JP2019031127A - ステアリング装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】部品点数および組み立て工数を削減できるステアリング装置を提供すること。
【解決手段】止め輪50は、従動プーリ42をボールねじナット31のフランジ部31aへ向けて弾性支持することにより、従動プーリ42がボールねじナット31の外周面から軸方向へ離脱することを抑制している。また、止め輪50の外周縁は、従動プーリ42の外周面に巻きかけられるベルト43の軸方向への移動を第1鍔部42aとの間で規制する第2鍔部53としても機能する。
【選択図】図2
【解決手段】止め輪50は、従動プーリ42をボールねじナット31のフランジ部31aへ向けて弾性支持することにより、従動プーリ42がボールねじナット31の外周面から軸方向へ離脱することを抑制している。また、止め輪50の外周縁は、従動プーリ42の外周面に巻きかけられるベルト43の軸方向への移動を第1鍔部42aとの間で規制する第2鍔部53としても機能する。
【選択図】図2
Description
本発明は、ステアリング装置に関するものである。
例えば、特許文献1に記載されるステアリング装置では、モータの回転軸の回転運動を駆動プーリ、ベルト、および従動プーリを介してボールねじナットに伝達することによりラックシャフトを往復直線運動させている。
従動プーリは、ボールねじナットの外周面に設けられている。従動プーリは、ボールねじナットの軸端部に設けられている鍔部に対して軸方向において当接している。ボールねじナットの外周面には、鍔部材が設けられている。鍔部材は、軸方向において、ボールねじナットの鍔部と反対側から従動プーリに当接している。ボールねじナットの外周面には、軸受が設けられている。軸受は、軸方向において、ボールねじナットの鍔部と反対側から鍔部材に当接している。ボールねじナットの鍔部と反対側の軸端部にはロックナットが螺合されている。ロックナットは、軸方向において、ボールねじナットの鍔部と反対側から軸受に当接している。ロックナットがボールねじナットに螺合されることにより、ボールねじナットの鍔部との間で従動プーリ、鍔部材、および軸受がその順序で固定される。尚、鍔部材およびボールねじナットの鍔部は、径方向において、従動プーリの外周面よりも大きく形成されている。従動プーリの外周面に巻回されるベルトが軸方向において鍔部材あるいはボールねじナットの鍔部に当接することにより、ベルトの軸方向への移動が規制されている。
しかし、上記のステアリング装置では、従動プーリがボールねじナットの外周面から軸方向へ離脱することを抑制するロックナットと、従動プーリに巻回されるベルトの軸方向に沿った移動を規制する鍔部材とが別体である。また、従動プーリを軸方向において固定するときにロックナットをボールねじナットの外周面に締め付ける作業が必要である。
本発明の目的は、部品点数および組み立て工数を削減できるステアリング装置を提供することである。
上記目的を達成し得るステアリング装置は、モータと、軸方向に往復移動する転舵シャフトと、複数のボールを介して前記転舵シャフトと螺合する筒状のボールねじナットと、前記ボールねじナットの外周面に嵌合される筒状の従動プーリと、前記モータの回転軸と一体回転可能に設けられる筒状の駆動プーリと、前記従動プーリおよび前記駆動プーリの間に巻きかけられるベルトとを有する減速機と、を備えることを前提としている。前記ボールねじナットの第1の端部の外周面には、環状の係止部が突設され、前記ボールねじナットの第2の端部の外周面には、その周方向に沿って溝部が設けられ、前記係止部により前記ボールねじナットの第1の端部に向けての前記従動プーリの移動が規制され、前記従動プーリの第1の端部の外周面には、環状の第1鍔部が設けられており、前記溝部には、前記従動プーリの外径よりも大きな外径に設定され、前記従動プーリの第2の端部に当接することによって、前記ボールねじナットの第2の端部に向けての前記従動プーリの移動を規制する止め輪が嵌合され、前記止め輪における前記従動プーリの外周面から突出する部分である第2鍔部と、前記第1鍔部とによって前記従動プーリの軸方向における前記ベルトの移動が規制される。
上記構成によれば、係止部によりボールねじナットの第1の端部に向けての従動プーリの移動が規制され、止め輪によりボールねじナットの第2の端部に向けての従動プーリの移動が規制されている。そのため、従動プーリのボールねじナットの外周面から軸方向へ離脱することが抑制されている。また、止め輪の外周縁は、従動プーリの外周面に巻きかけられるベルトの軸方向への移動を第1鍔部との間で規制する第2鍔部としても機能する。すなわち、従動プーリがボールねじナットの外周面から軸方向へ離脱することを抑制する構成と、ベルトの軸方向に沿った移動を規制する構成とを統一することができるため、部品点数を削減できる。また、止め輪は、ボールねじナットの溝部に嵌合させるだけで取り付けが完了する。そのため、例えば、ボールねじナットの第2の端部にねじ溝を設け、このねじ溝にロックナットを螺合することで従動プーリの軸方向への離脱を抑制する場合と比較して、組み立て工数も削減できる。したがって、部品点数および組み立て工数を削減できる。また、止め輪が適切にボールねじナットの溝部に嵌合しているか否かを視認するだけで止め輪が従動プーリを適切に支持しているか否かを判断することができるため、組み立て時の確認作業も簡易的に実施できる。
