特開 2023-108847 電動パワーステアリング装置、および、電動パワーステアリング装置用ラック軸

(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】P2023108847

(43)【公開日】2023-08-07

(54)【発明の名称】電動パワーステアリング装置、および、電動パワーステアリング装置用ラック軸

(51)【国際特許分類】

   B62D 5/04 20060101AFI20230731BHJP

   B62D 3/12 20060101ALI20230731BHJP

   F16H 55/17 20060101ALI20230731BHJP

   F16H 55/26 20060101ALI20230731BHJP

【ＦＩ】

B62D5/04

B62D3/12 503Z

F16H55/17 Z

F16H55/26

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022010115

(22)【出願日】2022-01-26

(71)【出願人】

【識別番号】000004204

【氏名又は名称】日本精工株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000811

【氏名又は名称】弁理士法人貴和特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】飯島 清貴

(72)【発明者】

【氏名】上野 星治

【テーマコード（参考）】

3D333

3J030

【Ｆターム（参考）】

3D333CB02

3D333CB21

3D333CC14

3D333CD04

3D333CD05

3D333CD09

3D333CD11

3D333CD14

3D333CD16

3D333CD28

3D333CD39

3D333CD44

3D333CE09

3D333CE12

3J030BA08

3J030BC02

3J030BC10

(57)【要約】      （修正有）

【課題】ラック軸の製造誤差などにかかわらず、操舵側およびアシスト側のそれぞれにおいて、ラックの歯の歯面とピニオンの歯の歯面との間の接触面積を確保しやすくする。
【解決手段】操舵側ラック２８の歯の歯面と、操舵側ピニオン２５のうち操舵側ラック２８と重なる歯幅方向範囲における歯の歯面と、アシスト側ラック２９の歯の歯面と、アシスト側ピニオン４１のうちアシスト側ラック２９と重なる歯幅方向範囲における歯の歯面とのうち、操舵側ラック２８の歯の歯面の歯筋方向の少なくとも一部、および／または、操舵側ピニオン２５のうち操舵側ラック２８と重なる歯幅方向範囲における歯の歯面の一部にクラウニング加工が施されている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

軸方向一方側部分の外周面の周方向一部に操舵側ラック、および、軸方向他方側部分の外周面の周方向一部にアシスト側ラックを有し、軸方向両側の端部が操舵輪に連結されるラック軸と、
外周面に前記操舵側ラックと噛合する操舵側ピニオンを有し、ステアリングホイールの回転操作により回転駆動される操舵側ピニオン軸と、
外周面に前記アシスト側ラックと噛合するアシスト側ピニオンを有し、電動モータにより回転駆動されるアシスト側ピニオン軸と、を備え、
前記操舵側ラックの歯の歯面と、前記操舵側ピニオンのうち前記操舵側ラックと重なる歯幅方向範囲における歯の歯面と、前記アシスト側ラックの歯の歯面と、前記アシスト側ピニオンのうち前記アシスト側ラックと重なる歯幅方向範囲における歯の歯面とのうち、前記操舵側ラックの歯の歯面の歯筋方向の少なくとも一部、および／または、前記操舵側ピニオンのうち前記操舵側ラックと重なる歯幅方向範囲における歯の歯面の歯筋方向の一部にのみ、クラウニング加工が施されている、
電動パワーステアリング装置。

【請求項2】

前記操舵側ラックの歯の歯面において、歯筋方向の全範囲にクラウニング加工が施されている、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】

前記ラック軸は、外周面の周方向一部に前記操舵側ラックを有する操舵側軸部と、外周面の周方向一部に前記アシスト側ラックを有するアシスト側軸部と、前記操舵側軸部の軸方向端部と前記アシスト側軸部の軸方向端部とを接続する接続部とを備える、請求項１または２に記載の電動パワーステアリング装置。

【請求項4】

軸方向一方側部分の外周面の周方向一部に操舵側ラック、および、軸方向他方側部分の外周面の周方向一部にアシスト側ラックを有し、
前記操舵側ラックの歯の歯面と、前記アシスト側ラックの歯の歯面とのうち、前記操舵側ラックの歯の歯面にのみ、少なくとも歯筋方向の一部にクラウニング加工が施されている、
電動パワーステアリング装置用ラック軸。

【請求項5】

外周面の周方向一部に前記操舵側ラックを有する操舵側軸部と、外周面の周方向一部に前記アシスト側ラックを有するアシスト側軸部と、前記操舵側軸部の軸方向端部と前記アシスト側軸部の軸方向端部とを接続する接続部とを備える、請求項４に記載の電動パワーステアリング装置用ラック軸。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、デュアルピニオン式の電動パワーステアリング装置、および、該装置を構成するラック軸に関する。

【背景技術】

【0002】

自動車のステアリング装置は、運転者が回転操作するステアリングホイールの回転を、ステアリングシャフト、中間シャフトなどを介してステアリングギヤユニットの操舵側ピニオン軸に伝達し、さらに、操舵側ピニオン軸の回転運動を、操舵側ピニオン軸と噛合する、ステアリングギヤユニットのラック軸の直線運動に変換することに基づいて、左右の操舵輪に舵角を付与するように構成されている。

【0003】

ステアリング装置の分野では、ステアリングホイールの回転操作に要する力を軽減するため、操舵力伝達経路にアシスト駆動力を付与するように構成された、電動パワーステアリング装置が普及している。電動パワーステアリング装置には、操舵力伝達経路に対するアシスト駆動力の付与の仕方が異なる、各種の形式が存在する。

【0004】

本発明の対象となるデュアルピニオン式の電動パワーステアリング装置は、たとえば特開２００２－１５４４４２号公報（特許文献１）などに記載されているように、ラック軸に噛合するピニオン軸として、操舵側ピニオン軸のほか、アシスト側ピニオン軸を備える。すなわち、ラック軸は、軸方向一方側部分の外周面の周方向一部に操舵側ラック、および、軸方向他方側部分の外周面の周方向一部にアシスト側ラックを有し、軸方向両側の端部が操舵輪に連結される。操舵側ピニオン軸は、外周面に操舵側ラックと噛合する操舵側ピニオンを有し、ステアリングホイールの回転操作により回転駆動される。アシスト側ピニオン軸は、外周面にアシスト側ラックと噛合するアシスト側ピニオンを有し、電動モータにより回転駆動される。自動車の運転時には、電動モータからアシスト側ピニオン軸を介してラック軸にアシスト駆動力を付与することにより、ステアリングホイールの回転操作に要する力が軽減される。

【0005】

なお、本発明に関連する先行技術文献として、特開２００５－５３３２７号公報（特許文献２）がある。該公報には、電動モータからラック軸に対し、ボールねじ機構を介してアシスト駆動力を付与する形式（以下、本明細書では、ボールねじ式と称する）の電動パワーステアリング装置が記載されている。さらに、該公報には、ボールねじ式の電動パワーステアリング装置に関して、操舵側ピニオンの歯の歯面に、クラウニング加工を施す技術が記載されている。該公報に記載された構造では、このような技術を採用することにより、操舵側ピニオンの歯の歯面と操舵側ラックの歯の歯面との接触位置が歯筋方向に移動することを許容することに基づいて、ボールねじ機構の雄ねじ部とナットとの互いの中心軸間の傾き量を抑え、ボールねじ機構の動作を円滑にしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００２－１５４４４２号公報

