JP2017136919A - ステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ウォームホイールが一体回転可能な入力軸と、入力軸と相対回転可能な出力軸とを連結／連結解除可能な構成において、ツーウェイクラッチおよびコイルを配置するスペースを軸方向に抑制することができるステアリング装置を提供する。
【解決手段】ステアリング装置１は、ツーウェイクラッチ８０と、入力軸６と一体回転可能なウォームホイール２６と、ツーウェイクラッチ８０が入力軸６と出力軸７とを連結／連結解除する駆動力を生じさせるコイル９１とを含む。ウォームホイール２６は、入力軸６に固定された中央円板部５２と、中央円板部５２の周縁から前方Ｘ２へ突出する径環部５３と、径環部５３から径方向Ｒ外方へ突出する歯部５１とを有する。ツーウェイクラッチ８０は、中央円板部５２と径環部５３とによって囲まれ、中央円板部５２よりも前方Ｘ２に生じた空間５４に配置され、コイル９１は、径環部５３の外周面を取り囲んでいる。
【選択図】図２

Description

この発明は、ステアリング装置に関する。

ステアリング装置では、操舵部材と転舵機構とが機械的に常時連結された構成が一般的である。しかし、近年、操舵部材と転舵機構とが機械的に連結された連結状態と、操舵部材と転舵機構との機械的な連結が解除された連結解除状態とを切り換えることができ、連結解除状態において、いわゆるステアバイワイヤ構成を実現したステアリング装置が種々提案されている。

ステアバイワイヤ構成を実現したステアリング装置には、例えば下記特許文献１に記載の回転伝達装置が組み込まれる。回転伝達装置では、電磁コイルに対する通電の有無によって２方向ローラクラッチが連結状態と連結解除状態とを切り換える。

特開２００９−２９３６７９号公報

近年、ステアリング装置では、特許文献１に記載の回転伝達装置等のクラッチ機構を減速装置のウォームホイールの周辺に配置することが提案されているが、２方向ローラクラッチまたは電磁コイルと他部品との干渉を避けるためには、２方向ローラクラッチおよび電磁コイルの配置スペースを軸方向に広げないことが必要である。
この発明は、かかる背景のもとでなされたものであり、ウォームホイールに結合された入力軸と、入力軸と相対回転可能な出力軸とを連結／連結解除可能な構成において、クラッチおよびコイルを配置するスペースを軸方向に抑制することができるステアリング装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、操舵部材（２）からの操舵力が入力される入力軸（６）と、前記入力軸に対して相対回転可能に設けられ、転舵機構（Ａ）に連結された出力軸（７）と、前記入力軸と結合されたウォームホイール（２６）と、前記入力軸と前記出力軸とを連結／連結解除可能なクラッチ（８０）と、前記クラッチが前記入力軸と前記出力軸とを連結／連結解除するための駆動力を生じさせるコイル（９１）とを含み、前記ウォームホイールは、前記入力軸に固定された中央円板部（５２）と、前記中央円板部の周縁から前記操舵部材側とは反対側（Ｘ２）へ突出する径環部（５３）とを有し、前記クラッチは、前記中央円板部と前記径環部とによって囲まれ、前記中央円板部よりも前記反対側に生じた空間（５４）に配置され、前記コイルは、前記径環部の外周面を取り囲むように配置されていることを特徴とする、ステアリング装置（１）である。

請求項２に記載の発明は、前記コイルを少なくとも前記径方向外方から覆う集磁環（９３）を含むことを特徴とする、請求項１に記載のステアリング装置である。
請求項３に記載の発明は、前記ウォームホイールは、前記中央円板部を貫通する挿通孔（５２ａ）を有し、前記駆動力に応じて、前記中央円板部よりも前記操舵部材側（Ｘ１）で前記入力軸の軸方向（Ｘ）に沿って移動可能な可動部材（９５）と、前記空間に配置され、前記軸方向への移動によって前記クラッチを作動させる作動部材（９６）と、前記挿通孔に挿通され、前記可動部材の動作を前記作動部材に伝達する伝達部材（９７）とを含むことを特徴とする、請求項１または２に記載のステアリング装置である。

請求項４に記載の発明は、前記クラッチは、前記入力軸に設けられた内輪（８１）と、前記ウォームホイールの径環部に設けられ、前記内輪に相対回転可能に設けられた外輪（８２）と、前記内輪の外周と前記外輪の内周とによって形成されるくさび空間（８５）に、前記内輪の周方向に並んで配置されるローラ対（８４）と、前記ローラ対の間に設けられ、前記ローラ対を互いに離反する方向に弾性的に付勢する弾性部材（８７）と、前記入力軸に相対回転可能に設けられ、互いに反対向きの所定の方向に回動されることにより、前記弾性部材による付勢に抗して、前記ローラ対を互いに接近する方向に押圧する一対の押圧部材（１１０，１２０）とを含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載のステアリング装置である。

なお、上記において、括弧内の数字等は、後述する実施形態における対応構成要素の参照符号を表すものであるが、これらの参照符号により特許請求の範囲を限定する趣旨ではない。

