JPH07269610A

JPH07269610A - 電動パワーステアリング装置

Info

Publication number: JPH07269610A
Application number: JP8544994A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Matsuura; 忠史松浦; Yasushi Sasaki; 康佐々木; Hiromi Nojiri; 博海野尻; Koji Sato; 光司佐藤
Original assignee: NTN Corp; Suzuki Motor Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp; Suzuki Motor Corp
Priority date: 1994-03-31
Filing date: 1994-03-31
Publication date: 1995-10-20
Anticipated expiration: 2017-04-02
Also published as: JP3269911B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】ステアリングホイールの操作時に、変位量の
変化率を複数段階に変化させ、クラッチ機構を早めに接
続して接続後の電動機のアシスト領域を大とし得る。【構成】このため、電動機の駆動力をクラッチ機構３
８を介して出力軸１６に伝達することによりステアリン
グホイールの操作力をアシストする電動パワーステアリ
ング装置の入力軸１２と出力軸１６との回転力の伝達経
路途中に入力軸と出力軸との変位量の変化率を複数段階
に変化させクラッチ機構を早めに接続させて接続後の電
動機のアシスト領域を大とする変化率切換手段８０を設
けている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は電動パワーステアリン
グ装置に係り、特に入力軸と出力軸との変位量の変化率
を複数段階に変化させ、クラッチ機構の連結を滑らかと
する電動パワーステアリング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電動パワーステアリング装置は、運転者
がステアリングホイールを操作するトルクに基づきモー
タのアシスト量を制御している。このステアリングホイ
ールの操作トルクは、ステアリングホイール側の軸であ
る入力軸とステアリングギヤ、つまりタイヤ側の軸であ
る出力軸とをトーションバー等の弾性体で連結し、ステ
アリングホイールを操作した際に、入力軸と出力軸間に
発生した変位量から測定している。

【０００３】前記電動パワーステアリング装置として
は、特開平１−１９９０２６号公報に開示されるものが
ある。この公報に開示されるクラッチ装置は、クラッチ
外輪の内径面とその外輪の内側に組み込んだクラッチ内
輪の外形面における一方に円筒面を形成し、他方に傾斜
カム面を設け、クラッチ外輪とクラッチ内輪間に組み込
んだ筒状保持器には、円筒面と傾斜カム面とで形成され
る楔形空間と対応する位置にポケットを設け、ポケット
内に２個の転動体と、その転動体を相反する方向に押圧
してポケットの周方向に対向する壁面に押し付けるスプ
リングとを収容し、前記保持器を、クラッチ外輪とクラ
ッチ内輪のうち、傾斜カム面を有する側の部材に回転方
向スキマをもって係合し、この回転方向スキマの中立位
置に調整するとともに設定トルクを越えたとき回転方向
スキマが無くなるまで弾性変形するトルク設定部材を係
合する両部材間に設け、更に中立位置において、保持器
のポケット内に収容された転動体が楔形空間の両端の狭
小部のいずれにも係合しておらず、クラッチを電動パワ
ーステアリングに使用した際に、トルク設定弾性部材に
よってハンドル操作力が設定トルク以下のときは手動操
作とし、設定トルクを越えたときは自動的にパワーステ
アリングに切り換えている。

【０００４】また、特開平１−２１８９７３号公報に開
示されるものがある。この公報に開示される電動パワー
ステアリング装置は、操舵トルク検出器が入力軸と出力
軸とを連結する弾性体の弾性変形に応じて操舵トルクを
検出するとともにクラッチが弾性体の弾性変形により出
力軸と電動モータの断続を制御するようにし、クラッチ
の断続が制御される弾性体の弾性変形が、操舵トルク検
出器が操舵トルクを検出して電動モータの回転を回転を
開始される時の弾性体の弾性変形よりも小さくし、電動
パワーステアリングをコンパクト化するとともに、操舵
フィーリングを向上している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の電動
パワーステアリング装置において、クラッチ機構１３８
は、図１２に示す如く、前記ウォームホイール１５０
と、ウォームホイール１５０内且つ同心状態に配設され
る外側保持器１７０と、外側保持器１７０内且つ同心状
態に配設される内側保持器１７２と、ウォームホイール
１５０と出力軸１１６間に配設されるスプラグである転
動体１７４と、前記入力軸１１２と外側保持器１７０と
を連結する連結ピン１７６と、転動体１７４を連結ピン
１７６側に押圧するバネ１７８とからなる。

