JPH01233162A - Clutch device with reduction gear - Google Patents

Clutch device with reduction gear

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Publication number
JPH01233162A
JPH01233162A JP63015547A JP1554788A JPH01233162A JP H01233162 A JPH01233162 A JP H01233162A JP 63015547 A JP63015547 A JP 63015547A JP 1554788 A JP1554788 A JP 1554788A JP H01233162 A JPH01233162 A JP H01233162A
Authority
JP
Japan
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clutch
transmission shaft
retainer
torque
shaft
Prior art date
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Pending
Application number
JP63015547A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenichiro Ito
健一郎 伊藤
Hiromi Nojiri
博海 野尻
Tateo Adachi
健郎 安達
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NTN Corp
Original Assignee
NTN Toyo Bearing Co Ltd
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Publication date
Application filed by NTN Toyo Bearing Co Ltd filed Critical NTN Toyo Bearing Co Ltd
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Publication of JPH01233162A publication Critical patent/JPH01233162A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To enable reduction of the size of a device and to facilitate incorporation, by a method wherein a holder is situated to the end part, on the inner side of a cylindrical housing, of an input shaft, and a planetary roller type reduction mechanism is located between a clutch outer wheel engaged externally of the holder and a torque transmission shaft engaged externally of an output shaft. CONSTITUTION:An input shaft 14 is supported to an end plate 12 of a cylindrical housing 11 by means of a bearing 13, a cylindrical holder 15 is located to the end part, on the housing 11 side, of the input shaft 14, and a clutch inner wheel 17 mounted to the end part of an output shaft 16 is engaged internally of the holder. The input and output shafts 14 and 16 are intercoupled through a torsion bar 41, a cylindrical torque transmission shaft 19 is engaged with the output shaft 16 through a bearing 18, and a planetary roller type reduction mechanism 22 is located between the torque transmission shaft 19 and a clutch outer wheel 21 engaged externally of the holder 15. The reduction mechanism 22 transmits revolving movement of a planetary roller 27, revolving as it is rotated through rotation exerted the torque transmission shaft 19, to the clutch inner wheel 17 having an inclines cam surface 33.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、クラッチ装置に関し、特に電動パワーステ
アリング装置に適した減速機内蔵形のクラッチ装置に関
するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a clutch device, and particularly to a clutch device with a built-in speed reducer suitable for an electric power steering device.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

電動パワーステアリング装置の一般的な構成を第13図
に示す。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
ー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を介してハンドル軸
3のピニオン8に連結され、これにかみ合ったラック9
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り車輪を操舵
することができる。
FIG. 13 shows a general configuration of an electric power steering device. In this device, when a handle 1 is rotated to the right or left, torque is generated on a handle shaft 3 due to resistance from a wheel 2. This torque is detected by a sensor 4 provided on the handle shaft 3, and a motor 6 is driven through a control device 5. The drive shaft of the motor 6 is connected to a pinion 8 of the handle shaft 3 via a reducer 7, and a rack 9 meshed with the pinion 8 of the handle shaft 3.
The wheels 2 are steered through the steering wheel. This allows the wheels to be steered with very little steering force.

〔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。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in such an electric power steering device, the control device 5. If an abnormality occurs in the drive system including the motor 6 and reducer 7 and these do not operate, the reducer 7 and motor 6 are connected to the handle shaft 3, so
There is a problem in that the manual steering force becomes excessive, making it virtually impossible to steer the vehicle.

そのため、減速機7とビニオン8との間にクラッチ装置
10を介在する方法が知られている。
Therefore, a method is known in which a clutch device 10 is interposed between the reducer 7 and the pinion 8.

この場合のクラッチ装置10としては、電磁クラッチを
使用することができるが、所要の伝達トルクを得るには
大形になる欠点がある。またかみ合いクラッチを使用す
ると、かみ合いの位置合せや負荷時のかみ合い解除に大
きな力を必要とするなどの問題点がある。
Although an electromagnetic clutch can be used as the clutch device 10 in this case, it has the disadvantage of being too large to obtain the required transmission torque. Further, when a dog clutch is used, there are problems such as a large force being required for positioning the mesh and releasing the mesh under load.

