JPH0238181A - 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もの
であり、さらに詳細には、改良されたクラッチ機構を有
する電動式パワーステアリング装置に関するものである
。

先行技術 ハンドル操作をアシストするパワーステアＩＪ　７グ装
置としては、油圧式のものが広く用いられているが、油
圧式パワーステアリング装置においては、エンジンによ
りつねにポンプを駆動して、油圧を発生させ、必要な場
合に、この油圧を利用して、ハンドル操作のアシストを
行う一方で、直進走行時のように、ハンドル操作のアシ
ストが不要な場合には、この油圧を何ら利用することな
く解放しているので、エンジンの動力を有効に活用する
ことができないという問題があり、必要な場合にだけ、
ハンドル操作のアシストを行うことができる電動式パワ
ーステアリング装置が、近年注目されるようになってい
る。

このような電動式パワーステアリング装置においては、
必要なときｊご、電動モータによりステアリングシャフ
トを回転させて、ハンドル操作のアシストがなされるが
、電動モータとステアリングシャフトとがつねに連結さ
れていると、ハンドル操作のアシストが不要な場合、す
なわち、電動モータに通電がなされていない場合に、電
動モータが抵抗となり、かえって、ハンドル操作が重く
なるため、電動モータとステアリングシャフトとを断接
するクラッチ機構を設け、ハンドル操作のアシストが必
要な場合にのみ、電動モータとステアリングシャフトと
を連結するようにしている。このようなりラッチ機構と
しては、電磁クラッチが一般的であったが、最近では、
クラッチ操作の信頼性を高めるため、機械式のクラッチ
機構が提案されている。

実開昭５９−７９４６７号公報は、ステアリングホイー
ルがその上端に取り付けられるアッパーシャフトと、た
とえば、ステアリングギアのピニオン軸にその下端が連
結されるロアシャフトと、アッパーシャフトの筒状部内
にて、アッパーシャフトとロアシャフトとを同軸的に連
結するトーション・バーを有する電動式パワーステアリ
ング装置で、機械式のクラッチ機構を備えたものを開示
している。この電動式パワーステアリング装置のクラッ
チ機構は、第１図に示されるように、ロアシャフト４１
とロアシャフト４１上に回転自在に組付けられたクラッ
チハブ４２に図示しないトーショナルダンパを介して組
付けられた電動モータにより駆動される大径ギア（図示
せず）との間の動力伝達を、ステアリングシャフトに加
わるステアリングトルクに応じて断接するもので、クラ
ッチハブ４２と、ロアシャフト４１の外周に形成された
多数のカム面４３ａ、４３ｂ、・・・と、クラッチハブ
４２と各カム面４３ａ、４３ｂ、との間に介装された多
数のカムフォロア、即ちボール４４ａ、４４ｂ、　　・
・・と、アッパーシャフト（図示せず）の先端部外周に
連結機構を介して組付けられ、カムフォロアたる各ボー
ル４４ａ１４４ｂ１　　・・を保持するカムフォロアの
保持具、即ちゲージ４５より構成されており、第１図に
示される、アッパーシャフトとロアシャフト４１間に相
対回転変位がない状態において、両シャフト間に相対回
転変位が生じると、ゲージ４５とロアシャフト４１間に
相対回転変位が生じ、その結果、各ボール４４ａ、４４
ｂ、　　・・・が、各カム面４３ａ、４３ｂ１　・・・
上を相対移動し、楔作用により、ロアシャフト４１とク
ラッチハブ４２とを次第に係合させ、両シャフト間の相
対回転変位が所定の値に達すると、各ボール４４ａ、４
４ｂ。

・によって、ロアシャフト４１とクラッチハブ４２とは
強固に結合され、ロアシャフト４１と電動モータにより
駆動される大径歯車とが連結されるようになっている。

発明の解決しようとする問題点 このような機械式クラッチ機構は、電磁クラッチなどと
比べると、信頼性に優れているが、多数のボールとその
それぞれと係合するカム面とが、同時に係合するように
、多数のボールおよびカム面を精度良く形成しないと、
あるボールとカム面のみが係合することにより、ガタッ
キが生じやすく、このため、クラッチ機構の耐久性、信
頼性の低下を招き易いという問題があった。

