(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングホイールの回転に伴い軸方向移動することにより転舵輪を転舵させる転舵軸と、
前記転舵軸の外周側に設けられ、螺旋状の溝形状を有する転舵軸側ボールねじ溝と、
前記転舵軸を包囲するように環状に設けられたナットと、
前記ナットの内周側に設けられ、螺旋状の溝形状を有し、前記転舵軸側ボールねじ溝と共にボール循環溝を構成するナット側ボールねじ溝と、
前記ボール循環溝内に設けられた複数のボールと、
前記複数のボールを前記ボール循環溝の一端側から他端側へ循環させる循環機構と、から構成され、前記転舵軸に対する前記ナットの回転に伴い前記ボール循環溝内を前記複数のボールが移動し、前記ナットに対して前記転舵軸を前記転舵軸の長手方向に移動させるボールねじ機構と、
前記転舵軸を包囲するように円筒状に形成された出力プーリと、
前記出力プーリに形成されたスクリュ貫通孔と、
前記ナットに設けられ、前記スクリュ貫通孔と対応する位置に形成された雌ねじ部と、
前記スクリュ貫通孔を貫通し、前記雌ねじ部にねじ込まれることで前記ナットと前記出力プーリとを螺合するスクリュと、
前記出力プーリに設けられ、治具が当接することにより、前記ナットの回転軸周りにおける前記出力プーリの回転を規制する回転規制部と、
前記ナットの回転軸を第一基準軸線とし、前記第一基準軸線の放射方向を径方向としたとき、回転軸となる第二基準軸線が前記第一基準軸線に対し前記径方向にオフセットするように配置され、円筒状に形成された入力プーリと、
前記出力プーリと前記入力プーリとを跨ぐように設けられ、前記入力プーリの回転を前記出力プーリに伝達する伝達部材と、
前記入力プーリを回転駆動する電動モータと、
を有し、
前記出力プーリは、前記ナットの前記第一基準軸線方向一端側の端面と対向するように設けられた底部と、前記底部から前記第一基準軸線方向に延びるように円筒状に形成された筒状部と、から構成され、前記底部に設けられ、前記第一基準軸線の方向に貫通するように形成された治具貫通孔を有し、
前記第一基準軸線回りの方向を周方向としたとき、前記治具貫通孔は、前記第一基準軸線から前記治具貫通孔の内周面までの距離が大きい大径部と前記距離が小さい小径部とが前記周方向において交互に設けられ、
前記底部に対して前記第一基準軸線の前記ナット側を軸方向一方側、その反対側を軸方向他方側としたとき、前記大径部は、前記径方向において前記ナットとオーバラップすることにより前記ナットが前記軸方向他方側から前記大径部を介して露出するように形成され、かつ前記周方向において互いに対向する1対の内壁面を備え、
前記回転規制部は、前記1対の内壁面のうち少なくとも一方側に設けられ、
前記治具は、前記回転規制部と当接すると共に、前記大径部を介して露出した前記ナットに当接することにより、前記出力プーリと前記ナットの回転を規制することを特徴とするパワーステアリング装置。
【請求項２】
請求項１に記載のパワーステアリング装置において、
前記スクリュ貫通孔は、前記出力プーリの前記底部であって前記小径部の径方向外側に設けられることを特徴とするパワーステアリング装置。
【請求項３】
請求項１に記載のパワーステアリング装置において、
前記ナットは、前記軸方向他方側に向かって開口し、かつ前記第一基準軸線を中心として内径が徐々に増大するように設けられた傾斜部を備え、
前記治具貫通孔は、前記径方向において前記治具と当接する当接部を備え、前記治具が前記傾斜部と前記当接部と当接することにより前記ナットと前記出力プーリの回転軸を近づけるように形成されることを特徴とする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、パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の技術としては、下記の特許文献1に記載の技術が開示されている。特許文献1には、電動モータの駆動力を、駆動プーリ、ベルト、従動プーリを介してボールスクリュ機構に伝達し、ラック軸の軸方向駆動力とするものが開示されている。従動プーリはボールスクリュ機構にボルトによって締結されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2006-027577号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献1に記載の技術では、ボルトによって従動プーリをボールスクリュ機構に締結する際に、ボールスクリュ機構に対して従動プーリが回転してしまい、作業性が低下するおそれがある。
