JP3269911B2 - Electric power steering device - Google Patents

Electric power steering device

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JP3269911B2
JP3269911B2 JP8544994A JP8544994A JP3269911B2 JP 3269911 B2 JP3269911 B2 JP 3269911B2 JP 8544994 A JP8544994 A JP 8544994A JP 8544994 A JP8544994 A JP 8544994A JP 3269911 B2 JP3269911 B2 JP 3269911B2
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displacement
input shaft
clutch mechanism
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康 佐々木
博海 野尻
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Suzuki Motor Co Ltd
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Suzuki Motor Co Ltd
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D41/00Freewheels or freewheel clutches
    • F16D41/06Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface
    • F16D41/069Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface the intermediate members wedging by pivoting or rocking, e.g. sprags
    • F16D41/07Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface the intermediate members wedging by pivoting or rocking, e.g. sprags between two cylindrical surfaces
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16D41/00Freewheels or freewheel clutches
    • F16D41/06Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface
    • F16D41/08Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface with provision for altering the freewheeling action
    • F16D41/084Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface with provision for altering the freewheeling action the intermediate coupling members wedging by pivoting or rocking

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[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。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electric power steering system, and more particularly to an electric power steering system in which the rate of change of the amount of displacement between an input shaft and an output shaft is changed in a plurality of stages to smooth the connection of a clutch mechanism. .

【0002】[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。
2. Description of the Related Art An electric power steering apparatus controls an assist amount of a motor based on a torque at which a driver operates a steering wheel. The operating torque of the steering wheel is such that when the input shaft, which is the shaft on the steering wheel side, and the steering gear, that is, the output shaft, which is the shaft on the tire side, are connected by an elastic body such as a torsion bar, and the steering wheel is operated, It is measured from the amount of displacement generated between the input shaft and the output shaft.

【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。
As the electric power steering apparatus, there is one disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 1-1199026. The clutch device disclosed in this publication is configured such that a cylindrical surface is formed on one of an inner diameter surface of a clutch outer ring and an outer surface of a clutch inner ring incorporated inside the outer ring, and an inclined cam surface is provided on the other. A pocket is provided at a position corresponding to the wedge-shaped space formed by the cylindrical surface and the inclined cam surface in the cylindrical retainer interposed therebetween. Two rolling elements are provided in the pocket and the rolling elements are in opposite directions. A spring that presses against the wall surface facing in the circumferential direction of the pocket and presses against the cage, and engages the retainer with the clutch outer ring and the clutch inner ring on the member having the inclined cam surface with the rotational gap, A torque setting member that is elastically deformed until the rotational direction gap is eliminated when the rotational direction gap is adjusted to the neutral position and the rotational direction gap is eliminated when the set torque is exceeded is provided between both members, In the neutral position, the rolling elements accommodated in the pockets of the cage are not engaged with any of the narrow portions at both ends of the wedge-shaped space, and when the clutch is used for electric power steering, the torque setting elastic member When the steering operation force is equal to or less than the set torque, manual operation is performed, and when the torque exceeds the set torque, the operation mode is automatically switched to power steering.

【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。
[0004] There is also one disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-218973. In the electric power steering apparatus disclosed in this publication, a steering torque detector detects a steering torque in accordance with an elastic deformation of an elastic body connecting an input shaft and an output shaft, and a clutch outputs the output shaft by the elastic deformation of the elastic body. And the on / off control of the electric motor, the on / off control of the clutch is controlled, the elastic deformation of the elastic body, the elastic body when the steering torque detector detects the steering torque and starts the rotation of the electric motor , Which makes the electric power steering more compact and improves the steering feeling.

【0005】[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。
By the way, in the conventional electric power steering apparatus, the clutch mechanism 138 is used.
As shown in FIG. 12, the worm wheel 150
An outer retainer 170 disposed concentrically within the worm wheel 150; an inner retainer 172 disposed concentrically within the outer retainer 170; and disposed between the worm wheel 150 and the output shaft 116. And a connecting pin 176 for connecting the input shaft 112 to the outer retainer 170, and a spring 178 for pressing the rolling element 174 toward the connecting pin 176.

【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。
The length of the rolling element 174 is determined by the output shaft 116.
When the steering wheel (not shown) is not operated, the rolling elements 174 between the worm wheel 150 and the output shaft 116 do not transmit torque, that is, when the steering wheel (not shown) is not operated. It is time (see FIG. 12).

【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。
Further, the steering wheel is operated,
When the input shaft 112 moves in the direction of arrow A, the outer retainer 170 rotates in the same direction (arrow A1) as the input shaft 112 via the connecting pin 176, as shown in FIG.

