CN104508311B - 离合器装置以及转向操纵装置 - Google Patents

Abstract

离合器装置(29)具备：方向盘侧壳体(36)，在内周以彼此具有间隔的方式沿周向排列有多个锁槽(42)；轮胎侧壳体(38)；多个锁杆(40)，以能够沿轮胎侧壳体(38)的径向移动的方式设于轮胎侧壳体(38)，彼此具有间隔地沿轮胎侧壳体(38)的周向排列；以及进退机构，其使锁杆(40)在面向锁槽(42)的方向以及与该方向相反的方向上进退。多个锁杆(40)具有在通过进退机构向多个锁槽(42)移动的情况下，无论方向盘侧壳体(36)与轮胎侧壳体(38)的旋转相位差如何，都进入多个锁槽中的锁槽(423)的锁杆(403)、和进入锁槽(421)的锁杆(401)。

Description

离合器装置以及转向操纵装置

技术领域

本发明涉及离合器装置，特别是涉及车辆转向操纵装置所使用的离合器装置。

背景技术

近年来，被称为所谓的电动转向系统的有关汽车的转向操纵的系统面向实际应用进行了各种开发。现有的车辆通常转向盘和转向轮通过齿轮齿条副一样的机构来机械式地结合。但是，在电动转向系统中，没有这些机械式的连接，利用传感器检测来自驾驶员的输入，例如扭矩、转向角度，并且与来自其他的车辆传感器的信息加在一起，求出适于车辆的行驶状态的转向角，将该转向角指令值发送到转向用致动器，实际进行车轮的转向。

在采用电动转向系统的情况下，为了在系统发生故障的情况下确保转向操纵性能，通常与电动转向系统独立地另外设置机械式地结合转向盘和转向轮的结合机构或者、与其类似的机构、用于所谓的失效保护的机构。作为这样的机构，例如，已知有具备行星齿轮离合器的转向操纵装置(参照专利文献1)。

专利文献1:日本特开2009－040095号公报

然而，专利文献1所记载的转向操纵装置，即使在锁止部被释放的状态下，转向盘与轮胎也经由行星齿轮离合器连接，来自路面的输入被传递至转向盘。因此，转向时的感觉有改善的余地。

发明内容

本发明是鉴于这样的状况而完成的，其目的在于，提供能够提高转向操纵装置中的转向感觉的新的离合器装置。

为了解决上述课题，本发明的某方式的离合器装置是进行2个旋转轴间的旋转力的传递以及切断的切换的离合器装置，具备：第1旋转轴，其在内周或者外周以彼此具有间隔的方式沿周向排列有多个槽部；第2旋转轴，其以与上述第1旋转轴同轴并且至少一部分重叠的方式配置；多个接合部，以能够沿上述第2旋转轴的径向移动的方式设于该第2旋转轴，且彼此具有间隔地沿该第2旋转轴的周向排列；以及进退机构，其使上述接合部在朝向上述槽部的方向以及与该方向相反的方向上进退。上述多个接合部具有：第1接合部，在通过上述进退机构朝向上述多个槽部移动的情况下，不论上述第1旋转轴与上述第2旋转轴的旋转相位差如何，都进入上述多个槽部中的任意一个第1槽部；以及第2接合部，在上述第1接合部在进入了上述第1槽部的状态下向右旋或者左旋的任意一方的旋转方向移动，并与该第1槽部的2个侧面中的一方的旋转方向侧的侧面接合时，该第2接合部进入与上述第1槽部不同的第2槽部。上述第2接合部构成为，在进入了上述第2槽部时，与该第2槽部的2个侧面中的另一方的旋转方向侧的侧面接合。

根据该方式，通过进退机构使接合部从槽部退避，从而能够成为没有第1旋转轴与第2旋转轴的旋转力的传递的分离状态。另一方面，在通过进退机构连接了第1旋转轴与第2旋转轴的状态下，第1旋转轴向一方的旋转方向旋转的情况下，第1接合部与第1槽部的2个侧面中的另一方的旋转方向侧的侧面接合，所以能够以几乎没有间隙的状态将旋转力传递至第2旋转轴。另外，第1旋转轴向另一方的旋转方向旋转的情况下，第2接合部与第2槽部的2个侧面中的一方的旋转方向侧的侧面接合，所以能够以几乎没有间隙的状态将旋转力传递至第2旋转轴。

上述进退机构也可以具有被电驱动的致动器、以及将上述接合部朝向上述槽部推压的推压部件。也可以构成为，通过上述致动器通电时的动作，以比上述推压部件的推压力大的力使上述接合部从上述槽部退避，并且在解除了对上述致动器的通电的情况下，通过上述推压部件的推压力，上述第1接合部进入上述第1槽部。由此，在解除了对致动器的通电的非常时，通过第1接合部进入第1槽部，第1旋转轴与第2旋转轴的连接立刻进行。

