(57)【要約】【課題】  操舵アシスト機構に用いる減速機を、高出力（高減速）且つコンパクトとする。【解決手段】  電動パワーステアリング装置の減速機４０を、電動モータ３０の出力速度を減速して出力する出力要素（ウォームホイール４１２）を有するウォーム減速機４１と、このウォーム減速機４１の出力速度をさらに減速して出力する遊星歯車式減速機４２とを備える２段の減速機として構成した。このように電動モータ３０の回転速度を２つの減速機で２段階に減速することによって、高出力化（高減速化）が達成される。また、遊星歯車式減速機４２の減速要素（サンギヤ、プラネタリギヤ、キャリアなど）をウォーム減速機４１のウォームホイール４１２の内部に配するように構成しているので、コンパクト化が達成される。【選択図】  図２
2007112397.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵ハンドルの操舵操作に基づいて操舵力を発生する電動モータを備えた車両の操舵装置において、
前記電動モータの出力回転速度を減速して出力する出力要素を有する第１減速機と、
前記第１減速機の出力速度を減速して出力するとともに、減速要素が前記出力要素の内部に配された第２減速機と
を備えることを特徴とする車両の操舵装置。
【請求項２】
請求項１に記載した車両の操舵装置において、前記第２減速機は、リングギヤ、サンギヤ、プラネタリギヤおよびキャリアを有する遊星歯車式減速機であり、前記出力要素と前記リングギヤとが一体に形成されていること特徴とする車両の操舵装置。
【請求項３】
請求項２に記載した車両の操舵装置において、前記第１減速機はウォームとウォームホイールを備えたウォーム減速機であり、前記ウォームホイールが前記出力要素であることを特徴とする車両の操舵装置。
【請求項４】
請求項２に記載した車両の操舵装置において、前記第１減速機は、駆動プーリ、従動プーリ及び前記駆動プーリの駆動力を前記従動プーリに伝達する駆動ベルトを備えたプーリ式減速機であり、前記従動プーリが前記出力要素であることを特徴とする車両の操舵装置。
【請求項５】
請求項２に記載した車両の操舵装置において、前記第１減速機は、駆動歯車及びこの駆動歯車に噛み合う従動歯車を備えた歯車式減速機であり、前記従動歯車が前記出力要素であることを特徴とする車両の操舵装置。
【請求項６】
請求項３に記載した車両の操舵装置において、前記ウォームホイールは、外周に外歯が樹脂で形成されているとともに、内周に内歯が金属で形成されていることを特徴とする車両の操舵装置。
【請求項７】
請求項２〜６のいずれか１項に記載した車両の操舵装置において、前記遊星歯車式減速機は、前記リングギヤが入力要素であり、前記サンギヤが固定要素であり、前記キャリアが出力要素であり、前記プラネタリギヤから前記サンギヤに伝達される回転トルクが所定以上の場合に前記サンギヤを回転可能とするトルク制限装置を備えることを特徴とする車両の操舵装置。
【請求項８】
請求項３〜７のいずれか１項に記載した車両の操舵装置において、前記プラネタリギヤは、はす歯歯車であることを特徴とする車両の操舵装置。
【請求項９】
請求項３に記載の車両の操舵装置において、前記ウォームと前記ウォームホイールとの噛み合い状態を調整する噛み合い調整手段を有することを特徴とする車両の操舵装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の車両の操舵装置において、前記噛み合い調整手段は、前記ウォームと前記ウォームホイールとが近接する方向に前記ウォームホイールを付勢するウォームホイール付勢手段と、前記ウォームホイール付勢手段を支持するホルダーとを備えることを特徴とする車両の操舵装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の車両の操舵装置において、前記ウォームホイール付勢手段は、前記リングギヤの内周に当接する当接部材と、前記当接部材に一端側が連結されるとともに前記ウォームが配置されている方向に延びて配設されたロッドと、前記ロッドの一端側から他端側に向かって前記ロッドを付勢するロッド付勢部材とを有することを特徴とする車両の操舵装置。
【請求項１２】
請求項９に記載の車両の操舵装置において、前記ウォームと前記ウォームホイールとの相対的な配置状態を保持する保持手段を有することを特徴とする車両の操舵装置。
【請求項１３】
請求項３に記載の車両の操舵装置において、前記プラネタリギヤは、軸方向断面形状が台形となる円錐台形形状とされ、前記プラネタリギヤを前記円錐台形状の大径部から小径部に向かう軸方向に付勢するプラネタリギヤ付勢手段を有することを特徴とする車両の操舵装置。
【請求項１４】
請求項３に記載の車両の操舵装置において、前記キャリアは、前記第２減速機の出力が伝達される出力対象物に、所定範囲で相対回転可能に連結されることを特徴とする車両の操舵装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の車両の操舵装置において、前記キャリアと前記出力対象物とは、弾性変形可能な弾性体を介して連結されていることを特徴とする車両の操舵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の操舵装置に係り、特に、操作ハンドルの操舵操作に基づいて操舵力を発生する電動モータを備えた車両の操舵装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、操舵ハンドルの操舵操作をアシストするためのアクチュエータを備え、操舵ハンドルの操舵操作に応じた転舵輪の転舵をアシストする装置、いわゆるパワーステアリング装置を有する車両の操舵装置が知られている。パワーステアリング装置としては、油圧アクチュエータによりアシストトルクを発生する油圧パワーステアリング装置や、電動モータによりアシストトルクを発生する電動パワーステアリング（ＥＰＳ）装置が知られている。特に近年は、車両搭載性や燃費向上の観点から、電動パワーステアリング装置が注目されてきている。
【０００３】
また、操舵ハンドルと転舵輪とが機械的に切り離され、転舵輪に機械的に連結した転舵用モータと、操舵ハンドルに機械的に連結したハンドル用モータとを駆動制御回路により駆動制御することで、操舵ハンドルの操作に応じて転舵輪を転舵可能とするシステム、いわゆるステアバイワイヤシステムも開発されてきている。このステアバイワイヤシステムにおいても、操舵アクチュエータとして電動モータが使用される。
【０００４】
電動パワーステアリング装置またはステアバイワイヤシステムにおいては、電動モータの出力軸の回転速度を減速機で減速した上で、出力対象であるステアリングシャフトやラックバー、または転舵輪などに駆動力を伝達している。電動パワーステアリング装置やステアバイワイヤシステムに用いられる減速機は、高出力（高減速）化が要求されており、このため複数の減速機を直列に連結した多段タイプの減速機が従来から提案されている。例えば、特許文献１においては、減速機を２段タイプのものとして構成し、１段目の減速機に遊星歯車式減速機を用い、２段目の減速機にボールネジ機構の減速機を使用したものが記載されている。また、特許文献２においては、１段目の減速機にプーリ及びベルトを使用したプーリ式減速機を用い、２段目の減速機にウォームとウォームホイールとを使用したウォーム減速機を使用したものが記載されている。
【特許文献１】特開２００４−２１７０４６号公報
【特許文献２】特開２００４−３３８５５３号公報
【０００５】
上記した特許文献１および２に記載の減速機は、いずれも２段タイプの減速機であり、高出力化は達成できるものの、２つの減速機を組み合わせたものであるため、減速機が大型化するという問題がある。また、このような大型化により、車両搭載性が悪いという問題がある。
【発明の開示】
【０００６】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、操舵ハンドルの操舵操作に基づいて操舵力を発生する電動モータからの出力回転速度を減速させる減速機であって、高出力化（高減速化）が達成可能であるとともに、コンパクトに構成できて車両搭載性も良好な減速機を有する車両の操舵装置を提供することを技術的課題とする。
【０００７】
上記課題を達成するために、本発明は、操舵ハンドルの操舵操作に基づいて操舵力を発生する電動モータを備えた車両の操舵装置において、前記電動モータの出力回転速度を減速して出力する出力要素を有する第１減速機と、前記第１減速機の出力速度を減速して出力するとともに、減速要素が前記出力要素の内部に配された第２減速機とを備えるものとした。
【０００８】
上記発明によれば、減速機を第１減速機と第２減速機とを備える多段タイプの減速機としたので、高出力化（高減速化）が達成可能となる。また、第２減速機の減速要素が第１減速機の出力要素の内部に配されているので、単純に２つの減速機を連結させた従来の多段タイプの減速機よりもコンパクトに構成することができる。このように、本発明は、高出力化とコンパクト化を両立した減速機を提供することができる。ここで、「出力要素」とは、減速機の構成要素の内、減速後の出力を外部に伝達する要素のことである。また、「減速要素」とは、減速機の構成要素の全部または一部の要素のことである。したがって、本発明においては、第２減速機の全てが第１減速機の出力要素の内部に配されていてもよく、また、第２減速機の一部が第１減速機の出力要素の内部に配されていてもよい。