【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。
The rolling element 174 is pressed by the urging force of a spring 178 fixed to the outer retainer 170, and is inclined from the dashed line in FIG. 13 to the solid line.

【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。
At this time, if the amount of displacement between the input shaft 112 and the output shaft 116 exceeds a certain value, the rolling element 174 meshes between the worm wheel 150 and the output shaft 116, and when the clutch is engaged, an arrow B appears. As shown, the rotation of the worm wheel 150 is transmitted to the output shaft 116.

【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。
On the other hand, there is a case where an abnormality occurs in a drive system of an electric motor such as a motor (not shown), and the worm wheel 150 is locked and becomes inoperable. In this case, the connecting pin 176 is inserted into the pocket hole of the output shaft 116. The input shaft 112 contacts the side surface (not shown) and directly transmits the rotation to the output shaft 116. This rotation acts to release the rolling element 174 from the connection between the output shaft 116 and the worm wheel 150. Since such an action occurs, manual steering can be performed even when the drive system is locked.

【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。
As shown in FIG. 14 (b), when assist is performed by the motor as the electric motor in the entire range of the operating torque which is the steering wheel operation amount, when the clutch mechanism is turned on, the operation shown in FIG. As shown by the one-dot chain line (conventional 1) in a), the motor driving force is transmitted to the output shaft through the clutch mechanism, and assist is suddenly started, resulting in an inconvenience in operation.

【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。
When a three-way mechanical clutch mechanism is used, as shown in FIG. 15, when a steering wheel operating torque exceeding a certain value is applied, as shown in FIG.
After the clutch mechanism was connected, the steering wheel operation area became narrower, causing a sense of incongruity.

【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。
That is, the displacement between the input shaft and the output shaft is
As shown by the one-dot chain line (conventional 2) in FIG. 15B, the same change amount in the entire region up to the limit torque of the elastic body, which is the limit displacement amount of the elastic body, with respect to the operating torque of the steering wheel. is there.

【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。
When detecting a steering torque with a single elastic body, for example, when a hard elastic body and a soft elastic body are used, respectively, in the case of a hard elastic body, one is shown in FIG.
As indicated by the dashed line (conventional 2), a large torque can be linearly detected, but the steering torque required to connect the clutch mechanism becomes large, and the assistless region becomes large across the neutral point, resulting in a reduced steering feeling. There is an inconvenience.

【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。
In the case of a soft elastic body, FIG.
As shown by the two-dot chain line (conventional 3) in (a), the clutch mechanism can be connected with a small standby torque, but a large torque cannot be detected due to the elastic limit of the elastic body, and the linear torque range is small. In addition, the control current of the motor rises steeply, and the stability of the control system is impaired.

【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。
[0016] The standby torque refers to an electric power steering for connecting a clutch mechanism.
It refers to the steering torque when the amount of displacement between the input shaft and the output shaft is a predetermined value.

【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。
Therefore, if a single elastic body is used for detecting the steering torque, the dynamic range of the assist cannot be widened, which is disadvantageous in practical use.

【0018】[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、前記弾性体のみで
変位量を発生させるとともに、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
は、前記弾性体と共働して変位量の変化率を小とすべ
く、この変位量の変化率を複数段階に変化させ前記クラ
ッチ機構を接続させた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、前記入力軸と出力軸との回転力
の伝達経路途中に設けたことを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, in order to eliminate the above-mentioned disadvantages, the present invention provides an input shaft connected to a steering wheel of a vehicle and an output shaft connected to a steering gear via an elastic body. When the amount of displacement of the elastic body due to relative rotation between the input shaft and the output shaft is equal to or less than a set value, the elastic member is separated from the output shaft and the input shaft and the output shaft are separated from each other. A clutch mechanism that is engaged with the output shaft when a displacement amount of the elastic body due to the relative rotation exceeds a set value; a motor that interrupts transmission of torque to the output shaft by the clutch mechanism; When the amount of displacement of the elastic body due to relative rotation between the shaft and the output shaft exceeds a set value, the driving force of the electric motor is transmitted to the output shaft via the clutch mechanism to assist the steering wheel operating force. In the electric power steering device, when the displacement amount of the elastic body due to the relative rotation between the input shaft and the output shaft is equal to or less than a set value, the displacement amount is generated only by the elastic body, and the input shaft and the output shaft are When the amount of displacement of the elastic body due to relative rotation with the elastic member exceeds a set value, the rate of change of the amount of displacement is changed in a plurality of steps in order to reduce the rate of change of the amount of displacement in cooperation with the elastic body. A rate-of-change switching means for increasing the assist area of the electric motor after the clutch mechanism is connected is provided in the transmission path of the torque between the input shaft and the output shaft.