上述致动器是旋转式螺线管，上述进退机构还可以具备变换机构，其变换上述旋转式螺线管的旋转运动来使上述接合部进退。由此，能够抑制离合器装置的轴方向的长度。

若将上述多个槽部的个数设为n，上述槽部的间距设为P，上述多个接合部的个数设为N，进入上述多个槽部的接合部的个数设为Nx，上述接合部的宽度设为W，上述槽部的宽度设为B1，上述槽部与邻接的槽部的距离设为B2，使上述接合部与上述槽部接合时的偏移角度设为δ，则上述接合部以及上述槽部也可以被设置为满足：P＝360/n；B1≒W+(δ×(Nx－1))；δ＝P/N。由此，例如，考虑连接时的偏移角度的设计成为可能。

本发明的另一方式是转向操纵装置。该装置具备：操作部件，为了使车辆转向而使该操作部件旋转；检测单元，其检测与上述操作部件的操作量对应的信息；转向机构，其使车轮转向；动力源，其驱动上述转向机构；离合器装置，其配置于上述操作部件与上述转向机构之间，进行上述操作部件与上述转向机构之间的旋转力的传递以及切断的切换；以及控制单元，其在通过上述离合器装置切断了旋转力的状态下驱动上述动力源，并基于与上述操作量对应的信息控制转向量。上述操作部件与上述第1旋转轴以及上述第2旋转轴的任意一方连结，上述转向机构与上述第1旋转轴以及上述第2旋转轴的任意另一方连结，上述离合器装置在上述操作部件与上述转向机构之间能够进行旋转力的传递的状态下，以车轮的转向角根据上述操作部件的操作变化的方式，机械式地连结上述第1旋转轴和上述第2旋转轴。

根据该方式，例如，在通过离合器装置切断了旋转力的状态下驱动动力源，并基于与操作部件的操作量对应的信息控制转向量的情况下，扭矩变动等不从转向机构向操作部件传递，所以能够提高转向操纵感觉。

通过该发明，能够实现能够提高转向操纵装置中的转向操纵感觉的新的离合器装置。

附图说明

图1是表示第1实施方式的车辆转向操纵装置的概略结构的示意图。

图2是第1实施方式的离合器装置的与轴平行的剖视图。

图3是图2所示的离合器装置的A－A剖视图。

图4是第1实施方式的离合器装置(离合器连接状态)的与轴平行的剖视图。

图5是图4所示的离合器装置的C－C剖视图。

图6是用于对锁杆与锁槽的形状进行说明的图。

图7是直线状地表示图6所示的锁杆与锁槽的关系的示意图。

图8是第2实施方式的离合器装置的剖视图。

图9是第3实施方式的离合器装置的剖视图。

图10是第4实施方式的离合器装置的与轴平行的剖视图。

图11是图10所示的离合器装置的E－E剖视图。

图12是第4实施方式的离合器装置(离合器连接状态)的与轴垂直的剖视图。

图13是处于方向盘侧壳体从图5所示的状态稍向箭头R2方向旋转的位置的离合器装置的剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图对用于实施本发明的方式进行详细的说明。此外，在附图的说明中对相同的构件附相同的符号，适当地省略重复的说明。以下的实施方式中说明的离合器装置能够应用于车辆的转向操纵装置。特别适于所谓的电动转向型车辆转向操纵装置，即，不管施加于在转向部设置的转向盘等的操作部件的转向力如何，在电气控制下，通过在转向部中具备的动力源的动力，进行与操作部件的操作对应的车轮的转向的车辆转向操纵装置。

(第1实施方式)

图1是表示第1实施方式的车辆转向操纵装置的概略结构的示意图。车辆转向操纵装置10具备方向盘12、转向操纵角度传感器14、扭矩传感器16、转向操纵反作用力马达18、中间轴20、转向角度传感器22、转向马达24、轮胎26、ECU28、以及离合器装置29。

转向致动器30由转向操纵角度传感器14、扭矩传感器16、以及转向操纵反作用力马达18构成。另外，转向致动器32由转向角度传感器22和转向马达24构成。ECU28基于转向操纵致动器30以及转向致动器32具有的各种传感器信息，控制转向操纵反作用力马达18、转向马达24。

方向盘12配置于车厢内的驾驶员座侧，作为为了驾驶员输入转向操纵量而使其旋转的转向操纵部件发挥作用。

转向操纵角度传感器14检测作为驾驶员输入的转向操纵量的方向盘12的旋转角，将该检测值对于ECU28输出。转向操纵角度传感器14作为检测与方向盘12的操作量对应的信息的检测单元发挥作用。

扭矩传感器16检测与方向盘12的转向操纵量对应的扭矩。转向操纵反作用力马达18基于ECU28的控制，使用于使驾驶员感到与转向操纵角度传感器14检测到的方向盘12的旋转角对应的转向操纵反作用力的反作用力作用于方向盘12。

