JP7052529B2 - アクチュエータ及びステアバイワイヤ式操舵装置 - Google Patents

Description

本発明は、逆入力遮断クラッチを備えたアクチュエータ及び該アクチュエータを組み込んだステアバイワイヤ式操舵装置に関する。

逆入力遮断クラッチは、駆動源などの入力側機構に接続される入力部材と、減速機構などの出力側機構に接続される出力部材を備えており、入力部材に入力される回転トルクは出力部材に伝達するのに対し、出力部材に逆入力される回転トルクは完全に遮断して、入力部材に伝達しないか又はその一部のみを入力部材に伝達して残部を遮断する機能を有している。

逆入力遮断クラッチは、出力部材に逆入力される回転トルクを遮断する機構の相違により、ロック式とフリー式に大別される。ロック式の逆入力遮断クラッチは、出力部材に回転トルクが逆入力された際に、出力部材の回転を防止又は抑制する機構を備えている。一方、フリー式の逆入力遮断クラッチは、出力部材に回転トルクが入力された際に、出力部材を空転させる機構を備えている。ロック式の逆入力遮断クラッチとフリー式の逆入力遮断クラッチとの何れを使用するかについては、逆入力遮断クラッチを組み込む装置の用途などによって適宜決定される。

特開２００７－２３２０９５号公報、特開２００４－０８４９１８号公報などには、ロック式の逆入力遮断クラッチが記載されている。これらの公報に記載された逆入力遮断クラッチは、出力部材に回転トルクが逆入力された際に、内方部材と外方部材との間のくさび形空間に配置された転動体を、くさび形空間のうち径方向に関する幅の狭い側に移動させて、内方部材と外方部材との間で突っ張らせることにより、出力部材の回転を防止する機構を備えている。

特開２００７－２３２０９５号公報 特開２００４－０８４９１８号公報

特開２００７－２３２０９５号公報、及び、特開２００４－０８４９１８号公報に記載された逆入力遮断クラッチでは、出力部材に回転トルクが逆入力された際に、くさび形空間の径方向に関する幅の狭い部分に転動体が噛み込まれるが、この噛み込まれる力は、出力部材に逆入力された回転トルクに応じた大きさとなる。このため、この噛み込まれる力が大きくなった場合には、その後、入力部材にトルクが入力された際にも、くさび形空間の径方向に関する幅の狭い部分に転動体が噛み込まれた状態、すなわち、出力部材の回転を防止した状態が解除されにくくなる可能性がある。

本発明の目的は、出力部材の回転を防止又は抑制した状態を容易に解除することができる逆入力遮断クラッチを備えたアクチュエータを提供することにある。

本発明のアクチュエータは、逆入力遮断クラッチと、回転直動変換機構とを備えている。
前記逆入力遮断クラッチは、入力部材と、出力部材と、被押圧部材と、係合子とを備えている。
前記入力部材と前記出力部材とは、互いに同軸に配置されている。
前記被押圧部材は、被押圧面を有している。
前記係合子は、前記入力部材に回転トルクが入力されると、前記入力部材との係合に基づいて前記被押圧面から離れる方向に移動し、前記入力部材に入力された回転トルクを前記出力部材との係合に基づいて前記出力部材に伝達し、かつ、前記出力部材に回転トルクが逆入力されると、前記出力部材との係合に基づいて前記被押圧面に近づく方向に移動し、前記被押圧面に押し付けられることで、前記出力部材に逆入力された回転トルクを前記入力部材に伝達しないか又は前記出力部材に逆入力された回転トルクの一部を前記入力部材との係合に基づいて前記入力部材に伝達し残部を遮断する。
前記回転直動変換機構は、回転部材と直動部材とを有し、前記回転部材の回転運動を前記直動部材の直動運動に変換可能なものである。
前記出力部材が前記回転部材に直接又は他の部材を介して回転トルクを伝達可能に接続されている。

前記入力部材は、回転中心から径方向に外れた部分に入力係合部を有するものとすることができる。
前記出力部材は、前記入力係合部に対して径方向内側に位置する部分に出力係合部を有するものとすることができる。
前記被押圧面は、前記入力係合部及び前記出力係合部の周囲を取り囲む前記被押圧部材の内周面に形成することができる。
前記係合子は、前記被押圧面の径方向内側に配置され、前記入力係合部と係合する入力係合面と、前記出力係合部と係合する出力係合面と、前記被押圧面に押し付けられる押圧面とを有するものとすることができる。

前記係合子が前記出力係合部を径方向両側から挟むように１対備えられたものとすることができる。

前記被押圧面を円弧状の凹面とし、前記係合子の押圧面を、前記被押圧面よりも曲率半径が小さくかつ周方向に離隔して設けられた１対の円弧状の凸面とすることができる。

前記係合子を前記被押圧面に近づく方向に付勢する弾性部材をさらに備えたものとすることができる。

前記係合子が前記被押圧面に対して遠近動する方向に移動するのを案内するガイド部材を備えたものとすることができる。

前記被押圧部材を支持するハウジングをさらに備えており、前記被押圧部材は、凹凸面部が設けられた外周面を有しており、該外周面が前記ハウジングの内周面に圧入内嵌されたものとすることができる。

前記回転直動変換機構を、ピニオン歯を有するピニオン軸と、前記ピニオン歯と噛合したラック歯を有するラック軸とを備え、前記回転部材を前記ピニオン軸とし、前記直動部材を前記ラック軸とした、ラックアンドピニオン機構とすることができる。

前記回転直動変換機構を、内周面に雌側螺旋溝を有するナットと、外周面に雄側螺旋溝を有するねじ軸と、前記雌側螺旋溝と前記雄側螺旋溝との間に配置された複数のボールとを備え、かつ、前記回転部材を前記ナットと前記ねじ軸とのうちの一方とし、前記直動部材を前記ナットと前記ねじ軸とのうちの他方とした、ボールねじ機構とすることができる。

前記回転直動変換機構を、内周面に雌ねじ部を有するナットと、外周面に前記雌ねじ部と螺合する雄ねじ部を有するねじ軸とを備え、かつ、前記回転部材を前記ナットと前記ねじ軸とのうちの一方とし、前記直動部材を前記ナットと前記ねじ軸とのうちの他方とした、滑りねじ機構とすることができる。

前記回転直動変換機構を、内周面に雌ねじ部を有するナットと、外周面に雄ねじ部を有するねじ軸と、外周面に前記雌ねじ部及び前記雄ねじ部の双方に噛み合うローラねじ部を有する複数の遊星ローラとを備え、かつ、前記回転部材を前記ナットと前記ねじ軸とのうちの一方とし、前記直動部材を前記ナットと前記ねじ軸とのうちの他方とした、遊星ローラねじ機構とすることができる。

前記出力部材が前記ナットに対して同軸に固定されたものとすることができる。

前記入力部材に入力される回転トルク、又は、前記出力部材から出力された回転トルクを増大するための減速機構を備えたものとすることができる。

前記入力部材に入力される回転トルクの発生源となる電動モータを備えたものとすることができる。

前記電動モータが前記直動部材の周囲に同軸に配置されたものとすることができる。

本発明のステアバイワイヤ式操舵装置は、左右１組の前輪と左右１組の後輪とのうちの少なくとも一方の組を転舵輪として、該転舵輪の転舵角の調節をアクチュエータにより行う。
前記アクチュエータは、本発明のアクチュエータである。

前記転舵輪の転舵角の調節を、１つのアクチュエータにより行う構成を有するものとすることができる。

前記転舵輪の転舵角の調節を、該転舵輪のそれぞれに１つずつ設けられたアクチュエータにより行う構成を有するものとすることができる。

本発明によれば、出力部材の回転を防止又は抑制した状態を容易に解除することができる。

図１は、実施の形態の第１例に関するステアバイワイヤ式操舵装置の模式図である。 図２は、実施の形態の第１例に関する逆入力遮断クラッチの設置部の断面図である。 図３は、実施の形態の第１例に関する逆入力遮断クラッチを示す断面図である。 図４は、実施の形態の第１例に関する逆入力遮断クラッチの斜視図である。 図５は、実施の形態の第１例に関する逆入力遮断クラッチに関して、入力部材に回転トルクが入力された状態を示す図である。 図６は、実施の形態の第１例に関する逆入力遮断クラッチに関して、出力部材に回転トルクが逆入力された状態を示す図である。 図７は、実施の形態の第１例に関する逆入力遮断クラッチに関して、出力部材に回転トルクが逆入力された際に、出力部材から係合子に作用する力の関係を示す図６の部分拡大図である。 図８は、実施の形態の第１例に関する逆入力遮断クラッチに関して、出力部材に回転トルクが逆入力された際に、出力部材がロックする条件を説明するために示す図である。 図９は、実施の形態の第１例に関する逆入力遮断クラッチを構成する入力部材を取り出して示す斜視図である。 図１０は、実施の形態の第１例に関する逆入力遮断クラッチを構成する出力部材を取り出して示す斜視図である。 図１１は、実施の形態の第１例に関する逆入力遮断クラッチを構成する被押圧部材を取り出して示す斜視図である。 図１２は、被押圧部材の外周面に設ける凹凸面部のローレット模様の別例を示す図である。 図１３は、実施の形態の第２例に関するステアバイワイヤ式操舵装置を構成するアクチュエータの模式図である。 図１４は、実施の形態の第３例に関する、図１３に相当する図である。 図１５は、実施の形態の第４例に関する、図１３に相当する図である。 図１６は、実施の形態の第５例に関する、図１３に相当する図である。 図１７は、実施の形態の第６例に関する、図１３に相当する図である。 図１８は、実施の形態の第７例に関する、図１３に相当する図である。 図１９は、実施の形態の第７例に関するステアバイワイヤ式操舵装置に関して、逆入力遮断クラッチ及びボールねじ機構を取り出して示す斜視図である。 図２０は、実施の形態の第８例に関する、図１３に相当する図である。 図２１は、実施の形態の第９例に関する、図３に相当する図である。 図２２は、図２１のＡ－Ａ断面図である。 図２３は、実施の形態の第１０例に関する、図３に相当する図である。 図２４は、回転直動変換機構として採用することができる、滑りねじ機構の部分断面図である。 図２５は、回転直動変換機構として採用することができる、遊星ローラねじ機構の部分断面図である。

