(57)【要約】【課題】構造が簡単になるとともに、軸方向長さが短くなり、安価となり、摩擦トルクを発生させることができる車両用操舵装置を提供。【解決手段】回転制限機構２０は、回転可能要素３０および回転不能要素４０の一方に径方向に直線形状の第１の溝３３が形成され、他方に、ステアリングシャフト１１の周方向に操舵部品２の回転操作量である所定角度に渡って螺旋形状の第２の溝４３が形成され、第１の溝３３および第２の溝４３の交差する箇所に第１係合部材２１を有し、回転可能要素３０および回転不能要素４０の一方に円周方向に第３の環状溝３８が形成され、他方に、第３の環状溝３８に係合する第２係合部材２２を設け、第２係合部材２２が、第３の環状溝３８と接する方向に押圧装置２５で押圧することによって、回転可能要素３０および回転不能要素４０の他方と第２係合部材２２間に、相対回転を規制する方向の力を発生させる運動制限機構を備えた。【選択図】図２
2016117447.tif 000002
【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、転舵輪を転舵させるための転舵用アクチュエータと、前記操舵部品の操舵角を検出するための操舵角検出手段と、前記操舵部品を一方向に操作しているときは、前記転舵輪を一方向に旋回させ、前記操舵部品を他方向に操作しているときは、前記転舵輪を他方向に旋回させるように、前記操舵角検出手段により検出される信号に基づいて前記転舵用アクチュエータを駆動制御する制御装置とを備え、操舵部品と転舵輪との間の機械的な連結が断たれた車両用操舵装置において、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、前記ステアリングシャフトの軸方向において前記回転可能要素と対向する回転不能要素と、前記回転可能要素および前記回転不能要素の前記軸方向の間に配置された第１係合部材とを有し、前記回転可能要素および前記回転不能要素の一方に径方向に直線形状の第１の溝が形成され、前記回転可能要素および前記回転不能要素の他方に、前記ステアリングシャフトの周方向において前記操舵部品の回転操作量である前記所定角度に渡って螺旋形状の第２の溝が形成され、前記第１の溝および前記第２の溝の交差する箇所に前記第１係合部材を有し、前記回転可能要素および前記回転不能要素の一方に円環状の第３の環状溝が形成され、前記回転可能要素および前記回転不能要素の他方に、前記第３の環状溝に係合する第２係合部材を設け、前記第２係合部材の少なくとも一部が、前記第３の環状溝と接する第１摩擦部であり、前記第１摩擦部を前記第３の環状溝と接する方向に押圧する押圧装置を前記第２係合部材内に備え、前記押圧装置で前記第１摩擦部を前記第３の環状溝に押圧することによって、前記回転可能要素および前記回転不能要素の一方と前記第２係合部材との相対回転時に摩擦トルクを発生させ、前記回転可能要素および前記回転不能要素の他方と前記第２係合部材間に、相対回転を規制する方向の力を発生させる運動制限機構を備えたことを特徴とする車両用操舵装置
【請求項２】
前記第２係合部材が円環状に形成され、前記運動制限機構は、前記回転可能要素および前記回転不能要素の他方に前記第３の環状溝と互いに向かい合う位置に第４の環状溝が形成され、前記第２係合部材の少なくとも一部に、前記第４の環状溝と接する第２摩擦部が形成され、前記押圧装置により、前記第２摩擦部を前記第４の環状溝と接する方向に押圧することで、前記回転可能要素および前記回転不能要素の他方と前記第２係合部材間の相対回転を規制する方向の力を発生させるものであ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２係合部材が円弧状に形成され、前記運動制限機構は、前記回転可能要素および前記回転不能要素の他方に前記第３の環状溝と互いに向かい合う位置に、同一円周上の複数の位置に円弧状で複数の収納溝が形成され、前記第２係合部材が収納溝に収納されることで円周方向の移動を制限され、前記回転可能要素および前記回転不能要素の他方と前記第２係合部材間の相対回転を規制する方向の力を発生させるものであ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４】
前記運動制限機構は、前記回転可能要素および前記回転不能要素の他方に前記第３の環状溝と向かい合う位置に、同一円周上の複数の位置に複数の前記第２係合部材が固定部材を介して取り付けられ、前記回転可能要素および前記回転不能要素の他方と前記第２係合部材間の相対回転を規制する方向の力を発生させるものであ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、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いる。フォークリフトは、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。
【０００３】
