JP6443673B2 - ステアリング装置 - Google Patents

Description

この発明は、ステアリング装置に関する。

下記特許文献１に記載の車両用操舵装置では、回転規制機構には、複数の中間板、複数の低摩擦板および高摩擦板を含む積層ユニットが設けられている。回転規制機構は、操舵部材が連結された操舵軸の出力軸と一体回転する回転可能要素と、複数の中間板とのうちの隣接要素間の相対回転量を規制することによって、操舵部材の回転量を所定角度以下に規制する。

特開２０１３−１１８３号公報

特許文献１の車両用操舵装置では、操舵部材の回転量を所定角度以下に規制する回転規制機構が、多数の部品から構成される積層ユニットを必要とするため、回転規制機構の構成が複雑になる。ひいては、車両が大型化し、車両の製造コストが増大する虞がある。
ところで、回転規制機構の部品点数を削減するために回転規制機構としてねじ軸およびナットからなる構成を採用した場合を想定する。この場合、操舵部材の回転角度が最大になって操舵部材の回転が規制された状態から操舵部材の回転方向を切り換える際、ねじ軸との間に発生する軸方向の分力によってナットの回転がロックされることがある。これにより、操舵部材を円滑に回転操作できなくなる虞がある。

この発明は、回転規制後の操舵部材の始動を円滑に行うことができ、且つ、回転規制機構の構造の簡素化を図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、転舵機構（Ａ）に対する機械的な連結が解除された操舵部材（２）の回転角度を規制する回転規制機構（８１）において、固定部（８６）と、端部が前記固定部に固定され、外周にねじ部（８３ａ）と前記ねじ部に隣接するストレート部（８３ｂ）とを有するねじ軸（８３）と、前記操舵部材とともに回転し前記ねじ部に螺合するナットからなり、軸方向端面（８４ａ，８４ｂ）に軸方向（Ｘ２）に起伏し周方向（Ｃ）に並ぶ複数の駆動歯（８９，８９ａ，８９ｂ）が形成された駆動部材（８４）と、前記ストレート部に軸方向移動可能に且つ回転可能に支持され、一方の軸方向端面（８５ａ）に前記駆動歯と噛み合い可能な従動歯（９０，９０ａ，９０ｂ）を有し、他方の軸方向端面（８５ｂ）に係合部（９１）を有する従動部材（８５）と、前記固定部と前記従動部材との間に介在し、前記従動部材を前記駆動部材側へ付勢する付勢部材（８７）と、前記固定部に設けられ、前記付勢部材に抗して接近した前記従動部材の前記係合部と前記軸方向に凹凸係合して前記従動部材の回転を規制する規制部（９２）と、を備え、前記係合部と前記規制部との非係合状態では、前記駆動歯の歯底部（９６）の位相と前記従動歯の歯頂部（９７）の位相とが一致する状態で前記駆動部材と前記従動部材とが一体回転可能であり、前記係合部と前記規制部との係合状態では、前記駆動部材が前記従動部材に対して所定量回転することにより、前記駆動歯および前記従動歯の軸方向に延びる歯面（９４ａ，９８）同士が係合して前記駆動部材および前記操舵部材の回転が規制されるように構成されているステアリング装置（１）である。

請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記駆動歯は、歯頂部（９３）と、前記歯頂部を挟んで配置された第１歯面（９４）と第２歯面（９５）とを含み、前記第１歯面は、前記歯頂部から前記軸方向に延びる頂部側部分（９４ａ）と、前記頂部側部分から前記歯底部へ延び前記軸方向に対して傾斜する歯元側部分（９４ｂ）と、を含み、前記第２歯面は、前記軸方向に対して傾斜し、前記従動歯は、前記歯頂部を挟んで配置された第３歯面（９８）と第４歯面（９９）とを含み、前記第３歯面は、前記第１歯面の前記頂部側部分と回転方向（Ｒ）に対向して前記軸方向に延び、前記第４歯面は、前記軸方向に対して傾斜して前記第２歯面と前記回転方向に対向し、前記係合部と前記規制部との係合状態では、前記駆動部材が前記従動部材に対して所定回転量回転することにより、前記第１歯面の前記歯元側部分が前記駆動部材の所定回転量の回転を前記従動歯の前記歯頂部の軸方向移動に変換して前記従動部材を前記軸方向に所定量（Ｄ１）移動させた状態で、前記第１歯面の前記頂部側部分と前記第３歯面とが係合して前記駆動部材および前記操舵部材の回転が規制されるように構成されている、ステアリング装置である。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２において、前記固定部として、前記ねじ軸の一対の端部をそれぞれ固定する一対の固定部が設けられ、前記ストレート部として、前記ねじ部の両側に一対のストレート部が設けられ、前記従動部材として、単一の駆動部材の両側に配置されて対応するストレート部によって支持された一対の従動部材が設けられ、前記駆動部材の互いに逆向きの回転が、対応する前記従動部材を介して対応する前記固定部の前記規制部によって規制されるように構成されている、ステアリング装置である。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の何れか一項において、前記ねじ軸は前記操舵部材と一体回転するシャフト（９）と平行に配置されている、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記載の発明によれば、回転規制機構が、ねじ軸に螺合するナットからなる駆動部材の回転を規制する構造を採用しているため、回転規制機構の構造を簡素化することができる。
係合部と規制部との係合状態で、操舵部材とともに回転する駆動部材の回転が規制される際、駆動歯および従動歯の軸方向に延びる歯面同士が係合する。そのため、駆動部材と従動部材との間には、軸方向の分力が発生しないので、駆動部材は、ねじ軸にロックされない。したがって、回転規制後の操舵部材の始動を円滑に行うことができる。

