(57)【要約】  【課題】車両用操舵装置のクラッチの隙間の管理を容易にすると共に操作フィーリングの向上を図る。  【解決手段】電磁クラッチ８として、ピニオン軸に連結された出力プ−リ１５の端面に結合された内周面回転体１７と、該内周面回転体１７の内周面を転動する外周面を有する外周面回転体１８と、内周面回転体１７の中心部に一体成形した筒部１７ｂと外周面回転体１８の中心部に形成された円形孔１８ｂとの間の円環状空間２２と、該円環状空間２２に設けられ基端部どうしが対向する一対のくさび２０と、一対のくさび２０の基端部間に介在し接続シャフト１３の端面に突出形成された駆動ピン２３と、一対のくさび２０を相互に離反する方向へ付勢する板ばね２１と、接続シャフト１３の端面から夫々のくさび２０の先端部へ進退可能に設けられ板ばね２１の付勢力に抗して一対のくさび２０を相互に接近する方向へ押圧してロック解除する一対のロック解除ピン２８とを設けた。  【選択図】図１
2008308054.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングホィールの回転数を検出して得た検出値と対応した量だけ駆動する操舵アクチュエータを設け、該操舵アクチュエータを車体左右方向へ往復移動自在なラックに連結し、該ラックの両端を車輪に連結する一方、前記ステアリングホィールに機械的な連結と切り離しとを行うクラッチを介してピニオン軸を連結し、該ピニオン軸に設けたピニオンを前記ラックに噛合させ、
前記クラッチには、端面どうしが対向配置され前記ステアリングホィールに連結された入力軸または前記ピニオン軸に連結された出力軸とのいずれか一方の端面に結合された内周面形成部材と、該内周面形成部材の内周面を転動する外周面を有する外周面形成部材と、前記内周面形成部材の中心部に一体に設けられた筒部と前記外周面形成部材の中心部に形成された円形孔との間に形成された円環状空間と、該円環状空間に設けられ幅広の基端部どうしが対向配置された一対のくさびと、前記一対のくさびの基端部どうしの間に介在し前記入力軸または前記出力軸の他方の端面に突出形成された駆動ピンと、前記一対のくさびを相互に離反する方向へ付勢してロックするロック用付勢手段と、前記入力軸または前記出力軸の他方の端面から前記夫々のくさびの先端部へ進退可能に設けられ前記ロック用付勢手段の付勢力に抗して前記一対のくさびを相互に接近する方向へ押圧してロック解除する一対のロック解除ピンと、を設けたことを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用操舵装置において、
前記内周面形成部材と前記外周面形成部材とが、前記内周面に対して前記外周面が転がり接触する内周面回転体と外周面回転体とであることを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項３】
請求項１に記載の車両用操舵装置において、
前記内周面形成部材と前記外周面形成部材とが、前記内周面に対して前記外周面が噛み合い接触する内歯歯車と外歯歯車とであることを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の車両用操舵装置において、
前記ロック用付勢手段は、前記駆動ピンと前記夫々のくさびの基端部との間に設けられていることを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の車両用操舵装置において、
前記ロック解除ピンを後退する方向へ付勢する後退用付勢手段と、該後退用付勢手段の付勢力に抗して前記ロック解除ピンを突出させる電磁ソレノイドと、を設けたことを特徴とする車両用操舵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステアリングホィールと、該ステアリングホィールの回転運動を往復運動に変換する操舵機構との機械的連結を切り離した状態で、ステアリングホィールの回転数を電気信号に変換し、該電気信号に基づいて操舵機構を構成するラックを駆動して車輪を操舵する、いわゆるステアバイワイヤ（ＳＢＷ）方式を採用した車両用操舵装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ステアバイワイヤ（ＳＢＷ）方式を採用した従来の車両用操舵装置として、特許文献１に開示されたものがある。特許文献１に開示された車両用操舵装置１は、運転者により回転操作されるステアリングホィール２と、該ステアリングホィール２の回転方向および回転数を電気信号として検出する舵角センサ３と、該舵角センサ３の電気信号に基づいて図示しない操舵モータを回転駆動制御するステアバイワイヤ制御部９と、該操舵モータの回転運動を往復運動に変換して車輪を操舵する操舵機構としての車輪角度変換機構６と、ステアリングホィール２と車輪角度変換機構６との接続・切り離しを機械的に行う電磁クラッチ機構８とを備えている。