【0019】[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
ッチ機構を接続させた後の電動機のアシスト領域を大と
している。
According to the invention described above, when the steering wheel is operated, the operation of switching between the generation of the displacement by the elastic body alone and the generation of the displacement by the elastic body and the change rate switching means is performed. The assist area of the electric motor after the clutch mechanism is connected by changing the ratio in a plurality of stages is increased.

【0020】[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。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【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。
FIGS. 1 to 10 show a first embodiment of the present invention. In FIG. 2, 2 is a power steering device, 4 is a vehicle, and 6 is a steering wheel.

【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。
In the power steering apparatus 2, a steering wheel 6 and a steering gear 8 are provided in communication with each other via a steering column 10, and the steering column 10 is connected to an input shaft 12 which is a shaft on the steering wheel 6 side and a steering gear 8 In other words, it comprises an output shaft 16 which is a shaft on the tire 14 side, and an elastic body 18 such as a torsion bar connecting the input shaft 12 and the output shaft 16.

【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。
When the amount of displacement of the elastic body 18 due to the relative rotation between the input shaft 12 and the output shaft 16 exceeds a set value, the driving force of the motor 24 described later is output via the clutch mechanism 38 described later. 16 to assist the operating force of the steering wheel 6 by transmitting it to the steering wheel 6.

【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。
A steering sensor 20, which is a torque sensor, a speed reduction mechanism 22, and a motor 24, which is an electric motor, are mounted on the steering column 10.

【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。
The motor 24 is connected to a control means 26. The control means 26 has a vehicle speed sensor 28 such as a speedometer, a steering sensor 20, and a generator 30 as shown in FIGS. , An engine speed sensor 32, and a battery 36 via an ignition switch 34, respectively.

【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。
Then, the motor 24 is driven by the control means 26 based on signals from the vehicle speed sensor 28 and the steering sensor 20, as shown in FIG. At this time, the rotation of the motor 24 is transmitted to the steering column 10 through a three-way clutch mechanism 38 to assist the steering operation.

【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。
As shown in FIG. 4, the steering column 10 is surrounded by an upper housing 40 and a lower housing 42. In the upper housing 40, the cylindrical input shaft 12 is supported and provided. The output shaft 16 is supported and provided via a bearing 44 therein, and the end of the input shaft 12 is slidably fitted into the output shaft 16. The elastic body 18 is located inside the input shaft 12, one end of the elastic body 18 is fixed to the input shaft 12, and the other end is fixed to the output shaft 16.

【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。
Therefore, when the steering wheel 6 is operated, the elastic body 18 is slightly twisted, and the input shaft 12 and the output shaft 16 are displaced. If this displacement exceeds a certain value set by the elastic characteristic of the elastic body 18, mechanically
The way type clutch mechanism 38 is connected, and the driving force of the motor 24 is transmitted to the output shaft 16. That is, the clutch mechanism 38 includes the input shaft 12 and the output shaft 1.
When the amount of displacement of the elastic body 18 due to relative rotation with respect to 6 is equal to or less than a set value, the elastic body 18 is separated from the output shaft 16 and
When the displacement of the elastic body 18 due to the relative rotation between the input shaft 12 and the output shaft 16 exceeds a set value, the elastic body 18 is engaged with the output shaft 16.

【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。
As shown in FIG. 5, the motor 24 is provided with the reduction mechanism 22 on a shaft 46 of the motor 24. The reduction mechanism 22 is provided with a worm gear 48 mounted on the shaft 46 of the motor 24. And a worm wheel 5 of a three-way clutch mechanism 38 disposed around the steering column 10 so as to mesh with the worm gear 48.
0, the driving force of the motor 24 is reduced and transmitted to the worm wheel 50 of the clutch mechanism 38.

【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。
As shown in FIG. 10, the steering sensor 20 includes a sensor body 52 and a sensor body 5.
Shaft 54 protruding from the side 2 toward the input shaft 12 and the output shaft 16
And a plate member 56 that rotates around the shaft portion 54, and a sensing portion 60 that protrudes from the plate member 56 and contacts a first slider 58 on the outer periphery of the input shaft 12.

【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。
As shown in FIG. 4, the first slider 58 and the second slider 58
The slider 62 is fixed with a C-shaped ring 64, and the second
A ball 66 is provided in contact with the slider 62, and a groove 68 for moving the ball 66 is formed on the input shaft 12. As shown in FIGS. 7 to 9, the groove 68 has a predetermined angle with respect to the longitudinal direction of the input shaft 12 like a screw thread shape of a screw.

