(57)【要約】【課題】操舵反力を発生させる機構の高精度化や機械的調整を行うことなく、ガタに起因するステアリング操作の違和感を防止すること。【解決手段】ステアリングホイール２の軸周りの回転に伴って軸周りに回転する操舵軸３と一体に軸周りに回転する大歯車１０と、大歯車１０に噛み合い、大歯車１０に回転駆動力を与える第一小歯車１１と、第一小歯車１１を駆動する第一反力モータ１３と、第一小歯車１１をこの第一小歯車１１の軸方向に付勢可能な第一付勢部材１５と、大歯車１０に噛み合い、大歯車１０に回転駆動力を与える第二小歯車１２と、第二小歯車１２を駆動する第二反力モータ１４と、第二小歯車１２をこの第二小歯車１２の軸方向に付勢可能な第二付勢部材１６と、を備えた操舵反力装置を構成する。【選択図】図４
2017105227.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングホイール（２）の軸周りの回転に伴って軸周りに回転する操舵軸（３）と一体に軸周りに回転する大歯車（１０）と、
前記大歯車（１０）に噛み合い、前記大歯車（１０）に回転駆動力を与える第一小歯車（１１）と、
前記第一小歯車（１１）を駆動する第一反力モータ（１３）と、
前記第一小歯車（１１）をこの第一小歯車（１１）の軸方向に付勢可能な第一付勢部材（１５）と、
前記大歯車（１０）に噛み合い、前記大歯車（１０）に回転駆動力を与える第二小歯車（１２）と、
前記第二小歯車（１２）を駆動する第二反力モータ（１４）と、
前記第二小歯車（１２）をこの第二小歯車（１２）の軸方向に付勢可能な第二付勢部材（１６）と、
を備えた操舵反力装置。
【請求項２】
前記第一小歯車（１１）を軸周りに回転させ、前記大歯車（１０）との噛み合い力によりその軸方向に変位させることによって、前記第一付勢部材（１５）の付勢力を調節可能とするとともに、前記第二小歯車（１２）を軸周りに回転させ、前記大歯車（１０）との噛み合い力によりその軸方向に変位させることによって、前記第二付勢部材（１６）の付勢力を調節可能とした請求項１に記載の操舵反力装置。
【請求項３】
前記第一小歯車（１１）及び前記第二小歯車（１２）、並びに、前記第一反力モータ（１３）及び前記第二反力モータ（１４）のモータ軸にそれぞれスプライン（１１ａ、１２ａ、１３ａ、１４ａ）を形成し、前記第一反力モータ（１３）又は前記第二反力モータ（１４）の駆動に伴って前記第一小歯車（１１）及び前記第二小歯車（１２）を軸周りに回転しつつ、前記両反力モータ（１３、１４）に対しその軸方向に相対変位可能とした請求項２に記載の操舵反力装置。
【請求項４】
ステアリングホイール（２）の軸周りの回転に伴って回転する操舵軸（３）と一体に軸周りに回転する大歯車（１０）に、第一反力モータ（１３）の駆動によって回転駆動される第一小歯車（１１）と、第二反力モータ（１４）の駆動によって回転駆動される第二小歯車（１２）をそれぞれ噛み合わせ、前記第一小歯車（１１）にこの第一小歯車（１１）を軸方向に付勢可能な第一付勢部材（１５）を設けるとともに、前記第二小歯車（１２）にこの第二小歯車（１２）を軸方向に付勢可能な第二付勢部材（１６）を設け、前記第一反力モータ（１３）及び前記第二反力モータ（１４）を駆動し、前記大歯車（１０）と前記第一小歯車（１１）との、及び、前記大歯車（１０）と前記第二小歯車（１２）との噛み合い力によって、前記第一小歯車（１１）及び前記第二小歯車（１２）を軸方向の同方向にそれぞれ変位させて、前記第一小歯車（１１）及び前記第二小歯車（１２）から互いに逆方向かつ同じ大きさの回転駆動力を前記大歯車（１０）に作用させる操舵反力付与方法。
【請求項５】
