(57)【要約】【課題】長い期間に亘って正確に作動させることができる、車両用ステアリング装置を提供すること。【解決手段】クラッチ機構（８０）は、先端部（１０２ａ）がロックホイール（９０）のいずれかの歯（９２）に当接することにより、ロックホイール（９０）の回転を規制するロックアーム（１０２）を有している。ロックアーム（１０２）は、先端部（１０２ａ）から離れる方向に向かって、スイングの中心から延びる受け部（１０２ｃ）を有している。ねじりコイルばね（１０３）の一端（１０３ａ）は、ロックホイール（９０）から離れる方向に延びてハウジング（６４）に当接している。ねじりコイルばね（１０３）の他端（１０３ｂ）は、受け部（１０２ｃ）に当接して受け部（１０２ｃ）をロックホイール（９０）から離れる方向に付勢している。【選択図】図３
2016060227.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングホイールと、このステアリグホイールに連結されている入力軸と、この入力軸に連結されているクラッチ機構と、このクラッチ機構を介して前記入力軸に連結されるピニオン軸と、このピニオン軸にラックアンドピニオン機構を介して連結されているラック軸と、このラック軸に直接的又は間接的に連結され前記ステアリングホイールの操舵量に応じた転舵用動力を前記ラック軸に伝達する転舵用アクチュエータと、を有している車両用ステアリング装置において、
前記クラッチ機構は、
円周方向に複数の歯を有してハウジングに回転可能に収納されたロックホイールと、
前記ハウジングに支持軸を介してスイング可能に支持され、先端部が前記ロックホイールのいずれかの歯に当接可能なロックアームと、
前記支持軸に巻かれているねじりコイルばねと、からなり、
前記ロックアームは、
前記先端部が前記ロックホイールのいずれかの前記歯に当接することにより、前記ロックホイールの回転を規制する部材であり、
前記先端部から離れる方向に向かって、前記スイングの中心から延びる受け部を有し、
前記ねじりコイルばねの一端は、前記ロックホイールから離れる方向に付勢するように前記ハウジングに当接し、
前記ねじりコイルばねの他端は、前記受け部に当接して前記受け部を前記ロックホイールから離れる方向に付勢していることを特徴とする車両用ステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、いわゆるステア・バイ・ワイヤ式（steer-by-wire、略称「ＳＢＷ」）の車両用ステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ステア・バイ・ワイヤ式の車両用ステアリング装置は、通常の運転時において、ステアリングホイールと、車輪を転舵するラック軸とが機械的に切り離される構成とされている。このような車両用ステアリング装置は、非常時には、ステアリングホイールがラック軸に機械的に連結される。これらの切り離し及び連結を切り替えるためのクラッチ機構を搭載した、車両用ステアリング装置に関する従来技術として、特許文献１に開示される技術がある。
【０００３】
特許文献１に示されるような、車両用ステアリング装置は、ステアリングホイールに連結されている入力軸と、この入力軸に連結されている遊星歯車機構と、この遊星歯車機構に一体的に形成されているクラッチ機構と、遊星歯車機構に一端が連結され他端がラック軸に連結されているピニオン軸と、を有している。
【０００４】
クラッチ機構は、遊星歯車機構のサンギヤと共に一体的に回転可能なギヤ状のロックホイールと、このロックホイールの近傍にスイング可能に取り付けられている２つのロックアームと、これらのロックアームのそれぞれに当接可能なロッドを有しロックアームのスイングを規制可能なソレノイドと、を有している。
【０００５】
遊星歯車機構は、中心にサンギヤが配置され、このサンギヤの周縁を自転しながら公転可能なプラネタリギヤをプラネタリキャリヤによって支持し、プラネタリギヤが公転する際に描く軌道の周縁にリングギヤが配置される構成とされている。リングギヤは、入力軸に連結されており、プラネタリキャリヤは、ピニオン軸に連結されている。
【０００６】
