JP2019100439A - 補助装置 - Google Patents

Abstract

【課題】最終出力を１系統とすることで、小型化が可能な操舵補助装置を提供する。【解決手段】入力されるモータ４の駆動力を減速して出力する減速機５を備え、運転者の操作による操舵力が歯車部１２１、シャフト部１２３を介してモータとは反対側から減速機のクランク軸８２０に入力される。【選択図】図２

Description

本発明は、操舵補助装置を含む補助装置に関するものである。

補助装置の一例として、操舵補助装置は、運転者のステアリング操作を補助するために様々な車両に搭載されている。このような操舵補助装置として、トルクセンサと、モータと、減速機とにより、操舵補助力を操舵機構に伝達する装置が使用されている。

トルクセンサは、運転者のステアリング操作によって、ステアリングシャフトに生じたトルクを検出する。モータは、検出されたトルクに応じた駆動力を生成する。駆動力は、減速機を通じて、操舵機構へ伝達される。減速機は、モータから操舵機構へ伝達されるトルクを増大させるので、運転者は、軽い力でステアリングを操作し、車両の方向を変化させることができる。特許文献１は、減速機として、遊星歯車装置を利用することを提案する。

また、特許文献１では、搭載スペースを小さくすることができる揺動内接式遊星歯車装置を用いた電動パワーステアリング装置について開示している。

特開２０１３−３５４７５号公報

しかしながら、従来の操舵補助装置では、減速機の最終出力軸にピニオンが取り付けられ、このピニオンがラック軸に噛合うように構成される。他方で、運転者からの操作力もラック軸に入力される。そのため、２系統の大きなトルクが最終出力として当該ラック軸に出力される構成となり、装置全体が大型化するという問題があった。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、最終出力を１系統とすることで、小型化が可能な操舵補助装置を提供することである。

本発明の一実施形態に係る補助装置は、入力されるモータの駆動力を減速して出力する減速機を備え、人の操作による操作力が前記減速機に入力され減速される。

本発明の一実施形態に係る補助装置における減速機は２段減速機であり、該２段減速機の２段目に前記人の操作による操作力が入力されるように構成される。

本発明の一実施形態に係る補助装置における減速機は、クランク軸と、揺動歯車と、を備え、該クランク軸に前記人の操作による操作力が入力されるように構成される。

本発明の一実施形態に係る補助装置は、人の操作による操作力により回転される第１回転軸と、該第１回転軸に配置された第１歯車と、該第１歯車と噛合うと共に前記クランク軸に配置された第２歯車と、を備えるよう構成される。

本発明の一実施形態に係る補助装置は、減速機の出力が伝達される出力シャフトを備え、該出力シャフトに前記モータが固定されるように構成される。

本発明の一実施形態に係る補助装置は、人の操作による操作力により回転される第１回転軸と、該第１回転軸に配置された第１べベルギヤと、該第１べベルギヤと噛合う第２べベルギヤとを備え、該第２ベベルギヤは、前記クランク軸に接続され、前記運転者の操作による操作力が該クランク軸に伝達されるように構成される。

本発明の一実施形態に係る補助装置における減速機は、アイドラギヤと、インプットギヤとを備え、該第２ベベルギヤは、該アイドラギヤと該インプットギヤとを介して、前記クランク軸に接続されるように構成される。

本発明の一実施形態に係る補助装置における減速機は、２段減速機であり、該２段減速機の１段目に前記人の操作による操作力が入力されるように構成される。

本発明の一実施形態に係る補助装置における減速機は、モータに連結される第２回転軸と、該第２回転軸に固定された入力歯車と、該入力歯車と噛合う第３歯車と、該第３歯車が固定されたクランク軸と、該クランク軸によって揺動運動される揺動歯車と、該揺動歯車が噛合う内歯と、を備え、前記第２回転軸に前記人の操作による操作力が入力されるように構成される。

本発明の一実施形態に係る補助装置は、人の操作による操作力により回転される第１回転軸を備え、該第１回転軸と前記第２回転軸とが、増速機を介して接続されるよう構成される。

本発明の一実施形態に係る補助装置は、増速機の出力側と第２回転軸とが、直交機構を介して接続されるよう構成される。

本発明の一実施形態に係る補助装置は、ステアリング機構に用いられる。

本発明の一実施形態の補助装置によれば、減速機からの最終出力を１系統とすることで、小型化が可能となる。

本発明の一実施形態の操舵装置の概略的なブロック図である。 本発明の一実施形態に係る操舵補助装置の断面図である。 本発明の一実施形態に係る図２の操舵補助装置のＡ−Ａ断面図である。 本発明の一実施形態に係る操舵補助装置の断面図である。 本発明の一実施形態に係る操舵補助装置の断面図である。 本発明の一実施形態に係る操舵補助装置の断面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る操舵装置１の概略的なブロック図である。

図示の操舵装置１は、操作部１０と、操舵機構２０と、制御部２１と、操舵補助装置３０とにより構成される。なお、操作部１０、又は、操作部１０及び操舵機構２０をステアリング機構と呼んでもよい。

ここで、補助装置は、ステアリング機構に用いることができるが、これに限定されず、様々な装置の補助装置として使用することができる。以下、説明の便宜上、このような補助装置を操舵補助装置として説明する。

図示のように、操作部１０は、ステアリングホイール１１と、ステアリングシャフト１２とを含むように構成される。人（以下、運転者とする）は、ステアリングホイール１１を握持する。運転者が、車両（図示せず）の方向を変更しようとするとき、ステアリングホイール１１は、運転者によって回転される。ステアリングシャフト１２は、ステアリングホイール１１と操舵補助装置３０とに機械的に接続される。運転者の回転操作によってステアリングホイール１１に与えられた操舵力は、ステアリングシャフト１２、操舵補助装置３０を通じて、操舵機構２０へ伝達される。

操舵機構２０は、ステアリングホイール１１に加えられた操舵力を、車両のタイヤ（図示せず）に伝達し、車両のタイヤの向きを変更するように構成される。運転者の操舵力の大きさに応じて、タイヤの向きの変更のための力が調整される。ステアリングホイール１１、ステアリングシャフト１２、操舵補助装置３０、操舵機構２０及びタイヤの機械的な連結構造には、様々な設計態様が考えられ、これを適宜適用することができる。

制御部２１は、トルクセンサ２２と、制御装置２２とを含むように構成される。トルクセンサ２２は、ステアリングシャフト１２に生じたトルクを検出する。トルクセンサ２２には、様々な態様が考えられ、特定の種類に限定されない。

トルクセンサ２２は、ステアリングシャフト１２に生じたトルクを検出するため、ステアリングシャフト１２に直接的に接続されていてもよいし、ステアリングシャフト１０２に直接的に接続されなくてもよい。トルクセンサ２２とステアリングシャフト１２との間の機械的或いは電気的な接続構造には、様々な態様が考えられ、特定の接続構造に限定されない。

操舵補助装置３０は、モータ３１と、減速機３２とを含むように構成される。制御装置２３は、トルク信号に応じて、操舵補助装置３０のモータ３１を制御する。トルク信号が示す、トルクの大きさに応じて、制御装置２３は、モータ３１に操舵補助力を出力させる。制御装置２３は、トルク信号を処理し、操舵補助装置３０を駆動するための駆動信号を生成することができる。制御装置２３の動作には、様々な態様が考えられ、特定の態様に限定されない。

一方で、ステアリングホイール１１に加えられた操舵力は、ステアリングシャフト１２を介して、減速機３２に入力される。このように、ステアリングホイール１１に加えられた操舵力は、モータ３１の補助力と共に減速機３２に入力され、これらの入力に基づく減速機３２の出力は、最終的に操舵機構２０へ伝達される。

上述の駆動信号は、制御装置２３からモータ３１へ出力されるが、モータ３１は、駆動信号に応じて回転し、駆動信号によって定められたトルクを出力する。モータ３１から出力されるトルクは、ステアリングシャフト１２に加わる操舵力に応じて変化する。本発明の実施形態では、駆動力は、モータ３１から出力されるトルクとして説明する。

