JP2648551B2 - Electric power steering device - Google Patents
Electric power steering deviceInfo
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D41/00—Freewheels or freewheel clutches
- F16D41/06—Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface
- F16D41/08—Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface with provision for altering the freewheeling action
- F16D41/10—Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface with provision for altering the freewheeling action with self-actuated reversing
- F16D41/105—Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface with provision for altering the freewheeling action with self-actuated reversing the intermediate members being of circular cross-section, of only one size and wedging by rolling movement not having an axial component between inner and outer races, one of which is cylindrical
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- One-Way And Automatic Clutches, And Combinations Of Different Clutches (AREA)
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、電動モータによって
操舵の補助を行なう電動パワーステアリング装置に関す
るものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electric power steering apparatus for assisting steering by an electric motor.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図１４は、電動パワーステアリング装置
の一般的な構成を示す。この装置は、ハンドル１を右又
は左に回転操作すると、車輪２からの抵抗によりハンド
ル軸３にトルクが発生する。このトルクをハンドル軸３
に設けたセンサ４により検出し、制御装置５を通じてモ
ータ６を駆動する。モータ６の駆動軸は減速機７および
クラッチ８を介してハンドル軸３のピニオン９に連結さ
れ、これにかみ合ったラック１０を介して車輪２を操舵
するようになっている。これによって、非常にわずかな
ハンドル操作力によって車輪２を操舵することができ
る。2. Description of the Related Art FIG. 14 shows a general structure of an electric power steering apparatus. In this device, when the steering wheel 1 is rotated right or left, a torque is generated on the handle shaft 3 by resistance from the wheels 2. This torque is applied to the handle shaft 3
, And the motor 6 is driven through the control device 5. A drive shaft of the motor 6 is connected to a pinion 9 of the handle shaft 3 via a speed reducer 7 and a clutch 8, and the wheels 2 are steered via a rack 10 meshed with the drive shaft. As a result, the wheel 2 can be steered by a very slight steering force.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような電
動パワーステアリング装置においては、制御装置５，モ
ータ６及び減速機７を含む駆動系に異常が発生し、これ
らが作動しない場合には、ハンドル軸３に減速機７及び
モータ６が連結されているため、手動によるハンドル操
作力が過大となり、実質的に操舵不能に陥る問題があ
る。However, in such an electric power steering apparatus, if an abnormality occurs in the drive system including the control device 5, the motor 6, and the speed reducer 7, and if these do not operate, the steering wheel is not operated. Since the speed reducer 7 and the motor 6 are connected to the shaft 3, there is a problem that the manual operation force of the steering wheel becomes excessively large and the steering becomes substantially impossible.
【０００４】この発明は、上記従来の問題転動を解決
し、操舵の補助を行なう駆動系に異常が生じた場合にお
いても入力軸と出力軸の相対変位により機械的にクラッ
チの断続が行なえるようにして、電動パワーステアリン
グ装置の安全性および信頼性を向上させることを技術的
課題としている。The present invention solves the above-mentioned conventional problem of rolling, and can mechanically connect / disconnect a clutch due to relative displacement between an input shaft and an output shaft even when an abnormality occurs in a drive system for assisting steering. It is a technical task to improve the safety and reliability of an electric power steering device in this way.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、第１の発明においては、ハンドルに接続される入
力軸と、車輪操舵用ギヤに接続される出力軸と、出力軸
への回転トルクを検出するセンサと、そのセンサからの
出力により制御されるモータと、このモータから出力軸
への回転伝達を継続するクラッチとから成る電動パワー
ステアリング装置において、前記入力軸と出力軸との間
に回転方向すきまを有するトルク伝達機構を設け、この
トルク伝達機構を中立位置に保持し、設定トルクを超え
た回転力が伝達されたとき、前記トルク伝達機構の前記
回転方向すきまが無くなるまで弾性変形する弾性部材を
前記入力軸と出力軸間に設け、前記クラッチが、出力軸
の外側において出力軸と同心に設けられ、前記モータに
よって回転される筒状の駆動軸と、その駆動軸の円筒形
内面と出力軸の外周間に設けられ、出力軸に対する入力
軸の相対変位に連動して作動して駆動軸の円筒形内面と
出力軸の外周とに係合する係合部材とから成り、前記係
合部材は、前記トルク伝達機構が回転方向すきまの中立
位置に保持されている状態で駆動軸と出力軸に係合せ
ず、前記トルク伝達機構が回転方向に係合する前に上記
両軸に係合し、前記モータと駆動軸との間にモータの回
転を外輪に伝達するギヤ減速機構を設けた構成としたの
である。According to a first aspect of the present invention, an input shaft connected to a steering wheel, an output shaft connected to a wheel steering gear, and an output shaft connected to an output shaft are provided. In an electric power steering apparatus including a sensor for detecting a rotational torque, a motor controlled by an output from the sensor, and a clutch for continuing rotation transmission from the motor to an output shaft, the electric power steering device includes A torque transmission mechanism with a rotational clearance is provided between
Hold the torque transmission mechanism in the neutral position and exceed the set torque
When the torque is transmitted, the torque transmission mechanism
An elastic member that elastically deforms until there is no clearance in the rotational direction
A cylindrical drive shaft provided between the input shaft and the output shaft , the clutch being provided concentrically with the output shaft outside the output shaft, and being rotated by the motor;
Provided between the outer circumference of the inner surface and the output shaft, it made to operate in conjunction with the relative displacement of the input shaft and the cylindrical inner surface of the drive shaft and engaging match Rukakarigo member and the outer periphery of the output shaft to the output shaft, The clerk
The joint member is such that the torque transmission mechanism is neutral in the rotational direction clearance.
