(57)【要約】【課題】二つの軸部材間のトルク伝達可能な連結状態及びその解除を確実に行い得る小型のクラッチ機構、及びステアリングホイールと操舵機構との間の接続状態及びその解除を確実に行い得るステアリング装置を提供する。【解決手段】ハウジング（１）内に、第１の環状摩擦係合溝（１１）を有する第１の軸部材（１０）と、第２の環状摩擦係合溝（２１）を有する第２の軸部材（２０）が回転可能に支持され、両者間に、複数の円柱状部材（３０）の軸方向両端部に夫々摩擦面（３１、３２）を有する摩擦伝達部材（３）が介装されている。付勢部材（４０）によって、第２の環状摩擦係合溝が第１の環状摩擦係合溝に近接する方向に第２の軸部材が付勢され、第１及び第２の軸部材がトルク伝達可能な連結状態とされ、モータ（５）による駆動部材（５０）の回転駆動に応じて第２の軸部材が逆方向に駆動され前記連結状態が解除される。【選択図】図１
2019015301.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状のハウジングと、
該ハウジング内に軸芯を中心として回転可能に支持され、一端部に第１の環状摩擦係合溝を有する第１の軸部材と、
前記ハウジング内に軸芯を中心として回転可能に支持され、一端部に第２の環状摩擦係合溝を有し、該第２の環状摩擦係合溝が前記第１の環状摩擦係合溝に対し近接離隔可能に、前記第１の軸部材と同軸に配設される第２の軸部材と、
前記第１の環状摩擦係合溝と前記第２の環状摩擦係合溝との間に介装され、環状に配設される複数の円柱状部材を具備し、各円柱状部材の軸方向両端部に夫々前記第１及び第２の環状摩擦係合溝と摩擦係合可能な摩擦面を有する摩擦伝達部材と、
前記ハウジング内に保持され、前記第２の環状摩擦係合溝が前記第１の環状摩擦係合溝に近接する方向に前記第２の軸部材を付勢する付勢部材と、
前記ハウジング内で前記第２の軸部材の軸を中心に回転可能に支持され、前記第２の軸部材の軸を中心とする回転に応じて、前記付勢部材の付勢力に抗して前記第２の環状摩擦係合溝が前記第１の環状摩擦係合溝から離隔する方向に前記第２の軸部材を駆動する駆動部材と、
前記ハウジングに支持され、前記駆動部材を回転駆動するモータとを備え、
該モータの停止時には前記付勢部材の付勢力によって前記第２の環状摩擦係合溝を前記第１の環状摩擦係合溝に近接させて前記摩擦伝達部材との摩擦係合により前記第１の軸部材と前記第２の軸部材をトルク伝達可能な連結状態とし、当該モータによる前記駆動部材の回転駆動に応じて前記第２の環状摩擦係合溝を前記第１の環状摩擦係合溝から離隔する方向に駆動して前記連結状態を解除することを特徴とするクラッチ機構。
【請求項２】
前記摩擦伝達部材を構成する各円柱状部材の軸方向両端部は、夫々の軸方向外方に向かって縮径するテーパ状の摩擦面を有することを特徴とする請求項１記載のクラッチ機構。
【請求項３】
前記摩擦伝達部材を構成する各円柱状部材の軸方向両端部は、夫々の軸方向外方に突出する半球状の摩擦面を有することを特徴とする請求項１記載のクラッチ機構。
【請求項４】
前記第１の環状摩擦係合溝及び前記第２の環状摩擦係合溝は夫々、前記各円柱状部材の軸方向両端部の摩擦面と摩擦係合する環状テーパ溝で構成されていることを特徴とする請求項２又は３記載のクラッチ機構。
【請求項５】
前記ハウジングは、前記第２の軸部材の軸を中心とする内歯を有し、
前記駆動部材は、
前記ハウジングの内歯に螺合する外歯を有し、前記ハウジングに対して前記第２の軸部材の軸方向に移動可能に支持される送り螺子部と、
該送り螺子部と一体的に前記第２の軸部材の軸を中心に回転可能に支持され、前記モータに回転駆動される回転部を具備し、
該回転部及び前記送り螺子部が前記モータによって回転駆動されるときには、前記付勢部材の付勢力に抗して前記第２の環状摩擦係合溝が前記第１の環状摩擦係合溝から離隔する方向に駆動されることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載のクラッチ機構。
【請求項６】
前記駆動部材の前記回転部と前記モータとの間に介装される歯車減速機構を備え、該歯車減速機構によって前記モータの回転速度を減速して前記回転部を回転駆動することを特徴とする請求項５記載のクラッチ機構。
【請求項７】
車両の操舵操作を行うステアリングホイールと、
当該車両の操舵車輪に連結され、前記ステアリングホイールの操舵操作に応じて当該操舵車輪を転舵する操舵機構と、
