特許 7540886 駆動ユニット、及び、電動パワーステアリング装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-08-19

(45)【発行日】2024-08-27

(54)【発明の名称】駆動ユニット、及び、電動パワーステアリング装置

(51)【国際特許分類】

   F16H 1/32 20060101AFI20240820BHJP

   B62D 5/04 20060101ALI20240820BHJP

   H02K 7/20 20060101ALI20240820BHJP

   F16D 27/11 20060101ALI20240820BHJP

【ＦＩ】

F16H1/32 A

B62D5/04

H02K7/20

F16D27/11

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2019211670

(22)【出願日】2019-11-22

(65)【公開番号】P2021081055

(43)【公開日】2021-05-27

【審査請求日】2022-10-21

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】503405689

【氏名又は名称】ナブテスコ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100165179

【弁理士】

【氏名又は名称】田▲崎▼ 聡

(74)【代理人】

【識別番号】100140718

【弁理士】

【氏名又は名称】仁内 宏紀

(74)【代理人】

【識別番号】100145481

【弁理士】

【氏名又は名称】平野 昌邦

(74)【代理人】

【識別番号】100211122

【弁理士】

【氏名又は名称】白石 卓也

(72)【発明者】

【氏名】中村 江児

(72)【発明者】

【氏名】高橋 昌宏

(72)【発明者】

【氏名】中井 悠人

【審査官】増岡 亘

(56)【参考文献】

【文献】特開平４－４３１７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－１２５９１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－３０４４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特許第５９３５９０６（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】特開２０１４－４３８７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－１７０８４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１０９５９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平４－５１７６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１５－２２７６８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－３４９５９７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｈ １／３２

Ｂ６２Ｄ ５／０４

Ｈ０２Ｋ ７／２０

Ｆ１６Ｄ ２７／１１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

主駆動源のエネルギーを受けて回転する第１出力軸を有する主駆動装置と、
前記主駆動源または補助駆動源のエネルギーを受けて回転する第２出力軸を有する補助駆動装置と、
前記第１出力軸が連結される入力軸及び減速された回転を外部に出力する出力回転体を有する減速機と、
前記主駆動装置が故障したときに、前記補助駆動装置の前記第２出力軸を前記入力軸または前記第１出力軸に接続する接続装置と、
を備え、
前記第２出力軸の端面と前記入力軸または前記第１出力軸の端面の一方にはテーパ穴が設けられ、他方には前記テーパ穴の内周面と摩擦接続可能なテーパ面が設けられている駆動ユニット。

【請求項2】

前記減速機の前記入力軸は、前記減速機の減速機本体を軸方向に貫通して配置され、
前記主駆動装置は、前記減速機本体の軸方向の一端側に連結され、
前記補助駆動装置は、前記減速機本体の軸方向の他端側に前記接続装置を介して配置されている請求項１に記載の駆動ユニット。

【請求項3】

前記主駆動装置の前記第１出力軸は、前記主駆動装置の装置本体を軸方向に貫通して配置され、
前記減速機は、前記装置本体の軸方向の一端側に連結され、
前記補助駆動装置は、前記装置本体の軸方向の他端側に前記接続装置を介して配置されている請求項１に記載の駆動ユニット。

【請求項4】

主電源の電力を受けて回転する第１出力軸を有する主モータと、
前記主電源、または、補助電源の電力を受けて回転する第２出力軸を有する補助モータと、
前記第１出力軸が連結される入力軸、及び、減速された回転を外部に出力する出力回転体を有する減速機と、
前記主モータの故障を検出する故障検出センサと、
前記故障検出センサが前記主モータの故障を検出したときに、前記補助モータの前記第２出力軸を、前記入力軸または前記第１出力軸に接続する接続装置と、
を備え、
前記第２出力軸の端面と前記入力軸または前記第１出力軸の端面の一方にはテーパ穴が設けられ、他方には前記テーパ穴の内周面と摩擦接続可能なテーパ面が設けられている駆動ユニット。

【請求項5】

前記接続装置は、前記補助電源の電力を受けて、磁力によって前記第２出力軸を、前記入力軸または前記第１出力軸に接続する電磁接続部と、前記電磁接続部の動作を受けて前記第２出力軸を、前記入力軸または前記第１出力軸に対して接続状態に維持する機械接続部と、を有する請求項４に記載の駆動ユニット。

【請求項6】

前記減速機は、
前記入力軸を回転可能に保持するケースブロックと、
前記ケースブロックに回転可能に支持され、内周に周方向等間隔に複数のピン溝を有する環状の前記出力回転体と、
前記出力回転体の前記ピン溝に回転可能に保持された複数の内歯ピンと、
前記ケースブロックに回転可能に支持され、前記入力軸の回転を受けて偏心領域が旋回するクランク軸と、
前記内歯ピンの個数よりも少ない数の外歯を有し、当該外歯で前記内歯ピンと噛み合いつつ、前記クランク軸の前記偏心領域から旋回力を受けて揺動回転する揺動歯車と、
を備えている請求項１～５のいずれか一項に記載の駆動ユニット。

【請求項7】

ステアリング部の操作に応じて車輪を操舵する操舵機構と、
ステアリング部に加わる操作力に応じた助勢力を前記操舵機構に出力する駆動ユニットと、を備え、
前記駆動ユニットは、
主電源の電力を受けて回転する第１出力軸を有する主モータと、
前記主電源、または、補助電源の電力を受けて回転する第２出力軸を有する補助モータと、
前記第１出力軸が連結される入力軸、及び、減速された回転を外部に出力する出力回転体を有する減速機と、
前記主モータの故障を検出する故障検出センサと、
前記故障検出センサが前記主モータの故障を検出したときに、前記補助モータの前記第２出力軸を、前記入力軸または前記第１出力軸に接続する接続装置と、
を備え、
前記第２出力軸の端面と前記入力軸または前記第１出力軸の端面の一方にはテーパ穴が設けられ、他方には前記テーパ穴の内周面と摩擦接続可能なテーパ面が設けられている電動パワーステアリング装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、駆動装置と減速機を備えた駆動ユニット、及び、電動パワーステアリング装置に関する。

