JP2011110976A - 伝達比可変装置 - Google Patents

Abstract

【課題】スティックスリップによる異音の発生を抑制することができる伝達比可変装置を提供する。
【解決手段】伝達比可変装置は、同軸に並置された一対のサーキュラスプライン３１，３２と、これら各サーキュラスプライン３１，３２と部分的に噛み合うように同軸配置された筒状のフレクスプライン３３と、モータ駆動によりフレクスプライン３３の噛合部を回転させる波動発生器３４とからなる波動歯車機構１１を備えた。そして、伝達比可変装置は、フレクスプライン３３が軸方向一方側に移動することを制限する移動制限プレート５１と、波動発生器３４が軸方向他方側に移動することを制限する移動制限機構５２とを備えた。
【選択図】図４

Description

本発明は、一対のサーキュラスプラインを有する所謂リング型の波動歯車機構を備えた伝達比可変装置に関する。

従来、波動歯車機構を差動機構として用いることにより、ステアリング操作に基づく入力軸の回転にモータ駆動に基づく回転を上乗せして出力軸に伝達する伝達比可変装置がある。こうした伝達比可変装置に用いられる波動歯車機構として、同軸に並置された一対のサーキュラスプラインを有する所謂リング型のものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

このリング型の波動歯車機構は、一対のサーキュラスプラインと、その内側において各サーキュラスプラインと同軸配置される柔軟性を有する筒状のフレクスプラインと、フレクスプラインを楕円形に撓ませてその外歯をサーキュラスプラインの内歯に部分的に噛み合わせるとともにその楕円形状を回転させる波動発生器とを備えてなる。具体的には、これら各サーキュラスプラインにはそれぞれ異なる歯数の内歯が設定されており、一方のサーキュラスプラインが入力軸と一体回転可能に設けられるとともに、他方のサーキュラスプラインが出力軸と一体回転可能に設けられている。また、波動発生器は、駆動源であるモータのモータ軸に一体回転可能に連結される楕円形状のカムと、同カムに外嵌される薄肉のボール軸受とを備え、フレクスプラインの内側に潤滑油を介在させて配置されている。そして、モータ駆動によるカムの回転に伴って、フレクスプラインの楕円形状、すなわち両サーキュラスプラインとの噛み合い箇所が周方向に移動するように波動発生器を回転させることにより、両サーキュラスプライン間の歯数差に基づく回転差が、モータ駆動に基づく回転として上記ステアリング操作に基づく入力軸の回転に上乗せされて出力軸へと伝達されるようになっている。

特開２００９−１３３４１５号公報

ところで、波動発生器は、筒状に形成されたフレクスプラインの内側に挿入されるものであり、その構造上、波動発生器の外周面（ボール軸受の外輪）とフレクスプラインの内周面との間には、僅かながら隙間が形成される。そのため、波動発生器の作動中に、モータの回転に伴って同波動発生器全体がフレクスプラインの内周面上を転動することがある。

また、運転者のステアリング操作に伴う入力軸の回転は、同入力軸に連結されたサーキュラスプライン、及びフレクスプラインを介して出力軸に連結されたサーキュラスプラインに伝達される。そのため、図８（ａ）に示すように、これらの噛み合いにより各サーキュラスプライン８１，８２からフレクスプライン８３に作用する力ｆ１，ｆ２は、互いに逆方向に作用する。また、各サーキュラスプライン８１，８２は軸方向に沿って並置されており、フレクスプライン８３に対する軸方向の噛み合い位置が異なるため、波動歯車機構の作動時においてフレクスプライン８３には捩れが生じることになる。なお、同図において、サーキュラスプライン８１は、サーキュラスプライン８２よりも少ない歯数に設定されている。

従って、波動発生器８４は、捩れた状態のフレクスプライン８３の内周面上を転動することがあり、この場合においてフレクスプライン８３及び波動発生器８４には、それぞれ軸方向に反発する方向の力が作用する。これにより、フレクスプライン８３は同フレクスプライン８３の軸方向における歯数の少ないサーキュラスプライン８１が配置された側（以下、軸方向一方側）に移動するとともに、波動発生器８４はフレクスプライン８３の軸方向における歯数の多いサーキュラスプライン８２が配置された側（以下、軸方向他方側）に移動することがある。その結果、通常は図８（ａ）に示すようにフレクスプライン８３の軸方向中央位置に配置される波動発生器８４が、図８（ｂ）に示すようにフレクスプライン８３に対して相対的に軸方向他方側（図８（ｂ）における右側）に移動することになる。

また、図９に示すように、フレクスプライン８３は、各サーキュラスプライン８１，８２から作用する力ｆ１，ｆ２による捩れによって、その軸方向他方側の端部の直径が、捩れていない状態と比べて小径となるように変形していることがある。そして、このようにフレクスプライン８３が変形している場合に、上記のように波動発生器８４がフレクスプライン８３に対して相対的に軸方向他方側に移動すると、同波動発生器８４の軸方向他方側端部においてフレクスプライン８３との接触荷重が大きくなるため、これらの間に介在された潤滑油の油膜が破断しやすくなる。その結果、フレクスプライン８３の内周面と波動発生器８４の外周面との間の摩擦抵抗が増大し、波動発生器８４の回転に伴ってスティックスリップが発生して異音が生じる虞があった。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、スティックスリップによる異音の発生を抑制することができる伝達比可変装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、ステアリング操作に基づく入力軸の回転にモータ駆動に基づく回転を上乗せして出力軸に伝達する差動機構を備えた伝達比可変装置であり、前記差動機構として波動歯車機構を用い、該波動歯車機構は、同軸に並置され互いに異なる歯数の内歯が設定された一対のサーキュラスプラインと、前記各サーキュラスプラインの内側において該各サーキュラスプラインと同軸配置される筒状のフレクスプラインと、前記フレクスプラインの内側に潤滑油を介在させて配置される波動発生器とを備え、該波動発生器は、前記フレクスプラインを非円形に撓ませて該フレクスプラインの外歯を前記各サーキュラスプラインの内歯に部分的に噛み合わせるとともに、前記フレクスプラインと前記各サーキュラスプラインとの噛み合い箇所を該各サーキュラスプラインの周方向に移動させるように回転可能である伝達比可変装置において、前記フレクスプラインが軸方向に移動することを制限する第１の移動制限手段及び前記波動発生器が軸方向に移動することを制限する第２の移動制限手段を備え、前記第１の移動制限手段は、前記フレクスプラインが歯数の少ない前記サーキュラスプラインが配置された側に移動することを制限し、前記第２の移動制限手段は、前記波動発生器が歯数の多い前記サーキュラスプラインが配置された側に移動することを制限することを要旨とする。

