特開 2024-125621 ステアバイワイヤ方式の操舵装置

(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】P2024125621

(43)【公開日】2024-09-19

(54)【発明の名称】ステアバイワイヤ方式の操舵装置

(51)【国際特許分類】

   B62D 5/04 20060101AFI20240911BHJP

【ＦＩ】

B62D5/04

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023033555

(22)【出願日】2023-03-06

(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

(72)【発明者】

【氏名】齋藤 隆英

(72)【発明者】

【氏名】妙木 愛子

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 光司

(72)【発明者】

【氏名】石川 慎太朗

【テーマコード（参考）】

3D333

【Ｆターム（参考）】

3D333CB02

3D333CB29

3D333CB44

3D333CC16

3D333CD05

3D333CD10

3D333CD14

3D333CE53

(57)【要約】

【課題】ステアリングホイールの回転が規制される角度位置を、中立位置から１８０°を超える角度位置に設定することができ、しかも、その角度位置を任意に変化させることが可能なステアバイワイヤ方式の操舵装置を提供する。
【解決手段】ステアリングホイール１の回転が入力される太陽歯車２３と、回転を出力する遊星キャリヤ２４と、太陽歯車２３から遊星キャリヤ２４への回転伝達経路の一部を構成する内歯車２１と、遊星キャリヤ２４に固定して設けられたストッパ３５と、ストッパ３５を受け止めて遊星キャリヤ２４の回転可能範囲を規制するストッパ受け部３７と、内歯車２１に回転を入力するストッパ角度調整モータ１６とを有するステアバイワイヤ方式の操舵装置。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ステアリングホイール（１）と、
前記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、
前記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、前記操舵センサ（５）で検知される前記ステアリングホイール（１）の操作量に応じて操舵対象（３）の向きを変化させる転舵アクチュエータ（２）と、を有するステアバイワイヤ方式の操舵装置において、
前記ステアリングホイール（１）の回転が入力される入力側回転部材と、回転を出力する出力側回転部材と、前記入力側回転部材から前記出力側回転部材への回転伝達経路の一部を構成する差動回転部材とを有し、前記差動回転部材に回転を入力することで、前記入力側回転部材の回転角度に対する前記出力側回転部材の回転角度の角度関係を変化させることができるように構成された差動減速機構と、
前記出力側回転部材と一体に回転するように前記出力側回転部材に固定して設けられたストッパ（３５）と、
前記ストッパ（３５）を受け止めて前記出力側回転部材の回転可能範囲を規制するストッパ受け部（３７）と、
前記差動回転部材に回転を入力するストッパ角度調整モータ（１６）とを有することを特徴とするステアバイワイヤ方式の操舵装置。

【請求項2】

前記差動減速機構は、太陽歯車（２３）と、前記太陽歯車（２３）を囲むリング状に形成され、前記太陽歯車（２３）を中心に回転可能に設けられた内歯車（２１）と、前記内歯車（２１）と前記太陽歯車（２３）の間に周方向に間隔をおいて配置され、前記内歯車（２１）と前記太陽歯車（２３）に同時に噛み合う複数の遊星歯車（２５）と、前記複数の遊星歯車（２５）を自転可能かつ前記太陽歯車（２３）まわりに公転可能に支持する遊星キャリヤ（２４）とを有する遊星歯車減速機構（２０）であり、
前記太陽歯車（２３）が、前記入力側回転部材であり、
前記内歯車（２１）が、前記差動回転部材であり、
前記遊星キャリヤ（２４）が、前記出力側回転部材である請求項１に記載のステアバイワイヤ方式の操舵装置。

【請求項3】

前記内歯車（２１）の外周には外歯（３２）が設けられ、
前記外歯（３２）に噛み合う螺旋状のねじ山（３３）を外周にもつウォーム（３４）が設けられ、
前記ウォーム（３４）が前記ストッパ角度調整モータ（１６）で回転駆動される請求項２に記載のステアバイワイヤ方式の操舵装置。

