JP2023157173A - steering device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、電磁石の通電と非通電を切り替えることで、ステアリングホイール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ことが可能なステアリング装置に関する。 The present invention relates to a steering device that can switch between a steering lock state that prevents rotation of a steering wheel and a steering lock release state that allows rotation of the steering wheel by switching between energization and de-energization of an electromagnet.
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車両用ステアリング装置として、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車両用ステアリング装置は、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。 2. Description of the Related Art A steer-by-wire steering device is known as a vehicle steering device that changes the direction of steered wheels of a vehicle in response to a rotational operation of a steering wheel by a driver (for example, Patent Document 1). A steer-by-wire vehicle steering device includes a steering sensor that detects the amount of operation of the steering wheel, and a steering actuator that is mechanically separated from the steering wheel. It operates according to the amount of steering wheel operation detected by a sensor, and changes the direction of the left and right steered wheels.
このステアバイワイヤ方式の車両用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、車両の走行状態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。 This steer-by-wire vehicle steering device converts the amount of steering wheel operation by the driver into an electrical signal, and controls the operation of the steering actuator based on the electrical signal. To optimize the correspondence between the amount of operation of the steering wheel and the amount of operation of the steering actuator depending on the vehicle's driving condition, such as adjusting the amount of change in the direction of the steering wheel depending on the vehicle's traveling speed. This technology is expected to improve the running stability and dynamic performance of vehicles.
ところで、ステアバイワイヤ方式の車両用ステアリング装置においては、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。 In a steer-by-wire vehicle steering device, a steering wheel rotated by a driver and a steering actuator that changes the direction of a pair of left and right steered wheels are mechanically separated. Therefore, even when the driver operates the steering wheel while the vehicle is stopped and the direction of the steered wheels reaches its travel limit (stroke end), the driver can rotate the steering wheel further. be. Therefore, a problem arises in that even though the direction of the steered wheels has reached the stroke end, the driver does not notice that the direction of the steered wheels has reached the stroke end.
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。 In addition to steer-by-wire vehicle steering devices that steer the steered wheels of a vehicle, this problem also applies to steer-by-wire steering devices, such as rudders installed at the stern of ships (outboard motors, etc.). It also exists in steer-by-wire type ship steering systems that use steering objects.
上記の問題に関し、本願の発明者は、操舵対象の向きがストロークエンドに到達したときに、運転者がステアリングホイールを通じてその状況を確実に感知することができるようにするため、社内において、以下の構成のステアリング装置を発案した。
ステアリングホイールと、
前記ステアリングホイールと一体に回転するように前記ステアリングホイールに連結して設けられた内輪と、
回転しないように固定して設けられた外輪と、
軸方向に移動可能に支持されたアーマチュアと、
前記アーマチュアと軸方向に対向する吸着面をもち、通電により前記アーマチュアを吸着する電磁石と、
前記電磁石への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ユニットと、
前記アーマチュアと前記電磁石とを収容するクラッチケースと、を有する構成のステアリング装置。
Regarding the above problem, the inventor of the present application has developed the following within the company in order to ensure that the driver can sense the situation through the steering wheel when the direction of the steered object reaches the stroke end. He devised a steering device consisting of:
steering wheel and
an inner ring connected to the steering wheel so as to rotate together with the steering wheel;
An outer ring fixedly provided so as not to rotate;
an axially movably supported armature;
an electromagnet having an attraction surface facing the armature in the axial direction and attracting the armature when energized;
By switching between energizing and de-energizing the electromagnet, an engaged state in which the engaging element is engaged between the inner ring and the outer ring, and a state in which the engaging element is disengaged between the inner ring and the outer ring are released. an electromagnetic clutch unit that can switch between a disengaged state and a disengaged state;
A steering device configured to include a clutch case that accommodates the armature and the electromagnet.
このステアリング装置は、電磁石の通電と非通電を切り替えることで、内輪と外輪との間への係合子の係合を解除する係合解除状態から、内輪と外輪との間に係合子を係合させる係合状態に切り替え、これにより、ステアリングホイールの回転を許容するステアリングロック解除状態から、ステアリングホイールの回転を阻止するステアリングロック状態に切り替えることが可能である。ここで、係合解除状態から係合状態に切り替えたとき、内輪と外輪との間に係合子が物理的に係合することによって内輪の回転が阻止されるので、内輪に連結されたステアリングホイールの回転を確実に阻止することができる。そのため、操舵対象の向きがストロークエンドに到達したときに電磁石の通電と非通電を切り替えることにより、ステアリングホイールがそれ以上に回転するのを確実に阻止し、そのステアリングホイールを通じて運転者に、操舵対象の向きがストロークエンドに到達したことを確実に感知させることができる。 This steering device changes from a disengaged state in which the engager disengages between the inner and outer rings to a disengaged state in which the engager disengages between the inner and outer rings by switching between energization and de-energization of the electromagnet. As a result, it is possible to switch from a steering lock release state in which rotation of the steering wheel is permitted to a steering lock state in which rotation of the steering wheel is prevented. Here, when switching from the disengaged state to the engaged state, the engagement element physically engages between the inner ring and the outer ring, preventing the inner ring from rotating, so the steering wheel connected to the inner ring rotation can be reliably prevented. Therefore, by switching the electromagnet between energization and de-energization when the direction of the steered object reaches the stroke end, it is possible to reliably prevent the steering wheel from rotating any further, and through the steering wheel, the driver can receive information about the steered object. It is possible to reliably sense that the direction of the stroke has reached the end of the stroke.
ここで、本願の発明者は、上記構成のステアリング装置を採用したときに、電磁石およびアーマチュアが、運転者が握るステアリングホイールの近傍に機械的に連結して設けられていることから、電磁石に通電してアーマチュアを吸着するときに、アーマチュアが電磁石に衝突することで振動や衝突音を生じると、その振動や衝突音が運転者に伝わりやすく、運転者に違和感を与えるおそれがあるという問題に直面した。 Here, the inventor of the present application has proposed that when the steering device having the above configuration is adopted, the electromagnet and the armature are mechanically connected and provided near the steering wheel held by the driver, so that the electromagnet is energized. When the armature is adsorbed, the armature collides with the electromagnet, causing vibrations and collision noises.The problem is that the vibrations and collision noises are likely to be transmitted to the driver, potentially giving the driver a sense of discomfort. did.
