JP2003220958A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents
電動パワーステアリング装置Info
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- F16H25/18—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
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- F16H2025/2062—Arrangements for driving the actuator
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Abstract
グ装置において、小径プーリ及び大径プーリにベルトを
巻き回したプーリ・ベルト機構を用いて減速する場合、
減速比を増大させるために小径プーリを小型化すると、
小径プーリへのベルト巻き掛け量が少なくなり、耐久性
が低下する。 【解決手段】付勢部材57により付勢されるテンショナ
プーリ52によって、ベルト30の緩み側部分Lを張り
側部分Hに向けて押圧することで、コッグドベルトから
なるベルト30にテンションを負荷する。小径プーリ2
8へのベルト巻き掛け領域Aが拡がる。小径プーリ28
においてベルト30に噛み合う歯の数が増大する。
Description
操舵補助力を発生する電動パワーステアリング装置に関
するものである。
アシスト式電動パワーステアリング装置では、電動モー
タの回転をプーリ・ベルト機構からなる減速機構を介し
て減速した後、ラック軸を包囲する例えばボールねじ機
構を介してラック軸の軸方向移動に変換するようにして
いる(例えば特公平4−28583号公報参照)。この
場合、電動モータとラック軸との間の動力伝達経路にベ
ルトが介在することになるので、ラック軸からの衝撃荷
重や振動が電動モータに伝達されることがないという利
点がある。
ングベルト)が用いられ、プーリには外周面の所定間隔
毎に歯を設けた歯付きプーリが用いられる。一方、減速
機構としては、小型でより大きな減速比が要請されるこ
とから、小径プーリがより小型になってきている。この
場合、ベルトに対する小径プーリの噛み合い歯数が減少
し、十分なトルク伝達が行えなくなったり、耐久性に問
題が出たりするという問題がある。
達成できしかも耐久性のある電動パワーステアリング装
置を提供することである。
を解決するため、請求項1記載の発明は、操舵補助力を
発生する電動モータと、電動モータの回転を減速する減
速機構と、減速機構の出力回転を車両の左右方向に延在
する操舵軸の軸方向移動に変換する変換機構とを備え、
前記減速機構は、電動モータの回転軸の同軸上に取り付
けられる小径プーリと、操舵軸を包囲して配置される大
径プーリと、小径プーリと大径プーリとの間を連結する
ベルトと、ベルトに張力を付与する張力付与機構とを含
み、張力付与機構は付勢手段によってベルトに押圧され
るテンショナプーリを含むことを特徴とするものであ
る。
押圧することで、小径プーリに巻き掛けられるベルトの
領域が拡がるので、大減速比を確保すべく小径プーリと
して小型のプーリを用いる場合にも、安定したトルク伝
達を達成でき、また、耐久性を向上させることができ
る。大減速比の達成により高回転、低トルクの電動モー
タを採用でき、コスト低減に寄与することもできる。請
求項2記載の発明は、請求項1において、前記テンショ
ナプーリがベルトの弛み側部分を張り側部分に向けて押
圧することで、小径プーリへのベルト巻き掛け領域が拡
がるようにしてあることを特徴とするものである。本発
明では、請求項1記載の発明と同様の作用効果を奏する
ことができ、さらに、小径プーリに巻き掛けられるベル
トの領域の拡大を実効あるものとすることができ、これ
により、大減速比を確保すべく小径プーリとして小型の
プーリを用いる場合にも、安定したトルク伝達を達成で
き、また、耐久性を向上させることができる。
て、前記小径プーリのピッチ円直径が12〜30mmの
範囲にあり、小径プーリへのベルト巻き掛け領域に対応
する中心角は135〜210度の範囲にあることを特徴
とするものである。本発明では、前記範囲のピッチ円直
径を持つ小型の小径プーリにおいて、十分なベルト巻き
掛け量を確保でき、ひいては、小型、大減速比を達成し
つつ安定したトルク伝達と耐久性を確保することができ
る。
3において、前記ベルトはコッグドベルトからなり、小
径プーリ及び大径プーリは歯付きプーリからなることを
