JP3991841B2 - Vehicle steering system - Google Patents

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JP3991841B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ステアリングホイール等の操舵部材の操作に応じて駆動され、舵取機構中の操舵軸に操舵のための軸長方向の移動力を加えるモータを備える車両用操舵装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
車両の操舵は、車室の内部において運転者によりなされる操舵部材の操作(一般的にはステアリングホイールの回転操作)を、操向車輪(一般的には左右の前輪)の舵取りのために車室の外部に配された舵取機構に伝えて行われる。
【0003】
このような操舵を行わせるための操舵装置として、近年、操舵部材に加えられる操舵トルクの検出結果に基づいて回転駆動されるモータの回転力を舵取機構に伝え、この回転力により操舵を補助する構成とした操舵装置(電動パワーステアリング装置)が広く実用化されており、また、操舵部材と舵取機構とを機械的に分離して配し、操舵部材の操作の方向、操作量の検出結果に基づいて回転駆動されるモータの回転力のみによって操舵を行わせる構成とした操舵装置、所謂、ステアバイワイヤ式の操舵装置も一部において実用化されている。
【0004】
この種の操舵装置は、例えば、前記モータの回転運動を直線運動に運動変換して舵取機構中の操舵軸に伝え、該操舵軸の軸長方向の移動を左右の操向車輪に伝えて操舵を行わせる構成となっている。モータの回転から操舵軸の移動への運動変換は、操舵軸の外周面に形成されたねじ溝と、該ねじ溝に螺合するナット部材とを備えるねじ機構を用い、前記モータの回転をナット部材に伝え、該ナット部材の回転に応じたねじ溝の螺進を利用して操舵軸を移動させる構成により実現されている(例えば、特許文献1、2参照)。なお前記操舵軸は、例えば、ラックピニオン式舵取装置におけるラック軸である。
【0005】
【特許文献1】
実用新案登録第2590791号公報
【特許文献2】
特公平4−28583号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
さて、特許文献1、2に開示された操舵装置は、操舵軸を支持するハウジングの外側に取り付けたモータの回転をナット部材に伝える伝動手段の構成が相違しており、特許文献1においては、前記モータのモータ軸に取り付けた駆動歯車の回転を、中間歯車を介してボールナットの外周に設けた従動歯車に伝え、該ボールナットを回転せしめる歯車伝動が採用されている。
【0007】
また特許文献2においては、前記モータのモータ軸に取り付けた駆動プーリとナット部材の外周に設けた従動プーリとの間に伝動ベルトを張架し、前記モータ軸の回転を伝動ベルトを介してボールナットに伝え、該ボールナットを回転せしめるベルト伝動が採用されている。
【0008】
しかしながらこれらにおいては、モータから操舵軸までの伝動系に夫々2種の伝動機構(歯車機構又はベルト機構とねじ機構)が存在する上、前記ねじ機構として、ねじ軸とナット部材とを多数のボールを介して螺合させてなり、伝動効率が良好である反面、構造が複雑なボールねじ機構が多く採用されており、伝動系の全体構成が複雑であり、各部の加工及び組立てに多大の工数を要するという問題があった。
【0009】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、操舵部材の操作に応じて回転駆動されるモータから、操舵のために軸長方向に移動する操舵軸への伝動を、簡素な構成により確実に行わせ得る新規な伝動手段を備える車両用操舵装置を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明の第1発明に係る車両用操舵装置は、操舵部材の操作に応じて駆動されるモータの回転力を舵取機構中の操舵軸に伝え、該操舵軸を軸長方向に移動させて操舵を行わせる車両用操舵装置において、前記モータのモータ軸に同軸固定されたベルトプーリと、前記操舵軸の外周面に螺旋形をなして形成されたベルト溝と、該ベルト溝及び前記ベルトプーリに巻き掛けられ、前記操舵軸と前記モータ軸との間に張架された伝動ベルトとを備えることを特徴とする。
