JP2005343394A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 電動パワーステアリング装置において、電動モータの動力伝達機構を構成する駆動プーリと従動プーリに巻掛けられる巻掛体の張力を、簡易な構成により、簡易に調整可能にすること
【解決手段】 電動パワーステアリング装置１０において、電動モータ２０が固定可能にされるとともに、駆動プーリ２４を支持するホルダ２２をギヤハウジング１１Ａに取付け可能にし、ホルダ２２は、ギヤハウジング１１Ａ側の１つの取付ボルト２３が挿着される取付支点孔２２Ａと、ギヤハウジング１１Ａ側の他の取付ボルト２３が挿着される取付調整孔２２Ｂとを備え、取付支点孔２２Ａを揺動支点として揺動されて駆動プーリ２４と従動プーリ３６の軸間距離を調整可能にするもの。
【選択図】 図９

Description

本発明は電動パワーステアリング装置に関する。

特許文献１に記載の電動パワーステアリング装置は、ギヤハウジングにラック軸を直線移動可能に支持するとともに、ギヤハウジングに電動モータを取付け、電動モータの回転軸に結合した駆動プーリの回転力を、該駆動プーリにベルトを介して接続された従動プーリを含む動力伝達機構を介してラック軸に伝える。運転者がステアリングホイールを操舵し、ステアリング軸に接続したピニオンが噛合うラック軸を移動させる操舵力を、電動モータによりアシストするものである。
特開2003-220959

特許文献１では、駆動プーリと従動プーリに巻掛けられるベルトの緩み、ひいては外れを防止するため、ベルトの張力を調整する張力調整機構を具備する。このベルト張力調整機構は、駆動プーリと従動プーリの軸間距離を変更するものであり、複雑である。

本発明の課題は、電動パワーステアリング装置において、電動モータの動力伝達機構を構成する駆動プーリと従動プーリに巻掛けられる巻掛体の張力を、簡易な構成により、簡易に調整可能にすることにある。

本発明の他の課題は、電動パワーステアリング装置において、電動モータの動力伝達機構を構成する駆動ギヤと従動ギヤの歯面間のバックラッシュを、簡易な構成により、簡易に調整可能にすることにある。

請求項１の発明は、ギヤハウジングにラック軸を直線移動可能に支持するとともに、ギヤハウジングに電動モータを取付け、電動モータの回転軸に固定した駆動プーリの回転力を、該駆動プーリと巻掛体により連結された従動プーリを含む動力伝達機構を介してラック軸に伝える電動パワーステアリング装置において、電動モータが固定可能にされるとともに、駆動プーリを支持するホルダをギヤハウジングに取付け可能にし、ホルダは、ギヤハウジング側の１つの取付軸が挿着される取付支点孔と、ギヤハウジング側の他の取付軸が挿着される取付調整孔とを備え、取付支点孔を揺動支点として揺動されて駆動プーリと従動プーリの軸間距離を調整可能にするようにしたものである。

請求項２の発明は、請求項１の発明において更に、前記ホルダの取付調整孔の孔サイズが駆動プーリと従動プーリの軸間距離の最大調整巾を規制し、この最大調整巾を駆動プーリと従動プーリに噛合う巻掛体の歯の高さより小さくするようにしたものである。

請求項３の発明は、ギヤハウジングにラック軸を直線移動可能に支持するとともに、ギヤハウジングに電動モータを取付け、電動モータの回転軸に固定した駆動ギヤの回転力を該駆動ギヤに噛合う従動ギヤを含む動力伝達機構を介してラック軸に伝える電動パワーステアリング装置において、電動モータが固定可能にされるとともに、駆動ギヤを支持するホルダをギヤハウジングに取付け可能にし、ホルダは、ギヤハウジング側の１つの取付軸が挿着される取付支点孔と、ギヤハウジング側の他の取付軸が挿着される取付調整孔とを備え、取付支点孔を揺動支点として揺動されて駆動ギヤと従動ギヤの軸間距離を調整可能にするようにしたものである。