この発明は、上記の問題点を解決し、その目的とすると
ころは、電動パワーステアリング装置に対する組込みに
きわめて好適であって、上記装置に対する組込み時に、
モータ例の減速機を省略することができる小型で騒音の
発生の少ないハックラッシュの無い減速機内蔵形のクラ
ッチ装置を提供するにある。
The present invention solves the above-mentioned problems, and aims to be very suitable for being incorporated into an electric power steering device, and when being incorporated into the device,
To provide a clutch device with a built-in speed reducer which is small in size, generates little noise, and is free from hacking and crashing, which can omit the speed reducer of a motor.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上記の目的を達成するために、この発明の減速機付きの
クラッチ装置においては、筒形保持器の内側に配置した
クラッチ内輪の外径面と保持器の外側に配置したクラッ
チ外輪の内径面における一方に傾斜カム面を形成し、他
方に円筒面を設けてその円筒面と傾斜カム面間に周方向
の両端部に向けて漸次狭くなる楔形空間を形成し、上記
保持器には、上記楔形空間と対応する位置にポケットを
設け、このポケット内に2個の転動体と、その転動体を
互に逆方向に押圧してポケットの周方向に対向する端部
に押し付けるスプリングとを組込み、前記クラッチ外輪
とクラッチ内輪のうち、傾斜カム面を有する部材とクラ
ッチ内輪に対して同軸上ニ装置したトルク伝達軸との間
には、トルク伝達軸とその外側に配置した回り止めされ
た内ローラ間に遊星ローラが組込まれてトルク伝達軸に
付与される回転により自転しながらトルク伝達軸のまわ
りを公転する遊星ローラの公転運動を傾斜カム面を有す
る部材に伝達する遊星ローラ式減速機構を設け、上記保
持器と前記傾斜カム面を有する部材とを回転方向すきま
をもって係合し、この互に係合する両部材間に、その両
部材を回転方向すきまの中立位置に保持するトルク設定
弾性部材を設け、前記中立位置において、保持器のポケ
ット内に収容された対の転動体が、前記楔形空間の正逆
回転方向の一対の挟小部のいずれにも係合していないよ
うに構成したのである。
In order to achieve the above object, in the clutch device with a speed reducer of the present invention, the outer diameter surface of the clutch inner ring disposed inside the cylindrical retainer and the inner diameter surface of the clutch outer race disposed outside the retainer. An inclined cam surface is formed on one side, a cylindrical surface is provided on the other side, and a wedge-shaped space is formed between the cylindrical surface and the inclined cam surface that gradually narrows toward both ends in the circumferential direction. A pocket is provided at a position corresponding to the space, and two rolling elements and a spring that presses the rolling elements in opposite directions to opposite ends of the pocket in the circumferential direction are incorporated in the pocket, and Between the clutch outer ring and the clutch inner ring, a member having an inclined cam surface and a torque transmission shaft coaxially connected to the clutch inner ring are provided. A planetary roller speed reduction mechanism is provided in which a planetary roller is incorporated and the planetary roller revolves around the torque transmission shaft while rotating due to the rotation applied to the torque transmission shaft, and transmits the orbital motion of the planetary roller to a member having an inclined cam surface, The retainer and the member having the inclined cam surface are engaged with each other with a rotational clearance, and a torque setting elastic member is provided between the mutually engaged members to maintain the two members at a neutral position with respect to the rotational clearance. and in the neutral position, the pair of rolling elements housed in the pockets of the retainer do not engage with either of the pair of narrow portions in the forward and reverse rotation directions of the wedge-shaped space. be.

〔作用〕[Effect]

上記のように構成されたクラッチ装置を、例えばパワー
ステアリング装置に使用する場合には、保持器をハンド
ル軸に連結し、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をピニオン軸に連結し、トル
ク伝達軸をモータに連結する。
When the clutch device configured as described above is used, for example, in a power steering device, the retainer is connected to the handle shaft, and the member of the clutch outer ring and the clutch inner ring on the side having the inclined cam surface is connected to the pinion shaft. and connect the torque transmission shaft to the motor.

これにより、ハンドル軸に付与される回転トルクがトル
ク設定弾性部材の設定トルク以下の場合は、トルク設定
弾性部材の撓みは少なく、回転方向すきまの略中立位置
になっているため、保持器のポケット内に収納された転
動体は傾斜カム面と円筒面とで形成された楔形空間の広
幅部に位置してクラッチは作動せず、ハンドル軸の回転
をトルク設定弾性部材を介してピニオン軸に伝達するこ
とができる。
As a result, when the rotational torque applied to the handle shaft is less than the set torque of the torque setting elastic member, the torque setting elastic member does not bend much and is at a substantially neutral position with respect to the clearance in the rotational direction. The rolling elements housed inside are located in the wide part of the wedge-shaped space formed by the inclined cam surface and the cylindrical surface, so the clutch does not operate and the rotation of the handle shaft is transmitted to the pinion shaft via the torque setting elastic member. can do.

ハンドル軸に付与した回転トルクがトルク設定弾性部材
の設定トルクを越えると、保持器がトルク設定弾性部材
を大きく撓ませ、回転方向すきまが無くなるまで保持器
がクラッチ外輪およびクラッチ内輪に対して相対的に回
転し、円筒面と傾斜カム面とで形成された楔形空間の挟
小部に転動体か噛め込み、クラッチが作動する。このと
き、モータによりトルク伝達軸が回転され、その回転は
、遊星ローラ式減速機構を介してクラッチ外輪とクラッ
チ内輪のうち、円筒面を有する例の部材に伝達されるた
め、その部材が回転し、この部材からクラッチを介して
傾斜カム面を有する側の部材に伝達される。これにより
、ピニオン軸が回転し、非常にわずかなハンドル操作力
により車輪の操舵が可能となる。
When the rotational torque applied to the handle shaft exceeds the set torque of the torque setting elastic member, the retainer greatly deflects the torque setting elastic member, causing the retainer to remain relative to the clutch outer ring and clutch inner ring until the rotational clearance disappears. The rolling element is caught in the narrow part of the wedge-shaped space formed by the cylindrical surface and the inclined cam surface, and the clutch is activated. At this time, the torque transmission shaft is rotated by the motor, and the rotation is transmitted to the member having a cylindrical surface among the clutch outer ring and the clutch inner ring through the planetary roller type reduction mechanism, so that the member rotates. , is transmitted from this member via the clutch to the member having the inclined cam surface. This causes the pinion shaft to rotate, allowing the wheels to be steered with very little steering force.

万一、モータを含む駆動系に異常が発生し、これが作動
しなくなると、ハンドル軸から保持器に付与される回転
により、クラッチ外輪とクラッチ内輪の対向面間の楔形
空間に噛み込む転動体が円筒面上を滑り、駆動系と遮断
された状態でハンドル操作力がトルク設定弾性部材を介
してピニオン軸に伝達され、手動によるハンドル操作力
が過大になることはない。
In the unlikely event that an abnormality occurs in the drive system including the motor and it stops operating, the rotation applied to the retainer from the handle shaft will cause the rolling elements to get caught in the wedge-shaped space between the facing surfaces of the clutch outer ring and clutch inner ring. While sliding on the cylindrical surface and disconnected from the drive system, the steering wheel operating force is transmitted to the pinion shaft via the torque setting elastic member, and the manual steering force does not become excessive.