請求項１に記載の発明によれば、クラッチは、コイルが生じさせる駆動力によって作動されて、操舵部材からの操舵力が入力される入力軸と、転舵機構に連結された出力軸との連結／連結解除を切り換えることができる。
クラッチは、ウォームホイールの中央円板部と径環部とによって囲まれ中央円板部よりも操舵部材側とは反対側に生じた空間に配置されており、コイルは、径環部の外周面を取り囲むように配置されている。したがって、クラッチおよびコイルを配置するスペースを軸方向に抑制することができる。

請求項２に記載の発明によれば、コイルが集磁環によって少なくとも径方向外方から覆われている。これにより、コイルで発生する磁束の外部への漏れを抑制することができる。
請求項３に記載の発明によれば、中央円板部の挿通孔に挿通された伝達部材は、駆動力に応じて、中央円板部よりも操舵部材側で入力軸の軸方向に沿って移動する可動部材の動作を、中央円板部と径環部とによって囲まれ中央円板部よりも操舵部材側とは反対側に生じた空間に配置された作動部材に伝達する。作動部材は、可動部材の動作が伝達されることによって入力軸の軸方向に移動し、クラッチを作動させることができる。したがって、複雑な機構を設けることなくクラッチおよびコイルを所望の位置に配置することができる。よって、クラッチおよびコイルを配置するスペースを軸方向に一層抑制することができる。

請求項４に記載の発明によれば、クラッチでは、ローラ対が内輪および外輪の双方に係合した状態から、一対の押圧部材を互いに反対向きの所定の方向に回動することにより、ローラ対が互いに接近する方向に移動させられる。これにより、内輪および外輪の少なくとも一方に対するローラ対の係合が外れた状態になり入力軸と出力軸との連結が解除される。逆に、一対の押圧部材による押圧からローラ対を解除すると、ローラ対が互いに離反する方向に弾性的に付勢される。これにより、ローラ対が内輪および外輪の双方に再び係合する。このように、クラッチによって、入力軸と出力軸とを簡単に連結／連結解除することができる。

本発明の一実施形態に係るステアリング装置の概略構成を示す図である。 ハウジングの周辺の断面図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。 図３のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。 作動機構の周辺の分解斜視図である。 図３において連結解除状態を示した模式図である。

以下では、本発明の実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るステアリング装置１の概略構成を示す図である。
ステアリング装置１は、ステアリングホイール等の操舵部材２に連結されるステアリングシャフト３を構成するアッパーシャフト４、中間シャフト５、入力軸６および出力軸７と、入力軸６と出力軸７とを連結／連結解除可能なクラッチ機構８とを含む。

入力軸６には、操舵部材２からの操舵力がアッパーシャフト４および中間シャフト５を介して入力される。出力軸７は、入力軸６に対して相対回転可能に設けられ、インターミディエイトシャフト１０およびピニオンシャフト９を介して転舵機構Ａに連結されている。クラッチ機構８は、入力軸６と出力軸７とが機械的に連結された連結状態と、入力軸６と出力軸７との機械的な連結が解除された連結解除状態とに、ステアリング装置１の状態を切り換えることができる。

連結状態では、入力軸６に入力された操舵力は、出力軸７から出力されてインターミディエイトシャフト１０およびピニオンシャフト９を介して転舵機構Ａに伝達され、転舵機構Ａによる転舵輪１２の転舵が行われる。連結状態では、操舵部材２による転舵機構Ａの直接操作を可能としている。
連結解除状態では、操舵部材２からの操舵力が機械的に転舵機構Ａへ伝達されるのではなく、電気電子的な制御系を介して転舵機構Ａが駆動される。連結解除状態では、ステアリング装置１は、いわゆるステアバイワイヤ構成を実現している。

転舵機構Ａは、ラック軸１９、一対のタイロッド１３および一対のナックルアーム１４を含む。各タイロッド１３は、一端がラック軸１９の対応する端部と連結されて、他端が対応するナックルアーム１４を介して対応する転舵輪１２と連結されている。操舵力がピニオンシャフト９に伝達されると、ピニオンシャフト９が回転する。ピニオンシャフト９の回転は、ピニオンシャフト９のピニオン９ａと噛み合うラック１９ａが形成されたラック軸１９の軸方向（車幅方向）の運動に変換される。そして、ラック軸１９の軸方向の運動により、転舵輪１２の転舵角が変化する。

ステアリング装置１は、ピニオンシャフト９においてピニオン９ａが形成されている部分とラック軸１９とを収容するラックハウジング１５をさらに含む。ラックハウジング１５は、車体Ｂ１に固定されている。
ステアリング装置１は、操舵部材２の操舵角を検出するための操舵角センサ１６と、操舵部材２に加えられた操舵トルクを検出するためのトルクセンサ１７とを含む。ステアリング装置１は、転舵輪１２の転舵角を検出するための転舵角センサ２１と、車速を検出する車速センサ１８とを含む。操舵角センサ１６、トルクセンサ１７、転舵角センサ２１および車速センサ１８を含む種々のセンサ類の各検出信号は、ＥＣＵ（電子制御ユニット：Electronic Control Unit）から構成される制御ユニット２０に入力されるようになっている。

ステアリング装置１は、制御ユニット２０によって駆動されるモータ（図示せず）と、当該モータの駆動力をラック軸１９の軸方向への移動に変換するボールねじ装置等の運動変換機構（図示せず）とによって構成される転舵アクチュエータ１１を含む。
操舵部材２が操作されてステアリングシャフト３が回転すると、制御ユニット２０は、操舵角センサ１６によって検出された操舵角と、車速センサ１８によって検出された車速とに基づいて目標転舵角を設定する。制御ユニット２０は、この目標転舵角と、転舵角センサ２１によって検出された転舵角との偏差に基づいて転舵アクチュエータ１１を駆動制御する。これにより、連結解除状態における操舵部材２による転舵機構Ａの操作を可能としている。