Engage the drive shaft and output shaft while
Before the torque transmission mechanism engages in the rotational direction.
A gear reduction mechanism that engages with both shafts and that transmits the rotation of the motor to the outer ring is provided between the motor and the drive shaft.
【０００６】また、第２の発明においては、ハンドルに
接続される入力軸と、車輪操舵用ギヤに接続される出力
軸と、出力軸への回転トルクを検出するセンサと、その
センサからの出力により制御されるモータと、このモー
タから出力軸への回転伝達を継続するクラッチとから成
る電動パワーステアリング装置において、前記入力軸と
出力軸との間に回転方向すきまを有するトルク伝達機構
を設け、このトルク伝達機構を中立位置に保持し、設定
トルクを超えた回転力が伝達されたとき、前記トルク伝
達機構の前記回転方向すきまが無くなるまで弾性変形す
る弾性部材を前記入力軸と出力軸との間に設け、前記ク
ラッチが、出力軸の内側に同心に設けられ、前記モータ
によって回転される駆動軸と、出力軸に対する入力軸の
相対変位に連動して作動して駆動軸の円筒形外面と出力
軸の内周とに係合する係合部材とから成り、前記係合部
材は、前記トルク伝達機構が回転方向すきまの中立位置
に保持されている状態で駆動軸と出力軸に係合せず、前
記トルク伝達機構が回転方向に係合する前に上記両軸に
係合し、前記モータと外輪との間にモータの回転を外輪
に伝達するギヤ減速機構を設けた構成としている。In the second invention, an input shaft connected to a steering wheel, an output shaft connected to a wheel steering gear, a sensor for detecting a rotational torque to the output shaft, and an output from the sensor Power steering system comprising a motor controlled by a motor and a clutch that continues to transmit rotation from the motor to an output shaft, wherein a torque transmission mechanism having a rotational clearance between the input shaft and the output shaft
And set the torque transmission mechanism in the neutral position
When torque exceeding the torque is transmitted, the torque transmission
Elastic deformation until the clearance in the rotation direction of the
An elastic member is provided between the input shaft and the output shaft, and the clutch is provided concentrically inside the output shaft, and is interlocked with a drive shaft rotated by the motor and a relative displacement of the input shaft with respect to the output shaft. to consist an engaging member for engaging the inner and the output shaft and the cylindrical outer surface of the to the drive shaft actuated, the engaging portion
The material is located at the neutral position where the torque transmission mechanism is
The drive shaft and output shaft do not engage with the
Before the torque transmission mechanism engages in the rotation direction,
Engaged, it has a configuration in which a gear reduction mechanism for transmitting the rotation of the motor to the outer ring between the motor and the outer ring.
【０００７】[0007]
【作用】第１の発明によれば、入力軸に接続されたハン
ドルの操作力が弾性部材の設定トルク以下であると、入
力軸から弾性部材を介して出力軸に手動の操作力が伝達
される。ハンドルの操作力が設定トルクを越えると、入
力軸と出力軸との相対回転により係合部材が出力軸の外
周面および駆動軸の内周面に係合してクラッチが作動
し、モータの回転がギヤ減速機構を介して出力軸に伝達
される。According to the first aspect, when the operating force of the handle connected to the input shaft is equal to or less than the set torque of the elastic member, the manual operating force is transmitted from the input shaft to the output shaft via the elastic member. You. When the operating force of the handle exceeds the set torque, the engaging member engages with the outer peripheral surface of the output shaft and the inner peripheral surface of the drive shaft due to the relative rotation of the input shaft and the output shaft to operate the clutch, thereby rotating the motor. Is transmitted to the output shaft via the gear reduction mechanism.
【０００８】これにより、非常にわずかのハンドル操作
力で車輪の操舵が可能になる。[0008] This makes it possible to steer the wheels with very little steering force.
【０００９】万一、モータを含む駆動系に異常が発生
し、かつハンドル操作力が弾性部材の設定トルクを越え
る場合、入力軸と出力軸との相対回転によって係合部材
は駆動軸の回転を出力軸に伝達する状態となるが、入力
軸からの回転運動については係合部材は駆動軸の内周面
を滑り、駆動系と遮断された状態でハンドル操作力が出
力軸に伝達され、手動による操舵とされる。If an abnormality occurs in the drive system including the motor and the handle operation force exceeds the set torque of the elastic member, the engagement member rotates the drive shaft by the relative rotation between the input shaft and the output shaft. The rotation of the input shaft causes the engagement member to slide on the inner peripheral surface of the drive shaft, and the handle operation force is transmitted to the output shaft in a state of being disconnected from the drive system. Steering.
