JP6167634B2 - ステアリング装置 - Google Patents

Description

本発明は、操舵部品の回転量を所定角度以下に制限する回転制限機構を有するステアリング装置に関する。

従来のステアリング装置は、操舵部品の回転量を所定角度以下に制限する回転制限機構を有する。図１５を参照して、従来の回転制限機構２００の構成について説明する。
従来の回転制限機構２００は、回転可能要素２１０、回転不能要素２２０、第１中間要素２３１〜第５中間要素２３５、および複数の連結要素２４０を有する。回転可能要素２１０は、操舵部品と一体に回転する。第１中間要素２３１〜第５中間要素２３５は、回転可能要素２１０の回転により回転する。回転不能要素２２０は、操舵部品の回転に対して回転しない。回転不能要素２２０は、第５中間要素２３５の回転を所定の角度範囲内に制限する。複数の連結要素２４０は、回転可能要素２１０、複数の中間要素２３１〜２３５、および回転不能要素２２０にそれぞれ形成されている。各連結要素２４０は、突起２４１および突起２４１と係合する係合溝２４２により構成されている。複数の連結要素２４０のうちの１個は、回転可能要素２１０と第１中間要素２３１とを連結している。複数の連結要素２４０のうちの１個は、第５中間要素２３５と回転不能要素２２０とを連結している。他の連結要素２４０は、第２中間要素２３２〜第４中間要素２３４同士を連結している。なお、特許文献１は、従来の回転制限機構を有するステアリング装置の一例を示している。

特開２０１３−１１８３号公報

従来の回転制限機構２００は、複数の中間要素２３１〜２３５により操舵部品の多回転操作すなわち回転可能要素２１０の多回転を実現している。このため、例えば、従来の回転制限機構２００においては、操舵部品の回転量が１６２０°（４．５回転）とする場合、５個の中間要素２３１〜２３５が必要となる。このため、従来の回転制限機構２００は、部品点数が多くなる。このため、この点において改善の余地がある。

本発明は、上記課題を解決するため、部品点数がより少ない回転制限機構を有するステアリング装置を提供することを目的とする。

本手段は、「操舵のために多回転操作される操舵部品の回転量を所定角度以下に制限する回転制限機構と、前記操舵部品に接続されて前記操舵部品と一体に回転するステアリングシャフトとを備え、前記回転制限機構は、前記ステアリングシャフトに取り付けられて前記ステアリングシャフトと一体に回転する回転可能要素と、前記ステアリングシャフトの軸方向において前記回転可能要素と対向する回転不能要素と、前記回転可能要素と前記回転不能要素との前記軸方向の間に位置し、前記回転可能要素の回転にともない転動する転動体とを有し、前記回転可能要素および前記回転不能要素の一方は、前記ステアリングシャフトの径方向に前記転動体が移動することが可能な溝形状の第１転動路が形成され、前記回転可能要素および前記回転不能要素の他方は、前記ステアリングシャフトの周方向において前記操舵部品の回転量が前記所定角度となる長さの螺旋状であり、かつ溝形状の第２転動路が形成され、前記第１転動路および前記第２転動路は、前記軸方向に対向し、前記転動体は、前記第１転動路および前記第２転動路により前記軸方向に挟み込まれ、前記回転可能要素および前記回転不能要素の少なくとも一方は、前記第２転動路の端部における前記転動体の転がり抵抗が前記第２転動路の中間部における前記転動体の転がり抵抗よりも大きくする抵抗増加機構を有し、前記第２転動路は、前記回転可能要素および前記回転不能要素の一方に形成された溝であり、前記抵抗増加機構は、前記第２転動路の前記端部の溝深さが前記第２転動路の前記中間部の溝深さよりも小さくなる構成を有するステアリング装置」を有する。

このステアリング装置においては、操舵部品の回転操作により、操舵部品の回転量が所定角度となる長さの螺旋状の第２転動路内を転動体が移動することにより、操舵部品の多数回転が許容される。このため、従来の回転制限機構２００のように操舵部品の３６０°以上の回転のために複数の中間要素２３１〜２３５を用いることを回避することができる。したがって、従来の回転規制機構２００と比較して、回転規制機構の部品点数が少なくなる。

また、第２転動路の端部すなわち操舵部品の回転角度範囲の終端付近のときに転動体の転がり抵抗が大きくなる。このため、操舵部品の回転角度範囲の終端付近に操舵部品が回転操作されていることを運転者に気付かせることができる。

上記手段の一形態は、「前記回転可能要素および前記回転不能要素の一方には、前記抵抗増加機構の一部を構成する弾性部品が取り付けられ、前記転動体が前記第２転動路の前記端部に位置するとき、前記回転可能要素および前記回転不能要素の一方は、前記回転可能要素および前記回転不能要素の他方から離間することにより前記弾性部品が圧縮されるステアリング装置」を有する。

上記手段の一形態は、「当該ステアリング装置は、前記ステアリングシャフトを有する操舵装置と、車両の転舵輪を転舵させる転舵装置との機械的な連結が解除された構成を有し、前記操舵装置は、前記ステアリングシャフトにおいて前記操舵部品が接続される端部とは反対側の端部に接続され、前記操舵部品の操舵の反力を前記ステアリングシャフトに付与する反力アクチュエータを有するステアリング装置」を有する。