【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。
At this time, when the steering wheel 6 is operated and the input shaft 12 and the output shaft 16 are twisted,
The ball 66 moves along the groove 68, and the ball 66
The first and second sliders 58 and 62 slide in the axial direction of the input shaft 12 in accordance with the movement of. And
When the first and second sliders 58 and 62 slide in the axial direction of the input shaft 12, the sensing unit 60 also moves, and the shaft 54 rotates via the plate member 56. The steering sensor 20 detects the rotation amount of the shaft portion 54,
The detection signal is transmitted to the control means 26.

【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。
As shown in FIGS. 1 and 6, the clutch mechanism 38 includes a worm wheel 50 and an outer retainer 70 disposed concentrically within the worm wheel 50.
An inner retainer 72 disposed concentrically within the outer retainer 70; a rolling element 74 which is a sprag disposed between the worm wheel 50 and the output shaft 16;
And a spring 78 for pressing the rolling element 74 toward the connecting pin 76.

【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。
The length of the rolling element 74 is set to be slightly smaller than the distance between the output shaft 16 and the worm wheel 50, and the length between the worm wheel 50 and the output shaft 16 when the steering wheel 6 is not operated. The rolling elements 74 do not transmit the rotational force, that is, when the clutch is released (see FIG. 1).

【0035】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の変位量が設定値以下である
場合に、前記弾性体18のみで変位量を発生させるとと
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は、前記弾
性体18と共働して変位量の変化率を小とすべく、この
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
38を接続させた後のモータ24のアシスト領域を大と
する変化率切換手段80を、前記入力軸12と出力軸1
6との回転力の伝達経路途中に設ける構成とする。
When the displacement of the elastic body 18 due to the relative rotation between the input shaft 12 and the output shaft 16 is equal to or smaller than a set value, the displacement is generated only by the elastic body 18 and the input shaft 12 When the amount of displacement of the elastic body 18 due to the relative rotation of the elastic body 18 and the output shaft 16 exceeds a set value, the change in the amount of displacement is reduced in cooperation with the elastic body 18 to reduce the rate of change of the amount of displacement. The change rate switching means 80 for increasing the assist area of the motor 24 after changing the rate in a plurality of steps and connecting the clutch mechanism 38 to the input shaft 12 and the output shaft 1
6 in the middle of the transmission path of the rotational force.

【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。
More specifically, the change rate switching means 80 is a multi-stage displacement amount switching system that switches the change rate of the displacement amount generated between the input shaft 12 and the output shaft 16 in multiple stages.
In this embodiment, the change rate switching means 80 is provided between the connecting pins 76 of the inner holding portion 72 and the outer holding portion 70 of the clutch mechanism 38.

【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。
That is, as shown in FIG. 1, the rate-of-change switching means 80 comprises first and second coil-type springs 82-1 and 82-2 disposed on both sides of the connecting pin 76. The first and second springs 82-1 and 82-2 are fixed on the 72 side, and a small gap S1 and S2 is provided between the first and second springs 82-1 and 82-2 and the connecting pin 76. Arrange.

【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、つまり前記入力軸12と出力軸16との相対回転に
よる弾性体18の変位量が設定値以下である場合には、
弾性体18のみで変位量を発生させるとともに、間隙S
1、S2のいずれか一方が0(ゼロ)となった後、つま
り前記入力軸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
によって変化率の小なる変位量を発生させ、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。
When the steering wheel 6 is operated, the displacement of the elastic body 18 due to the relative rotation between the input shaft 12 and the output shaft 16 is set until one of the gaps S1 and S2 becomes 0 (zero). If less than the value,
The displacement is generated only by the elastic body 18 and the gap S
After either one of S1 and S2 becomes 0 (zero), that is, when the displacement of the elastic body 18 due to the relative rotation between the input shaft 12 and the output shaft 16 exceeds a set value, the elastic body 18
And one of the first and second springs 82-1 and 82-2 generates a displacement with a small change rate, and changes the change rate of the displacement in two stages, for example.

【0039】次に作用について説明する。Next, the operation will be described.

【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。
When the steering wheel 6 is operated to rotate the input shaft 12 in the direction of arrow A in FIG. 6, the outer retainer 70 rotates in the same direction as the input shaft 12 via the connecting pin 76 (arrow A1). .

【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。
The rolling element 74 is mounted on the outer cage 7.
It is pressed by the urging force of the spring 78 fixed to 0, and tilts from the one-dot chain line state to the solid line state in FIG.

