(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の入力軸及び第二の入力軸のトルクを出力軸に伝動するトルク伝動装置であって、
ハウジングと、
第一の入力軸と、
第二の入力軸と、
軸線回りの回転運動を許容されると共に軸線方向の直線運動が制限された状態で前記ハウジングに支持され、外周にねじが形成される出力軸と、
前記出力軸に嵌まり合う第一のナットと、
前記出力軸の中心線上に配置され、前記出力軸とは異なるリードが形成されるねじ軸と、
前記ねじ軸に嵌まり合い、前記第一のナットに連結される第二のナットと、
第一の入力軸の回転運動が前記出力軸の回転運動に伝動するように、前記第一の入力軸の回転運動によって前記ねじ軸を軸線方向に直線運動させる第一の伝動手段と、
第二の入力軸の回転運動が前記出力軸の回転運動に伝動するように、前記第二の入力軸の回転運動によって、前記第二のナットを前記ねじ軸に対して回転運動させると共に前記第二のナットを前記ねじ軸に対して軸線方向に直線運動させる第二の伝動手段と、を備えることを特徴とするトルク伝動装置。
【請求項２】
前記第一の伝動手段は、前記第一の入力軸を固定した状態では前記ねじ軸が回転運動するのを制限すると共に前記ねじ軸が軸線方向に直線運動するのを制限し、
前記第二の伝動手段は、前記第一の伝動手段が前記ねじ軸を軸線方向に直線運動させるのを許容する一方、前記第二の入力軸を固定した状態では前記第二のナットが回転運動するのを制限することを特徴とする請求項１に記載のトルク伝動装置。
【請求項３】
前記第一の入力軸の中心線と前記出力軸の中心線とが略同一の直線上に配置され、且つ前記第二の入力軸の中心線と前記出力軸の中心線とが略同一の直線上に配置されることを特徴とする請求項１又は２に記載のトルク伝動装置。
【請求項４】
前記第二の伝動手段は、前記第二の入力軸のトルクを前記第二のナットに伝動可能であると共に前記第二の入力軸に対して前記第二のナットが直線運動するのを許容する第二の入力軸用スプライン機構を有することを特徴とする請求項１ないし３いずれかに記載のトルク伝動装置。
【請求項５】
前記第一の伝動手段は、
前記ねじ軸が回転運動するのを制限すると共に前記ねじ軸が軸線方向に直線運動するのを許容する第一の入力軸用スプライン機構と、
前記第一の入力軸の回転運動を前記ねじ軸の直線運動に変換する第一の入力軸用ねじ機構とを有することを特徴とする請求項１ないし４いずれかに記載のトルク伝動装置。
【請求項６】
前記出力軸及び前記第一のナットに形成されるねじの向きは、前記ねじ軸及び前記第二のナットに形成されるねじの向きと同じで、しかも前記出力軸及び前記第一のナットに形成されるねじのリードは、前記ねじ軸及び前記第二のナットに形成されるねじのリードよりも大きいことを特徴とする請求項１ないし５いずれかに記載のトルク伝動装置。
【請求項７】
第一の入力軸及び第二の入力軸のトルクを出力軸に伝動するトルク伝動装置であって、
ハウジングと、
第一の入力軸と、
第二の入力軸と、
軸線回りの回転運動を許容されると共に軸線方向の直線運動が制限された状態で前記ハウジングに支持され、外周にねじが形成される出力軸と、
前記出力溝に嵌まり合う第一のナットと、
前記出力軸の中心線上に配置され、前記出力軸とは異なるリードが形成されるねじ軸と、
前記ねじ軸に嵌まり合い、前記第一のナットに連結される第二のナットと、
前記第二の入力軸のトルクを前記第二のナットに伝動可能であると共に前記第二の入力軸に対して前記第二のナットが直線運動するのを許容する第二の入力軸用スプライン機構と、
前記ねじ軸が回転運動するのを制限すると共に前記ねじ軸が軸線方向に直線運動するのを許容する第一の入力軸用スプライン機構と、
前記第一の入力軸の回転運動を前記ねじ軸の直線運動に変換する第一の入力軸用ねじ機構と、を備えることを特徴とするトルク伝動装置。
【請求項８】
