JP2010184599A - Electric power steering device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電動モータによって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。 The present invention relates to an electric power steering apparatus that generates a steering assist force by an electric motor.
電動パワーステアリング装置には、ラック軸に形成したボールねじ軸にボールを介して螺合するボールナットと平行に電動モータを配置し、電動モータのモータ軸に駆動プーリを連結するとともに、ボールナットに従動プーリを取付け、これら駆動プーリと従動プーリとをベルトを介して連結させたベルト伝動機構からなる減速機構を備えたモータ平行タイプの電動パワーステアリング装置がある。 In the electric power steering apparatus, an electric motor is arranged in parallel with a ball nut screwed through a ball to a ball screw shaft formed on a rack shaft, a drive pulley is connected to the motor shaft of the electric motor, and the ball nut is connected to the ball nut. There is a motor parallel type electric power steering apparatus provided with a speed reduction mechanism including a belt transmission mechanism in which a driven pulley is attached and the driving pulley and the driven pulley are connected via a belt.
この種の電動パワーステアリング装置においては、ベルトのテンションが、電動パワーステアリング装置のフリクション、作動音、耐久性等に影響を及ぼすため、例えば、特許文献1に記載されているように、ベルトテンションを調整できるベルトテンショナーが設けられている。 In this type of electric power steering apparatus, the belt tension affects the friction, operating noise, durability, etc. of the electric power steering apparatus. An adjustable belt tensioner is provided.
ところが、ベルトテンションは、季節による温度変化や、使用につれて変動するため、ベルトテンションを常に適切に保持することが必要となるが、特許文献1に記載のものでは、組付け後のベルトテンションの調整を容易に行うことができず、しかも、ベルトテンショナーの構造が複雑になるとともに、組付け性が悪いという問題があった。 However, since the belt tension varies with the temperature change due to the season and use, it is necessary to always keep the belt tension properly. However, in the case of the one described in Patent Document 1, adjustment of the belt tension after assembly is required. In addition, the belt tensioner has a complicated structure and is not easily assembled.
本発明は、上記した従来の問題点を解決するためになされたもので、ベルトの組付け後にベルトテンショナーの取付けおよびテンション調整を容易に行えるようにした電動パワーステアリング装置を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in order to solve the above-described conventional problems, and an object thereof is to provide an electric power steering device in which the belt tensioner can be easily attached and the tension can be adjusted after the belt is assembled. To do.
上記の課題を解決するため、請求項1に係る発明の特徴は、操舵補助力を発生する電動モータと、該電動モータの回転を減速する減速機構と、該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、電動モータによって回転される小径の駆動プーリと、前記操舵軸を包囲して配置される大径の従動プーリと、これら駆動プーリと従動プーリとを連結するベルトと、該ベルトにテンションを付与するベルトテンショナーとを含み、前記ベルトテンショナーは、前記減速機構を収容するハウジングに形成された円筒穴と、該円筒穴に摺動可能に嵌合され先端に前記ベルトを押圧する押圧ローラを回転可能に保持したヨークと、前記円筒穴の開口端に位置調整可能に螺着されたプラグと、該プラグと前記ヨークとの間に介挿され前記ヨークを前記ベルトに向けて付勢するスプリングとによって構成されていることである。 In order to solve the above problems, the invention according to claim 1 is characterized in that an electric motor that generates a steering assist force, a speed reduction mechanism that decelerates the rotation of the electric motor, and an output rotation of the speed reduction mechanism are adjusted to the left and right of the vehicle. A conversion mechanism that converts the steering shaft extending in a direction into an axial movement, and the speed reduction mechanism includes a small-diameter drive pulley that is rotated by an electric motor, and a large-diameter that is disposed so as to surround the steering shaft. A driven pulley, a belt connecting the drive pulley and the driven pulley, and a belt tensioner that applies tension to the belt, the belt tensioner having a cylindrical hole formed in a housing that houses the speed reduction mechanism; A yoke that is slidably fitted in the cylindrical hole and rotatably holds a pressing roller that presses the belt at the tip, and a plug that is screwed to the opening end of the cylindrical hole so that the position can be adjusted. Is that it is constituted by a spring for biasing said belt said yoke interposed between the plug and the yoke.
