JPH1159450A - Electrically driven power steering device - Google Patents

Electrically driven power steering device

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Publication number
JPH1159450A
JPH1159450A JP23198397A JP23198397A JPH1159450A JP H1159450 A JPH1159450 A JP H1159450A JP 23198397 A JP23198397 A JP 23198397A JP 23198397 A JP23198397 A JP 23198397A JP H1159450 A JPH1159450 A JP H1159450A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
clutch
shaft
movable body
rotating body
electric motor
Prior art date
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Pending
Application number
JP23198397A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Nobuhiko Uryu
信彦 瓜生
Shigetaka Tanahashi
慈孝 棚橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP23198397A priority Critical patent/JPH1159450A/en
Priority to US09/064,172 priority patent/US6026925A/en
Publication of JPH1159450A publication Critical patent/JPH1159450A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
  • Power Steering Mechanism (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrically driven power steering device which can transmit large output even when a clutch mechanism is miniaturized. SOLUTION: In this electrically driven power steering device, first and second rotors 35, 36 rotatably arranged on an output shaft 8 respectively have driven bevel gears 52, 53 meshed with a driving bevel gear 34 arranged on an armature shaft 31 of an electric motor 6. Rotation of the electric motor 6 is transmitted to the driven bevel gears 52, 53 to cause rotation in the mutually opposite direction. A movable body 37 engaged with a helical spline 54 is arranged on the output shaft 8. The movable body 37 is arranged in a movable manner on the output shaft 8 to the sides of the first rotor 35 and the second rotor 36 by electromagnetic force of an electromagnetic solenoid 41 through a lever 40. A first clutch 38 is arranged between the movable body 37 and the first rotor 35 opposed thereto. A second clutch 39 is arranged between the movable body 37 and the second rotor 36 opposed thereto.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ステアリングホイ
ールに連結されたスタブシャフトの回転方向に応じて、
電動機より伝達される回転方向を切り替えてピニオンシ
ャフトに伝達する電動式パワーステアリング装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a stub shaft connected to a steering wheel according to a rotating direction.
The present invention relates to an electric power steering apparatus that switches a rotation direction transmitted from an electric motor and transmits the rotation to a pinion shaft.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来技術として、特開平6−29326
6号公報に記載された「パワーステアリング装置」があ
る。この従来装置は、駆動機構によって駆動される一つ
の駆動かさ歯車と、この駆動かさ歯車と噛み合う一対の
従動かさ歯車とを備え、各従動かさ歯車がそれぞれスタ
ブシャフトとピニオンシャフトの外周に回転自在に支持
されている。また、軸方向に対向するスタブシャフトと
ピニオンシャフトの両シャフトに跨がって可動体が配設
されている。この可動体は、両シャフトのいずれか一方
に対してヘリカルスプライン結合し、他方に対してスト
レートスプライン結合し、且つ可動体と両従動かさ歯車
との間にそれぞれクラッチ機構が設けられている。
2. Description of the Related Art As a prior art, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-29326 is known.
There is a “power steering device” described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-206. This conventional apparatus includes one drive bevel gear driven by a drive mechanism and a pair of driven bevel gears meshing with the drive bevel gear, and each driven bevel gear is rotatable around the stub shaft and the pinion shaft, respectively. Supported. In addition, a movable body is provided so as to straddle both shafts of a stub shaft and a pinion shaft that face each other in the axial direction. The movable body is helically spline-coupled to one of the two shafts and straight spline-coupled to the other, and a clutch mechanism is provided between the movable body and the two driven gears.

【0003】この装置によれば、ステアリングホイール
の回転トルクによってスタブシャフトとピニオンシャフ
トとの間にトーションバーの捩じれに応じた相対回転が
生じると、その相対回転方向に応じて可動体が軸方向に
移動することにより、ステアリングホイールと同方向に
回転可能な一方の従動かさ歯車との間でクラッチ機構が
接続される。この時、駆動機構により駆動かさ歯車を駆
動して各従動かさ歯車を回転させることにより、クラッ
チ機構により接続された一方の従動かさ歯車と可動体と
が一体に回転するため、その可動体を介してピニオンシ
ャフトに駆動機構の動力が伝達されて、操舵補助力を付
与することができる。
According to this device, when a relative rotation is generated between the stub shaft and the pinion shaft according to the torsion of the torsion bar by the rotation torque of the steering wheel, the movable body moves in the axial direction according to the relative rotation direction. By moving, the clutch mechanism is connected between the steering wheel and one driven bevel gear rotatable in the same direction. At this time, the driven bevel gear is driven by the drive mechanism to rotate each driven bevel gear, so that one driven bevel gear and the movable body connected by the clutch mechanism rotate integrally, so that the driven bevel gear is driven through the movable body. As a result, the power of the drive mechanism is transmitted to the pinion shaft, and the steering assist force can be applied.

【0004】また、他の従来装置として、特開昭62−
273165号公報に記載された「電動式パワーステア
リング装置」がある。この従来装置は、ハンドル軸の回
りに設けられた正転用かさ歯車及び逆転用かさ歯車と、
ハンドル軸と正転用かさ歯車とを断続する正転用クラッ
チと、ハンドル軸と逆転用かさ歯車とを断続する逆転用
クラッチと、正転用かさ歯車及び逆転用かさ歯車と噛合
する駆動かさ歯車と、この駆動かさ歯車に連結された減
速歯車装置と、この減速歯車装置を駆動する電動機と、
操舵トルクを検出するトルクセンサと、車速を検出する
車速センサとを備え、トルクセンサと車速センサの出力
を受けて電動機、正転用クラッチ、及び逆転用クラッチ
の作動を制御している。この従来装置は、前者の従来装
置が運転者の操舵力に基づいてクラッチ機構を作動させ
るのに対し、トルクセンサの出力を受けて正転用クラッ
チ及び逆転用クラッチの通電制御を行っている点が異な
るだけで、基本的な作動は同じである。
Another conventional device is disclosed in
There is an “electric power steering device” described in Japanese Patent No. 273165. This conventional device includes a forward bevel gear and a reverse bevel gear provided around a handle shaft,
A forward rotation clutch for intermittently connecting the handle shaft and the forward bevel gear, a reverse rotation clutch for intermittently connecting the handle shaft and the reverse bevel gear, and a drive bevel gear meshing with the forward bevel gear and the reverse bevel gear; A reduction gear device connected to the driving bevel gear, and an electric motor driving the reduction gear device,
The vehicle includes a torque sensor that detects a steering torque and a vehicle speed sensor that detects a vehicle speed, and controls the operation of an electric motor, a forward rotation clutch, and a reverse rotation clutch based on outputs of the torque sensor and the vehicle speed sensor. This conventional device is different from the former conventional device in that the clutch mechanism is operated based on the driver's steering force, while the output of the torque sensor is used to control the forward rotation clutch and the reverse rotation clutch. The only difference is the basic operation.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】前者の従来技術(特開
平6−293266号公報)では、運転者の操舵力によ
り可動体を移動させてクラッチ機構を接続する構造であ
るので、ステアリングホイールの回転を急に左右切り替
えた時に運転者に不快感を与えず、スムーズにクラッチ
機構を切り替えて操舵補助力の方向を切り替えることを
考慮すると、例えばクラッチ機構がラチェット式の様な
噛み合いクラッチであると、クラッチ断続時の振動がス
テアリングホイールに直接伝わるのであまり好ましくな
い。そこで、クラッチ断続時の騒音やステアリングホイ
ールに直接伝わる振動等の問題が比較的少ない摩擦クラ
ッチを適用することが考えられる。しかし、摩擦クラッ
チを用いた場合、クラッチ板を係合させるための押圧力
を可動体の移動力、即ち運転者の操舵力によって得る必
要がある。
The former prior art (JP-A-6-293266) has a structure in which a movable body is moved by a driver's steering force to connect a clutch mechanism. When suddenly switching left and right does not cause discomfort to the driver, considering that the direction of the steering assist force is switched by smoothly switching the clutch mechanism, for example, if the clutch mechanism is a ratchet type engagement clutch, Vibration at the time of clutch engagement / disconnection is directly transmitted to the steering wheel, which is not preferable. Therefore, it is conceivable to apply a friction clutch that has relatively few problems such as noise at the time of clutch engagement / disconnection and vibration directly transmitted to the steering wheel. However, when a friction clutch is used, it is necessary to obtain the pressing force for engaging the clutch plate by the moving force of the movable body, that is, the steering force of the driver.

【0006】ところが、一般的にパワーステアリング装
置においては、約5Nm程度の操舵力で操舵が可能にな
る様に電動機による操舵補助力を付与させているので、
運転者の操舵力により生ずる可動体の移動量をさほど大
きく設定できない。従って、運転者の操舵力だけではク
ラッチ板を係合させるための押圧力を上げることができ
ないため、所要の押圧力を得るためには、クラッチ板に
摩擦係数の高い材料を用いるか、またはクラッチ板の外
径を大きくして接触面積を増大する必要が生じる。しか
し、摩擦係数の高い材料では、その摩擦接触面の磨耗に
対して当然不利であり、耐久性に問題がある。さらに、
接触面積を増大するためにクラッチ板の外径を大きくす
る方法では、当然のことながら装置の大型化を招いてし
まう問題がある。
However, in general, in a power steering apparatus, a steering assist force by an electric motor is applied so that steering can be performed with a steering force of about 5 Nm.
The amount of movement of the movable body caused by the steering force of the driver cannot be set so large. Therefore, since the pressing force for engaging the clutch plate cannot be increased only by the steering force of the driver, in order to obtain the required pressing force, a material having a high friction coefficient is used for the clutch plate, It is necessary to increase the outer diameter of the plate to increase the contact area. However, a material having a high coefficient of friction is naturally disadvantageous to wear of the friction contact surface, and has a problem in durability. further,
The method of increasing the outer diameter of the clutch plate in order to increase the contact area naturally has a problem that the size of the device is increased.

【0007】後者の従来技術(特開昭62−27316
5号公報)では、例えば運転者の操舵トルクに基づいて
作動する電磁クラッチを採用することができるため、電
磁クラッチの励磁コイルに発生する磁力によってクラッ
チ板の押圧力(係合力)を得ることができる。このた
め、励磁コイルへ通電する電流値や、励磁コイルの巻数
を増やしてやれば、電動機の出力に見合うクラッチを提
供できる。しかし、電磁クラッチの吸引力だけでクラッ
チ係合力全てを担うためには、電磁クラッチの体格が大
きくなってしまう。また、本案件(後者の従来技術)で
は、電磁クラッチ以外に出力を伝達する方法について言
及されていないので、将来的に高出力の電動機を採用す
る場合には、電磁クラッチの大型化以外に方法がないと
いうのが実情であった。本発明は、上記事情に基づいて
成されたもので、その目的は、クラッチ機構を小型化し
ても大出力を伝達できる電動式パワーステアリング装置
を提供することにある。
The latter prior art (JP-A-62-27316)
No. 5), for example, an electromagnetic clutch that operates based on the driver's steering torque can be employed, so that the pressing force (engaging force) of the clutch plate can be obtained by the magnetic force generated in the exciting coil of the electromagnetic clutch. it can. For this reason, if the current value to be supplied to the excitation coil and the number of turns of the excitation coil are increased, a clutch suitable for the output of the electric motor can be provided. However, the physical size of the electromagnetic clutch becomes large in order to perform all the clutch engaging force only by the attraction force of the electromagnetic clutch. Also, in this case (the latter conventional technology), there is no mention of a method of transmitting output other than the electromagnetic clutch, so if a high-output motor is to be adopted in the future, a method other than enlarging the electromagnetic clutch will be used. The fact was that there was no such thing. The present invention has been made based on the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an electric power steering device capable of transmitting a large output even when a clutch mechanism is downsized.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】 (請求項1の手段)電動機より出力された一方向の回転
をスタブシャフトの回転方向に応じて正逆方向に切り替
えて伝達する切替装置を有し、この切替装置は、電動機
の回転が伝達されて互いに反対方向に回転する第1の回
転体及び第2の回転体と、スタブシャフトの回転方向に
応じて、第1の回転体及び第2の回転体の何れか一方の
回転体を選択する選択手段と、この選択手段によって選
択された一方の回転体と出力軸とを駆動連結するクラッ
チ機構と、電動機の出力により出力軸のスラスト方向に
荷重を発生させ、このスラスト荷重をクラッチ機構の係
合力に変換する変換手段とを備えている。
Means for Solving the Problems According to the present invention, there is provided a switching device for switching the one-way rotation output from the electric motor in the forward and reverse directions according to the rotation direction of the stub shaft, and transmitting the rotation. The apparatus includes a first rotating body and a second rotating body that rotate in opposite directions to each other by transmitting the rotation of the electric motor, and the first rotating body and the second rotating body according to the rotation direction of the stub shaft. Selecting means for selecting one of the rotating bodies, a clutch mechanism for drivingly connecting the one rotating body selected by the selecting means and the output shaft, and generating a load in the thrust direction of the output shaft by the output of the electric motor; Conversion means for converting the thrust load into an engagement force of the clutch mechanism.

【0009】この場合、電動機の出力により発生するス
ラスト荷重によってクラッチ機構の係合力を得ることが
できるため、運転者の操舵力は、切替装置に対して電動
機の回転方向を切り替えるきっかけ(選択手段により第
1の回転体及び第2の回転体の何れか一方の回転体を選
択させるきっかけ)を与えるだけで良い。これにより、
従来の様に、クラッチ機構の係合力を得るために運転者
の操舵力を直接利用する必要がないため、運転者の操舵
力は少なくて良い。また、クラッチ機構の係合力を全て
電磁クラッチで担う必要がないため、電力消費量を少な
くでき、効率的であるとともに、電動機自身が発生する
出力によってクラッチ機構の係合力を得ることができる
ため、クラッチ機構を小型化しても大出力の伝達が可能
となる。
In this case, since the engagement force of the clutch mechanism can be obtained by the thrust load generated by the output of the electric motor, the steering force of the driver changes the rotation direction of the electric motor with respect to the switching device (by the selection means). It is only necessary to provide a trigger for selecting one of the first rotating body and the second rotating body). This allows
Unlike the related art, it is not necessary to directly use the driver's steering force to obtain the engagement force of the clutch mechanism, so that the driver's steering force may be small. Also, since it is not necessary to carry all the engaging force of the clutch mechanism with the electromagnetic clutch, the power consumption can be reduced, the efficiency is high, and the engaging force of the clutch mechanism can be obtained by the output generated by the electric motor itself. Even if the clutch mechanism is miniaturized, a large output can be transmitted.

【0010】(請求項2の手段)出力軸は、ピニオンシ
ャフトと一体で形成されているため、ステアリングシャ
フト上に切替装置を配設することができる。その結果、
出力軸の出力を伝達部材を用いてラックシャフトへ伝達
する構成と比較して、切替装置の配置に制限が生じる
が、伝達部材を用いない分だけ、軽量、小型で安価な電
動式パワーステアリング装置を提供できる利点がある。
なお、上記のステアリングシャフトとは、トーションバ
ーによって連結されたスタブシャフトとピニオンシャフ
トにより構成されている。
Since the output shaft is formed integrally with the pinion shaft, the switching device can be disposed on the steering shaft. as a result,
Compared to a configuration in which the output of the output shaft is transmitted to the rack shaft using a transmission member, the arrangement of the switching device is restricted, but the weight, size, and cost of the electric power steering device are reduced because the transmission member is not used. There is an advantage that can be provided.
The above-mentioned steering shaft is composed of a stub shaft and a pinion shaft connected by a torsion bar.

【0011】(請求項3の手段)電動機の一方向の回転
を切替装置へ伝達する伝達経路に一方向クラッチを配設
したことにより、電動機が不具合を起こして回転不能な
状態となっても、マニュアルステアリング操作によって
ラックシャフトの回転を可能にできるという安全性を提
供することができる。
(3) A one-way clutch is provided in a transmission path for transmitting one-way rotation of the electric motor to the switching device. The safety that the rotation of the rack shaft can be performed by the manual steering operation can be provided.

【0012】(請求項4の手段)変換手段は、出力軸も
しくは、出力軸と同心に配される円筒固定部材に対して
ヘリカルスプライン係合し、このヘリカルスプラインに
沿って出力軸上を軸方向に移動可能な可動体を有し、こ
の可動体が前記電動機の出力を受けて前記クラッチ機構
の係合力を増大させる方向に移動する。この場合、スタ
ブシャフトの回転方向に応じて、選択手段によって選択
された一方の回転体と出力軸とがクラッチ機構により駆
動連結されると、出力軸もしくは円筒固定部材に対して
ヘリカルスプライン係合する可動体が、電動機の出力に
より前記ヘリカルスプラインに沿って出力軸上をクラッ
チ機構の係合力(押圧荷重)を増大させる方向に移動す
ることができる。この可動体の移動により発生するスラ
スト荷重を利用して、電動機の出力を出力軸へ伝達する
クラッチ機構の係合力を確実に発生させることができる
ため、運転者の操舵量はあくまでも、回転方向を切り替
えるきっかけだけの少ない力で良いという請求項1の効
果が簡単な構造で実現できる。
The conversion means engages the helical spline with the output shaft or a cylindrical fixing member arranged concentrically with the output shaft, and the axial direction on the output shaft along the helical spline. The movable body receives the output of the electric motor and moves in a direction to increase the engagement force of the clutch mechanism. In this case, when one of the rotating bodies selected by the selection means and the output shaft are drivingly connected by the clutch mechanism in accordance with the rotation direction of the stub shaft, the helical spline engages with the output shaft or the cylindrical fixing member. The movable body can move on the output shaft along the helical spline by the output of the electric motor in a direction to increase the engaging force (pressing load) of the clutch mechanism. By utilizing the thrust load generated by the movement of the movable body, it is possible to reliably generate the engaging force of the clutch mechanism that transmits the output of the electric motor to the output shaft. The effect of claim 1 in which only a small force for switching is sufficient can be realized with a simple structure.

【0013】(請求項5の手段)クラッチ機構は、第1
の回転体と可動体との間に配される第1のクラッチと、
第2の回転体と可動体との間に配される第2のクラッチ
とで構成され、その第1のクラッチ及び第2のクラッチ
は、共に摩擦クラッチである。この場合、ステアリング
ホイールに直接連結されるステアリングシャフト上に切
替装置が配設されても、クラッチ断続時の騒音やステア
リングホイールに直接伝わる振動等の問題が比較的少な
く、運転者にとって快適な電動式パワーステアリング装
置を提供できる。
(Means of Claim 5) The clutch mechanism comprises a first
A first clutch disposed between the rotating body and the movable body,
It comprises a second clutch disposed between the second rotating body and the movable body, and the first clutch and the second clutch are both friction clutches. In this case, even if the switching device is provided on the steering shaft directly connected to the steering wheel, there are relatively few problems such as noise when the clutch is engaged / disengaged and vibration directly transmitted to the steering wheel, and the electric type is comfortable for the driver. A power steering device can be provided.

【0014】(請求項6の手段)クラッチ機構は、第1
の回転体と可動体との間に配される第1のクラッチと、
第2の回転体と可動体との間に配される第2のクラッチ
とで構成され、その第1のクラッチ及び第2のクラッチ
は、それぞれ摩擦クラッチと噛み合いクラッチとを複合
して構成された複合クラッチである。この場合、ステア
リングホイールに直接連結されるステアリングシャフト
上に切替装置が配設されても、クラッチ断続時の騒音や
ステアリングホイールに直接伝わる振動等の問題は摩擦
クラッチにて解消し、摩擦クラッチの問題点である高出
力伝達時のクラッチ滑りや、摩擦面の磨耗に伴う耐久性
低下を噛み合いクラッチによる確実な出力伝達で補うこ
とができる。その結果、上記請求項5の場合よりクラッ
チ機構が複雑になるが、高出力伝達用クラッチとして、
クラッチの断続がスムーズで、且つ耐久性のある電動式
パワーステアリング装置を提供できる利点がある。
(Claim 6) The clutch mechanism may be a first clutch.
A first clutch disposed between the rotating body and the movable body,
The first clutch and the second clutch are each configured by combining a friction clutch and a meshing clutch, respectively, with a second clutch disposed between the second rotating body and the movable body. It is a composite clutch. In this case, even if the switching device is provided on the steering shaft directly connected to the steering wheel, problems such as noise when the clutch is disconnected and vibration directly transmitted to the steering wheel can be solved by the friction clutch, and the problem of the friction clutch can be solved. It is possible to compensate for the slippage of the clutch at the time of transmission of high power and the reduction of durability due to the wear of the friction surface by the reliable transmission of power by the meshing clutch. As a result, the clutch mechanism becomes more complicated than in the case of claim 5 described above.
There is an advantage that a durable electric power steering apparatus can be provided in which the clutch is smoothly connected and disconnected.

【0015】(請求項7の手段)電動機が駆動していな
い静止状態にて、第1のクラッチ及び第2のクラッチを
解除させる方向に作用するクラッチ解除用の弾性部材が
可動体に具備されている。この場合、運転者が操舵方向
を急に切り替えた場合、第1のクラッチ及び第2のクラ
ッチの一方を解除させる時に、弾性部材の作用によって
可動体を移動させることができるため、可動体の移動応
答性を向上させることができ、ひいては操舵補助力の追
従遅れ感を無くすことが可能である。更に、電動機が駆
動していない静止状態にて、車両からの振動等により可
動体が軸方向に振動した場合でも、弾性部材が振動を吸
収することで異音の発生を防止し、且つ可動体が第1の
クラッチ及び第2のクラッチに接触してクラッチの磨耗
や損傷が発生するのを防止できる利点がある。
(7) A movable member is provided with a clutch releasing elastic member acting in a direction for releasing the first clutch and the second clutch when the electric motor is not driven. I have. In this case, when the driver suddenly switches the steering direction, the movable body can be moved by the action of the elastic member when one of the first clutch and the second clutch is released. The responsiveness can be improved, and the sense of delay in following the steering assist force can be eliminated. Further, even when the movable body vibrates in the axial direction due to vibration from the vehicle or the like in a stationary state where the electric motor is not driven, the generation of abnormal noise is prevented by the elastic member absorbing the vibration, and However, there is an advantage that wear and damage of the clutch due to contact with the first clutch and the second clutch can be prevented.

