JP2010221757A - 車両用操舵装置のクラッチ - Google Patents

Abstract

【課題】内輪カム外周と外輪内周の間に係合子が楔状に噛み込んで係合することにより締結されるクラッチにおいて、内輪カム外周と外輪内周の間に噛み込んでいない状態の係合子が、噛み込む際、例えば、クラッチ締結時の左右切り返しにおいて、内輪カムと外輪の間に噛み込む係合子が切り変わる際に、内輪カム及び外輪と係合子との接触音が発生してしまう。
【解決手段】操舵時、内輪カム１８と外輪１９の間に楔状に噛み込むローラ２０の内輪カム１８との接触面積が接触中に変化するように、ローラ２０の接触面と内輪カム１８及び外輪１９の少なくとも一方の接触面を、互いに異なった形状により形成した。
【選択図】図５

Description

この発明は、ステアバイワイヤ（Ｓｔｅｅｒ−Ｂｙ−Ｗｉｒｅ：ＳＢＷ）システムに備えられる、車両運転者が操作することによって直接操向輪を転舵することができる車両用操舵装置のクラッチに関する。

従来、電気的にステアリング操作を行うステアバイワイヤ（ＳＢＷ）システムが知られている。このステアバイワイヤシステムは、車両運転者によって操作されるステアリングホイール（操舵輪）と操向輪とを機械的に接続又は切断可能なクラッチを備え、クラッチを切断（解放）すると共にステアリングホイールの操舵角に基づいて、操向輪を転舵アクチュエータによって転舵駆動する。

ステアバイワイヤシステムにおいて、システム正常時には、クラッチが開放されて操舵角に応じて転舵アクチュエータにより操向輪が転舵されるが、例えば、転舵モータ異常等のシステム失陥時や電源遮断時等のシステムダウン時には、クラッチが接続（締結）されてステアリングホイールと操向輪が機械的に接続され、運転者が直接ステアリングホイールを操作することにより操向輪を転舵することを可能にしている。

このようなステアバイワイヤシステムとして、ステアリングホイール及び操向輪の、一方に接続した入力軸に連結された内輪カムと、他方に接続した出力軸に連結された外輪の間に、係合子が噛み込むことで内輪カムと外輪を締結し、入力軸と出力軸との間のトルクの伝達を可能とするクラッチを有する、「バイワイヤステアリングシステムのフェールセーフ機構およびバイワイヤステアリングシステム」（特許文献１参照）が知られている。

特開２００５−８０７３号公報

しかしながら、従来の「バイワイヤステアリングシステムのフェールセーフ機構およびバイワイヤステアリングシステム」は、内輪カム外周と外輪内周の間に係合子が楔状に噛み込んで係合することによりクラッチが締結され、内輪カム外周と外輪内周の間の係合子の係合が解除されることによりクラッチが開放される構成を有している。つまり、転舵される方向により、右転舵の場合は入力軸からみて一方側の係合子が噛み込み、左転舵時は他方側の係合子が噛み込むことで、入力軸と出力軸が連結される。

このため、内輪カム外周と外輪内周の間に噛み込んでいない状態の係合子が、噛み込む際、例えば、クラッチ締結時の左右切り返しにおいて、内輪カムと外輪の間に噛み込む係合子が切り変わる際に、内輪カム及び外輪と係合子との接触音が発生してしまう。

この発明に係る車両用操舵装置のクラッチは、操舵時、内輪カムと外輪の間に楔状に噛み込む係合子の内輪カムとの接触面積が接触中に変化するように、係合子の接触面と内輪カム及び外輪の少なくとも一方の接触面を、互いに異なった形状により形成した。

この発明によれば、係合子の接触面と内輪カム及び外輪の少なくとも一方の接触面の形状が互いに異なっており、操舵時、内輪カムと外輪の間に楔状に噛み込む係合子の内輪カムとの接触面積が接触中に変化するので、内輪カム及び外輪との接触時の衝撃が緩和されることになり、係合子が内輪カムと外輪に接触する際の衝撃が緩和され、接触音を極力発生させないようにすることができる。