本発明は、上記問題に着目されたもので、その目的とするところは、スクリュ（ボルト）によって出力プーリ（従動プーリ）をナット（ボールスクリュ機構）に締結する際に、ナットに対する出力プーリの回転を抑制することができるパワーステアリング装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明のパワーステアリング装置では、出力プーリに設けられ、治具が当接することにより、ナットの回転軸周りにおける出力プーリの回転を規制する回転規制部を設けた。
【発明の効果】
【０００６】
よって、出力プーリをナットに締結する際に、出力プーリの回転を規制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施例1のパワーステアリング装置の正面図である。
【図２】実施例1のパワーステアリング装置の断面図である。
【図３】実施例1のパワーステアリング装置のアシスト機構付近の拡大断面図である。
【図４】実施例1の出力プーリの斜視図である。
【図５】実施例1のナットと出力プーリを組み付けた状態の図である。
【図６】実施例1のナットと出力プーリを組み付けた状態の断面図である。
【図７】実施例1のナットと出力プーリを組み付けた状態の断面図である。
【図８】実施例1の固定治具の斜視図である。
【図９】実施例1の固定治具の斜視図である。
【図１０】実施例1の固定治具を軸方向から見た図である。
【図１１】実施例1の固定治具の断面図である。
【図１２】比較例のパワーステアリング装置の斜視図である。
【図１３】比較例の出力プーリの斜視図である。
【図１４】比較例のナットと出力プーリを組み付けた状態の図である。
【図１５】比較例のナットと出力プーリを組み付けた状態の断面図である。
【図１６】比較例のナットと出力プーリを組み付けた状態の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
［実施例1］
実施例1のパワーステアリング装置1について説明する。実施例1のパワーステアリング装置1は、電動モータ40の駆動力をボールねじ機構26を介して転舵軸10に伝達することで運転者の操舵力に対するアシスト力を付与するものである。
〔パワーステアリング装置の構成〕
図1はパワーステアリング装置1の正面図である。図2はパワーステアリング装置1を転舵軸10の軸線上で切断した断面図である。
パワーステアリング装置1は、運転者が操舵したステアリングホイールの回転を、転舵輪を転舵させる転舵軸10に伝達する操舵機構2と、転舵軸10にアシスト力を付与するアシスト機構3とを有している。
パワーステアリング装置1の各構成要素は、第一ハウジング31、第二ハウジング32およびモータハウジング33からなるハウジング30内に収容されている。
操舵機構2は、ステアリングホイールに連結する操舵入力軸80と、操舵入力軸80と一体に回転するピニオン81を有している。ピニオン81は、転舵軸10の外周に形成されたラックと噛み合っている。
【０００９】
アシスト機構3は、電動モータ40と、電動モータ40の出力を転舵軸10に伝達するボールねじ機構26とを有している。電動モータ40は、運転者によりステアリングホイールに入力された操舵トルクおよび操舵量に応じてモータコントローラにより出力が制御されている。
ボールねじ機構26は、ナット20と出力プーリ27とを有している。出力プーリ27の外見は円筒状の部材であって、ナット20に一体回転可能に固定されている。電動モータ40の駆動軸40aには円筒状の入力プーリ35が一体に回転するように固定されている。ナット20の回転軸を第一基準軸線L1とし、入力プーリ35の回転軸を第二基準軸線L2とする。第二基準軸線L2は、第一基準軸線L1に対して径方向にオフセットするように配置される。なお、ナット20に一体に固定されている出力プーリ27も第一基準軸線L1を回転軸としている。
【００１０】
入力プーリ35と出力プーリ27との間にはベルト28が巻回されている。ベルト28は樹脂によって形成されている。電動モータ40の駆動力は入力プーリ35、ベルト28、出力プーリ27を介してナット20に伝達される。入力プーリ35の外径は出力プーリ27の外径より小さく形成されている。入力プーリ35、出力プーリ27およびベルト28によって減速機が構成されている。
ナット20は、転舵軸10を包囲するように円筒状に形成され、転舵軸10に対し回転自在に設けられている。ナット20の内周には、螺旋状に溝が形成されており、この溝がナット側ボールねじ溝21を構成している。転舵軸10の外周にはラックが形成されている部分とは軸方向に離れた位置に螺旋状の溝が形成されており、この溝が転舵軸側ボールねじ溝11を構成している。
転舵軸10にナット20を挿入した状態で、ナット側ボールねじ溝21と転舵軸側ボールねじ溝11とによってボール循環溝12を形成している。ボール循環溝12内には金属製の複数のボール22が充填されている。ナット20が回転するとボール循環溝12内をボール22が移動することにより、ナット20に対して転舵軸10が長手方向に移動する。
