WO2019054096A1

WO2019054096A1 - パワーステアリング装置

Info

Publication number: WO2019054096A1
Application number: PCT/JP2018/029707
Authority: WO
Inventors: 幸二沼倉
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Astemo Ltd
Priority date: 2017-09-13
Filing date: 2018-08-08
Publication date: 2019-03-21
Anticipated expiration: 2020-03-13
Also published as: JP2019051762A; JP6890510B2

Abstract

半径の小さい第１プーリであるモータプーリ（１２０）と半径の大きい第２プーリであるナットプーリ（１２１）とを接続する無端ベルト（１２２）と、無端ベルト（１２２）に張力を与えるプーリテンショナー（２００）と備え、プーリテンショナー（２００）はテンショナー基部（２０１）と、第１テンショナー部（２０２）と、第２テンショナー部（２０３）とを備え、テンショナー基部（２０１）には揺動基部（２０１Ｃ）が備えられ、揺動基部（２０１Ｃ）をナットプーリ（１２１）側に配置し、第１テンショナー部（２０２）と無端ベルト（１２２）の接触部と第２テンショナー部（２０３）と無端ベルト（１２２）の接触部との間の距離の最小値を、モータプーリ（１２０）の外径よりも小さくした。

Description

パワーステアリング装置

　本発明は、車両に用いるパワーステアリング装置に関する。

　従来のパワーステアリング装置としては、例えば特許文献１に記載の技術が提案されている。

　特許文献１には、モータの駆動力を、ベルトを介してラックバー（転舵軸）に伝達する技術が開示されている。モータとラックバーには、それぞれベルトを巻き掛けるプーリを備えている。

　ナットプーリとモータプーリをベルトで連結する方式では、運転者がハンドルを急激に操作したり、路面から強い衝撃を受けると、ベルトの張力が大きくなる。すると、ナットプーリ、モータプーリ及びベルトに形成された歯の噛み合いがずれる、いわゆる歯飛びが発生する。これを防止するために、特許文献１ではベルトの張力を調整する張力調整部材を備えている。

米国特許公開第２０１７／０１２０９４７号公報

　特許文献１に記載の張力調整部材は、ナットプーリに対して径の小さいモータプーリ側に取り付けられている。張力調整部材は、ベルトに係る張力に合わせて左右方向に移動することで、モータプーリとベルトとの噛み合いを増加させている。

　しかしながら、特許文献１に記載の技術では、張力調整部材が径の小さいモータプーリ側に近づくものではなく、モータプーリとベルトとの噛み合いをより増加させることが困難であった。このため、小径プーリ側とベルトとの歯飛びを抑制することが困難であった。

　そこで本発明の目的は、前記課題を解決し、プーリとベルトとの噛み合いを向上させ、歯飛びを抑制するパワーステアリング装置を提供することにある。

　本発明によれば、その１つの態様において、半径の小さい第１プーリと半径の大きい第２プーリとを接続する無端ベルトと、前記無端ベルトに張力を与えるプーリテンショナーと備え、前記プーリテンショナーはテンショナー基部と、第１テンショナー部と、第２テンショナー部とを備え、前記テンショナー基部には揺動基部が備えられ、前記揺動基部を前記第２プーリ側に配置し、前記第１テンショナー部と前記無端ベルトの接触部と前記第２テンショナー部と前記無端ベルトの接触部との間の距離の最小値が前記第１プーリの外径よりも小さくした。

　本発明によれば、プーリとベルトとの噛み合いを向上させ、歯飛びを抑制することができる。

本発明の第１実施例に係るパワーステアリング装置の概略図である。図１に示すパワーステアリング装置を矢印Ａ方向から見た図である。図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿ったパワーステアリング装置の断面図である。パワーステアリング装置のアシスト機構部の斜視図である。図３に示すアシスト機構を矢印Ｂ方向から見た図である。本発明の第１実施例に係る電動モータによって駆動力が付与されていない状態（中立状態）におけるプーリテンショナーと無端ベルトとの関係を示す図である。本発明の第１実施例に係る電動モータによって時計回りの方向（右回り方向）に駆動力が付与された状態におけるプーリテンショナーと無端ベルトとの関係を示す図である。本発明の第１実施例に係る電動モータによって反時計回りの方向（左回り方向）に駆動力が付与された状態におけるプーリテンショナーと無端ベルトとの関係を示す図である。参考例に係る電動モータによって駆動力が付与されていない状態（中立状態）におけるプーリテンショナーと無端ベルトとの関係を示す図である。参考例に係る電動モータによって時計回りの方向（右回り方向）に駆動力が付与された状態におけるプーリテンショナーと無端ベルトとの関係を示す図である。参考例に係る電動モータによって反時計回りの方向（左回り方向）に駆動力が付与された状態におけるプーリテンショナーと無端ベルトとの関係を示す図である。本実施例と参考例の巻付角を比較した図である。本発明の第２実施例に係る電動モータによって駆動力が付与されていない状態（中立状態）におけるプーリテンショナーと無端ベルトとの関係を示す図である。本発明の第２実施例に係る電動モータによって時計回りの方向（右回り方向）に駆動力が付与された状態におけるプーリテンショナーと無端ベルトとの関係を示す図である。本発明の第２実施例に係る電動モータによって反時計回りの方向（左回り方向）に駆動力が付与された状態におけるプーリテンショナーと無端ベルトとの関係を示す図である。本発明の第３実施例に係る中立状態における揺動基部戻し機構の状態を示す図である。本発明の第３実施例に係る電動モータによって時計回りの方向（右回り方向）に駆動力が付与された状態における揺動基部戻し機構の状態を示す図である。本発明の第３実施例に係る電動モータによって反時計回りの方向（左回り方向）に駆動力が付与された状態における揺動基部戻し機構の状態を示す図である。本発明の第４実施例に係る中立状態におけるテンショナー戻し機構の状態を示す図である。本発明の第４実施例に係る電動モータによって時計回りの方向（右回り方向）に駆動力が付与された状態におけるテンショナー戻し機構の状態を示す図である。本発明の第４実施例に係る電動モータによって反時計回りの方向（左回り方向）に駆動力が付与された状態におけるテンショナー戻し機構の状態を示す図である。