【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。
At this time, when the displacement between the input shaft 12 and the output shaft 16 exceeds a certain value, the rolling element 74 meshes between the worm wheel 50 and the output shaft 16 and the clutch mechanism is connected to indicate the arrow. As shown in B, the rotation of the worm wheel 50 is transmitted to the output shaft 16.

【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。
At the start of the connection of the clutch mechanism 38 in the case where the motor 24 is driven in all regions, FIG.
As shown by the solid line in (a), a half-clutch state occurs in which the clutch mechanism 38 starts slipping, and the driving force from the motor 24 is smoothly transmitted to the output shaft 16.

【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。
Here, the displacement between the input shaft 12 and the output shaft 16 will be described in detail. When the steering wheel 6 is operated, the distance between the first and second springs 82-1 and 82-2 and the connecting pin 76 is reduced. For example, until the gap S2 becomes 0 (zero),
That is, until the connection pin 76 rotates and comes into contact with the second spring 82-2, the displacement amount is generated only by the elastic body 18.

【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とによって変化率の小な
る変位量を発生させ、変位量の変化率を例えば2段階に
変化させている(図15(b)の実線参照)。
Further, the connecting pin 76 is rotated to rotate the second spring 8.
After the contact with 2-2 and the gap S2 becomes 0 (zero),
A displacement with a small change rate is generated by the elastic body 18 and the second spring 82-2, and the change rate of the displacement is changed, for example, in two stages (see a solid line in FIG. 15B).

【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。
Further, for reference, the ball 66 in the operation of the steering wheel 6 and the groove 68 with which the ball 66 is engaged will be described.

【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。
When the steering wheel 6 is not operated,
That is, in the neutral position of the steering wheel, as shown in FIG.
The ball 66 is located at the center of the groove 68.

【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。
When the steering wheel 6 is operated to rotate the steering wheel to the left, as shown in FIG. 8, an operation torque is generated by the operation of the steering wheel 6, the elastic body 18 is twisted, and the input shaft 12 and the output shaft 16 are twisted. And the ball 66 moves upward in the groove 68, and the first slider 58 and the second slider 62
Slides upward to rotate the plate member 56 of the steering sensor 20 that contacts the first slider 58 upward.

【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。
Conversely, when the steering wheel 6 is operated and the steering wheel is turned rightward, as shown in FIG. 9, an operation torque is generated by the operation of the steering wheel 6, the elastic body 18 is twisted, and the input shaft 12 and the output shaft are output. A relative displacement occurs with the shaft 16, and the ball 66 moves downward in the groove 68, and the first slider 58 and the second slider 62
Slides downward, and rotates the plate member 56 of the steering sensor 20 that contacts the first slider 58 downward.

【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。
Thus, when the motor 24 is driven in the entire region, as shown by the solid line in FIG.
The first and second springs 82-1 and 82-2, which are 0, can be in a half-clutch state in which the clutch mechanism 38 starts to slide, and the driving force from the motor 24 can be smoothly transmitted to the output shaft 16.

【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
生させるとともに、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とによって変化率の小な
る変位量を発生させ、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、変位量の範
囲を広くすることができる。このため、クラッチ機構3
8を接続させた後のモータ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。
Further, by forming small gaps S1 and S2 between the first and second springs 82-1 and 82-2, which are the change rate switching means 80, and the connecting pin 76, the steering wheel 6 is connected. The pin 76 rotates and the second spring 8
Until contact with 2-2, the displacement amount is generated only by the elastic body 18 and the connecting pin 76 rotates to rotate the second spring 8.
After the contact with 2-2 and the gap S2 becomes 0 (zero),
A displacement with a small change rate is generated by the elastic body 18 and the second spring 82-2, and as shown by a solid line in FIG.
By changing the change rate of the displacement amount in, for example, two stages, the range of the displacement amount can be widened. For this reason, the clutch mechanism 3
After the connection of the motor 8, the assist area of the motor 24 can be enlarged, so that the so-called dynamic range can be widened, and there is no sense of incongruity in steering operation, which is practically advantageous.

【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。
Further, first and second springs 82-1 and 82-2, which are change rate switching means 80, are provided between the inner holding portion 72 of the clutch mechanism 38 and the connecting pin 76 of the outer holding portion 70. Accordingly, the mounting can be performed by utilizing the gap between the connection pins 76 of the inner holding portion 72 and the outer holding portion 70, so that the design change of each portion is not required and the clutch mechanism 38
It can be dealt with only by mounting inside, there is no need to change other than the clutch mechanism 38, there is no fear that the configuration is complicated, the cost can be kept low, and it is economically advantageous.