請求項２記載の発明によれば、係合部と規制部との係合状態で、駆動部材が従動部材に対して所定回転量回転することにより、第１歯面の頂部側部分と第３歯面とが係合する。従動部材に対して駆動部材が回転する際、第１歯面の歯元側部分が従動部材の従動歯の歯頂部の軸方向移動に変換して係合部を有する従動部材を軸方向に所定量移動させる。そのため、係合部が規制部と係合する量が軸方向において増大する。したがって、係合部と規制部とが確実に係合される。

請求項３記載の発明によれば、駆動部材の互いに逆向きの回転が対応する従動部材を介して対応する固定部の規制部によって規制されるので、操舵部材の回転方向にかかわらず、操舵部材および駆動部材の回転を規制することができる。
請求項４記載の発明によれば、ねじ軸が操舵部材と一体回転するシャフトと平行に配置されているため、ねじ軸の軸方向の両側において部品の共通化を図ることができる。

本発明の一実施形態のステアリング装置の概略構成を示す模式図である。 反力モータ等を収容した第１ハウジングの断面図である。 図２の一部の拡大図であり、回転規制機構を示している。 ねじ軸の軸方向から見た固定部の対向面の一部を示した図である。 図３の要部を拡大した図である。 回転規制機構の動作を示す概略断面図であり、（ａ）は、従動部材と駆動部材とが一体回転している状態を示した図であり、（ｂ）は、従動部材の回転が規制された状態を示した図であり、（ｃ）は、（ｂ）の状態から駆動部材が従動部材に対して回転した後の図である。 本発明の変形例を示した図である。

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のステアリング装置１の概略構成を示す模式図である。ステアリング装置１は、転舵輪３を転舵するための転舵機構Ａに対するステアリングホイール等の操舵部材２の機械的な連結が解除された、いわゆるステアバイワイヤシステムを構成している。

ステアリング装置１では、操舵部材２の回転操作に応じて駆動される転舵アクチュエータ４の動作を、ハウジング５によって支持された転舵軸６の車幅方向の直線運動に変換するようになっている。この転舵軸６の直線運動は、転舵用の左右の転舵輪３の転舵運動に変換され、これにより車両の転舵が達成される。車両が直進しているときの転舵輪３の位置に対応する操舵部材２の位置が、操舵中立位置として設定されている。

転舵アクチュエータ４は、例えば、電動モータを含んでいる。この電動モータの駆動力（出力軸の回転力）は、転舵軸６に関連して設けられた運動変換機構（ボールねじ装置）により、転舵軸６の軸方向の直線運動に変換される。この転舵軸６の直線運動は、転舵軸６の両端に連結されたタイロッド７に伝達され、ナックルアーム８の回動を引き起こす。これにより、ナックルアーム８に支持された転舵輪３の操向が達成される。

転舵軸６、タイロッド７およびナックルアーム８により、転舵機構Ａが構成されている。転舵軸６を支持するハウジング５は、車体Ｂに固定されている。
操舵部材２は、シャフトとしての操舵軸９に連結されている。操舵軸９は、操舵部材２と一体回転可能である。操舵軸９には、路面等から転舵輪３に伝わる反力を、操舵軸９を介して、操舵反力として操舵部材２に与えるための反力モータ１０が取り付けられている。反力モータ１０は、ブラシレスモータ等の電動モータを含む。反力モータ１０は、車体Ｂに固定された第１ハウジング１１内に収容されている。

ステアリング装置１には、操舵軸９に関連して、操舵部材２の操舵角θｈを検出するための操舵角センサ１２が設けられている。また、操舵軸９には、操舵部材２に加えられた操舵トルクＴを検出するためのトルクセンサ１３が設けられている。操舵角センサ１２およびトルクセンサ１３は、第１ハウジング１１内に収容されている。
一方、ステアリング装置１には、転舵輪３に関連して、転舵輪３の転舵角θｗ（タイヤ角）を検出するための転舵角センサ１４が設けられている。