この発明の第１実施の形態に係る車両用操舵装置のクラッチが備えられた車両用操舵装置を示す説明図である。 図１のクラッチの構成を説明する分解構成図である。 図１のクラッチの締結状態を示し、（ａ）は入力軸方向に沿う面から見た説明図、（ｂ）はローラ位置の入力軸半径方向に沿う面から見た説明図である。 図１のクラッチの解放状態を示し、（ａ）は入力軸方向に沿う面から見た説明図、（ｂ）はローラ位置の入力軸半径方向に沿う面から見た説明図である。 この発明の第１実施の形態に係るローラ、内輪カム及び外輪を入力軸半径方向に沿う断面で示す説明図である。 図５の内輪カム、外輪及びロータを備えたクラッチの締結状態を示し、（ａ）は入力軸方向に沿う面から見た説明図、（ｂ）はローラ位置の入力軸半径方向に沿う面から見た説明図である。 この発明の第２実施の形態に係るローラ、内輪カム及び外輪を入力軸半径方向に沿う断面で示す説明図である。

以下、この発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。
（第１実施の形態）
図１は、この発明の第１実施の形態に係る車両用操舵装置のクラッチが備えられた車両用操舵装置を示す説明図である。図１に示すように、車両用操舵装置のクラッチ１０は、車両用操舵装置１１に備えられており、ステアリングホイール（操舵輪）１２と、ステアリングホイール１２により操舵される操向輪１３とを、機械的に接続又は切断することができる。

ステアリングホイール１２の操舵力は、ステアリングコラム軸１４からラック＆ピニオン機構のラックギヤ１５を経て、操向輪１３のタイロッド１６に伝達される。ステアリングコラム軸１４には、ステアリングホイール１２の操舵トルクを検出するトルクセンサ１７が設けられている。

この車両用操舵装置１１は、ステアリングホイール１２の操作情報に基づく電気信号により作動する転舵アクチュエータによって、操向輪１３を転舵駆動するステアバイワイヤ（Ｓｔｅｅｒ−Ｂｙ−Ｗｉｒｅ：ＳＢＷ）システムを構成しており、ＳＢＷシステムにおける、転舵モータ異常等のシステム失陥時や電源遮断等によるシステムダウン時のためのバックアップシステムとして、ステアリングコラム軸１４とラックギヤ１５の間にクラッチ１０が搭載されている。

以下、図３及び図４を用いて、本願発明が適用されるクラッチの構造及び締結／開放動作を説明する。
図２は、図１のクラッチの構成を説明する分解構成図である。図３は、図１のクラッチの締結状態を示し、（ａ）は入力軸方向に沿う面から見た説明図、（ｂ）はローラ位置の入力軸半径方向に沿う面から見た説明図である。

図２及び図３に示すように、クラッチ１０は、内輪カム１８、外輪１９及び複数（一例として、８個を図示）のローラ（係合子）２０を有しており、内輪カム１８の外面（外周面）１８ａと外輪１９の内面（内周面）１９ａとの間にローラ２０が噛み込んで係合することにより締結状態となり、内輪カム１８の外面１８ａと外輪１９の内面１９ａの間に係合していたローラ２０の係合が解除されることにより解放状態となる。

なお、詳細は後述するが、本願発明におけるクラッチはローラ２０と内輪カム１８及び外輪１９との接触面形状に特徴があるが、ここでは、本願発明が適用されるクラッチの構造及び締結／解放動作を説明するために、ローラ２０と内輪カム１８及び外輪１９との接触面形状に関しては一般的なクラッチの形状と同様としている。
内輪カム１８は、ステアリングホイール１２の操作に連動する入力軸２１に連結されており、入力軸２１の回動時に入力軸２１と一体的に回動する。円筒状に形成された外輪１９は、内輪カム１８を格納するように内輪カム１８を覆って配置され、操向輪１３（図１参照）に操舵トルクを伝達する出力軸（図示しない）に連結されている。

