(57)【要約】  電動パワーステアリング装置１００は、ステアリング機構１０と、このステアリング機構１０へのアシスト力を出力する電気モータ２０と、歯付プーリ３１，３２と歯付ベルト３３を備えていて電気モータ２０の出力をステアリング機構１０に伝達する伝達機構３０と、電気モータ２０とステアリング機構１０の出力部材（１１）間にて伝達されるトルクの大きさに制限を与えるトルクリミッタ４０を備えている。この電動パワーステアリング装置１００では、歯付プーリ３１，３２と歯付ベルト３３間にて歯飛びが発生する歯飛びトルクのバラツキ下限値が、トルクリミッタ４０におけるリミットトルクのバラツキ上限値より大きく設定されている。このため、電気モータ２０とステアリング機構１０間の動力伝達系にて正常なトルクを上回るトルクが発生するときには、伝達機構３０において歯飛びが発生する前に、トルクリミッタ４０が機能（作動）する。
2014115281.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリング機構と、このステアリング機構へのアシスト力を出力する電気モータと、歯付プーリと歯付ベルトを備えていて前記電気モータの出力を前記ステアリング機構に伝達する伝達機構と、前記電気モータと前記ステアリング機構の出力部材間にて伝達されるトルクの大きさに制限を与えるトルクリミッタを備えた電動パワーステアリング装置において、
前記歯付プーリと前記歯付ベルト間にて歯飛びが発生する歯飛びトルクのバラツキ下限値が、前記トルクリミッタにおけるリミットトルクのバラツキ上限値より大きく設定されていることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項２】
前記歯付プーリと前記歯付ベルト間にて歯飛びが発生する歯飛びトルクのバラツキ上限値が、前記ステアリング機構の最弱部位に破損が生じる外部入力相当のトルクのバラツキ下限値より小さく設定されていることを特徴とする請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
【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、特に、ステアリング機構と、このステアリング機構へのアシスト力を出力する電気モータと、歯付プーリと歯付ベルトを備えていて前記電気モータの出力を前記ステアリング機構に伝達する伝達機構と、前記電気モータと前記ステアリング機構の出力部材（例えば、ラック軸）間にて伝達されるトルクの大きさに制限を与えるトルクリミッタを備えた電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の電動パワーステアリング装置は、例えば、下記特許文献１に示されている。下記特許文献１に記載されている電動パワーステアリング装置においては、伝達機構における歯付プーリと歯付ベルト間にて発生する歯飛び（歯付ベルトの歯が歯付プーリの歯を
越える現象）に関する考慮が不足している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−５０８８４号公報
【発明の概要】
【０００４】
上記特許文献１に記載されている電動パワーステアリング装置において、歯飛びトルク（歯付プーリと歯付ベルト間にて歯飛びが発生するときのトルクであり、伝達機構において設定されている）が、リミットトルク（トルクリミッタにおいて設定されている伝達可能な最大トルク）より小さく設定されている場合には、電気モータとステアリング機構の出力部材間の動力伝達系にて正常なトルクを上回るトルクが発生するときに、伝達機構において歯飛びが発生して、トルクリミッタが機能（作動）しないことがある。この場合には、伝達機構における歯飛びに起因して大きな音が発生するおそれがあるとともに、伝達機構において歯欠けが発生するおそれがある。なお、歯飛びに起因する音の発生は、使用者に不安感を与えるおそれがある。また、伝達機構における歯欠けは、歯欠け片の歯付プーリと歯付ベルト間への侵入を誘発し、伝達機構の耐久性を低下させるおそれがある。
【０００５】
本発明は、上記した課題を解決すべくなされたものであり、
ステアリング機構と、このステアリング機構へのアシスト力を出力する電気モータと、歯付プーリと歯付ベルトを備えていて前記電気モータの出力を前記ステアリング機構に伝達する伝達機構と、前記電気モータと前記ステアリング機構の出力部材間にて伝達されるトルクの大きさに制限を与えるトルクリミッタを備えた電動パワーステアリング装置において、
前記歯付プーリと前記歯付ベルト間にて歯飛びが発生する歯飛びトルクのバラツキ下限値が、前記トルクリミッタにおけるリミットトルクのバラツキ上限値より大きく設定されていることに特徴がある。
【０００６】
本発明による電動パワーステアリング装置おいては、前記歯付プーリと前記歯付ベルト間にて歯飛びが発生する歯飛びトルクのバラツキ下限値が、前記トルクリミッタにおけるリミットトルクのバラツキ上限値より大きく設定されている。このため、電気モータとステアリング機構の出力部材間の動力伝達系にて正常なトルクを上回るトルクが発生するときには、伝達機構において歯飛びが発生する前に、トルクリミッタが機能（作動）する。したがって、伝達機構における歯飛びが防止されて、歯飛びに起因する音の発生や歯欠けの発生が防止される。