【0011】
本発明においては、モータからの伝動により回転するベルトプーリにより伝動ベルトを巻き取り、該伝動ベルトが巻き掛けられた操舵軸外周面の螺旋形をなすベルト溝にこれの傾斜に沿う向きの力を加え、この力の軸長方向分力の作用により操舵軸を移動させて操舵を行わせる。モータから操舵軸への伝動は、両者間に張架された伝動ベルトのみによる簡素な構成によってなされる。
【0012】
また本発明の第2発明に係る車両用操舵装置は、第1発明における伝動ベルトが、前記ベルト溝及びベルトプーリに各複数回巻き掛けてあることを特徴とする。
【0013】
この発明においては、モータと操舵軸との間に張架される伝動ベルトを、モータ軸に固定されたベルトプーリ及び操舵軸外周のベルト溝の夫々に各複数回巻き掛け、巻き掛け部分の摩擦抵抗を高めてモータから操舵軸への伝動を確実に行わせる。
【0014】
更に本発明の第3発明に係る車両用操舵装置は、前記ベルト溝への巻き掛け位置の近傍にて前記伝動ベルトに作用し、該伝動ベルトの前記操舵軸の軸長方向への移動を規制するガイド手段を備えることを特徴とする。
【0015】
この発明においては、モータと操舵軸との間に張架される伝動ベルトに、操舵軸に可及的に近付けて配したガイド手段を作用させ、操舵軸の軸長方向への伝動ベルトの移動を規制して、この伝動ベルトが巻き掛けられたベルト溝に加わる力の軸長方向分力による操舵軸の移動を確実に行わせる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。図1は、本発明に係る車両用操舵装置の全体構成を示す模式図である。本図に示す車両用操舵装置は、操舵補助用のモータ3の回転力を操舵軸としてのラック軸1に伝え、該ラック軸1を軸長方向に移動させて操舵を補助するラックピニオン式の電動パワーステアリング装置として構成されている。
【0017】
ラック軸1は、円筒形をなすラックハウジングH1 の内部に軸長方向への移動自在に支持され、図示しない車体の左右方向に延設されている。ラックハウジングH1 の両側に突出するラック軸1の両端は、操向車輪としての左右の前輪10,10のナックルアーム11,11に各別のタイロッド12,12を介して連結されており、ラック軸1の左右両方向の移動によりタイロッド12,12を介してナックルアーム11,11を押し引きし、左右の前輪10,10を転舵せしめる構成となっている。
【0018】
ラックハウジングH1 の一側端部近傍には、これと軸心を交叉させてピニオンハウジングH2 が連設されており、該ピニオンハウジングH2 の内部には、軸回りでの回転自在にピニオン軸2が支持されている。ピニオン軸2は、ピニオンハウジングH2 の上方への突出端のみが図示してあり、この突出端は、コラム軸20を介して操舵部材としてのステアリングホイール21に連結されている。
【0019】
ピニオンハウジングH2 の内部に延設されたピニオン軸2の下半部には、図示しないピニオンが一体に設けてある。また、ラックハウジングH1 の内部に支持されたラック軸1には、図示しないラック歯が、ピニオンハウジングH2 との交叉位置を含めた適長に亘って形成されており、このラック歯が、ピニオン軸2の下半部に設けられた前記ピニオンに噛合させてある。
【0020】
以上の構成により、操舵のためにステアリングホイール21が回転操作された場合、該ステアリングホイール21にコラム軸20を介して連結されたピニオン軸2が回転し、この回転が、前記ピニオン及びラック歯の噛合部においてラック軸1の軸長方向の移動に変換され、この移動により前述の如く左右の前輪10,10が転舵され、ステアリングホイール21の操作に応じた操舵がなされる。
【0021】
このような操舵を補助する操舵補助用のモータ3は、ラックハウジングH1 の中途部外側に突設されたモータブラケット30の一側開口部に、ラックハウジングH1 内部のラック軸1と略平行をなすようにフランジ固定されており、モータブラケット30の内部に構成された伝動手段4(図2参照)によりラック軸1に伝動構成されている。
【0022】