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、手動操作の状態となる。
Furthermore, when recovering from a curve, when the steering wheel is returned from the wheel side, the driver applies only enough torque to lightly slide the steering wheel with his hand, so the torque is less than the set torque.
The clutch in the drive system does not operate and must be operated manually.

したがって、トルク設定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力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, by appropriately setting the spring force of the torque setting elastic member, it is possible to automatically switch to manual operation when the torque is below the set torque, and power steering when the torque exceeds the set torque, and to prevent abnormalities from occurring in the drive system including the motor etc. Even when the vehicle is moving, the manual steering force does not become excessive, and the steering wheel is returned smoothly without giving the driver a sense of discomfort when recovering from a curve.

〔実施例〕〔Example〕

以下、この発明の実施例を第1図乃至第12図に基づい
て説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 12.

第1図乃至第5図は、この発明に係るクラッチ装置の第
1の実施例を示す。
1 to 5 show a first embodiment of a clutch device according to the present invention.

第1図に示すように、円筒形ハウジング11の端板12
には軸受13が取付けられ、その軸受13で入力軸14
が支持される。人力軸14のハウジング11内に位置す
る端部には、円筒形の保持器15が形成され、その保持
器15の内側に、出カ軸16の端部に設けたクラッチ内
輪17が嵌合されている。
As shown in FIG. 1, the end plate 12 of the cylindrical housing 11
A bearing 13 is attached to the input shaft 14.
is supported. A cylindrical retainer 15 is formed at the end of the human power shaft 14 located inside the housing 11, and a clutch inner ring 17 provided at the end of the output shaft 16 is fitted inside the retainer 15. ing.

出力軸16は、入力軸14と同軸上に配置され、その出
力軸16に軸受18を介して回転可能に嵌合した筒状の
トルク伝達軸1Sは、前記ハウジング11の内径面に取
付けた軸受2oによって回転可能に支持されている。
The output shaft 16 is disposed coaxially with the input shaft 14, and the cylindrical torque transmission shaft 1S rotatably fitted to the output shaft 16 via a bearing 18 is a bearing attached to the inner diameter surface of the housing 11. It is rotatably supported by 2o.

トルク伝達軸19と、前記保持器15の外側に嵌合した
クラッチ外輪21との間には、トルク伝達軸19に伝達
される回転を減速してクラッチ外輪21に伝える遊星ロ
ーラ弐減速機構22が設けられている。
Between the torque transmission shaft 19 and the clutch outer ring 21 fitted on the outside of the retainer 15, there is a planetary roller deceleration mechanism 22 that decelerates the rotation transmitted to the torque transmission shaft 19 and transmits it to the clutch outer ring 21. It is provided.

′iFi星ローラ弐減速機構22は、第1図および第2
図に示すように、トルク伝達軸19のハウジング11内
に位置する端部に第1太陽ローラ23を設け、その第1
太陽ローラ23と、ハウジング11に対して回り止めさ
れた第1内ローラ24との間に筒状の転動体保持器25
を組込み、その保持器25に設けた複数のポケット26
に第1遊星ローラ27を収納し、各第1遊星ローラ27
を第1内ローラ24の内径面および太陽ローラ23の外
径面に圧接させである。
'iFi star roller two deceleration mechanism 22 is shown in FIGS. 1 and 2.
As shown in the figure, a first sun roller 23 is provided at the end of the torque transmission shaft 19 located inside the housing 11;
A cylindrical rolling element retainer 25 is provided between the sun roller 23 and the first inner roller 24 which is prevented from rotating with respect to the housing 11.
and a plurality of pockets 26 provided in the retainer 25.
The first planetary rollers 27 are stored in the respective first planetary rollers 27 .
is brought into pressure contact with the inner diameter surface of the first inner roller 24 and the outer diameter surface of the sun roller 23.

また、上記転動体保持器25に、前記出力軸16に対し
て回転可能な第2大陽ローラ28を設け、この第2太陽
ローラ28とハウジング11に対して回り止めされた第
2内ローラ29との間に前記クラッチ外輪21の端部を
配置し、このクラッチ外輪21の周方向に設けた複数の
ポケット30に第2遊星ローラ31を収納し、この第2
遊星ローラ31を第2太陽ローラ28の外径面および第
2内ローラ29の内径面に圧接させである。
Further, the rolling element holder 25 is provided with a second sun roller 28 that is rotatable with respect to the output shaft 16, and this second sun roller 28 and a second inner roller 29 that is prevented from rotating with respect to the housing 11. The end of the clutch outer ring 21 is arranged between the clutch outer ring 21, the second planetary roller 31 is housed in a plurality of pockets 30 provided in the circumferential direction of the clutch outer ring 21, and
The planetary roller 31 is brought into pressure contact with the outer diameter surface of the second sun roller 28 and the inner diameter surface of the second inner roller 29.