前記第一の入力軸の中心線と前記出力軸の中心線とが略同一の直線上に配置され、且つ前記第二の入力軸の中心線と前記出力軸の中心線とが略同一の直線上に配置されることを特徴とする請求項７に記載のトルク伝動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、互いに独立した２つの入力軸から１つの出力軸にトルクを伝動するトルク伝動装置に関し、特に手動操舵用の第一の入力軸及び自動操舵用の第二の入力軸から出力軸にトルクを伝動する自動操舵機構付き操舵装置用のトルク伝動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
運転者による手動操舵と自動操舵機構による自動操舵とを切り換えることができる操舵装置が知られている。自動操舵機構は自車両及び周辺車両の位置や挙動、障害物を考慮して、危険な場合には自動的にハンドル制御等に運転補助を行う。自動制御が可能な自動操舵機構をさらに発展させ、周辺の走行環境を把握し、自動的にハンドル制御を行うことにより自動運転を実現した自動操舵機構も知られている。この発展した自動操舵機構は、走行中の車両を運転者によるハンドル操作なしで道路の白線等に沿うように自動運転する。
【０００３】
このような自動操舵機構付の操舵装置として、例えば特開平１０−２２６３５４号公報に記載の自動操舵機構付の操舵装置がある。この自動操舵機構付きの操舵装置では、図４に示すように手動操舵されるステアリングホイール３１の操舵力をステアリングシャフト３２及びステアリングギヤボックス３３により操舵車輪に伝動すると共に、自動操舵機構３４の操舵力をステアリングシャフト３２に係合するクラッチ３５を介して操舵車輪に伝動する。すなわちこの操舵装置では、手動操作する際はステアリングホイール３１の操舵力が操舵車輪に伝動され、自動操舵する際は自動操舵機構３４の操舵力がクラッチ３５によって操舵車輪に伝動される。自動操舵時には自動操舵に伴いステアリングホイール３１が連れ回る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
操舵装置において、自動操舵機構による自動運転時にステアリングホイールが回転しないのが望ましく、また自動操舵機構による自動運転中でも手動による操舵力がステアリングシャフトを介して操舵車輪に直ちに伝動できるのが望ましい。従来の自動操舵機構付きの操舵装置にあっては、ステアリングホイール（第一の入力軸）とステアリングシャフト（出力軸）が常に連係されているので、自動運転中でも手動による操舵力がステアリングシャフトを介して操舵車輪に直ちに伝動される。しかし、手動操作による操舵力と自動操舵機構（第二の入力軸）による操舵力をクラッチによって切り換えているので、自動運転時にステアリングホイール（第一の入力軸）がステアリングシャフト（出力軸）と一緒に回転してしまうという問題がある。
【０００５】
そこで、本発明は、第一の入力軸及び第二の入力軸の一方を固定した状態で、第一の入力軸及び第二の入力軸の他方から出力軸側へトルクを効率良く伝動することができ、しかも固定した状態の第一の入力軸及び第二の入力軸の一方を回転させると、いつでも該一方から出力軸にトルクを伝動できるトルク伝動装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
以下、本発明について説明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照番号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものでない。
【０００７】
上記課題を解決するために本発明者は、ねじ機構とスプライン機構を組合わせた新規な機構によって上述の課題を解決した。
【０００８】
