JPH0723624Y2

JPH0723624Y2 - 電磁クラッチ

Info

Publication number: JPH0723624Y2
Application number: JP1988096373U
Authority: JP
Inventors: 一明青田
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 1988-07-22
Filing date: 1988-07-22
Publication date: 1995-05-31
Anticipated expiration: 2003-07-22
Also published as: JPH0218937U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本考案は、入力側回転部材及び出力側回転部材間の伝達
トルクを変化させることが可能な電磁クラッチに関す
る。

〔従来の技術〕従来の電磁クラッチは、例えば特開昭61−37581号公報
に記載されているものがある。

この従来例は、電動式動力舵取装置における操舵補助力
を発生させる電動機の回転軸と、舵取り機構に連結され
た減速ギヤとの間にクラッチ装置を設けたものであり、
そのクラッチ装置は、電動機の回転軸に軸方向に摺動可
能にスプライン結合した第１のクラッチ片と、これに所
定間隔を保って対向し、減速ギヤとしてのウォームを配
設したウォーム軸に固着された第２のクラッチ片と、第
２のクラッチ片の第１のクラッチとは反対側に配設され
た電磁ソレノイドとを備えた構成を有する。

而して、電磁ソレノイドが非励磁状態であるときには、
第１のクラッチ片と第２のクラッチ片とが離間していて
電動機及びウォーム軸間の伝達トルクは零となってい
る。

この状態から電磁ソレノイドに通電して励磁状態とする
と、電磁ソレノイドの磁力によって第１のクラッチ片が
第２のクラッチ片側に吸引されて両者が圧接して電動機
の回転トルクがウォーム軸に伝達される。

〔考案が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記従来の電磁クラッチにあっては、電
磁ソレノイドの非励磁状態及び励磁状態で伝達トルクを
制御するようにしているので、電磁クラッチの伝達トル
ク制御は「断・続」の２態様に限定され、電動式動力舵
取装置の操舵補助トルクを発生する電動機と操舵系との
間に電磁クラッチを設けて、所定車速未満のときは電磁
クラッチを接続状態とし、所定車速以上のときは電磁ク
ラッチを切断状態とする車速感応型動力舵取装置を構成
する場合に、所定車速に達するまでは、電磁クラッチが
接続状態であるので、ステアリングホイールに対する操
舵力が軽くて済むが、所定車速に達すると急に電磁クラ
ッチが切断状態となるので、ステアリングホイールに対
する操舵力が重くなり、特に所定車速近傍で車両が走行
しているときには、電磁クラッチの断続が頻繁に行わ
れ、運転者に違和感を与えると共に、電磁クラッチを接
続状態とする際に、電磁ソレノイドを励磁状態としたと
きに、クラッチ片同士が衝接するので、接続音が発生す
るという未解決の課題があった。

そこで、本考案は、上記従来例の未解決の課題に鑑みて
なされてもので、電磁クラッチの接続を円滑に行うこと
が可能な電磁クラッチを提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本考案に係る電磁クラッチ
は、入力側回転部材と出力側回転部材との何れか一方
に、励磁コイルの磁力によって吸引されるアーマチュア
を配設し、他方にアーマチュアに対向するフリクション
プレートを設けた電磁クラッチにおいて、前記アーマチ
ュアと前記フリクションプレートとを前記励磁コイルの
励磁状態にかかわらず常時摺接させ、両者間の結合力を
前記励磁コイルに供給する励磁電流に応じて変化させた
ことを特徴としている。

〔作用〕

本考案に係る電磁クラッチは、励磁コイルの非励磁状態
で、アーマチュアとフリクションプレートとが摺接状態
にあるが、両者間の滑りによって入力側回転部材と出力
側回転部材とは非接続状態にある。この状態から励磁コ
イルに対する駆動電流を徐々に増加させると、その電磁
吸引力がアーマチュアに作用してフリクションプレート
との間の結合力が駆動電流に応じて徐々に増加し、アー
マチュア及びフリクションプレート間の伝達トルクを徐
々に変更することができる。したがって、クラッチ接続
時のショック及び衝接音を防止することができる。

〔実施例〕

以下、本考案の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本考案に係る電磁クラッチを電動式パワーステ
アリング装置に適用した場合の概略構成図、第２図は本
考案に係る電磁クラッチの断面図である。

まず、電動式パワーステアリング装置の概略を第１図に
ついて説明する。

図中、１はステアリングホイールであって、その操舵力
がステアリングシャフト２を介してステアリングギヤ３
に伝達され、転舵輪を転舵させる。

ステアリングシャフト２には、減速歯車５及び電磁クラ
ッチ６を介して電動モータ７の出力軸7aが連結され、電
磁クラッチ６及び電動モータ７がコントローラ８によっ
て制御される。

