JPH02138523A - クラッチ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 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クラッチ装置に関するものである
。

〔従来の技術〕

一般に、自動車の電動パワーステアリング装置において
は、ハンドル軸に接続した入力軸と車輪を操舵する出力
軸とをトーションバーで接続し、そのトーションバーの
捩れをセンサで検出し、上記トーションバーが設定角変
換れたことをセンサが検出したとき、制御装置を通じて
モータを駆動し、そのモータの回転を前記出力軸に伝え
るようにしである。

また、そのモータの回転を出力軸に伝えるトルク伝達機
構を含む駆動系に異常が発生して、手動によるハンドル
操作力が過大になり、実質的に操舵不能に陥る問題の解
決のため、モータの回転を出力軸に伝えるトルク伝達系
にクラッチを組込み、上記駆動系に異常が発生したとき
クラッチを切って駆動系を切り離すようにしている。

上記クラッチとして、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
の位置合わせ負荷時のかみ合い解除に大きな力を必要と
するなどの問題がある。

上記の問題点を解決するため、本件出願人は、２つの入
力を外部から操作することなく機械的に切換えて車輪を
操舵する出力軸に伝えることができるようにした小型の
クラッチ装置を既に提案している（特願昭６２−２５５
２１号明細書）。

第７図および第８図は、上記クラッチ装置を示す。この
クラッチ装置においては、外輪１の内周面に円筒形のカ
ム面２を設け、その外輪１の内側両端部に組込んだ２個
の軸受３．４のうち、一方の軸受３で入力軸５を支持し
、他方の軸受４で出力軸６を支持し、入力軸５には出力
軸６の端部外側に嵌まる保持器７を設け、出力軸６には
保持器７の内側に入り込む端部外周に傾斜カム面８を形
成しである。

また、保持器７には、傾斜カム面８と対向する位置にポ
ケット９を形成し、そのポケットＳ内にローラから成る
一対のカム部材１０．１０′と、そのカム部材１０．１
０′をポケット９の周方向で対向する端面に押し付けて
内外のカム面２．８に対して係合しない位置に保持する
スプリング１１とを組込んである。

さらに、出力軸６の端部外周にピン１２を突設し、保持
器７には上記ピン１２の嵌まる嵌合孔１３を形成して出
力軸６と保持器７とを回転方向すきまＡをもって係合し
、その回転方向すきまへの中立位置に保持するトーショ
ンバー１４を人力軸５と出力軸６との間に設けである。

上記の構成から成る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、入力軸５をハンドル軸に連結
し、出力軸６を車輪を操舵する軸に連結する。そして、
トーションバー１４の捩れを検出するセンサを設け、ト
ーションバー１４が所定量捩れたことをセンサが検出し
たとき、制御装置を通じてモータを回転させ、そのモー
タの回転を外輪１に伝えるようにする。

上記のような組込みにおいて、ハンドル操作力がトーシ
ョンバー１４の設定トルクを超えると、保持器７が出力
軸６に対して回転し、一対のカム部材１０．１０′のう
ち、保持器７の回転方向前側のカム部材が内外のカム面
２．８に係合してクラッチが作動する。

一方、トーションバー１４の捩れを検出するセンサが作
動してモータが駆動され、このとき、すでにクラッチが
作動しているため、モータの回転は、外輪１およびカム
部材を介して出力軸６に伝達される。

このように、ハンドル操作力が設定トルクを超えると、
パワーステアリングに切り換えられるため、非常に小さ
なハンドル操作力によって車輪を操舵することができる
。

万一、このとき、モータを含む外輪１の駆動系に異常が
発生して作動しない場合には、ハンドルを操作すると、
保持器７が出力軸６に対して回転して一対のカム部材１
０．１０′のうち、保持器７の回転方向前側のカム部材
が周方向に押されて内外のカム面２．８に係合しようと
するが、保持器７からの回転によってはクラッチは作動
せず、カム部材は外輪１のカム面２上を滑走する。

