(57)【要約】【課題】出力軸の加工の手間を削減できる電動パワーステアリング装置、電動パワーステアリング装置の組付方法、およびベルト式減速機構を提供する。【解決手段】電動パワーステアリング装置は、モータ２１、ベルト式減速機構３０、およびボールねじ機構を有する。ベルト式減速機構３０は、駆動プーリ３１および従動プーリを有する。駆動プーリ３１は、軸方向に延びる貫通孔３２を有する。貫通孔３２は、軸方向の両端部の内側に、出力軸２２を保持する保持治具２００を接続するための治具接続部３４を有し、２つの治具接続部３４の間に出力軸圧入部３３を有する。モータ２１の出力軸２２は、出力軸圧入部３３に圧入される。【選択図】図６
2014046903.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
出力軸を有するモータと、
外周にラックねじ溝を有するラックシャフトと、
前記ラックシャフトの外周に配置されて、ナットねじ溝が内周に形成されるボールナットと、
前記ラックねじ溝および前記ナットねじ溝により形成される転動路に配置される複数のボールと、
前記ラックシャフトの外周に配置されて、前記ボールナットに固定される従動プーリと、
前記出力軸が圧入される出力軸圧入部、および前記出力軸を保持する保持治具を接続するための治具接続部を有する駆動プーリと、
前記駆動プーリおよび前記従動プーリに巻きかけられるベルトと
を備える電動パワーステアリング装置。
【請求項２】
前記治具接続部は、前記駆動プーリの成型時に形成される
請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項３】
前記駆動プーリは、前記駆動プーリの軸方向に延びる貫通孔を有し、
前記治具接続部および前記出力軸圧入部は、前記貫通孔に形成される
請求項１または２に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項４】
前記治具接続部は、前記貫通孔の軸方向の両端に形成される
請求項３に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項５】
前記治具接続部は、前記貫通孔の内周に形成されるスプラインを有する
請求項３または４に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項６】
モータの出力軸を圧入するための出力軸圧入部、および前記モータを保持する保持治具を接続するための治具接続部を有する駆動プーリを成型する駆動プーリ成型工程と、
前記駆動プーリ成型工程の後に、前記出力軸を前記出力軸圧入部に圧入するプーリ組付工程と
を備える電動パワーステアリング装置の製造方法。
【請求項７】
出力軸を有するモータと、
前記出力軸の回転が伝達される従動軸と、
前記従動軸の外周に配置される従動プーリと、
前記出力軸が圧入される出力軸圧入部、および前記出力軸を保持する保持治具を接続するための治具接続部を有する駆動プーリと、
前記駆動プーリと前記従動プーリとに巻きかけられるベルトと
を備えるベルト式減速機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動パワーステアリング装置、電動パワーステアリング装置の組付方法、およびベルト式減速機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１の電動パワーステアリング装置は、ラックシャフト、モータ、駆動プーリ、従動プーリ、およびベルトを有する。駆動プーリは、モータの出力軸に圧入される。モータの出力軸の回転は、駆動プーリ、ベルト、および従動プーリを介してラックシャフトに伝達される。
【０００３】
上記のモータの性能評価を行うとき、性能評価用の装置の保持治具がモータに接続される。接続方法としては、一般的に以下のように行われる。すなわち、図１０に示されるように、作業者は、モータ１００の出力軸１１０の先端部にスプラインを有する接続穴１１１を形成する。作業者は、出力軸１１０に駆動プーリ１２０を圧入する。そして、図１１に示されるように、作業者は、保持治具３００の治具側接続部３１０を接続穴１１１に嵌め込む。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−８８４６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の接続方法を用いてモータの性能評価を行う場合、製造者は出力軸１１０に接続穴１１１を形成する加工を行う必要がある。
