JPH09301197A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 電動機に連結した入力部材３２ｂと操舵
輪に連結した出力部材３４付き出力軸１５とを、複数組
の摩擦係合式クラッチ機構４１…，５１…を介して連結
し、電動機からの補助トルクを出力軸１５に伝達する電
動パワーステアリング装置において、出力軸１５と出力
部材３４とを別部材で構成するとともに、出力軸に出力
部材を径方向移動可能に取付けた。 【効果】 出力部材が出力軸と別部材なので、製作が容
易であり、生産性が高い。一部のクラッチ機構が解除さ
れると、出力部材が他の係合部材で一方に押圧されて、
径方向に移動するので、他のクラッチ機構も摩擦力が低
下して解除される。一度に全てのクラッチ機構を解除に
するよりも小さな解除力で、しかも、確実に解除でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電動パワーステアリ
ング装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ステアリングハンドルの操舵力を
軽減して快適な操舵感を与えるために、電動パワーステ
アリング装置が多用されてきた。この種の電動パワース
テアリング装置は、電動機で操舵トルクに応じた補助ト
ルクを発生し、この補助トルクを機械式クラッチを介し
てステアリング系に伝達するものであって、例えば特開
昭６４−６９８２９号「クラッチ装置」の技術がある。
この技術は、その公報の第１図〜第３図によれば、モー
タ１５（番号は公報に記載されたものを引用した。以下
同じ。）に連結した円筒状の外部部材２１と、操舵輪に
連結した内方部材２２付き軸部３２とを、クラッチ装置
２０を介して連結したものである。

【０００３】クラッチ装置２０は、同一円上に配置され
た複数組の摩擦係合式クラッチ機構からなり、これらの
クラッチ機構は、外部部材２１の内面と内方部材２２の
外面との間で形成した１対の楔状空間２８，２８’（テ
ーパ状空間部に相当）と、楔状空間２８，２８’に介在
した１対の転動体２４，２４’と、転動体２４，２４’
間に介在したばね２５と、転動体２４，２４’の位置決
めをなす保持器２３とからなる。転動体２４，２４’
は、保持器２３の移動にともなって外部部材２１と内方
部材２２を係合・非係合に選択的に切換える（クラッチ
を係合・解除する）ものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】一般に、ハンドル１１
の反転操舵を始めた時点（例えば、右操舵状態から左操
舵状態へ変え始めた時点）では、操舵トルクが微小なの
でモータ１５が停止しており、補助トルクはクラッチ装
置２０に伝達されない。このため、クラッチ装置２０を
解除するには、転動体２４又は２４’を係合するための
摩擦力よりも大きい解除力を加える必要がある。しか
し、運転者が快適な操舵感を得るためには、解除力はで
きるだけ小さいことが好ましい。一方、電動パワーステ
アリング装置のクラッチ装置２０は、何等かの理由でモ
ータ１５による補助トルクが伝達されている場合であっ
ても、確実に解除できることが求められる。このときに
は、通常よりも大きな解除力が必要となり運転者の負担
が大きくなるという不都合がある。

【０００５】そこで本発明の目的は、次の（１）及び
（２）にある。 （１）解除力の小さい摩擦係合式クラッチ機構を備え
た、電動パワーステアリング装置を提供すること。 （２）一層確実に解除できる摩擦係合式クラッチ機構を
備えた、電動パワーステアリング装置を提供すること。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明は、電動機に連結した入力部材
と操舵輪に連結した出力部材付き出力軸とを、複数組の
摩擦係合式クラッチ機構を介して連結し、これらのクラ
ッチ機構を、前記入力・出力部材を係合するべくこれら
入力・出力部材間に介在した係合部材と、この係合部材
の位置決めをなすためにステアリングハンドルに連結し
た位置制御部材と、この位置制御部材に向って係合部材
を付勢する付勢部材とで構成し、前記位置制御部材の回
動にともなって係合部材で入力・出力部材を係合・非係
合に切換えて、電動機からの補助トルクを出力軸に伝達
する電動パワーステアリング装置において、前記出力部
材と前記出力軸とを別部材で構成するとともに、前記出
力部材を、前記出力軸に径方向移動可能に取付けたこと
を特徴とする。

【０００７】入力・出力部材間に係合部材を係合するた
めに複雑な形状とした出力部材を、出力軸と別部材で構
成したので、出力部材の製作が容易であり、生産性が高
い。また、出力軸に出力部材を径方向移動可能に取付け
たので、出力部材に係合している複数の係合部材の一部
が外れると、係合部材で出力部材を押圧する力のバラン
スが崩れる。このため、出力部材は他の係合部材で一方
に押圧されて、径方向に移動する。その結果、出力部材
と他の係合部材との摩擦力は低下して、係合が外れる。
このように、一部のクラッチ機構が解除されると、他の
クラッチ機構も摩擦力が低下して解除される。従って、
一度に全てのクラッチ機構を解除するよりも小さな解除
力で、しかも、確実に解除できる。

