JP2006232048A - Electric steering device - Google Patents
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Description
本発明は、本発明は、ステアリングホイールからの操舵トルクに電動モータによる補助トルクを付与する電動舵取装置に関する。 The present invention relates to an electric steering apparatus that applies auxiliary torque by an electric motor to steering torque from a steering wheel.
従来、この種の電動舵取装置として、ステアリングホイールの回動に応じて長手方向に往復するステアリング部材と、該ステアリング部材に形成されたボールねじ軸に複数のボールを介して外挿されたボールナットと、電動モータの駆動軸に設けられた駆動プーリと、該駆動プーリにベルトを介して連結されて前記ボールナットと一体に回動する従動プーリとを備えるものが知られている(例えば、特許文献1参照)。これによれば、電動モータとステアリング部材との間の動力伝達経路にベルトが介在するので、ステアリング部材からの振動等が電動モータに伝達されることがなく、電動モータの回転精度を維持することができる。 Conventionally, as this type of electric steering device, a steering member that reciprocates in the longitudinal direction according to the rotation of a steering wheel, and a ball that is extrapolated via a plurality of balls to a ball screw shaft formed on the steering member There are known ones including a nut, a drive pulley provided on a drive shaft of an electric motor, and a driven pulley connected to the drive pulley via a belt and rotating integrally with the ball nut (for example, Patent Document 1). According to this, since the belt is interposed in the power transmission path between the electric motor and the steering member, vibration from the steering member is not transmitted to the electric motor, and the rotation accuracy of the electric motor is maintained. Can do.
また、この種の電動舵取装置においては、駆動プーリと従動プーリとの両プーリに歯付きプーリを採用し、両プーリに掛け渡されるベルトを歯付きベルトとすることによって、両プーリとベルトとの滑りを防止することが行われている。更に、ベルトの歯と各プーリの歯との噛み合いによる振動や騒音を低減するために、はす歯付きベルトを採用すると共に、該ベルトのはす歯に対応したはす歯付きプーリを駆動プーリと従動プーリとの両プーリに採用したものが知られている(例えば、特許文献2参照)。 Further, in this type of electric steering apparatus, both pulleys and belts are formed by adopting toothed pulleys for both pulleys of the drive pulley and the driven pulley, and making the belts spanned between the pulleys be toothed belts. It has been done to prevent slipping. Furthermore, in order to reduce vibration and noise due to meshing between the teeth of the belt and the teeth of each pulley, a belt with a helical tooth is adopted, and a pulley with a helical tooth corresponding to the helical tooth of the belt is used as a driving pulley. And a driven pulley are known (see, for example, Patent Document 2).
ところで、はす歯付きベルトは、はす歯付き駆動プーリとはす歯付き従動プーリとに掛け渡されて回動したとき、はす歯同士の噛み合いによって軸方向のスラスト力を受ける。その結果、プーリに対するベルトの掛け渡し位置がその軸方向(幅方向)にズレ易く、回動時の噛み合い状態を維持できなくなるおそれがある。そのため、各プーリには、軸方向の両端に外周方向に鍔状に張り出すフランジが設けられており、このフランジによって、ベルトの位置を所定の軸方向幅内に規制してプーリからのベルトの外れを防止している。
しかし、前記フランジを設けてプーリからのベルトの外れが防止されていても、はす歯同士の噛み合いによってベルトが軸方向のスラスト力を受けるために、ベルトに偏った張力が付与されてベルトの寿命が低下するおそれがある。 However, even when the flange is provided to prevent the belt from coming off the pulley, the belt receives an axial thrust force due to the meshing of the helical teeth, so that a biased tension is applied to the belt and the belt is Life may be reduced.
