JP2002087298A - 電動式パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電動式パワーステアリング装置のトルクリミ
ッタにおいて、伝達トルクが安定するように構成する。 【解決手段】 トルクリミッタユニット３を構成する被
駆動回転体１１に第一、第二摩擦プレート１３を面接触
させ、第一摩擦プレート１３を被駆動ディスク状体１１
ａ側に付勢する皿バネ１５と第一摩擦プレート１３との
あいだに補助プレート１４を介装し、補助プレート１４
に突設した舌片１４ｂを、第一、第二摩擦プレート１
３、１６外周に形成の切欠き溝１３ａ、１６ａと、カバ
ー体１７に形成の挿通孔１７ｃとに挿通係合させて、補
助プレート１４を、駆動回転体１０と一体化されたカバ
ー体１７と第一、第二摩擦プレート１３、１６とに一体
化する構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両等に搭載さ
れ、操舵機構に補助トルクを発生させる電動式パワース
テアリング装置の技術分野に属するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、この種操舵機構に補助トルクを
発生させる電動式のパワーステアリング装置のなかに
は、駆動装置側の駆動軸と操舵機構側の被駆動軸とのあ
いだに動力伝動を断続するトルクリミッタを介装し、操
舵機構側から予め設定される伝達トルクを越える負荷が
作用したような場合に、駆動軸と被駆動軸とのあいだの
動力伝動を断状態にするようにしたものが知られてい
る。このようなトルクリミッタとしては、駆動軸、被駆
動軸にそれぞれ一体的に連結され、互いに相対回動自在
な駆動回転体、被駆動回転体と、前記被駆動回転体に相
対回動自在な状態で面接触する少なくとも一枚の摩擦プ
レートと、該摩擦プレートを被駆動回転体側に向けて付
勢する付勢部材と、被駆動回転体に対しては相対回動す
るが駆動回転体に対しては一体回動する有底筒状のケー
ス体とを備えて構成したものがあり、この場合の伝達ト
ルクは、摩擦プレートと被駆動回転体との面接触部に作
用する作動力、つまり付勢部材による付勢力と、面接触
部における摩擦係数とに基づいて設定されている。この
ようなものにおいて、付勢部材として皿バネが用いられ
ることがあるが、皿バネは、リング状のディスク面の内
周端と外周端とが軸方向に位置ずれした傾斜面となって
おり、摩擦プレートに対して面接触することはなく、皿
バネの外周端（エッジ）が接触（当接）する状態となっ
ている。このため、皿バネによる作動力は、摩擦プレー
トと皿バネとの接触部位に局所的に作用するため、摩擦
プレートと被駆動回転体との面接触部に対して均一に作
用しにくいうえ、摩擦プレートの前記局所的な接触部位
が摩耗してしまう等の問題がある。そこで、このような
ものでは、皿バネと摩擦プレートとのあいだに、摩擦プ
レートに面接触する補助プレートを介装するようにして
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記補助プ
レートを介装した場合、トルクリミッタには、被駆動回
転体と摩擦プレートとによる面接触部の他に、補助プレ
ートと摩擦プレートとのあいだに面接触部が形成される
ことになる。このためこのものでは、被駆動回転体と摩
擦プレートとのあいだの摩擦係数を、補助プレートと摩
擦プレートとのあいだの摩擦係数より小さくなるように
設定することにより、トルクリミッタの伝達トルクが被
駆動回転体と摩擦プレートとの接触面に基づくものにな
るようにしている。しかるに、このようなものにおい
て、水や油が付着してしまったようなときに、補助プレ
ートと摩擦プレートとのあいだの摩擦係数が、被駆動回
転体と摩擦プレートとのあいだの摩擦係数よりも小さく
なってしまうことがあり、このような場合では、被駆動
回転体と摩擦プレートとが一体化し、摩擦プレートと補
助プレートとのあいだの面接触部が摺動するようにして
被駆動回転体が駆動回転体に対して相対回動し、動力断
状態となることが想定される。このようになると、トル
クリミッタの予め設定される伝達トルクよりも小さい負
荷でトルクリミッタが動力断状態となってしまい、伝達
トルクが不安定になるという問題があり、ここに本発明
が解決しようとする課題があった。このようなものとし
ては、例えば図５に示すようなものがあるが、このもの
では、被駆動軸回動体１８に対し一対の第一、第二摩擦
プレート１９、２０を軸方向基端、先端の両側から挟持
状に面接触させるようにして、より安定した伝達トルク
を確保するようにしているが、この場合でも、第一摩擦
プレート１９と補助プレート２１とのあいだの面接触部
の他に、カバー体２２と第二摩擦プレート２０とのあい
だの面接触部が形成されるため、前述したように、何ら
かの要因で第一摩擦プレート１９と補助プレート２１と
のあいだ、カバー体２２と第二摩擦プレート２０とのあ
いだの摩擦係数が被駆動回転体１８と第一、第二摩擦プ
レート１９、２０とのあいだの摩擦係数よりも小さくな
るようなことがあると、予め設定された伝達トルクより
も小さい負荷が作用した状態で、第一摩擦プレート１９
と補助プレート２１とのあいだ、カバー体２２と第二摩
擦プレート２０とのあいだが摺動して動力断状態となる
惧れがあり、このままでは安定した伝達トルクを期待で
きないという問題がある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の如き実
情に鑑み、これらの課題を解決することを目的として創
作されたものであって、駆動装置側の駆動軸と操舵機構
側の被駆動軸とのあいだに、動力伝動を断続するトルク
リミッタを介装して構成される電動式パワーステアリン
グ装置において、前記トルクリミッタを、駆動軸、被駆
動軸にそれぞれ一体的に連結され、互いに相対回動自在
な駆動回転体、被駆動回転体と、被駆動回転体に相対回
動自在な状態で面接触する少なくとも一枚の摩擦プレー
トと、該摩擦プレートを被駆動回転体側に向けて付勢す
る付勢部材と、被駆動回転体に対しては相対回動するが
駆動回転体に対しては一体回動する有底筒状のケース体
とを備えて構成するにあたり、付勢部材と摩擦プレート
とのあいだに、摩擦プレートに面接触する補助プレート
を設け、該補助プレートと、駆動回転体並びに摩擦プレ
ートとを一体回動させるための一体化手段を備えて構成
したものである。そして、このように構成することによ
り、被駆動回転体と駆動回転体との相対回動は、被駆動
回転体と摩擦プレートとの接触面においてなされ、トル
クリミッタの伝達トルクを安定したものにできる。この
ものにおいて、本発明の一体化手段は、補助プレートの
外周から軸芯方向に突出形成された舌片を、摩擦プレー
ト外周に形成の挿通部、および、ケース体底面に形成の
挿通部に挿通させることで構成されているものとするこ
とができる。