本発明は、以上の背景をもとに創作されたものであり、出力軸の加工の手間を削減できる電動パワーステアリング装置、電動パワーステアリング装置の組付方法、およびベルト式減速機構を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）第１の手段は、請求項１に記載の電動パワーステアリング装置すなわち、出力軸を有するモータと、外周にラックねじ溝を有するラックシャフトと、前記ラックシャフトの外周に配置されて、ナットねじ溝が内周に形成されるボールナットと、前記ラックねじ溝および前記ナットねじ溝により形成される転動路に配置される複数のボールと、前記ラックシャフトの外周に配置されて、前記ボールナットに固定される従動プーリと、前記出力軸が圧入される出力軸圧入部、および前記出力軸を保持する保持治具を接続するための治具接続部を有する駆動プーリと、前記駆動プーリおよび前記従動プーリに巻きかけられるベルトとを備える電動パワーステアリング装置を含む。
【０００７】
上記電動パワーステアリング装置は、駆動プーリが治具接続部を有する。このため、出力軸に治具接続部を加工する工程を省略することができる。すなわち、出力軸の加工の手間を削減できる。
【０００８】
（２）第２の手段は、請求項２に記載の電動パワーステアリング装置すなわち、前記治具接続部は、前記駆動プーリの成型時に形成される請求項１に記載の電動パワーステアリング装置を含む。
【０００９】
上記電動パワーステアリング装置は、治具接続部が駆動プーリの成型時に形成される。このため、駆動プーリの成型後に、駆動プーリに治具接続部を形成する工程を省略することができる。このため、駆動プーリの成型後に治具接続部を加工する場合と比較して、駆動プーリの加工の手間を削減できる。
【００１０】
（３）第３の手段は、請求項３に記載の電動パワーステアリング装置すなわち、前記駆動プーリは、前記駆動プーリの軸方向に延びる貫通孔を有し、前記治具接続部および前記出力軸圧入部は、前記貫通孔に形成される請求項１または２に記載の電動パワーステアリング装置を含む。
【００１１】
上記電動パワーステアリング装置は、治具接続部が駆動プーリの貫通孔に形成される。このため、治具接続部が駆動プーリの外部に突出して形成される場合と比較して、駆動プーリのサイズが大きくなることを抑制できる。
【００１２】
（４）第４の手段は、請求項４に記載の電動パワーステアリング装置すなわち、前記治具接続部は、前記貫通孔の軸方向の両端に形成される請求項３に記載の電動パワーステアリング装置を含む。
【００１３】
上記電動パワーステアリング装置は、治具接続部が貫通孔の軸方向の両端に形成される。このため、駆動プーリを出力軸に圧入するとき、駆動プーリの軸方向における圧入方向が限定されない。このため、電動パワーステアリング装置は組み付け効率を向上できる。
【００１４】
（５）第５の手段は、請求項５に記載の電動パワーステアリング装置すなわち、前記治具接続部は、前記貫通孔の内周に形成されるスプラインを有する請求項３または４に記載の電動パワーステアリング装置を含む。
【００１５】
（６）第６の手段は、請求項６に記載の電動パワーステアリング装置の製造方法すなわち、モータの出力軸を圧入するための出力軸圧入部、および前記モータを保持する保持治具を接続するための治具接続部を有する駆動プーリを成型する駆動プーリ成型工程と、前記駆動プーリ成型工程の後に、前記出力軸を前記出力軸圧入部に圧入するプーリ組付工程とを備える電動パワーステアリング装置の製造方法を含む。
【００１６】
上記電動パワーステアリング装置は、駆動プーリ成型工程において駆動プーリに治具接続部が形成される。このため、出力軸に治具接続部を加工する工程を省略することができる。すなわち、出力軸の加工の手間を削減できる。
【００１７】
（７）第７の手段は、請求項７に記載のベルト式減速機構すなわち、出力軸を有するモータと、前記出力軸の回転が伝達される従動軸と、前記従動軸の外周に配置される従動プーリと、前記出力軸が圧入される出力軸圧入部、および前記出力軸を保持する保持治具を接続するための治具接続部を有する駆動プーリと、前記駆動プーリと前記従動プーリとに巻きかけられるベルトとを備えるベルト式減速機構を含む。
【００１８】
上記電動パワーステアリング装置は、駆動プーリが治具接続部を有する。このため、出力軸に治具接続部を加工する工程を省略することができる。すなわち、出力軸の加工の手間を削減できる。
【発明の効果】
【００１９】
本電動パワーステアリング装置、電動パワーステアリング装置の組付方法、およびベルト式減速機構は、出力軸の加工の手間を削減できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施形態の電動パワーステアリング装置に関する模式図であり、電動パワーステアリング装置の模式構造を示す模式図。
