JP2017180614A - クラッチ、操舵装置及びクラッチの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】容易に製造可能なクラッチ、当該クラッチを備えた操舵装置、及び当該クラッチの製造方法を提供する。【解決手段】クラッチにおいて、ピニオンシャフト（１０６）の外周面には、キャリア（３５）の貫通孔（３５ａ）の内壁に設けられた第一領域（Ｒ１）にスプライン嵌合している第二領域（Ｒ２）が設けられていると共に、第二領域（Ｒ２）よりもインプットシャフトに近い位置に、第一領域（Ｒ１）に対して回転が許容されるように嵌合する形状を有する第三領域（Ｒ３）が設けられている。【選択図】図５

Description

本発明は、クラッチ、操舵装置及びクラッチの製造方法に関する。

ステアバイワイヤ（ＳＢＷ：Steer-By-Wire）方式の操舵システムでは、一般に、操舵部材と転舵軸との間の動力伝達経路を機械的に接続するか又は遮断するかを切り替えるクラッチが採用されている。このようなクラッチは、例えば特許文献１に開示されている。

特許文献１に開示のクラッチは遊星歯車機構を備えており、入力軸は内歯ギヤに、出力軸はキャリアに、それぞれ接続されている。そして太陽ギヤをロックすることにより、入力軸と出力軸とが機械的に接続され、入力軸の回転が出力軸に伝達される。

特開２００８−１８９０７７号公報

ところで、遊星歯車機構を備えたクラッチの製造方法において、キャリアを出力軸にスプライン嵌合させる場合、キャリアが支持する遊星ギヤの位置合わせを行いつつ、キャリアを出力軸にスプライン嵌合させる必要があるため、組立が難しいという問題がある。

本発明は、容易に製造可能なクラッチ、当該クラッチを備えた操舵装置、及び当該クラッチの製造方法を提供することを主たる目的とする。

かかる目的のもと、本発明に係る第一のクラッチは、入力軸と出力軸との間のトルク伝達経路を機械的に接続するか又は遮断するかを切り替えるクラッチであって、固定状態と非固定状態とを切り替え可能な太陽ギヤと、前記入力軸に対してトルク伝達可能に接続されている内歯ギヤと、前記太陽ギヤ及び前記内歯ギヤに噛み合う遊星ギヤと、前記遊星ギヤを回転可能に支持するとともに、前記出力軸に対してトルク伝達可能に接続されているキャリアとを備え、前記キャリアには、前記出力軸が貫通する貫通孔が設けられており、前記出力軸の外周面には、前記貫通孔の内壁に設けられた第一領域にスプライン嵌合している第二領域が設けられていると共に、前記第二領域よりも前記入力軸に近い位置に、前記第一領域に対して回転が許容されるように嵌合する形状を有する第三領域が設けられている。

また、本発明に係る第二のクラッチは、入力軸と出力軸との間のトルク伝達経路を機械的に接続するか又は遮断するかを切り替えるクラッチであって、固定状態と非固定状態とを切り替え可能な太陽ギヤと、前記入力軸に対してトルク伝達可能に接続されている内歯ギヤと、前記太陽ギヤ及び前記内歯ギヤに噛み合う遊星ギヤと、前記遊星ギヤを回転可能に支持するとともに、前記出力軸に対してトルク伝達可能に接続されているキャリアとを備え、前記キャリアには、前記出力軸が貫通する貫通孔が設けられており、前記貫通孔の内壁には、前記出力軸の外周面に設けられた第三領域にスプライン嵌合している第四領域が設けられていると共に、前記第四領域よりも前記入力軸から離れた位置に、前記第三領域に対して回転が許容されるように嵌合する形状を有する第一領域が設けられている。

本発明によれば、容易に製造可能なクラッチ、当該クラッチを備えた操舵装置、及び当該クラッチの製造方法を提供することができる。

本発明の実施形態１に係る操舵装置の要部構成を示す模式図である。 本発明の実施形態１におけるクラッチ周辺の内部構成を示す斜視図である。 本発明の実施形態１におけるクラッチ周辺の断面図である。 本発明の実施形態１におけるキャリア周辺の構成を示す断面図である。 本発明の実施形態１におけるキャリア及びピニオンシャフトをスプライン嵌合させる工程を説明する縦断面図である。 本発明の実施形態１におけるキャリア及びピニオンシャフトの形状を示す横断面図である。 本発明の実施形態２におけるキャリア及びピニオンシャフトの形状を示す横断面図である。 本発明の実施形態３におけるキャリア及びピニオンシャフトの形状を示す横断面図である。 本発明の実施形態４におけるキャリア及びピニオンシャフトの形状を示す横断面図である。 本発明の実施形態５におけるキャリア及びピニオンシャフトの形状を示す横断面図である。 本発明の実施形態６におけるキャリア及びピニオンシャフトの形状を示す横断面図である。 本発明の実施形態７におけるキャリア及びピニオンシャフトをスプライン嵌合させる工程を説明する縦断面図、並びに、キャリア及びピニオンシャフトの形状を示す横断面図である。 本発明の実施形態８におけるキャリア及びピニオンシャフトをスプライン嵌合させる工程を説明する縦断面図、並びに、キャリア及びピニオンシャフトの形状を示す横断面図である。 本発明の一実施形態に係るクラッチの製造方法の一工程を説明する図である。 本発明の一実施形態に係るクラッチの製造方法の一工程を説明する図である。 本発明の一実施形態に係るクラッチの製造方法の一工程を説明する図である。

〔実施形態１〕
本実施形態に係る操舵装置について図１を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る操舵装置１の要部構成を模式的に示す模式図である。図１に示すように、操舵装置１は、操舵部１０、転舵部２０、操舵部材２００、及び制御部３００を備えている。操舵装置１は、運転者による操舵部材２００を介した操舵操作に応じて車輪４００を転舵するために用いられる。

