JP6890510B2 - Power steering device - Google Patents
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Description
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。 The present invention relates to a power steering device used in a vehicle.
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。 As a conventional power steering device, for example, the technique described in Patent Document 1 has been proposed.
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、それぞれベルトを掛けるプーリを備えている。 Patent Document 1 discloses a technique of transmitting a driving force of a motor to a rack bar (steering shaft) via a belt. The motor and rack bar are each equipped with a pulley for hanging a belt.
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。 In the method of connecting the nut pulley and the motor pulley with a belt, the tension of the belt increases when the driver suddenly operates the steering wheel or receives a strong impact from the road surface. Then, tooth skipping occurs in which the teeth formed on the nut pulley, the motor pulley, and the belt are disengaged. In order to prevent this, Patent Document 1 includes a tension adjusting member for adjusting the tension of the belt.
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左右方向に移動し、モータプーリとベルトとの噛み合いを増加させている。 The tension adjusting member described in Patent Document 1 is attached to the motor pulley side having a smaller diameter than the nut pulley. The tension adjusting member moves in the left-right direction according to the tension related to the belt, and increases the engagement between the motor pulley and the belt.
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。 However, in the technique described in Patent Document 1, the tension adjusting member does not approach the motor pulley side having a small diameter, and it is difficult to further increase the engagement between the motor pulley and the belt. Therefore, it is difficult to suppress tooth skipping between the small diameter pulley side and the belt.
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。 Therefore, an object of the present invention is to provide a power steering device that solves the above problems, improves the engagement between the pulley and the belt, and suppresses tooth skipping.
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。 According to the present invention, in one aspect thereof, an endless belt for connecting a first pulley having a small radius and a second pulley having a large radius and a pulley tensioner for applying tension to the endless belt are provided, and the pulley tensioner is a tensioner. A base portion, a first tensioner portion, and a second tensioner portion are provided, the tensioner base portion is provided with a swing base portion, the swing base portion is arranged on the second pulley side, and the first tensioner portion and the said The minimum value of the distance between the contact portion of the endless belt, the second tensioner portion, and the contact portion of the endless belt is made smaller than the outer diameter of the first pulley.
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、歯飛びを抑制するパワーステアリング装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a power steering device that improves the engagement between the pulley and the belt and suppresses tooth skipping.
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。 Hereinafter, examples of the power steering device according to the present invention will be described with reference to the drawings. The present invention is not limited to the following examples, and various modifications and applications are included in the technical concept of the present invention.
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。 FIG. 1 is a schematic view of a power steering device according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a view of the power steering device shown in FIG. 1 as viewed from the direction of arrow A. FIG. 3 is a cross-sectional view of the power steering device along the line III-III of FIG. FIG. 4 is a perspective view of the assist mechanism portion of the power steering device.
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。
As shown in FIGS. 1 to 4, in the
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。
Further, the
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。
The
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。
Both ends of the
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。
Then, the rotational motion of the
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。
The
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。
Further, bellows-
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。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
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。
A
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。
The
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。
The
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。
Then, the ball circulation groove 126 is formed by the ball screw groove 108C on the steering shaft side and the
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が移動な能な循環路を備えている。
Further, a tube (circulation mechanism) (not shown) is attached to the
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。
The rotation axis of the
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。
The control unit (ECU) 128 as a control unit is integrally configured with the
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を備えている。
In the configuration in which the
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。
Next, the configuration of the
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。
The pulley tensioner 200 includes a
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。
The
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。
The
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。
The
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。
The
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。
The rocking
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。
The rocking
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。
The distance between the
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。
The pulley tensioner 200 is provided so that the second reference axis is located closer to the
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の外径より小さくしている。
The
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。 Next, the operation of this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 6A is a diagram showing the relationship between the pulley tensioner and the endless belt in a state where no driving force is applied (neutral state) by the electric motor according to the first embodiment of the present invention. FIG. 6B is a diagram showing the relationship between the pulley tensioner and the endless belt in a state where a driving force is applied in a clockwise direction (clockwise direction) by the electric motor according to the first embodiment of the present invention. FIG. 6C is a diagram showing the relationship between the pulley tensioner and the endless belt in a state where a driving force is applied in a counterclockwise direction (counterclockwise direction) by the electric motor according to the first embodiment of the present invention.
