JP2002087299A - 電動式パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電動式のパワーステアリング装置において、
トルクリミッタを構成する皿バネのバネ荷重をばらつき
のないものとし、安定した伝達トルクのトルクリミッタ
を構成する。 【解決手段】 第一摩擦プレート１３と皿バネ１５との
あいだに補助プレート１４を介装し、該補助プレートの
皿バネ１５側面に突状部１０ｃを形成し、該突状部１０
ｃの外径側コーナー部１０ｄが皿バネ１５の径方向中間
部を押圧する構成とする。

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
ることがあり、この場合に、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、該位置ズレを解消する方向に負荷を掛
けることによりバネ荷重（付勢力）が得られるが、該バ
ネ荷重は、摩擦プレートとの接触部である外周端（エッ
ジ）において発生する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、皿バネのバ
ネ荷重を大きいものにしたい場合、皿バネの変位量を大
きくとる方法と、皿バネの板厚を厚くする方法とがある
が、前者の場合では、大きな内部応力が皿バネに発生す
るため皿バネが早期にへたってしまうという問題があ
る。一方、後者の場合では、トルクリミッタの軸方向長
さを長くしてしまうため、コンパクト化を損なうという
問題があるうえ、加工誤差による板厚のばらつきが生じ
やすくなって、バネ荷重にばらつきが生じるという問題
があり、単に皿バネの板厚を厚くすることでバネ荷重を
大きく設定することはできず、これらに本発明が解決し
ようとする課題があった。一方、皿バネの外周端は、鋼
材を打抜き等の加工をした後、バレル研磨により仕上げ
られることが多く、このようにしたものでは、皿バネ外
周端面部の加工誤差が大きくなって摩擦プレートとの接
触（当接）部位が安定せず、バネ荷重にばらつきが生じ
てしまうという問題があり、ここにも本発明が解決しよ
うとする課題があった。

【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
る皿バネと、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、皿バネと摩擦プレートとの
あいだに設けられ、摩擦プレートに面接触する補助プレ
ートの皿バネ側面には、皿バネの径方向中間部に接触す
る突部が形成されているものである。そして、このよう
に構成することにより、皿バネは径方向中間部が補助プ
レートにより押圧され、皿バネの板厚を厚くすることな
くバネ荷重が大きくなると共に、該大きくなったバネ荷
重をばらつきのないものにでき、トルクリミッタの伝達
トルクを安定させることができる。

【０００５】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図１
〜図３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
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１０
ａ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）において内径側に向けて切
欠かれた切欠き溝１３ａが形成されている。

【０００９】そして、本実施の形態では、第一摩擦プレ
ート１３の基端側（駆動ディスク状体１０ａ側）に補助
プレート１４が第一摩擦プレート１３と面接触する状態
で配され、さらに補助プレート１４と駆動回転体１０と
のあいだに皿バネ１５が配されており、皿バネ１５はこ
れらの部材のあいだに押圧状に挟持されることによりバ
ネ荷重が発生するように設定されている。さて、前記補
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
り方向四箇所においてアーマチュア軸方向先端側（被駆
動ディスク状体１１ａ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１４ｂが第一摩擦プレート切欠き溝１３
ａに挿通、係合するように設定されており、これによっ
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、前述したように組込んだ状態で、前記舌片１４ｂ
の内径側面と被駆動ディスク状体１１ａの外径面とは所
定間隔を存して位置（前記近接対向）しており、これに
よって、舌片１４ｂ（補助プレート１４）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】さらに、補助プレート１４のディスク状体
１４ａは、基端側面（皿バネ１５側面）の内径側半部に
おいて基端側に向けて突出する突状部１４ｃが形成され
ている。一方、皿バネ１５は、本実施の形態では内周端
が駆動回転体１０側に位置する傾斜面となっており、そ
の内径は被駆動ボス孔部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。因みに、皿バネ１５は、前記組込み
状態に対し傾斜面が逆方向を向くよう、内周端が被駆動
回転体１１側に位置するように設けてもよいことは勿論
である。そして、前記補助プレート１４と皿バネ１５と
は、前記突状部１４ｃの外径側コーナー部１４ｄが皿バ
ネ１５の径方向中間部に当接して皿バネ１５を付勢（押
圧）するように設定されている。

【００１１】また、前記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
の構成で、外周に切欠き溝１６ａが形成されている。

【００１２】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１５、補助プ
レート１４、第一摩擦プレート１３、被駆動回転体１
１、そして第二摩擦プレート１６の順で積層状になって
おり、この組込み状態では、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１
３ａ、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
成される設定となっている。

