JP2006224746A - 電動舵取装置 - Google Patents

Abstract

【課題】駆動プーリへの歯部の加工を容易とし、プーリ本体への各規制部材の誤った取り付けを確実に防止し、プーリ本体と各規制部材との取り付け状態が強固であってコンパクトな駆動プーリを備える電動舵取装置を提供する。
【解決手段】ステアリングホイール操作に応じて往復動するステアリング部材と、ステアリング部材のボールねじ軸に外挿されたボールナットと、電動モータにより駆動される駆動プーリ１２と、駆動プーリ１２にベルトを介して連結されてボールナットと一体に回動する従動プーリとを備える。駆動プーリ１２は、軸方向の両側が一対の転がり軸受１６，１７により回転自在に支持され、複数の歯部２３が設けられたプーリ本体２４と、その軸方向両端側に取り付けられた一対の規制部材２５，２６とを備える。各規制部材２５，２６は、軸受１６，１７の内輪１６ａ，１７ａとプーリ本体２４の端部とに挟持される。
【選択図】図３

Description

本発明は、ステアリングホイールからの操舵トルクに電動モータによる補助トルクを付与する電動舵取装置に関する。

従来、ステアリングホイールからの操舵トルクに電動モータによる補助トルクを付与する電動舵取装置として、ステアリングホイールの回動に応じて長手方向に往復するステアリング部材と、該ステアリング部材に形成されたボールねじ軸に複数のボールを介して外挿されたボールナットと、電動モータの駆動軸に設けられた駆動プーリと、該駆動プーリにベルトを介して連結されて前記ボールナットと一体に回動する従動プーリとを備えるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。これによれば、電動モータとステアリング部材との間の動力伝達経路にベルトが介在するので、ステアリング部材からの振動等が電動モータに伝達されることがなく、電動モータの回転精度を維持することができる。

ところで、この種の電動舵取装置においては、駆動プーリと従動プーリとの両プーリに歯付きプーリを採用し、両プーリに掛け渡されるベルトを歯付きベルトとすることによって、両プーリとベルトとの滑りを防止している。

駆動プーリとして採用される歯付きプーリは、その周方向に所定間隔を存して複数の歯部が形成されており、該歯部をベルトに形成されているベルト歯に噛み合わせることで、該駆動プーリの回転力をベルトに効率よく伝達するようになっている。そして、駆動プーリの回転時にはベルトが駆動プーリの軸方向に移動することがあるために、該ベルトの移動を該ベルトの幅方向の両側から規制する一対の規制部が、駆動プーリの軸方向の両側から外周方向に鍔状に張り出すようにしてして駆動プーリに一体に形成されている。

しかし、この種の歯付きプーリは、両規制部間に歯部を形成しなければならないために、歯部を形成する際に規制部が邪魔になり、歯部の加工が困難である不都合がある。

そこで、前記規制部として作用する一対の規制部材を、歯部が形成されたプーリ本体の両端に取り付けることによって歯付きプーリを構成したものが知られている（例えば、特許文献２参照）。これによれば、プーリ本体に予め歯部を形成した後に各規制部材を取り付けることで、歯部を形成する際に規制部が邪魔になることがなく、容易に製造することができる。
特開２００３−２９１８３０号公報 特開２００３−３４３７００号公報

しかし、駆動プーリをプーリ本体と各規制部材とによって構成した場合には、プーリ本体と各規制部材とが回転中に不用意に外れるおそれがある。そのため、プーリ本体と各規制部材とを強固に連結するための連結手段を設けなければならず、駆動プーリが大型化する不都合がある。

また、各規制部材にベルトが幅方向に移動した際に該ベルトの端縁に接するテーパ状の傾斜面が形成されている場合には、プーリ本体に各規制部材を取り付ける際に傾斜面がプーリ本体側に位置する向きに正しく取り付ける必要がある。このため、プーリ本体に各規制部材の向きを誤って取り付けた場合に組み直し作業等が必要となり、組立作業効率が著しく低下する不都合がある。

