JP2022134189A

JP2022134189A - Rack and pinion type steering device

Info

Publication number: JP2022134189A
Application number: JP2021033164A
Authority: JP
Inventors: 茂雄篠原; Shigeo Shinohara
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2021-03-03
Filing date: 2021-03-03
Publication date: 2022-09-15

Abstract

To provide a structure of a rack and pinion type steering device that can improve a steering feeling, and enhance intensity of a rack tooth without increasing weight of a rack shaft and yet secure holding force in a width direction of the rack shaft.SOLUTION: A rack shaft 12 is configured to have an assist-side rack part 33 having a nearly D-shape cross section outline shape in which an assist-side rack tooth 30 that engages with an assist-side pinion shaft 14 is formed and a shaft-like part having a circular cross section outline shape, where the assist-side rack part 33 has a width dimension larger than an outer diameter of the shaft-like part. The rack shaft 12 is pressed toward the assist-side pinion shaft 14 by a roll-type assist-side rack guide 39 comprising a roller 45. A support hole 57 which is a D-shape hole having a nearly D-shape outline shape, through which the assist-side rack part 33 can be inserted, is used as a rack bush 10b that supports the rack shaft 12.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、ラックアンドピニオン式ステアリング装置に関する。 The present invention relates to a rack-and-pinion steering system.

ラックアンドピニオン式のステアリング装置は、小型かつ軽量に構成でき、しかも剛性が高く良好な操舵フィーリングを得られるなどの理由から、自動車用のステアリング装置に広く使用されている。図１１及び図１２は、特開２００７－１１２２７６号公報（特許文献１）に記載された、従来構造の１例のラックアンドピニオン式のステアリング装置１００を示している。 Rack-and-pinion type steering devices are widely used in automobile steering devices because they can be made compact and lightweight, and have high rigidity to provide a good steering feeling. 11 and 12 show an example of a rack-and-pinion type steering device 100 of a conventional structure, which is described in Japanese Patent Laying-Open No. 2007-112276 (Patent Document 1).

ステアリング装置１００は、ステアリングホイールの回転運動を、車両の幅方向の直線運動に変換することで、左右の操舵輪に舵角を付与する。 The steering device 100 converts rotational motion of the steering wheel into linear motion in the width direction of the vehicle, thereby imparting steering angles to the left and right steered wheels.

ステアリング装置１００は、ハウジング１０１と、ステアリングホイールの回転運動が伝達されるピニオン軸１０２と、ピニオン軸１０２の回転運動を直線運動に変換するラック軸１０３と、ラックガイド１０４と、１対のラックブッシュ１０５とを備える。 The steering device 100 includes a housing 101, a pinion shaft 102 to which the rotational motion of the steering wheel is transmitted, a rack shaft 103 that converts the rotational motion of the pinion shaft 102 into linear motion, a rack guide 104, and a pair of rack bushes. 105.

ハウジング１０１は、ラック軸１０３の軸方向中間部を収容するラック収容部１０１ａと、ピニオン軸１０２の先半部を収容するピニオン収容部１０１ｂと、ラックガイド１０４を収容するガイド収容部１０１ｃとを備える。ハウジング１０１は、ラック収容部１０１ａの長手方向（軸方向）を車両の幅方向に向けた状態で、車体に固定される。 The housing 101 includes a rack accommodating portion 101a that accommodates the axially intermediate portion of the rack shaft 103, a pinion accommodating portion 101b that accommodates the front half portion of the pinion shaft 102, and a guide accommodating portion 101c that accommodates the rack guide 104. . The housing 101 is fixed to the vehicle body with the longitudinal direction (axial direction) of the rack accommodating portion 101a facing the width direction of the vehicle.

ピニオン軸１０２は、外周面の先半部にピニオン歯１０２ａを有する。ピニオン軸１０２は、ピニオン収容部１０１ｂの内側に、１対の軸受１０６ａ、１０６ｂを介して回転自在に支持されている。ピニオン軸１０２は、ステアリングホイールに対して、図示しないステアリングシャフト及び中間シャフトなどを介して接続されており、ステアリングホイールの操舵操作に伴って回転する。 The pinion shaft 102 has pinion teeth 102a on the front half of the outer peripheral surface. The pinion shaft 102 is rotatably supported inside the pinion accommodating portion 101b via a pair of bearings 106a and 106b. The pinion shaft 102 is connected to the steering wheel via a steering shaft and an intermediate shaft (not shown), and rotates as the steering wheel is steered.

ラック軸１０３は、外周面の軸方向一部に、ピニオン軸１０２のピニオン歯１０２ａと噛合するラック歯１０３ａを有する。ラック軸１０３は、ラック収容部１０１ａの内側に、軸方向に関する往復移動を可能に配置されている。ラック軸１０３の軸方向両側の端部は、ラック収容部１０１ａの軸方向両側の端部から突出しており、タイロッド１０７に接続されている。 The rack shaft 103 has rack teeth 103 a that mesh with the pinion teeth 102 a of the pinion shaft 102 on part of its outer peripheral surface in the axial direction. The rack shaft 103 is arranged inside the rack accommodating portion 101a so as to be able to reciprocate in the axial direction. Both ends in the axial direction of the rack shaft 103 protrude from both ends in the axial direction of the rack accommodating portion 101 a and are connected to tie rods 107 .

ラックガイド１０４は、ラック軸１０３をピニオン軸１０２に向けて押圧するもので、ガイド収容部１０１ｃの内側に配置されている。ラックガイド１０４は、転がり式のラックガイドであり、ローラ１０４ａと、ホルダ１０４ｂと、ピン１０４ｃ、弾性部材１０４ｄとを有する。 The rack guide 104 presses the rack shaft 103 toward the pinion shaft 102, and is arranged inside the guide accommodating portion 101c. The rack guide 104 is a rolling rack guide, and has a roller 104a, a holder 104b, a pin 104c, and an elastic member 104d.

ローラ１０４ａは、ホルダ１０４ｂに対して、ピン１０４ｃを介して回転自在に支持されており、ラック軸１０３の外周面に対して転がり接触している。ローラ１０４ａの外周面は、ラック軸１０３の外周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１０４ｂは、ガイド収容部１０１ｃの内側に、ラック軸１０３に対する遠近移動を可能に配置されている。弾性部材１０４ｄは、ホルダ１０４ｂとガイド収容部１０１ｃの開口部を蓋したキャップ１０８との間に配置されており、ホルダ１０４ｂをラック軸１０３に向けて押圧している。 The roller 104a is rotatably supported by the holder 104b via a pin 104c, and is in rolling contact with the outer peripheral surface of the rack shaft 103. As shown in FIG. The outer peripheral surface of the roller 104 a has a generatrix shape of a concave circular arc that substantially matches the contour shape of the outer peripheral surface of the rack shaft 103 . The holder 104b is arranged inside the guide accommodating portion 101c so as to be movable with respect to the rack shaft 103. As shown in FIG. The elastic member 104d is arranged between the holder 104b and the cap 108 that covers the opening of the guide housing portion 101c, and presses the holder 104b toward the rack shaft 103. As shown in FIG.

１対のラックブッシュ１０５のそれぞれは、円筒形状を有しており、ラック収容部１０１ａの軸方向両側の開口部の近傍に内嵌されている。ラックブッシュ１０５は、ラック軸１０３を軸方向に挿通させる、丸孔である支持孔１０５ａを有する。ラックブッシュ１０５は、支持孔１０５ａの内周面によりラック軸１０３の外周面を摺動可能に支持する。 Each of the pair of rack bushings 105 has a cylindrical shape and is fitted in the vicinity of openings on both sides in the axial direction of the rack accommodating portion 101a. The rack bushing 105 has a circular support hole 105a through which the rack shaft 103 is axially inserted. The rack bushing 105 slidably supports the outer peripheral surface of the rack shaft 103 by the inner peripheral surface of the support hole 105a.

従来構造のステアリング装置１００は、ラックガイド１０４によりラック軸１０３をピニオン軸１０２に向けて押圧する構成を備えているため、ラック歯１０３ａとピニオン歯１０２ａとの噛合部のバックラッシュを低減することができ、該噛合部で異音が発生することを抑制できる。 Since the steering device 100 having the conventional structure has a structure in which the rack guide 104 presses the rack shaft 103 toward the pinion shaft 102, it is possible to reduce the backlash at the meshing portion between the rack teeth 103a and the pinion teeth 102a. It is possible to suppress the occurrence of abnormal noise at the meshing portion.

また、従来構造のステアリング装置１００は、ローラ１０４ａを備えた転がり式のラックガイド１０４を使用しているため、特開２００８－４４４８７号公報（特許文献２）などに開示された滑り式のラックガイドを使用した場合に比べて、ラック軸１０３とラックガイド１０４との間に生じる抵抗を小さくできる。このため、ピニオン軸１０２からラック軸１０３への伝達効率の向上を図れるとともに、操舵フィーリングを良好にすることができる。 In addition, since the steering device 100 having the conventional structure uses the rolling rack guide 104 having the roller 104a, the sliding rack guide disclosed in Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2008-44487 (Patent Document 2), etc. is used, the resistance between the rack shaft 103 and the rack guide 104 can be reduced. Therefore, the efficiency of transmission from the pinion shaft 102 to the rack shaft 103 can be improved, and the steering feeling can be improved.

特開２００７－１１２２７６号公報JP 2007-112276 A 特開２００８－４４４８７号公報JP-A-2008-44487 特開２０１４－２１４８１０号公報JP 2014-214810 A

特開２００７－１１２２７６号公報に記載された従来構造のステアリング装置１００は、ローラ１０４ａを備えた転がり式のラックガイド１０４を使用している。このため、図１２に示したように、ローラ１０４ａによるラック軸１０３の抑え角度αが、滑り式のラックガイドを使用した場合に比べて小さくなりやすい。したがって、ラック軸１０３の軸方向及びラックガイド１０４による押圧方向のそれぞれに直交するラック軸１０３の幅方向（図１２の上下方向）に関する、ラックガイド１０４によるラック軸１０３の保持力が不足しやすくなる。従来構造のステアリング装置１００では、不足するラック軸１０３の幅方向に関する保持力を、ラックブッシュ１０５により補っている。 A steering device 100 having a conventional structure described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-112276 uses a rolling rack guide 104 having rollers 104a. Therefore, as shown in FIG. 12, the angle α of the rack shaft 103 held down by the roller 104a tends to be smaller than when a sliding rack guide is used. Therefore, the holding force of the rack shaft 103 by the rack guide 104 tends to be insufficient in the width direction of the rack shaft 103 (vertical direction in FIG. 12) perpendicular to the axial direction of the rack shaft 103 and the pressing direction of the rack guide 104 . . In the steering device 100 having the conventional structure, the rack bushing 105 compensates for the insufficient holding force of the rack shaft 103 in the width direction.

近年、ラックアンドピニオン式のステアリング装置には、さらなる軽量化と高出力化への対応が求められている。このような事情に鑑みて、特開２０１４－２１４８１０号公報（特許文献３）などには、ラック軸の重量を増大することなく、ラック歯の強度を向上できる構造が開示されている。すなわち、略円柱形状を有するラック軸のうちで、ラック歯が形成された部分（範囲）のみの断面輪郭形状を、３つの直線部と１つの円弧部とからなる略Ｄ字形とし、ラック歯の歯幅を大きくする構造が開示されている。 In recent years, rack-and-pinion steering devices are required to be lighter and have higher output. In view of such circumstances, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-214810 (Patent Document 3) discloses a structure capable of improving the strength of the rack teeth without increasing the weight of the rack shaft. That is, of the rack shaft having a substantially cylindrical shape, only the portion (range) where the rack teeth are formed has a substantially D-shaped cross-sectional contour shape consisting of three linear portions and one circular arc portion. A structure for increasing the face width is disclosed.

