JPH02190628A - クラッチ及び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、駆動軸と成る一方の軸から従動輪となる他方
の軸へはいずれの回転方向に対してもトルクを伝達する
が、他方の軸からはトルクを伝達しないクラッチ及びそ
れを用いた電動式パワーステアリング装置に関するもの
である。

（従来の技術） 自動車のハンドルを回す力を軽減するためのパワーステ
アリング装置としては、油圧式のものが汎用されている
が、モータを用いた電動式パワーステアリング装置も従
来から知られている。

例えば特開昭６１−１６０３５９号公報には、ラック軸
にハンドルで駆動される第１のピニオンとモータにて駆
動される第２のピニオンを噛み合わせ、ハンドルに作用
する反力に応じてモータを駆動するようにしたものが開
示されている。

（発明が解決しようとする課題） しかし、上記の電動式パワーステアリング装置では、モ
ータとピニオンが直接又は減速手段を介して連結されて
いるため、ラック軸とモータは常に連結状態となってお
り、モータが故障したような場合にはハンドル操作によ
ってラック軸を駆動するだけでな（、モータも逆駆動す
る必要があるため、パワーステアリング装置がない場合
よりもさらに大きな操舵力を必要とするという問題があ
り、またハンドルの戻り性にも問題がある。

本発明は上記従来の問題点に鑑み、駆動側からは従動側
にトルク伝達でき、かつ従動側は回転自在であるクラッ
チを提供し、またこのクラッチを用いることによってモ
ータの故障時に操舵力の急激な増加を抑制できるととも
にハンドルの戻り性も向上でき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。

（課題を解決するための手段） 本発明のクラッチは、駆動軸の外周に環状空間を介して
従動軸を嵌合させるとともに、駆動軸の外周面に形成し
た平面部と従動輪の内周面との間にコロを微小隙間を介
して介装し、このコロを周方向に弾性変位可能に保持し
た筒体を弾性変位可能な連結手段を介して駆動軸に同心
状に連結するとともにこの筒体に重錘体を連設したこと
を特徴とする。

また、本発明の電動式パワーステアリング装置は、ラッ
ク軸にハンドルで駆動される第１のピニオンとモータに
て駆動される第２のピニオンを噛み合わせ、ハンドルに
作用する反力に応じてモータを駆動するようにした電動
式パワーステアリング装置において、モータと第２のピ
ニオンの間に、モータ側からはトルクを伝達し第２のピ
ニオン側からはトルクを伝達しないクラッチを介装した
ことを特徴とする。

（作　用） 本発明のクラッチの上記構成によれば、駆動軸に回転ト
ルクが作用し、駆動軸がいずれかの方向に回転を開始す
ると、筒体は連結手段にて変位可能に連結されているた
め、重錘体の慣性により停止したままとなり、そのため
駆動軸は筒体及び従動軸に対して位相ずれを生じ、駆動
軸外周の平面部の相対回動によってコロがこの平面部と
従動輪の内周との間にくさび状に係合し、そのままロッ
クされた状態となって駆動軸の回転トルクがコロを介し
て従動軸に伝達される。その後、筒体と駆動軸との位相
ずれは連結手段の弾性復元力によって解消されるが、コ
ロがロック状態となっており、かつコロは筒体に弾性変
位可能に保持されているので、トルク伝達は維持された
ままである。駆動軸によるトルク伝達が停止すると、コ
ロは筒体の所定位置に弾性復帰し、駆動軸の平面部と従
動軸の内周との間に微小隙間が生じる。

逆に、従動輪に回転トルクが作用しても、コロは微小隙
間を介して介装されているので、従動輪は空回りするこ
とになる。

かくして、駆動軸側からはいずれの方向の回転も従動軸
に回転トルクが伝達されるが、従動輪側から駆動軸側に
はトルク伝達はなされず、空回りすることになる。

又、本発明の電動式パワーステアリング装置によると、
このようなりラッチをモータとこのモータにより駆動さ
れる第２のピニオンとの間に介装しているので、モータ
の故障によりハンドル操作のみにてラック軸を操作する
場合に、ラック軸の移動に伴って第２のピニオンのみ空
回りし、モータを逆駆動することはないので、大きな操
舵力を必要とすることなく、またハンドルの戻り性も向
上する。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を第１図〜第７図を参照しなが
ら説明する。

第７図において、１はハンドル、２はハンドル軸で、そ
の先端にラック軸５に噛み合う第１のとニオン４が連結
されている。又、ハンドル軸２の途中にはハンドル操作
時の反力を検出する検出器３が介装されている。ラック
軸５の両端は、それぞれタイロッド６を介してナックル
アーム７に連結され、ラック軸５の移動により左右のホ
イール８が連動して操舵されるように構成されている。