前記第一小歯車（１１）及び前記第二小歯車（１２）から互いに逆方向かつ同じ大きさの回転駆動力を前記大歯車（１０）に作用させた状態において、前記大歯車（１０）を軸周りに回転し、この大歯車（１０）と噛み合う前記第一小歯車（１１）及び前記第二小歯車（１２）を、前記噛み合い力によって前記第一小歯車（１１）及び前記第二小歯車（１２）の軸方向の逆方向にそれぞれ変位させて、前記大歯車（１０）に対して、前記第一小歯車（１１）及び前記第二小歯車（１２）から異なる大きさの回転駆動力を作用させる請求項４に記載の操舵反力付与方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ステアリングホイールと転舵輪との間のトルク伝達を、ステアバイワイヤ方式のように機械的に非連結の状態で行う構成において、このステアリングホイールに操舵反力を与えるための操舵反力装置及び操舵反力付与方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ステアバイワイヤ方式のように、ステアリングホイールと転舵輪との間のトルク伝達を、機械的に非連結とした状態で行う伝達機構が採用されることがある。この構成においては、転舵機構（ステアリング装置）からの転舵反力がステアリングホイールに伝達されない。このため、ステアリングホイールの軸周りの回転に伴って軸周りに回転する操舵軸に操舵反力装置を設け、ステアリングホイールの操舵方向とは逆方向の反力をこのステアリングホイールに付与し、運転者に自然なステアリング操作感を与えるようにしている。
【０００３】
ステアリングホイールに操舵反力を付与する構成として、例えば、特許文献１に示す操舵反力制御装置がある。この制御装置は、転舵機構に作用する転舵反力を転舵反力センサで検出し、あるいは、転舵モータの制御量及び転舵変位量を用いて転舵反力を推定し、この転舵反力に応じて、ステアリングホイールに操舵反力を付与している。
【０００４】
特許文献２に示す電動パワーステアリング装置は、ステアリングホイールの操作をアシストするためのものであって、反力を付与するためのものではないが、操舵機構に複数のモータを、それぞれの位相を相互にずらした状態で設けた構成を採用している。このように、各モータの位相をずらすことで、各モータによるコギングの影響を相殺し、操舵感覚の向上を図っている。
【０００５】
特許文献３に示す電動式パワーステアリング装置は、特許文献２に係るものと同様に、反力を付与するためのものではないが、反力装置と同様に、操舵軸と一体に軸周りに回転する大歯車と、この大歯車と噛み合う小歯車とを備え、この小歯車の回転によって大歯車に回転駆動力を与えて、ステアリングホイールの操作をアシストしている。この小歯車の両端には、それぞれモータが設けられている。このように、小歯車の両端にモータを設け、各モータ及び前記小歯車を収納する第１ハウジングと、前記大歯車を収納する第２ハウジングと、前記第１ハウジング及び第２ハウジングを前記小歯車と大歯車とが噛合う位置で連結する連結手段とを備えることにより、モータの出力軸及び小歯車の芯ずれをなくすとともに、重量バランスを良好にでき、しかも、車両への搭載性を良好にすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−１３１２４６号公報
【特許文献２】特開平６−３４４９２７号公報
【特許文献３】特開２００４−２２４２８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１〜３等に示す操舵反力制御装置や電動式パワーステアリング装置においては、操舵軸に設けられた歯車と、モータによって駆動され、前記歯車と噛み合う歯車との間の遊びが大きいと、バックラッシによってガタが生じ、ステアリング操作の際に運転者に違和感が生じたり、各歯車の偏心に起因する押し付け量の変動に伴って、回転のトルク変動を生じたりする一方で、完全にこの遊びをなくしてしまうと、動力伝達のスムーズ性が損なわれる問題がある。
