JP2014100934A - ステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンド当て時に駆動プーリ及びベルトの双方に設けられた歯部同士の噛み合い位置がずれることを抑制できるステアリング装置を提供する。
【解決手段】駆動プーリ４６は、ベルト歯部６２に対する歯丈方向の噛み合い量が相対的に大きい駆動歯部６０Ａと、ベルト歯部６２に対する歯丈方向の噛み合い量が相対的に小さい駆動歯部６０Ｂとを有し、駆動歯部６０Ａは、ラック軸の軸線方向の端部にラック軸と転舵輪とを駆動連結するように装着されたラックエンドが、転舵軸の軸線方向への移動に伴いラックハウジングに対して当接する場合に、ベルト歯部６２に対して噛み合い始める。
【選択図】図３

Description

本発明は、駆動源の駆動力を駆動プーリと従動プーリの間に掛装されたベルトを通じて転舵軸に伝達するステアリング装置に関する。

従来から、電動モータの回転をラック軸（転舵軸）に当該ラック軸の軸線方向に沿う往復動に変換して伝達することにより、操舵系にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与するステアリング装置が知られている。また、こうしたステアリング装置の一種として、モータの軸線がラック軸と平行となるように配置された所謂ラックパラレル型のステアリング装置（以下、「ＲＰ型ＥＰＳ装置」ともいう。）がある（例えば、特許文献１参照）。

このＲＰ型ＥＰＳ装置では、電動モータの駆動時に、電動モータの回転軸と一体回転する駆動プーリの回転力がベルトを通じて従動プーリに伝達されることにより、従動プーリが駆動プーリに連れ回るように回転する。また、従動プーリの回転力は、ボールねじ機構を通じてラック軸の往復動に変換されて伝達される。

また、このＲＰ型ＥＰＳ装置では、両プーリ及びベルトの双方に設けられた歯部同士を互いに噛み合わせている。この場合、電動モータの駆動力はベルトを通じて確実に伝達されるものの、両プーリ及びベルトの双方に設けられた歯部同士の噛み合い位置がずれると、ベルトが伸びて損傷してしまう虞があった。そのため、こうしたステアリング装置では、両プーリ間に掛装されるベルトの張力を調整することにより、両プーリ及びベルトの双方に設けられた歯部同士の噛み合い位置がずれることを抑制している。

特表２００４−０１８２７９号公報

ところで、上記のＲＰ型ＥＰＳ装置では、ラック軸を収容するラックハウジングにラック軸の端部に設けられたラックエンドが当接してラック軸の移動が機械的に規制されることにより、ラック軸の往復動範囲、すなわち転舵輪の可動範囲が定められている。そのため、ステアリングホイールが許容される最大舵角近傍まで操作されている状態、すなわち転舵輪がその可動限界付近まで回転している状態において、速い操舵角速度で切り込み操作が行われると、ラック軸がラックハウジングに衝突する所謂エンド当てが生じる。

そして、エンド当てが生じた場合には、ラック軸の軸線方向の移動が停止されると共に、ラック軸に対してボールねじ機構を介して連結された従動プーリの回転も停止される。その一方、駆動モータの回転軸は駆動モータの駆動が停止された後も慣性に従って若干回転し続ける。すなわち、駆動プーリは、従動プーリの回転の停止に伴って両プーリ間におけるベルトの周回が停止された後も、ベルトに対して噛み合った状態で回転し続ける。その結果、両プーリ間に掛装されるベルトの張力を調整したとしても、駆動プーリからベルトに対してベルトの周回方向に力が作用することにより、駆動プーリ及びベルトに設けられた歯部同士の噛み合い位置がずれてしまう虞があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、エンド当て時に駆動プーリ及びベルトの双方に設けられた歯部同士の噛み合い位置がずれることを抑制できるステアリング装置を提供することにある。

以下、上記課題を解決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ステアリング装置は、駆動源から伝達される駆動力に基づいて回動する駆動プーリと、前記駆動プーリの回動軸線と平行に延びる回動軸線を中心として回動する従動プーリと、前記両プーリの間に周回可能に掛装されるベルトと、を備え、前記駆動源から前記駆動プーリ及び前記ベルトを通じて前記従動プーリに伝達される駆動力を、ハウジング内を軸線方向に往復動可能な転舵軸の往復動に変換して伝達するステアリング装置であって、前記駆動プーリは、前記駆動プーリの回動方向に間隔をおいて複数の駆動歯部を有し、前記ベルトは、前記駆動歯部に対して噛合可能なベルト歯部を前記両プーリ間における前記ベルトの周回方向に間隔をおいて複数有し、前記駆動プーリ及び前記ベルトは、互いの歯部の歯丈方向の噛み合い量が相対的に大きい第１歯部領域と、互いの歯部の歯丈方向の噛み合い量が相対的に小さい第２歯部領域とを有し、前記第１歯部領域は、前記転舵軸の軸線方向の端部に当該転舵軸と転舵輪とを駆動連結するように装着されたジョイントが、前記転舵軸の軸線方向への移動に伴い前記ハウジングに対して当接する場合に、前記駆動歯部及び前記ベルト歯部が互いに噛み合い始める歯部領域であることを要旨とする。

上記構成によれば、ジョイントが転舵軸の軸線方向への移動に伴いハウジングに対して当接する、所謂エンド当て時には、歯丈方向の噛み合い量が相対的に大きい第１歯部領域にて互いの歯部同士が噛み合うため、駆動歯部とベルト歯部との噛み合い位置がずれることを抑制できる。また、非エンド当て時には、歯丈方向の噛み合い量が相対的に小さく、歯部同士の接触面が相対的に小さい第２歯部領域にて互いの歯部同士が噛み合うため、歯部同士が磨耗して駆動プーリ及びベルトの耐久性が低下することを抑制できる。

