(57)【要約】【課題】アシスト機構に加わる衝撃荷重を低減できるステアリング装置を提供する。【解決手段】制動装置２０は、駆動プーリ５１と壁面１７ｃとの間に設けられる。制動装置２０は、制動用回転部材２１，２２と、ボール２３と、摩擦板２４，２５と、ばね２６とを備えている。制動用回転部材２１は、駆動プーリ５１の軸方向における端面に取り付けられている。制動用回転部材２１の一端面には傾斜面２１ｂが設けられている。制動用回転部材２２は、制動用回転部材２１と壁面１７ｃとの間に設けられている。ボール２３は、制動用回転部材２１と制動用回転部材２２とにより挟み込まれている。摩擦板２４は、制動用回転部材２２の軸方向における壁面１７ｃ側の端面に取り付けられている。摩擦板２５は、壁面１７ｃの内壁面における摩擦板２４と軸方向において対向する面に設けられている。ばね２６は、摩擦板２４と軸受３５の内輪３５ａとの間に設けられている。【選択図】図３
2017141011.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータと、
軸方向に往復移動する転舵シャフトと、
前記モータの回転力によって回転する駆動回転部材と、
自身の回転に基づき前記転舵シャフトに軸方向の力を付与する従動回転部材と、
前記駆動回転部材の回転力を前記従動回転部材に伝達する減速機と、
前記転舵シャフト、前記駆動回転部材、前記従動回転部材、および前記減速機を収容するハウジングと、
前記駆動回転部材および前記従動回転部材のうち、少なくとも一方と前記ハウジングの内壁面との間に設けられる制動装置と、を備え、
前記制動装置は、前記駆動回転部材および前記従動回転部材の少なくとも一方の軸方向における端面に取り付けられる第１制動用回転部材と、前記第１制動用回転部材と前記ハウジングの内壁面または前記ハウジングに固定される部材における前記ハウジングの内部に露出する壁面との間において、軸方向へ移動可能に設けられる第２制動用回転部材と、前記第１制動用回転部材と前記第２制動用回転部材との間に挟み込まれるボールと、前記第２制動用回転部材を前記第１制動用回転部材に近接させる方向に常時付勢する付勢部材と、前記第２制動用回転部材における前記第１制動用回転部材と反対側の端面に設けられる第１制動部材と、前記ハウジングの内壁面または前記ハウジングに固定される部材の前記壁面における前記第１制動用回転部材と対向した部分に設けられる第２制動部材と、を有し、
前記第１制動用回転部材と前記第２制動用回転部材との互いに対向する面同士は、前記駆動回転部材または前記従動回転部材の回転中心から離れるにつれて近接するように設けられており、前記第１制動部材が前記第２制動部材に近付く方向に移動することにより、前記第１制動部材と前記第２制動部材との間で前記第１制動部材の回転に対する制動力が発揮されるステアリング装置。
【請求項２】
請求項１に記載のステアリング装置において、
前記第１制動部材および前記第２制動部材は、互いに接触した際の摩擦によって、前記第１制動部材を制動させる摩擦板であるステアリング装置。
【請求項３】
請求項１に記載のステアリング装置において、
前記第１制動部材および前記第２制動部材の少なくとも一方は磁石であり、互いに近接した際の磁気的作用によって、前記第１制動部材を制動させるステアリング装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載のステアリング装置において、
前記第１制動用回転部材は、前記転舵シャフトの軸方向において、前記駆動回転部材と前記ハウジングとの間に取り付けられるステアリング装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載のステアリング装置において、
前記第１制動用回転部材および前記第２制動用回転部材の少なくとも一方における軸方向の端面のうち、前記ボールと接触する側の端面には、前記ボールを案内するための溝が軸中心から径方向に延びているステアリング装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載のステアリング装置において、
前記ハウジングの壁面に設けられた貫通孔には、前記モータの回転軸が挿入され、
前記モータの回転軸と前記貫通孔との間には、前記貫通孔に対して前記回転軸を回転可能に支持する軸受が設けられ、
前記第２制動部材は、前記ハウジングの内壁面における前記第１制動用回転部材と対向した部分から前記軸受の外輪の内周までの範囲にわたって設けられているステアリング装置。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれか一項に記載のステアリング装置において、
前記ハウジングの壁面に設けられた貫通孔には、前記モータの回転軸が挿入され、
前記モータの端部における前記貫通孔と対向する部分には、嵌合孔が設けられ、
前記モータの回転軸と前記嵌合孔との間には、前記嵌合孔に対して前記回転軸を回転可能に支持するモータ軸受が設けられ、
