シリンダ１００の内周面とピストンロッド１０１の外周面との間に設けられる環状のキャップ１０３及び環状のシール部材１０４を有している。キャップ１０３及びシール部材１０４は、シリンダ１００の下端側の内周面に固定されている。キャップ１０３及びシール部材１０４は、シリンダ１００の内部空間に充填されている流体が外部に漏れ出すことを規制している。キャップ１０３は、例えば金属等によって構成されている。シール部材１０４は、例えばゴム等の弾性体によって構成されている。

ダンパー４１は、当接部材１０５、弾性部材１０６、及びナット１０７を有している。当接部材１０５及び弾性部材１０６は、ピストンロッド１０１の下端に設けられた下端側小径部１０１ｂの外周面とナックルブラケット４２の下端の内周面との間に設けられている。当接部材１０５の外周面には弾性部材１０６が固定されている。弾性部材１０６は、例えばゴム等の弾性体によって構成されている。当接部材１０５は、例えば金属等によって構成されている。当接部材１０５の内周面はピストンロッド１０１の下端側小径部１０１ｂに固定されている。ナックルブラケット４２は、下端から上端へ向かうにつれて拡径するように形成されている。ナックルブラケット４２は、下端側から上端側の順に、第１段差４２ａ、第２段差４２ｂ、及び第３段差４２ｃを有している。弾性部材１０６の外周面はナックルブラケット４２の下端の第１段差４２ａの内周面に固定されている。当接部材１０５は、ピストンロッド１０１の下端側から挿入されるナット１０７とピストンロッド１０１の段差１０１ｃとにより挟み込まれることで、ピストンロッド１０１に固定されている。ピストンロッド１０１の下端はナックルブラケット４２の第１段差４２ａに対して揺動可能に支持され、ピストンロッド１０１が中空シャフト４３に対して軸方向Ｘ２に直交する方向に揺動可能に支持されることになる。当接部材１０５、弾性部材１０６、及びナット１０７は、ピストンロッド１０１を中空シャフト４３に対して揺動可能に支持する支持部である。ナックルブラケット４２の第２段差４２ｂの外面は、ナックル１０に連結されている。

また、ダンパー４１は、当接部材１０５ａ、弾性部材１０６ａ、及びナット１０７ａを有している。当接部材１０５ａ及び弾性部材１０６ａは、シリンダ１００の上端に設けられた上端側小径部１００ａの外周面と中空シャフト４３の内周面との間に設けられている。当接部材１０５ａの外周面には弾性部材１０６ａが固定されている。弾性部材１０６ａは、例えばゴム等の弾性体によって構成されている。当接部材１０５ａは、例えば金属等によって構成されている。当接部材１０５ａの内周面はシリンダ１００の上端側小径部１００ａに固定されている。当接部材１０５ａは、シリンダ１００の上端側から挿入されるナット１０７ａとシリンダ１００の段差１００ｂとにより挟み込まれることで、シリンダ１００に固定されている。シリンダ１００の上端は中空シャフト４３に対して揺動可能に支持され、シリンダ１００が中空シャフト４３に対して軸方向Ｘ２に直交する方向に揺動可能に支持されることになる。当接部材１０５ａ、弾性部材１０６ａ、及びナット１０７ａは、シリンダ１００を中空シャフト４３に対して揺動可能に支持する支持部である。

ダンパー４１は、ピストンロッド１０１の外周面に取り付けられるバンプストッパ１５０を有している。バンプストッパ１５０は、上端側小径部１０１ａと下端側小径部１０１ｂとの間の部分の外周面に取り付けられている。バンプストッパ１５０は、ピストンロッド１０１の下端に取り付けられた当接部材１０５に隣接して取り付けられている。バンプストッパ１５０は、例えばゴム等の弾性体によって構成されている。バンプストッパ１５０は、下端から上端へ向かうにつれて外径が縮径するように形成されている。

中空シャフト４３の外周面とナックルブラケット４２の内周面との間には、トルク伝達部１１０が設けられている。トルク伝達部１１０は、ナックルブラケット４２の内面を覆うように設けられた円筒状をなす第２円筒部１１２と、中空シャフト４３の第１円筒部１１１と第２円筒部１１２との間に設けられた転動部材としての複数のボール１１３とを有している。中空シャフト４３と第１円筒部１１１とは一体化している。第１実施形態のトルク伝達部１１０は、いわゆるボールスプライン嵌合により、中空シャフト４３に対してナックルブラケット４２が軸方向Ｘ２に移動可能、かつ中空シャフト４３の回転（トルク）をナックルブラケット４２に伝達可能としている。中空シャフト４３の外周面には、第１円筒部１１１が設けられている。第２段差４２ｂの内周面と第１円筒部１１１の外周面との間には、中空シャフト４３に対してナックルブラケット４２が滑らかに移動できるようにわずかに隙間が形成されている。第２円筒部１１２は、ナックルブラケット４２の内周面に対し、ナックルブラケット４２と軸方向Ｘ２に一体移動可能に固定されている。第２円筒部１１２は、第３段差４２ｃの内周面と第１円筒部１１１の外周面との間に配置されている。第１円筒部１１１の軸方向Ｘ２における長さは、第２円筒部１１２の軸方向Ｘ２における長さよりも長い。また、第１円筒部１１１は、ナックルブラケット４２の第３段差４２ｃの軸方向Ｘ２における長さよりも長く設定されている。第３段差４２ｃの上端には、対向部材２０が設けられている。

