JP2017177995A

JP2017177995A - 操舵装置

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Publication number: JP2017177995A
Application number: JP2016066907A
Authority: JP
Inventors: 新介関川; Shinsuke Sekikawa
Original assignee: Showa Corp
Current assignee: Showa Corp
Priority date: 2016-03-29
Filing date: 2016-03-29
Publication date: 2017-10-05
Also published as: US20170282962A1; EP3225506A1; CN107444480A

Abstract

【課題】出力軸が操舵装置側から大きな力を受けた場合でも、出力軸が傾くのを防止可能な操舵装置を提供する。【解決手段】操舵装置（１）のクラッチ（３０）は、遊星歯車機構（３２〜３５）と、遊星歯車機構（３２〜３５）、及び、ピニオンシャフト（１０６）の少なくとも一部を収容するハウジング（２１）と、ピニオンシャフト（１０６）の傾きを規制する規制部材（５１）とを備える。【選択図】図２

Description

本発明は、操舵装置に関する。

ステアバイワイヤ（ＳＢＷ：Steer-By-Wire）方式の操舵システムでは、一般に、操舵部材と転舵軸との間の動力伝達経路を機械的に接続するか又は遮断するかを切り替えるクラッチが採用されている。このようなクラッチは、例えば特許文献１に開示されている。

特許文献１に開示のクラッチは、遊星歯車機構を備えており、入力軸は内歯ギヤに、出力軸はキャリアに、それぞれ接続されている。そして太陽ギヤをロックすることにより、入力軸と出力軸とが機械的に接続され、入力軸の回転が出力軸に伝達される。

特開２００８−１８９０７７号公報

ところで、上記のようなクラッチにおいて、出力軸が、転舵軸側から大きな力を受けると、出力軸が傾いてしまう可能性がある。その場合、クラッチの遊星歯車機構において円滑な動作が行われない等の問題が生じるおそれがある。

本発明は、クラッチの出力軸が転舵軸側から大きな力を受けた場合でも、当該出力軸が傾くのを防止することができる操舵装置を提供することを目的とする。

かかる目的のもと、本発明に係る操舵装置は、入力軸及び出力軸を備えたクラッチと、前記出力軸の回転に応じて変位することにより車輪を転舵する転舵軸とを備え、前記クラッチは、前記入力軸及び前記出力軸に夫々接続された遊星歯車機構と、前記遊星歯車機構、及び、前記出力軸の少なくとも一部を収容するハウジングと、前記ハウジングに固定されるか、又は、前記ハウジングの一部を構成し、前記出力軸の外周面に空隙を介して対向することにより前記出力軸の傾きを規制する規制部材とを備えている。

本発明によれば、クラッチの出力軸が転舵軸側から大きな力を受けた場合でも、当該出力軸が傾くのを防止することができる。

本発明の実施形態に係る操舵装置の要部構成を模式的に示す模式図である。本発明の実施形態に係る操舵装置の断面図である。本発明の実施形態に係るクラッチの構成例を模式的に示す模式図であり、（ａ）はクラッチが開放された状態を示し、（ｂ）はクラッチが結合された状態を示す。本発明の実施形態に係るクラッチの他の構成例を模式的に示す模式図であり、（ａ）はクラッチが解放された状態を示し、（ｂ）はクラッチが結合された状態を示す。本発明の実施形態に係る規制部材の周辺の構成を模式的に示す模式図である。図５においてＶＩで示した部分拡大図である。

本実施形態に係る操舵装置について図１を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る操舵装置１の要部構成を模式的に示す模式図である。図１に示すように、操舵装置１は、操舵部１０、転舵部２０、操舵部材２００、及び制御部３００を備えている。操舵装置１は、運転者による操舵部材２００を介した操舵操作に応じて車輪４００を転舵するために用いられる。

本実施形態に係る操舵装置１では、（１）操舵部材２００と転舵部２０との間のトルク伝達経路を機械的に接続又は遮断することが可能であり、（２）前記トルク伝達経路が遮断された状態において、操舵部材２００を介した操舵操作に応じて車輪４００の転舵角を電気的に制御可能であるという少なくとも２つの機能を備えたステアバイワイヤ方式が採用されている。

