WO2011142301A1 - ステアバイワイヤ式操舵装置 - Google Patents

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WO2011142301A1
WO2011142301A1 PCT/JP2011/060624 JP2011060624W WO2011142301A1 WO 2011142301 A1 WO2011142301 A1 WO 2011142301A1 JP 2011060624 W JP2011060624 W JP 2011060624W WO 2011142301 A1 WO2011142301 A1 WO 2011142301A1
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steering
clutch
groove
shaft
steer
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PCT/JP2011/060624
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Inventor
水貝智洋
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Ntn株式会社
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    • B62D5/005—Mechanical components or aspects of steer-by-wire systems, not otherwise provided for in this maingroup means for generating torque on steering wheel or input member, e.g. feedback
    • B62D5/006—Mechanical components or aspects of steer-by-wire systems, not otherwise provided for in this maingroup means for generating torque on steering wheel or input member, e.g. feedback power actuated
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    • B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/043—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by clutch means between driving element, e.g. motor, and driven element, e.g. steering column or steering gear
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D6/00—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits
    • B62D6/008—Control of feed-back to the steering input member, e.g. simulating road feel in steer-by-wire applications

Definitions

  • the present invention relates to a steer-by-wire type steering apparatus in which steering is performed by a steering wheel that is not mechanically connected to a steering shaft for turning.
  • phase alignment is required when the male spline teeth and female spline teeth are engaged, but as a measure to smoothly perform the engagement, a phase guide portion is provided at the end of each spline tooth.
  • pattern 2 The thing which provides a taper part is proposed (patent document 2).
  • An object of the present invention is to provide a steer-by-wire type steering apparatus that can perform power transmission / disconnection in a power transmission mechanism in a short time and with certainty.
  • the steer-by-wire steering device of the present invention includes a steering wheel that is not mechanically connected to a steering shaft for steering, a steering angle sensor that detects a steering angle of the steering wheel, and a reaction torque applied to the steering wheel.
  • a steering reaction force motor to be applied and a steering control unit that controls the steering reaction force motor and a steering shaft driving motor that drives the steering shaft, and includes a steering angle signal detected by the steering angle sensor.
  • a steer-by-wire steering device that controls the steering shaft driving motor by the steering control unit based on a detection signal, comprising a power transmission mechanism that transmits power from the steering shaft driving motor to the steering shaft.
  • a switching means is provided in the middle of the power transmission mechanism to switch between the power transmission state and the power transmission state.
  • the switching means is arranged in the axial direction and provided with an input member and an output member that are movable in the axial direction with their end portions in contact with each other and relatively rotatable, and one of the input member and the output member extends in the axial direction.
  • a clutch mechanism having a clutch groove and a clutch rolling element provided on the other of the input member and the output member and engaged and disengaged by being elastically urged by the elastic member in the radial direction of the clutch groove by axial movement of the input member and the output member Is provided.
  • connection / disconnection switching operation between the input member and the output member is performed using the clutch mechanism that engages and disengages the clutch rolling element to and from the clutch groove.
  • the clutch rolling element is engaged with the clutch groove. For this reason, it is not necessary to align the phases in the switching operation, and the switching operation can be performed reliably with reduced time.
  • one of the input member and the output member is a shaft member, and the other member is coupled to the shaft member and the shaft member so as to be integrally rotatable, and the outer periphery of the one member. It is good also as what consists of a member which has a fitting hole fitted to an axial direction relative movement freely.
  • the steering in addition to the steering power transmission mechanism that transmits power from a steering motor, which is one of the steering shaft driving motors, to the steering shaft, the steering is performed.
  • a toe angle adjusting power transmission mechanism is provided for transmitting to the steering shaft by adjusting power from a toe angle adjusting motor which is another one of shaft driving motors, and the steering motor fails
  • the power of the toe angle adjusting motor may be transmitted to the turning power transmission mechanism by the clutch mechanism of the switching means, and the steering may be performed by the toe angle adjusting motor.
  • the toe angle adjusting motor and the toe angle adjusting motor are separated from the steered motor and the steered power transmission mechanism that transmits the power from the steered motor to the steering shaft to perform the steering.
  • a toe angle adjusting power transmission mechanism for adjusting the toe angle by transmitting power from the steering shaft to the steering shaft, and when the steering motor fails, the power of the toe angle adjusting motor is controlled by the clutch mechanism of the switching means. Is transmitted to the steered power transmission mechanism and steered by a toe angle adjusting motor. Therefore, even if the steering motor that steers the wheels fails, the toe angle adjusting motor can be diverted to the steering drive source to perform the steering.
  • the toe angle adjusting motor functions as a drive source for adjusting the toe angle of the wheel, so that an auxiliary motor that operates only when the steering motor fails is provided. Compared to the case, an economical configuration can be obtained.
  • the switching means has the same configuration as the clutch mechanism, and has a second clutch mechanism in which the output member material is supported so as to be non-rotatable with respect to the apparatus housing and movable in the axial direction.
  • the toe angle adjusting power transmission mechanism may be fixed by the second clutch mechanism of the switching means.
  • the member provided with the clutch groove among the input member and the output member in the clutch mechanism is provided with a non-groove surface having a circular cross section coaxial with the member central axis and adjacent to the clutch groove in the axial direction.
  • the member provided with the clutch groove among the input member and the output member in the clutch mechanism is provided with a bearing adjacent to the clutch groove in the axial direction, and the input member and the output member are axially moved by an external force.
  • the clutch rolling element When the clutch rolling element is positioned at the axial position facing the bearing ring circumferential surface of the bearing, the power transmission from the input member to the output member is interrupted, and the axial position facing the clutch groove is stopped.
  • the clutch rolling element may be engaged with the clutch groove to transmit power from the input member to the output member.
  • the bearing may be a rolling bearing, for example.
  • the clutch rolling element may be urged in the radial direction by a spring.
  • the cross-sectional shape of the clutch groove is a trapezoid.
  • the non-groove surface in the clutch groove or the groove bottom surface of the end adjacent to the bearing ring circumferential surface of the bearing is a tapered surface that is gently inclined toward the non-groove surface or the bearing ring circumferential surface of the bearing; It is desirable to be done.
  • the groove bottom surface of the end portion of the clutch groove is a tapered surface, the clutch rolling element can be smoothly engaged and disengaged with respect to the clutch groove.
  • the clutch rolling element may be a ball or a pin.
  • the installation positions of the clutch rolling elements may be a plurality of positions arranged in the axial direction.
  • the torque capacity of power transmission can be increased.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a steer-by-wire steering device according to an embodiment of the present invention. It is a longitudinal cross-sectional view at the time of normal operation of the steering shaft drive part in the steer-by-wire type steering apparatus. It is a longitudinal cross-sectional view at the time of the steering motor failure in the steering shaft drive part.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a steer-by-wire steering device according to an embodiment of the present invention. It is a longitudinal cross-sectional view at the time of normal operation of the steering shaft drive part in the steer-by-wire type steering apparatus. It is a longitudinal cross-sectional view at the time of the steering motor failure in the steering shaft drive part.
  • FIG. 4A is an enlarged cross-sectional view of a portion IV in FIG. 2, showing a state during normal operation of the steering drive unit
  • FIG. 4B is an enlarged vertical cross-sectional view showing a clutch mechanism in the portion
  • 2A is an enlarged cross-sectional view of a V portion in FIG. 2, showing a state during normal operation of the steering drive unit
  • FIG. 2B is an enlarged vertical cross-sectional view of a clutch mechanism in the same portion.
  • (A) is the elements on larger scale of the same part as FIG. 4 (A) at the time of the failure of a steering motor
  • (B) is the enlarged longitudinal sectional view of the clutch mechanism in the same part.
  • FIG. 5A is a partially enlarged cross-sectional view of the same portion as FIG.
  • FIG. 5A when the steering motor fails
  • FIG. 5B is an enlarged vertical cross-sectional view of the clutch mechanism in the same portion.
  • (A) is the elements on larger scale which show the clutch disengagement state in the proposal example which applied the clutch mechanism in the steer-by-wire type steering device of the embodiment
  • (B) is the enlarged vertical section of the clutch mechanism in the part.
  • (A) is a partial expanded sectional view which shows the clutch connection state in the proposal example
  • (B) is an expanded vertical sectional view of the clutch mechanism in the same part.
  • the schematic configuration of this steer-by-wire steering apparatus includes a steering wheel 1, a steering angle sensor 2, a steering torque sensor 3, a steering reaction force motor 4, and a steering wheel.
  • a steering shaft 10 that is axially movable for steering and connected to the left and right wheels 13 via a knuckle arm 12 and a tie rod 11, a steering shaft drive unit 14 that drives the steering shaft 10, and a steering angle sensor 8
  • the ECU 5 and the steering control unit 5a are configured by a microcomputer and an electronic circuit including a control program thereof.
  • the steering wheel 1 is not mechanically connected to the steering shaft 10 for turning.
  • a steering angle sensor 2 and a steering torque sensor 3 are provided for the steering wheel 1 and a steering reaction force motor 4 is connected thereto.
  • the steering angle sensor 2 is a sensor that detects the steering angle of the steering wheel 1.
  • the steering torque sensor 3 is a sensor that detects a steering torque that acts on the steering wheel 1.
  • the steering reaction force motor 4 is a motor that applies reaction force torque to the steering wheel 1.
  • FIG. 2 is a vertical sectional view showing details of the steering shaft driving unit 14 that drives the steering shaft 10 in a normal state.
  • the steering shaft drive unit 14 includes a steering mechanism 15 that steers the wheel 13 by moving the steering shaft 10 in the axial direction, a toe angle adjustment mechanism 16 that adjusts a toe angle of the wheel 13, and a switching unit 17. And are provided.