操作機構は、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とを有する。転舵機構は、操舵部品の回転操作量に応じて制御される転舵用アクチュエータと、転舵用アクチュエータによって操作され、これを転舵輪に伝える転舵軸とを有する。
【０００４】
また、操舵部品の回転操作量の操舵角を検出するための操舵角センサと、操舵部品に加えられる操舵トルクを検出する操舵トルクセンサとが設けられ、操舵角センサにより検出される操舵角及び／又は操舵トルクセンサにより検出される操舵トルクに基づいて転舵用アクチュエータが駆動制御されることになる。この車両用操舵装置では、操舵部品を回転すると、回転操作量に応じて転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、転舵軸の軸方向に変化させて転舵軸により転舵輪を転舵させる。
【０００５】
特許文献１に示す車両用操舵装置においては、回転制限機構が、回転円板と、静止円板と、回転円板および静止円板の間に設ける複数の板要素と、複数の板要素のうち回転円板側の板要素および回転円板間の相対回転を規制するように板要素および回転円板の一方に設ける第１案内溝並びに他方に設ける第１突起で構成される第１連結要素と、隣接する要素間の相対回転量を規制するように隣接する要素の一方に設ける第２案内溝並びに他方に設ける第２突起で構成される複数の第２連結要素と、複数の板要素のうち回転円板側の板要素および回転円板間の相対回転に摩擦抵抗を付与する第１摩擦板と、隣接する要素間の相対回転に摩擦抵抗を付与する第２摩擦板と、複数の板要素のうち静止円板側の板要素および静止円板間の相対回転を規制するように板要素および静止円板の一方に設ける第３案内溝並びに他方に設ける第３突起で構成される第３連結要素と、第１摩擦板および第２摩擦板を押圧または解放する切り替え機構とを備え、切り替え機構により第１摩擦板および第２摩擦板を押圧するときは、回転円板および静止円板間は、第３連結要素を介して相対回転を規制し、切り替え機構により第１摩擦板および第２摩擦板を解放するときは、回転円板および静止円板間は、第１連結要素、第２連結要素および第３連結要素を介して相対回転を規制している。
【０００６】
また、特許文献２に、別の回転制限機構の一例が、示されている。図１８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。
【０００７】
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】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１３−１９３６７５号公報
【特許文献２】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】
【０００９】
特許文献１では、操舵部品の回転操作量を複数の所定角度以下に制限するため、複数の板要素、摩擦板および複数の連結要素などを必要とするため、構造が複雑になるとともに、軸方向長さが大きくなり、コスト高となる。特許文献２では、操舵部品の回転操作量を固定した所定角度以下に制限する回転制限機構として、軸方向の長さが小さくなるが、回転可能要素および回転不能要素の相対回転時に摩擦トルクを発生させることができない。
【００１０】
そこで、本発明は、上述した問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、構造が簡単になるとともに、軸方向の長さが小さくなり、安価となり、摩擦トルクを発生させることができる車両用操舵装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１の車両用操舵装置は、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、転舵輪を転舵させるための転舵用アクチュエータと、前記操舵部品の操舵角を検出するための操舵角検出手段と、前記操舵部品を一方向に操作しているときは、前記転舵輪を一方向に旋回させ、前記操舵部品を他方向に操作しているときは、前記転舵輪を他方向に旋回させるように、前記操舵角検出手段により検出される信号に基づいて前記転舵用アクチュエータを駆動制御する制御装置とを備え、操舵部品と転舵輪との間の機械的な連結が断たれた車両用操舵装置において、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、前記ステアリングシャフトの軸方向において前記回転可能要素と対向する回転不能要素と、前記回転可能要素および前記回転不能要素の前記軸方向の間に配置された第１係合部材とを有し、前記回転可能要素および前記回転不能要素の一方に径方向に直線形状の第１の溝が形成され、前記回転可能要素および前記回転不能要素の他方に、前記ステアリングシャフトの周方向において前記操舵部品の回転操作量である前記所定角度に渡って螺旋形状の第２の溝が形