WO2019207708A1 - 車両用ステアリング装置 - Google Patents

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WO2019207708A1
WO2019207708A1 PCT/JP2018/016981 JP2018016981W WO2019207708A1 WO 2019207708 A1 WO2019207708 A1 WO 2019207708A1 JP 2018016981 W JP2018016981 W JP 2018016981W WO 2019207708 A1 WO2019207708 A1 WO 2019207708A1
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steering
engaged
wheel
locking wheel
engagement
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French (fr)
Inventor
齋藤 達也
藤田 裕志
直正 渡辺
伸吾 石毛
友輔 安間
崇史 小塩
Original Assignee
株式会社ショーワ
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear

Definitions

  • the present invention relates to a vehicle steering apparatus capable of regulating a steering range of a steering wheel.
  • Some vehicle steering devices incorporate a mechanism capable of regulating a steering range in a steering portion where steering input of a steering wheel is generated.
  • a vehicle steering device is known, for example, from U.S. Pat.
  • the vehicle steering apparatus known from Patent Document 1 is a so-called steer-by-wire device in which a steering section that generates steering input from a steering wheel and a steering section that steers steered wheels are mechanically separated. It is a steering device of the formula (steer-by-wire).
  • This vehicle steering device includes an operation position restricting device capable of arbitrarily changing the steering range of the steering wheel according to, for example, the traveling state of the vehicle and the state of the steering device.
  • the vehicle steering device When a driver performs an operation to increase the steering wheel (steering the steering wheel in the direction of increasing the steering angle), the vehicle steering device promptly changes from the increase operation to the return operation (steering in the neutral direction). Moreover, it is required to be able to move smoothly. For this purpose, it is preferable that the operation position restricting device does not enter a locked state when the driver performs additional operations. Moreover, even if the operation position regulating device is in a locked state, it is preferable that the locked state can be quickly eliminated when the steering wheel is turned back.
  • a vehicle steering device includes: A steering wheel, One or a plurality of engaged portions that can rotate together with the steering wheel; One or a plurality of engaging portions capable of regulating a rotation range of the engaged portion by engaging with the engaged portion;
  • the engagement portion is provided in one of the engaged portion and the engagement portion, and the engagement with the engaged portion when the engaged portion rotates in a direction in which a steering angle of the steering wheel decreases.
  • One or a plurality of forced release parts capable of forcibly releasing the engagement state of the joint part; It is characterized by having.
  • the vehicle steering apparatus includes a forcible release unit that can forcibly release the engaged state of the engaged portion with respect to the engaged portion. If the driver engages with the engaged part while the driver is turning the steering wheel, immediately after that, the driver performs the steering wheel turning-back operation. The part forcibly releases the engaged state of the engaging part with respect to the engaged part. For this reason, it is possible to make a quick and smooth transition from the additional cutting operation to the switching back operation. The controllability of the vehicle steering device can be improved.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a vehicle steering apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. It is sectional drawing of the operation position control apparatus shown by FIG. It is a figure explaining the relationship between the tooth
  • FIG. 3 is an operation diagram of the locking wheel and the first and second lever type stoppers shown in FIG. 2. It is sectional drawing of the operation position control apparatus of the steering device for vehicles by Example 2 of this invention.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing a cross section taken along line 6a-6a and a cross section taken along line 6b-6b in FIG.
  • FIG. 7 is an operation diagram of the first and second locking wheels and the first and second lever type stoppers shown in FIG. 6. It is sectional drawing of the operation position control apparatus of the steering device for vehicles by Example 3 of this invention. It is a figure explaining the relationship between the tooth
  • a vehicle steering apparatus 10 includes a steering unit 12 that generates a steering input of a steering wheel 11 of a vehicle, a steering unit 14 that steers left and right steering wheels 13 and 13, and a steering unit. 12 and the steering part 14, and a clutch 15 and a control part 16 are included. During normal times when the clutch 15 is released, the steering unit 12 and the steered unit 14 are mechanically separated. As described above, the vehicle steering device 10 is a method of turning the left and right steered wheels 13 and 13 by operating the steered actuator 39 according to the steering amount of the steering wheel 11 in a normal state, so-called. Steer-by-wire (abbreviated as “SBW”) is adopted.
  • SBW Steer-by-wire
  • the steering unit 12 includes a steering wheel 11 operated by a driver, a steering shaft 21 connected to the steering wheel 11, and a reaction force addition actuator that applies a steering reaction force (reaction torque) to the steering wheel 11. 22.
  • the reaction force addition actuator 22 gives the driver a steering feeling by generating a steering reaction force that resists the steering force of the steering wheel 11 by the driver.
  • the reaction force addition actuator 22 is appropriately referred to as “first actuator 22”.
  • the reaction force addition actuator 22 includes a reaction force motor 23 (first motor 23) that generates a steering reaction force, and a reaction force transmission mechanism 24 that transmits the steering reaction force to the steering shaft 21.
  • the reaction force motor 23 is configured by, for example, an electric motor.
  • the reaction force transmission mechanism 24 is configured by, for example, a worm gear mechanism.
  • the worm gear mechanism 24 (reaction force transmission mechanism 24) includes a worm gear 24a provided on the motor shaft 23a of the reaction force motor 23 and a worm wheel 24b provided on the steering shaft 21.
  • the steering reaction force generated by the reaction force motor 23 is added to the steering shaft 21 via the reaction force transmission mechanism 24.
  • the steered portion 14 includes an input shaft 33 connected to the steering shaft 21 by means of universal shaft joints 31 and 31 and a connecting shaft 32, and an output shaft 34 connected to the input shaft 33 via the clutch 15.
  • a steered shaft 36 connected to the output shaft 34 by an operating force transmission mechanism 35, and left and right steered wheels connected to both ends of the steered shaft 36 via tie rods 37, 37 and knuckles 38, 38. 13 and 13, and a steering actuator 39 that adds steering power to the steering shaft 36.
  • the steering actuator 39 is appropriately referred to as a “second actuator 39”.
  • the operating force transmission mechanism 35 is configured by a rack and pinion mechanism, for example.
  • the rack and pinion mechanism 35 (operation force transmission mechanism 35) includes a pinion 35a provided on the output shaft 34 and a rack 35b provided on the steered shaft 36.
  • the steered shaft 36 is movable in the axial direction (vehicle width direction).
  • the turning actuator 39 includes a turning power motor 41 (second motor 41) that generates turning power and a turning power transmission mechanism 42 that transmits the turning power to the turning shaft 36.
  • the turning power generated by the turning power motor 41 is transmitted to the turning shaft 36 by the turning power transmission mechanism 42.
  • the steered power motor 41 is configured by, for example, an electric motor.
  • the steered power transmission mechanism 42 includes, for example, a belt transmission mechanism 43 and a ball screw 44.
  • the belt transmission mechanism 43 is hung on a drive pulley 45 provided on the motor shaft 41 a of the steered power motor 41, a driven pulley 46 provided on a nut of the ball screw 44, and the drive pulley 45 and the driven pulley 46.
  • the ball screw 44 is a kind of conversion mechanism that converts rotational motion into linear motion, and transmits the driving force generated by the turning power motor 41 to the turning shaft 36.
  • the steered power transmission mechanism 42 is not limited to the configuration of the belt transmission mechanism 43 and the ball screw 44, and may be, for example, a worm gear mechanism or a rack and pinion mechanism.
  • the vehicle steering device 10 further includes an operation position restricting device 50 that can restrict the steering range of the steering wheel 11.
  • the operation position regulating device 50 is interposed between the reaction force applying actuator 22 in the steering unit 12 and the clutch 15.
  • the operation position restricting device 50 will be described in detail.
  • the operation position regulating device 50 can arbitrarily change the steering range of the steering wheel 11 according to the traveling state of the vehicle and the state of the steering device. For example, when the load on the steered portion 14 is greater than or equal to a predetermined value (overload), or when the steered portion 14 is in an overload state and the position of the steered shaft 36 is greater than a specified value
  • the operation position restricting device 50 restricts the steering range of the steering wheel 11.
  • This overload can occur in the following situations, for example.
  • the operation position restricting device 50 that has received the control signal from the control unit 16 restricts the steering range so as to prevent the steering wheel 11 from being increased.
  • the clutch 15 and the reaction force addition actuator 22 are not burdened greatly.
  • the clutch 15 and the reaction force applying actuator 22 can be reduced in size.
  • the operation position restriction device 50 includes one or more engaged parts 51, one or more engaging parts 61, and one or more forced release parts 66.
  • the operation position restricting device 50 includes one engaged portion 51, two engaging portions 61 and 61 and two forcible releasing portions 66 and 66 corresponding to the one engaged portion 51. including.
  • the engaged portion 51, the engaging portions 61 and 61, and the forced releasing portions 66 and 66 are accommodated in the housing 18.
  • the engaged portion 51 can rotate together with the steering wheel 11 (see FIG. 1), and is attached to the steering shaft 21, for example. That is, the engaged portion 51 is a disk-shaped member that can rotate together with the steering shaft 21.
  • the engaged portion 51 is constituted by a disk-shaped locking wheel (lock gear) having a plurality of teeth 52.
  • the plurality of teeth 52 are arranged at a constant pitch in the rotation direction with respect to the outer peripheral surface or the board surface of the engaged portion 51.
  • the engaged portion 51 is appropriately referred to as “lock wheel 51”.
  • the plurality of teeth 52 extend radially from the outer peripheral surface of the disk-shaped locking wheel 51, for example.
  • the shape of the plurality of teeth 52 is, for example, a straight line 56 that extends radially across the rotation center line 54. On the other hand, it is a symmetrical square.
  • Each engaging portion 61, 61 can be engaged with the engaged portion 51 to restrict the rotation range of the engaged portion 51.
  • one engaging portion 61 is referred to as a “first engaging portion 61A”
  • the other engaging portion 61 is referred to as a “second engaging portion 61B”.
  • the first engaging portion 61A can engage with the locking wheel 51 when the steering wheel 11 rotates in one direction (the steering direction to the right).
  • the second engaging portion 61B can be engaged with the locking wheel 51 when the steering wheel 11 rotates in the other direction (the steering direction to the left).
  • Each engaging part 61A, 61B is comprised by the lever type stopper (lock lever) which swings so that engagement with the to-be-engaged part 51 is possible.
  • the first engaging portion 61A is appropriately referred to as “first lever-type stopper 61A”.
  • the second engaging portion 61B is appropriately rephrased as “second lever type stopper 61B”.
  • the second lever type stopper 61B is disposed in the opposite direction with respect to the first lever type stopper 61A.
  • the first lever type stopper 61 ⁇ / b> A and the second lever type stopper 61 ⁇ / b> B have the same configuration except that they are symmetrical with respect to a straight line 55 that intersects the central axis 54 of the steering shaft 21.
  • Each lever-type stopper 61A, 61B is a generally bar-shaped member whose center is supported by the housing 18 so as to be swingable by the support shafts 62, 62.
  • Each of the lever type stoppers 61A and 61B has stopper portions 63 and 63 at one end (first end), and driven portions 64 and 64 at each other end (second end).
  • Each stopper part 63,63 is a hook-like part engaged with the several tooth
  • the driven parts 64 and 64 are individually swing-driven by the third actuators 71A and 71B, respectively.
  • the third actuators 71A and 71B are attached to the housing 18, and are constituted by solenoids having plunger rods 72 and 72 that can advance and retreat, for example.
  • the solenoids 71A and 71B (third actuators 71A and 71B) are preferably composed of electromagnetic solenoids from the viewpoint of responsiveness to control signals.
  • the plunger rods 72, 72 are connected to the driven parts 64, 64 of the lever type stoppers 61A, 61B.
  • the plunger rods 72 and 72 and the driven parts 64 and 64 are not necessarily limited to a connected configuration.
  • the lever type stoppers 61 ⁇ / b> A and 61 ⁇ / b> B may be engaged with the plurality of teeth 52 of the locking wheel 51 by pushing the driven parts 64 and 64 by the plunger rods 72 and 72.
  • the solenoid 71A that drives the first lever-type stopper 61A is referred to as a “first solenoid 71A”.
  • the solenoid 71B that drives the second lever type stopper 61B is referred to as a “second solenoid 71B”.
  • the lever-type stoppers 61A and 61B are biased by auxiliary springs 75 and 75 in a direction R1 (disengagement direction R1) in which the stopper portions 63 and 63 are disengaged from the plurality of teeth 52 of the locking wheel 51.
  • the auxiliary springs 75 and 75 are auxiliary urging members for smooth movement of the lever-type stoppers 61A and 61B swinging in the direction R1, and are constituted by, for example, “torsion coil springs”.
  • the presence or absence of the auxiliary springs 75, 75 is arbitrary.
  • the relationship between the locking wheel 51 and the first lever type stopper 61A will be described in detail with reference to FIGS. 3 (a) and 3 (b).
  • the relationship between the locking wheel 51 and the second lever type stopper 61B is the same except that it is opposite to the relationship between the locking wheel 51 and the first lever type stopper 61A. .
  • FIG. 3A shows a state in which the locking wheel 51 shown in FIG. 2 rotates in the clockwise direction R2.
  • the steering wheel 11 see FIG. 1
  • the locking wheel 51 rotates in the clockwise direction R2.
  • the stopper portion 63 of the first lever type stopper 61A has a first engagement surface 63a and a second engagement surface 63b.
  • the second engagement surface 63b is located closer to the swing center 65 (the axis 65 of the support shaft 64) of the first lever type stopper 61A than the first engagement surface 63a.
  • the tooth 52A facing the first engagement surface 63a among the plurality of teeth 52 in the state where the stopper portion 63 has entered the tooth gap 53 is referred to as “first”.
  • the first engagement surface 63a is one tooth surface 52a (first tooth surface 52a) of the first tooth 52A. Facing each other.
  • the first tooth surface 52 a of the first tooth 52 ⁇ / b> A hits the first engagement surface 63 a of the stopper portion 63.
  • the contact point P1 between the first tooth surface 52a and the first engagement surface 63a is referred to as a “first contact point P1”.
  • FIG. 3B shows a state in which the locking wheel 51 shown in FIG. 3A is rotated in the counterclockwise direction R3.
  • the steering wheel 11 see FIG. 1
  • the locking wheel 51 rotates in the counterclockwise direction R3.
  • the second engaging surface 63b of the stopper portion 63 is an inclined surface (slope) that is inclined with respect to the other tooth surface 52b (second tooth surface 52b) of the second tooth 52B of the locking wheel 51.
  • the second engagement surface 63b is appropriately referred to as “slope 63b”.