具体的には請求項１の発明は、第一の入力軸（１）及び第二の入力軸（２）のトルクを出力軸（３）に伝動するトルク伝動装置であって、ハウジング（４）と、第一の入力軸（１）と、第二の入力軸（２）と、軸線回りの回転運動を許容されると共に軸線方向の直線運動が制限された状態で前記ハウジング（４）に支持され、外周にねじが形成される出力軸（３）と、前記出力軸（３）に嵌まり合う第一のナット（５）と、前記出力軸（３）の中心線上に配置され、前記出力軸（３）とは異なるリードが形成されるねじ軸（６）と、前記ねじ軸（６）に嵌まり合い、前記第一のナット（５）に連結される第二のナット（７）と、第一の入力軸（１）の回転運動が前記出力軸（３）の回転運動に伝動するように、前記第一の入力軸（１）の回転運動によって前記ねじ軸（６）を軸線方向に直線運動させる第一の伝動手段（８）と、第二の入力軸（２）の回転運動が前記出力軸（３）の回転運動に伝動するように、前記第二の入力軸（２）の回転運動によって、前記第二のナット（７）を前記ねじ軸（６）に対して回転運動させると共に前記第二のナット（７）を前記ねじ軸（６）に対して軸線方向に直線運動させる第二の伝動手段（９）と、を備えることを特徴とするトルク伝動装置により、上述した課題を解決する。
【０００９】
この発明によれば、第一の入力軸を回転させると、第一の伝動手段によってねじ軸及びねじ軸に嵌められる第二のナットが軸線方向に直線運動する。これにより第二のナットに連結されている第一のナットも出力軸に対して軸線方向に直線運動する。第一のナットが出力軸に対して軸線方向に直線運動すると、ねじ機構の直線運動⇒曲線運動への運動変換によって出力軸が回転する。したがって、第一の入力軸から出力軸にトルクを効率良く伝動することができる。
【００１０】
また第二の入力軸を回転させると、第二の伝動手段によって第二のナットがねじ軸に対して回転運動すると共に第二のナットがねじ軸に対して軸線方向に直線運動する。すなわち第二のナットはねじ軸及び第二のナットに形成されるねじのリードに合わせて螺旋を描きながら運動する。これにより第二のナットに連結されている第一のナットも第二のナットと同様に螺旋を描きながら運動する。第一のナットは出力軸及び第一のナットに形成されるねじのリードは、ねじ軸及び第二のナットに形成されるねじのリードとは異なっているので、このリードの差分だけ出力軸が回転する。したがって、第二の入力軸から出力軸にトルクを効率良く伝動することができる。
【００１１】
これを詳述すると、例えば第一のナットおよび出力軸のリードが２０ｍｍで、第二のナットおよびねじ軸のリードが１０ｍｍだとする。出力軸及びねじ軸が固定されていると考えると、第一のナットは１回転で２０ｍｍ移動するのに対し第二のナットは１回転で１０ｍｍ移動する。この１０ｍｍの移動量の差分が出力軸の回転運動に変換される。なお同リードだと差が生じないため出力軸が回転しない。
【００１２】
また第一の入力軸の回転によっても第一のナットに推力を与え、第二の入力軸の回転によっても第一のナットに推力を与えているので、第一の入力軸系と第二の入力軸系とで出力軸に伝動する際の効率に差異が生じ難い。
【００１３】
また第一の入力軸及び第二の入力軸はクラッチを介することなく、常に出力軸に連係しているので、第一の入力軸及び第二の入力軸の一方を回転させるといつでも該一方から出力軸にトルクを伝動できる。このため、第一の入力軸及び第二の入力軸を同時に回転させると、出力軸の回転角度は、▲１▼第一の入力軸が回転することによる出力軸の回転角度、及び▲２▼第二の入力軸が回転することによる出力軸の回転角度を合算した回転角度になる。すなわち以下の表１に示すように、第一の入力軸及び第二の入力軸を同時に動かすことで増速及び減速いずれも可能になる。ここで、Ａは第一の入力軸が回転することによる出力軸の回転角度，Ｂは第二の入力軸が回転することによる出力軸の回転角度，＋は時計回り，−は反時計回りを意味する。
【００１４】
【表１】
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【００１５】
さらに、ねじ機構と直線運動機構の組み合わせでこのような機構を実現しているので、例えばギヤ機構で実現する場合に比べ装置全体をコンパクトにすることができる。
