JP2015033951A - ステアリング装置のベルト張力測定方法およびベルト張力調節方法 - Google Patents

Abstract

【課題】プーリの振れ回りの有無を検出することができるステアリング装置のベルト張力測定方法およびベルト張力調節方法を提供する。【解決手段】プローブをベルト３３の表面に押し付けてベルト３３に一定のたわみ量δを与えたときの荷重Ｆに基づきベルト３３の張力を検査する。プローブをベルト３３の表面に押し付けた状態で、ステアリングホイールをその回転範囲の全域にわたって移動させることによりベルト３３を走行させる。測定される荷重Ｆの最大値Ｆｍａｘおよび最小値Ｆｍｉｎが、定められた許容範囲に入るように駆動プーリ３１と従動プーリ３２との芯間距離ΔＬを調節する。【選択図】図５

Description

本発明は、ステアリング装置のベルト張力測定方法およびベルト張力調節方法

従来、たとえば特許文献１，２に記載されるように、モータの回転をベルト伝動機構により減速し、当該減速した回転をラック軸に設けられるボールねじ機構によりラック軸の軸方向移動に変換する電動パワーステアリング装置が知られている。ベルト伝動機構は、モータの回転軸に設けられる駆動プーリと、ラック軸のボールねじ部に多数のボールを介して嵌合するボールナットに設けられる従動プーリと、これらプーリの間に掛け渡されるベルトとを有している。モータの駆動を通じたボールナットの回転に伴いラック軸がその軸方向に移動することにより操舵が補助される。

このような電動パワーステアリング装置では、モータトルクの伝達効率を確保するなどの観点から、駆動プーリと従動プーリとの間に掛け渡されるベルトの張力を適切に設定することが大切である。

この点、特許文献１では、測定器の駆動部により回転するカムを、駆動プーリを支持するカラーに当接させることにより当該カラーに駆動力を作用させる。当該駆動力によりカラーを、従動プーリを支持する収容部に対して揺動させることによって駆動プーリと従動プーリとの回転中心軸間の距離（以下、「芯間距離」という。）を調節する。同時に測定器の検出部を通じて先の駆動力をカラーに作用させるために駆動部が発生する操作トルクを測定し、当該操作トルクがベルトの張力の適正値に対応する設定値になったときに調節を終了する。また、特許文献２には、ハウジングの開口部にプローブを挿入し、当該プローブを静止したベルトのプーリに接していない部位に当接させることによりベルトの張力を測定することが開示されている。当該測定される張力が適正値になるように芯間距離が調節される。

特開２００５−３４９８６１号公報 独国特許出願公開第１０２００７０１９２５８号明細書（図５）

電動パワーステアリング装置は、多数の部品が組み立てられてなる。すべての部品が公差内であったとしても、これら部品を組み付けることにより公差が重畳される。この公差の重畳に起因して、たとえば従動プーリの偏心による軸振れが発生することが懸念される。従動プーリに軸振れが発生する場合、駆動プーリの回転に伴い当該駆動プーリと従動プーリとの芯間距離が変化する。このため、特定の静止位置におけるベルトの張力が適正であっても他の静止位置におけるベルトの張力は適正でないおそれがある。この点、特許文献１，２の調節方法は、特定の静止状態におけるベルトの張力を測定し、当該測定される張力が適正値となるように芯間距離を調節するものであって、前述の軸振れについては考慮していない。ベルトの張力をより適切に設定する観点から軸振れを考慮することが好ましいところ、引用文献１，２の調節方法では軸振れの有無を検出することができない。

本発明の目的は、プーリの振れ回りの有無を検出することができるステアリング装置のベルト張力測定方法およびベルト張力調節方法を提供することにある。

上記目的を達成し得るステアリング装置のベルト張力測定方法は、ハウジング内で直線運動することにより転舵輪を転舵させる転舵軸と、前記ハウジングに設けられるモータの駆動に伴い前記転舵軸の軸線に沿って延びる軸線を中心として回転する駆動プーリと、前記転舵軸に多数のボールを介して螺合されるとともに軸受を介して前記ハウジングの内周面に対して回転可能に支持されたボールナットと、前記ボールナットの外周に嵌められる従動プーリと、前記駆動プーリと前記従動プーリとの間に掛け渡されるベルトと、を有するステアリング装置に対するものである。当該ベルト張力測定方法では、プローブを前記ベルトの表面に押し付けて前記ベルトの張力を測定する測定装置を使用し、前記プローブを前記ベルトの表面に押し付けた状態で前記ベルトを走行させる。

