JPH02124365A - 電動式パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は電動式パワーステアリング装置に関する。

（従来技術） 電動式パワーステアリング装置には、実開昭５９−７９
４６７号公報に示すように、ステアリングホイール側要
素とステアリングギヤ（１１＋１　要素とをトーション
用ばねを介して相対回動可能に連結し、前記ステアリン
グホイール側要素又は前記ステアリングギヤ側要素の一
方の要素に電動子−タにより駆動される駆動ギヤを相対
回動可能に組付け、該駆動ギヤと前記一方の要素との間
に、前記ステアリングホイール側要素と１ｒｉ記ステア
リングギヤ側要素とに相対回動を生じたとき該駆動ギヤ
と該一方の要素とを結合するクラッチ機構を介装し、該
クラッチ機構を、ｍｊ記駆動ギヤ又は前記方の要素のい
ずれか一方に形成されるカム面と、該駆動ギヤ又はｍＩ
記−・方の要素の他方と該カム面との間に介装され１ｒ
Ｉ記ステアリングホイール側要素又は前記ステアリング
ギヤ側要素の他方の要素に連係されているカムフォロア
とで構成したものが−・殻内に知られている。

この装置においては、ステアリングホイール側要素とス
テアリングギヤ側要素とに相対回動を生じていないとき
に、カムフォロアは上記駆動ギヤと一１ユ記一方の要素
との間にがたつくことなく軽い状態で介装される（クラ
ッチの接続が断たれている状態）一方、ステアリングホ
イール側要素とステアリングギヤ側要素とに相対回動を
生じたときには、カムフォロアは上記相対回動に連動し
て相対回動変位しカム面と一方の要素との間に噛込まれ
ることになっており、これにより、駆動ギヤと一方の要
素とが結合されてパワーアシストを行なうことが可能と
なっている。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、上記装置においては、１つのカム面に対して１
つのカムフォロアを設け、該カムフォロアにより左右両
回動に対してがたつきを生じさせることなく対処するこ
とになっており、この結果、カムフォロアの大きさ、配
設位置は、カム面と一方の要素とによって自ずと決定さ
れ、カム面のストラットアングル（接触角：カム面の平
面方向と、カムフォロアと一方の要素との当接点におけ
る接線方向とがなす角）は一定値に固定されることにな
っている。このため、ストラットアングルが適切でない
と、ロック状態にあるカムフォロアがアシロツクされに
くくなったり、また、ロック状態にしなければならない
ときにすべりを生じてロックされなくなったりするが、
このようなことを避けるために最適のストラットアング
ルを自由に選択することは困難となっている。

本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、その目的は
、パワーアシストを行なうために用いられるクラッチ機
構をカム面とカムフォロアとにより構成した電動式パワ
ーステアリング装置において、カム面のストラットアン
グルを自由に設定できるようにすることにある。

（問題点を解決するための手段、作用）かかるｌｌ的を
達成するために本発明にあっては、 ステアリングホイール側要素とステアリングギヤ側要素
とがトーション川ばねを介して相対回動可能に連結され
、前記ステアリングホイール側要素又は前記ステアリン
グギヤ側要素の一方の要素に電動子−夕により駆動され
る駆動ギヤが相対回動可能に組付けられ、該駆動ギヤと
前記一方の要素との間に、前記ステアリングホイール側
要素と前記ステアリングギヤ側要素とに相対回動が生じ
たとき該駆動ギヤと該一方の要素とを結合するクラッチ
機構が介装され、該クラッチ機構は、前記駆動ギヤ又は
前記一方の要素のいずれか一方に形成されるカム面と、
該駆動ギヤ又は前記一方の要素の他方と該カム面との間
に介在され前記ステアリングホイール側要素又は前記ス
テアリングギヤ側要素の他方の要素に連係されているカ
ムフォロアとで構成されている電動式パワーステアリン
グ装置において、 １１；１記カムフオロアは右回動伝達用カムフォロアと
左回動伝達用カムフォロアとからなり、該右回動伝達用
カムフォロアと該左回動伝達用カムフォロアとが１つの
カム面に対してそれぞれ設けられている、構成としであ
る。

