JP5803712B2

JP5803712B2 - 電動パワーステアリング装置

Info

Publication number: JP5803712B2
Application number: JP2012024991A
Authority: JP
Inventors: 武尊沼沢; 洋司山内
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2012-02-08
Filing date: 2012-02-08
Publication date: 2015-11-04
Anticipated expiration: 2032-02-08
Also published as: JP2013159294A

Description

本発明は、電動パワーステアリング装置、特に、電動モータの回転軸と同軸上に結合した駆動プーリの回転力を、ステアリング装置の回転部材と同軸上に結合した従動プーリに、歯付ベルトを介して伝達することによって、操舵アシストを行うように構成した電動パワーステアリング装置に関する。

この種の電動パワーステアリング装置は、例えば、下記特許文献１に示されている。下記特許文献１に記載されている電動パワーステアリング装置においては、前記駆動プーリまたは従動プーリと前記歯付ベルトとの間に異物（例えば、歯付ベルトからの歯欠け片）が侵入するおそれがある。

特開２００６−２７５２８２号公報

上記特許文献１に記載されている電動パワーステアリング装置では、駆動プーリまたは従動プーリと歯付ベルトとの間に異物（例えば、歯付ベルトからの歯欠け片）が侵入した場合、駆動プーリまたは従動プーリと歯付ベルトとの間に異物の噛み込みが発生し、これにより歯付ベルト自体に高負荷が掛って、歯付ベルトの耐久性を低下させる可能性がある。

本発明は、上記した課題を解決すべくなされたものであり、
電動モータの回転軸と同軸上に結合した駆動プーリの回転力を、ステアリング装置の回転部材と同軸上に結合した従動プーリに、歯付ベルトを介して伝達することによって、操舵アシストを行うように構成した電動パワーステアリング装置において、
前記駆動プーリの直径が前記従動プーリの直径に比して小さく設定されていて、
前記駆動プーリまたは従動プーリと前記歯付ベルトとの間に異物（例えば、歯付ベルトからの歯欠け片）が侵入することを防止する異物侵入防止手段を備えており、
前記異物侵入防止手段は、前記歯付ベルトの内側にて、前記両プーリ間に設けられており、前記両プーリ間における前記歯付ベルトの幅に直交する方向の長さが、前記駆動プーリの直径に比して大きく設定され、かつ前記歯付ベルトの幅に比して幅広に形成されていることに特徴がある。この場合において、前記異物侵入防止手段は、前記異物を前記歯付ベルトの幅方向外側へ誘導して、前記駆動プーリ、前記従動プーリおよび前記歯付ベルトを収容するハウジングの内壁面に向けて導くガイド手段であることも可能であり、前記ガイド手段は、上下方向にて傾斜していて、その下端部と前記ハウジングの内壁面間には、前記異物の落下を許す隙間が設けられていることも可能である。

本発明による電動パワーステアリング装置おいては、上記した異物侵入防止手段が設けられているため、駆動プーリまたは従動プーリと歯付ベルトとの間への異物（例えば、歯付ベルトからの歯欠け片）の侵入を防止することが可能である。このため、駆動プーリまたは従動プーリと歯付ベルトとの間での異物の噛み込みが防止されて、歯付ベルトの耐久性の低下を防止することができる。

本発明に係る電動パワーステアリング装置の第１実施形態を概略的に示した縦断正面図である。図１の要部拡大図である。図２に示した駆動プーリ、従動プーリ、歯付ベルト、ガイドプレートの関係を図２の右方からみた斜視図である。第１実施形態の変形実施形態を示した図２相当の要部拡大図である。第１実施形態の他の変形実施形態を示した図２相当の要部拡大図である。本発明に係る電動パワーステアリング装置の第２実施形態における駆動プーリ、従動プーリ、歯付ベルト、上部ポケット、下部カバーの関係を示した斜視図である。図６に示した第２実施形態の図２相当の要部拡大図である。

以下に、本発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。図１〜図３は本発明に係る電動パワーステアリング装置の第１実施形態を概略的に示していて、この電動パワーステアリング装置１００では、車幅方向に配置されるラック軸１１（ボールねじ軸）に対して電動モータ２０の回転軸２１が平行に配置されている。電動パワーステアリング装置１００は、ラック式のステアリング装置１０と電動モータ２０を備えていて、電動モータ２０の回転軸２１と同軸上にトルク伝達可能に結合した駆動プーリ３１の回転力（電動モータ２０の回転力）を、ステアリング装置１０の回転部材であるボールナット１２と同軸上にトルク伝達可能に結合した従動プーリ３２に、歯付ベルト３３を介して伝達することによって、操舵アシストを行うように構成されている。