【0016】(請求項8の手段)選択手段は、スタブシ
ャフトとピニオンシャフトとの相対的な捩じれ角に応じ
て可動体を軸方向に移動させる移動手段と、スタブシャ
フトとピニオンシャフトとの相対的な捩じれ角に応じて
電動機への通電を制御するスイッチ手段とで構成され
る。この場合、運転者の操舵力によるステアリングホイ
ールの回転トルクにより、スタブシャフトとピニオンシ
ャフトとの間に相対的な捩じれが生じ、その捩じれ角に
応じて、移動手段により可動体を軸方向に移動させるこ
とで第1のクラッチまたは第2のクラッチの何れか一方
を選択しつつ、押圧してクラッチを係合するきっかけを
作る。さらに、スイッチ手段により電動機が駆動する
と、選択された一方の回転体側のクラッチを介して、出
力軸もしくは円筒固定部材に対してヘリカルスプライン
係合する可動体が電動機の出力により回転し、出力軸の
スラスト方向に荷重を発生させつつ、ヘリカルスプライ
ンに沿って出力軸上をクラッチの押圧荷重を増加させる
方向へ移動することができる。この可動体の移動は、出
力軸の駆動力とラックシャフトからの反力とが釣り合う
まで続くため、可動体の移動によるスラスト荷重を利用
して電動機の出力を出力軸へ伝達するクラッチの係合力
を確実に発生させることができる。
(Means of Claim 8) The selecting means is a moving means for moving the movable body in the axial direction according to a relative torsion angle between the stub shaft and the pinion shaft, and a relative means between the stub shaft and the pinion shaft. And switch means for controlling energization of the electric motor in accordance with the torsion angle. In this case, a relative twist is generated between the stub shaft and the pinion shaft due to the rotational torque of the steering wheel caused by the steering force of the driver, and the movable body is moved in the axial direction by the moving means according to the twist angle. In this way, while selecting either the first clutch or the second clutch, a trigger for pressing and engaging the clutch is created. Further, when the motor is driven by the switch means, the movable body that engages with the helical spline with the output shaft or the cylindrical fixed member is rotated by the output of the motor via the clutch on the selected one rotating body side, and the output shaft is rotated. While generating a load in the thrust direction, the clutch can be moved on the output shaft along the helical spline in a direction to increase the pressing load of the clutch. Since the movement of the movable body continues until the driving force of the output shaft and the reaction force from the rack shaft balance, the engagement force of the clutch that transmits the output of the electric motor to the output shaft using the thrust load due to the movement of the movable body. Can be reliably generated.

【0017】また、電動機の操舵補助力が十分になった
時には、スタブシャフトとピニオンシャフトとの相対的
な捩じれ角が無くなるため、移動手段の作用により、選
択されていたクラッチから可動体が離れて押圧力を除去
する一方、スイッチ手段により電動機の駆動が停止する
ことで、選択されていた側、つまり係合していた側のク
ラッチを完全に離脱させることができる。このスイッチ
手段を備えることにより、電動機へ常時通電しなくても
良いため、電力消費量を抑えることができるという優れ
た効果も有し、また、電動機への通電電流をマイクロコ
ンピュータ等で制御することにより、必要最低限の操舵
補助力を付与するための電流を印加することも可能とな
り、さらなる省電力効果を得ることもできる。更に、車
両に搭載された車速センサ、回転数センサ、加速度セン
サ、雨滴検出センサ、タイヤの空気圧センサ、操舵角セ
ンサ等の検出信号を利用して電動機への通電電流を制御
することで、より高度で、且つ省電力な電動式パワース
テアリング装置を提供することができる。
Further, when the steering assist force of the electric motor becomes sufficient, the relative twist angle between the stub shaft and the pinion shaft is eliminated, so that the movable body moves away from the selected clutch by the action of the moving means. While the pressing force is removed, the drive of the electric motor is stopped by the switch means, so that the clutch on the selected side, that is, the engaged side can be completely disengaged. The provision of this switch means that the motor does not need to be energized at all times, so that it has an excellent effect that power consumption can be suppressed, and the current supplied to the motor can be controlled by a microcomputer or the like. Accordingly, it is possible to apply a current for applying the minimum necessary steering assist force, and it is possible to obtain a further power saving effect. Further, by controlling the current supplied to the electric motor using detection signals from a vehicle speed sensor, a rotation speed sensor, an acceleration sensor, a raindrop detection sensor, a tire pressure sensor, a steering angle sensor, and the like mounted on the vehicle, higher altitude is achieved. In addition, it is possible to provide a power-saving electric power steering device.

【0018】(請求項9の手段)移動手段は、スイッチ
手段からの指令に基づいて、可動体を電磁力により移動
させる電磁石装置である。この場合、移動手段には、電
磁石装置を設けることによるコストアップの要因が生じ
るが、スイッチ手段と切替装置との連携は、電磁石を作
動させるフレキシブルなリード線のみで行うことができ
る。これにより、スイッチ手段と切替装置との間に設置
自由度が生まれるため、例えば、スイッチ手段をステア
リングシャフト上に配設し、切替装置と電動機をラック
シャフト上に配設することが可能となるので、小スペー
スのエンジンルーム内での設置自由度が大きいばかりで
なく、重量物である電動機をステアリングシャフトにて
支持する必要もなくなるため、ステアリングシャフトの
支持部材を簡素化できる利点がある。無論、電磁石装置
は、あくまでも回転方向を切り替えるきっかけだけの少
ない力を発生するものであり、従来技術における電動機
の出力全てを伝達するための電磁石装置に対して小型化
できるのは請求項1で述べたのと同じである。
The moving means is an electromagnet apparatus for moving the movable body by electromagnetic force based on a command from the switch means. In this case, there is a factor of cost increase due to the provision of the electromagnet device in the moving means, but the link between the switching means and the switching device can be performed only by a flexible lead wire for operating the electromagnet. As a result, a degree of freedom is provided between the switch means and the switching device. For example, the switch means can be disposed on the steering shaft, and the switching device and the electric motor can be disposed on the rack shaft. In addition to a large degree of freedom in installation in a small space engine room, there is no need to support a heavy electric motor with a steering shaft, so that there is an advantage that the support member for the steering shaft can be simplified. Needless to say, the electromagnet device generates only a small force that triggers the switching of the rotation direction, and can be made smaller than the electromagnet device for transmitting all the output of the electric motor in the prior art. It is the same as

【0019】(請求項10の手段)移動手段は、スタブ
シャフトの回転に関連して回転する軸もしくは、ピニオ
ンシャフトの回転に関連して回転する軸の何れか一方に
形成されるヘリカルスプラインに係合し、且つ他方に回
転規制されつつ軸方向に移動可能に係合する摺動体を備
え、この摺動体の移動量に基づいて可動体を移動させ
る。この場合、請求項9に記載した構成に対して、電磁
石装置がない分だけ軽量且つ小型で安価な電動式パワー
ステアリング装置を提供できる利点がある。
(Means of Claim 10) The moving means is related to a helical spline formed on one of a shaft rotating in relation to the rotation of the stub shaft and a shaft rotating in relation to the rotation of the pinion shaft. And a sliding body that engages with the other while being rotatively restricted and axially movable, and moves the movable body based on the amount of movement of the sliding body. In this case, as compared with the configuration described in claim 9, there is an advantage that it is possible to provide an electric power steering device that is lightweight, small and inexpensive as much as there is no electromagnet device.

【0020】(請求項11の手段)スイッチ手段は、ス
タブシャフトとピニオンシャフトとの相対的な捩じれ角
を電気的に検出するトルクセンサである。この場合、操
舵補助力が必要な時のみ、必要最低限の駆動力を電動機
から発生させることが可能で、電動機での不必要な電力
消費を抑えることができる。
The switch means is a torque sensor for electrically detecting a relative twist angle between the stub shaft and the pinion shaft. In this case, the necessary minimum driving force can be generated from the electric motor only when the steering assist force is required, and unnecessary power consumption by the electric motor can be suppressed.

【0021】(請求項12の手段)スイッチ手段は、ス
タブシャフトとピニオンシャフトとの相対的な捩じれ角
を機械的に増幅させてから、電気的に検出するトルクセ
ンサである。スタブシャフトとピニオンシャフトとの相
対的な捩じれ角は、運転者にとってステアリングホイー
ルの遊びであり、ステアリングシャフト上での相対的な
捩じれ角を大きくすることは、ステアリングホイールの
回転に対する車両の旋回応答性の低下を招くため、通
常、相対的な捩じれ角は微小な約2〜5度程度に抑える
必要がある。この微小変位を検出するために、トルクセ
ンサの構成部品は、高度な寸法精度が要求されるが、本
請求項によれば、相対的な捩じれ角を機械的に増幅させ
てから電気的に検出する構成であるため、トルクセンサ
の構成部品にさほど高度な寸法精度を要求する必要がな
くなり、安価なスイッチ手段を提供できる効果が生じ
る。
The switch means is a torque sensor that electrically amplifies the relative twist angle between the stub shaft and the pinion shaft and then electrically detects the relative twist angle. The relative torsion angle between the stub shaft and the pinion shaft is a play of the steering wheel for the driver, and increasing the relative torsion angle on the steering shaft requires the turning response of the vehicle to the rotation of the steering wheel. In general, the relative twist angle needs to be suppressed to a small value of about 2 to 5 degrees. To detect this minute displacement, the components of the torque sensor are required to have high dimensional accuracy, but according to the present invention, the relative twist angle is mechanically amplified and then electrically detected. With such a configuration, it is not necessary to require a very high degree of dimensional accuracy for the components of the torque sensor, and it is possible to provide an inexpensive switch means.

【0022】(請求項13の手段)スイッチ手段は、摺
動体の軸方向移動量を電気的に検出するトルクセンサで
ある。この場合、トルクセンサを移動手段と一体で構成
することができるため、軽量且つ小型で安価なスイッチ
手段を提供することができる。
The switch means is a torque sensor for electrically detecting the amount of axial movement of the sliding body. In this case, since the torque sensor can be formed integrally with the moving means, a lightweight, small, and inexpensive switch means can be provided.

【0023】(請求項14の手段)スイッチ手段は、移
動手段に生じる摺動体と可動体との機械的ひずみ量を電
気的に検出するトルクセンサである。この場合、トルク
センサを移動手段と一体で構成することができるため、
軽量且つ小型で安価なスイッチ手段を提供することがで
きる。
(Switching means) The switching means is a torque sensor for electrically detecting the amount of mechanical strain between the sliding body and the movable body generated in the moving means. In this case, since the torque sensor can be configured integrally with the moving means,
It is possible to provide a lightweight, small, and inexpensive switch means.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】次に、本発明の電動式パワーステ
アリング装置を図面に基づいて説明する。 (第1実施例)図1は電動式パワーステアリング装置
(以下、本装置と言う)に使用される切替装置の断面
図、図2は本装置の全体構成を示す模式図である。本装
置1は、図2に示す様に、ステアリングホイール2の操
舵力を車輪側ラックシャフト3に伝達するステアリング
シャフト4、このステアリングシャフト4上に配設され
たトルクセンサ5、ラックシャフト3に付与される操舵
補助力の動力源である電動機6、この電動機6より出力
された一方向の回転を正逆方向に切り替えて伝達する切
替装置7、この切替装置7を介して伝達された回転をラ
ックシャフト3に伝達する出力軸8等より構成される。
Next, an electric power steering apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. (First Embodiment) FIG. 1 is a cross-sectional view of a switching device used in an electric power steering device (hereinafter, referred to as the present device), and FIG. 2 is a schematic diagram showing an entire configuration of the present device. As shown in FIG. 2, the present device 1 applies a steering shaft 4 for transmitting a steering force of a steering wheel 2 to a wheel-side rack shaft 3, a torque sensor 5 disposed on the steering shaft 4, and a rack shaft 3. Motor 6 as a power source of the assisted steering force, a switching device 7 for switching the one-way rotation output from the motor 6 in the forward and reverse directions and transmitting the rotation, and a rack for transmitting the rotation transmitted via the switching device 7. It comprises an output shaft 8 for transmitting to the shaft 3 and the like.

【0025】ステアリングシャフト4は、同軸上に対向
して配置されたスタブシャフト9とピニオンシャフト1
0、及びスタブシャフト9とピニオンシャフト10を連
結するトーションバー11(図3参照)より構成され
る。スタブシャフト9は、一端がステアリングホイール
2に連結され、他端側がトルクセンサ5のカバー12に
固定された軸受13(図3参照)により回転自在に支持
されている。ピニオンシャフト10は、他端側にピニオ
ンギヤ14が設けられ、このピニオンギヤ14がラック
シャフト3に形成されたラックギヤ15に噛み合って連
結され(図2参照)、一端側がトルクセンサ5のケーシ
ング16に固定された軸受17(図3参照)により回転
自在に支持されている。トーションバー11は、図3に
示す様に、スタブシャフト9の他端側に形成された中空
部9aとピニオンシャフト10の一端側に形成された中
空部10aとに挿入され、それぞれ各シャフト9、10
に対してピン18、19により回り止めされている。
The steering shaft 4 includes a stub shaft 9 and a pinion shaft 1 which are coaxially opposed to each other.
0 and a torsion bar 11 (see FIG. 3) for connecting the stub shaft 9 and the pinion shaft 10. The stub shaft 9 has one end connected to the steering wheel 2 and the other end rotatably supported by a bearing 13 (see FIG. 3) fixed to a cover 12 of the torque sensor 5. The pinion shaft 10 is provided with a pinion gear 14 on the other end side. The pinion gear 14 is engaged with and connected to a rack gear 15 formed on the rack shaft 3 (see FIG. 2), and one end side is fixed to a casing 16 of the torque sensor 5. It is rotatably supported by a bearing 17 (see FIG. 3). As shown in FIG. 3, the torsion bar 11 is inserted into a hollow portion 9a formed at the other end of the stub shaft 9 and a hollow portion 10a formed at one end of the pinion shaft 10, and each of the shafts 9, 10
Are prevented from rotating by pins 18 and 19.

【0026】トルクセンサ5は、運転者がステアリング
ホイール2を操舵する力(操舵力)と、ステアリングシ
ャフト4の捩じれ方向とを電圧によって検出するもの
で、周知の非接触タイプである。トルクセンサ5の具体
的な構成は、図3に示す様に、スタブシャフト9とピニ
オンシャフト10の各他端部に配設された磁性体製の筒
部20、21、この両筒部20、21が軸方向に対向す
る対向部の外周に配設された磁気変化検出用の励磁コイ
ル22と検出コイル23、ピニオンシャフト10の筒部
21の外周に配設された温度保証用の励磁コイル24と
検出コイル25を備え、磁気変化検出用の各コイル2
2、23と温度保証用の各コイル24、25との間に非
磁性体製のプレート26が介在されて磁気変化検出用の
各コイル22、23と温度保証用の各コイル24、25
とが別の磁気回路となる様に隔離している。
The torque sensor 5 is a well-known non-contact type, which detects a force for steering the steering wheel 2 by the driver (steering force) and a torsion direction of the steering shaft 4 by a voltage. As shown in FIG. 3, the specific configuration of the torque sensor 5 is a cylindrical member 20, 21 made of a magnetic material disposed at the other end of the stub shaft 9 and the pinion shaft 10. An excitation coil 22 and a detection coil 23 for detecting a magnetic change, which are disposed on the outer periphery of an opposing portion facing the axial direction, and an excitation coil 24 for assuring temperature, which is disposed on an outer periphery of the cylindrical portion 21 of the pinion shaft 10. And a detection coil 25, each coil 2 for detecting a magnetic change.
A plate 26 made of a non-magnetic material is interposed between the coils 2 and 23 and the coils 24 and 25 for temperature assurance, and the coils 22 and 23 for detecting magnetic change and the coils 24 and 25 for temperature assurance.
Are separated to form a separate magnetic circuit.

【0027】各筒部20、21の対向部には、それぞれ
軸方向に向かい合う凹凸部20a、21aが形成されて
いる。また、磁気変化検出用の励磁コイル22と検出コ
イル23、及び温度保証用の励磁コイル24と検出コイ
ル25は、それぞれ各シャフト9、10の軸中心と同心
となる様にケーシング16に固定されている。各励磁コ
イル22、24には、交流電圧が印加されており、各筒
部20、21の凹凸部20a、21aを通る磁気変化検
出用検出コイル23の磁気回路と、ピニオンシャフト1
0の筒部21を通る温度保証用検出コイル25の磁気回
路とにそれぞれ誘導電圧を発生させている。
The cylindrical portions 20 and 21 are formed with concavo-convex portions 20a and 21a, respectively, which face each other in the axial direction. The excitation coil 22 and the detection coil 23 for detecting a magnetic change, and the excitation coil 24 and the detection coil 25 for assuring temperature are fixed to the casing 16 so as to be concentric with the shaft centers of the shafts 9 and 10, respectively. I have. An AC voltage is applied to each of the excitation coils 22 and 24, and a magnetic circuit of the magnetic change detection coil 23 that passes through the concave and convex portions 20 a and 21 a of each of the cylindrical portions 20 and 21 and the pinion shaft 1.
An induced voltage is generated in the magnetic circuit of the temperature assurance detection coil 25 passing through the 0 cylindrical portion 21.

【0028】ここで、トルクセンサ5の動作について説
明する。運転者がステアリングホイール2を回転させる
と、スタブシャフト9とピニオンシャフト10とを連結
するトーションバー11の弾性変形により、スタブシャ
フト9とピニオンシャフト10との間に相対捩じれが発
生する。これにより、スタブシャフト9とピニオンシャ
フト10の各筒部20、21に形成された凹凸部20
a、21aに磁気抵抗変化が起こり、磁気変化検出用の
検出コイル23に発生する誘導電圧が変化する。温度保
証用の検出コイル25には磁気抵抗変化がないので、検
出コイル25に発生する誘導電圧が変化することはな
い。しかし、各コイル22〜25は、温度変化によって
抵抗値変化を生じるため、温度保証用検出コイル25の
誘導電圧変化と、磁気変化検出用検出コイル23に発生
する誘導電圧との差を検出することで、温度変化に関係
なく、スタブシャフト9とピニオンシャフト10との相
対捩じれに応じた操舵力変化と、トーションバー11の
捩じれ方向とを電圧によって検出できる。
Here, the operation of the torque sensor 5 will be described. When the driver rotates the steering wheel 2, relative torsion occurs between the stub shaft 9 and the pinion shaft 10 due to the elastic deformation of the torsion bar 11 connecting the stub shaft 9 and the pinion shaft 10. As a result, the uneven portions 20 formed on the cylindrical portions 20 and 21 of the stub shaft 9 and the pinion shaft 10 are formed.
a, 21a change in magnetoresistance, and the induced voltage generated in the detection coil 23 for detecting magnetic change changes. Since the detection coil 25 for temperature assurance has no change in magnetic resistance, the induced voltage generated in the detection coil 25 does not change. However, since the resistance of each of the coils 22 to 25 changes due to the temperature change, it is necessary to detect the difference between the induced voltage change of the temperature assurance detection coil 25 and the induced voltage generated at the magnetic change detection coil 23. Thus, irrespective of the temperature change, the change in the steering force according to the relative twist between the stub shaft 9 and the pinion shaft 10 and the twist direction of the torsion bar 11 can be detected by the voltage.

【0029】電動機6は、図1に示す様に、筒状のヨー
ク27、このヨーク27の内周面に固定された複数の永
久磁石28、これら永久磁石28の内周側に配されたア
ーマチャ(下述する)、及びこのアーマチャに給電する
ためのブラシ装置(図示しない)等より構成された周知
の直流モータである。アーマチャは、薄い鋼板を複数枚
積層して構成されたアーマチャコア29、このアーマチ
ャコア29に巻装されたアーマチャコイル30、及びア
ーマチャコア29を軸支するアーマチャシャフト31を
備え、このアーマチャシャフト31の一端側が切替装置
7のセンタケース32に固定された軸受33によって回
転自在に支持され、他端側が図示しない軸受によって回
転自在に支持されている。アーマチャシャフト31の一
端側端部には、電動機6が発生した回転を伝達するため
の駆動かさ歯車34が設けられ、他端側外周にはアーマ
チャコイル30と電気的及び機械的に結合された整流子
(図示しない)が配設されている。なお、この電動機6
は、一方向に回転するものであり、後述の説明のため
に、図1の下方向から見てアーマチャシャフト31が右
回転するものとする。
As shown in FIG. 1, the motor 6 includes a cylindrical yoke 27, a plurality of permanent magnets 28 fixed to the inner peripheral surface of the yoke 27, and an armature arranged on the inner peripheral side of the permanent magnets 28. (Described below), and a known DC motor including a brush device (not shown) for supplying power to the armature. The armature includes an armature core 29 configured by laminating a plurality of thin steel plates, an armature coil 30 wound around the armature core 29, and an armature shaft 31 that supports the armature core 29. One end is rotatably supported by a bearing 33 fixed to the center case 32 of the switching device 7, and the other end is rotatably supported by a bearing (not shown). A drive bevel gear 34 for transmitting the rotation generated by the electric motor 6 is provided at one end of the armature shaft 31, and a rectifier electrically and mechanically coupled to the armature coil 30 on the outer periphery of the other end. A child (not shown) is provided. The electric motor 6
Rotates in one direction, and for the following description, it is assumed that the armature shaft 31 rotates clockwise when viewed from below in FIG.

【0030】切替装置7は、図1に示す様に、電動機6
の回転が伝達されて互いに反対方向に回転する第1の回
転体35と第2の回転体36、出力軸8上を軸方向(図
1の左右方向)に移動可能に設けられた可動体37、こ
の可動体37と第1の回転体35との間に設けられた第
1のクラッチ38、可動体37と第2の回転体36との
間に設けられた第2のクラッチ39、レバー40を介し
て可動体37を軸方向に移動させる電磁ソレノイド41
等より構成される。出力軸8は、他端側にピニオンギヤ
42が設けられ、このピニオンギヤ42がラックシャフ
ト3のラックギヤ43に噛み合って連結され(図2参
照)、且つ切替装置7のセンタケース32に固定された
軸受44と、このセンタケース32に嵌合するカバー4
5に固定された軸受46によって回転自在に支持されつ
つ、軸方向スラストをワッシャ47により規制されてい
る。なお、この出力軸8は、図1に示す様に、電動機6
のアーマチャシャフト31と直交して配されている。
The switching device 7 is, as shown in FIG.
The first rotating body 35 and the second rotating body 36 which rotate in the opposite directions by the rotation of the first rotating body 35 and the movable body 37 provided on the output shaft 8 so as to be movable in the axial direction (left-right direction in FIG. 1). A first clutch 38 provided between the movable body 37 and the first rotating body 35; a second clutch 39 provided between the movable body 37 and the second rotating body 36; Solenoid 41 for moving the movable body 37 in the axial direction through the
Etc. The output shaft 8 is provided with a pinion gear 42 on the other end side. The pinion gear 42 is engaged with and connected to the rack gear 43 of the rack shaft 3 (see FIG. 2), and a bearing 44 fixed to the center case 32 of the switching device 7. And a cover 4 fitted to the center case 32.
The axial thrust is regulated by a washer 47 while being rotatably supported by a bearing 46 fixed to the bearing 5. The output shaft 8 is connected to the electric motor 6 as shown in FIG.
Are arranged orthogonally to the armature shaft 31.

【0031】第1の回転体35と第2の回転体36は、
出力軸8の外周で軸方向(図1の左右方向)に対向して
配され、それぞれ出力軸8上に配設された軸受48、4
9によって回転自在に支持されつつ、軸方向スラストを
ワッシャ50、51により規制されている。また、第1
の回転体35と第2の回転体36は、それぞれ外周端部
に従動かさ歯車52、53を有し、この従動かさ歯車5
2、53がアーマチャシャフト31に設けられた駆動か
さ歯車34に噛み合わされて、アーマチャの回転が伝達
される。但し、第1の回転体35は、アーマチャが右回
転すると、図1の左側から見て右回転し、第2の回転体
36は左回転(図1の右側から見て右回転)する。
The first rotator 35 and the second rotator 36 are
Bearings 48, 4, 4, and 4 are disposed on the outer periphery of the output shaft 8 so as to face each other in the axial direction (the left-right direction in FIG. 1).
The axial thrust is regulated by washers 50 and 51 while being rotatably supported by 9. Also, the first
The rotating body 35 and the second rotating body 36 have driven gears 52 and 53, respectively, at the outer peripheral end thereof.
2, 53 are meshed with a drive bevel gear 34 provided on the armature shaft 31 to transmit the rotation of the armature. However, when the armature rotates clockwise, the first rotating body 35 rotates rightward when viewed from the left side in FIG. 1, and the second rotating body 36 rotates leftward (rightward when viewed from the right side in FIG. 1).

