WO2018047846A1

WO2018047846A1 - 回転伝達装置

Info

Publication number: WO2018047846A1
Application number: PCT/JP2017/032045
Authority: WO
Inventors: 直嗣北山; 齋藤　隆英; 山田　裕之
Original assignee: Ntn株式会社
Priority date: 2016-09-06
Filing date: 2017-09-06
Publication date: 2018-03-15

Abstract

入力軸（３）と出力軸（６）との間の回転の伝達と遮断を切り替える２方向クラッチ（１０）と、２方向クラッチ（１０）の切り替え操作を行うアーマチュア（３１）と、アーマチュア（３１）に対向して設けられるロータ（３２）と、ロータ（３２）に対向して設けられ、このロータ（３２）にアーマチュア（３１）を吸着する磁力を与える電磁コイル（３３）と、を備えた電磁クラッチ（３０）と、ロータ（３２）に磁界を印加する反力モータステータ（４０）を有する回転伝達装置を構成する。

Description

回転伝達装置

　この発明は、入力軸から出力軸への回転の伝達と遮断を切り替える回転伝達装置に関する。

　回転伝達装置は、ステアバイワイヤ方式を採用した車両のように、運転者のステアリング操作によって軸周りに回転する入力軸（操舵軸）と、車輪を左右に転舵するステアリング装置に接続された出力軸（転舵軸）との断続を切り替え可能な機構に採用されることが多い。

　例えば、下記特許文献１に係る構成においては、入力軸と出力軸との間の、回転の伝達と遮断を切り替えるクラッチと、転舵装置を駆動して左右の車輪を転舵する転舵モータを備えている。このクラッチは、通常時には遮断されており、入力軸と出力軸は機械的に非連結の状態となっている。この状態で、運転者がステアリング操作を行うと、その操作量が入力軸に設けられた転舵角センサ及び転舵トルクセンサで検知され、各センサによる検知量に基づいて、反力モータ制御部が、反力モータを駆動して入力軸に操舵反力を付与し、運転者に自然な操舵感を与えるとともに、転舵モータ制御部が、転舵モータを駆動して左右の車輪を転舵する。そして、反力モータ等に何らかの不具合が生じたときには、クラッチが入力軸側から出力軸側への回転伝達が可能な連結状態に切り替えられ、通常のステアリング装置と同様に、運転者のステアリング操作に基づく車輪の転舵を可能としている。

　また、下記特許文献２に係る構成においては、クラッチと反力モータを一体化することによって、回転伝達装置全体としてのコンパクト化を図っている。

特開２０１４－２２１５８８号公報特開２０１５－１８９３４６号公報

　特許文献１、２に係る構成においては、クラッチと反力モータが別部材となっているため、構成全体としてのコンパクト化や軽量化が困難である問題がある。また、クラッチ機構の一部に反力モータを直接組み込む構成とすることも考えられるが、その場合、反力モータに３相のモータ用コイルを組み込む必要があり、配線や反力モータ用コイルの構造が複雑となって、コスト高につながる問題がある。

　そこで、この発明は、ステアバイワイヤ方式の回転伝達装置のコンパクト化を図ることを第１の課題とし、簡便な構造で操舵反力を付与することを第２の課題とする。

　この第１の課題を解決するために、この発明においては、入力軸と出力軸との間の回転の伝達と遮断を切り替える２方向クラッチと、前記２方向クラッチの切り替え操作を行うアーマチュアと、前記アーマチュアに対向して設けられるロータと、前記ロータに対向して設けられ、このロータに前記アーマチュアを吸着する磁力を与える電磁コイルと、を備えた電磁クラッチと、前記ロータに磁界を印加する反力モータステータと、を有する回転伝達装置を構成した。

　この構成によると、電磁クラッチの構成部品であるロータを、反力モータ用のロータとして共用することができ、電磁クラッチと反力モータを個別に構成する場合と比較して部品点数を削減することができる。このため、クラッチと反力モータの両機能を確保しつつ、構成全体としてのコンパクト化及び軽量化を図ることができる。