【００１６】
請求項２の発明は、請求項１に記載のトルク伝動装置において、前記第一の伝動手段（８）は、前記第一の入力軸（１）を固定した状態では前記ねじ軸（６）が回転運動するのを制限すると共に前記ねじ軸（６）が軸線方向に直線運動するのを制限し、前記第二の伝動手段（９）は、前記第一の伝動手段（８）が前記ねじ軸（６）を軸線方向に直線運動させるのを許容する一方、前記第二の入力軸（２）を固定した状態では前記第二のナット（７）が回転運動するのを制限することを特徴とする。
【００１７】
この発明によれば、第一の入力軸を固定した状態で第二の入力軸を回転させると、第二のナットをねじ軸に対して回転運動させることができると共に第二のナットをねじ軸に対して軸線方向に直線運動させることができる。また第二の入力軸を固定した状態で第一の入力軸を回転させると、ねじ軸及びねじ軸に嵌められる第二のナットを軸線方向に直線運動させることができる。したがって、第一の入力軸及び第二の入力軸の一方を固定した状態で、第一の入力軸及び第二の入力軸の他方から出力軸側へトルクを効率良く伝動することができる。
【００１８】
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載のトルク伝動装置において、前記第一の入力軸（１）の中心線と前記出力軸（３）の中心線とが略同一の直線上に配置され、且つ前記第二の入力軸（２）の中心線と前記出力軸（３）の中心線とが略同一の直線上に配置されることを特徴とする。
【００１９】
第一の伝動手段及び二の伝動手段は、第一のナットに推力を与えることで出力軸を回転運動させる。第一の入力軸の中心線、第二の入力軸の中心線及び出力軸の中心線を一致させることで、第一の入力軸に発生する推力の中心点（ベクトル）及び第二の入力軸に発生する推力の中心点（ベクトル）を、第一のナットから出力軸に作用する力の中心点（ベクトル）と同一直線上に配置させることができる。このため、推力によりモーメント荷重が発生するのを防止することができる。
【００２０】
請求項４の発明は、請求項１ないし３いずれかに記載のトルク伝動装置において、前記第二の伝動手段（９）は、前記第二の入力軸（２）のトルクを前記第二のナット（７）に伝動可能であると共に前記第二の入力軸（２）に対して前記第二のナット（７）が直線運動するのを許容する第二の入力軸用スプライン機構（９）を有することを特徴とする。
【００２１】
この発明によれば、第二の入力手段の機能が実現できる構造が得られる。すなわち第二の入力手段が、第二の入力軸の回転運動によって第二のナットをねじ軸に対して回転運動させることができると共に第二のナットをねじ軸に対して軸線方向に直線運動させることができる。また第二の入力手段は、第一の伝動手段がねじ軸を軸線方向に直線運動させるのを許容することができる一方、第二の入力軸を固定した状態では第二のナットが回転運動するのを制限することができる。
【００２２】
請求項５の発明は、請求項１ないし４いずれかに記載のトルク伝動装置において、前記第一の伝動手段（８）が、前記ねじ軸（６）が回転運動するのを制限すると共に前記ねじ軸（６）が軸線方向に直線運動するのを許容する第一の入力軸用スプライン機構（１４）と、前記第一の入力軸（１）の回転運動を前記ねじ軸（６）の直線運動に変換する第一の入力軸用ねじ機構（１５）とを有することを特徴とする。
【００２３】
この発明によれば第一の伝動手段の機能が実現できる構造が得られる。すなわち第一の伝動手段が、第一の入力軸の回転運動によってねじ軸を軸線方向に直線運動させることができる。また第一の伝動手段は、第一の入力軸を固定した状態ではねじ軸が回転運動するのを制限することができると共にねじ軸が軸線方向に直線運動するのを制限することができる。
【００２４】