発明の目的 本発明は、複数のカムフォロアを確実にカム面に係合さ
せることができ、耐久性および信頼性の向上した機械式
クラッチ機構を有する電動式パワーステアリング装置を
提供することを目的とするものである。

発明の構成 本発明のかかる目的は、操舵力伝達系をステアリングホ
イール側伝達系とステアリングギア側伝達系とに分割し
、前記ステアリングホイール側伝達系とステアリングギ
ア側伝達系との間に所定の相対回転変位が生じた時に、
前記ステアリングギア側伝達系の操舵力伝達軸の外周に
設けられ、電動モータにより駆動される駆動ギアを前記
操舵力伝達軸に結合させるクラッチ機構をカムフォロア
と保持具とによって構成した電動式パワーステアリング
装置において、カムフォロアを保持具に弾性体を介して
支持させることによって達成される。

本発明によれば、ステアリングホイール側伝達系の操舵
力伝達軸の回転に伴って、保持具が回転し、あるカムフ
ォロアとカム面が係合した後も、弾性体の収縮により、
保持具は更に回転でき、そ。

の結果、弾性体からの押圧の下で、他のカムフォロアも
カム面と係合するので、ガタッキが防止され、耐久性及
び信頼性の向上した機械式クラッチ機構をもった電動式
パワーステアリング装置を得ることができる。

又、前記保持具を、カムフォロアと協働してクラッチ機
構を構成する第１の保持具と、カムフォロアの移動を規
制する第２の保持具とによって構成することにより、カ
ムフォロアがカム面に係合した後に振動、衝撃等の外力
によってカムフォロアとカム面との係合が解除されるの
が防止され、より一層ガタッキが防止された信頼性の高
い機械式クラッチ機構をもった電動式パワーステアリン
グ装置をえることができる。

実施例 以下、添付図面に基づいて、本発明の実施例につき、詳
細に説明を加える。

第２図は、本発明の実施例に係る電動式パワーステアリ
ング装置のクラッチ機構の略平面図であり、第３図は、
そのＡ−Ａ矢視図である。第４図は、第３図のＢ−Ｂ矢
視図、第５図は、第３図のＣ−Ｃ矢視図である。

第２図ないし第５図において、クラッチ機構１は、ステ
アリングホイール２のボス部に設けられており、ボルト
３によりステアリングホイール２に直接結合された第１
円板４と、ボルト５によって第１円板４をその間に挾ん
で互いに結合され、ボルト６によりステアリングギア側
に操舵力を伝達するステアリングシャフト７に組付けら
れた第２円板８および第３円板９を有している。第１円
板４と、第２円板８および第３円板９とは相対的に回転
可能に構成されている。

第１円板４には、２つの孔１１が形成され、また、第２
円板８および第３円板９の対応する位置にも、それぞれ
、溝１２．１３が形成されており、孔１１およびａ１２
．１３の内部には、第１スプリング１０が収容され、中
立状態において、第１円板４と第２円板８および第３円
板９との間に相対回転変位がないように保持するととも
に、ステアリングホイール２が操作され、第１円板４と
第２円板３および第３円板９とが相対的に回転すると、
この第１スプリング１０が縮められるように構成されて
いる。また、第１円板４には、長孔１４が形成され、第
２円板８および第３円板９に設けられたストッパピン１
５が長孔１４内を貫通するように構成されて、第１円板
４と第２円板８および第３円板９との相対回転変位量が
規制されるようになっている。さらに、第１円板４およ
び第２円板８ならびに第３円板９には、それぞれ、長孔
１６．１７（第２円板８に形成された長孔は図示されて
いない。）が、互いに対応する位置に形成され、これら
の長孔１６．１７内には、その一端が、第２円板８およ
び第３円板９に軸支された抵抗線体１８が設けられると
ともに、第１円板４に、その一端が固定され、その他端
の接点が抵抗線体１８に押圧接触された摺動子１９が設
けられおり、第１円板４と第２円板８および第３円板９
とが相対的に回転すると、抵抗線体１８と摺動子１９の
接点との接触位置が変化するので、抵抗線体１８の抵抗
変化を測定することにより、ポテンシオメータの原理に
したがって、第１円板４と第２円板８および第３円板９
との相対回転変位量が測定し得るようになっている。