前記第２制動部材は、前記貫通孔の内部に露出した前記モータの端部における、前記第１制動用回転部材の外周と対向した部分から前記嵌合孔の内周までの範囲にわたって設けられているステアリング装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載のステアリング装置において、
前記転舵シャフトの外周に設けられたねじ溝に複数のボールを介して螺合された円筒状のナットを有し、前記ナットの回転に基づき前記転舵シャフトに軸方向の力を付与するボールねじ機構と、を有し、
前記減速機は、前記ナットと一体回転可能に固定されて、その外周面に複数のプーリ歯が設けられる従動プーリと、前記モータの回転軸と一体回転可能に固定されて、その外周面に複数のプーリ歯が設けられる駆動プーリと、前記従動プーリと前記駆動プーリとの間に巻き掛けられ、前記プーリ歯と噛み合うベルト歯が設けられるベルトと、を有し、
前記駆動回転部材は、前記モータの回転軸と前記駆動プーリとを含み、
前記従動回転部材は、前記ナットと前記従動プーリとを含むステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ボールねじ機構によって、転舵シャフトとして設けられるラックシャフトに軸方向の推力を与えることにより、運転者のステアリング操作を補助する電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）が知られている。例えば、特許文献１のＥＰＳは、ラックシャフトと平行にモータが取り付けられ、ボールねじ機構がモータの回転トルクを、当該ラックシャフトを直線運動させる力に変換することによって、運転者のステアリング操作を補助する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１４４２０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、近年、軸方向の推力の高出力化に伴って、ＥＰＳ内に設けたモータのトルクを用いて、ラックシャフトの補助力に変換するアシスト機構の慣性モーメントが大きくなっている。このため、ラックシャフトに逆入力が作用して、ラックシャフトが可動範囲の終端に達して止まるときに、ＥＰＳのアシスト機構に作用する衝撃荷重が大きくなり、アシスト機構の強度を上げる等の対策が必要であった。
【０００５】
この対策として、エンドダンパの大型化、アシスト機構の慣性モーメントの低減、ＥＰＳの減速比の低減などが挙げられるが、これらの対策はＥＰＳの各部の設計を再度やり直す必要があるため、手間がかかる。このため、アシスト機構のイナーシャや減速比などを変更することなく、衝撃荷重を低減する方法が求められていた。
【０００６】
本発明の目的は、アシスト機構に加わる衝撃荷重を低減できるステアリング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成しうるステアリング装置は、モータと、軸方向に往復移動する転舵シャフトと、前記モータの回転力によって回転する駆動回転部材と、自身の回転に基づき前記転舵シャフトに軸方向の力を付与する従動回転部材と、前記駆動回転部材の回転力を前記従動回転部材に伝達する減速機と、前記転舵シャフト、前記駆動回転部材、前記従動回転部材、および前記減速機を収容するハウジングと、前記駆動回転部材および前記従動回転部材のうち、少なくとも一方と前記ハウジングの内壁面との間に設けられる制動装置と、を備えている。前記制動装置は、前記駆動回転部材および前記従動回転部材の少なくとも一方の軸方向における端面に取り付けられる第１制動用回転部材と、前記第１制動用回転部材と前記ハウジングの内壁面または前記ハウジングに固定される部材における前記ハウジングの内部に露出する壁面との間において、軸方向へ移動可能に設けられる第２制動用回転部材と、前記第１制動用回転部材と前記第２制動用回転部材との間に挟み込まれるボールと、前記第２制動用回転部材を前記第１制動用回転部材に近接させる方向に常時付勢する付勢部材と、前記第２制動用回転部材における前記第１制動用回転部材と反対側の端面に設けられる第１制動部材と、前記ハウジングの内壁面または前記ハウジングに固定される部材の前記壁面における前記第１制動用回転部材と対向した部分に設けられる第２制動部材と、を有し、前記第１制動用回転部材と前記第２制動用回転部材との互いに対向する面同士は、前記駆動回転部材または前記従動回転部材の回転中心から離れるにつれて近接するように設けられており、前記第１制動部材が前記第２制動部材に近付く方向に移動することにより、前記第１制動部材と前記第２制動部材との間で前記第１制動部材の回転に対する制動力が発揮される。
【０００８】
この構成によれば、駆動回転部材および従動回転部材が回転する際、制動装置のボールには駆動回転部材および従動回転部材の回転速度に応じた遠心力が作用する。そして、ボールに作用する遠心力に応じて、ボールは制動装置の設けられた部分の回転軸から離れる方向に移動し、その移動量に応じて、第１制動用回転部材と第２制動用回転部材とが離間する。そして、第２制動用回転部材に設けられた第１制動部材が、ハウジングの内壁面に設けられた第２制動部材に近接することにより、第１制動部材の回転が制動される。このため、駆動回転部材および従動回転部材のうち、制動装置の設けられた部材の回転速度を低減できる。このため、たとえば逆入力に伴うステアリング装置の各部に作用する衝撃荷重を低減できる。
