JP2017094760A - パワーステアリング装置及びこれを備えるステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】パワーステアリング装置の製造コストを低減させる。【解決手段】パワーステアリング装置１００は、ステアリングホイール１から操舵トルクが入力されて回転するステアリングシャフト２と、操舵トルクを補助する回転トルクをステアリングシャフト２に付与する電動モータ３０と、電動モータ３０の回転を減速してステアリングシャフト２に伝達する減速部４０と、を備え、ステアリングシャフト２は、ピニオンギヤ２１及びピットマンアーム２５のいずれか一方が選択的にセレーション結合するセレーション部１４と、ピニオンギヤ２１に当接することによりピニオンギヤ２１を径方向に位置決めするテーパ部２１と、を有する。【選択図】図３

Description

本発明は、パワーステアリング装置及びこれを備えるステアリング装置に関するものである。

特許文献１には、操舵軸と、左右のタイロッドに連結され左右の車輪に操舵力を伝達するステアリングアームとの間に介装されるパワーステアリング装置が開示されている。

特開２０１４−１８４８７２号公報

一般に、パワーステアリング装置のステアリングシャフトの回転を車輪の転舵力に変換する転舵機構としては、パワーステアリング装置が搭載される車両の仕様等に応じて、ラックアンドピニオン機構や特許文献１に開示されるようなリンク機構が採用される。また、パワーステアリング装置では、転舵機構の種類に応じて設計された部品を使用するのが一般的である。

しかしながら、転舵機構の種類によって部品が異なると、部品点数の増加によりパワーステアリング装置の設計や製造のコストが増加する。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、パワーステアリング装置の製造コストを低減させることを目的とする。

第１の発明は、パワーステアリング装置であって、操舵ハンドルから操舵トルクが入力されて回転するステアリングシャフトと、操舵トルクを補助する回転トルクをステアリングシャフトに付与する電動モータと、電動モータの回転を減速してステアリングシャフトに伝達する減速部と、を備え、ステアリングシャフトは、転舵機構のピニオンギヤ及びピットマンアームのいずれか一方が選択的に相対回転不能に結合する結合部と、ピニオンギヤに当接することによりピニオンギヤを径方向に位置決めする位置決め部と、を有することを特徴とする。

第１の発明では、結合部によって、ラックアンドピニオン機構のピニオンギヤとリンク機構のピットマンアームとの両方をステアリングシャフトに結合することができる。また、ステアリングシャフトに位置決め部が設けられることにより、ラックギヤとの噛み合い精度を確保するために比較的高精度で径方向に位置決めする必要があるピニオンギヤを高精度で径方向に位置決めすることができる。よって、ラックアンドピニオン機構とリンク機構とのいずれが転舵機構として使用されても、パワーステアリング装置を共通化することができる。

第２の発明は、ステアリングシャフトを収容し２以上の支持部によってステアリングシャフトを支持するシャフトケースをさらに備えることを特徴とする。

第２の発明では、シャフトケースが２以上の支持部によってステアリングシャフトを支持することにより、ステアリングシャフトは安定した状態で支持される。したがって、パワーステアリング装置と転舵機構の組み立てを容易に行うことができる。

第３の発明は、シャフトケースが、結合部にピニオンギヤが結合される場合にピニオンギヤを収容するラックケースがピニオンギヤの軸方向から接触する接触部と、ラックケースがピニオンギヤの径方向に隙間を持って嵌合する嵌合部と、を有することを特徴とする。

第３の発明では、シャフトケースがラックケースとの間で径方向隙間を形成するため、ピニオンギヤの噛み合い精度を確保しつつラックケースとシャフトケースとを容易に連結することができる。したがって、パワーステアリング装置と転舵機構との組み立てを容易に行うことができる。

第４の発明は、ステアリングシャフトが、結合部にピットマンアームが結合される場合にピットマンアームに当接する当接部をさらに有することを特徴とする。

第４の発明では、ピニオンギヤのように径方向への高い精度の位置決めを必要としないピットマンアームがステアリングシャフトに結合される場合には、ピットマンアームは位置決め部に当接せず当接部に当接させることができる。