ステアリング装置は多数の部品を有する。各部品が全て許容公差内であったとしても、各部品を組み立てたときに公差が重畳される。このため、従動プーリなどが振れ回るおそれがある。この場合、駆動プーリと従動プーリとの芯間距離の変動に伴いベルトの張力も変動する。この点、上記の方法によれば、ベルトを回転させながら当該ベルトの張力が測定される。このため、ベルトが走行した領域における張力の変動、すなわち従動プーリなどの振れ回りの有無を検出することができる。

上記ステアリング装置のベルト張力測定方法において、前記転舵軸をその可動範囲の全域にわたって移動させることにより前記ベルトを走行させることが好ましい。
上記の方法によれば、転舵軸をその可動範囲の全域にわたって移動させたときのベルトの張力が連続して測定される。このため、転舵軸の可動範囲の全域にわたってベルトの張力を検査することが可能になる。したがって、従動プーリなどの振れ回りの有無を適切に検出することができる。

上記ステアリング装置のベルト張力測定方法において、前記転舵軸はステアリングホイールまたはステアリングホイールに連動するシャフトの回転を通じて直線移動するものである場合には、前記ステアリングホイールまたは前記シャフトを回転させることにより前記ベルトを走行させるようにしてもよい。

上記ステアリング装置のベルト張力測定方法において、前記プローブはたとえば前記ハウジングに設けられる貫通孔を介して前記ベルトの表面に押し付けられるようにしてもよい。

上記ステアリング装置のベルト張力測定方法において、前記測定装置は、前記プローブを前記ベルトの表面に押し付けて前記ベルトに一定のたわみ量を与えたときの荷重に基づき前記ベルトの張力を測定するものであってもよい。

上記ステアリング装置のベルト張力測定方法において、前記測定装置は、前記プローブを前記ベルトの表面に押し付けて前記ベルトに一定の荷重を与えたときの前記ベルトのたわみ量に基づき前記ベルトの張力を測定するものであってもよい。

上記目的を達成し得るステアリング装置のベルト張力調節方法は、上記ステアリング装置のベルト張力測定方法により測定される前記張力の最大値および最小値が、定められた許容範囲に入るように前記駆動プーリと前記従動プーリとの芯間距離を調節する。

上記の調整方法によれば、ベルトが走行した領域における張力の変動を考慮してベルトの張力を設定することが可能である。特に、転舵軸をその可動範囲の全域にわたって移動させることにより前記ベルトを走行させる場合には、転舵軸の可動範囲の全域における張力の変化を考慮することによりベルトの張力をより適切に調節することができる。

本発明によれば、プーリの振れ回りの有無を検出することができる。

一実施の形態における電動パワーステアリング装置の正面図。 一実施の形態における電動パワーステアリング装置の要部を拡大した断面図。 図２の３−３線断面図。 図２の４−４線断面図。 （ａ）は従動プーリの振れ回りの様子を示すベルト伝動機構の構成図、（ｂ）は２つのプーリの芯間距離と操舵角（プーリの回転位相）との関係を示すグラフ、（ｃ）は荷重（張力）と操舵角との関係を示すグラフ。 張力と荷重との関係を示すグラフ。 張力の調節方法を説明するための荷重（張力）と操舵角との関係を示すグラフ。

以下、ステアリング装置を、いわゆるラックパラレルタイプの電動パワーステアリング装置に具体化した一実施の形態を説明する。ラックパラレルタイプとは、操舵補助用のモータの軸線がラック軸に対して平行をなすタイプをいう。

図１に示すように、電動パワーステアリング装置１０は、図示しない車体に固定されるハウジング１１を有している。ハウジング１１はその筒状の本体１２が車体の左右方向（図１中の左右方向）へ延びるように設けられる。本体１２にはラック軸１３が挿通されている。ラック軸１３の両端にはそれぞれ図示しないボールジョイントを介して車輪（転舵輪）Ｗが連結される。ラック軸１３が自身の軸方向へ移動することによって車輪Ｗの向きが変えられる。

＜第１の収容部＞
本体１２の右端寄りの部位には第１の収容部１４が設けられている。第１の収容部１４は、本体１２の軸線方向（図１中の左右方向）に対して斜めに交わる方向へ延びている。第１の収容部１４には、ピニオンシャフト１５が挿入された状態で回転可能に支持されている。ピニオンシャフト１５の内端部に設けられるピニオン歯は、ラック軸１３の右端寄りの一定範囲に形成されるラック歯に噛み合う。また、ピニオンシャフト１５のピニオン歯と反対側の外端部は、図示しない複数のシャフトを介してステアリングホイールＨに連結される。したがって、ステアリング操作に伴いラック軸１３は自身の軸線方向に沿って直線運動を行う。ステアリング操作を通じてピニオンシャフト１５に作用するトルクは、第１の収容部１４に設けられたトルクセンサ１６により検出される。

