ステアリングシステム
【課題】主に、ステアリングホイールの操舵範囲を規定し得るようにする。
【解決手段】操舵装置３と転舵装置４とが機械的に分離された状態で設置され、操舵装置３と転舵装置４とを制御可能な制御装置５が設けられると共に、操舵装置３が、少なくとも、ステアリングホイール６を有するコラムシャフト７と、反力発生装置８，９と、両者間に設けられた歯車式の減速機構１１とを備えたステアリングシステム１であって、ステアリングホイール６の操舵範囲を規定可能な操舵範囲規定機構５１を設けると共に、この操舵範囲規定機構５１がコラムシャフト７の部分に備えられるようにしている。
【解決手段】操舵装置３と転舵装置４とが機械的に分離された状態で設置され、操舵装置３と転舵装置４とを制御可能な制御装置５が設けられると共に、操舵装置３が、少なくとも、ステアリングホイール６を有するコラムシャフト７と、反力発生装置８，９と、両者間に設けられた歯車式の減速機構１１とを備えたステアリングシステム１であって、ステアリングホイール６の操舵範囲を規定可能な操舵範囲規定機構５１を設けると共に、この操舵範囲規定機構５１がコラムシャフト７の部分に備えられるようにしている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ステアリングシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車などの車両には、通常、ステアリングシステムが備えられている。このようなステアリングシステムには、ステアバイワイヤシステムなどと呼ばれるものが存在している（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このステアバイワイヤシステムは、操舵装置と転舵装置とを機械的に分離された状態で設けると共に、この操舵装置と転舵装置とを制御装置によって制御するようにしたものである。
【０００４】
上記した操舵装置は、少なくとも、ステアリングホイールを有するコラムシャフトと、ステアリングホイールに（操舵）反力を発生可能な反力発生装置とを備えている。
【０００５】
そして、操舵装置には、コラムシャフトと反力発生装置とを、直結させた直接駆動式のものと、歯車式の減速機構を介して間接的に接続した間接駆動式のものとが存在している。
【０００６】
このうち、直接駆動式のものには、必要トルクを達成するために反力発生装置を構成するモータが大型化してしまうという欠点があることが知られている。これに対して、間接駆動式のものは、減速機構によって、反力発生装置のモータを小さくしつつ大きなトルクを達成することができるという利点があることが知られている。
【０００７】
このような構成によれば、操舵装置を操作すると、制御装置がこれを検知して転舵装置へ制御信号を送り、転舵装置を転舵させる。同時に、転舵装置が転舵されると、制御装置がこれを検知して操舵装置の反力発生装置へ制御信号を送り、操舵装置のコラムシャフトおよびステアリングホイールに操舵反力を発生させる。
【０００８】
この際、コラムシャフトと反力発生装置とを歯車式の減速機構を介して間接的に接続させることにより、上記したように、反力発生装置のモータを小さくしつつ大きなトルクを達成することができる。
【特許文献１】特開２００１−１３０４２６号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記ステアリングシステムには、操舵装置と転舵装置とが、機械的に分離されていることから、ステアリングホイールの操舵範囲を転舵装置によって規定することができないという問題があった。
【００１０】
なお、上記した以外にも、本発明に至る過程で新たな問題やその他の問題などが発生することも考えられるが、そのようなものについては、本発明の実施例の中で説明することによって、この欄での記載に代えることができるものとする。但し、必要な場合には、この欄に流用することができる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、請求項１に記載された発明は、操舵装置と転舵装置とが機械的に分離された状態で設置され、操舵装置と転舵装置とを制御可能な制御装置が設けられると共に、操舵装置が、少なくとも、ステアリングホイールを有するコラムシャフトと、反力発生装置と、両者間に設けられた歯車式の減速機構とを備えたステアリングシステムにおいて、ステアリングホイールの操舵範囲を規定可能な操舵範囲規定機構を設けると共に、該操舵範囲規定機構が、コラムシャフトの部分に備えられたことを特徴としている。
【００１２】
請求項２に記載された発明は、上記において、前記操舵範囲規定機構が、コラムシャフトのステアリングホイールとは反対側の端部に備えられた筒嵌合構造部を有すると共に、該筒嵌合構造部が、外筒部と、該外筒部の内部に、外筒部に対して相対的に回転自在および軸方向移動自在に挿入された筒挿入部とを有し、前記筒嵌合構造部が、外筒部と筒挿入部との相対的な回転範囲を規定可能な回転範囲規定部を備え、前記筒嵌合構造部が、外筒部と筒挿入部との相対的な軸方向移動を許容可能な軸線方向移動許容部を備えたことを特徴としている。
【００１３】
請求項３に記載された発明は、上記において、前記外筒部が、コラムシャフトのステアリングホイールとは反対側の端部に形成された円筒状部分とされると共に、前記筒挿入部が、前記円筒状部分の内部に、その一部を挿入配置されたスライド軸部とされ、該回転範囲規定部が、円筒状部分とスライド軸部との挿入部分の、一方に設けられた螺旋状溝部と、他方に設けられた溝倣部とを備え、前記溝倣部が螺旋状溝部に倣うと共に、螺旋状溝部の溝端部にて停止されることによりステアリングホイールの操舵範囲を規定可能に構成され、前記軸線方向移動許容部が、前記スライド軸部の円筒状部分外の部分を、軸線方向移動可能に支持する軸線方向移動可能支持部とされたことを特徴としている。
【００１４】
なお、上記は、それぞれ、所要の作用効果を発揮するための必要最小限の構成であり、上記構成の詳細や、上記されていない構成については、それぞれ自由度を有しているのは勿論である。そして、上記構成の記載から読取ることが可能な事項については、特に具体的に記載されていない場合であっても、その範囲内に含まれるのは勿論である。また、上記以外の構成を追加した場合には、追加した構成による作用効果が加わることになるのは勿論である。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１の発明によれば、上記構成によって、以下のような作用効果を得ることができる。即ち、操舵範囲規定機構を備えることにより、操舵装置と転舵装置とが機械的に分離されている場合であっても、即ち、操舵装置と転舵装置との間で、機械的にステアリングホイールの操舵範囲を規定することができない場合であっても、操舵範囲規定機構の機能によって、ステアリングホイールの操舵範囲を規定することが可能となる。そして、このような操舵範囲規定機構を、コラムシャフトの部分に対して備えることによって、操舵範囲規定機構を、構造に無理がなくしかも小型化の容易なものとすることが可能となる。
【００１６】
請求項２の発明によれば、上記構成によって、以下のような作用効果を得ることができる。即ち、ステアリングホイールを操作すると、コラムシャフトが回転される。このコラムシャフトの回転によって、コラムシャフトのステアリングホイールとは反対側の端部に備えられた筒嵌合構造部の外筒部と筒挿入部とが、相対的に回転される。この際、筒嵌合構造部に設けられた回転範囲規定部が機能することによって、外筒部と筒挿入部との相対的な回転範囲が規定される。これにより、ステアリングホイールの操舵範囲を規定することができる。また、筒嵌合構造部に設けられた軸線方向移動許容部によって、外筒部と筒挿入部との相対的な軸方向移動が許容される。これにより、外筒部と筒挿入部との相対的な回転が、１回転以上となる場合に生じる、外筒部と筒挿入部との相対的な軸方向への移動を許容させることが可能となる。このように、操舵範囲規定機構を、外筒部と筒挿入部とを有する筒嵌合構造部で主に構成したことによって、操舵範囲規定機構の構造簡略化、小型化、低価格化などを図ることが可能となる。また、筒嵌合構造部に対して、回転範囲規定部や軸線方向移動許容部を簡単に設けることが可能となる。