【０００６】前記転動体１７４の長さは、出力軸１１６
とウォームホイール１５０との距離よりも少許小なる寸
法とし、図示しないステアリングホイールが操作されて
いない状態において、ウォームホイール１５０と出力軸
１１６間の転動体１７４は、回転力を伝達しない、いわ
ゆるクラッチ開放時（図１２参照）となる。

【０００７】また、ステアリングホイールが操作され、
入力軸１１２が矢印Ａ方向に移動すると、図１３に示す
如く、外側保持器１７０が連結ピン１７６を介して入力
軸１１２と同一方向（矢印Ａ１）に回転する。

【０００８】そして、前記転動体１７４は、外側保持器
１７０に固定されているバネ１７８の付勢力によって押
圧され、図１３の１点鎖線状態から実線状態に傾斜す
る。

【０００９】このとき、入力軸１１２と出力軸１１６と
の変位量が一定値を越えると、転動体１７４がウォーム
ホイール１５０と出力軸１１６間に噛み合うこととな
り、クラッチ接続時となって矢印Ｂに示す如く、ウォー
ムホイール１５０の回転を出力軸１１６に伝達してい
る。

【００１０】一方、図示しないモータ等の電動機の駆動
系に異常が発生し、ウォームホイール１５０がロックさ
れ作動しない状態となる場合があるが、この際には連結
ピン１７６が出力軸１１６のポケット穴（図示せず）側
面に接触し、入力軸１１２が直接出力軸１１６に回転を
伝達する。この回転は、転動体１７４を出力軸１１６と
ウォームホイール１５０の結合から開放するように作用
する。このような作用が生ずるため、駆動系がロック状
態となっても、手動での操舵が可能となる。

【００１１】そして、図１４（ｂ）に示す如く、ハンド
ル操作量である操作トルクの全ての領域において電動機
たるモータにてアシストを行っている場合には、クラッ
チ機構をＯＮ動作すると、図１４（ａ）に１点鎖線（従
来１）で示す如く、クラッチ機構を通して出力軸にモー
タ駆動力が伝達されることとなり、急激にアシストが開
始され、操作上違和感があるという不都合がある。

【００１２】また、３ウェイ方式である機械式クラッチ
機構を使用する際には、一定値以上のステアリングホイ
ールの操作トルクがあった場合に、図１５に示す如く、
クラッチ機構連結後のステアリングホイール操作領域が
狭くなり、違和感が発生していた。

【００１３】すなわち、入力軸と出力軸との変位量は、
図１５（ｂ）に１点鎖線（従来２）で示す如く、ステア
リングホイールの操作トルクに対して弾性体の限界変位
量たる弾性体の耐久性の限界トルクまでの全領域で同一
の変化量である。

【００１４】そして、単一の弾性体で操舵トルクを検出
する際に、例えば硬い弾性体と柔らかい弾性体とを夫々
使用すると、硬い弾性体の場合には、図１５（ａ）に１
点鎖線（従来２）で示す如く、大きなトルクまでリニア
に検出できるが、クラッチ機構を連結するまでに要する
操舵トルクが大となり、中立点を挟んでアシストレスの
領域が大きく、操舵感が低下するという不都合がある。

【００１５】また、柔らかい弾性体の場合には、図１５
（ａ）に２点鎖線（従来３）で示す如く、小さなスタン
バイトルクでクラッチ機構が連結できるが、弾性体の弾
性限界の関係から大きなトルクを検出することができ
ず、リニアなトルク範囲が小さく、モータの制御電流の
立ち上がりが急峻となり、制御系の安定性が損なわれる
という不都合がある。

【００１６】前記スタンバイトルクとは、電動パワース
テアリングにおいて、クラッチ機構を連結するための、
入力軸と出力軸との変位量が所定の値の際の操舵トルク
をいう。

