JP2023157173A - steering device - Google Patents

Abstract

To enable an axial gap between an armature and an attraction surface of an electromagnet to be set small to make vibration and collision noise less likely to occur when the electromagnet is energized to attract the armature.SOLUTION: A clutch case 25 has: a cylindrical part 25a which is fitted in an outer periphery of an electromagnet 23; and a bottom part 25b facing an axial end surface on the side opposite to the side of the electromagnet 23 which faces the armature 22 in an axial direction. A stopper ring 53 for positioning the electromagnet is attached to an inner periphery of the cylindrical part 25a. An elastic spacer 54 is incorporated into a space between the electromagnet 23 and the bottom part 25b.SELECTED DRAWING: Figure 2

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.

特開２０１６－１０４６３２号公報Japanese Patent Application Publication No. 2016-104632

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 configuration 1, wherein the elastic spacer is assembled in a compressed state in the axial direction so as to press the electromagnet with a force greater than the force with which the electromagnet is pressed from the separation spring.

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 configuration 1 or 2, wherein the elastic spacer is any one of a disc spring, a wave spring, and a compression coil spring.

［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 configurations 1 to 3, wherein the elastic spacer is arranged so as to have a portion overlapping with the inner race support bearing when viewed from a radial direction.

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 configurations 1 to 4, wherein an annular recess for accommodating the elastic spacer is formed on an axial end surface of the field core opposite to the armature side.

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 configurations 1 to 5, wherein the size of the axial gap between the armature and the attraction surface when the electromagnet is not energized is set in a range of 0.05 mm or more and 1.5 mm or less. Steering device as described.

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.

この発明の第１実施形態にかかるステアリング装置を模式的に示す図A diagram schematically showing a steering device according to a first embodiment of the present invention. 図１の電磁式クラッチユニットの近傍の断面図A sectional view near the electromagnetic clutch unit in Figure 1 図２の動作変換機構の近傍を拡大して示す図An enlarged view of the vicinity of the motion conversion mechanism in Figure 2 図２のIV－IV線に沿った断面図Cross-sectional view along line IV-IV in Figure 2 図２の内輪支持軸受の近傍を拡大して示す図An enlarged view showing the vicinity of the inner ring support bearing in Fig. 2 図５の弾性スペーサとして皿ばねを用いた例を示す弾性スペーサの近傍の拡大断面図An enlarged sectional view near the elastic spacer showing an example of using a disc spring as the elastic spacer in Figure 5 図５の弾性スペーサとしてウェーブスプリングを用いた例を示す弾性スペーサの近傍の拡大断面図An enlarged sectional view near the elastic spacer showing an example of using a wave spring as the elastic spacer in Figure 5 図５の弾性スペーサとして圧縮コイルばねを用いた例を示す弾性スペーサの近傍の拡大断面図An enlarged sectional view near the elastic spacer showing an example of using a compression coil spring as the elastic spacer in FIG. この発明の第２実施形態を図２に対応して示す図A diagram showing a second embodiment of the invention corresponding to FIG. 2

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 steering wheel 1 by a driver into an electric signal, and controls a steering actuator 2 based on the electric signal, thereby changing the direction of a pair of left and right steered wheels 3. This is a vehicle steering device based on the above-mentioned method.

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 steering wheel 1 that is steered by a driver, a steering shaft 4 connected to the steering wheel 1, a steering sensor 5 that detects the amount of operation of the steering wheel 1, and a steering reaction force that applies a steering reaction force to the steering wheel 1. A reaction force motor 6, an electromagnetic clutch unit 7 that switches between a steering lock state that prevents rotation of the steering wheel 1 by switching between energization and de-energization and a steering lock release state that allows rotation of the steering wheel 1, and a steering wheel 1. It has a steering actuator 2 that is mechanically separated from the steering actuator 2 and a control section 8 .

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 shaft 4 is connected to the steering wheel 1 so as to rotate together with the steering wheel 1 when the steering wheel 1 is steered. The steering sensor 5 is attached to the steering shaft 4. Examples of the steering sensor 5 include a steering angle sensor that detects the steering angle of the steering wheel 1, a steering torque sensor that detects the steering torque input to the steering wheel 1 by the driver, and the like.

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 reaction motor 6 is an electric motor that generates rotational torque when energized. The reaction motor 6 is connected to the end of the steering shaft 4. The reaction motor 6 applies a steering reaction force to the steering wheel 1 via the steering shaft 4 by inputting rotational torque to the steering shaft 4 .

