CN111936373A - 车辆用止动装置以及使用其的车辆用转向装置 - Google Patents

Abstract

车辆用止动装置(50)包括：可动部(51)；摆动杆(61)，其能够向使所述可动部(51)锁止的方向摆动；螺线管(71)，其与所述摆动杆(61)连结；以及施力部件(66)，其对所述摆动杆(61)向不与所述可动部(51)锁止的解锁方向(R1)施力。所述螺线管(71)具有：柱塞(72)，其与所述摆动杆(61)连结；和励磁用线圈(73)，其驱动所述柱塞(72)。

Description

车辆用止动装置以及使用其的车辆用转向装置

技术领域

本发明涉及车辆用止动装置以及使用该车辆用止动装置的车辆用转向装置的改良技术。

背景技术

车辆上设有各种止动装置。例如，在车辆用转向装置中，存在在产生方向盘的操纵输入的操纵部中组装有能够限制操纵范围的机构(车辆用止动装置)的装置。这种车辆用转向装置例如通过专利文献1而被公知。

通过专利文献1而被公知的车辆用转向装置是操纵部与转向部之间机械性地分离的、所谓的线控转向(steer-by-wire)式转向装置，所述操纵部产生方向盘的操纵输入，所述转向部对转向车轮进行转向。该车辆用转向装置例如具备操作位置限制装置(车辆用止动装置)，该操作位置限制装置能够根据车辆的行驶状态和操纵装置的状况来任意地变更方向盘的操纵范围。

该操作位置限制装置由齿轮状的锁止用轮、能够与该锁止用轮卡合的摆动杆、以及驱动该摆动杆的柱塞装置构成。柱塞装置的柱塞与摆动杆的一个端部连结。锁止用轮能够与方向盘的操纵对应地旋转，在锁止用轮的外周面具有多个齿。摆动杆具有能够相对于锁止用轮的齿卡合以及脱离的末端部，摆动杆通过柱塞装置而被进行摆动驱动。

这里，驾驶员将方向盘向操纵角的增大方向进行操纵被称作“转向增加操作”。驾驶员在进行了转向增加操作之后，将方向盘向操纵角的减小方向(中立方向)进行操纵被称作“转向返回操作”。

在对方向盘进行转向增加操作时，锁止用轮向相同方向旋转。在对方向盘进行转向增加操作直到操纵范围的临界点时，柱塞装置将摆动杆锁止。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特许第4193576号公报

发明内容

发明要解决的课题

优选的是，车辆用转向装置中所使用的车辆用止动装置即使在暂时失效的情况下，也能够维持功能。

本发明的课题是提供一种无论在何种状况下都能够尽量维持恰当的动作的车辆用止动装置。

用于解决课题的手段

根据本发明，车辆用转向装置的特征在于，包括：

可动部；

摆动杆，其能够向锁止所述可动部的方向摆动；

螺线管，其具有与所述摆动杆连结的柱塞、和驱动所述柱塞的励磁用线圈；以及

施力部件，其对所述可动部对所述摆动杆向解锁方向施力。

发明效果

在本发明中，能够向锁止可动部的方向摆动的摆动杆与螺线管的柱塞连结。而且，摆动杆被施力部件向解锁方向施力。当励磁用线圈处于非励磁状态时，即使摆动杆保持对可动部锁止的状态，也能够利用施力部件使摆动杆可靠地向解锁方向摆动。当励磁用线圈处于非励磁状态时，能够使可动部成为本来的可动状态。即，车辆用止动装置即使在暂时失效之后，也能够维持功能。

附图说明

图1是使用了本发明的实施例1的车辆用止动装置的车辆用转向装置的示意图。

图2是图1所示的车辆用止动装置的剖视图。

图3是图2所示的螺线管的剖视图。

图4是图3所示的位置检测部的立体图。

图5是图1所示的控制部的螺线管的控制电路图。

图6是本发明的实施例2的车辆用转向装置的车辆用止动装置的剖视图。

图7是本发明的实施例3的车辆用转向装置的车辆用止动装置的剖视图。

图8是示出图7的向视线8a-8a截面以及向视线8b-8b截面的剖视图。

具体实施方式

以下，根据附图对用于实施本发明的方式进行说明。

<实施例1>

参照图1至图5，对使用了实施例1的车辆用止动装置50的车辆用转向装置10进行说明。

如图1所示，车辆用转向装置10包括：操纵部12，其产生车辆的方向盘11的操纵输入；转向部14，其对左右转向车轮13、13进行转向；离合器15，其介于操纵部12与转向部14之间；以及控制部16。在离合器15处于断开状态的通常情况下，操纵部12与转向部14之间被机械性地分离。这样，在通常情况下，车辆用转向装置10采用根据方向盘11的操纵量使转向用致动器39进行动作从而使左右转向车轮13、13转向的方式，即所谓的线控转向(steer-by-wire，简称“SBW”)式。

操纵部12包括：方向盘11，其由驾驶员来进行操作；转向轴21，其与该方向盘11连结；以及反力施加致动器22，其对方向盘11施加操纵反力(反力扭矩)。该反力施加致动器22通过产生克服驾驶员对方向盘11的操纵力的操纵反力而给驾驶员带来操纵感。将该反力施加致动器22适当改称为“第1致动器22”。

反力施加致动器22包括：反力马达23(第1马达23)，其产生操纵反力；和反力传递机构24，其将操纵反力传递给转向轴21。反力马达23例如由电动马达构成。反力传递机构24例如由蜗轮机构构成。该蜗轮机构24(反力传递机构24)由设置于反力马达23的马达轴23a的蜗杆24a、和设置于转向轴21的蜗轮24b构成。反力马达23所产生的操纵反力经由反力传递机构24而施加于转向轴21。