また、上記ステアリング装置において、前記第１歯部領域を構成する前記駆動歯部の歯丈は、前記第２歯部領域を構成する前記駆動歯部の歯丈よりも高いことが好ましい。
上記構成によれば、第１歯部領域における歯部同士の歯丈方向の噛み合い量を、第２歯部領域における歯部同士の歯丈方向の噛み合い量よりも大きくする構成を容易に実現できる。

また、上記ステアリング装置において、前記転舵軸が軸線方向における往復動範囲の中央位置から前記ジョイントを前記転舵軸の軸線方向において前記ハウジングに対して当接させる当接位置まで移動する間の前記駆動プーリの回動数は、前記両プーリの回動軸線を結ぶ直線に対し、前記ベルトにおいて前記両プーリの間に掛装されている部分が交差する角度である接触角をＡとした場合に、「整数＋０．２５＋Ａ／３６０」又は「整数＋０．７５＋Ａ／３６０」であることが好ましい。

上記構成によれば、転舵軸が中央位置から軸線方向の一方側に移動して当接位置に位置する場合、第１歯部領域は、駆動プーリに設けられた複数の駆動歯部のうち、ベルト歯部に対して噛み合い始める歯部領域とされている。そのため、転舵軸が中央位置に位置する場合、第１歯部領域は、駆動プーリの外周面のうち、ベルト歯部が噛み合い始める部分に対して駆動プーリの回動方向の一方側に約１／４周（又は約３／４周）ずれた位置となる、両プーリの回動軸線の間を結ぶ直線上に配置される。また、転舵軸が中央位置から軸線方向の他方側に移動して当接位置に位置する場合にも、第１歯部領域は、駆動プーリに設けられた複数の駆動歯部のうち、ベルト歯部に対して噛み合い始める歯部領域とされている。そのため、転舵軸が中央位置に位置する場合、第１歯部領域は、駆動プーリの外周面のうち、ベルト歯部が噛み合い始める部分に対して駆動プーリの回動方向の他方側に約１／４周（又は約３／４周）ずれた位置となる、両プーリの回動軸線の間を結ぶ直線上に配置される。したがって、駆動プーリの外周面のうち、転舵軸が中央位置に位置するときに、両プーリの回動軸線の間を結ぶ直線上に位置する一箇所が第１歯部領域とされている。そして、転舵軸が軸線方向の一方側又は他方側に移動してジョイントがハウジングに衝突する双方向のエンド当て時において、駆動歯部とベルト歯部との噛み合い位置がずれることを抑制できる。

また、上記ステアリング装置において、前記ベルト歯部の数は、前記駆動歯部の数の非整数倍であることが好ましい。
上記構成によれば、ベルトが両プーリの間を周回するごとに、駆動歯部は、ベルトに設けられた複数のベルト歯部のうち異なるベルト歯部に対して噛み合う。そのため、第１歯部領域を構成する駆動歯部が、ベルトに設けられた複数のベルト歯部のうち、特定のベルト歯部に対して繰り返し噛み合うことがない。したがって、特定のベルト歯部が集中的に磨耗してベルトの耐久性が低下することを抑制できる。

また、上記ステアリング装置において、前記第１歯部領域を構成する前記ベルト歯部の歯丈は、前記第２歯部領域を構成する前記ベルト歯部の歯丈よりも高いことが好ましい。
上記構成によれば、第１歯部領域における歯部同士の歯丈方向の噛み合い量を、第２歯部領域における歯部同士の歯丈方向の噛み合い量よりも大きくする構成を容易に実現できる。

本発明によれば、エンド当て時に駆動プーリ及びベルトの双方に設けられた歯部同士の噛み合い位置がずれることを抑制できる。

実施形態のステアリング装置の模式図。 ステアリング装置の要部を模式的に示す断面図。 ラック軸が軸方向の中央位置に位置する状態において、駆動プーリ及び従動プーリに掛装されているベルトの断面図。 ラック軸が軸方向における第一端側の当接位置に位置する状態において、駆動プーリ及び従動プーリに掛装されているベルトの断面図。 ラック軸が軸方向における第二端側の当接位置に位置する状態において、駆動プーリ及び従動プーリに掛装されているベルトの断面図。 ラック軸が軸方向の中央位置に位置する状態において、駆動プーリ及び従動プーリに掛装されている別の実施形態のベルトの断面図。 ラック軸が軸方向における第一端側の当接位置に位置する状態において、駆動プーリ及び従動プーリに掛装されている別の実施形態のベルトの断面図。 ラック軸が軸方向における第二端側の当接位置に位置する状態において、駆動プーリ及び従動プーリに掛装されている別の実施形態のベルトの断面図。 ラック軸が軸方向の中央位置に位置する状態において、駆動プーリ及び従動プーリに掛装されている別の実施形態のベルトの断面図。

以下、ステアリング装置の一実施形態について、図を参照して説明する。
図１に示すように、ステアリング装置１０は、ステアリングホイール１１の回転を転舵輪１２に伝達する操舵角伝達機構１３と、ステアリングホイール１１の操舵を補助するアシスト装置１４とを備えている。また、ステアリング装置１０は、車両の幅方向に延びるハウジングとしてのラックハウジング１５と、該ラックハウジング１５内で車両の幅方向に延びる転舵軸としてのラック軸１６とを備えている。なお、以下では、車両の幅方向を軸線方向とするラック軸１６に倣って、車両の幅方向を軸線方向Ｘともいう。