また、操舵部材２００としては、図１に示すようにホイール形状を有するステアリングホイールを例に挙げているが、これは本実施形態を限定するものではなく、運転者による操舵操作を受け付けることができるものであれば、操舵部材２００は他の形状や機構を有していてもよい。

（操舵部１０）
操舵部１０は、運転者による操舵部材２００を介した操舵操作を受け付ける機能と、操舵部材２００と転舵部２０との間のトルク伝達経路を機械的に接続又は遮断する機能とを兼ね備えている。また、操舵部１０は、操舵操作に対する反力を発生させるとともに、この反力を操舵部材２００に伝達する機能を有している。

図１に示すように、操舵部１０は、上部ステアリングシャフト１０１、中部ステアリングシャフト１０２、下部ステアリングシャフト１０３、トルクセンサ１２、動力発生部１３、動力伝達シャフト１４及び動力伝達部１５を備えている。

なお、本明細書では、上部ステアリングシャフト１０１、中部ステアリングシャフト１０２及び下部ステアリングシャフト１０３をあわせて「ステアリングシャフト」ということがある。

また、本明細書において、「上端」とは、運転者の操舵操作に応じた操舵力の伝達経路において上流側の端部（すなわち、入力側の端部）のことを指し、「下端」とは、操舵力の伝達経路において下流側の端部（すなわち、出力側の端部）のことを指す。

本実施形態において、上部ステアリングシャフト１０１の上端は、操舵部材２００に対してトルク伝達可能に接続されている。なお、本明細書において「トルク伝達可能に接続」とは、一方の部材の回転に伴い他方の部材の回転が生じるように接続されていることを指す。したがってトルク伝達可能に接続されている場合には、例えば、一方の部材と他方の部材とが一体的に成形されている場合、一方の部材に対して他方の部材が直接的又は間接的に固定されている場合、及び、一方の部材と他方の部材とが継手部材等を介して連動するよう接続されている場合が少なくとも含まれる。

本実施形態では、上部ステアリングシャフト１０１の上端は操舵部材２００に対して固定されており、操舵部材２００と上部ステアリングシャフト１０１とは一体的に回転する。

また、上部ステアリングシャフト１０１と中部ステアリングシャフト１０２とはトルク伝達可能且つ弾性的に接続されている。トルクセンサ１２は、上部ステアリングシャフト１０１と中部ステアリングシャフト１０２との間に生じる捩れを検出する。

具体的には、上部ステアリングシャフト１０１及び中部ステアリングシャフト１０２の内部には図示しない空洞が形成されている。この空洞内には、上部ステアリングシャフト１０１と中部ステアリングシャフト１０２とを弾性的に連結するためのトーションバーが配置されている。そして運転者が操舵部材２００を介した操舵操作を行うと、上部ステアリングシャフト１０１と中部ステアリングシャフト１０２との間には、操舵操作のトルクＴの大きさに応じた捩れ角θ_Tが生じる。そうするとトルクセンサ１２はこの捩れ角θ_Tを検出し、その検出結果を示すトルクセンサ信号ＳＬ１２を制御部３００に供給する。なお、操舵部１０は、例えば操舵部材２００の操舵角を検出するための操舵角センサを備え、検出した操舵角又は操舵角速度を示す信号を制御部３００に供給する構成としてもよい。

動力発生部１３は、制御部３００から供給されるトルク制御信号ＳＬ１３に従い、動力伝達シャフト１４に対してトルクを与える。

動力発生部１３は、例えばモータ本体であり、動力伝達シャフト１４は、例えばモータ本体に貫入しモータ本体によって回転駆動されるモータ出力軸であってもよい。また、動力伝達シャフト１４は、モータ出力軸に対してトルク伝達可能に接続された他のシャフトであってもよい。

動力伝達シャフト１４には、動力伝達部１５が、動力伝達シャフト１４に対してトルク伝達可能に接続されている。動力伝達部１５は、中部ステアリングシャフト１０２に対してトルク伝達可能に接続されている。