９はホイールサスペンションを構成するロアアームであ
る。

前記ラック軸５には、モータ１１を備えた駆動手段１０
にて駆動される第２のピニオン１２が噛み合っている。

モータ１１は前記検出器３からの検出信号に基づいて制
御回路１３にて駆動制御され、第１のピニオン４と同方
向に第２のピニオン１２を回転駆動し、ハンドル１によ
るラック軸５の移動をパワーアシストするように構成さ
れている。

前記駆動手段ｌＯは、第１図に示すように、前記モータ
１１と、そのモータ軸１４に装着されたクラッチ１５と
、その従動軸２２の回転を前記ピニオン１２に減速して
伝達する２段遊星歯車機構１６とから構成されている。

前記クラッチ１５の構成を第２図〜第６図により詳細に
説明すると、モータ軸１４の基端部に中空の駆動軸２１
が嵌合されるとともにピン２３にて固定され、モータ軸
１４の先端部にコロ軸受２４を介して回転自在に中空の
従動軸２２が嵌合されている。従動軸２２には、駆動軸
２１の外周に環状空間をあけて嵌合する円筒内面の嵌合
筒部２２ａが形成され、駆動軸２１の外周には第４図及
び第５図に示すように、周方向の３箇所に平面部２５が
形成されている。この平面部２５と嵌合筒部２２ａの内
周との間に微小隙間をあけてコロ２６が介装されている
。

このコロ２Ｇは、駆動軸２１の外周と従動軸２２の嵌合
筒部２２ａの内周との間に嵌合された筒体２７に形成さ
れた窓２８内に配置され、第６図に示すように、その周
方向両側に位置する押えばね２９にて弾性変位可能に周
方向中間位置に保持されている。

前記筒体２７のモータ軸１４基端側の端部には径方向外
方に延びるフランジ部３ｏが形成され、その外周部から
前記従動軸２２の嵌合筒部２２ａに外周に間隙をあけて
嵌合するように筒状の重錘体３１が形成されている。又
、フランジ部３ｏのモータ軸１４基端側の端面には環状
゛突部３２が突設され、第４図に示すように、この環状
突部３２と前記駆動軸２１の外周とが周方向４箇所で連
結板ばね３３にて周方向に弾性変位可能に連結されてい
る。

前記従動軸２２の外周には、前記２段遊星歯車機構１６
の１段目の遊星歯車機構の太陽歯車４１が形成されてい
る。第１図において、４２は駆動手段１０のハウジング
４０に固定された１段目及び２段目の遊星歯車機構に共
通の内歯歯車である。

４３は、前記太陽歯車４１と内歯歯車４２に噛み合った
遊星歯車で、第２のピニオンＩ２の軸部１２ａにて軸受
４４を介して回転自在に支持されたキャリア４５に回転
自在に支持されている。このキャリア４５には、２段目
の遊星歯車機構の太陽歯車４６が固定され、この太陽歯
車４６と前記内歯歯車４２に噛み合った遊星歯車４７は
前記第２のピニオン１２の軸部１２ａに固定されたキャ
リア４８に回転自在に支持されている。尚、前記第２の
ピニオン１２の軸部１２ａは軸受４９を介して前記ラッ
ク軸５を摺動自在に保持しているギヤケース５０にて回
転自在に支持されている。５１はラック軸５を前部から
サポートするサポートヨークである。

以上の構成において、ハンドル１を回し、第１のピニオ
ン４を回転させ、ラック軸５を移動させてホイール８を
操舵すると、ハンドル軸２に作用する反力が検出器１３
にて検出され、その反力に応じてモータ１１が駆動され
る。

モータ１１が駆動されると、モータ軸１４を介してクラ
ッチ１５の駆動軸２１に回転トルクが作用し、駆動軸２
１がいずれかの方向に回転を開始する。すると、筒体２
７は連結板ばね３３にて変位可能に連結されているため
、重錘体３１の慣性により停止したままとなり、そのた
め駆動軸２１は筒体２７及び従動軸２２の嵌合筒部２２
ａに対して、第５図に示すように位相ずれを生じ、駆動
軸２１外周の平面部２５の相対回動によってコロ２６が
この平面部２５と従動軸２２の嵌合筒部２２ａの内周と
の間にくさび状に係合し、そのままロックされた状態と
なって駆動軸２１の回転トルクがコロ２６を介して従動
軸２２に伝達される。

その結果、従動軸２２から２段遊星歯車機構１６を介し
て第２のピニオン１２が第１のビニオン４と同一方向に
回転駆動され、ハンドル１によるラック軸５の移動がパ
ワーアシストされ、ホイール８が軽く操舵される。

