JP4992598B2 - クラッチ - Google Patents

Description

本発明は、動力の伝達及び遮断に使用されるクラッチに係り、特にステアバイワイヤシステム（ＳＢＷシステム）のバックアップ機構への適用に好適なクラッチに関するものである。

操舵装置で使用されるクラッチとしては、例えば特許文献１に記載の装置がある。このクラッチは、内筒と外筒との間に係合子が配置されると共に、その係合子を保持する保持器を備える。
そして、１つの係合空間（円周方向両側に楔状の噛み合い部がある空間）に対し、それぞれ２個の係合子（ローラ）を配置すると共に、その２個の係合子の間には、両係合子を共に噛み合い部に付勢してクラッチ締結状態にするための弾性部材が配置されている。

また、保持器は、第１保持部材及び第２保持部材の組合せから構成されている。その第１保持部材及び第２保持部材にはそれぞれ、内筒から突出したスイッチピンが貫通すると共に内筒の軸に対して互い違いな方向に延びる長穴が一部径方向で重なるようにして形成されている。そして、電磁コイルを通電状態にすることで、電磁コイルの磁力によって、上記第１保持部材及び第２保持部材を軸方向に移動させる力を作用させると、上記スイッチピンと長穴による案内機構によって、第１保持部材及び第２保持部材は軸方向に移動しつつ円周方向に移動、すなわち上記軸方向に対して斜め方向に移動することで、上記弾性部材が圧縮するように上記対を成す２つの係合子が接近する方向に押される結果、各係合子の円周方向位置を係合空間の中央部側に変化させてクラッチ開放状態とすることが開示されている。
特開２００５−４２８９８号公報

上記構成のクラッチにあっては、クラッチを開放状態とする場合には、電磁コイルを通電状態にすることで行われる。このとき、電磁コイルの磁力によって、アーマチュアの機能を有している２つの保持部材が軸方向に押される。これによって、その２つの保持部材の軸方向に延びる各保持片の先端部が、軸方向に移動しながら、互いに円周方向に移動することになるが、この挙動は、上記スイッチピンと長穴によって規制されつつ軸に対し傾斜した方向に移動する結果、軸方向の同軸ズレなどにより、保持片と係合子との間にこじれが発生し、各係合子が均等にトルクを受けられず、局部的に噛み込みが発生するおそれがある。

また、クラッチを締結する場合には、通電を解除することで、圧縮していた弾性部材の弾性力によって２つの係合子が押し戻されて各噛み合い位置に向けて移動しようとすることで、２つの保持部材の保持片の先端部も、上記各係合子に反力を与えつつ、円周方向に押されることで、２つの保持部材は、円周方向に移動しながら軸方向に移動することになるが、この挙動も、上記スイッチピンと長穴によって規制されつつ軸に対し傾斜した方向に移動する結果、軸方向の同軸ズレなどにより、保持片と係合子にこじれが発生し、各係合子が均等に反力を受けられず、局部的に噛み込みが残るおそれがある。
このため、上記局部的な噛み込みを抑えるために、従来のクラッチにあっては、精度良く製造する工夫が必要となる。
本発明は、上記のような点に着目してなされたもので、局部的な噛み込みが発生しにくいクラッチを提供することを課題としている。

上記課題を解決するために、本発明は、第１の回転部材及び第２の回転部材の間に形成された係合空間に介装される係合子を保持し且つ上記第１の回転部材及び第２の回転部材の一方の回転部材と共に回転する保持器に対し、上記一方の回転部材に対する円周方向の位相を変化させることでトルク伝達状態とするクラッチ操作部と、を備え、
上記クラッチ操作部は、上記一方の回転部材とともに回転すると共にその一方の回転部材の軸方向に変位可能な可動部を軸方向に変位させることで、その軸方向変位を上記保持器の円周方向への変位に変換する変換機構と、を備え、
上記駆動手段は、磁力によって可動部を軸方向に変位させ、
上記保持器は、一方の回転部材に対し円周方向にのみ移動可能に規制された状態で、当該一方の回転部材に支持され、
上記第１の回転部材の内径面と上記第２の回転部材の外径面とを径方向で対向配置し、その内径面及び外径面の一方を円筒面とすると共に内径面及び外径面の他方にカム面を形成して係合空間が構成され、上記カム面を形成した回転部材が、上記一方の回転部材を構成し、
上記変換機構は、可動部及び保持器の一方に設けられて、上記一方の回転軸の軸方向に対し傾斜した方向に延びる案内路と、上記可動部及び保持器の他方に設けられて、上記案内路によって移動方向が規制されて当該案内路に沿ってのみ移動するガイド部と、からなり、
上記案内路は、保持器に設けられ、ガイド部は可動部に設けられ、
上記案内路は、切欠き若しくは溝で構成され、上記ガイド部は、その案内路に差し込まれるように突出した凸部であり、
上記構成の保持器を２つ有し、その２つの保持器で保持する係合子を互いに異ならせ、
上記２つの保持器の係合位置への位相変化の向きが互いに反対方向となるように変換機構を設定し、
上記一方の回転部材に対する保持器の円周方向への位相変化量を規制するストッパを設け、そのストッパは、上記第１の回転部材及び第２の回転部材間で上記係合子を介したトルク伝達が可能となる係合位置まで上記保持器が位相変化すると当該保持器に当接して、それ以上の円周方向への保持器の移動を規制し、
一つのストッパに上記２つの保持器が当接することで、２つの保持器の円周方向への位相変化量を規制することを特徴とするクラッチを提供する。