　前記構成においては、前記電磁コイルへの通電に伴って前記ロータに磁極を形成した上で、前記反力モータステータのコイルへの通電によって回転磁界を形成し、前記入力軸に対して軸回りに力を生じさせる構成とするのが好ましい。この構成によると、電磁クラッチを作動させるために電磁コイルによってロータに与えた磁力の一部が、反力モータの駆動のために用いられる。このため、クラッチと反力モータに対して個別に電力供給を行った場合と比較して、トータルの消費電力を低減することができ、バッテリの小容量化による車両のさらなる軽量化を図ることができる。

　また、第２の課題を解決するために、前記反力モータステータが、前記ロータに与えられた磁力によって、運転者のステアリング操作に伴う操舵反力を生じさせる反力機構である構成とすることができる。

　この構成によると、電磁クラッチの構成部品であるロータを、反力機構の一部として機能させることができ、電磁クラッチに反力機構を個別に設けた場合と比較して部品点数を削減することができる。このため、電磁クラッチと反力機構の両機能を確保しつつ、構成全体としてのコンパクト化及び軽量化を図ることができる。

　前記反力機構を有する構成においては、前記反力機構が、前記コイルとしての発電用コイルを有し、磁力を与えられた前記ロータの回転に伴って前記発電用コイルに誘起電圧を生じさせて発電するとともに操舵反力を生じさせるようにした構成とするのが好ましい。このようにすると、簡便な構成で、運転者のステアリング操作に対する操舵反力を付与することができるとともに、この操舵に伴う発電も期待できる。このため、バッテリからの電力の持ち出しを極力低減することができ、バッテリの小容量化による車両のさらなる軽量化を図ることができる。

　前記発電用コイルを有する構成においては、前記発電用コイルの数と、前記ロータの極数を同数とするとともに、隣り合う前記発電用コイル同士の周方向間隔、及び、前記ロータの隣り合う極同士の周方向間隔を均等とした構成とするのが好ましい。このようにすれば、発電用コイルと、この発電用コイルと径方向に対向するロータの極の複数の対が形成され、運転者のステアリング操作に伴って、発電用コイルとロータの極の複数の対が同時に接離する。この接離が同時に生じることによって、発電用コイルに大きな誘起電圧を発生させることができるとともに、大きな操舵反力を得ることができる。この誘起電圧及び操舵反力の大きさは、ステアリングの操作速度が大きいほど、すなわち、発電用コイルとロータの極との接離速度が大きいほど大きくなる。

　前記各構成においては、前記ロータの前記電磁コイルに対向する面にクローポール型の磁極対が形成された構成とするのが好ましい。このように、ロータにクローポール型の磁極対を形成することによって、その数に対応した磁極を高い密度で形成することができ、ロータの小型化を図ることができる。

　前記各構成においては、前記反力モータステータが、前記電磁コイルの径方向外側に配置された構成とするのが好ましい。このように、反力モータステータを配置することにより、軸方向の長さがコンパクトになり、例えば、軽自動車等の小型乗用車にも、この回転伝達装置を容易に搭載することができる。

　前記各構成に示す回転伝達装置は、ステアリングシャフトと一体に回転する前記入力軸とステアリング装置に接続された前記出力軸との間の回転の伝達と遮断を切り替えるとともに、前記入力軸に操舵反力を与え得る自動車用ステアバイワイヤ装置に採用することができる。

　この発明に係る回転伝達装置は、電磁クラッチの構成部品であるロータを、反力モータ用のロータとして共用する構成としたので、電磁クラッチと反力モータを別部材として構成した場合と比較して、部品点数の削減を図ることができる。このため、回転伝達装置のコンパクト化・軽量化を図ることができる。また、電磁クラッチの構成部品であるロータに与えられた磁力によって、運転者のステアリング操作に伴う操舵反力を生じさせるようにしたので、電磁クラッチと操舵反力を生じさせる反力機構を別部材として構成した場合と比較して、部品点数の削減を図ることができる。このため、回転伝達装置のコンパクト化・軽量化を図ることができるとともに、簡便な構造で操舵反力を付与することができる。

