JP2013193715A - 電動パワーステアリング装置の減速装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 歯付ベルトを用いた減速装置を有する電動パワーステアリング装置において、歯付プーリのプーリ本体に対するフランジ部材の固定が外れても、この歯付プーリからの歯付ベルトの脱落を防止し、操舵アシスト不能のおそれのない電動パワーステアリング装置を提供すること。
【解決手段】 電動パワーステアリング装置１０の減速装置において、歯付プーリ３０のフランジ部材３４に対向するハウジング１１の内壁面Ａと、該歯付プーリ３０のフランジ部材３４との隙間Ｇを、フランジ部材３４の取付軸部３４Ａがプーリ本体３１の取付孔３１Ｈに挿入されている挿入長さＬより小さく設定してなるもの。
【選択図】 図３

Description

本発明は電動パワーステアリング装置の減速装置に関する。

電動パワーステアリング装置の減速装置として、特許文献１に記載の如く、ハウジングにラック軸を直線移動可能に支持するとともに、ハウジングに電動モータを取付け、電動モータの回転軸に結合した駆動側歯付プーリの回転力を、該駆動側歯付プーリに歯付ベルトを介して接続された従動側歯付プーリを含む動力伝達機構を介してラック軸に伝えるものがある。

特許文献１に記載の電動パワーステアリング装置の減速装置では、駆動側歯付プーリと従動側歯付プーリがプーリ本体の歯部の両側に、該歯部より外径の大きなフランジ部材を固定している。歯付プーリのフランジ部材は、プーリ本体の歯部に巻き掛けられた歯付ベルトの巻き掛け位置を規制し、その脱落を防止している。

尚、プーリ本体にフランジ部材を固定した歯付プーリは、特許文献２に記載の如く、プーリ本体にフランジ部材を嵌合し、これを加締めて抜け止めしている。

特開2007-153300 特開2004-183742

特許文献１に記載の電動パワーステアリング装置の減速装置において、歯付プーリは特許文献２に記載の如く、プーリ本体にフランジ部材を嵌合、加締め止めしたり、又は圧入、ねじ止め、接着等で固定している。

しかしながら、何らかの理由により、歯付プーリのプーリ本体に対するフランジ部材の固定が外れてフランジ部材が抜け落ちると、歯付ベルトがこの歯付プーリから脱落するものになる。電動モータの回転力がラック軸に伝達されなくなり、電動モータによる操舵アシストが不能になる。

本発明の課題は、歯付ベルトを用いた減速装置を有する電動パワーステアリング装置において、歯付プーリのプーリ本体に対するフランジ部材の固定が外れても、この歯付プーリからの歯付ベルトの脱落を防止し、操舵アシスト不能のおそれのない電動パワーステアリング装置を提供することにある。

請求項１に係る発明は、ハウジングにラック軸を直線移動可能に支持するとともに、ハウジングに電動モータを取付け、電動モータの回転軸に結合した駆動側歯付プーリの回転力を、該駆動側歯付プーリに歯付ベルトを介して接続された従動側歯付プーリを含む動力伝達機構を介してラック軸に伝える電動パワーステアリング装置の減速装置において、歯付プーリがプーリ本体の一端側の歯部の一側に、該歯部より外径の大きなフランジ部材を固定してなり、フランジ部材は、プーリ本体の一端の中心軸上に穿設した取付孔に挿入されて取付けられる取付軸部と、取付軸部の一端に設けられて半径方向に張り出るフランジ部とからなり、歯付プーリのフランジ部材に対向するハウジングの内壁面と、該歯付プーリのフランジ部材との隙間を、フランジ部材の取付軸部がプーリ本体の取付孔に挿入されている挿入長さより小さく設定してなるようにしたものである。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の減速装置を備えた電動パワーステアリング装置である。

