JP5284709B2 - パワーステアリング装置 - Google Patents

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Description

本発明は、ドライバの操舵に対して操舵補助力を付与するようにしたパワーステアリング装置に関する。
この種の技術としては、特許文献１に記載の技術が開示されている。
この公報では、ピニオン軸を収納した円筒部の一部内面に土手状の凸部を、円筒部の全周に亙って形成しているものが開示されている。
特開２００５−１１２０３７号公報
上記従来技術にあっては、ピニオン軸の中間部外周面と凸部の内周面とは、ピニオンとラックとの間で動力の伝達を行わない状態で、微小隙間を介して対向している。そのため、ピニオン軸と凸部が当接するまでは、ピニオン軸は上側と下側に設けた玉軸受で支持されることとなり支持位置間距離が長くなるため、ピニオン軸の曲げ剛性が低くなりラック歯とピニオン歯との噛み合い不良が生じるおそれがあった。
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、ラック歯とピニオン歯との噛み合い不良を抑制するパワーステアリング装置を提供することである。
上記目的を達成するため、第１の発明では、ピニオン歯に対して操舵入力軸とは反対側に設けられ、ハウジングに対して前記ピニオン軸を軸支する第１軸受と、ピニオン歯に対して操舵入力軸側に設けられ、ハウジングに対してピニオン軸を軸支し、コロ軸受または滑り軸受によって構成される第２軸受と、第２軸受に対して操舵入力軸側に設けられ、ハウジングに対して前記ピニオン軸を軸支する第３軸受と、を有し、ハウジングまたはピニオン軸と前記第２軸受との間に形成され且つ対向する部材同士が相対回転する側の径方向隙間であって円周方向において最も小さい部分における径方向隙間は、ハウジングまたはピニオン軸と第３軸受との間に形成され且つ対向する部材同士が相対回転する側の径方向隙間の周方向の何れかの部分よりも小さくした。
また第２の発明では、ハウジング内に回転自在に設けられ、ラック軸に対して直行する位置からずれた状態でラック歯と噛み合うと共に鍛造または転造によって形成されるピニオン歯を有するピニオン軸と、ピニオン歯に対して操舵入力軸とは反対側に設けられ、ハウジングに対してピニオン軸を軸支する第１軸受と、ピニオン歯に対して操舵入力軸側であって、ハウジングに対してピニオン軸を軸支する第２軸受と、第２軸受に対し操舵入力軸側に設けられ、ハウジングに対してピニオン軸を軸支する第３軸受と、を有し、ハウジングまたはピニオン軸と第２軸受との間に形成され且つ対向する部材同士が相対回転する側の径方向隙間であって円周方向において最も小さい部分における径方向隙間は、ハウジングまたはピニオン軸と第３軸受との間に形成され且つ対向する部材同士が相対回転する側の径方向隙間の周方向の何れかの部分よりも小さくした。
そのため、ピニオン歯に近い第１軸受、第２軸受が荷重を受けることとなり、ピニオン軸の曲げ剛性を高くすることができ、ピニオン歯とラック歯の噛み合い状態を良好に保つことができる。
以下、第１の発明、第２の発明のパワーステアリング装置を実現する最良の形態を、実施例１ないし実施例８において説明する。
実施例１のパワーステアリング装置１の構成について説明する。
［パワーステアリング装置の概要］
図１は、ピニオンアシスト式のパワーステアリング装置１のシステム構成図である。
パワーステアリング装置１は、ドライバが操舵を行うステアリングホイール３０と、ステアリングホイール３０から操舵力が入力されるステアリングシャフト３１と、ステアリングシャフト３１に自在継手３２を介して接続される中間軸３３と、中間軸３３に自在継手３４を介して接続される操舵入力軸７と、操舵入力軸７が伝達した回転方向の操舵力を車幅方向の力に変換するラックアンドピニオン部２７およびモータ２１によってドライバの操舵力に対してアシスト力を付与するパワーアシストユニット２８を備えたギヤボックス２９とを有する。
ラックアンドピニオン部２７は、ピニオン軸８の下側に形成したピニオン歯９と、ラック軸１０に形成したラック歯１０ａとが、ラック軸１０の軸方向に対してピニオン軸８の軸方向がねじれ方向に噛み合っている。
パワーアシストユニット２８は、操舵入力軸７に作用するトルクを検出するトルクセンサ４と、ピニオン軸８と一体に回転するウォームホイール１９と、モータ２１の出力軸に固定されウォームホイール１９と噛み合うウォームシャフト２０とを有する。トルクセンサ４が検出したトルクを電子コントロールユニット（Electronic Control Unit：以下、ECU）２２に入力し、ECU２２は入力したトルク情報によってモータ２１の出力トルクを制御している。
ドライバによりステアリングホイール３０に入力された操舵力は、ステアリングシャフト３１、自在継手３２、中間軸３３、自在継手３４、操舵入力軸７、ピニオン軸８の順に伝達される。モータ２１において発生したアシストトルクは、ウォームシャフト２０、ウォームホイール１９の順にピニオン軸８に伝達される。ピニオン軸８に伝達されたドライバの操舵力およびモータ２１のアシストトルクは、ピニオン軸８、ラック軸１０、ラックエンド３５、自在継手３６、タイロッド３７、タイロッドエンド３８、ナックルアーム３９を介して転舵輪４０に伝達される。
［ギヤボックスの構成］
図２はギヤボックス２９の部分断面図である。ギヤボックス２９は、ピニオン軸８、ラック軸１０等を収容する第１ハウジング６と、ウォームホイール１９、ウォームシャフト２０、操舵入力軸７、トルクセンサ４等を収容する第２ハウジング５とを有する。
以下の説明では、図２において操舵入力軸７、ピニオン軸８の軸方向であって、ピニオン軸８側を下側とし、操舵入力軸７側を上側とする。
（操舵入力軸の構成）
操舵入力軸７の上側にはスプライン溝７ａが形成されており、自在継手３４とスプライン結合をする。
操舵入力軸７のスプライン溝７ａよりも下側には、スプライン溝７ａの外径よりも大径の第４軸受嵌合部７ｂが形成されている。
操舵入力軸７の第４軸受嵌合部７ｂよりも下側には、第４軸受嵌合部７ｂの外径よりも大径の中筒係合部７ｃが形成されている。
操舵入力軸７の中筒係合部７ｃよりも下側には、一部を切り欠いたピニオン軸挿入部７ｅが形成されている。
操舵入力軸７には中空のトーションバー収容部７ｄが形成され、トーションバー収容部７ｄの上側にはトーションバー収容部７ｄよりも小径のトーションバー嵌合部７ｆが形成されている。
（ピニオン軸の構成）
ピニオン軸８の下側にはピニオン歯９が形成されている。ピニオン歯９は切削により形成されており、根本側に切り上がり部９ａが形成されている。
ピニオン軸８の下側の先端には、ピニオン歯９の外径よりも小径の第１軸受挿入部８ａが形成されている。
ピニオン軸８のピニオン歯９よりも上側には、ピニオン歯９の外径よりも大径の第２軸受挿入部８ｂが形成されている。
ピニオン軸８の第２軸受挿入部８ｂよりも上側には、第２軸受挿入部８ｂよりも大径の第３軸受挿入部８ｃが形成されている。
ピニオン軸８の第３軸受挿入部８ｃよりも上側には、第３軸受挿入部８ｃよりも大径のフランジ部８ｄが形成されている。このフランジ部８ｄは、後述する第３軸受１６のインナレース１６ｃの外周とほぼ同径に形成されている。また第３軸受挿入部８ｃの外周側面上であって、フランジ部８ｄの下側側面から後述する第３軸受１６の軸方向厚さ分離れた位置付近に第３軸受挿入部８ｃよりも小径な凹溝状のリング係止部８ｉが形成されている。
ピニオン軸８のフランジ部８ｄよりも上側には、フランジ部８ｄよりも小径であって、第３軸受挿入部８ｃよりも大径のウォームホイール嵌合部８ｅが形成されている。
ピニオン軸８の上側先端には外筒係合部８ｆが形成されている。
ピニオン軸８の上端には、ピニオン軸８の上側に開口した有底カップ状に中空部が形成され、該中空部に操舵入力軸７のピニオン軸挿入部７ｅの形状に沿って形成された操舵入力軸挿入部８ｈが形成されている。
ピニオン軸の開口部の底部にはトーションバー嵌合部８ｇが形成されている。
（第１ハウジングの構成）
第１ハウジング６は上側が開口部、下側が底となった有底カップ状の中空のピニオン軸収容部４１を有し、底部には第１軸受保持部６ａが形成されている。
第１ハウジング６の第１軸受保持部６ａよりも上側には、第１軸受保持部６ａよりも大径のピニオン歯収容部６ｂが形成されている。このピニオン歯収容部６ｂは、ピニオン歯９の外径よりも大きく形成されている。
第１ハウジング６のピニオン歯収容部６ｂよりも上側には、ピニオン歯収容部６ｂよりも大径の第２軸受保持部６ｃが形成されている。
第１ハウジング６の第２軸受保持部６ｃよりも上側は、曲面状に拡径した後に、軸方向に垂直の段部６ｍが形成されている。この段部６ｍの内径は後述する第３軸受１６のアウタレース１６ａの内径とほぼ同径に形成され、外径はアウタレース１６ａの外径とほぼ同径に形成されている。
この段部６ｍに連続して、段部６ｍの外径と同径の第３軸受保持部６ｄが形成されている。
第１ハウジング６の第３軸受保持部６ｄよりも上側には、第３軸受保持部６ｄよりも大径の係止リング嵌合部６ｅが形成されている。
第１ハウジング６の上端には上側に凸状の第２ハウジング係合部６ｇが形成されている。この第２ハウジング係合部６ｇの外周側側面には、凹状のシール部材挿入部６ｈが形成されている。このシール部材挿入部６ｈにシール部材９４が挿入されている。
第１ハウジング６には、ピニオン軸８の軸方向に対してねじれ方向に伸びて形成されたラック軸収容部６ｉが設けられている。ラック軸収容部６ｉとピニオン歯収容部６ｂが交わる位置において、ラック軸収容部６ｉとピニオン歯収容部６ｂとが連通している。
第１ハウジング６には、ラック軸収容部６ｉとピニオン歯収容部６ｂとが連通する位置において、ピニオン軸８の軸方向に対して垂直方向に押圧部収容部６ｊが形成されている。
第１ハウジング６には、ピニオン歯収容部６ｂ等から径方向に離れた位置にボルト挿入部６ｆが形成されている。
（第２ハウジングの構成）
第２ハウジング５は軸方向に貫通孔を有し、第２ハウジング５の下側開口部には、第１ハウジング６の第２ハウジング係合部６ｇの外周とほぼ同径の内周面を有する第１ハウジング係合部５ｈが形成されている。
第２ハウジング５の第１ハウジング係合部５ｈの上側に、第１ハウジング係合部５ｈよりも小径のウォームホイール収容部５ａが形成されている。このウォームホイール収容部５ａは、ウォームホイール１９よりも大径に形成されている。
第２ハウジング５には、ウォームホイール収容部５ａの軸方向に対して垂直方向にウォームシャフト収容部５ｂが形成されている。このウォームシャフト収容部５ｂは、ウォームシャフト２０よりも大径に形成されている。
第２ハウジング５のウォームホイール収容部５ａよりも上側には、ウォームホイール収容部５ａより小径の係止板収容部５ｃが形成されている。
第２ハウジング５の係止板収容部５ｃよりも上側には、係止板収容部５ｃよりも小径のトルクセンサ収容部５ｄが形成されている。