通常の運転時において、ロックホイールは、回転可能な状態にある。これにより、サンギヤも回転可能な状態にある。入力軸に連結されているリングギヤも回転可能な状態にある。サンギヤ及びリングギヤが共に回転可能であるため、入力軸に操舵トルクが発生したとしても、プラネタリギヤは、自転するのみで公転しない。即ち、プラネタリギヤが空回りし、操舵トルクがピニオン軸に伝わらない。この場合には、ラック軸に設けられている転舵用アクチュエータによって、操舵トルクに応じた転舵用動力を発生させ、転舵を行う。
【０００７】
一方、非常時には、ソレノイドへの通電を停止することにより、ばねの付勢力によってロックアームがスイングする。スイングしたロックアームのうち、いずれかがロックホイールの歯に当接して、ロックホイールの回転を規制する。これにより、ロックホイールに一体的に形成されているサンギヤの回転も規制される。入力軸に操舵トルクが発生し、リングギヤが回転することにより、プラネタリギヤは、サンギヤの周縁を自転しつつ公転する。これによりプラネタリキャリヤが回転し、ピニオン軸も回転する。即ち、入力軸の操舵トルクが、ピニオン軸に伝達される。この場合には、入力軸に発生した操舵トルクがラック軸に伝えられ、転舵を行うことができる。
【０００８】
このような車両用ステアリング装置を長期間使用することにより、車両用ステアリング装置を構成する各部品は、経年劣化する。経年劣化した部品により、車両用ステアリング装置が、正確に作動しない状態が生じ得る。長い期間に亘って正確に作動させることができる、車両用ステアリング装置が望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００８−１８９０７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、長い期間に亘って正確に作動させることができる、車両用ステアリング装置の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１による発明によれば、ステアリングホイールと、このステアリグホイールに連結されている入力軸と、この入力軸に連結されているクラッチ機構と、このクラッチ機構を介して前記入力軸に連結されるピニオン軸と、このピニオン軸にラックアンドピニオン機構を介して連結されているラック軸と、このラック軸に直接的又は間接的に連結され前記ステアリングホイールの操舵量に応じた転舵用動力を前記ラック軸に伝達する転舵用アクチュエータと、を有している車両用ステアリング装置において、
前記クラッチ機構は、
円周方向に複数の歯を有してハウジングに回転可能に収納されたロックホイールと、
前記ハウジングに支持軸を介してスイング可能に支持され、先端部が前記ロックホイールのいずれかの歯に当接可能なロックアームと、
前記支持軸に巻かれているねじりコイルばねと、からなり、
前記ロックアームは、
前記先端部が前記ロックホイールのいずれかの前記歯に当接することにより、前記ロックホイールの回転を規制する部材であり、
前記先端部から離れる方向に向かって、前記スイングの中心から延びる受け部を有し、
前記ねじりコイルばねの一端は、前記ロックホイールから離れる方向に付勢するように前記ハウジングに当接し、
前記ねじりコイルばねの他端は、前記受け部に当接して前記受け部を前記ロックホイールから離れる方向に付勢していることを特徴とする車両用ステアリング装置が提供される。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に係る発明では、ロックアームには、ロックアームの先端部から離れる方向に向かって、スイングの中心から延びる受け部が形成されている。加えて、ねじりコイルばねは、受け部をロックホイールから離れる方向に付勢している。車両用ステアリング装置の使用を継続することにより、支持軸、又は、ロックアームの支持軸への取付部が摩耗によりすり減ることが考えられる。これにより、ロックアームと、支持軸との間に隙間が生じる。この隙間の分、ロックアームが変位する。ねじりコイルばねの付勢力により、ロックアームは、ハウジングに向かって変位する。このため、ロックアームがロックホイールに向かって変位することを防止できる。これにより、ロックアームがロックホイールに接触することを防止し、ロックホイールを確実に回転させることができる。長い期間に亘って車両用ステアリング装置をより正確に作動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施例による車両用ステアリング装置の模式図である。