上述の構成により、左回動伝達用と右回動伝達用にそれ
ぞれカムフォロアが用いられることになるため、一方の
回動方向の場合についてのみ考慮すればよくなり、他方
の回動方向へ移動する際のがたつき等を考慮する必要が
なくなる。このため、カム面のストラットアングルを自
由に設定することができることになる。

しかも、１つのカムに対して左回動伝達用及び右回動伝
達用カムフォロアがそれぞれ設けられていることから、
左右いずれの回動力向でもカム面と同じ数のカムフォロ
アを用いて駆動ギヤの回動を伝達できることになり、従
来通り滑らかな伝達を担保できることになる。

さらには、１つのカム面に対して左回動伝達用及び右回
動伝達用カムフォロアをそれぞれ設けて１回動力向に応
じてカムフォロアを使い分けることになるため、カムフ
ォロアの使用頻度を減少させることができることになる
。このため、クラッチ機構の耐久性が向−トすることに
なる。

（実施例） 以−ド、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図〜第３図は第１の実施例を示すものである。この
第１の実施例において、△はステアリングコラムで、該
ステアリングコラムＡは虫体側に固定されている。この
ステアリングコラムＡにはステアリングシャフト１が回
動可能に嵌装されており、そのステアリングシャフト１
の一端側（第１図中、左端側）はステアリングコラム１
から外方へ突出している。このステアリングシャフト１
の一端側にはステアリングホイール２がボス部３におい
て取付けられ、該ステアリングホイール２の他端側には
ステアリングギヤ（図示略）が連係されており、これに
より、操舵力伝達系４が構成されている。

１ｉ１１記ボス部３においては、円板５が設けられてお
り、円板５は、その軸心における嵌合部５ａにおいて相
対回動不能に嵌合保持されている。この円板５の周部に
は段部５ｂ、５ｃ、５ｄが形成されている。円板５の嵌
合部５ａには段部５ｂ上に位置するように環状の円板７
が嵌合されており、該円板７は円板５にボルトにより固
定されている。また１円板５には、該円板５の段部５ｃ
と円板７との間において環状の摺動円板８がステアリン
グシャフト１の軸心を中心として回動可能に嵌装されて
いる。この摺動円板８にはステアリングホイール２のリ
ブ２ａがフランジ状のリング部材３０を介して固定され
ており、ステアリングホイル２の回動操作により摺動円
板８がステアリングシャフト１の軸心を中心として回動
できるようになっている。

前記摺動円板８には、第２図に示すように、ステアリン
グシャフト１を間に挟むようにして一対の長孔３１が形
成されている。この筒長孔３１は円板５の段部５ｃ上に
臨むことになっており、その段部５ｃ上に各長孔３１内
に収まるようにしてコイルスプリング１０が設けられて
いる。この各コイルスプリング１０は、その一端部が各
長孔３１の一端に係ＩＦされその他端部が円板５に係止
されて、摺動円板８と円板５の相対回動を抑えるように
連結されており、これにより、操舵力をあまり必要とし
ない通常の運転時にステアリングホイール２の回動操作
を行って摺動円板８を回動させたときには、コイルスプ
リング１０は変形することなく操舵トルクを円板５に伝
達し、操舵力を多く必要とする運転時にステアリングホ
イール２の回動操作を行って摺動円板８を回動させたと
きには、コイルスプリングｌＯが変形して、摺動円板８
が円板５に対して相対的に回動するようになっている。

尚、摺動円板８が円板５に対して所定以上相対的に回動
しないように、第２図に示すように、円板５に突設され
たストッパ３２が摺動円板８に切欠き形成された長孔３
３内に遊嵌されている。

