WO2023058648A1

WO2023058648A1 - 回転伝達装置、ステアバイワイヤ式操舵装置及びステアバイワイヤ方式の車両用操舵装置

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Publication number: WO2023058648A1
Application number: PCT/JP2022/037112
Authority: WO
Inventors: 光司佐藤; 隆英齋藤
Original assignee: Ntn株式会社
Priority date: 2021-10-06
Filing date: 2022-10-04
Publication date: 2023-04-13

Abstract

ステアバイワイヤ式操舵装置の転舵部の向きがストロークエンドに到達したときにステアリングホイールを通じてその状況を確実に運転者に感知させることを実現可能な回転伝達装置を提供する。この装置は、ステアリングホイール（１）の軸（４）と外輪（２１）間に係合子（２４）を保持して両者（４，２１）に係合させる係合位置と当該係合を解除する解放位置との間を周方向移動可能な保持器（２５）と、軸（４）及び保持器（２５）に回り止めされたセンタリングばね（２６）と、保持器（２５）を制動する電磁ブレーキ（２７）と、ブレーキケース（２８）とを備える。ブレーキケース（２８）と外輪（２１）は所定の角度範囲内での相対回転を許容し、当該範囲を超える相対回転を阻止するように連結され、弾性部材（３３）が両者（２８，２１）を当該範囲の中央位置に向けて付勢する。

Description

回転伝達装置、ステアバイワイヤ式操舵装置及びステアバイワイヤ方式の車両用操舵装置

　この発明は、軸の回転力を静止系に伝達して軸の回転を停止させるために使用される回転伝達装置、およびその軸に連結されたステアリングホイールと機械的に切り離された状態で転舵を行なうステアバイワイヤ式操舵装置に関する。また、この発明は、回転伝達装置及びその回転伝達装置を用いたステアバイワイヤ方式の車両用操舵装置に関する。

　運転者によるステアリングホイールの回転操作に応じて車両の転舵輪（一般には前輪）、船舶の舵等の転舵部の向きを変化させる操舵装置として、ステアバイワイヤ式のものが知られている。

　ステアバイワイヤ式操舵装置は、ステアリングホイールの操作量を検知する操舵センサと、ステアリングホイールに対して機械的に切り離して設けられた転舵アクチュエータとを有する。その転舵アクチュエータは、操舵センサで検知されるステアリングホイールの操作量に応じて作動し、転舵部の向きを変化させる。

　この種のステアバイワイヤ式操舵装置は、運転者によるステアリングホイールの操作量をいったん電気信号に変換し、その電気信号に基づいて転舵アクチュエータの動作を制御することができる。このため、例えば、ステアリングホイールを操作したときの転舵部の向きの変化量を車両、船舶等の移動速度に応じて調整するといったように、車両、船舶等の運転状態に応じてステアリングホイールの操作量と転舵アクチュエータの動作量の対応関係を適切化することが可能である。

　その反面、ステアバイワイヤ式操舵装置は、運転者によって回転操作されるステアリングホイールと、転舵部の向きを変化させる転舵アクチュエータとが機械的に切り離されているので、転舵部の向きがその移動限界（ストロークエンド）に到達したときであっても、運転者がさらにステアリングホイールを回転操作し得る。そのため、転舵部の向きがストロークエンドに到達したとき、その状況を運転者がステアリングホイールを通じて感知することを可能とした車両用ステアバイワイヤ式操舵装置が提案されている（特許文献１）。

　特許文献１に開示された車両用ステアバイワイヤ式操舵装置は、車速やステアリングホイールの操作量等に基づいて演算される操舵反力をステアリングホイールに与える反力モータと、反力モータを制御する反力コントローラとを有する。そして、反力コントローラは、転舵輪の向きがストロークエンドに到達したときに、反力モータで発生する操舵反力の大きさを補正して増大させる制御を行なう。これにより、運転者は、転舵輪の向きがストロークエンドに到達したことをステアリングホイールを通じて感知することができる。

国際公開２０２０／１９５２２６号公報

　特許文献１のように、転舵輪の向きがストロークエンドに到達したときに、反力モータで発生する操舵反力の大きさを補正して増大させる制御を行なった場合、反力モータの制御が複雑になり、また、あくまでステアリングホイールの操舵反力が大きくなるだけであってステアリングホイールの回転が阻止されるのではないため、運転者によっては、転舵輪の向きがストロークエンドに到達したことに気付かず、そのままステアリングホイールの回転操作を継続してしまうおそれがある。

　そのような事態を防止するため、特許文献１の車両用操舵装置の反力モータを大型化する方法が考えられる。反力モータを大型化すれば、反力モータで発生可能な操舵反力の大きさも大きくなるので、転舵輪の向きがストロークエンドに到達したときに、どのような運転者でも確実に気づく程度に大きな操舵反力を発生させることが可能となる。しかしながら、反力モータを大型化すると、周辺のスペースが狭くなり、またコスト高である。また、転舵輪の向きがストロークエンドに到達して反力が付加された後、急激な反対方向への回転の入力に対して、反力の解放が即時にできないという問題もある。

　そこで、この発明が解決しようとする第一の課題は、ステアバイワイヤ式操舵装置の転舵部の向きがストロークエンドに到達したときにステアリングホイールを通じてその状況を運転者に確実に感知させることを実現可能な回転伝達装置を提供することにある。

　また、この発明が解決しようとする第二の課題は、回転の入力に対して所定の位置でその回転を規制できるようにするとともに、その規制状態での急激な反対方向への入力に対しても対応できるようにすることである。

　上記第一の課題を解決するための第一の発明は、軸の周囲に配置された内周を有する外輪と、前記軸と前記外輪の内周間に配置された係合子と、前記係合子を保持して前記軸と前記外輪の内周に前記係合子を係合させる係合位置と当該係合を解除する解放位置との間を周方向に移動可能に配置された保持器と、前記保持器を前記解放位置に弾性的に保持しかつ前記軸と一体に回転するように前記軸及び前記保持器に回り止めされたセンタリングばねと、前記保持器を制動する電磁ブレーキと、前記外輪及び前記電磁ブレーキを収容するブレーキケースと、を備え、前記ブレーキケースと前記外輪は、前記ブレーキケースに対する前記外輪の所定の角度範囲内での相対回転を許容しかつ前記所定の角度範囲を超える相対回転を阻止するように連結されており、前記ブレーキケースと前記外輪の相対回転時に前記ブレーキケースと前記外輪を前記所定の角度範囲の中央位置に向けて付勢する弾性部材が前記ブレーキケースと前記外輪との間に設けられている回転伝達装置に構成した。

　上記第一の発明に係る構成によると、電磁ブレーキが保持器を制動しない解放状態のとき、軸が回転すると、軸と一体に回転するように軸に回り止めされたセンタリングばねが保持器に軸の回転トルクを伝達し、保持器を軸に対して解放位置に保持するため、係合子が軸と外輪の内周に係合することはできない。この解放状態のとき、軸から外輪へのトルク伝達が遮断されているため、外輪とブレーキケースは、弾性部材により所定の角度範囲の中央位置に弾性的に保持することができる。一方、電磁ブレーキが保持器を制動する作動状態のとき、軸が回転すると、センタリングばねから軸の回転力を伝達される保持器が電磁ブレーキに制動されているので、保持器と軸が相対回転する。この相対回転により、保持器がセンタリングばねに抗して係合位置へ達すると、係合子が軸と外輪の内周に係合する。この係合により、軸の回転トルクが係合子を介して外輪に伝達される。この回転トルクで外輪が回転すると、外輪とブレーキケース間の弾性部材が抵抗し、この抵抗が反力として外輪、係合子、軸に与えられる。軸の回転がさらに継続したとしても、ブレーキケースに対する外輪の回転がブレーキケースと外輪間に許容された相対回転の所定の角度範囲の限界に到達すると、ブレーキケースに対する外輪の回転が確実に阻止されるので、それ以上の軸の回転が確実に阻止される。したがって、ステアリングホイールと一体に回転する軸の周囲に外輪を配置し、静止系にブレーキケースを固定したステアバイワイヤ式操舵装置を構築し、転舵部の向きがストロークエンドに近づいたときに回転伝達装置で軸の回転トルクを外輪に伝達すれば、軸に与える反力を大きくして運転者に感知させ、軸の回転がさらに継続して転舵部の向きがストロークエンドに到達したときには回転伝達装置で軸の回転を確実に阻止して運転者に確実に感知させることが可能である。

　前記ブレーキケースと前記外輪は、互いの間に第一の周方向の隙間をもって嵌合するばね受け部と、互いの間に前記第一の周方向の隙間よりも小さい第二の周方向の隙間をもって嵌合する回り止め部とを有し、前記弾性部材は、前記ブレーキケースのばね受け部と前記外輪のばね受け部との間に周方向に挟まれており、前記所定の角度範囲は、前記外輪の回り止め部と前記ブレーキケースの回り止め部の係合位置によって規定されているとよい。このようにすると、ブレーキケースのばね受け部と外輪のばね受け部間で周方向に挟まれた弾性部材をブレーキケースと外輪の相対回転時に周方向に弾性変形させて、その弾性復元力を外輪の回転トルクに対する反力として軸に与えることができ、また、第一の周方向の隙間と第二の周方向の隙間との大小関係により、弾性部材の弾性変形が適切な範囲であるうちにブレーキケースに対する外輪の回転を阻止して、弾性部材の破損を防止することができる。

　前記電磁ブレーキは、例えば、前記保持器に回り止めされかつ軸方向に移動可能に配置されたアーマチュアと、前記アーマチュアに軸方向に対向する位置に固定された摩擦面部と、前記アーマチュアに軸方向に対向する電磁石と、前記電磁石の無励磁時に前記アーマチュアを前記電磁石及び前記摩擦面部から軸方向に離れた位置に支持しかつ前記電磁石の励磁時に前記電磁石によって前記摩擦面部まで吸引される前記アーマチュアの軸方向移動に応じて蓄勢するように配置された離反ばねと、を有するとよい。このようにすると、電磁ブレーキが励磁作動形であるので、ステアバイワイヤ式操舵装置において転舵部の向きがストロークエンドに到達する事態の発生が稀であることを考慮すると、電磁ブレーキを無励磁状態にする時間が長くなり、省エネルギ性に優れる。

　前記電磁ブレーキは、例えば、前記保持器に回り止めされかつ前記保持器に対して軸方向に移動可能に配置された摩擦部材と、前記摩擦部材に軸方向に対向しかつ前記軸に対して静止する摩擦面部と、電磁石と、前記電磁石に軸方向に対向するアーマチュアと、前記電磁石の無励磁時に前記摩擦部材を前記摩擦面部に押し付けるように付勢しかつ前記電磁石の励磁時に前記電磁石に吸引される前記アーマチュアの軸方向移動に応じて前記摩擦部材の押し付けが弱くなるように配置された作動ばねと、を有するとよい。このようにすると、電磁ブレーキが無励磁作動形であるため、電源供給がない状態でもステアリングロックを行い、車両等の盗難防止を図ることができる。

　前記電磁石は、前記アーマチュアと軸方向に対向するフィールドコアと、前記フィールドコアに巻回されたソレノイドコイルとを有し、前記アーマチュアは、前記電磁石の励磁時に前記フィールドコアに直接に吸着される可動部材からなるとよい。このようにすると、電磁石とアーマチュア間にアーマチュアの当接相手とするロータを無くすことができ、ひいては、電磁ブレーキのサイズや部品点数を抑えることができる。また、電磁石とアーマチュア間にロータが無いため、ロータがある場合に比して、電磁石とアーマチュア間に磁束が効率よく巡る。したがって、アーマチュアに対する電磁石の吸引力を強くし、ひいては保持器に対する制動力を強くして、前述のセンタリングばねの抵抗を強く設定することができる。したがって、電磁ブレーキの作動直後、ステアリングホイールの回転操作を電磁ブレーキの解放時よりも速やかに重くし、転舵部の向きがストロークエンド付近にあることを運転者に感知させることができる。

　この発明に係る回転伝達装置と、ステアリングホイールと、前記ステアリングホイールの操作量を検知する操舵センサと、前記操舵センサで検知される前記ステアリングホイールの操作量に応じて転舵部の向きを変化させる転舵アクチュエータと、を備え、前記軸は、前記ステアリングホイールと一体に回転するように当該ステアリングホイールに連結されているステアバイワイヤ式操舵装置に構成すれば、転舵部の向きがストロークエンドに近づいたときに回転伝達装置で軸に与える反力を大きくすることにより、ストロークエンドに近づいたことを運転者にステアリングホイールを通じて感知させることができ、さらに運転者が強引にステアリングホイールの回転操作を継続して転舵部の向きがストロークエンドに到達したときには、回転伝達装置で軸の回転を確実に阻止することにより、ステアリングホイールを通じてその状況を運転者に確実に感知させることができる。