【特許文献2】特開２００５－５３３２７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

従来のデュアルピニオン式の電動パワーステアリング装置では、ラック軸の周方向に関する操舵側ラックと操舵側ピニオンとの位置関係、および、ラック軸の周方向に関するアシスト側ラックとアシスト側ピニオンとの位置関係が、それぞれ設計で定められた所定の位置関係にある場合には、操舵側とアシスト側との双方の側において、図１８（ａ）に示すように、ラック軸１００の外周面の周方向一部に備えられたラック１０１の歯先面Ｓと、ピニオン軸１０２の外周面に備えられたピニオン１０３の中心軸線Ｃとが互いに平行になるように、ラック１０１とピニオン１０３とが噛合する。この場合には、図１９（ａ）に示すように、ラック１０１の歯１０４の歯面１０５は、ピニオン１０３の歯１０６の歯面１０７に対し、広い接触面積で面接触する。

【0008】

しかしながら、実際には、たとえば、ラック軸の製造誤差により、操舵側ラックとアシスト側ラックとの周方向に関する互いの位置関係が所定の位置関係からずれることがある。これにより、ラック軸の周方向に関する操舵側ラックと操舵側ピニオンとの位置関係、および、ラック軸の周方向に関するアシスト側ラックとアシスト側ピニオンとの位置関係のうち、少なくともいずれか一方が、設計で定められた所定の位置関係からずれることがある。この場合には、操舵側とアシスト側とのうちの少なくともいずれか一方の側において、図１８（ｂ）に示すように、ラック１０１の歯先面Ｓとピニオン１０３の中心軸線Ｃとが互いに傾斜するように、ラック１０１とピニオン１０３とが噛合する。この場合には、図１９（ｂ）に示すように、ラック１０１の歯１０４の歯面１０５は、ピニオン１０３の歯１０６の歯面１０７に対し、歯筋方向の端縁部（Ｐ部）において片当たりする、すなわち、狭い接触面積で接触する傾向となる。その結果、それぞれの歯面１０５、１０７に作用する応力が大きくなる。

【0009】

ただし、このような場合にも、それぞれの歯１０４、１０６の歯厚を全体的に大きくしておけば、それぞれの歯１０４、１０６の耐久性を確保することができる。しかしながら、それぞれの歯１０４、１０６の歯厚を全体的に大きくすると、ラック軸１００およびピニオン軸１０２の重量化を招きやすくなる。

【0010】

なお、特開２００５－５３３２７号公報に記載された、操舵側ピニオンの歯の歯面にクラウニング加工を施す技術は、ボールねじ式の電動パワーステアリング装置を対象とした技術である。

【0011】

本発明は、ラック軸の製造誤差などにかかわらず、操舵側およびアシスト側のそれぞれにおいて、ラックの歯の歯面とピニオンの歯の歯面との間の接触面積を確保しやすい電動パワーステアリング装置、および、該装置を構成するラック軸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】

【0012】

本発明の一態様の電動パワーステアリング装置は、ラック軸と、操舵側ピニオン軸と、アシスト側ピニオン軸とを備える。

【0013】

前記ラック軸は、軸方向一方側部分の外周面の周方向一部に操舵側ラック、および、軸方向他方側部分の外周面の周方向一部にアシスト側ラックを有し、軸方向両側の端部が操舵輪に連結される。

【0014】

前記操舵側ピニオン軸は、外周面に前記操舵側ラックと噛合する操舵側ピニオンを有し、ステアリングホイールの回転操作により回転駆動される。

【0015】

前記アシスト側ピニオン軸は、外周面に前記アシスト側ラックと噛合するアシスト側ピニオンを有し、電動モータにより回転駆動される。

【0016】

前記操舵側ラックの歯の歯面と、前記操舵側ピニオンのうち前記操舵側ラックと重なる歯幅方向範囲における歯の歯面と、前記アシスト側ラックの歯の歯面と、前記アシスト側ピニオンのうち前記アシスト側ラックと重なる歯幅方向範囲における歯の歯面とのうち、前記操舵側ラックの歯の歯面の歯筋方向の少なくとも一部、および／または、前記操舵側ピニオンのうち前記操舵側ラックと重なる歯幅方向範囲における歯の歯面の歯筋方向の一部にのみ、クラウニング加工が施されている。なお、クラウニング加工が施された箇所は、歯筋方向に関して端に向かうにしたがって歯厚が減少する方向に傾斜したクラウニング形状を有する。

【0017】

本発明の一態様の電動パワーステアリング装置では、前記操舵側ラックの歯の歯面において、歯筋方向の全範囲にクラウニング加工が施されている。

【0018】

本発明の一態様の電動パワーステアリング装置では、前記ラック軸は、外周面の周方向一部に前記操舵側ラックを有する操舵側軸部と、外周面の周方向一部に前記アシスト側ラックを有するアシスト側軸部と、前記操舵側軸部の軸方向端部と前記アシスト側軸部の軸方向端部とを接続する接続部とを備える。

【0019】

本発明の一態様の電動パワーステアリング装置用ラック軸は、軸方向一方側部分の外周面の周方向一部に操舵側ラック、および、軸方向他方側部分の外周面の周方向一部にアシスト側ラックを有し、前記操舵側ラックの歯の歯面と、前記アシスト側ラックの歯の歯面とのうち、前記操舵側ラックの歯の歯面にのみ、少なくとも歯筋方向の一部にクラウニング加工が施されている。

【0020】

本発明の一態様の電動パワーステアリング装置用ラック軸は、外周面の周方向一部に前記操舵側ラックを有する操舵側軸部と、外周面の周方向一部に前記アシスト側ラックを有するアシスト側軸部と、前記操舵側軸部の軸方向端部と前記アシスト側軸部の軸方向端部とを接続する接続部とを備える。

【発明の効果】

【0021】

本発明の一態様によれば、操舵側ラックとアシスト側ラックとの周方向に関する互いの位置関係が規定の位置関係からずれている場合でも、それぞれの側において、ラックの歯の歯面とピニオンの歯の歯面との間の接触面積を確保しやすい電動パワーステアリング装置、および、該装置を構成するラック軸を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】図１は、本発明の実施の形態の第１例の電動パワーステアリング装置を示す模式図である。

【図2】図２は、第１例の電動パワーステアリング装置から一部の部材を取り出して示す分解斜視図である。

【図3】図３は、第１例のラック軸の軸方向一方側部分およびその周囲に配置された部材を示す断面図である。

【図4】図４は、第１例のラック軸の軸方向他方側部分およびその周囲に配置された部材を示す断面図である。

【図5】図５は、図３のＡ－Ａ断面図である。

【図6】図６（ａ）は、第１例の操舵側ピニオンを構成する歯を径方向外側から見た図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）のＢ－Ｂ断面図である。

【図7】図７は、第１例のラック軸の斜視図である。

【図8】図８は、第１例のラック軸の平面図である。

【図9】図９は、第１例の操舵側ラックを構成する歯の斜視図である。

【図10】図１０は、第１例のアシスト側ラックを構成する歯の斜視図である。

【図11】図１１は、図４のＣ－Ｃ断面図である。

【図12】図１２（ａ）は、第１例のアシスト側ピニオンを構成する歯を径方向外側から見た図であり、図１２（ｂ）は、図１２（ａ）のＤ－Ｄ断面図である。

【図13】図１３（ａ）は、第１例に関して、アシスト側ラックの歯先面Ｓ２とアシスト側ピニオンの中心軸線Ｃ２とが互いに平行になるように、アシスト側ラックとアシスト側ピニオンとが噛合する状態を示す図であり、図１３（ｂ）は、第１例に関して、操舵側ラックの歯先面Ｓ１と操舵側ピニオンの中心軸線Ｃ１とが互いに傾斜するように、操舵側ラックと操舵側ピニオンとが噛合する状態を示す図である。