請求項６の発明は、請求項１ないし５いずれかに記載のトルク伝動装置において、前記出力軸（３）及び前記第一のナット（５）に形成されるねじの向きは、前記ねじ軸（６）及び前記第二のナット（７）に形成されるねじの向きと同じで、しかも前記出力軸（３）及び前記第一のナット（５）に形成されるねじのリードは、前記ねじ軸（６）及び前記第二のナット（７）に形成されるねじのリードよりも大きいことを特徴とする。
【００２５】
この発明によれば、第二の入力軸の回転方向と同方向に出力軸を回転させることができ、しかも第二の入力軸の回転速度を減速して出力軸に伝動することができる。
【００２６】
また本発明は、請求項７に記載のように、第一の入力軸（１）及び第二の入力軸（２）のトルクを出力軸（３）に伝動するトルク伝動装置であって、ハウジング（４）と、第一の入力軸（１）と、第二の入力軸（２）と、軸線回りの回転運動を許容されると共に軸線方向の直線運動が制限された状態で前記ハウジング（４）に支持され、外周にねじが形成される出力軸（３）と、前記出力溝（３）に嵌まり合う第一のナット（５）と、前記出力軸（３）の中心線上に配置され、前記出力軸（３）とは異なるリードが形成されるねじ軸（６）と、前記ねじ軸（６）に嵌まり合い、前記第一のナット（５）に連結される第二のナット（７）と、前記第二の入力軸（２）のトルクを前記第二のナットに伝動可能であると共に前記第二の入力軸（２）に対して前記第二のナット（７）が直線運動するのを許容する第二の入力軸用スプライン機構（９）と、前記ねじ軸（６）が回転運動するのを制限すると共に前記ねじ軸（６）が軸線方向に直線運動するのを許容する第一の入力軸用スプライン機構（１４）と、前記第一の入力軸（１）の回転運動を前記ねじ軸（６）の直線運動に変換する第一の入力軸用ねじ機構（１５）と、を備えることを特徴とするトルク伝動装置としても構成することができる。
【００２７】
さらに本発明は、請求項８に記載のように、前記第一の入力軸（１）の中心線と前記出力軸（３）の中心線とが略同一の直線上に配置され、且つ前記第二の入力軸（２）の中心線と前記出力軸（３）の中心線とが略同一の直線上に配置されることを特徴とするトルク伝動装置としても構成することができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施形態におけるトルク伝動装置を示す。このトルク伝動装置は２つの入力軸１，２と一つの出力軸３を有し、例えば手動・自動操作が併用される自動車の自動操舵装置あるいは船舶の自動操舵装置に用いられる。
【００２９】
トルク伝動装置は、ハウジング４と、第一の入力軸１と、第二の入力軸２と、出力軸３と、出力軸３に嵌まり合う第一のナット５と、出力軸３の中心線上に配置され、出力軸３とは異なるリードが形成されるねじ軸６と、ねじ軸６に嵌まり合い、第一のナット５に連結される第二のナット７と、第一の入力軸１の回転運動が出力軸３の回転運動に伝動するように、第一の入力軸１の回転運動によってねじ軸６を軸線方向に直線運動させる第一の伝動手段８と、第二の入力軸２の回転運動が出力軸３の回転運動に伝動するように、第二の入力軸２の回転運動によって第二のナット７をねじ軸６に対して回転運動させると共に第二のナット７をねじ軸６に対して軸線方向に直線運動させる第二の伝動手段９とを備える。
【００３０】
第一の入力軸１は手動操作に用いられ、例えばステアリングホイールに接続される。第二の入力軸２は自動操作に用いられ、例えば自動操舵装置用のモータ１０に接続される。出力軸３には第一及び第二の入力軸１，２の操舵力をステアリングギヤボックス、操舵車輪に伝えるステアリングシャフトが接続されている。
【００３１】
出力軸３の外周には螺旋状のねじ３ａが形成される。このねじ３ａはボールが転走可能に断面半円状に形成される。出力軸３は一対のスラストベアリング１１，１１によってハウジング４に回転自在に支持される。このスラストベアリング１１，１１により出力軸３は軸線回りの回転運動を許容されると共に軸線方向の直線運動が制限される。
【００３２】