この問題に対し、電磁石に通電していないときのアーマチュアと電磁石の吸着面との間の軸方向のギャップを小さく設定すれば、電磁石に通電してアーマチュアを吸着するときに、振動や衝突音を生じにくくすることが可能となる。しかしながら、電磁石は、一般に寸法のばらつきを有することから、単に、アーマチュアと電磁石の吸着面との間の軸方向のギャップを小さく設定したのでは、電磁石の寸法のばらつきによって、アーマチュアと電磁石の吸着面との間の軸方向のギャップが小さくなりすぎるおそれがある。アーマチュアと電磁石の吸着面との間の軸方向のギャップが小さくなりすぎると、車両走行時の振動等によりアーマチュアが電磁石に接触し、その接触により係合子がミス係合する等の問題が生じる。 To solve this problem, if the axial gap between the armature and the electromagnet's adsorption surface is set small when the electromagnet is not energized, vibrations and collision noises can be reduced when the electromagnet is energized and the armature is adsorbed. This makes it possible to make it less likely to occur. However, since electromagnets generally have variations in dimensions, simply setting a small axial gap between the armature and the electromagnet's attraction surface will cause the armature and the electromagnet's attraction surface to vary due to variations in the dimensions of the electromagnet. There is a risk that the axial gap between the two may become too small. If the axial gap between the armature and the attraction surface of the electromagnet becomes too small, the armature will come into contact with the electromagnet due to vibrations when the vehicle is running, and this contact will cause problems such as mis-engagement of the engager.
この発明が解決しようとする課題は、電磁石の通電と非通電を切り替えることで、ステアリングホイール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ことが可能なステアリング装置であって、アーマチュアと電磁石の吸着面との間の軸方向のギャップを小さく設定することが可能であり、電磁石に通電してアーマチュアを吸着するときに、振動や衝突音を生じにくいものを提供することである。 The problem to be solved by this invention is that by switching between energization and de-energization of the electromagnet, it is possible to switch between a steering lock state that prevents rotation of the steering wheel and a steering lock release state that allows rotation of the steering wheel. It is a steering device that allows the axial gap between the armature and the electromagnet attraction surface to be set small, and does not generate vibration or collision noise when the electromagnet is energized and the armature is attracted. It is about providing something.
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リング装置を提供する。
[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と一体に回転するように前記ステアリングホイールに連結して設けられた内輪と、
回転しないように固定して設けられた外輪と、
軸方向に移動可能に支持されたアーマチュアと、
前記アーマチュアと軸方向に対向する吸着面をもち、通電により前記アーマチュアを吸着する電磁石と、
前記電磁石への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ユニットと、
前記アーマチュアと前記電磁石とを収容するクラッチケースと、を有し、
前記クラッチケースは、前記電磁石の外周に嵌合する筒部と、前記電磁石の前記アーマチュアと対向する側とは反対側の軸方向端面と軸方向に対向する底部とを有し、
前記筒部の内周には、前記電磁石の前記アーマチュア側への軸方向移動を規制する電磁石位置決め用止め輪が装着され、
前記電磁石と前記底部との間に、前記電磁石を前記アーマチュアに向けて軸方向に押圧する弾性スペーサが組み込まれているステアリング装置。
In order to solve the above problems, the present invention provides a steering device having the following configuration.
[Configuration 1]
steering wheel and
an inner ring connected to the steering wheel so as to rotate together with the steering wheel;
An outer ring fixedly provided so as not to rotate;
an axially movably supported armature;
an electromagnet having an attraction surface facing the armature in the axial direction and attracting the armature when energized;
By switching between energizing and de-energizing the electromagnet, an engaged state in which the engaging element is engaged between the inner ring and the outer ring, and a state in which the engaging element is disengaged between the inner ring and the outer ring are released. an electromagnetic clutch unit that can switch between a disengaged state and a disengaged state;
a clutch case that accommodates the armature and the electromagnet;
The clutch case has a cylindrical portion that fits around the outer periphery of the electromagnet, and a bottom portion that axially faces an axial end surface of the electromagnet opposite to a side that faces the armature,
An electromagnet positioning retaining ring is attached to the inner periphery of the cylindrical portion to restrict axial movement of the electromagnet toward the armature,
A steering device in which an elastic spacer is incorporated between the electromagnet and the bottom portion to press the electromagnet in the axial direction toward the armature.
このようにすると、電磁石の通電と非通電を切り替えることで、内輪と外輪との間への係合子の係合を解除する係合解除状態から、内輪と外輪との間に係合子を係合させる係合状態に切り替え、これにより、ステアリングホイールの回転を許容するステアリングロック解除状態から、ステアリングホイールの回転を阻止するステアリングロック状態に切り替えることが可能となる。ここで、係合解除状態から係合状態に切り替えたとき、内輪と外輪との間に係合子が物理的に係合することによって内輪の回転が阻止されるので、内輪に連結されたステアリングホイールの回転が確実に阻止される。そのため、操舵対象の向きがストロークエンドに到達したときに電磁石の通電と非通電を切り替えることにより、ステアリングホイールがそれ以上に回転するのを確実に阻止し、そのステアリングホイールを通じて運転者に、操舵対象の向きがストロークエンドに到達したことを確実に感知させることができる。 In this way, by switching between energization and de-energization of the electromagnet, the engagement element can be changed from the disengaged state in which the engagement element is disengaged between the inner ring and the outer ring to the engagement element between the inner ring and the outer ring. This makes it possible to switch from a steering lock release state in which rotation of the steering wheel is permitted to a steering lock state in which rotation of the steering wheel is prevented. Here, when switching from the disengaged state to the engaged state, the engagement element physically engages between the inner ring and the outer ring, preventing the inner ring from rotating, so the steering wheel connected to the inner ring rotation is reliably prevented. Therefore, by switching the electromagnet between energization and de-energization when the direction of the steered object reaches the stroke end, it is possible to reliably prevent the steering wheel from rotating any further, and through the steering wheel, the driver can receive information about the steered object. It is possible to reliably sense that the direction of the stroke has reached the end of the stroke.
