(57)【要約】電動パワーステアリング装置において、前記動力伝達機構は、前記電動モータにより駆動され、外歯を有する小径の外歯車と、当該外歯車に内接して噛合する内歯を有し、当該外歯車の軸線を中心に揺動可能に支持され、外周面が駆動側プーリとして作用するリング状の内外歯車と、当該内外歯車により、ベルトを介して駆動される従動側プーリと、当該従動側プーリにより駆動されて、ラック軸を移動させるボールねじ機構と、を備え、前記外歯車の端部に、略同軸上に、円形支持体が設けてあり、前記内外歯車の端部に、略同軸上に、前記円形支持体と内接して前記円形支持体を支持する円環支持体が設けられる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングホイールに印加した操舵トルクに対応して、電動モータから補助操舵トルクを発生させ、動力伝達機構を介して、操舵機構のラック軸に前記補助操舵トルクを伝達する別軸式ラックアシスト型の電動パワーステアリング装置において、
前記動力伝達機構は、
前記電動モータにより駆動され、外歯を有する小径の外歯車と、
当該外歯車に内接して噛合する内歯を有し、当該外歯車の軸線を中心に揺動可能に支持され、外周面が駆動側プーリとして作用するリング状の内外歯車と、
当該内外歯車により、ベルトを介して駆動される従動側プーリと、
当該従動側プーリにより駆動されて、ラック軸を移動させるボールねじ機構と、を備え、
前記外歯車の端部に、略同軸上に、円形支持体が設けてあり、
前記内外歯車の端部に、略同軸上に、前記円形支持体と内接して前記円形支持体を支持する円環支持体が設けてあ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】
前記円形支持体は、その外径が前記外歯車の内歯のピッチ円直径に略等しく設定してあり、
前記円環支持体は、その内径が前記内外歯車の内歯のピッチ円直径に略等しく設定してあ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。
【請求項３】
前記円形支持体と前記円環支持体とは、前記内外歯車の軸方向移動を規制する移動規制機構を有す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。
【請求項４】
前記円形支持体は、その外径が前記外歯車のピッチ円直径に略等しく設定してあり、
前記円環支持体は、その内径が前記内外歯車の内歯のピッチ円直径に略等しく設定してあることを特徴とする請求項３に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項５】
前記移動規制機構は、前記円形支持体と前記円環支持体との接触部の形状を、一方を凸形状に形成し、他方を凹形状に形成してあることを特徴とする請求項３に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項６】
前記移動規制機構は、前記円形支持体と前記円環支持体との接触部の形状を、テーパ形状として対向し、且つ、対称に形成してあることを特徴とする請求項３に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項７】
前記内外歯車の側部に、フランジが設けてあ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。
【請求項８】
前記フランジは、前記内外歯車の端部に設けた前記円環支持体に一体的に形成してあることを特徴とする請求項７に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項９】
前記外歯車の外歯、前記内外歯車の内歯及び外周面噛合歯、前記ベルトの噛合歯、及び前記従動側プーリの外周面噛合歯は、斜歯に設定してあり、
これらの斜歯の捩れ方向は、同一方向になるように設定してあ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。
【請求項１０】
前記内外歯車の内歯の捩れ角は、θａであり、
前記内外歯車の外周面噛合歯の捩れ角は、θｂであり、
前記内外歯車の内歯の噛合いピッチ円半径は、ｒａであり、
前記内外歯車の外周面噛合歯と前記ベルトの噛合歯との噛合いピッチ円半径は、ｒｂであり、以下の関係を満たすべくθａ，θｂ，ｒａ，ｒｂが設定されたことを特徴とする請求項９に記載の電動パワーステアリング装置。
（式４）
2006070889.tif 000010
【請求項１１】
４輪操舵の後輪操舵に用いることを特徴とした請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項１２】