本ステアリング装置は、回転制限機構の部品点数を少なくすることができる。

第１実施形態のステアリング装置の構成図。 第１実施形態の回転制限機構の分解斜視図。 第１実施形態の回転制限機構の第２プレートの平面図。 第１実施形態の回転制限機構の平面図。 第１実施形態の回転制限機構における図４のＺ４−Ｚ４線の断面図。 第１実施形態の第２プレートの平面図。 第２実施形態のステアリング装置における操舵装置の構成図。 第２実施形態の第２プレートに関する図であり、（ａ）は第２プレートの平面図、（ｂ）は第２プレートの底面図。 第２実施形態の第２プレートの断面図であり、（ａ）は図８（ａ）のＺ８Ａ−Ｚ８Ａ線の断面図、（ｂ）は図８（ａ）のＺ８Ｂ−Ｚ８Ｂ線の断面図。 第２実施形態の操舵装置の構成図。 第２実施形態の操舵装置の操舵トルクと操舵部品の回転量との関係を示すグラフ。 その他の実施形態のステアリング装置の回転制限機構における第２プレートの収容部の内周側端部およびその周辺の断面図。 その他の実施形態のステアリング装置の回転制限機構における第２プレートの収容部の内周側端部およびその周辺の断面図。 その他の実施形態のステアリング装置の回転制限機構における第１プレートに関する図であり、（ａ）は第１プレートの底面図、（ｂ）は（ａ）のＺ１４−Ｚ１４線の断面図。 従来の回転制限機構の分解斜視図。

（第１実施形態）
図１を参照して、ステアリング装置１の構成について説明する。
ステアリング装置１は、操舵装置１０、転舵装置５０、および制御装置６０を有する。ステアリング装置１は、操舵装置１０および転舵装置５０の機械的な連結が解除されたステアバイワイヤとしての構成を有する。ステアリング装置１は、操舵部品２の回転操作による操舵装置１０の動作に基づいて制御装置６０により転舵装置５０を動作させる。

操舵装置１０は、ステアリングシャフト１１、反力アクチュエータ１２、舵角センサ１３、トルクセンサ１４、および回転制限機構２０を有する。操舵装置１０は、操舵部品２の回転操作による操舵部品２の回転角度（以下、「操舵角」）の情報および操舵部品２の回転操作によるステアリングシャフト１１に付与されたトルク（以下、「操舵トルク」）の情報を制御装置６０に伝達する。

ステアリングシャフト１１は、その先端部において操舵部品２に接続されている。ステアリングシャフト１１は、操舵部品２と一体に回転する。
反力アクチュエータ１２は、電動モータおよびウォームギヤ機構を有する。反力アクチュエータ１２は、ステアリングシャフト１１において操舵部品２側とは反対側の端部に接続されている。反力アクチュエータ１２は、ウォームギヤ機構を介して電動モータの出力軸の回転トルクをステアリングシャフト１１に付与する。反力アクチュエータ１２は、路面等から転舵輪３に伝達される反力を操舵反力としてステアリングシャフト１１を介して操舵部品２に付与する。

舵角センサ１３は、ステアリングシャフト１１の回転角度を検出する。舵角センサ１３は、ステアリングシャフト１１の回転角度に応じた信号（以下、「舵角信号」）を制御装置６０に出力する。

トルクセンサ１４は、舵角センサ１３よりも操舵部品２とは反対側に位置している。トルクセンサ１４は、操舵トルクを検出する。トルクセンサ１４は、操舵トルクに応じた信号（以下、「トルク信号」）を制御装置６０に出力する。

回転制限機構２０は、各センサ１３，１４と反力アクチュエータ１２との間に位置している。回転制限機構２０は、操舵部品２の回転操作による回転量が所定角度以下となるように機械的に制限する。本実施形態の回転制限機構２０は、操舵部品２の回転操作による回転量が１６２０°（４．５回転）以下となるように制限する。

転舵装置５０は、ラックシャフト５１、２個のタイロッド５２、転舵アクチュエータ５３、および転舵角センサ５４を有する。転舵装置５０は、操舵部品２の回転操作に基づいて車両の転舵輪３の転舵角を変更する。

ラックシャフト５１は、転舵輪３の間に位置している。ラックシャフト５１は、ラックシャフト５１の軸方向において往復動することによりタイロッド５２を介して転舵輪３の転舵角を変更する。タイロッド５２は、ラックシャフト５１の軸方向においてラックシャフト５１の両端部に連結されている。転舵アクチュエータ５３は、転舵モータおよびボールねじ機構を有する。転舵アクチュエータ５３は、ラックシャフト５１に取り付けられている。転舵アクチュエータ５３は、転舵モータによりボールねじ機構のボールナットを回転させることによりラックシャフト５１をラックシャフト５１の軸方向に往復動させる。転舵角センサ５４は、転舵輪３の転舵角を検出する。転舵角センサ５４は、検出した転舵輪３の転舵角の信号（以下、「転舵角信号」）を制御装置６０に出力する。