【００１０】また、カーブからの立ち直り時、車輪側か
らハンドルが戻される場合には、運転者はハンドルを軽
く手で滑らす程度のトルクしか掛けないので設定トルク
以下であり、駆動系とはクラッチ作動せず、作動操作の
状態となる。When the steering wheel is returned from the wheel side at the time of recovery from a curve, the driver applies only a torque that allows the driver to slide the handle lightly with his / her hand. No operation is performed.
【００１１】したがって、弾性部材のばね力を適切に設
定することにより、設定トルク以下では手動操作、設定
トルクを越えるとパワーステアリングへ自動的に切り換
えられ、またモータ等を含む駆動系に異常が発生したと
きでも、手動によるハンドル操作が過大となることはな
く、かつカーブからの立ち直り時に違和感を与えること
なく滑らかにハンドルが戻される。Therefore, by appropriately setting the spring force of the elastic member, manual operation is performed when the torque is equal to or less than the set torque, and the power steering is automatically switched when the torque exceeds the set torque, and an abnormality occurs in the drive system including the motor and the like. Even in this case, the manual operation of the steering wheel does not become excessive, and the steering wheel is smoothly returned without giving a sense of incongruity when recovering from the curve.
【００１２】第２の発明においても、入力軸の回転トル
クが弾性部材の設定トルクを越えると、係合部材が駆動
軸の外周面および出力軸の内周面に係合し、入力軸およ
び駆動軸の回転を出力軸に伝達することができる。In the second aspect, when the rotation torque of the input shaft exceeds the set torque of the elastic member, the engaging member engages with the outer peripheral surface of the drive shaft and the inner peripheral surface of the output shaft, and the input shaft and the drive shaft are driven. The rotation of the shaft can be transmitted to the output shaft.
【００１３】[0013]
【実施例】以下、この発明の実施例を図１乃至図８に基
づいて説明する。図１および図２に示すように、ハンド
ル１１を有するハンドル軸１２に入力軸１３が接続され
ている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. As shown in FIGS. 1 and 2, an input shaft 13 is connected to a handle shaft 12 having a handle 11.
【００１４】入力軸１３は円筒状の保持器１４を端部に
有し、その保持器１４の内側に出力軸１５の端部に設け
た角軸部１６が挿入されている。The input shaft 13 has a cylindrical retainer 14 at an end, and a square shaft 16 provided at the end of the output shaft 15 is inserted inside the retainer 14.
【００１５】角軸部１６の端面には小径軸部１７が設け
られ、その小径軸部１７は上記保持器１４の閉塞端に形
成した軸挿入孔１８に挿入され、軸受１９を介して回転
自在に支持されている。A small-diameter shaft portion 17 is provided on the end surface of the square shaft portion 16, and the small-diameter shaft portion 17 is inserted into a shaft insertion hole 18 formed in the closed end of the retainer 14, and is rotatable via a bearing 19. It is supported by.
【００１６】図３および図４に示すように、角軸部１６
の外周には外径方向に向くピン２０が設けられ、そのピ
ン２０は保持器１４に形成したピン孔２１に挿入されて
いる。ピン孔２１は保持器１２の周方向に長く延びる長
孔とされ、そのピン孔２１の両端とピン２０との間に回
転方向すきまＡが設けられている。As shown in FIG. 3 and FIG.
A pin 20 is provided on the outer periphery of the holder 14 and extends in the outer diameter direction. The pin 20 is inserted into a pin hole 21 formed in the retainer 14. The pin hole 21 is a long hole extending in the circumferential direction of the retainer 12, and a clearance A in the rotation direction is provided between both ends of the pin hole 21 and the pin 20.
【００１７】また、ピン孔２１にはピン２０の両側にス
プリングから成る弾性部材２２が組込まれ、その弾性部
材２２によってピン２０は回転方向すきまＡの中立位置
に保持されている。An elastic member 22 made of a spring is incorporated in the pin hole 21 on both sides of the pin 20, and the pin 20 is held at the neutral position of the clearance A in the rotational direction by the elastic member 22.
【００１８】ここで、弾性部材２２のばね力は、入力軸
１３に一定以上の回転力が作用したとき、回転方向すき
まＡが無くなるまで弾性部材２２が弾性変形し、保持器
１４と出力軸１５とがピン２０を介して係合するよう決
定されている。The spring force of the elastic member 22 is such that when a predetermined or more rotational force acts on the input shaft 13, the elastic member 22 elastically deforms until the clearance A in the rotational direction disappears, and the retainer 14 and the output shaft 15 Are determined to engage via the pin 20.
【００１９】図１に示すように、出力軸１５にはピニオ
ン軸２３が接続され、そのピニオン軸２３に設けた車輪
操舵用ギヤとしてのピニオン２４がラック２５と噛合し
ている。As shown in FIG. 1, a pinion shaft 23 is connected to the output shaft 15, and a pinion 24 as a wheel steering gear provided on the pinion shaft 23 meshes with a rack 25.
【００２０】前記ハンドル軸１２には出力軸１５への回
転トルクを検出するセンサ２６が設けられ、そのセンサ
２６の出力は制御装置２７に入力される。制御装置２７
はモータ２８を制御する。モータ２８の回転はギヤ減速
機構２９およびクラッチ３０を介して出力軸１５に伝達
される。The handle shaft 12 is provided with a sensor 26 for detecting a rotational torque to the output shaft 15, and the output of the sensor 26 is input to a control device 27. Control device 27
Controls the motor 28. The rotation of the motor 28 is transmitted to the output shaft 15 via the gear reduction mechanism 29 and the clutch 30.