この発明に係る回転伝達装置の一実施形態を示す縦断面図図１に示す回転伝達装置を採用したステアリング機構を示す正面図２方向クラッチのフリー状態を示す、図１中のIII－III線に沿う断面図２方向クラッチのスタンバイ状態を示す、図１中のIII－III線に沿う断面図図１中のIV－IV線に沿う断面図ボールがカム溝の溝深さの最も深いところに位置している状態を示す、図４中のV－V線に沿う断面図ボールがカム溝の溝深さの浅いところに向かって転がり移動した状態を示す、図４中のV－V線に沿う断面図図１中のVI－VI線に沿う断面図図６中のVII－VII線に沿う断面図図１に示す回転伝達装置に採用したロータの斜視図図１中のIX－IX線に沿う断面図図９Ａの要部断面図電磁コイルに通電した状態を示す、図１の回転伝達装置の要部を表す縦断面図電磁コイルへの通電を遮断した状態を示す、図１の回転伝達装置の要部を表す縦断面図図１中のIX－IX線に沿う断面図図１１Ａの要部断面図

　この発明に係る回転伝達装置１の実施形態を図面を用いて説明する。この回転伝達装置１は、図１及び図２に示すように、ステアリングシャフト２と一体に回転する入力軸３（操舵軸）と、車輪４を左右に転舵するステアリング装置５に接続された出力軸６（転舵軸）との間の回転の伝達と遮断を切り替えるとともに、入力軸３に操舵反力を与え得る自動車用ステアバイワイヤ装置に用いられる。

　この回転伝達装置１は、２方向クラッチ１０と、電磁クラッチ３０と、反力モータステータ４０（以下、反力機構４０ということがある。）を主要な構成要素としている。この２方向クラッチ１０、電磁クラッチ３０、及び、反力モータステータ４０は、ハウジング５０内に収納されている。

　２方向クラッチ１０は、図１、図３Ａ、Ｂに示すように、出力軸６の軸端部に設けられ、その内周に円筒面１１ａが形成された外輪１１と、入力軸３の軸端部に設けられ、その外周に周方向等間隔に複数のカム面１２ａが形成された内輪１２と、円筒面１１ａとカム面１２ａの間に配置された係合子としての一対のローラ１３、１３と、一対のローラ１３、１３の間に配置され、この一対のローラ１３、１３を互いに周方向逆向きに付勢する付勢部材１４と、各ローラを保持する保持器１５を備える。

　カム面１２ａは、周方向の両端部に形成された傾斜面１２ａ_１、１２ａ_１と、両傾斜面１２ａ_１、１２ａ_１の間に形成された内輪１２の接線に沿う平坦面１２ａ_２とで構成されている。両傾斜面１２ａ_１、１２ａ_１の周方向外側には、後述する保持器１５の柱部１５ａ_２、１５ｂ_２が配置される。そして、外輪１１と内輪１２の間には、周方向の中央部と比較して、両側ほど円筒面１１ａとカム面１２ａとの間の径方向隙間が狭くなる楔空間が形成される。

　保持器１５は、図１に示すように、制御保持器１５ａと回転保持器１５ｂとからなる。制御保持器１５ａは、環状のフランジ１５ａ_１の片面外周部に、カム面１２ａの数と同数の柱部１５ａ_２を周方向に等間隔に設け、その隣り合う柱部１５ａ_２、１５ａ_２の間に、円弧状の長孔１５ａ_３を形成するとともに、外周に柱部１５ａ_２と反対向きに筒部１５ａ_４を設けた構成となっている。回転保持器１５ｂは、環状のフランジ１５ｂ_１の外周に、カム面１２ａの数と同数の柱部１５ｂ_２を周方向に等間隔に設けた構成となっている。