制御装置６０は、車速センサ４が検出する車両の走行速度の信号（以下、「車速信号」）が入力される。制御装置６０は、車速信号およびトルク信号に基づいて目標転舵角を算出する。制御装置６０は、転舵角信号と目標転舵角との偏差に基づいて転舵アクチュエータ５３の駆動を制御する。

また、制御装置６０は、車速信号、舵角信号、トルク信号、および転舵角信号に基づいて操舵部品２が回転操作された方向とは逆方向となる操舵反力が操舵部品２に付与されるように反力アクチュエータ１２の駆動を制御する。

図２〜図５を参照して、回転制限機構２０の詳細な構成について説明する。
図２に示されるように、回転制限機構２０は、回転可能要素としての第１プレート３０、回転不能要素としての第２プレート４０、および転動体としての１個のボール２１を有する。回転制限機構２０は、ステアリングシャフト１１の軸方向において第１プレート３０および第２プレート４０が互いに対向した構成を有する。回転制限機構２０は、ステアリングシャフト１１の軸方向においてボール２１が第１プレート３０と第２プレート４０との間に位置する構成を有する。回転制限機構２０は、第１プレート３０がステアリングシャフト１１と一体に回転し、第２プレート４０がステアリングシャフト１１の回転に対して回転しない構成を有する。なお、ボール２１は、球体として形成されている。

第１プレート３０は、プレート本体３１、貫通孔３２、および第１転動路３３を有する。第１プレート３０は、貫通孔３２においてステアリングシャフト１１に固定されている。プレート本体３１は、平板状の円盤として形成されている。貫通孔３２は、プレート本体３１の中央部分に形成されている。貫通孔３２は、第１プレート３０の板厚方向において第１プレート３０を貫通している。第１転動路３３は、ステアリングシャフト１１の軸方向の断面視において、プレート本体３１において第２プレート４０と対向する対向面３１Ａから凹む半円の溝形状に形成されている。第１転動路３３は、ステアリングシャフト１１の径方向に延びる直線形状を有する。

図３に示されるように、第２プレート４０は、プレート本体４１、貫通孔４２、および第２転動路４３を有する。第２プレート４０は、貫通孔４２においてステアリングシャフト１１に挿入されている。プレート本体４１は、平板状の円盤として形成されている。プレート本体４１の外径は、第１プレート３０のプレート本体３１の外径と等しい。貫通孔４２は、プレート本体４１の中央部分に形成されている。貫通孔４２は、第２プレート４０の板厚方向において第２プレート４０を貫通している。貫通孔４２の内径は、ステアリングシャフト１１の外径よりも僅かに大きい。第２転動路４３は、ステアリングシャフト１１の軸方向の断面視において、プレート本体４１において第１プレート３０と対向する対向面４１Ａから凹む半円の溝形状に形成されている（図５参照）。第２転動路４３は、プレート本体４１の平面視において螺旋状に形成されている。第２転動路４３は、ステアリングシャフト１１の径方向において貫通孔４２の周囲を４．５回巻き回された形状を有する。すなわち第２転動路４３の内周側端部４４から第２転動路４３の外周側端部４５までの第２転動路４３の長さは、操舵部品２の回転量の１６２０°分に相当する。なお、内周側端部４４および外周側端部４５は、「第２転動路の端部」に相当する。

図４に示されるように、各プレート３０，４０が重ね合わせられた状態において、第１プレート３０の第１転動路３３と第２プレート４０の第２転動路４３とは、ステアリングシャフト１１の軸方向に対向している。詳しくは、第１転動路３３の内周側端部３４は、第２転動路４３の最も内周側の部分とステアリングシャフト１１の軸方向に対向している。また、第１転動路３３の外周側端部３５は、第２転動路４３の最も外周側の部分とステアリングシャフト１１の軸方向に対向している。

図５に示されるように、ボール２１の一部は、第２プレート４０の第２転動路４３に転動可能な状態で収容されている。ボール２１の一部は、第１プレート３０の第１転動路３３に転動可能な状態で収容されている。ボール２１は、第１転動路３３の底面３３Ａに接触している。このようにボール２１は、ステアリングシャフト１１の軸方向において第１転動路３３および第２転動路４３に挟み込まれている。ボール２１は、第２プレート４０に対する第１プレート３０の回転にともない第１転動路３３内および第２転動路４３内を転動する。

図６を参照して、回転制限機構２０の動作について説明する。
操舵部品２（図１参照）が回転操作されるとき、第１プレート３０（図２参照）がステアリングシャフト１１と一体に回転する。このため、第１プレート３０は、第２プレート４０に対して回転する。ボール２１は、第１プレート３０の回転にともない第１転動路３３（図２参照）によりステアリングシャフト１１の周方向に押される。このため、ボール２１は、第２プレート４０の第２転動路４３に沿って移動する。また、ボール２１は、第２プレート４０の第２転動路４３の位置に応じて第１プレート３０の第１転動路３３に対してステアリングシャフト１１の径方向に移動する。

操舵部品２が中立位置すなわち操舵部品２の回転量が「０」のとき、ボール２１は、図中の実線により示されるように、第２プレート４０の径方向の中間位置に位置している。このため、操舵部品２は、回転制限機構２０により中立位置から右旋回方向に２．２５回転以下、および中立位置から左旋回方向に２．２５回転以下の回転量に制限される。