第２ハウジング５のトルクセンサ収容部５ｄよりも上側には、トルクセンサ収容部５ｄよりも小径であって、後述するトルクセンサ４の外筒４ｄよりも大径の係止部５ｅが形成されている。この係止部５ｅは、後述する第４軸受１７のアウタレース１７ａの内径よりも小径に形成されている。
第２ハウジング５の係止部５ｅよりも上側には、係止部５ｅよりも大径の第４軸受収容部５ｆが形成されている。
第２ハウジング５には、第１ハウジング６と第２ハウジング５とを組み合わせたときに、第１ハウジング６のボルト挿入部６ｆと連通する位置にボルト挿入部５ｇが形成されている。
（トルクセンサの構成）
トルクセンサ４は、第１コイル４ａ、第２コイル４ｂ、中筒４ｃ、外筒４ｄを有する。
第１コイル４ａと第２コイル４ｂとは軸方向に並んで配置されている。中筒４ｃは操舵入力軸７と一体に回転し、外筒４ｄはピニオン軸８と一体に回転する。また中筒４ｃと外筒４ｄの周側面には、第１コイル４ａ、第２コイル４ｂと対向する位置に開口窓が設けられている。
操舵入力軸７とピニオン軸８とが相対回転することにより中筒４ｃと外筒４ｄの開口窓の重なり量が変化し、この変化に応じた磁力の変化を第１コイル４ａと第２コイル４ｂにより検出する。第１コイル４ａと第２コイル４ｂが検出した磁力は、通信線４ｅ、４ｆを介してECU２２に送信される。
（ギヤボックスの組み付け）
ラジアル玉軸受である第３軸受１６をピニオン軸８の下側から挿入し、第３軸受挿入部８ｃに嵌合させる。このとき第３軸受１６の上側側面は、フランジ部８ｄの下側側面に当接する。またリング９６をピニオン軸８の下側から挿入し、リング係止部８ｉに係合させる。このリング９６の上側は第３軸受１６のインナレース１６ｃの内径よりも大径に形成されており、第３軸受１６はリング９６によって軸方向の移動が規制される。
ラジアルコロ軸受である第２軸受１５をピニオン軸８の下側から挿入し、第２軸受挿入部８ｂに嵌合させる。
ラジアルコロ軸受である第１軸受１４をピニオン軸８の下側から挿入し、第１軸受挿入部８ａに嵌合させる。
第１軸受１４、第２軸受１５、第３軸受１６を取り付けた状態のピニオン軸８を、第１ハウジング６の上側開口部から挿入する。ピニオン軸８を第１ハウジング６に挿入すると、第１軸受１４は第１軸受保持部６ａ、第２軸受１５は第２軸受保持部６ｃに、第３軸受１６は第３軸受保持部６ｄに保持される。このとき第３軸受１６の下側面は、段部６ｍに当接する。
ピニオン軸８を第１ハウジング６に挿入した後、係止リング８８を係止リング嵌合部６ｅに挿入して嵌合させる。このとき係止リング８８の下側面は第３軸受１６のアウタレース１６ａの上側面に当接する。そのため、段部６ｍと係止リング８８によってアウタレース１６ａを挟持し、第３軸受１６は軸方向移動を規制される。
その後、ピニオン軸８の上側からウォームホイール１９を挿入し、ウォームホイール嵌合部８ｅに嵌合させる。ウォームホイール１９の下面側面は、フランジ部８ｄの上面側面に当接する。
次に、ラック軸１０近傍について説明する。
ラック軸１０を第１ハウジング６のラック軸収容部６ｉに挿入する。
ラック軸１０をラック軸収容部６ｉに挿入した後、押圧部材１１を押圧部収容部６ｊに挿入する。この押圧部材１１のラック軸１０側の面には、ラック軸１０のラック歯１０ａの背面の曲面に沿って当接面１１ａが形成され、この当接面１１ａをラック軸１０に当接させる。また押圧部材１１の当接面１１ａの反対側には、中空のスプリング挿入部１１ｂが形成され、このスプリング挿入部１１ｂにスプリング１３を挿入する。
次に、ストッパ１２を押圧部収容部６ｊに挿入する。このストッパ１２の押圧部材１１側には、中空のスプリング挿入部１２ａが形成され、このスプリング挿入部１２ａにスプリング１３を挿入する。またストッパ１２は係止部材９３により第１ハウジング６に係止される。
操舵入力軸７とピニオン軸８とは、トーションバー２６を介して連結されている。このトーションバー２６は、中間部に対して両端が大径に形成され、上端に操舵入力軸嵌合部２６ａ、下端にピニオン軸嵌合部２６ｂが形成されている。
トーションバー２６を操舵入力軸７のトーションバー収容部７ｄに挿入し、操舵入力軸嵌合部２６ａがトーションバー嵌合部７ｆに嵌合させる。
操舵入力軸７のピニオン軸挿入部７ｅをピニオン軸８の操舵入力軸挿入部８ｈに挿入し、トーションバー２６のピニオン軸嵌合部２６ｂはトーションバー嵌合部８ｇに嵌合される。操舵入力軸７のピニオン軸挿入部７ｅの外周と、ピニオン軸８の操舵入力軸挿入部８ｈの内周との間には、一部にシール部材９７が設けられている。
操舵入力軸７の中筒係合部７ｃにトルクセンサ４の中筒４ｃを係合し、ピニオン軸８の外筒係合部８ｆに外筒４ｄを係合する。外筒係合部８ｆと外筒４ｄとの間にはシール部材９５が設けられている。
トルクセンサ４の第１コイル４ａ、第２コイル４ｂが第２ハウジング５のトルクセンサ収容部５ｄに挿入される。第１コイル４ａ、第２コイル４ｂの外径より小径であって外筒４ｄの外径よりも大径の貫通孔を有する係止板９１を、第２ハウジング５の係止板収容部５ｃに挿入し、この係止板９１はねじ９０によって第２ハウジング５に固定される。係止板９１によりトルクセンサ４の第１コイル４ａ、第２コイル４ｂに軸方向の移動を規制している。
トルクセンサ４の第１コイル４ａ、第２コイル４ｂが取り付けられた第２ハウジング５を操舵入力軸７の上側から挿入して、第１ハウジング６の第２ハウジング係合部６ｇと第１ハウジング係合部５ｈとが係合させる。
操舵入力軸７の上側からボールベアリングである第４軸受１７を挿入し、第４軸受嵌合部７ｂと嵌合させる。第４軸受１７は、第２ハウジング５の第４軸受収容部５ｆによって保持され、係止部５ｅによって軸方向に位置決めされている。また、操舵入力軸７の上側からシール部材１８を挿入し、このシール部材１８によって操舵入力軸７の第４軸受嵌合部７ｂと、第２ハウジング５の第４軸受収容部５ｆとの間をシールしている。
ウォームシャフト収容部５ｂにウォームシャフト２０を挿入し、ウォームシャフト２０とウォームホイール１９が噛み合わす。
第１ハウジング６と第２ハウジング５が組み合わされた後に、ボルト挿入部６ｆおよびボルト挿入部５ｇにボルト９２を挿入して、第１ハウジング６と第２ハウジング５とを固定する。
［軸受の構成］
図３は第１軸受１４、第２軸受１５、第３軸受１６の軸方向断面図および周方向断面図である。
第３軸受１６は、図３（ａ）に示すように、アウタレース１６ａ、ボール１６ｂ、インナレース１６ｃから構成されている。インナレース１６ｃの内周にピニオン軸８の第３軸受挿入部８ｃが嵌合される。またアウタレース１６ａの外周は第１ハウジング６の第３軸受保持部６ｄに保持されている。そのため、アウタレース１６ａは第１ハウジング６に対して相対回転せず、インナレース１６ｃはピニオン軸８に対して相対回転しないようになっている。ボール１６ｂはゲージによって周方向にほぼ等間隔に並べられて、アウタレース１６ａおよびインナレース１６ｃに対してボール１６ｂの公転方向の回転としてはゲージとともに相対回転する。第３軸受１６は、ラジアル玉軸受であるがスラスト荷重も受けることができる。
第２軸受１５は、図３（ｂ）に示すように、アウタレース１５ａ、コロ１５ｂから構成されている。アウタレース１５ａの内周側にコロ１５ｂが周方向にほぼ等間隔に並べられ、回動可能に支持されている。周上に並んだコロ１５ｂの内側にピニオン軸８の第２軸受挿入部８ｂが挿入されている。またアウタレース１５ａの外周は、第１ハウジング６の第２軸受保持部６ｃに保持されている。そのため、アウタレース１５ａは第１ハウジング６に対して相対回転しないようになっている。コロ１５ｂはアウタレース１５ａに支持されているため、コロ１５ｂの公転方向の回転としては第１ハウジング６に対して相対回転しないようになっている。
第１軸受１４は、図３（ｃ）に示すように、アウタレース１４ａ、コロ１４ｂから構成されている。アウタレース１４ａの内周側にコロ１４ｂが周方向にほぼ等間隔に並べられ、回動可能に支持されている。周上に並んだアウタレース１４ａの内側にピニオン軸８の第１軸受挿入部８ａが挿入されている。この第１軸受１４の外径は、第２軸受１５の外径よりも小さく形成されている。またアウタレース１４ａの外周は、第１ハウジング６の第１軸受保持部６ａに保持されている。そのため、アウタレース１４ａは第１ハウジング６に対して相対回転しないようになっている。コロ１４ｂはアウタレース１４ａに支持されているため、コロ１４ｂの公転方向の回転としては第１ハウジング６に対して相対回転しないようになっている。
ここで第１軸受１４、第２軸受１５、第３軸受１６のうちピニオン歯９に近い、第１軸受１４と第２軸受１５によってピニオン軸８を支持するためには、第３軸受１６の径方向隙間よりも、第１軸受１４、第２軸受１５の径方向隙間が小さい必要がある。そのためには、第１軸受１４、第２軸受１５、第３軸受１６の径方向隙間を設定した範囲に設計する必要がある。第１軸受１４、第２軸受１５、第３軸受１６の径方向隙間とは、第１ハウジング６またはピニオン軸８と相対回転する部材（以下、相対回転部材）と、相対回転部材に対向する部材（以下、対向部材）との径方向隙間のことを示す。
第３軸受１６において、第１ハウジング６に対する相対回転部材はボール１６ｂ、インナレース１６ｃであり、ピニオン軸８に対する相対回転部材はボール１６ｂ、アウタレース１６ａである。第３軸受１６において、ボール１６ｂに対する対向部材はアウタレース１６ａ、インナレース１６ｃであり、アウタレース１６ａとインナレース１６ｃに対する対向部材はボール１６ｂである。
すなわち、第３軸受１６の径方向隙間とは、アウタレース１６ａとボール１６ｂとの径方向隙間、インナレース１６ｃとボール１６ｂとの径方向隙間のことを示す。ここでアウタレース１６ａとボール１６ｂとの径方向隙間およびインナレース１６ｃとボール１６ｂとの径方向隙間のうち、円周方向において最も小さい部分の径方向隙間の大きさをAとする。
第２軸受１５において、第１ハウジング６に対する相対回転部材はピニオン軸８であり、ピニオン軸８に対する相対回転部材はコロ１５ｂである。第２軸受１５において、ピニオン軸８に対する対向部材はコロ１５ｂであり、コロ１５ｂに対する対向部材はピニオン軸８である。
すなわち、第２軸受１５の径方向隙間とは、コロ１５ｂとピニオン軸８との径方向隙間のことを示す。ここでコロ１５ｂとピニオン軸８との径方向隙間であって、円周方向において最も小さい部分の径方向隙間の大きさをBとする。
第１軸受１４において、第１ハウジング６に対する相対回転部材はピニオン軸８であり、ピニオン軸８に対する相対回転部材はコロ１４ｂである。第１軸受１４において、ピニオン軸８に対する対向部材はコロ１４ｂであり、コロ１４ｂに対する対向部材はピニオン軸８である。
すなわち、第１軸受１４の径方向隙間とは、コロ１４ｂとピニオン軸８との径方向隙間のことを示す。ここでコロ１４ｂとピニオン軸８との径方向隙間であって、円周方向において最も小さい部分の径方向隙間の大きさをCとする。