モータ３１のトルクは、ステアリングホイール１１の操舵力に基づくトルクと共に、減速機３２へ出力される。減速機３２は、上述の操舵力に基づくトルクとモータ３１からのトルクを増大させて出力する。出力された最終的な操舵力は、操舵機構２０へと出力される。このようにして、操舵補助装置３０の減速機３２から操舵機構２０への最終出力を１系統とすることができるため、当該装置の小型化が可能となる。また、運転者は、補助力の補助の下で、小さな力で車両のタイヤの方向を変更することができる。

図示の操舵装置１の操作部１０、操舵機構２０、制御部２１及び操舵補助装置３０には、様々な構成が考えられ、特定の構成に限定されない。

次に、図２に、本発明の一実施形態に係る操舵補助装置３０の断面図を示す。また、図３に、図２の操舵補助装置の減速機の概略的なＡ−Ａ断面図を示す。

図示の操舵補助装置３は、モータ４と、減速機（偏心揺動減速機）５とを備える。モータ４は、筐体２１０と、モータシャフト２２０と、を含む。筐体２１０内には、一般的なモータに用いられる様々な部品（たとえば、コイルやステータコア）が配置される。本実施形態の原理は、筐体２１０内の特定の構造に限定されない。

モータシャフト２２０は、減速機５に向けて延出する。モータシャフト２２０の先端には、ギア部２２１が形成される。ギア部２２１は、減速機５の歯車８１０に噛み合い、モータ４からトルク（駆動力）を受け取る。この結果、モータ４が生成したトルクは、減速機５へ伝達される。

一方、図示の操舵補助装置３は、ケース６０に、ステアリングホイール１１からの回転が入力されるステアリングホイール回転入力部（入力回転軸）１２０が減速機５の方向へ突出するようにして設けられ、当該ステアリングホイール回転入力部１２０による操舵力は、その歯車部１２１、シャフト部１２３を介してモータ４とは反対側から減速機５へ入力される。

このように、減速機５には、モータ４からの駆動力に加えて、ステアリングホイール回転入力部１２０からの操舵力が入力され、その結果、減速機５から１つの出力値が最終的な操舵力として出力される。このようにして、減速機からの最終出力を１系統として操舵機構に伝達することができるため、操舵補助装置の小型化が可能となる。

図２に示すように、減速機５は、外筒５０と、歯車部７００と、３つの駆動機構８００（図２は、３つの駆動機構８００のうち１つを示す）と、２つの主軸受９００（図示しない）と、を備える。

外筒５０は、図３に示すように、略円筒状のケース５１０と、複数の内歯ピン５２０と、を含む。ケース５１０は、キャリア６００、歯車部７００及び駆動機構８００が収容される円筒状の内部空間を規定する。複数の内歯ピン５２０は、ケース５１０の内周面に沿って環状に並べられ、内歯環を形成する。本実施形態において、内歯は、内歯ピン５２０によって例示される。

同図に、キャリア６００及びモータシャフト２２０の回転中心軸ＲＣＸを示す。内歯ピン５２０それぞれは、回転中心軸ＲＣＸの延出方向に延びる円柱状の部材である。内歯ピン５２０それぞれは、ケース５１０の内壁に形成された溝部に嵌入される。したがって、内歯ピン５２０それぞれは、ケース５１０によって適切に保持される。

複数の内歯ピン５２０は、回転中心軸ＲＣＸ周りに略一定間隔で配置される。内歯ピン５２０それぞれの半周面は、ケース５１０の内壁から回転中心軸ＲＣＸに向けて突出する。したがって、複数の内歯ピン５２０は、歯車部７００と噛み合う内歯として機能する。

図２に示される如く、キャリア６００は、基部６１０と、端板部６２０と、を含む。基部６１０は、端板部６２０と出力シャフト６との間に配置される。端板部６２０は、基部６１０とケース６０との間に配置される。キャリア６００は、全体的に、円筒状である。キャリア６００は、外筒５０内で回転中心軸ＲＣＸ周りに回転する。

基部６１０は、３つのシャフト部６１２（図３を参照）を含む。３つのシャフト部６１２のそれぞれは、基板部６１１から端板部６２０に向けて延びる。端板部６２０は、３つのシャフト部６１２それぞれの先端面に接続される。端板部６２０は、リーマボルト、位置決めピンや他の態様によって、３つのシャフト部６１２それぞれの先端面に接続されてもよい。

図２に示すように、歯車部７００は、基板部６１１と端板部６２０との間に配置される。３つのシャフト部６１２は、歯車部７００を貫通し、端板部６２０に接続される。歯車部７００は、第１トロコイド歯車７１０と、第２トロコイド歯車７２０と、を含む。第１トロコイド歯車７１０は、基板部６１１と第２トロコイド歯車７２０との間に配置される。第２トロコイド歯車７２０は、端板部６２０と第１トロコイド歯車７１０との間に配置される。第１トロコイド歯車７１０の複数の外歯の一部は、複数の内歯ピン５２０によって形成された内歯環と噛み合う。

モータシャフト２２０の回転は、駆動機構８００により、第１トロコイド歯車７１０及び第２トロコイド歯車７２０へ伝達される。この結果、第１トロコイド歯車７１０及び第２トロコイド歯車７２０の揺動回転が引き起こされる。

図２に、第１トロコイド歯車７１０の中心軸ＣＸ１と、第２トロコイド歯車７２０の中心軸ＣＸ２とを示す。中心軸ＣＸ１，ＣＸ２は、キャリア６００の回転中心軸ＲＣＸと略平行に延びる。図３に、第１トロコイド歯車７２０の中心軸ＣＸ１を示す。上述の揺動回転の間、中心軸ＣＸ１，ＣＸ２は、キャリア６００の回転中心軸ＲＣＸ周りを周回する。したがって、第１トロコイド歯車７１０及び第２トロコイド歯車７２０は、内歯ピン５２０に噛み合いながら、ケース５１０内を周回移動する。この間、第１トロコイド歯車７１０及び第２トロコイド歯車７２０は、キャリア６００の３つのシャフト部６１２に接触し、キャリア６００を回転中心軸ＲＣＸ周りに回転させる。

第２トロコイド歯車７２０の中心軸ＣＸ２は、第１トロコイド歯車７１０の中心軸ＣＸ１とは異なる位相で、キャリア６００の回転中心軸ＲＣＸ周りを周回してもよい。

基部６１０は、その端部で出力シャフト６に取り付けられている。取り付け方法は、図２のようにネジを締結することにより行ってもよいし、その他の方法で行っても構わない。このようにして、モータ４の補助力及びステアリングホイール１１からの操舵力は、減速機５によって出力された最終的な操舵力として、出力シャフト６へ出力され、操舵機構２０へ伝達される。図２の例では、モータ４は出力シャフト６に固定するように構成されているが、固定の態様はこれに限られない。

図２に示すように、３つの駆動機構８００のそれぞれは、入力歯車８１０と、クランク軸８２０と、２つのジャーナル軸受８３０と、２つのクランク軸受８４０と、を含む。入力歯車８１０は、モータシャフト２２０のギア部２２１に噛み合い、モータ４からトルクを受け取る。第１トロコイド歯車７１０及び第２トロコイド歯車７２０とは異なり、入力歯車８１０は、平歯車である。代替的に、入力歯車８１０として、他の種類の歯車部品が用いられてもよい。本実施形態の原理は、入力歯車８１０として用いられる特定の種類の歯車部品に限定されない。

一方、前述の通り、ステアリングホイール回転入力部１２０による操舵力は、図２に示す歯車部１２１、シャフト部１２３を介してモータ４とは反対側から減速機５のクランク軸８２０へ入力される。

また、運転者の操作による操作力により、ステアリングホイール回転入力部１２０における回転軸（第１回転軸）を回転させ、これにより、該第１回転軸に配置された第１歯車を回転させ、該第１歯車と噛合う入力歯車（第２歯車）が配置されたクランク軸８２０に回転力が伝達されるように構成することもできる。

