(57)【要約】【課題】逆入力の確実な遮断と、大なる正入力の安定した伝動とを併せて実現する逆入力遮断クラッチを提供する。【解決手段】入力円板５及び出力円板６の径方向の移動と同軸上での回転とを可能として支持した可動子７，７を出力円板６の周面に外側から対向させ、これらの可動子７，７を環状の板ばね８により出力円板６の周面から離反する向きに付勢する。可動子７，７の両側に入力円板５と連動回転する一対の押圧子52，52を配し、入力回転体５の回転により押圧子52，52が可動子７，７に作用し、板ばね８の付勢に抗して押し下げて、可動子７，７に設けた凹凸部72が出力円板６の周面に設けた凹凸部61に係合するように構成する。【選択図】図２
2009156301.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同軸上にて回転する入力回転体と出力回転体との間に設けてあり、入力回転体から出力回転体への正入力の作用により係合動作し、出力回転体から入力回転体への逆入力の作用により遮断動作する逆入力遮断クラッチにおいて、
前記入力回転体及び出力回転体の径方向の移動と同軸上での回転とを可能として支持され、前記出力回転体の周面に対向する可動子と、
該可動子を前記周面から離反する向きに付勢する付勢手段と、
前記入力回転体と連動回転して前記可動子に作用し、該可動子を前記付勢手段の付勢に抗して移動させ、前記出力回転体の周面に押し付ける押圧子と、
前記出力回転体及び可動子の対向面に設けてあり、前記押し付けにより相互に係合する凹凸部と
を備えることを特徴とする逆入力遮断クラッチ。
【請求項２】
前記可動子は、前記入力回転体及び出力回転体の周方向に複数並設してある請求項１記載の逆入力遮断クラッチ。
【請求項３】
前記押圧子は、前記可動子の周方向の両側に設けてある請求項１又は請求項２記載の逆入力遮断クラッチ。
【請求項４】
前記押圧子及び可動子の接触面は、前記押し付けの方向に対して傾斜する傾斜面としてある請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の逆入力遮断クラッチ。
【請求項５】
前記付勢手段は、環状の板ばねである請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の逆入力遮断クラッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、出力側から入力側への逆入力を遮断すべく各種の伝動系において用いられる逆入力遮断クラッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の車両には、ステアリングホイール等の操舵部材の操作に応じて操舵補助用のモータを駆動し、該モータの回転力を舵取機構に伝えて操舵を補助する電動パワーステアリング装置が広く装備されている。この種の電動パワーステアリング装置の多くは、操舵補助用のモータから舵取機構への伝動系の中途に減速装置を介装し、前記モータの回転を減速して舵取機構に伝えるように構成してある。減速装置は、減速に伴う増力により操舵補助用のモータの出力不足を補い、小型、小容量のモータにより所望の操舵補助力を得ることを目的として設けてある。
【０００３】
このような電動パワーステアリング装置、特に、減速装置を備える電動パワーステアリング装置においては、非駆動状態にある操舵補助用のモータが舵取機構の動作に連動回転するとき、該モータの慣性が減速装置の減速比倍されて舵取機構に付加されるため、該舵取機構の動作遅れを招来し、例えば、操舵部材から手を離して直進状態に戻る中立復帰が遅れる等、操舵感を悪化させる種々の不具合が発生するという問題がある。
【０００４】
この問題を解消することを目的とし、操舵補助用のモータから舵取機構への伝動系の中途に介装して用いられるクラッチ装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
特許文献１に開示されたクラッチ装置は、同軸上にて回転する外輪と内軸との間の環状空間に等配された複数のスプラグと、これらを中立姿勢に保つ弾性部材とを備え、外輪を入力側（モータ側）に連結し、内軸を出力側（舵取機構側）に連結して用いられている。複数のスプラグは、各別の軸を中心として外輪及び内軸の周方向に傾動可能であり、前述した中立姿勢において、外輪の内周面に一側を係合させ、内軸の外周面に他側を近接対向させてある。