第５の発明は、位置決め部が、ピニオンギヤ及びピットマンアームのいずれか一方とテーパ面で接触するテーパ部であることを特徴とする。

第６の発明は、位置決め部が、ピニオンギヤ及びピットマンアームのいずれか一方に嵌合するインロー部であることを特徴とする。

第７の発明は、ステアリング装置であって、車輪を転舵する転舵機構としてのラックアンドピニオン機構及びリンク機構のいずれか一方と、車輪を転舵する転舵力をラックアンドピニオン機構及びリンク機構のいずれか一方に付与する発明１から発明７のいずれか一つに記載のパワーステアリング装置と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、パワーステアリング装置の製造コストを低減させることができる。

本発明の実施形態に係るステアリング装置の構成図である。 本発明の実施形態に係るパワーステアリング装置の断面図である。 本発明の実施形態に係るステアリング装置の断面図であって、ラックアンドピニオン機構を転舵機構として備える場合を示す。 図３におけるＡ部の拡大図である。 図３におけるＢ部の拡大図である。 本発明の実施形態に係るステアリング装置のリンク機構の構成図である。 本発明の実施形態に係るステアリング装置の断面図であって、リンク機構を転舵機構として備える場合を示す。 図７におけるＣ部の拡大図である。 本発明の実施形態に係るパワーステアリング装置における出力軸の変形例を示す断面図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係るパワーステアリング装置１００及びこれを備えるステアリング装置１０１について説明する。

ステアリング装置１０１は、車両に搭載され、ドライバが操舵ハンドルとしてのステアリングホイール１に加える操舵トルクを変換して車輪５を転舵する装置である。

図１に示すように、ステアリング装置１０１は、車輪５を転舵する転舵機構２０と、車輪５を転舵する転舵力を転舵機構２０に付与するパワーステアリング装置１００と、を備える。

ステアリング装置１０１では、車輪５を転舵する転舵機構２０の構成は、車両の仕様等に応じて決められる。具体的には、車両の仕様等に応じて、その車両に搭載されるステアリング装置１０１の転舵機構２０をラックアンドピニオン機構２０Ａにするか、リンク機構２０Ｂにするかが決められる。

パワーステアリング装置１００は、転舵機構２０としてラックアンドピニオン機構２０Ａを備えるステアリング装置１０１と、転舵機構２０としてリンク機構２０Ｂを備えるステアリング装置１０１と、の両方に共通使用される。言い換えれば、パワーステアリング装置１００は、転舵機構２０がラックアンドピニオン機構２０Ａとリンク機構２０Ｂのいずれの場合であっても、車輪５を転舵する転舵力を付与可能なものである。

まず、図１及び図２を参照して、パワーステアリング装置１００の全体構成について説明する。

パワーステアリング装置１００は、図１及び図２に示すように、ステアリングホイール１から入力される操舵トルクによって回転するステアリングシャフト２と、ステアリングシャフト２を収容するシャフトケース６と、操舵トルクを補助する回転トルクをステアリングシャフト２に付与する電動モータ３０と、電動モータ３０の回転を減速してステアリングシャフト２に伝達する減速部４０と、を備える。

ステアリングシャフト２は、ステアリングホイール１に連係して操舵トルクが伝達される入力軸３と、下端が転舵機構２０に連係する出力軸１０と、入力軸３と出力軸１０を連結するトーションバー４と、を有する。出力軸１０の構成については、後に具体的に説明する。

ステアリングシャフト２は、図２に示すように、シャフトケース６を貫通して設けられる。シャフトケース６は、入力軸３を収容する第１シャフトケース７と、出力軸１０及び減速部４０を収容する第２シャフトケース８と、を有する。

第１シャフトケース７は、第１シャフト軸受９Ａを介してステアリングシャフト２の入力軸３を回転自在に支持すると共に第２シャフト軸受９Ｂを介して出力軸１０を回転自在に支持する。また、第２シャフトケース８は、第３シャフト軸受９Ｃを介して出力軸１０を回転自在に支持する。このように、ステアリングシャフト２を収容するシャフトケース６は、第１、第２、第３シャフト軸受９Ａ，９Ｂ，９Ｃを支持部として３点でステアリングシャフト２を回転自在に支持する。第１、第２、第３シャフト軸受Ａ，９Ｂ，９Ｃは、転がり軸受である。

