JP2023098292A - 電動パワーステアリング装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ラック軸が軸方向に直線運動することに対する抵抗力の変動幅を小さく抑えられる電動パワーステアリング装置を提供する。
【解決手段】操舵側ピニオン軸１０およびアシスト側ピニオン軸１３のそれぞれは、回転に伴って中心軸が振れ回る。操舵側ピニオン軸１０の１回転のうち、ラック軸１１の外周面と操舵側ラックガイドの押圧部との間に作用する摩擦力が最大となる回転位置を基準とする操舵側ピニオン軸１０の回転角と、アシスト側ピニオン軸１３の１回転のうち、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最大となる回転位置を基準とするアシスト側ピニオン軸１３の回転角との間の位相差が、所定角度範囲に収まっている。
【選択図】図１

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、その製造方法に関する。

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。

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。

これらのうち、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。

さらに、デュアルピニオン式の電動パワーステアリング装置は、通常、操舵側ラックガイドおよびアシスト側ラックガイドを備える。操舵側ラックガイドは、操舵側ピニオン軸との間でラック軸を挟む位置に配置され、ラック軸の外周面を操舵側ピニオン軸に向けて弾性的に押圧する。これにより、操舵側ピニオンと操舵側ラックとの噛合部のバックラッシュを低減することで、これらの噛合部で異音が発生することを抑制する。アシスト側ラックガイドについても、操舵側ラックガイドと同様に配置され、同様に作用する。

特開２００２－１５４４４２号公報

操舵側ピニオン軸およびアシスト側ピニオン軸は、通常、その強度を高めるために、焼き入れおよび焼き戻しなどの熱処理が施される。操舵側ピニオン軸およびアシスト側ピニオン軸は、熱処理に起因して、僅かではあるが、中心軸に曲がりが生じている場合がある。この場合、ステアリングホイールを回転操作することに伴い、操舵側ピニオン軸およびアシスト側ピニオン軸が回転すると、操舵側ピニオン軸の中心軸およびアシスト側ピニオン軸の中心軸が振れ回る。そして、これに伴い、ラック軸の中心軸から操舵側ピニオン軸の中心軸あるいはアシスト側ピニオン軸の中心軸までの距離が、周期的に変動する。

ラック軸の中心軸から操舵側ピニオン軸あるいはアシスト側ピニオン軸の中心軸までの距離が、操舵側ピニオン軸あるいはアシスト側ピニオン軸の回転に伴って周期的に変動すると、これに伴い、操舵側ピニオン軸あるいはアシスト側ピニオン軸がラック軸を介して操舵側ラックガイドあるいはアシスト側ラックガイドを押圧する量が周期的に変動する。その結果、操舵側ラックガイドあるいはアシスト側ラックガイドがラック軸の外周面を操舵側ピニオン軸に向けて弾性的に押圧するための弾性部材の弾性変形量、すなわち押圧力が周期的に変動する。そして、これに伴い、ラック軸の外周面と操舵側ラックガイドの押圧部との接触部に作用する摩擦力Ｆ１、あるいはラック軸の外周面とアシスト側ラックガイドの押圧部との接触部に作用する摩擦力Ｆ２が周期的に変動する（図９（ａ）、図９（ｂ）参照）。これらの摩擦力Ｆ１、Ｆ２は、ラック軸が軸方向に直線運動することに対する抵抗力となる。

このため、電動パワーステアリング装置を組み立てた状態で、それぞれが周期的に変化する２つの摩擦力Ｆ１、Ｆ２のピーク位置の位相が互いに一致すると、ラック軸が軸方向に直線運動することに対する、２つの摩擦力Ｆ１、Ｆ２の合力（Ｆ１＋Ｆ２）の変動幅が大きくなる（図９（ｃ）参照）。該合力（Ｆ１＋Ｆ２）の変動幅が大きくなることは、たとえば、アシスト駆動力を発生させる電動モータの駆動制御などの、電動パワーステアリング装置に関する各種制御を実行する上で、不利になる可能性がある。

本発明は、ラック軸が軸方向に直線運動することに対する抵抗力の変動幅を小さく抑えることができる電動パワーステアリング装置、および、その製造方法を提供することを目的とする。

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、操舵側ラックガイドと、アシスト側ラックガイドと、ハウジングとを備える。

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。

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。

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。

前記操舵側ラックガイドは、前記操舵側ピニオン軸との間で前記ラック軸を挟む位置に配置され、前記ラック軸の外周面を前記操舵側ピニオン軸に向けて弾性的に押圧する押圧部を有する。

前記アシスト側ラックガイドは、前記アシスト側ピニオン軸との間で前記ラック軸を挟む位置に配置され、前記ラック軸の外周面を前記アシスト側ピニオン軸に向けて弾性的に押圧する押圧部を有する。

前記ハウジングは、前記ラック軸、前記操舵側ピニオン軸、前記アシスト側ピニオン軸、前記操舵側ラックガイド、および前記アシスト側ラックガイドが組み付けられる。

前記操舵側ピニオン軸および前記アシスト側ピニオン軸のそれぞれは、回転に伴って中心軸が振れ回る。なお、このような中心軸の振れ回りの原因は、主に熱処理に起因する中心軸の曲がりが考えられるが、その他の製造誤差や組付け誤差などであってもよい。

前記操舵側ピニオン軸の１回転のうち、前記ラック軸の外周面と前記操舵側ラックガイドの前記押圧部との間に作用する摩擦力が最大となる回転位置を基準とする該操舵側ピニオン軸の回転角と、前記アシスト側ピニオン軸の１回転のうち、前記ラック軸の外周面と前記アシスト側ラックガイドの前記押圧部との間に作用する摩擦力が最大となる回転位置を基準とする該アシスト側ピニオン軸の回転角との間の位相差が、所定角度範囲に収まっている。換言すると、前記ラック軸の外周面と前記操舵側ラックガイドの前記押圧部との間に作用する摩擦力と、前記ラック軸の外周面と前記アシスト側ラックガイドの前記押圧部との間に作用する摩擦力との間に位相差を設けることで、操舵側の摩擦力のピークとアシスト側の摩擦力のピークが一致することを防止する。すなわち、使用状態において、前記ステアリングホイールを回転操作すると、これに伴い、前記操舵側ピニオン軸の前記回転角および前記アシスト側ピニオン軸の前記回転角が変化するが、前記ステアリングホイールの回転操作量に関わらず、常に、前記操舵側ピニオン軸の前記回転角と前記アシスト側ピニオン軸の前記回転角との間の位相差が、所定角度範囲に収まっている。