（請求項１、２）
(a)歯付ベルトを用いた減速装置を有する電動パワーステアリング装置において、歯付プーリのフランジ部材は、プーリ本体の一端の中心軸上に穿設した取付孔に挿入されて取付けられる取付軸部と、取付軸部の一端に設けられて半径方向に張り出るフランジ部とからなり、歯付プーリのフランジ部材に対向するハウジングの内壁面と、該歯付プーリのフランジ部材との隙間を、フランジ部材の取付軸部がプーリ本体の取付孔に挿入されている挿入長さより小さく設定される。

従って、歯付プーリのプーリ本体に対するフランジ部材の固定が外れ、フランジ部材の取付軸部がプーリ本体の取付孔から抜け出ようとしても、フランジ部材の取付軸部がプーリ本体の取付孔から完全に抜け出ない段階で、フランジ部材のフランジ部がハウジングの内壁面に当たる。これにより、フランジ部材がハウジングの内壁面と、これに相対するプーリ本体の端面との隙間から抜け落ちることがない。よって、歯付プーリはフランジ部材のフランジ部をハウジングの内壁面に当てた状態で回転し続ける。歯付ベルトは歯付プーリに巻き掛けられた状態で、このフランジ部材に掛かって脱落を防止され、電動モータの回転力をラック軸に伝達し続ける。電動モータによる操舵アシストを不能にすることがない。

図１は電動パワーステアリング装置の全体を示す正面図である。 図２は減速装置を示す断面図である。 図３は減速装置の要部を拡大して示す断面図である。

電動パワーステアリング装置１０は、図１に示す如く、ギヤハウジング１１を分割した、第１ギヤハウジング１１Ａと第２ギヤハウジング１１Ｂを有するものにし、このギヤハウジング１１（第１ギヤハウジング１１Ａ）にステアリング入力軸１２を支持し、入力軸１２にトーションバー１３を介して出力軸（不図示）を連結し、この出力軸にピニオン（不図示）を設け、このピニオンに噛合うラック軸１４をギヤハウジング１１に左右方向に直線移動可能に支持している。入力軸１２と出力軸の間には、不図示の操舵トルクセンサを設けている。操舵トルクセンサは、ステアリングホイールに加えた操舵トルクに起因するトーションバーの弾性ねじり変形により、入力軸１２と出力軸の間に生ずる相対回転変位に基づき、操舵トルクを検出する。

電動パワーステアリング装置１０は、ラック軸１４の両端部をギヤハウジング１１（第１ギヤハウジング１１Ａ、第２ギヤハウジング１１Ｂ）の両側に突出し、それらの端部にタイロッド１５Ａ、１５Ｂを連結し、ラック軸１４の直線移動に連動するタイロッド１５Ａ、１５Ｂを介して、左右の車輪を転舵可能にする。

電動パワーステアリング装置１０は、電動モータ２０を有する。電動モータ２０は、第１ギヤハウジング１１Ａに固定された軸受ハウジング２１に取付けられ、電動モータ２０の回転軸２０Ａのセレーション孔に駆動側歯付プーリ３０の駆動軸３２のセレーションを同軸的に結合している。

電動パワーステアリング装置１０は、電動モータ２０が付与する駆動側歯付プーリ３０の回転力を、小径駆動側歯付プーリ３０に歯付ベルト５０を介して接続された大径従動側歯付プーリ４０を含む動力伝達機構を介してラック軸１４に伝えることにより、減速装置を構成する。

駆動側歯付プーリ３０は、図２、図３に示す如く、プーリ本体３１の駆動軸３２が備える歯部３１Ａの両側に、該歯部３１Ａより外径の大きなフランジ部材３３、３４を固定して備える。両側のフランジ部材３３、３４は、歯部３１Ａに巻き掛けられた歯付ベルト５０の巻掛け位置を規制し、その脱落を防止する。