前記ステアリングホイールと前記ラック軸とが機械的に連結されていない、ステアバイワイヤ式のステアリングに用いられることを特徴とした請求項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、ボールねじ式で別軸式ラックアシスト型の電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  自動車の操舵系では、外部動力源を用いて操舵アシストを行わせる、いわゆるパワーステアリング装置が広く採用されている。従来、パワーステアリング装置用の動力源としては、ベーン方式の油圧ポンプが用いられており、この油圧ポンプをエンジンにより駆動するものが多かった。ところが、この種のパワーステアリング装置は、油圧ポンプを常時駆動することによるエンジンの駆動損失が大きい（最大負荷時において、数馬力〜十馬力程度）ため、小排気量の軽自動車等への採用が難しく、比較的大排気量の自動車でも走行燃費が無視できないほど低下することが避けられなかった。【０００３】  そこで、これらの問題を解決するものとして、電動モータを動力源とする電動パワーステアリング装置（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｐｏｗｅｒ  Ｓｔｅｅｒｉｎｇ、以下ＥＰＳと記す）が近年注目されている。ＥＰＳには、電動モータの電源に車載バッテリを用いるために直接的なエンジンの駆動損失が無く、電動モータが操舵アシスト時にのみに起動されるために走行燃費の低下も抑えられる他、電子制御が極めて容易に行える等の特長がある。【０００４】  一方、乗用車用のステアリングギヤとしては、高剛性かつ軽量であること等から、現在ではラックピニオン式が主流となっている。そして、ラック＆ピニオン式ステアリングギヤ用のＥＰＳとしては、ステアリングシャフトやピニオン自体を駆動するべくコラム側部に電動モータを配置したコラムアシスト型等の他、電動式のボールねじ機構によりラック軸を駆動するボールねじ式ラックアシスト型も用いられている。ボールねじ式ラックアシスト型のＥＰＳでは、アシスト力がピニオンとラックとの噛合面に作用しないため、摩耗や変形の要因となる両部材間の接触面圧が比較的小さくなる。【０００５】  ラックアシスト型ＥＰＳでは、ラック軸に形成されたボールねじ軸の雄ねじ溝とボールナットに形成された雌ねじ溝とが多数個の循環ボール（鋼球）を介して係合しており、ラック軸と同軸あるいは別軸に配置された電動モータによってボールナットが回転駆動され、これにより、ラック軸が軸方向に移動する。【０００６】  また、別軸式ラックアシスト型ＥＰＳにおける電動モータとボールナットとの間の動力伝達方法としては、ギヤ式、タイミングベルト式等が一般的である。【０００７】  ところで、特許文献１では、別軸式ラックアシスト型ＥＰＳに於いて、動力伝達機構は、電動モータにより駆動され、外歯を有する小径の外歯車と、この外歯車を内接して噛合する内歯を有し、外歯車の軸線を中心に揺動可能に支持されるリング状の内歯車と、この内歯車の外周面に設けた駆動側プーリと、この駆動側プーリによりベルトを介して駆動される従動側プーリと、この従動側プーリにより駆動されて、ラック軸を移動させるボールねじ機構と、を備えている。【０００８】  このように、特許文献１では、外歯車と内歯車により減速した後、駆動側プーリと従動側プーリにより減速しており、２段階で減速比を稼げるので、駆動側プーリを小径化したり、又は、従動側プーリを大径化しなくても、減速機構を全体として、小型で高い減速比を達成することができ、車両への搭載性を良くすることができる。しかも、駆動側プーリへのベルトの巻き掛け領域の曲率半径を小さくする必要がないので、ベルトの寿命を長くすることができる。【０００９】  また、特許文献１では、駆動側プーリの両端に設けたハウジングと一体の案内部によって、駆動側プーリの軸方向移動を規制している。
【特許文献１】特開２００４−２６２２６４号公報（ＷＯ  ２００４／０６９６３１  Ａ１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】  ところで、特許文献１では、ベルトを掛け渡した駆動側プーリに作用するベルト張力のうち、ラジアル方向の力（以下、ラジアル力）は、外歯車と内歯車との歯面で受けることになる。【００１１】  その結果、通常の歯車減速機であれば、一枚の歯に注目した場合、歯の片側のみで接触するが、この場合には、外歯車と内歯車との歯の両面にて接触し、内歯車が外歯車に食い込む形となり、歯の耐久強度の低下を招来し、作動音や作動トルクの増加を招来するといったことがある。【００１２】  本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであって、歯の耐久強度を向上し、作動音や作動トルクを低減することができる、電動パワー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】
【００１３】  上記の目的を達成するため、本発明の第１の側面によれば、
ステアリングホイールに印加した操舵トルクに対応して、電動モータから補助操舵トルクを発生させ、動力伝達機構を介して、操舵機構のラック軸に前記補助操舵トルクを伝達する別軸式ラックアシスト型の電動パワーステアリング装置において、
前記動力伝達機構は、
前記電動モータにより駆動され、外歯を有する小径の外歯車と、
当該外歯車に内接して噛合する内歯を有し、当該外歯車の軸線を中心に揺動可能に支持され、外周面が駆動側プーリとして作用するリング状の内外歯車と、
当該内外歯車により、ベルトを介して駆動される従動側プーリと、
当該従動側プーリにより駆動されて、ラック軸を移動させるボールねじ機構と、を備え、
前記外歯車の端部に、略同軸上に、円形支持体が設けてあり、
