特開 2024-14000 左右独立転舵型ステアリング装置

(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】P2024014000

(43)【公開日】2024-02-01

(54)【発明の名称】左右独立転舵型ステアリング装置

(51)【国際特許分類】

   B62D 5/04 20060101AFI20240125BHJP

   F16D 65/16 20060101ALI20240125BHJP

   B62D 9/00 20060101ALI20240125BHJP

   B62D 7/18 20060101ALN20240125BHJP

   F16D 121/20 20120101ALN20240125BHJP

   F16D 125/66 20120101ALN20240125BHJP

   F16D 127/10 20120101ALN20240125BHJP

   F16D 127/02 20120101ALN20240125BHJP

【ＦＩ】

B62D5/04

F16D65/16

B62D9/00

B62D7/18 A

F16D121:20

F16D125:66

F16D127:10

F16D127:02

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022116518

(22)【出願日】2022-07-21

(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】佐藤 光司

【テーマコード（参考）】

3D034

3D333

3J058

【Ｆターム（参考）】

3D034BC07

3D034BC12

3D034BC15

3D034BC26

3D333CB02

3D333CB10

3D333CB31

3D333CB42

3D333CD04

3D333CD05

3D333CD14

3D333CD16

3D333CD18

3D333CE04

3D333CE57

3J058AB21

3J058CC13

3J058CC46

3J058CD15

3J058FA50

(57)【要約】

【課題】省電力であり、かつ、転舵用モータおよび減速機を小型化することができる左右独立転舵型ステアリング装置を提供する。
【解決手段】減速機２３と運動変換機構２４の間に、前輪２から運動変換機構２４を介して伝達する反力が減速機２３に入力されないように減速機２３の出力軸２６の回転を制動するブレーキ作動状態と、減速機２３の出力軸２６の回転の制動を解除するブレーキ解除状態とを切り替え可能なブレーキ機構２５を設ける。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

左右一対の車輪（２）を互いに独立して転舵することができるように前記一対の車輪（２）に個別に設けられた一対の車輪転舵装置（４）を有し、
前記一対の車輪転舵装置（４）は、それぞれ、転舵用モータ（２２）と、前記転舵用モータ（２２）の回転を減速して出力する減速機（２３）と、前記減速機（２３）から出力される回転を前記車輪（２）の向きを変化させる動きに変換する運動変換機構（２４）とを有する左右独立転舵型ステアリング装置において、
前記減速機（２３）と前記運動変換機構（２４）の間に、前記車輪（２）から前記運動変換機構（２４）を介して伝達する反力が前記減速機（２３）に入力されないように前記減速機（２３）の出力軸（２６）の回転を制動するブレーキ作動状態と、前記減速機（２３）の出力軸（２６）の回転の制動を解除するブレーキ解除状態とを切り替え可能なブレーキ機構（２５）を設けたことを特徴とする左右独立転舵型ステアリング装置。

【請求項2】

前記運動変換機構（２４）は、前記減速機（２３）の出力軸（２６）の回転に連動して揺動するように前記減速機（２３）の出力軸（２６）に連結された揺動アーム（２７）と、前記揺動アーム（２７）の揺動に応じて前記車輪（２）の向きが変化するように前記揺動アーム（２７）の揺動端と前記車輪（２）との間を連結するタイロッド（２８）とを有する構成のものである請求項１に記載の左右独立転舵型ステアリング装置。

【請求項3】

前記ブレーキ機構（２５）は、
前記減速機（２３）の出力軸（２６）と一体に回転するように設けられた内輪（３０）と、
前記内輪（３０）の外周を囲むように配置され、回転しないように固定して設けられた外輪（３１）と、
通電と非通電の切り替えにより、前記内輪（３０）と前記外輪（３１）との間に係合子（３４）を係合させる係合状態と、前記内輪（３０）と前記外輪（３１）との間への前記係合子（３４）の係合を解除する係合解除状態とを切り替え可能な電磁式クラッチ（３６）とを有する構成のものである請求項１または２に記載の左右独立転舵型ステアリング装置。

