特開2023-108848ステアリング装置用ラック軸およびその製造方法、ならびにステアリング装置
(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】P2023108848
(43)【公開日】2023-08-07
(54)【発明の名称】ステアリング装置用ラック軸およびその製造方法、ならびにステアリング装置
(51)【国際特許分類】
B62D 5/04 20060101AFI20230731BHJP
B62D 3/12 20060101ALI20230731BHJP
F16H 1/12 20060101ALI20230731BHJP
F16H 55/26 20060101ALI20230731BHJP
【ＦＩ】
B62D5/04
B62D3/12 503Z
B62D3/12 501G
B62D3/12 503A
F16H1/12
F16H55/26
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022010116
(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】森本 征樹
【テーマコード（参考）】
3D333
3J009
3J030
【Ｆターム（参考）】
3D333CB02
3D333CB15
3D333CB16
3D333CB21
3D333CC14
3D333CC15
3D333CC18
3D333CD04
3D333CD05
3D333CD09
3D333CD11
3D333CD14
3D333CD16
3D333CD28
3D333CD39
3D333CD45
3D333CE03
3D333CE04
3D333CE06
3D333CE09
3D333CE10
3J009EA05
3J009EA15
3J009EA23
3J009EA32
3J009EA42
3J009EB23
3J009FA08
3J030AC02
3J030BA08
3J030BB06
3J030BB18
3J030BC02
3J030CA10
(57)【要約】 （修正有）
【課題】対象ラックの歯幅方向に関する両側の端部に、軸方向に伸長しかつ軸方向端部が雌ねじ孔と径方向に重畳するラック側スライド平面を有し、かつ、該雌ねじ孔の周囲の肉厚を確保しやすいステアリング装置用ラック軸およびその製造方法、ならびに、該ラック軸を備えたステアリング装置を提供する。
【解決手段】第１軸部（アシスト側軸部５５）は、第１雌ねじ孔（アシスト側雌ねじ孔５８）、対象ラック（アシスト側ラック２９）、ラック側スライド平面５９、および、軸方向の第２側の端部であって少なくとも第１雌ねじ孔（５８）が存在する軸方向範囲を含む軸方向範囲の外周面のうち周方向に関して対象ラック（２９）と同位相となる部分に対象ラック（２９）よりも径方向外側に張り出した張出面部６０を有する。
【選択図】図９
【解決手段】第１軸部（アシスト側軸部５５）は、第１雌ねじ孔（アシスト側雌ねじ孔５８）、対象ラック（アシスト側ラック２９）、ラック側スライド平面５９、および、軸方向の第２側の端部であって少なくとも第１雌ねじ孔（５８）が存在する軸方向範囲を含む軸方向範囲の外周面のうち周方向に関して対象ラック（２９）と同位相となる部分に対象ラック（２９）よりも径方向外側に張り出した張出面部６０を有する。
【選択図】図９
【特許請求の範囲】
【請求項1】
軸方向の第１側に、対象ラックを有する第１軸部、および、軸方向の第２側に、第２軸部を備え、
前記第１軸部は、軸方向の第１側の端部に備えられ、軸方向の第１側の端面にのみ開口する第１雌ねじ孔と、該第１雌ねじ孔よりも軸方向の第２側に位置する部分の周方向一部に備えられた前記対象ラックと、外周面のうち前記対象ラックの歯幅方向に関する両側の端部に備えられ、軸方向に伸長しかつ軸方向の第１側の端部が前記第１雌ねじ孔と径方向に重畳するラック側スライド平面と、軸方向の第１側の端部であって少なくとも前記第１雌ねじ孔が存在する軸方向範囲を含む軸方向範囲の外周面のうち周方向に関して前記対象ラックと同位相となる部分に備えられ、前記対象ラックよりも径方向外側に張り出した張出面部とを有し、
前記第２軸部は、軸方向の第２側の端部に備えられ、軸方向の第２側の端面にのみ開口しかつ前記第１雌ねじ孔と同軸に配置される第２雌ねじ孔を有する、
ステアリング装置用ラック軸。
前記第１軸部は、軸方向の第１側の端部に備えられ、軸方向の第１側の端面にのみ開口する第１雌ねじ孔と、該第１雌ねじ孔よりも軸方向の第２側に位置する部分の周方向一部に備えられた前記対象ラックと、外周面のうち前記対象ラックの歯幅方向に関する両側の端部に備えられ、軸方向に伸長しかつ軸方向の第１側の端部が前記第１雌ねじ孔と径方向に重畳するラック側スライド平面と、軸方向の第１側の端部であって少なくとも前記第１雌ねじ孔が存在する軸方向範囲を含む軸方向範囲の外周面のうち周方向に関して前記対象ラックと同位相となる部分に備えられ、前記対象ラックよりも径方向外側に張り出した張出面部とを有し、
前記第２軸部は、軸方向の第２側の端部に備えられ、軸方向の第２側の端面にのみ開口しかつ前記第１雌ねじ孔と同軸に配置される第２雌ねじ孔を有する、
ステアリング装置用ラック軸。
【請求項2】
前記対象ラックは、アシスト側ラックであり、
前記第２軸部は、前記第２雌ねじ孔よりも軸方向の第１側に位置する部分の周方向一部に備えられた操舵側ラックを有する、
請求項１に記載のステアリング装置用ラック軸。
前記第２軸部は、前記第２雌ねじ孔よりも軸方向の第１側に位置する部分の周方向一部に備えられた操舵側ラックを有する、
請求項１に記載のステアリング装置用ラック軸。
【請求項3】
前記対象ラックは、操舵側ラックであり、
前記第２軸部は、前記第２雌ねじ孔よりも軸方向の第１側に位置する部分に備えられたボールねじ軸部を有する、
請求項１に記載のステアリング装置用ラック軸。
前記第２軸部は、前記第２雌ねじ孔よりも軸方向の第１側に位置する部分に備えられたボールねじ軸部を有する、
請求項１に記載のステアリング装置用ラック軸。
【請求項4】
前記対象ラックの歯幅方向に関する前記張出面部の幅寸法が、前記第１軸部のうち前記張出面部が存在する軸方向範囲の前記歯幅方向に関する幅寸法以下である、請求項１～３のいずれかに記載のステアリング装置用ラック軸。
【請求項5】
前記第１軸部の軸方向の第２側の端部と前記第２軸部の軸方向の第１側の端部とを接続する接続部を備える、請求項１～４のいずれかに記載のステアリング装置用ラック軸。
【請求項6】
請求項１～５のいずれかに記載のステアリング装置用ラック軸の製造方法であって、
丸棒状の母材を、前記ラック側スライド平面を形成するためのスライド平面形成部を備えた金型にセットする工程と、
前記金型との間で前記母材を挟む位置に配置され、前記母材の軸方向に関する寸法が前記金型よりも短く、かつ、前記対象ラックが形成される部分であって前記母材の直径よりも大きい幅寸法を有する平坦面部を形成するための平坦面形成部を備えた第１パンチ、および、前記金型との間で前記母材を挟む位置に配置され、前記母材の軸方向に関する寸法が前記金型よりも短く、かつ、前記張出面部を形成するための張出面形成部を備えた第２パンチを、前記金型および前記母材に向けて押圧することで、前記ラック側スライド平面、前記平坦面部、および前記張出面部を有する中間材を得る工程と、
前記中間材の前記平坦面部に前記対象ラックを形成する工程と、
前記中間材のうち、軸方向の第１側の端部に、前記第１雌ねじ孔を形成する工程と、を備える、
ステアリング装置用ラック軸の製造方法。
丸棒状の母材を、前記ラック側スライド平面を形成するためのスライド平面形成部を備えた金型にセットする工程と、
前記金型との間で前記母材を挟む位置に配置され、前記母材の軸方向に関する寸法が前記金型よりも短く、かつ、前記対象ラックが形成される部分であって前記母材の直径よりも大きい幅寸法を有する平坦面部を形成するための平坦面形成部を備えた第１パンチ、および、前記金型との間で前記母材を挟む位置に配置され、前記母材の軸方向に関する寸法が前記金型よりも短く、かつ、前記張出面部を形成するための張出面形成部を備えた第２パンチを、前記金型および前記母材に向けて押圧することで、前記ラック側スライド平面、前記平坦面部、および前記張出面部を有する中間材を得る工程と、
前記中間材の前記平坦面部に前記対象ラックを形成する工程と、
前記中間材のうち、軸方向の第１側の端部に、前記第１雌ねじ孔を形成する工程と、を備える、
ステアリング装置用ラック軸の製造方法。
【請求項7】
操舵側ラックおよびアシスト側ラックを備えるラック軸と、
前記操舵側ラックと噛合し、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、
前記アシスト側ラックと噛合し、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、
前記操舵側ピニオン軸との間で前記ラック軸を挟む位置に配置され、前記ラック軸の外周面を前記操舵側ピニオン軸に向けて弾性的に押圧し、かつ、該外周面に摺接する押圧部を有する、操舵側ラックガイドと、
前記アシスト側ピニオン軸との間で前記ラック軸を挟む位置に配置され、前記ラック軸の外周面を前記アシスト側ピニオン軸に向けて弾性的に押圧し、かつ、該外周面に転がり接触する押圧部を有する、アシスト側ラックガイドと、
前記ラック軸の外周面を軸方向の摺動を可能に支持する、ラックブッシュと、
前記ラック軸、前記操舵側ピニオン軸、前記アシスト側ピニオン軸、前記操舵側ラックガイド、前記アシスト側ラックガイド、および前記ラックブッシュが組み付けられる、ハウジングと、を備え、
前記ラック軸は、請求項２、または、請求項２を引用する請求項４もしくは５に記載のステアリング装置用ラック軸であり、
前記ラックブッシュは、前記ラック軸の軸方向に関して前記アシスト側ピニオン軸よりも第１側に配置され、前記ラック軸の前記ラック側スライド平面に対して摺接するブッシュ側スライド平面を有する、
ステアリング装置。
前記操舵側ラックと噛合し、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、
前記アシスト側ラックと噛合し、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、
