JP2013199181A - 電動パワーステアリング装置の減速装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 歯付ベルトを用いた減速装置を有する電動パワーステアリング装置において、歯付ベルトのベルト幅方向への移動を簡易に規制すること。
【解決手段】 駆動側歯付プーリ３０と従動側歯付プーリ４０に巻き掛けられた歯付ベルト５０に張力を付与するベルトテンショナ７０を含んでなる電動パワーステアリング装置１０の減速装置において、ベルトテンショナ７０が、歯付ベルト５０の背面に球体７２を回転可能に押圧してなるもの。
【選択図】 図３

Description

本発明は電動パワーステアリング装置の減速装置に関する。

電動パワーステアリング装置の減速装置として、特許文献１に記載の如く、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、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側歯付プーリの回転力を、該駆動側歯付プーリに歯付ベルトを介して接続された従動側歯付プーリを含む動力伝達機構を介してラック軸に伝えるものがある。

特許文献１に記載の電動パワーステアリング装置の減速装置では、歯付ベルトによる回転力伝達性能を向上するため、駆動側歯付プーリと従動側歯付プーリに巻き掛けられた歯付ベルトに張力を付与するベルトテンショナを有している。

特開2010-184599

特許文献１に記載の電動パワーステアリング装置の減速装置では、ベルトテンショナが歯付ベルトの背面に円柱状ローラを回転可能に押圧している。このような円柱状ローラは、歯付ベルトのベルト幅方向への移動を規制できない。特に、歯付ベルトの歯部がヘリカル歯形（ねじれ角付）を採用し、駆動側歯付プーリの正逆回転によって歯付ベルトがベルト幅方向に移動するとき、その移動を規制できない。

尚、歯付ベルトが巻き掛けられる歯付プーリにおいて歯部の両側にベルト巻掛位置を規制するフランジ部材を備えている場合には、歯付ベルトのベルト幅方向への移動によってその両端面がフランジ部材に擦れて摩耗損傷するおそれがある。

図６において、１は駆動側歯付プーリ、２は従動側歯付プーリ、３は歯付ベルト、４は円柱状ローラ、Ａは歯付ベルト３のベルト幅方向への移動を示す。

本発明の課題は、歯付ベルトを用いた減速装置を有する電動パワーステアリング装置において、歯付ベルトのベルト幅方向への移動を簡易に規制することにある。

請求項１に係る発明は、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、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側歯付プーリの回転力を、該駆動側歯付プーリに歯付ベルトを介して接続された従動側歯付プーリを含む動力伝達機構を介してラック軸に伝えるものであり、駆動側歯付プーリと従動側歯付プーリに巻き掛けられた歯付ベルトに張力を付与するベルトテンショナを含んでなる電動パワーステアリング装置の減速装置において、ベルトテンショナが、歯付ベルトの背面に、曲面を有する回転体を回転可能に押圧してなるようにしたものである。

請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において更に、ベルトテンショナが、歯付ベルトの背面に球体を回転可能に押圧してなるようにしたものである。

請求項３に係る発明は、請求項２に係る発明において更に、前記ベルトテンショナが、球体を歯付ベルトの背面の周回方向の全周に設けたガイド溝に押圧してなるである。

請求項４に係る発明は、請求項１〜３に記載の減速装置を備えた電動パワーステアリング装置である。

（請求項１、２、４）
(a)歯付ベルトを用いた減速装置を有する電動パワーステアリング装置において、ベルトテンショナの球体（球体に限らず、曲面を有する回転体であれば可）が歯付ベルトの背面に回転可能に押圧される。歯付ベルトは張力を付与されるとともに、球体に押圧される歯付ベルトの背面にへこみを生ずる。球体に押圧される歯付ベルトのへこみはベルト幅方向の中央に生じて安定化するものになり、歯付ベルトはこの球体に対しベルト幅方向の中央を位置付けつつ周回し、ベルト幅方向への移動を簡易に規制される。

(b)歯付ベルトの歯部がヘリカル歯形（ねじれ角付）を採用し、駆動側歯付プーリの正逆回転によって歯付ベルトがベルト幅方向に移動しようとしても、上述(a)のベルトテンショナの球体を歯付ベルトの背面に回転可能に押圧することにより、その歯付ベルトの移動を規制できる。