【図14】図１４（ａ）は、図１３（ａ）に示した状態でのアシスト側ラックの歯の歯面とアシスト側ピニオンの歯の歯面との接触状態を示す模式図であり、図１４（ｂ）は、図１３（ｂ）に示した状態での操舵側ラックの歯の歯面と操舵側ピニオンの歯の歯面との接触状態を示す模式図である。

【図15】図１５は、本発明の実施の形態の第２例を示す、図６（ａ）に相当する図である。

【図16】図１６は、本発明の実施の形態の第３例を示す、図９に相当する図である。

【図17】図１７は、本発明の実施の形態の第４例を示す、図９に相当する図である。

【図18】図１８（ａ）は、従来の電動パワーステアリング装置に関して、ラックの歯先面Ｓとピニオンの中心軸線Ｃとが互いに平行になるように、ラックとピニオンとが噛合する状態を示す図であり、図１８（ｂ）は、ラックの歯先面Ｓとピニオンの中心軸線Ｃとが互いに傾斜するように、ラックとピニオンとが噛合する状態を示す図である。

【図19】図１９（ａ）は、図１８（ａ）に示した状態でのラックの歯の歯面とピニオンの歯の歯面との接触状態を示す模式図であり、図１９（ｂ）は、図１８（ｂ）に示した状態でのラックの歯の歯面とピニオンの歯の歯面との接触状態を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

［第１例］
本発明の実施の形態の第１例について、図１～図１４を用いて説明する。

【0024】

以下の説明において、前後方向は、車両の前後方向を意味し、上下方向は、車両の上下方向を意味し、左右方向は、車両の幅方向を意味する。左右方向は、後述するラック軸１１およびラック収容部１４の軸方向に一致する。ラック軸１１およびラック収容部１４の軸方向に関して一方側は、図１、図３、図４、および図８における左側であり、ラック軸１１およびラック収容部１４の軸方向に関して他方側は、図１、図３、図４、および図８における右側である。

【0025】

本例の電動パワーステアリング装置１は、デュアルピニオン式である。すなわち、本例の電動パワーステアリング装置１は、１本のラック軸１１、および、２本のピニオン軸である操舵側ピニオン軸１０およびアシスト側ピニオン軸１３を備え、操舵側ピニオン軸１０からラック軸１１に操舵力を入力し、アシスト側ピニオン軸１３からラック軸１１にアシスト駆動力を入力する形式の電動パワーステアリング装置である。

【0026】

本例の電動パワーステアリング装置１は、図１に全体構成を示すように、ステアリングホイール２と、ステアリングシャフト３と、ステアリングコラム４と、１対の自在継手５ａ、５ｂと、中間シャフト６と、ハウジング７（図１では図示省略、図２参照）と、操舵機構部８と、アシスト機構部９とを備える。

【0027】

ステアリングシャフト３は、車体に支持されたステアリングコラム４の内側に、回転自在に支持されている。ステアリングシャフト３の後端部には、運転者が回転操作するステアリングホイール２が取り付けられている。ステアリングシャフト３の前端部は、自在継手５ａ、中間シャフト６および別の自在継手５ｂを介して、操舵機構部８を構成する操舵側ピニオン軸１０に接続されている。このため、操舵側ピニオン軸１０には、ステアリングホイール２の回転運動が伝達される。操舵側ピニオン軸１０の回転運動は、操舵機構部８を構成するラック軸１１の軸方向の直線運動に変換される。これにより、左右の操舵輪１２に、ステアリングホイール２の回転操作量に応じた舵角が付与される。電動パワーステアリング装置１は、アシスト機構部９を構成するアシスト側ピニオン軸１３を介してラック軸１１にアシスト駆動力を付与することにより、運転者がステアリングホイール２を回転操作するのに必要な操舵力を軽減する。

【0028】

本例では、ハウジング７は、アルミニウム合金などの軽合金をダイキャスト成形することにより一体的に造られた鋳造品であり、車体に固定される。本発明を実施する場合には、ハウジングを、複数の部品を互いに結合固定して構成することもできる。本例では、ハウジング７は、図２に示すように、ラック収容部１４と、操舵側ピニオン収容部１５と、アシスト側ピニオン収容部１６と、操舵側ガイド収容部１７と、アシスト側ガイド収容部１８と、ギヤハウジング部１９と、複数の取付部２０ａ、２０ｂとを備える。

【0029】

ラック収容部１４は、操舵機構部８を構成するラック軸１１の軸方向中間部を収容する部分であって、円筒形状を有しており、左右方向に伸長している。

【0030】

操舵側ピニオン収容部１５は、操舵側ピニオン軸１０の先半部を収容する部分であって、ラック収容部１４の軸方向一方側部分の周方向一部に配置されている。より具体的には、操舵側ピニオン収容部１５は、ラック収容部１４の軸方向一方側部分の前側部に配置されており、上側の端部のみが開口した有底円筒形状を有する。操舵側ピニオン収容部１５は、ラック収容部１４に対し、ねじれの位置関係に配置されている。つまり、操舵側ピニオン収容部１５の中心軸とラック収容部１４の中心軸とは、ねじれの位置関係にある。ラック収容部１４の中心軸と操舵側ピニオン収容部１５の中心軸とのいずれにも直交する方向である前後方向から見て、操舵側ピニオン収容部１５の中心軸は、ラック収容部１４の中心軸に対して直交する方向には配置されておらず、該直交する方向に対し傾斜している。操舵側ピニオン収容部１５の内部空間は、ラック収容部１４の内部空間に連通している。

【0031】

アシスト側ピニオン収容部１６は、アシスト側ピニオン軸１３を収容する部分であって、ラック収容部１４の軸方向他方側部分の周方向一部に配置されている。より具体的には、本例では、アシスト側ピニオン収容部１６は、ラック収容部１４の軸方向他方側部分の前側部に配置されており、上下方向の両側の端部が開口した円筒形状を有する。アシスト側ピニオン収容部１６は、ラック収容部１４に対しねじれの位置関係に配置されている。つまり、アシスト側ピニオン収容部１６の中心軸とラック収容部１４の中心軸とは、ねじれの位置関係にある。ラック収容部１４の中心軸とアシスト側ピニオン収容部１６の中心軸とのいずれにも直交する方向である前後方向から見て、アシスト側ピニオン収容部１６の中心軸は、ラック収容部１４の中心軸に対して直交する方向には配置されておらず、該直交する方向に対し傾斜している。アシスト側ピニオン収容部１６の内部空間は、ラック収容部１４の内部空間に連通している。本発明を実施する場合には、アシスト側ピニオン収容部の中心軸を、ラック収容部の中心軸に対して直交する方向に配置することもできる。

【0032】

操舵側ガイド収容部１７は、後述の操舵側ラックガイド２４を収容する部分であって、ラック収容部１４のうち、操舵側ピニオン収容部１５に対して直径方向反対側となる部分に配置されている。すなわち、本例では、操舵側ガイド収容部１７は、ラック収容部１４のうち、操舵側ピニオン収容部１５と同じ軸方向位置の後側部に配置されている。操舵側ガイド収容部１７は、円筒形状を有しており、ラック収容部１４の中心軸を中心とする放射方向に伸長している。すなわち、本例では、操舵側ガイド収容部１７は、前後方向に伸長している。操舵側ガイド収容部１７の内部空間も、ラック収容部１４の内部空間に連通している。

