(57)【要約】【課題】係合子を介したトルク伝達に耐える浸炭鋼製の外方部材としつつ、クラッチ機構からの漏れ磁界で外方部材が磁化されてもオイルシールに悪影響を及ぼす懸念のない回転伝達装置にする。【解決手段】外方部材３と同軸に一体回転可能に接続されたシャフト６を採用する。シャフト６は、オーステナイト系ステンレス鋼等の非磁性体製のものとする。これにより、クラッチ機構５の電磁石１６の励磁時、シャフト６が磁化されないようにする。【選択図】図１
2020159430.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内方部材と、
前記内方部材の外方に配置された内周部を有する外方部材と、
前記外方部材の内周部と前記内方部材との間に配置された係合子と、
前記係合子が前記内方部材及び前記外方部材に係合可能な状態と係合不可な状態とを電磁的に切り替えるクラッチ機構と、を備え、
前記外方部材が、浸炭鋼によって形成されている回転伝達装置において、
前記外方部材と同軸に一体回転可能に接続されたシャフトをさらに備え、
前記シャフトが、非磁性体によって形成されていることを特徴とする回転伝達装置。
【請求項２】
前記外方部材が軸方向一端側に開口部を有し、前記シャフトが、前記外方部材の開口部に同心に嵌め合うインロー部を有し、
前記外方部材の開口部と前記シャフトの一方に取り付けられた止め輪をさらに備え、
前記外方部材と前記シャフトの一方と反対の他方が、前記止め輪と軸方向に対向する係止壁を有し、
前記外方部材に対する前記シャフトの脱出方向動が、前記止め輪と前記係止壁によって規制されている請求項１に記載の回転伝達装置。
【請求項３】
前記外方部材と前記シャフトが、互いに軸方向に突き合わされた対向端部を有し、
前記外方部材に対する前記シャフトの挿入方向動が、前記対向端部によって規制されている請求項２に記載の回転伝達装置。
【請求項４】
前記非磁性体が、オーステナイト系ステンレス鋼である請求項１から３のいずれか１項に記載の回転伝達装置。
【請求項５】
前記外方部材を収容するハウジングと、前記外方部材の外周と前記シャフトとの間に配置されたオイルシールと、をさらに備える請求項１から４のいずれか１項に記載の回転伝達装置。
【請求項６】
ステアリングホイールと、
前記ステアリングホイールの操舵角に応じて左右一対の車輪の向きが変わるように前記一対の車輪を動かす転舵アクチュエータと、
請求項１から５のいずれか１項に記載の回転伝達装置と、を備え、
前記シャフトが前記転舵アクチュエータ側に連結されている車両用ステアバイワイヤ操舵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、二軸間の回転の伝達と遮断の切り替えに用いられる回転伝達装置、及びこれを備える車両用ステアバイワイヤ操舵装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内方部材と、内方部材の外方に配置された内周部を有する外方部材と、外方部材の内周部と内方部材との間に配置された係合子と、係合子が内方部材及び外方部材に係合可能な状態と係合不可な状態とを電磁的に切り替えるクラッチ機構と、を備える回転伝達装置が知られている。この種の回転伝達装置は、係合子を介した外方部材と内方部材間のトルク伝達で大きな伝達容量を実現しつつ、その伝達・遮断の制御を比較的伝達容量の小さな電磁的なクラッチ機構で行うことができる。
【０００３】
そのクラッチ機構は、係合子を周方向に受ける柱部を有する保持器、電磁石等を備え、電磁石が励磁状態又は無励磁状態のとき、保持器が内方部材と外方部材のうちの一方の部材と一体的に回転可能な状態になり、その電磁石が無励磁状態又は励磁状態へ切り替わると、保持器が一方の部材に対して相対的に回転可能な状態になり、その保持器の相対回転によって、係合子が係合位置と中立位置間を移動させられるようになっている。係合子が係合位置にあるとき、入力側となる内方部材又は外方部材のトルクは、外方部材の内周部及び内方部材に噛み込んだ係合子を介して、出力側となる外方部材又は内方部材へ伝達される。係合子としては、ローラ又はスプラグが採用されている。
【０００４】
一般に、外方部材は、トルク伝達に耐え得る強度を確保するため、浸炭鋼によって形成されている。外方部材のうち、少なくとも内周部には焼入れが施されている。
【０００５】