出力軸３には第一のナット５が嵌め合わされる。この第一のナット５の内周には出力軸３のねじに対応した螺旋状のねじが形成される。第一のナット５のねじもボールが転走可能に断面半円状に形成される。出力軸３のねじと第一のナット５のねじとの間には複数のボールが充填され、また第一のナット５には複数のボールを循環させるための戻し路が形成される。この出力軸３と第一のナット５とがボールねじ機構を構成する。第一のナット５の中心線と出力軸３の中心線も略一致する。
【００３３】
出力軸３の中心線上には、出力軸３とは長手方向の位置をずらせてねじ軸６が配置される。ねじ軸６の出力軸３側の端部には台形ねじ６ａが形成される。ねじ軸６に形成される台形ねじ６ａの向きは出力軸３に形成されるねじ３ａの向きに合わせられ（例えば出力軸３が右ねじの場合は、ねじ軸６も右ねじ）、且つ台形ねじ６ａのリードはねじ３ａのリードよりも大きい。
【００３４】
第一のナット５には結合部材１２を介して第二のナット７が結合される。この第二ナット７の内周にもねじ軸６の台形ねじ６ａに対応した螺旋状の台形ねじが形成される。第二のナット７とねじ軸６との間にはボールが介在されることはなく、第二のナット７はねじ軸６に対してすべり運動する。このねじ軸６と第二のナット７とがねじ機構を構成する。なお、ねじ軸６及び第二のナット７に形成されるねじは台形ねじではなく、例えば角ねじでもよい。またねじ軸６と第二のナット７との間にはボールが介在されてもよい。
【００３５】
第一の入力軸１は中空に形成され、出力軸３及びねじ軸６と同一直線上に配置される。第一の入力軸１はラジアルベアリング１３を介してハウジング４に回転可能に支持されている。
【００３６】
第一の伝動手段８は、ねじ軸６が回転運動するのを制限すると共にねじ軸６が軸線方向に直線運動するのを許容する第一の入力軸用スプライン機構１４と、第一の入力軸１の回転運動をねじ軸６の直線運動に変換する第一の入力軸用ねじ機構１５とを有する。
【００３７】
第一の入力軸用スプライン機構１４は、ハウジングに固定されるスプライン外筒１６と、ねじ軸６の中央部に形成され、スプライン外筒１６に対して軸線方向に直線運動可能な第一の入力軸用スプライン軸１７とを有する。
【００３８】
スプライン外筒１６には、軸線方向に延び、ボールが転走する複数列のボール転走溝が形成される。またこのスプライン外筒１６にはボールを循環させるための循環路が形成される。
【００３９】
第一の入力軸用スプライン軸１７の外周には軸線方向に延び、ボールが転走する複数列のボール転走溝が形成される。スプライン外筒１６と第一の入力軸用スプライン軸１７との間には複数のボールが充填される。第一の入力軸用スプライン軸１７がスプライン外筒１６に対して相対的に直線運動すると、スプライン外筒１６と第一の入力軸用スプライン軸１７との間をボールが転がり運動する。転がり運動するボールはスプライン外筒１６に形成された循環路によって循環される。
【００４０】
第一の入力軸用ねじ機構１５は、内周に台形ねじ１ｂが形成された第一の入力軸１と、第一の入力軸１側の端部に台形ねじ６ｂが形成されたねじ軸６とで構成される。この第一の入力軸１及びねじ軸６に形成された台形ねじ１ｂ，６ｂは、出力軸３及び第一のナットに形成されたねじと向きが同じ（例えば出力軸が右ねじの場合は、ねじ軸も右ねじ）である。また、台形ねじ１ｂ，６ｂは、ねじ軸６及び第二のナットに形成された台形ねじ６ａと向きが同じで、且つ台形ねじ１ｂ，６ｂのリードは台形ねじ６ａのリードと略等しい。なお、ねじ軸６及び第一の入力軸１に形成されるねじは台形ねじではなく、例えば角ねじでもよい。またねじ軸６と第一の入力軸１との間には複数のボールが介在されてもよい。
【００４１】
スプライン機構１４及び第一の入力軸用ねじ機構１５で構成される第一の伝動手段８は、第一の入力軸１の回転運動によってねじ軸６を軸線方向に直線運動させる。また、第一の伝動手段８は、第一の入力軸１を固定した状態ではねじ軸６が回転運動するのを制限すると共にねじ軸６が軸線方向に直線運動するのを制限する。すなわち、ねじ軸６を固定した状態にする。