【0033】

アシスト側ガイド収容部１８は、後述のアシスト側ラックガイド３７を収容する部分であって、ラック収容部１４のうち、アシスト側ピニオン収容部１６に対して直径方向反対側となる部分に配置されている。すなわち、本例では、アシスト側ガイド収容部１８は、ラック収容部１４のうち、アシスト側ピニオン収容部１６と同じ軸方向位置の後側部に配置されている。アシスト側ガイド収容部１８は、円筒形状を有しており、ラック収容部１４の中心軸を中心とする放射方向に伸長している。すなわち、本例では、アシスト側ガイド収容部１８は、前後方向に伸長している。アシスト側ガイド収容部１８の内部空間も、ラック収容部１４の内部空間に連通している。

【0034】

ギヤハウジング部１９は、アシスト機構部９を構成する後述のウォーム減速機３８を収容する部分であり、ウォーム収容部２１とホイール収容部２２とを備える。

【0035】

ホイール収容部２２は、ウォーム減速機３８を構成するウォームホイール５０を収容する部分であって、アシスト側ピニオン収容部１６と軸方向に隣接して配置されている。具体的には、本例では、ホイール収容部２２は、アシスト側ピニオン収容部１６の上側に配置されている。ホイール収容部２２は、略円筒形状を有しており、アシスト側ピニオン収容部１６と同軸に配置されている。

【0036】

ウォーム収容部２１は、ウォーム減速機３８を構成するウォーム４９を収容する部分であって、ホイール収容部２２の周方向一部に配置されている。具体的には、本例では、ウォーム収容部２１は、ホイール収容部２２の前側部に配置されている。ウォーム収容部２１は、有底円筒形状を有しており、本例では、ラック収容部１４の軸方向に関して一方側の端部に開口部を有する。ウォーム収容部２１は、開口側の端部、すなわち、ラック収容部１４の軸方向に関して一方側の端部に、径方向外側に向けて突出した取付フランジ２３を有する。ウォーム収容部２１の内部空間とホイール収容部２２の内部空間とは、互いに連通している。

【0037】

複数の取付部２０ａ、２０ｂは、ハウジング７を車体に固定するために用いられる。本例では、複数の取付部２０ａ、２０ｂは、ラック収容部１４の軸方向両側の端部の前側に配置された２つの取付部２０ａ、および、ラック収容部１４の軸方向中間部の後側に配置された２つの取付部２０ｂからなる。ハウジング７は、取付部２０ａ、２０ｂのそれぞれを挿通したボルトやスタッドなどの固定部材を利用して、車体に固定される。

【0038】

操舵機構部８は、操舵側ピニオン軸１０と、ラック軸１１と、操舵側ラックガイド２４とを有し、ステアリングホイール２の回転運動を、ラック軸１１の軸方向の直線運動に変換する。

【0039】

操舵側ピニオン軸１０は、炭素鋼などの金属製の軸部材である。操舵側ピニオン軸１０は、図１および図５に示すように、先半部の外周面に、ラック軸１１の操舵側ラック２８と噛合する操舵側ピニオン２５を有する。

【0040】

本例では、操舵側ピニオン２５は、少なくとも操舵側ラック２８と重なる歯幅方向範囲α（図５参照）において、歯の歯面のうち少なくとも歯筋方向の片側（操舵側ピニオン軸１０の先端側、図５における下側）の半部に、クラウニング加工が施されている。この点について、図６（ａ）および図６（ｂ）を用いて説明する。

【0041】

図６（ａ）は、歯幅方向範囲αにおいて、操舵側ピニオン２５を構成する歯５５を径方向外側から見た図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）のＢ－Ｂ断面図である。なお、図６（ａ）では、実際には螺旋方向に伸長する歯５５を、便宜的に、直線方向に伸長する態様で描いている。操舵側ピニオン２５は、所定の大きさのねじれ角を有する。すなわち、歯５５の歯筋方向は、操舵側ピニオン軸１０の軸方向に対して該ねじれ角の分だけ傾斜している。本例では、歯５５の歯厚方向両側の側面である歯面５６は、歯元側から歯先側に向かうにしたがって歯５５の歯厚が小さくなる方向に曲線的に傾斜している。特に、本例では、歯面５６は、歯幅方向範囲αにおいて、歯筋方向の片側（図６（ａ）における下側）の半部にクラウニング加工が施されている。すなわち、該歯面５６の歯筋方向の片側の半部は、歯筋方向の片側に向かうにしたがって歯厚が曲線的または直線的（図示の例では曲線的）に減少する方向に傾斜したクラウニング形状を有する。したがって、本例では、歯５５の歯厚は、歯幅方向範囲αにおいて、歯筋方向の他側（図６（ａ）における上側）の半部では一定であり、歯筋方向の片側では歯筋方向の片側に向かうにしたがって減少している。歯面５６は、歯幅方向範囲αにおいて、歯筋方向の全長にわたり滑らかに連続しており、片側の半部と他側の半部との境界部を含めて、歯筋方向の途中に尖った角部を有していない。なお、操舵側ピニオンの歯の歯面に関しては、歯筋方向の両側の端部のうち、片側（操舵側ピニオン軸の先端側）の端部にしかクラウニング加工を施すことができず、他側（操舵側ピニオン軸の基端側）の端部にはクラウニング加工を施すことができない。このため、本例では、歯幅方向範囲αにおいて、操舵側ピニオン２５の歯５５の歯面５６のうち、歯筋方向の片側（操舵側ピニオン軸の先端側）の半部にのみ、クラウニング加工を施している。

【0042】

操舵側ピニオン軸１０は、操舵側ピニオン収容部１５の内側に、軸受２６ａ、２６ｂを用いて回転自在に支持されている。操舵側ピニオン軸１０の中心軸は、操舵側ピニオン収容部１５の中心軸と同軸に配置されている。操舵側ピニオン軸１０は、ステアリングホイール２に対し、自在継手５ａ、５ｂおよび中間シャフト６などを介して接続されており、ステアリングホイール２の回転操作により回転駆動される。操舵側ピニオン軸１０の回転運動は、ラック軸１１の直線運動に変換され、ラック軸１１の軸方向両側の端部に接続されたタイロッド２７を押し引きする。これにより、左右の操舵輪１２に舵角が付与される。

【0043】

ラック軸１１は、炭素鋼などの金属製の棒状部材である。ラック軸１１は、軸方向を左右方向に向けて配置される。ラック軸１１は、図７および図８に示すように、軸方向一方側部分の外周面の周方向一部に、操舵側ピニオン軸１０の操舵側ピニオン２５と噛合する操舵側ラック２８を有し、かつ、軸方向他方側部分の外周面の一部に、アシスト側ピニオン軸１３のアシスト側ピニオン４１と噛合するアシスト側ラック２９を有する。本例では、操舵側ラック２８とアシスト側ラック２９との、ラック軸１１の周方向に関する配置の位相は、製造誤差による位相ずれを除き、実質的に互いに等しい。具体的には、本例では、操舵側ラック２８およびアシスト側ラック２９は、ラック軸１１の前側面に配置されている。ただし、本発明を実施する場合には、操舵側ラック２８とアシスト側ラック２９との、ラック軸１１の周方向に関する配置の位相を、製造誤差による位相ずれを超える大きさで、互いに異ならせることもできる。

【0044】

本例では、操舵側ラック２８は、操舵側ピニオン２５と重なる歯幅方向範囲α（図５参照）、すなわち、歯幅方向の全範囲において、歯の歯面にクラウニング加工が施されていない。この点について、図９を用いて説明する。