【０００８】請求項２記載の発明は、前記複数組のクラ
ッチ機構の位置制御部材を互いに離間しつつ同一円上に
配置し、しかも、前記複数組のクラッチ機構の内の１組
を他のクラッチ機構よりも早いタイミングで非係合状態
になるようにするべく、前記１組のクラッチ機構の位置
制御部材の円弧長を他の位置制御部材よりも大きく設定
したことを特徴とする。１組のクラッチ機構の位置制御
部材の円弧長を大きくしただけの簡単な構成で、１組の
クラッチ機構だけを早いタイミングで簡単に解除でき
る。その結果、１組のクラッチ機構が解除されると、他
のクラッチ機構も摩擦力が低下して解除される。従っ
て、一度に全てのクラッチ機構を解除するよりも小さな
解除力で、しかも、確実に解除できる。

【０００９】請求項３記載の発明は、前記１組のクラッ
チ機構のみ非係合とした際に、前記出力部材の径方向移
動を自在となすべく、前記他のクラッチ機構の係合部材
と係合する出力部材の係合面を抜け勾配としたことを特
徴とする。１組が解除された場合に、出力部材は何等規
制されることなく径方向に移動できる。このため、１組
のクラッチ機構を解除するだけで、他のクラッチ機構を
も、より一層確実に解除できる。

【００１０】請求項４記載の発明は、前記出力部材を前
記出力軸へ押圧する弾性部材を備えたことを特徴とす
る。径方向移動した出力部材を、すべてのクラッチ機構
が解除した後に、弾性部材の弾発力によって、出力軸に
対する元の中立位置に自動復帰させることができる。こ
のため、出力部材を自動的に径方向に反復移動させるこ
とができ、従って、クラッチ機構を何度でも小さな解除
力で、しかも、確実に解除できる。

【００１１】請求項５記載の発明は、前記弾性部材の弾
性方向を前記出力部材の移動方向に合致させたことを特
徴とする。弾性部材の弾発力で、出力部材を出力軸に対
する元の中立位置に保持することができ、このため、出
力部材が移動方向にがたつかない。この結果、出力部材
と出力軸とを分離構造としたにもかかわらず、がたつき
音等は発生せず、品質を高めることができる。

【００１２】請求項６記載の発明は、前記出力軸に前記
出力部材を、ゴム等の減衰機能を有する弾性部材によっ
て保持したことを特徴とする。クラッチ機構に発生した
作動音（打音）を、弾性部材によって減衰することがで
きる。このため、作動音が車室内に伝わり難いので騒音
防止効果が高く、電動パワーステアリング装置の商品価
値が高まる。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を添付図面に
基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見
るものとする。図１は本発明に係る電動パワーステアリ
ング装置の全体構成図であり、電動パワーステアリング
装置１は、ステアリングハンドル２で発生したステアリ
ング系の操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段３
と、この操舵トルク検出手段３の検出信号に基づいて制
御信号を発生する制御手段４と、この制御手段４の制御
信号に基づいて操舵トルクに応じた補助トルクを発生す
る電動機５と、この電動機５の補助トルクをステアリン
グ系に伝達するトルク伝達手段６及び機械式クラッチ４
０とからなり、ピニオン７、ラック８ａを介して車輪
（操舵輪）９，９を転舵するものである。

【００１４】図２は本発明に係る電動パワーステアリン
グ装置の要部拡大断面図であり、上記ステアリングハン
ドル２（図１参照）に連結した管状の入力軸１１と、こ
の入力軸１１内に挿通し且つ入力軸１１に上部をピン１
２で結合したトーションバー（弾性部材）１３と、この
トーションバー１３の下部にピン１４で結合し下部に上
記ピニオン７を刻設した出力軸１５とで、主たるステア
リング系を構成したものである。トーションバー１３
は、文字通りトルクに対して正確にねじれ角が発生する
メンバーであって、入力軸１１と出力軸１５との間での
相対ねじり変位を発生する。なお、ラック８ａは、この
図の表裏方向に延びたラック軸８に刻設したものであ
る。また、入力軸１１とトーションバー１３と出力軸１
５とは同心上にある。

【００１５】操舵トルク検出手段３は、入・出力軸１
１，１５間の相対ねじれ角を検出することによりステア
リング系の操舵トルクを検出するものであり、本実施の
形態では、ポテンショメータを用いた。操舵トルク検出
手段（ポテンショメータ）３は、図示せぬ抵抗素子及び
抵抗素子に沿って移動する摺動接点を内蔵した検出本体
部２１と、この検出本体部２１内の摺動接点を作動する
べく回動する棒状の作動子２２とからなる。そして、操
舵トルク検出手段３は、入力軸１１の下部の外周面に検
出本体部２１をボルトで取付け、出力軸１５の上部の外
周面に設けた係合溝１５ａに作動子２２の先端部を係合
することで、入・出力軸１１，１５間の相対ねじれ角を
検出するものである。