上記のような構成によって、トルク伝達軸19に回転力
を付与すると、第1太陽ローラ23と第1内ローラ24
との間において第1遊星ローラ27が自転し、かつ第1
太陽ローラ23のまわりを公転し、その公転によって転
動体保持器25が回転する。また、保持器25の回転に
よって、第2太陽ローラ28と第2内ローラ29との間
で第2遊星ローラ31が自転し、かつ公転し、その公転
によってクラッチ外輪21が回転する。
With the above configuration, when a rotational force is applied to the torque transmission shaft 19, the first sun roller 23 and the first inner roller 24
The first planetary roller 27 rotates between the
It revolves around the sun roller 23, and the rolling element holder 25 rotates due to the revolution. Further, due to the rotation of the retainer 25, the second planetary roller 31 rotates and revolves between the second sun roller 28 and the second inner roller 29, and the clutch outer ring 21 rotates due to the revolution.

このため、トルク伝達軸19の回転を減速してクラッチ
外輪21に伝達することができる。
Therefore, the rotation of the torque transmission shaft 19 can be decelerated and transmitted to the clutch outer ring 21.

遊星ローラ式減速機は、第1太陽ローラ23、第1内ロ
ーラ24、第1遊星ローラ27の相互間、および第2太
陽ローラ28、第2内ローラ29、第2遊星ローラ31
の相互間に高い法線力を発生させ、その摩擦力により動
力を伝達させる必要があるため、第1遊星ローラ27お
よび第2遊星ローラ31は、太陽ローラと内ローラとの
間に大きなシメシロをもって嵌入する。その嵌入には、
強圧入する方法、あるいは、内ローラを加熱し、その熱
膨張により挿入する所謂熱ばめによる方法を採用するこ
とができる。この場合、第1内ローラ24および第2内
ローラ29は遊星ローラの組込みによって径方向に変形
するため、第1内ローラ24および第2内ローラ29と
ハウジング11との間に、内ローラの変形量に相当する
径方向隙間を形成し、あるいは弾性体を設けておくのが
よい。
The planetary roller type speed reducer is arranged between the first sun roller 23, the first inner roller 24, and the first planetary roller 27, and between the second sun roller 28, the second inner roller 29, and the second planetary roller 31.
Because it is necessary to generate a high normal force between the two rollers and transmit power using the frictional force, the first planetary roller 27 and the second planetary roller 31 are designed with a large interference between the sun roller and the inner roller. insert. In its incorporation,
It is possible to employ a method of forcefully press-fitting or a method of so-called hot fitting in which the inner roller is heated and inserted by thermal expansion. In this case, since the first inner roller 24 and the second inner roller 29 are deformed in the radial direction due to the inclusion of the planetary roller, there is a gap between the first inner roller 24 and the second inner roller 29 and the housing 11 due to the deformation of the inner roller. It is preferable to form a radial gap corresponding to the amount or provide an elastic body.

実施例の場合は、トルク伝達軸19の回転を2段階に減
速してクラッチ外輪21に伝えるようにしたが、減速す
る段数は任意である。
In the case of the embodiment, the rotation of the torque transmission shaft 19 is decelerated in two stages and transmitted to the clutch outer ring 21, but the number of deceleration stages is arbitrary.

前記クラッチ外輪21は、第3図に示すように、その内
周が円筒面32に形成され、一方クラッチ内輪17の外
周には複数の傾斜カム面33が周方向に等間隔に設りら
れている。
As shown in FIG. 3, the clutch outer ring 21 has an inner periphery formed into a cylindrical surface 32, while a plurality of inclined cam surfaces 33 are provided on the outer periphery of the clutch inner ring 17 at equal intervals in the circumferential direction. There is.

円筒面32と各傾斜カム面33とで形成された楔形空間
34内には2個の転動体35.35′が組込まれている
。この対の転動体35.35′は、保持器15に形成し
たポケット36内に組込まれている。また、ポケット3
6内には、2個の転動体35.35′を、ポケット36
の相対する端部に押し付けるスプリング37が組込まれ
ている。
Two rolling bodies 35, 35' are installed in the wedge-shaped space 34 formed by the cylindrical surface 32 and each inclined cam surface 33. This pair of rolling elements 35, 35' is installed in a pocket 36 formed in the retainer 15. Also, pocket 3
6, two rolling elements 35 and 35' are placed in the pocket 36.
A spring 37 is incorporated which presses against the opposite ends of the.

入力軸14の保持器15とクラッチ内輪17は、ピン3
8を介して係合している。すなわち、第3図に示すよう
に、クラッチ内輪17の外周にピン38を突設し、その
ピン38を保持器15に形成した嵌合孔39に挿入しで
ある。嵌合孔39とピン38との間には回転方向すきま
Aが形成されている。
The retainer 15 of the input shaft 14 and the clutch inner ring 17 are connected to the pin 3
8. That is, as shown in FIG. 3, a pin 38 is provided protruding from the outer periphery of the clutch inner ring 17, and the pin 38 is inserted into a fitting hole 39 formed in the retainer 15. A rotational clearance A is formed between the fitting hole 39 and the pin 38.

前記入力軸14と出力軸16の相対する端面には軸方向
の孔40.40′が形成され、その孔40.40′にト
ルク設定弾性部材としてのトーションバー41の両端部
が挿入固定され、そのトーションバー41のばね力によ
って、上記ピン38は嵌合孔39の中立位置に保持され
る。その中立位置において、転動体35.35′は、楔
形空間34の正逆回転方向両端に位置する挟小部のいず
れにも係合していない。
Axial holes 40, 40' are formed in the opposing end surfaces of the input shaft 14 and output shaft 16, and both ends of a torsion bar 41 as a torque setting elastic member are inserted and fixed into the holes 40, 40'. The spring force of the torsion bar 41 holds the pin 38 in the neutral position of the fitting hole 39. In the neutral position, the rolling elements 35, 35' do not engage with any of the narrow portions located at both ends of the wedge-shaped space 34 in the forward and reverse rotation directions.