前記操舵側ピニオン軸との間で前記ラック軸を挟む位置に配置され、前記ラック軸の外周面を前記操舵側ピニオン軸に向けて弾性的に押圧し、かつ、該外周面に摺接する押圧部を有する、操舵側ラックガイドと、
前記アシスト側ピニオン軸との間で前記ラック軸を挟む位置に配置され、前記ラック軸の外周面を前記アシスト側ピニオン軸に向けて弾性的に押圧し、かつ、該外周面に転がり接触する押圧部を有する、アシスト側ラックガイドと、
前記ラック軸の外周面を軸方向の摺動を可能に支持する、ラックブッシュと、
前記ラック軸、前記操舵側ピニオン軸、前記アシスト側ピニオン軸、前記操舵側ラックガイド、前記アシスト側ラックガイド、および前記ラックブッシュが組み付けられる、ハウジングと、を備え、
前記ラック軸は、請求項２、または、請求項２を引用する請求項４もしくは５に記載のステアリング装置用ラック軸であり、
前記ラックブッシュは、前記ラック軸の軸方向に関して前記アシスト側ピニオン軸よりも第１側に配置され、前記ラック軸の前記ラック側スライド平面に対して摺接するブッシュ側スライド平面を有する、
ステアリング装置。
【請求項8】
操舵側ラックおよびボールねじ軸部を備えるラック軸と、
前記操舵側ラックと噛合し、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、
前記ボールねじ軸部に対して複数のボールを介して係合し、電動モータにより回転駆動されるボールナットと、
前記操舵側ピニオン軸との間で前記ラック軸を挟む位置に配置され、前記ラック軸の外周面を前記操舵側ピニオン軸に向けて弾性的に押圧し、かつ、該外周面に転がり接触する押圧部を有する、操舵側ラックガイドと、
前記ラック軸の外周面を軸方向の摺動を可能に支持する、ラックブッシュと、
前記ラック軸、前記操舵側ピニオン軸、前記ボールナット、前記操舵側ラックガイド、および前記ラックブッシュが組み付けられる、ハウジングと、を備え、
前記ラック軸は、請求項３、または、請求項３を引用する請求項４もしくは５に記載のステアリング装置用ラック軸であり、
前記ラックブッシュは、前記ラック軸の軸方向に関して前記操舵側ピニオン軸よりも第１側に配置され、前記ラック軸の前記ラック側スライド平面に対して摺接するブッシュ側スライド平面を有する、
ステアリング装置。
前記操舵側ラックと噛合し、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、
前記ボールねじ軸部に対して複数のボールを介して係合し、電動モータにより回転駆動されるボールナットと、
前記操舵側ピニオン軸との間で前記ラック軸を挟む位置に配置され、前記ラック軸の外周面を前記操舵側ピニオン軸に向けて弾性的に押圧し、かつ、該外周面に転がり接触する押圧部を有する、操舵側ラックガイドと、
前記ラック軸の外周面を軸方向の摺動を可能に支持する、ラックブッシュと、
前記ラック軸、前記操舵側ピニオン軸、前記ボールナット、前記操舵側ラックガイド、および前記ラックブッシュが組み付けられる、ハウジングと、を備え、
前記ラック軸は、請求項３、または、請求項３を引用する請求項４もしくは５に記載のステアリング装置用ラック軸であり、
前記ラックブッシュは、前記ラック軸の軸方向に関して前記操舵側ピニオン軸よりも第１側に配置され、前記ラック軸の前記ラック側スライド平面に対して摺接するブッシュ側スライド平面を有する、
ステアリング装置。
【請求項9】
対象ラックである操舵側ラックを備えるラック軸と、
前記操舵側ラックと噛合し、ステアリングホイールの回転操作により回転駆動され、かつ、電動モータからのアシスト駆動力を付与される操舵側ピニオン軸と、
前記操舵側ピニオン軸との間で前記ラック軸を挟む位置に配置され、前記ラック軸の外周面を前記操舵側ピニオン軸に向けて弾性的に押圧し、かつ、該外周面に転がり接触する押圧部を有する、操舵側ラックガイドと、
前記ラック軸の外周面を軸方向の摺動を可能に支持する、ラックブッシュと、
前記ラック軸、前記操舵側ピニオン軸、前記操舵側ラックガイド、および前記ラックブッシュが組み付けられる、ハウジングと、を備え、
前記ラック軸は、請求項１、または、請求項１を引用する請求項４もしくは５に記載のステアリング装置用ラック軸であり、
前記ラックブッシュは、前記ラック軸の軸方向に関して前記操舵側ピニオン軸よりも第１側に配置され、前記ラック軸の前記ラック側スライド平面に対して摺接するブッシュ側スライド平面を有する、
ステアリング装置。
前記操舵側ラックと噛合し、ステアリングホイールの回転操作により回転駆動され、かつ、電動モータからのアシスト駆動力を付与される操舵側ピニオン軸と、
前記操舵側ピニオン軸との間で前記ラック軸を挟む位置に配置され、前記ラック軸の外周面を前記操舵側ピニオン軸に向けて弾性的に押圧し、かつ、該外周面に転がり接触する押圧部を有する、操舵側ラックガイドと、
前記ラック軸の外周面を軸方向の摺動を可能に支持する、ラックブッシュと、
前記ラック軸、前記操舵側ピニオン軸、前記操舵側ラックガイド、および前記ラックブッシュが組み付けられる、ハウジングと、を備え、
前記ラック軸は、請求項１、または、請求項１を引用する請求項４もしくは５に記載のステアリング装置用ラック軸であり、
前記ラックブッシュは、前記ラック軸の軸方向に関して前記操舵側ピニオン軸よりも第１側に配置され、前記ラック軸の前記ラック側スライド平面に対して摺接するブッシュ側スライド平面を有する、
ステアリング装置。
【請求項10】
前記ラック側スライド平面が、前記ラック軸を軸方向に移動させることができる範囲の一方側の端部から他方側の端部まで移動させたときに、前記ラックブッシュの前記ブッシュ側スライド平面と摺接する範囲にのみ存在する、請求項７～９のいずれかに記載のステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ステアリング装置、および、該装置を構成するラック軸およびその製造方法に関する。
【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軸方向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】
これらのうち、国際公開第２０１７／０１０３４５号パンフレット（特許文献１）などに記載されて従来から知られている、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、図１７に示すような構成を有する。
【0005】
図１７に示したデュアルピニオン式の電動パワーステアリング装置１００は、ラック軸１０１に噛合するピニオン軸として、操舵側ピニオン軸１０２のほか、アシスト側ピニオン軸１０３を備える。図１７に関する以下の説明において、左右方向は、車両の幅方向を意味する。左右方向は、ラック軸１０１の軸方向に一致する。ラック軸１０１の軸方向に関して一方側は、図１７における左側であり、ラック軸１０１の軸方向に関して他方側は、図１７における右側である。
【0006】
ラック軸１０１は、車体に固定されたハウジング１１１の内側に、軸方向の直線移動を可能に配置されている。ラック軸１０１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１０４、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１０５を有し、軸方向両側の端部が球面継手１０６およびタイロッド１０７を含むリンク機構を介して左右の操舵輪に連結される。ラック軸１０１は、軸方向両側の端部に、軸方向端面にのみ開口し、かつ、互いに同軸に配置された操舵側雌ねじ孔１０８およびアシスト側雌ねじ孔１０９を有する。軸方向両側の球面継手１０６は、それぞれの雄ねじ部１１０を操舵側雌ねじ孔１０８もしくはアシスト側雌ねじ孔１０９に螺合させることにより、ラック軸１０１に固定される。
【0007】
操舵側ピニオン軸１０２は、ハウジング１１１の内側に回転のみを可能に支持されており、外周面に操舵側ラック１０４と噛合する操舵側ピニオン１１２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１０３は、ハウジング１１１の内側に回転のみを可能に支持されており、外周面にアシスト側ラック１０５と噛合するアシスト側ピニオン１１３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１０３を介してラック軸１０１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。
【0008】
このような電動パワーステアリング装置１００は、ハウジング１１１に組み付けられた操舵側ラックガイド１１４およびアシスト側ラックガイド１１５をさらに備える。操舵側ラックガイド１１４は、操舵側ピニオン軸１０２との間でラック軸１０１を挟む位置に配置され、ラック軸１０１の外周面を操舵側ピニオン軸１０２に向けて弾性的に押圧する。これにより、操舵側ピニオン１１２と操舵側ラック１０４との噛合部のバックラッシュを低減することで、該噛合部で異音が発生することを抑制する。アシスト側ラックガイド１１５についても、操舵側ラックガイド１１４と同様に配置され、同様に作用する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0009】
【特許文献1】国際公開第２０１７／０１０３４５号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
図１７に示した従来構造において、アシスト側ラック１０５とアシスト側ピニオン１１３との噛合部に作用するアシスト駆動力は、操舵側ラック１０４と操舵側ピニオン１１２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１１５は、操舵側ラックガイド１１４に比べて、ラック軸１０１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１１４およびアシスト側ラックガイド１１５のそれぞれの押圧部を、ラック軸１０１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１０１の外周面とアシスト側ラックガイド１１５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１０１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１０１およびアシスト側ラックガイド１１５の摺動面で摩耗が発生しやすい。