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 steering actuator 2 includes a steering shaft 9, a steering shaft housing 10, a steering motor 11 that moves the steering shaft 9 in the left-right direction of the vehicle, and a steering sensor 12 that detects the position of the steering shaft 9. and has. The steered shaft 9 is supported by a steered shaft housing 10 so as to be movable in the left-right direction of the vehicle. The steered shaft housing 10 accommodates the center portion of the steered shaft 9 such that both left and right ends of the steered shaft 9 protrude from the steered shaft housing 10.

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 steering motor 11 and the steering sensor 12 are attached to the steering shaft housing 10. A motion conversion mechanism (not shown) that converts the rotation output by the steering motor 11 into linear motion of the steering shaft 9 is installed between the steering motor 11 and the steering shaft 9 . Both left and right ends of the steered shaft 9 are connected to a pair of left and right steered wheels 3 via tie rods 13, and when the steered shaft 9 moves in the axial direction, the orientation of the pair of left and right steered wheels 3 changes in conjunction with this movement. It looks like this.

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 reaction motor 6 includes a motor case 14 and a motor shaft 15 that protrudes from the motor case 14 on the opposite side (lower side in the figure) from the steering wheel 1 (see FIG. 1). have The motor shaft 15 is rotatably supported by a rolling bearing (not shown) built into the motor case 14 . Further, the motor shaft 15 is connected to the steering shaft 4 so as to rotate together with the steering shaft 4 (see FIG. 1). The motor case 14 is fixed to a vehicle body (not shown) so as not to rotate even when the steering shaft 4 (see FIG. 1) rotates.

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 clutch unit 7 includes an inner ring 16, an outer ring 17, a plurality of cam surfaces 18 (see FIG. 4) formed on the outer periphery of the inner ring 16, a cylindrical surface 19 formed on the inner periphery of the outer ring 17, and Engagement elements 20 incorporated between the cam surface 18 and the cylindrical surface 19, an engagement element holder 21 that holds these engagement elements 20, an armature 22 supported movably in the axial direction, and an armature 20 that is assembled by energization. It has an electromagnet 23 that attracts the armature 22 and moves it in the axial direction, and a motion conversion mechanism 24 that moves the engager holder 21 in the circumferential direction in response to the action of the armature 22 being attracted to the electromagnet 23.

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 inner ring 16 is spline-fitted to the outer periphery of the motor shaft 15. Due to this spline fitting, the inner ring 16 is connected to the steering wheel 1 via the steering shaft 4 and the motor shaft 15 so as to rotate together with the steering wheel 1 (see FIG. 1). Circumferential play (for example, 10° or less play) is provided between the motor shaft 15 and the inner ring 16, and relative rotation between the motor shaft 15 and the inner ring 16 is allowed within the range of the circumferential play, thereby reducing the circumferential play. It is also possible to configure the motor shaft 15 and the inner ring 16 to rotate together when the distance is exceeded.

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 outer ring 17 is housed in a clutch case 25. The clutch case 25 is a cylindrical member that collectively accommodates the constituent members of the electromagnetic clutch unit 7 (inner ring 16, engagement element 20, engagement element holder 21, armature 22, electromagnet 23, etc.). Clutch case 25 is made of a non-magnetic material (aluminum alloy, copper alloy, etc.). On the other hand, the outer ring 17 is made of steel.

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 ring 26 is attached to the inner periphery of the clutch case 25 to prevent the outer ring 17 from coming off from the clutch case 25. Further, a key member 27 is incorporated between the outer circumference of the outer ring 17 and the inner circumference of the clutch case 25 to prevent the outer ring 17 from rotating relative to the clutch case 25. A bearing 28 that rotatably supports the inner ring 16 is incorporated into the outer ring 17 . A flange portion 29 extending radially outward is formed at one axial end of the clutch case 25, and the flange portion 29 is fixed to the axial end surface of the motor case 14 with bolts (not shown).

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 outer ring 17 is fixed to the clutch case 25 by a key member 27 so as not to rotate even when the steering wheel 1 (see FIG. 1) rotates. In this embodiment, the outer ring 17 formed separately from the clutch case 25 is fixed to the clutch case 25, but it is also possible to form the outer ring 17 integrally with the clutch case 25.