【０００９】
また、「出力要素の内部に配された」とは、出力要素の外郭形状の内方に配置されたという意味であり、例えば出力要素が円筒状の外形をしている場合には、その円筒の内周側に配置されたという意味である。この場合、減速要素の一部分が出力要素の内部に配されたものであってもよい。出力要素の内部に配された部分があれば、コンパクト化に寄与し得るからである。
【００１０】
また、この場合において、第２減速機を、内歯を有するリングギヤと、このリングギヤの内方に同軸的に設けられるサンギヤと、リングギヤとサンギヤとの間に配置されるプラネタリギヤと、プラネタリギヤに取り付けられてプラネタリギヤの公転に伴って回転するキャリアとを有する遊星歯車式減速機とし、さらに第１減速機の出力要素とリングギヤとを一体に形成するものであるのがよい。遊星歯車式減速機は、リングギヤの内部に減速要素が収納されている。したがって、このような減速機を第２減速機とすることにより、第１減速機の出力要素の内部に容易に第２減速機の減速要素を配することができる。さらに、第１減速機の出力要素と第２減速機のリンギギヤとを一体に形成することで、両減速機の部品を一部共用することができる。このため、コスト低減及びさらなるコンパクト化を図ることができる。
【００１１】
さらにこの場合において、第１減速機を、ウォームと、このウォームに噛み合うウォームホイールとを備えたウォーム減速機で構成し、ウォームホイールを第１減速機の出力要素として第２減速機のリングギヤと一体的に形成するのがよい。ウォーム減速機の出力要素であるウォームホイールをリング形状とし、ウォームホイールの内周に内歯を形成することによって、ウォームホイールを第２減速機のリングギヤとしても使用することができる。このため、ウォームホイール兼用のリングギヤ内にプラネタリギヤやサンギヤなどの他の第２減速機の減速要素を配置でき、減速機のコンパクト化を図ることができる。
【００１２】
また、第１減速機を、駆動プーリと、従動プーリと、これらの駆動プーリと従動プーリとに巻き回されて駆動プーリの回転を従動プーリに伝達する駆動ベルトとを備えたプーリ式減速機とし、従動プーリを第１減速機の出力要素としてリングギヤと一体的に形成するようにしてもよい。この場合、従動プーリの内周にギヤを形成することにより、この従動プーリをリングギヤとしても使用できる。そして、このような従動プーリ兼用のリングギヤ内に第２減速機の他の減速要素を配置することにより、減速機のコンパクト化を図ることができる。
【００１３】
また、第１減速機を、駆動歯車及びこの駆動歯車に噛み合う従動歯車を備えた歯車式減速機とし、従動歯車を第１減速機の出力要素として、リングギヤと一体的に形成するようにしてもよい。この場合、従動歯車の内周に内歯を形成することにより、この従動歯車をリングギヤとしても使用できる。そして、このような従動歯車兼用のリングギヤ内に第２減速機の他の減速要素を配置することにより、減速機のコンパクト化を図ることができる。
【００１４】
また、第１減速機をウォーム減速機とし、第２減速気を遊星歯車式減速機とし、ウォーム減速機のウォームホイールと遊星歯車式減速機のリングギヤとを一体に形成する場合、ウォームホイールは、外周に形成される外歯を樹脂で形成し、内周に形成される内歯を金属で形成するのがよい。ウォームホイールの外歯を樹脂で形成することにより、ウォーム減速機で発生する歯打ち音の発生を効果的に防止または抑制することができる。さらに、リングギヤの内歯として使用されるウォームホイールの内歯を金属性とすることにより、このウォームホイールの剛性を高めることができる。
【００１５】
また、第２減速機を遊星歯車式減速機とし、且つ、リングギヤが入力要素、サンギヤが固定要素、キャリアが出力要素である場合に、プラネタリギヤからサンギヤに伝達される回転トルクが所定以上となったときにサンギヤを回転可能とするトルク制限装置を設けるとよい。遊星歯車式減速機においては、サンギヤを固定してリングギヤを入力要素とした場合、プラネタリギヤがサンギヤ上を転動してトルクを出力要素であるキャリアに伝達する。このとき、例えば出力要素であるキャリア側から大きなトルクが入力される、いわゆる逆入力が起こった場合には、この入力トルクがキャリアを通じてプラネタリギヤに伝達される。プラネタリギヤはこの逆入力トルクによって回転してリングギヤから第１減速機側にトルクを伝達しようとするが、第１減速機が例えばウォーム減速機のような逆入力に対する抵抗トルクが極めて大きいものであると、第１減速機は回転しない。その結果、プラネタリギヤはサンギヤとリングギヤで固定されて回転できない状況であるにもかかわらず、逆入力トルクが入力される状態となる。
【００１６】
これに対し、本発明では、トルク制限装置によってプラネタリギヤからサンギヤに伝達される回転トルクが所定以上の場合にサンギヤが回転可能となるように構成される。このため、上記の状態では、逆入力トルクが上記所定以上となると、プラネタリギヤとサンギヤとが回転する。このようにしてサンギヤを回転させて逆入力トルクを逃すようにしたため、所定以上のトルクが遊星歯車式減速機、第１減速機、さらには電動モータにかかることが防止され、これらを保護することができる。
【００１７】
また、第１減速機をウォーム減速機とし、第２減速機を遊星歯車式減速機とした場合には、第２減速機の減速要素であるプラネタリギヤをはす歯歯車とするのがよい。はす歯歯車は、歯スジがギヤの軸方向に対して傾いているので、相手のギヤとの噛み合い回転に伴い軸方向へのスラスト力を発生する。したがって、プラネタリギヤをはす歯歯車とした場合には、リングギヤにスラスト力が作用する。また、第１減速機がウォーム減速機である場合には、ウォームとウォームホイールとの噛み合い時にウォームホイールの軸方向へスラスト力が発生する。
【００１８】
したがって、リングギヤとウォームホイールとが一体に形成されている場合、上記２つのスラスト力がこのリングギヤ（ウォームホイール）に作用する。このため、プラネタリギヤのはす歯歯車のねじれ角を調整することで両スラスト力を相殺させれば、リングギヤ（ウォームホイール）に作用するスラスト力を低減でき、もしくはその発生自体を防止することができる。これにより、上記スラスト力に起因して発生する異音などを効果的に抑制し、またはその発生を防止することができる。
【００１９】
また、第１減速機をウォーム減速機とする場合には、ウォームとウォームホイールとの噛み合い状態を調整する噛み合い調整手段を設けるのがよい。噛み合い調整手段を設けることにより、ウォーム減速機の作動による磨耗や温度変化による寸法変化などによってバックラッシが変化しても、すぐさま噛み合い状態の調整をすることができる。このため、バックラッシの変化などによって第１減速機で生じる異音などの発生を効果的に防止することができる。
【００２０】
この場合において、噛み合い調整手段は、第１減速機のウォームとウォームホイールとが近接する方向にウォームホイールを付勢するウォームホイール付勢手段と、このウォームホイール付勢手段を支持するホルダーとを備えて構成するのがよい。さらに、上記ウォームホイール付勢手段としては、第２減速機のリングギヤの内周に当接する当接部材と、この当接部材に一端側が連結されるとともに、ウォームが配置されている方向に延設されたロッドと、このロッドの一端側（当接部材が連結されている側）から他端側に向かってロッドを付勢するばねなどのロッド付勢部材とを備えて構成するのがよい。
【００２１】
また、第１減速機をウォーム減速機とする場合には、ウォームとウォームホイールとの相対的な配置状態を保持する保持手段を設けるのがよい。一般的に減速機としてウォーム減速機を用いる場合、ウォームは減速機のハウジングなどに回転可能に支持される。このハウジングは、軽量化などのために減速要素とは異なった材質（例えばアルミニウム）で形成されることがある。このため、熱膨張などによってハウジングが変形すると、それに伴ってハウジングに支持されているウォームがウォームホイールに対して相対的に位置ずれを起こす。特に、ウォームとウォームホイールとの距離が長くなると、バックラッシが大きくなって異音が発生する。これに対し、本発明では、保持手段によってウォームとウォームホイールとの相対的な配置状態が保持されるので、両者の距離が長くなることはない。このため、熱膨張などによってハウジングが変形することに起因する異音の発生を効果的に防止することができる。
【００２２】
また、第２減速機を遊星歯車式減速機とする場合には、プラネタリギヤを、その軸方向断面が台形となる円錐台形形状とし、さらに、このプラネタリギヤを円錐台形形状の大径部から小径部に向かう軸方向に付勢するプラネタリギヤ付勢手段を設ける構成とするのがよい。プラネタリギヤを上記形状とし、且つ上記プラネタリギヤ付勢手段を設けることにより、プラネタリギヤはその噛み合い部分において相手側のギヤ（リングギヤ、サンギヤ）の噛み合い部分に押し付けられる力を得る。この押し付け力によって、各ギヤ間での噛み合いの調整を行うことができる。したがって、この噛み合い調整により、バックラッシの変化などによって第２減速機で生じる異音などの発生を効果的に防止することができる。
