JP2013203156A - Reduction gear device of electric power steering device - Google Patents
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Abstract
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。 The present invention relates to a reduction device for an electric power steering apparatus.
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。 As a reduction device for an electric power steering device, as described in Patent Document 1, a rack shaft is supported on a housing so as to be linearly movable, an electric motor is attached to the housing, and a drive-side toothed pulley coupled to the rotating shaft of the electric motor Is transmitted to the rack shaft via a power transmission mechanism including a driven side toothed pulley connected to the driving side toothed pulley via a toothed belt.
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、歯付プーリの回転によって歯付ベルトが周回するとき、歯付ベルトがベルト幅方向に移動する。 In the speed reducer of the electric power steering apparatus described in Patent Document 1, when the toothed belt circulates by the rotation of the toothed pulley, the toothed belt moves in the belt width direction.
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。 When the toothed pulley around which the toothed belt is wound is provided with flange members that regulate the belt winding position on both sides of the toothed portion, both end surfaces of the toothed belt are flanged by movement of the toothed belt in the belt width direction. There is a risk of abrasion damage due to friction.
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防止することにある。 An object of the present invention is to easily prevent movement of a toothed belt in the belt width direction in an electric power steering apparatus having a reduction gear using a toothed belt.
本発明の他の課題は、歯付プーリにおいてベルト巻掛位置を規制するフランジ部材を不要にすることにある。 Another object of the present invention is to eliminate the need for a flange member for regulating the belt winding position in a toothed pulley.
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電動パワーステアリング装置の減速装置において、駆動側と従動側の各歯付プーリと、歯付ベルトの一方における歯幅方向の歯面が凹面を備え、それらの他方における歯幅方向の歯面が上記凹面と接触する凸面を備えてなるようにしたものである。 According to the first aspect of the present invention, the rack shaft is supported on the housing so as to be linearly movable, the electric motor is attached to the housing, and the rotational force of the driving side toothed pulley coupled to the rotating shaft of the electric motor is applied to the driving side teeth. In a reduction device for an electric power steering device that transmits to a rack shaft via a power transmission mechanism including a driven side toothed pulley connected to a toothed pulley via a toothed belt, each toothed pulley on the driving side and the driven side; The tooth surface in the tooth width direction on one side of the toothed belt is provided with a concave surface, and the tooth surface in the tooth width direction on the other side is provided with a convex surface in contact with the concave surface.
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、前記駆動側と従動側の各歯付プーリと、歯付ベルトの一方における歯幅方向の歯面形状が歯幅方向の中央で最も低い中低状凹面を歯幅の全域に渡って延在させてなり、それらの他方における歯幅方向の歯面形状が歯幅方向の中央で最も高い中高状凸面を歯幅の全域に渡って延在させてなるようにしたものである。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the tooth surface in the tooth width direction of each of the toothed pulleys on the driving side and the driven side and one of the toothed belts is at the center in the tooth width direction. The lowest medium-low concave surface is extended over the entire tooth width, and the tooth surface shape in the tooth width direction on the other side is the highest medium-high convex surface in the center of the tooth width direction over the entire tooth width. It is intended to be extended.
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、前記中低状凹面と中高状凸面のそれぞれが湾曲状をなすようにしたものである。 According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, each of the medium-low concave surface and the medium-high convex surface is curved.
請求項4に係る発明は、請求項2に係る発明において更に、前記中低状凹面と中高状凸面のそれぞれがV字状をなすようにしたものである。 According to a fourth aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, each of the medium-low concave surface and the medium-high convex surface is formed in a V shape.
請求項5に係る発明は、請求項1に係る発明において更に、前記駆動側と従動側の各歯付プーリと、歯付ベルトの一方における歯幅方向の歯面形状が歯幅方向の一部に凹部を備え、それらの他方における歯幅方向の歯面形状が歯幅方向の一部に上記凹部と噛合う凸部を備えてなるようにしたものである。 According to a fifth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the tooth-side shape in the tooth width direction of one of the toothed pulleys on the driving side and the driven side and one of the toothed belts is a part of the tooth width direction. The tooth surface in the tooth width direction on the other of them is provided with a protrusion meshing with the above-mentioned recess in a part of the tooth width direction.
請求項6に係る発明は、請求項1〜5のいずれか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。 The invention according to claim 6 is an electric power steering apparatus including the speed reducer according to any one of claims 1 to 5.