前記内外歯車の端部に、略同軸上に、前記円形支持体と内接して前記円形支持体を支持する円環支持体が設けてあることを特徴とする電動パワーステアリング装置が提供される。【００１４】  本発明の第１の側面にかかる本発明の第２の側面によれば、
前記円形支持体は、その外径が前記外歯車の内歯のピッチ円直径に略等しく設定してあり、
前記円環支持体は、その内径が前記内外歯車の内歯のピッチ円直径に略等しく設定してあることを特徴とした電動パワーステアリング装置が提供される。【００１５】  本発明の第１の側面にかかる本発明の第３の側面によれば、
前記円形支持体と前記円環支持体とは、前記内外歯車の軸方向移動を規制する移動規制機構を有することを特徴とした電動パワーステアリング装置が提供される。【００１６】  本発明の第３の側面にかかる本発明の第４の側面によれば、
前記円形支持体は、その外径が前記外歯車のピッチ円直径に略等しく設定してあり、
前記円環支持体は、その内径が前記内外歯車の内歯のピッチ円直径に略等しく設定してあることを特徴とした電動パワーステアリング装置が提供される。【００１７】  本発明の第３の側面にかかる本発明の第５の側面によれば、
前記移動規制機構は、前記円形支持体と前記円環支持体との接触部の形状を、一方を凸形状に形成し、他方を凹形状に形成してあることを特徴とした電動パワーステアリング装置が提供される。【００１８】  本発明の第３の側面にかかる本発明の第６の側面によれば、
前記移動規制機構は、前記円形支持体と前記円環支持体との接触部の形状を、テーパ形状として対向し、且つ、対称に形成してあることを特徴とした電動パワーステアリング装置が提供される。【００１９】  本発明の第１の側面にかかる本発明の第７の側面によれば、
前記内外歯車の側部に、フランジが設けてあることを特徴とした電動パワーステアリング装置が提供される。【００２０】  本発明の第７の側面にかかる本発明の第８の側面によれば、
前記フランジは、前記内外歯車の端部に設けた前記円環支持体に一体的に形成してあることを特徴とした電動パワーステアリング装置が提供される。【００２１】  本発明の第１の側面にかかる本発明の第９の側面によれば、
前記外歯車の外歯、前記内外歯車の内歯及び外周面噛合歯、前記ベルトの噛合歯、及び前記従動側プーリの外周面噛合歯は、斜歯に設定してあり、
これらの斜歯の捩れ方向は、同一方向になるように設定してあることを特徴とした電動パワーステアリング装置が提供される。【００２２】  本発明の第９の側面にかかる本発明の第１０の側面によれば、
前記内外歯車の内歯の捩れ角は、θａであり、
前記内外歯車の外周面噛合歯の捩れ角は、θｂであり、
前記内外歯車の内歯の噛合いピッチ円半径は、ｒａであり、
前記内外歯車の外周面噛合歯と前記ベルトの噛合歯との噛合いピッチ円半径は、ｒｂであり、以下の関係を満たすべくθａ，θｂ，ｒａ，ｒｂが設定されることを特徴とした電動パワーステアリング装置が提供される。【００２３】（式４）
2006070889.tif 000002
本発明の第１の側面にかかる本発明の第１１の側面によれば、
４輪操舵の後輪操舵に用いることを特徴とした電動パワーステアリング装置が提供される。【００２４】  本発明の第１の側面にかかる本発明の第１２の側面によれば、
前記ステアリングホイールと前記ラック軸とが機械的に連結されていない、
ステアバイワイヤ式のステアリングに用いられることを特徴とした電動パワーステアリング装置が提供される。
【発明の効果】
【００２５】  本発明によれば、外歯車の端部に、略同軸上に、円形支持体が設けてあり、内外歯車の端部に、略同軸上に、円形支持体を内接して支持する円環支持体が設けてある。【００２６】  そのため、駆動側プーリに作用する張力のうちのラジアル力は、円形支持体と円環支持体とにより支持することができ、両歯車は、トルク伝達のみを受け持つことができる。【００２７】  従って、両歯車には、ベルトの張力によるラジアル力は、作用せず、内外歯車が外歯車に食い込む事がない。よって、歯の耐久強度を向上し、作動音や作動トルクを低減することができる。【００２８】  また、円形支持体は、その外径が外歯車のピッチ円直径に略等しく設定してあり、円環支持体は、その内径が内外歯車の内歯のピッチ円直径に略等しく設定してある。そのため、円形支持体と円環支持体の接触部は、滑りを伴う接触ではなく、転がり接触となるので、摩擦に伴う作動トルクの増加を最小限に抑えることができる。【００２９】  更に本発明によれば、円形支持体と円環支持体は、内外歯車の軸方向移動を規制する移動規制機構を有しており、移動規制機構は、円形支持体と円環支持体との接触部の形状を、一方を凸形状に形成し、他方を凹形状に形成してある。【００３０】  このような凹凸形状によって、内外歯車の軸方向移動を規制することができ、内外歯車とハウジング等との接触を回避することができる。【００３１】  よって、滑り接触による作動トルクの増加や耐久性の低下を抑制すると共に、異音の発生を防止することが期待できる。【００３２】  しかも、凹凸形状は、例えば、それぞれ異なる曲率半径として、接触部を略点接触に近い接触形態としている。これにより、接触部が小面積（略点接触）で転がり接触することにより、摩擦・摩耗を著しく低減することができる。