本発明によれば、局部的な噛み込みが発生しにくいクラッチを提供出来る。

次に、本件発明の第１実施形態について図面を参照しつつ説明する。
本実施形態は、ステアバイワイヤシステムの車両用操舵装置におけるバックアップ機構を作動・切り離しを制御するクラッチとして、本件発明のクラッチを適用したものである。
（全体構成）
図１は、ステアバイワイヤシステムの概要構成図であり、運転者が操作するステアリングホイール１と、そのステアリングホイール１に接続されて操舵トルクが入力されるステアリングシャフト２と、を備える。上記ステアリングシャフト２には、操舵角を検出する操舵角センサ３、及び操舵トルクを検出する操舵側トルクセンサ４が設けられる。また、上記ステアリングシャフト２には、上記操舵角センサ３及び操舵側トルクセンサ４よりも下流側に、ステアリングホイール１に操舵反力を付与する反力モータ５が設けられている。そのステアリングシャフト２の下流端部は、電磁クラッチ６及びバックアップ機構７を介してピニオンシャフト８に接続可能となっている。また、そのピニオンシャフト８が回転することでステアリングラック９が車両幅方向に変位して左右の操向輪１０が転舵する。

上記ステアリングシャフト２の下流端部は、上記バックアップ機構７の入力軸７ａに対し、電磁クラッチ６を介して連結されていて、その電磁クラッチ６によって、ステアリングシャフト２とバックアップ機構７の間の締結・開放を制御可能となっている。その電磁クラッチ６については、後述する。なお、図１中、符号３１は、ステアリングシャフト２に連結した外筒を、符号３２はバックアップ機構７の入力軸７ａに連結された内筒を示している。

バックアップ機構７として、図１にはケーブル式コラムの場合が例示されていて、一端が入力軸７ａに連結するステアリング側ケーブルプーリ７ｂと、一端がピニオンシャフト８に接続された操向輪側ケーブルプーリ７ｃと、両ケーブルプーリ７ｂ、７ｃのそれぞれ互いに逆方向に巻き付けられた状態で連結する２本のケーブル７ｄ、７ｅを有する。そして、電磁クラッチ６が開放されている状態では、ステアリングシャフト２の回転をピニオンシャフト８へ伝達することはない。一方、電磁クラッチ６が締結されている状態で、ステアリングホイール１を１方向に回転させると、２本のケーブル７ｄ、７ｅのうち、一方のケーブルが運転者から入力される操舵トルクを伝達し、他方のケーブルが操向輪１０から入力される反力トルクを伝達することで、コラムシャフトと同等の機能を発揮するよう構成されている。もっとも、バックアップ機構７は、コラムシャフトであっても良い。

また、上記操向輪１０を転舵する転舵手段としてのピニオンシャフト８には、転舵モータ１１、転舵側トルクセンサ１２が設けられている。転舵モータ１１は、ピニオンシャフト８に転舵トルクを出力する。転舵側トルクセンサ１２は、転舵モータよりも下流側に設けられ、ピニオンシャフト８のトルクを検出する。またピニオンシャフト８の下流端部側には、図示しないラック&ピニオン機構が設けられ、ステアリングラック９を軸方向に移動することで操向輪１０の転舵を行うよう構成されている。

また、上記各モータ５，１１及びクラッチ６を制御するコントローラ２０を備える。コントローラ２０は、上位の制御部からの指令等に基づき、クラッチ６によるステアリングシャフト２とピニオンシャフト８との連結を解除して、ステアリングホイール１の舵角によらず、モータ１１を介してピニオンシャフト８の操舵角を操作すると共に、モータ１１で操舵反力を制御可能な状態にする。また、コントローラ２０は、バッテリが上がった場合やモータ等が故障した場合などの異常を検知すると、フェイルセーフとして、クラッチ６に制御信号を送信して、クラッチ６を締結状態にする。