本実施形態に係る操舵装置１では、（１）操舵部材２００と転舵部２０との間のトルク伝達経路を機械的に接続又は遮断することが可能であり、（２）前記トルク伝達経路が遮断された状態において、操舵部材２００を介した操舵操作に応じて車輪４００の転舵角を電気的に制御可能であるという少なくとも２つの機能を備えたステアバイワイヤ方式が採用されている。

また、操舵部材２００としては、図１に示すようにホイール形状を有するステアリングホイールを例に挙げているが、これは本実施形態を限定するものではなく、運転者による操舵操作を受け付けることができるものであれば、操舵部材２００は他の形状や機構を有していてもよい。

（操舵部１０）
操舵部１０は、運転者による操舵部材２００を介した操舵操作を受け付ける機能と、操舵部材２００と転舵部２０との間のトルク伝達経路を機械的に接続又は遮断する機能とを兼ね備えている。また、操舵部１０は、操舵操作に対する反力を発生させるとともに、この反力を操舵部材２００に伝達する機能を有している。

図１に示すように、操舵部１０は、上部ステアリングシャフト１０１、中部ステアリングシャフト１０２、下部ステアリングシャフト１０３、トルクセンサ１２、動力発生部１３、動力伝達シャフト１４及び動力伝達部１５を備えている。

なお、本明細書では、上部ステアリングシャフト１０１、中部ステアリングシャフト１０２及び下部ステアリングシャフト１０３をあわせて「ステアリングシャフト」ということがある。

また、本明細書において、「上端」とは、運転者の操舵操作に応じた操舵力の伝達経路において上流側の端部（すなわち、入力側の端部）のことを指し、「下端」とは、操舵力の伝達経路において下流側の端部（すなわち、出力側の端部）のことを指す。

本実施形態において、上部ステアリングシャフト１０１の上端は、操舵部材２００に対してトルク伝達可能に接続されている。なお、本明細書において「トルク伝達可能に接続」とは、一方の部材の回転に伴い他方の部材の回転が生じるように接続されていることを指す。したがってトルク伝達可能に接続されている場合には、例えば、一方の部材と他方の部材とが一体的に成形されている場合、一方の部材に対して他方の部材が直接的又は間接的に固定されている場合、及び、一方の部材と他方の部材とが継手部材等を介して連動するよう接続されている場合が少なくとも含まれる。

本実施形態では、上部ステアリングシャフト１０１の上端は操舵部材２００に対して固定されており、操舵部材２００と上部ステアリングシャフト１０１とは一体的に回転する。

また、上部ステアリングシャフト１０１と中部ステアリングシャフト１０２とはトルク伝達可能且つ弾性的に接続されている。トルクセンサ１２は、上部ステアリングシャフト１０１と中部ステアリングシャフト１０２との間に生じる捩れを検出する。

具体的には、上部ステアリングシャフト１０１及び中部ステアリングシャフト１０２の内部には図示しない空洞が形成されている。この空洞内には、上部ステアリングシャフト１０１と中部ステアリングシャフト１０２とを弾性的に連結するためのトーションバーが配置されている。そして運転者が操舵部材２００を介した操舵操作を行うと、上部ステアリングシャフト１０１と中部ステアリングシャフト１０２との間には、操舵操作のトルクＴの大きさに応じた捩れ角θ_Tが生じる。そうするとトルクセンサ１２はこの捩れ角θ_Tを検出し、その検出結果を示すトルクセンサ信号ＳＬ１２を制御部３００に供給する。なお、操舵部１０は、例えば操舵部材２００の操舵角を検出するための操舵角センサを備え、検出した操舵角又は操舵角速度を示す信号を制御部３００に供給する構成としてもよい。

動力発生部１３は、制御部３００から供給されるトルク制御信号ＳＬ１３に従い、動力伝達シャフト１４に対してトルクを与える。

動力発生部１３は、例えばモータ本体であり、動力伝達シャフト１４は、例えばモータ本体に貫入しモータ本体によって回転駆動されるモータ出力軸であってもよい。また、動力伝達シャフト１４は、モータ出力軸に対してトルク伝達可能に接続された他のシャフトであってもよい。

動力伝達シャフト１４には、動力伝達部１５が、動力伝達シャフト１４に対してトルク伝達可能に接続されている。動力伝達部１５は、中部ステアリングシャフト１０２に対してトルク伝達可能に接続されている。

動力伝達部１５は、動力伝達シャフト１４及び中部ステアリングシャフト１０２の間でトルクを伝達させる動力伝達機構である。動力伝達部１５として、例えば、ギヤドライブ方式、ベルトドライブ方式、チェーンドライブ方式、フリクションドライブ方式、トラクションドライブ方式等の動力伝達機構及びこれらの動力伝達機構の組み合わせを用いることができる。ギヤドライブ方式として、例えば、はすば歯車方式や遊星ギヤ方式、ウォームギヤ・ウォームホイール方式を採用することができる。また、フリクションドライブ方式又はトラクションドライブ方式としては、例えば、遊星ローラを用いた方式を採用することができる。更に、動力伝達部１５は、減速機を有さない構成としてもよい。

上述した構成によって、動力発生部１３が発生させたトルクは、動力伝達シャフト１４及び動力伝達部１５を介して、中部ステアリングシャフト１０２に伝達される。

（制御部３００）
制御部３００は、運転者による操舵操作に応じて、転舵力発生部２２０が発生させる転舵力及び動力発生部１３が発生させるトルクを制御する。

具体的には、制御部３００は、トルクセンサ１２から供給されるトルクセンサ信号ＳＬ１２を参照して、動力発生部１３が発生させるトルクを制御するためのトルク制御信号ＳＬ１３と、転舵力発生部２２０が発生させる転舵力を制御するための転舵力制御信号ＳＬ２２０とを生成し、それぞれの信号を、動力発生部１３及び転舵力発生部２２０に供給する。