したがって、保持器７からピン１２を介して出力軸６に
回転が伝達され、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。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、クラッチ装置を電動パワーステアリング装置
として使用する場合には、トーションバー１４に５〜１
０″程度の捩りを与え、その設定された角度内において
クラッチを成立させる必要があり、トーションバー１４
の捩り角度が小さいと、その小さな角度内で外輪駆動用
のモータの出力制御を最小から最大まで行なう必要があ
り、きわめて分解能の高いセンサが要求される。

上記クラッチ装置においては、入力軸５と保持器７とが
一体構造であるため、出力軸６に対して保持器７が回転
され、カム部材１０．１０′が内外のカム面２．８に係
合し、その保合状態からトーションバ−１４に設定され
た捩りを与えるための保持器７の回転をスプリング１１
の収縮によって吸収する必要がある。

しかし、上記クラッチ装置では、一対のカム部材１０．
１０′間にスプリング１１を組込む構成上の問題、およ
び出力軸６の傾斜カム面８に対応してポケット９の周方
向長さを決定する寸法上の問題からスプリング１１によ
って保持器７の回転を吸収することが困難になる場合が
生じる。

そこで、この発明は、上記のようなりラッチ装置をさら
に改良し、トーションバーにきわめて大きな捩り角を与
えることができるようにすることを技術的課題としてい
る。

〔課題を解決するための手段〕

上記の課題を解決するために、この発明においては、入
力軸に対して保持器を回転自在に設け、その入力軸と保
持器との間に組込んだスプリングによって入力軸の回転
を保持器に伝えるようにしたのである。

〔作用〕

上記のように構成すれば、保持器のポケット内に組込ま
れたカム部材とカム面の保合およびカム部材をカム面に
対して係合しない方向にカム部材を周方向に押すスプリ
ングの収縮によって保持器が回り止めされ、それより入
力軸がさらに回転されると、保持器との間に組込んだス
プリングが収縮され、入力軸のみをさらに回転させるこ
とができる。このため、入力軸と出力軸とを連結するト
ーションバーに大きな捩りを与えることができる。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を第１図乃至第６図に基づいて
説明する。

第１図乃至第３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。この実施例において、先に述べた第
７図および第８図と同一の部品には同一の符号を付して
説明を省略する。

第１の実施例においては、第８図に示すビン１２と嵌合
孔１３に代えて、入力軸５の端面に角孔１５を設け、そ
の角孔１５に嵌まる角軸１６を出力軸６の端面に形成し
て、入力軸５と出力軸６とを回転方向すきまＡをもって
係合している。この回転方向すきまＡは、入力軸５と出
力軸６を連結するトーションバ−１４が設定量捩られる
と無くなり、角孔１５と角軸１６とが係合する。

保持器７′は、入力軸５に対して回転自在に支持され、
その保持器７′と入力軸５の嵌合部間にコイルスプリン
グ１７が組込まれている。そのコイルスプリング１７の
一端は、入力軸５に連結され、他端は保持器７′に連結
されている。保持器７′は、外輪１のカム面２に案内さ
れる。

上記のように、コイルスプリング１７を用いて入力軸５
と保持器７′を連結することにより、入力軸５の回転を
コイルスプリング１７を介して保持器７′に伝えること
ができると共に、保持器７′に対する入力軸５の回転を
コイルスプリング１７の変形によって吸収することがで
きる。

このため、出力軸６に対して入力軸５を回転すると、そ
の入力軸５と共に保持器７′が回転し、ポケットＳ内に
組込まれた一対のカム部材１０．１０′のうち、保持器
回転方向の前側のカム部材を外輪１及び出力軸６のカム
面２．８にカム係合させることができる。また、保合状
態から入力軸５をさらに回転すると、カム部材１０．１
０′間に組込んだスプリング１１が収縮し、そのスプリ
ング１１の収縮によって保持器７′が回り止めされても
入力軸５をさらに回転させることができる。

このため、トーションバ−１４に大きな捩りを与えるこ
とができる。また、ポケットＳ内に組込まれたカム部材
１０．１０’の動き代は少なくてよ（、しかも、カム部
材１０．１０′間に組込むスプリング１１も収縮量の小
さなスプリングを用いることができる。