（クラッチ６の構成）
次に、上記電磁クラッチ６の構成について説明する。
このクラッチ６は、図２に示すように、ステアリングシャフト２の下端部に連結する外筒３１と、バックアップ機構７の入力軸７ａに連結する内筒３２と、を備える。そして内筒３２の右端側の大径部である内筒本体３２ａの外径面と、外筒３１の左端側内径面とが径方向で対向するように配置され、その外径面と内径面との間に、複数の係合子としてのローラ３３が配置されている。

そして、本実施形態では、図３に示すように、上記外筒３１の内径面が円筒面となっていると共に、内筒本体３２ａの外径面には、円周方向に沿って所定間隔おきにカム面３２ｂが形成されて、当該カム面３２ｂと外筒３１の内径面との間がそれぞれ係合空間Ｋを形成している。なお、各係合空間Ｋは、円周方向左右両側が楔状の空間となることで噛み合い部を形成する。図３では、ローラ３３が６個（係合空間Ｋが６箇所）の場合が例示されている。

また、上記複数のローラ３３を円周方向への移動を規制するように保持する保持器を備える。本実施形態の保持器は、円周方向に沿って配置された複数の保持器本体３４，３５を備える。その各保持器本体３４，３５は各ローラ３３に対応して配置されて、各保持器本体３４，３５は、それぞれ１個のローラ３３を保持している。すなわち、図２では、６個の保持器本体３４，３５の場合が例示されている。

上記複数の保持器本体３４，３５のうち、円周方向に沿って１つおき配置された保持器本体３４は第１円環状部材３７に連結されて一体となって第１保持器を構成し、残りの保持器本体３５も第２円環状部材３８に連結されて一体となって第２保持器を構成する。これにより、第１保持器の保持器本体３４と、第２保持器の保持器本体３５とが、円周方向に沿って交互に配置された状態になっている。

ここで、上記各保持器本体３４，３５は、内筒本体３２ａよりも右側（可動部３９側）に張り出す大きさの板状部材であって、左側がローラ３３を保持する保持部を構成すると共に右側が後述の変換機構の一部を構成する。
また、内筒本体３２ａから、当該内筒本体３２ａよりも小径の支持用軸部３２ｃが右側に突出している。その支持用軸部３２ｃに対し、可動部３９が同軸に支持されている。すなわち、可動部３９が、内筒３２と同軸に配置される。

電磁石４０は、外側の躯体が円板状の部品であって、ケース４７に固定されることで、内筒本体３２ａとの軸方向Ｓ距離が一定に保持される。なお、電磁石４０は、内部にコイルが配置され、コイルに通電して励磁することで磁力を発生する。
その電磁石４０よりも内筒本体３２ａ側に上記可動部３９が配置されている。可動部３９は、鉄片からなる円板状の可動部本体３９ａと、その可動部本体３９ａから内筒本体３２ａ側に突出した可動筒部３９ｂとから構成される。可動部本体３９ａと電磁石４０とは、内筒３２の軸方向Ｓに伸縮可能なコイルスプリング等からなる弾性部材４１で連結されることで、無負荷状態における可動部本体３９ａと電磁石４０との距離、つまり内筒３２と可動部３９との間の距離を規制する。また、上記可動筒部３９ｂの外径面は、上記保持器本体３４，３５の右側部分の内径面と径方向で対向可能な位置に配置、つまり複数の保持器本体３４，３５の右側部分内に可動筒部３９ｂが挿入された状態に配置されている。

上記構成の可動部３９は、支持用軸部３２ｃに対して一体で軸回転し且つ軸方向Ｓに移動可能な状態に支持されている。ここで、上記可動部３９は、可動部３９の内径面と支持用軸部３２ｃ外径面とをセレーション結合させて、可動部３９を支持用軸部３２ｃに対して直接軸方向Ｓにのみ移動可能に支持させても良い。
上記可動部３９の可動筒部３９ｂと、保持器本体３４，３５の右側部分との間に変換機構が形成されている。

本実施形態では、図２に示すように、各保持器本体３４，３５の右側部分（可動部３９と対向する部分）には、それぞれ内筒３２の軸方向Ｓに対し所定傾斜角度だけ傾斜した斜め方向に延びるスリット４３が形成されている。
そのスリット４３の傾斜は、図２のように、第１保持器を構成する保持器本体３４，３５と、第２保持器を構成する保持器本体３４，３５とは、互いに傾斜の向きが逆向きであって且つ傾斜角の絶対値が等しくなるように設定している。