また、外方部材としては、有底筒状のカップ部と、カップ部の底壁の中心部から軸方向に延びる軸部とを一体に有するものが一般的である。その軸部は、他の伝達軸との連結に利用される（例えば、特許文献１）。
【０００６】
特許文献１のような回転伝達装置は、例えば、車両用ステアバイワイヤ操舵装置に使用される。ステアバイワイヤ操舵装置では、正常時、運転者によるステアリングホイールの操舵角を電気信号に変換し、その電気信号に基づいて左右の車輪を転舵するようになっている。回転伝達装置は、ステアリングホイールと、左右の車輪の転舵角を変化させる転舵アクチュエータとの間の回転伝達経路の途中に組み込まれる。転舵アクチュエータで転舵する正常時、その回転伝達装置は、ステアリングホイールと転舵アクチュエータの間での回転の伝達を遮断し、電源喪失時などの異常時、ステアリングホイールと転舵アクチュエータの間で回転を伝達するバックアップクラッチとして機能する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１３−１９９９９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、車両用ステアバイワイヤ操舵装置に使用される場合、外方部材の軸部が転舵アクチュエータ（ラックアンドピニオン）側に連結される。このため、外方部材の軸部が、エンジンルーム内に剥き出しとなる。泥水等の侵入を抑制するため、クラッチ機構の作動部、係合子、外方部材の大部分等がハウジングに収容され、そのハウジングの内周と外方部材の軸部との間にオイルシールが設けられる場合もあるが、それでも、外方部材の軸部には、エンジンルーム内に剥き出しとなる突出部分がある。このような環境下において、クラッチ機構の電磁石が励磁されると、その漏れ磁界によって浸炭鋼製の外方部材が磁化され、エンジンルーム内にある鉄粉が外方部材の軸部に吸い寄せられる。このため、外方部材の軸部とオイルシール間に鉄粉が入り込み、オイルシールを傷める懸念がある。
【０００９】
そこで、この発明が解決しようとする課題は、係合子を介したトルク伝達に耐える浸炭鋼製の外方部材としつつ、クラッチ機構からの漏れ磁界で外方部材が磁化されてもオイルシールに悪影響を及ぼす懸念のない回転伝達装置にすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を達成するため、この発明は、内方部材と、前記内方部材の外方に配置された内周部を有する外方部材と、前記外方部材の内周部と前記内方部材との間に配置された係合子と、前記係合子が前記内方部材及び前記外方部材に係合可能な状態と係合不可な状態とを電磁的に切り替えるクラッチ機構と、を備え、前記外方部材が、浸炭鋼によって形成されている回転伝達装置において、前記外方部材と同軸に一体回転可能に接続されたシャフトをさらに備え、前記シャフトが、非磁性体によって形成されている構成を採用した。
【００１１】
上記構成によれば、浸炭鋼製の外方部材と同軸に一体回転可能なシャフトが接続され、そのシャフトが非磁性体で形成されているので、クラッチ機構の励磁時に外方部材が磁化されたとしても、シャフトが磁化されることはない。したがって、エンジンルーム等の外部環境においてシャフトが剥き出しになる場合であっても、そのシャフトの周囲に存在する鉄粉が、シャフトに吸い寄せられることはない。このため、シャフトに接するオイルシールが使用される場合であっても、オイルシールに悪影響を及ぼす懸念がない。
【００１２】
具体的には、前記外方部材が軸方向一端側に開口部を有し、前記シャフトが、前記外方部材の開口部に同心に嵌め合うインロー部を有し、前記外方部材の開口部と前記シャフトの一方に取り付けられた止め輪をさらに備え、前記外方部材と前記シャフトの一方と反対の他方が、前記止め輪と軸方向に対向する係止壁を有し、前記外方部材に対する前記シャフトの脱出方向動が、前記止め輪と前記係止壁によって規制されているとよい。このようにすると、シャフトと外方部材の同軸性を開口部とインロー部の嵌め合いで確保しつつ、止め輪と係止壁でシャフトを外方部材に対して抜け止めし、シャフトと外方部材をユニット化することができる。
【００１３】
より具体的には、前記外方部材と前記シャフトが、互いに軸方向に突き合わされた対向端部を有し、前記外方部材に対する前記シャフトの挿入方向動が、前記対向端部によって規制されているとよい。このようにすると、例えば、ラックアンドピニオンのピニオン軸からのキックバック時のように、軸方向の入力がシャフトに与えられる場合に、シャフトと外方部材の対向端部の突き合いで外方部材に対するシャフトの押し込みを抑制することができる。