また、電磁石とクラッチケースの底部との間に組み込んだ弾性スペーサで電磁石をアーマチュアに向けて軸方向に押圧し、その電磁石のアーマチュア側への軸方向移動を電磁石位置決め用止め輪で規制しているので、電磁石の寸法にばらつきがある場合であっても、電磁石の吸着面の軸方向位置にばらつきが生じるのを防ぐことができる。そのため、電磁石の寸法にばらつきがある場合であっても、アーマチュアと電磁石の吸着面との間の軸方向のギャップを小さく設定することができ、電磁石に通電してアーマチュアを吸着するときに、振動や衝突音を生じるのを効果的に防止することが可能である。 In addition, an elastic spacer installed between the electromagnet and the bottom of the clutch case presses the electromagnet in the axial direction toward the armature, and a retaining ring for positioning the electromagnet restricts the axial movement of the electromagnet toward the armature. Therefore, even if there are variations in the dimensions of the electromagnets, it is possible to prevent variations in the axial positions of the attraction surfaces of the electromagnets. Therefore, even if the dimensions of the electromagnet vary, the axial gap between the armature and the electromagnet's adsorption surface can be set small, and when the electromagnet is energized and the armature is adsorbed, vibrations It is possible to effectively prevent the occurrence of noise and collision noise.
[構成2]
前記アーマチュアと前記電磁石の間には、前記アーマチュアを前記電磁石から遠ざかる方向に軸方向に押圧する離反ばねが軸方向に圧縮した状態で組み込まれ、
前記弾性スペーサは、前記電磁石が前記離反ばねから押圧される力よりも大きい力で前記電磁石を押圧するように軸方向に圧縮した状態で組み込まれている構成1に記載のステアリング装置。
[Configuration 2]
A separation spring that presses the armature in the axial direction in a direction away from the electromagnet is installed between the armature and the electromagnet in an axially compressed state,
The steering device according to
このようにすると、アーマチュアと電磁石の間に離反ばねが組み込まれているので、電磁石への通電を停止したときに、離反ばねの力でアーマチュアを確実に電磁石から離反させることができる。また、組み付け状態での弾性スペーサの電磁石に対する押圧力が、組み付け状態での離反ばねの電磁石に対する押圧力よりも大きいので、離反ばねの力で弾性スペーサが軸方向に圧縮されるのを防止することができ、電磁石の軸方向位置が安定したものとなる。 In this way, since the separation spring is incorporated between the armature and the electromagnet, when the power supply to the electromagnet is stopped, the armature can be reliably separated from the electromagnet by the force of the separation spring. Furthermore, since the pressing force of the elastic spacer against the electromagnet in the assembled state is greater than the pressing force of the separation spring against the electromagnet in the assembled state, the elastic spacer is prevented from being compressed in the axial direction by the force of the separation spring. This makes the axial position of the electromagnet stable.
[構成3]
前記弾性スペーサとしては、皿ばね、ウェーブスプリング、圧縮コイルばねのいずれかである構成1または2に記載のステアリング装置。
[Configuration 3]
The steering device according to
[構成4]
前記クラッチケースの前記底部に、前記内輪を回転可能に支持する内輪支持軸受が取り付けられ、
前記弾性スペーサは、前記内輪支持軸受の外径よりも大きい内径を有する環状に形成され、
前記弾性スペーサは、径方向から見て前記内輪支持軸受と重なる部分を有するように配置されている構成1から3のいずれかに記載のステアリング装置。
[Configuration 4]
An inner race support bearing that rotatably supports the inner race is attached to the bottom of the clutch case,
The elastic spacer is formed in an annular shape having an inner diameter larger than an outer diameter of the inner ring support bearing,
4. The steering device according to any one of
このようにすると、径方向から見て弾性スペーサと内輪支持軸受とが重なる分、クラッチケースの軸方向長さを短縮し、省スペース化を図ることが可能となる。 In this way, since the elastic spacer and the inner race support bearing overlap when viewed from the radial direction, it is possible to shorten the axial length of the clutch case and save space.
[構成5]
前記電磁石は、前記アーマチュアに向かって軸方向に開放するC形断面をもつ環状のフィールドコアと、前記フィールドコアに巻回されたソレノイドコイルとを有し、
前記フィールドコアの前記アーマチュアの側とは反対側の軸方向端面に、前記弾性スペーサを収容する環状凹部が形成されている構成1から4のいずれかに記載のステアリング装置。
[Configuration 5]
The electromagnet has an annular field core with a C-shaped cross section that opens in the axial direction toward the armature, and a solenoid coil wound around the field core,
5. The steering device according to any one of
このようにすると、フィールドコアの環状凹部の軸方向深さの分、クラッチケースの軸方向長さを短縮し、省スペース化を図ることが可能となる。 In this way, the axial length of the clutch case can be shortened by the axial depth of the annular recess of the field core, and space can be saved.
[構成6]
前記電磁石に通電していないときの前記アーマチュアと前記吸着面との間の軸方向のギャップの大きさが0.05mm以上1.5mm以下の範囲に設定されている構成1から5のいずれかに記載のステアリング装置。
[Configuration 6]
Any one of
アーマチュアと吸着面との間の軸方向のギャップの大きさを1.5mm以下とすると、電磁石に通電し、アーマチュアが電磁石の吸着面に吸着されるときに、振動や衝突音を生じるのを効果的に防止することが可能となる。また、アーマチュアと吸着面との間の軸方向のギャップの大きさを0.05mm以上とすると、電磁石に通電していないときに、外部から加わる振動等によりアーマチュアが電磁石に接触し、その接触により係合子がミス係合する等の問題を防ぐことができる。 Setting the size of the axial gap between the armature and the attraction surface to 1.5 mm or less has the effect of energizing the electromagnet and preventing vibrations and collision noises when the armature is attracted to the attraction surface of the electromagnet. This makes it possible to prevent Furthermore, if the size of the axial gap between the armature and the suction surface is set to 0.05 mm or more, when the electromagnet is not energized, the armature will come into contact with the electromagnet due to external vibrations, etc. Problems such as mis-engagement of the engager can be prevented.