　以下、本発明に係るパワーステアリング装置の実施例を、図面に基づいて説明する。本発明は、以下の実施例に限定されることなく、本発明の技術的な概念の中で種々の変形例や応用例も、その範囲に含むものである。

　図１は、本発明の第１実施例に係るパワーステアリング装置の概略図である。図２は、図１に示すパワーステアリング装置を矢印Ａ方向から見た図である。図３は、図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿ったパワーステアリング装置の断面図である。図４は、パワーステアリング装置のアシスト機構部の斜視図である。

　図１～図４に示すように、パワーステアリング装置１００は、車両の運転室内に配置されたステアリングホイール１０１と、車両の前輪である操舵輪１０２Ａ，１０２Ｂとが、操舵機構１０３Ａによって機械的に連結されている。操舵機構１０３Ａは、中間軸１０４および自在継手１０５を介して一体的に回転するように連結された操舵軸１０６と、操舵軸１０６に図示しないトーションバーを介して連結された鉄系金属材料（鋼材）からなるピニオン軸１０７とを備えている。

　また、操舵機構１０３Ａは、ピニオン軸１０７の外周に備えられたピニオン１０７Ａと、鉄系金属材料（鋼材）からなる転舵軸１０８とを備えている。転舵軸１０８の外周には、ピニオン１０７Ａと噛み合うラック１０８Ａを備えている。

　転舵軸１０８は、転舵軸本体部１０８Ｂと、転舵軸側ボールねじ溝１０８Ｃを備えている。転舵軸側ボールねじ溝１０８Ｃは、転舵軸本体部１０８Ｂの外周に螺旋状に形成された螺旋溝である。

　そして、転舵軸１０８の両端部は、それぞれボールジョイント１０９，１１０、タイロッド１１１，１１２およびナックルアーム１１３，１１４等を介して対応する操舵輪１０２Ａ，１０２Ｂに連結されている　このような構成により、運転者がステアリングホイール１０１を回転操作すると、これに伴って中間軸１０４および操舵軸１０６が軸回りに回転してトーションバーが捩られ、これにより生じるトーションバーの弾性力によって、ピニオン軸１０７が操舵軸１０６に追従して回転する。

　そして、ピニオン軸１０７の回転運動がラック１０８Ａおよびピニオン１０７Ａからなるラック＆ピニオン機構により転舵軸１０８の軸方向に沿う直線運動に変換され、ボールジョイント１０９，１１０およびタイロッド１１１，１１２を介してナックルアーム１１３，１１４が車幅方向へと引っ張られることによって、操舵輪１０２Ａ，１０２Ｂの向きが変更される。換言すれば、転舵軸本体部１０８Ｂが長手方向に移動するに伴い、操舵輪１０２Ａ，１０２Ｂが転舵される。

　操舵機構１０３Ａおよび後述するアシスト機構１０３Ｂは、転舵軸収容空間１１５Ａ及び減速機収容空間１１５Ｂを有するハウジング１１５の内部に収容されている。転舵軸収容空間１１５Ａは、転舵軸１０８の少なくとも一部を収容するものであって、転舵軸１０８を軸方向移動可能に収容する。減速機収容空間１１５Ｂは、転舵軸本体部１０８Ｂの長手方向において転舵軸収容空間１１５Ａの軸方向の途中（中間部）に配置され、後述する減速機を収容する。

　さらに、ハウジング１１５の軸方向両端には、それぞれタイロッド１１１，１１２の一端側外周を覆う蛇腹状のブーツ１１６，１１７が設置されている。蛇腹状のブーツ１１６，１１７は、例えば合成ゴム材料等により所定の可撓性を確保するように形成され、転舵軸１０８や後述するボールねじ機構１２３への水や埃等の侵入を防止している。

　操舵機構１０３Ａに操舵力を付与する電動モータ１１８は、図３及び図４に示すように、その出力軸１１９の先端部外周に備えられたモータプーリ１２０（第１プーリ）と、転舵軸１０８の外周に備えられたナットプーリ１２１（第２プーリ）とが無端ベルト１２２を介して接続されることで、転舵軸１０８と連係されている。モータプーリ１２０，ナットプーリ１２１および無端ベルト１２２をもって、伝達機構が構成されている。モータプーリ１２０の外周には、複数のモータプーリ歯部１２０Ａが形成されている。同様にナットプーリ１２１の外周には、複数のナットプーリ歯部１２１Ａが形成されている。また、無端ベルト１２２には複数のベルト歯部１２２Ａが形成されており、複数のモータプーリ歯部１２０Ａと複数のナットプーリ歯部１２１Ａと噛み合っている。複数のモータプーリ歯部１２０Ａ、複数のナットプーリ歯部１２１Ａ及び複数のベルト歯部１２２Ａは、出力軸１１９の回転軸線に対し、傾斜して形成されている。モータプーリ１２０の直径は、ナットプーリ１２１の直径に比べ、小径となっている。逆にナットプーリ１２１の直径は、モータプーリ１２０の直径に比べ、大径となっている。モータプーリ１２０、ナットプーリ１２１と無端ベルト１２２との接触関係を見てみると、径の大きいナットプーリ１２１は、モータプーリ１２０に比較し、その外周も長くなる。このため、ナットプーリ１２１は、無端ベルト１２２との接触面積もモータプーリ１２０に比較し、大きくなる。逆に、モータプーリ１２０は、無端ベルト１２２との接触面積はナットプーリ１２１に比較し、小さい。

　ナットプーリ１２１と転舵軸１０８との間には、減速機である螺旋状の溝形状を有するボールねじ機構１２３を備えている。

　ボールねじ機構１２３は、転舵軸１０８の外周面に備えられ、螺旋状の溝形状を有する転舵軸側ボールねじ溝１０８Ｃと、転舵軸１０８を包囲するように環状に備えられ、転舵軸１０８に対し回転可能に設けられた鉄系金属材料からなるナット１２４を備えている。

　ナット１２４は、筒状に形成された筒状本体部１２４Ａを備えている。筒状本体部１２４Ａの内周側には、螺旋状に形成されたナット側ボールねじ溝１２５が形成されている。筒状本体部１２４Ａは、減速機収容空間１１５Ｂ内で回転可能に設けられ、転舵軸１０８を包囲する筒形状を有している。

