(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵部品と一体に回転するステアリングシャフトと、前記ステアリングシャフトに接続されて前記操舵部品の回転操作量を所定角度以下に制限する回転制限機構とを備えた車両用操舵装置であって、前記回転制限機構は、前記ステアリングシャフトと一体に回転する回転可能要素と、前記回転可能要素と前記ステアリングシャフトの軸方向に対向する回転不能要素とを備え、前記回転可能要素および前記回転不能要素のどちらか一方に、前記ステアリングシャフトの径方向に直線形状の第１の溝を形成し、他方に、前記ステアリングシャフトの周方向において前記所定角度に渡って螺旋形状の第２の溝を形成し、
前記第１の溝および前記第２の溝の間に第１転動体を配置し、前記第２の溝を形成した要素に、前記ステアリングシャフトの周方向において前記所定角度よりも若干大きい角度に渡って螺旋形状の第３の溝を前記第２の溝と重ならないように形成し、前記第１の溝および前記第３の溝の間に第２転動体を配置したことを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項２】
前記第３の溝は、前記第２の溝の間で前記第２の溝と平行に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用操舵装置。
【請求項３】
前記第３の溝は、前記第２の溝の内径側の端部より内径側に形成していることを特徴とする請求項１に記載の車両用操舵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操舵部品の回転操作量を所定角度以下に制限する回転制限機構を有する車両用操舵装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
フォークリフト等の荷役車両用操舵装置では、ステアリング（操舵部品）の操舵に応じて、転舵輪としての後輪を転舵しており、操舵部品の操作機構と転舵輪の転舵機構との間の機械的な連結が断たれた、いわゆるステアバイワイヤ式の車両用操舵装置が採用される場合がある。
このステアバイワイヤ式の車両用操舵装置は、操作機構が、操舵部品に連結しているステアリングシャフトと、操舵部品の回転操作量を所定角度以下に制限する回転制限機構を有し、転舵機構が、操舵部品の回転操作量に応じて制御される操舵用アクチュエータと、転舵方向に転舵する転舵軸とを有する。この操舵装置では、操舵部品を回転すると、回転操作量に応じて操舵用アクチュエータによって制御された回転を、例えばボールねじを介して、転舵軸を軸方向に変化させることにより転舵輪を転舵させる。
【０００３】
この車両用操舵装置の回転制限機構の一例が、特許文献１に示されている。図９に示すように回転制限機構６は、ステアリングシャフトに嵌合された回転円板６０と、ハウジングに固定された静止円板６１と、ガイド球６３ｂを一体形成したスライダ６３とを備える。回転円板６０に保持溝６０ｂを半径方向に形成し、静止円板６１に案内溝６１ｂを螺旋形状に形成し、回転円板６０と静止円板６１を、軸方向に重ね合わせ、保持溝６０ｂにスライダ６３を半径方向に移動可能に嵌合保持させ、案内溝６１ｂにガイド球６３ｂを係合させている。
【０００４】
操舵部品と共に回転円板６０が、非回転に拘束された静止円板６１に対して回転すると、ガイド球６３ｂが案内溝６１ｂに沿って螺旋状に移動し、スライダ６３が保持溝６０ｂに沿って半径方向に移動する。ガイド球６３ｂが螺旋形状の案内溝６１ｂのストロークエンドに当接することによって、操舵部品の回転操作量を制限することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−４８５５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