【００１１】
〔ナットの構成〕
図3はパワーステアリング装置1のアシスト機構3付近の拡大断面図である。
ナット20は軸受24によって第一ハウジング31に回転自在に軸支されている。軸受24は、アウタレース24aとインナレース24bとを有している。アウタレース24aとインナレース24bとの間にはボール24cが設けられている。インナレース24bは、ナット20の軸方向の図中左側（操舵機構2側）に、ナット20と一体に形成されている。
ナット20のインナレース24bよりも軸方向の図中右側は、本体部20aを構成している。本体部20aの外周には、ボール循環溝12の端部に連通する接続孔が設けられており、この接続孔にボールチューブ23が挿入されている。ボールチューブ23はボール循環溝12の両端部を繋ぎ、ボール22はボール循環溝12とボールチューブ23内を循環可能とされている。
ナット20の図中右側の端面には雌ねじ部20cが形成されている。雌ねじ部20cは、後述する出力プーリ27のスクリュ貫通孔27fと対応する位置に形成されている。スクリュ貫通孔27fを貫通したスクリュ41が雌ねじ部20cと螺合されて、ナット20と出力プーリ27とを締結する。ナット20の軸方向の図中右側の開口部には傾斜部20bが形成されている。傾斜部20bは、内径が徐々に増大するように形成されている。
【００１２】
〔出力プーリの構成〕
図4は出力プーリ27の斜視図である。出力プーリ27は、有底カップ状に形成されている。出力プーリ27の底が底部27aを構成している。底部27aの外周面から第一基準軸線L1方向に伸びるように円筒状に形成された筒状部27bが形成されている。
底部27aには、第一基準軸線L1の方向に貫通する貫通孔27cを有している。貫通孔27cは、第一基準軸線L1から貫通孔27cの内周までの距離が大きい大径部27dと、距離が小さい小径部27eとが周方向において交互に設けられている。大径部27dと小径部27eとの間は、互いに対向する1対の治具当接部27gを形成している。貫通孔27cは、転舵軸10が挿入されている。
小径部27eの径方向外側には、ナット20と出力プーリ27とを締結するスクリュ41が貫通するスクリュ貫通孔27fが形成されている。
【００１３】
〔ナットと出力プーリの組み付け〕
図5はナット20と出力プーリ27を組み付けた状態の図である。図6は図5のA-A断面図である。図7は図5のB-B断面図である。
ナット20の軸方向の図6,7中右側の一部が、出力プーリ27の内周に収容される。ナット20の図6,7中右側の端面が、出力プーリ27の底部27aと対向している。図5のようにナット20および出力プーリ27を軸方向から見たときに、ナット20の図6,7中右側の端面の一部が貫通孔27cの大径部27dを介して露出している。
【００１４】
〔固定治具の構成〕
図8は固定治具29の斜視図である。図9は固定治具29の斜視図である。図10は固定治具29を軸方向から見た図である。図11は図10のC-C断面図である。
固定治具29は六角柱状の保持部29ａの先端に出力プーリ27の貫通孔27cに嵌合可能に形成した挿入部29bが形成されている。挿入部29bは、外径が貫通孔27cの大径部27dの内径よりも若干小径に形成された大径部29dと、外径が小径部27eの内径よりも若干小径に形成された小径部29eとが周方向において交互に設けられている。大径部29dと小径部29eとの間は、大径部29dの両端側に1対の出力プーリ当接部29fを構成している。また大径部29dの側面（保持部29aと反対側の側面）は、ナット当接部29gを構成している。
挿入部29bに隣接して、ナット20の傾斜部20bに嵌合可能に形成した軸心調整部29cが形成されている。軸心調整部29cは、先端に向かうに連れて外径が徐々に減少するように形成されている。固定治具29は中空に形成されている。
ナット20と出力プーリ27とをスクリュ41により締結するときには、ナット20を出力プーリ27に挿入した状態で、貫通孔27cに固定治具29の挿入部29bを挿入する。これにより、挿入部29bと貫通孔27cとが嵌合する。また、軸心調整部29cと傾斜部20bとが嵌合する。また、ナット当接部29gがナット20の軸方向端面のうちの大径部27dを介して露出している部分と当接する。そして、保持部29aを他の治具で回転不能の保持をする。
締結時にナット20に対して出力プーリ27が回転しようとすると、挿入部29bの出力プーリ当接部29fが貫通孔27cの1対の治具当接部27gのうち一方と当接して回転を規制する。出力プーリ当接部29fと当接する治具当接部27gは回転規制部27hを構成している。
軸心調整部29cがナット20の傾斜部20bと嵌合することにより、ナット20の軸心と出力プーリ27の軸心とを近づける。また、ナット当接部29gがナット20の端面に当接することによりナット20の回転を規制する。