操舵角伝達機構１３は、ステアリングホイール１１とともに回転するステアリングシャフト１７と、該ステアリングシャフト１７の回転をラック軸１６の直線運動に変換するラックアンドピニオン機構１８とを備えている。すなわち、運転者によってステアリングホイール１１が操舵されると、ラック軸１６を軸線方向Ｘに移動させる操舵入力が操舵角伝達機構１３を介してラック軸１６に入力される。

アシスト装置１４は、ラックハウジング１５の外側に配置された駆動源としてのモータ１９と、該モータ１９からベルト２０を通じて駆動力が伝達されるボール螺子機構２１とを備えている。アシスト装置１４は、運転者によるステアリングホイール１１の操舵に連動して、ラック軸１６を軸線方向Ｘに移動させるアシスト力を出力することを可能としている。

また、ラック軸１６の両端には、その軸端部に設けられたジョイントとしてのラックエンド２２を介してタイロッド２３が回動自在に連結されている。このタイロッド２３の先端は、転舵輪１２が組付けられた図示しないナックルに連結されている。すなわち、ラック軸１６の両端部に装着されたラックエンド２２は、ラック軸１６と転舵輪１２とを駆動連結している。

こうして、運転者がステアリングホイール１１を操舵することでラック軸１６に入力される操舵入力と、操舵に連動してアシスト装置１４が出力するアシスト力によって、ラック軸１６は軸線方向Ｘに直線移動する。そして、ラック軸１６の直線移動が、ラック軸１６の両端に連結されたタイロッド２３を介してナックルに伝達されることにより、転舵輪１２の舵角、すなわち車両の進行方向が変更される。

図２に示すように、ラックハウジング１５は、車両の幅方向の一方側端部（図２では左端部）付近を除く幅方向のほぼ全体に亘るように配置され、ラック軸１６のほぼ全体を収容する第１ラックハウジング３０と、車両の幅方向の一方側端部に配置され、ラック軸１６の一方側端部の一部を収容する第２ラックハウジング３１とを備えている。

第１ラックハウジング３０は、ラック軸１６の外径よりも大きな内径のラック軸挿通孔３２を有する円筒形状の第１本体部３３を備え、その第１本体部３３における第２ラックハウジング３１側の端部には外向きのフランジ部３４が形成されている。また、フランジ部３４におけるラック軸挿通孔３２の上側となる部分からはモータ１９を取り付け可能な板状の膨出部３５が上方へ膨出するように一体形成されている。そして、この膨出部３５には、ラック軸挿通孔３２よりも内径が小さな円形の貫通孔３６がラック軸挿通孔３２の上方となる位置で同軸方向に形成されている。

一方、第２ラックハウジング３１は、第１ラックハウジング３０の第１本体部３３と同様の円筒形状をなす第２本体部３８を備え、その第２本体部３８における第１ラックハウジング３０側の端部には、開口縁形状が第１ラックハウジング３０における第２ラックハウジング３１側の端部の輪郭形状と対応した形状をなす収容部３９が形成されている。そして、両ラックハウジング３０，３１は、第１ラックハウジング３０におけるフランジ部３４及び膨出部３５が形成された端部と第２ラックハウジング３１における収容部３９が形成された端部とを接合させた状態で図示しないボルトによって連結されている。

第１ラックハウジング３０における膨出部３５の貫通孔３６には、モータ１９の回転軸４０及び図示しないロータ等からなるモータ本体を内側に収容するモータハウジング４１の一部が挿入されている。具体的には、モータハウジング４１の先端側（図２における左端側であって、モータ１９の回転軸４０のフロント側）には略円筒状の小径部４２が形成されており、この小径部４２が貫通孔３６を通じて収容部３９の内側に挿入されている。小径部４２における先端側部位４２ａ（図２では左端側の部位）及び基端側部位４２ｂ（図２では右端側の部位）は、小径部４２における他の部分（すなわち、軸線方向の中間部位）よりも内径及び外径が大きい。

モータハウジング４１における小径部４２の先端側部位４２ａ及び基端側部位４２ｂの内側には、ボールベアリングからなる軸受４３，４４がそれぞれ収容されている。そして、これらの軸受４３，４４には、モータ１９の回転軸４０に対して一体回転可能に連結された略円柱状をなす駆動プーリ４６が回転可能に支持されている。なお、小径部４２の中心軸線は、駆動プーリ４６の回動軸線Ｓ１と一致し、駆動プーリ４６の回動軸線Ｓ１は、ラック軸１６の中心軸線と平行に延びている。また、小径部４２の先端側部位４２ａの先端面は収容部３９の内底面３９ａに対して接触している。

モータハウジング４１における小径部４２の基端側部位４２ｂの外径は、貫通孔３６の内径と同程度となっている。そして、小径部４２の基端側部位４２ｂは、膨出部３５の貫通孔３６に対して内側から嵌め込まれた状態で、図示しないボルトによってラックハウジング１５に対して固定されている。

ボール螺子機構２１は、ラック軸１６の外径よりも大きな内径を有する略円筒状のボール螺子ナット５０と、ラック軸１６を中心とする径方向においてボール螺子ナット５０の内周面とラック軸１６の外周面との間に配置される複数のボール５１とを備えている。ボール螺子ナット５０における軸線方向Ｘの一方側（図２では右側）の端部は、ボールベアリングからなる軸受５２を介して第１ラックハウジング３０の第１本体部３３に対して回転可能に支持されている。なお、図２では図示を省略しているが、ラック軸１６の軸線方向Ｘにおける一部には雌ねじ加工が施されており、この雌ねじ加工が施された部位に対してボール５１を介してボール螺子ナット５０が螺合している。