【００２３】
また、第２減速機を遊星歯車式減速機とする場合には、第２減速機の減速要素であるキャリアが第２減速機の出力要素となり、このキャリアが出力先となる出力対象（例えばステアリングシャフトやラックバー）に連結されるが、そのときに、キャリアが出力対象に対して所定量の範囲で相対回転可能となるように連結されるのがよい。このように連結すれば、出力対象側から初期回転トルクが入力されても、キャリアが出力対象に対して相対回転することによってこの初期回転トルクが吸収される。
【００２４】
電動パワーステアリング装置においては、操舵ハンドルの操舵操作に基づいて操舵操作をアシストするためのアシストトルクを発生する。しかし、ＥＣＵなどの制御装置が操舵操作を判断して電動モータを駆動させるまでには一定の時間が必要であり、このため操舵操作に対して一定の応答遅れが発生する。この場合において、第２減速機の出力要素であるキャリアが出力対象に固定的に連結されている場合は、操舵操作の開始時に上記応答遅れのためのアシストトルクが得られず、操舵感が悪くなるという問題がある。
【００２５】
この点につき、本発明では、キャリアが出力対象に対して所定量の範囲で相対変位可能となるように連結されているので、操舵操作の開始時であっても、操舵ハンドルの操舵操作にともなって出力対象（ステアリングシャフトやラックバー）は上記所定量の範囲で動作可能である。このため、操舵初期でも、アシストトルクが発生しているかいないかにかかわらず、少ないトルクで操舵ハンドルを操舵することができ、操舵感を向上させることができる。
【００２６】
この場合には、キャリアと出力対象とを、弾性体を介して連結するとよい。弾性体の弾性変形に対する復元力が操舵トルクとなり、操舵初期時に一定の操舵トルクを得ることができるため、操舵操作の安定性がより向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
（第一実施形態）
以下、本発明の第一実施形態について図１〜図３を用いて説明する。図1は、本実施形態および以下の全ての実施形態に係り、運転者による操舵操作に対してアシスト機能を有する車両の操舵装置の全体概略図である。
【００２８】
この車両の操舵装置は、操舵ハンドル１１に上端を一体回転するように接続したステアリングシャフト１２を備え、同シャフト１２の下端にはピニオンギヤ１３が一体回転するように接続されている。ピニオンギヤ１３は、ラックバー１４に形成されたラック歯と噛み合ってラックアンドピニオン機構を構成する。ラックバー１４の両端には左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２が操舵可能に接続されており、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２は、ステアリングシャフト１２の軸線回りの回転に伴うラックバー１４の軸線方向の変位に応じて左右に操舵される。ステアリングシャフト１２には、操舵をアシストするためのアシスト機構２０が接続されている。このアシスト機構２０は、電動モータ３０及び減速機４０を備えて構成される。電動モータ３０には、駆動回路２１が電気的に接続されている。この駆動回路２１は、電子制御ユニット２２の指令に基づいて電動モータ３０に駆動電流を出力する。
【００２９】
なお、本実施形態では、ステアリングシャフト１２にアシスト機構２０を取り付けて、ステアリングシャフト１２に操舵アシストのためのトルクを付与するコラムアシスト方式の電動パワーステアリング装置について説明するが、本発明は、この方式に限らず、ラックバー１４にトルクを付与するラックアシスト方式、ピニオンギヤ１３にトルクを付与するピニオンアシスト方式など、その他の電動パワーステアリング装置においても適用可能である。また、本発明は、電動パワーステアリング装置に限らず、電動モータを使用するステアバイワイヤ装置においても適用可能である。
【００３０】
電子制御ユニット２２は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭなどからなるマイクロコンピュータを主要構成部品とする。また、電子制御ユニット２２には、図示省略の操舵トルクセンサ、操舵角センサおよび車速センサからの操舵トルク、操舵角および車速が入力される。そして、電子制御ユニット２２は、これらの入力情報を基に、操舵ハンドル１１をアシストするためのアシスト制御プログラムを実行し、駆動回路２１を介して電動モータ３０を駆動制御する。
【００３１】
図２は、アシスト機構２０を示す概略図、図３は図２におけるＡ−Ａ部分断面概略図である。電動モータ３０は、操舵ハンドルの操舵操作をアシストするためのアクチュエータとして作用するものであり、図２および図３に示すように、本体部３１と、出力軸３２を有する。そして、本体部３１で発生する出力が出力軸３２に伝達されて、この出力軸３２から外部に回転トルクを出力する。
【００３２】
減速機４０は、電動モータ３０の出力回転速度を減速させるものであり、第１減速機としてのウォーム減速機４１と、第２減速機としての遊星歯車式減速機４２との２つの減速機を備え、両減速機が組み合わされた多段タイプの減速機とされている。第１減速機であるウォーム減速機４１は、ウォーム軸４１０と、ウォーム４１１と、ウォームホイール４１２とを備えている。ウォーム軸４１０は、電動モータ３０の出力軸３２と同軸的に配されており、図示しないカップリングなどによって、出力軸３２の回転が伝達される。また、ウォーム軸４１０は、その両端が、図示しない減速機４０のハウジングの内壁部分に回転可能に軸支されている。
【００３３】
ウォーム４１１は、外周にねじ４１１ａが形成されていて、ウォーム軸４１０に同軸的に、且つ一体回転可能に取り付けられている。ウォームホイール４１２は、中空円筒状に形成されており、その外周には、周方向に樹脂性の外歯４１２ａが形成されている。そして、この外歯４１２ａがウォーム４１１のねじ４１１ａに噛み合う状態で配設される。したがって、ウォーム４１１が回転すると、ウォームホイール４１２が減速されて回転する。本実施形態では、このウォームホイール４１２が、ウォーム減速機４１の出力要素となる。
【００３４】
一方、第２減速機としての遊星歯車式減速機４２は、リングギヤ４２１と、プラネタリギヤ４２２と、サンギヤ４２３と、キャリア４２４とを備えて構成されている。リングギヤ４２１は、ウォーム減速機４１のウォームホイール４１２と一体的に形成されている。つまり、ウォームホイール４１２の内周には、周方向に沿って金属性の内歯４２１ａが形成されており、この内歯４２１ａが、遊星歯車式減速機４２のリングギヤ４２１の歯として機能する。また、図２からわかるように、プラネタリギヤ４２２、サンギヤ４２３、及びキャリア４２４などの遊星歯車式減速機４２の減速要素は、ウォームホイール４１２の内周側に配設されている。そして、サンギヤ４２３がリングギヤ４２１の中央に配置され、３つのプラネタリギヤ４２２が等間隔でリングギヤ４２１とサンギヤ４２３との間に配置されている。
【００３５】
サンギヤ４２３は、リング形状を呈しており、その外周には外歯４２３ａが形成されている。サンギヤ４２３の内周側にはステアリングシャフト１２が挿通している。また、図３に示すように、サンギヤ４２３には、その一端面に固定ブラケット４２５が取り付けられ、この固定ブラケット４２５はハウジングに固設されている。したがって、サンギヤ４２３は、この固定ブラケット４２５に固定支持され、回転しないようにされている。
【００３６】
図３に示すように、ステアリングシャフト１２の外周には、キャリア４２４が取り付けられている。このキャリア４２４は、支持部４２４ａと、フランジ部４２４ｂと、ピン部４２４ｃからなる。支持部４２４ａは、ステアリングシャフト１２の外周に固定的に取り付けられている部分である。この支持部４２４ａからは、フランジ部４２４ｂがステアリングシャフト１２の径方向に広がって形成されている。本実施形態においてフランジ部４２４ｂは、図２に示すように略三角形状に形成されている。なお、図２においては、説明の便宜上、フランジ部４２４ｂを輪郭のみで表し、フランジ部４２４ｂの背面部分の構成が透過されるようにしている。
【００３７】
また、略三角形状のフランジ部４２４ｂの３つの各頂点付近からは、ピン部４２４ｃが立設されている。このピン部４２４ｃは、フランジ部４２４ｂからステアリングシャフト１２の軸方向に延びて形成されている。
【００３８】
プラネタリギヤ４２２は、図２に示すようにリングギヤ４２１とサンギヤ４２３との間のリング状空間に配設されており、サンギヤ４２３と同様にリング形状を呈している。プラネタリギヤ４２２の内周には、キャリア４２４のピン部４２４ｃがそれぞれ挿通されている。従って、各プラネタリギヤ４２２は、ピン部４２４ｃによって回転可能に支持される。また、プラネタリギヤ４２２の外周には外歯４２２ａが形成されている。この外歯４２２ａは、リングギヤ４２１の内歯４２１ａに噛み合うとともに、この噛み合い部分とは反対側の部分にて、サンギヤ４２３の外歯４２３ａとも噛み合っている。