回転操作量の制限を、１つの保持溝６０ｂ、１つの案内溝６１ｂ、１つのガイド球６３ｂおよびスライダ６３で実施している。通常では有り得ない異常操舵によりガイド球６３ｂには保持溝６０ｂと案内溝６１ｂとで挟まれることによる繰り返しせん断荷重がかかり、ガイド球６３ｂが破損し、回転操作量の制限ができなくなる課題があった。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、異常操舵がおこなわれても、操舵部品の回転操作量を制限する回転制限機構の破損を防いで、常に安全に操舵することができる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】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は、操舵部品と一体に回転するステアリングシャフトと、前記ステアリングシャフトに接続されて前記操舵部品の回転操作量を所定角度以下に制限する回転制限機構とを備えた車両用操舵装置であって、前記回転制限機構は、前記ステアリングシャフトと一体に回転する回転可能要素と、前記回転可能要素と前記ステアリングシャフトの軸方向に対向する回転不能要素とを備え、前記回転可能要素および前記回転不能要素のどちらか一方に、前記ステアリングシャフトの径方向に直線形状の第１の溝を形成し、他方に、前記ステアリングシャフトの周方向において前記所定角度に渡って螺旋形状の第２の溝を形成し、前記第１の溝および前記第２の溝の間に第１転動体を配置し、前記第２の溝を形成した要素に、前記ステアリングシャフトの周方向において前記所定角度よりも若干大きい角度に渡って螺旋形状の第３の溝を前記第２の溝と重ならないように形成し、前記第１の溝および前記第３の溝の間に第２転動体を配置したことを要旨としている。 
【０００９】
本発明によれば、回転操作量を変更する場合に既存の第１の溝が形成された回転可能要素と第２の溝が形成された回転不能要素に第１転動体を配置し、新たに第２の溝が形成された回転不能要素に所定角度よりも若干大きい角度に渡って第３の溝を形成し、第１の溝と第３の溝に第２の転動体を用い新たな回転操作量を制限可能な回転制限機構を設けたため、異常操舵がおこなわれて、回転操作量を制限する第１の転動体に繰り返しせん断荷重がかかり、第１の転動体が破損した場合であっても、第３の溝は、所定角度よりも若干大きい角度に渡って形成されているので、第２の転動体には、繰り返しせん断荷重がかからず、破損しない。したがって、回転制限機構に設けた第２の転動体により回転操作量を制限することができるので、常に安全に操舵することができる。  
【００１０】
請求項２に記載の発明は、前記第３の溝は、前記第２の溝の間で前記第２の溝と平行に形成されていることを要旨としている。
【００１１】
本発明によれば、回転操作量を変更する場合に第１の溝が形成された回転可能要素と前記第３の溝は、前記第２の溝間で前記第２の溝と平行に形成されて、第２の溝および前記所定角度よりも若干大きい角度の第３の溝が形成された回転不能要素のそれぞれに転動体を用いたため、新たな制限機構を構成する第２転動体と第３の溝のストロークエンドの当接時に繰り返しせん断応力がかからず、かつ、径方向の内側を転動する第２転動体の移動距離が小さくなるため、異常操舵にも関わらず、回転操作量を制限する１つの転動体に繰り返しせん断荷重がかかり、第１の転動体が破損した場合であっても、耐久性がよい第２転動体により回転操作量の制限することができるので、常に安全に操舵することができる。  
【００１２】
請求項３に記載の発明は、前記第３の溝は、前記第２の溝の内径側の端部より内径側に形成していることを要旨としている。
【００１３】
本発明によれば、回転操作量を変更する場合に第１の溝が形成された回転可能要素と第２の溝の径方向に地側に第３の溝が形成された回転不能要素のそれぞれに転動体を用いて、前記第２の溝の内径側の端部より内径側に形成しているため径方向の内側を転動する第２転動体の移動距離が大幅に小さくなり、応急的に使用可能な小型化ができ、異常操舵にも関わらず回転操作量を制限する１つの転動体に繰り返しせん断荷重がかかり、破損しても第２転動体により回転操作量の制限ができ、安全の操舵することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本車両用操舵装置は、異常操舵がおこなわれても、操舵部品の回転操作量を制限する回転制限機構の破損を防いで、常に安全に操舵することができる車両用操舵装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第一実施形態に係る回転制限機構が適用された車両用操舵装置の概略構成を示す模式図。