ECU28例如由CPU、ROM、RAM以及将它们相互连接的数据总线构成，根据储存于ROM的程序，作为进行如下的控制的控制单元发挥作用，即，检测作为驾驶员输入的转向操纵量的方向盘12的旋转角，计算基于该转向操纵量的转向量，并基于该转向量，控制转向马达24来对轮胎26进行转向。

转向马达24构成转向单元，其基于ECU28的控制，使经由转向横拉杆连接于轮胎26的沿车宽度方向延伸的齿条沿车宽度方向动作。

转向角度传感器22检测构成转向单元的齿轮齿条副机构34的小齿轮的旋转角，并将该检测值对于ECU28输出。

中间轴20作为电动转向系统不发挥作用的情况下的后备机构的一部分，发挥将转向操纵力(旋转力)从转向操纵致动器30向转向致动器32传递的作用。机械后备机构由中间轴20、离合器装置29、齿轮齿条副机构34等构成。

离合器装置29进行2个旋转轴间的旋转力的传递以及切断的切换。后述离合器装置29的构造的详细，但车辆转向操纵装置10在系统正常的情况下，通过离合器装置29分离转向操纵致动器30与转向致动器32的连接，作为电动转向系统发挥作用。另一方面，车辆转向操纵装置10在系统异常的情况下，通过离合器装置29机械式地连接转向操纵致动器30和转向致动器32，从而能够通过方向盘12的操作直接对轮胎26进行转向。

接下来，详述离合器装置29的构造。图2是第1实施方式的离合器装置29的与轴平行的剖视图。图3是图2所示的离合器装置29的A－A剖视图。此外，图2相当于图3所示的B－B剖面。

离合器装置29具备作为第1旋转轴的环状的方向盘侧壳体36、作为第2旋转轴的环状的轮胎侧壳体38、以及作为以能够沿轮胎侧壳体38的径向移动的方式设于轮胎侧壳体38的接合部的多个锁杆40。方向盘侧壳体36在内周面以彼此具有间隔的方式沿周向排列有多个锁槽42。轮胎侧壳体38以与方向盘侧壳体36同轴的方式设置，以从离合器装置29的一侧观察，至少一部分与方向盘侧壳体36重叠的方式配置。

方向盘侧壳体36与转向操纵致动器30连结，与方向盘12的旋转连动地旋转。另外，轮胎侧壳体38与转向致动器32连结，与轮胎的转向连动地旋转。离合器装置29还具备使锁杆40在面向锁槽42的方向以及与该方向相反的方向上进退的进退机构44。后述进退机构44的详细。

本实施方式的离合器装置29中，5个锁杆40呈放射状地大致等间隔地配置。各锁杆40可滑动地支承于在环状的轮胎侧壳体38的周面形成的开口部38a。

在轮胎侧壳体38的图2所示的右侧的开口部附近固定有弹簧支架部件46。弹簧支架部件46在小径部46a的外周面，以与各锁杆40对应的方式呈放射状地大致等间隔地配置有多个凸部46b。凸部46b以作为推压部件的弹簧50不偏移的方式支承其一端。另外，弹簧50的另一端被形成于锁杆40的与弹簧支架部件46对置的部分的凹部40a支承。而且，弹簧50在图2、图3所示的状态下被压缩。

进退机构44具有：作为被电驱动的致动器的拉式螺线管52、将锁杆40朝向锁槽42推压的弹簧50、作用于锁杆40来控制锁杆40的进退的销54、以及固定了销54的适配器56。

拉式螺线管52构成为在通电时(离合器装置断开)轴52a被拉入，在非通电时(离合器装置连接)利用位于内部的回位弹簧的作用轴52a突出。图2表示拉式螺线管52的通电时的状态。

销54在浸入了设于锁杆40的中央部的贯通孔40b的状态下与锁杆40接合。另外，销54具有：第1接合部54a，其在图2所示的离合器装置断开的状态下与锁杆40的贯通孔40b抵接；第2接合部54b，其在后述的离合器装置连接的状态下与锁杆40的贯通孔40b抵接；以及斜面54c，其顺畅地连接第1接合部54a和第2接合部54b。销54以从第2接合部54b朝向第1接合部54a接近离合器装置29的旋转轴Ax的方式弯曲。此外，第2接合部54b也可以不必与贯通孔40b的内周壁抵接。

适配器56固定于拉式螺线管52的轴，根据对拉式螺线管52的通电状态，位置向轴方向变化。此时，销54的位置也朝向轴方向变化。

接下来，对离合器装置的动作进行说明。如图2、图3所示，在离合器装置29断开的状态，即拉式螺线管52通电的状态下，锁杆40与锁槽42完全不接合。因此，是转向操纵致动器30与转向致动器32被切断的状态，旋转力不在彼此之间传递。

更详细而言，若拉式螺线管52通电，则适配器56与拉式螺线管52的轴一起被拉入。此时，销54的第1接合部54a与贯通孔40b的内周壁抵接，锁杆40被限制在离合器装置29为断开的状态的位置。

