JPH0323418Y2 - - Google Patents

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JPH0323418Y2
JPH0323418Y2 JP8407883U JP8407883U JPH0323418Y2 JP H0323418 Y2 JPH0323418 Y2 JP H0323418Y2 JP 8407883 U JP8407883 U JP 8407883U JP 8407883 U JP8407883 U JP 8407883U JP H0323418 Y2 JPH0323418 Y2 JP H0323418Y2
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gear
shafts
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cam
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Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、操舵力を電動モータにて助勢する形
式の電動式動力舵取装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] The present invention relates to an electric power steering device of a type in which steering force is assisted by an electric motor.

現在実用化されている動力舵取装置は、一般に
油圧を利用した油圧式動力舵取装置であつて、油
圧式動力舵取装置はエンジンの駆動中常に駆動さ
れる油圧ポンプ、精密に加工された油圧制御弁、
各種油圧配管等を備えている。このため、油圧式
動力舵取装置においては、その構造が極めて複雑
になるとともに高い機械精度が要求され、またエ
ンジンの駆動中油圧ポンプを常に駆動させること
による動力の損失、各シール部の摩耗損傷等が大
きく、さらにまた各シール部から油洩れを生じる
おそれがある。
The power steering devices currently in practical use are generally hydraulic power steering devices that use oil pressure.A hydraulic power steering device is a hydraulic power steering device that uses a precisely machined hydraulic pump that is constantly driven while the engine is running. hydraulic control valve,
Equipped with various hydraulic piping, etc. For this reason, the structure of the hydraulic power steering system has become extremely complex, requiring high mechanical precision, and the loss of power caused by constantly driving the hydraulic pump while the engine is running, as well as wear and tear on each seal. In addition, there is a risk of oil leakage from each seal portion.

近年、油圧式動力舵取装置のこれらの不具合を
解消するため油圧ポンプ、油圧制御弁、各種油圧
配管等を全く必要としない電動式動力舵取装置の
実用化が進められ、種々の形式の電動式動力舵取
装置が提案されている。この一形式として、トー
シヨンバーを介して同軸的に連結されハウジング
にて回転可能に軸支した第1軸および第2軸と、
これら第1軸または第2軸に回転可能に組付けら
れ電動モータにて駆動するギヤと、このギヤと前
記第1軸または第2軸との間に介装されこれら両
軸間の相対回転変位が所定の値に達したとき前記
ギヤと前記第1軸または第2軸とを結合させるク
ラツチ機構を具備して、前記両軸間の相対回転変
位が所定の値に達したとき前記電動モータが起動
してその駆動力にて操舵力を助勢するようにした
電動式動力舵取装置が特開昭49−126030号公報に
て提案されている。
In recent years, in order to solve these problems with hydraulic power steering devices, the practical use of electric power steering devices that do not require hydraulic pumps, hydraulic control valves, various hydraulic piping, etc. has been promoted, and various types of electric power steering devices have been developed. A type power steering device has been proposed. One type of this includes a first shaft and a second shaft coaxially connected via a torsion bar and rotatably supported in a housing;
A gear that is rotatably assembled to the first shaft or the second shaft and driven by an electric motor, and a gear that is interposed between the gear and the first shaft or the second shaft and that is capable of relative rotational displacement between these two shafts. a clutch mechanism that connects the gear and the first shaft or the second shaft when the rotational displacement reaches a predetermined value; An electric power steering device that is activated and uses its driving force to assist the steering force has been proposed in Japanese Patent Laid-Open No. 126030/1983.

かかる電動式動力舵取装置は、ギヤと第1軸ま
たは第2軸(駆動軸または被駆動軸)とを両軸間
の相対回転変位が所定値に達するとクラツチ機構
により自動的に接続させ、換言すればギヤと駆動
軸または被駆動軸との接続をトーシヨンバーの捩
りモーメントが所定値を下回るとクラツチ機構に
より自動的に解除させる構成になつているため、
電動モータと前記両軸とが直結しているものとは
異なり、電動モータおよびギヤの慣性がステアリ
ングハンドルのハンドル戻りに悪影響を及ぼすこ
とがないという利点を備えている。
Such an electric power steering device automatically connects the gear and the first shaft or the second shaft (driving shaft or driven shaft) by a clutch mechanism when the relative rotational displacement between the two shafts reaches a predetermined value, In other words, the clutch mechanism automatically releases the connection between the gear and the drive shaft or driven shaft when the torsional moment of the torsion bar falls below a predetermined value.
Unlike the case where the electric motor and both shafts are directly connected, this type has the advantage that the inertia of the electric motor and gears does not adversely affect the return of the steering wheel.

