(57)【要約】【課題】プーリホルダの撓みを抑制できる操舵装置を提供する。【解決手段】モータ１１と、転舵軸と、駆動プーリ１４と従動プーリ１６とベルト１５とを備えるベルト伝達機構１２と、ベルト伝達機構１２を収容するハウジング２０と、モータ１１を保持するとともにハウジング２０に取り付けられ、駆動プーリ１４を回転自在に支承するプーリホルダ２１と、を備え、プーリホルダ２１は、駆動プーリ１４の第１軸部１４Ｂを支承する第１支承部２１Ｃと、駆動プーリ１４の第２軸部１４Ｃを支承する第２支承部２１Ｆとを有する操舵装置であって、プーリホルダ２１におけるプーリ部１４Ａの中心よりも第２支承部２１Ｆ寄りの部位を、ハウジング２０に対して支持するプーリホルダ支持部３３を設ける。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータと、
転舵軸と、
前記モータに接続される駆動プーリと、前記転舵軸に接続される従動プーリと、前記駆動プーリと前記従動プーリとに掛け回されるベルトとを備えるベルト伝達機構と、
前記ベルト伝達機構を収容するハウジングと、
前記モータを保持するとともに前記ハウジングに取り付けられ、前記駆動プーリを回転自在に支承するプーリホルダと、
を備え、
前記駆動プーリは、プーリ部と、前記モータの出力軸に接続される第１軸部と、前記プーリ部を挟んで前記第１軸部と反対側に形成される第２軸部とを有し、
前記プーリホルダは、前記第１軸部を支承する第１支承部と、前記第２軸部を支承する第２支承部とを有する操舵装置であって、
前記プーリホルダにおける前記プーリ部の中心よりも前記第２支承部寄りの部位を、前記ハウジングに対して支持するプーリホルダ支持部を備えたことを特徴とする操舵装置。
【請求項２】
前記プーリホルダ支持部は、前記ハウジングに取り付けられるキャップに形成されていることを特徴とする請求項１に記載の操舵装置。
【請求項３】
前記駆動プーリの軸心と前記従動プーリの軸心とを結ぶ方向における前記プーリホルダ支持部の位置が変わるように構成されていることを特徴とする請求項２に記載の操舵装置。
【請求項４】
前記プーリホルダ支持部は、前記ハウジングに形成されていることを特徴とする請求項１に記載の操舵装置。
【請求項５】
前記プーリホルダ支持部は、前記従動プーリと対向する範囲を支持することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の操舵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操舵装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータの出力を、ベルトを介して転舵軸（ラック軸）に伝達する操舵装置が知られている（例えば特許文献１参照）。このような操舵装置では、モータの出力は、モータの出力軸に連結された駆動プーリ（ドライブプーリ）、ベルト、従動プーリ（ドリブンプーリ）、ボールねじを介して転舵軸に伝達される。モータにはプーリホルダが接続されている。このプーリホルダは駆動プーリを回動自在に支持している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２３２０４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ベルトの張力が高い場合、駆動プーリを介してプーリホルダに荷重がかかり、プーリホルダがこの荷重によって撓むおそれがある。プーリホルダが撓むとベルト等の作動音が大きくなるおそれがある。また、撓みが大きくなると駆動プーリの軸ずれが大きくなりベルトの歯飛びが発生するおそれもある。
【０００５】
