特開 2024-129402 回転伝達装置及び操舵装置

(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】P2024129402

(43)【公開日】2024-09-27

(54)【発明の名称】回転伝達装置及び操舵装置

(51)【国際特許分類】

   B62D 5/04 20060101AFI20240919BHJP

【ＦＩ】

B62D5/04

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023038582

(22)【出願日】2023-03-13

(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】100167380

【弁理士】

【氏名又は名称】清水 隆

(72)【発明者】

【氏名】齋藤 隆英

(72)【発明者】

【氏名】石川 慎太朗

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 光司

(72)【発明者】

【氏名】妙木 愛子

【テーマコード（参考）】

3D333

【Ｆターム（参考）】

3D333CB02

3D333CB29

3D333CB45

3D333CC19

3D333CD05

3D333CD08

3D333CD16

3D333CD20

3D333CD23

3D333CE53

(57)【要約】

【課題】回転の入力に対して回転を規制する位置を広範囲に設定できるようにする。
【解決手段】同軸状に配置され一方の部材が固定、他方の部材が前記一方の部材に対して軸回り相対回転可能に支持される外方部材２１及び内方部材３０と、一方の部材及び他方の部材に対して軸回り回転可能に支持される中間部材５０と、中間部材５０と一方の部材との間に設けられ互いの軸回り相対回転が所定の位置で規制されるストッパ部２９，５６と、他方の部材と中間部材５０との間に設けられる減速機構６０とを備え、他方の部材の軸回り回転が減速機構６０によって減速されて中間部材５０に伝達される回転伝達装置とした。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

同軸状に配置され一方の部材が固定、他方の部材が前記一方の部材に対して軸回り相対回転可能に支持される外方部材（２１）及び内方部材（３０）と、
前記一方の部材及び前記他方の部材に対して軸回り回転可能に支持される中間部材（５０）と、
前記中間部材（５０）と前記一方の部材との間に設けられ互いの軸回り相対回転が所定の位置で規制されるストッパ部（２９，５６）と、
前記他方の部材と前記中間部材（５０）との間に設けられる減速機構（６０）と、
を備え、
前記他方の部材の軸回り回転が前記減速機構（６０）によって減速されて前記中間部材（５０）に伝達される回転伝達装置。

【請求項2】

前記減速機構（６０）は、前記他方の部材及び前記中間部材（５０）の対向面に形成された軸周りの円形溝（４１）及び軸周り方向に沿って軸心からの半径が大半径部（５１ａ）と小半径部（５１ｂ）との間で変化する波形溝（５１）と、前記円形溝（４１）及び前記波形溝（５１）に収容される複数のボール（６３）と、複数の前記ボール（６３）を軸回り方向に沿って保持し且つ前記ボール（６３）を前記大半径部（５１ａ）と前記小半径部（５１ｂ）との半径差の範囲で半径方向へ移動可能に保持する保持器（６１）とで構成されている請求項１に記載の回転伝達装置。

【請求項3】

前記波形溝（５１）は、軸回り方向に沿って大半径部（５１ａ）と小半径部（５１ｂ）とで曲率が異なるように形成されている請求項２に記載の回転伝達装置。

【請求項4】

前記減速機構（６０）は、前記ボール（６３）及び前記波形溝（５１）の間に軸方向への予圧を付与する弾性部材（６７）を備えている請求項１に記載の回転伝達装置。

【請求項5】

請求項１から４のいずれか一つに記載の回転伝達装置の前記他方の部材にステアリングシャフト（４）の軸回り回転が伝達され、
前記回転伝達装置を前記ステアリングシャフト（４）の軸心と同一軸心上、又は、前記ステアリングシャフト（４）の軸心とは異なる軸心上に設けた操舵装置。