　前記ステアリングホイールに操舵反力を与える反力モータをさらに備え、前記転舵部は、左右一対の転舵輪であり、前記回転伝達装置は、前記ステアリングホイールと前記反力モータの間又は前記反力モータに対して前記ステアリングホイールとは軸方向反対側に設けられているとよい。このようにすると、車両用のステアバイワイヤ式操舵装置として、転舵輪の向きがストロークエンドに到達したことを運転者にステアリングホイールを通じて確実に感知させることができる。

　上記第二の課題を解決するための第二の発明は、内輪及び外輪と前記内輪の外周と前記外輪の内周との間に組み込まれた係合子を備え前記係合子を介して前記内輪と前記外輪とを係合させる係合状態と前記内輪と前記外輪との係合を解除する係合解除状態との間で切り替える電磁クラッチユニットを備え、前記内輪は入力側のシャフトに連結され、前記外輪は固定であり、前記内輪は別体の部品で構成され互いに相対回転するように支持されたカムリング及び中間軸を備え、前記カムリングと前記中間軸が所定の角度だけ相対回転すると前記カムリングと前記中間軸は一体となって回転する回転伝達装置を採用した。

　ここで、前記電磁クラッチユニットは、前記係合子を保持し、前記内輪と前記外輪とを係合状態とする前記係合子の係合位置と、前記内輪と前記外輪とを係合解除状態とする前記係合子の係合解除位置との間で周方向に移動可能に支持された係合子保持器と、軸方向に移動可能に支持されたアーマチュアと、通電により前記アーマチュアを吸引して軸方向に移動させる電磁石と、前記アーマチュアの移動に応じて、前記係合子保持器を前記係合位置と前記係合解除位置のうち一方から他方に周方向移動させる動作変換機構とを備えている構成を採用できる。

　また、前記カムリングと前記中間軸は、前記カムリングに対する前記中間軸の所定の角度範囲内での相対回転を許容し、前記カムリングに対する前記中間軸の前記所定の角度範囲を超える相対回転は阻止するように前記所定の角度範囲の遊びをもって連結され、前記カムリングと前記中間軸との間には、前記カムリングと前記中間軸が前記所定の角度範囲の中央位置にある状態から相対回転したときに前記カムリングと前記中間軸を前記所定の角度範囲の中央位置に向けて付勢する弾性部材が設けられている構成を採用できる。

　ここで、前記中間軸は、非円形の断面をもつ非円形軸部を有し、前記カムリングは、前記非円形軸部に周方向の隙間をもって嵌合する非円形穴部を有し、前記弾性部材は、一端が前記中間軸の中心に形成された嵌合穴に嵌合して回り止めされ、他端が前記カムリングに回り止めされたトーションバーである構成を採用できる。

　また、前記中間軸は、非円形の断面をもつ非円形軸部を有し、前記カムリングは、前記非円形軸部に周方向の隙間をもって嵌合する非円形穴部を有し、前記弾性部材は、前記非円形軸部と前記非円形穴部の間に周方向に挟み込んで設けられた板ばねである構成を採用できる。

　また、前記中間軸は、非円形の断面をもつ非円形軸部を有し、前記カムリングは、前記非円形軸部に周方向の隙間をもって嵌合する非円形穴部を有し、前記弾性部材は、前記非円形軸部と前記非円形穴部の間に圧縮して組み込まれた圧縮コイルばねである構成を採用できる。

　これら第二の発明の各態様において、前記動作変換機構は、前記電磁石の通電時に、前記係合子保持器を前記係合解除位置から前記係合位置に周方向移動させ、前記電磁石の非通電時に、前記係合子保持器を前記係合位置から前記係合解除位置に周方向移動させる構成を採用できる。

　これら第二の発明の各態様において、前記電磁石と前記アーマチュアとを収容する筒状のクラッチケースを更に有し、前記外輪は、前記クラッチケースに一体に形成されている構成を採用できる。

　これら第二の発明の各態様において、前記電磁石と前記アーマチュアとを収容する筒状のクラッチケースを更に有し、前記クラッチケースは、非磁性体で形成され、前記外輪は、前記クラッチケースとは別体に形成され、前記クラッチケースに回り止めされている構成を採用できる。

　これら第二の発明の各態様からなる回転伝達装置を用い、ステアリングホイールと、前記ステアリングホイールの操作量を検知する操舵センサと、前記ステアリングホイールに対して機械的に切り離して設けられ、前記操舵センサで検知される前記ステアリングホイールの操作量に応じて左右一対の転舵輪の向きを変化させる転舵アクチュエータと、を有し、前記シャフトは、前記ステアリングホイールと一体に回転するステアバイワイヤ方式の車両用操舵装置を採用することができる。

　上述のように、第一の発明は、上記構成の採用により、ステアバイワイヤ式操舵装置の転舵部の向きがストロークエンドに到達したときにステアリングホイールを通じてその状況を運転者に確実に感知させることを実現可能な回転伝達装置を提供することができる。

　また、第二の発明は、回転の入力に対して所定の位置でその回転を規制するとともに、その規制状態での急激な反対方向への入力に対しても対応できるようになる。

第一の発明の第一実施形態にかかるステアバイワイヤ式操舵装置に備わる電磁ブレーキ付近の断面図第一実施形態に係るステアバイワイヤ式操舵装置を模式的に示す図図１のIII－III線の断面図図１のアーマチュア付近の拡大図図１のＶ－Ｖ線の断面図図５の状態から保持器が移動する途中の様子を図５相当の切断面で示す断面図図６のときを図３相当の切断面で示す断面図図７の状態から保持器が係合位置に達したときの様子を示す断面図図８の状態から内輪がさらに回転するときの様子を示す断面図図９の状態から内輪がさらに回転して外輪とブレーキケースが係合したときの様子を示す断面図第一実施形態におけるステアリングトルクと軸の回転角度の関係を模式的に示すグラフ第一の発明の第二実施形態に係る電磁ブレーキ付近の断面図図１２の摩擦部材を右側から示す断面図第二の発明の一例としての第三実施形態にかかるステアバイワイヤ方式の車両用操舵装置を模式的に示す図図１４の電磁クラッチユニットの近傍の断面図図１５の動作変換機構の近傍を拡大して示す図図１５のＸＶＩＩ－ＸＶＩＩ線に沿った断面図図１５のＸＶＩＩＩ－ＸＶＩＩＩ線に沿った断面図非円形軸部と非円形穴部と弾性部材の分解斜視図非円形軸部と非円形穴部の係合状態を示す断面図非円形軸部と非円形穴部の係合状態を示す断面図非円形軸部と非円形穴部の係合状態を示す断面図

　図１、図２に、第一の発明の一例としての第一実施形態に係るステアバイワイヤ式操舵装置（以下、単に「操舵装置」という。）を示す。

　この操舵装置は、運転者によるステアリングホイール１の操作量を電気信号に変換し、その電気信号に基づいて転舵アクチュエータ２を制御することで、転舵部としての左右一対の転舵輪３の向きを変化させることができるものである。

　この操舵装置は、運転者により操舵されるステアリングホイール１と、ステアリングホイール１に連結された軸４と、ステアリングホイール１の操作量を検知する操舵センサ５と、ステアリングホイール１に操舵反力を与える反力モータ６と、軸４から車体側への回転トルクの伝達と遮断を行う回転伝達装置７と、ステアリングホイール１に対して機械的に切り離して設けられた転舵アクチュエータ２と、制御部８とを有する。

　軸４は、ステアリングホイール１を操舵したときに、ステアリングホイール１と一体に回転するようにステアリングホイール１に連結されている。操舵センサ５は、軸４に取り付けられている。操舵センサ５としては、例えば、ステアリングホイール１の操舵角を検知する操舵角センサ、運転者によってステアリングホイール１に入力される操舵トルクを検知する操舵トルクセンサなどが挙げられる。

　反力モータ６は、通電により回転トルクを発生する電動モータである。反力モータ６は、軸４の端部に連結されている。反力モータ６は、回転トルクを軸４に入力することで、その軸４を介してステアリングホイール１に操舵反力を付与する。

　転舵アクチュエータ２は、転舵軸１０と、転舵軸ハウジング１１と、転舵軸１０を車両の左右方向に移動させる転舵モータ１２と、転舵軸１０の位置を検知する転舵センサ１３とを有する。転舵軸１０は、車両の左右方向に移動可能に転舵軸ハウジング１１で支持されている。転舵軸ハウジング１１は、転舵軸１０の左右両端が転舵軸ハウジング１１から突出した状態となるように転舵軸１０の中央部を収容している。

　転舵モータ１２および転舵センサ１３は、転舵軸ハウジング１１に取り付けられている。転舵モータ１２と転舵軸１０の間には、転舵モータ１２が出力する回転を転舵軸１０の直線運動に変換する運動変換機構（図示せず）が組み込まれている。転舵軸１０の左右両端は、タイロッド１４を介して左右一対の転舵輪３に連結され、転舵軸１０が軸方向に移動するとこれに連動して左右一対の転舵輪３の向きが変化するようになっている。

　図１に示すように、反力モータ６は、モータケース１５と、モータケース１５からステアリングホイール１の側とは反対側（図では下側）に突出するモータシャフト１６とを有する。モータシャフト１６は、モータケース１５の内部に組み込まれた図示しない転がり軸受で回転可能に支持されている。また、モータシャフト１６は、軸４の構成要素になっており、ステアリングホイール１と一体に回転するように、軸４のステアリングコラム側のシャフト部に連結されている。モータケース１５は、回転しないように車体（図示せず）に固定されている。

　図１、図３、図４に示すように、回転伝達装置７は、モータシャフト１６に連結された内輪２０と、内輪２０の周囲に配置された内周を有する外輪２１と、内輪２０の外周に形成された複数のカム面２２と、外輪２１の内周に形成された円筒面２３と、各カム面２２と円筒面２３との間に配置された係合子２４と、それら係合子２４を保持する保持器２５と、内輪２０及び保持器２５に回り止めされたセンタリングばね２６と、保持器２５を制動する電磁ブレーキ２７と、モータケース１５に連結されたブレーキケース２８と、を有する。

　内輪２０は、軸４の構成要素であり、モータシャフト１６の外周にスプライン嵌合されている。このスプライン嵌合によって、モータシャフト１６は、内輪２０に対してまったく相対回転しないように遊びなく内輪２０に連結されている。

　なお、内輪２０の全体は、鍛造で一体に形成されている。内輪２０とモータシャフト１６を別体にしたのは、複数のカム面２２を鍛造で高精度に形成することが容易になるためである。軸４は、内輪２０、モータシャフト１６、ステアリングホイール１に直結されたステアリングシャフト等の複数の部材を連結して構成してもよいし、モータシャフトとステアリングシャフトを一体に形成する又はモータシャフトと内輪を一体に形成する等、適宜に単一又は複数の部材で構成すればよい。

　外輪２１とブレーキケース２８とは互いに別体に形成されている。ブレーキケース２８は、回転伝達装置７の構成部材（内輪２０、係合子２４、保持器２５、電磁ブレーキ２７等）を一括して収容する筒状の部材になっている。ブレーキケース２８は、非磁性体（アルミ合金、銅等）で形成されている。ブレーキケース２８の軸方向一端には、径方向外方に延びるフランジ部が形成され、そのフランジ部がモータケース１５の軸方向端面に図示しないボルトで固定されている。

　一方、外輪２１は鋼材で形成されている。外輪２１は、筒状のブレーキケース２８に嵌め込まれ、ブレーキケース２８の内周に装着した止め輪２９でブレーキケース２８から抜け止めされている。外輪２１の内周と内輪２０の外周との間には、内輪２０を回転可能に支持する軸受３０が配置されている。

　図１、図５に示すように、ブレーキケース２８と外輪２１は、ブレーキケース２８に対する外輪２１の所定の角度範囲内での相対回転を許容しかつ前記所定の角度範囲を超える相対回転を阻止することができるように、互いの間に周方向に遊びをもって連結されている。

　ブレーキケース２８と外輪２１との間には、外輪２１とブレーキケース２８が前記所定の角度範囲の中央位置（図５のとき）にある状態から相対回転したときに外輪２１をブレーキケース２８に対して前記所定の角度範囲の中央位置に向けて付勢する弾性部材３３が設けられている。

