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JP7762082B2 - Electric power steering device and rack shaft for electric power steering device - Google Patents
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JP7762082B2 - Electric power steering device and rack shaft for electric power steering device - Google Patents

Electric power steering device and rack shaft for electric power steering device

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JP7762082B2 JP2022010115A JP2022010115A JP7762082B2 JP 7762082 B2 JP7762082 B2 JP 7762082B2 JP 2022010115 A JP2022010115 A JP 2022010115A JP 2022010115 A JP2022010115 A JP 2022010115A JP 7762082 B2 JP7762082 B2 JP 7762082B2
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Description

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。 The present invention relates to a dual-pinion electric power steering device and the rack shaft that constitutes the device.

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。 An automobile steering system is configured to transmit the rotation of the steering wheel, which is turned by the driver, to the steering-side pinion shaft of the steering gear unit via the steering shaft, intermediate shaft, etc., and then apply a steering angle to the left and right steered wheels by converting the rotational movement of the steering-side pinion shaft into linear movement of the rack shaft of the steering gear unit, which meshes with the steering-side pinion shaft.

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。 In the field of steering devices, electric power steering devices are widely used, which are configured to apply an assist drive force to the steering force transmission path in order to reduce the force required to rotate the steering wheel. There are various types of electric power steering devices, each with a different way of applying an assist drive force to the steering force transmission path.

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。 A dual-pinion electric power steering device, which is the subject of this invention, as described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-154442 (Patent Document 1), includes a steering-side pinion shaft and an assist-side pinion shaft as pinion shafts that mesh with the rack shaft. That is, the rack shaft has a steering-side rack on one axial side portion of its outer circumferential surface, and an assist-side rack on the other axial side portion of its outer circumferential surface, with both axial ends connected to steered wheels. The steering-side pinion shaft has a steering-side pinion on its outer circumferential surface that meshes with the steering-side rack, and is rotationally driven by rotation of the steering wheel. The assist-side pinion shaft has an assist-side pinion on its outer circumferential surface that meshes with the assist-side rack, and is rotationally driven by an electric motor. When driving a vehicle, the electric motor applies an assist driving force to the rack shaft via the assist-side pinion shaft, thereby reducing the force required to rotate the steering wheel.

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。 Prior art related to the present invention is JP 2005-53327 A (Patent Document 2). This publication describes an electric power steering device of the type in which an assist driving force is applied from an electric motor to a rack shaft via a ball screw mechanism (hereinafter referred to as a ball screw type). Furthermore, this publication describes a technique for applying crowning to the tooth flanks of the steering-side pinion teeth in a ball screw type electric power steering device. By employing this technique, the structure described in this publication allows the contact position between the tooth flanks of the steering-side pinion teeth and the tooth flanks of the steering-side rack teeth to move in the tooth trace direction, thereby reducing the amount of inclination between the central axes of the male thread portion of the ball screw mechanism and the nut, and smoothing the operation of the ball screw mechanism.

特開2002-154442号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-154442 特開2005-53327号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-53327

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。 In a conventional dual-pinion electric power steering device, when the positional relationship between the steering-side rack and steering-side pinion in the circumferential direction of the rack shaft, and the positional relationship between the assist-side rack and assist-side pinion in the circumferential direction of the rack shaft, are each predetermined as determined by design, the rack 101 and pinion 103 mesh on both the steering and assist sides so that the tooth tip surface S of the rack 101, which is provided on a portion of the circumferential surface of the rack shaft 100, and the central axis C of the pinion 103, which is provided on the circumferential surface of the pinion shaft 102, are parallel to each other, as shown in FIG. 18(a). In this case, as shown in FIG. 19(a), the tooth flanks 105 of the teeth 104 of the rack 101 come into surface contact with the tooth flanks 107 of the teeth 106 of the pinion 103 over a wide contact area.

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。 However, in reality, for example, due to manufacturing errors in the rack shaft, the relative positional relationship between the steering-side rack and the assist-side rack in the circumferential direction may deviate from the specified positional relationship. As a result, at least one of the relative positional relationship between the steering-side rack and the steering-side pinion in the circumferential direction of the rack shaft and the relative positional relationship between the assist-side rack and the assist-side pinion in the circumferential direction of the rack shaft may deviate from the specified positional relationship determined in the design. In this case, on at least one of the steering side and the assist side, the rack 101 and the pinion 103 mesh so that the tooth tip surface S of the rack 101 and the central axis C of the pinion 103 are inclined relative to each other, as shown in FIG. 18(b). In this case, as shown in FIG. 19(b), the tooth flank 105 of the tooth 104 of the rack 101 tends to make one-sided contact with the tooth flank 107 of the tooth 106 of the pinion 103 at the end edge (portion P) in the tooth trace direction, i.e., the contact area tends to be small. As a result, the stress acting on each tooth surface 105, 107 increases.

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。 However, even in such cases, the durability of each tooth 104, 106 can be ensured by increasing the overall tooth thickness of each tooth 104, 106. However, increasing the overall tooth thickness of each tooth 104, 106 can easily lead to an increase in the weight of the rack shaft 100 and pinion shaft 102.

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。 The technology described in JP 2005-53327 A for applying crowning to the tooth surfaces of the steering-side pinion teeth is intended for ball-screw type electric power steering devices.

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。 The present invention aims to provide an electric power steering device and a rack shaft that constitutes said device, which makes it easy to ensure a sufficient contact area between the tooth surfaces of the rack and the pinion on both the steering and assist sides, regardless of manufacturing errors in the rack shaft.

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。 An electric power steering device according to one aspect of the present invention includes a rack shaft, a steering-side pinion shaft, and an assist-side pinion shaft.

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。 The rack shaft has a steering-side rack on one axial side of the outer circumferential surface, and an assist-side rack on the other axial side of the outer circumferential surface, with both axial ends connected to the steered wheels.

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。 The steering side pinion shaft has a steering side pinion on its outer circumferential surface that meshes with the steering side rack, and is rotationally driven by rotating the steering wheel.

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。 The assist side pinion shaft has an assist side pinion on its outer surface that meshes with the assist side rack, and is driven to rotate by an electric motor.

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。 Of the tooth flanks of the teeth of the steering side rack, the tooth flanks of the teeth of the steering side pinion in the tooth width direction that overlap with the steering side rack, the tooth flanks of the teeth of the assist side rack, and the tooth flanks of the teeth of the assist side pinion in the tooth width direction that overlap with the assist side rack, crowning is applied to at least a portion of the tooth flanks of the teeth of the steering side rack in the tooth trace direction and/or only a portion of the tooth flanks of the teeth of the steering side pinion in the tooth width direction that overlap with the steering side rack. The crowned portions have a crowning shape that is inclined in the direction in which the tooth thickness decreases toward the end in the tooth trace direction.

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。 In one embodiment of the electric power steering device of the present invention, crowning is applied to the tooth flanks of the steering-side rack teeth over the entire range in the tooth trace direction.

