特開 2024-92589 駆動ユニット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024092589

(43)【公開日】2024-07-08

(54)【発明の名称】駆動ユニット

(51)【国際特許分類】

   F16H 1/32 20060101AFI20240701BHJP

【ＦＩ】

F16H1/32 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022208633

(22)【出願日】2022-12-26

(71)【出願人】

【識別番号】000002107

【氏名又は名称】住友重機械工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105924

【弁理士】

【氏名又は名称】森下 賢樹

(74)【代理人】

【識別番号】100116274

【弁理士】

【氏名又は名称】富所 輝観夫

(72)【発明者】

【氏名】小田 真暉

【テーマコード（参考）】

3J027

【Ｆターム（参考）】

3J027FA10

3J027FA50

3J027FB12

3J027GB03

3J027GC02

3J027GC23

3J027GC26

3J027GC27

3J027GE29

(57)【要約】

【課題】主駆動装置から主クランク軸に動力を伝達不能となる故障が生じた場合でも、駆動対象に補助トルクを出力できる駆動ユニットを提供する。
【解決手段】駆動トルクを出力する主出力軸４０を有する主駆動装置３２と、補助トルクを出力する補助出力軸４６を有する補助出力装置３４と、主出力軸４０から駆動トルクが入力される主クランク軸５０と、補助出力軸４６から補助トルクが入力される補助クランク軸５２と、主クランク軸５０及び補助クランク軸５２のそれぞれに入力されたトルクを増幅して出力回転体５６に伝達する第１減速機構５４とを有する減速機３６と、を備え、補助クランク軸５２に入力された補助トルクを、主出力軸４０から主クランク軸５０に至る第１動力伝達経路を介さずに減速機構に伝達可能に構成される駆動ユニット１８である。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

駆動トルクを出力する主出力軸を有する主駆動装置と、
補助トルクを出力する補助出力軸を有する補助出力装置と、
前記主出力軸から前記駆動トルクが入力される主クランク軸と、前記補助出力軸から前記補助トルクが入力される補助クランク軸と、前記主クランク軸及び前記補助クランク軸のそれぞれに入力されたトルクを増幅して出力回転体に伝達する減速機構とを有する偏心揺動型減速機と、を備え、
前記補助クランク軸に入力された前記補助トルクを、前記主出力軸から前記主クランク軸に至る第１動力伝達経路を介さずに前記減速機構に伝達可能に構成される駆動ユニット。

【請求項2】

前記主クランク軸は、前記出力回転体の回転中心線からオフセットした位置に配置されるオフセットクランク軸であり、
前記補助クランク軸は、前記オフセットクランク軸よりも径方向内側に配置される内側クランク軸である請求項１に記載の駆動ユニット。

【請求項3】

前記第１動力伝達経路を構成する複数の伝動部材を備え、
前記第１動力伝達経路において隣り合う前記伝動部材には互いに噛み合う個別の噛合部が設けられる請求項１に記載の駆動ユニット。

【請求項4】

前記第１動力伝達経路を構成する複数の伝動部材を備え、
前記伝動部材には、前記主出力軸から前記出力回転体に至る第２動力伝達経路上の他の箇所よりも脆弱な脆弱部が設けられる請求項１から３のいずれかに記載の駆動ユニット。

【請求項5】

前記補助クランク軸は、前記主クランク軸が回転したときに前記減速機構により連動して回転し、
前記補助クランク軸の回転速度は、前記主出力軸の回転速度よりも遅くなる請求項１に記載の駆動ユニット。

【請求項6】

前記補助出力装置は、前記補助トルクとして駆動トルクを出力する駆動装置である請求項１に記載の駆動ユニット。

【請求項7】

前記補助出力装置は、前記補助トルクとして制動トルクを出力する制動装置である請求項１に記載の駆動ユニット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、駆動ユニットに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、主出力軸を有する主駆動装置と、補助出力軸を有する補助出力装置と、減速機構を有する減速機とを備える駆動ユニットを開示する。特許文献１の減速機構は、主クランク軸（特許文献１のオフセットクランク軸）に入力されたトルクを増幅して出力回転体に伝達している。特許文献１の駆動ユニットでは、減速機の主クランク軸に主出力軸及び補助出力軸のそれぞれがトルクを伝達可能に連結されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２１－０８１０５５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１の駆動ユニットでは、主駆動装置から主クランク軸に動力を伝達不能となる故障が生じた場合、補助出力装置の補助トルクを減速機構に伝達不能となってしまい得る。このため、この場合に、駆動ユニットの駆動対象に補助トルクを出力不能になってしまうという問題がある。