図2は、操舵補助用のモータ3からラック軸1への伝動手段4の概略構成を示す縦断面図である。モータ3が取り付けられるモータブラケット30は、図示の如くラックハウジングH1 の内部に連通しており、このモータブラケット30の内部に突出するモータ3のモータ軸31の先端には、円筒形をなすベルトプーリ40が同軸的に嵌着固定されている。
【0023】
一方、ラックハウジングH1 の内部に支持されたラック軸1には、モータブラケット30との連通位置の両側を軸長方向の適長に亘って大径化してなる大径部41が設けてあり、該大径部41の外周面には、ラック軸1の軸心に対して所定角度傾斜する螺旋形のV溝の形態をなしてベルト溝42が形成されている。
【0024】
伝動手段4は、以上の如きベルトプーリ40とベルト溝42とに伝動ベルト43を巻き掛け、該伝動ベルト43を、モータ軸31とラック軸1との間に適宜の張力下にて張架せしめて構成されている。伝動ベルト43は、ベルト溝42に対応するV字形の断面形状を有しており、螺旋状をなすベルト溝42に沿って、これに嵌め込むように複数回に亘って巻き掛けられ、またベルトプーリ40の外周面にも複数回に亘って巻き掛けられている。
【0025】
以上の如き伝動ベルト43は、ベルトプーリ40とベルト溝42との連絡のためにモータブラケット30とラックハウジングH1 との間に架け渡された直線部を有しており、これらの直線部には、ラックハウジングH1 の内側に支持された各一対のガイドローラ(ガイド手段)44,44が、ラック軸1に可及的に近接した位置にて幅方向の両側から転接せしめられている。
【0026】
これらのガイドローラ44,44は、ベルトプーリ40とベルト溝42との間での伝動ベルト43の回転を夫々の転動により許容しつつ、ラック軸1の軸長方向への伝動ベルト43の移動を規制して、ラック軸1周面のベルト溝42への伝動ベルト43の巻き掛け位置の移動を規制するガイド作用をなす。これにより伝動ベルト43は、ベルトプーリ40とベルト溝42との間にて巻き掛け位置を変えずに回転することができる。
【0027】
なお、伝動ベルト43のガイド手段は、図示のガイドローラ44,44に代えて、例えば、伝動ベルト43の幅方向両側に当接する板材、棒材等により構成することも可能であるが、伝動ベルト43に転接するガイドローラ44,44を使用することにより、これらの当接部において伝動ベルト43に加わる抵抗を軽減し、滑らかで確実な動作を行わせることができる。
【0028】
以上の構成によりモータ3が回転駆動された場合、モータ軸31に嵌着されたベルトプーリ40が回転し、該ベルトプーリ40に巻き掛けられた伝動ベルト43がラック軸1外周のベルト溝42との間を循環するように回転する。
【0029】
図3は、本発明に係る車両用操舵装置の動作説明図であり、ラック軸1外周のベルト溝42と、これに巻き掛けられた伝動ベルト43とが示されている。ラック軸1外周のベルト溝42は、前述の如く、軸心に対して所定角度傾斜する螺旋形の凹溝としてあり、伝動ベルト43が回転した場合、ベルト溝42には、これの傾斜に沿う方向の摩擦力Fが加わり、ラックハウジングH1 の内部に軸長方向への移動自在に支持されたラック軸1には、前記摩擦力Fの軸長方向分力F1 の作用により軸長方向の移動力が加えられ、前述の如く行われる操舵が補助される。
【0030】
このときラック軸1に加えられる移動力(操舵補助力)は、操舵補助用のモータ3の駆動制御により変更される。モータ3の駆動制御は、例えば、ステアリングホイール21の操作に応じてコラム軸20に加わる操舵トルクの検出結果に基づいて決定された制御値を、車速、ヨーレート、横加速度等の走行状態の検出結果に基づいて補正する公知の制御手順に従って行われる。これにより、操舵の状況に応じた操舵補助力がラック軸1に加えられることとなり、ステアリングホイール21を操作する運転者の操舵負担を軽減し、良好な操舵感を体感させることができる。
【0031】
本発明に係る車両用操舵装置においては、以上の如く駆動制御される操舵補助用のモータ3からラック軸1への伝動が、モータ3のモータ軸31に嵌着されたベルトプーリ40と、ラック軸1の外周面に形成された螺旋形のベルト溝42と、これらに巻き掛けられた伝動ベルト43とを備える簡素な構成の伝動手段4により実現される。この伝動を確実に行わせるには、長さ方向に伸縮性を有しない伝動ベルト43を用いる必要があるが、この種の伝動ベルト43は、例えば、樹脂材料からなる多数の伝動ブロックを厚さ方向にのみ可撓性を有する薄肉の金属ベルトにより連結してなる構成により実用化されている。