このとき、第１軸受１４、第２軸受１５、第３軸受１６は、各径方向隙間の大きさが「A≧B」、「A≧C」となるように形成されている。すなわち、ピニオン軸８のラジアル方向の荷重を常に第１軸受１４と第２軸受１５によって受けている。
［作用］
ピニオン軸８は短くした方がピニオン軸８の曲げ剛性が高く、ピニオン歯９とラック歯１０ａの噛み合い状態が良好となるが、レイアウトの都合上ピニオン軸８を長くする必要がある。
例えば、実施例１のパワーステアリング装置１は、ピニオン軸８の軸方向とラック軸１０の軸方向がねじれの位置にある。また、ピニオンアシスト式のパワーステアリング装置１は、ピニオン軸８付近にモータ２１を設ける必要がある。しかし、モータ２１は比較的嵩張るため、モータ２１とラック軸１０を収容するハウジングとが干渉しないように、ピニオン軸８を長くしてピニオン歯９とラック歯１０ａとの噛み合い位置からモータ２１を離す必要がある。
そこで実施例１のパワーステアリング装置１では、ピニオン歯９に対して操舵入力軸７とは反対側、すなわちピニオン歯９よりも下側に、第１ハウジング６に対してピニオン軸８を支持する第１軸受１４を設けた。また、ピニオン歯９に対して操舵入力軸７側、すなわちピニオン歯９よりも上側に、第１ハウジング６に対してピニオン軸８を支持するラジアルコロ軸受である第２軸受１５を設けた。また、第２軸受１５に対して操舵入力軸７側、すなわち第２軸受１５の上側に、第１ハウジング６に対してピニオン軸８を支持する第３軸受１６を設けた。
さらに、第２軸受１５のコロ１５ｂとピニオン軸８との径方向隙間であって、円周方向において最も小さい部分の径方向隙間の大きさをBは、アウタレース１６ａとボール１６ｂとの径方向隙間およびインナレース１６ｃとボール１６ｂとの径方向隙間のうち、円周方向において最も小さい部分の径方向隙間の大きさをAよりも小さいようにした。
そのため、ラック軸１０側からの力の入力やモータ２１側からの力の入力に対して、ピニオン歯９に近い第１軸受１４、第２軸受１５が荷重を受けることとなる。したがって、ピニオン軸８の曲げ剛性を高くすることができ、ピニオン歯９とラック歯１０ａの噛み合い状態を良好に保つことができる。
また、第２軸受１５を径方向寸法の小さいラジアルコロ軸受としたため、第２軸受１５をピニオン歯９に近づけることが可能となる。そのため、第１軸受１４と第２軸受１５との間を短くすることが可能となり、ピニオン軸８の曲げ剛性を高くすることができ、ピニオン歯９とラック歯１０ａの噛み合い状態を良好に保つことができる。
また実施例１のパワーステアリング装置１では、第１ハウジング６内に第１軸受１４、第２軸受１５、第３軸受１６を保持する第１軸受保持部６ａ、第２軸受保持部６ｃ、第３軸受保持部６ｄを設けた。
よって、第１ハウジング６にピニオン軸８を支持する軸受を全て保持させることが可能となり、第１軸受１４、第２軸受１５、第３軸受１６の組み付け精度を向上させることができる。
また実施例１のパワーステアリング装置１では、第１ハウジング６は操舵入力軸７側、すなわち上側に開口部を有し、第２軸受保持部６ｃの内径は第１軸受保持部６ａの内径よりも大きく形成され、第３軸受保持部６ｄの内径は第２軸受保持部６ｃの内径よりも大きく形成した。
よって、第１軸受保持部６ａ、第２軸受保持部６ｃ、第３軸受保持部６ｄを全て上側から加工することができ、第１軸受保持部６ａ、第２軸受保持部６ｃ、第３軸受保持部６ｄの加工作業性を向上することができる。また、第１軸受１４、第２軸受１５、第３軸受１６を全て上側から組み付けることができ、第１軸受１４、第２軸受１５、第３軸受１６の組み付け作業性を向上することができる。
また実施例１のパワーステアリング装置１では、第１軸受１４をコロ軸受によって構成した。
コロ軸受は外径の大きさに対する耐荷重が大きいため、第１軸受１４の外径を第２軸受１５の外径を小さくしつつ、第１軸受１４の耐荷重を十分に確保することができる。
また実施例１のパワーステアリング装置１では、第３軸受１６にラジアル玉軸受を用いてスラスト方向の荷重も受けることができることとした。
よって、第１軸受１４、第２軸受１５はラジアル方向の荷重のみを受ける軸受とすることが可能となり、ピニオン歯９に近い第１軸受１４、第２軸受１５の選択自由度が高くなるため、外径の小さい軸受を選択することができる。そのため、第１軸受１４と第２軸受１５をピニオン歯９に近づけることが可能となり、第１軸受１４と第２軸受１５との距離を小さくしてピニオン軸８の曲げ剛性を高くすることができ、ピニオン歯９とラック歯１０ａの噛み合い状態を良好に保つことができる。
また実施例１のパワーステアリング装置１では、第１軸受１４、第２軸受１５、第３軸受１６は、ピニオン軸８に第１軸受１４側、すなわち下側から挿入されるようにした。
よって、ピニオン軸８を支持する全ての軸受を同じ方向から挿入することが可能となり、第１軸受１４、第２軸受１５、第３軸受１６の組み付け作業性を向上することができる。
また実施例１のパワーステアリング装置１では、ピニオン軸８に設けたウォームホイール１９と、モータ２１からウォームホイール１９に操舵アシスト力を伝達するウォームシャフト２０とを備え、ウォームホイール１９は、操舵入力軸７側、すなわち上側からピニオン軸に挿入するようにした。
ウォームホイール１９をピニオン軸８の上側から挿入し、また前述のように第３軸受１６をピニオン軸８の下側から挿入するようにしたため、ピニオン軸８にフランジ部８ｄを１箇所設けることにより、このフランジ部８ｄがウォームホイール１９と第３軸受１６の両方の突き当て部を兼ねることができる。
また実施例１のパワーステアリング装置１では、第１軸受１４、第２軸受１５は車両が直進時および転舵時において常時、ラジアル方向の荷重を受けるようにした。
よって、ピニオン歯９に近い第１軸受１４と第２軸受１５によって常時、ラジアル方向の荷重を受けるためピニオン軸８の曲げ剛性を高くすることができ、ピニオン歯９とラック歯１０ａの噛み合い状態を良好に保つことができる。
また実施例１のパワーステアリング装置１では、第１ハウジング６またはピニオン軸８と第２軸受１５との間に形成され且つ対向する部材同士が相対回転する側の径方向隙間であって円周方向において最も小さい部分は、ピニオン軸８とこのピニオン軸８と対向する部材同士が常時接触するように組み付けられるようにした。すなわち、ピニオン軸８と第２軸受１５のコロ１５ｂとの間に形成される径方向隙間であって、円周方向に最も小さい部分において、ピニオン軸８とコロ１５ｂが常時接触するようにした。
よって、ピニオン歯９に近い第１軸受１４と第２軸受１５によって常時、ラジアル方向の荷重を受けるためピニオン軸８の曲げ剛性を高くすることができ、ピニオン歯９とラック歯１０ａの噛み合い状態を良好に保つことができる。
［効果］
以下に、実施例１のパワーステアリング装置１の効果を列記する。
（１）ピニオン軸収容部４１を有する第１ハウジング６と、車両の転舵輪４０に接続されるラック歯１０ａを有するラック軸１０と、第１ハウジング６内に回転自在に設けられ、ラック軸１０に対して直行する位置からずれた状態でラック歯１０ａと噛み合うピニオン歯９を有するピニオン軸８と、ピニオン軸８と接続される操舵入力軸７と、操舵入力軸７、ピニオン軸８およびラック軸１０から構成される操舵機構に対して操舵アシスト力を付与するモータ２１と、ピニオン歯９に対して操舵入力軸７とは反対側に設けられ、第１ハウジング６に対してピニオン軸８を軸支する第１軸受１４と、ピニオン歯９に対して操舵入力軸７側に設けられ、第１ハウジング６に対してピニオン軸８を軸支し、コロ軸受によって構成される第２軸受１５と、第２軸受１５に対して操舵入力軸７側に設けられ、第１ハウジング６に対してピニオン軸８を軸支する第３軸受１６と、を有し、第１ハウジング６またはピニオン軸８と第２軸受１５との間に形成され且つ対向する部材同士が相対回転する側の径方向隙間であって円周方向において最も小さい部分における径方向隙間は、第１ハウジング６またはピニオン軸８と第３軸受１６との間に形成され且つ対向する部材同士が相対回転する側の径方向隙間の周方向の何れかの部分よりも小さいようにした。
第２軸受１５とピニオン軸８との径方向隙間のうち最も小さい部分（大きさB）は、第３軸受１６のボール１６ｂとインナレース１６ｃとの径方向隙間のうち最も小さい部分（大きさA）よりも小さく設定されている。そのため、ラック軸１０側からの力の入力やモータ２１側からの力の入力に対して、ピニオン歯９に近い第１軸受１４、第２軸受１５が荷重を受けることとなる。したがって、ピニオン軸８の曲げ剛性を高くすることができ、ピニオン歯９とラック歯１０ａの噛み合い状態を良好に保つことができる。
また、第２軸受１５を径方向寸法の小さいラジアルコロ軸受としたため、第２軸受１５をピニオン歯９に近づけることが可能となる。そのため、第１軸受１４と第２軸受１５との間を短くすることが可能となり、ピニオン軸８の曲げ剛性を高くすることができ、ピニオン歯９とラック歯１０ａの噛み合い状態を良好に保つことができる。
（２）上記（１）に記載の構成に加え、第１ハウジング６は、単一のブロックである第１ハウジング６内に第１軸受１４，第２軸受１５および第３軸受１６を保持する第１軸受保持部６ａ，第２軸受保持部６ｃおよび第３軸受保持部６ｄを有するようにした。
よって、単一のブロックである第１ハウジング６にピニオン軸８を支持する軸受を全て保持させることが可能となり、第１軸受１４、第２軸受１５、第３軸受１６の組み付け精度を向上させることができる。
（３）上記（２）に記載の構成に加え、第１ハウジング６は、操舵入力軸７側に開口部を有し、第２軸受保持部６ｃの内径は、第１軸受保持部６ａの内径よりも大きく形成され、第３軸受保持部６ｄの内径は、第２軸受保持部６ｃの内径よりも大きく形成した。
よって、第１軸受保持部６ａ、第２軸受保持部６ｃ、第３軸受保持部６ｄを全て上側から加工することができ、第１軸受保持部６ａ、第２軸受保持部６ｃ、第３軸受保持部６ｄの加工作業性を向上することができる。また、第１軸受１４、第２軸受１５、第３軸受１６を全て上側から組み付けることができ、第１軸受１４、第２軸受１５、第３軸受１６の組み付け作業性を向上することができる。
（４）上記（３）に記載の構成に加え、第１軸受１４をコロ軸受によって構成した。
コロ軸受は外径の大きさに対する耐荷重が大きいため、第１軸受１４の外径を第２軸受１５の外径より小さくしつつ、第１軸受１４の耐荷重を十分に確保することができる。
（５）上記（１）に記載の構成に加え、第３軸受１６をスラスト方向の荷重を受けることができる玉軸受とした。
よって、第１軸受１４、第２軸受１５はラジアル方向の荷重のみを受ける軸受とすることが可能となり、ピニオン歯９に近い第１軸受１４、第２軸受１５の選択自由度が高くなるため、外径の小さい軸受を選択することができる。そのため、第１軸受１４と第２軸受１５との距離を小さくしてピニオン軸８の曲げ剛性を高くすることができ、ピニオン歯９とラック歯１０ａの噛み合い状態を良好に保つことができる。
（６）上記（１）に記載の構成に加え、第１軸受１４，第２軸受１５および第３軸受１６は、ピニオン軸８に第１軸受１４側から挿入するようにした。