内輪カム１８と、内輪カム１８を覆う外輪１９の間には、入力軸２１方向に重ねて摺動保持器２２と回転保持器２３が、それぞれの脚部２２ａ，２３ａを交互に位置させて配置されている。両脚部２２ａ，２３ａは何れも、重なり合う内輪カム１８の外面１８ａと外輪１９の内面１９ａの間に形成される空間を自由に移動することができる。

摺動保持器２２は、内輪カム１８が挿通可能な円環部２２ｂと、円環部２２ｂに入力軸２１方向に突設されると共に略等間隔離間する４個の脚部２２ａを有しており、各脚部２２ａは、入力軸２１を挿通させたアーマチュア２４に連結されている。回転保持器２３は、内輪カム１８が挿通可能な円環部２３ｂと、円環部２３ｂに入力軸２１方向に突設されると共に略等間隔離間して４個の脚部２３ａを有している。

摺動保持器２２と回転保持器２３のそれぞれの脚部２２ａ，２３ａは、重なり合う内輪カム１８の外面と外輪１９の内面１９ａとの間に、隣接する脚部２２ａ，２３ａ間距離が長い空間と短い空間が交互に位置するように配置されている。この４箇所の脚部２２ａ，２３ａ間距離が長い空間のそれぞれには、コイルバネ等のバネ部材２５と共にローラ２０，２０が配置されている。各バネ部材２５は、並置された２個一組ずつ、内輪カム１８とアーマチュア２４との間に位置するバネ保持部材２６に位置決め保持されている。

内輪カム１８と外輪１９の間に配置された摺動保持器２２と回転保持器２３の、それぞれの円環部２２ｂ,２３ｂの対向面間には、ボールカム（ボールトルクカム）機構２７が介在している。ボールカム機構２７は、円環部２２ｂと円環部２３ｂのそれぞれの対向面に設けられた円弧状断面のカム溝２７ａ，２７ａと、両カム溝２７ａ，２７ａ間に挟み込まれたボール２７ｂとを有している。
ローラ２０は、例えば、円柱状に形成されて、内輪カム１８の外面１８ａに接触しつつ移動可能に配置されており、バネ部材２５の両側に位置する２個のローラ２０，２０は、バネ部材２５に付勢されて、一方は脚部２２ａに、他方は脚部２３ａに、それぞれ押し当てられている。

各ローラ２０が移動する内輪カム１８の外面１８ａは、各ローラ２０が押し当てられている両脚部２２ａ，２３ａ間の略中央と、各脚部２２ａ，２３ａとを直線状に結ぶ平坦面（平面）により形成されている。この平坦面は、入力軸２１半径方向断面において、内輪カム１８の外面１８ａを円弧とした場合、円弧に対する弦に相当する。つまり、ローラ２０が配置された脚部２２ａ（或いは脚部２３ａ）側へ向かう空間は、外輪１９の内面１９ａ側を上面に、平坦面からなる内輪カム１８の外面１８ａ側を下面にして、脚部２２ａ（或いは脚部２３ａ）に向かうに連れて上下面間距離が狭まった、楔形状空間となる。なお、脚部２２ａと脚部２３ａは、楔形状空間を自由に移動することができる。

また、図２及び図３に示すように、アーマチュア２４が回転自在に装着された入力軸２１には、アーマチュア２４の外側（内輪カム１８とは反対側）に隣接して、入力軸２１と一体的に回転するロータ２８が装着されている。アーマチュア２４は、ロータ２８側に突設された複数の脚２４ａを介して、ロータ２８に対し、入力軸２１方向に規制された離反距離のもと接近離反可能に、且つ、入力軸２１を軸心として回動自在に、装着されている。このロータ２８には、電磁コイル２９が内蔵されており、電磁コイル２９の励磁によりコイル吸引力が発生することで、アーマチュア２４がロータ２８に引き寄せられ密着する。