  • the steering mechanism 15 includes a steering motor 6 that is one of the steering shaft driving motors that drives the steering shaft 10, and a steering that transmits power from the steering motor 6 to the steering shaft 10 to perform the steering. And a rudder power transmission mechanism 18.
  • the steered motor 6 is supported by the housing 19 of the steering shaft drive unit 14 in such a posture that its output shaft 6 a is parallel to the steering shaft 10.
  • a ball screw portion 10a is formed on a part of the steering shaft 10 (right side portion in FIG. 2).
  • the steered power transmission mechanism 18 is spline-fitted to the output gear 20 fixed to the output shaft 6a of the steered motor 6 and a part of the first intermediate shaft 37 disposed in parallel with the steered shaft 10, and outputs the output.
  • a first intermediate gear 21A meshing with the gear 20, a second intermediate gear 21B attached by spline fitting to the other part of the first intermediate shaft 37, and a ball screw portion 10a of the steering shaft 10 are screwed together.
  • the first intermediate gear 21A is supported by the housing 19 via a rolling bearing 24.
  • the first intermediate gear 21 ⁇ / b> A is fitted to the first intermediate shaft 37 via the key 25.
  • the second intermediate gear 21B is also spline-fitted to the first intermediate shaft 37, movement of the first intermediate shaft 37 in the axial direction is allowed.
  • the second intermediate gear 21 ⁇ / b> B is supported on the housing 19 via another rolling bearing 26.
  • the input gear 22 is also supported by the housing 19 via a rolling bearing 27.
  • the toe angle adjusting mechanism 16 transmits power to the steering shaft 10 from the toe angle adjusting motor 7 which is another one of the steering shaft driving motors for driving the steering shaft 10 and the toe angle adjusting motor 7. And a toe angle adjusting power transmission mechanism 28 for adjusting the toe angle.
  • the toe angle adjusting motor 7 is supported by the housing 19 of the steering shaft drive unit 14 in such a posture that its output shaft 7 a is parallel to the steering shaft 10.
  • Spline teeth 10b are formed on a part of the steering shaft 10 (left side in FIG. 2).
  • the toe angle adjusting power transmission mechanism 28 includes an output gear 29 fixed to the output shaft 7a of the toe angle adjusting motor 7, and a first intermediate shaft that is parallel to the steering shaft 10 and adjacent to the first intermediate shaft 37.
  • a second intermediate gear 31B that is attached to the steering shaft 10 a spline nut 33 that is fitted to the spline teeth 10b of the steering shaft 10, and an input gear 32 that is fixed to the spline nut 33 and meshes with the second intermediate gear 31B.
  • the rotational output of the toe angle adjusting motor 7 is transmitted to the spline nut 33 through the output gear 29, the first intermediate gear 31A, the second intermediate shaft 38, the second intermediate gear 31B, and the input gear 32.
  • the steering shaft 10 is rotated by the rotation of the spline nut 33, and the toe angle adjustment of the wheel 13 is performed by the action of the toe angle adjusting screw portion 10c described later.
  • the spline teeth 10b of the steering shaft 10 and the spline nut 33 may be in sliding contact or in rolling contact.
  • the first intermediate shaft 37 and the second intermediate shaft 38 are pressed against each other by disposing a thrust shaft 39 (FIG. 4A) between shaft ends facing each other. Thereby, both the intermediate shafts 37 and 38 can be rotated relative to each other.
  • the first intermediate gear 31A is supported by the housing 19 via a rolling bearing 34. Since the first intermediate gear 31A is fitted to the second intermediate shaft 38 via the key 30, and the second intermediate gear 31B is also spline-fitted to the second intermediate shaft 38, the second intermediate gear 31B Movement of the shaft 38 in the axial direction is allowed.
  • the second intermediate gear 31B is supported by the housing 19 via other rolling bearings 35A and 35B.
  • the input gear 32 is also supported by the housing 19 via a rolling bearing 36.
  • the toe angle adjusting mechanism 16 is formed on both ends of the steering shaft 10 separately from the toe angle adjusting motor 7 and the toe angle adjusting power transmission mechanism 28, and the toe angle adjusting screw portion 10c into which the left and right tie rods 11 are respectively screwed. Is provided. These toe angle adjusting screw portions 10c are female screw portions that are reversely threaded. The left and right tie rods 11 protrude from each other when the steering shaft 10 rotates in one direction, and the left and right tie rods 11 rotate left and right when the steering shaft 10 rotates in the other direction. The tie rods 11 are configured to retreat from each other.
  • the toe angle adjusting screw portion 10c is, for example, a trapezoidal screw. Further, the toe angle adjusting screw portion 10c may be provided with a detent.
  • the switching means 17 disconnects the steered motor 6 from the steered power transmission mechanism 18 and fixes the toe angle adjusting power transmitting mechanism 28 when the steered motor 6 fails. It is a means for turning as a drive source.
  • the switching means 17 is provided in the middle of the steered power transmission mechanism 18 and the toe angle adjusting power transmission mechanism 28.
  • the switching means 17 transmits the rotational output of the linear actuator 42 for moving the first and second intermediate shafts 37 and 38 in the axial direction and the toe angle adjusting motor 7 from the toe angle adjusting power transmission mechanism 28 to the turning power.
  • a clutch mechanism 51 for switching and transmitting to the transmission mechanism 18 and a fixing mechanism 43 for fixing the toe angle adjusting power transmission mechanism 28 are provided.
  • the linear actuator 42 is composed of, for example, a linear solenoid, a hydraulic cylinder, or an air cylinder, and an end portion of the first intermediate shaft 37 opposite to an end portion that is pressed against the second intermediate shaft 38. Pressed against.
  • a thrust bearing (not shown) is arranged between the shaft ends of the first intermediate shaft 37 and the actuating rod 42a of the linear actuator 42 facing each other, so that the first intermediate shaft 37 is rotatable with respect to the actuating rod 42a. It is supposed to be.
  • the clutch mechanism 51 of the switching means 17 includes the second intermediate shaft 38 serving as an input member, the first intermediate shaft 37 serving as an output member, and the intermediate portion thereof as shown in an enlarged view in FIG.
  • the second intermediate gear 21B having a fitting hole 53 fitted to the outer periphery of the second intermediate shaft 38 and coupled to the shaft 37 so as to be integrally rotatable, and one of the fitting holes 53 of the intermediate gear 21B.
  • the clutch groove 21Ba (FIG. 4 (B)) provided extending in the axial direction in the portion and the second intermediate shaft 38 serving as an input member are moved in the axial direction to move the clutch.
  • a clutch rolling element 54 engaged and disengaged with the groove 21Ba.
  • the clutch groove 21Ba has a trapezoidal cross section.
  • the clutch rolling element 54 is formed of a ball and is accommodated in an accommodation hole 55 formed in a radial direction through the second intermediate shaft 38 as shown in a cross-sectional view in FIG.
  • the body 56 is biased in the outer diameter direction.
  • the clutch rolling element 54 may be provided on the intermediate gear 21B side, and the clutch groove 21Ba may be provided on the second intermediate shaft 38 side.
  • the fitting hole 53 of the second intermediate gear 21B is provided with a non-grooved surface 57 having a circular cross section composed of a cylindrical surface concentric with the gear central axis, which is the member central axis, adjacent to the left side in the axial direction of the clutch groove 21Ba.
  • a non-grooved surface 57 having a circular cross section composed of a cylindrical surface concentric with the gear central axis, which is the member central axis, adjacent to the left side in the axial direction of the clutch groove 21Ba.
  • the clutch rolling element 54 is engaged with the clutch groove 21Ba so that power can be transmitted from the second intermediate shaft 38 to the second intermediate gear 21B.
  • the peripheral surface of the rotating side race of the rolling bearing 58 is used as the non-groove surface 57.
  • the second intermediate gear 21B fitted on the second intermediate shaft 38 is smoothly rotated.
  • the groove bottom surface of the clutch groove 21Ba adjacent to the non-groove surface 57 is a tapered surface that is gently inclined toward the non-groove surface 57.
  • the clutch groove 21Ba (FIG. 4B) of the clutch mechanism 51 is also used as a female spline tooth in which the spline tooth 37a of the first intermediate shaft 37 is spline-fitted.
  • the spline fitting in this case may have the same configuration as that of the clutch mechanism 51 described above, but the spline teeth 37a move to the fitting only by changing from the fitting state to the fitting release as will be described later. Therefore, even the spline fitting does not affect the reliability of the operation.
  • the fitting hole 53 of the second intermediate gear 21B is further provided with a retreat space 37b for the spline teeth 37a adjacent to the right side in the axial direction of the clutch groove 21Ba. As a result, the second intermediate gear 21B is in a state where the clutch rolling element 54 is engaged with the clutch groove 21Ba and power can be transmitted from the second intermediate shaft 38 to the second intermediate gear 21B.
  • the intermediate shaft 37 is separated.
  • the fixing mechanism 43 of the switching means 17 shown in FIG. 1 is spline-fitted to a spline hub 44 provided in the housing 19, and is adjacent to the second intermediate shaft 38 and the first and second intermediate shafts 37, 38.
  • a third intermediate shaft 45 disposed coaxially with the second intermediate shaft 45, a coil spring 46 that elastically biases the third intermediate shaft 45 toward the advance side pushing the second intermediate shaft 38, and the third intermediate shaft 45.
  • the second clutch mechanism 52 is configured to connect / disconnect the second intermediate gear 31B in the toe angle adjusting power transmission mechanism 28.
  • a thrust bearing 41 is disposed between the shaft ends of the third intermediate shaft 45 and the second intermediate shaft 38 facing each other.
  • the second intermediate shaft 38 is configured to be rotatable.