上記のステアリング装置において、前記止め輪は、環状の円板部と、前記円板部の内周縁に沿って設けられるとともに前記円板部に対して傾斜して設けられる傾斜板部とを有し、前記傾斜板部の前記円板部と反対側の端部は、前記溝部に嵌合され、前記円板部は、前記従動プーリの外径よりも大きな外径に設定され、前記傾斜板部の前記円板部と反対側の端部が前記溝部に嵌合された状態で、前記円板部が前記従動プーリの外周面から突出することで前記第2鍔部として機能する部分と、前記従動プーリの第2の端部の外側面に面接触する部分とを有し、前記第1鍔部および前記第2鍔部は、前記従動プーリの外周面に直交する方向へ向けて延びていることが好ましい。
上記構成によれば、止め輪の円板部が従動プーリの外側面に面接触しているため、従動プーリの径方向において、止め輪が従動プーリの外周面から突出することにより形成される第2鍔部は、従動プーリの外周面に対して直交する方向に向けて延びている。また、第1鍔部も従動プーリの外周面に直交する方向に向けて延びている。そのため、ベルトが従動プーリの外周面を軸方向に沿って移動しようとしても、ベルトは、第1鍔部および第2鍔部に面接触する。そのため、ベルトが第1鍔部および第2鍔部の先端部に当接することで必要以上に磨耗してしまうことがより低減できる。したがって、ベルトの製品寿命を維持することができる。
前記ベルトは、無端状のゴム部材および前記ゴム部材の内部に埋設された心線を有し、前記従動プーリの径方向において、前記従動プーリの外周面を基準とする前記第1鍔部の高さおよび前記第2鍔部の高さは、前記従動プーリの外周面を基準とする前記心線の高さ以上に設定されていることが好ましい。
上記構成によれば、従動プーリの外周面を基準とする第1鍔部および第2鍔部の高さが、従動プーリの外周面を基準とする心線の高さ以上であることにより、ベルトが軸方向において従動プーリの外周面から離脱してしまうことをより抑制することができる。
前記第1鍔部および前記第2鍔部は、前記従動プーリの径方向において、前記従動プーリの外周面を基準とする前記心線の高さと同じ高さを有する当接部と、前記当接部の先端部から前記従動プーリの径方向外側に向けて延出する非当接部とを有し、前記非当接部は、前記従動プーリの径方向外側に向かうにつれて前記ベルトから離間する傾斜面を有していることが好ましい。
上記構成によれば、止め輪の円板部が従動プーリの外側面に面接触しているため、従動プーリの径方向において、止め輪が従動プーリの外周面から突出することにより形成される当接部は、従動プーリの外周面に対して直交する方向に向けて延びている。また、当接部も従動プーリの外周面に直交する方向に向けて延びている。そのため、ベルトが従動プーリの外周面を軸方向に沿って移動しようとしても、ベルトは、当接部に面接触する。また、非当接部が当接部の先端部から径方向外側へ向けて延出している。そのため、ベルトの中でも比較的に耐久性が劣っているゴム部材だけで構成されている部分に第1鍔部および第2鍔部の先端部が当接することにより必要以上に磨耗してしまうことがより低減できる。したがって、ベルトの製品寿命を維持することができる。また、第1鍔部および第2鍔部の非当接部に傾斜面を設けることにより、従動プーリの外周面を基準とした当接部の高さが、従動プーリの外周面を基準とした心線の高さであるか否かを視認しやすくなる。
前記止め輪の内周には、周方向に沿って所定間隔ごとに切り欠き溝部が設けられ、前記傾斜板部の前記円板部と反対側の端部は、前記切り欠き溝部が設けられることにより複数の突部が形成され、前記溝部は、前記ボールねじナットの周方向に沿って、前記複数の突部に対応する位置に間隔をおいて設けられていることが好ましい。
溝部がボールねじナットの外周面における周方向の全周に亘って設けられ、傾斜板部が円板部の内周側の全周に亘って設けられている場合、ボールねじナットおよび止め輪が相対的に回転しまうおそれがある。
その点、上記構成によれば、ボールねじナットの外周面には複数の溝部がボールねじナットの周方向に間隔をおいて設けられ、複数の傾斜板部の突部がそれぞれの溝部に嵌合される。このため、ボールねじナットおよび止め輪が互いに相対的に回転しようとしても、各突部が各溝部の内壁に引っかかる。そのため、ボールねじナットおよび止め輪の相対的な回転を抑制することができる。
前記切り欠き溝部は、前記傾斜板部に設けられていることが好ましい。
上記構成によれば、止め輪の切り欠き溝部の底部が円板部および傾斜板部の境界部分よりも傾斜板部の円板部と反対側の端部側に形成されているため、止め輪の円板部が従動プーリの外側面に当接したとき、従動プーリの周方向において、円板部および従動プーリの外側面が当接している部分の接触面積を従動プーリの全周に亘って一定にすることができる。そのため、止め輪は、従動プーリの周方向に亘って、従動プーリの外側面を均一に支持できる。