【００２１】図２および図３に示すように、クラッチ３
０はギヤ減速機構２９によって回転される筒状の駆動軸
３１と、その駆動軸３１と出力軸１５とを係合する一対
の係合部材３２ａ、３２ｂとから成る。駆動軸３１は、
保持器１４の外側に設けられ、２個の軸受３３、３３を
介して入力軸１３および出力軸１５に相対的に回転自在
に支持されている。As shown in FIGS. 2 and 3, the clutch 3
Reference numeral 0 denotes a cylindrical drive shaft 31 rotated by the gear reduction mechanism 29, and a pair of engagement members 32a and 32b for engaging the drive shaft 31 with the output shaft 15. The drive shaft 31 is
It is provided outside the retainer 14 and is rotatably supported by the input shaft 13 and the output shaft 15 via two bearings 33, 33.
【００２２】一対の係合部材３２ａ、３２ｂは、保持器
１４に形成されたポケット３４内に収容されている。こ
の一対の係合部材３２ａ、３２ｂは弾性体３５により押
圧されてポケット３４の周方向で対向する壁面３４ａに
押し付けられている。各係合部材３２ａ、３２ｂは、図
４に示す前記のピン２０が回転方向すきまＡの中立位置
に位置する状態では、角軸部１６の平坦面１６ａおよび
外輪３１の円筒形内面３１ａのいずれにも係合していな
い。The pair of engaging members 32a and 32b are accommodated in a pocket 34 formed in the retainer 14. The pair of engaging members 32a and 32b are pressed by the elastic body 35 and pressed against the wall surface 34a of the pocket 34 which faces in the circumferential direction. When the pin 20 shown in FIG. 4 is located at the neutral position of the clearance A in the rotational direction, each of the engagement members 32a and 32b is provided on either the flat surface 16a of the square shaft portion 16 or the cylindrical inner surface 31a of the outer ring 31. Also not engaged.
【００２３】実施例で示す電動パワーステアリング装置
は上記の構造から成り、次にその作用を説明する。The electric power steering apparatus shown in the embodiment has the above structure, and its operation will be described below.
【００２４】いま、ハンドル１１を回転操作し、入力軸
１２に図４の矢印で示す方向の回転力を付与すると、そ
のハンドル操作力が弾性部材２２の設定トルク以下であ
ると、上記弾性部材２２の変形が小さく、入力軸１３は
出力軸１５に対して余り回転しないので、係合部材３２
ａ、３２ｂは出力軸１５の角軸部１６の平坦面１６ａお
よび駆動軸３１の円筒形内面３１ａに係合せず、クラッ
チ３０は作動しない。Now, when the handle 11 is rotated and a rotational force in the direction indicated by the arrow in FIG. 4 is applied to the input shaft 12, if the handle operation force is equal to or less than the set torque of the elastic member 22, the elastic member 22 Is small, and the input shaft 13 does not rotate much with respect to the output shaft 15.
a, 32b do not engage with the flat surface 16a of the square shaft portion 16 of the output shaft 15 and the cylindrical inner surface 31a of the drive shaft 31, and the clutch 30 does not operate.
【００２５】したがって、ハンドル操作力が小さいとき
は外輪３１から出力軸１５の回転力の伝達はなく、手動
によるハンドル操作になる。Therefore, when the operating force of the steering wheel is small, the torque of the output shaft 15 is not transmitted from the outer ring 31 and the steering wheel is manually operated.
【００２６】ハンドル操作力が大きくなり、弾性部材２
２の設定トルクを越えると、図５に示すように、入力軸
１３の保持器１４は弾性部材２２を弾性変形させて回転
方向すきまＡがなくなるまで出力軸１５に対して相対回
転し、保持器１４からピン２０、出力軸１５、ピニオン
軸２３、ピニオン２４およびラック２５を介して車輪に
操作力が伝達される。The handle operation force is increased, and the elastic member 2
2, the retainer 14 of the input shaft 13 rotates relatively to the output shaft 15 until the clearance A in the rotational direction disappears by elastically deforming the elastic member 22 as shown in FIG. An operating force is transmitted to the wheels from 14 via a pin 20, an output shaft 15, a pinion shaft 23, a pinion 24, and a rack 25.
【００２７】同時に、保持器１４は出力軸１５に対する
相対回転により、ポケット３４内に収容された一対の係
合部材３２ａ、３２ｂのうち、左側の係合部材３２ａを
弾性体３５の弾力により角軸部１６の平坦面１６ａおよ
び駆動軸３１の円筒形内面３１ａに接触させ、楔状態を
形成する。At the same time, the retainer 14 rotates the left engaging member 32 a of the pair of engaging members 32 a and 32 b accommodated in the pocket 34 by the elasticity of the elastic body 35 by the relative rotation with respect to the output shaft 15. The flat surface 16a of the portion 16 and the cylindrical inner surface 31a of the drive shaft 31 are brought into contact with each other to form a wedge state.