また、可動筒部３９ｂにおける上記各スリット４３と対向する位置には、径方向外方に突出するガイドピン４４が設けられている。各ガイドピン４４の頭部は、対応するスリット４３内に挿入されている。
そのスリット４３におけるガイドピン４４の位置は、電磁石４０が非通電の初期状態では、内筒本体３２ａ側に位置するように配置されるように、設定されている。

なお、上記各保持器本体３４，３５を連結している第１及び第２円環状部材３７，３８を、上記支持用軸部３２ｃの外径面に形成した環状の凹部に嵌め込むように配置して、より確実に第１保持器及び第２保持器が軸回転だけするようにしても良い。
ここで、内筒３２及び外筒３１は第１及び第２の回転部材を、内筒３２は一方の回転部材を、ローラ３３は係合子を、スリット４３及びガイドピン４４は変換機構を、スリット４３は案内路を、ガイドピン４４はガイド部及び凸部を、それぞれ構成する。また、電磁石４０は駆動手段を構成する。

（クラッチ６の動作）
電磁石４０が非通電の初期状態（締結状態）では、図２及び図３に示すように、電磁石４０は可動部３９を引きつける磁力が発生していないので、可動部３９は、電磁石４０に反力をとった弾性体の弾性力によって内筒本体３２ａ側に押されている。この無負荷状態では、各ローラ３３が係合空間Ｋの一方の噛み合い部に噛み込む位置となるように調整する。

ただし、第１保持器に属する保持器本体３４で保持されているローラ３３と、第２保持器に属する保持器本体３５で保持されているローラ３３とは、互いに円周方向反対側の噛み合い部に噛み合うように設定しておく。
上記状態から電磁石４０を通電状態（開放状態）にすると、図４及び図５に示すように、電磁石４０の磁力によって可動部３９は、弾性体の弾性力に抗して電磁石４０側に引きつけられる結果、内筒本体３２ａから離れる方向に移動する。これによって、可動筒部３９ｂに設けられたガイドピン４４は内筒３２軸方向Ｓに移動しながら、上記スリット４３に沿って移動することになるが、ガイドピン４４は、軸方向Ｓにだけ移動することから、ガイドピン４４の軸方向Ｓへの移動に伴い各保持器本体３４，３５は円周方向に移動することになる。

このとき、移動方向をローラ３３が各係合空間Ｋの中央部に移動するように、ガイドピン４４の軸方向Ｓへの移動に応じて、上記スリット４３の傾斜方向や傾斜角度などを設定しておく。
このように、電磁石４０を通電状態にすることで、各保持器本体３４，３５は、円筒方向に回動変位してクラッチ６が開放状態に制御される。
この状態から電磁石４０を非通電状態にすることで、上述の初期状態に復帰して締結状態になる。

（作用効果）
ステアリングバイワイヤで操向輪１０を操舵する場合では、上記電磁石４０を通電状態に制御することで、バックアップ機構７の入力軸７ａとステアリングシャフト２との間の動力伝達が切断された状態となる。なおこのとき、ステアリングホイール１の操舵に伴い、ステアリングシャフト２に連結した外筒３１は回動変位することになるが、上述のように、クラッチ６の開放・締結を制御する機構は内筒３２側に設けられているので、その機構が無用に揺動することが無い。
この状態で、ステアリングバイワイヤを継続不能な故障が検知されると、上記電磁石４０が非通電状態に制御されて、上述のようにクラッチ６が締結状態に変更されてバックアップ機構７を介した操舵が可能となる。

（上記クラッチ６の作用効果）
（１）可動部３９の内筒軸方向Ｓへの変位を、保持器の円周方向への変位に変換する機構を有することで、ローラ３３を保持する保持器は円周方向にだけ変位するようになる。これによって、保持器を構成する各保持器本体３４，３５は、係合子であるローラ３３に円周方向への力しか与えないので、ローラ３３に対して均一に力を掛けて円周方向に移動させることが可能となる。
（２）また、可動部３９を駆動する駆動手段として磁力を使用することで、駆動手段である電磁石４０と非接触で可動部３９を軸方向Ｓに移動させることができる。また、電磁石４０とすることで制御構成が容易となる。

（３）また、保持器本体３４，３５を連結する第１及び第２円環状部材３７、３８を内筒３２にのみ円周方向に案内されるように支持させると、保持器をより円周方向にのみ移動し易くなり、よりこじり発生を抑えることができる。
（４）また、ガイドピン４４をスリット４３で案内させる構成とすることで、ガイドピン４４によってスリット４３を設けた保持器本体３４，３５の円周方向の位置が規制されるので、保持器の円周方向の初期位置を位置決めするための弾性部材を保持器本体３４，３５に配置する必要がない。