【0005】

本開示の目的の１つは、主駆動装置から主クランク軸に動力を伝達不能となる故障が生じた場合でも、駆動対象に補助トルクを出力できる駆動ユニットを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の駆動ユニットは、駆動トルクを出力する主出力軸を有する主駆動装置と、補助トルクを出力する補助出力軸を有する補助出力装置と、前記主出力軸から駆動トルクが入力される主クランク軸と、前記補助出力軸から補助トルクが入力される補助クランク軸と、前記主クランク軸及び前記補助クランク軸のそれぞれに入力されたトルクを増幅して出力回転体に伝達する減速機構とを有する減速機と、を備え、前記補助クランク軸に入力された前記補助トルクを、前記主出力軸から前記主クランク軸に至る第１動力伝達経路を介さずに前記減速機構に伝達可能に構成される駆動ユニット。

【発明の効果】

【0007】

本開示によれば、主駆動装置から主クランク軸に動力を伝達不能となる故障が生じた場合でも、駆動対象に補助トルクを出力できるようになる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施形態の電動パワーステアリング装置の模式的な構成図である。

【図2】実施形態の駆動ユニットの一部を示す断面図である。

【図3】第１、第２動力伝達経路の説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本開示の駆動ユニットを実施するための実施形態を説明する。同一又は同等の構成要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。各図面では、説明の便宜のため、適宜、構成要素を省略、拡大、縮小する。図面は符号の向きに合わせて見るものとする。

【0010】

図１を参照する。本実施形態の駆動ユニット１８は、車両の運転者による車輪Ｗの操舵操作をアシストする電動パワーステアリング装置１０に用いられる。電動パワーステアリング装置１０は、ステアリングホイール１２と、ステアリングシャフト１４と、ギヤボックス１６と、駆動ユニット１８と、操舵機構２０と、を備える。

【0011】

ステアリングホイール１２は、運転者による操舵操作によって操舵トルクを受ける。ステアリングシャフト１４は、ステアリングホイール１２に連結され、ステアリングホイール１２の操舵トルクを伝達する。ギヤボックス１６は、ステアリングシャフト１４に連結され、増幅されたステアリングシャフト１４の操舵トルクを出力する。駆動ユニット１８は、操舵操作をアシストするためのアシストトルクを出力する。操舵機構２０は、ギヤボックス１６、駆動ユニット１８から出力されたトルクを車両の左右の車輪Ｗに伝達することで車輪Ｗを操舵する。本実施形態の操舵機構２０は、ギヤボックス１６、駆動ユニット１８からトルクが出力されるアーム２０ａと、アーム２０ａに伝達されたトルクを左右の車輪Ｗに伝達するタイロッド２０ｂとを備える。

【0012】

ステアリングシャフト１４には、ステアリングホイール１２が受ける操舵トルク及び操作方向を検出するためのセンサが取り付けられている。制御装置（不図示）は、そのセンサから出力される信号に基づいてステアリングホイール１２の操舵操作に応じた制御信号を駆動ユニットに出力する。駆動ユニットは、制御信号に基づいて各駆動装置（後述する）を作動させることにより、運転者によるステアリングホイール１２の操舵操作に応じたアシストトルクを出力し、それにより運転者の操舵操作をアシストする。

【0013】

図２を参照する。駆動ユニット１８は、駆動トルク又は制動トルクを出力することで駆動対象を駆動又は制動する。駆動トルクは、駆動対象を駆動するためのトルクをいう。制動トルクとは、駆動対象を制動するためのトルクをいう。本実施形態での駆動対象は、アシストトルクとしての駆動トルクにより操舵される車輪Ｗである。

【0014】

駆動ユニット１８は、主駆動装置３２と、補助出力装置３４と、偏心揺動型減速機３６と、故障検出センサ３８と、制御装置（不図示）と、を備える。故障検出センサ３８は、主駆動装置３２の故障を検出する。故障検出センサ３８の検出信号は制御装置に入力される。制御装置は、主駆動装置３２、補助出力装置３４の動作を制御する。

【0015】

主駆動装置３２は、駆動トルクを出力する主出力軸４０を有する。主駆動装置３２は、主駆動源（例えば、バッテリー）のエネルギーを受けて回転することで駆動トルクを生成し、その生成した駆動トルクを主出力軸４０から出力する。本実施形態の主駆動装置３２は電動モータであるが、この他にもエンジン等でもよい。主駆動装置３２は、主出力軸４０の他に、第１装置本体４２を有する。本実施形態の第１装置本体４２は、主出力軸４０を回転させる回転磁界を生成するステータ及びロータ（不図示）と、これらを収容する第１装置ケーシングとを有する。第１装置本体４２は、第１アダプタ４４を介して減速機３６の第１キャリヤ７０Ａ（後述する）に連結される。