動力伝達部１５は、動力伝達シャフト１４及び中部ステアリングシャフト１０２の間でトルクを伝達させる動力伝達機構である。動力伝達部１５として、例えば、ギヤドライブ方式、ベルトドライブ方式、チェーンドライブ方式、フリクションドライブ方式、トラクションドライブ方式等の動力伝達機構及びこれらの動力伝達機構の組み合わせを用いることができる。ギヤドライブ方式として、例えば、はすば歯車方式や遊星ギヤ方式、ウォームギヤ・ウォームホイール方式を採用することができる。また、フリクションドライブ方式又はトラクションドライブ方式としては、例えば、遊星ローラを用いた方式を採用することができる。更に、動力伝達部１５は、減速機を有さない構成としてもよい。

上述した構成によって、動力発生部１３が発生させたトルクは、動力伝達シャフト１４及び動力伝達部１５を介して、中部ステアリングシャフト１０２に伝達される。

（制御部３００）
制御部３００は、運転者による操舵操作に応じて、転舵力発生部２２０が発生させる転舵力及び動力発生部１３が発生させるトルクを制御する。

具体的には、制御部３００は、トルクセンサ１２から供給されるトルクセンサ信号ＳＬ１２を参照して、動力発生部１３が発生させるトルクを制御するためのトルク制御信号ＳＬ１３と、転舵力発生部２２０が発生させる転舵力を制御するための転舵力制御信号ＳＬ２２０とを生成し、それぞれの信号を、動力発生部１３及び転舵力発生部２２０に供給する。

なお、制御部３００は、操舵部材２００の操舵角を示す信号及び車速センサからの車速信号などを更に参照して、トルク制御信号ＳＬ１３及び転舵力制御信号ＳＬ２２０を生成する構成としてもよい。

また、制御部３００は、クラッチ制御信号ＳＬ３０をクラッチ３０に供給することにより、クラッチ３０の接続状態及び遮断状態の切り替えを制御する。

さらに、制御部３００は、クラッチ３０が遮断状態にあるとき、運転者による操舵操作に対する反力を発生させるよう動力発生部１３を制御する。具体的には、制御部３００は、操舵部材２００を介して入力された運転者の操舵トルクとは逆向きの反力トルクがステアリングシャフトに伝達されるように動力発生部１３を制御する。これにより、運転者は、操舵操作に対する操作感を得ることができる。

なお、制御部３００によるクラッチ３０の具体的な制御方法は本実施形態を限定するものではないが、例えば、制御部３００は、操舵装置１に何らかの異常が生じた場合やイグニッションオフ時等に、クラッチ３０を接続状態に切り替える構成とすることができる。このような構成とすれば、異常発生時やイグニッションオフ時等に、運転者は、電気的経路を経由せずとも車輪４００を転舵することができる。

また、制御部３００は、クラッチ３０が接続状態にあるとき、操舵部材２００を介して入力された運転者の操舵トルクと同じ向きのトルクがステアリングシャフトに伝達されるように動力発生部１３を制御する構成としてもよい。これにより、運転者は、クラッチ３０が接続状態であっても、大きな力を要することなく、操舵操作を行うことができる。

（転舵部２０）
転舵部２０は、操舵部１０が受け付けた運転者の操舵操作に応じて、車輪４００を転舵させる構成である。

図１に示すように、転舵部２０は、第１の自在継手２０１、中間シャフト１０４、第２の自在継手２０２、インプットシャフト（入力軸）１０５、クラッチ３０、ピニオンシャフト（出力軸）１０６、ピニオンギヤ１０７、ラック軸（転舵軸）２１１、タイロッド２１２、ナックルアーム２１３及び転舵力発生部２２０を備えている。

また、インプットシャフト１０５の下流側、クラッチ３０、ピニオンシャフト１０６、ピニオンギヤ１０７、ラック軸２１１の一部、及び、転舵力発生部２２０は、ピニオンボックス２５に収容されている。なお、本実施形態では、ピニオンシャフト１０６は単一の部材で構成されたものとして説明するが、この構成に限定されず、ピニオンシャフト１０６は複数の部材から構成されていてもよい。

中間シャフト１０４の上端は、第１の自在継手２０１を介して、下部ステアリングシャフト１０３の下端にトルク伝達可能に連結されている。

中間シャフト１０４の下端は、第２の自在継手２０２を介して、インプットシャフト１０５の上端にトルク伝達可能に連結されている。

また、ピニオンシャフト１０６の下端には、ピニオンシャフト１０６に対してトルク伝達可能にピニオンギヤ１０７が接続されている。具体的には、ピニオンシャフト１０６に対してピニオンギヤ１０７が固定されており、ピニオンシャフト１０６とピニオンギヤ１０７とは一体的に回転する。