第２シャフトケース８には、出力軸１０の軸方向に垂直に形成される垂直面８Ａと、垂直面８Ａに接続する円筒面８Ｂと、が形成される。後述するようにステアリング装置１０１がラックアンドピニオン機構２０Ａを転舵機構２０として備える場合では、第２シャフトケース８には、ピニオンギヤ２１を収容するラックケース５０が連結される。

また、ステアリングシャフト２が貫通するシャフトケース６の軸方向両端の開口部、つまり第１シャフトケース７と第２シャフトケース８のそれぞれの開口部には、シャフトケース６内へのダスト等の浸入を防止する第１，第２ダストシール６Ａ，６Ｂがそれぞれ設けられる。

電動モータ３０は、ドライバによるステアリングホイール１の操舵を補助する回転トルクを付与するための動力源である。電動モータ３０が回転軸（図示省略）から出力する回転トルクは、ドライバのステアリングホイール１の操作によってねじれるトーションバー４のねじれ量をトルクセンサ（図示省略）により検出し、検出されたねじれ量に基づいてコントローラ（図示省略）により演算される。

電動モータ３０が出力する回転トルクは、減速部４０によって減速されてステアリングシャフト２の出力軸１０にアシスト力として伝達される。このように、ステアリングホイール１から入力される操舵トルクを検出するトルクセンサの検出結果に基づいて電動モータ３０が駆動され、電動モータ３０はステアリングシャフト２を介して転舵機構２０に回転トルクを付与する。よって、電動モータ３０によりドライバによるステアリングホイール１の操舵が補助される。

減速部４０は、図１に示すように、電動モータ３０の回転を減速して出力軸１０に伝達するウォームギヤ機構である。減速部４０は、電動モータ３０の回転に伴い回転するウォーム軸４１と、ウォーム軸４１と噛み合うウォームホイール４２と、を有する。減速部４０のウォームホイール４２は、後述する出力軸１０の圧入部１２に圧入されて減速部４０の出力を出力軸１０に伝達する。

電動モータ３０が駆動してウォーム軸４１が回転すると、ウォームホイール４２は、ウォーム軸４１の歯数とウォームホイール４２の歯数とに応じた減速比により減速されて回転する。よって、電動モータ３０の回転は、ウォーム軸４１の歯数とウォームホイール４２の歯数とに応じた減速比により減速されて出力軸１０に伝達される。このように、ステアリング装置１０１では、電動モータ３０の回転を減速部４０によって減速することにより、操舵トルクをアシストするより大きなアシスト力を出力軸１０に付与することができる。

次に、出力軸１０の構成について具体的に説明する。

出力軸１０は、図２に示すように、第２シャフト軸受９Ｂによって支持される大径部１１と、大径部１１よりも外径が小さく形成され減速部４０のウォームホイール４２が圧入される圧入部１２と、圧入部１２よりも外径が小さく形成され第３シャフト軸受９Ｃによって支持される小径部１３と、小径部１３よりも外径が小さく外周にセレーションが形成される結合部としてのセレーション部１４と、小径部１３とセレーション部１４との軸方向の間に形成され後述するピニオンギヤ２１を径方向に位置決めする位置決め部としてのテーパ部１５と、テーパ部１５とセレーション部１４との間に形成されリンク機構２０Ｂの後述するピットマンアーム２５に当接する当接部１６と、を有する。

出力軸１０では、上端から下端に向かって大径部１１、圧入部１２、小径部１３、セレーション部１４の順に設けられる。つまり、大径部１１の外径が、出力軸１０の最大外径である。このように、出力軸１０は、先端（下端）に向かうにつれ外径が減少する階段状に形成される。

大径部１１と圧入部１２との間には、段差１１Ａが形成される。ウォームホイール４２は、出力軸１０の下端側から段差１１Ａに当接するまで圧入部１２に圧入される。これにより、ウォームホイール４２は、ウォーム軸４１と噛み合う位置に位置決めされる。