【0016】

補助出力装置３４は、補助トルクを出力する補助出力軸４６を有する。本実施形態の補助出力装置３４は、補助トルクとして駆動トルクを補助出力軸４６から出力する駆動装置である。これを実現するうえで、本実施形態の補助出力装置３４は電動モータであるが、この他にもエンジン等でもよい。この補助出力装置３４は、主駆動源又は補助駆動源（例えば、バッテリー）のエネルギーを受けて回転することで補助トルクとなる駆動トルクを生成し、その生成した駆動トルクを補助出力軸４６から出力する。補助出力装置３４は、補助出力軸４６の他に、第２装置本体４８を有する。本実施形態の第２装置本体４８は、補助出力軸４６を回転させる回転磁界を生成するステータ及びロータ（不図示）と、これらを収容する第２装置ケーシングとを有する。

【0017】

偏心揺動型減速機３６（以下、減速機３６ともいう）は、主出力軸４０から駆動トルクが入力される主クランク軸５０と、補助出力軸４６から補助トルクが入力される補助クランク軸５２と、主クランク軸５０及び補助クランク軸５２のそれぞれに入力されたトルクを増幅して出力回転体５６に伝達する第１減速機構５４と、を備える。この他に、減速機３６は、第１減速機構５４から伝達されたトルクを外部に出力する出力回転体５６と、外部の被固定部材（不図示）に固定される固定体５８と、を備える。被固定部材は、例えば、車両の車体等である。本明細書では、特に言及がない限り、出力回転体５６の中心線Ｃ５６に沿った方向に関して単に「軸方向」といい、その中心線Ｃ５６を円中心とする半径方向及び円周方向に関して、単に「径方向」という。

【0018】

本実施形態の偏心揺動型減速機３６は振り分け型である。この減速機３６は、少なくとも一つ（本実施形態では二つ）の偏心体６０を有する複数のクランク軸６２Ａ、６２Ｂと、偏心体６０により揺動される揺動歯車６４と、揺動歯車６４と噛み合う噛合歯車６６と、揺動歯車６４の径方向外側に配置されるケーシング６８と、揺動歯車６４に対して軸方向側方に配置されるキャリヤ７０Ａ、７０Ｂと、を備える。揺動歯車６４及び噛合歯車６６は第１減速機構５４、ケーシング６８は出力回転体５６、固定体５８はキャリヤ７０Ａ、７０Ｂの一例となる。

【0019】

クランク軸６２Ａ、６２Ｂは、出力回転体５６の回転中心線Ｃ５６から径方向にオフセットした位置に配置されるオフセットクランク軸６２Ａと、オフセットクランク軸６２Ａよりも径方向内側に配置される内側クランク軸６２Ｂとを含む。オフセットクランク軸６２Ａは主クランク軸５０、内側クランク軸６２Ｂは補助クランク軸５２となる。本実施形態の内側クランク軸６２Ｂは出力回転体５６の回転中心線Ｃ５６上に設けられる。オフセットクランク軸６２Ａは、回転中心線Ｃ５６周りの径方向に間隔を空けて複数（ここでは一つのみ図示）設けられる。クランク軸６２Ａ、６２Ｂは揺動歯車６４及びキャリヤ７０Ａ、７０Ｂを貫通している。複数の偏心体６０の偏心位相は、偏心体６０の個数をＭ個（本実施形態では２個）とするとき、３６０°／Ｍの分だけずれている。偏心体６０の個数は特に限定されず、単数及び三つ以上のいずれでもよい。

【0020】

揺動歯車６４及び噛合歯車６６の一方（本実施形態では揺動歯車６４）は外歯歯車となり、他方（本実施形態では噛合歯車６６）は内歯歯車となる。揺動歯車６４は、オフセットクランク軸６２Ａ及び内側クランク軸６２Ｂそれぞれの回転により揺動する。揺動歯車６４は、複数の偏心体６０のそれぞれに対応して個別に設けられ、個別の偏心軸受７２を介して偏心体６０に相対回転自在に支持される。本実施形態の噛合歯車６６は、ケーシング６８と一体化されている。ケーシング６８とキャリヤ７０Ａ、７０Ｂとの間には主軸受７４が配置される。キャリヤ７０Ａ、７０Ｂは、揺動歯車６４の自転成分（ゼロを含む）と同期可能である。本実施形態のキャリヤ７０Ａ、７０Ｂは、揺動歯車６４に対して軸方向で主駆動装置３２側に配置される第１キャリヤ７０Ａと、揺動歯車６４に対して軸方向で主駆動装置３２とは反対側に配置される第２キャリヤ７０Ｂとを含む。第１キャリヤ７０Ａと第２キャリヤ７０Ｂは、複数の揺動歯車６４を貫通する柱部７６により連結される。キャリヤ７０Ａ、７０Ｂは、クランク軸受７８を介してクランク軸６２Ａ、６２Ｂを回転自在に支持している。