【０００３】
該電磁クラッチ機構８は、特許文献１の図１〜図４に示すように、ステアリングホィール２に連結された図２の上部のシャフト１３と、ケーブル７を介して車輪角度変換機構６に連結された図２の下部の出力プーリ１５とを、その接合部において接続・切り離しを行うものであり、出力プーリ１５の上面に結合された内周歯車体１７の内周歯部１７ａと、浮遊状態の外周歯車体１８の外周歯部１８ａとを円周の一箇所で噛み合わせたものである。リング状ばね２１により開く方向へ付勢される一対のロック片２０ａの間へスプール２３が突出していないときは、シャフト１３から軸方向下方へ突出している駆動突起１６により一対のロック片２０ａのみが回転駆動され、出力プーリ１５の内周歯車体１７に対してシャフト１３から突出する駆動突起１６が空転するので、電磁クラッチ機構８が切り離し状態となる。一方、シャフト１３からスプール２３が軸方向下方へ突出すると、一対のロック片２０ａのくさび効果により一対のロック片２０ａと外周歯車体１８と内周歯車体１７とが一体になると共にこれらが駆動突起１６により回転駆動され、結果としてシャフト１３から突出する駆動突起１６が出力プーリ１５の内周歯車体１７を回転駆動し、電磁クラッチ機構８が接続状態となる。
【０００４】
通常時は、ステアバイワイヤ制御部９の制御により電磁クラッチ機構８の電磁コイル２７に通電されているため、バネ２５の付勢力に抗して電磁コイル２７がスプール２３を吸引して電磁クラッチ機構８が切り離し状態となり、ステアリングホィール２と車輪角度変換機構６とが切り離されている。そして、ステアリングホィール２が回転操作されると、ステアバイワイヤ制御部９は、舵角センサ３が検出したステアリングホィール２の回転数に応じて操舵モータを回転駆動し、該操舵モータの回転運動が車輪角度変換機構６により往復運動に変換され、図示しない車輪が操舵される。
【０００５】
ステアバイワイヤ制御部９により、操舵モータが故障したと判断された場合には、ステアバイワイヤ制御部９により、電磁コイル２７への通電が止められるためバネ２５の付勢力によりスプール２３が一対のロック片２０ａの間へ向かって前進する。このため、電磁クラッチ機構８が接続状態となる一方、舵角センサ３が検出した電気量による操舵モータの駆動が止められる。これにより、ステアリングホィール２の操作力が電磁クラッチ機構８を介して車輪角度変換機構６へ伝達され、該車輪角度変換機構６により回転運動が往復運動に変換され、図示しない車輪が操舵される。
【０００６】
このように、ステアバイワイヤ（ＳＢＷ）方式の車両用操舵装置では、システム故障時には通電の停止により電磁クラッチ機構８が接続状態になり、万が一のことがあっても車両用操舵装置が正常に機能する。
【特許文献１】特開２００７−２２４６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、くさびの食い込みによりクラッチが連結される特許文献１に記載の発明では隙間の管理をすることが必要であり、しかも隙間は高い精度が要求されることから、管理が煩雑になる。また、一対のロック片とスプールとの間に隙間を有するため、ステアリングホィールの操作フィーリングが悪いという問題がある。即ち、特許文献１の図４において、通常の運転時であってスプール２３が一対のロック片２０ａの基端部どうしの間へ跳びこんでいない状態では、一対のロック片２０ａの基端部どうしの間の隙間Ｇ１が、一対のロック片２０ａの先端部と駆動突起１６との間の隙間Ｇ２よりも大きい状態で一対のロック片２０ａが駆動突起１６に押されて空転する一方、緊急時にスプール２３が一対のロック片２０ａの基端部どうしの間へ跳び込み、一対のロック片２０ａが相互に離反する方向へ移動して楔効果により一対のロック片２０ａと内周歯車体１７と外周歯車体１８とが相対的に動かなくなり、スプール２３が内周歯車体１８を駆動して大きなトルクが伝達されるときは、スプール２３と一対のロック片２０ａの基端部との間の隙間Ｇ３が、ロック片２０ａの先端部と駆動突起１６との間の隙間Ｇ２よりも小さくなる。そして、スプール２３を一対のロック片２０ａの間へ押し込んだときでも隙間Ｇ３は隙間Ｇ２よりも小さくなるように設定する必要がある。このように、隙間Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３が存在し、隙間Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３の大きさを管理する必要があることから、高い制度が要求され管理が煩雑となる。また、一対のロック片２０ａとスプール２３との間の隙間Ｇ３は、ステアリングホィールの遊びとして感じられるため、ステアリングホィールの操作フィーリングが悪くなる。