【背景技術】

【0002】

車両の操舵装置として、油圧や電動モータの力によって運転者のステアリング操作を助勢するパワーステアリング装置が知られている。パワーステアリング装置は、ステアリング部（ステアリングホイール）の操作に応じて車輪を操舵する操舵機構と、ステアリング部に加わる操舵力に応じた助勢力を操舵機構に出力する駆動ユニットと、を備えている。

【0003】

電動パワーステアリング装置の場合、駆動ユニットは、電動式の駆動装置であるモータと、モータの出力を減速する減速機と、を備えている。減速機の入力軸は、モータの出力軸に連結され、減速機の出力回転体は、ラックアンドピニオン機構やピットマンアーム等を介して車輪操舵用のタイロッドに対して動力伝達可能とされている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１３－３５４７５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記のパワーステアリング装置等で用いられる駆動ユニットは、駆動装置の電力供給系統等に故障が生じると、操舵機構等の駆動対象の駆動を行えなくなる。このため、例えば、駆動ユニットをパワーステアリング装置で用いた場合には、駆動装置の故障が生じると、運転者によるステリング操作が急激に重くなってしまう。

【0006】

本発明は、主となる駆動装置や電源に故障が生じた場合にも、駆動対象に速やかに動力を伝達することができる駆動ユニット、及び、電動パワーステアリング装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一態様の駆動ユニットは、主駆動源のエネルギーを受けて回転する第１出力軸を有する主駆動装置と、前記主駆動源または補助駆動源のエネルギーを受けて回転する第２出力軸を有する補助駆動装置と、前記第１出力軸が連結される入力軸及び減速された回転を外部に出力する出力回転体を有する減速機と、前記主駆動装置が故障したときに、前記補助駆動装置の前記第２出力軸を前記入力軸または前記第１出力軸に接続する接続装置と、を備え、前記第２出力軸の端面と前記入力軸または前記第１出力軸の端面の一方にはテーパ穴が設けられ、他方には前記テーパ穴の内周面と摩擦接続可能なテーパ面が設けられている。

【0008】

上記の構成により、主駆動装置が正常に作動する状況では、補助駆動装置の第２出力軸は減速機の入力軸に対して、遮断状態（動力伝達が不可能な状態）とされている。この状態では、主駆動装置の第１出力軸の回転が減速機の入力軸に入力され、その回転が減速されて出力回転体から外部に出力される。また、主駆動装置や電源に何等かの異常が生じると、接続装置が補助駆動装置の第２出力軸を減速機の入力軸、または、主駆動装置の第１出力軸に接続する。

【0009】

前記減速機の前記入力軸は、前記減速機の減速機本体を軸方向に貫通して配置され、前記主駆動装置は、前記減速機本体の軸方向の一端側に連結され、前記補助駆動装置は、前記減速機本体の軸方向の他端側に前記接続装置を介して配置されるようにしても良い。

【0010】

この場合、主駆動装置に何等かの故障が生じ、その故障が故障検出センサによって検出されると、接続装置が、補助駆動装置の第２出力軸を、軸方向中央の減速機の入力軸に接続する。これにより、補助駆動装置の駆動力は減速機に伝達可能とされる。
本構成を採用した場合、減速機の軸方向の両側に主駆動装置と補助駆動装置が動力伝達可能に配置されるため、駆動ユニット全体をコンパクに構成することが可能になる。また、本構成の場合、補助駆動装置の動力が減速機の入力軸に直接的に伝達されるため、補助駆動装置の動力を減速機に効率良く伝達することができる。

【0011】

前記主駆動装置の前記第１出力軸は、前記主駆動装置の装置本体を軸方向に貫通して配置され、前記減速機は、前記装置本体の軸方向の一端側に連結され、前記補助駆動装置は、前記装置本体の軸方向の他端側に前記接続装置を介して配置されるようにしても良い。

【0012】

この場合、主駆動装置に何等かの故障が生じ、その故障が故障検出センサによって検出されると、接続装置が、補助駆動装置の第２出力軸を、軸方向中央の主駆動装置の第１出力軸に接続する。これにより、補助駆動装置の駆動力は、主駆動装置の第１出力軸を通して減速機の入力軸に伝達されるようになる。
本構成を採用した場合、主駆動装置の軸方向の両側に減速機と補助駆動装置が動力伝達可能に配置されるため、駆動ユニット全体をコンパクに構成することが可能になる。また、本構成の場合、減速機の出力回転体の回転を外部に伝達するための構造を、駆動ユニットの軸方向の端部に配置することができる。このため、出力回転体と外部の動力伝達部品との配置の自由度が高まる。

【0013】

本発明の他の態様の駆動ユニットは、主電源の電力を受けて回転する第１出力軸を有する主モータと、前記主電源、または、補助電源の電力を受けて回転する第２出力軸を有する補助モータと、前記第１出力軸が連結される入力軸、及び、減速された回転を外部に出力する出力回転体を有する減速機と、前記主モータの故障を検出する故障検出センサと、前記故障検出センサが前記主モータの故障を検出したときに、前記補助モータの前記第２出力軸を、前記入力軸または前記第１出力軸に接続する接続装置と、を備え、前記第２出力軸の端面と前記入力軸または前記第１出力軸の端面の一方にはテーパ穴が設けられ、他方には前記テーパ穴の内周面と摩擦接続可能なテーパ面が設けられている。