【0045】

図９は、操舵側ラック２８を構成する歯５７の斜視図である。操舵側ラック２８は、所定の大きさのねじれ角を有する。すなわち、歯５７の歯筋方向は、ラック軸１１の軸方向に対して直交しておらず、ラック軸１１の軸方向に直交する方向（図８における上下方向）に対し、該ねじれ角の分だけ傾斜している。本例では、歯５７の歯厚方向両側の側面である歯面５８は、歯元側から歯先側に向かうにしたがって歯５７の歯厚が小さくなる方向に直線的に傾斜している。本例では、歯面５８は、全体的に、クラウニング加工が施されていない。すなわち、歯面５８は、歯筋方向に対して傾斜していない。このため、歯５７の歯厚は、歯筋方向の全長にわたり一定である。

【0046】

本例では、アシスト側ラック２９は、アシスト側ピニオン４１と重なる歯幅方向範囲β（図１１参照）、すなわち、歯幅方向の全範囲において、歯の歯面にクラウニング加工が施されていない。この点について、図１０を用いて説明する。

【0047】

図１０は、アシスト側ラック２９を構成する歯５９の斜視図である。本例では、アシスト側ラック２９も、所定の大きさのねじれ角を有し、歯５９の歯面６０が、歯元側から歯先側に向かうにしたがって歯５９の歯厚が小さくなる方向に直線的に傾斜している。また、歯面６０は、全体的に、クラウニング加工を施されておらず、歯筋方向に対して傾斜していない。

【0048】

ラック軸１１は、軸方向両側の端部のそれぞれに、軸方向端面に開口するねじ孔３０を有する。

【0049】

本例では、ラック軸１１の製造のしやすさを考慮して、ラック軸１１を２つの軸部に分けて製造できる構造を採用している。具体的には、本例では、ラック軸１１は、外周面の周方向一部に操舵側ラック２８を有する操舵側軸部６１と、外周面の周方向一部にアシスト側ラック２９を有するアシスト側軸部６２と、操舵側軸部６１の軸方向端部とアシスト側軸部６２の軸方向端部とを接続する接続部６３とを備える。すなわち、本例のラック軸１１は、操舵側ラック２８を有する操舵側軸部６１と、アシスト側軸部６２を有するアシスト側軸部６２とを、別々に造った後、操舵側軸部６１の軸方向端部とアシスト側軸部６２の軸方向端部とを接続部６３により接続してなる。本例では、接続部６３は、摩擦圧接部により構成されている。ただし、本発明を実施する場合には、接続部６３に必要な強度を確保できる限り、接続部６３として、溶接による接合部、摩擦攪拌接合部、かしめ付けによる接続部などの、任意の接続部を採用することができる。ラック軸１１の軸方向両側の端部に備えられるねじ孔３０は、接続部６３を構成する前に形成することもできるし、接続部６３を構成した後に形成することもできる。本発明を実施する場合には、ラック軸を、１本の棒状素材から造ることもできる。

【0050】

ラック軸１１は、軸方向両側の端部をラック収容部１４の左右方向両側の開口から突出させた状態で、ラック収容部１４の内側に軸方向に関する往復移動を可能に支持されている。ラック軸１１の軸方向両側の端部は、球面継手３１を介してタイロッド２７に接続される。すなわち、ラック軸１１の軸方向両側の端部に備えられたねじ孔３０のそれぞれに、球面継手３１の基部に備えられた雄ねじ部３２が螺合され、かつ、球面継手３１の先端部に、タイロッド２７の基端部が揺動可能に支持されている。ラック軸１１は、球面継手３１およびタイロッド２７を含むリンク機構を介して、左右の操舵輪１２に連結されている。

【0051】

操舵側ラックガイド２４は、ラック軸１１を操舵側ピニオン軸１０に向けて押圧するガイドであり、操舵側ガイド収容部１７の内側に配置されている。すなわち、操舵側ラックガイド２４は、操舵側ピニオン軸１０との間でラック軸１１を挟むように配置されている。本例の操舵側ラックガイド２４は、図３および図５に示すように、滑り式のラックガイドであり、パッド３３と、弾性部材３４とを備える。

【0052】

パッド３３は、略円柱形状を有しており、操舵側ガイド収容部１７の内側に、ラック軸１１に対する遠近移動を可能に配置されている。パッド３３は、ラック軸１１の凸円筒面状の後側面に対向する面に、ラック軸１１の後側面に合致した形状を有する凹円筒面状の押圧面３５を有する。押圧面３５は、滑り性に優れた合成樹脂などから構成されている。弾性部材３４は、図示の例ではねじりコイルばねであり、パッド３３と、操舵側ガイド収容部１７の開口部を塞ぐ操舵側キャップ３６との間に、弾性的に圧縮された状態で挟持されている。これにより、弾性部材３４は、パッド３３をラック軸１１に向けて押圧する。

【0053】

操舵側ラックガイド２４は、ラック軸１１を操舵側ピニオン軸１０に向けて押圧することで、操舵側ピニオン２５と操舵側ラック２８との噛合部のバックラッシュを低減する。これにより、操舵側ピニオン２５と操舵側ラック２８との噛合部で、異音が発生することを抑制している。

【0054】

アシスト機構部９は、ラック軸１１にアシスト駆動力を付与することにより、運転者がステアリングホイール２を回転操作するのに必要な操舵力を軽減する。アシスト機構部９は、アシスト側ピニオン軸１３と、アシスト側ラックガイド３７と、ウォーム減速機３８と、電動モータ３９と、トルクセンサ４０とを備える。

【0055】

アシスト側ピニオン軸１３は、炭素鋼などの金属製の軸部材である。アシスト側ピニオン軸１３は、図１および図１１に示すように、先半部の外周面に、ラック軸１１のアシスト側ラック２９と噛合するアシスト側ピニオン４１を有する。

【0056】

本例では、アシスト側ピニオン４１は、少なくともアシスト側ラック２９と重なる歯幅方向範囲β（図１１参照）において、歯の歯面にクラウニング加工が施されていない。この点について、図１２（ａ）および図１２（ｂ）を用いて説明する。

【0057】

図１２（ａ）は、歯幅方向範囲βにおいて、アシスト側ピニオン４１を構成する歯６４を径方向外側から見た図であり、図１２（ｂ）は、図１２（ａ）のＤ－Ｄ断面図である。なお、図１２（ａ）では、実際には螺旋方向に伸長する歯６４を、便宜的に、直線方向に伸長する態様で描いている。アシスト側ピニオン４１は、所定の大きさのねじれ角を有する。すなわち、歯６４の歯筋方向は、アシスト側ピニオン軸１３の軸方向に対して該ねじれ角の分だけ傾斜している。本例では、歯６４の歯厚方向両側の側面である歯面６５は、歯元側から歯先側に向かうにしたがって歯６４の歯厚が小さくなる方向に曲線的に傾斜している。本例では、歯面６５は、歯幅方向範囲βにおいて、歯筋方向の全範囲にクラウニング加工が施されていない。すなわち、歯面６５は、歯筋方向に対して傾斜していない。このため、歯６４の歯厚は、歯筋方向の全長にわたり一定である。

【0058】

アシスト側ピニオン軸１３は、アシスト側ピニオン収容部１６の内側に、軸受４２ａ、４２ｂを用いて回転自在に支持されている。アシスト側ピニオン軸１３の中心軸は、アシスト側ピニオン収容部１６の中心軸と同軸に配置されている。アシスト側ピニオン軸１３は、ウォーム減速機３８を介して、電動モータ３９により回転駆動される。本例では、アシスト側ピニオン収容部１６のうち、軸方向に関してホイール収容部２２と反対側の開口部は、キャップ５１により塞がれている。