これらのセンサの他にも、ステアリング装置１には、車速Ｖを検出する車速センサ１５と、車体Ｂの上下加速度Ｇｚを検出する悪路状態検出センサとしての上下加速度センサ１６と、車両の横加速度Ｇｙを検出する横加速度センサ１７と、車両のヨーレートγを検出するヨーレートセンサ１８とが設けられている。
前記のセンサ類１２〜１８の各検出信号は、マイクロコンピュータを含む構成の電子制御ユニットである制御装置としてのＥＣＵ１９に入力されるようになっている。

ＥＣＵ１９は、操舵角センサ１２によって検出された操舵角θｈと、車速センサ１５によって検出された車速Ｖとに基づいて、目標転舵角を設定する。そして、ＥＣＵ１９は、この目標操舵角と、転舵角センサ１４によって検出された転舵角θｗとの偏差に基づいて、駆動回路２０Ａを介し、転舵アクチュエータ４を駆動制御（転舵制御）する。
一方、ＥＣＵ１９は、センサ類１２〜１８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が操舵部材２に付与されるように、駆動回路２０Ｂを介して、反力モータ１０を駆動制御（反力制御）する。

図２は、反力モータ１０等を収容した第１ハウジング１１の断面図である。図２では、操舵部材２は、操舵中立位置に位置している。また、図２では、説明の便宜上、後述する第１ギヤ８０および回転規制機構８１（固定部８６を除く。）については断面を用いずに図示している。
図２を参照して、操舵軸９は、筒状の第１ハウジング１１によって回転可能に支持されている。第１ハウジング１１から操舵軸９の一端が突出しており、前記一端に、操舵部材２が一体回転可能に連結されている。第１ハウジング１１内には、前記の操舵角センサ１２、トルクセンサ１３および反力モータ１０が収容されている。

操舵軸９は、一端２２ａ（操舵軸９の前記一端に相当）に操舵部材２が一体回転可能に連結された入力軸２２と、入力軸２２とトーションバー２３を介して同軸上にトルク伝達可能に連結された出力軸２４とを備えている。トーションバー２３の一端２３ａは、入力軸２２と一体回転可能に連結されており、トーションバー２３の他端２３ｂは、出力軸２４と一体回転可能に連結されている。

操舵軸９は、第１ハウジング１１に保持された第１軸受２５、第２軸受２６および第３軸受２７によって回転可能に支持されている。第１軸受２５、第２軸受２６および第３軸受２７は、例えば玉軸受等の転がり軸受からなる。
第１軸受２５は、入力軸２２の軸方向（操舵軸９の回転軸線方向Ｘ１）の中間部を回転可能に支持している。第２軸受２６および第３軸受２７は、出力軸２４を回転可能に支持している。具体的には、第２軸受２６は、出力軸２４の一端２４ａ付近を回転可能に支持しており、第３軸受２７は、出力軸２４の他端２４ｂを回転可能に支持している。

また、入力軸２２の他端２２ｂは、出力軸２４に設けられた支持孔２８内に挿入されている。入力軸２２の他端２２ｂは、支持孔２８の内周に、例えば針状ころ軸受等の第４軸受３０を介して回転可能に支持されている。
第１ハウジング１１は、ハウジング本体３１と端壁３２とを組み合わせて構成されている。ハウジング本体３１は、筒状をなし、一端３１ａおよび他端３１ｂを有している。第１ハウジング１１の端壁３２は、概ね板状をなし、ハウジング本体３１の他端３１ｂを閉塞している。

具体的には、端壁３２は、その外径部付近から軸方向に突出する筒状部３３を有しており、その筒状部３３は、ハウジング本体３１の他端３１ｂの内周に嵌合されている。筒状部３３の外周に設けられた収容溝には、例えばＯリング等の封止部材３４が収容されており、封止部材３４によって、ハウジング３１本体および筒状部３３の嵌合部における密封性が確保されている。また、端壁３２は、固定ねじ３５等を用いてハウジング本体３１の他端３１ｂに固定されている。

ハウジング本体３１の一端３１ａの内周と、操舵軸９の入力軸２２の外周との間には、両者間を封止する例えばオイルシールからなる環状の封止部材３６が介在している。また、前記第１軸受２５は、ハウジング本体３１の一端３１ａの内周に設けられた軸受保持部３７に保持されている。
第２軸受２６は、ハウジング本体３１の軸方向の中間部に設けられた軸受保持部３８に保持され、出力軸２４の一端２４ａ付近の外周を回転可能に支持している。第２軸受２６は、軸受保持部３８に嵌合固定された外輪３９と、出力軸２４の外周に一体回転可能に嵌合された内輪４０とを含む。

第２軸受２６の外輪３９の一端面が、ハウジング本体３１の軸受保持部３８の一端に形成された位置決め段部４１に当接することによって、外輪３９が、出力軸２４の軸方向（操舵軸９の回転軸線方向Ｘ１）の一方側（第１軸受２５側）へ移動することが規制されている。また、第２軸受２６の内輪４０の一端面が、出力軸２４の外周に形成された位置決め段部４２に当接することによって、内輪４０が、出力軸２４の軸方向の他方側（第３軸受２７側）へ移動することが規制されている。