【０００９】
上記のステアリング装置において、前記第１制動部材および前記第２制動部材は、互いに接触した際の摩擦によって、前記第１制動部材を制動させる摩擦板であることが好ましい。
【００１０】
この構成によれば、第１制動部材と第２制動部材とが接触した際の摩擦によって、第２制動部材に対して第１制動部材が制動されるため、駆動回転部材および従動回転部材のうち、制動装置の設けられた部材の回転速度を低減できる。
【００１１】
上記のステアリング装置において、前記第１制動部材および前記第２制動部材の少なくとも一方は磁石であり、互いに近接した際の磁気的作用によって、前記第１制動部材を制動させてもよい。
【００１２】
この構成によれば、第１制動部材と第２制動部材とが近接したとき、第１制動部材と第２制動部材との間の磁気的作用は大きくなるため、第１制動部材は第２制動部材に対して制動される。このため、駆動回転部材および従動回転部材のうち、制動装置の設けられた部材の回転速度を低減できる。なお、第１制動部材と第２制動部材が近接する過程においても、ある程度、制動装置の設けられた部材の回転速度を低減できる。
【００１３】
上記のステアリング装置において、前記第１制動用回転部材は、前記転舵シャフトの軸方向において、前記駆動回転部材と前記ハウジングとの間に取り付けられることが好ましい。
【００１４】
この構成によれば、駆動回転部材とハウジングとの間に、制動装置が設けられることにより、減速比の関係で従動回転部材よりも回転速度が大きくなり易い駆動回転部材の回転速度を低減できる。
【００１５】
上記のステアリング装置において、前記第１制動用回転部材および前記第２制動用回転部材の少なくとも一方における軸方向の端面のうち、前記ボールと接触する側の端面には、前記ボールを案内するための溝が軸中心から径方向に延びていることが好ましい。
【００１６】
この構成によれば、第１制動用回転部材および第２制動用回転部材の少なくとも一方にボールを案内（ガイド）するための溝が軸中心から径方向に設けられていることにより、ボールは第１制動用回転部材または第２制動用回転部材と同じ角速度で回転し、ボールにも遠心力が作用する。
【００１７】
上記のステアリング装置において、前記ハウジングの壁面に設けられた貫通孔には、前記モータの回転軸が挿入され、前記モータの回転軸と前記貫通孔との間には、前記貫通孔に対して前記回転軸を回転可能に支持する軸受が設けられ、前記第２制動部材は、前記ハウジングの内壁面における前記第１制動用回転部材と対向した部分から前記軸受の外輪の内周までの範囲にわたって設けられていることが好ましい。
【００１８】
この構成によれば、軸受の外輪にも第２制動部材が設けられることにより、第２制動部材を配置する面積を確保することができる。たとえば、第１制動部材および第２制動部材に摩擦板が採用される場合、両者の接触面積が大きい程摩擦力が大きくなるため、制動装置の設けられた部材の回転速度をより低減できる。
【００１９】
上記のステアリング装置において、前記ハウジングの壁面に設けられた貫通孔には、前記モータの回転軸が挿入され、前記モータの端部における前記貫通孔と対向する部分には、嵌合孔が設けられ、前記モータの回転軸と前記嵌合孔との間には、前記嵌合孔に対して前記回転軸を回転可能に支持するモータ軸受が設けられ、前記第２制動部材は、前記貫通孔の内部に露出した前記モータの端部における、前記第１制動用回転部材の外周と対向した部分から前記嵌合孔の内周までの範囲にわたって設けられていることが好ましい。
【００２０】
この構成によれば、回転軸と嵌合孔との間にモータ軸受が設けられることにより、モータ軸受をモータともにハウジングに取り付けることができ、ハウジングへのモータおよびモータ軸受の組み付けが容易である。
【００２１】
上記のステアリング装置において、前記転舵シャフトは外周に設けられたねじ溝に複数のボールを介して螺合された円筒状のナットを有し、前記ナットの回転に基づき前記転舵シャフトに軸方向の力を付与するボールねじ機構と、を有し、前記減速機は、前記ナットと一体回転可能に固定されて、その外周面に複数のプーリ歯が設けられる従動プーリと、前記モータの回転軸と一体回転可能に固定されて、その外周面に複数のプーリ歯が設けられる駆動プーリと、前記従動プーリと前記駆動プーリとの間に巻き掛けられ、前記プーリ歯と噛み合うベルト歯が設けられるベルトと、を有し、前記駆動回転部材は、前記モータの回転軸と前記駆動プーリとを含み、前記従動回転部材は、前記ナットと前記従動プーリとを含むことが好ましい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明のステアリング装置によれば、アシスト機構に加わる衝撃荷重を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】一実施形態のステアリング装置の概略構成を示す構成図。