  • the stopper 63 can swing in the direction R1 away from the second teeth 52B by the force with which the second contact point P2 hits the slope 63b (second engagement surface 63b). That is, the slope 63b converts the rotational force of the locking wheel 51 into a force for releasing the engaged state of the first lever type stopper 61A. Thus, the slope 63b constitutes a forcible release portion 66 that can forcibly release the engaged state of the engaging portion 61 with respect to the engaged portion 51.
  • the angle (inclination angle) formed between the second tooth surface 52b and the second engagement surface 63b when the second contact point P2 hits the second engagement surface 63b is ⁇ 1.
  • the inclination angle ⁇ 1 is set in a range of 30 ° to 60 °.
  • the control unit 16 includes a steering angle sensor 81, a steering torque sensor 82, a motor rotation angle sensor 83, an output shaft rotation angle sensor 84, a vehicle speed sensor 85, a yaw rate sensor 86, an acceleration sensor 87, and the like.
  • a steering angle sensor 81 In response to the detection signals from the various sensors 88, current is applied to the clutch 15, the reaction force motor 23, the turning power motor 41, and the solenoids 71A and 71B.
  • the steering angle sensor 81 detects the steering angle of the steering wheel 11.
  • the steering torque sensor 82 detects the steering torque generated on the steering shaft 21.
  • the steering torque sensor 82 may be disposed closer to the steering wheel 11 than the reaction force transmission mechanism 24 in the steering shaft 21. With this arrangement, the steering torque (steering load) can be detected by the steering torque sensor 82.
  • the motor rotation angle sensor 83 detects the rotation angle of the reaction force motor 23.
  • the output shaft rotation angle sensor 84 detects the rotation angle of the output shaft 34 having the pinion 35a.
  • the vehicle speed sensor 85 detects the wheel speed of the vehicle.
  • the yaw rate sensor 86 detects a yaw angular velocity (an angular velocity of yaw motion).
  • the acceleration sensor 87 detects the acceleration of the vehicle.
  • the other various sensors 88 include a rotation angle sensor that detects the rotation angle of the turning power motor 41. This rotation angle sensor is constituted by, for example, a resolver provided in the steering power
  • FIG. 4A shows the operation of the operation position regulating device 50 in a state where only the stopper portion 63 of the first lever type stopper 61A enters the tooth groove 53 of the locking wheel 51, and corresponds to FIG. is doing.
  • FIG. 4B shows the relationship between the first lever type stopper 61A and the first teeth 52A in a state where the locking wheel 51 is rotated in the clockwise direction R2 from the state of FIG. 4A.
  • FIG. 4C shows the relationship between the first lever type stopper 61A and the second teeth 52B in a state where the locking wheel 51 is rotated in the counterclockwise direction R3 from the state of FIG. 4A.
  • switching-back operation when the driver steers the steering wheel 11 (see FIG. 1) in the direction of increasing the steering angle is referred to as “rotating operation”.
  • switching-back operation When the driver steers the steering wheel 11 in the direction of decreasing the steering angle (neutral direction) after the turning-up operation is referred to as “switching-back operation”.
  • the plunger rods 72, 72 of the solenoids 71A, 71B are held in the advanced state (the extended state). For this reason, the stopper portions 63 and 63 of the lever type stoppers 61 ⁇ / b> A and 61 ⁇ / b> B are disengaged from the tooth groove 53 of the locking wheel 51.
  • the control unit 16 supplies a current that causes the plunger rod 72 to retreat only to the first solenoid 71A. That is, when it is determined that the steering wheel 11 has been steered to the limit point of the right steering range, the control unit 16 operates the first solenoid 71A.
  • the first solenoid 71A retracts the plunger rod 72 and maintains the retracted state.
  • the first lever type stopper 61 ⁇ / b> A swings the stopper portion 63 so as to enter the tooth groove 53 of the locking wheel 51. The result is shown in FIG.
  • the steering shaft 36 can be regulated before moving to the limit point (rack end) that can move in the axial direction. For this reason, the steered shaft 36 does not have to hit the stopper for movement restriction. The shaft end portion of the steered shaft 36 can be protected and the occurrence of a collision sound can be prevented.
  • the control unit 16 causes the first solenoid 71A to pass a current for moving the plunger rod 72 forward.
  • the first solenoid 71A moves the plunger rod 72 forward and maintains its forward state.
  • the first lever type stopper 61 ⁇ / b> A swings so that the stopper portion 63 is detached from the tooth groove 53 of the locking wheel 51. The result is shown in FIG. Since the rotation of the locking wheel 51 is allowed, the steering wheel 11 is allowed to be switched back.
  • the driver turns off the steering wheel 11 when the first engaging portion 61A of the first lever type stopper 61A is in the tooth groove 53 of the locking wheel 51. It is possible that the switch-back operation is started immediately before reaching the limit point of the steering range after the increase operation.
  • the stopper portion 63 of the first lever type stopper 61A is not completely detached from the tooth groove 53 of the locking wheel 51.
  • the locking wheel 51 rotates in the counterclockwise direction R3.
  • the stopper portion 63 is second. Swing in the direction R1 (disengagement direction R1) deviating from the teeth 52B.
  • the plunger rod 72 of the first solenoid 71A advances and returns to the original advance position.
  • control unit 16 causes the first solenoid 71 ⁇ / b> A to pass an electric current for moving the plunger rod 72 forward, the plunger rod 72 moves forward and returns to the original forward position.
  • the switchback operation of the steering wheel 11 is also permitted. In this way, it is possible to promptly shift from the cut-in operation to the switch-back operation.
  • the slope 63b of the second engagement portion 61B is opposite to the slope 63b of the first engagement portion 61A.
  • the first engagement portion 61A and the second engagement portion 61B have forced release portions 66 and 66 (slopes 63b and 63b), respectively. That is, there are two forcible release parts 66, a first forced release part 66A provided in the first engagement part 61A and a second forced release part 66B provided in the second engagement part 61B. .
  • the vehicle steering apparatus 10 of the first embodiment is Steering wheel 11; One or a plurality of engaged portions 51 rotatable with the steering wheel 11; One or a plurality of engaging portions 61 capable of regulating the rotation range of the engaged portion 51 by engaging with the engaged portion 51;
  • the engagement portion 51 is provided in one of the engagement portion 51 and the engagement portion 61, and the engagement portion 51 is rotated when the engagement portion 51 rotates in a direction in which the steering angle of the steering wheel 11 decreases.
  • one or a plurality of forcible release portions 66 capable of forcibly releasing the engagement state of the engagement portion 61 with respect to the portion 51.
  • the vehicle steering apparatus 10 includes the forcible release unit 66 that can forcibly release the engagement state of the engagement portion 61 with respect to the engaged portion 51.
  • the forcible release unit 66 forcibly releases the engaged state of the engaging portion 61 with respect to the engaged portion 51. For this reason, it is possible to make a quick and smooth transition from the additional cutting operation to the switching back operation. The controllability of the vehicle steering device 10 can be improved.
  • the engaged portion 51 is one
  • the engaging portion 61 includes a first engaging portion 61A that can be engaged with the engaged portion 51 when the steering wheel 11 rotates in one direction, and the covered portion when the steering wheel 11 rotates in the other direction.
  • Two of the second engaging portions 61B engageable with the engaging portion 51 The forced release portion 66 includes a first forced release portion 66A included in one of the engaged portion 51 and the first engagement portion 61A, and the engaged portion 51 and the second engagement.
  • the second forcible release unit 66B2 is provided in either one of the parts 61B.
  • the first forcible release portion 66A is provided in the first engagement portion 61A
  • the second forcible release portion 66B is provided in the second engagement portion 61B.
  • the engaging portion 61 is configured by lever-type stoppers 61 ⁇ / b> A and 61 ⁇ / b> B that swing so as to be engageable with the engaged portion 51. Therefore, the engaging portion 61 is in relation to the engaged portion 51. Can be engaged smoothly.
  • the forcible release portions 66A and 66B are provided on engaging surfaces 63b and 63b that can engage with the engaged portion 51 in the lever type stoppers 61A and 61B (the engaging portions 61A and 61B). Is provided. Since the forced release portions 66A and 66B are provided on the engaging surfaces 63b and 63b of the lever type stoppers 61A and 61B, the configuration of the forced release portions 66A and 66B can be simplified and reduced in size.
  • the engaged portion 51 is constituted by a locking wheel 51 having a plurality of teeth 52 in the rotation direction. By merely engaging the engaging portions 61A and 61B with the teeth 52, the rotation range of the engaged portion 51 can be restricted.
  • the forcible release portions 66A and 66B are configured to apply the rotational force of the engaged portion 51 when the engaged portion 51 rotates in a direction in which the steering angle of the steering wheel 11 decreases. It is constituted by slopes 63b and 63b that convert to a releasing force that releases the engaged state of 61A and 61B. For this reason, the forced release parts 66A and 66B can be made into a simple structure by the slopes 63b and 63b. Further, the forced release portions 66A and 66B can be arranged at the same position in the axial direction with respect to the engaged portion 51 (lock wheel 51). For this reason, the whole operation position control apparatus 50 can be arrange
  • the vehicle steering apparatus 10 of the first embodiment is Steering wheel 11;
  • An engaged portion 51 that is rotatable with the steering wheel 11 and is configured by a locking wheel 51 having a plurality of teeth 52 in the rotational direction;
  • the rotation range of the locking wheel 51 is restricted by engaging with the teeth 52 (first teeth 52A) of the locking wheel 51.
  • a first engaging portion 61A configured by a first lever-type stopper 61A that swings in a possible manner; When the steering wheel 11 rotates in the other direction (counterclockwise direction R3), the rotation range of the locking wheel 51 is restricted by engaging with the teeth 52 (second teeth 52B) of the locking wheel 51.
  • a second engaging portion 61B configured by a second lever type stopper 61B that swings to be able to
  • the first lever-type stopper 61A (first engaging portion 61A) is provided on an engaging surface 63b that engages with the teeth 52 of the locking wheel 51, and the steering angle of the steering wheel 11 decreases.
  • the locking wheel 51 When the locking wheel 51 rotates in the direction, the locking wheel 51 can be forcibly released from the engagement surface 63b of the first lever-type stopper 61A with respect to the tooth 52.
  • a first forcible release portion 66A configured by an inclined surface 63b that converts the rotational force of the first lever-type stopper 61A into a force for releasing the engaged state;
  • the second lever-type stopper 61B (second engaging portion 61B) is provided on an engaging surface 63b that engages with the teeth 52 of the locking wheel 51, and the steering angle of the steering wheel 11 decreases.
  • the locking wheel 51 When the locking wheel 51 rotates in the direction, the locking wheel 51 can be forcibly released from the engagement state of the engagement surface 63b of the second lever type stopper 61B with respect to the tooth 52. And a second forcible release portion 66B configured by an inclined surface 63b that converts the rotational force to a force for releasing the engaged state of the second lever type stopper 61B.
  • the steering unit 12 that generates the steering input of the steering wheel 11 and the steering unit 14 that steers the steered wheels 13 and 13 are mechanically separated.
  • the steering range of the steering wheel 11 is quickly and smoothly changed by the forced release units 66A and 66B (see FIG. 2) according to the load and position of the steering unit 14 mechanically separated from the steering unit 12. be able to.
  • the driver increases the steering wheel 11 even when the steering wheel 11 is switched from a turning operation to a switching operation suddenly. It is possible to make a quick and smooth transition from the operation to the switch back operation.
  • Example 2 A vehicle steering apparatus 100 according to a second embodiment will be described with reference to FIGS. 5 to 8.
  • the vehicle steering device 100 according to the second embodiment is different from the operation position regulating device 50 of the vehicle steering device 10 according to the first embodiment shown in FIGS. 1 to 4 with the operation position regulating device 150 shown in FIGS. 5 to 8. Since the other configuration is the same as that of the first embodiment, the description thereof is omitted.
  • the operation position regulating device 150 is characterized in that the following three points are changed.
  • the first change is that one engaged portion 51 of the first embodiment is changed to two engaged portions 151 and 151.
  • the second change is that the two engaging portions 61 and 61 of the first embodiment are changed to two engaging portions 161 and 161.
  • the third change is that the two forcible release units 66 and 66 of the first embodiment are changed to two (two sets) forcible release units 166 and 166.
  • the operation position restricting device 150 will be described.
  • FIG. 5 shows the operation position restricting device 150.
  • FIG. 6A shows a cross section taken along line 6a-6a in FIG.
  • FIG. 6B shows a cross section taken along line 6b-6b in FIG.
  • the operation position restricting device 150 includes two engaged portions 151 and 151, two engaging portions 161 and 161, Forcibly releasing units 166 and 166.
  • the engaged portions 151 and 151, the engaging portions 161 and 161, and the forced release portions 166 and 166 are accommodated in the housing 18.
  • the two engaged portions 151 and 151 are disk-shaped members that can rotate together with the steering wheel 11, and are attached to the steering shaft 21, for example.
  • the two engaged portions 151 and 151 are arranged in the axial direction of the steering shaft 21, and one is a first engaged portion 151A and the other is a second engaged portion 151B.
  • the engaged portions 151A and 151B rotate in the clockwise direction R2.
  • the engaged portions 151A and 151B rotate in the counterclockwise direction R3.
  • the engaged portions 151A and 151B are configured by a locking wheel (lock gear) having a plurality of teeth 152 arranged at a constant pitch in the rotation direction.
  • the plurality of teeth 152 are arranged on the outer peripheral surface or board surface of 151A, 151B.
  • first engaged portion 151A is appropriately rephrased as “first locking wheel 151A”
  • second engaged portion 151B is appropriately rephrased as “second locking wheel 151B”.
  • the locking wheels 151A and 151B are characterized in that the shapes of the plurality of teeth 152 are changed with respect to the locking wheel 51 of the first embodiment shown in FIG. It is. That is, the shape of the plurality of teeth 52 of the locking wheel 51 of Example 1 was a square.
  • the shape of the plurality of teeth 152 is pointed. It is a tapered triangle and is asymmetrical to the left and right with respect to each straight line 56 extending radially across the rotation center line 54.
  • the plurality of teeth 152 of the first locking wheel 151A have one tooth surface 152a (first tooth surface 152a) and the other tooth surface 152b (second tooth surface 152b).
  • the first tooth surface 152a is a tooth surface on the front side when the first locking wheel 151A rotates in the clockwise direction R2 (right direction R2).
  • each first tooth surface 152a is, for example, a flat straight along each straight line 56. Surface.
  • the tooth thickness of the tooth 152 increases from the tooth tip to the tooth bottom.
  • the second tooth surface 152b is a tooth surface opposite to the first tooth surface 152a, and is a slope (slope) inclined from the tooth tip of the tooth 152 toward the tooth bottom.