トルクセンサ１３は、第１ハウジング１１内において、第１軸受２５と第２軸受２６との間に配置されている。トルクセンサ１３は、入力軸２２に一体回転可能に連結された多極磁石５２と、多極磁石５２の回りに出力軸２４と一体回転するヨーク組立体５３と、一対の集磁リング５４，５５と、両集磁リング５４，５５に設けられ入力軸２２の軸方向に対向する集磁板５６と、集磁板５６間に配置された一対の磁気センサとしてのホールＩＣ５７（図２では一方のホールＩＣ５７のみを示してある。）とを備えている。

多極磁石５２は、図示していないが、周方向に各複数のＮ極およびＳ極を並べ、これらを樹脂製の保持筒により一体化してなる円筒磁石として構成されている。また、ヨーク組立体５３は、２個一組のヨークリング５８，５９を備えている。ヨーク組立体５３は、両ヨークリング５８，５９を円筒形にモールド成形した保持筒６０によって保持させて構成されている。

ホールＩＣ５７は、集磁リング５４，５５の集磁板５６間に生ずる磁束の密度を検出する。具体的には、ホールＩＣ５７は、集磁板間に生ずる磁束のうち、入力軸２２の軸方向に平行な成分に応じた出力（電位差）を生じるように配置されている。ＥＣＵ１９は、ホールＩＣ５７からの出力信号のレベル、即ちホールＩＣ５７の出力電圧に基づいて、操舵軸９に入力された操舵トルクを算出する構成となっている。

反力モータ１０は、出力軸２４と一体回転可能なロータ６１と、ロータ６１を同心に取り囲み、ハウジング本体３１の内周に固定されたステータ６２とを備えている。ロータ６１は、シャフトとしての操舵軸９の回転軸線Ｌ１と同軸的に設けられて、回転軸線Ｌ１を中心として回転する。ロータ６１は、出力軸２４と一体回転可能な筒状部としてのロータコア６３と、ロータコア６３に一体回転可能に連結された永久磁石６４とを備えている。

第１ハウジング１１内において、第３軸受２７と第２軸受２６との間に、操舵角センサ１２が配置されている。操舵角センサ１２は、例えばレゾルバを用いて構成されている。具体的には、操舵角センサ１２は、出力軸２４と一体回転可能に連結されたレゾルバロータ６７と、ハウジング本体３１の内周に固定され、レゾルバロータ６７を取り囲むレゾルバステータ６８とを備えている。

第１ハウジング１１内において、第３軸受２７と操舵角センサ１２との間には、第１ギヤ８０が設けられている。第１ギヤ８０は、操舵軸９の回転軸線Ｌ１と同軸的に設けられており、出力軸２４と一体可能に連結されている。
ステアリング装置１は、操舵部材２の回転角度を規制する回転規制機構８１を備えている。回転規制機構８１は、第１ハウジング１１と一体に形成された第２ハウジング８２内に収容されている。第２ハウジング８２内の空間は、第１ハウジング１１のハウジング本体３１内の空間に連通している。

図３は、図２の一部の拡大図であり、回転規制機構８１を示している。
図３を参照して、回転規制機構８１は、軸方向Ｘ２に延びるねじ軸８３と、ナットからなる単一の駆動部材８４と、軸方向Ｘ２における駆動部材８４の両側に配置された従動部材８５とを含む。
また、回転規制機構８１は、第２ハウジング８２と一体に設けられ、回転不能且つ軸方向移動不能に軸方向Ｘ２におけるねじ軸８３の両端を固定する一対の固定部８６と、各固定部８６と対応する従動部材８５との間に介在する一対の付勢部材８７とを含む。

ねじ軸８３は、操舵軸９と平行に配置されている（図２参照）。ねじ軸８３は、外周にねじ部８３ａとねじ部８３ａに軸方向Ｘ２の両側から隣接する一対のストレート部８３ｂとを有する。
駆動部材８４は、ねじ軸８３のねじ部８３ａに螺合する。駆動部材８４の外周面には、第１ギヤ８０と噛み合う第２ギヤ８８が設けられている。そのため、駆動部材８４は、操舵軸９の第１ギヤ８０を介して操舵部材２とともに回転可能である（図２参照）。その際、駆動部材８４は、ねじ軸８３の回転軸線Ｌ２を中心とする回転方向Ｒに回転しながら軸方向Ｘ２に沿って移動する。駆動部材８４の各軸方向端面８４ａ，８４ｂには、軸方向Ｘ２に起伏し周方向Ｃに並ぶ複数の駆動歯８９が形成されている。

