特開 2022-111438 ベルト伝動装置及びベルト伝動装置を備えたステアリング装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022111438

(43)【公開日】2022-08-01

(54)【発明の名称】ベルト伝動装置及びベルト伝動装置を備えたステアリング装置

(51)【国際特許分類】

   F16H 7/02 20060101AFI20220725BHJP

   F16H 55/38 20060101ALI20220725BHJP

   F16H 19/02 20060101ALI20220725BHJP

   F16D 1/06 20060101ALI20220725BHJP

   F16D 1/09 20060101ALI20220725BHJP

   B62D 5/04 20060101ALI20220725BHJP

【ＦＩ】

F16H7/02 A

F16H55/38 A

F16H19/02 D

F16D1/06 210

F16D1/09 500

B62D5/04

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021006858

(22)【出願日】2021-01-20

(71)【出願人】

【識別番号】000001247

【氏名又は名称】株式会社ジェイテクト

(74)【代理人】

【識別番号】110000648

【氏名又は名称】特許業務法人あいち国際特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】110000604

【氏名又は名称】弁理士法人 共立特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】林 佑樹

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 裕人

【テーマコード（参考）】

3D333

3J031

3J049

3J062

【Ｆターム（参考）】

3D333CB02

3D333CB19

3D333CC15

3D333CC18

3D333CD04

3D333CD05

3D333CD14

3D333CD16

3D333CD17

3D333CD20

3D333CD21

3D333CD37

3D333CD38

3D333CE07

3D333CE12

3J031AA03

3J031AC07

3J031BA09

3J031BC02

3J031CA04

3J049AA03

3J049BE02

3J049BH01

3J049CA04

3J062AA07

3J062AB12

3J062AC01

3J062BA26

3J062BA31

3J062CA34

3J062CG83

(57)【要約】

【課題】電動モータの出力軸に固定される駆動プーリの設備軸用孔に設備入力軸を嵌合させ電動モータの性能を計測しても外歯が変形しない駆動プーリを備えたベルト伝動装置を提供する。
【解決手段】駆動プーリ３６は、出力軸３７の軸線方向においてモータＭ側の端部から所定の第一範囲Ａｒ１に亘って形成され、出力軸３７が一体回転可能となるよう嵌合される第一孔３６ａと、モータＭ側とは反対側の端部から所定の第二範囲Ａｒ２に亘って形成される第二孔３６ｂと、を備え、第二孔３６ｂの内周面には、凸形状Ｓが周方向全周に亘って等間隔で複数形成され、第二孔３６ｂの周方向における凸形状Ｓの頂部Ｔの位相である第一位相β１と、外周面において歯溝３６ｇの底部の周方向における位相である第二位相β２と、は全く一致しないか又は１箇所のみ一致する。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ハウジングと、
前記ハウジングに固定され、少なくとも先端側が前記ハウジングの内部に収容される出力軸を備えるモータと、
前記ハウジングの内部において前記出力軸の前記先端側の端部に固定され、前記出力軸と一体で軸線周りに回転する筒状の駆動プーリと、
前記ハウジングの内部において軸線周りに回転可能に支持される筒状の従動プーリと、
前記駆動プーリが備える外歯と前記従動プーリが備える外歯とに内歯が噛合するよう前記駆動プーリと前記従動プーリとに巻き掛けられる環状の歯付ベルトと、
を備え、
前記駆動プーリは、
前記出力軸の軸線方向において前記モータ側の端部から所定の第一範囲に亘って形成され、前記出力軸の前記先端側の端部が一体回転可能となるよう嵌合される第一孔と、
前記出力軸の前記軸線方向において前記モータ側とは反対側の端部から所定の第二範囲に亘って形成される第二孔と、を備え、
前記第二孔の内周面には、径方向外方に向かい形成される凸形状が周方向全周に亘って等間隔で複数形成され、
前記第二孔の前記内周面の周方向における前記凸形状の頂部の位相である第一位相と、前記駆動プーリの外周面において隣り合う前記外歯の歯すじ間で形成される歯溝の底部の前記周方向における位相である第二位相と、は全く一致しないか又は１箇所のみ一致する、ベルト伝動装置。

【請求項2】

前記周方向全周における前記第二孔の前記凸形状の数、及び前記駆動プーリの前記外周面における前記歯溝の数は、相互に素の関係にあるか又は同数である、請求項１に記載のベルト伝動装置。

【請求項3】

前記第二孔の前記凸形状は、インボリュートスプラインで形成される、請求項１又は２に記載のベルト伝動装置。

【請求項4】

前記駆動プーリの前記第一孔は円筒孔であり、前記モータの前記出力軸は、前記第一孔に圧入されて嵌合される、請求項１－３の何れか１項に記載のベルト伝動装置。

【請求項5】

前記第一孔の内周面には、前記径方向外方に向かい形成される凸形状が周方向全周に亘って等間隔で複数形成され、
前記第一孔に嵌合される前記出力軸の外周面には、前記第一孔に形成される前記凸形状と嵌合するよう凸部が周方向全周に亘って形成される、請求項１－３の何れか１項に記載のベルト伝動装置。

【請求項6】

前記第一孔に形成される前記凸形状は、前記出力軸の前記軸線と直交する面で切断した断面形状が前記第二孔に形成される前記凸形状と同じであるとともに、前記駆動プーリの前記軸線方向において、前記第二孔の前記凸形状と連続的に接続されて形成される、請求項５に記載のベルト伝動装置。

【請求項7】

前記駆動プーリの前記外歯ははす歯であり、前記はす歯の歯すじが前記出力軸の前記軸線との間で所定の角度を有して形成される場合、
前記駆動プーリの前記第二孔では、前記凸形状で形成される歯溝の前記軸線に対する角度が、前記駆動プーリの前記外歯の前記歯すじの角度と同じになるよう、又は前記軸線と平行になるよう前記凸形状が形成される、請求項１－６の何れか１項に記載のベルト伝動装置。