この発明のステアリング装置は、電磁石の通電と非通電を切り替えることで、ステアリングホイール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ことが可能である。 The steering device of the present invention can switch between a steering lock state in which rotation of the steering wheel is prevented and a steering lock release state in which rotation of the steering wheel is permitted by switching between energization and de-energization of the electromagnet.
また、この発明のステアリング装置は、電磁石とクラッチケースの底部との間に組み込んだ弾性スペーサで電磁石をアーマチュアに向けて軸方向に押圧し、その電磁石のアーマチュア側への軸方向移動を電磁石位置決め用止め輪で規制しているので、電磁石の寸法にばらつきがある場合であっても、電磁石の吸着面の軸方向位置にばらつきが生じるのを防ぐことができる。そのため、電磁石の寸法にばらつきがある場合であっても、アーマチュアと電磁石の吸着面との間の軸方向のギャップを小さく設定することができ、電磁石に通電してアーマチュアを吸着するときに、振動や衝突音を生じるのを効果的に防止することが可能である。 In addition, the steering device of the present invention uses an elastic spacer incorporated between the electromagnet and the bottom of the clutch case to press the electromagnet in the axial direction toward the armature, and to move the electromagnet in the axial direction toward the armature for positioning the electromagnet. Since the retaining ring is used for regulation, even if there are variations in the dimensions of the electromagnets, it is possible to prevent variations in the axial positions of the attracting surfaces of the electromagnets. Therefore, even if the dimensions of the electromagnet vary, the axial gap between the armature and the electromagnet's adsorption surface can be set small, and when the electromagnet is energized and the armature is adsorbed, vibrations It is possible to effectively prevent the occurrence of noise and collision noise.
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。
FIG. 1 shows a steering device according to a first embodiment of the invention. This steering device converts the amount of operation of a
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、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。
The steering device includes a
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。
The steering
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。
The
転舵アクチュエータ2は、転舵軸9と、転舵軸ハウジング10と、転舵軸9を車両の左右方向に移動させる転舵モータ11と、転舵軸9の位置を検知する転舵センサ12とを有する。転舵軸9は、車両の左右方向に移動可能に転舵軸ハウジング10で支持されている。転舵軸ハウジング10は、転舵軸9の左右両端が転舵軸ハウジング10から突出した状態となるように転舵軸9の中央部を収容している。
The
転舵モータ11および転舵センサ12は、転舵軸ハウジング10に取り付けられている。転舵モータ11と転舵軸9の間には、転舵モータ11が出力する回転を転舵軸9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9の左右両端は、タイロッド13を介して左右一対の転舵輪3に連結され、転舵軸9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。
The
図2に示すように、反力モータ6は、モータケース14と、モータケース14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)に突出するモータシャフト15とを有する。モータシャフト15は、モータケース14の内部に組み込まれた図示しない転がり軸受で回転可能に支持されている。また、モータシャフト15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14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。
As shown in FIG. 2, the
電磁式クラッチユニット7は、内輪16と、外輪17と、内輪16の外周に形成された複数のカム面18(図4参照)と、外輪17の内周に形成された円筒面19と、各カム面18と円筒面19との間に組み込まれた係合子20と、それらの係合子20を保持する係合子保持器21と、軸方向に移動可能に支持されたアーマチュア22と、通電によりアーマチュア22を吸引して軸方向に移動させる電磁石23と、アーマチュア22が電磁石23に吸着される動作に応じて係合子保持器21を周方向移動させる動作変換機構24とを有する。
The electromagnetic
内輪16は、モータシャフト15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16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およびモータシャフト15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。モータシャフト15と内輪16の間に周方向の遊び(例えば10°以下の遊び)を設け、その周方向の遊びの範囲ではモータシャフト15と内輪16の相対回転を許容し、周方向の遊びを超えるとモータシャフト15と内輪16が一体回転するように構成することも可能である。
The
外輪17は、クラッチケース25に収容されている。クラッチケース25は、電磁式クラッチユニット7の構成部材(内輪16、係合子20、係合子保持器21、アーマチュア22、電磁石23等)を一括して収容する筒状の部材である。クラッチケース25は、非磁性体(アルミ合金、銅合金等)で形成されている。一方、外輪17は鋼材で形成されている。
The
クラッチケース25の内周には、外輪17をクラッチケース25から抜け止めする止め輪26が装着されている。また、外輪17の外周とクラッチケース25の内周との間には、外輪17をクラッチケース25に対して回り止めするキー部材27が組み込まれている。外輪17には、内輪16を回転可能に支持する軸受28が組み込まれている。クラッチケース25の軸方向一端には、径方向外方に延びるフランジ部29が形成され、そのフランジ部29がモータケース14の軸方向端面に図示しないボルトで固定されている。
A retaining
ここで、外輪17は、キー部材27でクラッチケース25に回り止めすることで、ステアリングホイール1(図1参照)の回転時にも回転しないように固定した状態に設けられている。この実施形態では、クラッチケース25とは別体に形成した外輪17を、クラッチケース25に回り止めしたが、外輪17をクラッチケース25と一体に形成することも可能である。
