(57)【要約】【課題】ステアリング装置において、逆入力に起因する出力部材の回転を阻止可能とする。【解決手段】電動モータ１６の作動により、入力部材２０に駆動トルクが加えられると、その駆動トルクは出力部材２２に伝達され、転舵装置１２に出力されて、車輪が転舵される。出力部材２２に転舵装置１２から大きなトルクが加えられると、出力部材２２が入力部材２０に対して相対回転させられ、ロック装置２４がロック状態とされる。出力部材２２の回転が阻止されて、電動モータ２８に路面反力に起因するトルクが伝達されることを回避することができる。また、出力部材２２とハウジング１８との間には、抵抗体２６が設けられる。抵抗体２６によって出力部材２２の回転が抑制され、出力部材２２に加えられるトルクが回転抵抗の分だけ小さくなる。それによってロック装置２４に加わる力を小さくすることができ、ロック装置２４の寿命を長くすることができる。【選択図】図１
2004284441.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モータを含む操舵入力装置と、その操舵入力装置の出力に基づいて車輪を転舵する転舵装置とを含むステアリング装置であって、
前記操舵入力装置が、
前記電動モータの出力軸と一体的に回転可能な入力部材と、
その入力部材によって入力されたトルクに応じたトルクを前記転舵装置に出力する出力部材と、
前記入力部材によって入力されたトルクを前記出力部材に伝達する入力トルク伝達部材と、
前記出力部材の前記転舵装置から加えられたトルクに起因する回転を阻止するロック装置と
を含むことを特徴とするステアリング装置。
【請求項２】
前記操舵入力装置が、前記出力部材に回転抵抗を加える回転抵抗付与装置を含む請求項１に記載のステアリング装置。
【請求項３】
前記ロック装置が、少なくとも前記出力部材に前記転舵装置から加えられるトルクが設定トルクより小さい場合に回転許容状態となり、前記設定トルク以上である場合に回転阻止状態となる逆入力トルク対応回転阻止部を含む請求項２に記載のステアリング装置。
【請求項４】
前記回転抵抗付与装置が、前記入力部材と非回転部材との少なくとも一方と、前記出力部材との間に設けられた請求項２または３に記載のステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、電動モータを含む操舵入力装置と、その操舵入力装置の出力に基づいて車輪を転舵する転舵装置とを含むステアリング装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種のステアリング装置は広く知られている。その一例は、操舵部材の操舵角度，操舵角速度，操舵力等の操舵関連量を操舵関連量検出装置により検出し、その検出結果に基づいて制御装置に電動モータを制御させることにより、転舵装置を作動させる形態のステアリング装置である。別の一例は、操舵部材と、電動モータと、転舵装置と、操舵部材の操作に基づく第一入力部材の作動量である第一作動量と電動モータの作動に基づく第二入力部材の作動量である第二作動量との方向性を考慮した和の作動量を出力部材に伝達する第一伝達装置と、出力部材の出力を転舵装置に伝達する第二伝達装置と、少なくとも操舵部材の操舵関連量に基づいて電動モータを制御する制御装置とを含むステアリング装置である。
また、特許文献１には、逆入力防止装置が記載されている。この逆入力防止装置は、入力部材と、出力部材と、入力部材のトルクを出力部材に伝達するトルク伝達部材と、逆入力による出力部材の回転を阻止するロック装置とを含むものである。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−２６６９０２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題、課題解決手段および効果】
本発明の課題は、電動モータを含むステアリング装置において出力部材に転舵装置からトルクが加えられた場合に、出力部材の回転を適切に阻止し得るようにすることである。この課題は、ステアリング装置を下記各態様の構成のものとすることによって解決される。各態様は、請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまで、本明細書に記載の技術の理解を容易にするためであり、本明細書に記載の技術的特徴およびそれらの組み合わせが以下の各項に限定されると解釈されるべきではない。また、１つの項に複数の事項が記載されている場合、常に、すべての事項を一緒に採用しなければならないものではなく、一部の事項のみを取り出して採用することも可能である。