しかして、かかる電動式動力舵取装置において
は、クラツチ機構が駆動軸に固定したカツプ状の
連行体と、被駆動軸に固定したケーシングに一体
的に設けられ連行体の側壁に設けた切欠内に挿入
されるカムと、連行体およびカムの外周とこれを
包囲して組付けられたギヤの穿孔部間に介装され
てトーシヨンバーの捩り作用にて拡開、収縮して
ギヤと被駆動軸を係脱する巻掛ばねとによつて構
成されている。このため、かかる電動式動力舵取
装置においては、巻掛ばねが拡開してから電動モ
ータの回転が被駆動部材に伝達されて操舵力が助
勢されるもので、操舵力の助勢の応答性がよくな
い。また、かかる電動式動力舵取装置において
は、巻掛ばねが穿孔部内壁に常に接触しているた
め、操舵軸に対する非助勢時の操舵操作が重く、
また摩耗が生じやすくて耐久性もよくない。
In such an electric power steering device, the clutch mechanism has a cup-shaped driving body fixed to the drive shaft, and a notch formed in the side wall of the driving body, which is integrally provided with a casing fixed to the driven shaft. The cam is inserted between the driving body, the outer periphery of the cam, and the perforated part of the gear assembled surrounding it, and expands and contracts by the torsional action of the torsion bar, and the gear and driven shaft It is composed of a winding spring that engages and disengages the. For this reason, in such an electric power steering device, the rotation of the electric motor is transmitted to the driven member after the winding spring is expanded, and the steering force is assisted. is not good. In addition, in such an electric power steering device, since the wrapping spring is always in contact with the inner wall of the perforation, the steering operation on the steering shaft when not assisted is heavy.
Furthermore, it is prone to wear and has poor durability.

これに対処すべく、本考案者はクラツチ機構
を、前記第1軸または第2軸の外周に周方向に設
けたカム面と、このカム面と前記ギヤとの間に介
装され前記カム面に対して周方向へ所定量相対移
動したときギヤと前記第1軸または第2軸を結合
させるカムフオロアと、このカムフオロアを保持
するとともに前記第2軸または第1軸に連結され
これら両軸間に相対回転変位が生じたとき前記カ
ムフオロアを周方向へ相対移動させる保持部材と
により構成してなる電動式動力舵取装置を案出し
た。かかる動力舵取装置においては、両軸間に所
定の相対回転変位が生じるとカムフオロアの保持
部材がカムフオロアを周方向へ所定量相対移動さ
せて、両軸のいずれか一方とギヤとを直ちに結合
させる。このため、操舵力が応答性よく助勢され
る。また、ギヤと軸との非結合時すなわち操舵力
の非助勢時にはカム面、カムフオロアおよびギヤ
間の摩擦が小さいため、非助勢時における操舵操
作は重くはなく、かつ摩耗による耐久性の低下も
少ない。
In order to deal with this, the present inventor proposed a clutch mechanism that includes a cam surface provided in the circumferential direction on the outer periphery of the first shaft or the second shaft, and a cam surface that is interposed between the cam surface and the gear. a cam follower that connects the gear to the first shaft or the second shaft when the gear is moved relative to the first shaft by a predetermined amount in the circumferential direction; An electric power steering device has been devised that includes a holding member that relatively moves the cam follower in the circumferential direction when a relative rotational displacement occurs. In such a power steering device, when a predetermined relative rotational displacement occurs between the two shafts, the holding member of the cam follower relatively moves the cam follower by a predetermined amount in the circumferential direction to immediately connect one of the shafts to the gear. . Therefore, the steering force is assisted with good responsiveness. In addition, when the gear and shaft are not coupled, that is, when the steering force is not assisted, the friction between the cam surface, cam follower, and gear is small, so the steering operation is not heavy when the steering force is not assisted, and there is little decrease in durability due to wear. .

ところで、かかる動力舵取装置において、カム
フオロアの保持部材が両軸のいずれか他方に直接
連結されている場合には当該軸の捩りトルクが保
持部材に直接伝達されるため、当該軸の捩りトル
クが過大なときには一方のギヤとの結合時の衝撃
が大きいとともに、保持部材の衝撃荷重に対する
強度上の問題が生じ、また一方の軸とギヤとが結
合した後は両軸間の相対回転変位の判別が不能に
なり、操舵力の助勢をきめ細かく制御することは
不可能である。
By the way, in such a power steering device, when the holding member of the cam follower is directly connected to the other of the two shafts, the torsional torque of the shaft is directly transmitted to the holding member. If it is too large, the impact will be large when it is connected to one gear, and problems will arise in the strength of the holding member to withstand the impact load.Also, after one shaft and gear are connected, it will be difficult to determine the relative rotational displacement between the two shafts. Therefore, it is impossible to finely control the assistance of steering force.

本考案は、かかる実状に着目してなされたもの
で、その主たる目的は、カムフオロアの保持部材
と他方の軸とを所定の相対回転を弾撥的に許容す
る連結機構を介して連結することにより、上記し
た各問題を解消することにある。
The present invention has been developed by paying attention to such a situation, and its main purpose is to connect the holding member of the cam follower and the other shaft via a connecting mechanism that elastically allows a predetermined relative rotation. , the purpose is to solve each of the above-mentioned problems.