テーパ部１５は、小径部１３に向かうにつれ外径が大きくなるように出力軸１０の中心軸に対して傾斜するテーパ面として形成される。

当接部１６は、出力軸１０の中心軸に垂直に形成される平面である。当接部１６とセレーション部１４との間には、セレーション部１４よりも小さい外径で形成される逃がし部１７が設けられる。

出力軸１０において、セレーション部１４よりも先端側（図２中下方側）には、出力軸１０の外周に取り付けられる部品の抜け止めをするナット７０（図３参照）が螺合する雄ねじ部１８が設けられる。

次に、図３から図５を参照して、ステアリング装置１０１が転舵機構２０としてラックアンドピニオン機構２０Ａを備える場合について説明する。

ラックアンドピニオン機構２０Ａは、図３に示すように、出力軸１０に連結され出力軸１０の回転に伴って回転するピニオンギヤ２１と、ピニオンギヤ２１に噛み合うラックギヤ２２Ａを有し車輪５を転舵するラック軸２２と、ラックアンドピニオン機構２０Ａを収容するラックケース５０と、を有する。

ピニオンギヤ２１は、出力軸１０のセレーション部１４にセレーション結合によって相対回転不能に結合され、出力軸１０の回転に伴って回転する。ピニオンギヤ２１は、図４に示すように、出力軸１０のテーパ部１５に対応したテーパ面状に形成されるギヤ接触面２１Ａを有し、テーパ部１５とテーパ面どうしで接触する。テーパ部１５とギヤ接触面２１Ａとの間の隙間は、セレーション部１４とピニオンギヤ２１とのセレーション結合における径方向隙間（がた）よりも小さく形成される。これにより、ピニオンギヤ２１は、出力軸１０のテーパ部１５によって径方向に高い精度で位置決めされ、ラック軸２２のラックギヤ２２Ａとの噛み合い精度が確保される。

ラック軸２２は、図３に示すように、ラックケース５０に設けられる支持機構６０によってピニオンギヤ２１に向けて付勢される。支持機構６０は、ラック軸２２に摺接するプレッシャパッド６１と、ラックケース５０に螺合するアジャスタカバー６２と、プレッシャパッド６１とアジャスタカバー６２との間に圧縮状態で介装されピニオンギヤ２１に向けてプレッシャパッド６１を付勢するスプリング６３と、を有する。アジャスタカバー６２の螺合位置を変更することにより、スプリング６３のセット荷重が調整されて、ラック軸２２への付勢力が調整される。ラック軸２２がピニオンギヤ２１に向けて付勢されることにより、ラック軸２２とピニオンギヤ２１との間のバックラッシュが低減され、ピニオンギヤ２１が回転してラック軸２２が移動する際の歯打ち音が低減される。

出力軸１０は、ドライバの操作によってステアリングホイール１に入力される操舵トルクが入力軸３及びトーションバー４を介して出力軸１０に伝達されることにより、回転する。ラック軸２２のラックギヤ２２Ａに噛み合うピニオンギヤ２１が出力軸１０の回転に伴って回転することにより、ラック軸２２が直線運動する。ラック軸２２が直線運動することにより、タイロッド（図示省略）等を介して車輪５が転舵される。このように、出力軸１０の回転がラックアンドピニオン機構２０Ａによって直線運動に変換されて、車輪５が転舵される。

ラックケース５０は、ナット７０とピニオンギヤ２１との軸方向の間に設けられる第４シャフト軸受９Ｄを介して出力軸１０を回転自在に支持する。

ラックケース５０は、図５に示すように、ピニオンギヤ２１の軸方向に沿って第２シャフトケース８の接触部としての垂直面８Ａに接触する。また、ラックケース５０は、ピニオンギヤ２１の径方向に隙間を持って第２シャフトケース８の嵌合部としての円筒面８Ｂに嵌合する。ラックケース５０と第２シャフトケース８の円筒面８Ｂとの間の径方向隙間は、出力軸１０のテーパ部１５とピニオンギヤ２１のギヤ接触面２１Ａとの間の隙間よりも大きく形成される。

ラックケース５０と第２シャフトケース８の垂直面８Ａとの間には、ピニオンギヤ２１及び出力軸１０の軸方向に圧縮され径方向には圧縮されないシール部材５１が設けられる。シール部材５１によって、ラックケース５０と第２シャフトケース８との間を通じたダスト等の浸入が防止される。