＜第２の収容部＞
本体１２の左端寄りの部位には第２の収容部１７が設けられている。第２の収容部１７は、本体１２よりも大径の円筒部分の下部が下方へ延びてなる。第２の収容部１７の下部右側壁には、モータ１８が固定されている。モータ１８の出力軸１８ａは、ラック軸１３の軸線に沿って延び、かつ第２の収容部１７の側壁を貫通して内部に挿入されている。第２の収容部１７の内部には、動力変換機構２０が設けられている。動力変換機構２０にはモータ１８の出力軸１８ａが連結されている。動力変換機構２０は、モータ１８の回転運動をラック軸１３の直線運動に変換する。すなわち、モータ１８の回転力の利用を通じてラック軸１３の動作が補助されることにより、ステアリング操作が補助される。モータ１８は、図示しない制御装置によりトルクセンサ１６の検出結果などに応じて制御される。

ここで、第２の収容部１７の構成について詳述する。
図２に示すように、第２の収容部１７は、円筒状の支持部２１、および段付き円筒状の蓋部材２２を有している。支持部２１は、本体１２の左端に一体形成されている。支持部２１の下部は下方へ延設されていて、当該延設された部分における図中右側の側壁２１ａには孔２１ｂが形成されている。孔２１ｂには、その右方からモータ１８の出力軸１８ａが挿入されている。支持部２１の左開口部は蓋部材２２により塞がれている。これら支持部２１と蓋部材２２との間に形成される空間に動力変換機構２０が設けられている。

＜動力変換機構＞
図２に示すように、動力変換機構２０は、ベルト伝動機構３０およびボールねじ機構４０を有している。ベルト伝動機構３０は、モータ１８の回転運動をボールねじ機構４０に伝達する。ボールねじ機構４０は、ベルト伝動機構３０を通じて伝達されるモータ１８の回転運動をラック軸１３の直線運動に変換する。

＜ボールねじ機構＞
ボールねじ機構４０は、ラック軸１３に設けられたボールねじ部４１、円筒状のボールナット４２および多数のボール４３を有している。

ボールねじ部４１は、ラック軸１３の外周面におけるボールねじ溝１３ａが形成された部分である。ボールねじ部４１は、ラック軸１３の左端を基準として右端へ向けた一定範囲に設けられている。

ボールナット４２は、ボールねじ部４１に多数のボール４３を介して進退可能に螺合されている。ボールナット４２の第１の端部（図２中の左端）の外周面には雄ねじ部４２ａが、第２の端部（図２中の右端）の外周面には円環状の鍔部４２ｂがそれぞれ設けられている。雄ねじ部４２ａはボールナット４２の左端を基準としてその軸線方向に沿った一定範囲にわたって設けられている。ボールナット４２の回転に伴い、各ボール４３はボールナット４２とボールねじ部４１との間を転動する。

なお、ボールナット４２の外周面には、玉軸受４４が固定されている。ボールナット４２は、玉軸受４４を介してハウジング１１、正確には蓋部材２２の内周面に対して回転可能に支持されている。玉軸受４４は内輪４４ａ、外輪４４ｂおよび複数のボール４４ｃを有している。内輪４４ａはボールナット４２の外周面に嵌合されている。外輪４４ｂは、蓋部材２２の内周面に嵌合されている。ボール４４ｃはボールナット４２の回転に伴い内輪４４ａと外輪４４ｂとの間において転動する。

＜ベルト伝達機構＞
ベルト伝動機構３０は、円筒状の駆動プーリ３１、円筒状の従動プーリ３２および無端状のベルト３３を備えている。

駆動プーリ３１はモータ１８の出力軸１８ａに固定されている。従動プーリ３２はボールナット４２の外周面に固定されている。従動プーリ３２および玉軸受４４はボールナット４２の軸線方向において互いに隣接している。玉軸受４４は雄ねじ部４２ａ側に、従動プーリ３２は鍔部４２ｂ側に設けられている。ベルト３３は、駆動プーリ３１と従動プーリ３２との間に掛け渡されている。したがって、モータ１８の回転は、駆動プーリ３１、ベルト３３および従動プーリ３２を介してボールナット４２に伝達される。

なお、駆動プーリ３１および従動プーリ３２はこれらの外周面に歯が設けられた歯付きプーリ（タイミングプーリ）である。また、ベルト３３はその内周面に歯が設けられた歯付きベルト（タイミングベルト）である。ベルト３３の歯数は駆動プーリ３１の歯数および従動プーリ３２の歯数のそれぞれに対して非整数倍となるように設定されている。