【００１６】なお、操舵トルク検出手段３は、作動子２
２を係合溝１５ａの一方の側壁側に付勢するための、ね
じりばね２３を備える。このため、作動子２２は回動方
向への遊びがない。入力軸１１はケーブルリール２４に
複数巻回した（例えば、３巻き程度）電気ケーブル２５
を備え、この電気ケーブル２５の一端を操舵トルク検出
手段３の検出本体部２１に接続し、他端をハウジング２
６側のコネクタ２７に接続したものである。

【００１７】後述するトルク伝達手段６のホイール３２
は、ブッシュ３３を介して出力軸１５の上部に回転自在
に支承した厚肉の円筒部材であり、この円筒部材に、ギ
ヤ部３２ａと入力部材３２ｂとを軸方向に下から順に形
成したものである。機械式クラッチ４０は、入力部材３
２ｂの内部に配置したものであり、その断面構成は図５
にて詳述する。図中、３６，３７，３８は軸受、３９は
ダストカバーである。

【００１８】図３は図２の３−３線断面図であり、トル
ク伝達手段６の断面構造を示す。トルク伝達手段６は、
電動機５の出力軸５ａに結合したウォーム３１と、出力
軸１５に回転自在に支承したホイール３２とからなるウ
ォームギヤ機構である。なお、電動機５はハウジング２
６にボルト止めした。従って、図２においてステアリン
グ系（入力軸１１→トーションバー１３→出力軸１５）
の操舵トルクに、電動機５からの補助トルクを付加した
複合トルクで、ピニオン７を介してラック８を駆動す
る。

【００１９】図４は本発明に係る電動パワーステアリン
グ装置の要部分解斜視図である。入力軸１１の下端に、
機械式クラッチ４０の一構成部品である三脚付き環状の
位置制御手段６３をセレーション嵌合し、この位置制御
手段６３の下部に３つの位置制御部材６４…（…は複数
を示す。以下同じ。）を備える。このため、位置制御部
材６４…は図１に示すステアリングハンドル２に連結し
たことになる。一方、出力軸１５は基部上端に出力部材
３４を備える。

【００２０】図５は図２の５−５線断面図であり、本発
明に係る機械式クラッチ４０の断面構成を示す。なお、
ハウジング２６は省略した。機械式クラッチ４０は、上
記電動機５の補助トルクの作用方向がステアリング系の
操舵方向と一致した場合のみ、電動機５の補助トルクを
ステアリング系に伝達するものであり（ワンウエイクラ
ッチの集合体）、すなわち、複数組の摩擦係合式クラッ
チ機構の集合体である。これらの摩擦係合式クラッチ機
構は、入力部材３２ｂの矢印Ｘ方向（図反時計回り方
向）に係合する３組の第１クラッチ機構４１…と、矢印
Ｘと逆廻り方向に係合する３組の第２クラッチ機構５１
…である。第１クラッチ機構４１…と第２クラッチ機構
５１…とは、同一円上に交互に並べる。

【００２１】詳しくは、第１・第２クラッチ機構４１
…，５１…は、上記入力・出力部材３２ｂ，３４間に形
成したテーパ状空間部６１…と、これらのテーパ状空間
部６１…に介在して入力部材３２ｂと出力部材３４とを
係合する円柱状の係合部材６２…と、これらの係合部材
６２…の位置決めをなす位置制御部材６４…と、これら
の位置制御部材６４…に向って係合部材６２…を付勢す
る付勢部材としての圧縮ばね６５…とからなる。

【００２２】出力部材３４は、概ねおむすび形断面形状
（角部を切り落とした２等辺三角形断面の３つの辺を円
弧状とした形状）を呈する。テーパ状空間部６１…は、
入力部材３２ｂの円形内周面と出力部材３４の係合面
（多角形外周面）との間に形成した、周方向端部がテー
パ形状を呈する空間部である。位置制御部材６４…は、
互いに離間しつつ、入力部材３２ｂと出力部材３４との
間の同一円上に等ピッチで、回動可能に配置された部材
である。このような構成の機械式クラッチ４０は、位置
制御部材６４…の移動にともなって、入力部材３２ｂと
出力部材３４とを係合・非係合に選択的に切換えるもの
である。

【００２３】ところで、第１・第２クラッチ機構４１
…，５１…のうち、特定の各１組（以下、「特定第１・
第２クラッチ機構４１Ａ，５１Ａ」と称する。）は、他
の組よりも早いタイミングで非係合状態になるものであ
る。具体的には、特定第１・第２クラッチ機構４１Ａ，
５１Ａの係合部材６２…の位置決めをなす位置制御部材
６４（以下、「特定位置制御部材６４Ａ」と称する。）
の円弧長Ｌ₁が、他の位置制御部材６４…の円弧長Ｌ₂よ
りも大きい。そして、断面略２等辺三角形である出力部
材３４において、１つの角部に特定位置制御部材６４Ａ
を配置し、互いに等角度の２つの角部に他の位置制御部
材６４…を配置したものである。