次に、クラッチ１０の動作について説明する。
（クラッチ締結時）
図３に示すように、クラッチ１０は、クラッチ締結時、電磁コイル２９が無励磁状態にあり、各ローラ２０は、バネ部材２５に付勢されて、脚部２２ａ或いは脚部２３ａに押し当てられている。各ローラ２０を介して、脚部２２ａ或いは脚部２３ａにバネ部材２５の付勢力が作用することにより、脚部２２ａと脚部２３ａは、互いに離反するように押し広げられ、摺動保持器２２と回転保持器２３が互いに逆向きに内輪カム１８の回りを移動する。

脚部２２ａと脚部２３ａが押し広げられるのに伴って、バネ部材２５の両側に位置してバネ部材２５に付勢されている両ローラ２０，２０は、外輪１９の内面１９ａと内輪カム１８の外面１８ａとで囲まれ、脚部２２ａ（或いは脚部２３ａ）側が狭まった楔形状空間に入り込むことになる。楔形状空間に入り込んだ両ローラ２０，２０は、各ローラ２０の内輪カム１８と外輪１９との噛み込み位置まで、即ち、アーマチュア２４が外輪１９に接触するまで移動する。

脚部２２ａと脚部２３ａが押し広げられて、摺動保持器２２と回転保持器２３が互いに逆向きに移動するのに伴い、両円環部２２ｂ,２３ｂの対向面間に介在するボールカム機構２７において、ボール２７ｂが両カム溝２７ａ，２７ａから略露出した状態になり、両円環部２２ｂ,２３ｂ間の距離が拡大する。そのとき、円環部２２ｂと共に脚部２２ａが、ロータ２８から離反するように移動し、それに連れて、アーマチュア２４が、ロータ２８から離反し外輪１９のロータ２８対向端面に向かって移動する。

そして、互いに逆向きに回動移動する内輪カム１８と外輪１９との位相差が許容値を超えた時点で、ローラ２０が内輪カム１８と外輪１９の間に楔状に噛み込むことにより、入力軸２１に連結する内輪カム１８と、出力軸に連結する外輪１９が締結状態になる。
（クラッチ解放時）
図４は、図１のクラッチの解放状態を示し、（ａ）は入力軸方向に沿う面から見た説明図、（ｂ）はローラ位置の入力軸半径方向に沿う面から見た説明図である。

図４に示すように、クラッチ１０は、クラッチ解放時、電磁コイル２９が励磁状態になってコイル吸引力が発生し、外輪１９に接触していたアーマチュア２４は、ロータ２８側に引き寄せられる。アーマチュア２４がロータ２８側に引き寄せられるのに伴い、アーマチュア２４と脚部２２ａが連結されている摺動保持器２２もロータ２８側に移動する。摺動保持器２２のロータ２８側への移動時、摺動保持器２２と回転保持器２３の間に介在しているボールカム機構２７において、ボール２７ｂがカム溝２７ａ内に略埋没した状態になるように、摺動保持器２２と回転保持器２３が互いに逆向きに移動する。

摺動保持器２２と回転保持器２３の移動に伴って、脚部２２ａと脚部２３ａがそれぞれバネ部材２５の両側に位置するローラ２０，２０を付勢力に抗して互いに接近させるように、両脚部２２ａ，２３ａが接近移動し、バネ部材２５を押し縮めて圧縮状態にする。この両脚部２２ａ，２３ａの接近移動により、両ローラ２０，２０は、入り込んでいた楔形状空間から押し出され、内輪カム１８と外輪１９との噛み込み位置から離脱する。
そして、両ローラ２０，２０が、内輪カム１８と外輪１９との噛み込み位置から離脱することにより、入力軸２１に連結する内輪カム１８と、出力軸に連結する外輪１９の締結が解除され、解放状態になる。

