JPH0948355A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡易な構成で外径寸法が小さくコンパクトに
クラッチ部を構成することができる電動パワーステアリ
ング装置を得る。 【解決手段】 互いに軸線を異にする電動機側のアシス
トトルク伝達軸３１とステアリング系の出力軸６との間
で、トルクを断接可能に倍力伝達する減速機構１５とク
ラッチ機構１２とを備え、上記減速機構１５の最終ギヤ
をなすウォームホィール３３をクラッチ機構１２からそ
の軸線方向に離間して配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電動機からの補助
トルクを断接するクラッチを備えた電動パワーステアリ
ング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】減速機構とクラッチ機構とを介して電動
機の発生トルクをステアリング系の出力軸に供給するよ
うにした電動パワーステアリング装置が知られている。
図４は従来技術に係る電動パワーステアリング装置の機
能構成図であり、この電動パワーステアリング装置１０
１は、ステアリング系の操舵輪１０２に作用する操舵ト
ルクを検出するトルク検出手段１０３を備え、このトル
ク検出手段１０３からの出力に基づいて制御部１０４が
電動機１０５を制御し、減速機構１０６とクラッチ機構
１０７とを介して補助トルクをステアリング系の出力軸
１０８に供給し、操舵トルクと補助トルクとにより、ラ
ックアンドピニオン機構１０９等を介して転舵動作を行
なう。

【０００３】図５は、図４のクラッチ部の内部構成を示
す縦断面図であり、このクラッチ部１１１は、出力軸１
０８と同心に構成したクラッチ機構１０７と、このクラ
ッチ機構１０７の外周部の減速機構１０６とからなり、
軸線を互いに異にする２つの軸、すなわち、電動機１０
５の発生するトルクを受けるアシストトルク伝達軸１０
５ａと、ステアリング系の出力軸１０８との間でトルク
を断接可能に倍力伝達する。

【０００４】したがって、上記アシストトルク伝達軸１
０５ａがクラッチ機構１０７の外径寸法の外側に配置さ
れ、軸間寸法Ｌが大きくなることによってクラッチ部の
大径化が避けられず、ステアリング系のレイアウトにお
いて大きな制約となっており、その小径化が待たれてい
た。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、クラッ
チ部の小径化のためにクラッチ機構を小径に構成した場
合は、クラッチ機構のトルク伝達容量を確保するために
その軸線方向の寸法を増大させる必要があり、コスト面
を含め、構成上の不利益を避けることができない。ま
た、クラッチ機構の外周部に減速機構１０６のウォーム
ホィール１０６ａがあることから、クラッチ機構の作動
時にウォームホィールが弾性変形され、ギヤ作動音の増
大や噛み合い不良を発生させるという問題があった。

【０００６】本発明の目的は、簡易な構成で外径寸法が
小さくコンパクトにクラッチ部を構成するとともに、減
速機構の噛み合いをスムーズにすることができる電動パ
ワーステアリング装置を得ることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、第１に、電動機の発生するトルクを断接可能に倍力
伝達する減速機構とクラッチ機構とを備えた電動パワー
ステアリング装置において、前記クラッチは、減速機構
の最終ギヤからその軸線方向に離間して位置するように
電動パワーステアリング装置を構成した。

【０００８】上記電動パワーステアリング装置は、減速
機構の最終ギヤからその軸線方向に離間してクラッチ機
構を配置することにより、クラッチ機構の外径寸法の制
約を受けることなく、出力軸に近接して減速機構を構成
することができるので、クラッチ機構の外径寸法を確保
した上でトルク伝達軸をクラッチ機構の外径寸法内に配
置することによって全体の小径化が可能となる。また、
クラッチ機構の作動時にウォームホィールが弾性変形し
ないので、減速機構の噛み合いがスムーズになる。

