(57)【要約】【課題】操舵装置において、ベルト及びプーリ間で生じる振動を抑制することにある。【解決手段】駆動プーリ５１ａ，５１ｂ及び従動プーリ４７ａ，４７ｂにおける一方のはす歯４８ａ，５２ａと、他方のはす歯４８ｂ，５２ｂとが軸方向ＺＡに沿って異なる位相で形成されている。このように、はす歯４８ａ，４８ｂ，５２ａ，５２ｂの位相をずらすことで、タイミングベルトと駆動プーリ５１ａ，５１ｂ又は従動プーリ４７ａ，４７ｂとの噛み合いに伴って生じる振動の位相がずれる。このため、振動を打ち消し合うことができ、駆動プーリ５１ａ，５１ｂ及び従動プーリ４７ａ，４７ｂに生じる振動を抑制することができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
はす歯が外周に形成された駆動プーリと、
はす歯が外周に形成されるとともに、ステアリング系に取り付けられる従動プーリと、
前記駆動プーリに回転力を伝達するモータと、
前記駆動プーリ及び前記従動プーリ間に架け渡されるとともに、前記駆動プーリ及び前記従動プーリ間で回転力を伝達するベルトと、
前記駆動プーリ及び前記従動プーリの少なくとも何れか一方における前記はす歯が、前記駆動プーリ又は前記従動プーリの回転軸方向に沿って異なる位相で形成されている操舵装置。
【請求項２】
請求項１に記載の操舵装置において、
前記駆動プーリ及び前記従動プーリの少なくとも何れか一方における前記はす歯が前記回転軸方向に沿って２つに分割され、分割された前記はす歯が互いに１８０°異なる位相で形成されている操舵装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の操舵装置において、
前記両プーリにおける各はす歯が、前記回転軸方向に沿って異なる位相で形成される操舵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、操舵装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両の操舵機構にモータの動力を付与することにより運転者のステアリング操作を補助する操舵装置の一種である電動パワーステアリング装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
例えば、電動パワーステアリング装置は、ラック軸に対してボールねじナットが螺合されて構成されている。また、ボールねじナットの外周には、従動プーリが固定されている。また、モータのシャフトは、ラック軸と平行方向に延出する。モータのシャフトには駆動プーリが固定されている。そして、駆動プーリ及び従動プーリ間には、ベルトが掛け渡されている。このベルトを通じて、駆動プーリから従動プーリへの力の伝達が可能となる。従動プーリとともにボールねじナットが回転することで、ラック軸が軸方向に移動する。一般的に、駆動プーリ及び従動プーリは、はす歯車として構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２２４９４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
両プーリ及びベルトが駆動している際、ベルトと各プーリとの噛み合いに伴い、各プーリに振動が発生する。特に、この噛み合いの周期が、特定の共振周波数と一致すると共振し、異音の原因ともなるおそれがある。
【０００６】
この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ベルト及びプーリ間で生じる振動を抑制した操舵装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について説明する。
上記課題を解決する操舵装置は、はす歯が外周に形成された駆動プーリと、はす歯が外周に形成されるとともに、ステアリング系に取り付けられる従動プーリと、前記駆動プーリに回転力を伝達するモータと、前記駆動プーリ及び前記従動プーリ間に架け渡されるとともに、前記駆動プーリ及び前記従動プーリ間で回転力を伝達するベルトと、前記駆動プーリ及び前記従動プーリの少なくとも何れか一方における前記はす歯が、前記駆動プーリ又は前記従動プーリの回転軸方向に沿って異なる位相で形成されている。
【０００８】
