特開 2024-38974 回転伝達装置、操舵装置、及び、輸送用機器

(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】P2024038974

(43)【公開日】2024-03-21

(54)【発明の名称】回転伝達装置、操舵装置、及び、輸送用機器

(51)【国際特許分類】

   B62D 1/16 20060101AFI20240313BHJP

   B62D 5/04 20060101ALI20240313BHJP

【ＦＩ】

B62D1/16

B62D5/04

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023036368

(22)【出願日】2023-03-09

(31)【優先権主張番号】P 2022143058

(32)【優先日】2022-09-08

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(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】佐藤 光司

【テーマコード（参考）】

3D030

3D333

【Ｆターム（参考）】

3D030DC35

3D333CB02

3D333CB29

3D333CB45

3D333CD04

3D333CD14

3D333CD16

3D333CD21

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、他方の部材が一方の部材に対して軸回り相対回転可能に支持される内方部材３０及び外方部材２１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４０とを備え、一方の部材に設けられた第１係止部３５と、他方の部材に設けられた第２係止部２８と、中間部材４０に設けられ第１係止部３５に係止する中間第１係止部４２及び第２係止部２８に係止する中間第２係止部４３とを備え、他方の部材が一方の部材に対して軸回り回転した際に、第２係止部２８と中間第２係止部４３との係止、及び、第１係止部３５と中間第１係止部４２との係止により、他方の部材の軸回り回転が規制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内方部材（３０）及び外方部材（２１）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（４０）と、を備え、
前記一方の部材に設けられた第１係止部（３５）と、前記他方の部材に設けられた第２係止部（２８）と、前記中間部材（４０）に設けられ前記第１係止部（３５）に係止する中間第１係止部（４２）及び前記第２係止部（２８）に係止する中間第２係止部（４３）と、を備え、
前記他方の部材が前記一方の部材に対して軸回り回転した際に、前記第２係止部（２８）と前記中間第２係止部（４３）との係止、及び、前記第１係止部（３５）と前記中間第１係止部（４２）との係止により、前記他方の部材の軸回り回転が規制される回転伝達装置。

【請求項2】

前記外方部材（３０）及び前記中間部材（４０）は筒状を成し、前記一方の部材は前記外方部材（２１）であり、前記他方の部材は前記内方部材（３０）であり、
前記第２係止部（２８）は前記外方部材（２１）の内周に、前記中間第２係止部（４３）は前記中間部材（４０）の外周に、前記第１係止部（３５）は前記内方部材（３０）の外周に、前記中間第１係止部（４２）は前記中間部材（４０）の内周にそれぞれ設けられている請求項１に記載の回転伝達装置。

【請求項3】

前記第２係止部（２８）、前記中間第２係止部（４３）、前記第１係止部（３５）及び前記中間第１係止部（４２）は、互いに軸方向位置が重複している請求項１に記載の回転伝達装置。

【請求項4】

前記第１係止部（３５）、前記第２係止部（２８）、前記中間第１係止部（４２）及び前記中間第２係止部（４３）の少なくとも一つは、対応する前記内方部材（３０）、前記外方部材（２１）又は前記中間部材（４０）に着脱自在である請求項１に記載の回転伝達装置。

【請求項5】

前記内方部材（３０）と前記中間部材（４０）との間、又は、前記中間部材（４０）と前記外方部材（２１）との間に、互いの部材が係合して軸回り一体に回転する状態と、前記係合が解除されて互いの部材が相対回転する状態とに切り替える係合手段（５０）を備えた請求項１に記載の回転伝達装置。

【請求項6】

前記内方部材（３０）は、互いに軸回り相対回転可能な第１部材（３２ａ）及び第２部材（３２ｂ）を備えて、前記第１部材（３２ａ）に第３係止部（６１）を、前記第２部材（３２ｂ）に中間第３係止部（６２）を備え、
前記第３係止部（６１）と前記中間第３係止部（６２）とが係止した状態で前記第１部材（３２ａ）及び前記第２部材（３２ｂ）は一体に軸回り回転し、前記第３係止部（６１）と前記中間第３係止部（６２）とが非係止の状態で前記第１部材（３２ａ）及び前記第２部材（３２ｂ）は軸回り相対回転する請求項１に記載の回転伝達装置。