＋ｉｉｉ記円板５の外周には第１図、第３図、第５図に
示すように、駆動ギヤとしてのリングギヤ１１が相対回
動可能に嵌合されている。このリングギヤ１１は、その
内周側の一部が摺動円板８と円板５との間に摺動可能に
挟持されており、該リングギヤＩＩの外周側には歯部１
１ａが形成されている。この歯部１１ａには、第１図に
示すように電動子−夕３４の出力軸１２に取付けられた
ギヤ１３が噛合しており、電動モータ３４は、第１図に
小すように一対の支持部材３５を介してステアリングコ
ラムＡに゛支持されている。

前記リングギヤ１１とＯｊ記内円板５の間には、第４図
、第５図に示すようにクラッチ機構１４が設けられてい
る。このクラッチ機構１４はカム面１５と、カムフォロ
アとしてのローラ１６とて概略構成されている。カム面
１５は、第５図に示すように、円板５の段部５ｃと段部
５ｄとの間における外周面に複数（本実施例においては
８つ）形成されており、これにより、上記外周面は、第
４図に示すように非円形とされている。ローラ１６は、
第４図に示すように各カム面１５毎に該各カム面１５と
リングギヤ１１内周面との間に２個ずつ配設されている
。このうち、一方のローラＩ６ａが左回動伝達用カムフ
ォロアとして用いられ、他方のローラｌ　６　ｂが右回
動伝達用カムフォロアとして用いられる。両ローラ１６
ａ、＋６ｂは円柱形状とされており、両ローラ１６ａ、
＋６ｂの周面はカム面１５とリングギヤ１１内周面に対
向するようになっている。上記各ローラ１６に対応して
、前記摺動円板８の裏面には保持穴１７が形成されてい
る。この保持穴１７は、その径がｆｆ１ｉｆ記ローラ１
６の端面における径よりも比較的大きくされており、こ
の各保持穴１７に各ローラ１６の一端部がそれぞれ遊嵌
されている。各カム面１５においては、ローラ１６ａと
１６ｂとの間にコイルスプリング１８が介装されている
。このコイルスプリング１８は、スデアリングホイール
２の回動操作がコイルスプリングｌＯの変形を生じさせ
ない範囲（摺動円板８が円板５に対して相対回動しない
範囲）において、第４図に示すように、両ローラ１６ａ
、＋６ｂを、保持穴１７内壁によって規制を受けるまで
互いに難問させてカム面１５とリングギヤ１１内周面の
両者にがたつきなく当接した状態とするようになってい
る（クラッチの接続が断たれている状態）。

１１？１記ボス部３内には、第２図、第３図に示すよう
にトルク検出機構１９が設けられている。このトルク検
出機構１９は抵抗体（ポテンションメタ）２０と検出レ
バー２１とで概略構成されている。抵抗体２０は、第２
図、第３図に示すように、台２２が円板５の段部５ｃＪ
１に固定され、その台２２上には抵抗線２３とリード線
２４とが平行に円板５の接線方向に延びるように配設さ
れている。これに対して、摺動円板８には、大きな長孔
８ａが形成されており、この長孔８ａには、抵抗体２０
全体が、第２図、第３図に示すように臨んで、抵抗体２
０が該摺動円板８と円板５との相対回動を規制しないよ
うになっている。

上記抵抗体２０の固定法として、第６図、第７図に示す
ように、予め、円板５上に抵抗体取付穴３６を形成して
おく一方、抵抗体２ｏの台２２側面に溝２２ａを形成し
ておき、台２２を抵抗体取付穴３６に嵌込んで談合２２
の溝２２ａに抵抗体取付穴３６の開口縁部を臨ませ、該
開口縁部をポンチ等で打ってかえり３７を溝内２２ａに
入れれば、抵抗体２０はかえり３７により円板５に強固
に固定されることになる。

また、別の固定法として、第８図、第９図に示すように
、予め、円板５上に抵抗体取付穴３６を形成しておく一
方、抵抗体２０の台２２側面に段部２２ｂを形成してお
き、談合２２の段部２２ｂを抵抗体取付穴３６内方に位
置させ、該抵抗体取付穴：３６の開口縁部をポンチ等で
打ってかえり３７を段部２２ｂ上に突出させれば、前記
同様、抵抗体２０は、ばり３７により円板５に強固に固
定されることになる。