該操舵機構と前記ステアリングホイールとの間に介装され、当該操舵機構を前記ステアリングホイールに連結する接続状態、及び該接続状態を解除する解除状態の何れか一方の状態に切り換えるクラッチ機構を備えたステアリング装置であって、
前記クラッチ機構は、
筒状のハウジングと、
該ハウジング内に軸芯を中心として回転可能に支持され、一端部に第１の環状摩擦係合溝を有する第１の軸部材と、
前記ハウジング内に軸芯を中心として回転可能に支持され、一端部に第２の環状摩擦係合溝を有し、該第２の環状摩擦係合溝が前記第１の環状摩擦係合溝に対し近接離隔可能に、前記第１の軸部材と同軸に配設される第２の軸部材と、
前記第１の環状摩擦係合溝と前記第２の環状摩擦係合溝との間に介装され、環状に配設される複数の円柱状部材を具備し、各円柱状部材の軸方向両端部に夫々前記第１及び第２の環状摩擦係合溝と摩擦係合可能な摩擦面を有する摩擦伝達部材と、
前記ハウジング内に保持され、前記第２の環状摩擦係合溝が前記第１の環状摩擦係合溝に近接する方向に前記第２の軸部材を付勢する付勢部材と、
前記ハウジング内で前記第２の軸部材の軸を中心に回転可能に支持され、前記第２の軸部材の軸を中心とする回転に応じて、前記付勢部材の付勢力に抗して前記第２の環状摩擦係合溝が前記第１の環状摩擦係合溝から離隔する方向に前記第２の軸部材を駆動する駆動部材と、
前記ハウジングに支持され、前記駆動部材を回転駆動するモータとを備え、
該モータの停止時には前記付勢部材の付勢力によって前記第２の環状摩擦係合溝を前記第１の環状摩擦係合溝に近接させて前記摩擦伝達部材との摩擦係合により前記第１の軸部材と前記第２の軸部材をトルク伝達可能な連結状態とし、当該モータによる前記駆動部材の回転駆動に応じて前記第２の環状摩擦係合溝を前記第１の環状摩擦係合溝から離隔する方向に駆動して前記連結状態を解除することを特徴とすることを特徴とするステアリング装置。
【請求項８】
前記摩擦伝達部材を構成する各円柱状部材の軸方向両端部は、夫々の軸方向外方に向かって縮径するテーパ状の摩擦面を有し、
前記第１の環状摩擦係合溝及び前記第２の環状摩擦係合溝は夫々、前記各円柱状部材の軸方向両端部の摩擦面と摩擦係合する環状テーパ溝で構成されていることを特徴とする請求項７記載のステアリング装置。
【請求項９】
前記ハウジングは、前記第２の軸部材の軸を中心とする内歯を有し、
前記駆動部材は、
前記ハウジングの内歯に螺合する外歯を有し、前記ハウジングに対して前記第２の軸部材の軸方向に移動可能に支持される送り螺子部と、
該送り螺子部と一体的に前記第２の軸部材の軸を中心に回転可能に支持され、前記モータに回転駆動される回転部を具備し、
該回転部及び前記送り螺子部が前記モータによって回転駆動されるときには、前記付勢部材の付勢力に抗して前記第２の環状摩擦係合溝が前記第１の環状摩擦係合溝から離隔する方向に駆動されることを特徴とする請求項７又は８記載のステアリング装置。
【請求項１０】
前記駆動部材の前記回転部と前記モータとの間に介装される歯車減速機構を備え、該歯車減速機構によって前記モータの回転速度を減速して前記回転部を回転駆動することを特徴とする請求項９記載のステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第１の軸部材と第２の軸部材をトルク伝達可能な連結状態とすると共に、この連結状態を解除し得るクラッチ機構に関する。また、このクラッチ機構がステアリングホイールと操舵機構との間に介装されたステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、下記の特許文献１には、「回転の伝達と遮断の切り換えに用いられる回転伝達装置」に関し（特許文献１の段落〔０００１〕に記載）、「係合解除位置にあるローラがミス係合を生じにくい回転伝達装置を提供すること」を課題とし（同段落〔００１２〕に記載）、「一対のローラ間の距離が狭まる方向に各ローラを移動させ、円筒面とカム面の間への各ローラの係合を解除したときに、その各ローラが、一対のローラの間のばね保持部に設けられたローラストッパ部に接触し、外径側への移動が規制された状態となる。そのため、ローラが係合解除位置にある状態で振動や遠心力がローラに作用してもローラが外径側に移動せず、ローラのミス係合を防止することができる。」旨記載されている（同段落〔００１４〕に記載）。