【図２】実施形態の電動パワーステアリング装置に関する断面図であり、モータおよび駆動プーリの断面構造を示す断面図。
【図３】実施形態の電動パワーステアリング装置に関する平面図であり、モータおよび駆動プーリの平面構造を示す平面図。
【図４】実施形態の駆動プーリに関する断面図であり、駆動プーリの軸方向に沿う断面構造を示す断面図。
【図５】実施形態の駆動プーリに関する平面図であり、駆動プーリの平面構造を示す平面図。
【図６】実施形態の電動パワーステアリング装置に関する断面図であり、駆動プーリに保持治具が接続されるときの状態を示す断面図。
【図７】その他の実施形態の電動パワーステアリング装置に関する断面図であり、駆動プーリに保持治具が接続されるときの状態を示す断面図。
【図８】その他の実施形態の電動パワーステアリング装置に関する断面図であり、駆動プーリに保持治具が接続されるときの状態を示す断面図。
【図９】その他の実施形態の電動パワーステアリング装置に関する断面図であり、駆動プーリに保持治具が接続されるときの状態を示す断面図。
【図１０】従来の電動パワーステアリング装置に関する平面図であり、モータおよび駆動プーリの平面構造を示す平面図。
【図１１】従来の電動パワーステアリング装置に関する断面図であり、出力軸に保持治具が接続されるときの状態を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１を参照して、電動パワーステアリング装置１の構成について説明する。
電動パワーステアリング装置１は、ステアリングホイール２、前輪３、ステアリング装置１０、およびアシスト装置２０を有する。電動パワーステアリング装置１は、ステアリングホイール２の操作をアシスト装置２０によりアシストするラックパラレル型の電動パワーステアリング装置として構成される。
【００２２】
ステアリング装置１０は、前輪３の転舵角を変更する。ステアリング装置１０は、ステアリングシャフト１１、ラックシャフト１５、ラックアンドピニオン機構１６、ラックハウジング１７、およびアシスト装置２０を有する。
【００２３】
ステアリングシャフト１１は、ステアリングホイール２の回転をラックアンドピニオン機構１６に伝達する。ステアリングシャフト１１は、コラムシャフト１２、コラムシャフト１２とともに回転するインターミディエイトシャフト１３、およびインターミディエイトシャフト１３とともに回転するピニオンシャフト１４を有する。
【００２４】
ラックアンドピニオン機構１６は、ピニオンシャフト１４に連結される。
ラックシャフト１５は、軸方向の中間部分にラックねじ部４３を有する。ラックシャフト１５は、ラックアンドピニオン機構１６および前輪３に連結される。ラックシャフト１５は、ラックアンドピニオン機構１６により軸方向に移動する。ラックシャフト１５は、軸方向に移動することにより、前輪３の転舵角を変更する。
【００２５】
ラックハウジング１７は、内部にラックシャフト１５を軸方向に移動可能に収容する。ラックハウジング１７は、アシスト装置２０を保持する。
アシスト装置２０は、ラックシャフト１５にトルクを付与する。アシスト装置２０は、モータ２１、ベルト式減速機構３０、およびボールねじ機構４０を有する。
【００２６】
モータ２１は、モータ本体２１Ａ、および出力軸２２を有する。
ベルト式減速機構３０は、モータ２１の回転をボールねじ機構４０に減速して伝達する。ベルト式減速機構３０は、駆動プーリ３１、従動プーリ３５、およびベルト３６を有する。
【００２７】
図２に示されるように、駆動プーリ３１は、出力軸２２の外周に配置される。駆動プーリ３１は、出力軸２２と同軸を有する。駆動プーリ３１は、駆動プーリ３１の軸方向に延びる貫通孔３２を有する。
【００２８】
貫通孔３２は、出力軸圧入部３３および治具接続部３４を有する。
出力軸圧入部３３は、出力軸２２が圧入される。出力軸圧入部３３は、貫通孔３２の軸方向の中間部分に形成される。出力軸２２の先端側の端部は、出力軸圧入部３３の端部と一致する。
【００２９】
図３に示されるように、治具接続部３４は、貫通孔３２の内周に形成されるスプラインとして構成される。図４に示されるように、治具接続部３４は、貫通孔３２の軸方向の両端に形成される。
【００３０】
図５に示されるように、治具接続部３４の最小の内径ＨＢは、出力軸圧入部３３の内径ＨＡよりも大きい。
図１に示されるように、従動プーリ３５は、ラックシャフト１５の外周に配置される。駆動プーリ３１は、ラックシャフト１５と同軸を有する。
【００３１】
ベルト３６は、駆動プーリ３１および従動プーリ３５に巻きかけられる。