入力歯車８１０とモータシャフト２２０のギア部２２１とによって決定される減速比は、上述の内歯環と歯車部７００とによって決定される減速比よりも小さくてもよい。本発明の一実施形態において、第１減速比は、入力歯車８１０とモータシャフト２２０のギア部２２１とによって決定される減速比によって説明される。また、第２減速比は、内歯環と歯車部７００とによって決定される減速比によって説明される。ここで、図示の操舵補助装置３は、ステアリングホイール回転入力部１２０による操舵力が、その歯車部１２１、シャフト部１２３を介してモータ４とは反対側から減速機５へ入力されるが、２段減速機である減速機５の２段目にテアリングホイール回転入力部１２０による操舵力が入力されるよう構成することも可能である。

入力歯車８１０が回転すると、クランク軸８２０は、回転する。この結果、第１偏心部８２３及び第２偏心部８２４は、偏心回転する。この間、クランク軸受８４０を介して第１偏心部８２３に接続された第１トロコイド歯車７１０は、複数の内歯ピン５２０と噛み合いながら、外筒５００内で周回移動することができる。同様に、クランク軸受８４０を介して第２偏心部８２４に接続された第２トロコイド歯車７２０は、複数の内歯ピン５２０と噛み合いながら、外筒５００内で周回移動することができる。この結果、第１トロコイド歯車７１０及び第２トロコイド歯車７２０それぞれは、外筒５００内で、揺動回転を行うことができる。本実施形態において、クランク機構は、クランク軸８２０及び２つのクランク軸受８４０によって説明される。

クランク軸８２０は、第１ジャーナル８２１（図３を参照）と、第２ジャーナル８２２（図３を参照）と、第１偏心部８２３（図３を参照）と、第２偏心部８２４（図３を参照）と、を含む。第１ジャーナル８２１は、キャリア６００の基板部６１１によって取り囲まれる。第２ジャーナル８２２は、キャリア６００の端板部６２０によって取り囲まれる。２つのジャーナル軸受８３０のうち一方は、第１ジャーナル８２１と基板部６１１との間に配置される。２つのジャーナル軸受８３０のうち他方は、第２ジャーナル８２２と端板部６２０との間に配置される。加えて、上述の入力歯車８１０は、第２ジャーナル８２２に取り付けられる。

次に、図４に、本発明の一実施形態に係る操舵補助装置３の断面図を示す。図４に基き、本発明の一実施形態に係る操舵補助装置３につき説明する。なお、図２の操舵補助装置３と共通の構成部分については詳細は省略する。

図示の操舵補助装置３は、モータ４と、減速機（偏心揺動減速機）５とを備える。モータ４は、筐体２１０と、モータシャフト２２０と、を含む。筐体２１０内には、一般的なモータに用いられる様々な部品（たとえば、コイルやステータコア）が配置される。本実施形態の原理は、筐体２１０内の特定の構造に限定されない。

図示の操舵補助装置３は、減速機５のモータ４側を覆うようにケース５１が形成されている。図示の例では、モータ４はケース５１に取り付けられている。

モータシャフト２２０は、減速機５に向けて延出する。モータシャフト２２０の先端には、ギア部２２１が形成される。ギア部２２１は、減速機５の歯車８１０に噛み合い、モータ４からトルク（駆動力）を受け取る。この結果、モータ４が生成したトルクは、減速機５へ伝達される。

一方、図示の操舵補助装置３は、ケース６０に、ステアリングホイール１１からの回転が入力されるステアリングホイール回転入力部（入力回転軸）１２０が減速機５の方向へ突出するようにして設けられ、当該ステアリングホイール回転入力部１２０による操舵力は、その歯車部１２１、シャフト部１２３を介してモータ４とは反対側から減速機５へ入力される。

図示の例では、図２の場合と異なり、操舵補助装置３のケース５１に出力シャフト６が取り付けられている。取り付け方法は、図２のようにネジを締結することにより行ってもよいし、その他の方法で行っても構わない。このようにして、モータ４の補助力及びステアリングホイール１１からの操舵力は、減速機５によって出力された最終的な操舵力として、出力シャフト６へ出力され、操舵機構２０へ伝達される。

図２の場合と同様、図４の例においても、３つの駆動機構８００のそれぞれは、入力歯車８１０と、クランク軸８２０と、２つのジャーナル軸受８３０と、２つのクランク軸受８４０と、を含む。入力歯車８１０は、モータシャフト２２０のギア部２２１に噛み合い、モータ４からトルクを受け取る。第１トロコイド歯車７１０及び第２トロコイド歯車７２０とは異なり、入力歯車８１０は、平歯車である。代替的に、入力歯車８１０として、他の種類の歯車部品が用いられてもよい。本実施形態の原理は、入力歯車８１０として用いられる特定の種類の歯車部品に限定されない。

また、図２の場合と同様、図４の例においても、ステアリングホイール回転入力部１２０による操舵力は、図２に示す歯車部１２１、シャフト部１２３を介してモータ４とは反対側から減速機５のクランク軸８２０へ入力される。

このように、減速機５には、モータ４からの駆動力に加えて、ステアリングホイール回転入力部１２０からの操舵力が入力され、その結果、減速機５から１つの出力値が最終的な操舵力として出力される。このようにして、減速機からの最終出力を１系統として操舵機構に伝達することができるため、操舵補助装置の小型化が可能となる。

次に、図５に、本発明の一実施形態に係る操舵補助装置３の断面図を示す。図５に基き、本発明の一実施形態に係る操舵補助装置３につき説明する。

図示の操舵補助装置３は、モータ４と、減速機（偏心揺動減速機）５とを備える。モータ４は、筐体２１０と、モータシャフト２２０と、を含む。筐体２１０内には、一般的なモータに用いられる様々な部品（たとえば、コイルやステータコア）が配置される。本実施形態の原理は、筐体２１０内の特定の構造に限定されない。

図示の操舵補助装置３は、減速機５のモータ４側を覆うようにケース５１が形成されている。図示の例では、モータ４はケース５１に取り付けられている。

モータシャフト２２０は、減速機５に向けて延出する。モータシャフト２２０の先端には、ギア部２２１が形成される。ギア部２２１は、減速機５の歯車８１０に噛み合い、モータ４からトルク（駆動力）を受け取る。この結果、モータ４が生成したトルクは、減速機５へ伝達される。

一方、図示の操舵補助装置３は、ケース６０に、ステアリングホイール１１からの回転が入力されるステアリングホイール回転入力部（入力回転軸）１２０が減速機５の側方へ突出するようにして設けられ、当該ステアリングホイール回転入力部１２０による操舵力は、入力回転軸（第１回転軸）１２０に配置される第１ベベルギヤ２０１、該第１べベルギヤ２０１と噛合う第２べベルギヤ２０２、アイドラギヤ２１１、インプットギヤ２１２、入力軸１３０を介して、減速機５のクランク軸８２０へ入力される。

本発明の一実施形態に係る操舵補助装置３は、ステアリングホイール回転入力部１２０による操舵力は、入力回転軸（第１回転軸）１２０に配置される第１ベベルギヤ２０１、該第１べベルギヤ２０１と噛合う第２べベルギヤ２０２を介して、減速機５のクランク軸８２０へ入力されるよう構成してもよい。以上のようにして、前記運転者の操作による操作力が、ステアリングホイール回転入力部（入力回転軸）１２０から減速機５のクランク軸８２０に伝達される。

このように、図５の例では、ステアリングホイール回転入力部１２０による操舵力は、減速機５の側方から入力され、モータ４とは反対側から減速機５のクランク軸８２０へ入力される。減速機５には、モータ４からの駆動力に加えて、ステアリングホイール回転入力部１２０からの操舵力が入力され、その結果、減速機５から１つの出力値が最終的な操舵力として出力される。このようにして、減速機からの最終出力を１系統として操舵機構に伝達することができるため、操舵補助装置の小型化が可能となる。