【００１４】
前記非磁性体がオーステナイト系ステンレス鋼であるとよい。オーステナイト系ステンレス鋼は、浸炭鋼と遜色のない強度をもち、かつ浸炭鋼に比して防錆性に優れるため、エンジンルームのように泥水がシャフトにかかる外部環境に好適な回転伝達装置にすることができる。
【００１５】
前記外方部材を収容するハウジングと、前記外方部材の外周と前記シャフトとの間に配置されたオイルシールと、をさらに備えるとよい。このようにすると、エンジンルーム等のように泥水等がシャフトにかかる外部環境において、回転伝達装置をハウジングとオイルシールで保護すると共に、そのオイルシールの傷みを抑制することができる。このため、車両用ステアバイワイヤ操舵装置に好適な回転伝達装置となる。
【００１６】
すなわち、ステアリングホイールと、前記ステアリングホイールの操舵角に応じて左右一対の車輪の向きが変わるように前記一対の車輪を動かす転舵アクチュエータと、この発明に係る回転伝達装置と、を備え、前記シャフトが前記転舵アクチュエータ側に連結されている車両用ステアバイワイヤ操舵装置にすると、クラッチ機構の励磁時、エンジンルームに存在する鉄粉がシャフトに吸い寄せられることがないため、シャフトに接するオイルシールの早期損傷を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１７】
上述のように、この発明は、上記構成の採用により、係合子を介したトルク伝達に耐える浸炭鋼製の外方部材としつつ、クラッチ機構からの漏れ磁界で外方部材が磁化されてもオイルシールに悪影響を及ぼす懸念のない回転伝達装置にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】この発明の実施形態に係る回転伝達装置を示す断面図
【図２】図１の第一保持器及び第二保持器付近の拡大図
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線の断面図
【図４】図３の一対のローラが中立位置へ移動した状態を示す拡大断面図
【図５】図１のＶ−Ｖ線の断面図
【図６】図１のＶＩ−ＶＩ線の断面図
【図７】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線の断面図
【図８】図５のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線の断面図
【図９】図８のボールがカム溝に沿って転がることで第一保持器と第二保持器が相対回転した状態を示す断面図
【図１０】図１に示す回転伝達装置を用いた車両用ステアバイワイヤ操舵装置の一例を示す概略図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１に、この発明の実施形態に係る回転伝達装置１を示す。この回転伝達装置１は、内方部材２と、内方部材２の外方に配置された内周部３ａを有する外方部材３と、内方部材２と外方部材３の内周部３ａとの間に配置された複数の係合子４と、係合子４が内方部材２及び外方部材３に係合可能な状態と係合不可な状態とを電磁的に切り替えるクラッチ機構５と、外方部材３に接続されたシャフト６と、シャフト６に取り付けられた止め輪７と、外方部材３等を収容する筒状のハウジング８と、ハウジング８とシャフト６間に介在するオイルシール９と、を備える。
【００２０】
以下、内方部材２と外方部材３の軸線（回転中心線）に沿った方向を「軸方向」という。また、その軸方向に直交する方向を「径方向」という。また、その軸線回りの円周方向を「周方向」という。
【００２１】
内方部材２は、入力側又は出力側となる他の伝達部材（図示省略）に連結され、この伝達部材と係合子４との間でトルク伝達を行う回転部位である。外方部材３は、出力側又は入力側となる他の伝達部材（図示省略）に連結され、この伝達部材と係合子４との間でトルク伝達を行う回転部位である。外方部材３は、内方部材２と同軸に配置されている。
【００２２】
内方部材２、外方部材３は、それぞれ継ぎ目のない単一の部材からなる。内方部材２、外方部材３は、それぞれ浸炭鋼によって形成されている。内方部材２、外方部材３には、焼入れが施されている。
【００２３】