さらに、第３円板９の外周面に当接してリング状の保持
具２０が設けられ、このリング状保持具２０の外側には
、図示しない電動モータにより駆動される減速ギア２１
が設けられている。リング状保持具２０は結合ピン２２
により第１円板４に結合されている。又減速ギア２１の
内周面とリング状保持具２０の外周面との間には、わず
かな間隙が設けられている。第６図に、その断面形状が
示されるように、リング状保持手段２０には、複数の貫
通穴２３が形成されており、該貫通穴２３の内部に、第
２スプリング２４．２５、及びこれらに挟持されたロー
ラー形状のカムフォロア２６が配設されている。第５図
に示す如く、ローラー形状カムフォロア２６は第３円板
９の外周面に設けた平坦部、即ちカム面２７に当接して
おり、又第５図に示す中立状態において、ローラー形状
カムフォロア２６と減速ギア２１の内周面との間に若干
の隙間が形成されるように、カムフォロア２６の直径を
定めている。

このように構成された本実施例の電動式パワーステアリ
ング装置のクラッチ機構においては、まず、第５図に示
す中立状態では、カムフォロア２６と減速ギア２１の内
面との間の間隙により、クラッチは切断されている。つ
いで、ステアリングホイール２が回転すると、これに連
結されている第１円板４が回転し、第２円板８、第３円
板９およびリング状保持具２０も、第１円板４とともに
回転する。しかし、ステアリングシャフト７と連結され
ている第２円板８および第３円板９は、ステアリングシ
ャフト７を介して、路面からの抵抗を受け、この路面抵
抗が、第１スプリング１０のバネ力に打ち勝つようにな
ると、第１スプリング１０を縮めながら、第１円板４と
第２円板８および第３円板９とは相対的に回転するよう
になる。

これに対して、第１円板４に結合されたリング状保持具
２０は、第１円板４とともに回転するから、第２円板８
および第３円板９とリング状保持具２０との間にも、相
対的な回転変位が生じ、その結果、スプリング２４又は
２５の押圧下にローラ状カムフォロア２６がカム面２７
上を相対移動して、減速ギア２１に当接し、楔作用によ
り、第３円板９と減速ギア２１とは次第に係合してクラ
ッチが接続される。この際、本実施例にあっては、ロー
ラ状カムフォロア２６がスプリング２４．２５により支
持されているので、仮にある特定のカムフォロア２６の
みがカム面２７及び減速ギア２１の内面と係合したとし
ても、スプリング２４あるいは２５の収縮により更にリ
ング状保持具２０と第３円板９とは相対的に回転変位で
き、その結果、スプリング２４あるいは２５の押圧によ
って、池の全てのカムフォロア２６もカム面２７及び減
速ギア２１の内面と係合するので、ガタッキは生じない
。このため、本実施例に係る電動式パワーステアリング
装置にあっては、装置の耐久性、信頼性が担保される。

カム面２７と減速ギア２１との間隙、カムフォロア２６
の直径、スプリング２４．２５のノくネ定数等は、カム
フォロア２６がカム面２７及び減速ギア２１と係合し、
クラッチが接続された時、ストッパピン１５が、長孔１
４の端部に接触することがないように、すなわち、まだ
、第２円板８および第３円板９が、第１円板４に対して
、相対的に回転可能なように、設定されており、カムフ
ォロア２６がカム面２７及び減速ギア２１と係合し、ク
ラッチが接続された後も、ステアリングホイール２を回
転させると、第１円板４と第２円板８および第３円板９
とは、第１スプリング１０を縮めながら、ストッパピン
１５が長孔１４の端部の位置に達するまで、さらに相対
的な回転変位が可能となっている。これは、クラッチ接
続後も、さらに、相対的回転を可能にすることによって
、操舵トルクを測定することを可能として、操舵トルク
に応じた駆動力を電動モータより、ステアリングホイー
ル２に与えるようにするためである。操舵トルクに対応
する第１円板４と第２円板８および第３円板９との間の
相対的回転変位量は、抵抗線体１８と摺動子１９とによ
り測定される。