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 cam surface 18 on the outer periphery of the inner ring 16 faces a cylindrical surface 19 on the inner periphery of the outer ring 17 in the radial direction. A wedge space is formed between the cam surface 18 and the cylindrical surface 19, which becomes gradually narrower from the center in the circumferential direction toward both ends in the circumferential direction.

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 pockets 30 passing through the engager holder 21 in the radial direction are formed at intervals in the circumferential direction, and the engager 20 is accommodated in each pocket 30 . The engager holder 21 has an engagement position where the engager 20 is engaged between the cam surface 18 and the cylindrical surface 19 by moving the engager 20 in the circumferential direction from the circumferential center of the cam surface 18; 20 to the circumferential center of the cam surface 18 to disengage the engagement element 20 between the cam surface 18 and the cylindrical surface 19. movably supported.

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 armature 22 is supported by a cylindrical surface 31 formed on the outer periphery of the inner ring 16 so as to be movable in the axial direction. The armature 22 is a disc-shaped member made of a magnetic material (iron, silicon steel, etc.). The electromagnet 23 is arranged to face the armature 22 in the axial direction. An armature positioning retaining ring 32 is attached to the outer periphery of the inner ring 16 to restrict axial movement of the armature 22 on the side away from the electromagnet 23. The armature positioning retaining ring 32 fits into a circumferential groove formed on the outer periphery of the inner ring 16. 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. Here, the armature 22 is positioned in the axial direction with respect to the inner ring 16 by being pressed against the armature positioning retaining ring 32 by the pressing force of the separation spring 33.

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 motion conversion mechanism 24 engages the engager holder 21 with an intermediate plate 34 that is prevented from rotating by the armature 22 and is prevented from rotating by the engager holder 21 so as to be movable relative to the armature 22 in the axial direction. It has a centering spring 35 that elastically holds it in the released position.

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 engagement protrusion 37 that engages with an engagement recess 36 formed in the engager holder 21 is formed on the outer periphery of the intermediate plate 34 . The intermediate plate 34 is prevented from rotating by the engagement element holder 21 so as to move in the circumferential direction together with the engagement element holder 21 by the engagement between the engagement protrusion 37 and the engagement recess 36 . Furthermore, an axial protrusion 38 is formed on the intermediate plate 34 and extends in the axial direction toward the armature 22 . The armature 22 is formed with an axial hole 39 into which the axial protrusion 38 of the intermediate plate 34 is slidably inserted in the axial direction. Due to the engagement between the axial projection 38 and the axial hole 39, the intermediate plate 34 is prevented from rotating by the armature 22 so as to be movable in the axial direction with respect to the armature 22 and to move in the circumferential direction together with the armature 22. ing.

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 spring 35 includes a C-shaped annular portion 40 formed by winding a steel wire in a C-shape, and a pair of extension portions 41 extending radially outward from both ends of the C-shaped annular portion 40. It consists of The C-shaped annular portion 40 is fitted into a circular spring accommodating recess 42 formed in the axial end surface of the inner ring 16 . The pair of extensions 41 are inserted into radial grooves 43 formed in the axial end surface of the inner ring 16 so as to penetrate radially outward from the spring housing recess 42 .

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 portion 41 of the centering spring 35 protrudes from the radial outer end of the radial groove 43, and the protruding portion of the extending portion 41 from the radial groove 43 is connected to the retainer formed in the engager retainer 21. It is inserted into the container groove 44. The radial groove 43 and the retainer groove 44 are formed to have the same circumferential width. The extending portion 41 of the centering spring 35 is in contact with the inner surface of the radial groove 43 and the inner surface of the retainer groove 44, respectively, and engages the engager retainer 21 by a circumferential force acting on the contact portions. It is elastically held in the released position.

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 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. The clutch case 25 is formed with a through hole 48 through which a lead wire 47 for supplying power to the solenoid coil 46 passes. A rubber grommet 49 is attached to the through hole 48 to fill the gap between the inner periphery of the through hole 48 and the outer periphery of the lead wire 47 .

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 field core 45 is formed with a suction surface 50 that faces the armature 22 in the axial direction. When the solenoid coil 46 is energized, a magnetic circuit passing through the field core 45 and the armature 22 is formed, and the armature 22 moves in the axial direction toward the field core 45 and is attracted to the attraction surface 50. When the solenoid coil 46 is not energized, the size of the axial gap between the armature 22 and the suction surface 50 (that is, the axial movement stroke of the armature 22) is 0.05 mm or more and 1.5 mm or less (or more). It is preferably set in a range of 0.1 mm or more and 1.1 mm or less.

