特許 7316325 ステアリング装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-07-19

(45)【発行日】2023-07-27

(54)【発明の名称】ステアリング装置

(51)【国際特許分類】

   B62D 3/12 20060101AFI20230720BHJP

   B62D 5/04 20060101ALI20230720BHJP

   F16F 15/08 20060101ALI20230720BHJP

【ＦＩ】

B62D3/12 501B

B62D5/04

F16F15/08 E

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2021125631

(22)【出願日】2021-07-30

(65)【公開番号】P2023020327

(43)【公開日】2023-02-09

【審査請求日】2023-06-06

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000000929

【氏名又は名称】ＫＹＢ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002468

【氏名又は名称】弁理士法人後藤特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】増田 大輝

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 拓造

(72)【発明者】

【氏名】下田 勝海

(72)【発明者】

【氏名】青山 雅

(72)【発明者】

【氏名】山田 展資

【審査官】村山 禎恒

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１７／０１０３４５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１３－２３３８５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－８４００２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－６３７２３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６２Ｄ ３／００－３／１４

Ｂ６２Ｄ ５／０４

Ｆ１６Ｆ １５／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

運転者によるステアリング部材の操舵に応じて回転する第一シャフト部材と、
前記第一シャフト部材に設けられ前記第一シャフト部材と共に回転する第一ピニオンギヤと、
モータにより回転駆動される第二シャフト部材と、
前記第二シャフト部材に設けられ前記第二シャフト部材と共に回転する第二ピニオンギヤと、
前記第一ピニオンギヤ及び前記第二ピニオンギヤに噛み合うラックギヤを有し車輪を転舵するラックシャフトと、
前記ラックシャフトを収容するケース部材と、
前記ラックシャフトを前記第一ピニオンギヤに向けて付勢する第一付勢機構と、
前記ラックシャフトを前記第二ピニオンギヤに向けて付勢する第二付勢機構と、を備え、
前記ケース部材は、前記第一付勢機構を収容する第一収容部と、前記第二付勢機構を収容する第二収容部と、を有し、
前記第一付勢機構は、前記ラックシャフトに当接し前記ラックシャフトの移動に追従して前記第一収容部内で可動な第一当接部と、前記第一当接部を前記ラックシャフトに向けて付勢する第一付勢部材と、を有し、
前記第二付勢機構は、前記ラックシャフトに当接し前記ラックシャフトの移動に追従して前記第二収容部内で可動な第二当接部と、前記第二当接部を前記ラックシャフトに向けて付勢する第二付勢部材と、を有し、
前記第一当接部及び前記第二当接部は、前記車輪を転舵する前記ラックシャフトの移動量の増加に伴い、前記ケース部材により対応する前記第一収容部及び第二収容部内での移動が規制されて前記ラックシャフトに追従不能となり、
前記第一当接部及び前記第二当接部は、前記ラックシャフトに追従不能となり前記ラックシャフトに対して滑り始めるタイミングが互いに異なることを特徴とするステアリング装置。

【請求項2】

請求項１に記載のステアリング装置であって、
前記第一収容部と前記第一当接部の間と、前記第二収容部と前記第二当接部の間と、には異なる大きさの隙間が形成されることを特徴とするステアリング装置。

【請求項3】

請求項１または２に記載のステアリング装置であって、
前記第一付勢機構は、前記第一当接部と、前記第一収容部と、の間に圧縮されて設けられる環状の第一弾性部をさらに有し、
前記第二付勢機構は、前記第二当接部と、前記第二収容部と、の間に圧縮されて設けられる環状の第二弾性部をさらに有し、
前記第一弾性部から前記第一当接部に作用する応力と、前記第二弾性部から前記第二当接部に作用する応力と、は異なることを特徴とするステアリング装置。

【請求項4】

請求項３に記載のステアリング装置であって、
前記第一弾性部及び前記第二弾性部のうち、対応する前記第一当接部及び前記第二当接部に作用する応力が大きい一方は、軸方向に離れて設けられる二つの環状の弾性部材を有し、
前記二つの弾性部材のうち前記ラックシャフトから離れて設けられる一方の弾性部材は、前記ラックシャフトの近くに設けられる他方の弾性部材よりも線径が大きく形成されることを特徴とするステアリング装置。

【請求項5】

請求項１から４のいずれか一つに記載のステアリング装置であって、
前記第一当接部は、前記第二当接部よりも先に前記ラックシャフトに対して滑り始めるように形成されることを特徴とするステアリング装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ステアリング装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、ラックをピニオンに向けて押し付ける予圧機構を備えるラックアンドピニオン式のステアリング装置が記載されている。予圧機構は、ハウジングの円筒部にラックガイド、予圧ばね、及び調整ねじが順に挿入されて構成され、予圧ばねによりラックガイドをラックに向けて付勢することで、ラックをピニオンに向けて押し付ける。これにより、ラックとピニオンとの間で生じるバックラッシュが防止される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１３－２４１０５１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載のような予圧機構は、バックラッシュによる異音の発生を防止するために、例えば予圧ばねの付勢力を強くしてラックをピニオンに向けて強く押し付けるように構成されることが一般的である。この構成では、ラックがピニオンに強く押し付けられ移動しづらいため、ラックに車輪からの荷重が逆入力されてピニオン等に接触することによる異音の発生も防止される反面、ステアリング装置の操舵性が悪化するおそれがある。

【0005】

また、特許文献１に記載のステアリング装置は、いわゆるシングルピニオン式である。特許文献１に記載のような予圧機構を、デュアルピニオン式のステアリング装置の二つのピニオンのそれぞれに適用することも考えられる。この場合は、バックラッシュによる異音の発生を防止するには、二つのピニオンのそれぞれをラックに向けて強く押し付けられなければならず、ラックがより移動しづらくなる。そのため、デュアルピニオン式のステアリング装置では特に操舵性が悪化するおそれがある。