【請求項6】

請求項１から４のいずれか一つに記載の回転伝達装置の前記他方の部材にステアリングシャフト（４）の軸回り回転が伝達され、
前記ステアリングシャフト（４）の軸回り回転に基づいて転舵部材（３，３）の向きを変化させる転舵アクチュエータ（２）を備え、前記ステアリングホイール（４）に操舵反力を付与する反力モータ（６）を、前記ステアリングシャフト（４）と前記他方の部材との間に備えている操舵装置。

【請求項7】

請求項１から４のいずれか一つに記載の回転伝達装置の前記他方の部材にステアリングシャフト（４）の軸回り回転が伝達され、
前記ステアリングシャフト（４）の軸回り回転に基づいて転舵部材（３，３）の向きを変化させる転舵アクチュエータ（２）を備えた操舵装置を搭載した輸送用機器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

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（一般には前輪）の向きを変化させる車両用の操舵装置として、ステアバイワイヤ方式のものが知られている。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】

ステアバイワイヤ方式の操舵装置においては、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、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が機械的に切り離されている。そのため、運転者が、車両停車中にステアリングホイールを操作して転舵輪の向きがその移動限界（ストロークエンド）に到達したときにも、運転者は、さらにステアリングホイールを回転操作することが可能である。そのため、転舵輪の向きがストロークエンドに到達しているにもかかわらず、運転者は、転舵輪の向きがストロークエンドに到達していることに気付かないという問題が生じる。

【0004】

そこで、特許文献１の操舵装置では、ステアリングホイールに連結されているステアリングシャフトと、ステアリングシャフトを回転可能に収容するステアリングコラムとの間に、ステアリングホイールの操舵角が閾値角度を超えないように機械的に規制する規制機構とを備えている。規制機構は、ステアリングシャフトに設けられている第１係止部と、ステアリングコラム内に設けられている第２係止部とを備え、第１係止部と第２係止部とが当接することで、それ以上のステアリングシャフトの軸回り回転を規制している。

【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のように、ステアリングシャフト側の第１係止部とステアリングコラム側の第２係止部とでステアリングシャフトの軸回り回転を規制すると、ステアリングシャフトの軸回り１回転（３６０度）を超える範囲で、その回転を規制することができないという問題がある。すなわち、ステアリングシャフトの中立位置から最大で右側へ１８０度、左側へ１８０度の範囲内でしか、その回転を規制できない。

【0007】

そこで、この発明の課題は、回転の入力に対して回転を規制する位置を広範囲に設定できるようにすることである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記の課題を解決するため、この発明は、同軸状に配置され一方の部材が固定、他方の部材が前記一方の部材に対して軸回り相対回転可能に支持される外方部材及び内方部材と、前記一方の部材及び前記他方の部材に対して軸回り回転可能に支持される中間部材と、前記中間部材と前記一方の部材との間に設けられ互いの軸回り相対回転が所定の位置で規制されるストッパ部と、前記他方の部材と前記中間部材との間に設けられる減速機構とを備え、前記他方の部材の軸回り回転が前記減速機構によって減速されて前記中間部材に伝達される回転伝達装置を採用した（構成１）。

【0009】

構成１において、前記減速機構は、前記他方の部材及び前記中間部材の対向面に形成された軸周りの円形溝及び軸周り方向に沿って軸心からの半径が大半径部と小半径部との間で変化する波形溝と、前記円形溝及び前記波形溝に収容される複数のボールと、複数の前記ボールを軸回り方向に沿って保持し且つ前記ボールを前記大半径部と前記小半径部との半径差の範囲で半径方向へ移動可能に保持する保持器とで構成できる（構成２）。

【0010】

構成２において、前記波形溝は、軸回り方向に沿って大半径部と小半径部とで曲率が異なるように形成されている構成を採用できる（構成３）。

【0011】

構成１において、前記減速機構は、前記ボール及び前記波形溝の間に軸方向への予圧を付与する弾性部材を備えている構成を採用できる（構成４）。この構成４は、構成１と構成２を併せ持つ態様、又は、構成１、構成２及び構成３を併せ持つ態様においても採用できる。

