JP2007112245A

JP2007112245A - 電動パワーステアリング装置

Info

Publication number: JP2007112245A
Application number: JP2005304476A
Authority: JP
Inventors: Seiji Ueno; 星治上野; Kazuo Chikaraishi; 一穂力石
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2005-10-19
Filing date: 2005-10-19
Publication date: 2007-05-10

Abstract

【課題】ベルト式減速機構の回転方向反転時に発生するアイドラプーリの衝突音を低減することができる電動式パワーステアリング装置を提供する。
【解決手段】操舵補助力を発生する電動モータ１１の回転を減速するベルト式減速機構１２と、ベルト式減速機構１２の出力回転を車輪の操舵軸１３の軸方向移動に変換する駆動変換装置１４と、を備え、ベルト式減速機構１２は、電動モータ１１の回転軸１１ａに取り付けられる入力プーリ２２と、操舵軸１３に外挿される出力プーリ２３と、入力プーリ２２と出力プーリ２３との間に掛け渡される歯付ベルト２４と、歯付ベルト２４を押圧して歯付ベルト２４に張力を付与するアイドラプーリ２５と、を有する電動式パワーステアリング装置１０であって、アイドラプーリ２５を回転可能に支持する転がり軸受３２が、弾性部材３６を介してアイドラプーリ２５のスラスト力を受ける。
【選択図】図３

Description

本発明は、ベルト式の動力伝達機構が採用されたラックアシストタイプの電動式パワーステアリング装置に関する。

従来の車両の電動式パワーステアリング装置として、操舵補助力を発生する電動モータの回転をベルト式減速機構を介して減速し、この減速回転を例えばボールねじ等の駆動変換装置を介して車輪の操舵軸（例えばラック軸）の軸方向移動に変換することにより、ステアリング操作をアシストするものが知られており、ベルト式減速機構は、電動モータの回転軸に取り付けられる入力プーリと、操舵軸に外挿される出力プーリと、入力プーリと前記出力プーリとの間に掛け渡される歯付ベルトと、歯付ベルトを押圧して歯付ベルトに張力を付与するアイドラプーリと、を備えている。

図５は、従来のアイドラプーリの支持構造の一例を示したものであり、アイドラプーリ１は、ベルト減速機構のハウジング２にピン３を介して揺動可能に保持されたホルダ４の固定軸５に一対の転がり軸受６を介して回転可能に支持されている。そして、ホルダ４をばね等の付勢部材や調整ボルトによって押圧することにより、アイドラプーリ１で歯付ベルトを押圧して歯付ベルトに張力を付与するようになっている（例えば、特許文献１〜３参照）。これにより、入力プーリに巻き掛けられる歯付ベルトの領域を拡げることができるので、入力プーリとして小型のプーリを用いて大減速比を確保する場合にも、トルクを安定して伝達することができると共に、耐久性を向上することができる。

特開２００３−２２０９５８号公報国際公開第２００４／０１８２７９号パンフレット国際公開第２００４／０９８９８０号パンフレット

ところで、ベルト式減速機構の歯付ベルトには、作動音の低減を目的として、通常、ハス歯付ベルトが用いられるが、ハス歯付ベルトを用いた場合、ベルト駆動時にハス歯によるスラスト力が発生し、ベルトがアイドラプーリの軸方向に移動する（片寄る）性質がある。ベルトが軸方向に移動すると、アイドラプーリにも同方向のスラスト力が加わるため、アイドラプーリが軸方向にガタの分だけ移動する。

また、ステアリングが左右に回転すると、操舵軸も左右に軸移動するため、ベルト式減速機構についても回転方向が反転することになるが、ベルトの回転方向の反転に伴いベルトの移動（片寄り）方向も反転するため、かかる反転に伴いアイドラプーリも軸方向のガタの分だけ移動してしまう。その際、アイドラプーリの端面が他の部材に突き当たり、衝突音が発生する可能性がある。

本発明は、このような不都合を解消するためになされたものであり、その目的は、ベルト式減速機構の回転方向反転時に発生するアイドラプーリの衝突音を低減することが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。

本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）操舵補助力を発生する電動モータの回転を減速するベルト式減速機構と、ベルト式減速機構の出力回転を車輪の操舵軸の軸方向移動に変換する駆動変換装置と、を備え、ベルト式減速機構は、電動モータの回転軸に取り付けられる入力プーリと、操舵軸に外挿される出力プーリと、入力プーリと出力プーリとの間に掛け渡される歯付ベルトと、歯付ベルトを押圧して歯付ベルトに張力を付与するアイドラプーリと、を有する電動式パワーステアリング装置であって、アイドラプーリを回転可能に支持する転がり軸受が、弾性部材を介してアイドラプーリのスラスト力を受けることを特徴とする電動式パワーステアリング装置。
（２）弾性部材を転がり軸受の軸方向端部に配置することを特徴とする（１）に記載の電動式パワーステアリング装置。
（３）転がり軸受の外輪とアイドラプーリとを一つの部材に一体化することを特徴とする（１）又は（２）に記載の電動式パワーステアリング装置。
（４）ベルト式減速機構のハウジングにアイドラプーリを支持するホルダがピンを支点として揺動自在に保持され、ホルダとハウジングとの間におけるピンの両端部に弾性部材を介装することを特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記載の電動式パワーステアリング装置。
（５）駆動変換装置としてボールねじを用い、操舵軸にボールねじのねじ溝を形成すると共に、ボールねじのナットに出力プーリを連結したことを特徴とする（１）〜（４）のいずれかに記載の電動式パワーステアリング装置。

