WO2020213546A1 - ステアリング装置 - Google Patents

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WO2020213546A1
WO2020213546A1 PCT/JP2020/016223 JP2020016223W WO2020213546A1 WO 2020213546 A1 WO2020213546 A1 WO 2020213546A1 JP 2020016223 W JP2020016223 W JP 2020016223W WO 2020213546 A1 WO2020213546 A1 WO 2020213546A1
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steering
reaction force
shaft
force generating
steering device
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PCT/JP2020/016223
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English (en)
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Inventor
祥史 黒川
Original Assignee
日本精工株式会社
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    • B62D6/008—Control of feed-back to the steering input member, e.g. simulating road feel in steer-by-wire applications

Definitions

  • the present invention relates to a steering device.
  • FIG. 19 shows an example of a conventionally known steering device for an automobile.
  • This steering device includes a steering wheel 1 operated by a driver, a steering shaft 2, a steering column 3, a pair of universal joints (cardan joints) 4a and 4b, an intermediate shaft 5, and a rack and pinion type steering. It includes a gear unit 6 and a pair of tie rods 7.
  • the front-rear direction, width direction, and up-down direction of the steering device mean the front-rear direction, width direction, and up-down direction of the vehicle body to which the steering device is assembled.
  • the width direction the right side when the vehicle body is arranged so that the traveling direction is upward when viewed from directly above is referred to as "right", and the left side is referred to as "left".
  • the steering column 3 is formed in a tubular shape and is arranged so as to be inclined downward toward the front, and a part of the steering column 3 is supported by the vehicle body.
  • the steering shaft 2 is rotatably supported inside the steering column 3.
  • the steering wheel 1 is supported and fixed to the rear end portion of the steering shaft 2.
  • the front end portion of the steering shaft 2 is connected to the pinion shaft 8 of the steering gear unit 6 via a pair of universal joints 4a and 4b and an intermediate shaft 5. Therefore, by rotating the steering wheel 1, the pinion shaft 8 is rotated.
  • the rotation of the pinion shaft 8 is converted into a linear motion of a rack shaft (not shown), so that a pair of tie rods 7 are pushed and pulled.
  • the pair of steering wheels is provided with a steering angle corresponding to the amount of operation of the steering wheel 1.
  • the electric motor 10 rotates with a predetermined rotational torque in either the forward or reverse direction according to the detection signal of the torque sensor (not shown) in the motor housing 9, the vehicle speed, etc., and the rotation is the reduction gear (not shown). It is transmitted to the sensor output shaft 11 via (shown). As a result, steering assist is realized.
  • a steer-by-wire type steering system has been developed for transmitting the operation of the steering wheel 1 by an electric signal to the above-mentioned electric power steering device (for example, Patent Document 1).
  • the steering shaft 2 is provided with a reaction force generating portion 15 that applies a steering reaction force to the driver (steering wheel 1).
  • the reaction force generating unit 15 includes a reaction force actuator (Reaction force actuator) as a drive source.
  • the steering shaft 2 is provided with a steering angle sensor 13 and a torque sensor 14.
  • the reaction force generating unit 15 includes a steering-side resolver 16 that detects the rotation angle of the reaction force actuator.
  • an electromagnetic clutch that can physically engage and release between the steering shaft 2 and the steering drive unit that steers and drives the steering wheels is arranged on the front side of the vehicle body with respect to the reaction force generating unit 15. It may be configured, or it may be configured to output a drive signal for driving the steering drive unit from the reaction force generating unit 15.
  • the steering drive unit does not transmit the rotation of the steering shaft 2 to the pinion shaft 8 side when the electromagnetic clutch is open, and the steering is steered when the electromagnetic clutch is engaged.
  • the steering torque input from the shaft 2 is transmitted to the pinion shaft 8 side.
  • the steering drive unit transmits the reaction force torque input from the steering wheels to the steering shaft 2 side.
  • the steering column is arranged below the top bracket 19 fixed to the vehicle body side and behind the dash panel 20 provided on the front side of the vehicle body.
  • the reaction force generating portion 15 as a fixed-side rotating body, which is a heavy object, is the steering column 3. It is placed at the front end. Therefore, when the extension stroke of the steering column 3 is lengthened, the distance L from the tilt pivot Pv to the reaction force generating portion 15 becomes long.
  • FIG. 22 shows an outline of the periphery of the steering device as viewed from the side of the vehicle body.
  • the steering column 3 supports the weight of the reaction force generating portion 15 as described above, the steering column 3 easily rotates (tilts) around the tilt pivot Pv even if the tilt pivot Pv is fixed. As the distance L becomes longer, the load related to the tilt pivot Pv due to the weight of the reaction force generating portion 15 increases. Therefore, it is possible to increase the rigidity around the tilt pivot Pv so that the reaction force generating portion 15 is reliably supported by the steering column 3, but in that case, the weight of the steering device increases and the structure becomes complicated.
  • the cable 18 for supplying power to the reaction force generating portion 15 is dragged when the steering column 3 is tilted, and depending on the usage conditions, contact or friction with the dash panel 20 or the like occurs, and the cable 18 is damaged. Or damage may occur.
  • the reaction force generating unit 15 moves significantly due to the tilt operation, it becomes difficult to arrange the clutch on the reaction force generating unit 15 side. Therefore, the reaction force generating portion 15 can be assembled to the vehicle body separately from the steering column 3, but a portion where the shaft is bent occurs between the reaction force generating portion 15 side and the steering column 3 side. Therefore, in this configuration, the assembling property of the steering device is lowered. As described above, there are many problems in arranging the reaction force generating unit 15 on the vehicle body, and there is room for consideration.
  • An object of the present invention is to provide a steering device capable of arranging a heavy fixed-side rotating body in a steer-by-wire type steering system without hindering the tilting operation of the steering column and without deteriorating the assembling property. To do.
  • the present invention has the following configuration.
  • the steering wheel The steering shaft connected to the steering wheel and A steering column that rotatably supports the steering shaft on the inner diameter side and is supported by the vehicle body, A tilt position adjustment mechanism that tilts the steering column and A joint that tiltably connects the steering shaft to a fixed-side rotating body supported on the vehicle body side without being interlocked with the tilt operation by the tilt position adjusting mechanism.
  • a steering device in which the joint is arranged on the steering wheel side of the fixed-side rotating body.
  • a heavy fixed-side rotating body in the steer-by-wire type steering system, can be arranged without hindering the tilting operation of the steering column and without deteriorating the assembling property.
  • FIG. 5 is a schematic side view of a main part of the steering device shown in FIG. 1 as viewed from the side. It is the schematic plan view of the main part which looked at the steering device shown in FIG. 1 from the lower side. It is a schematic side view which shows the state of tilting operation of a steering device. It is a schematic side view of the main part of the steering apparatus of the 2nd Embodiment seen from the side.
  • FIG. 5 is a schematic plan view of a main part of the steering device shown in FIG. 10 as viewed from below. It is a schematic side view of the main part of the steering apparatus of 7th Embodiment seen from the side. It is a schematic side view of the main part of the steering apparatus of 8th Embodiment seen from the side.
  • FIG. 5 is a schematic side view of a main part showing a state in which the steering device shown in FIG. 16 is tilted and telescopically operated. It is a schematic side view of the main part of the steering apparatus of the twelfth embodiment seen from the side. It is a schematic side view of the main part of the steering apparatus of another configuration of the twelfth embodiment seen from the side.
  • the steering device of each embodiment described below is a steer-by-wire system that steers the steering wheels to the left and right by detecting the steering angle and steering force with a sensor and transmitting this as an electric signal to the steering drive unit. It is a steering device.
  • ⁇ First Embodiment> 1 and 2 are side views schematically showing a driver's seat of a vehicle body to which the steering device 100 of the first embodiment is assembled and a peripheral portion thereof.
  • the steering device 100 includes a steering wheel 21, a steering column shaft 23, a tilt position adjusting mechanism, and a joint 37.
  • the steering column shaft 23 is supported by a top bracket 31 to which a steering wheel 21 is attached and fixed integrally with the vehicle body.
  • a fixed side rotating body supported on the vehicle body side is connected to the joint 37 without being linked to the tilt operation by the tilt position adjusting mechanism.
  • This fixed-side rotating body is relatively heavy, and here, the reaction force generating portion 25 that generates a reaction force corresponding to the steering scan applied to the drive shaft 35 and the steering wheel 21 on the drive shaft 35.
  • the reaction force generating unit 25 includes a reaction force actuator that applies a steering reaction force to the driver M (steering wheel 21).
  • the fixed-side rotating body is not limited to the above-mentioned reaction force generating portion 25, and may be another member (a rotating shaft body or an arbitrary individual having a rotating portion in a part thereof).
  • the steering column shaft 23 is provided with a steering angle sensor 75 that detects the steering angle as the steering amount of the driver M and a torque sensor 76 that detects the steering torque as the steering amount of the driver M.
  • the steering wheel 21 which is a steering member and the pair of steering wheels 70 which are a pair of left and right front wheels are mechanically separated. Then, various sensors detect the amount of rotation and the rotational force of the steering wheel 21, and the operation of the actuator 72 mechanically connected to the steering wheel 70 is controlled according to these sensor information to form a pair of steering wheels. Adjust the steering angle (tire angle) of 70.
  • the steering angle sensor 75 detects the steering angle of the steering wheel 21, and in the example shown in FIG. 2, it is assembled to a portion of the reaction force generating portion 25 adjacent to the rear of the vehicle.
  • the torque sensor 76 detects the steering torque applied to the steering wheel 21, and in the example shown in FIG. 2, the torque sensor 76 is assembled to a portion of the reaction force generating portion 25 adjacent to the front of the vehicle.
  • the steering angle sensor 77 detects the steering angle of a pair of steering wheels 70. In the example shown in FIG. 2, the steering angle sensor 77 is arranged in the vicinity of one of the steering wheels 70 (left in FIG. 2).
  • the sensors 71 here include a vehicle speed sensor for detecting the vehicle speed, which is the speed of the vehicle, an accelerator operation amount sensor for detecting the operation amount of the accelerator pedal by the driver M, and an operation of the brake pedal by the driver M. Includes brake operation amount sensor to detect amount, vertical acceleration sensor to detect vertical acceleration of vehicle, lateral acceleration sensor to detect lateral acceleration of vehicle, yaw rate sensor to detect yaw rate of vehicle, etc. Is done.
  • the ECU 73 sets the target steering angle according to the steering angle detected by the steering angle sensor 75 and the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor. Then, the ECU 73 drives and controls the actuator 72 (steering control) via the first drive circuit 79 according to the deviation between the target steering angle and the steering angle detected by the steering angle sensor 77. As a result, the steering angle of the steering wheel 70 is adjusted to be the target steering angle. Further, the ECU 73 drives and controls the reaction force generating unit 25 (reaction force) via the second drive circuit 78 in response to the detection signals of the steering angle sensor 75, the torque sensor 76, the steering angle sensor 77, and the sensors 71. Control. As a result, an appropriate reaction force in the direction opposite to the steering direction of the steering wheel 21 is applied to the steering column shaft 23.
  • the actuator 72 includes a housing 80 supported and fixed to the vehicle body, an electric motor 81 as a drive source, a reverse input shutoff clutch 82, a reduction mechanism 83, and a rack and pinion mechanism 84 as a rotation linear motion conversion mechanism.
  • the electric motor 81 has a drive shaft (output shaft) 85 capable of rotationally driving in both directions, and is supported by the housing 80.