【請求項4】

前記電磁式クラッチ（３６）は、非通電時に係合解除状態となり、通電時に係合状態となる励磁式のものである請求項３に記載の左右独立転舵型ステアリング装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、左右一対の車輪を互いに独立して転舵することが可能な左右独立転舵型ステアリング装置に関する。

【背景技術】

【0002】

左右一対の車輪を互いに独立して転舵することが可能な左右独立転舵型ステアリング装置として、例えば、特許文献１のものが知られている。特許文献１の左右独立転舵型ステアリング装置は、左右一対の車輪に、車輪転舵装置を個別に設けたものである。左右の車輪の車輪転舵装置は、それぞれ、転舵用モータと、転舵用モータの回転を減速して出力する減速機と、減速機から出力される回転を車輪の向きを変化させる動きに変換する運動変換機構とを有する。

【0003】

この左右独立転舵型ステアリング装置を使用すると、左右の車輪の転舵角を、互いに独立して設定することができるので、車両の走行状態に応じて、左右の車輪の転舵角の比を最適化することが可能となる。例えば、車両の走行速度が高い状態で車両が旋回するときは、左右の車輪の転舵角を同等程度の大きさに設定し、一方、車両の走行速度が低い状態で車両が旋回するときは、旋回外側の車輪の転舵角が旋回内側の車輪の転舵角よりも小さくなるように左右の車輪の転舵角の比を設定することで、高速走行時の旋回安定性と低速走行時の小回り性とを両立させることが可能となる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０２１－１６９２４８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、特許文献１の左右独立転舵型ステアリング装置においては、転舵角（車輪の向き）を保持する際、車輪から伝達する反力によって転舵用モータが回転するのを防止するため、転舵用モータへの連続通電が必要であり、消費電力が大きいという問題があった。また、転舵角を保持する際、車輪からの反力に抗するのに十分なトルクを発生することができるようにするため、大型の転舵用モータを使用したり、車輪からの反力に耐える強度を確保するため、大型の減速機を使用したりする必要があった。

【0006】

この発明が解決しようとする課題は、省電力であり、かつ、転舵用モータおよび減速機を小型化することができる左右独立転舵型ステアリング装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記の課題を解決するため、この発明では、以下の構成の左右独立転舵型ステアリング装置を提供する。
［構成１］
左右一対の車輪を互いに独立して転舵することができるように前記一対の車輪に個別に設けられた一対の車輪転舵装置を有し、
前記一対の車輪転舵装置は、それぞれ、転舵用モータと、前記転舵用モータの回転を減速して出力する減速機と、前記減速機から出力される回転を前記車輪の向きを変化させる動きに変換する運動変換機構とを有する左右独立転舵型ステアリング装置において、
前記減速機と前記運動変換機構の間に、前記車輪から前記運動変換機構を介して伝達する反力が前記減速機に入力されないように前記減速機の出力軸の回転を制動するブレーキ作動状態と、前記減速機の出力軸の回転の制動を解除するブレーキ解除状態とを切り替え可能なブレーキ機構を設けたことを特徴とする左右独立転舵型ステアリング装置。

【0008】

この構成を採用すると、転舵角（車輪の向き）を保持する際、ブレーキ機構で減速機の出力軸の回転を制動し、車輪から運動変換機構を介して伝達する反力が減速機に入力されないようにすることができる。そのため、転舵角を保持する際、転舵用モータに連続通電する必要がなく、省電力である。また、転舵角を保持する際、転舵用モータは、車輪からの反力に抗するトルクを発生する必要がないので、転舵用モータを小型化することができる。また、転舵角を保持する際、車輪からの反力をブレーキ機構で受け止め、減速機には車輪からの反力が入力されないようにすることができるので、減速機を小型化することができる。

【0009】

［構成２］
前記運動変換機構は、前記減速機の出力軸の回転に連動して揺動するように前記減速機の出力軸に連結された揺動アームと、前記揺動アームの揺動に応じて前記車輪の向きが変化するように前記揺動アームの揺動端と前記車輪との間を連結するタイロッドとを有する構成のものである構成１に記載の左右独立転舵型ステアリング装置。