　ブレーキケース２８は、この内周に周方向に間隔をおいて形成された溝状のばね受け部３１ａと回り止め部３１ｂとを有する。外輪２１は、この外周に周方向に間隔をおいて形成された突状のばね受け部３２ａと回り止め部３２ｂとを有する。ブレーキケース２８のばね受け部３１ａと外輪２１のばね受け部３２ａとは、互いの間に第一の周方向の隙間（ｇ１の２倍）をもって嵌合する。ブレーキケース２８の回り止め部３１ｂと外輪２１の回り止め部３２ｂは、互いの間に前記第一の周方向の隙間（ｇ１の２倍）よりも小さい第二の周方向の隙間（ｇ２の２倍）をもって嵌合する。

　ブレーキケース２８のばね受け部３１ａと回り止め部３１ｂは、それぞれ径方向に深さをもち、かつ周方向に一定の幅をもって軸方向に延びている。これらばね受け部３１ａと回り止め部３１ｂの各溝底面は、周方向に沿っている。

　一方、外輪２１のばね受け部３２ａと回り止め部３２ｂは、それぞれ径方向に突出する高さをもち、かつ周方向に一定の幅をもって軸方向に延びている。これらばね受け部３２ａ及び回り止め部３２ｂの各外周面は、それぞれ対応のばね受け部３１ａ、回り止め部３１ｂの溝底面を周方向に摺動する面とされている。

　ブレーキケース２８のばね受け部３１ａの周方向両端間の幅は、回り止め部３１ｂの周方向両端間の幅よりも大きい寸法に設定されている。一方、外輪２１のばね受け部３２ａの周方向両端間の幅は、回り止め部３２ｂの周方向幅と同一の寸法に設定されている。これにより、第一の周方向の隙間（ｇ１の２倍）は、第二の周方向の隙間（ｇ２の２倍）よりも大きく設定されている。

　ブレーキケース２８に対して外輪２１が周方向一方又は他方に回転すると、外輪２１の回り止め部３２ｂがブレーキケース２８の回り止め部３１ｂの周方向一方の端又は周方向他方の端に周方向に係合し、外輪２１のそれ以上の回転を阻止することができる。第一の周方向の隙間（ｇ１の２倍）＞第二の周方向の隙間（ｇ２の２倍）に設定されているため、ブレーキケース２８に対して外輪２１が周方向一方又は他方のいずれに回転する場合であっても、外輪２１の回り止め部３２ｂがブレーキケース２８の回り止め部３１ｂに係合するまでに外輪２１のばね受け部３２ａがブレーキケース２８のばね受け部３１ａに周方向に当接することはなく、両ばね受け部３１ａ，３２ａ間に（ｇ１－ｇ２）分の周方向の隙間を残すことができる。このように、ブレーキケース２８に対する外輪２１の相対回転の許容範囲である所定の角度範囲は、外輪２１の回り止め部３２ｂとブレーキケース２８の回り止め部３１ｂが周方向に係合する位置によって規定されている。

　外輪２１のばね受け部３２ａの周方向一方の端と、ブレーキケース２８のばね受け部３１ａの周方向一方の端との間には、第一の弾性部材３３が周方向に挟まれており、当該ばね受け部３２ａの周方向他方の端と当該ばね受け部３１ａの周方向他方の端との間には、第二の弾性部材３３が周方向に挟まれている。このため、外輪２１がブレーキケース２８に対して周方向一方又は他方に回転するとき、周方向に圧縮される方の第一の弾性部材３３又は第二の弾性部材３３が周方向の弾性力を蓄勢する。このため、第一の弾性部材３３と第二の弾性部材３３は、外輪２１とブレーキケース２８が前記所定の角度範囲の中央位置（図５のとき）にある状態から相対回転したときに外輪２１をブレーキケース２８に対して前記所定の角度範囲の中央位置に向けて付勢することができる。

　各弾性部材３３の構造は特に限定されず、外輪２１に回転トルクが伝達されないとき、外輪２１をブレーキケース２８に対して所定の角度範囲の中央位置に弾性的に保持するのに必要な弾性力を発揮することができ、ブレーキケース２８に対して外輪２１が許容限界まで相対回転したときに両ばね受け部３１ａ，３２ａ間の隙間が（ｇ１－ｇ２）分に狭くなっても弾性、疲労の観点から過剰な変形とならないものであればよく、例えば、周方向に伸縮可能な蛇腹板ばね、コイルばね、円孤板状に成形されたエラストマ等を適宜に採用すればよい。

　なお、ばね受け部３１ａ，３２ａと回り止め部３１ｂ，３２ｂは、図示例のものに限定されず、適宜に配置、形状等を変更することが可能である。例えば、ばね受け部３１ａ，３２ａと回り止め部３１ｂ，３２ｂをそれぞれ複数設けた例を示したが、それぞれ一つに変更することも可能であるし、それぞれ外輪２１側とブレーキケース２８側で個数を異ならせることも可能である。また、ばね受け部３１ａ，３２ａと回り止め部３１ｂ，３２ｂをそれぞれ周方向等配した例を示したが、適宜の間隔で分散配置にすることが可能である。また、ブレーキケース２８のばね受け部３１ａ、回り止め部３１ｂを溝状とし、外輪２１のばね受け部３２ａと回り止め部３２ｂを突状とした例を示したが、これを逆にすることも可能である。

　図３に示すように、内輪２０の外周のカム面２２は、外輪２１の内周の円筒面２３と半径方向に対向している。カム面２２と円筒面２３の間には、周方向中央から周方向両端に向かって次第に狭小となるくさび空間が形成されている。

　保持器２５は、径方向に貫通するポケット３４が周方向に間隔をおいて複数形成された環状部材になっている。その各ポケット３４に係合子２４が収容されている。

　図１に示すように、保持器２５は、内向きのフランジ部３５を有する。フランジ部３５は、内輪２０の外周に取り付けられた止め輪３６と、内輪２０の外周に形成された肩部３７との間に位置する。フランジ部３５、止め輪３６及び肩部３７により、保持器２５の軸方向移動が規制されている。

　係合子２４は、係合子中心軸回りに一周する円形の転動面をもったローラからなる。

　保持器２５は、図３に示す係合子２４をカム面２２の周方向中央から周方向に移動させることでカム面２２と円筒面２３に係合子２４を係合させる係合位置と、係合子２４をカム面２２の周方向中央に移動させることでカム面２２と円筒面２３に対する係合子２４の係合を解除する解放位置との間で、内輪２０に対して周方向に移動可能に支持されている。なお、図３では、保持器２５が解放位置にあって、特に係合子２４をカム面２２の周方向中央上に配置する中立解放位置にあるときを示している。

　図１、図３に示すセンタリングばね２６は、保持器２５を解放位置に弾性的に保持すると共に、軸４の回転力を保持器２５に伝達するための弾性部材である。センタリングばね２６は、鋼線をＣ形に巻いたＣ形環状部３８と、Ｃ形環状部３８の両端からそれぞれ径方向外方に延出する一対の延出部３９とからなる。

　内輪２０の軸方向端面には、センタリングばね２６を保持するための凹部４０及び径方向溝４１が形成されている。凹部４０は、周方向に沿って延びる円孤溝状になっている。径方向溝４１は、凹部４０から内輪２０の外周まで径方向外方に貫通している。

　センタリングばね２６のＣ形環状部３８は、凹部４０に嵌め込まれている。一対の延出部３９は、径方向溝４１に挿入されている。また、延出部３９は、径方向溝４１の径方向外端から突出しており、その延出部３９の径方向溝４１からの突出部分が、保持器２５に形成された保持器溝４２に挿入されている。径方向溝４１と保持器溝４２は同じ周方向幅をもつように形成されている。延出部３９は、径方向溝４１の周方向両端の溝内面と、保持器溝４２の周方向両端の溝内面にそれぞれ接触している。これにより、センタリングばね２６は、内輪２０と一体に回転するように内輪２０に回り止めされ、また保持器２５に回り止めされており、その延出部３９と保持器溝４２との接触部分に作用する周方向の力によって保持器２５を解放位置に弾性的に保持することができる。

　センタリングばね２６は、図１、図４に示すように、内輪２０の外周に嵌合された環状のカバー部材４３により、凹部４０等から抜け出さないように軸方向に規制されている。内輪２０の外周に取り付けられた止め輪４４と、内輪２０の軸方向端面とにより、カバー部材４３の軸方向移動が規制されている。なお、カバー部材を省略し、保持器にセンタリングばねの抜け出し防止用のフランジ部を形成してもよい。

　電磁ブレーキ２７は、内輪２０と一体に設けられた内輪軸部５０とブレーキケース２８の内周との間で軸方向に移動可能に配置されたアーマチュア５１と、アーマチュア５１に軸方向に対向する位置に固定された摩擦面部５２と、アーマチュア５１に軸方向に対向する電磁石５３と、アーマチュア５１を電磁石５３及び摩擦面部５２から離すための離反ばね５４と、を有する。

　アーマチュア５１は、内輪軸部５０の外周で軸方向に移動可能に支持されている。アーマチュア５１は、磁性材料（鉄、珪素鋼など）で形成された円盤状の可動部材からなる。なお、内輪軸部５０とブレーキケース２８の内周間には、内輪２０を回転可能に支持する軸受５５が配置されている。

　アーマチュア５１には、アーマチュア５１を軸方向に貫通する係合孔部５６が形成されている。保持器２５には、係合孔部５６に軸方向に挿入された係合凸部５７が形成されている。係合凸部５７と係合孔部５６は、互いに周方向に係合することができる。これにより、アーマチュア５１は、保持器２５と一体に周方向移動するように保持器２５に回り止めされかつ保持器２５に対して軸方向に移動可能に配置されている。なお、係合孔部と係合凸部間に周方向の遊び（隙間）を設け、遊び分の保持器とアーマチュアの相対回転を許容するようにしてもよい。

　電磁石５３は、アーマチュア５１に向かって軸方向に開放するＣ形断面をもつ環状のフィールドコア５８と、フィールドコア５８に巻回されたソレノイドコイル５９とを有する。電磁石５３は、軸方向と周方向のいずれにも移動しないようにブレーキケース２８の内側に取り付けられている。ブレーキケース２８の内周には、電磁石５３の軸方向移動を規制するための止め輪６０が取り付けられている。

　なお、ブレーキケース２８には、ソレノイドコイル５９に電力を供給するリード線６１が通る貫通孔が形成され、リード線６１と貫通孔の内周間の隙間を埋めるゴム製のグロメット６２が装着されている。

　摩擦面部５２は、フィールドコア５８と一体に形成されている。摩擦面部５２は、フィールドコア５８のアーマチュア５１側の端部を構成している。電磁石５３をブレーキケース２８に前述のように取り付けることにより、フィールドコア５８の摩擦面部５２は、アーマチュア５１に軸方向に対向する位置に固定されている。

　離反ばね５４は、ウェーブワッシャ等の環状のばねからなる。離反ばね５４は、アーマチュア５１の電磁石５３側の端面上で周方向に延びる環状溝部と、フィールドコア５８のアーマチュア５１側の端面との間に配置されている。なお、離反ばねを圧縮コイルばね等の他の非環状ばねに変更し、周方向の複数個所に分散配置することも可能である。

　ソレノイドコイル５９に非通電のとき、電磁石５３は無励磁状態にある。このとき、離反ばね５４は、アーマチュア５１を摩擦面部５２及び電磁石５３から軸方向に離れた位置に支持する。ソレノイドコイル５９に通電すると、電磁石５３は、フィールドコア５８とアーマチュア５１とを通る磁気回路を生成する励磁状態となり、離反ばね５４に抗してアーマチュア５１をフィールドコア５８の摩擦面部５２まで軸方向に吸引する。この吸引により、静止系である摩擦面部５２にアーマチュア５１を軸方向に吸い付けて両者５１,５２間の摩擦接触部に作動圧力を与えて、保持器２５の回転を制動することができる。また、電磁石５３を無励磁状態から励磁状態に切り替えると、吸引されるアーマチュア５１と静止系であるフィールドコア５８間に挟まれた離反ばね５４は、アーマチュア５１の軸方向移動に応じて弾性的に軸方向に圧縮変形させられるため、摩擦面部５２を含む電磁石５３からアーマチュア５１を軸方向に離す方向のばね力を蓄勢する。電磁石５３を励磁状態から無励磁状態に切り替えると、離反ばね５４の弾性復元力により、アーマチュア５１が摩擦面部５２を含む電磁石５３から軸方向に離されるため、保持器２５の回転を制動することができない状態になる。離反ばね５４に離されるアーマチュア５１は、止め輪４４に受け止められてアーマチュア５１と電磁石５３間が所定の磁気ギャップに復帰させられる。