上述したように、クラッチ１０は、入力軸２１に連結する内輪カム１８と出力軸（図示しない）に連結する外輪１９の間に、ローラ２０が楔状に噛み込み、内輪カム１８と外輪１９が係合することにより、入力軸２１を経て入力した操舵トルクが走行輪１３に伝達される締結状態となり、一方、ローラ２０の噛み込みが解除され、内輪カム１８と外輪１９の係合が解除されることにより、操舵トルクが走行輪１３に伝達されない解放状態となる。

この操舵トルクの伝達に際し、ステアリングホイール１２の操作により転舵される方向が右側となる右転舵の場合は、入力軸２１から見て一方側のローラ２０が内輪カム１８と外輪１９の間に楔状に噛み込み、左転舵の場合は入力軸２１から見て他方側のローラ２０が内輪カム１８と外輪１９の間に楔状に噛み込む。以上が本願発明が適用されるクラッチの締結及び解放動作である。

以下、図５及び図６を用いて本願発明の特徴となる構成を説明する。なお、以下では上記クラッチの締結及び解放動作の説明と異なる部分のみ図中の付番を変更して説明する。
図５は、この発明の第１実施の形態に係るローラ、内輪カム及び外輪を入力軸半径方向に沿う断面で示す説明図である。図６は、図５の内輪カム、外輪及びロータを備えたクラッチの締結状態を示し、（ａ）は入力軸方向に沿う面から見た説明図、（ｂ）はローラ位置の入力軸半径方向に沿う面から見た説明図である。

図５及び図６に示すように、この実施の形態に係る内輪カム３０、外輪３１及びローラ３２は、内輪カム３０及び外輪３１とローラ３２のそれぞれの接触面に接触角度差が生じるように、ローラ３２の接触面と内輪カム３０及び外輪３１の接触面を相互に異なった形状により形成している。

つまり、内輪カム３０を、外面（外周面）３０ａが、縦軸方向中央の最深部に向かう外形線が直線状の平坦な傾斜面からなる、外面３０ａ縦軸方向中央部を最小内径とする略鼓形状に形成し、外輪３１を、内面（内周面）３１ａに、縦軸方向中央の最深部に向かう外形線が直線状の平坦な傾斜面からなる、内面３１ａ縦軸方向中央部を最大内径とする形状を有するように形成し、これら内輪カム３０の外面３０ａと外輪３１の内面３１ａに側方から接触するローラ３２を、外面３０ａ及び内面３１ａに対向する外面（外周面）３２ａが、縦軸方向中央の頂部に向かう外形線が直線状の平坦な傾斜面からなる、外面３２ａ縦軸方向中央部を最大外径とする略菱形断面形状に形成している。

そして、内輪カム３０の外面３０ａの傾斜角度、即ち、縦軸方向中央の最深部からの上り傾斜角度をθ１とし、外輪３１の外面３１ａの傾斜角度、即ち、縦軸方向中央の最深部からの上り傾斜角度を、内輪カム３０の外面３０ａの傾斜角度と同じθ１とし、ローラ３２の外面３２ａの傾斜角度、即ち、縦軸方向中央の頂部からの下り傾斜角度をθ２とした場合、
θ１＞θ２
となるように、それぞれの傾斜角度θ１，θ２を設定する。

このように、ローラ３２の接触面と、ローラ３２が接触する内輪カム３０及び外輪３１の少なくとも一方の接触面を、傾斜角度が異なる平坦な傾斜面、即ち、内輪カム３０の外面３０ａ及び外輪３１の外面３１ａのそれぞれの傾斜角度θ１の方が、ローラ３２の外面３２ａの傾斜角度θ２より大きく形成したことにより、ローラ３２が噛み込む際の、ローラ３２と内輪カム３０及び外輪３１の少なくとも一方との接触面積が接触中に変化する。

上記構成を有するクラッチ１０を備えた車両用操舵装置１１において、ステアリングホイール１２を左右何れかの転舵方向に操作する際、バネ部材２５の両端に設けられたローラ３２の何れか一方が、転舵操作開始に伴う内輪カム３０の回転により、内輪カム３０と外輪３１の間隙に噛み込む。