　制御保持器１５ａと回転保持器１５ｂは、制御保持器１５ａの長孔１５ａ_３内に回転保持器１５ｂの柱部１５ｂ_２が挿入されて、図３Ａ及び図４に示すように、制御保持器１５ａの柱部１５ａ_２と回転保持器１５ｂの柱部１５ｂ_２が周方向に交互に並ぶよう組み合わされている。そして、その組み合わせ状態で柱部１５ａ_２、１５ｂ_２の先端部が外輪１１と内輪１２間に配置され、制御保持器１５ａのフランジ１５ａ_１及び回転保持器１５ｂのフランジ１５ｂ_１が、入力軸３の外周に嵌合された支持リング１６と外輪１１間に組み込まれている。

　このように制御保持器１５ａと回転保持器１５ｂを組み込むことによって、制御保持器１５ａの柱部１５ａ_２と回転保持器１５ｂの柱部１５ｂ_２との間には、ポケット１７が形成される。このポケット１７は、内輪１２に形成されたカム面１２ａと径方向に対向している。一対のローラ１３、１３はこのポケット１７内に配置され、この一対のローラ１３、１３の間に付勢部材１４が配置される。

　図１に示すように、制御保持器１５ａのフランジ１５ａ_１は、入力軸３の外周に形成されたスライド案内面３ａに沿ってスライド自在に支持されている。回転保持器１５ｂのフランジ１５ｂ_１と入力軸３に嵌合された支持リング１６間には、スラスト軸受１８が組み込まれている。このスラスト軸受１８は、回転保持器１５ｂが電磁クラッチ３０側に移動するのを防止するとともに、この回転保持器１５ｂを回転自在に支持している。

　図１及び図４に示すように、制御保持器１５ａのフランジ１５ａ_１と回転保持器１５ｂのフランジ１５ｂ_１間には、制御保持器１５ａの軸方向への直線運動を、制御保持器１５ａと回転保持器１５ｂの相対的な回転運動に変換する運動変換機構としてのトルクカム１９が設けられている。図５Ａ、図５Ｂに示すように、このトルクカム１９は、制御保持器１５ａのフランジ１５ａ_１と回転保持器１５ｂにおけるフランジ１５ｂ_１の対向面それぞれに、周方向の中央部で深く、両端に向かうほど浅くなる一対のカム溝１９ａ、１９ｂを有し、その一対のカム溝１９ａ、１９ｂ間に、ボール１９ｃを組み込んだ構成となっている。

　制御保持器１５ａのフランジ１５ａ_１に対し、回転保持器１５ｂのフランジ１５ｂ_１に接近する方向の外力が作用して、この制御保持器１５ａが軸方向に移動すると、図５Ａに示すように、ボール１９ｃが、カム溝１９ａ、１９ｂの溝深さの最も深い位置に向けて転がり移動する。このとき、回転保持器１５ｂは、制御保持器１５ａに対して一方向に相対回転する。この相対回転によって、制御保持器１５ａの柱部１５ａ_２と回転保持器１５ｂの柱部１５ｂ_２との間の間隔が狭くなり、一対のローラ１３、１３が付勢部材１４の付勢力に抗して互いに接近する。すると、一対のローラ１３、１３は、ポケット１７内に形成された楔空間の径方向隙間が広い場所（周方向の中央付近）に移動し、ローラ１３と円筒面１１ａ又はカム面１２ａの少なくとも一方との間（図３Ａにおいては円筒面１１ａとの間）に隙間が生じる。この隙間によって、入力軸３と出力軸６との間の回転伝達は遮断される。

　その一方で、制御保持器１５ａに作用する外力が解除されると、付勢部材１４の付勢力によって、一対のローラ１３、１３が、制御保持器１５ａの柱部１５ａ_２と回転保持器１５ｂの柱部１５ｂ_２との間の間隔を拡げるように逆向きに移動し、回転保持器１５ｂは、制御保持器１５ａに対して、前記一方向とは逆方向に相対回転する。この相対回転に伴って、図５Ｂに示すように、ボール１９ｃが、カム溝１９ａ、１９ｂの溝深さの浅い位置に向けて転がり移動し、制御保持器１５ａは回転保持器１５ｂと離間するように軸方向に移動する。このとき、一対のローラ１３、１３は、前記楔空間の径方向隙間が狭い場所（周方向の両端付近）に互いに逆向きに移動する。この移動によって、ローラ１３と円筒面１１ａ及びカム面１２ａが互いに係合した状態（以下において、スタンバイ状態と称する。図３Ｂ参照）となる。