第１円筒部１１１の外周面には、複数の内側凹部１１１ａが設けられている。複数の内側凹部１１１ａは、軸方向Ｘ２に延びている。複数の内側凹部１１１ａは、第１円筒部１１１の外周面において周方向に等間隔に配置されている。また、第２円筒部１１２の内周面には、複数の外側凹部１１２ａが設けられている。複数の外側凹部１１２ａは、軸方向Ｘ２に延びている。複数の外側凹部１１２ａは、第２円筒部１１２の内周面において周方向に等間隔に配置されている。内側凹部１１１ａ及び外側凹部１１２ａは、それぞれ同数設けられている。内側凹部１１１ａと外側凹部１１２ａとが軸方向Ｘ２と直交する方向において対向するように、内側凹部１１１ａ及び外側凹部１１２ａの周方向の位相を調整した状態で、内側凹部１１１ａと外側凹部１１２ａとの間に、複数のボール１１３が転動可能に嵌め込まれている。内側凹部１１１ａは、最も上端にあるボール１１３と最も下端にあるボール１１３との間の軸方向Ｘ２における長さ、すなわち複数のボール１１３すべての軸方向Ｘ２における長さよりも長く延びている。言い換えると、内側凹部１１１ａは、外側凹部１１２ａの軸方向Ｘ２における長さよりも軸方向Ｘ２に長く延びている。また、外側凹部１１２ａは、最も上端にあるボール１１３と最も下端にあるボール１１３との間の軸方向Ｘ２における長さと同程度に軸方向Ｘ２に延びている。ボール１１３は、中空シャフト４３に対してナックルブラケット４２が軸方向Ｘ２に移動するのに伴って、その負荷を受けつつ転動する。これにより、ナックルブラケット４２は、トルク伝達部１１０を介して中空シャフト４３に支持された状態で、中空シャフト４３に対して軸方向Ｘ２に移動することができる。

複数のボール１１３は、内側凹部１１１ａの軸方向Ｘ２の両端部に到達する前に、ダンパー４１による衝撃の緩和及びスプリング２１が原位置へ戻る際の弾性力及びバンプストッパ１５０の弾性力によって内側凹部１１１ａの軸方向Ｘ２の両端部に到達することが抑制されている。これにより、ナックルブラケット４２が中空シャフト４３に対して移動することができる範囲が決められている。

第２円筒部１１２には、外側凹部１１２ａの上端側の１点と下端側の１点とを短絡する循環路Ｒが形成されている。循環路Ｒは、外側凹部１１２ａごとに設けられている。循環路Ｒは、第２円筒部１１２の内部に設けられる孔である。外側凹部１１２ａの上端側あるいは下端側の１点に到達したボール１１３は、循環路Ｒを通過することにより、外側凹部１１２ａの下端側あるいは上端側の１点へと移動する。これにより、複数のボール１１３は、循環路Ｒを介して内側凹部１１１ａと外側凹部１１２ａとの間に配置された後、循環路Ｒを介して再び内側凹部１１１ａと外側凹部１１２ａとの間に戻されるというように無限循環する。

また、内側凹部１１１ａ及び外側凹部１１２ａの周方向における長さは、１つのボール１１３の外径よりもわずかに大きく設定されている。中空シャフト４３が周方向に回転すると、内側凹部１１１ａの周方向における壁面が、内側凹部１１１ａと外側凹部１１２ａとの間に配置された複数のボール１１３に当接する。これにより、ボール１１３は中空シャフト４３の周方向における回転と同じ方向へ向けて移動することになる。周方向に向けて移動したボール１１３は、外側凹部１１２ａの周方向における壁面に当接する。内側凹部１１１ａとボール１１３との周方向における当接、及び外側凹部１１２ａとボール１１３との周方向における当接により、中空シャフト４３の周方向における回転はナックルブラケット４２へと伝達される。

第１実施形態の作用及び効果を説明する。
（１）中空シャフト４３の外部において、中空シャフト４３とナックルブラケット４２との間に配置されたトルク伝達部１１０を採用するという、特許文献１に開示されたトルク伝達部の配置とは異なる配置のトルク伝達部１１０を採用した車両用操舵装置１を提供することができる。また、中空シャフト４３とナックルブラケット４２との間にトルク伝達部１１０を設けることから、ピストンロッド１０１と中空シャフト４３との間にトルク伝達部を設ける場合よりも、トルク伝達部１１０を外方へ配置することになる。中空シャフト４３はピストンロッド１０１を収容しているため、中空シャフト４３の外径はピストンロッド１０１の外径よりも大きい。このため、トルク伝達部１１０と中空シャフト４３とが対向する面積と、トルク伝達部１１０とナックルブラケット４２とが対向する面積とを大きくすることができる。このことから、路面状態に応じて左転舵輪３Ｌを介して車体へ伝達される衝撃について、単位面積あたりのトルク伝達部１１０が受けることになる応力を小さくすることができ、トルク伝達部１１０の摩耗を抑えることができるようになる。