【０００８】
そこで、本発明は斯かる問題を解決し、隙間の管理を軽減して操作フィーリングの改善を図った車両用操舵装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に係る発明は、ステアリングホィールの回転数を検出して得た検出値と対応した量だけ駆動する操舵アクチュエータを設け、該操舵アクチュエータを車体左右方向へ往復移動自在なラックに連結し、該ラックの両端を車輪に連結する一方、前記ステアリングホィールに機械的な連結と切り離しとを行うクラッチを介してピニオン軸を連結し、該ピニオン軸に設けたピニオンを前記ラックに噛合させ、前記クラッチには、端面どうしが対向配置され前記ステアリングホィールに連結された入力軸または前記ピニオン軸に連結された出力軸とのいずれか一方の端面に結合された内周面形成部材と、該内周面形成部材の内周面を転動する外周面を有する外周面形成部材と、前記内周面形成部材の中心部に一体に設けられた筒部と前記外周面形成部材の中心部に形成された円形孔との間に形成された円環状空間と、該円環状空間に設けられ幅広の基端部どうしが対向配置された一対のくさびと、前記一対のくさびの基端部どうしの間に介在し前記入力軸または前記出力軸の他方の端面に突出形成された駆動ピンと、前記一対のくさびを相互に離反する方向へ付勢してロックするロック用付勢手段と、前記入力軸または前記出力軸の他方の端面から前記夫々のくさびの先端部へ進退可能に設けられ前記ロック用付勢手段の付勢力に抗して前記一対のくさびを相互に接近する方向へ押圧してロック解除する一対のロック解除ピンと、を設けたことを特徴とする。
【００１０】
この発明によれば、通常の使用状態であるステアバイワイヤモードでは、ステアリングホィールの回転数が検出され、該検出による検出値と対応した量だけ操舵アクチュエータが駆動し、該操舵アクチュエータの駆動によりラックが車体左右方向へ往復移動し、該ラックにより車輪が操舵される。このとき、クラッチのロック解除ピンは夫々のくさびの先端部へ向かって突出しているため、一対のくさびはロック用付勢手段の付勢力に抗して相互に接近する方向へ押圧されロック解除状態を保持しており、該ロック解除状態の一対のくさびは駆動ピンにより回転駆動されて内周面形成部材と外周面形成部材との間で空回りする。従って、駆動ピンの設けられた入力軸から内周面形成部材の設けられた出力軸へ回転が伝わらず、クラッチは切り離し状態となる。
【００１１】
異常時にロック解除ピンが後退すると、ロック用付勢手段が一対のくさびを離反する方向へ付勢するので、楔効果により一対のくさびと内周面形成部材と外周面形成部材とが相対回転できないロック状態となり、ロック状態の内周面形成部材は駆動ピンにより回転駆動される。従って、駆動ピンの設けられた入力軸から内周面形成部材の設けられた出力軸へ回転が伝わり、クラッチは接続状態となる。このクラッチの接続により、ステアリングホィールとピニオン軸とが機械的に直結されて直結モードとなり、直結モードにより操舵アクチュエータを介することなく、ステアリングホィールからピニオン軸が直接に回転駆動され、ピニオン軸の回転運動がラックの往復運動に変換され、車輪が操舵される。
【００１２】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の車両用操舵装置において、前記内周面形成部材と前記外周面形成部材とが、前記内周面に対して前記外周面が転がり接触する内周面回転体と外周面回転体とであることを特徴とする。
【００１３】
この発明によれば、内周面回転体と外周面回転体とが転がり接触し該接触部で回転を伝達する構成にしたので、歯車加工を要しない分だけ製造コストが安い。また、歯車どうしの噛み合い接触の場合は噛み合いが外れる際に引っ掛かりが生じないように精度が要求されるが、転がり接触なので精度が要求されない。更に、噛み合い接触の場合は精度が要求されるため内歯車と外歯車との偏心量の大きさが制限されるが、内周面回転体と外周面回転体との場合は精度が要求されないため、偏心量の大きさが制限されることはなく、偏心量を小さくしてくさびの角度を小さくすることにより伝達トルクを大きくすることもでき、設計の自由度が高い。
【００１４】
請求項３に係る発明は、請求項１に記載の車両用操舵装置において、前記内周面形成部材と前記外周面形成部材とが、前記内周面に対して前記外周面が噛み合い接触する内歯歯車と外歯歯車とであることを特徴とする。
【００１５】