【図２】本発明の第一実施形態に係る回転制限機構の分解斜視図。
【図３】本発明の第一実施形態に係る回転制限機構の第２プレートの平面図。
【図４】本発明の第一実施形態に係る回転制限機構のボール２個の中立状態図。
【図５】本発明の第一実施形態に係る回転制限機構における図４のＺ４−Ｚ４線の断面図。
【図６】本発明の第一実施形態に係る第２プレートのボール２個の右旋回状態図。
【図７】本発明の第一実施形態に係る第２プレートのボール２個の左旋回状態図。
【図８】本発明の第二実施形態に係る回転制限機構の第２プレートの平面図。
【図９】従来の回転制限機構の分解斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の第一実施形態を図１を参照しつつ説明する。
【００１７】
図１は本発明の第一実施形態に係る回転制限機構が適用された車両用操舵装置の概略構成を示す模式図である。図１を参照して、車両用操舵装置１の構成について説明する。
車両用操舵装置１は、操作機構１０、転舵機構５０、および制御装置８０を有する。車両用操舵装置１は、操作機構１０および転舵機構５０の機械的な連結が解除されたステアバイワイヤとしての構成を有する。車両用操舵装置１は、操舵部品２の回転操作による操作機構１０の動作に基づいて制御装置８０により転舵機構５０を動作させる構造になっている。
【００１８】
操作機構１０は、ステアリングシャフト１１、反力アクチュエータ１２、舵角センサ１３、トルクセンサ１４、および回転制限機構２０を有する。操作機構１０は、操舵部品２の回転操作による操舵部品２の回転角度（以下、「操舵角」）の情報を舵角センサ１３より制御装置８０に伝達し、操舵部品２の回転操作によるステアリングシャフト１１に付与されたトルク（以下、「操舵トルク」）の情報をトルクセンサ１４より制御装置８０に伝達する構造になっている。
【００１９】
ステアリングシャフト１１は、その先端部において操舵部品２に接続され、操舵部品２と一体に回転するようになっている。
反力アクチュエータ１２は、電動モータおよびウォームギヤ機構を有する。反力アクチュエータ１２は、ステアリングシャフト１１において操舵部品２側とは反対側の端部に接続されている。反力アクチュエータ１２は、ウォームギヤ機構を介して電動モータの出力軸の回転トルクをステアリングシャフト１１に付与する役目を持っている。反力アクチュエータ１２は、路面等から転舵輪３に伝達される反力を操舵反力として発生させ、ステアリングシャフト１１を介して操舵部品２に付与する機能を持っている。
【００２０】
舵角センサ１３は、ステアリングシャフト１１の回転角度を検出し、回転角度に応じた信号（以下、「舵角信号」）を制御装置８０に出力するようになっている。
【００２１】
トルクセンサ１４は、舵角センサ１３よりも操舵部品２とは反対側に位置している。トルクセンサ１４は、操舵トルクを検出し、操舵トルクに応じた信号（以下、「トルク信号」）を制御装置８０に出力するようになっている。
【００２２】
回転制限機構２０は、トルクセンサ１４と反力アクチュエータ１２との間に位置している。回転制限機構２０は、操舵部品２の回転操作による回転操作量が所定角度以下となるように機械的に制限するようになっている。第一実施形態の回転制限機構２０は、操舵部品２の回転操作による回転操作量が１６２０°（４．５回転）以下となるように制限するものである。
【００２３】
転舵機構５０は、ラックシャフト５１、２個のタイロッド５２、転舵アクチュエータ５３、および転舵角センサ５４を有する。転舵機構５０は、操舵部品２の回転操作に基づいて車両の転舵輪３の転舵角を変更するものである。