また、本実施例においては、クラッチ機構および電動モ
ータによる駆動部などが、ステアリングホイール２のス
テアリングシャフト７へのボス部に設けられているため
、マニュアルステアリングの自動車に、パワーステアリ
ング装置を容易に取り付けることができるという利点も
併せて（尋ることかできる。

第７図〜第１０図は、本発明の他の実施例に係る電動式
パワーステアリング装置の保持具を示す。

第７図は第１の実施例の第３図に相当する断面図、第８
図は第７図のＤ−Ｄ矢視図、第９図は第８図のＥ−Ｅ矢
視図、第１０図は第８図のＦ−Ｆ矢視図である。

本パワーステアリング装置は保持具を除き第１の実施例
に係るパワーステアリング装置と同様の構成を有する。

本実施例に係るパワーステアリング装置の保持具５０は
、第７図及び第８図に示す如く、結合ピン５１によって
第１円板５２に結合された内側リング５３と、何れの円
板にも結合しない外側リング５４とから構成される。第
９図に示す如く、内側リング５３の外周面には、該リン
グを貫通する穴５３ａを含む複数の局部溝５３ｂが設け
られており、一方策１０図に示すごとく、外側リング５
４の内周面には、該リングを貫通する複数の穴５４ａを
含む全周溝５４ｂが設けられている。局部溝５３１）と
全周溝５４ｂとは室５５を形成し、該室５５内にはスプ
リング５６．５７が配設され、更に、該スプリング５６
．５７に挟持されて、前記貫通穴５３ａ、５４ａ及び溝
５３ｂ、５４ｂとで形成される保持空間５８内に、ロー
ラ状のカムフォロア５９が配設されている。第８図に示
すごとく、ローラ状カムフォロア５９は第３円板６２の
外周面に設けた平坦部、即ちカム面６３に当接しており
、又第８図に示す中立状！Ｉ４（直進状態）に於いて、
ローラ状カムフォロア５９と減速ギア６４の内周面との
間に若干の間隙が形成されるように、カムフォロア５９
の直径が定められている。

クラッチ接続後も第１円板４が第２円板８及び第３円板
９に対して相対的に回転可能なように、貫通穴５３ａは
、第８図に示す中立状態に於いて、カムフォロア５９に
対して回転方向に充分な間隙を有する相補的形状に形成
されており、一方貫通穴５４ａは、第８図に示す中立状
態に於いて、カムフォロア５９に対して回転方向に若干
の間隙を有する相補的形状に形成されている。又室５５
の両端には、スプリング５６．５７の室５５内での座り
をよくするためのボール６０．６１が配設されている。

係る構成を有する本実施例の電動式パワーステテアリン
グ装置においては、第１実施例と同様、路面からの抵抗
の下でステアリングホイールが回転すると、該回転に伴
って第１円板５２、ひいては第１円板５２に結合された
内側リング５３と第３円板６２との間に相対的回転変位
が生じ、スプリング５６又は５７の押圧下でカムフォロ
ア５９がカム面６３上を相対移動し、カムフォロア５９
と外側リング５４との間の間隙、及びスプリング５６又
は５７の収縮の効果によって、全てのカムフォロア５９
がカム面６３及び減速ギア６４と係合するので、カム面
が高い精度を有していなくともガタを生じない。ここで
、本実施例にあっては、外側リング５４の貫通穴５４ａ
がカムフォロア５９に対して若干の間隙を有する相補的
形状に形成されており、且つ外側リング５４は、スプリ
ング５６又は５７の押圧の下でカムフォロア５９が移動
する時にこれに追随して回転するので、カムフォロア５
９がカム面６３及び減速ギア６４と係合した状態におい
て、振動、衝撃等の外力によるカムフォロア５９のスプ
リング５６あるいは５７の軸線方向への移動、ひいては
クラッチの解除が外側リング５４によって規制され、こ
れによりクラッチ機構にガタつきを生ずるのが防止され
、クラッチ機構の耐久性、信頼性のより一層の向上が担
保される。