本発明の一態様の電動パワーステアリング装置では、前記所定角度範囲が９０゜以上２７０゜以下の範囲である。前記所定角度範囲は、１２０゜以上２４０゜以下の範囲であることが好ましく、１３５゜以上２２５゜以下の範囲であることがより好ましい。

本発明の一態様の電動パワーステアリング装置では、前記操舵側ピニオン軸と前記アシスト側ピニオン軸とのうち、少なくともいずれか一方の軸および／または該軸と一体的に回転する部材に、該軸の前記回転角を確認可能な軸側目印が付されている。なお、該軸と一体的に回転する部材は、その種類を問わず、たとえば、ウォームホイール、転がり軸受を構成する内輪、止め輪、ナット、スペーサなどの、各種の部材を採用することができる。

本発明の一態様の電動パワーステアリング装置では、前記軸側目印が付された前記軸および／または該軸と一体的に回転する前記部材において、該軸側目印が、回転に伴う振れ回りの半径が最大または最小となる周方向位置に付されている。

本発明の一態様の電動パワーステアリング装置では、前記ハウジングに、前記軸側目印が付された前記軸および／または該軸と一体的に回転する前記部材の回転に伴って、該軸側目印との位置関係が変化するハウジング側目印が付されている。

本発明の一態様の電動パワーステアリング装置の製造方法は、本発明の一態様の電動パワーステアリング装置を製造対象としており、
前記操舵側ピニオン軸および前記アシスト側ピニオン軸のそれぞれについて、回転に伴う振れ回りの半径が最大または最小となる円周方向位置を検出し、かつ、該軸および／または該軸と一体的に回転する前記部材に対し、該検出した円周方向位置に前記軸側目印を付す工程と、
前記操舵側ピニオン軸および／または該軸と一体的に回転する前記部材に付された前記軸側目印により該操舵側ピニオン軸の前記回転角を確認しながら、該操舵側ピニオン軸を前記ハウジングに組み付け、かつ、前記操舵側ピニオンを前記操舵側ラックに噛合させ、および、前記アシスト側ピニオン軸および／または該軸と一体的に回転する前記部材に付された前記軸側目印により該アシスト側ピニオン軸の前記回転角を確認しながら、該アシスト側ピニオン軸を前記ハウジングに組み付け、かつ、前記アシスト側ピニオンを前記アシスト側ラックに噛合させる工程と、を備える。

本発明の一態様の電動パワーステアリング装置の製造方法は、本発明の一態様の電動パワーステアリング装置を製造対象としており、
前記操舵側ピニオン軸について、回転に伴う振れ回りの半径が最大または最小となる円周方向位置を検出し、かつ、該軸および／または該軸と一体的に回転する前記部材に対し、該検出した円周方向位置に前記軸側目印を付す工程と、
前記アシスト側ピニオン軸を前記ハウジングに組み付け、かつ、前記アシスト側ピニオンを前記アシスト側ラックに噛合させた状態で、前記電動モータにより前記アシスト側ピニオン軸を等速で回転駆動しながら、該回転駆動するためのトルクを測定することにより、前記アシスト側ピニオン軸の１回転のうち該トルクが最小または最大となる回転位置を検出し、かつ、該回転位置で前記アシスト側ピニオン軸の回転を停止させる工程と、
前記操舵側ピニオン軸および／または該軸と一体的に回転する前記部材に付された前記軸側目印により該操舵側ピニオン軸の前記回転角を確認しながら、該操舵側ピニオン軸を前記ハウジングに組み付け、かつ、前記操舵側ピニオンを前記操舵側ラックに噛合させる工程と、を備える。

本発明の一態様によれば、ラック軸が軸方向に直線運動することに対する抵抗力の変動幅を小さく抑えることができる電動パワーステアリング装置、および、その製造方法を提供することができる。

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。 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。 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。 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。 図５は、図３のＡ－Ａ断面図である。 図６は、第１例のラック軸の斜視図である。 図７は、第１例のラック軸の平面図である。 図８は、図４のＢ－Ｂ断面図である。 図９（ａ）～図９（ｃ）は、第１例の比較例に関する概念図であり、具体的には、ラック軸の外周面と操舵側ラックガイドの押圧部との接触部に作用する摩擦力Ｆ１の位相と、ラック軸の外周面とアシスト側ラックガイドの押圧部との接触部に作用する摩擦力Ｆ２の位相とが、互いに一致しており、その結果、合力（Ｆ１＋Ｆ２）が大きくなることを示す概念図である。 図１０（ａ）～図１０（ｃ）は、第１例に関する概念図であり、具体的には、ラック軸の外周面と操舵側ラックガイドの押圧部との接触部に作用する摩擦力Ｆ１の位相と、ラック軸の外周面とアシスト側ラックガイドの押圧部との接触部に作用する摩擦力Ｆ２の位相とが、互いに１８０゜ずれており、その結果、合力（Ｆ１＋Ｆ２）が小さくなることを示す概念図である。 図１１は、第１例の電動パワーステアリング装置の製造方法の工程Ａを説明するための模式図である。 図１２（ａ）は、ピニオン軸の中心軸がマスターギヤに最も近づく方向に移動したときの状態を示す図１１の部分拡大図であり、図１２（ｂ）は、ピニオン軸の中心軸がマスターギヤから最も遠ざかる方向に移動したときの状態を示す図１１の部分拡大図である。 図１３は、第１例の電動パワーステアリング装置の製造方法の工程Ｂおよび工程Ｃを説明するための模式図である。 図１４（ａ）～図１４（ｃ）は、本発明の実施の形態の第２例の電動パワーステアリング装置の製造方法の工程Ｃ～工程Ｅを説明するための模式図である。 図１５は、本発明の実施の形態の第３例に関する、図８のＣ－Ｃ断面図に相当する図である。 図１６は、本発明の実施の形態の第４例に関する、図８のＣ－Ｃ断面図に相当する図である。 図１７（ａ）～図１７（ｃ）は、本発明の実施の形態の第５例に関する、図１０（ａ）～図１０（ｃ）に相当する概念図である。

［第１例］
本発明の実施の形態の第１例について、図１～図１３を用いて説明する。

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７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７における右側である。