本発明は、このような課題を解決するために創作されたものであり、プーリホルダの撓みを抑制できる操舵装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するため、本発明に係る操舵装置は、モータと、転舵軸と、前記モータに接続される駆動プーリと、前記転舵軸に接続される従動プーリと、前記駆動プーリと前記従動プーリとに掛け回されるベルトとを備えるベルト伝達機構と、前記ベルト伝達機構を収容するハウジングと、前記モータを保持するとともに前記ハウジングに取り付けられ、前記駆動プーリを回転自在に支承するプーリホルダと、を備え、前記駆動プーリは、プーリ部と、前記モータの出力軸に接続される第１軸部と、前記プーリ部を挟んで前記第１軸部と反対側に形成される第２軸部とを有し、前記プーリホルダは、前記第１軸部を支承する第１支承部と、前記第２軸部を支承する第２支承部とを有する操舵装置であって、前記プーリホルダにおける前記プーリ部の中心よりも前記第２支承部寄りの部位を、前記ハウジングに対して支持するプーリホルダ支持部を備えたことを特徴とする。
【０００７】
前記発明に係る操舵装置によれば、ベルトの張力が高くなって駆動プーリを従動プーリ側に変位させる荷重が大きくなったとしても、プーリホルダ支持部が、プーリホルダの第２支承部周りを支持しているため、プーリホルダの撓みが抑えられ、駆動プーリは正規の位置に保持される。
【０００８】
また、本発明は、前記プーリホルダ支持部を、前記ハウジングに取り付けられるキャップに形成してもよい。
【０００９】
また、本発明は、前記駆動プーリの軸心と前記従動プーリの軸心とを結ぶ方向における前記プーリホルダ支持部の位置が変わるように構成してもよい。
【００１０】
また、本発明は、前記プーリホルダ支持部を前記ハウジングに形成してもよい。
【００１１】
また、本発明は、前記プーリホルダ支持部は、前記従動プーリと対向する範囲を支持するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ベルト等の作動音の増大を抑制でき、駆動プーリの軸ずれによるベルトの歯飛びの発生も阻止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１実施形態に係る操舵装置の概略構成図である。
【図２】第１実施形態における補助トルク機構周りの断面説明図である。
【図３】図２の要部拡大図面である。
【図４】図３におけるＡ−Ａ断面図である。
【図５】第２実施形態における補助トルク機構周りの断面説明図である。
【図６】図５におけるＢ−Ｂ断面図である。
【図７】第３実施形態における補助トルク機構周りの断面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明に係る操舵装置の第１実施形態〜第３実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、第１実施形態〜第３実施形態の説明において、同一の要素には同一の符号を付している。
【００１５】
《第１実施形態》
操舵装置１は、車両に搭載されて、車両の操舵輪を操舵する装置である。
図１に示すように、操舵装置１は、左右方向に延びるラック軸（転舵軸）５９を有するステアリング機構２と、ラック軸５９の一端側に配置された補助トルク機構３と、を備えるラックアシスト型の装置である。
以下、ラック軸５９が延びる左右方向において、補助トルク機構３が配置された一端側を右側と称し、他端側を左側と称する。
【００１６】
ステアリング機構２は、運転者が操作するステアリングホイール５１と、ステアリングホイール５１と一体で回転するステアリング軸５２と、ステアリング軸５２と自在継手５３を介して連結される上部連結軸５４と、上部連結軸５４と自在継手５５を介して連結される下部連結軸５６と、下部連結軸５６とトーションバー５７を介して連結され、下部にピニオンが形成されたピニオン軸５８と、ピニオンに噛合するラック歯が形成され、両端にタイロッド６０を介して左右の前輪６１が連結されるラック軸５９と、を備えている。運転手がステアリングホイール５１を回転させると、ラック軸５９が左方又は右方へ移動し、前輪６１を操舵することができる。
【００１７】
補助トルク機構３は、モータ１１と、ベルト伝達機構１２と、ボールねじ１３とを備えている。ベルト伝達機構１２は、駆動プーリ１４と、ベルト１５と，従動プーリ１６とを備えて構成されている。ボールねじ１３は、ラック軸５９と同軸に一体に取り付けられたねじ軸１７と、ボール１８と、ナット１９とを備えて構成されている。補助トルク機構３は、ステアリングホイール５１に加えられたトルクが図示しないトルクセンサで検出され、その検出したトルクに応じて図示しない制御装置によりモータ１１が駆動制御される。これにより、モータ１１の発生トルクは、ベルト伝達機構１２およびボールねじ１３を介して、ラック軸５９に、ステアリングホイール５１に加えられた運転者の操作力に対する補助力として伝達される。