Here, the
図4に示すように、内輪16の外周のカム面18は、外輪17の内周の円筒面19と半径方向に対向している。カム面18と円筒面19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。
As shown in FIG. 4, a
係合子保持器21には、径方向に貫通するポケット30が周方向に間隔をおいて複数形成され、その各ポケット30に係合子20が収容されている。係合子保持器21は、係合子20をカム面18の周方向中央から周方向に移動させることでカム面18と円筒面19の間に係合子20を係合させる係合位置と、係合子20をカム面18の周方向中央に移動させることでカム面18と円筒面19の間への係合子20の係合を解除する係合解除位置との間で、内輪16に対して周方向に移動可能に支持されている。
A plurality of
図3に示すように、アーマチュア22は、内輪16の外周に形成した円筒面31で軸方向に移動可能に支持されている。アーマチュア22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23は、アーマチュア22と軸方向に対向して配置されている。内輪16の外周には、アーマチュア22の電磁石23から遠ざかる側の軸方向移動を規制するアーマチュア位置決め用止め輪32が装着されている。アーマチュア位置決め用止め輪32は、内輪16の外周に形成された周溝に嵌合している。アーマチュア22と電磁石23の間には、アーマチュア22を電磁石23から遠ざかる方向に軸方向に押圧する離反ばね33が軸方向に圧縮した状態で組み込まれている。ここで、アーマチュア22は、離反ばね33の押圧力でアーマチュア位置決め用止め輪32に押し付けられることにより、内輪16に対して軸方向に位置決めされている。
As shown in FIG. 3, the
動作変換機構24は、アーマチュア22に対して軸方向に相対移動可能な状態でアーマチュア22に回り止めされかつ係合子保持器21に回り止めされた中間プレート34と、係合子保持器21を係合解除位置に弾性的に保持するセンタリングばね35とを有する。
The
中間プレート34の外周には、係合子保持器21に形成された係合凹部36に係合する係合凸部37が形成されている。中間プレート34は、この係合凸部37と係合凹部36の係合によって、係合子保持器21と一体に周方向移動するように係合子保持器21に回り止めされている。また、中間プレート34には、アーマチュア22に向かって軸方向に延びる軸方向突起38が形成されている。アーマチュア22には、中間プレート34の軸方向突起38が軸方向にスライド可能に挿入される軸方向孔39が形成されている。中間プレート34は、この軸方向突起38と軸方向孔39の係合によって、アーマチュア22に対して軸方向移動可能な状態で、アーマチュア22と一体に周方向移動するようにアーマチュア22に回り止めされている。
An
図4に示すように、センタリングばね35は、鋼線をC形に巻いたC形環状部40と、C形環状部40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41とからなる。C形環状部40は、内輪16の軸方向端面に形成された円形のばね収容凹部42に嵌め込まれている。一対の延出部41は、ばね収容凹部42から径方向外方に貫通するように内輪16の軸方向端面に形成された径方向溝43に挿入されている。
As shown in FIG. 4, the centering
センタリングばね35の延出部41は、径方向溝43の径方向外端から突出しており、その延出部41の径方向溝43からの突出部分が、係合子保持器21に形成された保持器溝44に挿入されている。径方向溝43と保持器溝44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35の延出部41は、径方向溝43の内面と、保持器溝44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21を係合解除位置に弾性保持している。
The extending
図2に示すように、電磁石23は、アーマチュア22に向かって軸方向に開放するC形断面をもつ環状のフィールドコア45と、フィールドコア45に巻回されたソレノイドコイル46とを有する。クラッチケース25には、ソレノイドコイル46に電力を供給するリード線47が通る貫通孔48が形成されている。貫通孔48には、貫通孔48の内周とリード線47の外周の間の隙間を埋めるゴム製のグロメット49が装着されている。
As shown in FIG. 2, the
図3に示すように、フィールドコア45には、アーマチュア22と軸方向に対向する吸着面50が形成されている。ソレノイドコイル46に通電すると、フィールドコア45とアーマチュア22とを通る磁気回路が形成され、アーマチュア22はフィールドコア45に向かって軸方向に移動し、吸着面50に吸着される。ソレノイドコイル46に通電していないときのアーマチュア22と吸着面50との間の軸方向のギャップの大きさ(すなわちアーマチュア22の軸方向の移動ストローク)は、0.05mm以上1.5mm以下(より好ましくは0.1mm以上1.1mm以下)の範囲に設定されている。
As shown in FIG. 3, the
図2に示すように、クラッチケース25は、電磁石23のフィールドコア45の外周に嵌合する筒部25aと、筒部25aのアーマチュア22と対向する側とは反対側(図では下側)の軸方向端面と軸方向に対向する底部25bとを有する。底部25bは、筒部25aと一体に形成されている。底部25bには、フィールドコア45の軸方向端面に形成された回り止め突起51が挿入される回り止め穴52が形成されている。この回り止め突起51と回り止め穴52の係合により、電磁石23はクラッチケース25に対して周方向に位置決めされている。
As shown in FIG. 2, the
筒部25aの内周には、電磁石23のフィールドコア45のアーマチュア22側への軸方向移動を規制する電磁石位置決め用止め輪53が装着されている。電磁石位置決め用止め輪53は、筒部25aの内周に形成された周溝に嵌合している。電磁石23と底部25bとの間には、弾性スペーサ54が組み込まれている。弾性スペーサ54は、軸方向に圧縮した状態で組み込まれ、その弾性復元力によって電磁石23のフィールドコア45をアーマチュア22に向けて軸方向に押圧している。ここで、電磁石23は、弾性スペーサ54の押圧力で電磁石位置決め用止め輪53に押し付けられることにより、クラッチケース25に対して軸方向に位置決めされている。
An electromagnet
弾性スペーサ54は、電磁石23が離反ばね33から押圧される力よりも大きい力で電磁石23を押圧するように組み込まれている。すなわち、アーマチュア22が、図3に示すように電磁石23の吸着面50から離反した状態において、電磁石23が離反ばね33から受ける軸方向荷重(図では下向きの荷重)よりも、電磁石23が弾性スペーサ54(図2参照)から受ける逆向きの軸方向荷重(図では上向きの荷重)の方が大きくなるように弾性スペーサ54が組み込まれている。電磁石23は、弾性スペーサ54の押圧力から離反ばね33の押圧力を差し引いた力で電磁石位置決め用止め輪53に押し付けられている。
The
図5に示すように、クラッチケース25の底部25bには、内輪16を回転可能に支持する内輪支持軸受55が取り付けられている。内輪支持軸受55は、クラッチケース25の底部25bに形成された軸受嵌合穴56に、軸受嵌合穴56から軸方向に一部が突出した状態で嵌め込まれている。弾性スペーサ54は、内輪支持軸受55の外径よりも大きい内径を有する環状に形成され、内輪支持軸受55の軸受嵌合穴56から軸方向に突出する部分の外周を囲むように配置されている。フィールドコア45のアーマチュア22(図2参照)の側とは反対側(図では下側)の軸方向端面には、弾性スペーサ54を収容する環状凹部57が形成されている。ここで、径方向から見て、弾性スペーサ54は、内輪支持軸受55と重なる部分を有し、かつ、フィールドコア45と重なる部分を有するように配置されている。
As shown in FIG. 5, an inner race support bearing 55 that rotatably supports the
図6に示すように、弾性スペーサ54として皿ばね54aを使用することができる。皿ばね54aは、円錐筒状の金属ばねである。単一の皿ばね54aを弾性スペーサ54とすることも可能であるが、図では、大径側と小径側の向きを互い違いにして軸方向に並べた複数の皿ばね54aを弾性スペーサ54として採用している。弾性スペーサ54として皿ばね54aを使用すると、皿ばね54aは狭い設置スペースで大きな力を発生することができるので、フィールドコア45の軸方向移動を確実に規制することが可能となる。