【図２】一実施形態のステアリング装置について、アシスト機構の概略構造を示す断面図。
【図３】（ａ）は、一実施形態のステアリング装置について、制動機構の概略構造を示す断面図、（ｂ）は、図３（ａ）の３ｂ−３ｂ線に沿った概略断面図。
【図４】一実施形態のステアリング装置について、駆動回転部材の回転速度が大きくなった際の制動機構の概略構造を示す断面図。
【図５】他の実施形態のステアリング装置について、制動機構の概略構造を示す断面図。
【図６】（ａ）は、図５の６ａ−６ａ線に沿った概略断面図、（ｂ）は、図５の６ｂ−６ｂ線に沿った概略断面図。
【図７】他の実施形態のステアリング装置について、制動機構の概略構造を示す断面図。
【図８】他の実施形態のステアリング装置について、アシスト機構の概略構造を示す断面図。
【図９】他の実施形態のステアリング装置について、制動機構の概略構造を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、ステアリング装置の一実施形態にかかるＥＰＳについて説明する。
図１に示すように、ＥＰＳ１は運転者のステアリングホイール１０の操作に基づいて転舵輪１６を転舵させる操舵機構２、および運転者のステアリング操作を補助するアシスト機構３を備えている。
【００２５】
操舵機構２は、ステアリングホイール１０およびステアリングホイール１０と一体回転するステアリングシャフト１１を備えている。ステアリングシャフト１１は、ステアリングホイール１０と連結されたコラムシャフト１１ａと、コラムシャフト１１ａの下端部に連結されたインターミディエイトシャフト１１ｂと、インターミディエイトシャフト１１ｂの下端部に連結されたピニオンシャフト１１ｃとを有している。ピニオンシャフト１１ｃの下端部はラックアンドピニオン機構１３を介して転舵シャフトであるラックシャフト１２に連結されている。ピニオンシャフト１１ｃの下端部（ピニオン歯）は、ラックシャフト１２（ラック歯）に噛み合わされている。したがって、ステアリングシャフト１１の回転運動は、ピニオンシャフト１１ｃの先端に設けられたピニオン歯とラックシャフト１２に設けられたラック歯からなるラックアンドピニオン機構１３を介して、ラックシャフト１２の軸方向Ｘ（図１の左右方向）の往復直線運動に変換される。当該往復直線運動は、ラックシャフト１２の両端にそれぞれ連結されたラックエンド１４を介してタイロッド１５に伝達される。これらタイロッド１５の運動が左右の転舵輪１６にそれぞれ伝達されることにより、転舵輪１６の転舵角が変更される。ラックシャフト１２はラックハウジング１７に収容されている。ラックハウジング１７の両端とタイロッド１５との間には、蛇腹筒状体のラックブーツ１８がそれぞれ配置されている。
【００２６】
アシスト機構３は、ラックシャフト１２の周囲に設けられている。アシスト機構３は、アシスト力の発生源であるモータ３０と、ラックシャフト１２の周囲に一体的に取り付けられたボールねじ機構４０と、モータ３０の回転軸３１の回転力をボールねじ機構４０に伝達する減速機５０からなる。アシスト機構３は、モータ３０の回転軸３１の回転力を、減速機５０およびボールねじ機構４０を介してラックシャフト１２の軸方向Ｘの力に変換することにより、運転者のステアリング操作を補助する。
【００２７】
ボールねじ機構４０、減速機５０、ピニオンシャフト１１ｃ、およびラックシャフト１２は、ラックハウジング１７により覆われている。ラックハウジング１７には、ラックシャフト１２が挿通される挿通部１７ａが軸方向Ｘにおいて貫通して設けられている。また、ラックハウジング１７はラックシャフト１２の延びる方向に対して交わる方向（図１中の下方）へ突出する部分である減速機ハウジング１７ｂを有している。減速機ハウジング１７ｂの内部には、減速機５０の一部が収容される。減速機ハウジング１７ｂの壁面１７ｃ（図２中の減速機ハウジング１７ｂの右側壁）には、貫通孔３３が設けられている。モータ３０の回転軸３１は、減速機ハウジング１７ｂに設けられた貫通孔３３を通じて減速機ハウジング１７ｂの内部に延びている。回転軸３１はラックシャフト１２に対して平行となるように、モータ３０はラックシャフト１２に対して平行となるように、モータ３０はボルト３２により減速機ハウジング１７ｂに固定されている。挿通部１７ａとラックシャフト１２との径方向における間には、わずかに隙間が設けられている。
【００２８】
つぎに、アシスト機構３について詳細に説明する。
図２に示すように、ボールねじ機構４０は、ラックシャフト１２に複数のボール４２を介して螺合する円筒状のナット４１を備えている。ナット４１は、軸受４４を介してラックハウジング１７の内周面に対して回転可能に支持されている。ラックシャフト１２の外周面には、螺旋状のねじ溝１２ａが設けられている。ナット４１の内周面には、ラックシャフト１２のねじ溝１２ａに対応する螺旋状のねじ溝４３が設けられている。ナット４１のねじ溝４３とラックシャフト１２のねじ溝１２ａとにより囲まれる螺旋状の空間は、ボール４２が転動する転動路Ｒとして機能する。また、図示しないが、ナット４１には、転動路Ｒの２箇所に開口して、当該２箇所の開口を短絡する循環路が設けられている。したがって、ボール４２はナット４１内の循環路を介して転動路Ｒ内を無限循環することができる。