【0006】

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、デュアルピニオン式のステアリング装置の異音の発生を防止しつつ、操舵性を向上させることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、ステアリング装置であって、運転者によるステアリング部材の操舵に応じて回転する第一シャフト部材と、第一シャフト部材に設けられ第一シャフト部材と共に回転する第一ピニオンギヤと、モータにより回転駆動される第二シャフト部材と、第二シャフト部材に設けられ第二シャフト部材と共に回転する第二ピニオンギヤと、第一ピニオンギヤ及び第二ピニオンギヤに噛み合うラックギヤを有し車輪を転舵するラックシャフトと、ラックシャフトを収容するケース部材と、ラックシャフトを第一ピニオンギヤに向けて付勢する第一付勢機構と、ラックシャフトを第二ピニオンギヤに向けて付勢する第二付勢機構と、を備え、ケース部材は、第一付勢機構を収容する第一収容部と、第二付勢機構を収容する第二収容部と、を有し、第一付勢機構は、ラックシャフトに当接しラックシャフトの移動に追従して第一収容部内で可動な第一当接部と、第一当接部をラックシャフトに向けて付勢する第一付勢部材と、を有し、第二付勢機構は、ラックシャフトに当接しラックシャフトの移動に追従して第二収容部内で可動な第二当接部と、第二当接部をラックシャフトに向けて付勢する第二付勢部材と、を有し、第一当接部及び第二当接部は、車輪を転舵するラックシャフトの移動量の増加に伴い、ケース部材により対応する第一収容部及び第二収容部内での移動が規制されてラックシャフトに追従不能となり、第一当接部及び第二当接部は、ラックシャフトに追従不能となりラックシャフトに対して滑り始めるタイミングが互いに異なることを特徴とする。

【0008】

この発明では、第一付勢機構の第一当接部及び第二付勢機構の第二当接部が、ラックシャフトの移動に追従できずにラックシャフトに対して滑り始めるタイミングが互いに異なる。ラックシャフトは、各当接部に対して滑りながら移動して車輪を転舵する。よって、各当接部とラックシャフトの間の摩擦力が大きいと、ステアリング装置の操舵性が悪化する。当該摩擦力は、各当接部がラックシャフトに対して静止した状態では、各当接部がラックシャフトに対して滑っている状態よりも大きくなる。つまり、各当接部がラックシャフトに対して静止した状態での各当接部とラックシャフトの間の摩擦力の総量は、各当接部がラックシャフトに対して滑っている状態よりも大きくなる。したがって、各当接部の一方が先にラックシャフトに対して滑り始めるようにすることで、ラックシャフトが転舵のために移動する際に各当接部それぞれに対して滑り始めるために必要な力を、各当接部が同時に滑り始める場合と比較して小さくすることができる。よって、ステアリング装置の操舵性を向上させることができる。また、第一当接部及び第二当接部がラックシャフトに対して滑り始めるタイミングを変えても、第一付勢機構及び第二付勢機構がラックシャフトを付勢する付勢力は変わらないため、バックラッシュや、車輪からの逆入力による異音の発生を防止しつつ、ステアリング装置の操舵性を向上させることができる。

【0009】

本発明は、第一収容部と第一当接部の間と、第二収容部と第二当接部の間と、には異なる大きさの隙間が形成されることを特徴とする。

【0010】

これらの発明では、第一収容部と第一当接部の間の隙間と、第二収容部と第二当接部との間の隙間と、の大きさを個別に設定することで、ラックシャフトの動きやすさを調整することができる。

【0011】

本発明は、第一付勢機構は、第一当接部と、第一収容部と、の間に圧縮されて設けられる環状の第一弾性部をさらに有し、第二付勢機構は、第二当接部と、第二収容部と、の間に圧縮されて設けられる環状の第二弾性部をさらに有し、第一弾性部から第一当接部に作用する応力と、第二弾性部から第二当接部に作用する応力と、は異なることを特徴とする。

【0012】

この発明では、第一弾性部と、第二弾性部と、を異ならせることで、ラックシャフトの動きやすさを調整することができる。

【0013】

本発明は、第一弾性部及び第二弾性部のうち、対応する第一当接部及び第二当接部に作用する応力が大きい一方は、軸方向に離れて設けられる二つの環状の弾性部材を有し、二つの弾性部材のうちラックシャフトから離れて設けられる一方の弾性部材は、ラックシャフトの近くに設けられる他方の弾性部材よりも線径が大きく形成されることを特徴とする。

【0014】

この発明では、二つの弾性部材の線径を変えることで、ラックシャフトを動きにくくすることができる。

【0015】

本発明は、第一当接部は、第二当接部よりも先にラックシャフトに対して滑り始めるように形成されることを特徴とする。

【0016】

この発明では、ステアリング装置のストロークの初期において、第一当接部がラックシャフトに対して滑り始めた直後には、第二当接部がラックシャフトに追従できるため、第二当接部及びラックシャフトは動きが阻害されずに大きく移動することができる。これにより、ステアリング装置のストロークの初期の応答性を向上させることができる。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、デュアルピニオン式のステアリング装置の異音の発生を防止しつつ、操舵性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本実施形態に係る電動パワーステアリング装置の構成図である。

【図2】ラックシャフトの部分断面図である。

【図3】第一付勢機構近傍の部分断面図である。

【図4】第二付勢機構近傍の部分断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

図面を参照して、本発明の実施形態に係るステアリング装置としての電動パワーステアリング装置１００について説明する。

【0020】

図１に示すように、電動パワーステアリング装置１００は、運転者によるステアリング部材としてのステアリングホイール１の操舵に応じて回転する第一シャフト部材としてのステアリングシャフト１１と、ステアリングシャフト１１に設けられステアリングシャフト１１と共に回転する第一ピニオンギヤ１６と、第一ピニオンギヤ１６に噛み合うラックギヤ１２ａを有し車輪２を転舵するラックシャフト１２と、を備える。