また、第１０図、第１１図に示すように、抵抗体２０の
台２２の裏側に溝２２ｃを形成しておけば、抵抗体２０
の固定に際し、抵抗体２０の表裏の区別を容易に行うこ
とができることになる。

さらに、第１０図、第１１図に示すように、抵抗線２３
の両側にリード線２４を配設するようにすれば、抵抗線
２３及びリード線２４の延設方向の向きをいずれとして
もよくなることになる。

上記検出レバー２１は、第２図に示すように、長尺板状
の絶縁体からなるブラシホルダ２５とブラシ２６とから
なっている。ブラシホルダ２５は、一端部が＋ｉｉｊ記
長孔８ａの一端側に固定され、他端部は該長孔８ａ内を
前記抵抗体２０上に延びている。ブラシ２６はブラシホ
ルダ２５の他端部に取付けられており、このブラシ２６
は、円板５に対する摺動円板８の相対回動に伴って前記
台２２上の抵抗線２３とリード線２４の上を摺接移動す
ることになっている。これにより、電位差の変化が検出
されて、その変化量に応じて操舵トルクが検出され、そ
れが電気信号として出力されるようになっている。この
電気信号は、この後、サーボアンプに人力されて増幅さ
れ、その後に信号整形回路を介して制御電流とされ、そ
の制御電流に基づき前記電動モータ３４が駆動されるよ
うになっている。

上記検出レバー２１の固定法として、第１２図、第１３
図に示すようなものがある。すなわち、ブラシホルダ２
５の一端部を円柱状の支柱３８の側面に取付け、その支
柱３８の」二部に段部３８ａを形成しておく一方、摺動
円板８には、支柱嵌合穴８ｂ％：長孔８ａの一端側にお
いて形成すると共に、詠支柱嵌合穴８ｂと長孔８ａとの
間においてホルダ溝８ｃを形成しておく。このような条
件の下、支柱３８を支柱嵌合穴８ｂに嵌合すると共にブ
ラシホルダ２５をホルダ溝８Ｃに嵌合し、その後、支柱
嵌合穴８ｂ周縁部をポンチ等で打ってかえりを支柱嵌合
穴８ｂ内の段部３８ａ上に突出させる。これにより、検
出レバー２１は。

ブラシホルダ２５とホルダ溝８Ｃとによって摺動円板８
に対する相対回動が規制され、かえり３７と段部３８ａ
とにより摺動円板８からの抜けが規制されることになり
、該検出レバー２１は摺動円板８に強固に固定されるこ
とになる。

したがって、」−記構成においては、右回動方向への操
舵トルクが大きくなって摺動円板８が円板５に対して右
方向へ相対回動したときには、各カム面１５における両
ローラ１６ａ、１６ｂ及びコイルスプリング１８が左回
動伝達用ローラＩ　６ａの保持穴１７内壁により押され
て右回動方向へ回動変位することから、これらは、摺動
円板８と共に円板５に対して相対回動変位することにな
る。

この結果、右回動伝達用ローラ１６ｂはカム面１５によ
って外方に向って押されてリングギヤ１１内周而に圧接
され、円板５とリングギヤ１１とが固定状態となってク
ラッチが接続されることになり、電動モータ３４からの
駆動力を受入れてパワーアシストを行うことが可能とな
る。

この場合、右回動伝達用ローラ１６ｂがカム面１５とリ
ングギヤ１１内周面とに圧接されて、それ以上移動でき
なくなるが、左回動伝達用ローラ１６ａと該ローラ１６
ａに対応する保持穴１７との間に右回動方向に所定の間
隔が残されているため、左回動伝達用ローラ１６ａがコ
イルスプリング１Ｂの付勢力に抗しつつ上記間隔だけ相
対回動変位することが可能となり、摺動円板８は円板５
に対してさらに相対回動できることになる。このため、
クラッチ接続後に、摺動円板８が円板５に対してさらに
相対回動じたときには、トルク検出機構１９により操舵
トルクがさらに増大したことが検出され、それに基づき
電動モータ３４が駆動されて、クラッチ接続後における
操舵トルクの増大に対応したパワーアシストが行われる
ことになる。