【0021】

主クランク軸５０は、主出力軸４０から出力される駆動トルクを伝達可能に主出力軸４０に連結される。これを実現するうえで、本実施形態の主クランク軸５０は、第２減速機構８０を介して主出力軸４０に連結される。この他にも主クランク軸５０は主出力軸４０に直接に連結されてもよいし、第２減速機構８０以外の各種伝動機構（歯車、ベルト等）を介して主出力軸４０に連結されてもよい。本実施形態の第２減速機構８０は、主出力軸４０と一体回転可能に設けられる入力歯車８２と、主クランク軸５０と一体回転可能に設けられ入力歯車８２と噛み合うクランク軸歯車８４とを備える。本実施形態の入力歯車８２は主出力軸４０と同じ部材の一部として設けられるが、主出力軸４０と別体に設けられてもよい。

【0022】

補助クランク軸５２は、補助出力軸４６から出力される補助トルクを伝達可能に補助出力軸４６に連結される。本実施形態の補助クランク軸５２は、補助出力軸４６に直接に連結される。これを実現するうえで、補助クランク軸５２及び補助出力軸４６の一方（ここでは補助クランク軸５２）にはテーパ軸部８６が設けられ、それらの他方（ここでは補助出力軸４６）にはテーパ軸部８６が嵌合可能なテーパ穴８８が形成される。テーパ軸部８６がテーパ穴８８に圧入されることで補助クランク軸５２が補助出力軸４６に連結される。この他にも、補助クランク軸５２は、各種伝動機構（歯車、ベルト等）を介して補助出力軸４６に連結されてもよい。

【0023】

主クランク軸５０及び補助クランク軸５２の一方が回転したとき、第１減速機構５４により他方が連動して同じ回転速度で回転する。例えば、補助クランク軸５２は、主クランク軸５０が回転したとき、第１減速機構５４により連動して主クランク軸５０と同じ回転速度で回転する。

【0024】

第２減速機構８０は、主出力軸４０の回転を所定の減速比Ｓｒで減速して主クランク軸５０に伝達する。これを実現するうえで、クランク軸歯車８４の歯数は入力歯車８２の歯数よりも大きくなる。これにより、補助クランク軸５２が主クランク軸５０の回転に連動して回転したとき、補助クランク軸５２の回転速度Ｗ２は、主出力軸４０の回転速度Ｗ１よりも遅くなる。この回転速度Ｗ２は、主出力軸４０の回転速度Ｗ１と第２減速機構８０の減速比Ｓｒに応じた大きさ（＝回転速度Ｗ１×（１／減速比Ｓｒ））となる。

【0025】

以上の減速機３６の動作を説明する。主クランク軸５０、補助クランク軸５２にトルクが入力されると、そのトルクが第１減速機構５４により増幅されて出力回転体５６に伝達され、出力回転体５６から出力される。本実施形態のようなクランク軸６２Ａ、６２Ｂにトルクが入力されると、クランク軸６２Ａ、６２Ｂの偏心体６０によって、揺動歯車６４の中心が噛合歯車６６の中心周りを回転するように揺動歯車６４が揺動する。揺動歯車６４が揺動すると、揺動歯車６４と噛合歯車６６の噛合位置が周方向に変化する。これに伴い、クランク軸６２Ａ、６２Ｂが一回転する毎に、揺動歯車６４と噛合歯車６６の歯数差分だけ揺動歯車６４及び噛合歯車６６の一方（ここでは揺動歯車６４）が自転し、その自転成分が出力回転体５６に伝達される。