【請求項7】

請求項１から６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8】

請求項１から６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）と前記内方部材（３０）との間に備えている操舵装置。

【請求項9】

請求項１から６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、その回転伝達装置を用いた操舵装置、及び、その操舵装置を搭載した輸送用機器に関する。

【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内方部材及び外方部材と、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、を備え、前記一方の部材に設けられた第１係止部と、前記他方の部材に設けられた第２係
止部と、前記中間部材に設けられ前記第１係止部に係止する中間第１係止部及び前記第２係止部に係止する中間第２係止部とを備え、前記他方の部材が前記一方の部材に対して軸回り回転した際に、前記第２係止部と前記中間第２係止部との係止、及び、前記第１係止部と前記中間第１係止部との係止により、前記他方の部材の軸回り回転が規制される回転伝達装置を採用した（構成１）。

【0009】

前記外方部材及び前記中間部材は筒状を成し、前記一方の部材は前記外方部材であり、前記他方の部材は前記内方部材であり、前記第２係止部は前記外方部材の内周に、前記中間第２係止部は前記中間部材の外周に、前記第１係止部は前記内方部材の外周に、前記中間第１係止部は前記中間部材の内周にそれぞれ設けられている構成を採用できる（構成２）。

【0010】

また、前記第２係止部、前記中間第２係止部、前記第１係止部及び前記中間第１係止部は、互いに軸方向位置が重複している構成を採用できる（構成３）。

【0011】

前記第１係止部、前記第２係止部、前記中間第１係止部及び前記中間第２係止部の少なくとも一つは、対応する前記内方部材、前記外方部材又は前記中間部材に着脱自在である構成を採用できる（構成４）。

【0012】

また、前記内方部材と前記中間部材との間、又は、前記中間部材と前記外方部材との間に、互いの部材が係合して軸回り一体に回転する状態と、前記係合が解除されて互いの部材が相対回転する状態とに切り替える係合手段を備えた構成を採用できる（構成５）。

【0013】

また、前記内方部材は、互いに軸回り相対回転可能な第１部材及び第２部材を備えて、前記第１部材に第３係止部を、前記第２部材に中間第３係止部を備え、前記第３係止部と前記中間第３係止部とが係止した状態で前記第１部材及び前記第２部材は一体に軸回り回転し、前記第３係止部と前記中間第３係止部とが非係止の状態で前記第１部材及び前記第２部材は軸回り相対回転する構成を採用できる（構成６）。

【0014】

前記構成１に対して前記構成２～６の中から選択される単一の要素を付加した態様を採用でき、また、前記構成１に対して前記構成２～６の中から選択される任意の複数の要素を付加した態様を採用できる。

【0015】

これらの各態様からなる回転伝達装置を用い、そ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。

【0016】

また、これらの各態様からなる回転伝達装置を用い、そ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内方部材との間に備えている操舵装置を採用できる。

【0017】

さらに、これらの各態様からなる回転伝達装置を用い、そ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】

【0018】

この発明は、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。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】この発明の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】第１の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３Ａの内方部材が反時計回りに回転した状態を示す断面図