【００１７】よって、単一の弾性体を操舵トルクの検出
に使用すると、アシストのダイナミックレンジが広くと
れず、実用上不利であるという不都合がある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】そこで、この発明は、上
述不都合を除去するために、車両のステアリングホイー
ルに接続される入力軸とステアリングギヤに接続される
出力軸とを弾性体を介して相対回転可能に軸支して設
け、前記入力軸と出力軸との相対回転による弾性体の変
位量が設定値以下である場合に出力軸に対して離脱され
るとともに前記入力軸と出力軸との相対回転による弾性
体の変位量が設定値を越えた場合に出力軸に係合される
クラッチ機構を設け、このクラッチ機構により出力軸へ
の回転力の伝達を断続される電動機を設け、前記入力軸
と出力軸との相対回転による弾性体の変位量が設定値を
越えた際に前記電動機の駆動力を前記クラッチ機構を介
して出力軸に伝達することによりステアリングホイール
の操作力をアシストする電動パワーステアリング装置に
おいて、前記入力軸と出力軸との回転力の伝達経路途中
には入力軸と出力軸との変位量の変化率を複数段階に変
化させ前記クラッチ機構を早めに接続させて接続後の電
動機のアシスト領域を大とする変化率切換手段を設けた
ことを特徴とする。

【００１９】

【作用】上述の如く発明したことにより、ステアリング
ホイールの操作時には、弾性体のみでの変位量の発生と
弾性体と変化率切換手段とによる変位量の発生とを切換
動作させ、変位量の変化率を複数段階に変化させてクラ
ッチ機構を早めに接続させ、接続後の電動機のアシスト
領域を大としている。

【００２０】

【実施例】以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細
に説明する。

【００２１】図１〜図１０はこの発明の第１実施例を示
すものである。図２において、２はパワーステアリング
装置、４は車両、６はステアリングホイールである。

【００２２】前記パワーステアリング装置２は、ステア
リングホイール６とステアリングギヤ８とをステアリン
グコラム１０により連絡して設け、このステアリングコ
ラム１０を、ステアリングホイール６側の軸である入力
軸１２と、ステアリングギヤ８、つまりタイヤ１４側の
軸である出力軸１６と、入力軸１２と出力軸１６とを連
結するトーションバー等の弾性体１８とからなる。

【００２３】そして、前記入力軸１２と出力軸１６との
相対回転による弾性体１８の変位量が設定値を越えた際
に後述するモータ２４の駆動力を後述するクラッチ機構
３８を介して出力軸１６に伝達することによりステアリ
ングホイール６の操作力をアシストする構成を有してい
る。

【００２４】前記ステアリングコラム１０にトルクセン
サであるステアリングセンサ２０と減速機構２２と電動
機であるモータ２４とを取付ける。

【００２５】また、このモータ２４を制御手段２６に接
続して設け、制御手段２６には、図２及び図３に示す如
く、例えばスピードメータ等の車速センサ２８と、ステ
アリングセンサ２０と、ジェネレータ３０と、エンジン
回転数センサ３２と、イグニションスイッチ３４を介し
てバッテリ３６とが夫々接続されている。

【００２６】そして、前記モータ２４を、図３に示す如
く、車速センサ２８とステアリングセンサ２０との信号
に基づき、制御手段２６により駆動する。このとき、モ
ータ２４の回転は、３ウェイ方式のクラッチ機構３８を
通し、ステアリングコラム１０に伝わり、ハンドル操作
をアシストしている。

【００２７】前記ステアリングコラム１０は、図４に示
す如く、アッパハウジング４０とロアハウジング４２と
により包囲されており、アッパハウジング４０内に筒状
の入力軸１２を支持して設けるとともに、ロアハウジン
グ４２内に軸受４４を介して出力軸１６を支持して設
け、入力軸１２の端部を出力軸１６内に摺動自在に嵌入
する。そして、入力軸１２内部に弾性体１８を位置させ
この弾性体１８の一端を入力軸１２に固定するととも
に、他端を出力軸１６に固定して設ける。

【００２８】このため、ステアリングホイール６を操作
すると、弾性体１８が僅かに捻れ、入力軸１２と出力軸
１６とに変位が生ずる。この変位量が弾性体１８の弾性
特性によって設定される一定値を越えると、機械的に３
ウェイ方式のクラッチ機構３８が連結されることとな
り、モータ２４の駆動力が出力軸１６に伝達される。つ
まり、クラッチ機構３８は、前記入力軸１２と出力軸１
６との相対回転による弾性体１８の変位量が設定値以下
である場合に出力軸１６に対して離脱させるとともに、
前記入力軸１２と出力軸１６との相対回転による弾性体
１８の変位量が設定値を越えた場合に出力軸１６に係合
させるものである。