  • the second tooth surface 152b is appropriately referred to as a “slope 152b”.
  • the shape of the plurality of teeth 152 may be trapezoidal.
  • the direction of the plurality of teeth 152 of the second locking wheel 151B is opposite to the direction of the plurality of teeth 152 of the first locking wheel 151A. The direction.
  • first engaging portion 161A the one that engages with the first engaged portion 151A
  • second engaging portion 151B the one that engages with the second engaged portion 151B
  • the engagement portion 161B Each engaging part 161A, 161B can regulate the rotation range of each engaged part 151A, 151B by engaging with each engaged part 151A, 151B individually.
  • Each engaging part 161A, 161B is comprised by the lever-type stopper (lock lever) which swings so that it can engage with the to-be-engaged parts 151,151.
  • the first engaging portion 161A is appropriately referred to as “first lever-type stopper 161A”.
  • the second engaging portion 161B is appropriately rephrased as “second lever type stopper 161B”.
  • the second lever type stopper 161B is disposed opposite to the first lever type stopper 161A when the steering shaft 21 is viewed from the axial direction.
  • the first lever type stopper 161 ⁇ / b> A and the second lever type stopper 161 ⁇ / b> B have the same configuration except that they are symmetrical with respect to a straight line 55 that intersects the central axis 54 of the steering shaft 21.
  • the lever type stoppers 161A and 161B are characterized in that the shapes of the second engagement surfaces 163b and 163b are changed from the lever type stoppers 61A and 61B of the first embodiment shown in FIG. Is the same as in Example 1. That is, the second engagement surfaces 63b and 63b of Example 1 were inclined surfaces. On the other hand, the second engagement surfaces 163b and 163b of the second embodiment are parallel to the first engagement surfaces 63a and 63a, for example.
  • first locking wheel 151A and the first lever type stopper 161A will be described in detail with reference to FIGS. 7 (a) and 7 (b).
  • the relationship between the second locking wheel 151B and the second lever type stopper 161B is the same except that it is opposite to the relationship between the first locking wheel 151A and the first lever type stopper 161A. Description is omitted.
  • FIG. 7A shows a state in which the first locking wheel 151A shown in FIG. 6A rotates in the clockwise direction R2 (right direction R2).
  • R2 clockwise direction
  • the stopper portion 63 of the first lever type stopper 161A has a first engagement surface 63a and a second engagement surface 163b.
  • the second engagement surface 163b is located closer to the swing center 65 (the axis 65 of the support shaft 64) of the first lever type stopper 61A than the first engagement surface 63a.
  • first tooth 152A the teeth facing the first engagement surface 63a among the plurality of teeth 152 in a state where the stopper portion 63 enters the tooth groove 153 of the first locking wheel 151A.
  • second tooth 152B the teeth facing the second engagement surface 163b.
  • the first engagement surface 63a is one tooth surface 152a (first tooth surface) of the first tooth 152A. Facing 152a).
  • the first tooth surface 152a of the first tooth 152A hits the first engagement surface 63a of the stopper portion 63.
  • the contact point P11 between the first tooth surface 152a and the first engagement surface 63a is referred to as a “first contact point P11”.
  • FIG. 7B shows a state in which the first locking wheel 151A shown in FIG. 7A is rotated in the counterclockwise direction R3 (left direction R3).
  • the first locking wheel 151A rotates in the counterclockwise direction R3.
  • the second engagement surface 163b of the stopper portion 63 is parallel to the other tooth surface 152b (second tooth surface 152b) of the second tooth 152B of the first locking wheel 151A.
  • the stopper portion 63 can swing in the direction R1 away from the second teeth 152B by the force with which the slope 152b (second tooth surface 152b) hits the second contact point P12. That is, the slope 152b converts the rotational force of the first locking wheel 151A into a force that releases the engaged state of the first lever-type stopper 161A.
  • the inclined surface 152b constitutes a forced release portion 166 that can forcibly release the engagement state of the first engagement portion 161A with respect to the first engaged portion 151A.
  • the angle (inclination angle) formed by the first tooth surface 152a and the second tooth surface 152b (inclined surface 152b) is ⁇ 2.
  • the inclination angle ⁇ 2 is set in a range of 30 ° to 60 °.
  • FIG. 8A shows the operation of the operation position restricting device 150 in a state where only the stopper portion 63 of the first engaging portion 161A enters the tooth groove 153 of the first locking wheel 151A. It corresponds to.
  • FIG. 8B shows the relationship between the first engagement portion 161A and the first teeth 152A in a state where the first locking wheel 151A is rotated in the clockwise direction R2 from the state of FIG. 8A.
  • FIG. 8C shows the relationship between the first engaging portion 161A and the second teeth 152B in a state where the first locking wheel 151A is rotated in the counterclockwise direction R3 from the state of FIG. 8A. Yes.
  • the plunger rods 72 and 72 of the solenoids 71A and 71B are held in the advanced state (the extended state). For this reason, the stopper parts 63 and 63 of the lever type stoppers 161A and 161B are disengaged from the tooth grooves 153 of the locking wheels 151A and 151B.
  • the control unit 16 supplies a current that causes the plunger rod 72 to retreat only to the first solenoid 71A. That is, when it is determined that the steering wheel 11 has been steered to the limit point of the right steering range, the control unit 16 operates the first solenoid 71A.
  • the first solenoid 71A retracts the plunger rod 72 and maintains the retracted state.
  • the first lever type stopper 161A swings the stopper portion 63 so as to enter the tooth groove 153 of the locking wheel 151A. The result is shown in FIG.
  • the control unit 16 causes the first solenoid 71A to pass a current for moving the plunger rod 72 forward.
  • the first solenoid 71A moves the plunger rod 72 forward and maintains its forward state.
  • the first lever type stopper 161A swings so that the stopper portion 63 is detached from the tooth groove 153 of the locking wheel 151A.
  • FIGS. 6 (a) and 6 (b) Since the rotation of the locking wheel 151A is allowed, the steering wheel 11 can be switched back.
  • the stopper portion 63 of the first lever type stopper 161A is not detached from the tooth groove 153 of the first locking wheel 151A.
  • the first locking wheel 151A rotates in the counterclockwise direction R3.
  • the stopper portion 63 is separated from the second tooth 152B in the direction R1 (disengagement direction). Swing to R1).
  • the plunger rod 72 of the first solenoid 71A advances and returns to the original advance position.
  • control unit 16 causes the first solenoid 71 ⁇ / b> A to pass an electric current for moving the plunger rod 72 forward, the plunger rod 72 moves forward and returns to the original forward position. As a result, the rotation of the first locking wheel 151A is allowed, so that the steering wheel 11 can be turned back. In this way, it is possible to promptly shift from the cut-in operation to the switch-back operation.
  • the first engaged portion 151A and the second engaged portion 151B have forced release portions 166 and 166 (inclined surfaces 152b and 152b), respectively.
  • the forcible release unit 166 includes a plurality of first forcible release units 166A included in the first engaged portion 151A and a plurality of second forcible release units 166B included in the second engaged portion 151B. These are two sets (two).
  • the vehicle steering apparatus 100 includes: Steering wheel 11; One or more engaged portions 151 rotatable with the steering wheel 11; One or a plurality of engaging portions 161 capable of regulating the rotation range of the engaged portion 151 by engaging with the engaged portion 151;
  • the engagement portion 151 is provided in one of the engagement portion 151 and the engagement portion 161, and the engagement portion 151 is rotated when the engagement portion 151 rotates in a direction in which the steering angle of the steering wheel 11 decreases.
  • One or a plurality of forcible release portions 166 capable of forcibly releasing the engagement state of the engagement portion 161 with the portion 151.
  • the vehicle steering apparatus 100 includes the forcible release unit 166 that can forcibly release the engagement state of the engagement portion 161 with respect to the engaged portion 151.
  • the forcible release unit 166 forcibly releases the engagement state of the engagement unit 161 with the engaged unit 151. For this reason, it is possible to make a quick and smooth transition from the additional cutting operation to the switching back operation. The controllability of the vehicle steering apparatus 100 can be improved.
  • the engaged portions 151 are two, that is, a first engaged portion 151A and a second engaged portion 151B.
  • the engaging portion 161 includes a first engaging portion 161A that can be engaged with the first engaged portion 151A when the steering wheel 11 rotates in one direction, and a case in which the steering wheel 11 rotates in the other direction.
  • the second engagement portion 161B that can be engaged with the second engaged portion 151B, and
  • the forced release portion 166 includes a first forced release portion 166A, a second engaged portion 151B, and a second engaged portion 151B that are included in one of the first engaged portion 151A and the first engaged portion 161A.
  • the position of each set can be shifted.
  • the positions of the second engaging portion 161B and the second forced releasing portion 166B can be shifted with respect to the positions of the first engaging portion 161A and the first forced releasing portion 166A. Therefore, the degree of freedom of arrangement of each member can be increased.
  • the engaging portions 161A and 161B are configured by lever-type stoppers 161A and 161B that swing to be engaged with the engaged portions 151A and 151B. Therefore, the engaging portions 161A and 161B are The engagement portion 51 can be smoothly engaged.
  • the engaged portions 151A and 151B are configured by locking wheels 151A and 151B having a plurality of teeth 152 in the rotational direction
  • the forced release portions 166A and 166B are provided on the tooth surface 152b of the plurality of teeth 152 of the locking wheels 151A and 151B (the engaged portions 151A and 151B). Therefore, the rotational range of the locking wheels 151A and 151B can be restricted only by engaging the engaging portions 161A and 161B with the teeth 152b of the locking wheels 151A and 151B.
  • the forced release portions 166A and 166B are provided on the tooth surfaces 152b of the locking wheels 151A and 151B themselves, the configuration of the forced release portions 166A and 166B can be simplified and reduced in size.
  • the forcible release portions 166A, 166B when the engaged portions 151A, 151B rotate in the direction in which the steering angle of the steering wheel 11 decreases, the rotational force of the engaged portions 151A, 151B, It is comprised by the inclined surface 152b which changes into the force which cancels
  • the vehicle steering apparatus 100 includes: Steering wheel 11; A first engaged portion 151A configured by a first locking wheel 151A that is rotatable together with the steering wheel 11 and has a plurality of teeth 152 in the rotational direction; A second engaged portion 151B configured by a second locking wheel 151B that is rotatable together with the steering wheel 11 and has a plurality of teeth 152 in the rotational direction;
  • the steering wheel 11 rotates in one direction (clockwise direction R2)
  • the rotation range of the first locking wheel 151A is restricted by engaging with the teeth 152 of the first locking wheel 151A.
  • a first engaging portion 161A constituted by a first lever-type stopper 161A swinging possible;
  • the rotation range of the second locking wheel 151B is restricted by engaging with the teeth 152 of the second locking wheel 151B.
  • a second engaging portion 161B configured by a second lever-type stopper 161B that swings possible;
  • the first locking wheel 151A is provided on a tooth surface 152b of the plurality of teeth 152.
  • the first locking wheel 151A When the first locking wheel 151A rotates in a direction in which the steering angle of the steering wheel 11 decreases, the first locking wheel 151A The rotational force of the first locking wheel 151A can be forcibly released from the engagement state of the engagement surface 163b of the first lever-type stopper 161A with the tooth 152 of the one locking wheel 151A.
  • a first forcible release portion 166A configured by an inclined surface 152b that converts to a force for releasing the engagement state of the first lever-type stopper 161A;
  • the second locking wheel 151B is provided on the tooth surfaces 152b of the plurality of teeth 152, and the second locking wheel 151B rotates in the direction in which the steering angle of the steering wheel 11 decreases.
  • the rotational force of the second locking wheel 151B can be forcibly released from the engagement state of the engagement surface 163b of the second lever-type stopper 161B with respect to the teeth 152 of the two locking wheel 151B.
  • a second forcible release portion 166B configured by an inclined surface 152b that changes to a force for releasing the engaged state of the second lever type stopper 161B.
  • the steering unit 12 that generates the steering input of the steering wheel 11 and the steering unit 14 that steers the steered wheels 13 and 13 are mechanically separated.
  • the steering range of the steering wheel 11 can be quickly and smoothly changed by the forced release units 166A and 166B (see FIG. 6) according to the load of the steering unit 14 mechanically separated from the steering unit 12. it can.
  • the driver increases the steering wheel 11 even when the steering wheel 11 is switched from a turning operation to a switching operation suddenly. It is possible to make a quick and smooth transition from the operation to the switch back operation.
  • a vehicle steering apparatus 200 according to the third embodiment will be described with reference to FIGS. 9 and 10.
  • the vehicle steering device 200 according to the third embodiment includes two engaging portions 61 and 61 of the operation position restricting device 50 of the vehicle steering device 10 according to the first embodiment shown in FIGS.
  • the operation position restricting device 250 shown in FIG. 10 is changed to the two engaging portions 273 and 273, and the other configurations are the same as those in the first embodiment, and thus the description thereof is omitted.
  • the operation position restricting device 250 will be described.
  • the operation position restricting device 250 includes one engaged portion 51, two engaging portions 273, 273, and two forced releasing portions 266, 266.
  • the engaged portion 51, the engaging portions 273, 273, and the forced release portions 266, 266 are accommodated in the housing 18.
  • the first solenoid 271A (third actuator 271A) has the same configuration as the first solenoid 71A of the first embodiment shown in FIG.
  • the second solenoid 271B (third actuator 271B) has the same configuration as the second solenoid 71B of the first embodiment shown in FIG.
  • the first solenoid 271A and the second solenoid 271B are arranged symmetrically with respect to a straight line 55 that intersects the central axis 54 of the steering shaft 21.
  • the plunger rods 272 and 272 of the solenoids 271A and 271B have the same configuration as the plunger rods 72 and 72 of the first embodiment.
  • Each plunger rod 272, 272 is positioned so as to be able to move forward and backward toward the rotation center line 54 of the locking wheel 51.
  • the tip portions 273 and 273 of the plunger rods 272 and 272 can be directly engaged with the teeth 52 of the locking wheel 51. That is, the distal end portions 273 and 273 of the plunger rods 272 and 272 correspond to engaging portions that can regulate the rotation range of the engaged portion 51 by engaging with the engaged portion 51.
  • first engaging portion 273A the distal end portion 273 of the plunger rod 272 of the first solenoid 271A
  • second engaging portion 273B is rephrased as the “second engaging portion 273B”.
  • the first engaging portion 273 ⁇ / b> A is tapered toward the rotation center line 54 of the locking wheel 51. It has 1 engagement surface 273a and 2nd engagement surface 273b. That is, the first engaging portion 273A is formed in a tapered shape by the first engaging surface 273a and the second engaging surface 273b.
  • the first engagement surface 273a is a flat surface along the advance / retreat direction of the first engagement portion 273A.