【図3C】図３Ｂの中間部材が反時計回りに回転した状態を示す断面図

【図4】第２の実施形態の回転伝達装置近傍の縦断面図

【図5】図４の要部分解斜視図

【図6】図４のＶＩ－ＶＩ線に沿った断面図

【図7】第３の実施形態の回転伝達装置近傍の縦断面図

【図8】図７のＶIII－ＶIII線に沿った断面図

【図9】図７の要部分解斜視図

【図10】第４の実施形態の回転伝達装置の断面図

【図11】第５の実施形態の回転伝達装置近傍の縦断面図

【図12】図１１のＸII－ＸII線に沿った断面図

【図13A】図１２のキー溝にキーを挿入した状態を示す断面図

【図13B】図１３Ａの中間部材が反時計回りに回転した状態を示す断面図

【図14】第６の実施形態の回転伝達装置近傍の縦断面図

【図15】図１４における内方部材の分解斜視図

【図16】図１４のＸＶI－ＸＶI線に沿った断面図

【図17A】図１４のＸＶII－ＸＶII線に沿った断面図

【図17B】図１７Ａの内方部材が反時計回りに回転した状態を示す断面図

【図17C】図１７Ｂの内方部材がさらに反時計回りに回転した状態を示す断面図

【図17D】図１７Ｃの内方部材及び中間部材がさらに反時計回りに回転した状態を示す断面図

【発明を実施するための形態】

【0020】

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。

【0021】

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。

【0022】

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。

【0023】

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。

【0024】

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。

【0025】

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。

【0026】

（第１の実施形態）
図２～図３Ｃは、第１の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３１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３１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３１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。

【0027】

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。

【0028】

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。

【0029】

モータシャフト３１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。

【0030】

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２３ａにボルト２２が挿通され、そのボルト２２がモータケース６ａに設けられた雌ネジ穴（図示せず）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。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２４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。

【0031】

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２２用の穴２３ａ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２３に設けられている。外縁突出部２３及び穴２３ａは、周方向に沿って複数設けられている。軸受２４の外輪は、端壁部２１ｂに設けられた嵌合凹部２７に嵌合固定されている。

【0032】

内方部材３０は、図２に示すように、モータシャフト３１とそのモータシャフト３１に取り付けられる補助内方部材３２とで構成される。補助内方部材３２は、外方部材２１と同じく円筒状を成す筒状部３３と、その筒状部３３の軸方向他端側を閉じる端壁部３４とを備えている。筒状部３３の内部空間は軸方向一端側に開口しており、その内部空間にモータシャフト３１が挿入されて、モータシャフト３１と補助内方部材３２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３１と補助内方部材３２とは、スプライン３９ａ，３９ｂによって結合されている。なお、モータシャフト３１と補助内方部材３２との接続構造はスプライン結合には限定されず、それ以外にも、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３１と補助内方部材３２とを一体に成型された部材で構成して、それを内方部材３０としてもよい。

【0033】

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４０が設けられている。中間部材４０は、環状部材４１で構成されて、内方部材３０（補助内方部材３２）に対して軸受２５，２６を介して軸回り回転可能に支持されている。軸受２５，２６の外輪は、それぞれに中間部材４０の内周に設けられた嵌合凹部４４，４５に嵌合固定されている。また、軸受２５，２６の内輪は、それぞれに補助内方部材３２の外周に設けられた嵌合凹部３７，３８に嵌合固定されている。なお、前述の軸受２４の内輪は、補助内方部材３２の外周に設けられた嵌合凹部３６に嵌合固定されている。また、外方部材２１、内方部材３０及び中間部材４０の軸心（回転中心）は一致している。

【0034】

内方部材３０（補助内方部材３２）の外面には、図３Ａに示すように、外径側へ向かって突出する第１係止部３５が設けられている。第１係止部３５は、周方向１箇所に設けられ、図３Ａ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、第１係止部３５の両側側面（周方向へ向く面）３５ａ，３５ｂは、フラット面となっている。中間部材４０の内面には、第１係止部３５に係止する中間第１係止部４２が設けられている。中間第１係止部４２は、周方向１箇所に設けられ、図３Ａに示す軸直交断面において、その両側側面４２ａ，４２ｂは、互いに平行なフラット面となっている。