浸炭鋼は、軟質磁性の鋼であって、浸炭に適したものである。浸炭鋼としては、日本工業規格（ＪＩＳ）で規定されたＳ０９Ｋ、Ｓ１５ＣＫ、Ｓ２０ＣＫ等の低炭素鋼、ＳＭｎ、ＳＣｒ、ＳＣＭ等の各種合金鋼が挙げられる。
【００２４】
外方部材３は、軸方向の両端で開口した筒状である。外方部材３の軸方向一端（図中右）側の開口部３ｂは、スプライン孔部３ｃと、円筒面３ｄとを含む。内周部３ａは、内方部材２と径方向に対向する内周部分であり、外方部材３の軸方向他端（図中左）側の開口部を成している。内周部３ａの内径は、開口部３ｂの内径よりも大きい。開口部３ｂと内周部３ａとを繋ぐ内周部分には、径方向に沿った係止壁３ｅが形成されている。
【００２５】
また、外方部材３は、径方向に沿った対向端部３ｆを有する。対向端部３ｆは、開口部３ｂに連続している。
【００２６】
シャフト６は、外方部材３と同軸に一体回転可能に接続された伝達軸である。シャフト６は、非磁性体によって形成されている。
【００２７】
その非磁性体として、オーステナイト系ステンレス鋼が採用されている。オーステナイト系ステンレス鋼は、クロム・ニッケル系ステンレス鋼に分類され、常温でオーステナイトを主要な組織とするステンレス鋼である。オーステナイト系ステンレス鋼として、例えば、日本工業規格（ＪＩＳ）で規定されたＳＵＳ３０４が挙げられる。
【００２８】
シャフト６は、ハウジング８から軸方向に突出している接続部６ａと、開口部３ｂに挿入された継手部６ｂと、対向端部３ｆと軸方向に突き合わされた対向端部６ｃとを有する。シャフト６は、段付き軸状になっている。継手部６ｂは、シャフト６の小径軸部を成し、対向端部６ｃは、継手部６ｂとシャフト６の大径軸部間の段部を成している。接続部６ａは、シャフト６の大径軸部の大部分を成しており、その軸方向一端部において、他の伝達部材（図示省略）との連結に用いられる。
【００２９】
継手部６ｂは、開口部３ｂの円筒面３ｄに同心に嵌め合うインロー部６ｄと、インロー部６ｄよりも小径かつ軸方向他端側に延びるスプライン軸部６ｅとを含む。インロー部６ｄは、円筒面状であり、継手部６ｂを開口部３ｂに挿入する際に、両部の嵌め合いで外方部材３とシャフト６の芯出しが行われる。
【００３０】
スプライン軸部６ｅは、スプライン孔部３ｃに噛み合い、外方部材３とシャフト６間のトルク伝達を担う。なお、図示例では、外方部材３とシャフト６間のトルク伝達をスプライン嵌合で行うようにしたが、外方部材３とシャフト６が同軸回りに一体回転可能な結合であればよく、２面幅、Ｄカット、キー等の他の継手構造を採用してもよい。
【００３１】
スプライン軸部６ｅの軸方向一部分は、歯が断絶しており、この部分が止め輪溝になっている。止め輪７は、止め輪溝に取り付けられている。止め輪７と係止壁３ｅは、軸方向に対向する。
【００３２】
外方部材３に対するシャフト６の脱出方向動は、止め輪７と係止壁３ｅによって規制されている。一方、外方部材３に対するシャフト６の挿入方向動が、互いに軸方向に突き合わされた対向端部３ｆ，６ｃによって規制されている。
【００３３】
外方部材３の外周と、ハウジング８の内周との間には、外方部材３をハウジング８に対して回転可能に支持する転がり軸受１０が配置されている。
【００３４】
転がり軸受１０とハウジング８の内向きフランジとの間には、衝撃緩和用のリングばね１１が介在している。
【００３５】
オイルシール９は、シャフト６と、ハウジング８の軸方向一端側の開口部との間に配置されている。
【００３６】
内方部材２は、内周部３ａの内方に挿入されたカムリング部２ａと一端部２ｂとを有する。カムリング部２ａは、一端部２ｂよりも大径である。一端部２ｂは、内方部材２の軸方向一端側の端部である。一端部２ｂと内周部３ａとの間には、一端部２ｂを内周部３ａに対して回転可能に支持する転がり軸受１２が配置されている。
【００３７】
図２、図３に示すように、カムリング部２ａの外周には、周方向に間隔をおいて複数のカム面２ｃが設けられている。一方、内周部３ａには、周方向に連続する円筒面３ｇが設けられている。各カム面２ｃは、円筒面３ｇとの間にくさび空間を形成する一対の第一カム面２ｄと、第二カム面２ｅとからなる。なお、カムリング部２ａを有する環状の内方部材とし、内方部材に他のシャフトを連結するようにしてもよい。
【００３８】