  • the second clutch mechanism 52 has substantially the same configuration as the clutch mechanism 51 shown in FIGS. That is, as shown in FIG. 5A, the third intermediate shaft 45 serving as an input member, the second intermediate shaft 38 serving as an output member, and the intermediate shaft 38 are coupled so as to be integrally rotatable.
  • the second intermediate gear 31B of the toe angle adjusting power transmission mechanism 28 having a fitting hole 59 fitted to the outer periphery of the third intermediate shaft 45, and a part of the fitting hole 59 of the intermediate gear 31B in the axial direction.
  • a clutch groove 31Ba provided to extend to the clutch, and a clutch rolling element 60 provided to the third intermediate shaft 45 serving as an input member and engaged with and disengaged from the clutch groove 31Ba by axial movement of the intermediate shafts 38 and 45.
  • the clutch groove 31Ba has a trapezoidal cross-sectional shape.
  • the clutch rolling element 60 is formed of a ball, and is accommodated in an accommodation hole 61 formed through the third intermediate shaft 45 in the radial direction as shown in a sectional view in FIG.
  • the body 62 is biased in the outer diameter direction.
  • the clutch rolling element 60 may be provided on the intermediate gear 31B side, and the clutch groove 31Ba may be provided on the third intermediate shaft 45 side.
  • the fitting hole 59 of the second intermediate gear 31B is provided with a non-groove surface 63 having a circular cross section adjacent to the left side in the axial direction of the clutch groove 31Ba in the drawing, and the non-groove surface as shown in FIG.
  • the clutch rolling element 60 is positioned at the axial position facing 63, the second intermediate gear 31 ⁇ / b> B is disconnected from the third intermediate shaft 45.
  • the elastic body 62 biases the outer diameter side when the phase of the clutch rolling element 60 and the phase of the clutch groove 31Ba coincide.
  • the clutch rolling element 60 is engaged with the clutch groove 31Ba, the second intermediate gear 31B is coupled to the third intermediate shaft 45, and the toe angle adjusting power transmission mechanism 28 is fixed.
  • the circumferential surface of the rotating side race of the rolling bearing 64 is used as the non-groove surface 63.
  • the groove bottom surface of the clutch groove 31Ba adjacent to the non-groove surface 63 is a tapered surface that is gently inclined toward the non-groove surface 63.
  • the clutch groove 31Ba of the second clutch mechanism 52 is also used as female spline teeth in which the spline teeth 38b of the second intermediate shaft 38 are spline-fitted.
  • the spline fitting in this case may have the same configuration as that of the clutch mechanism 52 described above, but the spline teeth 38b only move from the fitted state to the released mated state as will be described later, and move to the fitted state. Therefore, even the spline fitting does not affect the reliability of the operation.
  • a retreat space 65a for the spline teeth 38b is provided adjacent to the right side in the axial direction of the clutch groove 31Ba in the second intermediate gear 31B. .
  • the second intermediate gear 31B is coupled to the third intermediate shaft 37 with the clutch rolling element 60 engaged with the clutch groove 31Ba, and the toe angle adjusting power transmission mechanism 28 is in a fixed state.
  • the state of FIG. 2 showing the case where the rolling motor 6 is normal is a state where the linear actuator 42 does not operate.
  • the spline teeth 37a of the first intermediate shaft 37 are not connected to the clutch groove 21Ba of the clutch mechanism 51, that is, the second intermediate gear 21B of the steered power transmission mechanism 18.
  • the clutch groove 21Aa of the fitting hole 53 is spline-fitted.
  • the spline teeth 38b of the second intermediate shaft 38 are connected to the clutch groove 31Ba of the second clutch mechanism 52, that is, the second intermediate of the toe angle adjusting power transmission mechanism 28.
  • the clutch groove 31Ba of the gear 31B is spline-fitted.
  • FIG. 3 shows a state where the linear actuator 42 is activated, that is, a state where the steered motor 6 has failed.
  • the actuating rod 42a of the linear actuator 42 is retracted, and the first and second intermediate shafts 37 and 38 are pushed by the third intermediate shaft 45 constituting the fixing mechanism 43, so that the right side of FIG. Move in the axial direction.
  • the steered power transmission mechanism 18 as shown in an enlarged view in FIG. 6A, the spline teeth 37a of the first intermediate shaft 37 that have been fitted in the clutch groove 21Ba of the clutch mechanism 51 until then. Is released, and instead, the clutch rolling element 54 of the second intermediate shaft 38 is engaged with the clutch groove 21Ba of the second intermediate gear 21B. That is, the toe angle adjusting motor 7 is connected to the steered power transmission mechanism 18 instead of the steered motor 6 as a drive source of the steered mechanism 15.
  • the second intermediate shaft 38 that has been fitted in the clutch groove 31Ba of the second intermediate gear 31B until then is used.
  • the spline teeth 38b are disengaged, and instead, the clutch rolling element 60 of the third intermediate shaft 45 is engaged with the clutch groove 31Ba of the second intermediate gear 31B. That is, the toe angle adjusting motor 7 is disconnected from the toe angle adjusting power transmission mechanism 28 and the toe angle adjusting power transmission mechanism 28 is fixed by the fixing mechanism 43.
  • the steering control unit 5a of the ECU 5 controls the steering reaction force motor 4, the turning motor 6, the toe angle adjusting motor 7, and the linear actuator 42 (FIG. 2) of the switching means 17.
  • the steering control unit 5a performs a target steering reaction force based on a steering angle signal detected by the steering angle sensor 2, a wheel rotational speed signal detected by a vehicle speed sensor (not shown), and signals of various sensors that detect driving conditions.
  • the steering reaction force motor 4 is controlled by feeding back a steering torque signal detected by the steering torque sensor 3 so that the actual steering reaction force torque matches the target steering reaction force.
  • the steering control unit 5a shown in FIG. 1 operates the linear motion actuator 42 (FIG. 2) constituting the switching means 17 to turn the steering power transmission mechanism 18 (FIG. 2). ),
  • the toe angle adjusting power transmission mechanism 28 (FIG. 2) is fixed, and the toe angle adjusting motor 7 (FIG. 2) is steered.
  • the operation of the steer-by-wire steering device at the steering shaft drive unit 14 will be described.
  • the rotation of the output shaft 6a of the steered motor 6 is transmitted to the ball nut 23 via the steered power transmission mechanism 18 as shown in FIG.
  • the rotation of the output shaft 7 a of the motor 7 is transmitted to the spline nut 33 via the toe angle adjusting power transmission mechanism 28.
  • the rotation of the ball nut 23 that is screwed into the ball screw portion 10a of the steering shaft 10 moves the steering shaft 10 in the axial direction, whereby the wheel 13 is steered.
  • the spline nut 33 of the toe angle adjusting power transmission mechanism 28 is spline-fitted to the spline teeth 10b of the steering shaft 10, the axial movement of the steering shaft 10 is allowed.
  • the rotation of the spline nut 33 fitted to the spline teeth 10b of the steering shaft 10 rotates the steering shaft 10.
  • the tie rods 11 screwed into the toe angle adjusting screw portions 10c at both ends of the steering shaft 10 advance and retract.
  • the toe angle is adjusted.
  • the direct acting actuator 42 constituting the switching means 17 is actuated by an instruction from the steering control unit 5a of the ECU 5 as shown in FIG. 42a moves backward.
  • the third intermediate shaft 45 of the fixing mechanism 43 is pushed out by the bias of the coil spring 46, and the first and second intermediate shafts 37 and 38 move to the right in the axial direction as shown in FIG.
  • the clutch rolling element of the second intermediate shaft 38 is released. 54 is engaged with the clutch groove 21Ba of the intermediate gear 21B, and the drive source of the steered mechanism 15 is switched from the steered motor 6 to the toe angle adjusting motor 7.
  • the spline teeth 38b of the second intermediate shaft 38 are fixed from the clutch groove 31Ba (FIG. 5A) of the second intermediate gear 31B instead of being disengaged.
  • the clutch rolling element 60 of the third intermediate shaft 45 of the mechanism 43 is engaged with the clutch groove 31Ba of the intermediate gear 31B, and the toe angle adjusting power transmission mechanism 28 is maintained in a fixed state. That is, the toe angle of the wheel 13 is kept constant.
  • the first clutch mechanism 51 that engages and disengages the clutch rolling element 54 to and from the clutch groove 21Ba shown in FIG. 4A, and the clutch rolling element 60 to the clutch groove 31Ba shown in FIG. 5A. Since the second clutch mechanism 52 that engages and disengages is used, when the phases of the clutch grooves 21Ba and 31Ba coincide with the phases of the clutch rolling elements 54 and 60, the clutch rolling elements are moved to the clutch grooves 21Ba and 31Ba. In this switching operation, it is not necessary to align the phases, and the switching operation can be reliably performed with a reduced time.
  • a toe angle adjusting motor 7 and a toe angle adjusting power transmission mechanism 28 shown in FIG. 2 for transmitting the power from the toe angle adjusting motor 7 to the steering shaft 10 to adjust the toe angle are provided.
  • the switching means 17 for disconnecting the steered motor 6 from the steered power transmission mechanism 18 and fixing the toe angle adjusting power transmitting mechanism 28 and causing the toe angle adjusting motor 7 to steer.
  • the steering power transmission mechanism 18 and the toe angle adjustment power transmission mechanism 28 are provided in the middle of the steering power transmission mechanism 18 and the toe angle adjustment power transmission mechanism 28, so that even if the steering motor 6 that steers the wheel 13 in FIG.