【0035】

外方部材２１の内面には、図３Ａに示すように、内径側へ向かって突出する第２係止部２８が設けられている。第２係止部２８は、周方向１箇所に設けられ、図３Ａに示す軸直交断面において、その両側側面２８ａ，２８ｂは、互いに平行なフラット面となっている。中間部材４０の外面には、第２係止部２８に係止する中間第２係止部４３が設けられている。中間第２係止部４３は、周方向１箇所に設けられ、図３Ａに示す軸直交断面において、外径側へ向かって徐々に幅が拡がる形状となっている。

【0036】

ステアリングシャフト４の回転によりモータシャフト３１が軸回り一方向へ回転すると、固定の外方部材２１に対して内方部材３０が軸回り回転する。ここで、内方部材３０は、図３Ａに示す状態（中立位置）から図３Ｂに示す状態へと矢印Ａの方向へ反時計回りに回転する。やがて、図３Ｂに示すように、第１係止部３５と中間第１係止部４２が係止する。その後は、中間部材４０と内方部材３０とが一体となって、図３Ｂに示す状態から図３Ｃに示す状態へと矢印Ｂの方向へ反時計回りに回転する。そして、図３Ｃに示すように、中間第２係止部４３と第２係止部２８が係止する。中間第２係止部４３と第２係止部２８が係止すると、中間部材４０と内方部材３０とはそれ以上軸回り回転できない。このため、ステアリングシャフト４はそれ以上回転できない状態となる。この状態が、ステアリングホイール１の操舵範囲の一方の終点（一方のストロークエンド／例えば、右操舵のストロークエンド）に相当する。

【0037】

第１係止部３５と中間第１係止部４２との係止は、フラットな側面３５ａ，４２ａ同士の面接触であるので、内方部材３０から中間部材４０への力の伝達の際の互いの接触圧が低減されている。また、中間第２係止部４３と第２係止部２８との係止も、フラットな側面４３ａ，２８ａ同士の面接触であるので、内方部材３０から中間部材４０への力の伝達の際の互いの接触圧が低減されている。

【0038】

また、図３Ａに示す中立位置から反対側へ、すなわち、モータシャフト３１が軸回り他方向へ回転する際も同様に、内方部材３０の第１係止部３５と中間部材４０の中間第１係止部４２が係止し、その後、中間部材４０と内方部材３０とが一体となって、中間第２係止部４３と第２係止部２８が係止するまで回転する。中間第２係止部４３と第２係止部２８が当接すると、中間部材４０と内方部材３０とはそれ以上軸回り回転できないので、この状態が、ステアリングホイール１の操舵範囲の他方の終点（他方のストロークエンド／例えば、左操舵のストロークエンド）に相当する。

【0039】

第１係止部３５と中間第１係止部４２との係止が、フラットな側面３５ｂ，４２ｂ同士の面接触であること、中間第２係止部４３と第２係止部２８との係止も、フラットな側面４３ｂ，２８ｂ同士の面接触であることは同様である。なお、部材の耐久性等が確保されるならば、第１係止部３５と中間第１係止部４２との係止、及び、中間第２係止部４３と第２係止部２８との係止に関し、側面３５ｂ，４２ｂ、及び、側面４３ｂ，２８ｂ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。

【0040】

このように、内方部材３０の第１係止部３５と中間部材４０の中間第１係止部４２との係止、及び、中間部材４０の中間第２係止部４３と外方部材２１の第２係止部２８との係止により、ステアリングシャフト４の軸回り回転が規制されるようにしたので、ステアリングシャフト４の軸回り１回転（３６０度）を超える広い範囲で、回転を規制する位置を設定できる。なお、図３Ａ～図３Ｃの例では、中立位置から第１係止部３５（内輪突起）が中間第１係止部４２（中間輪内径突起）に当接するまでのステアリング回転角が１５０°、さらに、中間第２係止部４３（中間輪外径突起）が第２係止部２８（ケース突起）に当接するまでのステアリング回転角が１６０°となるので、トータルで３１０°の軸回り回転が可能となる。また、中立位置から反転方向も同様の作動をするので、中立位置を中心として±３１０°のステアリング回転が可能である。