【００２８】一方、車輪に操作力が伝達されて車輪から
の抵抗によりハンドル軸１２にトルクが発生し、このト
ルクをハンドル軸１２に設けたセンサ２６により検出
し、制御装置２７を通じてモータ２８を駆動させる。そ
のモータ２８の回転はギヤ減速機構２９を介して駆動軸
３１に伝達される。このとき、クラッチはすでに作動し
ているため、モータ２８の回転は駆動軸３１から係合部
材３２ａを介して出力軸１５に伝達され、ピニオン軸２
３、ピニオン２４およびラック２５を介して車輪に伝達
される。On the other hand, an operating force is transmitted to the wheels, and a torque is generated on the handle shaft 12 by resistance from the wheels. This torque is detected by a sensor 26 provided on the handle shaft 12 and a motor 28 is driven through a control device 27. Let it. The rotation of the motor 28 is transmitted to a drive shaft 31 via a gear reduction mechanism 29. At this time, since the clutch is already operating, the rotation of the motor 28 is transmitted from the drive shaft 31 to the output shaft 15 via the engagement member 32a, and the pinion shaft 2
3, transmitted to the wheels via the pinion 24 and the rack 25.
【００２９】このように、ハンドル操作力が設定トルク
を越えた場合にはパワーステアリングに切り換わり、非
常にわずかなハンドル操作力によって車輪を操舵するこ
とができる。As described above, when the steering wheel operating force exceeds the set torque, the mode is switched to the power steering, and the wheels can be steered by a very slight steering wheel operating force.
【００３０】万一、制御装置２７、モータ２８を含む駆
動系に異常が発生し、これらが作動しない場合には、ハ
ンドル１１を操作すると、ハンドル軸１２に連結された
入力軸１３が回転される。入力軸１３が出力軸１５に対
して、例えば図４の左方向に相対回転されると、係合部
材３２ａが周方向に押されて図５に示す状態となるが、
弾性部材２２が弾性変形し、保持器１４と出力軸１５と
がピン２０を介して係合するので出力軸１５も手動で左
方向に相対回転することになり、クラッチは作動せず、
係合部材３２ａは駆動軸３１の円筒形内面３１ａを滑り
ながら周方向に移動する。If an abnormality occurs in the drive system including the control device 27 and the motor 28 and they do not operate, when the handle 11 is operated, the input shaft 13 connected to the handle shaft 12 is rotated. . When the input shaft 13 is relatively rotated with respect to the output shaft 15, for example, to the left in FIG. 4, the engaging member 32 a is pushed in the circumferential direction to be in a state shown in FIG. 5.
Since the elastic member 22 is elastically deformed and the retainer 14 and the output shaft 15 are engaged via the pin 20, the output shaft 15 is also manually rotated relative to the left direction, and the clutch does not operate.
The engagement member 32a moves in the circumferential direction while sliding on the cylindrical inner surface 31a of the drive shaft 31.
【００３１】したがって、入力軸１３からピン２０、出
力軸１５、ピニオン軸２３、ピニオン２４、ラック２５
を介して手動による操作力が車輪に伝達され、駆動系と
遮断されていることにより手動によるハンドル操作力が
過大となることはない。Therefore, from the input shaft 13 to the pin 20, the output shaft 15, the pinion shaft 23, the pinion 24, the rack 25
The manual operation force is transmitted to the wheels via the control unit, and is not isolated from the driving system, so that the manual operation force of the steering wheel does not become excessive.
【００３２】さらに、駆動系が作動しない場合に、車輪
側からハンドルが戻されるときの作用について説明す
る。Further, the operation when the steering wheel is returned from the wheel side when the drive system does not operate will be described.
【００３３】カーブからの立ち直り時、車輪からラック
２５、ピニオン２４、ピニオン軸２３、出力軸１５へと
力が伝達される。このハンドル戻し力に対して、運転者
はハンドルを軽く手で滑らす程度のトルクしか掛けない
ため、弾性部材２２の設定トルク以下である。この場
合、入力軸１３は出力軸１５に対して余り相対回転しな
いので保持器１４のポケット３４内に収容された係合部
材３２ａ、３２ｂは駆動軸３１の円筒形内面３１ａおよ
び角軸部１６の平坦面１６ａに係合することがない。こ
のため、クラッチ３０は作動せず、出力軸１５から駆動
軸３１（回転不能）とは遮断された状態で入力軸１３お
よびこれに連結されたハンドル１１が戻される。When the vehicle recovers from the curve, force is transmitted from the wheels to the rack 25, the pinion 24, the pinion shaft 23, and the output shaft 15. The driver applies only a torque enough to slide the steering wheel by hand with respect to the steering wheel returning force. In this case, since the input shaft 13 does not rotate relatively much with respect to the output shaft 15, the engaging members 32 a and 32 b accommodated in the pocket 34 of the retainer 14 correspond to the cylindrical inner surface 31 a of the drive shaft 31 and the square shaft 16. There is no engagement with the flat surface 16a. Therefore, the clutch 30 is not operated, and the input shaft 13 and the handle 11 connected thereto are returned in a state where the output shaft 15 is disconnected from the drive shaft 31 (unrotatable).
【００３４】したがって、カーブからの立ち直り時、運
転者に違和感を与えることなく滑らかにハンドルが戻さ
れる。Therefore, when the vehicle recovers from the curve, the steering wheel is smoothly returned without giving the driver an uncomfortable feeling.