各従動部材８５は、対応するストレート部８３ｂにそれぞれ軸方向移動可能に且つ回転可能に支持されている。各従動部材８５は、一方の軸方向端面８５ａ（駆動部材８４側の端面）に対応する駆動歯８９に噛み合い可能な複数の従動歯９０を有し、他方の軸方向端面８５ｂ（対応する固定部８６側の端面）に係合部９１を有する。係合部９１は、例えば、軸方向端面８５ｂから軸方向Ｘ２に延びる１本または複数本のピンである。本実施形態では、係合部９１は、２本のピンによって構成されている。当該ピンは、複数設けられていることが好ましい。

各固定部８６は、対応する従動部材８５の他方の軸方向端面８５ｂと軸方向Ｘ２に対向する対向面８６ａを有する。固定部８６の対向面８６ａには、従動部材８５の係合部９１と凹凸係合して対応する従動部材８５の回転を規制する規制部９２が設けられている。
図４は、ねじ軸８３の軸方向Ｘ２から見た固定部８６の対向面８６ａの一部を示した図である。図４を参照して、規制部９２は、例えば、駆動部材８４の回転方向Ｒに沿って等間隔で並ぶように対向面８６ａに形成された複数（係合部９１のピンの数以上の数）の孔である。係合部９１が１本のピンである場合、規制部９２は、対向面８６ａに形成された１つの孔であってもよい。

図３を参照して、規制部９２の孔の開口の周縁部と、係合部９１のピンの先端とは、面取りされていることが好ましい。この場合、係合部９１と規制部９２との係合が面取りによって案内される。
各付勢部材８７は、対応する従動部材８５をそれぞれ駆動部材８４側へ付勢する。付勢部材８７は、例えば、軸方向Ｘ２に伸縮可能なコイル状の複数のばね等であり、対応する固定部８６の対向面８６ａと、対応する従動部材８５の他方の軸方向端面８５ｂとの間で弾性的に圧縮される。付勢部材８７は、対応する固定部８６または従動部材８５のうちの少なくとも一方に対して摺動可能に連結されている。

図５は図３の要部を拡大した図である。図５では、説明の便宜上、軸方向Ｘ２の一方側の駆動歯８９および従動歯９０のみを図示しているが、軸方向Ｘ２の他方側の駆動歯８９および従動歯９０も同様の構成を有する（後述する図６も同様）。軸方向Ｘ２の他方側の駆動歯８９および従動歯９０の構成および動作は、軸方向Ｘ２の一方側の駆動歯８９および従動歯９０の構成および動作と同様である。そのため、以下では、軸方向Ｘ２の他方側の駆動歯８９および従動歯９０の具体的な構成および動作についてはその説明を省略する。

各駆動歯８９は、歯頂部９３と、歯頂部９３を回転方向Ｒから挟んで配置された第１歯面９４と第２歯面９５とを含む。駆動部材８４が軸方向Ｘ２の一方側に移動する際、一方側の軸方向端面８４ａでは、第１歯面９４は、同じ駆動歯８９の第２歯面９５よりも回転方向Ｒにおける下流側（白抜き矢印が指す側）に位置する。第１歯面９４は、歯頂部９３から軸方向Ｘ２に延びる頂部側部分９４ａと、頂部側部分９４ａから歯底部９６へ延びる歯元側部分９４ｂとを含む。歯元側部分９４ｂは、軸方向Ｘ２に対して傾斜している。第２歯面９５は、軸方向Ｘ２に対して傾斜している。

各従動歯９０は、歯頂部９７と、歯頂部９７を回転方向Ｒから挟んで配置された第３歯面９８と第４歯面９９とを含む。駆動部材８４が軸方向Ｘ２の一方側に移動する際、軸方向Ｘ２の一方側の従動部材８５では、第３歯面９８は、同じ従動歯９０の第４歯面９９よりも回転方向Ｒにおける上流側（白抜き矢印が指す側とは逆側）に位置する。第３歯面９８は、第１歯面９４の頂部側部分９４ａと回転方向Ｒに対向して軸方向Ｘ２に延びる。第４歯面９９は、軸方向Ｘ２に対して傾斜し、対応する駆動歯８９の第２歯面９５と回転方向Ｒに対向している。

なお、駆動部材８４が軸方向Ｘ２の他方側に移動する際の他方側の軸方向端面８４ｂ周辺の各歯面９４，９５，９８，９９同士の位置関係は、駆動部材８４が軸方向Ｘ２の一方側に移動する際の一方側の軸方向端面８４ａの周辺の各歯面９４，９５，９８，９９同士の位置関係と同様である。すなわち、駆動部材８４が軸方向Ｘ２の他方側に移動する際、他方の従動部材８５では、第１歯面９４は、第２歯面９５よりも回転方向Ｒにおける下流側に位置する。駆動部材８４が軸方向Ｘ２の他方側に移動する際、他方側の従動部材８５では、第３歯面９８は、第４歯面９９よりも回転方向Ｒにおける上流側に位置する。