【0032】可動体37は、第1の回転体35と第2の
回転体36との間で出力軸8の外周に設けられたヘリカ
ルスプライン54に係合し、そのヘリカルスプライン5
4に沿って出力軸8上を移動可能に配設されている。こ
の可動体37は、第1の回転体35を支持する軸受48
との間にワッシャを介して配されたスプリング55によ
り図1の右方向へ押圧されつつ、第2の回転体36を支
持する軸受49との間にワッシャを介して配されたスプ
リング56により図1の左方向へ押圧されている。な
お、両スプリング55、56は、切替装置7が作動して
いない時に、第1の回転体35と第2の回転体36との
略中央部に可動体37が静止できる様に、略同一の荷重
(押圧力)が付与されている。第1のクラッチ38は、
第1の回転体35と可動体37との互いの対向部に配設
された摩擦パッド57、58により構成され、第2のク
ラッチ39は、第2の回転体36と可動体37との互い
の対向部に配設された摩擦パッド59、60により構成
される。この第1のクラッチ38及び第2のクラッチ3
9は、切替装置7が作動していない時に、前記のスプリ
ング55、56により可動体37が軸方向の両側から均
等に押圧されることで解除(摩擦パッド57、58及び
摩擦パッド59、60が共に離れている状態)されてい
る。
The movable body 37 engages with a helical spline 54 provided on the outer periphery of the output shaft 8 between the first rotating body 35 and the second rotating body 36, and the helical spline 5
4 is provided so as to be movable on the output shaft 8. The movable body 37 includes a bearing 48 that supports the first rotating body 35.
1, while being pressed rightward in FIG. 1 by a spring 55 disposed via a washer, and by a spring 56 disposed via a washer between the bearing 49 supporting the second rotating body 36. 1 is pressed to the left. The two springs 55 and 56 are substantially the same so that the movable body 37 can be stopped substantially at the center of the first rotating body 35 and the second rotating body 36 when the switching device 7 is not operating. A load (pressing force) is applied. The first clutch 38
The first clutch 35 is constituted by friction pads 57 and 58 disposed on the opposing portions of the first rotating body 35 and the movable body 37, and the second clutch 39 is provided between the second rotating body 36 and the movable body 37. Are constituted by the friction pads 59 and 60 arranged at the opposed portions of the first and second members. The first clutch 38 and the second clutch 3
When the switching device 7 is not operated, the movable member 37 is evenly pressed from both sides in the axial direction by the springs 55 and 56 (the friction pads 57 and 58 and the friction pads 59 and 60 are released). Both are separated).

【0033】電磁ソレノイド41は、図1に示す様に、
磁気枠を形成するソレノイドヨーク61とソレノイドカ
バー62、この磁気枠の内部に対向して配された第1の
コイル63と第2のコイル64、両コイル63、64の
中空部を移動可能に配されたプランジャ65等により構
成され、切替装置7に隣接して配設されている。この電
磁ソレノイド41は、第1のコイル63または第2のコ
イル64が通電されると、通電された第1のコイル63
または第2のコイル64に発生する磁力を受けてプラン
ジャ65が通電された第1のコイル63または第2のコ
イル64側へ移動し、そのプランジャ65の移動がレバ
ー40を通じて可動体37に伝達されることにより、可
動体37を軸方向に移動させることができる。なお、第
1のコイル63及び第2のコイル64は、前記のトルク
センサ5の電圧信号に基づいて、図示しない電子制御装
置(以下ECUと言う)により通電制御される。レバー
40は、センタケース32に設けられた長孔32aとソ
レノイドヨーク61に設けられた長孔61aとを通って
センタケース32内とソレノイドヨーク61内とに配さ
れ、一端がプランジャ65の中央部に連結されて、他端
が可動体37の凹部に連結され、センタケース32に支
持ピン66にて揺動自在に支持されている。
The electromagnetic solenoid 41 is, as shown in FIG.
A solenoid yoke 61 and a solenoid cover 62 forming a magnetic frame, a first coil 63 and a second coil 64 disposed inside the magnetic frame, and hollow portions of both coils 63 and 64 are movably disposed. The switching device 7 is disposed adjacent to the switching device 7. When the first coil 63 or the second coil 64 is energized, the electromagnetic solenoid 41 energizes the first coil 63
Alternatively, the plunger 65 moves toward the energized first coil 63 or the second coil 64 by receiving the magnetic force generated in the second coil 64, and the movement of the plunger 65 is transmitted to the movable body 37 through the lever 40. Accordingly, the movable body 37 can be moved in the axial direction. The energization of the first coil 63 and the second coil 64 is controlled by an electronic control unit (hereinafter, referred to as an ECU) (not shown) based on the voltage signal of the torque sensor 5. The lever 40 is disposed in the center case 32 and the solenoid yoke 61 through a long hole 32 a provided in the center case 32 and a long hole 61 a provided in the solenoid yoke 61, and one end of the lever 40 is located at the center of the plunger 65. The other end is connected to the concave portion of the movable body 37, and is swingably supported by the center case 32 by the support pin 66.

【0034】次に、電動機6の回転方向をスタブシャフ
ト9の回転方向に応じて切り替える作動について説明す
る。例として、図1の左側から見て出力軸8を右側に回
す方向に運転者がステアリングホイール2を回転させた
場合、トルクセンサ5によりトーションバー11の捩じ
れ方向に応じた電圧信号が検出され、その電圧信号に基
づきECUからの指令で電磁ソレノイド41の第1のコ
イル63に電流が流される。これにより、第1のコイル
63に生じる磁力によってプランジャ65が図1の右側
へ吸引され、そのプランジャ65の移動によってレバー
40が支持ピン66を支点にして可動体37を図1の左
側へ押圧し、スプリング55を撓ませて第1のクラッチ
38を構成する両摩擦パッド57、58を接触させる。
Next, an operation of switching the rotation direction of the electric motor 6 according to the rotation direction of the stub shaft 9 will be described. As an example, when the driver rotates the steering wheel 2 in a direction to turn the output shaft 8 to the right when viewed from the left side of FIG. 1, a voltage signal corresponding to the torsion direction of the torsion bar 11 is detected by the torque sensor 5, Based on the voltage signal, a current flows through the first coil 63 of the electromagnetic solenoid 41 according to a command from the ECU. Thereby, the plunger 65 is attracted to the right side in FIG. 1 by the magnetic force generated in the first coil 63, and the movement of the plunger 65 causes the lever 40 to press the movable body 37 to the left side in FIG. The spring 55 is bent to bring the friction pads 57 and 58 constituting the first clutch 38 into contact with each other.

【0035】一方、トルクセンサ5によりステアリング
ホイール2の操舵力に応じた電圧信号が検出され、その
電圧信号に基づきECUからの指令で電動機6に通電さ
れる。これにより、アーマチャが一方向に回転(図1の
下方向から見て右回転)すると、アーマチャの回転が駆
動かさ歯車34に噛み合う従動かさ歯車52、53を通
じてそれぞれ第1の回転体35と第2の回転体36に伝
達され、第1の回転体35は図1の左側から見て右回転
し、第2の回転体36は左回転する。第1の回転体35
は、摩擦パッド57が可動体37に具備された摩擦パッ
ド58に接触しているため、第1の回転体35の回転が
第1のクラッチ38を介して可動体37に伝達される。
その可動体37は、出力軸8のヘリカルスプライン54
に係合しているため、第1の回転体35と同方向(右回
転)へ回転しながら、ヘリカルスプライン54に沿って
出力軸8上を図1の左側へ移動しようとする。この可動
体37の更なる軸方向への移動により、ラックシャフト
3からの反力と第1の回転体35のトルクが釣り合うま
で摩擦パッド57、58を押圧し続ける。
On the other hand, a voltage signal corresponding to the steering force of the steering wheel 2 is detected by the torque sensor 5, and the electric motor 6 is energized by a command from the ECU based on the voltage signal. Thus, when the armature rotates in one direction (to the right as viewed from below in FIG. 1), the rotation of the armature is transmitted through the first rotating body 35 and the second rotating body 35 through driven driven gears 52 and 53 which mesh with the driving bevel gear 34, respectively. The first rotator 35 rotates clockwise as viewed from the left side in FIG. 1, and the second rotator 36 rotates left. First rotating body 35
Since the friction pad 57 is in contact with the friction pad 58 provided on the movable body 37, the rotation of the first rotating body 35 is transmitted to the movable body 37 via the first clutch 38.
The movable body 37 includes a helical spline 54 of the output shaft 8.
Therefore, while rotating in the same direction (right rotation) as the first rotating body 35, the user tries to move on the output shaft 8 along the helical spline 54 to the left side in FIG. By further moving the movable body 37 in the axial direction, the friction pads 57 and 58 are continuously pressed until the reaction force from the rack shaft 3 and the torque of the first rotating body 35 are balanced.

【0036】ここで、電動機6自身から発生する出力ト
ルクを利用して第1のクラッチ38を係合させるための
条件について以下に説明する。 電動機6から伝達される第1の回転体35のトルク:T 第1のクラッチ38を構成する両摩擦パッド57、58
の接触平均径:R 両摩擦パッド57、58間の摩擦係数:μ1 出力軸8に設けられるヘリカルスプライン54の可動体
37との噛み合い半径:r 出力軸8に設けられるヘリカルスプライン54と可動体
37との間の摩擦係数:μ2 出力軸8に設けられるヘリカルスプライン54の捩じれ
角:θ とすると、可動体37が両摩擦パッド57、58を押圧
する押圧力Fは、 F=(tanθ−μ2 )・T/r 第1のクラッチ38が伝達可能なトルクtは、 t=μ1 ・F・R =μ1 ・R・(tanθ−μ2 )・T/r
Here, the conditions for engaging the first clutch 38 using the output torque generated by the electric motor 6 itself will be described below. Torque of first rotating body 35 transmitted from electric motor 6: T Both friction pads 57, 58 constituting first clutch 38.
Average diameter of contact: R Friction coefficient between both friction pads 57 and 58: μ1 Mesh radius of helical spline 54 provided on output shaft 8 with movable body 37: r Helical spline 54 provided on output shaft 8 and movable body 37 And the torsion angle of the helical spline 54 provided on the output shaft 8 is θ. The pressing force F with which the movable body 37 presses the friction pads 57 and 58 is as follows: F = (tan θ−μ2) T / r The torque t that can be transmitted by the first clutch 38 is as follows: t = μ1 FR = μ1

【0037】電動機6自身から発生する出力トルクTを
利用して両摩擦パッド57、58を係合させるために
は、以下の関係が成立すれば良い。第1の回転体35の
トルクT≦第1のクラッチ38が伝達可能なトルクtつ
まり、 T≦μ1 ・R・(tanθ−μ2 )・T/r この関係より下式が得られる。 r≦μ1 ・R・(tanθ−μ2 )……………………………………… そこで本実施例では、例えば、r=10(mm)、R=22
(mm)、θ=50(deg)、μ1 =0.5、μ2 =0.1に
設定することにより、上記式が成立する。これによ
り、電磁ソレノイド41の吸引力により、第1のクラッ
チ38を構成する両摩擦パッド57、58間に摩擦係数
を存在させれば(つまり両摩擦パッド57、58が接触
していれば)、電動機6自身から発生する出力トルクを
利用して第1のクラッチ38を係合させることができ
る。なお、第2のクラッチ39も第1のクラッチ38と
同一仕様で設計されている。
In order to engage the friction pads 57 and 58 using the output torque T generated from the electric motor 6 itself, the following relationship may be satisfied. Torque T of first rotating body 35 ≦ torque t that can be transmitted by first clutch 38, that is, T ≦ μ1 · R · (tan θ−μ2) · T / r From this relationship, the following equation is obtained. r ≦ μ1 · R · (tan θ−μ2)...,...,..., in the present embodiment, for example, r = 10 (mm), R = 22
(mm), θ = 50 (deg), μ1 = 0.5, and μ2 = 0.1, the above equation holds. Thereby, if a friction coefficient exists between the friction pads 57 and 58 constituting the first clutch 38 by the attraction force of the electromagnetic solenoid 41 (that is, if the friction pads 57 and 58 are in contact), The first clutch 38 can be engaged using the output torque generated from the electric motor 6 itself. The second clutch 39 is also designed with the same specifications as the first clutch 38.

【0038】ラックシャフト3からの反力と第1の回転
体35のトルクとが釣り合うと、第1のクラッチ38に
より連結された第1の回転体35と可動体37を通じて
電動機6の出力トルクが出力軸8に伝達され、出力軸8
に右回転の操舵補助力が付与される。更に、運転者がス
テアリングホイール2の操舵力を増すと、トルクセンサ
5からの操舵力に基づく電圧信号により、電動機6への
通電電流が増加して電動機6の出力を増加させる。電動
機6の出力が増加すると、第1の回転体35のトルクが
増加して、さらに可動体37が図1の左側へ移動しよう
とするため、第1のクラッチ38の係合力(両摩擦パッ
ド57、58間の押圧力)が増大する。この可動体37
の更なる移動により、ラックシャフト3からの反力と第
1の回転体35のトルクが釣り合うまで更に摩擦パッド
57、58を押圧し続ける。そして、ラックシャフト3
からの反力と第1の回転体35のトルクとが釣り合う
と、第1のクラッチ38により連結された第1の回転体
35と可動体37とを通じて電動機6の出力トルクが出
力軸8に伝達され、出力軸8に右回転の更なる操舵補助
力が付与される。
When the reaction force from the rack shaft 3 and the torque of the first rotating body 35 are balanced, the output torque of the electric motor 6 is reduced through the first rotating body 35 and the movable body 37 connected by the first clutch 38. Transmitted to the output shaft 8,
, A right-turn steering assist force is applied. Further, when the driver increases the steering force of the steering wheel 2, the current supplied to the electric motor 6 is increased by the voltage signal based on the steering force from the torque sensor 5, and the output of the electric motor 6 is increased. When the output of the electric motor 6 increases, the torque of the first rotating body 35 increases, and the movable body 37 further attempts to move to the left side in FIG. 1, so that the engaging force of the first clutch 38 (both friction pads 57 , 58). This movable body 37
With the further movement, the friction pads 57 and 58 are further pressed until the reaction force from the rack shaft 3 and the torque of the first rotating body 35 are balanced. And rack shaft 3
When the reaction force from the motor and the torque of the first rotating body 35 are balanced, the output torque of the electric motor 6 is transmitted to the output shaft 8 through the first rotating body 35 and the movable body 37 connected by the first clutch 38. Thus, the output shaft 8 is provided with a further steering assisting force of clockwise rotation.

【0039】その後、運転者がステアリング操作を停止
して操舵力を解除すると、トルクセンサ5からの操舵力
解除に基づく電圧信号により電動機6への通電電流が遮
断されて電動機6の出力が停止する。電動機6の出力停
止に伴い、第1の回転体35のトルクがなくなるため、
ヘリカルスプライン54を介して可動体37を図1の左
側へ移動させようとする押圧力がなくなる。また、操舵
力の解除により、トルクセンサ5からの捩じれ方向に基
づく電圧信号がなくなるため、第1のコイル63への通
電電流が遮断されて磁力が消失する。その結果、電磁ソ
レノイド41のプランジャ65を吸引する吸引力、即
ち、可動体37を図1の左側へ移動させようとする押圧
力がなくなるため、スプリング55の反力で可動体37
が図1の右側へ押し戻されて、第1のクラッチ38が開
放される。
Thereafter, when the driver stops the steering operation and releases the steering force, the current supplied to the motor 6 is interrupted by the voltage signal based on the release of the steering force from the torque sensor 5, and the output of the motor 6 stops. . As the output of the motor 6 stops, the torque of the first rotating body 35 disappears.
The pressing force for moving the movable body 37 to the left side in FIG. 1 via the helical spline 54 is eliminated. Further, since the voltage signal based on the torsion direction from the torque sensor 5 disappears due to the release of the steering force, the current supplied to the first coil 63 is cut off, and the magnetic force disappears. As a result, the suction force of the electromagnetic solenoid 41 for sucking the plunger 65, that is, the pressing force for moving the movable body 37 to the left side in FIG.
Is pushed back to the right in FIG. 1, and the first clutch 38 is released.

【0040】なお、図1の左側から見て、出力軸8を左
側に回す方向に運転者がステアリングホイール2を回転
させた場合は、トルクセンサ5の電圧信号に基づき、E
CUからの指令で第2のコイル64に電流が流され、第
2のクラッチ39が係合することにより、電動機6の出
力トルクが第2の回転体36と可動体37とを通じて出
力軸8に伝達され、出力軸8に左回転の操舵補助力が付
与される。この基本的動作原理は、前述の出力軸8を右
側に回す場合と同じであるので、説明は省略する。
When the driver turns the steering wheel 2 in a direction in which the output shaft 8 is turned to the left as viewed from the left side of FIG.
An electric current flows through the second coil 64 according to a command from the CU, and the second clutch 39 is engaged, so that the output torque of the electric motor 6 is applied to the output shaft 8 through the second rotating body 36 and the movable body 37. The transmitted power is transmitted to the output shaft 8 to apply a left-handed steering assist force. Since the basic operation principle is the same as the case where the output shaft 8 is turned to the right, the description is omitted.

【0041】(第1実施例の効果)本実施例では、出力
軸8に付与される操舵補助力は、運転者の操舵力に比例
するのではなく、運転者の操舵力が一定でも、電動機6
が自己の駆動力により、ラックシャフト3からの反力と
釣り合う様にクラッチ機構(第1のクラッチ38または
第2のクラッチ39)の押圧力を増加していくことがで
きる。これにより、運転者が操舵力を増加させることな
く操舵補助力を増加させることが可能となる。即ち、従
来の様にクラッチ機構の係合力を得るために運転者の操
舵力を直接利用する必要がないため、運転者の操舵力は
少なくて良い。また、クラッチ機構の係合力を全て電磁
クラッチで担う必要がないため、電力消費量を少なくで
き、効率的であるとともに、電動機6自身が発生する出
力によってクラッチ機構の係合力を得ることができるた
め、クラッチ機構を小型化しても大出力の伝達が可能と
なる。
(Effects of the First Embodiment) In this embodiment, the steering assist force applied to the output shaft 8 is not proportional to the driver's steering force. 6
Can increase the pressing force of the clutch mechanism (the first clutch 38 or the second clutch 39) so as to balance the reaction force from the rack shaft 3 with its own driving force. As a result, the driver can increase the steering assist force without increasing the steering force. That is, since it is not necessary to directly use the driver's steering force to obtain the engagement force of the clutch mechanism as in the related art, the driver's steering force may be small. In addition, since it is not necessary for the electromagnetic clutch to bear all the engaging force of the clutch mechanism, the power consumption can be reduced, the efficiency is high, and the engaging force of the clutch mechanism can be obtained by the output generated by the electric motor 6 itself. Even if the clutch mechanism is downsized, a large output can be transmitted.

【0042】(第2実施例)図4は本装置に使用される
切替装置の断面図である。本装置70は、図5に示す様
に、ステアリングホイール71の操舵力を車輪側ラック
シャフト72に伝達するステアリングシャフト73、こ
のステアリングシャフト73上に配設されたトルクセン
サ74、ラックシャフト72に付与される操舵補助力の
動力源である電動機75、この電動機75より出力され
た一方向の回転を正逆方向に切り替えて伝達する切替装
置76、この切替装置76を介して伝達された回転をラ
ックシャフト72に伝達する出力軸77等より構成され
る。
(Second Embodiment) FIG. 4 is a sectional view of a switching device used in the present device. As shown in FIG. 5, the present device 70 is applied to a steering shaft 73 for transmitting the steering force of the steering wheel 71 to the wheel side rack shaft 72, a torque sensor 74 disposed on the steering shaft 73, and the rack shaft 72. Motor 75, which is a power source of the assisted steering force, a switching device 76 for switching the one-way rotation output from the motor 75 in the forward and reverse directions and transmitting the rotation, and a rack for transmitting the rotation transmitted via the switching device 76. It comprises an output shaft 77 for transmitting to the shaft 72 and the like.

【0043】ステアリングシャフト73は、同軸上に対
向して配置されたスタブシャフト78とピニオンシャフ
ト79、及びスタブシャフト78とピニオンシャフト7
9を連結するトーションバー80(図6参照)より構成
される。スタブシャフト78は、一端がステアリングホ
イール71に連結され、他端側がトルクセンサ74のセ
ンサケース81に固定された軸受82(図6参照)によ
り回転自在に支持されている。ピニオンシャフト79
は、他端側にピニオンギヤ83が設けられ、このピニオ
ンギヤ83がラックシャフト72に形成されたラックギ
ヤ84に噛み合って連結され(図5参照)、一端側がト
ルクセンサ74のセンサケース81に固定された軸受8
5(図6参照)により回転自在に支持されている。トー
ションバー80は、図6に示す様に、スタブシャフト7
8の他端側に形成された中空部78aとピニオンシャフ
ト79の一端側に形成された中空部79aとに挿入さ
れ、それぞれ各シャフト78、79に対してピン86、
87により回り止めされている。
The steering shaft 73 includes a stub shaft 78 and a pinion shaft 79 which are coaxially opposed to each other, and a stub shaft 78 and a pinion shaft 7.
9 comprises a torsion bar 80 (see FIG. 6). The stub shaft 78 has one end connected to the steering wheel 71 and the other end rotatably supported by a bearing 82 (see FIG. 6) fixed to a sensor case 81 of the torque sensor 74. Pinion shaft 79
Is provided with a pinion gear 83 on the other end side, the pinion gear 83 is engaged with and connected to a rack gear 84 formed on the rack shaft 72 (see FIG. 5), and one end side is fixed to the sensor case 81 of the torque sensor 74. 8
5 (see FIG. 6) so as to be rotatable. The torsion bar 80 is, as shown in FIG.
8 is inserted into a hollow portion 78a formed on the other end of the pinion shaft 8 and a hollow portion 79a formed on one end of the pinion shaft 79.
It is stopped by 87.