【０００５】
以下の各項のうち、（１）項が請求項１に対応し、（２）項が請求項２に対応し、（３）項が請求項３に対応し、（７）項が請求項４に対応する。
【０００６】
（１）電動モータを含む操舵入力装置と、その操舵入力装置の出力に基づいて車輪を転舵する転舵装置とを含むステアリング装置であって、
前記操舵入力装置が、
前記電動モータの出力軸と一体的に回転可能な入力部材と、
その入力部材によって入力されたトルクに応じたトルクを前記転舵装置に出力する出力部材と、
前記入力部材によって入力されたトルクを前記出力部材に伝達する入力トルク伝達部材と、
前記出力部材の前記転舵装置から加えられたトルクに起因する回転を阻止するロック装置と
を含むことを特徴とするステアリング装置。
本項に記載のステアリング装置においては、入力部材に電動モータによって加えられたトルクがトルク伝達装置を介して出力部材に伝達され、転舵装置に出力される。転舵装置においてタイロッドが移動させられ、車輪が転舵される。
また、出力部材に転舵装置からトルクが加えられた場合に、そのトルクによる出力部材の回転がロック装置によって阻止される。例えば、路面反力に起因する大きなトルクが出力部材に加わっても、出力部材の回転が阻止されるため、路面反力に起因するトルクが入力部材を介して電動モータに伝達されることを阻止することができる。
（２）前記操舵入力装置が、前記出力部材に回転抵抗を加える回転抵抗付与装置を含む（１）項に記載のステアリング装置。
本項に記載のステアリング装置においては、出力部材に回転抵抗が加えられる。出力部材の回転が抑制されるのであり、回転抵抗付与装置が出力部材のブレーキとして作用する。回転抵抗が加えられる場合と加えられない場合とで、回転抵抗が加えられる場合の方が出力部材の加速度が小さくなるため、回転速度を抑制することができる。なお、回転抵抗は、出力部材の両方向の回転において加えられるようにすることが望ましい。
回転抵抗付与装置は、摩擦係合部材を含み、出力部材に摩擦力に応じた抵抗を加えるものとしたり、ダンパを含み、流体の流れに応じた抵抗を加えるものとしたりすることができる。前者の摩擦係合部材を含む場合において、摩擦係合部材と出力部材との間に作用する力が同じである場合には、回転抵抗は摩擦係合部材と出力部材との間の摩擦係数が大きい場合は小さい場合より大きくなる。また、後者のダンパが、例えば、出力部材と非回転部材との間に設けられた場合において、出力部材の非回転部材に対する相対速度が同じである場合には、回転抵抗はオリフィスの径が大きい場合は小さい場合より小さくなる。換言すれば、摩擦係合部材の摩擦係数の大きさや、ダンパのオリフィスの径の大きさを適宜決めれば、出力部材に加えられる回転抵抗の大きさを決めることができるのである。
（３）前記ロック装置が、少なくとも前記出力部材に前記転舵装置から加えられるトルクが設定トルクより小さい場合に回転許容状態となり、前記設定トルク以上である場合に回転阻止状態となる逆入力トルク対応回転阻止部を含む（１）項または（２）項に記載のステアリング装置。
出力部材に加えられるトルクが設定トルクより大きい場合は、出力部材のトルクの入力部材への伝達を確実に阻止することが望ましい。そのため、ロック装置は、出力部材に加えられるトルクが設定トルク以上の場合に回転阻止状態とされるものとすることが望ましい。
設定トルクは、入力部材に入力される入力トルクに基づいて決めることもできる。
（４）前記ロック装置が、少なくとも前記出力部材の前記入力部材に対する相対回転速度が設定速度より小さい場合に回転許容状態となり、前記相対回転速度が設定速度以上である場合に回転阻止状態となる相対速度対応回転阻止部を含む（１）項ないし（３）項のいずれか１つに記載のステアリング装置。
回転抵抗付与装置によって加えられる回転抵抗が同じである場合には、出力部材に転舵装置から加えられるトルクが大きい場合は小さい場合より出力部材の回転速度が大きくなる。そのため、入力部材の回転速度が同じである場合には、出力部材に転舵装置から加えられるトルクが大きい場合は小さい場合より相対回転速度が大きくなる。