請求項４の発明は、請求項３の発明において更に、前記ホルダの取付調整孔の孔サイズが駆動ギヤと従動ギヤの軸間距離の最大調整巾を規制し、この最大調整巾を駆動ギヤと従動ギヤの歯の高さより小さくするようにしたものである。

請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれかの発明において更に、前記ホルダの取付調整孔を、取付支点孔の孔径より大きな大径丸孔とするようにしたものである。

請求項６の発明は、請求項１〜４のいずれかの発明において更に、前記ホルダの取付調整孔を、取付支点孔の孔径より大きな長孔とするようにしたものである。

（請求項１）
(a)電動モータと駆動プーリを支持するホルダを、ギヤハウジングへの取付支点孔まわりに揺動するだけで、ギヤハウジングに対する駆動プーリの回転中心を変位自在にでき、結果として駆動プーリと従動プーリの軸間距離を近接離隔自在とし、それらプーリに巻掛けられるベルトの張力を調整できる。従って、ベルト張力調整構造のための専用部品を格別に用いることのない、部品点数、組付工数の少ない簡易な構成により、駆動プーリと従動プーリに巻掛けられるベルトの張力を簡易に調整し、ベルトのゆるみ、ひいては外れを防止し、電動モータによる操舵アシストの安定を図ることができる。

（請求項２）
(b)ホルダの取付調整孔の孔サイズによって規制される駆動プーリと従動プーリの軸間距離の最大調整巾を、ベルトの歯の高さより小さくしたから、仮に取付調整孔のための取付ボルトがゆるんでも巻掛体が外れることなく、操舵アシストが不能になることを回避する。

（請求項３）
(c)電動モータと駆動ギヤを支持するホルダを、ギヤハウジングへの取付支点孔まわりに揺動するだけで、ギヤハウジングに対する駆動ギヤの回転中心を変位自在にでき、結果として駆動ギヤと従動ギヤの軸間距離を近接離隔自在とし、それら歯面間のバックラッシュを調整できる。従って、バックラッシュ調整構造のための専用部品を格別に用いることのない、部品点数、組付工数の少ない簡易な構成により、駆動ギヤと従動ギヤの歯面間のバックラッシュを簡易に調整し、駆動ギヤと従動ギヤの噛合いを適度に設定し、電動モータによる操舵アシストの安定を図ることができる。

（請求項４）
(d)ホルダの取付調整孔の孔サイズによって規制される駆動ギヤと従動ギヤの軸間距離の最大調整巾を、それらの歯の高さより小さくしたから、仮に取付用調整孔のための取付ボルトがゆるんでもそれらの噛合いが外れることなく、操舵アシストが不能になることを回避する。

（請求項５）
(e)ホルダの取付調整孔を大径丸孔とする簡易な加工により、上述(a)〜(d)を実現できる。

（請求項６）
(f)ホルダの取付調整孔を長孔とする簡易な加工により、上述(a)〜(d)を実現できる。

図１は実施例１の電動パワーステアリング装置を示す全体側面図、図２は電動パワーステアリング装置の要部を示す断面図、図３は電動モータ取付前の電動パワーステアリング装置を示し、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は側面図、図４はホルダを示す断面図、図５はホルダを示す正面図、図６は電動モータ側のジョイントを示し、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は正面図、図７は駆動プーリ側のジョイントを示し、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は正面図、図８は中間ジョイントを示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図、図９は電動パワーステアリング装置のベルト張力調整構造を示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は従動プーリとベルトの噛合い状態を示す拡大図、図１０はホルダの変形例を示す正面図、図１１は実施例２の電動パワーステアリング装置の要部を示す断面図である。

（実施例１）（図１〜図１０）
電動パワーステアリング装置１０は、図１に示す如く、ギヤハウジング１１を分割した、第１ギヤハウジング１１Ａと第２ギヤハウジング１１Ｂを有するものにし、このギヤハウジング１１（第１ギヤハウジング１１Ａ）にステアリング入力軸１２を支持し、入力軸１２にトーションバー１３を介して出力軸（不図示）を連結し、この出力軸にピニオン（不図示）を設け、このピニオンに噛合うラック軸１４をギヤハウジング１１に左右方向に直線移動可能に支持している。入力軸１２と出力軸の間には、不図示の操舵トルクセンサを設けている。操舵トルクセンサは、ステアリングホイールに加えた操舵トルクに起因するトーションバーの弾性ねじり変形により、入力軸１２と出力軸の間に生ずる相対回転変位に基づき、操舵トルクを検出する。