上記構成によれば、止め輪の切り欠き溝部の底部が円板部および傾斜板部の境界部分よりも傾斜板部の円板部と反対側の端部側に形成されているため、止め輪の円板部が従動プーリの外側面に当接したとき、従動プーリの周方向において、円板部および従動プーリの外側面が当接している部分の接触面積を従動プーリの全周に亘って一定にすることができる。そのため、止め輪は、従動プーリの周方向に亘って、従動プーリの外側面を均一に支持できる。
本発明のステアリング装置によれば、部品点数および組み立て工数を削減できる。
以下、ステアリング装置の一実施形態にかかる電動パワーステアリング装置(以後、「EPS」と呼称)について説明する。
図1に示すように、EPS1は、運転者のステアリングホイール10の操作に基づいて転舵輪15を転舵させる操舵機構2、および運転者のステアリング操作を補助するアシスト機構3を備えている。
図1に示すように、EPS1は、運転者のステアリングホイール10の操作に基づいて転舵輪15を転舵させる操舵機構2、および運転者のステアリング操作を補助するアシスト機構3を備えている。
操舵機構2は、ステアリングホイール10、ステアリングホイール10と一体回転するステアリングシャフト11、およびステアリングシャフト11に連動して軸方向に往復運動するラックシャフト12を備えている。ステアリングシャフト11は、ステアリングホイール10と連結されたコラムシャフト11a、コラムシャフト11aの下端部に連結されたインターミディエイトシャフト11b、およびインターミディエイトシャフト11bの下端部に連結されたピニオンシャフト11cを有している。ピニオンシャフト11cの下端部は、ラックアンドピニオン機構13を介して転舵シャフトとしてのラックシャフト12に連結されている。ラックアンドピニオン機構13は、ピニオンシャフト11cの先端に設けられたピニオンと、ラックシャフト12に設けられたラックからなる。したがって、ステアリングシャフト11の回転運動は、ラックアンドピニオン機構13を介してラックシャフト12の軸方向(図1の左右方向)の往復直線運動に変換される。当該往復直線運動が、ラックシャフト12の両端にそれぞれ連結されたタイロッド14を介して左右の転舵輪15にそれぞれ伝達されることにより、転舵輪15の転舵角が変更される。尚、タイロッド14は、ラックシャフト12に対して角度が付いた状態で取り付けられている。
アシスト機構3は、アシスト力の発生源であるモータ20と、ラックシャフト12に設けられたボールねじ装置30と、モータ20の回転軸21の回転力をボールねじ装置30に伝達する減速機40を有している。アシスト機構3は、モータ20の回転軸21の回転力を減速機40およびボールねじ装置30を介してラックシャフト12の軸方向の力に変換することにより、運転者のステアリングホイール10の操作を補助する。
ボールねじ装置30、減速機40、ピニオンシャフト11c、およびラックシャフト12は、ラックハウジング16により覆われている。ラックハウジング16は、アシスト機構3の付近でラックシャフト12の軸方向に分割された第1ラックハウジング16aおよび第2ラックハウジング16bからなり、それらが互いに連結されることにより構成されている。ラックハウジング16は、ラックシャフト12の延びる方向に対して交わる方向(図1中の下方)へ突出して設けられている減速機ハウジング17を有している。減速機ハウジング17の内部には、減速機40の一部が収容される。減速機ハウジング17の壁面には、貫通孔23が設けられている。モータ20の回転軸21は、減速機ハウジング17に設けられた貫通孔23を介して減速機ハウジング17の内部に挿入されている。回転軸21がラックシャフト12に対して平行となるように、モータ20はボルト22により減速機ハウジング17に固定されている。
つぎに、アシスト機構3について詳細に説明する。
図2に示すように、ボールねじ装置30は、ラックシャフト12に複数のボール32を介して螺合する円筒状のボールねじナット31を備えている。ボールねじナット31は、金属製である。ボールねじナット31は、円筒状の軸受33を介してラックハウジング16の内周面に対して回転可能に支持されている。ラックシャフト12の外周面には、螺旋状のねじ溝12aが設けられている。ボールねじナット31の内周面には、ラックシャフト12のねじ溝12aに対応する螺旋状のねじ溝34が設けられている。ボールねじナット31のねじ溝34とラックシャフト12のねじ溝12aとにより囲まれる螺旋状の空間は、ボール32が転動する転動路Rとして機能する。また、図示しないが、ボールねじナット31には、転動路Rの2箇所に開口して、当該2箇所の開口部分に短絡する循環路が設けられている。したがって、ボール32は、ボールねじナット31内の循環路を介して転動路R内を無限循環することができる。尚、転動路Rには、たとえば、グリースなどの潤滑剤が塗付されることにより、ボール32が転動する際の摩擦抵抗などが低減されている。
