(57)【要約】【課題】ベルトの張力の測定時間を短くできるベルト張力調整装置およびベルト張力調整方法を提供する。【解決手段】制御装置１３０は、測定子１１４の先端をベルト３３に押し当てることにより、所定のたわみ量δをベルト３３に与える。制御装置１３０は、軸力センサにより、ベルト３３にたわみ量δを与えたときの荷重である押圧反力である初期反力を検出する。制御装置１３０は、メモリに予め記憶されている演算マップに基づいて、初期反力に対する狙い反力を演算する。制御装置１３０は、調整装置１２０の制御を通じて取り付け部６２を移動させることにより、ベルト３３の押圧反力を狙い反力に近付けるように駆動プーリ３１と従動プーリ３２との間の芯間距離を変化させる。【選択図】図７
2019105275.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、
前記ハウジング内に軸方向に往復移動可能に収容された転舵軸と、
前記ハウジングに設けられたモータと、
前記ハウジング内において、前記モータの回転軸に連結された駆動プーリと、前記ハウジング内に回転可能に収容された従動プーリと、前記駆動プーリと前記従動プーリとの間に巻き掛けられたベルトと、を有する減速機構と、
前記ハウジング内に設けられ、前記従動プーリの回転を前記転舵軸の往復移動に変換するボールねじ機構と、を備えたステアリング装置に用いるベルト張力調整装置において、
前記駆動プーリと前記従動プーリとの間の芯間距離を調整する調整装置、および前記ベルトに所定のたわみ量だけ測定子を押し付けたときの押圧反力を検出する測定装置を制御する制御装置を備え、
前記制御装置は、前記測定装置の制御を通じて張力の調整前の前記ベルトを前記測定子により所定のたわみ量だけたわませたときの押圧反力である初期反力に基づいて、張力の調整中の前記ベルトの押圧反力の目標値である狙い反力を演算し、前記調整装置の制御を通じて、前記ベルトの押圧反力が前記狙い反力となるように前記芯間距離を変化させることにより前記ベルトの張力を調整するベルト張力調整装置。
【請求項２】
前記制御装置は、
前記初期反力と前記狙い反力との関係を示す演算マップを予め記憶するメモリを有し、
前記演算マップに基づいて、前記初期反力に対する前記狙い反力を演算する請求項１に記載のベルト張力調整装置。
【請求項３】
ハウジングと、
前記ハウジング内に転舵軸が軸方向に往復移動可能に収容された転舵軸と、
前記ハウジングに設けられたモータと、
前記ハウジング内において、前記モータの回転軸に連結された駆動プーリと、前記ハウジング内に回転可能に収容された従動プーリと、前記駆動プーリと前記従動プーリとの間に巻き掛けられたベルトと、を有する減速機構と、
前記ハウジング内に設けられ、前記従動プーリの回転を前記転舵軸の往復移動に変換するボールねじ機構と、を備えたステアリング装置における前記ベルトの張力を調整するベルト張力調整方法において、
前記ベルトの張力の調整前、前記ベルトを所定のたわみ量だけたわませたときの押圧反力である初期反力を検出し、
前記初期反力に基づいて、張力の調整中の前記ベルトの押圧反力の目標値である狙い反力を演算し、
前記ベルトの押圧反力が前記狙い反力となるように、前記駆動プーリと前記従動プーリとの間の芯間距離を変化させることにより、前記ベルトの張力を調整するベルト張力調整方法。
【請求項４】
前記初期反力に対する前記狙い反力を演算する際には、前記初期反力と前記狙い反力との関係を示すように予め用意された演算マップを用いる請求項３に記載のベルト張力調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベルト張力調整装置およびベルト張力調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両用のステアリング装置には、モータの回転をボールねじ機構などにより転舵軸の軸方向移動に変換することにより、操作機構にアシスト力を付与する電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）がある。
【０００３】
ところで、こうしたＥＰＳにおいては、モータトルクの伝達効率向上などの観点から、ベルトの張力（テンション）の設定が重要な要素となる。たとえば、ベルトの張力が適正値よりも小さいと、ベルトとプーリとの間で伝達されるトルクが大きくなったときに、ベルトの歯とプーリの歯との噛み合いがずれてしまい、大トルクを伝達できないおそれがある。
【０００４】
そこで、特許文献１に示されるＥＰＳでは、２つのプーリの間に掛け渡されるベルトに張力の測定装置の測定子（プローブ）を所定量押し当てたときに、２つのプーリの間の芯間距離を変化させたときの押圧反力の変化を考慮して、プーリ間の距離が調整される。これにより、ベルトの張力が調整される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−３３９５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、張力を調整する前のベルトの張り具合などはＥＰＳごとに異なるため、ベルトに測定子を所定量押し当てたときの押圧反力はＥＰＳごとに異なる。このため、押圧反力に基づき、ベルトの張力を調整した場合、調整した後のベルトの張力は、ＥＰＳごとにばらついてしまうおそれがある。