转向部14包括：输入轴33，其通过万向联轴器31、31以及连结轴32与转向轴21连结；输出轴34，其经由离合器15与该输入轴33连结；转向轴36，其通过操作力传递机构35与该输出轴34连结；左右转向车轮13、13，它们经由横拉杆37、37以及转向节38、38与该转向轴36的两端连结；以及转向用致动器39，其对转向轴36施加转向用动力。将该转向用致动器39适当改称为“第2致动器39”。

操作力传递机构35例如由齿条齿轮机构构成。该齿条齿轮机构35(操作力传递机构35)由设置于输出轴34的小齿轮35a、和设置于转向轴36的齿条35b构成。转向轴36能够向轴向(车宽方向)移动。

转向用致动器39由产生转向用动力的转向动力马达41(第2马达41)、和将转向用动力传递给转向轴36的转向动力传递机构42构成。转向动力马达41所产生的转向用动力由转向动力传递机构42传递给转向轴36。其结果，转向轴36在车宽方向上滑动。转向动力马达41例如由电动马达构成。

转向动力传递机构42例如由带传动机构43和滚珠丝杠44构成。带传动机构43由驱动带轮45、从动带轮46以及带47构成，其中，所述驱动带轮45设置于转向动力马达41的马达轴41a，所述从动带轮46被设置成滚珠丝杠44的螺母，所述带47挂在驱动带轮45和从动带轮46上。滚珠丝杠44是将旋转运动转换为直线运动的转换机构的一种，用于将转向动力马达41所产生的驱动力传递给所述转向轴36。另外，转向动力传递机构42不限于带传动机构43和滚珠丝杠44的结构，例如也可以是蜗轮机构、齿条齿轮机构。

本发明的车辆用转向装置10具备车辆用止动装置50。该车辆用止动装置50用作能够限制方向盘11的操纵范围的“操作位置限制装置”。即，车辆用止动装置50发挥用于限制方向盘11的操纵范围的止动件的作用。以下，将车辆用止动装置50适当改称为“操作位置限制装置50”。该操作位置限制装置50介于操纵部12中的反力施加致动器22与离合器15之间。

对该操作位置限制装置50详细地进行说明。操作位置限制装置50能够根据车辆的行驶状态及操纵装置的状况来任意地变更方向盘11的操纵范围。例如，在转向部14的负荷成为预先设定的规定以上(过负荷)的情况下，在转向部14处于过负荷状态且转向轴36的位置为规定值以上的情况下，操作位置限制装置50限制方向盘11的操纵范围。

该过负荷例如在以下的状况时有可能发生。第1，在转向车轮13与路缘等障碍物碰撞的情况下，转向部14的负荷变大。第2，当转向轴36已移动到能够向轴向移动的临界点(齿条端)时，转向部14的负荷变大。在该状况下，如果继续进行方向盘11的转向增加操作，则会对离合器15和反力施加致动器22施加较大的负担。这时，从控制部16接收到控制信号的操作位置限制装置50限制操纵范围，以阻止方向盘11的转向增加操作。不限于这些状况，在负荷变大的情况下进行限制。其结果，不会对离合器15和反力施加致动器22施加较大的负担。能够实现离合器15和反力施加致动器22的小型化。

如图2所示，操作位置限制装置50包括一个可动部51(被卡合部51)、与该一个可动部51对应的一个摆动杆61(卡合部61)、一个施力部件66以及一个螺线管71。可动部51、摆动杆61、施力部件66以及螺线管71收纳在壳体18中。

所述可动部51能够与图1所示的方向盘11一起旋转，例如被安装在转向轴21上。即，该可动部51是能够与转向轴21一起旋转的圆盘状的部件。该可动部51由具有多个齿52的圆盘状的锁止用轮(锁止齿轮)构成。多个齿52在旋转方向上以固定间距排列在可动部51的外周面或盘面。以下，将可动部51适当改称为“锁止用轮51”。

多个齿52例如从圆盘状的锁止用轮51的外周面呈辐射状地延伸。当沿着锁止用轮51的旋转中心线54(转向轴21的中心轴54)观察时，多个齿52的形状例如是相对于各直线55左右对称形状的方形，所述各直线55与旋转中心线54交叉并呈辐射状地延伸。

所述摆动杆61能够通过与锁止用轮51(可动部51)卡合来限制该锁止用轮51的旋转范围，即，能够向将锁止用轮51锁止的方向摆动。

摆动杆61是中央部被支承轴62支承于壳体18，被支承成能够摆动的大致杆状的部件。该摆动杆61的一端(第1端)具有止动部63，另一端(第2端)具有被驱动杆64。摆动杆61的摆动中心65是支承轴64的轴心。以下，将摆动中心65适当称作“支承轴64的轴心65”。

止动部63是与锁止用轮51的各齿52卡合的钩状的部分，能够相对于多个齿槽53(各齿52、52之间)出入。止动部63具有第1卡合面63a和第2卡合面63b。第2卡合面63b相对于第1卡合面63a位于与第1摆动杆161A的摆动中心65靠近的位置。

施力部件66对摆动杆61向不使锁止用轮51锁止的解锁方向R1施力，该施力部件66例如是由“扭簧”构成的。更详细地叙述的话，摆动杆61被施力部件66向解锁方向R1(脱离方向R1)施力，所述解锁方向R1是使止动部63从锁止用轮51的多个齿52脱离的方向。另外，施力部件66不限于扭簧，例如可以由压缩螺旋弹簧构成。以下，将该施力部件66适当称作“第1施力部件66”。

如上所述，第1施力部件66对摆动杆61向不使锁止用轮51锁止的解锁方向R1施力。因此，假设在支承轴64已破损的情况下、以及支承轴64已从销72b脱离的情况下，摆动杆61不会使锁止用轮51锁止。

被驱动杆64通过螺线管71被进行摆动驱动。该螺线管71由安装于壳体18的电磁螺线管构成。

图3的(a)表示螺线管71的截面结构。如图3的(a)所示，该螺线管71由拉式螺线管构成，该拉式螺线管通过励磁用线圈73的励磁而使柱塞72后退。柱塞72和励磁用线圈73收纳在壳体74中。该壳体74例如由有底圆筒状的主体74a和平板状的盖74b构成，其中，所述主体74a由磁性材料构成，所述盖74b由磁性材料构成，其堵住该主体74a的后端的开口。主体74a的底板74c具有贯通孔74d，该贯通孔74d供柱塞72以能够进退的方式贯通。