  • the motor 7 to the steering drive source It is possible to perform steering with. Even when the steered motor 6 is normal, the toe angle adjusting motor 7 serves as a drive source for adjusting the toe angle of the wheel 13, so that an auxiliary motor that operates only when the steered motor 6 fails is provided. Compared with the case of the conventional example provided, it can be set as an economical structure.
  • the toe angle adjusting motor 7 may be smaller than the steered motor 6.
  • FIGS. 8A, 8B, 9A, and 9B show examples of proposals in which the clutch mechanisms 51 and 52 in the steer-by-wire steering device of the present invention are used in another power transmission device.
  • a gear 71 fixed to the rotating shaft 70 is supported by a housing 73 via a rolling bearing 72, and is attached to a shaft end portion of the rotating shaft 70.
  • a clutch mechanism 74 that selectively fixes the rotating shaft 70 to the housing 73 is provided.
  • the clutch mechanism 74 is fixed to the rotating shaft 70 and the housing 73 with bolts 75 and 76, and a cylindrical member 77 having a fitting hole 78 into which the rotating shaft 70 is movably fitted in the axial direction, and the cylindrical member 77.
  • the clutch groove 79 is provided in the fitting hole 78 so as to extend in the axial direction, and the clutch rolling element 80 is provided on the rotating shaft 70.
  • the clutch groove 79 has a trapezoidal cross section as shown in FIG.
  • a cylindrical bearing 77 accommodates a rotary bearing member 81 facing one end of the rotary shaft 70, and is pressed against one end of the rotary shaft 70 by a spring 82 via a thrust bearing 83.
  • the other end of the rotating shaft 70 is provided with pressurizing means such as a direct acting actuator (not shown), whereby the gear 71 is supported so as to be movable in the axial direction and rotatable.
  • the clutch rolling element 80 is formed of a ball, and is accommodated in a rolling element accommodation hole 70 a provided so as to penetrate the rotation shaft 70 in the radial direction, and is urged to the outer diameter side by a spring 84.
  • the fitting hole 78 of the cylindrical member 77 is provided with a rolling bearing 85 adjacent to the clutch groove 79 in the axial direction, and the circumferential surface of the rotating side race of the rolling bearing 85 is not adjacent to the clutch groove 78.
  • a groove surface 86 is provided.
  • the clutch rolling element 80 faces the non-groove surface 86 of the cylindrical member 77 as shown in FIG. 8A when the rotary shaft 70 is not pressurized in the axial direction by the pressurizing means. In the axial position. In this state, since the clutch rolling element 80 is not engaged with the clutch groove 79 as shown in FIG. 8B, the gear 71 (FIG. 8A) is rotatable. From this state, when the rotary shaft 70 is pushed by the pressurizing means and moves in the left axial direction as shown in FIG. 9A, the clutch rolling member 80 is a shaft facing the clutch groove 79 of the cylindrical member 77. Comes in the direction position.
  • the clutch rolling element 80 is engaged with the clutch groove 79 as shown in FIG. 9B, so that the gear 71 (FIG. 9A) is fixed so as not to rotate. Also in this case, since the clutch rolling element 80 is engaged with the clutch groove 79 when the phases of the clutch rolling element 80 and the clutch groove 79 coincide with each other, the clutch rolling element 80 and the clutch groove 79 are switched in the power transmission switching operation. There is no need to align the phases, and the switching operation can be performed in a short time and reliably.
  • First intermediate shaft (output member) 38 Second intermediate shaft (input member, output member) 37a, 38a, 38b ... spline teeth 39,41 ... thrust bearing 42 ... linear motion actuator 44 ... spline hub 45 ... third intermediate shaft (input member) 45a ... Spline teeth 51, 52 ... Clutch mechanisms 53, 59, 78 ... Fitting holes 21B, 31B, 77 ... Members having fitting holes 54 ... Clutch rolling 56 ... Elastic bodies 57 ... Non-groove surfaces 58 ... Rolling bearings 60 ... Clutch rolling element 62 ... Elastic body 63 ... Non-groove surface 64 ... Rolling bearing

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Abstract