【００３３】  また、移動規制機構は、円形支持体と円環支持体との接触部の形状を、テーパ形状として対向し、且つ、対称に形成してある。【００３４】  このようなテーパであって対称的な形状によって、内外歯車の軸方向移動を規制することができ、内外歯車とハウジング等との接触を回避することができる。【００３５】  従って、滑り接触による作動トルクの増加や耐久性の低下を抑制すると共に、異音の発生を防止することができる。【００３６】  しかも、テーパであって対称的な形状であることから、接触部を略点接触に近い接触形態としている。これにより、接触部が小面積（略点接触）で転がり接触することにより、摩擦・摩耗を著しく低減することができる。【００３７】  また、本発明によれば、内外歯車の側部に、フランジが設けてあり、ベルトの軸方向移動を規制している。これにより、ベルトが軸方向移動してハウジングなどに接触することを回避し、それによる作動トルクの増加、耐久性の低下、異音の発生を防止する効果を有する。【００３８】  また、フランジは、内外歯車の端部に設けた円環支持体に一体的に形成してあることから、フランジを別体で取付けるための手段の省略、取付け部の肉厚の低減が可能であり、構造をコンパクトにする効果を有する。【００３９】  更にまた本発明によれば、外歯車の外歯、内外歯車の内歯及び外周面噛合歯、ベルトの噛合歯、及び従動側プーリの外周面噛合歯は、斜歯に設定してあり、これらの斜歯の捩れ方向は、同一方向になるように設定してある。【００４０】  これにより、回転によって、外歯車の外歯と内外歯車の内歯との噛合いから発生する内外歯車を軸方向移動させようとする力と、内外歯車の外周面噛合歯とベルトの噛合歯との噛合いから発生する内外歯車を軸方向移動させようとする力とを、逆向きとなるように設定し、その結果、内外歯車の軸方向移動を規制している。【００４１】  また、本発明によれば、内外歯車の内歯の捩れ角は、θａであり、内外歯車の外周面噛合歯の捩れ角は、θｂであり、内外歯車の内歯の噛合いピッチ円半径は、ｒａであり、内外歯車の外周面噛合歯とベルトの噛合歯との噛合いピッチ円半径は、ｒｂであり、
（式４）
2006070889.tif 000003
に設定してある。【００４２】  これにより、外歯車の外歯と内外歯車の内歯との噛合いから発生する内外歯車を軸方向移動させようとする力と、内外歯車の外周面噛合歯とベルトの噛合歯との噛合いから発生する内外歯車を軸方向移動させようとする力とを、等しくなるように設定し、その結果、内外歯車の軸方向移動を規制している。【００４３】  従って、内外歯車の軸方向移動を規制し、作動トルクの増加や耐久性の低下を抑制すると共に、異音の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の実施の形態に係り、ボールねじ式で別軸式ラックアシスト型の電動パワーステアリング装置の縦断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線（一点鎖線側）に沿った断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ線（二点鎖線側）に沿った断面図である。
【図４】本発明の第２実施の形態に係り、ボールねじ式で別軸式ラックアシスト型の電動パワーステアリング装置の縦断面図である。
【図５】本発明の第２実施の形態に係り、円形支持体と円環支持体との接触部を拡大して示す拡大断面図である。
【図６Ａ】本発明の第２実施の形態の変形例に係り、円形支持体と円環支持体との接触部を拡大して示す拡大断面図である。
【図６Ｂ】本発明の第２実施の形態の変形例に係り、円形支持体と円環支持体との接触部を拡大して示す拡大断面図である
【図６Ｃ】本発明の第２実施の形態の変形例に係り、円形支持体と円環支持体との接触部を拡大して示す拡大断面図である
【図７】本発明の第３実施の形態に係り、ボールねじ式で別軸式ラックアシスト型の電動パワーステアリング装置の要部の拡大断面図である。
【図８】本発明の第４実施の形態に係り、ボールねじ式で別軸式ラックアシスト型の電動パワーステアリング装置の縦断面図である。
【図９】本発明の第５実施の形態に係り、ボールねじ式で別軸式ラックアシスト型の電動パワーステアリング装置の縦断面図である。
【図１０Ａ】図９に示した円形支持体と円環支持体の拡大断面図である。
【図１０Ｂ】本発明の第６実施の形態に係り、円形支持体と円環支持体の拡大断面図である。
【図１０Ｃ】本発明の第７実施の形態に係り、円形支持体と円環支持体の拡大断面図である。
【図１１】本発明の実施の形態に係り、ボールねじ式で別軸式ラックアシスト型の電動パワーステアリング装置の縦断面図である。
【図１２Ａ】図１１に示した、外歯車と、内外歯車と、ベルトとの噛合い部を拡大して示す模式図である。
【図１２Ｂ】外歯車の外歯と内外歯車の内歯との噛合いピッチ線（Ｘ）を破線で示し、内外歯車の外周面噛合歯とベルトの噛合歯との噛合いピッチ線を実線（Ｙ）で示した模式図である。
【符号の説明】
【００４５】  １，２，３  ハウジング（ステアリングギヤケース）
４  電動モータ
５  駆動軸
７  枢軸
８，９  軸受
１１  小径の外歯車
１２  リング状の内外歯車
１２ａ  内歯
１２ｂ  外周面噛合歯
１３  従動側プーリ
１４  ベルト
２１  ラック軸