【００２９】
減速機５０は、モータ３０の回転軸３１に一体的に取り付けられた駆動プーリ５１、ナット４１の外周に一体的に取り付けられた従動プーリ５２、ナット４１の外周に一体的に取り付けられた従動プーリ５２、および駆動プーリ５１と従動プーリ５２との間に巻き掛けられたベルト５３を備えている。減速機ハウジング１７ｂの内部空間には、モータ３０の回転軸３１と、回転軸３１に取り付けられた駆動プーリ５１と、ベルト５３の一部が配置される。また、ベルト５３は、たとえば芯線を含むゴム製の歯付きベルトが採用される。
【００３０】
このような構成からなるアシスト機構３では、モータ３０の回転軸３１が回転すると、回転軸３１と一体となって駆動プーリ５１が回転する。駆動プーリ５１の回転は、ベルト５３を介して従動プーリ５２に伝達されて、これにより従動プーリ５２は回転する。このため、従動プーリ５２と一体的に取り付けられたナット４１も一体回転する。ナット４１はラックシャフト１２に対して相対回転するため、ナット４１とラックシャフト１２との間に介在される複数のボール４２は双方から負荷を受けて転動路Ｒ内を無限循環する。ボール４２が転動路Ｒ内を転動することにより、ナット４１に付与された回転トルクがラックシャフト１２の軸方向Ｘに付与される力に変換される。このため、ラックシャフト１２はナット４１に対して軸方向Ｘに移動する。このラックシャフト１２に付与される軸方向Ｘの力がアシスト力となり、運転者のステアリング操作を補助する。
【００３１】
なお、モータ３０側（駆動側）で回転する部材を駆動回転部材とし、ラックシャフト１２側（駆動側）で回転する部材を従動回転部材とする。すなわち、駆動回転部材は、回転軸３１、駆動プーリ５１、および軸受３５の内輪３５ａを含んでいる。また、従動回転部材は、ナット４１、従動プーリ５２、および軸受４４の内輪を含んでいる。
【００３２】
つぎに、駆動プーリ５１と減速機ハウジング１７ｂの壁面１７ｃとの間に設けられる制動装置２０について詳しく説明する。
図３（ａ）に示すように、回転軸３１の外周面と貫通孔３３の内周面との間には、減速機ハウジング１７ｂ（貫通孔３３）に対して回転軸３１を回転可能に支持する軸受３５が設けられている。軸受３５の内輪３５ａは回転軸３１の外周面に嵌合し、軸受３５の外輪３５ｂは貫通孔３３の内周面に嵌合している。
【００３３】
制動装置２０は、駆動プーリ５１の回転速度が大きくなったとき、その回転速度を抑制すべく、減速機ハウジング１７ｂに対して駆動プーリ５１を制動する。制動装置２０は、２つの制動用回転部材２１，２２と、複数のボール２３と、制動部材としての２つの摩擦板２４，２５と、付勢部材としてのばね２６とを備えている。
【００３４】
制動用回転部材２１は、その中心に孔を有した円板形状を有しており、この中空部に回転軸３１が挿入されている。制動用回転部材２１は、駆動プーリ５１の軸方向における端面（図３中の右端面）に取り付けられている。制動用回転部材２１における駆動プーリ５１側の端面には、回転軸３１の軸方向に直交する平面部２１ａが設けられている。すなわち、平面部２１ａは、駆動プーリ５１の端面および壁面１７ｃの内壁面と平行に設けられている。また、制動用回転部材２１における平面部２１ａと反対側の端面（制動用回転部材２１における壁面１７ｃ側の端面）には、平面部２１ａと非平行な傾斜面２１ｂが設けられている。傾斜面２１ｂは、たとえば円錐面である。
【００３５】
制動用回転部材２２は、その中心に孔を有した円板形状を有しており、この中空部に回転軸３１が挿入されている。制動用回転部材２２は、制動用回転部材２１と壁面１７ｃの内壁面との間に設けられている。制動用回転部材２２の軸方向における両端面は、互いに平行な平面である。また、制動用回転部材２２の軸方向における両端面は、平面部２１ａと平行である。従って、回転軸３１の中心軸から離れるにつれて（径方向外側へ向かうにつれて）、傾斜面２１ｂと傾斜面２１ｂと対向する制動用回転部材２２の端面との間の間隔は狭まっていく。なお、制動用回転部材２２は、回転軸３１に対して、その軸方向に摺動可能に設けられている。また、制動用回転部材２２は、回転軸３１と一体回転可能に設けられている。
【００３６】
ボール２３は、制動用回転部材２１と制動用回転部材２２とにより挟み込まれている。制動用回転部材２１と制動用回転部材２２とがボール２３を挟み込む力は、傾斜面２１ｂの角度に対応した分力として、ボール２３を回転軸３１へと近付ける力として作用する。このため、回転軸３１が回転していないとき、ボール２３は回転軸３１に接触している。
【００３７】
摩擦板２４は、制動用回転部材２２の軸方向における壁面１７ｃ側の端面（図中の右端面）に取り付けられている。摩擦板２４の外径は、摩擦板２５と接触したときの摩擦抵抗を確保するために、一例として、制動用回転部材２２の外径よりも大きく設定されている。なお、十分な摩擦抵抗が確保できるのであれば、摩擦板２４の外径はどのように設定されてもよい。また、摩擦板２４と摩擦板２５との間の摩擦抵抗は、駆動プーリ５１の回転速度をどの程度抑えたいか、および駆動プーリ５１の回転速度をどの程度の時間で低減したいかなどに応じて、適切な摩擦抵抗に設定される。なお、摩擦板２４は、制動用回転部材２２と同様に、回転軸３１に対して、その軸方向に摺動可能に設けられている。また、摩擦板２４は、回転軸３１と一体回転可能に設けられている。