(請求項1、6)
(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、駆動側と従動側の各歯付プーリと、歯付ベルトの一方における歯幅方向の歯面が凹面を備え、それらの他方における歯幅方向の歯面が上記凹面と接触する凸面を備えた。これにより、歯付ベルトは周回中、歯付プーリの歯幅方向の歯面の凹面の最も低位部、又は凸面の最も高位部に、その歯付ベルトのベルト幅方向概ね中央部を位置付けて安定化するものになり、ベルト幅方向への移動を簡易に防止できる。
(Claims 1 and 6)
(a) In the electric power steering apparatus having a reduction gear using a toothed belt, each toothed pulley on the driving side and the driven side, and a tooth surface in the tooth width direction on one of the toothed belts is provided with a concave surface. The tooth surface in the tooth width direction on the other side has a convex surface that contacts the concave surface. As a result, the toothed belt is stabilized by positioning the central part of the toothed belt in the belt width direction at the lowest part of the concave surface of the tooth surface in the tooth width direction of the toothed pulley or the highest part of the convex surface during rotation. Therefore, movement in the belt width direction can be easily prevented.
(b)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ることを回避できる。 (b) When the toothed pulley around which the toothed belt is wound is provided with flange members that restrict the belt winding position on both sides of the toothed portion, both end surfaces of the toothed belt are moved by movement in the belt width direction. Can be prevented from rubbing against the flange member.
(c)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不要にすることもできる。 (c) In the toothed pulley around which the toothed belt is wound, it is possible to eliminate the need for a flange member for regulating the belt winding position on both sides of the tooth portion.
(請求項2)
(d)前記駆動側と従動側の各歯付プーリと、歯付ベルトの一方における歯幅方向の歯面形状が歯幅方向の中央で最も低い中低状凹面を歯幅の全域に渡って延在させてなり、それらの他方における歯幅方向の歯面形状が歯幅方向の中央で最も高い中高状凸面を歯幅の全域に渡って延在させる。これにより、歯付ベルトは周回中、歯付プーリの歯幅方向の歯面の中央に設けた凹面の最も低位部、又は凸面の最も高位部に、その歯付ベルトのベルト幅方向中央部を位置付けて安定化するものになり、ベルト幅方向への移動を確実に防止できる。
(Claim 2)
(d) The toothed pulley on each of the driving side and the driven side, and the tooth surface in the tooth width direction on one of the toothed belts has the lowest mid-low concave surface at the center in the tooth width direction over the entire tooth width. The tooth surface in the tooth width direction of the other one of them is extended so that the middle-high convex surface having the highest shape in the center in the tooth width direction extends over the entire tooth width. Thus, during rotation, the toothed belt has the belt width direction center portion of the toothed belt at the lowest portion of the concave surface provided at the center of the tooth surface in the tooth width direction of the toothed pulley or the highest portion of the convex surface. It is positioned and stabilized, and can be reliably prevented from moving in the belt width direction.
(請求項3)
(e)前記中低状凹面と中高状凸面のそれぞれが湾曲状をなすものとすることにより、各歯付プーリと歯付ベルトの接触の円滑を図り、歯付ベルトの摩耗の低減を図ることができる。
(Claim 3)
(e) By making each of the medium-low concave surface and the medium-high convex surface curved, the contact between each toothed pulley and the toothed belt is smoothed, and the wear of the toothed belt is reduced. Can do.
(請求項4)
(f)前記中低状凹面と中高状凸面のそれぞれがV字状をなすものとすることにより、各歯付プーリと歯付ベルトの加工の簡易を図ることができる。
(Claim 4)
(f) By making each of the medium-low concave surface and the medium-high convex surface V-shaped, the processing of each toothed pulley and toothed belt can be simplified.
(請求項5)
(g)前記駆動側と従動側の各歯付プーリと、歯付ベルトの一方における歯幅方向の歯面形状が歯幅方向の一部に凹部を備え、それらの他方における歯幅方向の歯面形状が歯幅方向の一部に上記凹部と噛合う凸部を備える。これにより、歯付ベルトは周回中、各歯付プーリの歯幅方向の上面の特定部分と凹凸噛合いするものになり、ベルト幅方向への移動を簡易に防止できる。
(Claim 5)
(g) Each toothed pulley on the driving side and driven side, and the tooth surface shape in the tooth width direction on one of the toothed belts has a recess in a part in the tooth width direction, and the tooth in the tooth width direction on the other of them. The surface shape is provided with a convex portion that meshes with the concave portion in a part of the tooth width direction. As a result, the toothed belt meshes with a specific portion of the upper surface in the tooth width direction of each toothed pulley during rotation, and can be easily prevented from moving in the belt width direction.
