JP2006027577A - Electric power steering device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、電動モータの駆動力を利用してパワーアシストする電動パワーステアリング装置に関する。 The present invention relates to an electric power steering apparatus that performs power assist using the driving force of an electric motor.
この種の電動パワーステアリング装置として、例えば特許文献1に記載されたものが従来から知られている。
この特許文献1に記載された装置は、電動モータに設けた駆動プーリーと、ラック軸に設けた従動プーリーとの間を、ベルトを介して連係している。
In the device described in Patent Document 1, a driving pulley provided in an electric motor and a driven pulley provided in a rack shaft are linked via a belt.
上記のように従来の装置では、上記ベルとの張力を調整する機構がなかった。そのために、いろいろな箇所における寸法誤差や、組み付け誤差が累積されたときに、ベルとの張力が弱くなったり強くなりすぎたりするが、それを修正する手段がなかった。そのために、ベルトの張力が弱すぎるときには、そのベルトを短くしなければならないし、ベルトの張力が強すぎるときには、反対にベルトを長くしなければならず、そのために手間がかかるという問題があった。 As described above, the conventional apparatus has no mechanism for adjusting the tension with the bell. For this reason, when dimensional errors and assembly errors at various locations are accumulated, the tension with the bell becomes weak or too strong, but there is no means for correcting it. For this reason, when the belt tension is too weak, the belt must be shortened. When the belt tension is too strong, the belt must be lengthened. .
なお、プーリーに掛け回すベルトの張力を維持する手段として、アイドラプーリーを設けることが一般に知られている。しかし、このアイドラプーリーを設ける場合には、そのアイドラプーリー分のスペースが必要になるので、その分、車両搭載性が悪くなるという問題があった。
この発明の目的は、駆動プーリーと従動プーリーとの間に掛け回したベルトの張力を、例えばアイドラプーリーを用いなくても、適切に保てる電動パワーステアリング装置を提供することである。
It is generally known that an idler pulley is provided as means for maintaining the tension of the belt that is wound around the pulley. However, when this idler pulley is provided, a space corresponding to the idler pulley is required, so that there is a problem that the mountability of the vehicle is deteriorated.
An object of the present invention is to provide an electric power steering apparatus that can appropriately maintain the tension of a belt wound between a driving pulley and a driven pulley without using, for example, an idler pulley.
この発明は、ケーシング内に、軸方向に移動可能に支持されたラックシャフトと、このラックシャフトを軸方向に移動するスクリュー機構と、このスクリュー機構に連係した従動プーリーとを備えるとともに、上記ケーシングに電動モータを固定し、この電動モータの回転軸に設けた駆動プーリーを上記ケーシング内に組み入れ、これら駆動プーリーと従動プーリーとの間にベルトを掛けた電動パワーステアリング装置において、電動モータにはそれをケーシングに取り付けるための取り付け部材を固定する一方、この取り付け部材とケーシングとの相対位置を調整可能にして駆動プーリーの回転中心と、従動プーリーの回転中心間の距離を可変にした点に特徴を有する。 The present invention includes a rack shaft supported in the casing so as to be movable in the axial direction, a screw mechanism for moving the rack shaft in the axial direction, and a driven pulley linked to the screw mechanism. In an electric power steering apparatus in which an electric motor is fixed and a drive pulley provided on a rotating shaft of the electric motor is incorporated in the casing, and a belt is hung between the drive pulley and a driven pulley, While the mounting member for mounting on the casing is fixed, the relative position between the mounting member and the casing can be adjusted so that the distance between the rotation center of the driving pulley and the rotation center of the driven pulley is variable. .
この発明によれば、電動モータをケーシングに組み付けるときに、駆動プーリーと従動プーリーとの間に掛け回したベルトの張力を調整できるので、例えば、部品の寸法誤差あるいは組み付け時の組み付け誤差等があっても、装置全体を組み直したり、あるいは部品を交換したりするような面倒なことが必要なくなる。したがって、その分、生産効率がアップすることになる。 According to the present invention, when the electric motor is assembled to the casing, the tension of the belt wound between the driving pulley and the driven pulley can be adjusted. For example, there is a dimensional error of parts or an assembling error at the time of assembling. However, there is no need for the trouble of reassembling the entire apparatus or replacing parts. Therefore, the production efficiency is increased accordingly.
