(57)【要約】【課題】騒音とトルク変動を抑制すること。【解決手段】操作力を入力する操作入力軸１２と、操作入力軸１２に連結されたトーションバー１４と、入力軸３８と出力軸３４が減速機構に連結されて出力軸３４がトーションバー１４に連結された減速機１６と、減速機１６の入力軸３８に連結されて操作入力軸１２にハンドル３２の操作力に応じた反力を付与する反力モータ１８と、減速機１６の出力軸３４の軸角度を検出する角度センサ５４と、角度センサ５４の検出出力に基づいて反力モータ１８の駆動を制御する反力モータ駆動回路２４とを備え、角度センサ５４の検出角度を基にハンドル３２の操作力に応じた反力が操作入力軸１２に付与される過程で減速機１６が滑らかに回転する。【選択図】図１
2007245819.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力装置の電気信号によって、転舵装置を駆動する車両のステアバイワイヤシステムにおいて、操作力を入力する操作入力軸と、出力軸が前記操作入力軸に連結されたトラクション減速機と、前記トラクション減速機の入力軸に連結されて前記操作入力軸に前記操作力に応じた反力を付与する反力モータとを備えてなるステアバイワイヤシステムの入力装置。
【請求項２】
前記反力モータは、スロットレスモータまたはコアレスモータであることを特徴とする請求項１に記載のステアバイワイヤシステムの入力装置。
【請求項３】
入力装置の電気信号によって、転舵装置を駆動する車両の操舵装置において、操作力を入力する操作入力軸と、前記操作入力軸に連結されたトーションバーと、入力軸と出力軸が減速機構に連結されて前記出力軸が前記トーションバーに連結されたトラクション減速機と、前記トラクション減速機の入力軸に連結されて前記操作入力軸に前記操作力に応じた反力を付与する反力モータと、前記トラクション減速機の出力軸の軸角度を検出する第１の角度センサと、前記操作入力軸の軸角度を検出する第２の角度センサと、前記反力モータの軸角度を検出する第３の角度センサと、前記いずれかの角度センサの検出出力に基づいて前記反力モータの駆動を制御する反力モータ駆動回路とを備えてなるステアバイワイヤシステムの入力装置。
【請求項４】
外周面に転動面を有する入力軸と、前記入力軸と同軸で内周側に転動面を有する固定リングと、前記固定リングと前記入力軸との間に配置された第１転動面と前記第１転動面とは異なる直径を有する第２転動面を有し、前記入力軸の回りを自転しながら公転する複数の段付ローラーと、前記各段付ローラーの第２転動面に内接する転動面を有する出力軸とを備えてなるトラクションドライブ減速機。
【請求項５】
外径の相異なる複数の転動面を有する入力軸と、前記入力軸の一方の転動面を自転しながら公転する複数の第１ローラーと、前記入力軸の他方の転動面を自転しながら公転する複数の第２ローラーと、前記各第１ローラーに内接する転動面を有する固定リングと、前記各第１ローラーと前記各第２ローラーに回転可能に外嵌する軸状部材を有する遊星キャリアと、前記各第２ローラーに内接する出力軸とを備えてなるトラクションドライブ減速機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステアバイワイヤシステムの入力装置に関し、特に、ステアバイワイヤの技術を利用し、ステアリング装置の他、ロボット、産業機械、工作機械などの減速機に利用することができるステアバイワイヤシステムの入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ステアバイワイヤ（ＳＢＷ）の技術を利用したものとして、例えば、ステアリングホイールと、操舵輪に連結する舵取り機構とを機械的に分離したステアバイワイヤ方式の車両用操舵装置が知られている。車両用操舵装置は、ハンドル入力装置として、ステアリングホイールの操作力を入力する操作入力軸（操舵軸）と、操作入力軸に連結されたトーションバーと、減速機と、減速機に連結されて操作力に応じた反力を操作入力軸に付与する反力モータと、反力モータの駆動を制御する制御回路などを備えて構成されている。