［実施の形態の第１例］
実施の形態の第１例について、図１～図１２を用いて説明する。
図１は、逆入力遮断クラッチ１を備えたアクチュエータ２を含んで構成される、自動車のステアバイワイヤ式操舵装置３を模式的に示している。

本例のステアバイワイヤ式操舵装置３は、操舵部材であるステアリングホイール４と、左右１組の前輪である１対の転舵輪５とが機械的に切り離されており、ステアリングホイール４の回転量や回転力などをセンサで検知し、これらのセンサ情報に基づいてアクチュエータ２の動作を制御することにより、１対の転舵輪５の転舵角（タイヤ角）を調節する。

ステアバイワイヤ式操舵装置３は、ステアリングホイール４と、操舵シャフト６と、反力付加装置７と、弾性部材８と、操舵角センサ９と、トルクセンサ１０と、転舵角センサ１１と、制御装置（ＥＣＵ）１２と、第１駆動回路１３と、第２駆動回路１４と、アクチュエータ２と、１対のタイロッド１５とを備えている。

ステアリングホイール４は、車体に対して回転可能に支持された操舵シャフト６の後端部（上端部）に結合されている。

反力付加装置７は、ステアリングホイール４に操作反力を与えるためのもので、操舵シャフト６の軸方向中間部に組み付けられている。操作反力は、反力付加装置７を構成する図示しない電動モータを駆動源として発生する。

弾性部材８は、渦巻きばねなどにより構成されたもので、操舵シャフト６の前端部（下端部）と車体との間に掛け渡されている。弾性部材８は、反力付加装置７がステアリングホイール４にトルクを付加していないときに、その弾性力によって、ステアリングホイール４を直進操舵位置に復帰させるものである。

操舵角センサ９は、ステアリングホイール４の操舵角θｈを検出するためのもので、操舵シャフト６の一部（図示の例では、反力付加装置７の後側に隣接する部分）に組み付けられている。

トルクセンサ１０は、ステアリングホイール４に加えられた操舵トルクＴを検出するためのもので、操舵シャフト６の一部（図示の例では、反力付加装置７の前側に隣接する部分）に組み付けられている。

転舵角センサ１１は、１対の転舵輪５の転舵角δｗを検出するためのものである。本例では、転舵角センサ１１は、一方（図１における左方）の転舵輪５の近傍に配置されている。

制御装置１２には、操舵角センサ９、トルクセンサ１０、転舵角センサ１１のほか、車両の速度である車速Ｖを検出するための車速センサ１６、運転者によるアクセルペダルの操作量Ａを検出するためのアクセル操作量センサ１７、運転者によるブレーキペダルの操作量Ｂを検出するためのブレーキ操作量センサ１８、車両の上下加速度Ｇｚを検出するための上下加速度センサ１９、車両の横加速度Ｇｙを検出するための横加速度センサ２０、車両のヨーレートγを検出するためのヨーレートセンサ２１の、それぞれの検出信号が入力されるようになっている。

制御装置１２は、操舵角センサ９によって検出された操舵角θｈ及び車速センサ１６によって検出された車速Ｖに基づいて、目標転舵角を設定する。そして、この目標転舵角と転舵角センサ１１によって検出された転舵角δｗとの偏差に基づいて、第１駆動回路１３を介し、アクチュエータ２を駆動制御（転舵制御）する。これにより、転舵輪５の転舵角δｗが前記目標転舵角となるように調節する。また、制御装置１２は、操舵角センサ９、トルクセンサ１０、転舵角センサ１１、車速センサ１６、アクセル操作量センサ１７、ブレーキ操作量センサ１８、上下加速度センサ１９、横加速度センサ２０、ヨーレートセンサ２１の、それぞれの検出信号に基づいて、第２駆動回路１４を介し、反力付加装置７を駆動制御（反力制御）する。これにより、操舵シャフト６に対し、ステアリングホイール４の操舵方向と逆方向の適正な反力を付加する。

アクチュエータ２は、車体に支持固定されたハウジング２２と、駆動源である電動モータ２３と、逆入力遮断クラッチ１と、減速機構２４と、回転直動変換機構であるラックアンドピニオン機構２５とを備えている。

電動モータ２３は、両方向の回転駆動が可能な駆動軸（出力軸）２６を有するもので、ハウジング２２に支持されている。上述した転舵制御は、駆動軸２６の回転方向及び回転量などを制御することに基づいて行われる。

逆入力遮断クラッチ１は、ロック式の逆入力遮断クラッチであり、ハウジング２２内に収容されている。逆入力遮断クラッチ１は、入力部材３２に入力される回転トルクはその全てを出力部材３３に伝達するのに対し、出力部材３３に逆入力される回転トルクは入力部材３２に伝達しないか又はその一部のみを伝達し残部を遮断する、逆入力遮断機能を有している。このような逆入力遮断クラッチ１の具体的な構造及び動作については後述するが、本例では、入力部材３２は、電動モータ２３の駆動軸２６にトルク伝達可能に接続されている。

減速機構２４は、入力部から入力された回転トルクを減速して出力部から出力するためのもので、ハウジング２２内に収容されている。図示の例では、減速機構２４は、それぞれの回転中心軸を互いに平行に配置された複数の歯車同士を噛合させることにより構成された平行軸歯車機構である。減速機構２４の入力部は、逆入力遮断クラッチ１の出力部材３３にトルク伝達可能に接続されている。

なお、減速機構２４としては、平行軸歯車機構のほか、遊星歯車機構、傘歯車機構、波動歯車機構、サイクロイド減速機構、ベルト駆動式減速機構、チェーン駆動式減速機構、ウェッジローラ式トラクションドライブ減速機構や、これらの組み合わせなど、各種の減速機構を採用することができる。

ラックアンドピニオン機構２５は、回転部材であるピニオン軸２７と、直動部材であるラック軸２８とを含んで構成されたもので、ハウジング２２内に収容されている。ピニオン軸２７は、軸方向の一部にピニオン歯２９を有している。ラック軸２８は、軸方向中間部の側面にラック歯３０を有している。また、ラック軸２８は、その軸方向を車両の幅方向（図１の左右方向）に一致させた状態で、ハウジング２２に対して軸方向の変位のみを可能に支持されている。また、ピニオン軸２７は、その中心軸をラック軸２８の中心軸に対してねじれの位置に配置すると共に、ピニオン歯２９をラック歯３０に噛合させた状態で、ハウジング２２に対して自転のみを可能に支持されている。このような構成を有するラックアンドピニオン機構２５は、ピニオン軸２７の回転運動をラック軸２８の直動運動（軸方向運動）に変換可能である。ピニオン軸２７は減速機構２４の出力部に、回転トルクの伝達を可能に接続されている。

１対のタイロッド１５は、それぞれの基端部をラック軸２８の軸方向両端部に図示しない球面継手を介して結合されている。タイロッド１５のそれぞれの先端部は、ハウジング２２外に存在しており、左右１対のナックルアーム３１の基端部に揺動可能に結合されている。左右１対のナックルアーム３１のそれぞれの先端部は、図示しない左右１対のナックルに固定されている。また、左右１対のナックルは、それぞれが車体に対して、図示しないキングピンを中心とする揺動可能に支持されている。左右１対の転舵輪５のそれぞれは、ハブユニット軸受を介して、左右１対のナックルに対し回転可能に支持されている。

本例のステアバイワイヤ式操舵装置３では、ステアリングホイール４の操作に伴い、制御装置１２により目標転舵角が設定されて電動モータ２３が駆動され、駆動軸２６が回転すると、この回転が、逆入力遮断クラッチ１と減速機構２４とを介して、ピニオン軸２７に伝達される。そして、ピニオン軸２７の回転がラック軸２８の直動運動に変換されて、左右１対のタイロッド１５が押し引きされる。この結果、左右１対のナックルアーム３１が揺動変位することにより、左右１対のナックルがキングピンを中心として揺動変位することで、左右１対の転舵輪５の転舵角δｗが前記目標転舵角となるように調節される。