【0014】

上記の構成により、主モータが正常に作動する状況では、補助モータの第２出力軸は減速機の入力軸に対して、遮断状態（動力伝達が不可能な状態）とされている。この状態では、主モータの第１出力軸の回転が減速機の入力軸に入力され、その回転が減速されて出力回転体から外部に出力される。
また、主モータの電力系統等に故障が生じ、その故障が故障検出センサによって検出されると、接続装置が補助モータの第２出力軸を減速機の入力軸、または、主モータの第１出力軸に接続する。補助モータの第２出力軸が減速機の入力軸に接続された場合には、補助モータの駆動力が減速機の入力軸に直接伝達される。また、補助モータの第２出力軸が主モータの第１出力軸に接続された場合には、補助モータの駆動力が主モータの第１出力軸を介して減速機の入力軸に伝達される。

【0015】

前記接続装置は、前記補助電源の電力を受けて、磁力によって前記第２出力軸を、前記入力軸または前記第１出力軸に接続する電磁接続部と、前記電磁接続部の動作を受けて前記第２出力軸を、前記入力軸または前記第１出力軸に対して接続状態に維持する機械接続部と、を有する構成としても良い。

【0016】

この場合、補助電源の電力を受けて電磁接続部が作動すると、その電磁接続部の動作を契機として、機械接続部が第２出力軸と入力軸を接続状態、または、第２出力軸と第１出力軸を接続状態に維持することになる。この結果、補助電源の電力が消耗した場合にも、補助駆動装置の動力を減速機に伝達することが可能になる。したがって、本構成を採用した場合には、補助電源の小型化も図ることができる。

【0017】

前記減速機は、前記入力軸を回転可能に保持するケースブロックと、前記ケースブロックに回転可能に支持され、内周に周方向等間隔に複数のピン溝を有する環状の前記出力回転体と、前記出力回転体の前記ピン溝に回転可能に保持された複数の内歯ピンと、前記ケースブロックに回転可能に支持され、前記入力軸の回転を受けて偏心領域が旋回するクランク軸と、前記内歯ピンの個数よりも少ない数の外歯を有し、当該外歯で前記内歯ピンと噛み合いつつ、前記クランク軸の前記偏心領域から旋回力を受けて揺動回転する揺動歯車と、を備える構成としても良い。

【0018】

この場合、入力軸に入力された回転を、精度良く減速して、出力回転体に出力することができる。

【0019】

本発明の一態様の電動パワーステアリング装置は、ステアリング部の操作に応じて車輪を操舵する操舵機構と、ステアリング部に加わる操作力に応じた助勢力を前記操舵機構に出力する駆動ユニットと、を備え、前記駆動ユニットは、主電源の電力を受けて回転する第１出力軸を有する主モータと、前記主電源、または、補助電源の電力を受けて回転する第２出力軸を有する補助モータと、前記第１出力軸が連結される入力軸、及び、減速された回転を外部に出力する出力回転体を有する減速機と、前記主モータの故障を検出する故障検出センサと、前記故障検出センサが前記主モータの故障を検出したときに、前記補助モータの前記第２出力軸を、前記入力軸または前記第１出力軸に接続する接続装置と、を備え、前記第２出力軸の端面と前記入力軸または前記第１出力軸の端面の一方にはテーパ穴が設けられ、他方には前記テーパ穴の内周面と摩擦接続可能なテーパ面が設けられている。

【0020】

上記の構成により、主モータが正常に作動する状況では、補助モータの第２出力軸は減速機の入力軸に対して、遮断状態（動力伝達が不可能な状態）とされている。この状態では、主モータの第１出力軸の回転が減速機の入力軸に入力され、その回転が減速されて出力回転体から操舵機構に助勢力として出力される。
また、主モータの電力系統等に故障が生じ、その故障が故障検出センサによって検出されると、接続装置が補助モータの第２出力軸を減速機の入力軸、または、主モータの第１出力軸に接続する。補助モータの第２出力軸が減速機の入力軸に接続された場合には、補助モータの回転が減速機の入力軸に直接伝達される。その回転は、減速機で減速されて、出力回転体から操舵機構に助勢力として出力される。また、補助モータの第２出力軸が主モータの第１出力軸に接続された場合には、補助モータの回転が主モータの第１出力軸を介して減速機の入力軸に伝達される。その回転は、減速機で減速されて、出力回転体から操舵機構に助勢力として出力される。

【発明の効果】

【0021】

上述の駆動ユニットは、主駆動装置の故障が故障検出センサに検出されると、補助駆動装置の動力が減速機の入力軸に伝達可能となるため、主駆動装置に故障が生じた場合にも、補助駆動装置の動力を駆動対象に速やか伝達することができる。

【0022】

上述の電動パワースアリング装置は、主モータの故障が故障検出センサに検出されると、補助モータの動力が減速機の入力軸に伝達可能となるため、主モータに故障が生じた場合にも、減速された補助モータの動力を助勢力として操舵機構に速やかに伝達することができる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】実施形態の電動パワーステアリング装置の概略構成図。

【図2】第１実施形態の駆動ユニットの断面図。

【図3】第２実施形態の駆動ユニットの断面図。

【発明を実施するための形態】

【0024】

次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

【0025】

＜電動パワーステアリング装置＞
図１は、本実施形態の駆動ユニット１０（１１０）を採用した車両の電動パワーステアリング装置１の概略構成図である。
電動パワーステアリング装置１は、ステアリングホイール２（ステアリング部）と、ステアリングシャフト３と、第１ギヤボックス４及び第２ギヤボックス５と、操舵機構６と、を備えている。ステアリングホイール２は、車両の運転席の前方に配置され、運転者によって回転操作される。ステアリングシャフト３は、ステアリングホイール２に一体に連結され、ステアリングホイール２と一体に回転する。