２２  ボールナット
２３  雄ねじ溝
２４  雌ねじ溝
２５  鋼球
２６  複列軸受
２７  筒状体
２８  スプライン部
３１  円形支持体
３２  円環支持体
４０  フランジ
４１  斜歯ベルト
【発明を実施するための最良の形態】
【００４６】  以下、本発明の実施の形態に係る電動パワーステアリング装置を図面を参照しつつ説明する。【００４７】  図１は、本発明の実施の形態に係り、ボールねじ式で別軸式ラックアシスト型の電動パワーステアリング装置の縦断面図である。【００４８】  図２は、図１のＡ−Ａ線（一点鎖線側）に沿った断面図である。【００４９】  図３は、図１のＢ−Ｂ線（二点鎖線側）に沿った断面図である。【００５０】  本実施の形態においては、図１に示すように、ハウジング１，２，３（ステアリングギヤケース）が設けてあり、ハウジング１には、電動モータ４が装着してある。【００５１】  この電動モータ４の駆動軸５の凹端部には、枢軸７がスプライン嵌合してある。この枢軸７は、ハウジング１，２に、軸受８，９により回転自在に支持してある。【００５２】  枢軸７には、外歯を有する小径の外歯車１１が形成してある。図２に示すように、その外歯車１１には、内歯を有するリング状の内外歯車１２が噛合してある。この内外歯車１２は、外歯車１１の軸線を中心に揺動可能に支持され、外周面が駆動側プーリとして作用するように構成してある（即ち、内外歯車１２の外周面には、後述するベルト１４に噛合する噛合歯が形成してある）。【００５３】  内外歯車１２の外周面の噛合歯と、後述するラック軸２１の同軸上に設けた従動側プーリ１３の外周面の噛合歯との間には、内側に噛合歯を有するベルト１４が掛け渡してある。【００５４】  一方、ハウジング１，２，３（ステアリングギヤケース）には、ラック軸２１が軸方向移動自在に収納してあり、ラック軸２１には、ボールナット２２を備えたボールねじ機構が設けてある。【００５５】  ラック軸２１には、雄ねじ溝２３が形成してある一方、ボールナット２２には、雌ねじ溝２４が形成してあり、雄ねじ溝２３と雌ねじ溝２４との間には、循環ボールたる多数個の鋼球２５が介装してある。また、ボールナット２２には、鋼球２５を循環させるための循環こま（図示せず）が装着してある。【００５６】  ボールナット２２は、複列軸受２６により支持してあり、その端部の筒状体２７に設けたスプライン部２８で、従動側プーリ１３がボールナット２２と共に回転できるように連結してある。【００５７】  さて、本実施の形態では、図１及び図３に示すように、外歯車１１の両端部に、略同軸上に、円形支持体３１が設けてあり、内外歯車１２の両端部に、略同軸上に、円形支持体３１を内接して支持する円環支持体３２が設けてある。【００５８】  そのため、内外歯車１２の外周面に作用する張力のうちのラジアル力は、円形支持体３１と円環支持体３２とにより支持することができ、両歯車１１，１２は、トルク伝達のみを受け持つことができる。【００５９】  従って、両歯車１１，１２には、ベルトの張力によるラジアル力は、作用せず、内外歯車１２が外歯車１１に食い込む事がない。よって、歯の耐久強度を向上し、作動音や作動トルクを低減することができる。【００６０】  また、円形支持体３１は、その外径が外歯車１１のピッチ円直径に略等しく設定してあり、円環支持体３２は、その内径が内外歯車１２の内歯のピッチ円直径に略等しく設定してある。そのため、円形支持体３１と円環支持体３２の接触部は、滑りを伴う接触ではなく、転がり接触となるので、摩擦に伴う作動トルクの増加を最小限に抑えることができる。【００６１】  なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されず、種々変形可能である。【００６２】  上述した第１の実施の形態では、内外歯車１２に、フランジが設けられておらず、ベルト１４が回転して軸方向に移動した場合には、従動側プーリ１３を支持する軸受やハウジング１，２などに、ベルト１４の側面が接触することが起こり得る。【００６３】  このような場合、この接触部の摩擦・磨耗による作動トルクの増加やベルトの耐久性低下、滑り接触による異音発生などが問題となるといったことがある。
そこで、この点を改良した実施の形態について以下に詳述する。【００６４】  上述した第１の実施の形態に加え、円形支持体３１と円環支持体３２とが、内外歯車１２の軸方向移動を規制する移動規制機構を有する実施の形態を第２から第４実施の形態として詳述する。【００６５】  （第２実施の形態）