【０００５】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図１
〜図４の図面に基づいて説明する。図面において、１は
電動式のパワーステアリング装置であって、該パワース
テアリング装置１は、駆動装置となる駆動ユニット２と
トルクリミッタユニット３とを備えて構成されている。
前記駆動ユニット２のケーシング４は有底筒状の底面に
軸受部４ａが形成されており、該軸受部４ａに、アーマ
チュア５を構成するアーマチュア軸（モータ軸であっ
て、本発明の駆動軸に相当する）６の基端部６ａが軸受
４ｂを介して回動自在に支持されている。一方、アーマ
チュア軸６の先端部６ｂは、ケーシング４の開口部を覆
蓋するように配されるブラケット７の先端側面から突出
しており、該先端部６ｂの基端側部位がブラケット７に
開設された軸承ボス孔７ａに軸受７ｂを介して回動自在
に支持されている。さらに、アーマチュア軸６にはコン
ミテータ６ｃが一体的に固着されており、該コンミテー
タ６ｃには、ブラケット７に支持されたステー８に出没
自在に取付けられた刷子９が弾圧状に摺接するように設
定されている。さらに、ケーシング４の内周面には永久
磁石４ｃが固着されており、前記刷子９、コンミテータ
６ｃを介してアーマチュア５のアーマチュアコイル５ａ
に給電することに伴い、アーマチュア５がアーマチュア
軸６と共に一体回動するように設定されている。