また、各プーリは、両フランジ間に歯を形成しなければならないために、歯を形成する際にフランジが邪魔になり、歯の加工が困難である不都合がある。しかも、ベルト掛け渡しの際の組み付け作業においても、フランジが邪魔になって作業効率が低下する不都合がある。 In addition, since each pulley must form teeth between both flanges, the flange becomes an obstacle when forming the teeth, which makes it difficult to process the teeth. Moreover, even in the assembly work when the belt is passed, there is an inconvenience that the flange becomes an obstacle and the work efficiency is lowered.
また、プーリへの歯の加工や、ベルト掛け渡し作業を容易とするために、フランジをプーリ本体から着脱自在に設けておくことが考えられるが、部品点数が増え、組立工数が増加するために製造効率が低下する不都合がある。 In order to facilitate the tooth processing on the pulley and the belt passing work, it may be possible to attach the flange detachably from the pulley body, but the number of parts increases and the assembly man-hour increases. There is a disadvantage that the production efficiency is lowered.
そこで、本発明の課題は、プーリに対するベルトの位置ズレを防止することができ、しかも従動プーリの歯の加工や組み付け作業が容易であってコンパクトな従動プーリを備える電動舵取装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an electric steering apparatus that can prevent a positional deviation of a belt with respect to a pulley and that is easy to process and assemble a tooth of a driven pulley and includes a compact driven pulley. It is in.
かかる目的を達成するために、本発明は、ステアリングホイールからの操舵トルクに電動モータによる補助トルクを付与する電動舵取装置であって、ステアリングホイールの回動に応じて長手方向に往復する棒状のステアリング部材と、該ステアリング部材に形成されたボールねじ軸に複数のボールを介して外挿されたボールナットと、前記電動モータの駆動軸に設けられた歯付き駆動プーリと、該駆動プーリに歯付きベルトを介して連結されて前記ボールナットと一体に回動する歯付き従動プーリとを備えるものにおいて、前記ベルトの歯は、ベルトの幅方向中央部からベルトの幅方向一側縁と他側縁とに向けて同一周方向に傾斜して延びる山形状に形成され、前記駆動プーリ及び従動プーリの歯は、前記ベルトの歯に対応する山形状に形成されていることを特徴とする。 In order to achieve such an object, the present invention is an electric steering apparatus that applies an auxiliary torque by an electric motor to a steering torque from a steering wheel, and is a rod-shaped reciprocating member in the longitudinal direction according to the rotation of the steering wheel. A steering member, a ball nut formed on the ball screw shaft formed on the steering member via a plurality of balls, a toothed driving pulley provided on the driving shaft of the electric motor, and a tooth on the driving pulley. Comprising a toothed driven pulley connected via a belt and rotating integrally with the ball nut, wherein the tooth of the belt extends from one side edge in the belt width direction to the other side from the belt width center. The teeth of the drive pulley and the driven pulley are formed in a mountain shape corresponding to the teeth of the belt. Characterized in that it is.
本発明によれば、ベルトと駆動プーリ及び従動プーリとが山形状の歯同士で噛み合うことにより、回転中における各プーリに対するベルトの位置ズレを確実に防止することができ、ベルトに偏った張力が付与されることがないので、ベルトの寿命低下を防止することができる。 According to the present invention, the belt, the driving pulley, and the driven pulley mesh with each other with the chevron-shaped teeth, so that it is possible to reliably prevent the positional deviation of the belt with respect to each pulley during rotation, and there is no bias in the belt. Since it is not applied, it is possible to prevent a reduction in belt life.
更に、本発明において、前記従動プーリは、その軸方向の両端にフランジを備えず、前記ベルトの幅と略同一の軸方向幅を有していることを特徴とする。 Furthermore, in the present invention, the driven pulley does not include flanges at both ends in the axial direction, and has an axial width substantially the same as the width of the belt.