【０００８】
この問題を解決するためには、特許文献１、２に記載の操舵反力制御装置、電動式パワーステアリング装置においては、高精度な部品設計とアセンブリが必要となり、製造コストが高くなる虞がある。また、特許文献３に記載の電動式パワーステアリング装置は、小歯車及び大歯車の回転中心間距離を調整する調整手段を備えており、ガタの大きさを適切に調整し得るようになっているものの、その調整は、ステアリング操作と調整手段の調整を繰り返し行って操作感を確認する必要があり、その調整に大きな手間を要する。
【０００９】
そこで、この発明は、操舵反力を発生させる機構の高精度化や機械的調整を行うことなく、ガタに起因するステアリング操作の違和感を防止することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するために、この発明においては、ステアリングホイールの軸周りの回転に伴って軸周りに回転する操舵軸と一体に軸周りに回転する大歯車と、前記大歯車に噛み合い、前記大歯車に回転駆動力を与える第一小歯車と、前記第一小歯車を駆動する第一反力モータと、前記第一小歯車をこの第一小歯車の軸方向に付勢可能な第一付勢部材と、前記大歯車に噛み合い、前記大歯車に回転駆動力を与える第二小歯車と、前記第二小歯車を駆動する第二反力モータと、前記第二小歯車をこの第二小歯車の軸方向に付勢可能な第二付勢部材と、を備えた操舵反力装置を構成した。
【００１１】
このように、一つの大歯車に第一小歯車と第二小歯車がともに噛み合う構成とすることによって、例えば、大歯車と両小歯車との間に遊びがあっても、第二小歯車から大歯車に回転駆動力を与えることによってその遊びに起因するガタを防止することができる。このため、各歯車の部品設計及びアセンブリの高精度化や、機械的調整が不要となって、製造コストを大幅に低減することができるとともに、動力伝達がスムーズになり、自然なステアリング操作を行うことができる。
【００１２】
しかも、第一小歯車及び第二小歯車を、第一付勢部材又は第二付勢部材で付勢可能とすることによって、転舵輪の停止時や、ステアリングの中立状態近傍における微小な修正舵の際に、第一反力モータ及び第二反力モータを駆動することなく、両付勢部材の付勢力で、大歯車と第一小歯車及び第二小歯車が常に噛み合った状態とすることができる。このため、両反力モータの消費電力の削減を図ることができる。
【００１３】
さらに、大歯車と両小歯車との間の噛み合い力（予圧の大きさ）や操舵反力の制御を、両反力モータの駆動力の制御だけではなく、両小歯車の軸方向の位置制御によって行うこともできる。
【００１４】
前記構成においては、前記第一小歯車を軸周りに回転させ、前記大歯車との噛み合い力によりその軸方向に変位させることによって、前記第一付勢部材の付勢力を調節可能とするとともに、前記第二小歯車を軸周りに回転させ、前記大歯車との噛み合い力によりその軸方向に変位させることによって、前記第二付勢部材の付勢力を調節可能とした構成とするのが好ましい。
【００１５】
このように、両付勢部材の付勢力を調節可能とすることによって、ステアリングの操舵角に対応した反力を発生させることができ、運転者が自然な操舵感を得ることができる。
【００１６】
前記両小歯車を軸方向に変位させる構成においては、前記第一小歯車及び前記第二小歯車、並びに、前記第一反力モータ及び前記第二反力モータのモータ軸にそれぞれスプラインを形成し、前記第一反力モータ又は前記第二反力モータの駆動に伴って前記第一小歯車及び前記第二小歯車を軸周りに回転しつつ、前記両反力モータに対しその軸方向に相対変位可能とした構成とするのが好ましい。