そして、同段落〔００２４〕には「ステアリングホイールと、その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、正常時は前記ステアリングホイールと前記転舵アクチュエータの間で回転の伝達を遮断し、異常時は前記ステアリングホイールと前記転舵アクチュエータの間で回転を伝達する上記回転伝達装置とを有するステアバイワイヤ方式の車両用操舵装置」が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−７０３６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に記載の回転伝達装置においては、入力軸及び出力軸を構成する二つの軸部材間に、複数のローラを用いた楔機構が介装され、ローラの摩擦力によるトルク伝達が行われるように構成されているが、上記の楔機構が複雑というだけでなく、各ローラは、ばね保持部やローラストッパ部を介して、軸部材回りの円周方向に配設されているので、ローラの数には自ずから制限がある。このため、トルク伝達に供される摩擦面を十分確保することができず、これを補完するためばねの付勢力を増大し、あるいは他の部材を設けるといった対策を講ずる必要があり、小型化の要請に応えることは困難である。このような状況下で、小型のクラッチ機構によってステアリングホイールと転舵アクチュエータ（ひいては操舵機構）の接続状態を確実に維持又は解除し得るステアリング装置が望まれている。
【０００５】
そこで、本発明は、二つの軸部材間のトルク伝達可能な連結状態及びその解除を確実に行い得る小型のクラッチ機構を提供することを課題とする。
【０００６】
また、本発明は、小型のクラッチ機構を備え、ステアリングホイールと操舵機構との間の接続状態及びその解除を確実に行い得るステアリング装置を提供することを別の課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を達成するため、本発明のクラッチ機構は、筒状のハウジングと、該ハウジング内に軸芯を中心として回転可能に支持され、一端部に第１の環状摩擦係合溝を有する第１の軸部材と、前記ハウジング内に軸芯を中心として回転可能に支持され、一端部に第２の環状摩擦係合溝を有し、該第２の環状摩擦係合溝が前記第１の環状摩擦係合溝に対し近接離隔可能に、前記第１の軸部材と同軸に配設される第２の軸部材と、前記第１の環状摩擦係合溝と前記第２の環状摩擦係合溝との間に介装され、環状に配設される複数の円柱状部材を具備し、各円柱状部材の軸方向両端部に夫々前記第１及び第２の環状摩擦係合溝と摩擦係合可能な摩擦面を有する摩擦伝達部材と、前記ハウジング内に保持され、前記第２の環状摩擦係合溝が前記第１の環状摩擦係合溝に近接する方向に前記第２の軸部材を付勢する付勢部材と、前記ハウジング内で前記第２の軸部材の軸を中心に回転可能に支持され、前記第２の軸部材の軸を中心とする回転に応じて、前記付勢部材の付勢力に抗して前記第２の環状摩擦係合溝が前記第１の環状摩擦係合溝から離隔する方向に前記第２の軸部材を駆動する駆動部材と、前記ハウジングに支持され、前記駆動部材を回転駆動するモータとを備え、該モータの停止時には前記付勢部材の付勢力によって前記第２の環状摩擦係合溝を前記第１の環状摩擦係合溝に近接させて前記摩擦伝達部材との摩擦係合により前記第１の軸部材と前記第２の軸部材をトルク伝達可能な連結状態とし、当該モータによる前記駆動部材の回転駆動に応じて前記第２の環状摩擦係合溝を前記第１の環状摩擦係合溝から離隔する方向に駆動して前記連結状態を解除するように構成したものである。
【０００８】
上記のクラッチ機構において、前記摩擦伝達部材を構成する各円柱状部材の軸方向両端部は、夫々の軸方向外方に向かって縮径するテーパ状の摩擦面を有するものとするとよい。あるいは、前記摩擦伝達部材を構成する各円柱状部材の軸方向両端部は、夫々の軸方向外方に突出する半球状の摩擦面を有するものとしてもよい。前記第１の環状摩擦係合溝及び前記第２の環状摩擦係合溝は夫々、前記各円柱状部材の軸方向両端部の摩擦面と摩擦係合する環状テーパ溝で構成するとよい。
【０００９】