　図１に示す回転伝達装置７は、電磁ブレーキ２７の電磁石５３に通電しない解放状態のとき、内輪２０が外輪２１に対して正逆いずれの回転方向にも自由に回転可能な状態にあるように内輪２０の回転トルクを外輪２１に対して遮断する空転状態になる。すなわち、アーマチュア５１が離反ばね５４の支持でフィールドコア５８の摩擦面部５２から離れた状態にあり、アーマチュア５１と摩擦面部５２によって保持器２５を制動することができない状態にあるとき、内輪２０が正逆いずれに回転しても、保持器２５が、内輪２０と一体に回転するセンタリングばね２６に連れ回され、センタリングばね２６の弾性復元力によって解放位置（通常、図３に示す中立解放位置）に保持されるので、保持器２５に保持された係合子２４が内輪２０の外周のカム面２２と外輪２１の内周の円筒面２３に係合せず、内輪２０およびモータシャフト１６は正逆両方向に自由に回転することが可能である。このとき、内輪２０の回転トルクが外輪２１に伝達されないため、外輪２１とブレーキケース２８は相対回転せず、各弾性部材３３により、図５に示すように所定の角度範囲の中央位置に保持される。

　一方、図１に示す回転伝達装置７は、電磁ブレーキ２７の電磁石５３に通電する作動状態に切り替えると、外輪２１に対する内輪２０の正逆いずれの回転をも阻止することが可能なロック状態に移行する。すなわち、電磁石５３に通電して励磁状態に切り替えると、アーマチュア５１が離反ばね５４に抗してフィールドコア５８の摩擦面部５２まで吸引され、摩擦面部５２と摩擦接触状態になる。このとき、内輪２０が正逆いずれかの方向（周方向一方）に回転すると（図６、図７においては回転方向が矢線Ｌ方向の場合を例示する。）、これと一体に回転するセンタリングばね２６から保持器２５に内輪２０の回転力が伝わる。そして、静止系の摩擦面部５２（図４参照）に制動されたアーマチュア５１の係合孔部５６に対して、保持器２５の係合凸部５７が矢線Ｌ方向（図６、図７参照）に回転する。この回転により、保持器２５の係合凸部５７（図４参照）がアーマチュア５１の係合孔部５６に周方向に係合する。この係合状態では、保持器２５に回り止めされたアーマチュア５１と静止系の摩擦面部５２間の摩擦接触による制動力がアーマチュア５１を介して保持器２５に作用するため、保持器２５はアーマチュア５１を介して摩擦面部５２に制動される。すなわち、電磁ブレーキ２７が保持器２５を制動する作動状態となり、図６、図７に示すように、保持器２５に対して内輪２０が相対回転する。このとき、内輪２０に対して周方向他方（図７において矢線Ｒ方向）に移動する保持器２５は、保持器溝４２の溝内面でセンタリングばね２６の一対の延出部３９の一方を周方向に押して弾性的に撓ませるため、センタリングばね２６に抗して周方向に移動する（同図において、係合子２４がカム面２２及び円筒面２３に非係合状態である。）。この周方向移動が所定の角度量になると、保持器２５が図８に示す係合位置に達し、保持器２５に保持された係合子２４が内輪２０の外周のカム面２２と外輪２１の内周の円筒面２３に係合するので、内輪２０の回転トルクを外輪２１に伝達する状態となる。この状態で内輪２０の矢線Ｌ方向の回転が継続する場合、内輪２０、係合子２４、保持器２５及び外輪２１は図８の位相関係のまま、図９に示すように、ブレーキケース２８に対して一体的に矢線Ｌ方向に回転していき、これに伴い、ばね受け部３１ａ，３２ａ間で弾性部材３３が周方向に圧縮されていく。やがて、図１０に示すように外輪２１の回り止め部３２ｂがブレーキケース２８の回り止め部３１ｂに周方向に係合すると、それ以降は、内輪２０から係合子２４を介して外輪２１に伝達された回転トルクを静止系のブレーキケース２８が受けるため、外輪２１のそれ以上の矢線Ｌ方向回転が確実に阻止され、このため、内輪２０の矢線Ｌ方向回転も係合子２４を介して確実に阻止される。

　図１０に示す状態から内輪２０が矢線Ｌ方向回転とは反対方向に反転させられると、図１に示す電磁ブレーキ２７が解放状態に切り替えられ、保持器２５が解放位置に復帰させられる。これにより、外輪２１がブレーキケース２８に対して反転方向に回転可能な状態になると、図１０に示す弾性部材３３の弾性復元力によって外輪２１が反転させられて、図５に示す中央位置に復帰させられる。

　なお、図２例では、外輪２１、係合子２４、保持器２５及び電磁ブレーキ２７を含む回転伝達装置７を反力モータ６に対してステアリングホイール１とは軸方向の反対側に設けたが、回転伝達装置７をステアリングホイール１と反力モータ６の間に設けることも可能である。この場合、図１に示すモータシャフト１６を反力モータ６の上側に延ばし、ブレーキケース２８には内輪軸部５０と軸方向に対向する貫通孔を追加し、回転伝達装置７を反力モータ６のステアリングホイール１の側に図１、図２とは上下を反転した構成で取り付け、内輪軸部５０を軸４のステアリングコラム側のシャフト部に連結すればよいだけのことである。

　図２に示す制御部８は、反力モータ６、回転伝達装置７、転舵モータ１２を制御する。制御部８の入力側には、外部センサ６３、操舵センサ５、転舵センサ１３が電気的に接続されている。外部センサ６３は、車両の走行速度を検知する車速センサ等である。制御部８の出力側には、反力モータ６、回転伝達装置７、転舵アクチュエータ２が電気的に接続されている。

　制御部８は、操舵センサ５で検知されるステアリングホイール１の操作量と、外部センサ６３で検知される車両の走行状況（車速等）とに応じて転舵モータ１２を作動させ、左右一対の転舵輪３の向きを変化させる制御を行なう。また、このとき、制御部８は、ステアリングホイール１の操作量と車両の走行状況とに応じた大きさの操舵反力が発生するように反力モータ６を作動させる制御を行なう。

　また、制御部８は、外部センサ６３、操舵センサ５、転舵センサ１３等の適宜のセンサ出力（位相検出、トルク検出等）に基づいてステアリングホイール１、軸４の回転方向を判別することができる。

　また、制御部８は、転舵センサ１３で検知される転舵軸１０の位置に基づいて、転舵輪３の向きがストロークのどの位置にあるかを判定する。ここで、転舵輪３の向きがストロークエンドに位置しないと判定したときは、回転伝達装置７を前述の空転状態に保つ。一方、転舵輪３の向きがストロークエンドに位置すると判定したときは、回転伝達装置７を前述のロック状態に保つ。

　また、制御部８は、転舵輪３の向きがストロークエンドに近づくに連れて操舵反力が大きくなるように反力モータ６の回転トルクを上昇させるモータ制御動作と、このモータ制御動作に加えて図１に示す電磁ブレーキ２７を作動させる制動制御動作と、図２に示すステアリングホイール１の周方向一方への回転操作によって転舵輪３の向きがストロークエンドに到達した状態からステアリングホイール１の周方向他方への回転操作が行われたときに図１に示す電磁ブレーキ２７を解放させる解放制御動作とを行う。

　ここで、図３に示す保持器２５の中立解放位置と図８に示す保持器２５の係合位置間の周方向移動量は、係合子２４と、カム面２２と円筒面２３によって形成されるくさび空間と係合子２４の寸法に基づいて適宜に設定することが可能である。例えば、保持器２５の解放位置と係合位置間の周方向移動量は、保持器２５の解放位置と係合位置間の回転角度で考えて、５°～１５°以下に設定することができる。また、保持器２５が係合位置に到達してからのブレーキケース２８に対する外輪２１の許容回転量は、図５に示す周方向の隙間ｇ１，ｇ２の寸法に基づいて適宜に設定することが可能である。それらの設定に基づいて、図２に示す制御部８が制動制御動作を行って以降にステアリングホイール１に許容する回転量を規定することが可能である。

　制御部８の制動制御動作の実行によるステアリングホイール１、軸４の回転角度と、ステアリングホイール１の回転操作に要するステアリングトルクの増大との関係を図１１に模式的に示す。同図における横軸の「回転角度」は、ステアリングホイール１、軸４（内輪２０、モータシャフト１６）の回転角度に相当する（図１、図２参照）。

　図１１における回転角度θ１は、転舵輪３の向きがストロークエンドに近い所定の第一ストローク位置に達したと制御部８が判定して制動制御動作を開始するときの回転角度である（図２参照）。図１１における回転角度θ２は、図２に示すステアリングホイール１を運転者が更に周方向一方へ切り込み、図３に示す保持器２５が中立解放位置から図８に示す係合位置に到達するときの回転角度である。図１１における回転角度θ３は、図２に示すステアリングホイール１を運転者が更に周方向一方へ切り込み、図６に示す外輪２１がブレーキケース２８に対して所定の角度範囲の中央位置から図１０に示す所定の角度範囲の限界位置に到達するときの回転角度である。

　制御部８が制動制御動作を行うと、図７、図８に示すように保持器２５が解放位置から係合位置へ周方向一方に移動する間にセンタリングばね２６を弾性変形させる際の抵抗（センタリングばね２６からの反力）が軸４に与えられることになり、その抵抗は保持器２５が係合位置に接近する程に大きくなる。運転者に対しては図２に示すステアリングホイール１の回転操作を前述の抵抗増大で重くすることになる。つまり、図７に示すセンタリングばね２６の延出部３９を撓ませるトルク（センタリングばね２６からの反力）が増大し、この回転トルクは、図２に示すステアリングホイール１を握る運転者が受けることになる。このため、図１１における回転角度θ１－θ３間では、運転者にとって、通常のステアリングホイール１の回転操作時（電磁ブレーキ解放時）よりもステアリングトルクが次第に大きくなる、すなわち回転操作を重くすることになる。これにより、転舵輪３の向きがストロークエンドに近づいていることを運転者に感知させることができる。

　図１１に示す回転角度θ２に到達すると、図８に示すように係合子２４が内輪２０及び外輪２１の内周に周方向一方に向かって係合して内輪２０からの回転トルクを外輪２１に伝達する状態となる。図１１に示す回転角度θ２に到達しても運転者が図２に示すステアリングホイール１を更に切り込んでいく場合、図９に示すように、係合子２４から回転トルクを伝達される外輪２１がブレーキケース２８に対して周方向一方へ回転していき、弾性部材３３の抵抗（弾性部材３３からの周方向の反力）が次第に増大し、これも軸４に与えられてステアリングトルクの増大率が一層大きくなるので、転舵輪３の向きがストロークエンドに近づいていることを運転者により感知させることができる。

　図１１に示す回転角度θ３に到達しても運転者が図２に示すステアリングホイール１を更に切り込む場合、図１０に示すように、係合子２４が内輪２０からの回転トルクを外輪２１に伝達すると共に、外輪２１の回り止め部３２ｂがブレーキケース２８の回り止め部３１ｂに周方向一方に向かって係合してブレーキケース２８に対する外輪２１の周方向一方回転を阻止する。このため、図１１に示すように、回転角度θ３を超えると直ちにステアリングトルクが急激に増大し、運転者は図２に示すステアリングホイール１を強引に切り込むことができなくなる。すなわち、最終的に、ストロークエンドである回転角度θ３でステアリングロックを行うことができる。