【0011】
そこで、このような問題を解消すべく、図１７に示した従来構造において、操舵側ラックガイド１１４の押圧部を、ラック軸１０１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１１５の押圧部を、ラック軸１０１の外周面に対して転がり接触する転動面により構成することが考えられる。このような構成を採用すれば、ラック軸１０１の外周面とアシスト側ラックガイド１１５の押圧部との間に作用する摩擦力を小さく抑えられる。そして、その分、ラック軸１０１が軸方向に直線移動することに対する抵抗力を軽減し、かつ、ラック軸１０１の外周面とアシスト側ラックガイド１１５の押圧部との接触部における摩耗量を抑制することができる。
【0012】
このような構成を採用する場合、操舵側ラックガイド１１４の押圧部である摺動面は、操舵側ラック１０４の歯幅方向（図１７における上下方向）に関する寸法を大きく確保しやすいため、該歯幅方向に関するラック軸１０１の変位を抑える能力を確保しやすい。これに対し、アシスト側ラックガイド１１５の押圧部である転動面は、アシスト側ラック１０５の歯幅方向（図１７における上下方向）に関する寸法を大きく確保しにくいため、該歯幅方向に関するラック軸１０１の変位を抑える能力を確保しにくい。
【0013】
したがって、該構成を採用する場合には、図１７に示すように、ハウジング１１１のうち、アシスト側ラックガイド１１５の近くに、円筒状のラックブッシュ１１６を組み付けて、該ラックブッシュ１１６の内周面により、ラック軸１０１の外周面を軸方向の摺動可能に支持し、かつ、アシスト側ラック１０５の歯幅方向に関するラック軸１０１の変位を抑えることが好ましい。このために、ラックブッシュ１１６の内周面と摺接するラック軸１０１の外周面のうち、アシスト側ラック１０５の歯幅方向に関する両側の端部に、軸方向に伸長するラック側スライド平面１１７を設け、かつ、ラックブッシュ１１６の内周面に、ラック側スライド平面１１７に対して摺接するブッシュ側スライド平面１１８を設けることが好ましい。
【0014】
操舵側ラックガイド１１４とラックブッシュ１１６とを用いて、ラック軸１０１の軸方向に離隔した２箇所を支持することにより、左右方向に対するラック軸１０１の傾きを十分に抑えるためには、ラックブッシュ１１６の配置箇所を、操舵側ラックガイド１１４からできるだけ軸方向に離すことが好ましい。このために具体的には、ラックブッシュ１１６を、図１７に示すように、ハウジング１１１の軸方向他方側の端部付近に配置することが好ましい。この場合には、ラック軸１０１のラック側スライド平面１１７を、少なくともラック軸１０１の軸方向他方側の端部付近、すなわち、アシスト側雌ねじ孔１０９と径方向に重畳する位置まで形成しておき、ラック軸１０１の軸方向一方側への移動量が最大になったときにも、ラック軸１０１のラック側スライド平面１１７とラックブッシュ１１６のブッシュ側スライド平面１１８とが摺接するようにすることが好ましい。
【0015】
ところで、近年、デュアルピニオン式の電動パワーステアリング装置には、さらなる軽量化と高出力化への対応が求められている。このような要求に応えるために、ラック軸の重量を増大させることなく、アシスト側ラックの歯幅を増大させること、すなわち、アシスト側ピニオンに対するアシスト側ラックの噛み合い面積を増大させることで、アシスト側ラックの強度を向上させることが考えられる。このために、具体的には、略円柱形状を有するラック軸のうち、アシスト側ラックが形成された部分の断面の輪郭形状を、略Ｄ字形とし、アシスト側ラックの歯幅を大きくすることが考えられる。
【0016】
このような歯幅の大きいアシスト側ラックは、たとえば、以下のようにして形成することが考えられる。まず、図１８（ａ）に示すような丸棒状の母材１１９のうち、少なくともアシスト側ラック１０５を形成すべき軸方向部分に鍛造による平押し加工を施すことにより、図１８（ｂ）に示すように、該部分に、母材１１９の直径よりも大きい幅寸法を有する平坦面部１２０を形成する。具体的には、母材１１９を、その外周面のうちアシスト側ラック１０５を形成すべき周方向部分を上側に向けた状態で金型のキャビティ内にセットし、該周方向部分をパンチにより押圧することで、平坦面部１２０を形成する。次に、平坦面部１２０のうちアシスト側ラック１０５を形成すべき軸方向部分に鍛造および／または切削による歯成形加工を施して、図１８（ｃ）に示すように、アシスト側ラック１０５を形成する。さらに、図１８（ｃ）に仮想線（二点鎖線）で示すように、軸方向端部に切削加工でアシスト側雌ねじ孔１０９を形成する。
【0017】
上述のようにしてアシスト側ラック１０５を形成する際には、たとえば、図１８（ｂ）に示すように、パンチにより平坦面部１２０を形成する際に、該平坦面部１２０を軸方向他方側の端部にまで連続して形成し、これと同時に、金型によって、アシスト側ラック１０５の歯幅方向に関する両側の端部に、軸方向他方側の端部にまで連続するラック側スライド平面１１７を形成することが考えられる。このようにすれば、ラック側スライド平面１１７を形成するための加工コストを抑えることができる。
【0018】
しかしながら、図１８（ｂ）および図１８（ｃ）に示すように、平坦面部１２０を軸方向他方側の端部にまで連続して形成する、すなわち、平坦面部１２０をアシスト側雌ねじ孔１０９と径方向に重畳する位置にまで連続して形成すると、図１９（ａ）に示すように、平坦面部１２０とアシスト側雌ねじ孔１０９との間に位置する部分の肉厚Ｔが小さくなり、該部分の強度が下がってしまう。これに対し、図１９（ｂ）に示すように、アシスト側雌ねじ孔１０９の位置を平坦面部１２０から離れる方向にずらせば、平坦面部１２０とアシスト側雌ねじ孔１０９との間に位置する部分の肉厚Ｔを確保することができるが、その一方で、アシスト側雌ねじ孔１０９の中心軸が、操舵側雌ねじ孔１０８の中心軸に対してずれてしまう。左右の操舵輪の舵角変化を適切に行わせる観点から、これらの中心軸は互いに高精度に一致していることが好ましい。
【0019】
以上に説明した問題は、デュアルピニオン式の電動パワーステアリング装置に限らず、各種形式のステアリング装置において、ラック軸の重量を増大させることなく、該ラック軸に備えられた対象ラックの歯幅を増大させる際にも、同じようにして生じる問題である。
【0020】
本発明は、対象ラックの歯幅方向に関する両側の端部に、軸方向に伸長しかつ軸方向端部が雌ねじ孔と径方向に重畳するラック側スライド平面を有し、かつ、該雌ねじ孔の周囲の肉厚を確保しやすいステアリング装置用ラック軸およびその製造方法、ならびに、該ラック軸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】
【0021】
本発明の一態様のステアリング装置用ラック軸は、軸方向の第１側に、対象ラックを有する第１軸部、および、軸方向の第２側に、第２軸部を備える。
【0022】
前記第１軸部は、軸方向の第１側の端部に備えられ、軸方向の第１側の端面にのみ開口する第１雌ねじ孔と、該第１雌ねじ孔よりも軸方向の第２側に位置する部分の周方向一部に備えられた前記対象ラックと、外周面のうち前記対象ラックの歯幅方向に関する両側の端部に備えられ、軸方向に伸長しかつ軸方向の第１側の端部が前記第１雌ねじ孔と径方向に重畳するラック側スライド平面と、軸方向の第１側の端部であって少なくとも前記第１雌ねじ孔が存在する軸方向範囲を含む軸方向範囲の外周面のうち周方向に関して前記対象ラックと同位相となる部分に備えられ、前記対象ラックよりも径方向外側に張り出した張出面部とを有する。
【0023】
前記第２軸部は、軸方向の第２側の端部に備えられ、軸方向の第２側の端面にのみ開口しかつ前記第１雌ねじ孔と同軸に配置される第２雌ねじ孔を有する。
【0024】
本発明の一態様（第１の態様）のステアリング装置用ラック軸では、前記対象ラックは、アシスト側ラックであり、前記第２軸部は、前記第２雌ねじ孔よりも軸方向の第１側に位置する部分の周方向一部に備えられた操舵側ラックを有する。
【0025】
本発明の一態様（第２の態様）のステアリング装置用ラック軸では、前記対象ラックは、操舵側ラックであり、前記第２軸部は、前記第２雌ねじ孔よりも軸方向の第１側に位置する部分に備えられたボールねじ軸部を有する。
【0026】
本発明の一態様のステアリング装置用ラック軸では、前記対象ラックの歯幅方向に関する前記張出面部の幅寸法が、前記第１軸部のうち前記張出面部が存在する軸方向範囲の前記歯幅方向に関する幅寸法以下である。
【0027】
本発明の一態様のステアリング装置用ラック軸は、前記第１軸部の軸方向の第２側の端部と前記第２軸部の軸方向の第１側の端部とを接続する接続部を備える。
【0028】
本発明の一態様のステアリング装置用ラック軸の製造方法は、本発明の一態様のステアリング装置用ラック軸を製造対象としており、
丸棒状の母材を、前記ラック側スライド平面を形成するためのスライド平面形成部を備えた金型にセットする工程と、
前記金型との間で前記母材を挟む位置に配置され、前記母材の軸方向に関する寸法が前記金型よりも短く、かつ、前記対象ラックが形成される部分であって前記母材の直径よりも大きい幅寸法を有する平坦面部を形成するための平坦面形成部を備えた第１パンチ、および、前記金型との間で前記母材を挟む位置に配置され、前記母材の軸方向に関する寸法が前記金型よりも短く、かつ、前記張出面部を形成するための張出面形成部を備えた第２パンチを、前記金型および前記母材に向けて押圧することで、前記ラック側スライド平面、前記平坦面部、および前記張出面部を有する中間材を得る工程と、
前記中間材の前記平坦面部に前記対象ラックを形成する工程と、
前記中間材のうち、軸方向の第１側の端部に、前記第１雌ねじ孔を形成する工程と、を備える。
丸棒状の母材を、前記ラック側スライド平面を形成するためのスライド平面形成部を備えた金型にセットする工程と、