【0010】

［構成３］
前記ブレーキ機構は、
前記減速機の出力軸と一体に回転するように設けられた内輪と、
前記内輪の外周を囲むように配置され、回転しないように固定して設けられた外輪と、
通電と非通電の切り替えにより、前記内輪と前記外輪との間に係合子を係合させる係合状態と、前記内輪と前記外輪との間への前記係合子の係合を解除する係合解除状態とを切り替え可能な電磁式クラッチとを有する構成のものである構成１または２に記載の左右独立転舵型ステアリング装置。

【0011】

この構成を採用すると、電磁式クラッチは、内輪と外輪との間に係合子を物理的に係合させることによって内輪の回転を阻止し、少ない消費電力で大きい制動トルクを発生するので、効果的に省電力化を図ることが可能となる。

【0012】

［構成４］
前記電磁式クラッチは、非通電時に係合解除状態となり、通電時に係合状態となる励磁式のものである構成３に記載の左右独立転舵型ステアリング装置。

【0013】

この構成を採用すると、転舵角を保持するときのみ、電磁式クラッチに通電し、それ以外のときは、電磁式クラッチに通電する必要がないので、より効果的に省電力化を図ることが可能となる。

【発明の効果】

【0014】

この発明の左右独立転舵型ステアリング装置は、転舵角（車輪の向き）を保持する際、ブレーキ機構で減速機の出力軸の回転を制動し、車輪から運動変換機構を介して伝達する反力が減速機に入力されないようにすることができる。そのため、転舵角を保持する際、転舵用モータに連続通電する必要がなく、省電力である。また、転舵角を保持する際、転舵用モータは、車輪からの反力に抗するトルクを発生する必要がないので、転舵用モータを小型化することができる。また、転舵角を保持する際、車輪からの反力をブレーキ機構で受け止め、減速機には車輪からの反力が入力されないようにすることができるので、減速機を小型化することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】この発明の第１実施形態にかかる左右独立転舵型ステアリング装置を搭載した車両を模式的に示す図

【図2】図１の右側の前輪に設けられた車輪転舵装置を車両後方側から見た図

【図3】図２に示される運動変換機構を上方から見た部分断面図

【図4】図２に示されるブレーキ機構の拡大断面図

【図5】図４のV－V線に沿った断面図

【図6】図４のVI－VI線に沿った断面図

【図7】図４の電磁式クラッチの近傍の拡大断面図

【図8】この発明の第２実施形態を図４に対応して示す図

【図9】図８のIX－IX線に沿った断面図

【図10】図８の電磁式クラッチの近傍の拡大断面図

【発明を実施するための形態】

【0016】

図１に、この発明の第１実施形態にかかる左右独立転舵型ステアリング装置１（以下、単に「ステアリング装置１」という）を搭載した車両の概略構成図を示す。この車両は自動車であり、左右一対の前輪２と左右一対の後輪３とを有する。ステアリング装置１は、左右一対の前輪２を互いに独立して転舵することができるように一対の前輪２に個別に設けられた一対の車輪転舵装置４を有する。一対の車輪転舵装置４は、図示しない共通のコントローラで制御される。このステアリング装置１は、運転者によるステアリングホイール５の操作量を操舵センサ６で検知して電気信号に変換し、その電気信号に基づいて、ステアリングホイール５から機械的に切り離して設けられた一対の車輪転舵装置４を作動させることで、左右一対の前輪２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。

【0017】

左側の前輪２に設けられた車輪転舵装置４と、右側の前輪２に設けられた車輪転舵装置４は、左右対称の同一構成である。そのため、以下、右側の前輪２に設けられた車輪転舵装置４を説明し、左側の前輪２に設けられた車輪転舵装置４については、対応する部分に同一の符号を付して説明を省略する。