また、本例のステアバイワイヤ式操舵装置３では、転舵輪５が路面から受ける反力に基づいて、逆入力遮断クラッチ１の出力部材３３に回転トルクが逆入力される場合に、逆入力遮断クラッチ１は、後述するように、出力部材３３の回転を防止（出力部材３３をロック）して、出力部材３３に逆入力された回転トルクが入力部材３２に伝達されないようにするか、又は、出力部材３３の回転を抑制（出力部材３３を半ロック）して、出力部材３３に逆入力された回転トルクの一部のみが入力部材３２に伝達され残部が遮断されるようにしている。この結果、運転者がステアリングホイール４から手を放したとしても、出力部材３３をロックする場合は、転舵輪５の転舵角δｗを保持することができ、出力部材３３を半ロックする場合には、転舵輪５の転舵角δｗが急激に変化することを防止できる。要するに、転舵輪５が路面から受ける反力に対して、転舵輪５の転舵角δｗを保持したり、転舵輪５の転舵角δｗが急激に変化することを防止したりするための力を、電動モータ２３で発生させる必要がない。したがって、その分、電動モータ２３の電力消費量を削減することができる。

次に、図２～図１２を参照しつつ、逆入力遮断クラッチ１の具体的な構造及び動作について説明する。

（逆入力遮断クラッチ１の構造の説明）
本例の逆入力遮断クラッチ１は、ロック式の逆入力遮断クラッチであり、入力部材３２と、出力部材３３と、被押圧部材３４と、１対の係合子３５を備えている。
なお、特に断らない限り、逆入力遮断クラッチ１に関して、軸方向とは、入力部材３２の軸方向をいい、径方向（直径方向）とは、入力部材３２の径方向（直径方向）をいう。

入力部材３２は、金属製で、入力軸部３６と、それぞれが入力係合部である１対の入力係合凸部３７とを有している。入力軸部３６は、その基端部が電動モータ２３の駆動軸２６にトルク伝達可能に接続されている。なお、該接続のために、入力部材３２と駆動軸２６とを一体形成することもできる。１対の入力係合凸部３７は、略楕円柱形状を有し、入力軸部３６の先端面の直径方向反対側２個所位置から軸方向に伸長している。具体的には、１対の入力係合凸部３７は、入力軸部３６の先端面のうちで回転中心から径方向外方に外れた部分に、径方向に互いに離隔するようにしてそれぞれ設けられている。入力係合凸部３７は、その径方向外側面が、入力軸部３６の先端部外周面と同じ円筒面状の輪郭形状を有しており、その径方向内側面が、周方向中央部が径方向内方に突出した円弧状の凸面となっている。
なお、逆入力遮断クラッチ１に関して、特に断らない限り、軸方向とは、入力部材３２の軸方向をいい、径方向とは、入力部材３２の径方向をいう。

出力部材３３は、金属製で、入力部材３２と同軸に配置されており、出力軸部３８と、出力係合部である出力係合カム（出力係合凸部）３９を有している。出力軸部３８と出力係合カム３９は、互いに同軸上に直列に配置されている。出力軸部３８は、円柱形状を有し、その先端部が、減速機構２４の入力部にトルク伝達可能に接続されている。なお、該接続のために、出力軸部３８と減速機構２４の入力部とを一体形成することもできる。出力係合カム３９は、略長円柱形状を有し、出力軸部３８の基端面の中央部から軸方向に伸長している。出力係合カム３９の外周側面は、互いに平行な１対の平坦面と、１対の円弧状の凸面とから構成されている。具体的には、出力係合カム３９の外周側面には、短軸方向両側に１対の平坦面が設けられており、長軸方向両側に１対の円弧状の凸面が設けられている。このため、出力係合カム３９の回転中心から外周側面までの距離は、円周方向にわたり一定でない。出力係合カム３９は、１対の入力係合凸部３７の間部分に配置される。

被押圧部材３４は、金属製で、薄肉円環状に構成されており、ハウジング２２に固定されて、その回転が拘束されている。被押圧部材３４は、入力部材３２及び出力部材３３と同軸に、かつ、入力部材３２及び出力部材３３よりも径方向外側に配置されている。具体的には、逆入力遮断クラッチ１の組立状態で、被押圧部材３４の径方向内側に、１対の入力係合凸部３７及び出力係合カム３９が配置される。また、被押圧部材３４は、１対の入力係合凸部３７及び出力係合カム３９の周囲を取り囲む内周面に、円筒面状の凹面である被押圧面４０が全周にわたり設けられている。また、被押圧部材３４は、外周面に、ローレット加工により形成された凹凸面部４９（図１１参照）が設けられている。この凹凸面部４９は、熱処理が施されることで、硬度が高められている。

１対の係合子３５のそれぞれは、金属製で、略半円形板形状（弓形板形状）を有し、被押圧部材３４の径方向内側に配置されている。具体的には、１対の係合子３５は、被押圧面４０と出力係合カム３９との間に、出力係合カム３９を該出力係合カム３９の短軸方向に相当する径方向両側（図３の上下両側）から挟むように配置されている。１対の係合子３５は、互いに同形及び同大に造られた同一部品である。

１対の係合子３５のそれぞれは、被押圧面４０に対向する径方向外側面（外周側面）に、円筒面状の凸面である押圧面４１を有しており、出力係合カム３９に対向する径方向内側面に、出力係合カム３９と係合可能な底面４２を有している。このため、１対の係合子３５は、押圧面４１を互いに反対側に向け、かつ、底面４２を互いに対向させた状態で、被押圧部材３４の径方向内側に配置されている。また、１対の係合子３５を、被押圧部材３４の径方向内側に配置した状態で、被押圧面４０と押圧面４１との間部分又は出力係合カム３９と底面４２との間部分に隙間が存在するように、被押圧部材３４の内径寸法と係合子３５の径方向寸法を規制している。

１対の係合子３５のそれぞれの径方向中間部には、それぞれの係合子３５を軸方向に貫通するように入力係合孔４３が設けられている。入力係合孔４３は、係合子３５の幅方向に長い矩形状の貫通孔であり、入力係合凸部３７を緩く挿入できる大きさを有している。

なお、係合子３５の幅方向とは、係合子３５の弦に相当する底面４２の伸長方向をいい、出力係合カム３９の長軸方向と略平行である。係合子３５の幅方向は、図３においては左右方向であるが、係合子３５が回転することに伴ってその向きが変化（回転）する。また、１対の係合子３５の配設方向（底面４２に直交する方向）を、１対の係合子３５の遠近方向という。１対の係合子３５の遠近方向は、径方向のうちの一方向であり、図３においては上下方向であるが、係合子３５が回転することに伴ってその向きが変化（回転）する。また、本例では、遠近方向に直交する方向が幅方向となる。

入力係合孔４３の内側に入力係合凸部３７を挿入した状態で、入力係合凸部３７と入力係合孔４３との間には、係合子３５の幅方向及び該幅方向に直交する方向にそれぞれ隙間が存在する。このため、入力係合凸部３７は、入力係合孔４３に対し、入力部材３２の回転方向に関する相対移動が可能であり、入力係合孔４３は、入力係合凸部３７に対し、係合子３５の幅方向に直交する方向（図１における上下方向）の相対移動が可能である。

押圧面４１は、係合子３５のその他の部分に比べて摩擦係数の大きい表面性状を有しており、その曲率半径は、被押圧面４０の曲率半径と同じかこれよりも僅かに小さい。押圧面４１は、係合子３５の表面によって直接構成しても良いし、係合子３５に貼着や接着などにより固定した摩擦材によって構成しても良い。

１対の係合子３５の底面４２は、平坦面状に構成されており、幅方向中央部に、出力係合カム３９と係合する略矩形状の凹部である出力係合凹部４４が設けられている。出力係合凹部４４は、その内側に出力係合カム３９の短軸方向の先半部をがたつきなく配置できる大きさ及び形状を有している。具体的には、出力係合凹部４４は、その開口幅が、出力係合カム３９の長軸方向に関する寸法とほぼ同じであり、その径方向深さが、出力係合カム３９の短軸方向に関する寸法の１／２よりも少しだけ小さくなっている。出力係合凹部４４の底部は、底面４２と平行な平坦面状の出力係合面５１となっている。

逆入力遮断クラッチ１は、その組立状態で、軸方向一方側（図２の右側）に配置した入力部材３２の１対の入力係合凸部３７を、１対の係合子３５のそれぞれの入力係合孔４３に軸方向に挿入し、かつ、軸方向他方側（図２の左側）に配置した出力部材３３の出力係合カム３９を、１対の出力係合凹部４４同士の間に軸方向に挿入している。

また、逆入力遮断クラッチ１は、図２に示すように、ハウジング２２に設けられたクラッチ保持部４５の内側に収容されている。クラッチ保持部４５は、軸方向両側部に円筒面状の大径部４６ａ、４６ｂを有しており、軸方向中間部に円筒面状の小径部４７を有している。大径部４６ａ、４６ｂ及び小径部４７は、それぞれが同軸に配置されている。ハウジング２２のうち、クラッチ保持部４５に対応する部分は、金属製である。特に、本例では、少なくとも小径部４７は、被押圧部材３４の外周面である凹凸面部４９よりも軟質になっている。