【００１７】
請求項３の発明によれば、上記構成によって、以下のような作用効果を得ることができる。即ち、上記したように、ステアリングホイールの操作によってコラムシャフトが回転されると、スライド軸部に対して円筒状部分が回転される。すると、回転範囲規定部では、円筒状部分（の内周部）とスライド軸部（の外周部）との挿入部分の、一方に設けられた螺旋状溝部に、他方に設けられた溝倣部が倣うことになる。そして、溝倣部が螺旋状溝部の溝端部に達して停止されると、それ以上コラムシャフトを回転することができなくなる。これによって、ステアリングホイールの操舵範囲が規定される。この際、スライド軸部は、円筒状部分外の部分が、軸線方向移動可能支持部によって、支持状態のまま軸線方向に移動される。これによって、螺旋状溝部と溝倣部とによって、スライド軸部に対し円筒状部分が１回転以上回転されるような場合でも、スライド軸部の軸方向への移動を許容させることができる。そして、コラムシャフトのステアリングホイールとは反対側の端部に形成した円筒状部分を外筒部とし、この円筒状部分の内部に、筒挿入部としてスライド軸部を挿入することにより、筒嵌合構造部を、コラムシャフトの径寸法内の大きさにて構成することができるので、一層の小型化を図ることが可能となる。また、円筒状部分とスライド軸部との挿入部分の間に、螺旋状溝部と溝倣部とを設けたことにより、回転範囲規定部の構成を簡単で小型のものとすることができる。特に、スライド軸部の外周部に螺旋状溝部を設け、円筒状部分の内周部に溝倣部を設けることにより、回転範囲規定部を最も簡単な構成とすることができる。更に、スライド軸部の円筒状部分外の部分を、軸線方向移動可能支持部で軸線方向移動可能に支持することにより、軸線方向移動可能支持部を最も簡単で小型のものとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明は、主に、ステアリングホイールの操舵範囲を規定し得るようにすることを目的としている。
【００１９】
以下、本発明を具体化した実施例について、図示例と共に説明する。
【００２０】
なお、以下の実施例は、上記した背景技術や発明が解決しようとする課題などと密接な関係があるので、必要が生じた場合には、互いに、記載を流用したり、必要な修正を伴って流用したりすることができるものとする。
【実施例】
【００２１】
図１〜図３は、この発明の実施例を示すものである。
【００２２】
＜構成＞まず、構成について説明する。
【００２３】
図１に示すように、自動車などの車両には、通常、ステアリングシステム１が備えられる。そして、このステアリングシステム１を、ステアバイワイヤシステム２とする。
【００２４】
このステアバイワイヤシステム２では、操舵装置３と転舵装置４とが機械的に分離された状態で設けられる。そして、この操舵装置３と転舵装置４とが制御装置５によって制御し得るように構成される。
【００２５】
上記した操舵装置３には、少なくとも、ステアリングホイール６を有するコラムシャフト７と、反力発生装置８，９とが備えられている。
【００２６】
そして、この操舵装置３は、コラムシャフト７と反力発生装置８，９とが歯車式の減速機構１１を介して間接的に接続された間接駆動式のものとされる。
【００２７】
この場合には、反力発生装置８，９は、少なくとも二基設けられている。また、減速機構１１が、少なくとも、コラムシャフト７に取付けられたプライマリーギヤ１２を有している。そして、少なくとも二基の反力発生装置８，９が、プライマリーギヤ１２に対し少なくとも二箇所の位置で直接又は間接的に噛合うように構成されている。
【００２８】
この場合には、少なくとも二基の反力発生装置８，９が、反力発生用モータ１３，１４などの駆動装置を有するものとされている。そして、この反力発生用モータ１３，１４の出力軸には、モータピニオンギヤ１５，１６がそれぞれ取付けられている。そして、このモータピニオンギヤ１５，１６が、減速機構１１を構成するセカンダリーギヤ１７，１８を介してそれぞれプライマリーギヤ１２に間接的に噛合わされている。なお、セカンダリーギヤ１７，１８は、モータピニオンギヤ１５，１６に対するギヤ部と、プライマリーギヤ１２に対するギヤ部とを同軸上に二段に有する二段ギヤなどとされている。
【００２９】
一方、転舵装置４は、特に詳細には説明しないが、転舵モータ２１によって、軸線方向２２（ほぼ車幅方向）へ移動可能とされたステアリングラック２３と、このステアリングラック２３の両端にボールジョイント２４を介して連結された左右のタイロッド２５と、このタイロッド２５の両端に図示しないボールジョイント２４を介して連結された左右の転舵輪２６などが備えられている。
【００３０】
そして、制御装置５は、主にコンピュータユニットなどのコントロール装置３１によって構成されている。このコントロール装置３１は、コラムシャフト７などに取付けられたトルクセンサ３２からのトルク検出信号３３および角度センサ３４からの角度検出信号３５、車体情報３６（車速や図示しないヨーレートセンサなどからの信号）、ステアリングラック２３などに取付けられた転舵角センサ３７からの転舵角検出信号３８などを入力して、操舵装置３の反力発生装置８，９（反力発生用モータ１３，１４）へ制御信号４１，４２を送って操舵反力を発生させるなどすると共に、転舵装置４の転舵モータ２１へ制御信号４５を送って転舵させるなどの制御を行うように構成されている。
【００３１】
そして、以上のような構成に対し、この実施例のものでは、以下のような構成を備えている。
【００３２】
（１）ステアリングホイール６の操舵範囲を規定可能な操舵範囲規定機構５１を設けるようにする。そして、操舵範囲規定機構５１を、コラムシャフト７の部分に備えるようにする。
【００３３】
（２）上記において、操舵範囲規定機構５１が、コラムシャフト７のステアリングホイール６とは反対側の端部に備えられた筒嵌合構造部５３を有するものとする。そして、筒嵌合構造部５３が、外筒部５４と、この外筒部５４の内部に、外筒部５４に対して相対的に回転自在および軸方向移動自在に挿入された筒挿入部５５とを有するものとする。筒嵌合構造部５３が、外筒部５４と筒挿入部５５との相対的な回転範囲を規定可能な回転範囲規定部５６を備えるようにする。また、必要に応じて、筒嵌合構造部５３が、外筒部５４と筒挿入部５５との相対的な軸方向移動を許容可能な軸線方向移動許容部５７を備えるようにする。
【００３４】
（３）上記において、より具体的に、外筒部５４を、コラムシャフト７のステアリングホイール６とは反対側の端部に形成された円筒状部分６１とする。また、筒挿入部５５を、円筒状部分６１の内部に、その一部を挿入配置されたスライド軸部６２とする。更に、回転範囲規定部５６が、円筒状部分６１とスライド軸部６２との挿入部分の、一方に設けられた螺旋状溝部６３と、他方に設けられた溝倣部６４とを備えるようにする。そして、溝倣部６４が螺旋状溝部６３に倣うと共に、螺旋状溝部６３の溝端部にて停止されることによりステアリングホイール６の操舵範囲を規定可能に構成されるようにする。また、軸線方向移動許容部５７が、スライド軸部６２の円筒状部分６１外の部分を、軸線方向移動可能に支持する軸線方向移動可能支持部６５とされる。
【００３５】
（４）上記のより詳細な構成は、以下の通りである。
【００３６】
操舵範囲規定機構５１は、操舵装置３と転舵装置４との間で、機械的にステアリングホイール６の操舵範囲を規定するようにしたもの以外ものとされる。
【００３７】
特に図示しないが、筒嵌合構造部５３は、構造が許せば、コラムシャフト７を筒挿入部５５とし、その外側に外筒部５４を嵌合した構造とすることも考えられる。
【００３８】
円筒状部分６１およびスライド軸部６２は、コラムシャフト７に対して同心状に設けられる。円筒状部分６１は、コラムシャフト７のステアリングホイール６とは反対側の端部を所要の長さ分だけ延長すると共に、この延長部分に対して軸線方向に穿設形成される。これによって、円筒状部分６１は、その内部に、ステアリングホイール６とは反対側の端部が開口された円筒状空間を有するものとされる。スライド軸部６２は、円筒状部分６１の内径と同じかそれよりも若干小径の外径を有する円柱状部材または円筒状部材などとされる。