請求項2に係る発明の特徴は、請求項1において、前記プラグは外周にねじ部を有し、該ねじ部が前記円筒穴の開口端の内周に形成されたねじ穴に位置調整可能に螺合された後、前記ねじ部に螺合するロックナットによって前記ハウジングにロックされるようなっていることである。
The invention according to
請求項3係る発明の特徴は、請求項1または請求項2において、請求項1または請求項2において、前記駆動プーリおよび従動プーリは歯付プーリにて構成され、前記ベルトは歯付ベルトにて構成されていることである。
The invention according to
上記のように構成した請求項1に係る発明によれば、駆動プーリと従動プーリとを連結するベルトにテンションを付与するベルトテンショナーが、減速機構を収容するハウジングに形成された円筒穴と、円筒穴に摺動可能に嵌合され先端にベルトを押圧する押圧ローラを回転可能に保持したヨークと、円筒穴の開口端に位置調整可能に螺着されたプラグと、プラグとヨークとの間に介挿されヨークをベルトに向けて付勢するスプリングとによって構成されているので、ベルトテンショナーは、駆動および従動プーリにベルトを組付けた後に、ハウジングの外部より容易に組付けることができる。しかも、ベルトテンションの調整もハウジングの外部よりプラグを位置調整するだけの簡単な操作で実施することができる。 According to the invention according to claim 1 configured as described above, the belt tensioner that applies tension to the belt that connects the driving pulley and the driven pulley includes the cylindrical hole formed in the housing that houses the speed reduction mechanism, and the cylinder A yoke that slidably fits in the hole and rotatably holds a pressing roller that presses the belt at the tip, a plug that is screwed to the opening end of the cylindrical hole so as to be adjustable, and a gap between the plug and the yoke The belt tensioner can be easily assembled from the outside of the housing after assembling the belt to the driving and driven pulleys because it is constituted by a spring that is inserted and biases the yoke toward the belt. In addition, the belt tension can be adjusted with a simple operation by simply adjusting the position of the plug from the outside of the housing.
請求項2に係る発明によれば、プラグは外周にねじ部を有し、ねじ部が円筒穴の開口端の内周に形成されたねじ穴に位置調整可能に螺合された後、ねじ部に螺合するロックナットによってハウジングにロックされるようなっているので、ベルトテンションの調整時には、ロックナットを緩めてプラグを回転させるだけで、ベルトテンションを適切かつ容易に調整することができる。
According to the invention of
請求項3に係る発明によれば、駆動プーリおよび従動プーリは歯付プーリにて構成され、ベルトは歯付ベルトにて構成されているので、電動モータにて付与された駆動プーリの回転をベルトを介して従動プーリに滑りのない状態で確実に伝達することができる。
According to the invention of
以下本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図1は、本実施の形態に係る電動パワーステアリング装置10の模式図を示し、電動パワーステアリング装置10は、操舵部材としてのステアリングホイール11に連結されたステアリングシャフト12と、ステアリングシャフト12の先端部に設けられたピニオン軸13と、ピニオン軸13に噛合う操舵軸としてのラック軸14と、ピニオン軸13およびラック軸14を収容するハウジング15を備えている。ピニオン軸13は、ハウジング15にラック軸14の軸線と交差する軸線の回りに回動可能に支持され、ラック軸14は、ハウジング15に車両の横方向(直進方向と直交する方向)に直線往復移動可能に支持されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram of an electric
ラック軸14の両端部にはタイロッド16がそれぞれ連結され、これらタイロッド16は図略のナックルアームを介して転舵輪17に連結されている。これにより、ステアリングホイール11が操作されてステアリングシャフト12が回転されると、この回転がピニオン軸13およびラック軸14からなるラックピニオン機構によってラック軸14の直線運動に変換され、タイロッド16を介して転舵輪17が転舵される。
ステアリングシャフト12は、ステアリングホイール11に連なる入力軸21と、ピニオン軸13に連なる出力軸22とに分割されており、これら入力軸21および出力軸22は、トーションバー23を介して同一の軸線上で互いに相対回転可能に連結されている。
The
また、電動パワーステアリング装置10には、入力軸21および出力軸22の相対回転変位量に基づいて操舵トルクを検出するトルクセンサ24と、操舵補助用の電動モータ25が備えられている。トルクセンサ24の検出結果は制御部26に与えられ、制御部26はトルク検出結果や車速検出結果等に基づいて、モータ制御ユニット27を介して電動モータ25への印加電圧を制御する。