上記構成によれば、第１の移動制限手段によってフレクスプラインが歯数の少ないサーキュラスプラインが配置された側（以下、軸方向一方側）に移動することが制限されるとともに、第２の移動制限手段によって波動発生器が歯数の多い前記サーキュラスプラインが配置された側（以下、軸方向他方側）に移動することが制限される。そのため、波動発生器が、フレクスプラインに対して相対的にその軸方向他方側に移動することが制限される。従って、フレクスプラインの軸方向他方側の端部が小径となるように変形していても、波動発生器の軸方向他方側端部においてフレクスプラインとの接触荷重が大きくなり難く、フレクスプラインと波動発生器との間に介在された潤滑油の油膜が破断し難くなる。その結果、フレクスプラインの内周面と波動発生器の外周面との間の摩擦抵抗が増大することが抑えられ、波動発生器の回転に伴ってスティックスリップが発生して異音が生じることを抑制できる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の伝達比可変装置において、前記第１の移動制限手段は、前記フレクスプラインの軸方向端部に当接して該フレクスプラインが前記歯数の少ないサーキュラスプラインが配置された側に移動することを制限する移動制限プレートを備え、該移動制限プレートは、前記フレクスプラインの軸方向に並置され、前記歯数の少ないサーキュラスプラインに軸方向移動不能に固定されたことを要旨とする。

上記構成によれば、簡易な構成でフレクスプラインが軸方向一方側に移動することを制限できる。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の伝達比可変装置において、前記第２の移動制限手段は前記波動発生器を軸方向に付勢する弾性部材を備え、該弾性部材は前記波動発生器を前記歯数の少ないサーキュラスプライン側に付勢することを要旨とする。

上記構成によれば、波動発生器は弾性部材により付勢されているため、例えば波動発生器が捩れた状態のフレクスプラインの内周面上を転動することで同波動発生器の軸方向位置が瞬間的に変動しても、その変動は弾性部材が弾性変形することにより吸収される。そのため、例えば波動発生器の軸方向他方側に固定されるプレート等により第２移動制限手段を構成し、同プレートに当接することによって波動発生器の移動が制限される場合と異なり、波動発生器の軸方向位置が瞬間的に変動したときに、波動発生器がプレート等と衝突して異音が発生することを抑制できる。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の伝達比可変装置において、前記出力軸は、前記波動発生器における前記歯数の少ないサーキュラスプライン側に配置されるものであり、前記弾性部材は、前記出力軸と前記波動発生器との間に配置されたことを要旨とする。

上記構成によれば、弾性部材が波動発生器の軸方向他方側に配置され、同弾性部材が軸方向他方側から波動発生器自体を軸方向一方側に押圧するため、確実に波動発生器が軸方向他方側に移動することを制限できる。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の伝達比可変装置において、前記第２の移動制限手段は、スラスト軸受と、平板プレートと、固定用プレートとを備え、前記スラスト軸受は、前記弾性部材と前記波動発生器との間に設けられ、その軸方向両側の側面が平面状に形成されるものであり、前記平板プレートは、前記波動発生器と前記スラスト軸受との間に設けられ、前記スラスト軸受との対向面が平面状に形成されるとともに、前記波動発生器と一体回転するものであり、前記固定用プレートは、前記弾性部材と前記スラスト軸受との間に設けられ、前記スラスト軸受との対向面が平面状に形成されるものであり、前記弾性部材及び前記固定用プレートは前記出力軸と一体回転可能に設けられたことを要旨とする。

上記構成によれば、弾性部材及び固定用プレートを出力軸に固定しても、スラスト軸受により固定用プレートと平板プレートとが互いに摺接せずに相対回転できるため、摩擦熱の発生等を抑制できる。また、スラスト軸受は、同スラスト軸受との対向面が平面状の平板プレート及び固定用プレートに挟まれるため、スラスト軸受との対向面が非平面状の部材に挟まれる場合と異なり、スラスト軸受に対して局所的に大きな圧力が作用することを防止できる。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の伝達比可変装置において、前記波動発生器は、軸方向に延びる挿入孔を有し、前記平板プレートは、前記挿入孔に挿入される挿入ピンを有し、前記挿入孔と前記挿入ピンとの間には、弾性体からなる緩衝部材が介在され、前記平板プレートは、前記挿入ピンが前記挿入孔に挿入されることにより、前記波動発生器と一体回転するようにしたことを要旨とする。

上記構成によれば、挿入孔と挿入ピンとの間に緩衝部材が介在されるため、波動発生器が回転する際に、その挿入孔と平板プレートの挿入ピンとが互いに接触して異音が発生することを防止できる。