かかる目的を達成すべく、本考案は上記した動
力舵取装置において、前記保持部材を前記第2軸
または第1軸に対して所定の相対回転を許容して
連結する連結部材と同保持部材の相対回転を弾撥
的に許容するばね部材を備えた連結機構を介して
前記第2軸または第1軸に連結したことにその構
成上の特徴がある。
In order to achieve such an object, the present invention provides the above-mentioned power steering device, which includes a connecting member that connects the holding member to the second shaft or the first shaft while allowing a predetermined relative rotation, and a connecting member of the holding member. Its structural feature lies in that it is connected to the second shaft or the first shaft via a connecting mechanism provided with a spring member that elastically allows relative rotation.

従つて、本考案においては、前記連結機構の作
用により保持部材と第2軸または第1軸との相対
回転が弾撥的に許容されるため、保持部材とカム
フオロアの作用にて第1軸または第2軸とギヤと
が連結される際の衝撃が緩和されるとともに、保
持部材に付与される衝撃荷重の緩和により強度上
の問題が解消される。また、保持部材と第2軸ま
たは第1軸との弾撥的な相対回転は第1軸または
第2軸とギヤとの結合後においても許容されるた
め、当該軸とギヤとの結合後においても両軸間の
相対回転変位を判別することができ、これにより
操舵力に対する助勢を操舵トルクに応じてきめ細
く制御することが可能となる。
Therefore, in the present invention, the relative rotation between the holding member and the second shaft or the first shaft is elastically allowed by the action of the connection mechanism, so that the first shaft or the first shaft is The impact when the second shaft and the gear are connected is alleviated, and the impact load applied to the holding member is alleviated, thereby solving problems in strength. In addition, elastic relative rotation between the holding member and the second shaft or the first shaft is allowed even after the first shaft or the second shaft is connected to the gear. It is also possible to determine the relative rotational displacement between the two shafts, thereby making it possible to finely control the assistance to the steering force in accordance with the steering torque.

以下、本考案を図面に基づいて説明するに、第
1図には本考案に係る電動式動力舵取装置の一実
施例が示されている。この電動式動力舵取装置の
操舵軸10は、ステアリングホイールが上端に組
付けられるアツパシヤフト11と、例えばステア
リングギヤのピニオン軸に下端が連結されるロア
シヤフト12と、両シヤフト11,12を同軸的
に連結するトーシヨンバー13によつて構成され
ている。ロアシヤフト12は、アツパシヤフト1
1の下端開口からその筒部11a内に回転可能に
挿入されて、アツパシヤフト11の筒部11a内
にてトーシヨンバー13によりアツパシヤフト1
1と連結され、車体の一部に組付けられるハウジ
ング21内にて回転可能に軸支されている。ま
た、操舵軸10の略中央部には操舵トルク検出機
構30が組付けられている。この動力舵取装置に
おいては、ハウジング21の上部にブラケツト2
2を介して正逆回転可能な電動モータ41が取付
けられ、またハウジング21の下端部内には減速
歯車列50とクラツチ機構60が配設されてい
る。
Hereinafter, the present invention will be explained based on the drawings. FIG. 1 shows an embodiment of an electric power steering device according to the present invention. The steering shaft 10 of this electric power steering device includes an upper shaft 11 to which a steering wheel is attached at the upper end, a lower shaft 12 to which the lower end is connected to, for example, a pinion shaft of a steering gear, and both shafts 11 and 12 coaxially connected to each other. It is constructed by connecting torsion bars 13. Lower shaft 12 is Atsupashi shaft 1
The atsupashi shaft 1 is rotatably inserted into the cylindrical portion 11a of the atsupashi shaft 11 from the lower end opening thereof, and is rotated by the torsion bar 13 within the cylindrical portion 11a of the atsupasyaft 11.
1 and is rotatably supported within a housing 21 that is assembled into a part of the vehicle body. Furthermore, a steering torque detection mechanism 30 is assembled approximately at the center of the steering shaft 10. In this power steering device, a bracket 2 is attached to the upper part of the housing 21.
2, an electric motor 41 capable of forward and reverse rotation is attached, and a reduction gear train 50 and a clutch mechanism 60 are disposed within the lower end of the housing 21.