【0021】

ステアリングシャフト１１は、運転者がステアリングホイール１を操作するステアリング操作に伴って回転する入力シャフト１３と、ラックシャフト１２を変位させる出力シャフト１５と、入力シャフト１３と出力シャフト１５とを連結するトーションバー１４と、により構成される。

【0022】

ラックシャフト１２は、車両の左右方向に延びて設けられる軸状部材であり、タイロッド５及びナックルアーム４を介して車輪２に連結される。

【0023】

出力シャフト１５とラックシャフト１２とは、出力シャフト１５の端部に設けられる第一ピニオンギヤ１６と、ラックシャフト１２に設けられるラックギヤ１２ａと、からなるラックアンドピニオン機構を介して互いに連結される。出力シャフト１５のトルクは、互いに噛み合う第一ピニオンギヤ１６及びラックギヤ１２ａを介してラックシャフト１２の軸心方向の荷重に変換されてラックシャフト１２に伝達される。これにより、ラックシャフト１２は、伝達されるトルクにより軸心方向に変位し、タイロッド５を介して車輪２を転舵する。

【0024】

また、電動パワーステアリング装置１００は、操舵補助トルクの動力源であるモータとしての電動モータ２１と、電動モータ２１により回転駆動される第二シャフト部材としての駆動シャフト２２と、駆動シャフト２２に設けられ駆動シャフト２２と共に回転する第二ピニオンギヤ２３と、電動モータ２１の回転を減速して駆動シャフト２２に伝達する減速部５０と、を備える。

【0025】

減速部５０は、電動モータ２１により駆動されるウォームシャフト５１と、駆動シャフト２２に設けられるウォームホイール５２と、からなるウォームギヤ機構である。ウォームシャフト５１とウォームホイール５２とは互いに噛み合っており、電動モータ２１のトルクは、ウォームシャフト５１及びウォームホイール５２を介して駆動シャフト２２に伝達される。また、第二ピニオンギヤ２３とラックギヤ１２ａとは互いに噛み合っており、電動モータ２１から駆動シャフト２２に伝達されたトルクは、第二ピニオンギヤ２３及びラックギヤ１２ａを介してラックシャフト１２にさらに伝達される。

【0026】

また、電動パワーステアリング装置１００は、トーションバー１４に作用するトルクを検出するトルクセンサ４０と、トルクセンサ４０の検出値に応じて電動モータ２１の駆動を制御するコントローラ３０と、をさらに備える。

【0027】

コントローラ３０は、演算処理を行うＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）と、ＣＰＵにより実行される制御プログラム等を記憶するＲＯＭ（Ｒｅａｄ－Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）と、ＣＰＵの演算結果等を記憶するＲＡＭ（ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ）と、を含むマイクロコンピュータで構成される。コントローラ３０は、単一のマイクロコンピュータで構成されていてもよいし、複数のマイクロコンピュータで構成されていてもよい。

【0028】

トルクセンサ４０は、運転者によるステアリング操作に伴って入力シャフト１３に付与される操舵トルクを検出し、検出した操舵トルクに対応する電圧信号をコントローラ３０に出力する。コントローラ３０は、トルクセンサ４０からの電圧信号に基づいて、電動モータ２１が出力するトルクを演算し、そのトルクが発生するように電動モータ２１の駆動を制御する。

【0029】

このように、上記構成の電動パワーステアリング装置１００では、入力シャフト１３に付与される操舵トルクをトルクセンサ４０にて検出し、その検出結果に基づいて電動モータ２１の駆動をコントローラ３０にて制御して運転者のステアリング操作をアシストすることが可能である。以上のように、電動パワーステアリング装置１００は、運転者による操舵トルクと電動モータ２１による操舵補助トルクとがそれぞれ独立してラックシャフト１２に入力されるデュアルピニオン式のステアリング装置である。

【0030】

図２に示すように、電動パワーステアリング装置１００は、ラックシャフト１２を収容するケース部材としてのラックハウジング１７と、ステアリングシャフト１１を収容するシャフトハウジング１８と、減速部５０及び駆動シャフト２２を収容するウォームハウジング５３と、を備える。

【0031】

ラックハウジング１７は、軸方向に貫通して形成されラックシャフト１２が収容される収容孔１７ａと、外周面に一端が開口し収容孔１７ａと交差するように形成される第一挿通孔１７ｂ及び第二挿通孔１７ｃと、を有する。シャフトハウジング１８は、第一挿通孔１７ｂに出力シャフト１５が挿通するようにして、図示しないボルトを介してラックハウジング１７に連結される。ウォームハウジング５３は、第二挿通孔１７ｃに駆動シャフト２２が挿通するようにして、図示しないボルトを介してラックハウジング１７に連結される。

【0032】

図３に示すように、電動パワーステアリング装置１００は、ラックシャフト１２を第一ピニオンギヤ１６に向けて付勢する第一付勢機構６０を備える。第一付勢機構６０は、ラックハウジング１７に設けられる第一収容部１７ｄに収容される。言い換えれば、ラックハウジング１７は、第一付勢機構６０を収容する第一収容部１７ｄを有する。第一収容部１７ｄは、ラックシャフト１２及び出力シャフト１５に対して垂直に延び、収容孔１７ａの内周面及びラックハウジング１７の外周面に開口する貫通孔である。

【0033】

第一付勢機構６０は、ラックシャフト１２に当接する第一当接部としての第一ヨーク６１と、第一ヨーク６１をラックシャフト１２に向けて付勢する第一付勢部材としての第一スプリング６２と、ラックハウジング１７の第一収容部１７ｄの開口を塞ぐ第一カバー６３と、第一ヨーク６１の外周面に設けられる弾性部材としての二つのＯリング６４ａ，６４ｂと、を有する。Ｏリング６４ａ，６４ｂによって、第一弾性部６４が形成される。