歯付ベルトが巻き掛けられる歯付プーリの歯部の両側にベルト巻掛位置を規制するフランジ部材を備えている場合には、歯付ベルトのベルト幅方向への移動によってその両端面がフランジ部材に擦れることを回避できる。更には、それらのフランジ部材を不要とすることもできる。

（請求項３）
(c)前記ベルトテンショナが、球体を歯付ベルトの背面の周回方向の全周に設けたガイド溝に押圧した。歯付ベルトはベルトテンショナの球体に対し、その背面に設けたガイド溝を位置付けつつ周回し、ベルト幅方向への移動を確実に規制される。

図１は電動パワーステアリング装置の全体を示す正面図である。 図２は減速装置を示す断面図である。 図３はベルトテンショナを示す模式図である。 図４は歯付ベルトの一例を示す模式図である。 図５は歯付ベルトの他の例を示す模式図である。 図６は従来例を示す模式図である。

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、電動モータ２０を有する。電動モータ２０は、第１ギヤハウジング１１Ａに固定された軸受ハウジング２１に取付けられ、電動モータ２０の回転軸２０Ａのセレーション孔に駆動側歯付プーリ３０の駆動軸３２のセレーションを同軸的に結合している。

電動パワーステアリング装置１０は、電動モータ２０が付与する駆動側歯付プーリ３０の回転力を、小径駆動側歯付プーリ３０に歯付ベルト５０を介して接続された大径従動側歯付プーリ４０を含む動力伝達機構を介してラック軸１４に伝えることにより、減速装置を構成する。

駆動側歯付プーリ３０は、図２に示す如く、プーリ本体３１の駆動軸３２が備える歯部３１Ａの両側に、該歯部３１Ａより外径の大きなフランジ部材３３、３４を固定して備える。両側のフランジ部材３３、３４は、歯部３１Ａに巻き掛けられた歯付ベルト５０の巻掛け位置を規制し、その脱落を防止する。

駆動側歯付プーリ３０は、プーリ本体３１の歯部３１Ａの一側に延びる駆動軸３２に２個のころがり軸受３５、３６を装填し、これらの軸受３５、３６を前述の軸受ハウジング２１に支持している。

従動側歯付プーリ４０は、図２に示す如く、カップ状のプーリ本体４１の外周に歯部４１Ａを備え、プーリ本体４１の中心部に中空筒状のボス４２を備えている。

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６０を設け、ボールねじ６０にボール６１を介して噛合うボールナット６２を有し、ギヤハウジング１１（第１ギヤハウジング１１Ａ）に支持したころがり軸受６３によりボールナット６２を回転自在に支持する。ボールナット６２の外周には、従動側歯付プーリ４０のボス４２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の側の駆動側歯付プーリ３０のプーリ本体３１の歯部３１Ａと、ボールナット６２の側の従動側歯付プーリ４０のプーリ本体４１の歯部４１Ａに歯付ベルト５０を巻き掛け、駆動側歯付プーリ３０の回転力を歯付ベルト５０から従動側歯付プーリ４０経由でボールナット６２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。

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側歯付プーリ３０の回転力が、歯付ベルト５０から従動側歯付プーリ４０経由でボールナット６２に伝えられ、ボールねじ６０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。

しかるに、電動パワーステアリング装置１０はベルトテンショナ７０を有する。
ベルトテンショナ７０は、図３に示す如く、ギヤハウジング１１（第２ギヤハウジング１１Ｂ）の内部に、駆動側歯付プーリ３０と従動側歯付プーリ４０に巻き掛けられた歯付ベルト５０であって、駆動側歯付プーリ３０と従動側歯付プーリ４０の間に張られている歯付ベルト５０の背面の概ねベルト幅方向中央部に臨む位置に配置されている。ベルトテンショナ７０は、ギヤハウジング１１の側に設けた不図示のガイド部により歯付ベルト５０の上述の背面に向けて進退可能にガイドされている押圧ヘッド７１を有し、この押圧ヘッド７１に球体７２を回転可能に保持し、ばね体７３のばね力により加圧される押圧ヘッド７１を歯付ベルト５０の背面に向けて弾発することにより、歯付ベルト５０の背面のベルト幅方向中央部に球体７２を回転可能に押圧するものである。図４は、歯付ベルト５０の背面に接する球体７２を示す。