ここで、トーションバー41のばね力は、入力軸14に
一定トルク以上の回転力が作用したとき、回転方向すき
まAが無くなるまでトーションバー41がねじれ、保持
器15とクラッチ内輪17とがピン38を介して係合す
るように決定されている。
Here, the spring force of the torsion bar 41 is such that when a rotational force of a certain torque or more is applied to the input shaft 14, the torsion bar 41 is twisted until the rotational direction clearance A disappears, and the retainer 15 and the clutch inner ring 17 are connected to the pin 38. It has been decided to engage through.

第1の実施例で示すクラッチ装置は上記の構造からなり
、このクラッチ装置を電動パワーステアリング装置に使
用する場合は、第6図に示すように、入力軸14にハン
ドル50を備えるハンドル軸51を接続し出力軸16に
ラック52と噛み合うピニオン53の軸54を接続する
The clutch device shown in the first embodiment has the above structure, and when this clutch device is used in an electric power steering device, as shown in FIG. The shaft 54 of the pinion 53 that meshes with the rack 52 is connected to the output shaft 16.

−12= また、ハンドル軸51のねしれを検出する検出センサ5
5を設げ、この検出センサ55により制御装置56を通
じて駆動されるモータ57の回転をギヤ伝動機構等のト
ルク伝達機構58を介してトルク伝達軸19に伝えるよ
うにする。
−12= Also, a detection sensor 5 that detects twisting of the handle shaft 51
5 is provided, and the rotation of a motor 57 driven by this detection sensor 55 through a control device 56 is transmitted to the torque transmission shaft 19 via a torque transmission mechanism 58 such as a gear transmission mechanism.

いま、ハンドル50を回転操作し、入力軸14の保持器
15に第4図の左方向への回転力を付与した場合、その
ハンドル操作力がトーションバー41の設定トルク以下
であると、上記トーションバー41のねしれが少なく、
保持器15はクラッチ内輪17に対して余り相対回転し
ないので、転動体35.35′は楔形空間34の挟小部
に噛み込まず、クラッチは作動しない。
Now, when the handle 50 is rotated and a rotational force is applied to the retainer 15 of the input shaft 14 in the left direction in FIG. Bar 41 has less twist,
Since the retainer 15 does not rotate much relative to the clutch inner ring 17, the rolling elements 35, 35' do not get caught in the narrow part of the wedge-shaped space 34, and the clutch does not operate.

したがって、ハンドル操作力が小さいときは、クラッチ
外輪21からクラッチ内輪17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 steering wheel operating force is small, there is no transmission of rotational force from the clutch outer ring 21 to the clutch inner ring 17.
The handle will be operated manually.

ハンドル操作力が大きくなり、トーションバ=41の設
定トルクを越えると、上記トーションバー41がねしれ
、保持器15は回転方向すきま八がなくなるまでクラッ
チ内輪17に対して相対回転し、その保持器15のポケ
ット36に収容された一対の転動体35.35′のうち
、左側の転動体35がスプリング37により楔形空間3
4の左側の挟小部に噛み込み、クラッチが入る(第5図
参照)。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51にトルクが発生し、このトルク
をハンドル軸51に設けたセンサ55が検出し、制御装
置56を通じてモータ57を駆動さぜる。そのモータ5
7の回転は、トルク伝達軸19に伝達され、遊星ローラ
式減速機構22により減速されてクラッチ外輪21に伝
達される。
When the steering wheel operating force increases and exceeds the set torque of the torsion bar 41, the torsion bar 41 twists and the retainer 15 rotates relative to the clutch inner ring 17 until there is no clearance in the rotational direction, and the retainer Of the pair of rolling elements 35 and 35' accommodated in the 15 pockets 36, the left rolling element 35 is pushed into the wedge-shaped space 3 by the spring 37.
4, and engages the clutch (see Figure 5). On the other hand, when the operating force is transmitted to the wheels, torque is generated on the handle shaft 51 due to resistance from the wheels, and this torque is detected by the sensor 55 provided on the handle shaft 51 and drives the motor 57 through the control device 56. . The motor 5
7 is transmitted to the torque transmission shaft 19, decelerated by the planetary roller type reduction mechanism 22, and transmitted to the clutch outer ring 21.

このとき、クラッチはすでに作動しているため、モータ
57の回転は、クラッチ外輪21から転動体35を介し
てクラッチ内輪17に伝達され、出力軸16、ピニオン
軸54、ピニオン53およびラック52を介して車輪に
伝達される。
At this time, since the clutch is already in operation, the rotation of the motor 57 is transmitted from the clutch outer ring 21 to the clutch inner ring 17 via the rolling elements 35, and then via the output shaft 16, pinion shaft 54, pinion 53, and rack 52. is transmitted to the wheels.

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り車輪を操舵することができる。
In this way, when the steering force exceeds the set torque, the system switches to power steering, and the wheels can be steered with a very small steering force.

万一、制御装置56、モータ57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50を
操作するとハンドル軸51に連結された保持器15が回
転される。保持器15がクラッチ内輪17に対して左方
向に相対回転されて、転動体35が楔形空間34の挟小
部に押圧される状態(第5図参照)となるが、保持器1
5からの回転力によっては、クラッチは作動せず、転動
体はクラッチ外輪21の円筒面32上を滑動する。
In the unlikely event that an abnormality occurs in the drive system including the control device 56 and the motor 57 and these do not operate, when the handle 50 is operated, the retainer 15 connected to the handle shaft 51 is rotated. The cage 15 is rotated relative to the clutch inner ring 17 in the left direction, and the rolling elements 35 are pressed against the narrow part of the wedge-shaped space 34 (see FIG. 5).
5, the clutch does not operate and the rolling elements slide on the cylindrical surface 32 of the clutch outer ring 21.