（２）路面状態に応じて左転舵輪３Ｌを介してダンパー４１へ衝撃が伝達されるとき、ナックルブラケット４２には中空シャフト４３に対して軸方向Ｘ２に移動する力が作用する。この場合、ボール１１３が内側凹部１１１ａに沿って軸方向Ｘ２に移動するのに伴って、ナックルブラケット４２は中空シャフト４３に対して軸方向Ｘ２に移動することができる。一方、ステアリングホイール２の回転操作に応じて左転舵モータ４Ｌが左転舵輪３Ｌを転舵させるためのトルクを発生させた場合、入力軸３０及び連結機構５０を介してこのトルクが出力軸４０のダンパー４１に伝達される。これにより、ダンパー４１の中空シャフト４３が回転することになる。そして、中空シャフト４３が回転した場合には、内側凹部１１１ａ及び外側凹部１１２ａに嵌るボール１１３を介して、ナックルブラケット４２側にも回転するトルクが作用する。ナックルブラケット４２に伝達されたトルクは、ナックル１０を介して左転舵輪３Ｌに伝達されることにより、左転舵輪３Ｌが転舵されることになる。このように構成されたトルク伝達部１１０を用いることにより、中空シャフト４３に対してナックルブラケット４２が軸方向Ｘ２に移動可能、かつ中空シャフト４３の回転をナックルブラケット４２に伝達可能とすることができる。

（３）路面状態に応じて左転舵輪３Ｌを介してダンパー４１へ衝撃が伝達されるとき、ピストンロッド１０１の軸線方向を中空シャフト４３の軸線方向と異ならせようとする曲げ荷重が作用することになる。第１実施形態では、ピストンロッド１０１を中空シャフト４３に対して揺動可能に支持する支持部として、当接部材１０５、弾性部材１０６、及びナット１０７を採用している。したがって、ピストンロッド１０１が中空シャフト４３に対して軸方向Ｘ２に直交する方向に揺動できることから、揺動できない場合に比べて、ピストンロッド１０１は中空シャフト４３の内部空間を軸方向Ｘ２に滑らかに進退移動することができるようになる。

（４）特許文献１に開示された発明では、シリンダ１００の内部には、シリンダ１００の内部空間に充填される流体が外に漏れ出すのを規制するために、シリンダ１００の内周面とピストンロッド１０１との間にシール部材が設けられている。このことから、ピストンロッド１０１と中空シャフト４３との間にトルク伝達部を設ける場合には、シリンダ１００の内部にシール部材が配置される分、ピストンロッド１０１がシリンダ１００に対して軸方向Ｘ２に進退移動できる範囲が制限されることになる。これは、中空シャフト４３側にトルク伝達部のための凹部を軸方向Ｘ２においてシール部材と重なる位置まで設けると、シール部材によるシリンダ１００のシール性を確保が困難になるためである。第１実施形態では、中空シャフト４３とナックルブラケット４２との間にトルク伝達部１１０を設けていることから、トルク伝達部１１０はシール部材１０４及びキャップ１０３によるシリンダ１００のシール性の確保に何ら影響しない。このため、中空シャフト４３の外周面側にトルク伝達部１１０のための内側凹部１１１ａを設けることができる軸方向Ｘ２の範囲は、シール部材１０４及びキャップ１０３によってシリンダ１００のシール性を確保する観点からは、制限されることがない。このことから、トルク伝達部１１０を設けることができる軸方向Ｘ２の範囲は、シール部材１０４及びキャップ１０３によって制限されることがない分、トルク伝達部１１０の設計の自由度が向上する。

（５）比較例として、ピストンロッド１０１と中空シャフト４３との間にトルク伝達部を設ける場合に、トルク伝達部として、循環路Ｒを介してボール１１３が循環する方式のものを採用すると、ピストンロッド１０１側または中空シャフト４３側に循環路Ｒを形成する必要がある。この場合、循環路Ｒを設ける分だけ、中空シャフト４３の軸方向Ｘ２に直交する方向における体格は大きくならざるをえない。この結果、出力軸４０の軸方向Ｘ２に直交する方向における体格が大きくなる。第１実施形態では、循環路Ｒをナックルブラケット４２側の第２円筒部１１２に設けていることから、中空シャフト４３の軸方向Ｘ２と直交する方向における体格が大きくなることが抑制されている。したがって、中空シャフト４３の体格が大きくなることを抑制して、循環路Ｒを介してボール１１３が循環する方式のトルク伝達部１１０を採用することができるようになる。