図2に示すように、ボールねじ装置30は、ラックシャフト12に複数のボール32を介して螺合する円筒状のボールねじナット31を備えている。ボールねじナット31は、金属製である。ボールねじナット31は、円筒状の軸受33を介してラックハウジング16の内周面に対して回転可能に支持されている。ラックシャフト12の外周面には、螺旋状のねじ溝12aが設けられている。ボールねじナット31の内周面には、ラックシャフト12のねじ溝12aに対応する螺旋状のねじ溝34が設けられている。ボールねじナット31のねじ溝34とラックシャフト12のねじ溝12aとにより囲まれる螺旋状の空間は、ボール32が転動する転動路Rとして機能する。また、図示しないが、ボールねじナット31には、転動路Rの2箇所に開口して、当該2箇所の開口部分に短絡する循環路が設けられている。したがって、ボール32は、ボールねじナット31内の循環路を介して転動路R内を無限循環することができる。尚、転動路Rには、たとえば、グリースなどの潤滑剤が塗付されることにより、ボール32が転動する際の摩擦抵抗などが低減されている。
減速機40は、モータ20の回転軸21に一体的に取り付けられた円筒状の駆動プーリ41、ボールねじナット31の外周面に一体的に取り付けられた円筒状の従動プーリ42、および駆動プーリ41と従動プーリ42との間に巻き掛けられるベルト43を備えている。減速機ハウジング17の内部空間には、モータ20の回転軸21と、駆動プーリ41と、ベルト43の一部とが収容されている。駆動プーリ41および従動プーリ42は、例えば、外周面にはす歯が形成された樹脂プーリである。
また、図5に示すように、ベルト43としては、たとえば、駆動プーリ41および従動プーリ42のはす歯に対応するはす歯を有するゴム製の歯付きベルトが採用される。ベルト43は、無端状のゴム部材43aを有している。ゴム部材43aの腹面には、はす歯が設けられている。ゴム部材43aの腹面には、ゴム部材43aを補強する歯布43bが接着されている。また、ゴム部材43aの内部には、一続きの心線43cが螺旋状に埋設されている。心線43cは、ゴム部材43aに螺旋状に埋め込まれていることからゴム部材43aの側面43dに対して角度を成して(平行をなさないで)埋設されている。ベルト43は、心線43cの埋設された円筒状のゴム部材を輪切り状に切断することにより形成される。このため、ゴム部材43aの側面43dには、ゴム部材43aに埋設された心線43cの切り口43eが露出している。
図2に示すように、このような構成からなるアシスト機構3では、モータ20の回転軸21が回転すると、回転軸21と一体となって駆動プーリ41が回転する。駆動プーリ41の回転が、ベルト43を介して従動プーリ42に伝達されることにより、従動プーリ42は回転する。このため、従動プーリ42と一体的に取り付けられたボールねじナット31も一体的に回転する。ボールねじナット31およびラックシャフト12は、複数のボール32を介して接触しているため、ボールねじナット31に付与された回転トルクがラックシャフト12の軸方向に付与される力に変換される。このため、ラックシャフト12には、軸方向に移動させる軸力が作用する。このラックシャフト12に付与される軸方向の力がアシスト力となり、運転者のステアリング操作を補助する。尚、従動プーリ42のベルト43の掛け渡される部分は、はす歯であるため、従動プーリ42には、回転に伴って軸方向に移動する力が作用する。
ボールねじナット31の第1の端部(図2中の左端)の外周面には、その全周に亘って係止部としての円環状のフランジ部31aが設けられている。フランジ部31aとボールねじナット31の外周面との間の段差面には、軸受33の内輪が当接している。ボールねじナット31の第2の端部(図2中の右端)の外周面には、溝部31bが設けられている。
図3に示すように、溝部31bは、ボールねじナット31の周方向に沿って所定間隔ごとに複数設けられている。また、ボールねじナット31の外周面には、その軸線m方向に沿って延びるキー溝31cが設けられている。キー溝31cは、ボールねじナット31の周方向において、互いに隣り合う溝部31bの間のうちいずれか一つの間に設けられている。キー溝31cにおけるボールねじナット31の第2の端部側は、その軸方向に開放されている。
図2に示すように、従動プーリ42の第1の端部(図2中の左端)の外周面には、その全周に亘って環状の第1鍔部42aが一体的に設けられている。従動プーリ42の第1の端部は、従動プーリ42の軸方向において、軸受33の内輪におけるボールねじナット31のフランジ部31aが当接している部分と反対側の部分に当接している。従動プーリ42の第2の端部(図2中の右端)における外側面42cは、ボールねじナット31および従動プーリ42の径方向に沿った円環状の平坦面をなしている。
図3に示すように、従動プーリ42は、その内周面にキー部42bが設けられている。キー部42bは、従動プーリ42の軸方向において、従動プーリ42の全長に亘って延びている。キー部42bは、従動プーリ42の周方向において、ボールねじナット31のキー溝31cに対応した位置に設けられている。従動プーリ42をボールねじナット31の外周面に取り付ける際、キー部42bがボールねじナット31のキー溝31cに嵌合される。従動プーリ42およびボールねじナット31の周方向において、キー部42bがキー溝31cに係合することにより、従動プーリ42の回転力がボールねじナット31に伝達される。そのため、ボールねじナット31は従動プーリ42と一体回転する。また、これはボールねじナット31および従動プーリ42が相対的に回転することを抑制できるとも換言できる。