【０００３】
この種の車両用操舵装置としては、減速機にギヤ付のものを用いたもの（特許文献１参照）、反力モータとして、スロット付モータを用いたもの（特許文献２参照）、舵角センサを３個設け、フェールセーフな構成としたもの（特許文献３参照）、さらに、操舵ハンドルの操舵位置を検出する操舵位置検出手段を反力アクチュエータ側に設けたもの（特許文献４参照）が提案されている。
【特許文献１】特許第２８１４３７５号公報
【特許文献２】特開２００４−１８２０６１号公報
【特許文献３】特許第３５７７１９０号公報
【特許文献４】特開２００４−３１４８９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
車両用操舵装置を構成するに際して、特許文献１に開示されているように、ギヤ付減速機と反力モータを用いた構成では、ギヤの騒音やギヤのトルク変動が課題となる。また、特許文献２に開示されているものは、ギヤを用いていないが、永久磁石によるロータとスロット（歯）付の鉄心ステータで反力モータを構成しているため、ロータやステータの円周方向の磁気的なむらにより、トルク変動（コギングトルク）が発生する恐れがある。すなわち、特許文献１と特許文献２に開示されているものでは、トルク変動による操作感の低下や騒音が課題となる。
【０００５】
一方、特許文献３に開示されているものは、３つの角度（舵角）センサを用いているので、フェールセーフを実現することはできるが、トルクセンサを別に用いなければならず、コストアップとなる。また特許文献４に開示されているものでも、騒音やトルク変動を抑制するには十分ではない。
【０００６】
本発明は、前記従来技術の課題に鑑みて為されたものであり、その目的は、騒音とトルク変動を抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するために、本発明は、入力装置の電気信号によって、転舵装置を駆動する車両のステアバイワイヤシステムにおいて、操作力を入力する操作入力軸と、出力軸が前記操作入力軸に連結されたトラクション減速機と、前記トラクション減速機の入力軸に連結されて前記操作入力軸に前記操作力に応じた反力を付与する反力モータとを備えてなるステアバイワイヤシステムの入力装置を構成したものである。
【０００８】
前記した手段によれば、操作力に応じた反力が操作入力軸に付与される過程でトラクション減速機が滑らかに回転するので、騒音とトルク変動を抑制することができる。
【０００９】
前記ステアバイワイヤシステムの入力装置を構成するに際しては、入力装置の電気信号によって、転舵装置を駆動する車両のステアバイワイヤシステムにおいて、操作力を入力する操作入力軸と、前記操作入力軸に連結されたトーションバーと、入力軸と出力軸が減速機構に連結されて前記出力軸が前記トーションバーに連結されたトラクション減速機と、前記トラクション減速機の入力軸に連結されて前記操作入力軸に前記操作力に応じた反力を付与する反力モータと、前記トラクション減速機の出力軸の軸角度を検出する角度センサと、前記角度センサの検出出力に基づいて前記反力モータの駆動を制御する反力モータ駆動回路とを備えたものを用いることができる。この場合、角度センサの検出角度を基に操作力に応じた反力が操作入力軸に付与される過程でトラクション減速機が滑らかに回転するので、騒音とトルク変動を抑制することができる。また、角度センサは、トラクション減速機の出力軸の回転角度を検出しているので、この角度センサの検出角度を基に減速比のずれやすべりを補正することができる。