【０００７】
上記した本発明の実施に際して、前記歯付プーリと前記歯付ベルト間にて歯飛びが発生する歯飛びトルクのバラツキ上限値が、前記ステアリング機構の最弱部位に破損が生じる外部入力相当のトルクのバラツキ下限値より小さく設定されていることも可能である。この場合には、ステアリング機構に過大な外力が入力した場合、トルクリミッタの機能（作動）または歯付プーリと歯付ベルト間での歯飛び（トルクリミッタが機能しない場合）によって、過大なトルク伝達が抑制されて、ステアリング機構の破損が防止される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本発明による電動パワーステアリング装置の一実施形態を概略的に示した部分縦断正面図である。
【図２】図２は、ラックバー軸力に換算した各トルク（リミットトルク、歯飛びトルク）のバラツキと破壊強度のバラツキの関係を示したグラフと、ラックバー軸力に換算した各発生軸力（操舵入力による発生軸力、路面入力による発生軸力、エンドストッパ当て操舵による発生軸力等）の頻度分布の関係を示したグラフである。
【図３】図３は、本発明による電動パワーステアリング装置の他の実施形態を概略的に示した部分縦断正面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明による電動パワーステアリング装置の一実施形態を概略的に示していて、この電動パワーステアリング装置１００では、車幅方向に配置されるラック軸１１（ボールねじ軸）に対して電気モータ２０の回転軸２１が平行に配置されている。電動パワーステアリング装置１００は、ラック式のステアリング機構１０と電気モータ２０を備えていて、電気モータ２０の回転軸２１と同軸上にトルク伝達可能に結合した駆動プーリ３１の回転力（電気モータ２０の回転力）を、ステアリング機構１０の回転部材であるボールナット１２と同軸上にトルク伝達可能に結合した従動プーリ３２に、歯付のベルト３３を介して伝達することによって、操舵アシストを行うように構成されている。
【００１０】
ラック式のステアリング機構１０は、それ自体公知のものであり、ステアリングホイール（図示省略）にピニオンシャフト（図示省略）とステアリングシャフト（図示省略）等を介して連結されているラック軸１１が、車体（図示省略）に組付けられるステアリングハウジング１４に車幅方向にて移動可能に支持されている。また、このステアリング機構１０では、ボールナット１２が、ベアリング１３を介してステアリングハウジング１４に回転自在に組付けられている。また、ボールナット１２とベアリング１３が、ボールナット１２に組付けた固定ナット１５と、ステアリングハウジング１４に組付けた固定ナット１６によって位置決め固定されている。
【００１１】
なお、このステアリング機構１０では、ステアリングホイールに加えられる操舵入力が、周知のように、ステアリングシャフトやピニオンシャフト等を介して、ラック軸１１に伝達されるように構成されている。また、路面からの入力（路面入力）が、周知のように、車輪やナックルアーム、タイロッド等（図示省略）を介して、ラック軸１１に伝達されるように構成されている。また、ラック軸１１が、周知のように、エンドストッパ（図示省略）によって車幅方向での移動量が規定されるように構成されている。
【００１２】
電気モータ２０は、ステアリングホイールからステアリングシャフトに伝達される操舵トルクに応じて駆動されるように構成されている。このため、回転軸２１の回転が、駆動プーリ３１、ベルト３３、従動プーリ３２を介してボールナット１２に伝達されて、ラック軸１１の軸方向駆動力（アシスト力）とされて、操舵アシストが行なわれる。回転軸２１は、電気モータ２０のモータハウジング２２にベアリング（図示省略）を介して回転自在に組付けられている。モータハウジング２２は、ステアリングハウジング１４に一体的に組付けられている。
【００１３】
駆動プーリ３１は、小径の歯付プーリであり、従動プーリ３２および歯付のベルト３３等とによって、電気モータ２０の出力をステアリング機構１０のボールナット１２に伝達する伝達機構３０を構成している。また、駆動プーリ３１は、電気モータ２０の回転軸２１に対してトルクリミッタ４０を介して組付けられている。従動プーリ３２は、大径の歯付プーリであり、ボールナット１２の外周に一体回転可能に組付けられている。なお、伝達機構３０の各プーリ３１，３２とベルト３３間にて歯飛びが発生する歯飛びトルクＴ２は、例えば、ベルト３３の張力を変更することにより変更可能である。
【００１４】
トルクリミッタ４０は、例えば、トレランスリング（レンコールトレランスリングジャパン株式会社製）であり、電気モータ２０とステアリング機構１０のラック軸１１（出力部材）間にて伝達されるトルクの大きさに制限を与えるものである。なお、トルクリミッタ４０のリミットトルクＴ１（伝達可能な最大トルク）は、例えば、トレランスリングの諸元を変更することにより変更可能である。