前記金型との間で前記母材を挟む位置に配置され、前記母材の軸方向に関する寸法が前記金型よりも短く、かつ、前記対象ラックが形成される部分であって前記母材の直径よりも大きい幅寸法を有する平坦面部を形成するための平坦面形成部を備えた第１パンチ、および、前記金型との間で前記母材を挟む位置に配置され、前記母材の軸方向に関する寸法が前記金型よりも短く、かつ、前記張出面部を形成するための張出面形成部を備えた第２パンチを、前記金型および前記母材に向けて押圧することで、前記ラック側スライド平面、前記平坦面部、および前記張出面部を有する中間材を得る工程と、
前記中間材の前記平坦面部に前記対象ラックを形成する工程と、
前記中間材のうち、軸方向の第１側の端部に、前記第１雌ねじ孔を形成する工程と、を備える。
【0029】
本発明の一態様のステアリング装置は、
操舵側ラックおよびアシスト側ラックを備えるラック軸と、
前記操舵側ラックと噛合し、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、
前記アシスト側ラックと噛合し、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、
前記操舵側ピニオン軸との間で前記ラック軸を挟む位置に配置され、前記ラック軸の外周面を前記操舵側ピニオン軸に向けて弾性的に押圧し、かつ、該外周面に摺接する押圧部を有する、操舵側ラックガイドと、
前記アシスト側ピニオン軸との間で前記ラック軸を挟む位置に配置され、前記ラック軸の外周面を前記アシスト側ピニオン軸に向けて弾性的に押圧し、かつ、該外周面に転がり接触する押圧部を有する、アシスト側ラックガイドと、
前記ラック軸の外周面を軸方向の摺動を可能に支持する、ラックブッシュと、
前記ラック軸、前記操舵側ピニオン軸、前記アシスト側ピニオン軸、前記操舵側ラックガイド、前記アシスト側ラックガイド、および前記ラックブッシュが組み付けられる、ハウジングと、を備え、
前記ラック軸は、本発明の一態様（前記第１の態様）のステアリング装置用ラック軸であり、
前記ラックブッシュは、前記ラック軸の軸方向に関して前記アシスト側ピニオン軸よりも第１側に配置され、前記ラック軸の前記ラック側スライド平面に対して摺接するブッシュ側スライド平面を有する。
操舵側ラックおよびアシスト側ラックを備えるラック軸と、
前記操舵側ラックと噛合し、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、
前記アシスト側ラックと噛合し、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、
前記操舵側ピニオン軸との間で前記ラック軸を挟む位置に配置され、前記ラック軸の外周面を前記操舵側ピニオン軸に向けて弾性的に押圧し、かつ、該外周面に摺接する押圧部を有する、操舵側ラックガイドと、
前記アシスト側ピニオン軸との間で前記ラック軸を挟む位置に配置され、前記ラック軸の外周面を前記アシスト側ピニオン軸に向けて弾性的に押圧し、かつ、該外周面に転がり接触する押圧部を有する、アシスト側ラックガイドと、
前記ラック軸の外周面を軸方向の摺動を可能に支持する、ラックブッシュと、
前記ラック軸、前記操舵側ピニオン軸、前記アシスト側ピニオン軸、前記操舵側ラックガイド、前記アシスト側ラックガイド、および前記ラックブッシュが組み付けられる、ハウジングと、を備え、
前記ラック軸は、本発明の一態様（前記第１の態様）のステアリング装置用ラック軸であり、
前記ラックブッシュは、前記ラック軸の軸方向に関して前記アシスト側ピニオン軸よりも第１側に配置され、前記ラック軸の前記ラック側スライド平面に対して摺接するブッシュ側スライド平面を有する。
【0030】
本発明の一態様のステアリング装置は、
操舵側ラックおよびボールねじ軸部を備えるラック軸と、
前記操舵側ラックと噛合し、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、
前記ボールねじ軸部に対して複数のボールを介して係合し、電動モータにより回転駆動されるボールナットと、
前記操舵側ピニオン軸との間で前記ラック軸を挟む位置に配置され、前記ラック軸の外周面を前記操舵側ピニオン軸に向けて弾性的に押圧し、かつ、該外周面に転がり接触する押圧部を有する、操舵側ラックガイドと、
前記ラック軸の外周面を軸方向の摺動を可能に支持する、ラックブッシュと、
前記ラック軸、前記操舵側ピニオン軸、前記ボールナット、前記操舵側ラックガイド、および前記ラックブッシュが組み付けられる、ハウジングと、を備え、
前記ラック軸は、本発明の一態様（前記第２の態様）のステアリング装置用ラック軸であり、
前記ラックブッシュは、前記ラック軸の軸方向に関して前記操舵側ピニオン軸よりも第１側に配置され、前記ラック軸の前記ラック側スライド平面に対して摺接するブッシュ側スライド平面を有する。
操舵側ラックおよびボールねじ軸部を備えるラック軸と、
前記操舵側ラックと噛合し、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、
前記ボールねじ軸部に対して複数のボールを介して係合し、電動モータにより回転駆動されるボールナットと、
前記操舵側ピニオン軸との間で前記ラック軸を挟む位置に配置され、前記ラック軸の外周面を前記操舵側ピニオン軸に向けて弾性的に押圧し、かつ、該外周面に転がり接触する押圧部を有する、操舵側ラックガイドと、
前記ラック軸の外周面を軸方向の摺動を可能に支持する、ラックブッシュと、
前記ラック軸、前記操舵側ピニオン軸、前記ボールナット、前記操舵側ラックガイド、および前記ラックブッシュが組み付けられる、ハウジングと、を備え、
前記ラック軸は、本発明の一態様（前記第２の態様）のステアリング装置用ラック軸であり、
前記ラックブッシュは、前記ラック軸の軸方向に関して前記操舵側ピニオン軸よりも第１側に配置され、前記ラック軸の前記ラック側スライド平面に対して摺接するブッシュ側スライド平面を有する。
【0031】
本発明の一態様のステアリング装置は、
対象ラックである操舵側ラックを備えるラック軸と、
前記操舵側ラックと噛合し、ステアリングホイールの回転操作により回転駆動され、かつ、電動モータからのアシスト駆動力を付与される操舵側ピニオン軸と、
前記操舵側ピニオン軸との間で前記ラック軸を挟む位置に配置され、前記ラック軸の外周面を前記操舵側ピニオン軸に向けて弾性的に押圧し、かつ、該外周面に転がり接触する押圧部を有する、操舵側ラックガイドと、
前記ラック軸の外周面を軸方向の摺動を可能に支持する、ラックブッシュと、
前記ラック軸、前記操舵側ピニオン軸、前記操舵側ラックガイド、および前記ラックブッシュが組み付けられる、ハウジングと、を備え、
前記ラック軸は、本発明の一態様のステアリング装置用ラック軸であり、
前記ラックブッシュは、前記ラック軸の軸方向に関して前記操舵側ピニオン軸よりも第１側に配置され、前記ラック軸の前記ラック側スライド平面に対して摺接するブッシュ側スライド平面を有する。
対象ラックである操舵側ラックを備えるラック軸と、
前記操舵側ラックと噛合し、ステアリングホイールの回転操作により回転駆動され、かつ、電動モータからのアシスト駆動力を付与される操舵側ピニオン軸と、
前記操舵側ピニオン軸との間で前記ラック軸を挟む位置に配置され、前記ラック軸の外周面を前記操舵側ピニオン軸に向けて弾性的に押圧し、かつ、該外周面に転がり接触する押圧部を有する、操舵側ラックガイドと、
前記ラック軸の外周面を軸方向の摺動を可能に支持する、ラックブッシュと、
前記ラック軸、前記操舵側ピニオン軸、前記操舵側ラックガイド、および前記ラックブッシュが組み付けられる、ハウジングと、を備え、
前記ラック軸は、本発明の一態様のステアリング装置用ラック軸であり、
前記ラックブッシュは、前記ラック軸の軸方向に関して前記操舵側ピニオン軸よりも第１側に配置され、前記ラック軸の前記ラック側スライド平面に対して摺接するブッシュ側スライド平面を有する。
【0032】
本発明の一態様のステアリング装置では、前記ラック側スライド平面が、前記ラック軸を軸方向に移動させることができる範囲の一方側の端部から他方側の端部まで移動させたときに、前記ラックブッシュの前記ブッシュ側スライド平面と摺接する範囲にのみ存在する。
【発明の効果】
【0033】
本発明の一態様によれば、対象ラックの歯幅方向に関する両側の端部に、軸方向に伸長しかつ軸方向端部が雌ねじ孔と径方向に重畳するラック側スライド平面を有し、かつ、該雌ねじ孔の周囲の肉厚を確保しやすいステアリング装置用ラック軸およびその製造方法、ならびに、該ラック軸を備えたステアリング装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0034】
【発明を実施するための形態】
【0035】
【0036】
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（ａ）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（ａ）における右側である。本例では、ラック軸１１の軸方向に関して、一方側が第２側に相当し、他方側が第１側に相当する。
【0037】
本例のステアリング装置は、電動パワーステアリング装置１であり、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、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。本例の電動パワーステアリング装置１は、ラック軸１１と操舵側ピニオン軸１０との噛合部のバックラッシュを低減するための操舵側ラックガイド２４と、ラック軸１１とアシスト側ピニオン軸１３との噛合部のバックラッシュを低減するためのアシスト側ラックガイド３７と、ラック軸１１の外周面を摺動可能に支持するラックブッシュ５３と、これらが組み付けられるハウジング７とを備える。
【0038】
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。
【0039】
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。
【0040】