したがって、保持器15からピン38、クラッチ内輪1
7、ピニオン軸54、ピニオン53、ラック52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 retainer 15 to the pin 38, the clutch inner ring 1
7. Manual operating force is transmitted to the wheels via the pinion shaft 54, pinion 53, and rack 52, and is disconnected from the drive system, so manual steering force does not become excessive.

更に、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。
Furthermore, the operation when the handle is returned from the wheel side when the drive system does not operate will be explained.

カーブからの立ち直り時、車輪からラック52、ピニオ
ン53、ピニオン軸54、クラッチ内輪17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、
トーションバー41の設定トルク以下である。この場合
、保持器15はクラッチ内輪17に対して余り相対回転
しないので保持器15のポケット36内に収容された転
動体35.35′は、楔形空間34の挟小部に押圧され
ることがない。このため、クラッチは作動せず、クラッ
チ内輪17からクラッチ外輪21 (回転不能)とは遮
断された状態で保持器15およびこれに連結されたハン
ドル50が戻される。
When recovering from a curve, force is transmitted from the wheels to the rack 52, pinion 53, pinion shaft 54, and clutch inner ring 17. In response to this steering wheel return force, the driver applies only enough torque to lightly slide the steering wheel with his hand.
The torque is less than the set torque of the torsion bar 41. In this case, since the retainer 15 does not rotate much relative to the clutch inner ring 17, the rolling elements 35 and 35' accommodated in the pockets 36 of the retainer 15 are not pressed against the narrow part of the wedge-shaped space 34. do not have. Therefore, the clutch does not operate, and the retainer 15 and the handle 50 connected thereto are returned in a state where the clutch inner race 17 is disconnected from the clutch outer race 21 (unrotatable).

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 recovering from a curve, the steering wheel can be returned smoothly without causing any discomfort to the driver.

第7図および第8図は、この発明の第2の実施例を示し
ている。このクラッチ装置は、クラッチ内輪17に突設
したピン38と入力軸の保持器15に形成した嵌合孔3
9との間に一対のI・ルク設定ばね41′、41′を介
して回転方向すきまAの中立位置にピン38を保持して
いる。
7 and 8 show a second embodiment of the invention. This clutch device consists of a pin 38 protruding from the clutch inner ring 17 and a fitting hole 3 formed in the retainer 15 of the input shaft.
The pin 38 is held at a neutral position with a rotational clearance A between the pin 38 and the pin 38 via a pair of I/luke setting springs 41', 41'.

ここで、トルク設定ばね41′のばね力は、第6回に示
すハンドル軸51に一定以上の操作力が掛ったとき、回
転方向すきまAが無くなるまでトルク設定ばね41′が
収縮し、保持器15とクラッチ内輪17とがピン38を
介して係合するように決定されている。
Here, the spring force of the torque setting spring 41' is such that when an operating force above a certain level is applied to the handle shaft 51 as shown in the sixth article, the torque setting spring 41' contracts until the rotational direction clearance A disappears, and the retainer 15 and the clutch inner ring 17 are determined to engage with each other via a pin 38.

また、クラッチ内輪17の端面には突軸42が設けられ
、その突軸42は、人力軸14の端面に形成した孔43
に挿入され、軸受44で回転可能に支持されている。そ
の他の構成および作用は第1の実施例と同じであるため
、説明を省略する。
Further, a protruding shaft 42 is provided on the end face of the clutch inner ring 17, and the protruding shaft 42 is connected to a hole 42 formed in the end face of the human power shaft 14.
, and is rotatably supported by a bearing 44. The other configurations and operations are the same as those in the first embodiment, so their explanations will be omitted.

第9図は、この発明の第3の実施例であり、第1の実施
例に用いたトーションバー41に代えて板ばね41″を
用いるようにしている。
FIG. 9 shows a third embodiment of the present invention, in which a leaf spring 41'' is used in place of the torsion bar 41 used in the first embodiment.

第1O図乃至第12図は、この発明に係るクラッチ装置
の第4の実施例を示す。このクラッチ装置においては、
保持器15、クラッチ内輪17およびクラッチ外輪21
がハウジング11の外側に配置され、そのクラッチ内輪
17に設けた筒状部16′がハウジング11の内側に挿
入されて軸受45により回動可能に支持されている。
10 to 12 show a fourth embodiment of the clutch device according to the present invention. In this clutch device,
Retainer 15, clutch inner ring 17, and clutch outer ring 21
is disposed outside the housing 11, and a cylindrical portion 16' provided on the clutch inner ring 17 is inserted inside the housing 11 and rotatably supported by a bearing 45.

また、保持器15の入力軸14とクラッチ外輪21およ
びクラッチ内輪17とクラッチ外輪21は軸受46.4
7を介して相対的に回動可能に支持されている。
In addition, the input shaft 14 of the retainer 15, the clutch outer ring 21, the clutch inner ring 17, and the clutch outer ring 21 are connected to bearings 46.4.
7, and is relatively rotatably supported.

さらに、クラッチ内輪17の外径面に円筒面32′が設
けられ、クラッチ外輪21の内径面には傾斜カム面33
′が形成されて、傾斜カム面と円筒面が第1の実施例と
逆の配置になっている。
Further, a cylindrical surface 32' is provided on the outer diameter surface of the clutch inner ring 17, and an inclined cam surface 33 is provided on the inner diameter surface of the clutch outer ring 21.
' is formed, and the inclined cam surface and cylindrical surface are arranged in the opposite direction to those in the first embodiment.