As shown in FIG. 6, a
図7に示すように、弾性スペーサ54としてウェーブスプリング54bを使用することも可能である。ウェーブスプリング54bは、周方向に沿って波形が繰り返されるように成形した円環状の金属ばねである。単一のウェーブスプリング54bを弾性スペーサ54とすることも可能であるが、図では、ウェーブスプリング54bと円環状の平座金54cとを軸方向に交互に並べたものを弾性スペーサ54としている。
As shown in FIG. 7, it is also possible to use a
図8に示すように、弾性スペーサ54として圧縮コイルばね54dを使用することも可能である。圧縮コイルばね54dは、金属線材を螺旋状に巻いて形成したばねである。
As shown in FIG. 8, it is also possible to use a compression coil spring 54d as the
図2に示す電磁式クラッチユニット7は、電磁石23に通電していないときは、内輪16が外輪17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23に通電していないとき、アーマチュア22が離反ばね33の付勢力によって電磁石23から離反し、アーマチュア22は、電磁石23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21は、センタリングばね35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16を回転させても、内輪16の外周のカム面18と外輪17の内周の円筒面19との間に係合子20は係合せず、内輪16およびモータシャフト15は正逆両方向に自由に回転することが可能である。
The electromagnetic
一方、電磁石23に通電した状態では、内輪16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23に通電したとき、アーマチュア22は電磁石23に吸着され、アーマチュア22が電磁石23に摩擦接触した状態となる。このとき、内輪16を回転させると、電磁石23に摩擦接触するアーマチュア22が、中間プレート34を介して係合子保持器21に回り止めされているので、係合子保持器21は回転が制限され、その係合子保持器21に対して内輪16が相対回転する。その結果、係合子保持器21が、センタリングばね35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16の外周のカム面18と外輪17の内周の円筒面19との間に係合子20が係合するので、内輪16の回転が阻止され、内輪16に連結されたモータシャフト15の回転が阻止される。
On the other hand, when the
図1に示す反力モータ6、電磁式クラッチユニット7、転舵モータ11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58、操舵センサ5、転舵センサ12が電気的に接続されている。外部センサ58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、電磁式クラッチユニット7、転舵アクチュエータ2が電気的に接続されている。
The
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58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11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。
The
さらに、制御部8は、転舵センサ12で検知される転舵軸9の位置に基づいて、転舵輪3の向きがストロークエンドに到達したか否かを判定する。そして、転舵輪3の向きがストロークエンドに到達していないと判定したときは、電磁式クラッチユニット7の電磁石23(図2参照)を非通電とすることで、係合子保持器21を係合解除位置に保持する。一方、転舵輪3の向きがストロークエンドに到達したと判定したときは、電磁式クラッチユニット7の電磁石23(図2参照)に通電することで、係合子保持器21を係合解除位置から係合位置に移動させる。
Further, the
このステアリング装置は、図2に示す電磁石23の通電と非通電を切り替えることで、図1に示す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ことができる。
This steering device has a steering lock state in which rotation of the
すなわち、図2に示す電磁石23の通電と非通電を切り替えることで、内輪16と外輪17との間への係合子20の係合を解除する係合解除位置から、内輪16と外輪17との間に係合子20を係合させる係合位置に係合子保持器21を移動させ、これにより、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から、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に切り替えることが可能である。ここで、係合子保持器21が係合位置に移動したとき、内輪16と外輪17との間に係合子20が物理的に係合することによって内輪16の回転が阻止されるので、内輪16に連結されたステアリングホイール1(図1参照)の回転が確実に阻止される。そのため、図1に示す転舵輪3の向きがストロークエンドに到達したときに、図2に示す電磁石23の通電と非通電を切り替えることにより、図1に示すステアリングホイール1がそれ以上に回転するのを確実に阻止し、そのステアリングホイール1を通じて運転者に、転舵輪3の向きがストロークエンドに到達したことを確実に感知させることができる。
That is, by switching between energization and de-energization of the
ところで、このステアリング装置は、図2に示す電磁石23およびアーマチュア22が、運転者が握るステアリングホイール1(図1参照)の近傍に機械的に連結して設けられていることから、電磁石23に通電してアーマチュア22を吸着するときに、アーマチュア22が電磁石23に衝突することで振動や衝突音を生じると、その振動や衝突音が運転者に伝わりやすく、運転者に違和感を与えるおそれがある。
By the way, in this steering device, since the
一方、電磁石23に通電していないときのアーマチュア22と電磁石23の吸着面50との間の軸方向のギャップを小さく設定すれば、電磁石23に通電してアーマチュア22を吸着するときに、振動や衝突音を生じにくくすることが可能となる。しかしながら、電磁石23は、一般に寸法のばらつきを有することから、単に、アーマチュア22と電磁石23の吸着面50との間の軸方向のギャップを小さく設定したのでは、電磁石23の寸法のばらつきによって、アーマチュア22と電磁石23の吸着面50との間の軸方向のギャップが小さくなりすぎるおそれがある。アーマチュア22と電磁石23の吸着面50との間の軸方向のギャップが小さくなりすぎると、車両走行時の振動等によりアーマチュア22が電磁石23に接触し、その接触により係合子20がミス係合する等の問題が生じる。
On the other hand, if the axial gap between the
この問題に対し、この実施形態のステアリング装置では、図2に示すように、電磁石23とクラッチケース25の底部25bとの間に組み込んだ弾性スペーサ54で電磁石23をアーマチュア22に向けて軸方向に押圧し、その電磁石23のアーマチュア22側への軸方向移動を電磁石位置決め用止め輪53で規制しているので、電磁石23の寸法にばらつきがある場合であっても、電磁石23の吸着面50の軸方向位置にばらつきが生じるのを防ぐことができる。そのため、電磁石23の寸法にばらつきがある場合であっても、アーマチュア22と電磁石23の吸着面50との間の軸方向のギャップを小さく設定することができ、電磁石23に通電してアーマチュア22を吸着するときに、振動や衝突音を生じるのを効果的に防止することが可能である。
To solve this problem, in the steering device of this embodiment, as shown in FIG. Since the axial movement of the