請求項７に記載の発明は、請求項２に記載の伝達比可変装置において、前記波動発生器は、駆動源であるモータのモータ軸に対して固定されるものであり、前記第２の移動制限手段は、ストッパと、弾性部材とを備え、前記ストッパは、前記モータ軸に対して軸方向移動不能に固定され、該ストッパと前記波動発生器との間に前記移動制限プレートが位置し、前記弾性部材は、前記移動制限プレートと前記ストッパとの間に配置され、これら移動制限プレートとストッパとが軸方向に離間する方向に付勢することを要旨とする。

上記構成によれば、弾性部材は、移動制限プレートとストッパとが軸方向に離間する方向にこれらを付勢することで、ストッパを介してモータ軸を軸方向一方側に付勢する。従って、波動発生器自体を押圧することなく波動発生器が軸方向他方側に移動することを制限できるため、波動発生器の作動に影響を与えずに、同波動発生器の移動を制限できる。また、ストッパは弾性部材により付勢されているため、例えば波動発生器が捩れた状態のフレクスプラインの内周面上を転動することで同波動発生器とともにストッパの軸方向位置が瞬間的に変動しても、その変動は弾性部材が弾性変形することにより吸収される。そのため、例えばストッパの軸方向他方側に固定されるプレート等により第２移動制限手段を構成し、同プレートに当接することによってストッパ（波動発生器）の移動が制限される場合と異なり、波動発生器とともにストッパの軸方向位置が瞬間的に変動したときに、ストッパがプレート等と衝突して異音が発生することを抑制できる。

本発明によれば、スティックスリップによる異音の発生を抑制することが可能な伝達比可変装置を提供することができる。

車両用操舵装置の概略構成図。 第１実施形態の伝達比可変装置の断面図。 波動発生器の側面図。 第１実施形態の波動歯車機構近傍の拡大断面図。 移動制限機構の斜視図。 第２実施形態の波動歯車機構近傍の拡大断面図。 ストッパの斜視図。 （ａ）噛み合いにより各サーキュラスプラインからフレクスプラインに作用する力を示す模式図、（ｂ）フレクスプラインと波動発生器との相対位置を示す模式図。 フレクスプラインと波動発生器との相対位置を示す模式断面図。

（第１実施形態）
以下、本発明を車両用操舵装置に設けられた伝達比可変装置に具体化した第１実施形態を図面に従って説明する。

図１に示すように、車両用操舵装置１において、ステアリング２が固定されたステアリングシャフト３は、ラックアンドピニオン機構４を介してラック５に連結されており、ステアリング操作に伴うステアリングシャフト３の回転は、ラックアンドピニオン機構４によりラック５の往復直線運動に変換される。そして、このラック５の往復直線運動により転舵輪６の舵角、すなわち車両の進行方向が変更されるようになっている。

また、車両用操舵装置１は、モータ７を駆動源としてステアリング２の舵角（操舵角）に対する転舵輪６の舵角（タイヤ角）の比率、すなわち伝達比（ギヤ比）を可変させる伝達比可変装置８を備えている。本実施形態では、ステアリングシャフト３は、ステアリング２が連結された第１シャフト９とラックアンドピニオン機構４に連結される第２シャフト１０とからなり、これら第１シャフト９及び第２シャフト１０は、伝達比可変装置８を介して連結されている。

図２に示すように、伝達比可変装置８は、駆動源としてのモータ７と、差動機構としての波動歯車機構１１とを備えており、第１シャフト９の回転を第２シャフト１０に伝達するとともにモータ７の回転を減速して第２シャフト１０に伝達する。そして、ステアリング操作に伴う第１シャフト９の回転に、モータ７の駆動に基づく回転を上乗せして第２シャフト１０に伝達することにより、操舵角に対する転舵輪６の伝達比を可変させる構成となっている。

詳述すると、伝達比可変装置８は、筒状のハウジング１２と、同ハウジング１２の入力側（図２における上側）の開口部１２ａを閉塞する有底筒状の上蓋部１３とを備えており、上蓋部１３には、同ハウジング１２と同軸となる位置に筒状の連結部１４が設けられている。そして、第１シャフト９の一端は、ジョイント１５を介してこの連結部１４と連結されている。従って、ハウジング１２は、第１シャフト９と一体回転可能に同第１シャフト９に連結されており、第１シャフト９、ハウジング１２、上蓋部１３及び連結部１４及びジョイント１５により入力軸が構成されている。

ハウジング１２内には、略有底円筒状のケーシング１６が同ハウジング１２と一体回転可能に固定されるとともに、上蓋部１３内には、略有底円筒状のケーシング１７が同上蓋部１３と一体回転可能に固定されている。そして、モータ７のステータ２１は、ケーシング１６の内周面に固定されている。一方、モータ７のロータ２２は、ハウジング１２と同軸になるように、各ケーシング１６，１７の内周面に設けられた軸受２４，２５を介して、ハウジング１２に対して相対回転可能に支持されている。そして、ロータ２２には、モータ軸２３が、ケーシング１６から第２シャフト１０側（図２における下側）に突出するとともに、同ロータ２２と同軸状で一体回転可能に設けられている。

また、ロータ２２は段付棒状に形成されており、ロータ２２が軸受２５の内輪の軸方向端部と当接するとともに、軸受２５の外輪がケーシング１７の底部１７ａに当接している。これにより、ロータ２２（モータ軸２３）は、軸方向の第１シャフト９側へ移動不能となっている。また、ロータ２２は、軸受２４の内輪の軸方向端部と当接するとともに、軸受２４の外輪がケーシング１６の底部１６ａにウェーブワッシャ２６を介して当接している。これにより、ロータ２２（モータ軸２３）は、ウェーブワッシャ２６が弾性変形することにより、軸方向の第２シャフト１０側へ移動可能となっている。