なお、制御部３００は、操舵部材２００の操舵角を示す信号及び車速センサからの車速信号などを更に参照して、トルク制御信号ＳＬ１３及び転舵力制御信号ＳＬ２２０を生成する構成としてもよい。

また、制御部３００は、クラッチ制御信号ＳＬ３０をクラッチ３０に供給することにより、クラッチ３０の接続状態及び遮断状態の切り替えを制御する。

さらに、制御部３００は、クラッチ３０が遮断状態にあるとき、運転者による操舵操作に対する反力を発生させるよう動力発生部１３を制御する。具体的には、制御部３００は、操舵部材２００を介して入力された運転者の操舵トルクとは逆向きの反力トルクがステアリングシャフトに伝達されるように動力発生部１３を制御する。これにより、運転者は、操舵操作に対する操作感を得ることができる。

なお、制御部３００によるクラッチ３０の具体的な制御方法は本実施形態を限定するものではないが、例えば、制御部３００は、操舵装置１に何らかの異常が生じた場合やイグニッションオフ時等に、クラッチ３０を接続状態に切り替える構成とすることができる。このような構成とすれば、異常発生時やイグニッションオフ時等に、運転者は、電気的経路を経由せずとも車輪４００を転舵することができる。

また、制御部３００は、クラッチ３０が接続状態にあるとき、操舵部材２００を介して入力された運転者の操舵トルクと同じ向きのトルクがステアリングシャフトに伝達されるように動力発生部１３を制御する構成としてもよい。これにより、運転者は、クラッチ３０が接続状態であっても、大きな力を要することなく、操舵操作を行うことができる。

（転舵部２０）
転舵部２０は、操舵部１０が受け付けた運転者の操舵操作に応じて、車輪４００を転舵させる構成である。

図１に示すように、転舵部２０は、第１の自在継手２０１、中間シャフト１０４、第２の自在継手２０２、インプットシャフト（入力軸）１０５、クラッチ３０、ピニオンシャフト（出力軸）１０６、ピニオンギヤ１０７、ラック軸（転舵軸）２１１、タイロッド２１２、ナックルアーム２１３及び転舵力発生部２２０を備えている。

また、インプットシャフト１０５の下流側、クラッチ３０、ピニオンシャフト１０６、ピニオンギヤ１０７、ラック軸２１１の一部、及び、転舵力発生部２２０は、ピニオンボックス２５に収容されている。なお、本実施形態では、ピニオンシャフト１０６は単一の部材で構成されたものとして説明するが、この構成に限定されず、ピニオンシャフト１０６は複数の部材から構成されていてもよい。

中間シャフト１０４の上端は、第１の自在継手２０１を介して、下部ステアリングシャフト１０３の下端にトルク伝達可能に連結されている。

中間シャフト１０４の下端は、第２の自在継手２０２を介して、インプットシャフト１０５の上端にトルク伝達可能に連結されている。

また、ピニオンシャフト１０６の下端には、ピニオンシャフト１０６に対してトルク伝達可能にピニオンギヤ１０７が接続されている。具体的には、ピニオンシャフト１０６に対してピニオンギヤ１０７が固定されており、ピニオンシャフト１０６とピニオンギヤ１０７とは一体的に回転する。

なお、本実施形態では、ラック軸２１１のピニオンギヤ１０７に対向する側にはピニオンギヤ１０７に噛み合うラックが形成されている。

また、本実施形態において、インプットシャフト１０５の下端には、クラッチ３０が接続されている。このクラッチ３０は、制御部３００から供給されるクラッチ制御信号ＳＬ３０に従い、操舵部材２００と転舵部２０との間のトルク伝達経路を機械的に接続するか又は遮断するかを切り替える構成である。具体的には、このクラッチ３０は、クラッチ制御信号ＳＬ３０に従い、インプットシャフト１０５の下端と、ピニオンシャフト１０６の上端との間のトルク伝達を、機械的に接続するか又は遮断するかを切り替える構成である。

本実施形態では、クラッチ３０が接続状態にあるときには、運転者による操舵部材２００を介した操舵操作により、ピニオンギヤ１０７が回転し、ラック軸２１１が軸方向に変位する。

一方、上述したクラッチ３０が遮断状態にあるときには、転舵力発生部２２０は、制御部３００からの転舵力制御信号ＳＬ２２０に従って転舵力を発生させ、ラック軸２１１を軸方向に変位させる。

そしてラック軸２１１が軸方向に変位することによって、ラック軸２１１の両端に設けられたタイロッド２１２、及び、タイロッド２１２に連結されたナックルアーム２１３を介して、車輪４００は転舵される。但し、本発明はラックピニオン機構により転舵軸を変位する構成に限定されるものではなく、その他の機構（例えば、ボールねじ機構）によって転舵軸を変位する構成であってもよい。

なお、転舵力発生部２２０の具体的な構成は本実施形態を限定するものではないが、例えば、転舵力発生部２２０を以下の構成としてもよい。

（転舵力発生部２２０）
転舵力発生部２２０は、モータ（不図示）と、このモータの出力軸の回転運動をラック軸２１１の軸方向の直線運動に変換する変換機構とを備えていてもよい。この変換機構にあっては、例えば、螺旋溝が形成された内周面を有するナット（不図示）であって、モータによって回転駆動されるナットと、ラック軸２１１の外周面に形成され、ナットの螺旋溝と同じピッチを有する螺旋溝（不図示）と、ナットの螺旋溝及びラック軸２１１の螺旋溝によって挟持された複数の転動用ボール（不図示）とによって構成される所謂ボールねじ機構を採用してもよい。

次に、クラッチ３０周辺の構成について図２及び図３を参照して詳細に説明する。図２は、図１に示したクラッチ３０周辺の内部構成を示す斜視図であり、図３は、クラッチ周辺の断面図である。