本発明は、以上の点を鑑み、駆動プーリをプーリ本体と各規制部材とによって構成して駆動プーリへの歯部の加工を容易とするだけでなく、プーリ本体への各規制部材の誤った取り付けを確実に防止することができ、プーリ本体と各規制部材との取り付け状態が強固であってコンパクトな駆動プーリを備える電動舵取装置を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するために、本発明は、ステアリングホイールからの操舵トルクに電動モータによる補助トルクを付与する電動舵取装置であって、ステアリングホイールの回動に応じて長手方向に往復する棒状のステアリング部材と、該ステアリング部材に形成されたボールねじ軸に複数のボールを介して外挿されたボールナットと、前記電動モータの駆動軸に設けられた駆動プーリと、該駆動プーリにベルトを介して連結されて前記ボールナットと一体に回動する従動プーリとを備えてなり、前記駆動プーリは、軸方向の両側が一対の転がり軸受により回転自在に支持されるものにおいて、前記駆動プーリは、周方向に所定間隔を存して複数の歯部が設けられたプーリ本体と、該プーリ本体の軸方向両端側に取り付けられて該プーリ本体に掛け渡されたベルトの幅方向の移動を規制する一対の規制部材とを備え、各規制部材は、前記転がり軸受の内輪とプーリ本体の端部との間に挟持されることを特徴とする。

本発明によれば、前記駆動プーリを、プーリ本体に該プーリ本体と別体の各規制部材を取り付けることによって構成したことにより、プーリ本体に予め歯部を形成した後に各規制部材を取り付けることで歯部の加工を容易とすることができる。更に、前記駆動プーリを、プーリ本体と各規制部材とによって構成しても、各規制部材が前記転がり軸受の内輪とプーリ本体の端部とに挟持されることによって、プーリ本体からの各規制部材の不用意な外れを確実に防止することができる。しかも、前記転がり軸受の内輪とプーリ本体の端部との挟持によってプーリ本体への各規制部材の取り付け状態が維持されるので、プーリ本体と各規制部材とを強固に連結するための連結手段等が不要であり、駆動プーリをコンパクトに構成することができる。

また、本発明の電動舵取装置において、前記駆動プーリの各規制部材は、前記プーリ本体に対向する一側半部形状と、前記転がり軸受に対向する他側半部形状とが同一形状に形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、各規制部材のプーリ本体側の半部形状と、転がり軸受側の半部形状とが同一形状であるので、各規制部材をプーリ本体と転がり軸受との間に何れの向きで取り付けてもよく、誤組みを生じることがない。

また、本発明の電動舵取装置において、前記駆動プーリの各規制部材は、前記プーリ本体に掛け渡されたベルトの側縁に接したとき該ベルトをその幅方向に案内する傾斜面と、前記回転軸の軸方向に突出して前記転がり軸受の内輪に当接する凸部とを備えて、前記プーリ本体に対向する一側半部形状と、前記転がり軸受に対向する他側半部形状とが同一形状に形成されており、前記プーリ本体の軸方向両端部には、各規制部材のプーリ本体側に突出する凸部を収容する収容部が形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、各規制部材のプーリ本体側の半部形状と、転がり軸受側の半部形状とが同一形状であることにより、プーリ本体に対向する側と転がり軸受に対向する側の両方に前記傾斜面と前記凸部が形成されている。これによって、各規制部材をプーリ本体と転がり軸受との間に何れの向きで取り付けても、何れか一方の傾斜面がプーリ本体側に位置し、何れか一方の凸部が転がり軸受の内輪に当接するので、プーリ本体への各規制部材の向きを誤って取り付ける誤組みを生じることがない。更に、前記凸部が転がり軸受の内輪に当接することによって、駆動プーリの回転を阻害することなく前記転がり軸受の内輪とプーリ本体の端部との間に各規制部材を挟持させて、プーリ本体への各規制部材の取り付け状態を強固に維持することができる。また、プーリ本体側に突出する凸部は、前記収容部に収容されるので、プーリ本体と各規制部材とを確実に密着させることができる。

以上のように本発明によれば、駆動プーリをプーリ本体と各規制部材とによって構成して駆動プーリへの歯部の加工を容易とするだけでなく、プーリ本体への各規制部材の誤組みを確実に防止することができ、プーリ本体と各規制部材との取り付け状態が強固であってコンパクトな駆動プーリを備える電動舵取装置を提供することができる。

本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本実施形態の電動舵取装置を示す説明図、図２は要部の断面説明図、図３は駆動プーリとその近傍の説明的断面図である。

図１に示すように、本実施形態の電動舵取装置１は、ステアリング機構２と、該ステアリング機構２に補助トルクを付与する補助トルク機構３とを備えている。ステアリング機構２は、車両のステアリングホイール（図示しない）の回転を入力軸４に入力することによって、ハウジング５内のステアリング部材６を長手方向に往復移動させるようになっている。即ち、入力軸４に入力されたステアリングホイールの回転は、ラック・ピニオン機構等の変換機構７によってステアリング部材６の往復動に変換される。変換機構７にはトルクセンサ８が設けられている。トルクセンサ８は入力軸４に入力された操舵トルクを検出する。