【図２】図１に示されたクラッチ機構及び遊星歯車機構の要部の断面図である。
【図３】図２の３−３線に沿った断面図である。
【図４】図２に示されたクラッチ機構及び遊星歯車機構の模式図である。
【図５】図３に示されたクラッチ機構が締結状態にある場合の作用を説明する図である。
【図６】図４に示されたクラッチ機構が締結状態にある場合の遊星歯車機構の作用を説明する図である。
【図７】図３に示されたねじりコイルばねの作用を説明する図である。
【図８】図７に示されたねじりコイルばねを拡大して作用を説明する図である。
【図９】図３に示されたねじりコイルばねとソレノイドのロッドとの関係を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、説明中、左右とは車両の乗員を基準として左右、前後とは車両の進行方向を基準として前後を指す。
＜実施例＞
【００１５】
実施例による車両用ステアリング装置について、図に基づき説明する。
【００１６】
図１に示されるように、車両用ステアリング装置１０は、通常時において、ステアリングホイール２１から転舵機構３０が機械的に分離されて、ステアリングホイール２１の操舵量に応じて転舵用アクチュエータ３８から転舵用動力を発生させ、転舵機構３０へ伝え、転舵機構３０にて左右の転舵車輪３５，３５を転舵させる方式の、いわゆるステア・バイ・ワイヤ式（steer-by-wire、略称「ＳＢＷ」）のステアリング装置である。以下、車両用ステアリング装置１０について詳しく説明する。
【００１７】
この車両用ステアリング装置１０の操舵機構２０は、運転者が握るステアリングホイール２１と、ステアリングホイール２１に連結されている入力軸２２と、この入力軸２２に対向して配置され入力軸２２に発生する操舵トルクを検出する操舵トルクセンサ２３と、入力軸２２に対向して配置されステアリングホイール２１の操舵角を検出する操舵角センサ２４と、ステアリングホイール２１に対する操舵反力（反力トルク）を加える反力伝達機構２５と、この反力伝達機構２５の反力モータ２６の回転角を検出するモータ回転角センサ２７と、からなる。
【００１８】
ステアリングホイール２１の操舵角は、操舵角センサ２４の他に、反力モータ２６のレゾルバも用いて検出される。操舵角センサ２４は、絶対角センサである。反力モータ２６のレゾルバは、操舵角センサ２４よりも高精度な相対角センサである。
【００１９】
転舵機構３０は、入力軸２２の下端部に遊星歯車機構１４０及びクラッチ機構８０を介して連結されているピニオン軸３１と、このピニオン軸３１にラックアンドピニオン機構３３を介して連結されているラック軸３４と、このラック軸３４の両端に転舵車輪３５，３５（例えば前輪）を連結するタイロッド３６，３６及びナックル３７，３７と、ラック軸３４に転舵用動力を付加する転舵用アクチュエータ３８と、ピニオン軸３１に対向して設けられピニオン軸３１の回転角を検出するピニオン軸回転角センサ４１と、からなる。
【００２０】
入力軸２２は、複数の軸部材２２ａが自在継手２２ｂ，２２ｂによって連結されてなる。
【００２１】
反力伝達機構２５は、反力モータ２６によって発生した反力トルクを、ウォームギヤ機構２８を介して入力軸２２に伝達させる機構である。ウォームギヤ機構２８は、反力モータ２６のモータ軸２６ａに設けられているウォーム２８ａと、このウォーム２８ａに噛み合うと共に入力軸２２上に設けられているウォームホイール２８ｂとからなる。反力モータ２６には、電動モータを用いることができる。
【００２２】
転舵機構３０に設けられているラックアンドピニオン機構３３は、ピニオン軸３１に一体的に形成されているピニオン４３と、このピニオン４３に噛み合いラック軸３４に一体的に形成されているラック４４と、からなる。
【００２３】
転舵用アクチュエータ３８は、転舵用動力を発生する転舵動力モータ４５と、転舵用動力をラック軸３４に伝達する転舵動力伝達機構４６と、からなる。転舵動力モータ４５には、電動モータを用いることができる。
【００２４】
ラック軸３４の位置は、ピニオン軸回転角センサ４１、転舵動力モータ４５のレゾルバも用いることにより検出される。ピニオン軸回転角センサ４１は、絶対角センサである。転舵動力モータ４５のレゾルバは、ピニオン軸回転角センサ４１よりも高精度な相対角センサである。起動時には、ピニオン軸回転角センサ４１を用いて中点書き込みをする。通常時には、レゾルバ検出値を用いて制御を行う。