In addition, the electric
電動モータ25の回転は、プーリ・ベルト伝動機構からなる減速機構28によって減速され、減速機構28の出力回転はボールねじ機構からなる変換機構29に伝達される。変換機構29は減速機構28の出力回転をラック軸14の軸方向運動に変換し、これによって操舵が補助される。
The rotation of the
図2および図3は、プーリ・ベルト伝動機構からなる減速機構28とボールねじ機構からなる変換機構29部分の具体的構成を示すもので、ハウジング15は、減速機構28および変換機構29を収容する減速ハウジング31を有しており、この減速ハウジング31に、電動モータ25を取付けるモータハウジング32が結合されている。モータハウジング32には、駆動軸33が軸受34を介して電動モータ25のモータ軸35と同一の軸線上に回転可能に支持され、駆動軸33の一端はモータ軸35に継手36を介して連結されている。駆動軸33の先端には、外周にはすば状の歯を形成した小径の駆動歯付プーリ37が一体的に設けられている。また、モータハウジング32には、リング状の従動軸38が軸受39を介して駆動軸33と平行な軸線の回りに回転可能に支持されている。従動軸38の一端外周には、外周にはすば状の歯を形成した大径の従動歯付プーリ40が一体的に取付けられ、この従動歯付プーリ40と駆動歯付プーリ37との間に、これらプーリ37,40に噛合う歯付ベルト(タイミングベルト)41が掛け渡されている。これにより、電動モータ25によって付与された駆動歯付プーリ37の回転は、歯付ベルト41を介して従動歯付プーリ40に滑りのない状態で伝達される。
FIGS. 2 and 3 show a specific configuration of a
従動軸38の内周には、ボールナット43が一体的に設けられ、このボールナット43をラック軸14と一体的に形成したボールねじ軸44が軸方向に挿通されている。ボールねじ軸44とボールナット43はボール45を介して螺合され、これにより、ボールナット40が回転されると、ボールねじ軸41(ラック軸14)が軸線方向に移動されるようになっている。
A
上記した駆動歯付プーリ37、従動歯付プーリ40および歯付ベルト41により、減速機構28が構成され、また、上記したボールナット43、ボールねじ軸44およびボール45により、変換機構29が構成されている。
The
減速ハウジング31には、図3および図4に示すように、駆動歯付プーリ37と従動歯付プーリ40との中間位置において、歯付ベルト41に向かって開口する円筒穴50が歯付プーリ37、40の軸線と直角な軸線方向に形成されている。円筒穴50の開口端は減速ハウジング31の外部に開口されている。円筒穴50には、先端に押圧ローラ51を歯付プーリ37、40の軸線と平行な軸線の回りに回転可能に保持したヨーク52が摺動可能に嵌合されている。円筒穴50の開口端の内周にはねじ穴50aが形成され、このねじ穴50aにプラグ53の外周に形成されたねじ部53aが螺合され、プラグ53は円筒穴50に対して位置調整できるようになっている。ヨーク52とプラグ53との間には、スプリング55が圧縮した状態で介挿され、このスプリング55の付勢力によってヨーク52が歯付ベルト41に向かって押圧され、押圧ローラ51が歯付ベルト41を押圧して歯付ベルト41にテンションを付与するようになっている。プラグ53のねじ部53aにはロックナット56が螺合され、プラグ53を円筒穴50に対して位置調整した後に、ロックナット56を円筒穴50の開口端面に締付けることにより、プラグ53を任意の位置でロックできるようになっている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
上記した円筒穴50、ヨーク52、プラグ53およびスプリング55等によって、歯付ベルト41にテンションを付与するベルトテンショナー57を構成している。
The above-described
上記した構成のベルトテンショナー57は、歯付プーリ37、40に歯付ベルト41が組付けられた後に、ハウジング15(減速ハウジング31)の外部より容易に組付けることができ、しかも、ベルトテンションの調整もハウジング15(減速ハウジング31)の外部より、ロックナット56を緩めてプラグ53を回転させるだけの簡単な操作で行い得る。
The
次に、上記した実施の形態における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。ステアリングホイール11が操舵されると、ステアリングシャフト12に操舵トルクが入力され、ピニオン軸13が回転される。ステアリングシャフト12に入力された操舵トルクは、トルクセンサ24により検出され、検出された操舵トルクに基づいて電動モータ25が制御され、操舵補助トルクを発生させる。電動モータ25による操舵補助トルクは、駆動軸33より、駆動歯付プーリ37、歯付ベルト41および従動歯付プーリ40を介してボールナット43に伝達され、ボールナット43の回転によりボールねじ軸44と一体的にラック軸14が軸方向に移動される。ラック軸14の軸方向移動により、タイロッド16およびナックルアームを介して転舵輪17が転舵され、運転者によるステアリングホイール11の操舵力が軽減される。
Next, the operation of the electric
ところで、ベルトテンショナー57は、歯付プーリ37、40に歯付ベルト41が組付けられた後、ハウジング15(減速ハウジング31)の外部より組付けることができる。すなわち、歯付プーリ37、40に歯付ベルト41が組付けられた後、減速ハウジング31の円筒穴50に押圧ローラ51を保持したヨーク52が嵌合され、次いで、円筒穴50内にスプリング55が挿入される。その状態で、プラグ53が円筒穴50の開口端に螺合され、スプリング55の圧縮量が適切に設定されるように位置調整され、その位置でロックナット56によりロックされる。
By the way, the