本実施の形態では、円形支持体３１と円環支持体３２は、内外歯車１２の軸方向移動を規制する移動規制機構を有している。【００６６】  図４及び図５に示すように、移動規制機構は、円形支持体３１の外周面が凹円弧形状に形成してあり、円環支持体３２の内周面が凸円弧形状に形成してある。【００６７】  ところで、電動モータ４の駆動軸５の回転によって、外歯車１１が回転し、その回転は、内外歯車１２に伝達し、ベルト１４を介して、従動側プーリ１３に伝わる。【００６８】  この時、ベルト１４は、その芯線の向きや傾き、ベルト１４自身の捩れなどによって、ベルト１４は、軸方向に移動しようとする。【００６９】  また、内外歯車１２も、ベルト１４の回転力によって軸方向に移動しようとする。【００７０】  本実施の形態では、円形支持体３１の外周面が凹円弧形状に形成してあり、円環支持体３２の内周面が凸円弧形状に形成してあり、また、内外歯車１２は、常に、従動側プーリ１３方向にベルトの張力よって押し付けられている。【００７１】  その結果、凹凸円弧形状が案内の役割を果たし、内外歯車１２の軸方向移動を規制することができ、内外歯車１２とハウジング１，２等との接触を回避することができる。【００７２】  従って、滑り接触による作動トルクの増加や耐久性の低下を抑制すると共に、異音の発生を防止することができる。【００７３】  しかも、凹凸形状は、例えば、それぞれ異なる曲率半径として、円形支持体３１と円環支持体３２との接触部を略点接触に近い接触形態としている。これにより、接触部が小面積（略点接触）で転がり接触することにより、摩擦・摩耗を著しく低減することができる。【００７４】  また、円形支持体３１と円環支持体３２の凹凸形状は、内外歯車１２の軸方向移動を規制できれば良い。図６Ａのように、円形支持体３１と円環支持体３２の凹凸形状は、曲面でなくともよく、凹凸形状であって、略鈍角形状で接触するように形成してあってもよい。【００７５】  また、図６Ｂのように、円形支持体３１と円環支持体３２で、凹凸円弧形状の向きが逆であっても良い。【００７６】  さらに、図６Ｃに示すように、凹凸円弧形状での接触部を複数箇所としても良い。【００７７】  （第３実施の形態）
図７は、本発明の第３実施の形態に係り、ボールねじ式で別軸式ラックアシスト型の電動パワーステアリング装置の要部の拡大断面図である。【００７８】  本実施の形態は、その基本的構造が上述した実施の形態と同様であり、相違する点について説明する。【００７９】  本実施の形態では、円形支持体３１と円環支持体３２は、内外歯車１２の軸方向移動を規制する移動規制機構を有している。【００８０】  図７に示すように、移動規制機構は、円形支持体３１と円環支持体３２との接触部の形状がテーパ形状として対向してあり、且つ、対称に形成してある。【００８１】  ところで、内外歯車１２がベルト１４の回転力によって軸方向に移動しようとする際、本実施の形態では、円形支持体３１と円環支持体３２との接触部の形状がテーパ形状として対向してあり、且つ、対称に形成してあり、また、内外歯車１２は、常に、従動側プーリ１３方向に張力よって押し付けられている。【００８２】  その結果、このようなテーパであって対称的な形状が案内の役割を果たし、内外歯車１２の軸方向移動を規制することができ、内外歯車１２とハウジング１，２等との接触を回避することができる。【００８３】  従って、滑り接触による作動トルクの増加や耐久性の低下を抑制すると共に、異音の発生を防止することができる。【００８４】  しかも、テーパであって対称的な形状であることから、円形支持体３１と円環支持体３２との接触部を略点接触に近い接触形態としている。これにより、接触部が小面積（略点接触）で転がり接触することにより、摩擦・摩耗を著しく低減することができる。【００８５】  なお、テーパの向きは、円形支持体３１と円環支持体３２とで、逆になっていても良い。【００８６】  （第４実施の形態）
図８は、本発明の第４実施の形態に係り、ボールねじ式で別軸式ラックアシスト型の電動パワーステアリング装置の縦断面図である。【００８７】  本実施の形態は、その基本的構造が上述した実施の形態と同様であり、相違する点について説明する。【００８８】  本実施の形態では、内外歯車１２の外周面の噛合歯と、後述するラック軸２１の同軸上に設けた従動側プーリ１３の外周面の噛合歯との間には、内側に噛合歯を有する斜歯ベルト４１が掛け渡してある。【００８９】  内外歯車１２の回転が斜歯ベルト４１を介して従動側プーリ１３に伝わる時、斜歯ベルト４１は、斜歯の角度、芯線の向きや傾き、斜歯ベルト４１自身の捩れなどによって、軸方向に移動しようとする。【００９０】  本実施の形態においても、斜歯ベルト４１が軸方向に移動しようとする際、円形支持体３１の外周面が凹円弧形状に形成してあり、円環支持体３２の外周面が凸円弧形状に形成してあり、また、内外歯車１２は、常に、従動側プーリ１３方向にベルトの張力によって押し付けられている。【００９１】  その結果、凹凸円弧形状が案内の役割を果たし、内外歯車１２の軸方向移動を規制することができ、内外歯車１２とハウジング１，２等との接触を回避することができる。【００９２】  従って、内外歯車が移動せず、他と接触を起こさないので、作動トルク低減と異音発生防止が期待できる。従って、作動トルク低減の結果として歯の耐久強度の向上が期待できる。換言すれば、滑り接触による作動トルクの増加や耐久性の低下を抑制すると共に、異音の発生を防止することが期待できる。【００９３】  しかも、凹凸形状は、例えば、それぞれ異なる曲率半径として、円形支持体３１と円環支持体３２と接触部を略点接触に近い接触形態としている。これにより、接触部が小面積（略点接触）で転がり接触することにより、摩擦・摩耗を著しく低減することができる。【００９４】  なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されず、種々変形可能である。【００９５】  次に第５から第７の実施の形態として、上述の第１実施の形態に加え、内外歯車の両側部に、ベルトの軸方向移動を規制するためのフランジを設けた形態について説明する。【００９６】  （第５実施の形態）