なお、上蓋部１３には、スパイラルケーブル装置２８が設けられている。そして、このスパイラルケーブル装置２８により、所定の回転範囲（許容回転範囲）において、モータ７と同モータ７の作動を制御するＥＣＵ（図示略）とが電気的に接続されるようになっている。

一方、波動歯車機構１１は、上記モータ７の軸方向における第２シャフト１０側に並置されている。詳述すると、波動歯車機構１１は、同軸に並置された一対のサーキュラスプライン３１，３２と、これら各サーキュラスプライン３１，３２と部分的に噛み合うように同軸配置された筒状のフレクスプライン３３と、モータ駆動によりフレクスプライン３３の噛合部を回転させる波動発生器３４とを備えてなる。なお、各サーキュラスプライン３１，３２と、フレクスプライン３３と、波動発生器３４とのそれぞれの間には、潤滑油が介在されている。

各サーキュラスプライン３１，３２はそれぞれ両端が開口した円筒状に形成されるとともに、ハウジング１２の軸方向に並設されている。これら各サーキュラスプライン３１，３２の内周面には多数の内歯がそれぞれ形成されており、互いに異なる歯数が設定されている。なお、以下の説明では、第１シャフト９側のものをステータ側のサーキュラスプライン３１、第２シャフト１０側のものをドリブン側のサーキュラスプライン３２という。そして、ステータ側のサーキュラスプライン３１は、ハウジング１２と同軸となるように同ハウジング１２に固定されており、ドリブン側のサーキュラスプライン３２は、連結部材３５を介して第２シャフト１０と同軸に連結されている。なお、連結部材３５は、第２シャフト１０と一体回転可能に同第２シャフト１０に連結されており、第２シャフト１０及び連結部材３５により出力軸が構成されている。

フレクスプライン３３は、薄肉円筒状に形成されることにより柔軟性を有して構成される、すなわち弾性変形可能とされるとともに、その外周面には各サーキュラスプライン３１，３２の内歯に噛合する多数の外歯が形成されている。フレクスプライン３３は、波動発生器３４により略楕円状に撓められた状態で各サーキュラスプライン３１，３２の内側に配置されている。これにより、フレクスプライン３３は、その外歯が該各サーキュラスプライン３１，３２の内歯とそれぞれ部分的に噛合される。なお、本実施形態では、ステータ側のサーキュラスプライン３１の歯数は、フレクスプライン３３の歯数と同数に設定されるとともに、ドリブン側にサーキュラスプライン３２の歯数は、ステータ側のサーキュラスプライン３１（フレクスプライン３３）の歯数よりも多く設定されている。

波動発生器３４は、図２〜図４に示すように、モータ軸２３の一端に同モータ軸２３に固定される楕円状のカム４１と、該カム４１に外嵌される薄肉のボール軸受４２と、ボール軸受４２の両端部に設けられる一対の楕円プレート４３を備え、フレクスプライン３３の内側に潤滑油を介在させて配置されている。ボール軸受４２は、その内輪がカム４１の外周面に固定され、同じく外輪がボールを介して弾性変形する構成とされている。そして、モータ軸２３とともにこのカム４１が回転することにより、ボール軸受４２の外輪が弾性変形し、その径方向に凸となる部分が周方向に沿って移動する。このようにモータ７の駆動によりカム４１が回転することでフレクスプライン３３の略楕円形状、すなわちフレクスプライン３３と各サーキュラスプライン３１，３２との噛み合い箇所（噛合部）を該各サーキュラスプライン３１，３２の周方向に沿って移動させるようになっている。

また、各楕円プレート４３は、ボール軸受４２の軸方向端部に当接するとともに、カム４１に相似した楕円形状に形成されている。図４に示すように、これら各楕円プレート４３には、軸方向に貫通した複数（本実施形態では４つ）の貫通孔４３ａが形成されている。さらに、カム４１には、楕円プレート４３の貫通孔４３ａと対向する位置に、軸方向に貫通した複数の貫通孔４１ａが形成されている。そして、貫通孔４１ａ，４３ａに挿通されたリベット４４がかしめられることにより、カム４１、ボール軸受４２及び各楕円プレート４３が一体に連結されている。なお、各リベット４４は、それぞれ隣接するリベット４４の軸方向反対側から貫通孔４１ａ，４３ａに挿入されるようになっている（図３参照）。

このような波動発生器３４の軸方向長さ（厚み）はフレクスプライン３３の軸方向長さよりも短く構成されており、波動発生器３４は、フレクスプライン３３の軸方向中央位置に配置されるようにモータ軸２３に固定されている。また、カム４１がモータ軸２３に固定されることで、波動発生器３４はモータ軸２３と一体回転可能且つ軸方向移動不能に固定されている。

そして、このように第１シャフト９及び第２シャフト１０、並びにモータ軸２３に対してそれぞれ連結された波動歯車機構１１をモータ駆動することにより、ステアリング２と転舵輪６との間の伝達比（ギヤ比）を変更することが可能とされている。

詳しくは、ステアリング操作に伴う第１シャフト９の回転は、該第１シャフト９に連結されたステータ側のサーキュラスプライン３１からフレクスプライン３３を介してドリブン側のサーキュラスプライン３２に伝達され、これにより第２シャフト１０へと伝達される。また、波動発生器３４がモータ７によって駆動され、フレクスプライン３３の楕円形状、すなわち両サーキュラスプライン３１，３２との噛合部が回転することにより、両サーキュラスプライン３１，３２間の歯数差に基づく回転差が、モータ駆動に基づく回転として上記ステアリング操作に基づく回転に上乗せされて第２シャフト１０へと伝達される。そして、これにより、入力軸（第１シャフト９）と出力軸（第２シャフト１０）との間の回転伝達比、すなわちステアリング２と転舵輪６との間の伝達比を変更することが可能となっている。