よって、ピニオン軸８を支持する全ての軸受を同じ方向から挿入することが可能となり、第１軸受１４、第２軸受１５、第３軸受１６の組み付け作業性を向上することができる。
（７）上記（６）に記載の構成に加え、ピニオン軸８に設けられたウォームホイール１９と、モータ２１からウォームホイール１９に操舵アシスト力を伝達するウォームシャフト２０と、を更に備え、ウォームホイール１９は、操舵入力軸７側からピニオン軸８に挿入するようにした。
ウォームホイール１９をピニオン軸８の上側から挿入し、また前述のように第３軸受１６をピニオン軸８の下側から挿入するようにしたため、ピニオン軸８にフランジ部８ｄを１箇所設けることにより、このフランジ部８ｄがウォームホイール１９と第３軸受１６の両方の突き当て部を兼ねることができる。
（８）上記（１）に記載の構成に加え、第１軸受１４はコロ軸受によって構成した。
コロ軸受は外径の大きさに対する耐荷重が大きいため、第１軸受１４の外径を第２軸受１５の外径を小さくしつつ、第１軸受１４の耐荷重を十分に確保することができる。
（９）上記（１）に記載の構成に加え、第１軸受１４および第２軸受１５は常時ラジアル荷重を受けるようにした。
よって、ピニオン歯９に近い第１軸受１４と第２軸受１５によって常時、ラジアル方向の荷重を受けるためピニオン軸８の曲げ剛性を高くすることができ、ピニオン歯９とラック歯１０ａの噛み合い状態を良好に保つことができる。
（１０）上記（１）に記載の構成に加え、第１ハウジング６またはピニオン軸８と第２軸受１５との間に形成され且つ対向する部材同士が相対回転する側の径方向隙間であって円周方向において最も小さい部分は、ピニオン軸８とこのピニオン軸８と対向する部材同士が常時接触するように組み付けた。
よって、ピニオン歯９に近い第１軸受１４と第２軸受１５によって常時、ラジアル方向の荷重を受けるためピニオン軸８の曲げ剛性を高くすることができ、ピニオン歯９とラック歯１０ａの噛み合い状態を良好に保つことができる。
実施例２のパワーステアリング装置１の構成について説明する。実施例１のパワーステアリング装置１と同じ構成については同一の符号を付して説明を省略する。
実施例１のパワーステアリング装置１では第２軸受１５をピニオン歯９よりも上側に設けたが、実施例２のパワーステアリング装置１では第２軸受１５をピニオン歯９にオーバラップさせて設けた。
［ギヤボックスの構成］
図４はギヤボックス２９の部分断面図である。ギヤボックス２９は、ピニオン軸８、ラック軸１０等を収容する第１ハウジング６とウォームホイール１９、ウォームシャフト２０、操舵入力軸７、トルクセンサ４等を収容する第２ハウジング５とを有する。
以下の説明では、図４において操舵入力軸７、ピニオン軸８の軸方向であって、ピニオン軸８側を下側とし、操舵入力軸７側を上側とする。
（ピニオン軸の構成）
ピニオン軸８の下側にはピニオン歯９が形成されている。ピニオン歯９は切削により形成されており、根本側に切り上がり部９ａが形成されている。
ピニオン軸８のピニオン歯９よりも下側には、ピニオン歯９の外径よりも小径の第１軸受挿入部８ａが形成されている。
ピニオン軸８の第１軸受挿入部８ａよりも下側には、第１軸受挿入部８ａよりも小径のストッパ挿入部８ｊが形成されている。
ピニオン軸８のピニオン歯９よりも上側には、ピニオン歯９の外径よりも大径の第２軸受挿入部８ｂが形成されている。
ピニオン軸８の第２軸受挿入部８ｂよりも上側には、第２軸受挿入部８ｂよりも大径のフランジ部８ｄが形成されている。
ピニオン軸８のフランジ部８ｄよりも上側には、フランジ部８ｄよりも小径であって、第２軸受挿入部８ｂよりも大径のウォームホイール嵌合部８ｅが形成されている。
ピニオン軸８の上側先端には外筒係合部８ｆが形成されている。
ピニオン軸８の上端には、ピニオン軸８の上側に開口した有底カップ状に中空部が形成され、該中空部に操舵入力軸７のピニオン軸挿入部７ｅの形状に沿って形成された操舵入力軸挿入部８ｈが形成されている。
ピニオン軸の開口部の底部にはトーションバー嵌合部８ｇが形成されている。
（第１ハウジングの構成）
第１ハウジング６は上側と下側に開口部を有するピニオン軸収容部４１を有し、下側開口部には第１軸受保持部６ａが形成されている。
第１ハウジング６の第１軸受保持部６ａよりも上側には、第１軸受保持部６ａよりも小径のピニオン歯収容部６ｂが形成されている。このピニオン歯収容部６ｂは、ピニオン歯９の外径よりも大きく形成されている。
第１ハウジング６のピニオン歯収容部６ｂよりも上側には、ピニオン歯収容部６ｂよりも大径の第２軸受保持部６ｃが形成されている。
第１ハウジング６の上端には上側に凸状の第２ハウジング係合部６ｇが形成されている。この第２ハウジング係合部６ｇの外周側側面には、凹状のシール部材挿入部６ｈが形成されている。このシール部材挿入部６ｈにシール部材９４が挿入されている。
第１ハウジング６には、ピニオン軸８の軸方向に対してねじれ方向に伸びて形成されたラック軸収容部６ｉが設けられている。ラック軸収容部６ｉとピニオン歯収容部６ｂが交わる位置において、ラック軸収容部６ｉとピニオン歯収容部６ｂとが連通している。
第１ハウジング６には、ラック軸収容部６ｉとピニオン歯収容部６ｂとが連通する位置において、ピニオン軸８の軸方向に対して垂直方向に押圧部収容部６ｊが形成されている。
第１ハウジング６には、ピニオン歯収容部６ｂ等から径方向に離れた位置にボルト挿入部６ｆが形成されている。
（ギヤボックスの組み付け）
第２ハウジングへの操舵入力軸７、トルクセンサ４等の組み付けは実施例１と同様であるため、以下では、第１ハウジング６へのピニオン軸８の組み付けについてのみ記載する。
筒状部材２４をピニオン軸８の下側から圧入し、第２軸受挿入部８ｂに嵌合させる。筒状部材２４は第２軸受挿入部８ｂに嵌合された状態で、下側部分がピニオン歯９の形成部分とオーバラップしている。筒状部材２４は硬化処理されており、筒状部材２４の軸方向長さは後述する第２軸受１５の軸方向長さよりも長く形成されている。
この筒状部材２４を圧入した後に、ラジアルコロ軸受である第２軸受１５をピニオン軸８の下側から挿入し、筒状部材２４の外周に嵌合させる。第２軸受１５は、筒状部材２４と嵌合した状態で、ピニオン歯９の形成部分の一部分とオーバラップしている。
また、ピニオン軸８の上側からウォームホイール１９を挿入し、ウォームホイール嵌合部８ｅに嵌合させる。ウォームホイール１９の下面側面は、フランジ部８ｄの上面側面に当接する。
第２軸受１５、ウォームホイール１９が取り付けられた状態のピニオン軸８を、第１ハウジング６の上側開口部から挿入する。ピニオン軸８を第１ハウジング６に挿入すると、第２軸受１５は第２軸受保持部６ｃにより保持される。
ピニオン軸８を第１ハウジング６に挿入した後に、ラジアル玉軸受である第１軸受２３を第１ハウジング６の下側の開口部から挿入し、第１軸受挿入部８ａに嵌合させる。このとき第１軸受２３は、第１ハウジング６の第１軸受保持部６ａに保持される。また第１軸受２３のアウタレース２３ａの上面は第１軸受保持部６ａとピニオン歯収容部６ｂとの間の段部６ｋと、インナレース２３ｃの上面はピニオン歯９の下側端面９ｃと当接する。
第１軸受２３をピニオン軸８に挿入した後に、ストッパ８９をピニオン軸８の先端に第１ハウジング６の下側開口部から挿入し、ピニオン軸８のストッパ挿入部８ｊに嵌合させる。このストッパ８９の外径は、第１軸受２３のインナレース２３ｃの外径とほぼ同径に形成され、ピニオン歯９の下側端面９ｃとの間で第１軸受２３を挟持する。
ストッパ８９をピニオン軸８に挿入した後に、封止部材９８を第１ハウジング６の下側開口部に挿入する。この封止部材９８は係止部材９９によって第１ハウジング６に係止される。封止部材９８の上側の面は第１軸受２３のアウタレース２３ａに当接し、第１ハウジング６の段部６ｋとの間で第１軸受２３を挟持する。
次に、ラック軸１０近傍について説明する。
ラック軸１０を第１ハウジング６のラック軸収容部６ｉに挿入する。
ラック軸１０をラック軸収容部６ｉに挿入した後、押圧部材１１を押圧部収容部６ｊに挿入する。この押圧部材１１のラック軸１０側の面には、ラック軸１０のラック歯１０ａの背面の曲面に沿って当接面１１ａが形成され、この当接面１１ａをラック軸１０に当接する。また押圧部材１１の当接面１１ａの反対側には、中空のスプリング挿入部１１ｂが形成され、このスプリング挿入部１１ｂにスプリング１３を挿入する。
次に、ストッパ１２を押圧部収容部６ｊに挿入する。このストッパ１２の押圧部材１１側には、中空のスプリング挿入部１２ａが形成され、このスプリング挿入部１２ａにスプリング１３を挿入する。またストッパ１２は係止部材９３により第１ハウジング６に係止される。
［作用］
ピニオン軸８は短くした方がピニオン軸８の曲げ剛性が高く、ピニオン歯９とラック歯１０ａの噛み合い状態が良好となるが、レイアウトの都合上ピニオン軸８を長くする必要がある。
例えば、実施例２のパワーステアリング装置１のようにピニオン軸８の軸方向とラック軸１０の軸方向がねじれの位置にある。また、ピニオンアシスト式のパワーステアリング装置１は、ピニオン軸８付近にモータ２１を設ける必要がある。しかし、モータ２１は比較的嵩張るため、モータ２１とラック軸１０を収容するハウジングとが干渉しないように、ピニオン軸８を長くしてピニオン歯９とラック歯１０ａとの噛み合い位置からモータ２１を離す必要がある。
そこで実施例２のパワーステアリング装置１では、ピニオン歯９に対して操舵入力軸７とは反対側、すなわちピニオン歯９よりも下側に、第１ハウジング６に対してピニオン軸８を支持する第１軸受２３設けた。また、ピニオン歯９に対して操舵入力軸７側、すなわちピニオン歯よりも上側であって、ピニオン歯９の切り上がり部９ａとオーバラップする位置に、第１ハウジング６に対してピニオン軸８を支持する第２軸受１５を設けた。
よって、第２軸受１５をピニオン歯に近づけることが可能となり、第１軸受２３と第２軸受１５との間を短くすることができる。そのため、ピニオン軸８の曲げ剛性を高くすることが可能となり、ピニオン歯９とラック歯１０ａの噛み合い状態を良好に保つことができる。
また実施例２のパワーステアリング装置１では、ピニオン軸８の外周側であって、ピニオン歯９の切り上がり部９ａとオーバラップするように筒状部材２４を設け、第２軸受１５を筒状部材２４の外周側であって、軸方向範囲内に設けた。
よって、第２軸受１５は軸方向全体においては筒状部材２４によって保持されるため、第２軸受１５の保持性能を向上することができる。
また実施例２のパワーステアリング装置１では、筒状部材２４の一部分はピニオン歯９の形成部分とオーバラップし、他の部分はピニオン歯９の非形成部分、すなわちピニオン歯９より上側のピニオン軸８にオーバラップするように設けた。
よって、筒状部材２４はピニオン軸８に嵌合することが可能となり、筒状部材２４の保持性を向上させることができる。
また実施例２のパワーステアリング装置１では、筒状部材２４をピニオン軸８に圧入した。