　このスタンバイ状態において、入力軸３（内輪１２）を一方向に回転すると、一対のローラ１３、１３のうち一方のローラ１３（前記回転の方向とは反対側に配置されたローラ１３）が円筒面１１ａとカム面１２ａとの間に強く噛み込まれ、入力軸３の回転を出力軸６（外輪１１）に伝達することができる。また、入力軸３を逆方向に回転すると、一対のローラ１３、１３のうち他方のローラ１３が円筒面１１ａとカム面１２ａとの間に強く噛み込まれ、同様に、入力軸３の回転を出力軸６に伝達することができる。

　図１及び図７に示すように、内輪１２の軸方向の一端面とスライド案内面３ａの交差部には、そのスライド案内面３ａより大径の円筒形のホルダ嵌合面３ｂが形成され、そのホルダ嵌合面３ｂに、ばねホルダ２０が嵌合されている。ばねホルダ２０は、ホルダ嵌合面３ｂに対して回り止めされ、かつ、軸方向に移動不能に支持されている。

　その外周には、図６に示すように、制御保持器１５ａの柱部１５ａ_２と回転保持器１５ｂの柱部１５ｂ_２間に配置される複数の回り止め片２０ａが形成されている。この回り止め片２０ａは、制御保持器１５ａと回転保持器１５ｂとがポケット１７の周方向幅を縮小する方向に相対回転した際に、制御保持器１５ａの柱部１５ａ_２及び回転保持器１５ｂの柱部１５ｂ_２を両側縁で受け止めて、対向する一対のローラ１３、１３を中立位置に保持する。

　図６及び図７に示すように、ばねホルダ２０の外周部には、各付勢部材１４のそれぞれ外径側に張り出すばね保持片２０ｂが設けられている。このばね保持片２０ｂによって、一対のローラ１３、１３間の外径側への付勢部材１４の逃げを防止している。

　入力軸３の先端部と出力軸６との間、及び出力軸６とハウジング５０との間には、それぞれ軸受２１、２２が設けられている。この軸受２１、２２によって、入力軸３と出力軸６、及び、出力軸６とハウジング５０は軸周りに相対回転可能となっている。

　電磁クラッチ３０は、図１に示すように、アーマチュア３１と、アーマチュア３１と軸方向に対向して設けられるロータ３２と、ロータ３２に対向して設けられる電磁コイル３３を備える。アーマチュア３１の内周縁は、支持リング１６の外周に嵌合されて、軸周りに回転自在かつ軸方向に移動自在に支持されている。また、アーマチュア３１の外周縁は、制御保持器１５ａの筒部１５ａ_４に嵌合しており、アーマチュア３１と制御保持器１５ａは、軸方向に一体に移動するように構成されている。

　ロータ３２は、図１に示すように、入力軸３と嵌合する筒状の嵌合筒部３２ａと、嵌合筒部３２ａの径方向外側に同軸に配置され、この嵌合筒部３２ａよりも大径筒状のヨーク３２ｂと、嵌合筒部３２ａとヨーク３２ｂを連設する円板部３２ｃとを備えた、周方向断面がコの字形の部材である。図８に示すように、このロータ３２の反力モータステータ４０に対向する面（ヨーク３２ｂ）にはクローポール型の磁極対が形成されている。このクローポール型の磁極対は、軸方向に対向する二個のヨーク構成部材３２ｂ_１、３２ｂ_２から構成される。