【0026】

第１ギヤボックス４は、ステアリングシャフト３の下端に連結され、減速されたステアリングシャフト３の回転を出力部４ａから外部に出力する。第２ギヤボックス５は、駆動ユニット１０（１１０）が内蔵され、駆動ユニット１０（１１０）の回転を出力部５ａから外部に出力する。操舵機構６は、車両の左右の車輪ｗ（前輪）を操舵するタイロッド６ａと、タイロッド６ａに操作力を伝達する操作アーム６ｂと、を備えている。

【0027】

操作アーム６ｂは、ピットマンアーム等によって構成され、一端側が第１，第２ギヤボックス４，５の各出力部４ａ，５ａに連結されるとともに、他端側がタイロッド６ａに連結されている。操作アーム６ｂは、第１，第２ギヤボックス４，５の各出力部４ａ，５ａから出力された操作力を、左右の車輪ｗを操舵する向きの力としてタイロッド６ａに伝達する。
なお、本実施形態では、操作アーム６ｂやタイロッド６ａ等によって操舵機構６が構成されているが、操舵機構６はこの構成に限るものでなく、第１，第２ギヤボックス４，５の各出力部４ａ，５ａの操作力を左右の車輪ｗの操舵部に伝達し得るものであれば他の構成であっても良い。

【0028】

第２ギヤボックス５内の駆動ユニット１０（１１０）は、駆動装置である電動式のモータ（後述する主モータ１１、及び、補助モータ１２）を備えている。このモータは、図示しない制御装置からの制御信号を受けて、運転者によるステアリングホイール２の操作に応じたトルクを出力部５ａを通して操作アーム６ｂに伝達する。ステアリングシャフト３には、運転者からステアリングホイール２に加わる操作力とその方向を検出するためのセンサが取り付けられている。制御装置は、そのセンサの信号を受けてステアリングホイール２の操作に応じた制御信号をモータに出力する。

【0029】

＜第１実施形態の駆動ユニット＞
図２は、第１実施形態の駆動ユニット１０の断面を示す図である。
駆動ユニット１０は、主モータ１１（主駆動装置）と、補助モータ１２（補助駆動装置）と、減速機１３と、故障検出センサ１４と、接続装置１５と、を備えている。主モータ１１は、車両のメインバッテリ７（主電源，主駆動源）の電力を受けて駆動される。主モータ１１は、電力を受けて回転する第１出力軸１１ａを有する。補助モータ１２は、メインバッテリ７、または、補助バッテリ８（補助電源）の電力を受けて駆動される。補助モータ１２は、電力を受けて回転する第２出力軸１２ａを有する。

【0030】

減速機１３は、主モータ１１、若しくは、補助モータ１２の出力回転を所定の減速比に減速して外部（第２ギヤボックス５の出力部５ａ）に出力する。減速機１３は、主モータ１１の第１出力軸１１ａが連結される入力軸１６と、減速された回転を外部に出力する出力回転体１７と、を有する。

【0031】

故障検出センサ１４は、例えば、主モータ１１の電力供給系統等の故障を検出する。故障検出センサ１４の検出信号は、補助モータ１２に対する電力の断接を制御する制御装置１８に入力される。

【0032】

接続装置１５は、通常時（故障検出センサ１４によって主モータ１１の故障が検出されないとき）には、補助モータ１２の第２出力軸１２ａを、入力軸１６に対して軸方向に離間させている。このとき、補助モータ１２の第２出力軸１２ａは、減速機１３の入力軸１６に対して動力伝達が不可な状態とされている。また、接続装置１５は、故障検出センサ１４が主モータ１１の故障を検出したときに、補助モータ１２の第２出力軸１２ａを、減速機１３の入力軸１６に対して接続する。

【0033】

主モータ１１は、図示しない制御装置によって第１出力軸１１ａの回転方向と出力とを制御される電動モータである。主モータ１１は、ケースブロック１１ｃ内に図示しないステータとロータが収容されて成る装置本体１１Ｂと、ケースブロック１１ｃ内のロータと一体に回転する第１出力軸１１ａと、を有する。第１出力軸１１ａは、装置本体１１Ｂの軸方向の端部から減速機１３の軸方向の一端側に向かって突出している。装置本体１１Ｂから突出した第１出力軸１１ａの端部には、減速機１３の入力軸１６の一端部に回転不能に結合される嵌合穴１９が形成されている。

【0034】

補助モータ１２は、主モータ１１と同様に、図示しない制御装置によって第２出力軸１２ａの回転方向と出力とを制御される電動モータである。補助モータ１２は、ケースブロック１２ｃ内に図示しないステータとロータが収容されて成る装置本体１２Ｂと、ケースブロック１２ｃ内のロータと一体に回転する第２出力軸１２ａと、を有する。第２出力軸１２ａは、装置本体１２Ｂの軸方向の端部から減速機１３の軸方向の他端側に向かって突出している。装置本体１２Ｂから突出した第２出力軸１２ａの端面には、減速機１３側の入力軸１６の他端と接続可能なテーパ穴２０が形成されている。

【0035】

減速機１３は、第２ギヤボックス５内に固定される第１ケースブロック２１Ａ、及び、第２ケースブロック２１Ｂと、第１ケースブロック２１Ａと第２ケースブロック２１Ｂの軸心位置に回転可能に支持された入力軸１６と、第１ケースブロック２１Ａと第２ケースブロック２１Ｂの外周に軸受２２を介して回転可能に支持された略円筒状の出力回転体１７と、第１ケースブロック２１Ａと第２ケースブロック２１Ｂに回転可能に支持された複数のクランク軸２３と、各クランク軸２３の二つの偏心領域２３ａ，２３ｂとともに旋回する第１揺動歯車２４Ａ、及び、第２揺動歯車２４Ｂと、を備えている。
なお、本実施形態の場合、減速機１３の減速機本体は、第１，第２ケースブロック２１Ａ，２１Ｂ、クランク軸２３、第１，第２揺動歯車２４Ａ，２４Ｂ、出力回転体１７等によって構成されている。