この発明によれば、内歯歯車と外歯歯車との噛み合いによって外歯歯車が内歯歯車の内部を転動するので、内歯歯車と外歯歯車との間に滑りが生じることによるクラッチの入力軸と出力軸との間の滑りが回避される。
【００１６】
請求項４に係る発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の車両用操舵装置において、前記ロック用付勢手段は、前記駆動ピンと前記夫々のくさびの基端部との間に設けられていることを特徴とする。
【００１７】
この発明によれば、ロック用付勢手段を駆動ピンと夫々のくさびの基端部との間に設けたので、駆動ピンが一対のくさびを回転駆動する際に駆動ピンとくさびとの間に隙間が生じても、駆動ピンが空転することなくトルク（反力）が発生する。そのため、駆動ピントくさびとの間の隙間がステアリングホィールの遊びとして感じられることがなく、ステアリングホィールの操作フィーリングが良い。
【００１８】
請求項５に係る発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の車両用操舵装置において、前記ロック解除ピンを後退する方向へ付勢する後退用付勢手段と、該後退用付勢手段の付勢力に抗して前記ロック解除ピンを突出させる電磁ソレノイドと、を設けたことを特徴とする。
【００１９】
この発明によれば、ステアバイワイヤモード時は電磁ソレノイドに通電されているため、一対のロック解除ピンは電磁ソレノイドに吸引されて夫々のくさびの先端部へ向かって突出しており、一対のくさびは相互に接近する方向へ押圧されてロック解除状態を保持して空回りし、クラッチは切り離し状態となる。一方、異常が生じて電磁ソレノイドに通電されなくなると、後退用付勢手段の付勢力により一対のロック解除ピンが後退して一対のくさびへの押圧が解除されるため、ロック用付勢手段が一対のくさびを離反する方向へ付勢し、楔効果によりロック状態となった内周面形成部材が駆動ピンにより回転駆動され、クラッチは接続状態となる。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１に係る車両用操舵装置によれば、一対のくさびの基端部どうしの間に介在し入力軸または出力軸の他方の端面に突出形成された駆動ピンと、一対のくさびを相互に離反する方向へ付勢してロックするロック用付勢手段と、入力軸または出力軸の他方の端面から夫々のくさびの先端部へ進退可能に設けられロック用付勢手段の付勢力に抗して一対のくさびを相互に接近する方向へ押圧してロック解除する一対のロック解除ピンと、を設けたので、通常の使用状態であるステアバイワイヤモードでは、クラッチのロック解除ピンが夫々のくさびの先端部へ向かって突出し、一対のくさびはロック用付勢手段の付勢力に抗して相互に接近する方向へ押圧されロック解除状態を保持する一方、異常時にロック解除ピンが後退すると、ロック用付勢手段が一対のくさびを離反する方向へ付勢して楔効果により一対のくさびと内周面形成部材と外周面形成部材とを相対回転できないロック状態に保持する。このような構成であるため、従来のように２つの隙間の大きさを管理する必要がなく、従来より精度が低くても確実なロックを保障でき、安全性の高い車両用操舵装置を提供することができる。
【００２１】
請求項２に係る車両用操舵装置によれば、内周面形成部材と外周面形成部材とを歯を有しない内周面回転体と外周面回転体とにしたので、歯車加工を要しない分だけ製造コストが安い。更に、歯車どうしの噛み合い接触の場合は噛み合いが外れる際に引っ掛かりが生じないように精度が要求されるが、ころがり接触なので精度が要求されない。また更に、噛み合い接触の場合はこのように精度が要求されるため内歯車と外歯車との偏心量の大きさが制限されるが、内周面回転体と外周面回転体との場合は精度が要求されないため、偏心量の大きさが制限されることはなく、偏心量を小さくしてくさびの角度を小さくすることにより伝達トルクを大きくすることもでき、設計の自由度が高い。
【００２２】
請求項３に係る車両用操舵装置によれば、内周面形成部材と外周面形成部材とを歯を有する内歯歯車と外歯歯車にしたので、内周面形成部材と外周面形成部材とが噛み合い接触し、滑りが生じない。
【００２３】
請求項４に係る車両用操舵装置によれば、ロック用付勢手段を駆動ピンと夫々のくさびの基端部との間に設けたので、駆動ピンが一対のくさびを回転駆動する際に駆動ピンとくさびとの間に隙間が生じても駆動ピンが空転することなくトルク（反力）が発生する。そのため、駆動ピンとくさびとの間の隙間がステアリングホィールの遊びとして感じられることはなく、ステアリングホィールの操作フィーリングが良い。
【００２４】