逆入力遮断クラッチ１がクラッチ保持部４５の内側に収容された状態で、入力部材３２の入力軸部３６は、転がり軸受４８ａにより、クラッチ保持部４５の軸方向一方側の大径部４６ａに対して回転のみ可能に支持されている。また、出力部材３３の出力軸部３８は、転がり軸受４８ｂにより、クラッチ保持部４５の軸方向他方側の大径部４６ｂに対して回転のみ可能に支持されている。なお、図示の例では、転がり軸受４８ａ、４８ｂとして深溝玉軸受を使用しているが、これに限らず、多点接触玉軸受、アンギュラ玉軸受などの他の種類の転がり軸受を使用することもできる。

また、逆入力遮断クラッチ１がクラッチ保持部４５の内側に収容された状態で、被押圧部材３４は、クラッチ保持部４５の小径部４７に圧入により内嵌されることで、ハウジング２２に固定されて、その回転が拘束されている。特に、本例では、被押圧部材３４の外周面である凹凸面部４９を、クラッチ保持部４５の小径部４７に圧入することにより、熱処理が施された凹凸面部４９を、凹凸面部４９よりも軟質の小径部４７に機械的に食い込ませることで、ハウジング２２に対する被押圧部材３４の固定力を高めている。図１１に示した例では、凹凸面部４９のローレット目の模様は、軸方向に平行な縞模様になっているが、これに限らず、図１２（ａ）に示すような、周方向に平行な縞模様や、図１２（ｂ）に示すような、軸方向及び周方向に対して傾斜した縞模様や、図１２（ｃ）に示すような、軸方向及び径方向に対して傾斜していない格子模様や、図１２（ｄ）に示すような、軸方向及び径方向に対して傾斜した格子模様などを採用することもできる。なお、ハウジング２２に対する被押圧部材３４の固定方法は、特に限定されないが、本例のような圧入による固定方法によれば、ボルトなどの固定部材を用いた固定方法に比べて、部品点数を少なくでき、組立コストを削減することができる。

（逆入力遮断クラッチ１の動作の説明）
逆入力遮断クラッチ１の動作について説明する。
先ず、電動モータ２３の駆動軸２６から入力部材３２に回転トルクが入力された場合を説明する。
入力部材３２に回転トルクが入力されると、図５に示すように、入力係合孔４３の内側で、入力係合凸部３７が入力部材３２の回転方向（図５の例では時計方向）に回転する。すると、入力係合凸部３７の径方向内側面が、入力係合孔４３の内面のうち径方向外側を向いた入力係合面５０を径方向内方に向けて押圧し、１対の係合子３５を、被押圧面４０から離れる方向にそれぞれ移動させる。つまり、１対の係合子３５を、入力係合孔４３（入力係合面５０）と入力係合凸部３７との係合に基づき、遠近方向に関して互いに近づくように径方向内側に（図５の上側に位置する係合子３５を下側に、図５の下側に位置する係合子３５を上側に）それぞれ移動させる。これにより、１対の係合子３５の底面４２が互いに近づく方向に移動し、１対の出力係合面５１が出力係合カム３９を径方向両側から挟持する。すなわち、出力部材３３を、出力係合カム３９の長軸方向が出力係合面５１と平行になるように回転させつつ、出力係合カム３９と１対の出力係合凹部４４とをがたつきなく係合させる。したがって、入力部材３２に入力された回転トルクは、１対の係合子３５を介して、出力部材３３に伝達され、出力部材３３から出力される。本例の逆入力遮断クラッチ１は、入力部材３２に回転トルクが入力されると、入力部材３２の回転方向に関係なく、１対の係合子３５を、被押圧面４０から離れる方向にそれぞれ移動させる。そして、入力部材３２に入力された回転トルクを、１対の係合子３５を介して、出力部材３３に伝達する。

次に、減速機構２４の入力部から出力部材３３に回転トルクが逆入力された場合を説明する。
出力部材３３に回転トルクが逆入力されると、図６に示すように、出力係合カム３９が、１対の出力係合面５１同士の内側で、出力部材３３の回転方向（図６の例では時計方向）に回転する。すると、出力係合カム３９の角部が出力係合面５１を径方向外方に向けて押圧し、１対の係合子３５を、被押圧面４０に近づく方向にそれぞれ移動させる。つまり、１対の係合子３５を、出力係合面５１と出力係合カム３９との係合に基づき、互いに離れるように径方向外側に（図６の上側に位置する係合子３５を上側に、図６の下側に位置する係合子３５を下側に）それぞれ移動させる。これにより、１対の係合子３５のそれぞれの押圧面４１を、被押圧面４０に対して押し付ける。この際、押圧面４１と被押圧面４０とは、押圧面４１の周方向に関する全範囲又は一部（例えば中央部）で接触する。本例の逆入力遮断クラッチ１は、出力部材３３に回転トルクが逆入力されると、出力部材３３の回転方向に関係なく、１対の係合子３５を、被押圧面４０に近づく方向にそれぞれ移動させる。そして、押圧面４１と被押圧面４０との当接（接触）に基づき、出力部材３３に逆入力された回転トルクが入力部材３２に伝達されないようにするか又はその一部のみが伝達され残部が遮断されるように機能する。出力部材３３に逆入力された回転トルクが入力部材３２に伝達されないようにするには、押圧面４１が被押圧面４０に対して摺動（相対回転）しないように、１対の係合子３５を出力係合カム３９と被押圧部材３４との間で突っ張らせ、出力部材３３をロックする。これに対し、出力部材３３に逆入力された回転トルクのうちの一部のみが入力部材３２に伝達され残部が遮断されるようにするには、押圧面４１が被押圧面４０に対して摺動するように、１対の係合子３５を出力係合カム３９と被押圧部材３４との間で突っ張らせ、出力部材３３を半ロックする。

上述のように出力部材３３に回転トルクが逆入力された場合に、出力部材３３がロック又は半ロックする原理及び条件について、図７及び図８を参照して、より具体的に説明する。
出力部材３３に回転トルクが逆入力されることで、出力係合カム３９の角部が出力係合面５１に当接すると、図７に示すように、出力係合カム３９の角部と出力係合面５１との当接部Ｘには、出力係合面５１に対し垂直方向に法線力Ｆｃが作用する。また、当接部Ｘには、出力係合カム３９と出力係合面５１との間の摩擦係数をμとすると、出力係合面５１と平行な方向に摩擦力μＦｃが作用する。ここで、当接部Ｘに作用する接線力Ｆｔの作用線の方向と出力係合面５１との間のくさび角をθとすると、接線力Ｆｔは、次の式（１）により表される。
Ｆｔ＝Ｆｃ・ｓｉｎθ＋μＦｃ・ｃｏｓθ ・・・（１）
このため、法線力Ｆｃは、接線力Ｆｔを用いて、次の（２）式により表される。
Ｆｃ＝Ｆｔ／（ｓｉｎθ＋μ・ｃｏｓθ） ・・・（２）

出力係合カム３９の角部が出力係合面５１に当接した際に、出力部材３３から係合子３５に伝達されるトルクＴの大きさは、出力部材３３の回転中心Ｏから当接部Ｘまでの距離をｒとすると、次の（３）式で表される。
Ｔ＝ｒ・Ｆｔ ・・・（３）

上述したように、当接部Ｘには法線力Ｆｃが作用するため、図８に示すように、係合子３５の押圧面４１は、被押圧部材３４の被押圧面４０に対して法線力Ｆｃの力で押し付けられる。このため、押圧面４１と被押圧面４０との間の摩擦係数をμ´とし、出力部材３３の回転中心Ｏから押圧面４１と被押圧面４０との当接部Ｙまでの距離をＲとすると、係合子３５に作用するブレーキトルクＴ´の大きさは、次の（４）式で表される。
Ｔ´＝μ´ＲＦｃ ・・・（４）
したがって、より大きなブレーキ力を得るには、摩擦係数μ´、距離Ｒ、法線力Ｆｃを大きくすれば良いことが分かる。

また、出力部材３３がロックするには、伝達トルクＴとブレーキトルクＴ´とが、次の（５）式の関係を満たす必要がある。
Ｔ＜Ｔ´ ・・・（５）
また、上記（５）式に上記（１）～（４）式を代入すると次の（６）式が得られる。
μ´Ｒ／（ｓｉｎθ＋μ・ｃｏｓθ）＞ｒ ・・・（６）
上記（６）式からは、押圧面４１と被押圧面４０との間の摩擦係数μ´を大きくすれば、距離Ｒを小さくしても、出力部材３３をロックさせられることが分かる。
また、摩擦係数μ及び摩擦係数μ´がそれぞれ０．１であると仮定すると、上記（６）式から次の（７）式が得られる。
Ｒ＞１０ｒ（ｓｉｎθ＋０．１ｃｏｓθ） ・・・（７）
上記（７）式からは、出力部材３３の回転中心Ｏから当接部Ｘまでの距離ｒと、出力部材３３の回転中心Ｏから当接部Ｙまでの距離Ｒと、接線力Ｆｔの作用線の方向と出力係合凹部４４の底面との間のくさび角θとを適切に設定することで、出力部材３３をロックさせられることが分かる。