ステアリング装置１は、モータ２３と、モータ２３から出力される回転を減速（増幅）する減速装置２４とを含む。減速装置２４は、モータ２３により回転駆動されるウォーム軸２５と、ウォーム軸２５と噛み合い、入力軸６と結合されたウォームホイール２６とを含む。
制御ユニット２０は、トルクセンサ１７や操舵角センサ１６等が出力する検出信号に基づいて、操舵部材２が操舵された方向と逆方向を向く適当な反力を操舵部材２に付与するように、モータ２３を駆動制御する。減速装置２４によって減速（増幅）されたモータ２３の回転は、ステアリングシャフト３を介して操舵部材２に伝達される。

クラッチ機構８は、ステアリング装置１のフェールセーフのための機構を実現している。車両の正常運転中は、制御ユニット２０は、クラッチ機構８を制御することによってステアリング装置１を連結解除状態として、操舵部材２と転舵機構Ａとを機械的に切り離す。一方、車両がイグニション・オフの状態である場合や、ステアバイワイヤシステムに不調が生じた等の異常発生の場合には、制御ユニット２０は、クラッチ機構８を制御することによってステアリング装置１を連結状態として、操舵部材２と転舵機構Ａとを機械的に連結させる。

ステアリング装置１は、減速装置２４およびクラッチ機構８を少なくとも収容するハウジング３０を含む。ハウジング３０は、同軸上に配置された入力軸６および出力軸７に取り付けられている。
図２は、ハウジング３０の周辺の断面図である。以下では、入力軸６および出力軸７の軸方向を軸方向Ｘという。軸方向Ｘのうち車両の後方である操舵部材２側を後方Ｘ１といい、軸方向Ｘのうち車両の前方である操舵部材２側とは反対側を前方Ｘ２という。また、入力軸６および出力軸７の半径方向を、径方向Ｒという。

図２を参照して、ハウジング３０は、少なくともトルクセンサ１７を収容するセンサハウジング３１と、少なくともウォームホイール２６を収容するウォームホイールハウジング３２とを含む。センサハウジング３１は、ウォームホイールハウジング３２に後方Ｘ１から隣接しており、ウォームホイールハウジング３２とともにハウジング３０の内部空間３３を形成している。センサハウジング３１の後方Ｘ１の端部には、ステアリングシャフト３の中間シャフト５およびアッパーシャフト４を取り囲むステアリングコラム３４が連結されている。

図１を参照して、ステアリングコラム３４は、アッパーシャフト４に軸受（図示せず）等を介して連結されたアッパーコラム３５と、中間シャフト５を収容し、センサハウジング３１の後方Ｘ１の端部に連結されたロアーコラム３６とを含む。ロアーコラム３６は、本実施形態とは異なり、センサハウジング３１と一体に形成されていてもよい。
ステアリングシャフト３のアッパーシャフト４および中間シャフト５は、入力軸６と同軸上に配置されている。アッパーシャフト４は、中間シャフト５に対して軸方向Ｘに摺動する。中間シャフト５に対する軸方向Ｘへのアッパーシャフト４の摺動の際、アッパーコラム３５がロアーコラム３６に対して軸方向Ｘに摺動する。アッパーシャフト４を中間シャフト５に対して軸方向Ｘに摺動させることで操舵部材２の位置が車両の前後方向に調整される（いわゆるテレスコ調整）。

図２を参照して、ウォームホイールハウジング３２の前方Ｘ２の端部には、チルトブラケット３７が設けられている。チルトブラケット３７は、軸方向Ｘと直交する方向に延びるチルト中心軸３８を介して、車体Ｂ２に固定された固定ブラケット３９と連結されている。ハウジング３０、ステアリングシャフト３およびステアリングコラム３４は、チルト中心軸３８の中心軸線ＣＣを中心に回動可能（チルト可能）である。チルト中心ＣＣ回りにハウジング３０、ステアリングシャフト３およびステアリングコラム３４を回動（チルト）させることで、操舵部材２の位置が高さ方向に調整される（いわゆるチルト調整）。

入力軸６は、中間シャフト５と同軸上に固定された第１軸６１と、ウォームホイール２６が外嵌固定された第２軸６２と、第１軸６１と第２軸６２とを同一軸線上に連結するトーションバー６３とを含む。第２軸６２は、第１軸６１と相対回転可能である。第２軸６２は、第１軸受４１を介してセンサハウジング３１によって回転可能に支持されている。
出力軸７は、ウォームホイールハウジング３２から、前方Ｘ２に突出している。出力軸７は、第２軸受４２を介してウォームホイールハウジング３２によって回転可能に支持されている。出力軸７は、入力軸６の第２軸６２の前方Ｘ２側の端部を取り囲んでいる。出力軸７は、第２軸６２と同軸上に支持された状態で第２軸６２と相対回転可能である。詳しくは、出力軸７と第２軸６２の間には、第３軸受４３が介装されている。第３軸受４３は、本実施形態のようにすべり軸受であってもよいし、本実施形態とは異なり、転がり軸受であってもよい。