柱塞72是由磁性材料构成的轴，被支承成能够相对于壳体74进退(即，能够滑动)。柱塞72的末端部72a从贯通孔74d延伸至壳体74的外部，与摆动杆61的被驱动杆64连结。例如，通过设置于柱塞72的末端部72a的连结销72b和设置于被驱动杆64的末端部的长孔64a(包括槽)的嵌合构造，将柱塞72与摆动杆61连结起来。

该柱塞72通过内置于壳体74中的施力部件75而始终向前进方向Fr(从壳体74向外侧延伸的方向Fr)被施力。该施力部件75例如由位于盖74b与柱塞72的后端部之间的压缩螺旋弹簧构成。更具体地说，柱塞72在后端部具有筒状的弹簧承受部72c。该弹簧承受部72c承受压缩螺旋弹簧75(施力部件75)的一端部。以下，将该施力部件75适当称作“第2施力部件75”。

驱动柱塞72的励磁用线圈73由作为双系统的第1线圈73a和第2线圈73b构成。详细地叙述的话，励磁用线圈73包括：能够供柱塞72贯插的带凸缘的圆筒状绕线管76；卷绕于该绕线管76的第1线圈73a；以及进一步卷绕于该第1线圈73a的外周的第2线圈73b。这样，励磁用线圈73是第1线圈73a和第2线圈73b的双重卷绕结构。第2线圈73b的卷绕方向与第1线圈73a的卷绕方向相同。

另外，第1线圈73a和第2线圈73b的卷绕结构不限于上述图3的(a)所示的双重卷绕结构，例如能够构成为以下的图3的(b)、图3的(c)所示的变形例的卷绕结构。

图3的(b)所示的第1变形例是将第1线圈73a和第2线圈73b在圆筒状绕线管76的轴向上一圈圈交替地卷绕而成的所谓的螺旋卷绕结构。图3的(c)所示的第2变形例是将第1线圈73a卷绕于绕线管76的轴向的一半部分、将第2线圈73b卷绕于绕线管76的轴向的其余一半部分而成的所谓的划分卷绕结构。

对于第1线圈73a和第2线圈73b，例如仅选择某一方来进行通电。另外，也可以对第1线圈73a和第2线圈73b双方进行通电。通过使磁通流过磁路，从而能够利用磁吸引力使柱塞72向后退方向Rr移动(即，后退)，所述磁路由包围励磁用线圈73的磁性材料部件(柱塞72和壳体74)构成。

此外，操作位置限制装置50具有位置检测部77。该位置检测部77用于检测柱塞72相对于壳体74滑动的滑动位置(长度方向上的位置)。能够利用位置检测部77来检测柱塞72的末端相对于壳体74最大程度地前进的前进位置Pmax和柱塞72的末端相对于壳体74最大程度地后退的后退位置Pmin中的至少一方。该位置检测部77例如内置于壳体74中、或者如由图3的假想线所示那样设置在壳体74的外部。

对该位置检测部77的结构的一例说明如下。如图3和图4所示，位置检测部77是由设置于柱塞72的弹簧承受部72c的一个滑动触点77a和设置于底座77b的三个固定触点77c、77d、77e构成的位置检测开关的结构。滑动触点77a由具有弹性的叉状导电板构成，能够与柱塞72一起移动。底座77b以移动被限制的方式收纳于壳体74。三个固定触点77c、77d、77e包括第1固定触点77c、第2固定触点77d以及第3固定触点77e。第1固定触点77c是能够始终供滑动触点77a接触的共用触点，是接地的。

第2固定触点77d仅在柱塞72位于前进位置Pmax的情况下，能够与滑动触点接触。当柱塞72位于前进位置Pmax时，位置检测部77向控制部16发出最大前进位置信号(检测信号)。

第3固定触点77e仅在柱塞72位于后退位置Pmin的情况下，能够与滑动触点接触。当柱塞72位于后退位置Pmin时，位置检测部77向控制部16发出最大后退位置信号(检测信号)。

接下来，参照图5，对控制部16(参照图1)控制螺线管71的控制结构进行说明。控制部16通过两个控制系统81A、81B来控制励磁用线圈73。具体而言，控制部16选择第1线圈73a和第2线圈73b中的任意一方，根据选择结果来控制第1线圈73a或第2线圈73b。

第1控制系统81A是由控制部16、第1螺线管驱动电路82A、第1线圈73a以及第1电流检测器83A构成的电气系统。第1螺线管驱动电路82A根据控制部16的控制信号来控制流向第1线圈73a的驱动电流。第1电流检测器83A检测流过第1线圈73a的电流，并向控制部16发出检测信号。

第2控制系统81B是由控制部16、第2螺线管驱动电路82B、第2线圈73b以及第2电流检测器83B构成的电气系统。第2螺线管驱动电路82B根据控制部16的控制信号来控制流向第2线圈73b的驱动电流。第2电流检测器83B检测流过第2线圈73b的电流，并向控制部16发出检测信号。

如图3和图5所示，控制部16通过第1螺线管驱动电路82A使驱动电流流过第1线圈73a，从而对第1线圈73a进行励磁(接通螺线管71)。其结果，柱塞72克服第2施力部件75的作用力而后退，使摆动杆61向锁止方向R2摆动。此外，控制部16通过使从第1螺线管驱动电路82A流向第1线圈73a的驱动电流停止，使第1线圈73a成为非励磁(使螺线管71成为断开状态)。其结果，柱塞72通过第2施力部件75的作用力而前进，使摆动杆61向解锁方向R1摆动。这一系列作用在使第2线圈73b励磁、非励磁的情况下也相同。