【0026】

以上の駆動ユニット１８全体の動作を説明する。故障検出センサ３８によって主駆動装置３２の故障が検出されていない場合（主駆動装置３２が正常に作動する場合）、制御装置による制御に従って、主駆動装置３２の主出力軸４０が駆動トルクを出力する。主出力軸４０から出力された駆動トルクは、主出力軸４０に連結される主クランク軸５０に入力される。第１減速機構５４は、主クランク軸５０に入力された駆動トルクを増幅して出力回転体５６に伝達する。出力回転体５６は、第１減速機構５４から伝達された駆動トルクを外部の駆動対象（ここでは車輪Ｗ）に出力し、駆動対象が駆動される。このとき、補助出力装置３４は、補助トルクを補助出力軸４６から出力しない。

【0027】

一方、主駆動装置３２の故障が故障検出センサ３８によって検出された場合、制御装置による制御に従って、補助出力装置３４の補助出力軸４６が補助トルクを出力する。補助出力軸４６から出力された補助トルクは、補助出力軸４６に連結される補助クランク軸５２に入力される。第１減速機構５４は、補助クランク軸５２に入力された補助トルクを増幅して出力回転体５６に伝達する。出力回転体５６は、第１減速機構５４から伝達された補助トルクを外部の駆動対象に出力する。これにより、補助トルクが駆動トルクの場合は駆動対象が駆動され、補助トルクが制動トルクの場合は駆動対象が制動される。このとき、主駆動装置３２は、駆動トルクを主出力軸４０から出力しない。

【0028】

図３を参照する。図３は、図２と同じ視点から見た断面図である。駆動ユニット１８は、主出力軸４０から主クランク軸５０に至る第１動力伝達経路１００を構成する複数の伝動部材１０２を備える。本実施形態の第１動力伝達経路１００には、上流側から下流側に向かって順に、主出力軸４０→入力歯車８２→クランク軸歯車８４→主クランク軸５０が設けられる。複数の伝動部材１０２は、これら主出力軸４０と、入力歯車８２と、クランク軸歯車８４と、主クランク軸５０とを含んでいる。

【0029】

第１動力伝達経路１００は、主出力軸４０から出力回転体５６に至る第２動力伝達経路１０４の一部となる。本実施形態の第２動力伝達経路１０４には、上流側から下流側に向かって順に、第１動力伝達経路１００（主出力軸４０、主クランク軸５０を含む）→第１減速機構５４（揺動歯車６４、噛合歯車６６）→出力回転体５６が設けられる。

【0030】

駆動ユニット１８は、補助クランク軸５２に入力された補助トルクを、第１動力伝達経路１００を介さずに第１減速機構５４に伝達可能に構成される。第１減速機構５４は、この第１動力伝達経路１００を介さずに補助クランク軸５２から伝達された補助トルクを増幅して出力回転体５６に伝達することになる。これを実現するうえで、補助クランク軸５２は、第１動力伝達経路１００を構成する伝動部材１０２（ここでは主出力軸４０、入力歯車８２、クランク軸歯車８４、主クランク軸５０）に動力を伝達可能に直接に連結されていない。

【0031】

なお、第１動力伝達経路１００を経由して動力を伝達不能となる故障が生じていない場合、補助クランク軸５０Ｂの補助トルクは、第１減速機構５４を介して第１動力伝達経路１００を構成する伝動部材１０２に伝達される。このような故障が生じていない場合、補助クランク軸５０Ｂの補助トルクは、第１減速機構５４のみを介して伝動部材１０２に伝達可能であるともいえる。

【0032】

第１動力伝達経路１００において隣り合う伝動部材１０２には互いに噛み合う個別の噛合部１０６Ａ、１０６Ｂが設けられる。隣り合う伝動部材１０２の個別の噛合部１０６Ａ、１０６Ｂが噛み合うことで、上流側の伝動部材１０２から下流側の伝動部材１０２に動力が伝達される。

【0033】

本実施形態では、隣り合う入力歯車８２及びクランク軸歯車８４のそれぞれには互いに噛み合う個別の歯車噛合部１０６Ａが対になって設けられる。歯車噛合部１０６Ａは、複数の歯車歯によって構成される。この対の歯車噛合部１０６Ａの一方は入力歯車８２の外周部に設けられる複数の歯車歯により構成される。また、対の歯車噛合部１０６Ａの他方はクランク軸歯車８４の外周部に設けられる複数の歯車歯により構成される。対の歯車噛合部１０６Ａは、互いの周方向範囲の一部においてのみ噛み合っている。

【0034】

本実施形態では、隣り合うクランク軸歯車８４及び主クランク軸５０のそれぞれには互いに噛み合う個別のスプライン噛合部１０６Ｂが対になって設けられる。スプライン噛合部１０６Ｂの一方は雌スプラインからなり、他方は雌スプラインと嵌合する雄スプラインからなる。本実施形態ではクランク軸歯車８４の内周部に雌スプラインからなるスプライン噛合部１０６Ｂが設けられ、主クランク軸５０の外周部に雄スプラインからなるスプライン噛合部１０６Ｂが設けられる。対のスプライン噛合部１０６Ｂは、互いの周方向範囲の全周において噛み合っている。