本発明によれば、アイドラプーリを回転可能に支持する転がり軸受が、弾性部材を介してアイドラプーリのスラスト力を受けるため、ベルト式減速機構の回転方向反転時に発生するアイドラプーリの衝突音を低減することができる。

以下、本発明に係る電動パワーステアリング装置の各実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

（第１実施形態）
まず、図１〜図３を参照して、本発明に係る電動パワーステアリング装置の第１実施形態について説明する。
図１は本発明に係る電動式パワーステアリング装置の第１実施形態を説明するための要部断面図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図、図３は図２のＢ−Ｂ線断面図である。

本実施形態の電動式パワーステアリング装置１０は、図１に示すように、ラックアシストタイプであって、ステアリングシャフト先端部のピニオンに噛合するラックが設けられる車輪のラック軸（操舵軸）１３と、操舵補助力を発生する電動モータ１１と、電動モータ１１の回転を減速するベルト式減速機構１２と、ベルト式減速機構１２の出力回転（減速回転）をラック軸１３の軸方向移動に変換するボールねじ（駆動変換装置）１４と、を備えている。

ラック軸１３は、ラックハウジング（ハウジング）１５及び減速機構ハウジング（ハウジング）３０内に挿通されて、その端部には球面継手３９を介してタイロッド１６が結合されている。タイロッド１６には、不図示のナックルアームを介して車輪が連結されている。また、ラック軸１３の外周面にはボールねじ１４の雄ねじ溝１７が部分的に形成されており、この雄ねじ溝１７には、雄ねじ溝１７に対応する雌ねじ部１８を内周面に有するナット１９が複数のボール２０を介して螺合されている。ナット１９は、ラックハウジング１５に複列の転がり軸受２１を介して回転可能に支持されている。

電動モータ１１の端部には、略円筒形状のモータフランジ１１ｂがボルト締めされており、このモータフランジ１１ｂの嵌合部１１ｃが、ラックハウジング１５に形成されるモータ支持穴１５ａにインロー嵌合されている。

ベルト式減速機構１２は、ラックハウジング１５に介装された減速機構ハウジング３０に収納されており、電動モータ１１の回転軸１１ａにスプライン結合等により連結される入力プーリ２２と、ラック軸１３に外挿される入力プーリ２２より大径の出力プーリ２３と、入力プーリ２２と出力プーリ２３との間に掛け渡されるハス歯付ベルト２４と、ハス歯付ベルト２４を押圧して歯付ベルト２４に張力を付与するアイドラプーリ２５（図２参照。）と、を備えている。

入力プーリ２２のプーリ軸２２ａは、一対の転がり軸受２６，２６を介してラックハウジング１５及び減速機構ハウジング３０に回転可能に支持される。出力プーリ２３のプーリ軸２３ａは、一対の転がり軸受２７，２７を介してラックハウジング１５及び減速機構ハウジング３０に回転可能に支持されると共に、ボールねじ１４のナット１９端部にスプライン結合等により連結されている。これにより、電動モータ１１の出力回転は、回転軸１１ａ、入力プーリ２２、ハス歯付ベルト２４、出力プーリ２３を介してボールねじ１４のナット１９に減速して伝達され、ラック軸１３の軸方向移動に変換される。

アイドラプーリ２５は、図２及び図３に示すように、ラックハウジング１５及び減速機構ハウジング３０にピン２８を介して揺動可能に保持されるホルダ２９の固定軸３１に一対の転がり軸受３２を介して回転可能に支持されている。そして、ホルダ２９を、例えば、減速機構ハウジング３０に螺合された調整ボルト３３（図２参照。）等によって押圧することにより、ハス歯付ベルト２４に対するアイドラプーリ２５の押圧力を調整して、ハス歯付ベルト２４に付与する張力を調整するようになっている。

そして、本実施形態では、一対の転がり軸受３２は、アイドラプーリ２５に内嵌される外輪３２ａと、ホルダ２９の固定軸３１に外嵌される内輪３２ｂと、外輪３２ａと内輪３２ｂとの間に転動自在に介設される複数の転動体３２ｃと、を備え、内輪３２ｂの軸方向端部とホルダ２９との間にそれぞれスペーサ３４を介装すると共に、このスペーサ３４のホルダ２９と対向する面に形成される環状凹溝３５に弾性リング（弾性部材）３６を装着している。これにより、弾性リング３６がホルダ２９とスペーサ３４との間に介装されると共に、転がり軸受３２の軸方向端部に配置されることとなり、アイドラプーリ２５を回転可能に支持する一対の転がり軸受３２が、弾性リング３６を介してアイドラプーリ２５のスラスト力を受ける構造になっている。