操舵トルク検出機構30は、ロアシヤフト12
の上端部外周に位置するアツパシヤフト11の筒
部11a外周に摺動可能に嵌合した筒状のカムフ
オロア31と、アツパシヤフト11の筒部11a
外周に嵌合固着した筒状のカム32と、カムフオ
ロア31をカム32に向けて付勢する圧縮スプリ
ング33と、電動モータ41の駆動を断続させる
リードスイツチ34,35によつて構成されてい
る。カムフオロア31は、その全体が予め磁化さ
れていて、アツパシヤフト11の筒部11aに周
方向に設けた長孔と当該カムフオロア31に軸方
向に設けた長孔に挿通されてロアシヤフト12と
トーシヨンバー13を結合する連結ピン36によ
り、アツパシヤフト11に対しては回転可能およ
び軸方向へ摺動可能に、またロアシヤフト12に
対しては回転不能および軸方向へ摺動可能に組付
けられている。このカムフオロア31は、その突
起31aにてカム32の傾斜カム面32aに弾撥
的に係合していて、アツパシヤフト11が右回転
されてトーシヨンバー13が捩れ両シヤフト1
1,12間に相対回転が生じたとき図示右上方へ
摺動し、またアツパシヤフト11が左回転されて
トーシヨンバー13が捩れ両シヤフト11,12
間に相対回転が生じたとき図示左下方へ摺動す
る。両リードスイツチ34,35はブラケツト2
3を介してハウジング21の略中央に取付けられ
ていて、カムフオロア31に形成した環状フラン
ジ31bから等間隔はなれて配置されている。リ
ードスイツチ34は、アツパシヤフト11が右回
転され操舵軸10に所定の操舵トルクが加わつて
カムフオロア31が図示右上方に軸方向へ所定量
摺動したときフランジ31bの近接により作動さ
れるスイツチであり、その作動時には電動モータ
41が正転駆動される。一方、リードスイツチ3
5はアツパシヤフト11が左回転され操舵軸10
に所定の操舵トルクが加わつてカムフオロア31
が図示左下方に軸方向へ所定量摺動したときフラ
ンジ31bの近接により作動されるスイツチであ
り、その作動時には電動モータ41が逆転駆動さ
れる。
The steering torque detection mechanism 30 is connected to the lower shaft 12.
A cylindrical cam follower 31 that is slidably fitted to the outer periphery of the cylindrical portion 11a of the atsupashi shaft 11 located on the outer periphery of the upper end, and the cylindrical portion 11a of the atsupashi shaft 11.
It is composed of a cylindrical cam 32 that is fitted and fixed to the outer periphery, a compression spring 33 that urges the cam follower 31 toward the cam 32, and reed switches 34 and 35 that turn on and off the drive of the electric motor 41. The cam follower 31 is entirely magnetized in advance, and is inserted into a long hole provided in the circumferential direction in the cylindrical portion 11a of the upper shaft 11 and a long hole provided in the axial direction in the cam follower 31 to connect the lower shaft 12 and the torsion bar 13. The connecting pin 36 is attached to the upper shaft 11 so as to be rotatable and slidable in the axial direction, and to the lower shaft 12 so as to be non-rotatable and slidable in the axial direction. This cam follower 31 elastically engages with the inclined cam surface 32a of the cam 32 at its protrusion 31a, and when the shaft 11 is rotated clockwise, the torsion bar 13 is twisted and both shafts 1 are rotated clockwise.
When relative rotation occurs between 1 and 12, the shaft 11 slides toward the upper right in the figure, and the atsupashi shaft 11 is rotated to the left, causing the torsion bar 13 to twist, causing both shafts 11, 12 to rotate.
When relative rotation occurs between them, it slides toward the lower left in the figure. Both reed switches 34 and 35 are on bracket 2
3 at the approximate center of the housing 21, and is spaced from the annular flange 31b formed on the cam follower 31 at equal intervals. The reed switch 34 is a switch that is activated by the proximity of the flange 31b when the atspa shaft 11 is rotated clockwise, a predetermined steering torque is applied to the steering shaft 10, and the cam follower 31 slides a predetermined amount in the axial direction toward the upper right in the figure. During the operation, the electric motor 41 is driven to rotate in the normal direction. On the other hand, reed switch 3
5, the atsupashi shaft 11 is rotated to the left and the steering shaft 10 is rotated.
A predetermined steering torque is applied to the cam follower 31.
This is a switch that is activated by the proximity of the flange 31b when the flange 31b slides a predetermined amount in the axial direction toward the lower left in the drawing, and when activated, the electric motor 41 is driven in the reverse direction.

電動モータ41は、操舵軸に加わる操舵トルク
が所定の値に達したとき操舵トルク検出機構30
から発生する電気信号(リードスイツチ34,3
5の作動)に応答して起動するもので、シヤフト
42,自在継手43等を介して減速歯車列50の
小径ギヤ51に動力伝達可能に連結されている。
減速歯車列50の大径ギヤ52は、小径ギヤ51
に常時噛合していて、ロアシヤフト12上に回転
自在に組付けたクラツチハブ61にトーシヨナル
ダンパ機構62を介して組付けられている。
The electric motor 41 detects the steering torque detecting mechanism 30 when the steering torque applied to the steering shaft reaches a predetermined value.
Electrical signals generated from the reed switches 34, 3
5), and is connected to a small diameter gear 51 of a reduction gear train 50 via a shaft 42, a universal joint 43, etc. so as to be able to transmit power.
The large diameter gear 52 of the reduction gear train 50 is the small diameter gear 51
The clutch hub 61 is attached via a torsional damper mechanism 62 to a clutch hub 61 which is rotatably attached to the lower shaft 12.