よって、簡素な構造で筒状部材２４を組み付けることが可能となり、組み付け作業を向上させることができる。
また実施例２のパワーステアリング装置１では、筒状部材２４を硬化処理した。
よって、ラジアル方向の荷重に対して高い荷重が作用する第２軸受１５の耐荷重性を確保することができる。
また実施例２のパワーステアリング装置１では、第１軸受２３をスラスト方向の荷重も受けることができるラジアル玉軸受を用いた。
よって、第２軸受１５はラジアル方向の荷重のみを受ける軸受とすることが可能となり、第２軸受１５の選択自由度が高くなるため、外径の小さい軸受を選択することができる。そのため、第２軸受１５をピニオン歯９側に設けて第１軸受２３と第２軸受１５の距離を小さくすることが可能となる。したがって、ピニオン軸８の曲げ剛性を高くすることができ、ピニオン歯９とラック歯１０ａの噛み合い状態を良好に保つことができる。
また実施例２のパワーステアリング装置１では、第１軸受２３を第１軸受２３側、すなわち下側から第１ハウジング６に挿入するようにした。
よって、第１軸受２３の外径を第２軸受１５の外径よりも大きい軸受を選択することが可能となり、第１軸受の耐荷重を十分に確保することができる。
また実施例２のパワーステアリング装置１では、第２軸受１５をコロ軸受によって構成した。
よって、第２軸受１４の径方向寸法を小さくすることが可能となるため、第２軸受１４をピニオン歯９に近づけて第１軸受２３と第２軸受１５との間を短くすることができる。そのため、ピニオン軸８の曲げ剛性を高くすることが可能となり、ピニオン歯９とラック歯１０ａの噛み合い状態を良好に保つことができる。
［効果］
以下に、実施例２のパワーステアリング装置１の効果を列記する。
（１１）ピニオン軸収容部４１を有する第１ハウジング６と、転舵輪４０に接続されるラック歯１０ａを有するラック軸１０と、第１ハウジング６内に回転自在に設けられ、ラック軸１０に対して直交する位置からずれた状態でラック歯１０ａと噛み合うピニオン歯９を有するピニオン軸８と、ピニオン軸８と接続される操舵入力軸７と、操舵入力軸７、ピニオン軸８およびラック軸１０から構成される操舵機構に対して操舵アシスト力を付与するモータ２１と、ピニオン歯９に対して操舵入力軸７とは反対側に設けられ、第１ハウジング６に対してピニオン軸８を軸支する第１軸受２３と、ピニオン歯９に対して操舵入力軸７側であって、このピニオン歯９の形成部分と少なくとも一部がオーバラップするように設けられ、第１ハウジング６に対してピニオン軸８を軸支する第２軸受１５と、を有するようにした。
よって、第２軸受１５をピニオン歯に近づけることが可能となり、第１軸受２３と第２軸受１５との間を短くすることができる。そのため、ピニオン軸８の曲げ剛性を高くすることが可能となり、ピニオン歯９とラック歯１０ａの噛み合い状態を良好に保つことができる。
（１２）上記（１１）に記載の構成に加え、ピニオン軸８の外周側であって、ピニオン歯９の形成部分と少なくとも一部がオーバラップするように設けられた筒状部材２４を更に備え、第２軸受１５は、筒状部材２４の外周側であって軸方向範囲内に設けられるようにした。
よって、第２軸受１５は軸方向全体においては筒状部材２４によって保持されるため、第２軸受１５の保持性能を向上することができる。
（１３）上記（１２）に記載の構成に加え、筒状部材２４は、この筒状部材２４の一部分がピニオン歯９の形成部分とオーバラップし、残余の部分がピニオン歯９の非形成部分とオーバラップするように設けた。
よって、筒状部材２４はピニオン軸８に嵌合することが可能となり、筒状部材２４の保持性を向上させることができる。
（１４）上記（１２）に記載の構成に加え、筒状部材２４はピニオン軸８に圧入されることとした。
よって、簡素な構造で筒状部材２４を組み付けることが可能となり、組み付け作業を向上させることができる。
（１５）上記（１２）に記載の構成に加え、筒状部材２４は硬化処理されることとした。
よって、ラジアル方向の荷重に対して高い荷重が作用する第２軸受１５の耐荷重性を確保することができる。
（１６）上記（１１）に記載の構成に加え、第１軸受２３はスラスト軸受であることとした。
よって、第２軸受１５はラジアル方向の荷重のみを受ける軸受とすることが可能となり、第２軸受１５の選択自由度が高くなるため、外径の小さい軸受を選択することができる。そのため、第２軸受１５をピニオン歯９側に設けることが可能となり、第１軸受２３と第２軸受１５の距離を小さくすることができる。したがって、ピニオン軸８の曲げ剛性を高くすることが可能となり、ピニオン歯９とラック歯１０ａの噛み合い状態を良好に保つことができる。
（１７）上記（１６）に記載の構成に加え、第１軸受２３はピニオン歯９に対して第１軸受２３側から第１ハウジング６に挿入されることとした。
よって、第１軸受２３の外径を第２軸受１５の外径よりも大きい軸受を選択することが可能となり、第１軸受の耐荷重を十分に確保することができる。
（１８）上記（１１）に記載の構成に加え、第２軸受１５はコロ軸受によって構成されることとした。
よって、第２軸受１４の径方向寸法を小さくすることが可能となるため、第２軸受１４をピニオン歯９に近づけて第１軸受２３と第２軸受１５との間を短くすることができる。そのため、ピニオン軸８の曲げ剛性を高くすることが可能となり、ピニオン歯９とラック歯１０ａの噛み合い状態を良好に保つことができる。
実施例３のパワーステアリング装置１の構成について説明する。実施例１のパワーステアリング装置１と同じ構成については同一の符号を付して説明を省略する。
実施例１のパワーステアリング装置１ではピニオン歯９を切削により形成するようにしていたが、実施例３のパワーステアリング装置１ではピニオン歯９を鍛造または転造によって形成した。また実施例１のパワーステアリング装置１では第１軸受１４としてラジアルコロ軸受を用いていたが、実施例３のパワーステアリング装置１では第１軸受２３としてラジアル玉軸受を用いた。
［ギヤボックスの構成］
図５はギヤボックス２９の部分断面図である。ギヤボックス２９は、ピニオン軸８、ラック軸１０等を収容する第１ハウジング６とウォームホイール１９、ウォームシャフト２０、操舵入力軸７、トルクセンサ４等を収容する第２ハウジング５とを有する。
以下の説明では、図５において操舵入力軸７、ピニオン軸８の軸方向であって、ピニオン軸８側を下側とし、操舵入力軸７側を上側とする。
（ピニオン軸の構成）
ピニオン軸８の下側には偶数枚のピニオン歯９が形成されている。ピニオン歯９は鍛造または転造により形成されており、切り上がり部９ｂはピニオン歯９を切削により形成した場合に比べて小さく形成されている。
ピニオン軸８の下側の先端には、ピニオン歯９の外径よりも小径の第１軸受挿入部８ａが形成されている。
ピニオン軸８のピニオン歯９よりも上側には、ピニオン歯９の外径よりも大径の第２軸受挿入部８ｂが形成されている。
ピニオン軸８の第２軸受挿入部８ｂよりも上側には、第２軸受挿入部８ｂよりも大径の第３軸受挿入部８ｃが形成されている。
ピニオン軸８の第３軸受挿入部８ｃよりも上側には、第３軸受挿入部８ｃよりも大径のフランジ部８ｄが形成されている。このフランジ部８ｄは、後述する第３軸受１６のインナレース１６ｃの外径とほぼ同径に形成されている。また第３軸受挿入部８ｃの外周側面上であって、フランジ部８ｄの下側側面から後述する第３軸受１６の軸方向厚さ分離れた位置付近に第３軸受挿入部８ｃよりも小径な凹溝状のリング係止部８ｉが形成されている。
ピニオン軸８のフランジ部８ｄよりも上側には、フランジ部８ｄよりも小径であって、第３軸受挿入部８ｃよりも大径のウォームホイール嵌合部８ｅが形成されている。
ピニオン軸８の上側先端には外筒係合部８ｆが形成されている。
ピニオン軸８の上側に開口した有底カップ状に中空部が形成され、開口部に操舵入力軸７のピニオン軸挿入部７ｅの形状に沿って形成された操舵入力軸挿入部８ｈが形成されている。
ピニオン軸の開口部の底部にはトーションバー嵌合部８ｇが形成されている。
（第１ハウジングの構成）
第１ハウジング６は上側と下側に開口部を有するピニオン軸収容部４１を有し、下側開口部には第１軸受保持部６ａが形成されている。
第１ハウジング６の第１軸受保持部６ａよりも上側には、第１軸受保持部６ａよりも小径のピニオン歯収容部６ｂが形成されている。このピニオン歯収容部６ｂは、ピニオン歯９の外径よりも大きく形成されている。
第１ハウジング６のピニオン歯収容部６ｂよりも上側には、ピニオン歯収容部６ｂよりも大径の第２軸受保持部６ｃが形成されている。
第１ハウジング６の第２軸受保持部６ｃよりも上側は、曲面状に拡径した後に、軸方向に垂直の段部６ｍが形成されている。この段部６ｍの内径は後述する第３軸受１６のアウタレース１６ａの内径とほぼ同径に形成され、外径はアウタレース１６ａの外径とほぼ同径に形成されている。
この段部６ｍに連続して、段部６ｍの外径と同径の第３軸受保持部６ｄが形成されている。
第１ハウジング６の第３軸受保持部６ｄよりも上側には、第３軸受保持部６ｄよりも大径の係止リング嵌合部６ｅが形成されている。
第１ハウジング６の上端には上側に凸状の第２ハウジング係合部６ｇが形成されている。この第２ハウジング係合部６ｇの外周側側面には、凹状のシール部材挿入部６ｈが形成されている。このシール部材挿入部６ｈにシール部材９４が挿入されている。
第１ハウジング６には、ピニオン軸８の軸方向に対してねじれ方向に伸びて形成されたラック軸収容部６ｉが設けられている。ラック軸収容部６ｉとピニオン歯収容部６ｂが交わる位置において、ラック軸収容部６ｉとピニオン歯収容部６ｂとが連通している。
第１ハウジング６には、ラック軸収容部６ｉとピニオン歯収容部６ｂとが連通する位置において、ピニオン軸８の軸方向に対して垂直方向に押圧部収容部６ｊが形成されている。
第１ハウジング６には、ピニオン歯収容部６ｂ等から径方向に離れた位置にボルト挿入部６ｆが形成されている。
（ギヤボックスの組み付け）
第２ハウジング５への操舵入力軸７、トルクセンサ４等の組み付けは実施例１と同様であるため、以下では、第１ハウジング６へのピニオン軸８の組み付けについてのみ記載する。
ラジアル玉軸受である第３軸受１６をピニオン軸８の下側から挿入し、第３軸受挿入部８ｃに嵌合させる。このとき第３軸受１６の上側側面は、フランジ部８ｄの下側側面に当接する。またリング９６をピニオン軸８の下側から挿入し、リング係止部８ｉに係合させる。このリング９６の上側は第３軸受１６のインナレース１６ｃの内径よりも大径に形成されており、このリング９６によって第３軸受１６の軸方向の移動を規制する。
ラジアルコロ軸受である第２軸受１５をピニオン軸８の下側から挿入し、第２軸受挿入部８ｂに嵌合させる。
ピニオン軸８に第２軸受１５、第３軸受１６を取り付けた状態で、ピニオン軸８を第１ハウジング６の上側開口部から挿入する。ピニオン軸８が第１ハウジング６に挿入されると、第２軸受１５は第２軸受保持部６ｃに、第３軸受１６は第３軸受保持部６ｄに保持される。このとき第３軸受１６の下側面は、段部６ｍに当接する。