ウォームホイール２６は、第２軸６２に一体回転可能に結合される芯金５０と、芯金５０の周囲を取り囲む歯部５１とを含む。歯部５１は、例えば樹脂製である。歯部５１が樹脂製である場合、芯金５０が金型内にインサートされた状態で歯部５１を樹脂成形（インサート成形）してもよい。インサート成形によって芯金５０と歯部５１とは一体回転可能に結合される
芯金５０は、例えば磁性体である。芯金５０は、入力軸６に結合された中央円板部５２と、中央円板部５２の周縁（径方向Ｒの外方の端部）から前方Ｘ２へ突出する径環部５３とを有する。中央円板部５２は、軸方向Ｘと直交する径方向Ｒの外方へ張り出した環状である。中央円板部５２は、第２軸６２に一体回転可能で且つ軸方向移動不能に連結されている。径環部５３は、軸方向Ｘに延びる環状である。歯部５１は、径環部５３の先端（前方Ｘ２側の端部）から径方向Ｒの外方へ突出している。芯金５０は、中央円板部５２と径環部５３とによって囲まれ中央円板部５２の前方Ｘ２に位置する空間５４を形成している。

クラッチ機構８は、入力軸６と出力軸７とを連結／連結解除可能なツーウェイクラッチ８０（クラッチ）と、ツーウェイクラッチ８０に入力軸６と出力軸７とを連結／連結解除させる電磁クラッチ９０とを含む。ツーウェイクラッチ８０は、少なくともその一部が空間５４に配置されている。本実施形態とは異なり、ツーウェイクラッチ８０は、その全体が空間５４内に配置されていてもよい。

図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。入力軸６および出力軸７の周方向を周方向Ｃという。また、周方向Ｃのうち、出力軸７よりも後方Ｘ１側から出力軸７を見たときに時計回りとなる方向をＣ１方向といい、出力軸７よりも後方Ｘ１側から出力軸７を見たときに反時計回りとなる方向をＣ２方向という。
ツーウェイクラッチ８０は、出力軸７の後端部に設けられた内輪８１と、ウォームホイール２６の芯金５０の径環部５３に設けられ、内輪８１に相対回転可能な外輪８２とを含む。内輪８１および外輪８２の軸方向は、軸方向Ｘと一致しており、内輪８１および外輪８２の周方向は、周方向Ｃと一致しており、内輪８１および外輪８２の径方向は、径方向Ｒと一致している。

ツーウェイクラッチ８０は、内輪８１の外周と外輪８２の内周とによって形成される一または複数の（この実施形態では３つの）くさび空間８５のそれぞれに、周方向Ｃに並んで配置されるローラ対８４と、入力軸６まわり（すなわち、周方向Ｃ）に相対回転可能に設けられた一対の押圧部材（第１押圧部材１１０および第２押圧部材１２０）とをさらに含む。

各ローラ対８４は、同一のくさび空間８５に配置された第１ローラ８４ａおよび第２ローラ８４ｂを含む。第２ローラ８４ｂは、共にローラ対８４を構成する第１ローラ８４ａのＣ２方向側に配置されている。
各くさび空間８５は、外輪８２の内周に形成された円筒面８２ａと、内輪８１の外周に形成され、円筒面８２ａと径方向Ｒに対向するカム面８１ａとによって区画される。カム面８１ａは、周方向Ｃに対し互いに反対の方向に傾斜するように設けられた一対の傾斜面８１ｂと、一対の傾斜面８１ｂ間に設けられ、径方向Ｒに直交する平坦なばね支持面８１ｃとを含む。各くさび空間８５は、周方向Ｃの両端に向かうに従って狭くなっている。

ツーウェイクラッチ８０は、各くさび空間８５に配置され、第１ローラ８４ａおよび第２ローラ８４ｂを互いに離反させるように弾性的に付勢する弾性部材８７をさらに含む。弾性部材８７としては、コイルばね等が挙げられる。二点鎖線で示すように、複数の弾性部材８７は、例えば内輪８１に取り付けられた保持器８８によって一括して保持されていてもよい。

第１押圧部材１１０は、Ｃ２方向に向けて回動することにより、各ローラ対８４の第１ローラ８４ａをＣ２方向に押圧可能である。また、第２押圧部材１２０は、Ｃ１方向に向けて回動することにより、各ローラ対８４の第２ローラ８４ｂをＣ１方向に押圧可能である。つまり、第１押圧部材１１０および第２押圧部材１２０は、第１ローラ８４ａと対応する第２ローラ８４ｂとを互いに接近する方向に押圧可能である。

第１押圧部材１１０は、周方向Ｃに配置された、ローラ対８４の個数と同数（この実施形態では３つ）の軸方向Ｘに沿って延びる柱状の第１押圧部１１１と、第１押圧部１１１を一括して支持する環状の第１支持部１１２とを含む。第１押圧部１１１および第１支持部１１２は、合成樹脂材料または金属材料を用いて一体に設けられていてもよい。第１押圧部材１１０は、ローラ対８４および弾性部材８７を保持する保持器として機能していてもよい。第１支持部１１２は、複数のローラ対８４よりも前方Ｘ２に配置されている（図２参照）。