また、クラッチ外輪21の内径面にビン38′が設けら
れ、そのビン38′の先端部は、保持器15に形成した
嵌合孔39に回転方向すきまAをもって挿入されている
。保持器15の入力軸14とクラッチ外輪21とは、ト
ルク設定弾性部材としてロント41“′で互に連結され
、そのロッド41″によってビン38′は嵌合孔39の
中立位置に保持されている。
Further, a pin 38' is provided on the inner diameter surface of the clutch outer ring 21, and the tip of the pin 38' is inserted into a fitting hole 39 formed in the retainer 15 with a rotational clearance A. The input shaft 14 of the retainer 15 and the clutch outer ring 21 are connected to each other by a rod 41'' as a torque setting elastic member, and the pin 38' is held at a neutral position in the fitting hole 39 by the rod 41''. .

モータによって回転されるトルク伝達軸19′は軸材か
ら形成され、そのトルク伝達軸19′に付与される回転
は、遊星ローラ弐減速機構22′を介してクラッチ内輪
17に伝達される。
The torque transmission shaft 19' rotated by the motor is formed of a shaft material, and the rotation applied to the torque transmission shaft 19' is transmitted to the clutch inner ring 17 via the planetary roller second reduction mechanism 22'.

このクラッチ装置を電動パワーステアリング装置に組込
む場合は、保持器15の入力軸14をノ\ントル軸に連
結し、トルク伝達軸19′をモータに接続し、さらに、
クラッチ外輪21の外周に設けた歯48をランク部材に
直接噛合させるか、又は上記歯48でピニオン軸を回転
さゼるようにする。
When this clutch device is incorporated into an electric power steering device, the input shaft 14 of the retainer 15 is connected to the knob/torque shaft, the torque transmission shaft 19' is connected to the motor, and further,
The teeth 48 provided on the outer periphery of the clutch outer ring 21 are directly engaged with the rank member, or the teeth 48 are used to rotate the pinion shaft.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

この発明は、以上のような構成にしたので、下記に示す
効果を得ることができる。
Since the present invention has the above configuration, the following effects can be obtained.

(イ)設定トルク以下では保持器からクラ・7チ内輪と
クラッチ外輪のうち、傾斜カム面を有する例の部材に回
転ノjを伝達し、設定1−ルク以上になったときは保持
器と1〜ルク伝達軸の2つの入力を、外部から制御する
ことなく機械的に切り換えで、傾斜カム面を有する部4
オに伝達するクラッチ装置を可能にする。
(a) When the torque is less than the set torque, the rotational torque is transmitted from the retainer to the clutch inner ring and clutch outer ring, which are members with inclined cam surfaces, and when the torque exceeds the set torque of 1 - 1 to 2 inputs of the torque transmission shaft can be mechanically switched without external control, and the part 4 has an inclined cam surface.
This enables the clutch device to transmit data to the vehicle.

(ロ)保持器が、傾斜カム面を有する部材と機械的な係
合構造で連結されているので伝達の信頼性が高い。
(b) Since the retainer is connected to the member having the inclined cam surface by a mechanical engagement structure, the reliability of transmission is high.

(ハ)木クラッチ装置を電動パワーステアリングに使用
した場合には、トルク設定弾性部材の設定ばね力による
簡単な構成で、ノ\ンドル操作力が設定トルク以下のと
きは手動操作となり、また、設定トルクを超えたときは
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
(c) When the wood clutch device is used in electric power steering, it has a simple configuration using the setting spring force of the torque setting elastic member, and when the nozzle operating force is less than the set torque, manual operation is performed, and the setting When torque is exceeded, it can automatically switch to power steering.

(ニ)遊星ローラ式減速機構を内蔵しであるため、モー
タ駆動系の減速機を省略することができ、しかも、上記
減速機構は、遊星ローラを負のはめあいすきをもって組
込むため、ギヤ減速装置のギヤのようなハックラッシュ
がなく、回転が静かであり、騒音の発生がない。
(d) Since it has a built-in planetary roller type reduction mechanism, a reduction gear in the motor drive system can be omitted.Moreover, since the reduction mechanism incorporates the planetary rollers with a negative fit clearance, it is possible to omit the reduction gear in the motor drive system. There is no hacklash like with gears, the rotation is quiet, and there is no noise.