これに対し、出力部材３３が半ロックして、出力部材３３に逆入力された回転トルクの一部のみが入力部材３２に伝達され残部が遮断されるようにするためには、伝達トルクＴとブレーキトルクＴ´とが、次の（８）式の関係を満たす必要がある。
Ｔ＞Ｔ´ ・・・（８）
また、上記（６）式からも明らかな通り、出力係合カム３９と出力係合面５１との間の摩擦係数μ、押圧面４１と被押圧面４０との間の摩擦係数μ´、回転中心Ｏから当接部Ｘまでの距離ｒ、回転中心Ｏから当接部Ｙまでの距離Ｒ、接線力Ｆｔの作用線の方向と出力係合面５１との間のくさび角θをそれぞれ適切に設定することで、出力部材３３を半ロックさせることができる。

また、出力部材３３がロック又は半ロックした状態で、入力部材３２に回転トルクが入力された場合、入力部材３２から係合子３５に作用する法線力が、出力部材３３から係合子３５に作用する法線力Ｆｃよりも大きくなると、出力部材３３のロック又は半ロックが解除される。つまり、係合子３５は径方向内方に移動し、入力部材３２から出力部材３３に回転トルクが伝達される。

なお、自動車の走行中、ステアリングホイール４を操作して自動車を曲線走行させると、転舵輪５には、路面から、転舵角δｗを直進状態に戻すような反力、すなわち復元力が作用する。この復元力を利用すると、自動車を曲線走行から直線走行に戻す際のステアリングホイール４の操作が楽になるという第１の利点がある。本発明を実施する場合に、出力部材３３が半ロックするように設定すると、第１の利点を得られることに加えて、路面から転舵輪５に作用する反力が大きくなった場合（たとえば、転舵輪５が縁石に乗り上げた場合）に、転舵輪５の転舵角δｗが急激に変化することを防止できるといった第２の利点も得られる。
ただし、第１の利点は、出力部材３３に逆入力した回転トルクの遮断量を多くするほど得られにくくなり、第２の利点は、出力部材３３に逆入力した回転トルクの遮断量を少なくするほど得られにくくなるといった関係がある。
そこで、出力部材３３が半ロックするように設定する場合には、第１の利点を得る観点から、出力部材３３に逆入力した回転トルクの遮断量は、８０％以下にするのが好ましく、２０％以下にするのがより好ましい。同じく、第２の利点を得る観点から、出力部材３３に逆入力した回転トルクの遮断量は、２０％以上にするのが好ましく、８０％以上にするのがより好ましい。同じく、第１の利点と第２の利点との双方を得る観点から、出力部材３３に逆入力した回転トルクの遮断量は、２０％～８０％の範囲内に収めることが好ましい。

上述したような本例の逆入力遮断クラッチ１では、係合子３５に、入力部材３２に入力された回転トルクを出力部材３３に伝達する機能と、出力部材３３に逆入力された回転トルクを遮断する機能（出力部材３３をロック又は半ロックする機能）との両方の機能を持たせている。このため、逆入力遮断クラッチ１の部品点数を抑えることができ、かつ、両機能をそれぞれ別の部材に持たせる場合に比べて、動作を安定させることができる。たとえば、回転トルクを伝達する機能と回転トルクを遮断する機能とを別の部材に持たせる場合、出力部材に逆入力される回転トルクの遮断を解除するタイミングと、入力部材から出力部材に回転トルクの伝達を開始するタイミングとがずれる可能性がある。この場合、回転トルクの遮断を解除してから出力部材への回転トルクの伝達を開始するまでの間に出力部材に回転トルクが逆入力されると、出力部材が再びロックされてしまう。本例では、係合子３５に、入力部材３２に入力された回転トルクを出力部材３３に伝達する機能と、出力部材３３に逆入力された回転トルクを遮断する機能との両方の機能を持たせているため、このような不都合が生じることを防止できる。

また、入力部材３２から係合子３５に作用する力の向きと、出力部材３３から係合子３５に作用する力の向きとを逆向きにしているため、両方の力の大小関係を規制することで、係合子３５の移動方向を制御できる。このため、出力部材３３のロック又は半ロック状態とロック解除状態との切り替え動作を容易に（安定して確実に）行うことができる。したがって、特開２００７－２３２０９５号公報、及び、特開２００４－０８４９１８号公報に記載された従来構造の逆入力遮断クラッチのように、くさび形空間の径方向に関する幅の狭い部分に転動体が噛み込まれたままとなり、ロックが解除されなくなる、といった不都合が生じることを防止できる。

［実施の形態の第２例］
実施の形態の第２例について、図１３を用いて説明する。
本例のステアバイワイヤ式操舵装置では、アクチュエータ２ａを構成する逆入力遮断クラッチ１の設置箇所が、実施の形態の第１例と異なる。

本例では、逆入力遮断クラッチ１は、減速機構２４とラックアンドピニオン機構２５との間に設置されている。すなわち、本例では、電動モータ２３の駆動軸２６は、減速機構２４の入力部に接続されており、減速機構２４の出力部は、逆入力遮断クラッチ１の入力部材３２に接続されており、逆入力遮断クラッチ１の出力部材３３は、ラックアンドピニオン機構２５のピニオン軸２７に接続されている。

本例のステアバイワイヤ式操舵装置では、転舵輪５側から逆入力される回転トルクは、その少なくとも一部が、減速機構２４に伝達される前に逆入力遮断クラッチ１によって遮断される。このため、逆入力される回転トルクから減速機構２４を保護する、すなわち、歯車同士の噛合などにおけるフレッチングを防止又は抑制することができる。
その他の構成及び作用は、実施の形態の第１例と同様である。

［実施の形態の第３例］
実施の形態の第３例について、図１４を用いて説明する。
本例のステアバイワイヤ式操舵装置では、アクチュエータ２ｂを構成する回転直動変換機構として、ラックアンドピニオン機構２５（図１参照）に代えて、ボールねじ機構５２を採用している点が、実施の形態の第１例と異なる。

ボールねじ機構５２は、ナット（ボールナット）５３と、ねじ軸（ボールねじ軸）５４と、複数のボール５５とを含んで構成されたもので、ハウジング２２内に収容されている。ナット５３は、内周面に雌側螺旋溝５６を有している。ねじ軸５４は、軸方向中間部の外周面に雄側螺旋溝５７を有している。複数のボール５５は、雌側螺旋溝５６と雄側螺旋溝５７との間に螺旋状に配置されている。このようなボールねじ機構５２は、ナット５３とねじ軸５４との相対回転運動を、ナット５３とねじ軸５４との相対直動運動（軸方向の相対移動運動）に変換可能である。また、ナット５３には、雌側螺旋溝５６と雄側螺旋溝５７との間で移動する複数のボール５５を循環させるための図示しない循環機構が設けられている。

ボールねじ機構５２は、ナット５３及びねじ軸５４の軸方向を車両の幅方向（図１４の左右方向）に一致させた状態で、ハウジング２２内に収容されている。この状態で、ナット５３は、ハウジング２２に対して回転のみ可能に支持されている。また、ねじ軸５４は、ハウジング２２に対して軸方向移動のみを可能に支持されている。すなわち、本例では、ナット５３を回転側機構部材として機能させ、ねじ軸５４を直動部材として機能させるようにしている。

また、減速機構２４の出力部は、ナット５３に接続されている。このために、本例では、減速機構２４の出力部である出力歯車７０を、ナット５３の外周部に同軸に固定している。また、１対のタイロッド１５は、それぞれの基端部をねじ軸５４の軸方向両端部に図示しない球面継手を介して結合されている。

本例のステアバイワイヤ式操舵装置では、ステアリングホイール４（図１参照）の操作に伴い、制御装置１２（図１参照）により制御される電動モータ２３の駆動軸２６が回転すると、この回転が、逆入力遮断クラッチ１と減速機構２４とを介して、ナット５３に伝達される。そして、ナット５３の回転がねじ軸５４の直動運動に変換されて、左右１対のタイロッド１５が押し引きされることに基づき、左右１対の転舵輪５の転舵角δｗが調節される。

本例のステアバイワイヤ式操舵装置では、アクチュエータ２ｂを構成するボールねじ機構５２のバックラッシュが、ラックアンドピニオン機構２５（図１参照）のバックラッシュに比べて小さいため、その分、運転者の操舵感を良好にすることができる。また、本例では電動モータ２３の出力をボールねじ機構５２によっても減速できるため、電動モータ２３側から入力された回転トルクを容易に大きな転舵力に変えることができる。したがって、その分、実施の形態の第１例の場合よりも、電動モータ２３や減速機構２４の小型化を図ることができる。
その他の構成及び作用は、実施の形態の第１例と同様である。

［実施の形態の第４例］
実施の形態の第４例について、図１５を用いて説明する。
本例のステアバイワイヤ式操舵装置では、左右１組の前輪である１対の転舵輪５のそれぞれに対して別々に、アクチュエータ２ｃが１つずつ設けられている。

アクチュエータ２ｃのそれぞれは、実施の形態の第４例のアクチュエータ２ｂと同様の構成を有しているが、実施の形態の第４例のアクチュエータ２ｂよりも、ボールねじ機構５２ａを構成するねじ軸５４ａの軸方向長さが短くなっている。また、転舵輪５ごとのアクチュエータ２ｃは、車両の幅方向に並べて配置されている。そして、転舵輪５ごとのタイロッド１５の基端部は、自身に近い側のアクチュエータ２ｃを構成するねじ軸５４ａの外端部に図示しない球面継手を介して結合されている。