【００１８】
以下、図２を参照して、操舵装置１の補助トルク機構３について詳細に説明する。
補助トルク機構３は、モータ１１と、ラック軸５９（図１）と、ベルト伝達機構１２と、ボールねじ１３と、ベルト伝達機構１２を収容するハウジング２０と、モータ１１を保持するとともにハウジング２０に取り付けられ、駆動プーリ１４を回転自在に支承するプーリホルダ２１と、を備えている。
【００１９】
ハウジング２０は、ボルトＢにより一体となるギヤケース２２とギヤハウジング２３とに分割構成されている。ギヤケース２２は、挿通されたラック軸５９の周囲を囲む環状の周壁部２４を有しており、その周壁部２４には第１軸受２５の外輪が内嵌されている。第１軸受２５の外輪は、左右方向から環状のスペーサ２６、２７に挟持され、さらに、スペーサ２６の左側に固定リング２８が当接し、ギヤケース２２に対して第１軸受２５が左右方向に変位しないように規制されている。第１軸受２５の内輪はボールねじ１３のナット１９に外嵌されている。第１軸受２５の内輪の右側には、ナット１９の右端部に螺合した固定ナット２９が当接している。これにより、第１軸受２５に対してナット１９が左右方向へ変位しないように規制されている。そして、ナット１９には従動プーリ１６が外嵌固定されている。
【００２０】
「プーリホルダ２１」
図３において、プーリホルダ２１は、左側から順に、円筒形状のモータ保持部２１Ａと、モータ保持部２１Ａの外径よりも若干小径の外径を有する円筒形状のハウジング取付部２１Ｂと、ハウジング取付部２１Ｂの外径よりも小径の外径を有する円筒形状の第１支承部２１Ｃと、第１支承部２１Ｃの内周から径内方向に延びる環状の軸受規制部２１Ｄと、駆動プーリ１４と従動プーリ１６とに掛け回されたベルト１５の一対の経路間を通る延長部２１Ｅと、第１支承部２１Ｃの外径よりも小径の外径を有する円筒形状の第２支承部２１Ｆと、を備えている。プーリホルダ２１は例えば金属材料により成形されており、上記２１Ａ〜２１Ｇの各部は一体成形されている。
【００２１】
ギヤハウジング２３の上部側壁には開口部２３Ａが形成されている。プーリホルダ２１は、第１支承部２１Ｃと軸受規制部２１Ｄと延長部２１Ｅと第２支承部２１Ｆとが、開口部２３Ａを通してギヤケース２２およびギヤハウジング２３の内部に位置する。そして、ハウジング取付部２１Ｂの右側に形成された環状端面２１Ｇがギヤハウジング２３の開口部２３Ａ周りの上部左側面にあてがわれて、図示しないボルトによりギヤハウジング２３に固定される。
【００２２】
モータ保持部２１Ａは、モータ１１の外周に外嵌することでモータ１１を保持する。駆動プーリ１４は、ベルト１５が掛け回されるプーリ部１４Ａと、モータ１１の出力軸１１Ａに接続される第１軸部１４Ｂと、プーリ部１４Ａを挟んで第１軸部１４Ｂと反対側に形成される第２軸部１４Ｃとを備えている。プーリホルダ２１は、第１支承部２１Ｃが第２軸受３１を介して第１軸部１４Ｂを支承し、第２支承部２１Ｆが第３軸受３２を介して第２軸部１４Ｃを支承することで、駆動プーリ１４を、従動プーリ１６の軸心Ｏ２（図２）と平行な軸心Ｏ１回りに回転自在に支承する。なお、第２軸受３１は、外輪が軸受規制部２１Ｄと押え部材３６とに挟まれることで左右方向に変位しないように規制されている。押え部材３６は、ハウジング取付部２１Ｂの内周に螺合等により取り付けられる部材である。
【００２３】
以上により、モータ１１の駆動により出力軸１１Ａが回転すると、駆動プーリ１４が回転し、ベルト１５により駆動プーリ１４の回転力が従動プーリ１６に伝達されて従動プーリ１６が回転する。そして、従動プーリ１６とともにナット１９が回転することで、ねじ軸１７が左方又は右方へ移動し、ラック軸５９（図１）の左右方向への移動がアシストされる。
【００２４】