　第一実施形態に係る回転伝達装置７は、上述のようなものであり（以下、適宜に図１～図１１参照のこと。）、軸４の周囲に配置された内周を有する外輪２１と、軸４と外輪２１の内周間に配置された係合子２４と、係合子２４を保持して軸４と外輪２１の内周に係合子２４を係合させる係合位置と当該係合を解除する解放位置との間を軸４に対して周方向に移動可能に配置された保持器２５と、保持器２５を解放位置に弾性的に保持しかつ軸４と一体に回転するように軸４及び保持器２５に回り止めされたセンタリングばね２６と、保持器２５を制動する電磁ブレーキ２７と、外輪２１及び電磁ブレーキ２７を収容するブレーキケース２８と、を備え、ブレーキケース２８と外輪２１がブレーキケース２８に対する外輪２１の所定の角度範囲内での相対回転を許容しかつ前記所定の角度範囲を超える相対回転を阻止するように連結されており、ブレーキケース２８と外輪２１の相対回転時にブレーキケース２８と外輪２１を前記所定の角度範囲の中央位置に向けて付勢する弾性部材３３がブレーキケース２８と外輪２１との間に設けられているものである。これにより、電磁ブレーキ２７が保持器２５を制動しない解放状態のとき、軸４（内輪２０）が回転すると、軸４と一体に回転するように軸４に回り止めされたセンタリングばね２６が保持器２５に軸４の回転トルクを伝達し、保持器２５を軸４に対して解放位置に保持するため、係合子２４が軸４と外輪２１の内周に係合することはできない（つまり、操舵装置のステアリングホイール１の回転が許容される）。この解放状態のとき、軸４から外輪２１へのトルク伝達が遮断されているため、外輪２１とブレーキケース２８は、弾性部材３３により所定の角度範囲の中央位置に弾性的に保持することができる。一方、電磁ブレーキ２７が保持器２５を制動する作動状態のとき、軸４が回転すると（つまり、ステアリングホイール１が回転操作されると）、センタリングばね２６から軸４の回転力を伝達される保持器２５が電磁ブレーキ２７に制動されているので、保持器２５と軸４が相対回転する。これにより、保持器２５がセンタリングばね２６に抗して係合位置へ達すると、係合子２４が軸４と外輪２１の内周に係合する。これにより、軸４の回転トルクが係合子２４を介して外輪２１に伝達されて外輪２１が回転すると、外輪２１とブレーキケース２８間で弾性部材３３が抵抗し、この抵抗が反力として外輪２１、係合子２４、軸４（つまり、ステアリングホイール１）に与えられる。これにより、転舵部３の向きがストロークエンドに近づいていることを運転者に感知させることができる。軸４の回転がさらに継続（つまり、運転者が強引にステアリングホイール１の回転操作を継続）したとしても、ブレーキケース２８に対する外輪２１の回転がブレーキケース２８と外輪２１間に許容された相対回転の所定の角度範囲の限界に到達すると、ブレーキケース２８に対する外輪２１の回転が阻止される。これにより、それ以上の軸４（つまり、ステアリングホイール１）の回転が確実に阻止される。このため、そのステアリングホイール１を通じて、転舵輪３の向きがストロークエンドに到達したことを運転者に確実に感知させることができる。

　このように、この回転伝達装置７は、ステアリングホイール１と一体に回転する軸４の周囲に外輪２１を配置し、静止系にブレーキケース２８を固定したステアバイワイヤ式操舵装置を構築し、転舵部としての転舵輪３の向きがストロークエンドに近づいたときに回転伝達装置７で軸４の回転トルクを外輪２１に伝達すれば、軸４に与える反力を大きくして運転者に感知させ、さらに転舵輪３の向きがストロークエンドに到達したときには回転伝達装置７で軸４の回転を確実に阻止して運転者に確実に感知させることが可能なものである。したがって、この回転伝達装置７は、ステアバイワイヤ式操舵装置の転舵輪３の向きがストロークエンドに到達したときにステアリングホイール１を通じてその状況を運転者に確実に感知させることを実現可能なものとして提供することができる。

　また、この回転伝達装置７は、ブレーキケース２８と外輪２１が互いの間に第一の周方向の隙間（ｇ１の２倍）をもって嵌合するばね受け部３１ａ，３２ａと、互いの間に第一の周方向の隙間（ｇ１の２倍）よりも小さい第二の周方向の隙間（ｇ２の２倍）をもって嵌合する回り止め部３１ｂ，３２ｂとを有し、弾性部材３３がブレーキケース２８のばね受け部３１ａと外輪２１のばね受け部３２ａとの間に周方向に挟まれており、前記所定の角度範囲が外輪２１の回り止め部３２ｂとブレーキケース２８の回り止め部３１ｂの係合位置によって規定されていることにより、ブレーキケース２８のばね受け部３１ａと外輪２１のばね受け部３２ａ間で周方向に挟まれた弾性部材３３を、ブレーキケース２８と外輪２１の相対回転時に周方向に弾性変形させて、その弾性復元力を外輪２１の回転トルクに対する反力として軸４に与えることができ、また、第一の周方向の隙間（ｇ１の２倍）と第二の周方向の隙間（ｇ２の２倍）との大小関係（ｇ１－ｇ２）により、弾性部材３３の弾性変形が適切な範囲であるうちにブレーキケース２８に対する外輪２１の回転を阻止して、弾性部材３３の破損を防止することができる。

　また、この回転伝達装置７は、保持器２５に回り止めされかつ軸方向に移動可能に配置されたアーマチュア５１と、アーマチュア５１に軸方向に対向する位置に固定された摩擦面部５２と、アーマチュア５１に軸方向に対向する電磁石５３と、電磁石５３の無励磁時にアーマチュア５１を電磁石５３及び摩擦面部５２から軸方向に離れた位置に支持しかつ電磁石５３の励磁時に電磁石５３によって摩擦面部５２まで吸引されるアーマチュア５１の軸方向移動に応じて蓄勢するように配置された離反ばね５４と、を有する電磁ブレーキ２７を備えるので、電磁石５３に通電しない無励磁状態のとき、離反ばね５４の支持でアーマチュア５１を摩擦面部５２から離した位置に保って保持器２５を制動しない状態に保つことができると共に、アーマチュア５１と電磁石５３間を所定の磁気ギャップにすることができる。電磁石５３を無励磁状態から励磁状態に切り替えると、電磁石５３によってアーマチュア５１を離反ばね５４に抗して摩擦面部５２まで吸引して摩擦面部５２とアーマチュア５１間に作動圧力を与え、これにより、保持器２５を制動して軸４に対して周方向移動させることができる。この吸引時のアーマチュア５１の軸方向移動に応じて離反ばね５４が蓄勢するため、電磁石５３を励磁状態から無励磁状態に切り替えると、離反ばね５４の弾性復元力でアーマチュア５１を摩擦面部５２及び電磁石５３から離して保持器２５の制動を解放することができる。このように、電磁ブレーキ２７が励磁作動形であるので、ステアバイワイヤ式操舵装置において転舵輪３の向きがストロークエンドに到達する事態の発生が稀であることを考慮すると、電磁ブレーキ２７を無励磁状態にする時間が長くなり、省エネルギ性に優れる。

　また、この回転伝達装置７は、電磁石５３がアーマチュア５１と軸方向に対向するフィールドコア５８と、フィールドコア５８に巻回されたソレノイドコイル５９とを有し、アーマチュア５１が電磁石５３の励磁時にフィールドコア５８の摩擦面部５２に直接に吸着される可動部材からなるので、電磁石５３とアーマチュア５１間にアーマチュア５１の当接相手とするロータを無くすことができ、ひいては、電磁ブレーキ２７のサイズや部品点数を抑えることができる。また、電磁石５３とアーマチュア５１間にロータが無いため、ロータが有る場合に比して、電磁石５３とアーマチュア５１間に磁束が効率よく巡る。したがって、ロータが有る場合に比して、ロータが無い場合、アーマチュア５１に対する電磁石５３の吸引力を強くし、ひいては保持器２５の制動力を強くして、制動時の保持器２５と軸４の相対回転に対するセンタリングばね２６の抵抗を強く設定することができる。したがって、この操舵装置は、電磁ブレーキ２７の作動時、ステアリングホイール１の回転操作をセンタリングばね２６からの反力で電磁ブレーキ２７の解放時よりも速やかに重くし、転舵輪３の向きがストロークエンド付近にあることを運転者に感知させることができる。

　また、この操舵装置は、回転伝達装置７と、ステアリングホイール１と、ステアリングホイール１の操作量を検知する操舵センサ５と、操舵センサ５で検知されるステアリングホイール１の操作量に応じて転舵部としての転舵輪３の向きを変化させる転舵アクチュエータ２と、を備え、軸４がステアリングホイール１と一体に回転するように当該ステアリングホイール１に連結されているので、転舵輪３の向きがストロークエンドに近づいたときに回転伝達装置７で軸４に与える反力を大きくすることにより、ストロークエンドに近づいたことを運転者にステアリングホイール１を通じて感知させることができ、さらに運転者が強引にステアリングホイールの回転操作を継続して転舵輪３の向きがストロークエンドに到達したときには、回転伝達装置７で軸４の回転を確実に阻止することにより、ステアリングホイール１を通じてその状況を運転者に確実に感知させることができる。

　また、この操舵装置は、ステアリングホイール１に操舵反力を与える反力モータ６をさらに備え、転舵部が左右一対の転舵輪３であり、外輪２１、係合子２４、保持器２５及び電磁ブレーキ２７がステアリングホイール１と反力モータ６の間又は反力モータ６に対してステアリングホイール１とは軸方向反対側に設けられているので、車両用のステアバイワイヤ式操舵装置として、転舵輪３の向きがストロークエンドに到達したことを運転者にステアリングホイール１を通じて確実に感知させることができる。

　また、この回転伝達装置７は、電磁ブレーキ２７及び外輪２１を収容する筒状のブレーキケース２８を備え、ブレーキケース２８が外輪２１とは別体の非磁性体によって形成されているので、電磁ブレーキ２７を励磁状態にしたときに、電磁ブレーキ２７から発生する磁束がブレーキケース２８に漏洩するのを防止することができる。このため、電磁ブレーキ２７のサイズを抑えることができる。

　この第一実施形態では、摩擦面部を電磁石のフィールドコアの一部として構成したが、摩擦面部をブレーキケースに取り付けるロータ等の他部材として設けてもよい。

　また、この第一実施形態では、保持器とアーマチュアが直接に回り止めされる例を示したが、カバー部材を介してアーマチュアを間接的に保持器に回り止めしてもよい。

　また、この第一実施形態では、励磁作動形の電磁ブレーキの一例を示したが、電磁ブレーキは他の構造のものであってもよく、例えば、無励磁作動形の電磁ブレーキを採用することも可能である。その一例として、この発明の第二実施形態を図１２～図１３に示す。以下では、第一実施形態との相違点を述べる留め、第一実施形態に対応する構成要素に同一要素名を用いる。

　第二実施形態に係る電磁ブレーキは、保持器７０の外周とブレーキケース２８の内周との間で軸方向に移動可能に配置された摩擦部材７１と、外輪２１の端面に形成された摩擦面部７２と、摩擦部材７１と摩擦面部７２間に作動圧力を与えるための作動ばね７３と、を有する。

　摩擦部材７１は、円盤状に設けられており、その外周においてブレーキケース２８の内周を軸方向に摺動可能であり、その内周において保持器７０の外周を軸方向に摺動可能になっている。保持器７０には係合凹部７４が形成され、摩擦部材７１の内周には、保持器７０の係合凹部７４に周方向に係合する係合凸部７５が形成されている。これにより、摩擦部材７１は、保持器７０に回り止めされかつ保持器７０に対して軸方向に移動可能に配置されている。なお、係合凹部と係合凸部間に周方向の遊び（隙間）を設け、遊び分の保持器と摩擦部材の相対回転を許容するようにしてもよい。

　摩擦面部７２は、摩擦部材７１に軸方向に対面する側の外輪２１の端面に形成されている。静止系である摩擦面部７２は、作動ばね７３が生み出す付勢力に抗して摩擦部材７１を軸方向に受け止め、摩擦部材７１との間に作動ばね７３の付勢力に応じた作動圧力が作用するとき、摩擦部材７１の回転を制動することができる。

　アーマチュア７６は、内輪軸部５０とブレーキケース２８の内周との間かつ摩擦部材７１と電磁石５３との間で軸方向に移動可能に配置されている。

　作動ばね７３は、ウェーブワッシャ等の環状のばねからなる。作動ばね７３は、アーマチュア７６の反摩擦部材７１側の端面と、止め輪６０と、ブレーキケース２８の内周との間に配置されている。電磁石５３の無励磁時、作動ばね７３は、アーマチュア７６を電磁石５３から軸方向に離れた位置に支持すると共にアーマチュア７６を介して摩擦部材７１を摩擦面部７２に向けて付勢する。この付勢により、摩擦部材７１を摩擦面部７２に押し付けて両者７１,７２間の摩擦接触部に作動圧力を与えて保持器７０の回転を制動することができる。電磁石５３を無励磁状態から励磁状態に切り替えると、電磁石５３は、作動ばね７３に抗してアーマチュア７６をフィールドコア５８まで軸方向に吸引する。このとき、アーマチュア７６が作動ばね７３を軸方向に圧縮しつつ摩擦面部７２から軸方向に遠ざかる方向に移動するため、このアーマチュア７６の軸方向移動に応じて、摩擦面部７２に対する摩擦部材７１の押し付けが弱くなり、やがて保持器７０の回転を制動することができない解放状態になる。