ピニオン軸８を第１ハウジング６に挿入した後、ラジアル玉軸受である第１軸受２３を第１ハウジング６の下側の開口部から挿入し、第１軸受挿入部８ａに嵌合させる。このとき第１軸受２３は第１ハウジング６の第１軸受保持部６ａに保持され、また第１軸受２３のアウタレース２３ａの上面は、第１軸受保持部６ａとピニオン歯収容部６ｂとの間の段部６ｋに当接する。
封止部材９８を第１ハウジング６の下側開口部に挿入する。この封止部材９８は係止部材９９によって第１ハウジング６に係止される。封止部材９８の上側の面は第１軸受２３のアウタレース２３ａに当接し、第１ハウジング６の段部６ｋとの間で第１軸受２３を挟持する。
次に、係止リング８８を係止リング嵌合部６ｅに挿入して嵌合させる。このとき、係止リング８８の下側面は第３軸受１６のアウタレース１６ａの上側面に当接する。よって、段部６ｍと係止リング８８によってアウタレース１６ａを挟持して、第３軸受１６の軸方向移動を規制する。
その後、ウォームホイール１９をピニオン軸８の上側から挿入し、ウォームホイール嵌合部８ｅに嵌合させる。ウォームホイール１９の下面側面は、フランジ部８ｄの上面側面に当接する。
次に、ラック軸１０近傍について説明する。
ラック軸１０を第１ハウジング６のラック軸収容部６ｉに挿入する。
ラック軸１０をラック軸収容部６ｉに挿入した後、押圧部材１１が押圧部収容部６ｊに挿入する。この押圧部材１１のラック軸１０側の面には、ラック軸１０のラック歯１０ａの背面の曲面に沿って当接面１１ａが形成され、この当接面１１ａをラック軸１０に当接させる。また押圧部材１１の当接面１１ａの反対側には、中空のスプリング挿入部１１ｂが形成され、このスプリング挿入部１１ｂにスプリング１３が挿入される。
次に、ストッパ１２を押圧部収容部６ｊに挿入する。このストッパ１２の押圧部材１１側には、中空のスプリング挿入部１２ａが形成され、このスプリング挿入部１２ａにスプリング１３が挿入する。またストッパ１２は係止部材９３により第１ハウジング６に係止される。
［軸受の構成］
図６は第１軸受２３、第２軸受１５、第３軸受１６の軸方向断面図および周方向断面図である。
第３軸受１６は、図３（ａ）に示すように、アウタレース１６ａ、ボール１６ｂ、インナレース１６ｃから構成されている。インナレース１６ｃの内周にピニオン軸８の第３軸受挿入部８ｃが嵌合される。またアウタレース１６ａの外周は第１ハウジング６の第３軸受保持部６ｄに支持されている。そのため、アウタレース１６ａは第１ハウジング６に対して相対回転せず、インナレース１６ｃはピニオン軸８に対して相対回転しないようになっている。ボール１６ｂはゲージによって周方向にほぼ等間隔に並べられて、アウタレース１６ａおよびインナレース１６ｃに対してボール１６ｂの公転方向の回転としてはゲージとともに相対回転する。第３軸受１６は、ラジアル玉軸受であるがスラスト荷重も受けることができる。
第２軸受１５は、図３（ｂ）に示すように、アウタレース１５ａ、コロ１５ｂから構成されている。アウタレース１５ａの内周側にコロ１５ｂが周方向にほぼ等間隔に並べられ、回動可能に支持されている。周上に並んだコロ１５ｂの内側にピニオン軸８の第２軸受挿入部８ｂが挿入されている。またアウタレース１５ａの外周は、第１ハウジング６の第２軸受保持部６ｃに保持されている。そのため、アウタレース１５ａは第１ハウジング６に対して相対回転しないようになっている。コロ１５ｂはアウタレース１５ａに支持されているため、コロ１５ｂの公転方向の回転としては第１ハウジング６に対して相対回転しないようになっている。
第１軸受２３は、図６（ｃ）に示すように、アウタレース２３ａ、ボール２３ｂ、インナレース２３ｃから構成されている。インナレース２３ｃの内周にピニオン軸８の第１軸受挿入部８ａが嵌合される。またアウタレース２３ａの外周は第１ハウジング６の第１軸受保持部６ａに保持されている。そのため、アウタレース２３ａは第１ハウジング６に対して相対回転せず、インナレース２３ｃはピニオン軸８に対して相対回転しないようになっている。ボール２３ｂはゲージによって周方向にほぼ等間隔に並べられて、アウタレース２３ａおよびインナレース２３ｃに対してボール２３ｂの公転方向の回転としてはゲージとともに相対回転する。第１軸受２３は、ラジアル玉軸受であるがスラスト荷重も受けることができる。
ここで第１軸受２３、第２軸受１５、第３軸受１６のうちピニオン歯９に近い、第１軸受２３と第２軸受１５によってピニオン軸８を支持するためには、第３軸受１６の径方向隙間よりも、第１軸受２３、第２軸受１５の径方向隙間が小さい必要がある。そのためには第１軸受２３、第２軸受１５、第３軸受１６の径方向隙間を設定した範囲に設計する必要がある。第１軸受２３、第２軸受１５、第３軸受１６の径方向隙間とは、第１ハウジング６またはピニオン軸８と相対回転する部材（以下、相対回転部材）と、相対回転部材に対向する部材（以下、対向部材）との径方向隙間のことを示す。
第３軸受１６において、第１ハウジング６に対する相対回転部材はボール１６ｂ、インナレース１６ｃであり、ピニオン軸８に対する相対回転部材はボール１６ｂ、アウタレース１６ａである。第３軸受１６において、ボール１６ｂに対する対向部材はアウタレース１６ａ、インナレース１６ｃであり、アウタレース１６ａとインナレース１６ｃに対する対向部材はボール１６ｂである。
すなわち、第３軸受１６の径方向隙間とは、アウタレース１６ａとボール１６ｂとの径方向隙間、インナレース１６ｃとボール１６ｂとの径方向隙間のことを示す。ここでアウタレース１６ａとボール１６ｂとの径方向隙間およびインナレース１６ｃとボール１６ｂとの径方向隙間のうち、円周方向において最も小さい部分の径方向隙間の大きさをDとする。
第２軸受１５において、第１ハウジング６に対する相対回転部材はピニオン軸８であり、ピニオン軸８に対する相対回転部材はコロ１５ｂである。第２軸受１５において、ピニオン軸８に対する対向部材はコロ１５ｂであり、コロ１５ｂに対する対向部材はピニオン軸８である。
すなわち、第２軸受１５の径方向隙間とは、コロ１５ｂとピニオン軸８との径方向隙間のことを示す。ここでコロ１５ｂとピニオン軸８との径方向隙間であって、円周方向において最も小さい部分の径方向隙間の大きさをEとする。
第１軸受２３において、第１ハウジング６に対する相対回転部材はボール２３ｂ、インナレース２３ｃであり、ピニオン軸８に対する相対回転部材はボール２３ｂ、アウタレース２３ａである。第１軸受２３において、ボール２３ｂに対する対向部材はアウタレース２３ａ、インナレース２３ｃであり、アウタレース２３ａとインナレース２３ｃに対する対向部材はボール２３ｂである。
すなわち、第１軸受２３の径方向隙間とは、アウタレース２３ａとボール２３ｂとの径方向隙間、インナレース２３ｃとボール２３ｂとの径方向隙間のことを示す。ここでアウタレース２３ａとボール２３ｂとの径方向隙間およびインナレース２３ｃとボール２３ｂとの径方向隙間であって、円周方向において最も小さい部分の径方向隙間の大きさをFとする。
このとき、第１軸受２３、第２軸受１５、第３軸受１６は、各径方向隙間の大きさが「D≧E」、「D≧F」となるように形成されている。すなわち、ピニオン軸８のラジアル方向の荷重を常に第１軸受１４と第２軸受１５によって受けている。
［作用］
ピニオン軸８は短くした方がピニオン軸８の曲げ剛性が高く、ピニオン歯９とラック歯１０ａの噛み合い状態が良好となるが、レイアウトの都合上ピニオン軸８を長くする必要がある。
例えば、実施例３のパワーステアリング装置１は、ピニオン軸８の軸方向とラック軸１０の軸方向がねじれの位置にある。また、ピニオンアシスト式のパワーステアリング装置１は、ピニオン軸８付近にモータ２１を設ける必要がある。しかし、モータ２１は比較的嵩張るため、モータ２１とラック軸１０を収容するハウジングとが干渉しないように、ピニオン軸８を長くしてピニオン歯９とラック歯１０ａとの噛み合い位置からモータ２１を離す必要がある。
そこで実施例３のパワーステアリング装置１では、ピニオン歯９を鍛造または転造により形成するようにした。
よって、ピニオン歯９の切り上がり部９ｂはピニオン歯９を切削により形成した場合にくらべて小さくすることが可能となる。そのため、第２軸受１５をピニオン歯に近づけることが可能となり、第１軸受２３と第２軸受１５との間を短くすることができる。したがって、ピニオン軸８の曲げ剛性を高くすることが可能となり、ピニオン歯９とラック歯１０ａの噛み合い状態を良好に保つことができる。
また実施例３のパワーステアリング装置１では、第１軸受２３にラジアル玉軸受を用いてスラスト方向の荷重も受けることができることとした。
よって、第２軸受１５はラジアル荷重のみを受ける軸受とすることが可能となり、外径の小さいラジアルコロ軸受を選択することができる。そのため、第２軸受１５をピニオン歯９に近づけて、第１軸受２３と第２軸受１５との距離を小さくすることができる。したがって、ピニオン軸８の曲げ剛性を高くすることが可能となり、ピニオン歯９とラック歯１０ａの噛み合い状態を良好に保つことができる。
また実施例３のパワーステアリング装置１では、ピニオン歯９を周方向において偶数枚設けることとした。
よって、ピニオン歯９を転造によって形成することができる。
［効果］
以下に、実施例３のパワーステアリング装置１の効果を列記する。
（１９）ピニオン軸収容部４１を有する第１ハウジング６と、転舵輪４０に接続され、ラック歯１０ａを有するラック軸１０と、第１ハウジング６内に回転自在に設けられ、ラック軸１０に対して直行する位置からずれた状態でラック歯１０ａと噛み合うと共に鍛造または転造によって形成されるピニオン歯９を有するピニオン軸８と、ピニオン軸８と接続される操舵入力軸７と、操舵入力軸７、ピニオン軸８およびラック軸１０から構成される操舵機構に対して操舵アシスト力を付与するモータ２１と、ピニオン歯９に対して操舵入力軸７とは反対側に設けられ、第１ハウジング６に対してピニオン軸８を軸支する第１軸受２３と、ピニオン歯９に対して操舵入力軸７側であって、第１ハウジング６に対してピニオン軸８を軸支する第２軸受１６と、第２軸受１６に対し操舵入力軸７側に設けられ、第１ハウジング６に対してピニオン軸８を軸支する第３軸受１６と、を有し、第１ハウジング６またはピニオン軸８と第２軸受１５との間に形成され且つ対向する部材同士が相対回転する側の径方向隙間であって円周方向において最も小さい部分における径方向隙間は、第１ハウジング６またはピニオン軸８と第３軸受２３との間に形成され且つ対向する部材同士が相対回転する側の径方向隙間の周方向の何れかの部分よりも小さいようにした。
よって、ピニオン歯９の切り上がり部９ｂはピニオン歯９を切削により形成した場合にくらべて小さくすることが可能となる。そのため、第２軸受１５をピニオン歯に近づけることが可能となり、第１軸受２３と第２軸受１５との間を短くすることができる。したがって、ピニオン軸８の曲げ剛性を高くすることが可能となり、ピニオン歯９とラック歯１０ａの噛み合い状態を良好に保つことができる。