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。
【0041】
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。
【0042】
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。
【0043】
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。
【0044】
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。
【0045】
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。
【0046】
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。
【0047】
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と該アシスト側ピニオン収容部１６の軸方向に関して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。
【0048】
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。
【0049】
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。
【0050】
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。
【0051】
【0052】
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。
【0053】
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８（ａ）～図８（ｅ）に示すように、軸方向一方側半部に、操舵側ラック２８を有する操舵側軸部５４、および、軸方向他方側半部に、アシスト側ラック２９を有するアシスト側軸部５５を備える。本例では、操舵側軸部５４が第２軸部に相当し、アシスト側軸部５５が第１軸部に相当し、アシスト側ラック２９が対象ラックに相当する。
【0054】
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、操舵側軸部５４とアシスト側軸部５５と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、操舵側軸部５４の軸方向他方側の端部とアシスト側軸部５５の軸方向一方側の端部とを接続する接続部５６を備える。すなわち、本例のラック軸１１は、操舵側軸部５４とアシスト側軸部５５とを別々に造った後、操舵側軸部５４の軸方向他方側の端部とアシスト側軸部５５軸方向一方側の端部とを接続部５６により接続してなる。本例では、接続部５６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５６に必要な強度を確保できる限り、接続部５６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。また、本発明を実施する場合には、ラック軸を、１本の丸棒状の母材から造ることもできる。
【0055】
操舵側軸部５４は、操舵側ラック２８のほか、操舵側雌ねじ孔５７を有する。本例では、操舵側雌ねじ孔５７が第２雌ねじ孔に相当する。操舵側雌ねじ孔５７は、操舵側軸部５４の軸方向一方側の端部に備えられ、操舵側軸部５４の軸方向一方側の端面にのみ開口する。操舵側雌ねじ孔５７の中心軸は、操舵側軸部５４の中心軸、すなわちラック軸１１の中心軸に一致している。操舵側ラック２８は、操舵側軸部５４のうち、操舵側雌ねじ孔５７よりも軸方向他方側に位置する部分である、軸方向中間部の周方向一部に備えられている。本例では、操舵側ラック２８は、操舵側軸部５４の前側面、すなわちラック軸１１の前側面に配置されている。
【0056】
本例では、操舵側軸部５４のうち、操舵側ラック２８が形成された軸方向範囲における断面の輪郭形状は、図８（ｂ）に示すように、操舵側ラック２８が形成された部分が直線形状、かつ、残りの部分が円弧形状、すなわち全体として欠円形状である。操舵側軸部５４のうち、操舵側ラック２８から外れた軸方向範囲における断面の輪郭形状は、図８（ｃ）に示すように、円形状である。操舵側軸部５４のうち、操舵側ラック２８が形成された軸方向範囲における外接円の直径ｄと、操舵側軸部５４のうち、操舵側ラック２８から外れた軸方向範囲における直径ｄとは、互いに等しい。操舵側ラック２８の歯幅Ｗ１は、該直径ｄよりも小さい（Ｗ１＜ｄ）。該直径ｄは、本例の操舵側軸部５４を造るために用いる丸棒状の母材６２（図１０（ａ）参照）の直径と同じである。
【0057】
アシスト側軸部５５は、アシスト側ラック２９のほか、アシスト側雌ねじ孔５８、１対のラック側スライド平面５９、および張出面部６０を有する。本例では、アシスト側雌ねじ孔５８が第１雌ねじ孔に相当する。
【0058】
アシスト側雌ねじ孔５８は、アシスト側軸部５５の軸方向他方側の端部に備えられ、アシスト側軸部５５の軸方向他方側の端面にのみ開口している。アシスト側雌ねじ孔５８の中心軸は、アシスト側軸部５５の中心軸、すなわちラック軸１１の中心軸に一致している。すなわち、アシスト側雌ねじ孔５８は、操舵側雌ねじ孔５７と同軸に配置されている。
【0059】
アシスト側ラック２９は、アシスト側軸部５５のうち、アシスト側雌ねじ孔５８よりも軸方向一方側に位置する部分である、軸方向中間部の周方向一部に備えられている。本例では、アシスト側ラック２９は、アシスト側軸部５５の前側面、すなわちラック軸１１の前側面に配置されている。つまり、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、互いに等しい。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、互いに異ならせることもできる。
【0060】
なお、本例では、アシスト側軸部５５は、前側面のうちでアシスト側ラック２９の軸方向両側に隣接する部分に、平坦面部６１を有する。これらの平坦面部６１は、アシスト側ラック２９の歯先面と同一の仮想平面内に存在している。これらの平坦面部６１のうち、軸方向他方側の平坦面部６１は、アシスト側雌ねじ孔５８よりも軸方向一方側に位置している。
【0061】
１対のラック側スライド平面５９を構成するそれぞれのラック側スライド平面５９は、アシスト側軸部５５の外周面のうち、アシスト側ラック２９の歯幅方向（図８（ａ）における上下方向）に関する両側の端部、すなわち上側面および下側面に備えられ、軸方向に伸長している。これらのラック側スライド平面５９は、アシスト側ラック２９と同じ軸方向位置から、アシスト側雌ねじ孔５８と径方向に重畳する軸方向位置まで、軸方向に連続して備えられている。特に、本例では、これらのラック側スライド平面５９は、軸方向一方側の平坦面部６１の軸方向一方側の端縁部と同じ軸方向位置から、アシスト側軸部５５の軸方向他方側の端縁部と同じ軸方向位置まで連続して備えられている。本例では、これらのラック側スライド平面５９は、アシスト側ラック２９から遠ざかる側（図８（ｄ）および図８（ｅ）における右側）に向かうにしたがって互いに近づき合う方向に僅かに傾斜している。
【0062】
張出面部６０は、アシスト側軸部５５の軸方向他方側の端部であって、少なくともアシスト側雌ねじ孔５８が存在する軸方向範囲を含む軸方向範囲の外周面のうち、周方向に関してアシスト側ラック２９と同位相となる部分である前側面に、アシスト側ラック２９よりも径方向外側、すなわち前側に張り出すように備えられている。本例では、張出面部６０は、アシスト側雌ねじ孔５８が存在する軸方向範囲を含む、より広い軸方向範囲に備えられている。すなわち、張出面部６０の軸方向一方側の端部は、アシスト側雌ねじ孔５８の底部よりも軸方向一方側に位置している。張出面部６０は、軸方向他方側の平坦面部６１の軸方向他方側に隣接して配置されている。
【0063】
本例では、張出面部６０は、アシスト側雌ねじ孔５８の中心軸を中心とする部分円筒面形状を有する。これにより、アシスト側雌ねじ孔５８の周囲のうち、周方向に関してアシスト側ラック２９と同位相になる部分の肉厚（径方向厚さ）が、アシスト側雌ねじ孔５８の周囲のうち、周方向に関してアシスト側ラック２９から外れた部分の肉厚と略同じになるようにしている。換言すれば、アシスト側雌ねじ孔５８の周囲の肉厚を、全周にわたって略一定となるようにしている。なお、張出面部の形状は、アシスト側雌ねじ孔の周囲の肉厚を確保することができる限り、任意の形状とすることができる。
【0064】
アシスト側ラック２９の歯幅方向に関する張出面部６０の幅寸法Ｘ（図８（ｅ）参照）は、アシスト側軸部５５のうち張出面部６０が存在する軸方向範囲の前記歯幅方向に関する幅寸法Ｙ（図８（ｅ）参照）、換言すれば１対のラック側スライド平面５９を構成するそれぞれのラック側スライド平面５９の間隔Ｙ（図８（ｅ）参照）よりも小さい（Ｘ＜Ｙ）。張出面部６０と軸方向他方側の平坦面部６１とは、軸方向一方側を向いた段差面により接続されている。
【0065】
本例では、アシスト側軸部５５のうち、アシスト側ラック２９および平坦面部６１が形成された軸方向範囲における断面の輪郭形状は、図８（ｄ）に示すように、アシスト側ラック２９および平坦面部６１が形成された部分（前側面）、ならびに、１対のラック側スライド平面５９を構成するそれぞれのラック側スライド平面５９が形成された部分（上側面および下側面）が直線形状で、かつ、アシスト側ラック２９および平坦面部６１の背面側に位置する部分（後側面）が円弧形状、すなわち全体としてＤ字形状である。アシスト側軸部５５のうち、軸方向一方側の平坦面部６１よりも軸方向一方側に位置する軸方向範囲における断面の輪郭形状は、図８（ｃ）に示すように、円形状である。アシスト側軸部５５のうち、張出面部６０が形成された軸方向範囲における断面の輪郭形状は、図８（ｅ）に示すように、張出面部６０が形成された部分が円弧形状である点を除き、図８（ｄ）に示した断面の輪郭形状と同様である。