図示の例では、図２の場合と異なり、操舵補助装置３のケース５１に出力シャフト６が取り付けられている。取り付け方法は、図２のようにネジを締結することにより行ってもよいし、その他の方法で行っても構わない。このようにして、モータ４の補助力及びステアリングホイール１１からの操舵力は、減速機５によって出力された最終的な操舵力として、出力シャフト６へ出力され、操舵機構２０へ伝達される。

図２、４の場合と同様、図５の例においても、３つの駆動機構８００のそれぞれは、入力歯車８１０と、クランク軸８２０と、２つのジャーナル軸受８３０と、２つのクランク軸受８４０と、を含む。入力歯車８１０は、モータシャフト２２０のギア部２２１に噛み合い、モータ４からトルクを受け取る。第１トロコイド歯車７１０及び第２トロコイド歯車７２０とは異なり、入力歯車８１０は、平歯車である。代替的に、入力歯車８１０として、他の種類の歯車部品が用いられてもよい。本実施形態の原理は、入力歯車８１０として用いられる特定の種類の歯車部品に限定されない。なお、減速機５の構成部材、動作は図２、３でその詳細を説明したため、ここではこれ以上の詳細は省略する。

また、前述の通り、ステアリングホイール回転入力部１２０による操舵力は、入力回転軸（第１回転軸）１２０に配置される第１ベベルギヤ２０１、該第１べベルギヤ２０１と噛合う第２べベルギヤ２０２を介して減速機の側方から減速機５のクランク軸８２０へ入力される。

このように、減速機５には、モータ４からの駆動力に加えて、ステアリングホイール回転入力部１２０からの操舵力が入力され、その結果、減速機５から１つの出力値が最終的な操舵力として出力される。このようにして、減速機からの最終出力を１系統として操舵機構に伝達することができるため、操舵補助装置の小型化が可能となる。

次に、図６に、本発明の一実施形態に係る操舵補助装置３の断面図を示す。図６に基き、本発明の一実施形態に係る操舵補助装置３につき説明する。

図示の操舵補助装置３は、モータ４と、減速機（偏心揺動減速機）５とを備える。モータ４は、筐体２１０と、モータシャフト２２０と、を含む。筐体２１０内には、一般的なモータに用いられる様々な部品（たとえば、コイルやステータコア）が配置される。本実施形態の原理は、筐体２１０内の特定の構造に限定されない。

図示の操舵補助装置３は、減速機５のモータ４側に開口するケース５１が形成されている。図示の例では、モータ４はケース５１に取り付けられている。

モータシャフト２２０は、減速機５に向けて延出する。モータシャフト２２０の先端には、ギア部２２１が形成される。ギア部２２１は、減速機５の歯車８１０に噛み合い、モータ４からトルク（駆動力）を受け取る。この結果、モータ４が生成したトルクは、減速機５へ伝達される。

一方、図示の操舵補助装置３は、ステアリングホイール１１からの回転が入力されるステアリングホイール回転入力部（入力回転軸）１２０が減速機５のモータとは反対側から横方向へ突出するようにして設けられ、当該ステアリングホイール回転入力部１２０による操舵力は、入力回転軸（第１回転軸）１２０から、増速機として構成される歯車機構３０１、直交機構（べベルギヤ）３０２、モータと連結されている入力軸１３０、平歯車２２１を介して、減速機５のクランク軸８２０へ入力される。

また、ステアリングホイール回転入力部１２０による操舵力は、入力回転軸（第１回転軸）１２０から、増速機として構成される歯車機構３０１、モータと連結されている入力軸１３０、平歯車２２１を介して、減速機５のクランク軸８２０へ入力されるよう構成されてもよい。若しくは、ステアリングホイール回転入力部１２０による操舵力は、入力回転軸（第１回転軸）１２０から、増速機として構成される歯車機構３０１、モータと連結されている入力軸１３０、平歯車２２１を介して、減速機５のクランク軸８２０へ入力されるよう構成されてもよい。

図６の例では、ステアリングホイール回転入力部１２０による操舵力は、減速機５のモータ４とは反対側から横方向に入力され、直行機構（ベベルギヤ）３０２により垂直に変更され、減速機５のクランク軸８２０へ入力される。減速機５には、モータ４からの駆動力に加えて、ステアリングホイール回転入力部１２０からの操舵力が入力され、その結果、減速機５から１つの出力値が最終的な操舵力として出力される。

このようにして、減速機からの最終出力を１系統として操舵機構に伝達することができるため、操舵補助装置の小型化が可能となる。また、ステアリングホイール１１からの回転入力を増速して減速機５へ繋げることにより、従来の速比のまま出力シャフトへ伝達することができ、操作性を失わず安全性を確保することができる。

図示の例では、操舵補助装置３のケース５０に出力シャフト６が取り付けられている。取り付け方法は、図２のようにネジを締結することにより行ってもよいし、その他の方法で行っても構わない。このようにして、モータ４の補助力及びステアリングホイール１１からの操舵力は、減速機５によって出力された最終的な操舵力として、出力シャフト６へ出力され、操舵機構２０へ伝達される。

図６の例においても、３つの駆動機構８００のそれぞれは、入力歯車８１０と、クランク軸８２０と、２つのジャーナル軸受８３０と、２つのクランク軸受８４０と、を含む。入力歯車８１０は、モータシャフト２２０のギア部２２１に噛み合い、モータ４からトルクを受け取る。第１トロコイド歯車７１０及び第２トロコイド歯車７２０とは異なり、入力歯車８１０は、平歯車である。代替的に、入力歯車８１０として、他の種類の歯車部品が用いられてもよい。本実施形態の原理は、入力歯車８１０として用いられる特定の種類の歯車部品に限定されない。なお、減速機５の構成部材、動作は図２、３でその詳細を説明したため、ここではこれ以上の詳細は省略する。

また、前述の通り、ステアリングホイール回転入力部１２０による操舵力は、入力回転軸（第１回転軸）１２０から、増速機として構成される歯車機構３０１、直交機構（べベルギヤ）３０２、入力軸１３０、平歯車２２１を介して、減速機５のクランク軸８２０へ入力される。

減速機５には、モータ４からの駆動力に加えて、ステアリングホイール回転入力部１２０からの操舵力が入力され、その結果、減速機５から１つの出力値が最終的な操舵力として出力される。このようにして、減速機からの最終出力を１系統として操舵機構に伝達することができるため、操舵補助装置の小型化が可能となる。また、ステアリングホイール１１からの回転入力を増速して減速機５へ繋げることにより、従来の速比のまま出力シャフトへ伝達することができ、操作性を失わず安全性を確保することができる。

以上が本発明の例示的な実施形態の説明である。上述の様々な実施形態は、上記に説明したものに限定されず、様々な操舵装置に適用可能である。上述の様々な実施形態のうち１つに関連して説明された様々な特徴のうち一部が、他のもう１つの実施形態に関連して説明された操舵装置に適用されてもよい。

１ 操舵装置
３ 操舵補助装置
４ モータ
５ 減速機
６ 出力シャフト
１０ 操作部
１１ ステアリングホイール
１２ ステアリングシャフト
１３ 減速機用連結棒
２０ 操舵機構
２１ 制御部
２２ トルクセンサ
２３ 制御装置
３０ 操舵補助装置
３１ モータ
３２ 減速機

本発明は、操舵補助装置等の補助装置に関するものである。

補助装置の一例である操舵補助装置は、運転者のステアリング操作を補助するために様々な車両に搭載されている。このような操舵補助装置は、トルクセンサと、モータと、減速機と、を備え、操舵補助力を操舵機構に伝達する。

トルクセンサは、運転者のステアリング操作によって、ステアリングシャフトに生じたトルクを検出する。モータは、検出されたトルクに応じた駆動力を生成する。駆動力は、減速機を通じて、操舵機構へ伝達される。減速機は、モータから操舵機構へ伝達されるトルクを増大させるので、運転者は、軽い力でステアリングを操作し、車両の方向を変化させることができる。特許文献１は、減速機として、遊星歯車装置を利用することを提案する。