成され、前記第１の溝および前記第２の溝の交差する箇所に前記第１係合部材を有し、前記回転可能要素および前記回転不能要素の一方に円環状の第３の環状溝が形成され、前記回転可能要素および前記回転不能要素の他方に、前記第３の環状溝に係合する第２係合部材を設け、前記第２係合部材の少なくとも一部が、前記第３の環状溝と接する第１摩擦部であり、前記第１摩擦部を前記第３の環状溝と接する方向に押圧する押圧装置を前記第２係合部材内に備え、前記押圧装置で前記第１摩擦部を前記第３の環状溝に押圧することによって、前記回転可能要素および前記回転不能要素の一方と前記第２係合部材との相対回転時に摩擦トルクを発生させ、前記回転可能要素および前記回転不能要素の他方と前記第２係合部材間に、相対回転を規制する方向の力を発生させる運動制限機構を備えたことを要旨としている。
【００１２】
請求項１によれば、回転可能要素および回転不能要素の一方に第１の溝が径方向に直線形状に形成され、回転可能要素および回転不能要素の他方に第２の溝が螺旋形状に形成され、第１の溝および第２の溝に第１係合部材が係合されているため、操舵部品の回転操作量を固定した所定角度以下に制限することができ、回転可能要素および回転不能要素の一方に円環状の第３の環状溝が形成され、回転可能要素および回転不能要素の一方に、第３の環状溝に係合し摩擦部を有する第２係合部材を設け、回転可能要素および回転不能要素の他方と第２係合部材間に相対回転を規制する方向の力を発生させる運動制限機構を備えたため、回転可能要素および前記回転不能要素の相対回転時に大きな摩擦トルクを安定して発生させることができ、これらによって、構造が簡単になるとともに軸方向の長さを小さくでき、安価になる。
【００１３】
請求項２の車両用操舵装置は、前記第２係合部材が円環状に形成され、前記運動制限機構は、前記回転可能要素および前記回転不能要素の他方に前記第３の環状溝と互いに向かい合う位置に第４の環状溝が形成され、前記第２係合部材の少なくとも一部に、前記第４の環状溝と接する第２摩擦部が形成され、前記押圧装置により、前記第２摩擦部を前記第４の環状溝と接する方向に押圧することで、前記回転可能要素および前記回転不能要素の他方と前記第２係合部材間の相対回転を規制する方向の力を発生させるものであることを要旨としている。
【００１４】
請求項２によれば、第１の溝が径方向に直線形状に形成され、第２の溝が螺旋形状に形成され、第１係合部材が第１の溝および第２の溝に係合されているため、操舵部品の回転操作量を固定した所定角度以下に制限することができ、回転可能要素あるいは回転不能要素の他方と第２係合部材の少なくとも一部とが接触面積の大きな摩擦部を有しているため、相対回転を規制する方向の力を発生させることができ、これらによって、構造が簡単になるとともに軸方向の長さを小さくでき、安価になる。
【００１５】
請求項３の車両用操舵装置は、前記第２係合部材が円弧状に形成され、前記運動制限機構は、前記回転可能要素および前記回転不能要素の他方に前記第３の環状溝と互いに向かい合う位置に、同一円周上の複数の位置に円弧状で複数の収納溝が形成され、前記第２係合部材が収納溝に収納されることで円周方向の移動を制限され、前記回転可能要素および前記回転不能要素の他方と前記第２係合部材間の相対回転を規制する方向の力を発生させるものであることを要旨としている。
【００１６】
請求項３によれば、第１の溝が径方向に直線形状に形成され、第２の溝が螺旋形状に形成され、第１の溝および第２の溝に係合されているため、操舵部品の回転操作量を固定した所定角度以下に制限することができ、回転可能要素あるいは回転不能要素の他方に形成された収納溝に第２係合部材の一部が収容されているため、円周方向の移動を制限され、それほど精度を必要とせず相対回転時に相対回転を規制する方向の力を発生させることができ、これらによって、構造が簡単になるとともに軸方向の長さを小さくでき、安価になる。
【００１７】
請求項４の車両用操舵装置は、前記運動制限機構は、前記回転可能要素および前記回転不能要素の他方に前記第３の環状溝と向かい合う位置に、同一円周上の複数の位置に複数の前記第２係合部材が固定部材を介して取り付けられ、前記回転可能要素および前記回転不能要素の他方と前記第２係合部材間の相対回転を規制する方向の力を発生させるものであることを要旨としている。
【００１８】
請求項４によれば、構造が簡単になるとともに軸方向の長さを短くでき、安価になる。さらに、前記回転可能要素または前記回転不能要素のどちらかに第２係合部材を固定部材を介して固定しているためそれほど精度を必要とせず簡単に取り付けることが可能となり、より安定して相対回転を規制する方向の力を発生させることができるとともに、構造が簡単になり安価となる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、構造が簡単になるとともに、軸方向の長さが小さくなり、安価となり、摩擦トルクを発生させることができる車両用操舵装置を提供できる。  