【0041】

ここで、中間部材４０を筒状部材とし、その筒状部材を内方部材３０と外方部材２１の間に同軸心に配置したことから、ストッパ機能を発揮する回転伝達装置２０をコンパクトにすることができる。すなわち、第２係止部２８は外方部材２１の内周に、中間第２係止部４３は中間部材４０の外周に、第１係止部３５は内方部材３０の外周に、中間第１係止部４２は中間部材４０の内周にそれぞれ設けられている構成となり、装置が軸方向に対して大型化することを抑制できる。

【0042】

また、この実施形態のように、第２係止部２８、中間第２係止部４３、第１係止部３５及び中間第１係止部４２は、互いに軸方向位置が重複している構成（図１参照）とすれば、装置のさらなるコンパクト化が可能である。

【0043】

（第２の実施形態）
この発明の第２の実施形態を図４～図６に示す。装置の基本構成は第１の実施形態と同様であるので説明を省略し、以下、その差異点を中心に説明する（後述の第３、第４、第５の実施形態においても同様）。

【0044】

第２の実施形態では、図４及び図５に示すように、内方部材３０の補助内方部材３２を、複数の板状部材３２ｃと、それを軸方向両側から挟む複数の環状体３２ｄ，３２ｅの集合で構成している。環状体３２ｄ、複数の板状部材３２ｃ（実施形態では１０枚）、環状体３２ｅの軸心には穴が形成されており、その穴の内面にはスプラインが形成されている。それらのスプラインの方位を位置合わせした状態で、外周にスプラインが形成されたモータシャフト３１が挿通されることで、両者が一体に回転する内方部材３０を構成している。第１係止部３５の形状は、前述の実施形態と同様である。また、モータシャフト３１と補助内方部材３２との結合構造もスプラインには限定されず、他の構造を採用してもよい。

【0045】

また、中間部材４０は、図４及び図５に示すように、複数の板状部材４１ｃと、それを軸方向両側から挟む複数の環状体４１ｄ，４１ｅの集合で構成している。環状体４１ｄ、複数の板状部材４１ｃ（実施形態では１０枚）、環状体４１ｅの軸心には穴が形成されており、その穴内の空間に内方部材３０が入り込むようになっている。中間部材４０と内方部材３０とを軸回り回転自在に支持ずる軸受２５，２６の構成は、前述の実施形態と同様
である。また、中間第１係止部４２及び中間第２係止部４３の形状も、前述の実施形態と同様である。さらに、環状体４１ｄ、複数の板状部材４１ｃ、環状体４１ｅは、軸方向のボルト４６で一体化されている。環状体４１ｄ，４１ｅにはボルト４６用の挿通穴４６ａが、板状部材４１ｃにはボルト４６用の挿通穴４６ｂが形成されている。

【0046】

このように、内方部材３０の補助内方部材３２を、複数の板状部材３２ｃ（インナープレート）と、それを軸方向両側から挟む複数の環状体３２ｄ，３２ｅで構成し、さらに、中間部材４０を複数の板状部材４１ｃ（中間プレート）と、それを軸方向両側から挟む環状体４１ｄ，４１ｅで構成したことで、装置に負荷されるトルクに応じて、第２係止部２８、中間第２係止部４３、第１係止部３５及び中間第１係止部４２の軸方向幅を容易に調整できるようになる。例えば、小型車両等において、ステアリング装置に負荷されるトルクが小さい場合等は、板状部材３２ｃ（インナープレート）及び板状部材４１ｃ（中間プレート）の枚数を減少させ、外方部材２１（ケース）を軸方向長さが短い薄型品に変更することで、装置のコンパクト化が可能である。この場合、プレートの枚数変更とケースの仕様変更等によって容易に対応できる。