【００１７】
このように、両小歯車及びモータ軸にスプラインを形成することにより、この両小歯車に両反力モータの駆動力を確実に伝達しつつ、両小歯車を軸方向にスムーズに変位させて両付勢部材による反力を調節することができ、運転者が一層自然な操舵感覚を得ることが可能となる。
【００１８】
さらに、この発明においては、ステアリングホイールの軸周りの回転に伴って回転する操舵軸と一体に軸周りに回転する大歯車に、第一反力モータの駆動によって回転駆動される第一小歯車と、第二反力モータの駆動によって回転駆動される第二小歯車をそれぞれ噛み合わせ、前記第一小歯車にこの第一小歯車を軸方向に付勢可能な第一付勢部材を設けるとともに、前記第二小歯車にこの第二小歯車を軸方向に付勢可能な第二付勢部材を設け、前記第一反力モータ及び前記第二反力モータを駆動し、前記大歯車と前記第一小歯車との、及び、前記大歯車と前記第二小歯車との噛み合い力によって、前記第一小歯車及び前記第二小歯車を軸方向の同方向にそれぞれ変位させて、前記第一小歯車及び前記第二小歯車から互いに逆方向かつ同じ大きさの反力を前記大歯車に作用させる操舵反力付与方法を構成した。
【００１９】
このように、第一小歯車と第二小歯車から大歯車に対して、逆方向かつ同じ大きさの回転駆動力を与えることによって、第一小歯車と大歯車、及び、第二小歯車と大歯車が常に隙間なく噛み合った状態となって、ガタの発生を確実に防止することができる。
【００２０】
前記の操舵反力付与方法においては、前記第一小歯車及び前記第二小歯車から互いに逆方向かつ同じ大きさの回転駆動力を前記大歯車に作用させた状態において、前記大歯車を軸周りに回転し、この大歯車と噛み合う前記第一小歯車及び前記第二小歯車を、前記噛み合い力によって前記第一小歯車及び前記第二小歯車の軸方向の逆方向にそれぞれ変位させて、前記大歯車に対して、前記第一小歯車及び前記第二小歯車から異なる大きさの回転駆動力を作用させる構成とするのが好ましい。
【００２１】
このように、大歯車（すなわち、ステアリング）を軸周りに回転することによって、第一小歯車及び第二小歯車から異なる大きさの回転駆動力を作用させることにより、この大歯車の回転方向に対応して、スムーズに操舵反力を発生させることができる。
【発明の効果】
【００２２】
この発明においては、ステアリングホイールの軸周りの回転に伴って軸周りに回転する操舵軸と一体に軸周りに回転する大歯車と、前記大歯車に噛み合い、前記大歯車に回転駆動力を与える第一小歯車と、前記第一小歯車を駆動する第一反力モータと、前記第一小歯車をこの第一小歯車の軸方向に付勢可能な第一付勢部材と、前記大歯車に噛み合い、前記大歯車に回転駆動力を与える第二小歯車と、前記第二小歯車を駆動する第二反力モータと、前記第二小歯車をこの第二小歯車の軸方向に付勢可能な第二付勢部材と、を備えた操舵反力装置を構成した。
【００２３】
このように、一つの大歯車に第一小歯車と第二小歯車がともに噛み合う構成とすることによって、例えば、大歯車と両小歯車との間に若干の遊びがあったとしても、第二小歯車から大歯車に回転駆動力を与えることによってその遊びに起因するガタを防止することができる。このため、各歯車の部品設計及びアセンブリの高精度化や、機械的調整が不要となって、製造コストを大幅に低減することができるとともに、動力伝達がスムーズになり、自然なステアリング操作を行うことができる。
【００２４】
しかも、第一小歯車及び第二小歯車を、第一付勢部材又は第二付勢部材で付勢可能とすることによって、転舵輪の停止時や、ステアリングの中立状態近傍における微小な修正舵の際に、第一反力モータ及び第二反力モータを駆動することなく、両付勢部材の付勢力で、大歯車と第一小歯車及び第二小歯車が常に噛み合った状態とすることができる。このため、両反力モータの消費電力の削減を図ることができる。