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 clutch case 25 has a cylindrical portion 25a that fits around the outer periphery of the field core 45 of the electromagnet 23, and a side of the cylindrical portion 25a that is opposite to the side facing the armature 22 (lower side in the figure). It has an axial end face and a bottom portion 25b facing in the axial direction. The bottom portion 25b is formed integrally with the cylindrical portion 25a. A detent hole 52 is formed in the bottom portion 25b, into which a detent projection 51 formed on the axial end surface of the field core 45 is inserted. The electromagnet 23 is positioned in the circumferential direction with respect to the clutch case 25 by the engagement between the rotation prevention projection 51 and the rotation prevention hole 52.

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 positioning retaining ring 53 that restricts axial movement of the field core 45 of the electromagnet 23 toward the armature 22 is attached to the inner circumference of the cylindrical portion 25a. The electromagnet positioning retaining ring 53 fits into a circumferential groove formed on the inner periphery of the cylindrical portion 25a. An elastic spacer 54 is installed between the electromagnet 23 and the bottom portion 25b. The elastic spacer 54 is assembled in an axially compressed state, and its elastic restoring force presses the field core 45 of the electromagnet 23 in the axial direction toward the armature 22. Here, the electromagnet 23 is positioned in the axial direction with respect to the clutch case 25 by being pressed against the electromagnet positioning retaining ring 53 by the pressing force of the elastic spacer 54.

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 elastic spacer 54 is incorporated so as to press the electromagnet 23 with a force greater than the force with which the electromagnet 23 is pressed by the separation spring 33 . That is, when the armature 22 is separated from the attraction surface 50 of the electromagnet 23 as shown in FIG. The elastic spacer 54 is incorporated so that the opposite axial load (in the figure, the upward load) received from the elastic spacer 54 (see FIG. 2) is greater. The electromagnet 23 is pressed against the electromagnet positioning retaining ring 53 with a force obtained by subtracting the pressing force of the separation spring 33 from the pressing force of the elastic spacer 54.

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 inner race 16 is attached to the bottom 25b of the clutch case 25. The inner ring support bearing 55 is fitted into a bearing fitting hole 56 formed in the bottom 25b of the clutch case 25 with a portion protruding from the bearing fitting hole 56 in the axial direction. The elastic spacer 54 is formed into an annular shape having an inner diameter larger than the outer diameter of the inner race support bearing 55, and is arranged to surround the outer periphery of the portion of the inner race support bearing 55 that protrudes from the bearing fitting hole 56 in the axial direction. . An annular recess 57 for accommodating the elastic spacer 54 is formed on the axial end surface of the field core 45 on the opposite side (lower side in the figure) from the side of the armature 22 (see FIG. 2). Here, the elastic spacer 54 is arranged so as to have a portion that overlaps with the inner race support bearing 55 and a portion that overlaps with the field core 45 when viewed from the radial direction.

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 disc spring 54a can be used as the elastic spacer 54. The disc spring 54a is a metal spring in the shape of a conical cylinder. Although it is possible to use a single disc spring 54a as the elastic spacer 54, in the figure, a plurality of disc springs 54a arranged in the axial direction with the large diameter side and the small diameter side alternated are used as the elastic spacer 54. are doing. When the disc spring 54a is used as the elastic spacer 54, the disc spring 54a can generate a large force in a narrow installation space, so that the axial movement of the field core 45 can be reliably restricted.

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 wave spring 54b as the elastic spacer 54. The wave spring 54b is an annular metal spring formed so that a waveform is repeated along the circumferential direction. Although it is possible to use a single wave spring 54b as the elastic spacer 54, in the figure, the elastic spacer 54 is made up of wave springs 54b and annular flat washers 54c arranged alternately in the axial direction.

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 elastic spacer 54. The compression coil spring 54d is a spring formed by spirally winding a metal wire.