電動パワーステアリング装置１０は、ラック軸１４の両端部をギヤハウジング１１（第１ギヤハウジング１１Ａ、第２ギヤハウジング１１Ｂ）の両側に突出し、それらの端部にタイロッド１５Ａ、１５Ｂを連結し、ラック軸１４の直線移動に連動するタイロッド１５Ａ、１５Ｂを介して、左右の車輪を転舵可能にする。

電動パワーステアリング装置１０は、図２に示す如く、電動モータ２０を取付ボルト２１（不図示）によりホルダ２２（図４、図５）に固定し、このホルダ２２を取付ボルト２３により第１ギヤハウジング１１Ａに着脱可能にしている。図３は、ホルダ２２を取付ボルト２３により第１ギヤハウジング１１Ａに取付け、電動モータ２０はホルダ２２に未だ取付けていない状態を示す（図３の２１Ａは電動モータ取付用ねじ孔である）。第１ギヤハウジング１１Ａに取付けられて第１ギヤハウジング１１Ａの内部に挿入されたホルダ２２は、ギヤハウジング１１Ａ、１１Ｂの内周との間に一定の間隙を有し、第１ギヤハウジング１１Ａに対するホルダ２２の後述する揺動を許される。

このとき、ホルダ２２は、駆動プーリ２４の中心軸２５を支持し、電動モータ２０の回転軸２０Ａの軸端のジョイント２６Ａ（図６）と、中心軸２５の軸端のジョイント２６Ｂ（図７）を、それらの周方向複数位置に設けた歯ａ、ｂの間にゴム等の中間ジョイント２６Ｃ（図８）を挟む状態で、互いに軸方向から係着する。駆動プーリ２４は中心軸２５の両端部を軸受２７、２８によりホルダ２２に両端支持される。２９は軸受２８の外輪固定用止め輪である。

電動パワーステアリング装置１０は、ラック軸１４にボールねじ３０を設け、ボールねじ３０にボール３１を介して噛合うボールナット３２を有し、ギヤハウジング１１（第１ギヤハウジング１１Ａ）に支持した軸受３３によりボールナット３２を回転自在に支持する。３４は軸受３３の外輪固定用ナットである。ボールナット３２の外周には、ロックナット３５により従動プーリ３６が固定される。

電動パワーステアリング装置１０は、電動モータ２０の側の駆動プーリ２４と、ボールナット３２の側の従動プーリ３６にベルト３７を巻掛け、駆動プーリ２４の回転力をベルト３７から従動プーリ３６経由でボールナット３２に伝え、ひいてはラック軸１４に伝えて該ラック軸１４を直線移動させる。

電動パワーステアリング装置１０は、第１ギヤハウジング１１Ａに支持されているラック軸１４を第２ギヤハウジング１１Ｂに通し、第１ギヤハウジング１１Ａに取付けられているホルダ２２を第２ギヤハウジング１１Ｂで覆い、第１ギヤハウジング１１Ａと第２ギヤハウジング１１Ｂを複数の締結ボルト１６で締結する。このとき、第１ギヤハウジング１１Ａと第２ギヤハウジング１１Ｂは、図２に示す如く、複数の筒状ノックピン１６Ａにより、それらノックピン１６Ａの両端部のそれぞれを打ち込まれて位置合せされた後、各ノックピン１６Ａに挿通される締結ボルト１６により螺合締結される。一部の締結ボルト１６はノックピン１６Ａを通って第１ギヤハウジング１１Ａに螺着され、他の締結ボルト１６はノックピン１６Ａを通って第２ギヤハウジング１１Ｂに螺着される。