【００２９】前記モータ２４には、図５に示す如く、モ
ータ２４の軸部４６に前記減速機構２２が設けられてお
り、この減速機構２２は、モータ２４の軸部４６に装着
されるウォームギヤ４８と、このウォームギヤ４８に噛
合すべく前記ステアリングコラム１０外周に配設される
３ウェイ方式のクラッチ機構３８のウォームホイール５
０とからなり、モータ２４の駆動力を減速してクラッチ
機構３８のウォームホイール５０に伝達する。

【００３０】また、前記ステアリングセンサ２０は、図
１０に示す如く、センサ本体５２と、このセンサ本体５
２から入力軸１２及び出力軸１６側に突出する軸部５４
と、軸部５４を中心として回転する板部材５６と、この
板部材５６から飛び出し入力軸１２外周の第１スライダ
５８に接触するセンシング部６０とを有する。

【００３１】図４に示す如く、第１スライダ５８と第２
スライダ６２とをＣ字状のリング６４にて固定し、第２
スライダ６２にボール６６を接触させて設け、このボー
ル６６を移動させる溝部６８を前記入力軸１２に形成す
る。溝部６８は、図７〜図９に示す如く、スクリュのね
じ溝状の如く、入力軸１２の長手方向に対して所定の角
度を有している。

【００３２】このとき、ステアリングホイール６が操作
されて入力軸１２と出力軸１６とに捻れが発生すると、
ボール６６は溝部６８を沿って移動し、このボール６６
の移動に伴って第１、第２スライダ５８、６２が入力軸
１２の軸方向にスライド移動するものである。そして、
第１、第２スライダ５８、６２の入力軸１２の軸方向へ
のスライド移動により、前記センシング部６０も移動
し、板部材５６を介して軸部５４が回転する。この軸部
５４の回転量を前記ステアリングセンサ２０が検出し、
前記制御手段２６に検出信号を送信している。

【００３３】前記クラッチ機構３８は、図１及び図６に
示す如く、前記ウォームホイール５０と、ウォームホイ
ール５０内且つ同心状態に配設される外側保持器７０
と、外側保持器７０内且つ同心状態に配設される内側保
持器７２と、ウォームホイール５０と出力軸１６間に配
設されるスプラグである転動体７４と、前記入力軸１２
と外側保持器７０とを連結する連結ピン７６と、転動体
７４を連結ピン７６側に押圧するバネ７８とからなる。

【００３４】前記転動体７４の長さは、出力軸１６とウ
ォームホイール５０との距離よりも少許小なる寸法と
し、ステアリングホイール６が操作されていない状態に
おいて、ウォームホイール５０と出力軸１６間の転動体
７４は、回転力を伝達しない、いわゆるクラッチ開放時
（図１参照）となる。

【００３５】そして、前記入力軸１２と出力軸１６との
回転力の伝達経路途中に入力軸１２と出力軸１６との変
位量の変化率を複数段階に変化させ前記クラッチ機構３
８を早めに接続させて接続後のモータ２４電動機のアシ
スト領域を大とする変化率切換手段８０を設ける構成と
する。

【００３６】詳述すれば、変化率切換手段８０は、入力
軸１２と出力軸１６間に発生した変位量の変化率を多段
階に切り換える多段階変位量切換システムであり、第１
の実施例としては、前記クラッチ機構３８の内側保持部
７２と外側保持部７０の連結ピン７６間に変化率切換手
段８０を配設している。

【００３７】つまり、変化率切換手段８０は、図１に示
す如く、連結ピン７６の両側に配設されるコイル式の第
１、第２バネ８２−１、８２−２からなり、内側保持部
７２側に第１、第２バネ８２−１、８２−２を固定する
とともに、第１、第２バネ８２−１、８２−２と連結ピ
ン７６間に少許の間隙Ｓ１、Ｓ２を有すべく配設する。