更に、前記ハウジングは、前記第２の軸部材の軸を中心とする内歯を有し、前記駆動部材は、前記ハウジングの内歯に螺合する外歯を有し、前記ハウジングに対して前記第２の軸部材の軸方向に移動可能に支持される送り螺子部と、該送り螺子部と一体的に前記第２の軸部材の軸を中心に回転可能に支持され、前記モータに回転駆動される回転部を具備したものとし、該回転部及び前記送り螺子部が前記モータによって回転駆動されるときには、前記付勢部材の付勢力に抗して前記第２の環状摩擦係合溝が前記第１の環状摩擦係合溝から離隔する方向に駆動されるように構成するとよい。また、前記駆動部材の前記回転部と前記モータとの間に介装される歯車減速機構を備えたものとし、該歯車減速機構によって前記モータの回転速度を減速して前記回転部を回転駆動するように構成するとよい。
【００１０】
そして、本発明のステアリング装置は、車両の操舵操作を行うステアリングホイールと、当該車両の操舵車輪に連結され、前記ステアリングホイールの操舵操作に応じて当該操舵車輪を転舵する操舵機構と、該操舵機構と前記ステアリングホイールとの間に介装され、当該操舵機構を前記ステアリングホイールに連結する接続状態、及び該接続状態を解除する解除状態の何れか一方の状態に切り換えるクラッチ機構を備えたステアリング装置であって、前記クラッチ機構は、筒状のハウジングと、該ハウジング内に軸芯を中心として回転可能に支持され、一端部に第１の環状摩擦係合溝を有する第１の軸部材と、前記ハウジング内に軸芯を中心として回転可能に支持され、一端部に第２の環状摩擦係合溝を有し、該第２の環状摩擦係合溝が前記第１の環状摩擦係合溝に対し近接離隔可能に、前記第１の軸部材と同軸に配設される第２の軸部材と、前記第１の環状摩擦係合溝と前記第２の環状摩擦係合溝との間に介装され、環状に配設される複数の円柱状部材を具備し、各円柱状部材の軸方向両端部に夫々前記第１及び第２の環状摩擦係合溝と摩擦係合可能な摩擦面を有する摩擦伝達部材と、前記ハウジング内に保持され、前記第２の環状摩擦係合溝が前記第１の環状摩擦係合溝に近接する方向に前記第２の軸部材を付勢する付勢部材と、前記ハウジング内で前記第２の軸部材の軸を中心に回転可能に支持され、前記第２の軸部材の軸を中心とする回転に応じて、前記付勢部材の付勢力に抗して前記第２の環状摩擦係合溝が前記第１の環状摩擦係合溝から離隔する方向に前記第２の軸部材を駆動する駆動部材と、前記ハウジングに支持され、前記駆動部材を回転駆動するモータとを備え、該モータの停止時には前記付勢部材の付勢力によって前記第２の環状摩擦係合溝を前記第１の環状摩擦係合溝に近接させて前記摩擦伝達部材との摩擦係合により前記第１の軸部材と前記第２の軸部材をトルク伝達可能な連結状態とし、当該モータによる前記駆動部材の回転駆動に応じて前記第２の環状摩擦係合溝を前記第１の環状摩擦係合溝から離隔する方向に駆動して前記連結状態を解除するように構成したものである。
【００１１】
上記のステアリング装置において、前記摩擦伝達部材を構成する各円柱状部材の軸方向両端部は、夫々の軸方向外方に向かって縮径するテーパ状の摩擦面を有し、前記第１の環状摩擦係合溝及び前記第２の環状摩擦係合溝は夫々、前記各円柱状部材の軸方向両端部の摩擦面と摩擦係合する環状テーパ溝で構成するとよい。
【００１２】
更に、前記ハウジングは、前記第２の軸部材の軸を中心とする内歯を有し、前記駆動部材は、前記ハウジングの内歯に螺合する外歯を有し、前記ハウジングに対して前記第２の軸部材の軸方向に移動可能に支持される送り螺子部と、該送り螺子部と一体的に前記第２の軸部材の軸を中心に回転可能に支持され、前記モータに回転駆動される回転部を具備したものとし、該回転部及び前記送り螺子部が前記モータによって回転駆動されるときには、前記付勢部材の付勢力に抗して前記第２の環状摩擦係合溝が前記第１の環状摩擦係合溝から離隔する方向に駆動されるように構成するとよい。また、前記駆動部材の前記回転部と前記モータとの間に介装される歯車減速機構を備えたものとし、該歯車減速機構によって前記モータの回転速度を減速して前記回転部を回転駆動するように構成するとよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は上述のように構成されているので以下の効果を奏する。