【００４２】
第二の入力軸２は中空に形成され、その外周にはタイミングベルト等の巻き掛け伝動装置に噛み合う歯車２ａが形成される。第二の入力軸２は第二のナット７を囲むように配置され、第二の入力軸２の中心線と出力軸３の中心線は略一致している。この第二の入力軸２は軸線方向の両端に設けた一対のラジアルベアリング１８，１８によってハウジング４に回転可能に支持されている。
【００４３】
第二の入力軸２はモータ１０の出力軸に取り付けられたタイミングプーリ１９、及びタイミングプーリ１９と第二の入力軸２との間に巻かれたタイミングベルト２０によって回転駆動される。
【００４４】
第二の伝動手段９は、第二の入力軸２のトルクを第二のナット７に伝動可能であると共に第二の入力軸２に対して前記第二のナット７が直線運動するのを許容する第二の入力軸用スプライン機構９からなる。第二の入力軸用スプライン機構９（第二の伝動手段９）は、軸線方向に延び、ボールが転走する複数列のボール転走溝が内周に形成されたスプライン外筒としての第二の入力軸２と、軸線方向に延び、ボールが転走する複数列のボール転走溝２１が形成されたスプライン軸としての第二のナット７とから構成される。第二のナット７の中心線と出力軸３の中心線も略一致する。
【００４５】
第二の入力軸２と第二のナット７との間には複数のボールが充填される。第二のナット７が第二の入力軸２に対して相対的に直線運動すると、第二の入力軸２と第二のナット７との間をボールが転がり運動する。転がり運動するボールは第二の入力軸２に形成された循環路によって循環される。
【００４６】
第二の伝動手段９は、第二の入力軸２の回転運動によって、第二のナット７をねじ軸６に対して回転運動させると共に第二のナット７をねじ軸６に対して軸線方向に直線運動させる。すなわち、第二の伝動手段９は固定されたねじ軸６に対して第二のナット７を螺旋を描くように運動させる。また、第二の伝動手段９は、第一の伝動手段８がねじ軸６を軸線方向に直線運動させるのを許容する一方、第二の入力軸２を固定した状態では第二のナット７が回転運動するのを制限する。
【００４７】
次に、本発明のトルク伝動装置の動きについて説明する。まず、第一の入力軸１によって出力軸３を回転させる場合について説明する。この場合、モータ出力軸２２に取り付けたタイミングプーリ１９にタイミングベルト２０を介して連結されている第二の入力軸２は固定されていると考える。第二の入力軸２の固定は例えばモータ出力軸２２を励磁することで実現される。
【００４８】
図２に示すように、第二の入力軸２を固定した状態で第一の入力軸１を回転すると、第一の入力軸１の回転運動が第一の入力軸用ねじ機構１５によってねじ軸６の直線運動に変換される。ねじ軸６は第一の入力軸用スプライン機構１４によってハウジング４に対して直線運動のみを許容され、第二のナット７も第二の入力軸用スプライン機構９によって第二の入力軸２に対して直線運動のみを許容されている。このため、ねじ軸６及び第二のナット７が回転することなく、ハウジング４に対して直線運動する。これにより、第二のナット７に連結されている第一のナット５も出力軸３に対して軸線方向に直線運動する。第一のナット５が出力軸３に対して軸線方向に直線運動すると、ねじ機構の直線運動⇒曲線運動への運動変換によって出力軸３が回転する。ここで第一の入力軸用ねじ機構１５に形成されるねじと出力軸３及び第一のナット５に形成されるねじの向きを合わせておくと、第一の入力軸１の回転方向と出力軸３の回転方向とを一致させることができる。
【００４９】
次に、第二の入力軸２によって出力軸３を回転させる場合について説明する。この場合、第一の入力軸１は固定されていると考える。第一の入力軸１の固定は、例えば出力軸３を回転させることによって生じる反作用に相当するトルクを第一の入力軸１に与えることで実現される。
【００５０】
