特開 2022-149216 回転伝達装置及び車両用ステアバイワイヤ操舵装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022149216

(43)【公開日】2022-10-06

(54)【発明の名称】回転伝達装置及び車両用ステアバイワイヤ操舵装置

(51)【国際特許分類】

   F16D 27/118 20060101AFI20220929BHJP

   F16D 11/14 20060101ALI20220929BHJP

   F16C 35/077 20060101ALI20220929BHJP

   F16J 15/16 20060101ALI20220929BHJP

   B62D 5/04 20060101ALI20220929BHJP

【ＦＩ】

F16D27/118

F16D11/14

F16C35/077

F16J15/16 B

B62D5/04

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021051266

(22)【出願日】2021-03-25

(71)【出願人】

【識別番号】000102692

【氏名又は名称】ＮＴＮ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100130513

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 直也

(74)【代理人】

【識別番号】100074206

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 文二

(74)【代理人】

【識別番号】100130177

【弁理士】

【氏名又は名称】中谷 弥一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100127340

【弁理士】

【氏名又は名称】飛永 充啓

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 光司

(72)【発明者】

【氏名】齋藤 隆英

【テーマコード（参考）】

3D333

3J043

3J056

3J117

【Ｆターム（参考）】

3D333CB02

3D333CB29

3D333CB32

3D333CC23

3D333CD16

3D333CD17

3J043AA16

3J043DA09

3J056AA02

3J056AA63

3J056BA04

3J056BB21

3J056CA02

3J056CC12

3J056DA04

3J056GA12

3J117AA01

3J117CA06

3J117DA01

3J117DB04

3J117DB08

(57)【要約】

【課題】電磁石の通電状態に応じた第三の回転体の軸方向移動によって、第三の回転体との噛み合いの有無による第一及び第二の回転体間の回転伝達と遮断を切り替え可能な回転伝達装置の信頼性を向上させる。
【解決手段】電磁石６と第一の回転体２との間に介在する軸受７の端面３９ａを軸方向に支持する抜け止め手段４０により、電磁石６に対する軸受７の挿入方向とは反対側への変位を阻止する。また、第二の回転体３の軸１５のうち、シール４１と接触する密封面４２の直径Ｄ１を軸受８との嵌め合い面４２の直径Ｄ２よりも小径に設ける。アーマチュア１９は、ロータ５の側面２５に与えられた半径方向寸法の１／３以上の範囲に接触する。第三の回転体３の基体１８とアーマチュア１９間に隙間２１を設ける。ケース１１は非磁性体製にする。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第一の噛合部を有する第一の回転体と、第二の噛合部を有する第二の回転体と、前記第一の回転体及び前記第二の回転体に対して軸方向に移動可能に配置された第三の回転体と、前記第一の回転体に取り付けられたロータと、前記ロータに軸方向に対向する電磁石と、前記第三の回転体を前記ロータから離す方向に付勢する弾性反発手段と、前記電磁石と前記第一の回転体との間に介在する軸受と、を備え、
前記第三の回転体は、前記第一の噛合部に噛み合い可能な第三の噛合部と、前記第二の噛合部に噛み合い可能な第四の噛合部と、前記ロータに軸方向に対向するアーマチュアとを有し、
前記電磁石の通電状態に応じた前記第三の回転体の軸方向移動によって、前記第三及び第四の噛合部がそれぞれ対応の前記第一又は二の噛合部と噛み合う係合状態と、前記第三及び四の噛合部がそれぞれ対応の前記第一又は二の噛合部と噛み合わない解除状態とが切り替えられる回転伝達装置において、
前記電磁石に対する前記軸受の挿入方向とは反対側への変位を阻止するように前記軸受の端面を軸方向に支持する抜け止め手段を備えることを特徴とする回転伝達装置。

【請求項2】

前記抜け止め手段は、前記電磁石に取り付けられた止め輪からなる請求項１に記載の回転伝達装置。

【請求項3】

前記電磁石は、フィールドコアと、前記フィールドコアに巻かれたコイルとを有し、
前記抜け止め手段は、前記フィールドコアを前記第一の軸受に加締めた塑性変形部からなる請求項１に記載の回転伝達装置。

【請求項4】

第一の噛合部を有する第一の回転体と、第二の噛合部を有する第二の回転体と、前記第一の回転体及び前記第二の回転体に対して軸方向に移動可能に配置された第三の回転体と、前記第一の回転体に取り付けられたロータと、前記ロータに軸方向に対向する電磁石と、前記第三の回転体を前記ロータから離す方向に付勢する弾性反発手段と、前記第二の回転体の軸を支持する軸受と、前記軸を取り囲むシールと、を備え、
前記第三の回転体は、前記第一の噛合部に噛み合い可能な第三の噛合部と、前記第二の噛合部に噛み合い可能な第四の噛合部と、前記ロータに軸方向に対向するアーマチュアとを有し、
前記電磁石の通電状態に応じた前記第三の回転体の軸方向移動によって、前記第三及び第四の噛合部がそれぞれ対応の前記第一又は二の噛合部と噛み合う係合状態と、前記第三及び四の噛合部がそれぞれ対応の前記第一又は二の噛合部と噛み合わない解除状態とが切り替えられる回転伝達装置において、
前記第二の回転体の前記軸のうち、前記シールと接触する密封面の直径は、前記軸受との嵌め合い面の直径よりも小径に設けられていることを特徴とする回転伝達装置。

【請求項5】

第一の噛合部を有する第一の回転体と、第二の噛合部を有する第二の回転体と、前記第一の回転体及び前記第二の回転体に対して軸方向に変位可能に配置された第三の回転体と、前記第一の回転体に取り付けられたロータと、前記ロータに軸方向に対向する電磁石と、前記第三の回転体を前記ロータから離す方向に付勢する弾性反発手段と、を備え、
前記第三の回転体は、前記第一の噛合部に噛み合い可能な第三の噛合部と、前記第二の噛合部に噛み合い可能な第四の噛合部と、前記ロータに軸方向に対向するアーマチュアとを有し、
前記電磁石の通電状態に応じた前記第三の回転体の軸方向移動によって、前記第三及び第四の噛合部がそれぞれ対応の前記第一又は二の噛合部と噛み合う係合状態と、前記第三及び四の噛合部がそれぞれ対応の前記第一又は二の噛合部と噛み合わない解除状態とが切り替えられる回転伝達装置において、
前記アーマチュアは、前記ロータのアーマチュア側の側面に与えられた半径方向寸法の１／３以上の範囲に接触することを特徴とする回転伝達装置。

【請求項6】

第一の噛合部を有する第一の回転体と、第二の噛合部を有する第二の回転体と、前記第一の回転体及び前記第二の回転体に対して軸方向に変位可能に配置された第三の回転体と、前記第一の回転体に取り付けられたロータと、前記ロータに軸方向に対向する電磁石と、前記第三の回転体を前記ロータから離す方向に付勢する弾性反発手段と、を備え、
前記第三の回転体は、前記第一の噛合部に噛み合い可能な第三の噛合部と前記第二の噛合部に噛み合い可能な第四の噛合部とを含む基体と、前記ロータに軸方向に対向するアーマチュアとを有し、
前記電磁石の通電状態に応じた前記第三の回転体の軸方向移動によって、前記第三及び第四の噛合部がそれぞれ対応の前記第一又は二の噛合部と噛み合う係合状態と、前記第三及び四の噛合部がそれぞれ対応の前記第一又は二の噛合部と噛み合わない解除状態とが切り替えられる回転伝達装置において、
前記第三の回転体の前記基体と前記アーマチュアとの間に隙間が設けられていることを特徴とする回転伝達装置。