【0034】

第一ヨーク６１は、第一収容部１７ｄに摺動自在に収容される。第一ヨーク６１には、ラックシャフト１２の外周面に沿うように当接面６１ａが設けられ、当接面６１ａにラックシャフト１２が当接して第一収容部１７ｄに収容される。これにより、第一ヨーク６１の当接面６１ａとラックシャフト１２の間には、静止摩擦力が作用する。また、第一ヨーク６１の外径は、第一収容部１７ｄの内径よりも小さく形成される。このため、第一ヨーク６１の外周面と第一収容部１７ｄの内周面の間には、隙間６５が形成される。なお、図３においては、隙間６５の大きさを誇張して示している。また、第一ヨーク６１の外周面には、第一収容部１７ｄの軸方向に離れて環状の溝６１ｂ，６１ｃが形成される。溝６１ｂは、溝６１ｃよりもラックシャフト１２から離れて設けられる。

【0035】

第一弾性部６４のＯリング６４ａ，６４ｂは、溝６１ｂ，６１ｃにそれぞれ一部が収容され、第一ヨーク６１と第一収容部１７ｄの間に圧縮して設けられる。このように、Ｏリング６４ａ，６４ｂは、軸方向に離れて設けられ、Ｏリング６４ａがＯリング６４ｂよりもラックシャフト１２から離れて設けられる。これにより、これにより、第一ヨーク６１は、第一収容部１７ｄの内周面との間に隙間６５が設けられた状態で、第一弾性部６４によって第一収容部１７ｄに対して弾性支持される。言い換えれば、第一弾性部６４から第一ヨーク６１に第一ヨーク６１を支持する応力が作用する。よって、第一ヨーク６１は第一収容部１７ｄ内で径方向に可動であり、隙間６５の大きさの分だけ、当接するラックシャフト１２の移動に追従することができる。第一ヨーク６１がラックシャフト１２に追従する動作については後述する。

【0036】

第一スプリング６２は、中心軸がラックシャフト１２の中心軸と直交するように配置される。また、第一カバー６３は、第一収容部１７ｄに設けられる雌ねじ（図示省略）に螺合してラックハウジング１７に取り付けられる。第一スプリング６２は、第一ヨーク６１と第一カバー６３との間に圧縮状態で設けられる。これにより、第一スプリング６２は、第一ヨーク６１を介してラックシャフト１２を第一ピニオンギヤ１６に向けて付勢する。

【0037】

図４に示すように、電動パワーステアリング装置１００は、ラックシャフト１２を第二ピニオンギヤ２３に向けて付勢する第二付勢機構７０を備える。第二付勢機構７０は、ラックハウジング１７に設けられる第二収容部１７ｅに収容される。言い換えれば、ラックハウジング１７は、第二付勢機構７０を収容する第二収容部１７ｅを有する。第二収容部１７ｅは、ラックシャフト１２及び駆動シャフト２２に対して垂直に延び、収容孔１７ａの内周面及びラックハウジング１７の外周面に開口する貫通孔である。

【0038】

第二付勢機構７０は、ラックシャフト１２に当接する第二当接部としての第二ヨーク７１と、第二ヨーク７１をラックシャフト１２に向けて付勢する第二付勢部材としての第二スプリング７２と、ラックハウジング１７の第二収容部１７ｅの開口を塞ぐ第二カバー７３と、第二ヨーク７１の外周面に設けられる弾性部材としてのＯリング７４ａ，７４ｂと、を有する。Ｏリング７４ａ，７４ｂによって、第二ヨーク７１と第二収容部１７ｅの間に圧縮して設けられる第二弾性部７４が形成される。第二ヨーク７１の外周面には、第二収容部１７ｅの軸方向に離れて環状の溝７１ｂ，７１ｃが形成される。Ｏリング７４ａ，７４ｂは、溝７１ｂ，７１ｃにそれぞれ一部が収容され、第二収容部１７ｅの内周面との間に隙間７５が設けられた状態で、第二弾性部７４によって第二収容部１７ｅに対して弾性支持される。第二付勢機構７０は、第一付勢機構６０と基本的な構成は同一であるため、詳細な説明は省略する。なお、第一付勢機構６０と第二付勢機構７０とが異なる点は後述する。

【0039】

次に、第一ヨーク６１及び第二ヨーク７１がラックシャフト１２に追従する動作について説明する。本動作は、第一ヨーク６１及び第二ヨーク７１で同様であるため、第一ヨーク６１がラックシャフト１２に追従する動作を例にして説明する。

【0040】

ラックシャフト１２は、第一ピニオンギヤ１６からの入力等により車輪２の転舵のために自身の軸方向に移動する場合と、第一ピニオンギヤ１６からの入力及び振動等により自身の軸方向に対して垂直な方向に移動する場合がある。第一ピニオンギヤ１６とラックシャフト１２は斜めに噛み合うため、このように、第一ピニオンギヤ１６からの入力によってラックシャフト１２が自身の軸方向及び径方向に移動する。

【0041】

ラックシャフト１２が自身の軸方向に移動する際には、第一ヨーク６１の当接面６１ａとラックシャフト１２の間に摩擦力が作用する。これにより、第一ヨーク６１がラックシャフト１２の移動に追従する。また、第一ヨーク６１には、第一弾性部６４の支持力が作用する。第一ヨーク６１がラックシャフト１２とともに移動するのに伴い、第一弾性部６４の移動方向前側が圧縮され、移動方向とは逆方向に第一ヨーク６１に対して第一弾性部６４から作用する支持力が増加する。第一ヨーク６１は、ラックシャフト１２の移動方向とは逆向きに作用する力が、当接面６１ａとラックシャフト１２の間に作用する摩擦力よりも大きくなると、ラックシャフト１２に対して滑り始める。