【００２４】
ラックシャフト５１は、一対の転舵輪３の間に位置している。ラックシャフト５１は、ラックシャフト５１の軸方向において往復動することによりタイロッド５２を介して転舵輪３の転舵角を変更するようになっている。タイロッド５２は、ラックシャフト５１の軸方向においてラックシャフト５１の両端部に連結されている。転舵アクチュエータ５３は、転舵モータおよびボールねじ機構を有する。転舵アクチュエータ５３は、ラックシャフト５１に取り付けられている。転舵アクチュエータ５３は、転舵モータによりボールねじ機構のガイド球ナットを回転させることによりラックシャフト５１をラックシャフト５１の軸方向に往復動させるようになっている。転舵角センサ５４は、転舵輪３の転舵角を検出する。転舵角センサ５４は、転舵輪３の転舵角の信号（以下、「転舵角信号」）を制御装置８０に出力するようになっている。
【００２５】
制御装置８０は、車速センサ４の車両の走行速度の信号（以下、「車速信号」）およびトルクセンサ１４の操舵トルクに応じた信号（以下、「トルク信号」）が入力され、車速信号およびトルク信号に基づいて目標転舵角を算出するようになっている。制御装置８０は、転舵角信号と目標転舵角との偏差に基づいて転舵アクチュエータ５３の駆動をフィードバック制御するようになっている。
【００２６】
また、制御装置８０は、車速信号、舵角信号、トルク信号、および転舵角信号に基づいて操舵部品２が回転操作された方向とは逆方向となる操舵反力が操舵部品２に付与されるように反力アクチュエータ１２の駆動を制御するようになっている。
【００２７】
図２〜図５を参照して、本発明の第一実施形態に係る回転制限機構２０の詳細な構成について説明する。
図２に示すように、回転制限機構２０は、回転可能要素としての第１プレート３０、回転不能要素としての第２プレート４０、および転動体としての第１ガイド球２１Ａ、第２ガイド球２１Ｂを有する。ステアリングシャフト１１の軸方向において第１プレート３０および第２プレート４０が互いに対向し、第１ガイド球２１Ａ、第２ガイド球２１Ｂが第１プレート３０と第２プレート４０との間に位置する。回転制限機構２０は、第１プレート３０がステアリングシャフト１１と一体に回転し、第２プレート４０がステアリングシャフト１１の回転に対して回転しない構成を有する。なお、第１ガイド球２１Ａ、第２ガイド球２１Ｂは、球体として形成されている。
【００２８】
第１プレート３０は、プレート本体３１、貫通孔３２、および第１の溝３３を有する。プレート本体３１は、平板状の円盤として形成されて、中央部分に板厚方向に貫通孔３２が形成され、この貫通孔３２においてステアリングシャフト１１を圧入固定している。第１の溝３３は、プレート本体３１にステアリングシャフト１１の径方向に直線形状に形成されている。第１の溝３３は、第２プレート４０と対向する対向面３１Ａからステアリングシャフト１１の軸方向に凹む半円形状を有している。
【００２９】
図３に示すように、第２プレート４０は、プレート本体４１、貫通孔４２、第２の溝４３Ａおよび第３の溝４３Ｂを有する。
プレート本体４１は、第１プレート３０のプレート本体３１の外径と等しい平板状の円盤として形成されている。プレート本体４１の中央部分に板厚方向に貫通孔４２が形成され、貫通孔４２の内径は、ステアリングシャフト１１の外径よりも僅かに大きく、この貫通孔４２にステアリングシャフト１１が挿入されている。第２の溝４３Ａおよび第３の溝４３Ｂは、第１プレート３０と対向する対向面４１Ａからステアリングシャフト１１の軸方向に凹む断面半円形状を有し、プレート本体４１に平面視において螺旋形状に形成されている（図５参照）。その螺旋形状の第２の溝４３Ａおよび第３の溝４３Ｂは、ステアリングシャフト１１の径方向において貫通孔４２を同心に周囲を４．５回巻き回された形状を有し、第３の溝４３Ｂは、第２の溝４３Ａ間で第２の溝４３Ａと平行に形成されている。
そして第２の溝４３Ａの内周側端部４４Ａから第２の溝４３Ａの外周側端部４５Ａまでの第２の溝４３Ａの長さは、操舵部品２の回転操作量の１６２０°分に相当する。