以下では、回転規制機構８１の動作を図６も参照して説明する。図６（ａ）は、軸方向Ｘ２の一方側の従動部材８５と駆動部材８４とが一体回転している状態の回転規制機構８１の概略断面図であり、図６（ｂ）は、軸方向Ｘ２の一方側の従動部材８５の回転が規制された状態の回転規制機構８１の概略断面図であり、図６（ｃ）は、図６（ｂ）の状態から駆動部材８４が従動部材８５に対して回転した後の回転規制機構８１の概略断面図である。

操舵部材２が操舵中立位置に位置している状態では、駆動部材８４は、図２に示すように、ねじ軸８３の軸方向Ｘ２における略中央に位置する。この状態から、操舵部材２を回転させて駆動部材８４を回転させると、駆動部材８４は、回転方向Ｒに回転しながら、軸方向Ｘ２の例えば一方側に移動する。やがて、駆動部材８４の駆動歯８９が軸方向Ｘ２の一方側の従動部材８５の対応する従動歯９０と噛み合う。

駆動部材８４の駆動歯８９が対応する従動歯９０と噛み合った状態から駆動部材８４を同じ方向にさらに回転させると、軸方向Ｘ２の一方側の従動部材８５は、駆動部材８４と回転方向Ｒに一体回転しながら軸方向Ｘ２の一方側に一体移動し、対応する固定部８６に近づく。このとき、軸方向Ｘ２の一方側の従動部材８５が軸方向Ｘ２の一方側に移動することにより、対応する付勢部材８７は、当該従動部材８５と対応する固定部８６との間で軸方向Ｘ２に圧縮される。そのため、対応する付勢部材８７は、当該従動部材８５を駆動部材８４側へ付勢する。

これにより、図６（ａ）に示すように、駆動歯８９の第２歯面９５と従動歯９０の第４歯面９９とが接触し、回転方向Ｒにおける駆動歯８９の歯底部９６の位相と、回転方向Ｒにおける従動歯９０の歯頂部９７の位相とが一致する状態で、駆動部材８４と軸方向Ｘ２の一方側の従動部材８５とが一体回転する。このとき、当該の従動部材８５の係合部９１と、対応する固定部８６に設けられた規制部９２とは、係合していない。このときの係合部９１と規制部９２との状態を非係合状態ということにする。

図６（ａ）に示す状態から駆動部材８４を同じ方向にさらに回転させると、対応する付勢部材８７に抗して接近した従動部材８５の係合部９１は、対応する規制部９２に係合する。具体的には、係合部９１のピンの先端は、図６（ｂ）に示すように、対応する固定部８６の規制部９２のいずれかの孔の開口の周縁部に当接する。これにより、軸方向Ｘ２の一方側の従動部材８５の回転が規制される。このように、係合部９１と対応する規制部９２とが係合した状態を係合状態ということにする。

ここで、図６（ｂ）を参照して、図面の略中央の従動歯９０を従動歯９０ａとし、従動歯９０ａの回転方向Ｒ下流側（白抜き矢印が指す側）の従動歯９０を従動歯９０ｂとし、従動歯９０ａ，９０ｂのそれぞれの回転方向Ｒ上流側（白抜き矢印が指す側とは逆側）の駆動歯８９をそれぞれ駆動歯８９ａおよび駆動歯８９ｂとする。
係合部９１と対応する規制部９２との係合状態では、図６（ｂ）の状態から駆動部材８４を同じ方向にさらに回転させると、駆動部材８４が軸方向Ｘ２の一方側の従動部材８５に対して所定量回転することにより、当該従動部材８５が駆動部材８４に対して軸方向Ｘ２に移動する。これにより、回転規制機構８１の状態は、図６（ｃ）に示す状態に変化する。

詳しくは、駆動部材８４が軸方向Ｘ２の一方側の従動部材８５に対して回転することによって、従動歯９０ａ，９０ｂのそれぞれの歯頂部９７は、対応する駆動歯８９ａ，８９ｂの第１歯面９４の歯元側部分９４ｂによって軸方向Ｘ２の一方側（対応する固定部８６側）に押される。これにより、軸方向Ｘ２の一方側の従動部材８５は、対応する歯元側部分９４ｂ上で歯頂部９７を滑らせるように軸方向Ｘ２の一方側へ移動する。このように、歯元側部分９４ｂは、従動部材８５に対する駆動部材８４の所定回転量の回転を歯頂部９７の軸方向移動に変換して、従動部材８５を軸方向Ｘ２に所定量（軸方向Ｘ２における歯元側部分９４ｂの長さＤ１に相当する量）移動させる。