【０００７】
このため、ベルトの張力の調整時に、一旦ベルトから測定子を離して再び所定量押し当てるというリトラクトという工程が実施される。しかし、ベルトの張力のＥＰＳごとのばらつきを低減するために、ＥＰＳごとにリトラクトを実施すると、リトラクトの実施に要する時間分、ベルトの張力を調整するための時間が長くなる。
【０００８】
本発明の目的は、ベルトの張力の調整時間を短くできるベルト張力調整装置およびベルト張力調整方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成しうるベルト張力調整装置は、ハウジングと、前記ハウジング内に軸方向に往復移動可能に収容された転舵軸と、前記ハウジングに設けられたモータと、前記ハウジング内において、前記モータの回転軸に連結された駆動プーリと、前記ハウジング内に回転可能に収容された従動プーリと、前記駆動プーリと前記従動プーリとの間に巻き掛けられたベルトと、を有する減速機構と、前記ハウジング内に設けられ、前記従動プーリの回転を前記転舵軸の往復移動に変換するボールねじ機構と、を備えたステアリング装置に用いるベルト張力調整装置において、前記駆動プーリと前記従動プーリとの間の芯間距離を調整する調整装置、および前記ベルトに所定のたわみ量だけ測定子を押し付けたときの押圧反力を検出する測定装置を制御する制御装置を備え、前記制御装置は、前記測定装置の制御を通じて張力の調整前の前記ベルトを前記測定子により所定のたわみ量だけたわませたときの押圧反力である初期反力に基づいて、張力の調整中の前記ベルトの押圧反力の目標値である狙い反力を演算し、前記調整装置の制御を通じて、前記ベルトの押圧反力が前記狙い反力となるように前記芯間距離を変化させることにより前記ベルトの張力を調整する。
【００１０】
ベルトの張力調整前のベルトを所定のたわみ量だけたわませることにより、初期反力を測定する場合、ステアリング装置のベルト張力調整装置に対する配置やベルトの張り具合がステアリング装置ごとに異なるので、初期反力はばらついてしまう。
【００１１】
この点、比較例として、一旦ベルトのたわみを無くして、再度ベルトを所定のたわみ量だけたわませたときの押圧反力に基づいて、ベルトの張力を調整することも考えられる。しかし、ベルトの張力を調整するステアリング装置ごとに、一旦ベルトのたわみを無くして、再度ベルトを所定のたわみ量だけたわませる工程を実施する必要があり、当該工程の分だけベルトの張力を測定する時間が長くなってしまう。
【００１２】
これに対し、上記構成によれば、初期反力に基づいて狙い反力を演算し、押圧反力が狙い反力となるように、芯間距離を変化させることにより、ベルトの張力を調整することが可能である。この場合、一旦ベルトのたわみを無くして、再度ベルトを所定のたわみ量だけたわませる工程などを実施する必要がないので、ベルトの張力を測定する時間を短くできる。
【００１３】
上記のベルト張力調整装置において、前記制御装置は、前記初期反力と前記狙い反力との関係を示す演算マップを予め記憶するメモリを有し、前記演算マップに基づいて、前記初期反力に対する前記狙い反力を演算することが好ましい。
【００１４】
この構成によれば、初期反力と狙い反力との関係を予め定めておくことにより、ベルトの張力を調整する際には、初期反力を検出するのみで済む。
上記のベルト張力調整方法において、ハウジングと、前記ハウジング内に転舵軸が軸方向に往復移動可能に収容された転舵軸と、前記ハウジングに設けられたモータと、前記ハウジング内において、前記モータの回転軸に連結された駆動プーリと、前記ハウジング内に回転可能に収容された従動プーリと、前記駆動プーリと前記従動プーリとの間に巻き掛けられたベルトと、を有する減速機構と、前記ハウジング内に設けられ、前記従動プーリの回転を前記転舵軸の往復移動に変換するボールねじ機構と、を備えたステアリング装置における前記ベルトの張力を調整するベルト張力調整方法において、前記ベルトの張力の調整前、前記ベルトを所定のたわみ量だけたわませたときの押圧反力である初期反力を検出し、前記初期反力に基づいて、張力の調整中の前記ベルトの押圧反力の目標値である狙い反力を演算し、前記ベルトの押圧反力が前記狙い反力となるように、前記駆動プーリと前記従動プーリとの間の芯間距離を変化させることにより、前記ベルトの張力を調整する。
【００１５】
この構成によれば、初期反力に基づいて狙い反力を演算し、当該狙い反力に基づいて芯間距離を調整すればよいので、初期反力がばらつく場合であっても、初期反力のばらつきを無くすような別の工程を行う必要がない。たとえば、初期反力がばらつく影響を抑えるために、一旦ベルトのたわみを無くして、再度ベルトを所定のたわみ量だけたわませる工程などを実施する必要がない。このため、ベルトの張力を測定する時間を短くできる。
【００１６】
上記のベルト張力調整方法において、前記初期反力に対する前記狙い反力を演算する際には、前記初期反力と前記狙い反力との関係を示すように予め用意された演算マップを用いることが好ましい。
【００１７】