  • the above-mentioned steering control is performed by controlling the rotation direction and the amount of rotation of the drive shaft 85.
  • the reverse input cutoff clutch 82 is a lock type reverse input cutoff clutch and is housed in the housing 80.
  • the reverse input cutoff clutch 82 transmits all of the rotational torque input to the input member 86 to the output member 87, whereas the rotational torque reversely input to the output member 87 is not transmitted to the input member 86, or one of them. It has a reverse input blocking function that transmits only the part and blocks the rest.
  • the input member 56 is connected to the drive shaft 85 of the electric motor 81 so as to be able to transmit torque.
  • the deceleration mechanism 83 is housed in the housing 80, decelerates the rotational torque input from the input unit, and outputs it from the output unit.
  • the reduction mechanism 83 is a parallel shaft gear mechanism configured by meshing a plurality of gears whose rotation center axes are arranged in parallel with each other.
  • the input portion of the speed reduction mechanism 83 is connected to the output member 87 of the reverse input cutoff clutch 82 so as to be able to transmit torque.
  • the reduction mechanism 83 includes a planetary gear mechanism, a cap gear mechanism, a wave gear mechanism, a cycloid reduction mechanism, a belt drive type reduction mechanism, a chain drive type reduction mechanism, a wedge roller type traction drive reduction mechanism, and the like.
  • Various deceleration mechanisms such as these combinations can be adopted.
  • the rack and pinion mechanism 84 is configured to include a pinion shaft 88 which is a rotating member and a rack shaft 89 which is a linear motion member, and is housed in the housing 80.
  • the pinion shaft 88 has pinion teeth 90 in a part in the axial direction.
  • the rack shaft 89 has rack teeth 91 on the side surface of the intermediate portion in the axial direction. Further, the rack shaft 89 is supported so as to be displaced only in the axial direction with respect to the housing 80 in a state where the axial direction thereof coincides with the width direction of the vehicle (horizontal direction in FIG. 2).
  • the pinion shaft 88 is arranged at a twisted position with respect to the central shaft of the rack shaft 89, and with the pinion teeth 90 meshed with the rack teeth 91, only rotates with respect to the housing 80. Supported as possible.
  • the rack and pinion mechanism 84 having such a configuration can convert the rotational motion of the pinion shaft 88 into the linear motion (axial motion) of the rack shaft 89.
  • the pinion shaft 88 is connected to the output portion of the reduction mechanism 83 so as to be able to transmit rotational torque.
  • a pair of tie rods 92 are joined to both ends of the rack shaft 89 in the axial direction via spherical joints (not shown).
  • Each tip of the tie rod 92 is located outside the housing 80 and is swingably coupled to the base end of a pair of left and right knuckle arms 93.
  • Each tip of each pair of left and right knuckle arms 93 is fixed to a pair of left and right knuckles (not shown).
  • each pair of left and right knuckles is supported so as to be able to swing around a kingpin (not shown) with respect to the vehicle body.
  • Each of the left and right pair of steering wheels 70 is rotatably supported by the left and right pair of knuckles via hub unit bearings (not shown).
  • a target steering angle is set by the ECU 73 to drive the electric motor 81 with the operation of the steering wheel 21, and when the drive shaft 85 rotates, this rotation is transmitted via the reverse input cutoff clutch 82 and the reduction mechanism 83. It is transmitted to the pinion shaft 88. Then, the rotation of the pinion shaft 88 is converted into the linear motion of the rack shaft 89, and the pair of left and right tie rods 92 are pushed and pulled. As a result, the pair of left and right knuckle arms 93 swings and displaces, so that the pair of left and right knuckles swing and displace around the kingpin, and the steering angle of the pair of left and right steering wheels 70 becomes the target steering angle. It is adjusted so that
  • the reverse input cutoff clutch 82 prevents the output member 87 from rotating (output).
  • the member 87 is locked) so that the rotational torque reversely input to the output member 87 is not transmitted to the input member 86.
  • the rotation of the output member 87 is suppressed (the output member 87 is half-locked) so that only a part of the rotational torque reversely input to the output member 87 is transmitted to the input member 86 and the rest is cut off. There is.
  • the steering angle of the steering wheel 70 can be maintained when the output member 87 is locked. Further, when the output member 87 is half-locked, it is possible to prevent the steering angle of the steering wheel 70 from suddenly changing. Therefore, a force for maintaining the steering angle of the steering wheel 70 and preventing the steering angle of the steering wheel 70 from suddenly changing against the reaction force received by the steering wheel 70 from the road surface is applied. It is not necessary to generate it with the electric motor 81. The power consumption of the electric motor 81 can be reduced accordingly.
  • FIG. 3 is a schematic side view of a main part of the steering device 100 shown in FIG. 1 as viewed from the side.
  • FIG. 4 is a schematic plan view of a main part of the steering device 100 shown in FIG. 1 as viewed from below.
  • the steering column shaft 23 has a steering shaft 27 connected to the steering wheel 21 and a steering column 29 in which the steering shaft 27 is inserted therein.
  • the steering shaft 27 includes an inner shaft 27A and an outer shaft 27B.
  • the inner shaft 27A and the outer shaft 27B are serrated and fitted so that the rotational torque can be transmitted freely and the outer shaft 27B can be displaced relative to the axial direction.
  • the tubular steering column 29 into which the steering shaft 27 is inserted includes an outer column 29A and an inner column 29B.
  • the outer column 29A and the inner column 29B are combined so as to be telescopically operable.
  • the steering column 29 may have a collapsible structure in which the total length of the steering column 29 is shortened while absorbing the energy due to the impact when an axial impact is applied at the time of a collision.
  • the steering column 29 is supported by the front side support piece 31b and the rear side support piece 31c of the top bracket 31, and can be tilted.
  • a tilt position adjusting mechanism and a telescopic position adjusting mechanism may be an electric type as shown in the eleventh embodiment (FIGS. 16 and 17) described later, or may be a manual type.
  • Such a steering column shaft 23 has been well known in the past, and detailed description thereof will be omitted as it is assumed that a known configuration can be applied.
  • the front side support piece 31b and the rear side support piece 31c of the top bracket 31 will be omitted as shown in FIGS. 1 and 4.
  • the reaction force generating unit 25 includes an electric motor (not shown) that operates as a reaction force actuator.
  • the reaction force generating unit 25 uses the electric motor as a drive source, decelerates the rotational speed of the electric motor by a worm, a worm wheel, or the like, and enhances the rotational driving force to the steering column shaft 23 via the drive shaft 35. Gives a reaction force to steering. Further, the reaction force generating unit 25 controls the electric motor and various sensors according to the instruction of the ECU 43.
  • the reaction force generating portion 25 is fixed to the mounting portion 31a (see FIG. 3) on the front side of the vehicle body of the top bracket 31.
  • the steering shaft 27 and the reaction force generating portion 25 are fixed to the vehicle body by the same fixing member (top bracket 31).
  • the fixing member of the reaction force generating portion 25 to the vehicle body is not limited to this, and may be a member different from the fixing member that fixes the steering shaft 27 to the vehicle body side. In either case, the reaction force generating portion 25 and the steering shaft 27 are fixed to the vehicle body separately from each other.
  • the reaction force generating unit 25 may be further provided with additional members in addition to the configuration of the reaction force actuator and the like described above.
  • the top bracket 31 is arranged so as to cover the vehicle interior space behind the dash panel 33 which is fixed integrally with the vehicle body.
  • the tip of the drive shaft 35 of the reaction force generating portion 25 is connected to the front end portion of the inner shaft 27A of the steering shaft 27 via the joint 37. That is, the joint 37 is arranged closer to the steering wheel 21 than the reaction force generating portion 25. Further, a tilt position adjusting mechanism and a telescopic position adjusting mechanism are arranged on the steering wheel 21 side of the joint 37.
  • the joint 37 connects the drive shaft 35 and the inner shaft 27A so as to be tiltable.
  • a well-known structure can be adopted for the joint 37, and for details on the structure, refer to, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-295246, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-174239, and the like.
  • the joint 37 includes a tracta joint, a Rzeppa joint, a Weiss joint, a Thompson joint, a Yordak joint, and a Hobson joint. , Malpezzi joint, etc. may be adopted.
  • the drive shaft 35 of the reaction force generating portion 25 connected by the joint 37 and the inner shaft 27A of the steering shaft 27 are aligned with each other without being inclined when viewed from the lower side of the vehicle body shown in FIG. Is placed in.
  • the steering shaft 27 and the reaction force generating portion 25 are connected via a joint 37 and are fixed to the vehicle body independently of each other. Therefore, the reaction force generating unit 25 maintains a state of being fixed to the vehicle body without moving its installation position inside the vehicle body even when the position of the steering shaft 27 is adjusted by the tilt position adjusting mechanism. That is, the reaction force generating portion 25 is fixed to the vehicle body side with a support structure that does not follow the position adjusting operation of the steering column 29 by the tilt position adjusting mechanism.
  • FIG. 5 is a schematic side view showing a state in which the steering device 100 is tilted.
  • the drive shaft 35 and the inner shaft 27A are connected in a state where the joint 37 can be bent at the bending point position.
  • the rotation center of the tilt operation and the position of the joint 37 are configured to coincide with each other.
  • the drive shaft 35 and the inner shaft 27A are connected in a straight line or bent.
  • the drive shaft 35 and the inner shaft 27A are aligned at the center position (neutral position) of the tilt position adjustment range, and their axial directions coincide with each other.
  • the reaction force generating portion 25 is fixed to the top bracket 31 by the mounting portion 31a, the weight of the reaction force generating portion 25 is not applied to the steering column shaft 23. ..
  • the steering column shaft 23 carelessly rotates (tilts) in the tilt pivot (a support shaft in which the steering column 29 and the front support piece 31b of the top bracket 31 are rotatably supported) during the tilt operation. It is stably supported by the top bracket 31 without any trouble. Further, it is not necessary to reinforce the circumference of the tilt pivot to increase the rigidity, and the weight of the steering device 100 can be reduced.
  • the power supply cable (not shown in FIGS. 1 to 5) of the reaction force generating unit 25 does not move during the tilt operation, the cable is not damaged by rubbing. Further, since the reaction force generating portion 25 is fixed to the vehicle body side, restrictions on the arrangement of the clutch or the like connected to the reaction force generating portion 25 are reduced, and the degree of freedom in design can be improved.
  • the steering column shaft 23, which is on the movable side during the tilt operation, and the reaction force generating portion 25 are supported by the same top bracket 31. Therefore, the reaction force generating portion 25 can be assembled to the vehicle body as one component (unit) combined with the steering column shaft 23, and the assembling property of the steering device 100 can be improved.
  • the inner shaft 27A of the steering shaft 27 and the drive shaft 35 of the reaction force generating portion 25 are assembled to the vehicle body in a state of being connected to each other via a joint 37. Therefore, higher alignment accuracy can be obtained as compared with the case where the shafts are connected to each other after both members are individually attached to the vehicle body. As a result, the mounting error can be suppressed, and the rotation operation, tilt operation, and telescopic operation of the steering shaft 27 can be performed more smoothly.
  • the reaction force generating unit 25 is generated so as to cancel at least a part, preferably all of the fluctuations of the rotational angular velocity and the rotational torque according to the joint angle of the joint 37 so as not to give a sense of discomfort to the driver. It is preferable to adjust the reaction force.