なお、本実施形態では、ラック軸２１１のピニオンギヤ１０７に対向する側にはピニオンギヤ１０７に噛み合うラックが形成されている。

また、本実施形態において、インプットシャフト１０５の下端には、クラッチ３０が接続されている。このクラッチ３０は、制御部３００から供給されるクラッチ制御信号ＳＬ３０に従い、操舵部材２００と転舵部２０との間のトルク伝達経路を機械的に接続するか又は遮断するかを切り替える構成である。具体的には、このクラッチ３０は、クラッチ制御信号ＳＬ３０に従い、インプットシャフト１０５の下端と、ピニオンシャフト１０６の上端との間のトルク伝達を、機械的に接続するか又は遮断するかを切り替える構成である。

本実施形態では、クラッチ３０が接続状態にあるときには、運転者による操舵部材２００を介した操舵操作により、ピニオンギヤ１０７が回転し、ラック軸２１１が軸方向に変位する。

一方、上述したクラッチ３０が遮断状態にあるときには、転舵力発生部２２０は、制御部３００からの転舵力制御信号ＳＬ２２０に従って転舵力を発生させ、ラック軸２１１を軸方向に変位させる。

そしてラック軸２１１が軸方向に変位することによって、ラック軸２１１の両端に設けられたタイロッド２１２、及び、タイロッド２１２に連結されたナックルアーム２１３を介して、車輪４００は転舵される。但し、本発明はラックピニオン機構により転舵軸を変位する構成に限定されるものではなく、その他の機構（例えば、ボールねじ機構）によって転舵軸を変位する構成であってもよい。

なお、転舵力発生部２２０の具体的な構成は本実施形態を限定するものではないが、例えば、転舵力発生部２２０を以下の構成としてもよい。

（転舵力発生部２２０）
転舵力発生部２２０は、モータ（不図示）と、このモータの出力軸の回転運動をラック軸２１１の軸方向の直線運動に変換する変換機構とを備えていてもよい。この変換機構にあっては、例えば、螺旋溝が形成された内周面を有するナット（不図示）であって、モータによって回転駆動されるナットと、ラック軸２１１の外周面に形成され、ナットの螺旋溝と同じピッチを有する螺旋溝（不図示）と、ナットの螺旋溝及びラック軸２１１の螺旋溝によって挟持された複数の転動用ボール（不図示）とによって構成される所謂ボールねじ機構を採用してもよい。

次に、クラッチ３０周辺の構成について図２を参照して詳細に説明する。図２は、クラッチ３０周辺の内部構成を示す断面図である。

図２に示すように、ハウジング２１に、インプットシャフト１０５の一部、ピニオンシャフト１０６の一部、クラッチ３０、規制部材５１、第１の軸受６１、第２の軸受６２、第３の軸６３及び第４の軸受６４が収容されている。第１の軸受６１、第２の軸受６２、第３の軸受６３、第４の軸受６４及び規制部材５１は、それぞれハウジング２１に固定されている。ハウジング２１は、ピニオンボックス２５の一部を構成しており、ハウジング２１には、さらにラック軸２１１の一部が収容されていてもよい。なお、以下の説明では、規制部材５１が、第１の軸受６１を位置決めするための、いわゆるロックスクリューである構成について説明する。

クラッチ３０は、太陽ギヤ３２、遊星ギヤ３３、内歯ギヤ３４及びキャリア３５からなる遊星歯車機構を備えている。太陽ギヤ３２は、ピニオンシャフト１０６の外周側に配置され、ロックホイール３６に対してトルク伝達可能に接続されている。遊星ギヤ３３は、太陽ギヤ３２の外周側、且つ、内歯ギヤ３４の内周側に配置されており、太陽ギヤ３２及び内歯ギヤ３４に噛み合うように構成されている。内歯ギヤ３４は、インプットシャフト１０５に対してトルク伝達可能に接続されている。キャリア３５は、ピニオンシャフト１０６に対してトルク伝達可能に接続されているとともに、各々の遊星ギヤ３３を自転及び公転可能に支持している。