【０００９】第２に、前記減速機構をウォームギヤ機構
として電動パワーステアリング装置を構成した。

【００１０】上記電動パワーステアリング装置は、その
減速機構をウォームギヤ機構としたことから、一段の減
速機構でも十分な減速比が得られ、減速機構をコンパク
トに構成することができ、全体としてコンパクトな電動
パワーステアリング装置を構成することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】発明の実施例を添付図面に基づい
て以下に説明する。図１は本発明に係る電動パワーステ
アリング装置の要部を示す縦断面図であり、電動パワー
ステアリング装置１は、ステアリング系をなすハンドル
軸２と、このハンドル軸２にアシストトルクを供給する
電動機３と、これらを一体的に構成するハウジング４と
からなり、上記ハンドル軸２は、上端が図示せぬ操舵輪
側に連結され、下端が図示せぬステアリングギヤボック
スに連結される。

【００１２】ハンドル軸２は、ハウジング４内に回動自
在に支持され、上側の入力軸５と、下側の出力軸６と、
これら入力軸５，出力軸６間に作用するトルクによる相
対角度変位を許容するトーションバーでなるトルク変位
部材７とからなる。

【００１３】入力軸５は筒状をなし、その軸心上に上記
トルク変位部材７を取付ける。このトルク変位部材７
は、入力軸５と出力軸６との角度位置を合わせた後に入
力軸５にピン固定する。また、トルク変位部材７に歪ゲ
ージ８を貼り付け、この歪ゲージ８にフレキシブルケー
ブル９を接続し、このフレキシブルケーブル９は、入力
軸５の側穴５ａを貫通し、シール性を確保したハウジン
グ４のグロメット１０から制御部１１に至る。

【００１４】上記ハンドル軸２は、操舵トルクがハンド
ル軸２に加わった時に、トルク変位部材７が捩られてそ
の捩り歪が歪ゲージ８によって検出され、ハンドル軸２
とともに回動されつつフレキシブルケーブル９を介して
作用トルクの方向と大きさに応じた信号を制御部１１に
送る。

【００１５】出力軸６は、入力軸５側の端部を大径に形
成し、その中心部に上記トルク変位部材７の端部を嵌合
固定するとともに、その外周側にクラッチ機構１２を構
成する。このクラッチ機構１２はリング状をなす外周部
材１３を備え、この外周部材１３の端部に小径部１４を
形成し、この小径部１４の外周に減速機構１５を構成
し、かつ、出力軸６に対し小径部１４のラジアルおよび
スラスト方向をニードル支持する。

【００１６】図２は図１のＡ−Ａ線断面図であり、クラ
ッチ機構１２は、出力軸６の端部をおむすび形の略三角
形断面に形成した内周部材２１と、上記外周部材１３
（外径寸法Ｄ）と、これら両者に対して係合可能な係合
部材をなすローラー２２…と、このローラー２２…をそ
の係合方向に付勢するスプリング２３…と、ローラー位
置を規制するフォーク部材２４とからなる。このフォー
ク部材２４は入力軸５と一体をなす。

【００１７】上記外周部材１３の内周面１３ａを円形に
形成し、この内周面１３ａと上記内周部材２１の外周面
２１ａを対向して楔状空間を形成し、この楔状空間はそ
のコーナー部にローラー２２が係合した時にワンウェイ
クラッチを構成する。また、内周部材２１の中心部は入
力軸５が所定角度の遊びをもって嵌合し、両者間の過大
な相対回動を規制する回動規制部２５をなす。

【００１８】上記クラッチ機構１２は、フォーク部２４
の相対回動角が中立位置近傍の小なる範囲ではローラー
２２が外周部材１３と内周部材２１の間に係合しないの
でトルク伝達を行なわず、また、フォーク部２４が回動
されて楔状空間のコーナー部から退き、ローラー２２が
両部材間に係合可能になるとそのワンウェイクラッチ作
用により、外周部材１３がフォーク部２４と同一方向に
回動する時にのみ外周部材１３と内周部材２１がローラ
ー２２によって係合され、外周部材１３から内周部材２
１にアシストトルクが伝達される。したがって、入力軸
５に加わる操舵トルクの大きさとその回動方向に応じた
フォーク部２４の回動動作によって、クラッチ機構１２
のトルク伝達が断接制御される。