【００３８】そして、ステアリングホイール６の操作時
に間隙Ｓ１、Ｓ２のいずれか一方が０（ゼロ）となるま
では、弾性体１８のみで変位量を発生させ、変位量の変
化率を大とするとともに、間隙Ｓ１、Ｓ２のいずれか一
方が０（ゼロ）となった後は、弾性体１８といずれか一
方の第１、第２バネ８２−１、８２−２とによって変位
量を発生させ、変位量の変化率を例えば２段階に変化さ
せるものである。

【００３９】次に作用について説明する。

【００４０】前記ステアリングホイール６を操作し入力
軸１２を、図６の矢印Ａ方向に回転させると、外側保持
器７０が連結ピン７６を介して入力軸１２と同一方向
（矢印Ａ１）に回転する。

【００４１】そして、前記転動体７４は、外側保持器７
０に固定されているバネ７８の付勢力によって押圧さ
れ、図６の１点鎖線状態から実線状態に傾斜する。

【００４２】このとき、入力軸１２と出力軸１６との変
位量が一定値を越えると、転動体７４がウォームホイー
ル５０と出力軸１６間に噛み合うこととなり、クラッチ
機構の接続時となって矢印Ｂに示す如く、ウォームホイ
ール５０の回転を出力軸１６に伝達している。

【００４３】また、全領域でモータ２４を駆動させる場
合の前記クラッチ機構３８の接続開始時には、図１４
（ａ）に実線で示す如く、クラッチ機構３８が滑り始め
るという半クラッチ状態となり、モータ２４からの駆動
力が出力軸１６に滑らかに伝達される。

【００４４】ここで、入力軸１２と出力軸１６との変位
量について詳述すると、前記ステアリングホイール６の
操作時に、第１、第２バネ８２−１、８２−２と連結ピ
ン７６間の、例えば間隙Ｓ２が０（ゼロ）となるまで、
つまり連結ピン７６が回転して第２バネ８２−２に接触
するまでは、弾性体１８のみで変位量を発生させること
となり、変位量の変化率を大としている。

【００４５】また、連結ピン７６が回転して第２バネ８
２−２に接触し、間隙Ｓ２が０（ゼロ）となった後は、
弾性体１８と第２バネ８２−２とによって変位量を発生
させ、変位量の変化率を小とし、変位量の変化率を例え
ば２段階に変化させている（図１５（ｂ）の実線参
照）。

【００４６】更に、参考までに、前記ステアリングホイ
ール６の操作におけるボール６６とこのボール６６が係
合する溝部６８とについて説明する。

【００４７】ステアリングホイール６が操作されない、
つまりハンドル中立位置においては、図７に示す如く、
溝部６８の中央部位にボール６６が位置することとな
る。

【００４８】そして、ステアリングホイール６を操作
し、ハンドル左回転時とすると、図８に示す如く、ステ
アリングホイール６の操作によって操作トルクが発生
し、弾性体１８が捻れ、入力軸１２と出力軸１６とに相
対変位が生じ、ボール６６が溝部６８内を上方向に移動
することとなり、第１スライダ５８と第２スライダ６２
とが上方向にスライド移動し、第１スライダ５８に接触
するステアリングセンサ２０の板部材５６を上方向に回
転させる。

【００４９】逆に、前記ステアリングホイール６を操作
し、ハンドル右回転時とすると、図９に示す如く、ステ
アリングホイール６の操作によって操作トルクが発生
し、弾性体１８が捻れ、入力軸１２と出力軸１６とに相
対変位が生じ、ボール６６が溝部６８内を下方向に移動
することとなり、第１スライダ５８と第２スライダ６２
とが下方向にスライド移動し、第１スライダ５８に接触
するステアリングセンサ２０の板部材５６を下方向に回
転させている。

【００５０】これにより、全領域でモータ２４を駆動さ
せる場合に、図１４（ａ）に実線で示す如く、前記クラ
ッチ機構３８の接続開始時には、前記変化率切換手段８
０である第１、第２バネ８２−１、８２−２によってク
ラッチ機構３８が滑り始めるという半クラッチ状態とす
ることができ、モータ２４からの駆動力を出力軸１６に
滑らかに伝達し得る。