このとき、ローラ３２の外面３２ａの傾斜角度θ２と、ローラ３２が噛み込む内輪カム３０の外面３０ａの傾斜角度θ１及び外輪３１の内面３１ａの傾斜角度θ１とが異なっており、角度差を有することから、ローラ３２と内輪カム３０との接触初期の接触面積、また、ローラ３２と外輪３１との接触初期の接触面積を、それぞれ低下させることができる。このため、転舵時に行われるローラ３２の噛み込みにおいて、ローラ３２が内輪カム３０と外輪３１に接触する際の衝撃が緩和され、接触音を極力発生させないようにすることができる。

つまり、ローラ３２が内輪カム３０と外輪３１との間に噛み込む際に、ローラ３２と内輪カム３０との接触初期の接触面積またはローラ３２と外輪３１との接触初期の接触面積を低減すれば、ローラ３２と内輪カム３０又は外輪３１は噛み込み初期（接触初期）には接触面積が小さく、その後接触面が変形しながらローラ３２が内輪カム３０と外輪３１との間に噛み込む事によって、噛み込み時の衝撃を接触面の変形で吸収する事ができ、接触音を低減することができる。

ここで、傾斜角度の具体例として、ローラ３２の傾斜角度θ２については、製造性を考慮すると、ローラ３２を成形する金型における抜き精度を保持することができる範囲である１．５度が望ましく、内輪カム３０及び外輪３１の傾斜角度θ１については、（θ２＋１．０度）相当とすることが望ましい。これに対し、内輪カム３０、外輪３１及びローラ３２の全部品を切削加工処理する場合は、前述した角度とは異なり、傾斜角度θ１が傾斜角度θ２より大きい（θ１＞θ２）状態を保持することができる角度であることが望ましい。

なお、上記説明において、内輪カム３０及び外輪３１とローラ３２は、それぞれの接触面に接触角度差が生じる形状、即ち、傾斜角度が異なる平坦な傾斜面に形成されているが、これに限るものではなく、内輪カム３０及び外輪カム３１の少なくとも一方とローラ３２との接触面、即ち、内輪カム３０とローラ３２との接触面、外輪カム３１とローラ３２との接触面、内輪カム３０及び外輪３１とローラ３２との接触面、のそれぞれに接触角度差が生じる形状に形成されていれば良い。

従って、例えば、内輪カム３０及び外輪カム３１とローラ３２の凹凸状態を逆転させた、内輪カム３０を、外面（外周面）３０ａ縦軸方向中央部を最大外径とする形状に形成し、外輪３１を、内面（内周面）３１ａ縦軸方向中央部を最小内径とする形状に形成し、ローラ３２を、外面３０ａ及び内面３１ａに対向する外面（外周面）３２ａが、縦軸方向中央部を最小外径とする略鼓形断面形状に形成しても良い。

また、上記説明において、内輪カム３０の外面３０ａ及び外輪３１の内面３１ａに傾斜角度を設けたが、傾斜角度は、少なくとも、内輪カム３０の外面３０ａ及び外輪３１の内面３１ａのロータ３２が接触する部分（例えば、内輪カム３０のローラ噛合面）に設ければ良い。
更にまた、内輪カム３０若しくは外輪３１の材質はローラ３２の材質（例えば、機械構造用鋼記号：ＳＵＪ２）よりも剛性が低い材質（例えば、機械構造用鋼記号：Ｓ４５Ｃ）とする事が好ましい

（第２実施の形態）
図７は、この発明の第２実施の形態に係るローラ、内輪カム及び外輪を入力軸半径方向に沿う断面で示す説明図である。
図７に示すように、この第２実施の形態に係る内輪カム３３、外輪３４及びローラ３５は、ローラ３２の接触面と内輪カム３０及び外輪３１の少なくとも一方の接触面を異なった形状、即ち、曲率が異なる曲面により形成している。その他の構成及び作用は、第１実施の形態に係る内輪カム１８、外輪１９及びローラ２０と同様である。