【００１９】図３は図１のＢ−Ｂ線断面図であり、減速
機構１５は、電動機側からのトルクを伝えるアシストト
ルク伝達軸３１に形成したウォーム３２と、上記外周部
材１３の小径部１４の外周に取付けた減速機構の最終ギ
ヤをなすウォームホィール３３とからなり、軸線を互い
に異にする２つの軸、すなわち、アシストトルク伝達軸
３１とクラッチ機構１２の中心軸をなす出力軸６との間
でトルクを倍力伝達する。

【００２０】以上のように構成される電動パワーステア
リング装置の動作およびその作用について以下に説明す
る。図示せぬ操舵輪によってハンドル軸２が回動された
時は、歪ゲージ８を介して操舵トルクに応じた信号が制
御部１１に送られ、電動機３からの補助トルクが減速機
構１５によって倍力され、クラッチ機構１２を介して出
力軸６に伝達される。出力軸６は、操舵トルクと電動機
３側からの付加トルクを合わせて、図示せぬ操向車輪を
転舵させる。この時、クラッチ機構１２は、フォーク部
２４の回動によって入力軸５の動作に応じてトルク伝達
を断接制御する。

【００２１】上記電動パワーステアリング装置は、アシ
ストトルク伝達軸と出力軸との間で減速機構の最終ギヤ
からその軸線方向に離間してクラッチ機構を配置するこ
とにより、クラッチ機構の外径寸法の制約を受けること
なく減速機構を構成することができるので、クラッチ機
構の外径寸法を確保した上で減速機構のトルク伝達軸と
出力軸の軸線間距離Ｌを小さくすることによって全体の
小径化が可能となる。また、クラッチ機構の作動時にウ
ォームホィールが弾性変形しないので、減速機構の噛み
合いをスムーズにすることができる。

【００２２】そして、その減速機構をウォームギヤ機構
とした場合は、一段の減速機構でも十分な減速比が得ら
れ、減速機構をコンパクトに構成することができ、全体
としてコンパクトな電動パワーステアリング装置を構成
することができる。

【００２３】

【発明の効果】以上に説明したごとく、請求項１の電動
パワーステアリング装置は、減速機構の最終ギヤからそ
の軸線方向に離間してクラッチ機構を配置することによ
り、クラッチ機構の外径寸法の制約を受けることなく減
速機構を構成することができるので、クラッチ機構の外
径寸法を確保した上で減速機構の小型化が確保され、全
体の小径化が可能となる。また、減速機構の噛み合いを
スムーズにできる。

【００２４】請求項２の電動パワーステアリング装置
は、その減速機構をウォームギヤ機構としたことから、
減速機構がコンパクトな電動パワーステアリング装置を
構成することができる。

【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要
部を示す縦断面図

【図２】図１のＡ−Ａ線断面図

【図３】図１のＢ−Ｂ線断面図

【図４】従来技術に係る電動パワーステアリング装置の
機能構成図

【図５】図４のクラッチ部の内部構成を示す縦断面図

【符号の説明】

１…電動パワーステアリング装置、２…ハンドル軸、３
…電動機、４…ハウジング、５…入力軸、６…出力軸、
７…トルク変位部材（トーションバー）、８…歪ゲー
ジ、９…フレキシブルケーブル、１１…制御部、１２…
クラッチ機構、１３…外周部材、１３ａ…内周面、１４
…小径部、１５…減速機構、２１…内周部材、２１ａ…
外周面、２２…ローラー、２３…スプリング、２４…フ
ォーク部材、２５…回動規制部、３１…アシストトルク
伝達軸、３２…ウォーム、３３…ウォームホィール（最
終ギヤ）。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電動機の発生するトルクを減速機構およ
   びクラッチ機構を介してステアリング系に伝達するよう
   にした電動パワーステアリング装置において、前記クラ
   ッチ機構は、減速機構の最終ギヤからその軸線方向に離
   間して位置する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】 前記減速機構をウォームギヤ機構とした
   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。