【0042】

より詳細には、ラックシャフト１２が自身の軸方向に移動すると、第一ヨーク６１は、ラックシャフト１２の移動方向前方に対する隙間６５を埋めるように第一弾性部６４の支持力に抗してラックシャフト１２の移動方向に並進する。ラックシャフト１２の移動量が増えると、第一弾性部６４が圧縮されるため、第一ヨーク６１が第一弾性部６４から受ける支持力が大きくなる。第一弾性部６４の支持力が比較的大きく設定される場合は、第一弾性部６４の支持力が当接面６１ａとラックシャフト１２の間に作用する摩擦力よりも大きくなると、ラックシャフト１２が第一収容部１７ｄの内周面に接触する前に、第一ヨーク６１はラックシャフト１２に対して滑り始める。

【0043】

第一弾性部６４の支持力が比較的小さく設定される場合は、ラックシャフト１２が第一収容部１７ｄの内周面に接触するまでは、第一弾性部６４の支持力が当接面６１ａとラックシャフト１２の間に作用する摩擦力を超えない。

【0044】

第一ヨーク６１が第一収容部１７ｄの内周面に接触すると、第一ヨーク６１は、第一弾性部６４の支持力に加えて、第一収容部１７ｄの内周面から、ラックシャフト１２の移動方向とは逆向きの反力を受ける。第一ヨーク６１が第一収容部１７ｄに接触した状態からラックシャフト１２がさらに移動量すると、第一ヨーク６１が第一収容部１７ｄの内周面から受ける反力が増加する。そして、第一ヨーク６１に対して、ラックシャフト１２の移動方向とは逆向きに作用する力が、当接面６１ａとラックシャフト１２の間に作用する摩擦力よりも大きくなり、第一ヨーク６１はラックシャフト１２に対して滑り始める。よって、第一ヨーク６１が第一収容部１７ｄの内周面に接触して移動が規制されてラックシャフト１２に追従不能となる。

【0045】

第一ヨーク６１がラックシャフト１２の移動に追従した状態では、当接面６１ａとラックシャフト１２の間には静止摩擦力が作用する。また、第一ヨーク６１がラックシャフト１２に対して滑る状態では、当接面６１ａとラックシャフト１２の間には動摩擦力が作用する。

【0046】

第一ヨーク６１は、隙間６５を小さくすることで、早く第一収容部１７ｄの内周面に接触して第一収容部１７ｄの内周面から反力を受けるため、第一弾性部６４の支持力が小さくても早くラックシャフト１２に対して滑り始めるように構成できる。また、第一弾性部６４の支持力を大きくすることで、ラックシャフト１２の移動方向とは逆向きに作用する力が当接面６１ａとラックシャフト１２の間に作用しラックシャフト１２の移動方向に向かう摩擦力よりも早く大きくなるため、第一収容部１７ｄの内周面に接触する前に早くラックシャフト１２に対して滑り始めるように構成できる。このように、隙間６５の大きさ及び第一弾性部６４の支持力を変更することで、第一ヨーク６１がラックシャフト１２に対して滑り始めるタイミングを変更することができる。また、第一ヨーク６１がより早くラックシャフト１２に対して滑り始めるようにすると、ラックシャフト１２が静止した状態から第一ヨーク６１に対して滑り始めるまでの間に、ラックシャフト１２がより動きづらくなる。

【0047】

また、ラックシャフト１２が自身の軸方向に対して垂直な方向に移動すると、第一ヨーク６１は、隙間６５を埋めるようにラックシャフト１２の移動方向に向かって傾き、ラックシャフト１２に追従する。これにより、第一ヨーク６１は、ラックシャフト１２が軸方向に対して垂直な方向に移動した場合でも、ラックシャフト１２に追従することができる。

【0048】

一般に、ラックシャフトをピニオンギヤに向けて付勢する付勢機構は、バックラッシュによる異音の発生を防止するために、例えば付勢部材の付勢力を強くしてラックをピニオンに向けて強く押し付けるように構成される。この構成では、ラックがピニオンに強く押し付けられ移動しづらいため、ラックに車輪からの荷重が逆入力されてピニオン等に接触することによる異音の発生も防止される反面、ステアリング装置の操舵性が悪化するおそれがある。また、このような付勢機構を、デュアルピニオン式のステアリング装置の二つのピニオンのそれぞれに適用すると、ラックはそれぞれのピニオンに強く押し付けられ、より移動しづらくなる。そのため、デュアルピニオン式のステアリング装置の操舵性が悪化するおそれがある。

【0049】

これに対して、本実施形態における電動パワーステアリング装置１００は、第一ヨーク６１の当接面６１ａ及び第二ヨーク７１の当接面７１ａは、ラックシャフト１２に追従不能となりラックシャフト１２に対して滑り始めるタイミングがそれぞれ異なるように形成される。

【0050】

第一ヨーク６１及び第二ヨーク７１がラックシャフト１２に対して滑り始めるタイミングをそれぞれ異ならせるには、前述のように、各隙間６５，７５の大きさや、各弾性部６４，７４の支持力の大きさをそれぞれ異ならせる。各弾性部６４，７４の支持力の大きさは、例えば、各弾性部６４，７４を構成するＯリングの数、材質、形状を変えることにより調整することができる。本実施形態においては、第一ヨーク６１が、第二ヨーク７１よりも先にラックシャフト１２に対して滑り始めるように形成される。具体的には、第一ヨーク６１の周囲に形成される隙間６５が第二ヨーク７１の周囲に形成される隙間７５よりも小さく形成される。また、第一ヨーク６１の周囲に設けられる第一弾性部６４の支持力（言い換えれば、第一弾性部６４から第一ヨーク６１に作用する応力）は、第二ヨーク７１の周囲に設けられる第二弾性部７４の支持力（言い換えれば、第二弾性部７４から第二ヨーク７１に作用する応力）よりも大きく形成される。より具体的には、第一弾性部６４のＯリング６４ａ，６４ｂのうちラックシャフト１２から離れて設けられるＯリング６４ａは、Ｏリング６４ｂよりも線径が大きく形成され、他のＯリング６４ｂ，７４ａ，７４ｂは同じ線径に形成される。