ここで、ラックケース５０と第２シャフトケース８との間に径方向に圧縮されるシール部材５１が設けられて、両者の間に径方向隙間がない場合には、ラックケース５０と第２シャフトケース８との径方向の相対位置を調整することができない。このため、ピニオンギヤ２１とラックギヤ２２Ａとの噛み合い精度を確保しつつラックケース５０と第２シャフトケース８とを適切な位置で連結することが困難となる。

これに対し、ステアリング装置１０１では、第２シャフトケース８は、ラックケース５０と共にシール部材５１を径方向ではなく軸方向に圧縮するように設けられて、ラックケース５０との間には径方向隙間を形成する。よって、ラックケース５０と第２シャフトケース８との径方向の相対位置を調整することにより、ピニオンギヤ２１とラックギヤ２２Ａとの噛み合い精度を確保しつつラックケース５０と第２シャフトケース８とを容易に連結することができる。言い換えれば、ラックケース５０と第２シャフトケース８とを連結するために、ピニオンギヤ２１とラックギヤ２２Ａとの噛み合い精度が悪化することを防止することができる。

次に、図６から図８を参照して、ステアリング装置１０１が転舵機構２０としてリンク機構２０Ｂを備える場合について説明する。

リンク機構２０Ｂは、図６及び図７に示すように出力軸１０に連結され出力軸１０の回転に伴って回転するピットマンアーム２５と、車輪５に連結されるタイロッド２６と、ピットマンアーム２５とタイロッド２６とを連結するロッドエンド２７と、を有する。

ピットマンアーム２５は、出力軸１０のセレーション部１４が挿入されてセレーション結合される出力軸孔２５Ａと、出力軸孔２５Ａから離間すると共に出力軸孔２５Ａと略平行に設けられる一対の連結孔２５Ｂ，２５Ｃと、を有する。

ピットマンアーム２５は、図８示すように、セレーション部１４にセレーション結合された状態では、テーパ部１５には当接せずに離間し、当接部１６に当接する。ピットマンアーム２５は、噛み合い精度が必要なピニオンギヤ２１のような径方向への高い精度の位置決めを必要としない。このため、ピットマンアーム２５は、テーパ部１５には当接せず離間していてもよい。なお、ピットマンアーム２５を径方向に高い精度で位置決めする必要がある場合には、ピニオンギヤ２１のようにピットマンアーム２５にテーパ状の接触面を形成し、テーパ部１５と接触面とが接触するように構成してもよい。

ロッドエンド２７は、タイロッド２６とピットマンアーム２５とを連結するボールジョイントである。ロッドエンド２７における一方の軸２７Ａは、ピットマンアーム２５の一方の連結孔２５Ｂに挿入されて連結される。ロッドエンド２７における他方の軸２７Ｂは、タイロッド２６の一方の端部に連結される。タイロッド２６の他方の端部には、ナックルアーム等（図示省略）を介して車輪５が連結される。図６では、一方の車輪５と連結するタイロッド２６及びロッドエンド２７のみを図示し、他方の車輪５と連結するタイロッド及びピットマンアーム２５の他方の連結孔２５Ｃに連結されるロッドエンドは図示を省略している。

一般に、転舵機構２０がリンク機構２０Ｂである場合には、ラックケース５０のようなピットマンアーム２５を収容するケースは設けられない。ナット７０とピットマンアーム２５との間には、ラックアンドピニオン機構２０の第４シャフト軸受９Ｄに代えて、カラー部材２８が設けられる。

出力軸１０の回転によりピットマンアーム２５は出力軸１０を中心に回転し、ピットマンアーム２５の回転に伴い出力軸１０から離れた位置に連結されるロッドエンド２７は出力軸１０を中心に円弧運動する。これにより、出力軸１０の回転はロッドエンド２７を介してタイロッド２６に直線運動として伝達される。このように、リンク機構２０Ｂによってステアリングシャフト２における出力軸１０の回転が車輪５の転舵力に変換される。