【０００６】
以上の構成により、外輪に入力（正入力）が加えられた場合、各スプラグが外輪との係合部の作用により傾動し、この傾動により位置変化する各スプラグの他側が内軸の外周面に押し付けられて外輪と内軸とが係合せしめられる。従って、外輪に加わる正入力は内軸に伝達される。
【０００７】
一方、内軸に入力（逆入力）が加えられた場合、内軸の外周に対向するスプラグには何らの力も加わらず、各スプラグは中立姿勢を維持する。従って、内軸に加わる逆入力は外輪に伝わることなく遮断される。
【特許文献１】特開２００２−１９５３０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
以上のように特許文献１に開示されたクラッチ装置は、操舵補助用のモータの側から舵取機構への正入力の作用時に係合動作し、舵取機構の側からモータへの逆入力の作用時に遮断動作する逆入力遮断クラッチとして機能し、電動パワーステアリング装置に適用した場合、舵取機構の側からの逆入力による操舵補助用のモータの連動回転を防止して、該モータの慣性の影響により操舵感が悪化する問題を解消することができる。
【０００９】
しかしながら特許文献１に開示された逆入力遮断クラッチにおいては、傾動したスプラグと内軸との間の力伝達が押し付け部における摩擦によって生じるため、特に、入力として加えられるモータの回転力が大きい場合、スプラグと内軸との間に滑りが生じる虞れがあり、更に、スプラグと内軸との押し付け部における経時的な摩耗の発生が避けられず、安定した伝動を長期に亘って継続することが難しいという問題がある。
【００１０】
一方、外輪とスプラグとの間の力伝達は、摩擦ではなく、係合部に設けた歯を介してなされるが、この歯は、外輪の回転に応じてスプラグを傾動させるために設けてあり、噛み合い状態にある歯数が限られることから、伝動可能な回転力の大きさが制約されるという問題がある。
【００１１】
以上のように特許文献１に開示された逆入力遮断クラッチは、出力側から入力側への逆入力の伝達を遮断する機能は果たし得るが、入力側から出力側への正入力の伝動が不確かであるという問題があり、大なる回転力の安定した伝動を可能とするために、内軸の外周面とスプラグとの間の摩擦を大とし、外輪とスプラグとの係合部の強度を高める等の対策が必要となる。
【００１２】
正入力の作用時に係合動作し逆入力の作用時に遮断動作する逆入力遮断クラッチは、前述した電動パワーステアリング装置に限らず、駆動源の回転力を負荷に伝える各種の伝動系において必要とされており、大なる正入力の伝動を確実に行わせ得る逆入力遮断クラッチの実現が切望されている。
【００１３】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、係合動作時の入力側から出力側への伝動を摩擦伝動によらずに行わせ、逆入力の確実な遮断と、大なる正入力の安定した伝動とを併せて実現する逆入力遮断クラッチを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の第１発明に係る逆入力遮断クラッチは、同軸上にて回転する入力回転体と出力回転体との間に設けてあり、入力回転体から出力回転体への正入力の作用により係合動作し、出力回転体から入力回転体への逆入力の作用により遮断動作する逆入力遮断クラッチにおいて、前記入力回転体及び出力回転体の径方向の移動と同軸上での回転とを可能として支持され、前記出力回転体の周面に対向する可動子と、該可動子を前記周面から離反する向きに付勢する付勢手段と、前記入力回転体と連動回転して前記可動子に作用し、該可動子を前記付勢手段の付勢に抗して移動させ、前記出力回転体の周面に押し付ける押圧子と、前記出力回転体及び可動子の対向面に設けてあり、前記押し付けにより相互に係合する凹凸部とを備えることを特徴とする。
【００１５】
また本発明の第２発明に係る逆入力遮断クラッチは、第１発明における可動子が、前記入力回転体及び出力回転体の周方向に複数並設してあることを特徴とする。