【0032】
また伝動ベルト43は、ベルトプーリ40及びベルト溝42に各複数回巻き掛けられており、ベルトプーリ40及びベルト溝42には、巻き掛け長さの全長に分散して摩擦力Fが加わるから、モータ3からラック軸1への伝動は、ベルトプーリ40又はベルト溝42の周上での伝動ベルト43の滑りを伴うことなく確実に行われる。
【0033】
更に伝動ベルト43は、ラック軸1の近傍においてガイドローラ44,44間に挾持され、軸長方向の移動を規制されており、ベルトプーリ40とベルト溝42との間にて巻き掛け位置を変えずに回転することができ、モータ3の回転をラック軸1に確実に伝えることが可能である。
【0034】
なお以上の実施の形態においては、操舵軸としてのラック軸1を備えるラックピニオン式の電動パワーステアリング装置への適用例について述べたが、本発明は、操舵のために軸長方向に移動する操舵軸を備え、この操舵軸の移動をモータの発生力により補助する構成とした如何なる形式の電動パワーステアリング装置にも適用可能であることは言うまでもない。
【0035】
また本発明は、ステアリングホイール等の操舵部材を舵取機構から機械的に分離して備え、該操舵部材の操作に応じて駆動されるモータの回転力のみによって操舵を行わせる構成とした操舵装置、所謂、ステアバイワイヤ式の操舵装置への適用も可能である。
【0036】
【発明の効果】
以上詳述した如く本発明の第1発明に係る車両用操舵装置においては、操舵部材の操作に応じて駆動されるモータから操舵軸への伝動手段を、モータ軸に固定されたベルトプーリと、操舵軸の外周面に形成された螺旋形のベルト溝との間に伝動ベルトを張架してなる簡素な構成により実現することができる。
【0037】
また第2発明に係る車両用操舵装置においては、ベルトプーリ及びベルト溝に伝動ベルトを各複数回巻き掛けたから、巻き掛け長さの全長に亘って摩擦力が分散され、伝動ベルトの滑りを伴わずに確実な伝動を行わせることが可能となる。
【0038】
更に第3発明に係る車両用操舵装置においては、ガイド手段の作用により伝動ベルトの巻き掛け位置を保つことができ、モータの回転をラック軸に確実に伝えることが可能となる等、本発明は優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る車両用操舵装置の全体構成を示す模式図である。
【図2】操舵補助用のモータからラック軸への伝動手段の概略構成を示す縦断面図である。
【図3】本発明に係る車両用操舵装置の動作説明図である。
【符号の説明】
1 ラック軸(操舵軸)
2 ピニオン軸
3 モータ
4 伝動手段
21 ステアリングホイール(操舵部材)
31 モータ軸
40 ベルトプーリ
42 ベルト溝
43 伝動ベルト
44 ガイドローラ(ガイド手段)
1 ラックハウジング
2 ピニオンハウジング
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vehicle steering apparatus including a motor that is driven in accordance with an operation of a steering member such as a steering wheel and applies a moving force in an axial length direction for steering to a steering shaft in a steering mechanism.
[0002]
[Prior art]
Steering of a vehicle is performed by steering a steering member (generally a steering wheel rotation operation) performed by a driver inside a passenger compartment to steer steered wheels (typically left and right front wheels). This is done by telling the steering mechanism located outside the room.