【００３９】
螺旋状溝部６３は、ステアリングホイール６の操舵範囲に及ぶものとされる。ステアリングホイール６の操舵範囲は、概ね、コラムシャフト７を２〜３回転させ得る程度の長さなどとされる。螺旋状溝部６３は、１条または２条設けられる（図２には、１８０度位相をズラせて螺旋状溝部６３を２条分設けた例が開示されている。また、図３には、螺旋状溝部６３を１条とした例が開示されている）。なお、上記した条数とすれば十分ではあるが、必要な場合には、螺旋状溝部６３は、３条またはそれ以上設けることもできる。螺旋状溝部６３を複数条設ける場合には、周方向に対してほぼ均等に配置するのが好ましい。溝倣部６４は、各螺旋状溝部６３に対応させて、少なくとも１個また２個程度設けられる（図２には、２条分の螺旋状溝部６３に対して溝倣部６４を１個ずつ設けた例が開示されている）。なお、溝倣部６４が複数個設けられている場合には、溝倣部６４は、対応する螺旋状溝部６３の少なくとも一方の溝端部にて停止されるようにすることができる。
【００４０】
この場合には、螺旋状溝部６３は、スライド軸部６２の外周面部分に直接刻設されている。その他にも、螺旋状溝部６３は、スライド軸部６２の外周面部分に、螺旋状溝部６３を形成した外貼部材を貼付けることなどによって形成することもできる。これに対し、溝倣部６４は、円筒状部分６１に外方から貫通配置された倣ピンなどとされている。この倣ピンは、好ましくは、円筒状部分６１の内部にスライド軸部６２を挿入配置した後に、円筒状部分６１に後付けされるようにする。この構成は、最も構造が簡単で低コストとすることができるという特徴を有している。
【００４１】
また、特に、図示しないが、螺旋状溝部６３は、円筒状部分６１の内周面部分に直接刻設することもできる。その他にも、螺旋状溝部６３は、円筒状部分６１の内周面部分に、螺旋状溝部６３を形成した内貼部材を貼付けることなどによって形成することもできる。これに対し、溝倣部６４は、スライド軸部６２の外周面部分に予め突設された倣ピンなどとされる。この倣ピンは、固定のものとすることもできるし、スライド軸部６２に対して突出収納自在に設けられると共に、突出方向へ付勢されたものとすることもできる。
【００４２】
なお、螺旋状溝部６３は、ステアリングホイール６の操舵範囲として丁度良い長さに形成しておくのが最も好ましいが、組付けの都合などにより、螺旋状溝部６３が、ステアリングホイール６の操舵範囲よりも長くなってしまうような場合には、円筒状部分６１の内部にスライド軸部６２を挿入配置した後などに、円筒状部分６１に対して外方からストッパピンなどを貫通配置させて、ストッパピンが溝端部と成るようにして、螺旋状溝部６３のストッパピンで区切られた部分を、ステアリングホイール６の操舵範囲に規定させるようにすることも可能である。
【００４３】
軸線方向移動許容部５７は、スライド軸部６２の円筒状部分６１から外側に出た部分の外周面部分に設けられる。この軸線方向移動許容部５７は、スライド軸部６２の軸線方向へ延びるスライド溝部６７と、このスライド溝部６７に倣う溝倣部６８とを備えている。この溝倣部６８は、操舵装置３のハウジング６９などの固定部分に設けられた倣ピンなどとされる。なお、溝倣部６８は、ハウジング６９に設けるのが、操舵装置３と一体に構成できるため最適である。但し、場合によっては、操舵装置３のハウジング６９以外の固定部分に設けることも可能である。
【００４４】
スライド溝部６７は、１条または２条設けられる。なお、上記した条数とすれば十分ではあるが、必要な場合には、スライド溝部６７は、３条またはそれ以上設けることもできる。スライド溝部６７を複数条設ける場合には、周方向に対してほぼ均等に配置するのが好ましい。溝倣部６８は、各スライド溝部６７に対応させて、少なくとも１個また２個程度設けられる。なお、図２、図３は、スライド溝部６７を２条分設けた例を開示している。また、図２は、２条のスライド溝部６７に対して、それぞれ１個の溝倣部６８を設けた例を開示している。
【００４５】
この場合には、スライド溝部６７は、スライド軸部６２の外周面部分に直接刻設されている。その他にも、スライド溝部６７は、スライド軸部６２の外周面部分に、スライド溝部６７を形成した外貼部材を貼付けることなどによって形成することもできる。
【００４６】
なお、図２中、符号７１は、ハウジング６９の内部に設けられた各種の軸受部である。この場合、軸受部７１は、コラムシャフト７のステアリングホイール６近傍とプライマリーギヤ１２の両側や、モータピニオンギヤ１５，１６の軸部の両側や、セカンダリーギヤ１７，１８の軸部の両側などに設けられている。
【００４７】
＜作用＞次に、この実施例の作用について説明する。
【００４８】
図１に示すステアリングシステム１（ステアバイワイヤシステム２）では、操舵装置３を操作すると、制御装置５がこれを検知して転舵装置４へ制御信号４５を送り、転舵装置４を転舵させる。
【００４９】
この際、制御装置５は、コラムシャフト７などに取付けられたトルクセンサ３２からのトルク検出信号３３および角度センサ３４からの角度検出信号３５などを入力することによって操舵装置３の操作を検知する。
【００５０】
そして、制御装置５は、転舵モータ２１へ制御信号４５を送って、ステアリングラック２３を軸線方向２２へ移動させることにより、ボールジョイント２４、タイロッド２５を介して転舵輪２６を転舵させる。
【００５１】
同時に、転舵装置４が転舵されると、制御装置５がこれを検知して操舵装置３の反力発生装置８，９へ制御信号４１，４２を送り、操舵装置３のコラムシャフト７およびステアリングホイール６に操舵反力を発生させる。
【００５２】
この際、制御装置５は、ステアリングラック２３などに取付けられた転舵角センサ３７からの転舵角検出信号３８などを入力することによって転舵装置４の転舵を検知する。併せて、制御装置５は、車体情報３６（車速や図示しないヨーレートセンサなどからの信号）を入力することによって、この時の車体の状況などを判断する。
【００５３】
そして、制御装置５は、操舵装置３の反力発生装置８，９（反力発生用モータ１３，１４）へ制御信号４１，４２を送り、モータピニオンギヤ１５，１６、セカンダリーギヤ１７，１８、プライマリーギヤ１２を介して、操舵装置３のコラムシャフト７およびステアリングホイール６に操舵反力を発生させる。
【００５４】
この際、コラムシャフト７と反力発生装置８，９とを、歯車式の減速機構１１を介して間接的に接続させることにより、反力発生装置８，９の反力発生用モータ１３，１４を小さくしつつ大きなトルクを達成することができる。
【００５５】
なお、歯車式の減速機構１１を介して間接的に接続した間接駆動式のものにおいては、少なくとも二基の反力発生装置８，９を、コラムシャフト７に取付けられたプライマリーギヤ１２に対し少なくとも二箇所の位置で直接又は間接的に噛合わせることにより、コラムシャフト７の回転方向によって少なくとも二基の反力発生装置８，９を使い分けるようにしたり、何らかの原因で一方の反力発生装置８，９が失陥した場合に他方の反力発生装置８，９で補完させるようにすることなどができる。
【００５６】
そして、この実施例によれば、以下のような作用効果を得ることができる。
【００５７】
（１）操舵装置３と転舵装置４とが機械的に分離された状態で設置され、操舵装置３と転舵装置４とを制御可能な制御装置５が設けられると共に、操舵装置３が、少なくとも、ステアリングホイール６を有するコラムシャフト７と、反力発生装置８，９と、両者間に設けられた歯車式の減速機構１１とを備えたステアリングシステム１において、ステアリングホイール６の操舵範囲を規定可能な操舵範囲規定機構５１を設けると共に、操舵範囲規定機構５１が、コラムシャフト７の部分に備えられたことによって、以下のような作用効果を得ることができる。
【００５８】
即ち、操舵範囲規定機構５１を備えることにより、操舵装置３と転舵装置４とが機械的に分離されている場合であっても、即ち、操舵装置３と転舵装置４との間で、機械的にステアリングホイール６の操舵範囲を規定することができない場合であっても、操舵範囲規定機構５１の機能によって、ステアリングホイール６の操舵範囲を規定することが可能となる。そして、このような操舵範囲規定機構５１を、コラムシャフト７の部分に対して備えることによって、操舵範囲規定機構５１を、構造に無理がなくしかも小型化の容易なものとすることが可能となる。