(ホ)ギヤ減速装置では、限度を超えた荷重が作用した
場合あるいは衝撃力が作用した場合に破損に継がる恐れ
があるが、M星ローラ式減速装置の場合は、過大なトル
クの場合に滑りが生じるため安全である。
(E) Gear reduction gears may be damaged if a load exceeding the limit is applied or an impact force is applied, but in the case of an M-star roller type reduction gear, there is a risk of damage if excessive torque is applied. It is safe because slipping occurs.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、この発明の第1の実施例に係るクラッチ装置
の縦断面図、第2図は第1図のTl−11線に沿った断
面図、第3図は第1図のm−m線もこ沿った断面図、第
4図は第3図の部′分拡犬横断面図、−第5図は作動説
明のための部分拡大横断面図、第6図は同上のクラッチ
装置を電動パワーステアリング装置に使用した状態の概
略図、第7図は第2の実施例を示す縦断面図、第8図は
第7図の部分拡大横断面図、第9図は第3の実施例を示
す一部分の断面図、第10図は第4の実施例を示す縦断
面図、第11図は第10図のX[−XI wAに沿った
断面図、第12図は第10図の刈−■線に沿った断面図
、第13図は従来の電動パワーステアリング装置を示す
図である。 15・・・・・・保持器、    17・・・・・・ク
ラ・ンチ内輪、19・・・何・ルク伝達軸、21・・・
・・・クラ・ノチ外輪、22・・・・・・遊星ローラ式
減速機構、32.32′・・・・円筒面、 33.33′・・・・・・傾斜カム面、34・・・・・
・楔形空間、  35.35′・・・・・・転動体、3
6・・・・・・ポケット、   38・・・・・・ビン
、39・・・・・嵌合孔、    41・・・・・・ト
ーションノ\−141′ ・・・・・トルク設定ばね、 41″・・・・・・板ばね、  41″′・・・・・・
ロッド、A・・・・・回転方向すきま。 特許出願人   エヌ・チー・エヌ 東洋ヘアリング株式会社 同 代理人   鎌  1) 文  ニー23=
1 is a longitudinal sectional view of a clutch device according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view taken along line Tl-11 in FIG. 1, and FIG. 4 is a partially enlarged cross-sectional view of FIG. 3, FIG. 5 is a partially enlarged cross-sectional view for explaining the operation, and FIG. A schematic diagram of the state in which it is used in an electric power steering device, FIG. 7 is a longitudinal cross-sectional view showing the second embodiment, FIG. 8 is a partially enlarged cross-sectional view of FIG. 7, and FIG. 9 is a third embodiment. 10 is a vertical sectional view showing the fourth embodiment, FIG. 11 is a sectional view taken along the line X[-XI wA in FIG. FIG. 13, a sectional view taken along the line -■, is a diagram showing a conventional electric power steering device. 15... Cage, 17... Clamp punch inner ring, 19... Lux transmission shaft, 21...
...Kura Nochi outer ring, 22... Planetary roller type reduction mechanism, 32.32'... Cylindrical surface, 33.33'... Inclined cam surface, 34...・・・
・Wedge-shaped space, 35.35'...Rolling element, 3
6...Pocket, 38...Bin, 39...Fitting hole, 41...Torsion no.\-141'...Torque setting spring, 41″・・・・・・Plate spring, 41″′・・・・・・
Rod, A...Rotational clearance. Patent applicant: NCH NTOYO HAIRING CO., LTD. Agent: Kama 1) Written by Nie 23=

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims]  筒形保持器の内側に配置したクラッチ内輪の外径面と
保持器の外側に配置したクラッチ外輪の内径面における
一方に傾斜カム面を形成し、他方に円筒面を設けてその
円筒面と傾斜カム面間に周方向の両端部に向けて漸次狭
くなる楔形空間を形成し、上記保持器には、上記楔形空
間と対応する位置にポケットを設け、このポケット内に
2個の転動体と、その転動体を互に逆方向に押圧してポ
ケットの周方向に対向する端部に押し付けるスプリング
とを組込み、前記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部材とクラッチ内輪に対して同軸上
に配置したトルク伝達軸との間には、トルク伝達軸とそ
の外側に配置した回り止めされた内ローラ間に遊星ロー
ラが組込まれてトルク伝達軸に付与される回転により自
転しながらトルク伝達軸のまわりを公転する遊星ローラ
の公転運動を傾斜カム面を有する部材に伝達する遊星ロ
ーラ式減速機構を設け、上記保持器と前記傾斜カム面を
有する部材とを回転方向すきまをもって係合し、この互
に係合する両部材間に、その両部材を回転方向すきまの
中立位置に保持するトルク設定弾性部材を設け、前記中
立位置において、保持器のポケット内に収容された対の
転動体が、前記楔形空間の正逆回転方向の一対の挟小部
のいずれにも係合していないことを特徴とする減速機付
きクラッチ装置。
An inclined cam surface is formed on one of the outer diameter surface of the clutch inner ring placed inside the cylindrical retainer and the inner diameter surface of the clutch outer ring placed outside the retainer, and a cylindrical surface is provided on the other side. A wedge-shaped space is formed between the cam surfaces that gradually narrows toward both ends in the circumferential direction, a pocket is provided in the retainer at a position corresponding to the wedge-shaped space, and two rolling elements are placed in the pocket, A spring that presses the rolling elements in opposite directions to opposite ends of the pocket in the circumferential direction is incorporated, and among the clutch outer ring and the clutch inner ring,
Between the member having the inclined cam surface and the torque transmission shaft arranged coaxially with respect to the clutch inner ring, a planetary roller is installed between the torque transmission shaft and an inner roller arranged outside the torque transmission shaft and prevented from rotating. A planetary roller speed reduction mechanism is provided that transmits the orbital motion of a planetary roller that revolves around the torque transmission shaft while rotating due to the rotation applied to the transmission shaft to a member having an inclined cam surface, the retainer and the inclined cam surface A torque setting elastic member is provided between the mutually engaged members to hold both members at a neutral position with respect to the rotational clearance, and a torque setting elastic member is provided between the mutually engaged members with a rotational clearance. A clutch device with a speed reducer, characterized in that a pair of rolling elements housed in a pocket of a device do not engage with either of the pair of narrow portions in the forward and reverse rotation directions of the wedge-shaped space.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010221758A (en) * 2009-03-19 2010-10-07 Nissan Motor Co Ltd Clutch of steering device for vehicle
JP2010221757A (en) * 2009-03-19 2010-10-07 Nissan Motor Co Ltd Clutch of steering device for vehicle

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010221758A (en) * 2009-03-19 2010-10-07 Nissan Motor Co Ltd Clutch of steering device for vehicle
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