【００３９】
また、本実施形態では、キャリア４２４の支持部４２４ａとステアリングシャフト１２との連結部に、樹脂やゴムなどの防振材が介在している。この防振材の介在により、電動モータ３０や減速機４０からの異音や振動がステアリングシャフト１２へ伝達されるのを防止または抑制している。
【００４０】
次に、上記のように構成した本実施形態の動作について説明する。電子制御ユニット２２は、イグニッションスイッチの投入により、アシスト制御プログラムを所定の短時間ごとに繰り返し実行し始める。そして、アシスト制御プログラムの実行により定められた指令値を駆動回路２１に出力する。駆動回路２１は、上記定められた指令値に従って、駆動電流を電動モータ３０に出力する。
【００４１】
これにより、電動モータ３０は、その出力軸３２に回転トルクを出力する。この回転トルクは、さらにウォーム軸４１０に伝達され、このウォーム軸４１０に取り付けられたウォーム４１１にも作用する。そして、ウォーム４１１とウォームホイール４１２との噛み合いにより、ウォーム減速機４１における１段目の減速が達成される。このウォーム減速機４１における減速比は、ウォーム４１１に形成されたねじ４１１ａの条数Ｚｗと、ウォームホイール４１２に形成された外歯４１２ａの歯数Ｚとの比Ｚｗ／Ｚにより決定される。なお、このウォーム減速機４１における減速時において、ウォームホイール４１２の外歯４１２ａが樹脂で形成されているため、ウォーム４１１との噛み合い時に発生する歯打ち音が大幅に低減され、または歯打ち音の発生が防止される。従って、異音の発生が効果的に防止される。
【００４２】
ウォーム減速機４１で減速された回転出力は、ウォーム減速機４１の出力要素であるウォームホイール４１２から出力される。このウォームホイール４１２は、遊星歯車式減速機４２のリングギヤ４２１と一体的に形成されているので、ウォームホイール４１２における回転出力がそのままリングギヤ４２１への入力となる。このようにしてリングギヤ４２１に入力された回転トルクは、リングギヤ４２１の内歯４２１ａに噛み合っているプラネタリギヤ４２２に伝達され、プラネタリギヤ４２２が回転する。また、プラネタリギヤ４２２はサンギヤ４２３とも噛み合っているが、サンギヤ４２３は固定ブラケット４２５によって回転不能（固定）とされている。したがって、プラネタリギヤ４２２は、リングギヤ４２１から回転トルクを得て自転するとともにサンギヤ４２３上を転動し、サンギヤ４２３の周りを公転する。
【００４３】
このようなプラネタリギヤ４２２の公転運動により、遊星歯車式減速機４２での減速が行われる。ここで、サンギヤ４２３の外歯４２３ａの歯数をＺａ、リングギヤ４２１の内歯４２１ａの歯数をＺｂとすると、（Ｚａ＋Ｚｂ）／Ｚａの比で、回転速度が減速される。そして、減速された回転が、プラネタリギヤ４２２を回転可能に支持しているピン部４２４ｃを経てキャリア４２４に伝達される。このキャリア４２４が、遊星歯車式減速機４２の出力要素とされて、減速された回転がキャリア４２４から出力される。キャリア４２４は、出力対象であるステアリングシャフト１２に連結されているので、この出力がステアリングシャフト１２に伝達される。これにより、ステアリングシャフト１２が電動モータ３０から回転トルクを得て、操舵操作をアシストする。
【００４４】
上記のように動作する本実施形態においては、電動パワーステアリング装置の減速機４０を、電動モータ３０の出力回転速度を減速して出力する出力要素（ウォームホイール４１２）を有する第１減速機としてのウォーム減速機４１と、このウォーム減速機４１の出力速度をさらに減速して出力する第２減速機としての遊星歯車式減速機４２とを備える２段の減速機として構成した。このように電動モータ３０の回転速度を２つの減速機で２段階に減速することによって、高出力化（高減速化）を達成している。また、遊星歯車式減速機４２の減速要素であるプラネタリギヤ４２２、サンギヤ４２３、キャリア４２４は、ウォーム減速機４１の出力要素であるウォームホイール４１２の内部に配置されている。具体的には、図３に示すように、円筒状のウォームホイール４１２の内周側の領域に、プラネタリギヤ４２２、サンギヤ４２３、およびキャリア４２４のピン部４２４ｃの一部が配設されている。このため、２段の減速機をコンパクトに構成している。よって、本実施形態の構成を採用することにより、高出力化（高減速化）が達成可能であるとともに、コンパクトに構成できて車両搭載性も良好な減速機を有する車両の操舵装置を提供することができる。
【００４５】
また、ウォーム減速機４１のウォームホイール４１２の外周に外歯４１２ａを形成するとともに、内周に内歯４２１ａを形成することにより、ウォームホイール４１２と遊星歯車式減速機４２のリングギヤ４２１とを一体的に形成し、両者を一つの部材で兼用している。このため、よりコンパクト化を図ることができるとともに、部品の共通化によるコスト低減をも図ることができる。さらに、ウォームホイール４１２の外歯４１２ａを樹脂で形成しているので、ウォーム４１１とウォームホイール４１２との噛み合い時に発生する歯打ち音を抑制することができる。また、ウォームホイール４１２（リングギヤ４２１）の内歯４２１ａを金属性としたので、外歯４１２ａを樹脂性にしてあっても、十分に剛性を確保することができる。
【００４６】
（第二実施形態）
次に、本発明の第二実施形態につき説明するが、本実施形態は、第２減速機である遊星歯車式減速機のサンギヤにトルク制限装置を取り付けた点に特徴を有し、その他の点については上記第一実施形態と同様の形態である。なお、以下の実施形態においては、既に説明した実施形態と同様の点に関しては同一符号を付してその具体的説明を省略し、相違する部分を中心に説明する。
【００４７】
図４は、本実施形態における減速機の部分断面概略図である。図からわかるように、本実施形態において、第２減速機である遊星歯車式減速機４２のサンギヤ４２３には、トルク制限装置４３が取り付けられている。このトルク制限装置４３は、一次部材４３１と二次部材４３２とに分割されている。一次部材４３１は、図からわかるようにステアリングシャフト１２の外周を覆うように円筒形状に形成されており、その一端面がサンギヤ４２３の端面に連結されている。二次部材４３２も、一次部材４３１と同様に円筒形状に形成され、その一端面が減速機ハウジング（図示省略）などに固定されている。そして、一次部材４３１の外周面が二次部材４３２の内周面に接する状態で、一次部材４３１が二次部材４３２の内周に挿通されている。
【００４８】
一次部材４３１と二次部材４３２とが重なり合っている部分では、両部材４３１，４３２の間で所定の押し付け力が発生している。このような押し付け力を発生するための手段としては、一次部材４３１及び／又は二次部材４３２をトレランスリングで構成する例が挙げられる。トレランスリングは、周方向に波型形状をした部分を持つリングであり、波型形状の部分が押圧されることで、所定の反力を発生するものである。この反力を押し付け力として利用することが可能である。また、二次部材４３２の内径を一次部材４３１の外径よりも小さくするとともに一次部材に軸方向にスリットを形成しておき、一次部材４３１を二次部材４３２内に挿通する際に一次部材を弾性変形させて挿通させ、この弾性変形に対する復元力で押し付け力を発生させることもできる。さらに、一次部材４３１の外周面及び／または二次部材４３２の内周面に摩擦材を取り付けたものであってもよい。
【００４９】
上述の押し付け力は、サンギヤ４２３が回転しようとする際の摩擦力を発生させ、この摩擦力が回転トルクに対する抵抗トルクとして作用する。従って、サンギヤ４２３に入力される回転トルクが、押し付け力による抵抗トルクを下回っていれば、サンギヤ４２３は回転せず、逆に上回っていれば、サンギヤ４２３は押し付け力に抗して回転する。
【００５０】
このようなトルク制限装置４３が取り付けられた遊星歯車式減速機４２において、ウォーム減速機４１のウォームホイール４１２兼用のリングギヤ４２１から入力された回転は、プラネタリギヤ４２２に伝達される。プラネタリギヤ４２２は、入力された回転トルクによって回転する。このとき、プラネタリギヤ４２２はサンギヤ４２３に回転トルクを伝達するが、通常では、伝達される回転トルクはトルク制限装置４３で発生している抵抗トルクよりも小さいものであるので、サンギヤ４２３は回転せず、固定される。このため、プラネタリギヤ４２２はサンギヤ４２３上で公転し、この公転によって減速がなされる。減速された回転は、出力要素であるキャリア４２４に伝達される。そして、最終的にキャリア４２４に連結したステアリングシャフト１２に回転が伝達され、操舵アシストが行われる。
【００５１】