【0018】

図２に示すように、前輪２は、金属製のホイール７と、ホイール７の外周に取り付けられたゴム製のタイヤ８とで構成されている。ホイール７は、ハブボルト９でハブ１０に着脱可能に固定されている。ホイール７の内側には、モータハウジング１１が配置され、ハブ１０は、モータハウジング１１に組み込まれたハブ軸受（図示せず）で回転可能に支持されている。モータハウジング１１には、車両の走行用モータ（図示せず）と、走行用モータの回転を減速してハブ１０に伝達する減速装置（図示せず）とが収容されている。またハブ１０には、ハブ１０と一体に回転するようにブレーキディスク１２が固定され、モータハウジング１１には、ブレーキディスク１２に制動力を付与するブレーキキャリパ１３が取り付けられている。

【0019】

モータハウジング１１は、上下方向に延びるショックアブソーバ１４と、車幅方向に延びるロアアーム１５とで支持されている。ショックアブソーバ１４の上端は、アッパサポート１６を介して車体１７に回動可能に連結され、ショックアブソーバ１４の下端は、モータハウジング１１に連結されている。ショックアブソーバ１４には、ショックアブソーバ１４を伸長方向に付勢するサスペンションスプリング１８が取り付けられている。

【0020】

図３に示すように、ロアアーム１５の車幅方向内側（図では左側）の端部は、ブッシュ１９およびボールジョイント２０で前後方向の軸線まわりに回動可能に車体１７に連結され、ロアアーム１５の車幅方向外側（図では右側）の端部は、ボールジョイント２１でモータハウジング１１に連結されている。

【0021】

図２に示すように、モータハウジング１１は、上下方向に延びるキングピン軸線Ｋ（転舵軸線）まわりに回動可能に支持されている。キングピン軸線Ｋは、この実施形態ではアッパサポート１６の中心とボールジョイント２１の中心とを結ぶ直線である。キングピン軸線Ｋは、鉛直方向に対する傾斜を有し、具体的には、前後方向から見て下側から上側に向かって車幅方向内側に変位する傾斜を有する。

【0022】

車輪転舵装置４は、転舵用モータ２２と、転舵用モータ２２の回転を減速して出力する減速機２３と、減速機２３から出力される回転を前輪２の向きを変化させる動きに変換する運動変換機構２４と、減速機２３と運動変換機構２４の間に設けられたブレーキ機構２５とを有する。

【0023】

図３、図４に示すように、運動変換機構２４は、減速機２３の出力軸２６（図４参照）の回転に連動して揺動するように減速機２３の出力軸２６に連結された揺動アーム２７と、揺動アーム２７の揺動に応じて前輪２（図２参照）の向きが変化するように揺動アーム２７の揺動端と前輪２との間を連結するタイロッド２８とを有する。タイロッド２８の一端は、揺動アーム２７の揺動端に回動可能に連結され、タイロッド２８の他端は、モータハウジング１１に設けられたナックルアーム２９に回動可能に連結されている。図２に示すように、転舵用モータ２２、減速機２３、ブレーキ機構２５は、ロアアーム１５に取り付けられている。

【0024】

図２に示すブレーキ機構２５は、通電と非通電の切り替えにより、減速機２３の出力軸２６（図４参照）の回転を制動するブレーキ作動状態と、減速機２３の出力軸２６の回転の制動を解除するブレーキ解除状態とを切り替えることが可能となっており、このブレーキ機構２５をブレーキ作動状態にすることで、前輪２からモータハウジング１１とタイロッド２８と揺動アーム２７とを介して伝達する反力が減速機２３に入力されるのを阻止することが可能となっている。

【0025】

図４に示すように、ブレーキ機構２５は、減速機２３の出力軸２６に連結して設けられた内輪３０と、内輪３０の外周を囲むように配置された外輪３１と、内輪３０の外周に形成された複数のカム面３２（図６参照）と、外輪３１の内周に形成された円筒面３３と、各カム面３２と円筒面３３との間に組み込まれた係合子３４と、それらの係合子３４を保持する係合子保持器３５と、通電と非通電の切り替えにより、各カム面３２と円筒面３３の間に係合子３４を係合させる係合状態と、各カム面３２と円筒面３３との間への係合子３４の係合を解除する係合解除状態とを切り替え可能な電磁式クラッチ３６とを有する。電磁式クラッチ３６は、この実施形態では、非通電時に係合解除状態となり、通電時に係合状態となる励磁式のものである。