【００２５】
さらに、大歯車と両小歯車との間の噛み合い力（予圧の大きさ）や操舵反力の制御を、両反力モータの駆動力の制御だけではなく、両小歯車の軸方向の位置制御によって行うこともできる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】この発明に係る操舵反力装置の一実施形態を示す縦断面図
【図２】図１に示す操舵反力装置を示し、（ａ）横断面図、（ｂ）（ａ）中のＡ部の拡大図
【図３】車両の転舵機構における操舵反力装置の一般的な配置を示す概略図
【図４】図１に示す操舵反力装置において、ステアリング（大歯車）を中立位置とするとともに、第一小歯車及び第二小歯車を軸方向に付勢した状態（予圧した状態）を示す横断面図
【図５】図４に示す状態から、ステアリング（大歯車）を軸周りに回転させた状態を示す横断面図
【図６】両小歯車の軸方向への変位にリミットが作用した状態を示す横断面図
【発明を実施するための形態】
【００２７】
この発明に係る操舵反力装置１の一実施形態を図１及び図２（ａ）（ｂ）に示す。この操舵反力装置１は、図３に示すように、ステアリングホイール２、ステアリングホイール２とともに軸周りに回転する第一操舵軸３、ステアリングホイール２に入力されたトルクを検出するトルクセンサ４、一対の転舵輪５、５（例えば、左右の前輪）を転舵する転舵装置６、転舵装置６を駆動する第二操舵軸７、及び第一操舵軸３と第二操舵軸７が挿し込まれるクラッチ８を備えた、ステアバイワイヤ方式の転舵機構の第一操舵軸３に設けられる。
【００２８】
転舵装置６は、ステアリングホイール２の操舵角に基づいて、モータ（図示せず）で回転直動変換機構（図示せず）を介して転舵軸を左右に移動させて、一対の転舵輪５、５を転舵する機能を備えている。クラッチ８は、通常時には第一操舵軸３と第二操舵軸７との間の連結を機械的に切断して、転舵装置６により図示しないモータにより一対の転舵輪５、５を転舵するステアバイワイヤ方式にする一方で、異常時には両操舵軸３、７を機械的に連結して、ステアリングホイール２の操作に伴う第一操舵軸３の軸周りの回転を第二操舵軸７に直接伝達して、この異常時においても必要最小限の転舵を行う機能を備えている。
【００２９】
操舵反力装置１は、クラッチ８の切断状態において、転舵装置６の転舵量、一対の転舵輪５、５からの荷重、車速、トルクセンサ４からの信号、操舵角等に基づいて、ステアリングホイール２に操舵反力を与える。また、転舵装置６は、図示しない回転角センサの出力である操舵角やトルクセンサ４からの信号等に基づいて一対の転舵輪５、５を転舵する。
【００３０】
この実施形態に係る操舵反力装置１は、図２に示すように、大歯車１０、第一小歯車１１、第二小歯車１２、第一反力モータ１３、第二反力モータ１４、第一付勢部材１５、及び、第二付勢部材１６を主要な構成要素としている。
【００３１】
大歯車１０は、ステアリングホイール２（図３参照）の軸周りの回転に伴って軸周りに回転する第一操舵軸３と一体に軸周りに回転する。大歯車１０として、ヘリカルギアが、第一小歯車１１及び第二小歯車１２として、ウォームがそれぞれ採用されている。両小歯車１１、１２は大歯車１０を中心とした対称の位置に設けられており、それぞれが大歯車１０と噛み合っている。第一小歯車１１は第一反力モータ１３に、第二小歯車１２は第二反力モータ１４によって駆動される。
【００３２】
大歯車１０及び両小歯車１１、１２は、図１に示すように、ハウジング１７ａ、１７ｂ内に収納されている。ハウジング１７ａ、１７ｂと第一操舵軸３との間には、軸受１８ａ、１８ｂが介在して設けられている。この軸受１８ａ、１８ｂによって、第一操舵軸３がハウジング１７ａ、１７ｂに対して相対回転可能となっている。この軸受１８ａ、１８ｂとして玉軸受（転がり軸受）が用いられており、滑らかな操舵感が確保されている。なお、ハウジング１７ａ、１７ｂは、図示しないボルト等で結合されている。