　動力伝達機構での動力の伝達・切り離しを短時間かつ確実に行うことができるステアバイワイヤ式操舵装置を提供する。転舵用の操舵軸(10)と機械的に連結されないステアリングホイール(1)と、操舵角センサ(2)と、操舵反力モータ(4)と、操舵軸駆動用モータ(6)および操舵反力モータ(4)を制御するステアリング制御部(5a)とを備える。操舵軸駆動用モータ６から操舵軸(10)に動力を伝達する動力伝達機構(18)を設け、その途中に、動力の伝達・切り離しを行う切換手段(17)を設ける。切換手段(17)は、軸方向に並べられ軸方向移動可能かつ相対回転可能な入力部材(38)および出力部材(37,21B)と、これら両部材の一方に設けられたクラッチ溝(21Ba)と、両部材の他方に設けられ軸方向移動によりクラッチ溝(21Ba)に径方向に付勢されて係脱するクラッチ転動体(54)とを有するクラッチ機構(51)を備える。

Description

ステアバイワイヤ式操舵装置 関連出願
　本出願は、２０１０年５月１３日出願の特願２０１０－１１０９３６の優先権を主張するものであり、その全体を参照により本願の一部をなすものとして引用する。
　この発明は、転舵用の操舵軸と機械的に連結されていないステアリングホイールで操舵を行うようにしたステアバイワイヤ式操舵装置に関する。
　この種のステアバイワイヤ式操舵装置において、スプラインを有する軸部材を軸方向に移動させることで、動力伝達機構における動力の伝達を切り換えるように構成したものが提案されている（特許文献１）。すなわち、この場合のスプライン係合機構では、外周面に雄スプライン歯を有する軸部材と、内周面に雌スプライン歯を有し前記軸部材に外嵌する筒部材とを、軸方向に相対移動させて雄スプライン歯と雌スプライン歯を係脱させることで、動力の伝達・切断を行っている。
　また、スプライン係合では、雄スプライン歯と雌スプライン歯を係合させる際の位相合わせが必要であるが、その係合を円滑に行わせる対策として、各スプライン歯の端部に位相案内部として先細り部を設けるものが提案されている（特許文献２）。
特開２０１０－１６３０１６号公報 特開２００５－２０５９２３号公報
　しかし、特許文献１に示されるスプライン係合機構において、軸部材の雄スプライ歯と筒部材の雌スプライン歯を係合させる際には、両スプライン歯の位相が合わないと係合できず、位相合わせを行う必要がある。
　また、特許文献２に示されるように、雄スプライン歯や雌スプライン歯の端部に位相案内部として先細り部を設けた場合でも、両スプライン歯を短時間で確実に係合させることは難しい。
　この発明の目的は、動力伝達機構での動力の伝達・切り離しを短時間かつ確実に行うことができるステアバイワイヤ式操舵装置を提供することである。
　この発明のステアバイワイヤ式操舵装置は、転舵用の操舵軸と機械的に連結されていないステアリングホイールと、このステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角センサと、前記ステアリングホイールに反力トルクを付与する操舵反力モータと、この操舵反力モータおよび前記操舵軸を駆動する操舵軸駆動用モータを制御するステアリング制御部とを備え、前記操舵角センサの検出する操舵角の信号を含む運転状態検出信号に基づいて前記操舵軸駆動用モータを前記ステアリング制御部で制御するようにしたステアバイワイヤ式操舵装置であって、前記操舵軸駆動用モータから前記操舵軸に動力を伝達する動力伝達機構を設けると共に、動力伝達機構の途中に、動力を伝達する状態と遮断する状態とに切り換える切換手段を設け、この切換手段は、軸方向に並べられ互いに端部が接触して軸方向に移動可能かつ相対回転可能な入力部材および出力部材と、これら入力部材および出力部材の一方に軸方向に延びて設けられたクラッチ溝と、前記入力部材および出力部材の他方に設けられ入力部材および出力部材の軸方向移動により前記クラッチ溝に径方向に弾性体により付勢されて係脱するクラッチ転動体とを有するクラッチ機構を備える。
　この構成によると、入力部材と出力部材の間での連結・切り離しの切換動作を、クラッチ溝へのクラッチ転動体の係脱を行うクラッチ機構を用いて行うようにしているので、クラッチ転動体の位相とクラッチ溝の位相が一致したところで、クラッチ溝へクラッチ転動体が係合することになる。そのため、切換動作において位相を揃える必要がなく、時間を短縮して確実に切換動作を行うことができる。
　この発明において、前記入力部材および出力部材のいずれか一方の部材が軸部材であり、他方の部材が、軸部材とこの軸部材に対して一体に回転可能に結合されかつ前記一方の部材の外周に軸方向相対移動自在に嵌合する嵌合孔を有する部材とでなるものとしても良い。
　この発明において、前記動力伝達機構として、前記操舵軸駆動用モータの１つである転舵モータから前記操舵軸に動力を伝達して転舵を行なわせる転舵動力伝達機構とは別に、前記操舵軸駆動用モータの他の１つであるトー角調整用モータから前記操舵軸に動力を伝達してトー角調整を行なわせるトー角調整動力伝達機構を設け、前記転舵モータが失陥したとき、前記切換手段のクラッチ機構によって前記トー角調整用モータの動力を転舵動力伝達機構に伝達し、トー角調整用モータで転舵を行うものとしても良い。
　この構成によると、転舵モータ、およびこの転舵モータから操舵軸に動力を伝達して転舵を行わせる転舵動力伝達機構とは別に、トー角調整用モータと、このトー角調整用モータから操舵軸に動力を伝達してトー角調整を行わせるトー角調整動力伝達機構を設けており、転舵モータが失陥したとき、前記切換手段のクラッチ機構によって前記トー角調整用モータの動力を転舵動力伝達機構に伝達し、トー角調整用モータで転舵を行う。そのため、車輪を転舵する転舵モータが失陥しても、トー角調整用モータを転舵の駆動源に転用して転舵を行うことができる。また、転舵モータが正常である場合にも、トー角調整用モータは車輪のトー角を調整する駆動源として働くので、転舵モータが失陥したときだけ動作させる補助モータを設ける従来例の場合に比べて経済的な構成とすることができる。
　この発明において、前記切換手段は前記クラッチ機構と同じ構成であって前記出力部材材が装置ハウジングに対して回転不能で軸方向に移動自在に支持された第２のクラッチ機構を有し、トー角調整用モータで転舵を行うとき、前記切換手段の第２のクラッチ機構によって、前記トー角調整動力伝達機構を固定するものとしても良い。
　この発明において、前記クラッチ機構における入力部材および出力部材のうち前記クラッチ溝が設けられた部材には、クラッチ溝と軸方向に隣接して部材中心軸と同軸心の断面円形の非溝面が設けられ、外力により入力部材および出力部材が軸方向に移動して、前記非溝面に対向する軸方向位置に前記クラッチ転動体が位置するとき入力部材から出力部材への動力伝達が遮断され、前記クラッチ溝に対向する軸方向位置に前記クラッチ転動体が位置するときクラッチ転動体がクラッチ溝に係合して入力部材から出力部材への動力伝達が可能となるものとしても良い。
　この発明において、前記クラッチ機構における入力部材および出力部材のうち前記クラッチ溝が設けられた部材には、クラッチ溝と軸方向に隣接して軸受が設けられ、外力により入力部材および出力部材が軸方向に移動して、前記軸受の軌道輪周面に対向する軸方向位置に前記クラッチ転動体が位置するとき入力部材から出力部材への動力伝達が遮断され、前記クラッチ溝に対向する軸方向位置に前記クラッチ転動体が位置するときクラッチ転動体がクラッチ溝に係合して入力部材から出力部材への動力伝達が可能となるものとしても良い。この場合に、前記軸受は例えば転がり軸受であっても良い。
　この発明において、前記クラッチ転動体は、ばねによって径方向に付勢されるものとしても良い。
　この発明において、前記クラッチ溝の断面形状は台形であるのが望ましい。
　この発明において、前記クラッチ溝における前記非溝面または前記軸受の軌道輪周面に隣接する端部の溝底面が、非溝面または軸受の軌道輪周面に向けてなだらかに傾斜するテーパ面とされるのが望ましい。このように、クラッチ溝の端部の溝底面をテーパ面とした場合、クラッチ溝に対するクラッチ転動体の係脱を円滑に行わせることができる。
　この発明において、前記クラッチ転動体はボールであっても良いし、ピンであっても良い。
　この発明において、前記クラッチ転動体の設置位置を軸方向に並ぶ複数位置としても良い。このようにクラッチ転動体の設置位置を複数位置とした場合、動力伝達のトルク容量を増加させることができる。
　この発明は、添付の図面を参考にした以下の好適な実施形態の説明から、より明瞭に理解されるであろう。しかしながら、実施形態および図面は単なる図示および説明のためのものであり、この発明の範囲を定めるために利用されるべきものではない。この発明の範囲は添付の請求の範囲によって定まる。添付図面において、複数の図面における同一の符号は、同一または相当する部分を示す。
この発明の一実施形態にかかるステアバイワイヤ式操舵装置の概略構成を示すブロック図である。 同ステアバイワイヤ式操舵装置における操舵軸駆動部の正常動作時の縦断面図である。 同操舵軸駆動部における転舵モータ失陥時の縦断面図である。 （Ａ）は図２のIV部分の拡大断面図であって、同操舵駆動部における正常動作時の状態を示し、（Ｂ）は同部分におけるクラッチ機構を示す拡大縦断面図である。 （Ａ）は図２のＶ部分の拡大断面図であって、同操舵駆動部における正常動作時の状態を示し、（Ｂ）は同部分におけるクラッチ機構の拡大縦断面図である。 （Ａ）は図４（Ａ）と同部分における転舵モータ失陥時の部分拡大断面図、（Ｂ）は同部分におけるクラッチ機構の拡大縦断面図である。 （Ａ）は図５（Ａ）と同部分における転舵モータ失陥時の部分拡大断面図、（Ｂ）は同部分におけるクラッチ機構の拡大縦断面図である。 （Ａ）は同実施形態のステアバイワイヤ式操舵装置におけるクラッチ機構を応用した提案例におけるクラッチ離脱状態を示す部分拡大断面図、（Ｂ）は同部分におけるクラッチ機構の拡大縦断面図である。 （Ａ）は同提案例でのクラッチ結合状態を示す部分拡大断面図、（Ｂ）は同部分におけるクラッチ機構の拡大縦断面図である。