これらの図に示すように、本実施形態に係るクラッチ３０は、ハウジング４７を備えている。ハウジング４７は中空形状を有しており、操舵部１０（図１参照）側に設けられた第１のハウジング４８と、転舵部２０（図１参照）側に設けられた第２のハウジング４９とを含む。第１のハウジング４８は、第２のハウジング４９に対して着脱自在に設けられている。第２のハウジング４９から第１のハウジング４８を取り外すと、第２のハウジングの開口５１が露出される。

第１のハウジング４８の内方には、インプットシャフト１０５の一部、ピニオンシャフト１０６の一部、遊星歯車機構３１、第１の軸受６１及び第２の軸受６２が収容されている。

一方、第２のハウジング４９の内方には、ピニオンシャフト１０６の他の一部、ロックホイール３６、レバー４１、第３の軸受６３及び第４の軸受６４が収容されている。

（遊星歯車機構３１の構成）
本実施形態に係る遊星歯車機構３１は、太陽ギヤ３２、複数の遊星ギヤ３３、内歯ギヤ３４及びピン４６を介して遊星ギヤ３３を支持するキャリア３５を含んでいる。太陽ギヤ３２は、ピニオンシャフト１０６の外周側に配置され、ロックホイール３６に対してトルク伝達可能に接続されている。遊星ギヤ３３は、太陽ギヤ３２の外周側、且つ、内歯ギヤ３４の内周側に配置されており、太陽ギヤ３２及び内歯ギヤ３４に噛み合うように構成されている。内歯ギヤ３４は、インプットシャフト１０５に対してトルク伝達可能に接続されている。キャリア３５は、遊星ギヤ３３を回転可能に支持するとともに、ピニオンシャフト１０６のインプットシャフト１０５側の端部にスプライン嵌合されている。

（レバー４１の構成）
本実施形態に係るレバー４１は、第一位置と第二位置との間で変位するように構成されている。本実施形態では、第２のハウジング４９に接続されたソレノイド３８の作用によってプランジャ（不図示）がレバー４１に押し当てられると、レバー４１は第一位置まで駆動され、レバー４１はロックホイール３６から離れる。そうすると、ロックホイール３６及び太陽ギヤ３２は非固定状態（回転可能状態）となり、インプットシャフト１０５とピニオンシャフト１０６との間のトルク伝達経路は機械的に遮断される。なお、レバー４１が第一位置まで変位したときには、ストッパピン（不図示）がレバー４１に当接し、これによりレバー４１がそれ以上変位することが防止される。

また、レバー４１は、第２のハウジング４９内に備えられたばね４０によって、第二位置に付勢されるように構成されている。レバー４１が第二位置に変位すると、レバー４１はロックホイール３６の溝部と係合する。そうすると、ロックホイール３６及び太陽ギヤ３２は固定状態（回転不能状態）となり、インプットシャフト１０５とピニオンシャフト１０６との間のトルク伝達経路は機械的に接続される。

（第１〜４の軸受、６１〜６４）
次に、第１〜第４の軸受（６１〜６４）について具体的に説明する。第１の軸受６１は、内輪部６１１と、外輪部６１２と、内輪部６１１と外輪部６１２との間に配置された複数の転動体６１３とを備えている。また、第２の軸受６２は、内輪部６２１と、外輪部６２２と、内輪部６２１と外輪部６２２との間に配置された複数の転動体６２３とを備えている。内輪部６１１及び内輪部６２１は、それぞれインプットシャフト１０５とともに回転するように構成されている。一方で、外輪部６１２及び６２２はそれぞれ第１のハウジング４８に固定されている。

第３の軸受６３は、内輪部６３１と、外輪部６３２と、内輪部６３１と外輪部６３２との間に配置された複数の転動体６３３とを備えている。また、第４の軸受６４は、内輪部６４１と、外輪部６４２と、内輪部６４１と外輪部６４２との間に配置された複数の転動体６４３とを備えている。内輪部６３１及び内輪部６４１は、それぞれピニオンシャフト１０６とともに回転するように構成されている。一方で、外輪部６３２及び６４２はそれぞれ第２のハウジング４９に固定されている。

（キャリア３５及びピニオンシャフト１０６の構成の詳細）
続いて、本実施形態に係るキャリア３５及びピニオンシャフト１０６の構成について詳細に説明する。

図４は、本実施形態におけるキャリア周辺の構成を示す断面図である。図４に示すように、キャリア３５には、ピニオンシャフト１０６が貫通する貫通孔３５ａが設けられている。そして、キャリア３５における貫通孔３５ａの内壁には、第一領域Ｒ１が設けられ、ピニオンシャフト１０６の外周面には、第一領域Ｒ１に対向する第二領域Ｒ２が設けられている。また、ピニオンシャフト１０６の外周面には、第二領域Ｒ２よりもインプットシャフト１０５に近い位置に第三領域Ｒ３が設けられ、キャリア３５における貫通孔３５ａの内壁には、第一領域Ｒ１よりもインプットシャフト１０５に近い位置に第三領域Ｒ３に対向する第四領域Ｒ４が設けられている。本実施形態では、第三領域Ｒ３と第四領域Ｒ４とがスプライン嵌合している。なお、本明細書において、スプライン嵌合するとは、径方向の移動及び回転が規制され、トルク伝達可能に接続される状態を示す。

図５は、本実施形態に係るキャリア３５及びピニオンシャフト１０６をスプライン嵌合させる工程を説明する縦断面図であり、図６は、図５に対応した図であって、キャリア及びピニオンシャフトの形状を示す横断面図である。

図５の（１）はキャリア３５及びピニオンシャフト１０６をスプライン嵌合させる前の段階を、図５の（２）はキャリア３５及びピニオンシャフト１０６をスプライン嵌合させる途中の段階（以下、この態様を「第１段嵌合」という）を、図５の（３）はキャリア３５及びピニオンシャフト１０６をスプライン嵌合させた段階（以下、この態様を「第２段嵌合」という）を示している。また、図６の（ａ）〜（ｇ）は、それぞれ、図５の（１）〜（３）に示した（ａ−ａ線）〜（ｇ−ｇ線）断面図に対応する。