（５）また、保持器を２つの保持器から構成させ、各保持器により保持されるローラ３３の噛み合い方向を逆方向に設定することで、１つの保持器で保持されるローラ３３は、一方の回転方向のトルク伝達を行い、もう一方の保持器で保持されるローラ３３は、逆方向の回転のトルク伝達を行うので、トルク伝達の向きが変化してもトルク抜けの発生を防止することができる。なお、上記実施形態では、強制的に各ローラ３３の噛み込み方向を機械的に規制しているので、回転方向が変化しても、噛み込みが外れる事もない。
また、２つの保持器で保持するローラ３３を円周方向に沿って交互に配置しているので、軸ぶれも防止される。

（応用）
上記実施形態では、案内路を傾斜方向に延びる切欠きであるスリット４３から構成した場合を例示しているが、これに限定されない。例えば、保持器本体３４，３５の内径面に傾斜方向に延びる溝を形成して案内路としても良い。また案内路を、傾斜方向に延びるレール状の突起としても良い。案内路をレール状の突起とした場合には、ガイド部を、ガイドピン４４の代わりに、レール状の突起を跨架するコ字形状の凸部で構成すればよい。

また、上記実施形態では、案内路を保持器本体３４，３５に、凸部を構成するガイドピン４４を可動筒部３９ｂに設けた例で説明しているが、案内路を可動筒部３９ｂに、凸部を保持器本体３４，３５に設けても良い。
また、上記実施形態では、可動部３９を磁力によって軸方向Ｓに移動させる場合を例示しているが、シリンダやリンク機構その他の駆動手段で、可動部３９を軸方向Ｓに移動させるように構成しても良い。
また、上記実施形態では、内筒３２側にカム面３２ｂを設けて内筒３２を一方の回転部材とする場合で説明しているが、外筒３１側にカム面３２ｂを設けて外筒３１を一方の回転部材となるように構成しても良い。なお、内筒３２は、中実であっても良いが、軽量化の観点からは中空が好ましい。

（第２実施形態）
次に、本件発明に係る第２実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、上記第１実施形態と同様な部品については同一の符号を付して説明する。
（構成）
本実施形態の基本構成は、上記第１実施形態と同様であるが、上記軸方向Ｓ移動を円周方向への移動に変換する変換機構の構成が異なる。
すなわち、図６に示すように、保持器本体３４，３５には、上記案内路を構成するスリット４３に替えて、内筒３２の軸方向Ｓに対して傾斜した傾斜面４５を形成し、その傾斜面４５に対して可動筒部３９ｂのガイドピン４４の側面が円周方向で当接可能に配置されている。傾斜面４５の傾斜方向、傾斜角度などは、前述のスリット４３と同様である。

また、各ガイドピン４４を傾斜面４５に押し付けるように付勢して、保持器の位置決めを行う弾性部材５０を備える。この例では、第１保持器の保持器本体３４と第２保持器の保持器本体３５との間に配置されて、その弾性部材５０の弾性力で各保持器本体３４，３５の傾斜面４５をガイドピン４４に押し付ける事で、保持器の位置決めをしている。図６では、弾性部材５０である板バネが円周方向に圧縮した状態で配置した場合を例示している。
その他の構成は、上記第１実施形態と同様である。

（作用効果）
上記構成の変換機構では、弾性部材５０の円周方向への弾性力によって、常に、ガイドピン４４に対して各保持器本体３４，３５の傾斜面４５が当接した状態に保持されているので、電磁石４０が通電状態となって、図７のように、可動部３９が内筒３２から離れる方向に軸方向Ｓ移動すると、ガイドピン４４に当接した傾斜面４５を有する各保持器本体３４，３５は、円周方向に移動して各保持器本体３４，３５に保持されているローラ３３は、係合空間Ｋの中央部に移動してクラッチ６が開放状態となる。
また、電磁石４０を非通電状態に変更すると、図６のように、可動部３９が内筒３２側に移動するにつれて、保持器本体３４，３５は初期位置に向けて円周方向に移動することで各ローラ３３は係合空間Ｋの噛み合い部に噛み合うことで、クラッチ６は締結状態となる。
その他の作用効果は上記第１実施形態と同様である。

（応用）
上記実施形態では、凸部をガイドピン４４で構成した場合を例示しているが、これに限定されない。図８及び図９に示すような、保持器本体３４，３５に形成した傾斜面４５に係合するような斜面を持った凸部４６で形成しても良い。凸部４６側にも保持器本体３４，３５の傾斜面４５に係合する傾斜面４６ａとすることで、凸部４６と保持器本体３４，３５の傾斜面４５との接触面積を増やすことができる。