請求項５に係る車両用操舵装置によれば、ステアバイワイヤモード時は電磁ソレノイドに通電されているため、一対のロック解除ピンは電磁ソレノイドに吸引されて夫々のくさびの先端部へ向かって突出しており、一対のくさびは相互に接近する方向へ押圧されてロック解除状態を保持して空回りし、クラッチは切り離し状態となる。一方、異常が生じて電磁ソレノイドに通電されなくなると、後退用付勢手段の付勢力により一対のロック解除ピンが後退して一対のくさびへの押圧が解除されるため、ロック用付勢手段が一対のくさびを離反する方向へ付勢し、楔効果によりロック状態となった内周面形成部材が駆動ピンにより回転駆動され、クラッチは接続状態となる。つまり、異常時に通電が停止されると自動的にクラッチが接続されて直結モードになり、安全性が確保される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明による車両用操舵装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。
（ａ）実施の形態１
まず、実施の形態１について説明する。
【００２６】
図１，図２は作用説明図、図３は車両用操舵装置の概略構成図、図４は電磁クラッチの切り離し状態の断面図、図５は電磁クラッチの接続状態の断面図、図６は電磁クラッチの斜視図、図７は要部の断面図である。
【００２７】
図３に示すように、車両用操舵装置１は運転者により回転操作されるステアリングホィール２と、該ステアリングホィール２に結合されたステアリングシャフト２ａと、該ステアリングシャフト２ａの回転操作量を検出して舵角信号ａを発する操作量検出手段としての舵角センサ３と、該ステアリングシャフト２ａの回転トルクを検出して操舵トルク信号ｂを発するトルクセンサ４と、ステアリングシャフト２ａに反力を付与する操舵反力機構５と、前記舵角センサ３の舵角信号ａと対応した回転数だけピニオン軸６ａを回転駆動する操舵アクチュエータ６ｄと、該操舵アクチュエータ６ｄにより駆動されるピニオン軸６ａの回転運動を該ピニオン軸に設けた図示しないピニオンとラック６ｃとの噛み合いにより該ラック６ｃの往復運動に変換して車輪１０を操舵するための操舵機構としての車輪角度変換機構６と、ステアリングシャフト２ａと車輪角度変換機構６のピニオン軸６ａとを機械的に接続・切り離しするクラッチとしての電磁クラッチ８と、前記舵角信号ａ，前記操舵トルク信号ｂを入力し、更に車内ＬＡＮ信号Ｓとして車速（Ｖ），ヨーレート（ω），横加速度（Ｇ）等の各信号を入力し、操舵アクチュエータ６ｄ，操舵反力機構５，電磁クラッチ８を制御するステアバイワイヤ制御部（ＳＢＷ制御部）９と、を備えている。なお、１１はバッテリである。
【００２８】
通常に運転する際には、ステアリングホィール２を回転操作すると、ステアリングシャフト２ａの回転操作量が舵角センサ３により検出され、該舵角センサ３の舵角信号ａに基づいてステアバイワイヤ制御部９が操舵アクチュエータ６ｄに制御信号Ａを出す。これにより、操舵アクチュエータ６ｄがステアリングホィール２の回転操作量に応じて駆動され、操舵アクチュエータ６ｄの回転運動が車輪角度変換機構６のピニオン軸６ａに伝達され、車輪角度変換機構６では該ピニオン軸６ａの回転運動がラック６ｃの往復運動に変換され、ラック６ｃの往復運動により車輪１０が操舵される。このように、ステアリングホィール２の回転を操舵アクチュエータ６ｄの回転に変換するステアバイワイヤモードでは、トルクセンサ４が操舵トルクを検出し、該トルクセンサ４の操舵トルク信号ｂに基づいてステアバイワイヤ制御部９が操舵反力機構５に制御信号Ｂを出力し、ステアリングホィール２を適切なトルクで操作できるようにする。
【００２９】
一方、車両電装系の異常やステアバイワイヤシステムの異常等によってステアバイワイヤモードを正常に実行できないと判断される場合には、ステアバイワイヤ制御部９が電磁クラッチ８に制御信号Ｃを出し、電磁クラッチ８を切り離し状態から接続状態に切り換え、直結モードにする。これにより、接続状態になった電磁クラッチ８を介して、ステアリングシャフト２ａが車輪角度変換機構６のピニオン軸６ａに機械的に接続される。
【００３０】
次に、前記電磁クラッチ８の構成を説明する。図４に示すように、筒形状のハウジング１１が設けられ、該ハウジング１１の上部には入力軸としての接続シャフト１３が軸受１２を介して回転自在に設けられ、下部には出力軸としての出力プーリ１５が軸受１４を介して回転自在に設けられている。上部の接続シャフト１３は、図３に示すステアリングシャフト２ａに連結される一方、下部の出力プーリ１５は、車輪角度変換機構６のピニオン軸６ａに連結されている。接続シャフト１３は、センタリング軸部１３ｂを有する下部の軸端部材１３ｃと、上部の軸端部材１３ｄとを、ボルト１３ｅを介して結合して構成されている。出力プーリ１５とピニオン軸６ａとは、出力プーリ１５とピニオン軸６ａのプーリ６ｂとの間に巻回されたケーブル７を介して連結されている。