本発明は、以上の実施例に限定されることなく特許請求
の範囲に記載された発明の範囲内で、種々の変更が可能
であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであ
ることはいうまでもない。

発明の効果 本発明によれば、複数のカムフォロアを確実にカム面に
係合させることができ、これにより、耐久性および信頼
性の向上した機械式クラッチ機構を有する電動式パワー
ステアリング装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来のクラッチ機構の構成を示す概略図であ
る。第２図は、本発明の第１の実施例に係る電動式パワ
ーステアリング装置のクラッチ機構の略平面図、第３図
は、そのＡ−Ａ矢視図である。第４図は、第３図のＢ−
Ｂ矢視図、第５図は、第３図のＣ−Ｃ矢視図、第６図は
、本発明の実施例に係る電動式パワーステアリング装置
のクラッチ機構におけるリング状保持具とカムフォロア
との関係を示す略断面図である。 第７図は、本発明の第２の実施例に係る電動式パワース
テアリング装置に於ける、第１の実施例の第３図に相当
する断面図、第８図は第７図のＤ−Ｄ矢視図、第９図は
第８図のＥ−Ｅ矢視図、第１０図は第８図のＦ−Ｆ矢視
図である。 １・　・クラッチ機構、 ２・　・ステアリングホイール、 ３．５．６・・・ボルト、 ４・・・第１円板、 ７・・・ステアリングシャフト、 ８・・・第２円板、　９・・・第３円板、１０・・・第
１スプリング、 １１・・・孔、　　１２．１３・・・溝、１４・・・長
孔、 １５・　・・ストッパピン、 １６．１７・・・長孔、 １８・・・抵抗線体、　１９・・・摺動子、２０・・・
リング状保持具 ２１・・・減速ギア、 ２２・　・結合ピン、 ２３・・・貫通孔 ２４．２５・・・第２スプリング、 ２６・　・ローラ状カムフォロア、 ２７・・・カム面、 ４１・・・ロアシャフト、 ４２・・・クラッチハブ、 ４３ａ、４３ｂ・・・ボール、 ４４ａ、４４ｂ・・−カム面、 ４５・・・ゲージ、 ５０・・・リング状保持具、 ５１・・・結合ピン、 ５２・・・第１円板、 ５３・・・内側リング、 ５３ａ・・・貫通孔、 ５３ｂ・・・局部溝、 ５４・・・外側リング、 ５４ａ・・・貫通孔、 ５４ｂ・・・全通溝、 ５５．５６・・・第２スプリング、 ５７・・・室、 ５８・・・保持空間、 ５９・・・ローラ状カムフォロア、 ６０．６１・・・ボール、 ６２・・・第３円板、 ６３・・・カム面、 ６４・・・減速ギア。 第１図 第２図 第４図 第５図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）操舵力伝達系をステアリングホイール側伝達系と
   ステアリングギア側伝達系とに分割し、前記ステアリン
   グホイール側伝達系とステアリングギア側伝達系との間
   に所定の相対回転変位が生じた時に、前記ステアリング
   ギア側伝達系の操舵力伝達軸の外周に設けられ、電動モ
   ータにより駆動される駆動ギアを前記操舵力伝達軸に結
   合させるクラッチ機構をカムフォロアと該カムフォロア
   の保持具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、カムフォロアを保持具に弾性部材を介して
   支持させたことを特徴とする電動式パワーステアリング
   装置。
2. （２）前記保持具が、カムフォロアと協働してクラッチ
   機構を構成する第１の保持具と、カムフォロアの移動を
   規制する第２の保持具とから成ることを特徴とする請求
   項第（１）に記載の電動式パワーステアリング装置。