そして、対応する駆動歯８９ａ，８９ｂの第１歯面９４の頂部側部分９４ａと、従動歯９０ａ，９０ｂの第３歯面９８とが係合することによって、軸方向Ｘ２の一方側の従動部材８５が軸方向Ｘ２へ移動しなくなり、駆動部材８４が回転しなくなる。つまり、軸方向Ｘ２に延びる歯面同士（第１歯面９４の頂部側部分９４ａと、第３歯面９８と）が係合することにより、駆動部材８４の回転が規制される。駆動部材８４の回転が規制されると、駆動部材８４の第２ギヤ８８に噛み合う操舵軸９の第１ギヤ８０を介して、操舵部材２の回転が規制される（図２参照）。

係合部９１が規制部９２に係合した状態から軸方向Ｘ２へ移動した量（移動量）Ｄ２は、軸方向Ｘ２への歯頂部９７の移動量（軸方向Ｘ２における歯元側部分９４ｂの長さ）Ｄ１と等しい。
図６（ｃ）の状態から、操舵部材２を先程とは逆方向に回転させると、駆動部材８４が先程とは逆方向に回転する。ここで、軸方向Ｘ２の一方側の従動部材８５と対応する固定部８６との間で圧縮されていた付勢部材８７が、圧縮される前の状態に戻ろうとして、軸方向Ｘ２の一方側の従動部材８５を軸方向Ｘ２の他方側（駆動部材８４側）に付勢する。そのため、当該従動部材８５は、歯頂部９７を第１歯面９４の歯元側部分９４ｂ上で滑らせるように軸方向Ｘ２の他方側へ移動する。これにより、駆動部材８４および従動部材８５は、図６（ｂ）に示す位置を経由して図６（ａ）に示す位置へ戻る。軸方向Ｘ２の一方側の従動部材８５が、対応する付勢部材８７によって付勢されなくなると、駆動部材８４の駆動歯８９と従動部材８５の従動歯９０との係合が解除される。

操舵部材２をさらに回転させ続けて駆動部材８４を軸方向Ｘ２の他方側へ移動させると、駆動部材８４は、ねじ軸８３の軸方向Ｘ２における略中央（図３の駆動部材８４の位置）を経由して、他方側の軸方向端面８４ｂの複数の駆動歯８９が軸方向Ｘ２の他方側の従動部材８５の複数の従動歯９０と噛み合う位置まで移動する。
最終的には、軸方向Ｘ２の他方側の従動部材８５の係合部９１が対応する固定部８６の規制部９２に軸方向Ｘ２に凹凸係合し、駆動部材８４の他方側の軸方向端面８４ｂの駆動歯８９の第１歯面９４の頂部側部分９４ａと、軸方向Ｘ２の他方側の従動部材８５の従動歯９０の第３歯面９８とが係合することによって、駆動部材８４および操舵部材２（図２参照）の回転が規制される。このように、駆動部材８４の互いに逆向きの回転が対応する従動部材８５を介して対応する固定部８６の規制部９２によって規制される。

本実施形態によれば、回転規制機構８１が、ねじ軸８３に螺合するナットからなる駆動部材８４の回転を規制する構造を採用しているため、回転規制機構８１の構造を簡素化することができる。
係合部９１と規制部９２との係合状態では、操舵部材２（図２参照）とともに回転する駆動部材８４の回転が規制される際、駆動歯８９の第１歯面９４の軸方向Ｘ２に延びる頂部側部分９４ａと、対応する従動歯９０の軸方向Ｘ２に延びる第３歯面９８とが係合する。そのため、駆動部材８４と対応する従動部材８５との間には、軸方向Ｘ２の分力が発生しないので、駆動部材８４は、ねじ軸８３にロックされない。したがって、回転規制後の操舵部材２の始動を円滑に行うことができる。

また、係合部９１と規制部９２との係合状態で、駆動部材８４が対応する従動部材８５に対して所定回転量回転することにより、第１歯面９４の頂部側部分９４ａと対応する第３歯面９８とが係合する。対応する従動部材８５に対して駆動部材８４が所定回転量回転する際、第１歯面９４の歯元側部分９４ｂが、対応する従動部材８５の従動歯９０の歯頂部９７の軸方向移動に変換して対応する従動部材８５を軸方向Ｘに所定量（長さＤ１に相当する量）移動させる。そのため、係合部９１が規制部９２と係合する量が軸方向Ｘ２において増大する。したがって、係合部９１と規制部９２とが確実に係合される。

また、駆動部材８４の互いに逆向きの回転が対応する従動部材８５を介して対応する固定部８６の規制部９２によって規制されるので、操舵部材２の回転方向にかかわらず、操舵部材２および駆動部材８４の回転を規制することができる。
また、ねじ軸８３は操舵部材２と一体回転する操舵軸９と平行に配置されているため、ねじ軸８３の軸方向Ｘ２の両側において部品の共通化を図ることができる。