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、操舵側ピニオン軸１０、およびアシスト側ピニオン軸１３を備え、操舵側ピニオン軸１０からラック軸１１に操舵力を入力し、アシスト側ピニオン軸１３からラック軸１１にアシスト駆動力を入力する形式の電動パワーステアリング装置である。本例の電動パワーステアリング装置１は、ラック軸１１と操舵側ピニオン軸１０との噛合部のバックラッシュを低減するための操舵側ラックガイド２４と、ラック軸１１とアシスト側ピニオン軸１３との噛合部のバックラッシュを低減するためのアシスト側ラックガイド３７と、ラック軸１１、操舵側ピニオン軸１０、アシスト側ピニオン軸１３、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が組み付けられるハウジング７とを備える。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。より具体的には、操舵側ピニオン軸１０は、操舵側ピニオン２５の軸方向両側に位置する部分を、軸受２６ａ、２６ｂにより、操舵側ピニオン収容部１５に対し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の中心軸と実質的に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。

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６および図７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、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、互いに異ならせることもできる。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。

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。

操舵側ラックガイド２４は、操舵側ピニオン軸１０との間でラック軸１１を挟む位置に配置されており、本例では、操舵側ガイド収容部１７の内側に配置されている。本例の操舵側ラックガイド２４は、図３および図５に示すように、滑り式のラックガイドであり、パッド３３と、弾性部材３４とを備える。

パッド３３は、略円柱形状を有しており、操舵側ガイド収容部１７の内側に、ラック軸１１に対する遠近移動を可能に配置されている。パッド３３は、ラック軸１１の凸円筒面状の後側面に対向する面に、ラック軸１１の後側面に合致した形状を有する凹円筒面状の押圧面３５を有する。押圧部である押圧面３５は、滑り性に優れた合成樹脂などから構成されている。弾性部材３４は、図示の例ではねじりコイルばねであり、パッド３３と、操舵側ガイド収容部１７の開口部を塞ぐ操舵側キャップ３６との間に、弾性的に圧縮された状態で挟持されている。これにより、弾性部材３４は、パッド３３をラック軸１１に向けて押圧する。

操舵側ラックガイド２４は、ラック軸１１の外周面である後側面を操舵側ピニオン軸１０に向け、弾性部材３４の弾力に基づいて弾性的に押圧することで、操舵側ピニオン２５と操舵側ラック２８との噛合部のバックラッシュを低減する。これにより、操舵側ピニオン２５と操舵側ラック２８との噛合部で、異音が発生することを抑制している。

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。

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８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。

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。より具体的には、アシスト側ピニオン軸１３は、アシスト側ピニオン４１の軸方向両側に位置する部分を、軸受４２ａ、４２ｂにより、アシスト側ピニオン収容部１６に対し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の中心軸と実質的に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。

アシスト側ラックガイド３７は、アシスト側ピニオン軸１３との間でラック軸１１を挟む位置に配置され、本例では、アシスト側ガイド収容部１８の内側に配置されている。アシスト側ラックガイド３７は、図４および図８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。

ローラ４３は、略円環形状を有しており、軸方向を上下方向に向けて配置されたピン４５および転がり軸受４６を介して、ホルダ４４に対し回転自在に支持されている。これにより、押圧部であるローラ４３の外周面は、ラック軸１１の後側面の幅方向中間部に対して転がり接触している。ローラ４３の外周面は、ラック軸１１の後側面の輪郭形状に略合致した凹円弧状の母線形状を有する。ホルダ４４は、アシスト側ガイド収容部１８の内側に、ラック軸１１に対する遠近移動を可能に配置されている。弾性部材４７は、図示の例では皿ばねであり、ホルダ４４とアシスト側ガイド収容部１８の開口部を塞ぐアシスト側キャップ４８との間に配置されている。弾性部材４７は、ホルダ４４をラック軸１１に向けて押圧している。

アシスト側ラックガイド３７は、ラック軸１１の外周面である後側面をアシスト側ピニオン軸１３に向け、弾性部材４７の弾力に基づいて弾性的に押圧することで、アシスト側ピニオン４１とアシスト側ラック２９との噛合部のバックラッシュを低減する。これにより、アシスト側ピニオン４１とアシスト側ラック２９との噛合部で、異音が発生することを抑制している。

ウォーム減速機３８は、図８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。

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。

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。

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。

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。

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。

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移動できるように支持する１対のラックブッシュ５３ａ、５３ｂ（図３および図４参照）を備える。これらのラックブッシュ５３ａ、５３ｂは、ポリアセタール樹脂、ポリアミド樹脂などの合成樹脂製で、略円筒形状を有し、ラック収容部１４の軸方向両側の開口部の近傍に内嵌されている。ラックブッシュ５３ａ、５３ｂ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５３ａは、省略することもできる。

本例の構造は、ラック収容部１４の軸方向両側の開口部の近傍で、ラックブッシュ５３ａ、５３ｂに対して該開口部側に隣接する位置に内嵌固定された、円環状のスペーサ５４ａ、５４ｂを備える。スペーサ５４ａ、５４ｂは、ラックブッシュ５３ａ、５３ｂを構成する合成樹脂よりも強度の高い材料で造られている。

本例では、軸方向一方側の球面継手３１（図３参照）の径方向外端部に備えられた軸方向他方側を向いた円輪状の突き当て面５５が、軸方向一方側のスペーサ５４ａの軸方向一方側の側面に当接する位置から、軸方向他方側の球面継手３１（図４参照）の径方向外端部に備えられた軸方向一方側を向いた円輪状の突き当て面５５が、軸方向他方側のスペーサ５４ｂの軸方向他方側の側面に当接する位置までの範囲で、ラック軸１１を軸方向に直線移動させることができる。本例では、該範囲を調節することによって、ステアリングホイール２の回転操作量の制限範囲が設定されている。本例では、該制限範囲は、ステアリングホイール２の中立位置から一方側および他方側のそれぞれに約１．５回転（回転角にして５４０゜）の範囲に設定されている。

本例では、操舵側ピニオン軸１０およびアシスト側ピニオン軸１３のそれぞれは、その強度を高めるために、焼き入れおよび焼き戻しなどの熱処理が施されている。本例では、操舵側ピニオン軸１０およびアシスト側ピニオン軸１３は、該熱処理に起因して、僅かではあるが、図１１に誇張して示すように、それぞれの中心軸О１、Ｏ２に曲がりが生じている。