ボールねじ機構４０は、ベルト式減速機構３０から伝達された回転運動を直線運動に変換する。ボールねじ機構４０は、ボールナット４１、複数のボール４６、およびラックねじ部４３を有する。
【００３２】
ボールナット４１は、ラックシャフト１５の外周に配置される。ボールナット４１は、内周にナットねじ溝４２を有する。
各ボール４６は、ラックねじ部４３の外周に形成されるラックねじ溝４４と、ボールナット４１の内周に形成されるナットねじ溝４２との間に形成される転動路４５に配置される。
【００３３】
アシスト装置２０の動作について説明する。
アシスト装置２０は、モータ２１が回転するとき、出力軸２２と一体的に駆動プーリ３１が回転する。駆動プーリ３１は、駆動プーリ３１の外周面とベルト３６の表面との摩擦によりベルト３６を回転させる。ベルト３６は、ベルト３６の表面と従動プーリ３５の外周面との摩擦により従動プーリ３５を回転させる。駆動プーリ３１の回転は、駆動プーリ３１と従動プーリ３５との径の大きさの比率に応じて減速する。
【００３４】
駆動プーリ３１の回転は、ボール４６の転動路内の回転を介してラックシャフト１５を軸方向に移動させる。前輪３の転舵角は、ラックシャフト１５の軸方向の移動に応じて変化する。
【００３５】
電動パワーステアリング装置１の製造方法について説明する。
電動パワーステアリング装置１は、モータ製造工程、駆動プーリ成型工程、プーリ組付工程、およびアシスト装置組付工程を有する。
【００３６】
モータ製造工程は、金属棒の切断により出力軸２２を得る工程、および出力軸２２およびモータ本体２１Ａを組み付ける工程を含む。
駆動プーリ成型工程は、駆動プーリ３１を成型する工程を含む。具体的には、駆動プーリ成型工程において、駆動プーリ３１は、焼結により成型される。駆動プーリ３１は、貫通孔３２、出力軸圧入部３３、および治具接続部３４が焼結時に一体的に形成される。
【００３７】
プーリ組付工程は、出力軸２２を、成型した駆動プーリ３１の出力軸圧入部３３に圧入し、モータ組付体を製造する工程を含む。
アシスト装置組付工程は、モータ組付体をラックハウジング１７に固定する工程、ボールナット４１に従動プーリ３５を組み付ける工程、および駆動プーリ３１および従動プーリ３５にベルト３６を巻き掛ける工程を含む。
【００３８】
図６を参照して、モータ２１のトルクを測定する評価試験の手順について説明する。
評価試験は、図示しないトルク測定装置とモータ２１とを接続するための保持治具２００が用いられる。また、評価対象としては、モータ組付工程により組み付けられたモータ組付体が用いられる。
【００３９】
保持治具２００は、治具側接続部２１０を有する。治具側接続部２１０は、軸体として構成され、外周にスプラインを有する。治具側接続部２１０は、駆動プーリ３１の貫通孔３２の先端側の治具接続部３４に挿入される。治具側接続部２１０のスプラインは、治具接続部３４のスプラインに噛み合う。これにより、出力軸２２の回転は、保持治具２００を介して図示しないトルク測定装置に伝達される。
【００４０】
電動パワーステアリング装置１の作用を説明する。
出力軸２２に治具接続部を形成する場合、モータ製造工程において、金属棒を切断した後に、切断面である出力軸２２の端面に切削により穴を形成する切削工程が必要となる。電動パワーステアリング装置１は、駆動プーリ３１が治具接続部３４を有するため、出力軸２２の金属棒の切断後の切削工程の手間を削減できる。
【００４１】
本実施形態の電動パワーステアリング装置１は以下の効果を奏する。
（１）電動パワーステアリング装置１は、駆動プーリ３１が治具接続部３４を有する。このため、出力軸２２に治具接続部を加工する工程を省略することができる。すなわち、出力軸の加工の手間を削減できる。
【００４２】
（２）電動パワーステアリング装置１は、治具接続部３４が駆動プーリ３１の成型時に形成される。このため、駆動プーリ３１の成型後に、駆動プーリ３１に治具接続部３４を形成する工程を省略することができる。このため、駆動プーリ３１の成型後に治具接続部３４を加工する場合と比較して、駆動プーリ３１の加工の手間を削減できる。
【００４３】
（３）電動パワーステアリング装置１は、駆動プーリ３１は、駆動プーリ３１の軸方向に延びる貫通孔３２を有する。治具接続部３４および出力軸圧入部３３は、貫通孔３２に形成される。このため、治具接続部３４が駆動プーリ３１の外部に突出して形成される場合と比較して、駆動プーリ３１のサイズが大きくなることを抑制できる。
【００４４】