  • the second engagement surface 273b is a surface opposite to the first engagement surface 273a, and is a slope (slope) inclined with respect to the first engagement surface 273a.
  • the second engagement surface 273b is appropriately referred to as a “slope 273b”.
  • the second engagement portion 273B has the same configuration as the first engagement portion 273A.
  • the slope 273b of the second engagement portion 273B is opposite to the slope 273b of the first engagement portion 273A.
  • the relationship between the locking wheel 51 and the first engagement portion 273A will be described in detail with reference to FIGS. 10 (a) and 10 (b).
  • the relationship between the locking wheel 51 and the second engagement portion 273B is the same except that it is opposite to the relationship between the locking wheel 51 and the first engagement portion 273A, and the description thereof is omitted. .
  • FIG. 10A shows a state in which the locking wheel 51 shown in FIG. 9 rotates in the clockwise direction R2.
  • the steering wheel 11 see FIG. 1
  • the locking wheel 51 rotates in the clockwise direction R2.
  • first tooth 52A the teeth facing the first engagement surface 273a among the plurality of teeth 52 in a state where the first engagement portion 273A enters the tooth groove 53.
  • second tooth 52B the tooth facing the second engagement surface 273b (slope 273b) is referred to as “second tooth 52B”.
  • the first engaging surface 273a faces the first tooth surface 52a of the first tooth 52A.
  • the locking wheel 51 rotates in the clockwise direction R2
  • the first tooth surface 52a of the first tooth 52A hits the first engagement surface 273a of the first engagement portion 273A.
  • the locking wheel 51 is restricted from rotating in the clockwise direction R2 by the first engagement portion 273A.
  • FIG. 10B shows a state in which the locking wheel 51 shown in FIG. 10A is rotated in the counterclockwise direction R3.
  • the steering wheel 11 see FIG. 1
  • the locking wheel 51 rotates in the counterclockwise direction R3.
  • an angle P2 (second contact point P2) between the tip of the second tooth surface 52b of the second tooth 52B and the tooth tip surface 52c is the first engaging portion 273A. It hits the slope 273b.
  • the plunger rod 272 can be retracted by the force with which the second contact point P2 hits the inclined surface 273b. That is, the inclined surface 273b converts the rotational force of the locking wheel 51 into a force for releasing the engagement state of the first engagement portion 273A. In this manner, the inclined surface 273b constitutes a forced release portion 266 that can forcibly release the engagement state of the first engagement portion 273A with the engaged portion 51.
  • the angle (inclination angle) formed by the second tooth surface 52b and the inclined surface 273b when the second contact point P2 hits the inclined surface 273b is ⁇ 3. In order to smoothly retract the plunger rod 272, the inclination angle ⁇ 2 is more preferably set in a range of 30 ° to 60 °.
  • the first engagement portion 273A and the second engagement portion 273B have forced release portions 266 and 266 (slopes 273b and 273b), respectively. That is, there are two forcible release portions 266, the first forced release portion 266A provided in the first engagement portion 273A and the second forced release portion 266B provided in the second engagement portion 273B. .
  • the vehicle steering apparatus 200 includes: Steering wheel 11; At least one engaged portion 51 rotatable with the steering wheel 11; At least one engaging portion 273 capable of regulating a rotation range of the engaged portion 51 by engaging with the engaged portion 51;
  • the engaged portion 51 is provided in one of the engaged portion 51 and the engaging portion 273, and the engaged portion 51 is rotated when the engaged portion 51 rotates in a direction in which the steering angle of the steering wheel 11 decreases.
  • at least one forcible release portion 266 that can forcibly release the engagement state of the engagement portion 273 with respect to the portion 51.
  • the vehicle steering apparatus 200 includes the forcible release unit 266 that can forcibly release the engagement state of the engagement portion 273 with the engaged portion 51.
  • the forcible release unit 266 forcibly releases the engaged state of the engaging unit 273 with respect to the engaged unit 51. For this reason, it is possible to make a quick and smooth transition from the additional cutting operation to the switching back operation. The controllability of the vehicle steering apparatus 200 can be improved.
  • Example 4 A vehicle steering apparatus 300 according to a fourth embodiment will be described with reference to FIG.
  • the steering portion 12 and the steering portion 14 of the vehicle steering device 10 according to the first embodiment shown in FIGS. 1 to 4 are mechanically completely separated. Since the other configuration is the same as that of the first embodiment, the description thereof is omitted.
  • the vehicle steering apparatus 300 employs a method of turning the left and right steered wheels 13 and 13 by operating the steered actuator 39 in accordance with the steering amount of the steering wheel 11. It is a kind of steer-by-wire type.
  • the operation position restricting device 150 instead of the operation position restricting device 50, the operation position restricting device 150 according to the second embodiment shown in FIGS. 5 to 8 or the third embodiment shown in FIGS. Changing to the operation position regulating device 250 is optional.
  • the vehicle steering device 10, 100, 200, 300 according to the present invention is not limited to the embodiment as long as the operation and effect of the present invention are exhibited.
  • the vehicle steering devices 10, 100, and 200 are not limited to the steer-by-wire type.
  • the clutch 15 shown in FIG. 1 may be abolished, and the input shaft 33 and the output shaft 34 may be integrated to mechanically connect the steering unit 12 and the steered unit 14. .
  • operation position restricting devices 50, 150, 250 according to the present invention can be arbitrarily combined and replaced as long as the operations and effects of the present invention are exhibited.
  • the third actuators 71A, 71B, 271A, 271B are not limited to a solenoid configuration, and may be, for example, an electric motor configuration.
  • the two third actuators 71A and 71B in the first and second embodiments can be shared by only one.
  • the two third actuators 271A and 271B in the third embodiment can also be shared by only one.
  • inclined surfaces 63b, 152b, 273b are not limited to inclined flat surfaces, and may be inclined arc-shaped surfaces, for example.
  • the vehicle steering device 10, 100, 200, 300 of the present invention is suitable for being mounted on an automobile.
  • Vehicle steering device (Example 1) 11 Steering wheel 50 Operation position restricting device 51 Engaged part (locking wheel) 52 tooth 53 tooth groove 54 rotation center line of the locking wheel 55 straight line intersecting the center axis of the steering shaft 56 straight line extending radially across the rotation center line of the locking wheel 61 engaging portion 61A first engaging portion ( First lever type stopper) 61B 2nd engaging part (2nd lever type stopper) 63a First engagement surface 63b Second engagement surface (slope) 66 Forced release part 66A 1st forced release part 66B 2nd forced release part 100 Steering device for vehicles (Example 2) 150 Operation Position Restricting Device 151 Engagement Part 151A First Engagement Part (First Lock Wheel) 151B Second engaged portion (second locking wheel) 152 teeth 152b second tooth surface (slope) 153 tooth gap 161 engaging portion 161A first engaging portion (first lever type stopper) 161B 2nd engaging part (2nd lever type stopper) 163b 2nd engagement surface 166 Forced release part 166A