　なお、作動ばね７３は、フィールドコア５８の端面とアーマチュア７６との間に配置することも可能である。また、作動ばねを圧縮コイルばね等の他の非環状ばねに変更し、周方向の複数個所に分散配置することも可能である。

　第二実施形態に係る回転伝達装置は、上述のようなものであり、保持器７０に回り止めされかつ保持器７０に対して軸方向に移動可能に配置された摩擦部材７１と、摩擦部材７１に軸方向に対向しかつ軸（内輪２０）に対して静止する摩擦面部７２と、電磁石５３と、電磁石５３に軸方向に対向するアーマチュア７６と、電磁石５３の無励磁時に摩擦部材７１を摩擦面部７２に押し付けるように付勢しかつ電磁石５３の励磁時に電磁石５３に吸引されるアーマチュア７６の軸方向移動に応じて摩擦部材７１の押し付けが弱くなるように配置された作動ばね７３と、を有する電磁ブレーキの採用により、電磁石５３に通電しない無励磁状態のとき、作動ばね７３の付勢で摩擦部材７１を摩擦面部７２に軸方向に押し付けて摩擦部材７１と摩擦面部７２間に作動圧力を与えて保持器７０を制動し、内輪２０に対して周方向移動させることができる一方、電磁石５３を無励磁状態から励磁状態に切り替えると、吸引されるアーマチュア７６の軸方向移動により、前述の押し付けを弱くして摩擦面部７２と摩擦部材７１による保持器７０の制動を解放することができる。このように、第二実施形態に係る回転伝達装置は、電磁ブレーキが無励磁作動形であるため、電源供給がない状態でもステアリングロックを行い、車両等の盗難防止を図ることができる。

　また、第二実施形態に係る回転伝達装置は、作動ばね７３が電磁石５３の無励磁時にアーマチュア７６を電磁石５３から軸方向に離れた位置に支持すると共にアーマチュア７６を介して摩擦部材７１を摩擦面部７２に向けて付勢するように配置されていることにより、電磁石５３の無励磁時、アーマチュア７６を介した作動ばね７３の付勢によって摩擦部材７１を摩擦面部７２に押し付けると共に作動ばね７３の支持によってアーマチュア７６と電磁石５３間を所定の磁気ギャップにすることができ、また、電磁石５３を励磁状態から無励磁状態に切り替えたときにアーマチュア７６を作動ばね７３の弾性復元力によって所定の磁気ギャップの位置へ復帰させることができる。

　この第二実施形態では、摩擦面部を外輪の一部として構成したが、摩擦面部をブレーキケースに取り付ける他部材として設けてもよい。

　また、上述の各実施形態では、係合子としてローラを例に挙げて説明したが、係合子としてボールやスプラグを用いることも可能である。

　また、上述の各実施形態では、反力モータのモータケースとブレーキケースを別体に形成したが、両者を一体に形成してもよい。

　また、上述の各実施形態では、車両用のステアバイワイヤ式操舵装置を例示したが、この発明は、例えば、反力モータを備えない船舶用ステアバイワイヤ式操舵装置に適用することも可能である。

　図１４に、第二の発明の一例としての第三実施形態にかかるステアバイワイヤ方式の車両用操舵装置を示す。この車両用操舵装置は、運転者によるステアリングホイール１０１の操作量を電気信号に変換し、その電気信号に基づいて転舵アクチュエータ１０２を制御することで、左右一対の転舵輪１０３の向きを変化させるステアバイワイヤ方式のものである。

　車両用操舵装置は、運転者により操舵されるステアリングホイール１０１と、ステアリングホイール１０１に連結されたステアリングシャフト１０４と、ステアリングホイール１０１の操作量を検知する操舵センサ１０５と、ステアリングホイール１０１に操舵反力を与える反力モータ１０６と、通電と非通電の切り替えによりステアリングホイール１０１の回転を阻止するステアリングロック状態とステアリングホイール１０１の回転を許容するステアリングロック解除状態とを切り替える電磁クラッチユニット１０７と、ステアリングホイール１０１に対して機械的に切り離して設けられた転舵アクチュエータ１０２と、制御部１０８とを有する。

　ステアリングシャフト１０４は、ステアリングホイール１０１を操舵したときに、ステアリングホイール１０１と一体に回転するようにステアリングホイール１０１に連結されている。操舵センサ１０５は、ステアリングシャフト１０４に取り付けられている。操舵センサ１０５としては、例えば、ステアリングホイール１０１の操舵角を検知する操舵角センサ、運転者によってステアリングホイール１０１に入力される操舵トルクを検知する操舵トルクセンサなどが挙げられる。

　ステアリングシャフト１０４には反力モータ１０６が取り付けられている。反力モータ１０６は、通電により回転トルクを発生する電動モータである。反力モータ１０６は、ステアリングシャフト１０４の端部に連結されている。反力モータ１０６は、回転トルクをステアリングシャフト１０４に入力することで、そのステアリングシャフト１０４を介してステアリングホイール１０１に操舵反力を付与する。

　転舵アクチュエータ１０２は、転舵軸１１０と、転舵軸ハウジング１１１と、転舵軸１１０を車両の左右方向に移動させる転舵モータ１１２と、転舵軸1１０の位置を検知する転舵センサ１１３とを有する。転舵軸１１０は、車両の左右方向に移動可能に転舵軸ハウジング１１１で支持されている。転舵軸ハウジング１１１は、転舵軸１１０の左右両端が転舵軸ハウジング１１１から突出した状態となるように転舵軸１１０の中央部を収容している。

　転舵モータ１１２および転舵センサ１１３は、転舵軸ハウジング１１１に取り付けられている。転舵モータ１１２と転舵軸１１０の間には、転舵モータ１１２が出力する回転を転舵軸１１０の直線運動に変換する運動変換機構（図示せず）が組み込まれている。転舵軸１１０の左右両端は、タイロッド１１４を介して左右一対の転舵輪１０３に連結され、転舵軸１１０が軸方向に移動するとこれに連動して左右一対の転舵輪１０３の向きが変化するようになっている。

　図１５に示すように、反力モータ１０６は、モータケース１１５と、モータケース１１５からステアリングホイール１０１（図１４参照）の側とは反対側に突出するモータシャフト１１６とを有する。以下、ステアリングホイール１０１の側を軸方向一端、その反対側を軸方向他端と称する。モータシャフト１１６は、モータケース１１５の内部に組み込まれた図示しない転がり軸受で回転可能に支持されている。また、モータシャフト１１６は、ステアリングホイール１０１およびステアリングシャフト１０４（図１４参照）と一体に回転するように、ステアリングシャフト１０４に連結されている。モータケース１１５は、回転しないように車体（図示せず）に固定されている。

　電磁クラッチユニット１０７は、モータシャフト１１６に連結して設けられた内輪１２０と、モータケース１１５に対して固定して設けられた外輪１２１と、内輪１２０の外周に形成された複数のカム面１２２と、外輪１２１の内周に形成された円筒面１２３と、各カム面１２２と円筒面１２３との間に組み込まれたローラからなる係合子１２４（以下、ローラ１２４と称する）とを有する２方向クラッチを備えている。また、電磁クラッチユニット１０７は、それらのローラ１２４を保持する係合子保持器１２５と、軸方向に移動可能に支持されたアーマチュア１２６と、通電によりアーマチュア１２６を吸引して軸方向に移動させる電磁石１２７と、アーマチュア１２６の移動に応じて係合子保持器１２５を周方向移動させる動作変換機構１２８を備えている。

　外輪１２１は、モータケース１１５に固定されたクラッチケース１２９と一体に形成されている。すなわち、外輪１２１はモータケース１１５に対して固定（不動）である。クラッチケース１２９は、電磁クラッチユニット１０７の構成部材（内輪１２０、ローラ１２４、係合子保持器１２５、アーマチュア１２６、電磁石１２７等）を一括して収容する筒状の部材である。クラッチケース１２９の軸方向一端には、径方向外方に延びるフランジ部１３０が形成され、そのフランジ部１３０がモータケース１１５の軸方向端面に図示しないボルトで固定されている。外輪１２１（クラッチケース１２９）には、内輪１２０を回転可能に支持する軸受１３１が組み込まれている。なお、この実施形態では、外輪１２１をクラッチケース１２９と一体に形成しているので、部品点数が少なく製造コストを低減することが可能であるが、これを別部材で構成してそれを一体に固定することも可能である。なお、クラッチケース１２９と外輪１２１を別部材とした場合、クラッチケース１２９の素材を非磁性体とすることが、磁界の漏出を抑える上で有効である。

　内輪１２０は、互いに別体の部品で構成されたカムリング１７１及び中間軸１７２を備えている。内輪１２０のカム面１２２は、カムリング１７１の外周に形成されている。カムリング１７１と中間軸１７２は、互いに相対回転するように軸受１１７で支持されている。中間軸１７２は、モータシャフト１１６の外周にスプライン嵌合している。このスプライン嵌合によって、モータシャフト１１６は、中間軸１７２に対して全く相対回転しないように遊びなくその中間軸１７２に連結されている。また、中間軸１７２は、クラッチケース１２９に対して軸受１１８を介して相対回転可能に支持されている。軸受１１８は、中間軸１７２とモータシャフト１１６とがスプライン嵌合した部分を、その外径側から支持している。

　中間軸１７２は、非円形の断面をもつ非円形軸部１６０を有する。また、カムリング１７１には、中間軸１７２の非円形軸部１６０が周方向の隙間をもって嵌合する非円形穴部１６１が形成されている（図１８参照）。非円形軸部１６０と非円形穴部１６１との間に設定された軸回り方向の隙間（ガタ）により、カムリング１７１と中間軸１７２は、互いに所定の角度だけ相対回転すると、その後はカムリング１７１と中間軸１７２は一体となって回転するようになっている。

　回転ストッパ面１６２は、中間軸１７２がカムリング１７１に対して相対回転したときに、非円形穴部１６１の内周に直接接触して受け止められる面である。この回転ストッパ面１６２は、非円形軸部１６０の周方向一方側と周方向他方側の両側に形成されている。すなわち、中間軸１７２がカムリング１７１に対して周方向の一方に相対回転したときは、周方向一方側の回転ストッパ面１６２が非円形穴部１６１の内周に直接接触して受け止められ、また、中間軸１７２がカムリング１７１に対して周方向の他方に相対回転したときは、周方向他方側の回転ストッパ面１６２が非円形穴部１６１の内周に直接接触して受け止められるようになっている。

　非円形軸部１６０と非円形穴部１６１は、カムリング１７１に対する中間軸１７２の所定の角度範囲内での相対回転を許容し、カムリング１７１に対する中間軸１７２の所定の角度範囲を超える相対回転は阻止するように、所定の角度範囲の遊びをもってカムリング１７１と中間軸１７２を連結している。

　電磁クラッチユニット１０７は、ローラ１２４を介して内輪１２０のカムリング１７１と外輪１２１とを係合させる係合状態と、内輪１２０のカムリング１７１と外輪１２１との係合を解除する係合解除状態との間で切り替える機能を備えている。係合子保持器１２５は、ローラ１２４を周方向に沿って保持する。図１７に示すように、内輪１２０の外周のカム面１２２は、外輪１２１の内周の円筒面１２３と半径方向に対向している。カム面１２２と円筒面１２３の間には、周方向中央から周方向両端に向かって次第に狭小となるくさび空間が形成されている。係合子保持器１２５には、径方向に貫通するポケット１３２が周方向に間隔をおいて複数形成され、その各ポケット１３２にローラ１２４が収容されている。係合子保持器１２５は、ローラ１２４をカム面１２２（図１７参照）の周方向中央から周方向に移動させることでカム面１２２と円筒面１２３の間にローラ１２４を係合させる係合位置と、ローラ１２４をカム面１２２の周方向中央に移動させることでカム面１２２と円筒面１２３の間へのローラ１２４の係合を解除する係合解除位置との間で、内輪１２０に対して周方向に移動可能に支持されている。