また、第３の溝４３Ｂは、第３の溝４３Ｂの内周側端部４６Ａが、第２の溝４３Ａの内周側端部４４Ａより、円周方向にｎだけ位置ずれしている。第３の溝４３Ｂの外周側端部４７Ａは、第２の溝４３Ａの外周側端部４４Ａより、円周方向にｎだけ位置ずれしている。そのため、第３の溝４３Ｂの内周側端部４６Ａから第３の溝４３Ｂの外周側端部４７Ａまでの第３の溝４３Ｂの長さは、操舵部品２の回転操作量の１６２０°分より２ｎだけ長く構成されている。
【００３０】
図５に示すように、各プレート３０，４０が重ね合わせた状態において、第１プレート３０の第１の溝３３と第２プレート４０の第２の溝４３Ａおよび第３の溝４３Ｂとは、ステアリングシャフト１１の軸方向に対向している。詳しくは、第１の溝３３の内周側端部３４Ａは、第３の溝４３Ｂの最も内周側の部分とステアリングシャフト１１の軸方向に対向している。また、第１の溝３３の外周側端部３５は、第２の溝４３Ａの最も外周側の部分とステアリングシャフト１１の軸方向に対向している。
【００３１】
図５に示すように、第１ガイド球２１Ａおよび第２ガイド球２１Ｂの一部は、第２プレート４０の第２の溝４３および第３の溝４３Ｂに移動可能な状態で収容され、第１ガイド球２１Ａおよび第２ガイド球２１Ｂの残りの部分は、第１プレート３０の第１の溝３３に移動可能な状態で収容されている。第１ガイド球２１Ａおよび第２ガイド球２１Ｂは、第１の溝３３の底面に接触している。このように第１ガイド球２１Ａおよび第２ガイド球２１Ｂは、ステアリングシャフト１１の軸方向において第１の溝３３と、第２の溝４３Ａおよび第３の溝４３Ｂに、挟み込まれている。第１ガイド球２１Ａおよび第２ガイド球２１Ｂは、第２プレート４０に対する第１プレート３０の回転にともない、第１ガイド球２１Ａは第１の溝３３内と第２の溝４３Ａ内、そして第２ガイド球２１Ｂは第１の溝３３内と第３の溝４３Ｂ内を移動する構造になっている。
【００３２】
図６を参照して、回転制限機構２０の動作について説明する。
操舵部品２（図１参照）が回転操作されると、第１プレート３０（図２参照）がステアリングシャフト１１と一体回転するとともに、第２プレート４０に対して回転する。第１ガイド球２１Ａは、第１プレート３０の回転にともない第１の溝３３（図２参照）によりステアリングシャフト１１の周方向に押される。このため、第１ガイド球２１Ａは、第２プレート４０の第２の溝４３Ａに沿って移動するとともに、第１プレート３０の第１の溝３３に沿ってステアリングシャフト１１の径方向に移動する。
また、第２ガイド球２１Ｂも同様に、第１プレート３０の回転にともない第３の溝４３Ｂ（図２参照）によりステアリングシャフト１１の周方向に押される。このため、第２ガイド球２１Ｂは、第２プレート４０の第３の溝４３Ｂに沿って移動するとともに、第１プレート３０の第１の溝３３に沿ってステアリングシャフト１１の径方向に移動する。
【００３３】
図４に示すように、操舵部品２が中立位置すなわち操舵部品２の回転操作量が「０」のとき、第１ガイド球２１Ａは、図中の実線により示されるように、第２プレート４０の径方向の中間位置に位置している。このため、操舵部品２は、回転制限機構２０により中立位置から右旋回方向に８１０度（２．２５回転）以下、および中立位置から左旋回方向に８１０度（２．２５回転）以下の回転操作量に制限される。第２ガイド球２１Ｂは、図中の実線により示されるように、第２プレート４０の径方向の中間位置に位置している。このため、操舵部品２は、回転制限機構２０により中立位置から右旋回方向に８１０度＋ｎ度（２．２５＋ｎ回転）以下、および中立位置から左旋回方向に８１０度＋ｎ度（２．２５＋ｎ回転）以下の回転操作量に制限される。
【００３４】
図６に示すように、操舵部品２が中立位置から右旋回方向に回転操作されるとき、すなわち操舵部品２が時計回り方向に回転操作されると、第１ガイド球２１Ａは、各プレート３０，４０の内周側に向けて移動する。そして、図中の破線により示されるように、第１ガイド球２１Ａが第２の溝４３Ａの内周側端部４４の端面４４Ａと接触することにより第１ガイド球２１Ａの移動が制限される。これにより、第１プレート３０が第２プレート４０に対して時計回り方向に回転することが制限され、すなわち、操舵部品２の時計回り方向への回転が制限される。