駆動側歯付プーリ３０は、プーリ本体３１の歯部３１Ａの一側に延びる駆動軸３２に２個のころがり軸受３５、３６を装填し、これらの軸受３５、３６を前述の軸受ハウジング２１に支持している。ここで、軸受３５は、外輪３５Ａの両端面を軸受ハウジング２１の小径の軸受保持孔のモータ寄りの段差部２１Ｊと軸受ハウジング２１のその軸受保持孔に係着した止め輪３５Ｃとに挟まれて位置規制されて固定され、内輪３５Ｂのモータ寄りの一端面を駆動軸３２に係着した止め輪３５Ｄにより位置規制されて固定されている。軸受３６は、外輪３６Ａの両端面を軸受ハウジング２１の大径の軸受保持孔のモータ寄りの段差部２１Ｋと軸受ハウジング２１のその軸受保持孔に係着した止め輪３６Ｃとに挟まれて位置規制されて固定されている。軸受３６の内輪３６Ｂは、プーリ本体３１の歯部３１Ａのモータ寄りの端面との間に、フランジ部材３３を挟持している。

従動側歯付プーリ４０は、図２、図３に示す如く、カップ状のプーリ本体４１の外周に歯部４１Ａを備え、プーリ本体４１の中心部に中空筒状のボス４２を備えている。

電動パワーステアリング装置１０は、ラック軸１４にボールねじ６０を設け、ボールねじ６０にボール６１を介して噛合うボールナット６２を有し、ギヤハウジング１１（第１ギヤハウジング１１Ａ）に支持したころがり軸受６３によりボールナット６２を回転自在に支持する。ボールナット６２の外周には、従動側歯付プーリ４０のボス４２が固定される。ここで、軸受６３は、外輪６３Ａの両端面を第１ギヤハウジング１１Ａの軸受保持孔の段差部１１Ｊと第１ギヤハウジング１１Ａのその軸受保持孔に螺着した軸受ナット６４とに挟まれて位置規制されて固定されている。従動側歯付プーリ４０のボス４２と軸受６３の内輪６３Ｂは、ボールナット６２の外周で、該ボールナット６２の外周の一端側段差部６２Ｊとボールナット６２の外周の他端側に螺着された止めナット６５との間に挟持されて固定されている。

電動パワーステアリング装置１０は、電動モータ２０の側の駆動側歯付プーリ３０のプーリ本体３１の歯部３１Ａと、ボールナット７２の側の従動側歯付プーリ４０のプーリ本体４１の歯部４１Ａに歯付ベルト５０を巻き掛け、駆動側歯付プーリ３０の回転力を歯付ベルト５０から従動側歯付プーリ４０経由でボールナット６２に伝え、ひいてはラック軸１４に伝えて該ラック軸１４を直線移動させる。

以下、電動パワーステアリング装置１０の動作について説明する。
(1)操舵トルクセンサが検出した操舵トルクが所定値より低いとき、操舵アシスト力は不要であり、電動モータ２０は駆動されない。

(2)操舵トルクセンサが検出した操舵トルクが所定値を超えるとき、操舵アシスト力を必要とするから、電動モータ２０が駆動される。電動モータ２０の発生トルクに基づく駆動側歯付プーリ３０の回転力が、歯付ベルト５０から従動側歯付プーリ４０経由でボールナット６２に伝えられ、ボールねじ６０を介してラック軸１４を直線移動させる操舵アシスト力になる。

しかるに、電動パワーステアリング装置１０にあっては、駆動側歯付プーリ３０のプーリ本体３１に対するフランジ部材３４の固定が外れてもこの駆動側歯付プーリ３０からの歯付ベルト５０の脱落を防止し、操舵アシスト不能のおそれのない電動パワーアリング装置を提供するため、以下の構成を具備する。

電動パワーステアリング装置１０は、図３に示す如く、駆動側歯付プーリ３０がプーリ本体３１の駆動軸３２と反対側に設けた歯部３１Ａの一側（第２ギヤハウジング１１Ｂの内壁面寄りの側）に、前述の如く、歯部３１Ａより外径の大きなフランジ部材３４を固定している。

