JP2013095395A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ベルトの張力を増大調整する際の作業性を向上させること。
【解決手段】電動パワーステアリング装置１００では、電動モータの回転軸２１と同軸上に結合した駆動プーリ３１の回転力を、ステアリング装置の回転部材と同軸上に結合した従動プーリ３２に、ベルト３３を介して伝達することによって、操舵アシストを行うように構成されている。電動パワーステアリング装置１００には、ベルト３３の張力を調整するベルト張力調整機構Ａが設けられている。ベルト張力調整機構Ａは、ステアリング装置のハウジング１４に設けられた円形の支持部１４ａと、電動モータのケーシング２２に回転軸２１に対して偏心して設けられて支持部１４ａに対して回転可能に組付けられる連結部２２ａを備えるとともに、支持部１４ａに対する連結部２２ａの相対回転をベルト３３の張力が増大する回転方向に許容し逆回転を規制する回転方向規制手段Ａ１を備えている。
【選択図】 図３

Description

本発明は、電動パワーステアリング装置、特に、電動モータの回転軸と同軸上に結合した駆動プーリの回転力を、ステアリング装置の回転部材と同軸上に結合した従動プーリに、ベルトを介して伝達することによって、操舵アシストを行うように構成した電動パワーステアリング装置に関する。

この種の電動パワーステアリング装置は、例えば、下記特許文献１に示されている。下記特許文献１に記載されている電動パワーステアリング装置においては、ステアリング装置のハウジング（ギヤハウジング）と電動モータのケーシング（モータハウジング）間に介装した調整カラー（これは、モータハウジングを回転不能に支持し、駆動プーリを回転可能に支持していて、ギヤハウジングに設けられて駆動プーリの回転中心に対して偏心した取付孔に回転可能に組付けられている）を回転させることにより、ベルトの張力を調整するように構成されている。

特開２００５−３２４７０８号公報

ところで、上記特許文献１に記載されている電動パワーステアリング装置では、調整カラーを回転させて、ベルトの張力を調整しながら、調整カラーに組付けられている電動モータのケーシングを、ステアリング装置のハウジングに対して組付ける（調整後の位置で固定する）必要があり、その際に、両者の回転位相を固定する治具が必要であって作業性が悪い。

本発明は、上記した課題を解決すべくなされたものであり、
電動モータの回転軸と同軸上に結合した駆動プーリの回転力を、ステアリング装置の回転部材と同軸上に結合した従動プーリに、ベルトを介して伝達することによって、操舵アシストを行うように構成した電動パワーステアリング装置において、
前記ベルトの張力を調整するベルト張力調整機構が設けられていて、同ベルト張力調整機構は、前記ステアリング装置のハウジングに設けられた円形の支持部と、前記電動モータのケーシングに前記回転軸に対して偏心して設けられて前記支持部に対して回転可能に組付けられる連結部を備えるとともに、前記支持部に対する前記連結部の相対回転を前記ベルトの張力が増大する回転方向に許容し逆回転を規制する回転方向規制手段を備えていることに特徴がある。

本発明による電動パワーステアリング装置おいては、ベルト張力調整機構が、上記したハウジングの支持部とケーシングの連結部を備えるとともに、前記支持部に対する前記連結部の相対回転を前記ベルトの張力が増大する回転方向に許容し逆回転を規制する回転方向規制手段を備えている。このため、ベルトの張力が増大する回転方向にケーシングの連結部をハウジングの支持部に対して回転させることで、ベルトの張力を増大調整することができる。しかも、ベルトの張力を増大調整した状態では、ベルト張力調整機構の回転方向規制手段によって連結部の支持部に対する逆回転が規制される。なお、ベルトの張力が増大調整された後には、ハウジングとケーシングがボルト等の固定手段にて連結固定されて、ベルトの張力が維持されることも可能である。