　そして、転舵軸側ボールねじ溝１０８Ｃとナット側ボールねじ溝１２５とにより、ボール循環溝１２６が構成される。ボール循環溝１２６内には、金属製のボール１２７が複数個充填されている。すなわち、複数のボールは、転舵軸側ボールねじ溝１０８Ｃとナット側ボールねじ溝１２５の間に設けられている。

　また、ナット１２４には、図示しないチューブ（循環機構）が取り付けられている。チューブは、合成樹脂で形成されている。チューブは、複数のボール１２７をボール循環溝１２６の一端側から他端側へ循環させるものであり、内部にボール１２７が移動可能な循環路を備えている。

　電動モータ１１８の出力軸１１９の回転軸線は、ナット１２４の回転軸線とオフセットした位置に設けられている。無端ベルト１２２を介して伝達される電動モータ１１８の回転は、ボールねじ機構１２３によって減速されながら転舵軸１０８の直線運動に変換されるようになっている。

　コントロールユニットとしての制御ユニット（ＥＣＵ）１２８は、電動モータ１１８と一体に構成され、各種制御処理を記憶および実行する機能を有しており、操舵角、操舵トルクおよび車速等の情報に基づいて、操舵機構１０３Ａに操舵アシストトルクを付与する電動モータ１１８を駆動制御する。

　本実施例にように、モータプーリ１２０とナットプーリ１２１とをベルトを介して接続する構成においては、運転者がハンドルを急激に操作したり、路面から強い衝撃を受けるとベルトの張力が大きくなる。すると、モータプーリ１２０、ナットプーリ１２１及び無端ベルト１２２に形成された歯部の噛み合いがずれる、いわゆる歯飛びが発生する。これを防止するために、本実施例では、プーリテンショナー２００を備えている。

　次に、プーリテンショナー２００の構成について、図３～図５を用いて説明する。図５は、図３に示すアシスト機構を矢印Ｂ方向から見た図である。

　プーリテンショナー２００は、テンショナー基部２０１と、第１テンショナー部２０２と、第２テンショナー部２０３とを備えている。テンショナー基部２０１は、特に図５に示すように、出力軸１１９の回転軸の軸方向側から見て略Ｔ字状に形成されている。

　テンショナー基部２０１は、テンショナー基部２０１から出力軸１１９の回転軸線方向に延びた第１接続部２０１Ａと、第２接続部２０１Ｂと、この第１接続部２０１Ｂと、第２接続部２０１Ｂとは反対方向に延びた揺動基部２０１Ｃとを備えている。

　第１テンショナー部２０２は、第１接続部２０１Ａによってテンショナー基部２０１に接続されている。また、第２テンショナー部２０３は、第２接続部２０１Ｂによってテンショナー基部２０１に接続されている。

　ハウジング１１５には、揺動基部２０１Ｃを回転可能に支持する軸受部２０４が形成されている。この軸受部２０４は、ナットプーリ１２１側に設けられており、揺動基部２０１Ｃもナットプーリ１２１側に位置している。そして、テンショナー基部２０１は、揺動基部２０１Ｃが位置するナットプーリ１２１側からモータプーリ１２０側に向かって延びている。

　テンショナー基部２０１は、第１接続部２０１Ａと、第２接続部２０１Ｂと、揺動基部２０１Ｃと共に、減速機収容空間１１５Ｂ内において、揺動基部２０１Ｃを揺動中心として揺動可能に設けられている。

　揺動基部２０１Ｃは、モータプーリ１２０の回転軸線の直交断面において、第１テンショナー部２０２と第２テンショナー部２０３とを結ぶ軸線を第２基準軸線３０４としたとき、第２基準軸線３０４よりもナットプーリ１２１側（第２プーリ側）に備えている。また、揺動基部２０１Ｃは第１基準軸線３０１の線上に設けられている。

　揺動基部２０１Ｃは、減速機収容空間１１５Ｂ内において、移動しないように保持されている。換言すれば、揺動基部２０１Ｃは、第２基準軸線３０４方向に移動することなく、第１基準軸線３０１上で保持されている。

　第１テンショナー部２０２と第２テンショナー部２０３との間の距離は、一定に保持されている。

　プーリテンショナー２００は、第２基準軸線がモータプーリ１２０の回転中心とナットプーリ１２１の回転中心の中点よりもモータプーリ１２０に近い側に位置するように備えている。

　第１テンショナー部２０２と第２テンショナー部２０３の対向する部分には、無端ベルト１２２が位置している。無端ベルト１２２の外周側は、第１テンショナー部２０２と第２テンショナー部２０３に接触している。第１テンショナー部２０２と第２テンショナー部２０３が無端ベルト１２２に接触することにより、モータプーリ１２０とナットプーリ１２１に張られた無端ベルト１２２に張力が付与される。無端ベルト１２２に付与される張力は、無端ベルト１２２と第１テンショナー部２０２とが接触する接触部と、無端ベルト１２２と第２テンショナー部２０３とが接触する接触部との間の距離を変えることによって調整することができる。本実施例では、これら接触部間の距離の最小値が、モータプーリ１２０の外径より小さくなっている。

　次に、図６を用いて、本実施例の動作について説明する。図６Ａは、本発明の第１実施例に係る電動モータによって駆動力が付与されていない状態（中立状態）におけるプーリテンショナーと無端ベルトとの関係を示す図である。図６Ｂは、本発明の第１実施例に係る電動モータによって時計回りの方向（右回り方向）に駆動力が付与された状態におけるプーリテンショナーと無端ベルトとの関係を示す図である。図６Ｃは、本発明の第１実施例に係る電動モータによって反時計回りの方向（左回り方向）に駆動力が付与された状態におけるプーリテンショナーと無端ベルトとの関係を示す図である。

　図６Ａ～図６Ｃにおいて、半径が小さい側がモータプーリ１２０（第１プーリ）、半径の大きい側がナットプーリ１２１（第２プーリ）となっている。

　モータプーリ１２０の回転軸線の直交断面において、モータプーリ１２０の回転軸線とナットプーリ１２１の回転軸線を結ぶ軸線を第１基準軸線３０１とする。無端ベルト１２２のうち第１基準軸線３０１の一方側（左側）を第１領域３０２、他方側（右側）を第２領域３０３とする。