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。 In one embodiment of the electric power steering device of the present invention, the rack shaft includes a steering-side shaft portion having the steering-side rack on a circumferential portion of its outer peripheral surface, an assist-side shaft portion having the assist-side rack on a circumferential portion of its outer peripheral surface, and a connection portion connecting the axial end of the steering-side shaft portion to the axial end of the assist-side shaft portion.

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。 One embodiment of the rack shaft for an electric power steering device of the present invention has a steering-side rack on a circumferential portion of the outer peripheral surface of one axial side portion, and an assist-side rack on a circumferential portion of the outer peripheral surface of the other axial side portion, and of the tooth flanks of the teeth of the steering-side rack and the assist-side rack, only the tooth flanks of the teeth of the steering-side rack are crowned in at least a portion of the tooth trace direction.

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。 One embodiment of the rack shaft for an electric power steering device of the present invention comprises a steering-side shaft portion having the steering-side rack on a circumferential portion of its outer peripheral surface, an assist-side shaft portion having the assist-side rack on a circumferential portion of its outer peripheral surface, and a connecting portion connecting the axial end of the steering-side shaft portion to the axial end of the assist-side shaft portion.

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。 One aspect of the present invention provides an electric power steering device and a rack shaft that constitutes the device, which can easily ensure a sufficient contact area between the tooth surfaces of the rack and the pinion on each side, even when the circumferential positional relationship between the steering-side rack and the assist-side rack deviates from the specified positional relationship.

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。FIG. 1 is a schematic diagram showing an electric power steering device according to a first embodiment of the present invention. 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。FIG. 2 is an exploded perspective view showing some components of the electric power steering device of the first example. 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。FIG. 3 is a cross-sectional view showing one axial side portion of the rack shaft of the first example and the members arranged around it. 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。FIG. 4 is a cross-sectional view showing the other axial side portion of the rack shaft of the first example and the members arranged around it. 図5は、図3のA-A断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 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。FIG. 6(a) is a diagram showing the teeth that make up the steering-side pinion of the first example as viewed from the radially outside, and FIG. 6(b) is a cross-sectional view taken along line BB of FIG. 6(a). 図7は、第1例のラック軸の斜視図である。FIG. 7 is a perspective view of the rack shaft of the first example. 図8は、第1例のラック軸の平面図である。FIG. 8 is a plan view of the rack shaft of the first example. 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。FIG. 9 is a perspective view of teeth that constitute the steering-side rack of the first example. 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。FIG. 10 is a perspective view of teeth that constitute the assist-side rack of the first example. 図11は、図4のC-C断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view taken along the line CC in FIG. 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。FIG. 12(a) is a diagram showing the teeth that make up the assist-side pinion of the first example as viewed from the radially outer side, and FIG. 12(b) is a cross-sectional view taken along line DD of FIG. 12(a). 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。FIG. 13(a) is a diagram showing, for the first example, a state in which the assist-side rack and the assist-side pinion mesh together such that the tooth tip surface S2 of the assist-side rack and the central axis C2 of the assist-side pinion are parallel to each other, and FIG. 13(b) is a diagram showing, for the first example, a state in which the steering-side rack and the steering-side pinion mesh together such that the tooth tip surface S1 of the steering-side rack and the central axis C1 of the steering-side pinion are inclined to each other. 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。FIG. 14(a) is a schematic diagram showing the contact state between the tooth flanks of the teeth of the assist-side rack and the tooth flanks of the teeth of the assist-side pinion in the state shown in FIG. 13(a), and FIG. 14(b) is a schematic diagram showing the contact state between the tooth flanks of the teeth of the steering-side rack and the tooth flanks of the teeth of the steering-side pinion in the state shown in FIG. 13(b). 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。FIG. 15 is a diagram corresponding to FIG. 6(a) and shows a second embodiment of the present invention. 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。FIG. 16 is a diagram corresponding to FIG. 9 and shows a third embodiment of the present invention. 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。FIG. 17 is a diagram corresponding to FIG. 9 and shows a fourth embodiment of the present invention. 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。FIG. 18(a) is a diagram showing a state in which the rack and pinion mesh with each other so that the rack tooth tip surface S and the pinion central axis C are parallel to each other, in a conventional electric power steering device, and FIG. 18(b) is a diagram showing a state in which the rack and pinion mesh with each other so that the rack tooth tip surface S and the pinion central axis C are inclined to each other. 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。FIG. 19( a) is a schematic diagram showing the state of contact between the tooth flanks of the rack teeth and the tooth flanks of the pinion teeth in the state shown in FIG. 18( a), and FIG. 19( b) is a schematic diagram showing the state of contact between the tooth flanks of the rack teeth and the tooth flanks of the pinion teeth in the state shown in FIG. 18( b).

[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。
[First Example]
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 14. FIG.

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。 In the following description, the front-to-rear direction refers to the front-to-rear direction of the vehicle, the up-down direction refers to the up-down direction of the vehicle, and the left-to-right direction refers to the width direction of the vehicle. The left-to-right direction corresponds to the axial direction of the rack shaft 11 and rack housing unit 14, which will be described later. One side in the axial direction of the rack shaft 11 and rack housing unit 14 is the left side in Figures 1, 3, 4, and 8, and the other side in the axial direction of the rack shaft 11 and rack housing unit 14 is the right side in Figures 1, 3, 4, and 8.

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。 The electric power steering device 1 of this example is a dual pinion type. That is, the electric power steering device 1 of this example has one rack shaft 11 and two pinion shafts, a steering side pinion shaft 10 and an assist side pinion shaft 13, and is an electric power steering device in which steering force is input from the steering side pinion shaft 10 to the rack shaft 11, and assist driving force is input from the assist side pinion shaft 13 to the rack shaft 11.

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。 The electric power steering device 1 of this example, as shown in the overall configuration in Figure 1, comprises a steering wheel 2, a steering shaft 3, a steering column 4, a pair of universal joints 5a, 5b, an intermediate shaft 6, a housing 7 (not shown in Figure 1, see Figure 2), a steering mechanism 8, and an assist mechanism 9.

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。 The steering shaft 3 is rotatably supported inside a steering column 4 supported on the vehicle body. The steering wheel 2, which is rotated by the driver, is attached to the rear end of the steering shaft 3. The front end of the steering shaft 3 is connected to a steering-side pinion shaft 10, which constitutes a steering mechanism 8, via a universal joint 5a, an intermediate shaft 6, and another universal joint 5b. Therefore, the rotational motion of the steering wheel 2 is transmitted to the steering-side pinion shaft 10. The rotational motion of the steering-side pinion shaft 10 is converted into axial linear motion of a rack shaft 11, which constitutes the steering mechanism 8. This imparts a steering angle to the left and right steered wheels 12 in accordance with the amount of rotation of the steering wheel 2. The electric power steering device 1 reduces the steering force required for the driver to rotate the steering wheel 2 by applying an assist driving force to the rack shaft 11 via an assist-side pinion shaft 13, which constitutes an assist mechanism 9.