この構成によれば、初期反力と狙い反力との関係を示す演算マップを予め定めておくことにより、ベルトの張力を測定する際には、初期反力を検出するのみで済む。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のベルト張力調整装置およびベルト張力調整方法によれば、ベルトの張力の測定時間を短くできる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】ベルト張力調整装置の一実施形態の調整対象である電動パワーステアリング装置の概略構成を示す構成図。
【図２】電動パワーステアリング装置の要部を拡大した断面図。
【図３】ハウジングに対するモータの取り付け部分をモータ側から見た、図２の３−３線に沿って切断した部分断面図。
【図４】芯間距離と張力との関係を示すグラフ。
【図５】ベルトの張力を測定する測定装置の概略構成を示す構成図。
【図６】押圧反力と張力との関係を示すグラフ。
【図７】ハウジングに対するモータの取り付け部をフランジ部側から見た、図２の７−７線に沿って切断した部分断面図。
【図８】ベルト張力調整装置の概略構成を示す構成図。
【図９】初期反力と狙い反力との関係を示すグラフ。
【図１０】ベルトの張力の測定および調整時の第１〜第６の状態を示す減速機構の概略図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、ステアリング装置を電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）に具体化した一実施形態を説明する。
図１に示すように、ＥＰＳ１は、図示しない車体に固定されるハウジング１１を有している。ハウジング１１はその筒状の本体１２が車体の車幅方向（図１中の左右方向）へ延びるように設けられる。本体１２には転舵軸としてのラック軸１３が挿通されている。ラック軸１３の両端にはそれぞれ図示しないボールジョイントを介して車輪（転舵輪）Ｗが連結される。ラック軸１３が軸方向へ移動することによって車輪Ｗの向きが変更される。
【００２１】
＜第１の収容部＞
本体１２の第１の端部（図１中の左端）寄りの部位には第１の収容部１４が設けられている。第１の収容部１４は、本体１２の軸方向（図１中の左右方向）に対して斜めに交わる方向へ延びている。第１の収容部１４には、ピニオンシャフト１５が挿入された状態で回転可能に支持されている。ピニオンシャフト１５の内端部に設けられるピニオン歯は、ラック軸１３の第１の端部寄りの一定範囲に形成されるラック歯に噛み合う。また、ピニオンシャフト１５のピニオン歯と反対側の端部は、図示しない複数のシャフトを介してステアリングホイールＨに連結される。したがって、ステアリング操作に伴いラック軸１３は軸方向に沿って直線運動を行う。ステアリング操作を通じてピニオンシャフト１５に作用するトルクは、第１の収容部１４に設けられたトルクセンサ１６により検出される。
【００２２】
＜第２の収容部＞
本体１２の第１の端部と反対側の第２の端部（図１中の右端）寄りの部位には第２の収容部１７が設けられている。第２の収容部１７では、本体１２よりも大径の円筒部分は、ラック軸１３の延びる方向に対して交わる方向（図１中の上方）へ突出している。第２の収容部１７の突出する部分における第１の端部側の側壁には、モータ１８が固定されている。モータ１８の出力軸１８ａは、ラック軸１３の軸線に沿って延び、かつ第２の収容部１７の側壁を貫通して内部に挿入されている。第２の収容部１７の内部には、変換機構２０が設けられている。変換機構２０にはモータ１８の出力軸１８ａが連結されている。変換機構２０は、モータ１８の回転運動をラック軸１３の直線運動に変換する。すなわち、モータ１８の回転力の利用を通じてラック軸１３の動作が補助されることにより、ステアリング操作が補助される。モータ１８は、図示しない制御装置によりトルクセンサ１６の検出結果などに応じて制御される。
【００２３】
ここで、第２の収容部１７の構成について詳述する。
図２に示すように、第２の収容部１７（収容部）は、円筒状の支持部２１、および段付きの円筒状の蓋部材２２を有している。支持部２１は、本体１２の第２の端部に一体形成されている。支持部２１はラック軸１３の延びる方向に対して交わる方向（図２中の上方）へ突出している。支持部２１の突出している部分における第１の端部（図２中の左端）側の側壁２１ａには、孔２１ｂが形成されている。孔２１ｂには、第１の端部側からモータ１８の出力軸１８ａが挿入されている。支持部２１の第２の端部側の開口部は蓋部材２２により塞がれている。これら支持部２１と蓋部材２２とにより構成される空間に変換機構２０が設けられている。
【００２４】
図２に２点鎖線で示されるように、第２の収容部１７の支持部２１には、張力測定用の貫通孔１７ａが設けられている。貫通孔１７ａは、支持部２１の周壁におけるベルト３３の表面に対向する部分に設けられている。通常時（ベルト３３の張力を測定していない時）には、貫通孔１７ａには図示しないキャップが取り付けられている。一方、ベルト３３の張力の測定時には、貫通孔１７ａのキャップが取り外される。
【００２５】
＜変換機構＞
図２に示すように、変換機構２０は、減速機構３０およびボールねじ機構４０を有している。減速機構３０は、モータ１８の回転運動をボールねじ機構４０に伝達する。ボールねじ機構４０は、減速機構３０を通じて伝達されるモータ１８の回転運動をラック軸１３の直線運動に変換する。
【００２６】