＜玉軸受および従動プーリの固定構造＞
つぎに、玉軸受４４および従動プーリ３２の固定構造を説明する。
図２に示すように、ボールナット４２の外周面に従動プーリ３２および玉軸受４４が嵌められた状態で、雄ねじ部４２ａにロックナット４５を締め付けることにより従動プーリ３２および玉軸受４４はそれぞれボールナット４２に固定される。

正確には、ロックナット４５が雄ねじ部４２ａに締め付けられることにより、玉軸受４４（正確にはその内輪４４ａ）は従動プーリ３２に、当該従動プーリ３２は鍔部４２ｂに押し付けられる。すなわち、鍔部４２ｂ、従動プーリ３２および玉軸受４４およびロックナット４５は、ボールナット４２の軸線方向において互いに面接触した状態に保持される。このように、玉軸受４４、および従動プーリ３２がボールナット４２の軸線方向においてその鍔部４２ｂとロックナット４５とによって挟み込まれた状態に保持されることにより、玉軸受４４および従動プーリ３２のボールナット４２に対する軸線方向における位置が拘束される。

また、外輪４４ｂと支持部２１の開口端面との間には円環状のサポート部材５１が、外輪４４ｂと蓋部材２２の内底面に形成された環状の段差部２２ａとの間には円環状のサポート部材５２がそれぞれ介在されている。外輪４４ｂがサポート部材５１，５２を介して支持部２１と蓋部材２２とによって挟み込まれることにより、玉軸受４４（外輪４４ｂ）の蓋部材２２に対する軸方向位置が拘束される。

＜モータの固定構造＞
つぎに、モータ１８の固定構造を説明する。本例では、第２の収容部１７（正確には、支持部２１）に対するモータ１８の取付け位置を調節することが可能である。

図２に示すように、支持部２１の下部における周面には板状の固定部６１が設けられている。固定部６１の右側面は、支持部２１の側壁２１ａの右側面に対して段差のない平らな状態である。固定部６１にはラック軸１３の軸線方向に貫通する調節孔６１ａが形成されている。調節孔６１ａは駆動プーリ３１の軸線Ｌ１および従動プーリ３２の軸線Ｌ２の両方に直交する直線Ｌ３に沿う方向に延びる長孔である。なお、軸線Ｌ１はモータ１８、ひいては出力軸１８ａの軸線に一致する。また、軸線Ｌ２はラック軸１３の軸線およびボールナット４２の軸線にそれぞれ一致する。

また、モータ１８の周面には、その取付け対象（ここでは、支持部２１）に固定される部分である取付け部６２が設けられている。取付け部６２にはモータ１８の軸線方向に貫通する雌ねじ部６２ａが設けられている。モータ１８は、取付け部６２が図２中の下部に位置する姿勢で第２の収容部１７、正確には支持部２１の側壁２１ａに取り付けられる。

モータ１８はつぎのようにして側壁２１ａに固定される。すなわち、モータ１８の出力軸１８ａを右方から孔２１ｂに挿入して、モータ１８の左側面（出力軸１８ａが突出する側の側面）を支持部２１の側壁２１ａに接触させる。また、固定部６１の調節孔６１ａと取付け部６２の雌ねじ部６２ａとを互いに一致させる。そしてこの状態で、ボルト６３の雄ねじ部６３ａを取付け部６２と反対側から調節孔６１ａに挿入して雌ねじ部６２ａに締め付ける。これにより、モータ１８は支持部２１の側壁２１ａに固定される。

図３に示すように、雄ねじ部６３ａは調節孔６１ａの範囲内において移動させることができる。雄ねじ部６３ａを調節孔６１ａの延びる方向（以下、「調節方向Ｄ」という。）における適宜の位置で締め付けることにより、調節方向Ｄにおけるモータ１８の側壁２１ａに対する取付け位置を変更することができる。これは、側壁２１ａの孔２１ｂの内径は、雄ねじ部６３ａの移動に伴う出力軸１８ａの移動が許容される程度に設定されているからである。なお、調節方向Ｄは先の直線Ｌ３（図２参照）に沿う方向でもある。

図２に示すように、駆動プーリ３１はモータ１８の出力軸１８ａに固定されている。このため、調節方向Ｄにおけるモータ１８の取付け位置を変更したとき、駆動プーリ３１の調節方向Ｄにおける位置、ひいては駆動プーリ３１と従動プーリ３２の芯間距離ΔＬも変わる。芯間距離ΔＬは、駆動プーリ３１の軸線Ｌ１と従動プーリ３２の軸線Ｌ２との間の距離である。駆動プーリ３１が従動プーリ３２に近接するほど芯間距離ΔＬは短くなる。駆動プーリ３１が従動プーリ３２から離れるほど芯間距離ΔＬは長くなる。すなわち、モータ１８の取付け位置の調節を通じて芯間距離ΔＬを調節することが可能である。