【００１６】
また本発明の第３発明に係る逆入力遮断クラッチは、第１又は第２発明における押圧子が、前記可動子の周方向の両側に設けてあることを特徴とする。
【００１７】
また本発明の第４発明に係る逆入力遮断クラッチは、第１〜第３発明における押圧子及び可動子の接触面が、前記押し付けの方向に対して傾斜する傾斜面としてあることを特徴とする。
【００１８】
更に本発明の第５発明に係る逆入力遮断クラッチは、第１〜第４発明における付勢手段が、環状の板ばねであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の第１発明に係る逆入力遮断クラッチにおいては、正入力の作用による入力回転体の回転により押圧子が可動子に作用し、該可動子を付勢手段の付勢に抗して移動させ出力回転体に押し付け、対向面に形成された凹凸部を係合させる。これにより入力回転体に加わる正入力は、押圧子と出力回転体との間に挾持された可動子を介して、摩擦を介在することなく出力回転体に伝達され、大なる正入力の安定した伝動を、逆入力の確実な遮断と併せて実現することができる。
【００２０】
また第２発明に係る逆入力遮断クラッチにおいては、周方向に複数配した可動子により前述した伝動がなされるから、より確実な伝動を行わせることができる。
【００２１】
また第３発明に係る逆入力遮断クラッチにおいては、可動子の両側に押圧子を配してあるから、両方向の正入力に対して前述した係断動作を行わせることができ、回転方向の反転を含む伝動系への適用が可能となる。
【００２２】
また第４発明に係る逆入力遮断クラッチにおいては、押圧子と可動子の接触面を傾斜面としたから、これらの傾斜面間のくさび作用により押圧子による可動子の押し付けが強化され、可動子と出力回転体との係合を強固に維持し、安定した伝動を実現することが可能となる。
【００２３】
更に第５発明に係る逆入力遮断クラッチにおいては、可動子を付勢する付勢手段として環状の板ばねを用いたから、この板ばねを出力回転体の周面に対向して可動子を支持する支持体として兼用し、装置構成の簡素化を図ることが可能となる等、本発明は優れた効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。図１は、本発明に係る逆入力遮断クラッチを備える電動パワーステアリング装置の構成を示す模式図である。図示の電動パワーステアリング装置は、車体の左右方向に延設されたラックハウジング10の内部に軸長方向への移動自在に支持されたラック軸11と、ラックハウジング10の中途に交叉するピニオンハウジング12の内部に回転自在に支持されたピニオン軸13とを備えている。      
【００２５】
ラックハウジング10の両側外部に突出するラック軸11の両端は、各別のタイロッド14，14を介して操舵輪としての左右の前輪15，15に連結され、またピニオンハウジング12の外部に突出するピニオン軸13の上端は、ステアリング軸16を介して操舵部材としてのステアリングホイール17に連結されている。ピニオンハウジング12の内部に延びるピニオン軸13の下部には、図示しないピニオンが形成されている。このピニオンは、ラックハウジング10との交叉部において、ラック軸11の中途に適長に亘って設けられたラックに噛合され、ラックピニオン式の舵取機構１を構成している。
【００２６】
ステアリング軸16は、筒形をなすコラムハウジング18の内部に回転自在に支持され、該コラムハウジング18を介して、図示しない車室の内部に前方を下とした傾斜姿勢を保って取り付けてある。コラムハウジング18の下方への突出端にピニオン軸13が連結され、同じく上方への突出端にステアリングホイール17が固設されている。
【００２７】
以上の構成により、操舵のためにステアリングホイール17が回転操作された場合、この回転がステアリング軸16を介してピニオン軸13に伝達され、ピニオンとラックとの噛合部においてラック軸11の軸長方向の移動に変換される。このように生じるラック軸11の移動が各別のタイロッド14，14を介して左右の前輪15，15に伝達されて操舵がなされる。
【００２８】