即ち、本発明のクラッチ機構においては、筒状のハウジングと、ハウジング内に軸芯を中心として回転可能に支持され、一端部に第１の環状摩擦係合溝を有する第１の軸部材と、ハウジング内に軸芯を中心として回転可能に支持され、一端部に第２の環状摩擦係合溝を有し、第２の環状摩擦係合溝が第１の環状摩擦係合溝に対し近接離隔可能に、第１の軸部材と同軸に配設される第２の軸部材と、第１の環状摩擦係合溝と第２の環状摩擦係合溝との間に介装され、環状に配設される複数の円柱状部材を具備し、各円柱状部材の軸方向両端部に夫々第１及び第２の環状摩擦係合溝と摩擦係合可能な摩擦面を有する摩擦伝達部材と、ハウジング内に保持され、第２の環状摩擦係合溝が第１の環状摩擦係合溝に近接する方向に第２の軸部材を付勢する付勢部材と、ハウジング内で第２の軸部材の軸を中心に回転可能に支持され、第２の軸部材の軸を中心とする回転に応じて、付勢部材の付勢力に抗して第２の環状摩擦係合溝が第１の環状摩擦係合溝から離隔する方向に第２の軸部材を駆動する駆動部材と、ハウジングに支持され、駆動部材を回転駆動するモータとを備え、モータの停止時には付勢部材の付勢力によって第２の環状摩擦係合溝を第１の環状摩擦係合溝に近接させて摩擦伝達部材との摩擦係合により第１の軸部材と第２の軸部材をトルク伝達可能な連結状態とし、モータによる駆動部材の回転駆動に応じて第２の環状摩擦係合溝を第１の環状摩擦係合溝から離隔する方向に駆動して前記連結状態を解除するように構成されているので、小型でも、モータの停止時には付勢部材の付勢力によって摩擦伝達部材を介して前記連結状態を維持し、確実にトルク伝達を行うことができると共に、モータによる駆動部材の回転駆動に応じて前記連結状態を確実に解除することができる。
【００１４】
上記のクラッチ機構において  摩擦伝達部材を構成する各円柱状部材の軸方向両端部は、夫々の軸方向外方に向かって縮径するテーパ状の摩擦面を有するものとし、あるいは、夫々の軸方向外方に突出する半球状の摩擦面を有するものとすれば、複数の円柱状部材の全ての摩擦面が、第１及び第２の環状摩擦係合溝に対する摩擦面として機能し、充分な摩擦力を確保することができるので、小型でも確実なトルク伝達が可能となる。そして、第１の環状摩擦係合溝及び第２の環状摩擦係合溝は夫々、各円柱状部材の軸方向両端部の摩擦面と摩擦係合する環状テーパ溝で構成すれば、第１及び第２の環状摩擦係合溝の円周方向に亘って均等に各円柱状部材の摩擦面と摩擦係合することができる
【００１５】
更に、ハウジングは、第２の軸部材の軸を中心とする内歯を有し、駆動部材は、ハウジングの内歯に螺合する外歯を有し、ハウジングに対して第２の軸部材の軸方向に移動可能に支持される送り螺子部と、送り螺子部と一体的に第２の軸部材の軸を中心に回転可能に支持され、モータに回転駆動される回転部を具備したものとし、回転部及び送り螺子部がモータによって回転駆動されるときには、付勢部材の付勢力に抗して第２の環状摩擦係合溝が第１の環状摩擦係合溝から離隔する方向に駆動されるように構成すれば、第２の軸部材の僅かな軸方向移動で前記連結状態を確実に解除することができるので、小型でも確実に前記連結状態を解除することができる。また、前述の歯車減速機構によってモータの回転速度を減速して回転部を回転駆動することとすれば、前記連結状態に対する円滑な解除作動を確保することができる。
【００１６】
そして、本発明のステアリング装置においては、車両の操舵操作を行うステアリングホイールと、車両の操舵車輪に連結され、ステアリングホイールの操舵操作に応じて操舵車輪を転舵する操舵機構と、操舵機構とステアリングホイールとの間に介装され、操舵機構をステアリングホイールに連結する接続状態、及びこの接続状態を解除する解除状態の何れか一方の状態に切り換えるクラッチ機構を備え、このクラッチ機構が前述のように構成されているので、小型でもステアリングホイールと操舵機構との間のトルク伝達を確実に行うことができる。特に、ステアリングホイールと操舵機構を接続する接続状態、及び両者間の接続を遮断する遮断状態の何れか一方の状態に、円滑且つ確実に切り換えることができ、遮断状態では、所謂ステアバイワイヤ制御を円滑に行なうことができる。
【００１７】
上記のステアリング装置において、摩擦伝達部材を構成する各円柱状部材の軸方向両端部は、夫々の軸方向外方に向かって縮径するテーパ状の摩擦面を有するものとし、第１の環状摩擦係合溝及び第２の環状摩擦係合溝は夫々、各円柱状部材の軸方向両端部の摩擦面と摩擦係合する環状テーパ溝で構成すれば、複数の円柱状部材の全てのテーパ状の摩擦面が、第１及び第２の環状摩擦係合溝に対する摩擦面として機能し、充分な摩擦力を確保することができると共に、第１及び第２の環状摩擦係合溝の円周方向に亘って均等に各円柱状部材の摩擦面と摩擦係合することできるので、小型でも確実なトルク伝達が可能となり、第１及び第２の軸部材のトルク伝達可能な連結状態、ひいてはステアリングホイールと操舵機構の接続状態を円滑且つ確実に解除することができる。
【００１８】