したがって、本発明では、ベルトの張力を増大調整する際に、ハウジングとケーシングの回転位相を固定する治具が不要であって、作業性を向上させることが可能である。また、本発明では、仮に、ボルト等の固定手段によるハウジングとケーシングの連結固定が緩んだ際にも、ベルト張力調整機構の回転方向規制手段が連結部の支持部に対する逆回転を規制する。このため、両者の回転位相ズレが防止されて、この回転位相ズレに伴うベルト張力の低下が防止される。

上記した本発明の実施に際して、前記回転方向規制手段が、ラチェットとポールを備えたラチェット機構であって、前記ラチェットの歯ピッチは、ベルト個体差（ばらつき）の上限（ベルトの張力が大きくなる場合の上限）におけるベルト張力の目標張力範囲に収まる角度調整範囲より小さく設定されていることも可能である。この場合には、ベルト個体差の上限においても、ベルト張力調整作業時において最後に実行されるラチェットの１歯分の角度調整により、ベルト張力の目標張力範囲に収まる角度調整範囲内にて、ポールがラチェットの歯に係合して逆回転を規制する。したがって、上記した１歯分の角度調整にて、角度調整範囲以上に調整されること（ベルトの張力が過剰に増大調整されること）がなくて、ベルトの張力調整を的確に行うことが可能である。

本発明に係る電動パワーステアリング装置の一実施形態を概略的に示した縦断正面図である。 図１の要部拡大断面図である。 図２に示したステアリング装置のハウジングと電動モータのケーシングの関係を示した断面図である。 図３に示したハウジングに対するケーシングの回転角度とベルト張力との関係を示した線図である。 本発明に係る電動パワーステアリング装置の他の実施形態を概略的に示した図２相当の断面図である。 図５に示したステアリング装置のハウジングと電動モータのケーシングの関係を示した断面図である。

以下に、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１〜図３は本発明に係る電動パワーステアリング装置の一実施形態を概略的に示していて、この電動パワーステアリング装置１００では、車幅方向に配置されるラック軸１１（ボールねじ軸）に対して電動モータ２０が並列的に配置されている。電動パワーステアリング装置１００は、ラック式のステアリング装置１０と電動モータ２０を備えていて、電動モータ２０の回転軸２１と同軸上にトルク伝達可能に結合した駆動プーリ３１の回転力（電動モータ２０の回転力）を、ステアリング装置１０の回転部材であるボールナット１２と同軸上にトルク伝達可能に結合した従動プーリ３２に、歯付のベルト３３を介して伝達することによって、操舵アシストを行うように構成されている。

ラック式のステアリング装置１０は、それ自体公知のものであり、ステアリングホイール（図示省略）にピニオンシャフト（図示省略）とステアリングシャフト（図示省略）等を介して連結されているラック軸１１が、ハウジング１４に車幅方向にて移動可能に支持されている。また、このステアリング装置１０では、ボールナット１２が、軸受１３を介してステアリング装置１０のハウジング１４に回転自在に組付けられている。また、ボールナット１２と軸受１３が、ボールナット１２に組付けた固定ナット１５と、ハウジング１４に組付けた固定ナット１６によって位置決め固定されている。

電動モータ２０は、ステアリングホイールからステアリングシャフトに伝達される操舵トルクに応じて駆動されるように構成されている。このため、回転軸２１の回転が、駆動プーリ３１、ベルト３３、従動プーリ３２を介してボールナット１２に伝達されて、ラック軸１１の軸方向駆動力（アシスト力）とされて、操舵アシストが行なわれる。なお、回転軸２１は、電動モータ２０のケーシング２２に回転自在に組付けられている。

ところで、この実施形態においては、ステアリング装置１０のハウジング１４と電動モータ２０のケーシング２２間に、図２および図３に示したように、ベルト３３の張力を調整するためのベルト張力調整機構Ａが設けられている。ベルト張力調整機構Ａは、ステアリング装置１０のハウジング１４に設けられた円形の支持部（孔部）１４ａと、電動モータ２０のケーシング２２に回転軸２１に対して偏心して設けられて支持部１４ａに対して回転可能に組付けられる連結部（軸部）２２ａを備えるとともに、支持部１４ａに対する連結部２２ａの相対回転をベルト３３の張力が増大する回転方向（図３の矢印方向、すなわち、反時計回転方向）に許容し逆回転を規制する回転方向規制手段Ａ１を備えている。