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の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１プレートの中立状態平面図。
【図４】本発明の第一実施形態に係る回転制限機構の第２プレートの中立状態平面図。
【図５】本発明の第一実施形態に係る図４のＹ−Ｙ線断面図。
【図６】本発明の第一実施形態に係る回転制限機構の係合部材の平面図。
【図７】本発明の第一実施形態に係る図６のＸ−Ｘ線断面図。
【図８】本発明の第一実施形態に係る回転制限機構の左旋回状態図。
【図９】本発明の第一実施形態に係る回転制限機構の右旋回状態図。
【図１０】本発明の第二実施形態に係る回転制限機構の第２プレートの中立状態平面図。
【図１１】本発明の第二実施形態に係る図１０のＺ−Ｚ線断面図。
【図１２】本発明の第二実施形態に係る回転制限機構の係合部材の平面図。
【図１３】本発明の第二実施形態に係る図１２のＴ−Ｔ線断面図。
【図１４】本発明の第三実施形態に係る回転制限機構の第２プレートの中立状態平面図。
【図１５】本発明の第三実施形態に係る図１４のＳ−Ｓ線断面図。
【図１６】本発明の第三実施形態に係る回転制限機構の係合部材の平面図。
【図１７】本発明の第三実施形態に係る図１６のＦ−Ｆ線断面図。
【図１８】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】
【００２１】
本発明の第一実施形態を図１を参照しつつ説明する。
【００２２】
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と、転舵機構５０と、制御装置７０とを有する。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７０により転舵機構５０を動作させる構造になっている。
【００２３】
操作機構１０は、ステアリングシャフト１１と、反力アクチュエータ１２と、舵角センサ１３と、トルクセンサ１４と、回転制限機構２０とを有する。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７０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７０に伝達する構造になっている。
【００２４】
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、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。
【００２５】
舵角センサ１３は、ステアリングシャフト１１の操舵角を検出し、制御装置７０に出力するようになっている。
【００２６】
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７０に出力するようになっている。
【００２７】
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。
【００２８】
転舵機構５０は、ラックシャフト５１と、２個のタイロッド５２と、転舵アクチュエータ５３と、転舵角センサ５４とを有する。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。
【００２９】
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５５およびボールねじ機構５７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５５によりボールねじ機構５７のガイド軸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７０に出力するようになっている。
【００３０】
制御装置７０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７０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。
【００３１】
また、制御装置７０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。
【００３２】
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と、回転不能要素としての第２プレート４０と、第１係合部材２１および第２係合部材２２とを有する。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係合部材２１および第２係合部材２２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係合部材２１は球形状、第２係合部材２２は円環形状に形成されている。
【００３３】