ラック式のステアリング装置１０は、それ自体公知のものであり、ステアリングホイール（図示省略）にピニオンシャフト（図示省略）とステアリングシャフト（図示省略）等を介して連結されているラック軸１１が、ハウジング１４に車幅方向にて移動可能に支持されている。また、このステアリング装置１０では、ボールナット１２が、軸受１３を介してステアリング装置１０のハウジング１４に回転自在に組付けられている。また、ボールナット１２と軸受１３が、ボールナット１２に組付けた固定ナット１５と、ハウジング１４に組付けた固定ナット１６によって位置決め固定されている。

電動モータ２０は、ステアリングホイールからステアリングシャフトに伝達される操舵トルクに応じて駆動されるように構成されている。このため、回転軸２１の回転が、駆動プーリ３１、ベルト３３、従動プーリ３２を介してボールナット１２に伝達されて、ラック軸１１の軸方向駆動力（アシスト力）とされて、操舵アシストが行なわれる。なお、回転軸２１は、電動モータ２０のケーシング２２に回転自在に組付けられている。また、駆動プーリ３１、ベルト３３、従動プーリ３２等は、ハウジング１４内に収容されている（図１参照）。

ところで、この実施形態においては、歯付ベルト３３の内側にて、両プーリ３１，３２間にガイドプレート４１が設けられている。ガイドプレート４１は、駆動プーリ３１または従動プーリ３２と歯付ベルト３３との間に異物Ａ（例えば、歯付ベルト３３からの歯欠け片）が侵入することを防止する異物侵入防止手段であり、歯付ベルト３３の幅Ｗｏに比して幅広に形成されており、ステアリング装置１０のハウジング１４に上端部４１ａにて組付けられている。また、ガイドプレート４１は、異物Ａを歯付ベルト３３の幅方向外側（ハウジング１４の内壁面）へ誘導するために歯付ベルト３３に対して所定量傾斜した状態にて配置されている。なお、上記した歯付ベルト３３からの歯欠けは、歯付ベルト３３に高負荷が掛った場合や、経年劣化等により、生じるおそれがある。

なお、この第１実施形態では、ガイドプレート４１の下端部４１ｂとステアリング装置１０のハウジング１４との間に所望の隙間Ｓが設けられていて、ガイドプレート４１の上方からガイドプレート４１上に落下した異物Ａが、ガイドプレート４１上を滑って上記した隙間Ｓを通し、ハウジング１４の内壁面に沿って下方に落下するように構成されている。また、この実施形態では、ガイドプレート４１の下方から跳ね上げられてガイドプレート４１に当たる異物Ａが、ガイドプレート４１に沿って上方図２左側に移動し、ガイドプレート４１の上端部から従動プーリ３２の図２左方に沿って下方に落下する。

このため、この第１実施形態においては、各プーリ３１，３２の回転によって飛ばされる異物Ａは、ガイドプレート４１によって的確に受け止められて、各プーリ３１，３２と歯付ベルト３３の噛合部や各プーリ３１，３２の歯部（歯付ベルト３３が噛合していない部分）への飛散・付着が防止されます。したがって、駆動プーリ３１または従動プーリ３２と歯付ベルト３３との間への異物Ａの侵入を防止することが可能である。これにより、駆動プーリ３１または従動プーリ３２と歯付ベルト３３との間での異物Ａの噛み込みが防止されて、歯付ベルト３３の耐久性の低下を防止することができる。また、この第１実施形態においては、ステアリング装置１０のハウジング１４に組付けたガイドプレート４１によって異物侵入防止手段が構成されているため、シンプルで安価に実施することが可能である。

上記した第１実施形態においては、図２に示したように、ガイドプレート４１の下端部４１ｂとステアリング装置１０のハウジング１４との間に所望の隙間Ｓが設けられているが、図４に示した変形実施形態のように、ガイドプレート４１の下端部４１ｂとステアリング装置１０のハウジング１４との間に隙間Ｓが設けられないように構成して実施することも可能である。この場合には、ガイドプレート４１の下端部４１ｂをもステアリング装置１０のハウジング１４に組付けることができて、ガイドプレート４１の組付強度を上記第１実施形態に比して高めることが可能である。また、この場合には、ガイドプレート４１上に異物Ａを留め置くことが可能である。