图4是第1实施方式的离合器装置29(离合器连接状态)的与轴平行的剖视图。图5是图4所示的离合器装置29的C－C剖视图。此外，图4相当于图5所示的D－D剖面。

若离合器装置29由于系统的故障等解除了通电且成为非通电的状态，则通过拉式螺线管52的回位弹簧的动作，在此之前被拉入的适配器56向图4的右方向移动。其结果，锁杆40的贯通孔40b的内部的销54的位置变化，销54的第2接合部54b位于贯通孔40b的内部。其结果，位置被销54限制的锁杆40能够朝向方向盘侧壳体36的锁槽42移动。

这样，各锁杆40，通过弹簧50的推压力朝向方向盘侧壳体36的锁槽42沿轮胎侧壳体38的径向移动的力发生作用，但如图5所示，离合器装置29中，未构成为全部的锁杆40保持原样进入锁槽42。

换句话说，根据各锁杆40(以下，有时适当地称为锁杆401～405。)与各锁槽42的位置关系，换句话说根据方向盘侧壳体36与轮胎侧壳体38的位置关系，进入锁槽42的锁杆的组合可各种变化。图5所示的离合器装置29中，存在进入锁槽42的锁杆401～403、和未进入锁槽42而与锁槽42彼此之间的突起部43抵接的锁杆404、405。

图5所示的状态是离合器装置29完全为离合器连接的情况，但是，并不是在解除了对拉式螺线管52的通电的同时，一直为该状态。以下，进一步详述通过通常的方向盘12的操作到离合器装置29完全为离合器连接为止的动作。

图13是处于方向盘侧壳体36从图5所示的状态朝向箭头R2方向稍旋转的位置的离合器装置的剖视图。例如，在处于方向盘侧壳体36从图5所示的状态向箭头R2方向稍旋转的位置的情况(轮胎侧壳体38保持着图5所示的状态)下，是锁杆401、402进入锁槽42，但锁杆403、404、405与位于方向盘侧壳体36的内周壁的突起部43抵接的状态。另外，此时，进入锁槽42的锁杆401、402均未与锁槽42的侧面42a、42b抵接。因此，在方向盘侧壳体36与轮胎侧壳体38之间在旋转方向上存在间隙。

而且，若将方向盘侧壳体36从该状态向箭头R1方向旋转，则在锁杆401与锁槽42的一方的侧面42a抵接接合时，锁杆403进入锁槽42，与锁槽42的另一方的侧面42b接合。其结果，如图5所示，通过进入锁槽421与一方的侧面42a接合的锁杆401和进入锁槽423与另一方的侧面42b接合的锁杆403，方向盘侧壳体36与轮胎侧壳体38之间的旋转方向的间隙大致消失(锁定状态)，能够将方向盘侧壳体36的旋转力可靠地向轮胎侧壳体38传递。

这样，在本实施方式的离合器装置29中，多个锁杆40具有：锁杆401，其在通过包含拉式螺线管52的进退机构44朝向多个锁槽42移动的情况下，不管方向盘侧壳体36与轮胎侧壳体38的旋转相位差如何，都进入多个锁槽42中任意一个的第1槽部亦即锁槽421；以及锁杆403，其在锁杆401在进入了锁槽421的状态下向左旋的旋转方向(图13所示的箭头R2方向)移动，与锁槽421的2个侧面42a、42b中一方的旋转方向(箭头R2方向)侧的侧面42a接合时，进入作为与锁槽421不同的第2槽部的锁槽423。锁杆403构成为在进入了锁槽423时，与锁槽423的2个侧面42a、42b中另一方的旋转方向(箭头R1方向)侧的侧面42b接合。

由此，离合器装置29通过进退机构44使各锁杆40从锁槽42退避，从而能够使车辆转向操纵装置10为没有方向盘侧壳体36与轮胎侧壳体38的旋转力的传递的分离状态。另一方面，离合器装置29在通过进退机构44连接了方向盘侧壳体36与轮胎侧壳体38的状态(锁定状态)下，在方向盘侧壳体36向一方的旋转方向(例如箭头R1方向)旋转的情况下，锁杆401与锁槽421的2个侧面中另一方的旋转方向(箭头R2方向)侧的侧面42a接合，所以能够在大致没有间隙的状态下将旋转力传递到轮胎侧壳体38。另外，在方向盘侧壳体36向另一方的旋转方向(例如箭头R2方向)旋转的情况下，锁杆403与锁槽423的2个侧面中的一方的旋转方向(箭头R1方向)侧的侧面42b接合，所以能够在大致没有间隙的状态下将旋转力传递到轮胎侧壳体38。

另外，离合器装置29构成为，通过拉式螺线管52通电时的动作，以比弹簧50的推压力大的力使锁杆40从锁槽42退避，并且，在解除了对拉式螺线管52的通电的情况下，通过弹簧50的推压力，锁杆402、锁杆403进入锁槽42。由此，在不再进行对拉式螺线管52的通电的非常时，通过锁杆402、锁杆403进入锁槽42来立刻进行方向盘侧壳体36与轮胎侧壳体38的连接。