【請求項4】

前記ウォーム（３４）は、前記ウォーム（３４）の軸線方向が前記内歯車（２１）の軸線方向に対して直交する向きとなるように配置され、そのウォーム（３４）の軸線上に前記ストッパ角度調整モータ（１６）が配置されている請求項３に記載のステアバイワイヤ方式の操舵装置。

【請求項5】

前記外歯（３２）は、前記内歯車（２１）に一体に形成されている請求項３または４に記載のステアバイワイヤ方式の操舵装置。

【請求項6】

前記遊星歯車減速機構（２０）を収容するケース（２２）を更に有し、
前記ストッパ（３５）は、前記遊星キャリヤ（２４）の軸方向側面に形成された突起であり、
前記ケース（２２）には、前記ストッパ（３５）を周方向に移動可能に収容し、３６０°未満の角度範囲で周方向に延びるストッパ溝（３６）が設けられ、
前記ストッパ受け部（３７）は、前記ストッパ溝（３６）の周方向端面である請求項２から４のいずれかに記載のステアバイワイヤ方式の操舵装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、ステアリングホイールと操舵対象との間が機械的に切り離された状態で操舵対象の転舵を行なうステアバイワイヤ方式の操舵装置に関する。

【背景技術】

【0002】

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、車両の転舵輪の向きを変化させる操舵装置として、ステアバイワイヤ方式のものが知られている（例えば、特許文献１）。ステアバイワイヤ方式の操舵装置は、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し、その転舵アクチュエータが、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、左右一対の転舵輪の向きを変化させる。

【0003】

このステアバイワイヤ方式の操舵装置は、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ので、例えば、ステアリングホイールを操作したときの転舵輪の向きの変化量を車両の走行速度に応じて調整するといったように、車両の走行速度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最適化することが可能であり、車両の走行安定性や運動性能の向上を可能とするものとして期待されている。

【0004】

ところで、特許文献１の車両用操舵装置は、ステアリングホイールが、予め設定された角度範囲を超えて回転操作されるのを防止するため、ステアリングホイールに接続されたステアリングシャフトの外周の周方向の１箇所に外周突起（第１係止部）を設けるとともに、ステアリングシャフトを回転可能に収容する筒状のステアリングコラムの内周の周方向の１箇所に内周突起（第２係止部）を設け、ステアリングシャフトの外周突起（第１係止部）をステアリングコラムの内周の内周突起（第２係止部）で周方向に受け止めることで、ステアリングホイールの回転角度を予め設定された範囲内に規制するようにしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０２１－１７２２０２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１の車両用操舵装置は、ステアリングシャフトの外周に設けた外周突起（第１係止部）を、ステアリングコラムの内周に設けた内周突起（第２係止部）で周方向に受け止める構成なので、ステアリングホイールの回転が規制される角度位置を、中立位置から１８０°未満の角度位置にしか設定することができない。

【0007】

また、特許文献１の車両用操舵装置は、ステアリングシャフトの外周に設けた外周突起（第１係止部）を、ステアリングコラムの内周に設けた内周突起（第２係止部）で周方向に受け止める構成なので、予め設定された固定の角度位置でしか、ステアリングホイールの回転を規制することができず、ステアリングホイールの回転が規制される角度位置を変更することはできない。そのため、例えば、車両の走行速度に応じて、ステアリングホイールの回転が規制される角度位置を変化させるということができなかった。

【0008】

この問題は、車両の転舵輪を操舵対象とするステアバイワイヤ方式の車両用ステアリング装置以外にも、ステアバイワイヤ方式のステアリング装置であれば、例えば、船舶の船尾に設けられる舵（船外機等）を操舵対象とするステアバイワイヤ方式の船舶用ステアリング装置などにも存在する。