更に、前述のように、回転部及び送り螺子部がモータによって回転駆動されるときには、付勢部材の付勢力に抗して第２の環状摩擦係合溝が第１の環状摩擦係合溝から離隔する方向に駆動されるように構成すれば、第２の軸部材の僅かな軸方向移動で第１及び第２の軸部材のトルク伝達可能な連結状態、ひいてはステアリングホイールと操舵機構の接続状態を確実に解除することができる。また、前述の歯車減速機構を備えたものとすれば、第１及び第２の軸部材のトルク伝達可能な連結状態、ひいてはステアリングホイールと操舵機構の接続状態に対する円滑な解除作動を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態に係るクラッチ機構の連結状態を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るクラッチ機構の遮断状態を示す断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るクラッチ機構の分解斜視図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るクラッチ機構の斜視図である。
【図５】本発明の一実施形態に供される摩擦伝達部材の斜視図である。
【図６】本発明の一実施形態に供される円柱状部材と第１の軸部材との関係を示す断面図である。
【図７】本発明の一実施形態に供される円柱状部材の他の態様と第１の軸部材との関係を示す断面図である。
【図８】本発明の一実施形態に係るクラッチ機構を備えたステアリング装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の望ましい実施形態を図面を参照して説明する。先ず、本実施形態のクラッチ機構１００について、図１及び図２に夫々接続状態及び遮断状態の断面を示し、図３に基本構成部品を示し、図４に外観を示しており、外側段付円筒状のハウジング１内に、軸受Ｂ１を介して第１の軸部材１０が軸芯を中心として回転可能に支持されると共に、軸受Ｂ２を介して第２の軸部材２０が軸芯を中心として回転可能に支持されている。即ち、図１及び図２に示すように、ハウジング１右側の内周面に軸受Ｂ１の外輪が圧入され、その内輪は第１の軸部材１０の外周面に嵌合されて止め輪Ｂ１ａで係止されており、ハウジング１左側の内周面には軸受Ｂ２の外輪が圧入され、その内輪は第２の軸部材２０の外周面に嵌合されている。
【００２１】
図１乃至図３に示すように、第１の軸部材１０は内側段付円筒状で、その一端部の内側に形成された環状段部１０ａに第１の環状摩擦係合溝１１が形成されている。第２の軸部材２０は外側段付円柱状で、その一端部に鍔部２０ａ及び支持部２０ｂが形成され、鍔部２０ａに第２の環状摩擦係合溝２１が形成されている。後述するように、第１及び第２の環状摩擦係合溝１１及び２１は環状テーパ溝で構成されている。そして、第２の軸部材２０は第１の軸部材１０と同軸に配置され、第２の環状摩擦係合溝２１が第１の環状摩擦係合溝１１に対し近接離隔可能に配設されている。図１及び図２に示すように、第２の軸部材２０は、その支持部２０ｂが軸受Ｂ３及びＢ４を介して第１の軸部材１０内に回転可能に支持されており、第１の軸部材１０及び第２の軸部材２０が相互に回転可能に支持されている。更に、第１の環状摩擦係合溝１１と第２の環状摩擦係合溝２１との間には摩擦伝達部材３が介装されている。
【００２２】
本実施形態の摩擦伝達部材３は、図５に拡大して示すように、複数の円柱状部材（代表して３０で表す）が環状に配設されて成り、各円柱状部材３０の軸方向両端部には、夫々第１及び第２の環状摩擦係合溝１１及び１２と摩擦係合可能な摩擦面が形成されている。即ち、各円柱状部材３０には、夫々の軸方向両端部から軸方向外方に向かって縮径するテーパ状の摩擦面を有するテーパ部３１及び３２が形成されており、各円柱状部材３０の胴部（中間部）が環状保持部材３ａに均等な間隔で回転可能に保持されている。例えば、環状保持部材３ａには複数の連通孔（符号省略）が環状に穿設されており、各連通孔に各円柱状部材３０の胴部が嵌合される。
【００２３】
そして、第１及び第２の環状摩擦係合溝１１及び２１は夫々、各円柱状部材３０のテーパ部３１及び３２と摩擦係合する環状テーパ溝で構成されており、円柱状部材３０及びそのテーパ部３１と摩擦係合する第１の環状摩擦係合溝１１を図６に拡大して示している。尚、各円柱状部材３０の軸方向両端部は、図７に示すように、夫々の軸方向外方に突出する半球状の摩擦面（３１ｓ、３２ｓで示す）を有するものとしてもよく、図示は省略するが、第１及び第２の環状摩擦係合溝１１及び２１を夫々、各円柱状部材３０の摩擦面（３１ｓ、３２ｓ）と摩擦係合する半円断面の環状溝で構成することとしてもよい。