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。 In this example, the housing 7 is a casting made as a single unit by die-casting a light alloy such as an aluminum alloy, and is fixed to the vehicle body. When implementing the present invention, the housing can also be constructed by joining and fixing multiple parts together. In this example, as shown in FIG. 2, the housing 7 includes a rack housing portion 14, a steering side pinion housing portion 15, an assist side pinion housing portion 16, a steering side guide housing portion 17, an assist side guide housing portion 18, a gear housing portion 19, and multiple mounting portions 20a, 20b.

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。 The rack housing 14 houses the axially middle portion of the rack shaft 11 that constitutes the steering mechanism 8. It has a cylindrical shape and extends in the left-right direction.

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。 The steering side pinion accommodating portion 15 accommodates the tip half of the steering side pinion shaft 10 and is located circumferentially on one axial side of the rack accommodating portion 14. More specifically, the steering side pinion accommodating portion 15 is located on the front side of one axial side of the rack accommodating portion 14 and has a bottomed cylindrical shape with only the upper end open. The steering side pinion accommodating portion 15 is positioned in a twisted relationship with respect to the rack accommodating portion 14. In other words, the central axis of the steering side pinion accommodating portion 15 and the central axis of the rack accommodating portion 14 are in a twisted relationship. When viewed from the fore-and-aft direction, which is a direction perpendicular to both the central axis of the rack accommodating portion 14 and the central axis of the steering side pinion accommodating portion 15, the central axis of the steering side pinion accommodating portion 15 is not positioned in a direction perpendicular to the central axis of the rack accommodating portion 14 but is tilted relative to the perpendicular direction. The internal space of the steering-side pinion housing 15 is connected to the internal space of the rack housing 14.

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。 The assist-side pinion accommodating section 16 accommodates the assist-side pinion shaft 13 and is located at a circumferential portion of the other axial side of the rack accommodating section 14. More specifically, in this example, the assist-side pinion accommodating section 16 is located at the front of the other axial side of the rack accommodating section 14 and has a cylindrical shape with open ends on both the top and bottom sides. The assist-side pinion accommodating section 16 is positioned in a twisted relationship with respect to the rack accommodating section 14. In other words, the central axis of the assist-side pinion accommodating section 16 and the central axis of the rack accommodating section 14 are in a twisted relationship. When viewed from the front-to-rear direction, which is a direction perpendicular to both the central axis of the rack accommodating section 14 and the central axis of the assist-side pinion accommodating section 16, the central axis of the assist-side pinion accommodating section 16 is not positioned in a direction perpendicular to the central axis of the rack accommodating section 14 but is inclined relative to the perpendicular direction. The internal space of the assist-side pinion accommodating section 16 is connected to the internal space of the rack accommodating section 14. When implementing this invention, the central axis of the assist side pinion housing can also be positioned perpendicular to the central axis of the rack housing.

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。 The steering side guide accommodating portion 17 accommodates the steering side rack guide 24 (described below), and is located in a portion of the rack accommodating portion 14 that is diametrically opposite the steering side pinion accommodating portion 15. That is, in this example, the steering side guide accommodating portion 17 is located in the rear portion of the rack accommodating portion 14, at the same axial position as the steering side pinion accommodating portion 15. The steering side guide accommodating portion 17 has a cylindrical shape and extends in radial directions about the central axis of the rack accommodating portion 14. That is, in this example, the steering side guide accommodating portion 17 extends in the fore-and-aft direction. The internal space of the steering side guide accommodating portion 17 is also connected to the internal space of the rack accommodating portion 14.

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。 The assist side guide accommodating portion 18 accommodates the assist side rack guide 37 (described below), and is located in a portion of the rack accommodating portion 14 that is diametrically opposite the assist side pinion accommodating portion 16. That is, in this example, the assist side guide accommodating portion 18 is located in the rear portion of the rack accommodating portion 14 at the same axial position as the assist side pinion accommodating portion 16. The assist side guide accommodating portion 18 has a cylindrical shape and extends in radial directions centered on the central axis of the rack accommodating portion 14. That is, in this example, the assist side guide accommodating portion 18 extends in the front-to-rear direction. The internal space of the assist side guide accommodating portion 18 is also connected to the internal space of the rack accommodating portion 14.

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。 The gear housing portion 19 houses the worm reducer 38 (described below) that constitutes the assist mechanism portion 9, and includes a worm housing portion 21 and a wheel housing portion 22.

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。 The wheel accommodating portion 22 accommodates the worm wheel 50 that constitutes the worm reducer 38, and is disposed axially adjacent to the assist side pinion accommodating portion 16. Specifically, in this example, the wheel accommodating portion 22 is disposed above the assist side pinion accommodating portion 16. The wheel accommodating portion 22 has a generally cylindrical shape and is disposed coaxially with the assist side pinion accommodating portion 16.

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。 The worm accommodating section 21 accommodates the worm 49 that constitutes the worm reducer 38, and is located at a portion of the wheel accommodating section 22 in the circumferential direction. Specifically, in this example, the worm accommodating section 21 is located at the front portion of the wheel accommodating section 22. The worm accommodating section 21 has a cylindrical shape with a bottom, and in this example, has an opening at one end in the axial direction of the rack accommodating section 14. The worm accommodating section 21 has a mounting flange 23 that protrudes radially outward at the open end, i.e., at one end in the axial direction of the rack accommodating section 14. The internal space of the worm accommodating section 21 and the internal space of the wheel accommodating section 22 are connected to each other.

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。 The multiple mounting portions 20a, 20b are used to secure the housing 7 to the vehicle body. In this example, the multiple mounting portions 20a, 20b consist of two mounting portions 20a located on the front side of both axial ends of the rack housing portion 14, and two mounting portions 20b located on the rear side of the axial middle portion of the rack housing portion 14. The housing 7 is secured to the vehicle body using fastening members such as bolts or studs that pass through each of the mounting portions 20a, 20b.

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。 The steering mechanism 8 has a steering-side pinion shaft 10, a rack shaft 11, and a steering-side rack guide 24, and converts the rotational movement of the steering wheel 2 into linear movement in the axial direction of the rack shaft 11.

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。 The steering side pinion shaft 10 is a shaft member made of a metal such as carbon steel. As shown in Figures 1 and 5, the steering side pinion shaft 10 has a steering side pinion 25 on the outer peripheral surface of its tip half that meshes with the steering side rack 28 of the rack shaft 11.

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。 In this example, the steering side pinion 25 is crowned on at least half of the tooth flanks on one side in the tooth trace direction (the tip side of the steering side pinion shaft 10, the lower side in Figure 5) in the tooth width direction range α (see Figure 5) that overlaps with at least the steering side rack 28. This point will be explained using Figures 6(a) and 6(b).