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Abstract

車両用ステアリング装置(10)は、ステアリングホイール(11)と、前記ステアリングホイール(11)と共に回転可能な1又は複数の被係合部(51)と、前記被係合部(51)の回転範囲を規制するべく前記被係合部(51)に対して係合することが可能な1又は複数の係合部(61)と、前記被係合部(51)と前記係合部(61)のいずれか一方に有した1又は複数の強制解除部(66)と、を備えている。前記強制解除部(66)は、前記ステアリングホイール(11)の操舵角が減少する方向へ前記被係合部(51)が回転した場合に、前記被係合部(51)に対する前記係合部(61)の係合状態を強制的に解除することが可能である。

Description

車両用ステアリング装置
 本発明は、ステアリングホイールの操舵範囲を規制可能な車両用ステアリング装置に関する。
 車両用ステアリング装置のなかには、ステアリングホイールの操舵入力が生じる操舵部に、操舵範囲を規制可能な機構が組み込まれたものがある。この種の車両用ステアリング装置は、例えば許文献1によって知られている。
 特許文献1で知られている車両用ステアリング装置は、ステアリングホイールの操舵入力が生じる操舵部と、転舵車輪を転舵する転舵部との間が機械的に分離されている、いわゆるステアバイワイヤ式(steer-by-wire)のステアリング装置である。この車両用ステアリング装置は、例えば車両の走行状態や操舵装置の状況に応じて、ステアリングホイールの操舵範囲を任意に変更することが可能な操作位置規制装置を備えている。
特許第4193576号公報
 車両用ステアリング装置は、運転者がステアリングホイールの切り増し操作(ステアリングホイールを操舵角の増大方向へ操舵)をしたときに、この切り増し操作から切り戻し操作(中立方向へ操舵)へ、速やかに且つ円滑に移行できることが求められる。そのためには、運転者が切り増し操作をしたときに、操作位置規制装置はロック状態とならないことが好ましい。また、例え操作位置規制装置がロック状態となった場合であっても、ステアリングホイールを切り戻し操作したときに、ロック状態を速やかに解消できることが好ましい。
 本発明は、ステアリングホイールの切り増し操作から切り戻し操作へ、速やかに且つ円滑に移行することができる車両用ステアリング装置を、提供することを課題とする。
 本発明によれば、車両用ステアリング装置は、
 ステアリングホイールと、
 前記ステアリングホイールと共に回転可能な1又は複数の被係合部と、
 前記被係合部に係合することによって前記被係合部の回転範囲を規制することが可能な1又は複数の係合部と、
 前記被係合部と前記係合部のいずれか一方に有しており、前記ステアリングホイールの操舵角が減少する方向へ前記被係合部が回転した場合に、前記被係合部に対する前記係合部の係合状態を強制的に解除することが可能な1又は複数の強制解除部と、
を備えていることを特徴とする。
 本発明では、車両用ステアリング装置は、被係合部に対する係合部の係合状態を強制的に解除することが可能な強制解除部を備えている。運転者がステアリングホイールの切り増し操作をしている途中に、係合部が被係合部に係合し、その直後に、運転者がステアリングホイールの切り戻し操作をした場合には、強制解除部は、被係合部に対する係合部の係合状態を、強制的に解除する。このため、切り増し操作から切り戻し操作へ、速やかに且つ円滑に移行することができる。車両用ステアリング装置の操縦性を高めることができる。
本発明の実施例1による車両用ステアリング装置の模式図である。 図1に示された操作位置規制装置の断面図である。 図2に示されたロック用ホイールの歯と第1レバー式ストッパのストッパとの関係を説明する図である。 図2に示されたロック用ホイールと第1及び第2レバー式ストッパとの作用図である。 本発明の実施例2による車両用ステアリング装置の操作位置規制装置の断面図である。 図5の矢視線6a-6a断面及び矢視線6b-6b断面を示す断面図である。 図6に示された第1ロック用ホイールの歯と第1第1レバー式ストッパの係合部との関係を説明する図である。 図6に示された第1及び第2ロック用ホイールと第1及び第2レバー式ストッパとの作用図である。 本発明の実施例3による車両用ステアリング装置の操作位置規制装置の断面図である。 図9に示されたロック用ホイールの歯と第1係合部との関係を説明する図である。 本発明の実施例4による車両用ステアリング装置の模式図である。
 本発明を実施するための形態を添付図に基づいて以下に説明する。
<実施例1>
 図1乃至図4を参照しつつ実施例1の車両用ステアリング装置10を説明する。図1に示されるように、車両用ステアリング装置10は、車両のステアリングホイール11の操舵入力が生じる操舵部12と、左右の転舵車輪13,13を転舵する転舵部14と、操舵部12と転舵部14との間に介在しているクラッチ15と、制御部16とを含む。クラッチ15が開放状態となる通常時には、操舵部12と転舵部14との間が機械的に分離されている。このように、車両用ステアリング装置10は、通常時において、ステアリングホイール11の操舵量に応じて転舵用アクチュエータ39を作動させることにより、左右の転舵車輪13,13を転舵する方式、いわゆるステアバイワイヤ式(steer-by-wire、略称「SBW」)を採用している。
 操舵部12は、運転手が操作するステアリングホイール11と、このステアリングホイール11に連結されているステアリング軸21と、ステアリングホイール11に対して操舵反力(反力トルク)を付加する反力付加アクチュエータ22と、を含む。この反力付加アクチュエータ22は、運転者がステアリングホイール11の操舵力に抵抗する操舵反力を発生することによって、運転者に操舵感を与える。この反力付加アクチュエータ22のことを、適宜「第1アクチュエータ22」と言い換える。
 反力付加アクチュエータ22は、操舵反力を発生する反力モータ23(第1モータ23)と、操舵反力をステアリング軸21に伝達する反力伝達機構24と、を含む。反力モータ23は、例えば電動モータによって構成される。反力伝達機構24は、例えばウォームギヤ機構によって構成される。このウォームギヤ機構24(反力伝達機構24)は、反力モータ23のモータ軸23aに設けられたウォームギヤ24aと、ステアリング軸21に設けられたウォームホイール24bとからなる。反力モータ23が発生した操舵反力は、反力伝達機構24を介して、ステアリング軸21に付加される。
 転舵部14は、ステアリング軸21に自在軸継手31,31及び連結軸32とによって連結されている入力軸33と、この入力軸33にクラッチ15を介して連結されている出力軸34と、この出力軸34に操作力伝達機構35によって連結されている転舵軸36と、この転舵軸36の両端にタイロッド37,37及びナックル38,38を介して連結されている左右の転舵車輪13,13と、転舵軸36に転舵用動力を付加する転舵用アクチュエータ39と、を含む。この転舵用アクチュエータ39のことを、適宜「第2アクチュエータ39」と言い換える。
 操作力伝達機構35は、例えばラックアンドピニオン機構によって構成される。このラックアンドピニオン機構35(操作力伝達機構35)は、出力軸34に設けられたピニオン35aと、転舵軸36に設けられたラック35bとからなる。転舵軸36は、軸方向(車幅方向)へ移動可能である。
 転舵用アクチュエータ39は、転舵用動力を発生する転舵動力モータ41(第2モータ41)と、転舵用動力を転舵軸36に伝達する転舵動力伝達機構42とからなる。転舵動力モータ41が発生した転舵用動力は、転舵動力伝達機構42によって転舵軸36に伝達される。この結果、転舵軸36は車幅方向にスライドする。転舵動力モータ41は、例えば電動モータによって構成される。
 転舵動力伝達機構42は、例えばベルト伝動機構43とボールねじ44とからなる。ベルト伝動機構43は、転舵動力モータ41のモータ軸41aに設けられた駆動プーリ45と、ボールねじ44のナットに設けられた従動プーリ46と、駆動プーリ45と従動プーリ46とに掛けられたベルト47とからなる。ボールねじ44は、回転運動を直線運動に変換する変換機構の一種であって、転舵動力モータ41が発生した駆動力を前記転舵軸36に伝達する。なお、転舵動力伝達機構42は、ベルト伝動機構43とボールねじ44の構成に限定されるものではなく、例えばウォームギヤ機構やラックアンドピニオン機構であってもよい。
 図1に示されるように、さらに車両用ステアリング装置10は、ステアリングホイール11の操舵範囲を規制可能な操作位置規制装置50を備えている。この操作位置規制装置50は、操舵部12のなかの反力付加アクチュエータ22とクラッチ15との間に介在している。以下、操作位置規制装置50について詳しく説明する。
 この操作位置規制装置50は、車両の走行状態や操舵装置の状況に応じて、ステアリングホイール11の操舵範囲を任意に変更することが可能である。例えば、転舵部14の負荷が予め設定された所定以上(過負荷)となった場合や、転舵部14が過負荷状態であり且つ転舵軸36の位置が規定値以上である場合に、操作位置規制装置50はステアリングホイール11の操舵範囲を規制する。
 この過負荷は、例えば次の状況のときに発生し得る。第1に、転舵車輪13が縁石等の障害物に当たっている場合には、転舵部14の負荷が大きくなる。第2に、転舵軸36が軸方向へ移動可能な限界点(ラックエンド)まで移動したときには、転舵部14の負荷が大きくなる。この状況下において、ステアリングホイール11の切り増し操作を続けたのでは、クラッチ15や反力付加アクチュエータ22に大きい負担がかかる。このときに、制御部16から制御信号を受けた操作位置規制装置50は、ステアリングホイール11の切り増し操作を阻止するように、操舵範囲を規制する。この結果、クラッチ15や反力付加アクチュエータ22には、大きい負担がかからない。クラッチ15や反力付加アクチュエータ22の小型化を図ることができる。
 図2に示されるように、操作位置規制装置50は、1又は複数の被係合部51と、1又は複数の係合部61と、1又は複数の強制解除部66と、を含む。実施例1では、操作位置規制装置50は、1つの被係合部51と、この1つの被係合部51に対応する2つの係合部61,61と2つの強制解除部66,66とを含む。被係合部51と係合部61,61と強制解除部66,66とは、ハウジング18に収納されている。
 被係合部51は、ステアリングホイール11(図1参照)と共に回転可能であり、例えばステアリング軸21に取り付けられている。つまり、この被係合部51は、ステアリング軸21と共に回転可能な円盤状の部材である。この被係合部51は、複数の歯52を有した円盤状のロック用ホイール(ロックギヤ)によって、構成されている。複数の歯52は、被係合部51の外周面または盤面に対し、回転方向に一定のピッチで配列されている。以下、被係合部51のことを、適宜「ロック用ホイール51」と言い換える。
 複数の歯52は、例えば円盤状のロック用ホイール51の外周面から放射状に延びている。ロック用ホイール51の回転中心線54(ステアリング軸21の中心軸54)に沿って見たときに、複数の歯52の形状は、例えば回転中心線54に交差して放射状に延びる各直線56に対して左右対称形の方形である。
 各係合部61,61は、被係合部51に係合することによって、この被係合部51の回転範囲を規制することが可能である。2つの係合部61,61のなかの、一方の係合部61を「第1係合部61A」とし、他方の係合部61を「第2係合部61B」とする。第1係合部61Aは、ステアリングホイール11が一方(右への操舵方向)へ回転する場合に、ロック用ホイール51に係合可能である。第2係合部61Bは、ステアリングホイール11が他方(左への操舵方向)へ回転する場合に、ロック用ホイール51に係合可能である。
 各係合部61A,61Bは、被係合部51に対して係合可能にスイングするレバー式ストッパ(ロックレバー)によって構成されている。以下、第1係合部61Aのことを、適宜「第1レバー式ストッパ61A」と言い換える。第2係合部61Bのことを、適宜「第2レバー式ストッパ61B」と言い換える。
 図2に示されるように、ステアリング軸21を軸方向から見て、第1レバー式ストッパ61Aに対し、第2レバー式ストッパ61Bは逆向きに配置されている。例えば、第1レバー式ストッパ61Aと第2レバー式ストッパ61Bとは、ステアリング軸21の中心軸54に交差する直線55に対して、互いに対称形である他には同じ構成である。
 各レバー式ストッパ61A,61Bは、それぞれ中央部をハウジング18に支持軸62,62によってスイング可能に支持された概ねバー状の部材である。この各レバー式ストッパ61A,61Bは、各一端(第1端)にストッパ部63,63を有し、各他端(第2端)に被駆動部64,64を有している。
 各ストッパ部63,63は、ロック用ホイール51の複数の歯52に係合するフック状の部分であって、複数の歯溝53(各歯52,52の間)に対して出没することが可能である。各被駆動部64,64は、それぞれ第3アクチュエータ71A,71Bによって個別にスイング駆動される。
 この第3アクチュエータ71A,71Bは、ハウジング18に取り付けられており、例えば進退可能なプランジャロッド72,72を有したソレノイドによって構成される。このソレノイド71A,71B(第3アクチュエータ71A,71B)は、制御信号に対する応答性の観点から、電磁ソレノイドによって構成されることが好ましい。
 このプランジャロッド72,72は、レバー式ストッパ61A,61Bの被駆動部64,64に連結されている。なお、プランジャロッド72,72と被駆動部64,64とは、必ずしも連結した構成に限定する必要はない。例えば、プランジャロッド72,72によって被駆動部64,64を押すことにより、レバー式ストッパ61A,61Bをロック用ホイール51の複数の歯52に係合する構成としてもよい。以下、第1レバー式ストッパ61Aを駆動するソレノイド71Aのことを「第1ソレノイド71A」という。第2レバー式ストッパ61Bを駆動するソレノイド71Bのことを「第2ソレノイド71B」という。
 各レバー式ストッパ61A,61Bは、ストッパ部63,63がロック用ホイール51の複数の歯52から外れる方向R1(外れ方向R1)へ、補助スプリング75,75によって付勢されている。この補助スプリング75,75は、各レバー式ストッパ61A,61Bが方向R1にスイングする動作を円滑にするための、補助的な付勢部材であって、例えば「ねじりコイルばね」によって構成される。この補助スプリング75,75の有無は任意である。
 次に、ロック用ホイール51と第1レバー式ストッパ61Aとの関係について、図3(a)及び図3(b)を参照しつつ詳しく説明する。なお、ロック用ホイール51と第2レバー式ストッパ61Bとの関係は、ロック用ホイール51と第1レバー式ストッパ61Aとの関係に対して逆向きである他には、同じなので、説明を省略する。
 図3(a)は、図2に示されたロック用ホイール51が時計回り方向R2に回転する状態を表している。ステアリングホイール11(図1参照)を右へ操舵した場合に、ロック用ホイール51は時計回り方向R2へ回転する。
 第1レバー式ストッパ61Aのストッパ部63は、第1係合面63aと第2係合面63bとを有する。第1係合面63aに対し、第2係合面63bは第1レバー式ストッパ61Aのスイング中心65(支持軸64の軸心65)寄りに位置している。
 ここで、説明の理解を容易にするために、ストッパ部63が歯溝53に入り込んだ状態において、複数の歯52のなかの、第1係合面63aに向かい合う歯52Aのことを「第1歯52A」といい、第2係合面63bに向かい合う歯52Bのことを「第2歯52B」ということにする。
 第1レバー式ストッパ61Aのストッパ部63がロック用ホイール51の歯溝53に入り込んだ状態において、第1係合面63aは、第1歯52Aの一方の歯面52a(第1歯面52a)に対して向かい合う。ロック用ホイール51が時計回り方向R2へ回転すると、第1歯52Aの第1歯面52aはストッパ部63の第1係合面63aに当たる。以下、第1歯面52aと第1係合面63aとの当たり点P1のことを「第1当接点P1」という。
 図3(b)は、図3(a)に示されたロック用ホイール51が反時計回り方向R3に回転した状態を表している。ステアリングホイール11(図1参照)を左へ操舵した場合に、ロック用ホイール51は反時計回り方向R3へ回転する。
 ストッパ部63の第2係合面63bは、ロック用ホイール51の第2歯52Bの他方の歯面52b(第2歯面52b)に対して傾斜しつつ向いている斜面(スロープ)である。以下、第2係合面63bのことを、適宜「斜面63b」と言い換える。
 第1レバー式ストッパ61Aのストッパ部63がロック用ホイール51の歯溝53に入り込んだ状態において、ロック用ホイール51が反時計回り方向R3へ回転すると、第2歯52Bの第2歯面52bの先端と歯先面52cとの角P2(歯先の回転方向の角P2)は、ストッパ部63の斜面63bに当たる。以下、斜面63bに当たる角P2のことを「第2当接点P2」という。