ロック装置が、出力部材の入力部材に対する相対回転速度が設定速度より小さい場合に回転許容状態にあり、設定速度以上である場合に回転阻止状態にされる場合において、入力部材の回転速度を大きくすれば、出力部材に加えられるトルクが大きくても、入力部材に対する出力部材の相対回転速度が大きくならないため、ロック装置を回転許容状態に保つことができる。しかし、入力部材の回転速度を小さくする要求がある場合がある。そこで、入力部材の回転速度が設定速度より小さくても、出力部材の入力部材に対する相対回転速度が設定速度を越えないように、回転抵抗の大きさを決めることができる。
なお、設定速度は、例えば、０とすることができるのであり、ロック装置は、出力部材の回転速度が入力部材の回転速度以下の場合に回転許容状態にあり、出力部材の回転速度が入力部材の回転速度を越えた場合に回転阻止状態となるものとすることができる。
（５）前記出力部材と非回転部材とが対向する一対の対向面の少なくとも一方が、前記出力部材の前記非回転部材に対する相対回転によってこれらの間の隙間が変化する形状とされ、前記ロック装置が、前記一対の対向面と、それら対向面の間に設けられた係合部材とを有し、その係合部材が前記一対の対向面の間の隙間が小さくなる方向に移動させられて、くさび係合状態とされることにより前記出力部材の回転を阻止するくさび係合部を含む（１）項ないし（４）項のいずれか１つに記載のステアリング装置。
一対の対向面の少なくとも一方の形状が、出力部材の非回転部材に対する相対回転につれて隙間の間隔が小さくなる形状を成したものである場合には、出力部材の非回転部材に対する相対回転によって係合部材が隙間に押し付けられて、くさび係合状態とされ、出力部材の回転が阻止される。一対の対向面の少なくとも一方の形状が、これらの間の隙間が、出力部材の非回転部材に対する両方向の相対回転につれて小さくなる形状である場合には、出力部材の非回転部材に対する相対回転の方向がいずれであっても、出力部材の回転を阻止することが可能となる。
また、本項に記載のステアリング装置における場合のように、ロック装置がくさび係合部を含む場合において、出力部材が非回転部材に対して大きな相対回転加速度で回転させられると、係合部材の一対の対向面の間の隙間への食い付きが大きくなり、回転阻止状態から回転許容状態に切り換えられ難くなる。それに対して、出力部材に回転抵抗が加えられて、加速度が過大になることが回避されれば、係合部材の食い付きが生じ難くなり、ロック装置の寿命を長くすることができる。
なお、非回転部材は、例えば、当該トルク伝達装置のハウジングとすることができる。
【０００７】
（６）前記回転抵抗付与装置が、前記ロック装置の回転許容状態において、前記出力部材に回転抵抗を加えるものである（２）項ないし（５）項のいずれか１つに記載のステアリング装置。
出力部材の回転が阻止された状態においては、出力部材は静止状態にあり、回転抵抗が加えられることはない。
（７）前記回転抵抗付与装置が、前記入力部材と非回転部材との少なくとも一方と、前記出力部材との間に設けられた（２）項ないし（６）項のいずれか１つに記載のステアリング装置。
回転抵抗付与装置は、非回転部材と出力部材との間に設けられても、入力部材と出力部材との間に設けられてもよい。後者の入力部材と出力部材との間に設けられる場合において、電動モータを停止状態に保つために保持トルクが加えられる場合には、入力部材の静止状態に出力部材に加え得る回転抵抗の最大値は保持トルクとなる。
（８）前記回転抵抗付与装置が、前記入力部材と非回転部材との少なくとも一方と前記出力部材との間に設けられた摩擦係合部材を含む（２）項ないし（７）項のいずれか１つに記載のステアリング装置。
回転抵抗付与装置は、摩擦係合部材を１つ含むものであっても、複数含むものであってもよい。
（９）前記回転抵抗付与装置が、前記入力部材と非回転部材との少なくとも一方と前記出力部材との間に設けられたロータリシリンダを含む（２）項ない（７）項のいずれか１つに記載のステアリング装置。
（１０）前記操舵入力装置と前記転舵装置との間に設けられたハーモニックドライブ（登録商標）を含む（１）項ないし（９）項のいずれか１つに記載のステアリング装置。
【０００８】
（１１）操舵部材と、
電動モータと、
転舵装置と、
前記操舵部材の操作に基づく第一入力部材の作動量である第一作動量と前記電動モータの作動に基づく第二入力部材の作動量である第二作動量との方向性を考慮した和の作動量を出力部材に伝達する第一伝達装置と、
前記出力部材の出力を前記転舵装置に伝達する第二伝達装置と、