（６）特許文献１に開示された発明のように、ピストンロッド１０１と中空シャフト４３との間にトルク伝達部を設ける場合には、トルク伝達部が設けられた部分はシリンダ１００内に満たされた流体が移動することのできない領域となる。この点、第１実施形態では、中空シャフト４３とナックルブラケット４２との間にトルク伝達部１１０を設けることから、シリンダ１００内にトルク伝達部を設ける場合と比べて、シリンダ１００内で流体が移動しやすくなる。また、シリンダ１００内の流体の充填量を増やすこともできるようになる。

＜第２実施形態＞
車両用操舵装置の第２実施形態について説明する。ここでは、第１実施形態との違いを中心に説明する。

図５に示すように、トルク伝達部１１０は、中空シャフト４３の外周面に設けられた複数の内側凹部１１１ｂとナックルブラケット４２の内周面に設けられた複数の外側凹部１１２ｂとに嵌る転動部材としての複数のボール１１３を有している。複数の内側凹部１１１ｂは、軸方向Ｘ２に延びている。複数の内側凹部１１１ｂは、中空シャフト４３の外周面において周方向に等間隔に配置されている。複数の外側凹部１１２ｂは、軸方向Ｘ２に延びている。複数の外側凹部１１２ｂは、ナックルブラケット４２の内周面において周方向に等間隔に配置されている。内側凹部１１１ｂ及び外側凹部１１２ｂは、それぞれ同数設けられている。内側凹部１１１ｂと外側凹部１１２ｂとが軸方向Ｘ２と直交する方向において対向するように、内側凹部１１１ｂ及び外側凹部１１２ｂの周方向の位相を調整した状態で、内側凹部１１１ｂと外側凹部１１２ｂとの間に複数のボール１１３が転動可能に嵌め込まれている。

第１実施形態では、中空シャフト４３とシリンダ１００とが別体で設けられていたが、第２実施形態では、シリンダ１００を省略している。すなわち、第２実施形態では、中空シャフト４３とシリンダ１００とが一体化している。中空シャフト４３の内部空間には、作動液及びガスなどの流体が充填される。また、第１実施形態では、ナックルブラケット４２と外側凹部１１２ａが設けられている第２円筒部１１２とが別体で設けられていたが、第２実施形態では、第２円筒部１１２を省略している。

ナックルブラケット４２は、下端から上端へ向かうにつれて拡径するように形成されている。ナックルブラケット４２の内面には、下端側から上端側の順に、第１段差４２ａ及び第２段差４２ｂが設けられている。ナックルブラケット４２の外面には、３つの段差が設けられていて、ナックルブラケット４２における第２段差４２ｂに対応した部位には、下端側から上端側の順に、小径部及び大径部が設けられている。外側凹部１１２ｂは、ナックルブラケット４２の第２段差４２ｂに対応する大径部の内周面に設けられている。内側凹部１１１ｂは、複数のボール１１３すべての軸方向Ｘ２における長さ及び外側凹部１１２ａの軸方向Ｘ２における長さよりも長く延びている。また、外側凹部１１２ａは、複数のボール１１３すべての軸方向Ｘ２における長さと同程度に軸方向Ｘ２に延びている。

第２実施形態の作用及び効果を説明する。
（７）第１実施形態の作用（１）～（６）と同様の作用効果を有している。また、第２実施形態では、シリンダ１００及び第２円筒部１１２を省略することから、出力軸４０の部品点数を少なくすることができる。また、中空シャフト４３に第１円筒部１１１を組み付ける場合に比べて、シリンダ１００の径方向の厚さ分、中空シャフト４３の外径を小さくすることが可能となる。また、中空シャフト４３にシリンダ１００を組み付ける必要がなくなるため、組み付け工数を少なくすることができる。同様に、第２円筒部１１２を省略する分、出力軸４０の軽量化を図ることができるようになるとともに、組み付け工数を少なくすることができる。

＜第３実施形態＞
車両用操舵装置の第３実施形態について説明する。ここでは、第１実施形態との違いを中心に説明する。

図６に示すように、軸方向Ｘ２において、上端側第２円筒部１２１と下端側第２円筒部１３１とは、空間を挟んで離間している。上端側第２円筒部１２１の内周面には、複数の上端側外側凹部１２１ａが設けられている。複数の上端側外側凹部１２１ａは、軸方向Ｘ２に延びている。複数の上端側外側凹部１２１ａは、上端側第２円筒部１２１の内周面において周方向に等間隔に配置されている。下端側第２円筒部１３１の内周面には、複数の下端側外側凹部１３１ａが設けられている。複数の下端側外側凹部１３１ａは、軸方向Ｘ２に延びている。複数の下端側外側凹部１３１ａは、下端側第２円筒部１３１の内周面において周方向に等間隔に配置されている。上端側外側凹部１２１ａは、下端側外側凹部１３１ａと同数設けられている。複数の下端側外側凹部１３１ａは、複数の上端側外側凹部１２１ａとそれぞれ軸方向Ｘ２において並んで設けられている。すなわち、上端側外側凹部１２１ａ及び下端側外側凹部１３１ａを軸方向Ｘ２に延ばした場合に、上端側外側凹部１２１ａは下端側外側凹部１３１ａと連通する。内側凹部１１１ａと上端側外側凹部１２１ａとが軸方向Ｘ２と直交する方向において対向するように、上端側外側凹部１２１ａ及び内側凹部１１１ａの周方向の位相を調整した状態で、内側凹部１１１ａと上端側外側凹部１２１ａとの間に複数の上端側ボール１２２が転動可能に嵌め込まれている。また、内側凹部１１１ａと下端側外側凹部１３１ａとが軸方向Ｘ２と直交する方向において対向するように、下端側外側凹部１３１ａ及び内側凹部１１１ａの周方向の位相を調整した状態で、内側凹部１１１ａと下端側外側凹部１３１ａとの間に複数の下端側ボール１３２が転動可能に嵌め込まれている。