【請求項7】

第一の噛合部を有する第一の回転体と、第二の噛合部を有する第二の回転体と、前記第一の回転体及び前記第二の回転体に対して軸方向に変位可能に配置された第三の回転体と、前記第一の回転体に取り付けられたロータと、前記ロータに軸方向に対向する電磁石と、前記第三の回転体を前記ロータから離す方向に付勢する弾性反発手段と、を備え、
前記第三の回転体は、前記第一の噛合部に噛み合い可能な第三の噛合部と前記第二の噛合部に噛み合い可能な第四の噛合部とを含む基体と、前記ロータに軸方向に対向するアーマチュアとを有し、
前記電磁石の通電状態に応じた前記第三の回転体の軸方向移動によって、前記第三及び第四の噛合部がそれぞれ対応の前記第一又は二の噛合部と噛み合う係合状態と、前記第三及び四の噛合部がそれぞれ対応の前記第一又は二の噛合部と噛み合わない解除状態とが切り替えられる回転伝達装置において、
前記第三の回転体は、前記基体と前記アーマチュアとの間に配置された非磁性体を有することを特徴とする回転伝達装置。

【請求項8】

第一の噛合部を有する第一の回転体と、第二の噛合部を有する第二の回転体と、前記第一の回転体及び前記第二の回転体に対して軸方向に移動可能に配置された第三の回転体と、前記第一の回転体に取り付けられたロータと、前記ロータに軸方向に対向する電磁石と、前記第三の回転体を前記ロータから離す方向に付勢する弾性反発手段と、少なくとも前記第三の回転体及び前記ロータを収容するケースと、を備え、
前記第三の回転体は、前記第一の噛合部に噛み合い可能な第三の噛合部と、前記第二の噛合部に噛み合い可能な第四の噛合部と、前記ロータに軸方向に対向するアーマチュアとを有し、
前記電磁石の通電状態に応じた前記第三の回転体の軸方向移動によって、前記第三及び第四の噛合部がそれぞれ対応の前記第一又は二の噛合部と噛み合う係合状態と、前記第三及び四の噛合部がそれぞれ対応の前記第一又は二の噛合部と噛み合わない解除状態とが切り替えられる回転伝達装置において、
前記ケースは、非磁性体によって形成されていることを特徴とする回転伝達装置。

【請求項9】

第一の噛合部を有する第一の回転体と、第二の噛合部を有する第二の回転体と、前記第一の回転体及び前記第二の回転体に対して軸方向に移動可能に配置された第三の回転体と、前記第一の回転体に取り付けられたロータと、前記ロータに軸方向に対向する電磁石と、前記第三の回転体を前記ロータから離す方向に付勢する弾性反発手段と、を備え、
前記第三の回転体は、前記第一の噛合部に噛み合い可能な第三の噛合部と、前記第二の噛合部に噛み合い可能な第四の噛合部と、前記ロータに軸方向に対向するアーマチュアとを有し、
前記電磁石の通電状態に応じた前記第三の回転体の軸方向移動によって、前記第三及び第四の噛合部がそれぞれ対応の前記第一又は二の噛合部と噛み合う係合状態と、前記第三及び四の噛合部がそれぞれ対応の前記第一又は二の噛合部と噛み合わない解除状態とが切り替えられる回転伝達装置において、
前記ロータを軸方向に貫通する複数のスリットが形成されており、これらスリットは、前記ロータのアーマチュア側の側面の周方向複数個所に配置されていることを特徴とする回転伝達装置。

【請求項10】

第一の噛合部を有する第一の回転体と、第二の噛合部を有する第二の回転体と、前記第一の回転体及び前記第二の回転体に対して軸方向に移動可能に配置された第三の回転体と、前記第一の回転体に取り付けられたロータと、前記ロータに軸方向に対向する電磁石と、前記第三の回転体を前記ロータから離す方向に付勢する弾性反発手段と、を備え、
前記第三の回転体は、前記第一の噛合部に噛み合い可能な第三の噛合部と、前記第二の噛合部に噛み合い可能な第四の噛合部と、前記ロータに軸方向に対向するアーマチュアとを有し、
前記電磁石の通電状態に応じた前記第三の回転体の軸方向移動によって、前記第三及び第四の噛合部がそれぞれ対応の前記第一又は二の噛合部と噛み合う係合状態と、前記第三及び四の噛合部がそれぞれ対応の前記第一又は二の噛合部と噛み合わない解除状態とが切り替えられる回転伝達装置において、
前記弾性反発手段は、前記第三の回転体と前記ロータとの間で軸方向に伸縮する弾性部材からなることを特徴とする回転伝達装置。

【請求項11】

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舵角に応じて車輪の向きを変える転舵装置と、前記ステアリングホイールと前記転舵装置との間の操舵力伝達経路に組み込まれた請求項１から１０のいずれか１項に記載の回転伝達装置と、を備える車両用ステアバイワイヤ操舵装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、二軸間の回転の伝達と遮断の切り替えに用いられる回転伝達装置、及びこれを備える車両用ステアバイワイヤ操舵装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ステアリングホイールと、車輪の向きを変える転舵装置と、ステアリングホイールと転舵装置との間に組み込まれた回転伝達装置とを備える車両用ステアバイワイヤ操舵装置がある。その転舵装置は、アクチュエータ又は運転者からステアリングホイールに入力された操舵力によって車輪の向きを変える。通常時、回転伝達装置は、ステアリングホイール側と転舵装置側を機械的に分離し、操舵力を転舵装置側に出力しない一方、電源喪失等の異常時には、ステアリングホイール側と転舵装置側を機械的に連結し、操舵力を転舵装置側に出力する。この種の車両用ステアバイワイヤ操舵装置に用いられる回転伝達装置として、電磁的に噛み合いクラッチの係合状態と解除状態を切り替え可能なものがある。

【0003】

特許文献１に開示された回転伝達装置は、多数の歯からなる第一の噛合部を有する第一の回転体と、多数の歯からなる第二の噛合部を有する第二の回転体と、第一及び第二の回転体に対して軸方向に移動可能に配置された第三の回転体と、第一の回転体に取り付けられたロータと、ロータに軸方向に対向する電磁石と、第三の回転体をロータから離す方向に付勢する弾性反発手段と、を備える。第三の回転体は、第一の噛合部に噛み合い可能な第三の噛合部と、第二の噛合部に噛み合い可能な第四の噛合部と、ロータに軸方向に対向するアーマチュアとを有する。電磁石がアーマチュアを軸方向にロータに吸着することにより、弾性反発手段が蓄勢すると共に第三及び第四の噛合部がそれぞれ対応の第一又は第二の噛合部と噛み合う係合状態になり、電磁石の磁力が消失して弾性反発手段が第三の回転体をロータから離すことにより、第三及び第四の噛合部がそれぞれ対応の第一又は第二の噛合部と噛み合わない解除状態になる。

【0004】

その第一の回転体と、静止系に属する電磁石との間に軸受を配置し、第二の回転体と、静止系に属するケースとの間に軸受とシールとを配置し、さらに、第一の回転体と第二の回転体との間にも軸受を配置している。第一の回転体を支持する軸受は、電磁石に対して軸方向一方側から挿入されている。弾性反発手段は、磁性体製のピンと、係合部材と、付勢部材とで構成されている。ピンは、第三の回転体を軸方向に貫通する孔に挿入されている。係合部材は、第三の回転体の斜面とロータとの間に介在する。付勢部材は、係合部材を斜面に向かって付勢する。アーマチュアが軸方向にロータに吸着される際、ピンが係合部材を径方向内側に押し動かし、これに伴い、付勢部材が径方向内側へ圧縮されて蓄勢する。電磁石の磁力がピンを進出させる力は、ロータの側面と斜面との間に介在する係合部材を径方向内側へ押し動かすだけの小さい力で済み、また、電磁石の磁力がアーマチュアをロータの側面に吸着する力も、単に第一～第四の噛合部の噛み合いを解除するだけの比較的小さい力で済む。このため、特許文献１に開示された回転伝達装置は、電磁石の小型化を図ることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１９－１８３８８１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献１に開示された回転伝達装置は、ロータを電磁石に接近させる方向に作用する荷重、すなわち軸方向一方側への荷重が第一の回転体に作用するとき、第一の回転体の軸方向位置を軸受の圧入力のみで保持する構造になっている。このため、軸方向の繰り返し振動等によって第一の回転体が徐々に移動していき、電磁石とロータが接触してしまう可能性がある。すなわち、アーマチュアとロータ間の軸方向ギャップが異常拡大し、電磁石がアーマチュアをロータに吸着できず、第一～第四の噛合部の噛み合い解除を行って第一の回転体と第二の回転体間で回転伝達を遮断できない可能性があるため、回転伝達装置の信頼性に不安がある。