ステアリング軸16を支持するコラムハウジング18の中途部には、ステアリングホイール17の回転操作によりステアリング軸16に加わる操舵トルクを検出するトルクセンサ２が設けてあり、またコラムハウジング18の下端部の外側には、操舵補助用のモータ３が取付けてある。
【００２９】
トルクセンサ２は、検出対象となるステアリング軸16を上下の２軸に分割し、これらの２軸を捩れ特性が既知のトーションバーにより同軸上に連結して、操舵トルクの作用によりトーションバーの捩れを伴って前記２軸間に生じる相対角変位を適宜の手段により検出する公知の構成を有している。
【００３０】
操舵補助用のモータ３の出力側には、後述するように構成された本発明に係る逆入力遮断クラッチ４が並設されており、これらは、コラムハウジング18の外側に軸心を略直交させて取り付けてある。コラムハウジング18の内部には、モータ３及び逆入力遮断クラッチ４の取付け部に対応するように、ウォームギヤ減速機等の減速装置19が設けてあり、操舵補助用のモータ３の回転を、後述の如く係合動作する逆入力遮断クラッチ４の出力側に取り出し、減速装置19により減速してステアリング軸16に伝えるように構成されている。この構成により、操舵補助用のモータ３の出力がステアリング軸16の下端に連設されたピニオン軸13に伝わり、該ピニオン軸13の回転に応じた舵取機構１の動作により前述の如く行われる操舵が補助される。
【００３１】
操舵補助用のモータ３は、アシスト制御部30から図示しない駆動回路に与えられる制御指令に従って駆動される。アシスト制御部30には、トルクセンサ２による操舵トルクの検出値が与えられており、アシスト制御部30は、トルクセンサ２から与えられる操舵トルクを予め定めた制御マップに適用して目標補助力を定め、この目標補助力を発生すべく操舵補助用のモータ３に制御指令を発し、該モータ３を駆動制御する公知のアシスト制御動作を行う。
【００３２】
目標補助力の決定に用いる制御マップは、車速に応じて複数準備されており、図示しない車速センサから取り込まれる車速の検出結果に応じて選定されて使用される。これにより、車速の高低に応じて補助力特性を異ならせ、例えば、前輪15，15に加わる路面反力が小さい高速走行時には、モータ３が発生する操舵補助力を低く抑え、ステアリングホイール17に剛性感を付与して、ふらつきのない安定した操舵を行わせることができる。逆に、路面反力が大きい停止時及び低速走行時には、操舵補助力を可及的に高めてステアリングホイール17の操作を軽快に行わせ、操舵に要する労力負担を軽減する等、車速の如何に拘らず常に適正な操舵状態を得ることができる。
【００３３】
操舵補助用のモータ３に並設された逆入力遮断クラッチ４は、モータ３からの力（正入力）の作用時には係合動作し、舵取機構１の側からの力（逆入力）の作用時には遮断動作するように構成されたクラッチ手段である。図２は、図１のII−II線による逆入力遮断クラッチ４の横断面図、図３は、逆入力遮断クラッチ４の分解斜視図である。
【００３４】
図２及び図３に示す如く逆入力遮断クラッチ４は、入力円板（入力回転体）５及び出力円板（出力回転体）６と、これらの間に配された一対の可動子７，７とを備えている。入力円板５は、同軸に連設された軸50を介して入力側、即ち、操舵補助用のモータ３に連結され、該モータ３からの伝動により回転するように構成されている。入力円板５の端面には、周縁近傍の径方向に対向する位置に２本の支え棒51，51が突設されており、これらの支え棒51，51の両側には、各一対の押圧子52，52が突設されている。
【００３５】
入力円板５よりも小径の出力円板６は、入力円板５と同軸上での回転自在に支持されており、同軸に連設された軸60を介して出力側、即ち、舵取機構１への減速伝動のための減速装置19に連結されている。出力円板６の外周面には、全周に亘って凹凸部61が形成されている。
【００３６】
一対の可動子７，７は、図３に示すように山形の横断面形状を有し、出力円板６と略等厚のブロックであり、一対の板ばね８，８により厚さ方向の両側から支持されている。図４は、可動子７，７の支持構造を示す拡大斜視図である。本図に示すように可動子７，７は、頂面及び底面の中央に適幅の凹所70，71を備えており、凹所71の両側の可動子７の底面には、出力円板６の凹凸部61に係合可能な凹凸部72が形成されている。また可動子７の端面の中央部には、底側を凹として鉤形に曲がる適幅の押え片73が突設されており、この押え片73の両側には、厚さ方向に貫通形成された小径の支持孔74，74が振り分け配置されている。