図３に示すように、第１プレート３０は、プレート本体３１と、貫通孔３２と、第１の溝３３とを有する。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の軸方向に凹む断面半円形状を有している。なお、内径側端部３４および外径側端部３５は、第１の溝３３の端部に相当する。
【００３４】
さらに、プレート本体３１に第１の溝３３の外径側に円環状に第３の環状溝３８が形成されている。第３の環状溝３８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の軸方向に凹む断面半円形状を有している。
【００３５】
図４に示すように、第２プレート４０は、プレート本体４１と、貫通孔４２と、第２の溝４３とを有する。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。プレート本体４１に螺旋形状に第２の溝４３が形成されている。
【００３６】
第２の溝４３は、ステアリングシャフト１１の径方向の断面形状として、第１プレート３０と対向する対向面４１ａから凹む半円形状を有している（図５参照）。その第２の溝４３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ている。すなわち、第２の溝４３の内周側端部４４から第２の溝４３の外周側端部４５までの第２の溝４３の長さは、操舵部品２の回転操作量の１６２０°分に相当する。なお、内周側端部４４および外周側端部４５は、第２の溝４３の端部に相当する。
【００３７】
さらに、プレート本体４１に第２の溝４３の外径側の第３の環状溝と向かい合う位置に円環状の第４の環状溝４８が形成されている。第４の環状溝４８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ている。
【００３８】
図５に示すように、第１プレート３０および第２プレート４０を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４３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の内径側端部３４は、第２の溝４３の最も内周側の端部４４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の外径側端部３５は、第２の溝４３の最も外周側の端部４５とステアリングシャフト１１の軸方向に対向している。
【００３９】
そして、第１の溝３３の外径側および第２の溝３４の外径側に、第３の環状溝３８および第４の環状溝４８がステアリングシャフト１１の軸方向に対向して位置し、第３の環状溝３８および第４の環状溝４８に円環状の第２係合部材２２が係合している。
【００４０】
また、第１係合部材２１の一部は、第２プレート４０の第２の溝４３に移動可能な状態で収容され、第１係合部材２１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係合部材２１は、第１の溝３３の底面に接触している。このように第１係合部材２１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４３に、挟み込まれている。第１係合部材２１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の溝３３内と第２の溝４３内を移動し、そして第２係合部材２２は第１の溝３３内と第２の溝４３内で摺動する構造になっている。
【００４１】
次に、図６および図７を使用して、第２係合部材２２について詳細に説明する。
第２係合部材２２は円環状に形成され、第１摩擦部としての第１摺動部材２３と、第２摩擦部としての第２摺動部材２４と、第１摺動部材２３および第２摺動部材２４間に配置され第１摺動部材２３を第１の溝３３に押圧し第２摺動部材２４を第２の溝４３に押圧する圧縮ばね２５とを有している。
【００４２】
第１摺動部材２３は断面半円形状で円環状に形成され、円周方向等配に軸方向に、穴２３ｂが形成され、穴２３ｂの中央から第２摺動部材２４側へ延びた凸軸２３ｃを有している。凸軸２３ｃは、案内穴を有している。第２摺動部材２４は断面半円形状で円環状に形成され、円周方向等配に軸方向に、穴２４ｂが形成され、穴２４ｂの中央から第１摺動部材２３側へ延びた凸軸２４ｃを有している。そして、凸軸２３ｃの案内穴に凸軸２４ｃが摺動可能に嵌合されている。凸軸２３ｃおよび凸軸２４ｃの外周側に圧縮ばね２５が配置され、圧縮ばね２５により第１摺動部材２３および第２摺動部材２４を互いに離間する方向に押圧している。
【００４３】
第１摺動部材２３および第２摺動部材２４間に圧縮ばね２５が配置されて、第１摺動部材２３の外周が第１の溝３３に接触し、第２摺動部材２４の外周が第２の溝４８に接触している。そのため、第１摺動部材２３および第１の溝３３間、第２摺動部材２４および第２の溝４３間に圧縮ばね２５の押圧による摩擦力が発生するように構成されている。
【００４４】