【００２４】更に、上記出力部材３４を、出力軸１５に
径方向移動可能に取付けたことを特徴とする。具体的に
は、出力部材３４に長円若しくは楕円の貫通孔３４ａを
開け、この貫通孔３４ａに円形の出力軸１５を嵌合し、
且つ、貫通孔３４ａの長手軸上にピン１４を通し、この
ピン１４に弾性部材（圧縮ばね等）３５を介設して、こ
の弾性部材３５で出力部材３４の貫通孔３４ａを出力軸
１５に相対的に押圧する構成にした。すなわち、出力軸
１５の外周面と貫通孔３４ａの長手軸方向の面との間に
弾性部材３５を介在し、この弾性部材３５の弾性方向を
出力部材３４の移動方向（貫通孔３４ａの長手軸方向）
に合致させ、出力部材３４を出力軸１５へ押圧する構成
にした。なお、出力部材３４を特定位置制御部材６４Ａ
の幅中心へ相対的に押圧する。

【００２５】１組のクラッチ機構（特定第１クラッチ機
構４１Ａ又は特定第２クラッチ機構５１Ａ）のみ解除し
た際に、出力部材３４を径方向移動自在となすべく、他
のクラッチ機構４１…，５１…の係合部材６２…と係合
する出力部材３４の係合面を抜け勾配とした。このた
め、１組を解除した場合に、出力部材３４は何等規制さ
れることなく径方向に移動できる。このため、１組のク
ラッチ機構を解除するだけで、他のクラッチ機構をも確
実に解除できる。

【００２６】次に、上記構成の機械式クラッチ４０の作
用を、図１、図６〜図９に基づき説明する。図６〜図９
は本発明に係る機械式クラッチの作用図である。図１に
おいて、ステアリングハンドル２を操舵しない場合、操
舵トルク検出手段３の信号が無いので、制御装置４はア
シスト命令信号を出力しない。このため、電動機５は補
助トルクを発生しない状態であり、図６に示すように各
第１・第２クラッチ機構４１…、５１…は、全て解除状
態（中立状態）にある。

【００２７】次に、ステアリングハンドル２の操舵トル
クが小さく、電動機５が補助トルクを発生しない場合、
入力軸１１（図２参照）に連結した位置制御部材６４…
と出力部材３４との間の位相は、ほとんど変化しない。
この場合には、各位置制御部材６４…が、例えば、この
図の反時計回り方向に若干移動するものの、第１クラッ
チ機構４１…は係合するには至らない。このため、出力
部材３４は、電動機５のフリクションやイナーシャの影
響を受けず、図２に示すステアリング系（入力軸１１→
トーションバー１３→出力軸１５）の操舵トルクで回転
し、出力軸１５を駆動する。

【００２８】一方、ステアリングハンドル２の操舵トル
クが大きく、電動機５が補助トルクを発生している場
合、入力軸１１に連結した位置制御部材６４…（特定位
置制御部材６４Ａを含む）と出力部材３４との間の位相
が大きく変化する。例えば図７に示すように、位置制御
部材６４…が矢印Ｘ方向に大きく移動すると、全ての第
１クラッチ機構４１…の係合部材６２…は、付勢部材６
５…の付勢力で、テーパ状空間部６１…の周方向端部に
移動し、摩擦力にて入力・出力部材３２ｂ，３４間を係
合状態に切換える。その結果、全ての第１クラッチ機構
４１…は係合状態になる。電動機５が回転することで、
入力部材３２ｂは矢印Ｘ方向に回転し、第１クラッチ機
構４１…を介して出力部材３２ｂに補助トルクを伝達す
る。このため、出力部材３４は、ステアリング系（入力
軸１１→トーションバー１３→出力軸１５）の操舵トル
クに、電動機５が発生した補助トルクを付加した複合ト
ルクで矢印Ｘ方向に回転し、出力軸１５を駆動する。

【００２９】その後、何等かの理由で電動機５による補
助トルクの伝達が継続している場合に、第１クラッチ機
構４１…は次のようにして解除される。ステアリングハ
ンドル２を逆方向に操舵すると、図８に示すように全て
の位置制御部材６４…は入力部材３２ｂの回転方向と反
対方向（矢印Ｙ方向）に回る。そして、特定位置制御部
材６４Ａは、他の位置制御部材６４…よりも先に、右隣
の係合部材６２（便宜的に「係合部材６２Ａ」と称す
る。）に当接し、摩擦力及び付勢力に抗して押出す。