【００１５】
ところで、この実施形態においては、図２に示したように、伝達機構３０の各プーリ３１，３２とベルト３３間にて歯飛びが発生する歯飛びトルクＴ２のラックバー軸力（ラック軸１１の軸方向の力）に換算した値がＦ２とされていて、歯飛びトルクＴ２のラックバー軸力に換算したバラツキＸが図２のようになっている。また、トルクリミッタ４０におけるリミットトルクＴ１のラックバー軸力に換算した値がＦ１とされていて、リミットトルクＴ１のラックバー軸力に換算したバラツキＹが図２のようになっている。すなわち、この実施形態においては、歯飛びトルクＴ２のラックバー軸力に換算したバラツキＸの下限値ＸＬが、トルクリミッタ４０におけるリミットトルクＴ１のラックバー軸力に換算したバラツキＹの上限値ＹＵより大きくなるように設定されている。なお、トルクリミッタ４０におけるリミットトルクＴ１のラックバー軸力に換算したバラツキＹの下限値ＹＬは、ラックバー軸力に換算した各発生軸力（操舵入力による発生軸力、路面入力による発生軸力、エンドストッパ当て操舵による発生軸力等）に比して大きくなるように設定されていて、通常の操舵操作には支障がないように構成されている。
【００１６】
また、この実施形態においては、ステアリング機構１０の最弱部位に破損が生じる外部入力相当のトルク（ボールナット１２の回転力）のラックバー軸力に換算した値Ｆ３のバラツキＺ（破壊強度のバラツキ）が図２のようになっている。すなわち、この実施形態においては、歯飛びトルクＴ２のラックバー軸力に換算したバラツキＸの上限値ＸＵが、上記したバラツキＺの下限値ＺＬより小さくなるように設定されている。なお、上記した各バラツキＸ，Ｙ，Ｚは、種々な実験および解析によって求められている。
【００１７】
このため、この実施形態においては、電気モータ２０とステアリング機構１０のラック軸１１（出力部材）間の動力伝達系にて正常なトルクを上回るトルクが発生するときには、伝達機構３０において歯飛びが発生する前に、トルクリミッタ４０が機能（作動）する。したがって、伝達機構３０における歯飛びが防止されて、歯飛びに起因する音の発生や歯欠けの発生が防止される。
【００１８】
また、この実施形態においては、ステアリング機構１０に過大な外力（車輪からの力）が入力した場合、トルクリミッタ４０の機能（作動）または各プーリ３１，３２とベルト３３間での歯飛び（トルクリミッタ４０が機能しない場合）によって、過大なトルク伝達が抑制されて、ステアリング機構１０の破損が防止される。
【００１９】
上記した実施形態では、電気モータ２０の回転軸２１と駆動プーリ３１間に、トルクリミッタ４０が介装されるように構成して実施したが、本発明の実施に際しては、図３に示したように、従動プーリ３２とボールナット１２間にトルクリミッタ１４０が介装されるように構成して実施することも可能である。なお、本発明の実施に際して、トルクリミッタの介装位置（配設位置）は、電気モータとステアリング機構の出力部材（ラック軸１１）間の動力伝達系中であれば何れの位置であってもよく、上記した各実施形態に限定されるものではない。
【００２０】
また、上記した各実施形態では、車幅方向に配置されるラック軸１１に対して電気モータ２０が並列的に配置されている電動パワーステアリング装置１００に本発明を適用したが、これに限らず、本発明は、種々の電動パワーステアリング装置（例えば、車両前後方向に配置されるステアリングシャフトに対して電気モータが並列的に配置されている電動パワーステアリング装置）にも、同様にまたは適宜変更して実施することが可能である。
【図１】
2014115281.tif 000003
【図２】
2014115281.tif 000004
【図３】
2014115281.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成27年5月22日(2015.5.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリング機構と、このステアリング機構へのアシスト力を出力する電気モータと、歯付プーリと歯付ベルトを備えていて前記電気モータの出力を前記ステアリング機構に伝達する伝達機構と、前記電気モータと前記ステアリング機構の出力部材間にて伝達されるトルクの大きさに制限を与えるトルクリミッタを備えた電動パワーステアリング装置において、
前記歯付プーリと前記歯付ベルト間にて歯飛びが発生する歯飛びトルクのバラツキ下限値が、前記トルクリミッタにおけるリミットトルクのバラツキ上限値より大きく設定され、
前記歯付プーリと前記歯付ベルト間にて歯飛びが発生する歯飛びトルクのバラツキ上限値が、前記ステアリング機構の最弱部位に破損が生じる外部入力相当のトルクのバラツキ下限値より小さく設定されていることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【国際調査報告】
2014115281.tif 000006
2014115281.tif 000007