（４）電動パワーステアリング装置１は、治具接続部３４が貫通孔３２の軸方向の両端に形成される。このため、駆動プーリ３１を出力軸２２に圧入するとき、駆動プーリ３１の軸方向における圧入方向が限定されない。このため、電動パワーステアリング装置１は、組み付け効率を向上できる。
【００４５】
（その他の実施形態）
本電動パワーステアリング装置は、上記実施形態以外の実施形態を含む。以下、本電動パワーステアリング装置のその他の実施形態としての上記実施形態の変形例を示す。なお、以下の各変形例は、互いに組み合わせることもできる。
【００４６】
・実施形態の駆動プーリ３１は、貫通孔３２の内周面に治具接続部３４を有する。一方、図７に示される変形例の駆動プーリ５１は、駆動プーリ５１の外周面に治具接続部５２を有する。治具接続部５２は、雄スプラインとして形成される。保持治具２００の治具側接続部２１１は、治具接続部５２に噛み合う雌スプライを有する穴として形成される。
【００４７】
・上記図７に示される変形例において、モータ本体２１Ａ側の治具接続部５２を省略することもできる。
・実施形態の駆動プーリ３１は、貫通孔３２の内部にスプラインから形成される治具接続部３４を有する。一方、図８に示される変形例の駆動プーリ６１は、先端側の端面から突出する治具接続部６２を有する。保持治具２００の治具側接続部２１２は、治具接続部６２が嵌め込まれる穴２１３を有する。
【００４８】
・上記図８に示される変形例において、貫通孔３２の先端側の端部を閉塞することもできる。具体的には、図９に示されるように、駆動プーリ７１は、出力軸２２を圧入するための出力軸圧入部７４を有する。出力軸圧入部７４は、基端側の端部が先端側に向かって凹む穴として形成される。
【００４９】
・実施形態の駆動プーリ３１は、貫通孔３２の軸方向の両端部に治具接続部３４を有する。一方、変形例の駆動プーリ３１は、貫通孔３２の軸方向の一方の端部にのみ治具接続部３４を有する。
【００５０】
・実施形態の駆動プーリ３１は、焼結により成型される。一方、変形例の駆動プーリ３１は、切削または鍛造により成型される。
・実施形態の駆動プーリ３１は、治具接続部３４が駆動プーリ３１の焼結による成型時に形成される。一方、変形例の駆動プーリ３１は、治具接続部３４が駆動プーリ３１の焼結による成型後に形成される。具体的には、駆動プーリ３１の焼結による成型時に軸方向に延びる貫通孔３２を形成し、焼結による成型後に切削によりスプラインを形成して治具接続部３４を形成する。
【００５１】
・実施形態の電動パワーステアリング装置１は、モータ製造工程において出力軸２２およびモータ本体２１Ａを組み付ける。一方、変形例の電動パワーステアリング装置１は、プーリ組付工程の後に、モータ本体２１Ａおよび出力軸２２を組み付ける。
【００５２】
・実施形態のベルト式減速機構３０は、電動パワーステアリング装置１に適用されるが、電動パワーステアリング装置１以外の装置に適用することもできる。すなわち、モータの出力軸の回転が伝達される従動軸と、従動軸の外周に配置される従動プーリと、出力軸が圧入される出力軸圧入部、および出力軸を保持する保持治具を接続するための治具接続部を有する駆動プーリと、駆動プーリと従動プーリとに巻きかけられるベルトとを備えるベルト式減速装置を有する装置であれば、いずれの装置にも実施形態のベルト式減速機構３０を採用することができる。
【符号の説明】
【００５３】
１…電動パワーステアリング装置、２…ステアリングホイール、３…前輪、１０…ステアリング装置、１１…ステアリングシャフト、１２…コラムシャフト、１３…インターミディエイトシャフト、１４…ピニオンシャフト、１５…ラックシャフト、１６…ラックアンドピニオン機構、１７…ラックハウジング、２０…アシスト装置、２１…モータ、２１Ａ…モータ本体、２２…出力軸、３０…ベルト式減速機構、３１…駆動プーリ、３２…貫通孔、３３…出力軸圧入部、３４…治具接続部、３５…従動プーリ、３６…ベルト、４０…ボールねじ機構、４１…ボールナット、４２…ナットねじ溝、４３…ラックねじ部、４４…ラックねじ溝、４５…転動路、４６…ボール、２００…保持治具、２１０…治具側接続部。
【図１】
2014046903.tif 000003
【図２】
2014046903.tif 000004
【図３】
2014046903.tif 000005
【図４】
2014046903.tif 000006
【図５】
2014046903.tif 000007
【図６】
2014046903.tif 000008
【図７】
2014046903.tif 000009
【図８】
2014046903.tif 000010
【図９】
2014046903.tif 000011
【図１０】
2014046903.tif 000012
【図１１】
2014046903.tif 000013