本実施形態において、ハウジング２１にはさらにレバー３１が備えられている。レバー３１は、第一位置と第二位置との間で変位するように構成されている。なお本実施形態では、ハウジング２１に接続されたソレノイド３８の作用によってプランジャ（不図示）がレバー３１に押し当てられると、レバー３１は第一位置まで駆動され、これによりレバー３１はロックホイール３６から離れる。これにより、ロックホイール３６が非固定状態となる。すると、インプットシャフト１０５とピニオンシャフト１０６との間のトルク伝達経路が、機械的に遮断されるように構成されている。なお、レバー３１が第一位置まで変位したときには、ストッパピン（不図示）がレバー３１に当接し、これによりレバー３１がそれ以上変位することが防止される。

また、レバー３１は、ハウジング２１内に備えられたばね４０によって、第二位置に付勢されるように構成されている。そしてレバー３１が第二位置に変位すると、レバー３１はロックホイール３６の溝部（不図示）と係合して、ロックホイール３６が固定状態となる。すると、インプットシャフト１０５とピニオンシャフト１０６との間のトルク伝達経路は機械的に接続されるように構成されている。

（規制部材５１）
規制部材５１は、ピニオンシャフト１０６の外周面に空隙を介して対向することにより、ピニオンシャフト１０６の傾きを規制する構成である。なお、本実施形態では、規制部材５１ハウジングに固定されているが、本発明はこれに限定されず、規制部材５１は、ピニオンシャフト１０６の外周面に空隙を介して対向することが可能な構成であれば、例えばハウジング２１の一部から構成されていてもよい。
（第１〜４の軸受、６１〜６４）
図２に示すように、第１の軸受６１及び第２の軸受６２の各々は、ピニオンシャフト１０６を支持している。一方、第３の軸受６３及び第４の軸受６４の各々は、インプットシャフト１０５を支持している。以下、第１〜第４の軸受（６１〜６４）について具体的に説明する。

第１の軸受６１は、内輪部６１１と、外輪部６１２と、内輪部６１１と外輪部６１２との間に配置された複数の転動体６１３とを備えている。内輪部６１１は、ピニオンシャフト１０６に固定され、ピニオンシャフト１０６とともに回転するように構成されている。一方で、外輪部６１２は、ハウジング２１に固定されている。本実施形態では、規制部材５１は、外輪部６１２を位置決めする位置決め部材でもある。

第２の軸受６２は、内輪部６２１と、外輪部６２２と、内輪部６２１と外輪部６２２との間に配置された複数の転動体６２３とを備えている。内輪部６２１は、ピニオンシャフト１０６とともに回転するように構成されている。一方で、外輪部６２２は、ハウジング２１に固定されている。

第３の軸受６３は、内輪部６３１と、外輪部６３２と、内輪部６３１と外輪部６３２との間に配置された複数の転動体６３３とを備えている。また、第４の軸受６４は、内輪部６４１と、外輪部６４２と、内輪部６４１と外輪部６４２との間に配置された複数の転動体６４４とを備えている。内輪部６３１、６４１は、それぞれインプットシャフト１０５に固定されている。一方で、外輪部６３２、６４２は、それぞれハウジング２１に固定されている。

本実施形態によれば、上述した規制部材５１を備えることで、ピニオンシャフト１０６がラック軸２１１から大きな力を受けることによってピニオンシャフト１０６が傾く方向に力が働く場合でも、換言すれば、ピニオンシャフト１０６に対し、ピニオンシャフト１０６の軸中心がずれる方向に力が働く場合でも、規制部材５１によってピニオンシャフト１０６の傾きが規制される。そのため、ピニオンシャフト１０６が傾いてしまう虞はない。

したがって、例えば第１の軸受６１が経年劣化していた場合であっても、ピニオンシャフト１０６に対して第１の軸受６１の内輪部６１１よりも先に規制部材５１が当接する。そのため、ピニオンシャフト１０６が転舵部２０（図１参照）側から大きな力を受けた場合であっても、規制部材５１によってピニオンシャフト１０６の傾きを確実に防止することができる。