少なくとも前記操舵部材の操舵関連量に基づいて電動モータを制御する制御装置と、
前記出力部材から前記電動モータまでの間に存在する回転部材の、前記転舵装置から前記出力部材に加えられたトルクに起因する回転を阻止する回転阻止装置と
を含むことを特徴とするステアリング装置。
第一入力部材，第二入力部材および出力部材はいずれも、それぞれの回転軸線まわりに回転する部材であることが望ましく、その場合にはそれぞれ第一入力回転部材，第二入力回転部材および出力回転部材となる。なお、第一入力部材、第二入力部材、出力部材が回転する部材である場合に、作動量は、回転数自体に限らず、回転数が大きい場合に大きくなる量である。
本項に記載の回転部材は、出力部材から電動モータまでの間に存在する部材であるが、出力部材を回転部材としたり、電動モータの出力軸を回転部材としたりすることができる。また、本項に記載の出力部材は、例えば、ピニオン軸とすることができるが、それに限らない。さらに、第二入力部材は、（１）項ないし（１０）項の出力部材に対応する。
前記  （２）項ないし（１０）項のいずれかに記載の特徴は本項に係るステアリング装置にも適用可能である。
（１２）前記第二入力部材と前記出力部材との間に前者の運動を減速して後者に伝達する減速装置が設けられた（１１）項に記載のステアリング装置。
減速装置は、第二入力部材と出力部材との間に設けられることが望ましく、その減速装置としては、例えば、ハーモニックドライブ（登録商標）を使用し得る。
（１３）前記回転阻止装置が、
前記出力部材から前記電動モータまでの間に存在する前記回転部材と一体的に回転する被回転阻止部材と、
その被回転阻止部材に近接して配設され、回転しない非回転部材と、
それら被回転阻止部材と非回転部材との間に設けられ、被回転阻止部材を非回転部材にロックするロック装置と、
そのロック装置を解除することにより、前記被回転阻止部材を前記非回転部材に対して相対回転可能な状態とするロック解除装置と
を含む（１１）項または（１２）項に記載のステアリング装置。
本項に記載のロック解除装置の一態様は、〔発明の実施の形態〕のロック解除部材であるがそれに限定されない。また、被回転阻止部材を第２入力部材とした場合の態様が（１）項ないし（１０）項の態様である。
（１４）前記ロック解除装置により前記ロック装置が解除された際に、前記出力部材から前記電動モータまでの間に存在する前記回転部材の回転を抑制する回転抑制装置を含む（１３）項に記載のステアリング装置。
本項に記載の回転抑制装置は、（２）項ないし（１０）項の回転抵抗付与装置に対応する。
（１５）前記回転抑制装置が、前記出力部材から前記電動モータまでの間に存在する前記回転部材に摩擦抵抗を付与する摩擦抵抗付与装置を含む（１４）項に記載のステアリング装置。
本項に記載の摩擦抵抗付与装置は、（８）項に記載の摩擦係合部材を含むものに対応する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態であるステアリング装置について図面に基づいて詳細に説明する。本実施形態においては、ステアリング装置が前輪のステアリング装置に適用される。この前輪のステアリング装置は、アクティブフロントステアリング装置である。
図１、２において、本実施形態におけるステアリング装置は、操舵入力装置１０と、操舵入力装置１０からの出力に基づいて作動させられる転舵装置１２とを含む。操舵入力装置１０は、ステアリングホイール１４と、電動モータ１６と、クラッチ装置１７とを含む。クラッチ装置１７は、ハウジング１８，入力部材２０，出力部材２２，ロック装置２４，回転抵抗付与装置２６等を含む。
入力部材２０は、電動モータ１６の出力軸であり、電動モータ１６の駆動により回転させられる。出力部材２２は、減速機３４を介してピニオン軸４０に連携させられる。ピニオン軸４０の回転によって、転舵装置１２においてタイロッドが移動させられ、車輪４２，４４が転舵される。ピニオン軸４０には、ステアリングホイール１４の操舵トルクと出力部材２２に加えられる電動モータ１６の駆動トルクとの少なくとも一方に基づくトルクが加えられる。
【００１０】
減速機３４は、例えば、サーキュラスプライン４５，フレクスプライン４６，ウェーブジェネレータ４７を含むハーモニックドライブ（登録商標）とすることができる。ウェーブジェネレータ４７が出力部材２２と相対回転不能とされ、フレクスプライン４６がステアリングシャフト４８と相対回転不能とされ、サーキュラスプライン４５がピニオン軸４０と相対回転不能とされる。ウェーブジェネレータ４７は断面形状が楕円状を為したものであり、フレクスプライン４６は弾性変形可能なものであり、それらウェーブジェネレータ４７とフレクススプライン４６との間にはベアリング４９が設けられる。