しかして、本実施例におけるクラツチ機構60
は、第1図および第2図に示すように、ロアシヤ
フト12と大径ギヤ52間の動力伝達を操舵軸1
0に加わる操舵トルクに応じて断続するもので、
上述したクラツチハブ61およびトーシヨナルダ
ンパ62と、ロアシヤフト12の外周に形成した
多数のカム面63a,63b……と、クラツチハ
ブ61と各カム面63a,63b……間に介装し
た多数のボール64a,64b……と、アツパシ
ヤフト11の先端外周に連結機構70を介して組
付けられ各ボール64a,64b……を保持する
ケージ65によつて構成されている。かかるクラ
ツチ機構60においては、各ボール64a,64
b……がカムフオロアとして機能しまたケージ6
5が各ボール64a,64b……を各カム面63
a,63b……上を相対移動させるもので、両シ
ヤフト11,12間に相対回転変位がない場合第
2図に示す中立状態にある。この状態において、
両シヤフト11,12間に相対回転変位が生じる
と、ケージ65の作用により各ボール64a,6
4b……が各カム面63a,63b……上を相対
移動してそれらの楔作用によりロアシヤフト12
とクラツチハブ61間の係合を強め、両シヤフト
11,12間の相対回転変位が所定の値に達する
と、各ボール64a,64b……はロアシヤフト
12とクラツチハブ61間の係合を強固にしてこ
れら両者を結合する。
Therefore, the clutch mechanism 60 in this embodiment
As shown in FIGS. 1 and 2, the power transmission between the lower shaft 12 and the large diameter gear 52 is carried out by the steering shaft 1.
It is intermittent depending on the steering torque applied to 0.
The clutch hub 61 and torsional damper 62 described above, a large number of cam surfaces 63a, 63b, . 64b..., and a cage 65 that is assembled to the outer periphery of the tip of the shaft 11 via a connecting mechanism 70 and holds the balls 64a, 64b.... In such a clutch mechanism 60, each ball 64a, 64
b... functions as a cam follower and cage 6
5 connects each ball 64a, 64b... to each cam surface 63
a, 63b... are moved relative to each other, and when there is no relative rotational displacement between the two shafts 11 and 12, they are in a neutral state as shown in FIG. In this state,
When a relative rotational displacement occurs between both shafts 11 and 12, each ball 64a and 6
4b... move relative to each other on the cam surfaces 63a, 63b... and the lower shaft 12 moves due to their wedge action.
and the clutch hub 61, and when the relative rotational displacement between both shafts 11, 12 reaches a predetermined value, each ball 64a, 64b... strengthens the engagement between the lower shaft 12 and the clutch hub 61. Combine both.

一方、連結機構70は第3図および第4図に示
すようにケージ65の上端部に設けた環状の外向
フランジ71と、これに対向する環状の外向フラ
ンジ72aを有する筒体72と、外向フランジ7
1に対向する環状のカバー73を備え、かつ複数
のコイルスプリング74および連結ピン75を備
えている。外向フランジ71には、周方向へ直線
状に延びる複数の窓部71aが等間隔に設けられ
ており、かつ各窓部71aの間にて周方向へ円弧
状に延びる複数の長穴71bが等間隔に設けられ
ている。筒体72は、アツパシヤフト11の外周
に嵌合されて固着されており、その外向フランジ
72aにおける外向フランジ71の各窓部71a
に対向する各部位が各窓部71aの外側へ膨出す
る半円柱状の凹所72bに形成されている。ま
た、外向フランジ72aにおける外向フランジ7
1の各長穴71bの略中央部に対向する各部位に
は、貫通孔72cが設けられている。カバー73
は、外向フランジ71の下端側を覆蓋するもの
で、筒体72の外向フランジ72aの各凹所72
bおよび各貫通孔72cと同様の複数の凹所73
aおよび複数の貫通孔73bが設けられている。
これら外向フランジ71、筒体72およびカバー
73の3者は、外向フランジ71の各窓部71a
に前後一対のスプリングリテーナ76a,76b
を介してコイルスプリング74を組付けた状態に
て、各連結ピン75により連結されている。各連
結ピンン75は、筒体72の各貫通孔72c、外
向フランジ71の各長穴71bおよびカバー73
の各貫通孔73bを貫通していて、それらの一端
がカシメられて抜止めされている。これにより、
外向フランジ71、筒体72およびカバー73
は、それらの各窓部71aおよび各両凹所72
b,73a内にコイルスプリング74および両ス
プリングリテーナ76a,76bを収容した状態
にて互に連結され、外向フランジ71と筒体72
およびカバー73とは外向フランジ71の各長穴
71bの長さにより決定される所定量だけ相対回
転可能であり、この際筒体72およびカバー73
の各凹所72b,73aの前壁または後壁72
d,73cが各コイルスプリング74を撓ませ
る。従つて、外向フランジ71と筒体72および
カバー73とは、それらの相対回転が所定量弾撥
的に許容される。
On the other hand, as shown in FIGS. 3 and 4, the coupling mechanism 70 includes an annular outward flange 71 provided at the upper end of the cage 65, a cylindrical body 72 having an annular outward flange 72a opposite thereto, and an outward flange 72a. 7
1, and includes a plurality of coil springs 74 and connecting pins 75. The outward flange 71 is provided with a plurality of window portions 71a extending linearly in the circumferential direction at equal intervals, and a plurality of elongated holes 71b extending in an arc shape in the circumferential direction are provided at equal intervals between the window portions 71a. provided at intervals. The cylindrical body 72 is fitted and fixed to the outer periphery of the shaft 11, and each window 71a of the outward flange 71 in the outward flange 72a
Each portion facing the window portion 71a is formed into a semi-cylindrical recess 72b that bulges out to the outside of each window portion 71a. Moreover, the outward flange 7 in the outward flange 72a
A through hole 72c is provided at each portion facing substantially the center of each elongated hole 71b. cover 73
covers the lower end side of the outward flange 71, and each recess 72 of the outward flange 72a of the cylindrical body 72
b and a plurality of recesses 73 similar to each through hole 72c.
a and a plurality of through holes 73b are provided.
The outward flange 71, the cylindrical body 72, and the cover 73 each have a window portion 71a of the outward flange 71.
A pair of front and rear spring retainers 76a, 76b
They are connected by respective connecting pins 75 with a coil spring 74 assembled therebetween. Each connecting pin 75 is connected to each through hole 72c of the cylindrical body 72, each elongated hole 71b of the outward flange 71, and the cover 73.
It passes through each through hole 73b, and one end thereof is caulked to prevent it from coming out. This results in
Outward flange 71, cylinder 72 and cover 73
are each of those window portions 71a and both recesses 72
The coil spring 74 and both spring retainers 76a and 76b are housed in b and 73a and are connected to each other, and the outward flange 71 and the cylindrical body 72
The cylinder body 72 and the cover 73 can be rotated relative to each other by a predetermined amount determined by the length of each elongated hole 71b of the outward flange 71.
The front wall or rear wall 72 of each recess 72b, 73a
d and 73c bend each coil spring 74. Therefore, the relative rotation of the outward flange 71, cylinder 72, and cover 73 is elastically allowed by a predetermined amount.