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。
As shown in FIG. 1, the electric
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。
The electric
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。
The electric
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。
The electric
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。
As shown in FIG. 2, the drive-
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。
In the drive side
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。
As shown in FIG. 2, the driven-
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。
The electric
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。
The electric
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。
Hereinafter, the operation of the electric
(1) When the steering torque detected by the steering torque sensor is lower than a predetermined value, the steering assist force is unnecessary and the
(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。
(2) Since the steering assist force is required when the steering torque detected by the steering torque sensor exceeds a predetermined value, the
しかるに、電動パワーステアリング装置10にあっては、駆動側歯付プーリ30に巻き掛けられた歯付ベルト50のベルト幅方向への移動を防止するため、以下の構成を具備する。
However, the electric
図3の実施例は、駆動側歯付プーリ30における歯幅方向の歯面が凹面101を備え、歯付ベルト50における歯幅方向の歯面が上記凹面101と接触して凹凸係合する凸面102を備える。本実施例では、駆動側歯付プーリ30における歯幅方向の歯面形状が歯幅方向の中央で最も低い中低状凹面101を歯幅の全域に渡って延在させてなり、歯付ベルト50における歯幅方向の歯面形状が歯幅方向の中央で最も高い中高状凸面102を歯幅の全域に渡って延在させて備える。更に、中低状凹面101と中高状凸面102のそれぞれが湾曲状をなす。
In the embodiment of FIG. 3, the tooth width direction tooth surface of the driving-side
図4の実施例が図3の実施例と異なる点は、中低状凹面101と中高状凸面102のそれぞれがV字状をなすものとしたことにある。
The embodiment of FIG. 4 differs from the embodiment of FIG. 3 in that each of the middle-low
図5の実施例は、駆動側歯付プーリ30における歯幅方向の歯面が凸面111を備え、歯付ベルト50における歯幅方向の歯面が上記凸面111と接触して凹凸係合する凹面112を備える。本実施例では、駆動側歯付プーリ30における歯幅方向の歯面形状が歯幅方向の中央で最も高い中高状凸面111を歯幅の全域に渡って延在させてなり、歯付ベルト50における歯幅方向の歯面形状が歯幅方向の中央で最も低い中低状凹面112を歯幅の全域に渡って延在させて備える。更に、中高状凸面111と中低状凹面112のそれぞれが湾曲状をなす。
In the embodiment of FIG. 5, the tooth width direction tooth surface of the driving-side
図6の実施例が図5の実施例と異なる点は、中高状凸面111と中低状凹面112のそれぞれがV字状をなすものとしたことにある。
The embodiment of FIG. 6 differs from the embodiment of FIG. 5 in that each of the middle-high
図3〜図5の実施例によれば、それぞれ以下の作用効果を奏する。
(a)歯付ベルト50は周回中、駆動側歯付プーリ30の歯幅方向の歯面の凹面101の最も低位部、又は凸面111の最も高位部に、その歯付ベルト50のベルト幅方向概ね中央部を位置付けて安定化するものになり、ベルト幅方向への移動を簡易に防止できる。
According to the embodiment of FIGS. 3 to 5, the following operational effects are obtained.