【請求項8】

前記駆動プーリの前記第二孔には、前記第二孔の前記内周面と隙間を有して挿入可能な性能測定装置の設備入力軸が挿入されて嵌合され、
前記第二孔に前記設備入力軸が挿入された状態で、前記モータの性能が前記性能測定装置によって計測される、請求項１－７の何れか１項に記載のベルト伝動装置。

【請求項9】

請求項１－８の何れか１項に記載の前記ベルト伝動装置を備えたステアリング装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ベルト伝動装置及びベルト伝動装置を備えたステアリング装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、電動モータの回転駆動力を、電動モータの出力軸から駆動プーリ、歯付ベルト、及び従動プーリを介して他の軸に伝達するベルト伝動装置がある。ベルト伝動装置が適用される装置の一例としては、例えば、電動パワーステアリング装置がある。電動パワーステアリング装置は、電動モータの回転駆動力を、ベルト伝動装置によってボールねじ装置に伝達し、ボールねじ装置によって軸方向推力に変換して、ラックシャフトの作動を補助する。

【0003】

通常、ベルト伝動装置は、主に製造時において、電動モータの出力軸に駆動プーリが固定された状態で、電動モータに係る様々な性能が性能測定装置によって計測される。このため、駆動プーリには、軸線方向において電動モータの出力軸が嵌合される側と反対の側に、軸直交断面が、例えば内六角形状等となるよう形成された設備軸用孔が形成されている。設備軸用孔には、電動モータの性能計測時において、例えば外六角で形成された性能測定装置の設備入力軸が挿入され電動モータの回転駆動トルク等の性能が計測される。

【0004】

このとき、嵌合された設備入力軸と設備軸用孔との間には隙間がある。このため、電動モータの出力軸に回転トルクが生じる性能計測時には、設備軸用孔の内六角の面に設備入力軸の外六角の角部が当接し大きな応力を生じさせ、内六角の面の当接部周辺及び当接部近傍における駆動プーリの外歯を変形させる虞がある。

【0005】

駆動プーリの外歯が変形すると、ベルト伝動装置の作動時において、歯付ベルトに発生する応力が出力軸の回転方向においてアンバランスとなり、作動音を発生させる虞がある。また、駆動プーリの外歯の変形により、電動モータの回転駆動力を従動プーリ側に効率よく伝達できない虞もある。

【0006】

これに対し、例えば、特許文献１に示すような、自転車に適用されるベルト伝動装置がある。このベルト伝動装置では、ペダルの回転軸に連結される内側伝動車８（設備入力軸に相当）が、複数の凹凸により形成される外歯を外周面全周に備えている。そして、その外歯の一部が、内周面全周に凹凸により形成されるベルトプーリ９（駆動プーリに相当）の内歯の一部と噛み合っている。これにより、内側伝動車の外歯とベルトプーリの内歯とは比較的大きな面積で接触可能であるので、内六角孔と外六角柱とが点又は線で接触した場合と比較して接触位置における発生応力を低減できる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開平６－１４７２９２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

しかしながら、図１に示す、内側伝動車８の外歯とベルトプーリ９の内歯との噛み合い状態を見ると、周方向における内側伝動車８の外歯の凸部の周方向における位相（即ち、ベルトプーリ９の内歯の凹部の位相）とベルトプーリ９の外歯の凹部（谷）の周方向における位相とが一致している部分がある。両者の位相が一致している当該部分は、一致していない他の部分と比べて肉厚が薄く変形しやすい。このため、両者の位相が一致している部分では、内側伝動車８の外歯の凸部がベルトプーリ９の内歯の凹部を変形させ、延いては、同じ位相にあるベルトプーリ９の外歯も同時に変形させる虞がある。

【0009】

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、電動モータの出力軸に固定される駆動プーリの設備軸用孔に性能測定装置の設備入力軸を嵌合させ電動モータの性能を計測しても外歯が変形しない駆動プーリを備えたベルト伝動装置及びベルト伝動装置を備えたステアリング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】

【0010】

（１．ベルト伝動装置）
本発明に係るベルト伝動装置は、ハウジングと、前記ハウジングに固定され、少なくとも先端側が前記ハウジングの内部に収容される出力軸を備えるモータと、前記ハウジングの内部において前記出力軸の前記先端側の端部に固定され、前記出力軸と一体で軸線周りに回転する筒状の駆動プーリと、前記ハウジングの内部において軸線周りに回転可能に支持される筒状の従動プーリと、前記駆動プーリが備える外歯と前記従動プーリが備える外歯とに内歯が噛合するよう前記駆動プーリと前記従動プーリとに巻き掛けられる環状の歯付ベルトと、を備える。

【0011】

前記駆動プーリは、前記出力軸の前記軸線方向において前記モータ側の端部から所定の第一範囲に亘って形成され、前記出力軸の前記先端側の端部が一体回転可能となるよう嵌合される第一孔と、前記出力軸の前記軸線方向において前記モータ側とは反対側の端部から所定の第二範囲に亘って形成される第二孔と、を備え、前記第二孔の内周面には、径方向外方に向かい形成される凸形状が周方向全周に亘って等間隔で複数形成され、前記第二孔の前記内周面の周方向における前記凸形状の頂部の位相である第一位相と、前記駆動プーリの前記外周面において隣り合う前記外歯間で形成される歯溝の底部の前記周方向における位相である第二位相と、は全く一致しないか又は一箇所のみ一致する。

【0012】

このように、駆動プーリの第二孔は、内周面に、径方向外方に向かい形成される凸形状が周方向全周に亘って等間隔で複数形成されている。このため、第二孔に対し隙間嵌めにて嵌合可能な外形形状で形成された設備入力軸が、第二孔に挿入され嵌合された状態では、設備入力軸と駆動プーリの第二孔とは大きな接触面積で接触可能である。これにより、性能計測時に、モータが作動し駆動プーリが設備入力軸に回転力を付与しても、設備入力軸と駆動プーリの第二孔との間に大きな応力は生じず、接触部の変形が効果的に抑制される。