また、上記した第１実施形態（図１〜図３の実施形態）とその変形実施形態（図４の実施形態）においては、駆動プーリ３１に対して従動プーリ３２が下方に配置される実施形態について説明したが、本発明は、駆動プーリ３１と従動プーリ３２とが横方向に並べて配置される実施形態（図５の実施形態）についても上記した各実施形態と同様に構成して実施することが可能である。図５の実施形態において、ガイドプレート４１は駆動プーリ３１と従動プーリ３２の間で歯付ベルト３３に対して所定量傾斜した状態で略垂直方向に配置される。図５は、駆動プーリ３１、従動プーリ３２、歯付ベルト３３、ガイドプレート４１を上方から見た図である。このため、この実施形態において、駆動プーリ３１側からガイドプレート４１に向けて飛んできた異物Ａは、ガイドプレート４１に当たりガイドプレート４１に沿って歯付ベルト３３の外側（図５の下方）へ移動し、その場で下方へ落下し、同様に、従動プーリ３２側からガイドプレート４１に向けて飛んできた異物Ａは、ガイドプレート４１に当たりガイドプレート４１に沿って歯付ベルト３３の外側（図５の上方）へ移動し、その場で下方へ落下することとなる。

また、上記した各実施形態においては、ガイドプレート４１によって異物侵入防止手段が構成されているが、図６および図７に示した第２実施形態のように、異物侵入防止手段が受け皿４２とカバー４３によって構成されるようにして実施することも可能である。受け皿４２は、歯付ベルト３３の内側にて、両プーリ３１，３２間に設けられていて、異物Ａを内部に収容する収容手段である。カバー４３は、歯付ベルト３３の内側にて、両プーリ３１，３２間に設けられていて、異物Ａを歯付ベルト３３の幅方向外側へ誘導するガイド手段である。なお、受け皿４２は、ステアリング装置１０のハウジング１４に組付けられ、カバー４３は、従動プーリ３２に対して回転自在で、ステアリング装置１０のハウジング１４に組付けられている。

なお、図６および図７に示した第２実施形態においては、異物侵入防止手段が受け皿４２（収容手段）とカバー４３（ガイド手段）によって構成されるようにして実施したが、異物侵入防止手段が受け皿（収容手段）のみによって構成されるようにして実施することも可能であり、本発明の実施に際しては、適宜変更が可能である。

上記した各実施形態では、車幅方向に配置されるラック軸１１に対して電動モータ２０が並列的に配置されている電動パワーステアリング装置１００に本発明を適用したが、これに限らず、本発明は、種々の電動パワーステアリング装置（例えば、車両前後方向に配置されるステアリングシャフトに対して電動モータが並列的に配置されている電動パワーステアリング装置）にも、同様にまたは適宜変更して実施することが可能である。

１０…ステアリング装置、１１…ラック軸（ボールねじ軸）、１２…ボールナット（回転部材）、１３…軸受、１４…ハウジング、２０…電動モータ、２１…回転軸、２２…ケーシング、３１…駆動プーリ、３２…従動プーリ、３３…ベルト、４１…ガイドプレート（異物侵入防止手段）、４２…受け皿（収容手段）、４３…カバー（ガイド手段）、１００…電動パワーステアリング装置

Claims

電動モータの回転軸と同軸上に結合した駆動プーリの回転力を、ステアリング装置の回転部材と同軸上に結合した従動プーリに、歯付ベルトを介して伝達することによって、操舵アシストを行うように構成した電動パワーステアリング装置において、
前記駆動プーリの直径が前記従動プーリの直径に比して小さく設定されていて、
前記駆動プーリまたは従動プーリと前記歯付ベルトとの間に異物が侵入することを防止する異物侵入防止手段を備えており、
前記異物侵入防止手段は、前記歯付ベルトの内側にて、前記両プーリ間に設けられており、前記両プーリ間における前記歯付ベルトの幅に直交する方向の長さが、前記駆動プーリの直径に比して大きく設定され、かつ前記歯付ベルトの幅に比して幅広に形成されていることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
前記異物侵入防止手段は、前記異物を前記歯付ベルトの幅方向外側へ誘導して、前記駆動プーリ、前記従動プーリおよび前記歯付ベルトを収容するハウジングの内壁面に向けて導くガイド手段であることを特徴とする請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
前記ガイド手段は、上下方向にて傾斜していて、その下端部と前記ハウジングの内壁面間には、前記異物の落下を許す隙間が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の電動パワーステアリング装置。