つまり、内輪カム３３を、外面（外周面）３３ａが、縦軸方向中央の最深部に向かう外形線が凹曲線の傾斜面からなる、外面３３ａ縦軸方向中央部を最小内径とする略鼓形状に形成し、外輪３４を、内面（内周面）３４ａが、縦軸方向中央の最深部に向かう外形線が凹曲線の傾斜面からなる、内面３４ａ縦軸方向中央部を最大内径とする形状に形成し、これら内輪カム３３の外面３３ａと外輪３４の内面３４ａに側方から接触するローラ３５を、外面３３ａ及び内面３４ａに対向する外面（外周面）３５ａが、縦軸方向中央の頂部に向かう外形線が凸曲線の傾斜面からなる、外面３５ａ縦軸方向中央部を最大外径とする略樽形状に形成している。

そして、内輪カム３３の外面３３ａの凹曲線の曲率をｘ１とし、外輪３４の外面３４ａの曲率を、内輪カム３３の外面３３ａの凹曲線の曲率と同じｘ１とし、ローラ３５の外面３５ａの凸曲線の曲率をｘ２とした場合、
ｘ１＞ｘ２
となるように、凹曲線の曲率ｘ１と凸曲線の曲率ｘ２を設定する。

このように、ローラ３２の接触面と内輪カム３０及び外輪３１の少なくとも一方の接触面を、曲率が異なる曲面、即ち、内輪カム３３の外面３３ａ及び外輪３４の外面３４ａの凹曲線の曲率ｘ１の方が、ローラ３５の外面３５ａの凸曲線の曲率ｘ２より大きく形成したことにより、ローラ３２が噛み込む際の、ローラ３２と内輪カム３０及び外輪３１の少なくとも一方との接触面積が接触中に変化する。

上記構成を有するクラッチ１０を備えた車両用操舵装置１１において、ステアリングホイール１２を左右何れかの転舵方向に操作する際、バネ部材２５の両端に設けられたローラ３５の何れか一方が、転舵操作開始に伴う内輪カム３３の回転により、内輪カム３３と外輪３４の間隙に噛み込む。

このとき、ローラ３５の外面３５ａの凸曲線の曲率ｘ２と、ローラ３５が噛み込む内輪カム３３の外面３３ａの凹曲線の曲率ｘ１及び外輪３４の内面３４ａの凹曲線の曲率ｘ１とが異なっており、曲率差を有することから、ローラ３５と内輪カム３３との接触初期の接触面積、また、ローラ３５と外輪３４との接触初期の接触面積を、それぞれ低下させることができる。このため、転舵時に行われるローラ３５の噛み込みにおいて、ローラ３５が内輪カム３３と外輪３４に接触する際の衝撃が緩和され、接触音を極力発生させないようにすることができる。

なお、上記説明において、内輪カム３３及び外輪３４とローラ３５は、それぞれの接触面に接触曲率差が生じる形状、即ち、曲率が異なる曲面により形成されているが、これに限るものではなく、内輪カム３３及び外輪カム３４の少なくとも一方とローラ３５との接触面、即ち、内輪カム３３とローラ３５との接触面、外輪カム３４とローラ３５との接触面、内輪カム３３及び外輪３４とローラ３５との接触面、のそれぞれに接触曲率差が生じる形状に形成されていれば良い。

従って、例えば、内輪カム３３及び外輪カム３４とローラ３５の凹凸状態を逆転させた、内輪カム３３を、外面（外周面）３３ａ縦軸方向中央部を最大外径とする形状に形成し、外輪３４を、内面（内周面）３４ａ縦軸方向中央部を最小内径とする形状に形成し、ローラ３５を、外面３３ａ及び内面３４ａに対向する外面（外周面）３５ａが、縦軸方向中央部を最小外径とする略鼓形断面形状に形成しても良い。