【０００６】一方、前記トルクリミッタユニット３は、
基端部が前記ブラケット７の先端側面に形成された凹溝
部７ｃ内に回動自在に遊嵌するようにして配されるが、
トルクリミッタユニット３を構成する駆動回転体１０
は、ブラケット凹溝部７ｃから先端側に突出するアーマ
チュア軸先端部６ｂに一体的に外嵌されている。つま
り、前記駆動回転体１０は、円板状のディスク状体１０
ａの中央部に、ディスク状体１０ａの先端側、基端側の
両面から外方に突出する状態でボス孔部１０ｂが形成さ
れ、該ボス孔部１０ｂの内径に、外周面にセレーション
６ｃが形成されたアーマチュア軸先端部６ｂが外嵌する
ようになっている。そして、前記ボス孔部１０ｂは、ア
ーマチュア軸線端部６ｂ外径よりも僅かに小径に寸法設
定されており、該ボス孔部１０ｂに前記アーマチュア軸
先端６ｂを圧入することにより、駆動回転体１０とアー
マチュア軸先端部６ｂとの一体的な回り止め状の連結が
なされるように設定されている。尚、駆動ディスク状体
１０ａの外径は、後述するカバー体１７に丁度内嵌され
る寸法に設定されている。

【０００７】１１は被駆動回転体であって、該被駆動回
転体１１は円板状のディスク状体１１ａの中央部に、デ
ィスク状体１１ａの先端側、基端側の両面から外方に突
出する状態でボス孔部１１ｂが形成されたものになって
おり、該ボス孔部１１ｂに、操舵機構側に連動連結され
る被駆動軸１２の基端部が一体的に連結されるように設
定されている。因みに、被駆動軸１２は、トルクリミッ
タユニット３として組込まれた被駆動回転体１１のボス
孔部１１ｂに対して組込まれるように設定されている
が、被駆動ボス孔部１１ｂの内周面と被駆動軸１２の基
端部とには互いに噛合するインボリュートセレーション
が刻設されており、これによって被駆動軸１２と被駆動
回転体１１とは一体的かつ回り止め状に連結されるよう
に設定されている。尚、被駆動ディスク状体１１ａの外
径は、駆動ディスク状体１０ａの外径よりも小径に寸法
設定され、後述する補助プレート１４に切起し形成され
た舌片１４ｂの内径側面と近接対向するように設定され
ている。また、被駆動回転体１１のボス孔部１１ｂは、
基端側端部が前記駆動ボス孔部１０ｂの先端側部位にＯ
リング１０ｃを介して外嵌する状態となっているが、被
駆動回転体１１と駆動回転体１０とは互いに相対回動自
在な状態で組込まれている。

【０００８】さらに、駆動回転体１０と被駆動回転体１
１とのそれぞれのディスク状体１０ａ、１１ａ同志は、
アーマチュア軸６方向に所定間隔を存する状態で対向し
ており、被駆動ディスク状体１１ａの基端側面（駆動デ
ィスク状体１０ａ側の面）には、平板リング状に形成さ
れたフェーシング材で構成された第一摩擦プレート１３
が面接触状に配されている。前記第一摩擦プレート１３
は、内径は被駆動ボス孔部１１ｂの外径より大径に寸法
設定され、外径は被駆動ディスク状体１１ａよりも大径
であるが駆動ディスク状体１０ａの外径よりも僅かに小
径に寸法設定されており、被駆動ディスク状体１１ａと
面接触するように設定されている。さらに、第一摩擦プ
レート１３の外周には、周回り方向複数箇所（本実施の
形態では周回り方向四箇所）に位置して内径側に向けて
切欠かれた切欠き溝１３ａ（本発明の挿通部に相当す
る）が形成されている。