また、本例のステアバイワイヤ式操舵装置では、転舵輪５の転舵角δｗを検出するための転舵角センサ１１（図１参照、図１５では図示省略）は、転舵輪５ごとに１つずつ設けられている。制御装置１２（図１参照）は、１対の転舵輪５のそれぞれの転舵角δｗの調節を、転舵輪５ごとの転舵角センサ１１を利用して、転舵輪５ごとのアクチュエータ２ｃを制御することにより実行する。したがって、車両の挙動をより緻密に制御することができる。
その他の構成及び作用は、実施の形態の第１例と同様である。

［実施の形態の第５例］
実施の形態の第５例について、図１６を用いて説明する。
本例のステアバイワイヤ式操舵装置では、転舵輪５ごとのアクチュエータ２ｄのそれぞれに関して、ナット５３を直動側機構部材として機能させ、ねじ軸５４ａを回転部材として機能させるようにしている点が、実施の形態の第４例と異なる。

すなわち、本例では、ねじ軸５４ａは、ハウジング２２に対して回転のみ可能に支持されている。ナット５３は、ハウジング２２に対して軸方向移動のみを可能に支持されている。減速機構２４の出力部は、ねじ軸５４ａの軸方向内端部に接続されている。タイロッド１５の基端部は、ナット５３の軸方向外端部に、図示しない球面継手を介して結合されている。

本例のステアバイワイヤ式操舵装置では、ステアリングホイール４（図１参照）の操作に伴い、制御装置１２（図１参照）により制御される電動モータ２３の駆動軸２６が回転すると、この回転が、逆入力遮断クラッチ１と減速機構２４とを介して、ねじ軸５４ａに伝達される。そして、ねじ軸５４ａの回転がナット５３の直動運動に変換されて、タイロッド１５が押し引きされることに基づき、転舵輪５の転舵角δｗが調節される。

本例のステアバイワイヤ式操舵装置では、転舵輪５の転舵角δｗを調節する際には、ねじ軸５４ａが軸方向に移動せず、ナット５３がねじ軸５４ａの周囲で軸方向に移動する。すなわち、車両の幅方向に関するボールねじ機構５２ａの動作範囲を小さくすることができる。したがって、その分、アクチュエータ２ｄの小型化を図れる。
その他の構成及び作用は、実施の形態の第４例と同様である。

［実施の形態の第６例］
実施の形態の第６例について、図１７を用いて説明する。
本例のステアバイワイヤ式操舵装置では、アクチュエータ２ｅを構成する逆入力遮断クラッチ１の設置箇所が、実施の形態の第５例と異なる。

本例では、逆入力遮断クラッチ１は、減速機構２４とボールねじ機構５２ａとの間に設置されている。すなわち、本例では、電動モータ２３の駆動軸２６は、減速機構２４の入力部に接続されており、減速機構２４の出力部は、逆入力遮断クラッチ１の入力部材３２に接続されており、逆入力遮断クラッチ１の出力部材３３は、ボールねじ機構５２ａのねじ軸５４ａに接続されている。

本例のステアバイワイヤ式操舵装置でも、転舵輪５側から逆入力される回転トルクの少なくとも一部を逆入力遮断クラッチ１により遮断することで、逆入力される回転トルクから減速機構２４を保護することができる。
その他の構成及び作用は、実施の形態の第５例と同様である。

［実施の形態の第７例］
実施の形態の第７例について、図１８及び図１９を用いて説明する。
本例のステアバイワイヤ式操舵装置では、アクチュエータ２ｆを構成する電動モータ２３ａは、筒状に構成された、いわゆる中空モータであり、かつ、ナット５３ａの軸方向一方側（図１８の左側部）の周囲に同軸に配置されている。すなわち、電動モータ２３ａは、円筒状の固定子５８の径方向内側に円筒状の回転子５９を同軸に配置した構成を有しており、固定子５８及び回転子５９が、ナット５３ａの軸方向一方側の周囲に同軸に配置されている。

また、アクチュエータ２ｆを構成する逆入力遮断クラッチ１ａは、ナット５３ａの軸方向他方側部（図１８の右側部）の周囲に同軸に配置されている。すなわち、本例では、逆入力遮断クラッチ１ａを構成する出力部材３３ａは、出力軸部を備えておらず、出力係合カム３９を、ナット５３ａの軸方向他方側部の外周部に固定している。具体的には、出力係合カム３９を、ナット５３ａの軸方向他方側部の外周部に一体形成している。なお、別体に造られた出力部材を、ナットに結合固定することもできる。また、この状態で、電動モータ２３ａを構成する回転子５９に固定された円筒状の駆動軸２６ａと、逆入力遮断クラッチ１ａを構成する入力部材３２ａとをトルク伝達可能に接続している。なお、該接続のために、駆動軸２６ａと入力部材３２とを一体形成することもできる。

本例のステアバイワイヤ式操舵装置では、電動モータ２３ａと逆入力遮断クラッチ１とをナット５３ａの周囲に同軸に配置する構成を採用しているため、アクチュエータ２ｆをコンパクトに構成することができる。また、出力係合カム３９をナット５３ａに固定しているため、出力係合カムを別部材を介してナットに接続する場合に比べて、逆入力遮断クラッチ１の回転方向のがたつきを小さくすることができ、電動モータ２３ａを駆動源とするアクチュエータ２ｆの制御精度を高めることができる。
その他の構成及び作用は、実施の形態の第３例と同様である。

［実施の形態の第８例］
実施の形態の第８例について、図２０を用いて説明する。
本例のステアバイワイヤ式操舵装置では、アクチュエータ２ｇを構成する電動モータ２３は、ナット５３ａに対して非同軸に配置されている。電動モータ２３の駆動軸２６は、減速機構２４の入力部に接続されており、減速機構２４の出力部は、逆入力遮断クラッチ１ａの入力部材３２ａに接続されている。

本例のステアバイワイヤ式操舵装置では、電動モータ２３がナット５３ａとは別軸に配置されているため、電動モータ２３として、安価な汎用品を使用することができる。
その他の構成及び作用は、実施の形態の第７例と同様である。

［実施の形態の第９例］
実施の形態の第９例について、図２１及び図２２を用いて説明する。
本例では、逆入力遮断クラッチ１ｂの構造を工夫している。

本例では、１対の係合子３５ａのそれぞれの遠近方向外側面は、周方向に離隔した２個所部分が被押圧面４０に対して押し付けられる押圧面４１ａになっており、これらの押圧面４１ａ同士の間に挟まれた周方向中間部が被押圧面４０に対して押し付けられない平坦面になっている。押圧面４１ａのそれぞれは、被押圧面４０の曲率半径よりも小さな曲率半径を有する円筒面状の凸面である。このような構成を有する本例では、出力部材３３ｂに回転トルクが逆入力され、出力係合カム３９ａにより係合子３５ａが被押圧面４０に押し付けられる際に、くさび効果が発生して、被押圧面４０と押圧面４１ａとの摩擦係合力を大きくすることができる。このため、係合子３５ａに作用するブレーキトルクＴ´を大きくすることができる。したがって、必要なブレーキトルクＴ´を得るための逆入力遮断クラッチ１ｂの径寸法を小さくすることができる。

また、本例では、１対の係合子３５ａのそれぞれの底面４２ａの幅方向中央部に、出力係合カム３９ａを遠近方向両側から挟み込むための、遠近方向外方に凹んだ出力係合凹部４４（図３参照）が設けられていない。底面４２ａの幅方向中央部は、その幅方向両側に隣接する部分と同一の仮想平面内に存在する、平坦面状の出力係合面５１になっている。

また、本例では、１対の係合子３５ａのそれぞれは、底面４２ａの幅方向中央部と入力係合孔４３の内面（入力係合面５０）とに開口する、遠近方向に形成されたガイド孔６２を有している。また、出力係合カム３９ａは、出力係合カム３９ａの中心を通り、かつ、出力係合カム３９ａを短軸方向に貫通する挿通孔６３を有している。そして、１対の係合子３５ａのそれぞれのガイド孔６２に、ガイド部材であるガイド軸６４の軸方向両端部が、径方向のがたつきなく、かつ、軸方向移動を可能に挿入されていると共に、出力係合カム３９ａの挿通孔６３に、ガイド軸６４の軸方向中間部が緩く挿通されている。このような構成を有する本例では、１対の係合子３５ａのそれぞれのガイド孔６２とガイド軸６４とにより構成されるガイド機構により、１対の係合子３５ａが互いに幅方向に相対移動したり、１対の出力係合面５１が非平行になるように１対の係合子３５ａが互いに傾くことを防止し、１対の係合子３５ａが遠近方向に相対移動することのみを許容する。