【００１１】
電動モータ１６の停止状態（出力部材２２の非回転状態）において、ステアリングホイール１４が操作されると、ステアリングシャフト４８が回転させられ、フレクスプライン４６が回転させられる。それに伴ってサーキュラスプライン４５が回転させられ、ピニオン軸４０が回転させられる。
電動モータ１６の作動状態においては、電動モータ１６の作動により出力部材２２が回転させられ、ウェーブジェネレータ４７が回転させられる。その回転がフレクスプライン４６を介してサーキュラスプライン４５に伝達され、ピニオン軸４０が回転させられる。
【００１２】
電動モータ１６の制御により、フレクスプライン４６の回転数に対するピニオン軸４０の回転数の比率を制御することができる。この比率は、ステアリングシャフト４８の回転数、すなわち、フレクスプライン４６の回転数とは無関係に制御することもできるのであり、ステアリングホイール１４の非操作状態においても、電動モータ１６の作動によりピニオン軸４０を回転させることができる。また、逆に、路面からの力によりピニオン軸４０が回転させられると、フレクスプライン４６を介してウェーブジェネレータ４７が回転させられ、出力部材２２が回転させられる。ハーモニックドライブ３４は減速比率が大きいものであるため、ピニオン軸４０の回転数が小さくても出力部材２２の回転数、すなわち、電動モータ１６の回転数は大きくなる。
この出力部材２２の回転によって電動モータ１６が回転させられることが望ましくないためロック装置２４が設けられ、路面からの力による出力部材２２の回転が阻止される。また、回転抵抗付与装置２６は、出力部材２２の回転を抑制するものである。
【００１３】
入力部材２０は、図３に示すように、電動モータ１６の出力軸であるロータとしての筒部５０と筒部５０から半径方向外方に突出したフランジ部５２とを含み、フランジ部５２の外周縁には、軸方向に延びる複数の突部５４が設けられる。本実施形態においては８個の突部５４が、互いに等間隔に設けられる。また、フランジ部５２の平板部には軸方向に延びる突部５６が、互いに等間隔に４個設けられる。
突部５４は、後述するように、ロック装置２４を回転阻止状態（ロック状態）から回転許容状態（ロック解除状態）に切り換えるためのものであり、突部５６は、入力部材２０の回転を出力部材２２に伝達するためのものである。したがって、以下、突部５４をロック解除部材、突部５６をトルク伝達部材と称する。
【００１４】
出力部材２２も、図３に示すように、筒状を成したものであり、大径部６０と小径部６２とを含む。大径部６０の端面６４には、軸方向に延びる複数の凹部６６が設けられる。凹部６６は、本実施形態においては、端面６４に間隔を隔てて４個設けられる。
大径部６０の外周面には、８個の平面部７０が設けられる。８個の平面部７０のうちの２つずつは互いに隣接する状態で設けられ、これらが互いに対にされる。４個の平面部対は互いに９０°ずつ隔たって設けられる。平面部７０は、出力部材２２のハウジング１８に対する相対回転によって出力部材２２の外側面とハウジング１８の内周面との間の隙間の大きさが変わり得る状態で形成されるのであり、本実施形態においては、一対の平面部７０により、出力部材２２がハウジング１８に対して時計方向に回転しても半時計方向に回転しても、隙間が小さくなる部分が設けられる。
出力部材２２と入力部材２０とは、出力部材２２の大径部６０の端面６４と入力部材２０のフランジ部５２とが対向する状態で、トルク伝達部材５６が凹部６６に係合し、ロック解除部材５４が出力部材２２の大径部６０の外側に位置するように組み立てられて、ハウジング１８の内側に設けられる。
【００１５】
出力部材２２とハウジング１８との間にはロック装置２４が設けられる。ロック装置２４は、図４に示すように、大径部６０の外側、すなわち、複数の平面部７０にぞれぞれ対応して配設けられた複数のローラ７２を含む。本実施形態においては、出力部材２２の外側面に８個の平面部７０が設けられるため、ローラ７２も８個設けられ、２つずつが対にされる。これら４個のローラ対の各々の２つのローラ７２の間には、それら２つのローラ７２を互いに離間する方向に付勢する付勢手段７４が設けられる。付勢手段７４によりローラ７２がそれぞれ出力部材２２の平面部７０とハウジング１８の内周面との間の隙間が小さくなる方向に付勢され、その位置においてくさび係合状態とされる。この意味において、ローラ７２をくさび係合部材と称することができる。