【0051】

ここで、ラックシャフト１２は、第一ヨーク６１及び第二ヨーク７１に対して滑りながら移動して車輪２を転舵する。よって、各ヨーク６１，７１の当接面６１ａ，７１ａとラックシャフト１２の間の摩擦力が大きいと、電動パワーステアリング装置１００の操舵性が悪化する。当該摩擦力は、各ヨーク６１，７１がラックシャフト１２に対して静止した状態では、静止摩擦力となるため、各ヨーク６１，７１がラックシャフト１２に対して滑っている状態と比較して大きくなる。つまり、各ヨーク６１，７１の両方がラックシャフト１２に対して静止した状態の各ヨーク６１，７１の当接面６１ａ，７１ａとラックシャフト１２の間の摩擦力の総量は、各ヨーク６１，７１がラックシャフト１２に対して滑っている状態よりも大きくなる。このため、各ヨーク６１，７１が同時に滑り始める構成では、ラックシャフト１２を移動させる際には最大静止摩擦力の二倍の力が必要になる。

【0052】

電動パワーステアリング装置１００では、上記のように、第一ヨーク６１が、第二ヨーク７１よりも先にラックシャフト１２に対して滑り始める。このため、第二ヨーク７１が滑り始める際には、第一ヨーク６１には動摩擦力が作用するため、ラックシャフト１２を移動させる力は最大静止摩擦力の二倍の力よりも小さい力でよい。よって、ラックシャフト１２が転舵のために移動する際に各ヨーク６１，７１それぞれに対して滑り始めるために必要な力の最大値を、各ヨーク６１，７１が同時に滑り始める場合と比較して小さくすることができる。よって、電動パワーステアリング装置１００の操舵性を向上させることができる。

【0053】

また、第一付勢機構６０及び第二付勢機構７０がラックシャフト１２を付勢する付勢力は変わらないため、バックラッシュや、車輪２からの逆入力による異音の発生を防止しつつ、電動パワーステアリング装置１００の操舵性を向上させることができる。

【0054】

また、本実施形態においては、前述のように第一ヨーク６１が第二ヨーク７１よりも先にラックシャフト１２に対して滑り始めるように形成される。電動パワーステアリング装置１００のストロークの初期において、第一ヨーク６１がラックシャフト１２に対して滑り始めた時には、第二ヨーク７１は第二収容部１７ｅの内周面に接触していない。つまり、ラックシャフト１２の移動方向に対して、第二ヨーク７１と第二収容部１７ｅの内周面との間には隙間７５が形成される。よって、第一ヨーク６１がラックシャフト１２に対して滑り始めた直後には、第二ヨーク７１はラックシャフト１２に追従できるため、第二ヨーク７１及びラックシャフト１２は、隙間７５の分だけ動きが阻害されずに大きく移動することができ、ラックシャフト１２の移動量が大きくなる。これにより、電動パワーステアリング装置１００のストロークの初期の応答性を向上させることができる。

【0055】

なお、電動パワーステアリング装置１００は、第二ヨーク７１が第一ヨーク６１よりも先にラックシャフト１２に対して滑り始めるように形成されてもよい。この構成では、ラックシャフト１２が静止した状態から第二ヨーク７１に対して滑り始めるまでの間に、ラックシャフト１２がより動きづらくなる。つまり、上記構成よりもラックシャフト１２が動きづらくなるため、ラックシャフト１２への逆入力により生じる異音を防止することができる。

【0056】

また、各付勢機構６０，７０には、各弾性部６４，７４が設けられなくてもよい。この場合は、隙間６５，７５を異ならせることで、各ヨーク６１，７１がラックシャフト１２に対して滑り始めるタイミングを異ならせればよい。また、各ヨーク６１，７１の軸方向の長さや、各弾性部６４，７４が設けられる位置を変えることで、各ヨーク６１，７１がラックシャフト１２に対して滑り始めるタイミングを異ならせてもよい。具体的には、各ヨーク６１，７１を軸方向に短くしたり、各弾性部６４，７４が設けられる位置をラックシャフト１２に近くすると、各ヨーク６１，７１が動く支点がラックシャフト１２に近くなることで、各弾性部６４，７４を支点として各ヨーク６１，７１がラックシャフト１２に追従して動きやすくなる。これにより、各ヨーク６１，７１がラックシャフト１２に対して滑り始めるタイミングが早くなる。

【0057】

以上の本実施形態によれば、以下に示す作用効果を奏する。

【0058】

電動パワーステアリング装置１００は、各ヨーク６１，７１がラックシャフト１２に対して滑り始めるタイミングを異ならせることで、ラックシャフト１２が移動する際に各ヨーク６１，７１それぞれに対して滑り始めるために必要な力を、各ヨーク６１，７１が同時に滑り始める場合と比較して小さくすることができる。よって、電動パワーステアリング装置１００の操舵性を向上させることができる。また、第一付勢機構６０及び第二付勢機構７０がラックシャフト１２を付勢する付勢力は変わらないため、バックラッシュや、車輪２からの逆入力による異音の発生を防止しつつ、電動パワーステアリング装置１００の操舵性を向上させることができる。

【0059】

また、電動パワーステアリング装置１００は、当接面６１ａが当接面７１ａよりも先にラックシャフト１２に対して滑り始めるように形成されることで、第一ヨーク６１がラックシャフト１２に対して滑り始めた直後には、第二ヨーク７１及びラックシャフト１２は動きが阻害されずに大きく移動することができる。これにより、電動パワーステアリング装置１００のストロークの初期の応答性を向上させることができる。