　アーマチュア１２６は、内輪１２０の中間軸１７２の外周で軸方向に移動可能に支持されている。アーマチュア１２６は、磁性材料（鉄、珪素鋼など）で形成された円盤状の部材である。電磁石１２７は、アーマチュア１２６と軸方向に対向して配置されている。電磁石１２７は、軸方向と周方向のいずれにも移動しないようにクラッチケース１２９に固定されている。アーマチュア１２６と電磁石１２７の間には、アーマチュア１２６を電磁石１２７から離反する方向に付勢する離反ばね１３４が組み込まれている。電磁石１２７は、アーマチュア１２６に向かって軸方向に開放するＣ形断面をもつ環状のフィールドコア１３５と、フィールドコア１３５に巻回されたソレノイドコイル１３６とを有する。ソレノイドコイル１３６に通電すると、フィールドコア１３５とアーマチュア１２６とを通る磁気回路が形成され、アーマチュア１２６はフィールドコア１３５に吸引される。クラッチケース１２９には、ソレノイドコイル１３６に電力を供給するリード線１３７が通る貫通孔１３８が形成されている。貫通孔１３８には、貫通孔１３８の内周とリード線１３７の外周の間の隙間を埋めるゴム製のグロメット１３９が装着されている。

　動作変換機構１２８は、図１６に示すように、アーマチュア１２６に対して軸方向に相対移動可能な状態でアーマチュア１２６に回り止めされ、且つ、係合子保持器１２５に回り止めされた中間プレート１４０と、係合子保持器１２５を係合解除位置に弾性的に保持するセンタリングばね１４１とを備えている。動作変換機構１２８は、電磁石１２７への通電によりアーマチュア１２６が軸方向へ移動すると、そのアーマチュア１２６の移動に応じて、係合子保持器１２５を係合位置と係合解除位置のうち一方から他方に周方向移動させる機能を発揮する。

　中間プレート１４０の外周には、係合子保持器１２５に形成された係合凹部１４２に係合する係合凸部１４３が形成されている。中間プレート１４０は、この係合凸部１４３と係合凹部１４２の係合によって、係合子保持器１２５と一体に周方向移動するように係合子保持器１２５に回り止めされている。また、中間プレート１４０には、アーマチュア１２６に向かって軸方向に延びる軸方向突起１４４が形成されている。アーマチュア１２６には、中間プレート１４０の軸方向突起１４４が軸方向にスライド可能に挿入される軸方向孔１４５が形成されている。中間プレート１４０は、この軸方向突起１４４と軸方向孔１４５の係合によって、アーマチュア１２６に対して軸方向移動可能な状態で、アーマチュア１２６と一体に周方向移動するようにアーマチュア１２６に回り止めされている。

　図１７に示すように、センタリングばね１４１は、鋼線をＣ形に巻いたＣ形環状部１４６と、Ｃ形環状部１４６の両端からそれぞれ径方向外方に延出する一対の延出部１４７とからなる。Ｃ形環状部１４６は、内輪１２０の軸方向端面に形成された円形のばね収容凹部１４８に嵌め込まれている。一対の延出部１４７は、ばね収容凹部１４８から径方向外方に貫通するように内輪１２０の軸方向端面に形成された径方向溝１４９に挿入されている。センタリングばね１４１の延出部１４７は、径方向溝１４９の径方向外端から突出しており、その延出部１４７の径方向溝１４９からの突出部分が、係合子保持器１２５に形成された保持器溝１５０に挿入されている。径方向溝１４９と保持器溝１５０は同じ周方向幅をもつように形成されている。センタリングばね１４１の延出部１４７は、径方向溝１４９の内面と、保持器溝１５０の内面にそれぞれ接触しており、その接触部分に作用する周方向の力によって係合子保持器１２５を係合解除位置に弾性保持している。

　電磁クラッチユニット１０７は、電磁石１２７が非通電の状態では、内輪１２０のカムリング１７１が外輪１２１に対して自由に回転することができる空転状態となる。すなわち、電磁石１２７が非通電のとき、アーマチュア１２６が離反ばね１３４の付勢力によって電磁石１２７から離反し、アーマチュア１２６は、電磁石１２７に対して自由に回転可能な状態となる。このとき、係合子保持器１２５は、センタリングばね１４１の弾性復元力によって係合解除位置に保持されるので、カムリング１７１を回転させても、カムリング１７１の外周のカム面１２２と外輪１２１の内周の円筒面１２３との間にローラ１２４は係合せず、カムリング１７１に連結された中間軸１７２及びモータシャフト１１６は正逆両方向に自由に回転することが可能である。

　一方、電磁石１２７に通電した状態では、カムリング１７１の回転が阻止されたロック状態となる。すなわち、電磁石１２７に通電したとき、アーマチュア１２６は電磁石１２７に吸着され、アーマチュア１２６が電磁石１２７に摩擦接触した状態となる。このとき、内輪１２０を回転させると、電磁石１２７に摩擦接触するアーマチュア１２６が、中間プレート１４０を介して係合子保持器１２５に回り止めされているので、係合子保持器１２５は回転が制限され、その係合子保持器１２５に対して内輪１２０が相対回転する。その結果、係合子保持器１２５が、センタリングばね１４１の弾性力に抗し係合解除位置から係合位置に移動し、内輪１２０の外周のカム面１２２と外輪１２１の内周の円筒面１２３との間にローラ１２４が係合するので、カムリング１７１の回転が阻止され、カムリング１７１に連結された中間軸１７２及びモータシャフト１１６の回転が阻止される。

　図１４に示すように、反力モータ１０６、電磁クラッチユニット１０７、転舵モータ１１２は、制御部１０８で制御される。制御部１０８の入力側には、外部センサ１５１、操舵センサ１０５、転舵センサ１１３が電気的に接続されている。外部センサ１５１は、車両の走行速度を検知する車速センサ等である。制御部１０８の出力側には、反力モータ１０６、電磁クラッチユニット１０７、転舵アクチュエータ１０２が電気的に接続されている。

　制御部１０８は、操舵センサ１０５で検知されるステアリングホイール１０１の操作量と、外部センサ１５１で検知される車両の走行状況（車速等）とに応じて転舵モータ１１２を作動させ、左右一対の転舵輪１０３の向きを変化させる制御を行なう。また、このとき、制御部１０８は、ステアリングホイール１０１の操作量と車両の走行状況とに応じた大きさの操舵反力が発生するように反力モータ１０６を作動させる制御を行なう。さらに、制御部１０８は、転舵センサ１１３で検知される転舵軸１１０の位置に基づいて、転舵輪１０３の向きがストロークエンドに到達したか否かを判定する。そして、転舵輪１０３の向きがストロークエンドに到達していないと判定したときは、電磁クラッチユニット１０７の電磁石１２７を非通電とすることで、係合子保持器１２５を係合解除位置に保持する。一方、転舵輪１０３の向きがストロークエンドに到達したと判定したときは、電磁クラッチユニット１０７の電磁石１２７に通電することで、係合子保持器１２５を係合解除位置から係合位置に移動させる。

　このステアバイワイヤ方式の車両用操舵装置によれば、電磁石１２７の通電と非通電の切り替えにより、係合子保持器１２５を係合解除位置から係合位置に移動させ、これにより、ステアリングホイール１０１の回転を許容するステアリングロック解除状態から、ステアリングホイール１０１の回転を阻止するステアリングロック状態に切り替えることが可能である。すなわち、励磁タイプのブレーキ型電磁式係合子クラッチを用いることで、ステアリングホイール１０１がストロークエンドに達した時に電源ＯＮすることで、確実に又瞬時にステアリングホイール１０１の回転を止めることが可能となる。ここで、係合子保持器１２５が係合位置に移動したとき、内輪１２０（カムリング１７１及び中間軸１７２）と外輪１２１との間にローラ１２４が物理的に係合することによって、内輪１２０の回転が阻止される。このため、内輪１２０に対してモータシャフト１１６及びステアリングシャフト１０４を介して連結されたステアリングホイール１０１の回転が確実に阻止される。したがって、転舵輪１０３の向きがストロークエンドに到達したときに電磁石１２７の通電と非通電を切り替えることにより、ステアリングホイール１０１がそれ以上に回転するのを確実に阻止し、そのステアリングホイール１０１を通じて運転者に、転舵輪１０３の向きがストロークエンドに到達したことを確実に感知させることができる。

　ここで、仮に、転舵輪１０３の向きがストロークエンドに到達し、運転者がステアリングホイール１０１を通じてその状況を感知し、急にステアリングホイール１０１を逆向き（転舵輪１０３の向きがストロークエンドから戻る方向）に回転させようとした場合に、ステアリングホイール１０１がロックして動かない事態を防止することが可能である。

　すなわち、図１４に示す転舵輪１０３の向きがストロークエンドに到達したときに、ステアリングロック解除状態からステアリングロック状態に切り替えると、ステアリングホイール１０１はそれ以上回転させることができなくなり、運転者は、そのステアリングホイール１０１を通じて、転舵輪１０３の向きがストロークエンドに到達したことを感知する。ここで、運転者が、急にステアリングホイール１０１を逆向きに回転させようとした場合、ステアリングホイール１０１の回転を許容するために、即座に電磁石１２７の通電と非通電を切り替えて、ステアリングロック状態からステアリングロック解除状態に切り替える必要があるが、このとき、従来のように、モータシャフト１１６が内輪１２０に対して全く相対回転しないように遊びなくその内輪１２０に連結されていると、ステアリングロック状態からステアリングロック解除状態に切り替える動作が間に合わず、運転者がステアリングホイール１０１を逆向きに回転させることができないおそれがある。

　この問題に対し、第二の発明では、内輪１２０を、外輪１２１の円筒面１２３に対向するカム面１２２を備えたカムリング１７１と、モータシャフト１１６と一体に回転するように接続された中間軸１７２という２つの部材で構成するとともに、中間軸１７２が、カムリング１７１に対して所定の角度範囲で相対回転を許容するように遊びをもって、そのカムリング１７１に連結されるようにしたものである。これにより、ステアリングホイール１０１の正逆両方向のうちの一方向の回転が阻止されたときに、ステアリングホイール１０１は、正逆両方向のうちの他方向に、カムリング１７１と中間軸１７２の間に設けられた遊びに相当する角度の分、回転させることが可能である。そのため、転舵輪１０３の向きがストロークエンドに到達したことを運転者がステアリングホイール１０１を通じて感知し、急にステアリングホイール１０１を逆向きに回転させようとした場合に、そのステアリングホイール１０１の回転を許容するためにステアリングロック状態からステアリングロック解除状態に切り替える動作を行なう時間を確保することが可能であり、ステアリングホイール１０１がロックして動かない事態を防止することが可能である。

　また、この実施形態では、カムリング１７１と中間軸１７２との間に、カムリング１７１と中間軸１７２が中立位置、すなわち、所定の角度範囲の中央位置にある状態から相対回転したときに、カムリング１７１と中間軸１７２を中立位置に向けて付勢する弾性部材１６４が設けられている。このため、外力が入力されていない状態で、カムリング１７１と中間軸１７２とを常に中立位置に保持することができる。

　ここで、この実施形態では、弾性部材１６４としてトーションバー１７３を採用している。トーションバー１７３は、図１５に示すように、その一端が中間軸１７２の中心に形成された嵌合穴１７２ａに嵌合して回り止めされている。また、その他端がカムリング１７１の中心に形成された嵌合孔１７１ａに嵌合して回り止めされている。トーションバー１７３の両端の嵌合はスプライン結合とされているが、両者が回り止めされていればよく、それ以外にも例えば、キー及びキー溝を用いた嵌合構造、２面幅を用いた嵌合構造等、非円形断面を用いた各種の嵌合構造を用いてもよい。トーションバー１７３は、カムリング１７１と中間軸１７２が、軸回りに所定のガタ分だけ相対回転する間に回転抵抗を与える部材として機能する。

　ここで、モータシャフト１１６が回転すると、中間軸１７２も同時に回転を開始する。電磁石１２７への通電が無ければクラッチはロックせず、カムリング１７１にはトルクが作用しない。このため、トーションバー１７３は捩れず、モータシャフト１１６及び中間軸１７２とともにカムリング１７１も同時に回転を始める。ここで、電磁石１２７へ通電を行うとクラッチがロックし、カムリング１７１が固定されその回転が停止する。カムリング１７１が固定されるとトーションバー１７３が軸回りに捩れはじめ、徐々にトルクが上昇する。非円形軸部１６０と非円形穴部１６１とが互いの間隔を詰めるように相対回転すると、すなわち、カムリング１７１に対して中間軸１７２が相対回転すると、やがて間隔が詰まりカムリング１７１と中間軸１７２が機械的に固定され、完全に中間軸１７２及びモータシャフト１１６の回転が停止する。このため、クラッチのロックが解除されれば、トーションバー１７３は、カムリング１７１と中間軸１７２を中立位置へ復帰させることができる。