そこで、従来構造のステアリング装置１００において、ラック歯１０３ａの強度を向上するために、ラック軸１０３のうちで、ラック歯１０３ａが形成された部分の断面輪郭形状を、図１２に記載されたような１つの直線部と１つの円弧部とからなる欠円形から、略Ｄ字形に変更することが考えられる。ただし、ラック軸１０３の断面輪郭形状のみを変更しただけでは、ラック歯１０３ａとラックブッシュ１０５とが干渉してしまい、ラック軸１０３をラックブッシュ１０５の支持孔１０５ａに挿通することができなくなる。支持孔１０５ａの内径を大きくして対応することも考えられるが、この場合には、ラックブッシュ１０５により、ラック軸１０３の幅方向に関する保持力を補うことができなくなる。 Therefore, in order to improve the strength of the rack teeth 103a in the steering device 100 having the conventional structure, the cross-sectional contour shape of the portion of the rack shaft 103 where the rack teeth 103a are formed is changed as shown in FIG. It is conceivable to change the partial circle consisting of one straight line portion and one circular arc portion to a substantially D shape. However, if only the cross-sectional contour shape of the rack shaft 103 is changed, the rack teeth 103 a and the rack bushing 105 interfere with each other, and the rack shaft 103 cannot be inserted through the support hole 105 a of the rack bushing 105 . It is conceivable to increase the inner diameter of the support hole 105a, but in this case, the rack bushing 105 cannot compensate for the holding force of the rack shaft 103 in the width direction.

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、操舵フィーリングを良好にすることができ、かつ、ラック軸の重量を増大せずにラック歯の強度向上を図れ、しかも、ラック軸の幅方向に関する保持力を確保できる、ラックアンドピニオン式ステアリング装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and is capable of improving the steering feeling, improving the strength of the rack teeth without increasing the weight of the rack shaft, and furthermore, An object of the present invention is to provide a rack-and-pinion steering device capable of securing a holding force in the width direction of a rack shaft.

本発明の一態様にかかるラックアンドピニオン式ステアリング装置は、ラック軸と、ピニオン軸と、ラックガイドと、ラックブッシュとを備える。
前記ピニオン軸は、前記ラック軸と噛合する。
前記ラックガイドは、前記ピニオン軸との間で前記ラック軸を挟むように配置され、前記ラック軸を前記ピニオン軸に向けて押圧する。
前記ラックブッシュは、前記ラック軸を軸方向に挿通させる支持孔を有する。
本発明の一態様にかかるラックアンドピニオン式ステアリング装置では、前記ラック軸は、前記ピニオン軸と噛合するラック歯が形成された、断面輪郭形状が前記ラック歯を挟んで配置された１対の直線部を含んで構成される略Ｄ字形のラック部と、前記ラック部から軸方向に外れた部分に備えられた断面輪郭形状が円形の軸状部とを有する。
前記ラック部（前記ラック歯）は、前記軸状部の外径と同じか又は前記軸状部の外径よりも大きな幅方向寸法を有する。
前記ラックガイドは、前記ラック軸と転がり接触するローラを含んで構成される。
前記支持孔は、前記ラック部を挿通可能な、輪郭形状が略Ｄ字形のＤ字形孔である。
なお、ラック部に関して幅方向とは、ラック歯の歯幅方向に一致する方向を指す。 A rack-and-pinion steering device according to one aspect of the present invention includes a rack shaft, a pinion shaft, a rack guide, and a rack bush.
The pinion shaft meshes with the rack shaft.
The rack guide is arranged to sandwich the rack shaft with the pinion shaft, and presses the rack shaft toward the pinion shaft.
The rack bushing has a support hole through which the rack shaft is axially inserted.
In the rack-and-pinion steering device according to one aspect of the present invention, the rack shaft is formed with rack teeth that mesh with the pinion shaft. and a shaft-like portion having a circular cross-sectional profile provided at a portion axially deviated from the rack portion.
The rack portion (the rack tooth) has a width dimension that is the same as or larger than the outer diameter of the shaft-like portion.
The rack guide includes a roller that makes rolling contact with the rack shaft.
The support hole is a D-shaped hole having a substantially D-shaped profile through which the rack portion can be inserted.
It should be noted that the width direction of the rack portion refers to the direction that coincides with the tooth width direction of the rack teeth.

本発明の一態様にかかるラックアンドピニオン式ステアリング装置では、前記ラック軸の軸方向に関して、前記ラックブッシュよりも前記ピニオン軸から遠い側に配置されたスペーサをさらに備えることができる。
この場合、前記スペーサは、前記ラックブッシュの材料よりも強度の高い材料、たとえば金属材料から構成することができる。 The rack-and-pinion steering apparatus according to one aspect of the present invention may further include a spacer arranged farther from the pinion shaft than the rack bush with respect to the axial direction of the rack shaft.
In this case, the spacer can be made of a material having a higher strength than the material of the rack bushing, such as a metal material.

本発明の一態様にかかるラックアンドピニオン式ステアリング装置では、前記ピニオン軸を回転駆動する電動モータと、ステアリングホイールの操舵操作に伴って回転する、前記ピニオン軸とは異なる第２のピニオン軸と、をさらに備えることができる。
この場合、前記ラック軸は、前記ラック部及び前記軸状部のそれぞれから軸方向に外れた部分に、前記第２のピニオン軸と噛合する第２のラック歯が形成された第２のラック部をさらに有する。 In a rack-and-pinion steering apparatus according to an aspect of the present invention, an electric motor that rotationally drives the pinion shaft; a second pinion shaft that rotates with a steering operation of a steering wheel and is different from the pinion shaft; can be further provided.
In this case, the rack shaft is a second rack portion in which second rack teeth that mesh with the second pinion shaft are formed in portions axially deviated from the rack portion and the shaft-like portion, respectively. further has

本発明によれば、操舵フィーリングを良好にすることができ、かつ、ラック軸の重量を増大せずにラック歯の強度向上を図れ、しかも、ラック軸の幅方向に関する保持力を確保できる、ラックアンドピニオン式ステアリング装置を実現できる。 According to the present invention, the steering feeling can be improved, the strength of the rack teeth can be improved without increasing the weight of the rack shaft, and the holding force in the width direction of the rack shaft can be secured. A rack-and-pinion steering system can be realized.

図１は、実施の形態の１例にかかるラックアンドピニオン式のステアリング装置を示す、模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing a rack-and-pinion steering apparatus according to an embodiment. 図２は、実施の形態の１例にかかるラックアンドピニオン式の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 of the rack-and-pinion steering apparatus according to the embodiment, with some members taken out. 図３は、ラック軸の軸方向一方側部分及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 and members arranged therearound. 図４は、ラック軸の軸方向他方側部分及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 a portion of the rack shaft on the other side in the axial direction and members arranged therearound. 図５は、図３のＡ－Ａ線断面模式図である。FIG. 5 is a schematic cross-sectional view taken along line AA of FIG. 図６（Ａ）は、ラック軸を取り出して示す平面図であり、図６（Ｂ）は、図６（Ａ）のＢ－Ｂ線拡大断面図であり、図６（Ｃ）は、図６（Ａ）のＣ－Ｃ線拡大断面図であり、図６（Ｄ）は、図６（Ａ）のＤ－Ｄ線拡大断面図である。6(A) is a plan view showing the rack shaft taken out, FIG. 6(B) is an enlarged cross-sectional view taken along line BB of FIG. 6(A), and FIG. 6(C) is a 6A is an enlarged cross-sectional view taken along line CC of FIG. 6A, and FIG. 6D is an enlarged cross-sectional view taken along line DD of FIG. 6A. 図７は、ラック軸を取り出して示す斜視図である。FIG. 7 is a perspective view showing the rack shaft taken out. 図８は、図４のＥ－Ｅ線断面模式図である。FIG. 8 is a schematic cross-sectional view taken along line EE of FIG. 図９は、図４のＦ－Ｆ線断面図である。9 is a cross-sectional view taken along line FF of FIG. 4. FIG. 図１０は、ラックブッシュを取り出して示す斜視図である。FIG. 10 is a perspective view showing the rack bushing taken out. 図１１は、従来構造のラックアンドピニオン式のステアリング装置を示す、部分断面図である。FIG. 11 is a partial cross-sectional view showing a conventional rack-and-pinion steering device. 図１２は、図１１のＧ－Ｇ線断面図である。12 is a cross-sectional view taken along the line GG of FIG. 11. FIG.

［実施の形態の１例］
実施の形態の１例について、図１～図１０を用いて説明する。なお、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。また、左右方向は、後述するラック軸１２及びラック収容部１５の軸方向に一致する。ラック軸１２及びラック収容部１５の軸方向に関して一方側とは、図１、図３、図４及び図６（Ａ）の左側を指し、ラック軸１２及びラック収容部１５の軸方向に関して他方側とは、図１、図３、図４及び図６（Ａ）の右側を指す。さらに、上下方向は、ラック軸１２の幅方向に一致する。 [One example of embodiment]
An example of an embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 10. FIG. In the following description, the front-rear direction means the front-rear direction of the vehicle, the up-down direction means the up-down direction of the vehicle, and the left-right direction means the width direction of the vehicle. Moreover, the left-right direction coincides with the axial direction of the rack shaft 12 and the rack accommodating portion 15, which will be described later. One side of the rack shaft 12 and the rack accommodating portion 15 in the axial direction refers to the left side in FIGS. refers to the right side of FIGS. 1, 3, 4 and 6A. Furthermore, the vertical direction coincides with the width direction of the rack shaft 12 .

〔ステアリング装置の全体構成〕
本例のラックアンドピニオン式のステアリング装置１は、図１に全体構成を示すように、デュアルピニオン式の電動パワーステアリング装置である。つまり、本例では、操舵側ピニオン軸１１とアシスト側ピニオン軸１４という２本のピニオンを用いて、操舵力とアシスト駆動力とをそれぞれ独立してラック軸１２に入力するタイプの電動パワーステアリング装置を対象としている。 [Overall configuration of steering device]
The rack-and-pinion steering system 1 of this embodiment is a dual-pinion electric power steering system, as shown in FIG. That is, in this example, the electric power steering apparatus of the type in which the steering force and the assist drive force are independently input to the rack shaft 12 using two pinions, the steering-side pinion shaft 11 and the assist-side pinion shaft 14 . It is intended for

ステアリング装置１は、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と、操舵機構部８と、アシスト機構部９と、１対のラックブッシュ１０ａ、１０ｂとを備える。 The steering device 1 includes a steering wheel 2, a steering shaft 3, a steering column 4, a pair of universal joints 5a and 5b, an intermediate shaft 6, a housing 7, a steering mechanism portion 8, and an assist mechanism portion 9. , and a pair of rack bushings 10a, 10b.

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、運転者が操舵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及び別の自在継手５ｂを介して、操舵機構部８を構成する操舵側ピニオン軸１１に接続されている。このため、操舵側ピニオン軸１１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１１の回転運動は、操舵機構部８を構成するラック軸１２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１３に舵角を付与する。また、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１４を介してラック軸１２に操舵補助力を付与し、運転者がステアリングホイール２を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 by the vehicle body. A steering wheel 2 that is steered by the driver is attached to the rear end of the steering shaft 3 . A front end portion of the steering shaft 3 is connected to a steering-side pinion shaft 11 constituting a steering mechanism portion 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 11 . The rotational motion of the steering-side pinion shaft 11 is converted into axial linear motion of the rack shaft 12 that constitutes the steering mechanism portion 8 . Thereby, a steering angle is given to the steering wheel 13 on either side. In addition, the steering device 1 applies a steering assist force to the rack shaft 12 via the assist-side pinion shaft 14 constituting the assist mechanism portion 9, thereby reducing the steering force required for the driver to operate the steering wheel 2. do.