第２押圧部材１２０は、周方向Ｃに配置された、ローラ対８４の個数と同数（この実施形態では３つ）の軸方向Ｘに沿って延びる柱状の第２押圧部１２１と、第２押圧部１２１を一括して支持する環状の第２支持部１２２とを含む。第２押圧部１２１および第２支持部１２２は、合成樹脂材料または金属材料を用いて一体に設けられていてもよい。第２押圧部材１２０は、ローラ対８４および弾性部材８７を保持する保持器として機能していてもよい。第２支持部１２２は、複数のローラ対８４よりも前方Ｘ２に配置されている（図２参照）。

第１押圧部材１１０および第２押圧部材１２０は、内輪８１および外輪８２に相対回転可能に出力軸７によって支持されている。第１押圧部材１１０および第２押圧部材１２０は、第１押圧部１１１と第２押圧部１２１とが周方向Ｃに交互に並ぶように組み合わされる。
図２を参照して、内輪８１は、出力軸７の後端部の外周部と一体に連結されており、外輪８２は、径環部５３の内周部と一体に連結されているため、内輪８１および外輪８２は、空間５４に配置されている。複数のローラ対８４および弾性部材８７は、空間５４に配置されている。内輪８１、外輪８２、複数のローラ対８４および複数の弾性部材８７は、本実施形態のように、その全体が空間５４内に配置されていてもよい。図３を参照して、第１押圧部材１１０では、少なくとも第１押圧部１１１が空間５４に配置されている。第２押圧部材１２０では、少なくとも第２押圧部１２１が空間５４に配置されている。

図２を参照して、電磁クラッチ９０は、ツーウェイクラッチ８０が入力軸６と出力軸７とを連結／連結解除するための電磁力（駆動力）を生じさせるコイル９１と、コイル９１を支持する環状の支持部材９２と、コイル９１を少なくとも径方向Ｒの外方から覆う集磁環９３と、コイル９１からの電磁力を受けてツーウェイクラッチ８０を作動させる作動機構９４とを含む。

コイル９１は、ウォームホイール２６の芯金５０の径環部５３の外周面を取り囲むように配置されている。詳しくは、コイル９１は、ウォームホイール２６の歯部５１よりも後方Ｘ１において径環部５３の外周面を取り囲んでいる。コイル９１は、後方Ｘ１から歯部５１と対向している。コイル９１の前方Ｘ２の部分は、径環部５３の外周面付近において歯部５１よりも後方Ｘ１に位置する空間８９に配置されている。支持部材９２は、コイル９１の内周面および前端面に接している。

集磁環９３は、本実施形態では、軸方向Ｘの両側からもコイル９１を覆っている。詳しくは、集磁環９３は、径方向Ｒの外方からコイル９１を覆い軸方向Ｘに延びる筒状部９３ａと、軸方向Ｘにおける筒状部９３ａの後端部から径方向Ｒの内方に突出する環状の第１突出部９３ｂと、軸方向Ｘにおける筒状部９３ａの前端部から径方向Ｒの内方に突出する環状の第２突出部９３ｃとを含む。第１突出部９３ｂは、後方Ｘ１からコイル９１を覆う。第２突出部９３ｃは、前方Ｘ２からコイルを覆う。

コイル９１および集磁環９３は、少なくとも前方Ｘ２の端部が空間５４と径方向Ｒに対向している。コイル９１、支持部材９２および集磁環９３は、ウォームホイールハウジング３２によって、回転不能に支持されている。
ウォームホイール２６は、中央円板部５２を軸方向Ｘに貫通する複数の挿通孔５２ａを有する。複数の挿通孔５２ａは、本実施形態とは異なり、中央円板部５２および径環部５３に跨って形成されていてもよい。複数の挿通孔５２ａは、周方向Ｃに間隔を隔てて設けられている。

作動機構９４は、電磁力（駆動力）に応じて、軸方向Ｘに沿って移動可能な可動部材９５と、空間５４に配置され、前後（軸方向Ｘ）への移動によってツーウェイクラッチ８０を作動させる作動部材９６と、挿通孔５２ａに挿通され、可動部材９５の動作を作動部材９６に伝達する伝達部材９７とを含む。
図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。図４には、弾性部材８７は実際には現れないが、説明の便宜上図示している。図５は、作動機構９４の周辺の分解斜視図である。

図４および図５を参照して、可動部材９５は、磁性体である。可動部材９５は、支持部材９２（図２参照）の内周面に沿う筒状部９５ａと、筒状部９５ａから径方向Ｒの内方へ張り出したフランジ部９５ｂとを含む。
筒状部９５ａは、軸方向Ｘに所定の間隔を隔てて配置された一対の規制部９８，９９の間で軸方向Ｘに移動可能である。前方Ｘ２の規制部９８は、例えば集磁環９３の第２突出部９３ｃであり、後方Ｘ１の規制部９９は、例えば、センサハウジング３１において後方Ｘ１から内部空間３３を区画する壁部３１ａである。

フランジ部９５ｂは、中央円板部５２の後方Ｘ１に配置されており、中央円板部５２に後方Ｘ１から対向している。フランジ部９５ｂは、筒状部９５ａと一体移動する。可動部材９５では、少なくともフランジ部９５ｂが中央円板部５２よりも後方Ｘ１で軸方向Ｘに沿って移動する。詳しくは、フランジ部９５ｂは、中央円板部５２と、センサハウジング３１の壁部３１ａとの間で軸方向Ｘに移動する。