フランジ部材３４は、プーリ本体３１の駆動軸３２と反対側の端部の中心軸上に穿設した取付孔３１Ｈに挿入されて圧入、ねじ止め、接着、加締め止め等により取付けられる取付軸部３４Ａと、取付軸部３４Ａの一端に設けられて半径方向に張り出るフランジ部３４Ｂとからなる。フランジ部材３４は例えばプレス成形品であり、取付軸部３４Ａは中空筒からなり、フランジ部３４Ｂは取付軸部３４Ａの筒の一端から半径方向の外方に拡張された円環板（板厚ｂ）からなる。フランジ部材３４は取付軸部３４Ａがプーリ本体３１の取付孔３１Ｈに挿入され、フランジ部３４Ｂがプーリ本体３１の取付孔３１Ｈの開口端面に衝接して取付けられる。

このとき、駆動側歯付プーリ３０のフランジ部材３４と該プーリ３０の軸方向で対向するギヤハウジング１１（第２ギヤハウジング１１Ｂ）の内壁面Ａと、駆動側歯付プーリ３０のフランジ部材３４のフランジ部３４Ｂの端面Ｂとの隙間Ｇを、フランジ部材３４の取付軸部３４Ａがプーリ本体３１の取付孔３１Ｈに挿入されている挿入長さＬより小さく設定している（Ｇ＜Ｌ）。

尚、駆動側歯付プーリ３０のフランジ部材３４の取付軸部３４Ａとフランジ部３４Ｂからなる軸方向の全長をａ、駆動側歯付プーリ３０のフランジ部材３４のフランジ部３４Ｂの板厚をｂとし、ギヤハウジング１１（第２ギヤハウジング１１Ｂ）の内壁面Ａとこれに相対する駆動側歯付プーリ３０のプーリ本体３１の端面との隙間をＫとするとき、Ｇ＝Ｋ−ｂ、Ｌ＝ａ−ｂであり、これらによればＫ＜ａになる。即ち、Ｇ＜Ｌのとき、ギヤハウジング１１（第２ギヤハウジング１１Ｂ）の内壁面Ａとこれに相対する駆動側歯付プーリ３０のプーリ本体３１の端面との隙間Ｋはフランジ部材３４の全長ａより小さくなる。

本実施例によれば以下の作用効果を奏する。
(a)歯付ベルト５０を用いた減速装置を有する電動パワーステアリング装置１０において、駆動側歯付プーリ３０のフランジ部材３４は、プーリ本体３１の一端の中心軸上に穿設した取付孔３１Ｈに挿入されて取付けられる取付軸部３４Ａと、取付軸部３４Ａの一端に設けられて半径方向に張り出るフランジ部３４Ｂとからなり、駆動側歯付プーリ３０のフランジ部材３４に対向するハウジング１１の内壁面Ａと、該駆動側歯付プーリ３０のフランジ部材３４との隙間Ｇを、フランジ部材３４の取付軸部３４Ａがプーリ本体３１の取付孔３１Ｈに挿入されている挿入長さＬより小さく設定される。

従って、駆動側歯付プーリ３０のプーリ本体３１に対するフランジ部材３４の固定が外れ、フランジ部材３４の取付軸部３４Ａがプーリ本体３１の取付孔３１Ｈから抜け出ようとしても、フランジ部材３４の取付軸部３４Ａがプーリ本体３１の取付孔３１Ｈから完全に抜け出ない段階で、フランジ部材３４のフランジ部３４Ｂがハウジング１１の内壁面Ａに当たる。これにより、フランジ部材３４がハウジング１１の内壁面Ａと、これに相対するプーリ本体３１の端面との隙間Ｇから抜け落ちることがない。よって、駆動側歯付プーリ３０はフランジ部材３４のフランジ部３４Ｂをハウジング１１の内壁面Ａに当てた状態で回転し続ける。歯付ベルト５０は駆動側歯付プーリ３０に巻き掛けられた状態で、このフランジ部材３４に掛かって脱落を防止され、電動モータ２０の回転力をラック軸１４に伝達し続ける。電動モータ２０による操舵アシストを不能にすることがない。