【００２５】
転舵動力伝達機構４６は、転舵動力モータ４５の回転軸に取り付けられている駆動プーリ４７と、ラック軸３４に取り付けられている従動プーリ４８と、これらの駆動プーリ４７及び従動プーリ４８間に架け渡されているベルト４９と、からなる。
【００２６】
クラッチ機構８０は、入力軸２２とピニオン軸３１とが機械的に連結されている締結状態、及び、入力軸２２とピニオン軸３１とが機械的に切り離されている解放状態を切り替えるための機構である。締結状態においては、ステアリングホイール２１の操舵によって入力軸２２に発生した操舵トルクを、ピニオン軸３１に伝達可能である。一方、解放状態においては、ステアリングホイール２１の操舵によって入力軸２２に発生した操舵トルクを、ピニオン軸３１に伝達不能である。
【００２７】
操舵トルクセンサ２３、操舵角センサ２４、モータ回転角センサ２７、ピニオン軸回転角センサ４１、において検出された検出信号は、制御部５１に送られる。制御部５１には、これらの他に、車両の走行速度を検出する車速センサ５２、ヨー角速度（ヨー運動の角速度）を検出するヨーレートセンサ５３、車両の加速度を検出する加速度センサ５４、その他の各種センサ５５からそれぞれ検出信号を受ける。制御部５１は、これらのセンサからの検出信号を受け、反力モータ２６、転舵動力モータ４５及びクラッチ機構８０に制御信号を発する。
【００２８】
車両用ステアリング装置１０は、通常時において、解放状態にある。即ち、ステアリングホイール２１を操舵しても、入力軸２２に発生した操舵トルクは、ピニオン軸３１に伝達されない。この場合には、ステアリングホイール２１の操舵量に応じて転舵用アクチュエータ３８が転舵用動力を発生させる。この転舵用動力がラック軸３４に伝達され、転舵車輪３５，３５が転舵される。
【００２９】
車両用ステアリング装置１０は、非常時において、締結状態になる。クラッチ機構８０によって、入力軸２２とピニオン軸３１とが機械的に連結される。このため、ステアリングホイール２１を操舵することにより発生した操舵トルクは、入力軸２２から遊星歯車機構１４０及びクラッチ機構８０を介して、ピニオン軸３１に伝達される。ピニオン軸３１に伝達された操舵トルクによって、ラック軸３４は左右方向に変位し、転舵車輪３５，３５を転舵させる。図２以降において、より具体的な構成について説明する。
【００３０】
図２には、解放状態のクラッチ機構８０が示されている。図２に示されるように、ピニオン軸３１は、下部ハウジング６１に取り付けられている下部針状ころ軸受６２及び下部玉軸受６３によって回転可能に支持されている。下部ハウジング６１の上部には、中部ハウジング６４（ハウジング６４）が重ねられている。この中部ハウジング６４には、クラッチ機構８０の主要部が収納されている。中部ハウジング６４の上部には、上部ハウジング６５が重ねられている。上部ハウジング６５には、遊星歯車機構１４０の主要部が収納されている。下部ハウジング６１、中部ハウジング６４及び上部ハウジング６５は、ボルト６６によって締結されている。
【００３１】
図３も併せて参照し、クラッチ機構８０は、ピニオン軸３１に取り付けられた中部玉軸受６７によって回転可能に支持されているギヤ状のロックホイール９０と、このロックホイール９０の回転を規制する第１及び第２のロック手段１００，１２０とからなる。
【００３２】
図２に戻り、遊星歯車機構１４０は、ロックホイール９０の上方に配置され接続筒部１６１を介してロックホイール９０に一体的に形成されているサンギヤ１４１と、このサンギヤ１４１の周縁を自転及び公転可能なプラネタリギヤ１５０と、このプラネタリギヤ１５０を支持しピニオン軸３１の上端に連結されているプラネタリキャリヤ１４４と、このプラネタリキャリヤ１４４の外周を覆うように設けられ上端に入力軸２２が一体的に形成されているリングギヤ１４５とからなる。
【００３３】
プラネタリキャリヤ１４４は、ピニオン軸３１に圧入されている。サンギヤ１４１は、中部玉軸受６７を介してピニオン軸３１に支持されていると共に、第１の上部玉軸受７２を介してプラネタリキャリヤ１４４に支持されている。より詳細には、サンギヤ１４１は、第１の上部玉軸受７２と、中部玉軸受６７とによって支持されている。第１の上部玉軸受７２は、プラネタリキャリヤ１４４によって支持されている。中部玉軸受６７は、ピニオン軸３１に支持されている。プラネタリキャリヤ１４４は、ピニオン軸３１と共に軸線ＣＬ１を中心に回転可能である。