【0012】

上記の構成１、又は、構成１に対して構成２から構成４の中から選択される単一の又は複数の構成を組み合わせた回転伝達装置を用い、前記他方の部材にステアリングシャフトの軸回り回転が伝達され、前記回転伝達装置を前記ステアリングシャフトの軸心と同一軸心上、又は、前記ステアリングシャフトの軸心とは異なる軸心上に設けた操舵装置を採用できる。

【0013】

また、上記の構成１、又は、構成１に対して構成２から構成４の中から選択される単一の又は複数の構成を組み合わせた回転伝達装置を用い、前記他方の部材にステアリングシャフトの軸回り回転が伝達され、前記ステアリングシャフトの軸回り回転に基づいて転舵部材の向きを変化させる転舵アクチュエータを備え、前記ステアリングホイールに操舵反力を付与する反力モータを、前記ステアリングシャフトと前記他方の部材との間に備えている操舵装置を採用できる。

【0014】

さらに、上記の構成１、又は、構成１に対して構成２から構成４の中から選択される単一の又は複数の構成を組み合わせた回転伝達装置を用い、前記他方の部材にステアリングシャフトの軸回り回転が伝達され、前記ステアリングシャフトの軸回り回転に基づいて転舵部材の向きを変化させる転舵アクチュエータを備えた操舵装置を搭載した輸送用機器を採用できる。

【発明の効果】

【0015】

この発明によれば、回転の入力に対して回転を規制する位置を広範囲に設定できる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】この発明の一実施形態であるステアバイワイヤ方式の操舵装置を示す模式図

【図2】一実施形態の回転伝達装置近傍の縦断面図

【図3A】図２のIII－III線に沿った断面図

【図3B】図３の中間部材が時計回りに回転した状態を示す断面図

【図4】回転伝達装置の分解斜視図

【図5】回転伝達装置の分解斜視図

【図6A】内方補助部材の正面図

【図6B】図６ＡのＶＩ－ＶＩ線に沿った断面図

【図7A】保持器の正面図

【図7B】図７ＡのＶＩＩ－ＶＩＩ線に沿った断面図

【図8A】中間部材の正面図

【図8B】図８ＡのＶIII－ＶIII線に沿った断面図

【図8C】図８Ｂの右側面図

【発明を実施するための形態】

【0017】

図１に、この発明に係るステアバイワイヤ方式の操舵装置の実施形態を示す。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、転舵部材３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。

【0018】

操舵装置は、図１に示すように、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。また、ステアリングシャフト４の回転は、反力モータ６の反対側に設けた回転伝達装置２０に伝達されるようになっている。

【0019】

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と一体に軸回りに回転する。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。

【0020】

ステアリングシャフト４には反力モータ６が取り付けられている。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、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。

【0021】

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。

【0022】

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部材３（この実施形態では転舵部材３としてタイヤホイールを採用しているので、以下、これを転舵輪３と称する）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。

【0023】

図２は、一実施形態に係る回転伝達装置２０の要部を示している。図２に示すように、反力モータ６は、モータケース６ａと、モータケース６ａからステアリングホイール１（図１参照）の側とは反対側に突出するモータシャフト６ｂとを有する。以下、モータケース６ａに対してステアリングホイール１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６ｂは、モータケース６ａの内部に組み込まれた図示しない転がり軸受によって、軸回り回転可能に支持されている。また、モータシャフト６ｂは、ステアリングホイール１およびステアリングシャフト４と一体に回転するように、その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６ａは、それ自体が回転しないように車体（図示せず）に固定されている。

【0024】

図１に示すように、反力モータ６、転舵モータ１２は、制御部８で制御される。制御部８の入力側には、外部センサ９、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９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、転舵アクチュエータ２が電気的に接続されている。

【0025】

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９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。