図６（ａ）に示されるように、操舵部品２が中立位置から右旋回方向に回転操作されるとき、すなわち操舵部品２が時計回り方向に回転操作されるとき、ボール２１は、各プレート３０，４０の内周側に向けて移動する。そして、図中の破線により示されるように、ボール２１が第２プレート４０の第２転動路４３の内周側端部４４に位置するとき、ボール２１が第２転動路４３の内周側端部４４の端面４４Ａと接触することによりボール２１の移動が制限される。これにより、第１プレート３０が第２プレート４０に対して時計回り方向に回転することが制限される。したがって、操舵部品２の時計回り方向への回転が制限される。

一方、図６（ｂ）に示されるように、操舵部品２が中立位置から左旋回方向に回転操作されるとき、すなわち操舵部品２が反時計回り方向に回転操作されるとき、ボール２１は、各プレート３０，４０の外周側に向けて移動する。そして、図中の破線により示されるように、ボール２１が第２プレート４０の第２転動路４３の外周側端部４５に位置するとき、ボール２１が第２転動路４３の外周側端部４５の端面４５Ａと接触することによりボール２１の移動が制限される。これにより、第１プレート３０が第２プレート４０に対して反時計回り方向に回転することが制限される。したがって、操舵部品２の反時計回り方向への回転が制限される。

このように、回転制限機構２０は、操舵部品２が中立位置から右旋回方向に２．２５回転したとき、すなわち操舵部品２の回転量が右旋回方向において８１０°となるとき、操舵部品２の右旋回方向への回転操作を制限する。また、回転制限機構２０は、操舵部品２が中立位置から左旋回方向に２．２５回転したとき、すなわち操舵部品２の回転量が左旋回方向において８１０°となるとき、操舵部品２の左旋回方向への回転操作を制限する。

ステアリング装置１の作用について説明する。
第２プレート４０の第２転動路４３は、１６２０°の回転角度を有する螺旋状の溝として形成されている。そして、第１プレート３０の第１転動路３３は、第２プレート４０の第２転動路４３の最も内周側の部分から最も外周側の部分にわたり対向している。これにより、第２プレート４０は、第１プレート３０が第２プレート４０に対して３６０°以上回転したときにボール２１が３６０°以上移動することが許容される。このため、回転制限機構２０は、操舵部品２の３６０°以上の回転が許容される。これにより、回転制限機構２０は、図１５に示される従来の回転制限機構２００のように操舵部品の３６０°以上の回転のために複数の中間要素２３１〜２３５を用いることが回避される。したがって、回転制限機構２０の部品点数が従来の回転制限機構２００よりも少なくなる。

本実施形態のステアリング装置１は、以下の効果を奏する。
（１）回転制限機構２０は、螺旋状の第２転動路４３が形成された第２プレート４０を有する。この構成によれば、操舵部品２の回転操作によりボール２１が第２プレート４０の螺旋状の第２転動路４３に沿って移動するため、操舵部品２の多数回転が許容される。このため、図１５に示される従来の回転制限機構２００のように操舵部品の３６０°以上の回転のために複数の中間要素２３１〜２３５を用いることを回避することができる。したがって、従来の回転制限機構２００と比較して、回転制限機構２０の部品点数が少なくなる。

（２）従来の回転制限機構２００においては、操舵部品の回転角度範囲を変更する場合、複数の中間要素２３１〜２３５の個数、および連結要素２４０の係合溝２４２の形状を変更しなければならない。このため、操舵部品の回転角度範囲を変更することが煩雑である。

これに対して、本実施形態の回転制限機構２０においては、操舵部品２の回転角度範囲が第２転動路４３の長さによって設定されている。このため、操舵部品２の回転角度範囲を変更する場合、第２転動路４３の長さを変更するのみでよい。したがって、操舵部品２の回転角度範囲を容易に変更することができる。

（３）第１プレート３０は、平板形状に形成されている。第１プレート３０は、溝形状の第１転動路３３を有する。第２プレート４０は、平板形状に形成されている。第２プレート４０は、溝形状の第２転動路４３を有する。第２転動路４３は、ステアリングシャフトの径方向に巻き回された形状を有する。この構成によれば、操舵部品２の回転によりボール２１が各転動路３３，４３に沿って移動する。このため、ボール２１は、各プレート３０，４０に対してステアリングシャフト１１の軸方向に移動することが抑制される。加えて、各プレート３０，４０が平板形状に形成されるため、ステアリングシャフト１１の軸方向において回転制限機構２０の薄型化を図ることができる。

（第２実施形態）
図７〜図１０は、第２実施形態のステアリング装置１を示す。以下では、第１実施形態のステアリング装置１と異なる点を詳細に説明し、第１実施形態と共通する構成については同一の符号を付してその説明の一部または全部を省略する。

図７に示されるように、回転制限機構２０は、車体５に対して隙間を介して位置している。回転制限機構２０は、第１実施形態の第２プレート４０に代えて、回転不能要素としての第２プレート７０を有する。また、回転制限機構２０は、コイルばね２２およびガイドピン２３を有する。なお、コイルばね２２は「弾性部品」および「抵抗増加機構」に相当する。