[0003]
In recent years, as a steering device for performing such steering, the rotational force of a motor that is rotationally driven based on the detection result of the steering torque applied to the steering member is transmitted to the steering mechanism, and the steering force is assisted by this rotational force. A steering device (electric power steering device) configured to be widely used has been widely put into practical use, and the steering member and the steering mechanism are mechanically separated to detect the direction and amount of operation of the steering member. A steering device configured to perform steering only by the rotational force of a motor that is rotationally driven based on the result, a so-called steer-by-wire type steering device has also been put into practical use.
[0004]
This type of steering device, for example, converts the rotational motion of the motor into a linear motion and transmits it to the steering shaft in the steering mechanism, and transmits the movement of the steering shaft in the axial direction to the left and right steering wheels. It is configured to perform steering. The motion conversion from the rotation of the motor to the movement of the steering shaft is performed by using a screw mechanism including a screw groove formed on the outer peripheral surface of the steering shaft and a nut member screwed into the screw groove. This is realized by a configuration in which the steering shaft is moved using the screw groove according to the rotation of the nut member according to the rotation of the nut member (see, for example, Patent Documents 1 and 2). The steering shaft is, for example, a rack shaft in a rack and pinion type steering device.
[0005]
[Patent Document 1]
Utility Model Registration No. 2590791 [Patent Document 2]
Japanese Examined Patent Publication No. 4-28583 [0006]
[Problems to be solved by the invention]
Now, the steering devices disclosed in Patent Documents 1 and 2 are different in the structure of the transmission means for transmitting the rotation of the motor attached to the outside of the housing that supports the steering shaft to the nut member. A gear transmission is employed in which the rotation of the drive gear attached to the motor shaft of the motor is transmitted to a driven gear provided on the outer periphery of the ball nut via an intermediate gear to rotate the ball nut.
[0007]
In Patent Document 2, a transmission belt is stretched between a drive pulley attached to the motor shaft of the motor and a driven pulley provided on the outer periphery of the nut member, and the rotation of the motor shaft is A belt transmission is used that transmits to the nut and rotates the ball nut.
[0008]
However, in these, there are two kinds of transmission mechanisms (gear mechanism or belt mechanism and screw mechanism) in the transmission system from the motor to the steering shaft, and the screw shaft and the nut member are used as the screw mechanism. Although the transmission efficiency is good, the ball screw mechanism with a complicated structure is adopted in many cases, and the entire structure of the transmission system is complicated, and a lot of man-hours are required for processing and assembly of each part. There was a problem of requiring.
[0009]
The present invention has been made in view of such circumstances, and transmission from a motor that is rotationally driven in response to an operation of a steering member to a steering shaft that moves in the axial direction for steering is performed with a simple configuration. It is an object of the present invention to provide a vehicle steering apparatus including a novel transmission means that can be reliably performed.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The vehicle steering apparatus according to the first aspect of the present invention transmits the rotational force of the motor driven in accordance with the operation of the steering member to the steering shaft in the steering mechanism, and moves the steering shaft in the axial direction. In a vehicle steering apparatus for performing steering, a belt pulley coaxially fixed to a motor shaft of the motor, a belt groove formed in a spiral shape on an outer peripheral surface of the steering shaft, the belt groove and the belt pulley And a transmission belt stretched between the steering shaft and the motor shaft.
[0011]
In the present invention, the transmission belt is wound up by a belt pulley that is rotated by the transmission from the motor, and a force in a direction along the inclination is applied to the spiral belt groove on the outer peripheral surface of the steering shaft around which the transmission belt is wound. In addition, steering is performed by moving the steering shaft by the action of the axial force component of this force. Transmission from the motor to the steering shaft is made by a simple configuration using only a transmission belt stretched between the two.
[0012]
A vehicle steering apparatus according to a second aspect of the present invention is characterized in that the transmission belt according to the first aspect is wound around the belt groove and the belt pulley a plurality of times.
[0013]
In this invention, the transmission belt stretched between the motor and the steering shaft is wound around the belt pulley fixed to the motor shaft and the belt groove on the outer periphery of the steering shaft a plurality of times, and the friction of the winding portion is Increase resistance to ensure transmission from the motor to the steering shaft.