このように構成した当該動力舵取装置において
は、運転者が操舵操作をしない中立状態にある場
合、クラツチ機構60は第2図に示す中立状態に
あつてロアシヤフト12とクラツチハブ61間の
結合を解除させており、また電動モータ41は停
止している。この状態において、運転者が操舵操
作すべく図示しないステアリングホイールを回転
させると、アツパシヤフト11が回転してトーシ
ヨンバー13を介してロアシヤフト12を回転さ
せるが、図示しないタイヤの路面抵抗その他の作
用によりトーシヨンバー13が捩られて両シヤフ
ト11,12間に相対回転変位が生じる。この相
対回転変位が小さい場合、すなわちタイヤの路面
抵抗等が小さくて軽く操舵操作を行える場合に
は、電動モータ41およびクラツチ機構60は作
動しないため、操舵力が助勢されることはない
が、相対回転変位が所定の値に達すると操舵トル
ク検出機構30の作用により電動モータ41が起
動して減速歯車列50を介してクラツチ機構60
のクラツチハブ61を回転させる。また、クラツ
チ機構60においては、ケージ65の作用によ
り、ボール64a,64b……が所定量移動して
その楔作用によりロアシヤフト12とクラツチハ
ブ61間を結合する。このため、タイヤの路面抵
抗が大きくて大きな操舵力が要求される相対回転
変位の大きい場合には、ロアシヤフト12は電動
モータ41により相対回転変位の小さくなる方向
へ回転されて操舵力が助勢される。また、両シヤ
フト11,12間の相対回転変位が所定値未満に
なると、ロアシヤフト12とクラツチハブ61間
の結合が解除されるとともに電動モータ41が停
止される。このため、操舵操作後のステアリング
ハンドルの戻り時に、電動モータ41の慣性力が
ハンドル戻りに悪影響を及ぼすことはない。な
お、ハンドル戻り時には、トーシヨンバー13は
殆んど捩れることがないため両シヤフト11,1
2間の相対回転変位は小さく、電動モータ41が
起動したりクラツチ機構60が作動してロアシヤ
フト12とクラツチハブ61間が結合されたりす
ることは殆どない。
In the power steering device configured as described above, when the driver is in a neutral state in which no steering operation is performed, the clutch mechanism 60 releases the connection between the lower shaft 12 and the clutch hub 61 in the neutral state shown in FIG. and the electric motor 41 is stopped. In this state, when the driver rotates a steering wheel (not shown) to perform a steering operation, the torsion shaft 11 rotates and rotates the lower shaft 12 via the torsion bar 13; is twisted, and a relative rotational displacement occurs between both shafts 11 and 12. When this relative rotational displacement is small, that is, when the road resistance of the tires is small and the steering operation can be performed lightly, the electric motor 41 and the clutch mechanism 60 do not operate, so the steering force is not assisted, but the relative When the rotational displacement reaches a predetermined value, the electric motor 41 is activated by the action of the steering torque detection mechanism 30 and is activated by the clutch mechanism 60 via the reduction gear train 50.
Rotate the clutch hub 61 of. Further, in the clutch mechanism 60, the balls 64a, 64b, . Therefore, when the road surface resistance of the tires is large and the relative rotational displacement is large and a large steering force is required, the lower shaft 12 is rotated by the electric motor 41 in a direction in which the relative rotational displacement becomes smaller, thereby assisting the steering force. . Further, when the relative rotational displacement between the shafts 11 and 12 becomes less than a predetermined value, the connection between the lower shaft 12 and the clutch hub 61 is released and the electric motor 41 is stopped. Therefore, when the steering wheel returns after a steering operation, the inertial force of the electric motor 41 does not adversely affect the return of the steering wheel. Note that when the handle returns, the torsion bar 13 is hardly twisted, so both shafts 11, 1
The relative rotational displacement between the two is small, and the lower shaft 12 and the clutch hub 61 are almost never connected by starting the electric motor 41 or operating the clutch mechanism 60.