路面状態に応じて左転舵輪３Ｌを介してダンパー４１へ衝撃が伝達されるとき、ナックルブラケット４２の移動方向を中空シャフト４３の軸方向と異ならせようとする曲げ荷重が作用することになる。この場合、第２円筒部１１２の外側凹部に配置される複数のボールのうち、上端側及び下端側に配置されるボールほど、曲げ荷重が作用する。一方、上端側と下端側との中間に配置されるボールには、ほとんど曲げ荷重が作用することはない。第３実施形態では、こうしたトルク伝達部１１０に対する曲げ荷重の作用を考慮して、外側凹部を、上端側外側凹部１２１ａと下端側外側凹部１３１ａとの２構成とし、それらを軸方向Ｘ２において離間するように構成している。

上端側第２円筒部１２１には、上端側外側凹部１２１ａの上端側の１点と下端側の１点とを短絡する上端側循環路Ｒ１が形成されている。上端側循環路Ｒ１は、上端側外側凹部１２１ａごとに設けられている。上端側循環路Ｒ１は、上端側第２円筒部１２１に設けられる孔である。これにより、複数の上端側ボール１２２は、上端側外側凹部１２１ａと内側凹部１１１ａとの間に配置された後、上端側循環路Ｒ１を介して再び上端側外側凹部１２１ａと内側凹部１１１ａとの間に戻されるというように無限循環する。

下端側第２円筒部１３１には、下端側外側凹部１３１ａの上端側の１点と下端側の１点とを短絡する下端側循環路Ｒ２が形成されている。下端側循環路Ｒ２は、下端側外側凹部１３１ａごとに設けられている。下端側循環路Ｒ２は、下端側第２円筒部１３１に設けられる孔である。これにより、複数の下端側ボール１３２は、下端側外側凹部１３１ａと内側凹部１１１ａとの間に配置された後、下端側循環路Ｒ２を介して再び下端側外側凹部１３１ａと内側凹部１１１ａとの間に戻されるというように無限循環する。

第３実施形態の作用及び効果を説明する。
（８）第１実施形態の作用（１）～（６）と同様の作用効果を有している。また、仮に、上端側外側凹部１２１ａと下端側外側凹部１３１ａとが離間している箇所においても外側凹部を形成して、その箇所にボールを嵌めることは可能である。しかし、第３実施形態では、上端側外側凹部１２１ａと下端側外側凹部１３１ａとを軸方向Ｘ２において離間させ、その離間した箇所に外側凹部を形成しないようにしている。これにより、上端側外側凹部１２１ａと下端側外側凹部１３１ａとが離間している箇所において設けられた外側凹部にボールを嵌めなくてよい分、トルク伝達部１１０が用いるボールをより少なくすることが可能となる。したがって、それだけ、トルク伝達部１１０の軽量化を図ることができるようになる。また、上端側第２円筒部１２１と下端側第２円筒部１３１との間に第２円筒部を設けなくてよい分、トルク伝達部１１０の軽量化を図ることができるようになる。

なお、各実施形態は次のように変更してもよい。また、以下の他の実施形態は、技術的に矛盾しない範囲において、互いに組み合わせることができる。
・回転軸２３にカップリング２５を設けなくてもよい。

・第１減速機構８０は、ベベルアンギュラーギヤによって構成されたが、これに限らない。例えば、第１減速機構８０は、直交軸ベベルギヤなどの歯車によって構成されてもよいし、ウォームとウォームホイールによって構成されてもよい。また、第２減速機構８１は、平歯車によって構成されたが、これに限らない。例えば、第２減速機構８１は、はすば歯車によって構成されてもよいし、ウォームとウォームホイールによって構成されてもよい。

・第３実施形態では、軸方向Ｘ２において、上端側第２円筒部１２１と下端側第２円筒部１３１とが、空間を挟んで離間していたが、これに限らない。例えば、上端側第２円筒部１２１と下端側第２円筒部１３１との間に、第２円筒部１１２の材料よりも比重の軽い材料を配置することで、軽量化を図ってもよい。また、一部材としての第２円筒部１１２の内周面に、軸方向Ｘ２における上端側に配置される上端側外側凹部１２１ａと軸方向Ｘ２における下端側に離間して配置される下端側外側凹部１３１ａとを形成するようにしてもよい。