コントローラ８には、車速センサ９及びステアリングホ
イール１に付与された操舵トルクを検出する操舵トルク
センサ10の検出値が入力され、車速センサ９の車速検出
値に基づいて、車速検出値が所定設定車速未満のときに
は、電磁クラッチ６を接続状態に維持する比較的高電流
値の定格励磁電流を電磁クラッチ６に供給し、所定設定
車速以上となったときに徐々に励磁電流の値を減少さ
せ、逆に所定設定車速以上の状態から所定設定車速未満
の状態となるときには、励磁電流を定格励磁電流まで徐
々に増加させる制御を行い、操舵トルク検出値に基づい
て、電動モータ７の駆動電流を制御して、操舵トルクに
比例した操舵補助トルクを発生させる。

電磁クラッチ６は、第２図に示すように、固定部にブラ
ケット11によって固着された円筒状で磁性体製のステー
タ12と、このステータ12の右端面に対向し、且つステー
タ12に対して回転自在に保持された入力側回転部材とし
ての第１の磁性体製のロータ13と、このロータ13に回転
自在に外嵌された出力側回転部材としての第２の磁性体
製のロータ14とを備えている。

ステータ12は、内部に形成された環状溝12aと、この環
状溝12aに内装された励磁コイル12bと、環状溝12aを閉
塞する円盤体12cとで構成され、内周面に電動モータ７
の出力軸7aが玉軸受12dを介して回転自在に装着されて
いる。

第１のロータ13は、その内周側の円筒状基部13aが、電
動モータ７の出力軸7aにキー13bによって一体回転する
ように外嵌され、この基部13aから半径方向に延長する
比較的厚肉の円板状部13cの右端面に円環状のフリクシ
ョンプレート13dが配設されている。

第２のロータ14は、内周面がロータ13の基部13aの右端
側に所定の空隙を保って対向するように減速歯車５の入
力軸5aの端部に設けた端板5bにボルト14aによって固着
された円筒体14bと、この円筒体14bの内周面側にボルト
14cによって固着された円板状の弾性体としての板ばね1
4dと、この板ばね14dの第１のロータ13のフリクション
プレート13dに対向する位置に例えばリベット14fで固着
された磁性体製の円環状板で構成されるアーマチュア14
gとを備えている。ここでアーマチュア14gは、常時板ば
ね14dの付勢力によって第１のロータ13のフリクション
プレート13dに伝達トルクを発生しない程度に軽く摺接
されている。

次に、上記実施例の動作を説明する。今、車両が停車状
態にあるものとすると、この状態では、車速が零であり
所定設定車速未満であるので、コントローラ８から定格
電流の励磁電流が電磁クラッチ６の励磁コイル12bに供
給される。これによって、励磁コイル12bで発生する電
磁力が第１のロータ13の円板状部13cを介して第２のロ
ータ14に配設されたアーマチュア14gに作用し、このア
ーマチュア14gが吸引されて円板状部13cに配設されたフ
リクションプレート13dに圧接され、電動モータ７の出
力軸7aから入力される回転トルクを減速歯車５の入力軸
5aに第３図に示す最大伝達トルクT_MAXで伝達可能な接続
状態に制御される。

そして、この状態で、ステアリングホイール１に操舵力
が付与されていない状態では、操舵トルクセンサ10のト
ルク検出値が零であるので、コントローラ８から駆動電
流が電動モータ７に出力されず、電動モータ７は回転停
止状態を維持し、減速歯車５の入力軸5aも回転停止状態
を維持することになり、操舵補助トルクは発生されな
い。

この状態からステアリングホイール１を右切り（又は左
切り）すると、操舵トルクセンサ10から操舵トルクに応
じて操舵トルク検出値が出力され、これがコントローラ
８に入力されるので、このコントローラ８から操舵トル
クの大きさ及び方向に応じた駆動電流を電動モータ７に
出力し、この電動モータ７を正転（又は逆転）駆動す
る。これにより、電動モータ７の出力軸7aの回転トルク
が電磁クラッチ６の第１のロータ13及び第２のロータ14
を介して減速歯車５の入力軸5aに伝達され、この減速歯
車５で減速されてステアリングシャフト２に伝達されて
操舵補助トルクを発生し、ステアリングホイール１の操
舵を軽く行うことができる。