【００１５】
〔比較例〕
比較例として、ナット20に対して出力プーリ27の相対回転を規制する従来の機構について説明する。
図12はパワーステアリング装置1の斜視図であり、第二ハウジング32およびモータハウジング33を外した状態の図である。図13は出力プーリ27の斜視図である。図14はナット20と出力プーリ27を組み付けた状態の図である。図15は図14のD-D断面図である。図16は図14のE-E断面図である。
実施例1では貫通孔27cを大径部27dと小径部27eにより構成していた。比較例では貫通孔27cを小径部27eと同等の径の円状に形成している。また比較例では、底部27aに回転止用孔27iが形成されている。回転止用孔27iは底部27aを貫通する貫通孔である。回転止用孔27iは2箇所に設けられている。
スクリュ41によりナット20と出力プーリ27とを螺合する作業の際には、回転止用孔27iに治具を挿入し、ナット20に対して出力プーリ27が回転しないようにしている。
比較例では、スクリュ41によるナット20と出力プーリ27とを螺合する作業のためだけに、底部27aに孔加工をしなければならなかった、
【００１６】
〔作用〕
スクリュ41によりナット20と出力プーリ27とを螺合する作業の際に、ナット20に対して出力プーリ27が回転してしまうと、作業性が低下するおそれがある。また、作業中にナット20の軸心と出力プーリ27の軸心とがずれるおそれがある。
そこで実施例1では、固定治具29と出力プーリ27の回転規制部27hが当接することにより、ナット20に対する出力プーリ27の回転を規制するようにした。これにより、ナット20に対する出力プーリ27の回転が規制されるため、作業性を向上することができる。また、作業中のナット20の軸心と出力プーリ27の軸心とのずれを抑制することができる。
出力プーリ27の軸方向長さは、ベルト28が巻回できる分を最低限確保する必要がある。実施例1では、回転規制部27hを出力プーリ27の底部27aに設けた。回転規制部27hを出力プーリ27の筒状部27bに設けないため、出力プーリ27の軸方向長さはベルト28が巻回できる分だけ確保すれば良く、出力プーリ27の軸方向長さの短縮化することができる。
【００１７】
ナット20に対する出力プーリ27の回転を規制するためには、ナット20の回転も規制する必要がある。
そこで実施例1では、固定治具29が出力プーリ27の回転規制部27hに当接するとともに、ナット20の軸方向端面のうち大径部27dを介して露出した部分に当接することにより、出力プーリ27とナット20の回転を規制するようにした。
これにより、固定治具29が出力プーリ27とともにナット20の回転も規制することができる。したがって、ナット20と出力プーリ27の相対位置ずれが抑制され、ナット20と出力プーリ27の同軸性を向上させることができる。
出力プーリ27のスクリュ貫通孔27fを底部27aの外周側に設けるほど、出力プーリ27の径が大型化する。そこで実施例1では、スクリュ貫通孔27fを貫通孔27cの小径部27eの径方向外側に設けるようにした。
これにより、スクリュ貫通孔27fを大径部27dの径方向外側に設ける場合に比べ、出力プーリ27の径を小型化することができる。
【００１８】
スクリュ41によりナット20と出力プーリ27とを螺合する作業時に、ナット20と出力プーリ27の同軸性が損なわれるおそれがあった。
そこで実施例1では、固定治具29の出力プーリ当接部29fが出力プーリ27の回転規制部27hに当接するとともに、固定治具29の軸心調整部29cがナット20の傾斜部20bに当接するようにした。
これにより、ナット20の軸心と出力プーリ27の軸心とを近づけた状態で、スクリュ41による締結作業が行えるため、ナット20と出力プーリ27の同軸性を向上させることができる。
【００１９】
〔効果〕
(1) ステアリングホイールの回転に伴い軸方向移動することにより転舵輪を転舵させる転舵軸10と、転舵軸10の外周側に設けられ、螺旋状の溝形状を有する転舵軸側ボールねじ溝11と、転舵軸10を包囲するように環状に設けられたナット20と、ナット20の内周側に設けられ、螺旋状の溝形状を有し、転舵軸側ボールねじ溝11と共にボール循環溝12を構成するナット側ボールねじ溝21と、ボール循環溝内に設けられた複数のボール22と、複数のボール22をボール循環溝12の一端側から他端側へ循環させるボールチューブ23（循環機構）と、から構成され、転舵軸10に対するナット20の回転に伴いボール循環溝12内を複数のボール22が移動し、ナット20に対して転舵軸10を転舵軸10の長手方向に移動させるボールねじ機構26と、転舵軸10を包囲するように円筒状に形成された出力プーリ27と、出力プーリ27に形成されたスクリュ貫通孔27fと、ナット20に設けられ、スクリュ貫通孔27fと対