　第１テンショナー部２０２は、無端ベルト１２２の第１領域３０２に対して第１基準軸線３０１の反対側に設けられており、第１接続部２０１Ａにおいてテンショナー基部２０１に接続されている。

　第２テンショナー部２０３は、無端ベルト１２２の第２領域３０３に対して第１基準軸線３０１の反対側に設けられており、第２接続部２０１Ｂにおいてテンショナー基部２０１に接続されている。

　プーリテンショナー２００は、第１テンショナー部２０２と無端ベルト１２２の第１領域３０２との接触部３０５と、第２テンショナー部２０３と無端ベルト１２２の第２領域３０３との接触部３０６との間の距離の最小値が、モータプーリ１２０（第１プーリ）の外径よりも小さくなるように設定されている。

　換言すれば、プーリテンショナー２００は、第１テンショナー部２０２と無端ベルト１２２の第１領域３０２との接触部３０５と、第２テンショナー部２０３と無端ベルト１２２の第２領域３０３との接触部３０６が、モータプーリ１２０（第１プーリ）の外径とナットプーリ１２１（第２プーリ）の外径からなる接線よりも第１基準軸線３０１側になるように設定されている。

　図６Ｂにおいて、電動モータ１１８によりモータプーリ１２０が時計回りの方向（右回り方向）に回転すると、無端ベルト１２２の左側（第１領域３０２側）が伸長し、右側（第２領域３０３側）が緩められる。この時、プーリテンショナー２００は、揺動基部２０１Ｃを中心として回転し、第１テンショナー部２０２が重力方向の下方に移動し、第２テンショナー部２０３が重力方向の上方に移動する（第２基準軸線３０４は、右側が上に位置するように傾斜する）。

　そして、第２テンショナー部２０３は、重力方向の上方に移動することによりモータプーリ１２０に近づく。さらに、第２テンショナー部２０３は、第１基準軸線３０１に近づく。第２テンショナー部２０３の動作に伴い、モータプーリ１２０への無端ベルト１２２の巻付角が増加し、モータプーリ１２０と無端ベルト１２２との噛み合い面積が増加する。

　次に、モータプーリ１２０が反時計回りの方向（左回り方向）に回転した時の状態について、図６Ｃを用いて説明する。

　図６Ｃにおいて、電動モータ１１８によりモータプーリ１２０が反時計回りの方向（左回り方向）に回転すると、無端ベルト１２２の右側（第２領域３０３側）が伸長し、左側（第１領域３０２側）が緩められる。この時、プーリテンショナー２００は、揺動基部２０１Ｃを中心として回転し、第１テンショナー部２０２が重力方向の上方に移動し、第２テンショナー部２０３が重力方向の下方に移動する（第２基準軸線３０４は、左側が上に位置するように傾斜する）。

　そして、第１テンショナー部２０２は、重力方向の上方に移動することによりモータプーリ１２０に近づく。さらに、第１テンショナー部２０２は、第１基準軸線３０１に近づく。第１テンショナー部２０２の動作に伴い、モータプーリ１２０への無端ベルト１２２の巻付角が増加し、モータプーリ１２０と無端ベルト１２２との噛み合い面積が増加する。

　直径の小さいプーリは外周も短くなるので、ベルトとの噛み合い面積も小さくなる。このため、ベルトに急激な張力が発生すると、歯飛びが起きやすい。これを抑制するには、プーリとベルトの噛み合い面積を増加させるのが好ましい。

　本実施例に対する参考例について、図７Ａ～図７Ｃを用いて説明する。便宜上、本実施例と共通する構成については、同じ符号を付与する。

　図７Ａは、参考例に係る電動モータによって駆動力が付与されていない状態（中立状態）におけるプーリテンショナーと無端ベルトとの関係を示す図である。図７Ｂは、参考例に係る電動モータによって時計回りの方向（右回り方向）に駆動力が付与された状態におけるプーリテンショナーと無端ベルトとの関係を示す図である。図７Ｃは、参考例に係る電動モータによって反時計回りの方向（左回り方向）に駆動力が付与された状態におけるプーリテンショナーと無端ベルトとの関係を示す図である。

　図７Ａにおいて、参考例では、第２基準軸線３０４の軸線方向に沿って切欠き溝４０１が形成されており、この切欠き溝４０１には、中心軸４０２が挿入されている。中心軸４０２は、第１テンショナー部２０２の中心と、第２テンショナー部２０３の中心を結ぶ線の中心に位置している。中心軸４０２は、切欠き溝４０１内を図７Ａにおける左右方向に移動可能となっている。ただし、中心軸４０２を中心とした回転は阻止されている。

　図７Ｂにおいて、電動モータ１１８によりモータプーリ１２０が時計回りの方向（右回り方向）に回転すると、無端ベルト１２２の左側（第１領域３０２側）が伸長し、右側（第２領域３０３側）が緩められる。この時、プーリテンショナー２００は、中心軸４０２が切欠き溝４０１に沿って左側へ移動し、第１テンショナー部２０２及び第２テンショナー部２０３も左側へ移動する。

　次に、図７Ｃにおいて、電動モータ１１８によりモータプーリ１２０が反時計回りの方向（右回り方向）に回転すると、無端ベルト１２２の右側（第２領域３０３側）が伸長し、左側（第１領域３０２側）が緩められる。この時、プーリテンショナー２００は、中心軸４０２が切欠き溝４０１に沿って右側（第２領域３０３側）へ移動し、第１テンショナー部２０２及び第２テンショナー部２０３も右側へ移動する。

　本実施例に対し、参考例では、第１テンショナー部２０２及び第２テンショナー部２０３は、モータプーリ１２０の回転に伴い、左右方向に移動するだけである。このため、本実施例と比較して、モータプーリ１２０への無端ベルト１２２の巻付角を増加することができず、モータプーリ１２０と無端ベルト１２２との噛み合い面積を増加することができない。