＜ボールねじ機構＞
ボールねじ機構４０は、ラック軸１３に設けられたボールねじ部４１、円筒状のボールナット４２、および複数のボール４３を有している。
【００２７】
ボールねじ部４１は、ラック軸１３の外周面におけるボールねじ１３ａが形成された部分である。ボールねじ部４１は、ラック軸１３の第２の端部を基準として第１の端部へ向けた一定範囲に設けられている。
【００２８】
ボールナット４２は、ボールねじ部４１に複数のボール４３を介してラック軸１３の軸方向に進退移動可能に螺合されている。ボールナット４２の第２の端部の外周面には雄ねじ部４２ａが設けられている。また、ボールナット４２の第１の端部の外周面には円環状の鍔部４２ｂがそれぞれ設けられている。雄ねじ部４２ａはボールナット４２の第２の端部を基準としてその軸線方向に沿った一定範囲にわたって設けられている。ボールナット４２の回転に伴い、各ボール４３はボールナット４２とボールねじ部４１との間を転動する。ボールナット４２とラック軸１３のボールねじ部４１とにより囲まれる螺旋状の空間は、ボール４３が転動する転動路として機能する。
【００２９】
なお、ボールナット４２の第１の端部と第２の端部との間の外周面には、玉軸受４４が固定されている。ボールナット４２は、玉軸受４４を介してハウジング１１、正確には蓋部材２２の内周面に対して回転可能に支持されている。玉軸受４４は、内輪４４ａ、外輪４４ｂ、および複数のボール４４ｃを有している。内輪４４ａは、ボールナット４２の外周面に嵌合されている。外輪４４ｂは、蓋部材２２の内周面に嵌合されている。ボール４４ｃはボールナット４２の回転に伴い内輪４４ａと外輪４４ｂとの間において転動する。
【００３０】
＜減速機構＞
減速機構３０は、円筒状の駆動プーリ３１、円筒状の従動プーリ３２、およびベルト３３を備えている。
【００３１】
駆動プーリ３１は、モータ１８の出力軸１８ａに固定されている。従動プーリ３２はボールナット４２の外周面に固定されている。従動プーリ３２および玉軸受４４は、ボールナット４２の軸線方向において互いに隣接している。玉軸受４４は雄ねじ部４２ａ側に、従動プーリ３２は鍔部４２ｂ側に設けられている。ベルト３３は、駆動プーリ３１と従動プーリ３２との間に掛け渡されている。したがって、モータ１８の回転は、駆動プーリ３１、ベルト３３、および従動プーリ３２を介してボールナット４２に伝達される。
【００３２】
なお、駆動プーリ３１および従動プーリ３２は、これらの外周面に歯が設けられた歯付きプーリ（タイミングプーリ）である。また、ベルト３３はその内周面に歯が設けられた歯付きベルト（タイミングベルト）である。ベルト３３の歯数は駆動プーリ３１の歯数および従動プーリ３２の歯数のそれぞれに対して非整数倍となるように設定されている。
【００３３】
＜玉軸受および従動プーリの固定構造＞
つぎに、玉軸受４４および従動プーリ３２の固定構造を説明する。
図２に示すように、ボールナット４２の外周面に従動プーリ３２および玉軸受４４が嵌められた状態で、雄ねじ部４２ａにロックナット４５を締め付けることにより、従動プーリ３２および玉軸受４４はそれぞれボールナット４２に固定される。
【００３４】
正確には、ロックナット４５が雄ねじ部４２ａに締め付けられることにより、玉軸受４４（正確にはその内輪４４ａ）は従動プーリ３２に、当該従動プーリ３２は鍔部４２ｂに押し付けられる。すなわち、鍔部４２ｂ、従動プーリ３２、玉軸受４４、およびロックナット４５は、ボールナット４２の軸線方向において互いに面接触した状態に保持される。このように、玉軸受４４および従動プーリ３２が、ボールナット４２の軸線方向においてその鍔部４２ｂとロックナット４５とによって挟み込まれた状態に保持されることにより、玉軸受４４および従動プーリ３２のボールナット４２に対する軸線方向における位置が維持される。
【００３５】
また、外輪４４ｂと支持部２１の開口端面との間には、円環状のサポート部材５１が介在されている。また、外輪４４ｂと蓋部材２２の内底面に形成された環状の段差部２２ａとの間には円環状のサポート部材５２が介在されている。外輪４４ｂがサポート部材５１，５２を介して支持部２１と蓋部材２２とによって挟み込まれることにより、玉軸受４４（外輪４４ｂ）の蓋部材２２に対する軸方向位置が維持される。
【００３６】
＜モータの固定構造＞
つぎに、モータ１８の固定構造を説明する。本例では、第２の収容部１７（正確には、支持部２１）に対するモータ１８の取り付け位置を調整することが可能である。
【００３７】
図２に示すように、支持部２１における周壁には、ラック軸１３の延びる方向に対して交わる方向に延びる板状のフランジ部６１が設けられている。また、モータ１８の外周面には、支持部２１に固定される部分である取り付け部６２がラック軸１３の延びる方向に対して交わる方向に延びるように設けられている。取り付け部６２にはモータ１８の軸線方向に貫通する雌ねじ部６２ａが設けられている。また、フランジ部６１にはモータ１８の軸線方向に貫通する孔６３（図３の長孔６４，６５および丸孔６６）が設けられている。取り付け部６２とフランジ部６１とが複数のボルト１９を介して締結されることにより、モータ１８は支持部２１の側壁２１ａに取り付けられる。
【００３８】