【００３１】
図４のように端面どうしが上下方向で対向する接続シャフト１３と出力プーリ１５との間に、これらの２軸を連結して一体回転させたり切り離して回転を伝えないようにするための連結機構２４が設けられている。該連結機構２４は、図１，図２，図７に示すように、下方の出力プーリ１５の上部端面に結合された内周面形成部材としての内周面回転体１７と、該内周面回転体１７の内周面１７ａを転動する外周面１８ａを有する外周面形成部材としての外周面回転体１８と、一対のくさび２０と、上方の接続シャフト１３から軸方向の下方へ突出形成され一対のくさび２０の基端部どうしの間に介在する駆動ピン２３と、該駆動ピン２３と夫々のくさびの基端部との間に設けられ一対のくさび２０を離反する方向へ付勢するロック用付勢手段としての板ばね２１と、前記接続シャフト１３の端面から前記夫々のくさび２０の先端部へ進退可能に設けられ前記板ばね２１の付勢力に抗して前記一対のくさび２０を相互に接近する方向へ押圧する一対のロック解除ピン２８とから構成されている。
【００３２】
図１，図４，図７に示すように、内周面回転体１７には円盤の内部をプレスで半抜きすることにより円形凹部１７ｃが形成され、内周面回転体１７は複数のボルト２６を介して下方の出力プーリ１５の上端面に結合されている。そして、内周面回転体１７には円形凹部１７ｃの中心部から軸方向上方へ立ち上がるように筒部１７ｂが一体成形され、該筒部１７ｂと円形凹部１７ｃの内周面１７ａとの間がリング状の溝となっており、該溝の部分に外周面回転体１８が遊嵌されている。そして、内周面回転体１７の内周寸法よりも外周面回転体１８の外周寸法が短くなっており、内周面回転体１７の内周面１７ａには外周面回転体１８の外周面１８ａがころがり接触している。これらの内周面１７ａと外周面１８ａとにはローレット加工等により細かな凹凸が形成されている。
【００３３】
図１，図４，図７に示すように、外周面回転体１８の中央部には円形孔が形成されており、該円形孔には滑りを円滑にするための金属メタルが貼り付けられ摺動内周面１８ｂを構成している。該摺動内周面１８ｂと内周面回転体１７の筒部１７ｂとの間には円環状空間２２が形成され、該円環状空間２２には一対のくさび２０が収容されている。該くさび２０はいずれも略円弧形状であり、半径方向の幅寸法が大きい基端部と小さい先端部とを有し、基端部どうしが相互に対向するように配置されている。
【００３４】
図１，図４，図７に示すように、接続シャフト１３の下方の端面の軸芯位置には、前記のようにセンタリング軸部１３ｂが突出形成されており、該センタリング軸部１３ｂは、前記内周面回転体１７の筒部１７ｂに回転自在に挿通されている。そして、接続シャフト１３の下方の端面の偏心した位置に、下方へ突出させて駆動ピン２３が設けられている。即ち、前記下部の軸端部材１３ｃには凹部１３ｆが形成され、該凹部１３ｆへ向かって軸端部材１３ｃを貫通させた駆動ピン２３の上端をかしめることにより、駆動ピン２３が固定されている。該駆動ピン２３の先端部は一対のくさび２０の基端部どうしの間に介在しており、該駆動ピン２３と夫々のくさび２０の基端部との間には、一対のくさび２０を相互に離反する方向へ付勢するロック用付勢手段としての板ばね２１が夫々設けられている。夫々の板ばね２１は、断面形状が「く」の字形状に形成されている。
【００３５】
また、上方の接続シャフト１３の下端であって円周方向での前記駆動ピン２３とは相互に反対方向へ同じ角度だけ離れた２位置には、接続シャフト１３の下端面から軸方向の下方へ向かって進退可能に一対のロック解除ピン２８が設けられている。この一対のロック解除ピン２８は、前記板ばね２１の付勢力に抗して前記一対のくさび２０を相互に接近する方向へ押圧するためのものである。
【００３６】
この一対のロック解除ピン２８を接続シャフト１３の端面から下方へ向かって進退させるための機構について説明する。図４に示すように、接続シャフト１３を構成する下部の軸端部材１３ｃに形成された凹部１３ｆと、上部の軸端部材１３ｄに形成された凹部１３ｈとにより収容空間が形成され、該収容空間には、一対のロック解除ピン２８を下方へ進退させる電磁ソレノイド１６が収容されている。電磁ソレノイド１６を構成する可動鉄心１６ａの上端には、可動鉄心１６ａに対して直角な略円形の円板１９が結合され、図７（ｂ）に示すように該円板１９の偏心した位置の２箇所に孔が形成され、該孔に前記ロック解除ピン２８の上端が挿通され、いずれも２つのナット２７によりその長さが調整できるようになっている。該ロック解除ピン２８の先端にはテーパ部２８ａを介して小径部２８ｂが形成される一方、軸端部材１３ｃにはテーパ孔１３ｇが形成され、ロック解除ピン２８の突出時にテーパ部２８ａがテーパ孔１３ｇに隙間なく嵌合する。つまり、ロック解除ピン２８が最下位置へ到着する前はロック解除ピン２８とテーパ孔１３ｇとの間に隙間があって遊びがあるが、最下位置へ到着すると、テーパ部２８ａがテーパ孔１３ｇに隙間なく嵌合するため、一対のくさび２０を相互に接近する方向へ押圧することになる。可動鉄心１６ａの下端は前記センタリング軸部１３ｂの内部に形成した孔１３ａの内部に挿通されており、該孔１３ａには、可動鉄心１６ａが下方へ向かって吸引されていないときには可動鉄心１６ａを上方へ向かって付勢するための後退用付勢手段としての後退用ばね２５が設けられている。