【０００９】そして、第一摩擦プレート１３の基端側
（駆動ディスク状体１０ａ側）の面には補助プレート１
４が面接触状に配されている。該補助プレート１４は、
外径が第一摩擦プレート１３の外径と略同径となり、内
径が被駆動ボス孔部１１ｂの外径よりは大径で、かつ第
一摩擦プレート１３と略同径、または小径となるように
形成された平板リング状のディスク状体１４ａと、該デ
ィスク状体１４ａの外周から、周回り方向四箇所に位置
してアーマチュア軸方向先端側（被駆動ディスク状体１
１ａ側）に突出するよう切起し形成された舌片１４ｂと
を備えて構成されている。そして、補助プレート１４を
第一摩擦プレート１３に面接触状に配したとき、舌片１
４ｂを第一摩擦プレート切欠き溝１３ａに挿通、させる
ようにすることによって、舌片１４ｂが第一摩擦プレー
ト１３の補助プレート１４に対する回り止めをするよう
に設定されている。ここで、舌片１４ｂは、前記組込ん
だ状態で舌片１４ｂの内径側面と被駆動ディスク状体１
１ａの外径縁とは所定間隔を存して位置するようになっ
ており、これによって、舌片１４ｂ（補助プレート１
４）が被駆動回転体１１に対して何ら干渉しないように
設定されている。

【００１０】そうして、補助プレート１４と駆動ディス
ク状体１０ａとのあいだに皿バネ１５が組込まれるが、
該皿バネ１５はこれら部材のあいだに押圧状に挟持され
ることで付勢力を発生し、第一、第二摩擦プレート１
３、１６を被駆動ディスク状体１１ａ側に付勢するよう
に設定されている。前記皿バネ１５は、内径が被駆動ボ
ス孔部１０ｂに遊嵌状に外嵌される大きさで、外径は駆
動ディスク状体１０ａの外径と略同径となっていて、後
述するカバー体１７に内嵌可能な寸法に設定されてい
る。さらに、被駆動ディスク状体１１ａの先端側面には
第二摩擦プレート１６が面接触状に配されており、これ
によって、被駆動ディスク状体１１ａは軸方向基端、先
端の両側面において第一、第二摩擦プレート１３、１６
と面接触するように設定されている。尚、第二摩擦プレ
ート１６は前記第一摩擦プレート１３と同様の構成とな
っている。

【００１１】そして、前述のように組込んだ状態におい
て、各部材は基端側から、駆動回転体１０、皿バネ１
５、補助プレート１４、第一摩擦プレート１３、被駆動
回転体１１、そして第二摩擦プレート１６の順で積層状
に組込まれており、この状態では、皿バネ１５は非付勢
状態となっている。またこの状態で、補助プレート１４
の舌片１４ｂは第一、第二摩擦プレート１３、１６の凹
溝部１３ａ、１６ａに挿通、係合し、その先端部が第二
摩擦プレート１６の先端側に突出する状態となってい
る。そしてこのように組込まれた各部材に対し、有底筒
状カバー体１７を第二摩擦プレート１６側から装着して
駆動回転体１０と一体化することでトルクリミッタユニ
ット３が構成されている。