特徴とするものである。本発明では、請求項1,2又3
記載の発明と同様の作用効果を達成することができ、特
に、小径プーリにおいてベルトに対する噛み合い歯数を
増加させることができる点で、耐久性向上効果を高くす
ることができる。
面を参照しつつ説明する。図1は本発明の一実施の形態
の電動パワーステアリング装置の概略構成を示す模式図
である。図1を参照して、電動パワーステアリング装置
(EPS)1は、操舵部材としてのステアリングホイー
ル2に連結しているステアリングシャフト3と、ステア
リングシャフト3の先端部に設けられたピニオンギヤ4
及びこのピニオンギヤ4に噛み合うラックギヤ5を有し
て車両の左右方向に延びる操舵軸としてのラック軸6と
を有している。
ド7が結合されており、各タイロッド7は対応するナッ
クルアーム(図示せず)を介して対応する車輪8に連結
されている。ステアリングホイール2が操作されてステ
アリングシャフト3が回転されると、この回転がピニオ
ンギヤ4およびラックギヤ5によって、車両の左右方向
に沿ってのラック軸6の直線運動に変換される。これに
より、車輪8の転舵が達成される。
ホイール2に連なる入力軸9と、ピニオンギヤ4に連な
る出力軸10とに分割されており、これら入、出力軸
9,10はトーションバー11を介して同一の軸線上で
互いに連結されている。トーションバー11を介する
入、出力軸9,10間の相対回転変位量により操舵トル
クを検出するトルクセンサ12が設けられており、この
トルクセンサ12のトルク検出結果は制御部13に与え
られる。制御部13では、トルク検出結果や車速検出結
果等に基づいて、ドライバ14を介して操舵補助用の電
動モータ15への印加電圧を制御する。電動モータ15
の回転軸16(図2参照)の回転が、プーリ・ベルト機
構を含む減速機構17を介して減速される。減速機構1
7の出力回転は変換機構18を介してラック軸6の軸方
向移動に変換され、操舵が補助される。本電動パワース
テアリング装置1はいわゆるラックアシストタイプであ
る。
置1の要部拡大図であり、図3は図2のIII − III線に
沿う概略断面図である。これらの図を参照して、電動モ
ータ15は、ラック軸6を収容する第2のハウジングと
してのラックハウジング19に併設されている。電動モ
ータ15のモータハウジング20は、減速機構17の後
述する小径プーリ28を保持する第1のハウジング21
を介して、ラックハウジング19に固定されている。
し、端面側からみて略Ω字形形状をなすように取付フラ
ンジ22を有している。第2ハウジングとしてのラック
ハウジング19にも第1のハウジング21の取付フラン
ジ22に相対向する取付フランジ23を有しており、両
取付フランジ22,23がねじ25により互いに締結さ
れている。減速機構17は、電動モータ15の回転軸1
6に、例えばスプラインを用いる継手26を介して同軸
上に連結される入力軸27と、入力軸27の軸方向中間
部に一体回転可能に設けられる入力プーリとしての小径
プーリ28と、操舵軸としてのラック軸6の周囲を取り
囲んで配置される出力プーリとしての大径プーリ29
と、小径及び大径プーリ28,29間に巻き回される無
端状のベルト30とを備える。28a,29aはそれぞ
れ小径プーリ28及び大径プーリ29の軸心である。
する張力付与機構51が設けられている。この張力付与
機構51は、ベルト30の緩み側部分Lを張り側部分H
に向けて押圧するためのテンショナプーリ52を備え
る。テンショナプーリ52は揺動アーム53の一端に支
軸54を介して回動自在に支持されている。この揺動ア
ーム53の他端は、減速ハウジング39に固定される支
持ブラケット55に支軸56を介して回動自在に支持さ
れている。揺動アーム53は例えばねじりコイルばねか
らなる付勢部材57によって、ベルトに張力を負荷でき
る方向(図3においては反時計回り)に回転付勢されて
いる。付勢部材56は図3では模式化して示してある
が、例えば支軸56の回りに巻かれるねじりばねを用い
ることができる。Aは小径プーリ28においてベルト3
0が巻き掛けられる領域、すなわち小径プーリ28への
ベルト巻き掛け領域である。
歯付きベルト(コッグドベルト)からなり、小径プーリ
28は入力軸27の外周に歯付きベルトに噛み合う歯5
8を円周等配に形成した歯付きプーリとして構成され
る。大径プーリ29も同様に歯付きプーリが用いられ
る。PCDは小径プーリ28のピッチ円直径である。再
び図2を参照して、入力軸27は第1及び第2の端部3
1,32を有しており、第1及び第2の端部31,32
は、それぞれ対応する軸受33,34を介して第1のハ