＜張力の測定装置＞
電動パワーステアリング装置１０ではベルト３３の張力を適切に設定する必要があるところ、当該張力を適正値に設定するためにはまず、ベルトの張力を正確に測定することが必要である。本例では、接触式の測定装置を使用してベルトの張力を測定する。

図４に示すように、測定装置７１はそのプローブ７２がベルト３３の表面に押し付けられることによりベルト３３の張力を測定する。正確には、測定装置７１はプローブ７２の先端をベルト３３に押し付けてたわみ量δを与えたときの荷重Ｆ（押圧反力）を検出する。当該検出される荷重Ｆあるいは荷重Ｆに応じた張力の値が測定装置７１の表示部７１ａに表示される。なお、プローブ７２は第２の収容部１７の支持部２１に設けられた貫通孔１７ａを介してベルト３３に押し付けられる。図２に二点鎖線で示されるように、貫通孔１７ａは支持部２１の周壁におけるベルト３３の表面に対向する部位に設けられている。

図６のグラフに示されるように、ベルト３３に一定のたわみ量（変位）δを与えたときの荷重Ｆと張力Ｔとは相関関係にある。たとえば、ベルト３３のたわみ量δが一定であるとき、荷重Ｆの値が大きくなるほど張力Ｔの値も大きくなる。荷重Ｆから張力Ｔを求めることも可能である。このため、本例では当該相関関係を利用して、ベルト３３の張力として当該張力が反映される荷重Ｆを測定する。

＜張力測定方法＞
ここで電動パワーステアリング装置１０では、その各構成部品の公差の重畳に起因して、たとえば従動プーリ３２の偏心による軸振れが発生することが懸念される。当該軸振れが発生する場合、従動プーリ３２の回転位置によって駆動プーリ３１との芯間距離ΔＬ、ひいてはベルト３３の張力が変化する。そこで本例では、従動プーリ３２の振れ回りを考慮してより適切な張力を設定するために、つぎのようにしてベルト３３の張力を測定する。

すなわち、荷重Ｆを監視しながら操舵全域（全舵角範囲）にわたってステアリング操作を行う。操舵全域とはステアリングホイールの回転範囲の全域をいい、ラック軸１３の軸線方向における可動範囲に対応する。ステアリングホイールを第１の方向（たとえば左方）における回転限界から第２の方向（たとえば右方）の回転限界まで操作したとき、ラック軸１３は第１のストロークエンド（左）から第２のストロークエンド（右）まで移動する。ラック軸１３の直線移動に伴い従動プーリ３２は回転し、当該回転はベルト３３を介して駆動プーリ３１に伝達される。このように、ステアリング操作を通じてベルト３３を走行させながら荷重Ｆ（張力Ｔ）を測定することにより、操舵全域にわたってベルト３３の張力を検査する。プローブ７２の先端はベルト３３の表面に対して相対的に摺動する。

つぎに従動プーリの触れ回りに伴う芯間距離ΔＬの変化、および検出される荷重Ｆの変化について具体的に説明する。
図５（ａ），（ｂ）に示すように、電動パワーステアリング装置１０ではステアリング操作に伴い従動プーリ３２は振れ回りする。そして当該触れ回りに伴い芯間距離ΔＬが増減する。図５（ａ）では、左から順にベルト伝動機構３０（正確には、従動プーリ３２）の第１〜第５の状態を示す。

第１の状態は、ステアリングホイールの操舵角θが操舵角−θｍａｘであるときの状態である。操舵角−θｍａｘは、ステアリングホイールが第１の方向（たとえば左方）における回転限界に保持されているときの操舵角θである。

第２の状態は、ステアリングホイールの操舵角θが操舵角−θ１であるときの状態である。操舵角−θ１は、ステアリングホイールが第１の方向における回転限界と中立位置との中間位置に保持されているときの操舵角θである。

第３の状態は、ステアリングホイールの操舵角θが操舵角θ０であるときの状態である。操舵角θ０は、ステアリングホイールが中立位置に保持されているときの操舵角θである。操舵角θ０はたとえば「０°」である。

第４の状態は、ステアリングホイールの操舵角θが操舵角θ１であるときの状態である。操舵角θ１は、ステアリングホイールが中立位置と第２の方向（たとえば右方）における回転限界との中間位置に保持されているときの操舵角θである。

第５の状態は、ステアリングホイールの操舵角θが操舵角θｍａｘであるときの状態である。操舵角θｍａｘは、ステアリングホイールが第２の方向における回転限界に保持されているときの操舵角θである。