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。 Figure 6(a) is a view of the teeth 55 constituting the steering side pinion 25 in the tooth width direction range α, viewed from the radial outside, and Figure 6(b) is a cross-sectional view taken along the line B-B of Figure 6(a). Note that in Figure 6(a), the teeth 55, which actually extend in a spiral direction, are depicted as extending in a linear direction for convenience. The steering side pinion 25 has a predetermined helix angle. That is, the tooth trace direction of the teeth 55 is inclined by the helix angle relative to the axial direction of the steering side pinion shaft 10. In this example, the tooth flanks 56, which are the side surfaces on both sides of the tooth 55 in the tooth thickness direction, are curved and inclined in a direction in which the tooth thickness of the teeth 55 decreases from the tooth root side toward the tooth tip side. In particular, in this example, the tooth flanks 56 are crowned on one half of the tooth trace direction (the lower side in Figure 6(a)) within the tooth width direction range α. That is, one half of the tooth flank 56 in the tooth trace direction has a crowning shape inclined in a direction in which the tooth thickness decreases curvedly or linearly (curvedly in the illustrated example) toward one side in the tooth trace direction. Therefore, in this example, the tooth thickness of the tooth 55 is constant in the other half of the tooth trace direction (the upper side in FIG. 6A ) within the tooth width direction range α, and decreases toward one side in the tooth trace direction. Within the tooth width direction range α, the tooth flank 56 is smoothly continuous over the entire length in the tooth trace direction, and does not have any sharp corners along the tooth trace direction, including the boundary between the one half and the other half. Regarding the tooth flank of the steering-side pinion, only one end (the tip end side of the steering-side pinion shaft) of both ends in the tooth trace direction can be crowned, and the other end (the base end side of the steering-side pinion shaft) cannot be crowned. For this reason, in this example, within the tooth width direction range α, crowning is applied to only half of the tooth flanks 56 of the teeth 55 of the steering side pinion 25 on one side in the tooth trace direction (the tip side of the steering side pinion shaft).

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。 The steering side pinion shaft 10 is rotatably supported inside the steering side pinion housing 15 using bearings 26a and 26b. The central axis of the steering side pinion shaft 10 is arranged coaxially with the central axis of the steering side pinion housing 15. The steering side pinion shaft 10 is connected to the steering wheel 2 via universal joints 5a and 5b and an intermediate shaft 6, and is rotationally driven by rotating the steering wheel 2. The rotational motion of the steering side pinion shaft 10 is converted into linear motion of the rack shaft 11, which pushes and pulls tie rods 27 connected to both axial ends of the rack shaft 11. This imparts a steering angle to the left and right steered wheels 12.

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。 The rack shaft 11 is a rod-shaped member made of a metal such as carbon steel. The rack shaft 11 is disposed with its axial direction oriented in the left-right direction. As shown in FIGS. 7 and 8 , the rack shaft 11 has a steering-side rack 28 that meshes with the steering-side pinion 25 of the steering-side pinion shaft 10 on a portion of the outer circumferential surface of one axial side portion, and an assist-side rack 29 that meshes with the assist-side pinion 41 of the assist-side pinion shaft 13 on a portion of the outer circumferential surface of the other axial side portion. In this example, the phases of the steering-side rack 28 and the assist-side rack 29 in the circumferential direction of the rack shaft 11 are substantially equal to each other, except for phase deviations due to manufacturing errors. Specifically, in this example, the steering-side rack 28 and the assist-side rack 29 are disposed on the front side of the rack shaft 11. However, when implementing the present invention, the phase of the steering side rack 28 and the assist side rack 29 in the circumferential direction of the rack shaft 11 can be made to differ from each other by an amount that exceeds the phase shift due to manufacturing errors.

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。 In this example, the steering side rack 28 has no crowning applied to the tooth surfaces of the teeth in the tooth width direction range α (see Figure 5) that overlaps with the steering side pinion 25, i.e., the entire range in the tooth width direction. This point will be explained using Figure 9.

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。 Figure 9 is a perspective view of a tooth 57 that constitutes the steering-side rack 28. The steering-side rack 28 has a predetermined helix angle. That is, the tooth trace direction of the tooth 57 is not perpendicular to the axial direction of the rack shaft 11, but is inclined by the helix angle relative to the direction perpendicular to the axial direction of the rack shaft 11 (the up-and-down direction in Figure 8). In this example, the tooth flanks 58, which are the side surfaces on both sides of the tooth 57 in the tooth thickness direction, are linearly inclined in a direction in which the tooth thickness of the tooth 57 decreases from the tooth base side toward the tooth tip side. In this example, the tooth flanks 58 are not entirely crowned. That is, the tooth flanks 58 are not inclined relative to the tooth trace direction. Therefore, the tooth thickness of the tooth 57 is constant over the entire length in the tooth trace direction.

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。 In this example, the tooth surfaces of the assist side rack 29 are not crowned over the tooth width direction range β (see Figure 11) that overlaps with the assist side pinion 41, i.e., over the entire tooth width direction range. This point will be explained using Figure 10.

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。 Figure 10 is a perspective view of the teeth 59 that make up the assist-side rack 29. In this example, the assist-side rack 29 also has a predetermined helix angle, and the tooth flanks 60 of the teeth 59 are linearly inclined in a direction in which the tooth thickness of the teeth 59 decreases from the tooth base side toward the tooth tip side. Furthermore, the tooth flanks 60 are not crowned overall, and are not inclined relative to the tooth trace direction.

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。 The rack shaft 11 has a threaded hole 30 that opens onto the axial end face at each of its two axial ends.

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。 In this example, in consideration of ease of manufacturing the rack shaft 11, a structure is adopted that allows the rack shaft 11 to be manufactured in two separate shaft portions. Specifically, in this example, the rack shaft 11 includes a steering-side shaft portion 61 having a steering-side rack 28 on a circumferential portion of its outer circumferential surface, an assist-side shaft portion 62 having an assist-side rack 29 on a circumferential portion of its outer circumferential surface, and a connecting portion 63 connecting the axial end of the steering-side shaft portion 61 to the axial end of the assist-side shaft portion 62. In other words, the rack shaft 11 in this example is formed by separately manufacturing the steering-side shaft portion 61 having the steering-side rack 28 and the assist-side shaft portion 62 having the assist-side shaft portion 62, and then connecting the axial end of the steering-side shaft portion 61 to the axial end of the assist-side shaft portion 62 via the connecting portion 63. In this example, the connecting portion 63 is configured as a friction-welded portion. However, when implementing the present invention, any type of connection can be used as the connection 63, such as a welded joint, a friction stir weld, or a caulked joint, as long as the required strength can be ensured for the connection 63. The threaded holes 30 provided at both axial ends of the rack shaft 11 can be formed before or after the connection 63 is constructed. When implementing the present invention, the rack shaft can also be made from a single rod-shaped material.