 第2当接点P2が斜面63b(第2係合面63b)に当たる力によって、ストッパ部63は第2歯52Bから外れる方向R1にスイングすることが可能である。つまり斜面63bは、ロック用ホイール51の回転力を、第1レバー式ストッパ61Aの係合状態を解除する力に転換する。このように、斜面63bは、被係合部51に対する係合部61の係合状態を強制的に解除することが可能な、強制解除部66を構成している。
 第2当接点P2が第2係合面63bに当たったときの、第2歯面52bと第2係合面63bとのなす角度(傾斜角)はθ1である。ストッパ部63を外れ方向R1に円滑にスイングさせるためには、この傾斜角θ1は30°乃至60°の範囲に設定されることが、より好ましい。
 図1に示されるように、上記制御部16は操舵角センサ81、操舵トルクセンサ82、モータ回転角センサ83、出力軸回転角センサ84、車速センサ85、ヨーレートセンサ86、加速度センサ87、その他の各種センサ88からそれぞれ検出信号を受けて、クラッチ15、反力モータ23、転舵動力モータ41及びソレノイド71A,71Bに電流を付与する。
 操舵角センサ81は、ステアリングホイール11の操舵角を検出する。操舵トルクセンサ82は、ステアリング軸21に発生する操舵トルクを検出する。この操舵トルクセンサ82は、ステアリング軸21のなかの、反力伝達機構24よりもステアリングホイール11側に配置してもよい。この配置にすることにより、操舵トルクセンサ82によって操舵トルク(操舵負荷)を検出することができる。モータ回転角センサ83は、反力モータ23の回転角を検出する。出力軸回転角センサ84は、ピニオン35aを有した出力軸34の回転角を検出する。車速センサ85は、車両の車輪速度を検出する。ヨーレートセンサ86は、ヨー角速度(ヨー運動の角速度)を検出する。加速度センサ87は、車両の加速度を検出する。その他の各種センサ88には、転舵動力モータ41の回転角を検出する回転角センサを含む。この回転角センサは、例えば、転舵動力モータ41に備えたレゾルバによって構成される。
 次に、上記構成の操作位置規制装置50の作用について、図1、図2及び図4を参照しつつ説明する。図4(a)は、第1レバー式ストッパ61Aのストッパ部63のみがロック用ホイール51の歯溝53に入り込んだ状態の、操作位置規制装置50の作用を示しており、上記図2に対応している。図4(b)は、ロック用ホイール51が図4(a)の状態から時計回り方向R2へ回転した状態の、第1レバー式ストッパ61Aと第1歯52Aとの関係を示している。図4(c)は、ロック用ホイール51が図4(a)の状態から反時計回り方向R3へ回転した状態の、第1レバー式ストッパ61Aと第2歯52Bとの関係を示している。
 ここで、運転者がステアリングホイール11(図1参照)を操舵角の増大方向へ操舵することを、「切り増し操作」という。運転者が、切り増し操作の後に、ステアリングホイール11を操舵角の減少方向(中立方向)へ操舵することを、「切り戻し操作」という。
 今、図2に示されるように、各ソレノイド71A,71Bのプランジャロッド72,72は前進した状態(延びた状態)に保持されている。このため、各レバー式ストッパ61A,61Bのストッパ部63,63はロック用ホイール51の歯溝53から外れている。
 その後、ステアリングホイール11を右へ操舵、つまり切り増し操作したときに、ロック用ホイール51は時計回り方向R2(右方向R2)に回転する。ステアリングホイール11を操舵範囲(右操舵の範囲)の限界点まで切り増し操作したときに、制御部16は第1ソレノイド71Aのみに、プランジャロッド72を後退させる電流を流す。つまり、制御部16は、ステアリングホイール11が右操舵の範囲の限界点まで操舵されたと判断した場合には、第1ソレノイド71Aを作動させる。第1ソレノイド71Aは、プランジャロッド72を後退させて、その後退状態を保持する。この結果、第1レバー式ストッパ61Aは、ストッパ部63をロック用ホイール51の歯溝53に入るようにスイングする。この結果を、図4(a)に示す。
 図4(a)及び図4(b)に示されるように、ロック用ホイール51が更に時計回り方向R2へ回転すると、第1歯52Aの第1歯面52aはストッパ部63の第1係合面63aに当たる。この結果、ロック用ホイール51は時計回り方向R2への回転を、第1レバー式ストッパ61Aによって規制される。
 従って、ステアリングホイール11を操舵範囲の限界点まで切り増し操作したときに、転舵軸36を軸方向へ移動可能な限界点(ラックエンド)まで移動させる前に、規制することができる。このため、転舵軸36が移動規制用のストッパに当たらなくてすむ。転舵軸36の軸端の部分を保護することができるとともに、衝突音の発生を防止することができる。
 その後に、ステアリングホイール11を左へ操舵、つまり切り戻し操作を開始すると、制御部16は第1ソレノイド71Aに、プランジャロッド72を前進させる電流を流す。第1ソレノイド71Aは、プランジャロッド72を前進させて、その前進状態を保持する。このため、第1レバー式ストッパ61Aは、ストッパ部63をロック用ホイール51の歯溝53から離脱するようにスイングする。この結果を、図2に示す。ロック用ホイール51の回転が許容されるので、ステアリングホイール11の切り戻し操作も許容される。
 一方、図4(a)に示されるように、第1レバー式ストッパ61Aの第1係合部61Aがロック用ホイール51の歯溝53に入っている状態において、運転者がステアリングホイール11を切り増し操作をして、操舵範囲の限界点に至る直前に、切り戻し操作を開始することが有り得る。
 その場合には、第1レバー式ストッパ61Aのストッパ部63は、ロック用ホイール51の歯溝53から完全に離脱していない。運転者の切り戻し操作に従って、ロック用ホイール51は反時計回り方向R3へ回転する。図4(c)に示されるように、第2歯52Bの第2当接点P2が、第2係合部61Bの第2係合面63b(斜面63b)に当たることによって、ストッパ部63は第2歯52Bから外れる方向R1(外れ方向R1)にスイングする。第1レバー式ストッパ61Aのスイング動作によって、第1ソレノイド71Aのプランジャロッド72は前進して、元の前進位置に戻る。また、制御部16が第1ソレノイド71Aに、プランジャロッド72を前進させる電流を流すことによっても、プランジャロッド72は前進して元の前進位置に戻る。この結果、ロック用ホイール51の回転が許容されるので、ステアリングホイール11の切り戻し操作も許容される。このように、切り増し操作から切り戻し操作へ、速やかに移行することができる。
 図2を参照すると、以上の説明から明らかなように、第1係合部61Aの斜面63bに対し、第2係合部61Bの斜面63bは逆向きである。第1係合部61Aと第2係合部61Bとは、それぞれ強制解除部66,66(斜面63b,63b)を有している。つまり、強制解除部66は、第1係合部61Aに有している第1強制解除部66Aと、第2係合部61Bに有している第2強制解除部66Bの、2つである。
 実施例1の説明をまとめると、次の通りである。
 図1乃至図4に示されるように、実施例1の車両用ステアリング装置10は、
 ステアリングホイール11と、
 前記ステアリングホイール11と共に回転可能な1又は複数の被係合部51と、
 前記被係合部51に係合することによって前記被係合部51の回転範囲を規制することが可能な1又は複数の係合部61と、
 前記被係合部51と前記係合部61のいずれか一方に有しており、前記ステアリングホイール11の操舵角が減少する方向へ前記被係合部51が回転した場合に、前記被係合部51に対する前記係合部61の係合状態を強制的に解除することが可能な1又は複数の強制解除部66と、を備えている。
 このように、実施例1の車両用ステアリング装置10は、被係合部51に対する係合部61の係合状態を強制的に解除することが可能な、強制解除部66を備えている。例えば、運転者がステアリングホイール11を切り増し操作から切り戻し操作へ、急激に切り替えた場合を想定する。つまり、運転者がステアリングホイール11の切り増し操作をしている途中に、係合部61が被係合部51に係合し、その直後に、運転者がステアリングホイール11の切り戻し操作を素早く行った場合である。この場合に、強制解除部66は、被係合部51に対する係合部61の係合状態を、強制的に解除する。このため、切り増し操作から切り戻し操作へ、速やかに且つ円滑に移行することができる。車両用ステアリング装置10の操縦性を高めることができる。
 実施例1の発明では、前記被係合部51は、1つであり、
 前記係合部61は、前記ステアリングホイール11が一方へ回転する場合に前記被係合部51に係合可能な第1係合部61Aと、前記ステアリングホイール11が他方へ回転する場合に前記被係合部51に係合可能な第2係合部61Bの、2つであり、
 前記強制解除部66は、前記被係合部51と前記第1係合部61Aのいずれか一方に有している第1強制解除部66Aと、前記被係合部51と前記第2係合部61Bのいずれか一方に有している第2強制解除部66B2の、2つである。
 このように、2つの係合部61A,61Bに対して、被係合部51が1つのみなので、部品数が少なくてすむ。
 実施例1の発明では、前記第1強制解除部66Aは、前記第1係合部61Aに有しており、前記第2強制解除部66Bは、前記第2係合部61Bに有している。このため、第1強制解除部66A及び第2強制解除部66Bの構成を簡略化することができる。
 前記係合部61は、前記被係合部51に対して係合可能にスイングするレバー式ストッパ61A,61Bによって構成されている、このため、係合部61は、被係合部51に対して円滑に係合することができる。
 前記強制解除部66A,66Bは、前記レバー式ストッパ61A,61B(前記係合部61A,61B)のなかの、前記被係合部51に係合することが可能な係合面63b,63bに設けられている。レバー式ストッパ61A,61Bの係合面63b,63b自体に、強制解除部66A,66Bを設けるので、この強制解除部66A,66Bの構成を簡素に且つ小型にできる。
 前記被係合部51は、回転方向に複数の歯52を有したロック用ホイール51によって構成されている。歯52に前記係合部61A,61Bを係合するだけで、被係合部51の回転範囲を規制することができる。
 さらに、前記強制解除部66A,66Bは、前記ステアリングホイール11の操舵角が減少する方向へ前記被係合部51が回転した場合に、前記被係合部51の回転力を、前記係合部61A,61Bの係合状態を解除する解除する力に転換する、斜面63b,63bによって構成されている。このため、斜面63b,63bによって、強制解除部66A,66Bを簡単な構成とすることができる。また、被係合部51(ロック用ホイール51)に対して、強制解除部66A,66Bを軸方向の同じ位置に配置することができる。このため、操作位置規制装置50全体を、軸方向にコンパクトに配置することができる。
 実施例1の説明を、より詳しくまとめると、次の通りである。
 図1乃至図4に示されるように、実施例1の車両用ステアリング装置10は、
 ステアリングホイール11と、
 前記ステアリングホイール11と共に回転可能であって、回転方向に複数の歯52を有したロック用ホイール51によって構成されている被係合部51と、
 前記ステアリングホイール11が一方(時計回り方向R2)へ回転する場合に、前記ロック用ホイール51の前記歯52(第1歯52A)に係合することによって前記ロック用ホイール51の回転範囲を規制することが可能にスイングする第1レバー式ストッパ61Aによって構成されている第1係合部61Aと、
 前記ステアリングホイール11が他方(反時計回り方向R3)へ回転する場合に、前記ロック用ホイール51の前記歯52(第2歯52B)に係合することによって前記ロック用ホイール51の回転範囲を規制することが可能にスイングする第2レバー式ストッパ61Bによって構成されている第2係合部61Bと、
 前記第1レバー式ストッパ61A(第1係合部61A)の、前記ロック用ホイール51の前記歯52に係合する係合面63bに設けられており、前記ステアリングホイール11の操舵角が減少する方向へ前記ロック用ホイール51が回転した場合に、前記歯52に対する前記第1レバー式ストッパ61Aの前記係合面63bの係合状態を強制的に解除することが可能に、前記ロック用ホイール51の回転力を、前記第1レバー式ストッパ61Aの係合状態を解除する力に転換する、斜面63bによって構成されている第1強制解除部66Aと、
 前記第2レバー式ストッパ61B(第2係合部61B)の、前記ロック用ホイール51の前記歯52に係合する係合面63bに設けられており、前記ステアリングホイール11の操舵角が減少する方向へ前記ロック用ホイール51が回転した場合に、前記歯52に対する前記第2レバー式ストッパ61Bの前記係合面63bの係合状態を強制的に解除することが可能に、前記ロック用ホイール51の回転力を、前記第2レバー式ストッパ61Bの係合状態を解除する力に転換する、斜面63bによって構成されている第2強制解除部66Bと、を備えている。
 図1に示されるように、車両用ステアリング装置10は、ステアリングホイール11の操舵入力が生じる操舵部12と、転舵車輪13,13を転舵する転舵部14との間が機械的に分離されている。操舵部12から機械的に分離されている転舵部14の負荷や位置に応じて、ステアリングホイール11の操舵範囲を、強制解除部66A,66B(図2参照)によって迅速に且つ円滑に変更することができる。しかも、ステアバイワイヤ式(steer-by-wire)を採用しているにもかかわらず、運転者がステアリングホイール11を切り増し操作から切り戻し操作へ、急激に切り替えた場合であっても、切り増し操作から切り戻し操作へ、速やかに且つ円滑に移行することができる。
<実施例2>
 図5乃至図8を参照しつつ実施例2の車両用ステアリング装置100を説明する。実施例2の車両用ステアリング装置100は、図1乃至図4に示される上記実施例1の車両用ステアリング装置10の操作位置規制装置50を、図5乃至図8に示される操作位置規制装置150に変更したことを特徴とし、他の構成は実施例1と同じなので、説明を省略する。
 操作位置規制装置150は、次の3点を変更したことを特徴とする。第1の変更点は、実施例1の1つの被係合部51を、2つの被係合部151,151に変更したことである。第2の変更点は、実施例1の2つの係合部61,61を、2つの係合部161,161に変更したことである。第3の変更点は、実施例1の2つの強制解除部66,66を、2つ(2組)の強制解除部166,166に変更したことである。以下、操作位置規制装置150について説明する。
 図5は、操作位置規制装置150を示している。図6(a)は、図5の矢視線6a-6a断面を示している。図6(b)は、図5の矢視線6b-6b断面を示している。
 図5、図6(a)及び図6(b)に示されるように、操作位置規制装置150は、2つの被係合部151,151と、2つの係合部161,161と、2つの強制解除部166,166と、を含む。被係合部151,151と係合部161,161と強制解除部166,166とは、ハウジング18に収納されている。
 2つの被係合部151,151は、ステアリングホイール11と共に回転可能な円盤状の部材であり、例えばステアリング軸21に取り付けられている。この2つの被係合部151,151は、ステアリング軸21の軸方向に配列されており、一方を第1被係合部151Aとし、他方を第2被係合部151Bとする。ステアリングホイール11を右へ操舵した場合に、被係合部151A,151Bは、時計回り方向R2へ回転する。ステアリングホイール11を左へ操舵した場合に、被係合部151A,151Bは、反時計回り方向R3へ回転する。
 この被係合部151A,151Bは、回転方向に一定のピッチで配列された複数の歯152を有した、ロック用ホイール(ロックギヤ)によって構成されている。複数の歯152は、151A,151Bの外周面または盤面に配列されている。以下、第1被係合部151Aのことを適宜「第1ロック用ホイール151A」と言い換え、第2被係合部151Bのことを適宜「第2ロック用ホイール151B」と言い換える。
 このロック用ホイール151A,151Bは、図2に示される上記実施例1のロック用ホイール51に対して、複数の歯152の形状を変更した点を特徴とし、他の構成は実施例1と同様である。つまり、実施例1のロック用ホイール51の複数の歯52の形状は方形であった。これに対し、実施例2では、各ロック用ホイール151A,151Bを回転中心線54(ステアリング軸21の中心軸54)に沿って見たときに、複数の歯152の形状は、歯先が尖っている先細り状の三角形であり、回転中心線54に交差して放射状に延びる各直線56に対して左右に非対称形である。
 詳しく述べると、第1ロック用ホイール151Aの複数の歯152は、一方の歯面152a(第1歯面152a)と他方の歯面152b(第2歯面152b)とを有する。第1歯面152aは、第1ロック用ホイール151Aが時計回り方向R2(右方向R2)に回転した場合に、前側となる歯面である。
 図6(a)に示されるように、第1ロック用ホイール151Aを回転中心線54に沿って見たときに、各々の第1歯面152aは、例えば前記各直線56に沿った平坦なストレート面である。歯152の歯厚は、歯先から歯底にかけて厚くなっている。第2歯面152bは、第1歯面152aに対して反対側の歯面であって、歯152の歯先から歯底へ向かって傾斜した斜面(スロープ)である。以下、第2歯面152bのことを、適宜「斜面152b」という。なお、第1歯面152aと、第2歯面152b(斜面152b)と、の関係を維持する限りにおいて、複数の歯152の形状は台形でもよい。