図５（ｂ）に示すように、操舵角θが第１の状態における操舵角−θｍａｘであるときの芯間距離ΔＬを基準となる芯間距離ΔＬ０とする。
操舵角θが、第１の状態における操舵角−θｍａｘから第２の状態における操舵角−θ１へ向かうにつれて芯間距離ΔＬは増大する。操舵角θが第２の状態における操舵角−θ１に達したとき、芯間距離ΔＬは最も長くなる。このときの芯間距離ΔＬを芯間距離ΔＬｍａｘとする。

操舵角θが、第２の状態における操舵角−θ１から第３の状態における操舵角θ０へ向かうにつれて芯間距離ΔＬは減少する。操舵角θが第３の状態における操舵角θ０に達したとき、芯間距離ΔＬは基準となる芯間距離ΔＬ０に戻る。

操舵角θが、第３の状態における操舵角θ０から第４の状態における操舵角θ１へ向かうにつれて芯間距離ΔＬは減少する。操舵角θが第４の状態における操舵角θ１に達したとき、芯間距離ΔＬは最も短くなる。このときの芯間距離ΔＬを芯間距離ΔＬｍｉｎとする。

つぎに操舵角θが、第４の状態における操舵角θ１から第５の状態における操舵角θｍａｘへ向かうにつれて芯間距離ΔＬは増大する。操舵角θが第５の状態における操舵角θｍａｘに達したとき、芯間距離ΔＬは基準となる芯間距離ΔＬ０に戻る。

さて、このように芯間距離ΔＬが変化することを前提として、張力の検査はつぎのようにして行われる。すなわち、まずベルト伝動機構３０の状態を第１の状態にする。つぎに、プローブ７２の先端をベルト３３に押し付けることにより、定められたたわみ量δをベルト３３に付与する。このときの荷重Ｆを荷重Ｆ０（初期荷重）とする。そしてこの状態で全操舵範囲における荷重Ｆ（張力Ｔ）の測定を開始する。すなわち、ステアリングを第１の方向における回転限界から第２の方向における回転限界まで操作することによって従動プーリ３２を回転させる。すると、荷重Ｆは芯間距離ΔＬの変化に連動してつぎのように変化する。

図５（ｃ）に示すように、操舵角θが第１の状態における操舵角−θｍａｘであるときの荷重Ｆは初期荷重である荷重Ｆ０である。
操舵角θが、第１の状態における操舵角−θｍａｘから第２の状態における操舵角−θ１へ向かうにつれて荷重Ｆは増大する。操舵角θが第２の状態における操舵角−θ１に達したとき、荷重Ｆの値は最も大きくなる。このときの荷重Ｆを荷重Ｆｍａｘとする。

操舵角θが、第２の状態における操舵角−θ１から第３の状態における操舵角θ０へ向かうにつれて荷重Ｆは減少する。操舵角θが第３の状態における操舵角θ０に達したとき、荷重Ｆは初期荷重である荷重Ｆ０に戻る。

操舵角θが、第３の状態における操舵角θ０から第４の状態における操舵角θ１へ向かうにつれて荷重Ｆは減少する。操舵角θが第４の状態における操舵角θ１に達したとき、荷重Ｆの値は最も小さくなる。このときの荷重Ｆを荷重Ｆｍｉｎとする。

つぎに操舵角θが、第４の状態における操舵角θ１から第５の状態における操舵角θｍａｘへ向かうにつれて荷重Ｆは増大する。操舵角θが第５の状態における操舵角θｍａｘに達したとき、荷重Ｆは初期荷重である荷重Ｆ０に戻る。

＜張力調節方法＞
前述したように、操舵全域（全舵角範囲）にわたってステアリングホイールを操作したときの荷重Ｆの変化を考慮してベルト３３の張りを調節する。具体的には、つぎの通りである。

図７のグラフに二点鎖線で示されるように、まず荷重Ｆの検出結果に基づき調節前の最大の荷重Ｆｍａｘ、最小の荷重Ｆｍｉｎおよび荷重Ｆの変動量（変動幅）ΔＦをそれぞれ得る。変動量ΔＦは荷重Ｆｍａｘと荷重Ｆｍｉｎとの差（絶対値）である。

そして最大の荷重Ｆｍａｘおよび最小の荷重Ｆｍｉｎがそれぞれ上限値Ｆ１と下限値Ｆ２とで規定される許容範囲内の値となるように芯間距離ΔＬを調節する。許容範囲の上限値Ｆ１および下限値Ｆ２は、それぞれ適切なベルト張力に応じて予め定められる。図７の例では、調節前の荷重Ｆは下限値Ｆ２よりも小さな値であるため、芯間距離ΔＬを増大させる。芯間距離ΔＬの調節量は、たとえば荷重Ｆの変動量ΔＦおよび許容範囲（上限値Ｆ１、下限値Ｆ２）に基づき設定される。