上述の第１実施の形態に加え、図１０Ａに示すように、内外歯車１２の両側部に、ベルト１４の軸方向移動を規制するためのフランジ４０が設けた実施の形態について、第５から第７の実施の形態として説明する。【００９７】  ところで、電動モータ４の駆動軸５の回転によって、外歯車１１が回転し、その回転は、内外歯車１２に伝達し、ベルト１４を介して、従動側プーリ１３に伝わる。この時、ベルト１４は、その芯線の向きや傾き、ベルト１４自身の捩れなどによって、ベルト１４は、軸方向に移動しようとする。また、ベルト１４が斜歯ベルト（図示略）ならば、斜歯の角度によっても、軸方向へ移動する。【００９８】  このような場合、本実施の形態では、上記のように、内外歯車１２の両側部に、ベルト１４の軸方向移動を規制するためのフランジ４０が設けてある。【００９９】  従って、ベルト１４が軸方向移動してハウジング１，２などに接触することを回避することができ、それによる作動トルクの増加、耐久性の低下、異音の発生を確実に防止することができる。【０１００】  （第６実施の形態）
図１０Ｂは、本発明の第６実施の形態に係り、円形支持体と円環支持体の拡大断面図である。【０１０１】  本実施の形態では、フランジ４０は、内外歯車１２の端部に設けた円環支持体３２に一体的に形成してある。【０１０２】  従って、この場合にも、ベルト１４が軸方向移動してハウジング１，２などに接触することを回避することができ、それによる作動トルクの増加、耐久性の低下、異音の発生を確実に防止することができる。【０１０３】  加えて、フランジ４０は、円環支持体３２に一体的に形成してあることから、フランジを別体で取付けるための手段の省略、取付け部の肉厚の低減が可能であり、構造をコンパクトにする効果を有する。【０１０４】  （第７実施の形態）
図１０Ｃは、本発明の第７実施の形態に係り、円形支持体と円環支持体の拡大断面図である。【０１０５】  本実施の形態では、フランジ４０は、内外歯車１２の端部に設けた円環支持体３２に一体的に形成してある。【０１０６】  従って、この場合にも、ベルト１４が軸方向移動してハウジング１，２などに接触することを回避することができ、それによる作動トルクの増加、耐久性の低下、異音の発生を確実に防止することができる。【０１０７】  加えて、フランジ４０は、円環支持体３２に一体的に形成してあることから、フランジを別体で取付けるための手段の省略、取付け部の肉厚の低減が可能であり、構造をコンパクトにする効果を有する。【０１０８】  また、本実施の形態では、円形支持体３１と円環支持体３２は、内外歯車１２の軸方向移動を規制する移動規制機構を有している。移動規制機構は、円形支持体３１の外周面が凹円弧形状に形成してあり、円環支持体３２の内周面が凸円弧形状に形成してある。【０１０９】  円形支持体３１の外周面が凹円弧形状に形成してあり、円環支持体３２の内周面が凸円弧形状に形成してあり、また、内外歯車１２は、常に、従動側プーリ１３方向にベルトの張力によって押し付けられている。その結果、凹凸円弧形状が案内の役割を果たし、内外歯車１２の軸方向移動を規制することができ、内外歯車１２とハウジング１，２等との接触を回避することができる。従って、滑り接触による作動トルクの増加や耐久性の低下を抑制すると共に、異音の発生を防止することができる。【０１１０】  しかも、凹凸形状は、例えば、それぞれ異なる曲率半径として、円形支持体３１と円環支持体３２との接触部を略点接触に近い接触形態としている。これにより、接触部が小面積（略点接触）で転がり接触することにより、摩擦・摩耗を著しく低減することができる。【０１１１】  また、円形支持体３１と円環支持体３２の凹凸形状は、内外歯車１２の軸方向移動を規制できれば良い。円形支持体３１と円環支持体３２の凹凸形状は、曲面でなくともよく、凹凸形状であって、略鈍角形状で接触するように形成してあってもよい。また、円形支持体３１と円環支持体３２で、凹凸円弧形状の向きが逆であっても良い。さらに、凹凸円弧形状での接触部を複数箇所としても良い。【０１１２】  なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されず、種々変形可能である。【０１１３】  上記の実施の形態１〜７における外歯車の外歯、内外歯車の内歯及び外周面噛合歯、ベルトの噛合歯、及び従動側プーリの外周面噛合歯の歯の形状は、第１〜３実施例では直歯を用いた例を説明したが、これを第４実施例のように斜歯を用いても良い。（第８実施の形態）