【００３７】
次に、駆動ピン２３と前記一対のロック解除ピン２８との関係を説明する。接続シャフト１３から下方へ突出する駆動ピン２３が、円環状空間２２内の一対のくさび２０の基端部どうしの間に介装されていることにより、一対のくさび２０の先端部と一対のロック解除ピン２８との円周方向での相対的な位置が固定されており、従って上方の接続シャフト１３が回転していても、該接続シャフト１３から突出する一対のロック解除ピン２８の位置は、常に一対のくさび２０の先端部の位置となる。
【００３８】
次に、車両用操舵装置の作用を説明する。
【００３９】
この発明によれば、通常の使用状態であるステアバイワイヤモードでは、ステアリングホィール２の回転数が検出され、該検出による検出値と対応した量だけ操舵アクチュエータ６ｄが駆動し、該操舵アクチュエータ６ｄの駆動によりラック６ｃが車体左右方向へ往復移動し、該ラック６ｃにより車輪が操舵される。このとき、図１，図４に示すように、電磁クラッチ８のロック解除ピン２８は夫々のくさび２０の先端部へ向かって突出しているため、一対のくさび２０は板ばね２１の付勢力に抗して相互に接近する方向へ押圧されロック解除状態を保持しており、該ロック解除状態の一対のくさび２０は駆動ピン２３により回転駆動されて内周面形成部材１７と外周面形成部材１８との間で空回りする。従って、駆動ピン２３の設けられた接続シャフト１３から内周面形成部材１７の設けられた出力プーリ１５へ回転が伝わらず、電磁クラッチ８は切り離し状態となる。
【００４０】
一方、車両電装系の異常やステアバイワイヤシステムの異常等によってステアバイワイヤモードが正常に実行できず、異常であるとステアバイワイヤ制御部９が判断した場合には、電磁ソレノイド１６への通電が止められる。すると、可動鉄心１６ａへの吸引力が作用しなくなり、後退用ばね２５の付勢力が可動鉄心１６ａに作用して可動鉄心１６ａおよび円板１９と共にロック解除ピン２８が軸方向の上方へ向かって後退するので、図２，図５のようになる。ロック解除ピン２８が後退すると、板ばね２１が一対のくさび２０を離反する方向へ付勢するので、楔効果により一対のくさび２０と内周面形成部材１７と外周面形成部材１８とが相対回転できないロック状態となり、ロック状態の内周面形成部材１７が駆動ピン２３により回転駆動される。従って、駆動ピン２３の設けられた接続シャフト１３から内周面形成部材１７の設けられた出力プーリ１５へ回転が伝わり、電磁クラッチ８は接続状態となる。この電磁クラッチ８の接続により、ステアリングホィール２とピニオン軸６ａとが機械的に直結されて直結モードとなり、直結モードにより操舵アクチュエータ６ｄを介することなく、ステアリングホィール２からピニオン軸６ａが直接に回転駆動され、ピニオン軸６ａの回転運動がラック６ｃの往復運動に変換され、車輪１０が操舵される。
【００４１】
この発明によれば、内周面回転体１７と外周面回転体１８とが転がり接触し該接触部で回転を伝達する構成にしたので、歯車加工を要しない分だけ製造コストが安い。また、歯車どうしの噛み合い接触の場合は噛み合いが外れる際に引っ掛かりが生じないように精度が要求されるが、転がり接触なので精度が要求されない。更に、噛み合い接触の場合は精度が要求されるため内歯車と外歯車との偏心量の大きさが制限されるが、内周面回転体１７と外周面回転体１８との場合は精度が要求されないため、偏心量の大きさが制限されることはなく、偏心量を小さくしてくさび２０の角度を小さくすることにより伝達トルクを大きくすることもでき、設計の自由度が高い。
【００４２】
この発明によれば、板ばね２１を駆動ピン２３と夫々のくさび２０の基端部との間に設けたので、駆動ピン２３が一対のくさび２０を回転駆動する際に駆動ピン２３とくさび２０との間に隙間が生じても駆動ピン２３が隙間分だけ空転することなくトルク（反力）が発生する。そのため、駆動ピン２３とくさび２０との間の隙間がステアリングホィールの遊びとして感じられることはなく、ず、駆動ピン２３と一対のくさび２０とが一体となって回転し、ステアリングホィール２の操作フィーリングが良い。
【００４３】