【0007】

また、第二の回転体の軸において、軸受に接触する嵌め合い面と、シールに接触する密封面とが同一径の円筒面状で軸方向に一連に形成されている。このため、軸の先端から軸受を挿入する際に密封面を擦り、密封面が僅かに傷つけられてシール性が悪化する可能性がある。すなわち、潤滑剤の漏洩や異物侵入により動作不良に至る可能性があるため、回転伝達装置の信頼性に不安がある。

【0008】

また、電磁石によるアーマチュアの吸着時、アーマチュアとロータの接触部の面積がロータ外周部付近の僅かな領域に限られているため、ロータからアーマチュアへの磁束受け渡しが少なく、磁気的にアーマチュアを吸引する力が弱い。また、ロータのアーマチュア側の側面は全面的に中実部になっているため、このこともロータからアーマチュアへの磁束の受け渡しに不利となる。また、ロータやアーマチュアから他の構成要素への磁束漏洩についても格別の対策が行われていない。従って、電磁石の磁力を小さくする場合、アーマチュアの吸着性が不十分になり易く、回転伝達装置の信頼性に不安がある。

【0009】

そこで、この発明が解決しようとする課題は、電磁石の通電状態に応じた第三の回転体の軸方向移動によって、第三の回転体との噛み合いの有無による第一及び第二の回転体間の回転伝達と遮断を切り替え可能な回転伝達装置の信頼性を向上させることにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記の課題を達成するための第一の発明は、第一の噛合部を有する第一の回転体と、第二の噛合部を有する第二の回転体と、前記第一の回転体及び前記第二の回転体に対して軸方向に移動可能に配置された第三の回転体と、前記第一の回転体に取り付けられたロータと、前記ロータに軸方向に対向する電磁石と、前記第三の回転体を前記ロータから離す方向に付勢する弾性反発手段と、前記電磁石と前記第一の回転体との間に介在する軸受と、を備え、前記第三の回転体は、前記第一の噛合部に噛み合い可能な第三の噛合部と、前記第二の噛合部に噛み合い可能な第四の噛合部と、前記ロータに軸方向に対向するアーマチュアとを有し、前記電磁石が前記アーマチュアを軸方向に前記ロータに吸着することにより、前記弾性反発手段が蓄勢すると共に前記第三及び四の噛合部がそれぞれ対応の前記第一又は二の噛合部と噛み合う係合状態になり、前記電磁石の磁力が消失して前記弾性反発手段が前記第三の回転体を前記ロータから離すことにより、前記第三及び四の噛合部がそれぞれ対応の前記第一又は二の噛合部と噛み合わない解除状態になる回転伝達装置において、前記電磁石に対する前記軸受の挿入方向とは反対側への変位を阻止するように前記軸受の端面を軸方向に支持する抜け止め手段を備える構成を採用したものである。

【0011】

上記第一の発明に係る構成によれば、第一の回転体に反挿入方向の荷重が作用したとき、抜け止め手段で軸受の端面が支持されるため、アーマチュアとロータ間の軸方向ギャップが異常拡大することを防いで、回転伝達装置の信頼性を向上させることができる。

【0012】

上記の課題を達成するための第二の発明は、第一の噛合部を有する第一の回転体と、第二の噛合部を有する第二の回転体と、前記第一の回転体及び前記第二の回転体に対して軸方向に移動可能に配置された第三の回転体と、前記第一の回転体に取り付けられたロータと、前記ロータに軸方向に対向する電磁石と、前記第三の回転体を前記ロータから離す方向に付勢する弾性反発手段と、前記第二の回転体の軸を支持する軸受と、前記軸を取り囲むシールと、を備え、前記第三の回転体は、前記第一の噛合部に噛み合い可能な第三の噛合部と、前記第二の噛合部に噛み合い可能な第四の噛合部と、前記ロータに軸方向に対向するアーマチュアとを有し、前記電磁石の通電状態に応じた前記第三の回転体の軸方向移動によって、前記第三及び第四の噛合部がそれぞれ対応の前記第一又は二の噛合部と噛み合う係合状態と、前記第三及び四の噛合部がそれぞれ対応の前記第一又は二の噛合部と噛み合わない解除状態とが切り替えられる回転伝達装置において、前記第二の回転体の前記軸のうち、前記シールと接触する密封面の直径は、前記軸受との嵌め合い面の直径よりも小径に設けられている構成を採用したものである。

【0013】

上記第二の発明に係る構成によれば、第二の回転体の軸における密封面の直径が軸受との嵌め合い面の直径よりも小径であるため、軸に軸受を通す際に密封面に接触することを避け、シール性が悪化することを防いで、回転伝達装置の信頼性を向上させることができる。

【0014】

上記の課題を達成するための第三の発明は、第一の噛合部を有する第一の回転体と、第二の噛合部を有する第二の回転体と、前記第一の回転体及び前記第二の回転体に対して軸方向に変位可能に配置された第三の回転体と、前記第一の回転体に取り付けられたロータと、前記ロータに軸方向に対向する電磁石と、前記第三の回転体を前記ロータから離す方向に付勢する弾性反発手段と、を備え、前記第三の回転体は、前記第一の噛合部に噛み合い可能な第三の噛合部と、前記第二の噛合部に噛み合い可能な第四の噛合部と、前記ロータに軸方向に対向するアーマチュアとを有し、前記電磁石の通電状態に応じた前記第三の回転体の軸方向移動によって、前記第三及び第四の噛合部がそれぞれ対応の前記第一又は二の噛合部と噛み合う係合状態と、前記第三及び四の噛合部がそれぞれ対応の前記第一又は二の噛合部と噛み合わない解除状態とが切り替えられる回転伝達装置において、前記アーマチュアは、前記ロータのアーマチュア側の側面に与えられた半径方向寸法の１／３以上の範囲に接触する構成を採用したものである。

【0015】

上記第三の発明に係る構成によれば、ロータのアーマチュア側の側面が有する半径方向寸法の１／３以上の範囲にアーマチュアが接触するため、磁気的にアーマチュアをロータへ吸引する力を強めて、回転伝達装置の信頼性を向上させることができる。

【0016】

上記の課題を達成するための第四の発明は、第一の噛合部を有する第一の回転体と、第二の噛合部を有する第二の回転体と、前記第一の回転体及び前記第二の回転体に対して軸方向に変位可能に配置された第三の回転体と、前記第一の回転体に取り付けられたロータと、前記ロータに軸方向に対向する電磁石と、前記第三の回転体を前記ロータから離す方向に付勢する弾性反発手段と、を備え、前記第三の回転体は、前記第一の噛合部に噛み合い可能な第三の噛合部と前記第二の噛合部に噛み合い可能な第四の噛合部とを含む基体と、前記ロータに軸方向に対向するアーマチュアとを有し、前記電磁石の通電状態に応じた前記第三の回転体の軸方向移動によって、前記第三及び第四の噛合部がそれぞれ対応の前記第一又は二の噛合部と噛み合う係合状態と、前記第三及び四の噛合部がそれぞれ対応の前記第一又は二の噛合部と噛み合わない解除状態とが切り替えられる回転伝達装置において、前記第三の回転体の前記基体と前記アーマチュアとの間に隙間が設けられている構成を採用したものである。