【0066】
本例では、アシスト側軸部５５のうち、アシスト側ラック２９、平坦面部６１、および張出面部６０が形成された軸方向範囲の、アシスト側ラック２９の歯幅方向に関する幅寸法Ｙは、軸方向の全長にわたり一定である（図８（ｄ）、図８（ｅ）参照）。該幅寸法Ｙは、アシスト側軸部５５のうち、軸方向一方側の平坦面部６１よりも軸方向一方側に位置する軸方向範囲における直径ｄよりも大きい（Ｙ＞ｄ）。該直径ｄは、本例のアシスト側軸部５５を造るために用いる丸棒状の母材６３（図１１（ａ）、図１２（ａ）参照）の直径ｄと同じである。本例では、該母材６３の直径ｄは、操舵側軸部５４を造るために用いる母材６２（図１０（ａ）参照）の直径ｄと同じである。したがって、本例では、アシスト側ラック２９の歯幅Ｗ２は、操舵側ラック２８の歯幅Ｗ１よりも大きい（Ｗ２＞Ｗ１）。
【0067】
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操舵側雌ねじ孔５７およびアシスト側雌ねじ孔５８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。
【0068】
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を挟む位置に配置されており、本例では、操舵側ガイド収容部１７の内側に配置されている。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。
【0069】
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。押圧部である押圧面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。
【0070】
操舵側ラックガイド２４は、ラック軸１１の外周面である後側面を操舵側ピニオン軸１０に向け、弾性部材３４の弾力に基づいて弾性的に押圧することで、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。
【0071】
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。
【0072】
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６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。
【0073】
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。
【0074】
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を挟む位置に配置され、本例では、アシスト側ガイド収容部１８の内側に配置されている。アシスト側ラックガイド３７は、図４および図６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。
【0075】
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、押圧部であるローラ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。
【0076】
アシスト側ラックガイド３７は、ラック軸１１の外周面である後側面をアシスト側ピニオン軸１３に向け、弾性部材４７の弾力に基づいて弾性的に押圧することで、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。
【0077】
ウォーム減速機３８は、図６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。
【0078】
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。
【0079】
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。
【0080】
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。
【0081】
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。
【0082】
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。
【0083】
ラックブッシュ５３（図４および図７参照）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、略円筒形状を有し、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は、ラック軸１１の外周面を軸方向の摺動可能に支持する。ラックブッシュ５３は、内周面に、ラック軸１１の１対のラック側スライド平面５９に対して摺接する、１対のブッシュ側スライド平面６４を有する。ラックブッシュ５３は、１対のブッシュ側スライド平面６４と１対のラック側スライド平面５９との係合に基づいて、アシスト側ラック２９の歯幅方向（図７における上下方向）に関するラック軸１１の変位を有効に抑える。
【0084】
本例の構造は、ラック収容部１４の軸方向他方側の開口部の近傍で、ラックブッシュ５３に対して該開口部側に隣接する位置に内嵌固定された、円環状のスペーサ３０を備える。スペーサ３０は、ラックブッシュ５３を構成する合成樹脂よりも強度の高い材料、たとえば金属で造られている。
【0085】
本例では、軸方向一方側の球面継手３１（図３参照）の径方向外端部に備えられた軸方向他方側を向いた円輪状の突き当て面６５が、ラック収容部１４の軸方向一方側の開口部の近傍に備えられた軸方向一方側を向いたストッパ面６６ａに当接する位置から、軸方向他方側の球面継手３１（図４参照）の径方向外端部に備えられた軸方向一方側を向いた円輪状の突き当て面６５が、スペーサ３０の軸方向他方側の側面であるストッパ面６６ｂに当接する位置までの範囲で、ラック軸１１を軸方向に直線移動させることができる。本例では、該範囲を調節することによって、ステアリングホイール２の回転操作量の制限範囲が設定されている。本例では、該制限範囲は、ステアリングホイール２の中立位置から一方側および他方側のそれぞれに約１．５回転（回転角にして５４０゜）の範囲に設定されている。
【0086】
次に、本例のラック軸１１の製造方法について説明する。
【0087】
本例のラック軸１１の製造方法は、操舵側軸部５４を製造する工程と、アシスト側軸部５５を製造する工程と、操舵側軸部５４の軸方向他方側の端部とアシスト側軸部５５の軸方向一方側の端部とを摩擦圧接により接続して接続部５６を構成する工程とを備える。
【0088】
操舵側軸部５４を製造する工程では、図１０（ａ）に示すような、金属製の丸棒状の母材６２の軸方向中間部の周方向一部に、鍛造および／または切削による歯成形加工を施して、操舵側ラック２８を形成する。さらに、該母材６２の軸方向一方側の端部に、切削加工を施して、操舵側雌ねじ孔５７を形成する。これにより、図１０（ｂ）に示すような、操舵側軸部５４を得る。
【0089】
アシスト側軸部５５を製造する工程について、次に説明する。
【0090】
まず、第１工程では、図１１（ａ）および図１２（ａ）に示すような、金属製の丸棒状の母材６３を、１対のラック側スライド平面５９を形成するための１対のスライド平面形成部７１を備えた金型６７（図１３参照）にセットする。
【0091】
金型６７は、Ｕ字形の断面形状を有し、かつ、軸方向両側および上側が開口したキャビティ７２を備える。キャビティ７２の内面のうち、上端部の幅方向両側には、１対のラック側スライド平面５９を形成するための１対のスライド平面形成部７１が備えられている。キャビティ７２の内面のうち、１対のスライド平面形成部７１よりも下側に位置する部分には、母材６３の直径ｄの１／２と同じ大きさの曲率半径、あるいは、母材６３の直径ｄの１／２よりも僅かに大きい曲率半径を有する、部分円筒面状の部分円筒面形成部７３が備えられている。第１工程では、母材６３の軸方向中間部から軸方向他方側の端部に掛けての部分を、金型６７のキャビティ７２にセットする。
【0092】
次に、第２工程では、金型６７と、第１パンチ６８（図１３参照）および第２パンチ６９（図１３参照）を用いて、母材６３にプレスによる鍛造加工を施すことにより、図１１（ｂ）および図１２（ｂ）に示すような、１対のラック側スライド平面５９、平坦面部６１ｚ、および張出面部６０を有する、中間材７０を得る。ここで、平坦面部６１ｚの幅寸法は、母材６３の直径ｄよりも大きい。第１パンチ６８は、金型６７との間で母材６３を挟む位置に配置され、母材６３の軸方向に関する寸法が金型６７よりも短く、かつ、アシスト側ラック２９が形成される部分である平坦面部６１ｚを形成するための平坦面形成部７４を備える。第２パンチ６９は、金型６７との間で母材６３を挟む位置に配置され、母材６３の軸方向に関する寸法が金型６７よりも短く、かつ、張出面部６０を形成するための張出面形成部７５を備える。第２工程では、第１パンチ６８および第２パンチ６９により、母材６３を、金型６７のキャビティ７２に向けて押圧することで中間材７０を得る。
【0093】
続く第３工程Ｃでは、中間材７０の平坦面部６１ｚの中間部に、鍛造および／または切削による歯成形加工を施して、アシスト側ラック２９を形成する。なお、第３工程において、平坦面部６１ｚのうち、アシスト側ラック２９が形成されなかった両側部分が、アシスト側ラック２９の軸方向両側に隣接する平坦面部６１となる。
【0094】
そして、第４工程では、中間材７０のうち、軸方向に関して張出面部６０が存在する側の端部、すなわち軸方向他方側の端部に、切削加工を施して、アシスト側雌ねじ孔５８を形成する。これにより、図１１（ｃ）および図１２（ｃ）に示すような、アシスト側軸部５５を得る。
【0095】