（２０）上記（１９）に記載の構成に加え、第１軸受２３をスラスト方向の荷重を受けることができる玉軸受とした。
よって、第２軸受１５はラジアル荷重のみを受ける軸受とすることが可能となり、外径の小さいラジアルコロ軸受を選択することができる。そのため、第２軸受１５をピニオン歯９に近づけて、第１軸受２３と第２軸受１５との距離を小さくすることができる。したがって、ピニオン軸８の曲げ剛性を高くすることが可能となり、ピニオン歯９とラック歯１０ａの噛み合い状態を良好に保つことができる。
（２１）上記（１９）に記載の構成に加え、ピニオン歯９は周方向において偶数枚設けられることとした。
よって、ピニオン歯９を転造によって形成することができる。
実施例４のパワーステアリング装置１の構成について説明する。実施例１乃至実施例３のパワーステアリング装置１と同じ構成については同一の符号を付して説明を省略する。
実施例１のパワーステアリング装置１では第２軸受１５をピニオン歯９よりも上側に設けたが、実施例４のパワーステアリング装置１では第２軸受１５をピニオン歯９にオーバラップさせて設けた。
［ギヤボックスの構成］
図７はギヤボックス２９の部分断面図である。ギヤボックス２９は、ピニオン軸８、ラック軸１０等を収容する第１ハウジング６とウォームホイール１９、ウォームシャフト２０、操舵入力軸７、トルクセンサ４等を収容する第２ハウジング５とを有する。
以下の説明では、図７において操舵入力軸７、ピニオン軸８の軸方向であって、ピニオン軸８側を下側とし、操舵入力軸７側を上側とする。
（ピニオン軸の構成）
ピニオン軸８の下側にはピニオン歯９が形成されている。ピニオン歯９は切削により形成されており、根本側に切り上がり部９ａが形成されている。
ピニオン軸８の下側の先端には、ピニオン歯９の外径よりも小径の第１軸受挿入部８ａが形成されている。
ピニオン軸８の第３軸受挿入部８ｃよりも上側には、第３軸受挿入部８ｃよりも大径のフランジ部８ｄが形成されている。このフランジ部８ｄは、後述する第３軸受１６のインナレース１６ｃの外径とほぼ同径に形成されている。また第３軸受挿入部８ｃの外周側面上であって、フランジ部８ｄの下側側面から後述する第３軸受１６の軸方向厚さ分離れた位置付近に第３軸受挿入部８ｃよりも小径な凹溝状のリング係止部８ｉが形成されている。
ピニオン軸８のピニオン歯９よりも上側には、ピニオン歯９の外径よりも大径の第２軸受挿入部８ｂが形成されている。
ピニオン軸８の第２軸受挿入部８ｂよりも上側には、第２軸受挿入部８ｂよりも大径の第３軸受挿入部８ｃが形成されている。
ピニオン軸８の第３軸受挿入部８ｃよりも上側には、第３軸受挿入部８ｃよりも大径のフランジ部８ｄが形成されている。このフランジ部８ｄは、後述する第３軸受１６のインナレース１６ｃの外径とほぼ同径に形成されている。また第３軸受挿入部８ｃの外周側面上であって、フランジ部８ｄの下側側面から後述する第３軸受１６の軸方向厚さ分離れた位置付近に第３軸受挿入部８ｃよりも小径な凹溝状のリング係止部８ｉが形成されている。
ピニオン軸８のフランジ部８ｄよりも上側には、フランジ部８ｄよりも小径であって、第３軸受挿入部８ｃよりも大径のウォームホイール嵌合部８ｅが形成されている。
ピニオン軸８の上側先端には外筒係合部８ｆが形成されている。
ピニオン軸８の上側に開口した有底カップ状に中空部が形成され、該中空部に操舵入力軸７のピニオン軸挿入部７ｅの形状に沿って形成された操舵入力軸挿入部８ｈが形成されている。
ピニオン軸の開口部の底部にはトーションバー嵌合部８ｇが形成されている。
（第１ハウジングの構成）
第１ハウジング６は上側と下側に開口部を有するピニオン軸収容部４１を有し、下側開口部には第１軸受保持部６ａが形成されている。
第１ハウジング６の第１軸受保持部６ａよりも上側には、第１軸受保持部６ａよりも小径のピニオン歯収容部６ｂが形成されている。このピニオン歯収容部６ｂは、ピニオン歯９の外径よりも大きく形成されている。
第１ハウジング６のピニオン歯収容部６ｂよりも上側には、ピニオン歯収容部６ｂよりも大径の第２軸受保持部６ｃが形成されている。
第１ハウジング６の第２軸受保持部６ｃよりも上側は、曲面状に拡径した後に、軸方向に垂直の段部６ｍが形成されている。この段部６ｍの内径は後述する第３軸受１６のアウタレース１６ａの内径とほぼ同径に形成され、外径はアウタレース１６ａの外径とほぼ同径に形成されている。
この段部６ｍに連続して、段部６ｍの外径と同径の第３軸受保持部６ｄが形成されている。
第１ハウジング６の第３軸受保持部６ｄよりも上側には、第３軸受保持部６ｄよりも大径の係止リング嵌合部６ｅが形成されている。
第１ハウジング６の上端には上側に凸状の第２ハウジング係合部６ｇが形成されている。この第２ハウジング係合部６ｇの外周側側面には、凹状のシール部材挿入部６ｈが形成されている。このシール部材挿入部６ｈにシール部材９４が挿入されている。
第１ハウジング６には、ピニオン軸８の軸方向に対してねじれ方向に伸びて形成されたラック軸収容部６ｉが設けられている。ラック軸収容部６ｉとピニオン歯収容部６ｂが交わる位置において、ラック軸収容部６ｉとピニオン歯収容部６ｂとが連通している。
第１ハウジング６には、ラック軸収容部６ｉとピニオン歯収容部６ｂとが連通する位置において、ピニオン軸８の軸方向に対して垂直方向に押圧部収容部６ｊが形成されている。
第１ハウジング６には、ピニオン歯収容部６ｂ等から径方向に離れた位置にボルト挿入部６ｆが形成されている。
（ギヤボックスの組み付け）
第２ハウジングへの操舵入力軸７、トルクセンサ４等の組み付けは実施例１と同様であるため、以下では、第１ハウジング６へのピニオン軸８の組み付けについてのみ記載する。
ラジアル玉軸受である第３軸受１６をピニオン軸８の下側から挿入し、第３軸受挿入部８ｃに嵌合させる。このとき第３軸受１６の上側側面は、フランジ部８ｄの下側側面に当接する。またリング９６をピニオン軸８の下側から挿入し、リング係止部８ｉに係合させる。このリング９６の上側は第３軸受１６のインナレース１６ｃの内径よりも大径に形成されており、第３軸受１６はこのリング９６によって軸方向の移動が規制される。
筒状部材２４をピニオン軸８の下側から圧入し、第２軸受挿入部８ｂに嵌合させる。筒状部材２４は第２軸受挿入部８ｂに嵌合された状態で、下側部分がピニオン歯９の形成部分とオーバラップしている。筒状部材２４は硬化処理されている、筒状部材２４の軸方向長さは後述する第２軸受１５の軸方向長さよりも長く形成する。
この筒状部材２４が挿入された後に、ラジアルコロ軸受である第２軸受１５をピニオン軸８の下側から挿入し、筒状部材２４の外周に嵌合させる。第２軸受１５は、筒状部材２４と嵌合した状態で、ピニオン歯９の形成部分の一部分とオーバラップしている。
第２軸受１５、第３軸受１６が取り付けられた状態のピニオン軸８を、第１ハウジング６の上側開口部から挿入する。ピニオン軸８を第１ハウジング６に挿入すると、第２軸受１５は第２軸受保持部６ｃに、第３軸受１６は第３軸受保持部６ｄに保持される。このとき第３軸受１６の下側面は、段部６ｍに当接する。
ピニオン軸８が第１ハウジング６に挿入された後、係止リング８８を係止リング嵌合部６ｅに挿入し嵌合させる。係止リング８８の下側面は第３軸受１６のアウタレース１６ａの上側面に当接する。よって、段部６ｍと係止リング８８にアウタレース１６ａを挟持して、第３軸受１６の軸方向移動を規制する。
その後、ピニオン軸８の上側からウォームホイール１９を挿入し、ウォームホイール嵌合部８ｅに嵌合させる。ウォームホイール１９の下面側面は、フランジ部８ｄの上面側面に当接する。
次に、ラック軸１０近傍について説明する。
ラック軸１０を第１ハウジング６のラック軸収容部６ｉに挿入する。
ラック軸１０をラック軸収容部６ｉに挿入した後、押圧部材１１を押圧部収容部６ｊに挿入する。この押圧部材１１のラック軸１０側の面には、ラック軸１０のラック歯１０ａの背面の曲面に沿って当接面１１ａが形成され、この当接面１１ａをラック軸１０に当接する。また押圧部材１１の当接面１１ａの反対側には、中空のスプリング挿入部１１ｂが形成され、このスプリング挿入部１１ｂにスプリング１３を挿入する。
次に、ストッパ１２を押圧部収容部６ｊに挿入する。このストッパ１２の押圧部材１１側には、中空のスプリング挿入部１２ａが形成され、このスプリング挿入部１２ａにスプリング１３を挿入する。またストッパ１２は係止部材９３により第１ハウジング６に係止される。
［作用］
ピニオン軸８は短くした方がピニオン軸８の曲げ剛性が高く、ピニオン歯９とラック歯１０ａの噛み合い状態が良好となるが、レイアウトの都合上ピニオン軸８を長くする必要がある。
例えば、実施例４のパワーステアリング装置１は、ピニオン軸８の軸方向とラック軸１０の軸方向がねじれの位置にある。また、ピニオンアシスト式のパワーステアリング装置１は、ピニオン軸８付近にモータ２１を設ける必要がある。しかし、モータ２１は比較的嵩張るため、モータ２１とラック軸１０を収容するハウジングとが干渉しないように、ピニオン軸８を長くしてピニオン歯９とラック歯１０ａとの噛み合い位置からモータ２１を離す必要がある。
そこで実施例４のパワーステアリング装置１では、ピニオン歯９に対して操舵入力軸７とは反対側、すなわちピニオン歯９よりも下側に、第１ハウジング６に対してピニオン軸８を支持する第１軸受２３設けた。また、ピニオン歯９に対して操舵入力軸７側、すなわちピニオン歯よりも上側であって、ピニオン歯９の切り上がり部９ａとオーバラップする位置に、第１ハウジング６に対してピニオン軸８を支持する第２軸受１５を設けた。
よって、第２軸受１５をピニオン歯に近づけることが可能となり、第１軸受２３と第２軸受１５との間を短くすることができる。そのため、ピニオン軸８の曲げ剛性を高くすることが可能となり、ピニオン歯９とラック歯１０ａの噛み合い状態を良好に保つことができる。
［効果］
以下に、実施例４のパワーステアリング装置１の効果を記載する。
（２２）ピニオン軸収容部４１を有する第１ハウジング６と、転舵輪４０に接続されるラック歯１０ａを有するラック軸１０と、第１ハウジング６内に回転自在に設けられ、ラック軸１０に対して直交する位置からずれた状態でラック歯１０ａと噛み合うピニオン歯９を有するピニオン軸８と、ピニオン軸８と接続される操舵入力軸７と、操舵入力軸７、ピニオン軸８およびラック軸１０から構成される操舵機構に対して操舵アシスト力を付与するモータ２１と、ピニオン歯９に対して操舵入力軸７とは反対側に設けられ、第１ハウジング６に対してピニオン軸８を軸支する第１軸受２３と、ピニオン歯９に対して操舵入力軸７側であって、このピニオン歯９の形成部分と少なくとも一部がオーバラップするように設けられ、第１ハウジング６に対してピニオン軸８を軸支する第２軸受１５と、を有するようにした。
よって、第２軸受１５をピニオン歯に近づけることが可能となり、第１軸受２３と第２軸受１５との間を短くすることができる。そのため、ピニオン軸８の曲げ剛性を高くすることが可能となり、ピニオン歯９とラック歯１０ａの噛み合い状態を良好に保つことができる。