ボール螺子ナット５０における軸受５２が設けられた端部とは反対側の端部には、略円環状をなす従動プーリ５３がボール螺子ナット５０に対して一体回転可能に支持されている。従動プーリ５３の外径は、駆動プーリ４６の外径よりも大きい。また、従動プーリ５３の回動軸線Ｓ２は、ラック軸１６の中心軸線と一致している。そのため、従動プーリ５３の回動軸線Ｓ２は、駆動プーリ４６の回動軸線Ｓ１と平行に延びている。また、駆動プーリ４６と従動プーリ５３との間には、環状をなす無端状のベルト２０が掛装されている。なお、ベルト２０は、小径部４２における先端側部位４２ａと基端側部位４２ｂとの間の部分の下面に形成された挿通孔５５を上下に挿通している。

そして、モータ１９の駆動に伴って駆動プーリ４６が回転すると、駆動プーリ４６の回転力がベルト２０を介して従動プーリ５３に伝達される。すると、こうした従動プーリ５３の回転がボール螺子ナット５０に伝達され、ボール螺子ナット５０を備えるボール螺子機構２１により、従動プーリ５３の回転力がラック軸１６を軸線方向Ｘに移動させるアシスト力に変換される。その結果、運転手によるステアリング操作に基づいたラック軸１６の軸線方向Ｘへの移動がアシスト装置１４によって補助されることにより、転舵輪１２の舵角が変更される。

次に、ベルト２０、及びこのベルト２０が掛装される両プーリ４６，５３の構成について説明する。
図３に示すように、駆動プーリ４６は、複数の駆動歯部６０を有する歯付きプーリである。これらの駆動歯部６０は、駆動プーリ４６の回動軸線Ｓ１を中心とした周方向に間隔をおいて駆動プーリ４６の外周面の全域に亘って設けられている。また、これらの駆動歯部６０のうち、駆動プーリ４６の回動軸線Ｓ１を中心とした周方向において連続して隣り合う３個の駆動歯部６０Ａ（図３では、鉛直下方に向けて突出した歯部及びその両隣の歯部）の歯丈は、他の駆動歯部６０Ｂの歯丈よりも高い。

従動プーリ５３も同様に、複数の従動歯部６１を有する歯付きプーリである。これらの従動歯部６１は、従動プーリ５３の回動軸線Ｓ２を中心とした周方向に間隔をおいて従動プーリ５３の外周面の全域に亘って設けられている。なお、全ての従動歯部６１の歯丈は互いに等しい。

一方、ベルト２０は、駆動プーリ４６の駆動歯部６０及び従動プーリ５３の従動歯部６１に噛み合うベルト歯部６２を有する歯付きベルトである。これらのベルト歯部６２は、ベルト２０において両プーリ４６，５３の間に掛装される内周面２０ａに対してベルト２０の長さ方向の全域に亘って設けられている。なお、全てのベルト歯部６２の歯丈は互いに等しい。

ベルト２０は、駆動プーリ４６の駆動歯部６０及び従動プーリ５３の従動歯部６１に対してベルト歯部６２を噛み合わせた状態で両プーリ４６，５３の間に掛装されることにより、両プーリ４６，５３の間を動力伝達可能に連結している。この場合、駆動プーリ４６の駆動歯部６０のうち、相対的に歯丈の高い駆動歯部６０Ａは、相対的に歯丈の低い他の駆動歯部６０Ｂと比較して、ベルト２０のベルト歯部６２に対する歯丈方向の噛み合い量が大きい。この点で、本実施形態では、駆動プーリ４６の駆動歯部６０のうち、相対的に歯丈の高い駆動歯部６０Ａが第１歯部領域を構成していると共に、相対的に歯丈の低い他の駆動歯部６０Ｂが第２歯部領域を構成している。

なお、本実施形態では、従動プーリ５３の従動歯部６１の数が４８個であるのに対し、駆動プーリ４６の駆動歯部６０の数が１２個となっており、その比率（駆動歯部６０の数／従動歯部６１の数）は０．２５となっている。そのため、駆動プーリ４６の回転力がベルト２０を通じて従動プーリ５３に伝達される場合には、駆動プーリ４６が一回転する間に従動プーリ５３が０．２５回転している。したがって、駆動プーリ４６からベルト２０を通じて従動プーリ５３に伝達される回転力は、従動プーリ５３の従動歯部６１の数に対する駆動プーリ４６の駆動歯部６０の数の比率である０．２５倍に回転数が減速されている。

また、本実施形態では、駆動プーリ４６の駆動歯部６０の数が１２個であるのに対し、ベルト２０のベルト歯部６２の数が７１個となっており、ベルト２０のベルト歯部６２の数が駆動プーリ４６の駆動歯部６０の数の非整数倍となっている。そのため、駆動プーリ４６の駆動歯部６０は、ベルト２０が両プーリ４６，５３の間を一回転周回するごとに、ベルト２０に設けられた複数のベルト歯部６２のうち、周回前とは互いに異なるベルト歯部６２に対して噛み合っている。

また、本実施形態では、駆動プーリ４６における回動軸線Ｓ１を中心とした回動径Ｌ１は、従動プーリ５３における回動軸線Ｓ２を中心とした回動径Ｌ２よりも小さい。そして、ベルト２０において両プーリ４６，５３の間に掛装されているベルト部分２０Ａは、両プーリ４６，５３の回動軸線Ｓ１，Ｓ２の間を結ぶ直線Ｐに対し、駆動プーリ４６側から従動プーリ５３側に向けて直線Ｐからの距離が次第に大きくなるように交差している。そのため、ベルト２０は、駆動プーリ４６の外周面のうち、半円よりも小さい中心角Ａ１を有する円弧面に設けられた駆動歯部６０に対して巻き掛けられている。また、ベルト２０は、従動プーリ５３の外周面のうち、半円よりも大きい中心角Ａ２を有する円弧面に設けられた従動歯部６１に対して巻き掛けられている。