接下来，对锁杆40与锁槽42的适当的关系进行说明。图6是用于对锁杆40和锁槽42的形状进行说明的图。图7是直线状地表示图6所示的锁杆与锁槽的关系的示意图。

如图6、图7所示，若将多个锁槽42的个数设为n[个]，锁槽42的间距设为P，多个锁杆40的个数设为N[个]，进入多个锁槽42的锁杆40的个数设为Nx[个]，锁杆40的宽度设为W[deg]，锁槽42的宽度设为B1[deg]，锁槽42与邻接的锁槽42的距离(突起部43的宽度)设为B2[deg]，使锁杆40与锁槽42接合时的偏移角度(连接时偏移角度)设为δ[deg]，则本实施方式的离合器装置29中的各参数如表1那样设定。

[表1]

另外，各参数被设定为满足如下的各公式。

P＝360/n...公式(1)

B1≒W+(δ×(Nx－1))...公式(2)

δ＝P/N...公式(3)

此外，各公式的数值根据设计的自由度、部件的公差等允许有些误差。

由此，方向盘侧壳体36与轮胎侧壳体38的相对的相位无论是怎样的情况，至少一个锁杆40常为可进入锁槽42的位置。另外，考虑了方向盘侧壳体36与轮胎侧壳体38的连接(锁止)时的偏移角度δ的设计成为可能。这里，所谓连接时的偏移角度δ，是表示方向盘侧壳体36与轮胎侧壳体38的相对的相位无论是怎样的情况，如果将一方相对于另一方连接时旋转偏移角度δ，则在离合器装置29中实现了离合器连接状态(锁定状态)的角度的参数。换句话说，如果较小地设定连接时的偏移角度δ，则即使系统异常时，也以微小的方向盘操作机械式地连结转向操纵致动器30和转向致动器32，实现了车辆转向操纵装置10的失效保护的响应性的提高。

如上述，车辆转向操纵装置10具备：方向盘12，其为了使车辆转向而被旋转；转向操纵角度传感器14，其检测与方向盘12的操作量对应的信息；齿轮齿条副机构34，其使轮胎26转向；转向马达24，其驱动齿轮齿条副机构34；离合器装置29，其配置于方向盘12与齿轮齿条副机构34之间，进行方向盘12与齿轮齿条副机构34之间的旋转力的传递以及切断的切换；以及ECU28，其在通过离合器装置29切断了旋转力的状态下驱动转向马达24，并基于与操作量对应的信息控制转向量。方向盘12与方向盘侧壳体36连结，齿轮齿条副机构34与轮胎侧壳体38连结，离合器装置29在方向盘12与齿轮齿条副机构34之间的旋转力可传递的状态下，以车轮的转向角根据方向盘12的操作变化的方式机械式地连结了方向盘侧壳体36和轮胎侧壳体38。

由此，在通过离合器装置29切断了旋转力的状态下驱动转向马达24，并基于与方向盘12的操作量对应的信息控制转向量的情况下，扭矩变动等不从齿轮齿条副机构34向方向盘12传递，所以能够提高转向操纵感觉。

(第2实施方式)

图8是第2实施方式的离合器装置的剖视图。图8所示的离合器装置58与第1实施方式的离合器装置29比较，锁杆、锁槽的大小不同的点是较大的特征。离合器装置58本身的构造、动作与第1实施方式的离合器装置29大致相同，所以适当地省略说明。

有关离合器装置58中的锁杆60、锁槽62的各种参数按照表1所示。与离合器装置29比较，离合器装置58的锁杆40的宽度变宽，锁槽62的宽度变窄。而且，在解除了对拉式螺线管52的通电的情况下，5个锁杆60中，可靠地进入任意的锁槽62的锁杆的个数是一个(第1实施方式的离合器装置29中为2个)。

而且，在使方向盘侧壳体64从该状态旋转到连接时的偏移角度δ的期间，又一个锁杆60进入槽62。由此，起到与第1实施方式的离合器装置29相同的作用效果。

(第3实施方式)

图9是第3实施方式的离合器装置的剖视图。图9所示的离合器装置66与第1实施方式的离合器装置29、第2实施方式的离合器装置58比较，锁杆、锁槽的个数不同的点是较大的特征。离合器装置66本身的构造、动作与第1实施方式的离合器装置29大致相同，所以适当地省略说明。

有关离合器装置66中的锁杆68、锁槽70的各种参数按照表1所示。与离合器装置29、离合器装置58比较，离合器装置66的锁杆68的个数变少，锁槽70的个数变多。而且，在解除了对拉式螺线管52的通电的情况下，4个锁杆68中，可靠地进入任意的锁槽70的锁杆的个数是一个(第1实施方式的离合器装置29中为2个)。

而且，在使方向盘侧壳体72从该状态旋转到连接时的偏移角度δ的期间，又一个锁杆68进入锁槽70。由此，起到与第1实施方式的离合器装置29相同的作用效果。

(第4实施方式)