【0044】スタブシャフト78とピニオンシャフト7
9の各対向部(各他端部)には、スタブシャフト78に
設けられた筒部78bの内径と、ピニオンシャフト79
に設けられた内側円筒部79bの外径との間にニードル
ベアリング88が配設され、シャフト78、79同士の
同軸度を向上させている。また、スタブシャフト78に
設けられた筒部78bと、ピニオンシャフト79に設け
られた外側筒部79cによって、トーションバー80の
捩じれ角を規制するメカニカルストッパが構成されてい
る。このメカニカルストッパは、周知の構造であり、図
7(図6のA断面図)に示す様に、ピニオンシャフト7
9の外側筒部79cの内周にスタブシャフト78の筒部
78bが嵌合し、外側筒部79cの内周に設けられた平
行面79dと、筒部78bの外周に設けられた傾斜面7
8cとの間に角度θの隙間を有している。これにより、
運転者がステアリングホイール71を回転させてトーシ
ョンバー80に捩じれを生じさせ、その捩じれ角が前記
θになると、外側筒部79cの平行面79dと筒部78
bの傾斜面78cとの間の隙間が無くなって平行面79
dと傾斜面78cとが接触することにより、その角度以
上、トーションバー80を捩じれさせない働きを有し、
トーションバー80の捩じれ耐久性を確保している。
Stub shaft 78 and pinion shaft 7
9 has an inner diameter of a cylindrical portion 78 b provided on the stub shaft 78 and a pinion shaft 79.
A needle bearing 88 is disposed between the shaft 78 and the outer diameter of the inner cylindrical portion 79b provided to improve the coaxiality between the shafts 78 and 79. Further, a mechanical stopper that regulates the torsion angle of the torsion bar 80 is configured by the cylindrical portion 78b provided on the stub shaft 78 and the outer cylindrical portion 79c provided on the pinion shaft 79. This mechanical stopper has a well-known structure, and as shown in FIG. 7 (A sectional view of FIG. 6),
9, a cylindrical portion 78b of the stub shaft 78 is fitted on the inner periphery of the outer cylindrical portion 79c, and a parallel surface 79d provided on the inner periphery of the outer cylindrical portion 79c and an inclined surface 7 provided on the outer periphery of the cylindrical portion 78b.
8c. This allows
When the driver rotates the steering wheel 71 to twist the torsion bar 80, and the torsion angle becomes the above θ, the parallel surface 79d of the outer tubular portion 79c and the tubular portion 78
b, the gap between the inclined surface 78c and the parallel surface 79c is eliminated.
d and the inclined surface 78c are in contact with each other, and have a function of preventing the torsion bar 80 from being twisted more than the angle,
The torsion bar 80 secures the torsional durability.

【0045】トルクセンサ74は、運転者がステアリン
グホイール71を操舵する力(操舵力)と、ステアリン
グシャフト73の捩じれ方向とを電圧によって検出する
もので、周知の非接触タイプである。このトルクセンサ
74は、図6に示す様に、スタブシャフト78の回転が
伝達されて回転するセンサシャフト89、ピニオンシャ
フト79の回転が伝達されて回転するセンサシャフト9
0、磁気変化検出用の励磁コイル91と検出コイル9
2、温度保証用の励磁コイル93と検出コイル94等よ
り構成されている。
The torque sensor 74 is a well-known non-contact type, which detects a force for steering the steering wheel 71 by the driver (steering force) and a torsion direction of the steering shaft 73 by a voltage. As shown in FIG. 6, the torque sensor 74 includes a sensor shaft 89 that rotates by transmitting the rotation of the stub shaft 78 and a sensor shaft 9 that rotates by transmitting the rotation of the pinion shaft 79.
0, excitation coil 91 and detection coil 9 for detecting magnetic change
2. It is composed of an excitation coil 93 for temperature assurance, a detection coil 94 and the like.

【0046】センサシャフト89は、スタブシャフト7
8と平行に配されて、センサケース81に嵌合するコイ
ルケース95に配設された軸受96に回転自在に支持さ
れ、その軸上には、スタブシャフト78の軸上に固定さ
れた平歯車97と噛み合ってスタブシャフト78の回転
を増速する平歯車98が形成されている。センサシャフ
ト90は、ピニオンシャフト79と平行に配され、且つ
センサシャフト89と同軸上に対向して配されて、コイ
ルケース95に固定された軸受99に回転自在に支持さ
れ、その軸上には、ピニオンシャフト79の軸上に配設
された平歯車100と噛み合ってピニオンシャフト79
の回転を増速する平歯車101が形成されている。セン
サシャフト89とセンサシャフト90の各端部には、そ
れぞれ磁性体製の筒部102、103が配設され、各筒
部102、103の対向部には、それぞれ軸方向に向か
い合う凹凸部102a、103aが形成されている。
The sensor shaft 89 is connected to the stub shaft 7.
8, and is rotatably supported by a bearing 96 provided in a coil case 95 fitted in the sensor case 81, and has a spur gear fixed on a shaft of a stub shaft 78 on its shaft. A spur gear 98 is formed to mesh with the stub 97 and increase the rotation of the stub shaft 78. The sensor shaft 90 is arranged in parallel with the pinion shaft 79, and is arranged coaxially opposite to the sensor shaft 89, and is rotatably supported by a bearing 99 fixed to a coil case 95. Meshes with a spur gear 100 disposed on the axis of the pinion shaft 79, and
A spur gear 101 is formed to increase the speed of rotation. At each end of the sensor shaft 89 and the sensor shaft 90, there are provided cylindrical portions 102 and 103 made of a magnetic material, respectively. 103a are formed.

【0047】磁気変化検出用の各コイル91、92は、
両筒部102、103が軸方向に対向する対向部の外周
に配され、各センサシャフト89、90の軸中心と同心
となる様にコイルケース95に固定され、温度保証用の
各コイル93、94は、筒部102の外周に配され、各
センサシャフト89、90の軸中心と同心となる様にコ
イルケース95に固定されている。また、磁気変化検出
用の各コイル91、92と温度保証用の各コイル93、
94との間には、非磁性体製のプレート104が介在さ
れて磁気変化検出用の各コイル91、92と温度保証用
の各コイル93、94とが別の磁気回路となる様に隔離
している。各励磁コイル91、93には、交流電圧が印
加されており、各筒部102、103の凹凸部102
a、103aを通る磁気変化検出用検出コイル92の磁
気回路と、筒部102を通る温度保証用検出コイル94
の磁気回路とにそれぞれ誘導電圧を発生させている。な
お、このトルクセンサ74の動作は、第1実施例と同じ
であるため、その説明は省略する。
The coils 91 and 92 for detecting a magnetic change are:
The two cylindrical portions 102 and 103 are arranged on the outer periphery of the opposed portions facing each other in the axial direction, and are fixed to the coil case 95 so as to be concentric with the axis centers of the sensor shafts 89 and 90. The reference numeral 94 is arranged on the outer periphery of the cylindrical portion 102 and is fixed to the coil case 95 so as to be concentric with the axial center of each of the sensor shafts 89 and 90. Further, each coil 91, 92 for detecting a magnetic change and each coil 93 for temperature assurance,
A non-magnetic plate 104 is interposed between the coils 94 and 94 to separate the coils 91 and 92 for detecting magnetic change and the coils 93 and 94 for temperature assurance so as to form separate magnetic circuits. ing. An AC voltage is applied to each of the exciting coils 91 and 93, and the uneven portions 102 of the cylindrical portions 102 and 103 are applied.
a, a magnetic circuit of a magnetic change detecting detection coil 92 passing through 103a, and a temperature assurance detection coil 94 passing through the cylinder 102;
An induced voltage is generated in each of the magnetic circuits. The operation of the torque sensor 74 is the same as that of the first embodiment, and the description thereof is omitted.

【0048】電動機75は、図4に示す様に、筒状のヨ
ーク105、このヨーク105の内周面に固定された複
数の永久磁石106、これら永久磁石106の内周側に
配されたアーマチャ(下述する)、及びこのアーマチャ
に給電するためのブラシ装置(図示しない)等より構成
された周知の直流モータである。アーマチャは、薄い鋼
板を複数枚積層して構成されたアーマチャコア107、
このアーマチャコア107に巻装されたアーマチャコイ
ル108、及びアーマチャコア107を軸支するアーマ
チャシャフト109を備え、このアーマチャシャフト1
09の一端側が切替装置76のセンタケース110に固
定された軸受111によって回転自在に支持され、他端
側が図示しない軸受によって回転自在に支持されてい
る。アーマチャシャフト109の一端側には、電動機7
5が発生した回転を伝達するための駆動サンギヤ112
が形成され、その駆動サンギヤ112より先端側(図4
の下側)に小径部109aが設けられている。また、ア
ーマチャシャフト109の他端側外周には、アーマチャ
コイル108と電気的及び機械的に結合された整流子
(図示しない)が配設されている。なお、この電動機7
5は、一方向に回転するものであり、後述の説明のため
に、図4の下方向から見てアーマチャシャフト109が
右回転するものとする。
As shown in FIG. 4, the electric motor 75 includes a cylindrical yoke 105, a plurality of permanent magnets 106 fixed to the inner peripheral surface of the yoke 105, and an armature disposed on the inner peripheral side of the permanent magnets 106. (Described below), and a known DC motor including a brush device (not shown) for supplying power to the armature. The armature has an armature core 107 formed by stacking a plurality of thin steel plates,
An armature coil 108 wound around the armature core 107 and an armature shaft 109 for supporting the armature core 107 are provided.
09 is rotatably supported by a bearing 111 fixed to the center case 110 of the switching device 76, and the other end is rotatably supported by a bearing (not shown). One end of the armature shaft 109 has a motor 7
Driving sun gear 112 for transmitting the rotation generated 5
Is formed on the tip side of the driving sun gear 112 (FIG. 4).
(On the lower side) is provided with a small diameter portion 109a. A commutator (not shown) electrically and mechanically coupled to the armature coil 108 is provided on the outer periphery of the other end of the armature shaft 109. The electric motor 7
5 rotates in one direction, and for the following description, it is assumed that the armature shaft 109 rotates clockwise when viewed from below in FIG.

【0049】次に、電動機75の回転方向をスタブシャ
フト78の回転方向に応じて切り替える切替装置76の
構造について、図4を参照して説明する。電動機75の
回転をラックシャフト72に伝達する出力軸77は、電
動機75のアーマチャシャフト109と同軸に配され、
他端側に設けられたピニオンギヤ113がラックシャフ
ト72のラックギヤ114に噛み合って連結されている
(図5参照)。この出力軸77は、一端部(図4の上端
部)に設けられた筒状凹部の内径に軸受115が配設さ
れ、この軸受115を介してアーマチャシャフト109
の小径部109aに回転自在に支持される一方、クラッ
チケース116に嵌合するカバー117に固定された軸
受118により回転自在に支持されつつ、軸方向スラス
トをワッシャ119で規制されて配設されている。
Next, the structure of the switching device 76 for switching the rotation direction of the electric motor 75 in accordance with the rotation direction of the stub shaft 78 will be described with reference to FIG. An output shaft 77 that transmits the rotation of the electric motor 75 to the rack shaft 72 is arranged coaxially with the armature shaft 109 of the electric motor 75,
A pinion gear 113 provided on the other end side is engaged with and connected to the rack gear 114 of the rack shaft 72 (see FIG. 5). The output shaft 77 is provided with a bearing 115 at the inner diameter of a cylindrical concave portion provided at one end (the upper end in FIG. 4), and through the bearing 115, an armature shaft 109.
While being rotatably supported by the small-diameter portion 109a, and rotatably supported by a bearing 118 fixed to a cover 117 fitted to the clutch case 116, while being provided with an axial thrust regulated by a washer 119. I have.

【0050】クラッチケース116の内周には、クラッ
チケース116の軸受保持部116aに収納された軸受
120によって回転自在に支持されるアイドルかさ歯車
121が配設されている。出力軸77上には、アイドル
かさ歯車121に噛み合いつつ、出力軸77の軸方向に
対向するかさ歯車122、123を有する第1の回転体
124と第2の回転体125が配設されている。第1の
回転体124は、軸受126によって出力軸77上に回
転自在に支持されつつ、軸方向スラストをワッシャ12
7により規制されて配設されている。また、第2の回転
体125も同様に、軸受128によって出力軸77上に
回転自在に支持されつつ、軸方向スラストをワッシャ1
29により規制されて配設されている。
An idle bevel gear 121 rotatably supported by a bearing 120 housed in a bearing holding portion 116a of the clutch case 116 is provided on the inner periphery of the clutch case 116. On the output shaft 77, a first rotating body 124 and a second rotating body 125 having bevel gears 122 and 123 facing the axial direction of the output shaft 77 while meshing with the idle bevel gear 121 are arranged. . The first rotating body 124 is rotatably supported on the output shaft 77 by a bearing 126 while applying axial thrust to the washer 12.
7 and are arranged. Similarly, the second rotating body 125 is rotatably supported on the output shaft 77 by the bearing 128, and also receives the axial thrust by the washer 1.
29, and are arranged.

【0051】第1の回転体124には、その側面部12
4aに複数のピン130が固定されている。このピン1
30は、側面部124aの周方向に等間隔に配置され、
出力軸77と平行に電動機75側(図4の上側)へ突出
している。ピン130の外周には、軸受131を介して
遊星歯車132が回転自在に支持されている。この遊星
歯車132は、アーマチャシャフト109の軸上に形成
された駆動サンギヤ112に噛み合いつつ、センタケー
ス110の内周面に形成されたインターナルギヤ133
(内歯)とも噛み合っている。従って、電動機75と第
1の回転体124との間に遊星歯車減速機構が配設され
ていることになり、第1の回転体124は、アーマチャ
の回転が遊星歯車減速機構により減速されて伝達され
る。なお、第1の回転体124は、アーマチャの右回転
により、図4の下方から見て右回転し、第2の回転体1
25はアイドルかさ歯車121を介して図4の下方から
見て左回転する。
The first rotating body 124 has a side surface 12
A plurality of pins 130 are fixed to 4a. This pin 1
30 are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the side surface portion 124a,
It protrudes toward the electric motor 75 (upward in FIG. 4) in parallel with the output shaft 77. A planetary gear 132 is rotatably supported on the outer periphery of the pin 130 via a bearing 131. The planetary gear 132 meshes with the driving sun gear 112 formed on the axis of the armature shaft 109, and the internal gear 133 formed on the inner peripheral surface of the center case 110.
(Internal teeth). Therefore, the planetary gear reduction mechanism is disposed between the electric motor 75 and the first rotating body 124, and the rotation of the armature is reduced and transmitted to the first rotating body 124 by the planetary gear reduction mechanism. Is done. The first rotating body 124 rotates rightward as viewed from below in FIG. 4 due to the right rotation of the armature, and the second rotating body 1
25 rotates counterclockwise through the idle bevel gear 121 as viewed from below in FIG.

【0052】出力軸77の外周部には、第1の回転体1
24と第2の回転体125との間にヘリカルスプライン
134が形成され、このヘリカルスプライン134に第
1の可動体135と第2の可動体136とが係合して、
それぞれヘリカルスプライン134に沿って出力軸77
上を移動可能に配設されている。この第1の可動体13
5と第2の可動体136は、それぞれ第1の回転体12
4と第2の回転体125に対向して配設され、第1の可
動体135と第1の回転体124との対向部には、第1
のクラッチ137が配設され、同様に第2の可動体13
6と第2の回転体125との対向部には、第2のクラッ
チ138が配設されている。
On the outer peripheral portion of the output shaft 77, the first rotating body 1
A helical spline 134 is formed between the second rotating body 125 and the second rotating body 125, and the first movable body 135 and the second movable body 136 engage with the helical spline 134,
Each of the output shafts 77 along the helical spline 134
It is movably arranged on the top. This first movable body 13
5 and the second movable body 136 are respectively connected to the first rotating body 12
4 and the second rotator 125, and the first movable member 135 and the first rotator 124 are provided with the first
Of the second movable body 13
A second clutch 138 is provided at a portion where the second rotating body 125 faces the second rotating body 125.

【0053】第1のクラッチ137は、第1の回転体1
24に直スプライン係合する複数枚の摩擦プレート13
7aと、第1の可動体135に直スプライン係合する複
数枚の摩擦プレート137bから成り、摩擦プレート1
37aと摩擦プレート137bとが交互に配設され、各
摩擦プレート137a、137bが互いに接触して摩擦
係合することで第1の回転体124と第1の可動体13
5とを連結し、各摩擦プレート137a、137bが互
いに離れることで第1の回転体124と第1の可動体1
35とを切り離すことができる。第2のクラッチ138
は、第2の回転体125に直スプライン係合する複数枚
の摩擦プレート138aと、第2の可動体136に直ス
プライン係合する複数枚の摩擦プレート138bから成
り、摩擦プレート138aと摩擦プレート138bとが
交互に配設され、各摩擦プレート138a、138bが
互いに接触して摩擦係合することで第2の回転体125
と第2の可動体136とを連結し、各摩擦プレート13
8a、138bが互いに離れることで第2の回転体12
5と第2の可動体136とを切り離すことができる。
The first clutch 137 is connected to the first rotating body 1
24, a plurality of friction plates 13 which directly
7a, and a plurality of friction plates 137b that are directly spline-engaged with the first movable body 135.
37a and friction plates 137b are alternately arranged, and the friction plates 137a and 137b come into contact with each other and frictionally engage with each other, so that the first rotating body 124 and the first movable body 13
5 and the friction plates 137a and 137b are separated from each other so that the first rotating body 124 and the first movable body 1 are separated from each other.
35 can be separated. Second clutch 138
Consists of a plurality of friction plates 138a directly spline-engaged with the second rotating body 125 and a plurality of friction plates 138b directly spline-engaged with the second movable body 136. The friction plate 138a and the friction plate 138b Are alternately arranged, and the friction plates 138a and 138b are brought into contact with each other and frictionally engaged with each other, so that the second rotating body 125
And the second movable body 136, and each friction plate 13
8a and 138b are separated from each other,
5 and the second movable body 136 can be separated.

【0054】また、第1の可動体135は、出力軸77
に対してワッシャに規制されたスプリング139により
図4の下方へ押圧されつつ、ヘリカルスプライン134
の端面にて下方への移動が規制されている。第2の可動
体136も同様に、出力軸77に対してワッシャに規制
されたスプリング140により図4の上方へ押圧されつ
つ、ヘリカルスプライン134の端面にて上方への移動
が規制されている。これにより、切替装置76が作動し
ていない時は、第1のクラッチ137を構成する摩擦プ
レート群137a、137b、及び第2のクラッチ13
8を構成する摩擦プレート群138a、138bが開放
されて、第1のクラッチ137及び第2のクラッチ13
8を解除している。
The first movable body 135 is connected to the output shaft 77
The helical spline 134 is pressed downward in FIG.
The downward movement is restricted by the end face of the. Similarly, the second movable body 136 is restricted from moving upward by the end face of the helical spline 134 while being pressed upward in FIG. 4 by a spring 140 regulated by a washer against the output shaft 77. Thus, when the switching device 76 is not operated, the friction plate groups 137a and 137b constituting the first clutch 137 and the second clutch 13
8, the friction plate groups 138a and 138b are released, and the first clutch 137 and the second clutch 13
8 has been released.

【0055】第1の回転体124と第2の回転体125
の内部には、それぞれ電磁ソレノイドを構成する第1の
コイル141と第2のコイル142が配設されている。
また、第1の回転体124の外周部には、環状の絶縁体
143を介して第1のコイル141に電流を供給する導
電体製のリング144が配設され、第2の回転体125
の外周部には、環状の絶縁体145を介して第2のコイ
ル142に電流を供給する導電体製のリング146が配
設されている。各リング144、146はそれぞれ第1
のコイル141及び第2のコイル142の端末に電気的
に接続されている。
First rotating body 124 and second rotating body 125
Are provided with a first coil 141 and a second coil 142, each constituting an electromagnetic solenoid.
A ring 144 made of a conductor that supplies a current to the first coil 141 via an annular insulator 143 is provided on an outer peripheral portion of the first rotating body 124.
A ring 146 made of a conductor for supplying a current to the second coil 142 via an annular insulator 145 is provided on the outer peripheral portion of the ring. Each ring 144, 146 is the first
Are electrically connected to the terminals of the coil 141 and the second coil 142.

【0056】第1の回転体124の外周及び第2の回転
体125の外周には、それぞれ絶縁体のケース147、
148が配設されている。ケース147内には、リング
144の外周面に摺接するブラシ149と、このブラシ
149をリング144に押圧するスプリング150とが
配設され、同様にケース148内には、リング146の
外周面に摺接するブラシ151と、このブラシ151を
リング146に押圧するスプリング152とが配設され
ている。なお、第1のコイル141と第2のコイル14
2には、前記のトルクセンサ74の電圧信号に基づいて
ECU(図示しない)により通電制御される。
The outer periphery of the first rotating body 124 and the outer periphery of the second rotating body 125 are respectively provided with an insulating case 147,
148 are provided. A brush 149 that slides on the outer peripheral surface of the ring 144 and a spring 150 that presses the brush 149 against the ring 144 are provided in the case 147. A brush 151 that comes into contact with the brush 151 and a spring 152 that presses the brush 151 against the ring 146 are provided. Note that the first coil 141 and the second coil 14
The power supply to the power supply 2 is controlled by an ECU (not shown) based on the voltage signal of the torque sensor 74.

【0057】次に、本実施例の作動について説明する。
運転者がステアリングホイール71を回転させて、トル
クセンサ74によりトーションバー80の捩じれ方向に
応じた電圧信号が検出されると、その電圧信号に基づき
ECUからの指令により、例えば第1のコイル141に
電流が流される。これにより、第1のコイル141に生
じる磁力によって、第1の可動体135がスプリング1
39を撓ませながら第1の回転体124側(図4の上
方)へ吸引され、第1のクラッチ137を構成する摩擦
プレート群137a、137bが互いに接触して第1の
クラッチ137が軽く係合する。
Next, the operation of this embodiment will be described.
When the driver rotates the steering wheel 71 and a voltage signal corresponding to the torsion direction of the torsion bar 80 is detected by the torque sensor 74, the first coil 141 is supplied to the first coil 141 by a command from the ECU based on the voltage signal. Current is applied. Thereby, the first movable body 135 is moved by the magnetic force generated in the first coil 141 so that the spring 1
The first clutch 137 is lightly engaged while the friction plate group 137a and 137b constituting the first clutch 137 come into contact with each other while being sucked toward the first rotating body 124 (upward in FIG. 4) while bending the 39. I do.

【0058】一方、トルクセンサ74によりステアリン
グホイール71の操舵力に応じた電圧信号が検出され、
その電圧信号に基づきECUからの指令で電動機75に
通電される。これにより、アーマチャが一方向に回転
(図4の下方向から見て右回転)すると、アーマチャの
回転が遊星歯車減速機構を介して第1の回転体124に
伝達され、更に第1の回転体124の回転トルクが第1
のクラッチ137を介して第1の可動体135に伝達さ
れる。この第1の可動体135は、出力軸77のヘリカ
ルスプライン134に係合しているため、第1の回転体
124と同方向(右回転)へ回転しながら、ヘリカルス
プライン134に沿って出力軸77上を図4の上方へ移
動しようとする。この第1の可動体135の更なる軸方
向への移動により、ラックシャフト72からの反力と第
1の回転体124のトルクとが釣り合うまで第1のクラ
ッチ137を構成する摩擦プレート群137a、137
bを押圧し続ける。ラックシャフト72からの反力と第
1の回転体124のトルクとが釣り合うと、第1のクラ
ッチ137により連結された第1の回転体124と第1
の可動体135を通じて電動機75の出力トルクが出力
軸77に伝達されて、出力軸77に右回転の操舵補助力
が付与される。
On the other hand, a voltage signal corresponding to the steering force of the steering wheel 71 is detected by the torque sensor 74,
The electric motor 75 is energized by a command from the ECU based on the voltage signal. Accordingly, when the armature rotates in one direction (right rotation when viewed from below in FIG. 4), the rotation of the armature is transmitted to the first rotating body 124 via the planetary gear reduction mechanism, and further, the first rotating body is rotated. 124 is the first
Is transmitted to the first movable body 135 via the clutch 137. Since the first movable body 135 is engaged with the helical spline 134 of the output shaft 77, the first movable body 135 rotates in the same direction (clockwise rotation) as the first rotator 124, and moves along the helical spline 134 along the output shaft. Attempt to move upward on FIG. By further moving the first movable body 135 in the axial direction, the friction plate group 137a constituting the first clutch 137 until the reaction force from the rack shaft 72 and the torque of the first rotating body 124 are balanced. 137
Continue to press b. When the reaction force from the rack shaft 72 and the torque of the first rotating body 124 are balanced, the first rotating body 124 connected by the first clutch 137 and the first rotating body 124
The output torque of the electric motor 75 is transmitted to the output shaft 77 through the movable body 135, and a right-turn steering assist force is applied to the output shaft 77.