図４、図８、図９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係合部材２１は、第１プレート３０の回転にともない第１の溝３３で押され、第２の溝４３に沿って移動するとともに第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。
【００４５】
第１係合部材２１が第１の溝３３および第２の溝４３に沿って移動するときに、同時に、第２係合部材２２の圧縮ばね２５により第３の環状溝３８および第１摺動部材２３間に押圧力が発生して摩擦力が発生する。また、第４の環状溝４８および第２摺動部材２４間に押圧力が発生して摩擦力が発生する。これらの摩擦力により、第１プレート３０に摩擦トルクを与えることができ、運転手は操舵部品２がフラフラではなく、手応え感を感じることができる。
【００４６】
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係合部材２１は、第２プレート４０の径方向の中間位置に位置している。
【００４７】
図８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１係合部材２１は、第１プレート３０および第２プレート４０の外周側に向けて移動する。同時に、第２係合部材２２は、第１摺動部材２３が第３の環状溝３８に接しながら押圧し、第２摺動部材２４が第４の環状溝４８に接し押圧しながら、摺動する。そして、図中の破線により示されるように、第１係合部材２１が第２の溝４３の外周側端部４５と接触することにより第１係合部材２１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。
【００４８】
図９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１係合部材２１は、第１プレート３０および第２プレート４０の内周側に向けて移動する。同時に、第２係合部材２２は、第１摺動部材２３が第３の環状溝３８に接しながら押圧し、第２摺動部材２４が第４の環状溝４８に接し押圧しながら、摺動する。そして、図中の破線により示されるように、第１係合部材２１が第２の溝４３の内周側端部４４と接触することにより第１係合部材２１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。
【００４９】
このように、回転制限機構２０は、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。また、回転制限機構２０は、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。
【００５０】
上記構成によれば、第１の溝３３が径方向に直線形状に形成され、第２の溝４３が螺旋形状に形成され、第１の溝３３および第２の溝４３に第１係合部材２１が係合されているので、第１プレート３０および第２プレート４０間の相対回転を所定角度以下に制限できる。さらに、第２係合部材２２を使用して、圧縮ばね２５により第３の環状溝３８および第４の環状溝４８との間で摩擦力を発生させることで、第１プレート３０および第２プレート４０間の相対回転時に安定して大きな摩擦トルクを発生させることができ、手ごたえ感を感じることができる。これらによって、構造が簡単になるとともに軸方向の長さを短くでき、安価になる。
【００５１】
次に、第二実施形態について説明する。車両用操舵装置１は、第一実施形態と同様であるので、同一番号を使用して説明を割愛する。回転制限機構２０は、第一実施形態とほぼ同様であり、同一番号を使用して説明を割愛する。回転制限機構２０の運動制限機構が、第一実施形態と第二実施形態とで異なっており、図２、図１０〜図１３を参照して説明する。
第一実施形態では、回転不能要素としての第２プレート４０に、第３の環状溝３８と向かい合う位置に円環状の第４の環状溝４８が形成され、第４の環状溝４８に円環状の第２係合部材２２が係合し、圧縮ばね２５により第２摺動部材２４を第４の環状溝４８に押圧して第２摺動部材２４と第４の環状溝４８との間で摩擦力を発生させることで円周方向の移動を制限する運動制限機構について説明した。
第二実施形態では、回転不能要素としての第２プレート４０に、第３の環状溝と互いに向かい合う位置の同一円周上に複数の円弧状の収納溝７８が形成され、そこに円弧状の第２係合部材７１が収納され、収納溝７８と第２係合部材７１とが円周方向に係合することで円周方向の移動を制限する運動制限機構について説明する。
【００５２】
第二実施形態の運動制限機構は、第２プレートに形成された収納溝７８と、の収容溝７８に収納され円周方向の移動を制限する第２係合部材７１で構成されている。
【００５３】
収容溝７８は、図１０に示すように、第３の環状溝と向かい合う位置に同一円周上の複数の位置に円弧状に形成されている。収容溝７８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ている。
【００５４】