【0036】

第１ケースブロック２１Ａは、円板状の基板部２１Ａａと、基板部２１Ａａの軸方向外側の端部（主モータ１１側の端部）から径方向外側に張り出した後に軸方向外側に円筒状に延びる連結フランジ部２１Ａｂと、を有する。第２ケースブロック２１Ｂは、円板状の基板部２１Ｂａと、基板部２１Ｂａの軸方向内側の端面から第１ケースブロック２１Ａの方向に向かって延びる複数の支柱部２１Ｂｂと、を有する。第１ケースブロック２１Ａの基板部２１Ａａと第２ケースブロック２１Ｂの基板部２１Ｂａとは同外径に形成されている。第２ケースブロック２１Ｂは、複数の支柱部２１Ｂｂの端面が第１ケースブロック２１Ａの基板部２１Ａａの端面に重ねられ、当該支柱部２１Ｂｂが基板部２１Ａａにボルト２５によって一体に結合されている。これにより、第１ケースブロック２１Ａと第２ケースブロック２１Ｂは一体のケースブロックを構成している。

【0037】

また、第１ケースブロック２１Ａと第２ケースブロック２１Ｂの軸心位置には、入力軸１６が軸受３５を介して回転可能に支持されている。入力軸１６は、減速機本体を軸方向に貫通している。入力軸１６の一端部は、第１ケースブロック２１Ａの基板部２１Ａａを貫通して主モータ１１方向に突出している。入力軸１６の他端部は、第２ケースブロック２１Ｂの基板部２１Ｂａを貫通して補助モータ１２方向に突出している。本実施形態では、主モータ１１と補助モータ１２が減速機１３の両側に同軸に配置されている。

【0038】

第１ケースブロック２１Ａの基板部２１Ａａと第２ケースブロック２１Ｂの基板部２１Ｂａの間には、複数の支柱部２１Ｂｂによって軸方向の隙間が確保されている。この隙間には、第１揺動歯車２４Ａと第２揺動歯車２４Ｂが配置されている。

【0039】

なお、第１揺動歯車２４Ａと第２揺動歯車２４Ｂには、第２ケースブロック２１Ｂの各支柱部２１Ｂｂが貫通する逃げ孔２６が形成されている。逃げ孔２６は、各支柱部２１Ｂｂが第１揺動歯車２４Ａと第２揺動歯車２４Ｂの旋回動作を妨げないように、支柱部２１Ｂｂに対して充分に大きな内径に形成されている。

【0040】

出力回転体１７は、第１ケースブロック２１Ａの基板部２１Ａａの外周面と、第２ケースブロック２１Ｂの基板部２１Ｂａの外周面とに跨って配置されている。出力回転体１７の軸方向両側の端縁部分は、両基板部２１Ａａ，２１Ｂａの外周面に軸受２２を介して回転可能に支持されている。また、出力回転体１７の軸方向の中央領域（第１揺動歯車２４Ａと第２揺動歯車２４Ｂの外周面に対向する領域）の内周面には、出力回転体１７の回転中心軸線ｃと平行に延びる複数のピン溝２７が形成されている。複数のピン溝２７は、出力回転体１７の内周面に円周方向に等間隔に離間して形成されている。各ピン溝２７には、円柱状の内歯ピン２８が回転可能に収容されている。

【0041】

第１揺動歯車２４Ａと第２揺動歯車２４Ｂは、出力回転体の内径よりも若干小さい外径に形成されている。第１揺動歯車２４Ａと第２揺動歯車２４Ｂの各外周面には、出力回転体１７のピン溝２７内に配置された複数の内歯ピン２８と噛み合い状態で接触する外歯２９が形成されている。第１揺動歯車２４Ａと第２揺動歯車２４Ｂの各外歯２９の歯数は、内歯ピン２８の数（ピン溝２７の数）よりも僅かに少なく（例えば、一つ少なく）設定されている。

【0042】

複数のクランク軸２３は、第１ケースブロック２１Ａと第２ケースブロック２１Ｂの中心軸線を中心とした同一円周上に配置されている。各クランク軸２３は、軸受３０を介して第１ケースブロック２１Ａと第２ケースブロック２１Ｂとに回転可能に支持されている。各クランク軸２３の偏心領域２３ａ，２３ｂは、第１揺動歯車２４Ａと第２揺動歯車２４Ｂを貫通している。各偏心領域２３ａ，２３ｂは、第１揺動歯車２４Ａと第２揺動歯車２４Ｂに形成された支持孔３１に偏心部軸受３２を介して回転可能に係合されている。
なお、各クランク軸２３の二つの偏心領域２３ａ，２３ｂは、クランク軸２３の軸線回りに位相が１８０°ずれるように偏心している。

【0043】

複数のクランク軸２３が外力を受けて一方向に回転すると、クランク軸２３の偏心領域２３ａ，２３ｂが所定の半径で同方向に旋回し、それに伴って第１揺動歯車２４Ａと第２揺動歯車２４Ｂが同じ旋回半径で同方向に旋回する。このとき、第１揺動歯車２４Ａと第２揺動歯車２４Ｂの各外歯２９が、出力回転体１７のピン溝２７内に配置された複数の内歯ピンと噛み合うように接触する。

【0044】

本実施形態の減速機１３では、第１揺動歯車２４Ａと第２揺動歯車２４Ｂの各外歯２９の歯数が、内歯ピン２８の数（ピン溝２７の数）よりも僅かに少なく設定されているため、第１揺動歯車２４Ａと第２揺動歯車２４Ｂが一旋回する間に、出力回転体１７が所定のピッチ分だけ旋回方向と同方向に押し回される。この結果、クランク軸２３の回転は大きく減速されて出力回転体１７の回転として出力される。
なお、本実施形態では、各クランク軸２３の偏心領域２３ａ，２３ｂが軸線回りに相互に１８０°ずれるように偏心しているため、第１揺動歯車２４Ａと第２揺動歯車２４Ｂの旋回位相は１８０°ずれることになる。