【００１３】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１
３、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の丁度内嵌され
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、第二摩擦プレート１６の先端側面がカバー体底面１
７ａ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
定されている。この状態になると、各部材が軸方向に押
圧状に挟持されて皿バネ１５にバネ荷重が発生するが、
このとき、皿バネ１５は、径方向中間部が補助プレート
突状部１４ｃの外径側コーナー部１４ｄにより押圧され
ており、該押圧部である径方向中間部においてバネ荷重
が発生するように設定されている。そして、このバネ荷
重により、第一、第二摩擦プレート１３、１６と被駆動
ディスク状体１１ａとのあいだにそれぞれ所定の伝達ト
ルクが発生され、このようにしてトルクリミッタユニッ
ト３が構成されている。さらに、前記状態において、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て、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。

【００１４】そして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とが断続する状態で動力伝動
がなされる。そして、通常の動力続状態では、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、被駆動ディスク状体１１ａと第一、第二摩擦プレー
ト１３、１６とのあいだは一体化しており、これらが一
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１１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、被駆動ディスク状体１
１ａ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該接触面が摺動し、被駆動回転体１
１（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。

【００１５】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
が、このものにおいて、付勢部材として組込まれる皿バ
ネ１５は、第一摩擦プレート１３を直接付勢することな
く、第一摩擦プレート１３に面接触する補助プレート１
４を介して付勢されている。このため、皿バネ１５のバ
ネ荷重は、第一摩擦プレート１３と被駆動ディスク状体
１１ａとの面接触部において偏りのない均一な状態で作
用することができる。しかも、補助プレート１４は、皿
バネ１５側の面に突状部１４ｃが形成され、該突状部１
４ｃの外径側コーナー部１４ｄにより皿バネ１５の径方
向中間部を押圧することでバネ荷重を発生させている。
この結果、皿バネ１５の板厚を厚くすることなくバネ荷
重が大きくなって、トルクリミッタのコンパクト化を損
なうことがない。しかもこのものでは、皿バネ１５は径
方向中間部が押圧されることで大きいバネ荷重を発生す
るが、このとき生じる皿バネ１５の内部応力は皿バネ１
５外周端で荷重を発生した場合と同等であり、このた
め、皿バネ１５のへたりを少なくすることができて、皿
バネ１５としての機能を長期にわたって発揮することが
できる。

【００１６】さらに本発明が実施されたものでは、皿バ
ネ１５のバネ荷重の大きさは、皿バネ１５と補助プレー
ト１４との当接部となる径方向中間部において設定され
ることになるので、皿バネ１５の外周端がバレル研磨さ
れて加工誤差が発生していたとしても、該加工誤差がバ
ネ荷重のばらつきになってしまうことはない。この結
果、ばらつきのない安定したバネ荷重に基づいて伝達ト
ルクを設定することができて、高性能かつ信頼性の高い
パワーステアリング装置１を提供することができる。さ
らにこの場合に、補助プレート１４の筒状部１４ｃの形
成位置を変化させて皿バネ１５との接触位置を径方向に
変化させることで、皿バネ１５のバネ荷重を変えること
ができ、もって、伝達トルクの調整を該接触状態により
制御することができるという利点もある。

【００１７】しかもこのものでは、皿バネ１５の径方向
中間部を付勢するために設けられた補助プレート１４に
舌片１４ｂを形成し、該舌片１４ｂを第一、第二摩擦プ
レート切欠き溝１３ａ、１６ａに挿通係合させると共
に、カバー体１７の挿通孔１７ｃに挿通することで、補
助プレート１４が駆動回転体１０と一体回動するカバー
体１７、そして第一、第二摩擦プレート１３、１６と共
に一体に回動する構成としている。この結果、動力断状
態となって駆動回転１０と被駆動回転体１１とが相対回
動する場合に、被駆動ディスク状体１１ａは第一、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
動してしまうようなことがなく、これらの摺動面が摺動
して伝達トルクが不安定になるような不具合がない。

【００１８】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、補助プレートの皿バネ側面に形
成される突部としては、前記実施の形態のように、内径
側半部全体に突出して形成される必要はなく、径方向中
間部に位置して形成されるリング状の突条であってもよ
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。

【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 １４ｃ 突状部 １４ｄ 外径側コーナー部 １５ 皿バネ １６ 第二摩擦プレート １７ カバー体 １７ｃ 挿通孔

Claims (1)

【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皿バネ
   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、皿バネと摩擦プレートとのあいだに
   設けられ、摩擦プレートに面接触する補助プレートの皿
   バネ側面には、皿バネの径方向中間部に接触する突部が
   形成されている電動式パワーステアリング装置。