そして、車両が走行を開始して、所定設定車速に達する
と、コントローラ８から電磁クラッチ６に出力される励
磁電流が定格電流値から徐々に減少される。このように
電磁クラッチ６に供給される励磁電流が減少すると、こ
れに応じて励磁コイル12bで発生する電磁力によるアー
マチュア14gの吸引力も徐々に低下し、アーマチュア14g
及びフリクションプレート13d間の結合力が徐々に低下
して両者間に滑りを生じて伝達トルクが減少し、励磁電
流が零近傍となると、アーマチュア14g及びフリクショ
ンプレート13d間に100％の滑りを生じて伝達トルクが零
となり、電磁クラッチ６が切断状態となる。

このように、電磁クラッチ６が接続状態から切断状態と
なるときに、電磁クラッチ６における伝達トルクが徐々
に低下されるので、ステアリングホイール１を操舵する
運転者の操舵感に違和感を伴うことなく円滑な切り換え
を行うことができる。

逆に、車両が高速走行状態から所定設定車速未満の状態
となる場合も、コントローラ８から電磁クラッチ６に出
力される励磁電流が徐々に増加され、これに応じてアー
マチュア14g及びフリクションプレート13d間の摩擦によ
る結合力が徐々に増加し、アーマチュア14g及びフリク
ションプレート13d間の伝達トルクも徐々に増加して、
励磁電流が所定設定値以上となると、アーマチュア14g
及びフリクションプレート13d間の滑りが無くなって最
大伝達トルクT_MAXの接続状態となり、電磁クラッチ６の
切断状態から接続状態への切り換えを円滑に行うことが
できる。

また、上記実施例のように、ステータ12に励磁コイル12
bを巻装するようにすると、スリップリング、ブラシ等
を使用することなく、励磁コイル12bへの給電を行うこ
とができる。

なお、上記実施例では、アーマチュア14gを支持する弾
性体として板ばね14dを適用した場合について述べた
が、これに限定されるものではなく、コイルばね、ゴム
等の任意の弾性体を適用し得るものである。

また、上記実施例では、ロータ13にフリクションプレー
ト13dを、ロータ14に弾性支持されたアーマチュア14gを
設ける場合について述べたが、これらを逆関係にフリク
ションプレートをロータ14に、アーマチュアをロータ13
にそれぞれ設けてもよい。

またさらに、上記実施例では、コントローラ８で電磁ク
ラッチ６に供給する励磁電流を徐々に増減させる場合に
ついて述べたが、これに限らず励磁電流を段階的に変化
させるようにしてもよい。

また、上記実施例では、本考案を車速感応型の電動式パ
ワーステアリング装置に適用した場合について説明した
が、これに限らず他の動力伝達装置にも適用し得るもの
である。

〔考案の効果〕

以上のように、本考案によれば、励磁コイルの非励磁状
態で、アーマチュアとフリクションプレートと摺接状態
としているので、励磁コイルに供給する励磁電流を変化
させて、アーマチュアに対する吸引力を変化させること
により、フリクションプレートとアーマチュアとの間の
結合力を変化させることができ、入力側と出力側との間
の伝達トルクを連続的に変化させることが可能となり、
電磁クラッチを切断状態から接続状態に切換える際に、
衝接音を発生することを確実に防止することができると
共に、例えば車速感応型の電動式パワーステアリング装
置に適用した場合に、操舵補助トルクを作用させるか否
かの切り換えを円滑に行うことができ、運転者に違和感
を与えることを確実に防止することができる等の効果が
得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案を車速感応型の電動式パワーステアリン
グ装置に適用した場合の一例を示す概略構成図、第２図
は本考案に係る電磁クラッチの一例を示す断面図、第３
図は伝達トルクと励磁電流との関係を示す特性線図であ
る。１……ステアリングホイール、２……ステアリングシャ
フト、３……ステアリングギヤ、５……減速歯車、６…
…電磁クラッチ、７……電動モータ、８……コントロー
ラ、９……車速センサ、10……操舵トルクセンサ、12…
…ステータ、12b……励磁コイル、13……ロータ（入力
側回転部材）、13d……フリクションプレート、14……
ロータ（出力側回転部材）、14d……板ばね（弾性
体）、14g……アーマチュア。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】入力側回転部材と出力側回転部材との何れ
か一方に、励磁コイルの磁力によって吸引されるアーマ
チュアを配設し、他方にアーマチュアに対向するフリク
ションプレートを設けた電磁クラッチにおいて、前記ア
ーマチュアと前記フリクションプレートとを前記励磁コ
イルの励磁状態にかかわらず常時摺接させ、両者間の結
合力を前記励磁コイルに供給する励磁電流に応じて変化
させたことを特徴とする電磁クラッチ。