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。 In FIGS. 6A to 6C, the side having a small radius is the motor pulley 120 (first pulley), and the side having a large radius is the nut pulley 121 (second pulley).
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。
In the orthogonal cross section of the rotation axis of the
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。
The
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。
The
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。
The pulley tensioner 200 is a distance between the
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。
In other words, in the
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)。
In FIG. 6B, when the
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。
Then, the
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。
Next, the state when the
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)。
In FIG. 6C, when the
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。
Then, the
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。 Since the outer circumference of a pulley having a small diameter is also short, the meshing area with the belt is also small. Therefore, when a sudden tension is generated in the belt, tooth skipping is likely to occur. In order to suppress this, it is preferable to increase the meshing area between the pulley and the belt.
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。 Reference examples for this embodiment will be described with reference to FIGS. 7A to 7C. For convenience, the same reference numerals are given to the configurations common to this embodiment.
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。 FIG. 7A is a diagram showing the relationship between the pulley tensioner and the endless belt in a state where no driving force is applied (neutral state) by the electric motor according to the reference example. FIG. 7B is a diagram showing the relationship between the pulley tensioner and the endless belt in a state where a driving force is applied in a clockwise direction (clockwise direction) by the electric motor according to the reference example. FIG. 7C is a diagram showing the relationship between the pulley tensioner and the endless belt in a state where a driving force is applied in a counterclockwise direction (counterclockwise direction) by the electric motor according to the reference example.
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。
In FIG. 7A, in the reference example, a
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にそって左側へ移動し、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。
In FIG. 7B, when the
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にそって右側(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。
Next, in FIG. 7C, when the
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、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。
In contrast to this embodiment, in the reference example, the
Therefore, as compared with the present embodiment, the winding angle of the
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。 The effect of this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a diagram comparing the winding angles of the present embodiment and the reference example.
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。
In FIG. 8, the solid line is the present embodiment, and the dotted line is the reference example. The horizontal axis in FIG. 8 indicates the strength of tension with respect to the
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。
In FIG. 8, in the present embodiment, for example, when the
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基準軸線から離れる方向に移動するので、巻付角が変化しない。
On the other hand, in the reference example, for example, when the
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、無端ベルトとの噛合い数が少ないため、小径プーリ側の噛合い率を向上させることで、電動モータの駆動トルクの伝達性能を向上させることができる。
Therefore, according to this embodiment, it is possible to suppress loosening of the
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。
Further, in this embodiment, the
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の噛合い率を更に向上させることができる。
Further, in the present embodiment, the
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の噛合い率を向上させることができる。
Further, in this embodiment, the distance between the
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。
Further, in this embodiment, the
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プーリの噛合い率を向上させることができる。
Further, in this embodiment, the rocking
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。 Next, a second embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS. 9A to 9C. FIG. 9A is a diagram showing the relationship between the pulley tensioner and the endless belt in a state where no driving force is applied (neutral state) by the electric motor according to the second embodiment of the present invention. FIG. 9B is a diagram showing the relationship between the pulley tensioner and the endless belt in a state where a driving force is applied in a clockwise direction (clockwise direction) by the electric motor according to the second embodiment of the present invention. FIG. 9C is a diagram showing the relationship between the pulley tensioner and the endless belt in a state where a driving force is applied in a counterclockwise direction (counterclockwise direction) by the electric motor according to the second embodiment of the present invention.