【００１０】
角度センサとして、トラクション減速機の出力軸の軸角度を検出する第１の角度センサと、操作入力軸の軸角度を検出する第２の角度センサと、反力モータの軸角度を検出する第３の角度センサを設け、前記いずれかの角度センサの検出出力に基づいて反力モータの駆動を制御する構成を採用することで、３つの角度センサのいずれかが故障しても、健全な２つの角度センサの検出角度を基に反力モータの駆動を制御することができる。
【００１１】
また、反力モータとしては、コギングが発生しないコアレスモータまたはスロットレスモータを採用することで、滑らかな操作感を得ることができる。コアレスモータまたはスロットレスモータとは、ロータを回転させたときに磁気的な回転ムラ（トルク）を発生しないモータである。一般に、スロットレスモータは、ステータに磁性体からなる突極を設けていないモータであり、コアレスモータは、ロータに特別に鉄心を設けていないモータである。
【００１２】
また、コアレスモータは、ロータに鉄心を用いないため、ロータのイナーシャが小さい。そのため制御性が良く、ＳＢＷでは操作者に慣性感を与えずフィーリングもよくなる。ロータの慣性は装置入力軸から見ると、減速比の２乗に比例して増大する。そのため、減速比の大きい本願のトラクションドライブとコアレスモータの組合せは慣性特性の面からも効果がある。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、騒音とトルク変動を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の一実施例を示すステアバイワイヤシステムの入力装置の構成図である。図１において、ステアバイワイヤシステムの入力装置１０は、転舵装置を駆動する車両のステアバイワイヤシステム（操舵装置）の一要素として、操作入力軸１２、トーションバー１４、トラクション減速機１６、反力モータ１８、電子制御ユニット（ＥＣＵ）２０を備えており、電子制御ユニット２０は、演算回路２２、反力モータ駆動回路２４、転舵モータ駆動回路２６から構成され、転舵モータ駆動回路２６は転舵装置２８に接続されている。
【００１５】
操作入力軸１２は、軸状部材として、ハウジング３０内にその一部が挿入されてハウジング３０に回動自在に支持されているとともに、軸方向一端側がステアリングホイール（ハンドル）３２に連結され、ステアリングホイール３２の操作力を入力するようになっている。この操作入力軸１２の軸心側には、トーションバー１４が挿入されており、トーションバー１４は、その軸方向一端側が操作入力軸１２に連結され、軸方向他端側がトラクション減速機１６の出力軸（減速機出力軸）３４に連結されている。出力軸３４は、ハウジング３０に同軸状に連結された固定リング３６に回転自在に支持されており、出力軸３４の軸方向一端側は、トーションバー１４に連結され、出力軸３４の軸方向他端側は、固定リング３６内に収納されたローラー保持器４０、ケージアンドローラー４２、段付ローラー４４を介して、反力モータ１８のモータ軸を兼用する入力軸（減速機入力軸）３８に連結されている。
【００１６】
一方、反力モータ１８は、固定リング３６の軸方向端部に連結された筒状のケース４６内に収納されている。この反力モータ１８は、スロットレスのＤＣブラシレスモータとして、永久磁石４８、コイル５０、平滑鉄心５２を備えて構成されており、永久磁石４８が入力軸４８の外周面に固定され、永久磁石４８の外周側にコイル５０が装着されている。平滑鉄心５２は、ステータとして、ケース４６に固定されている。さらに、ケース４６内には、モータの軸角度を検出する角度センサ５４が設けられている。角度センサ５４は、例えば、ホールＩＣを用いて構成されており、角度センサ５４の検出出力は演算回路２２に入力されるようになっている。
【００１７】