図2に示すように、ボールねじナット31の外周面に軸受33および従動プーリ42を取り付けた(嵌合した)状態で、ボールねじナット31の溝部31bには、円環状の止め輪50が嵌合されている。止め輪50は、ボールねじナット31の溝部31bに嵌合された状態で、従動プーリ42の外側面42cをボールねじナット31のフランジ部31a側へ向けて弾性的に押圧している。それに伴い、従動プーリ42は、軸受33の内輪へ向けて押圧され、軸受33の内輪は、ボールねじナット31のフランジ部31aに向けて押圧される。そのため、ボールねじナット31および従動プーリ42の軸方向において、軸受33および従動プーリ42は、ボールねじナット31のフランジ部31aと止め輪50とによって挟み込まれるかたちで固定される。すなわち、従動プーリ42は、フランジ部31aによりボールねじナット31の第1の端部(図2中の左端)に向けての移動が規制され、止め輪50によりボールねじナット31の第2の端部(図2中の右端)に向けての移動が規制されている。尚、止め輪50は、鉄等の金属材料で構成されている。また、止め輪50は、従動プーリ42の外側面42cを弾性的に押圧しているが、これに限るものではない。ボールねじナット31のフランジ部31aとの間で、軸受33および従動プーリ42が固定されるように従動プーリ42の外側面42cを押圧できていればよい。
図3に示すように、止め輪50は、円環状の円板部51と、円板部51の内周縁に一体的に設けられた傾斜板部52とを有している。傾斜板部52は、円板部51に対して傾斜している。円板部51の外径は、従動プーリ42の外周面のなす外径よりも大きく設定されている。円板部51の内径は、従動プーリ42の内周面のなす内径よりも大きく設定されるとともに、従動プーリ42の外周面のなす外径よりも小さく設定されている。傾斜板部52の内周縁には、周方向に沿って所定間隔ごとに切り欠き溝部52cが設けられている。傾斜板部52に切り欠き溝部52cが設けられることにより、傾斜板部52には、軸線mに沿って従動プーリ42から離間する方向に向かうにつれて徐々に縮径する円錐台筒状の第1傾斜部52aと、第1傾斜部52aの円板部51と反対側(小径側)の端縁から延出している複数の突部としての第2傾斜部52bとが形成されている。第2傾斜部52bは、止め輪50の周方向において、ボールねじナット31の溝部31bに対応する位置に設けられている。切り欠き溝部52cの底部52dは、第1傾斜部52aの小径側の端縁の一部であって、止め輪50の円板部51と傾斜板部52との円環状の境界部分L(図3中の実線で示す)よりも傾斜板部52の円板部51と反対側の端部側に形成されている。尚、第2傾斜部52bの周方向における幅は、ボールねじナット31の溝部31bの周方向における幅に対応している。第2傾斜部52bの先端部を含む仮想円の内径は、ボールねじナット31の溝部31bの底部を含む仮想円筒の外径よりも小さく設定されている。
図2に示すように、止め輪50の第2傾斜部52bがボールねじナット31の溝部31bに嵌合された状態で、止め輪50の円板部51は、従動プーリ42の外側面42cに対して面接触している。また、円板部51の外径が従動プーリ42の外周面のなす外径よりも大きく設定されているため、従動プーリ42の径方向において、円板部51の外周縁が従動プーリ42の外周面から突出することで第2鍔部53が形成される。
次に、第1鍔部42aおよび第2鍔部53について詳細に説明する。
図4に示すように、従動プーリ42の径方向において、第1鍔部42aおよび第2鍔部53における従動プーリ42の外周面を基準とする高さは、共に高さH1で同じである。従動プーリ42の径方向において、第1鍔部42aおよび第2鍔部53における従動プーリ42の外周面を基準とする高さH1は、従動プーリ42の外周面を基準とするベルト43の心線43c(より正確には、心線43cの軸心)の高さH2以上に設定されている。ここでは、高さH1はベルト43の厚みよりも大きく設定されている。
図4に示すように、従動プーリ42の径方向において、第1鍔部42aおよび第2鍔部53における従動プーリ42の外周面を基準とする高さは、共に高さH1で同じである。従動プーリ42の径方向において、第1鍔部42aおよび第2鍔部53における従動プーリ42の外周面を基準とする高さH1は、従動プーリ42の外周面を基準とするベルト43の心線43c(より正確には、心線43cの軸心)の高さH2以上に設定されている。ここでは、高さH1はベルト43の厚みよりも大きく設定されている。
より具体的には、第1鍔部42aおよび第2鍔部53は、当接部42d,53aおよび非当接部42e,53bを有している。従動プーリ42の外周面を基準とする当接部42d,53aの高さは、従動プーリ42の外周面を基準とする心線43cの軸心までの高さH2と同じである。非当接部42e,53bは、当接部42d,53aの従動プーリ42と反対側の先端部から従動プーリ42の径方向外側に向けて延出している。当接部42d,53aは、ベルト43の側面43dに当接している。非当接部42e,53bは、従動プーリ42の径方向外側に向かうにつれて、ベルト43から徐々に離間する傾斜面としてのテーパ面42f,53cを有しており、ベルト43の側面43dに当接していない。