　この発明の一実施形態を図面と共に説明する。このステアバイワイヤ式操舵装置の概略構成は、図１にブロック図で示すように、運転者が操舵するステアリングホイール１と、操舵角センサ２と、操舵トルクセンサ３と、操舵反力モータ４と、左右の車輪１３にナックルアーム１２およびタイロッド１１を介して連結された転舵用の軸方向移動自在な操舵軸１０と、この操舵軸１０を駆動する操舵軸駆動部１４と、転舵角センサ８と、ステアリング制御部５ａを含むＥＣＵ（電気制御ユニット）５とを備える。ＥＣＵ５およびそのステアリング制御部５ａは、マイクロコンピュータおよびその制御プログラムを含む電子回路等により構成される。
　ステアリングホイール１は、転舵用の操舵軸１０と機械的に連結されていない。ステアリングホイール１に対して、操舵角センサ２および操舵トルクセンサ３が設けられ、操舵反力モータ４が接続されている。操舵角センサ２は、ステアリングホイール１の操舵角を検出するセンサである。操舵トルクセンサ３は、ステアリングホイール１に作用する操舵トルクを検出するセンサである。操舵反力モータ４は、ステアリングホイール１に反力トルクを付与するモータである。
　図２は、操舵軸１０を駆動する操舵軸駆動部１４の正常時の詳細を縦断面図で示す。この操舵軸駆動部１４には、操舵軸１０を軸方向に移動させて車輪１３の転舵を行う転舵機構１５と、車輪１３のトー角調整を行うトー角調整機構１６と、切換手段１７とが設けられている。
　前記転舵機構１５は、操舵軸１０を駆動する操舵軸駆動用モータの１つである転舵モータ６と、この転舵モータ６から操舵軸１０に動力を伝達して転舵を行なわせる転舵動力伝達機構１８とを備える。転舵モータ６は、その出力軸６ａが操舵軸１０と平行となる姿勢で、操舵軸駆動部１４のハウジング１９に支持されている。操舵軸１０の一部（図２の右側部分）にはボールねじ部１０ａが形成されている。転舵動力伝達機構１８は、転舵モータ６の出力軸６ａに固定された出力ギヤ２０と、操舵軸１０と平行に配置された第１の中間軸３７の一部にスプライン嵌合され前記出力ギヤ２０に噛み合う第１の中間ギヤ２１Ａと、前記第１の中間軸３７の他部にスプライン嵌合して取付けられる第２の中間ギヤ２１Ｂと、前記操舵軸１０のボールねじ部１０ａに螺合するボールナット２３と、このボールナット２３に固定され前記第２の中間ギヤ２１Ｂに噛み合う入力ギヤ２２とでなる。これにより、転舵モータ６の回転出力は、出力ギヤ２０、第１の中間ギヤ２１Ａ、第１の中間軸３７、第２の中間ギヤ２１Ｂ、入力ギヤ２２を経てボールナット２３に伝達され、ボールナット２３の回転が操舵軸１０の軸方向への移動に変換されて転舵が行なわれる。
　第１の中間ギヤ２１Ａは転がり軸受２４を介して前記ハウジング１９に支持されている。第１の中間ギヤ２１Ａはキー２５を介して第１の中間軸３７に嵌合されている。また、第２の中間ギヤ２１Ｂも第１の中間軸３７にスプライン嵌合されていることから、第１の中間軸３７の軸方向への移動が許容される。第２の中間ギヤ２１Ｂは別の転がり軸受２６を介して前記ハウジング１９に支持されている。入力ギヤ２２も、転がり軸受２７を介して前記ハウジング１９に支持されている。
　前記トー角調整機構１６は、操舵軸１０を駆動する操舵軸駆動用モータの他の１つであるトー角調整用モータ７と、このトー角調整用モータ７から操舵軸１０に動力を伝達してトー角調整を行なわせるトー角調整動力伝達機構２８とを備える。トー角調整用モータ７は、その出力軸７ａが操舵軸１０と平行となる姿勢で、操舵軸駆動部１４のハウジング１９に支持されている。操舵軸１０の一部（図２の左側部分）にはスプライン歯１０ｂが形成されている。トー角調整動力伝達機構２８は、トー角調整用モータ７の出力軸７ａに固定された出力ギヤ２９と、操舵軸１０と平行で前記第１の中間軸３７に隣接して第１の中間軸３７と同軸上に配置された第２の中間軸３８の一部に嵌合され、前記出力ギヤ２９に噛み合う第１の中間ギヤ３１Ａと、前記第２の中間軸３８の他部にスプライン嵌合して取付けられる第２の中間ギヤ３１Ｂと、前記操舵軸１０のスプライン歯１０ｂに嵌合するスプラインナット３３と、このスプラインナット３３に固定され前記第２の中間ギヤ３１Ｂに噛み合う入力ギヤ３２とでなる。
　これにより、トー角調整用モータ７の回転出力は、出力ギヤ２９、第１の中間ギヤ３１Ａ、第２の中間軸３８、第２の中間ギヤ３１Ｂ、入力ギヤ３２を経てスプラインナット３３に伝達され、スプラインナット３３の回転で操舵軸１０が回転されて後述するトー角調整用ねじ部１０ｃの作用で車輪１３のトー角調整が行なわれる。操舵軸１０のスプライン歯１０ｂとスプラインナット３３は、滑り接触しているものであっても転がり接触しているものであっても良い。第１の中間軸３７と第２の中間軸３８とは、互いに対向する軸端間にスラスト軸３９（図４（Ａ））を配置して押し当てられる。これにより、両中間軸３７，３８が相対回転可能となるようにされている。
　第１の中間ギヤ３１Ａは転がり軸受３４を介して前記ハウジング１９に支持されている。第１の中間ギヤ３１Ａはキー３０を介して第２の中間軸３８に嵌合され、第２の中間ギヤ３１Ｂも第２の中間軸３８にスプライン嵌合されていることから、第２の中間軸３８の軸方向への移動が許容される。第２の中間ギヤ３１Ｂは別の転がり軸受３５Ａ，３５Ｂを介して前記ハウジング１９に支持されている。入力ギヤ３２も、転がり軸受３６を介して前記ハウジング１９に支持されている。
　トー角調整機構１６は、前記トー角調整用モータ７およびトー角調整動力伝達機構２８とは別に、操舵軸１０の両端に形成され左右のタイロッド１１がそれぞれ螺合するトー角調整用ねじ部１０ｃを備える。これらのトー角調整用ねじ部１０ｃは互いに逆ねじとした雌ねじ部からなり、操舵軸１０の一方向への回転で左右のタイロッド１１が互いに突出し、操舵軸１０の他方向への回転で左右のタイロッド１１が互いに後退するようにされている。トー角調整用ねじ部１０ｃは、例えば台形ねじとされる。また、トー角調整用ねじ部１０ｃには廻り止めが設けられていても良い。
　切換手段１７は、転舵モータ６が失陥したとき、転舵モータ６を前記転舵動力伝達機構１８から切り離すと共に、トー角調整動力伝達機構２８を固定して、トー角調整用モータ７を駆動源として転舵を行なわせる手段である。この切換手段１７は、転舵動力伝達機構１８およびトー角調整動力伝達機構２８の途中部分に設けられる。切換手段１７は、前記第１および第２の中間軸３７，３８を軸方向に移動させる直動アクチュエータ４２と、トー角調整用モータ７の回転出力をトー角調整動力伝達機構２８から転舵動力伝達機構１８へ切り換え伝達するクラッチ機構５１と、トー角調整動力伝達機構２８を固定する固定機構４３とを備える。直動アクチュエータ４２は、例えばリニアソレノイド、油圧シリンダ、またはエアシリンダからなり、その作動ロッド４２ａが第１の中間軸３７の第２の中間軸３８に押し当てられる端部とは反対側の端部に押し当てられる。第１の中間軸３７と直動アクチュエータ４２の作動ロッド４２ａの互いに対向する軸端間には図示しないスラスト軸受が配置され、これにより作動ロッド４２ａに対して第１の中間軸３７が回転自在となるようにされている。
　切換手段１７の前記クラッチ機構５１は、図４（Ａ）に拡大して示すように、入力部材となる前記第２の中間軸３８と、出力部材となる前記第１の中間軸３７およびこの中間軸３７に対して一体に回転可能に結合され第２の中間軸３８の外周に嵌合する嵌合孔５３を有する前記第２の中間ギヤ２１Ｂと、この中間ギヤ２１Ｂの嵌合孔５３の一部に軸方向に延びて設けられたクラッチ溝２１Ｂａ（図４（Ｂ））と、入力部材となる前記第２の中間軸３８に設けられ前記両中間軸３７，３８の軸方向移動により前記クラッチ溝２１Ｂａに係脱するクラッチ転動体５４とを有する。クラッチ溝２１Ｂａは断面形状が台形とされる。クラッチ転動体５４はボールからなり、図４（Ｂ）に断面図で示すように、第２の中間軸３８に径方向に貫通して形成される収容孔５５内に収容され、ばねなどの弾性体５６により外径方向に付勢されている。なお、クラッチ機構５１の他の構成として、クラッチ転動体５４を中間ギヤ２１Ｂ側に設け、クラッチ溝２１Ｂａを第２の中間軸３８側に設けても良い。
　第２の中間ギヤ２１Ｂの嵌合孔５３には、クラッチ溝２１Ｂａの軸方向左側に隣接して部材中心軸であるギヤ中心軸と同心の円筒面からなる断面円形の非溝面５７が設けられ、図４（Ａ）のように前記非溝面５７に対向する位置に前記クラッチ転動体５４が位置するとき、第２の中間軸３８から第２の中間ギヤ２１Ｂへの動力伝達が遮断される。また、前記クラッチ溝２１Ｂａに対向する軸方向位置に前記クラッチ転動体５４が位置すると、クラッチ転動体５４の位相とクラッチ溝２１Ｂａの位相が一致したところで、弾性体５６による外径側への付勢でクラッチ転動体５４がクラッチ溝２１Ｂａに係合して第２の中間軸３８から第２の中間ギヤ２１Ｂへの動力伝達が可能となるようにされる。ここでは、第２の中間ギヤ２１Ｂの嵌合孔５３に転がり軸受５８を設けることで、この転がり軸受５８の回転側軌道輪の周面を前記非溝面５７としている。
　これにより、クラッチ転動体５４が非溝面５７に対向する軸方向位置にある動力伝達が遮断の状態でも、第２の中間軸３８に外嵌する第２の中間ギヤ２１Ｂの回転を円滑に行わせることができる。また、クラッチ溝２１Ｂａにおける前記非溝面５７に隣接する端部の溝底面は非溝面５７に向けてなだらかに傾斜するテーパ面とされている。これにより、クラッチ転動体５４が非溝面５７に対向する位置からクラッチ溝２１Ｂａに係合するまでの動作を円滑に行わせることができる。
　クラッチ機構５１の前記クラッチ溝２１Ｂａ（図４（Ｂ））は、第１の中間軸３７のスプライン歯３７ａがスプライン嵌合する雌スプライン歯に兼用される。この場合のスプライン嵌合を、上記したクラッチ機構５１と同じ構成としても良いが、前記スプライン歯３７ａは後述するように嵌合状態から嵌合解除へと変化するだけで、嵌合へ移行する動作は行われないので、スプライン嵌合であっても動作の確実性に影響は及ぼさない。第２の中間ギヤ２１Ｂの嵌合孔５３には、さらにクラッチ溝２１Ｂａの軸方向右側に隣接して、前記スプライン歯３７ａの退避空間３７ｂが設けられる。これにより、クラッチ転動体５４がクラッチ溝２１Ｂａに係合して第２の中間軸３８から第２の中間ギヤ２１Ｂへの動力伝達が可能となった状態で、第２の中間ギヤ２１Ｂは第１の中間軸３７から切り離される。