【0013】

さらに、凸形状の頂部の位相である第一位相と歯溝の底部の位相である第二位相と、は全く一致しないか又は一箇所のみ一致する。換言すると、駆動プーリにおいて最も径方向における肉厚が薄くなる状態が全く存在しないか、若しくは一箇所のみ存在する。このため、第二孔の凸形状位置において、仮に変形が生じても凸形状の近傍に駆動プーリの外周の歯溝が全くないか、若しくは一箇所しかないため、外周面との間には十分な肉厚が確保され、外周面の変形を効果的に抑制できる。このように、第二孔の形状の工夫、及び凸形状および歯溝の配置位置の工夫によって、駆動プーリの外周の変形は効果的に抑制され、ベルト伝動装置の作動時における作動音が効果的に抑制できる。また、モータＭの回転駆動力を従動プーリ側に効率よく伝達できる。

【0014】

（２．ステアリング装置）
本発明に係るステアリング装置は、上記ベルト伝動装置を備える。これにより、作動音が抑制されたステアリング装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明に係る電動パワーステアリング装置を示す概略図である。

【図2】第一実施形態に係る図１のベルト伝道装置及びボールねじ装置部分の拡大断面図である。

【図3】図２に示す駆動プーリの拡大断面図である。

【図4】駆動プーリの第二孔に性能測定装置の設備入力軸を挿入した図である。

【図5】図３のＰ視図１である。

【図6】図３のＰ視図２である。

【図7】変形例３を説明する、図５のＰ視図１に対応する図である。

【図8】変形例４を説明する、図５のＰ視図１に対応する図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

＜１．第一実施形態＞
以下、本発明にかかる第一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明に係るベルト伝動装置が車両の電動パワーステアリング装置（ステアリング装置に相当）に適用された態様を例示する電動パワーステアリング装置の全体を示す図である。

【0017】

電動パワーステアリング装置は、操舵補助力によって操舵力を補助するステアリング装置である。なお、本発明に係るベルト伝動装置は、電動パワーステアリング装置の他に、４輪操舵装置、後輪操舵装置、ステアバイワイヤ装置など、ベルト伝動装置の適用が可能な様々な装置に適用できる。

【0018】

（１－１．ステアリング装置１０）
電動パワーステアリング装置（以後、ステアリング装置１０と称する）は、車両の転舵輪（図略）に連結される転舵シャフト２０を転舵シャフト２０の軸線方向と一致するＡ方向（図１の左右方向）に往復移動させることにより、転舵輪の向きを変える装置である。

【0019】

図１に示すように、ステアリング装置１０は、ハウジング１１と、ステアリングホイール１２と、ステアリングシャフト１３と、トルク検出装置１４と、前述の転舵シャフト２０と、ベルト伝動装置３０と、ボールねじ装置４０と、を備える。

【0020】

ハウジング１１は、車両に固定される固定部材である。ハウジング１１は、筒状に形成され、転舵シャフト２０（ねじ軸に相当）をＡ方向に相対移動可能に挿通する。ハウジング１１は、第一ハウジング１１ａと、第一ハウジング１１ａのＡ方向他端側（図１中、左側）に固定された第二ハウジング１１ｂとを備える。

【0021】

ステアリングホイール１２は、ステアリングシャフト１３の端部に固定され、車室内において回転可能に支持される。ステアリングシャフト１３は、運転者の操作によってステアリングホイール１２に加えられるトルクを転舵シャフト２０に伝達する。

【0022】

ステアリングシャフト１３の転舵シャフト２０側の端部には、ラックアンドピニオン機構を構成するピニオン１３ａが形成される。トルク検出装置１４は、ステアリングシャフト１３の捩れ量に基づいて、ステアリングシャフト１３に加えられるトルクを検出する。

【0023】

転舵シャフト２０は、Ａ方向に延伸している。転舵シャフト２０には、ラック２２が形成される。ラック２２は、ステアリングシャフト１３のピニオン１３ａに噛合し、ピニオン１３ａとともにラックアンドピニオン機構を構成する。ラックアンドピニオン機構は、ステアリング装置１０の用途に基づいて、ステアリングシャフト１３と転舵シャフト２０との間で伝達可能な最大軸力が設定される。

【0024】

また、転舵シャフト２０は、ラック２２とは異なる位置にボールねじ部２３が形成される。ボールねじ部２３は、後述するボールナット２１とともにボールねじ装置４０を構成する。なお、詳細については後述するが、ボールねじ装置４０は、ベルト伝動装置３０により操舵補助力を伝達される。転舵シャフト２０の両端は、図略のタイロッドおよびナックルアーム等を介して左右の転舵車輪（図略）に連結され、転舵シャフト２０のＡ方向への軸動によって転舵車輪が左右方向に操舵される。

【0025】

ベルト伝動装置３０は、ベルト伝動装置３０を構成する電動モータＭ（以後、モータＭと称す）を駆動源として、ボールねじ装置４０を介し転舵シャフト２０に操舵補助力を付与する機構である。電動モータＭは、制御部ＥＣＵによって回転を制御される。制御部ＥＣＵは、トルク検出装置１４の出力信号に基づいて、操舵補助力を決定し、モータＭの出力を制御する。そして、モータＭの出力は、ベルト伝動装置３０を介して、後述するボールねじ装置４０に伝達される。なお、本発明に係るベルト伝動装置３０については、後に詳述する。

【0026】

（１－２. ボールねじ装置）
図２に示すように、ボールねじ装置４０は、主に第二ハウジング１１ｂ内に収容される。ボールねじ装置４０は、転舵シャフト２０のボールねじ部２３，ボールナット２１，及び複数の転動ボール２４を備える。転舵シャフト２０のボールねじ部２３には、外周面に螺旋状に形成された外周転動溝２０ａが形成される。外周転動溝２０ａは、複数巻き巻回されて形成される。