【0059】

アシスト側ラックガイド３７は、ラック軸１１をアシスト側ピニオン軸１３に向けて押圧するガイドであり、アシスト側ガイド収容部１８の内側に配置されている。すなわち、アシスト側ラックガイド３７は、アシスト側ピニオン軸１３との間でラック軸１１を挟むように配置されている。アシスト側ラックガイド３７は、図４および図１１に示すように、転がり式のラックガイドであり、ローラ４３と、ホルダ４４と、ピン４５と、転がり軸受４６と、弾性部材４７とを有する。

【0060】

ローラ４３は、略円環形状を有しており、軸方向を上下方向に向けて配置されたピン４５および転がり軸受４６を介して、ホルダ４４に対し回転自在に支持されている。これにより、ローラ４３の外周面は、ラック軸１１の後側面の幅方向中間部に対して転がり接触している。ローラ４３の外周面は、ラック軸１１の後側面の輪郭形状に略合致した凹円弧状の母線形状を有する。ホルダ４４は、アシスト側ガイド収容部１８の内側に、ラック軸１１に対する遠近移動を可能に配置されている。弾性部材４７は、図示の例では皿ばねであり、ホルダ４４とアシスト側ガイド収容部１８の開口部を塞ぐアシスト側キャップ４８との間に配置されている。弾性部材４７は、ホルダ４４をラック軸１１に向けて押圧している。

【0061】

アシスト側ラックガイド３７は、ラック軸１１をアシスト側ピニオン軸１３に向けて押圧することで、アシスト側ピニオン４１とアシスト側ラック２９との噛合部のバックラッシュを低減する。これにより、アシスト側ピニオン４１とアシスト側ラック２９との噛合部で、異音が発生することを抑制している。

【0062】

なお、デュアルピニオン式の電動パワーステアリング装置１において、アシスト側ラック２９とアシスト側ピニオン４１との噛合部に作用するアシスト駆動力は、操舵側ラック２８と操舵側ピニオン２５との噛合部に作用する操舵力に比べて非常に大きい。このことに起因して、アシスト側ラックガイド３７は、操舵側ラックガイド２４に比べて、ラック軸１１から非常に大きな負荷を受ける。このため、操舵側ラックガイド２４およびアシスト側ラックガイド３７のそれぞれの押圧部を、ラック軸１１の外周面に対して摺動する摺動面により構成すると、ラック軸１１の外周面とアシスト側ラックガイド３７の押圧部との間に作用する摩擦力が大きくなりやすい。その結果、ラック軸１１が軸方向に直線移動することに対する抵抗力が大きくなりやすく、また、ラック軸１１およびアシスト側ラックガイド３７の摺動面で摩耗が発生しやすい。そこで、このような問題を解消すべく、本例の構造では、操舵側ラックガイド２４の押圧部を、ラック軸１１の外周面に対して摺動する摺動面により構成する一方で、アシスト側ラックガイド３７の押圧部を、ラック軸１１の外周面に対して転がり接触する転動面により構成している。そして、このような構成を採用することにより、ラック軸１１の外周面とアシスト側ラックガイド３７の押圧部との間に作用する摩擦力を小さく抑えられるようにしている。

【0063】

ウォーム減速機３８は、図１１に示すように、ウォーム４９とウォームホイール５０とを備え、電動モータ３９の回転を減速、すなわち電動モータ３９の駆動トルクを増大して、アシスト側ピニオン軸１３に伝達する。

【0064】

ウォーム４９は、外周面にウォーム歯を有し、ウォーム収容部２１の内側に回転可能に支持されている。ウォーム４９の基端部は、電動モータ３９のモータ出力軸に対し、図示しない継手などを介して、トルクの伝達を可能に接続されている。

【0065】

ウォームホイール５０は、外周面にウォーム歯と噛合するホイール歯を有し、ホイール収容部２２の内側に配置されている。ウォームホイール５０は、アシスト側ピニオン軸１３の基端部に相対回転不能に外嵌固定されている。本例では、ホイール収容部２２のうち、軸方向に関してアシスト側ピニオン収容部１６と反対側の開口部は、キャップ５２により塞がれている。

【0066】

電動モータ３９は、ウォーム収容部２１の取付フランジ２３に固定されている。

【0067】

トルクセンサ４０は、操舵側ピニオン軸１０の周囲に配置されており、操舵側ピニオン軸１０に入力されるトルクの大きさおよび方向を検知する。これにより、トルクセンサ４０は、操舵側ピニオン軸１０に入力されるトルクに対応した信号を、電動モータ３９の電子制御ユニットへ出力する。トルクセンサ４０としては、たとえば、磁歪効果を利用した非接触式トルクセンサなどの、各種のトルクセンサを使用することができる。

【0068】

アシスト機構部９は、トルクセンサ４０の出力信号に基づいて、電動モータ３９を駆動制御する。これにより、電動モータ３９が発生する駆動トルクを、ウォーム減速機３８およびアシスト側ピニオン軸１３を介してラック軸１１に対し、アシスト駆動力として伝達する。この結果、運転者がステアリングホイール２を回転操作するのに必要な操舵力が軽減される。

【0069】

本例の構造は、ラック軸１１を、ラック収容部１４に対して、軸方向にがたつきなく変位できるように支持する１対のラックブッシュ５３、５４を備える。これらのラックブッシュ５３、５４は、ポリアセタール樹脂、ポリアミド樹脂などの合成樹脂製で、略円筒形状を有する。

【0070】

操舵側ピニオン軸１０に近い、軸方向一方側に配置されたラックブッシュ５３は、図３に示すように、ラック収容部１４の軸方向一方側の開口部の近傍に内嵌されている。アシスト側ピニオン軸１３に近い、軸方向他方側に配置されたラックブッシュ５４は、図４に示すように、ラック収容部１４の軸方向他方側の開口部の近傍に内嵌されている。ラックブッシュ５３、５４は、ラック軸１１の外周面を軸方向の摺動可能に支持する。なお、ラック軸１１を押圧する操舵側ラックガイド２４は、滑り式のラックガイドであり、ラック軸１１の幅方向（図５の上下方向）に関する保持力を十分に確保できるため、軸方向一方側に配置されたラックブッシュ５３は、省略することもできる。

【0071】

以上のように、本例の電動パワーステアリング装置１では、操舵側ラック２８と操舵側ピニオン２５とが互いに重なる歯幅方向範囲α（図５参照）において、操舵側ラック２８と操舵側ピニオン２５とのうちの少なくとも一方の歯の歯面が、クラウニング形状を有している。具体的には、本例では、操舵側ラック２８と操舵側ピニオン２５とのうち、操舵側ピニオン２５の歯５５の歯面５６（図６（ａ）および図６（ｂ）参照）のみが、歯筋方向の片側の半部にクラウニング形状を有しており、操舵側ラック２８の歯５７の歯面５８（図９参照）は、クラウニング形状を有していない。一方、アシスト側ラック２９とアシスト側ピニオン４１とが互いに重なる歯幅方向範囲β（図１１参照）において、アシスト側ラック２９の歯５９の歯面６０（図１０参照）とアシスト側ピニオン４１の歯６４の歯面６５（図１２（ａ）および図１２（ｂ）参照）とのそれぞれは、クラウニング形状を有していない。