【００３８】
摩擦板２５は、壁面１７ｃの内壁面における摩擦板２４と軸方向において対向する部分から軸受３５の外輪３５ｂの内周面までの範囲にわたって設けられている。摩擦板２４を軸方向に移動させたとき、摩擦板２５と摩擦板２４とは互いに接触する。軸受３５の内輪３５ａにおける摩擦板２４と対向する面は、摩擦板２４と接触しない。また、摩擦板２４が摩擦板２５に接触したとき、摩擦板２４と内輪３５ａとの間には、摩擦板２５の厚み分の隙間が形成される。なお、摩擦板２４における内輪３５ａに対向する部分は設けなくてもよい。すなわち、摩擦板２４は、摩擦板２５に対向する部分だけ設けてもよい。
【００３９】
ばね２６は、摩擦板２４と軸受３５の内輪３５ａとの間に圧縮状態で介在されている。ばね２６は、たとえば圧縮コイルばねが用いられ、回転軸３１に挿通されている。制動用回転部材２２および摩擦板２４は、ばね２６の弾性力により、制動用回転部材２１に近接する方向（図中の左方向）へ向けて常時付勢される。制動用回転部材２２および摩擦板２４の制動用回転部材２１に近接する方向への移動は、制動用回転部材２２がボール２３を介して制動用回転部材２１に当接することにより、規制される。これにより、ボール２３は、制動用回転部材２１と制動用回転部材２２とによって挟み込まれた状態となる。ボール２３は、制動用回転部材２２と制動用回転部材２１とにより挟み込まれることにより、回転軸３１へと押し付けられている。
【００４０】
なお、ボール２３が径方向に移動するにつれて、制動用回転部材２２および摩擦板２４は、ばね２６の弾性力に抗して、摩擦板２５に近接する方向へ移動する。摩擦板２４と摩擦板２５との間の距離は、ボール２３が径方向に一定距離移動したとき、摩擦板２４が摩擦板２５に接触する程度に設定されている。
【００４１】
また、図３（ｂ）に示すように、制動用回転部材２１の傾斜面２１ｂには、ボール２３が径方向に移動する際のガイドとして機能する放射状の溝２１ｃが設けられている。ここでは、一例として回転軸３１の周方向に等間隔に４つ設けられた溝２１ｃに、それぞれボール２３が嵌っている。
【００４２】
つぎに、本実施形態の作用および効果を説明する。まず回転軸３１が回転することによりボール２３に生じる遠心力Ｆについて説明する。
回転軸３１が回転するのに伴って、駆動プーリ５１に取り付けられた制動用回転部材２１も回転する。このため、制動用回転部材２１に設けられた溝２１ｃを介して、ボール２３にも回転軸３１の回転力が伝達される。ボール２３は回転軸３１を中心として回転する。このときボール２３に作用する遠心力Ｆは、ボール２３の質量ｍ、回転速度（角速度）ω、および回転半径ｒを用いると、次式（１）によって表すことができる。
【００４３】
Ｆ＝ｍｒω＾２  …（１）
このため、ボール２３の回転速度が大きい程、ボール２３に作用する遠心力Ｆは大きくなる。そして、遠心力Ｆがボール２３に作用することにより、ボール２３は回転軸３１から離れる方向（回転軸３１の径方向外側）に向けて移動しようとする。
【００４４】
ボール２３の遠心力Ｆのうち、傾斜面２１ｂの傾きに応じた軸方向の分力が、ばね２６の弾性力よりも大きい場合に、制動用回転部材２２および摩擦板２４はばね２６の弾性力に抗して、摩擦板２５へ向けて移動する。制動用回転部材２１と制動用回転部材２２との間の間隔が広がる分、ボール２３は回転軸３１から離れる方向へ移動する。
【００４５】
図４に示すように、回転軸３１がさらに高速で回転することにより、ボール２３の遠心力Ｆが十分大きくなると、ボール２３は、回転軸３１から離れる方向へさらに移動する。これに伴い、制動用回転部材２２および摩擦板２４は、摩擦板２５へ向けてさらに移動し、やがて摩擦板２４が摩擦板２５に接触する。摩擦板２４と摩擦板２５との間の摩擦により、回転軸３１および駆動プーリ５１の回転速度が低減する。
【００４６】
また、回転軸３１および駆動プーリ５１の回転速度が低減すると、ボール２３の遠心力Ｆも小さくなるため、ボール２３は遠心力Ｆの減少に応じて、回転軸３１に近付く方向へ移動する。制動用回転部材２２は、ばね２６の弾性力によって、ボール２３の位置に応じて制動用回転部材２１へ向けて移動する。これにより、摩擦板２４と摩擦板２５とが離間し、摩擦板２４および摩擦板２５による回転軸３１および駆動プーリ５１の制動作用が解除される。
【００４７】
ところで、縁石乗り上げ等に伴う大きな逆入力（荷重）がラックシャフト１２に作用し、ラックシャフト１２が軸方向に移動した場合には、ラックシャフト１２がラックハウジング１７の端部に当接する、いわゆるエンド当てが生じることがある。ラックシャフト１２はそれ以上、同じ方向へ移動できなくなってしまう。これに伴って、従動回転部材のナット４１もボール４２を介してラックシャフト１２に当接するため、ナット４１が回転することが規制される。ナット４１の回転が止められると、従動プーリ５２を含む他の従動回転部材の回転も止められる。これに対し、モータ３０および駆動プーリ５１は、自身の慣性力により回転し続けようとするため、ベルト５３の歯に歯飛びや摩耗が生じるおそれがある。