【００５９】
（２）上記において、操舵範囲規定機構５１が、コラムシャフト７のステアリングホイール６とは反対側の端部に備えられた筒嵌合構造部５３を有すると共に、筒嵌合構造部５３が、外筒部５４と、外筒部５４の内部に、外筒部５４に対して相対的に回転自在および軸方向移動自在に挿入された筒挿入部５５とを有し、筒嵌合構造部５３が、外筒部５４と筒挿入部５５との相対的な回転範囲を規定可能な回転範囲規定部５６を備え、筒嵌合構造部５３が、外筒部５４と筒挿入部５５との相対的な軸方向移動を許容可能な軸線方向移動許容部５７を備えたことによって、以下のような作用効果を得ることができる。
【００６０】
即ち、ステアリングホイール６を操作すると、コラムシャフト７が回転される。このコラムシャフト７の回転によって、コラムシャフト７のステアリングホイール６とは反対側の端部に備えられた筒嵌合構造部５３の外筒部５４と筒挿入部５５とが、相対的に回転される。この際、筒嵌合構造部５３に設けられた回転範囲規定部５６が機能することによって、外筒部５４と筒挿入部５５との相対的な回転範囲が規定される。これにより、ステアリングホイール６の操舵範囲を規定することができる。また、筒嵌合構造部５３に設けられた軸線方向移動許容部５７によって、外筒部５４と筒挿入部５５との相対的な軸方向移動が許容される。これにより、外筒部５４と筒挿入部５５との相対的な回転が、１回転以上となる場合に生じる、外筒部５４と筒挿入部５５との相対的な軸方向への移動を許容させることが可能となる。このように、操舵範囲規定機構５１を、外筒部５４と筒挿入部５５とを有する筒嵌合構造部５３で主に構成したことによって、操舵範囲規定機構５１の構造簡略化、小型化、低価格化などを図ることが可能となる。また、筒嵌合構造部５３に対して、回転範囲規定部５６や軸線方向移動許容部５７を簡単に設けることが可能となる。
【００６１】
（３）上記において、（より具体的に、）外筒部５４が、コラムシャフト７のステアリングホイール６とは反対側の端部に形成された円筒状部分６１とされると共に、筒挿入部５５が、円筒状部分６１の内部に、その一部を挿入配置されたスライド軸部６２とされ、回転範囲規定部５６が、円筒状部分６１とスライド軸部６２との挿入部分の、一方に設けられた螺旋状溝部６３と、他方に設けられた溝倣部６４とを備え、溝倣部６４が螺旋状溝部６３に倣うと共に、螺旋状溝部６３の溝端部にて停止されることによりステアリングホイール６の操舵範囲を規定可能に構成され、軸線方向移動許容部５７が、スライド軸部６２の円筒状部分６１外の部分を、軸線方向移動可能に支持する軸線方向移動可能支持部６５とされたことによって、以下のような作用効果を得ることができる。
【００６２】
即ち、上記したように、ステアリングホイール６の操作によってコラムシャフト７が回転されると、スライド軸部６２に対して円筒状部分６１が回転される。すると、回転範囲規定部５６では、円筒状部分６１（の内周部）とスライド軸部６２（の外周部）との挿入部分の、一方に設けられた螺旋状溝部６３に、他方に設けられた溝倣部６４が倣うことになる。そして、溝倣部６４が螺旋状溝部６３の溝端部に達して停止されると、それ以上コラムシャフト７を回転することができなくなる。これによって、ステアリングホイール６の操舵範囲が規定される。この際、スライド軸部６２は、円筒状部分６１外の部分が、軸線方向移動可能支持部６５によって、支持状態のまま軸線方向に移動される。これによって、螺旋状溝部６３と溝倣部６４とによって、スライド軸部６２に対し円筒状部分６１が１回転以上回転されるような場合でも、スライド軸部６２の軸方向への移動を許容させることができる。
【００６３】
そして、コラムシャフのステアリングホイール６とは反対側の端部に形成した円筒状部分６１を外筒部５４とし、この円筒状部分６１の内部に、筒挿入部５５としてスライド軸部６２を挿入することにより、筒嵌合構造部５３を、コラムシャフト７の径寸法内の大きさにて構成することができるので、一層の小型化を図ることが可能となる。また、円筒状部分６１とスライド軸部６２との挿入部分の間に、螺旋状溝部６３と溝倣部６４とを設けたことにより、回転範囲規定部５６の構成を簡単で小型のものとすることができる。特に、スライド軸部６２の外周部に螺旋状溝部６３を設け、円筒状部分６１の内周部に溝倣部６４を設けることにより、回転範囲規定部５６を最も簡単な構成とすることができる。更に、スライド軸部６２の円筒状部分６１外の部分を、軸線方向移動可能支持部６５で軸線方向移動可能に支持することにより、軸線方向移動可能支持部６５を最も簡単で小型のものとすることができる。
【００６４】
以上、この発明の実施例を図面により詳述してきたが、実施例はこの発明の例示にしか過ぎないものであるため、この発明は実施例の構成にのみ限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれることは勿論である。また、例えば、各実施例に複数の構成が含まれている場合には、特に記載がなくとも、これらの構成の可能な組合せが含まれることは勿論である。また、複数の実施例や変形例が示されている場合には、特に記載がなくとも、これらに跨がった構成の組合せのうちの可能なものが含まれることは勿論である。また、図面に描かれている構成については、特に記載がなくとも、含まれることは勿論である。更に、「等」の用語がある場合には、同等のものを含むという意味で用いられている。また、「ほぼ」「約」「程度」などの用語がある場合には、常識的に認められる範囲や精度のものを含むという意味で用いられている。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の実施例にかかるステアリングシステムの全体構成図である。
【図２】図１の操舵装置の断面図である。
【図３】図２のスライド軸部の斜視図である。
【符号の説明】
【００６６】
１ ステアリングシステム
３ 操舵装置
４ 転舵装置
５ 制御装置
６ ステアリングホイール
７ コラムシャフト
８ 反力発生装置
９ 反力発生装置
１１ 減速機構
５１ 操舵範囲規定機構
５３ 筒嵌合構造部
５４ 外筒部
５５ 筒挿入部
５６ 回転範囲規定部
５７ 軸線方向移動許容部
６１ 円筒状部分
６２ スライド軸部
６３ 螺旋状溝部
６４ 溝倣部
６５ 軸線方向移動可能支持部
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ステアリングシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車などの車両には、通常、ステアリングシステムが備えられている。このようなステアリングシステムには、ステアバイワイヤシステムなどと呼ばれるものが存在している（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このステアバイワイヤシステムは、操舵装置と転舵装置とを機械的に分離された状態で設けると共に、この操舵装置と転舵装置とを制御装置によって制御するようにしたものである。
【０００４】
上記した操舵装置は、少なくとも、ステアリングホイールを有するコラムシャフトと、ステアリングホイールに（操舵）反力を発生可能な反力発生装置とを備えている。
【０００５】
そして、操舵装置には、コラムシャフトと反力発生装置とを、直結させた直接駆動式のものと、歯車式の減速機構を介して間接的に接続した間接駆動式のものとが存在している。
【０００６】
このうち、直接駆動式のものには、必要トルクを達成するために反力発生装置を構成するモータが大型化してしまうという欠点があることが知られている。これに対して、間接駆動式のものは、減速機構によって、反力発生装置のモータを小さくしつつ大きなトルクを達成することができるという利点があることが知られている。
【０００７】
このような構成によれば、操舵装置を操作すると、制御装置がこれを検知して転舵装置へ制御信号を送り、転舵装置を転舵させる。同時に、転舵装置が転舵されると、制御装置がこれを検知して操舵装置の反力発生装置へ制御信号を送り、操舵装置のコラムシャフトおよびステアリングホイールに操舵反力を発生させる。