[0014]
Furthermore, the vehicle steering apparatus according to a third aspect of the present invention acts on the transmission belt in the vicinity of the position where the belt groove is wound, and restricts the movement of the transmission belt in the axial length direction of the steering shaft. It is characterized by providing a guide means.
[0015]
In the present invention, the guide belt arranged as close as possible to the steering shaft acts on the transmission belt stretched between the motor and the steering shaft so that the transmission belt moves in the axial direction of the steering shaft. The steering shaft is reliably moved by the axial length component of the force applied to the belt groove around which the transmission belt is wound.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings illustrating embodiments thereof. FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of a vehicle steering apparatus according to the present invention. The vehicle steering apparatus shown in this figure transmits a rotational force of a steering assisting motor 3 to a rack shaft 1 as a steering shaft, and moves the rack shaft 1 in the axial direction to assist steering. It is configured as an electric power steering device.
[0017]
The rack shaft 1 is movably supported in the axial direction inside the rack housing H 1 having a cylindrical shape, and extends in the lateral direction of the vehicle body, not shown. Both ends of the rack shaft 1 projecting on both sides of the rack housing H 1 are connected to the knuckle arms 11 and 11 of the left and right front wheels 10 and 10 as steering wheels via separate tie rods 12 and 12, respectively. By moving the shaft 1 in both the left and right directions, the knuckle arms 11 and 11 are pushed and pulled through the tie rods 12 and 12 so that the left and right front wheels 10 and 10 are steered.
[0018]
In the vicinity one end of the rack housing H 1, to cross it and the shaft center and the pinion housing H 2 is continuously provided, the inside of the pinion housing H 2, rotatably pinion in the axis around The shaft 2 is supported. The pinion shaft 2 is shown only with an upward projecting end of the pinion housing H 2 , and this projecting end is connected to a steering wheel 21 as a steering member via a column shaft 20.
[0019]
The lower half portion of the pinion shaft 2 that extends inside the pinion housing H 2, a pinion (not shown) is provided integrally. In addition, rack teeth (not shown) are formed on the rack shaft 1 supported inside the rack housing H 1 over an appropriate length including the crossing position with the pinion housing H 2 . The pinion shaft 2 is engaged with the pinion provided in the lower half of the pinion shaft 2.
[0020]
With the above configuration, when the steering wheel 21 is rotated for steering, the pinion shaft 2 connected to the steering wheel 21 via the column shaft 20 rotates, and this rotation is caused by the rotation of the pinion and the rack teeth. At the meshing portion, the rack shaft 1 is converted into a movement in the axial length direction, and by this movement, the left and right front wheels 10 and 10 are steered as described above, and the steering is performed according to the operation of the steering wheel 21.
[0021]
Motor 3 for steering assistance for assisting such a steering on one side opening of the middle section motor bracket 30 projecting from the outside of the rack housing H 1, the rack housing H 1 inside of the rack shaft 1 and substantially parallel to And is transmitted to the rack shaft 1 by transmission means 4 (see FIG. 2) configured inside the motor bracket 30.
[0022]
FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of the transmission means 4 from the steering assisting motor 3 to the rack shaft 1. The motor bracket 30 to which the motor 3 is attached communicates with the inside of the rack housing H 1 as shown in the figure, and a cylindrical belt is formed at the tip of the motor shaft 31 of the motor 3 protruding into the motor bracket 30. The pulley 40 is coaxially fitted and fixed.
[0023]
On the other hand, the rack shaft 1 supported inside the rack housing H 1 is provided with a large-diameter portion 41 in which both sides of the communication position with the motor bracket 30 are increased in diameter over an appropriate length in the axial length direction. A belt groove 42 is formed on the outer peripheral surface of the large-diameter portion 41 in the form of a spiral V-groove inclined at a predetermined angle with respect to the axis of the rack shaft 1.
[0024]
The transmission means 4 wraps the transmission belt 43 around the belt pulley 40 and the belt groove 42 as described above, and stretches the transmission belt 43 between the motor shaft 31 and the rack shaft 1 under an appropriate tension. Configured. The transmission belt 43 has a V-shaped cross-sectional shape corresponding to the belt groove 42, and is wound around the belt groove 42 having a spiral shape so as to be fitted into the belt groove 42 a plurality of times. The pulley 40 is also wound around the outer peripheral surface a plurality of times.