【0047】

（第３、第４の実施形態）
この発明の第３の実施形態を図７～図９に、第４の実施形態を図１０に示す。この実施形態は、中間部材４０を、円筒状を成す環状部材４１と、その環状部材４１に着脱自在の中間第１係止部４２及び中間第２係止部４３で構成したものである。図８及び図９に示すように、中間第１係止部４２には雌ネジ穴４２ｄが形成されている。ボルト４２ｅを、環状部材４１の穴４２ｃに挿通して雌ネジ穴４２ｄにねじ込むことで、環状部材４１と中間第１係止部４２とが一体化する。また、中間部材４０には、雌ネジ穴４３ｄが形成されている。ボルト４３ｅを、中間第２係止部４３の穴４３ｃに挿通して雌ネジ穴４３ｄにねじ込むことで、環状部材４１と中間第２係止部４３とが一体化する。

【0048】

このように、中間第１係止部４２及び中間第２係止部４３を着脱自在とすることで、中間部材４０の本体である環状部材４１は共通部品として、係止部の形状、特に係止部の周方向長さのみを変更することで、ステアリング回転角の変更が可能となる。例えば、図１０に示す第４の実施形態のように、周方向幅の大きい係止部を採用することで、ステアリング回転角を縮小できる。

【0049】

図７～図９の例では、中間部材４０の本体である環状部材４１に対して、中間第１係止部４２及び中間第２係止部４３を着脱自在としたが、これ以外にも、例えば、内方部材３０の補助内方部材３２（筒状部３３）に対して、第１係止部３５を着脱自在にする構成、あるいは、外方部材２１に対して、第２係止部２８を着脱自在とする構成を採用してもよい。これらの第１係止部３５、中間第１係止部４２、中間第２係止部４３、第２係止部２８のそれぞれにおいて複数の形状を用意しておき、それらを選択的に組合せることで、ステアリング回転角の設定のバリエーションを広げることができる。

【0050】

（第５の実施形態）
この発明の第５の実施形態を図１１～図１３Ｂに示す。この第５の実施形態では、第１の実施形態を基本としつつ、中間部材４０と内方部材３０との間に、係合手段５０を設けたものである。係合手段５０は、中間部材４０と内方部材３０とが係合して両者が軸回り一体に回転する状態と、中間部材４０と内方部材３０とに係合が解除されて両者が互いに相対回転する状態とに切り替えることができる。

【0051】

この実施形態では、図１１及び図１２に示すように、係合手段５０として、中間部材４０と内方部材３０のそれぞれにキー溝５１，５２を設け、その対のキー溝５１，５２同士を対向させた状態で、対のキー溝５１，５２内にキー５３を差し入れる構成としている。
対のキー溝５１，５２内にキー５３を差し入れれば、中間部材４０と内方部材３０とが係合し、対のキー溝５１，５２内からキー５３を抜き取れば、中間部材４０と内方部材３０との係合が解除する。

【0052】

中間部材４０と内方部材３０との係合が解除していれば（キー溝５１，５２からキー５３が抜き取られていれば）、第１の実施形態と同様に、ステアリングホイール１の広い操舵範囲を確保できる。これに対して、例えば、仮にステアリングホイール１の操舵範囲を狭く設定する車両の場合は、図１３Ａに示すように、係合手段５０によって互いの部材を係合することで（キー溝５１，５２にキー５３を挿入することで）、中間部材４０と内方部材３０とが一体となって回転する。このため、ステアリングホイール１の操舵範囲を、図１３Ａに示す中立状態から図１３Ｂに示す操舵範囲の一方の終点（一方のストロークエンド）に至るまで、また、図示していないが、中立状態から反対方向へも同じ回転角で他方の終点（他方のストロークエンド）に至るまでに設定できる。ここでは、中間部材４０の中間第２係止部４３が、外方部材２１の第２係止部２８に当接するまでの回転角を、中立状態を基準に左右に±１６０°に設定している。したがって、この構成によれば、主要部品を共用したまま、ステアリングホイール１に許容される回転角を、複数種類選択することが可能となる。