（スティックスリップによる異音発生の抑制機構）
次に、フレクスプライン３３及び波動発生器３４の軸方向移動を制限するため構成について説明する。

上述のように、波動発生器３４が捩れた状態のフレクスプライン３３の内周面を転動することで、フレクスプライン３３及び波動発生器３４には、それぞれ軸方向に反発する方向の力が作用する。これにより、フレクスプライン３３がその軸方向における歯数の少ないステータ側のサーキュラスプライン３１が配置された側（以下、軸方向一方側）に移動するとともに、波動発生器３４がフレクスプライン３３の軸方向における歯数の多いドリブン側のサーキュラスプライン３２が配置された側（以下、軸方向他方側）に移動することがある。その結果、波動発生器３４がフレクスプライン３３に対して相対的に軸方向他方側に移動することになる（図８参照）。また、フレクスプライン３３の軸方向他端側の直径が、捩れていない状態と比べて小径となるように変形していることがあり、この場合に波動発生器３４が軸方向他方側に移動すると、波動発生器３４の軸方向一方側端部においてフレクスプライン３３の接触荷重が大きくなる。そのため、フレクスプライン３３と波動発生器３４との間に介在された潤滑油の油膜が破断しやすくなり、波動発生器３４の回転に伴ってスティックスリップが発生して異音が生じる虞がある。

この点を踏まえ、本実施形態の伝達比可変装置８は、フレクスプライン３３が軸方向一方側に移動することを制限する第１の移動制限手段としての移動制限プレート５１と、波動発生器３４が軸方向他方側に移動することを制限する第２の移動制限手段としての移動制限機構５２とを備えている。

詳述すると、図４に示すように、移動制限プレート５１は、円環状に形成されるとともに、フレクスプライン３３の軸方向一方側に軸方向移動不能に固定されている。具体的には、ステータ側のサーキュラスプライン３１の軸方向一方側端部には、内歯が形成された内周面よりも大径の内周面を有する段差部５３が形成されている。そして、移動制限プレート５１は、ステータ側のサーキュラスプライン３１の段差部５３に嵌合されることで、フレクスプライン３３の軸方向一方側端部との間に潤滑油を介して当接した状態で、同サーキュラスプライン３１に対して軸方向移動不能に固定されている。

また、移動制限機構５２は、出力軸を構成する連結部材３５と波動発生器３４との間に配置されている。図５に示すように、移動制限機構５２は、軸方向の付勢力を発生する弾性部材５５と、弾性部材５５を固定するための一対の固定用プレート５６，５７と、弾性部材５５との間に固定用プレート５６を挟んで配置されるスラスト軸受５８と、波動発生器３４と一体回転可能に設けられる平板プレート５９とを備えてなる。そして、移動制限機構５２は、波動発生器３４を軸方向一方側に付勢することにより、該波動発生器３４の軸方向他方側への移動を制限するように構成されている。なお、上述のように波動発生器３４はモータ軸２３に対して軸方向移動不能に設けられるとともに、モータ軸２３は第１シャフト９側、すなわち軸方向一方側へ移動不能に構成されているため、移動制限機構５２が軸方向一方側に付勢しても、波動発生器３４はフレクスプライン３３の軸方向中央位置よりも軸方向一方側へは移動しない。

詳述すると、弾性部材５５は、例えばウェーブワッシャ等からなり、波動発生器３４を構成する楕円プレート４３の短軸の長さと略同じ外径を有する略円環状に形成されるとともに、その内周には径方向内側に延びる複数（本実施形態では４つ）の固定部５５ａが周方向に等間隔を空けて形成されている。また、固定用プレート５６，５７は、楕円プレート４３の短軸の長さと略同じ外径を有する円環状に形成されるとともに、弾性部材５５の固定部５５ａと対向する位置にその内周から径方向内側に延びる複数（本実施形態では２つ）の固定部５６ａ，５７ａがそれぞれ形成されている。そして、弾性部材５５と固定用プレート５６とは、固定部５５ａ，５６ａ同士が接着されることにより互いに固定されるとともに、弾性部材５５と固定用プレート５７とは、固定部５５ａ，５７ａ同士が接着されることにより互いに固定されている。このように弾性部材５５と固定用プレート５６，５７とは、一体にされた状態で連結部材３５に固定されている。

平板プレート５９は、楕円プレート４３の短軸の長さと略同じ外径を有する円環状に形成されるとともに、同平板プレート５９から軸方向一方側に突出する複数（本実施形態では４つ）の挿入ピン６１が設けられている。一方、図３及び図４に示すように、本実施形態では、波動発生器３４を構成するリベット４４は、筒状に構成されており、該リベット４４には軸方向に沿った挿入孔６２が形成されている。そして、平板プレート５９は、各挿入ピン６１が挿入孔６２に挿入されることにより、波動発生器３４と一体回転可能に設けられている。さらに、本実施形態では、図４及び図５に示すように、挿入ピン６１と挿入孔６２との間には、ゴムや樹脂材料等の弾性体からなる筒状の緩衝部材６３が介在されている。

スラスト軸受５８は、例えば針状ころ軸受からなり、楕円プレート４３の短軸の長さと略同じ外径を有する円環状に形成されるとともに、軸方向両側の側面が平面状に形成されている。また、固定用プレート５６及び平板プレート５９のスラスト軸受５８との各対向面は、それぞれ平板状に形成されている。