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。 The rack shaft 11 is supported inside the rack housing 14 so that both axial ends protrude from the left and right openings of the rack housing 14 and can move back and forth in the axial direction. Both axial ends of the rack shaft 11 are connected to tie rods 27 via spherical joints 31. Specifically, male threads 32 provided at the base of the spherical joints 31 are threadedly engaged with threaded holes 30 provided at both axial ends of the rack shaft 11, and the base end of the tie rod 27 is supported so that it can swing at the tip of the spherical joint 31. The rack shaft 11 is connected to the left and right steered wheels 12 via a link mechanism that includes the spherical joints 31 and the tie rods 27.

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。 The steering side rack guide 24 is a guide that presses the rack shaft 11 toward the steering side pinion shaft 10 and is arranged inside the steering side guide accommodating portion 17. In other words, the steering side rack guide 24 is arranged so that the rack shaft 11 is sandwiched between it and the steering side pinion shaft 10. As shown in Figures 3 and 5, the steering side rack guide 24 in this example is a sliding rack guide and includes a pad 33 and an elastic member 34.

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。 The pad 33 has a generally cylindrical shape and is positioned inside the steering side guide housing 17 so that it can move toward and away from the rack shaft 11. The pad 33 has a concave cylindrical pressing surface 35, whose shape matches the rear side surface of the rack shaft 11, on the surface facing the convex cylindrical rear side surface of the rack shaft 11. The pressing surface 35 is made of a synthetic resin or other material with excellent slip properties. In the illustrated example, the elastic member 34 is a torsion coil spring and is sandwiched in an elastically compressed state between the pad 33 and a steering side cap 36 that closes the opening of the steering side guide housing 17. This allows the elastic member 34 to press the pad 33 toward the rack shaft 11.

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。 The steering side rack guide 24 presses the rack shaft 11 toward the steering side pinion shaft 10, reducing backlash at the meshing portion between the steering side pinion 25 and the steering side rack 28. This prevents abnormal noise from being generated at the meshing portion between the steering side pinion 25 and the steering side rack 28.

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。 The assist mechanism 9 applies an assist driving force to the rack shaft 11, thereby reducing the steering force required for the driver to rotate the steering wheel 2. The assist mechanism 9 includes an assist side pinion shaft 13, an assist side rack guide 37, a worm reducer 38, an electric motor 39, and a torque sensor 40.

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。 The assist side pinion shaft 13 is a shaft member made of a metal such as carbon steel. As shown in Figures 1 and 11, the assist side pinion shaft 13 has an assist side pinion 41 on the outer peripheral surface of the tip half that meshes with the assist side rack 29 of the rack shaft 11.

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。 In this example, the tooth surfaces of the assist side pinion 41 are not crowned, at least in the tooth width direction range β (see Figure 11) that overlaps with the assist side rack 29. This point will be explained using Figures 12(a) and 12(b).

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。 Figure 12(a) is a view of the teeth 64 constituting the assist-side pinion 41 in the tooth width direction range β, viewed from the radial outside, and Figure 12(b) is a cross-sectional view taken along the line D-D of Figure 12(a). Note that in Figure 12(a), the teeth 64, which actually extend in a spiral direction, are depicted as extending linearly for convenience. The assist-side pinion 41 has a predetermined helix angle. That is, the tooth trace direction of the teeth 64 is inclined by the helix angle relative to the axial direction of the assist-side pinion shaft 13. In this example, the tooth flanks 65, which are the side surfaces on both sides of the tooth 64 in the tooth thickness direction, are curvedly inclined in a direction in which the tooth thickness of the teeth 64 decreases from the tooth root side toward the tooth tip side. In this example, the tooth flanks 65 are not crowned across the entire tooth trace direction within the tooth width direction range β. That is, the tooth flanks 65 are not inclined relative to the tooth trace direction. As a result, the tooth thickness of the teeth 64 is constant over the entire length in the tooth trace direction.

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。 The assist side pinion shaft 13 is rotatably supported inside the assist side pinion housing 16 using bearings 42a and 42b. The central axis of the assist side pinion shaft 13 is arranged coaxially with the central axis of the assist side pinion housing 16. The assist side pinion shaft 13 is driven to rotate by an electric motor 39 via a worm reducer 38. In this example, the opening of the assist side pinion housing 16 on the axially opposite side from the wheel housing 22 is closed by a cap 51.

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。 The assist side rack guide 37 is a guide that presses the rack shaft 11 toward the assist side pinion shaft 13, and is arranged inside the assist side guide accommodating portion 18. In other words, the assist side rack guide 37 is arranged so that the rack shaft 11 is sandwiched between it and the assist side pinion shaft 13. As shown in Figures 4 and 11, the assist side rack guide 37 is a rolling-type rack guide and has a roller 43, a holder 44, a pin 45, a rolling bearing 46, and an elastic member 47.

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。 The roller 43 has a generally annular shape and is rotatably supported on the holder 44 via a pin 45 and a rolling bearing 46, whose axial direction is oriented vertically. This causes the outer peripheral surface of the roller 43 to be in rolling contact with the middle portion of the rear side of the rack shaft 11 in the width direction. The outer peripheral surface of the roller 43 has a generatrix-like concave arc that roughly matches the contour of the rear side of the rack shaft 11. The holder 44 is positioned inside the assist side guide accommodating section 18 so that it can move toward and away from the rack shaft 11. In the illustrated example, the elastic member 47 is a disc spring and is positioned between the holder 44 and an assist side cap 48 that closes the opening of the assist side guide accommodating section 18. The elastic member 47 presses the holder 44 toward the rack shaft 11.

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。 The assist side rack guide 37 presses the rack shaft 11 toward the assist side pinion shaft 13, reducing backlash at the meshing portion between the assist side pinion 41 and the assist side rack 29. This prevents abnormal noise from being generated at the meshing portion between the assist side pinion 41 and the assist side rack 29.

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。 In the dual-pinion electric power steering device 1, the assist drive force acting on the meshing portion between the assist-side rack 29 and the assist-side pinion 41 is much greater than the steering force acting on the meshing portion between the steering-side rack 28 and the steering-side pinion 25. As a result, the assist-side rack guide 37 receives a much greater load from the rack shaft 11 than the steering-side rack guide 24. Therefore, if the pressing portions of the steering-side rack guide 24 and the assist-side rack guide 37 are configured as sliding surfaces that slide against the outer peripheral surface of the rack shaft 11, the frictional force acting between the outer peripheral surface of the rack shaft 11 and the pressing portion of the assist-side rack guide 37 is likely to be large. As a result, the resistance to linear axial movement of the rack shaft 11 is likely to be large, and wear is likely to occur on the sliding surfaces of the rack shaft 11 and the assist-side rack guide 37. To solve this problem, in the structure of this example, the pressing portion of the steering-side rack guide 24 is configured as a sliding surface that slides against the outer peripheral surface of the rack shaft 11, while the pressing portion of the assist-side rack guide 37 is configured as a rolling surface that comes into rolling contact with the outer peripheral surface of the rack shaft 11. By adopting this configuration, the frictional force acting between the outer peripheral surface of the rack shaft 11 and the pressing portion of the assist-side rack guide 37 can be kept small.