【００３０】このため、係合部材６２Ａは特定第１クラ
ッチ機構４１Ａの係合を解除する。この時点で、他の位
置制御部材６４…は係合部材６２…と当接していない。
従って、他の係合部材６２…から出力部材３４に継続し
て、図中の矢印Ｚ₁，Ｚ₂で示すベクトルが作用してお
り、これらのベクトルの合力に基づき、出力部材３４に
図中の矢印Ｚ₃で示す偏荷重が作用する。その結果、出
力部材３４は弾性部材３５の弾発力に抗し、ピン１４を
案内として特定位置制御部材６４Ａ側に僅かに移動す
る。従って、他の係合部材６２…の係合力が弱まる。

【００３１】その直後に、他の位置制御部材６４…も係
合部材６２…と当接して、図９に示すように元の中立位
置に戻す。その結果、他の第１クラッチ機構４１…も解
除される。出力部材３４は弾性部材３５の弾発力によ
り、中立位置に自動復帰する。この場合、係合部材６２
…には摩擦力が発生しないので、他の位置制御部材６４
…で押圧する解除力は、付勢部材６５…の付勢力に抗す
るだけの小さいものですむ。このように、入力部材３２
ｂの回転が持続しているにもかかわらず、３組の第１ク
ラッチ機構４１…の係合を解除するのに、最大１組分の
小さい解除力ですみ、しかも、確実に解除できる。

【００３２】なお、第２クラッチ機構５１…は、上記第
１クラッチ機構４１…と逆作動をするものであり、ステ
アリングハンドル２を逆方向に操舵した場合に、上記図
６〜図９にて説明した作用と同様の操作で、係合・非係
合に切換えることができる。

【００３３】次に、本発明の他の実施の形態を、図１０
〜図１５に基づき説明する。なお、上記実施の形態と同
じ構成については同一符号を付し、その説明を省略す
る。図１０は本発明に係る機械式クラッチ（他の実施の
形態）の断面図であり、上記図２に示す機械式クラッチ
４０の変形例を示す。他の実施の形態の機械式クラッチ
４０は、出力軸１５の先端部に軸方向に延びたスリット
Ｓを形成することで、出力軸１５に弾性を有する軸片部
１５ｂを設け、この軸片部１５ｂが上記弾性部材３５の
役割を果たすことを特徴とする。軸片部１５ｂは、出力
部材３４を出力軸１５に押圧するべく介在し、弾性方向
を出力部材３４の移動方向に合致させたものである。

【００３４】図１１は図１０の１１−１１線断面図であ
り、出力部材３４は、概ねおむすび形断面形状（角部を
切り落とした正三角形断面の３つの辺を円弧状とした形
状）を呈する。他の実施の形態は、出力軸１５の先端部
両側部を面取りしてストレート部１５ｃとし、一方、出
力部材３４の貫通孔３４ａを、出力軸１５のストレート
部１５ｃに嵌合するための細長い孔としたことを特徴と
する。ストレート部１５ｃは、出力部材３４の径方向移
動を案内する役割を有する。

【００３５】また、位置制御部材６４…は、同一円上に
等ピッチで配置するが、特定クラッチ機構４１Ａ，５１
Ａ側の爪が他のクラッチ機構４１…，５１…側の爪より
も長い（Ｌ₃＞Ｌ₄）。具体的には、位置制御部材６４…
は、それらの各中心Ｏ₁〜Ｏ₃を断面略正三角形である出
力部材３４の各角部に合致させたものである。そして、
２つの位置制御部材６４…（特定位置制御部材６４Ａ，
６４Ａ）は、中心Ｏ₁，Ｏ₂から互いに向い合った方の部
分（「長爪」と称する。）の円弧長Ｌ₃が他方の部分
（「短爪」と称する。）の円弧長Ｌ₄よりも大きい。長
爪は特定第１・第２クラッチ機構４１Ａ，５１Ａの係合
部材６２…の位置決めをなす。他の１つの位置制御部材
６４は、中心Ｏ₃から左右両方の円弧長が等しいＬ₄，Ｌ
₄であり、上記短爪の円弧長と同一である。

【００３６】出力部材３４は、特定第１クラッチ機構４
１Ａと特定第２クラッチ機構５１Ａとの中間位置（特定
位置制御部材６４Ａ，６４Ａ間の中間位置）に向って移
動可能であり、このため、ストレート部１５ｃ及び貫通
孔３４ａの向きは、出力部材３４の移動方向に合致する
なお、トーションバー１３は出力軸１５にセレーション
等で結合することになる。このような他の実施の形態に
よれば、別部材からなるピン１４や弾性部材３５が不要
であり、部品数が少なく、電動パワーステアリング装置
の組付けが容易である。

【００３７】次に、上記他の実施の形態の機械式クラッ
チ４０の作用を、図１、図１２〜図１５に基づき説明す
る。図１２〜図１５は本発明に係る機械式クラッチ（他
の実施の形態）の作用図である。ステアリングハンドル
２を操舵しない場合、図１２に示すように各第１・第２
クラッチ機構４１…、５１…は、全て解除状態（中立状
態）にある。