この場合、駆動プーリ４６の駆動歯部６０とベルト２０のベルト歯部６２とが互いに噛み合い始める噛合開始位置４６Ｂは、両プーリ４６，５３の回動軸線Ｓ１，Ｓ２間を結ぶ直線Ｐを挟んだ両側に位置している。また、駆動プーリ４６において従動プーリ５３と対峙する半円部分のうちで両プーリ４６，５３の回動軸線Ｓ１，Ｓ２間を結ぶ直線Ｐに沿う方向において従動プーリ５３から最も離間した端部４６Ｃと、直線Ｐを挟んだ両側の各噛合開始位置４６Ｂとは、互いの間の中心角が中心角Ａ３とされている。そして、この中心角Ａ３は、両プーリ４６，５３の回動軸線Ｓ１，Ｓ２を結ぶ直線Ｐに対し、ベルト２０において両プーリ４６，５３の間に掛装されているベルト部分２０Ａが交差する角度である接触角Ａと一致している。

次に、上記のように構成されたステアリング装置１０の作用について説明する。
さて、本実施形態では、ラック軸１６を収容するラックハウジング１５にラック軸１６の端部に設けられたラックエンド２２が当接してラック軸１６の移動が機械的に規制されることにより、ラック軸１６の往復動範囲が規定されている。そして、ラック軸１６が往復動範囲の中央位置に位置した状態で、両プーリ４６，５３の間にベルト２０が掛装される。

この場合、図３に示すように、駆動プーリ４６は、１つの駆動歯部６０Ａが両プーリ４６，５３の回動軸線Ｓ１，Ｓ２の間を結ぶ直線Ｐ上に位置した状態で、従動プーリ５３との間にベルト２０が掛装される。そのため、駆動プーリ４６は、この時点で直線Ｐ上に位置する１つの駆動歯部６０Ａと上述した噛合開始位置４６Ｂとの間の中心角が「９０°＋接触角Ａ」とされる。

続いて、運転者によるステアリングホイール１１の一方側への操舵に伴って、モータ１９の回転軸４０が回転駆動されると、回転軸４０に連結された駆動プーリ４６が回動軸線Ｓ１を中心とした一方の周方向（図３では時計回り方向）に回動する。すると、駆動プーリ４６の駆動歯部６０に対してベルト歯部６２が噛み合ったベルト２０は、駆動プーリ４６から伝達される駆動力に基づいて、両プーリ４６，５３の間を一方の周方向（図３では時計回り方向）に周回する。また、ベルト歯部６２に対して従動歯部６１が噛み合った従動プーリ５３は、ベルト２０から伝達される駆動力に基づいて、回動軸線Ｓ２を中心とした一方の周方向（図３では時計回り方向）に回動する。

そして、ラック軸１６が軸線方向Ｘの一方側に移動し続けると、ラックエンド２２がラックハウジング１５に当接してエンド当てを生じる一方の当接位置にラック軸１６が到達する。ここで、ラック軸１６が軸線方向Ｘの中央位置から一方の当接位置に到達するまでの駆動プーリ４６の回動数Ｒは、中央位置から一方の当接位置までのラック軸１６の移動量をＸ１、ボール螺子機構２１のリード量をＹ１、両プーリ４６，５３の間の減速比をＺ（本実施形態では、Ｚ＝０．２５）とした場合、式１にて表される。
［式１］
Ｒ＝Ｘ１×Ｙ１／Ｚ
そして、本実施形態では、この駆動プーリ４６の回動数Ｒが、「整数＋０．２５＋接触角Ａ／３６０」となるように、ラック軸１６の移動量、ボール螺子機構２１のリード量、及び両プーリ４６，５３の間の減速比が予め設定されている。そのため、ラック軸１６が軸線方向Ｘの中央位置から一方の当接位置まで到達すると、駆動プーリ４６の駆動歯部６０Ａは、図３に示す移動前の状態から「０．２５＋接触角Ａ／３６０」の回動数分、即ち「９０°＋接触角Ａ」の角度分だけ駆動プーリ４６の回動方向にずれた位置に配置される。

その結果、図４に示すように、エンド当て時に駆動プーリ４６の駆動歯部６０Ａは駆動プーリ４６とベルト２０との噛合開始位置４６Ｂに配置される。すなわち、エンド当て時には、駆動プーリ４６の駆動歯部６０のうち相対的に歯丈の高い駆動歯部６０Ａが、ベルト歯部６２に対する噛み合い位置が特にずれ易い位置で噛合開始位置４６Ｂに配置される。したがって、駆動プーリ４６は、ベルト２０との噛合開始位置４６Ｂにおいて、歯丈方向の噛み合い量が相対的に大きい駆動歯部６０Ａがベルト歯部６２に対して噛み合うため、駆動歯部６０Ａとベルト歯部６２との噛み合い位置がずれることが抑制される。

一方、運転者によるステアリングホイール１１の他方側への操舵に伴って、モータ１９の回転軸４０が回転駆動されると、回転軸４０に連結された駆動プーリ４６が回動軸線Ｓ１を中心とした他方の周方向（図３では反時計回り方向）に回動する。すると、駆動プーリ４６の駆動歯部６０に対してベルト歯部６２が噛み合ったベルト２０は、駆動プーリ４６から伝達される駆動力に基づいて、両プーリ４６，５３の間を他方の周方向（図３では反時計回り方向）に周回する。また、ベルト歯部６２に対して従動歯部６１が噛み合った従動プーリ５３は、ベルト２０から伝達される駆動力に基づいて、回動軸線Ｓ２を中心とした他方の周方向（図３では反時計回り方向）に回動する。