【００１６】
出力部材２２の入力部材２０に対する相対回転速度が設定速度を超えると、ローラ７２がハウジング１８の内側面と出力部材２２の平面部７０との間においてくさび係合させられ、そのくさび効果により出力部材２２の回転が阻止される。出力部材２２は時計方向に回転しても反時計方向に回転しても、一対のローラ７２のいずれか一方がくさび係合させられ、回転阻止状態にされる。
一方、入力部材２０と出力部材２２とが組み付けられた状態においては、ロック解除部材５４がローラ７２に隣接する状態、すなわち、ローラ７２とほぼ同一半径上に位置する状態とされる。本実施形態においては、ロック解除部材５４がそれぞれ一対のローラ７２の両側に位置する状態とされるのであり、入力部材２０がいずれの方向に回転しても、ローラ７２をくさび係合位置から押し出してロックを解除することができる。また、定常状態においては、ロック解除部材５４とローラ７２の外周面との間の隙間ｄ１がトルク伝達部材５６と凹部６６の内周面との間の隙間ｄ２より小さくなるようにされている。
【００１７】
出力部材２２の小径部６２とハウジング１８との間には、回転抵抗付与装置としての抵抗体２６が設けられる。抵抗体２６は、摩擦力に応じた抵抗を出力部材２２に付与する。
出力部材２２を回転させようとする力が抵抗体２６との間の静止摩擦力より小さい場合は、出力部材２２が回転することはない。それに対して、出力部材２２に加えられる力が静止摩擦力より大きくなると、出力部材２２が回転させられる。出力部材２２は、加えられたトルクから動摩擦力に応じたトルクを引いた大きさのトルクによって回転させられる。出力部材２２はブレーキが加わった状態で回転させられることになる。ただし、本実施形態においては、出力部材２２のトルクがハーモニックドライブ３４を介してピニオン４０に伝達されるのであり、減速比は１：５０程度である。そのため、ピニオン４０に伝達されるトルクに対する出力部材２２に加えられるブレーキの影響は小さい。
【００１８】
回転抵抗が付与されると出力部材２２の回転が抑制される。図６に示すように、抵抗体２６が設けられない場合には、出力部材２２の回転速度は、路面から加えられるトルクによって破線に示すように増加するが、回転抵抗が加えられると、出力部材２２の加速度が小さくなるため、回転速度の増加勾配が小さくなり実線に示すように増加する。
【００１９】
抵抗体２６によって加えられる回転抵抗が同じである場合には、出力部材２２にピニオン軸４０から加えられるトルクが大きい場合は小さい場合より出力部材２２の回転速度が大きくなる。そのため、入力部材２０の回転速度が同じである場合には、出力部材２２に加えられる逆入力トルクが大きい場合は小さい場合より相対回転速度が大きくなる。
本実施形態におけるようにロック装置２４が、出力部材２２の入力部材２０に対する相対回転速度が設定速度（例えば、０に近い非常に小さい大きさとすることができる）より小さい場合に回転許容状態にあり、設定速度以上である場合に回転阻止状態にされる場合において、入力部材２０の回転速度を大きくすれば、出力部材２２に加えられる逆入力トルクが大きくても、入力部材２０に対する出力部材２２の相対回転速度が大きくならない限り、ロック装置２４を回転許容状態に保つことができる。しかし、逆入力トルクが加えられる場合に、入力部材２０を小さい速度で回転させる要求がある場合がある。そこで、入力部材２０の回転速度を設定速度Ｖｓまで低下させた場合であっても、出力部材２２の入力部材２０に対する相対回転速度が設定速度を超えないようにすることが望ましい。また、出力部材２２に加えられる逆入力トルクが大きい場合は、出力部材２２の回転を確実に阻止し、電動モータ１６への伝達を確実に阻止することが望ましい。
これらを考慮して、抵抗体２６が設計されるのであり、本実施形態においては、図６に示すように、出力部材２２に加えられるトルクが設定トルク以上の状態において回転阻止状態とされ、設定トルク以下の状態において、回転速度が設定速度Ｖｓを越えないようにされる。抵抗体２６の摩擦係数や材質等が決まるのである。
【００２０】