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 clutch unit 7 shown in FIG. 2 is in a disengaged state (idling state) in which the inner ring 16 can freely rotate relative to the outer ring 17 when the electromagnet 23 is not energized. That is, when the electromagnet 23 is not energized, the armature 22 is separated from the electromagnet 23 by the urging force of the separation spring 33, and the armature 22 is in a state where it can freely rotate relative to the electromagnet 23. At this time, the engager retainer 21 is held in the disengaged position by the elastic restoring force of the centering spring 35, so even if the inner ring 16 is rotated, the cam surface 18 on the outer periphery of the inner ring 16 and the inner periphery of the outer ring 17 The engager 20 does not engage with the cylindrical surface 19 of the inner ring 16 and the motor shaft 15, and the inner ring 16 and the motor shaft 15 can freely rotate in both forward and reverse directions.

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 electromagnet 23 is energized, the inner ring 16 is in an engaged state (locked state) in which rotation is prevented. That is, when the electromagnet 23 is energized, the armature 22 is attracted to the electromagnet 23, and the armature 22 is in frictional contact with the electromagnet 23. At this time, when the inner ring 16 is rotated, the armature 22 that comes into frictional contact with the electromagnet 23 is prevented from rotating by the engager holder 21 via the intermediate plate 34, so the rotation of the engager holder 21 is restricted. The inner ring 16 rotates relative to the engager retainer 21. As a result, the engager retainer 21 moves from the disengaged position to the engaged position against the elastic force of the centering spring 35, and the cam surface 18 on the outer circumference of the inner ring 16 and the cylindrical surface 19 on the inner circumference of the outer ring 17 Since the engager 20 engages between the two, rotation of the inner ring 16 is prevented, and rotation of the motor shaft 15 connected to the inner ring 16 is prevented.

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 reaction motor 6, electromagnetic clutch unit 7, and steering motor 11 shown in FIG. 1 are controlled by a control section 8. An external sensor 58, a steering sensor 5, and a steering sensor 12 are electrically connected to the input side of the control unit 8. The external sensor 58 is a vehicle speed sensor or the like that detects the traveling speed of the vehicle. A reaction motor 6, an electromagnetic clutch unit 7, and a steering actuator 2 are electrically connected to the output side of the control section 8.

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 control unit 8 operates the steering motor 11 according to the amount of operation of the steering wheel 1 detected by the steering sensor 5 and the vehicle running condition (vehicle speed, etc.) detected by the external sensor 58, Control is performed to change the direction of the steered wheels 3. Further, at this time, the control unit 8 controls the reaction force motor 6 to operate so as to generate a steering reaction force of a magnitude corresponding to the operation amount of the steering wheel 1 and the running condition of the vehicle.

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 control unit 8 determines whether the orientation of the steered wheels 3 has reached the stroke end based on the position of the steered shaft 9 detected by the steered sensor 12. When it is determined that the orientation of the steered wheels 3 has not reached the stroke end, the electromagnet 23 (see FIG. 2) of the electromagnetic clutch unit 7 is de-energized to engage the engager retainer 21. Hold in release position. On the other hand, when it is determined that the orientation of the steered wheels 3 has reached the stroke end, the electromagnet 23 (see FIG. 2) of the electromagnetic clutch unit 7 is energized to move the engager retainer 21 from the disengaged position to the disengaged position. move it to the correct position.

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 steering wheel 1 is prevented as shown in FIG. 1 and a steering lock release state in which rotation of the steering wheel 1 is allowed by switching between energization and de-energization of the electromagnet 23 shown in FIG. You can switch between.

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 electromagnet 23 shown in FIG. The engager holder 21 is moved to the engagement position where the engager 20 is engaged between the two, thereby changing from a steering lock release state in which rotation of the steering wheel 1 is allowed to a steering lock state in which rotation of the steering wheel 1 is prevented. It is possible to switch to Here, when the engager retainer 21 moves to the engagement position, the engager 20 physically engages between the inner ring 16 and the outer ring 17 to prevent rotation of the inner ring 16. Rotation of the steering wheel 1 (see FIG. 1) connected to the steering wheel 1 is reliably prevented. Therefore, when the direction of the steered wheel 3 shown in FIG. 1 reaches the stroke end, by switching between energization and de-energization of the electromagnet 23 shown in FIG. 2, the steering wheel 1 shown in FIG. 1 can be prevented from rotating further. This enables the driver to reliably sense through the steering wheel 1 that the orientation of the steered wheels 3 has reached the stroke end.