一方、車輪が縁石などに衝突した場合には、その衝撃力がラックバーやステアリングシャフトに伝達され、さらに減速機側に入力される（このような入力を逆入力という）。逆入力が起こると、この入力トルクがキャリア４２４を通じてプラネタリギヤ４２２に伝達される。プラネタリギヤ４２２はこの逆入力トルクによって回転してリングギヤ４２１からウォーム減速機４１側にトルクを伝達しようとするが、ウォーム減速機４１はウォームホイール４１２側からの逆入力に対する抵抗トルクが極めて大きいため、ウォームホイール４１２によってウォーム４１１を回転させることはできない。その結果、プラネタリギヤ４２２は、サンギヤ４２３とリングギヤ４２１で固定されて回転できない状況であるにもかかわらず、逆入力トルクが入力される状態となる。
【００５２】
このような状態で、逆入力トルクがトルク制限装置４３で発生している抵抗トルクよりも大きくなると、サンギヤ４２３が回転可能となる。したがって、プラネタリギヤ４２２は、逆入力トルクによってサンギヤ４２３とともに回転する。このようにしてサンギヤ４２３が回転し、逆入力トルクがサンギヤ４２３の回転によって逃がされるため、過大なトルクが遊星歯車式減速機４２やウォーム減速機４１、さらには電動モータ３０にかかることが防止される。
【００５３】
このように、本実施形態は、第２減速機である遊星歯車式減速機４２を、リングギヤ入力、サンギヤ固定、キャリア出力の減速機構とし、且つ、所定トルク（抵抗トルク）以上の回転トルクがサンギヤ４２３に伝達されたときにサンギヤ４２３を回転可能とするトルク制限装置４３を設けた構成とした。したがって、逆入力が起こった場合など、抵抗トルク以上の回転トルクがプラネタリギヤ４２２を通じてサンギヤ４２３に伝達されたときに、サンギヤ４２３が回転して回転トルクを逃がすことができる。よって、過大な回転トルクが減速機４０及び電動モータ３０に加えられた場合にこれらを保護することができる。
【００５４】
（第三実施形態）
次に、本発明の第三実施形態につき説明するが、本実施形態は、第２減速機である遊星歯車式減速機のプラネタリギヤをはす歯歯車として、歯のねじれ角を適切に調整した点に特徴を有し、その他の点については上記第一実施形態と同様の形態である。
【００５５】
図５は、本実施形態にかかる減速機の部分断面概略図である。本実施形態においては、第２減速機である遊星歯車式減速機４２のプラネタリギヤ４２２がはす歯歯車とされている。プラネタリギヤ４２２をはす歯歯車とすると、プラネタリギヤ４２２が回転駆動する際に、軸方向にスラスト力Ｆｐ１が発生する。一方、リングギヤ４２１は、このスラスト力Ｆｐ１に対する反力として、スラスト力Ｆｐ２を受ける。また、ウォーム減速機４１のウォーム４１１とウォームホイール４１２との噛み合いにおいても、ウォームホイール４１２の回転方向へのトルクに加え、軸方向にもスラスト力Ｆｗが発生する。
【００５６】
ところで、第１減速機としてウォーム減速機４１を用いた場合、上述のようにスラスト力Ｆｗが発生するが、このスラスト力Ｆｗは、ウォームホイール４１２（リングギヤ４２１）に回転方向とは異なる方向（軸方向）に作用する。このため、スラスト力Ｆｗは、ウォームホイール４１２の噛み合い回転に影響を与え、異音の発生を誘発するおそれがある。これに対し、本実施形態では、スラスト力Ｆｗに加え、プラネタリギヤ４２２をはす歯歯車とすることによってスラスト力Ｆｐ１を発生させている。そして、このスラスト力Ｆｐ１の反力としてのスラスト力Ｆｐ２が、ウォームホイール４１２（リングギヤ４２１）に作用する。
【００５７】
従って、図に示すように、スラスト力Ｆｐ２とスラスト力Ｆｗとが逆方向で、且つ、略同じ力となるように、プラネタリギヤ４２２のはす歯のねじれ角を設定しておくことで、両スラスト力が相殺される。この相殺により、軸方向へ加わる力が低減し、異音の発生を効果的に防止することができる。なお、その他の構成、及び、操舵装置の作動、減速機の作動は、上記第一実施形態と同様であるので、その具体的説明は省略する。
【００５８】
（第四実施形態）
次に、本発明の第四実施形態につき説明するが、本実施形態は、リングギヤと一体に形成されたウォームホイールの外歯と内歯との位相差を適切に調整した点に特徴を有し、その他の点については上記第一実施形態と同様の形態である。
【００５９】
図６は、本実施形態にかかるウォームホイール４１２（リングギヤ４２１）を示す図である。図に示すように、このウォームホイール４１２（リングギヤ４２１）は、外歯４１２ａ及び内歯４２１ａを持つ。この外歯４１２ａと内歯４２１ａとは、位相角θ（図示角度θ参照）だけ位相をずらしてある。位相角θは、外歯４１２ａがウォームと噛み合うときのタイミングと、内歯４２１ａがプラネタリギヤと噛み合うときのタイミングとに基づいて適切に設定されている。
【００６０】
外歯４１２ａとウォームとが噛み合うときには、所定の周波数を持つ振動が発生する。また、内歯４２１ａとプラネタリギヤとが噛み合うときにも、所定の周波数を持つ振動が発生する。このようにウォームホイール４１２（リングギヤ４２１）の回転に伴い複数の原因を持つ振動が発生するため、これらの振動が共振した場合、大きな振動となる。このような共振を防止するために、本実施形態では、外歯４１２ａと内歯４２１ａとの位相を、位相角θだけずらしている。また、位相角θを、共振が起こらないように適切に設定し、大きな振動の発生を防止している。なお、位相角θは、外歯４１２ａの歯数、内歯４２１ａの歯数により変更されるため、一概に限定することはできないが、上記共振を防止する観点から設計される。なお、その他の構成、及び、操舵装置の作動、減速機の作動は、上記第一実施形態と同様であるので、その具体的説明は省略する。
【００６１】
（第五実施形態）
次に、本発明の第五実施形態につき説明するが、本実施形態は、第１減速機としてプーリ式減速機を用いた点に特徴を有し、その他の点については上記第一実施形態と同様の形態である。
【００６２】
図７は、本実施形態にかかる減速機の概略構成を示す図である。図において、減速機４０は、第１減速機としてのプーリ式減速機５１と、第２減速機としての遊星歯車式減速機４２との２つの減速機を備え、両減速機が組み合わされた多段タイプの減速機とされている。第１減速機であるプーリ式減速機５１は、駆動軸５１０と、駆動プーリ５１１と、従動プーリ５１２と、駆動ベルト５１３とを備えている。
【００６３】
駆動軸５１０は、図示しない電動モータの出力軸に同軸的に且つ一体回転可能に連結されている。駆動プーリ５１１は、外周に外歯５１１ａが形成されていて、駆動軸５１０に、同軸的且つ一体回転可能に取り付けられている。従動プーリ５１２は、図からわかるように駆動プーリ５１１よりも大きな外径とされ、外周に外歯５１２ａが形成されている。また、駆動プーリ５１１に形成された外歯５１１ａの歯数Ｎ１は、従動プーリ５１２に形成された外歯５１２ａの歯数Ｎ２よりも少なくされている。駆動ベルト５１３は、駆動プーリ５１１の外周と従動プーリ５１２の外周に巻き回されていて、両プーリをつなぎ、駆動プーリ５１１の回転を従動プーリ５１２に伝達可能としている。また、駆動ベルト５１３の内周面には内歯５１３ａが形成されている。この内歯５１３ａは、両プーリ５１１，５１２に形成された外歯５１１ａ、５１２ａと噛み合い可能な形状に形成される。
【００６４】
また、図からわかるように、従動プーリ５１２の内周は中空とされており、その中に、第２減速機である遊星歯車式減速機４２のプラネタリギヤ４２２、サンギヤ４２３、及びキャリア４２４が配置されている。また、従動プーリ５１２の内周面には、内歯４２１ａが形成されており、この内歯４２１ａが遊星歯車式減速機４２のリングギヤ４２１の歯として機能する。したがって、従動プーリ５１２は、遊星歯車式減速機４２のリングギヤ４２１と一体的に形成されている。
【００６５】
上記構成において、電動モータからの回転トルクが出力軸３２に伝達され、出力軸３２が回転トルクを出力する。この回転トルクは、出力軸３２に連結された駆動軸５１０に伝達され、さらに駆動軸５１０に一体的に取り付けられた駆動プーリ５１１に伝達され、駆動プーリ５１１が回転する。すると、この回転に伴って駆動プーリ５１１と噛み合っている駆動ベルト５１３も駆動する。駆動ベルト５１３の駆動により、駆動ベルト５１３と噛み合っている従動プーリ５１２も回転する。ここで、駆動プーリ５１１に形成された外歯５１１ａの歯数Ｎ１は、従動プーリ５１２の外歯５１２ａの歯数Ｎ２よりも少なくされているので、従動プーリ５１２における出力回転速度は、両プーリの歯数比Ｎ１／Ｎ２にしたがって減速されることになる。このようにして、第１減速機であるプーリ式減速機５１で１段目の減速が達成され、減速された回転出力が出力要素としての従動プーリ５１２から出力される。
【００６６】
上述のように、従動プーリ５１２とリングギヤ４２１とは一体的に形成され、その内周部にはリングギヤの歯として機能する内歯４２１ａが形成されている。従って、この従動プーリ５１２の回転が第２減速機である遊星歯車式減速機４２に伝達され、２段目の減速が行われる。なお、本実施形態における２段目の減速（遊星歯車式減速機４２による減速）は、上記第一実施形態と同一であるので、その説明は省略する。
【００６７】