【００３４】
リングギヤ１４５の外周面と上部ハウジング６５の内周面との間には、第２の上部玉軸受７３が設けられている。さらに、入力軸２２の外周面と上部ハウジング６５の内周面との間には、第３の上部玉軸受７４が設けられている。リングギヤ１４５及び入力軸２２は、共に軸線ＣＬ１を中心に回転可能である。上部ハウジング６５の上端には、ゴミ等の侵入を防ぐためのシール７５が入力軸２２の外周面に沿って設けられている。
【００３５】
ピニオン軸３１、ロックホイール９０、接続筒部１６１、サンギヤ１４１、プラネタリキャリヤ１４４、リングギヤ１４５、入力軸２２のそれぞれの中心は、軸線ＣＬ１上に位置する。即ち、ピニオン軸３１、ロックホイール９０、接続筒部１６１、サンギヤ１４１、プラネタリキャリヤ１４４、リングギヤ１４５、入力軸２２のそれぞれの軸線ＣＬ１は、一致している。
【００３６】
軸線ＣＬ１の延びる方向を基準として、中部ハウジング６４と上部ハウジング６５とが重ね合わされる部位Ｐ１の高さは、接続筒部１６１の高さに一致している。
【００３７】
図３に示されるように、ロックホイール９０は、略円盤状のホイール本体９１から外周に向かって歯９２が等間隔に８つ形成され、これらの歯９２と歯９２との真ん中に歯９２よりも高さの低い低歯９３が８つ形成されている。歯９２と低歯９３との間には、ホイール本体９１の外周面部９１ａが臨んでいる。これらをまとめると、ロックホイール９０の外周には、歯９２、外周面部９１ａ、低歯９３、外周面部９１ａが等間隔に繰り返し形成されている。歯９２、外周面部９１ａ及び低歯９３の周方向の長さは、略同一である。
【００３８】
第１のロック手段１００は、ロックホイール９０の周縁に設けられている第１の支持軸１０１（支持軸１０１）と、この第１の支持軸１０１にスイング可能に取り付けられている第１のロックアーム１０２（ロックアーム１０２）と、この第１のロックアーム１０２をロックホイール９０に向かって付勢する第１のねじりコイルばね１０３（ねじりコイルばね１０３）と、第１のロックアーム１０２の中部ハウジング６４側へのスイングを規制する第１のスイング規制ピン１０４と、ロックホイール９０の周縁に設けられている第２の支持軸１０６と、この第２の支持軸１０６にスイング可能に取り付けられている第２のロックアーム１０７（ロックアーム１０７）と、この第２のロックアーム１０７をロックホイール９０に向かって付勢する第２のねじりコイルばね１０８（ねじりコイルばね１０８）と、第２のロックアーム１０７の中部ハウジング６４側へのスイングを規制する第２のスイング規制ピン１０９と、第１及び第２のロックアーム１０２，１０７に向かって進退可能な第１のロッド１１１ａ（ロッド１１１ａ）を有した第１のソレノイド１１１と、からなる。第１のソレノイド１１１は、ボルト１１３，１１３によって、中部ハウジング６４の外壁部６４ａに取り付けられている。
【００３９】
第２のロック手段１２０も、基本的な構成は、第１のロック手段１００と同様である。第２のロック手段１２０は、ロックホイール９０の周縁に設けられている第３の支持軸１２１と、この第３の支持軸１２１にスイング可能に取り付けられている第３のロックアーム１２２（ロックアーム１２２）と、この第３のロックアーム１２２をロックホイール９０に向かって付勢する第３のねじりコイルばね１２３（ねじりコイルばね１２３）と、第３のロックアーム１２２の中部ハウジング６４側へのスイングを規制する第３のスイング規制ピン１２４と、ロックホイール９０の周縁に設けられている第４の支持軸１２６と、この第４の支持軸１２６にスイング可能に取り付けられている第４のロックアーム１２７（ロックアーム１２７）と、この第４のロックアーム１２７をロックホイール９０に向かって付勢する第４のねじりコイルばね１２８（ねじりコイルばね１２８）と、第４のロックアーム１２７の中部ハウジング６４側へのスイングを規制する第４のスイング規制ピン１２９と、第３及び第４のロックアーム１２２，１２７に向かって進退可能な第２のロッド１３１ａ（ロッド１３１ａ）を有した第２のソレノイド１３１と、からなる。第２のソレノイド１３１は、ボルト１３３，１３３によって、中部ハウジング６４の外壁部６４ａに取り付けられている。
【００４０】