  • the relationship between the rotational angular velocity and the rotational torque for each joint angle of the joint 37 is stored in a storage unit (not shown) in the form of a mathematical formula or a map. Then, a sensor (not shown) for detecting the joint angle of the joint 37 and the rotation phase (rotation angle) of the joint 37 is provided, and from the relationship between the detected value from the sensor and each joint angle stored in the storage unit, The fluctuations in the rotational angular velocity and the rotational torque transmitted by the joint 37 are obtained, and an auxiliary torque that cancels the obtained fluctuations is generated from the reaction force generating unit 25.
  • the auxiliary torque may be set by using both the information of the joint angle of the joint 37 and the rotation phase of the joint 37, but the auxiliary torque may be set by detecting only one of them.
  • the inclination angle of the steering column 29 and the steering wheel 21 which are equivalent amounts to the joint angle of the joint 37.
  • a sensor that detects the height position of the joint may be used.
  • these sensors for example, a displacement sensor can be used.
  • a standard value of a preset joint angle tilt angle of the steering column 29, height position of the steering wheel 21
  • the reference value Nominal value, etc.
  • a sensor for detecting the rotation phase of the joint 37 in addition to a sensor that directly detects the rotation phase of the joint 37, for example, the rotation phase (rotation) of the steering shaft 27 and the steering wheel 21 which is an amount equivalent to the rotation phase of the joint 37.
  • a sensor that detects the angle may be used.
  • a rotation sensor including an encoder, a steering-side resolver included in the reaction force generating unit 25, and the like can be used.
  • the inner diameter of the steering column 29 is larger than the outer diameter of the joint 37, and the joint 37 is arranged inside the steering column 29.
  • the outer diameter of the joint 37 may be configured to be smaller than the inner diameter of the inner column 29B. In that case, the axial length can be shortened to form a compact structure, and the joint 37 can be reliably protected.
  • FIG. 6 is a schematic side view of a main part of the steering device 200 of the second embodiment as viewed from the side.
  • the reaction force generating portion 25 is arranged so as to be inclined upward. That is, the reaction force generating portion 25 is fixed to the upwardly inclined mounting portion 31a of the top bracket 31, and the drive shaft 35 is arranged so as to be inclined upward toward the front of the vehicle body. Further, the drive shaft 35 is inclined downward toward the rear of the vehicle body and is connected to the joint 37.
  • the inclination angle of the mounting portion 31a here may be set according to a range in which the tilt position can be adjusted, the length of the top bracket 31 in the front-rear direction of the vehicle body, and the like.
  • the inclination angle of the mounting portion 31a may match the angle formed by the drive shaft 35 and the inner shaft 27A at the central position within the range in which the tilt position can be adjusted.
  • the reaction force generating portion 25 changes the rotational angular velocity and the rotational torque so as not to give a sense of discomfort to the driver.
  • the reaction force generated is adjusted so as to cancel at least a part, preferably all.
  • the effects of the first embodiment can be obtained, and the reaction force generating portion 25 is arranged so as to be inclined upward. Therefore, when compared with FIG. 1 of the first embodiment, An empty space SP1 can be secured below the reaction force generating portion 25.
  • the empty space SP1 widens the space under the driver's seat in the vertical direction and expands the space under the feet. Therefore, the comfortability in the driver's seat can be improved.
  • parts such as brake pedals and accelerator pedals, ducts of air conditioners (automotive air conditioners), knee airbags, electrical components, and the like are arranged in the space under the driver's seat.
  • the position of the toes may be closer to the tip of the space. Even in such a case, by expanding the space under the feet, it is possible to create a layout with ample space and increase the degree of freedom in design.
  • FIG. 7 is a schematic side view of a main part of the steering device 300 of the third embodiment as viewed from the side.
  • the reaction force generating portion 25 is arranged so as to be inclined downward. That is, the reaction force generating portion 25 is fixed to the downwardly inclined mounting portion 31a of the top bracket 31, and the drive shaft 35 is arranged so as to be inclined downward toward the front of the vehicle body. Further, the drive shaft 35 is inclined upward toward the rear of the vehicle body and is connected to the joint 37.
  • the inclination angle of the mounting portion 31a here may be set according to a range in which the tilt position can be adjusted, the length of the top bracket 31 in the front-rear direction of the vehicle body, and the like. Further, also in the present embodiment, the reaction force generating unit 25 adjusts the generated reaction force in consideration of the inclination of the connection (for example, the inclination of the mounting portion 31a).
  • the effects of the first embodiment can be obtained, and the reaction force generating portion 25 is arranged so as to be inclined downward. Therefore, when compared with FIG. 1 of the first embodiment, An empty space SP2 can be secured above the reaction force generating portion 25, that is, above the top bracket 31.
  • an instrument panel or the like above the top bracket 31 is arranged with electrical components of the vehicle body, a head-up display unit, or the like.
  • FIG. 8 is a schematic plan view of a main part of the steering device 400 of the fourth embodiment as viewed from below.
  • the reaction force generating portion 25 is arranged so as to be inclined from the axial direction of the steering shaft 27. That is, in the top view of the vehicle body in which the bottom view of FIG. 8 is inverted, the reaction force generating portion 25 is arranged so as to be inclined to the left side of the vehicle body. That is, the reaction force generating portion 25 is fixed to the top bracket 31 so as to be inclined to the left in the upper view of the vehicle body, and the drive shaft 35 is arranged so as to be inclined to the left toward the front of the vehicle body. Further, the rear end of the drive shaft 35 is inclined toward the rear of the vehicle body and is connected to the joint 37.
  • the inclination angle of the reaction force generating unit 25 (drive shaft 35) here may be set according to a range in which the tilt position can be adjusted, a function of the joint 37, and the like. Further, also in the present embodiment, the reaction force generating unit 25 adjusts the generated reaction force in consideration of the inclination of the connection. Further, the shape of the mounting portion 31a of the top bracket 31 may be different from the shape of FIG. 3 of the first embodiment according to the inclination angle of the reaction force generating portion 25.
  • the operation and effect of the first embodiment can be obtained, and the reaction force generating portion 25 is arranged so as to be inclined to the left toward the front of the vehicle body in the upper view of the vehicle body.
  • an empty space SP3 can be secured on the right side of the reaction force generating portion 25.
  • the reaction force generating unit 25 is configured to include a worm reducer, it is assumed that the motor or the like is configured to protrude from the housing.
  • the empty space SP3 can be surely secured and the degree of freedom of layout is further improved. It becomes possible to make it.
  • FIG. 9 is a schematic plan view of a main part of the steering device 500 of the fifth embodiment as viewed from below.
  • the reaction force generating portion 25 is arranged so as to be inclined from the axial direction of the steering shaft 27. That is, in the top view of the vehicle body in which the bottom view of FIG. 9 is inverted, the reaction force generating portion 25 is arranged so as to be inclined to the right side of the vehicle body. That is, the reaction force generating portion 25 is tilted and fixed to the top bracket 31 to the right in the top view of the vehicle body, and the drive shaft 35 is tilted to the right toward the front of the vehicle body in the top view seen from above the vehicle body. Is placed. Further, the drive shaft 35 is inclined toward the rear of the vehicle body and is connected to the joint 37.
  • the inclination angle of the reaction force generating unit 25 (drive shaft 35) here may be set according to a range in which the tilt position can be adjusted, a function of the joint 37, and the like. Further, also in the present embodiment, the reaction force generating unit 25 adjusts the generated reaction force in consideration of the inclination of the connection. Further, the shape of the mounting portion 31a of the top bracket 31 may be different from the shape of FIG. 3 of the first embodiment according to the inclination angle of the reaction force generating portion 25.
  • the effects of the first embodiment can be obtained, and the reaction force generating portion 25 is arranged so as to be inclined to the right in the top view of the vehicle body.
  • an empty space SP4 can be secured on the left side of the reaction force generating portion 25.
  • the steering devices 400 and 500 of the fourth and fifth embodiments described above can be easily laid out without interfering with each component, and the degree of freedom in design can be improved.
  • reaction force generating portion 25 is tilted in the vertical direction
  • fourth and fifth embodiments in which the reaction force generating portion 25 is tilted in the horizontal direction
  • desired positions such as upper right and lower left are formed.
  • free space can be selectively secured.
  • FIG. 10 is a schematic side view of a main part of the steering device 600 of the sixth embodiment as viewed from the side.
  • FIG. 11 is a schematic plan view of a main part of the steering device 600 shown in FIG. 10 as viewed from below.
  • the reaction force generating portion 25 is fixed to the dash panel 33.
  • Other configurations are the same as those of the second to fifth embodiments. Even in this case, the empty space can be selectively secured by inclining the reaction force generating portion 25 in the vertical direction and the horizontal direction. Further, even when the position of the steering shaft 27 is adjusted by the tilt position adjusting mechanism, the reaction force generating portion 25 does not move from the vehicle body and remains fixed to the dash panel on the vehicle body side.
  • FIG. 12 is a schematic side view of a main part of the steering device 700 of the seventh embodiment as viewed from the side.
  • the reaction force generating portion 25 is fixed to the dash panel 33, and the clutch 41 is connected to the reaction force generating portion 25 with the dash panel 33 interposed therebetween.
  • the output shaft 43 of the clutch 41 is appropriately connected to a steering drive unit that steers the steering wheel via a joint 45, and the steering wheel is steered according to the steering operation of the steering wheel 21.
  • Other configurations are the same as those in the sixth embodiment.
  • FIG. 13 is a schematic side view of a main part of the steering device 800 of the eighth embodiment as viewed from the side.
  • the reaction force generating unit 25 and the clutch 41 are integrally configured. Further, by fixing the clutch 41 to the dash panel 33, the reaction force generating portion 25 and the clutch 41 are both arranged on the indoor side of the vehicle body.
  • FIG. 14 is a schematic side view of a main part of the steering device 900 of the ninth embodiment as viewed from the side.
  • the reaction force generating portion 25 is fixed to the dash panel 33, and the drive shaft 35 of the reaction force generating portion 25 protruding from the dash panel 33 to the front of the vehicle body is clutched via the joint 49. It is connected to the output shaft 43 of 41.
  • FIG. 15 is a schematic side view of a main part of the steering device 1000 of the tenth embodiment as viewed from the side.
  • the reaction force generating portion 25 is fixed to the mounting portion 31a of the top bracket 31, and the clutch 41 is fixed to the dash panel 33.
  • the mounting portion 31a is configured such that the front surface of the top bracket 31 is inclined downward. Therefore, the drive shaft 35 is inclined downward toward the front of the vehicle body and is fixedly arranged on the mounting portion 31a. Further, the drive shaft 35 is inclined upward toward the rear of the vehicle body and is connected to the joint 37.
  • the drive shaft 35 of the reaction force generating unit 25 projects toward the dash panel 33, penetrates the dash panel 33, and is connected to the clutch 41.
  • the output shaft 43 of the clutch 41 is connected to a steering drive unit (not shown) via a joint 45.
  • the reaction force generating unit 25 can be arranged without hindering the tilting operation of the steering column and without deteriorating the assembling property.
  • FIG. 16 is a schematic side view of a main part of the steering device 1100 of the eleventh embodiment as viewed from the side.
  • FIG. 17 is a schematic side view of a main part showing a state in which the steering device 1100 shown in FIG. 16 is tilted and telescopically operated. As shown in FIGS. 16 and 17, the steering device 1100 of the present embodiment realizes a tilt operation and a telescopic operation by an electric motor.
  • the steering device 1100 includes a steering wheel 21, a steering column shaft 23, a reaction force generating unit 25, a tilt driving unit 51, and a telescopic driving unit 53.
  • the reaction force generating portion 25 is fixed to the mounting portion 31a of the top bracket 31.