ウジング21の対応する支持孔35,36により回転自
在に支持されている。
26を介して電動モータ15の回転軸16に一体回転可
能に連結されている。第1のハウジング21は、モータ
ハウジング20から回転軸16が突出する部分を覆うよ
うにモータハウジング20に連結される連結ハウジング
37と、この連結ハウジング37と共同して減速機構1
7の主要部を収容する収容室38を区画するための減速
ハウジング39とを備える。
上記の継手26を収容する。連結ハウジング37は周壁
部40と端壁部41を有し、端壁部41には前記の支持
孔35が設けられている。減速ハウジング39は、連結
ハウジング37の周壁部40に液密的に嵌合する周壁部
42と、端壁部43とを有している。端壁部43に前記
の支持孔36が設けられている。連結ハウジング37と
減速ハウジング39で区画される収容室38内には、小
径プーリ28が収容されている。上記の取付フランジ2
2は連結ハウジング37及び減速ハウジング39の双方
に設けられている。
機構又はベアリングねじ機構(例えば特開2000−4
6136号公報参照)を用いて回転運動を直線運動に変
換することができる。本実施の形態では、ボールねじ機
構が用いられる例に則して説明する。変換機構17はラ
ック軸6の周囲を取り囲む回転体としてのボールナット
44を備える。ボールナット44は、ラック軸6の途中
部に形成されたボールねじ溝6aにボール45を介して
螺合しており、これにより変換機構17が構成されてい
る。ボールナット44はラックハウジング19に軸受4
6を介して回転自在に支持されている。また、ボールナ
ット44の外周部47には前記の大径プーリ29が一体
回転可能に嵌め合わされている。具体的には、ボールナ
ット44の外周部47に形成された段部48と、外周部
47のねじ部49にねじ込まれた固定ねじ50との間に
大径プーリ29を挟持することで、大径プーリ29をボ
ールナット44に固定している。
52によってベルト30の緩み側部分Lを張り側部分H
に向けて押圧することで、小径プーリ28へのベルト巻
き掛け領域Aが拡がるので、大減速比を確保すべく小径
プーリ28として小型のプーリを用いる場合にも、安定
したトルク伝達を達成でき、また、耐久性を向上させる
ことができる。大減速比の達成により高回転、低トルク
の電動モータを採用でき、コスト低減に寄与することも
できる。
トからなるベルト30に噛み合う歯付きプーリを小径プ
ーリ28に用いる場合、該小径プーリ28においてベル
ト30に噛み合う歯58の数を増加させることができる
ので、耐久性向上効果を高くすることができる。なお、
小径プーリ28のピッチ円直径PCD(図4参照)が1
2〜30mmの範囲にある場合において、小径プーリ2
8においてベルト巻き掛領域Aに対応する中心角は13
5〜210度の範囲にあることが好ましい。これによ
り、小径プーリ28に対する十分なベルト巻き掛け量を
確保でき、ひいては、小型、大減速比を達成しつつ安定
したトルク伝達と耐久性を確保することができるからで
ある。
るものではなく、本発明の特許請求の範囲で種々の変更
を施すことができる。
グ装置の概略構成を示す模式図である。
ある。
Claims (4)
- 【請求項1】操舵補助力を発生する電動モータと、電動
モータの回転を減速する減速機構と、減速機構の出力回
転を車両の左右方向に延在する操舵軸の軸方向移動に変
換する変換機構とを備え、前記減速機構は、電動モータ
の回転軸の同軸上に取り付けられる小径プーリと、操舵
軸を包囲して配置される大径プーリと、小径プーリと大
径プーリとの間を連結するベルトと、ベルトに張力を付
与する張力付与機構とを含み、張力付与機構は付勢手段
によってベルトに押圧されるテンショナプーリを含むこ
とを特徴とする電動パワーステアリング装置。 - 【請求項2】請求項1において、前記テンショナプーリ
がベルトの弛み側部分を張り側部分に向けて押圧するこ
とで、小径プーリへのベルト巻き掛け領域が拡がるよう
にしてあることを特徴とする電動パワーステアリング装
置。 - 【請求項3】請求項2において、前記小径プーリのピッ
チ円直径が12〜30mmの範囲にあり、小径プーリへ
のベルト巻き掛け領域に対応する中心角は135〜21
0度の範囲にあることを特徴とする電動パワーステアリ
ング装置。 - 【請求項4】請求項1,2又は3において、前記ベルト
はコッグドベルトからなり、小径プーリ及び大径プーリ
は歯付きプーリからなることを特徴とする電動パワース
テアリング装置。
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