　各ヨーク構成部材３２ｂ_１、３２ｂ_２には、図８に示すように、周方向に連続する山形の爪部３２ｄが形成されており、一方のヨーク構成部材３２ｂ_１、３２ｂ_２に形成された爪部３２ｄが、他方のヨーク構成部材３２ｂ_２、３２ｂ_１に形成された爪部３２ｄとの間で隙間を保ちつつ、対向して配置されている。電磁コイル３３に通電すると、各ヨーク構成部材３２ｂ_１、３２ｂ_２の周方向に並ぶ爪部３２ｄには、その周方向に亘ってＮ極、Ｓ極の磁極が交互に形成される。この実施形態においては、各ヨーク構成部材３２ｂ_１、３２ｂ_２には８個の爪部３２ｄが形成されており、これによって、ロータ３２全体として１６極（８極対）の構成となる。

　両ヨーク構成部材３２ｂ_１、３２ｂ_２は、ヨーク３２ｂの周面に所定間隔で形成されたブリッジ部３２ｅによって連設されている。このブリッジ部３２ｅは、両ヨーク構成部材３２ｂ_１、３２ｂ_２を連設する強度を有する限りにおいて、その数が少ないほど、及び、周方向の幅が細いほど、ヨーク３２ｂに形成される磁極への影響が小さくなるため好ましい。

　電磁コイル３３は、その通電によってロータ３２に磁力を生じさせて、図１に示すように、その磁力でアーマチュア３１をロータ３２に吸着する。磁力によってアーマチュア３１が吸着されると、このアーマチュア３１に嵌合する２方向クラッチ１０の制御保持器１５ａも同方向に移動する。制御保持器１５ａが軸方向（図１の左向き）に移動すると、上述したように、２方向クラッチ１０の作用によって、入力軸３と出力軸６との間が遮断された状態となる。電磁コイル３３と入力軸３の間には軸受３４が介在して設けられており、入力軸３と電磁コイル３３は軸周りに相対回転可能となっている。

　反力モータステータ４０は、図１に示すように、ロータ３２のヨーク３２ｂを挟むように、電磁コイル３３の径方向外側に周方向に沿って配置されている。このように反力モータステータ４０を配置することによって、軸方向の長さがコンパクトになり、例えば、軽自動車等の小型自動車にも、この回転伝達装置１を容易に搭載することができる。

　この反力モータステータ４０は、コア４１にコイル４２を巻き付けたものであって、図９Ａ、図９Ｂに示すように、このコア４１の先端がヨーク３２ｂに対向している。反力モータステータ４０の極数Ｐｃと、ロータ３２の極数Ｐｒは適宜決めることができる。この実施形態においては、反力モータステータ４０の極数Ｐｃは１２極であるのに対し、上述したようにロータ３２の磁極は１６極なので、Ｐｃ：Ｐｒ＝１２：１６の関係が成立している。

　なお、反力モータステータ４０のスロット数Ｓと、ロータ３２の極数Ｐとの間の関係は、例えば、反力モータステータ４０のコイル４２に集中巻を採用する場合は、一般的にＳ：Ｐ＝３ｉ：２ｉ、Ｓ：Ｐ＝３ｊ：４ｊ、または、Ｓ：Ｐ＝６ｋ：２ｋ（ｉ、ｊ、ｋはいずれも自然数）が成立する構成とするのが好ましい。さらに、コギングが小さいＳ：Ｐ＝９ｌ：８ｌ、振動が小さいＳ：Ｐ＝１０ｍ：１２ｍやＳ：Ｐ＝１０ｎ：１４ｎ（ｌ、ｍ、ｎはいずれも自然数）が成立する構成としてもよい。また、反力モータステータ４０のコイル巻に分布巻を用いてもよい。分布巻の場合、例えば、ロータ３２の極数をＰ、相数をｐとして、スロット数ＳはｑＰｐ（ｑは自然数）とするのがよい。

　このように、反力モータステータ４０のステータ数Ｓと、ロータ３２の極数Ｐとを関係付けることにより、反力モータステータ４０への通電によって形成される回転磁場と、ロータ３２に形成される磁極との間に周方向位置のずれを設けることができる。これにより、運転者がステアリングを操作して入力軸３（ロータ３２）を軸周りに回転させた際に、スムーズな操舵反力を発生することができる。