なお、本実施形態では、規制部材５１をロックスクリューとした構成を挙げているが、本発明はこれに限定されず、規制部材５１は、ピニオンシャフト１０６の外周面に空隙を介して対向することによりピニオンシャフト１０６の傾きを規制できる構成であればよい。規制部材５１は、ハウジング２１に固定された部材であってもよいし、ハウジング２１の一部を構成していてもよい。但し、規制部材５１が、いわゆるロックスクリューであることにより、部品点数を減らすことができるため、好ましい。

また、本実施形態では、クラッチ３０の出力軸が、ピニオンシャフト１０６である構成について説明したが、本発明はこれに限定されず、クラッチ３０の出力軸が、継手部材等を介して、トルク伝達可能にピニオンシャフト１０６に接続している構成であってもよい。このような構成であっても、転舵軸２１１から、クラッチ３０の出力軸に大きな力が加わる場合があり、規制部材５１を設けることには意義がある。但し、規制部材５１は、本実施形態のように、クラッチ３０の出力軸がピニオンシャフト１０６である構成において特に意義がある。

（クラッチ３０の詳細）
クラッチ３０の詳細な構成について、図３および図４を参照して説明する。クラッチ３０は、第一位置と第二位置との間で変位することによって、操舵部材２００と転舵部２０との間のトルク伝達経路を機械的に接続するか又は遮断するかを切り替えるレバー３１を備えている。図３は、このようなレバー３１を備えたクラッチの構成例を模式的に示す模式図であり、（ａ）はクラッチ３０が解放された状態を示し、（ｂ）はクラッチ３０が結合された状態を示す。

図３に示すように、クラッチ３０は、同軸で配置された、太陽ギヤ３２、遊星ギヤ３３、内歯ギヤ３４、キャリア３５を含む遊星歯車機構、レバー３１、及びレバー３１が係合するロックホイール３６を備えている。キャリア３５は、ピニオンシャフト１０６に対してトルク伝達可能に接続されている。内歯ギヤ３４は、インプットシャフト１０５に対してトルク伝達可能に接続されている。太陽ギヤ３２は、ロックホイール３６に対してトルク伝達可能に接続されている。レバー３１は、図３（ａ）に示す第一位置および図３（ｂ）に示す第二位置の間で変位するように構成されている。

本実施形態において、遊星ギヤ３３の数は特に限定されない。また、各々の遊星ギヤ３３は、太陽ギヤ３２の外周、且つ、内歯ギヤ３４の内周に、太陽ギヤ３２及び内歯ギヤ３４に噛み合うように配置されている。キャリア３５は、各遊星ギヤ３３を自転及び公転可能に支持している。

本実施形態によれば、図３（ａ）に示すように、レバー３１が第一位置に変位しているとき、レバー３１は、ロックホイール３６から離れており、ロックホイール３６は非ロック状態となる。そのため、ロックホイール３６にトルク伝達可能に接続されている太陽ギヤ３２は空転可能な状態となる。そうすると、太陽ギヤ３２は空転するため、キャリア３５から内歯ギヤ３４へはトルクが伝達されない。これにより、インプットシャフト１０５とピニオンシャフト１０６との間のトルク伝達経路（すなわち、操舵部材２００（図１参照）と転舵部２０（図１参照）とのトルク伝達経路（図１参照）との間のトルク伝達経路）は機械的に遮断される。すなわち、クラッチ３０が解放された状態となる。

一方、図３（ｂ）に示すように、レバー３１が第二位置に変位しているとき、レバー３１は、ロックホイール３６の溝部に係合し、これによりロックホイール３６はロック状態となる。そうすると、ロックホイール３６にトルク伝達可能に接続されている太陽ギヤ３２は、固定された状態となる。そして太陽ギヤ３２が固定されると、キャリア３５から内歯ギヤ３４へとトルクが伝達される。これにより、インプットシャフト１０５とピニオンシャフト１０６との間のトルク伝達経路（すなわち、操舵部材２００（図１参照）と転舵部２０との間のトルク伝達経路）は機械的に接続される。すなわち、クラッチ３０が結合された状態となる。