【0026】

モータシャフト６ｂは、モータケース６ａの軸方向他端側に設けられた回転伝達装置２０に接続されている。回転伝達装置２０は、同軸状に配置される内方部材３０と外方部材２１を備えている。外方部材２１は、モータケース６ａに固定されるケースとしている。ケースに設けられた穴２１ｇ（図４及び図５参照）にボルトが挿通され、そのボルトがモータケース６ａに設けられた雌ネジ穴にねじ込まれることで、ケースがモータケース６ａに固定されている（ボルト及び雌ネジ穴は図示せず）。これにより、外方部材２１（請求項でいう一方の部材に相当）は固定である。また、内方部材３０（請求項でいう他方の部材に相当）は、軸受２６を介して外方部材２１に対して軸回り回転自在に支持されている。

【0027】

外方部材２１は、図２に示すように、円筒状を成す筒状部２１ａと、その筒状部２１ａの軸方向他端側を閉じる端壁部２１ｂとを備えている。ボルト用の穴２１ｇは、筒状部２１ａの軸方向一端において、外径方向へ突出する外縁突出部２１ｆに設けられている。外縁突出部２１ｆ及び穴２１ｇは、周方向に沿って複数設けられている。軸受２６の外輪は、筒状部２１ａの内周に設けられた嵌合凹部２２に嵌合固定されて、止め輪２７で抜け止めされている。

【0028】

内方部材３０は、図２に示すように、軸方向一端側のベース部３５から軸方向他端側の先端部３６へ向かって徐々に階段状に縮径する本体部３７と、その本体部３７に対して軸回り回転自在の補助内方部材４０とを備えている。ベース部３５の軸方向一端側の端面には穴３０ａが開口しており、その穴３０ａ内にモータシャフト６ｂが挿入されて、モータシャフト６ｂと内方部材３０とは軸回り一体に回転する。実施形態では、モータシャフト６ｂと内方部材３０とはスプラインによって結合されているが、その接続構造はスプライン結合には限定されず、例えば、セレーション結合、圧入等による接続構造としてもよい。また、モータシャフト６ｂと内方部材３０とを一体に成型された部材で構成してもよい。また、軸受２６の内輪は、ベース部３５の外周に設けられた嵌合凹部３１に嵌合固定されている。

【0029】

外方部材２１と内方部材３０との間には、その外方部材２１と内方部材３０に対してそれぞれ軸回り回転可能に支持される中間部材５０が設けられている。図８Ａ～図８Ｃに示すように、中間部材５０は環状の部材で構成されて、内方部材３０に対して軸受２４を介して軸回り回転可能に支持されている。軸受２４の外輪は、それぞれに中間部材５０の内周に設けられた嵌合凹部５４に嵌合固定されている。また、軸受２４の内輪は、内方部材３０の先端部３６の外周に設けられた嵌合凹部３４に嵌合固定されている。また、中間部材５０は、外方部材２１に対して軸受２５を介して軸回り回転可能に支持されている。軸受２５の外輪は、中間部材５０の内周に設けられた嵌合凹部５２ａに嵌合固定されている。また、軸受２５の内輪は、外方部材２１の端壁部２１ｂから軸方向一端側へ立ち上がる筒状部２１ｃの外周に設けられた嵌合部２８に嵌合固定されている。なお、外方部材２１、内方部材３０及び中間部材５０の軸心（回転中心）は設計上一致しており、同軸状に配置された状態である。

【0030】

中間部材５０は、図８Ｂに示すように、円筒状部５２の軸方向一端に内径側へ立ち上がる端壁５３を備え、端壁５３の中心部は孔５５となっている。円筒状部５２の内周の嵌合凹部５２ａは端壁５３の他端側面５３ａに至る。端壁５３の外周には外径側へ突出するフランジ５７が形成されている。