【００２４】
ハウジング１内には付勢部材４０が保持されており、この付勢部材４０によって、第２の環状摩擦係合溝２１が第１の環状摩擦係合溝１１に近接する方向に、第２の軸部材２０が付勢されている。本実施形態の付勢部材４０は圧縮コイルばねで構成され、第２の軸部材２０と共に第１の軸部材１０内に収容された状態で、第１の軸部材１０の開口端に鍔付円筒状の係止具４１が螺着され、第２の軸部材２０の鍔部２０ａと係止具４１との間に圧縮コイルばねの付勢部材４０が保持されるように構成されている。更に、鍔付円筒状の駆動部材５０が、ハウジング１内で第２の軸部材２０の軸を中心に回転可能に支持されており、第２の軸部材２０の軸を中心とする駆動部材５０の回転に応じて、付勢部材４０の付勢力に抗して第２の環状摩擦係合溝２１が第１の環状摩擦係合溝１１から離隔する方向に第２の軸部材２０を駆動し得るように構成されている。
【００２５】
そして、駆動部材５０を回転駆動するモータ５（及び、後述の歯車減速機構６）がハウジング１に支持されており、モータ５の停止時には、付勢部材４０の付勢力によって第２の環状摩擦係合溝２１を第１の環状摩擦係合溝１１に近接させて摩擦伝達部材３との摩擦係合により第１の軸部材１０と第２の軸部材２０をトルク伝達可能な連結状態とし、モータ５による駆動部材５０の回転駆動に応じて、第２の環状摩擦係合溝２１が第１の環状摩擦係合溝１１から離隔する方向に第２の軸部材２０を駆動して、第１の軸部材１０と第２の軸部材２０の連結状態を解除し得るように構成されている。
【００２６】
本実施形態のハウジング１は、第２の軸部材２０の軸を中心とする内歯１ａを有し、本実施形態の駆動部材５０は、上記内歯１ａに螺合する外歯５１ａを有し、ハウジング１に対して第２の軸部材２０の軸方向に移動可能に支持される送り螺子部５１と、この送り螺子部５１と一体的に第２の軸部材２０の軸を中心に回転可能に支持され、モータ５に回転駆動される回転部５２を具備している。而して、回転部５２（及び、送り螺子部５１）がモータ５によって回転駆動されるときには、第２の軸部材２０は、付勢部材４０の付勢力に抗して、第２の環状摩擦係合溝２１が第１の環状摩擦係合溝１１から離隔する方向に駆動される。尚、送り螺子部５１（及び、回転部５２）は止め輪５３によって、第２の軸部材２０に対し、回転可能、且つ他端部方向（鍔部２０ａと反対側の方向）への軸方向移動不能に支持されており、止め輪５３はストッパとして機能する。
【００２７】
本実施形態では、図１及び図２に示すように、モータ５と駆動部材５０との間には歯車減速機構６が介装されており、この歯車減速機構６によってモータ５の回転速度を減速して駆動部材５０を回転駆動するように構成されている。本実施形態の歯車減速機構６は、モータ５の出力軸に固定される平歯車６ａと、これに噛合する平歯車６ｂと、これに噛合するように回転部５２の外周面に形成された平歯車６ｃを有する。図３に示すように、モータ５及び歯車減速機構６が連結された状態で、ハウジング１の軸方向開口部（符号省略）に歯車減速機構６が螺子固定されるように構成されている。尚、本実施形態の平歯車６ｃは駆動部材５０（回転部５２）と一体的に形成されているが、別体の平歯車６ｃを回転部５２に接合し、あるいは、平歯車６ｃと一体の回転部５２を送り螺子部５１に接合することとしてもよい。
【００２８】
而して、本実施形態のクラッチ機構１００においては図１及び図２の何れか一方の状態が選択される。即ち、モータ５の停止時には、図１に示すように、付勢部材４０によって第２の環状摩擦係合溝２１が第１の環状摩擦係合溝１１に近接する方向に付勢されており、その付勢力によって各円柱状部材３０のテーパ部３１及び３２と第１及び第２の環状摩擦係合溝１１及び２１とが摩擦係合し、各円柱状部材３０の自転及び公転が制限され、第１の軸部材１０と第２の軸部材２０がトルク伝達可能な連結状態とされる。即ち、第１及び第２の軸部材１０及び２０間は、（複数の円柱状部材３０から成る）摩擦伝達部材３を介して確実にトルク伝達が行われる。このとき、図５に示す複数の円柱状部材３０の全てのテーパ部３１及び３２が、第１及び第２の環状摩擦係合溝１１及び２１に対する摩擦面として機能し、充分な摩擦力を確保することができるので、小型でも確実なトルク伝達が可能となる。