【0009】

この発明が解決しようとする課題は、ステアリングホイールの回転が規制される角度位置を、中立位置から１８０°を超える角度位置に設定することができ、しかも、その角度位置を任意に変化させることが可能なステアバイワイヤ方式の操舵装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記の課題を解決するため、この発明では、以下の構成のステアバイワイヤ方式の操舵装置を提供する。
［構成１］
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操舵対象の向きを変化させる転舵アクチュエータと、を有するステアバイワイヤ方式の操舵装置において、
前記ステアリングホイールの回転が入力される入力側回転部材と、回転を出力する出力側回転部材と、前記入力側回転部材から前記出力側回転部材への回転伝達経路の一部を構成する差動回転部材とを有し、前記差動回転部材に回転を入力することで、前記入力側回転部材の回転角度に対する前記出力側回転部材の回転角度の角度関係を変化させることができるように構成された差動減速機構と、
前記出力側回転部材と一体に回転するように前記出力側回転部材に固定して設けられたストッパと、
前記ストッパを受け止めて前記出力側回転部材の回転可能範囲を規制するストッパ受け部と、
前記差動回転部材に回転を入力するストッパ角度調整モータとを有することを特徴とするステアバイワイヤ方式の操舵装置。

【0011】

この構成を採用すると、ステアリングホイールの回転を差動減速機構で減速して出力側回転部材に伝達し、その出力側回転部材に設けたストッパでステアリングホイールの回転を規制するので、ステアリングホイールの回転が規制される角度位置を、中立位置から１８０°を超える角度位置に設定することが可能である。また、ストッパ角度調整モータを作動させ、そのストッパ角度調整モータの回転を差動回転部材に入力することで、入力側回転部材の回転角度に対する出力側回転部材の回転角度の角度関係を変化させることができるので、ステアリングホイールの回転が規制される角度位置を、任意に変化させることが可能である。

【0012】

［構成２］
前記差動減速機構は、太陽歯車と、前記太陽歯車を囲むリング状に形成され、前記太陽歯車を中心に回転可能に設けられた内歯車と、前記内歯車と前記太陽歯車の間に周方向に間隔をおいて配置され、前記内歯車と前記太陽歯車に同時に噛み合う複数の遊星歯車と、前記複数の遊星歯車を自転可能かつ前記太陽歯車まわりに公転可能に支持する遊星キャリヤとを有する遊星歯車減速機構であり、
前記太陽歯車が、前記入力側回転部材であり、
前記内歯車が、前記差動回転部材であり、
前記遊星キャリヤが、前記出力側回転部材である構成１に記載のステアバイワイヤ方式の操舵装置。

【0013】

この構成を採用すると、差動減速機構がコンパクトであり、かつ、差動減速機構の減速比を１／３～１／５程度の大きさに設定することができるので、ステアリングホイールの回転角度を規制する用途に好適である。

【0014】

［構成３］
前記内歯車の外周には外歯が設けられ、
前記外歯に噛み合う螺旋状のねじ山を外周にもつウォームが設けられ、
前記ウォームが前記ストッパ角度調整モータで回転駆動される構成２に記載のステアバイワイヤ方式の操舵装置。

【0015】

この構成を採用すると、ストッパ角度調整モータから内歯車への回転の伝達にウォームを使用しているので、内歯車からストッパ角度調整モータへの逆入力を防止することができる。そのため、ストッパ角度調整モータを作動させていないにもかかわらず、ステアリングホイールの回転が伝達することで内歯車が回転してしまい、ステアリングホイールの回転が規制される角度位置が変化してしまうといった問題が生じるのを防止することが可能となる。

【0016】

［構成４］
前記ウォームは、前記ウォームの軸線方向が前記内歯車の軸線方向に対して直交する向きとなるように配置され、そのウォームの軸線上に前記ストッパ角度調整モータが配置されている構成３に記載のステアバイワイヤ方式の操舵装置。