【0035】

第１動力伝達経路１００を構成する伝動部材１０２には、主出力軸４０から出力回転体５６に至る第２動力伝達経路１０４上の他の箇所よりも脆弱な脆弱部１０８が設けられる。脆弱部１０８は、予め定められる許容荷重を超える過大荷重が作用した場合に、第２動力伝達経路１０４上の他の箇所よりも先に破壊される箇所となる。この過大荷重は、例えば、衝撃荷重、異常荷重が作用する場合を想定している。脆弱部１０８が破壊されることで、第１動力伝達経路１００を経由して動力を伝達不能となる。

【0036】

本実施形態の脆弱部１０８は、互いに噛み合う対の歯車噛合部１０６Ａの少なくとも一方により構成される。詳しくは、本実施形態の脆弱部１０８は、互いに噛み合う対の歯車噛合部１０６Ａのうち歯数の少ない歯車噛合部１０６Ａにより構成される。この他にも、脆弱部１０８は、互いに噛み合う対の歯車噛合部１０６Ａの双方により構成されてもよい。この他にも、脆弱部１０８は、互いに噛み合う対のスプライン噛合部１０６Ｂにより構成されてもよい。

【0037】

脆弱部１０８が噛合部１０６Ａ、１０６Ｂにより構成される場合、噛合部１０６Ａ、１０６Ｂを構成する歯の強度に影響するパラメータを調整することで、第２動力伝達経路１０４上の他の箇所よりも強度を低下させればよい。ここでのパラメータとは、例えば、歯のモジュール、噛合部１０６Ａ、１０６Ｂでの歯の歯幅、噛合部１０６Ａ、１０６Ｂの表面硬さ、伝動部材１０２の材料等をいう。例えば、歯のモジュールを調整する場合、歯の歯数を増やすことで歯の大きさを小さくして歯の強度を低下させればよい。

【0038】

以上の駆動ユニット１８の効果を説明する。

【0039】

駆動ユニット１８は、補助クランク軸５２に入力された補助トルクを、主出力軸４０から主クランク軸５０に至る第１動力伝達経路１００を介さずに第１減速機構５４に伝達可能に構成される。よって、主駆動装置３２から主クランク軸５０に動力を伝達不能となる故障が生じた場合でも、補助出力軸４６から出力した補助トルクを補助クランク軸５２を介して第１減速機構５４に伝達することで、出力回転体５６から駆動対象に補助トルクを出力可能となる。ここでの故障とは、例えば、第１動力伝達経路１００を構成する伝動部材１０２の破損、主駆動装置３２の故障、主駆動装置３２にエネルギーを供給する主駆動源の故障等をいう。

【0040】

主クランク軸５０はオフセットクランク軸６２Ａである。この場合、減速機３６は、通常、第１減速機構５４の前段に、主出力軸４０の回転を減速してオフセットクランク軸６２Ａに伝達する第２減速機構８０を備える。よって、主クランク軸５０が内側クランク軸６２Ｂになる場合と比べ、第１減速機構５４、第２減速機構８０の双方により減速機３６を高減速比化できる。また、第１減速機構５４のみとするより、共振の発生を抑制できる。また、クランク軸歯車８４の歯数変更が容易であるため、減速機３６の減速比の調整が容易となる。また、揺動歯車６４とオフセットクランク軸６２Ａとの間でのトルクの伝達は、内側クランク軸６２Ｂが貫通する揺動歯車６４の中心孔から径方向にオフセットしており、オフセットクランク軸６２Ａが貫通するオフセット孔でなされる。よって、揺動歯車６４の中心孔でトルクを伝達する場合と比べ、軌跡精度が良好となる。また、第１動力伝達経路１００を経由して動力を伝達不能になった場合、補助出力軸４６の駆動トルクにより第１減速機構５４を作動させたとき、オフセットクランク軸６２Ａは、いわゆる内ピンの役割をするに過ぎない。このため、オフセットクランク軸６２Ａが多少壊れたとしても、問題なく、補助出力軸４６の駆動トルクを増幅して出力することができる。