そして、ラック軸１６が軸線方向Ｘの他方側に移動し続けると、ラックエンド２２がラックハウジング１５に当接してエンド当てを生じる他方の当接位置にラック軸１６が到達する。この場合、本実施形態では、ラック軸１６が軸線方向Ｘの中央位置から一方の当接位置に到達するまでのラック軸１６の移動量と、ラック軸１６が中央位置から他方の当接位置に当接するまでのラック軸１６の移動量とは等しい。そのため、ラック軸１６が中央位置から他方の当接位置まで到達すると、駆動プーリ４６の駆動歯部６０Ａは、図３に示す移動前の状態から「０．２５＋接触角Ａ／３６０」の回動数分、即ち「９０°＋接触角Ａ」の角度分だけ駆動プーリ４６の回動方向にずれた位置に配置される。

その結果、図５に示すように、エンド当て時に駆動プーリ４６の駆動歯部６０Ａは駆動プーリ４６とベルト２０との噛合開始位置４６Ｂに配置される。すなわち、エンド当て時には、駆動プーリ４６の駆動歯部６０のうち相対的に歯丈の高い駆動歯部６０Ａが、ベルト歯部６２に対する噛み合い位置が特にずれ易い位置である噛合開始位置４６Ｂに配置される。したがって、駆動プーリ４６は、ベルト２０との噛合開始位置４６Ｂにおいて、駆動歯部６０Ａとベルト歯部６２との歯丈方向の噛み合い量が大きくなるため、駆動歯部６０Ａとベルト歯部６２との噛み合い位置がずれることが抑制される。

ところで、駆動プーリ４６の駆動歯部６０Ａの歯丈を高くした場合には、駆動歯部６０Ａとベルト歯部６２との接触面の面積が大きくなる。その結果、駆動歯部６０Ａとベルト歯部６２との磨耗が起こり易くなることにより、駆動プーリ４６及びベルト２０の耐久性が低下する虞があった。

この点、本実施形態では、駆動プーリ４６の駆動歯部６０のうち、エンド当て時に、ベルト２０との噛合開始位置４６Ｂに配置される駆動歯部６０Ａの歯丈を従来よりも高くする一方で、その他の駆動歯部６０Ｂの歯丈を従来よりも高くしていない。そのため、駆動プーリ４６及びベルト２０は、非エンド当て時には、歯丈方向の噛み合い量が相対的に小さく、歯部同士の接触面が相対的に小さい歯部同士が噛み合う。したがって、歯部同士が磨耗して駆動プーリ４６及びベルト２０の耐久性が低下することが抑制される。

特に、本実施形態では、ラック軸１６が軸線方向Ｘの一方の当接位置に到達してエンド当てを生じる場合と、ラック軸１６が軸線方向Ｘの他方の当接位置に到達してエンド当てを生じる場合とで、共通の駆動歯部６０Ａがベルト２０との噛合開始位置４６Ｂに配置される。そのため、駆動プーリ４６の駆動歯部６０のうち、一箇所の駆動歯部６０Ａの歯丈を高くするだけで、双方のエンド当て時において駆動歯部６０Ａとベルト歯部６２との噛み合い位置がずれることが抑制される。したがって、駆動プーリ４６の駆動歯部６０のうち、相対的に歯丈を高くする駆動歯部６０Ａの数が低減されることにより、歯部同士が磨耗して駆動プーリ４６及びベルト２０の耐久性が低下することが更に抑制される。

本実施形態によれば、以下に示す効果を得ることができる。
（１）ラックエンド２２がラック軸１６の軸線方向Ｘへの移動に伴いラックハウジング１５に対して当接する、所謂エンド当て時には、ベルト歯部６２に対する歯丈方向の噛み合い量が相対的に大きい駆動歯部６０Ａがベルト歯部６２に対して噛み合う。そのため、エンド当て時において駆動歯部６０Ａ及びベルト歯部６２の噛み合い位置がずれることを抑制できる。また、非エンド当て時には、ベルト歯部６２に対する歯丈方向の噛み合い量が相対的に小さく、ベルト歯部６２との接触面が相対的に小さい駆動歯部６０Ｂにて互いの歯部同士が噛み合う。そのため、歯部同士が磨耗して駆動プーリ４６及びベルト２０の耐久性が低下することを抑制できる。

（２）駆動プーリ４６の駆動歯部６０のうち、駆動歯部６０Ａの歯丈は、他の駆動歯部６０Ｂの歯丈よりも高い。そのため、エンド当て時にベルト歯部６２に噛み合う駆動歯部６０Ａの歯丈方向の噛み合い量を相対的に大きくする一方で、非エンド当て時にベルト歯部６２に噛み合う駆動歯部６０Ｂの歯丈方向の噛み合い量を相対的に小さくする構成を容易に実現できる。