この発明によれば、ステアバイワイヤモード時は電磁ソレノイド１６に通電されているため、一対のロック解除ピン２８は電磁ソレノイド１６に吸引されて夫々のくさび２０の先端部へ向かって突出しており、一対のくさび２０は相互に接近する方向へ押圧されてロック解除状態を保持して空回りし、電磁クラッチ８は切り離し状態となる。一方、異常が生じて電磁ソレノイド１６に通電されなくなると、後退用ばね２５の付勢力により一対のロック解除ピン２８が後退して一対のくさび２０への押圧が解除されるため、板ばね２１が一対のくさび２０を離反する方向へ付勢し、楔効果によりロック状態となった内周面形成部材１７が駆動ピン２３により回転駆動され、電磁クラッチ８は接続状態となる。
（ｂ）実施の形態２
次に、実施の形態２について説明する。
【００４４】
この実施の形態は、実施の形態１の一部を変更したものなので、同一部分の説明を省略し異なる部分のみを説明する。
【００４５】
実施の形態１における図１（ｂ）と対応する部分の図面を図８に示す。実施の形態１では、図１（ａ）に示すように内周面形成体としての内周面回転体１７と外周面形成体としての外周面回転体１８とを設け、内周面回転体１７の内周面１７ａを外周面回転体１８が転がるように構成したものであるが、実施の形態２では図８に示すように内周面形成体としての内歯歯車１７ｐと外周面形成体としての外歯歯車１８ｐとを設け、内歯歯車１７ｐの内歯１７ｑと外歯歯車１８ｐの外歯１８ｑとが噛み合いながら外歯歯車１８ｐが内歯歯車１７ｐの内部を転がるように構成したものである。外歯１８ｑの歯数が内歯１７ｑの歯数よりも１または２だけ少なく構成されている。
【００４６】
その他の構成作用は実施の形態１と同じなので、説明を省略する。
【００４７】
この発明によれば、内歯歯車１７ｐと外歯歯車１８ｐとの噛み合いによって外歯歯車１８ｐが内歯歯車１７ｐの内部を転動するので、内歯歯車１７ｐと外歯歯車１８ｐとの間に滑りが生じることによる電磁クラッチ８の接続シャフト１３と出力プーリ１５との間の滑りが回避される。
【００４８】
なお、実施の形態１，２ではクラッチを構成する出力軸の端面に内周面回転体あるいは内歯歯車を結合し、入力軸の端面に駆動ピンを突出形成したが、出力軸と入力軸とを逆にしてもよい。また、操舵アクチュエータの回転運動を操舵機構によりラックの往復運動に変換したが、操舵アクチュエータの回転運動を操舵機構を介することなく直接にラックの往復運動に変換する構成を採用してもよい。更に、ロック用付勢手段は、駆動ピンと夫々のくさびの基端部との間に設けたが、駆動ピンを介在させることなく、夫々のくさびの間に設けるようにしてもよい。また更に、ロック解除ピンを駆動するのに、異常時に通電が停止する電磁ソレノイドと後退用ばねを用いたが、その他の構成を採用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】ロック解除状態の連結機構に係り、（ａ）は断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視図（実施の形態１）。
【図２】ロック状態の連結機構に係り、（ａ）は断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ矢視図（実施の形態１）。
【図３】車両用操舵装置の全体構成を示す構成図（実施の形態１）。
【図４】切り離し状態の電磁クラッチの断面図（実施の形態１）。
【図５】接続状態の電磁クラッチの断面図（実施の形態１）。
【図６】電磁クラッチの斜視図（実施の形態１）。
【図７】電磁クラッチの要部に係り、（ａ）は正面断面図、（ｂ）は平面図（実施の形態１）。
【図８】電磁クラッチの要部を示す平面図（実施の形態２）。
【符号の説明】
【００５０】
１…車両用操舵装置
２…ステアリングホィール
６…車輪角度変換機構（操舵機構）
６ａ…ピニオン軸
６ｃ…ラック
６ｄ…操舵アクチュエータ
８…電磁クラッチ（クラッチ）
１０…車輪
１３…接続シャフト（入力軸）
１５…出力プーリ（出力軸）
１６…電磁ソレノイド
１７…内周面回転体（内周面形成部材）
１７ａ…内周面
１７ｂ…筒部
１７ｐ…内歯歯車（内周面形成部材）
１７ｑ…内歯
１８…外周面回転体（外周面形成部材）
１８ａ…外周面
１８ｂ…摺動内周面（円形孔）
１８ｐ…外歯歯車（外周面形成部材）
１８ｑ…外歯
２０…くさび
２１…板ばね（ロック用付勢手段）
２２…円環状空間
２３…駆動ピン
２５…後退用ばね（後退用付勢手段）
２８…ロック解除ピン
【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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