【0026】

内輪３０は、減速機２３の出力軸２６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、内輪３０は、減速機２３の出力軸２６と一体回転するように出力軸２６に連結されている。内輪３０は、減速機２３の出力軸２６と一体に形成してもよい。また、内輪３０には、揺動アーム２７の揺動中心となる揺動支軸３７がスプライン嵌合している。このスプライン嵌合によって、揺動支軸３７は、内輪３０と一体回転するように内輪３０に連結されている。揺動支軸３７は、内輪３０と一体に形成してもよい。

【0027】

外輪３１は、内輪３０の回転時に回転しないように、クラッチケース３８の内周にキー部材３９（図６参照）で固定されている。クラッチケース３８の下端はロアアーム１５に固定され、クラッチケース３８の上端は減速機２３に固定されている。

【0028】

転舵用モータ２２と減速機２３とブレーキ機構２５は、同軸に配置されている。すなわち、転舵用モータ２２のロータ軸（図示せず）と、減速機２３の出力軸２６と、ブレーキ機構２５の内輪３０は、その回転中心が同一直線上にあるように配置されている。このように、転舵用モータ２２と減速機２３とブレーキ機構２５を同軸に配置することで、転舵時に回転する部材（転舵用モータ２２のロータ軸、減速機２３の出力軸２６、ブレーキ機構２５の内輪３０）の支持構造を簡素化することができ、転舵用モータ２２と減速機２３とブレーキ機構２５とを、ショックアブソーバ１４およびサスペンションスプリング１８の周囲の限られたスペースに組み込むことが容易となる。減速機２３としては、入力側の回転中心と出力側の回転中心とが同一直線上にある同軸型減速機（例えば、遊星歯車減速機、遊星ローラ減速機の歯車をトラクションローラに置き換えた構成の遊星ローラ減速機、ローラ減速機など）を採用することができる。

【0029】

図６に示すように、内輪３０の外周のカム面３２は、外輪３１の内周の円筒面３３と半径方向に対向している。カム面３２と円筒面３３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。

【0030】

係合子保持器３５には、径方向に貫通するポケットが周方向に間隔をおいて複数形成され、その各ポケットに係合子３４が収容されている。係合子保持器３５は、係合子３４をカム面３２の周方向中央から周方向に移動させることでカム面３２と円筒面３３の間に係合子３４を係合させる係合位置と、係合子３４をカム面３２の周方向中央に移動させることでカム面３２と円筒面３３の間への係合子３４の係合を解除する係合解除位置との間で、内輪３０に対して周方向に移動可能に支持されている。

【0031】

図７に示すように、電磁式クラッチ３６は、軸方向に移動可能に支持されたアーマチュア４０と、通電によりアーマチュア４０を吸引して軸方向に移動させる電磁石４１と、アーマチュア４０の移動に応じて係合子保持器３５を周方向移動させる動作変換機構４２とを有する。

【0032】

アーマチュア４０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４１は、アーマチュア４０と軸方向に対向して配置されている。電磁石４１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３８に固定されている。アーマチュア４０と電磁石４１の間には、アーマチュア４０を電磁石４１から離反する方向に付勢する離反ばね４３が組み込まれている。

【0033】

動作変換機構４２は、アーマチュア４０に対して軸方向に相対移動可能な状態でアーマチュア４０に回り止めされかつ係合子保持器３５に回り止めされた中間プレート４４と、係合子保持器３５を係合解除位置に弾性的に保持するセンタリングばね４５とを有する。

【0034】

図５に示すように、中間プレート４４の外周には、係合子保持器３５に形成された係合凹部４６に係合する係合凸部４７が形成されている。中間プレート４４は、この係合凸部４７と係合凹部４６の係合によって、係合子保持器３５と一体に周方向移動するように係合子保持器３５に回り止めされている。