【0031】

図４及び図５に示すように、中間部材５０と外方部材２１との間には、互いの軸回り相対回転が所定の位置で規制されるストッパ部２９，５６が設けられている。中間部材５０側のストッパ部５６は、円筒状部５２の周方向の一部が外径側へ突出した形態となっている。また、外方部材２１側のストッパ部２６は、筒状部２１aの内面の周方向の一部が内径側へ突出した形態となっている。

【0032】

また、内方部材３０と中間部材５０との間には減速機構６０が設けられている。内方部材３０の軸回り回転が、減速機構６０によって減速されて中間部材５０に伝達され、中間部材５０が軸回り回転する。また、その中間部材５０に軸回り回転は、ストッパ部２９，５６同士の当接によって、所定の方位の範囲内で規制される。

【0033】

減速機構６０は、内方部材３０と中間部材５０との対向面に形成された軸周りの円形溝４１及び波形溝５１と、円形溝４１及び波形溝５１に収容されるボール６３と、複数のボール６３を保持する保持器６１等で構成されたボール減速機である。実施形態では、円形溝４１は内方部材３０側の対向面に、波形溝５１は中間部材５０側の対向面に形成されているが、これを逆にして、円形溝４１を中間部材５０側の対向面に、波形溝５１を内方部材３０側の対向面に形成してもよい。

【0034】

円形溝４１は、内方部材３０が備える補助内方部材４０の端面に形成されている。図６Ａ及び図６Ｂに示すように、補助内方部材４０は環状の部材で構成されている。また、補助内方部材４０は、内方部材３０の本体部３７に対して軸受２３を介して軸回り回転可能に支持されている。軸受２３の外輪は、補助内方部材４０の内周に設けられた嵌合凹部４２ａに嵌合固定されている。また、軸受２３の内輪は、本体部３７の外周に設けられた嵌合部３２に嵌合固定されている。なお、内方部材３０の本体部３７と補助内方部材４０の軸心（回転中心）は設計上一致しており、同軸状に配置された状態である。

【0035】

補助内方部材４０は、図６Ｂに示すように、円筒状部４２の軸方向他端に内径側へ立ち上がる端壁４３を備え、端壁４３の中心部は孔４４となっている。円筒状部４２の内周の嵌合凹部４２ａは端壁４３の一端側面４３ａに至る。

【0036】

円形溝４１は、図６Ａに示すように、軸回り全周に亘って均一の幅で形成された円形の溝であり、端壁４３の他端側面４３ｂに形成されている。溝の中心線（溝の幅方向中心線）は、軸心周りの真円で構成されている。波形溝５１は、図８Ａに示すように、軸回り全周に亘って均一の幅で形成され、且つ、軸周り方向に沿って軸心からの半径が変化する波形の形状を成す溝である。波形溝５１は、端壁５３の一端側面５３ｂに形成されている。波形溝５１には、軸周り方向に沿って、軸心からの半径（溝の幅方向中心の半径）が最大となる大半径部５１ａと、その半径（溝の幅方向中心の半径）が最小となる小半径部５１ｂとが交互に介在する。大半径部５１ａは、軸回り等分方位に設けられている。実施形態では、大半径部５１ａは軸回り３箇所に設けられているが、これを４箇所以上としてもよい。

【0037】

ここで、波形溝５１は、軸回り方向に沿って大半径部５１ａと小半径部５１ｂとで曲率が異なるように形成されていることが好ましい。実施形態では、大半径部５１ａでは小半径部５１ｂよりも相対的に曲率を大きく（曲線半径を小さく）している。ここで、大半径部５１ａと小半径部５１ｂのそれぞれにおいて、単一の曲率（半径）からなる円弧としてもよいし、複数の曲率（半径）の組み合わせからなる複合円弧としてもよい。複合円弧を採用する場合、大半径部５１ａの最大曲率が、小半径部５１ｂの最小曲率以上になるように設定するとよい。

【0038】

円形溝４１と波形溝５１とは軸方向に対向し、その円形溝４１と波形溝５１との間に複数のボール６３が収容される。ボール６３の個数は、大半径部５１ａの数よりも一つ多い数に設定される。実施形態では、大半径部５１ａの数は３であるので、ボール６３の数は４に設定される。