ところで、当該動力舵取装置においては、クラ
ツチ機構60の一構成部材であるケージ65を連
結機構70を介してアツパシヤフト11に連結
し、各コイルスプリング74、各連結ピン75、
各長穴71b等の作用にてケージ65とアツパシ
ヤフト11間の相対回転を所定量弾撥的に許容さ
れるように構成されている。このため、ケージ6
5と各ボール64a,64b……の作用にてロア
シヤフト12とクラツチハブ61(大径ギヤ5
2)とが結合する際の衝撃荷重が緩和されてこれ
ら両者の結合が円滑になされ、かつケージ65の
衝撃荷重に対する強度上の問題が解消される。ま
た、アツパシヤフト11とケージ65との相対回
転はロアシヤフト12とクラツチハブ61(大径
ギヤ52)とが結合した後においても許容される
から、これら両者の結合後においてもアツパシヤ
フト11とロアシヤフト12間の相対回転変位を
判別することができる。従つて、かかる相対回転
変位を検出してこれに応じて電動モータ41の駆
動を制御するようにすれば、操舵力に対する助勢
を操舵トルクに応じてきめ細く制御することが可
能となる。
By the way, in the power steering device, the cage 65, which is one component of the clutch mechanism 60, is connected to the shaft 11 via the connection mechanism 70, and each coil spring 74, each connection pin 75,
The structure is such that relative rotation between the cage 65 and the shaft 11 is elastically allowed by a predetermined amount by the action of each elongated hole 71b and the like. For this reason, cage 6
5 and each ball 64a, 64b... lower shaft 12 and clutch hub 61 (large diameter gear 5
2) The impact load when they are connected is alleviated, and the connection between the two is made smooth, and the problem with the strength of the cage 65 against the impact load is resolved. Further, since the relative rotation between the atsupashi shaft 11 and the cage 65 is allowed even after the lower shaft 12 and the clutch hub 61 (large diameter gear 52) are connected, the relative rotation between the atsupashit 11 and the lower shaft 12 is allowed even after these two are connected. Rotational displacement can be determined. Therefore, by detecting such relative rotational displacement and controlling the drive of the electric motor 41 accordingly, it becomes possible to finely control the assistance to the steering force in accordance with the steering torque.

なお、本実施例においては、ロアシヤフト12
の外周面にカム面を形成するとともにこのカム面
とクラツチハブ61間にカムフオロアたるボール
を介装した例について示したが、本考案において
は、アツパシヤフト11の外周にカム面を形成す
るとともにこのカム面とクラツチハブ間にカムフ
オロアを介装するように変更実施することができ
る。また、本考案においては、両シヤフト11,
12のいずれか一方の外周に大径ギヤ52を直接
回転可能に支持して、シヤフト11または12と
大径ギヤ52間にクラツチ機構を介装するように
してもよい。なお、本考案においては、クラツチ
機構を構成するカムフオロアとして各ボール64
a,64b……に換えてこれらと同等の楔作用を
する適宜形状のカムフオロアを採用することがで
きるとともに、カムフオロアの保持部材としてケ
ージ65に換えてアーム等両シヤフト11,12
のいずれかに連結されてカムフオロアを保持する
適宜形状の保持部材を採用することができ、さら
には連結機構70におけるばね部材してコイルス
プリング74に換えてゴム等の弾性体を採用する
ことができる。また、リードスイツチ34,35
を備えた操舵トルク検出機構30に換えて、従来
公知の適宜の操舵トルク検出機構を採用し得るこ
とは勿論である。
Note that in this embodiment, the lower shaft 12
An example has been shown in which a cam surface is formed on the outer circumference of the shaft 11 and a ball serving as a cam follower is interposed between this cam surface and the clutch hub 61. A change can be made to interpose a cam follower between the clutch hub and the clutch hub. In addition, in the present invention, both shafts 11,
A clutch mechanism may be interposed between the shaft 11 or 12 and the large diameter gear 52 by directly rotatably supporting the large diameter gear 52 on the outer periphery of one of the shafts 12. In addition, in the present invention, each ball 64 is used as a cam follower constituting the clutch mechanism.
a, 64b... can be replaced with a cam follower of an appropriate shape that has a wedge effect equivalent to these, and both shafts 11, 12 such as arms can be used instead of the cage 65 as a holding member for the cam follower.
A holding member of an appropriate shape that is connected to any one of the cam followers and holds the cam follower may be employed, and furthermore, an elastic body such as rubber may be used as the spring member in the coupling mechanism 70 instead of the coil spring 74. . In addition, reed switches 34 and 35
It goes without saying that any conventionally known appropriate steering torque detection mechanism may be used instead of the steering torque detection mechanism 30 having the following.