（３）ラック軸１６が軸線方向Ｘにおける往復動範囲の中央位置から当接位置まで移動する間の駆動プーリ４６の回動数Ｒは、「整数＋０．２５＋接触角Ａ／３６０」となっている。したがって、ラック軸１６が中央位置から軸線方向Ｘの一方側に移動して一方の当接位置に位置する場合、駆動プーリ４６の駆動歯部６０Ａは、ベルト歯部６２に対して噛合開始位置に配置される。そのため、ラック軸１６が中央位置に位置する場合、駆動プーリ４６の駆動歯部６０Ａは、駆動プーリ４６の外周面に沿う円弧線上の位置において、ベルト歯部６２との噛合開始位置４６Ｂに対して駆動プーリ４６の回動方向の一方側に「９０°＋接触角Ａ」の角度分ずれた位置に配置される。この場合、駆動プーリ４６における１つの駆動歯部６０Ａは、両プーリ４６，５３の回動軸線Ｓ１，Ｓ２間を結ぶ直線Ｐ上に配置される。また、ラック軸１６が中央位置から軸線方向Ｘの他方側に移動して他方の当接位置に位置する場合にも、駆動プーリ４６の駆動歯部６０Ａは、ベルト歯部６２との噛合開始位置に配置される。そのため、ラック軸１６が中央位置に位置する場合、駆動プーリ４６の駆動歯部６０Ａは、駆動プーリ４６の外周面に沿う円弧線上の位置において、ベルト歯部６２との噛合開始位置４６Ｂに対して駆動プーリ４６の回動方向の他方側に「９０°＋接触角Ａ」の角度分ずれた位置に配置される。この場合、駆動プーリ４６における１つの駆動歯部６０Ａは、両プーリ４６，５３の回動軸線Ｓ１，Ｓ２間を結ぶ直線Ｐ上に配置される。すなわち、駆動プーリ４６の外周面のうち、ラック軸１６が中央位置に位置するときに、両プーリ４６，５３の回動軸線Ｓ１，Ｓ２間を結ぶ直線Ｐ上に位置する一箇所が相対的に歯丈の高い駆動歯部６０Ａとされる。そして、ラック軸１６が軸線方向Ｘの一方側又は他方側に移動してラックエンド２２がラックハウジング１５に衝突する双方向のエンド当て時において、駆動歯部６０とベルト歯部６２との噛み合い位置がずれることを抑制できる。

（４）ベルト歯部６２の数は、駆動歯部６０の数の非整数倍となっている。そのため、ベルト２０が両プーリ４６，５３の間を周回するごとに、駆動歯部６０は、ベルト２０に設けられた複数のベルト歯部６２のうち異なるベルト歯部６２に対して噛み合う。そのため、相対的に歯丈の高い駆動歯部６０Ａが、ベルト２０に設けられた複数のベルト歯部６２のうち、特定のベルト歯部６２に対して繰り返し噛み合うことがない。したがって、特定のベルト歯部６２が集中的に磨耗してベルト２０の耐久性が低下することを抑制できる。

なお、上記実施形態は、以下のような別の実施形態に変更してもよい。
・上記実施形態において、ベルト２０及び駆動プーリ４６は、ベルト歯部６２の数が駆動歯部６０の数の整数倍となるように構成されてもよい。

・上記実施形態において、図６に示すように、ラック軸１６が軸線方向Ｘの中央位置に位置した状態での駆動プーリ４６及びベルト２０の噛合開始位置４６Ｂと相対的に歯丈の高い駆動歯部６０Ａとの間の中心角が「２７０°＋接触角Ａ」となるように、ベルト２０を両プーリ４６，５３の間に掛装してもよい。この場合、ラック軸１６が軸線方向Ｘの中央位置から当接位置に移動するまでの駆動プーリ４６の回動数Ｒが「整数＋０．７５＋接触角Ａ／３６０」となるように、中央位置から当接位置までのラック軸１６の移動量、ボール螺子機構２１のリード量、及び両プーリ４６，５３の間の減速比が予め設定される。

そして、ラック軸１６が軸線方向Ｘの中央位置から一方の当接位置まで到達すると、駆動プーリ４６の駆動歯部６０Ａは、図６に示す移動前の状態から「０．７５＋接触角Ａ／３６０」の回動数分、即ち「２７０＋接触角Ａ」の角度分だけ駆動プーリ４６の回動方向にずれた位置に配置される。

その結果、図７に示すように、エンド当て時に駆動プーリ４６の駆動歯部６０Ａは駆動プーリ４６とベルト２０との噛合開始位置４６Ｂに配置される。すなわち、エンド当て時には、駆動プーリ４６の駆動歯部６０のうち相対的に歯丈の高い駆動歯部６０Ａが、ベルト歯部６２に対する噛み合い位置が特にずれ易い位置である噛合開始位置４６Ｂに配置される。したがって、駆動プーリ４６は、ベルト２０との噛合開始位置４６Ｂにおいて、歯丈方向の噛み合い量が相対的に大きい駆動歯部６０Ａがベルト歯部６２に対して噛み合うため、駆動歯部６０Ａとベルト歯部６２との噛み合い位置がずれることが抑制される。

その一方、ラック軸１６が軸線方向Ｘの中央位置から他方の当接位置まで到達すると、駆動プーリ４６の駆動歯部６０Ａは、図６に示す移動前の状態から「０．７５＋接触角Ａ／３６０」の回動数分、即ち「２７０°＋接触角Ａ」の角度分だけ駆動プーリ４６の回動方向にずれた位置に配置される。

その結果、図８に示すように、エンド当て時に駆動プーリ４６の駆動歯部６０Ａは駆動プーリ４６とベルト２０との噛合開始位置４６Ｂに配置される。すなわち、エンド当て時には、駆動プーリ４６の駆動歯部６０のうち相対的に歯丈の高い駆動歯部６０Ａが、ベルト歯部６２に対する噛み合い位置が特にずれ易い位置である噛合開始位置４６Ｂに配置される。したがって、駆動プーリ４６は、ベルト２０との噛合開始位置４６Ｂにおいて、歯丈方向の噛み合い量が相対的に大きい駆動歯部６０Ａがベルト歯部６２に対して噛み合うため、駆動歯部６０Ａとベルト歯部６２との噛み合い位置がずれることが抑制される。