　本実施例の効果について、図８を用いて説明する。図８は、本実施例と参考例の巻付角を比較した図である。

　図８において、実線は本実施例、点線は参考例である。図８における横軸は、横軸中央の０を起点として、時計回り方向、反時計回り方向に回転した時の無端ベルト１２２に対する張力の強さを示している。また、縦軸は、モータプーリ１２０に対する無端ベルト１２２の巻付角を示している。

　図８において、本実施例では、例えばモータプーリ１２０が時計回りに回転し、無端ベルト１２２の張力が増加すると、第２テンショナー部２０３が第１基準軸線３０１及びモータプーリ１２０に近づき、巻付角が増加する。

　一方、参考例では、例えばモータプーリ１２０が時計回りに回転すると、第２テンショナー部２０３は第１基準軸線３０１に近づくが、第２テンショナー部２０３が移動した分だけ第１テンショナー部２０２が第１基準軸線３０１から離れる方向に移動するので、巻付角が変化しない。

　よって、本実施例によれば、無端ベルト１２２の緩みを抑制し、無端ベルト１２２とモータプーリ１２０（第１プーリ）、ナットプーリ１２１（第２プーリ）との噛み合いを向上させることができる。とりわけ、プーリテンショナー２００の揺動中心が、大径側プーリであるナットプーリ１２１（第２プーリ）側に寄っており、第２テンショナー部２０３がモータプーリ１２０（第１プーリ）側に近づく方向に移動するため、小径プーリ側であるモータプーリ１２０（第１プーリ）の噛み合いを向上させることができる。小径プーリは、大径プーリに比べ、無端ベルトとの噛み合い数が少ないため、小径プーリ側の噛み合い率を向上させることで、電動モータ１１８の駆動トルクの伝達性能を向上させることができる。

　また、本実施例ではモータプーリ１２０を小径プーリとしている。これにより、より小トルク、小型の電動モータを使用することができ、装置の小型化を図ることができる。

　また、本実施例では、プーリテンショナー２００は、第２基準軸線３０４がモータプーリ１２０の回転中心とナットプーリ１２１の回転中心の中点よりもモータプーリ１２０に近い側に位置するように備えている。これにより、揺動基部２０１Ｃと第１テンショナー部２０２、第２テンショナー部２０３との間の距離である揺動半径が比較的小さいため、モータプーリ１２０に近づく側のテンショナーの第１基準軸線３０１の方向の移動量を大きくすることができ、モータプーリ１２０の噛み合い率を更に向上させることができる。

　また、本実施例では、第１テンショナー部２０２と第２テンショナー部２０３との間の距離は、一定に保持されている。このため、本実施例によれば、例えば無端ベルト１２２の第１領域３０２側が引っ張られ、第２領域３０３側が緩む場合、第２テンショナー部２０３は、第１テンショナー部２０２の移動量と同じ分、移動することができるため、確実にモータプーリ１２０の噛み合い率を向上させることができる。

　また、本実施例では、揺動基部２０１Ｃは、第１基準軸線３０１の線上に備えている。これにより、電動モータ１１８の両側方向への回転、換言すれば、操舵輪１０２Ａ、１０２Ｂの両側方向への転舵の動きに対し、バランスよく無端ベルト１２２に張力をかけることができる。

　また、本実施例では、揺動基部２０１Ｃは、減速機収容空間１１５Ｂ内において、移動しないように保持されている。これにより、例えば無端ベルト１２２の第１領域３０２側が引っ張られ、第２領域３０３側が緩む場合、第２テンショナー部２０３は、第１テンショナー部２０２の移動量と同じ分、移動することができるため、確実に第１プーリの噛み合い率を向上させることができる。

　次に、図９Ａ～図９Ｃを用いて、本発明に係る第２実施例を説明する。図９Ａは、本発明の第２実施例に係る電動モータによって駆動力が付与されていない状態（中立状態）におけるプーリテンショナーと無端ベルトとの関係を示す図である。図９Ｂは、本発明の第２実施例に係る電動モータによって時計回りの方向（右回り方向）に駆動力が付与された状態におけるプーリテンショナーと無端ベルトとの関係を示す図である。図９Ｃは、本発明の第２実施例に係る電動モータによって反時計回りの方向（左回り方向）に駆動力が付与された状態におけるプーリテンショナーと無端ベルトとの関係を示す図である。

　図９Ａにおいて、ハウジング１１５（図３参照）には、第２基準軸線３０４の方向に延びた切欠き部５０１が形成されている。切欠き部５０１には揺動基部２０１Ｃが挿入されており、揺動基部２０１Ｃは、この切欠き部５０１に沿って移動可能となっている。また、揺動基部２０１Ｃは、第２基準軸線３０４方向に沿って移動可能に設けられている。さらに揺動基部２０１Ｃは、第１基準軸線３０１を跨いで第１領域３０２側及び第２領域３０３側に向かって移動可能に設けられている。

　図９Ｂにおいて、電動モータ１１８によりモータプーリ１２０が時計回りの方向（右回り方向）に回転すると、無端ベルト１２２の左側（第１領域３０２側）が伸長し、右側（第２領域３０３側）が緩められる。この時、プーリテンショナー２００は、揺動基部２０１Ｃが切欠き部５０１に沿って左側（第１領域３０２側）へ移動すると共に揺動基部２０１Ｃを中心として回転し、第１テンショナー部２０２が重力方向の下方に移動し、第２テンショナー部２０３が重力方向の上方に移動する（第２基準軸線３０４は、右側が上に位置するように傾斜する）。

　そして、第２テンショナー部２０３は、重力方向の上方に移動することによりモータプーリ１２０に近づく。さらに、第２テンショナー部２０３は第１基準軸線３０１に近づく。第２テンショナー部２０３の動作に伴い、モータプーリ１２０への無端ベルト１２２の巻付角が増加し、モータプーリ１２０と無端ベルト１２２との噛み合い面積が増加する。

　図６Ｃにおいて、電動モータ１１８によりモータプーリ１２０が反時計回りの方向（左回り方向）に回転すると、無端ベルト１２２の右側（第２領域３０３側）が伸長し、左側（第１領域３０２側）が緩められる。この時、プーリテンショナー２００は、揺動基部２０１Ｃが切欠き部５０１に沿って右側（第２領域３０３側）へ移動すると共に揺動基部２０１Ｃを中心として回転し、第１テンショナー部２０２が重力方向の上方に移動し、第２テンショナー部２０３が重力方向の下方に移動する（第２基準軸線３０４は、左側が上に位置するように傾斜する）。