また、本例では、１対の係合子３５ａのそれぞれの底面４２ａの幅方向両側部に、底面４２ａに対して垂直方向に凹入した、円柱状のガイド凹部６０が設けられている。そして、１対の係合子３５ａのそれぞれの底面４２ａを互いに対向させた状態で、同一直線上に存在する１対のガイド凹部６０の内側に、これら１対のガイド凹部６０に架け渡すように、弾性部材であるコイル状のばね６１を配置している。そして、１対のばね６１の弾力を利用して、１対の係合子３５ａを、被押圧面４０に向けてそれぞれ付勢している。このような構成を有する本例では、１対の係合子３５ａのそれぞれの姿勢を同期させつつ安定させることで、１対の係合子３５ａの遠近方向移動を正確に行わせることができる。
その他の構成及び作用は、実施の形態の第１例と同様である。

［実施の形態の第１０例］
実施の形態の第１０例について、図２３を用いて説明する。
本例では、逆入力遮断クラッチ１ｃは、出力係合カム３９ａの挿通孔６３の内周面と、ガイド軸６４の軸方向中間部の外周面との間にも、１対の係合子３５ｂを被押圧面４０に向けて付勢するためのコイル状のばね６１を備えている。また、１対の係合子３５ｂのそれぞれの遠近方向外側面は、実施の形態の第１例と同様の押圧面４１になっている。また、１対の係合子３５ｂのそれぞれの底面４２の幅方向中央部に、出力係合凹部４４が設けられている。
その他の構成及び作用は、実施の形態の第９例と同様である。

上述した実施の形態の各例の構造は、技術的な矛盾が生じない範囲で適宜組み合わせて実施することができる。
たとえば、回転直動伝達機構としてラックアンドピニオン機構を使用している実施の形態では、ラックアンドピニオン機構に代えて、ボールねじ機構や、図２４に例示するような滑りねじ機構６５や、図２５に例示するような遊星ローラねじ機構７１を使用することができ、又、回転直動伝達機構としてボールねじ機構を使用している実施の形態では、ボールねじ機構に代えて、ラックアンドピニオン機構や、図２４に例示するような滑りねじ機構６５や、図２５に例示するような遊星ローラねじ機構７１を使用することができる。

図２４に例示した滑りねじ機構６５は、ナット（滑りナット）６６と、ねじ軸（滑りねじ軸）６７とを備えている。ナット６６は、内周面に雌ねじ部６８を有している。ねじ軸６７は、外周面に雄ねじ部６９を有している。そして、雌ねじ部６８と雄ねじ部６９とを螺合させている。このような滑りねじ機構６５は、ナット６６とねじ軸６７との相対回転運動が、ナット６６とねじ軸６７との相対直動運動に変換される。そして、ナット６６とねじ軸６７とのうち、一方を回転部材として使用し、他方を直動部材として使用することができる。

図２５に例示した遊星ローラねじ機構７１は、ねじ軸７２と、ナット７３と、複数の遊星ローラ７４と、２つのリングギヤ７５と、２つの保持器７６とを備えている。

ねじ軸７２は、外周面に雄ねじ部７７を有している。ナット７３は、軸方向中間部内周面に雌ねじ部７８を有しており、ねじ軸７２の周囲にねじ軸７２と同軸に配置されている。遊星ローラ７４のそれぞれは、軸方向中間部外周面にローラねじ部７９を有し、かつ、軸方向両端寄り部外周面のそれぞれにギヤ部８０を有している。遊星ローラ７４は、それぞれがねじ軸７２と平行に配置され、かつ、ねじ軸７２の外周面とナット７３の内周面との間に、周方向に関して等間隔に配置されている。遊星ローラ７４のそれぞれのローラねじ部７９は、雄ねじ部７７及び雌ねじ部７８の双方に対して噛み合っている。

リングギヤ７５のそれぞれは、円環形状を有し、かつ、内周面にギヤ部８１を有している。リングギヤ７５は、ナット７３の軸方向両端寄り部に１つずつ内嵌固定されている。リングギヤ７５のそれぞれのギヤ部８１は、遊星ローラ７４のそれぞれの軸方向両端寄り部に存在するギヤ部８０と噛み合っている。保持器７６のそれぞれは、円環形状を有し、かつ、周方向等間隔となる複数箇所に軸方向の支持孔８２を有している。保持器７６は、ねじ軸７２の外周面とナット７３の軸方向両端部内周面との間に１つずつ配置されている。保持器７６のそれぞれの支持孔８２には、遊星ローラ７４の軸方向両端部が回転自在に挿通されている。保持器７６のそれぞれは、ねじ軸７２及びナット７３の双方に対する回転を自在とされ、かつ、ナット７３に対する軸方向の変位を阻止されている。

このような遊星ローラねじ機構７１は、ねじ軸７２とナット７３とが相対回転運動をすると、遊星ローラ７４がねじ軸７２とナット７３との間で自転しつつ公転することに基づいて、ねじ軸７２とナット７３とが相対直動運動をする。そして、ねじ軸７２とナット７３とのうち、一方を回転部材として使用し、他方を直動部材として使用することができる。

なお、上述した遊星ローラねじ機構７１では、２つの保持器７６のそれぞれが、ナット７３に対して軸方向の変位を阻止されていることにより、遊星ローラ７４のそれぞれが、ナット７３に対して軸方向の変位を阻止されている。ただし、遊星ローラねじ機構に関しては、２つの保持器のそれぞれが、ねじ軸に対して軸方向の変位を阻止されていることにより、遊星ローラのそれぞれが、ねじ軸に対して軸方向の変位を阻止されている構成を採用することもできる。この場合には、２つのリングギヤをねじ軸に固定し、かつ、２つのリングギヤの外周面にギヤ部を設ける。

上述した実施の形態の各例の構造のうち、アクチュエータに減速機構を組み込んだものについては、該減速機構を省略したり、該減速機構の設置箇所を変えたりすることができる。
上述した実施の形態の各例の構造のうち、アクチュエータに減速機構を組み込んでいないものについては、該減速機構を適宜の箇所に組み込むことができる。

上述した実施の形態の各例では、ステアバイワイヤ式操舵装置によって転舵角を調節する転舵輪を、左右１組の前輪としているが、該転舵輪を、左右１組の前輪に代えて、左右１組の後輪とすることもできる。また、該転舵輪を、左右１組の前輪と左右１組の後輪との双方とし、左右１組の後輪に対しても、実施の形態の各例で示したような転舵用のアクチュエータを設けることができる。

また、ステアバイワイヤ式操舵装置によって転舵角を調節する転舵輪を、前輪と後輪とのうちの何れか一方の車輪のみとする場合には、前輪と後輪とのうちの他方の車輪は、ステアリングホイールと機械的に接続された一般的なステアリング装置（たとえば電動式パワーステアリング装置）によって、その転舵角を調節する構成を採用することもできる。

また、本発明を実施する場合には、逆入力遮断クラッチを構成する、入力部材、出力部材、被押圧部材、及び係合子の材質は、特に問わない。たとえば、これらの材質としては、鉄合金、銅合金、アルミニウム合金などの金属のほか、必要に応じて強化繊維を混入した合成樹脂などでも良い。また、入力部材、出力部材、被押圧部材、及び係合子のそれぞれで、同じ材質にしても良いし、異なる材質にしても良い。たとえば、ロック又は半ロック状態と解除状態との切り換え性などを向上させるために、入力部材、出力部材、及び被押圧部材と係合子との間で硬さや弾性などを異ならせることもできる。
また、出力部材に回転トルクが逆入力した場合に、出力部材がロック又は半ロックする条件さえ満たせば、入力部材、出力部材、被押圧部材、及び係合子が相互に接触する部分に、潤滑剤を介在させることもできる。このために、たとえば、入力部材、出力部材、被押圧部材、及び係合子のうちの少なくとも１つの部材を含油メタル製とすることもできる。

本発明のアクチュエータは、自動車に限らず、建機、船舶などの各種輸送機器に搭載するステアバイワイヤ式操舵装置にも適用可能である。

また、本発明のアクチュエータは、ステアバイワイヤ式操舵装置に限らず、たとえば、ジャッキ、工作機械の移動テーブル、プレス装置の金型支持台、スライドドア、マニュアルトランスミッションのクラッチ装置やシフトレバー装置、介護用ベッド、ＣＴスキャナなどの各種機械装置に組み込んで使用することができる。

１、１ａ～１ｃ 逆入力遮断クラッチ
２、２ａ～２ｇ アクチュエータ
３ ステアバイワイヤ式操舵装置
４ ステアリングホイール
５ 転舵輪
６ 操舵シャフト
７ 反力付加装置
８ 弾性部材
９ 操舵角センサ
１０ トルクセンサ
１１ 転舵角センサ
１２ 制御装置
１３ 第１駆動回路
１４ 第２駆動回路
１５ タイロッド
１６ 車速センサ
１７ アクセル操作量センサ
１８ ブレーキ操作量センサ
１９ 上下加速度センサ
２０ 横加速度センサ
２１ ヨーレートセンサ
２２ ハウジング
２３、２３ａ 電動モータ
２４ 減速機構
２５ ラックアンドピニオン機構
２６、２６ａ 駆動軸
２７ ピニオン軸
２８ ラック軸
２９ ピニオン歯
３０ ラック歯
３１ ナックルアーム
３２、３２ａ 入力部材
３３、３３ａ、３３ｂ 出力部材
３４ 被押圧部材
３５、３５ａ、３５ｂ 係合子
３６ 入力軸部
３７ 入力係合凸部
３８ 出力軸部
３９、３９ａ 出力係合カム
４０ 被押圧面
４１、４１ａ 押圧面
４２ 底面
４３ 入力係合孔
４４ 出力係合凹部
４５ クラッチ保持部
４６ａ、４６ｂ 大径部
４７ 小径部
４８ａ、４８ｂ 転がり軸受
４９ 凹凸面部
５０ 入力係合面
５１ 出力係合面
５２、５２ａ ボールねじ機構
５３、５３ａ ナット
５４、５４ａ ねじ軸
５５ ボール
５６ 雌側螺旋溝
５７ 雄側螺旋溝
５８ 固定子
５９ 回転子
６０ ガイド凹部
６１ ばね
６２ ガイド孔
６３ 挿通孔
６４ ガイド軸
６５ 滑りねじ機構
６６ ナット
６７ ねじ軸
６８ 雌ねじ部
６９ 雄ねじ部
７０ 出力歯車
７１ 遊星ローラねじ機構
７２ ねじ軸
７３ ナット
７４ 遊星ローラ
７５ リングギヤ
７６ 保持器
７７ 雄ねじ部
７８ 雌ねじ部
７９ ローラねじ部
８０ ギヤ部
８１ ギヤ部
８２ 支持孔