ここで通常、変動量ΔＦは上限値Ｆ１と下限値Ｆ２との差（絶対値）を超えることがない。これはたとえば変動量ΔＦが許容範囲から外れない程度に、電動パワーステアリング装置１０の各構成部品の公差が確保されているからである。また、荷重Ｆの変化の傾向は芯間距離ΔＬの調節前後で変わらない。これは芯間距離ΔＬの調節では従動プーリ３２の振れ回りが解消されないからである。このため、最大の荷重Ｆｍａｘおよび最小の荷重Ｆｍｉｎの両方が許容範囲内にある場合にステアリングホイールを操舵全域にわたって操作したとき、図７のグラフに実線で示されるように、張力を調節した後の荷重Ｆは適切なベルト張力に対応する許容範囲内で変化する。すなわち、操舵全域におけるベルト３３の張力が保証される。

＜実施の形態の効果＞
したがって、本実施の形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）プローブ７２をベルト３３の表面に押し付けてベルト３３に一定のたわみ量δを与えたときの荷重Ｆに基づきベルト３３の張力を検査する。当該検査に際しては、ベルト３３を走行させながら荷重Ｆを測定する。このとき、ステアリングホイールＨをその回転範囲の全域にわたって操作することによって、換言すればラック軸１３をその可動範囲の全域にわたって移動させることによってベルト３３を走行させる。これにより、操舵全域におけるベルト３３の張力を検査することができる。ベルト３３が走行した領域における張力の変動、ひいては従動プーリ３２の振れ回りの有無を検出することもできる。

（２）従動プーリ３２などの振れ回りを考慮してベルト３３の張力を調節することが可能である。すなわち、測定装置７１により測定される最大の荷重Ｆｍａｘおよび最小の荷重Ｆｍｉｎが、適切なベルト張力に対応する許容範囲に入るように芯間距離ΔＬを調節する。これにより、操舵全域におけるベルト３３の張力が保証される。また、高精度なベルト張力が得られる。

（３）ステアリングホイールＨに回転力を加えることにより、その回転範囲の全域にわたってベルト３３を簡単に走行させることができる。
（４）プローブ７２はハウジング１１に設けられる貫通孔１７ａを介してベルト３３の表面に押し付けられる。電動パワーステアリング装置１０を組み立てた後にベルト３３の張力を測定することができる。

（５）プローブ７２をベルト３３の表面に押し付けることにより張力（荷重Ｆ）を検出する接触式の測定装置７１を使用する。このため、ベルト３３を走行させた状態で荷重Ｆを連続的に検出することができる。荷重Ｆを検出しつつ芯間距離ΔＬの調節を行うことも可能である。

ちなみに、ベルト３３を振動させてベルト３３の固有振動数を測定し、当該固有振動数が適正な張力に応じた値になるように芯間距離ΔＬを調節する方法も存在する。しかしこの方法では特定の静止位置においてベルトの張力を測定することを前提としているため、操舵全域におけるベルト張力を検査することが困難である。また、ベルト３３の外側または内側にテンションプーリを設けることによりベルト張力を調節する方法も存在するところ、本例の調節方法ではテンションプーリを使用しない。テンションプーリが不要である分、電動パワーステアリング装置１０の製品コストを低減することが可能である。

＜他の実施の形態＞
なお、前記実施の形態は、つぎのように変更して実施してもよい。
・本例では、駆動プーリ３１および従動プーリ３２として、これらの外周面に歯が設けられた歯付きプーリを採用したが、歯のない平プーリを採用してもよい。この場合、ベルト３３としては、歯のない平ベルトが採用される。また、これら以外の他のタイプのプーリおよびベルトを採用することもできる。

・本例では、荷重Ｆを測定する際、ステアリングホイールを操作するようにしたが、ピニオンシャフト１５を直接回転させてもよい。また、ラック軸１３の軸方向に外力を加えることによりラック軸１３を直接移動させてもよい。

・本例の測定装置７１は、プローブ７２をベルト３３の表面に押し付けてベルト３３に一定のたわみ量δを与えたときの荷重Ｆに基づきベルト３３の張力を測定するものであったが、つぎのようにしてもよい。すなわち、測定装置７１はプローブ７２をベルト３３の表面に押し付けてベルト３３に一定の荷重Ｆを与えたときのベルト３３のたわみ量δに基づきベルト３３の張力を測定するものであってもよい。

・本例では、荷重Ｆを測定する際、ステアリングホイールを第１の方向における回転限界から第２の方向における回転限界まで操作したが、つぎのようにしてもよい。たとえば、ステアリングホイールを「中立位置→第１の方向における回転限界→中立位置→第２の方向における回転限界→中立位置」の順に操作する。このようにしても、操舵全域における荷重Ｆを測定することができる。すなわち、ステアリングホイールをその回転範囲の全域にわたって操作すればよい。