图10是第4实施方式的离合器装置74的与轴平行的剖视图。图11是图10所示的离合器装置74的E－E剖视图。此外，图10相当于图11所示的F－F剖面。

本实施方式的离合器装置74，具备旋转式螺线管作为致动器的点，另外，进退机构具备变换旋转式螺线管的旋转运动来使锁杆进退的变换机构的点，与第1实施方式的离合器装置29较大不同。

离合器装置74具备作为第1旋转轴的环状的方向盘侧壳体76、作为第2旋转轴的环状的轮胎侧壳体78、以及作为以能够沿轮胎侧壳体78的径向移动的方式设于轮胎侧壳体78的接合部的多个锁杆80。方向盘侧壳体76在内周面以彼此具有间隔的方式沿周向排列有多个锁槽82。轮胎侧壳体78以与方向盘侧壳体76同轴的方式设置，以从离合器装置74一侧观察，至少一部分与方向盘侧壳体76重叠的方式配置。

方向盘侧壳体76与转向操纵致动器30(参照图1)连结，与方向盘12的旋转连动地旋转。另外，轮胎侧壳体78与转向致动器32(参照图1)连结，与轮胎的转向连动地旋转。离合器装置74还具备使锁杆80在面向锁槽82的方向以及与该方向相反的方向上进退的进退机构84。后述进退机构84的详细。

在本实施方式的离合器装置74中，6个锁杆呈放射状地配置。各锁杆80能够滑动地支承于在环状的轮胎侧壳体78的周面形成的开口部78a。

在轮胎侧壳体78的图10所示的右侧的开口部附近固定了弹簧支架部件86。弹簧支架部件86在小径部86a的外周面以与各锁杆80对应的方式呈放射状地配置有多个凸部86b。凸部86b以作为推压部件的弹簧不偏移的方式支承其一端。另外，弹簧90的另一端被形成于锁杆80的与弹簧支架部件86对置的部分的凹部80a支承。而且，弹簧90在图10、图11所示的状态下压缩。

进退机构84具有作为被电驱动的致动器的旋转式螺线管92、将锁杆80朝向锁槽82推压的弹簧90、通过作用于锁杆80来控制锁杆80的进退的销94、以及固定了销94的旋转盘96。

旋转式螺线管92构成为，在通电时(离合器装置断开)轴92a向图11所示的箭头R3方向旋转，在非通电时(离合器装置连接)轴92a利用位于内部的回位弹簧的作用向图11所示的箭头R4方向旋转。图10表示旋转式螺线管92的通电时的状态。

销94在浸入了从锁杆80的中央部朝向侧面设置的凹口槽80b的状态下与锁杆80接合。另外，销94在图10所示的离合器装置断开的状态下与锁杆80的凹口槽80b抵接，在后述的离合器装置连接的状态下从锁杆80的凹口槽80b退避。

旋转盘96固定于旋转式螺线管92的轴92a，根据对旋转式螺线管92的通电状态顺时针或者逆时针旋转。此时，销94也顺时针或者逆时针旋转，位置变化。

接下来，对离合器装置的动作进行说明。如图10、图11所示，在离合器装置74断开的状态，即旋转式螺线管92通电的状态下，锁杆80与锁槽82完全不接合。因此，是转向操纵致动器30(参照图1)与转向致动器32(参照图1)被切断的状态，在彼此之间不传递旋转力。

更详细而言，若旋转式螺线管92通电，则旋转盘96与旋转式螺线管92的轴92a一起向图11所示的箭头R3方向旋转。此时，销94与凹口槽80b的侧壁80b1抵接并且浸入凹口槽80b的里侧，从而锁杆80被逐渐地拉进轮胎侧壳体78的内侧，最终地锁杆80被限制在离合器装置74为断开的状态的位置。

图12是第4实施方式的离合器装置74(离合器连接状态)的与轴垂直的剖视图。

离合器装置74，若由于系统的故障等为成不进行通电的状态，则通过旋转式螺线管92的回位弹簧的动作，在此之前限制了锁杆80的旋转盘96向图12所示的箭头R4方向旋转。其结果，锁杆80的凹口槽80b的内部中的销94的位置变化，销94从凹口槽80b的内部退避。其结果，位置被销94限制的锁杆80能够朝向方向盘侧壳体76的锁槽82移动。

这样，各锁杆80通过弹簧90的推压力朝向方向盘侧壳体76的锁槽82沿轮胎侧壳体78的径向移动的力发生作用，但如图12所示，离合器装置74中，未构成为全部的锁杆80保持原样进入锁槽82。

换句话说，根据各锁杆80(以下，有时适当地称为锁杆801～806。)与各锁槽82的位置关系，换句话说根据方向盘侧壳体76与轮胎侧壳体78的位置关系，进入锁槽82的锁杆的组合可各种变化。图12所示的离合器装置74中，存在进入锁槽82的锁杆801～803和未进入锁槽82与锁槽82彼此间的突起部83抵接的锁杆804～806。