【0017】

この構成を採用すると、ストッパ角度調整モータとウォームとをコンパクトに配置することができる。

【0018】

［構成５］
前記外歯は、前記内歯車に一体に形成されている構成３または４に記載のステアバイワイヤ方式の操舵装置。

【0019】

この構成を採用すると、外歯をもつ環状の別部材を内歯車の外周に嵌合するよりも、内歯車をコンパクトなものとすることができる。

【0020】

［構成６］
前記遊星歯車減速機構を収容するケースを更に有し、
前記ストッパは、前記遊星キャリヤの軸方向側面に形成された突起であり、
前記ケースには、前記ストッパを周方向に移動可能に収容し、３６０°未満の角度範囲で周方向に延びるストッパ溝が設けられ、
前記ストッパ受け部は、前記ストッパ溝の周方向端面である構成２から５のいずれかに記載のステアバイワイヤ方式の操舵装置。

【0021】

この構成を採用すると、遊星歯車減速機構を収容するケースが、ストッパを受け止めるストッパ受け部を兼ねるので、装置の部品点数を抑えることが可能となる。

【発明の効果】

【0022】

この発明のステアバイワイヤ方式の操舵装置は、ステアリングホイールの回転を差動減速機構で減速して出力側回転部材に伝達し、その出力側回転部材に設けたストッパでステアリングホイールの回転を規制するので、ステアリングホイールの回転が規制される角度位置を、中立位置から１８０°を超える角度位置に設定することが可能である。また、ストッパ角度調整モータを作動させ、そのストッパ角度調整モータの回転を差動回転部材に入力することで、入力側回転部材の回転角度に対する出力側回転部材の回転角度の角度関係を変化させることができるので、ステアリングホイールの回転が規制される角度位置を、任意に変化させることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】この発明の第１実施形態にかかるステアバイワイヤ方式の操舵装置を模式的に示す図

【図2】図１に示す操舵角規制ユニットの断面図

【図3】図２のIII－III線に沿った断面図

【図4】図２に示す操舵角規制ユニットの分解斜視図

【図5】図３に示すストッパとストッパ溝を軸方向から見た図

【図6】この発明の第２実施形態を図２に対応して示す図

【図7】図６のVII－VII線に沿った断面図

【発明を実施するための形態】

【0024】

図１に、この発明の第１実施形態にかかるステアリング装置を示す。このステアリング装置は、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、左右一対の転舵輪３の向きを変化させるステアバイワイヤ方式の車両用ステアリング装置である。

【0025】

ステアリング装置は、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に連結されたステアリングシャフト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、ステアリングホイール１の回転角度を規制する操舵角規制ユニット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。

【0026】

ステアリングシャフト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、ステアリングシャフト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。

【0027】

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、ステアリングシャフト４の端部に連結されている。反力モータ６は、回転トルクをステアリングシャフト４に入力することで、そのステアリングシャフト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。

【0028】

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。

【0029】

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。

【0030】

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１５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、車両の走行速度に応じて、ステアリングホイール１の回転が規制される角度位置を変化させるように操舵角規制ユニット７のストッパ角度調整モータ１６（図２参照）を作動させる制御も行なう。

【0031】

図３に示すように、反力モータ６は、モータケース１７と、モータケース１７からステアリングホイール１（図１参照）の側とは反対側（図では下側）に突出する反力モータシャフト１８とを有する。反力モータシャフト１８は、モータケース１７の内部に組み込まれた転がり軸受１９で回転可能に支持されている。また、反力モータシャフト１８は、ステアリングシャフト４（図１参照）と一体回転するようにステアリングシャフト４に連結されている。モータケース１７は、ステアリングシャフト４（図１参照）の回転時にも回転しないように車体（図示せず）に固定されている。

【0032】

図２に示すように、操舵角規制ユニット７は、遊星歯車減速機構２０と、遊星歯車減速機構２０の内歯車２１に回転を入力するストッパ角度調整モータ１６と、遊星歯車減速機構２０を収容するケース２２を有する。ケース２２は、モータケース１７（図３参照）に固定されている。遊星歯車減速機構２０は、ステアリングホイール１（図１参照）の回転が入力される入力側回転部材としての太陽歯車２３と、太陽歯車２３に入力された回転を減速して出力する出力側回転部材としての遊星キャリヤ２４と、太陽歯車２３から遊星キャリヤ２４への回転伝達経路の一部を構成する差動回転部材としての内歯車２１とを有する。