以上のように、出力軸１０のセレーション部１４には、ラックアンドピニオン機構２０Ａのピニオンギヤ２１及びリンク機構２０Ｂのピットマンアーム２５の両方がセレーション結合可能であって、ピニオンギヤ２１及びピットマンアーム２５のいずれか一方が車両の仕様等に応じて選択的に結合される。また、テーパ部１５によってピニオンギヤ２１を径方向に高い精度で位置決めできるため、ピニオンギヤ２１とラック軸２２のラックギヤとの噛み合い精度が確保され、転舵機構２０としてのラックアンドピニオン機構２０Ａの機能を損なうことがない。よって、パワーステアリング装置１００は、転舵機構２０としてラックアンドピニオン機構２０Ａを備えるステアリング装置１０１と、転舵機構２０としてリンク機構２０Ｂを備えるステアリング装置１０１と、の両方に適用できる。したがって、転舵機構２０の種類に合わせてパワーステアリング装置１００の構成を変更する必要がなく、パワーステアリング装置１００の製造コストを低減することができる。

次に、図９を参照して、上記実施形態の変形例について、説明する。

上記実施形態では、出力軸１０の結合部は、セレーション部１４である。ピニオンギヤ２１及びピットマンアーム２５は、セレーション部１４にセレーション結合されることによって出力軸１０に対して相対回転不能に設けられる。これに代えて、結合部は、ピニオンギヤ２１及びピットマンアーム２５が相対回転不能に結合するものであれば、セレーション部１４に限らず、その他の構造であってもよい。例えば、結合部は、多角形断面や楕円形断面など真円形以外の断面形状に形成される非円形軸部であり、ピニオンギヤ２１及びピットマンアーム２５が非円形軸部の断面形状に対応する断面形状の孔部を有するものでもよい。この場合には、出力軸１０の非円形軸部がピニオンギヤ２１及びピットマンアーム２５の孔部に挿入されることで、両者が相対回転不能に結合される。また、結合部は、キー溝が形成される結合軸部であってもよい。この場合には、ピニオンギヤ２１及びピットマンアーム２５にも対応するキー溝を形成し、結合軸部のキー溝とピニオンギヤ２１及びピットマンアーム２５のキー溝とにわたって差し込まれるキーによって両者が相対回転不能に結合される。

また、上記実施形態では、ピニオンギヤ２１を径方向に位置決めする位置決め部は、テーパ部１５である。これに対し、図９に示すように、位置決め部は、ピニオンギヤ２１に形成される凹部１２１に嵌合する凸部として出力軸１０に形成されるインロー部１１５であってもよい。この場合であっても、インロー部１１５と凹部１２１との間の径方向隙間は、セレーション部１４とピニオンギヤ２１とのセレーション結合における径方向隙間よりも小さく形成される。なお、ピニオンギヤ２１に凸部が形成され、出力軸１０にインロー部１１５として凹部が形成されてもよい。

また、上記実施形態では、出力軸１０は、ピットマンアーム２５が当接する当接部１６を有する。これに対し、出力軸１０には、当接部１６が形成されなくてもよい。この場合には、ピットマンアーム２５もピニオンギヤ２１と同様にテーパ部１５によって径方向に位置決めされる。

また、上記実施形態では、減速部４０は、ウォームギヤ機構である。これに対し、減速部４０は、複数のギヤ機構を有するものでもよい。例えば、減速部４０は、遊星歯車機構によって構成される第１減速部と、ウォームギヤ機構によって構成される第２減速部と、を有し、２つの減速部によって電動モータ３０の回転を減速してステアリングシャフト２に伝達してもよい。

以上の実施形態によれば以下の効果を奏する。

パワーステアリング装置１００では、出力軸１０のセレーション部１４には、ラックアンドピニオン機構２０Ａのピニオンギヤ２１及びリンク機構２０Ｂのピットマンアーム２５の両方がセレーション結合可能であり、ピニオンギヤ２１及びピットマンアーム２５のいずれか一方が車両の仕様等に応じて選択的に結合される。また、テーパ部１５によってピニオンギヤ２１を径方向に高い精度で位置決めできるため、ピニオンギヤ２１とラック軸２２のラックギヤ２２Ａとの噛み合い精度が確保され、転舵機構２０としてのラックアンドピニオン機構２０Ａの機能を損なうことがない。よって、転舵機構２０がラックアンドピニオン機構２０Ａであるステアリング装置１０１と転舵機構２０がリンク機構２０Ｂであるステアリング装置１０１とで、ステアリングシャフト２を含むパワーステアリング装置１００の各構成を共通化することができる。したがって、パワーステアリング装置１００の製造コストを低減することができる。