また、センサとしては、出力軸３４の軸角度を検出する角度センサ５６が設けられているとともに、操作入力軸１２の軸角度を検出する角度センサ５８が設けられている。角度センサ５６、５８は、例えば、レゾルバを用いて構成されており、各角度センサ５６、５８の検出出力は演算回路２２に入力されるようになっている。
【００１８】
なお、出力軸３４には、トーションバー１４が折れたときあるいはトーションバー１４に過大入力が付与されてもトーションバー１４が折れないように角度差を規制するためのスプライン６０が出力軸３４とトーションバー１４との間に形成されているとともにセレーション６２が形成されている。
【００１９】
演算回路２２は、角度センサ５４、５６、５８の検出出力に基づいて反力モータ１８の駆動を制御するための演算を行うとともに、転舵装置２８からの転舵情報を基に転舵装置２８の駆動を制御するための演算を行い、演算結果を反力モータ駆動回路２４と転舵モータ駆動回路２６に出力するようになっている。反力モータ駆動回路２４は演算回路２２の演算結果を基に反力モータ１８の角度とトルクを制御し、操作入力軸１２の操作力に応じた反力を操作入力軸１２に付与するようになっている。一方、転舵モータ駆動回路２６は、演算回路２２の演算結果に基づいて転舵装置２８の駆動を制御するようになっている。転舵装置２８は転舵輪の転舵角を制御するようになっている。
【００２０】
このように、本実施例においては、減速機として、トラクション減速機１６を用いるとともに、反力モータ１８としてスロットレスＤＣブラシレスモータを用いているため、操作入力軸１２に操作力が入力され、操作力に応じてトラクション減速機１６が回転するとともに、反力モータ１８が回転する過程で、トラクション減速機１６が滑らかに回転し、滑らかな操作感を運転者に与えることができるとともに、ギヤやモータのブラシの音が発生することはなく、すなわち、コギングが発生するのを抑制することができる。
【００２１】
また、トラクション減速機１６は、高減速比を得ることができるようになっており、理論的には、無限大の減速比を作り出すことができ、実用的には、減速比２００程度までの大減速比で構成されている。この際、反力モータ１８のコギングトルクを無くすために、反力モータ１８としてスロットレスＤＣブラシレスモータを用いているため、モータ自身は大きなトルクを出すことは困難であっても、高減速比のトラクション減速機１６を用いることで、大きなトルクを得ることが可能になる。また操作入力軸１２の回転角度を検出する角度センサ５８の検出信号を利用することで、大減速した反力モータ１８のロータの慣性を補償することも可能である。
【００２２】
また、ステアバイワイヤシステムの入力装置１０としては、操作力を入力する操作入力軸１２と、出力軸３４が操作入力軸１２に連結されたトラクション減速機１６と、トラクション減速機１６の入力軸３８に連結されて操作入力軸１２に操作力に応じた反力を付与する反力モータ１８とを備えたもので構成することもできる。この場合、操作力に応じた反力が操作入力軸１２に付与される過程でトラクション減速機１６が滑らかに回転するので、騒音とトルク変動を抑制することができる。
【００２３】
次に、３つの角度センサ５４、５６、５８の検出出力に基づいて角度演算を行う演算回路２２の具体的構成を図２にしたがって説明する。
【００２４】
演算回路２２は、Ｒ／Ｄ変換部６４、６６、絶対角演算部６８、パルスカウンタ７０、トルク演算部７２、角度算出・スリップ・センサ異常検知部７４、スリップメモリ７６を備えて構成されており、Ｒ／Ｄ変換部６４は角度センサ５８に接続され、Ｒ／Ｄ変換部６６は角度センサ５６に接続され、絶対角演算部６８、パルスカウンタ７０はそれぞれ角度センサ５４に接続され、トルク演算部７２は転舵モータ駆動回路２６に接続され、角度算出・スリップ・センサ異常検知部７４は転舵モータ駆動回路２６と反力モータ駆動回路２４に接続されている。