この構成によれば、駆動プーリ及び従動プーリの少なくとも何れか一方におけるはす歯が、駆動プーリ又は従動プーリの回転軸方向に沿って異なる位相で形成されている。このように、はす歯の位相をずらすことで、ベルトと駆動プーリ又は従動プーリとの噛み合いに伴って生じる振動の位相がずれる。このため、振動を打ち消し合うことができ、駆動プーリ又は従動プーリに生じる振動を抑制することができる。
【０００９】
上記操舵装置について、前記駆動プーリ及び前記従動プーリの少なくとも何れか一方における前記はす歯が前記回転軸方向に沿って２つに分割され、分割された前記はす歯が互いに１８０°異なる位相で形成されることが好ましい。
【００１０】
この構成によれば、分割されたはす歯が互いに１８０°異なる位相で形成されている。これにより、駆動プーリ又は従動プーリに加わる振動をより確実に打ち消し合うことができる。
【００１１】
上記操舵装置について、前記両プーリにおける各はす歯が、前記回転軸方向に沿って異なる位相で形成されることが好ましい。
この構成によれば、両プーリに生じる振動を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、操舵装置において、ベルト及びプーリ間で生じる振動を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態における電動パワーステアリング装置の正面図。
【図２】本発明の一実施形態における電動パワーステアリング装置の部分断面図。
【図３】本発明の一実施形態における図２の範囲Ａ又は範囲Ｂの拡大図。
【図４】本発明の一実施形態における図３のＡ−Ａ線断面図（実線）及び図３のＢ−Ｂ線断面図（２点鎖線）。
【図５】本発明の一実施形態における従動プーリ又は従動プーリの振動波形を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、電動パワーステアリング装置の一実施形態について図１〜図５を参照して説明する。
＜全体構成＞
図１に示すように、電動パワーステアリング装置１０は、ラック軸２１と、ハウジング３０と、ピニオンギア１３Ａと、を備えている。
【００１５】
ラック軸２１は円柱状に形成される。図１中の左右方向を軸方向ＺＡと規定し、軸方向ＺＡに直交する方向を径方向ＺＢと規定する。
ハウジング３０は、ラック軸２１の軸方向ＺＡに貫通した貫通孔３０ａを有する。ラック軸２１は、軸方向ＺＡに移動可能に、ハウジング３０の貫通孔３０ａに挿通されている。ラック軸２１の図中の中央右寄り外周には、一定範囲に亘ってラックギア２１Ｂが形成されている。
【００１６】
ピニオンギア１３Ａはラック軸２１におけるラックギア２１Ｂと噛合した状態に設置される。ステアリング２の回動操作に応じて、コラムシャフト１１、インターミディエイトシャフト１２、及びピニオンシャフト１３を通じて、ピニオンギア１３Ａが回転する。ピニオンギア１３Ａが回転することでラック軸２１の軸方向への移動が可能となる。
【００１７】
ラック軸２１の左右端面には、それぞれボールジョイント２２が連結され、さらにその各ボールジョイント２２にはタイロッド２３が連結されている。さらに、各タイロッド２３の先端には、ナックル４が連結されている。ラック軸２１が軸方向ＺＡに移動することで、タイロッド２３及びナックル４を通じて転舵輪３に力が伝達されて、その転舵輪３の転舵角を変化させることができる。なお、ステアリング系は、コラムシャフト１１、インターミディエイトシャフト１２、ピニオンシャフト１３及びラック軸２１から構成される。
【００１８】
ハウジング３０は、第１ハウジング部３１と、第２ハウジング部３２とを備える。両ハウジング部３１，３２は軸方向ＺＡに接離可能に構成されている。第１ハウジング部３１は、ラック軸２１の外形に応じた筒状の本体部３１ａと、本体部３１ａより大径筒状の左端部３１ｂとからなる。すなわち、第１ハウジング部３１は、本体部３１ａ及び左端部３１ｂが連結されて段差付き円筒状に形成される。第１ハウジング部３１には、図中の左側から第２ハウジング部３２が嵌め込まれる。第２ハウジング部３２の右端部３２ａは、上記第１ハウジング部３１の左端部３１ｂと同一径の円筒状に形成されている。また、第２ハウジング部３２の左端部３２ｂは、上記第１ハウジング部３１の本体部３１ａと同一径の円筒状に形成されている。第２ハウジング部３２は、その右端部３２ａを通じて、第１ハウジング部３１の左端部３１ｂに嵌め込まれている。