図３では、フランジ部６１を実線で、取り付け部６２を破線で示している。フランジ部６１には、各ボルト１９を挿通させる長孔６４，６５（孔６３）と、１つの丸孔６６（孔６３）が形成されている。丸孔６６はフランジ部６１における径方向の一端部（図３中の下部）に形成されている。長孔６４は、フランジ部６１において、丸孔６６と径方向においてほぼ反対側の位置（図３中の上部）に形成されている。長孔６５は、周方向において丸孔６６と長孔６４とに挟まれた位置（図３中の左部）に形成されている。丸孔６６は、ベルト３３の張力を調整する際の基準位置となる。長孔６４，６５は、ボルト１９がその孔に沿って移動できるよう細長く形成されている。
【００３９】
フランジ部６１に取り付け部６２を締結する際、たとえば長孔６４，６５および丸孔６６に挿通した各ボルト１９を取り付け部６２に対して緩く締め付けることにより仮締結を行う。そして、フランジ部６１を各ボルト１９とともに長孔６４，６５に沿って移動させることによって、フランジ部６１に対する取り付け部６２の固定位置を変更する。具体的には、モータ１８（取り付け部６２）が丸孔６６を中心とした長孔６４の軌跡Ｃに沿って回転する。このとき、丸孔６６は、取り付け部６２を移動させる際の基準位置となり、丸孔６６を回転中心として取り付け部６２は回転移動する。なお、長孔６４，６５が延びる向きは、取り付け部６２が回転する際の向きに対応している。長孔６４，６５は、丸孔６６を中心として取り付け部６２を回転させたときの軌跡Ｃに沿って延びている。そして、フランジ部６１に対する取り付け部６２の位置の調整が完了すると、長孔６４，６５および丸孔６６に挿通した各ボルト１９を締め付けることにより本締結を行う。
【００４０】
＜芯間距離とベルトの張力との関係＞
図２に示すように、駆動プーリ３１はモータ１８の出力軸１８ａに固定されている。また、フランジ部６１に対して取り付け部６２を移動させることによって、調整方向Ｄにおけるモータ１８の取り付け位置は変更される。調整方向Ｄにおけるモータ１８の取り付け位置が変更されることにより、駆動プーリ３１と従動プーリ３２との間の芯間距離ΔＬが変化する。芯間距離ΔＬは、駆動プーリ３１の軸線Ｌ１と従動プーリ３２の軸線Ｌ２との間の距離である。駆動プーリ３１が従動プーリ３２に近接するほど芯間距離ΔＬは短くなり、駆動プーリ３１が従動プーリ３２から離間するほど芯間距離ΔＬは長くなる。すなわち、モータ１８の取り付け位置の調整を通じて芯間距離ΔＬを調整することが可能である。
【００４１】
そして、図４に示すように、芯間距離ΔＬを調整することにより、駆動プーリ３１と従動プーリ３２との間に巻き掛けられたベルト３３の張力Ｔが変化する。すなわち、駆動プーリ３１と従動プーリ３２との間の芯間距離ΔＬが増加すると、ベルト３３の張力Ｔは増加し、駆動プーリ３１と従動プーリ３２との間の芯間距離ΔＬが減少すると、ベルト３３の張力Ｔは減少する。そのため、ベルト３３の張力Ｔの適正な値である適正張力Ｔ０に対応して、芯間距離ΔＬである適正芯間距離ΔＬ０が求められる。適正張力Ｔ０は、ベルト３３の設計上要求される張力に基づいて設定されている。ベルト３３の張力Ｔは適正張力Ｔ０に近付くように、具体的には製造公差などのばらつきを考慮して定められる適正範囲Ｒ１に、ベルト３３の張力Ｔが収まることが求められている。
【００４２】
＜ベルト張力調整装置＞
ところで、ＥＰＳ１では、モータ１８のトルクの伝達効率を確保するなどの観点から、ベルト３３の張力Ｔが適切な張力に設定される。ベルト３３の張力Ｔを調整する際には、駆動プーリ３１と従動プーリ３２との間の芯間距離ΔＬが重要である。
【００４３】
図２および図５などに示すように、本実施形態では、ベルト張力調整装置１００を使用して、ＥＰＳ１を固定した状態で、ベルト３３の張力Ｔを測定して、ベルト３３の張力Ｔが適切な張力となるようにモータ１８の取り付け位置を調整する。ベルト張力調整装置１００は、測定装置１１０、調整装置１２０、および制御装置１３０を有している。
【００４４】
＜測定装置＞
図５に示すように、測定装置１１０は、ケース１１１、送り機構１１２、軸力センサ１１３、および測定子１１４を有している。なお、本実施形態では、接触式の測定装置を使用してベルトの張力Ｔを測定する。
【００４５】
ケース１１１は、送り機構１１２、軸力センサ１１３、および測定子１１４を収容している。ケース１１１は、有底円筒体をなしている。ケース１１１の軸方向における一端面（図５中の下面）には、貫通孔１１５が設けられている。
【００４６】
送り機構１１２は、測定子１１４をケース１１１に対して進退移動させるための構成である。後述の制御装置１３０によって、送り機構１１２が制御されることにより、送り機構１１２の進退移動する量が制御されている。具体的には、送り機構１１２は、ベルト３３の張力Ｔの測定時、測定子１１４を上下方向Ｙに進退移動させることにより、測定子１１４をベルト３３が所定のたわみ量δだけたわむ位置まで押し当てる。また、送り機構１１２は、ベルト３３の張力Ｔの測定の終了後、測定子１１４を上下方向Ｙに移動させることにより、測定子１１４をケース１１１に収容する。
【００４７】
軸力センサ１１３は、その軸方向に作用する荷重である軸力を検出する。軸力センサ１１３は、印加される軸力に応じた電気信号を生成する歪ゲージあるいは圧電素子などのセンサ素子を有している。なお、軸力センサ１１３は、測定子１１４と一体的に移動可能に固定されている。