进而，控制部16根据位置检测部77的检测信号、第1电流检测器83A、以及第2电流检测器83B的检测信号来判断螺线管71、第1和第2控制系统81A、81B的状态以及摆动杆61的状态。

例如，在下面的(1)或(2)的情况下，控制部16判断为第1控制系统81A发生了故障。

(1)当控制部16发出控制信号以对第1线圈73a进行励磁时，柱塞72从前进位置Pmax起到达后退位置Pmin为止的时间过大。

(2)由第1电流检测器83A检测出的电流值过大或过小。

该情况下，控制部16从第1控制系统81A切换到第2控制系统81B，对第2线圈73b进行驱动控制。关于这一点，在从第2线圈73b切换到第1线圈73a的情况下也相同。

在判断为第1和第2控制系统81A、81B这双方发生了故障的情况下，使第1线圈73a和第2线圈73b双方均成为非励磁。其结果，螺线管71维持断开状态。

如图1所示，上述控制部16从操纵角传感器91、操纵扭矩传感器92、马达旋转角传感器93、输出轴旋转角传感器94、转向轴位置传感器95、车速传感器96，横摆率传感器97，加速度传感器98以及其他各种传感器99分别接收检测信号，向离合器15、反力马达23、转向动力马达41以及螺线管71发出控制信号。

操纵角传感器91用于检测方向盘11的操纵角。转向扭矩传感器92用于检测在转向轴21产生的操纵扭矩。该操纵扭矩传感器92也可以配置在转向轴21的比反力传递机构24靠方向盘11侧的位置。通过采用该配置，能够利用操纵扭矩传感器92来检测操纵扭矩(操纵负荷)。马达旋转角传感器93检测反力马达23的旋转角。输出轴旋转角传感器94检测具有小齿轮35a的输出轴34的旋转角。转向轴位置传感器95用于检测具有齿条35b的转向轴36的移动位置。车速传感器96检测车辆的车轮速度。横摆率传感器97检测车辆的横摆角速度(横摆运动的角速度)。加速度传感器98检测车辆的加速度。其他各种传感器99包括旋转角传感器，该旋转角传感器检测转向动力马达41的旋转角。该旋转角传感器例如由转向动力马达41所具备的解角器构成。

接下来，参照图1和图2，对上述结构的操作位置限制装置50的作用进行说明。这里，将驾驶员使方向盘11向操纵角的增大方向进行操纵的情况称作“转向增加操作”。将驾驶员在进行了转向增加操作之后使方向盘11向操纵角的减小方向(中立方向)进行操纵的情况称作“转向返回操作”。

当前，如图2所示，螺线管71的柱塞72保持为前进的状态(伸长的状态)。因此，摆动杆61的止动部63从锁止用轮51的齿槽53脱离。

然后，当将方向盘11向右操纵，即进行了转向增加操作时，锁止用轮51向顺时针方向R3(右方R3)旋转。在对方向盘11进行了转向增加操作而到达了操纵范围的临界点时，控制部16根据操纵角传感器91的检测值判断出已到达临界点，使螺线管71的励磁用线圈73(参照图3)励磁。励磁用线圈73通过励磁而使柱塞72后退，并保持该后退状态。即，螺线管71成为接通(on)状态。其结果，摆动杆61进行摆动而使止动部63进入锁止用轮51的齿槽53。

当锁止用轮51进一步向顺时针方向R3旋转时，齿52的第1齿面52a与止动部63的卡合面63a抵接。其结果，锁止用轮51向顺时针方向R3进行的旋转被摆动杆61限制。

因此，当对方向盘11进行了转向增加操作而到达了操纵范围的临界点时，能够在使转向轴36移动到在轴向上能够移动的临界点(齿条端)之前进行限制。因此，在转向轴36不与限制移动用的止动件抵接的情况下进行了限制。能够保护转向轴36的轴端部分，并且能够防止碰撞音的产生。

然后，当对方向盘11向左进行操纵，即开始转向返回操作时，控制部16根据操纵角传感器91的检测值而判断出已开始转向返回操作，使螺线管71的励磁用线圈73(参照图3)成为非励磁。其结果，螺线管71成为断开状态。由于励磁用线圈73成为非励磁，因此，柱塞72通过施力部件75(参照图3)的作用力而前进，并维持该前进状态。因此，摆动杆61进行摆动而使止动部63从锁止用轮51的齿槽53脱离。由于允许锁止用轮51的旋转，因此也允许方向盘11的转向返回操作。

上述作用在通过将方向盘11向左操纵，即通过进行转向增加操作而使锁止用轮51向逆时针方向R4(左方向R4)进行了旋转时也相同。

对于实施例1的说明总结如下。

如图2和图3所示，实施例1的车辆用止动装置50包括：

可动部51；

摆动杆61，其能够向使所述可动部51锁止的方向摆动；

螺线管71，其具有与所述摆动杆61连结的柱塞72、和对所述柱塞72进行驱动的励磁用线圈73；以及

施力部件66(第1施力部件66)，其对所述摆动杆61向不使所述可动部51锁止的解锁方向R1施力。

这样，能够向使可动部51锁止的方向R2摆动的摆动杆61与螺线管71的柱塞72连结。而且，摆动杆61被施力部件66向解锁方向R1施力。因此，在励磁用线圈73处于非励磁状态时，即使例如由于某种原因，摆动杆61处于使可动部51锁止的状态，也能够利用第1施力部件66使摆动杆61向解锁方向R1可靠地摆动。

例如，试着考虑由于第1线圈73a和第2线圈73b双方发生故障或者第1控制系统81A和第2控制系统81B双方发生断路故障或短路故障而导致励磁用线圈73成为非励磁状态的情况。该情况下，能够利用第1施力部件66使摆动杆61可靠地向解锁方向R1摆动。

其结果，能够使可动部51可靠地且迅速地恢复到解锁状态。即，在励磁用线圈73处于非励磁状态时，能够使可动部51成为原本的可动状态。这样，能够提供一种车辆用止动装置50，无论在何种状况下，只要在励磁用线圈73处于非励磁状态时，车辆用止动装置50都能够尽量维持恰当的动作。