【0039】

保持器６１は、図７Ａ及び図７Ｂに示すように、プレート状を成す部材で構成されている。保持器６１は、複数の前記ボール６３を軸回り方向に沿って保持し、且つ、それらのボール６３を大半径部５１ａと小半径部５１ｂとの半径差の範囲で半径方向へ移動可能に保持するように、半径方向に長い長孔６２が設けられている。ボール６３は、長孔６２内で周方向にほとんど移動しないように拘束されており、且つ、半径方向へはその長孔６２の長手方向に沿って移動可能である。この移動の範囲が、ボール６３が大半径部５１ａと小半径部５１ｂとの間を移動する際の半径差に相当する。

【0040】

また、減速機構６０は、図２に示すように、ボール６３及び波形溝５１の間に軸方向への予圧を付与する弾性部材６７を備えている。これにより、ボール６３は波形溝５１の溝の縁に押し付けられて、その波形溝５１内からの浮き上がりが防止される。弾性部材６７として、例えば、ウェーブワッシャ、又は皿バネ等を採用できる。

【0041】

ここで、モータシャフト６ｂに連結された内方部材３０（軸受２３及び補助内方部材４０を含む）は入力部材として機能し、ボール６３を介して軸方向に対向する中間部材５０が出力部材として機能する。

【0042】

入力部材の回転により、円形溝４１が軸回り１回転すると、ボール６３は保持器６１の長孔６２内を半径方向に１往復作動する。その作動により、出力部材は波形溝５１の１波形分の位相だけ回動する。この実施形態では、波形溝５１が３つ設定されているため、円形溝４１の軸回り１回転につき、波形溝５１は軸回り１／３回転する。つまり入力部材が３回転すると出力部材は１回転するように、減速比１／３の状態で減速して伝達される。

【0043】

図３Ａは、ステアリングシャフト４が中立位置（直進状態）のときを示しており、図３Ｂは、ステアリングシャフト４が回転端（ストロークエンド）に至った状態を示している。 図３Ａ及び図３Ｂでは、軸受２５の外輪を符号２５ａで、内輪を符号２５ｂで、転動体を符号２５ｃで、転動体２５ｃを保持する保持器を符号２５ｄで示している。図３Ａに示す中立位置からステアリングを転舵した際、入力部材が一方向へ１回転（３６０°）すると、出力部材は１／３回転（１２０°）し、図３Ｂに示すように、ストッパ部２９，５６の端面２９ｂ、５６ｂ同士が当接する。これにより、それ以上のステアリングシャフトの回転が規制される。また、入力部材が中立状態から逆方向に１回転（３６０°）すると、出力部材は１／３回転（１２０°）し、ストッパ部２９，５６の端面２９ａ，５６ａ同士が当接する。ストッパ部２９，５６同士が当接した状態は、ステアリングホイール１の操舵範囲の終点（左操舵のストロークエンド及び右操舵のストロークエンド）に相当し、これにより、ステアリングシャフト４及びステアリングホイール１の回転が所定の方位の範囲内で規制される。

【0044】

ただし、実施形態では、波形溝５１の山（大半径部５１ａ）の設定数が３の例を示しているが、ステアリングホイール１の回転角要求に応じて、波形溝５１の山の数を変更することも可能である。例えば、波形溝５１の山（大半径部５１ａ）の設定数を４とし、ボール６３の数を５とすることで、減速比１／４と設定できる。

【0045】

以上のように、減速機構６０を用いた減速比の設定により、ステアリングシャフト４は、軸回り１回転（３６０度）を超えるような広い範囲で、回転を規制する位置を設定できるようになる。また、減速機構６０として、ボール６３と波形溝５１で構成される廉価且つ薄型のボール減速機を採用したことで、ステアリングシャフト４の回転を減速しつつ、１回転以上の位相規制を実現できる。また、ボール減速機を採用したことにより、ステアバイワイヤシステム全体の小型化に貢献するとともに、低コスト化にも寄与し得る。