このため、ステアリングホイール２を回転操作することに伴い、操舵側ピニオン軸１０およびアシスト側ピニオン軸１３が回転すると、操舵側ピニオン軸１０の中心軸Ｏ１およびアシスト側ピニオン軸１３の中心軸Ｏ２が振れ回る。そして、これに伴い、ラック軸１１の中心軸から操舵側ピニオン軸１０の中心軸Ｏ１あるいはアシスト側ピニオン軸１３の中心軸Ｏ２までの距離が、周期的に変動する。

ラック軸１１の中心軸から操舵側ピニオン軸１０の中心軸Ｏ１あるいはアシスト側ピニオン軸１３の中心軸Ｏ２まで距離が、操舵側ピニオン軸１０あるいはアシスト側ピニオン軸１３の回転に伴って周期的に変動すると、これに伴い、操舵側ピニオン軸１０あるいはアシスト側ピニオン軸１３がラック軸１１を介して操舵側ラックガイド２４あるいはアシスト側ラックガイド３７を押圧する量が周期的に変動する。その結果、操舵側ラックガイド２４あるいはアシスト側ラックガイド３７がラック軸１１の外周面を操舵側ピニオン軸１０あるいはアシスト側ピニオン軸１３に向けて弾性的に押圧するための弾性部材３４あるいは弾性部材４７の弾性変形量、すなわち押圧力が周期的に変動する。そして、これに伴い、ラック軸１１の外周面と操舵側ラックガイド２４の押圧部である押圧面３５との接触部に作用する摩擦力Ｆ１、あるいはラック軸１１の外周面とアシスト側ラックガイド３７の押圧部であるローラ４３の外周面との接触部に作用する摩擦力Ｆ２が、たとえば図９（ａ）あるいは図９（ｂ）に示すように周期的に変動する。これらの摩擦力Ｆ１、Ｆ２は、ラック軸１１が軸方向に直線運動することに対する抵抗力となる。なお、本例では、ラック軸１１の外周面と操舵側ラックガイド２４の押圧面３５との接触は滑り接触となり、ラック軸１１の外周面とアシスト側ラックガイド３７のローラ４３の外周面との接触部は転がり接触となるため、摩擦力Ｆ２のピーク位置での値は、摩擦力Ｆ１のピーク位置での値よりも小さくなる。

以上のように、２つの摩擦力Ｆ１、Ｆ２は周期的に変動するため、電動パワーステアリング装置１を組み立てた状態で、たとえば図９（ａ）および図９（ｂ）に示すように、２つの摩擦力Ｆ１、Ｆ２のピーク位置の位相が互いに一致すると、図９（ｃ）に示すように、ラック軸１１が軸方向に直線運動することに対する、２つの摩擦力Ｆ１、Ｆ２の合力（Ｆ１＋Ｆ２）の変動幅が大きくなる。該合力（Ｆ１＋Ｆ２）の変動幅が大きくなることは、たとえば、アシスト駆動力を発生させる電動モータ３９の駆動制御などの、電動パワーステアリング装置１に関する各種制御を実行する上で、不利になる可能性がある。

そこで、本例では、使用状態において、具体的にはステアリングホイール２の回転操作量の制限範囲内において、それぞれが周期的に変動する２つの摩擦力Ｆ１、Ｆ２のピーク位置の位相が一致しない構成を採用している。このために、本例では、操舵側ピニオン軸１０の１回転のうち、摩擦力Ｆ１が最大となる回転位置を基準とする操舵側ピニオン軸１０の回転角と、アシスト側ピニオン軸１３の１回転のうち、摩擦力Ｆ２が最大となる回転位置を基準とするアシスト側ピニオン軸１３の回転角との間の位相差が、所定角度範囲に収まっている構成を採用している。すなわち、使用状態において、ステアリングホイール２を回転操作すると、これに伴い、操舵側ピニオン軸１０の前記回転角およびアシスト側ピニオン軸１３の前記回転角が変化するが、ステアリングホイール２の回転操作量に関わらず、常に、操舵側ピニオン軸１０の前記回転角とアシスト側ピニオン軸１３の前記回転角との間の位相差が、所定角度範囲に収まっている構成を採用している。

前記所定角度範囲は、９０゜以上２７０゜以下の範囲であることが好ましく、１２０゜以上２４０゜以下の範囲であることがより好ましく、１３５゜以上２２５゜以下の範囲であることがさらに好ましい。すなわち、前記位相差は、１８０゜であることが最も好ましく、１８０゜に近いほど好ましい。本例では、前記位相差を１８０゜としている。

ここで、本例では、操舵側ピニオン軸１０の操舵側ピニオン２５のピッチ円直径などの諸元と、アシスト側ピニオン軸１３のアシスト側ピニオン４１のピッチ円直径などの諸元との、相互の関係を調整することにより、操舵側ピニオン軸１０の回転の周期と、アシスト側ピニオン軸１３の回転の周期とが、互いに等しくなる構成を採用している。すなわち、本例では、操舵側ピニオン軸１０が１回転すると、アシスト側ピニオン軸１３も１回転する。このため、それぞれが周期的に変動する２つの摩擦力Ｆ１、Ｆ２の周期は、互いに等しくなっている。したがって、本例では、ステアリングホイール２の回転操作量に関わらず、操舵側ピニオン軸１０の前記回転角とアシスト側ピニオン軸１３の前記回転角との位相差が、実質的に１８０゜に維持される。

要するに、本例では、操舵側ピニオン軸１０の前記回転角とアシスト側ピニオン軸１３の前記回転角との位相差を１８０゜とすることにより、図１０（ａ）および図１０（ｂ）に示すように、２つの摩擦力Ｆ１、Ｆ２のピーク位置の位相差△θが１８０゜になるように構成することで、図１０（ｃ）に示すように、２つの摩擦力Ｆ１、Ｆ２の合力（Ｆ１＋Ｆ２）の変動幅が最も小さくなるようにしている。

本例の構造では、操舵側ピニオン軸１０とアシスト側ピニオン軸１３とのそれぞれに、該軸１０、１３の前記回転角を確認可能な軸側目印ＳＭ１、ＳＭ２が付されている（図１２（ａ）および図１３参照）。軸側目印ＳＭ１、ＳＭ２については、さらに後述する。

次に、上述のようにハウジング７に操舵側ピニオン軸１０およびアシスト側ピニオン軸１３を組み付けて、電動パワーステアリング装置１を製造する方法について、具体的に説明する。