图12所示的状态是离合器装置74完全为离合器连接的情况，但并不是解除了对旋转式螺线管92的通电的同时，总是为该状态。以下，还详述通过通常的方向盘12的操作，到离合器装置74完全为离合器连接为止的动作。

例如，在处于方向盘侧壳体76从图12所示的状态向箭头R4方向稍旋转的位置的情况(轮胎侧壳体78保持图12所示的状态)下，是锁杆802、803进入锁槽42，但锁杆801、804～806与位于方向盘侧壳体76的内周壁的突起部83抵接的状态。另外，该情况下，进入锁槽82的锁杆802、803均未与锁槽82的侧面82a、82b抵接。因此，在方向盘侧壳体76与轮胎侧壳体78之间，在旋转方向上存在间隙。

而且，若将方向盘侧壳体76从该状态向箭头R3方向旋转，则锁杆803与锁槽82的一方的侧面82a抵接接合时，锁杆801进入锁槽82，与锁槽82的另一方的侧面82b接合。其结果，如图12所示，通过进入锁槽821与另一方的侧面82b接合的锁杆801和进入锁槽823与一方的侧面82a接合的锁杆803，方向盘侧壳体76与轮胎侧壳体78之间的旋转方向的间隙大致消失(锁定状态)，能够将方向盘侧壳体76的旋转力可靠地向轮胎侧壳体78传递。

这样，在本实施方式的离合器装置74中，多个锁杆80具有：锁杆803，其在通过包含旋转式螺线管92的进退机构84朝向多个锁槽82移动的情况下，不管方向盘侧壳体76与轮胎侧壳体78的旋转相位差如何，都进入多个锁槽82中任意一个的作为第1槽部的锁槽823；以及锁杆801，其在锁杆803在进入了锁槽823的状态下向左旋的旋转方向(图12所示的箭头R4方向)移动，与锁槽823的2个侧面82a、82b中一方的旋转方向(箭头R4方向)侧的侧面82a接合时，进入与锁槽823不同的作为第2槽部的锁槽821。锁杆801构成为在进入锁槽821时，与锁槽821的2个侧面82a、82b中另一方的旋转方向(箭头R3方向)侧的侧面82b接合。

由此，离合器装置74通过进退机构84使各锁杆80从锁槽82退避，从而能够使车辆转向操纵装置10成为没有方向盘侧壳体76与轮胎侧壳体78的旋转力的传递的分离状态。另一方面，离合器装置74在通过进退机构84连接了方向盘侧壳体76和轮胎侧壳体78的状态(锁定状态)下，方向盘侧壳体76向一方的旋转方向(例如箭头R3方向)旋转的情况下，锁杆803与锁槽823的2个侧面中另一方的旋转方向(箭头R4方向)侧的侧面82a接合，所以能够以大致没有间隙的状态将旋转力传递到轮胎侧壳体78。另外，在方向盘侧壳体76向另一方的旋转方向(例如箭头R4方向)旋转的情况下，锁杆801与锁槽821的2个侧面中一方的旋转方向(箭头R3方向)侧的侧面82b接合，所以能够以大致没有间隙的状态将旋转力传递到轮胎侧壳体78。

另外，离合器装置74构成为，通过旋转式螺线管92通电时的动作以比弹簧90的推压力大的力使锁杆80从锁槽82退避，并且，在未对旋转式螺线管92通电的情况下通过弹簧90的推压力，锁杆802、锁杆803进入锁槽82。由此，在不再进行对旋转式螺线管92的通电的非常时，通过锁杆802、锁杆803进入锁槽82来立刻进行方向盘侧壳体76与轮胎侧壳体78的连接。

另外，离合器装置74变换旋转式螺线管92的旋转运动来使锁杆80进退，所以能够抑制离合器装置的轴方向的长度。

如上述的各实施方式例示那样，各离合器装置在解除了对致动器的通电的阶段中至少一个锁杆进入锁槽。而且，离合器装置构成为通过连接时的偏移角度δ以下的旋转操作，至少一个锁杆可靠地与锁槽接合，并且，在该时间点又一个锁杆进入另一锁槽。然后，通过用2个锁杆夹持不同的2个锁槽的侧面来实现大致没有间隙的锁定状态。

另外，各离合器装置不会如摩擦式离合器那样以高扭矩成为分离状态。另外，各离合器装置能够以使多个锁杆的移动与一个致动器的动作连动的方式来实现，所以各锁杆的同步容易。另外，各离合器装置能够通过离合器解除时(离合器断开)利用致动器约束全部的锁杆的位置，从而锁杆稳定固定。另一方面，离合器连接时(离合器连接)解除根据致动器的锁杆的位置限制，从而锁杆通过弹簧分别独立地动作，所以进入锁槽的锁杆与未进入锁槽的锁杆的分别独立的动作成为可能。