これにより、移動制限機構５２は、波動発生器３４の軸方向他方側に配置された弾性部材５５が、固定用プレート５６、スラスト軸受５８及び平板プレート５９を介して波動発生器３４自体を軸方向一方側に押圧することで、波動発生器３４が軸方向他方側に移動することを制限するように構成されている。

以上記述したように、本実施形態によれば、以下の作用効果を奏することができる。
（１）伝達比可変装置８は、同軸に並置された一対のサーキュラスプライン３１，３２と、これら各サーキュラスプライン３１，３２と部分的に噛み合うように同軸配置された筒状のフレクスプライン３３と、モータ駆動によりフレクスプライン３３の噛合部を回転させる波動発生器３４とからなる波動歯車機構１１を備えた。そして、伝達比可変装置８は、フレクスプライン３３が軸方向一方側に移動することを制限する移動制限プレート５１と、波動発生器３４が軸方向他方側に移動することを制限する移動制限機構５２とを備えた。

上記構成によれば、移動制限プレート５１によってフレクスプライン３３が軸方向一方側に移動することが制限されるとともに、移動制限機構５２によって波動発生器３４が軸方向他方側に移動することが制限される。そのため、波動発生器３４が、フレクスプライン３３に対して相対的にその軸方向他方側端部に移動することが制限される。従って、フレクスプライン３３の軸方向他方側端部が小径となるように変形していても、波動発生器３４の軸方向他方側端部においてフレクスプライン３３との接触荷重が大きくならず、フレクスプライン３３と波動発生器３４との間に介在された潤滑油の油膜が破断し難くなる。その結果、フレクスプライン３３の内周面と波動発生器３４（ボール軸受４２の外輪）の外周面との間の摩擦抵抗が増大することが抑えられ、波動発生器３４の回転に伴ってスティックスリップが発生して異音が生じることを抑制できる。

（２）フレクスプライン３３の軸方向端部に当接して該フレクスプライン３３が軸方向一方側に移動することを制限する移動制限プレート５１を備え、該移動制限プレート５１をサーキュラスプライン３１に軸方向移動不能に固定したため、簡易な構成でフレクスプライン３３が軸方向一方側に移動することを制限できる。

（３）移動制限機構５２は、波動発生器３４を軸方向一方側に付勢する弾性部材５５を備えた。上記構成によれば、波動発生器３４は弾性部材５５により付勢されているため、例えば波動発生器３４が捩れた状態のフレクスプライン３３の内周面上を転動することで同波動発生器３４の軸方向位置が瞬間的に変動しても、その変動は弾性部材５５が弾性変形することにより吸収される。そのため、例えば波動発生器３４の軸方向他方側に固定されるプレート等により第２の移動制限手段を構成し、同プレートに当接することによって波動発生器の移動が制限されるようにした場合と異なり、波動発生器３４の軸方向位置が瞬間的に変動したときに、波動発生器３４がプレート等と衝突して異音が発生することを抑制できる。

（４）出力軸を構成する第２シャフト１０及び連結部材３５を、波動発生器３４の軸方向他方側に配置し、弾性部材５５を、連結部材３５と波動発生器３４との間に配置した。上記構成によれば、弾性部材５５が波動発生器３４の軸方向他方側に配置され、同弾性部材５５が軸方向他方側から波動発生器３４自体を軸方向一方側に押圧するため、確実に波動発生器３４が軸方向他方側に移動することを制限できる。

（５）移動制限機構５２は、弾性部材５５と波動発生器３４との間に設けられるスラスト軸受５８と、波動発生器３４とスラスト軸受５８との間に設けられ波動発生器３４と一体回転する平板プレート５９と、弾性部材５５とスラスト軸受５８との間に設けられる固定用プレート５６とを備えた。そして、平板プレート５９及び固定用プレート５６のスラスト軸受５８との対向面を平面状に形成した。上記構成によれば、弾性部材５５及び固定用プレート５６，５７を連結部材３５に固定しても、スラスト軸受５８により固定用プレート５６と平板プレート５９とが互いに摺接せずに相対回転できるため、摩擦熱の発生等を抑制できる。また、スラスト軸受５８は、同スラスト軸受５８との対向面が平面状の平板プレート５９及び固定用プレート５６に挟まれるため、スラスト軸受５８との対向面が非平面状の部材（例えば、波動発生器３４）に挟まれる場合と異なり、スラスト軸受５８に対して局所的に大きな圧力が作用することを防止できる。

（６）波動発生器３４に軸方向に延びる挿入孔６２を形成し、平板プレート５９に挿入ピン６１を形成し、挿入孔６２と挿入ピン６１との間に弾性体からなる緩衝部材６３を介在させた。そして、平板プレート５９は、挿入ピン６１が挿入孔６２に挿入されることにより、波動発生器３４と一体回転するようにした。上記構成によれば、挿入孔６２と挿入ピン６１との間に緩衝部材６３が介在されるため、波動発生器３４が回転する際に、その挿入孔６２と平板プレート５９の挿入ピン６１とが互いに接触して異音が発生することを防止できる。

（第２実施形態）
以下、本発明を具体化した第２実施形態を図面に従って説明する。なお、本実施形態と上記第１実施形態との主たる相違点は、第２の移動制限手段としての移動制限機構の構成である。このため、説明の便宜上、第１実施形態と同一の部分については同一の符号を付すこととして、その説明を省略する。

図６に示すように、移動制限機構７１は、モータ軸２３に対して移動制限プレート５１よりも軸方向他方側に固定されたストッパ７２と、このストッパ７２と移動制限プレート５１との間に配置される弾性部材７３と備えてなる。