本ステアリング装置には、図２に示すように、コンピュータを主体とする制御装置８０が設けられ、それの入力部には、ステアリングホイール１４の操舵角を検出する操舵角センサ８２，電動モータ１６の回転速度を検出する回転速度センサ８４，車輪４２，４４の転舵角度を検出する転舵角センサ８６等が接続されるとともに、出力部には、電動モータ１６への供給電流を制御するモータ制御部８８等が接続される。
【００２１】
電動モータ１６が非作動状態にある場合には、ステアリングホイール１４の操舵に伴ってステアリングシャフト４８が回転させられ、ピニオン軸４０が回転させられる。ステアリングホイール１４に加えられる操舵トルクがピニオン軸４０に伝達される。
電動モータ１６への供給電流は、予め定められた規則に基づいて制御される。電動モータ１６への供給電流は、ステアリングホイール１４の操舵状態に基づいて制御される場合や、操舵状態とは関係なく制御される場合がある。
【００２２】
例えば、ステアリングホイール１４の操舵角を小さくする操作、すなわち、切り戻し操作が行われる場合に、電動モータ１６が制御される。切り戻し操作が行われる場合には、車輪４２，４４には、直進状態に戻す方向に大きな路面反力が加えられる。電動モータ１６の制御が行われない場合には、車輪４２，４４は路面反力によって直進状態に直ちに戻される。一方、ピニオン軸４０には大きなトルクが加えられ、出力部材２２に大きなトルクが加えられる。ロック装置２４が回転阻止状態になり、出力部材２２の回転が阻止される。
それに対して、電動モータ１６が作動状態にある場合には、入力部材２０が回転させられ、ロック解除部材５４がローラ７２を押し出す。付勢手段７４の付勢力に抗してローラ７２が移動させられ、ロックが解除され、回転許容状態とされる。トルク伝達部材５６が凹部６６の内周面に当接し、それによって出力部材２２が回転させられる。入力部材２０と出力部材２２とは一体的に回転させられるのであり、電動モータ１６によって入力部材２０に加えられたトルクが出力部材２２に伝達される。
【００２３】
抵抗体２６が設けられない場合において、出力部材２２に、入力部材２０から加えられるトルクより大きなトルクが逆入力されると、出力部材２２は、入力部材２０によって回転させられるのではなく、路面反力によって入力部材２０に対して相対回転させられる。それによって、ロック装置２４が回転阻止状態にされ、出力部材２２の回転が阻止される。出力部材２２の回転が阻止された状態から、入力部材２０の回転に伴ってロック解除部材５４がローラ７２を押し出すと、ロックが解除され回転許容状態になる。出力部材２２が回転させられ、再びロック状態に至る。図５の破線に示すように、回転許容状態と回転阻止状態とが繰り返し起きるのであり、大きなトルク変動が繰り返し起きる。
【００２４】
それに対して、抵抗体２６が設けられた場合には、出力部材２２に加えられるトルクがこれらの間の摩擦力に応じたトルクだけ小さくされるのであり、出力部材２２の回転が抑制される。出力部材２２の回転加速度が小さくなり、出力部材２２の入力部材２０に対する相対回転速度が設定速度（例えば、０に非常に近い大きさとすることができる）より大きくなることが回避され、ロック装置２４が回転阻止状態になることが回避される。
図５の実線が示すように、入力部材２０が速度Ｖ１で回転するように電動モータ１６が制御される場合において、出力部材２２の回転速度Ｖ２が入力部材２０の速度Ｖ１を越えることがないため、ロック装置２４が回転阻止状態に至ることがない。出力部材２２は入力部材２０によって、すなわち、電動モータ１６の駆動トルクによって回転させられることになり、車輪４２，４４を電動モータ１６の制御によってゆっくり直進状態に戻すことができる。また、ロック装置２４が回転阻止状態と回転許容状態とに交互に切り換えられて、大きなトルク変動が起きることを回避することができる。
さらに、入力部材２０の回転速度Ｖ１が設定速度Ｖｓ以下である状態において、出力部材２２に入力部材２０からの入力トルク以上のトルクが逆入力された場合には回転阻止状態にされる。逆入力トルクが入力トルクに対して大きくなった場合に、出力部材２２の回転を確実に阻止することができ、電動モータ１６に逆入力トルクが加えられることを確実に回避することができる。
また、ロック装置２４が回転阻止状態にされる場合に、ローラ７２の食い付きを小さくすることができ、ロック解除し難くなることを回避することができ、ロック装置２４の寿命を長くすることができる。