【0027】

ボールナット２１は、筒状に形成され、ボールねじ部２３の外周側にボールねじ部２３（転舵シャフト２０）と同軸に配置される。ボールナット２１は、第二ハウジング１１ｂに対して相対回転可能となるよう、他端側（図２において左側）を、ボールベアリング３３を介して第二ハウジング１１ｂの内周面１１ｂ１に支持される。

【0028】

このとき、ボールナット２１は、軸線が転舵シャフト２０の軸線Ｌ２と同軸となるよう、ボールベアリング３３を介して第二ハウジング１１ｂ（ハウジング１１）の内周面１１ｂ１に支持され、モータＭの出力軸３７の軸線Ｌ１と平行に配置される。

【0029】

ボールナット２１の内周面は、螺旋状に形成された内周転動溝２１ａを備える。内周転動溝２１ａは、複数巻き巻回され形成される。そして、ボールねじ部２３の外周転動溝２０ａとボールナット２１の内周転動溝２１ａとが対向して配置され、外周転動溝２０ａと内周転動溝２１ａとの間で複数の転動ボール２４が転動する転動路Ｒ１が形成される。

【0030】

複数の転動ボール２４は、転動路Ｒ１内に転動可能に配列される。これにより、ボールねじ部２３（転舵シャフト２０）の外周転動溝２０ａと、ボールナット２１の内周転動溝２１ａとが、複数の転動ボール２４を介して螺合する。そして、モータＭの出力軸３７が回転駆動され、ボールナット２１がベルト伝動装置３０を介して回転駆動されると、転舵シャフト２０（転舵軸）が複数の転動ボール２４を介して軸方向に移動される。

【0031】

なお、転動路Ｒ１を転動する複数の転動ボール２４は、ボールナット２１に設けられる図略の一対のデフレクタ（図略）によって無限循環される。ただし、デフレクタによる転動ボール２４を無限循環させる技術は公知であるので、これ以上の詳細な説明は省略する。

【0032】

（１－３．ベルト伝動装置３０）
図１、図２に示すように、ベルト伝動装置３０は、ケース３１及び前述した第二ハウジング１１ｂ（いずれもハウジング）と、モータＭと、モータＭを制御し駆動する制御部ＥＣＵと、ボールベアリング３２，３２と、筒状の駆動プーリ３６と、筒状の従動プーリ３４と、環状の歯付ベルト３５と、を備える。

【0033】

図２に示すように、ケース３１は、ハウジング１１の第一ハウジング１１ａに一体的に固定される。ケース３１は、概ね円筒状に形成される。ケース３１は、モータＭ、及びモータＭを制御し駆動する制御部ＥＣＵ（図１参照）を円筒内部に収容する。制御部ＥＣＵは、トルク検出装置１４の出力信号に基づいて、操舵補助力を決定し、モータＭの出力を制御する制御部である。

【0034】

モータＭは、図２に示すように、ステータＳｔとロータＲｔと、を備える。ステータＳｔは、円筒状に形成される。ステータＳｔは、外周面がケース３１の内周面３１ａに所定の手段によって固定される。このとき、所定の固定手段はどのようなものでもよい。ロータＲｔは、円筒状に形成される。ロータＲｔは、外周面がステータＳｔの内周面と一定の隙間（ギャップ）を有して対向し、且つ出力軸３７と一体回転可能となるよう内周面が出力軸３７の外周面に所定の手段で固定される。所定の固定手段はどのようなものでもよい。

【0035】

また、出力軸３７は、ロータＲｔの軸方向両外側部分が、ケース３１に設けられるボールベアリング３２，３２を介してケース３１の内周面３１ａに支持される。このとき、出力軸３７は、軸線Ｌ１が転舵シャフト２０の軸線Ｌ２と平行となるよう配置される。また、出力軸３７の軸線Ｌ１は、ステータＳｔの軸線と同軸となるよう配置される。

【0036】

このように、出力軸３７は、軸線方向全長に亘って円柱状に形成され、ボールベアリング３２，３２に一端側（図２において右側）を片持ち支持されて、軸線周りに回転可能に支承される。また、出力軸３７は、他端側（先端側）が第二ハウジング１１ｂ（ハウジング）の内部に収容され、モータＭで発生する回転駆動力を出力する。なお、図２において、ボールベアリング３２，３２は、深溝玉軸受を例示している。しかし、ボールベアリング３２，３２は、アンギュラ玉軸受やその他の玉軸受であっても良い。

【0037】

駆動プーリ３６は、筒状に形成され、出力軸３７の他端側（図２において左側）である先端側の端部に、出力軸３７と軸線周りに一体回転可能に固定される。駆動プーリ３６は、例えば鉄系の金属材料によって焼結又は切削加工等により形成される。また、駆動プーリ３６は、外周面にはす歯の外歯３６ｅが形成されている。なお、本発明に係る駆動プーリ３６の詳細については、後に述べる。

【0038】

従動プーリ３４は、第二ハウジング１１ｂ（ハウジング）の内部において軸線Ｌ２周りに回転可能に支持される。詳細には、従動プーリ３４は、略円筒形状に形成され、上述したボールナット２１の一端側（図２における右側）である自由端側の外周側に、ボールナット２１と一体回転可能に配置される。従動プーリ３４の外周面には、はす歯の外歯３４ａが形成される。従動プーリ３４は、例えば鉄系の金属によって形成される。

【0039】

従動プーリ３４が備える外歯３４ａと駆動プーリ３６が備える外歯３６ｅとの間には、環状の歯付ベルト３５が巻き掛けられる。また、従動プーリ３４の軸方向両端には、従動プーリ３４に歯付ベルト３５を巻き掛けられた後、歯付ベルト３５が軸方向に移動して従動プーリ３４から脱落することを防止する鍔付円環部材３８，３８が固定されている。ただし、鍔付円環部材３８，３８は、なくてもよい。