しかし、以下に説明する本発明の第８の実施の形態ではそれらの歯を斜歯に設定し、斜歯の捩れ方向はいずれも同一方向に設定した。以下にその実施の形態を詳述する。【０１１４】  図１１は、本発明の実施の形態に係り、ボールねじ式で別軸式ラックアシスト型の電動パワーステアリング装置の縦断面図である。【０１１５】  図１２Ａは、図１１に示した、外歯車と、内外歯車と、ベルトとの噛合い部を拡大して示す模式図であり、図１２Ｂは、外歯車の外歯と内外歯車の内歯との噛合いピッチ線（Ｘ）を破線で示し、内外歯車の外周面噛合歯とベルトの噛合歯との噛合いピッチ線を実線（Ｙ）で示した模式図である。【０１１６】  本実施の形態では、図１２Ａ、１２Ｂに示すように、外歯車１１の外歯、内外歯車１２の内歯１２ａ及び外周面噛合歯１２ｂ、ベルト１４の噛合歯、及び従動側プーリ１３の外周面噛合歯は、斜歯に設定してあり、これらの斜歯の捩れ方向は、同一方向になるように設定してある。【０１１７】  図１２Ａに示すように、外歯車１１の外歯と内外歯車１２の内歯１２ａとの噛合いから、内外歯車１２には、接線力（Ｆａ）が発生する。【０１１８】  また、内外歯車１２の外周面噛合歯１２ｂとベルト１４の噛合歯との噛合いから、内外歯車１２には、接線力（Ｆｂ）が発生する。【０１１９】  これら接線力（Ｆａ，Ｆｂ）から、斜歯の角度によって、図１２Ｂに示すような軸方向への分力が発生し、内外歯車１２の軸線に水平な分力は、内外歯車１２の軸方向移動力となる。【０１２０】  この時、上述した斜歯の捩れ方向が同一方向になるように設定してあれば、外歯車１１の外歯と内外歯車１２の内歯１２ａとの噛合いにより発生する軸方向移動力と、内外歯車１２の外周面噛合歯１２ｂとベルト１４の噛合歯との噛合いにより発生する軸方向移動力とは、反対方向に働く。【０１２１】  これにより、回転によって、外歯車１１の外歯と内外歯車１２の内歯１２ａとの噛合いから発生する内外歯車１２を軸方向移動させようとする軸方向移動力と、内外歯車１２の外周面噛合歯１２ｂとベルト１４の噛合歯との噛合いから発生する内外歯車１２を軸方向移動させようとする軸方向移動力とを、互いに逆向きとなるように設定することができ、その結果、内外歯車１２の軸方向移動を規制することができる。【０１２２】  また、内外歯車１２の内歯１２ａの捩れ角は、θａであり、内外歯車１２の外周面噛合歯１２ｂの捩れ角は、θｂであるとき、上記２つの軸方向移動力が互いに反対方向であって、且つ、釣り合うためには、【０１２３】
【数１】
2006070889.tif 000004
2006070889.tif 000005
となればよい。図１２Ａにおいて、内外歯車１２の内歯１２ａの噛合いピッチ円半径は、ｒａであり、内外歯車１２の外周面噛合歯１２ｂとベルト１４の噛合歯との噛合いピッチ円半径は、ｒｂであるとすると、接線力（Ｆａ，Ｆｂ）は、夫々、噛合い部に働くトルクから求められ、【０１２４】
【数２】
2006070889.tif 000006
となり、式（１）は、【０１２５】
【数３】
2006070889.tif 000007
となる。ここで、内外歯車１２の内歯１２ａと、外周面噛合歯とは、当然、一体であり、伝達するトルクは等しいから、
Ｔａ＝Ｔｂ
より、以下の式が算出される。【０１２６】
【数４】
2006070889.tif 000008
2006070889.tif 000009
【０１２７】  このため、以上の関係を持つ捩れ角を有する本実施の形態によれば、内外歯車１２の内歯１２ａと、外周面噛合歯とに発生する２つの軸方向移動力を、相殺することができ、内外歯車１２の軸方向の移動を規制することができる。【０１２８】  従って、内外歯車１２の軸方向移動を規制し、作動トルクの増加や耐久性の低下を抑制すると共に、異音の発生を防止することができる。【０１２９】  なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されず、種々変形可能である。【０１３０】  なお、上述の電動パワーステアリング装置は、通常の操舵機構のように前輪を操舵するために用いてもよいし、４輪操舵機構の前輪または後輪の操舵に用いることができることは当然である。
また、本発明は、ステアリングホイールとラック軸が機械的に連結されていない、いわゆるステアバイワイヤ（ＳＢＷ）式のステアリングにも適用できる。また、上述した第１から第８の実施の形態を組み合わせることも当然本発明に含まれる。
本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。
本出願は、２００４年１２月２８日出願の日本特許出願（特願２００４−３８１６８１）、２００５年１月２５日出願の日本特許出願（特願２００５−０１７２５７）、２００５年１月２８日出願の日本特許出願（特願２００５−０２２０７５）、２００５年３月２２日出願の日本特許出願（特願２００５−０８２２３０）、に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１３１】  上述した本発明によれば、内外歯車に作用するベルト張力のうちのラジアル力を、円形支持体と円環支持体とにより支持することができ、両歯車はトルク伝達のみを受け持つことができる。【０１３２】  従って、両歯車には、ベルト張力によるラジアル力は、作用せず、内外歯車が外歯車に食い込む事がない。よって、歯の耐久強度が高く、作動音や作動トルクを低減することができる電動パワーステアリング装置が提供される。
【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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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【国際調査報告】
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