本例では、アシスト側ピニオン軸１４が、特許請求の範囲に記載したピニオン軸に相当し、操舵側ピニオン軸１１が、特許請求の範囲に記載した第２のピニオン軸に相当する。また、１対のラックブッシュ１０ａ、１０ｂのうち、軸方向他方側に配置されたラックブッシュ１０ｂが、特許請求の範囲に記載したラックブッシュに相当する。 In this example, the assist-side pinion shaft 14 corresponds to the pinion shaft described in the claims, and the steering-side pinion shaft 11 corresponds to the second pinion shaft described in the claims. Of the pair of rack bushings 10a and 10b, the rack bushing 10b arranged on the other side in the axial direction corresponds to the rack bushing described in the claims.

〈ハウジング〉
ハウジング７は、車体に固定されるものであり、アルミニウム系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ている。ハウジング７は、図２に示すように、ラック収容部１５と、操舵側ピニオン収容部１６と、アシスト側ピニオン収容部１７と、操舵側ガイド収容部１８と、アシスト側ガイド収容部１９と、ギヤハウジング部２０と、複数の取付部２１ａ、２１ｂとを備える。 <housing>
The housing 7 is fixed to the vehicle body, and is integrally formed by die-casting a light alloy such as an aluminum alloy. As shown in FIG. 2, the housing 7 includes a rack accommodating portion 15, a steering-side pinion accommodating portion 16, an assist-side pinion accommodating portion 17, a steering-side guide accommodating portion 18, an assist-side guide accommodating portion 19, and a gear. It includes a housing portion 20 and a plurality of mounting portions 21a and 21b.

ラック収容部１５は、左右方向に伸長した円筒状部材である。ラック収容部１５は、軸方向の両側の端部が開口している。ラック収容部１５の内側には、操舵機構部８を構成するラック軸１２の軸方向中間部が収容される。ラック収容部１５は、略水平に配置される。 The rack accommodating portion 15 is a cylindrical member extending in the left-right direction. The rack accommodating portion 15 is open at both ends in the axial direction. An axially intermediate portion of the rack shaft 12 constituting the steering mechanism portion 8 is accommodated inside the rack accommodating portion 15 . The rack accommodating portion 15 is arranged substantially horizontally.

操舵側ピニオン収容部１６は、有底円筒形状を有しており、上側の端部のみが開口している。操舵側ピニオン収容部１６の内側には、操舵側ピニオン軸１１の先半部が配置される。操舵側ピニオン収容部１６は、ラック収容部１５の前側（図２の手前側）で、かつ、ラック収容部１５の軸方向一方側（図２の左側）部分に配置されている。また、操舵側ピニオン収容部１６は、ラック収容部１５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１６の中心軸とラック収容部１５の中心軸とは、ねじれの位置関係にある。また、前後方向から見て、操舵側ピニオン収容部１６の中心軸は、ラック収容部１５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１６の内部空間は、ラック収容部１５の内部空間に連通している。 The steering-side pinion housing portion 16 has a cylindrical shape with a bottom, and only the upper end is open. The front half of the steering pinion shaft 11 is arranged inside the steering pinion accommodating portion 16 . The steering-side pinion housing portion 16 is arranged on the front side of the rack housing portion 15 (front side in FIG. 2) and on one axial side (left side in FIG. 2) of the rack housing portion 15 . Further, the steering-side pinion housing portion 16 is arranged in a twisted positional relationship with respect to the rack housing portion 15 . That is, the central axis of the steering-side pinion accommodating portion 16 and the central axis of the rack accommodating portion 15 are in a twisted positional relationship. Further, when viewed from the front-rear direction, the central axis of the steering-side pinion accommodating portion 16 is not arranged in a direction orthogonal to the central axis of the rack accommodating portion 15, but is inclined with respect to the orthogonal direction. . The internal space of the steering-side pinion housing portion 16 communicates with the internal space of the rack housing portion 15 .

アシスト側ピニオン収容部１７は、有底円筒形状を有しており、上側の端部のみが開口している。アシスト側ピニオン収容部１７の内側には、アシスト側ピニオン軸１４が配置されている。アシスト側ピニオン収容部１７は、ラック収容部１５の前側（図２の手前側）で、かつ、ラック収容部１５の軸方向他方側（図２の右側）部分に配置されている。また、アシスト側ピニオン収容部１７は、ラック収容部１５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１７の中心軸とラック収容部１５の中心軸とは、ねじれの位置関係にある。また、前後方向から見て、アシスト側ピニオン収容部１７の中心軸は、ラック収容部１５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１７の内部空間は、ラック収容部１５の内部空間に連通している。なお、本発明を実施する場合に、アシスト側ピニオン収容部の中心軸は、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 portion 17 has a cylindrical shape with a bottom, and only the upper end is open. An assist-side pinion shaft 14 is arranged inside the assist-side pinion accommodating portion 17 . The assist-side pinion accommodating portion 17 is arranged on the front side of the rack accommodating portion 15 (on the near side in FIG. 2) and on the other side in the axial direction of the rack accommodating portion 15 (on the right side in FIG. 2). Further, the assist-side pinion accommodating portion 17 is arranged in a twisted positional relationship with respect to the rack accommodating portion 15 . That is, the central axis of the assist-side pinion accommodating portion 17 and the central axis of the rack accommodating portion 15 are in a twisted positional relationship. Further, when viewed from the front-rear direction, the central axis of the assist-side pinion accommodating portion 17 is not arranged in a direction orthogonal to the central axis of the rack accommodating portion 15, but is inclined with respect to the orthogonal direction. . The internal space of the assist-side pinion housing portion 17 communicates with the internal space of the rack housing portion 15 . In addition, when carrying out the present invention, the central axis of the assist-side pinion accommodating portion can also be arranged in a direction perpendicular to the central axis of the rack accommodating portion.

操舵側ガイド収容部１８は、円筒形状を有しており、前後方向に伸長している。操舵側ガイド収容部１８の内側には、後述の操舵側ラックガイド２５が収容されている。操舵側ガイド収容部１８は、ラック収容部１５の後側で、かつ、ラック収容部１５の軸方向一方側部分に配置されている。具体的には、操舵側ガイド収容部１８は、ラック収容部１５の軸方向に関して、操舵側ピニオン収容部１６と同じ位置に配置されている。操舵側ガイド収容部１８の内部空間も、ラック収容部１５の内部空間に連通している。 The steering-side guide housing portion 18 has a cylindrical shape and extends in the front-rear direction. A steering-side rack guide 25 , which will be described later, is accommodated inside the steering-side guide accommodating portion 18 . The steering-side guide housing portion 18 is arranged on the rear side of the rack housing portion 15 and on one side portion of the rack housing portion 15 in the axial direction. Specifically, the steering-side guide housing portion 18 is arranged at the same position as the steering-side pinion housing portion 16 with respect to the axial direction of the rack housing portion 15 . The internal space of the steering-side guide housing portion 18 also communicates with the internal space of the rack housing portion 15 .

アシスト側ガイド収容部１９は、円筒形状を有しており、前後方向に伸長している。アシスト側ガイド収容部１９の内側には、後述のアシスト側ラックガイド３９が収容されている。アシスト側ガイド収容部１９は、ラック収容部１５の後側で、かつ、ラック収容部１５の軸方向他方側部分に配置されている。具体的には、アシスト側ガイド収容部１９は、ラック収容部１５の軸方向に関して、アシスト側ピニオン収容部１７と同じ位置に配置されている。アシスト側ガイド収容部１９の内部空間も、ラック収容部１５の内部空間に連通している。 The assist-side guide housing portion 19 has a cylindrical shape and extends in the front-rear direction. An assist-side rack guide 39 , which will be described later, is accommodated inside the assist-side guide accommodating portion 19 . The assist-side guide housing portion 19 is arranged on the rear side of the rack housing portion 15 and on the other axial side portion of the rack housing portion 15 . Specifically, the assist-side guide housing portion 19 is arranged at the same position as the assist-side pinion housing portion 17 with respect to the axial direction of the rack housing portion 15 . The internal space of the assist-side guide housing portion 19 also communicates with the internal space of the rack housing portion 15 .

ギヤハウジング部２０は、アシスト機構部９を構成する後述のウォーム減速機４０を収容する部分であり、ウォーム収容部２２とホイール収容部２３とを備える。なお、ギヤハウジング部２０は、ハウジング７と別体に構成し、ハウジング７に対してボルトなどにより固定することもできる。 The gear housing portion 20 is a portion that accommodates a worm reduction gear 40 (described later) that constitutes the assist mechanism portion 9 , and includes a worm accommodation portion 22 and a wheel accommodation portion 23 . The gear housing portion 20 may be formed separately from the housing 7 and fixed to the housing 7 with bolts or the like.

ウォーム収容部２２は、有底円筒形状を有しており、ラック収容部１５よりも上方に、該ラック収容部１５と略平行に配置されている。ウォーム収容部２２は、ラック軸１２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２２は、外周面のうち、ラック軸１２の軸方向に関して一方側の端部に、外向鍔状の取付フランジ２４を有する。ウォーム収容部２２は、前後方向に関してホイール収容部２３の前側に配置されている。ウォーム収容部２２の内部空間とホイール収容部２３の内部空間とは、互いに連通している。ウォーム収容部２２の内側には、ウォーム減速機４０を構成するウォーム５１が回転自在に支持される。なお、本発明を実施する場合に、ウォーム収容部の開口部及び取付フランジは、ラック軸の軸方向に関して他方側に設けることもできる。 The worm housing portion 22 has a cylindrical shape with a bottom, and is arranged above the rack housing portion 15 and substantially parallel to the rack housing portion 15 . The worm housing portion 22 has an opening at one end in the axial direction of the rack shaft 12 . The worm housing portion 22 has an outward flange-shaped mounting flange 24 at one end portion of the outer peripheral surface thereof in the axial direction of the rack shaft 12 . The worm housing portion 22 is arranged on the front side of the wheel housing portion 23 in the front-rear direction. The internal space of the worm housing portion 22 and the internal space of the wheel housing portion 23 communicate with each other. A worm 51 constituting a worm speed reducer 40 is rotatably supported inside the worm housing portion 22 . In addition, when carrying out the present invention, the opening of the worm housing and the mounting flange can be provided on the other side of the rack shaft in the axial direction.

ホイール収容部２３は、略円筒形状を有しており、アシスト側ピニオン収容部１７の上側に備えられている。ホイール収容部２３とアシスト側ピニオン収容部１７とは互いに同軸に配置されている。ホイール収容部２３は、ウォーム減速機４０を構成するウォームホイール５２の周囲を覆うように配置されている。 The wheel accommodating portion 23 has a substantially cylindrical shape and is provided above the assist-side pinion accommodating portion 17 . The wheel accommodating portion 23 and the assist-side pinion accommodating portion 17 are arranged coaxially with each other. The wheel housing portion 23 is arranged so as to cover the worm wheel 52 that constitutes the worm speed reducer 40 .

複数（図示の例では４つ）の取付部２１ａ、２１ｂのうち、ラック収容部１５の軸方向両側の端部に配置された１対の取付部２１ａは、ラック収容部１５の前側に配置されている。これに対し、ラック収容部１５の軸方向中間部に配置された１対の取付部２１ｂは、ラック収容部１５の後側に配置されている。ハウジング７は、複数の取付部２１ａ、２１ｂ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。 Of the plurality of (four in the illustrated example) mounting portions 21 a and 21 b , a pair of mounting portions 21 a arranged at both ends in the axial direction of the rack housing portion 15 are arranged on the front side of the rack housing portion 15 . ing. On the other hand, the pair of mounting portions 21 b arranged in the axially intermediate portion of the rack accommodating portion 15 are arranged on the rear side of the rack accommodating portion 15 . The housing 7 is fixed to the vehicle body using fixing members such as bolts and studs inserted through the respective mounting portions 21a and 21b.