【００５１】また、変化率切換手段８０である第１、第
２バネ８２−１、８２−２と連結ピン７６間に少許の間
隙Ｓ１、Ｓ２を形成したことにより、ステアリングホイ
ール６の操作により連結ピン７６が回転して第２バネ８
２−２に接触するまでは、弾性体１８のみで変位量を発
生させ、変位量の変化率を大とし、クラッチ機構３８の
接続を早めることができるとともに、連結ピン７６が回
転して第２バネ８２−２に接触し、間隙Ｓ２が０（ゼ
ロ）となった後は、弾性体１８と第２バネ８２−２とに
よって変位量を発生させ、変位量の変化率を小として変
位量の範囲を広くすることができ、図１５（ｂ）の実線
で示す如く、変位量の変化率を例えば２段階に変化させ
得る。このため、クラッチ機構３８を早めに接続し、接
続後のモータ２４のアシスト領域を大とし得るものであ
り、いわゆるダイナミックレンジを広くすることがで
き、ステアリング操作上の違和感がなくなり、実用上有
利である。

【００５２】更に、前記クラッチ機構３８の内側保持部
７２と外側保持部７０の連結ピン７６間に変化率切換手
段８０である第１、第２バネ８２−１、８２−２を配設
したことにより、内側保持部７２と外側保持部７０の連
結ピン７６間の隙間を利用して装着することができ、各
部の設計変更が不要となるとともに、クラッチ機構３８
内部への装着のみで対処でき、クラッチ機構３８以外の
変更は不要であり、構成が複雑化する惧れがなく、コス
トを低廉に維持し得て、経済的に有利である。

【００５３】図１１（ａ）及び（ｂ）はこの発明の第２
実施例を示すものである。この第２実施例において、上
述第１実施例と同一機能を果たす箇所には同一符号を付
して説明する。

【００５４】上述第１実施例においては、前記クラッチ
機構３８の内側保持部７２と外側保持部７０の連結ピン
７６間に変化率切換手段８０を配設したが、この第２実
施例の特徴とするところは、前記入力軸１２の回転状態
を規制するストッパ部９０に変化率切換手段９２を設け
た点にある。

【００５５】すなわち、図１１（ａ）に示す如く、出力
軸１６には断面扇形状のストッパ部９０−１、９０−２
が対峙して形成されている。

【００５６】そして、これら断面扇形状のストッパ部９
０−１、９０−２のかなめ部内に前記入力軸１２の端部
を摺動自在に嵌入し、入力軸１２内部に弾性体１８を位
置させる。

【００５７】このとき、入力軸１２とストッパ部９０−
１、９０−２間のストッパ部９０−１、９０−２側に変
化率切換手段９２である４個のコイル式の第１〜第４バ
ネ９４−１、９４−２、９４−３、９４−４を介設す
る。これら第１〜第４バネ９４−１、９４−２、９４−
３、９４−４は、奇数番号同士及び偶数番号同士が夫々
対峙する位置に配設される。なお符号９６−１、９６−
２はボールである。

【００５８】さすれば、ステアリングホイールの操作に
よって入力軸１２が回転し、図１１（ｂ）に示す如く、
入力軸１２が第１、第３バネ９４−１、９４−３に接触
することとなり、上述第１実施例のものと同様に、変位
量の変化率を２段階に変化させることができる。そし
て、全領域でモータを駆動させる場合に、図１４（ａ）
に実線で示す如く、前記クラッチ機構の接続開始時に
は、前記変化率切換手段９２である第１〜第４バネ９４
−１、９４−２、９４−３、９４−４によってクラッチ
機構が滑り始めるという半クラッチ状態とすることがで
き、モータからの駆動力を出力軸に滑らかに伝達し得る
ものである。