ステアリング部材６の両端部には、タイロッド９が連結されている。各タイロッド９は、車両の操舵可能な車輪（図示せず）に連結されている。そして車輪には、ステアリング部材６が長手方向に直線的に動くことによって、操舵運動が付与される。

補助トルク機構３は、ステアリング部材６が収容されたハウジング５の外側面に沿って配置された電動モータ１０と、該電動モータ１０により発生した補助トルクをステアリング部材６に伝達するトルク伝達機構１１とを備えている。電動モータ１０は、前記トルクセンサ８の検出信号を入力する図示しない制御手段により制御されて、トルクセンサ８により検出された操舵トルクに応じた補助トルクを発生する。

トルク伝達機構１１は、図２に示すように、電動モータ１０に連結された駆動プーリ１２と、ステアリング部材６に連結された従動プーリ１３と、両プーリ１２，１３に掛け渡されたベルト１４とにより構成されている。駆動プーリ１２は、電動モータ１０の支持ケース１５内部に嵌合保持された一対の玉軸受１６，１７（転がり軸受）間に回転軸１８を介して回転自在に支持されている。駆動プーリ１２の回転軸１８は電動モータ１０の出力軸に連結されており、電動モータ１０により駆動される。該駆動プーリ１２の回転はベルト１４を介して従動プーリ１３に伝達され、従動プーリ１３の回転は補助力としてステアリング部材６の往復動に付与される。

即ち、前記ステアリング部材６には、電動モータ１０近傍でボールねじ軸１９が形成されており、該ボールねじ軸１９に複数のボール２０を介してボールナット２１が結合されている。ボールナット２１は、アンギュラ玉軸受２２によってステアリング部材６のハウジング５に回転自在、かつ軸線方向には移動不能に取付けられている。前記従動プーリ１３は、ボールナット２１に締付け固定されており、ボールナット２１と一体に回転する。

また、駆動プーリ１２と従動プーリ１３とは、所謂歯付きプーリであり、その周方向に所定間隔を存して複数の歯部２３が形成されている。該歯部２３をベルト１４に形成されているベルト歯に噛み合わせることで、該駆動プーリ１２の回転力をベルト１４に効率よく伝達するようになっている。

ここで、駆動プーリ１２について更に詳しく説明する。図３に示すように、該駆動プーリ１２の回転軸１８は、一対の玉軸受１６，１７の内輪１６ａ，１７ａに挿通支持されている。回転軸１８には、両玉軸受１６，１７間に位置されるプーリ本体２４が一体に形成されている。該プーリ本体２４の外周には複数の歯部２３が所定間隔を存して形成されている。また、プーリ本体２４の軸方向の両側には一対の規制部材２５，２６が設けられている。各規制部材２５，２６は、軸孔２７を有する大略円盤状に形成されており、軸孔２７に回転軸１８が圧入されることによって、プーリ本体２４と一体に回転軸１８に支持される。このように、駆動プーリ１２をプーリ本体２４と一対の規制部材２５，２６とにより構成したことによって、規制部材２５，２６を取り付ける前にプーリ本体２４に歯部２３を加工することができ、歯部２３の加工作業を極めて容易に行うことができる。

また、各規制部材２５，２６には、その外周縁に沿って傾斜面２８が形成されており、軸孔２７の周縁部近傍には軸方向に円筒状に突出する凸部２９が形成されている。そして、各規制部材２５，２６は、プーリ本体２４に対向する側の一側半部形状と玉軸受１６，１７に対向する側の他側半部形状とが同一形状に形成されている。即ち、各規制部材２５，２６は、図３において一点鎖線ａで示す回転軸１８に直交する規制部材２５，２６の中央面に対して左右対称形状となっている。更に、両規制部材２５，２６同士も同一形状に形成されている。このように、各規制部材２５，２６について側半部形状を同一としたことで、プーリ本体２４に各規制部材２５，２６を何れの向きで取り付けてもよく、プーリ本体２４に対する各規制部材２５，２６の誤組みが生じることがないので、組立作業が極めて容易である。

各規制部材２５，２６の傾斜面２８は、プーリ本体２４の外周方向に鍔状に張り出し、ベルト１４がプーリ本体２４の軸方向に移動したときに、該ベルト１４をその幅方向に案内してプーリ本体２４からの外れを防止する。

また、各規制部材２５，２６の一方の凸部２９は、玉軸受１６，１７の内輪１６ａ，１７ａに当接し、これによって、回転軸１８の回転を阻害することなく、玉軸受１６，１７とプーリ本体２４との間に各規制部材２５，２６が挟持状態で固定される。更に、各規制部材２５，２６の他方の凸部２９は、プーリ本体２４の対応位置に形成された収容部３０に収容されることにより、各規制部材２５，２６はプーリ本体２４に密着した状態で取り付けられる。