【００２５】
角度センサ５４の検出出力は、振動数Ｎ１を示すＵＶＷパルス信号として、絶対角演算部６８とパルスカウンタ７０に入力されるようになっている。パルスカウンタ７０は角度センサ５４の検出によるＵＶＷパルスをカウントし、カウント数に応じてモータ軸角度を示す信号を角度算出・スリップ・センサ異常検知部７４に出力するようになっている。
【００２６】
角度センサ５６の検出出力はレゾルバ信号としてＲ／Ｄ変換部６６に出力され、Ｒ／Ｄ変換部６６は、レゾルバ信号をデジタル信号に変換し、このデジタル信号を出力軸３４の軸角度軸倍角Ｎ２を示す信号として絶対角演算部６８、トルク演算部７２、角度算出・スリップ・センサ異常検知部７４に出力するようになっている。絶対角演算部６８は、Ｒ／Ｄ変換部６６からの信号と角度センサ５４からの信号およびスリップメモリ７６に格納されたスリップ情報を基に入力軸３８の絶対角情報を生成し、生々した絶対角情報を角度算出・スリップ・センサ異常検知部７４に出力するようになっている。
【００２７】
角度センサ５８の検出出力はレゾルバ信号としてＲ／Ｄ変換部６４に入力されるようになっており、Ｒ／Ｄ変換部６４は、角度センサ５８の検出によるレゾルバ信号をデジタル信号に変換し、このデジタル信号を操作入力軸の軸角度軸倍角Ｎ３を示す信号としてトルク演算部７２と角度算出・スリップ・センサ異常検知部７４に出力するようになっている。
【００２８】
トルク演算部７２は、角度センサ５６、５８の検出による角度差、すなわちトーションバー１４の捩れ量に応じてトルクを演算し、この演算結果にしたがって操作入力トルク信号を操舵モータ駆動回路２６に出力するようになっている。なお、角度センサ５６、５８のいずれかが異常の場合には、トルク演算部７２は反力モータ駆動回路２４から反力モータ１８の電流を取り込んで入力トルクを推定し、この推定結果にしたがった操作入力トルク信号を生成し、生成した操作入力トルク信号を転舵モータ駆動回路２６に出力することで、センサの異常によっても制御に異常を来たさないようになっている。また角度センサ５６、５８の検出角度の角度差が大きく、スプライン６０により操作入力軸１２が規制されていると判断されたときでも、反力モータ１８の電流値に基づいてトルクを推定し、推定したトルクを基に操作入力トルク信号を生成することで、操作入力トルク信号を確実に転舵モータ駆動回路２６に出力することができる。
【００２９】
角度算出・スリップ・センサ異常検知部７４は、３つの角度センサ５４、５６、５８の検出出力に基づく信号と絶対角情報を基に出力軸３４の角度を演算し、この演算結果にしたがって出力軸角度を示す出力角度信号とモータ軸角度を示すモータ角度信号をそれぞれ反力モータ駆動回路２４に出力するようになっている。この際、角度算出・スリップ・センサ異常検知部７４は、３つの角度センサ５４、５６、５８の検出出力に相関関係があるか否かを判定し、各角度センサの出力の相関関係があるしきい値を超えて崩れた場合、多数決によりセンサが異常と判定し、角度異常情報をトルク演算部７２に出力するとともに、いずれかの角度センサに異常がある場合には、正常な角度センサの検出出力とトルク演算部７２から出力されるトルク情報を基に、出力軸３４の軸角度を演算するようになっている。さらに角度算出・スリップ・センサ異常検知部７４は、角度センサ５４の検出出力を、角度センサ５６の検出出力の値と減速比の値を利用して細分化し、この細分化されたモータ軸角度をモータ角度信号として反力モータ駆動回路２４に出力するとともに、角度センサ５６の検出出力に絶対角演算部６８の演算によって得られた絶対角情報を重畳して、出力軸３４の角度を示す出力角度信号を反力モータ駆動回路２４に出力するようになっている。これにより、反力モータ駆動回路２４は、モータ角度信号と出力角度信号を利用して反力モータ１８の角度とトルクを制御することができる。また、反力モータ駆動回路２４は、出力角度信号を利用することで、トラクション減速機１６のスリップを補償する反力モータ１８の角度制御を行うことも可能である。