【００１９】
第１ハウジング部３１の本体部３１ａの下側には、駆動源としてモータ４１が設置されている。そのモータ４１の出力軸４１ａは、図中の左側に向かって延出するとともに第２ハウジング部３２における右端部３２ａ内に挿通されている。
【００２０】
図２に示すように、第２ハウジング部３２の右端部３２ａと、第１ハウジング部３１の左端部３１ｂとが形成する内部空間には、駆動プーリ５１ａ，５１ｂ、従動プーリ４７ａ，４７ｂ、タイミングベルト３３ａ，３３ｂ、ボールねじ機構４３が収納される。駆動プーリ５１ａ，５１ｂは、モータ４１の出力軸４１ａに固定されている。このため、駆動プーリ５１ａ，５１ｂは出力軸４１ａと一体回転する。
【００２１】
ラック軸２１の外周には、左端から一定範囲に亘ってねじ部２１Ａが形成されている。このねじ部２１Ａの外周には、ボールねじ機構４３が設けられている。
詳しくは、ボールねじ機構４３は、ボールねじナット４５、多数のボール４４を有している。ボールねじナット４５は、ねじ部２１Ａに沿って配列される多数のボール４４を介してラック軸２１に螺合されている。ボールねじナット４５は、第２ハウジング部３２の右端部３２ａにおける内周との間に位置する軸受４９を介して支持されている。
【００２２】
ボールねじナット４５における第１ハウジング部３１側の外周には、従動プーリ４７ａ，４７ｂが螺合されている。これにより、従動プーリ４７ａ，４７ｂとボールねじナット４５とが一体回転可能となる。
【００２３】
従動プーリ４７ａ，４７ｂは、それぞれ同一形状の円筒状に形成されている。そして、従動プーリ４７ａ，４７ｂは軸方向ＺＡに沿って連結されている。よって、両従動プーリ４７ａ，４７ｂは一体で円筒状に形成されている。
【００２４】
図３に示すように、両従動プーリ４７ａ，４７ｂの外周には、それぞれ１８０°だけ位相のずれたはす歯４８ａ，４８ｂが形成されている。両はす歯４８ａ，４８ｂの諸元及び寸法は同一である。各従動プーリ４７ａ，４７ｂにおける軸方向ＺＡの中央部を中心に一定範囲に亘ってタイミングベルト３３ａ，３３ｂと噛み合う噛み合い範囲Ｔ１，Ｔ２が形成される。図４においては、実線により、はす歯４８ａの噛み合い範囲Ｔ１の中央部（図３のＡ−Ａ線断面図）の断面図が示され、２点鎖線により、はす歯４８ｂの噛み合い範囲Ｔ２の中央部（図３のＢ−Ｂ線断面図）の断面図が示されている。図４に示すように、軸方向ＺＡからみてはす歯４８ａの間にはす歯４８ｂが半ピッチずれて位置している。
【００２５】
また、図２に示すように、駆動プーリ５１ａ，５１ｂは、それぞれ同一形状の円筒状に形成されている。そして、駆動プーリ５１ａ，５１ｂは軸方向ＺＡに沿って連結されている。両駆動プーリ５１ａ，５１ｂは一体で、上記従動プーリ４７ａ，４７ｂより小径の円筒状に形成されている。
【００２６】
図３に示すように、両駆動プーリ５１ａ，５１ｂの外周には、それぞれ１８０°だけ位相のずれたはす歯５２ａ，５２ｂが形成されている。両はす歯５２ａ，５２ｂの諸元及び寸法は同一である。各駆動プーリ５１ａ，５１ｂにおける軸方向ＺＡの中央部を中心に一定範囲に亘ってタイミングベルト３３ａ，３３ｂと噛み合う噛み合い範囲Ｔ１，Ｔ２が形成される。図４においては、実線により、はす歯５２ａの噛み合い範囲Ｔ１の中央部（図３のＡ−Ａ線断面図）の断面図が示され、２点鎖線により、はす歯５２ｂの噛み合い範囲Ｔ２の中央部（図３のＢ−Ｂ線断面図）の断面図が示されている。図４に示すように、軸方向ＺＡからみてはす歯５２ａの間にはす歯５２ｂが半ピッチずれて位置している。
【００２７】
図２に示すように、タイミングベルト３３ａ，３３ｂは、それぞれ弾性変形可能な樹脂（ゴム）で円環状に形成されている。タイミングベルト３３ａは従動プーリ４７ａと駆動プーリ５１ａとの間に掛け渡され、タイミングベルト３３ｂは従動プーリ４７ｂと駆動プーリ５１ｂとの間に掛け渡されている。これにより、タイミングベルト３３ａは、従動プーリ４７ａのはす歯４８ａと駆動プーリ５１ａのはす歯５２ａとに噛み合い、タイミングベルト３３ｂは、従動プーリ４７ｂのはす歯４８ｂと駆動プーリ５１ｂのはす歯５２ｂとに噛み合う。
【００２８】
＜作用＞