【0060】

次に、本実施形態の変形例について説明する。

【0061】

＜変形例＞
上記実施形態の電動パワーステアリング装置１００では、第一付勢機構６０及び第二付勢機構７０によりラックシャフト１２が付勢されることによって第一ピニオンギヤ１６及び第二ピニオンギヤ２３がラックシャフト１２に保持される保持力が生じる。具体的には、本実施形態における保持力とは、ラックシャフト１２を通じて第一ピニオンギヤ１６及び第二ピニオンギヤ２３に作用する力のことを示す。第一ピニオンギヤ１６及び第二ピニオンギヤ２３には、第一付勢機構６０及び第二付勢機構７０からラックシャフト１２を通じて力が作用する。さらに、第一ピニオンギヤ１６及び第二ピニオンギヤ２３には、自身からラックシャフト１２に入力する力の反力として、ラックシャフト１２から力が作用する。上記保持力とは、上記の二つの力を合わせたものである。

【0062】

電動パワーステアリング装置１００は、第一付勢機構６０によりラックシャフト１２が付勢されることによって第一ピニオンギヤ１６がラックシャフト１２に保持される第一保持力と、第二付勢機構７０により付勢されることによってラックシャフト１２により第二ピニオンギヤ２３が保持される第二保持力と、は異なるように構成されてもよい。第一保持力は、例えば、第一スプリング６２のセット荷重を変更することで調整可能である。これは、第一スプリング６２の付勢力が変化することで、ラックシャフト１２を通じて第一ピニオンギヤ１６に作用する力が変化するためである。第一スプリング６２のセット荷重を大きくすると、第一スプリング６２の付勢力が大きくなり、ラックシャフト１２を通じて第一ピニオンギヤ１６に作用する力が大きくなる。そのため、第一保持力は増加する。反対に、第一スプリング６２のセット荷重を小さくすると、第一スプリング６２の付勢力が小さくなり、ラックシャフト１２を通じて第一ピニオンギヤ１６に作用する力が小さくなる。そのため、第一保持力は減少する。第二保持力についても同様に、第二スプリング７２のセット荷重を変更することで調整可能である。このように、電動パワーステアリング装置１００は、第一付勢機構６０及び第二付勢機構７０を構成する部材により、第一保持力と第二保持力とを個別に設定することができる。

【0063】

また、電動パワーステアリング装置１００は、第一スプリング６２のセット荷重が第二スプリング７２のセット荷重よりも小さい、言い換えれば、第一保持力は、第二保持力よりも小さい構成では、第一ピニオンギヤ１６がラックシャフト１２から受ける反力は、第二ピニオンギヤ２３がラックシャフト１２から受ける反力よりも小さくなる。このため、ラックシャフト１２が、駆動シャフト２２からの入力よりもステアリングシャフト１１からの入力で移動しやすい。これにより、電動パワーステアリング装置１００の操舵性を向上させることができる。また、第二保持力は第一保持力よりも高いため、ラックシャフト１２と第二ピニオンギヤ２３との間で生じるバックラッシュを防止することができる。このように、電動パワーステアリング装置１００は、異音の発生の防止と、操舵性の向上と、を両立させることができる。

【0064】

なお、他の方法で第一保持力が第二保持力よりも小さい構成としてもよい。例えば、第一ヨーク６１と第二ヨーク７１を別の材料で形成する、あるいは、当接面６１ａと当接面７１ａを別の材料でコーティングして形成するなどで、ラックシャフト１２に対する第一ヨーク６１の摩擦係数が第二ヨーク７１の摩擦係数よりも小さい構成としてもよい。第一ヨーク６１の摩擦係数が小さいと、第一ヨーク６１の当接面６１ａとラックシャフト１２との間で生じる摩擦力は小さくなる。これにより、第一ピニオンギヤ１６がラックシャフト１２から受ける反力は、第二ピニオンギヤ２３がラックシャフト１２から受ける反力よりも小さくなる。よって、第一保持力が第二保持力よりも小さくなり、上記実施形態と同様の効果を奏する。

【0065】

以上のように構成された本発明の実施形態の構成、作用、及び効果をまとめて説明する。

【0066】

ステアリング装置としての電動パワーステアリング装置１００は、運転者によるステアリング部材としてのステアリングホイール１の操舵に応じて回転する第一シャフト部材としてのステアリングシャフト１１と、 ステアリングシャフト１１に設けられステアリングシャフト１１と共に回転する第一ピニオンギヤ１６と、モータとしての電動モータ２１により回転駆動される第二シャフト部材としての駆動シャフト２２と、駆動シャフト２２に設けられ駆動シャフト２２と共に回転する第二ピニオンギヤ２３と、 第一ピニオンギヤ１６及び第二ピニオンギヤ２３に噛み合うラックギヤ１２ａを有し車輪２を転舵するラックシャフト１２と、ラックシャフト１２を収容するケース部材としてのラックハウジング１７と、ラックシャフト１２を第一ピニオンギヤ１６に向けて付勢する第一付勢機構６０と、ラックシャフト１２を第二ピニオンギヤ２３に向けて付勢する第二付勢機構７０と、を備え、ラックハウジング１７は、第一付勢機構６０を収容する第一収容部１７ｄと、第二付勢機構７０を収容する第二収容部１７ｅと、を有し、第一付勢機構６０は、ラックシャフト１２に当接しラックシャフト１２の移動に追従して第一収容部１７ｄ内で可動な第一当接部としての第一ヨーク６１と、第一ヨーク６１をラックシャフト１２に向けて付勢する第一付勢部材としての第一スプリング６２と、を有し、第二付勢機構７０は、ラックシャフト１２に当接しラックシャフト１２の移動に追従して第二収容部１７ｅ内で可動な第二当接部としての第二ヨーク７１と、第二ヨーク７１をラックシャフト１２に向けて付勢する第二付勢部材としての第二スプリング７２と、を有し、第一ヨーク６１及び第二ヨーク７１は、車輪２を転舵するラックシャフト１２の移動量の増加に伴い、ラックハウジング１７により移動が規制されてラックシャフト１２に追従不能となり、第一ヨーク６１及び第二ヨーク７１は、ラックシャフト１２に追従不能となりラックシャフト１２に対して滑り始めるタイミングが互いに異なる。