【0059】その後、運転者がステアリング操作を停止
して操舵力を解除した場合、トルクセンサ74からの操
舵力解除に基づく電圧信号により電動機75への通電電
流が遮断されて電動機75の出力が停止する。電動機7
5の出力停止に伴い、第1の回転体124のトルクがな
くなるため、ヘリカルスプライン134を介して第1の
可動体135を図4の上方へ移動させようとする押圧力
がなくなる。また、操舵力の解除により、トルクセンサ
74からの捩じれ方向に基づく電圧信号がなくなるた
め、第1のコイル141への通電電流が遮断されて磁力
が消失する。その結果、スプリング139の反力で第1
の可動体135が初期位置(図4に示す位置)まで押し
戻されて、第1のクラッチ137が開放される。なお、
ECUからの指令により第2のコイル142に通電され
た場合は、第2の可動体136が吸引されて第2のクラ
ッチ138が係合することにより、電動機75の出力ト
ルクが、第1の回転体124からアイドルかさ歯車12
1を介して第2の回転体125に伝達され、更に第2の
クラッチ138により第2の回転体125と連結された
第2の可動体136を通じて出力軸77に伝達されて、
出力軸77に左回転の操舵補助力が付与される。
Thereafter, when the driver stops the steering operation and releases the steering force, the current supplied to the motor 75 is cut off by the voltage signal based on the release of the steering force from the torque sensor 74, and the output of the motor 75 is stopped. I do. Electric motor 7
With the stop of the output of No. 5, the torque of the first rotating body 124 is lost, so that there is no pressing force for moving the first movable body 135 through the helical spline 134 upward in FIG. Further, since the release of the steering force eliminates the voltage signal based on the torsion direction from the torque sensor 74, the current supplied to the first coil 141 is cut off, and the magnetic force disappears. As a result, the first force is
Is pushed back to the initial position (the position shown in FIG. 4), and the first clutch 137 is released. In addition,
When the second coil 142 is energized by a command from the ECU, the second movable body 136 is attracted and the second clutch 138 is engaged, so that the output torque of the electric motor 75 is reduced by the first rotation. Idle bevel gear 12 from body 124
1 to the second rotating body 125, and further transmitted to the output shaft 77 through the second movable body 136 connected to the second rotating body 125 by the second clutch 138.
A left-handed steering assist force is applied to the output shaft 77.

【0060】(第2実施例の効果)本実施例では、第1
実施例と同様の効果{運転者が操舵力を増加させること
なく操舵補助力を増加させることが可能である。また、
クラッチ機構(第1のクラッチ137及び第2のクラッ
チ138)の係合力を全て電磁クラッチで担う必要がな
いため、電力消費量を少なくでき、効率的であるととも
に、電動機75自身が発生する出力によってクラッチ機
構の係合力を得ることができるため、クラッチ機構を小
型化しても大出力の伝達が可能となる}を得ることがで
きるとともに、出力軸77と電動機75のアーマチャシ
ャフト109とが同軸上に配置され、且つ電磁ソレノイ
ドを切替装置76内に組み込んでいるため、比較的、軽
量且つ小型で安価な電動式パワーステアリング装置を提
供できる利点がある。また、第1実施例に記載したクラ
ッチ機構では、式におけるμ1 =0.5を満足させる
ために、高摩擦係数を有する摩擦パッドを利用している
のに対して、本実施例では多板クラッチを採用している
ため、摩擦係数0.1程度のプレート部材(摩擦プレー
ト群)を複数枚重ね合わせてクラッチ機構を構成するこ
とができる。その結果、比較的安価なプレート部材でも
製作可能である。
(Effect of Second Embodiment) In this embodiment, the first
Effects similar to those of the embodiment: It is possible for the driver to increase the steering assist force without increasing the steering force. Also,
Since it is not necessary for the electromagnetic clutch to bear all the engaging forces of the clutch mechanisms (the first clutch 137 and the second clutch 138), power consumption can be reduced, the power consumption is reduced, and the output generated by the electric motor 75 itself is reduced. Since it is possible to obtain the engaging force of the clutch mechanism, it is possible to obtain} that enables transmission of a large output even if the clutch mechanism is downsized, and the output shaft 77 and the armature shaft 109 of the electric motor 75 are coaxial. Since it is arranged and the electromagnetic solenoid is incorporated in the switching device 76, there is an advantage that it is possible to provide a relatively lightweight, small, and inexpensive electric power steering device. In the clutch mechanism described in the first embodiment, a friction pad having a high friction coefficient is used in order to satisfy μ1 = 0.5 in the equation. Therefore, a clutch mechanism can be configured by stacking a plurality of plate members (friction plate group) having a friction coefficient of about 0.1. As a result, a relatively inexpensive plate member can be manufactured.

【0061】更に、本実施例に記載したトルクセンサ7
4は、スタブシャフト78とピニオンシャフト79との
相対的な捩じれ角を機械的に増幅させてから電気的に検
出する構成であるため、センサ構成部品にさほど高度な
寸法精度を要求する必要がなくなり、安価なトルクセン
サ74を提供できる。即ち、スタブシャフト78とピニ
オンシャフト79との相対的な捩じれ角は、運転者にと
ってステアリングホイール71の遊びに相当し、ステア
リングシャフト73上での相対的な捩じれ角を大きくす
ることは、ステアリングホイール71の回転に対する車
両の旋回応答性の低下を招くため、通常、相対的な捩じ
れ角は微小な約2〜5度程度に抑える必要がある。この
ため、第1実施例に記載したトルクセンサ5では、微小
変位を検出するためにセンサ構成部品に高度な寸法精度
が要求されるため、本実施例のトルクセンサ74と比べ
て高価となる。
Further, the torque sensor 7 described in this embodiment
4 is a configuration in which the relative torsion angle between the stub shaft 78 and the pinion shaft 79 is mechanically amplified and then electrically detected, so that it is not necessary to require a very high degree of dimensional accuracy for the sensor components. Inexpensive torque sensor 74 can be provided. That is, the relative torsion angle between the stub shaft 78 and the pinion shaft 79 corresponds to the play of the steering wheel 71 for the driver, and increasing the relative torsion angle on the steering shaft 73 requires the steering wheel 71 to rotate. In general, the relative torsion angle needs to be suppressed to a small value of about 2 to 5 degrees in order to reduce the turning response of the vehicle to the rotation of the vehicle. For this reason, in the torque sensor 5 described in the first embodiment, a high dimensional accuracy is required for the sensor components in order to detect a minute displacement, and therefore, the torque sensor 5 is more expensive than the torque sensor 74 of the present embodiment.

【0062】(第3実施例)図8は本装置に使用される
切替装置の断面図である。本装置160は、図9に示す
様に、ステアリングホイール161の操舵力を車輪側ラ
ックシャフト162に伝達するステアリングシャフト1
63、ラックシャフト162に付与される操舵補助力の
動力源である電動機164、この電動機164より出力
された一方向の回転を正逆方向に切り替えて伝達する切
替装置165、及びこの切替装置165に隣接して配さ
れたトルクセンサ166(図8参照)等より構成されて
いる。ステアリングシャフト163は、同軸上に対向し
て配置されたスタブシャフト167とピニオンシャフト
168、及びスタブシャフト167とピニオンシャフト
168を連結するトーションバー169(図8参照)よ
り構成される。
(Third Embodiment) FIG. 8 is a sectional view of a switching device used in this device. As shown in FIG. 9, the present device 160 is a steering shaft 1 that transmits a steering force of a steering wheel 161 to a wheel-side rack shaft 162.
63, an electric motor 164 that is a power source of the steering assist force applied to the rack shaft 162, a switching device 165 that switches the one-way rotation output from the electric motor 164 in the forward and reverse directions and transmits the rotation, and the switching device 165. It is composed of a torque sensor 166 (see FIG. 8) and the like arranged adjacent to each other. The steering shaft 163 includes a stub shaft 167 and a pinion shaft 168 that are coaxially opposed to each other, and a torsion bar 169 (see FIG. 8) that connects the stub shaft 167 and the pinion shaft 168.

【0063】スタブシャフト167は、一端がステアリ
ングホイール161に連結され、他端側が切替装置16
5のクラッチカバー170に固定された軸受171によ
り回転自在に支持されつつ、軸方向スラストをワッシャ
172により規制されている(図8参照)。ピニオンシ
ャフト168は、他端側にピニオンギヤ173が設けら
れ、このピニオンギヤ173がラックシャフト162に
形成されたラックギヤ174に噛み合って連結され(図
9参照)、一端側がクラッチケース175に固定された
軸受176とクラッチケース177に固定された軸受1
78により回転自在に支持されつつ、軸方向スラストを
ワッシャ179、180により規制されている(図8参
照)。なお、クラッチカバー170とクラッチケース1
75、177とは、スタブシャフト167とピニオンシ
ャフト168とが同軸に配置される様に嵌合している。
The stub shaft 167 has one end connected to the steering wheel 161 and the other end connected to the switching device 16.
5, while being rotatably supported by a bearing 171 fixed to the clutch cover 170, the axial thrust is regulated by a washer 172 (see FIG. 8). The pinion shaft 168 is provided with a pinion gear 173 at the other end, and the pinion gear 173 is engaged with and connected to a rack gear 174 formed on the rack shaft 162 (see FIG. 9), and a bearing 176 having one end fixed to the clutch case 175. And bearing 1 fixed to clutch case 177
The axial thrust is regulated by washers 179 and 180 while being rotatably supported by 78 (see FIG. 8). The clutch cover 170 and the clutch case 1
75 and 177 are fitted so that the stub shaft 167 and the pinion shaft 168 are arranged coaxially.

【0064】トーションバー169は、図8に示す様
に、一端側がスタブシャフト167の他端側に形成され
た中空部167a内に挿入されてヘリカルスプライン1
67bに係合され、他端側がピニオンシャフト168の
一端側に形成された中空部168aに挿入されている。
このトーションバー169には、径方向に貫通して係合
するピン181が設けられ、このピン181がピニオン
シャフト168に形成された長孔168bに差し込まれ
ることで、ピニオンシャフト168に対してトーション
バー169を回転規制しつつ、長孔168b内で軸方向
(図8の上下方向)に移動自在に支持している。また、
トーションバー169の両端には、それぞれ凹部が形成
され、一方の凹部とスタブシャフト167との間、及び
他方の凹部とピニオンシャフト168との間にそれぞれ
スプリング182、183が配設されている。これによ
り、トーションバー169は、両シャフト167、16
8側からスプリング182、183により押圧され、ス
テアリングシャフト163が振動しても容易に軸方向に
移動しない様に支持されている。
As shown in FIG. 8, one end of the torsion bar 169 is inserted into a hollow portion 167a formed on the other end of the stub shaft 167, and the helical spline 1
The other end is inserted into a hollow portion 168 a formed at one end of the pinion shaft 168.
The torsion bar 169 is provided with a pin 181 that penetrates and engages in the radial direction, and the pin 181 is inserted into a long hole 168 b formed in the pinion shaft 168, so that the torsion bar 169 is attached to the pinion shaft 168. 169 is supported so as to be movable in the axial direction (vertical direction in FIG. 8) in the elongated hole 168b while restricting the rotation. Also,
Recesses are formed at both ends of the torsion bar 169, and springs 182 and 183 are provided between the one recess and the stub shaft 167 and between the other recess and the pinion shaft 168, respectively. Thereby, the torsion bar 169 is connected to both shafts 167 and 16.
Pressed by springs 182 and 183 from the eighth side, the steering shaft 163 is supported so as not to easily move in the axial direction even if it vibrates.

【0065】電動機164は、図8に示す様に、筒状の
ヨーク184、このヨーク184の内周面に固定された
複数の永久磁石185、これら永久磁石185の内周側
に配されたアーマチャ(下述する)、及びこのアーマチ
ャに給電するためのブラシ装置(図示しない)等より構
成された周知の直流モータである。アーマチャは、薄い
鋼板を複数枚積層して構成されたアーマチャコア18
6、このアーマチャコア186に巻装されたアーマチャ
コイル187、及びアーマチャコア186を軸支するア
ーマチャシャフト188を備え、このアーマチャシャフ
ト188の一端側がセンタケース189に固定された軸
受190によって回転自在に支持され、他端側が図示し
ない軸受によって回転自在に支持されている。アーマチ
ャシャフト188の一端側には、電動機164が発生し
た回転を伝達するためのアーマチャギヤ191が形成さ
れ、アーマチャシャフト188の他端側外周には、アー
マチャコイル187と電気的及び機械的に結合された整
流子(図示しない)が配設されている。なお、この電動
機164は、一方向に回転するものであり、後述の説明
のために、図8の上方向から見て(図中B視)、アーマ
チャシャフト188が右回転するものとする。
As shown in FIG. 8, the motor 164 includes a cylindrical yoke 184, a plurality of permanent magnets 185 fixed to the inner peripheral surface of the yoke 184, and an armature disposed on the inner peripheral side of the permanent magnet 185. (Described below), and a known DC motor including a brush device (not shown) for supplying power to the armature. The armature has an armature core 18 formed by laminating a plurality of thin steel plates.
6, an armature coil 187 wound around the armature core 186, and an armature shaft 188 supporting the armature core 186. One end of the armature shaft 188 is rotatably supported by a bearing 190 fixed to a center case 189. The other end is rotatably supported by a bearing (not shown). An armature gear 191 for transmitting the rotation generated by the electric motor 164 is formed at one end of the armature shaft 188, and the armature shaft 188 is electrically and mechanically coupled to the armature coil 187 at the other end of the armature shaft 188. A commutator (not shown) is provided. The electric motor 164 rotates in one direction, and for the following description, it is assumed that the armature shaft 188 rotates clockwise when viewed from above in FIG. 8 (B in the figure).

【0066】次に、電動機164の回転方向をスタブシ
ャフト167の回転方向に応じて切り替える切替装置1
65の構造について説明する。本実施例では、電動機1
64の回転をラックシャフト162に伝達する出力軸が
ピニオンシャフト168そのものであり、出力軸とピニ
オンシャフト168は一体である。ピニオンシャフト1
68の軸上には、平歯車192を有する第1の回転体1
93と平歯車194を有する第2の回転体195とが軸
方向に対向して配設されている。第1の回転体193
は、軸受196によってクラッチケース177に回転自
在に支持され、第2の回転体195は、軸受197によ
ってクラッチケース175に回転自在に支持されてい
る。
Next, the switching device 1 for switching the rotation direction of the electric motor 164 according to the rotation direction of the stub shaft 167.
65 will be described. In this embodiment, the motor 1
The output shaft that transmits the rotation of the shaft 64 to the rack shaft 162 is the pinion shaft 168 itself, and the output shaft and the pinion shaft 168 are integrated. Pinion shaft 1
68, a first rotating body 1 having a spur gear 192
93 and a second rotating body 195 having a spur gear 194 are arranged to face each other in the axial direction. First rotating body 193
Is rotatably supported by a clutch case 177 by a bearing 196, and the second rotating body 195 is rotatably supported by the clutch case 175 by a bearing 197.

【0067】ピニオンシャフト168の軸外周部には、
ヘリカルスプライン198、199が形成され、このヘ
リカルスプライン198、199に係合してピニオンシ
ャフト168上を移動可能な第1の可動体200と第2
の可動体201とが、第1の回転体193と第2の回転
体195との対向部に配設されている。さらに、第1の
回転体193と第1の可動体200との対向部には、第
1のクラッチ202を構成する多板プレート群が配設さ
れ、第2の回転体195と第2の可動体201との対向
部には、第2のクラッチ203を構成する多板プレート
群が配設されている。なお、第1のクラッチ202及び
第2のクラッチ203は、第2実施例と同様の構成であ
る。
On the outer peripheral portion of the pinion shaft 168,
Helical splines 198 and 199 are formed, and the first movable body 200 and the second movable body 200 that can move on the pinion shaft 168 by engaging with the helical splines 198 and 199 are formed.
Of the first rotating body 193 and the second rotating body 195 are disposed. Further, a multi-plate plate group constituting the first clutch 202 is provided at an opposing portion between the first rotating body 193 and the first movable body 200, and the second rotating body 195 and the second movable body 200 A group of multiple plates constituting the second clutch 203 is provided at a portion facing the body 201. Note that the first clutch 202 and the second clutch 203 have the same configuration as in the second embodiment.

【0068】第1の可動体200は、ピニオンシャフト
168に対してワッシャに係止されたスプリング227
を介して図8における上側へ押圧されつつ、ヘリカルス
プライン198の端面にて軸上方向への移動が規制され
ている。第2の可動体201も同様に、ピニオンシャフ
ト168に対してワッシャに係止されたスプリング22
8を介して図8における下側へ押圧されつつ、ヘリカル
スプライン199の端面にて軸下方向への移動が規制さ
れている。これにより、第1のクラッチ202を構成す
る多板プレート群、及び第2のクラッチ203を構成す
る多板プレート群を開放して、第1のクラッチ202及
び第2のクラッチ203を解除させている。
The first movable body 200 is provided with a spring 227 fixed to a pinion shaft 168 by a washer.
8, the movement in the axial direction is restricted by the end face of the helical spline 198. Similarly, the second movable body 201 has a spring 22 fixed to a pinion shaft 168 by a washer.
8, the downward movement of the helical spline 199 is restricted by the end face of the helical spline 199 while being pressed downward in FIG. 8. As a result, the multi-plate group forming the first clutch 202 and the multi-plate group forming the second clutch 203 are released, and the first clutch 202 and the second clutch 203 are released. .

【0069】また、ピニオンシャフト168上の第1の
可動体200と第2の可動体201との対向部には、ト
ーションバー169を貫くピン181がピニオンシャフ
ト168の長孔168bを通ってピニオンシャフト16
8の外径より外側へ突出しており、第1の可動体200
と第2の可動体201との対向部に配設される第3の可
動体204と係合している。この第3の可動体204
は、クラッチケース175、177の外周部に配設され
るトルクセンサ166の可動鉄心205に伝達部材20
6を介して接続されている。伝達部材206は、第3の
可動体204の外周部に形成された凹部に、軸受用の硬
球207を介して配されている。
A pin 181 that penetrates the torsion bar 169 passes through a slot 168 b of the pinion shaft 168 at an opposing portion of the pinion shaft 168 between the first movable body 200 and the second movable body 201. 16
8 protrudes outward from the outer diameter of the first movable body 200.
And a third movable body 204 disposed at a portion opposite to the second movable body 201. This third movable body 204
The transmission member 20 is attached to the movable iron core 205 of the torque sensor 166 disposed on the outer periphery of the clutch cases 175 and 177.
6 are connected. The transmission member 206 is disposed in a recess formed on the outer peripheral portion of the third movable body 204 via a hard ball 207 for a bearing.

【0070】本実施例のトルクセンサ166は、公知の
差動トランス式の電磁センサであり、図8に示す様に、
可動鉄心205の外周部に、第1の励磁コイル208と
磁気変化検出用の第1の検出コイル209、第2の励磁
コイル210と磁気変化検出用の第2の検出コイル21
1が配置されている。各コイル208〜211は、可動
鉄心205と同心となる様に、コイルケース212に挿
入されている。さらに、コイルケース212は、互いに
同心となる様に嵌合しつつ、クラッチケース175、1
77の外周部に固定されている。各励磁コイル208、
210には、それぞれ交流電圧が印加されており、可動
鉄心205を含んだ磁気回路を有する各検出コイル20
9、211に誘導電圧を発生させている。これにより、
可動鉄心205が軸方向に移動すると、磁気回路変化に
より、検出コイル209、211の一方の誘導電圧が増
加し、他方の誘導電圧が減少する。この電圧変化を用い
て、可動鉄心205の移動量を電圧信号として取り出す
ことができる。
The torque sensor 166 of this embodiment is a known differential transformer type electromagnetic sensor, and as shown in FIG.
A first excitation coil 208 and a first detection coil 209 for detecting a magnetic change, a second excitation coil 210 and a second detection coil 21 for detecting a magnetic change are provided on an outer peripheral portion of the movable iron core 205.
1 is arranged. Each of the coils 208 to 211 is inserted into the coil case 212 so as to be concentric with the movable iron core 205. Further, the coil cases 212 are fitted so as to be concentric with each other, while the clutch cases 175, 1
77 is fixed to the outer peripheral portion. Each excitation coil 208,
An AC voltage is applied to each of the detection coils 210, and each of the detection coils 20 has a magnetic circuit including the movable iron core 205.
An induced voltage is generated at 9, 211. This allows
When the movable core 205 moves in the axial direction, the induced voltage of one of the detection coils 209 and 211 increases and the induced voltage of the other decreases due to a change in the magnetic circuit. Using this voltage change, the amount of movement of the movable core 205 can be extracted as a voltage signal.

【0071】第2の回転体195の外周部には、軸受2
13によってクラッチケース175に回転自在に支持さ
れつつ、平歯車194に噛み合う平歯車214を有する
第1の駆動シャフト215が配設されている。また、第
1の回転体193の外周部には、クラッチケース177
に設けられた軸受保持部216とセンタケース189に
設けられた軸受保持部217とに収納された図示しない
軸受によってクラッチケース177とセンタケース18
9とに回転自在に支持されつつ、平歯車192に噛み合
う平歯車218を有する第2の駆動シャフト219が配
設されている。さらに、第1の駆動シャフト215の端
部と第2の駆動シャフト219の端部には、それぞれ平
歯車220、221が設けられて、互いに噛み合ってい
る。
A bearing 2 is provided on the outer periphery of the second rotating body 195.
A first drive shaft 215 having a spur gear 214 meshing with the spur gear 194 is provided while being rotatably supported by the clutch case 175 by 13. In addition, a clutch case 177 is provided on an outer peripheral portion of the first rotating body 193.
The clutch case 177 and the center case 18 are supported by bearings (not shown) stored in a bearing holding portion 216 provided in the
9 and a second drive shaft 219 having a spur gear 218 meshing with the spur gear 192 while being rotatably supported by the second drive shaft 219. Further, spur gears 220 and 221 are provided at the end of the first drive shaft 215 and the end of the second drive shaft 219, respectively, and mesh with each other.