【００３８】次に、ステアリングハンドル２の操舵トル
クが小さく、電動機５が補助トルクを発生しない場合、
位置制御部材６４…と出力部材３４との間の位相がほと
んど変化しないので、第１クラッチ機構４１…が係合す
るには至らない。このため、出力部材３４は、電動機５
のフリクションやイナーシャの影響を受けず、図２に示
すステアリング系の操舵トルクで回転し、出力軸１５を
駆動する。

【００３９】一方、ステアリングハンドル２の操舵トル
クが大きく、電動機５が補助トルクを発生している場
合、位置制御部材６４…と出力部材３４との間の位相が
大きく変化する。例えば図１３に示すように、位置制御
部材６４…が矢印Ｘ方向に大きく移動するので、全ての
第１クラッチ機構４１…は係合状態になる。このため、
出力部材３４は、ステアリング系の操舵トルクに、電動
機５が発生した補助トルクを付加した複合トルクで矢印
Ｘ方向に回転し、出力軸１５を駆動する。

【００４０】その後、何等かの理由で電動機５による補
助トルクの伝達が継続している場合に、ステアリングハ
ンドル２を逆方向に操舵すると、図１４に示すように全
ての位置制御部材６４…は入力部材３２ｂの回転方向と
反対方向（矢印Ｙ方向）に回る。そして、特定位置制御
部材６４Ａは、他の位置制御部材６４…よりも先に、係
合部材６２Ａに当接して押出す。このため、係合部材６
２Ａは、特定第１クラッチ機構４１Ａの係合を解除す
る。

【００４１】この時点で、他の位置制御部材６４…は係
合部材６２…と当接していない。従って、他の係合部材
６２…から出力部材３４に継続して、図中の矢印Ｚ₁，
Ｚ₂で示すベクトルが作用しており、これらのベクトル
の合力に基づき、出力部材３４に図中の矢印Ｚ₃で示す
偏荷重が作用する。その結果、出力部材３４は軸片部１
５ｂの弾発力に抗し、ストレート部１５ｃを案内として
僅かに移動する。従って、他の係合部材６２…の係合力
が弱まる。その直後に、他の位置制御部材６４…が係合
部材６２…を押圧するので、図１５に示すように他の第
１クラッチ機構４１…も解除する。出力部材３４は軸片
部１５ｂの弾発力により、中立位置に自動復帰する。

【００４２】このように、入力部材３２ｂの回転が持続
しているにもかかわらず、３組の第１クラッチ機構４１
…の係合を解除するのに、最大１組分の小さい解除力で
すみ、しかも、確実に解除できる。なお、第２クラッチ
機構５１…は、上記第１クラッチ機構４１…と逆作動を
するものであり、ステアリングハンドル２を逆方向に操
舵した場合に、上記図１２〜図１５にて説明した作用と
同様の操作で、係合・非係合に切換えることができる。

【００４３】次に、本発明の更なる他の実施の形態を、
図１６に基づき説明する。なお、上記他の実施の形態と
同じ構成については同一符号を付し、その説明を省略す
る。図１６は本発明に係る機械式クラッチ（更なる他の
実施の形態）の断面図であり、上記図１１に示す他の実
施の形態の機械式クラッチ４０の変形例を示す。更なる
他の実施の形態の機械式クラッチ４０は、出力軸１５に
出力部材３４を、ゴム等の減衰機能を有する弾性部材７
１によって保持したことを特徴とする。

【００４４】詳しくは、弾性部材７１は、出力軸１５の
ストレート部１５ｃと、出力部材３４の貫通孔３４ａと
の間に介在したものである。また、弾性部材７１は、図
５の圧縮ばね３５や図１１の軸片部１５ｂと同様の役割
を果たすべく、空洞を有した弾性押圧部７１ａを備え
る。すなわち、弾性押圧部７１ａは、出力部材３４を出
力軸１５に押圧するべく介在し、弾性方向を出力部材３
４の移動方向に合致させたものである。このような更な
る他の実施の形態によれば、機械式クラッチ４０に発生
した作動音（打音）を、弾性部材７１によって減衰する
ことができる。機械式クラッチ４０の作用は、上記図１
２〜図１５に示す他の実施の形態と同様であり、説明を
省略する。

【００４５】なお、上記実施の形態及び他の実施の形
態、更なる他の実施の形態において、弾性部材１３は、
操舵トルクに比例して入力軸１１と出力軸１５との間で
の相対ねじり変位を発生させるものであればよく、トー
ションバーに限定するものではない。第１・第２クラッ
チ機構４１…，５１…の数量は、３組ずつに限定するも
のではなく、任意に設定可能である。