上記した実施の形態においては、ベルトテンショナー57を、駆動歯付プーリ37、従動歯付プーリ40および歯付ベルト41にて構成した例について述べたが、プーリ37、40およびベルト41は必ずしも歯付のものに限定されるものではなく、例えば、プーリ37、40とベルト41との摩擦係合力を大きくすることによって歯をなくすることもできる。
In the above-described embodiment, the
以上、本発明を実施の形態に即して説明したが、本発明は実施の形態で述べた構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々の形態を採り得るものである。 Although the present invention has been described with reference to the embodiments, the present invention is not limited to the configurations described in the embodiments, and does not depart from the gist of the present invention described in the claims. It can take various forms.
本発明に係る電動パワーステアリング装置は、電動モータの回転を駆動プーリ、ベルトおよび従動プーリによって操舵軸に減速して伝達する減速機構のベルトテンションを調整するものに適している。 The electric power steering apparatus according to the present invention is suitable for adjusting the belt tension of a speed reduction mechanism that transmits the rotation of an electric motor to a steering shaft by reducing the speed by a drive pulley, a belt, and a driven pulley.
10…電動パワーステアリング装置、11…操舵部材、14…操舵軸、15…ハウジング、25…電動モータ、28…減速機構、29…変換機構、33…駆動軸、37…駆動プーリ、38…従動軸、40…従動プーリ、41…ベルト、43…ボールナット、44…ボールねじ軸、45…ボール、50…円筒穴、51…押圧ローラ、52…ヨーク、53…プラグ、55…スプリング、56…ロックナット、57…ベルトテンショナー。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記減速機構は、電動モータによって回転される小径の駆動プーリと、前記操舵軸を包囲して配置される大径の従動プーリと、これら駆動プーリと従動プーリとを連結するベルトと、該ベルトにテンションを付与するベルトテンショナーとを含み、
前記ベルトテンショナーは、前記減速機構を収容するハウジングに形成された円筒穴と、該円筒穴に摺動可能に嵌合され先端に前記ベルトを押圧する押圧ローラを回転可能に保持したヨークと、前記円筒穴の開口端に位置調整可能に螺着されたプラグと、該プラグと前記ヨークとの間に介挿され前記ヨークを前記ベルトに向けて付勢するスプリングとによって構成されていることを特徴とする電動パワーステアリング装置。 An electric motor that generates a steering assist force, a speed reduction mechanism that decelerates the rotation of the electric motor, and a conversion mechanism that converts the output rotation of the speed reduction mechanism into an axial movement of a steering shaft extending in the left-right direction of the vehicle. Prepared,
The reduction mechanism includes a small-diameter driving pulley that is rotated by an electric motor, a large-diameter driven pulley that is disposed so as to surround the steering shaft, a belt that connects the driving pulley and the driven pulley, and the belt. Including a belt tensioner for applying tension,
The belt tensioner includes a cylindrical hole formed in a housing that accommodates the speed reduction mechanism, a yoke that rotatably holds a pressing roller that is slidably fitted into the cylindrical hole and presses the belt at a tip, A plug screwed to the opening end of the cylindrical hole so as to be position-adjustable, and a spring inserted between the plug and the yoke to bias the yoke toward the belt. Electric power steering device.
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2009
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