また、第２ガイド球２１Ｂも同様に、各プレート３０，４０の内周側に向けて移動する。そして、図中の破線により示されるように、第２ガイド球２１Ｂが第３の溝４３Ｂの内周側端部４６の端面４４Ａよりｎだけ離れた位置で接触することがない。これにより、第２ガイド球２１Ｂにはせん断荷重が発生しない。
【００３５】
図７に示すように、操舵部品２が中立位置から左旋回方向に回転操作されるとき、すなわち操舵部品２が反時計回り方向に回転操作されると、第１ガイド球２１Ａは、各プレート３０，４０の外周側に向けて移動する。そして、図中の破線により示されるように、第１ガイド球２１Ａが第２の溝４３Ａの外周側端部４５の端面４５Ａと接触することにより第１ガイド球２１Ａの移動が制限される。これにより、第１プレート３０が第２プレート４０に対して反時計回り方向に回転することが制限され、すなわち、操舵部品２の反時計回り方向への回転が制限される。
また、第２ガイド球２１Ｂも同様に、各プレート３０，４０の内周側に向けて移動する。そして、図中の破線により示されるように、第２ガイド球２１Ｂが第３の溝４３Ｂの外周側端部４７の端面４７Ａよりｎだけ離れた位置で接触することがない。これにより、第２ガイド球２１Ｂにはせん断荷重が発生しない。
【００３６】
このように、回転制限機構２０は第１ガイド球２１Ａが、操舵部品２が中立位置から右旋回方向に２．２５回転したとき、すなわち操舵部品２の回転操作量が右旋回方向に８１０°回転したとき、操舵部品２の右旋回方向への回転操作を制限する。また、回転制限機構２０は第１ガイド球２１Ａが、操舵部品２が中立位置から左旋回方向に２．２５回転したとき、すなわち操舵部品２の回転操作量が左旋回方向に８１０°回転したとき、操舵部品２の左旋回方向への回転操作を制限する。
また、このとき第２ガイド球２１Ｂにはせん断荷重がまったく発生しない。
【００３７】
次に、第１ガイド球２１Ａが破損した場合の回転制限機構２０の動作について詳述する。
第１ガイド球Ａは操舵部品２の左右旋回方向への回転操作の制限移動時に繰り返しせん断荷重がかかって金属疲労している状態で、通常では有り得ない異常操舵により、使用時に破損したときに、第２ガイド球２１Ｂが第１ガイド球２１Ａの代わりに回転操作量の制限に使用される。
【００３８】
図６に示すように、操舵部品２が中立位置から右旋回方向に回転操作されるとき、すなわち操舵部品２が時計回り方向に回転操作されるとき、第２ガイド球２１Ｂは、各プレート３０，４０の内周側に向けて移動する。そして、図中の破線により示されるように、第２ガイド球２１Ｂが第３の溝４３Ｂの内周側端部４６の端面４６Ａと接触することにより第２ガイド球２１Ｂの移動が制限される。これにより、第１プレート３０が第２プレート４０に対して時計回り方向に回転することが制限され、すなわち、操舵部品２の時計回り方向への回転を制限することができる。
【００３９】
図７に示すように、操舵部品２が中立位置から左旋回方向に回転操作されるとき、すなわち操舵部品２が反時計回り方向に回転操作されるとき、第２ガイド球２１Ｂは、各プレート３０，４０の外周側に向けて移動する。そして、図中の破線により示されるように、第２ガイド球２１Ｂが第３の溝４３Ｂの外周側端部４７の端面４７Ａと接触することにより第２ガイド球２１Ｂの移動が制限される。これにより、第１プレート３０が第２プレート４０に対して反時計回り方向に回転することが制限され、すなわち、操舵部品２の反時計回り方向への回転を制限することができる。
【００４０】
第一実施形態に係る回転制限機構２０の車両用操舵装置１は、以下の効果を奏する。
回転操作量を変更する場合に第１の溝３３が形成された回転可能要素と第２の溝４３Ａおよび第３の溝４３Ｂが形成された回転不能要素のそれぞれに第１ガイド球２１Ａと第２ガイド球２１Ｂを用いたため、回転操作量を制限する第１ガイド球２１Ａに繰り返しのせん断荷重がかかり、通常ありえない異常操舵が発生しても回転操作量の制限できる回転制限機構２０を有する車両用操舵装置１を提供することができる。