【００３３】
第一小歯車１１及び第二小歯車１２の両端部には、図２（ａ）に示すように、雄スプライン１１ａ、１２ａが形成されており、この両端部は、ハウジング１７ａ、１７ｂ内の所定位置に設けられたスプライン軸受１９ａ、１９ｂによって、軸周りに回転可能に、かつ、軸方向に変位可能に支持されている。スプライン軸受１９ａ、１９ｂは、玉軸受の内輪内周面に雌スプラインが形成されており、雄スプライン１１ａ、１２ａとスプライン嵌合している。玉軸受の外輪は、ハウジング１７ｂと嵌合している。
【００３４】
さらに、第一反力モータ１３及び第二反力モータ１４のそれぞれのモータ軸にも、雄スプライン１３ａ、１４ａが形成されている。この雄スプライン１３ａ、１４ａは、第一小歯車１１及び第二小歯車１２の端部内周面に形成された雌スプラインとスプライン嵌合している。このスプライン嵌合により、第一小歯車１１及び第二小歯車１２は、両スプライン軸受１９ａ、１９ｂ及び両モータ軸に対して、軸方向に相対移動可能となっている。
【００３５】
ここで、第一小歯車１１及び第二小歯車１２において、第一反力モータ１３又は第二反力モータ１４が設けられている側を上端側（上側）、第一反力モータ１３又は第二反力モータ１４が設けられている側の反対側を下端側（下側）という。
【００３６】
第一小歯車１１の下端側には第一付勢部材１５が、第二小歯車１２の下端側には第二付勢部材１６が、それぞれ同軸に設けられており、両付勢部材１５、１６の上端が、両小歯車１１、１２にそれぞれ形成されたフランジ１１ｂ、１２ｂに当接している。また、下端側のスプライン軸受１９ｂにはそれぞれストッパ２０、２１が設けられており、両付勢部材１５、１６の下端が、このストッパ２０、２１に当接している。この両付勢部材１５、１６によって、両小歯車１１、１２はその軸方向に付勢可能とされている。ここでは、両付勢部材１５、１６として、コイルばねが使用されている。このように、コイルばねを使用することにより、滑らかな操舵感を確保することができる。
【００３７】
この実施形態で採用したヘリカルギアとウォームの組み合わせは、あくまでも例示であって、ステアリングホイール２（図３参照）に操舵反力を与えることができる限りにおいて、他の伝達機構を採用することもできる。また、この実施形態においては、両小歯車１１、１２は互いに平行に配置されているが、大歯車１０に対し、互いに逆向きの回転駆動力を伝達し得る限りにおいて、両小歯車１１、１２を互いに非平行に配置することもできる。
【００３８】
この操舵反力装置１に用いられる第一反力モータ１３及び第二反力モータ１４は、その回転方向及び回転速度を自在に調節し得るようになっている。例えば、第一小歯車１１と噛み合う大歯車１０が、この第一小歯車１１から回転駆動力を受けるときには、第二小歯車１２から大歯車１０に対し、第一小歯車１１から与えられる回転駆動力とは周方向に逆方向の回転駆動力が与えられるようにすることができる。このように、大歯車１０に対する第一小歯車１１による回転駆動力と、第二小歯車１２による回転駆動力の向きを逆方向とすることにより、大歯車と各小歯車が噛み合った状態となり、これらの間のガタ（バックラッシ）を防止することができる。第一反力モータ１３及び第二反力モータ１４として、同期モータ、誘導モータ、直流モータ等を採用することができる。
【００３９】
この実施形態においては、大歯車１０に二個の小歯車１１、１２が噛み合う構成を例示したが、大歯車１０に一方向への回転駆動力を与える少なくとも一個の小歯車と、この大歯車１０に前記一方向とは逆方向への回転駆動力を与える少なくとも一個の他の小歯車を備える限りにおいて、三個以上の小歯車が噛み合う構成とすることもできる。この構成においても、ステアリングホイール２に操舵反力を与えつつ、大歯車１０と各小歯車との間のガタを防止するという効果が発揮されるためである。