【0040】

図４，図５に示す歯付ベルト３５は、伸長可能なゴム等の材料（材質）によって環状に形成される。図４に示すように、歯付ベルト３５は、環状の内周面に、はす歯で形成される内歯３５ａを備える。内歯３５ａは、歯のピッチが歯付ベルト３５の幅方向に亘って一定に形成される。内歯３５ａの形状は、ＪＩＳ Ｂ ６３７２（一般用歯付ベルト）に基づき形成される。内歯３５ａは、駆動プーリ３６の外歯３６ｅ、及び従動プーリ３４の外歯３４ａと良好に噛合可能となるよう形成される。

【0041】

歯付ベルト３５は、例えば、背ゴム（クロロプレンゴム等），歯ゴム（クロロプレンゴム等），心線（グラスファイバー、アラミド等）及び歯布（ナイロン帆布等）によって形成される。ただし、この態様には限らず、歯付ベルト３５は、伸長可能であればどのような材料を用いて形成してもよい。

【0042】

（１－４.駆動プーリ３６）
次に、本発明に係る駆動プーリ３６の形状について詳細に説明する。図２及び図３の断面図に示すように、本実施形態において、駆動プーリ３６は、出力軸３７の軸線方向において、第一孔３６ａと第二孔３６ｂとを備える。

【0043】

（１－４－１.第一孔３６ａ）
図３に示すように、第一孔３６ａは、出力軸３７の軸線方向においてモータＭ側の端面（端部）から所定の第一範囲Ａｒ１に亘って円筒形状で形成される。第一孔３６ａには、出力軸３７と駆動プーリ３６とが一体回転可能となるよう出力軸３７の先端側の端部が圧入され嵌合される。

【0044】

（１－４－２.第二孔３６ｂ）
また、第二孔３６ｂは、出力軸３７の軸線方向においてモータＭ側とは反対側の端面（端面）から所定の第二範囲Ａｒ２に亘って形成される。第二範囲Ａｒ２の軸方向長さは、第一範囲Ａｒ１の軸方向長さよりも短い。詳細には、第一範囲Ａｒ１は、駆動プーリ３６の軸線方向における全長の大半を占め、第二範囲Ａｒ２の長さは、例えば、２ｍｍ以下であり、好ましくは１．５ｍｍ程度である。但し、この態様に限らず、第二範囲Ａｒ２の長さは、２ｍｍを超えていてもよい。

【0045】

第二孔３６ｂは、第一孔３６ａに出力軸３７の先端部が圧入され、駆動プーリ３６がモータＭの出力軸３７の先端部に固定された状態において、図４に示す性能測定装置Ｚの設備入力軸Ｚ１を駆動プーリ３６と同軸になるよう挿入し嵌合させてモータＭの性能を計測するための孔である。性能測定装置Ｚにより計測するモータＭの性能の種類は限定しないが、例えば、電動モータＭの回転トルク等が計測される。

【0046】

図３におけるＰ視図である図５，６に示すように、本実施形態において、第二孔３６ｂの内周面は、径方向外方に向かい形成される凸形状Ｓが周方向全周に亘り、等間隔で１６個（複数に相当）形成されている。つまり、第二孔３６ｂの内周面では、凸形状Ｓは第二孔３６ｂの内周面における凹部であり、凸形状Ｓによって歯溝３６ｃが形成される。そして、本実施形態では、軸線に沿って形成される歯溝３６ｃは軸線と平行に形成されている。

【0047】

また、凸形状Ｓ（歯溝３６ｃ）は、ＪＩＳＢ１６０３に基づきインボリュート曲線で形成されたインボリュートスプラインで形成される（図５、図６参照）。なお、第二孔３６ｂの内周面に形成されたインボリュートスプラインは、以降においては、内歯３６ｂ１とも称する。従って、内歯３６ｂ１は、周方向全周に亘り等間隔で形成された１６個の凸形状Ｓからなる歯溝３６ｃと、隣り合う凸形状Ｓ（歯溝３６ｃ）の間に形成される歯である歯すじ３６ｄと、で形成されている。歯すじ３６ｄも歯溝３６ｃと同様、軸線と平行に形成される。

【0048】

なお、上記において、第二孔３６ｂの内歯３６ｂ１における凸形状Ｓの数は１６個であると説明したが、これはあくまで一例である。凸形状Ｓの数は、後に説明する駆動プーリ３６の外周面に形成される外歯３６ｅにおける歯の数との関係において、所定の条件を満たしさえすれば、１６個以外であってもよい。所定の条件については、後に説明する。

【0049】

上述したように、設備入力軸Ｚ１の外周面の外歯Ｚ２は、インボリュートスプライン（図略）によって形成され、内歯３６ｂ１と隙間嵌めによって嵌合可能である。つまり、第二孔３６ｂには、性能測定装置Ｚの設備入力軸Ｚ１の端部の外周面が、第二範囲Ａｒ２の範囲内の深さで嵌合する。そして、設備入力軸Ｚ１の外歯Ｚ２と第二孔３６ｂの内歯３６ｂ１とは、インボリュートスプラインの歯面同士が接触する「歯面合わせ」（ＪＩＳＢ１６０３）にて嵌合される。これにより、設備入力軸Ｚ１の外歯Ｚ２と内歯３６ｂ１とは、嵌合時において歯面同士が十分な面積で接触可能となる。

【0050】

（１－４－３.外歯）
次に、駆動プーリ３６の外周面に形成される外歯３６ｅについて説明する。図５，図６に示すように、駆動プーリ３６の外周面には、周方向全周に亘って、径方向外方に突設される複数の凸部Ｗにより外歯３６ｅの歯である歯すじ３６ｆが形成される。このとき、周方向において隣り合う、歯すじ３６ｆ同士の間には、複数の歯溝３６ｇが形成されている。