 図6(a)及び図6(b)に示されるように、第1ロック用ホイール151Aの複数の歯152の向きに対して、第2ロック用ホイール151Bの複数の歯152の向きは、逆向きである。
 2つの係合部161,161のなかの、第1被係合部151Aに係合する方を「第1係合部161A」とし、第2被係合部151Bに契合する方を「第2係合部161B」とする。各係合部161A,161Bは、各被係合部151A,151Bに個別に係合することによって、各被係合部151A,151Bの回転範囲を規制することが可能である。
 各係合部161A,161Bは、被係合部151,151に対して係合可能にスイングするレバー式ストッパ(ロックレバー)によって構成されている。以下、第1係合部161Aのことを、適宜「第1レバー式ストッパ161A」と言い換える。第2係合部161Bのことを、適宜「第2レバー式ストッパ161B」と言い換える。
 図6(a)及び図6(b)に示されるように、ステアリング軸21を軸方向から見て、第1レバー式ストッパ161Aに対し、第2レバー式ストッパ161Bは逆向きに配置されている。例えば、第1レバー式ストッパ161Aと第2レバー式ストッパ161Bとは、ステアリング軸21の中心軸54に交差する直線55に対して、互いに対称形である他には同じ構成である。
 このレバー式ストッパ161A,161Bは、図2に示される上記実施例1のレバー式ストッパ61A,61Bに対して、第2係合面163b,163bの形状を変更した点を特徴とし、他の構成は実施例1と同様である。つまり、実施例1の第2係合面63b,63bは、斜面であった。これに対し、実施例2の第2係合面163b,163bは、例えば第1係合面63a,63aに対して平行である。
 次に、第1ロック用ホイール151Aと第1レバー式ストッパ161Aとの関係について、図7(a)及び図7(b)を参照しつつ詳しく説明する。なお、第2ロック用ホイール151Bと第2レバー式ストッパ161Bとの関係は、第1ロック用ホイール151Aと第1レバー式ストッパ161Aとの関係に対して逆向きである他には、同じなので、説明を省略する。
 図7(a)は、図6(a)に示された第1ロック用ホイール151Aが時計回り方向R2(右方向R2)に回転する状態を表している。ステアリングホイール11を右へ操舵した場合に、ロック用ホイール51は時計回り方向R2へ回転する。
 第1レバー式ストッパ161Aのストッパ部63は、第1係合面63aと第2係合面163bとを有する。第1係合面63aに対し、第2係合面163bは第1レバー式ストッパ61Aのスイング中心65(支持軸64の軸心65)寄りに位置している。
 ここで、説明の理解を容易にするために、ストッパ部63が第1ロック用ホイール151Aの歯溝153に入り込んだ状態において、複数の歯152のなかの、第1係合面63aに向かい合う歯152Aのことを「第1歯152A」といい、第2係合面163bに向かい合う歯152Bのことを「第2歯152B」ということにする。
 第1レバー式ストッパ161Aのストッパ部63が第1ロック用ホイール151Aの歯溝153に入り込んだ状態において、第1係合面63aは、第1歯152Aの一方の歯面152a(第1歯面152a)に対して向かい合う。第1ロック用ホイール151Aが時計回り方向R2へ回転すると、第1歯152Aの第1歯面152aはストッパ部63の第1係合面63aに当たる。以下、第1歯面152aと第1係合面63aとの当たり点P11のことを「第1当接点P11」という。
 図7(b)は、図7(a)に示された第1ロック用ホイール151Aが反時計回り方向R3(左方向R3)に回転した状態を表している。ステアリングホイール11を左へ操舵した場合に、第1ロック用ホイール151Aは反時計回り方向R3へ回転する。
 ストッパ部63の第2係合面163bは、第1ロック用ホイール151Aの第2歯152Bの他方の歯面152b(第2歯面152b)に対して平行である。
 第1レバー式ストッパ161Aのストッパ部63が第1ロック用ホイール151Aの歯溝153に入り込んだ状態において、第1ロック用ホイール151Aが反時計回り方向R3へ回転すると、第2歯152Bの第2歯面152b(斜面152b)は、ストッパ部63の第2係合面163bの先端P12に当たる。以下、斜面152bが当たる先端P12のことを「第2当接点P12」という。
 斜面152b(第2歯面152b)が第2当接点P12に当たる力によって、ストッパ部63は第2歯152Bから外れる方向R1にスイングすることが可能である。つまり斜面152bは、第1ロック用ホイール151Aの回転力を、第1レバー式ストッパ161Aの係合状態を解除する力に転換する。このように、斜面152bは、第1被係合部151Aに対する第1係合部161Aの係合状態を強制的に解除することが可能な、強制解除部166を構成している。第1歯面152aと第2歯面152b(斜面152b)とのなす角度(傾斜角)はθ2である。ストッパ部63を外れ方向R1に円滑にスイングさせるためには、この傾斜角θ2は30°乃至60°の範囲に設定されることが、より好ましい。
 次に、上記構成の操作位置規制装置150の作用について、図1、図6及び図8を参照しつつ説明する。図8(a)は、第1係合部161Aのストッパ部63のみが第1ロック用ホイール151Aの歯溝153に入り込んだ状態の、操作位置規制装置150の作用を示しており、上記図6に対応している。図8(b)は、第1ロック用ホイール151Aが図8(a)の状態から時計回り方向R2へ回転した状態の、第1係合部161Aと第1歯152Aとの関係を示している。図8(c)は、第1ロック用ホイール151Aが図8(a)の状態から反時計回り方向R3へ回転した状態の、第1係合部161Aと第2歯152Bとの関係を示している。
 今、図6(a)及び図6(b)に示されるように、各ソレノイド71A,71Bのプランジャロッド72,72は前進した状態(延びた状態)に保持されている。このため、各レバー式ストッパ161A,161Bのストッパ部63,63は、各ロック用ホイール151A,151Bの歯溝153から外れている。
 その後、ステアリングホイール11を右へ操舵、つまり切り増し操作したときに、ロック用ホイール51は時計回り方向R2(右方向R2)に回転する。ステアリングホイール11を操舵範囲(右操舵の範囲)の限界点まで切り増し操作したときに、制御部16は第1ソレノイド71Aのみに、プランジャロッド72を後退させる電流を流す。つまり、制御部16は、ステアリングホイール11が右操舵の範囲の限界点まで操舵されたと判断した場合には、第1ソレノイド71Aを作動させる。第1ソレノイド71Aは、プランジャロッド72を後退させて、その後退状態を保持する。この結果、第1レバー式ストッパ161Aは、ストッパ部63をロック用ホイール151Aの歯溝153に入るようにスイングする。この結果を、図8(a)に示す。
 図8(a)及び図8(b)に示されるように、第1ロック用ホイール151Aが更に時計回り方向R2へ回転すると、第1歯152Aの第1歯面152aはストッパ部63の第1係合面63aに当たる。この結果、ロック用ホイール51は時計回り方向R2への回転を、第1レバー式ストッパ61Aによって規制される。
 その後に、ステアリングホイール11を左へ操舵、つまり切り戻し操作を開始すると、制御部16は第1ソレノイド71Aに、プランジャロッド72を前進させる電流を流す。第1ソレノイド71Aは、プランジャロッド72を前進させて、その前進状態を保持する。このため、第1レバー式ストッパ161Aは、ストッパ部63をロック用ホイール151Aの歯溝153から離脱するようにスイングする。この結果を、図6(a)及び図6(b)に示す。ロック用ホイール151Aの回転が許容されるので、ステアリングホイール11の切り戻し操作も許容される。
 一方、図8(a)に示されるように、第1レバー式ストッパ161Aの第1係合部161Aが第1ロック用ホイール151Aの歯溝153に入っている状態において、運転者がステアリングホイール11を切り増し操作をして、操舵範囲の限界点に至る前に、切り戻し操作を開始することが有り得る。
 その場合には、第1レバー式ストッパ161Aのストッパ部63は第1ロック用ホイール151Aの歯溝153から離脱していない。運転者の切り戻し操作に従って、第1ロック用ホイール151Aは反時計回り方向R3へ回転する。図8(c)に示されるように、第2歯152Bの第2歯面152b(斜面152b)が第2当接点P12に当たることによって、ストッパ部63は第2歯152Bから外れる方向R1(外れ方向R1)にスイングする。第1レバー式ストッパ161Aのスイング動作によって、第1ソレノイド71Aのプランジャロッド72は前進して、元の前進位置に戻る。また、制御部16が第1ソレノイド71Aに、プランジャロッド72を前進させる電流を流すことによっても、プランジャロッド72は前進して元の前進位置に戻る。この結果、第1ロック用ホイール151Aの回転が許容されるので、ステアリングホイール11の切り戻し操作も許容される。このように、切り増し操作から切り戻し操作へ、速やかに移行することができる。
 図6を参照すると、以上の説明から明らかなように、第1被係合部151Aと第2被係合部151Bとは、それぞれ強制解除部166,166(斜面152b,152b)を有している。つまり、強制解除部166は、第1被係合部151Aに有している複数の第1強制解除部166Aと、第2被係合部151Bに有している複数の第2強制解除部166Bの、2組(2つ)である。
 実施例2の説明をまとめると、次の通りである。
 図1、図5乃至図8に示されるように、実施例2の車両用ステアリング装置100は、
 ステアリングホイール11と、
 前記ステアリングホイール11と共に回転可能な1又は複数の被係合部151と、
 前記被係合部151に係合することによって前記被係合部151の回転範囲を規制することが可能な1又は複数の係合部161と、
 前記被係合部151と前記係合部161のいずれか一方に有しており、前記ステアリングホイール11の操舵角が減少する方向へ前記被係合部151が回転した場合に、前記被係合部151に対する前記係合部161の係合状態を強制的に解除することが可能な1又は複数の強制解除部166と、を備えている。
 このように、実施例2の車両用ステアリング装置100は、被係合部151に対する係合部161の係合状態を強制的に解除することが可能な、強制解除部166を備えている。例えば、運転者がステアリングホイール11を切り増し操作から切り戻し操作へ、急激に切り替えた場合を想定する。つまり、運転者がステアリングホイール11の切り増し操作をしている途中に、係合部161が被係合部151に係合し、その直後に、運転者がステアリングホイール11の切り戻し操作を素早く行った場合である。この場合に、強制解除部166は、被係合部151に対する係合部161の係合状態を、強制的に解除する。このため、切り増し操作から切り戻し操作へ、速やかに且つ円滑に移行することができる。車両用ステアリング装置100の操縦性を高めることができる。
 実施例2の発明では、前記被係合部151は、第1被係合部151Aと第2被係合部151Bの、2つであり、
 前記係合部161は、前記ステアリングホイール11が一方へ回転する場合に前記第1被係合部151Aに係合可能な第1係合部161Aと、前記ステアリングホイール11が他方へ回転する場合に前記第2被係合部151Bに係合可能な第2係合部161Bの、2つであり、
 前記強制解除部166は、前記第1被係合部151Aと前記第1係合部161Aのいずれか一方に有している第1強制解除部166Aと、前記第2被係合部151Bと前記第2係合部161Bのいずれか一方に有している第2強制解除部166Bの、2つ(2組)である。
 このように、被係合部151と係合部161と強制解除部166とが2組あるので、各組の位置をずらすことができる。例えば、第1係合部161Aと第1強制解除部166Aの位置に対して、第2係合部161Bと第2強制解除部166Bの位置をずらすことができる。従って、各部材の配置の自由度を高めることができる。
 前記係合部161A,161Bは、前記被係合部151A,151Bに対して係合可能にスイングするレバー式ストッパ161A,161Bによって構成されている、このため、係合部161A,161Bは、被係合部51に対して円滑に係合することができる。
 さらには、前記被係合部151A,151Bは、回転方向に複数の歯152を有したロック用ホイール151A,151Bによって構成され、
 前記強制解除部166A,166Bは、前記ロック用ホイール151A,151B(前記被係合部151A,151B)の前記複数の歯152のなかの、歯面152bに設けられている。
 このため、ロック用ホイール151A,151Bの歯152bに係合部161A,161Bを係合するだけで、ロック用ホイール151A,151Bの回転範囲を規制することができる。また、ロック用ホイール151A,151Bの歯面152b自体に、強制解除部166A,166Bを設けるので、この強制解除部166A,166Bの構成を簡素に且つ小型にできる。
 さらに、前記強制解除部166A,166Bは、前記ステアリングホイール11の操舵角が減少する方向へ前記被係合部151A,151Bが回転した場合に、前記被係合部151A,151Bの回転力を、前記係合部161A,161Bの係合状態を解除する解除する力に転換する、斜面152bによって構成されている。このため、斜面152bによって、強制解除部166A,166Bを簡単な構成とすることができる。
 実施例2の説明を、より詳しくまとめると、次の通りである。
 図1、図5乃至図8に示されるように、実施例2の車両用ステアリング装置100は、
 ステアリングホイール11と、
 前記ステアリングホイール11と共に回転可能であって、回転方向に複数の歯152を有した第1ロック用ホイール151Aによって構成されている第1被係合部151Aと、
 前記ステアリングホイール11と共に回転可能であって、回転方向に複数の歯152を有した第2ロック用ホイール151Bによって構成されている第2被係合部151Bと、
 前記ステアリングホイール11が一方(時計回り方向R2)へ回転する場合に、前記第1ロック用ホイール151Aの前記歯152に係合することによって前記第1ロック用ホイール151Aの回転範囲を規制することが可能にスイングする第1レバー式ストッパ161Aによって構成されている第1係合部161Aと、
 前記ステアリングホイール11が他方(反時計回り方向R3)へ回転する場合に、前記第2ロック用ホイール151Bの前記歯152に係合することによって第2ロック用ホイール151Bの回転範囲を規制することが可能にスイングする第2レバー式ストッパ161Bによって構成されている第2係合部161Bと、
 前記第1ロック用ホイール151Aの前記複数の歯152の歯面152bに設けられており、前記ステアリングホイール11の操舵角が減少する方向へ前記第1ロック用ホイール151Aが回転した場合に、前記第1ロック用ホイール151Aの前記歯152に対する前記第1レバー式ストッパ161Aの前記係合面163bの係合状態を強制的に解除することが可能に、前記第1ロック用ホイール151Aの回転力を、前記第1レバー式ストッパ161Aの係合状態を解除する力に転換する、斜面152bによって構成されている第1強制解除部166Aと、
 前記第2ロック用ホイール151Bの前記複数の歯152の歯面152bに設けられており、前記ステアリングホイール11の操舵角が減少する方向へ前記第2ロック用ホイール151Bが回転した場合に、前記第2ロック用ホイール151Bの前記歯152に対する前記第2レバー式ストッパ161Bの前記係合面163bの係合状態を強制的に解除することが可能に、前記第2ロック用ホイール151Bの回転力を、前記第2レバー式ストッパ161Bの係合状態を解除する力に転換する、斜面152bによって構成されている第2強制解除部166Bと、を備えている。
 図1に示されるように、車両用ステアリング装置10は、ステアリングホイール11の操舵入力が生じる操舵部12と、転舵車輪13,13を転舵する転舵部14との間が機械的に分離されている。
 操舵部12から機械的に分離されている転舵部14の負荷に応じて、ステアリングホイール11の操舵範囲を、強制解除部166A,166B(図6参照)によって迅速に且つ円滑に変更することができる。しかも、ステアバイワイヤ式(steer-by-wire)を採用しているにもかかわらず、運転者がステアリングホイール11を切り増し操作から切り戻し操作へ、急激に切り替えた場合であっても、切り増し操作から切り戻し操作へ、速やかに且つ円滑に移行することができる。
<実施例3>
 図9及び図10を参照しつつ実施例3の車両用ステアリング装置200を説明する。実施例3の車両用ステアリング装置200は、図1乃至図4に示される上記実施例1の車両用ステアリング装置10の操作位置規制装置50の2つの係合部61,61を、図9及び図10に示される操作位置規制装置250の2つの係合部273,273に変更したことを特徴とし、他の構成は実施例1と同じなので、説明を省略する。以下、操作位置規制装置250について説明する。
 図9に示されるように、操作位置規制装置250は、1つの被係合部51と、2つの係合部273,273と、2つの強制解除部266,266と、を含む。被係合部51と係合部273,273と強制解除部266,266とは、ハウジング18に収納されている。