　図１に示す切換手段１７の前記固定機構４３は、ハウジング１９に設けられたスプラインハブ４４にスプライン嵌合し、第２の中間軸３８に隣接して第１および第２の中間軸３７，３８と同軸上に配置される第３の中間軸４５と、この第３の中間軸４５を第２の中間軸３８を押す進出側に弾性付勢するコイルばね４６と、第３の中間軸４５に対してトー角調整動力伝達機構２８における第２の中間ギヤ３１Ｂを結合・切り離しさせる第２のクラッチ機構５２とでなる。第３の中間軸４５と第２の中間軸３８の互いに対向する軸端間には、図５（Ａ）に示すように、スラスト軸受４１が配置され、これにより、第３の中間軸４５に対して第２の中間軸３８が回転自在となるようにされている。
　第２のクラッチ機構５２は、図４（Ａ），（Ｂ）に示したクラッチ機構５１と略同様の構成である。すなわち、図５（Ａ）に示すように、入力部材となる前記第３の中間軸４５と、出力部材となる前記第２の中間軸３８およびこの中間軸３８に対して一体に回転可能に結合され第３の中間軸４５の外周に嵌合する嵌合孔５９を有するトー角調整動力伝達機構２８の第２の中間ギヤ３１Ｂと、この中間ギヤ３１Ｂの嵌合孔５９の一部に軸方向に延びて設けられたクラッチ溝３１Ｂａと、入力部材となる前記第３の中間軸４５に設けられ前記両中間軸３８，４５の軸方向移動により前記クラッチ溝３１Ｂａに係脱するクラッチ転動体６０とを有する。クラッチ溝３１Ｂａは断面形状が台形とされる。クラッチ転動体６０はボールからなり、図５（Ｂ）に断面図で示すように、第３の中間軸４５に径方向に貫通して形成される収容孔６１内に収容され、ばねなどの弾性体６２により外径方向に付勢されている。なお、第２のクラッチ機構５２の他の構成として、クラッチ転動体６０を中間ギヤ３１Ｂ側に設け、クラッチ溝３１Ｂａを第３の中間軸４５側に設けても良い。
　第２の中間ギヤ３１Ｂの嵌合孔５９には、クラッチ溝３１Ｂａの図の軸方向左側に隣接して断面円形の非溝面６３が設けられ、図５（Ａ）のように前記非溝面６３に対向する軸方向位置に前記クラッチ転動体６０が位置するとき、第３の中間軸４５に対して第２の中間ギヤ３１Ｂが切り離される。また、前記クラッチ溝３１Ｂａに対向する軸方向位置に前記クラッチ転動体６０が位置すると、クラッチ転動体６０の位相とクラッチ溝３１Ｂａの位相が一致したところで、弾性体６２による外径側への付勢でクラッチ転動体６０がクラッチ溝３１Ｂａに係合して第３の中間軸４５に対して第２の中間ギヤ３１Ｂが結合され、トー角調整動力伝達機構２８が固定される。ここでは、第３の中間ギヤ３１Ｂの嵌合孔５９に転がり軸受６４を設けることで、この転がり軸受６４の回転側軌道輪の周面を前記非溝面６３としている。
　これにより、クラッチ転動体６０が非溝面６３に対向する軸方向位置にある切り離し状態でも、第２の中間軸３８に外嵌する第２の中間ギヤ３１Ｂの回転を円滑に行わせることができる。また、クラッチ溝３１Ｂａにおける前記非溝面６３に隣接する端部の溝底面は非溝面６３に向けてなだらかに傾斜するテーパ面とされている。これにより、クラッチ転動体６０が非溝面６３に対向する位置からクラッチ溝３１Ｂａに係合するまでの動作を円滑に行わせることができる。
　第２のクラッチ機構５２の前記クラッチ溝３１Ｂａは、第２の中間軸３８のスプライン歯３８ｂがスプライン嵌合する雌スプライン歯に兼用される。この場合のスプライン嵌合を、上記したクラッチ機構５２と同じ構成としても良いが、前記スプライン歯３８ｂは後述するように嵌合状態から嵌合解除へと変化するだけで、嵌合へ移行する動作は行われないので、スプライン嵌合であっても動作の確実性に影響は及ぼさない。第２の中間軸３８が貫通するハウジング１９の中間軸貫通孔６５には、第２の中間ギヤ３１Ｂにおけるクラッチ溝３１Ｂａの軸方向右側に隣接して、前記スプライン歯３８ｂの退避空間６５ａが設けられる。これにより、クラッチ転動体６０がクラッチ溝３１Ｂａに係合した状態で、第２の中間ギヤ３１Ｂは第３の中間軸３７に連結され、トー角調整動力伝達機構２８は固定状態となる。
　転動モータ６が正常である場合を示す図２の状態は、直動アクチュエータ４２が作動しない状態である。このとき、図４（Ａ）に拡大して示すように、第１の中間軸３７のスプライン歯３７ａがクラッチ機構５１のクラッチ溝２１Ｂａ、つまり転舵動力伝達機構１８の第２の中間ギヤ２１Ｂの嵌合孔５３のクラッチ溝２１Ａａにスプライン嵌合している。また、図５（Ａ）に拡大して示すように、第２の中間軸３８のスプライン歯３８ｂが第２のクラッチ機構５２のクラッチ溝３１Ｂａ、つまりトー角調整動力伝達機構２８の第２の中間ギヤ３１Ｂのクラッチ溝３１Ｂａにスプライン嵌合している。
　図３は、直動アクチュエータ４２が作動した状態、つまり転舵モータ６が失陥したときの状態を示す。このとき、直動アクチュエータ４２の作動ロッド４２ａが後退して、第１および第２の中間軸３７，３８は固定機構４３を構成する第３の中間軸４５に押されて、同図の右側に向けて軸方向に移動する。この移動により、転舵動力伝達機構１８では、図６（Ａ）に拡大して示すように、それまでクラッチ機構５１のクラッチ溝２１Ｂａに嵌合していた第１の中間軸３７のスプライン歯３７ａが嵌合解除され、これに代わって第２の中間軸３８のクラッチ転動体５４が第２の中間ギヤ２１Ｂのクラッチ溝２１Ｂａに係合する。すなわち、転舵機構１５の駆動源として、転舵モータ６に代わってトー角調整用モータ７が転舵動力伝達機構１８に接続される。
　一方、トー角調整動力伝達機構２８では、図７（Ａ），（Ｂ）に示すように、それまで第２の中間ギヤ３１Ｂのクラッチ溝３１Ｂａに嵌合していた第２の中間軸３８のスプライン歯３８ｂが嵌合解除され、これに代わって第３の中間軸４５のクラッチ転動体６０が第２の中間ギヤ３１Ｂのクラッチ溝３１Ｂａに係合する。すなわち、トー角調整用モータ７がトー角調整動力伝達機構２８から切り離されると共に、トー角調整動力伝達機構２８が固定機構４３で固定される。
　図１に示すように、ＥＣＵ５のステアリング制御部５ａは、操舵反力モータ４、転舵モータ６、トー角調整用モータ７および切換手段１７の直動アクチュエータ４２（図２）を制御する。すなわち、ステアリング制御部５ａは、操舵角センサ２の検出する操舵角の信号、図示しない車速センサの検出する車輪回転速度の信号、および運転状態を検出する各種センサの信号に基づいて目標操舵反力を設定し、実際の操舵反力トルクが目標操舵反力に一致するように操舵トルクセンサ３の検出する操舵トルクの信号をフィードバックして、操舵反力モータ４を制御する。また、図１に示すステアリング制御部５ａは、転舵モータ６が失陥したとき、切換手段１７を構成する直動アクチュエータ４２（図２）を作動させて、転舵動力伝達機構１８（図２）からの転舵モータ６の切り離し、トー角調整動力伝達機構２８（図２）の固定、およびトー角調整用モータ７（図２）による転舵を行なわせる。
　次に、このステアバイワイヤ式操舵装置の操舵軸駆動部１４での動作を説明する。転舵モータ６が正常な場合には、図２のように、転舵モータ６の出力軸６ａの回転が転舵動力伝達機構１８を介してボールナット２３に伝達されると共に、トー角調整用モータ７の出力軸７ａの回転がトー角調整動力伝達機構２８を介してスプラインナット３３に伝達される。操舵軸１０のボールねじ部１０ａに螺合するボールナット２３の回転は、操舵軸１０を軸方向に移動させ、これにより車輪１３の操舵が行なわれる。トー角調整動力伝達機構２８のスプラインナット３３は、操舵軸１０のスプライン歯１０ｂにスプライン嵌合しているので、操舵軸１０の軸方向移動が許容される。操舵軸１０のスプライン歯１０ｂに嵌合するスプラインナット３３の回転は操舵軸１０を回転させ、この回転により操舵軸１０の両端のトー角調整用ねじ部１０ｃに螺合しているタイロッド１１が進退して、トー角調整が行なわれる。
　図１に示す転舵モータ６が失陥した場合、ＥＣＵ５のステアリング制御部５ａからの指令により、図２に示すように、切換手段１７を構成する直動アクチュエータ４２が作動して、その作動ロッド４２ａが後退する。これにより固定機構４３の第３の中間軸４５がコイルばね４６の付勢で押し出されて、第１および第２の中間軸３７，３８が図３のように軸方向右側に移動する。このとき、転舵動力伝達機構１８の第２の中間ギヤ２１Ｂのクラッチ溝２１Ｂａから第１の中間軸３７のスプライン歯３７ａが嵌合解除される代わりに、第２の中間軸３８のクラッチ転動体５４が前記中間ギヤ２１Ｂのクラッチ溝２１Ｂａに係合し、転舵機構１５の駆動源は転舵モータ６からトー角調整用モータ７に切り換えられる。
　一方、トー角調整動力伝達機構２８では、その第２の中間ギヤ３１Ｂのクラッチ溝３１Ｂａ（図５（Ａ））から第２の中間軸３８のスプライン歯３８ｂが嵌合解除される代わりに、固定機構４３の第３の中間軸４５のクラッチ転動体６０が前記中間ギヤ３１Ｂのクラッチ溝３１Ｂａに係合し、トー角調整動力伝達機構２８は固定状態に保たれる。すなわち、車輪１３のトー角は一定に保たれる。
　上記切換動作では、図４（Ａ）に示すクラッチ溝２１Ｂａへのクラッチ転動体５４の係脱を行う第１のクラッチ機構５１と、図５（Ａ）に示すクラッチ溝３１Ｂａへのクラッチ転動体６０の係脱を行う第２のクラッチ機構５２とを用いているので、クラッチ転動体５４，６０の位相と対応するクラッチ溝２１Ｂａ，３１Ｂａの位相が一致したところで、クラッチ溝２１Ｂａ，３１Ｂａへクラッチ転動体５４，６０が係合することになり、その切換動作において、位相を揃える必要がなく、時間を短縮して確実に切換動作を行うことができる。
　また、このステアバイワイヤ式操舵装置では、図１に示す転舵モータ６、およびこの転舵モータ６から操舵軸１０に動力を伝達して転舵を行なわせる転舵動力伝達機構１８（図２）とは別に、トー角調整用モータ７と、このトー角調整用モータ７から操舵軸１０に動力を伝達してトー角調整を行なわせる図２のトー角調整動力伝達機構２８を設けると共に、転舵モータ６が失陥したとき、転舵モータ６を転舵動力伝達機構１８から切り離し、トー角調整動力伝達機構２８を固定して、トー角調整用モータ７で転舵を行なわせる切換手段１７を、前記転舵動力伝達機構１８および前記トー角調整動力伝達機構２８の途中部分に設けているので、図１の車輪１３を転舵する転舵モータ６が失陥しても、トー角調整用モータ７を転舵の駆動源に転用して転舵を行うことができる。また、転舵モータ６が正常である場合にも、トー角調整用モータ７は車輪１３のトー角を調整する駆動源として働くので、転舵モータ６が失陥したときだけ動作させる補助モータを設ける従来例の場合に比べて経済的な構成とすることができる。