（第３実施形態）
次に、本件発明に係る第２実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、上記第１及び第２実施形態と同様な部品については同一の符号を付して説明する。
（構成）
本実施形態の基本構成は、上記第１及び第２実施形態と同様であるが、保持器の円周方向への位相変化量を規制、つまり保持器の係合位置を規制するストッパ６０を設けたことが異なる。

以下の説明では、クラッチの基本構成として第１実施形態で説明した構成を適用した例で説明するが、第２実施形態で説明した基本構成であっても本実施形態のストッパ６０は適用可能である。
クラッチの基本構成は、第１実施形態と同様であって、無励磁状態である図１０及び図１１に示すように、円周方向に沿って交互に並ぶ保持器本体３４，３５のうち、１つおきに配置された保持器本体３４を第１円環状部材３７で連結して第１保持器を構成する。また、残りの保持器本体３５も第２円環状部材３８で連結して第２保持器を構成する。そして、変換機構を構成するスリット４３の傾きを第１保持器と第２保持器とで互いに反対方向となるように傾けることで、内筒３２に対し、上記第１保持器及び第２保持器は、同期をとって逆方向に向けて円周方向へ位相変化するようになっている。なお、上記スリット４３の傾きの絶対値を同じに設定することで、上記第１保持器及び第２保持器の位相変化量の絶対値が同じ値に設定されている。

そして、電磁石が非通電状態の無励磁状態の初期状態（締結状態）では、上記保持器本体３４，３５に保持されている各ローラ３３が係合空間Ｋの一方の噛み合い部に噛み込む係合位置となるように各保持器の位置が調整されている。この締結状態では、第１保持器に属する保持器本体３４で保持されているローラ３３と、第２保持器に属する保持器本体３５で保持されているローラ３３とは、互いに円周方向反対側の噛み合い部に噛み合うように設定されている。

上記状態から電磁石４０を通電状態（開放状態）にすると、図１２及び図１３に示すように、電磁石４０の磁力によって可動部３９は、弾性体の弾性力に抗して電磁石４０側に引きつけられる結果、内筒本体３２ａから離れる方向に移動する。このとき、各保持器本体３４，３５は、変換機構を構成するガイドピン４４及びスリット４３に案内されることで、ローラ３３が各係合空間Ｋの中央部に移動するように、内筒本体３２ａに対し円周方向に位相変化（移動）を行うように設定されている。

本実施形態では、第１及び第２保持器の保持器本体３４，３５に円周方向で当接することで、第１及び第２保持器の係合位置を規制するストッパ６０を備える。本実施形態のストッパ６０は、内筒本体３２ａと一体に形成されて当該内筒本体３２ａから外径方向に突出することで構成される。そのストッパ６０は、隣り合う保持器本体３４及び保持器本体３５の間の位置に配置されて、保持器が係合位置に向けて移動、つまり、各ローラ３３が係合空間Ｋの中央部から噛み込み部の位置に移動するにつれて、保持器本体３４及び保持器本体３５がともにストッパ６０に接近する。そして、各ローラ３３が係合空間Ｋの一方の噛み合い部に噛み込む際に、保持器本体３４及び保持器本体３５がともにストッパ６０に当接することで、保持器の係合位置が規制されるようになっている。

（作用効果）
（１）第１及び第２保持器、つまり各保持器本体３４，３５が係合位置に移動して、係合子であるローラ３３が係合空間Ｋの噛み合い部に噛み込むことで、当該ローラ３３を介してトルクの伝達が可能となる。
このときクラッチを介して伝達するトルクが大きいほど、ローラ３３が上記噛み合い部に噛み込んで、クラッチ開放時に、噛み合い部とローラ３３との間の残留トルクが大きくなるおそれがある。残留トルクが大きいほど、クラッチ開放時に、噛み合い部からロール３３を解除するための解除力を大きく設定する必要があることから、確実に噛み合い状態を解除出来るように、解除用のバネ力を大きく設計したり、電磁石４０の磁力が大きくなるように設計したりする必要がある。

これに対し、図１３の状態から図１１の状態となるように、保持器本体３４，３５が係合位置に向けて移動すると、保持器本体３４及び保持器本体３５がともに円周方向でストッパ６０に当接する。ストッパ６０に当接することで、保持器本体３４及び保持器本体３５の係合位置が規制されて、各ローラ３３の噛み合い部への噛み込み具合が調整される。このため、クラッチを介して伝達するトルクが大きい場合であっても、ストッパ６０がない場合に比較して上記残留トルクを低減することが可能となる。すなわち、ストッパ６０がない場合と比較して、解除用のバネ力を大きく設計したり、電磁石４０の磁力が大きくなるように設計したりする必要がない。従って、ストッパ６０が無い場合と比較して装置を小型化することが可能となり、ストッパ６０が無い場合には車両搭載が難しい場合でも適用出来る可能性が大きくなる。