【０００８】
この際、コラムシャフトと反力発生装置とを歯車式の減速機構を介して間接的に接続させることにより、上記したように、反力発生装置のモータを小さくしつつ大きなトルクを達成することができる。
【特許文献１】特開２００１−１３０４２６号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記ステアリングシステムには、操舵装置と転舵装置とが、機械的に分離されていることから、ステアリングホイールの操舵範囲を転舵装置によって規定することができないという問題があった。
【００１０】
なお、上記した以外にも、本発明に至る過程で新たな問題やその他の問題などが発生することも考えられるが、そのようなものについては、本発明の実施例の中で説明することによって、この欄での記載に代えることができるものとする。但し、必要な場合には、この欄に流用することができる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、請求項１に記載された発明は、操舵装置と転舵装置とが機械的に分離された状態で設置され、操舵装置と転舵装置とを制御可能な制御装置が設けられると共に、操舵装置が、少なくとも、ステアリングホイールを有するコラムシャフトと、反力発生装置と、両者間に設けられた歯車式の減速機構とを備えたステアリングシステムにおいて、ステアリングホイールの操舵範囲を規定可能な操舵範囲規定機構を設けると共に、該操舵範囲規定機構が、コラムシャフトの部分に備えられたことを特徴としている。
【００１２】
請求項２に記載された発明は、上記において、前記操舵範囲規定機構が、コラムシャフトのステアリングホイールとは反対側の端部に備えられた筒嵌合構造部を有すると共に、該筒嵌合構造部が、外筒部と、該外筒部の内部に、外筒部に対して相対的に回転自在および軸方向移動自在に挿入された筒挿入部とを有し、前記筒嵌合構造部が、外筒部と筒挿入部との相対的な回転範囲を規定可能な回転範囲規定部を備え、前記筒嵌合構造部が、外筒部と筒挿入部との相対的な軸方向移動を許容可能な軸線方向移動許容部を備えたことを特徴としている。
【００１３】
請求項３に記載された発明は、上記において、前記外筒部が、コラムシャフトのステアリングホイールとは反対側の端部に形成された円筒状部分とされると共に、前記筒挿入部が、前記円筒状部分の内部に、その一部を挿入配置されたスライド軸部とされ、該回転範囲規定部が、円筒状部分とスライド軸部との挿入部分の、一方に設けられた螺旋状溝部と、他方に設けられた溝倣部とを備え、前記溝倣部が螺旋状溝部に倣うと共に、螺旋状溝部の溝端部にて停止されることによりステアリングホイールの操舵範囲を規定可能に構成され、前記軸線方向移動許容部が、前記スライド軸部の円筒状部分外の部分を、軸線方向移動可能に支持する軸線方向移動可能支持部とされたことを特徴としている。
【００１４】
なお、上記は、それぞれ、所要の作用効果を発揮するための必要最小限の構成であり、上記構成の詳細や、上記されていない構成については、それぞれ自由度を有しているのは勿論である。そして、上記構成の記載から読取ることが可能な事項については、特に具体的に記載されていない場合であっても、その範囲内に含まれるのは勿論である。また、上記以外の構成を追加した場合には、追加した構成による作用効果が加わることになるのは勿論である。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１の発明によれば、上記構成によって、以下のような作用効果を得ることができる。即ち、操舵範囲規定機構を備えることにより、操舵装置と転舵装置とが機械的に分離されている場合であっても、即ち、操舵装置と転舵装置との間で、機械的にステアリングホイールの操舵範囲を規定することができない場合であっても、操舵範囲規定機構の機能によって、ステアリングホイールの操舵範囲を規定することが可能となる。そして、このような操舵範囲規定機構を、コラムシャフトの部分に対して備えることによって、操舵範囲規定機構を、構造に無理がなくしかも小型化の容易なものとすることが可能となる。
【００１６】
請求項２の発明によれば、上記構成によって、以下のような作用効果を得ることができる。即ち、ステアリングホイールを操作すると、コラムシャフトが回転される。このコラムシャフトの回転によって、コラムシャフトのステアリングホイールとは反対側の端部に備えられた筒嵌合構造部の外筒部と筒挿入部とが、相対的に回転される。この際、筒嵌合構造部に設けられた回転範囲規定部が機能することによって、外筒部と筒挿入部との相対的な回転範囲が規定される。これにより、ステアリングホイールの操舵範囲を規定することができる。また、筒嵌合構造部に設けられた軸線方向移動許容部によって、外筒部と筒挿入部との相対的な軸方向移動が許容される。これにより、外筒部と筒挿入部との相対的な回転が、１回転以上となる場合に生じる、外筒部と筒挿入部との相対的な軸方向への移動を許容させることが可能となる。このように、操舵範囲規定機構を、外筒部と筒挿入部とを有する筒嵌合構造部で主に構成したことによって、操舵範囲規定機構の構造簡略化、小型化、低価格化などを図ることが可能となる。また、筒嵌合構造部に対して、回転範囲規定部や軸線方向移動許容部を簡単に設けることが可能となる。
【００１７】
請求項３の発明によれば、上記構成によって、以下のような作用効果を得ることができる。即ち、上記したように、ステアリングホイールの操作によってコラムシャフトが回転されると、スライド軸部に対して円筒状部分が回転される。すると、回転範囲規定部では、円筒状部分（の内周部）とスライド軸部（の外周部）との挿入部分の、一方に設けられた螺旋状溝部に、他方に設けられた溝倣部が倣うことになる。そして、溝倣部が螺旋状溝部の溝端部に達して停止されると、それ以上コラムシャフトを回転することができなくなる。これによって、ステアリングホイールの操舵範囲が規定される。この際、スライド軸部は、円筒状部分外の部分が、軸線方向移動可能支持部によって、支持状態のまま軸線方向に移動される。これによって、螺旋状溝部と溝倣部とによって、スライド軸部に対し円筒状部分が１回転以上回転されるような場合でも、スライド軸部の軸方向への移動を許容させることができる。そして、コラムシャフトのステアリングホイールとは反対側の端部に形成した円筒状部分を外筒部とし、この円筒状部分の内部に、筒挿入部としてスライド軸部を挿入することにより、筒嵌合構造部を、コラムシャフトの径寸法内の大きさにて構成することができるので、一層の小型化を図ることが可能となる。また、円筒状部分とスライド軸部との挿入部分の間に、螺旋状溝部と溝倣部とを設けたことにより、回転範囲規定部の構成を簡単で小型のものとすることができる。特に、スライド軸部の外周部に螺旋状溝部を設け、円筒状部分の内周部に溝倣部を設けることにより、回転範囲規定部を最も簡単な構成とすることができる。更に、スライド軸部の円筒状部分外の部分を、軸線方向移動可能支持部で軸線方向移動可能に支持することにより、軸線方向移動可能支持部を最も簡単で小型のものとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明は、主に、ステアリングホイールの操舵範囲を規定し得るようにすることを目的としている。
【００１９】
以下、本発明を具体化した実施例について、図示例と共に説明する。
【００２０】
なお、以下の実施例は、上記した背景技術や発明が解決しようとする課題などと密接な関係があるので、必要が生じた場合には、互いに、記載を流用したり、必要な修正を伴って流用したりすることができるものとする。
【実施例】
【００２１】
図１〜図３は、この発明の実施例を示すものである。
【００２２】
＜構成＞まず、構成について説明する。
【００２３】
図１に示すように、自動車などの車両には、通常、ステアリングシステム１が備えられる。そして、このステアリングシステム１を、ステアバイワイヤシステム２とする。
【００２４】
このステアバイワイヤシステム２では、操舵装置３と転舵装置４とが機械的に分離された状態で設けられる。そして、この操舵装置３と転舵装置４とが制御装置５によって制御し得るように構成される。
【００２５】