尚、第1鍔部42aおよび第2鍔部53の当接部42d,53aがベルト43の側面43dにおける心線43cの軸心の高さH2の部分に当接しているか否かは、ベルト43の側面43dに形成される心線43cの切り口43e(図5参照)の一部分が、非当接部42e,53bとベルト43の側面43dとの間から視認できるか否かにより判断できる。
以上詳述したように、本実施の形態によれば、以下に示す効果が得られる。
(1)ボールねじナット31のフランジ部31aによりボールねじナット31の第1の端部(図2中の左端)に向けての従動プーリ42の移動が規制され、止め輪50によりボールねじナット31の第2の端部(図2中の右端)に向けての従動プーリ42の移動が規制されている。そのため、従動プーリ42のボールねじナット31の外周面から軸方向へ離脱することが抑制されている。また、止め輪50の外周縁は、従動プーリ42の外周面に巻きかけられるベルト43の軸方向への移動を第1鍔部42aとの間で規制する第2鍔部53としても機能する。すなわち、従動プーリ42がボールねじナット31の外周面から軸方向へ離脱することを抑制する構成と、ベルト43の軸方向に沿った移動を規制する構成とを統一することができるため、部品点数を削減できる。また、止め輪50は、ボールねじナット31の溝部31bに嵌合させるだけで取り付けが完了する。そのため、例えば、ボールねじナット31の第2の端部(図2中の右端)にねじ溝を設け、このねじ溝にロックナットを螺合することで従動プーリ42の軸方向への離脱を抑制する場合と比較して、組み立て工数も削減できる。したがって、部品点数および組み立て工数を削減できる。また、止め輪50が適切にボールねじナット31の溝部31bに嵌合しているか否かを視認するだけで止め輪50が従動プーリ42を適切に弾性的に押圧しているか否かを判断することができるため、組み立て時の確認作業も簡易的に実施できる。
(1)ボールねじナット31のフランジ部31aによりボールねじナット31の第1の端部(図2中の左端)に向けての従動プーリ42の移動が規制され、止め輪50によりボールねじナット31の第2の端部(図2中の右端)に向けての従動プーリ42の移動が規制されている。そのため、従動プーリ42のボールねじナット31の外周面から軸方向へ離脱することが抑制されている。また、止め輪50の外周縁は、従動プーリ42の外周面に巻きかけられるベルト43の軸方向への移動を第1鍔部42aとの間で規制する第2鍔部53としても機能する。すなわち、従動プーリ42がボールねじナット31の外周面から軸方向へ離脱することを抑制する構成と、ベルト43の軸方向に沿った移動を規制する構成とを統一することができるため、部品点数を削減できる。また、止め輪50は、ボールねじナット31の溝部31bに嵌合させるだけで取り付けが完了する。そのため、例えば、ボールねじナット31の第2の端部(図2中の右端)にねじ溝を設け、このねじ溝にロックナットを螺合することで従動プーリ42の軸方向への離脱を抑制する場合と比較して、組み立て工数も削減できる。したがって、部品点数および組み立て工数を削減できる。また、止め輪50が適切にボールねじナット31の溝部31bに嵌合しているか否かを視認するだけで止め輪50が従動プーリ42を適切に弾性的に押圧しているか否かを判断することができるため、組み立て時の確認作業も簡易的に実施できる。
(2)止め輪50の円板部51が従動プーリ42の外側面42cに面接触しているため、従動プーリ42の径方向において、止め輪50が従動プーリ42の外周面から突出することにより形成される当接部53aは、従動プーリ42の外周面に対して直交する方向に向けて延びている。また、当接部42dも従動プーリ42の外周面に直交する方向に向けて延びている。そのため、ベルト43が従動プーリ42の外周面を軸方向に沿って移動しようとしても、ベルト43は、当接部42d,53aに面接触する。また、非当接部42e,53bが当接部42d,53aの先端部から径方向外側へ向けて延出している。そのため、ベルト43の中でも比較的に耐久性が劣っているゴム部材43aだけで構成されている部分に第1鍔部42aおよび第2鍔部53の先端部が当接することにより必要以上に磨耗してしまうことがより低減できる。したがって、ベルト43の製品寿命を維持することができる。
(3)また、第1鍔部42aおよび第2鍔部53の非当接部42e,53bにテーパ面42f,53cを設けることにより、従動プーリ42の外周面を基準とした当接部42d,53aの高さが、従動プーリ42の外周面を基準とした心線43cの高さH2であるか否かを視認しやすくなる。
(4)従動プーリ42の外周面を基準とする当接部42d,53aの高が、従動プーリ42の外周面を基準とするベルト43の心線43cの高さH2以上であることにより、ベルト43が軸方向において従動プーリ42の外周面から離脱してしまうことをより抑制することができる。
(5)ボールねじナット31の外周面には複数の溝部31bがボールねじナット31の周方向に間隔をおいて設けられ、複数の第2傾斜部52bの第2傾斜部52bがそれぞれの溝部31bに嵌合される。このため、ボールねじナット31および止め輪50が互いに相対的に回転しようとしても、各傾斜板部52が各溝部31bの内壁に引っかかる。そのため、ボールねじナット31および止め輪50の相対的な回転を抑制することができる。