【0017】

上記第四の発明に係る構成によれば、アーマチュアから基体への磁束漏洩が隙間のところで抑制されるため、磁気的にアーマチュアをロータへ吸引する力を強めて、回転伝達装置の信頼性を向上させることができる。

【0018】

上記の課題を達成するための第五の発明は、第一の噛合部を有する第一の回転体と、第二の噛合部を有する第二の回転体と、前記第一の回転体及び前記第二の回転体に対して軸方向に変位可能に配置された第三の回転体と、前記第一の回転体に取り付けられたロータと、前記ロータに軸方向に対向する電磁石と、前記第三の回転体を前記ロータから離す方向に付勢する弾性反発手段と、を備え、前記第三の回転体は、前記第一の噛合部に噛み合い可能な第三の噛合部と前記第二の噛合部に噛み合い可能な第四の噛合部とを含む基体と、前記ロータに軸方向に対向するアーマチュアとを有し、前記電磁石の通電状態に応じた前記第三の回転体の軸方向移動によって、前記第三及び第四の噛合部がそれぞれ対応の前記第一又は二の噛合部と噛み合う係合状態と、前記第三及び四の噛合部がそれぞれ対応の前記第一又は二の噛合部と噛み合わない解除状態とが切り替えられる回転伝達装置において、前記第三の回転体は、前記基体と前記アーマチュアとの間に配置された非磁性体を有する構成を採用したものである。

【0019】

上記第五の発明に係る構成によれば、アーマチュアから基体への磁束漏洩が非磁性体のところで抑えられるため、磁気的にアーマチュアをロータへ吸引する力を強めて、回転伝達装置の信頼性を向上させることができる。

【0020】

上記の課題を達成するための第六の発明は、第一の噛合部を有する第一の回転体と、第二の噛合部を有する第二の回転体と、前記第一の回転体及び前記第二の回転体に対して軸方向に移動可能に配置された第三の回転体と、前記第一の回転体に取り付けられたロータと、前記ロータに軸方向に対向する電磁石と、前記第三の回転体を前記ロータから離す方向に付勢する弾性反発手段と、少なくとも前記第三の回転体及び前記ロータを収容するケースと、を備え、前記第三の回転体は、前記第一の噛合部に噛み合い可能な第三の噛合部と、前記第二の噛合部に噛み合い可能な第四の噛合部と、前記ロータに軸方向に対向するアーマチュアとを有し、前記電磁石の通電状態に応じた前記第三の回転体の軸方向移動によって、前記第三及び第四の噛合部がそれぞれ対応の前記第一又は二の噛合部と噛み合う係合状態と、前記第三及び四の噛合部がそれぞれ対応の前記第一又は二の噛合部と噛み合わない解除状態とが切り替えられる回転伝達装置において、前記ケースは、非磁性体によって形成されている構成を採用したものである。

【0021】

上記第六の発明に係る構成によれば、電磁石の発生した磁束が非磁性体製のケースに漏洩しないため、磁気的にアーマチュアをロータへ吸引する力を強めて、回転伝達装置の信頼性を向上させることができる。

【0022】

上記の課題を達成するための第七の発明は、第一の噛合部を有する第一の回転体と、第二の噛合部を有する第二の回転体と、前記第一の回転体及び前記第二の回転体に対して軸方向に移動可能に配置された第三の回転体と、前記第一の回転体に取り付けられたロータと、前記ロータに軸方向に対向する電磁石と、前記第三の回転体を前記ロータから離す方向に付勢する弾性反発手段と、を備え、前記第三の回転体は、前記第一の噛合部に噛み合い可能な第三の噛合部と、前記第二の噛合部に噛み合い可能な第四の噛合部と、前記ロータに軸方向に対向するアーマチュアとを有し、前記電磁石の通電状態に応じた前記第三の回転体の軸方向移動によって、前記第三及び第四の噛合部がそれぞれ対応の前記第一又は二の噛合部と噛み合う係合状態と、前記第三及び四の噛合部がそれぞれ対応の前記第一又は二の噛合部と噛み合わない解除状態とが切り替えられる回転伝達装置において、前記ロータを軸方向に貫通する複数のスリットが形成されており、これらスリットは、前記ロータのアーマチュア側の側面の周方向複数個所に配置されている構成を採用したものである。

【0023】

上記第七の発明に係る構成によれば、ロータを軸方向に貫通するスリットがアーマチュア側の側面の周方向複数個所に形成されているため、ロータ内だけを通って電磁石に戻る磁束を各スリットのところで減らしてロータとアーマチュア間での磁束の受け渡しを多くし、磁気的にアーマチュアをロータへ吸引する力を強めて、回転伝達装置の信頼性を向上させることができる。

【0024】

上記の課題を達成するための第八の発明は、第一の噛合部を有する第一の回転体と、第二の噛合部を有する第二の回転体と、前記第一の回転体及び前記第二の回転体に対して軸方向に移動可能に配置された第三の回転体と、前記第一の回転体に取り付けられたロータと、前記ロータに軸方向に対向する電磁石と、前記第三の回転体を前記ロータから離す方向に付勢する弾性反発手段と、を備え、前記第三の回転体は、前記第一の噛合部に噛み合い可能な第三の噛合部と、前記第二の噛合部に噛み合い可能な第四の噛合部と、前記ロータに軸方向に対向するアーマチュアとを有し、前記電磁石の通電状態に応じた前記第三の回転体の軸方向移動によって、前記第三及び第四の噛合部がそれぞれ対応の前記第一又は二の噛合部と噛み合う係合状態と、前記第三及び四の噛合部がそれぞれ対応の前記第一又は二の噛合部と噛み合わない解除状態とが切り替えられる回転伝達装置において、前記弾性反発手段は、前記第三の回転体と前記ロータとの間で軸方向に伸縮する弾性部材からなる構成を採用したものである。

【0025】

上記第八の発明に係る構成によれば、軸方向に伸縮する弾性部材で弾性反発手段を構成するため、第三の回転体とロータ間に弾性反発手段をコンパクトに配置してアーマチュアとロータの軸方向の対向面積を多くし、磁気的にアーマチュアをロータへ吸引する力を強めて、回転伝達装置の信頼性を向上させることができる。

【発明の効果】

【0026】

上記第一～八に係る各発明は、電磁石の通電状態に応じた第三の回転体の軸方向移動によって、第三の回転体との噛み合いの有無による第一及び第二の回転体間の回転伝達と遮断を切り替え可能なものであって、各発明の前提とする構成要素を具備した回転伝達装置の信頼性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】この発明の第一実施形態に係る回転伝達装置を示す断面図

【図2】図１のＩＩ－ＩＩ線の断面図

【図3】図１の弾性反発手段付近の拡大断面図

【図4】図３から解錠状態に変化したときの様子を示す断面図

【図5】この発明の第二実施形態に係る回転伝達装置を示す断面図

【図6】第二実施形態に係るロータの側面図

【図7】この発明の第三実施形態に係る回転伝達装置の第三の回転体付近を示す断面図

【図8】この発明の第四実施形態に係る回転伝達装置の抜け止め手段付近を示す断面図

【図9】この発明に係る車両用ステアバイワイヤ操舵装置の一例を示す概略図

【発明を実施するための形態】

【0028】

以下、上記第一～四、六及び八に係る各発明に対応の第一実施形態に係る回転伝達装置を添付図面の図１～図４に基づいて説明する。

【0029】

図１に示す回転伝達装置１は、回転の入力軸又は出力軸となる第一の回転体２と、回転の出力軸又は入力軸となる第二の回転体３と、第一及び二の回転体１，２間の回転伝達を中継するための第三の回転体４と、第三の回転体４を第一及び二の回転体１，２から離脱させるためのロータ５及び電磁石６と、第一及び二の回転体１，２を支持するための第一～第三の軸受７～９と、第三の回転体４を第一及び二の回転体１，２と係合する方向に付勢するための弾性反発手段１０と、これらを収容するケース１１とを基本的な構成要素として備える。これら各回転体２～４は、同一軸線ＣＬ上に配置されており、その軸線ＣＬ回りに回転可能に配置されている。