【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。
FIGS. 11A and 11B show the second embodiment of the present invention.
It shows an embodiment. In the second embodiment, portions that perform the same functions as those in the first embodiment will be described with the same reference numerals.

【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。
In the above-described first embodiment, the change rate switching means 80 is provided between the connecting pin 76 of the inner holding portion 72 and the outer holding portion 70 of the clutch mechanism 38. The features of the second embodiment are as follows. The point is that the change rate switching means 92 is provided in the stopper portion 90 that regulates the rotation state of the input shaft 12.

【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。
That is, as shown in FIG. 11A, the output shaft 16 is provided with stopper portions 90-1 and 90-2 having a fan-shaped cross section.
Are formed facing each other.

【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。
The stopper section 9 having a fan-shaped cross section is used.
The end of the input shaft 12 is slidably fitted in the key portions of 0-1 and 90-2, and the elastic body 18 is positioned inside the input shaft 12.

【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。
At this time, the input shaft 12 and the stopper 90-
Four coil type first to fourth springs 94-1, 94-2, 94-3, 94 which are change rate switching means 92 on the stopper portions 90-1, 90-2 between the first and the 90-2. -4. These first to fourth springs 94-1, 94-2, 94-
3, 94-4 are disposed at positions where odd numbers and even numbers face each other. Reference numerals 96-1 and 96-
2 is a ball.

【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。
Then, the input shaft 12 is rotated by the operation of the steering wheel, and as shown in FIG.
The input shaft 12 comes into contact with the first and third springs 94-1 and 94-3, so that the rate of change of the displacement can be changed in two stages as in the first embodiment. Then, when driving the motor in all regions, FIG.
As shown by a solid line, when the connection of the clutch mechanism is started, first to fourth springs 94 as the change rate switching means 92 are provided.
-1, 94-2, 94-3, and 94-4 can be brought into a half-clutch state in which the clutch mechanism starts to slide, and the driving force from the motor can be smoothly transmitted to the output shaft.

【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、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、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38
を接続させた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。
Further, a small gap is formed between the first to fourth springs 94-1, 94-2, 94-3, 94-4, which are the change rate switching means 92, and the stopper portions 90-1, 90-2. By operating the steering wheel, the input shaft 1
Until the second spring rotates and comes into contact with the first and third springs 94-1 and 94-3, the displacement amount is generated only by the elastic body 18 and the input shaft 12 rotates to rotate the first and third springs 94-1 and 94-3. -1,
After contacting the gap 94 to zero (0), a displacement is generated by the elastic body 18 and the first and third springs 94-1 and 94-3, and the displacement shown in FIG. As shown by the solid line,
By changing the change rate of the displacement amount in two stages, the change rate of the displacement amount can be made small and the range of the displacement amount can be widened. Therefore, similar to the first embodiment, the clutch mechanism 38
Can be widened after the connection, which is practically advantageous.

【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。
Further, first to fourth springs 94-1, 94-2, 94-3, and 94-4, which are change rate switching means 92, are provided in a stopper portion 90 for regulating the rotation state of the input shaft 12. As a result, the mounting can be performed by using the gap between the stopper portion 90 of the input shaft 12 and the output shaft 16, so that the design of each part does not need to be changed, and the first to fourth springs can be externally provided from the output shaft 16. 94-1, 94-2, 94-3, 94-4
Can be mounted, the mounting operation becomes easy, and there is no fear that the configuration becomes complicated, the cost can be maintained at low cost, and it is economically advantageous.

【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。
The present invention is not limited to the above-described first and second embodiments, and various modifications can be made.

【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。
For example, in the second embodiment of the present invention, four first to fourth springs as change rate switching means are provided on the stopper side between the input shaft and the stopper. It is also possible to arrange and use only odd-numbered springs or even-numbered springs.