また、このステアリング装置は、図3に示すように、アーマチュア22と電磁石23の間に離反ばね33が組み込まれているので、電磁石23への通電を停止したときに、離反ばね33の力でアーマチュア22を確実に電磁石23から離反させることができる。また、組み付け状態での弾性スペーサ54(図2参照)の電磁石23に対する軸方向の押圧力が、組み付け状態での離反ばね33の電磁石23に対する軸方向の押圧力よりも大きいので、離反ばね33の力で弾性スペーサ54が軸方向に圧縮されるのを防止することができ、電磁石23の軸方向位置が安定したものとなっている。
Furthermore, as shown in FIG. 3, this steering device has a
また、このステアリング装置は、図5に示すように、弾性スペーサ54が、径方向から見て内輪支持軸受55と重なる部分を有するように配置されているので、径方向から見て弾性スペーサ54と内輪支持軸受55とが重なる分、クラッチケース25の軸方向長さを短縮し、省スペース化を図ることが可能となっている。
Further, in this steering device, as shown in FIG. 5, the
また、このステアリング装置は、図5に示すように、フィールドコア45のアーマチュア22の側とは反対側の軸方向端面に、弾性スペーサ54を収容する環状凹部57が形成されているので、フィールドコア45の環状凹部57の軸方向深さの分、クラッチケース25の軸方向長さを短縮し、省スペース化を図ることが可能となっている。
Further, as shown in FIG. 5, in this steering device, an
また、このステアリング装置は、電磁石23に通電していないときのアーマチュア22と吸着面50との間の軸方向のギャップの大きさが1.5mm以下(より好ましくは1.1mm以下)なので、電磁石23に通電し、アーマチュア22が電磁石23の吸着面50に吸着されるときに、振動や衝突音を生じるのを効果的に防止することが可能となっている。また、アーマチュア22と吸着面50との間の軸方向のギャップの大きさが0.05mm以上(より好ましくは0.1mm以上)なので、電磁石23に通電していないときに、外部から加わる振動等によりアーマチュア22が電磁石23に接触し、その接触により係合子20がミス係合する等の問題を防ぐことができる。
Further, in this steering device, the size of the axial gap between the
図9に、この発明の第2実施形態を示す。第1実施形態では、図1に示すように、車両の左右一対の転舵輪3を操舵対象とする車両用ステアリング装置を例に挙げて説明したが、第2実施形態のステアリング装置は、図示しない船舶の船尾の舵(船外機等)を操舵対象とする船舶用ステアリング装置である。
FIG. 9 shows a second embodiment of the invention. In the first embodiment, as shown in FIG. 1, a vehicle steering device that steers a pair of left and right steered
第2実施形態は、第1実施形態と比べると、第1実施形態では、図2に示す内輪16が反力モータ6のモータシャフト15を介して間接的にステアリングシャフト4(図1参照)に連結されていたのに対し、第2実施形態では、反力モータ6が設けられておらず、図9に示す内輪16がステアリングシャフト4に直接的に連結されている点で異なるが、それ以外の構成は基本的に同一である。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。
The second embodiment is different from the first embodiment in that the
ステアリングシャフト4は、船舶のダッシュボードパネル60に形成されたステアリング挿入孔61に挿入されている。ステアリングシャフト4のステアリング挿入孔61への挿入側の端部は、内輪16にスプライン嵌合している。クラッチケース25の軸方向一端には、径方向外方に延びるフランジ部29が形成され、そのフランジ部29が、船舶のダッシュボードパネル60に図示しないボルトで固定されている。
The steering
この第2実施形態の船舶用ステアリング装置も、第1実施形態と同様、図示しない船舶の船尾の舵(船外機等)の向きがストロークエンドに到達したときに、電磁石23の通電と非通電を切り替えることにより、ステアリングホイール1がそれ以上に回転するのを確実に阻止し、そのステアリングホイール1を通じて運転者に、図示しない船舶の船尾の舵(船外機等)の向きがストロークエンドに到達したことを確実に感知させることができる。
Similarly to the first embodiment, the ship steering device of the second embodiment also controls whether the
また、図9に示すように、電磁石23とクラッチケース25の底部25bとの間に組み込んだ弾性スペーサ54で電磁石23をアーマチュア22に向けて軸方向に押圧し、その電磁石23のアーマチュア22側への軸方向移動を電磁石位置決め用止め輪53で規制しているので、電磁石23の寸法にばらつきがある場合であっても、電磁石23の吸着面50の軸方向位置にばらつきが生じるのを防ぐことができる。そのため、電磁石23の寸法にばらつきがある場合であっても、アーマチュア22と電磁石23の吸着面50との間の軸方向のギャップを小さく設定することができ、電磁石23に通電してアーマチュア22を吸着するときに、振動や衝突音を生じるのを効果的に防止することが可能である。その他の作用効果も第1実施形態と同様である。
Further, as shown in FIG. 9, an
上記各実施形態では、外輪17の内周と内輪16の外周との間に組み込む係合子20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20としてボールやスプラグを用いることも可能である。
In each of the above embodiments, rollers are used as the
また、上記各実施形態では、動作変換機構24として、電磁石23の通電時に係合子保持器21を係合解除位置から係合位置に周方向移動させ、電磁石23の非通電時に係合子保持器21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(つまり、通電することにより係合する励磁作動型クラッチを電磁式クラッチユニット7)を採用したが、動作変換機構24として、電磁石23の通電時に係合子保持器21を係合位置から係合解除位置に周方向移動させ、電磁石23の非通電時に係合子保持器21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(つまり、通電を停止することにより係合する無励磁作動型クラッチを電磁式クラッチユニット7)を採用することも可能である。
In each of the above embodiments, the
第1実施形態では、この発明にかかるステアリング装置の一例として、車両の左右一対の転舵輪3を操舵対象とする車両用ステアリング装置を例に挙げて説明し、第2実施形態では、この発明にかかるステアリング装置の一例として、船舶の船尾に設けられる舵(船外機等)を操舵対象とする船舶用ステアリング装置を例に挙げて説明したが、この発明は、車両用ステアリング装置および船舶用ステアリング装置に限らず、建設機械、農業機械、全地形対応車、多用途四輪車などのステアリング装置にも同様に適用することが可能である。
In the first embodiment, as an example of the steering device according to the present invention, a vehicle steering device that steers a pair of left and right steered
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。 The embodiments disclosed this time should be considered to be illustrative in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the claims rather than the above description, and it is intended that all changes within the meaning and range equivalent to the claims are included.