[0025]
The transmission belt 43 as described above has a linear portion that is bridged between the motor bracket 30 and the rack housing H 1 for communication between the belt pulley 40 and the belt groove 42, and these linear portions are connected to these linear portions. , each pair of guide rollers which are supported inside the rack housing H 1 (guide means) 44 and 44, are brought into rolling contact from both sides in the width direction at as much as possible close positions to the rack shaft 1 .
[0026]
These guide rollers 44, 44 allow the transmission belt 43 to move in the axial direction of the rack shaft 1 while allowing the rotation of the transmission belt 43 between the belt pulley 40 and the belt groove 42 by their rolling. And a guide action for restricting the movement of the winding position of the transmission belt 43 around the belt groove 42 on the circumferential surface of the rack shaft. As a result, the transmission belt 43 can be rotated between the belt pulley 40 and the belt groove 42 without changing the winding position.
[0027]
The guide means of the transmission belt 43 can be constituted by, for example, a plate material, a bar, or the like that abuts on both sides in the width direction of the transmission belt 43, instead of the illustrated guide rollers 44, 44. By using the guide rollers 44, 44 that are in rolling contact with the roller 43, the resistance applied to the transmission belt 43 at these contact portions can be reduced, and a smooth and reliable operation can be performed.
[0028]
When the motor 3 is rotationally driven by the above configuration, the belt pulley 40 fitted to the motor shaft 31 rotates, and the transmission belt 43 wound around the belt pulley 40 is connected to the belt groove 42 on the outer periphery of the rack shaft 1. Rotate to circulate between.
[0029]
FIG. 3 is an operation explanatory view of the vehicle steering apparatus according to the present invention, in which a belt groove 42 on the outer periphery of the rack shaft 1 and a transmission belt 43 wound around the belt groove 42 are shown. As described above, the belt groove 42 on the outer periphery of the rack shaft 1 is a spiral concave groove inclined at a predetermined angle with respect to the shaft center. When the transmission belt 43 rotates, the belt groove 42 follows the inclination thereof. Is applied to the rack shaft 1, which is supported in the rack housing H 1 so as to be movable in the axial length direction, by the axial force component F 1 of the friction force F. Is applied to assist the steering performed as described above.
[0030]
At this time, the moving force (steering assist force) applied to the rack shaft 1 is changed by driving control of the steering assist motor 3. The drive control of the motor 3 is performed by, for example, using a control value determined based on a detection result of a steering torque applied to the column shaft 20 according to an operation of the steering wheel 21 as a detection result of a traveling state such as a vehicle speed, a yaw rate, a lateral acceleration, etc. This is performed according to a known control procedure for correcting based on the above. As a result, a steering assist force according to the steering situation is applied to the rack shaft 1, and the steering burden on the driver who operates the steering wheel 21 can be reduced and a good steering feeling can be experienced.
[0031]
In the vehicle steering apparatus according to the present invention, the transmission from the steering assisting motor 3 that is driven and controlled as described above to the rack shaft 1 includes the belt pulley 40 fitted to the motor shaft 31 of the motor 3, and the rack. This is realized by a transmission means 4 having a simple configuration including a spiral belt groove 42 formed on the outer peripheral surface of the shaft 1 and a transmission belt 43 wound around the spiral belt groove 42. In order to ensure this transmission, it is necessary to use a transmission belt 43 that is not stretchable in the length direction. For example, this type of transmission belt 43 has a large number of transmission blocks made of a resin material. It has been put to practical use by a structure formed by connecting thin metal belts having flexibility only in the direction.
[0032]
Further, the transmission belt 43 is wound around the belt pulley 40 and the belt groove 42 a plurality of times, and the friction force F is applied to the belt pulley 40 and the belt groove 42 in a distributed manner over the entire length of the winding length. Transmission from the motor 3 to the rack shaft 1 is reliably performed without causing the transmission belt 43 to slide on the circumference of the belt pulley 40 or the belt groove 42.