【0035】

図７に示すように、中間プレート４４には、アーマチュア４０に向かって軸方向に延びる軸方向突起４８が形成されている。アーマチュア４０には、中間プレート４４の軸方向突起４８が軸方向にスライド可能に挿入される軸方向孔４９が形成されている。中間プレート４４は、この軸方向突起４８と軸方向孔４９の係合によって、アーマチュア４０に対して軸方向移動可能な状態で、アーマチュア４０と一体に周方向移動するようにアーマチュア４０に回り止めされている。

【0036】

図６に示すように、センタリングばね４５は、鋼線をＣ形に巻いたＣ形環状部５０と、Ｃ形環状部５０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５１とからなる。Ｃ形環状部５０は、内輪３０の軸方向端面に形成された円形のばね収容凹部５２に嵌め込まれている。一対の延出部５１は、ばね収容凹部５２から径方向外方に貫通するように内輪３０の軸方向端面に形成された径方向溝５３に挿入されている。

【0037】

センタリングばね４５の延出部５１は、径方向溝５３の径方向外端から突出しており、その延出部５１の径方向溝５３からの突出部分が、係合子保持器３５に形成された保持器溝５４に挿入されている。径方向溝５３と保持器溝５４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４５の延出部５１は、径方向溝５３の内面と、保持器溝５４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３５を係合解除位置に弾性保持している。

【0038】

図７に示す電磁式クラッチ３６は、電磁石４１が非通電の状態では、内輪３０が外輪３１に対して自由に回転することができる係合解除状態（空転状態）となる。すなわち、電磁石４１が非通電のとき、アーマチュア４０が離反ばね４３の付勢力によって電磁石４１から離反し、アーマチュア４０は、電磁石４１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３５は、センタリングばね４５の弾性復元力によって係合解除位置に保持されるので、内輪３０を回転させても、内輪３０の外周のカム面３２と外輪３１の内周の円筒面３３との間に係合子３４は係合せず、内輪３０および減速機２３の出力軸２６（図４参照）は正逆両方向に自由に回転することが可能である。

【0039】

一方、電磁石４１に通電した状態では、内輪３０の回転が阻止された係合状態（ロック状態）となる。すなわち、電磁石４１に通電したとき、アーマチュア４０は電磁石４１に吸着され、アーマチュア４０が電磁石４１に摩擦接触した状態となる。このとき、内輪３０を回転させると、電磁石４１に摩擦接触するアーマチュア４０が、中間プレート４４を介して係合子保持器３５に回り止めされているので、係合子保持器３５は回転が制限され、その係合子保持器３５に対して内輪３０が相対回転する。その結果、係合子保持器３５が、センタリングばね４５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３０の外周のカム面３２と外輪３１の内周の円筒面３３との間に係合子３４が係合するので、内輪３０の回転が阻止され、内輪３０に連結された減速機２３の出力軸２６（図４参照）の回転が阻止される。

【0040】

ここで、アーマチュア４０が電磁石４１の上側に対向するように電磁式クラッチ３６を配置する（すなわち、図７に示す電磁式クラッチ３６を上下反転した構成に置き換える）ことも可能であるが、この実施形態では、図７に示すように、アーマチュア４０が電磁石４１の下側に対向するように電磁式クラッチ３６を配置した構成を採用している。この構成を採用すると、万一、離反ばね４３が破損する等したときにも、アーマチュア４０が自重で電磁石４１に摩擦接触する事態を防止することができ、電磁石４１の非通電時に係合子３４がミス係合するのを防止することが可能となる。また、係合子３４を潤滑するグリースが、その自重で、アーマチュア４０と電磁石４１の間の対向面間に流れ込むのを防止することができ、アーマチュア４０が電磁石４１に吸着されたときに両者の間に生じる摩擦力を安定したものとすることができる。