【0053】

なお、ここでは、内方部材３０と中間部材４０との間に係合手段５０を設けているが、これに代えて、中間部材４０と外方部材２１との間に、同様な構成からなる係合手段５０を設けてもよい。また、係合手段５０の構成は、この実施形態のようなキー溝５１，５２及びキー５３からなる構成には限定されず、例えば、ビスやピンにより、内方部材３０と中間部材４０を係合及び係合解除する、又は、中間部材４０と外方部材２１を係合及び係合解除するものであってもよい。

【0054】

（第６の実施形態）
この発明の第６の実施形態を図１４～図１７Ｄに示す。この第６の実施形態では、第１の実施形態を基本としつつ、補助内方部材３２を別々に成形された二つの部材を組み合わせて構成したものである。すなわち、内方部材３０は、モータシャフト３１とそのモータシャフト３１に取り付けられる補助内方部材３２とで構成されており、さらに、補助内方部材３２は、軸方向一端側の第１部材３２ａと軸方向他端側の第２部材３２ｂとで構成されている。

【0055】

図１４及び図１５に示すように、第１部材３２ａ及び第２部材３２ｂは別々に成形された部材であり、両者が互いに軸回り相対回転可能に接続される。第１部材３２ａは円筒状を成す部材で構成され、その内部空間にモータシャフト３１が挿入される。前述の実施形態と同様に、モータシャフト３１と第１部材３２ａとはスプライン３９ａ，３９ｂによって結合されている。第２部材３２ｂは、第１部材３２ａに近い側が大径で、第１部材３２ａから遠ざかるにつれて階段状に縮径する部材で構成されている。

【0056】

第１部材３２ａは軸受２６を介して中間部材４０に対して軸回り回転可能に支持され、第２部材３２ｂは軸受２５を介して中間部材４０に対して軸回り回転可能に支持されている。また、第１部材３２ａと第２部材３２ｂとは、互いの対向面同士が摺動しながら、又は、微小な隙間をもって対面しながら軸回り相対回転可能である。なお、第１部材３２ａと第２部材３２ｂとの間にスラスト軸受等の軸受を配置してもよい。

【0057】

図１５に示すように、その第１部材３２ａ及び第２部材３２ｂの対向する端面間において、第１部材３２ａに第３係止部６１が設けられ、第２部材３２ｂに中間第３係止部６２が設けられている。

【0058】

第３係止部６１は、第１部材３２ａの端面に形成されており、第２部材３２ｂ側へ向かって軸方向へ突出する突起で構成されている。この実施形態では、第３係止部６１として、外径側へ向かうにつれて徐々に幅が拡がる２つの側面６１ａ，６１ｂ（周方向へ向く面）を持つ突起を採用している。２つの側面６１ａ，６１ｂは、内方部材３０の軸心で交差する。中間第３係止部６２は、第２部材３２ｂの端面に形成されており、第１部材３２a側へ向かって軸方向へ突出する突起で構成されている。

【0059】

この実施形態では、中間第３係止部６２として、外径側へ向かって平行に伸びる２つの側面６２ａ，６２ｂ（周方向へ向く面）を持つ突起を採用している。中間第３係止部６２を構成する突起は外径方向にも突出しており、この外径方向へ突出した部分は、第１の実施形態と同様の第１係止部３５を構成している。中間第３係止部６２の２つの側面６２ａ，６２ｂと、第１係止部３５の２つの側面３５ａ，３５ｂは、それぞれ互いに面一なフラット面となっている。これにより、連続する１つの突起により、第１係止部３５と中間第３係止部６２の２つの係止部を構成している。

【0060】

第１部材３２ａの端面と第２部材３２ｂの端面を軸方向に対向させた状態で、第３係止部６１と中間第３係止部６２との軸回り方向への位置関係により、第３係止部６１と中間第３係止部６２が係止した状態であれば、モータシャフト３１からの回転の入力によって、第１部材３２ａ及び第２部材３２ｂは一体に軸回り回転する。また、第３係止部６１と中間第３係止部６２とが非係止の状態であれば、モータシャフト３１からの回転の入力によって、第１部材３２ａ及び第２部材３２ｂは軸回り相対回転する状態である。