如图5所示，励磁用线圈73由双系统的第1线圈73a和第2线圈73b构成。因此，即使在第1线圈73a和第2线圈73b中的某一方发生了故障、或者第1控制系统81A和第2控制系统81B中的某一方发生了断路故障或短路故障的情况下，也能够通过切换到另一方的线圈和控制系统来相互弥补(即，能够实现冗余化)。其结果，能够持续地进行螺线管71的驱动控制。

如图3和图4所示，所述车辆用止动装置50具有位置检测部77，该位置检测部77检测所述柱塞72的滑动位置(长度方向上的位置)。因此，能够利用位置检测部77来检测柱塞72的前进位置Pmax和后退位置Pmin中的至少一方。而且，通过监视柱塞72在前进位置Pmax与后退位置Pmin之间滑动的时间，能够可靠地监视螺线管71的状态和摆动杆61的位置。

如图3和图5所示，所述螺线管71由拉式螺线管构成，通过所述励磁用线圈73的励磁而使所述柱塞72后退。因此，当励磁用线圈73处于非励磁状态时，能够利用第2施力部件75的作用力强制性地使柱塞72伸长。因此，在励磁用线圈73发生了故障，螺线管驱动电路82A、82B和控制电路发生了断路故障或短路故障的情况下，能够可靠地使柱塞72伸长。其结果，能够使可动部51成为原本的可动状态。

如上所述，车辆用止动装置50具有第1施力部件66和第2施力部件75这两个施力部件。因此，即使在两个施力部件66、75中的某一方发生了故障的情况下，也能够利用另一方来相互弥补(即，能够实现冗余化)。例如，即使在励磁用线圈73和电气系统产生了不良情况的情况下，也能够利用两个施力部件66、75中的至少一方来使可动部51成为本来的可动状态。

如图1和图2所示，所述车辆用止动装置50组装在操纵部12与转向部14之间被机械性地分离的、所谓的线控转向(steer-by-wire)式的车辆用转向装置10中，其中，所述操纵部12产生方向盘11的操纵输入，所述转向部14对转向车轮13、13进行转向。所述可动部51是能够与所述方向盘11一起旋转的部件。所述摆动杆61是能够通过与所述可动部51卡合来限制可动部51的旋转范围的部件。

因此，在驾驶员进行方向盘11的转向增加操作的中途，在摆动杆61(卡合部61)与可动部51(被卡合部51)刚刚那卡合之后驾驶员立即进行了方向盘11的转向返回操作的情况下，车辆用止动装置50强制性地解除摆动杆61与可动部51卡合的卡合状态。因此，能够从转向增加操作迅速且顺畅地转移到转向返回操作。能够提高车辆用转向装置10的操纵性。

<实施例2>

参照图6，对实施例2的车辆用转向装置100进行说明。实施例2的车辆用转向装置100的特征在于，将图1至图5所示的上述实施例1的车辆用转向装置10的车辆用止动装置50变更为车辆用止动装置150，其他结构与实施例1相同，因此标注相同标号并省略说明。

实施例2的车辆用止动装置150(操作位置限制装置150)的特征在于，包括一个可动部51(被卡合部51、锁止用轮51)、与该一个可动部51对应的两个摆动杆161、161(卡合部161、161)、两个施力部件66、66以及两个螺线管71、71。可动部51、摆动杆161、161、施力部件66、66以及螺线管71、71收纳在壳体18中。

可动部51的结构与实施例1相同。

各摆动杆161、161的结构是与实施例1的摆动杆61基本相同的结构。各摆动杆161、161的特征在于，第2卡合面63b、63b相对于各个第1卡合面63a、63a倾斜。因此，当从转向轴21的轴向观察时，止动部63、63的轮廓为尖细的锥形。

将两个摆动杆161、161中的一方的摆动杆161设为“第1摆动杆161A”，将另一方的摆动杆161设为“第2摆动杆161B”。第1摆动杆161A在图1所示的方向盘11向一侧(向右的操纵方向)旋转的情况下，能够与锁止用轮51卡合。第2摆动杆B在方向盘11向另一侧(向左的操纵方向)旋转的情况下，能够与锁止用轮51卡合。

当从轴向观察转向轴21时，第2摆动杆161B相对于第1摆动杆161A反向地配置。例如，第1摆动杆161A和第2摆动杆161B为相对于与转向轴21的中心轴54交叉的直线56相互对称的形状，除此以外结构相同。

接下来，对锁止用轮51和第1摆动杆161A之间的关系进行说明。这里，为了易于理解说明，将在止动部63进入齿槽53的状态下，多个齿52中的面对第1卡合面63a的齿52A称作“第1齿52A”，将面对第2卡合面63b的齿52B称作“第2齿52B”。

在第1摆动杆161A的止动部63进入锁止用轮51的齿槽53的状态下，第1卡合面63a面对第1齿52A的一个齿面52a(第1齿面52a)。当锁止用轮51向顺时针方向R3旋转时，第1齿52A的第1齿面52a与止动部63的第1卡合面63a抵接。

止动部63的第2卡合面63b是如下这样的斜面(斜坡)：相对于锁止用轮51的第2齿52B的另一个齿面52b(第2齿面52b)倾斜并朝向齿面52b。以下，将第2卡合面63b适当称作“斜面63b”。

在第1摆动杆161A的止动部63进入锁止用轮51的齿槽53的状态下，当锁止用轮51向逆时针方向R4旋转时，第2齿52B的第2齿面52b的末端和齿顶面52c所成的角P1与止动部63的斜面63b抵接。

利用该角P1与斜面63b抵接的力，止动部63能够向从第2齿52B脱离的方向R1摆动。即，斜面63b将锁止用轮51的旋转力转换为解除第1摆动杆161A的卡合状态的力。这样，斜面63b构成了强制解除机构167，该强制解除机构167能够强制性地解除第1摆动杆161A与锁止用轮51卡合的卡合状态。