　図１０Ａに示すように、電磁コイル３３への通電状態（ロータ３２にアーマチュア３１が吸着された状態）で、各反力モータステータ４０に、３相交流のＵ相、Ｖ相、Ｗ相をその周方向に亘って順に印加すると、これによって回転磁場が形成される。このとき、ロータ３２内に形成された磁路（本図中の矢印を付した線を参照）が、軸方向に対向するヨーク構成部材３２ｂ_１、３２ｂ_２の間のギャップ部分において、反力モータステータ４０側に入り込む。

　このように、磁路が反力モータステータ４０側に入り込んだ状態において、運転者の操作力によってステアリング（入力軸３）を軸周りに回転すると、回転磁場とヨーク３２ｂに生じた磁力との間の相互作用によって、ロータ３２（入力軸３）に前記回転と逆向きの反力が発生する。また、運転者の操作に係らず、タイヤからの入力が、反力として運転者に伝達される。これらの反力によって、運転者は、運転者の操舵力によって機械的に車輪を転舵する通常のステアリング装置と同等の操舵感を得ることができる。

　また、自動運転中に、自動転舵されたタイヤの向きに同期するように、前記反力によってハンドルを回転させることも可能である。

　通常は電磁コイル３３に通電することによって、２方向クラッチ１０によって入力軸３と出力軸６は機械的に非連結の状態となっているが、何らかの不具合によって電磁コイル３３への通電が遮断されると、図１０Ｂに示すように、ロータ３２とアーマチュア３１が離間し、上述したように、入力軸３と出力軸６が２方向クラッチ１０を介して機械的に連結される。これにより、運転者のステアリング操作に基づく回転力によって左右の車輪を転舵する、通常のステアリング操作を行うことができる。

　上記の代わりに、図１１Ａ、図１１Ｂに示すように、コイル４２としての発電用コイル４２の数及びロータ３２の極数をいずれも、例えば１６極のように同数とするとともに、隣り合う発電用コイル４２の周方向間隔、及び、ロータ３２の隣り合う極同士の周方向間隔を均等とすることもできる。

　このように、発電量コイル４２の数と、ロータ３２の極数を同数とするとともに、周方向間隔を均等とすることにより、発電用コイル４２とこれと径方向に対向するロータ３２の極の対が複数形成される。そして、運転者のステアリング操作に伴って、発電用コイル４２とロータ３２の極との複数の対が同時に接離する。この接離が同時に生じることによって、発電用コイル４２に大きな誘起電圧を発生させることができるとともに、大きな操舵反力を得ることができる。この誘起電圧及び操舵反力の大きさは、ステアリングの操舵速度や操舵角が大きいほど、すなわち、発電用コイル４２と極の接離速度が大きく、接離の回数が多いほど大きくなる。

　発電用コイル４２及びロータ３２の極の数を多くすると、ステアリングの操作速度が小さく、あるいは、操作角が小さい場合であっても、発電用コイル４２とロータ３２の極との対の接離を確実に行うことができる。このため、運転者のステアリング操作によって、十分な発電量を得ることができるとともに、適切な大きさの操舵反力を発生させることができる。

　図１１Ａに示す反力機構４０は、モータ機能を備えていないため、積極的にロータに対して回転力（操舵反力）を与えることができないが、モータ機能を備えた反力機構（反力モータ）と比較して、構造を簡便化して低コスト化を図ることができる。

　図１０Ａに示すように、電磁コイル３３への通電状態（ロータ３２にアーマチュア３１が吸着された状態）においては、ロータ３２内に磁路（図１０Ａ中の矢印参照）が形成され、この磁路の一部がアーマチュア３１及び反力機構４０のコア４１に入り込んだ状態となっている。この状態において、運転者の操作力によってステアリング（入力軸）を軸周りに回転すると、磁路と反力機構４０との間の相互作用によって、発電用コイル４２内に誘起電圧が生じるとともに、発電量を制御することでブレーキ力が発生し、ロータ３２側に前記回転と逆向きの操舵反力が作用する。つまり、電磁コイル３３が、２方向クラッチ１０として伝達を遮断させるために用いている電流で、反力機能を得ることができる。