本実施形態において、キャリア３５における貫通孔３５ａの内壁の第四領域Ｒ４は、図６の（ａ）に示す形状を有する。また、キャリア３５における貫通孔３５ａの内壁の第一領域Ｒ１は、図６の（ｂ）に示すように、第四領域Ｒ４と同一の形状を有する。また、ピニオンシャフト１０６の外周面の第三領域Ｒ３は、図６の（ｃ）に示す形状を有する。また、ピニオンシャフト１０６の外周面の第二領域Ｒ２は、図６の（ｄ）に示すように、第三領域Ｒ３とは異なる形状を有する。

（第１段嵌合）
次に、上述した第１段嵌合について説明する。図６の（ｅ）は、第三領域Ｒ３と第一領域Ｒ１とが嵌合している状態を示す。図６の（ｅ）に示すように、キャリア３５の第一領域Ｒ１は、ピニオンシャフト１０６の第三領域Ｒ３に対して、ピニオンシャフト１０６の軸を中心として回転可能に嵌合する形状を有していることがわかる。言い換えれば、第１段嵌合において、ピニオンシャフト１０６に対するキャリア３５の回転は許容されることがわかる。好ましくは、キャリア３５の第一領域Ｒ１は、ピニオンシャフト１０６の第三領域Ｒ３に対して、ピニオンシャフト１０６の径方向の移動を規制するように嵌合する形状を有している。

（第２段嵌合）
続いて、上述した第２段嵌合について説明する。図６の（ｆ）は、第三領域Ｒ３と第四領域Ｒ４とが嵌合している状態を示し、図６の（ｇ）は、第一領域Ｒ１と第二領域Ｒ２とが嵌合している状態を示す。図６の（ｆ）に示すように、第三領域Ｒ３と第四領域Ｒ４との嵌合は、第三領域Ｒ３と第一領域Ｒ１との嵌合と同様であるが、図６の（ｇ）に示すように、第一領域Ｒ１と第二領域Ｒ２とは、ピニオンシャフト１０６の径方向の移動、及び、ピニオンシャフト１０６の軸を中心とする回転を許容しないように嵌合している。これにより、キャリア３５をピニオンシャフト１０６にスプライン嵌合し、トルク伝達可能に接続することができる。

このように、本実施形態では、キャリア３５をピニオンシャフト１０６にスプライン嵌合させるとき、まず、第１段嵌合において、キャリア３５をピニオンシャフト１０６に回転が許容されるように嵌合し、その後、第２段嵌合において、キャリア３５をピニオンシャフト１０６にトルク伝達可能なように嵌合することができる。そして、第１段嵌合の状態において、キャリア３５を回転させることができるため、遊星ギヤ３３の位置合わせを容易に行うことができる。したがって、キャリア３５が支持する遊星ギヤ３３の位置合わせを行いつつ、キャリア３５をピニオンシャフト１０６にスプライン嵌合させる工程を容易に行うことができる、容易に製造可能なクラッチ３０を提供することができる。

ところで、本実施形態に係るキャリア３５及びピニオンシャフト１０６の構成は上述したものに限定されず、少なくともキャリア３５の第一領域Ｒ１が、ピニオンシャフト１０６の第三領域Ｒ３に対して回転可能に嵌合する形状を有していればよい。そこで、以下ではキャリア３５及びピニオンシャフトの他の構成について説明する。なお、以下で説明するキャリア及びピニオンシャフトは、それらの断面形状が本実施形態に係るキャリア及びピニオンシャフトの断面形状と異なる他は本実施形態と共通している。そこで、説明を分かりやすくするために、以下では、既に説明したものと同一の部材については同一の番号を付して説明する。

〔実施形態２〕
図７は、本実施形態に係るキャリア及びピニオンシャフトの形状を示す横断面図である。なお、図７（ａ）〜（ｇ）は、図５の（１）〜（３）に示した（ａ−ａ線）〜（ｇ−ｇ線）断面図に対応する。

本実施形態において、キャリア３５における貫通孔３５ａの内壁の第四領域Ｒ４は、図７の（ａ）に示す形状を有する。また、キャリア３５における貫通孔３５ａの内壁の第一領域Ｒ１は、図７の（ｂ）に示すように、第四領域Ｒ４とは異なる形状を有する。また、ピニオンシャフト１０６の外周面の第三領域Ｒ３は、図７の（ｃ）に示す形状を有する。また、ピニオンシャフト１０６の外周面の第二領域Ｒ２は、図７の（ｄ）に示すように、第三領域Ｒ３と同じ形状を有する。

（第１段嵌合）
次に、本実施形態における第１段嵌合について説明する。図７の（ｅ）は、第三領域Ｒ３と第一領域Ｒ１とが嵌合している状態を示す。図７の（ｅ）に示すように、キャリア３５の第一領域Ｒ１とピニオンシャフト１０６の第三領域Ｒ３との関係は、実施形態１と同様である。

（第２段嵌合）
続いて、本実施形態における第２段嵌合について説明する。図７の（ｆ）は、第三領域Ｒ３と第四領域Ｒ４とが嵌合している状態を示し、図７の（ｇ）は、第一領域Ｒ１と第二領域Ｒ２とが嵌合している状態を示す。図７の（ｇ）に示すように、第一領域Ｒ１と第二領域Ｒ２との嵌合は、第三領域Ｒ３と第一領域Ｒ１との嵌合と同様であるが、図７の（ｆ）に示すように、第三領域Ｒ３と第四領域Ｒ４とは、ピニオンシャフト１０６の径方向の移動、及び、ピニオンシャフト１０６の軸を中心とする回転を許容しないように嵌合している。これにより、キャリア３５をピニオンシャフト１０６にスプライン嵌合し、トルク伝達可能に接続することができる。