また、特許文献１では、搭載スペースを小さくすることができる揺動内接式遊星歯車装置を用いた電動パワーステアリング装置について開示している。

特開２０１３−３５４７５号公報

しかしながら、従来の操舵補助装置では、減速機の最終出力軸にピニオンが取り付けられ、このピニオンがラック軸に噛合うように構成される。他方で、運転者からの操作力もラック軸に入力される。そのため、２系統の大きなトルクが最終出力として当該ラック軸に出力される構成となり、装置全体が大型化するという問題があった。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、最終出力を１系統とすることで、小型化が可能な操舵補助装置を提供することである。

本発明の一実施形態に係る補助装置は、入力されるモータの駆動力を減速して出力する減速機を備え、人の操作による操作力が前記減速機に入力され減速される。

本発明の一実施形態に係る補助装置における減速機は２段減速機であり、該２段減速機の２段目に前記人の操作による操作力が入力されるように構成される。

本発明の一実施形態に係る補助装置における減速機は、クランク軸と、揺動歯車と、を備え、該クランク軸に前記人の操作による操作力が入力されるように構成される。

本発明の一実施形態に係る補助装置は、人の操作による操作力により回転される第１回転軸と、該第１回転軸に配置された第１歯車と、該第１歯車と噛合うと共に前記クランク軸に配置された第２歯車と、を備えるよう構成される。

本発明の一実施形態に係る補助装置は、減速機の出力が伝達される出力シャフトを備え、該出力シャフトに前記モータが固定されるように構成される。

本発明の一実施形態に係る補助装置は、人の操作による操作力により回転される第１回転軸と、該第１回転軸に配置された第１べベルギヤと、該第１べベルギヤと噛合う第２べベルギヤとを備え、該第２ベベルギヤは、前記クランク軸に接続され、前記運転者の操作による操作力が該クランク軸に伝達されるように構成される。

本発明の一実施形態に係る補助装置における減速機は、アイドラギヤと、インプットギヤとを備え、該第２ベベルギヤは、該アイドラギヤと該インプットギヤとを介して、前記クランク軸に接続されるように構成される。

本発明の一実施形態に係る補助装置における減速機は、２段減速機であり、該２段減速機の１段目に前記人の操作による操作力が入力されるように構成される。

本発明の一実施形態に係る補助装置における減速機は、モータに連結される第２回転軸と、該第２回転軸に固定された入力歯車と、該入力歯車と噛合う第３歯車と、該第３歯車が固定されたクランク軸と、該クランク軸によって揺動運動される揺動歯車と、該揺動歯車が噛合う内歯と、を備え、前記第２回転軸に前記人の操作による操作力が入力されるように構成される。

本発明の一実施形態に係る補助装置は、人の操作による操作力により回転される第１回転軸を備え、該第１回転軸と前記第２回転軸とが、増速機を介して接続されるよう構成される。

本発明の一実施形態に係る補助装置は、増速機の出力側と第２回転軸とが、直交機構を介して接続されるよう構成される。

本発明の一実施形態に係る補助装置は、ステアリング機構に用いられる。

本発明の一実施形態の補助装置によれば、減速機からの最終出力を１系統とすることで、小型化が可能となる。

本発明の一実施形態の操舵装置の概略的なブロック図である。 図１の操舵補助装置の断面図である。 図２の操舵補助装置のＡ−Ａ断面図である。 本発明の他の実施形態に係る操舵補助装置の断面図である。 本発明の他の実施形態に係る操舵補助装置の断面図である。 本発明の他の実施形態に係る操舵補助装置の断面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る操舵装置１の概略的なブロック図である。

図示の操舵装置１は、操作部１０と、操舵機構２０と、制御部２１と、操舵補助装置３０とにより構成される。なお、操作部１０、又は、操作部１０及び操舵機構２０をステアリング機構と呼んでもよい。

ここで、補助装置は、ステアリング機構に用いることができるが、これに限定されず、様々な装置の補助装置として使用することができる。以下、説明の便宜上、このような補助装置を操舵補助装置として説明する。

図示のように、操作部１０は、ステアリングホイール１１と、ステアリングシャフト１２とを含むように構成される。人（以下、運転者とする）は、ステアリングホイール１１を握持する。運転者が、車両（図示せず）の方向を変更しようとするとき、ステアリングホイール１１は、運転者によって回転される。ステアリングシャフト１２は、ステアリングホイール１１と操舵補助装置３０とに機械的に接続される。運転者の回転操作によってステアリングホイール１１に与えられた操舵力は、ステアリングシャフト１２、操舵補助装置３０を通じて、操舵機構２０へ伝達される。

操舵機構２０は、ステアリングホイール１１に加えられた操舵力を、車両のタイヤ（図示せず）に伝達し、車両のタイヤの向きを変更するように構成される。運転者の操舵力の大きさに応じて、タイヤの向きの変更のための力が調整される。ステアリングホイール１１、ステアリングシャフト１２、操舵補助装置３０、操舵機構２０及びタイヤの機械的な連結構造には、様々な設計態様が考えられ、これを適宜適用することができる。

制御部２１は、トルクセンサ２２と、制御装置２３とを含むように構成される。トルクセンサ２２は、ステアリングシャフト１２に生じたトルクを検出する。トルクセンサ２２には、様々な態様が考えられ、特定の種類に限定されない。

トルクセンサ２２は、ステアリングシャフト１２に生じたトルクを検出するため、ステアリングシャフト１２に直接的に接続されていてもよいし、ステアリングシャフト１０２に直接的に接続されなくてもよい。トルクセンサ２２とステアリングシャフト１２との間の機械的或いは電気的な接続構造には、様々な態様が考えられ、特定の接続構造に限定されない。

操舵補助装置３０は、モータ３１と、減速機３２とを含むように構成される。制御装置２３は、トルク信号に応じて、操舵補助装置３０のモータ３１を制御する。トルク信号が示す、トルクの大きさに応じて、制御装置２３は、モータ３１に操舵補助力を出力させる。制御装置２３は、トルク信号を処理し、操舵補助装置３０を駆動するための駆動信号を生成することができる。制御装置２３の動作には、様々な態様が考えられ、特定の態様に限定されない。

一方で、ステアリングホイール１１に加えられた操舵力は、ステアリングシャフト１２を介して、減速機３２に入力される。このように、ステアリングホイール１１に加えられた操舵力は、モータ３１の補助力と共に減速機３２に入力され、これらの入力に基づく減速機３２の出力は、最終的に操舵機構２０へ伝達される。

上述の駆動信号は、制御装置２３からモータ３１へ出力されるが、モータ３１は、駆動信号に応じて回転し、駆動信号によって定められたトルクを出力する。モータ３１から出力されるトルクは、ステアリングシャフト１２に加わる操舵力に応じて変化する。本発明の実施形態では、駆動力は、モータ３１から出力されるトルクとして説明する。

モータ３１のトルクは、ステアリングホイール１１の操舵力に基づくトルクと共に、減速機３２へ出力される。減速機３２は、上述の操舵力に基づくトルクとモータ３１からのトルクを増大させて出力する。出力された最終的な操舵力は、操舵機構２０へと出力される。このようにして、操舵補助装置３０の減速機３２から操舵機構２０への最終出力を１系統とすることができるため、当該装置の小型化が可能となる。また、運転者は、補助力の補助の下で、小さな力で車両のタイヤの方向を変更することができる。

図示の操舵装置１の操作部１０、操舵機構２０、制御部２１及び操舵補助装置３０には、様々な構成が考えられ、特定の構成に限定されない。

次に、図２に、本発明の一実施形態に係る操舵補助装置３０の断面図を示す。また、図３に、図２の操舵補助装置の減速機の概略的なＡ−Ａ断面図を示す。

図示の操舵補助装置３０は、モータ３１と、減速機（偏心揺動減速機）３２とを備える。モータ３１は、筐体２１０と、モータシャフト２２０と、を含む。筐体２１０内には、一般的なモータに用いられる様々な部品（たとえば、コイルやステータコア）が配置される。本実施形態の原理は、筐体２１０内の特定の構造に限定されない。