〈操舵機構部〉
操舵機構部８は、操舵側ピニオン軸１１と、ラック軸１２と、操舵側ラックガイド２５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１２の軸方向の直線運動に変換する。 <Steering mechanism>
The steering mechanism section 8 has a steering-side pinion shaft 11 , a rack shaft 12 , and a steering-side rack guide 25 , and converts rotational motion of the steering wheel 2 into axial linear motion of the rack shaft 12 .

《操舵側ピニオン軸》
操舵側ピニオン軸１１は、外周面の先半部に操舵側ピニオン歯２６を有する。操舵側ピニオン軸１１は、図５に示すように、操舵側ピニオン収容部１６の内側に、１対の軸受２７ａ、２７ｂを用いて回転自在に支持されている。操舵側ピニオン軸１１の中心軸は、操舵側ピニオン収容部１６の中心軸と同軸に配置されている。操舵側ピニオン軸１１は、ステアリングホイール２に対し、自在継手５ａ、５ｂ及び中間シャフト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の操舵操作に伴って回転する。操舵側ピニオン軸１１の回転は、ラック軸１２の直線運動に変換され、ラック軸１２の軸方向両側の端部に接続されたタイロッド２８を押し引きする。これにより、左右の操舵輪１３に舵角が付与される。《Steering side pinion shaft》
The steering-side pinion shaft 11 has steering-side pinion teeth 26 on the leading half of the outer peripheral surface. As shown in FIG. 5, the steering-side pinion shaft 11 is rotatably supported inside the steering-side pinion accommodating portion 16 using a pair of bearings 27a and 27b. The central axis of the steering-side pinion shaft 11 is arranged coaxially with the central axis of the steering-side pinion accommodating portion 16 . The steering-side pinion shaft 11 is connected to the steering wheel 2 via universal joints 5a and 5b, an intermediate shaft 6, and the like, and rotates as the steering wheel 2 is steered. The rotation of the steering-side pinion shaft 11 is converted into linear motion of the rack shaft 12 and pushes and pulls the tie rods 28 connected to both ends of the rack shaft 12 in the axial direction. As a result, steering angles are imparted to the left and right steered wheels 13 .

《ラック軸》
ラック軸１２は、炭素鋼などの金属製の棒状部材であり、中実体である。ラック軸１２は、軸方向（長手方向）を左右方向に向けて配置される。ラック軸１２は、図６及び図７に示すように、軸方向一方側部分の外周面の一部に、操舵側ピニオン軸１１の外周面に備えられた操舵側ピニオン歯２６と噛合する、操舵側ラック歯２９を有し、かつ、軸方向他方側部分の外周面の一部に、アシスト機構部９を構成するアシスト側ピニオン軸１４の外周面に備えられたアシスト側ピニオン歯４３と噛合する、アシスト側ラック歯３０を有する。本例では、ラック軸１２は、軸方向一方側部分の前側面に操舵側ラック歯２９を有し、かつ、軸方向他方側部分の前側面にアシスト側ラック歯３０を有する。ラック軸１２は、軸方向両側の端面に開口する１対のねじ孔３１を有する。なお、図６の（Ｂ）には、アシスト側ラック歯３０の歯幅方向（図６の上下方向）両側の端部の形状を、直角に描いているが、アシスト側ラック歯３０の歯幅方向両側の端部は、ダレに起因して円弧状に湾曲する場合がある。《Rack Axis》
The rack shaft 12 is a rod-shaped member made of metal such as carbon steel, and is a solid body. The rack shaft 12 is arranged with its axial direction (longitudinal direction) oriented in the left-right direction. As shown in FIGS. 6 and 7 , the rack shaft 12 is a steering gear that meshes with steering-side pinion teeth 26 provided on the outer peripheral surface of the steering-side pinion shaft 11 on a part of the outer peripheral surface of the one axial side portion. It has side rack teeth 29 and meshes with assist-side pinion teeth 43 provided on the outer peripheral surface of the assist-side pinion shaft 14 constituting the assist mechanism portion 9 on a part of the outer peripheral surface of the other axial side portion. , assist side rack teeth 30 . In this example, the rack shaft 12 has steering-side rack teeth 29 on the front side surface of one axial side portion, and has assist-side rack teeth 30 on the front side surface of the other axial side portion. The rack shaft 12 has a pair of threaded holes 31 opening on both axial end faces. In FIG. 6B, the shape of both ends of the assist-side rack tooth 30 in the tooth width direction (vertical direction in FIG. 6) is drawn at a right angle. The ends on both sides in the direction may be curved in an arc shape due to sag.

ラック軸１２は、軸方向一方側部分に、操舵側ラック歯２９が形成された操舵側ラック部３２を有し、軸方向他方側部分に、アシスト側ラック歯３０が形成されたアシスト側ラック部３３を有する。ラック軸１２は、操舵側ラック部３２及びアシスト側ラック部３３のそれぞれから軸方向に外れた軸方向中間部に、軸状部３４を有する。 The rack shaft 12 has a steering-side rack portion 32 formed with steering-side rack teeth 29 on one axial side, and an assist-side rack portion formed with assist-side rack teeth 30 on the other axial side. 33. The rack shaft 12 has a shaft-like portion 34 at an axially intermediate portion axially deviated from each of the steering-side rack portion 32 and the assist-side rack portion 33 .

本例では、アシスト側ラック歯３０が、特許請求の範囲に記載したラック歯に相当し、アシスト側ラック部３３が、特許請求の範囲に記載したラック部に相当する。また、操舵側ラック歯２９が、特許請求の範囲に記載した第２のラック歯に相当し、操舵側ラック部３２が、特許請求の範囲に記載した第２のラック部に相当する。なお、ラック軸１２に関して幅方向とは、操舵側ラック歯２９及びアシスト側ラック歯３０の歯幅方向に一致する方向をいい、ラック軸１２の軸方向及び操舵側ラックガイド２５（又はアシスト側ラックガイド３９）による押圧方向のそれぞれに直交する、図６の上下方向を指す。 In this example, the assist-side rack teeth 30 correspond to the rack teeth described in the claims, and the assist-side rack portion 33 corresponds to the rack portions described in the claims. Moreover, the steering-side rack tooth 29 corresponds to the second rack tooth described in the claims, and the steering-side rack portion 32 corresponds to the second rack portion described in the claims. Note that the width direction of the rack shaft 12 means a direction that coincides with the tooth width direction of the steering-side rack teeth 29 and the assist-side rack teeth 30, and the axial direction of the rack shaft 12 and the steering-side rack guide 25 (or the assist-side rack It refers to the vertical direction in FIG. 6 orthogonal to each of the pressing directions by the guide 39).

本例では、ラック軸１２の重量増大を抑えつつ、アシスト機構部９から操舵補助力が入力されるアシスト側ラック歯３０の強度向上を図るべく、図６（Ｂ）に示すように、アシスト側ラック部３３の断面輪郭形状を、３つの直線部３３ａ、３３ｂ、３３ｃと、１つの円弧部３３ｄとからなる、略Ｄ字形としている。アシスト側ラック部３３の外周面のうち、アシスト側ラック歯３０が形成された前側面は、直線部３３ａから構成されており、上側面は、直線部３３ｂ及び円弧部３３ｄの一部から構成されており、下側面は、直線部３３ｃ及び円弧部３３ｄの一部から構成されており、後側面は、円弧部３３ｄから構成されている。アシスト側ラック部３３の断面輪郭形状を構成する３つの直線部３３ａ、３３ｂ、３３ｃと１つの円弧部３３ｄとのうち、１対の直線部３３ｂ、３３ｃは、アシスト側ラック歯３０を挟んで互いに略平行に配置されている。そして、アシスト側ラック部３３の幅方向の寸法Ｗ_３３（図６（Ｂ）の上下方向に関する幅寸法）を、操舵側ラック部３２の幅方向の寸法Ｗ_３２（図６（Ｃ）の上下方向に関する幅寸法）及び軸状部３４の外径Ｄのそれぞれよりも大きくしている（Ｗ_３３＞Ｗ_３２、Ｗ_３３＞Ｄ）。このため、アシスト側ラック歯３０の歯幅Ｔ_３０は、アシスト側ラック部３３の幅方向の寸法Ｗ_３３と同一になり、操舵側ラック歯２９の歯幅Ｔ_２９よりも大きくなっている（Ｔ_３０＞Ｔ_２９）。なお、操舵側ラック歯２９の歯幅Ｔ_２９は、操舵側ラック部３２の幅方向の寸法Ｗ_３２よりも小さい（Ｔ_２９＜Ｗ_３２）。また、アシスト側ラック部３３の幅方向両側面（上側面及び下側面）は、平坦面部を含んで構成されている。なお、本発明を実施する場合には、アシスト側ラック部の幅方向の寸法を、操舵側ラック部の幅方向の寸法及び軸状部の外径と同じにすることもできる。この場合にも、アシスト側ラック歯の歯幅を、操舵側ラック歯の歯幅よりも大きくすることができる。 In this example, as shown in FIG. The cross-sectional contour shape of the rack portion 33 is substantially D-shaped, consisting of three linear portions 33a, 33b, 33c and one arc portion 33d. Of the outer peripheral surface of the assist-side rack portion 33, the front side surface on which the assist-side rack teeth 30 are formed is composed of a linear portion 33a, and the upper side surface is composed of a linear portion 33b and part of an arc portion 33d. The lower side surface is composed of the linear portion 33c and part of the circular arc portion 33d, and the rear side surface is composed of the circular arc portion 33d. Of the three linear portions 33a, 33b, 33c and one circular arc portion 33d that constitute the cross-sectional contour shape of the assist-side rack portion 33, the pair of linear portions 33b, 33c are arranged to sandwich the assist-side rack tooth 30 from each other. They are arranged substantially parallel. Then, the dimension W ₃₃ in the width direction of the assist side rack portion 33 (the width dimension in the vertical direction in FIG. 6B) is changed to the dimension W ₃₂ in the width direction of the steering side rack portion 32 (the dimension in the vertical direction in FIG. 6C). width) and the outer diameter D of the shaft-like portion 34 (W ₃₃ >W ₃₂ , W ₃₃ >D). Therefore, the tooth width T30 of the assist-side rack teeth ₃₀ is the same as the widthwise dimension W33 of the assist-side rack portion ₃₃ , and is larger than the tooth width T29 of the steering-side rack teeth ₂₉ (T ₃₀ > _T29 ). Note that the tooth width T ₂₉ of the steering-side rack teeth 29 is smaller than the widthwise dimension W ₃₂ of the steering-side rack portion 32 (T ₂₉ <W ₃₂ ). Further, both lateral side surfaces (upper side surface and lower side surface) of the assist-side rack portion 33 are configured to include flat surface portions. In the case of carrying out the present invention, the widthwise dimension of the assist side rack portion may be the same as the widthwise dimension of the steering side rack portion and the outer diameter of the shaft portion. Also in this case, the tooth width of the rack teeth on the assist side can be made larger than the tooth width of the rack teeth on the steering side.

これに対し、操舵側ラック部３２は、図６（Ｃ）に示すように、操舵側ラック歯２９が形成された前側面を構成する１つの直線部３２ａと、前側面以外の部分を構成する１つの円弧部３２ｂとからなる、欠円形の断面輪郭形状を有する。また、軸状部３４は、図６（Ｄ）に示すように、円形の断面輪郭形状を有する。操舵側ラック部３２の幅方向の寸法（外接円直径）Ｗ_３２と、軸状部３４の外径Ｄとは互いに等しい（Ｗ_３２＝Ｄ）。 On the other hand, as shown in FIG. 6(C), the steering-side rack portion 32 includes one linear portion 32a that constitutes the front side on which the steering-side rack teeth 29 are formed, and a portion other than the front side. It has a cross-sectional contour shape of a partially circular shape consisting of one circular arc portion 32b. Moreover, the shaft-like portion 34 has a circular cross-sectional contour shape, as shown in FIG. 6(D). The widthwise dimension (circumscribed circle diameter) W ₃₂ of the steering-side rack portion 32 and the outer diameter D of the shaft-like portion 34 are equal (W ₃₂ =D).