具体的には、図７に示すように、ストッパ７２は、略円筒状に形成されるとともに、その筒状部７５から径方向外側に延出される環状のフランジ部７６を有している。このストッパ７２は、モータ軸２３に対して軸方向移動不能に固定されており、ストッパ７２と波動発生器３４との間に移動制限プレート５１が位置するように配置されている。また、弾性部材７３は、ウェーブワッシャや皿ばね等からなり、円環状に形成されている。そして、弾性部材７３は、移動制限プレート５１の軸方向一方側の側面に当接するとともに、フランジ部７６の軸方向他方側の側面に当接しており、これら移動制限プレート５１とストッパ７２とが軸方向に離間する方向にこれらを付勢している。これにより、移動制限機構７１は、弾性部材７３がストッパ７２を介してモータ軸２３を軸方向一方側に押圧することで、波動発生器３４が軸方向他方側に移動することを制限するように構成されている。

以上記述したように、本実施形態によれば、上記第１実施形態の（１）、（２）の作用効果に加えて、以下の作用効果を奏することができる。
（６）移動制限機構７１は、モータ軸２３に対して軸方向移動不能に固定されたストッパ７２を備え、ストッパ７２と波動発生器３４との間に移動制限プレート５１が位置するようにした。また、移動制限機構７１は、移動制限プレート５１とストッパ７２との間に配置され、これら移動制限プレート５１とストッパ７２とが軸方向に離間する方向に付勢する弾性部材７３とを備えた。上記構成によれば、弾性部材７３は、移動制限プレート５１とストッパ７２とが軸方向に離間する方向にこれらを付勢することで、ストッパ７２を介してモータ軸２３を軸方向一方側に付勢する。従って、波動発生器３４自体を押圧することなく波動発生器３４が軸方向他方側に移動することを制限できるため、波動発生器３４の作動に影響を与えずに、同波動発生器３４の移動を制限できる。

また、ストッパ７２は弾性部材７３により付勢されているため、例えば波動発生器３４が捩れた状態のフレクスプライン３３の内周面上を転動することで同波動発生器３４とともにストッパ７２の軸方向位置が瞬間的に変動しても、その変動は弾性部材７３が弾性変形することにより吸収される。そのため、例えばストッパ７２の軸方向他方側に固定されるプレート等により第２移動制限手段を構成し、同プレートに当接することによってストッパ７２の移動が制限される場合と異なり、波動発生器３４とともにストッパ７２の軸方向位置が瞬間的に変動したときに、ストッパ７２がプレート等と衝突して異音が発生することを抑制できる。

なお、上記各実施形態は、これを適宜変更した以下の態様にて実施することもできる。
・上記第１実施形態では、移動制限機構５２は、弾性部材５５と、固定用プレート５６，５７と、スラスト軸受５８と、平板プレート５９とを備えたが、これに限らず、少なくとも弾性部材５５を備えていれば、その他の部材は備えなくともよい。

・上記第１実施形態では、挿入ピン６１と挿入孔６２との間に緩衝部材６３を介在させたが、これに限らず、緩衝部材６３を介在させず、挿入ピン６１の外周面が挿入孔６２の内周面に直接接触するようにしてもよい。

・上記第１実施形態では、リベット４４の挿入孔６２に平板プレート５９の挿入ピン６１を挿入するようにしたが、これに限らず、例えばカム４１及び各楕円プレート４３に別途挿入孔を形成し、その挿入孔に挿入ピン６１を挿入するようにしてもよい。

・上記第１実施形態では、挿入ピン６１を波動発生器３４（リベット４４）の挿入孔６２に挿入することで、平板プレート５９が波動発生器３４と一体回転するようにしたが、これに限らず、例えば平板プレート５９と波動発生器３４とを接着材で接着する等のその他の方法で、平板プレート５９が波動発生器３４と一体回転するようにしてもよい。

・上記第１実施形態では、スラスト軸受５８を、固定用プレート５６と平板プレート５９との間に設けたが、これに限らず、例えば固定用プレート５７と連結部材３５との間に設けてもよい。

・上記第１実施形態では、移動制限機構５２は弾性部材５５を備え、波動発生器３４を付勢するようにしたが、移動制限機構５２が波動発生器３４を付勢しないようにしてもよい。例えば、波動発生器３４の軸方向他方側に軸方向移動不能に設けられたプレートにより移動制限機構５２を構成し、同移動制限機構５２が波動発生器３４を付勢せずに、波動発生器３４が上記プレートに当接することで軸方向他方側へ移動することを制限するようにしてもよい。

同様に、上記第２実施形態において、ストッパ７２の軸方向他方側に軸方向移動不能に設けられたプレートにより移動制限機構７１を構成し、同移動制限機構７１がストッパ７２及びモータ軸２３を付勢せずに、ストッパ７２がプレートに当接することで波動発生器３４が軸方向他方側へ移動することを制限するようにしてもよい。

・上記第１実施形態では、移動制限プレート５１をサーキュラスプライン３１に固定したが、これに限らず、例えばハウジング１２等、その他の部材に固定するようにしてもよい。同様に、上記第２実施形態では、移動制限プレート５１を、例えばハウジング１２等、モータ軸２３以外の部材に固定するようにしてもよい。

・上記第２実施形態では、弾性部材７３を移動制限プレート５１の軸方向他方側の側面に当接するとともに、フランジ部７６の軸方向一方側の側面に当接するようにしたが、これに限らず、例えばストッパ７２と弾性部材７３との間にスラスト軸受等を配置するようにしてもよい。