本例の電動パワーステアリング装置１の製造方法は、工程Ａと、工程Ｂとを備える。工程Ａは、操舵側ピニオン軸１０およびアシスト側ピニオン軸１３のそれぞれについて、回転に伴う振れ回りの半径が最大となる円周方向位置を検出し、かつ、該検出した円周方向位置に軸側目印ＳＭ１、ＳＭ２を付す工程である。工程Ｂは、操舵側ピニオン軸１０に付された軸側目印ＳＭ１により操舵側ピニオン軸１０の前記回転角を確認しながら、操舵側ピニオン軸１０をハウジング７に組み付け、かつ、操舵側ピニオン２５を操舵側ラック２８に噛合させ、および、アシスト側ピニオン軸１３に付された軸側目印ＳＭ２によりアシスト側ピニオン軸１３の前記回転角を確認しながら、アシスト側ピニオン軸１３をハウジング７に組み付け、かつ、アシスト側ピニオン４１をアシスト側ラック２９に噛合させる工程である。なお、本発明を実施する場合には、軸側目印ＳＭ１を、操舵側ピニオン軸１０に加えて、または、操舵側ピニオン軸１０に代えて、操舵側ピニオン軸１０と一体的に回転する部材に付することもでき、また、軸側目印ＳＭ２を、アシスト側ピニオン軸１３に加えて、または、アシスト側ピニオン軸１３に代えて、アシスト側ピニオン軸１３と一体的に回転する部材に付することもできる。これらの部材としては、たとえば、ウォームホイール、転がり軸受を構成する内輪、止め輪、ナット、スペーサなどが挙げられる。

図１１は、本例の工程Ａを説明するための模式図である。本例の工程Ａでは、操舵側ピニオン軸１０およびアシスト側ピニオン軸１３のそれぞれについて、同じ作業を行う。このため、本例の工程Ａについての以下の説明では、代表して、操舵側ピニオン軸１０を対象とした作業の説明を行う。また、本例の工程Ａについての以下の説明および図１１および図１２において、アシスト側ピニオン軸１３に関する名称や符号も、括弧書きで同時に付する。

本例の工程Ａでは、図１１に示すような試験装置５６を用いる。試験装置５６は、支持ピン５７と、ロータ５８と、マスターギヤ５９と、支持体６１と、コイルばね６２と、リニアゲージ６３とを備える。支持ピン５７は、円錐状の先端部を、操舵側ピニオン軸１０（アシスト側ピニオン軸１３）の先端面（図１１の左端面）に形成された支持孔に挿入した状態で、操舵側ピニオン軸１０（アシスト側ピニオン軸１３）の先端部を、自身の直線状の中心軸Ｃａを中心とする回転を可能に支持する。ロータ５８は、支持ピン５７と同軸に配置されており、操舵側ピニオン軸１０（アシスト側ピニオン軸１３）の基端部（図１１の左端部）を把持した状態で、操舵側ピニオン軸１０（アシスト側ピニオン軸１３）を、中心軸Ｃａを中心として回転させる。マスターギヤ５９は、外周面に、操舵側ピニオン軸１０（アシスト側ピニオン軸１３）の操舵側ピニオン２５（アシスト側ピニオン４１）に噛み合わされるマスターピニオン６０を有する。マスターギヤ５９のマスターピニオン６０は、図１１において操舵側ピニオン２５（アシスト側ピニオン４１）の上端部に噛み合わされている。支持体６１は、マスターギヤ５９を回転可能に支持する。マスターギヤ５９および支持体６１は、図示しない保持具により、中心軸Ｃａに垂直な方向（図１１の上下方向）へのスライド移動を可能に保持されている。コイルばね６２は、支持体６１を操舵側ピニオン２５（アシスト側ピニオン４１）側に弾性的に押し付ける。リニアゲージ６３は、中心軸Ｃａに垂直な方向（図１１の上下方向）における支持体６１の移動量を検出可能である。

試験装置５６は、操舵側ピニオン軸１０（アシスト側ピニオン軸１３）の両側の端部を支持ピン５７およびロータ５８によって支持した状態で、ロータ５８により、操舵側ピニオン軸１０（アシスト側ピニオン軸１３）を、中心軸Ｃａを中心として回転させる。操舵側ピニオン軸１０（アシスト側ピニオン軸１３）は、その中心軸О１（О２）に曲がりが生じているため、操舵側ピニオン軸１０（アシスト側ピニオン軸１３）が中心軸Ｃａを中心として回転すると、操舵側ピニオン軸１０（アシスト側ピニオン軸１３）の中心軸О１（О２）が振れ回る。これに伴い、マスターギヤ５９が、自身の中心軸を中心に回転しながら、支持体６１とともに中心軸Ｃａに垂直な方向（図１１の上下方向）に往復移動する。

図１１および図１２（ａ）は、操舵側ピニオン軸１０（アシスト側ピニオン軸１３）の中心軸О１（О２）が振れ回りにより上端位置まで移動し、これに伴い、マスターギヤ５９および支持体６１が中心軸Ｃａから最も遠ざかる位置まで移動したときの状態を示している。図１２（ｂ）は、操舵側ピニオン軸１０（アシスト側ピニオン軸１３）の中心軸О１（О２）が振れ回りにより下端位置まで移動し、これに伴い、マスターギヤ５９および支持体６１が中心軸Ｃａに最も近づく位置まで移動したときの状態を示している。

本例の工程Ａでは、操舵側ピニオン軸１０（アシスト側ピニオン軸１３）を１回転（３６０゜）以上回転させ、その間に、図１１および図１２（ａ）に示すようにマスターギヤ５９および支持体６１が中心軸Ｃａから最も遠ざかる位置まで移動したときの回転位置を、特定回転位置として特定し、その位置で操舵側ピニオン軸１０（アシスト側ピニオン軸１３）の回転を停止させる。そして、この停止位置での、操舵側ピニオン軸１０（アシスト側ピニオン軸１３）の上端位置を、操舵側ピニオン軸１０（アシスト側ピニオン軸１３）についての、回転に伴う振れ回りの半径が最大となる円周方向位置として検出する。