しかるに、電動パワーステアリング装置１０は、ギヤハウジング１１Ａ、１１Ｂに支持されるラック軸１４の振れを小さくするため、以下の構成を備える。

第２ギヤハウジング１１Ｂにおいて、第１ギヤハウジング１１Ａに支持したボールナット３２に相対する部分をブッシュ支持部１７とし、ボールナット３２とブッシュ支持部１７とにブッシュ４０を架け渡す。ブッシュ４０は、ボールナット３２の先端側内周部に圧入されて固定的に設けられ、ブッシュ支持部１７の内周部に回転摺動可能に支持される状態で、ラック軸１４を直線摺動可能に支持する。

ブッシュ４０は、金属等からなる筒体の外周の軸方向における一部をブッシュ支持部１７との摺動部とし、内周の全部をラック軸１４との摺動部とする。摺動部は、含油ポリアセタール樹脂、又は四フッ化エチレン樹脂等の潤滑被膜層を筒体の表面にコーティング等にて設けたものである。

また、電動パワーステアリング装置１０は、電動モータ２０の動力伝達機構を構成する駆動プーリ２４と従動プーリ３６に巻掛けられるベルト３７の張力を調整可能にするため、以下の構成を備える。

ホルダ２２は、図３、図５、図９に示す如く、第１ギヤハウジング１１Ａ側に螺着される１つの取付軸としての一方の取付ボルト２３が挿着される取付支点孔２２Ａと、第１ギヤハウジング１１Ａ側に螺着される他の取付軸としての他方の取付ボルト２３が挿着される取付調整孔２２Ｂとをそのフランジ２２Ｆに備える。ホルダ２２は、一方の取付ボルト２３に挿着された取付支点孔２２Ａを揺動支点として揺動され、駆動プーリ２４と従動プーリ３６の軸間距離を調整された状態で、他方の取付ボルト２３を取付調整孔２２Ｂに挿着され、両取付ボルト２３を第１ギヤハウジング１１Ａに緊締されて固定される。

ホルダ２２の取付調整孔２２Ｂは、丸孔状取付支点孔２２Ａの孔径より大きな大径丸孔をなす。このとき、取付調整孔２２Ｂの孔サイズは、駆動プーリ２４と従動プーリ３６の軸間距離の最大調整巾（図９のホルダ２２の揺動角Ｋに対応する駆動プーリ２４（中心軸２５）の移動巾）を規制し、この最大調整巾を駆動プーリ２４と従動プーリ３６に噛合うベルト３７の歯の高さｈより小さくする（図９（Ｂ））。

電動パワーステアリング装置１０は例えば以下の手順で組立てられる。
(1)ラック軸１４のボールねじ３０に噛合い、かつ従動プーリ３６が固定されたボールナット３２を、軸受３３で第１ギヤハウジング１１Ａに支持する。ボールナット３２にはブッシュ４０が設けられている。

(2)駆動プーリ２４を支持し、かつ電動モータ２０が取付けられたホルダ２２を、取付ボルト２３により第１ギヤハウジング１１Ａに固定する。このとき、ホルダ２２に支持される駆動プーリ２４にはベルト３７が巻掛けられている。

(3)駆動プーリ２４に巻掛けられているベルト３７を従動プーリ３６に巻掛ける。ホルダ２２の一方の取付ボルト２３に挿着された取付支点孔２２Ａを揺動支点としてホルダ２２を揺動し、駆動プーリ２４と従動プーリ３６の軸間距離を調整し、ベルト３７に一定の張力を付与した状態で、他方の取付ボルト２３をホルダ２２の取付調整孔２２Ｂに挿着し、両取付ボルト２３を第１ギヤハウジング１１Ａに緊締する。上述(2)の電動モータ２０は、この(3)の後で、ホルダ２２に取付けられても良い。

(4)第２ギヤハウジング１１Ｂのブッシュ支持部１７を上述(1)のボールナット３２に設けてあるブッシュ４０に挿入し、この第２ギヤハウジング１１Ｂを締結ボルト１６により第１ギヤハウジング１１Ａに締結する。