また、ステアリングシャフト２は、第１、第２、第３シャフト軸受９Ａ，９Ｂ，９Ｃを介してシャフトケース６に支持される。このように、ステアリングシャフト２が２箇所以上の支持部によってシャフトケース６に支持されることにより、パワーステアリング装置１００と転舵機構２０とを組み立てる前であっても、ステアリングシャフト２が安定した状態で支持される。よって、ステアリングシャフト２の出力軸１０にピニオンギヤ２１又はピットマンアーム２５を結合してパワーステアリング装置１００と転舵機構２０とを組み立てる組立作業を容易に行うことができる。

また、転舵機構２０がラックアンドピニオン機構２０Ａである場合において、シャフトケース６の第２シャフトケース８は、ラックケース５０と共にシール部材５１を径方向には圧縮せず軸方向に圧縮するように設けられて、ラックケース５０との間で径方向隙間を形成する。よって、ピニオンギヤ２１とラックギヤ２２Ａとの噛み合い精度を確保しつつラックケース５０と第２シャフトケース８とを容易に連結することができる。

以下、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。

転舵機構２０（ラックアンドピニオン機構２０Ａ、リンク機構２０Ｂ）に車輪を転舵する転舵力を付与するパワーステアリング装置１００は、ステアリングホイール１から操舵トルクが入力されて回転するステアリングシャフト２と、操舵トルクを補助する回転トルクをステアリングシャフト２に付与する電動モータ３０と、電動モータ３０の回転を減速してステアリングシャフト２に伝達する減速部４０と、を備え、ステアリングシャフト２は、転舵機構２０（ラックアンドピニオン機構２０Ａ、リンク機構２０Ｂ）のピニオンギヤ２１及びピットマンアーム２５のいずれか一方が選択的にセレーション結合するセレーション部１４と、ピニオンギヤ２１に当接することによりピニオンギヤ２１を径方向に位置決めする位置決め部（テーパ部２１、インロー部１１５）と、を有する。

この構成では、セレーション部１４によって、ラックアンドピニオン機構２０Ａのピニオンギヤ２１とリンク機構２０Ｂのピットマンアーム２５との両方をステアリングシャフト２に結合することができる。また、ステアリングシャフト２に位置決め部（テーパ部２１、インロー部１１５）が設けられることにより、ラックギヤ２２Ａとの噛み合い精度を確保するために比較的高精度で径方向に位置決めする必要があるピニオンギヤ２１を高精度で径方向に位置決めすることができる。よって、ラックアンドピニオン機構２０Ａとリンク機構２０Ｂとのいずれが転舵機構２０として使用されても、パワーステアリング装置１００のステアリングシャフト２を共通化することができる。したがって、パワーステアリング装置１００の製造コストを低減させることができる。

また、パワーステアリング装置１００は、ステアリングシャフト２を収容し２以上の支持部によってステアリングシャフト２を支持するシャフトケース６をさらに備える。

この構成では、シャフトケース６が２以上の支持部によってステアリングシャフト２を支持することにより、ステアリングシャフト２は安定した状態で支持される。したがって、パワーステアリング装置１００と転舵機構２０（ラックアンドピニオン機構２０Ａ、リンク機構２０Ｂ）の組み立てを容易に行うことができる。

また、パワーステアリング装置１００では、シャフトケース６が、セレーション部１４にピニオンギヤ２１が結合される場合にピニオンギヤ２１を収容するラックケース５０がピニオンギヤ２１の軸方向から接触する垂直面８Ａと、ラックケース５０がピニオンギヤ２１の径方向に隙間を持って嵌合する円筒面８Ｂと、を有する。

この構成では、シャフトケース６がラックケース５０との間で径方向隙間を形成するため、ピニオンギヤ２１の噛み合い精度を確保しつつラックケース５０とシャフトケース６とを容易に連結することができる。したがって、パワーステアリング装置１００と転舵機構２０との組み立てを容易に行うことができる。