【0033】

図３に示すように、太陽歯車２３は、反力モータシャフト１８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、太陽歯車２３は、ステアリングホイール１（図１参照）と一体に回転するようにステアリングシャフト４および反力モータシャフト１８を介してステアリングホイール１に連結した状態となっている。ここでは、太陽歯車２３を反力モータシャフト１８とは別体に形成し、その太陽歯車２３を反力モータシャフト１８に取り付けたが、反力モータシャフト１８と一体に太陽歯車２３を形成してもよい。

【0034】

内歯車２１は、太陽歯車２３を囲むリング状に形成されている。内歯車２１と太陽歯車２３の間には、周方向に間隔をおいて複数の遊星歯車２５が配置されている。内歯車２１の内周には、遊星歯車２５に噛み合う複数の内歯２６が周方向に一定ピッチで形成されている。遊星歯車２５は、内歯車２１と太陽歯車２３に同時に噛み合っている。

【0035】

遊星キャリヤ２４は、キャリヤ本体２７と、キャリヤ本体２７の中心から径方向に離れた位置に取り付けられた複数の遊星軸２８とを有する。遊星軸２８は、キャリヤ本体２７と一体に公転するようにキャリヤ本体２７に固定されている。遊星歯車２５は、遊星軸２８に自転可能に支持されている。キャリヤ本体２７は、ケース２２に組み付けられた転がり軸受２９で回転可能に支持されている。また、キャリヤ本体２７には、太陽歯車２３を回転可能に支持する転がり軸受３０が組み込まれている。遊星キャリヤ２４は、各遊星歯車２５を、各遊星歯車２５の中心まわりに自転可能、かつ、太陽歯車２３まわりに公転可能に支持している。

【0036】

内歯車２１は、キャリヤ本体２７の外周に設けた転がり軸受３１で回転可能に支持されており、この内歯車２１に回転を入力することで、太陽歯車２３の回転角度に対する遊星キャリヤ２４の回転角度の角度関係を変化させることができるようになっている。すなわち、図２に示す太陽歯車２３を所定角度θだけ回転させたときの遊星キャリヤ２４の回転角度は、内歯車２１の回転を阻止した状態では、太陽歯車２３の回転角度θに減速比１／ｎ（ｎは、内歯車２１の内周の内歯２６の歯数を太陽歯車２３の外周の歯数で割った値に１を足した数）を乗じた角度となるが、このとき、内歯車２１の回転を阻止するのではなく、内歯車２１に太陽歯車２３の回転方向と同方向の回転を入力すると、遊星キャリヤ２４の回転角度が、太陽歯車２３の回転角度θに減速比１／ｎを乗じた角度よりも大きい角度となり、一方、内歯車２１を太陽歯車２３の回転方向とは逆方向の回転を入力すると、遊星キャリヤ２４の回転角度が、太陽歯車２３の回転角度θに減速比１／ｎを乗じた角度よりも小さい角度となるようになっている。

【0037】

図２、図３に示すように、内歯車２１の外周には、複数の外歯３２が周方向に一定のピッチで全周にわたって設けられている。外歯３２は、外歯３２をもつ環状の別部材を内歯車２１の外周に嵌合するようにして設けてもよいが、ここでは内歯車２１の外周に一体に外歯３２を形成している。外歯３２には、螺旋状に延びるねじ山３３を外周にもつウォーム３４が噛み合っている。ウォーム３４は、ウォーム３４の軸線方向が内歯車２１の軸線方向に対して直交する向きとなるように配置され、そのウォーム３４の軸線上に、ウォーム３４を回転駆動するストッパ角度調整モータ１６が配置されている。ストッパ角度調整モータ１６は、減速機を組み込んだ電動モータを採用することができる。電動モータはケース２２に固定されている。