上記した操舵装置３には、少なくとも、ステアリングホイール６を有するコラムシャフト７と、反力発生装置８，９とが備えられている。
【００２６】
そして、この操舵装置３は、コラムシャフト７と反力発生装置８，９とが歯車式の減速機構１１を介して間接的に接続された間接駆動式のものとされる。
【００２７】
この場合には、反力発生装置８，９は、少なくとも二基設けられている。また、減速機構１１が、少なくとも、コラムシャフト７に取付けられたプライマリーギヤ１２を有している。そして、少なくとも二基の反力発生装置８，９が、プライマリーギヤ１２に対し少なくとも二箇所の位置で直接又は間接的に噛合うように構成されている。
【００２８】
この場合には、少なくとも二基の反力発生装置８，９が、反力発生用モータ１３，１４などの駆動装置を有するものとされている。そして、この反力発生用モータ１３，１４の出力軸には、モータピニオンギヤ１５，１６がそれぞれ取付けられている。そして、このモータピニオンギヤ１５，１６が、減速機構１１を構成するセカンダリーギヤ１７，１８を介してそれぞれプライマリーギヤ１２に間接的に噛合わされている。なお、セカンダリーギヤ１７，１８は、モータピニオンギヤ１５，１６に対するギヤ部と、プライマリーギヤ１２に対するギヤ部とを同軸上に二段に有する二段ギヤなどとされている。
【００２９】
一方、転舵装置４は、特に詳細には説明しないが、転舵モータ２１によって、軸線方向２２（ほぼ車幅方向）へ移動可能とされたステアリングラック２３と、このステアリングラック２３の両端にボールジョイント２４を介して連結された左右のタイロッド２５と、このタイロッド２５の両端に図示しないボールジョイント２４を介して連結された左右の転舵輪２６などが備えられている。
【００３０】
そして、制御装置５は、主にコンピュータユニットなどのコントロール装置３１によって構成されている。このコントロール装置３１は、コラムシャフト７などに取付けられたトルクセンサ３２からのトルク検出信号３３および角度センサ３４からの角度検出信号３５、車体情報３６（車速や図示しないヨーレートセンサなどからの信号）、ステアリングラック２３などに取付けられた転舵角センサ３７からの転舵角検出信号３８などを入力して、操舵装置３の反力発生装置８，９（反力発生用モータ１３，１４）へ制御信号４１，４２を送って操舵反力を発生させるなどすると共に、転舵装置４の転舵モータ２１へ制御信号４５を送って転舵させるなどの制御を行うように構成されている。
【００３１】
そして、以上のような構成に対し、この実施例のものでは、以下のような構成を備えている。
【００３２】
（１）ステアリングホイール６の操舵範囲を規定可能な操舵範囲規定機構５１を設けるようにする。そして、操舵範囲規定機構５１を、コラムシャフト７の部分に備えるようにする。
【００３３】
（２）上記において、操舵範囲規定機構５１が、コラムシャフト７のステアリングホイール６とは反対側の端部に備えられた筒嵌合構造部５３を有するものとする。そして、筒嵌合構造部５３が、外筒部５４と、この外筒部５４の内部に、外筒部５４に対して相対的に回転自在および軸方向移動自在に挿入された筒挿入部５５とを有するものとする。筒嵌合構造部５３が、外筒部５４と筒挿入部５５との相対的な回転範囲を規定可能な回転範囲規定部５６を備えるようにする。また、必要に応じて、筒嵌合構造部５３が、外筒部５４と筒挿入部５５との相対的な軸方向移動を許容可能な軸線方向移動許容部５７を備えるようにする。
【００３４】
（３）上記において、より具体的に、外筒部５４を、コラムシャフト７のステアリングホイール６とは反対側の端部に形成された円筒状部分６１とする。また、筒挿入部５５を、円筒状部分６１の内部に、その一部を挿入配置されたスライド軸部６２とする。更に、回転範囲規定部５６が、円筒状部分６１とスライド軸部６２との挿入部分の、一方に設けられた螺旋状溝部６３と、他方に設けられた溝倣部６４とを備えるようにする。そして、溝倣部６４が螺旋状溝部６３に倣うと共に、螺旋状溝部６３の溝端部にて停止されることによりステアリングホイール６の操舵範囲を規定可能に構成されるようにする。また、軸線方向移動許容部５７が、スライド軸部６２の円筒状部分６１外の部分を、軸線方向移動可能に支持する軸線方向移動可能支持部６５とされる。
【００３５】
（４）上記のより詳細な構成は、以下の通りである。
【００３６】
操舵範囲規定機構５１は、操舵装置３と転舵装置４との間で、機械的にステアリングホイール６の操舵範囲を規定するようにしたもの以外ものとされる。
【００３７】
特に図示しないが、筒嵌合構造部５３は、構造が許せば、コラムシャフト７を筒挿入部５５とし、その外側に外筒部５４を嵌合した構造とすることも考えられる。
【００３８】
円筒状部分６１およびスライド軸部６２は、コラムシャフト７に対して同心状に設けられる。円筒状部分６１は、コラムシャフト７のステアリングホイール６とは反対側の端部を所要の長さ分だけ延長すると共に、この延長部分に対して軸線方向に穿設形成される。これによって、円筒状部分６１は、その内部に、ステアリングホイール６とは反対側の端部が開口された円筒状空間を有するものとされる。スライド軸部６２は、円筒状部分６１の内径と同じかそれよりも若干小径の外径を有する円柱状部材または円筒状部材などとされる。
【００３９】
螺旋状溝部６３は、ステアリングホイール６の操舵範囲に及ぶものとされる。ステアリングホイール６の操舵範囲は、概ね、コラムシャフト７を２〜３回転させ得る程度の長さなどとされる。螺旋状溝部６３は、１条または２条設けられる（図２には、１８０度位相をズラせて螺旋状溝部６３を２条分設けた例が開示されている。また、図３には、螺旋状溝部６３を１条とした例が開示されている）。なお、上記した条数とすれば十分ではあるが、必要な場合には、螺旋状溝部６３は、３条またはそれ以上設けることもできる。螺旋状溝部６３を複数条設ける場合には、周方向に対してほぼ均等に配置するのが好ましい。溝倣部６４は、各螺旋状溝部６３に対応させて、少なくとも１個また２個程度設けられる（図２には、２条分の螺旋状溝部６３に対して溝倣部６４を１個ずつ設けた例が開示されている）。なお、溝倣部６４が複数個設けられている場合には、溝倣部６４は、対応する螺旋状溝部６３の少なくとも一方の溝端部にて停止されるようにすることができる。
【００４０】
この場合には、螺旋状溝部６３は、スライド軸部６２の外周面部分に直接刻設されている。その他にも、螺旋状溝部６３は、スライド軸部６２の外周面部分に、螺旋状溝部６３を形成した外貼部材を貼付けることなどによって形成することもできる。これに対し、溝倣部６４は、円筒状部分６１に外方から貫通配置された倣ピンなどとされている。この倣ピンは、好ましくは、円筒状部分６１の内部にスライド軸部６２を挿入配置した後に、円筒状部分６１に後付けされるようにする。この構成は、最も構造が簡単で低コストとすることができるという特徴を有している。
【００４１】
また、特に、図示しないが、螺旋状溝部６３は、円筒状部分６１の内周面部分に直接刻設することもできる。その他にも、螺旋状溝部６３は、円筒状部分６１の内周面部分に、螺旋状溝部６３を形成した内貼部材を貼付けることなどによって形成することもできる。これに対し、溝倣部６４は、スライド軸部６２の外周面部分に予め突設された倣ピンなどとされる。この倣ピンは、固定のものとすることもできるし、スライド軸部６２に対して突出収納自在に設けられると共に、突出方向へ付勢されたものとすることもできる。
【００４２】
なお、螺旋状溝部６３は、ステアリングホイール６の操舵範囲として丁度良い長さに形成しておくのが最も好ましいが、組付けの都合などにより、螺旋状溝部６３が、ステアリングホイール６の操舵範囲よりも長くなってしまうような場合には、円筒状部分６１の内部にスライド軸部６２を挿入配置した後などに、円筒状部分６１に対して外方からストッパピンなどを貫通配置させて、ストッパピンが溝端部と成るようにして、螺旋状溝部６３のストッパピンで区切られた部分を、ステアリングホイール６の操舵範囲に規定させるようにすることも可能である。
【００４３】