一方、ステアリングホイール２の左回動方向への回動操
作により摺動円板８が円板５に対して相対回動したとき
には、Ｌ記と同様の作用により、左回動伝達用ローラ１
６ａがカム面１５とリングギヤ１１内周面との間に圧接
され、円板５とリングギヤＩＩとを固定状態とすること
になる。

このように、各カム面１５には左回動伝達用ローラＩ　
６　ａと右回動伝達用ローラ１６ｂとが設けられ、回動
方向に応じて、クラッチ機構１４のロック機能が分担さ
れることになっている。このため、一方の回動方向の場
合についてのみ考慮すればよくなり、他方の回動方向へ
移動する際のがたつき等まで考慮する必要がなくなる。

この結果、ローラ１６ａ、１６ｂの径を変える等して、
クラッチ機能に支障を与えることなく、カム面１５のス
トラットアングル（接触角：ローラ１６ａ（＋６ｂ）と
りジグギヤ周面内周而との接線方向と、カム面１５の平
面方向とがなす角）θを自由に設定できることになる。

これにより、ストラットアングルθが適切でないと、ロ
ック状態にあるローラがアンロックされにくくなったり
、また、ロック状態にし・なければならないときにすべ
りを生じてロックされなくなったりするが、上述のよう
に、ストラットアングルθを自由に設定できることから
、最適なストラットアングルθを選択できることになる
。

しかも、各カム面１５に対してローラ１６ａ、１６ｂが
設けられており、左右いずれの回動力向でも、カム面１
５と同じ数のローラ１６ａ（又は！６ｂ）を用いてリン
グギヤｌｊの回動を伝達できることになり、従来通り滑
らかな伝達が確保できることになる。

さらには、１つのカム面１５に対して左回動伝達用及び
右回動伝達用ローラ１６ａ、１６ｂをそれぞれ設けて回
動方向に応じて使い分けることから、左右両回動方向共
に１つのローラを用いる場合に比べてローラ１６ａ、１
６ｂの使用頻度が減少することになる。このため、クラ
ッチ機構１４の耐久性が向上することになる。

第１４図、第１５図は第２の実施例、第１６図、第１７
図は第３の実施例、第１８図、第１９図は第４の実施例
、第２０図は第５の実施例を示すものである。この各実
施例において前記実施例と同一構成要素については同一
符号を付してその説明を省略する。

第２の実施例は、前記第１の実施例におけるコイルスプ
リング１０に換えて板ばねｌＯを用いた場合を示してい
る。板ばねｌＯは撓ませた状態で、その一端部が円板５
に対して連係され、その他端部が摺動円板８に対して連
係されており、このような板ばねｌＯは円板５の周方向
に複数（第１４図においては６つ）設けられている。第
１４図、第１５図中、６は円板５上に設けられた周壁、
９は摺動円板８に連続し１）；１記周壁６に相対回動Ｉ
−Ｉ丁能に嵌合されるガイド片、１９は円板５に対する
摺動円板８の相対回動に基づき操舵トルクを検出するト
ルク検出機構２２７はトルク検出機構１９の検出レバー
２１を支持する支持ビン、２８は検出レバー２１を係市
する係［上ピン、２９は円板５の嵌合部５ａを遊嵌する
孔である。

このような第２の実施例においても、前記第１の実施例
と同様の作用効果を生ずることになる。

第３の実施例においては、環状の摺動円板８の内側にト
ーションばねとして弾性体により放射りに弾性部１０を
形成すると共に、その弾性部１０を円板５に対して結合
しである。このため、この実施例においては、操舵トル
クが増大して摺動円板８が円板５に対して相対回動する
ときには、第１７図に示すように、摺動円板の回動方向
に向って弾性部１０が変形することになる。尚、第１６
図、第１７図中、３９は、重は軽減のために円板５に形
成された板穴である。