さらに、クラッチ装置１７において、ステアリングシャフト４８，ピニオン軸４０等が同軸上に設けられるため、配置の自由度を向上させることができる。
【００２５】
なお、上記実施形態においては、抵抗体２６が出力部材２２とハウジング１８との間に設けられたが、それに限らない。図７に示すように、出力部材２２と入力部材２０との間に抵抗体１００を設けることもできる。本実施形態においては、入力部材２０を非回転状態に保つ場合には、電動モータ１６に保持トルクが加えられる。そのため、入力部材２０の非回転状態において、出力部材２２には保持トルク以下の回転抵抗を加えることができる。
【００２６】
また、上記実施形態においては、回転抵抗付与装置として摩擦部材が採用されたが、それに限らない。図８に示すように、出力部材２２とハウジング１８との間に設けられたロータリシリンダ２００を含むものとすることができる。ロータリシリンダ２００はハウジング１８に固定された第１仕切部材２０２と出力部材２２に固定された第２仕切部材２０４とを含む。これら第１仕切部材２０２，第２仕切部材２０４によってシリンダ２００の内部が複数の液室２１０〜２１５に仕切られ、出力部材２２のハウジング１８に対する相対回転によって液室２１０〜２１５の容積が変化する。また、第２仕切部材２０４にはオリフィス２０６が設けられる。互いに隣接する第１仕切部材２０２の間の、第２仕切部材２０４によって仕切られる２つの液室２１０，２１１および液室２１２，２１３および液室２１４，２１５が互いに対にされる。第１仕切部材２０２に対する第２仕切部材１０４の時計方向の相対回転によって、これら複数対の液室のうちの液室２１１，２１３，２１５の容積が減少させられ、液室２１０，２１２，２１４の容積が増加させられる。液室２１１，２１３，２１５の作動液はオリフィス２０６を経て液室２１０，２１２，２１４に流れる。それによって、出力部材２２とハウジング１８との間に流体抵抗が加えられる。
【００２７】
なお、オリフィス２０６を設けることは不可欠ではなく、第２仕切部材２０４とハウジング１８の内周面との間に隙間を設け、これらの間の隙間をオリフィスとしての機能を有するものとすることができる。
このように、ロータリシリンダ２００を設けても、出力部材２２の回転を抑制することができるのであり、抵抗力を加えることができる。
さらに、回転抵抗付与装置としては、磁性流体を含む装置をすることもできる。この場合には、出力部材２２に大きな逆入力が加えられる状態であることが検出された場合、実際に大きなトルクが加えられたことが検出された場合等に作用状態に切り換えられるようにするのである。
【００２８】
また、本実施形態におけるステアリング装置は、後輪側に適用することもできる。さらに、ロック装置２４に含まれるローラ７２の個数、入力部材２０，出力部材２２等の形状は、上記実施形態におけるそれに限らない。
また、本実施形態におけるクラッチ装置１７は、ステアリング装置に限らず、広くクラッチ装置に適用することができる。例えば、ウオームギヤ等を利用して逆入力を防止していた装置に適用することができる。
本発明は、前記〔発明が解決しようとする課題、課題解決手段および効果〕に記載の態様の他、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した態様で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態であるステアリング装置の要部を示す断面図である。
【図２】上記ステアリング装置の全体を示す概念図である。
【図３】上記ステアリング装置のクラッチ装置に含まれる入力部材、出力部材の斜視図である。
【図４】図１のＡＡ断面図である。
【図５】上記ステアリング装置の出力部材の回転速度の状態を示す図である。
【図６】上記ステアリング装置の回転抵抗付与装置による作用を示す図である。
【図７】本発明の別の一実施形態であるステアリング装置の要部を示す断面図である。
【図８】上記各ステアリング装置の別の回転抵抗付与装置を示す図である。
【符号の説明】
１０：操舵部材、１２：転舵装置、１６：電動モータ、１４：ステアリングホイール、１８：ハウジング、２０：入力部材、２２：出力部材、２４：ロック装置、２６：抵抗体、３４：減速機、１００：抵抗体
【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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