図１１に示すように、第１プレート３０および第２プレート４０を重ね合わせた状態において、第１の溝３３の外径側および第２の溝３４の外径側に、第３の環状溝３８および収納溝７８がステアリングシャフト１１の軸方向に対向して位置し、第３の環状溝３８および円弧状の収納溝７８間に第２係合部材７１が係合している。
【００５５】
第２係合部材７１は、図１２および図１３に示すように、断面円形状で円弧状に形成され、第２係合部材７１の一方が、第３の溝３８に係合し、第２係合部材７１の他方が、収納溝７８に係合するように構成されている。
【００５６】
ガイド軸本体７２は、円弧状の円弧部と、円弧部の両端に半球形状のガイド部７２ａとを有している。円弧部には、第１の溝３３の溝深さ方向に収納穴７２ｅが形成され、この収納穴７２ｅに第１摺動部材７３ａが摺動可能に嵌合されている。円弧部および第１摺動部材７３ａ間に第２圧縮ばね７３ｃが配置されて、第１摺動部材７３ａおよび第３の溝３８間に第２圧縮ばね７３ｃの押圧による摩擦力が発生する機能を有している。
【００５７】
第１摺動部材７３ａは、中央から収納穴７２ｅ底部へ延びた凸軸７３ｄを有し、収納穴７２ｅ底部は、中央から第１摺動部材７３ａ側へ延びた凸軸７３ｅを有している。凸軸７３ｄは、案内穴を有し、案内穴に凸軸７３ｅが摺動可能に嵌合されている。凸軸７３ｄおよび凸軸７３ｅの外周側に圧縮ばね７３ｃが配置され、圧縮ばね７３ｃにより第１摺動部材７３ａを第３の溝３８方向に押圧している。
【００５８】
ガイド部７２ａは第３の環状溝３８に接触して、第１摺動部材７３ａおよび第３の溝３８間に圧縮ばね７３ｃの押圧による摩擦力を発生しながら第１摺動部材７３ａは第３の溝３８に対し摺動し、ガイド部７２ａは収納溝７８に当接して移動を阻止する運動制限機構の機能を有している。
【００５９】
上記構成によれば、回転制限機構２０の運動制限機構は、第２係合部材７１を使用して、第２係合部材７１を収納溝７８に当接して移動を阻止して、円周方向に移動を規制しているので、第１プレート３０に大きな摩擦トルクを与えることができ、運転手は操舵品２がフラフラではなく、確実に手応え感を感じることができる。これらによって、構造が簡単になるとともに軸方向の長さを短くでき、安価になる。
【００６０】
次に、第三実施形態について説明する。車両用操舵装置１は、第一実施形態と同様であるので、同一番号を使用して説明を割愛する。回転制限機構２０は、第一実施形態とほぼ同様であり、同一番号を使用して説明を割愛する。第三実施形態の回転制限機構２０の運動制限機構が、第一実施形態、第二実施形態と異なっており、運動制限機構図２、図１４〜図１７を参照して説明する。
【００６１】
第三実施形態の運動制限機構は、第２係合部材８１と第２プレート４０に第２係合部材８１を固定して円周方向の移動を制限する固定装置で構成されている。
【００６２】
第２プレート４０には、図１４に示すように、第３の環状溝３８と向かい合う位置で同一円周上に複数の円柱状穴８８が形成され、円柱状穴８８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の軸方向に凹んで形成されている。円柱状穴８８に第２係合部材８１が圧入固定されている。円柱状穴８８に第２係合部材８１を圧入することで第２係合部材８１を第２プレート４０に固定する固定装置が構成されている。
【００６３】
図１５に示すように、第１プレート３０および第２プレート４０を重ね合わせた状態において、第１の溝３３の外径側および第２の溝３４の外径側に、第３の環状溝３８および第２係合部材８１がステアリングシャフト１１の軸方向に対向して配置されている。
【００６４】
次に、図１６および図１７を使用して、第２係合部材８１について説明する。
第２係合部材８１は、ガイド軸本体８２と、第１摩擦部としての第１摺動部材８３ａと、第１摺動部材８３ａを第３の環状溝３８に押圧する圧縮ばね８３ｃとを有している。
【００６５】
ガイド軸本体８２は、円柱状に形成されており、一端に半球形状の第１ガイド部８２ａを有し、他端第２プレートに圧入固定される円柱端部８３ｂを有している。
【００６６】
ガイド軸本体８２には、第１ガイド部８２ａから、ガイド軸本体８２の軸方向に収容穴８２ｃが形成され、この収容穴８２ｃに第１摺動部材８３ａが摺動可能に嵌め込まれている。第１摺動部材８３ａおよび円柱端部８３ｂ間に圧縮ばね８３ｃが配置されている。第１ガイド部８２ａとともに第１摺動部材８３ａは、半球形状の外周を形成し、第３の環状溝３８に接触している。
【００６７】
第１摺動部材８３ａは、中央から円柱端部８３ｂ側へ延びた凸軸８３ｄを有し、円柱端部８３ｂは、中央から第１摺動部材８３ａ側へ延びた凸軸８３ｅを有している。凸軸８３ｄは、案内穴を有し、案内穴に凸軸８３ｅが摺動可能に嵌合されている。凸軸８３ｄおよび凸軸８３ｅの外周側に圧縮ばね８３ｃが配置され、圧縮ばね８３ｃにより第１摺動部材８３ａおよび円柱端部８３ｂを互いに離間する方向に押圧している。
【００６８】