【００５９】また、変化率切換手段９２である第１〜第
４バネ９４−１、９４−２、９４−３、９４−４とスト
ッパ部９０−１、９０−２間に少許の間隙を形成したこ
とにより、ステアリングホイールの操作により入力軸１
２が回転して第１、第３バネ９４−１、９４−３に接触
するまでは、弾性体１８のみで変位量を発生させ、変位
量の変化率を大とし、クラッチ機構の接続を早めること
ができるとともに、入力軸１２が回転して第１、第３バ
ネ９４−１、９４−３に接触し、間隙が０（ゼロ）とな
った後は、弾性体１８と第１、第３バネ９４−１、９４
−３とによって変位量を発生させ、変位量の変化率を小
として変位量の範囲を広くすることができ、図１５
（ｂ）の実線で示す如く、変位量の変化率を２段階に変
化させ得る。このため、上述第１実施例のものと同様
に、クラッチ機構を早めに接続し、接続後のダイナミッ
クレンジを広くすることができ、実用上有利である。

【００６０】更に、前記入力軸１２の回転状態を規制す
るストッパ部９０に変化率切換手段９２である第１〜第
４バネ９４−１、９４−２、９４−３、９４−４を配設
したことにより、入力軸１２と出力軸１６のストッパ部
９０間の隙間を利用して装着することができ、各部の設
計変更が不要となるとともに、出力軸１６の外部から第
１〜第４バネ９４−１、９４−２、９４−３、９４−４
を装着することができ、装着作業が容易となり、しかも
構成が複雑化する惧れもなく、コストを低廉に維持し得
て、経済的に有利である。

【００６１】なお、この発明は上述第１、第２実施例に
限定されるものではなく、種々の応用改変が可能であ
る。

【００６２】例えば、この発明の第２実施例において
は、前記入力軸とストッパ部間のストッパ部側に変化率
切換手段である４個の第１〜第４バネを介設する構成と
したが、奇数番号のバネあるいは偶数番号のバネのみを
配設して使用することも可能である。

【００６３】

【発明の効果】以上詳細に説明した如くこの発明によれ
ば、電動機の駆動力をクラッチ機構を介して出力軸に伝
達することによりステアリングホイールの操作力をアシ
ストする電動パワーステアリング装置の入力軸と出力軸
との回転力の伝達経路途中に入力軸と出力軸との変位量
の変化率を複数段階に変化させ前記クラッチ機構を早め
に接続させて接続後の電動機のアシスト領域を大とする
変化率切換手段を設けたので、全領域で電動機を駆動さ
せる場合に、前記クラッチ機構の接続開始時には、変化
率切換手段によってクラッチ機構が滑り始めるという半
クラッチ状態とすることができ、電動機からの駆動力を
出力軸に滑らかに伝達し得る。また、変化率切換手段と
入力軸側間に少許の間隙を形成したことにより、ステア
リングホイールの操作により入力軸が回転して変化率切
換手段に接触するまでは、弾性体のみで変位量を発生さ
せ、変位量の変化率を大とし、クラッチ機構の接続を早
めることができるとともに、入力軸が回転して変化率切
換手段に接触し、間隙が０（ゼロ）となった後は、弾性
体と変化率切換手段とによって変位量を発生させ、変位
量の変化率を小として変位量の範囲を広くすることがで
き、変位量の変化率を複数段階に変化させ得る。このた
め、クラッチ機構を早めに接続して接続後の電動機のア
シスト領域を大とし得るものであり、いわゆるダイナミ
ックレンジを広くすることができ、ステアリング操作上
の違和感がなくなり、実用上有利である。

【００６４】また、前記変化率切換手段を、クラッチ機
構の内側保持部と外側保持部の連結ピン間に配設する構
成とすれば、内側保持部と外側保持部の連結ピン間の隙
間を利用して装着することができ、各部の設計変更が不
要となるとともに、クラッチ機構内部への装着のみで対
処でき、クラッチ機構以外の変更は不要であり、構成が
複雑化する惧れがなく、コストを低廉に維持し得て、経
済的に有利である。

【００６５】更に、前記変化率切換手段を入力軸の回転
状態を規制するストッパ部に配設する構成とすれば、入
力軸と出力軸のストッパ部間の隙間を利用して装着する
ことができ、各部の設計変更が不要となるとともに、出
力軸の外部から変化率切換手段を装着することができ、
装着作業が容易となり、しかも構成が複雑化する惧れも
なく、コストを低廉に維持し得て、経済的に有利であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施例を示す３ウェイクラッチ
の開放時の図５の矢視〓部分の拡大図である。