【００４８】
測定子１１４は、棒状をなしている。測定子１１４がその軸方向に移動するとき、軸力センサ１１３も一体的に移動する。測定子１１４の先端は、丸みが持たせられている。ベルト３３の張力Ｔの測定時、測定子１１４の先端は、ケース１１１の一端面に設けられた貫通孔１１５を介して外部に露出する。測定子１１４は、送り機構１１２が駆動することにより、図５に実線で示される退避位置と、図５に２点鎖線で示される測定位置との間を移動する。退避位置とは、ベルト３３の張力Ｔを測定しないときの位置であって、測定子１１４の先端がケース１１１の内部に収容される位置である。測定位置とは、ベルト３３の張力Ｔを測定するときの位置であって、測定子１１４の先端がケース１１１から突出して、ベルト３３に押し当てられる位置である。測定子１１４は、ベルト３３の張力Ｔの測定時、ベルト３３が所定のたわみ量δ（押し当て量）だけたわむ位置まで押し当てられる。
【００４９】
なお、図６のグラフに示されるように、ベルト３３に一定の変位であるたわみ量δを与えたときの押圧反力Ｆとベルト３３の張力Ｔとは相関関係がある。すなわち、ベルト３３のたわみ量が一定であるとき、押圧反力Ｆの値が大きくなるほど、張力Ｔの値も大きくなる。このため、測定装置１１０により検出される押圧反力Ｆに基づいて、ベルト３３の張力Ｔを求めることができる。
【００５０】
＜調整装置＞
図７に示すように、取り付け部６２の外周面には、略長方形状の突起部７０が設けられている。突起部７０は、係合座７１，７２を有している。係合座７１，７２は、取り付け部６２の周方向における突起部７０の両側面に設けられている。ＥＰＳ１が調整装置１２０に取り付けられた状態において、係合座７１および係合座７２は、駆動プーリ３１と従動プーリ３２とを結ぶ直線方向あるいは直線方向からわずかに傾いた方向において、互いに反対側に位置している。
【００５１】
調整装置１２０は、Ｃ字形状の係合部１２１を有している。係合部１２１は、係合座１２２，１２３を有している。係合座１２２と係合座１２３との間の距離は、突起部７０の係合座７１と係合座７２との間の距離よりもわずかに大きく設定されている。取り付け部６２の周方向において、係合部１２１の係合座１２２，１２３が突起部７０の係合座７１，７２に向かいあうように、係合部１２１を突起部７０に係合させる。これにより、係合部１２１を移動方向Ｚ（駆動プーリ３１と従動プーリ３２とを離間あるいは近接させる方向）に移動させたとき、取り付け部６２には係合部１２１とともに移動する方向の力が作用し、芯間距離ΔＬが変化する。調整装置１２０がその移動方向Ｚに移動する際には、取り付け部６２は丸孔６６を中心として回転することにより、芯間距離ΔＬが増減する。
【００５２】
＜制御装置＞
図８に示すように、制御装置１３０は、測定装置１１０および調整装置１２０に接続されている。制御装置１３０は、測定装置１１０の送り機構１１２を制御することにより、測定子１１４をベルト３３が所定のたわみ量δだけたわむ位置まで押し当てる。制御装置１３０は、測定子１１４をベルト３３がたわみ量δだけたわんだ場合の押圧反力Ｆを、軸力センサ１１３を通じて取得する。制御装置１３０は、張力Ｔを調整する前のベルト３３に測定子１１４をたわみ量δだけベルト３３に押し当てた際の押圧反力である初期反力Ｆｉに基づいて調整装置１２０の駆動を制御することにより、張力Ｔの調整中のベルト３３の押圧反力Ｆの目標値である狙い反力Ｆｔに基づいてベルト３３の張力Ｔを調整する。
【００５３】
具体的には、制御装置１３０は、ベルト３３の張力Ｔを適切な張力とするための、初期反力Ｆｉに対する狙い反力Ｆｔの関係を示した演算マップＭを記憶するメモリ１３１を有している。制御装置１３０は、初期反力Ｆｉに基づいて狙い反力Ｆｔをマップ演算する。制御装置１３０は、張力Ｔの調整後のベルト３３の押圧反力Ｆが狙い反力Ｆｔとなるように、調整装置１２０の係合部１２１の移動を通じて取り付け部６２を移動させることにより、駆動プーリ３１と従動プーリ３２との間の芯間距離ΔＬを大小変化させる。これにより、駆動プーリ３１と従動プーリ３２との間の芯間距離ΔＬが調整され、ベルト３３の張力Ｔが調整される。
【００５４】
＜初期反力と狙い反力との関係＞
図９に示すように、演算マップＭは、つぎのような特性を有している。すなわち、初期反力Ｆｉが大きくなるほど、狙い反力Ｆｔは小さくなる。
【００５５】
たとえば、ある初期反力Ｆｉが第１押圧反力Ｆ１よりも小さい場合、狙い反力Ｆｔを設計上要求される押圧反力よりも大きい値に設定する。一方、ある初期反力Ｆｉが第２押圧反力Ｆ２よりも大きい場合、狙い反力Ｆｔを設計上要求される押圧反力よりも小さい値に設定する。なお、図９に破線で示されるように、設計上要求される押圧反力は、初期反力Ｆｉによらず一定値である。
【００５６】
図９に２点鎖線で示されるように、ベルト３３の張力Ｔが適正範囲Ｒ１（図４参照）に収まる場合の最終反力の許容範囲Ｒ２は、製造公差などのばらつきを考慮して、適正張力Ｔ０に基づいて設定されている。なお、最終反力とは、ベルト３３の張力Ｔの調整後に、改めてベルト３３に測定子１１４をたわみ量δだけ押し当てたときの押圧反力Ｆである。狙い反力Ｆｔは、最終反力が許容範囲Ｒ２に収まるように設定されている。
【００５７】