軸線方向移動許容部５７は、スライド軸部６２の円筒状部分６１から外側に出た部分の外周面部分に設けられる。この軸線方向移動許容部５７は、スライド軸部６２の軸線方向へ延びるスライド溝部６７と、このスライド溝部６７に倣う溝倣部６８とを備えている。この溝倣部６８は、操舵装置３のハウジング６９などの固定部分に設けられた倣ピンなどとされる。なお、溝倣部６８は、ハウジング６９に設けるのが、操舵装置３と一体に構成できるため最適である。但し、場合によっては、操舵装置３のハウジング６９以外の固定部分に設けることも可能である。
【００４４】
スライド溝部６７は、１条または２条設けられる。なお、上記した条数とすれば十分ではあるが、必要な場合には、スライド溝部６７は、３条またはそれ以上設けることもできる。スライド溝部６７を複数条設ける場合には、周方向に対してほぼ均等に配置するのが好ましい。溝倣部６８は、各スライド溝部６７に対応させて、少なくとも１個また２個程度設けられる。なお、図２、図３は、スライド溝部６７を２条分設けた例を開示している。また、図２は、２条のスライド溝部６７に対して、それぞれ１個の溝倣部６８を設けた例を開示している。
【００４５】
この場合には、スライド溝部６７は、スライド軸部６２の外周面部分に直接刻設されている。その他にも、スライド溝部６７は、スライド軸部６２の外周面部分に、スライド溝部６７を形成した外貼部材を貼付けることなどによって形成することもできる。
【００４６】
なお、図２中、符号７１は、ハウジング６９の内部に設けられた各種の軸受部である。この場合、軸受部７１は、コラムシャフト７のステアリングホイール６近傍とプライマリーギヤ１２の両側や、モータピニオンギヤ１５，１６の軸部の両側や、セカンダリーギヤ１７，１８の軸部の両側などに設けられている。
【００４７】
＜作用＞次に、この実施例の作用について説明する。
【００４８】
図１に示すステアリングシステム１（ステアバイワイヤシステム２）では、操舵装置３を操作すると、制御装置５がこれを検知して転舵装置４へ制御信号４５を送り、転舵装置４を転舵させる。
【００４９】
この際、制御装置５は、コラムシャフト７などに取付けられたトルクセンサ３２からのトルク検出信号３３および角度センサ３４からの角度検出信号３５などを入力することによって操舵装置３の操作を検知する。
【００５０】
そして、制御装置５は、転舵モータ２１へ制御信号４５を送って、ステアリングラック２３を軸線方向２２へ移動させることにより、ボールジョイント２４、タイロッド２５を介して転舵輪２６を転舵させる。
【００５１】
同時に、転舵装置４が転舵されると、制御装置５がこれを検知して操舵装置３の反力発生装置８，９へ制御信号４１，４２を送り、操舵装置３のコラムシャフト７およびステアリングホイール６に操舵反力を発生させる。
【００５２】
この際、制御装置５は、ステアリングラック２３などに取付けられた転舵角センサ３７からの転舵角検出信号３８などを入力することによって転舵装置４の転舵を検知する。併せて、制御装置５は、車体情報３６（車速や図示しないヨーレートセンサなどからの信号）を入力することによって、この時の車体の状況などを判断する。
【００５３】
そして、制御装置５は、操舵装置３の反力発生装置８，９（反力発生用モータ１３，１４）へ制御信号４１，４２を送り、モータピニオンギヤ１５，１６、セカンダリーギヤ１７，１８、プライマリーギヤ１２を介して、操舵装置３のコラムシャフト７およびステアリングホイール６に操舵反力を発生させる。
【００５４】
この際、コラムシャフト７と反力発生装置８，９とを、歯車式の減速機構１１を介して間接的に接続させることにより、反力発生装置８，９の反力発生用モータ１３，１４を小さくしつつ大きなトルクを達成することができる。
【００５５】
なお、歯車式の減速機構１１を介して間接的に接続した間接駆動式のものにおいては、少なくとも二基の反力発生装置８，９を、コラムシャフト７に取付けられたプライマリーギヤ１２に対し少なくとも二箇所の位置で直接又は間接的に噛合わせることにより、コラムシャフト７の回転方向によって少なくとも二基の反力発生装置８，９を使い分けるようにしたり、何らかの原因で一方の反力発生装置８，９が失陥した場合に他方の反力発生装置８，９で補完させるようにすることなどができる。
【００５６】
そして、この実施例によれば、以下のような作用効果を得ることができる。
【００５７】
（１）操舵装置３と転舵装置４とが機械的に分離された状態で設置され、操舵装置３と転舵装置４とを制御可能な制御装置５が設けられると共に、操舵装置３が、少なくとも、ステアリングホイール６を有するコラムシャフト７と、反力発生装置８，９と、両者間に設けられた歯車式の減速機構１１とを備えたステアリングシステム１において、ステアリングホイール６の操舵範囲を規定可能な操舵範囲規定機構５１を設けると共に、操舵範囲規定機構５１が、コラムシャフト７の部分に備えられたことによって、以下のような作用効果を得ることができる。
【００５８】
即ち、操舵範囲規定機構５１を備えることにより、操舵装置３と転舵装置４とが機械的に分離されている場合であっても、即ち、操舵装置３と転舵装置４との間で、機械的にステアリングホイール６の操舵範囲を規定することができない場合であっても、操舵範囲規定機構５１の機能によって、ステアリングホイール６の操舵範囲を規定することが可能となる。そして、このような操舵範囲規定機構５１を、コラムシャフト７の部分に対して備えることによって、操舵範囲規定機構５１を、構造に無理がなくしかも小型化の容易なものとすることが可能となる。
【００５９】
（２）上記において、操舵範囲規定機構５１が、コラムシャフト７のステアリングホイール６とは反対側の端部に備えられた筒嵌合構造部５３を有すると共に、筒嵌合構造部５３が、外筒部５４と、外筒部５４の内部に、外筒部５４に対して相対的に回転自在および軸方向移動自在に挿入された筒挿入部５５とを有し、筒嵌合構造部５３が、外筒部５４と筒挿入部５５との相対的な回転範囲を規定可能な回転範囲規定部５６を備え、筒嵌合構造部５３が、外筒部５４と筒挿入部５５との相対的な軸方向移動を許容可能な軸線方向移動許容部５７を備えたことによって、以下のような作用効果を得ることができる。
【００６０】
即ち、ステアリングホイール６を操作すると、コラムシャフト７が回転される。このコラムシャフト７の回転によって、コラムシャフト７のステアリングホイール６とは反対側の端部に備えられた筒嵌合構造部５３の外筒部５４と筒挿入部５５とが、相対的に回転される。この際、筒嵌合構造部５３に設けられた回転範囲規定部５６が機能することによって、外筒部５４と筒挿入部５５との相対的な回転範囲が規定される。これにより、ステアリングホイール６の操舵範囲を規定することができる。また、筒嵌合構造部５３に設けられた軸線方向移動許容部５７によって、外筒部５４と筒挿入部５５との相対的な軸方向移動が許容される。これにより、外筒部５４と筒挿入部５５との相対的な回転が、１回転以上となる場合に生じる、外筒部５４と筒挿入部５５との相対的な軸方向への移動を許容させることが可能となる。このように、操舵範囲規定機構５１を、外筒部５４と筒挿入部５５とを有する筒嵌合構造部５３で主に構成したことによって、操舵範囲規定機構５１の構造簡略化、小型化、低価格化などを図ることが可能となる。また、筒嵌合構造部５３に対して、回転範囲規定部５６や軸線方向移動許容部５７を簡単に設けることが可能となる。
【００６１】
（３）上記において、（より具体的に、）外筒部５４が、コラムシャフト７のステアリングホイール６とは反対側の端部に形成された円筒状部分６１とされると共に、筒挿入部５５が、円筒状部分６１の内部に、その一部を挿入配置されたスライド軸部６２とされ、回転範囲規定部５６が、円筒状部分６１とスライド軸部６２との挿入部分の、一方に設けられた螺旋状溝部６３と、他方に設けられた溝倣部６４とを備え、溝倣部６４が螺旋状溝部６３に倣うと共に、螺旋状溝部６３の溝端部にて停止されることによりステアリングホイール６の操舵範囲を規定可能に構成され、軸線方向移動許容部５７が、スライド軸部６２の円筒状部分６１外の部分を、軸線方向移動可能に支持する軸線方向移動可能支持部６５とされたことによって、以下のような作用効果を得ることができる。
【００６２】