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 electromagnet 23 and armature 22 shown in FIG. 2 are mechanically connected and provided near the steering wheel 1 (see FIG. 1) held by the driver, the electromagnet 23 is energized. If the armature 22 collides with the electromagnet 23 and generates vibration or collision sound when the armature 22 is attracted by the magnet 22, the vibration or collision sound is likely to be transmitted to the driver, and there is a possibility that the driver may feel uncomfortable.

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 armature 22 and the attraction surface 50 of the electromagnet 23 is set small when the electromagnet 23 is not energized, vibrations and It becomes possible to make collision noise less likely to occur. However, since the electromagnet 23 generally has variations in dimensions, simply setting the axial gap between the armature 22 and the attraction surface 50 of the electromagnet 23 small will cause the armature to There is a possibility that the gap in the axial direction between the electromagnet 22 and the attraction surface 50 of the electromagnet 23 becomes too small. If the axial gap between the armature 22 and the attraction surface 50 of the electromagnet 23 becomes too small, the armature 22 will come into contact with the electromagnet 23 due to vibrations when the vehicle is running, and this contact will cause the engager 20 to misengage. Problems such as this arise.

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 electromagnet 23 toward the armature 22 is restricted by the retaining ring 53 for positioning the electromagnet, even if the dimensions of the electromagnet 23 vary, the attraction surface 50 of the electromagnet 23 It is possible to prevent variations in axial position. Therefore, even if the dimensions of the electromagnet 23 vary, the axial gap between the armature 22 and the attraction surface 50 of the electromagnet 23 can be set small, and the armature 22 can be set small by energizing the electromagnet 23. It is possible to effectively prevent vibrations and collision sounds from occurring when adsorbing.

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 separation spring 33 built in between the armature 22 and the electromagnet 23, so when the electromagnet 23 is de-energized, the force of the separation spring 33 causes the armature to move. 22 can be reliably separated from the electromagnet 23. Further, since the axial pressing force of the elastic spacer 54 (see FIG. 2) against the electromagnet 23 in the assembled state is greater than the axial pressing force of the separation spring 33 against the electromagnet 23 in the assembled state, the It is possible to prevent the elastic spacer 54 from being compressed in the axial direction by force, and the axial position of the electromagnet 23 is stabilized.

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 elastic spacer 54 is arranged so as to have a portion that overlaps with the inner ring support bearing 55 when viewed from the radial direction. Since the clutch case 25 overlaps with the inner ring support bearing 55, the axial length of the clutch case 25 can be shortened and space can be saved.

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 annular recess 57 for accommodating the elastic spacer 54 is formed on the axial end surface of the field core 45 on the side opposite to the armature 22. The axial length of the clutch case 25 can be shortened by the axial depth of the annular recess 57 of 45, making it possible to save space.

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 armature 22 and the attraction surface 50 when the electromagnet 23 is not energized is 1.5 mm or less (more preferably 1.1 mm or less), so the electromagnet 23 is energized, and when the armature 22 is attracted to the attraction surface 50 of the electromagnet 23, it is possible to effectively prevent vibrations and collision sounds from occurring. In addition, since the size of the axial gap between the armature 22 and the attraction surface 50 is 0.05 mm or more (more preferably 0.1 mm or more), when the electromagnet 23 is not energized, vibrations applied from the outside etc. This makes it possible to prevent problems such as the armature 22 coming into contact with the electromagnet 23 and the engagement element 20 being misengaged due to this contact.

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 wheels 3 of a vehicle has been described as an example, but the steering device of the second embodiment is not shown. This is a ship steering device that steers the stern rudder (outboard motor, etc.) of a ship.

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 inner ring 16 shown in FIG. 2 is indirectly connected to the steering shaft 4 (see FIG. 1) via the motor shaft 15 of the reaction motor 6. In contrast, the second embodiment differs in that the reaction motor 6 is not provided and the inner ring 16 shown in FIG. 9 is directly connected to the steering shaft 4. The configurations of are basically the same. Therefore, the parts corresponding to the first embodiment are given the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

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 shaft 4 is inserted into a steering insertion hole 61 formed in a dashboard panel 60 of a ship. The end of the steering shaft 4 on the insertion side into the steering insertion hole 61 is spline-fitted to the inner ring 16 . A flange portion 29 extending radially outward is formed at one axial end of the clutch case 25, and the flange portion 29 is fixed to a dashboard panel 60 of the ship with bolts (not shown).