第４図乃至第６図は、この発明に係るクラッチ装置の第
２の実施例を示す、この実施例においては、出力軸６の
外周に設けたカム面８を円筒状ののカム面としている。

そして、ローラから成るカム部材１０，１０’に代えて
スプラグから成るカム部材１０“を用いている。カム部
材’１０”の外径側および内径側に形成された円弧面１
８．１９の半径は、外輪１と出力軸６のカム面２．８間
の寸法の％より大きくなり、両目弧面１８．１９の中心
を結ぶ方向の長さは、カム面２．８間の寸法より少し小
さくなっている。

このため、カム部材１０″がカム面２．８の周方向に倒
れると、カム部材１０″の円弧面１８．１９が対向する
カム面２．８に係合する。

外輪１と出力軸６との間には、径の異なる２つの保持器
２０．２１が組込まれ、大径側の保持器２０には、上記
カム部材１０“の外径側端部が嵌まるポケット２２が設
けられている。

一方、小径側の保持器２１には、カム部材１０″の内径
側端部が嵌合するポケット２３が形成されている。また
、各ポケット２２には、カム部材１０″をカム面２．８
に対してカム係合しない状態に保持するスプリング２４
が組込まれている。

２つの保持器２０．２１のうち、小径側の保持器２１は
、出力軸６に固定され、大径側の保持器２０は、入力軸
５の端部に回転自在に嵌合されている。この大径側保持
器２０の内径面には複数の突出部２５が等間隔に形成さ
れ、一方、入力軸５の外周面には上記突出部２５間に嵌
まる突出部２６設けられ、周方向で対向する突出部２５
．２６間にスプリング２７が組込まれている。

他の構成は、第１の実施例と同一であるため、同一部品
には、同一の符号を付して説明を省略する。

上記のように、大径側の保持器２０と人力軸５との間に
スプリング２７を組込んだことにより、第１の実施例と
同様に、カム部材１０″がカム面２．８に係合して保持
器２０が回り止めされた場合でも、その保持器２０に対
して入力軸５を回転させることができるため、トーショ
ンバー１４に大きな捩りを与えることができる。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明においては、入力軸の回転をス
プリングを介して保持器に伝えるようにしたので、トー
ションバーに大きな捩りを与えることが可能となり、ト
ーションバーの捩れ検出用のセンサとして分解能の低い
コストの安いセンサを用いることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明に係るクラッチ装置の第１の実施例
を示す縦断正面図、第２図は第１図の■−■線に沿った
断面図、第３図は同上のカム部材の収納部を示す断面図
、第４図は同上クラッチ装置の第２の実施例を示す縦断
正面図、第５図は第４図のＶ−Ｖ線に沿った断面図、第
６図は第４図の■−■線に沿った断面図、第７図は従来
のクラッチ装置を示す縦断正面図、第８図は第７図の■
−■線に沿った断面図である。 １・・・・・・外輪、　　　　　２・・・・・・カム面
、５・・・・・・入力軸、　　　　６・・・・・・出力
軸、７、？’　、２０．２１・・・・・・保持器、８・
・・・・・カム面、　　　　　Ｓ、２２・・・・・・ポ
ケット、１０．１０′、１０″・・・・・・カム部材、
ＩＬ２４・・・・・・スプリング、 １４・・・・・・トーションバー １５・・・・・・角孔、　　　　　１６・・・・・・角
軸、１７．２７・・・・・・スプリング。 箒７０ 第８図 第１図 ′、＄４図 第５図 百５６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）外輪の内径面にカム面を設け、外輪と同軸上に設
   けた入力軸の端部には外輪の内側に嵌まる保持器を設け
   、入力軸と同軸上に設けた出力軸には、上記保持器の内
   側に嵌まる端部外周にカム面を設け、上記保持器にはポ
   ケットを形成し、このポケット内にカム部材と、そのカ
   ム部材を内外の上記カム面に対して係合しない位置に保
   持するスプリングとを組込み、前記入力軸と出力軸を回
   転方向すきまをもって係合し、その回転方向すきまの中
   立位置に保持するトーションバーを入力軸と出力軸との
   間に設けたクラッチ装置において、前記保持器を入力軸
   に対して回転自在に設け、その保持器と入力軸との間に
   、入力軸の回転を保持器に伝えるスプリングを組込んだ
   ことを特徴とするクラッチ装置。