【0072】

このため、たとえば、ラック軸１１の製造誤差により、ラック軸１１の周方向に関する操舵側ラック２８とアシスト側ラック２９との互いの位置関係が設計で定められた所定の位置関係からずれたり、あるいは、ハウジング７の製造誤差により、ラック軸１１の周方向に関する操舵側ピニオン２５とアシスト側ピニオン４１との互いの位置関係が設計で定められた所定の位置関係からずれたりした場合でも、図１３（ａ）に示すように、アシスト側ラック２９の歯先面Ｓ２と、アシスト側ピニオン４１の中心軸線Ｃ２とが互いに平行になるように、アシスト側ラック２９とアシスト側ピニオン４１とを噛合させることができる。この場合には、図１４（ａ）に示すように、アシスト側ラック２９の歯５９の歯面６０を、アシスト側ピニオン４１の歯６４の歯面６５に対し、広い接触面積で面接触させることができる。したがって、これらの歯５９、６４に作用する応力を小さく抑えることができる。このため、これらの歯５９、６４の歯厚を過度に大きくすることなく、これらの歯５９、６４の耐久性を確保することができる。

【0073】

一方、前記位置関係のずれが生じた場合に、操舵側ラック２８と操舵側ピニオン２５とは、たとえば図１３（ｂ）に示すように、操舵側ラック２８の歯先面Ｓ１と操舵側ピニオン２５の中心軸線Ｃ１とが互いに傾斜するように噛合する。ただし、本例では、このような場合でも、操舵側ピニオン２５の歯５５の歯面５６の歯筋方向の片側の半部がクラウニング形状を有するため、図１４（ｂ）に示すように、操舵側ラック２８の歯５７の歯面５８は、操舵側ピニオン２５の歯５５の歯面５６に対し、歯筋方向に関して中央部から片側に外れた部分において、或る程度広い接触面積で接触する。したがって、これらの歯５５、５７に作用する応力を小さく抑えることができる。このため、これらの歯５５、５７の歯厚を過度に大きくすることなく、これらの歯５５、５７の耐久性を確保することができる。

【0074】

本例では、ラック軸１１は、操舵側ラック２８を有する操舵側軸部６１と、アシスト側軸部６２を有するアシスト側軸部６２とを、別々に造った後、操舵側軸部６１の軸方向端部とアシスト側軸部６２の軸方向端部とを接続部６３により接続してなる。このようなラック軸１１では、特に接続部６３を構成する際の製造誤差により、ラック軸１１の周方向に関する操舵側ラック２８とアシスト側ラック２９との互いの位置関係が設計で定められた所定の位置関係からずれやすい。したがって、上述のように操舵側ラック２８と操舵側ピニオン２５とのうちの少なくとも一方の歯の歯面に、クラウニング加工を施すことによって、操舵側とアシスト側との双方において、ラックとピニオンとの歯面間の接触面積を広く確保する技術は、特に有効となる。

【0075】

ところで、操舵側ラックの歯の歯面と操舵側ピニオンの歯の歯面との接触面積を十分に確保し、かつ、アシスト側ラックの歯の歯面とアシスト側ピニオンの歯の歯面との接触面積を十分に確保する方法として、アシスト側ラックとアシスト側ピニオンとのうちの少なくとも一方の歯の歯面にクラウニング加工を施す方法も考えられる。

【0076】

しかしながら、アシスト側ラックとアシスト側ピニオンとの噛合部に作用するアシスト駆動力は、操舵側ラックと操舵側ピニオンとの噛合部に作用する操舵力に比べて非常に大きく、具体的には、たとえば、該操舵力の１０倍～２０倍程度の大きさとなる。このため、アシスト側ラック２９およびアシスト側ピニオン４１は、操舵側ラック２８および操舵側ピニオン２５に比べて、歯の耐久性が重視される。

【0077】

一方、歯の歯面にクラウニング加工を施すと、該歯の歯筋方向の端部において、該歯の歯厚が小さくなる。このため、歯の歯面にクラウニング加工を施すと、該歯の歯面にクラウニング加工を施していない場合に比べて、該歯の耐久性が低下する。したがって、アシスト側ラックの歯およびアシスト側ピニオンの歯の耐久性を重視する観点、すなわち、該歯の耐久性を確保しやすくする観点から、アシスト側ラックの歯の歯面およびアシスト側ピニオンの歯の歯面にクラウニング加工を施すことは、適切ではない。

【0078】

この点に関して、本例では、操舵側ラック２８と操舵側ピニオン２５とのうちの少なくとも一方の歯の歯面にのみ、クラウニング加工を施し、アシスト側ラック２９の歯５９の歯面６０およびアシスト側ピニオン４１の歯６４の歯面６５のそれぞれに、クラウニング加工を施していない。このため、アシスト側ラック２９の歯５９およびアシスト側ピニオン４１の歯６４の耐久性を確保しやすい。

【0079】

さらに、本例では、アシスト側ラック２９とアシスト側ピニオン４１との噛合部に作用するアシスト駆動力が、操舵側ラック２８と操舵側ピニオン２５との噛合部に作用する操舵力に比べて非常に大きくなる状況下で、図１４（ａ）に示すように、クラウニング加工が施されていないアシスト側ピニオン４１の歯６４の歯面６５が、アシスト側ラック２９の歯５９の歯面６０に対し、傾いて片当たりすることなく、広い接触面積で面接触する。したがって、この面からも、アシスト側ラック２９の歯５９およびアシスト側ピニオン４１の歯６４の耐久性を確保する上で有利となる。

【0080】

本例では、操舵側ラック２８および操舵側ピニオン２５のうち、操舵側ピニオン２５の歯５５の歯面５６にのみ、クラウニング加工を施している。このため、操舵側ラック２８および操舵側ピニオン２５の加工コストを抑えることができる。すなわち、操舵側ピニオン２５の歯５５の歯面５６にクラウニング加工を施す作業は、低コストな加工方法であるホブ切り加工で行えるが、操舵側ラック２８の歯５７の歯面５８にクラウニング加工を施す作業は、ホブ切り加工では行うことができず、高コストな鍛造加工で行う必要がある。この点に関して、本例では、操舵側ラック２８の歯５７の歯面５８にクラウニング加工を施さないため、操舵側ラック２８の形成作業を、ホブ切り加工で行える。このため、操舵側ピニオン２５および操舵側ラック２８の加工コストを抑えることができる。

【0081】

なお、操舵側ラック２８の歯５７の歯面５８にクラウニング加工を施す作業を、ホブ切り加工で行うことができない理由は、操舵側ラック２８の歯５７がねじり角を有しており、かつ、これらの歯５７の歯面が同一の仮想平面上に配置されているためである。すなわち、このような操舵側ラック２８の歯５７の歯面５８に、ホブ切り加工でクラウニング形状を付与しようとすると、隣り合う歯５７の間で、歯厚が最大となる歯幅方向の位置が互いに異なってしまい、それぞれの歯５７の歯面５８に対して、同一のクラウニング形状を付与することができなくなるためである。

【0082】

［第２例］
本発明の実施の形態の第２例について、図１５を用いて説明する。

【0083】

図１５は、本例に関する、図６（ａ）に相当する図である。本例では、操舵側ピニオン２５ａを構成する歯５５ａの歯面５６ａのうち、歯筋方向の片側（図１５の下側）の端部６７ａにのみ、クラウニング加工が施されている。すなわち、本例では、操舵側ピニオン２５ａを構成する歯５５ａの歯面５６ａのうち、歯筋方向の中間部６６および他側（図１５の上側）の端部６７ｂには、クラウニング加工が施されていない。つまり、本例では、中間部６６および他側の端部６７ｂは、歯筋方向に対して傾斜しておらず、片側の端部６７ａのみが、歯筋方向の片側に向かうにしたがって歯５５ａの歯厚が曲線的または直線的（図示の例では曲線的）に減少する方向に傾斜したクラウニング形状を有する。したがって、本例では、歯５５ａの歯厚は、歯筋方向に関して片側の端部６７ａと同じ範囲で、歯筋方向の片側に向かうにしたがって減少している。歯面５６ａは、歯筋方向の全長にわたり滑らかに連続しており、中間部６６と片側の端部６７ａとの境界部を含めて、歯筋方向の途中に尖った角部を有していない。