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 electromagnet 23 is energized or de-energized when the direction of the stern rudder (outboard motor, etc.) of the ship (not shown) reaches the stroke end. By switching the , the steering wheel 1 is reliably prevented from rotating further, and the driver is informed through the steering wheel 1 that the direction of the stern rudder (outboard motor, etc.) of the boat (not shown) has reached the stroke end. You can definitely sense what you have done.

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 elastic spacer 54 installed between the electromagnet 23 and the bottom 25b of the clutch case 25 presses the electromagnet 23 in the axial direction toward the armature 22, so that the electromagnet 23 is pushed toward the armature 22 side. Since the axial movement of the electromagnet 23 is restricted by the retaining ring 53 for positioning the electromagnet, even if the dimensions of the electromagnet 23 vary, variations in the axial position of the attraction surface 50 of the electromagnet 23 can be prevented. I can do it. Therefore, even if the dimensions of the electromagnet 23 vary, the axial gap between the armature 22 and the attraction surface 50 of the electromagnet 23 can be set small, and the armature 22 can be set small by energizing the electromagnet 23. It is possible to effectively prevent vibrations and collision sounds from occurring when adsorbing. Other effects are also the same as in the first embodiment.

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 engaging elements 20 installed between the inner periphery of the outer ring 17 and the outer periphery of the inner ring 16, but balls or sprags may also be used as the engaging elements 20. It is possible.

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 operation conversion mechanism 24 moves the engager retainer 21 in the circumferential direction from the disengaged position to the engaged position when the electromagnet 23 is energized, and moves the engager retainer 21 in the circumferential direction from the disengaged position to the engaged position when the electromagnet 23 is not energized. Although the electromagnetic clutch unit 7 is configured to move the clutch in the circumferential direction from the engaged position to the disengaged position (that is, the electromagnetic clutch unit 7 is an excitation-activated clutch that engages when energized), an electromagnet A configuration in which the engager retainer 21 is moved in the circumferential direction from the engagement position to the disengagement position when the electromagnet 23 is energized, and the engager retainer 21 is moved in the circumferential direction from the disengagement position to the engagement position when the electromagnet 23 is not energized. It is also possible to employ an electromagnetic clutch unit 7 (that is, an electromagnetic clutch unit 7 that is a non-excitation operated clutch that is engaged by stopping energization).

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 wheels 3 of a vehicle will be described as an example, and in the second embodiment, the steering device according to the present invention will be described. As an example of such a steering device, a steering device for a ship that steers a rudder (such as an outboard motor) provided at the stern of a ship has been described as an example. The present invention can be similarly applied to steering devices for construction machinery, agricultural machinery, all-terrain vehicles, multi-purpose four-wheel vehicles, etc.

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 Steering wheel 7 Electromagnetic clutch unit 16 Inner ring 17 Outer ring 20 Engagement element 21 Engagement element holder 22 Armature 23 Electromagnet 24 Operation conversion mechanism 25 Clutch case 25a Cylinder part 25b Bottom part 33 Separation spring 45 Field core 46 Solenoid coil 50 Adsorption surface 53 Electromagnet Positioning retaining ring 54 Elastic spacer 54a Belleville spring 54b Wave spring 54d Compression coil spring 55 Inner ring support bearing 57 Annular recess

Claims (6)

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）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). 前記アーマチュア（２２）と前記電磁石（２３）の間には、前記アーマチュア（２２）を前記電磁石（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、
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、皿ばね（５４ａ）、ウェーブスプリング（５４ｂ）、圧縮コイルばね（５４ｃ）のいずれかである請求項１または２に記載のステアリング装置。 The steering device according to claim 1 or 2, wherein the elastic spacer (54) is one of a disc spring (54a), a wave spring (54b), and a compression coil spring (54c). 前記クラッチケース（２５）の前記底部（２５ｂ）に、前記内輪（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、
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. 前記電磁石（２３）は、前記アーマチュア（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、前記フィールドコア（４５）に巻回されたソレノイドコイル（４６）とを有し、
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. 前記電磁石（２３）に通電していないときの前記アーマチュア（２２）と前記吸着面（５０）との間の軸方向のギャップの大きさが０．０５ｍｍ以上１．５ｍｍ以下の範囲に設定されている請求項１または２に記載のステアリング装置。 The size of the gap in the axial direction between the armature (22) and the attraction surface (50) when the electromagnet (23) is not energized is set in a range of 0.05 mm or more and 1.5 mm or less. The steering device according to claim 1 or 2.

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