【0030】

ここで、軸線ＣＬに沿った方向を「軸方向」といい、図１において左右方向に相当し、軸方向一方側は図１において左側に相当し、軸方向他方側は図１において右側に相当する。また、軸線ＣＬに対して直角な方向を「径方向」といい、図１において上下方向に相当する。径方向において、軸線ＣＬに接近する方向を「径方向内側」といい、その逆に軸線ＣＬから遠ざかる方向を「径方向外側」という。また、軸線ＣＬ回りに一周する円周に沿った方向を「周方向」という。

【0031】

第一の回転体２は、第一の噛合部１２と、ケース１１の外部へ延びる軸１３とを有する。例えば、第一の噛合部１２と軸１３は一体に構成されている。

【0032】

第一の噛合部１２は、軸線ＣＬを基準として環状に配列された多数の山形（三角形や台形を含む）の歯部によって構成されている。第一の噛合部１２は、第一の回転体２の軸方向他方側の端部に形成されたフランジのうち、軸方向一方側の側面に形成されている。第一の噛合部１２を有するフランジの外径は、軸１３の直径よりも大きく、第一の回転体２の最大外径になっている。

【0033】

第二の回転体３は、第二の噛合部１４と、ケース１１の外部へ延びる軸１５とを有する。例えば、第二の噛合部１４と軸１５は一体に構成されている。軸１５は、ケース１１に対して第一の回転体２の軸１３とは反対側に位置している。

【0034】

軸１３，１５は、それぞれ他装置の回転伝達経路との接続に使用される。なお、第一の噛合部１２と軸１３をそれぞれ別個の部材とし、これら部材を接続して第一の回転体を構成してもよい。第二の噛合部１４と軸１５をそれぞれ別個の部材とし、これら部材を接続して第二の回転体を構成してもよい。

【0035】

第二の噛合部１４は、軸線ＣＬを基準として環状に配列された多数の山形（三角形や台形を含む）の歯部によって構成されており、第一の噛合部１２と同じ方向を向いている。第二の噛合部１４は、第二の回転体３の軸方向一方側の端部に形成された有底環状部のうち、軸方向一方側の側面に形成されている。第二の噛合部１４を有する有底環状部の外径は、第一の回転体２のフランジの外径よりも大きい。

【0036】

第三の回転体４は、第一及び第二の回転体２，３に対して相対回転可能かつ軸方向に変位可能な環状の組み立て体になっている。第三の回転体４は、第一の回転体２の軸１３に対して相対回転可能かつ軸方向に移動可能に嵌合されている。

【0037】

第三の回転体４の軸方向他方側の側面には、第三の噛合部１６及び第四の噛合部１７が設けられている。これら第三及び四の噛合部１６，１７は、それぞれ軸線ＣＬを基準として環状に配列された多数の山形（三角形や台形を含む）の歯部によって構成されている。第三の噛合部１６は、第一の噛合部１２に噛み合い可能である。第四の噛合部１７は、第二の噛合部１４に噛み合い可能である。

【0038】

第三の回転体４は、第三の噛合部１６及び第四の噛合部１７を含む基体１８と、基体１８に固定されたアーマチュア１９とを有する。基体１８及びアーマチュア１９は、それぞれ軸線ＣＬを基準とする環状部材からなる。アーマチュア１９は、磁性体によって形成されている。

【0039】

基体１８の外周には、軸方向一方側へ開放された切欠き部２０が形成されている。アーマチュア１９は、切欠き部２０に嵌合しかつ固定されている。アーマチュア１９の軸方向一方側の側面は、径方向に沿った平坦面状になっており、基体１８の軸方向一方側の側面よりも軸方向一方側へ突出している。

【0040】

アーマチュア１９の軸方向他方側の側面と、切欠き部２０との間には、隙間２１が設けられている。隙間２１は、アーマチュア１９から基体１８への磁束漏洩を抑制する。アーマチュア１９と切欠き部２０の接続に必要な接触部の確保や基体１８の所要部の強度確保の観点から、アーマチュア１９と基体１８の対面部の全域に設けることはできず、部分的に設けられている。図示例では、アーマチュア１９の中でも比較的径方向に長い領域と、切欠き部２０との対面部に限って隙間２１が設けられている。

【0041】

ロータ５は、第一の回転体２の軸１３に取り付けられた磁性体からなる。ロータ５は、第一の回転体２と一体に回転可能かつ第一の回転体２に対して軸方向に相対移動不可な状態に配置されている。ロータ５は、軸１３に嵌合する内筒２２と、内筒２２の軸方向他方側の端部から径方向外側に延びる端壁２３と、端壁２３から軸方向一方側に延びる外筒２４とからなる。内筒２２は、例えば、軸１３とスプライン嵌合される。端壁２３の軸方向他方側の側面は、径方向に沿った平坦面状になっている。内筒２２の軸方向他方側の端部と端壁２３は、ロータ５のアーマチュア１９側（軸方向他方側）の側面２５を構成している。ロータ５の側面２５は、軸方向一方側から軸１３の肩部に突き当てられている。内筒２２の軸方向一方側の端部は、軸１３に取り付けられた止め輪２６により軸方向に支持されている。これら軸１３の肩部と止め輪２６により、軸１３に対するロータ５の軸方向移動が規制されている。

【0042】

アーマチュア１９は、図２に示すように、弾性反発手段１０を配置するための径方向の切欠き部２７を周方向等配の複数個所に有する。周方向に隣り合う切欠き部２７間の内周部２８は、アーマチュア１９の内周の大部分を占めており、周方向に延びる円孤状になっている。

【0043】

アーマチュア１９のうち、内周部２８が存在する周方向領域は、ロータ５の側面２５に与えられた半径方向寸法ｒ１の１／３以上の範囲に接触する。半径方向寸法ｒ１は、ロータ５の内径と外径間の直径差の半分に相当する。アーマチュア１９の内周部２８からロータ５の外径縁と軸方向に対向する仮想円孤線上の部位までの範囲の径方向長さをｒ２とすると、ｒ２は、ｒ１／３以上であり、図示例では、ｒ１／２以上である。アーマチュア１９の径方向長さｒ２の全域は、ロータ５の側面２５に接触することができる。

【0044】

図１に示す電磁石６は、軸線ＣＬを基準とする環状体になっている。電磁石６は、ケース１１に固定されたフィールドコア２９と、フィールドコア２９に巻かれた電磁用コイル３０とからなる。電磁石６は、ロータ５に対してアーマチュア１９とは反対側（軸方向一方側）に配置されており、ケース１１と共に静止系に属する。

【0045】

図１は、電磁用コイル３０に通電していない非励磁状態のときを示している。非励磁状態のとき、弾性反発手段１０の付勢により、第三の噛合部１６が第一の噛合部１２と噛み合い状態にあり、第四の噛合部１６が第二の噛合部１４と噛み合う係合状態にある。つまり、回転伝達装置１は、第三の回転体４を介して第一の回転体２と第二の回転体３間で周方向のどちら側の回転をも伝達可能な係合状態にある。

【0046】

電磁用コイル２９に通電して励磁状態になると、フィールドコア２８とロータ５とアーマチュア１９とを通る磁路が形成される。この結果、電磁石６の磁力によって、アーマチュア１９がロータ５の側面２５に吸着される。この際、第三の回転体４は、全体的にアーマチュア１９と一体に移動し、ロータ５側へ向かって変位する。このため、第三の噛合部１６が第一の噛合部１２と噛み合わず、かつ第四の噛合部１６が第二の噛合部１４と噛み合わない解除状態になる。つまり、回転伝達装置１は、第一の回転体２と第二の回転体３間で周方向のどちら側の回転をも伝達不可な解除状態になる。

【0047】

非励磁状態のとき、弾性反発手段１０は、前述の係合状態を安定的に維持するとともに、電磁用コイル２９の通電の際、強制的に圧縮されて蓄勢し、前述の解除状態への移行を許容する。