  • the outer column 29A of the steering column 29 is supported by the front support piece 31b via a support shaft (not shown) so as to be tiltable in the vertical direction.
  • the drive shaft 35 of the reaction force generating portion 25 is connected to the inner shaft (not shown) of the steering shaft 27 by a joint 37.
  • An L-shaped stay 55 is rotatably attached to the rear support piece 31c of the top bracket 31 around the fulcrum 55a.
  • the rear side of the outer column 29A is slantably supported on one end 55b of the stay 55, and a tilt slider 57 is slantably provided on the other end 55c of the stay 55.
  • the tilt slider 57 is screwed into the screw shaft 61 of the tilt motor 59, and moves along the screw shaft 61 by rotationally driving the screw shaft 61 by the tilt motor 59.
  • the tilt motor 59 is supported by the outer column 29A so as to be tiltable around the support shaft 63.
  • the tilt slider 57 moves along the screw shaft 61, and the other end 55c of the stay 55 moves in the front-rear direction.
  • the stay 55 rotates around the fulcrum 55a.
  • the outer column 29A inclines about the support shaft of the top bracket 31 with the front support piece 31b.
  • the reaction force generating unit 25 maintains a state of being fixed to the top bracket 31 that supports the steering shaft 27 so as to be tiltable even when the position of the steering shaft 27 is adjusted by the tilt position adjusting mechanism, and can move from the vehicle body. Absent.
  • a telescopic motor 65 is fixed to the outer column 29A.
  • a telescopic slider 69 is screwed onto the screw shaft 67 of the telescopic motor 65.
  • the telescopic slider 69 is fixed to the inner column 29B.
  • the telescopic slider 69 moves along the screw shaft 67, whereby the inner column 29B moves back and forth in the axial direction.
  • the inner shaft and the outer shaft of the steering shaft 27 also advance and retreat in the axial direction. In this way, the telescopic operation is realized.
  • the joint 37 shown in FIGS. 16 and 17 may be aligned with the support shaft (tilt pivot) on which the front support piece 31b of the top bracket 31 supports the outer column 29A in the axial direction of the steering shaft 27.
  • the mechanism for the tilt operation can be simplified, and since the tilt pivot is arranged in front of the outer column 29A, the stroke of the tilt operation can be expanded.
  • FIG. 18 is a schematic side view of a main part of the steering device 1200 of the twelfth embodiment as viewed from the side.
  • FIG. 18 shows a configuration example in which the tilt position of the steering wheel 21 is manually adjusted.
  • the top bracket 31 is formed in an L shape, and the reaction force generating portion 25 is fixed to the mounting portion 31a by the mounting member 31d.
  • the mounting member 31d for example, bolts for serration fitting may be used.
  • the tilt lever 32 is provided on the rear support piece 31c of the top bracket 31, and is used when adjusting the tilt position of the steering column shaft 23 (steering wheel 21).
  • FIG. 19 is a schematic side view of a main part of the steering device 1300 having another configuration according to the twelfth embodiment as viewed from the side.
  • FIG. 19 shows a configuration example in which the tilt position of the steering wheel 21 is electrically adjusted.
  • the only difference is whether the tilt position adjusting mechanism is an electric type or a manual type, and the other configurations are the same.
  • the length of the top bracket 31 in the vehicle front-rear direction can be shortened as compared with the first embodiment.
  • the area around the steering device can be made compact, and the degree of freedom in design is increased.
  • the steering device can be modularized.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be modified or applied by those skilled in the art based on the combination of the configurations of the embodiments with each other, the description of the specification, and well-known techniques. It is the planned invention and is included in the scope of seeking protection.
  • the tilting operation of the steering column does not affect the fixed-side rotating body, and the fixed-side rotating body does not move due to the tilting operation. Therefore, the degree of freedom in arranging the fixed-side rotating body can be improved, and the assembling property of the steering device can be improved.
  • the fixed side rotating body is Drive shaft and A reaction force generating unit that generates a reaction force corresponding to the steering operation applied to the steering wheel on the drive shaft,
  • the steering device according to (1) According to this steering device, the degree of freedom in arranging the reaction force generating portion can be improved.
  • reaction force generating portion does not follow the position adjusting operation of the steering column by the tilt position adjusting mechanism.
  • the reaction force generating portion can be arranged without deteriorating the assembling property of the steering device, and moreover, it does not interfere with the tilting operation of the steering column.
  • the steering shaft and the drive shaft of the reaction force generating portion are connected at an angle to each other (2) to (5).
  • the steering device described in. According to this steering device, it is possible to selectively secure an empty space at a desired position such as upper right or lower left. By inclining the vertical direction and the horizontal direction at the same time in this way, a larger empty space can be secured, and the degree of freedom in design such as layout is further improved.
  • Steering wheel 23 Steering column shaft 25 Reaction force generator (fixed side rotating body) 27 Steering shaft 29 Steering column 31 Top bracket 33 Dash panel 35 Drive shaft 37 Joint 51 Tilt drive unit 53 Telescopic drive unit 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1100, 1200, 1300 Steering device