なお、本明細書において上述の「係合する」との文言には、「引っ掛かる」「嵌り合う」等に限らず、単に「接触する」ことも含まれる。

図４は、本実施形態に係るクラッチ３０の別の構成例を模式的に示す模式図であり、（ａ）はクラッチ３０が解放された状態を示し、（ｂ）はクラッチ３０が結合された状態を示す。図４に示す構成例では、クラッチ３０は、同軸で配置された、太陽ギヤ３２、遊星ギヤ３３、内歯ギヤ３４、及びキャリア３５を含む遊星歯車機構、並びにレバー３１を備えており、内歯ギヤ３４とロックホイール３６とが一体化している。そしてキャリア３５は、中部ステアリングシャフト１０２に対してトルク伝達可能に接続されている。また、太陽ギヤ３２は、ピニオンシャフト１０６に対してトルク伝達可能に接続されている。

そして図４（ａ）に示すように、レバー３１が第一位置に変位しているとき、レバー３１は、ロックホイール３６（内歯ギヤ３４）から離れており、ロックホイール３６（内歯ギヤ３４）は非ロック状態となる。そのため、内歯ギヤ３４は空転可能な状態となる。そうすると内歯ギヤ３４が空転するため、キャリア３５から太陽ギヤ３２へトルクが伝達されない。これにより、インプットシャフト１０５とピニオンシャフト１０６との間のトルク伝達経路（すなわち、操舵部材２００（図１参照）と転舵部２０（図１参照）との間のトルク伝達経路）は機械的に遮断される。すなわち、クラッチ３０が解放された状態（非固定状態）となる。

一方、図４（ｂ）に示すように、レバー３１が第二位置に変位しているとき、レバー３１は、ロックホイール３６（内歯ギヤ３４）に噛み合っており、ロックホイール３６（内歯ギヤ３４）はロック状態となる。そのため、内歯ギヤ３４は固定された状態（固定状態）となる。そうすると、内歯ギヤ３４が固定されていることで、キャリア３５から太陽ギヤ３２へトルクが伝達される。そのため、インプットシャフト１０５とピニオンシャフト１０６との間のトルク伝達経路（すなわち、操舵部材２００（図１参照）と転舵部２０（図１参照）との間のトルク伝達経路）は機械的に接続される。すなわち、クラッチ３０が結合された状態となる。

以上のように、ロックホイール３６は、レバー３１が第二位置に変位したとき、レバー３１がロックホイール３６の係合することによってロックホイール３６の回転がロックされる。また、太陽ギヤ３２、キャリア３５及び内歯ギヤ３４からなる三つの要素のうち、一つの要素（第一の要素）を、インプットシャフト１０５に対してトルク伝達可能に接続し、他の一つの要素（第二の要素）を、ピニオンシャフト１０６に対してトルク伝達可能に接続し、最後の要素（第三の要素）を、ロックホイール３６に対してトルク伝達可能に接続するか、又は、ロックホイール３６と一体化する。これにより、レバー３１が第一位置と第二位置との間で変位することによって、インプットシャフト１０５と、ピニオンシャフト１０６との間のトルク伝達経路を機械的に接続するか又は遮断するかを切り替えるクラッチ３０を好適に実現することができる。

（規制部材周辺の詳細な構成）
規制部材５１の詳細な構成について、図５を参照して説明する。図５は、規制部材５１の周辺の構成を模式的に示す模式図である。図５に示すように、規制部材５１は、第１の軸受６１の外輪部６１２に対して、ピニオンシャフト１０６の軸方向に隣接してハウジング２１（図２参照）に固定されており、これにより、第１の軸受６１を位置決めしている。

また、規制部材５１と内輪部６１１との間には空隙（図５中、「Ｓ」で示す）が形成されている。

さらに、本実施形態において、ピニオンシャフト１０６は、その一部分が軸方向外周に向かって突出することで、ピニオンシャフト１０６の軸直径が、隣接する他のピニオンシャフト１０６の部位の軸直径よりも大きく設定された拡径部５０１を有している。本実施形態において、拡径部５０１におけるピニオンシャフト１０６の軸直径をｄ、拡径部５０１に隣接する部位におけるピニオンシャフト１０６の直径をそれぞれｄ_１、ｄ_２とすると、ｄ＞ｄ_１及びｄ＞ｄ_２の関係が成立する。