【００１２】つまり、前記カバー体１７の底面１７ａに
は、被駆動ボス孔部１１ｂに遊嵌状に外嵌する貫通孔１
７ｂと、前記先端側に突出する補助プレート舌片１４ｂ
に挿通されるべく周回り方向四箇所の挿通孔（本発明の
挿通部に相当する）１７ｃとが開設されている。さら
に、カバー体１７の筒状部１７ｄの内径は、底面１７ａ
側では第一、第二摩擦プレート１３、１６や補助プレー
ト１４外径と所定間隔を存するが、開口部側においては
駆動回転体１０が丁度内嵌されるような寸法に設定され
ている。そして、カバー体１７の貫通孔１７ｂ、挿通孔
１７ｃに、前記組込み部材の被駆動ボス孔部１１ｂ、舌
片１４ｂをそれぞれ遊嵌、挿通させ（本発明の一体化手
段に相当する）、第二摩擦プレート１６の先端側面がカ
バー体底面１７ａに面接触するよう基端側に押しやっ
て、カバー体筒状部１７ｄの先端部に形成されたカシメ
部１７ｅを駆動ディスク状体１０ａの外周部に対してか
しめることで、カバー体１７と駆動回転体１０とが一体
化されるように設定され、この状態となることで、カバ
ー体１７内の皿バネ１５が押圧状に挟持されて第一、第
二摩擦プレート１３、１６を被駆動ディスク状体１１ａ
側に向けて付勢するように設定されている。さらに、こ
の組込み状態において、補助プレート１４は第一、第二
摩擦プレート１３、１６およびカバー体１７に挿通係合
して一体化されているため、アーマチュア軸６の回動に
伴い駆動回転体１０が回動した場合に、駆動回転体１０
と一体化されたカバー体１７に連動する状態で補助プレ
ート１４、第一、第二摩擦プレート１３、１６とが一体
に回動するように設定されている。

【００１３】このように組込まれたトルクリミッタユニ
ット３に被駆動軸１２を連結することで、アーマチュア
軸６と被駆動軸１２とが断続可能な状態で動力伝動がな
される。そして、通常の動力続状態では、皿バネ１５の
付勢力を受けて被駆動ディスク状体１１ａと第一、第二
摩擦プレート１３、１６とのあいだが一体化されてお
り、アーマチュア軸６の回動に伴い駆動回転体１０が回
動した場合に、第一、第二摩擦プレート１３、１６と被
駆動ディスク状体１１ａとが一体回動する状態で回動し
て、アーマチュア軸６から被駆動軸１２への動力伝動が
なされるように設定されている。一方、被駆動回転体１
１に伝達トルクを上回る大きな負荷が作用してアーマチ
ュア軸６と被駆動軸１２とのあいだが動力断状態となる
場合、駆動回転体１０は、前述したようにカバー体１
７、補助プレート１４そして第一、第二摩擦プレート１
３、１６とが強制的に一体回動するため、被駆動ディス
ク状体１１ａと第一、第二摩擦プレート１３、１６との
あいだの一体化が解消されて摺動し、これに基づいて被
駆動回転体１１（駆動軸１２）と駆動回転体１０（アー
マチュア軸６）とが相対回動するように設定されてい
る。これによって、被駆動回転体１１と第一、第二摩擦
プレート１３、１６との接触面以外の接触面、例えば補
助プレート１４と第一摩擦プレート１３、第二摩擦プレ
ート１６とカバー体１７とのあいだの接触面での摺動が
ないように設定されている。

【００１４】叙述の如く構成された本発明の実施の形態
において、トルクリミッタユニット３は、アーマチュア
軸６と被駆動軸１２とのあいだの動力伝動を断続するこ
とになるが、このものでは、被駆動軸１２に大きな負荷
が作用して動力断状態とする場合に、駆動回転体１０と
一体回動するカバー体１７に連動する状態で補助プレー
ト１４および第一、第二摩擦プレート１３、１６が一体
に回動するため、被駆動回転体１１が相対回動するとき
は、そのディスク状体１１ａと第一、第二摩擦プレート
１３、１６との接触面において摺動することに限定さ
れ、それ以外の接触面である第一摩擦プレート１３と補
助プレート１４とのあいだの接触面、第二摩擦プレート
１６とカバー体１７とのあいだの接触面が摺動すること
がない。この結果、トルクリミッタユニット３の伝達ト
ルクが安定し、従来のように、第一摩擦プレート１３と
補助プレート１４とのあいだの接触面、第二摩擦プレー
ト１６とカバー体１７とのあいだの接触面が摺動して不
用意に動力断状態となってしまうようなことがなくなっ
て、一定の伝達トルクに基づく安定した動力伝動の断続
ができることになって、信頼性の高いパワーステアリン
グ装置１とすることができる。しかもこのものでは、被
駆動ディスク状体１１ａの軸方向両面に第一、第二摩擦
プレート１３、１６が面接触する構成となっているの
で、トルクリミッタユニット３の伝達トルクがさらに安
定する。