本例の構造では、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。このような事情に鑑みて、本例では、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。このため、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。したがって、その分、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を軽減し、かつ、ラック軸１１の外周面とアシスト側ラックガイド３７の押圧部との接触部における摩耗量を抑制することができる。
【0096】
このような本例の構造において、操舵側ラックガイド２４の押圧部である押圧面３５は、操舵側ラック２８の歯幅方向（図５における上下方向）に関する寸法を大きく確保しやすいため、該歯幅方向に関するラック軸１１の変位を抑える能力を確保しやすい。これに対し、アシスト側ラックガイド３７の押圧部であるローラ４３の外周面は、アシスト側ラック２９の歯幅方向（図６における上下方向）に関する寸法を大きく確保しにくいため、該歯幅方向に関するラック軸１１の変位を抑える能力を確保しにくい。このような事情に鑑みて、本例の構造では、図４および図７に示すように、ハウジング７のうち、アシスト側ラックガイド３７の近くに、円筒状のラックブッシュ５３を組み付けている。また、ラックブッシュ５３の内周面と摺接するラック軸１１の外周面のうち、アシスト側ラック２９の歯幅方向（図４における紙面の表裏方向、図７における上下方向）に関する両側の端部に、軸方向に伸長するラック側スライド平面５９を設け、かつ、ラックブッシュ５３の内周面に、ラック側スライド平面５９に対して摺接するブッシュ側スライド平面６４を設けている。このため、アシスト側ラックガイド３７の近くにおいて、アシスト側ラック２９の歯幅方向に関するラック軸１１の変位を抑えることができる。
【0097】
特に、本例の構造では、ラックブッシュ５３を、操舵側ラックガイド２４からの軸方向距離がアシスト側ラックガイド３７よりも大きい箇所である、ラック収容部１４の軸方向他方側の開口部の近傍に配置している。このため、操舵側ラックガイド２４とラックブッシュ５３との軸方向距離を十分に確保することができ、ラック軸１１が左右方向に対して前記歯幅方向に傾くことを効果的に抑制することができる。
【0098】
なお、本例の構造では、ラックブッシュ５３をラック収容部１４の軸方向他方側の開口部の近傍に配置したため、ラック軸１１の軸方向一方側への移動量が最大になったとき、すなわち、軸方向他方側の球面継手３１（図４参照）の突き当て面６５が、スペーサ３０のストッパ面６６ｂに当接する位置まで、ラック軸１１が軸方向一方側に移動したときには、ラック軸１１の外周面のうち、アシスト側雌ねじ孔５８と径方向に重畳する部分が、ラックブッシュ５３の内径側に進入する。このような事情に鑑みて、本例では、ラック側スライド平面５９を、アシスト側雌ねじ孔５８と径方向に重畳する位置まで軸方向に連続して形成している。このため、ラック軸１１の軸方向一方側への移動量が最大になったときでも、ラック側スライド平面５９が、ブッシュ側スライド平面６４と摺接した状態が維持される。
【0099】
本例の構造では、アシスト側軸部５５のうち、アシスト側ラック２９には、母材６３に施された鍛造加工により、母材６３の直径ｄよりも大きい歯幅Ｗ２が付与されている。このため、ラック軸１１の重量を増大させることなく、アシスト側ピニオン４１に対するアシスト側ラック２９の噛み合い面積を増大させることができ、アシスト側ラック２９の耐久性を向上させることができる。
【0100】
本例では、母材６３に鍛造加工を施すことにより、アシスト側ラック２９が形成される部分であって該母材６３の直径ｄよりも大きい幅寸法を有する平坦面部６１ｚ、および、張出面部６０を形成するのと同時に、金型６７に備えられた１対のスライド平面形成部７１により、１対のラック側スライド平面５９を形成する。このため、１対のラック側スライド平面５９を、別途切削加工により形成する場合と比べて、１対のラック側スライド平面５９の加工コストを抑えることができる。さらに、本例では、ラック側スライド平面５９を鍛造加工により形成することで、ラック側スライド平面５９の表面に加工硬化層が形成されるため、ラック側スライド平面５９を切削加工により形成する場合に比べて、ラック側スライド平面５９の耐摩耗性を確保しやすい。
【0101】
本例では、母材６３に鍛造加工を施すことにより、平坦面部６１ｚを形成する際に、該平坦面部６１ｚを、アシスト側雌ねじ孔５８が形成される軸方向他方側の端部までは形成しない。すなわち、本例では、この際に、アシスト側雌ねじ孔５８が形成される軸方向他方側の端部のうち、周方向に関して平坦面部６１ｚと同位相となる部分に、該平坦面部６１ｚよりも径方向外側に張り出した張出面部６０を形成する。このため、本例の構造では、操舵側雌ねじ孔５７とアシスト側雌ねじ孔５８とを同軸に配置する条件下で、平坦面部６１ｚを、アシスト側雌ねじ孔５８が形成される軸方向他方側の端部まで形成する場合に比べて、アシスト側雌ねじ孔５８の周囲のうち、アシスト側ラック２９と同位相になる部分の肉厚を十分に確保することができる。
【0102】
さらに、本例の製造方法によれば、ラック側スライド平面５９の形状精度を良好にすることができる。すなわち、本例の構造では、図１２（ｂ）に示すように、ラック側スライド平面５９は、平坦面部６１ｚと同じ軸方向範囲に存在する第１部分と、張出面部６０と同じ軸方向範囲に存在する第２部分とを有する。このようなラック側スライド平面５９を鍛造加工により形成する方法として、たとえば、第１部分を形成するための第１部分形成部を備えた第１金型に対して、母材を、第１パンチ６８により押圧することで、平坦面部６１ｚおよび第１部分を形成し、その後、第２部分を形成するための第２部分形成部を備えた第２金型に対して、母材を、第２パンチ６９により押圧することで、張出面部６０および第２部分を形成する方法が考えられる。しかしながら、このように第１部分と第２部分とを、異なる金型（第１金型、第２金型）を用いた鍛造加工により形成すると、第１部分と第２部分との境界に、段差が形成されることが避けられない。これに対し、本例の製造方法では、ラック側スライド平面５９の第１部分および第２部分を、全長にわたり連続したスライド平面形成部７１を有する単一の金型６７を用いた鍛造加工により形成する。このため、第１部分と第２部分との境界に段差が形成されることを防止して、ラック側スライド平面５９の形状精度を良好にすることができる。しかも、前述した通り、ラック側スライド平面５９の表面には加工硬化層が形成されるため、形状精度が良好なだけでなく、耐摩耗性に優れたラック側スライド平面５９を形成することができる。
【0103】
なお、本例の構造では、ラック側スライド平面５９は、軸方向一方側の平坦面部６１の軸方向一方側の端縁部と同じ軸方向位置から、アシスト側軸部５５の軸方向他方側の端縁部と同じ軸方向位置まで連続して形成されている。ただし、本発明を実施する場合に、ラック側スライド平面は、ラック軸を軸方向に移動させることができる範囲の一方側の端部から他方側の端部まで移動させたときに、ラックブッシュのブッシュ側スライド平面と摺接する範囲に形成すれば足りるため、該範囲にのみ形成することもできる。
【0104】
すなわち、ステアリングホイール２の回転操作により、軸方向一方側の球面継手３１（図３参照）の突き当て面６５が、ハウジング７のストッパ面６６ａに当接する位置まで、ラック軸１１を軸方向他方側に移動させた状態で、アシスト側軸部５５のうち、ラックブッシュ５３よりも軸方向一方側に位置する部分には、ラック側スライド平面５９を形成しなくてもよい。また、ステアリングホイール２の回転操作により、軸方向他方側の球面継手３１（図４参照）の突き当て面６５が、スペーサ３０のストッパ面６６ｂに当接する位置まで、ラック軸１１を軸方向一方側に移動させた状態で、アシスト側軸部５５のうち、ラックブッシュ５３よりも軸方向他方側に位置する部分、具体的には、スペーサ３０の内径側に位置する軸方向他側の端部には、ラック側スライド平面５９を形成しなくてもよい。
【0105】
［第２例］
本発明の実施の形態の第２例について、図１４を用いて説明する。
本発明の実施の形態の第２例について、図１４を用いて説明する。
【0106】
本例のステアリング装置は、ボールねじ式の電動パワーステアリング装置１ａである。本例では、ラック軸１１ａの軸方向に関して、一方側が第１側に相当し、他方側が第２側に相当する。
【0107】
本例では、ラック軸１１ａは、軸方向一方側半部に、操舵側ラック２８ａを有する操舵側軸部５４ａ、および、軸方向他方側半部に、ボールねじ軸部７６を有するアシスト側軸部５５ａを備える。本例では、操舵側軸部５４ａが第１軸部に相当し、アシスト側軸部５５ａが第２軸部に相当し、操舵側ラック２８ａが対象ラックに相当する。
【0108】
【0109】
すなわち、操舵側軸部５４ａは、軸方向一方側の端部に、第１例のアシスト側雌ねじ孔５８と同じ構成を有する操舵側雌ねじ孔５７を有する。本例では、操舵側雌ねじ孔５７が第１雌ねじ孔に相当する。操舵側軸部５４ａは、操舵側雌ねじ孔５７よりも軸方向他方側に位置する部分である、軸方向中間部の周方向一部に、第１例のアシスト側ラック２９と同じ構成を有する操舵側ラック２８ａを有する。操舵側軸部５４ａは、外周面のうち、操舵側ラック２８ａの歯幅方向に関する両側の端部に、第１例と同じ１対のラック側スライド平面５９を有する。操舵側軸部５４ａは、軸方向一方側の端部であって、操舵側雌ねじ孔５７が存在する軸方向範囲を含む軸方向範囲の外周面のうち、周方向に関して操舵側ラック２８ａと同位相となる部分に、第１例と同じ張出面部６０を有する。それ以外の部分に関しても、操舵側軸部５４ａは、第１例のアシスト側軸部５５ａと同じ構成を有する。
【0110】
本例では、アシスト側軸部５５ａの軸方向他方側の端部に備えられたアシスト側雌ねじ孔５８が、第２雌ねじ孔に相当する。本例では、アシスト側軸部５５ａは、アシスト側雌ねじ孔５８よりも軸方向一方側に位置する部分である、軸方向中間部に、ボールねじ軸部７６を有する。ボールねじ軸部７６は、外周面に、複数のボール７７を係合させるための螺旋状の雄側ボールねじ溝を有する。
【0111】
本例では、操舵側ラックガイド２４ａは、第１例のアシスト側ラックガイド３７（図６参照）と同じ構成を有する。すなわち、本例では、操舵側ラックガイド２４ａは、ラック軸１１ａの外周面を操舵側ピニオン軸１０に向けて弾性的に押圧し、かつ、該外周面に転がり接触する押圧部を有する。