すなわち、この構成では、駆動プーリ４６の外周面に沿う円弧線上の位置において、ラック軸１６が軸線方向Ｘの中央位置に位置するときに、両プーリ４６，５３の回動軸線Ｓ１，Ｓ２間を結ぶ直線Ｐの延長線上に位置する一箇所が相対的に歯丈の高い駆動歯部６０Ａとされている。そして、ラック軸１６が軸線方向Ｘの一方側又は他方側に移動してラックエンド２２がラックハウジング１５に衝突する双方向のエンド当て時において、駆動歯部６０とベルト歯部６２との噛み合い位置がずれることを抑制できる。

・上記実施形態において、図９に示すように、駆動プーリ４６の駆動歯部６０のうち、一方のエンド当て時においてベルト歯部６２に対して噛み合い始める駆動歯部６０Ａａと、他方のエンド当て時においてベルト歯部６２に対して噛み合い始める駆動歯部６０Ａｂとが互いに異なってもよい。

この場合、ラック軸１６が軸線方向Ｘの中央位置から当接位置に移動するまでの駆動プーリ４６の回動数Ｒが「整数＋角度α／３６０＋接触角Ａ／３６０」とされている。そして、ラック軸１６が軸線方向Ｘの中央位置に位置した状態での駆動プーリ４６及びベルト２０の噛合開始位置４６Ｂと相対的に歯丈の高い双方の駆動歯部６０Ａａ，６０Ａｂとの間の中心角が「角度α＋接触角Ａ」となるように、ベルト２０が両プーリ４６，５３の間に掛装される。

・上記実施形態において、ベルト２０のベルト歯部６２のうち、エンド当て時に駆動プーリ４６の駆動歯部６０とベルト２０のベルト歯部６２との噛合開始位置に配置されるベルト歯部６２の歯丈を、他のベルト歯部６２の歯丈よりも高くしてもよい。この場合、駆動プーリ４６の駆動歯部６０のうち、エンド当て時に駆動プーリ４６の駆動歯部６０とベルト２０のベルト歯部６２との噛合開始位置に配置される駆動歯部６０の歯丈を他の駆動歯部６０の歯丈よりも高くしてもよいし、全ての駆動歯部６０の歯丈を互いに等しくしてもよい。

この構成では、駆動プーリ４６及びベルト２０は、エンド当て時には、歯丈方向の噛み合い量が相対的に大きい歯部同士が噛み合うため、駆動歯部６０及びベルト歯部６２の噛み合い位置がずれることを抑制できる。

１０…ステアリング装置、１２…転舵輪、１５…ハウジングとしてのラックハウジング、１６…転舵軸としてのラック軸、１９…駆動源としてのモータ、２０…ベルト、２２…ジョイントとしてのラックエンド、４６…駆動プーリ、５３…従動プーリ、６０…駆動歯部、６０Ａ，６０Ａａ，６０Ａｂ…第１歯部領域を構成する駆動歯部、６０Ｂ…第２歯部領域を構成する駆動歯部、６２…ベルト歯部、Ａ…接触角、Ｐ…直線、Ｓ１，Ｓ２…回動軸線。

Claims (5)

1. 駆動源から伝達される駆動力に基づいて回動する駆動プーリと、前記駆動プーリの回動軸線と平行に延びる回動軸線を中心として回動する従動プーリと、前記両プーリの間に周回可能に掛装されるベルトと、を備え、前記駆動源から前記駆動プーリ及び前記ベルトを通じて前記従動プーリに伝達される駆動力を、ハウジング内を軸線方向に往復動可能な転舵軸の往復動に変換して伝達するステアリング装置であって、
   前記駆動プーリは、前記駆動プーリの回動方向に間隔をおいて複数の駆動歯部を有し、
   前記ベルトは、前記駆動歯部に対して噛合可能なベルト歯部を前記両プーリ間における前記ベルトの周回方向に間隔をおいて複数有し、
   前記駆動プーリ及び前記ベルトは、互いの歯部の歯丈方向の噛み合い量が相対的に大きい第１歯部領域と、互いの歯部の歯丈方向の噛み合い量が相対的に小さい第２歯部領域とを有し、
   前記第１歯部領域は、前記転舵軸の軸線方向の端部に当該転舵軸と転舵輪とを駆動連結するように装着されたジョイントが、前記転舵軸の軸線方向への移動に伴い前記ハウジングに対して当接する場合に、前記駆動歯部及び前記ベルト歯部が互いに噛み合い始める歯部領域であることを特徴とするステアリング装置。
2. 前記第１歯部領域を構成する前記駆動歯部の歯丈は、前記第２歯部領域を構成する前記駆動歯部の歯丈よりも高いことを特徴とする請求項１に記載のステアリング装置。
3. 前記転舵軸が軸線方向における往復動範囲の中央位置から前記ジョイントを前記転舵軸の軸線方向において前記ハウジングに対して当接させる当接位置まで移動する間の前記駆動プーリの回動数は、
   前記両プーリの回動軸線を結ぶ直線に対し、前記ベルトにおいて前記両プーリの間に掛装されている部分が交差する角度である接触角をＡとした場合に、
   「整数＋０．２５＋Ａ／３６０」又は「整数＋０．７５＋Ａ／３６０」であることを特徴とする請求項２に記載のステアリング装置。
4. 前記ベルト歯部の数は、前記駆動歯部の数の非整数倍であることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のステアリング装置。
5. 前記第１歯部領域を構成する前記ベルト歯部の歯丈は、前記第２歯部領域を構成する前記ベルト歯部の歯丈よりも高いことを特徴とする請求項１〜請求項４のうち何れか一項に記載のステアリング装置。