前述の通り、山形状の歯同士の噛み合いによりベルトは各プーリへの掛け渡し位置がズレないので、前記従動プーリには、ベルトの軸方向幅の両端から該ベルトを規制するようなフランジが不要となる。これにより、従動プーリの外周面に歯を加工形成する際にフランジが邪魔になることはなく、従動プーリへの歯の加工を容易に行うことができる。しかも、従動プーリにベルトを掛け渡す際の組み付け作業においても、フランジを備えないことによって作業が容易となる。更に、前記従動プーリの軸方向幅を、前記ベルトの軸方向幅と略同一(詳しくは、ベルトの軸方向幅と同一、或いはベルトの軸方向幅より極僅かに大)とすることができるので、従動プーリを比較的コンパクトに形成できる。これによって、電動舵取装置における従動プーリの取付スペースを小さくすることができるので、電動舵取装置を小型化することができる。 As described above, since the belt is not displaced from each pulley due to the engagement of the chevron-shaped teeth, the driven pulley does not require a flange for regulating the belt from both ends of the belt in the axial direction. It becomes. Thereby, when processing and forming teeth on the outer peripheral surface of the driven pulley, the flange does not become an obstacle, and the processing of the teeth on the driven pulley can be easily performed. Moreover, even in the assembly work when the belt is wound around the driven pulley, the work is facilitated by not providing the flange. Furthermore, the axial width of the driven pulley can be made substantially the same as the axial width of the belt (specifically, the same as the axial width of the belt or slightly larger than the axial width of the belt). The driven pulley can be formed relatively compact. As a result, the space for mounting the driven pulley in the electric steering apparatus can be reduced, and the electric steering apparatus can be downsized.
本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図1は本実施形態の電動舵取装置を示す説明図、図2は要部の断面説明図、図3は従動プーリの説明的斜視図である。 An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory view showing an electric steering apparatus of the present embodiment, FIG. 2 is a cross-sectional explanatory view of a main part, and FIG. 3 is an explanatory perspective view of a driven pulley.
図1に示すように、本実施形態の電動舵取装置1は、ステアリング機構2と、該ステアリング機構2に補助トルクを付与する補助トルク機構3とを備えている。ステアリング機構2は、車両のステアリングホイール(図示しない)の回転を入力軸4に入力することによって、ハウジング5内のステアリング部材6を長手方向に往復移動させるようになっている。即ち、入力軸4に入力されたステアリングホイールの回転は、ラック・ピニオン機構等の変換機構7によってステアリング部材6の往復動に変換される。変換機構7にはトルクセンサ8が設けられている。トルクセンサ8は入力軸4に入力された操舵トルクを検出する。
As shown in FIG. 1, the electric steering apparatus 1 of the present embodiment includes a steering mechanism 2 and an auxiliary torque mechanism 3 that applies an auxiliary torque to the steering mechanism 2. The steering mechanism 2 is configured to reciprocate the steering member 6 in the
ステアリング部材6の両端部には、タイロッド9が連結されている。各タイロッド9は、車両の操舵可能な車輪(図示せず)に連結されている。そして車輪には、ステアリング部材6が長手方向に直線的に動くことによって操舵運動が付与される。 Tie rods 9 are connected to both ends of the steering member 6. Each tie rod 9 is connected to a steerable wheel (not shown) of the vehicle. And a steering motion is given to a wheel by the steering member 6 moving linearly in the longitudinal direction.