以上のプーリホルダ２１の構造から判るように、第２支承部２１Ｆは、ベルト１５の一対の経路間を通る延長部２１Ｅの右端に形成されている。つまり、第２支承部２１Ｆはハウジング２０との取り付け部から離れた位置にあり、駆動プーリ１４はいわゆる片持ち状にプーリホルダ２１に支持されている。したがって、ベルト１５の張力が高くなって駆動プーリ１４を下方に変位させる荷重が大きくなった場合、延長部２１Ｅの強度のみでは第２支承部２１Ｆを支えきれなくなり、第２支承部２１Ｆ周りが下方に傾くおそれがある。
【００２５】
「プーリホルダ支持部３３」
この問題に対し、本発明は、プーリホルダ２１におけるプーリ部１４Ａの中心よりも第２支承部２１Ｆ寄りの部位を、ハウジング２０に対して支持するプーリホルダ支持部３３を備えている。「プーリホルダ２１におけるプーリ部１４Ａの中心よりも第２支承部２１Ｆ寄りの部位」とは、プーリ部１４Ａの幅方向（軸心Ｏ１に沿う方向）の中心位置よりも第２支承部２１Ｆ寄りに位置したプーリホルダ２１の部分をいう。本実施形態のプーリホルダ支持部３３は、ハウジング１０（ギヤケース２２）に取り付けられるキャップ３４に一体成形により形成されている。
【００２６】
ギヤケース２２の上部側壁には円形の開口部２２Ａが形成されている。キャップ３４は、例えば鉄系合金等の金属材料により成形されている。キャップ３４は、開口部２２Ａに圧入等により挿入される円柱状の挿入部３４Ａと、挿入部３４Ａの右端外周から径外方向に延び、ギヤケース２２の上部右側面に当接するフランジ部３４Ｂとを備えた形状からなる。ギヤケース２２に装着された際のキャップ３４の軸心は軸心Ｏ１と一致する。
【００２７】
プーリホルダ支持部３３は、挿入部３４Ａの左端面から第２支承部２１Ｆを支承するべく左方向に突設されている。キャップ３４がギヤケース２２に固定されることによりプーリホルダ支持部３３はハウジング２０と一体化されることとなる。したがって、プーリホルダ支持部３３は第２支承部２１Ｆをハウジング２０に対して支持することとなる。なお、ギヤケース２２に対するキャップ３４の装着方法は圧入方式に限定されることはなく、例えばねじ止め方式等でもよい。
【００２８】
図４に示すように、軸心Ｏ１方向視したプーリホルダ支持部３３の形状は、例えば軸心Ｏ１を中心として第２支承部２１Ｆの外周と同じ曲率半径の内周を有した円弧状を呈している。したがって、この場合、第２支承部２１Ｆは面接触にてプーリホルダ支持部３３に支持される。ここで支承部２１Ｆの下方への変位を抑制するにあたっては、第２支承部２１Ｆを軸心Ｏ１回り３６０度全てにわたって支持する必要はない。すなわち、プーリホルダ支持部３３は、軸心Ｏ１回り３６０度にわたって形成される第２支承部２１Ｆの内で、図４から判るように従動プーリ１６と対向する範囲Ｆにおいて支持すればよい。「従動プーリ１６と対向する範囲Ｆ」とは、軸心Ｏ１方向視して、軸心Ｏ１と軸心Ｏ２とを結ぶ線との直交線Ｌを境として従動プーリ１６寄りの範囲である。
【００２９】
「作用」
ベルト１５の張力が高くなって駆動プーリ１４を下方に変位させる荷重が大きくなったとき、ハウジング２０と一体化されたプーリホルダ支持部３３が、プーリホルダ２１の第２支承部２１Ｆを前記範囲Ｆにて支持する。これにより、プーリホルダ２１の下方への撓みが抑えられ、駆動プーリ１４は正規の位置に保持される。
【００３０】
以上のように、プーリホルダ２１におけるプーリ部１４Ａの中心よりも第２支承部２１Ｆ寄りの部位を、ハウジング２０に対して支持するプーリホルダ支持部３３を備える操舵装置１とすれば、プーリホルダ２１の撓みを抑えることができる。したがって、ベルト１５等の作動音の増大を抑制でき、駆動プーリ１４の軸ずれによるベルト１５の歯飛びの発生も阻止できる。
【００３１】
以上、第１実施形態の操舵装置１として、ラックアシスト形式の装置について説明した。しかし、本発明は後記する第２、第３実施形態も含め、例えば運転者にステアリングホイール操作時の操作感を与える反力アクチュエータと、転舵軸を駆動させるモータを有する転舵アクチュエータとを電気的に接続したいわゆるステア・バイ・ワイヤ形式の操舵装置にも適用可能である。
【００３２】
《第２実施形態》