ラック軸１２は、軸方向を左右方向に向け、かつ、軸方向両側の端部を、ラック収容部１５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１５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１２の軸方向両側の端部は、球面継手３５を介してタイロッド２８に接続される。すなわち、ラック軸１２の１対のねじ孔３１のそれぞれに、球面継手３５の基部に備えられた雄ねじ部が螺合され、かつ、球面継手３５の先端部に、タイロッド２８の基端部が揺動可能に支持されている。 The rack shaft 12 extends axially inside the rack accommodating portion 15 with its axial direction directed in the left-right direction and both ends in the axial direction protruding from openings on both sides in the left-right direction of the rack accommodating portion 15 . It is supported so that it can move back and forth. Both ends of the rack shaft 12 in the axial direction are connected to tie rods 28 via spherical joints 35 . That is, a male screw provided at the base of a spherical joint 35 is screwed into each of the pair of screw holes 31 of the rack shaft 12 , and the base end of the tie rod 28 swings at the tip of the spherical joint 35 . movably supported.

《操舵側ラックガイド》
操舵側ラックガイド２５は、ラック軸１２を操舵側ピニオン軸１１に向けて押圧するもので、操舵側ガイド収容部１８の内側に配置されている。これにより、操舵側ラックガイド２５は、操舵側ピニオン軸１１との間でラック軸１２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２５は、図３及び図５に示すように、滑り式のラックガイドであり、パッド３６と、弾性部材３７とを備える。《Steering side rack guide》
The steering-side rack guide 25 presses the rack shaft 12 toward the steering-side pinion shaft 11 and is arranged inside the steering-side guide accommodating portion 18 . Thus, the steering-side rack guide 25 and the steering-side pinion shaft 11 are arranged so as to sandwich the rack shaft 12 therebetween. The steering-side rack guide 25 of this example is a sliding rack guide, and includes a pad 36 and an elastic member 37, as shown in FIGS.

パッド３６は、略円柱形状を有しており、操舵側ガイド収容部１８の内側に、ラック軸１２に対する遠近移動を可能に配置されている。パッド３６は、ラック軸１２の凸円筒面状の後側面に対向する面に、ラック軸１２の後側面に合致した形状を有する凹円筒面状の押圧面３６ａを有する。具体的には、押圧面３６ａは、ラック軸１２のうち、操舵側ラック部３２の後側面に合致した形状を有する。押圧面３６ａ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３７は、図示の例ではねじりコイルばねであり、パッド３６と、操舵側ガイド収容部１８の開口部を蓋した操舵側キャップ３８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３７は、パッド３６をラック軸１２に向けて押圧する。 The pad 36 has a substantially columnar shape and is arranged inside the steering-side guide housing portion 18 so as to be capable of moving farther and nearer with respect to the rack shaft 12 . The pad 36 has a concave cylindrical pressing surface 36 a having a shape matching the rear side surface of the rack shaft 12 on the surface facing the rear side surface of the rack shaft 12 having a convex cylindrical surface. Specifically, the pressing surface 36 a has a shape that matches the rear side surface of the steering-side rack portion 32 of the rack shaft 12 . The pressing surface 36a is made of synthetic resin or the like having excellent slipperiness. The elastic member 37 is a torsion coil spring in the illustrated example, and is held in an elastically compressed state between the pad 36 and a steering-side cap 38 that covers the opening of the steering-side guide housing portion 18 . ing. Thereby, the elastic member 37 presses the pad 36 toward the rack shaft 12 .

操舵側ラックガイド２５は、ラック軸１２を操舵側ピニオン軸１１に向けて押圧することで、操舵側ピニオン歯２６と操舵側ラック歯２９との噛合部のバックラッシュを低減する。これにより、操舵側ピニオン歯２６と操舵側ラック歯２９との噛合部で、異音が発生することを防止している。 The steering-side rack guide 25 presses the rack shaft 12 toward the steering-side pinion shaft 11 to reduce backlash at the meshing portion between the steering-side pinion teeth 26 and the steering-side rack teeth 29 . This prevents the occurrence of abnormal noise at the meshing portion between the steering-side pinion teeth 26 and the steering-side rack teeth 29 .

〈アシスト機構部〉
アシスト機構部９は、ラック軸１２に操舵補助力を付与し、運転者がステアリングホイール２を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１４と、アシスト側ラックガイド３９と、ウォーム減速機４０と、電動モータ４１と、トルクセンサ４２とを備える。 <Assist Mechanism>
The assist mechanism 9 applies a steering assist force to the rack shaft 12 to reduce the steering force required for the driver to operate the steering wheel 2 . The assist mechanism portion 9 includes an assist-side pinion shaft 14 , an assist-side rack guide 39 , a worm speed reducer 40 , an electric motor 41 and a torque sensor 42 .

本例では、アシスト側ラックガイド３９が、特許請求の範囲に記載したラックガイドに相当する。 In this example, the assist-side rack guide 39 corresponds to the rack guide described in the claims.

《アシスト側ピニオン軸》
アシスト側ピニオン軸１４は、外周面の先半部に、アシスト側ピニオン歯４３を有する。アシスト側ピニオン軸１４は、図８に示すように、アシスト側ピニオン収容部１７の内側に、複数の軸受４４ａ、４４ｂを用いて回転自在に支持されている。このため、アシスト側ピニオン軸１４は、ラック軸１２の軸方向に関して、操舵側ピニオン軸１１から離隔した位置に配置されている。また、アシスト側ピニオン軸１４の中心軸は、アシスト側ピニオン収容部１７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１４は、ウォーム減速機４０を介して、電動モータ４１により回転駆動される。《Assist side pinion shaft》
The assist-side pinion shaft 14 has assist-side pinion teeth 43 on the front half of the outer peripheral surface. As shown in FIG. 8, the assist-side pinion shaft 14 is rotatably supported inside the assist-side pinion accommodating portion 17 using a plurality of bearings 44a and 44b. Therefore, the assist-side pinion shaft 14 is arranged at a position separated from the steering-side pinion shaft 11 in the axial direction of the rack shaft 12 . In addition, the central axis of the assist-side pinion shaft 14 is arranged coaxially with the central axis of the assist-side pinion accommodating portion 17 . The assist-side pinion shaft 14 is rotationally driven by an electric motor 41 via a worm reduction gear 40 .

《アシスト側ラックガイド》
アシスト側ラックガイド３９は、ラック軸１２をアシスト側ピニオン軸１４に向けて押圧するもので、アシスト側ガイド収容部１９の内側に配置されている。これにより、アシスト側ラックガイド３９は、アシスト側ピニオン軸１４との間でラック軸１２を挟むように配置されている。アシスト側ラックガイド３９は、図４及び図８に示すように、転がり式のラックガイドであり、ローラ４５と、ホルダ４６と、ピン４７と、転がり軸受４８と、弾性部材４９とを有する。《Assist side rack guide》
The assist-side rack guide 39 presses the rack shaft 12 toward the assist-side pinion shaft 14 and is arranged inside the assist-side guide accommodating portion 19 . Thereby, the assist-side rack guide 39 is arranged so as to sandwich the rack shaft 12 with the assist-side pinion shaft 14 . The assist-side rack guide 39 is a rolling rack guide, and has rollers 45 , holders 46 , pins 47 , rolling bearings 48 , and elastic members 49 , as shown in FIGS. 4 and 8 .

ローラ４５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４７及び転がり軸受４８を介して、ホルダ４６に対し回転自在に支持されている。これにより、ローラ４５の外周面は、ラック軸１２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４５の外周面は、ラック軸１２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している。具体的には、ローラ４５の外周面は、アシスト側ラック部３３の後側面の輪郭形状に略合致した母線形状を有する。ホルダ４６は、アシスト側ガイド収容部１９の内側に、ラック軸１２に対する遠近移動を可能に配置されている。弾性部材４９は、図示の例では皿ばねであり、ホルダ４６とアシスト側ガイド収容部１９の開口部を蓋したアシスト側キャップ５０との間に配置されている。弾性部材４９は、ホルダ４６をラック軸１２に向けて押圧している。 The roller 45 has a substantially annular shape and is rotatably supported by the holder 46 via a pin 47 and a rolling bearing 48 arranged with the axial direction directed vertically. As a result, the outer peripheral surface of the roller 45 is in rolling contact with the widthwise intermediate portion of the rear side surface of the rack shaft 12 . The outer peripheral surface of the roller 45 has a generatrix shape of a concave circular arc that substantially matches the contour shape of the rear side surface of the rack shaft 12 . Specifically, the outer peripheral surface of the roller 45 has a generatrix shape that substantially matches the contour shape of the rear side surface of the assist-side rack portion 33 . The holder 46 is arranged inside the assist-side guide accommodating portion 19 so as to be movable near and far relative to the rack shaft 12 . The elastic member 49 is a disc spring in the illustrated example, and is arranged between the holder 46 and the assist-side cap 50 that covers the opening of the assist-side guide accommodating portion 19 . The elastic member 49 presses the holder 46 toward the rack shaft 12 .

アシスト側ラックガイド３９は、ラック軸１２をアシスト側ピニオン軸１４に向けて押圧することで、アシスト側ピニオン歯４３とアシスト側ラック歯３０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歯４３とアシスト側ラック歯３０との噛合部で、異音が発生することを防止している。 The assist-side rack guide 39 presses the rack shaft 12 toward the assist-side pinion shaft 14 to reduce backlash at the meshing portion between the assist-side pinion teeth 43 and the assist-side rack teeth 30 . This prevents the generation of abnormal noise at the meshing portion between the assist-side pinion teeth 43 and the assist-side rack teeth 30 .

《ウォーム減速機》
ウォーム減速機４０は、ウォーム５１とウォームホイール５２とを備え、電動モータ４１の回転を減速（トルクを増大）して、アシスト側ピニオン軸１４に伝達する。《Worm reducer》
The worm speed reducer 40 includes a worm 51 and a worm wheel 52 , reduces the speed (increases torque) of the rotation of the electric motor 41 , and transmits the reduced speed to the assist-side pinion shaft 14 .

ウォーム５１は、外周面にウォーム歯を有し、かつ、基端部を、電動モータ４１の出力軸に対し、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している。ウォーム５１は、ウォーム収容部２２の内側に、基端部を中心とする若干の揺動変位を可能に支持される。 The worm 51 has worm teeth on its outer peripheral surface, and its base end is connected to the output shaft of the electric motor 41 via a joint (not shown) or the like so that torque can be transmitted. The worm 51 is supported inside the worm housing portion 22 so as to be slightly rockable about its proximal end.

ウォームホイール５２は、外周面に、前記ウォーム歯と噛合するホイール歯を有し、アシスト側ピニオン軸１４の基端部に相対回転不能に固定されている。ウォームホイール５２は、ホイール収容部２３の内側に配置されている。 The worm wheel 52 has wheel teeth that mesh with the worm teeth on its outer peripheral surface, and is fixed to the base end portion of the assist-side pinion shaft 14 so as not to rotate relative to it. The worm wheel 52 is arranged inside the wheel accommodating portion 23 .