【0045】

また、各クランク軸２３の主モータ１１側の端部は、第１ケースブロック２１Ａの基板部２１Ａａを軸方向外側に貫通している。基板部２１Ａａから外側に突出したクランク軸２３の端部にはクランク軸歯車３３が取り付けられている。クランク軸歯車３３の歯面は、主モータ１１の第１出力軸１１ａの端部に設けられた出力ギヤ３４と噛合されている。したがって、本実施形態の駆動ユニット１０では、主モータ１１の駆動力は、第１出力軸１１ａと入力軸１６の連結部に設けられた出力ギヤ３４を通してクランク軸２３へと伝達される。

【0046】

主モータ１１のケースブロック１１ｃのうちの減速機１３側の端部には、第１出力軸１１ａの周囲を取り囲むように第１接続ブロック３６が取り付けられている。第１接続ブロック３６は、減速機１３の第１ケースブロック２１Ａのうちの連結フランジ部２１Ａｂの端面に連結されている。これにより、主モータ１１と減速機１３は、第１出力軸１１ａと入力軸１６を連結した状態において一体に結合されている。また、第１接続ブロック３６と連結フランジ部２１Ａｂは、この状態において、第１出力軸１１ａ（減速機１３の入力軸１６）と出力ギヤ３４の噛み合い部の周囲を覆っている。

【0047】

また、減速機１３の第２ケースブロック２１Ｂのうちの補助モータ１２側の端部には、入力軸１６の他端の周囲を取り囲むように第２接続ブロック３７が取り付けられている。第２接続ブロック３７は、中央に貫通孔３８を備えた厚肉円板形状に形成されている。第２接続ブロック３７の補助モータ１２側の端面には、第２接続ブロック３７の軸心と平行に延びる複数のガイド突起３９が突設されている。補助モータ１２のケースブロック１２ｃの端面には、第２接続ブロック３７側の各ガイド突起３９が摺動自在に嵌合される複数の受穴４０が形成されている。補助モータ１２の装置本体１２Ｂは、受穴４０が対応するガイド突起３９に嵌入することにより、減速機１３に対して軸方向に進退変位可能とされている。

【0048】

補助モータ１２のケースブロック１２ｃの減速機１３側の端部外周には、径方向外側に張り出す係止フランジ４１が突設されている。これに対し、第２接続ブロック３７の補助モータ１２側の端部外周には、係止フランジ４１の径方向外側を取り囲むように延びる円筒壁４２が突設されている。第２接続ブロック３７の補助モータ１２側の端部のうちの円筒壁４２の基端の径方向内側位置には、断面略Ｌ字状のクランプ爪４３の基端（略Ｌ字形状の一端部）が回動可能に取り付けられている。クランプ爪４３は、第２接続ブロック３７の補助モータ１２側の端部に複数取り付けられている。各クランプ爪４３は、補助モータ１２が第２接続ブロック３７に対して軸方向に所定距離以上離間している間は、補助モータ１２のケースブロック１２ｃに対して非係止状態（非クランプ状態）とされている。これに対し、補助モータ１２が第２接続ブロック３７に対して軸方向に所定距離よりも接近すると、各クランプ爪４３は基端を中心として回動し、ケースブロック１２ｃの係止フランジ４１の裏面に係止される（クランプ状態とされる）。なお、図２中の符号４４は、クランプ爪４３を係止方向に付勢するための付勢部材である。

【0049】

第２接続ブロック３７とケースブロック１２ｃの相互に対向する軸方向の端面の間には、補助モータ１２を減速機１３から離間する方向に付勢するための付勢部材４５が介装されている。また、第２接続ブロック３７のガイド突起３９よりも径方向内側位置には、複数の電磁石４６が埋設されている。これに対し、ケースブロック１２ｃの端面のうちの複数の電磁石４６と対向する位置には、電磁石４６によって吸引される磁性体４７が取り付けられている。本実施形態では、電磁石４６が磁性体４７を吸引することにより、補助モータ１２を付勢部材４５の付勢力に抗して減速機１３の方向に変位させる。電磁石４６は、補助バッテリ８の電力を受けて磁力を発生する。

【0050】

ここで、減速機１３の入力軸１６の補助モータ１２側の端部の外周面には、延出方向の先端側に向かって先細り状に傾斜するテーパ面４８が形成されている。このテーパ面４８は、補助モータ１２の第２出力軸１２ａに形成されたテーパ穴２０の内周面と略平行に形成されている。入力軸１６のテーパ面４８は、補助モータ１２が第２接続ブロック３７に対して軸方向に所定距離以上離間している間は、第２出力軸１２ａのテーパ穴２０の内周面に対して非接触状態とされている。このとき、補助モータ１２の第２出力軸１２ａは、減速機１３の入力軸１６に対して非接続状態とされている。これに対し、電磁石４６による吸引によって補助モータ１２が第２接続ブロック３７に対して軸方向に所定距離よりも接近すると、入力軸１６のテーパ面４８はテーパ穴２０の内周面に摩擦接続される。このとき、補助モータ１２の第２出力軸１２ａは、減速機１３の入力軸１６に対して接続状態とされる。

【0051】

また、電磁石４６による吸引によって補助モータ１２が第２接続ブロック３７に対して軸方向に所定距離よりも接近すると、第２接続ブロック３７に保持されているクランプ爪４３が付勢部材４４の付勢力を受けて回動し、クランプ爪４３の先端部が補助モータ１２側の係止フランジ４１に係止される。これにより、第２出力軸１２ａと入力軸１６は機械的に接続状態に維持される。