第１のロックアーム１０２は、先端部１０２ａがロックホイール９０に当接する第１のアーム本体部１０２ｂと、第１の支持軸１０１を基準に先端部１０２ａから離れる方向に向かって延びる第１の受け部１０２ｃ（受け部１０２ｃ）とが一体的に形成されてなる。第１のアーム本体部１０２ａと第１の受け部１０２ｃとの間には、第１のロックアーム１０２を第１の支持軸１０１に取り付けるための第１の取付孔１０２ｄが形成されている。
【００４１】
第２〜第４のロックアーム１０７，１２２，１２７の基本的な構成も、第１のロックアーム１０２と同様であり、詳細な説明は省略する。第２のロックアーム１０７は、先端部１０７ａを有する第２のアーム本体部１０７ｂと、第２の受け部１０７ｃ（受け部１０７ｃ）と、第２の取付孔１０７ｄと、からなる。第３のロックアーム１２２は、先端部１２２ａを有する第３のアーム本体部１２２ｂと、第３の受け部１２２ｃ（受け部１２２ｃ）と、第３の取付孔１２２ｄと、からなる。第４のロックアーム１２７は、先端部１２７ａを有する第４のアーム本体部１２７ｂと、第４の受け部１２７ｃ（受け部１２７ｃ）と、第４の取付孔１２７ｄと、からなる。
【００４２】
第１のねじりコイルばね１０３は、第１の支持軸１０１に巻かれている。第１のねじりコイルばね１０３の一端１０３ａは、ロックホイール９０から離れる方向に延びて中部ハウジング６４に当接している。第１のねじりコイルばね１０３の他端１０３ｂは、第１の受け部１０２ｃに当接して、第１の受け部１０２ｃをロックホイール９０から離れる方向に付勢している。第１の支持軸１０１から第１の受け部１０２ｃとは逆側に延びる第１のアーム本体部１０２ｂは、ロックホイール９０に向かって付勢される。
【００４３】
第２〜第４のねじりコイルばね１０８，１２３，１２８についても、基本的な構成は第１のねじりコイルばね１０３と同様である。第２〜第４のねじりコイルばね１０８，１２３，１２８の一端１０８ａ，１２３ａ，１２８ａは、それぞれ中部ハウジング６４に当接している。第２〜第４のねじりコイルばね１０８，１２３，１２８の他端１０８ｂ，１２３ｂ，１２８ｂは、それぞれ第２〜第４の受け部１０７ｃ，１２２ｃ，１２７ｃに当接している。
【００４４】
図２に示されるように、中部玉軸受６７、ロックホイール９０及び第１のロックアーム１０２は、第１のロッド１１１ａの軸線ＣＬ２上に配置されている。即ち、高さ方向において、中部玉軸受６７、ロックホイール９０、第１のロックアーム１０２及び第１のロッド１１１ａは一致している。第２のロックアーム（図３、符号１０７）も同様である。
【００４５】
図３も合わせて参照し、第１のロッド１１１ａの軸線ＣＬ２の高さと第２のロッド１３１ａの軸線ＣＬ３の高さも一致している。第３及び第４のロックアーム１２２，１２７は、第２のロッド１３１ａの軸線ＣＬ３に対して、高さ方向において一致している。このため、高さ方向において、中部玉軸受６７、ロックホイール９０、第３及び第４のロックアーム１２２，１２７及び第２のロッド１３１ａは一致している。
【００４６】
第１のロッド１１１ａの軸線ＣＬ２は、第２のロッド１３１ａの軸線ＣＬ３に対して、ピニオン軸３１の軸線ＣＬ１上において交わっている。  
【００４７】
図４に示されるように、通常時において第１及び第２のソレノイド１１１，１３１は、制御部（図１、符号５１）からロック信号（図１、Ｃｎ参照）を受けていない。ロック信号を受けていない状態において、第１及び第２のソレノイド１１１，１３１は、励磁状態にある。このとき、第１及び第２のロッド１１１ａ，１３１ａは、前進した位置にある。第１〜第４のロックアーム１０２，１０７，１２２，１２７は、第１又は第２のロッド１１１ａ，１３１ａが当接していることにより、ロックホイール９０側へのスイングが規制されている。これにより、ロックホイール９０は回転可能な状態にある。ロックホイール９０と一体のサンギヤ１４１も回転可能な状態（空転可能）である。
【００４８】
ステアリングホイール２１を操舵することにより、入力軸２２を介して、リングギヤ１４５が回転する。この回転力はプラネタリギヤ１５０を介してサンギヤ１４１に伝わる。サンギヤ１４１が回転可能であることにより、プラネタリギヤ１５０は、その場で自転のみする。即ち、サンギヤ１４１の周りを公転しない。このため、プラネタリキャリヤ１４４も回転せず、入力軸２２からピニオン軸３１へ操舵力が伝わることは、ほとんどない。
【００４９】