【００４８】
特に、駆動回転部材の回転速度が大きいほど、駆動回転部材の回転エネルギーも大きくなるため、駆動回転部材の回転が止まろうとする際に、ベルト５３の歯にもより大きな荷重が加わることとなり、ベルト５３の歯に歯飛びや摩耗がより生じやすくなる。
【００４９】
この点、本実施形態では、駆動回転部材の回転速度が大きくなったとき、摩擦板２４が摩擦板２５に接触することにより、駆動回転部材の回転速度が抑制される。駆動回転部材の回転速度が小さくなる分、駆動回転部材が回転しているときの回転エネルギーも小さくなるので、ベルト５３の歯飛びが抑制される。ＥＰＳ１の各部に作用する衝撃荷重が低減されるためである。
【００５０】
また、制動装置２０は、ラックシャフト１２のラック歯およびピニオンシャフト１１ｃのピニオン歯の偏摩耗を抑制する作用も有している。たとえば、ラックシャフト１２がラックハウジング１７の端部に当接するエンド当てによって、ラックシャフト１２が止められるとき、慣性によって回り続けているナット４１が、ボール４２を介してラックシャフト１２を軸周りに回転させようとする。これにより、ラックシャフト１２がつれ回り回転すると、ラックシャフト１２のラック歯の歯すじ方向の端部がピニオンシャフト１１ｃのピニオン歯に強く押し当てられ、ラック歯およびピニオン歯の偏摩耗が促進されるおそれがある。この点、本実施形態では、駆動回転部材の回転速度が抑制されることにより、ラックシャフト１２をつれ回り回転させるトルクが低減されるので、ラックシャフト１２のラック歯およびピニオンシャフト１１ｃのピニオン歯の偏摩耗が抑制される。同様に、逆入力がラックシャフト１２に作用した場合であっても、駆動回転部材の回転速度が小さくなる分、ＥＰＳ１の各部に作用する衝撃荷重は低減され、逆入力に対するＥＰＳ１の耐久性は高められる。なお、駆動回転部材は減速比の関係で従動回転部材よりも回転速度が大きくなり易い点からも、駆動回転部材の回転速度を小さくする効果は大きい。
【００５１】
また、逆入力によって、モータ３０に逆起電力が発生することもあるが、駆動回転部材の回転速度が小さくなる分、逆起電力の電圧値も低減する。このため、逆起電力によって、モータ３０を制御する制御装置に影響を与えることも抑制される。
【００５２】
なお、逆入力が作用したときにＥＰＳ１の各部に与える影響をより低減するには、エンド当て時のラックシャフト１２の加速度（衝撃荷重）を低減するエンドダンパの大型化、駆動回転部材および従動回転部材の慣性モーメントの低減、および減速比の低減などが上げられるが、これらの対策はＥＰＳ１の各部の設計をやり直す必要があり、手間がかかる。この点、本実施形態では、ＥＰＳ１の各部の設計をやり直さずとも、制動装置２０を設けることによって、駆動回転部材の回転速度を小さくできる。
【００５３】
なお、本実施形態は次のように変更してもよい。以下の他の実施形態は、技術的に矛盾しない範囲において、互いに組み合わせることができる。
・本実施形態では、制動用回転部材２１に溝２１ｃが複数設けられ、ボール２３も複数用いられたが、これに限らない。すなわち、制動用回転部材２１の回転安定性が保てるのであれば、溝２１ｃを１つだけ設け、制動用回転部材２１と制動用回転部材２２との間にボール２３を１つだけ挟み込むようにしてもよい。
【００５４】
・本実施形態では、制動用回転部材２１に傾斜面２１ｂを設けたが、これに限らない。たとえば、制動用回転部材２２における制動用回転部材２１と対向する面に傾斜面を設けてもよい。また、制動用回転部材２１および制動用回転部材２２における互いに対向する面に、ともに傾斜面を設けてもよい。
【００５５】
・本実施形態では、摩擦板２５は、壁面１７ｃの内面および軸受３５の外輪３５ｂを含む領域に取り付けられたが、これに限らない。たとえば、摩擦板２５は、壁面１７ｃの内面のみに取り付けられてもよいし、軸受３５の外輪３５ｂのみに取り付けられてもよい。
【００５６】
・本実施形態では、付勢部材としてのばね２６が採用されたが、これに限らない。たとえば、付勢部材としてゴム等の弾性部材を採用してもよい。すなわち、付勢部材は、制動用回転部材２１と制動用回転部材２２とを離間させる方向に付勢するものであればどのようなものであってもよい。
【００５７】