以上、本発明の実施例を図面により詳述したが、本発明の具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。例えば、本発明は、従動側歯付プーリのプーリ本体の一端側に固定されるフランジ部材にあっても、このフランジ部材が、プーリ本体の一端の中心軸上に穿設した取付孔に挿入されて取付けられる取付軸部と、取付軸部の一端に設けられて半径方向に張り出るフランジ部とからなり、該歯付プーリのフランジ部材に対向するハウジングの内壁面と、該歯付プーリのフランジ部材との隙間を、フランジ部材の取付軸部がプーリ本体の取付孔に挿入されている挿入長さより小さく設定してなるものでも良い。

本発明は、ハウジングにラック軸を直線移動可能に支持するとともに、ハウジングに電動モータを取付け、電動モータの回転軸に結合した駆動側歯付プーリの回転力を、該駆動側歯付プーリに歯付ベルトを介して接続された従動側歯付プーリを含む動力伝達機構を介してラック軸に伝える電動パワーステアリング装置の減速装置において、歯付プーリがプーリ本体の一端側の歯部の一側に、該歯部より外径の大きなフランジ部材を固定してなり、フランジ部材は、プーリ本体の一端の中心軸上に穿設した取付孔に挿入されて取付けられる取付軸部と、取付軸部の一端に設けられて半径方向に張り出るフランジ部とからなり、歯付プーリのフランジ部材に対向するハウジングの内壁面と、該歯付プーリのフランジ部材との隙間を、フランジ部材の取付軸部がプーリ本体の取付孔に挿入されている挿入長さより小さく設定した。これにより、歯付ベルトを用いた減速装置を有する電動パワーステアリング装置において、歯付プーリのプーリ本体に対するフランジ部材の固定が外れても、この歯付プーリからの歯付ベルトの脱落を防止し、操舵アシスト不能のおそれのない電動パワーステアリング装置を提供することができる。

１０ 電動パワーステアリング装置
１１ ハウジング
１４ ラック軸
２０ 電動モータ
２０Ａ 回転軸
３０ 駆動側歯付プーリ
３１ プーリ本体
３１Ａ 歯部
３１Ｈ 取付孔
３２ 駆動軸
３４ フランジ部材
３４Ａ 取付軸部
３４Ｂ フランジ部
４０ 従動側歯付プーリ
５０ 歯付ベルト
Ａ 内壁面
Ｇ 隙間
Ｌ 挿入長さ

Claims (2)

1. ハウジングにラック軸を直線移動可能に支持するとともに、ハウジングに電動モータを取付け、電動モータの回転軸に結合した駆動側歯付プーリの回転力を、該駆動側歯付プーリに歯付ベルトを介して接続された従動側歯付プーリを含む動力伝達機構を介してラック軸に伝える電動パワーステアリング装置の減速装置において、
   歯付プーリがプーリ本体の一端側の歯部の一側に、該歯部より外径の大きなフランジ部材を固定してなり、
   フランジ部材は、プーリ本体の一端の中心軸上に穿設した取付孔に挿入されて取付けられる取付軸部と、取付軸部の一端に設けられて半径方向に張り出るフランジ部とからなり、
   歯付プーリのフランジ部材に対向するハウジングの内壁面と、該歯付プーリのフランジ部材との隙間を、フランジ部材の取付軸部がプーリ本体の取付孔に挿入されている挿入長さより小さく設定してなることを特徴とする電動パワーステアリング装置の減速装置。
2. 請求項１に記載の減速装置を備えた電動パワーステアリング装置。

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