【0063】[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、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、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、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、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、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、弾性体のみで変
位量を発生させるとともに、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は、弾
性体と共働して変位量の変化率を小とすべく、変位量の
変化率を複数段階に変化させクラッチ機構を接続させた
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、入力軸と出力軸との回転力の伝達経路途中に設けた
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、
つまり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は、弾性体のみで変位量を
発生させるとともに、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、つまり入力軸
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
越えた場合には、弾性体と変化率切換手段とによって変
位量の変化率を複数段階に変化させ、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る。このた
め、クラッチ機構を接続させた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。
As described above in detail, according to the present invention, the input shaft connected to the steering wheel of the vehicle and the output shaft connected to the steering gear are rotatably supported via an elastic body. When the displacement of the elastic body due to the relative rotation between the input shaft and the output shaft is less than the set value, the elastic body is separated from the output shaft and the displacement of the elastic body due to the relative rotation between the input shaft and the output shaft. Is provided with a clutch mechanism that is engaged with the output shaft when the set value exceeds a set value, and an electric motor that interrupts transmission of torque to the output shaft by the clutch mechanism is provided, and elasticity due to relative rotation between the input shaft and the output shaft is provided. An electric power steering device that assists operating force of a steering wheel by transmitting a driving force of an electric motor to an output shaft via the clutch mechanism when an amount of displacement of a body exceeds a set value. When the displacement of the elastic body due to the relative rotation between the shaft and the output shaft is equal to or less than the set value, the displacement is generated only by the elastic body, and the displacement of the elastic body due to the relative rotation between the input shaft and the output shaft is reduced. If the set value is exceeded, the assist area of the electric motor after the clutch mechanism is connected by changing the rate of change of the displacement in multiple steps in order to reduce the rate of change of the amount of displacement in cooperation with the elastic body Is provided in the middle of the transmission path of the rotational force between the input shaft and the output shaft, so that when the motor is driven in all regions, when the connection of the clutch mechanism is started, the change rate switching means is increased. As a result, a half-clutch state in which the clutch mechanism starts to slide can be achieved, and the driving force from the electric motor can be smoothly transmitted to the output shaft. Also, by forming a small gap between the change rate switching means and the input shaft side, until the input shaft is rotated by operation of the steering wheel and contacts the change rate switching means,
That is, when the displacement of the elastic body due to the relative rotation between the input shaft and the output shaft is equal to or less than the set value, the displacement is generated only by the elastic body, and the input shaft rotates to contact the change rate switching means. After the gap becomes 0 (zero), that is, when the displacement amount of the elastic body due to the relative rotation between the input shaft and the output shaft exceeds a set value, the displacement amount of the elastic body is changed by the elastic body and the change rate switching means. By changing the rate of change in a plurality of stages, the rate of change of the amount of displacement can be made small and the range of the amount of displacement can be widened. For this reason, the assist area of the electric motor after the clutch mechanism is connected can be enlarged, so that the so-called dynamic range can be widened, and there is no uncomfortable feeling in steering operation, which is practically advantageous.

【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。
Further, if the change rate switching means is arranged between the connecting pins of the inner holding portion and the outer holding portion of the clutch mechanism, the gap between the connecting pins of the inner holding portion and the outer holding portion is used. It is not necessary to change the design of each part, and it can be dealt with only by installing it inside the clutch mechanism, no change other than the clutch mechanism is required, there is no risk of complicating the configuration, cost Can be maintained at a low cost, which is economically advantageous.

【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。
Further, if the change rate switching means is provided at the stopper for regulating the rotation state of the input shaft, it can be mounted by utilizing the gap between the stopper of the input shaft and the output shaft. This eliminates the need to change the design of each part and allows the change rate switching means to be mounted from outside the output shaft.
The mounting operation is easy, and the configuration is not likely to be complicated, and the cost can be kept low, which is economically advantageous.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【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。
FIG. 1 is an enlarged view of a portion indicated by an arrow の in FIG. 5 when a three-way clutch according to a first embodiment of the present invention is released.

【図2】車両の概略斜視図である。FIG. 2 is a schematic perspective view of a vehicle.

【図3】電動パワーステアリング装置の回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram of the electric power steering device.

【図4】コラム部の拡大断面図である。FIG. 4 is an enlarged sectional view of a column portion.

【図5】図4のV−V線による断面図である。FIG. 5 is a sectional view taken along line VV in FIG. 4;

【図6】3ウェイクラッチの接続時を示す拡大図であ
る。
FIG. 6 is an enlarged view showing when a three-way clutch is connected.

【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。
FIG. 7 is a cutaway view of a main part of a ball and a groove at a steering wheel neutral position where the steering wheel is not operated.

【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。
FIG. 8 is a cutaway cross-sectional view of a main part of a ball and a groove when the steering wheel is operated to rotate the steering wheel to the left.

【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。
FIG. 9 is a cutaway view of a main part of a ball and a groove when the steering wheel is operated to rotate the steering wheel to the right.

【図10】図4のX−X線による断面図である。FIG. 10 is a sectional view taken along line XX of FIG. 4;

【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。
FIG. 11 shows a second embodiment of the present invention;
(A) is a schematic diagram in the case where displacement amount switching means is provided in the stopper portion in the enlarged cross-sectional view taken along the line IV-IV in FIG.
(B), the input shaft is rotated by the operation of the steering wheel, and the input shaft is the first and third springs 9 which are change rate switching means.
It is the schematic of the state which contacted 4-1 and 94-3.