図1〜図3に示した第1実施形態において、ラックシャフト1を組み込んだケーシングCは、第1ハウジング2と、第2ハウジング3とを主要素にしてなる。上記第1ハウジング2は、ラックシャフト1を支持する筒部4と、ボールスクリュー機構Sを保持するケース部5と、電動モータmを支持する支持部6とを備えている。一方、上記第2ハウジング3は、第1ハウジング2に対してキャップの機能を果たすキャップ部7と、ラックシャフト1を支持する筒部8とを備えている。
In the first embodiment shown in FIGS. 1 to 3, the casing C in which the rack shaft 1 is incorporated includes the
そして、上記キャップ部7は、図面からも明らかなように、その周囲にボルト9を貫通し、それらボルト9を介して、第1ハウジング2に止める構成にしている。また、上記筒部8にはフランジ8aを形成し、このフランジ8aを、ボルト10を介してキャップ部7に固定している。
As is apparent from the drawings, the
上記のようにしたケーシングCには、ラックシャフト1を貫通させてそのシャフト1を軸方向に移動可能に支持している。このようにして支持されたラックシャフト1には、ラック11を形成するとともに、このラック11にはトルク検出機能を備えたピニオン機構12のピニオン12aをかみ合わせている。
In the casing C as described above, the rack shaft 1 is penetrated and the shaft 1 is supported so as to be movable in the axial direction. A rack 11 is formed on the rack shaft 1 thus supported, and a pinion 12a of a
また、上記ボールスクリュー機構Sは、本体13内に、ボール14を組み込んだホルダー15を備えているが、この本体13は、上記ケース部5に設けたボールベアリング16で回転自在に支持されている。このようにしたホルダー15には従動プーリー17を固定しているが、その具体的な構成は次の通りである。
上記した従動プーリー17は、その軸部17aを、キャップ部7に固定したボールベアリング18で回転自在に支持されている。そして、上記本体13およびホルダー15のそれぞれには、フランジ13aおよび15aが形成され、これら両フランジ13a,15aは軸方向においてたがいに重ね合わされる構成にしている。
The ball screw mechanism S includes a
The driven
そして、上記従動プーリー17,フランジ13a,15aのそれぞれにボルト19を貫通させて、三者を一体化している。したがって、ボールスクリュー機構Sおよび従動プーリー17は一体回転することになる。
なお、図中符号20,21,38は、ボールベアリング16,18を止めるためのナット部材である。
And the
また、第1ハウジング2の支持部6には、円弧状長孔22を形成しているが、この円弧状長孔22に、電動モータmに取り付けた取り付け部材23の凸部24を突出させている。この取り付け部材23は、図2からも明らかなように、電動モータmのボス部25にはめつけたもので、上記凸部24には電動モータmの回転軸26を支持するボールベアリング39を設けている。なお、この第1実施形態では、上記のように円弧状長孔22を用いたが、凸部24が移動できるだけの十分な直径を保っていれば円孔でもよい。ただし、円弧状長孔22の方が、凸部24のガイド機能を発揮させることができるので、円孔よりも多少有利である。
In addition, an arc-shaped
一方、上記第1ハウジング2の支持部6には、図3からも明らかなように、一対のボルト孔27、28を駆動プーリー32の直径線上において対向する位置に設けている。
また、上記取り付け部材23には、上記ボルト孔27に対応する図示していないボルト孔と、ボルト孔28と対応する円弧状の位置決め用長孔29とを形成している。
そして、上記一方のボルト孔27と取り付け部材23のボルト孔に締め付けボルト30を挿入してそれを多少ゆるめに締め付けておく。また、他方のボルト孔28と位置決め用長孔29とにボルト31を挿入して、これも多少ゆるめに締め付けておく。
On the other hand, as is apparent from FIG. 3, the pair of
The
Then, the tightening