第２プレート７０は、車体５と隙間を介して位置している。第２プレート７０は、ステアリングシャフト１１に挿入されている。第２プレート７０は、プレート本体７１、軸受部７２、およびピン挿入部７３を有する。第２プレート７０は、同一材料によりプレート本体７１、軸受部７２、およびピン挿入部７３が一体に形成された構成を有する。

コイルばね２２は、第２プレート７０と車体５との間に位置している。コイルばね２２は、第２プレート７０と車体５とにより圧縮された状態で第２プレート７０と車体５とにそれぞれ固定されている。これにより、コイルばね２２は、第２プレート７０を第１プレート３０に向けて付勢している。

ガイドピン２３は、円柱形状を有する。ガイドピン２３は、車体５に固定されている。ガイドピン２３は、車体５から第２プレート７０に向けて延びている。ガイドピン２３は、第２プレート７０に挿入されている。

図８を参照して、第２プレート７０の詳細な構成について説明する。
図８（ａ）に示されるように、プレート本体７１は、貫通孔７４、第２転動路７５、およびばね取付部７９を有する。プレート本体７１は、貫通孔７４においてステアリングシャフト１１（図７参照）に挿入されている。貫通孔７４は、プレート本体７１の中央部分に位置している。貫通孔７４は、プレート本体７１の板厚方向においてプレート本体７１を貫通している。貫通孔７４の内径は、ステアリングシャフト１１の外径よりも僅かに大きい。第２転動路７５は、プレート本体７１の平面視において第１実施形態の第２プレート４０の第２転動路４３と同様の螺旋状を有する。第２転動路７５は、内周側端部７６、外周側端部７７、および中間部７８を有する。ばね取付部７９は、プレート本体７１において第２転動路７５よりも外周側の部分かつ外周側端部７７とステアリングシャフト１１の径方向に重なる部分に形成されている。ばね取付部７９は、プレート本体７１において第２転動路７５の外周側端部７７に隣接した部分に形成されている。このため、コイルばね２２（図７参照）は、プレート本体７１において外周側端部７７に隣接した部分に取り付けられている。なお、内周側端部７６および外周側端部７７は「第２転動路の端部」および「抵抗増加機構」に相当する。

図８（ｂ）に示されるように、軸受部７２は、円筒形状を有する。軸受部７２は、プレート本体７１の中央部分から車体５（図７参照）に向けて突出している。軸受部７２には、貫通孔７４と連通する貫通孔７２Ａが形成されている。貫通孔７２Ａの内径は、貫通孔７４の内径と等しい。

ピン挿入部７３は、円筒形状を有する。ピン挿入部７３は、ガイドピン２３（図７参照）を挿入するための挿入孔７３Ａが形成されている。ピン挿入部７３は、プレート本体７１において第２転動路７５よりも外周側の部分に形成されている。ピン挿入部７３は、貫通孔７４を介してばね取付部７９とは反対側に位置している。

図８および図９を参照して、第２転動路７５の内周側端部７６および外周側端部７７の詳細な構成について説明する。
図９（ａ）に示されるように、第２転動路７５の外周側端部７７は、傾斜部７５Ｂにより外周側端部７７と隣り合う中間部７８と接続されている。外周側端部７７の溝深さＨ３は、中間部７８の溝深さＨ１よりも小さい。図８（ａ）のドット表示により示されるように、外周側端部７７の長さは、操舵部品２（図１参照）の回転量の９０°分に相当する。

図９（ｂ）に示されるように、第２転動路７５の内周側端部７６は、傾斜部７５Ａにより内周側端部７６と隣り合う中間部７８と接続されている。内周側端部７６の溝深さＨ２は、中間部７８の溝深さＨ１よりも小さい。内周側端部７６の溝深さＨ２は、外周側端部７７の溝深さＨ３と等しい。図８（ａ）のドット表示により示されるように、内周側端部７６の長さは、操舵部品２の回転量の９０°分に相当する。内周側端部７６の長さは、外周側端部７７の長さよりも短い。

図８〜図１１を参照して、本実施形態のステアリング装置１の作用を回転制限機構２０の動作とともに説明する。回転制限機構２０の基本的な動作は第１実施形態の回転制限機構２０の動作と同様であるため、その説明を省略する。なお、図１０においては、説明のため、ボール２１を大きく示している。

図１０に示されるように、操舵部品２の回転操作によりボール２１が第２転動路７５の外周側端部７７（図８参照）に位置するとき、ボール２１は第２プレート７０を車体５に向けて押す。このため、第２プレート７０は、ガイドピン２３により支持された状態で車体５側に移動する。すなわち、第２プレート７０は、第１プレート３０から離間する。これにより、コイルばね２２が圧縮される。そして、コイルばね２２の復元力Ｆが第２プレート７０に作用する。これにより、第２プレート７０がボール２１を第１プレート３０側に押す。このため、第２プレート４０およびボール２１の摩擦力が大きくなる。すなわち、ボール２１が外周側端部７７内を移動するときのボール２１の転がり抵抗は、ボール２１が中間部７８（図８参照）内を移動するときのボール２１の転がり抵抗よりも大きくなる。したがって、図１１に示されるように、ボール２１が外周側端部７７に位置するときの操舵トルクτ３は、ボール２１が中間部７８に位置するときの操舵トルクτ１よりも大きくなる。このため、ステアリング装置１は、操舵部品２を回転させるために必要な力が大きくなることにより、操舵部品２の回転量が左旋回方向の上限値すなわち回転角度範囲の終端付近に迫っていることを運転者に気付かせることができる。