係合子４は、ローラからなる。図３に示すように、円筒面３ｇとカム面２ｃとの間には、周方向に対向する一対の係合子４が配置されている。一対の係合子４のうち、周方向一方の係合子４は、第一カム面２ｄと円筒面３ｇとの間に配置され、周方向一方と反対の周方向他方の係合子４は、第二カム面２ｅと円筒面３ｇとの間に配置されている。
【００３９】
円筒面３ｇとカム面２ｃとによって形成されたくさび空間は、周方向中央から周方向両端に向かって次第に狭小となっている。すなわち、第一カム面２ｄは、円筒面３ｇとの間の径方向の距離が、対応の係合子４の位置から周方向一方に向かって次第に小さくなるように形成されている。第二カム面２ｅは、円筒面３ｇとの間の径方向の距離が、対応の係合子４の位置から周方向他方に向かって次第に小さくなるように形成されている。図では、相反する方向に傾斜した別々の平面である第一カム面２ｄと第二カム面２ｅとでカム面２ｃを構成したが、カム面を単一平面で構成し、その単一平面の周方向一方の端部と円筒面３ｇ間に係合子４を配置し、その単一平面の周方向他方の端部と円筒面３ｇ間に係合子４を配置する構造に変更することも可能である。また、第一カム面と第二カム面を曲面としたり、カム面を単一の曲面としたりすることも可能であるが、図のように平面とすると加工コストを低減することができる。
【００４０】
各係合子４は、図３に示すように、カム面２ｃ及び円筒面３ｇに係合する係合位置と、図４に示すように、カム面２ｃ及び円筒面３ｇとの係合を解除する中立位置との間で周方向に移動可能とされている。以下、図１に示すクラッチ機構５の詳細を述べるが、このクラッチ機構５は、特許文献１と同様のものである。
【００４１】
すなわち、クラッチ機構５は、図１、図３に示すように、周方向一方の係合子４を周方向に受ける第一柱部１３ａを有する第一保持器１３と、周方向他方の係合子４を周方向に受ける第二柱部１４ａを有する第二保持器１４と、一対の係合子４間に配置された離反ばね１５と、電磁石１６と、電磁石１６と軸方向に対向するロータ１７と、ロータ１７と軸方向に対向するアーマチュア１８と、第一保持器１３を支持するスラスト軸受１９と、第一保持器１３と第二保持器１４の軸方向の相対移動を第一保持器１３と第二保持器１４の相対回転に変換する運動変換機構と、を備える。
【００４２】
図３に示すように、離反ばね１５は、一対の係合子４間に配置されている。各対の係合子４は、それぞれ対応の離反ばね１５によって一対の係合子４間の距離が広がる方向に付勢されている。
【００４３】
第一保持器１３は、周方向一方の係合子４の位置を離反ばね１５の付勢力に抗して保持している。第二保持器１４は、周方向他方の係合子４の位置を離反ばね１５の付勢力に抗して保持している。
【００４４】
図２、図３に示すように、第一保持器１３は、周方向に間隔をおいて配置された複数の第一柱部１３ａと、これら第一柱部１３ａの端部同士を繋ぐ環状の第一フランジ部１３ｂとを有する。同様に、第二保持器１４も、周方向に間隔をおいて配置された複数の第二柱部１４ａと、これら第二柱部１４ａの端部同士を繋ぐ環状の第二フランジ部１４ｂとを有する。
【００４５】
図４に示すように、第一柱部１３ａと第二柱部１４ａは、円筒面３ｇと、カムリング部２ａとの間に挿入されている。第一柱部１３ａと第二柱部１４ａは、一対の係合子４を間に挟んで周方向に対向している。
【００４６】
図２、図５に示すように、第一フランジ部１３ｂと第二フランジ部１４ｂは、第二フランジ部１４ｂが第一フランジ部１３ｂよりもカムリング部２ａに近い側となる向きで、軸方向に対向するように配置されている。そして、第二フランジ部１４ｂには、第一保持器１３の第一柱部１３ａとの干渉を避けるための切欠き１４ｃが周方向に間隔をおいて複数設けられている。
【００４７】
図２に示すように、第一フランジ部１３ｂの内周と第二フランジ部１４ｂの内周は、内方部材２の外周に設けられた円筒面２ｆでそれぞれ回転可能に支持されている。
【００４８】
内方部材２の外周には、環状の支持リング２０が固定されている。支持リング２０と第一フランジ部１３ｂとの間にスラスト軸受１９が配置されている。第一フランジ部１３ｂは、スラスト軸受１９で軸方向に支持されている。これにより、第一フランジ部１３ｂの軸方向移動が規制されている。
【００４９】
内方部材２の外周には、ばねホルダ２１が固定されている。図６、図７に示すように、ばねホルダ２１には、離反ばね１５を保持するばね保持部２１ａが周方向に間隔をおいて複数設けられている。各ばね保持部２１ａは、離反ばね１５を間において周方向に対向する一対の係合子４間に配置されている。ばねホルダ２１ａは、カム面２ｃに対する相対位置が変化しないように内方部材２に取り付けられている。