(a) During rotation, the
(b)歯付ベルト50が巻き掛けられる駆動側歯付プーリ30において歯部31Aの両側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。
(b) When the drive side
(c)歯付ベルト50が巻き掛けられる駆動側歯付プーリ30において歯部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を不要にすることもできる。
(c) In the drive side
(d)歯付ベルト50は周回中、駆動側歯付プーリ30の歯幅方向の歯面の中央に設けた凹面101の最も低位部、又は凸面111の最も高位部に、その歯付ベルト50のベルト幅方向中央部を位置付けて安定化するものになり、ベルト幅方向への移動を確実に防止できる。
(d) During rotation, the
(e)前記中低状凹面101、112と中高状凸面102、111のそれぞれが湾曲状をなすものとすることにより、駆動側歯付プーリ30と歯付ベルト50の接触の円滑を図り、歯付ベルト50の摩耗の低減を図ることができる。
(e) By making each of the middle and low
(f)前記中低状凹面101と中高状凸面111のそれぞれがV字状をなすものとすることにより、各駆動側歯付プーリ30と歯付ベルト50の加工の簡易を図ることができる。
(f) Since each of the medium-low
図7の実施例は、駆動側歯付プーリ30における歯幅方向の歯面形状が歯幅方向の一部、本実施例では中央部に凹部121を備え、歯付ベルト50における歯幅方向の歯面形状が歯幅方向の一部、本実施例では中央部に上記凹部121と噛合う凸部122を備えた。
In the embodiment of FIG. 7, the tooth surface shape in the tooth width direction of the driving-side
図7の実施例によれば、歯付ベルト50は周回中、駆動側歯付プーリ30の歯幅方向の上面の特定部分と凹凸噛合いするものになり、ベルト幅方向への移動を簡易に防止できる。
According to the embodiment shown in FIG. 7, the
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、本発明は、歯付ベルトが巻き掛けられる駆動側歯付プーリだけでなく、歯付ベルトが巻き掛けられる従動側歯付プーリの歯幅方向の歯面形状を凹面又は凸面とするものでも良い。 The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration of the present invention is not limited to this embodiment, and even if there is a design change or the like without departing from the gist of the present invention. It is included in the present invention. For example, the present invention is not limited to a driving-side toothed pulley on which a toothed belt is wound, but also has a tooth surface shape in the tooth width direction of a driven-side toothed pulley on which a toothed belt is wound as a concave surface or a convex surface. good.
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電動パワーステアリング装置の減速装置において、駆動側と従動側の各歯付プーリと、歯付ベルトの一方における歯幅方向の歯面が凹面を備え、それらの他方における歯幅方向の歯面が上記凹面と接触する凸面を備えた。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防止することができる。また、本発明によれば、歯付プーリにおいてベルト巻掛位置を規制するフランジ部材を不要にすることができる。 In the present invention, the rack shaft is supported on the housing so as to be linearly movable, and an electric motor is attached to the housing, and the rotational force of the driving-side toothed pulley coupled to the rotating shaft of the electric motor is applied to the driving-side toothed pulley. In a reduction device for an electric power steering apparatus that transmits to a rack shaft via a power transmission mechanism including a driven side toothed pulley connected via a toothed belt, each toothed pulley on the driving side and the driven side, The tooth surface in the tooth width direction on one side has a concave surface, and the tooth surface in the tooth width direction on the other side has a convex surface in contact with the concave surface. Thereby, in the electric power steering apparatus having the reduction gear using the toothed belt, the movement of the toothed belt in the belt width direction can be easily prevented. Moreover, according to this invention, the flange member which controls a belt winding position in a toothed pulley can be made unnecessary.
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
101 凹面
102 凸面
111 凸面
112 凹面
121 凹部
122 凸部
DESCRIPTION OF
Claims (6)
駆動側と従動側の各歯付プーリと、歯付ベルトの一方における歯幅方向の歯面が凹面を備え、それらの他方における歯幅方向の歯面が上記凹面と接触する凸面を備え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。 The rack shaft is supported on the housing so that it can move linearly, and an electric motor is attached to the housing, and the rotational force of the driving-side toothed pulley coupled to the rotating shaft of the electric motor is applied to the driving-side toothed pulley via a toothed belt. In the reduction device of the electric power steering device that transmits to the rack shaft through the power transmission mechanism including the driven side toothed pulley connected to
Each toothed pulley on the drive side and the driven side, and the tooth width direction tooth surface on one of the toothed belts has a concave surface, and the other tooth width direction tooth surface has a convex surface that contacts the concave surface. A reduction device for an electric power steering device.
それらの他方における歯幅方向の歯面形状が歯幅方向の中央で最も高い中高状凸面を歯幅の全域に渡って延在させてなる請求項1に記載の電動パワーステアリング装置の減速装置。 Each of the toothed pulleys on the drive side and the driven side, and the tooth surface shape in the tooth width direction on one of the toothed belts is extended across the entire width of the tooth width in the center in the tooth width direction. And
The speed reducer for an electric power steering apparatus according to claim 1, wherein a middle-to-high convex surface having the highest tooth surface in the tooth width direction at the center of the other one is extended over the entire tooth width.
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