【0048】

弾性反発手段１０は、アーマチュア１９よりも径方向内側に少なくとも１つ設けられており、図２に示すように、周方向等配に３つ設けられている。

【0049】

各弾性反発手段１０は、図２、図３に示すように、それぞれ基体１８に形成された斜面３１と、基体１８とロータ５の側面２５との間に配置された係合部材３２と、係合部材３２を付勢する付勢部材３３と、基体１８に挿通されたピン３４とを１つずつ有する。図３において、前述の係合状態のときの弾性反発手段１０付近を実線で示している。また、図４において、前述の解除状態のときの弾性反発手段１０付近を示す。

【0050】

図３に示すように、斜面３１は、第三の回転体４とロータ５の側面２５との間隔が径方向外側に向かって次第に狭くなるように形成されている。斜面３１は、図２、図３に示すように、基体１８に軸方向他方側に深さをもつように形成された凹部３５内に位置する。この凹部３５の最も深い底面は、基体１８の内径まで及んでおり、ロータ５の側面２５に沿っている。

【0051】

係合部材３２は、凹部３５に挿入され、ロータ５の側面２５と斜面３１との間に介在する。係合部材３２は、これら両面２５，３１を転がる転動体にすることが好ましく、図示例では、ローラからなる。

【0052】

付勢部材３３は、係合部材３２を斜面３１に向かって付勢する。付勢部材３３は、例えば圧縮コイルばねからなる。第三の回転体４は、基体１８の内周に固定された環状のばね受け部材３６を有する。付勢部材３３は、ばね受け部材３６と係合部材３２との間に介在する。付勢部材３３に付勢された係合部材３２は、ロータ５の側面２５と斜面３１とに対して楔の役割を果たすことができる。

【0053】

ピン３４は、付勢部材３３によって径方向外側へ押され切った係合部材３２を径方向内側へ押し出しつつ、ロータ５の側面２５へ向かって進出することができるように第三の回転体４に配置されている。ピン３４は、丸棒状の磁性体からなる。基体１８を軸方向に貫通するピン孔３７が形成されている。ピン３４は、ピン孔３７に挿通されており、ピン孔３７の孔内周に対して軸方向に摺動する。

【0054】

電磁石６の非通電時、アーマチュア１９とロータ５の側面２５との間には、軸方向のギャップｇ１が設けられている。一方、電磁石６の非通電時、ピン３４のロータ５側の先端面３４ａとロータ５の側面２５との間には、軸方向の隙間ｇ２が設けられている。このとき、ピン３４の先端面３４ａとは反対側の後端面３４ｂは、電磁石６の非通電時、第一の回転体２のフランジに接している。ギャップｇ１は隙間ｇ２よりも大きいため、電磁石６の磁力により、ロータ５の側面２５に対してピン３４がアーマチュア１９よりも先に吸着され、その後にアーマチュア１９がロータ５の側面２５に吸着される。

【0055】

ピン３４は、径方向外側に向かってロータ５側へ傾斜した押し出し面３４ｃを有する。図３中に二点鎖線で示すように、ピン３４がロータ５の側面２５へ向かって進出したときに、押し出し面３３ｃは、テーパ状空間部３１の先端側に押され切った係合部材３２を径方向内側へ押し出す。このとき、係合部材３２は、基体１８の凹部３５の周方向両側の内面によって径方向に案内されて、ロータ５の側面２５と凹部３５の凹底面間を転動することができる。

【0056】

前述の係合状態で回転伝達（トルク伝達）を行うとき、第一の噛合部１２と第三の噛合部１６との噛み合い面に軸方向の分力が作用し、第二の噛合部１４と第四の噛合部１７との噛み合い面に軸方向の分力が作用する。これら分力は、これらの噛み合いを解除する方向に働き、さらに、係合部材３２と斜面３１との接触部に作用する。この接触部において、係合部材３２を径方向内側へ押し出す力が働くが、この力を付勢部材３３の付勢力によって打ち消している。

【0057】

前述の係合状態から解除状態へ移行する際にピン３４の押し出し面３４ｃが係合部材３２を押し出すのに必要な力を小さくして、ピン３４をロータ５に吸着するのに必要な磁力を小さくするため、押し出し面３４ｃがロータ５の側面２５に対して係合部材３２側で成す傾斜角は、鋭角に設定されている。斜面３１がロータ５の側面２５に対して係合部材３２側で成す傾斜角は、押し出し面３４ｃが成す傾斜角に比して小さく設定されている。このため、付勢部材３３によって付勢されている係合部材３２をピン３４で押し出す力が小さくて済む。

【0058】

電磁石６が非励磁状態（非通電状態）のとき、図４に示すように、アーマチュア１９とピン３４がロータ５の側面２５から離れている。付勢部材３３に付勢されている係合部材３２は、テーパ状空間部３１の先端部に介在して、ロータ５の側面２５と斜面３５の間に係合（ロック）している。このとき、第一の噛合部１２と第三の噛合部１６とが噛み合い、第二の噛合部１４と第四の噛合部１７とが噛み合う係合状態にある。これら噛み合い部にトルクが作用しても、係合部材３２との接触部における基体１８の斜面３５の傾斜角が比較的緩いため、斜面３５が係合部材３２を径方向内側へ押し出す力は、極めて小さい。しかも、この小さい押し出す力を付勢部材３３によって打ち消している。これにより、係合部材３２は、ロータ５の側面２５と斜面３５との間に介在することによって、第三の回転体４が軸方向へ変位しないように規制することができ、また、第一～四の噛合部１２，１４，１６，１７に大きいトルクが作用した場合であっても、これらを適切な噛み合い状態に保つことができる。従って、回転伝達装置１は、第三の回転体４を介して第一の回転体２と第二の回転体３間で大きいトルクを伝達することができる。

【0059】

その後、電磁石６が通電状態（励磁状態）に切り替わると、電磁石６の磁力によって、吸引されたピン３４が先にロータ５の側面２５に向かって進出しつつ、係合部材３２を付勢部材３３の付勢力に抗して径方向内側へ押し出す。これにより、係合部材３２は、第三の回転体４がロータ５の側面２５に向かって軸方向他方側へ変位することを許す位置まで移動させられる。

【0060】

その直後に、電磁石６の磁力によって吸引されたアーマチュア１９がロータ５の側面２５に接近する。基体１８等を含む第三の回転体４の全体は、アーマチュア１９と共に移動するため、基体１８の斜面３５が係合部材３２を付勢部材３３の付勢力に抗してさらに径方向内側へ押し出していく。これにより、第三の回転体４は、アーマチュア１９がロータ５の側面２５に吸着されるまで軸方向に移動することができる。電磁石６の磁力によって、アーマチュア１９がロータ５の側面２５に吸着されるまでに、第一の噛合部１２と第三の噛合部１６とが噛み合わず、第二の噛合部１４と第四の噛合部１７とが噛み合わない解除状態になる。すなわち、回転伝達装置１は、第一の回転体２と第二の回転体３間の回転伝達を遮断する状態になる。

【0061】

図１に示すように、第一の回転体２は、第一の軸受７によってケース１１に対して回転可能に支持されている。第二の回転体３は、第二の軸受８によってケース１１に対して回転可能に支持されている。第一の回転体２の外周と、第二の回転体３の内周とは、第三の軸受９によって互いに相対回転可能に支持されている。