本例の工程Ａでは、このように検出した円周方向位置を作業者が目視で確認できるように、操舵側ピニオン軸１０（アシスト側ピニオン軸１３）の該円周方向位置に、軸側目印ＳＭ１（ＳＭ２）を付する。より具体的には、本例では、図１２（ａ）に示すように、操舵側ピニオン軸１０（アシスト側ピニオン軸１３）の軸方向中間部の外周面のうち、該円周方向位置に軸側目印ＳＭ１（ＳＭ２）を付している。軸側目印ＳＭ１（ＳＭ２）は、たとえばインクマーキングやレーザ刻印などの任意の態様で付すことができる。本発明を実施する場合、軸側目印ＳＭ１（ＳＭ２）の形状、大きさ、色などは、前記円周方向位置を確認できる限り、任意に設定することができる。

図１３は、本例の工程Ｂを説明するための模式図である。

本例では、操舵側ピニオン軸１０あるいはアシスト側ピニオン軸１３の１回転のうち、摩擦力Ｆ１あるいはＦ２が最大となる回転位置は、軸側目印ＳＭ１あるいはＳＭ２がラック軸１１に最も近づく回転位置である。したがって、操舵側ピニオン軸１０あるいはアシスト側ピニオン軸１３をハウジング７（図８参照）に組み付ける際には、ラック軸１１と軸側目印ＳＭ１あるいはＳＭ２との位置関係を確認することにより、操舵側ピニオン軸１０あるいはアシスト側ピニオン軸１３の１回転のうち、摩擦力Ｆ１あるいはＦ２が最大となる回転位置を基準とする操舵側ピニオン軸１０あるいはアシスト側ピニオン軸１３の回転角を確認することができる。

そこで、本例の工程Ｂでは、操舵側ピニオン軸１０に付された軸側目印ＳＭ１により該操舵側ピニオン軸１０の前記回転角を確認しながら、図１３に示すように、操舵側ピニオン軸１０を、軸側目印ＳＭ１がラック軸１１に最も近づく回転位置でハウジング７（図８参照）に組み付け、かつ、操舵側ピニオン２５を操舵側ラック２８に噛合させる。また、アシスト側ピニオン軸１３に付された軸側目印ＳＭ２により該アシスト側ピニオン軸１３の前記回転角を確認しながら、図１３に示すように、アシスト側ピニオン軸１３を、軸側目印ＳＭ２がラック軸１１から最も遠ざかる回転位置でハウジング７に組み付け、かつ、アシスト側ピニオン４１をアシスト側ラック２９に噛合させる。

以上の工程Ｂにより、使用状態において、操舵側ピニオン軸１０の前記回転角とアシスト側ピニオン軸１３の前記回転角とが、１８０゜ずれる、すなわち逆位相となるように構成している。これにより、図１０（ａ）および図１０（ｂ）に示すように、２つの摩擦力Ｆ１と摩擦力Ｆ２との位相差が１８０゜になるようにすることで、図１０（ｃ）に示すように、２つの摩擦力Ｆ１、Ｆ２の合力（Ｆ１＋Ｆ２）の変動幅が最も小さくなるようにしている。

以上のように、本例によれば、ラック軸１１が軸方向に直線運動することに対する抵抗力である合力（Ｆ１＋Ｆ２）の変動幅を小さく抑えられる。さらに、このように合力（Ｆ１＋Ｆ２）の変動幅を小さく抑えられる構造を、工程Ａおよび工程Ｂを実行することに基づいて、容易に組み立てることができる。

本発明を実施する場合には、第１例の変形例として、工程Ａにおいて、図１２（ｂ）に示すようにマスターギヤ５９および支持体６１が中心軸Ｃａに最も近づく位置まで移動したときの回転位置で操舵側ピニオン軸１０（アシスト側ピニオン軸１３）の回転を停止させ、この停止位置での、操舵側ピニオン軸１０（アシスト側ピニオン軸１３）の上端位置を、操舵側ピニオン軸１０（アシスト側ピニオン軸１３）についての、回転に伴う振れ回りの半径が最小となる円周方向位置として検出し、該円周方向位置に軸側目印ＳＭ１（ＳＭ２）を付すこともできる。そして、工程Ｂにおいて、図１３に示すように、操舵側ピニオン軸１０を、軸側目印ＳＭ１がラック軸１１に最も近づく回転位置でハウジング７（図８参照）に組み付け、かつ、操舵側ピニオン２５を操舵側ラック２８に噛合させ、および、アシスト側ピニオン軸１３を、軸側目印ＳＭ２がラック軸１１から最も遠ざかる回転位置でハウジング７に組み付け、かつ、アシスト側ピニオン４１をアシスト側ラック２９に噛合させることもできる。この場合も、使用状態において、操舵側ピニオン軸１０の前記回転角とアシスト側ピニオン軸１３の前記回転角との位相差が、１８０゜になるように構成される。

本発明を実施する場合、工程Ａにおいて、操舵側ピニオン軸１０およびアシスト側ピニオン軸１３のそれぞれについて、回転に伴う振れ回りの半径が最大または最小となる円周方向位置を検出する作業は、第１例と異なる方法、たとえばレーザ距離計などを用いた方法などの、各種の方法で行うことができる。

［第２例］
本発明の実施の形態の第２例について、図１４（ａ）～図１４（ｃ）を用いて説明する。

本例の電動パワーステアリング装置１では、操舵側ピニオン軸１０とアシスト側ピニオン軸１３とのうち、操舵側ピニオン軸１０にのみ、軸側目印ＳＭ１が付されている。

本例の電動パワーステアリング装置１の製造方法は、工程Ｃと、工程Ｄと、工程Ｅとを備える。

本例の工程Ｃは、操舵側ピニオン軸１０について、回転に伴う振れ回りの半径が最大となる円周方向位置を検出し、かつ、該検出した円周方向位置に軸側目印ＳＭ１を付す工程である。本例では、このような工程Ｃを、第１例の工程Ａ（図１１および図１２参照）と同じ方法で行う。

本例の工程Ｄでは、まず、図１４（ａ）に示すように、アシスト側ピニオン軸１３をハウジング７（図８参照）に組み付け、かつ、アシスト側ピニオン４１をアシスト側ラック２９に噛合させる。

そして、この状態で、電動モータ３９のモータ出力軸を等速で回転駆動することにより、ウォーム減速機３８を介してアシスト側ピニオン軸１３を等速で回転駆動することで、ラック軸１１を等速で軸方向に移動させる。この際に、アシスト側ピニオン軸１３は、１回転以上回転させる。そして、この動作を行いながら、アシスト側ピニオン軸１３を等速で回転させるためのトルク、すなわち、電動モータ３９のモータ出力軸を等速で回転させるためのトルクを測定し、同時に、アシスト側ピニオン軸１３の回転角を測定する。