また、上記説明において、内輪カム３３の外面３３ａ及び外輪３４の内面３４ａに接触曲率差を設けたが、接触曲率差は、少なくとも、内輪カム３３の外面３３ａ及び外輪３４の内面３４ａのロータ３４が接触する部分（例えば、内輪カム３３のローラ噛合面）に設ければ良い。
上述した第１実施の形態から第２実施の形態において説明した各構成は、必要に応じ、それぞれ個別に或いは任意に組み合わせて選択的に適用しても良い。

この発明は、内輪カムと外輪の間に噛み込む係合子の接触面と内輪カム及び外輪の少なくとも一方の接触面の形状が異なっており、操舵時、内輪カムと外輪の間に楔状に噛み込む係合子の内輪カムとの接触面積が接触中に変化することから、内輪カム及び外輪との接触時の衝撃が緩和されることになって、係合子が内輪カムと外輪に接触する際の衝撃が緩和され、接触音を極力発生させないようにすることができるので、車両用操舵装置のクラッチに最適である。

１０ クラッチ
１１ 車両用操舵装置
１２ ステアリングホイール
１３ 操向輪
１４ ステアリングコラム軸
１５ ラックギヤ
１６ タイロッド
１７ トルクセンサ
１８，３０，３３ 内輪カム
１８ａ，３０ａ，３２ａ，３３ａ，３２ａ，３５ａ 外面
１８ｂ ローラ噛合面
１９，３１，３４ 外輪
１９ａ，３１ａ，３４ａ 内面
２０，３２，３５ ローラ
２１ 入力軸
２２ 摺動保持器
２２ａ，２３ａ 脚部
２２ｂ，２３ｂ 円環部
２３ 回転保持器
２４ アーマチュア
２５ バネ部材
２６ バネ保持部材
２７ ボールカム機構
２７ａ カム溝
２７ｂ ボール
２８ ロータ
２９ 電磁コイル
θ１，θ２ 傾斜角度
ｘ１，ｘ２ 曲率

Claims (5)

1. 操舵輪の操作に連動して軸周方向に回動する入力軸に連結され、前記入力軸に連動して回動する内輪カムと、
   前記内輪カムを覆って前記内輪カムの回りを回動自在に配置され、回動を操向輪へ伝達する外輪と、
   前記内輪カムと前記外輪の重なり空間に配置され、操舵による前記入力軸の回動時、前記内輪カムの外面と前記外輪の内面との間に楔状に噛み込む係合子とを有し、
   前記係合子が噛み込む際の、前記係合子と前記内輪カム及び前記外輪の少なくとも一方との接触面積が接触中に変化するように、前記ローラの接触面と前記内輪カム及び前記外輪の少なくとも一方の接触面を異なった形状により形成し、
   前記係合子が噛み込み前記内輪カムと前記外輪が係合することにより、前記入力軸を経て入力した操舵トルクが前記走行輪に伝達される締結状態となり、前記係合子の噛み込みが解除され前記内輪カムと前記外輪の係合が解除されることにより、前記操舵トルクの前記走行輪への伝達が行われない解放状態となる車両用操舵装置のクラッチ。
2. 前記係合子の接触面と前記内輪カム及び前記外輪の少なくとも一方の接触面を、傾斜角度が異なる平坦な傾斜面により形成した請求項１に記載の車両用操舵装置のクラッチ。
3. 前記係合子の接触面と前記内輪カム及び前記外輪の少なくとも一方の接触面を、曲率が異なる曲面により形成した請求項１に記載の車両用操舵装置のクラッチ。
4. 前記係合子の材質に対し、前記内輪カム及び前記外輪の材質を剛性の低い材質とした請求項１から３のいずれか一項に記載の車両用操舵装置のクラッチ。
5. 前記操舵輪の操作情報に基づく電気信号により作動する転舵アクチュエータによって前記操向輪を転舵駆動するステアバイワイヤシステムに備えられる請求項１から４のいずれか一項に記載の車両用操舵装置のクラッチ。

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