また、操舵部品２の回転操作によりボール２１が第２転動路７５の内周側端部７６（図８参照）に位置するときについても同様である。すなわち、図１１に示されるように、ボール２１が内周側端部７６に位置するときの操舵トルクτ２は、操舵トルクτ１よりも大きくなる。したがって、ステアリング装置１は、操舵部品２を回転させるために必要な力が大きくなることにより、操舵部品２の回転量が右旋回方向の上限値すなわち回転角度範囲の終端付近に迫っていることを運転者に気付かせることができる。

なお、操舵部品２が中立位置に向けて回転操作されることにより、ボール２１が第２転動路７５の内周側端部７６および外周側端部７７から中間部７８に移動したとき、コイルばね２２により第２プレート７０が第１プレート３０に接近する。このとき、コイルばね２２の復元力Ｆが小さくなるため、図１１に示されるように、操舵トルクτ２およびτ３から操舵トルクτ１に変更される。

本実施形態のステアリング装置１は、第１実施形態のステアリング装置１の（１）および（２）の効果に加え、以下の効果を奏する。
（４）第２プレート７０の第２転動路７５の内周側端部７６の溝深さＨ２が中間部７８の溝深さＨ１よりも小さい。第２プレート７０の第２転動路７５の外周側端部７７の溝深さＨ３が中間部７８の溝深さＨ１よりも小さい。この構成によれば、第２転動路７５の内周側端部７６および外周側端部７７のときのボール２１の転がり抵抗が大きくなる。すなわち操舵部品２の回転角度範囲の終端付近のときにボール２１の転がり抵抗が大きくなる。このため、ステアリング装置１は、操舵部品２の回転角度範囲の終端付近に操舵部品２が回転操作されていることを運転者に気付かせることができる。

また、第２転動路７５の内周側端部７６および外周側端部７７における操舵トルクτ２，τ３が中間部７８における操舵トルクτ１よりも大きいため、運転者が操舵速度を一定にして操舵部品２を回転操作した場合、操舵部品２の回転量が回転角度範囲の終端付近において操舵速度が低下する。このため、ボール２１が内周側端部７６の端面および外周側端部７７の端面に衝突する速度が低下する。したがって、ボール２１が内周側端部７６の端面および外周側端部７７の端面に衝突するときの衝撃および衝突音が小さくなる。

（５）コイルばね２２は、第２プレート７０において第２転動路７５の外周側端部７７に隣接した部分に取り付けられている。この構成によれば、ボール２１が第２転動路７５の外周側端部７７に位置するときにコイルばね２２の復元力がボール２１に作用しやすい。このため、ボール２１が第２プレート７０に作用する力およびコイルばね２２の復元力が第２プレート７０に作用する力により第２プレート７０がステアリングシャフト１１に対して傾くことが抑制される。

（その他の実施形態）
本ステアリング装置は、上記各実施形態とは別の実施形態を含む。以下、本ステアリング装置のその他の実施形態としての上記各実施形態の変形例を示す。なお、以下の各変形例は、技術的に可能な範囲において互いに組み合わせることもできる。

・第２実施形態の第２転動路７５は、中間部７８と内周側端部７６との間において傾斜部７５Ａを有する。ただし、第２転動路７５の構成は第２実施形態に例示された内容に限られない。例えば、変形例の第２転動路７５は、傾斜部７５Ａに代えて段差部を有する。なお、中間部７８と外周側端部７７との間の傾斜部７５Ｂについても同様に変更することができる。

・第２実施形態の第２転動路７５の内周側端部７６は、ステアリングシャフト１１の周方向の全体にわたり溝深さＨ２が等しい。ただし、内周側端部７６の構成は第２実施形態に例示された内容に限られない。例えば、変形例の第２転動路７５の内周側端部７６は、ステアリングシャフト１１の周方向において中間部７８から離間するにつれて溝深さＨ２が小さくなる。なお、第２転動路７５の外周側端部７７についても同様に変更することができる。

・第２実施形態の第２転動路７５の内周側端部７６は、ボール２１の転がり抵抗を増大させるため、溝深さＨ２を中間部７８の溝深さＨ１よりも小さくしている。ただし、ボール２１の転がり抵抗を増大させる抵抗増加機構の構成は第２実施形態に例示された内容に限られない。例えば、変形例の抵抗増加機構は、次の（Ａ）および（Ｂ）が挙げられる。なお、抵抗増加機構は、外周側端部７７についても同様に変更することができる。

（Ａ）図１２に示されるように、第２転動路７５の内周側端部７６には、抵抗増加機構としてラバー８０が取り付けられている。ラバー８０は、弾性に富んだゴム材料により形成されている。ラバー８０を基準とした溝深さＨ４は、中間部７８の溝深さＨ１と等しい。なお、ラバー８０の摩擦係数は、中間部７８の摩擦係数よりも大きい。