【００３０】
ここで、絶対角演算部６８は、数回転に渡る操作入力軸１２の角度を検出するように構成されており、一般的な車両のハンドルの操作力を入力することを想定すると、約３回転に渡って絶対角度を検出する必要がある。この場合、多回転のポテンショメータなど、別途のセンサを用いても絶対角度を検出することは可能であるが、以下の条件の下では、多回転の絶対角を演算により検出することが可能である。
【００３１】
絶対角検出のための条件
まず、前提として、
入力軸必要回転数をＲｉｎ、
角度センサ５６の１周期当たりの有効角度分割可能数をＦ２、
角度センサ５６の入力軸１回転当たりの信号振動数（軸倍角数）をＮ２、
減速機出力軸３４のバックラッシ、ロストモーション（°）÷３６０°をＦｂｋ、
角度センサ５４のモータ軸１回転当たりの信号振動数をＮ１（通常、Ｎ１=モータの極数÷２）
としたとき、トラクション減速機１６の減速比＝Ｐ／Ｑ（Ｐ、Ｑは互いに素）が以下の条件を満たすことである。
【００３２】
（１）Ｑ≧Ｎ１×Ｒｉｎ
（２）ＰとＮ２が互いに素である、もしくは（Ｎ２／Ｎ１）が整数なら、Ｐと（Ｎ２／Ｎ１）が互いに素
（３）Ｐ／Ｑ＜（Ｆ２＋Ｆｂｋ）÷（Ｒｉｎ・Ｎ１）
より好ましくは、Ｐ／Ｑ＜（３・Ｆ２＋Ｆｂｋ）／（Ｒｉｎ・Ｎ１）
このような条件の下で、反力モータ１８を微小回転させて、角度センサ５４の検出出力の立ち上がり、もしくは立ち下がりエッジを検出したときに、角度センサ５６の検出出力の値を読み込むと、入力軸３８のＲｉｎ回転内の複数回転内における絶対角度を把握することができる。
【００３３】
上記条件（１）、（２）により、モータ軸と減速機１６の出力軸３４は、絶対角度が一致しなければ、角度センサが同じ出力を出す関係にならないように設定されているため、２つの角度センサ５４、５６の位相情報から絶対角度を逆算することが可能である。
【００３４】
上記条件（３）は、それを有効角度精度以内に検出するために必要な条件である。
【００３５】
（３）式における後者の条件は、角度センサ５６の検出位置が１有効分割角度ずれても確実に絶対角度を検出するための条件であり、この条件を用いることで、信頼性が大幅に向上する。
【００３６】
また、本実施例では、トラクション減速機１６がトラクションドライブのため、スリップによってモータ軸と出力軸３４の位相関係がずれることがあるが、操作中のスリップを検出する検出部と、検出部の検出結果をスリップ情報としてスリップメモリ７６に格納し、スリップ情報を基に絶対角度を補正することで、モータ軸と減速機出力軸３４との間の位相関係にずれが生じるのを抑制することができる。
【００３７】
次に、トラクション減速機１６の具体的構成を図３に基づいて説明する。トラクション減速機１６は、入力軸３８と出力軸３４を備え、入力軸３８と出力軸３４は、固定リング３６に回転自在に支持されており、入力軸３８と固定リング３６との間には、段付ローラー４４が回転自在に装着されている。段付ローラー４４は大径ＤφＤ１と小径φＤ２を持つローラーであり、Ｘ、Ｙ、Ｚ部でそれぞれ固定リング３６、入力軸３８、出力軸３４に対して線接触している。また、段付ローラー４４は、ローラー保持器４２のピン４２ａに対してケージアンドローラー４２ｃを介して回転自在に支持されている。この段付ローラー４４は、固定リング３６、入力軸３８、出力軸３４との間にラジアル予圧（締め代）を設定しておくことで、各転動部Ｘ、Ｙ、Ｚを滑ることなく転がることができるようになっている。
【００３８】