なお、その後、第５図の状態から筒体２７と駆動軸２１
との位相ずれは連結板ばね３３の弾性復元力によって解
消されるが、コロ２６がロック状態となっており、かつ
コロ２６は筒体２７に押えばね２９にて弾性変位可能に
保持されているので、トルク伝達は維持されたままであ
る。

その後、ハンドル１の操作を停止すると、検出器１３の
検出信号が無くなり、モータ１１の駆動が停止する。そ
の結果、駆動軸２１によるトルク伝達が停止すると、コ
ロ２６は筒体２７の所定位置に押えばね２９にて弾性復
帰し、駆動軸２１の平面部２５と従動軸２２の嵌合筒部
２２ａの内周との間に微小隙間が生じる。

従って、逆にラック軸５側から第２のピニオン１２が回
転駆動され、従動軸２２に回転トルクが作用しても、コ
ロ２６が微小隙間を介して嵌合筒部２２ａの内周と駆動
軸２１の平面部２５との間に介装されているので、従動
軸２２は空回りして駆動軸２１側にトルクが伝達される
ことはない。

そのため、モータ１１が故障してハンドル１による操舵
力にて第１のピニオン４を介してラック軸５を移動させ
るような場合、モータ１１を逆駆動する必要はなく、モ
ータ故障時の急激な操舵力の上昇を防止することができ
る。又、ハンドル１の戻り時にもラック軸５とモータ１
１とが絶縁されるので、ハンドルの戻り性も向上する。

（発明の効果） 本発明のクラッチによれば、駆動軸外周の平面部と従動
軸内周との間に介装したコロと、このコロを変位可能に
保持しかつ重錘体を連設された筒体と、駆動軸と筒体を
弾性変位可能に連結する連結手段とを備えているので、
重錘体の慣性とコロによる駆動軸と従動輪のロック作用
によって、駆動軸側からはいずれの方向にも従動軸に回
転トルクが伝達されるが、従動輪側から駆動軸側にはト
ルク伝達はなされずに空回りする簡単な構成のクラッチ
を得ることができる。

又、本発明の電動式パワーステアリング装置によると、
このようなりラッチをモータとこのモータにより駆動さ
れる第２のピニオンとの間に介装しているので、モータ
の故障によりハンドル操作のみにてラック軸を操作する
場合に、ラック軸の移動に伴って第２のピニオンのみ空
回りし、モータを逆駆動することはないので、大きな操
舵力を必要とすることなく、またハンドルの戻り性も向
上するという効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第７図は本発明の一実施例を示し、第１図はラ
ック軸を駆動する第２のピニオンの駆動手段の縦断正面
図、第２図はそのクラッチの拡大縦断正面図、第３図は
第２図の■−■矢視断面図、第４図は第２図のＩＶ−Ｉ
Ｖ矢視断面図、第５図はコロがロックされた状態を示す
第４図の部分詳細断面図、第６図は筒体によるコロの保
持状態を示す斜視図、第７図は電動式パワーステアリン
グ装置の概略構成図である。 １−・−−−−−・・−・・・・・−・・ハンドル４−
・−−−−−一−・−・・−−−一一第１のピニオン５
・−・・−−−−−・・−・・−・−ラック軸０−・−
・−・−・−・−・・−一−−−駆動手段２−・−・・
−・−・・−・−第２のピニオン５・−−−−−−・−
−一−−−・−一一一一りラッチト−・−・−・・・−
・・−・・駆動軸２−・・−・−・−・−・−従動軸 ５−・−・−・−・−・・・・・・平面部６　　　　　
・−コロ ７・・・・−・−・・・−・・−筒体

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）駆動軸の外周に環状空間を介して従動軸を嵌合さ
   せるとともに、駆動軸の外周面に形成した平面部と従動
   軸の内周面との間にコロを微小隙間を介して介装し、こ
   のコロを周方向に弾性変位可能に保持した筒体を弾性変
   位可能な連結手段を介して駆動軸に同心状に連結すると
   ともにこの筒体に重錘体を連設したことを特徴とするク
   ラッチ。
2. （２）ラック軸にハンドルで駆動される第１のピニオン
   とモータにて駆動される第２のピニオンを噛み合わせ、
   ハンドルに作用する反力に応じてモータを駆動するよう
   にした電動式パワーステアリング装置において、モータ
   と第２のピニオンの間に、モータ側からはトルクを伝達
   し第２のピニオン側からはトルクを伝達しないクラッチ
   を介装したことを特徴とする電動式パワーステアリング
   装置。