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。 As shown in Figure 11, the worm reducer 38 includes a worm 49 and a worm wheel 50, and reduces the rotation of the electric motor 39, i.e., increases the drive torque of the electric motor 39, and transmits it to the assist-side pinion shaft 13.

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。 The worm 49 has worm teeth on its outer circumferential surface and is rotatably supported inside the worm housing 21. The base end of the worm 49 is connected to the motor output shaft of the electric motor 39 via a coupling (not shown) or the like to enable torque transmission.

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。 The worm wheel 50 has wheel teeth on its outer circumferential surface that mesh with the worm teeth, and is positioned inside the wheel accommodating section 22. The worm wheel 50 is fitted onto the base end of the assist-side pinion shaft 13 so that it cannot rotate relative to the assist-side pinion accommodating section 16. In this example, the opening of the wheel accommodating section 22 on the axially opposite side from the assist-side pinion accommodating section 16 is closed by a cap 52.

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。 The electric motor 39 is fixed to the mounting flange 23 of the worm housing 21.

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。 The torque sensor 40 is arranged around the steering side pinion shaft 10 and detects the magnitude and direction of the torque input to the steering side pinion shaft 10. This causes the torque sensor 40 to output a signal corresponding to the torque input to the steering side pinion shaft 10 to the electronic control unit of the electric motor 39. Various types of torque sensors can be used as the torque sensor 40, such as a non-contact torque sensor that utilizes the magnetostrictive effect.

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。 The assist mechanism 9 controls the drive of the electric motor 39 based on the output signal of the torque sensor 40. As a result, the drive torque generated by the electric motor 39 is transmitted as assist drive force to the rack shaft 11 via the worm reduction gear 38 and the assist side pinion shaft 13. As a result, the steering force required for the driver to rotate the steering wheel 2 is reduced.

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。 The structure of this example includes a pair of rack bushings 53, 54 that support the rack shaft 11 so that it can be displaced axially without rattle relative to the rack housing portion 14. These rack bushings 53, 54 are made of synthetic resin such as polyacetal resin or polyamide resin, and have a roughly cylindrical shape.

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。 The rack bushing 53, located on one axial side closer to the steering-side pinion shaft 10, is fitted within the rack housing 14 near the opening on one axial side, as shown in FIG. 3. The rack bushing 54, located on the other axial side closer to the assist-side pinion shaft 13, is fitted within the rack housing 14 near the opening on the other axial side, as shown in FIG. 4. The rack bushings 53, 54 support the outer peripheral surface of the rack shaft 11 so that it can slide in the axial direction. Note that the steering-side rack guide 24 that presses against the rack shaft 11 is a sliding rack guide, which can ensure sufficient holding force in the width direction of the rack shaft 11 (the up-and-down direction in FIG. 5). Therefore, the rack bushing 53 located on one axial side can be omitted.

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。 As described above, in the electric power steering device 1 of this example, in the tooth width direction range α (see Figure 5) where the steering side rack 28 and the steering side pinion 25 overlap each other, the tooth flanks of at least one of the teeth of the steering side rack 28 and the steering side pinion 25 have a crowning shape. Specifically, in this example, of the steering side rack 28 and the steering side pinion 25, only the tooth flank 56 of the tooth 55 of the steering side pinion 25 (see Figures 6(a) and 6(b)) has a crowning shape in one half portion in the tooth trace direction, and the tooth flank 58 of the tooth 57 of the steering side rack 28 (see Figure 9) does not have a crowning shape. On the other hand, in the tooth width direction range β (see FIG. 11) where the assist side rack 29 and the assist side pinion 41 overlap, the tooth flank 60 of the tooth 59 of the assist side rack 29 (see FIG. 10) and the tooth flank 65 of the tooth 64 of the assist side pinion 41 (see FIGS. 12(a) and 12(b)) do not have a crowning shape.

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。 Therefore, even if, for example, a manufacturing error in the rack shaft 11 causes the relative positional relationship between the steering-side rack 28 and the assist-side rack 29 in the circumferential direction of the rack shaft 11 to deviate from the predetermined positional relationship defined by the design, or if a manufacturing error in the housing 7 causes the relative positional relationship between the steering-side pinion 25 and the assist-side pinion 41 in the circumferential direction of the rack shaft 11 to deviate from the predetermined positional relationship defined by the design, the assist-side rack 29 and the assist-side pinion 41 can be meshed so that the tooth tip surface S2 of the assist-side rack 29 and the central axis C2 of the assist-side pinion 41 are parallel to each other, as shown in FIG. 13(a). In this case, as shown in FIG. 14(a), the tooth flank 60 of the tooth 59 of the assist-side rack 29 can be in surface contact with the tooth flank 65 of the tooth 64 of the assist-side pinion 41 over a wide contact area. This allows the stress acting on these teeth 59, 64 to be kept low. This ensures the durability of these teeth 59, 64 without making the tooth thickness of these teeth 59, 64 excessively large.

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。 On the other hand, if the above-mentioned positional relationship is misaligned, the steering side rack 28 and the steering side pinion 25 mesh together so that the tooth tip surface S1 of the steering side rack 28 and the central axis C1 of the steering side pinion 25 are inclined relative to each other, as shown in Figure 13(b), for example. However, in this example, even in such a case, because one half of the tooth flank 56 of the tooth 55 of the steering side pinion 25 in the tooth trace direction has a crowning shape, as shown in Figure 14(b), the tooth flank 58 of the tooth 57 of the steering side rack 28 contacts the tooth flank 56 of the tooth 55 of the steering side pinion 25 over a relatively wide contact area at a portion offset to one side from the center in the tooth trace direction. This allows the stress acting on these teeth 55, 57 to be kept low. As a result, the durability of these teeth 55, 57 can be ensured without excessively increasing the tooth thickness of these teeth 55, 57.

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。 In this example, the rack shaft 11 is formed by separately manufacturing a steering-side shaft portion 61 having a steering-side rack 28 and an assist-side shaft portion 62 having an assist-side shaft portion 62, and then connecting the axial end of the steering-side shaft portion 61 and the axial end of the assist-side shaft portion 62 via a connecting portion 63. With this type of rack shaft 11, manufacturing errors, particularly when constructing the connecting portion 63, can easily cause the relative positional relationship between the steering-side rack 28 and the assist-side rack 29 in the circumferential direction of the rack shaft 11 to deviate from the predetermined positional relationship determined by the design. Therefore, the technique of crowning the tooth surfaces of at least one of the teeth of the steering-side rack 28 and the steering-side pinion 25, as described above, to ensure a wide contact area between the tooth surfaces of the rack and pinion on both the steering side and the assist side, is particularly effective.

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。 Incidentally, one possible method for ensuring a sufficient contact area between the tooth surfaces of the steering side rack and the steering side pinion, and also between the tooth surfaces of the teeth of the assist side rack and the assist side pinion, is to apply crowning to the tooth surfaces of at least one of the teeth of the assist side rack and the assist side pinion.