【0038】

遊星キャリヤ２４の軸方向側面には、ストッパ３５が形成されている。ストッパ３５は、遊星キャリヤ２４と一体に回転するように遊星キャリヤ２４に固定して設けられた突起である。遊星キャリヤ２４とは別体に形成したピンを遊星キャリヤ２４に形成された孔に圧入し、そのピンをストッパ３５としてもよい。

【0039】

図４、図５に示すように、ケース２２には、３６０°未満の角度範囲で周方向に延びるストッパ溝３６が設けられている。図５に示すように、ストッパ溝３６は、遊星キャリヤ２４のストッパ３５を周方向に移動可能に収容する溝である。ストッパ溝３６の周方向端面は、ストッパ３５を受け止めて遊星キャリヤ２４の回転可能範囲を規制するストッパ受け部３７を構成している。

【0040】

図３に示す操舵角規制ユニット７は、ステアリングホイール１（図１参照）の回転が太陽歯車２３に入力されると、その回転が減速されて遊星キャリヤ２４に伝達し、遊星キャリヤ２４が太陽歯車２３よりも遅い回転速度で回転する。そして、遊星キャリヤ２４の回転に伴ってストッパ３５が周方向に移動し、図５の二点鎖線に示すように、ストッパ３５がストッパ受け部３７（ストッパ溝３６の周方向端部）で受け止められると、図３に示す遊星キャリヤ２４のそれ以上の回転が阻止され、これに伴い、図１に示すステアリングホイール１の回転も阻止される。ここで太陽歯車２３が回転するとき、図２に示す内歯車２１が太陽歯車２３と同方向に回転するようにストッパ角度調整モータ１６を作動させると、ストッパ３５の移動速度が速くなるので、ステアリングホイール１の回転が規制される角度位置を中立位置に近づける（すなわち、ステアリングホイール１の回転可能範囲を小さくする）ことができ、一方、内歯車２１が太陽歯車２３とは逆方向に回転するようにストッパ角度調整モータ１６を作動させると、ストッパ３５の移動速度が遅くなるので、ステアリングホイール１の回転が規制される角度位置を中立位置から遠ざける（すなわち、ステアリングホイール１の回転可能範囲を大きくする）ことができる。なお、中立位置は、図１に示す転舵輪３（操舵対象）が左右いずれにも向かずに直進方向を向くときのステアリングホイール１の角度位置である。

【0041】

この操舵装置は、ステアリングホイール１（図１参照）の回転を、図２に示す遊星歯車減速機構２０で減速して遊星キャリヤ２４に伝達し、その遊星キャリヤ２４に設けたストッパ３５でステアリングホイール１の回転を規制するので、ステアリングホイール１の回転が規制される角度位置を、中立位置から１８０°を超える角度位置に設定することが可能である。また、図２に示すストッパ角度調整モータ１６を作動させ、そのストッパ角度調整モータ１６の回転を内歯車２１に入力することで、太陽歯車２３の回転角度に対する遊星キャリヤ２４の回転角度の角度関係を変化させることができるので、ステアリングホイール１の回転が規制される角度位置を、任意に変化させることが可能である。

【0042】

また、この操舵装置は、差動減速機構として遊星歯車減速機構２０を採用しているので、差動減速機構がコンパクトであり、かつ、差動減速機構の減速比を１／３～１／５程度の大きさに設定することが可能である。そのため、図１に示すステアリングホイール１の回転角度を規制する用途に好適である。

【0043】

また、この操舵装置は、図２に示すように、ストッパ角度調整モータ１６から内歯車２１への回転の伝達にウォーム３４を使用しているので、内歯車２１からストッパ角度調整モータ１６への逆入力を防止し、ストッパ角度調整モータ１６の非作動時の内歯車２１の回転を防止することができる。そのため、ストッパ角度調整モータ１６を作動させていないにもかかわらず、ステアリングホイール１（図１参照）の回転が、太陽歯車２３と遊星歯車２５とを介して内歯車２１に伝達することで内歯車２１が回転してしまい、ステアリングホイール１の回転が規制される角度位置が変化してしまうといった問題が生じるのを防止することが可能である。