【００１５】さらにこのものでは、皿バネ１５により第
一摩擦プレート１３を付勢するにあたり、皿バネ１５の
外周端部が第一摩擦プレート１３に局所的に接触して、
該接触部位を摩耗してしまうのを防止するために必要な
補助プレート１４に舌片１４ｂを設け、該舌片１４ｂに
より第一、第二摩擦プレート１３、１６とカバー体１７
とを一体化する構成としたので、トルクリミッタユニッ
ト３の部品点数を殊更増加させることなく、被駆動回転
体１１の相対回動における摺動面を第一、第二摩擦プレ
ート１３、１６とのあいだに限定させることができる。

【００１６】尚、本発明は前記実施の形態に限定されな
いことは勿論であって、一体化手段としては、補助プレ
ートに舌片を形成し、摩擦プレートとカバー体に挿通部
を形成する構成とは逆に、カバー体に舌辺を形成する一
方、補助プレートと摩擦プレートとに挿通部を形成する
構成としてもよく、要は、駆動回転体と一体化されるカ
バー体と、補助プレートと、摩擦プレートの三者が一体
化する構成であればよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】電動式パワーステアリング装置の一部断面正面
図である。

【図２】電動式パワーステアリング装置の側面図であ
る。

【図３】トルクリミッタユニットの拡大断面図である。

【図４】補助プレートの第一摩擦プレートへの組込み状
態を説明する斜視図である。

【図５】従来例におけるトルクリミッタユニットの拡大
断面図である。

【符号の説明】

１ パワーステアリング ２ 駆動ユニット ３ トルクリミッタユニット ４ ケーシング ６ アーマチュア軸 ７ ブラケット １０ 駆動回転体 １０ａ ディスク状体 １０ｂ ボス孔部 １１ 被駆動回転体 １２ 被駆動軸 １３ 第一摩擦プレート １３ａ 切欠き溝 １４ 補助プレート １４ｂ 舌片 １５ 皿バネ １６ 第二摩擦プレート １７ カバー体 １７ｃ 挿通孔

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動装置側の駆動軸と操舵機構側の被駆
   動軸とのあいだに、動力伝動を断続するトルクリミッタ
   を介装して構成される電動式パワーステアリング装置に
   おいて、前記トルクリミッタを、駆動軸、被駆動軸にそ
   れぞれ一体的に連結され、互いに相対回動自在な駆動回
   転体、被駆動回転体と、被駆動回転体に相対回動自在な
   状態で面接触する少なくとも一枚の摩擦プレートと、該
   摩擦プレートを被駆動回転体側に向けて付勢する付勢部
   材と、被駆動回転体に対しては相対回動するが駆動回転
   体に対しては一体回動する有底筒状のケース体とを備え
   て構成するにあたり、付勢部材と摩擦プレートとのあい
   だに、摩擦プレートに面接触する補助プレートを設け、
   該補助プレートと、駆動回転体並びに摩擦プレートとを
   一体回動させるための一体化手段を備えて構成した電動
   式パワーステアリング装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、一体化手段は、補助
   プレートの外周から軸芯方向に突出形成された舌片を、
   摩擦プレート外周に形成の挿通部、および、ケース体底
   面に形成の挿通部に挿通させることで構成されている電
   動式パワーステアリング装置。