　そして、第１テンショナー部２０２は、重力方向の上方に移動することによりモータプーリ１２０に近づく。さらに、第１テンショナー部２０２は第１基準軸線３０１に近づく。第１テンショナー部２０２の動作に伴い、モータプーリ１２０への無端ベルト１２２の巻付角が増加し、モータプーリ１２０と無端ベルト１２２との噛み合い面積が増加する。

　本実施例によれば、例えば無端ベルト１２２の第１領域３０２側が引っ張られ、第２領域３０３側が緩む場合、第２テンショナー部２０３は、第１テンショナー部２０２の移動量と同じ分、移動することができるため、確実にモータプーリ１２０（第１プーリ）の噛み合い率を向上させることができる。

　また、本実施例では、揺動基部２０１Ｃは、第２基準軸線３０４方向に沿って移動可能に備えているので、プーリテンショナー２００の第２基準軸線方向の移動量が増大しモータプーリ１２０（第１プーリ）の噛み合い率の向上を図ることができる。

　さらに、本実施例では、揺動基部２０１Ｃは、第１基準軸線３０１を跨いで第１領域３０２側及び第２領域３０３側に向かって移動可能に備えているので、操舵輪１０２Ａ、１０２Ｂの両側方向への転舵の動きに対し、バランスよく無端ベルト１２２に張力をかけることができる。

　次に、図１０Ａ～図１０Ｃを用いて、本発明に係る第３実施例を説明する。第３実施例は第２実施例（図９Ａ～図９Ｃ）において、揺動基部２０１Ｃを第１基準軸線３０１に近づく方向に戻す、戻し機構に特徴があるものである。

　図１０Ａは、本発明の第３実施例に係る中立状態における揺動基部戻し機構の状態を示す図である。図１０Ｂは、本発明の第３実施例に係る電動モータによって時計回りの方向（右回り方向）に駆動力が付与された状態における揺動基部戻し機構の状態を示す図である。図１０Ｃは、本発明の第３実施例に係る電動モータによって反時計回りの方向（左回り方向）に駆動力が付与された状態における揺動基部戻し機構の状態を示す図である。

　図１０Ａにおいて、揺動基部２０１Ｃには、第１基準軸線３０１を境として左右に揺動戻し機構６０１、６０２を備えている。揺動戻し機構６０１、６０２として、本実施例では、コイルバネを用いている。揺動戻し機構６０１、６０２の一端側が揺動基部２０１Ｃと接触し、他端側はハウジング１１５に固定されている。

　電動モータ１１８が動作していない時は、揺動基部２０１Ｃは、第１基準軸線３０１上に位置している。この状態において、揺動基部２０１Ｃは、揺動戻し機構６０１、６０２によって付勢され、第１基準軸線３０１上に保持される。

　電動モータ１１８によりモータプーリ１２０が時計回りの方向（右回り方向）に回転すると（図９Ｂ参照）、揺動基部２０１Ｃは、揺動戻し機構６０１の付勢力に反して、切欠き部５０１に沿って左側へ移動する。

　電源供給が無くなり電動モータ１１８の回転が停止すると、揺動基部２０１Ｃは、揺動戻し機構６０１の付勢力により、第１基準軸線３０１上に戻される（図１０Ａ参照）。

　次に電動モータ１１８によりモータプーリ１２０が反時計回りの方向（左回り方向）に回転すると（図９Ｃ参照）、揺動基部２０１Ｃは、揺動戻し機構６０２の付勢力に反して、切欠き部５０１に沿って右側へ移動する。

　電動モータ１１８の回転が停止すると、揺動基部２０１Ｃは、揺動戻し機構６０２の付勢力により、第１基準軸線３０１上に戻される（図１０Ａ参照）。

　本実施例によれば、電動モータ１１８の回転が停止した時、揺動戻し機構６０１、６０２により無端ベルト１２２の両側の張力を均等に近づけておくことで、電動モータ１１８の回転が再開した時の操舵応答性を向上させることができる。

　次に、図１１Ａ～図１１Ｃを用いて、本発明に係る第４実施例を説明する。第４実施例は、第１実施例（図６Ａ～図６Ｃ）において、第１テンショナー部２０２と第２テンショナー部２０３の中点を、第１基準軸線３０１に近づく方向にプーリテンショナー２００を戻す、戻し機構に特徴があるものである。

　図１１Ａは、本発明の第４実施例に係る中立状態におけるテンショナー戻し機構の状態を示す図である。図１１Ｂは、本発明の第４実施例に係る電動モータによって時計回りの方向（右回り方向）に駆動力が付与された状態におけるテンショナー戻し機構の状態を示す図である。図１１Ｃは、本発明の第４実施例に係る電動モータによって反時計回りの方向（左回り方向）に駆動力が付与された状態におけるテンショナー戻し機構の状態を示す図である。

　図１１Ａにおいて、プーリテンショナー２００には、テンショナー戻し機構としてのねじりバネ７０１が備えられている。ねじりバネ７０１の巻込み部７０１Ａの内周部は、揺動基部２０１Ｃに差し込まれている。ねじりバネ７０１の一方のアーム部７０１Ｂは、テンショナー基部２０１に固定されている。ねじりバネ７０１の他方のアーム部７０１Ｃは、ハウジング１１５に固定されている。

　電動モータ１１８が動作していない時は、第２基準軸線３０４の方向における第１テンショナー部２０２と第２テンショナー部２０３の中点３０４Ａが、第１基準軸線３０１に近い位置にある。

　図１１Ａにおいて、電動モータ１１８によりモータプーリ１２０が時計回りの方向（右回り方向）に回転すると（図６Ｂ参照）、プーリテンショナー２００は、テンショナー戻し機構としてのねじりバネ７０１の付勢力に反して、揺動基部２０１Ｃを中心として回転し、第１テンショナー部２０２が重力方向の下方に移動し、第２テンショナー部２０３が重力方向の上方に移動する（第２基準軸線３０４は、右側が上に位置するように傾斜する）。