　上記の実施形態では、弾性部材１６４としてトーションバー１７３を採用したが、これに代えて、あるいはこれに加えて、弾性部材１６４として板ばね１７４を採用することもできる。弾性部材１６４として板ばね１７４を採用した構成を、図１９及び図２０Ａ～図２０Ｃに示す。

　図１９に示すように、非円形軸部１６０の外周には、回転ストッパ面１６２と弾性部材保持部１６３とが軸方向に並んで形成されている。弾性部材保持部１６３は、弾性部材１６４としての板ばね１７４を保持する部分である。弾性部材１６４は、弾性部材保持部１６３の周方向の一方を向く面１６５ａとその面１６５ａと周方向に対向する非円形穴部１６１の内面１６６ａとの間で周方向に挟み込まれる第１の板ばね部分１６７ａと、弾性部材保持部１６３の周方向の他方を向く面１６５ｂとその面１６５ｂと周方向に対向する非円形穴部１６１の内面１６６ｂとの間で周方向に挟み込まれる第２の板ばね部分１６７ｂとを有する。この弾性部材１６４は、第２の板ばね部分１６７ｂで非円形軸部１６０を周方向の一方に付勢すると同時に、第１の板ばね部分１６７ａで非円形軸部１６０を周方向の他方に付勢し、その両方の付勢力がつり合うことで中間軸１７２を弾性保持している。

　図２０Ｃに示すように、弾性部材保持部１６３は、回転ストッパ面１６２が非円形穴部１６１の内周に受け止められる位置まで中間軸１７２がカムリング１７１に対して相対回転したときに、弾性部材１６４が過度に圧縮されて永久変形しないように、回転ストッパ面１６２よりも周方向に後退した位置に面１６５ａ、１６５ｂをもつように形成されている。

　非円形軸部１６０と非円形穴部１６１は、カムリング１７１に対する中間軸１７２の所定の角度範囲内での相対回転を許容し、カムリング１７１に対する中間軸１７２の所定の角度範囲を超える相対回転は阻止するように、所定の角度範囲の遊びをもってカムリング１７１と中間軸１７２を連結している。また、弾性部材１６４（第１の板ばね部分１６７ａおよび第２の板ばね部分１６７ｂ）は、図２０Ｂや図２０Ｃに示すように、カムリング１７１と中間軸１７２が所定の角度範囲の中央位置（中立位置）にある状態から相対回転したときに弾性変形し、その弾性復元力によって、内輪１２０とモータシャフト１１６を所定の角度範囲の中央位置（図２０Ａの位置）に向けて付勢する。

　上記の第三実施形態では、ステアバイワイヤ方式の車両用操舵装置を例に、第二の発明の回転伝達装置の構成を説明したが、この実施形態には限定されず、第二の発明の回転伝達装置は、ステアバイワイヤ方式以外の各種の車両用操舵装置、あるいは、車両用操舵装置以外の各種の装置にも使用できる。また、上記の実施形態では、電磁クラッチユニット１０７が備える２方向クラッチの係合子１２４としてローラを採用したが、スプラグ等の他の係合子１２４を採用してもよい。

　今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１，１０１　ステアリングホイール
２，１０２　転舵アクチュエータ
３，１０３　転舵輪（転舵部）
４　軸
５，１０５　操舵センサ
６，１０６　反力モータ
７　回転伝達装置
８，１０８　制御部
１６，１１６　モータシャフト
２０，１２０　内輪
２１，１２１　外輪
２２　カム面
２３　円筒面
２４，１２４　係合子（ローラ）
２５，７０　保持器
２６，７７　センタリングばね
２７　電磁ブレーキ
２８　ブレーキケース
３１ａ，３２ａ　ばね受け部
３１ｂ，３２ｂ　回り止め部
３３　弾性部材
３９　延出部
４１　径方向溝
４２　保持器溝
５１，７６，１２６　アーマチュア
５２，７２　摩擦面部
５３，１２７　電磁石
５４　離反ばね
５６　係合孔部
５７，７５　係合凸部
５８　フィールドコア
５９　ソレノイドコイル
７１　摩擦部材
７３　作動ばね
７４　係合凹部
１０４　　ステアリングシャフト
１０７　　電磁クラッチユニット
１２５　係合子保持器
１２８　動作変換機構
１２９　クラッチケース
１６４　弾性部材
１６０　非円形軸部
１６１　非円形穴部
１７０　中間シャフト
１７１　カムリング
１７２　中間軸
１７３　トーションバー
１７４　板ばね

Claims

　軸の周囲に配置された内周を有する外輪と、
　前記軸と前記外輪の内周間に配置された係合子と、
　前記係合子を保持して前記軸と前記外輪の内周に前記係合子を係合させる係合位置と当該係合を解除する解放位置との間を周方向に移動可能に配置された保持器と、
　前記保持器を前記解放位置に弾性的に保持しかつ前記軸と一体に回転するように前記軸及び前記保持器に回り止めされたセンタリングばねと、
　前記保持器を制動する電磁ブレーキと、
　前記外輪及び前記電磁ブレーキを収容するブレーキケースと、を備え、
　前記ブレーキケースと前記外輪は、前記ブレーキケースに対する前記外輪の所定の角度範囲内での相対回転を許容しかつ前記所定の角度範囲を超える相対回転を阻止するように連結されており、
　前記ブレーキケースと前記外輪の相対回転時に前記ブレーキケースと前記外輪を前記所定の角度範囲の中央位置に向けて付勢する弾性部材が前記ブレーキケースと前記外輪との間に設けられている回転伝達装置。
　前記ブレーキケースと前記外輪は、互いの間に第一の周方向の隙間をもって嵌合するばね受け部と、互いの間に前記第一の周方向の隙間よりも小さい第二の周方向の隙間をもって嵌合する回り止め部とを有し、
　前記弾性部材は、前記ブレーキケースのばね受け部と前記外輪のばね受け部との間に周方向に挟まれており、
　前記所定の角度範囲は、前記外輪の回り止め部と前記ブレーキケースの回り止め部の係合位置によって規定されている請求項１に記載の回転伝達装置。
　前記電磁ブレーキは、前記保持器に回り止めされかつ軸方向に移動可能に配置されたアーマチュアと、前記アーマチュアに軸方向に対向する位置に固定された摩擦面部と、前記アーマチュアに軸方向に対向する電磁石と、前記電磁石の無励磁時に前記アーマチュアを前記電磁石及び前記摩擦面部から軸方向に離れた位置に支持しかつ前記電磁石の励磁時に前記電磁石によって前記摩擦面部まで吸引される前記アーマチュアの軸方向移動に応じて蓄勢するように配置された離反ばねと、を有する請求項１又は２に記載の回転伝達装置。
　前記電磁ブレーキは、前記保持器に回り止めされかつ前記保持器に対して軸方向に移動可能に配置された摩擦部材と、前記摩擦部材に軸方向に対向しかつ前記軸に対して静止する摩擦面部と、電磁石と、前記電磁石に軸方向に対向するアーマチュアと、前記電磁石の無励磁時に前記摩擦部材を前記摩擦面部に押し付けるように付勢しかつ前記電磁石の励磁時に前記電磁石に吸引される前記アーマチュアの軸方向移動に応じて前記摩擦部材の押し付けが弱くなるように配置された作動ばねと、を有する請求項１又は２に記載の回転伝達装置。
　前記電磁石は、前記アーマチュアと軸方向に対向するフィールドコアと、前記フィールドコアに巻回されたソレノイドコイルとを有し、
　前記アーマチュアは、前記電磁石の励磁時に前記フィールドコアに直接に吸着される可動部材からなる請求項３又は４に記載の回転伝達装置。
　請求項１から５のいずれか１項に記載の回転伝達装置と、ステアリングホイールと、前記ステアリングホイールの操作量を検知する操舵センサと、前記操舵センサで検知される前記ステアリングホイールの操作量に応じて転舵部の向きを変化させる転舵アクチュエータと、を備え、
　前記軸は、前記ステアリングホイールと一体に回転するように当該ステアリングホイールに連結されているステアバイワイヤ式操舵装置。
　前記ステアリングホイールに操舵反力を与える反力モータをさらに備え、
　前記転舵部は、左右一対の転舵輪であり、
　前記回転伝達装置は、前記ステアリングホイールと前記反力モータの間又は前記反力モータに対して前記ステアリングホイールとは軸方向反対側に設けられている請求項６に記載のステアバイワイヤ式操舵装置。
　内輪及び外輪と前記内輪の外周と前記外輪の内周との間に組み込まれた係合子を備え前記係合子を介して前記内輪と前記外輪とを係合させる係合状態と前記内輪と前記外輪との係合を解除する係合解除状態との間で切り替える電磁クラッチユニットを備え、
　前記内輪は入力側のシャフトに連結され、前記外輪は固定であり、前記内輪は別体の部品で構成され互いに相対回転するように支持されたカムリング及び中間軸を備え、前記カムリングと前記中間軸が所定の角度だけ相対回転すると前記カムリングと前記中間軸は一体となって回転する回転伝達装置。
　前記電磁クラッチユニットは、
　前記係合子を保持し、前記内輪と前記外輪とを係合状態とする前記係合子の係合位置と、前記内輪と前記外輪とを係合解除状態とする前記係合子の係合解除位置との間で周方向に移動可能に支持された係合子保持器と、
　軸方向に移動可能に支持されたアーマチュアと、
　通電により前記アーマチュアを吸引して軸方向に移動させる電磁石と、
　前記アーマチュアの移動に応じて、前記係合子保持器を前記係合位置と前記係合解除位置のうち一方から他方に周方向移動させる動作変換機構と、を備えている請求項８に記載の回転伝達装置。
　前記カムリングと前記中間軸は、前記カムリングに対する前記中間軸の所定の角度範囲内での相対回転を許容し、前記カムリングに対する前記中間軸の前記所定の角度範囲を超える相対回転は阻止するように前記所定の角度範囲の遊びをもって連結され、
　前記カムリングと前記中間軸との間には、前記カムリングと前記中間軸が前記所定の角度範囲の中央位置にある状態から相対回転したときに前記カムリングと前記中間軸を前記所定の角度範囲の中央位置に向けて付勢する弾性部材が設けられている請求項８又は９に記載の回転伝達装置。
　前記中間軸は、非円形の断面をもつ非円形軸部を有し、
　前記カムリングは、前記非円形軸部に周方向の隙間をもって嵌合する非円形穴部を有し、
　前記弾性部材は、一端が前記中間軸の中心に形成された嵌合穴に嵌合して回り止めされ、他端が前記カムリングに回り止めされたトーションバーである請求項１０に記載の回転伝達装置。
　前記中間軸は、非円形の断面をもつ非円形軸部を有し、
　前記カムリングは、前記非円形軸部に周方向の隙間をもって嵌合する非円形穴部を有し、
　前記弾性部材は、前記非円形軸部と前記非円形穴部の間に周方向に挟み込んで設けられた板ばねである請求項１０に記載の回転伝達装置。
　前記中間軸は、非円形の断面をもつ非円形軸部を有し、
　前記カムリングは、前記非円形軸部に周方向の隙間をもって嵌合する非円形穴部を有し、
　前記弾性部材は、前記非円形軸部と前記非円形穴部の間に圧縮して組み込まれた圧縮コイルばねである請求項１０に記載の回転伝達装置。
　前記動作変換機構は、前記電磁石の通電時に、前記係合子保持器を前記係合解除位置から前記係合位置に周方向移動させ、前記電磁石の非通電時に、前記係合子保持器を前記係合位置から前記係合解除位置に周方向移動させる構成のものである請求項８から１３のいずれか一つに記載の回転伝達装置。
　前記電磁石と前記アーマチュアとを収容する筒状のクラッチケースを更に有し、
　前記外輪は、前記クラッチケースに一体に形成されている、
　請求項８から１４のいずれか一つに記載の回転伝達装置。
　前記電磁石と前記アーマチュアとを収容する筒状のクラッチケースを更に有し、
　前記クラッチケースは、非磁性体で形成され、
　前記外輪は、前記クラッチケースとは別体に形成され、前記クラッチケースに回り止めされている、
　請求項８から１４のいずれか一つに記載の回転伝達装置。
　請求項８から１６のいずれか一つに記載の回転伝達装置を用い、
　ステアリングホイールと、
　前記ステアリングホイールの操作量を検知する操舵センサと、
　前記ステアリングホイールに対して機械的に切り離して設けられ、前記操舵センサで検知される前記ステアリングホイールの操作量に応じて左右一対の転舵輪の向きを変化させる転舵アクチュエータと、を有し、
　前記シャフトは、前記ステアリングホイールと一体に回転するステアバイワイヤ方式の車両用操舵装置。