【0072】クラッチケース177に設けられた軸受保
持部216と、センタケース189に設けられた軸受保
持部217との対向部間にある第2の駆動シャフト21
9の外周部には、アーマチャギヤ191と噛み合う平歯
車222を外径部に配設し、且つ内径部に、アーマチャ
ギヤ191からの回転を伝達し、第2の駆動シャフト2
19からの回転を遮断するローラ式一方向クラッチを収
納するクラッチアウタ223が配設されている。この一
方向クラッチは、図10に示す様に、クラッチアウタ2
23の内周面に楔形状のカム室224が複数箇所形成さ
れ、各カム室224に円筒ローラ225と、この円筒ロ
ーラ225を押圧するスプリング226が配設されてお
り、第2の駆動シャフト219が図10にて左回転(矢
印方向)する時は、ローラ225が第2の駆動シャフト
219の外周面上を転がってクラッチが空転する。逆
に、クラッチアウタ223が図10にて左回転(矢印方
向)する時は、ローラ225が第2の駆動シャフト21
9の外周面とカム室224の内周面とに噛み込むこと
で、クラッチアウタ223と第2の駆動シャフト219
が一体で回転し、互いの回転を伝達する様に構成されて
いる。
The second drive shaft 21 located between the bearing holder 216 provided on the clutch case 177 and the bearing holder 217 provided on the center case 189 is opposed to the second drive shaft 21.
9 is provided on the outer diameter portion of the outer peripheral portion of the second drive shaft 2 with the spur gear 222 meshing with the armature gear 191 and transmitting the rotation from the armature gear 191 to the inner diameter portion.
A clutch outer 223 that accommodates a roller-type one-way clutch that blocks the rotation from 19 is provided. This one-way clutch is, as shown in FIG.
A plurality of wedge-shaped cam chambers 224 are formed on the inner peripheral surface of the cylinder 23, and a cylindrical roller 225 and a spring 226 pressing the cylindrical roller 225 are provided in each cam chamber 224, and a second drive shaft 219 is provided. 10, the roller 225 rolls on the outer peripheral surface of the second drive shaft 219 and the clutch idles. Conversely, when the clutch outer 223 rotates leftward (in the direction of the arrow) in FIG.
9 and the inner peripheral surface of the cam chamber 224, so that the clutch outer 223 and the second drive shaft 219 are engaged.
Are configured to rotate integrally and to transmit each other's rotation.

【0073】なお、図10において各平歯車の位置関係
を説明すると、第2の駆動シャフト219上に設けられ
た平歯車218は、第1の回転体193の外周部に形成
された平歯車192と噛み合い、第1の駆動シャフト2
15上に設けられた平歯車214は、第2の回転体19
5の外周部に形成された平歯車194と噛み合ってい
る。また、第2の駆動シャフト219の端部に設けられ
た平歯車221(図10では平歯車218と同じ歯数で
平歯車218と軸方向に重なって見える)が第1の駆動
シャフト215の端部に設けられた平歯車220(図1
0では平歯車214と同じ歯数で平歯車214と軸方向
に重なって見える)と噛み合っている。
The positional relationship between the spur gears will be described with reference to FIG. 10. The spur gear 218 provided on the second drive shaft 219 is formed by a spur gear 192 formed on the outer periphery of the first rotating body 193. And the first drive shaft 2
Spur gear 214 provided on the second rotating body 19
5 meshes with a spur gear 194 formed on the outer peripheral portion. Further, a spur gear 221 provided at the end of the second drive shaft 219 (in FIG. 10, appears to overlap the spur gear 218 in the axial direction with the same number of teeth as the spur gear 218) is provided at the end of the first drive shaft 215. The spur gear 220 provided in the section (FIG. 1)
At 0, the spur gear 214 looks axially overlapped with the same number of teeth as the spur gear 214).

【0074】これにより、アーマチャギヤ191が右回
転(矢印方向)すると、アーマチャギヤ191に噛み合
う平歯車222が左回転して、その平歯車222の回転
が一方向クラッチを介して第2の駆動シャフト219に
伝達され、第2の駆動シャフト219が左回転する。こ
れにより、第2の駆動シャフト219上に設けられた平
歯車218と噛み合う平歯車192が右回転して、この
平歯車192を有する第1の回転体193が右回転(矢
印方向)する。また、第2の駆動シャフト219の端部
に設けられた平歯車221と噛み合う平歯車220が右
回転して、この平歯車220を有する第1の駆動シャフ
ト215が右回転することにより、その第1の駆動シャ
フト215上に設けられた平歯車214と噛み合う平歯
車194が左回転して、この平歯車194を有する第2
の回転体195が左回転(矢印方向)する。
As a result, when the armature gear 191 rotates clockwise (in the direction of the arrow), the spur gear 222 meshing with the armature gear 191 rotates counterclockwise, and the rotation of the spur gear 222 is transmitted via the one-way clutch to the second drive shaft. 219, and the second drive shaft 219 rotates left. As a result, the spur gear 192 meshing with the spur gear 218 provided on the second drive shaft 219 rotates clockwise, and the first rotating body 193 having the spur gear 192 rotates clockwise (in the direction of the arrow). In addition, the spur gear 220 meshing with the spur gear 221 provided at the end of the second drive shaft 219 rotates clockwise, and the first drive shaft 215 having the spur gear 220 rotates clockwise, so that the The spur gear 194 that meshes with the spur gear 214 provided on the first drive shaft 215 rotates counterclockwise, and the second spur gear 194 having the spur gear 194 is rotated.
Is rotated left (in the direction of the arrow).

【0075】次に、電動機164の回転方向をスタブシ
ャフト167の回転方向に応じて切り替える作動につい
て図8を用いて説明する。例として、図8の上側から見
て(B視)、スタブシャフト167を右側に回す方向に
運転者がステアリングホイール161を回転させた場合
について説明する。トーションバー169は、スタブシ
ャフト167に対してヘリカルスプライン167bに係
合し、且つピニオンシャフト168に対してピン181
を介して回転規制されているため、スタブシャフト16
7とピニオンシャフト168との捩じれ角に応じてステ
アリングシャフト163上を移動する。本実施例では、
図8に示すヘリカルスプライン167bが右方向に捩じ
れているため、トーションバー169は、軸下方向にス
プリング183を撓ませながら移動する。
Next, an operation of switching the rotation direction of the electric motor 164 according to the rotation direction of the stub shaft 167 will be described with reference to FIG. As an example, a case in which the driver rotates the steering wheel 161 in a direction in which the stub shaft 167 is turned to the right when viewed from above in FIG. The torsion bar 169 engages the helical spline 167b with the stub shaft 167, and the pin 181 with the pinion shaft 168.
Stub shaft 16
7 moves on the steering shaft 163 according to the twist angle between the pinion shaft 168 and the pinion shaft 168. In this embodiment,
Since the helical spline 167b shown in FIG. 8 is twisted rightward, the torsion bar 169 moves while flexing the spring 183 in the downward direction.

【0076】このトーションバー169の移動に伴い、
ピン181を介してトーションバー169と連結されて
いる第3の可動体204も軸下方向に移動する。これに
より、第1の可動体200を介してスプリング227を
撓ませながら第1のクラッチ202を構成する多板プレ
ート群を接触させて第1のクラッチ202を軽く係合さ
せる。また、トルクセンサ166では、第3の可動体2
04に硬球207と伝達部材206とを介して接続され
た可動鉄心205が軸下方向に移動して磁気回路が変化
することにより、第2の検出コイル211に発生する誘
導電圧が増加し、第1の検出コイル209に発生する誘
導電圧が減少する。この電圧変化は、トーションバー1
69の移動量に比例し、且つスプリング183を撓ませ
ながらトーションバー169を移動させるスタブシャフ
ト167とピニオンシャフト168との捩じれトルク、
即ち運転者の操舵力に比例する。この運転者の操舵力に
応じたトルクセンサ166の電圧信号に基づき、ECU
からの指令で電動機164に電流が流れると、アーマチ
ャの右回転によって第1の回転体193が右回転し、第
2の回転体195が左回転する。
With the movement of the torsion bar 169,
The third movable body 204 connected to the torsion bar 169 via the pin 181 also moves in the axis-down direction. Thus, the spring 227 is flexed via the first movable body 200 and the multiple plate group forming the first clutch 202 is brought into contact with the first clutch 202 to lightly engage the first clutch 202. In the torque sensor 166, the third movable body 2
As the movable iron core 205 connected via the hard sphere 207 and the transmission member 206 to the axis 04 moves in the axial direction to change the magnetic circuit, the induced voltage generated in the second detection coil 211 increases, The induced voltage generated in one detection coil 209 decreases. This voltage change is caused by the torsion bar 1
A torsion torque between the stub shaft 167 and the pinion shaft 168 that moves the torsion bar 169 while bending the spring 183 in proportion to the amount of movement of the pin 69;
That is, it is proportional to the steering force of the driver. Based on the voltage signal of the torque sensor 166 corresponding to the driver's steering force, the ECU
When a current flows through the electric motor 164 in response to a command from the first rotating body 193, the first rotating body 193 rotates clockwise due to the right rotation of the armature, and the second rotating body 195 rotates leftward.

【0077】第1の回転体193は、第1のクラッチ2
02を介して第1の可動体200に連結されているた
め、第1の回転体193から第1の可動体200に右回
転の出力が伝達される。第1の可動体200は、ピニオ
ンシャフト168に対してヘリカルスプライン係合して
いるため、第1の回転体193から右回転の出力が伝達
されると、図8の軸下方向へ更に移動しようとする。こ
の第1の可動体200の更なる移動により、ラックシャ
フト162からの反力と第1の回転体193のトルクと
が釣り合うまで第1のクラッチ202を構成する多板プ
レート群を押圧し続ける。そして、ラックシャフト16
2からの反力と第1の回転体193のトルクとが釣り合
うと、ピニオンシャフト168に右回転の操舵補助力が
付与される。
The first rotating body 193 includes the first clutch 2
Since the first movable body 200 is connected to the first movable body 200 via the second movable body 02, the right rotation output is transmitted from the first rotating body 193 to the first movable body 200. Since the first movable body 200 is in helical spline engagement with the pinion shaft 168, when the right rotation output is transmitted from the first rotating body 193, the first movable body 200 will further move in the axis-downward direction in FIG. And Due to the further movement of the first movable body 200, the multi-plate plate group forming the first clutch 202 is kept pressed until the reaction force from the rack shaft 162 and the torque of the first rotating body 193 are balanced. And the rack shaft 16
When the reaction force from 2 and the torque of the first rotating body 193 are balanced, a right-turn steering assist force is applied to the pinion shaft 168.

【0078】その後、運転者がステアリング操作を停止
して操舵力を解除すると、トルクセンサ166からの操
舵力解除に基づく電圧信号により電動機164への通電
電流が遮断されて電動機164の出力が停止する。電動
機164の出力停止に伴い、第1の回転体193のトル
クがなくなるため、ヘリカルスプライン198を介して
第1の可動体200を図8の軸下方向へ移動させようと
する押圧力がなくなる。また、操舵力の解除に伴い、ト
ーションバー169がスプリング183の反力で図8の
軸上方向へ押し戻されるため、第1のクラッチ202を
構成する多板プレート群が開放されて、第1の回転体1
93と第1の可動体200とが切り離される。なお、図
8の上側から見て(B視)、スタブシャフト167を左
側に回す方向に運転者がステアリングホイール161を
回転させた場合は、トーションバー169が軸上方向へ
移動して第2のクラッチ203を係合させることによ
り、第2の回転体195と第2の可動体201とが第2
のクラッチ203を介して連結され、ピニオンシャフト
168に左回転の操舵補助力が付与される。この基本的
動作原理は、前述のピニオンシャフト168を右側に回
す場合と同じである。
Thereafter, when the driver stops the steering operation and releases the steering force, the current supplied to the motor 164 is interrupted by the voltage signal based on the cancellation of the steering force from the torque sensor 166, and the output of the motor 164 stops. . When the output of the electric motor 164 stops, the torque of the first rotating body 193 disappears, so that there is no pressing force for moving the first movable body 200 via the helical spline 198 in the axially downward direction in FIG. Further, with the release of the steering force, the torsion bar 169 is pushed back in the axial direction of FIG. 8 by the reaction force of the spring 183, so that the multi-plate plate group constituting the first clutch 202 is opened, and the first clutch 202 is opened. Rotating body 1
93 and the first movable body 200 are separated. When the driver rotates the steering wheel 161 in a direction in which the stub shaft 167 is turned to the left as viewed from the upper side of FIG. 8 (B view), the torsion bar 169 moves in the axial direction and the second By engaging the clutch 203, the second rotating body 195 and the second movable body 201
And the pinion shaft 168 is provided with a left-handed steering assist force. The basic operation principle is the same as when the above-described pinion shaft 168 is turned clockwise.

【0079】(第3実施例の効果)本実施例では、第1
実施例と同様の効果を得ることができ、且つ第1実施例
及び第2実施例に対して、第1のクラッチ202及び第
2のクラッチ203を軽く係合させるための第1の可動
体200及び第2の可動体201を移動させる移動手段
として電磁石装置を用いる必要がない。また、切替装置
165の出力軸をピニオンシャフト168と一体化して
いるため、ステアリングシャフト163上に切替装置1
65を配置しつつ、トルクセンサ166を移動手段と一
体で構成できる。これらの結果、軽量且つ小型で安価な
電動式パワーステアリング装置を提供できる。
(Effect of Third Embodiment) In this embodiment, the first
The same effect as the embodiment can be obtained, and the first movable body 200 for lightly engaging the first clutch 202 and the second clutch 203 with respect to the first embodiment and the second embodiment. In addition, there is no need to use an electromagnet device as a moving unit for moving the second movable body 201. Further, since the output shaft of the switching device 165 is integrated with the pinion shaft 168, the switching device 1 is mounted on the steering shaft 163.
The torque sensor 166 can be configured integrally with the moving means while the 65 is arranged. As a result, a lightweight, compact and inexpensive electric power steering device can be provided.

【0080】(第4実施例)図11は本装置に使用され
る切替装置の断面図である。本装置230は、図12に
示す様に、ステアリングホイール231の操舵力を車輪
側ラックシャフト232に伝達するステアリングシャフ
ト233、ラックシャフト232に付与される操舵補助
力の動力源である電動機234、この電動機234より
出力された一方向の回転を正逆方向に切り替えて伝達す
る切替装置235、及び捩じれ摺動装置236等より構
成されている。ステアリングシャフト233は、同軸上
に対向して配置されたスタブシャフト237とピニオン
シャフト238、及びスタブシャフト237とピニオン
シャフト238を連結するトーションバー239より構
成される。
(Fourth Embodiment) FIG. 11 is a sectional view of a switching device used in this device. As shown in FIG. 12, the device 230 includes a steering shaft 233 that transmits the steering force of the steering wheel 231 to the wheel-side rack shaft 232, an electric motor 234 that is a power source of a steering assist force applied to the rack shaft 232, The switching device 235 includes a switching device 235 for switching the rotation in one direction output from the motor 234 in the forward and reverse directions and transmitting the rotation, a torsional sliding device 236, and the like. The steering shaft 233 includes a stub shaft 237 and a pinion shaft 238 that are coaxially opposed to each other, and a torsion bar 239 that connects the stub shaft 237 and the pinion shaft 238.

【0081】スタブシャフト237は、一端がステアリ
ングホイール231に連結され、他端側がスライダカバ
ー240に固定された軸受241により回転自在に支持
されている(図11参照)。ピニオンシャフト238
は、他端側にピニオンギヤ242が設けられ、このピニ
オンギヤ242がラックシャフト232に形成されたラ
ックギヤ243に噛み合って連結され(図12参照)、
一端側がスライダカバー244に固定された軸受245
により回転自在に支持されている(図11参照)。スラ
イダカバー240とスライダカバー244は、スタブシ
ャフト237とピニオンシャフト238が同軸に配置さ
れる様に、スライダケース246にそれぞれ嵌合しつ
つ、クラッチケース247の外周部に固定されている。
トーションバー239は、図11に示す様に、スタブシ
ャフト237の他端側に形成された中空部237aとピ
ニオンシャフト238の一端側に形成された中空部23
8aとに挿入され、それぞれ各シャフト237、238
に対してピン248、249により回り止めされてい
る。
The stub shaft 237 has one end connected to the steering wheel 231 and the other end rotatably supported by a bearing 241 fixed to the slider cover 240 (see FIG. 11). Pinion shaft 238
Is provided with a pinion gear 242 on the other end side, and this pinion gear 242 is engaged with and connected to a rack gear 243 formed on the rack shaft 232 (see FIG. 12).
Bearing 245 having one end fixed to slider cover 244
(See FIG. 11). The slider cover 240 and the slider cover 244 are fixed to the outer peripheral portion of the clutch case 247 while being fitted to the slider case 246 such that the stub shaft 237 and the pinion shaft 238 are coaxially arranged.
As shown in FIG. 11, the torsion bar 239 includes a hollow portion 237a formed on the other end of the stub shaft 237 and a hollow portion 23 formed on one end of the pinion shaft 238.
8a, each shaft 237, 238 respectively
Are prevented from rotating by pins 248 and 249.

【0082】スタブシャフト237とピニオンシャフト
238の対向部外周には、捩じれ摺動装置236のスラ
イダ250が配設されている。このスライダ250は、
スタブシャフト237の他端側外径部に形成された直ス
プライン237bと、ピニオンシャフト238の一端側
外径部に形成されたヘリカルスプライン238bとに跨
がって係合している。従って、このスライダ250は、
運転者がステアリングホイール231を回転してスタブ
シャフト237とピニオンシャフト238との間に捩じ
れが生じると、ステアリングシャフト233上を移動す
ることができる。具体的には、図11に示すピニオンシ
ャフト238のヘリカルスプライン238bが、スタブ
シャフト237側から見て右に捩じれているため、スラ
イダ250は、スタブシャフト237がピニオンシャフ
ト238に対して右に捩じれるとステアリングシャフト
233上を左側へ移動し、スタブシャフト237がピニ
オンシャフト238に対して左に捩じれるとステアリン
グシャフト233上を右側へ移動する。
The slider 250 of the torsional sliding device 236 is provided on the outer periphery of the opposing portion between the stub shaft 237 and the pinion shaft 238. This slider 250
The straight spline 237b formed on the outer diameter portion on the other end side of the stub shaft 237 and the helical spline 238b formed on the outer diameter portion on one end side of the pinion shaft 238 are engaged with each other. Therefore, this slider 250
When the driver rotates the steering wheel 231 to cause a twist between the stub shaft 237 and the pinion shaft 238, the driver can move on the steering shaft 233. Specifically, the helical spline 238b of the pinion shaft 238 shown in FIG. When the stub shaft 237 is twisted to the left with respect to the pinion shaft 238, the stub shaft 237 moves to the right on the steering shaft 233.

【0083】電動機234は、図11に示す様に、筒状
のヨーク251、このヨーク251の内周面に固定され
た複数の永久磁石252、これら永久磁石252の内周
側に配されたアーマチャ(下述する)、及びこのアーマ
チャに給電するためのブラシ装置(図示しない)等より
構成された周知の直流モータである。アーマチャは、薄
い鋼板を複数枚積層して構成されたアーマチャコア25
3、このアーマチャコア253に巻装されたアーマチャ
コイル254、及びアーマチャコア253を軸支するア
ーマチャシャフト255を備え、このアーマチャシャフ
ト255の一端側がクラッチケース247に固定された
軸受256によって回転自在に支持され、他端側が図示
しない軸受によって回転自在に支持されている。アーマ
チャシャフト255の一端側には、電動機234が発生
した回転を伝達するための駆動かさ歯車257が形成さ
れ、アーマチャシャフト255の他端側外周には、アー
マチャコイル254と電気的及び機械的に結合された整
流子(図示しない)が配設されている。なお、この電動
機234は、一方向に回転するものであり、後述の説明
のために、図11の下方向から見て、アーマチャシャフ
ト255が左回転するものとする。
As shown in FIG. 11, the electric motor 234 includes a cylindrical yoke 251, a plurality of permanent magnets 252 fixed to the inner peripheral surface of the yoke 251, and an armature disposed on the inner peripheral side of the permanent magnet 252. (Described below), and a known DC motor including a brush device (not shown) for supplying power to the armature. The armature is an armature core 25 formed by stacking a plurality of thin steel plates.
3, an armature coil 254 wound around the armature core 253, and an armature shaft 255 for supporting the armature core 253. One end of the armature shaft 255 is rotatably supported by a bearing 256 fixed to a clutch case 247. The other end is rotatably supported by a bearing (not shown). A drive bevel gear 257 for transmitting the rotation generated by the electric motor 234 is formed at one end of the armature shaft 255, and the armature shaft 255 is electrically and mechanically coupled to the armature coil 254 on the other end. A commutator (not shown) is provided. Note that the electric motor 234 rotates in one direction, and for the following description, it is assumed that the armature shaft 255 rotates left when viewed from below in FIG.

【0084】次に、電動機234の回転方向をスタブシ
ャフト237の回転方向に応じて切り替える切替装置2
35の構造について説明する。切替装置235の出力軸
258は、電動機234のアーマチャシャフト255と
直交して配され、クラッチケース247に固定された軸
受259と、クラッチケース247に嵌合するクラッチ
カバー260に固定された軸受261とによって回転自
在に支持されつつ、軸方向スラストをワッシャ262に
より規制されている。出力軸258上には、駆動かさ歯
車257にそれぞれ噛み合う従動かさ歯車263、26
4を有する第1の回転体265と第2の回転体266と
が軸方向(図11の左右方向)に対向して配設されてい
る。この第1の回転体265と第2の回転体266は、
それぞれ出力軸258上に配された軸受267、268
により回転自在に支持されつつ、軸方向スラストをワッ
シャ269、270により規制されている。なお、第1
の回転体265は、アーマチャが左回転すると、図11
の左側から見て右回転し、第2の回転体266は左回転
する様に配設されている。
Next, the switching device 2 for switching the rotation direction of the electric motor 234 according to the rotation direction of the stub shaft 237.
The structure of No. 35 will be described. The output shaft 258 of the switching device 235 is disposed orthogonal to the armature shaft 255 of the electric motor 234, and has a bearing 259 fixed to the clutch case 247 and a bearing 261 fixed to the clutch cover 260 fitted to the clutch case 247. The axial thrust is regulated by the washer 262 while being rotatably supported by the shaft. On the output shaft 258, driven bevel gears 263, 26 meshing with the drive bevel gear 257, respectively.
The first rotator 265 and the second rotator 266 having the four rotators 4 are disposed so as to face each other in the axial direction (the left-right direction in FIG. 11). The first rotator 265 and the second rotator 266 are
Bearings 267, 268 respectively arranged on the output shaft 258
, And the axial thrust is regulated by the washers 269 and 270. The first
When the armature rotates counterclockwise, the rotating body 265 of FIG.
Is rotated rightward when viewed from the left side, and the second rotating body 266 is arranged to rotate leftward.