【００４６】出力部材３４は、一部の係合部材６２が外
れた際に、他の係合部材６２…で押圧されて、径方向移
動するものであればよく、移動方向を問わない。出力部
材３４を他の係合部材６２…で押圧して移動させれば、
これら他の係合部材６２…と出力部材３４との摩擦係合
力を低下させることができるからである。出力部材３４
の径方向移動を案内する部材は、ピン１４、出力軸１５
のストレート部１５ｃに限定するものではない。出力軸
１５に出力部材３４を押圧する弾性部材は、圧縮ばね３
５、軸片部１５ｂ、弾性押圧部７１ａに限定するもので
はなく、例えば、皿ばねでもよい。

【００４７】テーパ状空間部６１は、入力部材３２ｂの
内周面と出力部材３４の外周面との間に形成するもので
あればよく、出力部材３４の外周面（係合面）の形状も
図５や図１１に示すものに限定しない。そして、入力部
材３２ｂの内周面を所定の多角形とし、出力部材３４の
外周面を円形としてもよい。係合部材６２は、テーパ状
空間部６１の周方向端部と係合・非係合の切換えができ
るものであればよく、円柱状の他に、例えば球状でもよ
い。機械式クラッチ４０の付勢部材は圧縮ばね６５に限
定せず、例えば、硬質ゴム材や板ばね等で構成してもよ
い。

【００４８】更に、第１・第２クラッチ機構４１…，５
１…は、摩擦係合式クラッチの構成であればよく、例え
ば、周知のスプラグ式クラッチでもよい。スプラグ式ク
ラッチとは、円筒状の内周係合面を有する外方部材（入
力部材３２ｂに相当）と、円筒状の外周係合面を有する
内方部材（出力部材３４に相当）とを同心に配置し、こ
れらの両係合面を対向させ、その間の隙間に、複数のス
プラグ（くさび作用をするこま）と、これらのスプラグ
の位置決めをなすためにステアリングハンドルに連結し
た部材（位置制御部材６４に相当）と、スプラグを前記
両係合面に向ってくさび係合させるように付勢するばね
とを介在したものである（特開平１−１８８７２７号に
示すクラッチ装置など）。

【００４９】

【発明の効果】本発明は上記構成により次の効果を発揮
する。請求項１記載の発明は、入力・出力部材間に係合
部材を係合するために複雑な形状とした出力部材を、出
力軸と別部材で構成したので、出力部材の製作が容易で
あり、生産性が高い。また、出力軸に出力部材を径方向
移動可能に取付けたので、出力部材に係合している複数
の係合部材の一部が外れると、係合部材で出力部材を押
圧する力のバランスが崩れる。このため、出力部材は他
の係合部材で一方に押圧されて、径方向に移動する。そ
の結果、出力部材と他の係合部材との摩擦力は低下し
て、係合が外れる。このように、一部のクラッチ機構が
解除されると、他のクラッチ機構も摩擦力が低下して解
除される。従って、一度に全てのクラッチ機構を解除す
るよりも小さな解除力で、しかも、確実に解除できる。

【００５０】請求項２記載の発明は、複数組のクラッチ
機構の位置制御部材を互いに離間しつつ同一円上に配置
し、しかも、複数組のクラッチ機構の内の１組を他のク
ラッチ機構よりも早いタイミングで非係合状態になるよ
うにするべく、１組のクラッチ機構の位置制御部材の円
弧長を他の位置制御部材よりも大きく設定したので、１
組のクラッチ機構の位置制御部材の円弧長を大きくした
だけの簡単な構成で、１組のクラッチ機構だけを早いタ
イミングで簡単に解除できる。その結果、１組のクラッ
チ機構が解除されると、他のクラッチ機構も摩擦力が低
下して解除される。従って、一度に全てのクラッチ機構
を解除するよりも小さな解除力で、しかも、確実に解除
できる。

【００５１】請求項３記載の発明は、１組のクラッチ機
構のみ非係合とした際に、出力部材の径方向移動を自在
となすべく、他のクラッチ機構の係合部材と係合する出
力部材の係合面を抜け勾配としたので、１組が解除され
た場合に、出力部材は何等規制されることなく径方向に
移動できる。このため、１組のクラッチ機構を解除する
だけで、他のクラッチ機構をも、より一層確実に解除で
きる。

【００５２】請求項４記載の発明は、出力部材を出力軸
へ押圧する弾性部材を備えたので、径方向移動した出力
部材を、すべてのクラッチ機構が解除した後に、弾性部
材の弾発力によって、出力軸に対する元の中立位置に自
動復帰させることができる。このため、出力部材を自動
的に径方向に反復移動させることができ、従って、クラ
ッチ機構を何度でも小さな解除力で、しかも、確実に解
除できる。