【００５０】
図４、図７に示すように、ばね保持部２１ａは、第一カム面２ｄと第二カム面２ｅとを繋ぐ中間面に対して径方向に対向するように形成されている。離反ばね１５は、圧縮コイルばねからなる。ばね保持部２１ａには、離反ばね１５を収容する凹所が形成されている。ばね保持部２１ａは、離反ばね１５の移動を凹所で規制することにより、離反ばね１５が円筒面３ｇとカム面２ｃとの間から軸方向に脱落することを抑制する。ばねホルダ２１を内方部材２と別体に設けた例を示したが、内方部材２の外周の一部として形成してもよい。また、ばね保持部を周方向に延長し、一対の係合子間の距離が狭まる方向に各係合子が移動したときに各係合子を受け止めるストッパ部をばね保持部の周方向両端に形成してもよい。
【００５１】
図２に示すように、アーマチュア１８は、第二保持器１４と軸方向に一体に移動可能に連結されている。アーマチュア１８は、環状の円盤部１８ａと、円盤部１８ａの外周から軸方向に延びるように一体に形成された円筒部１８ｂとを有する。円筒部１８ｂは、第二保持器１４の外側連結環の外周に締め代をもって嵌合している。この嵌合によって、アーマチュア１８は、第二保持器１４と連結されている。
【００５２】
また、アーマチュア１８は、支持リング２０に形成された外周面で径方向に支持されている。支持リング２０の外周面は、軸方向に延びる円筒面状になっている。アーマチュア１８は、支持リング２０に対して回転可能かつ軸方向に移動可能に支持されている。ここで、アーマチュア１８の内周と、アーマチュア１８に連結された第二保持器１４の内周とが、軸方向に離れた二箇所で径方向に支持されているので、径方向に対するアーマチュア１８の傾きが抑制されている。
【００５３】
アーマチュア１８及び第一、第二保持器１３，１４は、一般に、それぞれ軟磁性の鋼材によって形成されている。
【００５４】
ロータ１７は、アーマチュア１８と電磁石１６の間に配置されている。また、ロータ１７は、締め代をもって内方部材２の外周に嵌合することにより、内方部材２に対して軸方向と周方向のいずれにも相対移動しないように内方部材２の外周に取り付けられている。
【００５５】
図１に示す電磁石１６は、通電により磁力を発生するものである。電磁石１６は、フィールドコア１６ａと、フィールドコア１６ａに巻回されたコイル１６ｂとを有する。フィールドコア１６ａは、ハウジング８の軸方向他端側の端部に挿入されて、止め輪２２で抜け止めされている。フィールドコア１６ａには、内方部材２を回転可能に支持する転がり軸受２３が取り付けられている。この電磁石１６は、コイル１６ｂに通電することにより、フィールドコア１６ａとロータ１７とアーマチュア１８を通る磁路を形成し、アーマチュア１８をロータ１７に吸着させる。このとき、アーマチュア１８と連結された第二保持器１４が磁化され、第二保持器１４からの漏れ磁界が、直近の外方部材３に入り、浸炭鋼製の外方部材３も磁化される。なお、電磁石１６への通電と当該通電の遮断は、外部の制御装置（図示省略）からの命令によって、又は電源の喪失と復旧によって切り替えられる。
【００５６】
前述の運動変換機構は、図５、図８、図９に示すように、第一保持器１３に形成された第一カム溝１３ｃと、第二保持器１４に形成された第二カム溝１４ｄと、第一カム溝１３ｃと第二カム溝１４ｄとの間に介在するボール２４とを有するボールカム機構からなる。
【００５７】
第一カム溝１３ｃは、第一フランジ部１３ｂの第二フランジ部１４ｂに対する対向面に設けられている。第二カム溝１４ｄは、第二フランジ部１４ｂの第一フランジ部１３ｂに対する対向面に設けられている。第一カム溝１３ｃと第二カム溝１４ｄは、それぞれ周方向に延びている。また、第一カム溝１３ｃは、ボール２４との接触位置から周方向の一方向に向かって次第に深くなるように傾斜した溝底をもつ形状とされている。第二カム溝１４ｄは、ボール２４との接触位置から周方向の他方向に向かって次第に深くなるように傾斜した溝底をもつ形状とされている。ボール２４は、第一カム溝１３ｃの溝底と第二カム溝１４ｄの溝底との間に挟まれるように配置されている。
【００５８】
第二フランジ部１４ｂが第一フランジ部１３ｂに向かって軸方向に移動したときに、ボール２４が各カム溝１３ｃ，１４ｄに沿って転がることにより、第一保持器１３と第二保持器１４が相対回転し、その結果、第一柱部１３ａと第二柱部１４ａとが一対の係合子４間の距離を狭める方向に移動する。