応する位置に形成された雌ねじ部20cと、スクリュ貫通孔27fを貫通し、雌ねじ部20cにねじ込まれることでナット20と出力プーリ27とを螺合するスクリュ41と、出力プーリ27に設けられ、固定治具29（治具）が当接することにより、ナット20の回転軸周りにおける出力プーリ27の回転を規制する回転規制部27hと、ナット20の回転軸を第一基準軸線L1とし、第一基準軸線L1の放射方向を径方向としたとき、回転軸となる第二基準軸線L2が第一基準軸線L1に対し径方向にオフセットするように配置され、円筒状に形成された入力プーリ35と、出力プーリ27と入力プーリ35とを跨ぐように設けられ、入力プーリ35の回転を出力プーリ27に伝達するベルト28（伝達部材）と、入力プーリ35を回転駆動する電動モータ40と、を設けた。
よって、ナット20に対する出力プーリ27の回転が規制されるため、作業性を向上することができる。また、作業中のナット20の軸心と出力プーリ27の軸心とのずれを抑制することができる。
【００２０】
(2) 出力プーリ27は、ナット20の第一基準軸線L1方向一端側の端面と対向するように設けられた底部27aと、底部27aから第一基準軸線L1方向に延びるように円筒状に形成された筒状部27bと、から構成され、回転規制部27hは、底部27aに設けられるようにした。
よって、出力プーリ27の軸方向長さの短縮化することができる。
(3) 出力プーリ27は、底部27aに設けられ、第一基準軸線L1の方向に貫通するように形成された貫通孔27c（治具貫通孔）を有し、第一基準軸線L1回りの方向を周方向としたとき、貫通孔27cは、第一基準軸線L1から貫通孔27cの内周面までの距離が大きい大径部27dと距離が小さい小径部27eとが周方向において交互に設けられ、底部27aに対して第一基準軸線のナット20側を軸方向一方側、その反対側を軸方向他方側としたとき、大径部27dは、径方向においてナット20とオーバラップすることによりナット20が軸方向他方側から大径部27dを介して露出するように形成され、かつ周方向において互いに対向する1対の治具当接部27g（内壁面）を備え、回転規制部27hは、1対の治具当接部27gのうち少なくとも一方側に設けられ、固定治具29は、回転規制部27hと当接すると共に、大径部27dを介して露出したナット20に当接することにより、出力プーリ27とナット20の回転を規制するようにした。
よって、ナット20と出力プーリ27の相対位置ずれが抑制され、ナット20と出力プーリ27の同軸性を向上させることができる。
【００２１】
(4) スクリュ貫通孔27fは、出力プーリ27の底部27aであって小径部27eの径方向外側に設けられるようにした。
よって、出力プーリ27の径を小型化することができる。
(5) ナット20は、軸方向他方側に向かって開口し、かつ第一基準軸線L1を中心として内径が徐々に増大するように設けられた傾斜部20bを備え、貫通孔27cは、径方向において固定治具29と当接する回転規制部27h（当接部）を備え、固定治具29が傾斜部20bと回転規制部27hと当接することによりナット20と出力プーリ27の回転軸を近づけるように形成されるようにした。
よって、ナット20と出力プーリ27の同軸性を向上させることができる。
【００２２】
［他の実施例］
以上、本発明を実施例1に基づいて説明してきたが、各発明の具体的な構成は実施例1に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
【符号の説明】
【００２３】
10    転舵軸
11    転舵軸側ボールねじ溝
12    ボール循環溝
20    ナット
20b    傾斜部
20c    雌ねじ部
21    ナット側ボールねじ溝
22    ボール
23    ボールチューブ（循環機構）
26    ボールねじ機構
27    出力プーリ
27a    底部
27b    筒状部
27c    貫通孔（治具貫通孔）
27d    大径部
27e    小径部
27g    治具当接部（内壁面）
27f    スクリュ貫通孔
27h    回転規制部
28    ベルト（伝達部材）
29    固定治具（治具）
35    入力プーリ
40    電動モータ
41    スクリュ
【図１】
0006379414.tif 000002
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
0006379414.tif 000012
【図１２】
0006379414.tif 000013
【図１３】
0006379414.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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