このように、本実施形態でも、実施形態１と同様に、キャリア３５をピニオンシャフト１０６にスプライン嵌合させるとき、まず、第１段嵌合において、キャリア３５をピニオンシャフト１０６に回転が許容されるように嵌合し、その後、第２段嵌合において、キャリア３５をピニオンシャフト１０６にトルク伝達可能なように嵌合することができる。これにより、実施形態１と同様の効果を得ることができる。

〔実施形態３〕
図８は、本実施形態に係るキャリア及びピニオンシャフトの形状を示す横断面図である。なお、図８（ａ）〜（ｇ）は、図５の（１）〜（３）に示した（ａ−ａ線）〜（ｇ−ｇ線）断面図に対応する。

本実施形態において、キャリア３５における貫通孔３５ａの内壁の第四領域Ｒ４は、図８の（ａ）に示す形状を有する。また、キャリア３５における貫通孔３５ａの内壁の第一領域Ｒ１は、図８の（ｂ）に示すように、第四領域Ｒ４とは異なる形状を有する。また、ピニオンシャフト１０６の外周面の第三領域Ｒ３は、図８の（ｃ）に示す形状を有する。また、ピニオンシャフト１０６の外周面の第二領域Ｒ２は、図８の（ｄ）に示すように、第三領域Ｒ３とは異なる形状を有する。

（第１段嵌合）
次に、本実施形態における第１段嵌合について説明する。図８の（ｅ）は、第三領域Ｒ３と第一領域Ｒ１とが嵌合している状態を示す。図８の（ｅ）に示すように、キャリア３５の第一領域Ｒ１とピニオンシャフト１０６の第三領域Ｒ３との関係は、実施形態１と同様である。

（第２段嵌合）
続いて、本実施形態における第２段嵌合について説明する。図８の（ｆ）は、第三領域Ｒ３と第四領域Ｒ４とが嵌合している状態を示し、図８の（ｇ）は、第一領域Ｒ１と第二領域Ｒ２とが嵌合している状態を示す。図８の（ｆ）に示すように、第三領域Ｒ３と第四領域Ｒ４とは、ピニオンシャフト１０６の径方向の移動、及び、ピニオンシャフト１０６の軸を中心とする回転を許容しないように嵌合している。また、図８の（ｇ）に示すように、第一領域Ｒ１と第二領域Ｒ２とは、ピニオンシャフト１０６の径方向の移動、及び、ピニオンシャフト１０６の軸を中心とする回転を許容しないように嵌合している。これにより、キャリア３５をピニオンシャフト１０６にスプライン嵌合し、トルク伝達可能に接続することができる。特に、本実施形態では、第三領域Ｒ３と第四領域Ｒ４、及び、第一領域Ｒ１と第二領域Ｒ２が共にスプライン嵌合するため、キャリア３５をピニオンシャフト１０６に強固に接続することができる。

このように、本実施形態でも、実施形態１と同様に、キャリア３５をピニオンシャフト１０６にスプライン嵌合させるとき、まず、第１段嵌合において、キャリア３５をピニオンシャフト１０６に回転が許容されるように嵌合し、その後、第２段嵌合において、キャリア３５をピニオンシャフト１０６にトルク伝達可能なように嵌合することができるこれにより、実施形態１と同様の効果を得ることができる。

〔実施形態４〕
図９は、本実施形態に係るキャリア及びピニオンシャフトの形状を示す横断面図である。なお、図９（ａ）〜（ｇ）は、図５の（１）〜（３）に示した（ａ−ａ線）〜（ｇ−ｇ線）断面図に対応する。本実施形態でも、実施形態１と同様に、キャリア３５をピニオンシャフト１０６にスプライン嵌合させるとき、図９の（ｅ）に示すように、第１段嵌合において、キャリア３５をピニオンシャフト１０６に回転が許容されるように嵌合し、図９の（ｇ）に示すように、第２段嵌合において、キャリア３５をピニオンシャフト１０６にトルク伝達可能なように嵌合することができる。これにより、実施形態１と同様の効果を得ることができる。

〔実施形態５〕
図１０は、本実施形態に係るキャリア及びピニオンシャフトの形状を示す横断面図である。なお、図１０（ａ）〜（ｇ）は、図５の（１）〜（３）に示した（ａ−ａ線）〜（ｇ−ｇ線）断面図に対応する。本実施形態でも、実施形態２と同様に、キャリア３５をピニオンシャフト１０６にスプライン嵌合させるとき、図１０の（ｅ）に示すように、第１段嵌合において、キャリア３５をピニオンシャフト１０６に回転が許容されるように嵌合し、図１０の（ｆ）に示すように、第２段嵌合において、キャリア３５をピニオンシャフト１０６にトルク伝達可能なように嵌合することができる。これにより、実施形態１と同様の効果を得ることができる。

〔実施形態６〕
図１１は、本実施形態に係るキャリア及びピニオンシャフトの形状を示す横断面図である。なお、図１１（ａ）〜（ｇ）は、図５の（１）〜（３）に示した（ａ−ａ線）〜（ｇ−ｇ線）断面図に対応する。本実施形態でも、実施形態３と同様に、キャリア３５をピニオンシャフト１０６にスプライン嵌合させるとき、図１１の（ｅ）に示すように、第１段嵌合において、キャリア３５をピニオンシャフト１０６に回転が許容されるように嵌合し、図１１の（ｆ）及び（ｇ）に示すように、第２段嵌合において、キャリア３５をピニオンシャフト１０６にトルク伝達可能なように嵌合することができる。これにより、実施形態１と同様の効果を得ることができる。