　なお、トー角調整用モータ７によるトー角調整および転舵モータ６の失陥のときの転舵用駆動源としての代替は、車両走行時に行う動作であるため、その最大発生トルクは、据え切り動作時に転舵モータ６に必要なトルクよりもはるかに小さなものである。したがって、トー角調整用モータ７は、転舵モータ６よりも小型のもので良い。
　この実施形態では、切換手段１７の図４（Ａ）に示す第１のクラッチ機構５１において、クラッチ転動体５４を軸方向の一箇所に設置した例を示したが、軸方向に並ぶ複数位置にクラッチ転動体５４を配置することで、動力伝達のトルク容量を増加させるようにしても良い。切換手段１７の図５（Ａ）に示す固定機構４３における第２のクラッチ機構５２についても同様である。
　図８（Ａ），（Ｂ）および図９（Ａ），（Ｂ）は、上記発明のステアバイワイヤ式操舵装置におけるクラッチ機構５１，５２を他の動力伝達装置に用いた提案例を示す。この動力伝達装置では、図８（Ａ）に示すように、回転軸７０に固定されたギヤ７１が、転がり軸受７２を介してハウジング７３に支持されており、その回転軸７０の軸端部に回転軸７０をハウジング７３に対して選択的に固定するクラッチ機構７４が設けられている。クラッチ機構７４は、前記回転軸７０と、前記ハウジング７３にボルト７５，７６で固定され、回転軸７０が軸方向移動自在に嵌合する嵌合孔７８を有する筒部材７７と、この筒部材７７の嵌合孔７８に軸方向に延びて設けられたクラッチ溝７９と、回転軸７０に設けられたクラッチ転動体８０とを有する。クラッチ溝７９は図８（Ｂ）に示すような断面台形の形状とされている。
　筒部材７７内には前記回転軸７０の一端に対向する回転軸受け部材８１が収容され、ばね８２により回転軸７０の一端にスラスト軸受８３を介して押し当てられている。回転軸７０の他端には、図示しない直動アクチュエータなどの加圧手段が設けられ、これによりギヤ７１は軸方向に移動自在でかつ回転可能に支持されている。クラッチ転動体８０はボールからなり、回転軸７０に径方向に貫通して設けられた転動体収容孔７０ａに収容され、ばね８４により外径側に付勢されている。また、筒部材７７の嵌合孔７８には、前記クラッチ溝７９と軸方向に隣接する転がり軸受８５が設けられ、この転がり軸受８５の回転側軌道輪の周面がクラッチ溝７８に隣接する非溝面８６とされている。
　この動力伝達装置では、前記加圧手段により回転軸７０が軸方向に加圧されない状態において、図８（Ａ）のように、クラッチ転動体８０は前記筒部材７７における非溝面８６に対向する軸方向位置にある。この状態では、図８（Ｂ）のようにクラッチ転動体８０がクラッチ溝７９に係合していないので、ギヤ７１（図８（Ａ））は回転自在となる。この状態から、前記加圧手段により回転軸７０が押されて図９（Ａ）のように同図の左側軸方向に移動すると、クラッチ転動体８０は筒部材７７のクラッチ溝７９に対向する軸方向位置に来る。この状態では、図９（Ｂ）のようにクラッチ転動体８０がクラッチ溝７９に係合するので、ギヤ７１（図９（Ａ））は回転不能に固定される。この場合も、クラッチ転動体８０とクラッチ溝７９の位相が一致したとろで、クラッチ転動体８０がクラッチ溝７９に係合するので、動力伝達の切換動作において、クラッチ転動体８０とクラッチ溝７９の位相を揃える必要がなく、切換動作を短時間にかつ確実に行うことができる。
　以上のとおり、図面を参照しながら好適な実施形態を説明したが、当業者であれば、本件明細書を見て、自明な範囲内で種々の変更および修正を容易に想定するであろう。したがって、そのような変更および修正は、請求の範囲から定まる発明の範囲内のものと解釈される。
　１…ステアリングホイール
　２…操舵角センサ
　４…操舵反力モータ
　５ａ…ステアリング制御部
　６…転舵モータ(操舵軸駆動用モータ)
　７…トー角調整用モータ(操舵軸駆動用モータ)
　１０…操舵軸
　１７…切換手段
　１８…転舵動力伝達機構
　１９…ハウジング
　２１Ｂ…転舵動力伝達機構の中間ギヤ（出力部材）
　２１Ｂａ…クラッチ溝
　２３…ボールナット
　２８…トー角調整動力伝達機構
　３１Ｂ…トー角調整動力伝達機構の中間ギヤ
　３１Ｂａ…クラッチ溝
　３３…スプラインナット
　３７…第１の中間軸（出力部材）
　３８…第２の中間軸（入力部材、出力部材）
　３７ａ，３８ａ，３８ｂ…スプライン歯
　３９，４１…スラスト軸受
　４２…直動アクチュエータ
　４４…スプラインハブ
　４５…第３の中間軸（入力部材）
　４５ａ…スプライン歯
　５１，５２…クラッチ機構
　５３，５９，７８…嵌合孔
　２１Ｂ，３１Ｂ、７７…嵌合孔を有する部材
　５４…クラッチ転動
　５６…弾性体
　５７…非溝面
　５８…転がり軸受
　６０…クラッチ転動体
　６２…弾性体
　６３…非溝面
　６４…転がり軸受

Claims (13)

  1. 　転舵用の操舵軸と機械的に連結されていないステアリングホイールと、このステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角センサと、前記ステアリングホイールに反力トルクを付与する操舵反力モータと、この操舵反力モータおよび前記操舵軸を駆動する操舵軸駆動用モータを制御するステアリング制御部とを備え、前記操舵角センサの検出する操舵角の信号を含む運転状態検出信号に基づいて前記操舵軸駆動用モータを前記ステアリング制御部で制御するようにしたステアバイワイヤ式操舵装置であって、
    　前記操舵軸駆動用モータから前記操舵軸に動力を伝達する動力伝達機構を設けると共に、動力伝達機構の途中に、動力を伝達する状態と遮断する状態とに切り換える切換手段を設け、
    　前記切換手段は、軸方向に並べられ互いに端部が接触して軸方向に移動可能かつ相対回転可能な入力部材および出力部材と、これら入力部材および出力部材の一方に軸方向に延びて設けられたクラッチ溝と、前記入力部材および出力部材の他方に設けられ入力部材および出力部材の軸方向移動により前記クラッチ溝に径方向に弾性体により付勢されて係脱するクラッチ転動体とを有するクラッチ機構を備えるステアバイワイヤ式操舵装置。
  2. 　請求項１において、前記入力部材および出力部材のいずれか一方の部材が軸部材であり、他方の部材が、軸部材とこの軸部材に対して一体に回転可能に結合されかつ前記一方の部材の外周に軸方向相対移動自在に嵌合する嵌合孔を有する部材とでなるステアバイワイヤ式操舵装置。
  3. 　請求項１において、前記動力伝達機構として、前記操舵軸駆動用モータの１つである転舵モータから前記操舵軸に動力を伝達して転舵を行なわせる転舵動力伝達機構とは別に、前記操舵軸駆動用モータの他の１つであるトー角調整用モータから前記操舵軸に動力を伝達してトー角調整を行なわせるトー角調整動力伝達機構を設け、前記転舵モータが失陥したとき、前記切換手段のクラッチ機構によって前記トー角調整用モータの動力を転舵動力伝達機構に伝達し、トー角調整用モータで転舵を行うものとしたステアバイワイヤ式操作装置。
  4. 　請求項３において、前記切換手段は前記クラッチ機構と同じ構成であって前記出力部材が装置ハウジングに対して回転不能で軸方向に移動自在に支持された第２のクラッチ機構を有し、トー角調整用モータで転舵を行うとき、前記切換手段の第２のクラッチ機構によって、前記トー角調整動力伝達機構を固定するものとしたステアバイワイヤ式操舵装置。
  5. 　請求項１において、前記クラッチ機構における入力部材および出力部材のうち前記クラッチ溝が設けられた部材には、クラッチ溝と軸方向に隣接して部材中心軸と同軸心の断面円形の非溝面が設けられ、外力により入力部材および出力部材が軸方向に移動して、前記非溝面に対向する軸方向位置に前記クラッチ転動体が位置するとき入力部材から出力部材への動力伝達が遮断され、前記クラッチ溝に対向する軸方向位置に前記クラッチ転動体が位置するときクラッチ転動体がクラッチ溝に係合して入力部材から出力部材への動力伝達が可能となるものとしたステアバイワイヤ式操舵装置。
  6. 　請求項１において、前記クラッチ機構における入力部材および出力部材のうち前記クラッチ溝が設けられた部材には、クラッチ溝と軸方向に隣接して軸受が設けられ、外力により入力部材および出力部材が軸方向に移動して、前記軸受の軌道輪周面に対向する軸方向位置に前記クラッチ転動体が位置するとき入力部材から出力部材への動力伝達が遮断され、前記クラッチ溝に対向する軸方向位置に前記クラッチ転動体が位置するときクラッチ転動体がクラッチ溝に係合して入力部材から出力部材への動力伝達が可能となるものとしたステアバイワイヤ式操舵装置。
  7. 　請求項６において、前記軸受が転がり軸受であるステアバイワイヤ式操舵装置。
  8. 　請求項１において、前記クラッチ転動体はばねによって径方向に付勢されているステアバイワイヤ式操舵装置。
  9. 　請求項１において、前記クラッチ溝の断面形状が台形であるステアバイワイヤ式操舵装置。
  10. 　請求項５において、前記クラッチ溝における前記非溝面または前記軸受の軌道輪周面に隣接する端部の溝底面が非溝面または軸受の軌道輪周面に向けてなだらかに傾斜するテーパ面とされているステアバイワイヤ式操舵装置。
  11. 　請求項１において、前記クラッチ転動体がボールであるステアバイワイヤ式操舵装置。
  12. 　請求項１において、前記クラッチ転動体がピンであるステアバイワイヤ式操舵装置。
  13. 　請求項１において、前記クラッチ転動体の設置位置を軸方向に並ぶ複数位置としたステアバイワイヤ式操舵装置。
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