【0041】

図１に示すステアリング装置１は、左右の前輪２の転舵角を、左右一対の車輪転舵装置４で互いに独立して設定することができるので、車両の走行状態に応じて、左右の前輪２の転舵角の比を最適化することが可能である。例えば、車両の走行速度が高い状態で車両が旋回するときは、左右の前輪２の転舵角を同等程度の大きさに設定し、一方、車両の走行速度が低い状態で車両が旋回するときは、旋回外側の前輪２の転舵角が旋回内側の前輪２の転舵角よりも小さくなるように左右の前輪２の転舵角の比を設定することで、高速走行時の旋回安定性と低速走行時の小回り性とを両立させることが可能である。

【0042】

ここで、図２に示す車輪転舵装置４において、キングピン軸線Ｋまわりの転舵角（前輪２の向き）を保持する際、前輪２から伝達する反力によって転舵用モータ２２が回転するのを防止するために、転舵用モータ２２に連続通電するとすれば、車輪転舵装置４における消費電力が大きくなり、また前輪２からの反力に抗するのに十分なトルクを転舵用モータ２２で発生することができるようにするため、大型の転舵用モータ２２が必要となり、さらに、前輪２からの反力に耐える強度を確保するため、大型の減速機２３が必要となるという問題がある。

【0043】

この問題に対し、この実施形態のステアリング装置１では、図２に示すキングピン軸線Ｋまわりの転舵角（前輪２の向き）を保持する際、ブレーキ機構２５で減速機２３の出力軸２６の回転を制動し、前輪２から運動変換機構２４を介して伝達する反力が減速機２３に入力されないようにすることができる。そのため、前輪２の転舵角を保持する際、転舵用モータ２２に連続通電する必要がなく、省電力である。また、前輪２の転舵角を保持する際、転舵用モータ２２は、前輪２からの反力に抗するトルクを発生する必要がないので、転舵用モータ２２を小型化することができる。また、前輪２の転舵角を保持する際、前輪２からの反力をブレーキ機構２５で受け止め、減速機２３には前輪２からの反力が入力されないようにすることができるので、減速機２３を小型化することができる。

【0044】

また、このステアリング装置１は、図４、図７に示すように、内輪３０と外輪３１との間に係合子３４を物理的に係合させることによって内輪３０の回転を阻止する電磁式クラッチ３６を用いており、電磁式クラッチ３６は、少ない消費電力で大きい制動トルクを発生するので、効果的に省電力化を図ることが可能となっている。

【0045】

また、このステアリング装置１は、非通電時に係合解除状態となり、通電時に係合状態となる励磁式の電磁式クラッチ３６を用いているので、前輪２の転舵角を保持するときのみ、電磁式クラッチ３６に通電し、それ以外のときは、電磁式クラッチ３６に通電する必要がない。そのため、より効果的に省電力化を図ることが可能となっている。

【0046】

図８～図１０に、この発明の第２実施形態を示す。第２実施形態は、第１実施形態と比べて動作変換機構４２の構成のみが異なる。すなわち、第１実施形態では、動作変換機構４２として、電磁石４１の通電時に係合子保持器３５を係合解除位置から係合位置に周方向移動させ、電磁石４１の非通電時に係合子保持器３５を係合位置から係合解除位置に周方向移動させる構成のものを用いた（つまり、非通電時に係合解除状態となり、通電時に係合状態となる励磁式の電磁式クラッチ３６を採用した）のに対し、第２実施形態では、動作変換機構４２として、電磁石４１の通電時に係合子保持器３５を係合位置から係合解除位置に周方向移動させ、電磁石４１の非通電時に係合子保持器３５を係合解除位置から係合位置に周方向移動させる構成のものを用いた（つまり、非通電時に係合状態となり、通電時に係合解除状態となる非励磁式の電磁式クラッチ３６を採用した）点で異なり、他の構成は同一である。そのため、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。