なお、初期反力Ｆｉと狙い反力Ｆｔとの関係は、ＥＰＳ１の製品仕様などにより変化する。たとえば、ハウジング１１の形状や取り付け部６２に設けられる突起部７０の位置などにより、初期反力Ｆｉと狙い反力Ｆｔとの関係は変化する。
【００５８】
＜ベルトの張力の調整方法＞
ベルト張力調整装置１００によるベルト３３の張力Ｔの調整は、制御装置１３０に予め記憶されているプログラムに基づいて実行される。
【００５９】
まずＥＰＳ１のハウジング１１は、張力測定用の貫通孔１７ａが測定装置１１０に向かい合った状態で固定される。この状態で制御装置１３０は、測定装置１１０の制御を通じて、張力測定用の貫通孔１７ａに、測定装置１１０の測定子１１４を貫通孔１７ａの延びる方向から挿入する。また、制御装置１３０は、調整装置１２０の制御を通じて、係合部１２１をハウジング１１の突起部７０に取り付け部６２の周方向において係合させる。この状態で、制御装置１３０は、張力Ｔの調整処理を実行する。
【００６０】
図１０に示すように、従来では、第１〜第６の状態を経ることにより、張力Ｔが調整されていた。第１の状態では、測定子１１４の先端を張力Ｔの調整前のベルト３３に押し当てることにより、所定のたわみ量δをベルト３３に与える。このときの押圧反力Ｆが初期反力Ｆｉとなる。
【００６１】
第２または第３の状態では、測定子１１４の先端をベルト３３に押し当てた状態で、従動プーリ３２に対して駆動プーリ３１を離間または近接させることにより、芯間距離ΔＬを大小変化させる。
【００６２】
第４の状態および第５の状態に示されるリトラクトを実施する。第４の状態では、測定子１１４の先端をベルト３３から離し、第５の状態では、再び測定子１１４の先端をたわみ量δだけベルト３３に押し当てる。リトラクトを実施することにより、測定子１１４の先端をベルト３３に押し当てて、ベルト３３をたわみ量δだけたわませることで、初期反力Ｆｉのばらつきの影響を抑えている。
【００６３】
第６の状態では、測定子１１４の先端をベルト３３に押し当てた状態で、従動プーリ３２に対して駆動プーリ３１を離間または近接させることにより、ベルト３３の押圧反力Ｆが、初期反力Ｆｉによらずに一定値の狙い反力Ｆｔとなるように、芯間距離ΔＬを大小変化させる。
【００６４】
これら第１〜第６の状態を経ることにより、最終反力は図９に示される許容範囲Ｒ２に収まり、ベルト３３の張力Ｔが適正張力Ｔ０に近付く。
一方、本実施形態では、第４および第５の状態に示されるリトラクトの工程を無くしている。第６の状態では、ベルト３３の押圧反力Ｆが、初期反力Ｆｉに対応してマップ演算された狙い反力Ｆｔとなるように、芯間距離ΔＬを大小変化させる。これら第１〜第３の状態および第６の状態を経ることにより、張力Ｔの調整後のベルト３３に、改めて測定子１１４をたわみ量δだけ押し当てたときの押圧反力Ｆである最終反力は、図９に示される許容範囲Ｒ２に収まり、ベルト３３の張力Ｔが適正張力Ｔ０に近付く。
【００６５】
＜演算マップＭの技術的背景および設定方法＞
本実施形態では、第４および第５の状態の代わりになる工程として、演算マップＭを用いた演算をしている。演算マップＭは実験などを行うことにより予め決定される。演算マップＭの設定に際しては、一例として、以下のような技術的背景がある。
【００６６】
まず、図４に示すように、ベルト３３の張力Ｔには、適正な張力値である適正張力Ｔ０が設計上定められており、当該適正張力Ｔ０に応じた狙い反力Ｆｔが定められている。
ベルト３３の張力Ｔを調整した後に、ベルト３３の最終反力が許容範囲Ｒ２に入るように、芯間距離ΔＬを調整して、ベルト３３の押圧反力Ｆを調整すれば、ベルト３３の張力Ｔが適正範囲Ｒ１に収まる。
【００６７】
ここで、ＥＰＳ１ごとにベルト張力調整装置１００に対する配置やベルト３３の張り具合は異なるため、初期反力Ｆｉはばらついてしまう。初期反力ＦｉがＥＰＳ間で異なる分、たとえば図９の初期反力Ｆｉが第１押圧反力Ｆ１と第１押圧反力Ｆ１よりも大きい第２押圧反力Ｆ２との間にない場合には、ベルト３３の張力Ｔを調整した後の押圧反力Ｆ（最終反力）が許容範囲Ｒ２に収まらなくなる。このため、張力Ｔの調整後のベルト３３の最終反力が許容範囲Ｒ２に収まるような、すなわちベルト３３の張力Ｔが適正範囲Ｒ１に収まるような、初期反力Ｆｉと狙い反力Ｆｔとの関係を予め求めておく。
【００６８】
リトラクトを含む第１の状態〜第６の状態を異なる初期反力Ｆｉごとに実験的に繰り返すことにより、初期反力Ｆｉに対して狙い反力Ｆｔをどのような大小変化させれば、ベルト３３の最終反力が許容範囲Ｒ２に収まるのかを調べる。実験の結果、初期反力Ｆｉが大きいほど狙い反力Ｆｔをより小さな値に変化させれば、ベルト３３の張力Ｔを調整した後の押圧反力Ｆ（最終反力）が許容範囲Ｒ２に収まる傾向にあることが判明した場合、図９に実線で示すような初期反力Ｆｉが大きくなるほど狙い反力Ｆｔは小さくなる関係を有した演算マップＭを設定する。
【００６９】
＜本実施形態の作用および効果＞
本実施形態の作用および効果について説明する。