Claims (17)

1. 逆入力遮断クラッチと、回転直動変換機構と、を備え、
   前記逆入力遮断クラッチは、入力部材と、出力部材と、被押圧部材と、係合子とを備えており、
   前記入力部材と前記出力部材とは、互いに同軸に配置されており、
   前記被押圧部材は、被押圧面を有しており、
   前記係合子は、前記入力部材に回転トルクが入力されると、前記入力部材との係合に基づいて前記被押圧面から離れる方向に移動し、前記入力部材に入力された回転トルクを前記出力部材との係合に基づいて前記出力部材に伝達し、かつ、前記出力部材に回転トルクが逆入力されると、前記出力部材との係合に基づいて前記被押圧面に近づく方向に移動し、前記被押圧面に押し付けられることで、前記出力部材に逆入力された回転トルクを前記入力部材に伝達しないか又は前記出力部材に逆入力された回転トルクの一部を前記入力部材との係合に基づいて前記入力部材に伝達し残部を遮断するものであり、
   前記入力部材は、回転中心から径方向に外れた部分に入力係合部を有しており、
   前記出力部材は、前記入力係合部に対して径方向内側に位置する部分に出力係合部を有しており、
   前記被押圧面は、前記入力係合部及び前記出力係合部の周囲を取り囲む前記被押圧部材の内周面に形成されており、
   前記係合子は、前記被押圧面の径方向内側に配置され、前記入力係合部と係合する入力係合面と、前記出力係合部と係合する出力係合面と、前記被押圧面に押し付けられる押圧面とを有しており、
   前記被押圧面が円弧状の凹面であり、前記係合子の押圧面が、前記被押圧面よりも曲率半径が小さくかつ周方向に離隔して設けられた１対の円弧状の凸面であり、
   前記回転直動変換機構は、回転部材と直動部材とを有し、前記回転部材の回転運動を前記直動部材の直動運動に変換可能なものであり、
   前記出力部材が前記回転部材に直接又は他の部材を介して回転トルクを伝達可能に接続されている、
   アクチュエータ。
2. 逆入力遮断クラッチと、回転直動変換機構と、を備え、
   前記逆入力遮断クラッチは、入力部材と、出力部材と、被押圧部材と、係合子とを備えており、
   前記入力部材と前記出力部材とは、互いに同軸に配置されており、
   前記被押圧部材は、被押圧面を有しており、
   前記係合子は、前記入力部材に回転トルクが入力されると、前記入力部材との係合に基づいて前記被押圧面から離れる方向に移動し、前記入力部材に入力された回転トルクを前記出力部材との係合に基づいて前記出力部材に伝達し、かつ、前記出力部材に回転トルクが逆入力されると、前記出力部材との係合に基づいて前記被押圧面に近づく方向に移動し、前記被押圧面に押し付けられることで、前記出力部材に逆入力された回転トルクを前記入力部材に伝達しないか又は前記出力部材に逆入力された回転トルクの一部を前記入力部材との係合に基づいて前記入力部材に伝達し残部を遮断するものであり、
   前記入力部材は、回転中心から径方向に外れた部分に入力係合部を有しており、
   前記出力部材は、前記入力係合部に対して径方向内側に位置する部分に出力係合部を有しており、
   前記被押圧面は、前記入力係合部及び前記出力係合部の周囲を取り囲む前記被押圧部材の内周面に形成されており、
   前記係合子は、前記被押圧面の径方向内側に配置され、前記入力係合部と係合する入力係合面と、前記出力係合部と係合する出力係合面と、前記被押圧面に押し付けられる押圧面とを有しており、
   前記係合子は、径方向中間部に、軸方向に貫通し、かつ、前記入力係合部を挿入した入力係合孔を有しており、
   前記入力係合面は、前記入力係合孔の内面のうち径方向外側を向いた平坦面により構成されており、
   前記回転直動変換機構は、回転部材と直動部材とを有し、前記回転部材の回転運動を前記直動部材の直動運動に変換可能なものであり、
   前記出力部材が前記回転部材に直接又は他の部材を介して回転トルクを伝達可能に接続されている、
   アクチュエータ。
3. 前記係合子が前記出力係合部を径方向両側から挟むように１対備えられている、
   請求項１又は２に記載のアクチュエータ。
4. 前記係合子を前記被押圧面に近づく方向に付勢する弾性部材をさらに備える、
   請求項１～３のうちの何れか１項に記載のアクチュエータ。
5. 前記係合子が前記被押圧面に対して遠近動する方向に移動するのを案内するガイド部材をさらに備える、
   請求項１～４のうちの何れか１項に記載のアクチュエータ。
6. 前記被押圧部材を支持するハウジングをさらに備え、
   前記被押圧部材は、凹凸面部が設けられた外周面を有しており、該外周面が前記ハウジングの内周面に圧入内嵌されている、
   請求項１～５のうちの何れか１項に記載のアクチュエータ。
7. 前記回転直動変換機構が、ピニオン歯を有するピニオン軸と、前記ピニオン歯と噛合したラック歯を有するラック軸とを備え、かつ、前記回転部材を前記ピニオン軸とし、前記直動部材を前記ラック軸とした、ラックアンドピニオン機構である、
   請求項１～６のうちの何れか１項に記載のアクチュエータ。
8. 前記回転直動変換機構が、内周面に雌側螺旋溝を有するナットと、外周面に雄側螺旋溝を有するねじ軸と、前記雌側螺旋溝と前記雄側螺旋溝との間に配置された複数のボールとを備え、かつ、前記回転部材を前記ナットと前記ねじ軸とのうちの一方とし、前記直動部材を前記ナットと前記ねじ軸とのうちの他方とした、ボールねじ機構である、
   請求項１～６のうちの何れか１項に記載のアクチュエータ。
9. 前記回転直動変換機構が、内周面に雌ねじ部を有するナットと、外周面に前記雌ねじ部と螺合する雄ねじ部を有するねじ軸とを備え、かつ、前記回転部材を前記ナットと前記ねじ軸とのうちの一方とし、前記直動部材を前記ナットと前記ねじ軸とのうちの他方とした、滑りねじ機構である、
   請求項１～６のうちの何れか１項に記載のアクチュエータ。
10. 前記回転直動変換機構が、内周面に雌ねじ部を有するナットと、外周面に雄ねじ部を有するねじ軸と、外周面に前記雌ねじ部及び前記雄ねじ部の双方に噛み合うローラねじ部を有する複数の遊星ローラとを備え、かつ、前記回転部材を前記ナットと前記ねじ軸とのうちの一方とし、前記直動部材を前記ナットと前記ねじ軸とのうちの他方とした、遊星ローラねじ機構である、
    請求項１～６のうちの何れか１項に記載のアクチュエータ。
11. 前記出力部材が前記ナットに対して同軸に固定されている、
    請求項８～１０のうちの何れか１項に記載のアクチュエータ。
12. 前記入力部材に入力される回転トルク、又は、前記出力部材から出力された回転トルクを増大するための減速機構を備えている、
    請求項１～１１のうちの何れか１項に記載のアクチュエータ。
13. 前記入力部材に入力される回転トルクの発生源となる電動モータを備えている、
    請求項１～１２のうちの何れか１項に記載のアクチュエータ。
14. 前記電動モータが前記直動部材の周囲に同軸に配置されている、
    請求項１３に記載のアクチュエータ。
15. 左右１組の前輪と左右１組の後輪とのうちの少なくとも一方の組を転舵輪として、該転舵輪の転舵角の調節をアクチュエータにより行うステアバイワイヤ式操舵装置であって、
    前記アクチュエータが請求項１３又は１４に記載のアクチュエータである、
    ステアバイワイヤ式操舵装置。
16. 前記転舵輪の転舵角の調節を、１つのアクチュエータにより行う構成を有している、
    請求項１５に記載のステアバイワイヤ式操舵装置。
17. 前記転舵輪の転舵角の調節を、該転舵輪のそれぞれに１つずつ設けられたアクチュエータにより行う構成を有している、
    請求項１５に記載のステアバイワイヤ式操舵装置。
    

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