【００５９】
図１、図３に示すように、電磁石１６への通電を停止しているとき、回転伝達装置１は、内方部材２と外方部材３間で回転を伝達する締結状態となる。すなわち、電磁石１６への通電を停止しているとき、アーマチュア１８は、離反ばね１５の力によってロータ１７から離反した状態となっている。このとき、一対の係合子４間の距離が広がる方向に各係合子４を押圧する離反ばね１５の力によって、一対の係合子４は、係合位置に保たれる。つまり、周方向一方の係合子４は、円筒面３ｇと第一カム面２ｄとの間に係合待機し、かつ、周方向他方の係合子４は、円筒面３ｇと第二カム面２ｅとの間に係合待機し、いつでも円筒面３ｇ及びカム面２ｃと係合可能な状態になっている。この状態で、例えば、内方部材２が周方向一方へ回転すると、係合子４が円筒面３ｇ及び第二カム面２ｅに係合し、その係合子４を介して内方部材２から外方部材３に周方向一方への回転が伝達する。また、内方部材２が周方向他方へ回転すると、係合子４が円筒面３ｇ及び第一カム面２ｄに係合し、その係合子４を介して内方部材２から外方部材３に周方向他方への回転が伝達する。
【００６０】
一方、電磁石１６に通電しているとき、回転伝達装置１は、内方部材２と外方部材３間で回転伝達を遮断する空転状態となる。すなわち、電磁石１６に通電すると、アーマチュア１８は、図１の位置から磁気吸引されて、ロータ１７に吸着される。この吸着に伴い、第二保持器１４の第二フランジ部１４ｂは、第一保持器１３の第一フランジ部１３ｂに向かって軸方向に移動する。このとき、運動変換機構のボール２４が第一カム溝１３ｃ，第二カム溝１４ｄに沿って転がることにより、第一保持器１３と第二保持器１４とが相対回転する。この第一保持器１３と第二保持器１４の相対回転により、図４に示すように、第一柱部１３ａと第二柱部１４ａとが一対の係合子４間の距離が狭まる方向に各係合子４を押す。その結果、一対の係合子４は、中立位置に保たれる。すなわち、一対の係合子４が係合不可な状態となる。この状態で、例えば、内方部材２に回転が入力されても、一対の係合子４がカム面２ｃと円筒面３ｇに噛み込むことができないため、その回転が内方部材２から外方部材３へ伝達されない。
【００６１】
このように、図１に示すクラッチ機構５は、電磁石１６への通電と当該通電の遮断の切り替えにより、図３、図４に示すように、一対の係合子４がカム面２ｃ及び円筒面３ｇに対する係合位置と中立位置との間で移動するように第一保持器１３及び第二保持器１４を相対移動させることができる。
【００６２】
上述の回転伝達装置１は、例えば、図１０に示す車両用ステアバイワイヤ操舵装置に使用される。この車両用ステアバイワイヤ操舵装置は、運転者によるステアリングホイール３０の操舵角を電気信号に変換し、その電気信号に基づいて左右の車輪３１を転舵する。
【００６３】
この車両用ステアバイワイヤ操舵装置は、ステアリングホイール３０と、そのステアリングホイール３０の操舵角に応じて左右一対の車輪３１の向きが変わるように一対の車輪３１を動かす転舵アクチュエータ３２と、車両の挙動に応じてステアリングホイール３０に操舵反力を与える反力アクチュエータ３３と、ステアリングホイール３０と転舵アクチュエータ３２との間の回転伝達経路の途中に組み込まれた回転伝達装置１とを備える。
【００６４】
回転伝達装置１の内方部材２が軸継手３４を介してステアリングホイール３０側のコラム３５に接続されるとともに、シャフト６が軸継手３６を介して転舵アクチュエータ３２側のシャフト３７に接続されている。なお、軸継手３４，３６の一方を省略してもよい。
【００６５】
回転伝達装置１は、正常時（電磁石の通電時）、ステアリングホイール３０と転舵アクチュエータ３２の間で回転の伝達を遮断し、電源喪失時などの異常時（電磁石の通電を遮断時）、ステアリングホイール３０と転舵アクチュエータ３２の間で回転を伝達するバックアップクラッチとして機能する。
【００６６】
回転伝達装置１は、上述のようなものであり、外方部材３と同軸に一体回転可能に接続されたシャフト６を備え、そのシャフト６が非磁性体によって形成されているので、クラッチ機構５の励磁時に外方部材３が磁化されたとしても、シャフト６が磁化されることはない。したがって、エンジンルーム等の外部環境においてシャフト６が剥き出しになる場合であっても、そのシャフト６の周囲に存在する鉄粉が、シャフト６に吸い寄せられることはない。このため、シャフト６に接するオイルシール９が使用される場合であっても、オイルシール９に悪影響を及ぼす懸念がない。