【００２９】
これに対し、モータ５による駆動部材５０の回転駆動に応じて、第２の環状摩擦係合溝２１が第１の環状摩擦係合溝１１から離隔する方向に第２の軸部材２０が駆動されると、第１及び第２の環状摩擦係合溝１１及び２１と各円柱状部材３０のテーパ部３１及び３２との間に微小間隙が生じ、図２に示すように、第１の軸部材１０と第２の軸部材２０の連結状態が解除される。本実施形態によれば、送り螺子部５１がモータ５によって回転駆動されると、第２の軸部材２０は直ちに、第２の環状摩擦係合溝２１が第１の環状摩擦係合溝１１から離隔する方向に駆動され（移動距離はｄ２−ｄ１＝ｓ２−ｓ１）、微小な間隙でも第１及び第２の軸部材１０及び２０と摩擦伝達部材３（テーパ部３１及び３２）との摩擦係合が解かれ、第１及び第２の軸部材１０及び２０の相対回転が可能となる。
【００３０】
以上のように、第２の軸部材２０に対する僅かなスライドストロークで第１及び第２の軸部材１０及び２０の連結状態を解除することができるので、小型でも確実に連結状態を解除することができる。このとき、各円柱状部材３０は自転及び公転が可能となるが、これらは「軸受」として機能するものではなく、所謂ニードルローラとは異なる。即ち、円柱状部材３０は、外観上「テーパ付きニードルローラ」を呈しているが、「軸受」に包含されるものではなく、摩擦伝達部材３を構成するものである。
【００３１】
而して、本実施形態のクラッチ機構１００によれば、例えば第１の軸部材１０が入力軸とされると共に第２の軸部材２０が出力軸とされ、図１に示すように、モータ５の停止時には、付勢部材４０の付勢力により第１及び第２の環状摩擦係合溝１１及び２１と摩擦伝達部材３との間が摩擦係合し、第１及び第２の軸部材１０及び２０のトルク伝達可能な連結状態が維持され、確実にトルク伝達を行うことができる。一方、モータ５が駆動されると、駆動部材５０が回転駆動されて第２の軸部材２０が軸方向に駆動され、付勢部材４０の付勢力に抗して第１及び第２の軸部材１０及び２０の連結状態が解除され、図２に示す遮断状態となる。
【００３２】
次に、上記の構成になるクラッチ機構１００を備えたステアリング装置について図８を参照して説明する。図８において、車両の操舵操作を行うステアリングホイール２００が車体（図示せず）に支持されると共に、ステアリングホイール２００の操舵操作に応じて操舵車輪３００を転舵する操舵機構４００が車体に支持されている。そして、ステアリングホイール２００と操舵機構４００との間に上記クラッチ機構１００が介装され、図１に示す第１の軸部材１０が入力側のステアリングホイール２００に連結され、第２の軸部材２０が出力側の操舵機構４００に連結されている。このクラッチ機構１００によって、図１に示すように、モータ５の停止時には、付勢部材４０の付勢力により第１及び第２の軸部材１０及び２０のトルク伝達可能な連結状態が維持され、確実にトルク伝達を行うことができる。これに対し、モータ５が駆動されると、図２に示すように、付勢部材４０の付勢力に抗して第１及び第２の軸部材１０及び２０の連結状態が直ちに解除される。
【００３３】
而して、クラッチ機構１００により、ステアリングホイール２００と操舵機構４００を接続する接続状態、及び両者間の接続を遮断する遮断状態の何れか一方の状態に、円滑且つ確実に切り換えることができ、遮断状態では、所謂ステアバイワイヤ制御を円滑に行なうことができる。更に、クラッチ機構１００とステアリングホイール２００との間には、ステアバイワイヤ制御時に操舵反力を付与するための反力付与機構５００が配設されている。尚、これらの機構の構造は従前のものと同様であるので説明を省略する。
【符号の説明】
【００３４】
１  ハウジング
３  摩擦伝達部材
５  モータ
６  歯車減速機構
１０  第１の軸部材
１１  第１の環状摩擦係合溝
２０  第２の軸部材
２１  第２の環状摩擦係合溝
３０  円柱状部材
３１、３２  テーパ部
４０  付勢部材
５０  駆動部材
５１  送り螺子部
５２  回転部
１００  クラッチ機構
２００  ステアリングホイール
３００  操舵車輪
４００  操舵機構
５００  反力付与機構
【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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