　この誘起電圧によって、バッテリからの電力の持ち出しを極力低減することができ、バッテリの小型化・軽量化を図ることができる。また、この操舵反力によって、運転者は、運転者の操舵力によって機械的に車輪を転舵する通常のステアリング装置と同等の操舵感を得ることができる。

　上記の各実施形態においては、電磁コイル３３の径方向外側に周方向に沿って、反力モータステータ４０（反力機構４０）を配置した構成を示したが、この反力モータステータ４０を電磁コイル３３と同軸に配置した構成とすることもできる（図示せず）。このように反力モータステータ４０を配置すれば、回転伝達装置１の径方向のサイズを小さくすることが可能となる。この場合、反力モータステータ４０とロータ３２のヨーク３２ｂが対向するように、このロータ３２の形状が適宜変更される。この反力モータステータ４０の配置を電磁コイル３３の径方向外側とするか、同軸とするかについては、車両の搭載スペースの形状に対応して適宜決定することができる。

　上記の各実施形態に係る回転伝達装置１はあくまでも例示であって、ステアバイワイヤ方式の回転伝達装置１のコンパクト化を図り、また、簡便な構造で操舵反力を付与する、というこの発明の課題を解決し得る限りにおいて、各構成部材の形状、配置等を適宜変更することができる。

２　ステアリングシャフト
３　入力軸
５　ステアリング装置
６　出力軸
１０　２方向クラッチ
３０　電磁クラッチ
３１　アーマチュア
３２　ロータ
３３　電磁コイル
４０　反力モータステータ（反力機構）
４２　コイル（発電用コイル）

Claims

　入力軸（３）と出力軸（６）との間の回転の伝達と遮断を切り替える２方向クラッチ（１０）と、
　前記２方向クラッチ（１０）の切り替え操作を行うアーマチュア（３１）と、前記アーマチュア（３１）に対向して設けられるロータ（３２）と、前記ロータ（３２）に対向して設けられ、このロータ（３２）に前記アーマチュア（３１）を吸着する磁力を与える電磁コイル（３３）と、を備えた電磁クラッチ（３０）と、
　前記ロータ（３２）に磁界を印加する反力モータステータ（４０）と、
を有する回転伝達装置。
　前記電磁コイル（３３）への通電に伴って前記ロータ（３２）に磁極を形成した上で、前記反力モータステータ（４０）のコイル（４２）への通電によって回転磁界を形成し、前記入力軸（３）に対して軸回りに力を生じさせる請求項１に記載の回転伝達装置。
　前記反力モータステータ（４０）が、前記ロータ（３２）に与えられた磁力によって、運転者のステアリング操作に伴う操舵反力を生じさせる反力機構（４０）である請求項１に記載の回転伝達装置。
　前記反力機構（４０）が、コイル（４２）としての発電用コイル（４２）を有し、磁力を与えられた前記ロータ（３２）の回転に伴って前記発電用コイル（４２）に誘起電圧を生じさせて発電するとともに操舵反力を生じさせるようにした請求項３に記載の回転伝達装置。
　前記発電用コイル（４２）の数と、前記ロータ（３２）の極数を同数とするとともに、隣り合う前記発電用コイル（４２）同士の周方向間隔、及び、前記ロータ（３２）の隣り合う極同士の周方向間隔を均等とした請求項４に記載の回転伝達装置。
　前記ロータ（３２）の前記電磁コイル（３３）に対向する面にクローポール型の磁極対が形成された請求項１から５のいずれか１項に記載の回転伝達装置。
　前記反力モータステータ（４０）が、前記電磁コイル（３３）の径方向外側に配置された請求項１から６のいずれか１項に記載の回転伝達装置。
　ステアリングシャフト（２）と一体に回転する前記入力軸（３）とステアリング装置（５）に接続された前記出力軸（６）との間の回転の伝達と遮断を切り替えるとともに、前記入力軸（３）に操舵反力を与え得る自動車用ステアバイワイヤ装置に用いられる請求項１から７のいずれか１項に記載の回転伝達装置。