補助トルク機構3は、前記ハウジング5に取り付けられた電動モータ10と、該電動モータ10により発生した補助トルクをステアリング部材6に伝達するトルク伝達機構11とを備えている。電動モータ10は、前記トルクセンサ8の検出信号を入力する図示しない制御手段により制御されて、トルクセンサ8により検出された操舵トルクに応じた補助トルクを発生する。
The auxiliary torque mechanism 3 includes an
トルク伝達機構11は、図2に示すように、電動モータ10に連結された駆動プーリ12と、ステアリング部材6に連結された従動プーリ13と、両プーリ12,13に掛け渡されたベルト14とにより構成されている。駆動プーリ12は、電動モータ10の支持ケース15内部に嵌合保持された一対の玉軸受16,17間に回転軸18を介して支持されている。駆動プーリ12の回転軸18は電動モータ10の出力軸に連結されており、電動モータ10により駆動される。該駆動プーリ12の回転はベルト14を介して従動プーリ13に伝達され、従動プーリ13の回転は補助力としてステアリング部材6の往復動に付与される。
As shown in FIG. 2, the torque transmission mechanism 11 includes a
即ち、前記ステアリング部材6には、電動モータ10の位置に対応してボールねじ軸19が形成されており、該ボールねじ軸19に複数のボール20を介してボールナット21が結合されている。ボールナット21は、アンギュラ玉軸受22によってステアリング部材6のハウジング5に回転自在、かつ軸線方向には移動不能に取付けられている。前記従動プーリ13は、ボールナット21に締付け固定されており、ボールナット21と一体に回転する。
That is, a
また、図3に一部を示すように、ベルト14には、歯付きベルトが採用されている。即ち、ベルト14には、プーリ12,13との接触面となる内周側に複数の歯14aが周方向に所定間隔を存して形成されている。ベルト14の歯14aは、ベルト14の幅方向中央部からベルト14の幅方向一側縁と他側縁とに向けて同一周方向に傾斜して延びる山形状に形成されている。そして図2及び図3に示すように、駆動プーリ12及び従動プーリ13にも、歯付きプーリが採用されており、駆動プーリ12及び従動プーリ13の歯23は、ベルト14に形成された歯14aに対応する山形状に形成されている。
Further, as shown in part in FIG. 3, a toothed belt is adopted as the
駆動プーリ12は、図2に示すように、回転軸18に一体に形成されたプーリ本体24に前記歯23を有し、プーリ本体24の軸方向の両側に一対のフランジ25を備えている。プーリ本体24と各フランジ25は別体とされており、これによって、フランジ25を取り付ける前にプーリ本体24に歯23を加工することができるようになっている。
As shown in FIG. 2, the
従動プーリ13は、図2及び図3に示すように、ベルト14の軸方向(幅方向)の移動を規制するフランジ等を備えていず、従動プーリ13の軸方向幅は、ベルト14の軸方向幅aと略同一に形成されている。
2 and 3, the driven
前記電動モータ10は、図2に示すように、前記ハウジング5に形成されたモータ取付部26に前記支持ケース15を介して取り付けられている。なお、電動モータ10には該支持ケース15が固定されており、支持ケース15とモータ取付部26とは、図示は省略するが、駆動プーリ12の軸心と従動プーリ13の軸心との間隔を離反或いは接近させることができるように、位置調節自在に連結されている。これによって、両プーリ12,13の軸心間隔が所定距離に調節され、両プーリ12,13に掛け渡されるベルト14には適度な張力が付与されている。
As shown in FIG. 2, the
次に本実施形態の動作について説明する。車両が直進状態にあり、ステアリングホイールの操舵力が入力軸4に入力されていない時には、トルクセンサ8は出力信号を発せず、駆動プーリ12の軸に連結された電動モータ10は補助トルクを発生しない。またこの時、ステアリング部材6も動かず、図示しない車輪に操舵力が作用することはない。
Next, the operation of this embodiment will be described. When the vehicle is in a straight traveling state and the steering force of the steering wheel is not input to the input shaft 4, the torque sensor 8 does not generate an output signal, and the
一方、車両がカーブを曲がろうとする時、運転者がステアリングホイールを回転操舵する。このとき、入力軸4に付与された操舵力が、変換機構7を介してステアリング部材6に伝達され、タイロッド9を経て車輪に伝達される。同時に、入力軸4に加えられた操舵力に応じたトルクがトルクセンサ8により検出され、その検出信号に基づいて駆動された電動モータ10の回転は、駆動プーリ12、従動プーリ13、ボールナット21、ボールねじ軸19を介してステアリング部材6に補助力として付与される。
On the other hand, when the vehicle is about to turn a curve, the driver turns the steering wheel. At this time, the steering force applied to the input shaft 4 is transmitted to the steering member 6 via the conversion mechanism 7 and is transmitted to the wheels via the tie rod 9. At the same time, torque corresponding to the steering force applied to the input shaft 4 is detected by the torque sensor 8, and the rotation of the