【0061】

ステアリングシャフト４の回転によりモータシャフト３１が軸回り一方向へ回転すると、回転が停止している状態の第２部材３２ｂに対して、第１部材３２aが軸回り回転する。ここで、第１部材３２aは、図１７Ａに示す状態（中立位置）から反時計回りに回転する。やがて、図１７Ｂに示すように、第３係止部６１の側面６１ｂと中間第３係止部６２の側面６２ｂが係止する（実施形態では、図１７Ａから図１７Ｂまで１４０°回転）。その後は、第１部材３２ａと第２部材３２ｂとが一体となって、図１７Ｂに示す状態から図１７Ｃに示す状態へと矢印の方向へ反時計回りに回転する（実施形態では、図１７Ｂから図１７Ｃまで１５０°回転）。そして、図１７Ｃに示すように、第１係止部３５の側面３５ａと中間第１係止部４２の側面４２ａが係止する。

【0062】

第１係止部３５と中間第１係止部４２とが係止した後の動きは、第１の実施形態と同様である。すなわち、中間部材４０と内方部材３０（第１部材３２ａと第２部材３２ｂ）とが一体となって、図１７Ｃに示す状態から図１７Ｄに示す状態へと矢印の方向へ反時計回りに回転する（実施形態では、図１７Ｃから図１７Ｄまで１６０°回転）。そして、図１７Ｄに示すように、中間第２係止部４３の側面４３ａと第２係止部２８の側面２８ａが係止する。中間第２係止部４３と第２係止部２８が係止すると、中間部材４０と内方部材３０とはそれ以上軸回り回転できない。このため、ステアリングシャフト４はそれ以上回転できない状態となる。この状態が、ステアリングホイール１の操舵範囲の一方の終点（一方のストロークエンド／例えば、右操舵のストロークエンド）に相当する。

【0063】

また、図示していないが、中立状態から反対方向へも内方部材３０（第１部材３２ａと第２部材３２ｂ）及び中間部材４０等が同じ作用で回転し、ステアリングホイール１の操舵範囲の他方の終点（他方のストロークエンド／例えば、左操舵のストロークエンド）に至るまでに設定できる。したがって、中立状態から左右へ±４５０°ステリング操作が可能となり、その操舵範囲の終点で回転を停止することが可能となる

【0064】

上記の各実施形態では、内方部材３０と外方部材２１との間に、単一の中間部材４０を配置したが、中間部材４０を複数配置することで、ステアリング回転角をさらに拡大することが可能である。例えば、中間部材４０を、内径側の第１中間部材と外径側の第２中間部材の２つの部材で構成することで、例えば、中立位置から内方部材３０が第１中間部材に係止するまでのステアリング回転角を１５０°、さらに、第１中間部材が第２中間部材に係止するまでのステアリング回転角を１５０°、第２中間部材が外方部材に係止するまでのステアリング回転角を１６０°とすることで、中立位置を中心として±４６０°のステアリング回転が可能である。

【0065】

また、上記の各実施形態では、回転伝達装置２０の軸心、すなわち、内方部材３０、中間部材４０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。

【0066】

さらに、上記の各実施形態では、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、モータシャフト３１を延長してそのモータシャフト３１を回転伝達装置２０の軸方向他端側へ突出させ、その突出させたモータシャフトの端部に反力モータ６を設けてもよい。

【0067】

また、回転伝達装置２０は、上記の各実施形態に加え、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。

【0068】

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。

【0069】

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。

【0070】

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】

【0071】

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
２８ 第２係止部
３０ 内方部材
３１ モータシャフト
３２ 補助内方部材
３２ａ 第１部材
３２ｂ 第２部材
３５ 第１係止部
４０ 中間部材
４２ 中間第１係止部
４３ 中間第２係止部
５０ 係合手段
６１ 第３係止部
６２ 中間第３係止部

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13A】

【図13B】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17A】

【図17B】

【図17C】

【図17D】