図9Aにおいて、ハウジング115(図3)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。
In FIG. 9A, the housing 115 (FIG. 3) is formed with a
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)。
In FIG. 9B, when the
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。
Then, the
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。
Next, the state when the
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)。
In FIG. 6C, when the
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。
Then, the
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)の噛合い率を向上させることができる。
According to this embodiment, for example, when the
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)の噛合い率の向上を図ることができる。
Further, in the present embodiment, since the
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。
Further, in the present embodiment, since the
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。
Next, a third embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS. 10A to 10C. The third embodiment is characterized in the second embodiment (FIGS. 9A to 9C) in a return mechanism for returning the
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。 FIG. 10A is a diagram showing a state of the swing base return mechanism in the neutral state according to the third embodiment of the present invention. FIG. 10B is a diagram showing a state of the swing base return mechanism in a state where a driving force is applied in a clockwise direction (clockwise direction) by the electric motor according to the third embodiment of the present invention. FIG. 10C is a diagram showing a state of the swing base return mechanism in a state where a driving force is applied in a counterclockwise direction (counterclockwise direction) by the electric motor according to the third embodiment of the present invention.
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。
In FIG. 10A, the
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。
When the
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)、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。
When the
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)。
When the power supply is cut off and the rotation of the
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)、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。
Next, when the
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)。
When the rotation of the
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。
According to this embodiment, when the rotation of the
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。
Next, a fourth embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS. 11A to 11C. The fourth embodiment is a return mechanism for returning the
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。 FIG. 11A is a diagram showing a state of the tensioner return mechanism in the neutral state according to the fourth embodiment of the present invention. FIG. 11B is a diagram showing a state of the tensioner return mechanism in a state where a driving force is applied in a clockwise direction (clockwise direction) by the electric motor according to the fourth embodiment of the present invention. FIG. 11C is a diagram showing a state of the tensioner return mechanism in a state where a driving force is applied in a counterclockwise direction (counterclockwise direction) by the electric motor according to the fourth embodiment of the present invention.
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。
In FIG. 11A, the
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。
When the
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)、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)。
In FIG. 11A, when the
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)。
When the rotation of the
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、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)。
In FIG. 11C, when the
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)。
When the rotation of the
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。
According to this embodiment, when the rotation of the
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。
The present invention is not limited to the above-described examples, and includes various modifications. The above-described examples have been described in detail in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and are not necessarily limited to those having all the described configurations.
The present invention includes not only the front wheel steering device but also the rear wheel steering device.
100 パワーステアリング装置、102A 操舵輪、102B 操舵輪、108 転舵軸、108B 転舵軸本体部、108C 転舵軸側ボールねじ溝、115 ハウジング、115A 転舵軸収容空間、115B 減速機収容空間、118 電動モータ、120 モータプーリ、121 ナットプーリ、122 無端ベルト、124 ナット、124A 筒状本体部、125 ナット側ボールねじ溝、127 にボール、200 プーリテンショナー、201 テンショナー基部、201C 揺動基部、202 第1テンショナー部、203 第2テンショナー部、301 第1基準軸線、302 第1領域、303 第2領域、304 第2基準軸線、304A 中点、305 接触部、306 接触部 100 power steering device, 102A steering wheel, 102B steering wheel, 108 steering shaft, 108B steering shaft main body, 108C steering shaft side ball screw groove, 115 housing, 115A steering shaft accommodation space, 115B speed reducer accommodation space, 118 Electric motor, 120 motor pulley, 121 nut pulley, 122 endless belt, 124 nut, 124A tubular body, 125 nut side ball screw groove, 127 ball, 200 pulley tensioner, 201 tensioner base, 201C rocking base, 202 1st Tensioner part, 203 2nd tensioner part, 301 1st reference axis, 302 1st area, 303 2nd area, 304 2nd reference axis, 304A midpoint, 305 contact part, 306 contact part
Claims (6)
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プーリ側に位置し、前記第2基準軸線の方向に移動可能に設けられ、
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。 In the power steering device
The steering shaft is provided with a steering shaft main body and a ball screw groove on the steering shaft side, and steers the steering wheels as the steering shaft main body moves in the longitudinal direction.