このように通常状態においては、遊星歯車機構１４０は開放状態にある。ステアリングホイール２１を操舵すると、図１に示された制御部（図１、符号５１）が転舵動力モータ（図１、符号４５）を制御することにより、転舵機構３０によって、車両の走行状態に応じた最適な操舵特性で転舵車輪３５，３５を転舵することができる。
【００５０】
その後、何らかの要因によって操舵機構２０と転舵機構３０との間での電気的な接続が解除されたとき、又はイグニッションキースイッチをオフにしたときには、制御部（図１、符号５１）はロック信号を発する。
【００５１】
図５に示されるように、非常時には、第１及び第２のソレノイド１１１，１３１は、ロック信号を受けて非励磁状態になる。これにより、第１及び第２のロッド１１１ａ，１３１ａは、後退する。これにより、第１及び第２のロッド１１１ａ，１３１ａは、第１〜第４のロックアーム１０２，１０７，１２２，１２７から離間する。第１〜第４のロックアーム１０２，１０７，１２２，１２７は、第１〜第４のコイルばね１０３，１０８，１２３，１２８の付勢力により、ロックホイール９０に向かってスイングする。
【００５２】
第１〜第４のロックアーム１０２，１０７，１２２，１２７のいずれか１つが、ロックホイール９０の歯９２に当接して、ロックホイール９０の回転を規制する。このとき、ロックホイール９０と一体のサンギヤ１４１も回転を規制される。図には、第１のロックアーム１０２がロックホイール９０の歯９２に当接し、ロックホイール９０の回転を規制した状態が示されている。一方、第２〜第４のロックアーム１０７，１２２，１２７は、ロックホイール９０の回転を許容する位置において、ロックホイール９０に当接している。
【００５３】
このようにクラッチ機構８０は、ロック信号を受けたときにはサンギヤ１４１を停止状態にロックすることによって、遊星歯車機構１４０を連結状態にする。すなわち、電気的な接続が解除されたときに、バックアップシステムに自動的に切り替わる。
【００５４】
図６に示されるように、ステアリングホイール２１を操舵することにより、リングギヤ１４５が回転し、その回転力はプラネタリギヤ１５０に伝わる。このとき、サンギヤ１４１は、回転が規制されている。このため、プラネタリギヤ１５０は、サンギヤ１４１の周りを自転しながら公転する。プラネタリギヤ１５０が公転することにより、プラネタリキャリヤ１４４が回転する。プラネタリキャリヤ１４４に連結されているピニオン軸３１が回転し、ラックアンドピニオン機構３３を介して転舵車輪３５，３５を転舵させる。ステアリングホイール２１の操舵力を遊星歯車機構１４０を介して転舵機構３０へ機械的に伝えることができる。なお、この場合に反力モータ２６は操舵反力を発生しない。
【００５５】
図７（ａ）の比較例に示されるように、第１のねじりコイルばね２０３によって第１のアーム本体部２０２ｂをロックホイール２９０に向かって付勢し、第２のねじりコイルばね２０８によって第２のアーム本体部２０７ｂをロックホイール２９０に向かって付勢することが考えられる。このような場合には、次のような問題点が生じ得る。図８（ａ）において、第２のねじりコイルばね２０８を例に説明する。なお、問題点は、第２のロックアーム２０７と同様の理由により、第１のロックアーム２０２、第３及び第４のねじりコイルばねにも生じ得る。
【００５６】
図８（ａ）の比較例に示されるように、車両用ステアリング装置の使用を継続することにより、第２の支持軸２０６、又は、第２のロックアーム２０７の第２の支持軸２０６への取付部（取付孔２０７ｄ参照）が摩耗によりすり減ることが考えられる。これにより、第２の支持軸２０６と取付孔２０７ｄとの間に隙間Ｓが生じる。この隙間Ｓの分、第２のロックアーム２０７が変位する。第２のねじりコイルばね２０８の付勢力により、第２のロックアーム２０７は、ロックホイール２９０に向かって変位する。
【００５７】
隙間Ｓが大きい場合には、ロックホイール２９０に第２のロックアーム２０７が当接する虞がある。当接した場合には、第２のロックアーム２０７によってロックホイール２９０の回転が妨げられる。
【００５８】
図７（ｂ）の実施例に示されるように、第２のロックアーム１０７は、先端部１０７ａから離れる方向に向かって、スイングの中心（第２の支持軸１０６）から延びる第２の受け部１０７ｃを有している。加えて、第２のねじりコイルばね１０８の一端１０８ａは、ロックホイール９０から離れる方向に延びて中部ハウジング６４に当接し、第２のねじりコイルばね１０８の他端１０８ｂは、第２の受け部１０７ｃに当接して第２の受け部１０７ｃをロックホイール９０から離れる方向に付勢している。