（２）特に、本実施形態のように、第１保持器のローラ３３と、第２保持器のローラ３３との噛み込み方向を逆向き設定した場合には、ローラのガタが、第１保持器のローラと第２保持器のローラとの噛み込み方向を同じにした場合に比べて小さくすることが出来るが、その分、上記残留トルクが大きくなる傾向にある。従って、このような場合に、上記ストッパ６０を設けて保持器の係合位置を規制する効果をより得ることが可能となる。

ここで、残留トルクについて図１８を参照して説明する。
全てのローラ３３が同方向で噛み込む場合には、図１８（ａ）のように、各ローラ３３は同じ方向に動くことから必ずガタがある。これに対して、第１保持器のローラ３３と第２保持器のローラ３３との噛み込み方向が逆向きの場合には、図１８（ｂ）のように、各ローラ３３は反対方向に動き、噛み込んで止まることから、ガタが無くなり、残留トルクが大きくなりがちとなる。このとき、ストッパ６０を設けて係合位置を規制することで、図１８（ｃ）のように、各ローラ３３が反対方向に動き、各ローラ３３が噛み込む前に止まってから、各ローラ３３はガタ分、内筒本体部３２ａに対して外筒３１が回転してローラ３３を動かして係合位置に移動する。このようにストッパ６０による規制によって微小ガタを有する。その微小ガタを生じることで残留トルクが低減する。
（３）また、一つのストッパ６０に第１保持器の保持器本体３４と第２保持器の保持器本体３５を当接することで、ストッパ６０の数を抑えることが可能である。

（応用）
（１）図１１では、ストッパ６０を設定可能な３箇所のうちの１箇所にのみ設けた例を図示しているが、他の２箇所（符号６０ａ、６０ｂの位置）にもストッパ６０を設けても良い。
（２）また、保持器本体３４に当接するストッパ６０と、保持器本体３５に当接するストッパ６０とを別体に構成しても良い。
（３）また、上記実施形態では、ストッパ６０を内筒本体３２ａに設ける場合を例示しているが、これに限定されない。

図１４のように、クラッチ締結時に保持器本体３４と保持器本体４５が接近する箇所において、当該保持器本体３４から保持器本体３５に向けて突出する第１突出部６１と、上記保持器本体３５から保持器本体３４に向けて突出する第２突出部６１と、を設ける。
そして、係合位置で、第１突出部６１の先端部が保持器本体３５に当接すると共に、第２突出部６２の先端部が保持器本体３４に当接するように、当該第１突出部６１と第２突出部６１の突出量を調整する。
この突出部６１及び突出部６２がストッパとなる。突出部６１及び突出部６２は、どちらか片方だけを設けてストッパとしても良い。
この場合には、内筒本体３２ａにストッパ形成用の突起を設ける必要がない。

（４）また、ストッパ６３は、図１６及び図１７に示すように、可動筒部３９ｂに突出部を形成することで設けても良い。
（５）なお、上記内筒本体３２ａに設けるストッパ６０、保持器本体３４，３５に設けるストッパ６１，６２，可動筒部３９ｂに設けるストッパ６３を適宜組み合わせて採用しても良い。
（６）ここで、トルク伝達は、ローラ３３が噛み合い部に円周方向で噛み合うことで行われるので、ストッパは、円周方向で見て、ローラ３３と重なる位置に設ける方が、係合位置の保持器本体３４，３５の姿勢変化が小さくなるようにストッパが規制するので、好ましい。

本発明に基づく実施形態に係る車両用操舵装置の概要構成図である。 本発明に基づく第１実施形態に係るクラッチ（無励磁状態）を示す側面図である。 本発明に基づく第１実施形態に係るクラッチ（無励磁状態）を示す平面図である。 本発明に基づく第１実施形態に係るクラッチ（励磁状態）を示す側面図である。 本発明に基づく第１実施形態に係るクラッチ（励磁状態）を示す平面図である。 本発明に基づく第２実施形態に係るクラッチ（無励磁状態）を示す側面図である。 本発明に基づく第２実施形態に係るクラッチ（励磁状態）を示す側面図である。 本発明に基づく第２実施形態に係る別例のクラッチ（無励磁状態）を示す側面図である。 本発明に基づく第２実施形態に係る別例のクラッチ（励磁状態）を示す側面図である。 本発明に基づく第３実施形態に係るクラッチを示す（無励磁状態）を示す側面図である。 本発明に基づく第３実施形態に係るクラッチ（無励磁状態）を示す平面図である。 本発明に基づく第３実施形態に係るクラッチ（励磁状態）を示す側面図である。 本発明に基づく第３実施形態に係るクラッチ（励磁状態）を示す平面図である。 本発明に基づく第３実施形態に係る別例のクラッチを示す（無励磁状態）を示す側面図である。 本発明に基づく第３実施形態に係る別例のクラッチ（無励磁状態）を示す平面図である。 本発明に基づく第３実施形態に係る別例のクラッチを示す（無励磁状態）を示す側面図である。 本発明に基づく第３実施形態に係る別例のクラッチ（無励磁状態）を示す平面図である。 残留トルクについて説明する概念図であって、（ａ）がローラが全て同方向移動する場合を、（ｂ）がロールが反対方向に移動する場合であってストッパがない場合を、（ｃ）がロールが反対方向に移動する場合であってストッパがある場合を、それぞれ表している。