【００４０】
この発明に係る操舵反力付与方法を図４〜図６を用いて説明する。この操舵反力付与方法は、ステアリングホイール２（図３参照）の軸周りの回転に伴って軸周りに回転する操舵軸３と一体に軸周りに回転する大歯車１０と、大歯車１０に噛み合い、この大歯車１０に回転駆動力を与える第一小歯車１１と、第一小歯車１１を駆動する第一反力モータ１３と、第一小歯車１１をこの第一小歯車１１の軸方向に付勢可能な第一付勢部材１５と、大歯車１０に噛み合い、大歯車１０に回転駆動力を与える第二小歯車１２と、第二小歯車１２を駆動する第二反力モータ１４と、第二小歯車１２をこの第二小歯車１２の軸方向に付勢可能な第二付勢部材１６と、を備えた図２等に示す操舵反力装置１に適用される。
【００４１】
この操舵反力付与方法においては、ステアリングホイール２の中立位置において、まず、第一反力モータ１３及び第二反力モータ１４を駆動して、大歯車１０と噛み合う第一小歯車１１及び第二小歯車１２を軸周りに回転させる。このとき、第一反力モータ１３と第二反力モータ１４を同時にかつ同方向に同回転数で駆動すると、大歯車１０には、両小歯車１１、１２から周方向に逆方向でかつ同じ大きさの力が作用するが、この逆方向の力は相殺される。このため、大歯車１０はその軸周りに回転することなく、大歯車１０と両小歯車１１、１２との間の噛み合い力によって両小歯車１１、１２は軸周りに回転して、その軸方向の同方向に変位する（図４中の白抜き矢印参照）。
【００４２】
両小歯車１１、１２がその軸方向下端側に変位すると、この小歯車１１、１２と同軸に設けられた第一付勢部材１５及び第二付勢部材１６が軸方向に圧縮されて、両小歯車１１、１２を上向きに付勢する。両小歯車１１、１２が上向きに付勢されることによって、大歯車１０と両小歯車１１、１２が噛み合って、両小歯車から大歯車に回転駆動力ｆ１、ｆ２が与えられる（図４参照）。この回転駆動力ｆ１、ｆ２は、周方向に逆向きでかつ同じ大きさで相殺されるため、この回転駆動力ｆ１、ｆ２によって大歯車１０は回転しない。この噛み合いによって、大歯車１０に対して両小歯車１１、１２がその軸方向に予圧され、大歯車１０と両小歯車１１、１２との間のガタを防止する効果が発揮される。
【００４３】
しかも、第一小歯車１１を第一付勢部材１５で、第二小歯車１２を第二付勢部材１６でそれぞれ付勢することによって、ステアリングホイール２（図３参照）の中立状態において、第一反力モータ１３及び第二反力モータ１４を駆動することなく、両付勢部材１５、１６の付勢力のみで、大歯車１０と第一小歯車１１及び第二小歯車１２が常に噛み合った状態とすることができる。このため、ステアリングホイール２の中立状態における両反力モータ１３、１４の消費電力の削減を図ることができる。
【００４４】
ステアリングホイール２が中立位置にある状態（図４参照）から、このステアリングホイール２を軸周りの一方向に回転すると、大歯車１０が軸周りに回転する（図５中の矢印ｆ３参照）。大歯車１０の前記一方向回転に伴って、この大歯車１０と噛み合う第一小歯車１１が上向きに変位するとともに、第二小歯車１２が下向きに変位する（図５中の白抜き矢印参照）。
【００４５】
第一小歯車１１が上向きに変位すると、第一付勢部材１５の圧縮が緩和され、大歯車１０が第一小歯車１１から受ける回転駆動力ｆ４は減少する。その一方で、第二小歯車１２が下向きに変位すると、第二付勢部材１６がさらに圧縮され、大歯車１０が第二小歯車１２から受ける回転駆動力ｆ５は増加する。大歯車１０には、両小歯車１１、１２からの回転駆動力ｆ４、ｆ５の合力（操舵反力）が作用し、図５に示す状態においては、大歯車１０には操舵軸３に対して左回り（ステアリングホイール２の操舵方向とは逆向き）の操舵反力が作用する。