・上記各実施形態では、第１の移動制限手段を、フレクスプライン３３の軸方向一方側に軸方向移動不能に固定される移動制限プレート５１として構成した。しかし、これに限らず、フレクスプライン３３を軸方向他方側に付勢する弾性部材を備え、フレクスプライン３３を軸方向他方側に付勢することにより、該フレクスプライン３３の軸方向他方側への移動を制限するように第１の移動制限手段を構成してもよい。

・上記各実施形態では、ハウジング一体回転型の伝達比可変装置８に具体化したが、例えばハウジングをラックハウジングと一体にした所謂ラックハウジング一体型等、伝達比可変装置のハウジングがステアリング操作に伴って第１シャフト９と一体回転しないタイプの伝達比可変装置に具体化してもよい。

・上記実施形態では、本発明を、車両用操舵装置１の伝達比可変装置８に具体化したが、これ以外の用途に用いる伝達比可変装置に適用してもよい。

１…車両用操舵装置、７…モータ、８…伝達比可変装置、９…第１シャフト、１０…第２シャフト、１１…波動歯車機構、１２…ハウジング、２３…モータ軸、３１…ステータ側のサーキュラスプライン、３２…ドリブン側のサーキュラスプライン、３３…フレクスプライン、３４…波動発生器、３５…連結部材、５１…移動制限プレート、５２，７１…移動制限機構、５５，７３…弾性部材、５６，５７…固定用プレート、５８…スラスト軸受、５９…平板プレート、６１…挿入ピン、６２…挿入孔、６３…緩衝部材、７２…ストッパ。

Claims (7)

1. ステアリング操作に基づく入力軸の回転にモータ駆動に基づく回転を上乗せして出力軸に伝達する差動機構を備えた伝達比可変装置であり、前記差動機構として波動歯車機構を用い、該波動歯車機構は、同軸に並置され互いに異なる歯数の内歯が設定された一対のサーキュラスプラインと、前記各サーキュラスプラインの内側において該各サーキュラスプラインと同軸配置される筒状のフレクスプラインと、前記フレクスプラインの内側に潤滑油を介在させて配置される波動発生器とを備え、該波動発生器は、前記フレクスプラインを非円形に撓ませて該フレクスプラインの外歯を前記各サーキュラスプラインの内歯に部分的に噛み合わせるとともに、前記フレクスプラインと前記各サーキュラスプラインとの噛み合い箇所を該各サーキュラスプラインの周方向に移動させるように回転可能である伝達比可変装置において、
   前記フレクスプラインが軸方向に移動することを制限する第１の移動制限手段及び前記波動発生器が軸方向に移動することを制限する第２の移動制限手段を備え、
   前記第１の移動制限手段は、前記フレクスプラインが歯数の少ない前記サーキュラスプラインが配置された側に移動することを制限し、
   前記第２の移動制限手段は、前記波動発生器が歯数の多い前記サーキュラスプラインが配置された側に移動することを制限することを特徴とする伝達比可変装置。
2. 請求項１に記載の伝達比可変装置において、
   前記第１の移動制限手段は、前記フレクスプラインの軸方向端部に当接して該フレクスプラインが前記歯数の少ないサーキュラスプラインが配置された側に移動することを制限する移動制限プレートを備え、該移動制限プレートは、前記フレクスプラインの軸方向に並置され、前記歯数の少ないサーキュラスプラインに軸方向移動不能に固定されたことを特徴とする伝達比可変装置。
3. 請求項１又は２に記載の伝達比可変装置において、
   前記第２の移動制限手段は前記波動発生器を軸方向に付勢する弾性部材を備え、該弾性部材は前記波動発生器を前記歯数の少ないサーキュラスプライン側に付勢することを特徴とする伝達比可変装置。
4. 請求項３に記載の伝達比可変装置において、
   前記出力軸は、前記波動発生器における前記歯数の少ないサーキュラスプライン側に配置されるものであり、
   前記弾性部材は、前記出力軸と前記波動発生器との間に配置されたことを特徴とする伝達比可変装置。
5. 請求項４に記載の伝達比可変装置において、
   前記第２の移動制限手段は、スラスト軸受と、平板プレートと、固定用プレートとを備え、
   前記スラスト軸受は、前記弾性部材と前記波動発生器との間に設けられ、その軸方向両側の側面が平面状に形成されるものであり、
   前記平板プレートは、前記波動発生器と前記スラスト軸受との間に設けられ、前記スラスト軸受との対向面が平面状に形成されるとともに、前記波動発生器と一体回転するものであり、
   前記固定用プレートは、前記弾性部材と前記スラスト軸受との間に設けられ、前記スラスト軸受との対向面が平面状に形成されるものであり、
   前記弾性部材及び前記固定用プレートは前記出力軸と一体回転可能に設けられたことを特徴とする伝達比可変装置。
6. 請求項５に記載の伝達比可変装置において、
   前記波動発生器は、軸方向に延びる挿入孔を有し、
   前記平板プレートは、前記挿入孔に挿入される挿入ピンを有し、
   前記挿入孔と前記挿入ピンとの間には、弾性体からなる緩衝部材が介在され、
   前記平板プレートは、前記挿入ピンが前記挿入孔に挿入されることにより、前記波動発生器と一体回転するようにしたことを特徴とする伝達比可変装置。
7. 請求項２に記載の伝達比可変装置において、
   前記波動発生器は、駆動源であるモータのモータ軸に対して固定されるものであり、
   前記第２の移動制限手段は、ストッパと、弾性部材とを備え、
   前記ストッパは、前記モータ軸に対して軸方向移動不能に固定され、該ストッパと前記波動発生器との間に前記移動制限プレートが位置し、
   前記弾性部材は、前記移動制限プレートと前記ストッパとの間に配置され、これら移動制限プレートとストッパとが軸方向に離間する方向に付勢することを特徴とする伝達比可変装置。

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