伝達部材９７は、非磁性体であることが好ましい。伝達部材９７は、可動部材９５のフランジ部９５ｂによって当接される環状部９７ａと、環状部９７ａから前方Ｘ２へ突出する複数の伝達ピン９７ｂとを含む。伝達ピン９７ｂは、挿通孔５２ａと同数設けられている。各伝達ピン９７ｂは、対応する挿通孔５２ａに挿通されている。複数の伝達ピン９７ｂの先端は、空間５４内に位置している（図４参照）。

作動部材９６は、複数の伝達ピン９７ｂの先端によって押圧される環状部９６ａと、環状部９６ａから前方Ｘ２へ突出する複数のセパレータ１００とを含む。セパレータ１００は、軸方向Ｘに沿って延び、ローラ対８４と同数設けられている。作動部材９６は、軸方向Ｘへ移動可能に設けられている。
伝達部材９７は、ウォームホイール２６および入力軸６とともに周方向Ｃに回転可能である。伝達部材９７とウォームホイール２６とが僅かに相対回転できるように、挿通孔５２ａの周方向Ｃの端部と、対応する伝達ピン９７ｂとの間には、周方向Ｃの隙間が設けられていてもよい（図４参照）。伝達部材９７は、作動部材９６に対して相対回転可能である。可動部材９５のフランジ部９５ｂと伝達部材９７の環状部９７ａとは、連結されていてもよい。この場合、可動部材９５は、伝達部材９７、ウォームホイール２６および入力軸６とともに周方向Ｃに回転可能である。

図４を参照して、各第１押圧部１１１は、対応するセパレータ１００と第１ローラ８４ａとの間に配置されている。各第１押圧部１１１のＣ２方向側の側面には、第１ローラ８４ａと当接（押圧）可能な第１当接面１１３が形成されている。各第１押圧部１１１のＣ１方向側の面には、第１被摺接面１１４が形成されている。第１被摺接面１１４は、前方Ｘ２に向かうに従ってＣ１方向側に向かうように構成されており、対応するセパレータ１００によって摺接される。

各第２押圧部１２１は、対応するセパレータ１００と第２ローラ８４ｂとの間に配置されている。各第２押圧部１２１のＣ１方向側の側面には、第２ローラ８４ｂと当接（押圧）可能な第２当接面１２３が形成されている。各第２押圧部１２１のＣ２方向側の面には、第２被摺接面１２４が形成されている。第２被摺接面１２４は、前方Ｘ２に向かうに従ってＣ２方向側に向かうように構成されており、対応するセパレータ１００によって摺接される。

セパレータ１００は、第１押圧部１１１および第２押圧部１２１と係合可能である。セパレータ１００の前方Ｘ２の端部は、前方Ｘ２に向かうにしたがって幅狭となるくさび部１０１を含む。くさび部１０１は、Ｃ２方向側の側面に設けられた第１摺接面１０１ａと、Ｃ１方向側の側面に設けられた第２摺接面１０１ｂとを含む。第１摺接面１０１ａは、第１被摺接面１１４に摺接（係合）可能であり、第２摺接面１０１ｂは、第２被摺接面１２４に摺接（係合）可能である。

第１摺接面１０１ａは、前方Ｘ２に向かうにしたがってＣ１方向に向かう傾斜面である。第２摺接面１０１ｂは、前方Ｘ２に向かうにしたがってＣ２方向に向かう傾斜面である。この実施形態では、第１摺接面１０１ａおよび第２摺接面１０１ｂは、球面の一部のような局面に形成されているが、第１摺接面１０１ａおよび第２摺接面１０１ｂは、平坦な傾斜面に形成されていてもよい。

セパレータ１００は、後方Ｘ１へ最も変位した第１位置（図４に実線で示すセパレータ１００の位置）と前方Ｘ２へ最も変位した第２位置（図４に二点鎖線で示すセパレータ１００の位置）との間で移動可能である。ステアリング装置１は、セパレータ１００が第１位置にあるときに入力軸６と出力軸７とが連結された連結状態となり、セパレータ１００が第２位置にあるときに入力軸６と出力軸７との連結が解除された連結解除状態となる。

詳しくは、コイル９１が通電されると、可動部材９５が電磁力によって前方Ｘ２へ移動する。これにより、可動部材９５のフランジ部９５ｂに伝達部材９７の環状部９７ａが押圧されて伝達部材９７が前方Ｘ２へ移動する。そして、伝達部材９７の複数の伝達ピン９７ｂの先端に押圧されて作動部材９６の複数のセパレータ１００が前方Ｘ２へ移動する。これにより、複数のセパレータ１００は、前方Ｘ２へ変位されて第２位置（図４で二点鎖線で示す位置）に配置される。

各セパレータ１００が第２位置へ向けて前方Ｘ２へ変位されると、セパレータ１００の第１摺接面１０１ａが、第１押圧部１１１をＣ２方向側に押圧しながら、第１押圧部１１１の第１被摺接面１１４を摺動する。これにより、第１押圧部１１１がＣ２方向側に移動する。また同時に、セパレータ１００の第２摺接面１０１ｂが、第２押圧部１２１をＣ１方向側に押圧しながら、第２押圧部１２１の第２被摺接面１２４を摺動する。これにより、第２押圧部１２１がＣ１方向側に移動する。その結果、第１押圧部材１１０がセパレータ１００に対してＣ２方向に回動するとともに、第２押圧部材１２０がセパレータ１００に対してＣ１方向に回動する。すなわち、第１押圧部材１１０と第２押圧部材１２０とは、互いに反対向きの所定の方向に回動される。