【００５９】
図８（ｂ）の実施例に示されるように、車両用ステアリング装置の使用を継続することにより、第２の支持軸１０６、又は、第２のロックアーム１０７の第２の支持軸１０６への取付部（第２の取付孔１０７ｄ参照）が摩耗によりすり減ることが考えられる。これにより、第２のロックアーム１０７と、第２の支持軸１０６との間に隙間Ｓが生じる。この隙間Ｓの分、第２のロックアーム１０７が変位する。第２のねじりコイルばね１０８の付勢力により、第２のロックアーム１０７は、中部ハウジング６４に向かって変位する。このため、第２のロックアーム１０７がロックホイール９０に向かって変位することを防止できる。これにより、第２のロックアーム１０７がロックホイール９０に接触することを防止し、ロックホイール９０を確実に回転させることができる。長い期間に亘って車両用ステアリング装置をより正確に作動させることができる。
【００６０】
図９に示されるように、第２の受け部１０７ｃには、第１のロッド１１１ａに向かって突出する突出部１０７ｄが形成されている。これにより、通常時において第１のロッド１１１ａには、第２の受け部１０７ｃの中の突出部１０７ｄのみが当接する。１点のみを第１のロッド１１１ａに当接させる構成とすることにより、第２の支持軸１０６の中心Ｏから第１のロッド１１１ａに当接する点までの距離を一定にすることができる。これにより、第１のロッド１１１ａに加わる第２のねじりコイルばね１０８の付勢力を一定にすることができる。確実に第１のロッド１１１ａによって第２のロックアーム１０７を押すことができる。
【００６１】
図３を併せて参照し、第１のロックアーム１０２についても同様に第１のロッド１１１ａに当接している。さらに、第３及び第４のロックアーム１２２，１２７についても、同様に第２のロッド１３１ａに当接している。
【００６２】
図５に示されるように、第１のアーム本体部１０２ｂは、ピニオン軸３１の軸線ＣＬ１に垂直な面を基準にして、曲線を滑らかに繋いだ湾曲形状を呈する。先端部１０２ａがロックホイール９０へ当接すると、衝撃が生じる。第１のアーム本体部１０２ｂが湾曲形状に形成されていることにより、衝撃による負荷が１箇所に加わることを防ぐことができる。
【００６３】
尚、本発明による第１〜第４のロックアームは、それぞれ異なる形状のものを例に説明したが、第１〜第４の支持軸が設けられる位置によって、ロックホイールへの当接位置を調節してもよい。さらには、これらを組み合わせることもできる。即ち、ロックホイールの歯と歯の間を基準として、それぞれのロックアームが、ロックホイールの異なる位置に当接すればよく、これらの形式のものに限られるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明の車両用ステアリング装置は、乗用車に搭載するのに好適である。
【符号の説明】
【００６５】
１０…車両ステアリング装置
２１…ステアリングホイール
２２…入力軸
３１…ピニオン軸
３３…ラックアンドピニオン機構
３４…ラック軸
３８…転舵用アクチュエータ
６４…中部ハウジング（ハウジング）
８０…クラッチ機構
９０…ロックホイール
９２…歯
１０１…第１の支持軸（支持軸）
１０２…第１のロックアーム（ロックアーム）
１０２ａ，１０７ａ，１２２ａ，１２７ａ…先端部
１０２ｃ…第１の受け部（受け部）
１０３…第１のねじりコイルばね（ねじりコイルばね）
１０３ａ，１０８ａ，１２３ａ，１２８ａ…一端
１０３ｂ，１０８ｂ，１２３ｂ，１２８ｂ…他端
１０６…第２の支持軸（支持軸）
１０７…第２のロックアーム（ロックアーム）
１０７ｃ…第２の受け部（受け部）
１０８…第２のねじりコイルばね（ねじりコイルばね）
１２１…第３の支持軸（支持軸）
１２２…第３のロックアーム（ロックアーム）
１２２ｃ…第３の受け部（受け部）
１２３…第３のねじりコイルばね（ねじりコイルばね）
１２６…第４の支持軸（支持軸）
１２７…第４のロックアーム（ロックアーム）
１２７ｃ…第４の受け部（受け部）
１２８…第４のねじりコイルばね（ねじりコイルばね）
【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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