また、パワーステアリング装置１００では、ステアリングシャフト２が、セレーション部１４にピットマンアーム２５が結合される場合にピットマンアーム２５に当接する当接部１６をさらに有する。

この構成では、ピニオンギヤ２１のように径方向への高い精度の位置決めを必要としないピットマンアーム２５がステアリングシャフト２に結合される場合には、ピットマンアーム２５は位置決め部（テーパ部２１、インロー部１１５）に当接せず当接部に当接させることができる。

また、パワーステアリング装置１００では、位置決め部が、ピニオンギヤ２１及びピットマンアーム２５のいずれか一方とテーパ面で接触するテーパ部１５である。

また、パワーステアリング装置１００では、位置決め部が、ピニオンギヤ２１及びピットマンアーム２５のいずれか一方に嵌合するインロー部１１５でもよい。

ステアリング装置１０１は、車輪５を転舵する転舵機構２０としてのラックアンドピニオン機構２０Ａ及びリンク機構２０Ｂのいずれか一方と、車輪５を転舵する転舵力をラックアンドピニオン機構２０Ａ及びリンク機構２０Ｂのいずれか一方に付与するパワーステアリング装置１００と、を備える。

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。

１００…パワーステアリング装置、１０１…ステアリング装置、１…ステアリングホイール（操舵ハンドル）、２…ステアリングシャフト、５…車輪、６…シャフトケース、８Ａ…垂直面（接触部）、８Ｂ…円筒面（嵌合部）、１４…セレーション部（結合部）、１５…テーパ部（位置決め部）、１６…当接部、２０…転舵機構、２０Ａ…ラックアンドピニオン機構、２０Ｂ…リンク機構、２１…ピニオンギヤ、２５…ピットマンアーム、３０…電動モータ、４０…減速部、５０…ラックケース、１１５…インロー部（位置決め部）

Claims (7)

1. 転舵機構に車輪を転舵する転舵力を付与するパワーステアリング装置であって、
   操舵ハンドルから操舵トルクが入力されて回転するステアリングシャフトと、
   前記操舵トルクを補助する回転トルクを前記ステアリングシャフトに付与する電動モータと、
   前記電動モータの回転を減速して前記ステアリングシャフトに伝達する減速部と、を備え、
   前記ステアリングシャフトは、
   前記転舵機構のピニオンギヤ及びピットマンアームのいずれか一方が選択的に相対回転不能に結合する結合部と、
   前記ピニオンギヤに当接することにより前記ピニオンギヤを径方向に位置決めする位置決め部と、を有することを特徴とするパワーステアリング装置。
2. 前記ステアリングシャフトを収容し２以上の支持部によって前記ステアリングシャフトを支持するシャフトケースをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のパワーステアリング装置。
3. 前記シャフトケースは、前記結合部に前記ピニオンギヤが結合される場合に前記ピニオンギヤを収容するラックケースが前記ピニオンギヤの軸方向から接触する接触部と、前記ラックケースが前記ピニオンギヤの径方向に隙間を持って嵌合する嵌合部と、を有することを特徴とする請求項２に記載のパワーステアリング装置。
4. 前記ステアリングシャフトは、前記結合部に前記ピットマンアームが結合される場合に前記ピットマンアームに当接する当接部をさらに有することを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載のパワーステアリング装置。
5. 前記位置決め部は、前記ピニオンギヤ及び前記ピットマンアームのいずれか一方とテーパ面で接触するテーパ部であることを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載のパワーステアリング装置。
6. 前記位置決め部は、前記ピニオンギヤ及び前記ピットマンアームのいずれか一方に嵌合するインロー部であることを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載のパワーステアリング装置。
7. 前記車輪を転舵する前記転舵機構としてのラックアンドピニオン機構及びリンク機構のいずれか一方と、
   前記車輪を転舵する転舵力を前記ラックアンドピニオン機構及び前記リンク機構のいずれか一方に付与する請求項１から６のいずれか一つに記載のパワーステアリング装置と、を備えることを特徴とするステアリング装置。

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