《電動モータ》
電動モータ４１は、ウォーム減速機４０及びアシスト側ピニオン軸１４を介して、ラック軸１２に操舵補助力を付与するためのもので、ウォーム収容部２２に備えられた取付フランジ２４に対して固定されている。これにより、電動モータ４１は、ハウジング７の左右方向に関する中央付近に配置されている。ただし、本発明を実施する場合には、電動モータを、ハウジング７の左右方向の端部に配置することもできる。《Electric motor》
The electric motor 41 is for applying a steering assist force to the rack shaft 12 via the worm speed reducer 40 and the assist-side pinion shaft 14, and is fixed to the mounting flange 24 provided in the worm accommodating portion 22. ing. Thereby, the electric motor 41 is arranged near the center of the housing 7 in the left-right direction. However, when carrying out the present invention, the electric motor can also be arranged at the end of the housing 7 in the left-right direction.

《トルクセンサ》
トルクセンサ４２は、操舵側ピニオン軸１１の周囲に配置されており、操舵側ピニオン軸１１に入力されるトルクの大きさ及び方向を検知する。これにより、トルクセンサ４２は、操舵側ピニオン軸１１に入力されるトルクに対応した信号を、電動モータ４１の電子制御ユニットへ出力する。トルクセンサ４２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を使用することもできる。《Torque sensor》
The torque sensor 42 is arranged around the steering-side pinion shaft 11 and detects the magnitude and direction of torque input to the steering-side pinion shaft 11 . As a result, the torque sensor 42 outputs a signal corresponding to the torque input to the steering-side pinion shaft 11 to the electronic control unit of the electric motor 41 . As the torque sensor 42, for example, a non-contact torque sensor using the magnetostrictive effect can be used.

アシスト機構部９は、トルクセンサ４２の出力信号に基づいて、電動モータ４１を駆動制御する。これにより、電動モータ４１が発生する駆動トルクを、ウォーム減速機４０及びアシスト側ピニオン軸１４を介し、ラック軸１２に対して操舵補助力として伝達する。この結果、運転者がステアリングホイール２を操作するのに必要な操舵力を軽減する。 The assist mechanism section 9 drives and controls the electric motor 41 based on the output signal of the torque sensor 42 . As a result, the drive torque generated by the electric motor 41 is transmitted to the rack shaft 12 via the worm speed reducer 40 and the assist-side pinion shaft 14 as a steering assist force. As a result, the steering force required for the driver to operate the steering wheel 2 is reduced.

〈ラックブッシュ〉
１対のラックブッシュ１０ａ、１０ｂのそれぞれは、滑り軸受として機能するものであり、ラック軸１２を、ラック収容部１５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。 <Rack Bush>
Each of the pair of rack bushings 10a and 10b functions as a sliding bearing, and supports the rack shaft 12 so as to be axially displaceable with respect to the rack accommodating portion 15 without backlash.

１対のラックブッシュ１０ａ、１０ｂのうち、操舵側ピニオン軸１１に近い、軸方向一方側に配置されたラックブッシュ１０ａは、図３に示すように、ラック収容部１５の軸方向一方側の開口部の近傍に内嵌されている。ラックブッシュ１０ａ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、略円筒形状又は略欠円筒形状を有している。ラックブッシュ１０ａは、ラック軸１２の操舵側ラック部３２を軸方向に挿通させる、支持孔５３を有する。 Of the pair of rack bushings 10a and 10b, the rack bushing 10a arranged on one axial side near the steering-side pinion shaft 11, as shown in FIG. It is internally fitted in the vicinity of the part. The rack bushing 10a is made of synthetic resin such as polyacetal resin or polyamide resin, and has a substantially cylindrical shape or a substantially cut-off cylindrical shape. The rack bushing 10a has a support hole 53 through which the steering-side rack portion 32 of the rack shaft 12 is axially inserted.

支持孔５３は、操舵側ラック部３２の外接円直径よりもわずかに大きい内径を有する、円形の輪郭形状を有する丸孔である。ラックブッシュ１０ａは、支持孔５３の内周面により、操舵側ラック部３２の外周面のうち、操舵側ラック歯２９が備えられた前側面（直線部３２ａ）以外の凸円筒面部（円弧部３２ｂ）を、摺動可能に支持する。なお、操舵側ラック部３２を押圧する操舵側ラックガイド２５は、滑り式のラックガイドであり、ラック軸１２の幅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１０ａは、省略することもできる。 The support hole 53 is a round hole having a circular contour shape with an inner diameter slightly larger than the circumscribed circle diameter of the steering-side rack portion 32 . The inner peripheral surface of the support hole 53 allows the rack bushing 10a to be formed in a convex cylindrical surface portion (arc portion 32b) of the outer peripheral surface of the steering rack portion 32 other than the front side surface (straight portion 32a) provided with the steering rack teeth 29. ) is slidably supported. The steering-side rack guide 25 that presses the steering-side rack portion 32 is a sliding rack guide, and can sufficiently secure a holding force in the width direction of the rack shaft 12. The bush 10a can also be omitted.

１対のラックブッシュ１０ａ、１０ｂのうち、アシスト側ピニオン軸１４に近い、軸方向他方側に配置されたラックブッシュ１０ｂは、図４に示すように、ラック収容部１５の軸方向他方側の開口部の近傍に内嵌されている。具体的には、ラックブッシュ１０ｂは、ラック収容部１５の軸方向他方側部に備えられた小径孔部５４に内嵌されている。小径孔部５４の軸方向他方側には、小径孔部５４よりも内径の大きい大径孔部５５が備えられている。小径孔部５４と大径孔部５５とは、軸方向他方側を向いた段差面５６を介してつながっている。なお、本例では、ラック収容部１５の軸方向一方側部分についても、小径孔部５４と大径孔部５５と段差面５６とを有しており、ラックブッシュ１０ａは小径孔部５４に内嵌されている。 Of the pair of rack bushings 10a and 10b, the rack bushing 10b arranged on the other side in the axial direction close to the assist-side pinion shaft 14, as shown in FIG. It is internally fitted in the vicinity of the part. Specifically, the rack bushing 10b is fitted into a small-diameter hole portion 54 provided on the other axial side portion of the rack accommodating portion 15 . A large-diameter hole portion 55 having an inner diameter larger than that of the small-diameter hole portion 54 is provided on the other axial side of the small-diameter hole portion 54 . The small-diameter hole portion 54 and the large-diameter hole portion 55 are connected via a stepped surface 56 facing the other side in the axial direction. In this example, the rack housing portion 15 also has a small-diameter hole portion 54, a large-diameter hole portion 55, and a step surface 56 on one side in the axial direction. is fitted.

ラックブッシュ１０ｂは、ポリアセタール樹脂、ポリアミド樹脂などの合成樹脂製で、略円筒形状を有している。ラックブッシュ１０ｂは、ラック軸１２のアシスト側ラック部３３を軸方向に挿通させる、支持孔５７を有する。 The rack bushing 10b is made of synthetic resin such as polyacetal resin or polyamide resin, and has a substantially cylindrical shape. The rack bushing 10b has a support hole 57 through which the assist-side rack portion 33 of the rack shaft 12 is axially inserted.

支持孔５７は、図９に示すように、アシスト側ラック部３３を挿通可能なＤ字形孔であり、３つの直線部５７ａ、５７ｂ、５７ｃと１つの円弧部５７ｄとを有する、略Ｄ字形の輪郭形状を有する。支持孔５７の内周面のうち、アシスト側ラック歯３０と対向する前側面は、直線部５７ａから構成されており、上側面は、直線部５７ｂ及び円弧部５７ｄの一部から構成されており、下側面は、直線部５７ｃ及び円弧部５７ｄの一部から構成されており、後側面は、円弧部５７ｄから構成されている。 As shown in FIG. 9, the support hole 57 is a D-shaped hole through which the assist-side rack portion 33 can be inserted. It has a contour shape. Of the inner peripheral surface of the support hole 57, the front side facing the assist-side rack teeth 30 is composed of a linear portion 57a, and the upper side is composed of a linear portion 57b and part of an arc portion 57d. , the lower surface is composed of a linear portion 57c and a part of an arc portion 57d, and the rear surface is composed of an arc portion 57d.

ラックブッシュ１０ｂは、支持孔５７の内周面を構成する上側面（直線部５７ｂ及び円弧部５７ｄの一部）及び下側面（直線部５７ｃ及び円弧部５７ｄの一部）により、アシスト側ラック部３３の外周面を構成する上側面（直線部３３ｂ及び円弧部３３ｄの一部）及び下側面（直線部３３ｃ及び円弧部３３ｄの一部）を、摺動可能に支持する。特に本例では、支持孔５７の内周面を構成する上側面及び下側面のうち、後述する１対の内周側凹部５９同士の間に挟まれた部分により、アシスト側ラック部３３の外周面を構成する上側面及び下側面を摺動可能に支持する。支持孔５７の内周面を構成する上側面の一部（直線部５７ｂ）及び下側面の一部（直線部５７ｃ）と、アシスト側ラック部３３の外周面を構成する上側面の一部（直線部３３ｂ）及び下側面の一部（直線部３３ｃ）は、アシスト側ラックガイド４１による押圧方向にそれぞれ伸長している。 The rack bushing 10b has an upper side surface (a part of the linear portion 57b and a portion of the arc portion 57d) and a lower surface (a portion of the linear portion 57c and the arc portion 57d) that constitute the inner peripheral surface of the support hole 57, thereby forming an assist side rack portion. The upper side surface (a portion of the linear portion 33b and the arc portion 33d) and the lower side surface (a portion of the linear portion 33c and the arc portion 33d) constituting the outer peripheral surface of 33 are slidably supported. In particular, in this example, the outer circumference of the assist-side rack portion 33 is reduced by a portion sandwiched between a pair of inner-peripheral-side concave portions 59 to be described later, of the upper side surface and the lower side surface that constitute the inner peripheral surface of the support hole 57 . It slidably supports the upper side surface and the lower side surface that constitute the surface. A portion of the upper surface (linear portion 57b) and a portion of the lower surface (linear portion 57c) that constitute the inner peripheral surface of the support hole 57, and a portion of the upper surface that constitutes the outer peripheral surface of the assist-side rack portion 33 ( The linear portion 33 b ) and part of the lower surface (linear portion 33 c ) extend in the pressing direction of the assist-side rack guide 41 .

支持孔５７の内周面を構成する後側面（円弧部５７ｄ、凹円筒面部）と、アシスト側ラック部３３の外周面を構成する後側面（円弧部３３ｄ、凸円筒面部）との間には、隙間が形成されている。これにより、支持孔５７の内周面とアシスト側ラック部３３の外周面との間に生じる摩擦を小さく抑えている。また、支持孔５７の内側に、ラック軸１２を挿通する作業の作業性を高めている。また、支持孔５７の内周面のうちの前側面と、アシスト側ラック歯３０との間には、略台形の断面形状を有する空間５８が形成されている。なお、図示の例では、支持孔５７の内周面を構成する前側面（直線部５７ａ）と上側面（直線部５７ｂ）とを滑らかに接続し、かつ、同じく前側面（直線部５７ａ）と下側面（直線部５７ｃ）とを滑らかに接続している。 Between the rear side surface (arc portion 57d, concave cylindrical surface portion) forming the inner peripheral surface of the support hole 57 and the rear side surface (arc portion 33d, convex cylindrical surface portion) forming the outer peripheral surface of the assist-side rack portion 33, , a gap is formed. As a result, the friction generated between the inner peripheral surface of the support hole 57 and the outer peripheral surface of the assist-side rack portion 33 is kept small. Also, the workability of inserting the rack shaft 12 into the inside of the support hole 57 is improved. A space 58 having a substantially trapezoidal cross-sectional shape is formed between the front side surface of the inner peripheral surface of the support hole 57 and the assist-side rack tooth 30 . In the illustrated example, the front side surface (straight line portion 57a) and the upper side surface (straight line portion 57b) forming the inner peripheral surface of the support hole 57 are smoothly connected, and the front side surface (straight line portion 57a) and It is smoothly connected to the lower side surface (straight line portion 57c).