【００４１】
第二実施形態の車両用操舵装置１は、第一実施形態と同様であり、図１に示すように、操作機構１０、転舵機構５０、および制御装置８０を有する。車両用操舵装置１は、操作機構１０および転舵機構５０の機械的な連結が解除されたステアバイワイヤとしての構成を有する。車両用操舵装置１は、操舵部品２の回転操作による操作機構１０の動作に基づいて制御装置８０により転舵機構５０を動作させる構造になっている。
【００４２】
第二実施形態の操作機構１０は、第一実施形態と同様であり、ステアリングシャフト１１、反力アクチュエータ１２、舵角センサ１３、トルクセンサ１４、および回転制限機構２０を有する。操作機構１０は、操舵部品２の回転操作による操舵部品２の回転角度（以下、「操舵角」）の情報を舵角センサ１３より制御装置８０に伝達し、操舵部品２の回転操作によるステアリングシャフト１１に付与されたトルク（以下、「操舵トルク」）の情報をトルクセンサ１４より制御装置８０に伝達する構造になっている。
【００４３】
第二実施形態の回転制限機構７０は、ほぼ第一実施形態と同様であり、図２に示すように、回転可能要素としての第１プレート３０、回転不能要素としての第２プレート７１、および転動体としての第１ガイド球２１Ａ、第２ガイド球２１Ｂを有する。ステアリングシャフト１１の軸方向において第１プレート３０および第２プレート７１が互いに対向し、第１ガイド球２１Ａ、第２ガイド球２１Ｂが第１プレート３０と第２プレート４０との間に位置する。
【００４４】
第二実施形態が第一実施形態と異なる点は、第２プレート７１である。つまり、第一実施形態の第２プレート４０に代えて第２プレート７１を使用している。図８は、本発明の第二実施形態に係る回転制限機構７０の第２プレート７１の平面図である。第一実施形態と同じ部分は同じ番号を付して説明は省略する 。
【００４５】
プレート本体７１Ａは、第１プレート３０のプレート本体３１の外径と等しい平板状の円盤として形成されている。プレート本体７１Ａの中央部分に板厚方向に貫通孔７２が形成され、貫通孔７２の内径は、ステアリングシャフト１１の外径よりも僅かに大きく、この貫通孔７２にステアリングシャフト１１が挿入されている。第２の溝７３Ａおよび第３の溝７３Ｂは、第１プレート３０と対向する対向面７１Ａからステアリングシャフト１１の軸方向に凹む断面半円形状を有し、プレート本体７１Ａに平面視において螺旋形状に形成されている。その螺旋形状の第２の溝７３Ａおよび第３の溝７３Ｂは、ステアリングシャフト１１の径方向において貫通孔７２を同心に周囲を１．５回巻き回された形状を有し、第３の溝７３Ｂは、前記第２の溝７３Ａの内径側の端部より内径側に形成している
そして第２の溝７３Ａの内周側端部７４Ａから第２の溝７３Ａの外周側端部７５Ａまでの第２の溝７３Ａの長さは、操舵部品２の回転操作量の５４０度分に相当する。
また、第３の溝７３Ｂは、第３の溝７３Ｂの内周側端部７６Ａが、第２の溝７３Ａの内周側端部７４Ａより、円周方向にｎ度だけ位置ずれしている。第３の溝７３Ｂの外周側端部７７Ａは、第２の溝７３Ａの外周側端部７５Ａより、円周方向にｎ度だけ位置ずれしている。そのため、第３の溝７３Ｂの内周側端部７６Ａから第３の溝７３Ｂの外周側端部７７Ａまでの第３の溝７３Ｂの長さは、操舵部品２の回転操作量の５４０度より２ｎ度だけ長く構成されている。
【００４６】
このように、回転制限機構７０は第１ガイド球２１Ａが、操舵部品２が中立位置から右旋回方向に０．７５回転したとき、すなわち操舵部品２の回転操作量が右旋回方向に２７０度回転したとき、操舵部品２の右旋回方向への回転操作を制限するようになっている。また、回転制限機構７０は第１ガイド球２１Ａが、操舵部品２が中立位置から左旋回方向に０．７５回転したとき、すなわち操舵部品２の回転操作量が左旋回方向に２７０度回転したとき、操舵部品２の左旋回方向への回転操作を制限するようになっている。また、このとき第２ガイド球２１Ｂにはせん断荷重がまったく発生しない。
【００４７】
次に、第１ガイド球２１Ａが破損した場合の回転制限機構７０の動作について詳述する。