第１摺動部材８３ａは、圧縮ばね８３ｃの押圧による摩擦力を発生しながら第３の溝３８に対し摺動している。運動制限機構によって、第２プレート４０に対する第２係合部材８１の円周方向移動を阻止することができる。
【００６９】
本構成によると、第１プレート３０に第１の溝３３が径方向に直線形状に形成され、第２プレート４０に第２の溝４３が螺旋形状に形成され、第１の溝３３および第２の溝４３に第１係合部材２１が係合されているので、第１プレート３０および第２プレート４０間の相対回転を所定角度以下に制限することができる。さらに、第３の環状溝３８および第２係合部材８１間に摩擦力を発生させ、運動制限機構によって、第２プレート４０に対する第２係合部材８１の円周方向移動を阻止することができるので、第１プレート３０に大きな摩擦トルクを与えることができ、運転手は操舵品２がフラフラではなく、確実に手応え感を感じることができる。これらによって、構造が簡単になるとともに軸方向の長さを小さくでき、安価となる。
【００７０】
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。
【００７１】
今回、第一実施形態および第二実施形態では、第２の溝４３は、操舵部品２の回転操作量として１６２０度（４．５回転）にわたり形成されている。しかし、第２の溝４３の長さは各実施形態に例示された内容に限られない。例えば、他の実施形態として第２の溝４３は、操舵部品２の回転操作量として１４４０度（４回転）にわたり形成されてもよい。
【００７２】
第一実施形態および第二実施形態の第２プレート４０では、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、他の実施形態として、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。
【００７３】
第一実施形態および第二実施形態では、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造になっている。他の実施形態として、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構造になっている。この場合、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」に相当する。
【００７４】
第一実施形態および第二実施形態では、回転制限機構２０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が形成された構成を有する。他の実施形態として、回転制限機構２０は、第１プレート３０に第２の溝４３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。
【００７５】
第一実施形態では圧縮ばね２５を用い、第二実施形態では圧縮ばね７３ｃを用い、第三実施形態では圧縮ばね８３ｃを用いた。圧縮ばねに代えて、圧縮ガスによって押圧力を発生させるガススプリングでもよい。
【符号の説明】
【００７６】
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、  １３…操舵角センサ、  ２０…回転制限機構、  ２１…第１係合部材、    ２２…第２係合部材、  ２３…第１摺動部材（第１摩擦部）、    ２４…第２摺動部材（第２摩擦部）、  ２５…圧縮ばね（押圧装置）、  ３０…第１プレート（回転可能要素）、  ３３…第１の溝、３８…第３の環状溝、  ４０…第２プレート（回転不能要素）、  ４３…第２の溝、  ４４…内径側の他端、  ４５…外径側の一端、４８…第４の環状溝、  ５０…操舵機構、    ７０…制御装置  
【図１】
2016117447.tif 000003
【図２】
2016117447.tif 000004
【図３】
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【図４】
2016117447.tif 000006
【図５】
2016117447.tif 000007
【図６】
2016117447.tif 000008
【図７】
2016117447.tif 000009
【図８】
2016117447.tif 000010
【図９】
2016117447.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
2016117447.tif 000013
【図１２】
2016117447.tif 000014
【図１３】
2016117447.tif 000015
【図１４】
2016117447.tif 000016
【図１５】
2016117447.tif 000017
【図１６】
2016117447.tif 000018
【図１７】
2016117447.tif 000019
【図１８】
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