 第1ソレノイド271A(第3アクチュエータ271A)は、図2に示される実施例1の第1ソレノイド71Aと同じ構成である。第2ソレノイド271B(第3アクチュエータ271B)は、図2に示される実施例1の第2ソレノイド71Bと同じ構成である。ステアリング軸21の中心軸54に交差する直線55に対して、第1ソレノイド271Aと第2ソレノイド271Bとは、左右対称に配置されている。各ソレノイド271A,271Bのプランジャロッド272,272は、実施例1のプランジャロッド72,72と同じ構成である。各プランジャロッド272,272は、ロック用ホイール51の回転中心線54に向かって進退運動をすることが可能に位置している。
 この各プランジャロッド272,272の先端部273,273は、ロック用ホイール51の歯52に直接に係合することが可能である。つまり、各プランジャロッド272,272の先端部273,273は、被係合部51に係合することによって、被係合部51の回転範囲を規制することが可能な係合部に相当する。以下、第1ソレノイド271Aのプランジャロッド272の先端部273のことを、「第1係合部273A」と言い換える。第2ソレノイド271Bのプランジャロッド272の先端部273のことを、「第2係合部273B」と言い換える。
 図9に示されるように、操作位置規制装置250をステアリング軸21の軸方向から見て、第1係合部273Aは、ロック用ホイール51の回転中心線54に向かって先細り状であり、第1係合面273aと第2係合面273bとを有する。つまり第1係合部273Aは、第1係合面273aと第2係合面273bとによって先細り状に形成されてなる。第1係合面273aは、第1係合部273Aの進退方向に沿った平坦面である。第2係合面273bは、第1係合面273aに対して反対側の面であって、この第1係合面273aに対して傾斜した斜面(スロープ)である。以下、第2係合面273bのことを、適宜「斜面273b」という。第2係合部273Bも、第1係合部273Aと同様の構成である。第1係合部273Aの斜面273bに対し、第2係合部273Bの斜面273bは逆向きである。
 次に、ロック用ホイール51と第1係合部273Aとの関係について、図10(a)及び図10(b)を参照しつつ詳しく説明する。なお、ロック用ホイール51と第2係合部273Bとの関係は、ロック用ホイール51と第1係合部273Aとの関係に対して逆向きである他には、同じなので、説明を省略する。
 図10(a)は、図9に示されたロック用ホイール51が時計回り方向R2に回転する状態を表している。ステアリングホイール11(図1参照)を右へ操舵した場合に、ロック用ホイール51は時計回り方向R2へ回転する。
 ここで、実施例3の説明の理解を容易にするために、第1係合部273Aが歯溝53に入り込んだ状態において、複数の歯52のなかの、第1係合面273aに向かい合う歯52Aのことを「第1歯52A」といい、第2係合面273b(斜面273b)に向かい合う歯52Bのことを「第2歯52B」ということにする。
 第1係合部273Aが歯溝53に入り込んだ状態において、第1係合面273aは、第1歯52Aの第1歯面52aに対して向かい合う。ロック用ホイール51が時計回り方向R2へ回転すると、第1歯52Aの第1歯面52aは第1係合部273Aの第1係合面273aに当たる。この結果、ロック用ホイール51は時計回り方向R2への回転を、第1係合部273Aによって規制される。
 図10(b)は、図10(a)に示されたロック用ホイール51が反時計回り方向R3に回転した状態を表している。ステアリングホイール11(図1参照)を左へ操舵した場合に、ロック用ホイール51は反時計回り方向R3へ回転する。ロック用ホイール51が反時計回り方向R3へ回転すると、第2歯52Bの第2歯面52bの先端と歯先面52cとの角P2(第2当接点P2)は、第1係合部273Aの斜面273bに当たる。
 第2当接点P2が斜面273bに当たる力によって、プランジャロッド272は後退することが可能である。つまり斜面273bは、ロック用ホイール51の回転力を、第1係合部273Aの係合状態を解除する力に転換する。このように、斜面273bは、被係合部51に対する第1係合部273Aの係合状態を強制的に解除することが可能な、強制解除部266を構成している。第2当接点P2が斜面273bに当たったときの、第2歯面52bと斜面273bとのなす角度(傾斜角)はθ3である。プランジャロッド272を円滑に後退させるためには、この傾斜角θ2は30°乃至60°の範囲に設定されることが、より好ましい。
 図9を参照すると、以上の説明から明らかなように、第1係合部273Aと第2係合部273Bとは、それぞれ強制解除部266,266(斜面273b,273b)を有している。つまり、強制解除部266は、第1係合部273Aに有している第1強制解除部266Aと、第2係合部273Bに有している第2強制解除部266Bの、2つである。
 実施例3の説明をまとめると、次の通りである。
 図1、図9、図10に示されるように、実施例3の車両用ステアリング装置200は、
 ステアリングホイール11と、
 前記ステアリングホイール11と共に回転可能な少なくとも1つの被係合部51と、
 前記被係合部51に係合することによって前記被係合部51の回転範囲を規制することが可能な少なくとも1つの係合部273と、
 前記被係合部51と前記係合部273のいずれか一方に有しており、前記ステアリングホイール11の操舵角が減少する方向へ前記被係合部51が回転した場合に、前記被係合部51に対する前記係合部273の係合状態を強制的に解除することが可能な少なくとも1つの強制解除部266と、を備えている。
 このように、実施例3の車両用ステアリング装置200は、被係合部51に対する係合部273の係合状態を強制的に解除することが可能な、強制解除部266を備えている。例えば、運転者がステアリングホイール11を切り増し操作から切り戻し操作へ、急激に切り替えた場合を想定する。つまり、運転者がステアリングホイール11の切り増し操作をしている途中に、係合部273が被係合部51に係合し、その直後に、運転者がステアリングホイール11の切り戻し操作を素早く行った場合である。この場合に、強制解除部266は、被係合部51に対する係合部273の係合状態を、強制的に解除する。このため、切り増し操作から切り戻し操作へ、速やかに且つ円滑に移行することができる。車両用ステアリング装置200の操縦性を高めることができる。
<実施例4>
 図11を参照しつつ実施例4の車両用ステアリング装置300を説明する。実施例4の車両用ステアリング装置300は、図1乃至図4に示される上記実施例1の車両用ステアリング装置10の操舵部12と転舵部14との間を機械的に完全に分離したことを特徴とし、他の構成は実施例1と同じなので、説明を省略する。
 詳しく述べると、車両用ステアリング装置300は、図1に示されるクラッチ15を廃止したことによって、操舵部12と転舵部14との間が機械的に完全に分離されている。このように、車両用ステアリング装置300は、ステアリングホイール11の操舵量に応じて転舵用アクチュエータ39を作動させることにより、左右の転舵車輪13,13を転舵する方式を採用したものであり、ステアバイワイヤ式(steer-by-wire)の一種である。
 クラッチ15を廃止したことに伴い、図1に示される自在軸継手31,31、連結軸32、入力軸33、出力軸34、操作力伝達機構35及び出力軸回転角センサ84は不要である。
 実施例4の車両用ステアリング装置300では、操作位置規制装置50の代わりに図5乃至図8に示される実施例2の操作位置規制装置150や、図9及び図10に示される実施例3の操作位置規制装置250に変更することは任意である。
 なお、本発明による車両用ステアリング装置10、100,200,300は、本発明の作用及び効果を奏する限りにおいて、実施例に限定されるものではない。例えば、車両用ステアリング装置10、100,200は、ステアバイワイヤ式に限定されるものではない。例えば、図1に示されるクラッチ15を廃止して、入力軸33と出力軸34とを一体に構成することにより、操舵部12と転舵部14との間を機械的に連結してもよい。
 また、本発明による操作位置規制装置50,150,250は、本発明の作用及び効果を奏する限りにおいて、任意に組み合わせや入れ替えをすることができる。
 また、第3アクチュエータ71A,71B,271A,271Bは、ソレノイドの構成に限定されるものではなく、例えば電動モータの構成であってもよい。
 また、実施例1及び実施例2における、2つの第3アクチュエータ71A,71Bは、1つだけによって共用することができる。実施例3における、2つの第3アクチュエータ271A,271Bも、1つだけによって共用することができる。
 また、斜面63b,152b,273bは、傾斜した平坦面に限定されるものではなく、例えば傾斜した円弧状の面であってもよい。
 本発明の車両用ステアリング装置10,100,200,300は、自動車に搭載するのに好適である。
 10   車両用ステアリング装置(実施例1)
 11   ステアリングホイール
 50   操作位置規制装置
 51   被係合部(ロック用ホイール)
 52   歯
 53   歯溝
 54   ロック用ホイールの回転中心線
 55   ステアリング軸の中心軸に交差する直線
 56   ロック用ホイールの回転中心線に交差して放射状に延びる直線
 61   係合部
 61A  第1係合部(第1レバー式ストッパ)
 61B  第2係合部(第2レバー式ストッパ)
 63a  第1係合面
 63b  第2係合面(斜面)
 66   強制解除部
 66A  第1強制解除部
 66B  第2強制解除部
 100  車両用ステアリング装置(実施例2)
 150  操作位置規制装置
 151  被係合部
 151A 第1被係合部(第1ロック用ホイール)
 151B 第2被係合部(第2ロック用ホイール)
 152  歯
 152b 第2歯面(斜面)
 153  歯溝
 161  係合部
 161A 第1係合部(第1レバー式ストッパ)
 161B 第2係合部(第2レバー式ストッパ)
 163b 第2係合面
 166  強制解除部
 166A 第1強制解除部
 166B 第2強制解除部
 200  車両用ステアリング装置(実施例3)
 250  操作位置規制装置
 266  強制解除部
 266A 第1強制解除部
 266B 第2強制解除部
 273  係合部(ソレノイドのプランジャロッドの先端部)
 273A 第1係合部
 273B 第2係合部
 273b 第2係合面(斜面)
 300  車両用ステアリング装置(実施例4)

Claims (13)

  1.  ステアリングホイールと、
     前記ステアリングホイールと共に回転可能な1又は複数の被係合部と、
     前記被係合部に係合することによって前記被係合部の回転範囲を規制することが可能な1又は複数の係合部と、
     前記被係合部と前記係合部のいずれか一方に有しており、前記ステアリングホイールの操舵角が減少する方向へ前記被係合部が回転した場合に、前記被係合部に対する前記係合部の係合状態を強制的に解除することが可能な1又は複数の強制解除部と、
    を備えていることを特徴とする車両用ステアリング装置。
  2.  前記被係合部は、1つであり、
     前記係合部は、前記ステアリングホイールが一方へ回転する場合に前記被係合部に係合可能な第1係合部と、前記ステアリングホイールが他方へ回転する場合に前記被係合部に係合可能な第2係合部の、2つであり、
     前記強制解除部は、
    前記被係合部と前記第1係合部のいずれか一方に有している第1強制解除部と、
    前記被係合部と前記第2係合部のいずれか一方に有している第2強制解除部の、2つである、請求項1記載の車両用ステアリング装置。
  3.  前記第1強制解除部は、前記第1係合部に有しており、
     前記第2強制解除部は、前記第2係合部に有している、
    請求項2記載の車両用ステアリング装置。
  4.  前記被係合部は、第1被係合部と第2被係合部の、2つであり、
     前記係合部は、前記ステアリングホイールが一方へ回転する場合に前記第1被係合部に係合可能な第1係合部と、前記ステアリングホイールが他方へ回転する場合に前記第2被係合部に係合可能な第2係合部の、2つであり、
     前記強制解除部は、前記第1被係合部と前記第1係合部のいずれか一方に有している第1強制解除部と、前記第2被係合部と前記第2係合部のいずれか一方に有している第2強制解除部の、2つである、請求項1記載の車両用ステアリング装置。
  5.  前記第1強制解除部は、前記第1被係合部に有しており、
     前記第2強制解除部は、前記第2被係合部に有している、
    請求項4記載の車両用ステアリング装置。
  6.  前記係合部は、前記被係合部に対して係合可能にスイングするレバー式ストッパによって構成されている、請求項1乃至5のいずれか1項記載の車両用ステアリング装置。
  7.  前記強制解除部は、前記レバー式ストッパのなかの、前記被係合部に係合することが可能な係合面に設けられている、請求項6記載の車両用ステアリング装置。
  8.  前記被係合部は、回転方向に複数の歯を有したロック用ホイールによって構成されている、請求項1乃至7のいずれか1項記載の車両用ステアリング装置。
  9.  前記被係合部は、回転方向に複数の歯を有したロック用ホイールによって構成され、
     前記強制解除部は、前記ロック用ホイールの前記複数の歯のなかの、歯面に設けられている、請求項1乃至6のいずれか1項記載の車両用ステアリング装置。
  10.  前記強制解除部は、前記ステアリングホイールの操舵角が減少する方向へ前記被係合部が回転した場合に、前記被係合部の回転力を、前記係合部の係合状態を解除する力に転換する、斜面によって構成されている、請求項1乃至9のいずれか1項記載の車両用ステアリング装置。
  11.  ステアリングホイールと、
     前記ステアリングホイールと共に回転可能であって、回転方向に複数の歯を有したロック用ホイールによって構成されている被係合部と、
     前記ステアリングホイールが一方へ回転する場合に、前記ロック用ホイールの前記歯に係合することによって前記ロック用ホイールの回転範囲を規制することが可能にスイングする第1レバー式ストッパによって構成されている第1係合部と、
     前記ステアリングホイールが他方へ回転する場合に、前記ロック用ホイールの前記歯に係合することによって前記ロック用ホイールの回転範囲を規制することが可能にスイングする第2レバー式ストッパによって構成されている第2係合部と、
     前記第1レバー式ストッパの、前記ロック用ホイールの前記歯に係合する係合面に設けられており、前記ステアリングホイールの操舵角が減少する方向へ前記ロック用ホイールが回転した場合に、前記歯に対する前記第1レバー式ストッパの前記係合面の係合状態を強制的に解除することが可能に、前記ロック用ホイールの回転力を、前記第1レバー式ストッパの係合状態を解除する力に転換する、斜面によって構成されている第1強制解除部と、
     前記第2レバー式ストッパの、前記ロック用ホイールの前記歯に係合する係合面に設けられており、前記ステアリングホイールの操舵角が減少する方向へ前記ロック用ホイールが回転した場合に、前記歯に対する前記第2レバー式ストッパの前記係合面の係合状態を強制的に解除することが可能に、前記ロック用ホイールの回転力を、前記第2レバー式ストッパの係合状態を解除する力に転換する、斜面によって構成されている第2強制解除部と、
    を備えていることを特徴とする車両用ステアリング装置。
  12.  ステアリングホイールと、
     前記ステアリングホイールと共に回転可能であって、回転方向に複数の歯を有した第1ロック用ホイールによって構成されている第1被係合部と、
     前記ステアリングホイールと共に回転可能であって、回転方向に複数の歯を有した第2ロック用ホイールによって構成されている第2被係合部と、
     前記ステアリングホイールが一方へ回転する場合に、前記第1ロック用ホイールの前記歯に係合することによって前記第1ロック用ホイールの回転範囲を規制することが可能にスイングする第1レバー式ストッパによって構成されている第1係合部と、
     前記ステアリングホイールが他方へ回転する場合に、前記第2ロック用ホイールの前記歯に係合することによって前記第2ロック用ホイールの回転範囲を規制することが可能にスイングする第2レバー式ストッパによって構成されている第2係合部と、
     前記第1ロック用ホイールの前記複数の歯の歯面に設けられており、前記ステアリングホイールの操舵角が減少する方向へ前記第1ロック用ホイールが回転した場合に、前記第1ロック用ホイールの前記歯に対する前記第1レバー式ストッパの前記係合面の係合状態を強制的に解除することが可能に、前記第1ロック用ホイールの回転力を、前記第1レバー式ストッパの係合状態を解除する力に転換する、斜面によって構成されている第1強制解除部と、
     前記第2ロック用ホイールの前記複数の歯の歯面に設けられており、前記ステアリングホイールの操舵角が減少する方向へ前記第2ロック用ホイールが回転した場合に、前記第2ロック用ホイールの前記歯に対する前記第2レバー式ストッパの前記係合面の係合状態を強制的に解除することが可能に、前記第2ロック用ホイールの回転力を、前記第2レバー式ストッパの係合状態を解除する力に転換する、斜面によって構成されている第2強制解除部と、
    を備えていることを特徴とする車両用ステアリング装置。
  13.  前記ステアリングホイールの操舵入力が生じる操舵部と、転舵車輪を転舵する転舵部と、の間が機械的に分離されている、請求項1乃至12のいずれか1項記載の車両用ステアリング装置。
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