【0085】出力軸258の外周部にはヘリカルスプラ
イン271、272が形成され、そのヘリカルスプライ
ン271、272に係合して第1の可動体273と第2
の可動体274とが配設されている。この第1の可動体
273と第2の可動体274は、それぞれ第1の回転体
265と第2の回転体266との対向部に配設され、ヘ
リカルスプライン271、272に沿って出力軸258
上を移動可能に設けられている。また、第1の回転体2
65と第1の可動体273との対向部には、第1のクラ
ッチ275を構成する多板プレート群が配設され、第2
の回転体266と第2の可動体274との対向部には、
第2のクラッチ276を構成する多板プレート群が配設
されている。この第1のクラッチ275及び第2のクラ
ッチ276は、第2実施例と同様の構成である。
Helical splines 271 and 272 are formed on the outer periphery of the output shaft 258, and the first movable body 273 and the second movable body 273 are engaged with the helical splines 271 and 272.
Movable body 274 is disposed. The first movable body 273 and the second movable body 274 are disposed at opposing portions of the first rotating body 265 and the second rotating body 266, respectively, and output shafts 258 along helical splines 271 and 272.
It is provided movably on the top. Also, the first rotating body 2
A multi-plate plate group constituting the first clutch 275 is disposed at a portion where the first movable body 65 and the first movable body 273 face each other.
The opposing portion between the rotating body 266 and the second movable body 274 includes
A multi-plate group forming the second clutch 276 is provided. The first clutch 275 and the second clutch 276 have the same configuration as in the second embodiment.

【0086】第1の可動体273は、第1の回転体26
5を支持する軸受267との間にワッシャを介して配さ
れたスプリング277により図11の左側へ押圧されつ
つ、ヘリカルスプライン271の端面にて軸左方向への
移動が規制されている。同様に第2の可動体274は、
第2の回転体266を支持する軸受268との間にワッ
シャを介して配されたスプリング278により図11の
右側へ押圧されつつ、ヘリカルスプライン272の端面
にて軸右方向への移動が規制されている。これにより、
第1のクラッチ275を構成する多板プレート群および
第2のクラッチ276を構成する多板プレート群を開放
し、それぞれのクラッチ275、276を解除させてい
る。
The first movable body 273 is the first rotating body 26
While being pressed to the left in FIG. 11 by a spring 277 disposed between the bearing 267 and the bearing 267 that supports the shaft 5, the movement of the helical spline 271 in the axial left direction is restricted by the end face of the helical spline 271. Similarly, the second movable body 274 is
While being pressed rightward in FIG. 11 by a spring 278 disposed between the bearing 268 supporting the second rotating body 266 via a washer, the movement of the helical spline 272 in the axial right direction is restricted by the end face. ing. This allows
The multi-plate group forming the first clutch 275 and the multi-plate group forming the second clutch 276 are released, and the clutches 275 and 276 are released.

【0087】第1の可動体273と第2の可動体274
との間には、第3の可動体279が配設されている。更
に、この第3の可動体279は、クラッチケース247
に設けられた長孔247aとスライダケース246に設
けられた長孔246aとを通って配されたレバー280
により前記のスライダ250と連結されている。レバー
280は、両端部に図11の軸方向(左右方向)から見
て凹形状を成す係止部280a、280bがそれぞれ設
けられ、一方の係止部280aが第3の可動体279の
凹部に係合し、他方の係止部280bがスライダ250
の凹部に係合して、クラッチケース247に支持ピン2
81にて揺動自在に支持されている。また、レバー28
0の一方の係止部280aの根元には、レバー280に
発生する歪みを検出する歪みゲージ282が複数配設さ
れている。
The first movable body 273 and the second movable body 274
A third movable body 279 is disposed between the first movable body and the third movable body. Further, the third movable body 279 is provided with a clutch case 247.
Lever 280 disposed through a long hole 247a provided in the slider case 246 and a long hole 246a provided in the slider case 246.
Is connected to the slider 250. Lever 280 is provided at both ends with locking portions 280 a and 280 b having a concave shape when viewed from the axial direction (left-right direction) of FIG. 11, and one locking portion 280 a is provided in a concave portion of The slider 250 is engaged with the other locking portion 280b.
Of the support pin 2 in the clutch case 247.
At 81, it is swingably supported. Also, the lever 28
A plurality of strain gauges 282 for detecting the strain generated in the lever 280 are provided at the base of one of the locking portions 280a.

【0088】出力軸258の一端には、平歯車283が
形成され、この平歯車283に噛み合うアイドル歯車2
84がクラッチカバー260に固定された軸受285に
より回転自在に支持されている。更に、アイドル歯車2
84は、ピニオンシャフト238上に配設された平歯車
286に噛み合っている。これにより、電動機234で
発生した回転トルクは、切替装置235を介して出力軸
258に伝達され、その出力軸258の回転が、平歯車
283→アイドル歯車284→平歯車286へと伝達さ
れ、この平歯車286を具備するピニオンシャフト23
8に伝達される。
At one end of the output shaft 258, a spur gear 283 is formed, and the idle gear 2 meshing with the spur gear 283 is formed.
84 is rotatably supported by a bearing 285 fixed to the clutch cover 260. Furthermore, idle gear 2
Reference numeral 84 meshes with a spur gear 286 provided on the pinion shaft 238. As a result, the rotation torque generated by the electric motor 234 is transmitted to the output shaft 258 via the switching device 235, and the rotation of the output shaft 258 is transmitted to the spur gear 283 → idle gear 284 → spur gear 286. Pinion shaft 23 with spur gear 286
8 is transmitted.

【0089】次に、電動機234の回転方向をスタブシ
ャフト237の回転方向に応じて切り替える作動につい
て図11を用いて説明する。例として、図11の左側か
ら見て、スタブシャフト237を右側に回す方向に運転
者がステアリングホイール231を回転させた場合につ
いて説明する。この場合、前述した様にステアリングシ
ャフト233上のスライダ250がステアリングシャフ
ト233上を左側へ移動する。このスライダ250の移
動に伴い、支持ピン281を支点として作動するレバー
280が、第3の可動体279を介して第1の可動体2
73をスプリング277を撓ませながら右側へ押圧す
る。この第1の可動体273の右側への移動により、第
1のクラッチ275を構成する多板プレート群を接触さ
せて第1のクラッチ275を軽く係合させる一方、レバ
ー280に発生する歪みを歪みゲージ282で検出し、
その歪み量に比例した電圧を出力するアンプ(図示しな
い)からの信号により、ECUからの指令で電動機23
4に電流が流されてアーマチャが左回転を開始する。
Next, an operation of switching the rotation direction of the electric motor 234 according to the rotation direction of the stub shaft 237 will be described with reference to FIG. As an example, a case where the driver rotates the steering wheel 231 in a direction in which the stub shaft 237 is turned to the right when viewed from the left side in FIG. 11 will be described. In this case, the slider 250 on the steering shaft 233 moves to the left on the steering shaft 233 as described above. With the movement of the slider 250, the lever 280 that operates with the support pin 281 as a fulcrum moves through the first movable body 2 via the third movable body 279.
73 is pressed to the right while flexing the spring 277. By moving the first movable body 273 to the right side, the multi-plate plates constituting the first clutch 275 are brought into contact with each other to lightly engage the first clutch 275, while the distortion generated in the lever 280 is reduced. Detected by gauge 282,
The motor 23 outputs a signal from an amplifier (not shown) that outputs a voltage proportional to the amount of distortion according to a command from the ECU.
Current is passed through 4, and the armature starts rotating to the left.

【0090】アーマチャの左回転が駆動かさ歯車257
を通じて従動かさ歯車263、264に伝達されると、
従動かさ歯車263を有する第1の回転体265が図1
1の左側から見て右回転し、従動かさ歯車264を有す
る第2の回転体266が左回転を開始する。第1の回転
体265は、第1のクラッチ275を介して第1の可動
体273に連結されているため、第1の回転体265か
ら第1の可動体273に右回転の出力が伝達される。そ
の第1の可動体273は、出力軸258に対してヘリカ
ルスプライン係合しているため、第1の回転体265か
ら右回転の出力が伝達されると、図11の右側へ更に移
動しようとする。この第1の可動体273の更なる移動
により、ラックシャフト232からの反力と第1の回転
体265のトルクとが釣り合うまで第1のクラッチ27
5を構成する多板プレート群を押圧し続ける。そして、
ラックシャフト232からの反力と第1の回転体265
のトルクとが釣り合うと、出力軸258に右回転の出力
が伝達され、出力軸258よりアイドル歯車284を介
してピニオンシャフト238に右回転の操舵補助力が付
与される。
The left rotation of the armature drives the bevel gear 257
Transmitted to the driven gears 263 and 264 through
A first rotating body 265 having a driven gear 263 is shown in FIG.
1 rotates to the right as viewed from the left, and the second rotating body 266 having the driven bevel gear 264 starts to rotate to the left. Since the first rotating body 265 is connected to the first movable body 273 via the first clutch 275, the right rotation output is transmitted from the first rotating body 265 to the first movable body 273. You. Since the first movable body 273 is in helical spline engagement with the output shaft 258, when the right rotation output is transmitted from the first rotating body 265, the first movable body 273 further moves to the right side in FIG. I do. The further movement of the first movable body 273 causes the first clutch 27 to move until the reaction force from the rack shaft 232 and the torque of the first rotating body 265 are balanced.
5 is continuously pressed. And
Reaction force from rack shaft 232 and first rotating body 265
When the torque is balanced, the clockwise output is transmitted to the output shaft 258, and the clockwise steering assist force is applied to the pinion shaft 238 from the output shaft 258 via the idle gear 284.

【0091】その後、運転者がステアリング操作を停止
して操舵力を解除すると、アンプからの操舵力解除に基
づく信号により電動機234への通電電流が遮断されて
電動機234の出力が停止する。電動機234の出力停
止に伴い、第1の回転体265のトルクがなくなるた
め、ヘリカルスプライン271を介して第1の可動体2
73を図11の右側へ移動させようとする押圧力がなく
なる。また、操舵力の解除に伴い、スライダ250が初
期位置(図11に示す位置)へ戻るため、第1のクラッ
チ275を構成する多板プレート群が開放されて、第1
の回転体265と第1の可動体273とが切り離され
る。なお、図11の左側から見て、スタブシャフト23
7を左側に回す方向に運転者がステアリングホイール2
31を回転させた場合は、スライダ250がステアリン
グシャフト233上を右側へ移動し、レバー280を介
して第2のクラッチ276を係合させることにより、第
2の回転体266と第2の可動体274とが第2のクラ
ッチ276を介して連結される。これにより、出力軸2
58に左回転の出力が伝達され、出力軸258よりアイ
ドル歯車284を介してピニオンシャフト238に左回
転の操舵補助力が付与される。この基本的動作原理は、
前述のスタブシャフト237を右側に回す場合と同じで
ある。
Thereafter, when the driver stops the steering operation and releases the steering force, the current supplied to the motor 234 is cut off by the signal based on the cancellation of the steering force from the amplifier, and the output of the motor 234 stops. When the output of the electric motor 234 is stopped, the torque of the first rotating body 265 is lost, so that the first movable body 2 is connected via the helical spline 271.
There is no pressing force to move 73 to the right in FIG. Further, with the release of the steering force, the slider 250 returns to the initial position (the position shown in FIG. 11), so that the multi-plate group forming the first clutch 275 is released, and the first clutch 275 is released.
Of the rotating body 265 and the first movable body 273 are separated. The stub shaft 23 is viewed from the left side of FIG.
When the driver turns the steering wheel 2
31 is rotated, the slider 250 moves to the right on the steering shaft 233 and engages the second clutch 276 via the lever 280, so that the second rotating body 266 and the second movable body 274 are connected via a second clutch 276. Thereby, the output shaft 2
The output of left rotation is transmitted to 58, and a left rotation steering assist force is applied to the pinion shaft 238 from the output shaft 258 via the idle gear 284. This basic operating principle is
This is the same as turning the stub shaft 237 to the right.

【0092】(第4実施例の効果)本実施例では、第1
実施例と同様の効果を得ることができ、且つ第3実施例
の場合と同様に、第1のクラッチ275及び第2のクラ
ッチ276を軽く係合させるための第1の可動体273
及び第2の可動体274を移動させる移動手段として電
磁石装置を用いる必要がない。また、第1のクラッチ2
75及び第2のクラッチ276が配設される出力軸25
8を中空にしていないので、出力軸258の強度確保が
容易である。これらの結果、軽量且つ小型で安価な電動
式パワーステアリング装置を提供できる。
(Effect of Fourth Embodiment) In the present embodiment, the first
The same effect as that of the third embodiment can be obtained, and, similarly to the third embodiment, a first movable body 273 for lightly engaging the first clutch 275 and the second clutch 276.
Further, it is not necessary to use an electromagnet device as a moving unit for moving the second movable body 274. Also, the first clutch 2
75 and the output shaft 25 on which the second clutch 276 is disposed
8 is not hollow, it is easy to secure the strength of the output shaft 258. As a result, a lightweight, compact and inexpensive electric power steering device can be provided.

【0093】(第5実施例)図13は本装置に使用され
る切替装置の断面図である。本装置は、第2実施例の変
形例であり、装置全体の概略構成は図5と同じであるた
め、説明を省略する。電動機290は、図13に示す様
に、筒状のヨーク291、このヨーク291の内周面に
固定された複数の永久磁石292、これら永久磁石29
2の内周側に配されたアーマチャ(下述する)、及びこ
のアーマチャに給電するためのブラシ装置(図示しな
い)等より構成された周知の直流モータである。
(Fifth Embodiment) FIG. 13 is a sectional view of a switching device used in this device. This apparatus is a modification of the second embodiment, and the schematic configuration of the entire apparatus is the same as that of FIG. As shown in FIG. 13, the electric motor 290 includes a cylindrical yoke 291, a plurality of permanent magnets 292 fixed to the inner peripheral surface of the yoke 291,
2 is a well-known DC motor that includes an armature (described below) disposed on the inner peripheral side of the motor 2 and a brush device (not shown) for supplying power to the armature.

【0094】アーマチャは、薄い鋼板を複数枚積層して
構成されたアーマチャコア293、このアーマチャコア
293に巻装されたアーマチャコイル294、及びアー
マチャコア293を軸支するアーマチャシャフト295
を備え、このアーマチャシャフト295の一端側がセン
タケース296に固定された軸受297によって回転自
在に支持され、他端側が図示しない軸受によって回転自
在に支持されている。アーマチャシャフト295の一端
側には、電動機290が発生した回転を伝達するための
駆動サンギヤ298が形成され、その駆動サンギヤ29
8より先端側(図13の下側)に小径部299が設けら
れている。また、アーマチャシャフト295の他端側外
周には、アーマチャコイル294と電気的及び機械的に
結合された整流子(図示しない)が配設されている。な
お、この電動機290は、一方向に回転するものであ
り、後述の説明のために、図13の下方向から見て、ア
ーマチャシャフト295が右回転するものとする。
The armature includes an armature core 293 formed by laminating a plurality of thin steel plates, an armature coil 294 wound around the armature core 293, and an armature shaft 295 for supporting the armature core 293.
The armature shaft 295 has one end rotatably supported by a bearing 297 fixed to the center case 296 and the other end rotatably supported by a bearing (not shown). A driving sun gear 298 for transmitting the rotation generated by the electric motor 290 is formed at one end of the armature shaft 295.
A small-diameter portion 299 is provided on the distal end side (the lower side in FIG. 13) with respect to FIG. A commutator (not shown) electrically and mechanically coupled to the armature coil 294 is provided on the outer periphery of the other end of the armature shaft 295. Note that the electric motor 290 rotates in one direction, and for the following description, it is assumed that the armature shaft 295 rotates clockwise when viewed from below in FIG.

【0095】次に、電動機290の回転方向をスタブシ
ャフトの回転方向に応じて切り替える切替装置の構造に
ついて説明する。電動機290の回転をラックシャフト
に伝達する出力軸300は、電動機290のアーマチャ
シャフト295と同軸上に配置されて、出力軸300の
他端側に形成された円筒凹部に配設した軸受301を介
してアーマチャシャフト295の小径部299に回転自
在に支持され、且つクラッチケース302に嵌合するク
ラッチカバー303に固定された軸受304によって回
転自在に支持されつつ、軸方向スラストをワッシャ30
5により規制されている。クラッチケース302は、セ
ンタケース296に同軸に嵌合しており、アーマチャシ
ャフト295と出力軸300とが同軸となる様に配設さ
れている。出力軸300の他端部には、外周にフランジ
部306が一体に形成され、このフランジ部306に、
駆動サンギヤ298に噛み合う第1の遊星ギヤ307を
有する支持ピン308が軸受309を介して回転自在に
支持されている。なお、この支持ピン308及び第1の
遊星ギヤ307は、フランジ部306の周方向等間隔に
複数個配設されている。
Next, the structure of the switching device for switching the rotation direction of the electric motor 290 according to the rotation direction of the stub shaft will be described. The output shaft 300 that transmits the rotation of the electric motor 290 to the rack shaft is arranged coaxially with the armature shaft 295 of the electric motor 290, and passes through a bearing 301 provided in a cylindrical recess formed at the other end of the output shaft 300. While being rotatably supported by a small-diameter portion 299 of the armature shaft 295 and rotatably supported by a bearing 304 fixed to a clutch cover 303 fitted to the clutch case 302, while axially thrusting the washer 30.
5 regulations. The clutch case 302 is coaxially fitted to the center case 296, and is disposed so that the armature shaft 295 and the output shaft 300 are coaxial. At the other end of the output shaft 300, a flange 306 is integrally formed on the outer periphery.
A support pin 308 having a first planetary gear 307 meshing with the driving sun gear 298 is rotatably supported via a bearing 309. Note that a plurality of the support pins 308 and the first planetary gears 307 are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the flange portion 306.

【0096】第1の遊星ギヤ307に内歯噛み合いする
インターナルギヤ310を有する第1の回転体311
が、クラッチケース302に圧入された軸受312によ
り出力軸300と同軸で回転自在に支持されている。ま
た、支持ピン308の端部(第1の遊星ギヤ307と反
対側の端部)には、第2の遊星ギヤ313が形成され、
この第2の遊星ギヤ313が第2の回転体314に形成
された第2のサンギヤ315と外歯噛み合いしている。
第2の回転体314は、出力軸300の外周に配され
て、クラッチケース302に圧入された軸受316によ
り出力軸300と同軸で回転自在に支持されている。第
1の回転体311と第2の回転体314との外周部に
は、それぞれクラッチケース302の内周部に圧入固定
されつつ、電磁ソレノイドを構成する第1のコイル31
7と、第2のコイル318とが配設されている。これら
の各コイル317、318は、図示しないリード線を通
じて電力供給装置に電気的に接続されている。
First rotating body 311 having internal gear 310 meshing with first planetary gear 307 for internal teeth
Are rotatably supported coaxially with the output shaft 300 by a bearing 312 pressed into the clutch case 302. A second planetary gear 313 is formed at an end of the support pin 308 (an end opposite to the first planetary gear 307).
The second planetary gear 313 is in external mesh with a second sun gear 315 formed on the second rotating body 314.
The second rotating body 314 is arranged on the outer periphery of the output shaft 300 and is rotatably supported coaxially with the output shaft 300 by a bearing 316 pressed into the clutch case 302. The first coil 31 forming an electromagnetic solenoid is press-fitted and fixed to the inner periphery of the clutch case 302 on the outer periphery of the first rotor 311 and the second rotor 314, respectively.
7 and a second coil 318 are provided. These coils 317 and 318 are electrically connected to a power supply device through lead wires (not shown).

【0097】クラッチケース302の両端内周面には、
それぞれ第1のヘリカルスプライン319と第2のヘリ
カルスプライン320とが形成されており、その第1の
ヘリカルスプライン319に係合しつつ、この第1のヘ
リカルスプライン319に沿って出力軸300の軸方向
に移動可能な第1の可動体321と、第2のヘリカルス
プライン320に係合しつつ、この第2のヘリカルスプ
ライン320に沿って出力軸300の軸方向に移動可能
な第2の可動体322とが第1の回転体311と第2の
回転体314とを挟み込む様に配設されている。
The inner peripheral surfaces of both ends of the clutch case 302
A first helical spline 319 and a second helical spline 320 are formed, respectively. The first helical spline 319 is engaged with the first helical spline 319, and the axial direction of the output shaft 300 along the first helical spline 319. Movable body 321 movable in the axial direction of the output shaft 300 along the second helical spline 320 while being engaged with the second movable body 321 Are disposed so as to sandwich the first rotating body 311 and the second rotating body 314.

【0098】第1の回転体311と第1の可動体321
との対向部には、第1のクラッチを構成する爪部32
3、324が配設され、同様に第2の回転体314と第
2の可動体322との対向部には、第2のクラッチを構
成する爪部325、326が配設されている。第1の可
動体321は、第1のコイル317に対してスプリング
327により図13の上側へ押圧されつつ、センタケー
ス296の端面にて上方への移動が規制されている。同
様に第2の可動体322は、第2のコイル318に対し
てスプリング328により図13の下側へ押圧されつ
つ、クラッチカバー303の端面にて下方への移動が規
制されている。これにより、第1のクラッチを構成する
爪部323、324及び第2のクラッチを構成する爪部
325、326を開放して、それぞれのクラッチを解除
させている。
First rotating body 311 and first movable body 321
And a claw portion 32 constituting the first clutch
3 and 324 are provided, and similarly, pawl portions 325 and 326 constituting a second clutch are provided at a portion where the second rotating body 314 and the second movable body 322 are opposed to each other. The first movable body 321 is restricted from moving upward by the end surface of the center case 296 while being pushed upward in FIG. 13 by the spring 327 against the first coil 317. Similarly, while the second movable body 322 is pressed against the second coil 318 by the spring 328 in the downward direction in FIG. 13, the downward movement is restricted by the end face of the clutch cover 303. As a result, the pawl portions 323 and 324 constituting the first clutch and the pawl portions 325 and 326 constituting the second clutch are released, and the respective clutches are released.

【0099】また、第1のクラッチの爪部323、32
4より内径側の第1の回転体311と第1の可動体32
1との対向部には、第3のクラッチを構成する一組の摩
擦プレート329、330が配設されている。第1の可
動体321に具備された摩擦プレート330は、第1の
可動体321に設けられたキー溝部により回転規制され
つつ、スプリング331により図13の下方へ押圧され
て、第1のクラッチを構成する爪部323、324間の
隙間より両摩擦プレート329、330間の隙間の方が
小さくなる様に、ワッシャ332により下方への移動が
規制されている。同様に、爪部325、326より内径
側の第2の回転体314と第2の可動体322との対向
部には、第4のクラッチを構成する一組の摩擦プレート
333、334が配設されている。第2の可動体322
に具備された摩擦プレート334は、第2の可動体32
2に設けられたキー溝部により回転規制されつつ、スプ
リング335により図13の下方へ押圧されて、第2の
クラッチを構成する爪部325、326間の隙間より両
摩擦プレート333、334間の隙間の方が小さくなる
様に、ワッシャ336により下方への移動が規制されて
いる。
Further, the pawl portions 323, 32 of the first clutch
First rotating body 311 and first movable body 32 on the inner diameter side
A pair of friction plates 329 and 330 constituting a third clutch are disposed in a portion facing the first clutch. The friction plate 330 provided on the first movable body 321 is pressed downward by a spring 331 in FIG. 13 while being restricted from rotating by a key groove portion provided on the first movable body 321, and the first clutch is disengaged. The downward movement is regulated by the washer 332 so that the gap between the friction plates 329 and 330 is smaller than the gap between the claw portions 323 and 324. Similarly, a pair of friction plates 333 and 334 constituting a fourth clutch are disposed at the opposed portion between the second rotating body 314 and the second movable body 322 on the inner diameter side of the claw portions 325 and 326. Have been. Second movable body 322
The friction plate 334 provided in the second movable body 32
13 is pressed downward by the spring 335 in FIG. 13 while the rotation is restricted by the key groove portion provided in the second clutch 2. The downward movement is regulated by the washer 336 so that the distance becomes smaller.