回転方向規制手段Ａ１は、連結部２２ａに設けた円弧状のラチェット４１（爪歯車）と、このラチェット４１の各爪歯４１ａに係合可能なポール４２（爪）を備えたラチェット機構であって、ラチェット４１の歯ピッチαは、ベルト個体差（ばらつき）の上限におけるベルト張力の目標張力範囲に収まる角度調整範囲Δθ１（図４参照）より小さく設定（α＜Δθ１）されている。なお、ベルト個体差（ばらつき）の下限におけるベルト張力の目標張力範囲に収まる角度調整範囲Δθ２は、上記した上限の角度調整範囲Δθ１より大きくなっていて、ラチェット４１の歯ピッチαより大きく（α＜Δθ２）なっている。

この実施形態では、ラチェット４１が連結部２２ａの全周に設けられておらず、１／３周程度（必要量）の長さで設けられている。また、この実施形態では、ポール４２が支持部１４ａに設けた凹部１４ａ１に設けられていて、ビス４３を用いてステアリング装置１０のハウジング１４に組付けられている。なお、この実施形態では、図２に示したように、ハウジング１４の左右分割部にシールリングＳ１が介装され、ハウジング１４とケーシング２２のフランジ部２２ｂ間にシールリングＳ２が介装されている。

上記のように構成したこの実施形態の電動パワーステアリング装置においては、ベルト張力調整機構Ａが、ハウジング１４の支持部１４ａとケーシング２２の連結部２２ａを備えるとともに、支持部１４ａに対する連結部２２ａの相対回転をベルト３３の張力が増大する回転方向に許容し逆回転を規制する回転方向規制手段Ａ１を備えている。このため、ベルト３３の張力が増大する回転方向にケーシング２２の連結部２２ａをハウジング１４の支持部１４ａに対して回転させることで、ベルト３３の張力を増大調整することができる。しかも、ベルト３３の張力を増大調整した状態では、ベルト張力調整機構Ａの回転方向規制手段Ａ１によって逆回転が規制される。なお、ベルト３３の張力が調整された後には、ケーシング２２のフランジ部２２ｂに設けた円弧状長孔（図示省略）に挿通されてハウジング１４に螺着される複数個のボルト５１にて、ハウジング１４とケーシング２２が一体的に連結固定されて、ベルト３３の張力が維持されるように構成されている。

したがって、この実施形態では、ベルト３３の張力を増大調整する際に、ハウジング１４とケーシング２２の回転位相を固定する治具が不要であって、作業性を向上させることが可能である。また、この実施形態では、仮に、ボルト５１によるハウジング１４とケーシング２２の連結固定が緩んだ際にも、ベルト張力調整機構Ａの回転方向規制手段Ａ１が連結部２２ａの支持部１４ａに対する逆回転を規制する。このため、両者の回転位相ズレが防止されて、この回転位相ズレに伴うベルト張力の低下が防止される。

また、この実施形態では、回転方向規制手段Ａ１が、ラチェット４１とポール４２を備えたラチェット機構であって、ラチェット４１の歯ピッチαは、ベルト個体差の上限におけるベルト張力の目標張力範囲に収まる角度調整範囲Δθ１より小さく設定されている。このため、ベルト個体差の上限においても、ベルト張力調整作業時において最後に実行されるラチェット４１の１歯分の角度調整（α）により、ベルト張力の目標張力範囲に収まる角度調整範囲（Δθ１）内にて、ポール４２がラチェット４１の歯４１ａに係合して逆回転を規制する。したがって、上記した１歯分の角度調整にて、角度調整範囲（Δθ１）以上に調整されること（ベルト３３の張力が過剰に増大調整されること）がなくて、ベルト３３の張力調整を的確に行うことが可能である。