【0044】

また、この操舵装置は、図２、図３に示すように、ウォーム３４の軸線方向が内歯車２１の軸線方向に対して直交する向きとなるようにウォーム３４が配置され、そのウォーム３４の軸線上にストッパ角度調整モータ１６が配置されているので、ストッパ角度調整モータ１６とウォーム３４とをコンパクトに配置することが可能である。

【0045】

また、この操舵装置は、図３に示すように、外歯３２が内歯車２１に一体に形成されているので、外歯３２をもつ環状の別部材を内歯車２１の外周に嵌合するよりも、内歯車２１をコンパクトなものとすることが可能である。

【0046】

また、この操舵装置は、図３に示すように、遊星歯車減速機構２０を収容するケース２２にストッパ溝３６が形成され、ケース２２がストッパ３５を受け止めるストッパ受け部３７（ストッパ溝３６の周方向端部）を兼ねるので、装置の部品点数を抑えることが可能である。

【0047】

図６、図７に、この発明の第２実施形態を示す。第１実施形態に対応する部分は同一の符号を付して説明を省略する。

【0048】

内歯車２１の外周には、複数の外歯３２が周方向に一定のピッチで全周にわたって設けられている。外歯３２には、小歯車３８が噛み合っている。小歯車３８は、小歯車３８の軸線方向が内歯車２１の軸線方向と平行になるように配置され、その小歯車３８の軸線上に、小歯車３８を回転駆動するストッパ角度調整モータ１６が配置されている。ストッパ角度調整モータ１６は、減速機を組み込んだ電動モータを採用することができる。

【0049】

この実施形態も、第１実施形態と同様、ステアリングホイール１（図１参照）の回転を、遊星歯車減速機構２０で減速して遊星キャリヤ２４に伝達し、その遊星キャリヤ２４に設けたストッパ３５でステアリングホイール１の回転を規制するので、ステアリングホイール１の回転が規制される角度位置を、中立位置から１８０°を超える角度位置に設定することが可能である。また、ストッパ角度調整モータ１６を作動させ、そのストッパ角度調整モータ１６の回転を内歯車２１に入力することで、太陽歯車２３の回転角度に対する遊星キャリヤ２４の回転角度の角度関係を変化させることができるので、ステアリングホイール１の回転が規制される角度位置を、任意に変化させることが可能である。

【0050】

上記各実施形態では、操舵角規制ユニット７を反力モータ６から見てステアリングホイール１の側とは反対側（図１では下側）に配置した操舵装置を例に挙げて説明したが、操舵角規制ユニット７は、反力モータ６から見てステアリングホイール１の側（図１では上側）に配置してもよい。

【0051】

また、上記実施形態では、ストッパ３５を軸方向の突起とし、ストッパ受け部３７をストッパ溝３６の周方向端面としたが、その凹凸の関係を逆にし、ストッパ３５を周方向に延びる溝の周方向端面とし、その溝に収容される突起をストッパ受け部３７としてもよい。

【0052】

また、上記各実施形態では、この発明にかかる操舵装置の一例として、車両の左右一対の転舵輪３を操舵対象とする車両用操舵装置を例に挙げて説明したが、この発明は、車両に限らず、船舶、建設機械、農業機械、全地形対応車、多用途四輪車など、ステアリングホイール１の回転量に応じて転舵アクチュエータ２を作動させて操舵対象の向きを変化させる他の乗り物にも同様に適用することが可能である。

【0053】

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。

【符号の説明】

【0054】

１ ステアリングホイール
２ 転舵アクチュエータ
３ 転舵輪（操舵対象）
５ 操舵センサ
１６ ストッパ角度調整モータ
２０ 遊星歯車減速機構（差動減速機構）
２１ 内歯車（差動回転部材）
２２ ケース
２３ 太陽歯車（入力側回転部材）
２４ 遊星キャリヤ（出力側回転部材）
２５ 遊星歯車
３２ 外歯
３３ ねじ山
３４ ウォーム
３５ ストッパ
３６ ストッパ溝
３７ ストッパ受け部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】