第１ガイド球２１Ａは操舵部品２の左右旋回方向への回転操作を制限移動により繰り返しのせん断荷重がかかって金属疲労している状態で通常有り得ない異常操舵により、使用時に破損したときに、第２ガイド球２１Ｂが第１ガイド球２１Ａの代わりに回転操作量の制限に使用される。
【００４８】
本発明の回転制限機構７０によれば、回転操作量を変更する場合に第１の溝３３が形成された回転可能要素と第２の溝７３Ａの径方向に内側に第３の溝７３Ｂが形成された回転不能要素のそれぞれに第１ガイド球２１Ａおよび第２ガイド球２１Ｂを用いて、前記第２の溝７３Ａの内径側の端部より内径側に形成しているため径方向の内側を転動する第２ガイド球２１Ｂの移動距離が小さくなるため、応急的に使用できる小型化した回転制限機構７０ができ、回転操作量を制限する第１ガイド球２１Ａが破損しても回転操作量を制限できる回転制限機構７０にすることができる。
【００４９】
本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である 。
【００５０】
第一、第二実施形態の係合部材としての第１ガイド球２１Ａおよび第２ガイド球２１Ｂは、球状に形成されている。ただし、係合部材の形状は各実施形態に例示された内容に限られない。例えば、他の実施形態の係合部材は、従来と同様にガイド球を一体形成したスライダが用いられてもよい。ガイド球が第１の溝に係合し、スライダが第２の溝に係合する。要するに、係合部材２１は、第１プレート３０および第２プレート４０の相対回転により第２プレート４０の第２の溝４３内を移動することが可能であればよい。
【００５１】
第一、第二実施形態の第２プレート４０の第２の溝４３は、ステアリングシャフト１１の軸方向の断面視において半円形状に形成されている。ただし、第２の溝４３の形状は各実施形態に例示された内容に限られない。例えば、他の実施形態の第２の溝４３は、ステアリングシャフト１１の軸方向の断面視においてＶ字形状に形成されてもよい。
【００５２】
第一、第二実施形態の回転制限機構２０，７０は、第１プレート３０がステアリングシャフト１１と一体に回転し、第２プレート４０がステアリングシャフト１１の回転に対して回転しない。ただし、回転制限機構２０の構成は各実施形態に例示された内容に限られない。例えば、他の実施形態の回転制限機構２０は、第２プレート４０がステアリングシャフト１１と一体に回転し、第１プレート３０がステアリングシャフト１１の回転に対して回転しない場合でもよい。変形例の回転制限機構２０においては、第１プレート３０が「回転不能要素」に相当し、第２プレート４０が「回転可能要素」に相当してもよい。
【００５３】
第一、第二実施形態の回転制限機構２０，７０は、第１プレート３０に第１の溝３３が形成され、第２プレート４０に第２の溝４３および第３の溝４３Ｂが形成された構成を有する。ただし、回転制限機構２０の構成は各実施形態に例示された内容に限られない。例えば、他の実施形態の回転制限機構２０は、第１プレート３０に第２の溝４３Ａおよび第３の溝４３Ｂが形成され、第２プレート４０に第１の溝３３が形成された構成でもよい。
【符号の説明】
【００５４】
１…車両用操舵装置、２…操舵部品、３…転舵輪、１０…操作機構、１１…ステアリングシャフト、１２…反力アクチュエータ、２０…回転制限機構、２１Ａ…第１ガイド球（転動体）、２１Ｂ…第２ガイド球（転動体）、２２…コイルばね（弾性部品、抵抗増加機構）、３０…第１プレート（回転可能要素）、３３…第１の溝、４０…第２プレート（回転不能要素）、４３Ａ…第２の溝、４３Ｂ…第３の溝、４４…内周側端部（第２の溝の端部）、４５…外周側端部（第２の溝の端部）、５０…転舵機構
【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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【図９】
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