【0052】

本実施形態では、第２接続ブロック３７に取り付けられた電磁石４６は、接続装置１５の電磁接続部１５Ａを構成している。また、第２接続ブロック３７に取り付けられたクランプ爪４３と補助モータ１２側の係止フランジ４１とは、接続装置１５の機械接続部１５Ｂを構成している。

【0053】

＜第１実施形態の駆動ユニットの動作＞
主モータ１１が正常に作動する状況では、電磁石４６の通電がオフ状態とされているため、補助モータ１２の第２出力軸１２ａは減速機１３の入力軸１６に対して遮断状態（離間状態）とされている。この状態で制御装置による制御によって主モータ１１に通電されると、主モータ１１の第１出力軸１１ａが減速機１３の入力軸１６と一体に回転する。減速機１３の入力軸１６に入力された回転は、減速機１３によって減速され、出力回転体１７から第２ギヤボックス５の出力部５ａに出力される。

【0054】

一方、主モータ１１の故障が故障検出センサ１４によって検出された場合には、制御装置１８による制御によって補助バッテリ８の電力を電磁石４６に供給する。これにより、電磁石４６による吸引作用によって補助モータ１２が減速機１３方向に変位し、補助モータ１２の第２出力軸１２ａが、テーパ穴２０の内周面とテーパ面４８との摩擦係合によって減速機１３の入力軸１６に結合される。このとき、接続装置１５の機械接続部１５Ｂが作動し、第２出力軸１２ａと入力軸１６の連結状態が維持される。また、このとき補助モータ１２は、メインバッテリ７または補助バッテリ８の電力を受けて作動する。具体的には、補助モータ１２は、メインバッテリ７からの電力供給系に異常が無ければ、メインバッテリ７の電力を受けて作動し、メインバッテリ７からの電力供給系に異常がある場合には、補助バッテリ８の電力を受けて作動する。

【0055】

また、駆動ユニット１０は、故障検出センサ１４によって主モータ１１の故障が検出されたときに、第２出力軸１２ａと入力軸１６がテーパ穴２０の内周面とテーパ面４８との摩擦係合によって結合される。このため、駆動ユニット１０が作動している最中に主モータ１１が突然故障することがあっても、テーパ穴２０の内周面とテーパ面４８の間の滑りによって第２出力軸１２ａと入力軸１６を円滑に接続することができる。

【0056】

＜第１実施形態の効果＞
本実施形態の駆動ユニット１０は、主モータ１１の故障が故障検出センサ１４によって検出されると、補助モータ１２の第２出力軸１２ａが減速機１３の入力軸１６に対して接続装置１５によって接続される。このため、主モータ１１に故障が生じた場合にも、補助モータ１２の動力を駆動対象に速やか伝達することができる。

【0057】

また、本実施形態の駆動ユニット１０では、減速機１３の入力軸１６が減速機本体を軸方向に貫通して配置され、主モータ１１が減速機本体の軸方向の一端側に連結されるとともに、補助モータ１２が減速機本体の軸方向の他端側に接続装置１５を介して配置されている。駆動ユニット１０全体をコンパクに構成することができる。また、本構成の場合、補助モータ１２の動力が減速機１３の入力軸に直接的に伝達されるため、補助モータ１２の動力を減速機１３に効率良く伝達することができる。

【0058】

また、本実施形態の駆動ユニット１０は、第２出力軸１２ａを入力軸１６に接続する接続装置１５が電磁接続部１５Ａと、電磁接続部１５Ａの動作を契機に作動する機械接続部１５Ｂと、を備えている。このため、電磁接続部１５Ａの動作時間を短くして補助バッテリ８の消耗を少なくすることができ、また、補助バッテリ８が消耗した場合にも、第２出力軸１２ａと入力軸１６とを接続状態に維持することができる。さらに、本構成を採用した場合には、補助バッテリ８の消耗を少なくできるため、補助バッテリ８の小型化も図ることができる。

【0059】

さらに、本実施形態の駆動ユニット１０は、主モータ１１や補助モータ１２の回転を減速する減速機１３として、第１，第２ケースブロック２１Ａ，２１Ｂ、出力回転体１７、内歯ピン２８、クランク軸２３、第１，第２揺動歯車２４Ａ，２４Ｂ等を備えた偏心揺動式の減速機を採用している。このため、入力軸１６に入力された回転を、精度良く減速して、出力回転体１７に出力することができる。

【0060】

また、本実施形態の電動パワーステアリング装置１は、主モータ１１の故障が故障検出センサ１４によって検出されると、接続装置１５によって補助モータ１２の第２出力軸１２ａが減速機１３の入力軸１６にされるため、主モータ１１に故障が生じた場合にも、減速された補助モータ１２の動力を助勢力として操舵機構６に速やかに伝達することができる。

【0061】

＜第２実施形態の駆動ユニット＞
図３は、第２実施形態の駆動ユニット１１０の断面を示す図である。なお、図３では、図２に示す第１実施形態と共通部分に同一符号を付してある。以下では、第１実施形態と共通部分については説明を省略するものとする。
本実施形態の駆動ユニット１１０は、主モータ１１１（主駆動装置）と、補助モータ１２（補助駆動装置）と、減速機１３と、故障検出センサ１４と、接続装置１５と、を備えているが、主モータ１１１、補助モータ１２、減速機１３の三者の配置が第１実施形態のものと異なっている。即ち、第１実施形態では、減速機１３の軸方向の両側に主モータ１１と補助モータ１２が配置されていたが、第２実施形態の駆動ユニット１１０は、主モータ１１１の軸方向両側に減速機１３と補助モータ１２が配置されている。