上記のように動作する本実施形態においては、電動パワーステアリング装置に用いる減速機において、第１減速機を、駆動プーリ５１１、従動プーリ５１２及び駆動ベルト５１３を備えたプーリ式減速機５１として構成したので、簡易な構成で２段減速機を設計することができる。また、プーリ式減速機５１の出力要素である従動プーリ５１２内に第２減速機としての遊星歯車式減速機４２の減速要素を配設したので、コンパクトに構成することができる。また、従動プーリ５１２の内周に内歯４２１ａを形成することにより、従動プーリ５１２とリングギヤ４２１とを一体に形成しているので、部品点数の減らすことができ、コスト低減を図ることができる。
【００６８】
（第六実施形態）
次に、本発明の第六実施形態につき説明するが、本実施形態は、第１の減速機として歯車方式の減速機を用いた点に特徴を有し、その他の点については上記第一実施形態と同様の形態である。
【００６９】
図８は、本実施形態に係る減速機の概略構成を示す図である。図において、減速機４０は、第１減速機としての歯車式減速機６１と、第２減速機としての遊星歯車式減速機４２との２つの減速機を備え、両減速機が組み合わされた多段タイプの減速機とされている。第１減速機である歯車式減速機６１は、駆動軸６１０と、駆動歯車６１１と、従動歯車６１２とを備えている。
【００７０】
駆動軸６１０は、図示しない電動モータの出力軸に同軸的に且つ一体回転可能に連結されている。駆動歯車６１１は、外周に外歯６１１ａが形成されている。また、駆動歯車６１１は、駆動軸６１０に同軸的且つ一体回転可能に取り付けられている。従動歯車６１２は、図からわかるように駆動歯車６１１よりも大きな外径とされ、外周に外歯６１２ａが形成されている。駆動歯車６１１に形成された外歯６１１ａの歯数Ｍ１は、従動歯車６１２に形成された外歯６１２ａの歯数Ｍ２よりも少なくされている。そして、駆動歯車６１１の外歯６１１ａと従動歯車６１２の外歯６１２ａとが噛み合った状態で、両歯車が配置されている。
【００７１】
また、図からわかるように、従動歯車６１２の内周は中空とされており、その中に、第２減速機である遊星歯車式減速機４２のプラネタリギヤ４２２、サンギヤ４２３、及びキャリア４２４が配置されている。また、従動歯車６１２の内周面には、内歯４２１ａが形成されており、この内歯４２１ａが遊星歯車式減速機４２のリングギヤの歯として作用する。したがって、従動歯車６１２は、遊星歯車式減速機４２のリングギヤ４２１と一体的に形成されている。
【００７２】
上記構成において、電動モータからの回転トルクが出力軸３２に伝達され、出力軸３２が回転トルクを出力する。この回転トルクは、出力軸３２に取り付けられた駆動軸６１０に伝達され、さらに駆動軸６１０に一体的に取り付けられた駆動歯車６１１に伝達され、駆動歯車６１１が回転する。すると、この回転に伴って駆動歯車６１１と噛み合っている従動歯車６１２も回転する。ここで、駆動歯車６１１に形成された外歯６１１ａの歯数Ｍ１は、従動歯車６１２に形成された外歯６１２ａの歯数Ｍ２よりも少なくされているので、従動歯車６１２における出力回転速度は、両歯車の歯数比Ｍ１／Ｍ２にしたがって減速されることになる。このようにして、１段目の減速が達成され、減速された回転出力が出力要素としての従動歯車６１２から出力される。
【００７３】
上述のように、従動歯車６１２とリングギヤ４２１とは一体的に形成され、その内周にはリングギヤの歯として機能する内歯４２１ａが形成されている。従って、この従動歯車６１２の回転が第２減速機である遊星歯車式減速機４２に伝達され、２段目の減速が行われる。なお、本実施形態における２段面の減速は、上記第一実施形態と同一であるので、その説明は省略する。
【００７４】
上記のように動作する本実施形態においては、電動パワーステアリング装置に用いる減速機において、第１減速機を、駆動歯車６１１および従動歯車６１２を備えた歯車式減速機６１として構成したので、簡易な構成で２段減速機を設計することができる。また、歯車式減速機６１の出力要素である従動歯車６１２内に第２減速機としての遊星歯車式減速機の減速要素を配設したので、コンパクトに構成することができる。また、従動歯車６１２の内周に内歯４２１ａを形成することにより、従動歯車６１２とリングギヤ４２１とを一体化させてあるので、部品点数の減らすことができ、コスト低減を図ることができる。
【００７５】
（第七実施形態）
次に、本発明の第七実施形態につき説明するが、本実施形態は、第１減速機としてウォーム減速機を用い、このウォーム減速機のウォームとウォームホイールとの噛み合い力を調整する手段を設けた点に特徴を有し、その他の点については上記第一実施形態と同様の形態である。
【００７６】
図９は本実施形態に係る減速機の概略構成を示す部分断面図、図１０は図９におけるＢ方向矢視図である。図において、減速機４０は、第１減速機としてのウォーム減速機４１と、第２減速機としての遊星歯車式減速機４２との２つの減速機を備え、両減速機が組み合わされた多段タイプの減速機とされている。各減速機の具体的構成は、上記第一実施形態における減速機と同様であるので、その具体的説明は省略する。
【００７７】
また、図からわかるように、ウォーム減速機４１には、噛み合い力調整部材７０が取り付けられている。この噛み合い力調整部材７０は、ウォーム４１１のねじ４１１ａとウォームホイール４１２の外歯４１２ａとを押し付ける方向に一定の荷重をウォーム４１１及びウォームホイール４１２に付加することによって、両者の噛み合い状態を調整するためのものであり、支持リング７１と、ホルダー７２と、ロッド７３と、コイルスプリング７４と、調整ギヤ７５と、ストッパー７６とを備えて構成される。
【００７８】
図１０に示すように、支持リング７１は、第一支持リング７１ａと第二支持リング７１ｂとからなり、これらの支持リング７１ａ，７１ｂがウォーム軸４１０に取り付けられている。図からわかるように、２つの支持リング７１ａ，７１ｂは、ウォーム軸４１０に一体的に取り付けられているウォーム４１１の両端を跨ぐ状態でウォーム軸４１０に取り付けられている。また、支持リング７１ａ，７１ｂは、ウォーム軸４１０とは相対回転可能とされているとともに、図示しないブラケットなどによってハウジングなどに固定された状態とされている。したがって、ウォーム軸４１０が回転しても、これらの支持リング７１ａ，７１ｂは回転しないようになっている。
【００７９】
なお、図９からわかるように、本実施形態における噛み合い力調整部材７０は、支持リング７１の図示両側に対象的に構成されている。従って、以下の説明では、一方（図において右側）の構成のみ説明し、他方の構成の説明については省略する。
【００８０】
図９に示すように、支持リング７１からは、図において右方向に延びてホルダー７２が取り付けられている。このホルダー７２は、図１０に示すように、第一支持リング７１ａに一端が連結されるとともに、第二支持リング７１ｂに他端が連結されている。
【００８１】
ホルダー７２には、図９において上下方向に孔７２ａが貫通して形成されており、この孔７２ａには、ロッド７３が軸方向移動自在に挿通されている。このロッド７３は、その一端（図示下端）が調整ギヤ７５を支持しているともに、その他端（図示上端）側の外周にねじ部７３ａが形成されている。このねじ部７３ａには、ナット７６ａが螺合されている。また、ナット７６ａの図示下側にはワッシャー７６ｂがロッド７３を挿通させた状態で配設されている。そして、ワッシャー７６ｂの図示下側には、ロッド付勢部材としてのコイルスプリング７４が配設されている。
【００８２】
コイルスプリング７４は、図示下端がホルダー７２に当接しているとともに、図示上端がワッシャー７６ｂに当接している。従って、ロッド７３および、このロッド７３に連結された調整ギヤ７５は、コイルスプリング７４を介してホルダー７２に支持されている構造となっている。なお、ナット７６ａ及びワッシャー７６ｂが、コイルスプリング７４の他端を規制するストッパー７６としての役割を果たす。また、本実施形態のようにストッパー７６をナット７６ａとワッシャー７６ｂとで構成すれば、ナット７６ａをねじ部７３ａで回転させることによってロッド７３に対するナット７６ａの相対位置を調整することができる。この調整により、コイルスプリング７４で発生する弾性力を調整することもできる。
【００８３】
ロッド７３の下端に連結された調整ギヤ７５は、軸部７５ａと、歯車部７５ｂとを持つ。軸部７５ａは、一端側がロッド７３の下端部に回転可能に取り付けられているとともに、ウォームホイール４１２の軸方向に沿って延びて形成されている。そして、この軸部７５ａの他端側に歯車部７５ｂが、軸部７５ａと同軸的に取り付けられている。なお、ロッド７３、コイルスプリング７４及び調整ギヤ７５によって、本発明におけるウォームホイール付勢手段を構成する。
【００８４】
また、図に示すように、調整ギヤ７５の歯車部７５ｂは、ウォームホイール４１２と一体に形成されるリングギヤ４２１の内周に形成された内歯４２１ａに噛み合っている。したがって、リングギヤ４２１の回転に伴って調整ギヤ７５が回転する。また、図に示す状態では、コイルスプリング７４は自然長よりも短くされ、伸張力を発生するようにされている。したがって、このコイルスプリング７４の伸張力によって、ロッド７３は図９において上方向に常時付勢される。このため、ロッド７３に連結した調整ギヤ７５がウォームホイール４１２（リングギヤ４２１）を図示上方向に付勢し、ウォームホイール４１２がウォーム４１１に近づく方向に引き寄せられて、ウォーム４１１のねじ４１１ａとウォームホイール４１２の外歯４１２ａとが常に一定の荷重を受けた状態で噛み合うようにされる。このように、調整ギヤ７５は、ウォームホイール４１２（リングギヤ４２１）の内周に常時当接しているので、本発明における当接部材として働く。