以下、電動パワーステアリング装置１０の動作について説明する。
(1)操舵トルクセンサが検出した操舵トルクが所定値より低いとき、操舵アシスト力は不要であり、電動モータ２０は駆動されない。

(2)操舵トルクセンサが検出した操舵トルクが所定値を超えるとき、操舵アシスト力を必要とするから、電動モータ２０が駆動される。電動モータ２０の発生トルクに基づく駆動プーリ２４の回転力が、ベルト３７から従動プーリ３６経由でボールナット３２に伝えられ、ボールねじ３０を介してラック軸１４を直線移動させる操舵アシスト力になる。

実施例１によれば以下の作用効果を奏する。
(a)電動モータ２０と駆動プーリ２４を支持するホルダ２２を、ギヤハウジング１１Ａへの取付支点孔２２Ａまわりに揺動するだけで、ギヤハウジング１１Ａに対する駆動プーリ２４の回転中心を変位自在にでき、結果として駆動プーリ２４と従動プーリ３６の軸間距離を近接離隔自在とし、それらプーリ２４、３６に巻掛けられるベルト３７の張力を調整できる。従って、ベルト張力調整構造のための専用部品を格別に用いることのない、部品点数、組付工数の少ない簡易な構成により、駆動プーリ２４と従動プーリ３６に巻掛けられるベルト３７の張力を簡易に調整し、ベルト３７のゆるみ、ひいては外れを防止し、電動モータ２０による操舵アシストの安定を図ることができる。

(b)ホルダ２２の取付調整孔２２Ｂの孔サイズによって規制される駆動プーリ２４と従動プーリ３６の軸間距離の最大調整巾を、ベルト３７の歯の高さより小さくしたから、仮に取付調整孔２２Ｂのための取付ボルト２３がゆるんでもベルト３７が外れることなく、操舵アシストが不能になることを回避する。

(c)ホルダ２２の取付調整孔２２Ｂを大径丸孔とする簡易な加工により、上述(a)、(b)を実現できる。

図１０は、ホルダ２２の変形例である。このホルダ２２は、フランジ２２Ｆに取付支点孔２２Ａと取付調整孔２２Ｂを備えるに際し、取付調整孔２２Ｂを、取付支点孔２２Ａの孔径より大きな長孔としたものである。ホルダ２２の取付調整孔２２Ｂを長孔とする簡易な加工により、前述(a)、(b)を実現できる。

（実施例２）（図１１）
実施例２が実施例１と異なる点は、駆動プーリ２４を駆動ギヤ５１に代え、従動プーリ３６を従動ギヤ５２に代えたことにある。

即ち、実施例２の電動パワーステアリング装置１０では、電動モータ２０の回転軸２０Ａに駆動ギヤ５１を結合するとともに、ボールナット３２に従動ギヤ５２を結合し、駆動ギヤ５１と従動ギヤ５２を噛合い接続したものである。

実施例２にあっても、電動モータ２０が固定可能にされるとともに、駆動ギヤ５１を支持するホルダ２２をギヤハウジング１１Ａに取付け可能にし、ホルダ２２の取付支点孔２２Ａを揺動支点として揺動可能にし、駆動ギヤ５１と従動ギヤ５２の軸間距離を調整可能にした。

従って、実施例２によれば以下の作用効果を奏する。
(a)電動モータ２０と駆動ギヤ５１を支持するホルダ２２を、ギヤハウジング１１Ａへの取付支点孔２２Ａまわりに揺動するだけで、ギヤハウジング１１Ａに対する駆動ギヤ５１の回転中心を変位自在にでき、結果として駆動ギヤ５１と従動ギヤ５２の軸間距離を近接離隔自在とし、それら歯面間のバックラッシュを調整できる。従って、バックラッシュ調整構造のための専用部品を格別に用いることのない、部品点数、組付工数の少ない簡易な構成により、駆動ギヤ５１と従動ギヤ５２の歯面間のバックラッシュを簡易に調整し、駆動ギヤ５１と従動ギヤ５２の噛合いを適度に設定し、電動モータ２０による操舵アシストの安定を図ることができる。