図５および図６を参照して第２実施形態を説明する。本実施形態は、キャップ３４の取り付け位相角の違いにより、駆動プーリ１４の軸心Ｏ１と従動プーリ１６の軸心Ｏ２とを結ぶ方向におけるプーリホルダ支持部３３の位置が変わるように構成された形態に関するものである。
【００３３】
図５において、ギヤケース２２の上部側壁に形成された円形の開口部２２Ａは、その軸心Ｏ３が駆動プーリ１４の軸心Ｏ１に対して距離ｓだけ上方に偏心している。したがって、開口部２２Ａに装着されたキャップ３４の軸心が軸心Ｏ３となる。キャップ３４には第１実施形態と同様に円弧状を呈したプーリホルダ支持部３３が形成されている。プーリホルダ支持部３３は、例えば軸心Ｏ１を中心として第２支承部２１Ｆの外周と同じ曲率半径の内周を有した円弧状を呈している。キャップ３４の表面には、開口部２２Ａに対してキャップ３４を軸心Ｏ３回りに位相角を変えて取り付け可能とするように、工具を差し込むための六角穴３５が形成されている。
【００３４】
「作用」
図６に実線にて示すプーリホルダ支持部３３は最も下方に位置した場合を示している。これに対し、図５に示す六角穴に工具を差し込んでキャップ３４を軸心Ｏ３回りに位相角を変えてギヤケース２２の開口部２２Ａに取り付けると、プーリホルダ支持部３３は図６に仮想線にて示すように軸心Ｏ１回りに回転する。これにより、軸心Ｏ１と軸心Ｏ２（図５）とを結ぶ方向におけるプーリホルダ支持部３３の位置が変わり、第２支承部２１Ｆは点Ｐにてプーリホルダ支持部３３に支持される。その結果、第２支承部２１Ｆは仮想線で示すように上方に寸法Ｈだけ変位する。
【００３５】
本実施形態のように、キャップ３４の取り付け位相角の違いによりプーリホルダ支持部３３の位置を変えられる構成とすれば、プーリホルダ２１の撓みをプーリホルダ支持部３３で抑制するにあたり、プーリホルダ支持部３３の位置の微調整を簡単な構造で行うことができる。
なお、軸心Ｏ３は軸心Ｏ１よりも下方であってもよい。
また、キャップ３４の取り付け位相角の違いによりプーリホルダ支持部３３の位置を変えるにあたっては、プーリホルダ支持部３３の形状として、軸心Ｏ１を中心として第２支承部２１Ｆの外周と同じ曲率半径の内周を有した円弧状のものに限られない。要は、キャップ３４の取り付け位相角の違いによって、プーリホルダ２１の第２支承部２１Ｆ周りとプーリホルダ支持部３３との接触位置が、軸心Ｏ１と軸心Ｏ２（図５）とを結ぶ方向において変化すればいいのであり、第２支承部２１Ｆの外周と異なる曲率半径の円弧状としたり、プーリホルダ支持部３３を直線状の板材から構成してもよい。
【００３６】
《第３実施形態》
図７を参照して第３実施形態を説明する。本実施形態は、プーリホルダ支持部３３をギヤケース２２（ハウジング２０）に形成した形態である。プーリホルダ支持部３３はギヤケース２２の上部側壁２２Ｂの内壁面からギヤケース２２と一体に突設形成されている。プーリホルダ支持部３３は第２支承部２１Ｆを支持する。
【００３７】
本実施形態によっても、プーリホルダ支持部３３によりプーリホルダ２１の撓みを抑えることができる。したがって、ベルト１５等の作動音の増大を抑制でき、駆動プーリ１４の軸ずれによるベルト１５の歯飛びの発生も阻止できる。
【符号の説明】
【００３８】
１      操舵装置
２      ステアリング機構
３      補助トルク機構
１１      モータ
１２      ベルト伝達機構
１４      駆動プーリ
１４Ａ    プーリ部
１４Ｂ    第１軸部
１４Ｃ    第２軸部
１５      ベルト
１６      従動プーリ
２０      ハウジング
２１      プーリホルダ
２１Ｃ    第１支承部
２１Ｆ    第２支承部
２２      ギヤケース（ハウジング）
２３      ギヤハウジング（ハウジング）
３３      プーリホルダ支持部
３４      キャップ
【図１】
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【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】
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