【0067】

この構成では、第一付勢機構６０の第一ヨーク６１及び第二付勢機構７０の第二ヨーク７１が、ラックシャフト１２の移動に追従できずにラックシャフト１２に対して滑り始めるタイミングが互いに異なる。ラックシャフト１２は、各ヨーク６１，７１に対して滑りながら移動して車輪２を転舵する。よって、各ヨーク６１，７１とラックシャフト１２の間の摩擦力が大きいと、電動パワーステアリング装置１００の操舵性が悪化する。当該摩擦力は、各ヨーク６１，７１がラックシャフト１２に対して静止した状態では、各ヨーク６１，７１がラックシャフト１２に対して滑っている状態よりも大きくなる。つまり、各ヨーク６１，７１の両方がラックシャフト１２に対して静止した状態では、各ヨーク６１，７１とラックシャフト１２の間の摩擦力の総量は、各ヨーク６１，７１がラックシャフト１２に対して滑っている状態よりも大きくなる。よって、各ヨーク６１，７１の一方が先にラックシャフト１２に対して滑り始めるようにすることで、ラックシャフト１２が転舵のために移動する際に各ヨーク６１，７１それぞれに対して滑り始めるために必要な力を、各ヨーク６１，７１が同時に滑り始める場合と比較して小さくすることができる。よって、電動パワーステアリング装置１００の操舵性を向上させることができる。また、第一付勢機構６０及び第二付勢機構７０がラックシャフト１２を付勢する付勢力は変わらないため、バックラッシュや、車輪からの逆入力による異音の発生を防止しつつ、電動パワーステアリング装置１００の操舵性を向上させることができる。

【0068】

また、電動パワーステアリング装置１００は、第一収容部１７ｄと第一ヨーク６１の間と、第二収容部１７ｅと第二ヨーク７１の間と、には異なる大きさの隙間６５，７５が形成される。

【0069】

この構成では、第一収容部１７ｄと第一ヨーク６１の間の隙間６５と、第二収容部１７ｅと第二ヨーク７１の間の隙間７５と、の大きさを個別に設定することで、ラックシャフト１２の動きやすさを調整することができる。

【0070】

また、電動パワーステアリング装置１００は、第一付勢機構６０は、第一ヨーク６１と、第一収容部１７ｄと、の間に圧縮されて設けられる環状の第一弾性部６４をさらに有し、第二付勢機構７０は、第二ヨーク７１と、第二収容部１７ｅと、の間に圧縮されて設けられる環状の第二弾性部７４をさらに有し、第一弾性部６４から第一ヨーク６１に作用する応力と、第二弾性部７４から第二ヨーク７１に作用する応力と、は異なる。

【0071】

この構成では、第一弾性部６４と、第二弾性部７４と、を異ならせることで、ラックシャフト１２の動きやすさを調整することができる。

【0072】

また、電動パワーステアリング装置１００は、第一弾性部６４及び第二弾性部７４のうち、対応する第一ヨーク６１及び第二ヨーク７１に作用する応力が大きい一方は、軸方向に離れて設けられる二つの環状の弾性部材としてのＯリング６４ａ，６４ｂ（７４ａ，７４ｂ）を有し、二つのＯリング６４ａ，６４ｂ（７４ａ，７４ｂ）のうちラックシャフト１２から離れて設けられる一方のＯリング６４ａ（７４ａ）は、ラックシャフト１２の近くに設けられる他方のＯリング６４ｂ（７４ｂ）よりも線径が大きく形成される。

【0073】

この構成では、二つのＯリング６４ａ，６４ｂ（７４ａ，７４ｂ）の線径を変えることで、ラックシャフト１２を動きにくくすることができる。

【0074】

また、電動パワーステアリング装置１００は、第一ヨーク６１は、第二ヨーク７１よりも先にラックシャフト１２に対して滑り始めるように形成される。

【0075】

この構成では、電動パワーステアリング装置１００のストロークの初期において、第一ヨーク６１がラックシャフト１２に対して滑り始めた直後には、第二ヨーク７１がラックシャフト１２に追従できるため、第二ヨーク７１及びラックシャフト１２は動きが阻害されずに大きく移動することができる。これにより、電動パワーステアリング装置１００のストロークの初期の応答性を向上させることができる。

【0076】

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

【0077】

ステアリング装置は、ステアリングシャフト側にもステアリング操作をアシストする機構を有するいわゆる２アシスト式のものであってもよい。

【符号の説明】

【0078】

１・・・ステアリングホイール（ステアリング部材）、２・・・車輪、１１・・・ステアリングシャフト（第一シャフト部材）、１２・・・ラックシャフト、１２ａ・・・ラックギヤ、１６・・・第一ピニオンギヤ、１７・・・ラックハウジング（ケース部材）、１７ｄ・・・第一収容部、１７ｅ・・・第二収容部、２１・・・モータ（電動モータ）、２２・・・駆動シャフト（第二シャフト部材）、２３・・・第二ピニオンギヤ、６０・・・第一付勢機構、６１・・・第一当接部、６２・・・第一スプリング（第一付勢部材）、６４・・・第一弾性部、６４ａ、６４ｂ・・・Ｏリング（弾性部材）、７０・・・第二付勢機構、７１・・・第二当接部、７２・・・第二スプリング（第二付勢部材）、７４・・・第二弾性部、７４ａ、７４ｂ・・・Ｏリング（弾性部材）、１００・・・電動パワーステアリング装置（ステアリング装置）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】