（Ｂ）図１３に示されるように、第２転動路７５の内周側端部７６には、抵抗増加機構として付勢機構９０が取り付けられている。付勢機構９０は、コイルばね９１および弾性体９２を有する。コイルばね９１の一方の端部は、内周側端部７６の端面７６Ａに取り付けられている。コイルばね９１の他方の端部は、弾性体９２に取り付けられている。

付勢機構９０の動作について説明する。
ボール２１が内周側端部７６内を端面７６Ａに向けて移動するとき、ボール２１が弾性体９２を押す。これにより、弾性体９２は、端面７６Ａに向けて移動する。これにともない、コイルばね９１が圧縮される。このコイルばね９１の復元力が弾性体９２を介してボール２１に作用する。これにより、ボール２１の転がり抵抗が増加する。

・第２実施形態の回転制限機構２０は、抵抗増加機構としての内周側端部７６および外周側端部７７が第２プレート７０に形成されている。ただし、抵抗増加機構が形成される場所は第２実施形態に例示された内容に限られない。例えば、図１４に示されるように、変形例の回転制限機構２０は、第２プレート７０に代えて、第１プレート３０に抵抗増加機構が形成される。具体的には、変形例の第１プレート３０の第１転動路３３は、内周側端部３４において内周側に向かうにつれて溝深さが小さくなる形状を有する。変形例の第１転動路３３は、外周側端部３５において外周側に向かうにつれて溝深さが小さくなる形状を有する。また、別の変形例の回転制限機構２０は、第２プレート７０の抵抗増加機構に加え、第１プレート３０に図１４に示される抵抗増加機構が形成された構成を有する。

・第２実施形態の回転制限機構２０において、ガイドピン２３を省略することもできる。この場合、第２プレート７０からピン挿入部７３を省略することもできる。
・第２実施形態の回転制限機構２０は、弾性部品としてコイルばね２２を有する。ただし、弾性部品の構成は第２実施形態に例示された内容に限られない。例えば、変形例の回転制限機構２０は、弾性部品として板ばねおよび弾性に富んだゴム体のいずれかを有する。要するに、弾性部品は、第２プレート７０が第１プレート３０から離間したときに圧縮され、その圧縮されたときの復元力により第２プレート７０を押す部品であればよい。

・第２実施形態のステアリング装置１は、トルク信号および車速信号に基づいて目標転舵角を算出する。ただし、目標転舵角の算出方法は第２実施形態（第１実施形態）に例示された内容に限られない。例えば、変形例のステアリング装置１は、ボール２１が内周側端部７６および外周側端部７７に位置するとき、トルク信号から操舵トルクτ２または操舵トルクτ３と操舵トルクτ１との差分を引くように補正する。そして、変形例のステアリング装置１は、補正されたトルク信号に基づいて目標転舵角を算出する。この構成によれば、ボール２１の転がり抵抗の増加にともなう操舵トルクの増加の影響を抑制することができる。したがって、ステアリング装置１は、目標転舵角の算出の精度の低下を抑制することができる。

・各実施形態の転動体としてのボール２１は、球状に形成されている。ただし、転動体の形状は各実施形態に例示された内容に限られない。例えば、変形例の転動体は、ボール２１に代えてころが用いられる。要するに、転動体は、第１プレート３０および第２プレート４０，７０の相対回転により第２プレート４０，７０の第２転動路４３，７５内を移動することが可能な形状であればよい。

・各実施形態の第２プレート４０，７０の第２転動路４３，７５は、ステアリングシャフト１１の軸方向の断面視において半円形状に形成されている。ただし、第２転動路４３，７５の形状は各実施形態に例示された内容に限られない。例えば、変形例の第２転動路４３，７５は、ステアリングシャフト１１の軸方向の断面視においてＶ字形状に形成されている。

・各実施形態の第２転動路４３，７５は、操舵部品２の回転量として１６２０°（４．５回転）にわたり形成されている。ただし、第２転動路４３，７５の長さは各実施形態に例示された内容に限られない。例えば、変形例の第２転動路４３，７５は、操舵部品２の回転量として１４４０°（４回転）にわたり形成される。

・各実施形態の第２転動路４３，７５の内周側端部４４，７６の長さは、操舵部品２の回転量の９０°分に相当する。ただし、内周側端部４４，７６の長さは各実施形態に例示された内容に限られない。例えば、変形例の第２転動路４３，７５の内周側端部４４，７６の長さは、操舵部品２の回転量の９０°未満の所定角度分に相当する。また、別の変形例の内周側端部４４，７６は、操舵部品２の回転量の９０°よりも大きい所定角度分に相当する。なお、第２転動路４３，７５の外周側端部４５，７７についても同様に変更することができる。

・各実施形態の回転制限機構２０は、第１プレート３０がステアリングシャフト１１と一体に回転し、第２プレート４０，７０がステアリングシャフト１１の回転に対して回転しない。ただし、回転制限機構２０の構成は各実施形態に例示された内容に限られない。例えば、変形例の回転制限機構２０は、第２プレート４０，７０がステアリングシャフト１１と一体に回転し、第１プレート３０がステアリングシャフト１１の回転に対して回転しない。変形例の回転制限機構２０においては、第１プレート３０が「回転不能要素」に相当し、第２プレート４０，７０が「回転可能要素」に相当する。