このような状態において、段付ローラー４４は、すべりなく転がるので段付ローラー４４の転動部Ｘでの速度は０である。さらに、段付ローラー４４の転動部Ｙにおける速度Ｖｉｎは、Ｖｉｎ=入力回転速度Ｎｉｎ×入力軸転動径Ｄ0である。
【００３９】
上記構成において、段付ローラー４４の転動部Ｚにおける速度、すなわち出力軸転動面周速度Ｖｏｕｔは、段付ローラー４４の大径側のローラー４４ａの直径Ｄ1と小径側のローラー４４ｂの直径Ｄ2との差および比率によって定まり、Ｖｉｎよりも小さくなる。図３（ｂ）は、この関係を示したものである。Ｚ部の連続ＶｏｕｔはＶｉｎに対して図のように定まる。
【００４０】
本実施例におけるトラクション減速機１６では、直径Ｄ1と直径Ｄ2の差を小さくすることで、出力軸転動面周速度Ｖｏｕｔを非常に小さくすることができるため、大きな減速比を得ることができる。
【００４１】
本実施例における減速比は、上述の幾何学的関係から次式で表わせる。
【００４２】
（２・Ｄ1・Ｄ0＋Ｄ1＋Ｄ2）÷（Ｄ0（Ｄ1−Ｄ2））
Ｄ1−Ｄ2は自由に選ぶことが可能である設計パラメータであり、Ｄ1−Ｄ2を小さく取れば、従来、減速機を２段で構成した場合よりも、大きな減速比を得ることが可能である。また２段の減速機よりも部品点数も少なく、コンパクト化が可能である。
【００４３】
なお、本実施例におけるトラクション減速機１６では、段付ローラー４４は、図３（ｃ）に示すように、接線力（トラクション力）Ｆを受けるため、段付ローラー４４にモーメントが発生し、ローラー４４全体が傾くことがある。Ｆｐ、Ｆｉｎ、Ｆｏｕｔはそれぞれ段付ローラー４４が固定リング３６、入力軸３８、出力軸３４から受ける外力であり、偶力のつり合いは保たれない。これをキャンセルするために、図４に示すように、図１に示すトラクション減速機１６では、ローラー保持器４２が採用されている。このローラー保持器４２は、ピンと段付ローラー４４内径間の摩擦を減らすために、ニードル軸受またはケージアンドローラー４２ｃが用いられている。
【００４４】
段付ローラー４４で発生するラジアル方向の転動体荷重は、転動面Ｘ、Ｙ、Ｚにおいてそれぞれ発生するが、これらによる偶力が発生しないように、軸方向位置が調整されている。また入力軸転動面の接触面圧が上がりすぎないように、入力軸転動面の接触長さを長くしている。
【００４５】
本実施例におけるトラクション減速機１６によれば、音が静かで、滑らかな操作感を運転者に与えることができるとともに、フェールセーフな構成とすることができる。
【００４６】
次に、トラクション減速機の第２実施例を図５にしたがって説明する。
【００４７】
本実施例におけるトラクション減速機１６は、段付ローラー４４の代わりに、径の相異なるローラー８０、８２を用い、ローラー保持器４０、ケージアンドローラー４２の代わりに、ニードル軸受８４、８６を有する遊星キャリア（軸状部材）８８を設け、入力軸３８の外周面に径の相異なる転動面Ａ（直径Ｄ2）、転動面Ｂ（直径Ｄ1）を形成し、固定リング３６のローラー８２との接触面に転動面ａを形成し、出力軸３４にローラー８０との接触面となる転動面ｂを形成したものである。直径ＤＡ2のローラー８０は直径ＤＡ1のローラー８２よりも小径に形成されており、ローラー８０、８２は遊星キャリア８８のピン８８ａにそれぞれニードル軸受８４、８６を介して回転自在に支持されている。ローラー８０は転動面Ａと転動面ｂの間に配置されて自転するとともに公転し、ローラー８２は、転動面Ｂと転動面ａとの間に配置されて自転するとともに公転するようになっている。すなわち、ローラー８０、８２は、軸部材を構成する遊星キャリア８８によって、同一の公転速度で入力軸３８の回りを公転するようになっている。この際、適当に予圧をかけることにより、ローラー８０、８２は滑ることなく転がるようになっている。
【００４８】