【００３７】
図３、４に示すように板ばね８，８は、径方向に相対する２箇所に貫通孔80，80を備えており、これらの貫通孔80，80の夫々に両端部を嵌着された棒状の保持体81，81により適宜の間隔を隔てて一体に保持されている。貫通孔80，80から突出する保持器81，81の両端は、図３に示すように、板ばね８，８の外側に配された板状のキャリア82，82に嵌め込み支持されている。キャリア82，82は、保持器81，81の両側を同位置に支え、これらの保持器81，81に保持された板ばね８，８の周方向の相対移動を拘束する作用をなすべく設けられている。
【００３８】
また板ばね８，８には、貫通孔80，80の形成位置の間に、夫々との対向側に向けて突設された各一対の支持棒83，83が振り分け配置されている。各対の支持棒83，83の振り分け間隔は、可動子７，７に設けた支持孔74，74の振り分け間隔に一致させてある。
【００３９】
板ばね８，８による可動子７，７の支持は、板ばね８，８の間に可動子７，７を、凹凸部72が設けられた夫々の底面を内向きとして配し、図４中に矢符により示すように、両可動子７，７の支持孔74，74に対応する支持棒83，83を差し込み、支持孔74，74の間に位置する押え片73の凹所に板ばね８，８を嵌め込むことにより実現されている。
【００４０】
このように支持された可動子７，７は、出力円板６の外側に図３に示す周方向位置を保って位置決めされ、出力円板６の両側から環状の板ばね８，８及びキャリア82，82により前述の如く支持して組立てられている。この組み立てにより可動子７，７は、図２に示すように、板ばね８，８の周上において入力円板５の端面に突設された押圧子52，52の間に位置し、凹凸部72が設けられた夫々の底面を出力円板６の外周面に近接対向させた状態となる。
【００４１】
可動子７，７の頂面に夫々設けられた凹所71，71は、押圧子52，52の間に位置して入力円板５の端面に突設された支え棒51，51に当接し、板ばね８，８の付勢による可動子７，７の外向き変位を抑え、これらの可動子７，７を、図２に示す中立位置に位置決めする作用をなす。このとき可動子７，７の底面は、出力円板６の外周面との間に適宜の隙間を有して対向した状態にある。
【００４２】
可動子７，７の両側に位置する押圧子52，52の端面は、山形をなす可動子７，７の斜面に整合させるべく内側が拡がるテーパ面としてあり、図２に示す中立状態において可動子７，７の両側に近接対向させてある。板ばね８，８の保持器81，81は、図２に示す如く、入力円板５に突設された押圧子52，52と共通の周上において、これらと干渉しない位置に設けてある。
【００４３】
図２中の９は、円筒形をなす外装ケースであり、逆入力遮断クラッチ４は、図２に示す如く組み立てられた入力円板５、出力円板６及び可動子７，７の外側を外装ケース９により覆って構成されている。
【００４４】
図５は、以上の如く構成された逆入力遮断クラッチ４の動作説明図であり、入力円板５及び出力円板６と、これらの間に配された可動子７を直線展開して示してある。
【００４５】
図５（ａ）は、組立て状態を示しており、可動子７は、板ばね８の付勢力の作用により外向き（図における上向き）に押され、前述したように、頂面の凹所71を支え棒51に当接させた中立位置を保ち、凹凸部72が設けられた可動子７の底面は、同じく凹凸部61が設けられた出力円板６の外周面との間に隙間Δｔを有して対向している。
【００４６】
従って、図中に矢符により示すように、出力円板６に周方向の回転力が加わった場合、この回転力は可動子７及び入力円板５に伝わらず、可動子７は中立状態を維持し、入力円板５は非回転状態を保つ。従って、出力円板６が連結された舵取機構１からの逆入力を、入力円板５が連結されたモータ３に伝えることなく遮断することができ、非駆動状態にあるモータ３の慣性が操舵に与える影響を排除して良好な操舵感を実現することができる。      
【００４７】