ラックブッシュ１０ｂは、図９及び図１０に示すように、支持孔５７の内周面を構成する上側面及び下側面のそれぞれに、径方向外側に向けて凹み、かつ、軸方向に伸長した内周側凹部５９を複数本（図示の例では２本）ずつ備えている。内周側凹部５９は、ラックブッシュ１０ｂの剛性をコントロールする機能を有する。すなわち、内周側凹部５９は、ラックブッシュ１０ｂのうちで、１対の内周側凹部５９同士の間に挟まれた部分である、アシスト側ラック部３３の上側面に摺接する部分及びアシスト側ラック部３３の下側面に摺接する部分の、それぞれの剛性を低下させる機能を有する。図示の例では、内周側凹部５９のそれぞれは、略半円形の断面形状を有している。また、一部の内周側凹部５９は、アシスト側ラック歯３０の歯元部分と上下方向に対向している。 As shown in FIGS. 9 and 10, the rack bushing 10b is recessed radially outward and extends axially on each of the upper side surface and the lower side surface forming the inner peripheral surface of the support hole 57. A plurality of circumferential recesses 59 (two in the illustrated example) are provided. The inner peripheral recess 59 has a function of controlling the rigidity of the rack bushing 10b. That is, the inner peripheral recessed portion 59 is a portion of the rack bushing 10b that is sandwiched between the pair of inner peripheral recessed portions 59 and is in sliding contact with the upper surface of the assist side rack portion 33. It has a function of lowering the rigidity of each portion that slides on the lower surface of the rack portion 33 . In the illustrated example, each of the inner peripheral recesses 59 has a substantially semicircular cross-sectional shape. Also, some of the inner circumferential recesses 59 vertically face the root portions of the assist-side rack teeth 30 .

ラックブッシュ１０ｂは、外周面の軸方向他方側の端部の円周方向少なくとも１箇所に、径方向外側に向けて突出した係止凸部６０を有する。係止凸部６０は、小径孔部５４に形成された係止凹部６１に対して係止されている。これにより、ラックブッシュ１０ｂが、ラック収容部１５に対して相対回転することが阻止されている。ラックブッシュ１０ｂは、係止凸部６０が形成された部分を除き、円筒面状の外周面を有している。このため、ラックブッシュ１０ｂは、係止凸部６０から軸方向に外れた部分において、肉厚（板厚）が、円周方向に関して不均一である。ラックブッシュ１０ｂのうち、アシスト側ラック部３３の外周面を支持する上側部及び下側部の肉厚は、支持孔を丸孔とした場合に比べて大きくなりやすいが、本例では、支持孔５７の内周面を構成する上側面及び下側面のそれぞれに内周側凹部５９を設け、当該部分の剛性を低下させているため、ラックブッシュ１０ｂによるアシスト側ラック部３３の保持剛性が過大になるのを防止できる。 The rack bushing 10b has an engaging projection 60 protruding radially outward at at least one location in the circumferential direction of the end on the other axial side of the outer peripheral surface. The locking projection 60 is locked to a locking recess 61 formed in the small-diameter hole portion 54 . This prevents the rack bushing 10b from rotating relative to the rack accommodating portion 15. As shown in FIG. The rack bushing 10b has a cylindrical outer peripheral surface except for the portion where the locking protrusion 60 is formed. For this reason, the wall thickness (board thickness) of the rack bushing 10b is uneven in the circumferential direction at the portion axially deviated from the locking projection 60 . The thickness of the upper and lower portions of the rack bushing 10b that support the outer peripheral surface of the assist-side rack portion 33 tends to be larger than when the support hole is a round hole. Since the inner peripheral side concave portion 59 is provided on each of the upper side surface and the lower side surface that constitute the inner peripheral surface of the rack bushing 57 to reduce the rigidity of the corresponding portion, the supporting rigidity of the assist side rack portion 33 by the rack bushing 10b becomes excessive. can prevent it from becoming

〈スペーサ〉
本例のステアリング装置１は、ラック軸１２を軸方向に変位させた際に、ラック軸１２の軸方向端部に固定された球面継手３５が、合成樹脂製のラックブッシュ１０ａ、１０ｂに直接衝突することを防止するために、１対のスペーサ６２ａ、６２ｂをさらに備える。 <Spacer>
In the steering device 1 of this example, when the rack shaft 12 is displaced in the axial direction, the spherical joint 35 fixed to the axial end of the rack shaft 12 directly collides with the synthetic resin rack bushes 10a and 10b. A pair of spacers 62a, 62b are further provided to prevent this.

スペーサ６２ａ、６２ｂのそれぞれは、円環形状を有しており、ラックブッシュ１０ａ、１０ｂを構成する合成樹脂よりも強度の高い材料から造られている。具体的には、スペーサ６２ａ、６２ｂのそれぞれは、金属製である。スペーサ６２ａ、６２ｂのそれぞれの内径は、ラックブッシュ１０ａ、１０ｂのそれぞれの外径よりも小さく、かつ、ラックブッシュ１０ａ、１０ｂのそれぞれの内径（内接円直径）よりも大きい。 Each of the spacers 62a, 62b has an annular shape, and is made of a material stronger than the synthetic resin forming the rack bushings 10a, 10b. Specifically, each of the spacers 62a and 62b is made of metal. Each inner diameter of the spacers 62a, 62b is smaller than each outer diameter of the rack bushings 10a, 10b and larger than each inner diameter (inscribed circle diameter) of the rack bushings 10a, 10b.

本例では、スペーサ６２ａ、６２ｂのそれぞれを、ラック収容部１５の大径孔部５５の奥側端部に、締り嵌めにより内嵌固定している。ただし、スペーサ６２ａ、６２ｂの固定方法は、締り嵌めに限定されず、大径孔部の内周面に形成した雌ねじにスペーサの外周面に形成した雄ねじを螺合させる構造や、接着剤などを利用した固定構造を採用することができる。いずれの場合にも、本例では、スペーサ６２ａ、６２ｂを、大径孔部５５の内嵌固定した状態で、スペーサ６２ａ、６２ｂの軸方向側面を段差面５６に対して全周にわたり当接させている。これにより、スペーサ６２ａ、６２ｂの軸方向の位置決めを図り、ラック軸１２の軸方向変位を適正に規制できるようにしている。なお、本発明を実施する場合に、制御などにより球面継手３５とラックブッシュ１０ａ、１０ｂとの衝突を回避できる場合には、スペーサ６２ａ、６２ｂは省略することができる。また、軸方向一方側の小径孔部５４の内径が十分に小さく、段差面５６と球面継手３５との衝突面積を十分に確保できる場合にも、スペーサ６２ａを省略することができる。 In this example, each of the spacers 62a and 62b is internally fitted and fixed to the inner end portion of the large-diameter hole portion 55 of the rack accommodating portion 15 by interference fit. However, the method of fixing the spacers 62a and 62b is not limited to interference fitting, and may be a structure in which a female thread formed on the inner peripheral surface of the large-diameter hole is engaged with a male thread formed on the outer peripheral surface of the spacer, or an adhesive may be used. Utilized fixing structures can be employed. In either case, in this example, the axial side surfaces of the spacers 62a and 62b are brought into contact with the stepped surface 56 over the entire circumference while the spacers 62a and 62b are fitted and fixed in the large-diameter hole portion 55. ing. As a result, the spacers 62a and 62b are positioned in the axial direction, and the axial displacement of the rack shaft 12 can be properly regulated. Incidentally, when carrying out the present invention, the spacers 62a and 62b can be omitted if the collision between the spherical joint 35 and the rack bushes 10a and 10b can be avoided by control or the like. The spacer 62a can also be omitted when the inner diameter of the small-diameter hole portion 54 on one side in the axial direction is sufficiently small and the collision area between the step surface 56 and the spherical joint 35 can be sufficiently secured.

以上のような構成を有する本例のステアリング装置１によれば、操舵フィーリングを良好にすることができ、かつ、ラック軸１２の重量を増大せずにアシスト側ラック歯３０の強度向上を図れ、しかも、ラック軸１２の幅方向に関する保持力を確保できる。
すなわち、本例では、アシスト機構部９を構成するアシスト側ラックガイド３９として、ラック軸１２と転がり接触するローラ４５を備えた転がり式のラックガイドを使用している。このため、滑り式のラックガイドを使用した場合に比べて、ラック軸１２とアシスト側ラックガイド３９との間に生じる抵抗を小さくできる。したがって、操舵フィーリングを良好にすることができる。また、アシスト側ピニオン軸１４からラック軸１２への伝達効率の向上を図れるため、高出力化を図る面からも有利になる。 According to the steering device 1 of the present embodiment having the configuration as described above, it is possible to improve the steering feeling and improve the strength of the assist-side rack teeth 30 without increasing the weight of the rack shaft 12. Moreover, the holding force in the width direction of the rack shaft 12 can be ensured.
That is, in this example, as the assist-side rack guide 39 constituting the assist mechanism section 9, a rolling rack guide provided with a roller 45 that makes rolling contact with the rack shaft 12 is used. Therefore, the resistance generated between the rack shaft 12 and the assist side rack guide 39 can be reduced as compared with the case of using a sliding rack guide. Therefore, steering feeling can be improved. In addition, since the efficiency of transmission from the assist-side pinion shaft 14 to the rack shaft 12 can be improved, it is advantageous in terms of achieving high output.

また、アシスト側ラック部３３の断面輪郭形状を略Ｄ字形として、アシスト側ラック部３３の幅方向の寸法Ｗ_３３を、軸状部３４の外径Ｄよりも大きくしている。このため、アシスト側ラック歯３０の歯幅Ｔ_３０を、アシスト側ラック部３３の幅方向の寸法Ｗ_３３まで大きくできるので、ラック軸の断面形状を円形のまま変更することなく、ラック軸全体の外径を大きくするなどして、ラック歯の歯幅を大きくする方法を採用した場合に比べて、ラック軸１２の重量増大を抑えつつ、アシスト側ラック歯３０の強度向上を図ることができる。したがって、アシスト側ピニオン歯４３からアシスト側ラック歯３０に対して、大きなトルクを伝達することが可能になる。この結果、高出力の電動モータ４１を使用することが可能になるため、ステアリング装置１の高出力化を図ることができる。 Further, the cross-sectional profile of the assist-side rack portion 33 is substantially D-shaped, and the dimension W ₃₃ in the width direction of the assist-side rack portion 33 is made larger than the outer diameter D of the shaft-like portion 34 . Therefore, since the tooth width T30 of the assist-side rack teeth ₃₀ can be increased to the widthwise dimension W33 of the assist-side rack portion ₃₃ , the rack shaft as a whole can be increased without changing the cross-sectional shape of the rack shaft as it is circular. The strength of the assist-side rack teeth 30 can be improved while suppressing an increase in the weight of the rack shaft 12 compared to the method of increasing the tooth width of the rack teeth by increasing the outer diameter. Therefore, large torque can be transmitted from the assist-side pinion teeth 43 to the assist-side rack teeth 30 . As a result, it becomes possible to use a high-power electric motor 41, so that the power of the steering device 1 can be increased.

さらに本例では、アシスト側ピニオン軸１４に近い、ラック収容部１５の軸方向他方側部に備えられたラックブッシュ１０ｂの支持孔５７を、略Ｄ字形の輪郭形状を有するＤ字形孔としている。これにより、アシスト側ラック歯３０をラックブッシュ１０ｂに干渉させずに、アシスト側ラック部３３を支持孔５７に挿通させることができる。そして、支持孔５７の内周面により、アシスト側ラック部３３の外周面を構成する上下両側面を摺動可能に支持することができる。したがって、ラックブッシュ１０ｂにより、ラック軸１２の幅方向に関する保持力を十分に補うことができる。 Further, in this example, the support hole 57 of the rack bushing 10b provided on the other side in the axial direction of the rack accommodating portion 15 near the assist-side pinion shaft 14 is a D-shaped hole having a substantially D-shaped contour. As a result, the assist-side rack portion 33 can be inserted through the support hole 57 without causing the assist-side rack tooth 30 to interfere with the rack bushing 10b. The inner peripheral surface of the support hole 57 can slidably support the upper and lower side surfaces that constitute the outer peripheral surface of the assist-side rack portion 33 . Therefore, the rack bushing 10b can sufficiently compensate for the holding force of the rack shaft 12 in the width direction.