【0041】

伝動部材１０２の噛合部１０６Ａ、１０６Ｂでは、衝撃荷重、異常荷重等による折損等に起因して動力を伝達不能となり得る。特に、伝動部材１０２の歯車噛合部１０６Ａでは、異物の噛み込み等に起因して動力を伝達不能となり得る。このような箇所で動力を伝達不能になっても、前述のように、補助出力軸４６から出力した補助トルクを第１減速機構５４に伝達することで、出力回転体５６から駆動対象に補助トルクを出力可能となる。

【0042】

第１動力伝達経路１００を構成する伝動部材１０２には、第２動力伝達経路１０４上の他の箇所よりも脆弱な脆弱部１０８が設けられる。よって、第２動力伝達経路１０４上において衝撃荷重、異常荷重等の過大荷重が付与された場合に、第２動力伝達経路１０４上の他の箇所よりも先に伝動部材１０２の脆弱部１０８を破壊させることができる。言い換えると、第２動力伝達経路１０４上において過大荷重が付与された場合に、補助クランク軸５２に入力された補助トルクを出力回転体５６まで伝達するうえで妨げにならない第１動力伝達経路１００上の脆弱部１０８を先に破壊させることができる。これにより、第２動力伝達経路１０４上にある第１減速機構５４から出力回転体５６に至る動力伝達経路を残したままにできる。よって、過大荷重が付与されることで第２動力伝達経路１０４上にある部材の一部が破壊された場合でも、補助クランク軸５２に入力された補助トルクを第１減速機構５４を介して出力回転体５６まで安定して伝達できるようになる。

【0043】

補助クランク軸５２は、主クランク軸５０が回転したときに第１減速機構５４により連動して回転する。よって、主駆動装置３２の駆動トルクを第１減速機構５４を介して出力回転体５６から出力するうえでは、補助クランク軸５２の慣性モーメントの影響を受ける。回転体に作用する慣性モーメントは、回転体の回転速度が大きくなるほど大きくなる。ここで、本実施形態では、補助クランク軸５２の回転速度Ｗ２が、主出力軸４０の回転速度Ｗ１よりも遅くなる。よって、補助クランク軸５２の回転速度Ｗ２が主出力軸４０の回転速度Ｗ１と同じになる場合と比べ、補助クランク軸５２に作用する慣性モーメントを小さくできる。ひいては、駆動ユニット１８から駆動トルクを出力するうえで応答性を高めることができる。

【0044】

本実施形態の補助出力装置３４は、補助トルクとして駆動トルクを出力する駆動装置である。よって、主出力軸４０から主クランク軸５０に動力を伝達不能となる故障が生じた場合でも、補助出力装置３４の駆動トルクを駆動ユニット１８から出力することで、駆動対象を駆動できるようになる。

【0045】

次に、ここまで説明した各構成要素の変形形態を説明する。

【0046】

駆動ユニット１８の用途は電動パワーステアリング装置１０に限定されない。駆動ユニット１８は、例えば、産業機械（工作機械、建設機械等）、ロボット（産業用ロボット、サービスロボット等）、輸送機器（コンベア、車両等）に適用されてもよい。車両に適用される場合、電動パワーステアリング装置以外の車輪駆動装置等に適用されてもよい。

【0047】

本実施形態の主クランク軸５０はオフセットクランク軸６２Ａであり、補助クランク軸５２は内側クランク軸６２Ｂである例を説明した。これに替えて、主クランク軸５０を内側クランク軸６２Ｂとし、補助クランク軸５２をオフセットクランク軸６２Ａとしてもよい。つまり、主クランク軸５０及び補助クランク軸５２の一方がオフセットクランク軸６２Ａであり、他方が内側クランク軸であってもよい。この他にも、主クランク軸５０及び補助クランク軸５２の双方が異なるオフセットクランク軸６２Ａでもよい。

【0048】

複数の伝動部材１０２のそれぞれは個別の噛合部１０６Ａ、１０６Ｂが設けられていなくともよい。例えば、動力伝達経路において隣り合う伝動部材１０２は、対の噛合部１０６Ａ、１０６Ｂの噛合を利用せずに、圧入、摩擦等により動力を伝達していてもよい。

【0049】

伝動部材１０２には脆弱部１０８が設けられていなくともよい。また、脆弱部１０８の具体例は噛合部１０６Ａ、１０６Ｂに限定されない。脆弱部１０８は、例えば、ディスク部材の外周側部分と内周側部分を接続する部分により構成されてもよい。

【0050】

補助クランク軸５２の回転速度Ｗ２は主出力軸４０の回転速度Ｗ１と同じであってもよい。駆動ユニット１８は第２減速機構８０を備えていなくともよいともいえる。この他にも、補助クランク軸５２の回転速度Ｗ２は主出力軸４０の回転速度１よりも早くともよい。