上述两个施力部件66、66的结构与实施例1相同，对各摆动杆161A、161B向不与可动部51锁止的解锁方向R1施力。

上述两个螺线管71、71的结构与实施例1相同，被安装在壳体18上。将两个螺线管71、71中的一方的螺线管71设为“第1螺线管71A”，将另一方的螺线管71设为“第2螺线管71B”。第1螺线管71A的柱塞72与第1摆动杆161A的被驱动杆64连结。第2螺线管71B的柱塞72与第2摆动杆161B的被驱动杆64连结。

接下来，对实施例2的车辆用止动装置150的作用进行说明。当前，如图6所示，各螺线管71A、71B的柱塞72、72保持在前进的状态(伸长的状态)。因此，各摆动杆161A、161B的止动部63、63从锁止用轮51的齿槽53脱离。

然后，当将方向盘11向右操纵，即，进行了转向增加操作时，锁止用轮51向顺时针方向R3旋转。在对方向盘11进行转向增加操作而到达了操纵范围的临界点时，控制部16仅使第1螺线管71A接通(on)。第1螺线管71A使柱塞72后退，并保持该后退状态。其结果，第1摆动杆161A进行摆动而使止动部63进入锁止用轮51的齿槽53。

当锁止用轮51进一步向顺时针方向R3旋转时，第1齿52A的第1齿面52a与止动部63的第1卡合面63a抵接。其结果，锁止用轮51向顺时针方向R3的旋转被第1摆动杆161A限制。

然后，当将方向盘11向左操纵，即，开始转向返回操作时，控制部16使第1螺线管71A成为断开状态。第1螺线管71A使柱塞72前进，并保持该前进状态。因此，第1摆动杆161A进行摆动而使止动部63从锁止用轮51的齿槽53脱离。由于允许锁止用轮51的旋转，因此也允许方向盘11的转向返回操作。

另一方面，在第1摆动杆161A的止动部63已进入锁止用轮51的齿槽53的状态下驾驶员对方向盘11进行转向增加操作，有可能在即将到达操纵范围的临界点之前开始转向返回操作。

该情况下，第1摆动杆161A的止动部63还未从锁止用轮51的齿槽53完全脱离。随着驾驶员的转向返回操作，锁止用轮51向逆时针方向R4旋转。通过第2齿52B的角P1与第1摆动杆161A的第2卡合面63b抵接，止动部63向从第2齿52B脱离的方向R1摆动。

通过第1摆动杆161A的摆动动作，第1螺线管71A的柱塞72前进。该情况下，第1螺线管71A的励磁用线圈73(参照图3)处于励磁状态。但是，利用第1摆动杆161A的摆动动作的力，能够强制性地使柱塞72前进。其结果，由于允许锁止用轮51的旋转，因此也允许方向盘11的转向返回操作。这样，能够从转向增加操作迅速地转移到转向返回操作。

对于锁止用轮51和第2摆动杆161B之间的关系，省略说明。根据以上的说明可知，第2摆动杆161B的斜面63b与第1摆动杆161A的斜面63b是反向的。第1摆动杆161A和第2摆动杆161B分别具有强制解除机构167、167(斜面63b、63b)。即，强制解除机构167是第1摆动杆161A所具有的第1强制解除机构167A和第2摆动杆161B所具有的第2强制解除机构167B这两个。

对于实施例2的说明总结如下。例如，假定驾驶员将方向盘11从转向增加操作急剧地切换到转向返回操作的情况。即，在驾驶员进行方向盘11的转向增加操作的中途，摆动杆161A、161B与可动部51刚刚卡合之后，驾驶员立即快速地进行了方向盘11的转向返回操作的情况。该情况下，强制解除机构167A、167B强制性地解除摆动杆161A、161B与可动部51卡合的卡合状态。因此，能够从转向增加操作迅速且顺畅地转移到转向返回操作。能够提高车辆用转向装置100的操纵性。而且，相对于两个摆动杆161A、161B，可动部51仅为一个，因此通过介绍的部件数就能够实现该方式。

此外，所述强制解除机构167A、167B由倾面63b、63b构成。因此，能够使强制解除机构167A、167B成为简单的结构。

实施例2的其他作用、效果与上述实施例1相同。

<实施例3>

参照图7和图8对实施例3的车辆用转向装置200进行说明。实施例3的车辆用转向装置200的特征在于，将图6所示的上述实施例2的车辆用转向装置100的车辆用止动装置150(操作位置限制装置150)变更为图7和图8所示的车辆用止动装置250(操作位置限制装置250)，其他结构与实施例2相同，因此标注相同标号并省略说明。

车辆用止动装置250的特征在于，对以下三点进行了变更。第1变更点是将实施例2的一个可动部51变更为两个可动部251、251(被卡合部251、251)。第2变更点是将实施例2的两个摆动杆161、161变更为构成为与实施例1相同结构的两个摆动杆61、61(卡合部61、61)。第3变更点是将实施例2的两个强制解除机构167、167变更为两个(两组)强制解除机构267、267。

以下，对车辆用止动装置250详细地进行说明。图7示出实施例3的车辆用止动装置250。图8的(a)示出图7的向视8a-8a截面。图8的(b)示出图7的向视8b-8b截面。

车辆用止动装置250包括两个可动部251、251、两个摆动杆61、61以及两组强制解除机构267、267。可动部251、251、摆动杆61、61以及强制解除机构267、267收纳在壳体18中。

两个可动部251、251是能够与方向盘11一起旋转的圆盘状部件，例如被安装在转向轴21上。这两个可动部251、251在转向轴21的轴向上排列，一方被设为第1可动部251A(第1被卡合部251A)，另一方被设为第2可动部251B(第2被卡合部251B)。