本例では、支持孔５７の内周面を構成する上側面（直線部５７ｂ及び円弧部５７ｄの一部）及び下側面（直線部５７ｂ及び円弧部５７ｄの一部）のうち、アシスト側ラック部３３の上下両側面と摺接する部分の両側に、剛性を低下させるための内周側凹部５９を備えているため、支持孔５７の内周面とアシスト側ラック部３３の外周面との摺動抵抗が大きくなることを抑制できる。 In this example, of the upper side surface (a portion of the straight portion 57b and the arc portion 57d) and the lower side surface (a portion of the straight portion 57b and the arc portion 57d) that constitute the inner peripheral surface of the support hole 57, the assist side rack portion Since the inner peripheral recesses 59 for reducing the rigidity are provided on both sides of the portion that slides on the upper and lower sides of the rack portion 33, the inner peripheral surface of the support hole 57 and the outer peripheral surface of the assist side rack portion 33 slide. An increase in resistance can be suppressed.

なお、本例では、操舵側ラック部３２の幅方向の寸法Ｗ_３２は、アシスト側ラック部３３の幅方向の寸法Ｗ_３３よりも小さい。このため、ラック収容部１５のうち、操舵側ラック部３２を収容する部分の上下方向寸法を、ラック軸１２のストロークを確保できる限り、アシスト側ラック部３３を収容する部分の上下方向寸法よりも小さくすることもできる。このような構成を採用すれば、ハウジング７の小型化を図れるため、エンジンルーム内への搭載性を確保しやすくなる。ただし、本発明を実施する場合には、操舵側ラック部の幅方向の寸法を、アシスト側ラック部の幅方向の寸法と同じとしても良い。 In this example, the widthwise dimension W ₃₂ of the steering-side rack portion 32 is smaller than the widthwise dimension W ₃₃ of the assist-side rack portion 33 . Therefore, the vertical dimension of the portion of the rack accommodating portion 15 that accommodates the steering-side rack portion 32 is larger than the vertical dimension of the portion that accommodates the assist-side rack portion 33 as long as the stroke of the rack shaft 12 can be secured. You can also make it smaller. By adopting such a configuration, the size of the housing 7 can be reduced, so that it becomes easy to secure the mountability in the engine room. However, when implementing the present invention, the widthwise dimension of the steering-side rack portion may be the same as the widthwise dimension of the assist-side rack portion.

また、本例では、ラック軸１２の中心軸と電動モータ４１の出力軸の中心軸とを略平行に配置している。このため、ラック収容部１５からの、電動モータ４１の前後方向への出っ張り量を、ラック軸の中心軸と電動モータの出力軸の中心軸とを非平行に配置した場合に比べて小さくできる。この面からも、エンジンルーム内への搭載性を確保しやすくすることができる。 Further, in this example, the central axis of the rack shaft 12 and the central axis of the output shaft of the electric motor 41 are arranged substantially parallel. Therefore, the amount of protrusion of the electric motor 41 in the front-rear direction from the rack accommodating portion 15 can be made smaller than when the central axis of the rack shaft and the central axis of the output shaft of the electric motor are arranged non-parallel. From this point of view as well, it is possible to make it easier to secure the mountability in the engine room.

以上、本発明の実施の形態の１例について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、発明の技術思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。 Although one example of the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to this and can be modified as appropriate without departing from the technical idea of the invention.

上述した実施の形態の１例では、操舵側ラックガイド２５として、滑り式のラックガイドを使用した場合について説明したが、本発明を実施する場合には、操舵側のラックガイドについても、転がり式のラックガイドを使用することができる。 In the above-described embodiment, the steering-side rack guide 25 is a sliding rack guide. rack guides can be used.

上述した実施の形態の１例では、ラック軸１２を中実体とした場合について説明したが、ラック軸は、全長にわたり中空状に構成することもできる。 In the above-described example of the embodiment, the case where the rack shaft 12 is solid has been described, but the rack shaft can also be configured to be hollow over its entire length.

また、上述した実施の形態の１例では、操舵側ラック歯２９及びアシスト側ラック歯３０をいずれも、ラック軸１２の前側面に形成しているが、本発明を実施する場合、操舵側ラック歯及びアシスト側ラック歯を、ラック軸の後側面など、前側面以外の部分に形成することもできる。また、操舵側ラック歯及びアシスト側ラック歯との円周方向に関する形成位置を互いに異ならせることもできる。 In the above-described embodiment, both the steering-side rack teeth 29 and the assist-side rack teeth 30 are formed on the front side surface of the rack shaft 12. However, when carrying out the present invention, the steering-side rack teeth The teeth and assist-side rack teeth can also be formed on a portion other than the front side, such as the rear side of the rack shaft. Also, the formation positions of the steering-side rack teeth and the assist-side rack teeth in the circumferential direction can be different from each other.

上述した実施の形態の１例では、本発明を、デュアルピニオン式の電動パワーステアリング装置に適用した場合について説明したが、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に限らず、ラック軸と噛合するピニオン軸を１本のみ備えた、コラムアシスト式、ラックアシスト式、ピニオンアシスト式などの各種の電動パワーステアリング装置に適用することができる。また、本発明は、電動パワーステアリング装置に限らず、油圧パワーステアリング装置、及び、マニュアルステアリング装置に適用することもできる。さらに、本発明は、ステアバイワイヤ式のステアリング装置に適用することもできる。 In the above-described embodiment, the present invention is applied to a dual-pinion electric power steering system. It can be applied to various types of electric power steering devices such as a column assist type, a rack assist type, and a pinion assist type having only one meshing pinion shaft. Moreover, the present invention is applicable not only to an electric power steering device, but also to a hydraulic power steering device and a manual steering device. Furthermore, the present invention can also be applied to a steer-by-wire steering system.

１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
１０ａ、１０ｂラックブッシュ
１１操舵側ピニオン軸
１２ラック軸
１３操舵輪
１４アシスト側ピニオン軸
１５ラック収容部
１６操舵側ピニオン収容部
１７アシスト側ピニオン収容部
１８操舵側ガイド収容部
１９アシスト側ガイド収容部
２０ギヤハウジング部
２１ａ、２１ｂ取付部
２２ウォーム収容部
２３ホイール収容部
２４取付フランジ
２５操舵側ラックガイド
２６操舵側ピニオン歯
２７ａ、２７ｂ軸受
２８タイロッド
２９操舵側ラック歯
３０アシスト側ラック歯
３１ねじ孔
３２操舵側ラック部
３２ａ直線部
３２ｂ円弧部
３３アシスト側ラック部
３３ａ、３３ｂ、３３ｃ直線部
３３ｄ円弧部
３４軸状部
３５球面継手
３６パッド
３６ａ押圧面
３７弾性部材
３８操舵側キャップ
３９アシスト側ラックガイド
４０ウォーム減速機
４１電動モータ
４２トルクセンサ
４３アシスト側ピニオン歯
４４ａ、４４ｂ軸受
４５ローラ
４６ホルダ
４７ピン
４８転がり軸受
４９弾性部材
５０アシスト側キャップ
５１ウォーム
５２ウォームホイール
５３支持孔
５４小径孔部
５５大径孔部
５６段差面
５７支持孔
５７ａ、５７ｂ、５７ｃ直線部
５７ｄ円弧部
５８空間
５９内周側凹部
６０係止凸部
６１係止凹部
６２ａ、６２ｂスペーサ
１００ステアリング装置
１０１ハウジング
１０１ａラック収容部
１０１ｂピニオン収容部
１０１ｃガイド収容部
１０２ピニオン軸
１０２ａピニオン歯
１０３ラック軸
１０３ａラック歯
１０４ラックガイド
１０４ａローラ
１０４ｂホルダ
１０４ｃピン
１０４ｄ弾性部材
１０５ラックブッシュ
１０５ａ支持孔
１０６ａ、１０６ｂ軸受
１０７タイロッド
１０８キャップ Reference Signs List 1 steering device 2 steering wheel 3 steering shaft 4 steering column 5a, 5b universal joint 6 intermediate shaft 7 housing 8 steering mechanism portion 9 assist mechanism portion 10a, 10b rack bush 11 steering-side pinion shaft 12 rack shaft 13 steering wheel 14 assist-side pinion Shaft 15 Rack accommodation portion 16 Steering-side pinion accommodation portion 17 Assist-side pinion accommodation portion 18 Steering-side guide accommodation portion 19 Assist-side guide accommodation portion 20 Gear housing portion 21a, 21b Mounting portion 22 Worm accommodation portion 23 Wheel accommodation portion 24 Mounting flange 25 Steering-side rack guide 26 Steering-side pinion teeth 27a, 27b Bearing 28 Tie rod 29 Steering-side rack teeth 30 Assist-side rack teeth 31 Screw hole 32 Steering-side rack portion 32a Straight portion 32b Circular portion 33 Assist-side rack portion 33a, 33b, 33c Straight line Part 33d Arc part 34 Shaft-shaped part 35 Spherical joint 36 Pad 36a Pressing surface 37 Elastic member 38 Steering-side cap 39 Assist-side rack guide 40 Worm reduction gear 41 Electric motor 42 Torque sensor 43 Assist-side pinion teeth 44a, 44b Bearing 45 Roller 46 holder 47 pin 48 rolling bearing 49 elastic member 50 assist side cap 51 worm 52 worm wheel 53 support hole 54 small diameter hole portion 55 large diameter hole portion 56 step surface 57 support hole 57a, 57b, 57c straight portion 57d arc portion 58 space 59 inside Peripheral concave portion 60 Locking convex portion 61 Locking concave portion 62a, 62b Spacer 100 Steering device 101 Housing 101a Rack housing portion 101b Pinion housing portion 101c Guide housing portion 102 Pinion shaft 102a Pinion tooth 103 Rack shaft 103a Rack tooth 104 Rack guide 104a Roller 104b holder 104c pin 104d elastic member 105 rack bush 105a support hole 106a, 106b bearing 107 tie rod 108 cap

Claims

a rack axis;
a pinion shaft that meshes with the rack shaft;
a rack guide disposed so as to sandwich the rack shaft with the pinion shaft and pressing the rack shaft toward the pinion shaft;
a rack bushing having a support hole through which the rack shaft is axially inserted;
a substantially D-shaped rack portion in which the rack shaft is formed with rack teeth meshing with the pinion shaft and has a cross-sectional profile including a pair of straight portions arranged to sandwich the rack teeth; a shaft-shaped portion having a circular cross-sectional contour shape provided at a portion axially deviated from the rack portion;
The rack portion has a width dimension equal to or larger than the outer diameter of the shaft-shaped portion,
The rack guide is configured to include a roller in rolling contact with the rack shaft,
The support hole is a D-shaped hole having a substantially D-shaped profile through which the rack portion can be inserted.
Rack-and-pinion steering system.

further comprising a spacer arranged farther from the pinion shaft than the rack bushing with respect to the axial direction of the rack shaft;
The spacer is made of a material having a higher strength than the material of the rack bushing,
A rack-and-pinion steering system according to claim 1.

an electric motor that rotationally drives the pinion shaft;
a second pinion shaft different from the pinion shaft, which rotates according to the steering operation of the steering wheel;
The rack shaft further has a second rack portion formed with second rack teeth meshing with the second pinion shaft at portions axially deviated from the rack portion and the shaft-like portion. ,
A rack-and-pinion steering apparatus according to any one of claims 1 and 2.