図２に示すように、モータ４１における出力軸４１ａの回転は、駆動プーリ５１ａ，５１ｂから、タイミングベルト３３ａ，３３ｂを介して従動プーリ４７ａ，４７ｂ、ひいてはボールねじナット４５に伝達される。
【００２９】
図５に示すように、駆動プーリ５１ａ及びタイミングベルト３３ａ間の噛み合いに伴う２点鎖線で示す振動波形と、駆動プーリ５１ｂ及びタイミングベルト３３ｂ間の噛み合いに伴う実線で示す振動波形との位相が１８０°ずれている。よって、互いに振動を打ち消し合うように作用する。このため、駆動プーリ５１ａ，５１ｂの振動が抑制される。
【００３０】
同様に、従動プーリ４７ａ及びタイミングベルト３３ａ間の噛み合いに伴う２点鎖線で示す振動波形と、従動プーリ４７ｂ及びタイミングベルト３３ｂ間の噛み合いに伴う実線で示す振動波形との位相が１８０°ずれている。よって、互いに振動を打ち消し合うように作用する。このため、従動プーリ４７ａ，４７ｂの振動が抑制される。
【００３１】
以上、説明した実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）駆動プーリ５１ａ，５１ｂ及び従動プーリ４７ａ，４７ｂにおける一方のはす歯４８ａ，５２ａと、他方のはす歯４８ｂ，５２ｂとが軸方向ＺＡに沿って異なる位相で形成されている。このように、はす歯４８ａ，４８ｂ，５２ａ，５２ｂの位相をずらすことで、タイミングベルト３３ａと駆動プーリ５１ａ，５１ｂ又は従動プーリ４７ａ，４７ｂとの噛み合いに伴って生じる振動の位相がずれる。このため、振動を打ち消し合うことができ、駆動プーリ５１ａ，５１ｂ及び従動プーリ４７ａ，４７ｂに生じる振動を抑制することができる。この振動の抑制に伴い、電動パワーステアリング装置１０による異音の発生を抑制することができる。
【００３２】
（２）特に、本実施形態では、はす歯４８ａ，５２ａとはす歯４８ｂ，５２ｂとが互いに１８０°異なる位相で形成されている。これにより、図５に示すように、駆動プーリ５１ａ，５１ｂ及び従動プーリ４７ａ，４７ｂに作用する振動波形をＳｉｎ状及びＣｏｓ状とすることができる。従って、駆動プーリ５１ａ，５１ｂ及び従動プーリ４７ａ，４７ｂに加わる振動をより確実に打ち消し合うことができる。
【００３３】
（３）両プーリ４７ａ，４７ｂ，５１ａ，５１ｂに、位相の異なるはす歯４８ａ，４８ｂ，５２ａ，５２ｂが形成されている。よって、両プーリ４７ａ，４７ｂ，５１ａ，５１ｂに生じる振動を抑制することができる。
【００３４】
なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することができる。
・上記実施形態においては、従動プーリ及び駆動プーリはそれぞれ２分割されていたが、３つ以上に分割してもよい。例えば、従動プーリ及び駆動プーリを３分割した場合には、各プーリのはす歯の位相を１２０°ずつずらす。これによっても、従動プーリ及び駆動プーリの振動を抑制することができる。
【００３５】
ここで、従動プーリ及び駆動プーリの分割数に応じて振動の振幅が小さくなる。よって、たとえ、振動を完全に打ち消すことができなかった場合であっても、従動プーリ又は駆動プーリに生じる振動を小さくすることができる。
【００３６】
・上記実施形態においては、従動プーリ及び駆動プーリには異なる位相のはす歯が形成されていたが、従動プーリ及び駆動プーリのうち何れか一方のみ異なる位相のはす歯を形成してもよい。
【符号の説明】
【００３７】
２…ステアリング、３…転舵輪、４…ナックル、１０…電動パワーステアリング装置、１１…コラムシャフト、１２…インターミディエイトシャフト、１３…ピニオンシャフト、１３Ａ…ピニオンギア、２１…ラック軸、２１Ａ…ねじ部、２１Ｂ…ラックギア、２２…ボールジョイント、２３…タイロッド、３０…ハウジング、３０ａ…貫通孔、３１…ハウジング部、３３ａ，３３ｂ…タイミングベルト、４１…モータ、４１ａ…出力軸、４３…ボールねじ機構、４４…ボール、４５…ボールねじナット、４７ａ，４７ｂ…従動プーリ、４８ａ，４８ｂ…はす歯、５１ａ，５１ｂ…駆動プーリ、５２ａ，５２ｂ…はす歯。
【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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