・各実施形態の回転制限機構２０は、第１プレート３０に第１転動路３３が形成され、第２プレート４０，７０に第２転動路４３，７５が形成された構成を有する。ただし、回転制限機構２０の構成は各実施形態に例示された内容に限られない。例えば、変形例の回転制限機構２０は、第１プレート３０に第２転動路４３，７５が形成され、第２プレート４０，７０に第１転動路３３が形成された構成を有する。

・各実施形態のステアリング装置１は、操舵装置１０および転舵装置５０の機械的な連結が解除されたステアバイワイヤとしての構成を有する。ただし、ステアリング装置１の構成は各実施形態に例示された内容に限られない。例えば、変形例のステアリング装置１は、操舵装置１０および転舵装置５０が機械的に連結された構成を有する。

（付記）
次に、本実施形態から把握することのできる技術的思想をその効果とともに記載する。
（付記１）前記弾性部品は、前記第２転動路の前記端部のうち前記回転可能要素および前記回転不能要素の一方の外周側に形成される外周側端部と前記ステアリングシャフトの径方向において隣接する位置に配置されている請求項４に記載のステアリング装置。

このステアリング装置においては、転動体が第２転動路の外周側端部に位置するときに弾性部品の復元力が転動体に作用しやすい。このため、転動体が回転可能要素および回転不能要素の一方に作用する力および弾性部品の復元力が回転可能要素および回転不能要素の一方に作用する力により回転可能要素および回転不能要素の一方がステアリングシャフトに対して傾くことが抑制される。

１…ステアリング装置、２…操舵部品、３…転舵輪、１０…操舵装置、１１…ステアリングシャフト、１２…反力アクチュエータ、２０…回転制限機構、２１…ボール（転動体）、２２…コイルばね（弾性部品、抵抗増加機構）、３０…第１プレート（回転可能要素）、３３…第１転動路、４０…第２プレート（回転不能要素）、４３…第２転動路、４４…内周側端部（第２転動路の端部）、４５…外周側端部（第２転動路の端部）、５０…転舵装置、７０…第２プレート（回転不能要素）、７５…第２転動路、７６…内周側端部（第２転動路の端部、抵抗増加機構）、７７…外周側端部（第２転動路の端部、抵抗増加機構）、７８…中間部、８０…ラバー（抵抗増加機構）、９０…付勢機構（抵抗増加機構）、Ｈ１…溝深さ、Ｈ２…溝深さ、Ｈ３…溝深さ。

Claims (3)

1. 操舵のために多回転操作される操舵部品の回転量を所定角度以下に制限する回転制限機構と、
   前記操舵部品に接続されて前記操舵部品と一体に回転するステアリングシャフトとを備え、
   前記回転制限機構は、前記ステアリングシャフトに取り付けられて前記ステアリングシャフトと一体に回転する回転可能要素と、前記ステアリングシャフトの軸方向において前記回転可能要素と対向する回転不能要素と、前記回転可能要素と前記回転不能要素との前記軸方向の間に位置し、前記回転可能要素の回転にともない転動する転動体とを有し、
   前記回転可能要素および前記回転不能要素の一方は、前記ステアリングシャフトの径方向に前記転動体が移動することが可能な溝形状の第１転動路が形成され、
   前記回転可能要素および前記回転不能要素の他方は、前記ステアリングシャフトの周方向において前記操舵部品の回転量が前記所定角度となる長さの螺旋状であり、かつ溝形状の第２転動路が形成され、
   前記第１転動路および前記第２転動路は、前記軸方向に対向し、
   前記転動体は、前記第１転動路および前記第２転動路により前記軸方向に挟み込まれ、
   前記回転可能要素および前記回転不能要素の少なくとも一方は、前記第２転動路の端部における前記転動体の転がり抵抗が前記第２転動路の中間部における前記転動体の転がり抵抗よりも大きくする抵抗増加機構を有し、
   前記第２転動路は、前記回転可能要素および前記回転不能要素の一方に形成された溝であり、
   前記抵抗増加機構は、前記第２転動路の前記端部の溝深さが前記第２転動路の前記中間部の溝深さよりも小さくなる構成を有する
   ステアリング装置。
2. 前記回転可能要素および前記回転不能要素の一方には、前記抵抗増加機構の一部を構成する弾性部品が取り付けられ、
   前記転動体が前記第２転動路の前記端部に位置するとき、前記回転可能要素および前記回転不能要素の一方は、前記回転可能要素および前記回転不能要素の他方から離間することにより前記弾性部品が圧縮される
   請求項１に記載のステアリング装置。
3. 当該ステアリング装置は、前記ステアリングシャフトを有する操舵装置と、車両の転舵輪を転舵させる転舵装置との機械的な連結が解除された構成を有し、
   前記操舵装置は、前記ステアリングシャフトにおいて前記操舵部品が接続される端部とは反対側の端部に接続され、前記操舵部品の操舵の反力を前記ステアリングシャフトに付与する反力アクチュエータを有する
   請求項１または２に記載のステアリング装置。