【００４６】
この操舵反力の大きさは、ステアリングホイール２の操舵角が大きくなるほど大きくなり、運転者は自然な操舵感を得ることができる。このとき、車両の速度や転舵軸に作用するトルクの大きさ等を考慮して、両反力モータ１３、１４の回転数（駆動力）を変化させて、大歯車１０と両小歯車１１、１２との間に作用させる予圧の大きさを調節してもよい。このようにすれば、操舵軸３の回転を一層スムーズに行うことができる。
【００４７】
また、ステアリング装置２と転舵装置６の位相差や、前輪からの荷重、車速、トルクセンサ４からの信号等により操舵反力が必要な場合は、ステアリングホイール２（図３参照）と反力モータ１３、１４の間に位相差を設けることにより、付勢部材１５、１６の圧縮量を変えて、操舵反力を調節することができる。
【００４８】
ステアリングホイール２を軸周りの一方向に回転した状態（図５参照）から、さらにその方向に転舵すると（図６中の矢印ｆ６参照）、大歯車１０がその転舵方向に軸周りに回転し、両小歯車１１、１２がその可動範囲の端部まで変位し（図６中の白抜き矢印参照）、大歯車１０には、第二小歯車１２からの回転駆動力ｆ７が操舵反力として作用する。この状態で、その方向にステアリングホイール２をさらに回転すると、大歯車１０と両小歯車１１、１２の噛み合い力によって、両小歯車１１、１２が軸方向に変位することなく軸周りに回転する。このとき、両反力モータ１３、１４を駆動して、両小歯車１１、１２に所定の大きさの駆動力を与えて、ステアリングホイール２に付与される操舵反力をさらに大きくすることによって、運転者にステアリングホイール２の操舵角度がリミットに達していることを知らしめることができる。
【００４９】
また、反力モータ１３、１４に異常が生じて両小歯車１１、１２に駆動力を与えることができなくなった場合においても、ステアリングホイール２の回転操作に伴って、両小歯車１１、１２がその可動範囲の端部まで変位する（図６中の白抜き矢印参照）。この状態で、その方向にステアリングホイール２をさらに回転すると、大歯車１０と両小歯車１１、１２の噛み合い力によって、両小歯車１１、１２が軸方向に変位することなく軸周りに回転する。これにより、反力モータ１３、１４の異常時においても、最小限のステアリング操作を行うことができる。
【００５０】
なお、上記の実施形態はあくまでも一例であって、操舵反力を発生させる機構の高精度化や機械的調整を行うことなく、ガタに起因するステアリング操作の違和感を防止する、という本願発明の課題を解決し得る限りにおいて、大歯車１０、小歯車１１、１２、及び付勢部材１５、１６の形状、配置、数等を適宜変更することができる。
【符号の説明】
【００５１】
１  操舵反力装置
２  ステアリングホイール
３  第一操舵軸（操舵軸）
４  トルクセンサ
５  転舵輪
６  転舵装置
７  第二操舵軸
８  クラッチ
１０  大歯車
１１  第一小歯車
１１ａ  雄スプライン
１１ｂ  フランジ
１２  第二小歯車
１２ａ  雄スプライン
１２ｂ  フランジ
１３  第一反力モータ
１３ａ  雄スプライン
１４  第二反力モータ
１４ａ  雄スプライン
１５  第一付勢部材
１６  第二付勢部材
１７ａ、１７ｂ  ハウジング
１８ａ、１８ｂ  軸受
１９ａ、１９ｂ  スプライン軸受
２０、２１  ストッパ
【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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