このように拡径部５０１を有することで、ピニオンシャフト１０６における拡径部５０１の上流側及び下流側には、それぞれ第１の段差部５０５及び第２の５０６が形成されている。したがって本実施形態によれば、第１の段差部５０５によって第１の軸受６１の内輪部６１１の位置を決めることができる。また、第２の段差部５０６によって、第２の軸受６２の内輪部６２１の位置を決めることができる。

そして、規制部材５１は、拡径部５０１の外周面と対向するようになっている。これにより、規制部材５１の、ハウジング２１からのせり出し長さを小さくすることができる。

図６は、図５においてＶＩで示した部分拡大図である。本実施形態では、規制部材５１は、ピニオンシャフト１０６の軸方向上流側から平面視したときに、規制部材５１は第１の軸受６１の内輪部６１１に重なる位置まで延びている。すなわち、図６に示すように、ピニオンシャフト１０６の軸中心を「ｍ」、軸中心「ｍ」から規制部材５１のピニオンシャフト１０６側の端部までの距離を「ｘ_１」、軸中心「ｍ」から第１の軸受６１の内輪部６１１の内方側端部までの距離「ｘ_２」をとすると、ｘ_１＜ｘ_２の関係にある。

このように構成することで、規制部材５１を、ピニオンシャフト１０６の外周面に十分に近接させることができ、これによって、ピニオンシャフト１０６の傾きを好適に規制することができる。より好ましくは、ピニオンシャフト１０６の外周面と規制部材５１との間隔（図６中、「ｗ」で示す）は、１ｍｍ以下である。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

１操舵装置
２１ハウジング
３０クラッチ
３２太陽ギヤ
３３遊星ギヤ
３４内歯ギヤ
３５キャリア
５１規制部材
６１第１の軸受
１０５インプットシャフト（入力軸）
１０６ピニオンシャフト（出力軸）
１０７ピニオンギヤ
２１１ラック軸
４００車輪
６１２外輪部
６１１内輪部

Claims

入力軸及び出力軸を備えたクラッチと、
前記出力軸の回転に応じて変位することにより車輪を転舵する転舵軸と
を備え、
前記クラッチは、
前記入力軸及び前記出力軸に夫々接続された遊星歯車機構と、
前記遊星歯車機構、及び、前記出力軸の少なくとも一部を収容するハウジングと、
前記ハウジングに固定されるか、又は、前記ハウジングの一部を構成し、前記出力軸の外周面に空隙を介して対向することにより前記出力軸の傾きを規制する規制部材と
を備えていることを特徴とする操舵装置。
前記遊星歯車機構は、太陽ギヤと、前記太陽ギヤに噛み合う遊星ギヤと、前記遊星ギヤを回転可能に支持するキャリアと、前記遊星ギヤに噛み合う内歯ギヤとを備え、
前記太陽ギヤ、前記キャリア及び前記内歯ギヤの三つの要素のうち、第一の要素は前記入力軸に対してトルク伝達可能に接続され、第二の要素は前記出力軸に対してトルク伝達可能に接続され、第三の要素は固定状態と非固定状態とを切り替え可能である請求項１に記載の操舵装置。
前記出力軸は、ピニオンシャフトであり、
前記転舵軸には、前記ピニオンシャフトに噛み合うラックが形成されている請求項１又は２に記載の操舵装置。
前記クラッチは、前記ハウジングに固定される外輪部と、前記出力軸に固定される内輪部とを備えた軸受を更に備え、
前記規制部材は、前記外輪部に対して前記出力軸の軸方向に隣接して前記ハウジングに固定され、前記外輪部を位置決めする位置決め部材である請求項１〜３の何れか一項に記載の操舵装置。
前記位置決め部材は、前記出力軸の軸方向から平面視したときに、前記内輪部に重なる位置まで延びている請求項４に記載の操舵装置。
前記位置決め部材と、前記内輪部との間に空隙が設けられている請求項５に記載の操舵装置。
前記出力軸の一部は、前記出力軸における隣接する部位よりも直径が大きい拡径部であり、
前記拡径部の外周面と、前記規制部材とが対向している請求項１〜６の何れか一項に記載の操舵装置。
前記出力軸の外周面と前記規制部材との間隔が、１ｍｍ以下である請求項１〜７の何れか一項に記載の操舵装置。