[0033]
Further, the transmission belt 43 is held between the guide rollers 44 in the vicinity of the rack shaft 1 and is restricted from moving in the axial direction, and the winding position is changed between the belt pulley 40 and the belt groove 42. The rotation of the motor 3 can be reliably transmitted to the rack shaft 1.
[0034]
In the above embodiment, the application example to the rack and pinion type electric power steering apparatus including the rack shaft 1 as the steering shaft has been described. However, the present invention is directed to steering that moves in the axial direction for steering. Needless to say, the present invention is applicable to any type of electric power steering apparatus that includes a shaft and is configured to assist the movement of the steering shaft by the generated force of the motor.
[0035]
Further, the present invention provides a steering apparatus having a structure in which a steering member such as a steering wheel is mechanically separated from a steering mechanism, and steering is performed only by a rotational force of a motor driven in accordance with an operation of the steering member. It can also be applied to a so-called steer-by-wire type steering apparatus.
[0036]
【The invention's effect】
As described above in detail, in the vehicle steering apparatus according to the first aspect of the present invention, the belt pulley fixed to the motor shaft, the transmission means from the motor driven in response to the operation of the steering member to the steering shaft, This can be realized by a simple configuration in which a transmission belt is stretched between a helical belt groove formed on the outer peripheral surface of the steering shaft.
[0037]
In the vehicle steering system according to the second aspect of the invention, since the transmission belt is wound around the belt pulley and the belt groove a plurality of times, the frictional force is distributed over the entire length of the winding length, which causes the transmission belt to slip. It is possible to perform reliable transmission without the need for transmission.
[0038]
Further, in the vehicle steering apparatus according to the third aspect of the invention, the winding position of the transmission belt can be maintained by the action of the guide means, and the rotation of the motor can be reliably transmitted to the rack shaft. Excellent effect.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing an overall configuration of a vehicle steering apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of a transmission means from a steering assist motor to a rack shaft.
FIG. 3 is an operation explanatory view of the vehicle steering apparatus according to the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Rack shaft (steering shaft)
2 Pinion shaft 3 Motor 4 Transmission means
21 Steering wheel (steering member)
31 Motor shaft
40 belt pulley
42 Belt groove
43 Transmission belt
44 Guide roller (guide means)
H 1 rack housing H 2 pinion housing

Claims (3)

操舵部材の操作に応じて駆動されるモータの回転力を舵取機構中の操舵軸に伝え、該操舵軸を軸長方向に移動させて操舵を行わせる車両用操舵装置において、
前記モータのモータ軸に同軸固定されたベルトプーリと、
前記操舵軸の外周面に螺旋形をなして形成されたベルト溝と、
該ベルト溝及び前記ベルトプーリに巻き掛けられ、前記操舵軸と前記モータ軸との間に張架された伝動ベルトと
を備えることを特徴とする車両用操舵装置。
In a vehicle steering apparatus that transmits a rotational force of a motor driven in accordance with an operation of a steering member to a steering shaft in a steering mechanism, and moves the steering shaft in an axial length direction to perform steering.
A belt pulley coaxially fixed to the motor shaft of the motor;
A belt groove formed in a spiral shape on the outer peripheral surface of the steering shaft;
A vehicle steering apparatus comprising: a transmission belt wound around the belt groove and the belt pulley and stretched between the steering shaft and the motor shaft.
前記伝動ベルトは、前記ベルト溝及びベルトプーリに各複数回巻き掛けてある請求項1記載の車両用操舵装置。The vehicle steering apparatus according to claim 1, wherein the transmission belt is wound around the belt groove and the belt pulley a plurality of times. 前記ベルト溝への巻き掛け位置の近傍にて前記伝動ベルトに作用し、該伝動ベルトの前記操舵軸の軸長方向への移動を規制するガイド手段を備える請求項1又は請求項2記載の車両用操舵装置。3. The vehicle according to claim 1, further comprising a guide unit that acts on the transmission belt in a vicinity of a position where the belt groove is wound, and restricts movement of the transmission belt in the axial direction of the steering shaft. Steering device.
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