【0051】

また、上述したように、外歯３６ｅは、はす歯であり、複数の歯すじ３６ｆは、駆動プーリ３６の軸線に対して所定の角度を有して形成される（図略）。外歯３６ｅの歯形の形状等は、基本的にＪＩＳＢ１８５６（歯付プーリの規格）に基づき形成される。

【0052】

即ち、外歯３６ｅは、複数の歯すじ３６ｆと、周方向で隣り合う、歯すじ３６ｆの間で形成される複数の歯溝３６ｇとによって、環状の歯付ベルト３５の内歯３５ａと噛み合う歯面が形成される。そして、本実施形態では、歯すじ３６ｆ及び歯溝３６ｇは、周方向全周に亘って、それぞれ３７個（複数に相当）形成される。このとき、第二孔３６ｂの内歯３６ｂ１の凸形状Ｓの数（１６）と、歯溝３６ｇの数（３７）とは、１以外の公約数を有さない「素の関係」にある。

【0053】

（１－４－４. 内歯３６ｂ１と外歯３６ｅとの関係）
このように、内歯３６ｂ１の凸形状Ｓの数と、外歯３６ｅの歯溝３６ｇの数とは、「素の関係」にあればよく、この関係を満たすことが条件となる。このため、内歯３６ｂ１の凸形状Ｓの数と、外歯３６ｅの歯溝３６ｇの数との組み合わせは、この関係を満たせばどのような組み合わせであってもよい。

【0054】

さらに、本実施形態では、第二孔３６ｂの内周面の周方向における凸形状Ｓの頂部Ｔの位相である第一位相β１と、駆動プーリ３６の外周面の周方向における歯溝３６ｇの底部Ｑの位相である第二位相β２と、は全く一致しないことが条件となる。なお、凸形状Ｓの頂部Ｔの第一位相β１とは、凸形状Ｓの頂点における位相である。

【0055】

但し、この態様に限らず、頂部Ｔの第一位相β１は、周方向において所定の幅を有していてもよい。この場合、頂部Ｔの位相は、ａ°~ｂ°という幅を有する。この場合において、第一位相β１と第二位相β２とが「一致しない」とは、位相の所定の幅が全く重複しない状態であると定義してもよい。また、位相の所定の幅のうち、一部同士が重複した状態であっても、すべての幅同士が完全に重複しない状態を、「一致しない」状態であると定義してもよい。このように、所定の幅は、各自で設定すればよい。

【0056】

具体的には、駆動プーリ３６を設計する際、図５、図６に示すように、第二孔３６ｂの内周面の周方向における凸形状Ｓの第一位相β１及び駆動プーリ３６の外周面における歯溝３６ｇの第二位相β２と、が周方向において全く一致しない位置を探り、外周面の歯溝３６ｇの位相（位置）に対する第二孔３６ｂの内周面の周方向における凸形状Ｓの位相（位置）を設定すればよい。本実施形態では、凸形状Ｓの数（３７）と、外歯３６ｅの歯溝３６ｇの数（１６）とは、１以外の公約数を有さない「素の関係」にあるため、そのような位置関係は容易に探索可能である。

【0057】

このように設定することにより、駆動プーリ３６の内周面と外周面との間において、最も肉厚が薄くなる、凸形状Ｓの第一位相β１と歯溝３６ｇの第二位相β２とが一致した状態を容易に回避することができる。

【0058】

（１－５．作用）
上述したように、ベルト伝動装置３０では、性能測定装置Ｚによって、モータＭの性能を計測する際、インボリュートスプラインによって形成された駆動プーリ３６の第二孔３６ｂに、外周がインボリュートスプラインによって形成された性能測定装置Ｚの設備入力軸Ｚ１が隙間嵌めにて嵌合される。そして、モータＭの出力軸３７が回転作動され、出力軸３７の端部に固定された駆動プーリ３６を軸線周りに回転させる。このとき、設備入力軸Ｚ１の外歯Ｚ２と内歯３６ｂ１の凸形状Ｓとは、上述したように歯面同士が十分大きな面積で接触する。

【0059】

これにより、設備入力軸Ｚ１の外歯Ｚ２と内歯３６ｂ１との接触部において接触面圧が抑制され、第二孔３６ｂが、設備入力軸Ｚ１から受ける応力が低減される。従って、設備入力軸Ｚ１から受ける応力によって、第二孔３６ｂにおける設備入力軸Ｚ１との接触部が変形し、延いては変形した接触部近傍の駆動プーリ３６の外周面が変形する虞はなく、ベルト伝動装置３０が作動した際、作動音が生じる虞を抑制できる。

【0060】

また、上述したように、設備入力軸Ｚ１の外歯Ｚ２と内歯３６ｂ１の凸形状Ｓとは、歯面同士が十分大きな面積で接触することで接触部における面圧を低減させることができる。このため、従来と比べ、設備入力軸Ｚ１を第二孔３６ｂに挿入し嵌合させる深さを短くすることができる。これにより、駆動プーリ３６の全長を短縮できるので搭載性の向上や、軽量化を図ることもできる。

【0061】

また、上記に加え、第二孔３６ｂの内周面の周方向における凸形状Ｓの第一位相β１及び駆動プーリ３６の外周面の歯溝３６ｇの第二位相β２は、周方向において全く一致しないよう設定される。なお、駆動プーリ３６において、第一位相β１と第二位相β２とが一致する位置は、径方向において駆動プーリ３６の肉厚が最も薄くなる位置である。

【0062】

上記を実現させるため、本実施形態においては、第二孔３６ｂの内周面の凸形状の数（１６）と、外歯３６ｅの歯溝３６ｇの数（３７）とは、「素の関係」とした。これにより、肉厚が最も薄くなる第一位相β１と第二位相β２とが一致する状態を容易に回避でき、駆動プーリ３６の外周面の変形をさらに効果的に抑制できる。