（１）初期反力Ｆｉに応じて演算された狙い反力Ｆｔとなるように押圧反力を調整するので、初期反力Ｆｉがばらついた場合であっても、最終反力が許容範囲Ｒ２に収まる。このため、ベルト３３の張力Ｔのばらつきを抑制できる。なお、初期反力Ｆｉに対する狙い反力Ｆｔの関係は、予め実験的に求めておけばよい。予め実験的に初期反力Ｆｉに対する狙い反力Ｆｔの関係を求めておけば、ＥＰＳ１ごとに初期反力Ｆｉに応じた狙い反力Ｆｔの関係を求める必要はない。このように、従来であれば必要であったリトラクト（図１０の第４の状態および第５の状態）を行うことなしに、ベルト３３の張力Ｔのばらつきを抑制できる。そして、リトラクトを実施しないので、ベルト３３への測定子１１４を離して再び押し当てるという工程を行わなくて良い分、ベルト３３の張力Ｔを調整する時間を短くできる。
【００７０】
（２）リトラクトを実施しない分、ベルト３３の張力Ｔを測定する時間を短くできるので、ベルト３３の張力Ｔを調整する時間を短くできる。ベルト３３の張力Ｔの調整時間が短縮される分、ＥＰＳ１の生産性を向上できる。また、ＥＰＳ１の生産性が向上する分、ベルト張力調整装置１００の数も減らすことができ、各ベルト張力調整装置１００間でのばらつきを減らすことができる。
【００７１】
なお、本実施形態は次のように変更してもよい。また、以下の他の実施形態は、技術的に矛盾しない範囲において、互いに組み合わせることができる。
・初期反力Ｆｉに対する狙い反力Ｆｔの関係（演算マップＭ）は、ハウジング１１の形状や取り付け部６２に設けられる突起部７０の位置などによって異なるので、実験結果に基づいて適宜変更可能である。すなわち、初期反力Ｆｉが増加するにつれて狙い反力Ｆｔが単純増加する関係であってもよいし、初期反力Ｆｉが増加するにつれて狙い反力Ｆｔが二次関数的に増加する関係を有していてもよいし、初期反力Ｆｉが増加するにつれて狙い反力Ｆｔが指数関数的に増加する関係を有していてもよい。また、初期反力Ｆｉが小さいほどより値の大きい狙い反力Ｆｔとし、初期反力Ｆｉが大きいほどより値の小さい狙い反力Ｆｔとしたが、初期反力Ｆｉが小さいほどより値の小さい狙い反力Ｆｔとし、初期反力Ｆｉが大きいほどより値の大きい狙い反力Ｆｔとしてもよい。なお、これらの初期反力Ｆｉに対する狙い反力Ｆｔの関係は実験などによって予め適宜設定される。
【００７２】
・演算マップＭは、初期反力Ｆｉに対する狙い反力Ｆｔの関係を示すものとしたが、初期反力Ｆｉに対する狙い反力Ｆｔと押圧反力Ｆとの差分値を演算するものであってもよい。
【００７３】
・本実施形態では、長孔６４，６５を、丸孔６６を中心とする軌跡Ｃに沿って延びる長孔形状に形成したが、これに限らない。たとえば、取り付け部６２がフランジ部６１に対して回転可能な形状であれば、たとえば幅広の扇形形状などであってもよい。
【００７４】
・本実施形態では、フランジ部６１を回転させる際の中心を丸孔６６に設定したが、丸孔６６の位置はモータ１８の軸線から離間した位置であればよく、その位置は適宜変更してもよい。
【００７５】
・モータ１８のハウジング１１に対する配置は適宜変更可能である。
・本実施形態では、ラック軸１３に対して平行に配置された出力軸１８ａを有するモータ１８によってラック軸１３にアシスト力を付与するＥＰＳ１に具体化して示したが、これに限らない。すなわち、ベルト３３を用いた減速機構３０を備えるステアリング装置であればよい。また、ステアリング操作に連動するラック軸１３の直線運動を、モータ１８の回転力を利用して補助するＥＰＳを例に挙げたが、ステアバイワイヤ（ＳＢＷ）に具体化してもよい。なお、ステアバイワイヤに具体化する場合には、前輪操舵装置としてだけでなく、後輪操舵装置あるいは４輪操舵装置（４ＷＳ）として具体化することもできる。
【符号の説明】
【００７６】
１…ＥＰＳ（電動パワーステアリング装置）、１１…ハウジング、１２…本体、１３…ラック軸、１３ａ…ボールねじ、１４…第１の収容部、１５…ピニオンシャフト、１６…トルクセンサ、１７…第２の収容部、１７ａ…貫通孔、１８…モータ、１９…ボルト、２０…変換機構、２１…支持部、２１ａ…側壁、２１ｂ…孔、２２…蓋部材、２２ａ…段差部、２３…ボルト、２４…フランジ部、３０…減速機構、３１…駆動プーリ、３２…従動プーリ、３３…ベルト、４０…ボールねじ機構、４１…ボールねじ部、４２…ボールナット、４２ａ…雄ねじ部、４２ｂ…鍔部、４３…ボール、４４…玉軸受、４５…ロックナット、５１，５２…サポート部材、６１…フランジ部、６２…取り付け部、６２ａ…雌ねじ部、６４，６５…長孔、６６…丸孔、７０…突起部、７１，７２…係合座、１００…ベルト張力調整装置、１１０…測定装置、１１１…カバー、１１２…送り機構、１１３…軸力センサ、１１４…測定子、１２０…調整装置、１２１…係合部、１２２，１２３…係合座、１３０…制御装置、１３１…メモリ、δ…たわみ量、Ｃ…軌跡、Ｄ…調整方向、Ｆ…押圧反力、Ｆｉ…初期反力、Ｆｉ０…適正初期反力、狙い反力Ｆｔ、Ｈ…ステアリングホイール、Ｍ…演算マップ、Ｒ１…適正範囲、Ｒ２…許容範囲、Ｔ０…適正張力、Ｔ…張力、ΔＬ…芯間距離、ΔＬ０…適正芯間距離。
【図１】
2019105275.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2019105275.tif 000009
【図８】
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【図９】
2019105275.tif 000011
【図１０】
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