【００５３】請求項５記載の発明は、弾性部材の弾性方
向を出力部材の移動方向に合致させたので、弾性部材の
弾発力で、出力部材を出力軸に対する元の中立位置に保
持することができ、このため、出力部材が移動方向にが
たつかない。この結果、出力部材と出力軸とを分離構造
としたにもかかわらず、がたつき音等を発生せず、高品
質を維持できる。

【００５４】請求項６記載の発明は、出力軸に出力部材
を、ゴム等の減衰機能を有する弾性部材によって保持し
たので、クラッチ機構に発生した作動音（打音）を、弾
性部材によって減衰することができる。このため、作動
音が車室内に伝わり難いので騒音防止効果が高く、電動
パワーステアリング装置の商品価値が高まる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電動パワーステアリング装置の全
体構成図

【図２】本発明に係る電動パワーステアリング装置の要
部拡大断面図

【図３】図２の３−３線断面図

【図４】本発明に係る電動パワーステアリング装置の要
部分解斜視図

【図５】図２の５−５線断面図

【図６】本発明に係る機械式クラッチの作用図

【図７】本発明に係る機械式クラッチの作用図

【図８】本発明に係る機械式クラッチの作用図

【図９】本発明に係る機械式クラッチの作用図

【図１０】本発明に係る機械式クラッチ（他の実施の形
態）の断面図

【図１１】図１０の１１−１１線断面図

【図１２】本発明に係る機械式クラッチ（他の実施の形
態）の作用図

【図１３】本発明に係る機械式クラッチ（他の実施の形
態）の作用図

【図１４】本発明に係る機械式クラッチ（他の実施の形
態）の作用図

【図１５】本発明に係る機械式クラッチ（他の実施の形
態）の作用図

【図１６】本発明に係る機械式クラッチ（更なる他の実
施の形態）の断面図

【符号の説明】

１…電動パワーステアリング装置、２…ステアリングハ
ンドル、５…電動機、６…トルク伝達手段、９…操舵輪
（車輪）、１１…入力軸、１３…弾性部材（トーション
バー）、１５…出力軸、１５ｂ…弾性部材（軸片部）、
１５ｃ…ストレート部、３２ｂ…入力部材、３４…出力
部材、３４ａ…貫通孔、３５…弾性部材（圧縮ばね）、
４０…機械式クラッチ、４１，４１Ａ…摩擦係合式クラ
ッチ（第１クラッチ機構）、５１，５１Ａ…摩擦係合式
クラッチ（第２クラッチ機構）、６１…テーパ状空間
部、６２…係合部材、６４，６４Ａ…位置制御部材、６
５…付勢部材（圧縮ばね）、７１…弾性部材、７１ａ…
弾性部材（弾性押圧部）。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電動機に連結した入力部材と操舵輪に連
   結した出力部材付き出力軸とを、複数組の摩擦係合式ク
   ラッチ機構を介して連結し、これらのクラッチ機構を、
   前記入力・出力部材を係合するべくこれら入力・出力部
   材間に介在した係合部材と、この係合部材の位置決めを
   なすためにステアリングハンドルに連結した位置制御部
   材と、この位置制御部材に向って係合部材を付勢する付
   勢部材とで構成し、前記位置制御部材の回動にともなっ
   て係合部材で入力・出力部材を係合・非係合に切換え
   て、電動機からの補助トルクを出力軸に伝達する電動パ
   ワーステアリング装置において、前記出力部材と前記出
   力軸とを別部材で構成するとともに、前記出力部材を、
   前記出力軸に径方向移動可能に取付けたことを特徴とす
   る電動パワーステアリング装置。
2. 【請求項２】 前記複数組のクラッチ機構の位置制御部
   材を互いに離間しつつ同一円上に配置し、しかも、前記
   複数組のクラッチ機構の内の１組を他のクラッチ機構よ
   りも早いタイミングで非係合状態になるようにするべ
   く、前記１組のクラッチ機構の位置制御部材の円弧長を
   他の位置制御部材よりも大きく設定したことを特徴とす
   る請求項１記載の電動パワーステアリング装置。
3. 【請求項３】 前記１組のクラッチ機構のみ非係合とし
   た際に、前記出力部材の径方向移動を自在となすべく、
   前記他のクラッチ機構の係合部材と係合する出力部材の
   係合面を抜け勾配としたことを特徴とする請求項２記載
   の電動パワーステアリング装置。
4. 【請求項４】 前記出力部材を前記出力軸へ押圧する弾
   性部材を備えたことを特徴とする請求項１、請求項２又
   は請求項３記載の電動パワーステアリング装置。
5. 【請求項５】 前記弾性部材の弾性方向を前記出力部材
   の移動方向に合致させたことを特徴とする請求項４記載
   の電動パワーステアリング装置。
6. 【請求項６】 前記出力部材は、ゴム等の減衰機能を有
   する弾性部材によって前記出力軸に保持されていること
   を特徴とした請求項１、請求項２、請求項３、請求項４
   又は請求項５記載の電動パワーステアリング装置。