【0112】
本例の構造は、第１例と同じ構成を有するラックブッシュ５３（図７参照）を備え、該ラックブッシュ５３は、ハウジング７ａの軸方向一方側の開口部の近傍に内嵌されている。この状態で、ラックブッシュ５３は、その内周面により、ラック軸１１ａの外周面を軸方向の摺動を可能に支持し、かつ、１対のブッシュ側スライド平面６４と１対のラック側スライド平面５９との係合に基づいて、操舵側ラック２８ａの歯幅方向に関するラック軸１１ａの変位を有効に抑える。
【0113】
本例の構造は、筒状のラックブッシュ５３ａをさらに備え、該ラックブッシュ５３ａは、ハウジング７ａの軸方向他方側の開口部の近傍に内嵌されている。この状態で、ラックブッシュ５３ａは、その内周面により、ラック軸１１ａの外周面を軸方向の摺動を可能に支持している。
【0114】
本例の構造は、ボールねじ軸部７６の周囲に配置される筒状のボールナット７８を備える。ボールナット７８は、内周面に、複数のボール７７を係合させるための螺旋状の雌側ボールねじ溝を有する。ボールナット７８は、該雌側ボールねじ溝とボールねじ軸部７６の外周面に備えられた雄側ボールねじ溝との間に配置された複数のボール７７を介して、ボールねじ軸部７６に係合している。本例では、ボールナット７８は、ハウジング７ａに支持された電動モータ３９により、回転駆動可能とされている。
【0115】
本例の場合も、運転者がステアリングホイール２を回転操作すると、トルクセンサ４０の出力信号に基づいて、電動モータ３９が駆動制御される。これにより、電動モータ３９が発生する駆動トルクが、ボールナット７８および複数のボール７７を介してボールねじ軸部７６に対し、アシスト駆動力として付与される。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。
【0116】
以上のような構成を有する本例の電動パワーステアリング装置１ａでは、ラック軸１１ａの重量を増大させることなく、操舵側ラック２８ａの歯幅を増大させることができる。また、操舵側ラック２８ａの歯幅方向に関する両側の端部に、軸方向に伸長しかつ軸方向端部が操舵側雌ねじ孔５７と径方向に重畳するラック側スライド平面５９を有し、かつ、操舵側雌ねじ孔５７の周囲の肉厚を確保しやすい。その他の構成および作用効果は、第１例と同様である。
【0117】
［第３例］
本発明の実施の形態の第３例について、図１５を用いて説明する。
本発明の実施の形態の第３例について、図１５を用いて説明する。
【0118】
本例のステアリング装置は、ピニオンアシスト式（シングルピニオン式）の電動パワーステアリング装置１ｂである。本例では、ラック軸１１ｂの軸方向に関して、一方側が第１側に相当し、他方側が第２側に相当する。
【0119】
本例では、ラック軸１１ｂの軸方向一方側半部は、第２例と同じ操舵側軸部５４ａにより構成されており、ラック軸１１ｂの軸方向他方側半部は、軸方向他方側の端部にアシスト側雌ねじ孔５８を有し、かつ、軸方向の全長にわたり円筒面状の外周面を有するアシスト側軸部５５ｂにより構成されている。本例では、操舵側軸部５４ａが第１軸部に相当し、アシスト側軸部５５ｂが第２軸部に相当する。
【0120】
本例の構造は、操舵側ピニオン軸１０に組み付けられたウォーム減速機３８ａを備える。本例では、操舵側ピニオン軸１０は、ハウジング７ｂに支持された電動モータ３９により、ウォーム減速機３８ａを介して回転駆動可能とされている。
【0121】
本例の場合も、運転者がステアリングホイール２を回転操作すると、トルクセンサ４０の出力信号に基づいて、電動モータ３９が駆動制御される。これにより、電動モータ３９が発生する駆動トルクが、ウォーム減速機３８ａを介して操舵側ピニオン軸１０に対し、アシスト駆動力として付与される。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。その他の構成および作用効果は、第１例および第２例と同様である。
【0122】
［第４例］
本発明の実施の形態の第４例について、図１６を用いて説明する。
本発明の実施の形態の第４例について、図１６を用いて説明する。
【0123】
本例は、本発明をコラムアシスト式の電動パワーステアリング装置１ｃに適用した例である。なお、コラムアシスト式とは、ステアリングコラム４に接続された電動モータを用いて、ステアリングシャフト３に直接、アシスト駆動力を付与する形式の電動パワーステアリング装置を言う。本例では、ラック軸１１ｂの軸方向に関して、一方側が第１側に相当し、他方側が第２側に相当する。
【0124】
本例では、ラック軸１１ｂは、第３例と同じ構成を有する。
【0125】
本例の構造は、ステアリングコラム４の前端部に固定された電動アシスト装置７９を備える。電動アシスト装置７９は、トルクセンサと、電動モータと、ウォーム減速機とを備える。
【0126】
本例では、運転者がステアリングホイール２を回転操作すると、電動アシスト装置７９において、トルクセンサは、ステアリングホイール２からステアリングシャフト３に加えられたトルクの方向および大きさを検出する。電動モータは、トルクセンサが検出したトルクに関する出力信号に基づいて駆動制御される。これにより、電動モータが発生する駆動トルクが、ウォーム減速機を介してステアリングシャフト３に対し、アシスト駆動力として伝達される。すなわち、本例では、電動モータからのアシスト駆動力が、ステアリングシャフト３、自在継手５ａ、中間シャフト６、および自在継手５ｂを介して、操舵側ピニオン軸１０に伝達される。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。その他の構成および作用効果は、第１例および第３例と同様である。
【0127】
本発明は、上述した各実施の形態の構成を、矛盾が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】
【0128】
１、１ａ、１ｂ、１ｃ 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、７ａ 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、１１ａ、１１ｂ 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、２４ａ 操舵側ラックガイド
２５ 操舵側ピニオン
２６ａ、２６ｂ 軸受
２７ タイロッド
２８、２８ａ 操舵側ラック
２９ アシスト側ラック
３０ スペーサ
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、３８ａ 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、５３ａ ラックブッシュ
５４、５４ａ 操舵側軸部
５５、５５ａ、５５ｂ アシスト側軸部
５６ 接続部
５７ 操舵側雌ねじ孔
５８ アシスト側雌ねじ孔
５９ ラック側スライド平面
６０ 張出面部
６１ 平坦面部
６２ 母材
６３ 母材
６４ ブッシュ側スライド平面
６５ 突き当て面
６６ａ、６６ｂ ストッパ面
６７ 金型
６８ 第１パンチ
６９ 第２パンチ
７０ 中間材
７１ スライド平面形成部
７２ キャビティ
７３ 部分円筒面形成部
７４ 平坦面形成部
７５ 張出面形成部
７６ ボールねじ軸部
７７ ボール
７８ ボールナット
７９ 電動アシスト装置
１００ 電動パワーステアリング装置
１０１ ラック軸
１０２ 操舵側ピニオン軸
１０３ アシスト側ピニオン軸
１０４ 操舵側ラック
１０５ アシスト側ラック
１０６ 球面継手
１０７ タイロッド
１０８ 操舵側雌ねじ孔
１０９ アシスト側雌ねじ孔
１１０ 雄ねじ部
１１１ ハウジング
１１２ 操舵側ピニオン
１１３ アシスト側ピニオン
１１４ 操舵側ラックガイド
１１５ アシスト側ラックガイド
１１６ ラックブッシュ
１１７ ラック側スライド平面
１１８ ブッシュ側スライド平面
１１９ 母材
１２０ 平坦面部
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、７ａ 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、１１ａ、１１ｂ 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、２４ａ 操舵側ラックガイド
２５ 操舵側ピニオン
２６ａ、２６ｂ 軸受
２７ タイロッド
２８、２８ａ 操舵側ラック
２９ アシスト側ラック
３０ スペーサ
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、３８ａ 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、５３ａ ラックブッシュ
５４、５４ａ 操舵側軸部
５５、５５ａ、５５ｂ アシスト側軸部
５６ 接続部
５７ 操舵側雌ねじ孔
５８ アシスト側雌ねじ孔
５９ ラック側スライド平面
６０ 張出面部
６１ 平坦面部
６２ 母材
６３ 母材
６４ ブッシュ側スライド平面
６５ 突き当て面
６６ａ、６６ｂ ストッパ面
６７ 金型
６８ 第１パンチ
６９ 第２パンチ
７０ 中間材
７１ スライド平面形成部
７２ キャビティ
７３ 部分円筒面形成部
７４ 平坦面形成部
７５ 張出面形成部
７６ ボールねじ軸部
７７ ボール
７８ ボールナット
７９ 電動アシスト装置
１００ 電動パワーステアリング装置
１０１ ラック軸
１０２ 操舵側ピニオン軸
１０３ アシスト側ピニオン軸
１０４ 操舵側ラック
１０５ アシスト側ラック
１０６ 球面継手
１０７ タイロッド
１０８ 操舵側雌ねじ孔
１０９ アシスト側雌ねじ孔
１１０ 雄ねじ部
１１１ ハウジング
１１２ 操舵側ピニオン
１１３ アシスト側ピニオン
１１４ 操舵側ラックガイド
１１５ アシスト側ラックガイド
１１６ ラックブッシュ
１１７ ラック側スライド平面
１１８ ブッシュ側スライド平面
１１９ 母材
１２０ 平坦面部
【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】