・本実施形態では、駆動回転部材の回転速度を抑制するために、摩擦板２４と摩擦板２５とを接触させたが、これに限らない。すなわち、図５に示すように、摩擦板２４の代わりに磁石２７を制動用回転部材２２に取り付け、摩擦板２５の代わりに磁石２８を壁面１７ｃに取り付けてもよい。なお、磁石２７と磁石２８とが接触しないように、制動用回転部材２２と壁面１７ｃとの間の距離、およびばね２６のばね力が設定されている。そして、磁石２７と磁石２８とが互いに近接した際の磁気的作用（たとえば吸引力）によって、制動用回転部材２２を制動させる。一例としては、図６（ａ），（ｂ）に示すように、磁石２７および磁石２８は、回転軸３１の軸周り（周方向）に２つのＮ極と２つのＳ極とが交互に配置されている。なお、磁石２７および磁石２８の極数は何極であってもよい。磁石２７と磁石２８とが互いに近接した場合には、磁石２７のＮ極（またはＳ極）が磁石２８のＳ極（またはＮ極）に引き寄せられることにより、回転軸３１の回転速度が抑制される。磁石２７と磁石２８とが近接するほど、磁気的作用が大きくなる（磁気力は距離の２乗に反比例する関係を有する）ため、制動用回転部材２２の制動作用がより高められる。なお、磁石２７および磁石２８を用いる場合、磁石２７と磁石２８とが近接する過程においてもある程度、駆動回転部材の回転速度を抑制する効果が得られる。また、摩擦板２５の代わりに、銅板などの導電体としてもよい。この場合、導電体に発生する渦電流により、制動用回転部材２２を制動させる制動力が発生する。
【００５８】
・本実施形態では、制動装置２０によって駆動回転部材の回転を抑制したが、これに限らない。たとえば、図７に示すように、従動回転部材の回転を抑制してもよい。この場合、たとえば制動用回転部材２１は従動回転部材の１つであるナット４１の端部（図中の右端部）に取り付けられ、ナット４１と壁面１７ｃとの間に制動用回転部材２２が設けられる。そして、制動用回転部材２１と制動用回転部材２２との間にボール２３が設けられ、制動用回転部材２２の壁面１７ｃ側の端面に摩擦板２４が取り付けられ、壁面１７ｃにおける摩擦板２４と対向する部分に摩擦板２５が取り付けられる。なお、ばね２６は、従動回転部材（従動プーリ５２）と制動用回転部材２２との間に設けられる引張りばねである。
【００５９】
・本実施形態では、軸受３５の内輪３５ａは回転軸３１の外周面に嵌合し、軸受３５の外輪３５ｂは減速機ハウジング１７ｂの貫通孔３３の内周面に嵌合していたが、これに限らない。
【００６０】
たとえば、図８に示すように、壁面１７ｃ側の端部における貫通孔３３と対向するモータ３０の端部に嵌合孔３６が設けられ、嵌合孔３６には、嵌合孔３６に対してモータ３０の回転軸３１を回転可能に支持するモータ軸受３７が設けられてもよい。
【００６１】
この場合、図９に示すように、モータ軸受３７の内輪３７ａは回転軸３１の外周面に嵌合し、モータ軸受３７の外輪３７ｂはモータ３０の嵌合孔３６の内周面に嵌合する。摩擦板２５は貫通孔３３の内部に露出したモータ３０の端面に設けられる。摩擦板２５は摩擦板２４の外周に対向した部分から嵌合孔３６の内周までの範囲にわたって設けられている。摩擦板２４および制動用回転部材２２の一部は、貫通孔３３の内部に収容されるようにしてもよい。
【００６２】
・本実施形態では、ラックシャフト１２に対して平行に配置された回転軸３１を有するモータ３０によってラックシャフト１２にアシスト力を付与するＥＰＳ１に具体化して示したが、これに限らない。すなわち、ボールねじ機構４０および減速機５０を備えるステアリング装置であればよい。なお、モータ３０のトルクを、ウォーム減速機を介してピニオンシャフト１１ｃに伝達するステアリング装置であってもよい。また、ステアリング操作に連動するラックシャフト１２の直線運動を、モータ３０の回転力を利用して補助する電動パワーステアリング装置を例に挙げたが、ステアバイワイヤ（ＳＢＷ）に適用してもよい。なお、ＳＢＷに具体化する場合には、前輪操舵装置としてだけでなく、後輪操舵装置あるいは４輪操舵装置（４ＷＳ）として具体化することもできる。
【符号の説明】
【００６３】
１…ＥＰＳ、２…操舵機構、３…アシスト機構、１０…ステアリングホイール、１１…ステアリングシャフト、１１ａ…コラムシャフト、１１ｂ…インターミディエイトシャフト、１１ｃ…ピニオンシャフト、１２…ラックシャフト（転舵シャフト）、１２ａ…ねじ溝、１３…ラックアンドピニオン機構、１４…ラックエンド、１５…タイロッド、１６…転舵輪、１７…ラックハウジング（ハウジング）、１７ａ…挿通部、１７ｂ…減速機ハウジング、１８…ラックブーツ、１９…軸受、２０…制動装置、２１…制動用回転部材（第１制動用回転部材）、２１ａ…平面部、２１ｂ…傾斜面、２１ｃ…溝、２２…制動用回転部材（第２制動用回転部材）、２３…ボール、２４…摩擦板（第１制動部材）、２５…摩擦板（第２制動部材）、２６…ばね（付勢部材）、２７，２８…磁石、３０…モータ、３１…回転軸、３２…ボルト、３３…貫通孔、４０…ボールねじ機構、４１…ナット、４２…ボール、４３…ねじ溝、４４…軸受、Ｒ…転動路、５０…減速機、５１…駆動プーリ、５２…従動プーリ、５３…ベルト。
【図１】
2017141011.tif 000003
【図２】
2017141011.tif 000004
【図３】
2017141011.tif 000005
【図４】
2017141011.tif 000006
【図５】
2017141011.tif 000007
【図６】
2017141011.tif 000008
【図７】
2017141011.tif 000009
【図８】
2017141011.tif 000010
【図９】
2017141011.tif 000011