(b)ホルダ２２の取付調整孔２２Ｂの孔サイズによって規制される駆動ギヤ５１と従動ギヤ５２の軸間距離の最大調整巾を、それらの歯の高さより小さくしたから、仮に取付用調整孔のための取付ボルト２３がゆるんでもそれらの噛合いが外れることなく、操舵アシストが不能になることを回避する。

(c)ホルダ２２の取付調整孔２２Ｂを長孔とする簡易な加工により、上述(a)、(b)を実現できる。

以上、本発明の実施例を図面により詳述したが、本発明の具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。

図１は実施例１の電動パワーステアリング装置を示す全体側面図である。 図２は電動パワーステアリング装置の要部を示す断面図である。 図３は電動モータ取付前の電動パワーステアリング装置を示し、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は側面図である。 図４はホルダを示す断面図である。 図５はホルダを示す正面図である。 図６は電動モータ側のジョイントを示し、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は正面図である。 図７は駆動プーリ側のジョイントを示し、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は正面図である。 図８は中間ジョイントを示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図である。 図９は電動パワーステアリング装置のベルト張力調整構造を示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は従動プーリとベルトの噛合い状態を示す拡大図である。 図１０はホルダの変形例を示す正面図である。 図１１は実施例２の電動パワーステアリング装置の要部を示す断面図である。

符号の説明

１０ 電動パワーステアリング装置
１１ ギヤハウジング
１４ ラック軸
２０ 電動モータ
２０Ａ 回転軸
２２ ホルダ
２２Ａ 取付支点孔
２２Ｂ 取付調整孔
２３ 取付ボルト（取付軸）
２４ 駆動プーリ
３６ 従動プーリ
３７ ベルト（巻掛体）
５１ 駆動ギヤ
５２ 従動ギヤ

Claims (6)

1. ギヤハウジングにラック軸を直線移動可能に支持するとともに、ギヤハウジングに電動モータを取付け、電動モータの回転軸に固定した駆動プーリの回転力を、該駆動プーリと巻掛体により連結された従動プーリを含む動力伝達機構を介してラック軸に伝える電動パワーステアリング装置において、
   電動モータが固定可能にされるとともに、駆動プーリを支持するホルダをギヤハウジングに取付け可能にし、
   ホルダは、ギヤハウジング側の１つの取付軸が挿着される取付支点孔と、ギヤハウジング側の他の取付軸が挿着される取付調整孔とを備え、取付支点孔を揺動支点として揺動されて駆動プーリと従動プーリの軸間距離を調整可能にすることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
2. 前記ホルダの取付調整孔の孔サイズが駆動プーリと従動プーリの軸間距離の最大調整巾を規制し、この最大調整巾を駆動プーリと従動プーリに噛合う巻掛体の歯の高さより小さくする請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
3. ギヤハウジングにラック軸を直線移動可能に支持するとともに、ギヤハウジングに電動モータを取付け、電動モータの回転軸に固定した駆動ギヤの回転力を該駆動ギヤに噛合う従動ギヤを含む動力伝達機構を介してラック軸に伝える電動パワーステアリング装置において、
   電動モータが固定可能にされるとともに、駆動ギヤを支持するホルダをギヤハウジングに取付け可能にし、
   ホルダは、ギヤハウジング側の１つの取付軸が挿着される取付支点孔と、ギヤハウジング側の他の取付軸が挿着される取付調整孔とを備え、取付支点孔を揺動支点として揺動されて駆動ギヤと従動ギヤの軸間距離を調整可能にすることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
4. 前記ホルダの取付調整孔の孔サイズが駆動ギヤと従動ギヤの軸間距離の最大調整巾を規制し、この最大調整巾を駆動ギヤと従動ギヤの歯の高さより小さくする請求項３に記載の電動パワーステアリング装置。
5. 前記ホルダの取付調整孔を、取付支点孔の孔径より大きな大径丸孔とする請求項１〜４のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置。
6. 前記ホルダの取付調整孔を、取付支点孔の孔径より大きな長孔とする請求項１〜４のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置。

Images