セパレータ１００に対する第１押圧部材１１０のＣ２方向の回動に伴って、各第１押圧部１１１がＣ２方向側に移動する。その結果、各第１押圧部１１１の第１当接面１１３が弾性部材８７の付勢力に抗して対応する第１ローラ８４ａをＣ２方向側に向かって押圧するから、各第１ローラ８４ａがＣ２方向側に移動する。これにより、図６に示すように、各第１ローラ８４ａと外輪８２との間に隙間Ｓ１が形成される。つまり、各第１ローラ８４ａと外輪８２との係合が外れる。

また、セパレータ１００に対する第２押圧部材１２０のＣ１方向の回動に伴って、各第２押圧部１２１がＣ１方向側に移動する。その結果、各第２押圧部１２１の第２当接面１２３が弾性部材８７の付勢力に抗して対応する第２ローラ８４ｂをＣ１方向側に向かって押圧するから、各第２ローラ８４ｂがＣ１方向側に移動する。これにより、図６に示すように、各第２ローラ８４ｂと外輪８２との間に隙間Ｓ２が形成される。つまり、各第２ローラ８４ｂと外輪８２との係合が外れる。

したがって、ステアリング装置１は、連結解除状態になる。本実施形態とは異なり、連結解除状態において、ローラ８４ａおよびローラ８４ｂと内輪８１との間に隙間が形成されて、ローラ８４ａおよびローラ８４ｂと内輪８１との係合が外れるように構成されていてもよい。
そして、コイル９１に対する通電が解除されると、可動部材９５は、コイル９１によって吸引されなくなるため、後方Ｘ１へ移動する。そのため、可動部材９５による押圧から伝達部材９７が解除され、伝達部材９７の複数の伝達ピン９７ｂによる押圧から作動部材９６が解除される。

また、第１押圧部１１１および第２押圧部１２１は、セパレータ１００による押圧から解除され、第１押圧部１１１および第２押圧部１２１による押圧からローラ対８４が解除される。そのため、第１ローラ８４ａと対応する第２ローラ８４ｂとが弾性部材８７の付勢力によって互いに離反する方向に移動される。第１ローラ８４ａは、Ｃ１方向側へ移動され、対応する第２ローラ８４ｂは、Ｃ２方向側へ移動される。その結果、ローラ対８４と外輪８２とが係合し、再び入力軸６と出力軸７とが連結された連結状態となる。

同時に、第１押圧部１１１および第２押圧部１２１によって押圧されて複数のセパレータ１００が後方Ｘ１へ移動する。これにより、複数のセパレータ１００は、後方Ｘ１へ変位されて第１位置（図４で実線で示す位置）に配置される。
本実施形態によれば、ツーウェイクラッチ８０は、コイル９１が生じさせる電磁力によって作動されて、入力軸６と出力軸７との連結／連結解除を切り換えることができる。

ツーウェイクラッチ８０は、ウォームホイール２６の中央円板部５２と径環部５３とによって囲まれ、中央円板部５２の前方Ｘ２に生じた空間５４に配置されており、コイル９１は、径環部５３の外周面を取り囲むように配置されている。したがって、ツーウェイクラッチ８０およびコイル９１ひいては電磁クラッチ９０を配置するスペースを軸方向Ｘに抑制することができる。

また、ウォームホイール２６よりも前方Ｘ２において、ツーウェイクラッチ８０およびコイル９１を配置するスペースが抑制されることによって、ツーウェイクラッチ８０およびコイル９１と、チルトブラケット３７、チルト中心軸３８および固定ブラケット３９との干渉を避けることができる。そのため、チルトブラケット３７、チルト中心軸３８および固定ブラケット３９を、クラッチ機構８を設けていないステアリング装置と同じ配置で設けることができる。したがって、チルト調整における調整範囲を変更する必要がないため、クラッチ機構８を設けていないステアリング装置と同様にチルト調整を行うことができる。

また、ウォームホイール２６よりも後方Ｘ１において、ツーウェイクラッチ８０およびコイル９１を配置するスペースが抑制されることによって、ハウジング３０を後方Ｘ１に長くすることを避けることができる。そのため、テレスコ調整時のロアーコラム３６に対するアッパーコラム３５の摺動距離を十分に確保することができる。したがって、クラッチ機構８を設けていないステアリング装置と同様にテレスコ調整を行うことができる。

チルト調整およびテレスコ調整をこれまで通り行うことができるので、操舵感の悪化を抑制することができるし、ステアリング装置１の汎用性の向上を図ることができる。
また、インターミディエイトシャフト１０や車両に搭載されるその他の部品（インパネリンフォースやステアリングサポートメンバー等）を設計変更する必要がないので、車両全体の低コスト化を図ることもできる。