・各実施形態では、中空シャフト４３と第１円筒部１１１とを一体的に設けたが、これに限らない。例えば、円筒状をなす第１円筒部１１１を、中空シャフト４３の外周面を覆うように設けてもよい。

・第２実施形態では、ナックルブラケット４２に対する第２円筒部１１２の固定を省略したが、これに限らない。例えば、図７に示すように、ナックルブラケット４２に対して第２円筒部１１２を固定するようにしてもよい。

・各実施形態では、当接部材１０５、弾性部材１０６、及びナット１０７によって、ピストンロッド１０１を中空シャフト４３に対して揺動可能に支持したが、他の構成によって揺動可能に支持されてもよい。

例えば図８（ａ）に示すように、ダンパー４１は、内周面がピストンロッド１０１の下端に設けられた下端側小径部１０１ｂの外周面に接するとともに外周面が半球状をなすように突出した球状部１０８を有している。ダンパー４１は、内周面が半球状をなすように凹んでいて球状部１０８に面接触するとともに、外周面がナックルブラケット４２の第１段差４２ａの内周面に接するソケット１０９を有している。球状部１０８は、ピストンロッド１０１に、その下端から下端側小径部１０１ｂに挿入されるナット１０７とピストンロッド１０１の段差１０１ｃとにより挟み込まれることで、ピストンロッド１０１に固定されている。ダンパー４１は、球状部１０８、ソケット１０９、及びナット１０７により、ピストンロッド１０１を中空シャフト４３に対して軸方向Ｘ２に直交する方向に揺動可能に支持されている。なお、この場合、シリンダ１００の上端も同様に揺動可能に支持する必要がある。

・各実施形態では、当接部材１０５、弾性部材１０６、及びナット１０７によって、ピストンロッド１０１を中空シャフト４３に対して揺動可能に支持したが、ピストンロッド１０１を中空シャフト４３に対して揺動可能に支持しなくてもよい。

・第１実施形態及び第３実施形態では、ピストンロッド１０１を中空シャフト４３に対して揺動可能に支持するとともに、シリンダ１００を中空シャフト４３に対して揺動可能に支持したが、少なくとも一方で支持していてもよい。

・第１実施形態及び第３実施形態では、当接部材１０５ａ、弾性部材１０６ａ、及びナット１０７ａによって、シリンダ１００を中空シャフト４３に対して揺動可能に支持したが、他の構成によって揺動可能に支持してもよい。

・第１実施形態及び第３実施形態では、当接部材１０５ａ、弾性部材１０６ａ、及びナット１０７ａによって、シリンダ１００を中空シャフト４３に対して揺動可能に支持したが、シリンダ１００を中空シャフト４３に対して揺動可能に支持しなくてもよい。この場合、シリンダ１００は中空シャフト４３に対して固定されることになる。

例えば図８（ｂ）に示すように、当接部材１０５の内周面は、ピストンロッド１０１の下端に設けられた下端側小径部１０１ｂの外周面に接している。当接部材１０５の外周面は、ナックルブラケット４２の第１段差４２ａの内周面に接している。当接部材１０５は、ピストンロッド１０１の下端から下端側小径部１０１ｂに挿入されるナット１０７とピストンロッド１０１の段差１０１ｃとにより挟み込まれることで、ピストンロッド１０１に固定されている。当接部材１０５は、例えば金属等により構成されるため、ピストンロッド１０１を中空シャフト４３に対して軸方向Ｘ２と直交する方向に揺動しないように支持している。

・各実施形態では、ナックルブラケット４２に固定されたピストンロッド１０１が、中空シャフト４３に固定されたシリンダ１００に対して軸方向Ｘ２に進退移動可能に設けたが、これに限らない。

図９に示すように、シリンダ１００は、下端部に底壁１００ｅを有している。シリンダ１００の底壁１００ｅは、ナックルブラケット４２の下端に固定されている。シリンダ１００は、ナックルブラケット４２と軸方向Ｘ２に一体的に移動する。シリンダ１００の内部空間には、上端側の開口部分を介してピストンロッド１０１の下端が収容されている。シリンダ１００の内部空間には、ピストンロッド１０１よりも下端側にフリーピストン１０２ｂが配置されている。シリンダ１００におけるフリーピストン１０２ｂよりも下端側の内部空間にはガスが充填され、シリンダ１００におけるフリーピストン１０２ｂよりも上端側の内部空間には作動液が充填されている。ピストン１０２は、ピストンロッド１０１の下端に設けられた下端側小径部１０１ｄに取り付けられている。ピストン１０２は、ピストンロッド１０１の下端側小径部１０１ｄの外周面とシリンダ１００の内周面との間に配置されている。ピストンロッド１０１は、上端側小径部１０１ｅを備え、上端側小径部１０１ｅには、円環状の当接部材１０５が挿入されている。当接部材１０５の外側には円環状の弾性部材１０６が挿入されている。これら当接部材１０５及び弾性部材１０６は、ピストンロッド１０１の上端側小径部１０１ｅに螺合されるナット１０７によって固定されている。弾性部材１０６の外周面は、中空シャフト４３の内周面に固定されている。これにより、ピストンロッド１０１は、中空シャフト４３と軸方向Ｘ２に一体的に移動する。シリンダ１００の外周面と中空シャフト４３の内周面との間には、中空シャフト４３に対してシリンダ１００が軸方向Ｘ２に移動できるようにわずかに隙間が設けられている。これにより、ピストンロッド１０１は、ナックルブラケット４２に固定されたシリンダ１００に対して軸方向Ｘ２に進退移動可能に設けられている。このような、いわゆる正立式のダンパー４１に対しても上記の各実施形態のトルク伝達部１１０を適用することができる。