以上，参照上述的各实施方式对本发明进行了说明，但本发明并不局限于上述的各实施方式，适当地组合、置换各实施方式的构成也包含于本发明。另外，也能够基于本领域技术人员的知识适当地切换各实施方式中的组合、处理的顺序、对于各实施方式施加各种设计变更等的变形，施加了这样的变形的实施方式也可包含于本发明的范围。

上述的各实施方式中，对在方向盘侧壳体的内周设置有锁槽，在轮胎侧壳体设置有锁杆的离合器装置进行了说明，但也可以是在方向盘侧壳体设置有锁杆，在轮胎侧壳体的外周设置有锁槽的离合器装置。

产业上的可应用性

本发明涉及离合器装置，特别使用于车辆转向操纵装置。

图中符号说明：

10...车辆转向操纵装置，24...转向马达，28...ECU，29...离合器装置；30...转向操纵致动器；32...转向致动器；36...方向盘侧壳体；38...轮胎侧壳体；38a...开口部；40...锁杆；40a...凹部；40b...贯通孔；42...锁槽；42a，42b...侧面；44...进退机构；50...弹簧；52...拉式螺线管；52a...轴；54...销；54a...第1接合部；54b...第2接合部；54c...斜面；74...离合器装置；76...方向盘侧壳体；78...轮胎侧壳体；78a...开口部；80...锁杆；80a...凹部；80b...凹口槽；82...锁槽；82a、82b...侧面；83...突起部；84...进退机构；90...弹簧；92...旋转式螺线管；92a...轴；94...销；96...旋转盘。

Claims (5)

1.一种离合器装置，对2个旋转轴间的旋转力的传递以及切断进行切换，其特征在于，具备：

第1旋转轴，其在内周或者外周以彼此具有间隔的方式沿周向形成有多个槽部；

第2旋转轴，其以与所述第1旋转轴同轴且至少一部分重叠的方式配置；

多个接合部，以能够沿所述第2旋转轴的径向移动的方式设置于该第2旋转轴，且彼此具有间隔地沿该第2旋转轴的周向排列；以及

进退机构，其使所述多个接合部向朝向所述多个槽部的方向进退，

所述多个接合部具有：

第1接合部，在通过所述进退机构朝向所述多个槽部移动的情况下，不论所述第1旋转轴和所述第2旋转轴的旋转相位差如何，该第1接合部都进入所述多个槽部中的任意一个第1槽部；以及

第2接合部，在所述第1接合部以进入到所述第1槽部的状态向右旋或者左旋的任意一方的旋转方向移动，并与该第1槽部的2个侧面中一方的旋转方向侧的侧面接合时，该第2接合部进入与所述第1槽部不同的第2槽部，

所述第2接合部构成为在进入到所述第2槽部时，与该第2槽部的2个侧面中另一方的旋转方向侧的侧面接合。

2.根据权利要求1所述的离合器装置，其特征在于，

所述进退机构具有：

致动器，其被电驱动；

推压部件，其将所述多个接合部朝向所述多个槽部推压，

所述离合器装置构成为通过向所述致动器通电时的动作以比所述推压部件的推压力大的力使所述多个接合部从所述多个槽部退避，并且在解除了对所述致动器的通电的情况下，所述第1接合部利用所述推压部件的推压力进入所述第1槽部。

3.根据权利要求2所述的离合器装置，其特征在于，

所述致动器是旋转式螺线管，

所述进退机构还具备变换机构，该变换机构变换所述旋转式螺线管的旋转运动来使所述多个接合部进退。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的离合器装置，其特征在于，

若将所述多个槽部的个数设为n，所述多个槽部的间距设为P，所述多个接合部的个数设为N，进入所述多个槽部的接合部的个数设为Nx，所述多个接合部的宽度设为W，所述多个槽部的宽度设为B1，所述多个槽部与邻接的槽部之间的距离设为B2，使所述多个接合部与所述多个槽部接合时的偏移角度设为δ，

则所述多个接合部以及所述多个槽部被设置为满足：

P＝360/n

B1≒W+(δ×(Nx－1))

δ＝P/N。

5.一种转向操纵装置，其特征在于，具备：

操作部件，为了使车辆转向而使该操作部件旋转；

检测单元，其检测与所述操作部件的操作量对应的信息；

转向机构，其使车轮转向；

动力源，其驱动所述转向机构；

权利要求1～4中任一项所述的离合器装置，其配置于所述操作部件与所述转向机构之间，对所述操作部件与所述转向机构之间的旋转力的传递以及切断进行切换；以及

控制单元，其在通过所述离合器装置切断了旋转力的状态下驱动所述动力源，并基于与所述操作量对应的信息来控制转向量，

所述操作部件与所述第1旋转轴以及所述第2旋转轴的任意一方连结，

所述转向机构与所述第1旋转轴以及所述第2旋转轴的任意另一方连结，

所述离合器装置的所述第1旋转轴和所述第2旋转轴机械式地连结，以使得在所述操作部件与所述转向机构之间能够进行旋转力的传递的状态下，车轮的转向角根据所述操作部件的操作变化。