该可动部251A、251B由具有在旋转方向上以固定的间距排列的多个齿252的锁止用轮(锁止齿轮)构成。多个齿252排列在可动部251A、251B的外周面或盘面上。以下，将第1可动部251A适当改称为“第1锁止用轮251A”，将第2可动部251B适当改称为“第2锁止用轮251B”。

该锁止用轮251A、251B的特征在于，相对于图6所示的上述实施例2的锁止用轮51，对多个齿152的形状进行了变更这一点，其他结构则与实施例2相同。即，实施例2的锁止用轮51的多个齿52的形状为方形。与此相对，在实施例3中，当沿着旋转中心线54观察各锁止用轮251A、251B时，多个齿252的形状是齿顶是尖的尖细状三角形，是相对于与旋转中心线54交叉并呈辐射状地延伸的各直线55左右非对称的形状。

详细地叙述的话，第1锁止用轮251A的多个齿252具有一个齿面252a(第1齿面252a)和另一个齿面252b(第2齿面252b)。第1齿面252a是在第1锁止用轮251A向顺时针方向R3进行了旋转的情况下处于前侧的齿面。

当沿着旋转中心线54观察第1锁止用轮251A时，各个第1齿面252a例如是沿所述各直线56的平坦的直截面。齿252的齿厚随着从齿顶到齿根变厚。第2齿面252b是与第1齿面252a相反的一侧的齿面，并且是随着从齿252的齿顶到齿根而倾斜的斜面(斜坡)。以下，将第2齿面252b适当称作“斜面252b”。

如图8的(a)和图8的(b)所示，第2锁止用轮251B的多个齿252的朝向与第1锁止用轮251A的多个齿252的朝向是相反的。

各摆动杆61、61的结构是与实施例1的摆动杆61相同的结构。将两个摆动杆61、61中的与第1锁止用轮251A卡合的一方设为“第1摆动杆61A”，将与第2锁止用轮251B卡合的一方设为“第2摆动杆61B”。各摆动杆61A、61B分别与各锁止用轮251A、251B卡合，由此能够限制各锁止用轮251A、251B的旋转范围。

如图8的(a)和图8的(b)所示，当从轴向观察转向轴21时，第2摆动杆61B与第1摆动杆61A反向地配置。例如，第1摆动杆61A和第2摆动杆61B呈相对于与转向轴21的中心轴54交叉的直线56相互对称的形状，除此以外结构相同。

接下来，对第1锁止用轮251A和第1摆动杆61A之间的关系详细地进行说明。另外，第2锁止用轮251B和第2摆动杆61B之间的关系相对于第1锁止用轮251A和第1摆动杆61A之间的关系是反向的，除此以外都相同，因此省略说明。

在将图1所示的方向盘11向右操纵的情况下，第1锁止用轮251A向顺时针方向R3旋转。

这里，为了易于理解说明，将在止动部63进入第1锁止用轮251A的齿槽253的状态下多个齿252中的面对第1卡合面63a的齿252A称作“第1齿252A”，将面对第2卡合面163b的齿252B称作“第2齿252B”。

在第1摆动杆61A的止动部63已进入第1锁止用轮251A的齿槽253的状态下，第1卡合面63a面对第1齿252A中的一个齿面252a(第1齿面252a)。当第1锁止用轮251A向顺时针方向R3旋转时，第1齿252A的第1齿面252a与止动部63的第1卡合面63a抵接。其结果，第1锁止用轮251A向顺时针方向R3的旋转被第1摆动杆61A限制。

在将方向盘11向左操纵的情况下，第1锁止用轮251A向逆时针方向R4旋转。

当在第1摆动杆61A的止动部63进入第1锁止用轮251A的齿槽253的状态下，第1锁止用轮251A向逆时针方向R4旋转时，第2齿252B的第2齿面252b(斜面252b)与止动部63的第2卡合面63b的末端P2抵接。以下，将斜面252b所抵接的末端P2称作“抵接点P2”。

利用斜面252b(第2齿面252b)与抵接点P2抵接的力，止动部63能够向从第2齿252B脱离的方向R1摆动。即，斜面252b将第1锁止用轮251A的旋转力转换为解除第1摆动杆61A的卡合状态的力。这样，斜面252b构成了强制解除机构267，该强制解除机构267能够强制性地解除第1摆动杆61A与第1锁止用轮251A卡合的卡合状态。

接下来，对实施例3的车辆用止动装置250的作用进行说明。当前，各螺线管71A、71B的柱塞72、72保持在前进的状态(伸长的状态)。因此，各摆动杆61A、61B的止动部63、63从锁止用轮251A、251B的齿槽253、253脱离。

然后，当将方向盘11向右操纵，即，进行了转向增加操作时，锁止用轮251A、251B向顺时针方向R3旋转。在对方向盘11进行了转向增加操作而到达操纵范围的临界点时，控制部16(参照图1)使使柱塞72后退的电流仅在第1螺线管71A中流过。第1螺线管71A使柱塞72后退，并保持该后退状态。其结果，第1摆动杆61A进行摆动而使止动部63进入第1锁止用轮251A的齿槽253。

当第1锁止用轮251A进一步向顺时针方向R3旋转时，第1齿252A的第1齿面252a与止动部63的第1卡合面63a抵接。其结果，第1锁止用轮251A向顺时针方向R3的旋转被第1摆动杆61A限制。

然后，当将方向盘11向左操纵，即，开始转向返回操作时，控制部16使第1螺线管71A成为断开状态。第1螺线管71A使柱塞72前进，并保持该前进状态。因此，第1摆动杆61A进行摆动而使止动部63从第1锁止用轮251A的齿槽253脱离。由于允许第1锁止用轮251A的旋转，因此也允许方向盘11的转向返回操作。

另一方面，在第1摆动杆61A的止动部63进入第1锁止用轮251A的齿槽253的状态下，驾驶员对方向盘11进行转向增加操作，有可能在即将到达操纵范围的临界点之前开始转向返回操作。