図３に示すように、第一の入力軸１を固定した状態で第二の入力軸２を回転させると、第二の入力軸２のトルクが第二のナット７に伝動される。ねじ軸６は第一の伝動手段によって固定され、第二のナット７は第二の入力軸２に対して直線運動可能なので、第二のナット７はねじ軸６及び第二のナット７に形成されるねじのリードに合わせて螺旋を描きながら運動する。これにより第二のナット７に連結されている第一のナット５も第二のナットと同様に螺旋を描きながら運動する。出力軸３及び第一のナット５に形成されるねじのリードは、ねじ軸６及び第二のナット７に形成されるねじのリードとは異なっているので、このリードの差分だけ出力軸３が回転する。
【００５１】
ここで出力軸３及び第一のナット５に形成されるねじの向きは、ねじ軸６及び第二のナット７に形成されるねじの向きと同じで、出力軸３及び第一のナット５に形成されるねじのリードは、ねじ軸６及び第二のナット７に形成されるねじのリードよりも大きい。このため、第二の入力軸２の回転方向と同方向に出力軸３を回転させることができ、しかも第二の入力軸２の回転速度を減速して出力軸３に伝動することができる。
【００５２】
また、第一の入力軸１の中心線と出力軸３の中心線とが略同一の直線上に配置され、且つ第二の入力軸２の中心線と出力軸３の中心線とが略同一の直線上に配置されるので、第一の入力軸１に発生する推力の中心点（ベクトル▲１▼）及び第二の入力軸２に発生する推力の中心点（ベクトル▲２▼）を、第一のナット５から出力軸３に作用する力の中心点（ベクトル▲３▼）と同一直線上に配置させることができる。このため、推力によりモーメント荷重が発生するのを防止することができる。
【００５３】
なお、本発明は上記実施形態に限られず、本発明の範囲を逸脱しない範囲で種々変更が可能である。例えば第二の入力軸を巻き掛け伝動装置で回転させることなく、第二の入力軸を中空モータのローターとし、この第二の入力軸をステータによって直接回転させてもよい。
【００５４】
また本発明の用途は自動操舵装置に限られず、入力軸が二つで出力軸が一つを有し、それぞれの入力軸のトルクあるいは回転角度を加算するものであれば様々な用途に適用することがきる。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、第一の入力軸を回転させると、第一の伝動手段によって第一のナットが出力軸に対して軸線方向に直線運動する。第一のナットが出力軸に対して軸線方向に直線運動すると、ねじ機構の直線運動⇒曲線運動への運動変換によって出力軸が回転する。また第二の入力軸を回転させると、第二の伝動手段によって第一のナットが螺旋を描きながら運動する。第一のナットは出力軸及び第一のナットに形成されるねじのリードは、ねじ軸及び第二のナットに形成されるねじのリードとは異なっているので、このリードの差分だけ出力軸が回転する。したがって、第一の入力軸及び第二の入力軸から出力軸側へトルクを効率良く伝動することができる。
【００５６】
また第一の入力軸及び第二の入力軸はクラッチを介することなく、常に出力軸に連係しているので、第一の入力軸及び第二の入力軸の一方を回転させるといつでも該一方から出力軸にトルクを伝動できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態におけるトルク伝動装置を示す断面図。
【図２】上記トルク伝動装置の第一の入力軸を回転させた場合を示す断面図。
【図３】上記トルク伝動装置の第二の入力軸を回転させた場合を示す断面図。
【図４】従来の自動操舵機構付きの操舵装置を示す模式図。
【符号の説明】
１…第一の入力軸
２…第二の入力軸
３…出力軸
４…ハウジング
５…第一のナット
６…ねじ軸
７…第二のナット
８…第一の伝動手段
９…第二の入力軸用スプライン機構（第二の伝動手段）
１４…第一の入力軸用スプライン機構
１５…第一の入力軸用ねじ機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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