(6)止め輪50の切り欠き溝部52cの底部52d(図4に破線で示す)が円板部51および傾斜板部52の境界部分L(図4に破線で示す)よりも傾斜板部52の円板部51と反対側の端部側に位置している。このため、円板部51と従動プーリ42の外側面42cとの接触面積を従動プーリ42の全周に亘って一定にすることができる。そのため、止め輪50は、従動プーリ42の全周に亘って、従動プーリ42の外側面42cを均一に弾性的に押圧できる。
尚、本実施の形態は、技術的に矛盾が生じない範囲で以下のように変更してもよい。
・本実施の形態において、止め輪50の切り欠き溝部52cの底部52dが円板部51および傾斜板部52の境界部分Lよりも傾斜板部52の円板部51と反対側の端部側に形成されているが、例えば、境界部分Lよりも円板部51側に形成されていてもよい。このようにしても、止め輪50は従動プーリ42の外側面42cを弾性支持することができる。
・本実施の形態において、止め輪50の切り欠き溝部52cの底部52dが円板部51および傾斜板部52の境界部分Lよりも傾斜板部52の円板部51と反対側の端部側に形成されているが、例えば、境界部分Lよりも円板部51側に形成されていてもよい。このようにしても、止め輪50は従動プーリ42の外側面42cを弾性支持することができる。
・また、本実施の形態において、止め輪50の第2傾斜部52bおよびボールねじナット31の溝部31bは、従動プーリ42およびボールねじナット31の周方向において、所定間隔ごとに設けられているが、これに限らない。例えば、第2傾斜部52bを従動プーリ42およびボールねじナット31の全周に亘って形成し、ボールねじナット31の溝部31bも同様に全周に亘って設けられていてもよい。尚、このとき、第2傾斜部52bは、第1傾斜部52aと全周に亘って連続するような円錐台筒状をなしている。
・本実施の形態において、第1鍔部42aおよび第2鍔部53の非当接部42e,53bには、テーパ面42f,53cが設けられていたが、割愛してもよい。このようにしても、第1鍔部42aおよび第2鍔部53によりベルト43の軸方向への移動を規制することができる。
・また、非当接部42e,53bを割愛してもよい。このようにしても、ベルト43の当接部42d,53aによりベルト43の軸方向への移動を規制することができる。
・本実施の形態において、従動プーリ42の外周面を基準とする当接部42d,53aの高さは、従動プーリ42の外周面を基準とするベルト43の心線43cの高さH2以上であったが、これに限らない。例えば、ベルト43の製品寿命を維持することができるのであれば、当接部42d,53aの高さを心線43cの高さH2よりも低くしてもよい。このようにしても、ベルト43の軸方向への移動を第1鍔部42aおよび第2鍔部53により規制することができる。
・本実施の形態において、従動プーリ42の外周面を基準とする当接部42d,53aの高さは、従動プーリ42の外周面を基準とするベルト43の心線43cの高さH2以上であったが、これに限らない。例えば、ベルト43の製品寿命を維持することができるのであれば、当接部42d,53aの高さを心線43cの高さH2よりも低くしてもよい。このようにしても、ベルト43の軸方向への移動を第1鍔部42aおよび第2鍔部53により規制することができる。
・本実施の形態において、止め輪50は、円板部51および傾斜板部52を有していたが、これに限らない。例えば、止め輪50を円錐台筒状に形成してもよい。このとき、止め輪50の外径(大径側)は、従動プーリ42の外周面のなす外径よりも大きく設定することが好ましい。ただし、止め輪50の大径側の内周部分がベルト43に当接してしまうことで、ベルト43を必要以上に磨耗させないために、止め輪50の大径側の内周部分を面取りし、ベルト43の側面43dと面取り部分とを当接させることが好ましい。
・本実施の形態において、止め輪50は、円環状をなしていたが、たとえば、円周の一部分が切り欠かれたC字形状であってもよい。ただし、この構成を採用する場合、止め輪50の切り欠き部分の大きさは微小なものであることが好ましく、特にボールねじナット31の溝部31bに嵌合した状態では、止め輪50の切り欠き部分はほとんどない状態となることが好ましい。このようにすることで、止め輪50がボールねじナット31、従動プーリ42、およびベルト43とともに一体回転したとき、止め輪50の切り欠き部分がベルト43に引っかかることが抑制される。
・本実施の形態において、止め輪50は、金属部材で構成されていたが、例えば、強化樹脂を使用したものであってもよい。
・本実施の形態において、第1鍔部42aは、従動プーリ42に一体的に設けられていたが、例えば、別体として従動プーリ42に取り付けてもよい。
・本実施の形態において、第1鍔部42aは、従動プーリ42に一体的に設けられていたが、例えば、別体として従動プーリ42に取り付けてもよい。
・本実施の形態において、従動プーリ42は、樹脂プーリであったが、金属プーリであってもよい。また、駆動プーリ41も同様に、金属プーリであってもよい。
・本実施の形態において、従動プーリ42の外周面には、はす歯が設けられていたが、例えば、従動プーリ42の軸線mに沿った方向に形成される直歯であってもよい。この場合、ベルト43のゴム部材43aの腹面に設けられているはす歯も従動プーリ42の直歯に対応した直歯に変更することが好ましい。