〔実施形態７〕
また、キャリア３５における貫通孔３５ａの内壁には、第一領域Ｒ１のみを設け、第四領域Ｒ４を設けなくともよい。図１２は、本実施形態に係るキャリア及びピニオンシャフトをスプライン嵌合させる工程を説明する縦断面図、並びに、キャリア及びピニオンシャフトの形状を示す横断面図である。図１２の（１）はキャリア３５及びピニオンシャフト１０６をスプライン嵌合させる前の段階を、図１２の（２）はキャリア３５及びピニオンシャフト１０６をスプライン嵌合させる途中の段階（「第１段嵌合」）を、図１２の（３）はキャリア３５及びピニオンシャフト１０６をスプライン嵌合させた段階（「第２段嵌合」）を示している。また、図１２の（ａ）〜（ｅ）は、それぞれ、図１２の（１）〜（３）に示した（ａ−ａ線）〜（ｅ−ｅ線）断面図に対応する。

本実施形態において、キャリア３５における貫通孔３５ａの内壁の第一領域Ｒ１は、図１２の（ａ）に示す形状を有する。また、ピニオンシャフト１０６の外周面の第三領域Ｒ３は、図１２の（ｂ）に示す形状を有する。また、ピニオンシャフト１０６の外周面の第二領域Ｒ２は、図１２の（ｃ）に示すように、第三領域Ｒ３とは異なる形状を有する。

（第１段嵌合）
次に、本実施形態における第１段嵌合について説明する。図１２の（ｄ）は、第三領域Ｒ３と第一領域Ｒ１とが嵌合している状態を示す。図１２の（ｄ）に示すように、キャリア３５の第一領域Ｒ１とピニオンシャフト１０６の第三領域Ｒ３との関係は、実施形態１と同様である。

（第２段嵌合）
続いて、本実施形態における第２段嵌合について説明する。図１２の（ｅ）は、第一領域Ｒ１と第二領域Ｒ２とが嵌合している状態を示す。図１２の（ｅ）に示すように、第一領域Ｒ１と第二領域Ｒ２とは、ピニオンシャフト１０６の径方向の移動、及び、ピニオンシャフト１０６の軸を中心とする回転を許容しないように嵌合している。これにより、キャリア３５をピニオンシャフト１０６にスプライン嵌合し、トルク伝達可能に接続することができる。

このように、本実施形態では、キャリア３５をピニオンシャフト１０６にスプライン嵌合させるとき、まず、第１段嵌合において、キャリア３５をピニオンシャフト１０６に回転が許容されるように嵌合し、その後、第２段嵌合において、キャリア３５をピニオンシャフト１０６にトルク伝達可能なように嵌合することができる。これにより、実施形態１と同様の効果を得ることができる。

〔実施形態８〕
また、ピニオンシャフト１０６の外周面には、第三領域Ｒ３のみを設け、第二領域Ｒ２を設けなくともよい。図１３は、本実施形態に係るキャリア及びピニオンシャフトをスプライン嵌合させる工程を説明する縦断面図、並びに、キャリア及びピニオンシャフトの形状を示す横断面図である。図１３の（１）はキャリア３５及びピニオンシャフト１０６をスプライン嵌合させる前の段階を、図１３の（２）はキャリア３５及びピニオンシャフト１０６をスプライン嵌合させる途中の段階（「第１段嵌合」）を、図１３の（３）はキャリア３５及びピニオンシャフト１０６をスプライン嵌合させた段階（「第２段嵌合」）を示している。また、図１３の（ａ）〜（ｅ）は、それぞれ、図１３の（１）〜（３）に示した（ａ−ａ線）〜（ｅ−ｅ線）断面図に対応する。

本実施形態において、キャリア３５における貫通孔３５ａの内壁の第四領域Ｒ４は、図１３の（ａ）に示す形状を有する。また、キャリア３５における貫通孔３５ａの内壁の第一領域Ｒ１は、図１３の（ｂ）に示すように、第四領域Ｒ４とは異なる形状を有する。また、ピニオンシャフト１０６の外周面の第三領域Ｒ３は、図１３の（ｃ）に示す形状を有する。

（第１段嵌合）
次に、本実施形態における第１段嵌合について説明する。図１３の（ｄ）は、第三領域Ｒ３と第一領域Ｒ１とが嵌合している状態を示す。図１３の（ｄ）に示すように、キャリア３５の第一領域Ｒ１とピニオンシャフト１０６の第三領域Ｒ３との関係は、実施形態１と同様である。

（第２段嵌合）
続いて、本実施形態における第２段嵌合について説明する。図１３の（ｅ）は、第三領域Ｒ３と第四領域Ｒ４とが嵌合している状態を示す。図１３の（ｅ）に示すように、第三領域Ｒ３と第四領域Ｒ４とは、ピニオンシャフト１０６の径方向の移動、及び、ピニオンシャフト１０６の軸を中心とする回転を許容しないように嵌合している。これにより、キャリア３５をピニオンシャフト１０６にスプライン嵌合し、トルク伝達可能に接続することができる。

このように、本実施形態では、キャリア３５をピニオンシャフト１０６にスプライン嵌合させるとき、まず、第１段嵌合において、キャリア３５をピニオンシャフト１０６に回転が許容されるように嵌合し、その後、第２段嵌合において、キャリア３５をピニオンシャフト１０６にトルク伝達可能なように嵌合することができる。これにより、実施形態１と同様の効果を得ることができる。

〔クラッチ３０の製造方法〕
次に、クラッチ３０の製造方法について、説明する。図１４〜１６は、それぞれ、本実施形態に係るクラッチ３０の製造方法の一工程を説明する図である。クラッチ３０の製造方法では、キャリア３５を、ピニオンシャフト１０６にスプライン嵌合させる。まず、図１４に示すように、キャリア３５及びピニオンシャフト１０６について第１段嵌合させる（第一嵌合工程）。これにより、キャリア３５は、ピニオンシャフト１０６に対して回転可能に嵌合する。

次に、キャリア３５のピニオンシャフト１０６に対する回転角度を調整することにより、キャリア３５に接続された遊星ギヤ３３を、太陽ギヤ３２に対して位置合わせする（調整工程）。

その後、図１５に示すように、キャリア３５をピニオンシャフト１０６にスプライン嵌合する。これにより、キャリア３５はピニオンシャフト１０６に対して固定され、トルク伝達可能に接続される。