【0063】

従って、ステアリング装置１０の作動に応じて、ベルト伝動装置３０が作動しても、歯付ベルト３５に発生する応力が出力軸３７の回転方向においてアンバランスとはならず、駆動プーリ３６の外歯と歯付ベルト３５との噛み合い状態が不安定となって作動音が生じる虞はない。また、モータＭの回転駆動力を従動プーリ側に効率よく伝達できる。

【0064】

＜２．その他の実施形態＞
（２－１．変形例１）
なお、上記第一実施形態では、第一位相β１と第二位相β２とが周方向全周において、一箇所も一致しないよう設定する態様について述べたが、この態様には限らない。変形例１（図略）として、第一位相β１と第二位相β２とが周方向全周において、一箇所だけ一致するよう設定してもよい。このときも、第二孔３６ｂの凸形状Ｓの数（例えば、１６）と、外歯３６ｅの歯溝３６ｇの数（例えば、３７）とは、「素の関係」にある。

【0065】

このため、位相を一点のみ一致させても、他の位相は一切一致しない。但し、第一位相β１と第二位相β２とを一致させた位置のみ、駆動プーリ３６の径方向における肉厚が薄くなり、外歯３６ｅに若干の変形が生じる虞はある。しかしながら、変形は、駆動プーリ３６の外周において一箇所だけである。このため、たとえ、ベルト伝動装置３０の作動時において、歯付ベルト３５に発生する応力が出力軸３７の回転方向の一箇所において変動しても、複数の変形により共振的に振動するようなモードは生じないため、作動音の発生を十分抑制できる。

【0066】

（２－２.変形例２）
また、上記第一実施形態では、第二孔３６ｂの内周面の凸形状Ｓの数と、外歯３６ｅの歯溝３６ｇの数とは、「素の関係」にあるものとした。しかしこの態様には限らない。変形例２（図略）として、凸形状Ｓの数と、外歯３６ｅの歯溝３６ｇの数とは、同数であってもよい。この場合、第一位相β１と第二位相β２とが周方向において一点でも一致するとすべての位相が一致してしまう。しかしながら、一箇所ずらせば、全ての位相が一致することはない。このように、全ての位相をずらす設定が容易にできる。これにより、上記実施形態と同様の効果が期待できる。

【0067】

（２－３．変形例３、４）
また、上記第一実施形態では駆動プーリ３６の第二孔３６ｂの内周面の凸形状Ｓはインボリュートスプラインによって形成されるものとして説明したが、この態様には限らない。図７に示すように、変形例３として、凸形状Ｓは、周方向において、単なる矩形の凹凸形状であるローレット形状で形成されていてもよい。また、図８に示すように、変形例４として、凸形状Ｓは、単なる三角形形状であってもよい。これらによっても、設備入力軸の外周面が六角形で形成された従来技術に対し、第二孔３６ｂと設備入力軸Ｚ１とが相互に接触する面積を大きくできるので、接触部の面圧が低減でき、駆動プーリ３６の外周面の変形が相応に抑制できる。

【0068】

（２－４．変形例５）
また、上記第一実施形態では、駆動プーリ３６の第一孔３６ａは、出力軸３７の軸線方向においてモータＭ側の端面から所定の第一範囲Ａｒ１に亘って円筒形状で形成され、出力軸３７の先端側の端部が圧入され嵌合されると説明した。しかしながら、この態様には限らない。変形例６として、駆動プーリ３６の第一孔３６ａの内周面の周方向全周においては、第二孔３６ｂの内周面に形成された凸形状Ｓと同様の凸形状が等間隔で、且つ所定の第一範囲Ａｒ１に亘り形成されていてもよい。

【0069】

換言すると、第一孔３６ａ及び第二孔３６ｂにおいて、軸線と直交する面で切断した凸形状の断面形状が同じであってもよい。また、上記の凸形状は、インボリュートスプラインであってもよいし、ローレット形状や三角形形状であってもよい。そして、このとき、第一孔３６ａの凸形状と、第二孔３６ｂの凸形状Ｓとは駆動プーリ３６の軸方向における全長に亘って連続的に接続されて形成されることが好ましい。

【0070】

そして、出力軸３７の先端側の端部が隙間嵌めによって第一孔３６ａに嵌合される。このとき、駆動プーリ３６が出力軸３７に対して軸線方向に移動しないよう所定の固定手段を設けてもよい。これによって、駆動プーリ３６が出力軸３７に容易に固定できる。なお、出力軸３７は、第一孔３６ａに圧入によって嵌合されてもよい。

【0071】

（２－５．変形例６）
また、上記第一実施形態では、駆動プーリ３６の第二孔３６ｂでは、凸形状Ｓで形成される歯溝３６ｃの軸線に対する角度が平行になるよう形成されたが、この態様には限らない。変形例６（図略）として、第二孔３６ｂにおける歯溝３６ｃの軸線に対する角度は、はす歯である駆動プーリ３６の外歯３６ｅの歯すじ３６ｆと平行であってもよい。このようにすることにより、例えば、第二孔３６ｂにおいて凸形状Ｓで形成される歯溝３６ｃの延在長さが比較的長く設定された場合に、凸形状Ｓで形成される歯溝３６ｃの第一位相β１と、軸線に対する角度が異なる外周面の歯溝３６ｇの第二位相β２とが交差して一致することを回避できる。