【００３５】図２乃至図５に示す実施例では、入力軸１
３の回転を出力軸１５に伝達する弾性部材２２としてス
プリングを用いたが、これに限定されない。例えば、図
６および図７に示すように、トーションバーから成る弾
性部材２２を用いてもよい。In the embodiment shown in FIGS. 2 to 5, the input shaft 1
Although the spring is used as the elastic member 22 for transmitting the rotation of the third to the output shaft 15, the spring is not limited to this. For example, as shown in FIGS. 6 and 7, an elastic member 22 formed of a torsion bar may be used.
【００３６】トーションバーから成る弾性部材２２を用
いる場合は、入力軸１３と出力軸１５とに軸方向の孔３
６を形成し、その孔３６にトーションバーから成る弾性
部材２２を挿入し、ホルダー３７を介して各軸１３、１
５に固定する。このようなトーションバーから成る弾性
部材２２に代えて、図８に示すように板ばねから成る弾
性部材２２を用いてもよい。When the elastic member 22 composed of a torsion bar is used, the input shaft 13 and the output shaft 15
6, the elastic member 22 made of a torsion bar is inserted into the hole 36, and each shaft 13, 1,
Fix to 5. Instead of such an elastic member 22 composed of a torsion bar, an elastic member 22 composed of a leaf spring may be used as shown in FIG.
【００３７】図９は、電動パワーステアリング装置の他
の実施例を示す。この実施例においては、図１のピニオ
ン軸２３に接続される出力軸１５を筒状とし、その出力
軸１５を入力軸１３の保持器１４の外側に設けている。FIG. 9 shows another embodiment of the electric power steering apparatus. In this embodiment, the output shaft 15 connected to the pinion shaft 23 of FIG. 1 is cylindrical, and the output shaft 15 is provided outside the retainer 14 of the input shaft 13.
【００３８】また、クラッチ３０を形成する駆動軸３１
を保持器１４の内側に挿入し、その駆動軸３１に図１に
示すモータ２８の回転を伝えるようにしている。A drive shaft 31 forming the clutch 30
Is inserted inside the retainer 14 to transmit the rotation of the motor 28 shown in FIG.
【００３９】さらに、保持器１４のポケット３４に挿入
された一対の係合部材３２ａ、３２ｂを、入力軸１３と
出力軸１５の相対回転時に、出力軸１５の内周面に形成
したカム面１６ｂと駆動軸３１の外周面３１ｂとに係合
させるようにしている。Further, a pair of engaging members 32a and 32b inserted in the pockets 34 of the retainer 14 are used to rotate the input shaft 13 and the output shaft 15 relative to each other. And the outer peripheral surface 31b of the drive shaft 31.
【００４０】なお、実施例では、一対の係合部材３２
ａ、３２ｂを相反する方向に押圧する弾性体３５として
コイルばねを用いたが、図１０および図１１に示すよう
に、板ばねを用いてもよい。この板ばねは、一対の係合
部材３２ａ、３２ｂのうち、一方の係合部材３２ａを押
圧する第１押圧片部ａの両端部に傾斜片部ｂを設け、そ
の傾斜片部ｂの両端部に他方の係合部材３２ｂを押圧す
る第２押圧片部ｃを形成ている。In the embodiment, the pair of engaging members 32
Although a coil spring is used as the elastic body 35 that presses a and 32b in opposite directions, a leaf spring may be used as shown in FIGS. This leaf spring has inclined pieces b at both ends of a first pressing piece a that presses one of the engaging members 32a and 32b, and both ends of the inclined piece b are provided. A second pressing piece c for pressing the other engaging member 32b.
【００４１】図１２および図１３に示すように、第２押
圧片部ｃの端部に他方の係合部材３２ｂの両端面に係合
する折曲片部ｄを設け、第１押圧片部ａ、傾斜片部ｂお
よび第２押圧片部ｃのそれぞれに、係合部材３２ａ、３
２ｂの一部が嵌合するスリットｅを形成した板ばねを用
いると、保持器１４と出力軸１５とを相対的に大きく回
転させることができるため、図１０に示す板ばねを採用
したクラッチに比較して、クラッチの作動角を大きくと
ることができる。As shown in FIGS. 12 and 13, at the end of the second pressing piece c, a bent piece d engaging with both end faces of the other engaging member 32b is provided, and the first pressing piece a , The inclined piece b and the second pressing piece c, respectively,
If a leaf spring having a slit e into which a part of 2b is fitted is used, the retainer 14 and the output shaft 15 can be rotated relatively largely, so that a clutch employing the leaf spring shown in FIG. In comparison, the operating angle of the clutch can be increased.
【００４２】また、作動角を同じとした場合には、係合
部材３２ａ、３２ｂの外径を大きくすることができ、ク
ラッチの容量を大きくすることができる。When the operating angles are the same, the outer diameters of the engaging members 32a and 32b can be increased, and the capacity of the clutch can be increased.