・各実施形態では、循環路Ｒを介してボール１１３が循環する方式のトルク伝達部１１０が用いられたが、これに限らない。たとえば、ボール１１３が循環しない方式のトルク伝達部が用いられてもよい。

例えば図１０に示すように、ナックルブラケット４２には、第１～第３実施形態でいう循環路Ｒに相当する構成は設けられていない。このため、複数のボール１１３は、内側凹部１１１ａと外側凹部１１２ｃとの間に挟まれた状態のまま、中空シャフト４３に対してナックルブラケット４２が軸方向Ｘ２に移動するのに伴って、内側凹部１１１ａ及び外側凹部１１２ｃに対して負荷を受けつつ転がりながら移動する。これにより、ナックルブラケット４２は、トルク伝達部１１０を介して中空シャフト４３に支持された状態で、中空シャフト４３に対して軸方向Ｘ２に移動することができる。

・各実施形態では、ボール１１３を用いたボールスプライン嵌合を用いたトルク伝達部１１０を採用したが、これに限らない。
例えば、図１１（ａ），（ｂ）に示すように、トルク伝達部１１０としてニードルローラを用いたトルク伝達部を採用してもよい。この場合、中空シャフト４３の外周面には、軸方向Ｘ２に一体移動可能に第１円筒部１４１が固定されている。第１円筒部１４１の外面には、６つの内側平面１４１ａが設けられている。６つの内側平面１４１ａは、第１円筒部１４１の周方向に等間隔に配置されている。また、ナックルブラケット４２の内周面には、軸方向Ｘ２に一体移動可能に第２円筒部１４２が設けられている。第２円筒部１４２の内面には、６つの外側平面１４２ａが設けられている。６つの外側平面１４２ａは、第２円筒部１４２の周方向に等間隔に配置されている。６つの内側平面１４１ａには、それぞれ内側凹部１４１ｂが設けられている。複数の内側凹部１４１ｂは、軸方向Ｘ２に延びている。６つの外側平面１４２ａには、それぞれ外側凹部１４２ｂが設けられている。複数の外側凹部１４２ｂは、軸方向Ｘ２に延びている。内側凹部１４１ｂと外側平面１４２ａとが軸方向Ｘ２と直交する方向において対向するように、内側凹部１４１ｂ及び外側凹部１４２ｂの周方向の位相を調整した状態で、内側凹部１４１ｂと外側凹部１４２ｂとの間に、複数のニードル１４３が嵌め込まれている。このようなニードルローラを用いた場合においても、ナックルブラケット４２は、トルク伝達部１１０を介して中空シャフト４３に支持された状態で、中空シャフト４３に対して軸方向Ｘ２に移動することができる。また、内側凹部１４１ｂ及び外側凹部１４２ｂの周方向における長さは、１つのニードル１４３の軸方向における長さよりもわずかに長く設定されている。中空シャフト４３が周方向に回転すると、内側凹部１４１ｂの周方向における壁面に複数のニードル１４３が当接し、これら複数のニードル１４３が外側凹部１４２ｂの周方向における壁面に当接する。これにより、中空シャフト４３の周方向における回転は、ナックルブラケット４２へと伝達される。なお、内側平面１４１ａ及び外側平面１４２ａは６つの平面に限らず、３つ以上の平面によって構成されていればいくつの平面で構成されていてもよい。

また、図１１（ｃ）に示すように、トルク伝達部１１０として採用されるニードルローラは、循環路Ｒを設けた循環方式のものであってもよい。この場合、第２円筒部１４２には、外側凹部１４２ｂの上端側の１点と下端側の１点とを短絡する循環路Ｒが形成されている。循環路Ｒは、外側凹部１４２ｂごとに設けられている。この循環路Ｒによって、ニードル１４３は無限循環する。

・第１減速機構８０及び第２減速機構８１のうち一方は波動減速機（波動歯車装置）であってもよい。
・各実施形態では、左転舵輪３Ｌ及び右転舵輪３Ｒは車両の前方側に配置されたが、これに限らない。左転舵輪３Ｌ及び右転舵輪３Ｒは、車両の後方側に配置された転舵輪であってもよい。また、車両の前方側に配置された転舵輪及び車両の後方側に配置された転舵輪の両方に対して、転舵機構及び減速機構をそれぞれ設けてもよい。