　電動モータ１１８の回転が停止すると、第１テンショナー部２０２と第２テンショナー部２０３の中点３０４Ａは、ねじりバネ７０１の付勢力により、第１基準軸線３０１近づく方向に戻される（図１１Ａ参照）。

　図１１Ｃにおいて、電動モータ１１８によりモータプーリ１２０が反時計回りの方向（左回り方向）に回転すると（図６Ｃ参照）、プーリテンショナー２００は、テンショナー戻し機構としてのねじりバネ７０１の付勢力に反して、揺動基部２０１Ｃを中心として回転し、第１テンショナー部２０２が重力方向の上方に移動し、第２テンショナー部２０３が重力方向の下方に移動する（第２基準軸線３０４は、左側が上に位置するように傾斜する）。

　本実施例によれば、電動モータ１１８の回転が停止した時、テンショナー戻し機構としてのねじりバネ７０１により無端ベルト１２２の両側の張力を均等に近づけておくことで、電動モータ１１８の回転が再開した時の操舵応答性を向上させることができる。

　なお、本発明は上述した実施例に限定するものではなく、様々な変形例が含まれる。上述した実施例は本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定するものではない。本発明は前輪操舵装置だけでなく後輪操舵装置も含めることとする。

　以上説明した実施形態に基づくパワーステアリング装置としては、例えば、以下に述べる態様のものが考えられる。

　すなわち、当該パワーステアリング装置は、その１つの態様として、パワーステアリング装置において、転舵軸であって、転舵軸本体部と、転舵軸側ボールねじ溝を備え、前記転舵軸本体部の長手方向の移動に伴い操舵輪を転舵させるものであり、前記転舵軸側ボールねじ溝は、前記転舵軸本体部に形成された螺旋溝である、前記転舵軸と、ハウジングであって、転舵軸収容空間と、減速機収容空間を備え、前記転舵軸収容空間は、前記転舵軸の少なくとも一部を収容するものであって、前記減速機収容空間は、前記転舵軸本体部の長手方向において前記転舵軸収容空間の途中に設けられた空間である、前記ハウジングと、ナットであって、筒状本体部と、ナット側ボールねじ溝を備え、前記筒状本体部は、前記減速機収容空間内で回転可能に設けられ、前記転舵軸を包囲する筒形状を有しており、前記ナット側ボールねじ溝は、前記筒状本体部の内周側に設けられた螺旋溝である、前記ナットと、複数のボールであって、前記転舵軸側ボールねじ溝と前記ナット側ボールねじ溝の間に設けられている、前記複数のボールと、電動モータであって、出力軸を有し、前記出力軸は、前記出力軸の回転軸線が、前記ナットの回転軸線とオフセットした位置に設けられている、前記電動モータと、モータプーリであって、複数のモータプーリ歯部を有し、前記電動モータの前記出力軸に設けられた前記モータプーリと、ナットプーリであって、複数のナットプーリ歯部を有し、前記ナットに設けられた前記ナットプーリと、無端ベルトであって、複数のベルト歯部を有し、前記複数のベルト歯部は、前記複数のモータプーリ歯部と前記複数のナットプーリ歯部と噛み合っている、前記無端ベルトと、プーリテンショナーであって、テンショナー基部と、第１テンショナー部と、第２テンショナー部を備え、前記モータプーリと前記ナットプーリのうち、半径の小さい側を第１プーリ、半径の大きい側を第２プーリとし、前記第１プーリの回転軸線の直交断面において、前記第１プーリの回転軸線と前記第２プーリの回転軸線を結ぶ軸線を第１基準軸線とし、前記無端ベルトのうち前記第１基準軸線の一方側を第１領域、他方側を第２領域としたとき、前記テンショナー基部は、第１接続部と、第２接続部と、揺動基部を備え、前記減速機収容空間内において前記揺動基部を揺動中心として揺動可能に設けられ、前記揺動基部は、前記第１プーリの回転軸線の直交断面において、前記第１テンショナー部と前記第２テンショナー部とを結ぶ軸線を第２基準軸線としたとき、前記第２基準軸線よりも前記第２プーリ側に設けられており、前記第１テンショナー部は、前記無端ベルトの前記第１領域に対し前記第１基準軸線の反対側に設けられており、前記第１接続部において前記テンショナー基部に接続されており、前記第２テンショナー部は、前記無端ベルトの前記第２領域に対し前記第１基準軸線の反対側に設けられており、前記第２接続部において前記テンショナー基部に接続されており、前記第１テンショナー部と前記無端ベルトの前記第１領域との接触部と前記第２テンショナー部と前記無端ベルトの前記第２領域との接触部が前記第１プーリの外径と前記第２プーリの外径からなる接線よりも前記第１基準軸線側にある。

　前記パワーステアリング装置の好ましい態様において、前記第１プーリは、前記モータプーリであり、前記第２プーリは、前記ナットプーリである。

　別の好ましい態様では、前記パワーステアリング装置の態様のいずれかにおいて、前記プーリテンショナーは、前記第２基準軸線が、前記第１プーリの回転中心と前記第２プーリの回転中心の中点よりも前記第１プーリに近い側に位置するように設けられている。

　さらに別の好ましい態様では、前記パワーステアリング装置の態様のいずれかにおいて、前記テンショナー基部は、前記第１テンショナー部と前記第２テンショナー部との間の距離を一定に保持する。

　さらに別の好ましい態様では、前記パワーステアリング装置の態様のいずれかにおいて、前記揺動基部は、前記第１基準軸線の線上に設けられている。

　さらに別の好ましい態様では、前記パワーステアリング装置の態様のいずれかにおいて、前記揺動基部は、前記減速機収容空間内において、移動しないように固定されている。

　さらに別の好ましい態様では、前記パワーステアリング装置の態様のいずれかにおいて、前記揺動基部は、前記第２基準軸線の方向に沿って移動可能に設けられている。

　さらに別の好ましい態様では、前記パワーステアリング装置の態様のいずれかにおいて、前記プーリテンショナーは、揺動基部戻し機構を備え、前記揺動基部戻し機構は、前記揺動基部が前記第１基準軸線に近づく方向に前記揺動基部を付勢する。