【0062】

第一～三の軸受７～９は、それぞれ軸方向の両方向に荷重を支持可能な非分離形の転がり軸受からなる。

【0063】

第二の軸受８に備わる内輪の軸方向一方側の端面は、第二の回転体３の外周に形成された肩部と軸方向に突き合う。また、第二の軸受８に備わる外輪の軸方向他方側の端面は、ハウジング１１の内周に形成された肩部と軸方向に突き合う。第三の軸受９に備わる内輪の軸方向一方側の端面は、第一の回転体２の外周に形成された肩部と軸方向に突き合う。また、第三の軸受９に備わる外輪の軸方向他方側の端面は、第二の回転体３の内周に形成された肩部と軸方向に突き合う。このため、第一の回転体２を軸方向他方側へ動かす方向の軸方向荷重が第一の回転体２に作用したり、第二の回転体３を軸方向他方側へ動かす方向の軸方向荷重が第二の回転体３に作用したりしても、第二及び三の軸受８，９が軸方向に変位せず、第一の回転体２や第二の回転体３が軸方向他方側に移動させられることはない。

【0064】

第一の軸受７は、電磁石６のフィールドコア２９の内周と第一の回転体２の軸１３との間に介在する。第一の軸受７は、フィールドコア２９に対して軸方向一方側の位置から軸方向他方側へ挿入される。このとき、第一の軸受７に備わる外輪３９の軸方向他方側の端面は、フィールドコア２９の内周に形成された肩部と軸方向に突き合う。この突き合いは、フィールコア２に対する第一の軸受７に嵌め込み位置を決めるためのものであって、第一の回転体２を軸方向他方側へ動かす方向の軸方向荷重を受けることを主目的としない。

【0065】

フィールドコア２９の内側に挿入された外輪３９の軸方向一方側への変位は、外輪３９の軸方向一方側の端面３９ａを軸方向に支持する抜け止め手段４０によって規制されている。抜け止め手段４０は、フィールドコア２９の内周に取り付けられた止め輪からなる。これにより、第一の軸受７の軸方向一方側への変位が阻止されている。このため、第一の回転体２を軸方向一方側へ動かす方向の軸方向荷重が第一の回転体２に作用したり、第二の回転体３を軸方向一方側へ押す方向の軸方向荷重が第二の回転体３に作用したりしても、第一の軸受７及び第一の回転体２が一体的に軸方向一方側へ移動させられることはない。従って、ロータ５の側面２５とアーマチュア１９間の軸方向ギャップｇ１（図３参照）が異常に拡大することはない。

【0066】

図１に示すように、第一の軸受７に備わる内輪３８の軸方向他方側の端面は、第一の回転体３の軸１３の外周に形成された肩部と軸方向に突き合う。この突き合いは、第一の軸受７及び電磁石６のアッセンブリをケース１１の内周と軸１３間に圧入する際にアッセンブリの押し込みを停止する位置を決めるためのものであって、第一の回転体２を軸方向他方側へ動かす方向の軸方向荷重を受けることを主目的としない。

【0067】

そのケース１１は、非磁性体からなる。このため、電磁石６が励磁状態のとき、フィールドコア２９とケース１１の内周の圧入部においてフィールドコア２９からケース１１に入る磁路が形成されず、電磁石６の発生する磁束がケース１１に漏洩しない。

【0068】

第二の回転体３の軸１５とケース１１との間は、軸１５を取り囲むシール４１によって密封されている。軸１５は、ケース１１と軸１５間に取り付けられたシール４１の内周に接触する密封面４２と、第二の軸受８の内周に接触する嵌め合い面４３とを有する。密封面４２は、嵌め合い面４３よりもケース１１の外部側（軸方向他方側）に位置する。第二の軸受８、シール４１の順に、それぞれ軸１５の軸方向他方側の先端から対応の嵌め合い面４３、密封面４２まで通される。その密封面４２の直径Ｄ１は、嵌め合い面４３の直径Ｄ２よりも小径に設けられている。第二の軸受８の内径は嵌め合い面４２の直径Ｄ２と略同等であるから、第二の軸受８を嵌め合い面４３まで軸１５に通す際、通常、比較的小径の密封面４２を擦ることは起こらない。

【0069】

この回転伝達装置１は、上述のように、第一の噛合部１２を有する第一の回転体２と、第二の噛合部１４を有する第二の回転体３と、第一の回転体２及び第二の回転体３に対して軸方向に移動可能に配置された第三の回転体４と、第一の回転体２に取り付けられたロータ５と、ロータ５に軸方向に対向する電磁石６と、第三の回転体４をロータ５から離す方向に付勢する弾性反発手段１０と、を備え、第三の回転体４が第一の噛合部１２に噛み合い可能な第三の噛合部１６と、第二の噛合部１４に噛み合い可能な第四の噛合部１６と、ロータ５に軸方向に対向するアーマチュア１９とを有し、電磁石６の通電状態に応じた第三の回転体４の軸方向移動によって、第三及び第四の噛合部１６，１７がそれぞれ対応の第一又は二の噛合部１２，１４と噛み合う係合状態と、第三及び四の噛合部１６，１７がそれぞれ対応の第一又は二の噛合部１２，１４と噛み合わない解除状態とが切り替えられるものであるから、電磁石６の通電状態に応じた第三の回転体４の軸方向移動によって、第三の回転体４との噛み合いの有無による第一及び第二の回転体１，２間の回転伝達と遮断を切り替えることができる。

【0070】

この回転伝達装置１は、特に、電磁石６と第一の回転体２との間に介在する軸受７について、電磁石６に対する軸受７の挿入方向とは反対側への変位を阻止するように軸受７の端面３９ａを軸方向に支持する抜け止め手段４０を備えることにより、第一の回転体２に反挿入方向の荷重が作用したとき、抜け止め手段４０で軸受７の端面３９ａが支持されて軸受７の変位が阻止されるため、アーマチュア１９とロータ５間の軸方向ギャップｇ１が異常拡大することを防いで、回転伝達装置１の信頼性を向上させることができる。

【0071】

また、この回転伝達装置１は、特に、第二の回転体３の軸１５のうち、軸１５を取り囲むシール４１と接触する密封面４２の直径Ｄ１が、軸１５を支持する軸受８との嵌め合い面４３の直径Ｄ２よりも小径に設けられていることにより、軸１５に軸受８を通す際、軸受８の内周が密封面４２に接触して擦り傷がつくことを避けられるので、シール性が悪化することを防いで、回転伝達装置１の信頼性を向上させることができる。

【0072】

また、この回転伝達装置１は、特に、アーマチュア１９がロータ５のアーマチュア１９側の側面２５に与えられた半径方向寸法ｒ１の１／３以上の範囲ｒ２に接触するため、アーマチュアの内周全周を弾性反発手段１０の配置に適合させた内径にする場合に比してアーマチュア１９とロータ５の側面２５の軸方向の対向面積を増やし、磁気的にアーマチュア１９をロータ５へ吸引する力を強めて、回転伝達装置１の信頼性を向上させることができる。

【0073】

また、この回転伝達装置１は、特に、第三の回転体４の第三の噛合部及び第四の噛合部を含む基体１８とアーマチュア１９との間に隙間２１が設けられていることにより、電磁石６の励磁時、アーマチュア１９から基体１８への磁束漏洩が隙間２１のところで抑制されるため、磁気的にアーマチュア１９をロータ５へ吸引する力を強めて、回転伝達装置１の信頼性を向上させることができる。

【0074】

また、この回転伝達装置１は、特に、第三の回転体４、ロータ５等を収容するケース１１が非磁性体によって形成されていることにより、電磁石６の発生した磁束が非磁性体製のケース１１に漏洩しないようし、磁気的にアーマチュア１９をロータ５へ吸引する力を強めて、回転伝達装置１の信頼性を向上させることができる。

【0075】

次に、上記第一～四及び六～八に係る各発明に対応の第二実施形態に係る回転伝達装置を添付図面の図５、図６に基づいて説明する。なお、以下では、第一実施形態との相違点を述べるに留める。

【0076】

図５に示す回転伝達装置５０は、第三の回転体５１と、ロータ５２と、弾性反発手段５３の構造を第一実施形態から変更したものである。

【0077】

ロータ５２の端壁５４には、ロータ５２を軸方向に貫通するスリット５５が形成されている。スリット５５は、ロータ５２の側面５６の周方向複数個所に配置されている。これらスリット５５は、同一円周上に配置されており、それぞれ円弧状に延びている。