上記した実施形態においては、図２および図３に示したように、ハウジング１４の支持部１４ａに対して回転可能に組付けられるケーシング２２の連結部２２ａにラチェット４１を設けるように構成して実施したが、図５および図６に示したように、ハウジング１４に対して回転可能に組付けられるケーシング２２のフランジ部２２ｂにラチェット１４１を設けるように構成して実施することも可能である。

図５および図６に示した実施形態では、ケーシング２２のフランジ部２２ｂに対向する部位のハウジング１４に凹部１４ｂを設けて、この凹部１４ｂにポール１４２を設けてビス１４３で固定し、ポール１４２をラチェット１４１に係合させて、支持部１４ａに対する連結部２２ａの相対回転をベルト３３の張力が増大する回転方向に許容し逆回転を規制する回転方向規制手段Ａ２を構成する。なお、図５および図６に示した実施形態では、ハウジング１４の左右分割部にシールリングＳ１が介装され、ハウジング１４の円形支持部１４ａとケーシング２２の円形連結部２２ａ間にシールリングＳ３が介装されている。

図５および図６に示した実施形態のその他の構成は、上記した実施形態と実質的に同じであるため、その説明は省略する。このため、この実施形態においても、上記した実施形態と同様の作用効果が得られる。

また、上記した各実施形態では、ハウジングに凹部とポールを設け、ケーシングにラチェットを設けて実施したが、本発明の実施に際しては、ハウジングにラチェットを設け、ケーシングに凹部とポールを設けて実施することも可能である。また、上記した各実施形態では、ハウジングに支持部（孔部）を設け、ケーシングに連結部（軸部）を設けて実施したが、本発明の実施に際しては、ハウジングに支持部（軸部）を設け、ケーシングに連結部（孔部）を設けて実施することも可能である。

また、上記した各実施形態では、車幅方向に配置されるラック軸１１に対して電動モータ２０が並列的に配置されている電動パワーステアリング装置１００に本発明を適用したが、これに限らず、本発明は、種々の電動パワーステアリング装置（例えば、車両前後方向に配置されるステアリングシャフトに対して電動モータが並列的に配置されている電動パワーステアリング装置）にも、同様にまたは適宜変更して実施することが可能である。

１０…ステアリング装置、１１…ラック軸（ボールねじ軸）、１２…ボールナット（回転部材）、１３…軸受、１４…ハウジング、１４ａ…円形の支持部（孔部）、１４ａ１…凹部、２０…電動モータ、２１…回転軸、２２…ケーシング、２２ａ…連結部（軸部）、２２ｂ…フランジ部、３１…駆動プーリ、３２…従動プーリ、３３…ベルト、４１…ラチェット、４１ａ…各爪歯、４２…ポール、４３…ビス、５１…ボルト、１００…電動パワーステアリング装置、Ａ…ベルト張力調整機構、Ａ１…回転方向規制手段

Claims (2)

1. 電動モータの回転軸と同軸上に結合した駆動プーリの回転力を、ステアリング装置の回転部材と同軸上に結合した従動プーリに、ベルトを介して伝達することによって、操舵アシストを行うように構成した電動パワーステアリング装置において、
   前記ベルトの張力を調整するベルト張力調整機構が設けられていて、同ベルト張力調整機構は、前記ステアリング装置のハウジングに設けられた円形の支持部と、前記電動モータのケーシングに前記回転軸に対して偏心して設けられて前記支持部に対して回転可能に組付けられる連結部を備えるとともに、前記支持部に対する前記連結部の相対回転を前記ベルトの張力が増大する回転方向に許容し逆回転を規制する回転方向規制手段を備えていることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
2. 前記回転方向規制手段は、ラチェットとポールを備えたラチェット機構であって、前記ラチェットの歯ピッチは、ベルト個体差の上限におけるベルト張力の目標範囲に収まる角度調整範囲より小さく設定されていることを特徴とする請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。

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