【0051】

補助出力装置３４は、実施形態の駆動装置に替えて、補助トルクとして制動トルクを補助出力軸４６から出力する制動装置であってもよい。この補助出力装置３４は、主駆動源又は補助駆動源からエネルギーを受けて生成した制動トルクを補助出力軸４６から出力してもよい。これを実現するうえで、制動装置は、例えば、摩擦ブレーキ、過電流ブレーキ等により構成されてもよい。この他にも制動装置は、回生ブレーキ等により構成されてもよい。これにより、主出力軸４０から主クランク軸５０に動力を伝達不能となる故障が生じた場合でも、補助出力装置３４の制動トルクを駆動ユニット１８から出力することで、駆動対象を制動できるようになる。ひいては、そのような故障が生じた場合の安全性を高めることができる。

【0052】

補助出力装置３４は、駆動トルクを出力する駆動装置と制動トルクを出力する制動装置とを兼ねていてもよい。これは、補助出力装置３４に駆動装置として機能する部位と制動装置として機能する部位の双方を内蔵する場合を想定している。

【0053】

故障検出センサ３８により検出される主駆動装置３２の故障は、主出力軸４０が回転不能となる故障、主出力軸４０が過大速度で回転する故障、主駆動装置３２にエネルギーを供給する主駆動源の故障等が含まれる。主出力軸４０が回転不能となる故障は、例えば、伝動部材１０２の噛合部１０６Ａ、１０６Ｂでの異物の噛合に起因して生じ得る。この故障は、例えば、故障検出センサ３８により主出力軸４０の回転速度を検知し、規定の下限回転速度を下回る回転速度検出値を取得した場合に検出してもよい。主出力軸４０が過大速度で回転する故障は、例えば、伝動部材１０２の噛合部１０６Ａ、１０６Ｂ（脆弱部１０８）が破壊された場合に生じ得る。この故障は、例えば、故障検出センサ３８により主出力軸４０の回転速度を検知し、規定の上限回転速度を上回る回転速度検出値を取得した場合に検出してもよい。ここでの故障の具体例、検出方法は一例であり、各種態様の故障、各種検出方法を採用してもよい。

【0054】

補助出力装置３４は、このような主駆動装置３２の故障を故障検出センサ３８により検出した場合に、制御装置による制御に従って、補助トルクを補助出力軸４６から出力してもよい。この補助トルクは、駆動トルクであってもよいし制動トルクであってもよい。

【0055】

駆動ユニット１８は、補助クランク軸５２に対する補助出力軸４６の接続の有無を切り替え可能な接続装置を備えていてもよい。この場合、主駆動装置３２が故障していないときは接続装置による補助クランク軸５２に対する補助出力軸４６の接続を解除し、主駆動装置３２が故障しているときに接続装置により補助クランク軸５２に対して補助出力軸４６を接続してもよい。主駆動装置３２の故障の有無は故障検出センサ３８の検出信号を用いて制御装置により判断すればよい。

【0056】

以上の実施形態及び変形形態は例示である。これらを抽象化した技術的思想は、実施形態及び変形形態の内容に限定的に解釈されるべきではない。実施形態及び変形形態の内容は、構成要素の変更、追加、削除等の多くの設計変更が可能である。前述の実施形態では、このような設計変更が可能な内容に関して、「実施形態」との表記を付して強調している。しかしながら、そのような表記のない内容でも設計変更が許容される。図面の断面に付したハッチングは、ハッチングを付した対象の材質を限定するものではない。

【0057】

以上の構成要素の任意の組み合わせも有効である。例えば、実施形態に対して他の実施形態の任意の説明事項を組み合わせてもよいし、変形形態に対して実施形態及び他の変形形態の任意の説明事項を組み合わせてもよい。実施形態において単数部材により構成された構成要素は複数部材で構成されてもよい。同様に、実施形態において複数部材により構成された構成要素は単数部材で構成されてもよい。

【符号の説明】

【0058】

１８…駆動ユニット、３２…主駆動装置、３４…補助出力装置、３６…偏心揺動型減速機、４０…主出力軸、４６…補助出力軸、５０…主クランク軸、５２…補助クランク軸、５４…減速機構、５６…出力回転体、６２Ａ…オフセットクランク軸、６２Ｂ…内側クランク軸、６４…揺動歯車、１００…第１動力伝達経路、１０２…伝動部材、１０４…第２動力伝達経路、１０６Ａ、１０６Ｂ…噛合部、１０８…脆弱部。

【図1】

【図2】

【図3】