【0100】次に、電動機290の回転方向をスタブシ
ャフトの回転方向に応じて切り替える作動について説明
する。運転者のステアリング操作により、図示しないト
ルクセンサ(例えば図6に記載)から、スタブシャフト
とピニオンシャフトとの捩じれ方向に基づく電圧信号に
より、例えば第1のコイル317に電流が流されると、
第1のコイル317に生じる磁力により、スプリング3
27とスプリング331を撓ませながら第1の可動体3
21を吸引し、第3のクラッチを構成する両摩擦プレー
ト329、330を接触させて第3のクラッチを軽く係
合させる(この時、第1のクラッチを構成する爪部32
3と324は係合していない)。
Next, an operation of switching the rotation direction of the electric motor 290 according to the rotation direction of the stub shaft will be described. When a current is passed to, for example, the first coil 317 from a torque sensor (not shown, for example, described in FIG. 6) by a driver's steering operation based on a voltage signal based on the torsion direction of the stub shaft and the pinion shaft,
Due to the magnetic force generated in the first coil 317, the spring 3
27 and the first movable body 3 while flexing the spring 331.
The third clutch is lightly engaged by bringing both friction plates 329 and 330 constituting the third clutch into contact with each other (at this time, the pawl portion 32 constituting the first clutch).
3 and 324 are not engaged).

【0101】ここで、電動機290を駆動すると、駆動
サンギヤ298の右回転により、第1の遊星ギヤ307
を介して、インターナルギヤ310を有する第1の回転
体311が左回転しようとする。これにより、第1の回
転体311が第3のクラッチを介して第1の可動体32
1へ回転力を伝達する。この第1の可動体321は、第
1の回転体311より伝達される回転力により更にクラ
ッチケース302の第1のヘリカルスプライン319に
沿ってスプリング327とスプリング331を撓ませな
がら第1の回転体311側へ移動して、ラックシャフト
からの反力と出力軸300のトルクとが釣り合うまで両
摩擦プレート329、330を押圧する。
Here, when the electric motor 290 is driven, the first planetary gear 307 is driven by the clockwise rotation of the driving sun gear 298.
, The first rotating body 311 having the internal gear 310 is about to rotate to the left. As a result, the first rotating body 311 is connected to the first movable body 32 via the third clutch.
1 to transmit torque. The first movable body 321 further flexes the springs 327 and 331 along the first helical spline 319 of the clutch case 302 by the rotational force transmitted from the first rotary body 311, and It moves to the side 311 and presses both friction plates 329 and 330 until the reaction force from the rack shaft and the torque of the output shaft 300 are balanced.

【0102】ラックシャフトからの反力と出力軸300
のトルクとが釣り合うと、インターナルギヤ310を有
する第1の回転体311が完全にクラッチケース302
に係合して回転規制されるため、駆動サンギヤ298の
右回転は、出力軸300を右に回転させつつ減速して伝
達される。ラックシャフトからの反力と出力軸300の
トルクとが釣り合わない時は、更に第1の可動体321
が移動して、第3のクラッチを構成する両摩擦プレート
329、330が、左方向に回転している第1の回転体
311に対して徐々に回転規制かけながら(ブレーキを
かけながら)、第1クラッチを構成する爪部323、3
24を噛み合わせる。この爪部323、324の係合に
より、インターナルギヤ310を有する第1の回転体3
11が完全にクラッチケース302に係合して回転規制
されるため、駆動サンギヤ298の右回転は、出力軸3
00を右に回転させつつ減速して伝達される。
The reaction force from the rack shaft and the output shaft 300
When the torque of the first rotating body 311 having the internal gear 310 is completely balanced with the clutch case 302,
, The rotation of the driving sun gear 298 is transmitted while being decelerated while rotating the output shaft 300 to the right. When the reaction force from the rack shaft and the torque of the output shaft 300 are not balanced, the first movable body 321 is further moved.
Moves, and the friction plates 329 and 330 constituting the third clutch gradually restrict the rotation of the first rotating body 311 rotating leftward (while applying the brake). Claw portions 323, 3 constituting one clutch
24 is engaged. By the engagement of the pawl portions 323 and 324, the first rotating body 3 having the internal gear 310
11 is completely engaged with the clutch case 302 and its rotation is restricted, so that the right rotation of the drive sun gear 298
It is transmitted at a reduced speed while rotating 00 to the right.

【0103】また、捩じれが無かった時には、トルクセ
ンサからの電圧信号により第1のコイル317への通電
が遮断され、スプリング327とスプリング331の力
で第1の可動体321を初期位置(図13に示す位置)
まで移動させて、それぞれのクラッチを開放する。一
方、第2のコイル318に電流が流されると、上記と同
様に右方向に回転しようとする第2の回転体314が回
転規制され、駆動サンギヤ298の右回転が出力軸30
0を左回転させつつ減速して伝達されるため、電動機2
90の回転方向をスタブシャフトの回転方向に応じて切
り替えることができる。
When there is no torsion, energization of the first coil 317 is interrupted by the voltage signal from the torque sensor, and the first movable body 321 is moved to the initial position (FIG. 13) by the force of the springs 327 and 331. Position shown)
To release each clutch. On the other hand, when an electric current is applied to the second coil 318, the rotation of the second rotating body 314, which is about to rotate clockwise, is restricted in the same manner as described above, and the clockwise rotation of the driving sun gear 298 causes the output shaft 30 to rotate.
0 is transmitted while decelerating while rotating counterclockwise.
The rotation direction of 90 can be switched according to the rotation direction of the stub shaft.

【0104】(第5実施例の効果)本実施例では、第1
実施例と同様の効果を得ることができ、且つ電磁石装置
を回転体に内蔵していないので、第2実施例で必要であ
った電磁石装置へ電気的に接続するためのブラシ装置等
が不要となる上、第2実施例と同じ効果(出力軸300
とアーマチャシャフト295とを同軸上に配置しつつ、
電磁ソレノイドを切替装置内に組み込めるため、比較
的、軽量且つ小型で安価な電動式パワーステアリング装
置を提供できる)を得ることができる。また、本実施例
は、他の実施例と異なり、ラックシャフトからの反力が
小さい時には摩擦クラッチを使用し、反力が大きい時に
は爪クラッチにて確実に噛み合わせて電動機290の出
力を伝達する様に組み合わせて使用している。これは、
噛み合いクラッチの問題点であったステアリングホイー
ルの回転を急に左右切り替えた時にクラッチ断続時の振
動や、音、爪の磨耗、爪の折損等が発生しない様に、ス
ムーズに爪クラッチの噛み合いが行われるようにするの
と、摩擦クラッチの耐久性を確保するために、高出力時
には噛み合いクラッチで確実に伝達させることができる
ので、クラッチの断続がスムーズで、耐久性のある電動
式パワーステアリング装置を提供できる利点がある。
(Effect of Fifth Embodiment) In this embodiment, the first
Since the same effect as that of the embodiment can be obtained and the electromagnet device is not built in the rotating body, a brush device for electrically connecting to the electromagnet device required in the second embodiment is not required. In addition, the same effect as the second embodiment (the output shaft 300
And the armature shaft 295 are arranged coaxially,
Since the electromagnetic solenoid can be incorporated in the switching device, it is possible to obtain a relatively lightweight, small, and inexpensive electric power steering device). Also, in this embodiment, unlike the other embodiments, a friction clutch is used when the reaction force from the rack shaft is small, and when the reaction force is large, the output of the electric motor 290 is transmitted by reliably engaging with the pawl clutch. Used in combination. this is,
When the rotation of the steering wheel is suddenly switched between left and right, which is a problem of the meshing clutch, the meshing of the clutch can be performed smoothly so that vibration, noise, abrasion of the claws, breakage of the claws, etc. do not occur when the clutch is disconnected. In order to ensure the durability of the friction clutch, the transmission can be transmitted reliably by the meshing clutch at the time of high output. There are advantages that can be provided.

【0105】(変形例)上記実施例では、ピニオンシャ
フトとラックシャフト、及び出力軸とラックシャフトと
をラック&ピニオン方式で係合しているが、これ以外の
方式(例えば、ボール螺子方式、ウォームローラ方式、
ウォームピン方式等)でも代用できることは言うまでも
ない。以上の実施例の各部品構成は、限定されるもので
なく、各実施例の組み合わせでも容易に本課題であるク
ラッチの大型化を招くことなく高出力を伝達できる電動
式パワーステアリング装置を提供できる。
(Modification) In the above embodiment, the pinion shaft and the rack shaft, and the output shaft and the rack shaft are engaged by the rack-and-pinion method, but other methods (for example, ball screw method, worm Roller method,
Needless to say, a worm pin method can be used instead. The configuration of each component in the above embodiments is not limited, and an electric power steering device that can easily transmit high output without increasing the size of the clutch, which is the subject, can be provided even in a combination of the embodiments. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本装置に使用される切替装置の断面図である
(第1実施例)。
FIG. 1 is a sectional view of a switching device used in the present apparatus (first embodiment).

【図2】本装置の全体構成を示す模式図である(第1実
施例)。
FIG. 2 is a schematic diagram showing an overall configuration of the present apparatus (first embodiment).

【図3】本装置に使用されるトルクセンサの断面図であ
る(第1実施例)。
FIG. 3 is a sectional view of a torque sensor used in the present apparatus (first embodiment).

【図4】本装置に使用される切替装置の断面図である
(第2実施例)。
FIG. 4 is a sectional view of a switching device used in the present device (second embodiment).

【図5】本装置の全体構成を示す模式図である(第2実
施例)。
FIG. 5 is a schematic diagram showing an overall configuration of the present apparatus (second embodiment).

【図6】本装置に使用されるトルクセンサの断面図であ
る(第2実施例)。
FIG. 6 is a sectional view of a torque sensor used in the present apparatus (second embodiment).

【図7】図6のA断面図である(第2実施例)。FIG. 7 is a sectional view taken along line A of FIG. 6 (second embodiment).

【図8】本装置に使用される切替装置の断面図である
(第3実施例)。
FIG. 8 is a sectional view of a switching device used in the present device (third embodiment).

【図9】本装置の全体構成を示す模式図である(第3実
施例)。
FIG. 9 is a schematic diagram showing an overall configuration of the present apparatus (third embodiment).

【図10】各平歯車の位置関係を示す平面図である(第
3実施例)。
FIG. 10 is a plan view showing a positional relationship between spur gears (third embodiment).

【図11】本装置に使用される切替装置の断面図である
(第4実施例)。
FIG. 11 is a sectional view of a switching device used in the present device (fourth embodiment).

【図12】本装置の全体構成を示す模式図である(第4
実施例)。
FIG. 12 is a schematic diagram showing the entire configuration of the present apparatus (fourth embodiment);
Example).

【図13】本装置に使用される切替装置の断面図である
(第5実施例)。
FIG. 13 is a sectional view of a switching device used in the present device (fifth embodiment).

【符号の説明】 (第1実施例) 1 本装置(電動式パワーステアリング装置) 2 ステアリングホイール 3 ラックシャフト 5 トルクセンサ(スイッチ手段) 6 電動機 7 切替装置 8 出力軸 9 スタブシャフト 10 ピニオンシャフト 11 トーションバー 35 第1の回転体 36 第2の回転体 37 可動体(変換手段) 38 第1のクラッチ(クラッチ機構) 39 第2のクラッチ(クラッチ機構) 41 電磁ソレノイド(移動手段/電磁石装置) 54 ヘリカルスプライン 55 スプリング(クラッチ解除用の弾性部材) 56 スプリング(クラッチ解除用の弾性部材) (第3実施例) 223 クラッチアウタ(一方向クラッチ) 224 カム室(一方向クラッチ) 225 ローラ(一方向クラッチ) 226 スプリング(一方向クラッチ) (第4実施例) 250 スライダ(摺動体)[Description of Signs] (First Embodiment) 1 This device (electric power steering device) 2 Steering wheel 3 Rack shaft 5 Torque sensor (switch means) 6 Electric motor 7 Switching device 8 Output shaft 9 Stub shaft 10 Pinion shaft 11 Torsion Bar 35 First rotating body 36 Second rotating body 37 Movable body (conversion means) 38 First clutch (clutch mechanism) 39 Second clutch (clutch mechanism) 41 Electromagnetic solenoid (moving means / electromagnet device) 54 Helical Spline 55 Spring (elastic member for releasing clutch) 56 Spring (elastic member for releasing clutch) (third embodiment) 223 Clutch outer (one-way clutch) 224 Cam chamber (one-way clutch) 225 Roller (one-way clutch) 226 Spring (one-way clutch) ( Fourth embodiment) 250 slider (sliding body)

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ステアリングホイールに連結されたスタブ
シャフトと、 車輪に連結されたラックシャフトと、 このラックシャフトに連結されたピニオンシャフトと、 前記スタブシャフトと前記ピニオンシャフトとを連結す
るトーションバーと、 前記ラックシャフトに付与される操舵補助力の動力源で
ある電動機と、 この電動機より出力された一方向の回転を前記スタブシ
ャフトの回転方向に応じて正逆方向に切り替えて伝達す
る切替装置と、 この切替装置を介して伝達された回転を前記ラックシャ
フトに伝達する出力軸とを備えた電動式パワーステアリ
ング装置であって、 前記切替装置は、 前記出力軸を中心に回転可能に設けられ、前記電動機の
回転が伝達されて互いに反対方向に回転する第1の回転
体及び第2の回転体と、 前記スタブシャフトの回転方向に応じて、前記第1の回
転体及び前記第2の回転体の何れか一方の回転体を選択
する選択手段と、 この選択手段によって選択された前記一方の回転体と前
記出力軸とを駆動連結するクラッチ機構と、 前記電動機の出力により前記出力軸のスラスト方向に荷
重を発生させ、このスラスト荷重を前記クラッチ機構の
係合力に変換する変換手段とを備えることを特徴とする
電動式パワーステアリング装置。
A stub shaft connected to a steering wheel; a rack shaft connected to wheels; a pinion shaft connected to the rack shaft; a torsion bar connecting the stub shaft and the pinion shaft; An electric motor that is a power source of a steering assist force applied to the rack shaft; and a switching device that transmits the one-directional rotation output from the electric motor in a forward / reverse direction according to the rotation direction of the stub shaft, and An output shaft for transmitting the rotation transmitted via the switching device to the rack shaft, wherein the switching device is provided rotatably about the output shaft, A first rotator and a second rotator to which rotation of an electric motor is transmitted and rotate in opposite directions to each other; Selecting means for selecting one of the first rotating body and the second rotating body in accordance with the rotation direction of the shaft; and the one rotating body selected by the selecting means and the output A clutch mechanism that drives and connects the shaft to the motor; and a conversion unit that generates a load in the thrust direction of the output shaft by the output of the electric motor, and converts the thrust load into an engagement force of the clutch mechanism. Electric power steering device.
【請求項2】前記出力軸は、前記ピニオンシャフトと一
体で形成されていることを特徴とする請求項1に記載し
た電動式パワーステアリング装置。
2. An electric power steering apparatus according to claim 1, wherein said output shaft is formed integrally with said pinion shaft.
【請求項3】前記電動機の一方向の回転を前記切替装置
へ伝達する伝達経路に一方向クラッチを配設したことを
特徴とする請求項1または2に記載した電動式パワース
テアリング装置。
3. The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein a one-way clutch is provided in a transmission path for transmitting one-way rotation of the electric motor to the switching device.
【請求項4】前記変換手段は、 前記出力軸もしくは、前記出力軸と同心に配される円筒
固定部材に対してヘリカルスプライン係合し、このヘリ
カルスプラインに沿って前記出力軸上を軸方向に移動可
能な可動体を有し、この可動体が前記電動機の出力を受
けて前記クラッチ機構の係合力を増大させる方向に移動
することを特徴とする請求項1〜3に記載した何れかの
電動式パワーステアリング装置。
4. The conversion means engages a helical spline with the output shaft or a cylindrical fixing member disposed concentrically with the output shaft, and axially moves on the output shaft along the helical spline. The electric motor according to any one of claims 1 to 3, further comprising a movable movable body, wherein the movable body moves in a direction to increase an engagement force of the clutch mechanism in response to an output of the electric motor. Power steering device.
【請求項5】前記クラッチ機構は、 前記第1の回転体と前記可動体との間に配される第1の
クラッチと、 前記第2の回転体と前記可動体との間に配される第2の
クラッチとで構成され、その第1のクラッチ及び第2の
クラッチは、共に摩擦クラッチであることを特徴とする
請求項4に記載した電動式パワーステアリング装置。
5. The clutch mechanism according to claim 1, wherein the first clutch is disposed between the first rotating body and the movable body, and the first clutch is disposed between the second rotating body and the movable body. The electric power steering apparatus according to claim 4, comprising a second clutch, wherein the first clutch and the second clutch are both friction clutches.
【請求項6】前記クラッチ機構は、 前記第1の回転体と前記可動体との間に配される第1の
クラッチと、 前記第2の回転体と前記可動体との間に配される第2の
クラッチとで構成され、その第1のクラッチ及び第2の
クラッチは、それぞれ摩擦クラッチと噛み合いクラッチ
とを複合して構成された複合クラッチであることを特徴
とする請求項4に記載した電動式パワーステアリング装
置。
6. The clutch mechanism, wherein: a first clutch disposed between the first rotating body and the movable body; and a first clutch disposed between the second rotating body and the movable body. 5. The clutch according to claim 4, wherein the clutch is composed of a second clutch, and the first clutch and the second clutch are each a composite clutch configured by combining a friction clutch and a meshing clutch. Electric power steering device.
【請求項7】前記電動機が駆動していない静止状態に
て、前記第1のクラッチ及び前記第2のクラッチを解除
させる方向に作用するクラッチ解除用の弾性部材が前記
可動体に具備されていることを特徴とする請求項4〜6
に記載した何れかの電動式パワーステアリング装置。
7. The movable body is provided with a clutch releasing elastic member that acts in a direction to release the first clutch and the second clutch when the electric motor is not driven and at rest. 7. The method according to claim 4, wherein
4. An electric power steering device according to any one of the above.
【請求項8】前記選択手段は、 前記スタブシャフトと前記ピニオンシャフトとの相対的
な捩じれ角に応じて前記可動体を軸方向に移動させる移
動手段と、 前記スタブシャフトと前記ピニオンシャフトとの相対的
な捩じれ角に応じて前記電動機への通電を制御するスイ
ッチ手段とで構成されることを特徴とする請求項4〜7
に記載した何れかの電動式パワーステアリング装置。
8. A moving means for moving the movable body in an axial direction according to a relative torsion angle between the stub shaft and the pinion shaft; And switch means for controlling energization of the electric motor in accordance with a typical torsion angle.
4. An electric power steering device according to any one of the above.
【請求項9】前記移動手段は、前記スイッチ手段からの
指令に基づいて、前記可動体を電磁力により移動させる
電磁石装置であることを特徴とする請求項8に記載した
電動式パワーステアリング装置。
9. An electric power steering apparatus according to claim 8, wherein said moving means is an electromagnet apparatus for moving said movable body by electromagnetic force based on a command from said switch means.
【請求項10】前記移動手段は、 前記スタブシャフトの回転に関連して回転する軸もしく
は、前記ピニオンシャフトの回転に関連して回転する軸
の何れか一方に形成されるヘリカルスプラインに係合
し、且つ他方に回転規制されつつ軸方向に移動可能に係
合する摺動体を備え、この摺動体の移動量に基づいて前
記可動体を移動させることを特徴とする請求項8に記載
した電動式パワーステアリング装置。
10. The moving means engages a helical spline formed on one of a shaft that rotates in connection with the rotation of the stub shaft and a shaft that rotates in connection with the rotation of the pinion shaft. 9. The electric type according to claim 8, further comprising a sliding body that is movably engaged in the axial direction while being restricted in rotation, and that moves the movable body based on a moving amount of the sliding body. Power steering device.
【請求項11】前記スイッチ手段は、前記スタブシャフ
トと前記ピニオンシャフトとの相対的な捩じれ角を電気
的に検出するトルクセンサであることを特徴とする請求
項8〜10に記載した何れかの電動式パワーステアリン
グ装置。
11. The apparatus according to claim 8, wherein said switch means is a torque sensor for electrically detecting a relative torsion angle between said stub shaft and said pinion shaft. Electric power steering device.
【請求項12】前記スイッチ手段は、前記スタブシャフ
トと前記ピニオンシャフトとの相対的な捩じれ角を機械
的に増幅させてから、電気的に検出するトルクセンサで
あることを特徴とする請求項8〜10に記載した何れか
の電動式パワーステアリング装置。
12. A switch according to claim 8, wherein said switch means is a torque sensor for mechanically amplifying a relative torsion angle between said stub shaft and said pinion shaft and then electrically detecting said twist angle. 10. The electric power steering device according to any one of items 10 to 10.
【請求項13】前記スイッチ手段は、前記摺動体の軸方
向移動量を電気的に検出するトルクセンサであることを
特徴とする請求項10に記載した電動式パワーステアリ
ング装置。
13. An electric power steering apparatus according to claim 10, wherein said switch means is a torque sensor for electrically detecting an axial movement amount of said sliding body.
【請求項14】前記スイッチ手段は、前記移動手段に生
じる前記摺動体と前記可動体との機械的ひずみ量を電気
的に検出するトルクセンサであることを特徴とする請求
項10に記載した電動式パワーステアリング装置。
14. An electric motor according to claim 10, wherein said switch means is a torque sensor for electrically detecting an amount of mechanical strain between said sliding body and said movable body generated in said moving means. Power steering device.
JP23198397A 1995-12-19 1997-08-28 Electrically driven power steering device Pending JPH1159450A (en)

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JP23198397A JPH1159450A (en) 1997-08-28 1997-08-28 Electrically driven power steering device
US09/064,172 US6026925A (en) 1995-12-19 1998-04-22 Electrically driven power assisting device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP23198397A JPH1159450A (en) 1997-08-28 1997-08-28 Electrically driven power steering device

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JPH1159450A true JPH1159450A (en) 1999-03-02

Family

ID=16932114

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JP23198397A Pending JPH1159450A (en) 1995-12-19 1997-08-28 Electrically driven power steering device

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001219855A (en) * 1999-11-30 2001-08-14 Koyo Seiko Co Ltd Electrically-powered steering device
JP2004503695A (en) * 2000-07-07 2004-02-05 ソムフィ Motion detection device and tent safety device with articulated arm
US7762148B2 (en) 2006-05-12 2010-07-27 Honda Motor Co., Ltd. Magnetostrictive torque sensor and electric power steering apparatus
WO2017171255A1 (en) * 2016-03-31 2017-10-05 주식회사 지영린시스템 Vehicle auxiliary steering device comprising double acting clutch

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001219855A (en) * 1999-11-30 2001-08-14 Koyo Seiko Co Ltd Electrically-powered steering device
JP2004503695A (en) * 2000-07-07 2004-02-05 ソムフィ Motion detection device and tent safety device with articulated arm
US7762148B2 (en) 2006-05-12 2010-07-27 Honda Motor Co., Ltd. Magnetostrictive torque sensor and electric power steering apparatus
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