【００４３】[0043]
【発明の効果】以上のように、この発明に係る電動パワ
ーステアリング装置においては、ハンドル操作力が弾性
部材の設定トルク以下のときは手動操作となり、設定ト
ルクを越えると自動的にパワーステアリングに切り換え
ることができると共に、弾性部材を介して入力軸と連結
されている出力軸は、回転方向すきまを有するトルク伝
達機構を介しても連結されるため、駆動軸の回転が出力
軸に伝達されるトルク伝達時に、駆動軸を駆動する駆動
系に異常が発生して駆動軸がロックし、あるいは弾性部
材が疲労等により破損したとしても、上記トルク伝達機
構を介してハンドル操作力を操舵用のギヤに確実に伝達
することができ、操舵不能に陥ることがなく、電動パワ
ーステアリング装置の安全性を向上させることができ
る。 As described above, in the electric power steering apparatus according to the present invention, manual operation is performed when the steering wheel operating force is equal to or less than the set torque of the elastic member, and when the steering torque exceeds the set torque, the operation is automatically switched to power steering. Can be connected to the input shaft via an elastic member
Output shaft has a torque transmission with a clearance in the rotational direction.
Output through the drive shaft rotation
Drive that drives the drive shaft when transmitting torque transmitted to the shaft
An error occurs in the system and the drive shaft locks or the elastic part
Even if the material is damaged due to fatigue, etc.
Steering wheel steering force transmitted to steering gear
Power steering without any loss of steering.
ー Improve the safety of the steering system
You.
【００４４】また、入力軸と出力軸とを機械的な係合構
造で連結し、かつモータの回転をギヤ減速機構を介して
外輪に伝達したので、伝達の信頼性を向上させることが
できる。さらに、入力軸と出力軸との間に設けた弾性部
材は、トルク伝達機構の回転方向すきま分しか弾性変形
せず、不必要な弾性変形がないから疲労が少なく、耐久
性に優れ、しかも、ハンドル操作力が上記弾性部材の設
定トルク以下であると、入力軸の回転は弾性部材を介し
て出力軸に伝達されるためフィーリング性に優れた電動
パワーステアリング装置を提供することができる。 ま
た、ハンドル操作力がトルク伝達機構を介して操舵用の
ギヤに伝達されるとき、係合部材は駆動軸の円筒形内面
又は円筒形外面に沿って滑り移動するため異音の発生は
きわめて少なく、不安感を与えることが少ない。 Further, since the input shaft and the output shaft are connected by a mechanical engagement structure, and the rotation of the motor is transmitted to the outer ring via the gear reduction mechanism, the reliability of the transmission can be improved. Furthermore, an elastic part provided between the input shaft and the output shaft
The material is elastically deformed only by the clearance in the rotational direction of the torque transmission mechanism.
No fatigue, less fatigue due to unnecessary elastic deformation
The elastic member has excellent
If the torque is less than the constant torque, the rotation of the input shaft is
Motor with excellent feeling because it is transmitted to the output shaft
A power steering device can be provided. Ma
In addition, the steering wheel operating force is
When transmitted to the gear, the engaging member is the cylindrical inner surface of the drive shaft
Or, because of sliding along the cylindrical outer surface,
Very few and less anxious.
【図１】この発明に係る電動パワーステアリング装置の
一実施例を示す概略図FIG. 1 is a schematic diagram showing one embodiment of an electric power steering device according to the present invention.
【図２】同上のトルク伝達部を示す断面図FIG. 2 is a cross-sectional view showing the torque transmitting unit according to the first embodiment;
【図３】図２のIII −III 線に沿った断面図FIG. 3 is a sectional view taken along the line III-III in FIG. 2;
【図４】同上の拡大断面図FIG. 4 is an enlarged sectional view of the above.
【図５】同上の作動状態を示す断面図FIG. 5 is a sectional view showing an operating state of the above.
【図６】同上のトルク伝達部の他の例を示す断面図FIG. 6 is a cross-sectional view showing another example of the torque transmission unit of the above.
【図７】図６のVII −VII 線に沿った断面図FIG. 7 is a sectional view taken along the line VII-VII of FIG. 6;
【図８】同上のトルク伝達部のさらに他の例を示す断面
図FIG. 8 is a sectional view showing still another example of the torque transmitting unit according to the third embodiment;
【図９】この発明に係る電動パワーステアリング装置の
他の実施例を示す断面図FIG. 9 is a sectional view showing another embodiment of the electric power steering apparatus according to the present invention.
【図１０】係合部材を押圧する弾性体の他の例を示す平
面図FIG. 10 is a plan view showing another example of the elastic body that presses the engaging member.
【図１１】図１０のXI−XI線に沿った断面図11 is a sectional view taken along the line XI-XI in FIG.
【図１２】同上弾性体のさらに他の例を示す平面図FIG. 12 is a plan view showing still another example of the elastic body.
【図１３】図１２のXIII−XIII線に沿った断面図FIG. 13 is a sectional view taken along lines XIII-XIII in FIG. 12;
【図１４】従来の電動パワーステアリング装置を示す概
略図FIG. 14 is a schematic diagram showing a conventional electric power steering device.