【0062】

さらに詳細には、駆動ユニット１１０の第１出力軸１１１ａは、主モータ１１１の装置本体１１Ｂを軸方向に貫通して配置されている。減速機１３は、主モータ１１１の装置本体１１Ｂの軸方向の一端側に配置され、減速機１３の複数のクランク軸歯車３３は、主モータ１１１の第１出力軸１１１ａの軸方向の一端部に常時噛み合い状態で噛合されている。また、補助モータ１２は、主モータ１１１の装置本体１１Ｂの軸方向の他端側に配置され、補助モータ１２の第２出力軸１２ａは、主モータ１１１の第１出力軸１１１ａの軸方向の他端部に対して、接続装置１５を介して接続可能とされている。
なお、本実施形態の減速機１３は、第１実施形態にある入力軸１６を備えていない。本実施形態の減速機１３では、クランク軸歯車３３とクランク軸２３が入力軸として機能している。

【0063】

＜第２実施形態の駆動ユニットの動作＞
主モータ１１が正常に作動する状況では、電磁石４６の通電がオフ状態とされているため、補助モータ１２の第２出力軸１２ａは主モータ１１１の第１出力軸１１１ａに対して遮断状態（離間状態）とされている。この状態で制御装置による制御によって主モータ１１１に通電されると、主モータ１１１の第１出力軸１１１ａの回転が減速機１３のクランク軸２３に伝達される。減速機１３のクランク軸２３に入力された回転は、減速機１３によって減速され、出力回転体１７から外部の被駆動部材に出力される。

【0064】

主モータ１１の故障が故障検出センサ１４によって検出された場合には、制御装置１８による制御によって補助バッテリ８の電力を電磁石４６に供給する。これにより、電磁石４６による吸引作用によって補助モータ１２が主モータ１１１方向に変位し、補助モータ１２の第２出力軸１２ａが、テーパ穴２０の内周面とテーパ面４８との摩擦係合によって主モータ１１１の第１出力軸１１１ａに結合される。このとき、接続装置１５の機械接続部１５Ｂが作動し、第２出力軸１２ａと第１出力軸１１１ａの連結状態が維持される。また、このとき補助モータ１２は、メインバッテリ７または補助バッテリ８の電力を受けて作動する。

【0065】

こうして、補助モータ１２の第２出力軸１２ａが主モータ１１１の第１出力軸１１１ａに結合されると、第２出力軸１２ａの回転が主モータ１１１の第１出力軸１１１ａを介して減速機１３のクランク軸２３に入力される。クランク軸２３に入力された回転は、減速機１３によって減速され、出力回転体１７から外部の被駆動部材に出力される。

【0066】

＜第２実施形態の効果＞
本実施形態の駆動ユニット１１０は、主モータ１１１、補助モータ１２、減速機１３の三者の配置の点で第１実施形態のものと異なっているが、その他の基本構成や機能はほぼ同様となっている。このため、本実施形態の駆動ユニット１１０を採用した場合には、前述した第１実施形態とほぼ同様の基本的な効果を得ることができる。

【0067】

ただし、本実施形態の駆動ユニット１１０は、主モータ１１１の第１出力軸１１１ａが、主モータ１１１の装置本体１１Ｂを軸方向に貫通して配置され、減速機１３が、主モータ１１１の装置本体１１Ｂの軸方向の一端側に連結され、補助モータ１２が、主モータ１１１の装置本体１１Ｂの軸方向の他端側に接続装置１５を介して配置されている。このため、駆動ユニット１１０全体をコンパクに構成することができる。また、本実施形態の駆動ユニット１１０の場合、減速機１３の出力回転体１７の回転を外部に伝達するための構造を、駆動ユニット１１０の軸方向の端部に配置することができる。このため、出力回転体１７と被駆動部品との配置の自由度を高めることができる。

【0068】

なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。
例えば、上記の各実施形態では、補助モータ１２を変位させる接続装置１５として、電磁石４６を用いた電磁接続部１５Ａと、クランプ爪４３を用いた機械接続部１５Ｂを備えたものを採用している。しかし、接続装置１５の形態は、これに限るものではなく、その他の各種の形態のものを採用することができる。また、上記の実施形態では、接続装置１５が補助モータ１２全体を軸方向に変位させるようにしているが、補助モータ１２の第２出力軸１２ａのみを軸方向に変位させるようにしても良い。

【0069】

また、上記の各実施形態の減速機１３は、クランク軸２３を回転可能に支持するブロック（第１，第２ケースブロック２１Ａ，２１Ｂ）が固定され、内周に内歯ピン２８を保持する円筒部材が出力回転体１７とされているが、逆に、内周に内歯ピン２８を保持する円筒部材を固定し、クランク軸２３を回転可能に支持するブロックを出力回転体としても良い。

【0070】

さらに、上記の各実施形態では、主駆動装置と補助駆動装置として電動式のモータを採用しているが、主駆動装置と補助駆動装置は、油圧等の電気以外の駆動源のエネギーを用いるものを採用することも可能である。
また、可動ユニットの適用は、電動パワーステアリング装置に限定されるものでなく、電動パワーステアリング装置以外の各種の可動装置にも採用することができる。

【符号の説明】

【0071】

１…電動パワーステアリング装置
２…ステアリングホイール（ステアリング部）
６…操舵機構
７…メインバッテリ（主電源、主駆動源）
８…補助バッテリ（補助電源、補助駆動源）
１０，１１０…駆動ユニット
１１…主駆動モータ（主駆動装置）
１１ａ…第１出力軸
１１Ｂ…装置本体
１２…補助モータ（補助駆動装置）
１２ａ…第２出力軸
１３…減速機
１４…故障検出センサ
１５…接続装置
１５Ａ…電磁接続部
１５Ｂ…機械接続部
１６…入力軸
１７…出力回転体
２１Ａ…第１ケースブロック（ケースブロック）
２１Ｂ…第２ケースブロック（ケースブロック）
２３…クランク軸
２３ａ，２３ｂ…偏心領域
２４Ａ…第１揺動歯車（揺動歯車）
２４Ｂ…第２揺動歯車（揺動歯車）

【図1】

【図2】

【図3】