次に本実施形態の動作について説明する。車両が直進状態にあり、ステアリングホイールの操舵力が入力軸４に入力されていない時には、トルクセンサ８は出力信号を発せず、駆動プーリ１２の軸に連結された電動モータ１０は補助トルクを発生しない。またこの時、ステアリング部材６も動かず、図示しない車輪に操舵力が作用することはない。

一方、車両がカーブを曲がろうとする時、運転者がステアリングホイールを回転操舵する。このとき、入力軸４に付与された操舵力が、変換機構７を介してステアリング部材６に伝達され、タイロッド９を経て車輪に伝達される。同時に、入力軸４に加えられた操舵力に応じたトルクがトルクセンサ８により検出され、その検出信号に基づいて駆動された電動モータ１０の回転は、駆動プーリ１２、従動プーリ１３、ボールナット２１、ボールねじ軸１９を介してステアリング部材６に補助力として付与される。

本実施形態においては、駆動プーリ１２及び従動プーリ１３に歯付きプーリを採用たことで補助トルクの伝達が効率良く行われるが、前述したように、駆動プーリ１２をプーリ本体２４と一対の規制部材２５，２６とにより構成したことによって、駆動プーリ１２に対する歯部２３（図３参照）の加工性が良い。また、各規制部材２５，２６の両側半部の形状が互いに同一なので、各規制部材２５，２６がプーリ本体２４に誤って取り付けられる事態を確実に防止することができる。更に、各規制部材２５，２６はプーリ本体２４と玉軸受１６，１７との間に挟持されるので、不用意に外れることがなく、取り付け状態を確実に維持することができる。しかも、プーリ本体２４への各規制部材２５，２６の取り付けに、連結するための他の部材を用いることがなく、コンパクトに形成することができるので、電動モータ１０の支持ケース１５（図２参照）内部の小さなスペースであっても容易に設けることができる。

本発明の一実施形態の電動舵取装置を示す説明図。 本実施形態の要部の断面説明図。 本実施形態における駆動プーリとその近傍の説明的断面図。

符号の説明

１…電動舵取装置、６…ステアリング部材、１０…電動モータ、１２…駆動プーリ、１３…従動プーリ、１４…ベルト、１６，１７…玉軸受（転がり軸受）、１６ａ，１７ａ…内輪、１９…ボールねじ軸、２０…ボール、２１…ボールナット、２３…歯部、２４…プーリ本体、２５，２６…規制部材、２８…傾斜面、２９…凸部、３０…収容部。

Claims (3)

1. ステアリングホイールからの操舵トルクに電動モータによる補助トルクを付与する電動舵取装置であって、
   ステアリングホイールの回動に応じて長手方向に往復する棒状のステアリング部材と、該ステアリング部材に形成されたボールねじ軸に複数のボールを介して外挿されたボールナットと、前記電動モータの駆動軸に設けられた駆動プーリと、該駆動プーリにベルトを介して連結されて前記ボールナットと一体に回動する従動プーリとを備えてなり、
   前記駆動プーリは、軸方向の両側が一対の転がり軸受により回転自在に支持されるものにおいて、
   前記駆動プーリは、周方向に所定間隔を存して複数の歯部が設けられたプーリ本体と、該プーリ本体の軸方向両端側に取り付けられて該プーリ本体に掛け渡されたベルトの幅方向の移動を規制する一対の規制部材とを備え、
   各規制部材は、前記転がり軸受の内輪とプーリ本体の端部との間に挟持されることを特徴とする電動舵取装置。
2. 前記駆動プーリの各規制部材は、前記プーリ本体に対向する一側半部形状と、前記転がり軸受に対向する他側半部形状とが同一形状に形成されていることを特徴とする請求項１記載の電動舵取装置。
3. 前記駆動プーリの各規制部材は、前記プーリ本体に掛け渡されたベルトの側縁に接したとき該ベルトをその幅方向に案内する傾斜面と、前記回転軸の軸方向に突出して前記転がり軸受の内輪に当接する凸部とを備えて、前記プーリ本体に対向する一側半部形状と、前記転がり軸受に対向する他側半部形状とが同一形状に形成されており、
   前記プーリ本体の軸方向両端部には、各規制部材のプーリ本体側に突出する凸部を収容する収容部が形成されていることを特徴とする請求項１記載の電動舵取装置。

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