该情况下，第1摆动杆61A的止动部63还没有从第1锁止用轮251A的齿槽253完全脱离。随着驾驶员的转向返回操作，第1锁止用轮251A向逆时针方向R4旋转。其结果，抵接点P2与第1摆动杆61A的第2卡合面63b抵接，由此，止动部63向从第2齿252B脱离的方向R1摆动。

根据以上的说明可知，第1锁止用轮251A和第2锁止用轮251B分别具有强制解除机构267、267(斜面252b、152b)。即，强制解除机构267是第1锁止用轮251A所具有的多个第1强制解除机构267A和第2锁止用轮251B所具有的多个第2强制解除机构267B这两组(两个)。

对于实施例3的说明总结如下。例如，假定驾驶员将方向盘11从转向增加操作急剧地切换到转向返回操作的情况。该情况下，强制解除机构267A、267B强制性地解除摆动杆61A、61B与可动部251A、251B卡合的卡合状态。因此，能够从转向增加操作迅速且顺畅地转移到转向返回操作。能够提高车辆用转向装置200的操纵性。

而且，锁止用轮251、摆动杆61、强制解除机构267有两组，因此能够使各组的位置错开。例如，能够使第2摆动杆61B和第2强制解除机构267B的位置相对于第1摆动杆61A和第1强制解除机构267A的位置而错开。因此，能够提高各部件的配置的自由度。

此外，所述强制解除机构267A、267B由斜面252b构成。因此，利用斜面252b，能够将强制解除机构267A、267B构成为简单的结构。

实施例3的其他作用、效果与上述实施例2相同。

另外，本发明的车辆用转向装置10、100、200只要起到本发明的作用和效果即可，不限于实施例。例如，也可以是如下这样的线控式车辆用转向装置的结构：通过取消图1所示的离合器15、万向联轴器31、31、连结轴32、输入轴33、输出轴34、操作力传递机构35，将操纵部12与转向部14之间机械性地完全分离。

此外，斜面63b、252b不限于倾斜的平坦面，例如也可以是倾斜的圆弧状面。

此外，位置检测部77不限于位置检测开关的结构，例如可以为可变电阻器的结构。

产业上的可利用性

本发明的车辆用转向装置10、100、200优选搭载于汽车。

标号说明

10：车辆用转向装置(实施例1)；

11：方向盘；

12：操纵部；

13：转向车轮；

14：转向部；

50：车辆用止动装置；

51：可动部；

61：摆动杆；

61A：第1摆动杆；

61B：第2摆动杆；

66：施力部件；

71：螺线管；

72：柱塞；

73：励磁用线圈；

73a：第1线圈；

73b：第2线圈；

77：位置检测部；

100：车辆用转向装置(实施例2)；

150：车辆用止动装置；

161：摆动杆；

161A：第1摆动杆；

161B：第2摆动杆；

167：强制解除机构；

167A：第1强制解除机构；

167B：第2强制解除机构；

200：车辆用转向装置(实施例3)；

250：车辆用止动装置；

251：可动部；

251A：第1可动部；

251B：第2可动部；

267：强制解除机构；

267A：第1强制解除机构；

267B：第2强制解除机构；

R1：解锁方向。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种车辆用止动装置，包括：

可动部，其能够与方向盘一起旋转；

摆动杆，其能够向使所述可动部锁止的方向摆动；

螺线管，其具有与所述摆动杆连结的柱塞、和对所述柱塞进行驱动的励磁用线圈，通过所述励磁用线圈的励磁使所述柱塞后退从而使所述摆动杆向锁止方向摆动；

第1施力部件，其对所述摆动杆向不与所述可动部锁止的解锁方向施力；以及

第2施力部件，其对所述柱塞向前进方向施力，

在所述励磁用线圈处于非励磁状态时，即使在所述第1施力部件和第2施力部件中的任意一方发生了故障的情况下，也能够使所述摆动杆向解锁方向摆动。

2.根据权利要求1所述的车辆用止动装置，其中，

所述励磁用线圈由作为双系统的第1线圈和第2线圈构成。

3.根据权利要求1或2所述的车辆用止动装置，其中，

所述车辆用止动装置还具有位置检测部，该位置检测部检测所述柱塞的滑动位置。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的车辆用止动装置，其中，

所述螺线管由通过所述励磁用线圈的励磁使所述柱塞后退的拉式螺线管构成。

5.一种车辆用转向装置，其特征在于，

权利要求1至4中的任一项所述的车辆用止动装置被组装在车辆用转向装置中，在所述车辆用转向装置中，操纵部与转向部之间被机械性地分离，所述操纵部产生方向盘的操纵输入，所述转向部对转向车轮进行转向，

所述摆动杆是能够通过与所述可动部卡合来限制所述可动部的旋转范围的部件。

Claims (5)

1.一种车辆用止动装置，其特征在于，包括：

可动部；

摆动杆，其能够向使所述可动部锁止的方向摆动；

螺线管，其具有与所述摆动杆连结的柱塞、和对所述柱塞进行驱动的励磁用线圈；以及

施力部件，其对所述摆动杆向不与所述可动部锁止的解锁方向施力。

2.根据权利要求1所述的车辆用止动装置，其中，

所述励磁用线圈由作为双系统的第1线圈和第2线圈构成。

3.根据权利要求1或2所述的车辆用止动装置，其中，

所述车辆用止动装置还具有位置检测部，该位置检测部检测所述柱塞的滑动位置。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的车辆用止动装置，其中，

所述螺线管由通过所述励磁用线圈的励磁使所述柱塞后退的拉式螺线管构成。

5.一种车辆用转向装置，其特征在于，

权利要求1至4中的任一项所述的车辆用止动装置被组装在车辆用转向装置中，在所述车辆用转向装置中，操纵部与转向部之间被机械性地分离，所述操纵部产生方向盘的操纵输入，所述转向部对转向车轮进行转向，

所述可动部是能够与所述方向盘一起旋转的部件，

所述摆动杆是能够通过与所述可动部卡合来限制所述可动部的旋转范围的部件。

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