モータシャフト２２０は、減速機３２に向けて延出する。モータシャフト２２０の先端には、ギア部２２１が形成される。ギア部２２１は、減速機３２の歯車８１０に噛み合い、モータ３１からトルク（駆動力）を受け取る。この結果、モータ３１が生成したトルクは、減速機３２へ伝達される。

ケース６０に、ステアリングホイール１１からの回転が入力されるステアリングホイール回転入力部（入力回転軸）１２０が減速機３２の方向へ突出するようにして設けられ、当該ステアリングホイール回転入力部１２０による操舵力は、その歯車部１２１、シャフト部１２３を介してモータ３１とは反対側から減速機３２へ入力される。

このように、減速機３２には、モータ３１からの駆動力に加えて、ステアリングホイール回転入力部１２０からの操舵力が入力され、その結果、減速機３２から１つの出力値が最終的な操舵力として出力される。このようにして、減速機からの最終出力を１系統として操舵機構に伝達することができるため、操舵補助装置の小型化が可能となる。

図２に示すように、減速機３２は、外筒５０と、歯車部７００と、３つの駆動機構８００（図２は、３つの駆動機構８００のうち１つを示す）と、２つの主軸受と、を備える。

外筒５０は、図３に示すように、略円筒状のケース５１０と、複数の内歯ピン５２０と、を含む。ケース５１０は、キャリア６００、歯車部７００及び駆動機構８００が収容される円筒状の内部空間を規定する。複数の内歯ピン５２０は、ケース５１０の内周面に沿って環状に並べられ、内歯環を形成する。本実施形態において、内歯は、内歯ピン５２０によって例示される。

同図に、キャリア６００及びモータシャフト２２０の回転中心軸ＲＣＸを示す。内歯ピン５２０それぞれは、回転中心軸ＲＣＸの延出方向に延びる円柱状の部材である。内歯ピン５２０それぞれは、ケース５１０の内壁に形成された溝部に嵌入される。したがって、内歯ピン５２０それぞれは、ケース５１０によって適切に保持される。

複数の内歯ピン５２０は、回転中心軸ＲＣＸ周りに略一定間隔で配置される。内歯ピン５２０それぞれの半周面は、ケース５１０の内壁から回転中心軸ＲＣＸに向けて突出する。したがって、複数の内歯ピン５２０は、歯車部７００と噛み合う内歯として機能する。

図２に示される如く、キャリア６００は、基部６１０と、端板部６２０と、を含む。基部６１０は、端板部６２０と出力シャフト６との間に配置される。端板部６２０は、基部 ６１０とケース６０との間に配置される。キャリア６００は、全体的に、円筒状である。キャリア６００は、外筒５０内で回転中心軸ＲＣＸ周りに回転する。

基部６１０は、３つのシャフト部６１２（図３を参照）を含む。３つのシャフト部６１２のそれぞれは、基板部６１１から端板部６２０に向けて延びる。端板部６２０は、３つのシャフト部６１２それぞれの先端面に接続される。端板部６２０は、リーマボルト、位置決めピンや他の態様によって、３つのシャフト部６１２それぞれの先端面に接続されてもよい。

図２に示すように、歯車部７００は、基板部６１１と端板部６２０との間に配置される。３つのシャフト部６１２は、歯車部７００を貫通し、端板部６２０に接続される。歯車部７００は、第１トロコイド歯車７１０と、第２トロコイド歯車７２０と、を含む。第１トロコイド歯車７１０は、基板部６１１と第２トロコイド歯車７２０との間に配置される。第２トロコイド歯車７２０は、端板部６２０と第１トロコイド歯車７１０との間に配置される。第１トロコイド歯車７１０の複数の外歯の一部は、複数の内歯ピン５２０によって形成された内歯環と噛み合う。

モータシャフト２２０の回転は、駆動機構８００により、第１トロコイド歯車７１０及び第２トロコイド歯車７２０へ伝達される。この結果、第１トロコイド歯車７１０及び第２トロコイド歯車７２０の揺動回転が引き起こされる。

図２に、第１トロコイド歯車７１０の中心軸ＣＸ１と、第２トロコイド歯車７２０の中心軸ＣＸ２とを示す。中心軸ＣＸ１，ＣＸ２は、キャリア６００の回転中心軸ＲＣＸと略平行に延びる。図３に、第１トロコイド歯車７２０の中心軸ＣＸ１を示す。上述の揺動回転の間、中心軸ＣＸ１，ＣＸ２は、キャリア６００の回転中心軸ＲＣＸ周りを周回する。したがって、第１トロコイド歯車７１０及び第２トロコイド歯車７２０は、内歯ピン５２０に噛み合いながら、ケース５１０内を周回移動する。この間、第１トロコイド歯車７１０及び第２トロコイド歯車７２０は、キャリア６００の３つのシャフト部６１２に接触し、キャリア６００を回転中心軸ＲＣＸ周りに回転させる。

第２トロコイド歯車７２０の中心軸ＣＸ２は、第１トロコイド歯車７１０の中心軸ＣＸ１とは異なる位相で、キャリア６００の回転中心軸ＲＣＸ周りを周回してもよい。

基部６１０は、その端部で出力シャフト６に取り付けられている。取り付け方法は、図２のようにネジを締結することにより行ってもよいし、その他の方法で行っても構わない。このようにして、モータ３１の補助力及びステアリングホイール１１からの操舵力は、減速機３２によって出力された最終的な操舵力として、出力シャフト６へ出力され、操舵機構２０へ伝達される。図２の例では、モータ３１は出力シャフト６に固定するように構成されているが、固定の態様はこれに限られない。

図２に示すように、３つの駆動機構８００のそれぞれは、入力歯車８１０と、クランク軸８２０と、２つのジャーナル軸受８３０と、２つのクランク軸受８４０と、を含む。入力歯車８１０は、モータシャフト２２０のギア部２２１に噛み合い、モータ３１からトルクを受け取る。第１トロコイド歯車７１０及び第２トロコイド歯車７２０とは異なり、入力歯車８１０は、平歯車である。代替的に、入力歯車８１０として、他の種類の歯車部品が用いられてもよい。本実施形態の原理は、入力歯車８１０として用いられる特定の種類の歯車部品に限定されない。

一方、前述の通り、ステアリングホイール回転入力部１２０による操舵力は、図２に示す歯車部１２１、シャフト部１２３を介してモータ３１とは反対側から減速機３２のクランク軸８２０へ入力される。

また、運転者の操作による操作力により、ステアリングホイール回転入力部１２０における回転軸（第１回転軸）を回転させ、これにより、該第１回転軸に配置された第１歯車を回転させ、該第１歯車と噛合う入力歯車（第２歯車）が配置されたクランク軸８２０に回転力が伝達されるように構成することもできる。

入力歯車８１０とモータシャフト２２０のギア部２２１とによって決定される減速比は、上述の内歯環と歯車部７００とによって決定される減速比よりも小さくてもよい。本発明の一実施形態において、第１減速比は、入力歯車８１０とモータシャフト２２０のギア部２２１とによって決定される減速比によって説明される。また、第２減速比は、内歯環と歯車部７００とによって決定される減速比によって説明される。ここで、図示の操舵補助装置３０は、ステアリングホイール回転入力部１２０による操舵力が、その歯車部１２１、シャフト部１２３を介してモータ３１とは反対側から減速機３２へ入力されるが、２段減速機である減速機３２の２段目にテアリングホイール回転入力部１２０による操舵力が入力されるよう構成することも可能である。

入力歯車８１０が回転すると、クランク軸８２０は、回転する。この結果、第１偏心部８２３及び第２偏心部８２４は、偏心回転する。この間、クランク軸受８４０を介して第１偏心部８２３に接続された第１トロコイド歯車７１０は、複数の内歯ピン５２０と噛み合いながら、外筒５００内で周回移動することができる。同様に、クランク軸受８４０を介して第２偏心部８２４に接続された第２トロコイド歯車７２０は、複数の内歯ピン５２０と噛み合いながら、外筒５００内で周回移動することができる。この結果、第１トロコイド歯車７１０及び第２トロコイド歯車７２０それぞれは、外筒５００内で、揺動回転を行うことができる。本実施形態において、クランク機構は、クランク軸８２０及び２つのクランク軸受８４０によって説明される。