【００８５】
このような状態で、電動モータ３０の出力軸３２が回転すると、それにともなってウォーム軸４１０およびウォーム４１１が回転し、ウォーム４１１の回転によりウォームホイール４１２が減速して回転する。このとき、噛み合い力調整部材７０によって、常に一定の荷重を受けた状態でウォームホイール４１２の外歯４１２ａとウォーム４１１のねじ４１１ａとの噛み合いがなされる。したがって、磨耗、加工誤差、雰囲気条件によってウォーム４１１とウォームホイール４１２との間のバックラッシが変化したり、またはこのバックラッシが設定値と異なって加工された場合であっても、噛み合い力調整部材７０によって歯間の隙間が調整される。このため、バックラッシの変化などにより異音（歯打ち音、摺動音など）が発生することを効果的に防止することができる。特に、ウォームホイール４１２の外歯４１２ａを樹脂で形成した場合、熱収縮や熱膨張によって寸法の変化が生じ、バックラッシが変化する場合があるが、このような場合であっても、噛み合い力調整部材７０によってバックラッシを調整することができる。なお、その他の構成や、操舵装置及び減速機の作動は、上記第一実施形態と同様であるので、その詳細な説明は省略する。
【００８６】
また、本実施形態の変形例として、図１１に示すような構成としてもよい。この構成は、図９に示すように支持リング７１の左右両側にコイルスプリング７４を設けるのではなく、片側のみにコイルスプリング７４を設ける例である。図１１の場合、図示右側のロッド７３１に支持された調整ギヤ７５１は、コイルスプリング７４の付勢力によって図示上方向に付勢される。また、コイルスプリング７４は、図示右側のホルダー７２１の右端を図示下方向へ付勢する。この付勢力は、支持リング７１を図において時計回転方向へ回動させる力として作用する。その結果、図示左側のホルダー７２２は、図示上方向に働く付勢力を受ける。この上方向に働く付勢力は、ホルダー７２２に固定的に連結された図示左側のロッド７３２にも作用し、さらに、ロッド７３２に支持された調整ギヤ７５２を上方向に付勢する力として作用する。このようにして、左右の調整ギヤ７５１，７５２が図示上方向に働く付勢力を受け、ウォーム４１１とウォームホイール４１２の噛み合い状態を調整する。
【００８７】
また、図１２に示すような構成としてもよい。この構成は、図１０における調整ギヤ７５の代わりに、軸部７７ａとローラ部７７ｂとを備えた調整ローラ７７を当接部材として設け、この調整ローラ７７がリングギヤ４２１の内周を転動するか、または摺動する構成である。この場合、図に示すように、調整ローラ７７の転動または摺動領域までは、リングギヤ４２１の内歯４２１ａが形成されていない構成とするのがよい。これらの変形例のように構成しても、噛み合い力調整部材７０は、上述の機能を十分に発揮する。
【００８８】
（第八実施形態）
次に、本発明の第八実施形態につき説明するが、本実施形態は、第１減速機としてウォーム減速機を用い、このウォーム減速機のウォームとウォームホイールとの距離を保持する保持手段を設けた点に特徴を有し、その他の点については上記第一実施形態と同様の形態である。
【００８９】
図１３は本実施形態に係る減速機の部分断面概略図である。図において、減速機４０は、第１減速機としてのウォーム減速機４１と、第２減速機としての遊星歯車式減速機４２との２つの減速機を備え、両減速機が組み合わされた多段タイプの減速機とされている。各減速機の具体的構成は、上記第一実施形態における減速機と同様であるので、その具体的説明は省略する。
【００９０】
また、図からわかるように、ウォーム減速機４１には、ウォーム４１１とウォームホイール４１２との距離を保持し、両者の位置関係を維持する保持部材８０が取り付けられている。この保持部材８０は、支持リング８１と、ホルダー８２と、固定ロッド８３と、保持ギヤ８４とを備えて構成される。支持リング８１及びホルダー８２の構成及びこれらの連結関係は、上記第七実施形態で説明した支持リング７１及びホルダー７２のものと同様であるので、その具体的説明は省略する。
【００９１】
ホルダー８２には、固定ロッド８３が連結されている。この固定ロッド８３は、その一端がホルダー８２に固定されているとともに、ホルダー８２から図示下方に延びて形成されている。そして、固定ロッド８３の他端には、保持ギヤ８４が接続されている。保持ギヤ８４は、軸部８４ａと、歯車部８４ｂとを持つ。軸部８４ａは、一端が固定ロッド８３の下端部に回転可能に取り付けられているとともに、ウォームホイール４１２の軸方向に沿って延びて形成されている。そして、この軸部８４ａの他端に歯車部８４ｂが、軸部８４ａと同軸的に取り付けられている。
【００９２】
また、図に示すように、保持ギヤ８４の歯車部８４ｂは、リングギヤ４２１（ウォームホイール４１２）の内周に形成された内歯４２１ａに噛み合うように配置されている。したがって、リングギヤ４２１の回転に伴ってこの保持ギヤ８４も回転する。また、保持ギヤ８４は、固定ロッド８３に連結されており、さらに固定ロッド８３はホルダー８２に取り付けられ固定されているため、保持ギヤ８４は上下に移動不能とされている。したがって、ウォーム４１１が図において上方向に移動しようとしても、保持ギヤ８４が干渉することにより、その移動が規制されるようになっている。
【００９３】
上記構成において、電動モータの出力軸３２が回転すると、それに伴ってウォーム軸４１０およびウォーム４１１が回転し、ウォーム４１１の回転によりウォームホイール４１２が回転する。このとき、保持部材８０によって、ウォーム４１１とウォームホイール４１２との位置関係が保持されているので、ウォーム４１１の図示上方向の移動、またはウォームホイール４１２の図示下方向の移動が規制される。このため、ウォーム４１１とウォームホイール４１２との配置関係が維持される。
【００９４】
本実施形態において、ウォーム軸４１０は、アルミニウムで形成されたハウジング（図示省略）に回転可能に支持されている。このため、保持部材８０を取り付けていない場合は、熱膨張などによってハウジングが変形すると、それに伴ってハウジングに支持されているウォーム軸４１０およびウォーム４１１がウォームホイール４１２に対して相対的に位置ずれを起こす。特に、ウォーム４１１とウォームホイール４１２とが離れていくと、バックラッシが大きくなるため異音が発生するおそれがある。これに対し、本実施形態では、保持部材８０によってウォーム４１１とウォームホイール４１２との相対的な配置状態が保持されるので、両者が離れて距離が長くなることはない。このため、熱膨張などによってハウジングが変形することに起因する異音の発生を効果的に防止することができる。
【００９５】
（第九実施形態）
次に、本発明の第九実施形態につき説明するが、本実施形態は、第２減速機としての遊星歯車式減速機のプラネタリギヤの形状を円錐台形形状とし、サンギヤ及びリングギヤをプラネタリギヤの形状に合う形状とし、さらにプラネタリギヤの上記円錐台形形状の大径部から小径部に向けて付勢した点に特徴を有し、その他の点については上記第一実施形態と同様の形態である。
【００９６】
図１４は、本実施形態に係る減速機の概略断面図である。図に示すように、第２減速機としての遊星歯車式減速機４２のプラネタリギヤ４２２は、軸方向断面形状が台形形状とされた円錐台形形状を呈しており、大径部（面積が大きい側の端面）４２２ｂ、小径部４２２ｃ（面積が小さい側の端面）及び、外径寸法が大径部４２２ｂから小径部４２２ｃに向かうにつれて先細りとなるテーパ面４２２ｄを持つ。そして、テーパ面４２２ｄにプラネタリギヤ４２２の外歯４２２ａが形成される。このため、プラネタリギヤ４２２と噛み合うリングギヤ４２１やの内周形状も、テーパ状とされている。同様に、プラネタリギヤ４２２と噛み合うサンギヤ４２３の外周形状も、テーパ状とされている。
【００９７】
また、プラネタリギヤ４２２の大径部４２２ｂ側には、ギヤ付勢手段８５が設けられている。このギヤ付勢手段８５は、キャリア４２４のピン部４２４ｃに支持されている。ギヤ付勢手段８５は、規制板８６とコイルスプリング８７とを備えて構成される。規制板８６は、平ワッシャのようなリング形状を呈しており、その中心孔８６ａをピン部４２４ｃが挿通している。
【００９８】
この規制板８６とプラネタリギヤ４２２の大径部４２２ｂとの間には、コイルスプリング８７が配設されている。コイルスプリング８７は、その一端が規制板８６に当接しているとともに、その他端がプラネタリギヤ４２２の大径部４２２ｂに当接しており、図に示す状態においては伸張力を発生するようにされる。このため、コイルスプリング８７の伸張力によって規制板８６はピン部４２４ｃの基端部分まで押しやられるとともにそこで規制される。一方、プラネタリギヤ４２２は、コイルスプリング８７の伸張力によって図示右方向に付勢される。このようにして、ギヤ付勢手段８５によって、プラネタリギヤ４２２がその大径部４２２ｂから小径部４２２ｃに向かう軸方向に付勢される。なお、本実施形態においては、付勢手段としてコイルスプリングを例示したが、その他のスプリングでもよいし、また、油圧、空気圧などによってギヤ付勢手段８５を構成してもよい。