1 ステアリングホイール
7 電磁式クラッチユニット
16 内輪
17 外輪
20 係合子
21 係合子保持器
22 アーマチュア
23 電磁石
24 動作変換機構
25 クラッチケース
25a 筒部
25b 底部
33 離反ばね
45 フィールドコア
46 ソレノイドコイル
50 吸着面
53 電磁石位置決め用止め輪
54 弾性スペーサ
54a 皿ばね
54b ウェーブスプリング
54d 圧縮コイルばね
55 内輪支持軸受
57 環状凹部
1
Claims (6)
前記ステアリングホイール(1)と一体に回転するように前記ステアリングホイール(1)に連結して設けられた内輪(16)と、
回転しないように固定して設けられた外輪(17)と、
軸方向に移動可能に支持されたアーマチュア(22)と、
前記アーマチュア(22)と軸方向に対向する吸着面(50)をもち、通電により前記アーマチュア(22)を吸着する電磁石(23)と、
前記電磁石(23)への通電と非通電の切り替えにより、前記内輪(16)と前記外輪(17)との間に係合子(20)を係合させる係合状態と、前記内輪(16)と前記外輪(17)との間への前記係合子(20)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ユニット(7)と、
前記アーマチュア(22)と前記電磁石(23)とを収容するクラッチケース(25)と、を有し、
前記クラッチケース(25)は、前記電磁石(23)の外周に嵌合する筒部(25a)と、前記電磁石(23)の前記アーマチュア(22)と対向する側とは反対側の軸方向端面と軸方向に対向する底部(25b)とを有し、
前記筒部(25a)の内周には、前記電磁石(23)の前記アーマチュア(22)側への軸方向移動を規制する電磁石位置決め用止め輪(53)が装着され、
前記電磁石(23)と前記底部(25b)との間に、前記電磁石(23)を前記アーマチュア(22)に向けて軸方向に押圧する弾性スペーサ(54)が組み込まれているステアリング装置。 a steering wheel (1);
an inner ring (16) connected to the steering wheel (1) so as to rotate together with the steering wheel (1);
an outer ring (17) fixedly provided so as not to rotate;
an axially movably supported armature (22);
an electromagnet (23) having an attraction surface (50) facing the armature (22) in the axial direction and attracting the armature (22) when energized;
By switching between energization and de-energization of the electromagnet (23), an engaged state in which the engager (20) is engaged between the inner ring (16) and the outer ring (17), and an electromagnetic clutch unit (7) capable of switching between a disengaged state and a disengaged state in which the engager (20) is disengaged from the outer ring (17);
a clutch case (25) that accommodates the armature (22) and the electromagnet (23);
The clutch case (25) includes a cylindrical portion (25a) that fits around the outer periphery of the electromagnet (23), and an axial end surface of the electromagnet (23) on the side opposite to the armature (22). axially opposing bottom portions (25b);
An electromagnet positioning retaining ring (53) that restricts axial movement of the electromagnet (23) toward the armature (22) is attached to the inner circumference of the cylindrical portion (25a),
A steering device including an elastic spacer (54) that presses the electromagnet (23) in the axial direction toward the armature (22) between the electromagnet (23) and the bottom (25b).
前記弾性スペーサ(54)は、前記電磁石(23)が前記離反ばね(33)から押圧される力よりも大きい力で前記電磁石(23)を押圧するように軸方向に圧縮した状態で組み込まれている請求項1に記載のステアリング装置。 A separation spring (33) that presses the armature (22) in the axial direction in a direction away from the electromagnet (23) is installed between the armature (22) and the electromagnet (23) in an axially compressed state. Re,
The elastic spacer (54) is assembled in an axially compressed state so that the electromagnet (23) presses the electromagnet (23) with a force greater than the force applied by the separation spring (33). The steering device according to claim 1.
前記弾性スペーサ(54)は、前記内輪支持軸受(55)の外径よりも大きい内径を有する環状に形成され、
前記弾性スペーサ(54)は、径方向から見て前記内輪支持軸受(55)と重なる部分を有するように配置されている請求項1または2に記載のステアリング装置。 An inner race support bearing (55) that rotatably supports the inner race (16) is attached to the bottom (25b) of the clutch case (25),
The elastic spacer (54) is formed in an annular shape having an inner diameter larger than an outer diameter of the inner ring support bearing (55),
The steering device according to claim 1 or 2, wherein the elastic spacer (54) is arranged so as to have a portion that overlaps the inner ring support bearing (55) when viewed from the radial direction.
前記フィールドコア(45)の前記アーマチュア(22)の側とは反対側の軸方向端面に、前記弾性スペーサ(54)を収容する環状凹部(57)が形成されている請求項1または2に記載のステアリング装置。 The electromagnet (23) includes an annular field core (45) having a C-shaped cross section that opens in the axial direction toward the armature (22), and a solenoid coil (46) wound around the field core (45). and has
3. An annular recess (57) for accommodating the elastic spacer (54) is formed on an axial end surface of the field core (45) on a side opposite to the armature (22). steering device.
Priority Applications (1)
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