クランク軸８２０は、第１ジャーナル８２１と、第２ジャーナル８２２と、第１偏心部８２３と、第２偏心部８２４と、を含む。第１ジャーナル８２１は、キャリア６００の基板部６１１によって取り囲まれる。第２ジャーナル８２２は、キャリア６００の端板部６２０によって取り囲まれる。２つのジャーナル軸受８３０のうち一方は、第１ジャーナル８２１と基板部６１１との間に配置される。２つのジャーナル軸受８３０のうち他方は、第２ジャーナル８２２と端板部６２０との間に配置される。加えて、上述の入力歯車８１０は、第２ジャーナル８２２に取り付けられる。

次に、図４に、本発明の一実施形態に係る操舵補助装置３０の断面図を示す。図４に基き、本発明の一実施形態に係る操舵補助装置３０につき説明する。なお、図２の操舵補助装置３０と共通の構成部分については詳細は省略する。

図示の操舵補助装置３０は、モータ３１と、減速機（偏心揺動減速機）３２とを備える。モータ３１は、筐体２１０と、モータシャフト２２０と、を含む。筐体２１０内には、一般的なモータに用いられる様々な部品（たとえば、コイルやステータコア）が配置される。本実施形態の原理は、筐体２１０内の特定の構造に限定されない。

図示の操舵補助装置３０は、減速機３２のモータ３１側を覆うようにケース５１が形成されている。図示の例では、モータ３１はケース５１に取り付けられている。

モータシャフト２２０は、減速機３２に向けて延出する。モータシャフト２２０の先端には、ギア部２２１が形成される。ギア部２２１は、減速機３２の歯車８１０に噛み合い、モ ータ４からトルク（駆動力）を受け取る。この結果、モータ３１が生成したトルクは、減速機３２へ伝達される。

一方、図示の操舵補助装置３０は、ケース６０に、ステアリングホイール１１からの回転が入力されるステアリングホイール回転入力部（入力回転軸）１２０が減速機３２の方向へ突出するようにして設けられ、当該ステアリングホイール回転入力部１２０による操舵力は、その歯車部１２１、シャフト部１２３を介してモータ３１とは反対側から減速機３２へ入力される。

図示の例では、図２の場合と異なり、操舵補助装置３０のケース５１に出力シャフト６が取り付けられている。取り付け方法は、図２のようにネジを締結することにより行ってもよいし、その他の方法で行っても構わない。このようにして、モータ３１の補助力及びステアリングホイール１１からの操舵力は、減速機３２によって出力された最終的な操舵力として、出力シャフト６へ出力され、操舵機構２０へ伝達される。

図２の場合と同様、図４の例においても、３つの駆動機構８００のそれぞれは、入力歯車８１０と、クランク軸８２０と、２つのジャーナル軸受８３０と、２つのクランク軸受８４０と、を含む。入力歯車８１０は、モータシャフト２２０のギア部２２１に噛み合い、モータ３１からトルクを受け取る。第１トロコイド歯車７１０及び第２トロコイド歯車７２０とは異なり、入力歯車８１０は、平歯車である。代替的に、入力歯車８１０として、他の種類の歯車部品が用いられてもよい。本実施形態の原理は、入力歯車８１０として用いられる特定の種類の歯車部品に限定されない。

また、図２の場合と同様、図４の例においても、ステアリングホイール回転入力部１２０による操舵力は、図２に示す歯車部１２１、シャフト部１２３を介してモータ３１とは反対側から減速機３２のクランク軸８２０へ入力される。

このように、減速機３２には、モータ３１からの駆動力に加えて、ステアリングホイール回転入力部１２０からの操舵力が入力され、その結果、減速機３２から１つの出力値が最終的な操舵力として出力される。このようにして、減速機からの最終出力を１系統として操舵機構に伝達することができるため、操舵補助装置の小型化が可能となる。

次に、図５に、本発明の一実施形態に係る操舵補助装置３０の断面図を示す。図５に基き、本発明の一実施形態に係る操舵補助装置３０につき説明する。

図示の操舵補助装置３０は、モータ３１と、減速機（偏心揺動減速機）３２とを備える。モータ３１は、筐体２１０と、モータシャフト２２０と、を含む。筐体２１０内には、一般的なモータに用いられる様々な部品（たとえば、コイルやステータコア）が配置される。本実施形態の原理は、筐体２１０内の特定の構造に限定されない。

図示の操舵補助装置３０は、減速機３２のモータ３１側を覆うようにケース５１が形成されている。図示の例では、モータ３１はケース５１に取り付けられている。

モータシャフト２２０は、減速機３２に向けて延出する。モータシャフト２２０の先端には、ギア部２２１が形成される。ギア部２２１は、減速機３２の歯車８１０に噛み合い、モータ３１からトルク（駆動力）を受け取る。この結果、モータ３１が生成したトルクは、減速機３２へ伝達される。

一方、図示の操舵補助装置３０は、ケース６０に、ステアリングホイール１１からの回転が入力されるステアリングホイール回転入力部（入力回転軸）１２０が減速機３２の側方へ突出するようにして設けられ、当該ステアリングホイール回転入力部１２０による操舵力は、入力回転軸（第１回転軸）１２０に配置される第１ベベルギヤ２０１、該第１べベルギヤ２０１と噛合う第２べベルギヤ２０２、アイドラギヤ２１１、インプットギヤ２１２、入力軸１３０を介して、減速機３２のクランク軸８２０へ入力される。

本発明の一実施形態に係る操舵補助装置３０は、ステアリングホイール回転入力部１２０による操舵力は、入力回転軸（第１回転軸）１２０に配置される第１ベベルギヤ２０１、該第１べベルギヤ２０１と噛合う第２べベルギヤ２０２を介して、減速機３２のクランク軸８２０へ入力されるよう構成してもよい。以上のようにして、前記運転者の操作による操作力が、ステアリングホイール回転入力部（入力回転軸）１２０から減速機３２のクランク軸８２０に伝達される。

このように、図５の例では、ステアリングホイール回転入力部１２０による操舵力は、減速機３２の側方から入力され、モータ３１とは反対側から減速機３２のクランク軸８２０へ入力される。減速機３２には、モータ３１からの駆動力に加えて、ステアリングホイール回転入力部１２０からの操舵力が入力され、その結果、減速機３２から１つの出力値が最終的な操舵力として出力される。このようにして、減速機からの最終出力を１系統として操舵機構に伝達することができるため、操舵補助装置の小型化が可能となる。

図示の例では、図２の場合と異なり、操舵補助装置３０のケース５１に出力シャフト６が取り付けられている。取り付け方法は、図２のようにネジを締結することにより行ってもよいし、その他の方法で行っても構わない。このようにして、モータ３１の補助力及びステアリングホイール１１からの操舵力は、減速機３２によって出力された最終的な操舵力として、出力シャフト６へ出力され、操舵機構２０へ伝達される。

図２、４の場合と同様、図５の例においても、３つの駆動機構８００のそれぞれは、入力歯車８１０と、クランク軸８２０と、２つのジャーナル軸受８３０と、２つのクランク軸受８４０と、を含む。入力歯車８１０は、モータシャフト２２０のギア部２２１に噛み合い、モータ３１からトルクを受け取る。第１トロコイド歯車７１０及び第２トロコイド歯車７２０とは異なり、入力歯車８１０は、平歯車である。代替的に、入力歯車８１０として、他の種類の歯車部品が用いられてもよい。本実施形態の原理は、入力歯車８１０として用いられる特定の種類の歯車部品に限定されない。なお、減速機３２の構成部材、動作は図２、３でその詳細を説明したため、ここではこれ以上の詳細は省略する。

また、前述の通り、ステアリングホイール回転入力部１２０による操舵力は、入力回転軸（第１回転軸）１２０に配置される第１ベベルギヤ２０１、該第１べベルギヤ２０１と噛合う第２べベルギヤ２０２を介して減速機の側方から減速機３２のクランク軸８２０へ入力される。