本実施例によれば以下の作用効果を奏する。
(a)歯付ベルト５０を用いた減速装置を有する電動パワーステアリング装置１０において、ベルトテンショナ７０の球体７２が歯付ベルト５０の背面に回転可能に押圧される。歯付ベルト５０は張力を付与されるとともに、球体７２に押圧される歯付ベルト５０の背面にへこみを生ずる。球体７２に押圧される歯付ベルト５０のへこみはベルト幅方向の中央に生じて安定化するものになり、歯付ベルト５０はこの球体７２に対しベルト幅方向の中央を位置付けつつ周回し、ベルト幅方向への移動を簡易に規制される。

(b)歯付ベルト５０の歯部がヘリカル歯形（ねじれ角付）を採用し、駆動側歯付プーリ３０の正逆回転によって歯付ベルト５０がベルト幅方向に移動しようとしても、上述(a)のベルトテンショナ７０の球体７２を歯付ベルト５０の背面に回転可能に押圧することにより、その歯付ベルト５０の移動を規制できる。

歯付ベルト５０が巻き掛けられる駆動側歯付プーリ３０の歯部３１Ａの両側にベルト巻掛位置を規制するフランジ部材３３、３４を備えている場合には、歯付ベルト５０のベルト幅方向への移動によってその両端面がフランジ部材３３、３４に擦れることを回避できる。更には、それらのフランジ部材３３、３４を不要とすることもできる。

図５は、歯付ベルト５０の背面の周回方向の全周に設けたガイド溝５１Ｇに、ベルトテンショナ７０の球体７２を回転可能に押圧したものである。ガイド溝５１Ｇは歯付ベルト５０の背面のベルト幅方向中央部に設けられる。これによれば、歯付ベルト５０はベルトテンショナ７０の球体７２に対し、その背面に設けたガイド溝５１Ｇを位置付けつつ周回し、ベルト幅方向への移動を確実に規制される。

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。例えば、本発明のベルトテンショナは、歯付ベルトの背面に、球体に限らず、曲面を有する回転体を回転可能に押圧してなるものであれば良い。

本発明は、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、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側歯付プーリの回転力を、該駆動側歯付プーリに歯付ベルトを介して接続された従動側歯付プーリを含む動力伝達機構を介してラック軸に伝えるものであり、駆動側歯付プーリと従動側歯付プーリに巻き掛けられた歯付ベルトに張力を付与するベルトテンショナを含んでなる電動パワーステアリング装置の減速装置において、ベルトテンショナが、歯付ベルトの背面に、曲面を有する回転体を回転可能に押圧してなるものにした。これにより、歯付ベルトを用いた減速装置を有する電動パワーステアリング装置において、歯付ベルトのベルト幅方向への移動を簡易に規制することができる。

１０ 電動パワーステアリング装置
１１ ハウジング
１４ ラック軸
２０ 電動モータ
２０Ａ 回転軸
３０ 駆動側歯付プーリ
４０ 従動側歯付プーリ
５０ 歯付ベルト
５１Ｇ ガイド溝
７０ ベルトテンショナ
７２ 球体

Claims (4)

1. 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、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側歯付プーリの回転力を、該駆動側歯付プーリに歯付ベルトを介して接続された従動側歯付プーリを含む動力伝達機構を介してラック軸に伝えるものであり、
   駆動側歯付プーリと従動側歯付プーリに巻き掛けられた歯付ベルトに張力を付与するベルトテンショナを含んでなる電動パワーステアリング装置の減速装置において、
   ベルトテンショナが、歯付ベルトの背面に、曲面を有する回転体を回転可能に押圧してなることを特徴とする電動パワーステアリング装置の減速装置。
2. ベルトテンショナが、歯付ベルトの背面に球体を回転可能に押圧してなる請求項１に記載の電動パワーステアリング装置の減速装置。
3. 前記ベルトテンショナが、球体を歯付ベルトの背面の周回方向の全周に設けたガイド溝に押圧してなる請求項２に記載の電動パワーステアリング装置の減速装置。
4. 請求項１〜３に記載の減速装置を備えた電動パワーステアリング装置。

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