【0084】

本例の構造では、ラック軸１１の周方向に関する操舵側ラック２８とアシスト側ラック２９（図１参照）との互いの位置関係が設計で定められた所定の位置関係にあり、かつ、ラック軸１１の周方向に関する操舵側ピニオン２５とアシスト側ピニオン４１（図１参照）との互いの位置関係が設計で定められた所定の位置関係にあるように製造された場合には、操舵側ピニオン２５ａの歯５５の歯面５６ａを、中間部６６において、操舵側ラック２８の歯５７の歯面５８（図９参照）に対し、より広い接触面積で接触させることができる。その他の構成および作用効果は、第１例と同様である。

【0085】

［第３例］
本発明の実施の形態の第３例について、図１６を用いて説明する。

【0086】

本例では、操舵側ラック２８ａと噛合する図示しない操舵側ピニオンは、図１２（ａ）および図１２（ｂ）に示したアシスト側ピニオン４１と同様、歯の歯面の全体に、クラウニング加工が施されていない。すなわち、該歯面は、歯筋方向に対して傾斜していない。このため、該歯の歯厚は、歯筋方向の全長にわたり一定である。

【0087】

その代わりに、本例では、図１６に示すように、操舵側ラック２８ａは、歯５７ａの歯面５８ａの全体に、クラウニング加工が施されている。すなわち、歯面５８ａは、歯５７ａの歯筋方向の中央部から両側に向かうにしたがって歯５７ａの歯厚が曲線的または直線的（図示の例では曲線的）に減少する方向に傾斜したクラウニング形状を有する。したがって、本例では、歯５７ａの歯厚は、歯筋方向の中央部で最大であり、歯筋方向の両側に向かうにしたがって減少している。歯面５８ａは、歯筋方向の全長にわたり滑らかに連続しており、歯筋方向の途中に尖った角部を有していない。

【0088】

本例の構造では、操舵側ラック２８ａの歯５７ａの歯面５８ａにクラウニング加工が施されているため、ラック軸１１の製造誤差により、ラック軸１１の周方向に関する操舵側ラック２８ａとアシスト側ラック２９（図１参照）との互いの位置関係が設計で定められた所定の位置関係からずれたり、あるいは、ハウジング７（図２参照）の製造誤差により、ラック軸１１の周方向に関する操舵側ピニオンとアシスト側ピニオン４１（図１参照）との互いの位置関係が設計で定められた所定の位置関係からずれたりした場合でも、操舵側ラック２８ａの歯５７ａの歯面５８ａを、歯筋方向に関して中央部から外れた部分において、操舵側ピニオンの歯の歯面に対し、或る程度広い接触面積で接触させることができる。その他の構成および作用効果は、第１例と同様である。

【0089】

［第４例］
本発明の実施の形態の第４例について、図１７を用いて説明する。

【0090】

本例では、操舵側ラック２８ｂを構成する歯５７ｂの歯面５８ｂのうち、歯筋方向の中間部６８にはクラウニング加工が施されておらず、歯筋方向の中間部６８を挟んだ両側の端部６９にのみ、クラウニング加工が施されている。すなわち、本例では、中間部６８は、歯筋方向に対して傾斜しておらず、両側の端部６９のみが、歯筋方向の中央側から両側に向かうにしたがって歯５７ｂの歯厚が曲線的または直線的（図示の例で曲線的）に減少する方向に傾斜したクラウニング形状を有する。したがって、本例では、歯５７ｂの歯厚は、歯筋方向に関して中間部６８と同じ範囲で最大であり、歯筋方向に関して端部６９と同じ範囲で、歯筋方向の中央側から両側に向かうにしたがって減少している。歯面５８ｂは、歯筋方向の全長にわたり滑らかに連続しており、中間部６８と端部６９との境界部を含めて、歯筋方向の途中に尖った角部を有していない。

【0091】

本例の構造では、ラック軸１１の周方向に関する操舵側ラック２８ｂとアシスト側ラック２９（図１参照）との互いの位置関係が設計で定められた所定の位置関係にあり、かつ、ラック軸１１の周方向に関する操舵側ピニオンとアシスト側ピニオン４１（図１参照）との互いの位置関係が設計で定められた所定の位置関係にあるように製造された場合には、操舵側ラック２８ｂの歯５７ｂの歯面５８ｂを、中間部６８において、操舵側ピニオンの歯の歯面に対し、より広い接触面積で接触させることができる。その他の構成および作用効果は、第３例と同様である。

【0092】

［第５例］
本発明の実施の形態の第５例について説明する。本例の構造では、操舵側ピニオン２５の歯５５の歯面５６（図６参照）と、操舵側ラック２８ａの歯５７ａの歯面５８ａ（図１６参照）との双方に、クラウニング加工が施されている。その他の構成および作用効果は、第１例と同様である。

【0093】

本発明は、上述した各実施の形態の構造を、矛盾を生じない範囲で、適宜組み合わせて実施することができる。

【符号の説明】

【0094】

１ 電動パワーステアリング装置
２ ステアリングホイール
３ ステアリングシャフト
４ ステアリングコラム
５ａ、５ｂ 自在継手
６ 中間シャフト
７ ハウジング
８ 操舵機構部
９ アシスト機構部
１０ 操舵側ピニオン軸
１１ ラック軸
１２ 操舵輪
１３ アシスト側ピニオン軸
１４ ラック収容部
１５ 操舵側ピニオン収容部
１６ アシスト側ピニオン収容部
１７ 操舵側ガイド収容部
１８ アシスト側ガイド収容部
１９ ギヤハウジング部
２０ａ、２０ｂ 取付部
２１ ウォーム収容部
２２ ホイール収容部
２３ 取付フランジ
２４ 操舵側ラックガイド
２５、２５ａ 操舵側ピニオン
２６ａ、２６ｂ 軸受
２７ タイロッド
２８、２８ａ、２８ｂ 操舵側ラック
２９ アシスト側ラック
３０ ねじ孔
３１ 球面継手
３２ 雄ねじ部
３３ パッド
３４ 弾性部材
３５ 押圧面
３６ 操舵側キャップ
３７ アシスト側ラックガイド
３８ ウォーム減速機
３９ 電動モータ
４０ トルクセンサ
４１ アシスト側ピニオン
４２ａ、４２ｂ 軸受
４３ ローラ
４４ ホルダ
４５ ピン
４６ 転がり軸受
４７ 弾性部材
４８ アシスト側キャップ
４９ ウォーム
５０ ウォームホイール
５１ キャップ
５２ キャップ
５３ ラックブッシュ
５４ ラックブッシュ
５５、５５ａ 歯
５６、５６ａ 歯面
５７、５７ａ、５７ｂ 歯
５８、５８ａ、５８ｂ 歯面
５９ 歯
６０ 歯面
６１ 操舵側軸部
６２ アシスト側軸部
６３ 接続部
６４ 歯
６５ 歯面
６６ 中間部
６７ａ、６７ｂ 端部
６８ 中間部
６９ 端部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】