なお、上述したような測定を行う際に、電動モータ３９のモータ出力軸は、たとえば、目標速度を一定にした角速度フィードバック制御を行うことにより、等速で回転駆動することができる。また、電動モータ３９のモータ出力軸のトルクは、電動モータ３９への通電量に基づいて測定したり、電動モータ３９に組み込んだトルクセンサにより測定したりすることができる。また、アシスト側ピニオン軸１３の回転角は、電動モータ３９のモータ出力軸の回転角およびウォーム減速機３８の減速比から計算により求めることができる。

上述したようなトルクおよび回転角の測定によって、図１４（ｂ）に例示するような、トルクと回転角との関係が得られる。したがって、図１４（ｂ）の関係から、アシスト側ピニオン軸１３の１回転のうちトルクが最小となる回転位置（回転角α）を検出することができる。該回転位置は、アシスト側ピニオン軸１３の振れ回りの半径が最大となる円周方向位置が、ラック軸１１から最も遠ざかる回転位置である。

本例の工程Ｄでは、該回転位置（回転角α）までアシスト側ピニオン軸１３を回転させ、該回転位置でアシスト側ピニオン軸１３の回転を停止させる（図１４（ｃ）参照）。

本例の工程Ｅでは、この状態で、操舵側ピニオン軸１０に付された軸側目印ＳＭ１により該操舵側ピニオン軸１０の回転角を確認しながら、軸側目印ＳＭ１がラック軸１１に最も近づく回転位置で、操舵側ピニオン軸１０をハウジング７（図５参照）に組み付け、かつ、操舵側ピニオン２５を操舵側ラック２８に噛合させる（図１４（ｃ）参照）。

以上の工程Ｄおよび工程Ｅにより、使用状態において、操舵側ピニオン軸１０の回転角とアシスト側ピニオン軸１３の回転角との位相差が、１８０゜になるように構成している。これにより、図１０（ａ）および図１０（ｂ）に示すように、２つの摩擦力Ｆ１と摩擦力Ｆ２との位相差が１８０゜になるようにすることで、図１０（ｃ）に示すように、２つの摩擦力Ｆ１、Ｆ２の合力（Ｆ１＋Ｆ２）の変動幅が最も小さくなるようにしている。その他の構成および作用効果は、第１例と同様である。

本発明を実施する場合には、第２例の変形例として、工程Ｃで、操舵側ピニオン軸１０の振れ回りの半径が最小となる円周方向位置を検出し、かつ、該検出した円周方向位置に軸側目印ＳＭ１を付すこともできる。そして、工程Ｄで、アシスト側ピニオン軸１３の１回転のうち該トルクが最大となる回転位置を検出し、かつ、該回転位置でアシスト側ピニオン軸１３の回転を停止させることもできる。そして、工程Ｅで、軸側目印ＳＭ１がラック軸１１に最も近づく回転位置で、操舵側ピニオン軸１０をハウジング７（図５参照）に組み付け、かつ、操舵側ピニオン２５を操舵側ラック２８に噛合させることもできる。この場合も、使用状態において、操舵側ピニオン軸１０の前記回転角とアシスト側ピニオン軸１３の前記回転角との位相差が、１８０゜になるように構成される。

［第３例］
本発明の実施の形態の第３例について、図１５を用いて説明する。

本例は、第１例の変形例であり、ハウジング７に対するアシスト側ピニオン軸１３の組み付け作業を容易にするために、ハウジング７にハウジング側目印ＨＭ２を付した例である。

すなわち、本例では、ハウジング７に、アシスト側ピニオン軸１３の回転に伴って軸側目印ＳＭ２との回転方向の位置関係が変化するハウジング側目印ＨＭ２が付されている。具体的には、本例では、ハウジング７のホイール収容部２２の開口側の端面のうち、ラック収容部１４に収容されるラック軸１１（図８参照）から最も遠い円周方向位置（図１５における下端位置）に、ハウジング側目印ＨＭ２が付されている。ハウジング側目印ＨＭ２も、たとえばインクマーキングやレーザ刻印などの任意の態様で付すことができる。本発明を実施する場合、ハウジング側目印ＨＭ２の形状、大きさ、色などは、軸側目印ＳＭ２との回転方向の位置関係を確認できる限り、任意に設定することができる。

本例では、アシスト側ピニオン軸１３の軸側目印ＳＭ２は、アシスト側ピニオン軸１３の軸方向の基端面の径方向外端部のうち、回転に伴う振れ回りの半径が最大となる円周方向位置に付されている。

本例では、図１５に示すように、軸側目印ＳＭ２の円周方向位置とハウジング側目印ＨＭ２の円周方向位置とが一致するように、ハウジング７に対してアシスト側ピニオン軸１３を組み付けることで、使用状態において、２つの摩擦力Ｆ１、Ｆ２の位相差が１８０゜になる構成を容易に実現することができる。その他の構成および作用効果は、第１例と同様である。

［第４例］
本発明の実施の形態の第４例について、図１６を用いて説明する。

本例では、ハウジング７のホイール収容部２２の開口側の端面のうち、ラック収容部１４に収容されるラック軸１１（図８参照）から最も遠い円周方向位置（図１６における下端位置）Ｘを中心とする所定の円周方向範囲（図示の例では、中心角が４０゜程度の円周方向範囲）φの円周方向両側の端部に、ハウジング側目印ＨＭ２が付されている。なお、本発明を実施する場合、円周方向範囲φの中心角は、４０゜と異なる角度に設定することもできる。

本例では、図１６に示すように、軸側目印ＳＭ２の円周方向位置が、円周方向に関して２つのハウジング側目印ＨＭ２の間に位置するように、ハウジング７に対してアシスト側ピニオン軸１３を組み付けることで、使用状態において、２つの摩擦力Ｆ１、Ｆ２のピーク位置の位相差が１６０゜以上２００゜以下の範囲に収まる構成を容易に実現することができる。その他の構成および作用効果は、第１例と同様である。

本発明を実施する場合には、ハウジング７に、操舵側ピニオン軸１０の回転に伴って軸側目印ＳＭ１との回転方向の位置関係が変化するハウジング側目印ＨＭ２を付すこともできる。