また、コイル９１は、集磁環９３によって少なくとも径方向Ｒの外方から覆われている。これにより、コイル９１で発生する磁束の外部への漏れを抑制することができる。また、本実施形態のように集磁環９３が軸方向Ｘの両側からもコイル９１を覆っている場合は、コイル９１で発生する磁束の外部への漏れを一層抑制できる。
また、伝達部材９７が非磁性体で設けられている場合は、コイル９１で発生する磁束の外部への漏れをより一層抑制することができる。また、伝達部材９７が磁性体で設けられている場合であっても、コイル９１で発生する磁束は、可動部材９５および伝達部材９７以外の磁性体を通らないので、ＥＣＵ等の電子機器への影響を抑制できる。

また、ツーウェイクラッチ８０では、ローラ対８４が内輪８１および外輪８２の双方に係合した状態から、第１押圧部材１１０および第２押圧部材１２０を互いに反対向きの所定の方向に回動させることにより、すなわち、第１押圧部材１１０をＣ２方向に向けて回動させ、かつ第２押圧部材１２０をＣ１方向に向けて回動させることにより、ローラ対８４が互いに接近する方向に移動させられる。これにより、内輪８１および外輪８２の少なくとも一方に対するローラ対８４の係合が外れた状態になり、入力軸６と出力軸７との連結が解除される。逆に、第１押圧部材１１０および第２押圧部材１２０による押圧からローラ対８４を解除すると、ローラ対８４が互いに離反する方向に弾性的に付勢される。これにより、ローラ対８４が内輪８１および外輪８２の双方に係合し、入力軸６と出力軸７とが連結される。このように、ステアリング装置１では、ツーウェイクラッチ８０によって、入力軸６と出力軸７とを簡単に連結／連結解除することができる。

また、ウォームホイール２６の中央円板部５２の挿通孔５２ａに挿通された伝達部材９７は、コイル９１からの駆動力に応じて中央円板部５２よりも後方Ｘ１で軸方向Ｘに沿って移動する可動部材９５の動作を、空間５４に配置された作動部材９６に伝達する。作動部材９６は、可動部材９５の動作が伝達されることによって軸方向Ｘに沿って移動し、ツーウェイクラッチ８０を作動させることができる。したがって、ステアリング装置１では、複雑な機構を設けることなくツーウェイクラッチ８０およびコイル９１を所望の位置に配置することができる。すなわち、ツーウェイクラッチ８０を空間５４に配置し、コイル９１を径環部５３の外周面を取り囲むように配置することができる。よって、ツーウェイクラッチ８０およびコイル９１ひいては電磁クラッチ９０を配置するスペースを軸方向Ｘに一層抑制することができる。

この発明は、以上に説明した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載の範囲内において種々の変更が可能である。

１…ステアリング装置、２…操舵部材、６…入力軸、７…出力軸、２６…ウォームホイール、５１…歯部、５２…中央円板部、５２ａ…挿通孔、５３…径環部、５４…空間、８０…ツーウェイクラッチ、８１…内輪、８２…外輪、８４…ローラ対、８５…くさび空間、８７…弾性部材、９１…コイル、９３…集磁環、９５…可動部材、９６…作動部材、９７…伝達部材、１１０…第１押圧部材、１２０…第２押圧部材、Ａ…転舵機構、Ｃ…周方向、Ｒ…径方向、Ｘ…軸方向、Ｘ１…後方、Ｘ２…前方

Claims (4)

1. 操舵部材からの操舵力が入力される入力軸と、
   前記入力軸に対して相対回転可能に設けられ、転舵機構に連結された出力軸と、
   前記入力軸と結合されたウォームホイールと、
   前記入力軸と前記出力軸とを連結／連結解除可能なクラッチと、
   前記クラッチが前記入力軸と前記出力軸とを連結／連結解除するための駆動力を生じさせるコイルとを含み、
   前記ウォームホイールは、前記入力軸に結合された中央円板部と、前記中央円板部の周縁から前記操舵部材側とは反対側へ突出する径環部とを有し、
   前記クラッチは、前記中央円板部と前記径環部とによって囲まれ、前記中央円板部よりも前記反対側に生じた空間に配置され、
   前記コイルは、前記径環部の外周面を取り囲むように配置されていることを特徴とする、ステアリング装置。
2. 前記コイルを少なくとも前記径方向外方から覆う集磁環を含むことを特徴とする、請求項１に記載のステアリング装置。
3. 前記ウォームホイールは、前記中央円板部を貫通する挿通孔を有し、
   前記駆動力に応じて、前記中央円板部よりも前記操舵部材側で前記入力軸の軸方向に沿って移動可能な可動部材と、
   前記空間に配置され、前記軸方向への移動によって前記クラッチを作動させる作動部材と、
   前記挿通孔に挿通され、前記可動部材の動作を前記作動部材に伝達する伝達部材とを含むことを特徴とする、請求項１または２に記載のステアリング装置。
4. 前記クラッチは、
   前記入力軸に設けられた内輪と、
   前記ウォームホイールの径環部に設けられ、前記内輪に相対回転可能に設けられた外輪と、
   前記内輪の外周と前記外輪の内周とによって形成されるくさび空間に、前記内輪の周方向に並んで配置されるローラ対と、
   前記ローラ対の間に設けられ、前記ローラ対を互いに離反する方向に弾性的に付勢する弾性部材と、
   前記入力軸に相対回転可能に設けられ、互いに反対向きの所定の方向に回動されることにより、前記弾性部材による付勢に抗して、前記ローラ対を互いに接近する方向に押圧する一対の押圧部材とを含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載のステアリング装置。
   

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