【0072】

また、上記実施形態によれば、ステアリング装置１０が、上記実施形態のベルト伝動装置３０を備える。これにより、作動音が抑制されたステアリング装置が得られる。

【0073】

（３．第一実施形態による効果）
上記第一実施形態によれば、ベルト伝動装置３０の駆動プーリは、出力軸３７の軸線方向においてモータ側の端部から所定の第一範囲に亘って形成され、出力軸３７の先端側の端部が一体回転可能となるよう嵌合される第一孔３６ａと、出力軸３７の軸線方向においてモータＭ側とは反対側の端部（端面）から所定の第二範囲Ａｒ２に亘って形成される第二孔３６ｂと、を備え、第二孔３６ｂの内周面には、径方向外方に向かい形成される凸形状Ｓが周方向全周に亘って等間隔で複数（１６）形成され、第二孔３６ｂの内周面の周方向における凸形状Ｓの頂部Ｔの位相である第一位相β１と、駆動プーリ３６の外周面において隣り合う、歯すじ３６ｆ間で形成される歯溝３６ｇの底部の周方向における位相である第二位相β２と、は全く一致しないか又は１箇所のみ一致する。

【0074】

このように、駆動プーリ３６の第二孔３６ｂは、内周面に、径方向外方に向かい形成される凸形状Ｓが周方向全周に亘って等間隔で複数形成されている。このため、第二孔３６ｂに対し隙間嵌めにて嵌合可能に形成された設備入力軸Ｚ１が、第二孔３６ｂに挿入され嵌合された状態では、設備入力軸Ｚ１と駆動プーリ３６の第二孔３６ｂとは大きな接触面積で接触可能である。これにより、性能測定時に、モータＭが作動し駆動プーリ３６が設備入力軸Ｚ１に回転力を付与しても、設備入力軸Ｚ１と駆動プーリ３６の第二孔３６ｂとの間に大きな応力は生じず、接触部の変形が効果的に抑制される。

【0075】

さらに、凸形状Ｓの頂部Ｔの位相である第一位相β１と歯溝３６ｇの底部の位相である第二位相β２と、は全く一致しないか又は一箇所のみ一致する。換言すると、駆動プーリ３６において最も径方向における肉厚が薄くなる状態が全く存在しないか、若しくは一箇所のみ存在する。このため、第二孔３６ｂの凸形状位置において、仮に変形が生じても凸形状Ｓの近傍に駆動プーリ３６の外周の歯溝３６ｇが全くないか、若しくは一箇所しかないため、外周面との間には十分な肉厚が確保され、外周面の変形を効果的に抑制できる。なお、一箇所のみ近傍に歯溝３６ｇがある場合には、外周面に変形が生じる虞はあるが、周方向において一箇所にのみ生じた変形によりベルト伝動装置３０の作動時における作動音が大きくなる虞が低いことはわかっているため問題ない。このように、第二孔３６ｂの形状の工夫、及び凸形状Ｓおよび歯溝３６ｇの配置位置の工夫によって、駆動プーリ３６の外周の変形は効果的に抑制され、ベルト伝動装置３０の作動時における作動音が効果的に抑制できる。

【0076】

また、上記第一実施形態では、周方向全周における第二孔３６ｂの凸形状Ｓの数、及び駆動プーリ３６の外周面における歯すじ３６ｆ間の歯溝３６ｇの数は、相互に素の関係にある。このため、肉厚が最も薄くなる第一位相β１と第二位相β２とが一致する状態を容易に回避でき、駆動プーリ３６の外周面の変形をさらに効果的に抑制できる。

【0077】

また、上記第一実施形態では、第二孔３６ｂの凸形状Ｓは、インボリュートスプラインで形成される。第二孔３６ｂは、第一孔３６ａに出力軸３７の先端部が圧入され、駆動プーリ３６がモータＭの出力軸３７の先端部に固定された状態において、図４に示す性能測定装置Ｚの設備入力軸Ｚ１を駆動プーリ３６と同軸になるよう挿入し嵌合させてモータＭの性能を計測するための孔である。このため、設備入力軸Ｚ１の外周面形状をインボリュートスプラインで形成された第二孔３６ｂの凸形状Ｓと隙間嵌めにて嵌合可能に形成すれば、設備入力軸Ｚ１と第二孔３６ｂとは大きな接触面積で良好に嵌合できる。これにより、モータＭの性能測定時に、モータＭが作動し駆動プーリ３６が設備入力軸Ｚ１に回転力を付与しても、設備入力軸Ｚ１と駆動プーリ３６の第二孔３６ｂとの間に大きな応力は生じず、接触部の変形が効果的に抑制される。

【0078】

また、上記第一実施形態では、駆動プーリ３６の外歯３６ｅ、従動プーリ３４の外歯３４ａ及び歯付ベルト３５の内歯３５ａはいずれも相互に噛合可能なように、はす歯で形成されている。しかしながらこの態様には限らない。外歯３６ｅ、外歯３４ａ及び内歯３５ａは各回転軸と平行な歯によって形成されてもよい。これによっても、上記実施形態と同様の効果が期待できる。

【0079】

また、上記第一実施形態では、駆動プーリ３６の第一孔３６ａは円筒孔であり、モータＭの出力軸３７は、第一孔３６ａに圧入されて嵌合される。これにより、駆動プーリ３６及び出力軸３７が安価に製造できる。

【符号の説明】

【0080】

１０；ステアリング装置、 １１；ハウジング、 １１ａ；第一ハウジング、 １１ｂ；第二ハウジング、 ２１；ボールナット、 ３０；ベルト伝動装置、 ３１；ケース、 ３１ａ；内周面、 ３５；歯付ベルト、 ３５ａ；内歯、 ３６；駆動プーリ、 ３６ａ；第一孔、 ３６ｂ；第二孔、 ３６ｂ１；内歯、 ３６ｃ；歯溝、 ３６ｅ；外歯、 ３６ｇ；歯溝、 ３７；出力軸、 Ａｒ１；第一範囲、 Ａｒ２；第二範囲、 Ｌ１；軸線、 Ｌ２；軸線、 Ｍ；電動モータ（モータ）、 Ｑ；底部、 Ｓ；凸形状、 Ｔ；頂部、 Ｗ；凸部、 Ｚ；性能測定装置、 Ｚ１；設備入力軸、 Ｚ２；外歯、 β１；第一位相、 β２；第二位相。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】