また、本実施形態では、ホルダ２９とラックハウジング１５及び減速機構ハウジング３０との間におけるピン２８の両端部にそれぞれ弾性リング３７を配置し、この弾性リング３７をラックハウジング１５及び減速機構ハウジング３０に形成した環状凹溝３８に装着している。これにより、弾性リング３７をホルダ２９とラックハウジング１５及び減速機構ハウジング３０との間に介装している。

従って、本実施形態の電動式パワーステアリング装置１０によれば、アイドラプーリ２５を回転可能に支持する一対の転がり軸受３２が、弾性リング３６を介してアイドラプーリ２５のスラスト力を受けるため、アイドラプーリ２５の軸方向のがたつきを吸収することができると共に、ベルト式減速機構１２の回転方向反転時にアイドラプーリ２５が軸方向に移動してホルダ２９の内壁と衝突した際に発生する衝撃音を低減することができる。

また、本実施形態の電動式パワーステアリング装置１０によれば、ホルダ２９とラックハウジング１５及び減速機構ハウジング３０との間におけるピン２８の両端部にそれぞれ弾性リング３７を介装しているため、ホルダ２９の軸方向のがたつきを吸収することができると共に、ベルト式減速機構１２の回転方向反転時にホルダ２９が軸方向に移動してラックハウジング１５又は減速機構ハウジング３０の内壁と衝突した際に発生する衝撃音を低減することができる。

（第２実施形態）
次に、図４を参照して、本発明に係る電動パワーステアリング装置の第２実施形態について説明する。
図４は本発明に係る電動式パワーステアリング装置の第２実施形態を説明するための要部断面図である。

本記実施形態の電動式パワーステアリング装置１０では、図４に示すように、アイドラプーリ２５をホルダ２９に回転可能に支持する転がり軸受を複列の転がり軸受４０とし、この転がり軸受４０の外輪４０ａとアイドラプーリ２５とを一つの部材で一体化している。また、転がり軸受４０の内輪４０ｂとホルダ２９との間に弾性リング３６を配置し、弾性リング３６をホルダ２９に形成される環状凹溝４１に装着している。

従って、本実施形態の電動式パワーステアリング装置１０によれば、転がり軸受４０の外輪４０ａとアイドラプーリ２５とを一つの部材で一体化するため、アイドラプーリ２５の外径をより小径にすることができるので、減速比を大きくすることができる。また、部品点数を少なくすることができるので、組立て工数や製造コストを削減することができる。
その他の構成及び作用効果については、上記した第１実施形態と同様である。

なお、本発明は、前述した各実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良等が可能である。
例えば、本実施形態では、アイドラプーリのスラスト力を受ける転がり軸受に深溝玉軸受を使用した場合を例示したが、これに限定されず、アイドラプーリのスラスト力を受けることができる転がり軸受であれば適宜に使用してよい。

本発明に係る電動式パワーステアリング装置の第１実施形態を説明するための要部断面図である。図１のＡ−Ａ線断面図である。図２のＢ−Ｂ線断面図である。本発明に係る電動式パワーステアリング装置の第２実施形態を説明するための要部断面図である。従来のアイドラプーリの支持構造の一例を示す断面図である。

符号の説明

１０電動式パワーステアリング装置
１１電動モータ
１１ａ回転軸
１２ベルト式減速機構
１３ラック軸（操舵軸）
１４ボールねじ（駆動変換装置）
１５ラックハウジング（ハウジング）
２２入力プーリ
２３出力プーリ
２４歯付ベルト
２５アイドラプーリ
３０減速機構ハウジング（ハウジング）
３２転がり軸受
３６弾性リング（弾性部材）

Claims

操舵補助力を発生する電動モータの回転を減速するベルト式減速機構と、前記ベルト式減速機構の出力回転を車輪の操舵軸の軸方向移動に変換する駆動変換装置と、を備え、
前記ベルト式減速機構は、前記電動モータの回転軸に取り付けられる入力プーリと、前記操舵軸に外挿される出力プーリと、前記入力プーリと前記出力プーリとの間に掛け渡される歯付ベルトと、前記歯付ベルトを押圧して前記歯付ベルトに張力を付与するアイドラプーリと、を有する電動式パワーステアリング装置であって、
前記アイドラプーリを回転可能に支持する転がり軸受が、弾性部材を介して前記アイドラプーリのスラスト力を受けることを特徴とする電動式パワーステアリング装置。
前記弾性部材を前記転がり軸受の軸方向端部に配置することを特徴とする請求項１に記載の電動式パワーステアリング装置。
前記転がり軸受の外輪と前記アイドラプーリとを一つの部材に一体化することを特徴とする請求項１又は２に記載の電動式パワーステアリング装置。
前記ベルト式減速機構のハウジングに前記アイドラプーリを支持するホルダがピンを支点として揺動自在に保持され、前記ホルダと前記ハウジングとの間における前記ピンの両端部に弾性部材を介装することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の電動式パワーステアリング装置。
前記駆動変換装置としてボールねじを用い、前記操舵軸に前記ボールねじのねじ溝を形成すると共に、前記ボールねじのナットに前記出力プーリを連結したことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の電動式パワーステアリング装置。