符号の説明

１ ステアリングホイール
２ ステアリングシャフト
５ 反力モータ
６ クラッチ
７ バックアップ機構
９ ステアリングラック
１０ 操向輪
１１ モータ
１１ 転舵モータ
１２ 転舵側トルクセンサ
３１ 外筒
３２ 内筒
３２ａ 内筒本体
３２ｂ カム面
３２ｃ 支持用軸部
３３ ローラ（係合子）
３４，３５ 保持器本体
３７，３８ 第１，第２円環状部材
３９ 可動部
３９ａ 可動部本体
３９ｂ 可動筒部
４０ 電磁石（駆動手段）
４１ 弾性部材
４３ スリット（案内路）
４４ ガイドピン（ガイド部）
４５ 傾斜面
４６ 凸部（ガイド部）
５０ 弾性部材
６０〜６３ ストッパ
Ｋ 係合空間
Ｓ 軸方向

Claims (4)

1. 第１の回転部材と、第２の回転部材と、その第１の回転部材及び第２の回転部材の間に形成された係合空間に介装される係合子と、その係合子を保持すると共に上記第１の回転部材及び第２の回転部材の一方の回転部材と共に回転する保持器と、
   上記一方の回転部材に対する保持器の円周方向の位相を変化させることで、第１の回転部材及び第２の回転部材間で上記係合子を介したトルク伝達を可能とするクラッチ操作部と、を備え、
   上記クラッチ操作部は、
   上記一方の回転部材とともに回転すると共にその一方の回転部材の軸方向に変位可能な可動部と、その可動部を上記軸方向に変位させる駆動手段と、上記可動部の軸方向変位を上記保持器の円周方向への変位に変換する変換機構と、を備え、
   上記駆動手段は、磁力によって可動部を軸方向に変位させ、
   上記保持器は、一方の回転部材に対し円周方向にのみ移動可能に規制された状態で、当該一方の回転部材に支持され、
   上記第１の回転部材の内径面と上記第２の回転部材の外径面とを径方向で対向配置し、その内径面及び外径面の一方を円筒面とすると共に内径面及び外径面の他方にカム面を形成して係合空間が構成され、上記カム面を形成した回転部材が、上記一方の回転部材を構成し、
   上記変換機構は、可動部及び保持器の一方に設けられて、上記一方の回転軸の軸方向に対し傾斜した方向に延びる案内路と、上記可動部及び保持器の他方に設けられて、上記案内路によって移動方向が規制されて当該案内路に沿ってのみ移動するガイド部と、からなり、
   上記案内路は、保持器に設けられ、ガイド部は可動部に設けられ、
   上記案内路は、切欠き若しくは溝で構成され、上記ガイド部は、その案内路に差し込まれるように突出した凸部であり、
   上記構成の保持器を２つ有し、その２つの保持器で保持する係合子を互いに異ならせ、 上記２つの保持器の係合位置への位相変化の向きが互いに反対方向となるように変換機構を設定し、
   上記一方の回転部材に対する保持器の円周方向への位相変化量を規制するストッパを設け、そのストッパは、上記第１の回転部材及び第２の回転部材間で上記係合子を介したトルク伝達が可能となる係合位置まで上記保持器が位相変化すると当該保持器に当接して、それ以上の円周方向への保持器の移動を規制し、
   一つのストッパに上記２つの保持器が当接することで、２つの保持器の円周方向への位相変化量を規制することを特徴とするクラッチ。
2. 上記ストッパは、一方の保持器から他方の保持器に向けて円周方向に突出した突出部で構成することを特徴とする請求項１に記載したクラッチ。
3. 上記ストッパを一方の回転部材に設けることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載したクラッチ。
4. 上記ストッパを上記可動部に設けることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載したクラッチ。

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