最後に、図１６に示すように、インプットシャフト１０５及び内歯ギヤ３４を取り付け後、第２のハウジング４９に対して第１のハウジング４８を取り付けることで、クラッチ３０の製造を完了する。これにより、図３に示した状態のクラッチ３０とすることができる。

このように本実施形態に係るクラッチ３０の製造方法によれば、第１段嵌合において、キャリア３５がピニオンシャフト１０６に回転可能に嵌合し、好ましくは、キャリア３５の径方向の移動が規制されている状態において、キャリア３５を回転させることにより、太陽ギヤ３２に対する遊星ギヤ３３の位置合わせを行ってから、第２段嵌合によってピニオンシャフト１０６に対してキャリア３５を固定することができる。これにより、キャリア３５が支持する遊星ギヤ３３の位置合わせを行いつつ、キャリア３５をピニオンシャフト１０６にスプライン嵌合させる工程を容易に行うことができ、クラッチ３０を容易に製造することができる。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

１ 操舵装置
３０ クラッチ
３１ 遊星歯車機構
３２ 太陽ギヤ
３３ 遊星ギヤ
３４ 内歯ギヤ
３５ キャリア
３５ａ 貫通孔
１０５ インプットシャフト（入力軸）
１０６ ピニオンシャフト（出力軸）
Ｒ１ 第一領域
Ｒ２ 第二領域
Ｒ３ 第三領域
Ｒ４ 第四領域

Claims (6)

1. 入力軸と出力軸との間のトルク伝達経路を機械的に接続するか又は遮断するかを切り替えるクラッチであって、
   固定状態と非固定状態とを切り替え可能な太陽ギヤと、
   前記入力軸に対してトルク伝達可能に接続されている内歯ギヤと、
   前記太陽ギヤ及び前記内歯ギヤに噛み合う遊星ギヤと、
   前記遊星ギヤを回転可能に支持するとともに、前記出力軸に対してトルク伝達可能に接続されているキャリアと
   を備え、
   前記キャリアには、前記出力軸が貫通する貫通孔が設けられており、
   前記出力軸の外周面には、前記貫通孔の内壁に設けられた第一領域にスプライン嵌合している第二領域が設けられていると共に、前記第二領域よりも前記入力軸に近い位置に、前記第一領域に対して回転が許容されるように嵌合する形状を有する第三領域が設けられていることを特徴とするクラッチ。
2. 前記貫通孔の内壁には、前記第一領域よりも前記入力軸に近い位置に、前記第三領域にスプライン嵌合する第四領域が設けられている請求項１に記載のクラッチ。
3. 入力軸と出力軸との間のトルク伝達経路を機械的に接続するか又は遮断するかを切り替えるクラッチであって、
   固定状態と非固定状態とを切り替え可能な太陽ギヤと、
   前記入力軸に対してトルク伝達可能に接続されている内歯ギヤと、
   前記太陽ギヤ及び前記内歯ギヤに噛み合う遊星ギヤと、
   前記遊星ギヤを回転可能に支持するとともに、前記出力軸に対してトルク伝達可能に接続されているキャリアと
   を備え、
   前記キャリアには、前記出力軸が貫通する貫通孔が設けられており、
   前記貫通孔の内壁には、前記出力軸の外周面に設けられた第三領域にスプライン嵌合している第四領域が設けられていると共に、前記第四領域よりも前記入力軸から離れた位置に、前記第三領域に対して回転が許容されるように嵌合する形状を有する第一領域が設けられていることを特徴とするクラッチ。
4. 前記第三領域は、前記第一領域に対し、前記出力軸の径方向の移動が規制されるように嵌合する形状を有している請求項１〜３の何れか一項に記載のクラッチ。
5. 入力軸と出力軸との間のトルク伝達経路を機械的に接続するか又は遮断するかを切り替えるクラッチを備えた操舵装置であって、
   前記クラッチは、
   固定状態と非固定状態とを切り替え可能な太陽ギヤと、
   前記入力軸に対してトルク伝達可能に接続されている内歯ギヤと、
   前記太陽ギヤ及び前記内歯ギヤに噛み合う遊星ギヤと、
   前記遊星ギヤを回転可能に支持するとともに、前記出力軸に対してトルク伝達可能に接続されているキャリアと
   を備え、
   前記キャリアには、前記出力軸が貫通する貫通孔が設けられており、
   前記出力軸の外周面には、前記貫通孔の内壁に設けられた第一領域にスプライン嵌合している第二領域が設けられていると共に、前記第二領域よりも前記入力軸に近い位置に、前記第一領域に対して回転が許容されるように嵌合する形状を有する第三領域が設けられていることを特徴とする操舵装置。
6. 入力軸と出力軸との間のトルク伝達経路を機械的に接続するか又は遮断するかを切り替えるクラッチの製造方法であって、
   前記クラッチは、固定状態と非固定状態とを切り替え可能な太陽ギヤと、前記入力軸に対してトルク伝達可能に接続されている内歯ギヤと、前記太陽ギヤ及び前記内歯ギヤに噛み合う遊星ギヤと、前記遊星ギヤを回転可能に支持するとともに、前記出力軸に対してトルク伝達可能に接続されているキャリアとを備え、
   前記キャリアには、前記出力軸が貫通する貫通孔が設けられており、
   前記出力軸の外周面には、前記貫通孔の内壁に設けられた第一領域にスプライン嵌合している第二領域が設けられていると共に、前記第二領域よりも前記入力軸に近い位置に、前記第一領域に対して回転が許容されるように嵌合する形状を有する第三領域が設けられており、
   前記第一領域と前記第三領域とを嵌合させる第一嵌合工程と、
   前記第一嵌合工程後、前記キャリアの前記出力軸に対する回転角度を調整する調整工程と、
   前記調整工程後、前記出力軸と前記キャリアとをスプライン嵌合させる第二嵌合工程とを包含することを特徴とするクラッチの製造方法。

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