【0046】

なお、ストッパ部２９，５６は、図３Ａ及び図３Ｂに示す軸直交断面において、外径側へ向かって徐々に幅（周方向に対する幅）が拡がる形状となっている。また、そのストッパ部２９，５６の端面２９ａ，５６ａ；２９ｂ，５６ｂは、互いに平行なフラット面となっている。フラットな端面２９ａ，５６ａ；２９ｂ，５６ｂ同士の面接触であるので、互いの接触圧が低減されている。なお、部材の耐久性等が確保されるならば、端面２９ａ，５６ａ；２９ｂ，５６ｂをそれぞれ円筒面又は球面等とすることで、両者を線接触や点接触としてもよい。

【0047】

上記の実施形態では、減速機構６０として、円形溝４１、波形溝５１、ボール６３及び保持器６１等で構成されたボール減速機を採用したが、実施形態で示す構成以外の他のボール減速機を採用してもよい。また、ボール減速機以外の他の形態からなる減速機を採用してもよい。

【0048】

上記の実施形態では、回転伝達装置２０の軸心、すなわち、内方部材３０、中間部材５０及び外方部材２１の軸心をステアリングシャフト４の軸心と同一軸心上に配置したが、この実施形態以外にも、例えば、回転伝達装置２０の軸心をステアリングシャフト４の軸心とは異なる軸心上に設けた構成を採用してもよい。

【0049】

さらに、上記の実施形態では、ステアリングホイール１に操舵反力を付与する反力モータ６を備え、その反力モータ６を、ステアリングシャフト４と内方部材３０（回転伝達装置２０）の間に備えている構成としたが、この実施形態には限定されず、反力モータ６の位置は自由に設定できる。例えば、ステアリングシャフト４を延長して回転伝達装置２０の軸方向他端側へ突出させ、その突出させたステアリングシャフト４の他端に反力モータ６を設けてもよい。

【0050】

また、回転伝達装置２０は、上記の実施形態に加え、通電と非通電の切り替えによりステアリングホイール１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１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式クラッチユニットを備えた構成としてもよい。

【0051】

さらに、上記の各実施形態の内外を逆転させて、内方部材３０を固定とし（請求項でいう一方の部材に相当）、外方部材２１が内方部材３０に対して軸回り回転自在に支持されている（請求項でいう他方の部材に相当）としてもよい。この場合、ステアリングシャフト４の軸回り回転は、外方部材２１に入力される構成となる。

【0052】

上記の各実施形態では、ステアバイワイヤ方式の操舵装置を例に、この発明の構成を説明したが、この実施形態には限定されず、この発明は、ステアバイワイヤ方式以外の各種の車両用の操舵装置、あるいは、車両用以外の操舵装置、その他各種の装置にも使用できる。なお、実施形態の車両用の操舵装置では、転舵部材３としてタイヤホイールを採用しているのでこれを転舵輪３と称したが、車輪を備えない輸送用機器、例えば、ステアリングホイール１の回転操作によりステアリングシャフト４を軸回り回転させ、その回転により舵（ラダー）を左右に動作させる舵取り装置を備えた輸送用機器（例えば、船舶や航空機等）においては、転舵部材３は舵（ラダー）に相当する。

【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 転舵部材
４ ステアリングシャフト
６ 反力モータ
２０ 回転伝達装置
２１ 外方部材
２９，５６ ストッパ部
３０ 内方部材
４０ 補助内方部材
４１ 円形溝
５０ 中間部材
５１ 波形溝
５１ａ 大半径部
５２ｂ 小半径部
６０ 減速機構
６１ 保持器
６３ ボール
６７ 弾性部材

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図7A】

【図7B】

【図8A】

【図8B】

【図8C】