第４の実施例は、トーションばねとして、板ばねｌＯを
第１９図に示すような形状として、その一端側をステア
リングシャフトｌ　（ステアリングギヤ側、）に連結し
、その他端側を摺動円板８（ステアリングホイール側）
に連結したものである。

第５の実施例は、潤滑剤保持構造を示すものである。す
なわち、この実施例においては、第２０図に示すように
円板５に周壁６よりも外周側に段部４０を形成し、その
段部４０にリングギヤ１１を嵌合し、周壁６、摺動円板
８、リングギヤ１１を嵌合し、周壁６、摺動円板８、リ
ングギヤ１１及び円板５により、ローラ１６ａ　（１６
ｂ）、コイルスプリング！８の入っている室４１を密封
して、潤δ°Ｉ削が漏出しないようにしである。しかも
、潤滑剤に常に供給されるように潤滑剤留め穴４２が円
板５に段部４０を跨ぐようにして設けである。さらには
、潤滑剤の漏出防止を一層向上させるためにリング４３
を円板５外周縁部に嵌合保持させである。

以上実施例について説明したが本発明にあっては次のよ
うなものを包含する。

■ローラ１６に代えてボールを用いること。

■抵抗体２０として、具体的には、差動トランス等を用
いること。

■カム而１５は８つに限られず、６つ等であってもよい
こと。

（発明の効果） 本発明は以上述べたように、パワーアシストを行なうた
めに用いられるクラッチ機構をカム面とカムフォロアと
により構成した電動式バワースデアリング装置において
、滑らかな伝達を維持しつつカム面のストラットアング
ルを自由に設定することができると共に、クラッチ機構
の耐久性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す要部断面図、 第２図は第１図のＴＩ　−ＩＩ線断面図、第３図は第２
図のＩＩＩ　−Ｉｌｌ線断面図、第４図は第１図のＩＶ
　−ＩＶ線断面図、第５図は第４図のＶ−Ｖ線断面図、 第６図〜第９図は抵抗体の固定方法を説明する説明図、 第１Ｏ図、第１１図は抵抗体の変形例を示す斜視図、 第１２図、第１３図は検出レバーの固定方法を説明する
図。 第１４図は第２の実施例を示す拡大縦断面図、 第１５図は４第１４図のＸＶ　−ＸＶ線断面図、 第１６図、第１７図は第３の実施例を説明する説明図、 第１８図、第１９図は第４の実施例を説明する図、 第２０図は第５の実施例を説明する部分拡大断面図であ
る。 ６ａ ＋６ｂ ニステアリングシャフト ：ステアリングホイール ：コイルスプリング（板ばね、 ：リングギャ ：クラッチ機構 ：カム而 ：左回動伝達用ローラ ：右回動伝達用ローラ 弾性部）２ 第６ 図 第８ 図 第１２図 第１３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ステアリングホィール側要素とステアリングギヤ
   側要素とがトーション用ばねを介して相対回動可能に連
   結され、前記ステアリングホィール側要素又は前記ステ
   アリングギヤ側要素の一方の要素に電動モータにより駆
   動される駆動ギヤが相対回動可能に組付けられ、該駆動
   ギヤと前記一方の要素との間に、前記ステアリングホィ
   ール側要素と前記ステアリングギヤ側要素とに相対回動
   が生じたとき該駆動ギヤと該一方の要素とを結合するク
   ラッチ機構が介装され、該クラッチ機構は、前記駆動ギ
   ヤ又は前記一方の要素のいずれか一方に形成されるカム
   面と、該駆動ギヤ又は前記一方の要素の他方と該カム面
   との間に介在され前記ステアリングホィール側要素又は
   前記ステアリングギヤ側要素の他方の要素に連係されて
   いるカムフォロアとで構成されている電動式パワーステ
   アリング装置において、 前記カムフォロアは右回動伝達用カムフォロアと左回動
   伝達用カムフォロアとからなり、該右回動伝達用カムフ
   ォロアと該左回動伝達用カムフォロアとが１つのカム面
   に対してそれぞれ設けられている、 ことを特徴とする電動式パワーステアリング装置。