・各実施形態では、車両用操舵装置１を自動車に適用したが、これに限らない。例えば、車両用操舵装置１を自転車や車椅子に適用してもよい。例えば、車両用操舵装置１を自転車に適用する場合、その車両用操舵装置１には、左転舵モータ４Ｌ及び右転舵モータ４Ｒを設けなくてよいし、これらのトルクを伝達するための左減速機構６Ｌ及び右減速機構６Ｒも設けなくてよい。この場合、運転者が自転車のハンドルを操作したときのトルクが入力軸３０に伝達されることになる。

１…車両用操舵装置、２…ステアリングホイール、３Ｌ…左転舵輪、３Ｒ…右転舵輪、４Ｌ…左転舵モータ、４Ｒ…右転舵モータ、５Ｌ…左転舵機構、５Ｒ…右転舵機構、６Ｌ…左減速機構、６Ｒ…右減速機構、７…ＥＣＵ、１０…ナックル、１２…ロアアーム、１８…ストラットマウント、２０…対向部材、２１…スプリング、２２…ブーツ、２３…回転軸、２４…モータ本体、３０…入力軸、４０…出力軸、４１…ダンパー、４２…ナックルブラケット、４２ａ…第１段差、４２ｂ…第２段差、４２ｃ…第３段差、４３…中空シャフト、５０…連結機構、８０…第１減速機構、８１…第２減速機構、８２…中心軸、９０…ハウジング、９１…モータハウジング、９２…ギヤハウジング、１００…シリンダ、１０１…ピストンロッド、１０１ａ…上端側小径部、１０１ｂ…下端側小径部、１０１ｃ…段差、１０１ｄ…下端側小径部、１０１ｅ…上端側小径部、１０２…ピストン、１０２…減衰バルブ、１０３…キャップ、１０４…シール部材、１０５，１０５ａ…当接部材、１０６，１０６ａ…弾性部材、１０７，１０７ａ…ナット、１０８…球状部、１０９…ソケット、１１０…トルク伝達部、１１１…第１円筒部、１１１ａ，１１１ｂ…内側凹部、１１２…第２円筒部、１１２ａ，１１２ｂ…外側凹部、１１３…ボール、１２１…上端側第２円筒部、１２１ａ…上端側外側凹部、１２２…上端側ボール、１３１…下端側第２円筒部、１３１ａ…下端側外側凹部、１３２…下端側ボール、１４１…第１円筒部、１４１ａ…内側平面、１４１ｂ…内側凹部、１４２…第２円筒部、１４２ａ…外側平面、１４２ｂ…外側凹部、１４３…ニードル、１５０…バンプストッパ、Ｋ…キングピン軸、Ｓ…サスペンション、Ｘ…上下方向、Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３…軸方向、Ｒ…循環路、Ｒ１…上端側循環路、Ｒ２…下端側循環路、Ｓ１…第１室、Ｓ２…第２室。

Claims (5)

1. 車体に対して転舵輪を懸架するとともに、前記転舵輪を転舵させる車両用操舵装置において、
   路面状態に応じて前記転舵輪を介して車体に伝達される衝撃を緩和するダンパーと、前記ダンパーの外周に巻回されたスプリングと、前記ダンパーを収容するとともに前記転舵輪に連結されるナックルブラケットとを備え、
   前記ダンパーは、前記転舵輪を転舵させるためのトルクに応じて回転する中空シャフトと、その軸方向に進退移動するピストンロッドとを備え、
   前記中空シャフトと前記ナックルブラケットとの間には、前記中空シャフトに対して前記ナックルブラケットが前記軸方向に移動可能、かつ前記中空シャフトの回転を前記ナックルブラケットに伝達可能にしたトルク伝達部が設けられている車両用操舵装置。
2. 前記トルク伝達部は、前記ナックルブラケットの内面を覆うように設けられた円筒部と、前記中空シャフトの外面に設けられた内側凹部及び前記円筒部の内面に設けられた外側凹部に嵌る転動部材とを有し、
   前記内側凹部は、前記転動部材の前記軸方向における長さよりも前記軸方向に長く延びている請求項１に記載の車両用操舵装置。
3. 前記中空シャフトの内部空間には流体が充填され、
   前記トルク伝達部は、前記中空シャフトの外面に設けられた内側凹部と前記ナックルブラケットの内面に設けられた外側凹部とに嵌る転動部材を有し、
   前記内側凹部は、前記転動部材の前記軸方向における長さよりも前記軸方向に長く延びている請求項１に記載の車両用操舵装置。
4. 前記外側凹部は、前記軸方向における一方側に配置される第１外側凹部と他方側に配置される第２外側凹部とから構成され、
   前記第１外側凹部と前記第２外側凹部とは離間している請求項２または３に記載の車両用操舵装置。
5. 前記ダンパーは、内部に流体が充填されるシリンダを備え、
   前記ピストンロッド及び前記シリンダの少なくとも一方には、その一端部に支持部が設けられており、
   前記支持部は、前記トルク伝達部に対して前記ピストンロッド及び前記シリンダの前記少なくとも一方を前記軸方向と直交する方向に揺動可能に支持する請求項１～４のいずれか一項に記載の車両用操舵装置。

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