【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。
FIG. 12 is an enlarged view of the related art of the present invention when the three-way clutch is released.

【図13】3ウェイクラッチの接続時を示す拡大図であ
る。
FIG. 13 is an enlarged view showing when a three-way clutch is connected.

【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。
14A and 14B are diagrams showing a relationship between a steering wheel operation amount and motor assist, and FIG. 14A is a diagram showing a relationship between a steering wheel operation amount and a motor driving force transmitted to an output shaft through a clutch;
(B) is a diagram showing the relationship between the steering wheel operation amount and the driving force of the motor.

【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。
15A and 15B show the relationship between the handle operation amount and the change amount change, FIG. 15A shows the relationship between the handle operation amount and the motor assist amount, and FIG. 15B shows the relationship between the handle operation amount and the input shaft and the output shaft; It is a figure showing the relation with the amount of displacement.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

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 2 Power steering device 4 Vehicle 6 Steering wheel 8 Steering gear 10 Steering column 12 Input shaft 16 Output shaft 18 Elastic body 20 Steering sensor 22 Reduction mechanism 24 Motor 26 Control means 28 Vehicle speed sensor 32 Engine speed sensor 34 Ignition switch 36 Battery 38 Clutch Mechanism 48 worm gear 50 worm wheel 66 ball 68 groove portion 70 outer retainer 72 inner retainer 74 rolling element 76 connecting pin 78 spring 80 change rate switching means 82-1 and 82-2 first and second springs

───────────────────────────────────────────────────── 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 (56)参考文献 特開 平1−229125(JP,A) 特開 平6−8835(JP,A) 特開 平1−249575(JP,A) 特開 平4−321469(JP,A) 特開 平3−239670(JP,A) 特開 平5−139321(JP,A) 特開 平5−139322(JP,A) 実開 平3−11133(JP,U) 実開 平2−13882(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F16D 41/08 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Hiroumi Nojiri 68, 1019, Akigashima, Iwata City, Shizuoka Prefecture (72) Inventor Koji Sato, 392 Naritaki, Kakegawa City, Shizuoka Prefecture 1 (56) References JP1 JP-A-229125 (JP, A) JP-A-6-8835 (JP, A) JP-A-1-249575 (JP, A) JP-A-4-321469 (JP, A) JP-A-3-239670 (JP, A) JP-A-5-139321 (JP, A) JP-A-5-139322 (JP, A) JP-A-3-11133 (JP, U) JP-A-2-13882 (JP, U) Field (Int.Cl. 7 , DB name) F16D 41/08

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【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、前記弾性体のみで変位量を発生さ
せるとともに、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は、前記弾性体
と共働して変位量の変化率を小とすべく、この変位量の
変化率を複数段階に変化させ前記クラッチ機構を接続さ
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、前記入力軸と出力軸との回転力の伝達経路途中に
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 of a vehicle and an output shaft connected to a steering gear are rotatably supported via an elastic body so as to be relatively rotatable. When the amount of displacement of the elastic body due to rotation is equal to or less than a set value, the elastic member is separated from the output shaft, and when the amount of displacement of the elastic body due to relative rotation between the input shaft and the output shaft exceeds the set value, the output shaft. A clutch mechanism is provided which is engaged with the motor, and an electric motor is provided which interrupts transmission of torque to the output shaft by the clutch mechanism. The displacement of the elastic body due to the relative rotation between the input shaft and the output shaft has a set value. An electric power steering apparatus which assists operating force of a steering wheel by transmitting a driving force of the electric motor to an output shaft via the clutch mechanism when the power is exceeded.
Set the amount of displacement of the elastic body due to relative rotation between the force axis and the output shaft
If the value is equal to or less than the value, the displacement is generated only by the elastic body.
And the relative rotation between the input shaft and the output shaft
If the amount of displacement of the elastic body exceeds the set value, the elastic body
In order to the cooperation with the small amount of displacement of the change rate and the change rate switching means for an assist region of motor after changing connected to the clutch mechanism in a plurality of stages the rate of change of the displacement and the large An electric power steering device provided in a transmission path of a rotational force between the input shaft and the output shaft .
【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。
2. The electric power steering according to claim 1, wherein the change rate switching means is a change rate switching means provided between connecting pins of an inner holding portion and an outer holding portion of the clutch mechanism. apparatus.
【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。
3. The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein the change rate switching means is a change rate switching means provided on a stopper for regulating a rotation state of the input shaft.
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