【0078】

一つの弾性反発手段５３は、第一実施形態のばね受け部材、ピン、係合部材及び付勢部材に代えて、一つの弾性部材から構成されている。具体的には、弾性反発手段５３は、第三の回転体５１の基体５７とロータ５２の側面５６との間で軸方向に伸縮する弾性部材からなる。図示例の弾性反発手段５３は、コイル軸線を軸方向に向けた圧縮コイルばねからなる。各弾性反発手段５３は、基体５７の内周に形成された凹部と第一の回転体２の軸１３との間に配置されている。第一実施形態のばね受け部材は省略されている。

【0079】

各弾性反発手段５３は、電磁石６が励磁状態になって第三の回転体５１がロータ５２の側面５６に吸引されることに伴い、基体５７からロータ５２の側面５６へ押されて軸方向に縮められるので、蓄勢する。電磁石６が非励磁状態になると、弾性反発手段５３は、第三の回転体５１が係合状態になるまで軸方向に伸びる。

【0080】

前述のような弾性反発手段５３であれば、アーマチュア５８の内周部分を径方向に切欠いて配置スペースを作ることが不要である。このため、アーマチュア５８は、全周に亘って一定の内径及び外径を有する円環盤状になっている。アーマチュア５８の内周は、基体５７の外周に全周で嵌合されている。アーマチュア５８は、その全周に亘ってロータ５２の側面５６に与えられた半径方向寸法の１／３以上の範囲に接触することができる。このため、回転伝達装置５０は、第一実施形態に比してアーマチュア５８とロータ５２の側面５６の対向面積を増やして、アーマチュア５８に作用する吸引力をより強くすることができる。

【0081】

また、アーマチュア５８の軸方向他方側の側面と基体５７との間には、基体５７とアーマチュア５８の外周部同士の接触領域を除いた全範囲に隙間５９が設けられている。このため、回転伝達装置５０は、第一実施形態に比してアーマチュア５８とロータ５２の側面５６の対向面積を増やしても、アーマチュア５８から基体５７への磁束漏洩を抑えることができる。

【0082】

この回転伝達装置５０は、特に、ロータ５２を軸方向に貫通する複数のスリット５５が形成されており、これらスリット５５がロータ５２のアーマチュア５８側の側面５６の周方向複数個所に配置されていることにより、ロータ５２内だけを通って電磁石６に戻る磁束を各スリット５５のところで減らしてロータ５２とアーマチュア５８間での磁束の受け渡しを多くし（図５において磁束の受け渡しの様子を矢線で概念的に示す。）、磁気的にアーマチュア５８をロータ５２へ吸引する力を強めて、回転伝達装置５０の信頼性を向上させることができる。

【0083】

また、この回転伝達装置５０は、特に、弾性反発手段５３が第三の回転体５１とロータ５２との間で軸方向に伸縮する弾性部材からなることにより、第三の回転体５１とロータ５２間に弾性反発手段５３をコンパクトに配置してアーマチュア５８とロータ５２の軸方向の対向面積を多くし、磁気的にアーマチュア５８をロータ５２へ吸引する力を強めて、回転伝達装置５０の信頼性を向上させることができる。

【0084】

次に、上記第一～八に係る各発明に対応の第三実施形態を添付図面の図７に基づいて説明する。なお、第三実施形態は、第二実施形態からさらに変更したものであるので、以下では、第二実施形態との相違点を述べるに留める。

【0085】

第三実施形態に係る第三の回転体６０は、基体６１とアーマチュア６２との間に配置された非磁性体６３を有する。非磁性体６３は、アーマチュア６２と基体６１の全ての対向面間を隔てるように配置されている。図示例の非磁性体６３は、アーマチュア６２の内周全面と、アーマチュア６２の基体６２側の側面全面とを基体６１に対して遮蔽する環状部材からなる。

【0086】

第三実施形態に係る回転伝達装置は、アーマチュア６２から基体６１への磁束漏洩が非磁性体６３のところで抑えられるため、磁気的にアーマチュア６１をロータ５２（図５参照）へ吸引する力を強めて、この回転伝達装置の信頼性を向上させることができる。

【0087】

なお、第一実施形態においても非磁性体をアーマチュアと基体間に介在させることは可能である。また、アーマチュアと基体間に隙間を設ける場合、アーマチュアと基体間の隙間以外の対向領域に非磁性体を介在させてもよい。

【0088】

次に、上記第一～八に係る各発明に対応の第四実施形態を添付図面の図８に基づいて説明する。なお、第四実施形態は、第一実施形態に係る回転伝達装置から抜け止め手段のみが変更したものである。

【0089】

第四実施形態に係る抜け止め手段７０は、電磁石のフィールドコア７１を第一の軸受７の端面３９ａに加締めた塑性変形部からなる。抜け止め手段７０は、第一の軸受７をフィールドコア７１の内周の肩部７２に軸方向に突き合うように嵌めた後、フィールコア７１の軸方向一方側の端部を外輪３の軸方向一方側の端面３９ａに接触させるように加締めることにより設けられる。このため、部品点数を抑えることができる。このような抜け止め手段７０は、第二又は三実施形態においても採用することが可能である。

【0090】

上述の第一～四実施形態に係る回転伝達装置は、信頼性に優れるものなので、車両用ステアバイワイヤ操舵装置に好適である。

【0091】

例えば、図９に示すように、車両用ステアバイワイヤ操舵装置は、ステアリングホイール１００と、ステアリングホイール１００の操舵角に応じて左右の車輪１０１の向きを変える転舵装置１０２と、ステアリングホイール１００と転舵装置１０２との間の操舵力伝達経路に組み込まれた回転伝達装置１０３とを備える。回転伝達装置１０３は、上記第一～四実施形態の一つ以上に対応のものである。

【0092】

この車両用ステアバイワイヤ操舵装置は、通常時、運転者によるステアリングホイール１００の操舵角を電気信号に変換し、その電気信号に基づいて転舵装置１０２の電動アクチュエータが左右の車輪１０１を転舵するようになっている。

【0093】

また、車両用ステアバイワイヤ操舵装置は、車両の挙動に応じてステアリングホイール１００に操舵反力を与える反力アクチュエータ１０４も備えている。

【0094】

回転伝達装置１０３に備わる第二の回転体３が軸継手１０５を介してステアリングホイール１０１側のコラム１０６に接続される。また、回転伝達装置１０３に備わる第一の回転体２が軸継手１０７を介して転舵装置１０２側のシャフト１０８に接続されている。なお、軸継手１０６，１０７の一方を省略してもよい。

【0095】

回転伝達装置１０３は、通常（電磁石に通電された励磁状態のとき）、ステアリングホイール１００と転舵装置１０２の間で回転の伝達を遮断し、電源喪失時などの異常が発生したとき（例えば、電磁石に通電されず非励磁状態になったとき）、ステアリングホイール１００と転舵装置１０２の間で回転を伝達する。転舵装置１０２は、回転伝達装置１０３から出力された回転を利用して左右の車輪１０１の向きを変えることができる。

【0096】

今回開示された各実施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。従って、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。

【符号の説明】

【0097】

１，５０ 回転伝達装置
２ 第一の回転体
３ 第二の回転体
４，５１，６０ 第三の回転体
５，５２ ロータ
６ 電磁石
７ 軸受
８ 軸受
１０，５３ 弾性反発手段
１１ ケース
１２ 第一の噛合部
１３ 軸
１４ 第二の噛合部
１５ 軸
１６ 第三の噛合部
１７ 第四の噛合部
１８，５７，６１ 基体
１９，５８，６２ アーマチュア
２１，５９ 隙間
２５，５６ 側面
２９，７１ フィールドコア
３９ 外輪
３９ａ 端面
４０，７０ 抜け止め手段
４１ シール
４２ 密封面
４３ 嵌め合い面
５５ スリット
６３ 非磁性体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】