１１ ハンドル １３ 入力軸 １５ 出力軸 ２２ 弾性部材 ２６ センサ ２８ モータ ２９ ギヤ減速機構 ３０ クラッチ ３１ 駆動軸 ３２ａ、３２ｂ 係合部材 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Handle 13 Input shaft 15 Output shaft 22 Elastic member 26 Sensor 28 Motor 29 Gear reduction mechanism 30 Clutch 31 Drive shaft 32a, 32b Engaging member
Claims (2)
舵用ギヤに接続される出力軸と、出力軸への回転トルク
を検出するセンサと、そのセンサからの出力により制御
されるモータと、このモータから出力軸への回転伝達を
継続するクラッチとから成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間に回転方向すき
まを有するトルク伝達機構を設け、このトルク伝達機構
を中立位置に保持し、設定トルクを超えた回転力が伝達
されたとき、前記トルク伝達機構の前記回転方向すきま
が無くなるまで弾性変形する弾性部材を前記入力軸と出
力軸間に設け、前記クラッチが、出力軸の外側において
出力軸と同心に設けられ、前記モータによって回転され
る筒状の駆動軸と、その駆動軸の円筒形内面と出力軸の
外周間に設けられ、出力軸に対する入力軸の相対変位に
連動して作動して駆動軸の円筒形内面と出力軸の外周と
に係合する係合部材とから成り、前記係合部材は、前記
トルク伝達機構が回転方向すきまの中立位置に保持され
ている状態で駆動軸と出力軸に係合せず、前記トルク伝
達機構が回転方向に係合する前に上記両軸に係合し、前
記モータと外輪との間にモータの回転を外輪に伝達する
ギヤ減速機構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。An input shaft connected to a steering wheel, an output shaft connected to a wheel steering gear, a sensor for detecting rotational torque to the output shaft, a motor controlled by an output from the sensor, the electric power steering system comprising a clutch to continue transmission of rotation to the output shaft from the motor, the rotational direction plow between the output shaft and the input shaft
A torque transmission mechanism having
Is held in the neutral position, and torque exceeding the set torque is transmitted.
The clearance in the rotational direction of the torque transmission mechanism.
An elastic member that elastically deforms until there is no
The clutch is provided between the power shafts , the clutch is provided concentrically with the output shaft outside the output shaft, and a cylindrical drive shaft rotated by the motor, and a cylindrical inner surface of the drive shaft and the output shaft .
It is provided between the outer circumferences and operates in conjunction with the relative displacement of the input shaft with respect to the output shaft to operate between the cylindrical inner surface of the drive shaft and the outer circumference of the output shaft
Consists of a engagement match Rukakarigo member, said engaging member, said
The torque transmission mechanism is held at the neutral position in the rotational clearance.
The drive shaft and output shaft do not engage in the
An electric power steering device, wherein a gear reduction mechanism is provided between the motor and the outer wheel, the gear speed reduction mechanism being engaged between the motor and the outer wheel before the delivery mechanism is engaged in the rotation direction. .
舵用ギヤに接続される出力軸と、出力軸への回転トルク
を検出するセンサと、そのセンサからの出力により制御
されるモータと、このモータから出力軸への回転伝達を
継続するクラッチとから成る電動パワーステアリング装
置において、前記出力軸が筒状とされて入力軸の外側に
同心に設けられ、その出力軸と入力軸との間に回転方向
すきまを有するトルク伝達機構を設け、このトルク伝達
機構を中立位置に保持し、設定トルクを超えた回転力が
伝達されたとき、前記トルク伝達機構の前記回転方向す
きまが無くなるまで弾性変形する弾性部材を前記入力軸
と出力軸との間に設け、前記クラッチが、出力軸の内側
に同心に設けられ、前記モータによって回転される駆動
軸と、出力軸に対する入力軸の相対変位に連動して作動
して駆動軸の円筒形外面と出力軸の内周とに係合する係
合部材とから成り、前記係合部材は、前記トルク伝達機
構が回転方向すきまの中立位置に保持されている状態で
駆動軸と出力軸に係合せず、前記トルク伝達機構が回転
方向に係合する前に上記両軸に係合 し、前記モータと外
輪との間にモータの回転を外輪に伝達するギヤ減速機構
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。2. An input shaft connected to a steering wheel, an output shaft connected to a wheel steering gear, a sensor for detecting rotational torque to the output shaft, and a motor controlled by an output from the sensor. In an electric power steering apparatus comprising a clutch for continuously transmitting rotation from the motor to an output shaft, the output shaft is formed in a cylindrical shape and provided concentrically outside an input shaft, and is provided between the output shaft and the input shaft. In the direction of rotation
A torque transmission mechanism with a clearance is provided.
Holding the mechanism in the neutral position, the torque exceeding the set torque
When transmitted, the rotation direction of the torque transmission mechanism is
An elastic member that elastically deforms until there is no clearance
Between the output shaft and the output shaft.
A drive shaft that is provided concentrically with the drive shaft and is rotated by the motor, and engages with the cylindrical outer surface of the drive shaft and the inner periphery of the output shaft in conjunction with the relative displacement of the input shaft with respect to the output shaft. And the engaging member includes the torque transmitting device.
With the structure held at the neutral position in the clearance in the rotational direction
The torque transmission mechanism rotates without engaging the drive shaft and output shaft
And engaged with the two shafts before engaging the direction, the electric power steering apparatus characterized in that a gear reduction mechanism for transmitting the rotation of the motor to the outer ring between the motor and the outer ring.
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