本実施形態においては、前記ベルト14が山形状の歯14aを有すると共に、駆動プーリ12及び従動プーリ13が山形状の歯23を有することで、該駆動プーリ12の回転力がベルト14に効率よく伝達されるだけでなく、歯14a,23同士の噛み合いによって、各プーリ12,13に対するベルト14の掛け渡し位置にズレが発生しない。しかも、従動プーリ13がフランジ等を備えないことによって、従動プーリ13に対する歯23の加工性が良い。また、該従動プーリ13がフランジ等を備えないことによって、ベルト14に従動プーリ13を組み付ける際に邪魔になるものがなく組み付け性が良い。更に、従動プーリ13は、前記ベルト14の幅aと略同じ幅とされているので、ハウジング5内部における従動プーリ13の取付スペースを小さくすることができ、装置の大型化を防止することができる。
In the present embodiment, the
1…電動舵取装置、6…ステアリング部材、10…電動モータ、12…駆動プーリ(歯付きプーリ)、13…従動プーリ(歯付きプーリ)、14…ベルト(歯付きベルト)、14a,23…歯、19…ボールねじ軸、20…ボール、21…ボールナット、a…ベルトの軸方向幅。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electric steering device, 6 ... Steering member, 10 ... Electric motor, 12 ... Drive pulley (toothed pulley), 13 ... Driven pulley (toothed pulley), 14 ... Belt (toothed belt), 14a, 23 ... Teeth, 19: Ball screw shaft, 20: Ball, 21: Ball nut, a: Axial width of belt.
Claims (2)
ステアリングホイールの回動に応じて長手方向に往復する棒状のステアリング部材と、該ステアリング部材に形成されたボールねじ軸に複数のボールを介して外挿されたボールナットと、前記電動モータの駆動軸に設けられた歯付き駆動プーリと、該駆動プーリに歯付きベルトを介して連結されて前記ボールナットと一体に回動する歯付き従動プーリとを備えるものにおいて、
前記ベルトの歯は、ベルトの幅方向中央部からベルトの幅方向一側縁と他側縁とに向けて同一周方向に傾斜して延びる山形状に形成され、
前記駆動プーリ及び従動プーリの歯は、前記ベルトの歯に対応する山形状に形成されていることを特徴とする電動舵取装置。 An electric steering device that applies auxiliary torque by an electric motor to steering torque from a steering wheel,
A rod-like steering member that reciprocates in the longitudinal direction in accordance with the rotation of the steering wheel, a ball nut externally inserted through a plurality of balls on a ball screw shaft formed on the steering member, and a drive shaft of the electric motor A toothed drive pulley provided on the toothed belt, and a toothed driven pulley connected to the drive pulley via a toothed belt and rotated integrally with the ball nut,
The teeth of the belt are formed in a mountain shape extending incline in the same circumferential direction from the central portion in the width direction of the belt toward one side edge and the other side edge in the width direction of the belt,
The teeth of the drive pulley and the driven pulley are formed in a mountain shape corresponding to the teeth of the belt.
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JP2009029569A (en) * | 2007-07-26 | 2009-02-12 | Daifuku Co Ltd | Article storage facility |
JP2014227048A (en) * | 2013-05-22 | 2014-12-08 | 株式会社ジェイテクト | Electric power steering device |
US10787195B2 (en) | 2013-05-22 | 2020-09-29 | Jtekt Corporation | Electric power steering system |
US20220242476A1 (en) * | 2019-05-22 | 2022-08-04 | Mando Corporation | Rack-driven power assisted steering device |
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- 2005-02-24 JP JP2005048304A patent/JP2006232048A/en not_active Withdrawn
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