【図２】車両の概略斜視図である。

【図３】電動パワーステアリング装置の回路図である。

【図４】コラム部の拡大断面図である。

【図５】図４のＶ−Ｖ線による断面図である。

【図６】３ウェイクラッチの接続時を示す拡大図であ
る。

【図７】ステアリングホイールを操作しないハンドル中
立位置におけるボールと溝部との要部切欠き断面図であ
る。

【図８】ステアリングホイールを操作したハンドル左回
転時におけるボールと溝部との要部切欠き断面図であ
る。

【図９】ステアリングホイールを操作したハンドル右回
転時におけるボールと溝部との要部切欠き断面図であ
る。

【図１０】図４のＸ−Ｘ線による断面図である。

【図１１】この発明の第２実施例を示すものであり、
（ａ）は図４の〓〓−〓〓線による拡大断面図において
ストッパ部に変位量切換手段を設けた場合の概略図、
（ｂ）はステアリングホイールの操作によって入力軸が
回転し入力軸が変化率切換手段である第１、第３バネ９
４−１、９４−３に接触した状態の概略図である。

【図１２】この発明の従来の技術を示す３ウェイクラッ
チの開放時の拡大図である。

【図１３】３ウェイクラッチの接続時を示す拡大図であ
る。

【図１４】ハンドル操作量とモータのアシストとの関係
を示し、（ａ）はハンドル操作量とクラッチを通して出
力軸に伝達されるモータ駆動力との関係を示す図、
（ｂ）はハンドル操作量とモータの駆動力との関係を示
す図である。

【図１５】ハンドル操作量と変化量変化との関係を示
し、（ａ）はハンドル操作量とモータのアシスト量との
関係を示す図、（ｂ）はハンドル操作量と入力軸と出力
軸の変位量との関係を示す図である。

【符号の説明】

２パワーステアリング装置４車両６ステアリングホイール８ステアリングギヤ１０ステアリングコラム１２入力軸１６出力軸１８弾性体２０ステアリングセンサ２２減速機構２４モータ２６制御手段２８車速センサ３２エンジン回転数センサ３４イグニションスイッチ３６バッテリ３８クラッチ機構４８ウォームギヤ５０ウォームホイール６６ボール６８溝部７０外側保持器７２内側保持器７４転動体７６連結ピン７８バネ８０変化率切換手段８２−１、８２−２第１、第２バネ

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【手続補正書】

【提出日】平成６年５月２３日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図２】

【図７】

【図８】

【図１】

【図３】

【図４】

【図５】

【図６】

【図９】

【図１０】

【図１１】

【図１２】

【図１３】

【図１４】

【図１５】

フロントページの続き (72)発明者野尻博海静岡県磐田市明ケ島1019番地の68 (72)発明者佐藤光司静岡県掛川市成滝392番地の１

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車両のステアリングホイールに接続され
る入力軸とステアリングギヤに接続される出力軸とを弾
性体を介して相対回転可能に軸支して設け、前記入力軸
と出力軸との相対回転による弾性体の変位量が設定値以
下である場合に出力軸に対して離脱されるとともに前記
入力軸と出力軸との相対回転による弾性体の変位量が設
定値を越えた場合に出力軸に係合されるクラッチ機構を
設け、このクラッチ機構により出力軸への回転力の伝達
を断続される電動機を設け、前記入力軸と出力軸との相
対回転による弾性体の変位量が設定値を越えた際に前記
電動機の駆動力を前記クラッチ機構を介して出力軸に伝
達することによりステアリングホイールの操作力をアシ
ストする電動パワーステアリング装置において、前記入
力軸と出力軸との回転力の伝達経路途中には入力軸と出
力軸との変位量の変化率を複数段階に変化させ前記クラ
ッチ機構を早めに接続させて接続後の電動機のアシスト
領域を大とする変化率切換手段を設けたことを特徴とす
る電動パワーステアリング装置。
【請求項２】前記変化率切換手段は、前記クラッチ機
構の内側保持部と外側保持部の連結ピン間に設けた変化
率切換手段である特許請求の範囲の請求項１に記載の電
動パワーステアリング装置。
【請求項３】前記変化率切換手段は、前記入力軸の回
転状態を規制するストッパ部に設けた変化率切換手段で
ある特許請求の範囲の請求項１に記載の電動パワーステ
アリング装置。