この際、転がり条件の下では、ローラー８０、８２の各転動面Ａ、Ｂ、ａ、ｂにおける速度は、Ｖｃを遊星キャリア８８の公転速度とすると、転動面ａにおける速度Ｖ0はＶ0＝０、転動面Ｂにおける速度Ｖ1＝ＤＡ1（ローラー８２の直径）×Ｎｉｎ、転動面Ａにおける速度Ｖ2＝ＤＡ2（ローラー８０の直径）×Ｎｉｎ、転動面ｂにおける速度Ｖ4＝Ｖｃ−Ｖ2となり、減速比は、減速比＝（Ｄ2＋ＤＡ2・２）÷（Ｄ1−Ｄ2）
となる。
【００４９】
この際、Ｄ1-Ｄ2を小さくすると、非常に大きな減速比が得られる。
【００５０】
本実施例におけるトラクション減速機１６では、前記実施例のものよりも、若干転がり部分が多く、遊星キャリア８８で発生する力が大きいため、効率が若干劣るが、ローラー８０、８２の製造が容易であり、予圧量の調整が容易になる。
【００５１】
また本実施例におけるトラクション減速機においては、前記実施例と同様に、入力軸３８、出力軸３４、固定リング３６の３つの機能（固定、入力、出力）をいずれかに割り当てて、回転方向が逆の減速機や増速機として利用することもできるとともに、全てを回転させて、差動減速機として利用することも可能である。
【００５２】
また高減速比が得られるため、コンパクトな減速装置であるためのロボットの関節用としても利用することができる。
【００５３】
次に、トラクション減速機の第３実施例を図６にしたがって説明する。
【００５４】
本実施例は、段付ローラー４４などの代わりに、楔ローラー９０、楔軸９２、ばね９４を用いたものであり、入力軸３８と出力軸３４との間に楔ローラー９０と大ローラー９６が挿入され、楔ローラー９０は、ばね９４を介して楔軸９２に回転自在に支持されており、楔軸９２は固定リング３６に固定されている。この楔ローラー９０は入力軸３８との接触面と出力軸３４との接触面を転動面として回転するようになっている。
【００５５】
本実施例におけるトラクション減速機１６は、楔効果を利用したものであって、トルクに応じて楔ローラー９０の押付力が替わるので、効率よく、大きなトルクを付加しても、滑ることがない特徴を有している。
【００５６】
ステアバイワイヤの入力装置として使用するとより滑らかな操作感が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の一実施例を示すステアバイワイヤシステムの入力装置のブロック構成図である。
【図２】演算回路の具体的構成を説明するためのブロック構成図である。
【図３】トラクション減速機の第１実施例を示す図であって、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は出力軸側から見たときの模式図、（ｃ）は段付ローラーの側面図である。
【図４】ローラー保持器と段付ローラーの構成を説明するための斜視図である。
【図５】トラクション減速機の第２実施例を示す縦断面図である。
【図６】トラクション減速機の第３実施例を示す図であって、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
【００５８】
１０  ステアバイワイヤシステムの入力装置
１２  操作入力軸
１４  トーションバー
１６  トラクション減速機
１８  反力モータ
２０  電子制御ユニット
２２  演算回路
２４  反力モータ駆動回路
２６  転舵モータ駆動回路
２８  転舵装置
３４  減速機出力軸
３８  減速機入力軸
４０  ローラー保持器
５４、５６、５８  角度センサ
６４、６６  Ｒ／Ｄ変換部
６８  絶対角演算部
７０  パルスカウンタ
７２  トルク演算部
７４  角度算出・スリップ・センサ異常検知部
７６  スリップメモリ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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