上記のように両ボルト30,31を多少ゆるめに締め付けておいて、取り付け部材23すなわち電動モータmを、一方のボルト27を中心に、上記位置決め用長孔29の範囲内で回動できるようにしている。言い換えると、位置決め用長孔29は、一方のボルト30を中心に取り付け部材23を回動したとき、他方のボルト31が回動する回動軌跡に合わせて形成している。上記のようにして取り付け部材23の回動位置が決まったところで、ボルト30,31を締め付ければ、ケーシングCに対する電動モータmの回転軸26の位置が決められることになる。
As described above, the
なお、上記第1実施形態では、ボルト孔27,28をケーシング2側である支持部6に設け、位置決め用長孔29を取り付け部材23側に設けたが、上記ボルト孔27,28を取り付け部材23側に設け、位置決め用長孔29をケーシング2側である支持部6に設けてもよいこと当然である。
In the first embodiment, the
上記のようにした電動モータmの回転軸26には駆動プーリー32の軸部32aを連結し、この駆動プーリー32と前記従動プーリー17との間にベルト33をかけ回している。したがって、駆動プーリー32が回転すると、その回転力がベルト33を介して従動プーリー17に伝達されるとともに、この従動プーリー17の回転にともなって前記したようにボールスクリュー機構Sが回転する。
The shaft portion 32a of the
そして、上記ベルト33の張力を調整するときには、次のようにする。先ず、ボルト30,31をゆるめた状態で、一方のボルト30を中心にして、取り付け部材23を位置決め用長孔29の範囲内で回動する。このように取り付け部材23を回動することによって、ケーシングCに対する回転軸26の位置が決められるが、この回転軸26の位置は結局駆動プーリー32の回転中心位置ということになる。
When adjusting the tension of the
そして、ボルト31を図3の矢印34方向である上方に回動すると、駆動プーリー32と従動プーリー17の軸中心間の距離が長くなる。逆に、ボルト31を上記矢印34とは反対方向である下方に回動すると、駆動プーリー32と従動プーリー17の軸中心間の距離が短くなる。したがって、ボルト31を矢印34方向に回動したときには、ベルト33の張力を大きくすることになり、ボルト31を矢印34とは反対方向に回動したときには、ベルト33の張力を小さくすることになる。いずれにしても、取り付け部材23の相対位置を調整することによって、ベルト33の張力を自由に調整できることになる。
When the
なお、この電動パワーステアリング装置の作動は次の通りである。トルク検出機能を備えたピニオン機構12は、図示していないステアリングホイールに連係している。したがって、ステアリングホイールを回すと、このピニオン機構12も回転するが、そのときにステアリングホイールの入力トルクを検出する。このようにして検出した入力トルクとその回転方向に応じて、電動モータmが正転又は逆転するとともに、その回転力が駆動プーリー32を介して従動プーリー17に伝達される。従動プーリー17が駆動プーリー32とともに正転あるいは逆転すると、この従動プーリー17と一体化したボールスクリュー機構Sも正転あるいは逆転し、ラックシャフト1を、上記回転方向に応じて軸方向に移動する。このラックシャフト1の軸方向の移動にともなって、このラックシャフト1の両端に設けたタイヤを転舵することになる。
The operation of this electric power steering apparatus is as follows. The
また、上記円弧状の位置決め用長孔29は、その長手方向の接線が、駆動プーリー32と従動プーリー17との回転中心を結ぶ線と交わる構成にしている。したがって、締め付けボルト31が長孔29と相対移動したとき、締め付けボルト31が、駆動プーリー32と従動プーリー17との回転中心を結ぶ線に対して相対的に斜行することになる。
Further, the arc-shaped
上記のように円弧状の位置決め用長孔29の長手方向の接線を、駆動プーリー32と従動プーリー17の回転中心を結ぶ線と交わる構成にすることによって、次のような効果を発揮させることができる。すなわち、両プーリー32,17にかけたベルト33の張力はそれらプーリー32,17の回転中心を結んだ線の方向に作用する。この張力は、締め付けピン31にも作用するが、上記したように円弧状の位置決め用長孔29は、その長手方向の接線が、駆動プーリー32と従動プーリー17との回転中心を結ぶ線と交わる構成にしているので、締め付けピン31に対する上記張力が、上記位置決め用長孔29の斜面で支えられることになる。言い換えると、上記ベルト33の張力の一部をこの位置決め用長孔29で保持することができる。