【００６７】
また、回転伝達装置１は、外方部材３が軸方向一端側に開口部３ｂを有し、シャフト６が外方部材３の開口部３ｂに同心に嵌め合うインロー部６ｄを有し、シャフト６に取り付けられた止め輪７を備え、外方部材３が止め輪７と軸方向に対向する係止壁３ｅを有し、外方部材３に対するシャフト６の脱出方向動が止め輪７と係止壁３ｅによって規制されているので、シャフト６と外方部材３の同軸性を開口部３ｂとインロー部６ｄの嵌め合いで確保しつつ、止め輪７と係止壁３ｅでシャフト６を外方部材３に対して抜け止めし、シャフト６と外方部材３をユニット化することができる。なお、図示説明を省略するが、止め輪を外方部材の開口部に取り付け、シャフトの外周に係止壁を形成することでシャフトを抜け止めすることも可能である。
【００６８】
また、回転伝達装置１は、外方部材３とシャフト６が互いに軸方向に突き合わされた対向端部３ｆ，６ｃを有し、外方部材３に対するシャフト６の挿入方向動が、対向端部３ｆ，６ｃによって規制されているので、例えば、転舵アクチュエータ３２（図１０参照）に備わるラックアンドピニオンのピニオン軸からのキックバック時のように、軸方向の入力がシャフト６に与えられる場合に、対向端部３ｆ，６ｃの突き合いで外方部材３に対するシャフト６の押し込みを抑制することができる。
【００６９】
また、回転伝達装置１は、シャフト６を形成する非磁性体がオーステナイト系ステンレス鋼であるので、浸炭鋼と遜色のない強度をもち、かつ浸炭鋼に比して防錆性に優れるため、エンジンルームのように泥水がシャフト６にかかる外部環境に好適なものにすることができる。なお、浸炭鋼製のシャフトの場合、防錆するには、めっき等の表面処理を行うことを要し、めっきを行うとベーキングも必要になるため、コスト高となるのに対し、オーステナイト系ステンレス鋼製のシャフトであれば、そのようなコストが不要である。
【００７０】
また、回転伝達装置１は、外方部材３を収容するハウジング８と、外方部材３の外周とシャフト６との間に配置されたオイルシール９とを備えるので、エンジンルーム等のように泥水等がシャフト６にかかる外部環境において、回転伝達装置１をハウジング８とオイルシール９で保護すると共に、外部環境中の鉄粉によるオイルシール９の傷みを抑制することができる。このため、車両用ステアバイワイヤ操舵装置に好適な回転伝達装置１となる。
【００７１】
すなわち、図１０に示すように、ステアリングホイール３０と、ステアリングホイール３０の操舵角に応じて左右一対の車輪３１の向きが変わるように一対の車輪３１を動かす転舵アクチュエータ３２と、回転伝達装置１と、を備え、シャフト６が転舵アクチュエータ３２側に連結されている車両用ステアバイワイヤ操舵装置にすると、クラッチ機構５の励磁時、エンジンルームに存在する鉄粉がシャフト６に吸い寄せられることがないため、シャフト６に接するオイルシール９（図１参照）の早期損傷を抑制することができる。
【００７２】
なお、回転伝達装置１では、図１に示すクラッチ機構５として、車両用ステアバイワイヤ操舵装置のバックアップ用途に好適な励磁作動形のものを示したが、クラッチ機構は、電磁的に、すなわち、電磁石のコイルに通電することにより発生する電磁力を利用して、係合子が内方部材及び外方部材に係合可能な状態と係合不可な状態とを切り替えることが可能な機構であればよく、無励磁形のものでもよい。
【００７３】
今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。したがって、本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００７４】
１  回転伝達装置
２  内方部材
３  外方部材
３ａ  内周部
３ｂ  開口部
３ｅ  係止壁
３ｆ，６ｃ  対向端部  
４  係合子
５  クラッチ機構
６  シャフト
６ｄ  インロー部
７  止め輪
８  ハウジング
９  オイルシール
３０  ステアリングホイール
３１  車輪
３２  転舵アクチュエータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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