図５（ｂ）及び図５（ｃ）には、モータ３に連結された入力円板５に回転力が加わった状態が示してある。この場合、入力円板５に突設された押圧子52，52が、図中に白抜矢符により示すように夫々の回転の方向に移動し、回転方向の上流側に位置する押圧子52が可動子７に当接し、該可動子７を周方向に押圧する。可動子７は、前述したように山形断面を有し、図示の如く押圧子52は山形の斜面を押圧するから、可動子７には、径方向内向き（図における下向き）の分力が加わる。
【００４８】
可動子７は、前述したように環状の板ばね８に支持されており、押圧子52により押圧される可動子７は、板ばね８の撓み変形を伴って径方向に移動する。この移動により、図示のように、板ばね８に突設され可動子７を支持する支持棒83，83のうち、押圧子52による押圧側の支持棒83の支持側が押し下げられ、同側の底面に形成された凹凸部72が出力円板６の周面の凹凸部61に係合し、入力円板５の回転は、押圧子52及び可動子７を介して出力円板６に伝動されることとなり、出力円板６は、図５（ｂ）及び図５（ｃ）中に白抜矢符にて示すように、入力円板５と同向きに回転する。
【００４９】
なお可動子７の他方の支持棒83による支持側は、押圧子52の押し下げの反動により跳ね上がるが、この跳ね上げは、凹所70に当接する支え棒51の作用により抑えられ、可動子７は、図示のような板ばね８の撓み変形を伴って安定した押し下げ姿勢を保つ。
【００５０】
この伝動状態において可動子７は、押圧子52により回転方向に押圧されて出力円板６に押し付けられて両者間に挾持された状態にあり、可動子７と出力円板６とは、夫々の凹凸部72，61により係合している。従って、入力円板５から出力円板６への伝動は、摩擦を介在することなくなされ、滑りを伴わない確実な伝動を実現することができる。
【００５１】
可動子７に当接する押圧子52の端面は、可動子７の両側の斜面に対応するテーパ面としてあり、図５（ｂ）及び図５（ｃ）に示す可動子７の押し下げは、可動子７及び押圧子52の端面間のくさび作用により強固に維持されるから、大負荷の回転力を確実に伝動することができる。
【００５２】
入力円板５への回転力の付加が解除された場合、可動子７は、板ばね８の弾性復帰により外向きに変位し、図５（ａ）に示す中立状態に戻る。この場合、前述したように、出力円板６から入力円板５への逆入力の伝達を遮断することができる。
【００５３】
なお、入力回転体としての入力円板５、出力回転体としての出力円板６及び可動子７の形状、並びに夫々の位置関係は、以上の実施の形態に示す構成に限らず、適宜の構成により実現することができる。
【００５４】
また以上の実施の形態においては、可動子７，７を固定円板６の周面から離す向きに付勢する付勢手段として環状の板ばね８を用いているが、コイルばね等の他の付勢手段を用いることも可能である。但し、実施の形態に示す板ばね８は、可動子７，７の支持体を兼用することができ、装置構成の簡素化に寄与し得る。
【００５５】
更に以上の実施の形態は、電動パワーステアリング装置において、操舵補助用のモータ３から舵取機構１への伝動系に適用する場合について説明してあるが、本発明に係る逆入力遮断クラッチ４は、逆入力の遮断が要求される各種の伝動系全般に適用可能であり、滑りを伴わずに正入力の確実な伝動を実現することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明に係る逆入力遮断クラッチを備える電動パワーステアリング装置の構成を示す模式図である。
【図２】図１のII−II線による逆入力遮断クラッチの横断面図である。
【図３】逆入力遮断クラッチの分解斜視図である。
【図４】可動子の支持構造を示す拡大斜視図である。
【図５】本発明に係る逆入力遮断クラッチの動作説明図である。
【符号の説明】
【００５７】
４  逆入力遮断クラッチ、５  入力円板（入力回転体）、６  出力円板（出力回転体）、７  可動子、８  板ばね（付勢手段）、52  押圧子、61，72  凹凸部
【図１】
2009156301.tif 000003
【図２】
2009156301.tif 000004
【図３】
2009156301.tif 000005
【図４】
2009156301.tif 000006
【図５】
2009156301.tif 000007