・本例では、荷重Ｆを測定する際、ステアリングホイールをその回転範囲の全域にわたって操作したが、全域にわたって操舵しなくてもよい。たとえば駆動プーリ３１および従動プーリ３２がそれぞれ歯のない平プーリ、ベルト３３が歯のない平ベルトである場合、またはベルト３３の歯数が駆動プーリ３１および従動プーリ３２の歯数に対してそれぞれ整数倍である場合、つぎのようにしてもよい。すなわち、従動プーリ３２の１回転分、あるいはベルト３３の１周分だけ操舵するようにしてもよい。この場合、ステアリングホイールの回転範囲の一部の領域における荷重Ｆの変化を考慮してベルト張力を調節することができる。

・本例では、ステアリング操作に連動して直線運動するラック軸１３の動作をモータ１８の回転力を利用して補助する電動パワーステアリング装置を例に挙げたが、ステアバイワイヤ（ＳＢＷ）に適用することもできる。ステアバイワイヤはステアリングホイールと転舵輪との間に機械的な結合を持たないステアリング装置であって、ステアリングホイールの操作を電気信号で転舵アクチュエータに伝える。転舵アクチュエータはモータ、モータの回転運動を転舵軸（ボールねじ軸）の直線運動に変換する動力変換機構２０として、たとえばベルト伝動機構３０およびボールねじ機構４０を備える。なお、ステアバイワイヤに具体化する場合には、前輪操舵装置としてだけでなく後輪操舵装置あるいは４輪操舵装置（４ＷＳ）として具体化することもできる。

１０…電動パワーステアリング装置（ステアリング装置）、１１…ハウジング、１３…ラック軸（転舵軸）、１５…ピニオンシャフト（シャフト）、１７ａ…貫通孔、１８…モータ、３１…駆動プーリ、３２…従動プーリ、３３…ベルト、４２…ボールナット、４３…ボール、４４…軸受、７１…測定装置、７２…プローブ、Ｈ…ステアリングホイール、Ｗ…車輪（転舵輪）。

Claims (7)

1. ハウジング内で直線運動することにより転舵輪を転舵させる転舵軸と、
   前記ハウジングに設けられるモータの駆動に伴い前記転舵軸の軸線に沿って延びる軸線を中心として回転する駆動プーリと、
   前記転舵軸に多数のボールを介して螺合されるとともに軸受を介して前記ハウジングの内周面に対して回転可能に支持されたボールナットと、
   前記ボールナットの外周に嵌められる従動プーリと、
   前記駆動プーリと前記従動プーリとの間に掛け渡されるベルトと、を有するステアリング装置のベルト張力測定方法において、
   プローブを前記ベルトの表面に押し付けて前記ベルトの張力を測定する測定装置を使用し、
   前記プローブを前記ベルトの表面に押し付けた状態で前記ベルトを走行させるステアリング装置のベルト張力測定方法。
2. 請求項１に記載のステアリング装置のベルト張力測定方法において、
   前記転舵軸をその可動範囲の全域にわたって移動させることにより前記ベルトを走行させるステアリング装置のベルト張力測定方法。
3. 請求項１または請求項２に記載のステアリング装置のベルト張力測定方法において、
   前記転舵軸はステアリングホイールまたはステアリングホイールに連動するシャフトの回転を通じて直線移動するものであって、
   前記ステアリングホイールまたは前記シャフトを回転させることにより前記ベルトを走行させるステアリング装置のベルト張力測定方法。
4. 請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載のステアリング装置のベルト張力測定方法において、
   前記プローブは前記ハウジングに設けられる貫通孔を介して前記ベルトの表面に押し付けられるステアリング装置のベルト張力測定方法。
5. 請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載のステアリング装置のベルト張力測定方法において、
   前記測定装置は、前記プローブを前記ベルトの表面に押し付けて前記ベルトに一定のたわみ量を与えたときの荷重に基づき前記ベルトの張力を測定するステアリング装置のベルト張力測定方法。
6. 請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載のステアリング装置のベルト張力測定方法において、
   前記測定装置は、前記プローブを前記ベルトの表面に押し付けて前記ベルトに一定の荷重を与えたときの前記ベルトのたわみ量に基づき前記ベルトの張力を測定するステアリング装置のベルト張力測定方法。
7. 請求項１〜請求項６のうちいずれか一項に記載のステアリング装置のベルト張力測定方法により測定される前記張力の最大値および最小値が、定められた許容範囲に入るように前記駆動プーリと前記従動プーリとの芯間距離を調節するステアリング装置のベルト張力調節方法。