Landscapes

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Abstract

ステアリング装置は、ステアリングホイールと、ステアリングシャフトと、ステアリングコラムと、ステアリングコラムを傾斜させるチルト位置調整機構と、ステアリングシャフトを、チルト位置調整機構によるチルト動作に連動せずに車体側に支持される固定側回転体と傾斜自在に連結するジョイントと、を備える。ジョイントは、固定側回転体よりもステアリングホイール側に配置される。

Description

ステアリング装置
　本発明は、ステアリング装置に関する。
　図１９は、従来から知られている自動車のステアリング装置の一例を示している。このステアリング装置は、運転者が操作するステアリングホイール１と、ステアリングシャフト２と、ステアリングコラム３と、１対の自在継手（カルダンジョイント）４ａ，４ｂと、中間シャフト５と、ラックアンドピニオン式のステアリングギヤユニット６と、１対のタイロッド７とを備える。
　以下の説明においては、ステアリング装置の前後方向、幅方向、及び上下方向は、ステアリング装置が組み付けられる車体の前後方向、幅方向、及び上下方向を意味する。また、幅方向に関しては、車体を真上から見て進行方向が上になるように配置したときの右側を「右」、左側を「左」と呼称する。
　ステアリングコラム３は、筒状に構成され、前方に向けて下方へ傾斜して配され、その一部が車体に支持される。ステアリングシャフト２は、ステアリングコラム３の内側に回転自在に支持される。ステアリングホイール１は、ステアリングシャフト２の後端部に支持固定されている。ステアリングシャフト２の前端部は、１対の自在継手４ａ，４ｂ及び中間シャフト５を介して、ステアリングギヤユニット６のピニオン軸８に接続されている。このため、ステアリングホイール１を回転させることで、ピニオン軸８が回転する。ピニオン軸８の回転は、図示しないラック軸の直線運動に変換されることで、１対のタイロッド７が押し引きされる。これにより、１対の操舵輪にステアリングホイール１の操作量に応じた舵角が付与される。
　その際、モータハウジング９内のトルクセンサ（不図示）の検出信号や車速等に応じて、電動モータ１０が正逆いずれかの方向に所定の回転トルクをもって回転し、その回転が減速ギア（不図示）を介してセンサアウトプットシャフト１１に伝達される。これにより操舵アシストが実現される。
　上記のような電動パワーステアリング装置に対し、ステアリングホイール１の操作を電気信号で伝えるステアバイワイヤ方式のステアリングシステムが開発されている（例えば、特許文献１）。ステアバイワイヤ方式においては、上記した電動モータ１０に代えて、図２０に示すように、ステアリングシャフト２に、運転者（ステアリングホイール１）に操舵反力を付与する反力発生部１５が設けられる。反力発生部１５は、反力アクチュエータ（Reaction force actuator）を駆動源として備える。なお、ステアリングシャフト２には、操舵角センサ１３及びトルクセンサ１４が設けられる。反力発生部１５は、その内部に、反力アクチュエータの回転角を検出する操舵側レゾルバ１６を備える。
　このようなステアリングシステムでは、反力発生部１５よりも車体前方側に、ステアリングシャフト２と、操舵輪を操舵駆動する操舵駆動部との間を物理的に締結・開放可能な電磁クラッチを配置した構成であってもよく、反力発生部１５から操舵駆動部を駆動するための駆動信号を出力する構成であってもよい。
　操舵駆動部は、例えば電磁クラッチを用いる場合には、電磁クラッチが開放されている状態では、ステアリングシャフト２の回転をピニオン軸８側に伝達せず、電磁クラッチが締結されている状態では、ステアリングシャフト２から入力される操舵トルクをピニオン軸８側に伝達する。また、操舵駆動部は、操舵輪から入力される反力トルクをステアリングシャフト２側に伝達する。
日本国特開２００９－３５０４１号公報
　一般に、ステアリングコラムは、車体側に固定されるトップブラケット１９の下方で、且つ、車体の前方側に設けたダッシュパネル２０よりも後方に配置される。上記したステアバイワイヤ方式のステアリングシステムにおいては、図２０に示すステアリングコラム３を用いる場合、図２１に示すように、重量物である固定側回転体としての反力発生部１５が、ステアリングコラム３の前端部に配置される。したがって、ステアリングコラム３の延長ストロークを長くする場合には、チルトピボットＰｖから反力発生部１５までの距離Ｌが長くなる。なお、図２２は、ステアリング装置周辺を車体側方から見た概略を示す。
　上記のようにステアリングコラム３に反力発生部１５の重量を支持させると、チルトピボットＰｖを固定状態としても、チルトピボットＰｖを中心に、ステアリングコラム３が容易に回転（傾斜）してしまう。距離Ｌが長くなるに従って、反力発生部１５の重量によるチルトピボットＰｖに係る負荷は増加する。そこで、チルトピボットＰｖ周りの剛性を高めて反力発生部１５をステアリングコラム３により確実に支持させることもできるが、その場合には、ステアリング装置の重量が嵩み、構造が複雑化する。
　さらに、反力発生部１５への電源供給用のケーブル１８は、ステアリングコラム３をチルト動作させる際に引き摺られ、使用状況によってはダッシュパネル２０等との接触や摩擦などが生じ、ケーブル１８に損傷や破損が生じるおそれがある。
　そして、チルト動作により反力発生部１５が大きく動く場合には、反力発生部１５側にクラッチを配置しにくくなる。そこで、反力発生部１５をステアリングコラム３とは別々に車体に組み付けることもできるが、反力発生部１５側とステアリングコラム３側とで、軸が折れ曲がる部分が生じる。そのため、この構成ではステアリング装置の組立性が低下する。
　このように、反力発生部１５の車体への配置には課題が多く、検討の余地があった。
　本発明は、ステアバイワイヤ方式のステアリングシステムにおいて、重量物である固定側回転体を、ステアリングコラムのチルト動作を妨げず、しかも組立性を低下させることなく配置できるステアリング装置を提供することを目的とする。
　本発明は下記の構成からなる。
　ステアリングホイールと、
　前記ステアリングホイールに接続されたステアリングシャフトと、
　前記ステアリングシャフトを内径側で回転自在に支持し、車体に支持されるステアリングコラムと、
　前記ステアリングコラムを傾斜させるチルト位置調整機構と、
　前記ステアリングシャフトを、前記チルト位置調整機構によるチルト動作に連動せずに車体側に支持される固定側回転体と傾斜自在に連結するジョイントと、
を備え、
　前記ジョイントが、前記固定側回転体よりも前記ステアリングホイール側に配置されたステアリング装置。
　本発明によれば、ステアバイワイヤ方式のステアリングシステムにおいて、重量物である固定側回転体を、ステアリングコラムのチルト動作を妨げず、しかも組立性を低下させることなく配置できる。
第１実施形態のステアリング装置を組み付けた車体の運転席及びその周辺部を模式的に示す側面図である。 第１実施形態に係るステアバイワイヤ方式のステアリング装置周りの模式図である。 図１に示すステアリング装置を側方から見た要部概略側面図である。 図１に示すステアリング装置を下側から見た要部概略平面図である。 ステアリング装置のチルト動作させた様子を示す概略側面図である。 側方から見た第２実施形態のステアリング装置の要部概略側面図である。 側方から見た第３実施形態のステアリング装置の要部概略側面図である。 下方から見た第４実施形態のステアリング装置の要部概略平面図である。 下方から見た第５実施形態のステアリング装置の要部概略平面図である。 側方から見た第６実施形態のステアリング装置の要部概略側面図である。 図１０に示すステアリング装置を下側から見た要部概略平面図である。 側方から見た第７実施形態のステアリング装置の要部概略側面図である。 側方から見た第８実施形態のステアリング装置の要部概略側面図である。 側方から見た第９実施形態のステアリング装置の要部概略側面図である。 側方から見た第１０実施形態のステアリング装置の要部概略側面図である。 側方から見た第１１実施形態のステアリング装置の要部概略側面図である。 図１６に示すステアリング装置をチルト動作、及びテレスコピック動作させた状態を示す要部概略側面図である。 側方から見た第１２実施形態のステアリング装置の要部概略側面図である。 側方から見た第１２実施形態の別構成のステアリング装置の要部概略側面図である。 従来の自動車のステアリング装置の一例を示す概略構成図である。 反力アクチュエータの断面図である。 ステアリングコラムの前端にステアバイワイヤ方式の反力アクチュエータを固定して、チルト動作させた状態を示す説明図である。
　以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
　以下に説明する各実施形態のステアリング装置は、ステアリング角度や操舵力をセンサで検出し、これを電気信号として操舵駆動部に送信することで、操舵輪を左右に転舵する、ステアバイワイヤ方式のステアリング装置である。
＜第１実施形態＞
　図１及び図２は、第１実施形態のステアリング装置１００を組み付けた車体の運転席及びその周辺部を模式的に示す側面図である。
　ステアリング装置１００は、ステアリングホイール２１と、ステアリングコラムシャフト２３と、チルト位置調整機構と、ジョイント３７と、を備える。ステアリングコラムシャフト２３は、ステアリングホイール２１が取り付けられ、車体と一体に固定されたトップブラケット３１に支持される。
　ジョイント３７には、チルト位置調整機構によるチルト動作に連動せずに車体側に支持される固定側回転体が接続される。この固定側回転体は、比較的重量の大きいものであって、ここでは、駆動軸３５と、ステアリングホイール２１に加えた操舵走査に応じた反力を駆動軸３５に発生させる反力発生部２５と、を備える。反力発生部２５は、運転者Ｍ（ステアリングホイール２１）に操舵反力を付与する反力アクチュエータを備える。固定側回転体としては、上記の反力発生部２５に限らず、他の部材（回転する軸体、又は、その一部に回転する部位を有する任意の個体）であってもよい。
　また、ステアリングコラムシャフト２３には、運転者Ｍの操舵量としての操舵角を検出する操舵角センサ７５と、運転者Ｍの操舵量としての操舵トルクを検出するトルクセンサ７６が設けられている。
　本実施形態に係るステアバイワイヤ方式のステアリング装置１００は、操舵部材であるステアリングホイール２１と、左右１組の前輪である１対の転舵輪７０とが機械的に切り離されている。そして、ステアリングホイール２１の回転量や回転力などを各種センサで検知し、これらのセンサ情報に応じて転舵輪７０に機械的に接続されたアクチュエータ７２の動作を制御して、１対の転舵輪７０の転舵角（タイヤ角）を調節する。
　操舵角センサ７５は、ステアリングホイール２１の操舵角を検出し、図２に示す例では、反力発生部２５の車両後方に隣接する部分に組み付けられる。トルクセンサ７６は、ステアリングホイール２１に加えられた操舵トルクを検出し、図２に示す例では、反力発生部２５の車両前方に隣接する部分に組み付けられる。転舵角センサ７７は、１対の転舵輪７０の転舵角を検出する。転舵角センサ７７は、図２に示す例では、一方（図２における左方）の転舵輪７０の近傍に配置される。
　ＥＣＵ（Electronic Control Unit）７３には、操舵角センサ７５、トルクセンサ７６、転舵角センサ７７のほか、車両が備えるセンサ類７１からの信号が入力される。ここでのセンサ類７１には、車両の速度である車速を検出するための車速センサ、運転者Ｍによるアクセルペダルの操作量を検出するためのアクセル操作量センサ、運転者Ｍによるブレーキペダルの操作量を検出するためのブレーキ操作量センサ、車両の上下加速度を検出するための上下加速度センサ、車両の横加速度を検出するための横加速度センサ、車両のヨーレートを検出するためのヨーレートセンサなどが含まれる。
　ＥＣＵ７３は、操舵角センサ７５によって検出された操舵角や車速センサによって検出された車速に応じて目標転舵角を設定する。そして、ＥＣＵ７３は、この目標転舵角と転舵角センサ７７によって検出された転舵角との偏差に応じて、第１駆動回路７９を介し、アクチュエータ７２を駆動制御（転舵制御）する。これにより、転舵輪７０の転舵角が目標転舵角となるように調節する。また、ＥＣＵ７３は、操舵角センサ７５、トルクセンサ７６、転舵角センサ７７、およびセンサ類７１の検出信号に応じて、第２駆動回路７８を介し、反力発生部２５を駆動制御（反力制御）する。これにより、ステアリングコラムシャフト２３に対し、ステアリングホイール２１の操舵方向と逆方向の適正な反力を付加する。
　アクチュエータ７２は、車体に支持固定されたハウジング８０、駆動源である電動モータ８１、逆入力遮断クラッチ８２、減速機構８３、および回転直動変換機構であるラックアンドピニオン機構８４を備える。
　電動モータ８１は、両方向の回転駆動が可能な駆動軸（出力軸）８５を有し、ハウジング８０に支持される。上述した転舵制御は、駆動軸８５の回転方向及び回転量などを制御することで行われる。