The ball screw groove on the steering shaft side is a spiral groove formed in the steering shaft main body.
With the steering shaft
It is a housing, and has a steering shaft accommodation space and a reduction gear accommodation space.
The steering shaft accommodating space accommodates at least a part of the steering shaft.
The speed reducer accommodating space is a space provided in the middle of the steering shaft accommodating space in the longitudinal direction of the steering shaft main body.
With the housing
It is a nut and has a tubular body and a ball screw groove on the nut side.
The tubular main body is rotatably provided in the speed reducer accommodating space, and has a tubular shape surrounding the steering shaft.
The nut-side ball screw groove is a spiral groove provided on the inner peripheral side of the tubular main body.
With the nut
A plurality of balls provided between the ball screw groove on the steering shaft side and the ball screw groove on the nut side.
With the plurality of balls
It is an electric motor, has an output shaft,
The output shaft is provided at a position where the rotation axis of the output shaft is offset from the rotation axis of the nut.
With the electric motor
A motor pulley having a plurality of motor pulley teeth and provided on the output shaft of the electric motor, and the motor pulley.
A nut pulley having a plurality of nut pulley teeth, and the nut pulley provided on the nut,
An endless belt with multiple belt teeth
The plurality of belt teeth are in mesh with the plurality of motor pulley teeth and the plurality of nut pulley teeth.
With the endless belt
It is a pulley tensioner and includes a tensioner base, a first tensioner part, and a second tensioner part.
Of the motor pulley and the nut pulley, the side having a small radius is the first pulley, the side having a large radius is the second pulley, and in the orthogonal cross section of the rotation axis of the first pulley, the rotation axis of the first pulley and the second pulley. When the axis connecting the rotation axes of the pulley is the first reference axis, one side of the endless belt is the first region, and the other side is the second region.
The tensioner base includes a first connection portion, a second connection portion, and a swing base portion, and is provided so as to be swingable with the swing base portion as a swing center in the speed reducer accommodating space.
The swing base portion is more said than the second reference axis when the axis connecting the first tensioner portion and the second tensioner portion is set as the second reference axis in the orthogonal cross section of the rotation axis of the first pulley. It is located on the second pulley side and is provided so as to be movable in the direction of the second reference axis.
The first tensioner portion is provided on the opposite side of the first reference axis with respect to the first region of the endless belt, and is connected to the tensioner base portion at the first connection portion.
The second tensioner portion is provided on the opposite side of the first reference axis with respect to the second region of the endless belt, and is connected to the tensioner base portion at the second connection portion.
The contact portion between the first tensioner portion and the first region of the endless belt and the contact portion between the second tensioner portion and the second region of the endless belt are the outer diameter of the first pulley and the second pulley. Being on the side of the first reference axis with respect to the tangent line consisting of the outer diameter of
A power steering device featuring.
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。 In the power steering device according to claim 1,
The first pulley is the motor pulley, and the first pulley is the motor pulley.
The second pulley is a power steering device characterized by being the nut pulley.
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。 In the power steering device according to claim 1,
The pulley tensioner is provided so that the second reference axis is located closer to the first pulley than the midpoint between the rotation center of the first pulley and the rotation center of the second pulley. Characterized power steering device.
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。 In the power steering device according to claim 1,
The power steering device is characterized in that the tensioner base portion keeps a constant distance between the first tensioner portion and the second tensioner portion.
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。 In the power steering device according to claim 1,
The pulley tensioner includes a swing base return mechanism.
The swing base return mechanism is a power steering device characterized in that the swing base urges the swing base in a direction in which the swing base approaches the first reference axis.
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。 In the power steering device according to claim 1,
The power steering device is characterized in that the swing base portion is provided so as to be movable toward the first region side and the second region side across the first reference axis.
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