【0047】

図１０に示すように、アーマチュア４０と外輪３１の間には、係合子保持器３５に回り止めされた摩擦板６０が組み込まれている。摩擦板６０は、外輪３１の軸方向端面に接触する位置と、外輪３１の軸方向端面から離反する位置との間で軸方向に移動可能に設けられている。摩擦板６０は、外輪３１の軸方向端面から離反した状態では、外輪３１に対して回転可能であり、一方、外輪３１の軸方向端面に接触した状態では、外輪３１の軸方向端面との摩擦により回転が制動されるようになっている。摩擦板６０は、アーマチュア４０と電磁石４１の間に組み込まれた離反ばね４３の付勢力によって外輪３１の軸方向端面に押し付けられている。

【0048】

図９、図１０に示すように、摩擦板６０の内周には、係合子保持器３５に形成された係合凹部６１に係合する係合凸部６２が形成されている。摩擦板６０は、この係合凸部６２と係合凹部６１の係合によって、係合子保持器３５と一体に周方向移動するように係合子保持器３５に回り止めされている。

【0049】

係合子保持器３５の径方向内側には、センタリングばね押さえプレート６３が設けられている。センタリングばね押さえプレート６３は、センタリングばね４５と軸方向に隣接して配置され、センタリングばね４５をばね収容凹部５２内に保持している。センタリングばね押さえプレート６３の外周と摩擦板６０の内周は非接触であり、互いに独立して回転可能となっている。

【0050】

図１０に示す電磁式クラッチ３６は、電磁石４１が非通電の状態では、内輪３０の回転が阻止された係合状態（ロック状態）となる。すなわち、電磁石４１が非通電のとき、アーマチュア４０が離反ばね４３の付勢力によって電磁石４１から離反し、クラッチケース３８に対して回り止めされた外輪３１の軸方向端面に押し付けられた状態となる。このとき、内輪３０を回転させると、外輪３１の軸方向端面に摩擦接触する摩擦板６０が、係合子保持器３５に回り止めされているので、係合子保持器３５は回転が制限され、その係合子保持器３５に対して内輪３０が相対回転する。その結果、係合子保持器３５が、センタリングばね４５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３０の外周のカム面３２と外輪３１の内周の円筒面３３との間に係合子３４が係合するので、内輪３０の回転が阻止され、内輪３０に連結された減速機２３の出力軸２６（図４参照）の回転が阻止される。

【0051】

一方、電磁石４１に通電した状態では、内輪３０が外輪３１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４１に通電したとき、アーマチュア４０は電磁石４１に吸着され、離反ばね４３の付勢力が摩擦板６０に作用しなくなるので、摩擦板６０は、外輪３１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３５は、センタリングばね４５の弾性復元力によって係合位置から係合解除位置に移動し、そのまま係合解除位置に保持されるので、内輪３０を回転させても、内輪３０の外周のカム面３２と外輪３１の内周の円筒面３３との間に係合子３４は係合せず、内輪３０および減速機２３の出力軸２６（図４参照）は正逆両方向に自由に回転することが可能である。

【0052】

この第２実施形態のステアリング装置１は、第１実施形態と同様に、前輪２の転舵角を保持する際、転舵用モータ２２に連続通電する必要がなく、省電力である。また、前輪２の転舵角を保持する際、転舵用モータ２２は、前輪２（図２参照）からの反力に抗するトルクを発生する必要がないので、転舵用モータ２２を小型化することができる。また、前輪２の転舵角を保持する際、前輪２からの反力をブレーキ機構２５で受け止め、減速機２３には前輪２からの反力が入力されないようにすることができるので、減速機２３を小型化することができる。

【0053】

上記各実施形態では、外輪３１の内周と内輪３０の外周との間に組み込む係合子３４としてローラを用いたものを例に挙げて説明したが、係合子３４としてボールやスプラグを用いることも可能である。

【0054】

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】

【0055】

１ 左右独立転舵型ステアリング装置
２ 前輪（車輪）
４ 車輪転舵装置
２２ 転舵用モータ
２３ 減速機
２４ 運動変換機構
２５ ブレーキ機構
２６ 出力軸
２７ 揺動アーム
２８ タイロッド
３０ 内輪
３１ 外輪
３４ 係合子
３６ 電磁式クラッチ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】