　逆入力遮断クラッチ８２は、ロック式の逆入力遮断クラッチであり、ハウジング８０内に収容される。逆入力遮断クラッチ８２は、入力部材８６に入力される回転トルクの全てを出力部材８７に伝達するのに対し、出力部材８７に逆入力される回転トルクは入力部材８６に伝達しないか又はその一部のみを伝達し残部を遮断する、逆入力遮断機能を有している。入力部材５６は、図２に示す例では、電動モータ８１の駆動軸８５にトルク伝達可能に接続される。
　減速機構８３は、ハウジング８０内に収容され、入力部から入力された回転トルクを減速して出力部から出力する。図２に示す例では、減速機構８３は、それぞれの回転中心軸を互いに平行に配置された複数の歯車同士を噛合させることにより構成された平行軸歯車機構である。減速機構８３の入力部は、逆入力遮断クラッチ８２の出力部材８７にトルク伝達可能に接続される。
　減速機構８３としては、平行軸歯車機構のほか、遊星歯車機構、傘歯車機構、波動歯車機構、サイクロイド減速機構、ベルト駆動式減速機構、チェーン駆動式減速機構、ウェッジローラ式トラクションドライブ減速機構や、これらの組み合わせなど、各種の減速機構を採用できる。
　ラックアンドピニオン機構８４は、回転部材であるピニオン軸８８と、直動部材であるラック軸８９とを含んで構成され、ハウジング８０内に収容される。ピニオン軸８８は、軸方向の一部にピニオン歯９０を有する。ラック軸８９は、軸方向中間部の側面にラック歯９１を有する。また、ラック軸８９は、その軸方向を車両の幅方向（図２の左右方向）に一致させた状態で、ハウジング８０に対して軸方向の変位のみを可能に支持される。また、ピニオン軸８８は、その中心軸をラック軸８９の中心軸に対してねじれの位置に配置すると共に、ピニオン歯９０をラック歯９１に噛合させた状態で、ハウジング８０に対して自転のみを可能に支持される。このような構成を有するラックアンドピニオン機構８４は、ピニオン軸８８の回転運動をラック軸８９の直動運動（軸方向運動）に変換可能である。ピニオン軸８８は減速機構８３の出力部に、回転トルクの伝達を可能に接続される。
　１対のタイロッド９２は、それぞれの基端部をラック軸８９の軸方向両端部に球面継手（不図示）を介して結合される。タイロッド９２のそれぞれの先端部は、ハウジング８０外に存在しており、左右１対のナックルアーム９３の基端部に揺動可能に結合される。左右１対のナックルアーム９３のそれぞれの先端部は、左右１対のナックル（不図示）に固定される。また、左右１対のナックルは、それぞれが車体に対して、キングピン（不図示）を中心とする揺動が可能に支持される。左右１対の転舵輪７０のそれぞれは、ハブユニット軸受（不図示）を介して、左右１対のナックルに対して回転可能に支持される。
　ステアリングホイール２１の操作に伴い、ＥＣＵ７３により目標転舵角が設定されて電動モータ８１が駆動され、駆動軸８５が回転すると、この回転が、逆入力遮断クラッチ８２と減速機構８３とを介して、ピニオン軸８８に伝達される。そして、ピニオン軸８８の回転がラック軸８９の直動運動に変換されて、左右１対のタイロッド９２が押し引きされる。この結果、左右１対のナックルアーム９３が揺動変位することにより、左右１対のナックルがキングピンを中心として揺動変位して、左右１対の転舵輪７０の転舵角が目標転舵角となるように調節される。
　また、転舵輪７０が路面から受ける反力に応じて、逆入力遮断クラッチ８２の出力部材８７に回転トルクが逆入力される場合、逆入力遮断クラッチ８２は、出力部材８７の回転を防止（出力部材８７をロック）して、出力部材８７に逆入力された回転トルクが入力部材８６に伝達されないようにする。又は、出力部材８７の回転を抑制（出力部材８７を半ロック）して、出力部材８７に逆入力された回転トルクの一部のみ入力部材８６に伝達して、残部が遮断されるようにしている。この結果、運転者Ｍがステアリングホイール２１から手を放したとしても、出力部材８７をロックする場合は、転舵輪７０の転舵角を保持できる。また、出力部材８７を半ロックする場合は、転舵輪７０の転舵角が急激に変化することを防止できる。そのため、転舵輪７０が路面から受ける反力に対して、転舵輪７０の転舵角を保持したり、転舵輪７０の転舵角が急激に変化することを防止したりするための力を、電動モータ８１で発生させる必要がない。その分、電動モータ８１の電力消費量を削減できる。
　図３は図１に示すステアリング装置１００を側方から見た要部概略側面図である。図４は図１に示すステアリング装置１００を下側から見た要部概略平面図である。
　図１～図３に示すように、ステアリングコラムシャフト２３は、ステアリングホイール２１に接続されたステアリングシャフト２７と、ステアリングシャフト２７が内部に挿通されたステアリングコラム２９とを有する。
　ステアリングシャフト２７は、インナーシャフト２７Ａとアウターシャフト２７Ｂとを備える。インナーシャフト２７Ａとアウターシャフト２７Ｂは、セレーション嵌合されており、回転トルクを伝達自在に、且つ、軸方向に関して相対変位可能に組み合わされている。
　ステアリングシャフト２７が挿通された筒状のステアリングコラム２９は、アウターコラム２９Ａとインナーコラム２９Ｂとを備える。アウターコラム２９Ａとインナーコラム２９Ｂは、テレスコピック動作可能に組み合わせている。ステアリングコラム２９は、衝突時に軸方向の衝撃が加わった場合に、この衝撃によるエネルギを吸収しつつステアリングコラム２９の全長が縮まる、コラプシブル構造としてもよい。
　ステアリングコラム２９は、トップブラケット３１の前方側支持片３１ｂ、後方側支持片３１ｃに支承され、チルト動作可能になっている。このようなチルト位置調整機構及びテレスコピック位置調整機構は、後述する第１１実施形態（図１６、図１７）に示すような電動タイプでもよいし、手動タイプでもよい。このようなステアリングコラムシャフト２３は、従来から周知であり、公知の構成を適用可能であるものとして詳しい説明は省略する。以降の説明では、トップブラケット３１の前方側支持片３１ｂ、後方側支持片３１ｃは、図１や図４のように省略して図示するものとする。
　反力発生部２５は、反力アクチュエータとして動作する電動モータ（不図示）を含んで構成される。反力発生部２５は、電動モータを駆動源として、ウォームおよびウォームホイール等により電動モータの回転速度を減速させまた回転駆動力を増強して、駆動軸３５を介してステアリングコラムシャフト２３に対して操舵に対する反力を付与する。また、反力発生部２５は、ＥＣＵ４３の指示により、電動モータや各種センサの制御を行う。
　反力発生部２５は、トップブラケット３１の車体前側の取付部３１ａ（図３参照）に固定される。この場合、ステアリングシャフト２７と反力発生部２５とが同一の固定部材（トップブラケット３１）により車体に固定されている。反力発生部２５の車体への固定部材は、これに限らず、ステアリングシャフト２７を車体側に固定する固定部材とは別部材であってもよい。いずれの場合でも、反力発生部２５とステアリングシャフト２７とは、互いに別々に車体に固定される。
　反力発生部２５は、上述した反力アクチュエータ等の構成のほかに、更に付加的な部材が備わっていてもよい。トップブラケット３１は、車体と一体に固定されるダッシュパネル３３よりも後方の車室内空間を覆うように配置される。
　反力発生部２５の駆動軸３５の先端は、ジョイント３７を介してステアリングシャフト２７のインナーシャフト２７Ａの前方端部に接続される。つまり、ジョイント３７は、反力発生部２５よりもステアリングホイール２１側に配置される。また、ジョイント３７よりもステアリングホイール２１側にチルト位置調整機構やテレスコピック位置調整機構が配置される。
　ジョイント３７は、駆動軸３５とインナーシャフト２７Ａとを、傾斜自在に連結する。ジョイント３７は、周知の構造を採用でき、その構造についての詳細は、例えば、日本国特開平８－２９５２４６号公報、日本国特開２００８－１７４２３９号公報等を適宜参照されたい。さらに、ジョイント３７に、トラクタジョイント（Tracta joint）、ルゼッパジョイント（Rzeppa joint）、ワイスジョイント（Weiss joint）、トンプソンジョイント（Thompson joint）、ヨルダックジョイント（Yordak joint）、ホブソンジョイント（Hobson joint）、マルペッツィジョイント（Malpezzi joint）等を採用してもよい。
　本構成において、ジョイント３７で連結される反力発生部２５の駆動軸３５と、ステアリングシャフト２７のインナーシャフト２７Ａとは、図４に示す車体の下側から見て、互いに傾斜することなく一直線上に配置される。また、ステアリングシャフト２７と反力発生部２５とは、ジョイント３７を介して連結され、互いに独立して車体に固定される。したがって、反力発生部２５は、チルト位置調整機構によるステアリングシャフト２７の位置調整時においても車体内部においてその設置位置が動くことなく、車体に固定された状態を維持する。つまり、反力発生部２５は、チルト位置調整機構によるステアリングコラム２９の位置調整動作に従動しない支持構造で車体側に固定される。
　図５はステアリング装置１００のチルト動作させた様子を示す概略側面図である。図５に示すように、ステアリングコラムシャフト２３のチルト動作によって、駆動軸３５とインナーシャフト２７Ａとは、ジョイント３７を折れ点位置として折れ曲がることが可能な状態で連結される。このとき、ステアリング装置１００を車両側方から見た場合に、チルト動作の回転中心と、ジョイント３７の位置とが一致するように構成される。車体の側面から見て、駆動軸３５とインナーシャフト２７Ａとは、一直線上に、又は屈曲して連結される。なお、図５の例の場合、チルト位置の調整範囲のうち中央の位置（中立位置）において、駆動軸３５とインナーシャフト２７Ａとが一直線となり、これらの軸方向が一致する。
　本実施形態のステアリング装置１００によれば、反力発生部２５が取付部３１ａにてトップブラケット３１に固定されるため、反力発生部２５の重量がステアリングコラムシャフト２３に負荷されることがない。これにより、ステアリングコラムシャフト２３は、チルト動作時に、チルトピボット（ステアリングコラム２９と、トップブラケット３１の前方側支持片３１ｂとが回転自在に支持される支持軸）において、不用意に回転（傾斜）することなく、安定してトップブラケット３１に支持される。また、チルトピボット周りを補強して剛性を高める必要がなく、ステアリング装置１００の軽量化が図れる。
　そして、反力発生部２５の電源供給用のケーブル（図１～図５では不図示）がチルト動作時に移動することがないため、ケーブルに擦れによる損傷が及ぶことがない。
　さらに、反力発生部２５が車体側に固定されるため、反力発生部２５に接続されるクラッチ等の配置の制約が軽減され、設計自由度を向上できる。
　また、チルト動作時に可動側となるステアリングコラムシャフト２３と、反力発生部２５とが、同一のトップブラケット３１で支持される。そのため、反力発生部２５を、ステアリングコラムシャフト２３と合わせた一つの部品（ユニット）として車体へ組み付けでき、ステアリング装置１００の組立性を向上できる。
　さらに、ステアリングシャフト２７のインナーシャフト２７Ａと反力発生部２５の駆動軸３５とは、ジョイント３７を介して相互に連結された状態で車体に組み付けられる。そのため、双方の部材を個別に車体に取り付けた後に、軸同士を連結する場合と比較して、高いアライメント精度が得られる。これにより、取り付け誤差を抑制し、ステアリングシャフト２７の回転動作、チルト動作、及びテレスコピック動作をより円滑に行える。
　ステアリングシャフト２７と反力発生部２５の駆動軸３５とが傾斜して連結される場合には、駆動軸３５からステアリングシャフト２７へ伝達する回転角速度及び回転トルクに変動が生じる。この回転角速度及び回転トルクの変動は、ジョイント３７のジョイント角（傾斜角）が大きいほど増加する。このような変動は、ステアリングホイール２１に反作用として伝播され、ステアリングホイール２１を操作する運転者に違和感を与える場合がある。
　そこで、反力発生部２５は、運転者に違和感を与えないように、ジョイント３７のジョイント角に応じて、回転角速度及び回転トルクの変動の少なくとも一部、好ましくは全てを打ち消すように、発生する反力を調整することが好ましい。
　その場合、ジョイント３７のジョイント角毎の回転角速度及び回転トルクの関係を、数式やマップなどの形式で、不図示の記憶部に記憶させておく。そして、ジョイント３７のジョイント角、及びジョイント３７の回転位相（回転角度）を検出するセンサ（不図示）を設け、そのセンサからの検出値と、記憶部に記憶されたジョイント角毎の関係から、ジョイント３７によって伝達される回転角速度及び回転トルクの変動を求めるとともに、求めた変動を打ち消すような補助トルクを反力発生部２５から発生させる。なお、ジョイント３７のジョイント角とジョイント３７の回転位相との両方の情報を用いて補助トルクを設定してもよいが、いずれか一方のみを検出して補助トルクを設定してもよい。
　なお、ジョイント３７のジョイント角を検出するセンサとしては、ジョイント３７のジョイント角を直接検出するセンサのほか、例えば、ジョイント３７のジョイント角と等価な量であるステアリングコラム２９の傾斜角度やステアリングホイール２１の高さ位置を検出するセンサを用いてもよい。これらのセンサとしては、例えば変位センサを用いることができる。センサの検出値を用いてジョイント３７のジョイント角を算出する際には、その基準値として、例えば、予め設定したジョイント角（ステアリングコラム２９の傾斜角度、ステアリングホイール２１の高さ位置）の標準値（ノミナル値など）を利用できる。