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。 However, the assist drive force acting on the meshing portion between the assist side rack and assist side pinion is much larger than the steering force acting on the meshing portion between the steering side rack and steering side pinion; specifically, it is, for example, approximately 10 to 20 times the magnitude of the steering force. For this reason, tooth durability is given more importance to the assist side rack 29 and assist side pinion 41 than to the steering side rack 28 and steering side pinion 25.

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。 On the other hand, when crowning is applied to the tooth flanks, the tooth thickness of the teeth becomes smaller at the ends of the teeth in the tooth trace direction. Therefore, when crowning is applied to the tooth flanks, the durability of the teeth decreases compared to when the tooth flanks are not crowned. Therefore, from the perspective of prioritizing the durability of the teeth of the assist side rack and the assist side pinion, i.e., from the perspective of making it easier to ensure the durability of the teeth, it is not appropriate to crown the tooth flanks of the teeth of the assist side rack and the assist side pinion.

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。 In this regard, in this example, crowning is applied only to the tooth surfaces of at least one of the teeth of the steering side rack 28 and the steering side pinion 25, and crowning is not applied to the tooth surfaces 60 of the teeth 59 of the assist side rack 29 or the tooth surfaces 65 of the teeth 64 of the assist side pinion 41. This makes it easier to ensure the durability of the teeth 59 of the assist side rack 29 and the teeth 64 of the assist side pinion 41.

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。 Furthermore, in this example, under conditions in which the assist driving force acting on the meshing portion between the assist side rack 29 and the assist side pinion 41 is much greater than the steering force acting on the meshing portion between the steering side rack 28 and the steering side pinion 25, as shown in Figure 14(a), the tooth flanks 65 of the teeth 64 of the assist side pinion 41, which have not been subjected to crowning, come into surface contact with the tooth flanks 60 of the teeth 59 of the assist side rack 29 over a wide contact area, without making an inclined, one-sided contact. Therefore, this also has an advantage in ensuring the durability of the teeth 59 of the assist side rack 29 and the teeth 64 of the assist side pinion 41.

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。 In this example, of the steering side rack 28 and the steering side pinion 25, crowning is performed only on the tooth flanks 56 of the teeth 55 of the steering side pinion 25. This reduces the processing costs for the steering side rack 28 and the steering side pinion 25. That is, while crowning the tooth flanks 56 of the teeth 55 of the steering side pinion 25 can be performed by hobbing, a low-cost processing method, crowning the tooth flanks 58 of the teeth 57 of the steering side rack 28 cannot be performed by hobbing and requires a costly forging process. In this regard, in this example, crowning is not performed on the tooth flanks 58 of the teeth 57 of the steering side rack 28, so the steering side rack 28 can be formed by hobbing. This reduces the processing costs for the steering side pinion 25 and the steering side rack 28.

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。 The reason why crowning the tooth flanks 58 of the teeth 57 of the steering-side rack 28 cannot be achieved by hobbing is because the teeth 57 of the steering-side rack 28 have a twist angle and the tooth flanks of these teeth 57 are arranged on the same imaginary plane. In other words, if a crowning shape were to be achieved by hobbing on the tooth flanks 58 of the teeth 57 of such a steering-side rack 28, the positions in the tooth width direction at which the tooth thickness is greatest would differ between adjacent teeth 57, making it impossible to achieve the same crowning shape on the tooth flanks 58 of each tooth 57.

[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。
[Second Example]
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

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。 Figure 15 is a diagram of this example, corresponding to Figure 6(a). In this example, crowning is applied to only the end 67a on one side (lower side in Figure 15) of the tooth flank 56a of the tooth 55a constituting the steering-side pinion 25a in the tooth trace direction. That is, in this example, crowning is not applied to the middle portion 66 in the tooth trace direction and the end 67b on the other side (upper side in Figure 15) of the tooth flank 56a of the tooth 55a constituting the steering-side pinion 25a. In other words, in this example, the middle portion 66 and the end 67b on the other side are not inclined relative to the tooth trace direction, and only the end 67a on one side has a crowning shape inclined in a direction in which the tooth thickness of the tooth 55a decreases in a curved or linear manner (curved in the illustrated example) toward one side in the tooth trace direction. Therefore, in this example, the tooth thickness of the tooth 55a decreases toward one side in the tooth trace direction within the same range as the end 67a on one side in the tooth trace direction. The tooth surface 56a is smooth and continuous over the entire length in the tooth trace direction, and does not have any sharp corners along the tooth trace direction, including the boundary between the middle portion 66 and one end portion 67a.

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55a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。 In the structure of this example, if the steering-side rack 28 and the assist-side rack 29 (see FIG. 1) are manufactured so that the relative positional relationship between them in the circumferential direction of the rack shaft 11 is a predetermined positional relationship determined by design, and if the steering-side pinion 25 and the assist-side pinion 41 (see FIG. 1) are manufactured so that the relative positional relationship between them in the circumferential direction of the rack shaft 11 is a predetermined positional relationship determined by design, the tooth flanks 56a of the teeth 55a of the steering-side pinion 25a can be brought into contact with the tooth flanks 58 of the teeth 57 of the steering-side rack 28 (see FIG. 9) over a wider contact area at the intermediate portion 66. The other configurations, functions, and effects are the same as those of the first example.

[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。
[Third Example]
A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

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。 In this example, the steering side pinion (not shown) that meshes with the steering side rack 28a is not crowned over the entire tooth surface, similar to the assist side pinion 41 shown in Figures 12(a) and 12(b). In other words, the tooth surface is not inclined in the tooth trace direction. As a result, the tooth thickness of the tooth is constant over the entire length in the tooth trace direction.

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。 Instead, in this example, as shown in Figure 16, the steering-side rack 28a has a crowning process performed on the entire tooth flank 58a of the tooth 57a. That is, the tooth flank 58a has a crowning shape that is inclined in a direction in which the tooth thickness of the tooth 57a decreases in a curved or linear manner (curved in the illustrated example) from the center of the tooth flank 57a toward both sides in the tooth flank direction. Therefore, in this example, the tooth thickness of the tooth 57a is greatest in the center of the tooth flank direction and decreases toward both sides in the tooth flank direction. The tooth flank 58a is smoothly continuous over the entire length in the tooth flank direction and does not have any sharp corners along the tooth flank direction.

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。 In the structure of this example, the tooth flanks 58a of the teeth 57a of the steering-side rack 28a are crowned. This allows the tooth flanks 58a of the teeth 57a of the steering-side rack 28a to come into contact with the tooth flanks of the steering-side pinion over a relatively wide contact area in a portion off-center in the tooth trace direction, even if a manufacturing error in the rack shaft 11 causes the relative positional relationship between the steering-side rack 28a and the assist-side rack 29 (see FIG. 1) in the circumferential direction of the rack shaft 11 to deviate from the predetermined positional relationship defined by the design, or if a manufacturing error in the housing 7 (see FIG. 2) causes the relative positional relationship between the steering-side pinion and the assist-side pinion 41 (see FIG. 1) in the circumferential direction of the rack shaft 11 to deviate from the predetermined positional relationship defined by the design. Other configurations, functions, and effects are the same as those of the first example.