【００９９】
プラネタリギヤ４２２がギヤ付勢手段８５によって図示右方向に付勢されると、この付勢力は、テーパ面４２２ｄにおいて、軸方向の力と径方向の力とに分解される。径方向に分解された力は、プラネタリギヤ４２２をリングギヤ４２１及びサンギヤ４２３に押し付ける力として作用する。この押し付け力により、プラネタリギヤ４２２とリングギヤ４２１との噛み合い、及び、プラネタリギヤ４２２とサンギヤ４２３との噛み合いが確保され、不要なガタやバックラッシュの変化を防止することができる。
【０１００】
特に、１つの遊星歯車式減速機でプラネタリギヤは複数個用いられる場合は、各プラネタリギヤの加工誤差によって、各プラネタリギヤにおける相手ギヤとのバックラッシュが異なる場合がある。本実施形態では、このような場合にも、上記押し付け力によって各プラネタリギヤにおける相手ギヤとのバックラッシュを均一にすることができ、バックラッシュの不均等さによる異音の発生も効果的に防止することができる。なお、その他の構成及び作動については、上記第一実施形態と同様であるので、その具体的説明は省略する。
【０１０１】
（第十実施形態）
次に、本発明の第十実施形態につき説明するが、本実施形態は、第２減速機としての遊星歯車式減速機のキャリアが、ステアリングシャフトに対して所定量だけ相対移動可能に連結されている点、及び、キャリアとステアリングシャフトとの間に弾性体を介在させている点に特徴を有し、その他の点については上記第一実施形態と同様の形態である。
【０１０２】
図１５は、本実施形態に係り、第２減速機としての遊星歯車式減速機４２のキャリア４２４と出力対象であるステアリングシャフト１２との連結部分の詳細構造を示す図である。図に示すように、ステアリングシャフト１２には、キャリア４２４の支持部４２４ａがステアリングシャフト１２の周方向に等間隔で３箇所の部分で連結されている。ステアリングシャフト１２には、キャリア４２４の支持部４２４ａに対面する部分に突起１２ａが設けられている。一方、支持部４２４ａは、この突起１２ａに対面する側に開口した凹部４２４ｄが形成されており、突起１２ａはこの凹部４２４ｄ内に入り込んでいる。したがって、ステアリングシャフト１２は、支持部４２４ａに対して凹部４２４ｄの開口長さＬで定められる範囲内において、回転可能とされている。また、凹部４２４ｄ内には弾性体としてのゴム部材８８が配設されている。そして、突起１２ａがこのゴム部材８８に埋め込まれることによって、ステアリングシャフト１２とキャリア４２４とが連結されている。
【０１０３】
凹部４２４ｄ内に配設されたゴム部材８８は、弾性変形しやすいものとされる。したがって、ステアリングシャフト１２が回転すると、その回転トルクが突起１２ａからまずゴム部材８８に伝達される。そして、ゴム部材８８は、弾性変形してその回転トルクを吸収する。このため、ゴム部材８８によって回転トルクが吸収されている間は、この回転トルクはキャリアには伝達されず、ステアリングシャフト１２は凹部４２４ｄ内で回転する。そして、ステアリングシャフト１２がゴム部材８８を弾性変形させながら回転を続け、突起１２ａが凹部４２４ｄの開口端に衝突すると、この開口端がストッパとして作用して、ステアリングシャフト１２の回転が規制される。
【０１０４】
上述の作動は、実際には、操舵者が操舵ハンドルを操舵する際の初期操作時に有効である。初期操作時には、応答遅れのために電動モータによる操舵アシストが遅れて作動する。このため、操舵ハンドルの操舵開始時には操舵アシストが得られず、操舵感が悪化する。この点につき、本実施形態においては、ステアリングシャフト１２とキャリア４２４とが凹部４２４ｄの開口長さＬで定められる範囲内において相対回転可能とされているので、キャリア４２４側から操舵アシストトルクが入力されているかいないかにかかわらず、ステアリングシャフト１２は軽いトルクで回転可能である。したがって、上記したような操舵感の悪化が起こることはない。
【０１０５】
さらに、本実施形態では、凹部４２４ｄ内に弾性体であるゴム部材８８を配設し、このゴム部材８８にステアリングシャフト１２の突起１２ａを埋め込むことによってステアリングシャフト１２とキャリア４２４とを連結している。このため、操舵開始時にステアリングシャフト１２がキャリア４２４に対して相対回転する際に、ステアリングシャフト１２は、ゴム部材８８が突起１２ａによって弾性変形されるときの復元力を反力トルクとして受ける。この反力トルクが操舵ハンドルを操作する上での適度な操舵トルクを発生させるため、操舵感がより向上する。なお、その他の構成及び作動については、上記第一実施形態と同様であるので、その具体的説明は省略する。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】本発明の実施形態に係り、運転者による操舵操作に対してアシスト機能を有する車両の操舵装置の全体概略図である。
【図２】本発明の第一実施形態に係り、アシスト機構２０を示す正面図である。
【図３】図２におけるＡ−Ａ部分断面概略図である。
【図４】本発明の第二実施形態に係り、サンギヤにトルク制限装置を取り付けた減速機の部分断面概略図である。
【図５】本発明の第三実施形態に係り、プラネタリギヤをはす歯歯車とした減速機の部分断面概略図である。
【図６】本発明の第四実施形態に係り、ウォームホイール（リングギヤ）の正面図である。
【図７】本発明の第五実施形態に係り、第一減速機としてプーリ式減速機を用いた減速機の概略構成を示す正面図である。
【図８】本発明の第六実施形態に係り、第一減速機として歯車式減速機を用いた減速機の概略構成を示す正面図である。
【図９】本発明の第七実施形態に係り、第一減速機に噛み合い力調整部材を設けた減速機の部分断面概略図である。
【図１０】図９におけるＡ方向矢視図である。
【図１１】第七実施形態の変形例の減速機の部分断面概略図である。
【図１２】第七実施形態の他の変形例の減速機の部分断面概略図である。
【図１３】第八実施形態に係り、第一減速機に保持部材を設けた減速機の部分断面概略図である。
【図１４】第九実施形態に係り、プラネタリギヤを円錐台形形状とした場合の減速機の部分断面概略図である。
【図１５】第十実施形態に係り、キャリアとステアリングシャフトとの連結部分の詳細図である。
【符号の説明】
【０１０７】
１１…操舵ハンドル、１２…ステアリングシャフト、１２ａ…突起、１３…ピニオンギヤ、１４…ラックバー、２０…アシスト機構、２１…駆動回路、２２…電子制御ユニット、３０…電動モータ、３１…本体部、３２…出力軸、４０…減速機、４１…ウォーム減速機、４１０…ウォーム軸、４１１…ウォーム、４１１ａ…ねじ、４１２…ウォームホイール、４１２ａ…外歯、４２…遊星歯車式減速機、４２１…リングギヤ、４２１ａ…内歯、４２２…プラネタリギヤ、４２２ａ…外歯、４２２ｂ…大径部、４２２ｃ…小径部、４２２ｄ…テーパ面、４２３…サンギヤ、４２３ａ…外歯、４２４…キャリア、４２４ａ…支持部、４２４ｂ…フランジ部、４２４ｃ…ピン部、４２４ｄ…凹部、４２５…固定ブラケット、４３…トルク制限装置、４３１…一次部材、４３２…二次部材、５１…プーリ式減速機、５１０…駆動軸、５１１…駆動プーリ、５１１ａ…外歯、５１２…従動プーリ、５１２ａ…外歯、５１３…駆動ベルト、５１３ａ…内歯、６１…歯車式減速機、６１０…駆動軸、６１１…駆動歯車、６１１ａ…外歯、６１２…従動歯車、６１２ａ…外歯、７０…押し付け力調整部材、７１…支持リング、７１ａ…第一支持リング、７１ｂ…第二支持リング、７２，７２１，７２２…ホルダー、７２ａ…孔、７３，７３１，７３２…ロッド、７３ａ…ねじ部、７４…コイルスプリング、７５，７５１，７５２…調整ギヤ、７５ａ…軸部、７５ｂ…歯車部、７６…ストッパー、７６ａ…ナット、７６ｂ…ワッシャー、７７…調整ローラ、７７ａ…軸部、７７ｂ…ローラ部、８０…保持部材、８１…支持リング、８２…ホルダー、８３…固定ロッド、８４…保持ギヤ、８４ａ…軸部、８４ｂ…歯車部、８５…ギヤ付勢手段、８６…規制板、８６ａ…中心孔、８７…コイルスプリング、８８…ゴム部材
【図１】
2007112397.tif 000003
【図２】
2007112397.tif 000004
【図３】
2007112397.tif 000005
【図４】
2007112397.tif 000006
【図５】
2007112397.tif 000007
【図６】
2007112397.tif 000008
【図７】
2007112397.tif 000009
【図８】
2007112397.tif 000010
【図９】
2007112397.tif 000011
【図１０】
2007112397.tif 000012
【図１１】
2007112397.tif 000013
【図１２】
2007112397.tif 000014
【図１３】
2007112397.tif 000015
【図１４】
2007112397.tif 000016
【図１５】
2007112397.tif 000017