　ジョイント３７の回転位相を検出するセンサとしては、ジョイント３７の回転位相を直接検出するセンサのほか、例えば、ジョイント３７の回転位相と等価な量であるステアリングシャフト２７やステアリングホイール２１の回転位相（回転角度）を検出するセンサを用いてもよい。これらのセンサとしては、例えばエンコーダを含む回転センサや、反力発生部２５が備える操舵側レゾルバ等を用いることができる。
　さらに、ステアリングコラム２９の内径は、ジョイント３７の外径よりも大きくし、ステアリングコラム２９の内側にジョイント３７を配置することが好ましい。例えば、ジョイント３７の外径は、インナーコラム２９Ｂの内径よりも小さくするように構成してよい。その場合、軸方向長さを短縮してコンパクトな構成にできるとともに、ジョイント３７を確実に保護できる。
＜第２実施形態＞
　次に、第２実施形態のステアリング装置を説明する。以下の説明においては、第１実施形態と同一又は共通する構成要素には同一符号を付し、その説明を適宜省略する。
　図６は側方から見た第２実施形態のステアリング装置２００の要部概略側面図である。
　本実施形態のステアリング装置２００は、反力発生部２５が、上向きに傾斜して配置されている。つまり、反力発生部２５は、トップブラケット３１の上向きに傾斜した取付部３１ａに固定され、駆動軸３５が、車体前方に向かって上方に傾斜して配置される。また、駆動軸３５は、車体後方に向かって下方へ傾斜して、ジョイント３７に連結されている。ここでの取付部３１ａの傾斜角は、チルト位置調整を可能とする範囲やトップブラケット３１の車体前後方向の長さなどに応じて設定してもよい。例えば、取付部３１ａの傾斜角は、チルト位置調整が可能な範囲のうち、中央の位置における、駆動軸３５とインナーシャフト２７Ａとがなす角度と一致させてもよい。
　なお、第１実施形態にて述べたように、ステアリングシャフト２７と反力発生部２５の駆動軸３５とが傾斜して連結される場合には、駆動軸３５からステアリングシャフト２７へ伝達する回転角速度及び回転トルクに変動が生じる。そのため、本実施形態においても、この接続の傾斜（例えば、取付部３１ａの傾斜）を考慮して、反力発生部２５は、運転者に違和感を与えないように回転角速度及び回転トルクの変動の少なくとも一部、好ましくは全てを打ち消すように、発生する反力を調整する。
　本構成のステアリング装置２００によれば、第１実施形態の作用効果が得られるとともに、反力発生部２５を上向きに傾斜して配置するため、第１実施形態の図１と比較した場合に、反力発生部２５の下方に空きスペースＳＰ１を確保できる。
　空きスペースＳＰ１は、運転席の足下の空間を上下方向に広くし、足下の空間を拡大する。その分、運転席における居住性を向上させることができる。一般に、運転席の足下の空間には、ブレーキペダル、アクセルペダル等の部品、エアコン（ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ　ａｉｒ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｅｒ）のダクト、ニーエアバッグ、電装部品等が配置される。また、運転者がリクライニングした際に、つま先の位置が空間の先端に近くなる可能性がある。このような場合でも、足下の空間が広がることで、スペースに余裕のあるレイアウトが可能となり、設計自由度が高められる。
＜第３実施形態＞
　次に、第３実施形態のステアリング装置を説明する。
　図７は側方から見た第３実施形態のステアリング装置３００の要部概略側面図である。
　本実施形態のステアリング装置３００は、反力発生部２５が、下向きに傾斜して配置されている。つまり、反力発生部２５は、トップブラケット３１の下向きに傾斜した取付部３１ａに固定され、駆動軸３５が、車体前方に向かって下方に傾斜して配置される。また、駆動軸３５は、車体後方に向かって上方へ傾斜して、ジョイント３７に連結されている。ここでの取付部３１ａの傾斜角は、チルト位置調整を可能とする範囲やトップブラケット３１の車体前後方向の長さなどに応じて設定してもよい。また、本実施形態においても、この接続の傾斜（例えば、取付部３１ａの傾斜）を考慮して、反力発生部２５は、発生する反力を調整する。
　本構成のステアリング装置３００によれば、第１実施形態の作用効果が得られるとともに、反力発生部２５を下向きに傾斜して配置するため、第１実施形態の図１と比較した場合に、反力発生部２５の上方、すなわち、トップブラケット３１の上方に空きスペースＳＰ２を確保できる。
　一般に、トップブラケット３１の上方のインスツルメントパネル等には、車体の電装系の部品や、ヘッドアップディスプレイのユニット等が配置される。空きスペースＰＳ２が確保されることで、これらの部品やユニット等との干渉を避けたレイアウトが容易に可能となり、設計自由度が向上する。
＜第４実施形態＞
　次に、第４実施形態のステアリング装置を説明する。
　図８は下方から見た第４実施形態のステアリング装置４００の要部概略平面図である。
　本実施形態のステアリング装置４００は、反力発生部２５が、ステアリングシャフト２７の軸線方向から傾斜して配置されている。すなわち、図８の下面図を反転させた車体の上面視においては、反力発生部２５が車体の左側に傾斜して配置されている。つまり、反力発生部２５は、車体の上面視において、トップブラケット３１に左向きに傾斜して固定され、駆動軸３５が、車体前方に向かって左方に傾斜して配置される。また、駆動軸３５の後端は、車体後方に向かって傾斜してジョイント３７に連結されている。ここでの反力発生部２５（駆動軸３５）の傾斜角は、チルト位置調整を可能とする範囲やジョイント３７の機能などに応じて設定してもよい。また、本実施形態においても、この接続の傾斜を考慮して、反力発生部２５は、発生する反力を調整する。また、反力発生部２５の傾斜角に応じて、トップブラケット３１の取付部３１ａの形状が第１実施形態の図３の形状とは異なっていてよい。
　本構成のステアリング装置４００によれば、第１実施形態の作用効果が得られるとともに、反力発生部２５を、車体の上面視において車体前方に向かって左向きに傾斜して配置するため、第１実施形態の図４と比較した場合に、反力発生部２５の右方に空きスペースＳＰ３を確保できる。例えば、反力発生部２５が、ウォーム減速機を備えて構成される場合、モータ等がハウジングから突出して構成されることが想定される。このような場合においても、反力発生部２５の空きスペースＳＰ３側とは反対側に、突出位置や突出方向を設定することで、空きスペースＳＰ３を確実に確保でき、レイアウトの自由度をより向上させることが可能となる。
＜第５実施形態＞
　次に、第５実施形態のステアリング装置を説明する。
　図９は下方から見た第５実施形態のステアリング装置５００の要部概略平面図である。
　本実施形態のステアリング装置５００は、反力発生部２５が、ステアリングシャフト２７の軸線方向から傾斜して配置されている。すなわち、図９の下面図を反転させた車体の上面視においては、反力発生部２５が車体の右側に傾斜して配置されている。つまり、反力発生部２５は、車体の上面視において、トップブラケット３１に右向きに傾斜して固定され、駆動軸３５が、車体上方から見た上面視において車体前方に向かって右方に傾斜して配置される。また、駆動軸３５は、車体後方に向かって傾斜してジョイント３７に連結されている。ここでの反力発生部２５（駆動軸３５）の傾斜角は、チルト位置調整を可能とする範囲やジョイント３７の機能などに応じて設定してもよい。また、本実施形態においても、この接続の傾斜を考慮して、反力発生部２５は、発生する反力を調整する。また、反力発生部２５の傾斜角に応じて、トップブラケット３１の取付部３１ａの形状が第１実施形態の図３の形状とは異なっていてよい。
　本構成のステアリング装置５００によれば、第１実施形態の作用効果が得られるとともに、反力発生部２５を、車体の上面視において、右向きに傾斜して配置するため、第１実施形態の図４と比較した場合に、反力発生部２５の左方に空きスペースＳＰ４を確保できる。
　上記した第４、第５実施形態のステアリング装置４００，５００は、空きスペースＳＰ３，ＳＰ４の確保により、各部品との干渉を避けたレイアウトが容易に可能となり、設計自由度を向上できる。
　また、反力発生部２５を上下方向に傾斜させる第２，第３実施形態と、左右方向に傾斜させる第４，第５実施形態を適宜組み合わせることで、例えば、右上、左下等の所望の位置に、選択的に空きスペースを確保できる。このように、上下方向と左右方向とを同時に傾斜させることよって、より大きな空きスペースが確保でき、レイアウト等の設計自由度が更に向上する。
＜第６実施形態＞
　次に、第６実施形態のステアリング装置を説明する。
　図１０は側方から見た第６実施形態のステアリング装置６００の要部概略側面図である。図１１は図１０に示すステアリング装置６００を下側から見た要部概略平面図である。
　本実施形態のステアリング装置６００は、反力発生部２５が、ダッシュパネル３３に固定されている。その他の構成は、第２～第５実施形態と同様である。この場合でも、反力発生部２５を上下方向、左右方向に傾斜させることで、選択的に空きスペースを確保することができる。また、チルト位置調整機構によるステアリングシャフト２７の位置調整時においても、反力発生部２５は車体から動くことなく、車体側であるダッシュパネルに固定された状態を維持する。
＜第７実施形態＞
　次に、第７実施形態のステアリング装置を説明する。なお、以降に説明する第７～第１０実施形態では、ステアバイワイヤ方式に代えて、機械方式のステアリングシステムの構成例について説明する。
　図１２は側方から見た第７実施形態のステアリング装置７００の要部概略側面図である。
　本実施形態のステアリング装置７００は、反力発生部２５がダッシュパネル３３に固定され、且つ、ダッシュパネル３３を挟んで反力発生部２５にクラッチ４１が接続されている。クラッチ４１の出力軸４３は、適宜にジョイント４５を介して操舵輪を操舵する操舵駆動部に接続され、ステアリングホイール２１の操舵操作に応じて操舵輪が操舵される。その他の構成は、第６実施形態と同様である。
＜第８実施形態＞
　次に、第８実施形態のステアリング装置を説明する。
　図１３は側方から見た第８実施形態のステアリング装置８００の要部概略側面図である。
　本実施形態のステアリング装置８００は、反力発生部２５とクラッチ４１とが一体に構成される。また、クラッチ４１がダッシュパネル３３に固定されることで、反力発生部２５とクラッチ４１とが共に車体の室内側に配置されている。
＜第９実施形態＞
　次に、第９実施形態のステアリング装置を説明する。
　図１４は側方から見た第９実施形態のステアリング装置９００の要部概略側面図である。
　本実施形態のステアリング装置９００は、反力発生部２５がダッシュパネル３３に固定され、且つ、ダッシュパネル３３から車体前方に突出した反力発生部２５の駆動軸３５が、ジョイント４９を介してクラッチ４１の出力軸４３に連結されている。
＜第１０実施形態＞
　次に、第１０実施形態のステアリング装置を説明する。
　図１５は側方から見た第１０実施形態のステアリング装置１０００の要部概略側面図である。
　本実施形態のステアリング装置１０００は、反力発生部２５がトップブラケット３１の取付部３１ａに固定され、クラッチ４１がダッシュパネル３３に固定されている。取付部３１ａは、第３実施形態（図７）と同様、トップブラケット３１の前方が下向きに傾斜して構成される。そのため、駆動軸３５は、車体前方に向かって下方に傾斜して、取付部３１ａに固定されて配置される。また、駆動軸３５は、車体後方に向かって上方へ傾斜して、ジョイント３７に連結されている。反力発生部２５の駆動軸３５は、ダッシュパネル３３側に突出し、ダッシュパネル３３を貫通してクラッチ４１に接続されている。クラッチ４１の出力軸４３は、ジョイント４５を介して不図示の操舵駆動部に接続されている。
　以上の第７～第１０実施形態のステアリング装置７００、８００，９００，１０００によっても、反力発生部２５を、ステアリングコラムのチルト動作を妨げず、しかも組立性を低下させることなく配置できる。
＜第１１実施形態＞
　次に、第１１実施形態のステアリング装置を説明する。
　図１６は側方から見た第１１実施形態のステアリング装置１１００の要部概略側面図である。図１７は図１６に示すステアリング装置１１００をチルト動作、及びテレスコピック動作させた状態を示す要部概略側面図である。
　図１６、図１７に示すように、本実施形態のステアリング装置１１００は、チルト動作、及びテレスコピック動作を電動モータにより実現している。
　ステアリング装置１１００は、ステアリングホイール２１と、ステアリングコラムシャフト２３と、反力発生部２５と、チルト駆動部５１と、テレスコピック駆動部５３とを備える。
　トップブラケット３１の取付部３１ａには、反力発生部２５が固定される。前方側支持片３１ｂには、不図示の支持軸を介してステアリングコラム２９のアウターコラム２９Ａが上下方向に傾斜自在に支持される。また、反力発生部２５の駆動軸３５は、ステアリングシャフト２７のインナーシャフト（不図示）にジョイント３７で連結される。