・本実施の形態において、従動プーリ42の外周面には、はす歯が設けられていたが、例えば、従動プーリ42の軸線mに沿った方向に形成される直歯であってもよい。この場合、ベルト43のゴム部材43aの腹面に設けられているはす歯も従動プーリ42の直歯に対応した直歯に変更することが好ましい。
・本実施の形態において、ステアリング装置の一例として、ラックシャフト12に平行に配置された回転軸21を有するモータ20によってラックシャフト12にアシスト力を付与するEPS1に具体化して示したが、これに限らない。すなわち、ボールねじ装置30および減速機40を備えたステアリング装置であればよい。また、ステアリング操作に連動するラックシャフト12の直線運動を、モータ20の回転力を利用して補助するステアリング装置を例に挙げたが、ステアリングホイール10とラックシャフト12との間の機械的連結のないステアバイワイヤ(SBW)に適用してもよい。なお、SBWに具体化する場合には、ラックシャフト12のラックを割愛する構成を採用してもよい。ひいてはピニオンシャフト11cを割愛する構成としてもよい。
1…EPS、12…ラックシャフト、20…モータ、21…回転軸、31…ボールねじナット、31a…フランジ部、31b…溝部、32…ボール、40…減速機、41…駆動プーリ、42…従動プーリ、42a…第1鍔部、42c…外側面、42d…当接部、42e…非当接部、43…ベルト、43a…ゴム部材、43c…心線、50…止め輪、51…円板部、52…傾斜板部、52c…切り欠き溝部、52d…底部、53…第2鍔部、53a…当接部、53b…非当接部、42f,53c…テーパ面、H1,H2…高さ、L…境界部分。
Claims (6)
- モータと、
軸方向に往復移動する転舵シャフトと、
複数のボールを介して前記転舵シャフトと螺合する筒状のボールねじナットと、
前記ボールねじナットの外周面に嵌合される筒状の従動プーリと、前記モータの回転軸と一体回転可能に設けられる筒状の駆動プーリと、前記従動プーリおよび前記駆動プーリの間に巻きかけられるベルトとを有する減速機と、を備え、
前記ボールねじナットの第1の端部の外周面には、環状の係止部が突設され、前記ボールねじナットの第2の端部の外周面には、その周方向に沿って溝部が設けられ、
前記係止部により前記ボールねじナットの第1の端部に向けての前記従動プーリの移動が規制され、
前記従動プーリの第1の端部の外周面には、環状の第1鍔部が設けられており、
前記溝部には、前記従動プーリの外径よりも大きな外径に設定され、前記従動プーリの第2の端部に当接することによって、前記ボールねじナットの第2の端部に向けての前記従動プーリの移動を規制する止め輪が嵌合され、
前記止め輪における前記従動プーリの外周面から突出する部分である第2鍔部と、前記第1鍔部とによって前記従動プーリの軸方向における前記ベルトの移動が規制されるステアリング装置。 - 前記止め輪は、環状の円板部と、前記円板部の内周縁に沿って設けられるとともに前記円板部に対して傾斜して設けられる傾斜板部とを有し、
前記傾斜板部の前記円板部と反対側の端部は、前記溝部に嵌合され、
前記円板部は、前記従動プーリの外径よりも大きな外径に設定され、前記傾斜板部の前記円板部と反対側の端部が前記溝部に嵌合された状態で、前記円板部が前記従動プーリの外周面から突出することで前記第2鍔部として機能する部分と、前記従動プーリの第2の端部の外側面に面接触する部分とを有し、
前記第1鍔部および前記第2鍔部は、前記従動プーリの外周面に直交する方向へ向けて延びている請求項1に記載のステアリング装置。 - 前記ベルトは、無端状のゴム部材および前記ゴム部材の内部に埋設された心線を有し、
前記従動プーリの径方向において、前記従動プーリの外周面を基準とする前記第1鍔部の高さおよび前記第2鍔部の高さは、前記従動プーリの外周面を基準とする前記心線の高さ以上に設定されている請求項2に記載のステアリング装置。 - 前記第1鍔部および前記第2鍔部は、前記従動プーリの径方向において、前記従動プーリの外周面を基準とする前記心線の高さと同じ高さを有する当接部と、前記当接部の先端部から前記従動プーリの径方向外側に向けて延出する非当接部とを有し、
前記非当接部は、前記従動プーリの径方向外側に向かうにつれて前記ベルトから離間する傾斜面を有している請求項3に記載のステアリング装置。 - 前記止め輪の内周には、周方向に沿って所定間隔ごとに切り欠き溝部が設けられ、
前記傾斜板部の前記円板部と反対側の端部は、前記切り欠き溝部が設けられることにより複数の突部が形成され、
前記溝部は、前記ボールねじナットの周方向に沿って、前記複数の突部に対応する位置に間隔をおいて設けられている請求項2〜4のいずれか一項に記載のステアリング装置。 - 前記切り欠き溝部は、前記傾斜板部に設けられている請求項5に記載のステアリング装置。
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JP2017151799A Pending JP2019031127A (ja) | 2017-08-04 | 2017-08-04 | ステアリング装置 |
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