　さらに別の好ましい態様では、前記パワーステアリング装置の態様のいずれかにおいて、前記揺動基部は、前記第１基準軸線を跨いで前記第１領域側および前記第２領域側に向かって移動可能に設けられている。

　さらに別の好ましい態様では、前記パワーステアリング装置の態様のいずれかにおいて、当該パワーステアリング装置は、テンショナー戻し機構を備え、前記テンショナー戻し機構は、前記第２基準軸線の方向における前記第１テンショナー部と前記第２テンショナー部の中点が前記第１基準軸線に近づく方向に前記プーリテンショナーを付勢する。

Claims

　パワーステアリング装置において、
　転舵軸であって、転舵軸本体部と、転舵軸側ボールねじ溝を備え、前記転舵軸本体部の長手方向の移動に伴い操舵輪を転舵させるものであり、
　前記転舵軸側ボールねじ溝は、前記転舵軸本体部に形成された螺旋溝である、
　前記転舵軸と、
　ハウジングであって、転舵軸収容空間と、減速機収容空間を備え、
　前記転舵軸収容空間は、前記転舵軸の少なくとも一部を収容するものであって、
　前記減速機収容空間は、前記転舵軸本体部の長手方向において前記転舵軸収容空間の途中に設けられた空間である、
　前記ハウジングと、
　ナットであって、筒状本体部と、ナット側ボールねじ溝を備え、
　前記筒状本体部は、前記減速機収容空間内で回転可能に設けられ、前記転舵軸を包囲する筒形状を有しており、
　前記ナット側ボールねじ溝は、前記筒状本体部の内周側に設けられた螺旋溝である、
　前記ナットと、
　複数のボールであって、前記転舵軸側ボールねじ溝と前記ナット側ボールねじ溝の間に設けられている、前記複数のボールと、
　電動モータであって、出力軸を有し、
　前記出力軸は、前記出力軸の回転軸線が、前記ナットの回転軸線とオフセットした位置に設けられている、
　前記電動モータと、
　モータプーリであって、複数のモータプーリ歯部を有し、前記電動モータの前記出力軸に設けられた前記モータプーリと、
　ナットプーリであって、複数のナットプーリ歯部を有し、前記ナットに設けられた前記ナットプーリと、
　無端ベルトであって、複数のベルト歯部を有し、
　前記複数のベルト歯部は、前記複数のモータプーリ歯部と前記複数のナットプーリ歯部と噛み合っている、
　前記無端ベルトと、
　プーリテンショナーであって、テンショナー基部と、第１テンショナー部と、第２テンショナー部を備え、
　前記モータプーリと前記ナットプーリのうち、半径の小さい側を第１プーリ、半径の大きい側を第２プーリとし、前記第１プーリの回転軸線の直交断面において、前記第１プーリの回転軸線と前記第２プーリの回転軸線を結ぶ軸線を第１基準軸線とし、前記無端ベルトのうち前記第１基準軸線の一方側を第１領域、他方側を第２領域としたとき、
　前記テンショナー基部は、第１接続部と、第２接続部と、揺動基部を備え、前記減速機収容空間内において前記揺動基部を揺動中心として揺動可能に設けられ、
　前記揺動基部は、前記第１プーリの回転軸線の直交断面において、前記第１テンショナー部と前記第２テンショナー部とを結ぶ軸線を第２基準軸線としたとき、前記第２基準軸線よりも前記第２プーリ側に設けられており、
　前記第１テンショナー部は、前記無端ベルトの前記第１領域に対し前記第１基準軸線の反対側に設けられており、前記第１接続部において前記テンショナー基部に接続されており、
　前記第２テンショナー部は、前記無端ベルトの前記第２領域に対し前記第１基準軸線の反対側に設けられており、前記第２接続部において前記テンショナー基部に接続されており、前記第１テンショナー部と前記無端ベルトの前記第１領域との接触部と前記第２テンショナー部と前記無端ベルトの前記第２領域との接触部が前記第１プーリの外径と前記第２プーリの外径からなる接線よりも前記第１基準軸線側にある、ことを特徴とするパワーステアリング装置。
　請求項１に記載のパワーステアリング装置において、
　前記第１プーリは、前記モータプーリであり、
　前記第２プーリは、前記ナットプーリであることを特徴とするパワーステアリング装置。
　請求項１に記載のパワーステアリング装置において、
　前記プーリテンショナーは、前記第２基準軸線が、前記第１プーリの回転中心と前記第２プーリの回転中心の中点よりも前記第１プーリに近い側に位置するように設けられていることを特徴とするパワーステアリング装置。
　請求項１に記載のパワーステアリング装置において、
　前記テンショナー基部は、前記第１テンショナー部と前記第２テンショナー部との間の距離を一定に保持することを特徴とするパワーステアリング装置。
　請求項１に記載のパワーステアリング装置において、
　前記揺動基部は、前記第１基準軸線の線上に設けられていることを特徴とするパワーステアリング装置。
　請求項１に記載のパワーステアリング装置において、
　前記揺動基部は、前記減速機収容空間内において、移動しないように固定されていることを特徴とするパワーステアリング装置。
　請求項１に記載のパワーステアリング装置において、
　前記揺動基部は、前記第２基準軸線の方向に沿って移動可能に設けられていることを特徴とするパワーステアリング装置。
　請求項７に記載のパワーステアリング装置において、
　前記プーリテンショナーは、揺動基部戻し機構を備え、
　前記揺動基部戻し機構は、前記揺動基部が前記第１基準軸線に近づく方向に前記揺動基部を付勢することを特徴とするパワーステアリング装置。
　請求項７に記載のパワーステアリング装置において、
　前記揺動基部は、前記第１基準軸線を跨いで前記第１領域側および前記第２領域側に向かって移動可能に設けられていることを特徴とするパワーステアリング装置。
　請求項１に記載のパワーステアリング装置は、テンショナー戻し機構を備え、
　前記テンショナー戻し機構は、前記第２基準軸線の方向における前記第１テンショナー部と前記第２テンショナー部の中点が前記第１基準軸線に近づく方向に前記プーリテンショナーを付勢することを特徴とするパワーステアリング装置。