　トップブラケット３１の後方側支持片３１ｃには、Ｌ字型のステー５５が支点５５ａを中心に回転自在に取り付けられる。ステー５５の一端部５５ｂにはアウターコラム２９Ａの後方側が傾斜自在に支持され、ステー５５の他端部５５ｃにはチルトスライダ５７が傾斜可能に設けられる。チルトスライダ５７は、チルトモータ５９のねじ軸６１に螺合し、チルトモータ５９によるねじ軸６１の回転駆動によってねじ軸６１に沿って移動する。このチルトモータ５９は、支持軸６３を中心に傾斜自在に、アウターコラム２９Ａに支持される。
　チルトモータ５９を駆動すると、チルトスライダ５７がねじ軸６１に沿って移動して、ステー５５の他端部５５ｃが前後方向に移動する。これにより、ステー５５が支点５５ａを中心に回転する。すると、アウターコラム２９Ａが、トップブラケット３１の前方側支持片３１ｂとの支持軸を中心に傾斜する。このようにしてチルト動作が実現される。また、反力発生部２５は、チルト位置調整機構によるステアリングシャフト２７の位置調整時においても、ステアリングシャフト２７を傾斜自在に支持するトップブラケット３１に固定された状態を維持し、車体から動くことがない。
　また、アウターコラム２９Ａには、テレスコピックモータ６５が固定される。テレスコピックモータ６５のねじ軸６７にはテレスコピックスライダ６９が螺合して設けられる。テレスコピックスライダ６９は、インナーコラム２９Ｂに固定される。
　テレスコピックモータ６５を駆動すると、テレスコピックスライダ６９がねじ軸６７に沿って移動して、これにより、インナーコラム２９Ｂが軸方向に進退する。このとき、図示はしないが、ステアリングシャフト２７のインナーシャフトとアウターシャフトも軸方向に進退する。このようにしてテレスコピック動作が実現される。
　図１６、図１７に示すジョイント３７は、トップブラケット３１の前方側支持片３１ｂがアウターコラム２９Ａを支持する支持軸（チルトピボット）と、ステアリングシャフト２７の軸方向に関して一致させてもよい。その場合、チルト動作のための機構を簡単にでき、また、チルトピボットがアウターコラム２９Ａの前方に配置されるため、チルト動作のストロークを拡大できる。
＜第１２実施形態＞
　次に、第１２実施形態のステアリング装置を説明する。
　図１８は、側方から見た第１２実施形態のステアリング装置１２００の要部概略側面図である。図１８は、手動にてステアリングホイール２１のチルト位置調整を行う構成例を示している。
　本実施形態のステアリング装置１２００は、トップブラケット３１がＬ字状に形成され、反力発生部２５が、取付部３１ａに取付部材３１ｄによって固定される。取付部材３１ｄとしては、例えばセレーション嵌合をするボルトを用いてもよい。チルトレバー３２は、トップブラケット３１の後方側支持片３１ｃに設けられ、ステアリングコラムシャフト２３（ステアリングホイール２１）のチルト位置を調整する際に用いられる。
　図１９は、側方から見た第１２実施形態の別構成のステアリング装置１３００の要部概略側面図である。図１９は、電動にてステアリングホイール２１のチルト位置調整を行う構成例を示している。図１８と図１９は、チルト位置調整の機構が電動タイプか手動タイプかの違いのみであり、その他の構成は同様である。
　本構成のステアリング装置１２００、１３００によれば、第１実施形態と比較して、トップブラケット３１の車両前後方向の長さを短く構成することができる。これにより、ステアリング装置周りのコンパクト化が可能となり、設計自由度が高められる。
　また、取付部の構成を共通化することで、ステアリング装置のチルト位置調整機構が電動タイプでも手動タイプでも互換性のある設計を行うことが可能となる。つまり、ステアリング装置のモジュール化が可能となる。
　本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、実施形態の各構成を相互に組み合わせることや、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者が変更、応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。
　以上の通り、本明細書には次の事項が開示されている。
（１）　ステアリングホイールと、
　前記ステアリングホイールに接続されたステアリングシャフトと、
　前記ステアリングシャフトを内径側で回転自在に支持し、車体に支持されるステアリングコラムと、
　前記ステアリングコラムを傾斜させるチルト位置調整機構と、
　前記ステアリングシャフトを、前記チルト位置調整機構によるチルト動作に連動せずに車体側に支持される固定側回転体と傾斜自在に連結するジョイントと、
を備え、
　前記ジョイントが、前記固定側回転体よりも前記ステアリングホイール側に配置されたステアリング装置。
　このステアリング装置によれば、ステアバイワイヤ方式のステアリング装置において、固定側回転体よりもステアリングホイール側に配置されたジョイントを介して、固定側回転体がステアリングシャフトに連結される。これにより、ステアリングコラムのチルト動作が固定側回転体に影響せず、チルト動作による固定側回転体の移動が生じない。よって、固定側回転体の配置自由度を向上でき、ステアリング装置の組立性を向上できる。
（２）　前記固定側回転体は、
　駆動軸と、
　前記ステアリングホイールに加えた操舵操作に応じた反力を前記駆動軸に発生させる反力発生部と、
を備える（１）に記載のステアリング装置。
　このステアリング装置によれば、反力発生部の配置自由度を向上できる。
（３）　前記反力発生部は、前記チルト位置調整機構による前記ステアリングコラムの位置調整動作に従動しない（２）に記載のステアリング装置。
　このステアリング装置によれば、反力発生部をステアリング装置の組立性を低下させることなく配置でき、しかも、ステアリングコラムのチルト動作を妨げることがない。
（４）　前記ステアリングシャフトの軸方向に関して、前記ジョイントの位置と、前記チルト位置調整機構によるチルトピボットの位置とが一致している（２）又は（３）に記載のステアリング装置。
　このステアリング装置によれば、チルト動作のための機構を簡単にでき、また、チルトピボットがステアリングコラムの前方側に配置されるため、チルト動作のストロークを拡大できる。
（５）　前記反力発生部は、前記ジョイントを介して前記ステアリングシャフトから傾斜して配置されている（２）～（４）のいずれか１つに記載のステアリング装置。
　このステアリング装置によれば、反力発生部がステアリングシャフトに対して傾斜して配置されるため、傾斜した側の反対側に空きスペースを画成できる。これにより、空きスペースによる部材の配置レイアウトの自由度が向上し、また、運転者の居住スペースを広く確保することができる。
（６）　前記車体の上面視において、前記ステアリングシャフトと、前記反力発生部の前記駆動軸とは、互いに傾斜して連結されている（２）～（５）のいずれか１つに記載のステアリング装置。
　このステアリング装置によれば、ブレーキペダル、アクセルペダル等の部品等の配置自由度が向上し、スペースに余裕のあるレイアウトが可能となる。
（７）　前記車体の側面視において、前記ステアリングシャフトと、前記反力発生部の前記駆動軸とは、互いに傾斜して連結されている（２）～（５）のいずれか１つに記載のステアリング装置。
　このステアリング装置によれば、反力発生部の駆動軸が上向きに傾斜して車体に固定された場合には、運転席の足下の空間が広くなり、下向きに傾斜して車体に固定された場合には、インスツルメントパネル等が配置される上方空間が広くなり、設計自由度が向上する。
（８）　前記車体の上面視及び側面視において、前記ステアリングシャフトと、前記反力発生部の前記駆動軸とは、互いに傾斜して連結されている（２）～（５）のいずれか１つに記載のステアリング装置。
　このステアリング装置によれば、右上、左下等の所望の位置に、選択的に空きスペースを確保できる。このように、上下方向と左右方向とを同時に傾斜させることよって、より大きな空きスペースが確保でき、レイアウト等の設計自由度が更に向上する。
（９）　前記ステアリングコラムの内径は、前記ジョイントの外径よりも大きく、前記ステアリングコラムの内側に前記ジョイントが配置される（２）～（８）のいずれか１つに記載のステアリング装置。
　このステアリング装置によれば、ステアリングコラムの内径をジョイントの外径よりも大きくし、ステアリングコラムの内側にジョイントを配置することで、軸方向長さを短縮してコンパクトな構成にできるとともに、ジョイントを確実に保護できる。
（１０）　前記チルト位置調整機構による調整範囲のうち中央の位置で、前記反力発生部の前記駆動軸と前記ステアリングシャフトの軸方向が一致する（２）～（９）のいずれか１つに記載のステアリング装置。
　このステアリング装置によれば、ジョイント角に応じた回転角速度及び回転トルクの補正を容易に行うことが可能となる。
（１１）　前記反力発生部は、前記ジョイントによる回転角速度及び回転トルクの変動を補正した前記反力を発生する（２）～（１０）のいずれか１つに記載のステアリング装置。
　このステアリング装置によれば、ステアリングホイールを操作する運転者に、回転角速度及び回転トルクの変動による違和感を与えることがない。
（１２）　前記反力発生部は、前記車体と一体にされたダッシュパネル又はトップブラケットに固定されている（２）～（１１）のいずれか１つに記載のステアリング装置。
　このステアリング装置によれば、ダッシュパネルやトップブラケットに反力発生部を固定するため、反力発生部の車体側への取り付けを容易にし、組立性を向上できる。
（１３）　前記反力発生部および前記ステアリングコラムは、同一のトップブラケットにて支持される（２）～（１１）のいずれか１つに記載のステアリング装置。
　このステアリング装置によれば、剛性が向上するとともに、組み立て誤差を抑制することが可能となる。
　本出願は、２０１９年４月１８日出願の米国仮出願第６２／８３５，７６９号に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
　２１　ステアリングホイール
　２３　ステアリングコラムシャフト
　２５　反力発生部（固定側回転体）
　２７　ステアリングシャフト
　２９　ステアリングコラム
　３１　トップブラケット
　３３　ダッシュパネル
　３５　駆動軸
　３７　ジョイント
　５１　チルト駆動部
　５３　テレスコピック駆動部
１００，２００，３００，４００，５００，６００，７００，８００，９００，１０００，１１００，１２００，１３００　ステアリング装置

Claims (13)

  1. 　ステアリングホイールと、
    　前記ステアリングホイールに接続されたステアリングシャフトと、
    　前記ステアリングシャフトを内径側で回転自在に支持し、車体に支持されるステアリングコラムと、
    　前記ステアリングコラムを傾斜させるチルト位置調整機構と、
    　前記ステアリングシャフトを、前記チルト位置調整機構によるチルト動作に連動せずに車体側に支持される固定側回転体と傾斜自在に連結するジョイントと、
    を備え、
    　前記ジョイントが、前記固定側回転体よりも前記ステアリングホイール側に配置されたステアリング装置。
  2. 　前記固定側回転体は、
    　駆動軸と、
    　前記ステアリングホイールに加えた操舵操作に応じた反力を前記駆動軸に発生させる反力発生部と、
    を備える請求項１に記載のステアリング装置。
  3. 　前記反力発生部は、前記チルト位置調整機構による前記ステアリングコラムの位置調整動作に従動しない請求項２に記載のステアリング装置。
  4. 　前記ステアリングシャフトの軸方向に関して、前記ジョイントの位置と、前記チルト位置調整機構によるチルトピボットの位置とが一致している請求項２又は３に記載のステアリング装置。
  5. 　前記反力発生部は、前記ジョイントを介して前記ステアリングシャフトから傾斜して配置されている請求項２～４のいずれか１項に記載のステアリング装置。
  6. 　前記車体の上面視において、前記ステアリングシャフトと、前記反力発生部の前記駆動軸とは、互いに傾斜して連結されている請求項２～５のいずれか１項に記載のステアリング装置。
  7. 　前記車体の側面視において、前記ステアリングシャフトと、前記反力発生部の前記駆動軸とは、互いに傾斜して連結されている請求項２～５のいずれか１項に記載のステアリング装置。
  8. 　前記車体の上面視及び側面視において、前記ステアリングシャフトと、前記反力発生部の前記駆動軸とは、互いに傾斜して連結されている請求項２～５のいずれか１項に記載のステアリング装置。
  9. 　前記ステアリングコラムの内径は、前記ジョイントの外径よりも大きく、前記ステアリングコラムの内側に前記ジョイントが配置される請求項２～８のいずれか１項に記載のステアリング装置。
  10. 　前記チルト位置調整機構による調整範囲のうち中央の位置で、前記反力発生部の前記駆動軸と前記ステアリングシャフトの軸方向が一致する請求項２～９のいずれか１項に記載のステアリング装置。
  11. 　前記反力発生部は、前記ジョイントによる回転角速度及び回転トルクの変動を補正した前記反力を発生する請求項２～１０のいずれか１項に記載のステアリング装置。
  12. 　前記反力発生部は、前記車体と一体にされたダッシュパネル又はトップブラケットに固定されている請求項２～１１のいずれか１項に記載のステアリング装置。
  13. 　前記反力発生部および前記ステアリングコラムは、同一のトップブラケットにて支持される請求項２～１１のいずれか１項に記載のステアリング装置。
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