［第５例］
本発明の実施の形態の第５例について、図１７を用いて説明する。

本例では、操舵側ピニオン軸１０の操舵側ピニオン２５（図１参照）のピッチ円直径などの諸元と、アシスト側ピニオン軸１３のアシスト側ピニオン４１（図１参照）のピッチ円直径などの諸元との、相互の関係を調整することにより、操舵側ピニオン軸１０の回転の周期とアシスト側ピニオン軸１３の回転の周期とが互いに異なる構造に、本発明を適用した例である。

本例では、具体的には、操舵側ピニオン軸１０が１回転すると、アシスト側ピニオン軸１３が約０．９回転する構造を有する。このような本例の構造では、ステアリングホイール２の回転操作量によって、操舵側ピニオン軸１０の回転角とアシスト側ピニオン軸１３の回転角との位相差が変化し、これに伴い、２つの摩擦力Ｆ１、Ｆ２の位相差△θが変化するが、本例では、使用状態で該位相差△θが十分に大きい量、たとえば１６０゜以上２００゜以下の範囲に維持される構成を採用している。このため、本例の場合も、２つの摩擦力Ｆ１、Ｆ２の合力（Ｆ１＋Ｆ２）の変動幅を小さく抑えることができる。その他の構成および作用効果は、第１例と同様である。

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。

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 操舵側ピニオン
２６ａ、２６ｂ 軸受
２７ タイロッド
２８ 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
５３ａ、５３ｂ ラックブッシュ
５４ａ、５４ｂ スペーサ
５５ 突き当て面
５６ 試験装置
５７ 支持ピン
５８ ロータ
５９ マスターギヤ
６０ マスターピニオン
６１ 支持体
６２ コイルばね
６３ リニアゲージ

Claims (9)

1. 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、
   前記操舵側ピニオン軸との間で前記ラック軸を挟む位置に配置され、前記ラック軸の外周面を前記操舵側ピニオン軸に向けて弾性的に押圧する押圧部を有する、操舵側ラックガイドと、
   前記アシスト側ピニオン軸との間で前記ラック軸を挟む位置に配置され、前記ラック軸の外周面を前記アシスト側ピニオン軸に向けて弾性的に押圧する押圧部を有するアシスト側ラックガイドと、
   前記ラック軸、前記操舵側ピニオン軸、前記アシスト側ピニオン軸、前記操舵側ラックガイド、および前記アシスト側ラックガイドが組み付けられる、ハウジングと、を備え、
   前記操舵側ピニオン軸および前記アシスト側ピニオン軸のそれぞれは、回転に伴って中心軸が振れ回り、
   前記操舵側ピニオン軸の１回転のうち、前記ラック軸の外周面と前記操舵側ラックガイドの前記押圧部との間に作用する摩擦力が最大となる回転位置を基準とする該操舵側ピニオン軸の回転角と、前記アシスト側ピニオン軸の１回転のうち、前記ラック軸の外周面と前記アシスト側ラックガイドの前記押圧部との間に作用する摩擦力が最大となる回転位置を基準とする該アシスト側ピニオン軸の回転角との間の位相差が、所定角度範囲に収まっている、
   電動パワーステアリング装置。
2. 前記所定角度範囲が９０゜以上２７０゜以下の範囲である、請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
3. 前記所定角度範囲が１２０゜以上２４０゜以下の範囲である、請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
4. 前記所定角度範囲が１３５゜以上２２５゜以下の範囲である、請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
5. 前記操舵側ピニオン軸と前記アシスト側ピニオン軸とのうち、少なくともいずれか一方の軸および／または該軸と一体的に回転する部材に、該軸の前記回転角を確認可能な軸側目印が付されている、請求項１～４のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置。
6. 前記軸側目印が付された前記軸および／または該軸と一体的に回転する前記部材において、該軸側目印が、回転に伴う振れ回りの半径が最大または最小となる周方向位置に付されている、請求項５に記載の電動パワーステアリング装置。
7. 前記ハウジングに、前記軸側目印が付された前記軸および／または該軸と一体的に回転する前記部材の回転に伴って、該軸側目印との位置関係が変化するハウジング側目印が付されている、請求項５または６に記載の電動パワーステアリング装置。
8. 請求項５～７のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置の製造方法であって、
   前記操舵側ピニオン軸および前記アシスト側ピニオン軸のそれぞれについて、回転に伴う振れ回りの半径が最大または最小となる円周方向位置を検出し、かつ、該軸および／または該軸と一体的に回転する前記部材に対し、該検出した円周方向位置に前記軸側目印を付す工程と、
   前記操舵側ピニオン軸および／または該軸と一体的に回転する前記部材に付された前記軸側目印により該操舵側ピニオン軸の前記回転角を確認しながら、該操舵側ピニオン軸を前記ハウジングに組み付け、かつ、前記操舵側ピニオンを前記操舵側ラックに噛合させ、および、前記アシスト側ピニオン軸および／または該軸と一体的に回転する前記部材に付された前記軸側目印により該アシスト側ピニオン軸の前記回転角を確認しながら、該アシスト側ピニオン軸を前記ハウジングに組み付け、かつ、前記アシスト側ピニオンを前記アシスト側ラックに噛合させる工程と、を備える、
   電動パワーステアリング装置の製造方法。
9. 請求項５～７のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置の製造方法であって、
   前記操舵側ピニオン軸について、回転に伴う振れ回りの半径が最大または最小となる円周方向位置を検出し、かつ、該軸および／または該軸と一体的に回転する前記部材に対し、該検出した円周方向位置に前記軸側目印を付す工程と、
   前記アシスト側ピニオン軸を前記ハウジングに組み付け、かつ、前記アシスト側ピニオンを前記アシスト側ラックに噛合させた状態で、前記電動モータにより前記アシスト側ピニオン軸を等速で回転駆動しながら、該回転駆動するためのトルクを測定することにより、前記アシスト側ピニオン軸の１回転のうち該トルクが最小または最大となる回転位置を検出し、かつ、該回転位置で前記アシスト側ピニオン軸の回転を停止させる工程と、
   前記操舵側ピニオン軸および／または該軸と一体的に回転する前記部材に付された前記軸側目印により該操舵側ピニオン軸の前記回転角を確認しながら、該操舵側ピニオン軸を前記ハウジングに組み付け、かつ、前記操舵側ピニオンを前記操舵側ラックに噛合させる工程と、を備える、
   電動パワーステアリング装置の製造方法。

Images