このように、減速機３２には、モータ３１からの駆動力に加えて、ステアリングホイール回転入力部１２０からの操舵力が入力され、その結果、減速機３２から１つの出力値が最終的な操舵力として出力される。このようにして、減速機からの最終出力を１系統として操舵機構に伝達することができるため、操舵補助装置の小型化が可能となる。

次に、図６に、本発明の一実施形態に係る操舵補助装置３０の断面図を示す。図６に基き、本発明の一実施形態に係る操舵補助装置３０につき説明する。

図示の操舵補助装置３０は、モータ３１と、減速機（偏心揺動減速機）３２とを備える。モータ３１は、筐体２１０と、モータシャフト２２０と、を含む。筐体２１０内には、一般的なモータに用いられる様々な部品（たとえば、コイルやステータコア）が配置される。本実 施形態の原理は、筐体２１０内の特定の構造に限定されない。

図示の操舵補助装置３０は、減速機３２のモータ３１側に開口するケース５１が形成されている。図示の例では、モータ３１はケース５１に取り付けられている。

モータシャフト２２０は、減速機３２に向けて延出する。モータシャフト２２０の先端には、ギア部２２１が形成される。ギア部２２１は、減速機３２の歯車８１０に噛み合い、モータ３１からトルク（駆動力）を受け取る。この結果、モータ３１が生成したトルクは、減速機３２へ伝達される。

一方、図示の操舵補助装置３０は、ステアリングホイール１１からの回転が入力されるステアリングホイール回転入力部（入力回転軸）１２０が減速機３２のモータとは反対側から横方向へ突出するようにして設けられ、当該ステアリングホイール回転入力部１２０による操舵力は、入力回転軸（第１回転軸）１２０から、増速機として構成される歯車機構３０１、直交機構（べベルギヤ）３０２、モータと連結されている入力軸１３０、平歯車２２１を介して、減速機３２のクランク軸８２０へ入力される。

また、ステアリングホイール回転入力部１２０による操舵力は、入力回転軸（第１回転軸）１２０から、増速機として構成される歯車機構３０１、モータと連結されている入力軸１３０、平歯車２２１を介して、減速機３２のクランク軸８２０へ入力されるよう構成されてもよい。

図６の例では、ステアリングホイール回転入力部１２０による操舵力は、減速機３２のモータ３１とは反対側から横方向に入力され、直行機構（ベベルギヤ）３０２により垂直に変更され、減速機３２のクランク軸８２０へ入力される。減速機３２には、モータ３１からの駆動力に加えて、ステアリングホイール回転入力部１２０からの操舵力が入力され、その結果、減速機３２から１つの出力値が最終的な操舵力として出力される。

このようにして、減速機からの最終出力を１系統として操舵機構に伝達することができるため、操舵補助装置の小型化が可能となる。また、ステアリングホイール１１からの回転入力を増速して減速機３２へ繋げることにより、従来の速比のまま出力シャフトへ伝達することができ、操作性を失わず安全性を確保することができる。

図示の例では、操舵補助装置３０のケース５０に出力シャフト６が取り付けられている。取り付け方法は、図２のようにネジを締結することにより行ってもよいし、その他の方法で行っても構わない。このようにして、モータ３１の補助力及びステアリングホイール１１からの操舵力は、減速機３２によって出力された最終的な操舵力として、出力シャフト６へ出力され、操舵機構２０へ伝達される。

図６の例においても、３つの駆動機構８００のそれぞれは、入力歯車８１０と、クランク軸８２０と、２つのジャーナル軸受８３０と、２つのクランク軸受８４０と、を含む。入力歯車８１０は、モータシャフト２２０のギア部２２１に噛み合い、モータ３１からトルクを受け取る。第１トロコイド歯車７１０及び第２トロコイド歯車７２０とは異なり、入力歯車８１０は、平歯車である。代替的に、入力歯車８１０として、他の種類の歯車部品が用いられてもよい。本実施形態の原理は、入力歯車８１０として用いられる特定の種類の歯車部品に限定されない。なお、減速機３２の構成部材、動作は図２、３でその詳細を説明したため、ここではこれ以上の詳細は省略する。

また、前述の通り、ステアリングホイール回転入力部１２０による操舵力は、入力回転軸（第１回転軸）１２０から、増速機として構成される歯車機構３０１、直交機構（べベルギヤ）３０２、入力軸１３０、平歯車２２１を介して、減速機３２のクランク軸８２０へ入力される。

減速機３２には、モータ３１からの駆動力に加えて、ステアリングホイール回転入力部１２０からの操舵力が入力され、その結果、減速機３２から１つの出力値が最終的な操舵力として出力される。このようにして、減速機からの最終出力を１系統として操舵機構に伝達することができるため、操舵補助装置の小型化が可能となる。また、ステアリングホイール１１からの回転入力を増速して減速機３２へ繋げることにより、従来の速比のまま出力シャフトへ伝達することができ、操作性を失わず安全性を確保することができる。

以上が本発明の例示的な実施形態の説明である。上述の様々な実施形態は、上記に説明したものに限定されず、様々な操舵装置に適用可能である。上述の様々な実施形態のうち１つに関連して説明された様々な特徴のうち一部が、他のもう１つの実施形態に関連して説明された操舵装置に適用されてもよい。

１ 操舵装置
６ 出力シャフト
１０ 操作部
１１ ステアリングホイール
１２ ステアリングシャフト
１３ 減速機用連結棒
２０ 操舵機構
２１ 制御部
２２ トルクセンサ
２３ 制御装置
３０ 操舵補助装置
３１ モータ
３２ 減速機

Claims (12)

1. 入力されるモータの駆動力を減速して出力する減速機を備え、人の操作による操作力が前記減速機に入力され減速されることを特徴とする補助装置。
2. 前記減速機は２段減速機であり、該２段減速機の２段目に前記人の操作による操作力が入力される、請求項１に記載の補助装置。
3. 前記減速機は、クランク軸と、揺動歯車と、を備え、該クランク軸に前記人の操作による操作力が入力される、請求項１に記載の補助装置。
4. 前記人の操作による操作力により回転される第１回転軸と、該第１回転軸に配置された第１歯車と、該第１歯車と噛合うと共に前記クランク軸に配置された第２歯車と、を備えた、請求項３に記載の補助装置。
5. 前記減速機の出力が伝達される出力シャフトを備え、該出力シャフトに前記モータが固定された、請求項４に記載の補助装置。
6. 前記人の操作による操作力により回転される第１回転軸と、該第１回転軸に配置された第１べベルギヤと、該第１べベルギヤと噛合う第２べベルギヤとを備え、該第２ベベルギヤは、前記クランク軸に接続され、前記運転者の操作による操作力が該クランク軸に伝達される、請求項３に記載の補助装置。
7. 前記減速機は、アイドラギヤと、インプットギヤとを備え、該第２ベベルギヤは、該アイドラギヤと該インプットギヤとを介して、前記クランク軸に接続される、請求項６に記載の補助装置。
8. 前記減速機は、２段減速機であり、該２段減速機の１段目に前記人の操作による操作力が入力される、請求項１に記載の補助装置。
9. 前記減速機は、前記モータに連結される第２回転軸と、
   該第２回転軸に固定された入力歯車と、
   該入力歯車と噛合う第３歯車と、
   該第３歯車が固定されたクランク軸と、
   該クランク軸によって揺動運動される揺動歯車と、
   該揺動歯車が噛合う内歯と、を備え、
   前記第２回転軸に前記人の操作による操作力が入力される、請求項１に記載の補助装置。
10. 前記人の操作による操作力により回転される第１回転軸を備え、
    該第１回転軸と前記第２回転軸とが、増速機を介して接続される、請求項９に記載の補助装置。
11. 前記増速機の出力側と前記第２回転軸とが、直交機構を介して接続される、請求項１０に記載の補助装置。
12. 前記補助装置は、ステアリング機構に用いられる、請求項１から１１までのいずれか１項に記載の補助装置。

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