[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。
[Fourth Example]
A fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

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。 In this example, the tooth flanks 58b of the teeth 57b constituting the steering-side rack 28b are not crowned in the intermediate portion 68 in the tooth trace direction, but are crowned only in the end portions 69 on either side of the intermediate portion 68 in the tooth trace direction. That is, in this example, the intermediate portion 68 is not inclined relative to the tooth trace direction, and only the end portions 69 on either side have a crowning shape inclined in a direction in which the tooth thickness of the tooth 57b decreases in a curved or linear manner (curved in the illustrated example) from the center toward both sides in the tooth trace direction. Therefore, in this example, the tooth thickness of the tooth 57b is maximum in the same range as the intermediate portion 68 in the tooth trace direction, and decreases in the same range as the end portions 69 in the tooth trace direction from the center toward both sides in the tooth trace direction. The tooth flanks 58b are smoothly continuous over their entire length in the tooth trace direction, and do not have any sharp corners along the tooth trace direction, including the boundary between the intermediate portion 68 and the end portions 69.

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。 In the structure of this example, if the relative positional relationship between the steering side rack 28b and the assist side rack 29 (see Figure 1) in the circumferential direction of the rack shaft 11 is a predetermined positional relationship determined by design, and if the relative positional relationship between the steering side pinion and the assist side pinion 41 (see Figure 1) in the circumferential direction of the rack shaft 11 is manufactured to be a predetermined positional relationship determined by design, the tooth flanks 58b of the teeth 57b of the steering side rack 28b can come into contact with the tooth flanks of the teeth of the steering side pinion at the intermediate portion 68 over a wider contact area. The other configurations and effects are the same as those of the third example.

[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。
[Fifth Example]
A fifth embodiment of the present invention will now be described. In the structure of this embodiment, crowning is applied to both the tooth flanks 56 of the teeth 55 of the steering-side pinion 25 (see FIG. 6) and the tooth flanks 58a of the teeth 57a of the steering-side rack 28a (see FIG. 16). The other configurations, functions, and effects are the same as those of the first embodiment.

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。 The present invention can be implemented by appropriately combining the structures of the above-mentioned embodiments to the extent that no contradictions arise.

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
100 ラック軸
101 ラック
102 ピニオン軸
103 ピニオン
104 歯
105 歯面
106 歯
107 歯面
REFERENCE SIGNS LIST 1 electric power steering device 2 steering wheel 3 steering shaft 4 steering column 5a, 5b universal joint 6 intermediate shaft 7 housing 8 steering mechanism 9 assist mechanism 10 steering side pinion shaft 11 rack shaft 12 steering wheel 13 assist side pinion shaft 14 rack accommodating section 15 steering side pinion accommodating section 16 assist side pinion accommodating section 17 steering side guide accommodating section 18 assist side guide accommodating section 19 gear housing section 20a, 20b mounting section 21 worm accommodating section 22 wheel accommodating section 23 mounting flange 24 steering side rack guide 25, 25a steering side pinion 26a, 26b bearing 27 tie rod 28, 28a, 28b steering side rack 29 assist side rack 30 threaded hole 31 Spherical joint 32 Male thread portion 33 Pad 34 Elastic member 35 Pressing surface 36 Steering side cap 37 Assist side rack guide 38 Worm reducer 39 Electric motor 40 Torque sensor 41 Assist side pinion 42a, 42b Bearing 43 Roller 44 Holder 45 Pin 46 Rolling bearing 47 Elastic member 48 Assist side cap 49 Worm 50 Worm wheel 51 Cap 52 Cap 53 Rack bush 54 Rack bush 55, 55a Teeth 56, 56a Tooth surface 57, 57a, 57b Teeth 58, 58a, 58b Tooth surface 59 Tooth 60 Tooth surface 61 Steering side shaft portion 62 Assist side shaft portion 63 Connection portion 64 Tooth 65 tooth surface 66 intermediate portion 67a, 67b end portions 68 intermediate portion 69 end portions
100 rack shaft
101 Lack
102 Pinion shaft
103 Pinion
104 teeth
105 Tooth surface
106 teeth
107 Tooth surface

Claims (5)

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。
a rack shaft having a steering-side rack on a circumferential portion of an outer peripheral surface of one axial side portion and an assist-side rack on a circumferential portion of an outer peripheral surface of the other axial side portion, the rack shaft having both axial ends connected to steered wheels;
a steering-side pinion shaft having a steering-side pinion on its outer circumferential surface that meshes with the steering-side rack, the steering-side pinion shaft being rotationally driven by the rotation of a steering wheel;
an assist-side pinion shaft having an assist-side pinion on its outer circumferential surface that meshes with the assist-side rack and that is rotationally driven by an electric motor;
Among the tooth flanks of the teeth of the steering side rack, the tooth flanks of the teeth of the steering side pinion in a tooth width direction range overlapping with the steering side rack, the tooth flanks of the teeth of the assist side rack, and the tooth flanks of the teeth of the assist side pinion in a tooth width direction range overlapping with the assist side rack, crowning is applied only to at least a part in the tooth trace direction of the tooth flanks of the teeth of the steering side rack and/or only to a part in the tooth trace direction of the tooth flanks of the teeth of the steering side pinion in the tooth width direction range overlapping with the steering side rack.
Electric power steering device.
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。 The electric power steering device of claim 1, wherein crowning is applied to the entire tooth surface of the steering-side rack in the tooth trace direction. 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。 The electric power steering device of claim 1 or 2, wherein the rack shaft comprises a steering-side shaft portion having the steering-side rack on a circumferential portion of its outer peripheral surface, an assist-side shaft portion having the assist-side rack on a circumferential portion of its outer peripheral surface, and a connecting portion connecting the axial end of the steering-side shaft portion to the axial end of the assist-side shaft portion. 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。
a steering-side rack on a circumferential portion of an outer peripheral surface of the one axial side portion, and an assist-side rack on a circumferential portion of an outer peripheral surface of the other axial side portion,
Among the tooth surfaces of the teeth of the steering side rack and the tooth surfaces of the teeth of the assist side rack, only the tooth surfaces of the teeth of the steering side rack are subjected to crowning processing in at least a part in the tooth trace direction.
Rack shaft for electric power steering device.
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。 The rack shaft for an electric power steering device according to claim 4, comprising: a steering-side shaft portion having the steering-side rack on a circumferential portion of its outer peripheral surface; an assist-side shaft portion having the assist-side rack on a circumferential portion of its outer peripheral surface; and a connecting portion connecting the axial end of the steering-side shaft portion to the axial end of the assist-side shaft portion.
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