By making the longitudinal tangent of the arc-shaped positioning
図4,5に示した第2実施形態は、第1ハウジング2の支持部6に、水平な長孔35を形成しているが、この水平な長孔35に、電動モータmに取り付けた取り付け部材23の凸部24を突出させている。この取り付け部材23は、図4からも明らかなように、電動モータmのボス部25にはめつけたもので、上記凸部24には電動モータmの回転軸26を支持するボールベアリング39を設けているが、この点は第1実施形態と同様である。したがって、この第2実施形態においても、水平な長孔35に代えて、凸部24が移動できるだけの十分な直径を保った円孔を用いてもよい。
In the second embodiment shown in FIGS. 4 and 5, a horizontal
一方、上記第1ハウジング2の支持部6には、図5からも明らかなように、一対のボルト孔27、28を直径線と平行な線上に設けている。また、上記取り付け部材23には、上記ボルト孔27に対応する位置決め用長孔36と、ボルト孔28と対応する位置決め用長孔37とを形成している。なお、これら位置決め用長孔36,37も、直径線と平行にするとともに、これら位置決め用長孔36,37は、その長手方向の軸線が、駆動プーリー32と従動プーリー17との回転中心を結ぶ線に対して直交する構成にしている。
On the other hand, as is apparent from FIG. 5, a pair of bolt holes 27 and 28 are provided on the
上記のように、両位置決め用長孔36,37の長手方向の軸線を両プーリー32,17の回転中心を結ぶ線に対して直交させたので、これら位置決め用長孔36,37が、両プーリー32,17間に作用する張力を支えることができる。
As described above, since the longitudinal axes of the positioning
なお、上記両位置決め用長孔36,37は、その長手方向の軸線が、両プーリー32,17の回転中心を結ぶ線と交差すればよいもので、必ずしも直交していなくてもよいこと当然である。ただし、上記のように、両位置決め用長孔36,37の長手方向の軸線を両プーリー32,17の回転中心を結ぶ線に対して直交させれば、上記両位置決め用長孔36,37が、両プーリー32,17間に作用する張力に対して最大の効力を発生することになる。
It should be noted that the positioning
そして、上記一方のボルト孔27と位置決め用長孔36とに締め付けボルト30を挿入して、それらを多少ゆるめに締め付けておく。また、上記他方のボルト孔28と位置決め用長孔37とにもボルト31を挿入して、それを多少ゆるめに締め付けておく。このように両ボルト30,31を多少ゆるめに締め付けておけば、取り付け部材23すなわち電動モータmを水平移動できることになる。
Then, the
上記のように、電動モータmとともに駆動プーリー32を水平移動すれば、それにともなって、駆動プーリー32と従動プーリー17との回転中心間の距離を調整できることになる。そして、電動モータmすなわち駆動プーリー32の位置が決まったところで、ボルト30,31を締め付ければ、ケーシングCに対する電動モータmの回転軸26の位置が決められることになるとともに、駆動プーリー32と従動プーリー17との回転中心間の距離が特定される。
なお、上記以外の構成は、第1実施形態と同様である。
As described above, if the
The configuration other than the above is the same as that of the first embodiment.
C ケーシング
1 ラックシャフト
S ボールスクリュー機構
m 電動モータ
17 従動プーリー
23 取り付け部材
26 回転軸
27 ボルト孔
28 ボルト孔
29 位置決め用長孔
30 ボルト
31 ボルト
32 駆動プーリー
33 ベルト
36 位置決め用長孔
37 位置決め用長孔
C casing 1 rack shaft S ball screw mechanism m
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