即ち、上記したように、ステアリングホイール６の操作によってコラムシャフト７が回転されると、スライド軸部６２に対して円筒状部分６１が回転される。すると、回転範囲規定部５６では、円筒状部分６１（の内周部）とスライド軸部６２（の外周部）との挿入部分の、一方に設けられた螺旋状溝部６３に、他方に設けられた溝倣部６４が倣うことになる。そして、溝倣部６４が螺旋状溝部６３の溝端部に達して停止されると、それ以上コラムシャフト７を回転することができなくなる。これによって、ステアリングホイール６の操舵範囲が規定される。この際、スライド軸部６２は、円筒状部分６１外の部分が、軸線方向移動可能支持部６５によって、支持状態のまま軸線方向に移動される。これによって、螺旋状溝部６３と溝倣部６４とによって、スライド軸部６２に対し円筒状部分６１が１回転以上回転されるような場合でも、スライド軸部６２の軸方向への移動を許容させることができる。
【００６３】
そして、コラムシャフのステアリングホイール６とは反対側の端部に形成した円筒状部分６１を外筒部５４とし、この円筒状部分６１の内部に、筒挿入部５５としてスライド軸部６２を挿入することにより、筒嵌合構造部５３を、コラムシャフト７の径寸法内の大きさにて構成することができるので、一層の小型化を図ることが可能となる。また、円筒状部分６１とスライド軸部６２との挿入部分の間に、螺旋状溝部６３と溝倣部６４とを設けたことにより、回転範囲規定部５６の構成を簡単で小型のものとすることができる。特に、スライド軸部６２の外周部に螺旋状溝部６３を設け、円筒状部分６１の内周部に溝倣部６４を設けることにより、回転範囲規定部５６を最も簡単な構成とすることができる。更に、スライド軸部６２の円筒状部分６１外の部分を、軸線方向移動可能支持部６５で軸線方向移動可能に支持することにより、軸線方向移動可能支持部６５を最も簡単で小型のものとすることができる。
【００６４】
以上、この発明の実施例を図面により詳述してきたが、実施例はこの発明の例示にしか過ぎないものであるため、この発明は実施例の構成にのみ限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれることは勿論である。また、例えば、各実施例に複数の構成が含まれている場合には、特に記載がなくとも、これらの構成の可能な組合せが含まれることは勿論である。また、複数の実施例や変形例が示されている場合には、特に記載がなくとも、これらに跨がった構成の組合せのうちの可能なものが含まれることは勿論である。また、図面に描かれている構成については、特に記載がなくとも、含まれることは勿論である。更に、「等」の用語がある場合には、同等のものを含むという意味で用いられている。また、「ほぼ」「約」「程度」などの用語がある場合には、常識的に認められる範囲や精度のものを含むという意味で用いられている。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の実施例にかかるステアリングシステムの全体構成図である。
【図２】図１の操舵装置の断面図である。
【図３】図２のスライド軸部の斜視図である。
【符号の説明】
【００６６】
１ ステアリングシステム
３ 操舵装置
４ 転舵装置
５ 制御装置
６ ステアリングホイール
７ コラムシャフト
８ 反力発生装置
９ 反力発生装置
１１ 減速機構
５１ 操舵範囲規定機構
５３ 筒嵌合構造部
５４ 外筒部
５５ 筒挿入部
５６ 回転範囲規定部
５７ 軸線方向移動許容部
６１ 円筒状部分
６２ スライド軸部
６３ 螺旋状溝部
６４ 溝倣部
６５ 軸線方向移動可能支持部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵装置と転舵装置とが機械的に分離された状態で設置され、操舵装置と転舵装置とを制御可能な制御装置が設けられると共に、
操舵装置が、少なくとも、ステアリングホイールを有するコラムシャフトと、反力発生装置と、両者間に設けられた歯車式の減速機構とを備えたステアリングシステムにおいて、
ステアリングホイールの操舵範囲を規定可能な操舵範囲規定機構を設けると共に、該操舵範囲規定機構が、コラムシャフトの部分に備えられたことを特徴とするステアリングシステム。
【請求項２】
前記操舵範囲規定機構が、コラムシャフトのステアリングホイールとは反対側の端部に備えられた筒嵌合構造部を有すると共に、該筒嵌合構造部が、外筒部と、該外筒部の内部に、外筒部に対して相対的に回転自在および軸方向移動自在に挿入された筒挿入部とを有し、
前記筒嵌合構造部が、外筒部と筒挿入部との相対的な回転範囲を規定可能な回転範囲規定部を備え、
前記筒嵌合構造部が、外筒部と筒挿入部との相対的な軸方向移動を許容可能な軸線方向移動許容部を備えたことを特徴とする請求項１記載のステアリングシステム。
【請求項３】
前記外筒部が、コラムシャフトのステアリングホイールとは反対側の端部に形成された円筒状部分とされると共に、
前記筒挿入部が、前記円筒状部分の内部に、その一部を挿入配置されたスライド軸部とされ、
該回転範囲規定部が、円筒状部分とスライド軸部との挿入部分の、一方に設けられた螺旋状溝部と、他方に設けられた溝倣部とを備え、
前記溝倣部が螺旋状溝部に倣うと共に、螺旋状溝部の溝端部にて停止されることによりステアリングホイールの操舵範囲を規定可能に構成され、
前記軸線方向移動許容部が、前記スライド軸部の円筒状部分外の部分を、軸線方向移動可能に支持する軸線方向移動可能支持部とされたことを特徴とする請求項２記載のステアリングシステム。
【請求項１】
操舵装置と転舵装置とが機械的に分離された状態で設置され、操舵装置と転舵装置とを制御可能な制御装置が設けられると共に、
操舵装置が、少なくとも、ステアリングホイールを有するコラムシャフトと、反力発生装置と、両者間に設けられた歯車式の減速機構とを備えたステアリングシステムにおいて、
ステアリングホイールの操舵範囲を規定可能な操舵範囲規定機構を設けると共に、該操舵範囲規定機構が、コラムシャフトの部分に備えられたことを特徴とするステアリングシステム。
【請求項２】
前記操舵範囲規定機構が、コラムシャフトのステアリングホイールとは反対側の端部に備えられた筒嵌合構造部を有すると共に、該筒嵌合構造部が、外筒部と、該外筒部の内部に、外筒部に対して相対的に回転自在および軸方向移動自在に挿入された筒挿入部とを有し、
前記筒嵌合構造部が、外筒部と筒挿入部との相対的な回転範囲を規定可能な回転範囲規定部を備え、
前記筒嵌合構造部が、外筒部と筒挿入部との相対的な軸方向移動を許容可能な軸線方向移動許容部を備えたことを特徴とする請求項１記載のステアリングシステム。
【請求項３】
前記外筒部が、コラムシャフトのステアリングホイールとは反対側の端部に形成された円筒状部分とされると共に、
前記筒挿入部が、前記円筒状部分の内部に、その一部を挿入配置されたスライド軸部とされ、
該回転範囲規定部が、円筒状部分とスライド軸部との挿入部分の、一方に設けられた螺旋状溝部と、他方に設けられた溝倣部とを備え、
前記溝倣部が螺旋状溝部に倣うと共に、螺旋状溝部の溝端部にて停止されることによりステアリングホイールの操舵範囲を規定可能に構成され、
前記軸線方向移動許容部が、前記スライド軸部の円筒状部分外の部分を、軸線方向移動可能に支持する軸線方向移動可能支持部とされたことを特徴とする請求項２記載のステアリングシステム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１０−９３２（Ｐ２０１０−９３２Ａ）
【公開日】平成２２年１月７日（２０１０．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１６１８８８（Ｐ２００８−１６１８８８）
【出願日】平成２０年６月２０日（２００８．６．２０）
【出願人】（０００００４７６５）カルソニックカンセイ株式会社 (3,404)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月７日（２０１０．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月２０日（２００８．６．２０）
【出願人】（０００００４７６５）カルソニックカンセイ株式会社 (3,404)
【Ｆターム（参考）】
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