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

第1図は本考案に係る動力舵取装置の一実施例
を示す穫略構成図、第2図は同装置のクラツチ機
構の要部を示す拡大部分縦断面図、第3図は同装
置の連結機構を示す一部切欠拡大正面図、第4図
は第3図の−線に沿う断面図である。 符号の説明、10……操舵軸、11……アツパ
シヤフト、12……ロアシヤフト、13……トー
シヨンバー、30……操舵トルク検出機構、41
……電動モータ、50……減速歯車列、60……
クラツチ機構、61……クラツチハブ、63a,
63b……カム面、64a,64b……ボール、
65……ケージ、70……連結機構、71……外
向フランジ、71b……長穴、72……筒体、7
3……カバー、74……コイルスプリング、75
……連結ピン。
Fig. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of the power steering device according to the present invention, Fig. 2 is an enlarged partial vertical sectional view showing the main parts of the clutch mechanism of the device, and Fig. 3 is a schematic diagram of the device. FIG. 4 is a partially cutaway enlarged front view showing the coupling mechanism, and FIG. 4 is a sectional view taken along the line - in FIG. 3. Explanation of symbols, 10... Steering shaft, 11... Upper shaft, 12... Lower shaft, 13... Torsion bar, 30... Steering torque detection mechanism, 41
...Electric motor, 50...Reduction gear train, 60...
Clutch mechanism, 61...Clutch hub, 63a,
63b...cam surface, 64a, 64b...ball,
65... Cage, 70... Connection mechanism, 71... Outward flange, 71b... Elongated hole, 72... Cylindrical body, 7
3...Cover, 74...Coil spring, 75
...Connection pin.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] トーシヨンバーを介して同軸的に連結されハウ
ジングにて回転可能に軸支した第1軸および第2
軸と、これら第1軸または第2軸上に回転可能に
組付けられ電動モータにて駆動するギヤと、この
ギヤと前記第1軸または第2軸との間に介装され
これら両軸間の相対回転変位が所定の値に達した
とき前記ギヤと前記第1軸または第2軸とを結合
させるクラツチ機構を具備して、前記両軸間の相
対回転変位が所定の値に達したとき前記電動モー
タが起動してその駆動力にて操舵力を助勢するよ
うにした電動式動力舵取装置において、前記クラ
ツチ機構を、前記第1軸または第2軸の外周に周
方向に設けたカム面と、このカム面と前記ギヤと
の間に介装され前記カム面に対して周方向へ所定
量相対移動したとき前記ギヤと前記第1軸または
第2軸を結合させるカムフオロアと、このカムフ
オロアを保持するとともに前記第2軸または第1
軸に連結されこれら両軸間に相対回転変位が生じ
たとき前記カムフオロアを周方向へ相対移動させ
る保持部材とにより構成し、かつこの保持部材を
前記第2軸または第1軸に対して所定の相対回転
を許容して連結する連結部材と同保持部材の相対
回転を弾撥的に許容するばね部材を備えた連結機
構を介して前記第2軸または第1軸に連結したこ
とを特徴とする電動式動力舵取装置。
A first shaft and a second shaft are coaxially connected via a torsion bar and rotatably supported by a housing.
a shaft, a gear rotatably assembled on the first shaft or the second shaft and driven by an electric motor, and a gear interposed between the gear and the first shaft or the second shaft and between the two shafts. a clutch mechanism that connects the gear and the first shaft or the second shaft when the relative rotational displacement between the two shafts reaches a predetermined value; In the electric power steering device in which the electric motor is started and its driving force assists the steering force, the clutch mechanism is a cam provided circumferentially on the outer periphery of the first shaft or the second shaft. a cam follower that is interposed between the cam surface and the gear and connects the gear and the first shaft or the second shaft when the cam follower moves relative to the cam surface by a predetermined amount in the circumferential direction; while holding the second shaft or the first shaft.
a holding member that is connected to a shaft and moves the cam follower relative to the circumferential direction when a relative rotational displacement occurs between these two shafts, and the holding member is arranged at a predetermined position with respect to the second shaft or the first shaft. It is characterized in that it is connected to the second shaft or the first shaft through a connecting mechanism that includes a connecting member that allows relative rotation and is connected, and a spring member that elastically allows relative rotation of the holding member. Electric power steering device.
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