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。
例えば、本発明の変形例を示した図７に示すように、規制部９２は、回転方向Ｒに隣接する孔同士の一部が重なり合うことによって、全体として環状溝を構成していてもよい。この場合、回転方向Ｒにおいて係合部９１が規制部９２に係合可能な箇所が増大するので、係合部９１と規制部９２とを確実に係合させることができる。

また、本実施形態とは異なり、ねじ軸８３が操舵軸９と同軸的に設けられていてもよい。
また、本実施形態とは異なり、係合部９１が孔であって規制部９２がピンであってもよく、係合部９１と規制部９２との凹凸係合によって従動部材８５の回転を規制できればよい。

１…ステアリング装置、２…操舵部材、９…操舵軸（シャフト）、８１…回転規制機構、８３…ねじ軸、８３ａ…ねじ部、８３ｂ…ストレート部、８４…駆動部材、８４ａ…軸方向端面、８４ｂ…軸方向端面、８５…従動部材、８５ａ…一方の軸方向端面、８５ｂ…他方の軸方向端面、８６…固定部、８７…付勢部材、８９；８９ａ，８９ｂ…駆動歯、９０；９０ａ，９０ｂ…従動歯、９１…係合部、９２…規制部、９３…歯頂部、９４…第１歯面、９４ａ…頂部側部分、９４ｂ…歯元側部分、９５…第２歯面、９６…歯底部、９７…歯頂部、９８…第３歯面、９９…第４歯面、Ａ…転舵機構、Ｃ…周方向、Ｄ１…長さ、Ｒ…回転方向、Ｘ２…軸方向

Claims (4)

1. 転舵機構に対する機械的な連結が解除された操舵部材の回転角度を規制する回転規制機構において、
   固定部と、
   端部が前記固定部に固定され、外周にねじ部と前記ねじ部に隣接するストレート部とを有するねじ軸と、
   前記操舵部材とともに回転し前記ねじ部に螺合するナットからなり、軸方向端面に軸方向に起伏し周方向に並ぶ複数の駆動歯が形成された駆動部材と、
   前記ストレート部に軸方向移動可能に且つ回転可能に支持され、一方の軸方向端面に前記駆動歯と噛み合い可能な従動歯を有し、他方の軸方向端面に係合部を有する従動部材と、
   前記固定部と前記従動部材との間に介在し、前記従動部材を前記駆動部材側へ付勢する付勢部材と、
   前記固定部に設けられ、前記付勢部材に抗して接近した前記従動部材の前記係合部と前記軸方向に凹凸係合して前記従動部材の回転を規制する規制部と、を備え、
   前記係合部と前記規制部との非係合状態では、前記駆動歯の歯底部の位相と前記従動歯の歯頂部の位相とが一致する状態で前記駆動部材と前記従動部材とが一体回転可能であり、
   前記係合部と前記規制部との係合状態では、前記駆動部材が前記従動部材に対して所定量回転することにより、前記駆動歯および前記従動歯の軸方向に延びる歯面同士が係合して前記駆動部材および前記操舵部材の回転が規制されるように構成されているステアリング装置。
2. 請求項１において、前記駆動歯は、歯頂部と、前記歯頂部を挟んで配置された第１歯面と第２歯面とを含み、
   前記第１歯面は、前記歯頂部から前記軸方向に延びる頂部側部分と、前記頂部側部分から前記歯底部へ延び前記軸方向に対して傾斜する歯元側部分と、を含み、
   前記第２歯面は、前記軸方向に対して傾斜し、
   前記従動歯は、前記歯頂部を挟んで配置された第３歯面と第４歯面とを含み、
   前記第３歯面は、前記第１歯面の前記頂部側部分と回転方向に対向して前記軸方向に延び、
   前記第４歯面は、前記軸方向に対して傾斜して前記第２歯面と前記回転方向に対向し、
   前記係合部と前記規制部との係合状態では、前記駆動部材が前記従動部材に対して所定回転量回転することにより、前記第１歯面の前記歯元側部分が前記駆動部材の所定回転量の回転を前記従動歯の前記歯頂部の軸方向移動に変換して前記従動部材を前記軸方向に所定量移動させた状態で、前記第１歯面の前記頂部側部分と前記第３歯面とが係合して前記駆動部材および前記操舵部材の回転が規制されるように構成されている、ステアリング装置。
3. 請求項１または２において、前記固定部として、前記ねじ軸の一対の端部をそれぞれ固定する一対の固定部が設けられ、
   前記ストレート部として、前記ねじ部の両側に一対のストレート部が設けられ、
   前記従動部材として、単一の駆動部材の両側に配置されて対応するストレート部によって支持された一対の従動部材が設けられ、
   前記駆動部材の互いに逆向きの回転が、対応する前記従動部材を介して対応する前記固定部の前記規制部によって規制されるように構成されている、ステアリング装置。
4. 請求項１〜３の何れか一項において、前記ねじ軸は前記操舵部材と一体回転するシャフトと平行に配置されている、ステアリング装置。

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