実施例５のパワーステアリング装置１の構成について説明する。実施例１乃至実施例４のパワーステアリング装置１と同じ構成については同一の符号を付して説明を省略する。
実施例１のパワーステアリング装置１では第２軸受１５をピニオン歯９よりも上側に設けたが、実施例５のパワーステアリング装置１では第２軸受１５をピニオン歯９にオーバラップさせて設けた。
［ギヤボックスの構成］
図８はギヤボックス２９の部分断面図である。ギヤボックス２９は、ピニオン軸８、ラック軸１０等を収容する第１ハウジング６とウォームホイール１９、ウォームシャフト２０、操舵入力軸７、トルクセンサ４等を収容する第２ハウジング５とを有する。
以下の説明では、図８において操舵入力軸７、ピニオン軸８の軸方向であって、ピニオン軸８側を下側とし、操舵入力軸７側を上側とする。
（ピニオン軸の構成）
ピニオン軸８の下側にはピニオン歯９が形成されている。ピニオン歯９は切削により形成されており、根本側に切り上がり部９ａが形成されている。
ピニオン軸８の下側の先端には、ピニオン歯９の外径よりも小径の第１軸受挿入部８ａが形成されている。
ピニオン軸８のピニオン歯９よりも上側には、ピニオン歯９の外径よりも大径の第２軸受挿入部８ｂが形成されている。
ピニオン軸８の第２軸受挿入部８ｂよりも上側には、第２軸受挿入部８ｂよりも大径の第３軸受挿入部８ｃが形成されている。
ピニオン軸８の第３軸受挿入部８ｃよりも上側には、第３軸受挿入部８ｃよりも大径のフランジ部８ｄが形成されている。このフランジ部８ｄは、後述する第３軸受１６のインナレース１６ｃの外径とほぼ同径に形成されている。また第３軸受挿入部８ｃの外周側面上であって、フランジ部８ｄの下側側面から後述する第３軸受１６の軸方向厚さ分離れた位置付近に第３軸受挿入部８ｃよりも小径な凹溝状のリング係止部８ｉが形成されている。
ピニオン軸８のフランジ部８ｄよりも上側には、フランジ部８ｄよりも小径であって、第３軸受挿入部８ｃよりも大径のウォームホイール嵌合部８ｅが形成されている。
ピニオン軸８の上側先端には外筒係合部８ｆが形成されている。
ピニオン軸８の上側に開口した有底カップ状に中空部が形成され、該中空部に操舵入力軸７のピニオン軸挿入部７ｅの形状に沿って形成された操舵入力軸挿入部８ｈが形成されている。
ピニオン軸の開口部の底部にはトーションバー嵌合部８ｇが形成されている。
（第１ハウジングの構成）
第１ハウジング６は上側が開口部、下側が底となった有底カップ状の中空のピニオン軸収容部４１を有し、底部には第１軸受保持部６ａが形成されている。
第１ハウジング６の第１軸受保持部６ａよりも上側には、第１軸受保持部６ａよりも大径のピニオン歯収容部６ｂが形成されている。このピニオン歯収容部６ｂは、ピニオン歯９の外径よりも大きく形成されている。
第１ハウジング６のピニオン歯収容部６ｂよりも上側には、ピニオン歯収容部６ｂよりも大径の第２軸受保持部６ｃが形成されている。
第１ハウジング６の第２軸受保持部６ｃよりも上側は、曲面状に拡径した後に、軸方向に垂直の段部６ｍが形成されている。この段部６ｍの内径は後述する第３軸受１６のアウタレース１６ａの内径とほぼ同径に形成され、外径はアウタレース１６ａの外径とほぼ同径に形成されている。
この段部６ｍに連続して、段部６ｍの外径と同径の第３軸受保持部６ｄが形成されている。
第１ハウジング６の第３軸受保持部６ｄよりも上側には、第３軸受保持部６ｄよりも大径の係止リング嵌合部６ｅが形成されている。
第１ハウジング６の上端には上側に凸状の第２ハウジング係合部６ｇが形成されている。この第２ハウジング係合部６ｇの外周側側面には、凹状のシール部材挿入部６ｈが形成されている。このシール部材挿入部６ｈにシール部材９４が挿入される。
第１ハウジング６には、ピニオン軸８の軸方向に対してねじれ方向に伸びて形成されたラック軸収容部６ｉが設けられている。ラック軸収容部６ｉとピニオン歯収容部６ｂが交わる位置において、ラック軸収容部６ｉとピニオン歯収容部６ｂとが連通している。
第１ハウジング６には、ラック軸収容部６ｉとピニオン歯収容部６ｂとが連通する位置において、ピニオン軸８の軸方向に対して垂直方向に押圧部収容部６ｊが形成されている。
第１ハウジング６には、ピニオン歯収容部６ｂ等から径方向に離れた位置にボルト挿入部６ｆが形成されている。
（ギヤボックスの組み付け）
第２ハウジングへの操舵入力軸７、トルクセンサ４等の組み付けは実施例１と同様であるため、以下では、第１ハウジング６へのピニオン軸８の組み付けについてのみ記載する。
ラジアル玉軸受である第３軸受１６をピニオン軸８の下側から挿入し、第３軸受挿入部８ｃに嵌合させる。このとき第３軸受１６の上側側面は、フランジ部８ｄの下側側面に当接する。またリング９６をピニオン軸８の下側から挿入し、リング係止部８ｉに係合させる。このリング９６の上側は第３軸受１６のインナレース１６ｃの内径よりも大径に形成されており、第３軸受１６はリング９６によって軸方向の移動が規制される。
筒状部材２４をピニオン軸８の下側から圧入し、第２軸受挿入部８ｂに嵌合させる。筒状部材２４は第２軸受挿入部８ｂに嵌合された状態で、下側部分がピニオン歯９の形成部分とオーバラップしている。筒状部材２４は硬化処理されている、筒状部材２４の軸方向長さは後述する第２軸受１５の軸方向長さよりも長く形成する。
この筒状部材２４が挿入された後に、ラジアルコロ軸受である第２軸受１５をピニオン軸８の下側から挿入し、筒状部材２４の外周に嵌合させる。第２軸受１５は、筒状部材２４と嵌合した状態で、ピニオン歯９の形成部分の一部分とオーバラップしている。
ラジアルコロ軸受である第１軸受１４をピニオン軸８の下側から挿入し、第１軸受挿入部８ａに嵌合させる。
第１軸受１４、第２軸受１５、第３軸受１６を取り付けた状態のピニオン軸８を、第１ハウジング６の上側開口部から挿入する。ピニオン軸８を第１ハウジング６に挿入すると、第１軸受１４は第１軸受保持部６ａ、第２軸受１５は第２軸受保持部６ｃに、第３軸受１６は第３軸受保持部６ｄに保持される。このとき第３軸受１６の下側面は、段部６ｍに当接する。
ピニオン軸８を第１ハウジング６に挿入した後、係止リング８８を係止リング嵌合部６ｅに挿入して嵌合させる。このとき係止リング８８の下側面は第３軸受１６のアウタレース１６ａの上側面に当接する。そのため、段部６ｍと係止リング８８によってアウタレース１６ａを挟持し、第３軸受１６は軸方向移動を規制される。
その後、ピニオン軸８の上側からウォームホイール１９を挿入し、ウォームホイール嵌合部８ｅに嵌合させる。ウォームホイール１９の下面側面は、フランジ部８ｄの上面側面に当接する。
次に、ラック軸１０近傍について説明する。
ラック軸１０を第１ハウジング６のラック軸収容部６ｉに挿入する。
ラック軸１０をラック軸収容部６ｉに挿入した後、押圧部材１１を押圧部収容部６ｊに挿入する。この押圧部材１１のラック軸１０側の面には、ラック軸１０のラック歯１０ａの背面の曲面に沿って当接面１１ａが形成され、この当接面１１ａをラック軸１０に当接させる。また押圧部材１１の当接面１１ａの反対側には、中空のスプリング挿入部１１ｂが形成され、このスプリング挿入部１１ｂにスプリング１３を挿入する。
次に、ストッパ１２を押圧部収容部６ｊに挿入する。このストッパ１２の押圧部材１１側には、中空のスプリング挿入部１２ａが形成され、このスプリング挿入部１２ａにスプリング１３を挿入する。またストッパ１２は係止部材９３により第１ハウジング６に係止される。
［作用］
ピニオン軸８は短くした方がピニオン軸８の曲げ剛性が高く、ピニオン歯９とラック歯１０ａの噛み合い状態が良好となるが、レイアウトの都合上ピニオン軸８を長くする必要がある。
例えば、実施例５のパワーステアリング装置１は、ピニオン軸８の軸方向とラック軸１０の軸方向がねじれの位置にある。また、ピニオンアシスト式のパワーステアリング装置１は、ピニオン軸８付近にモータ２１を設ける必要がある。しかし、モータ２１は比較的嵩張るため、モータ２１とラック軸１０を収容するハウジングとが干渉しないように、ピニオン軸８を長くしてピニオン歯９とラック歯１０ａとの噛み合い位置からモータ２１を離す必要がある。
そこで実施例５のパワーステアリング装置１では、ピニオン歯９に対して操舵入力軸７とは反対側、すなわちピニオン歯９よりも下側に、第１ハウジング６に対してピニオン軸８を支持する第１軸受２３設けた。また、ピニオン歯９に対して操舵入力軸７側、すなわちピニオン歯よりも上側であって、ピニオン歯９の切り上がり部９ａとオーバラップする位置に、第１ハウジング６に対してピニオン軸８を支持する第２軸受１５を設けた。
よって、第２軸受１５をピニオン歯に近づけることが可能となり、第１軸受２３と第２軸受１５との間を短くすることができる。そのため、ピニオン軸８の曲げ剛性を高くすることが可能となり、ピニオン歯９とラック歯１０ａの噛み合い状態を良好に保つことができる。
［効果］
以下に、実施例５のパワーステアリング装置１の効果を記載する。
（２３）ピニオン軸収容部４１を有する第１ハウジング６と、転舵輪４０に接続されるラック歯１０ａを有するラック軸１０と、第１ハウジング６内に回転自在に設けられ、ラック軸１０に対して直交する位置からずれた状態でラック歯１０ａと噛み合うピニオン歯９を有するピニオン軸８と、ピニオン軸８と接続される操舵入力軸７と、操舵入力軸７、ピニオン軸８およびラック軸１０から構成される操舵機構に対して操舵アシスト力を付与するモータ２１と、ピニオン歯９に対して操舵入力軸７とは反対側に設けられ、第１ハウジング６に対してピニオン軸８を軸支する第１軸受２３と、ピニオン歯９に対して操舵入力軸７側であって、このピニオン歯９の形成部分と少なくとも一部がオーバラップするように設けられ、第１ハウジング６に対してピニオン軸８を軸支する第２軸受１５と、を有するようにした。
よって、第２軸受１５をピニオン歯に近づけることが可能となり、第１軸受２３と第２軸受１５との間を短くすることができる。そのため、ピニオン軸８の曲げ剛性を高くすることが可能となり、ピニオン歯９とラック歯１０ａの噛み合い状態を良好に保つことができる。
実施例６のパワーステアリング装置１の構成について説明する。実施例１乃至実施例５のパワーステアリング装置１と同じ構成については同一の符号を付して説明を省略する。
実施例１のパワーステアリング装置１では第２軸受１５をピニオン歯９よりも上側に設けたが、実施例５のパワーステアリング装置１では第２軸受１５をピニオン歯９にオーバラップさせて設けた。
実施例１のパワーステアリング装置１ではピニオン歯９を切削により形成するようにしていたが、実施例６のパワーステアリング装置１ではピニオン歯９を鍛造または転造によって形成している。
［ギヤボックスの構成］
図９はギヤボックス２９の部分断面図である。ギヤボックス２９は、ピニオン軸８、ラック軸１０等を収容する第１ハウジング６とウォームホイール１９、ウォームシャフト２０、操舵入力軸７、トルクセンサ４等を収容する第２ハウジング５とを有する。
以下の説明では、図９において操舵入力軸７、ピニオン軸８の軸方向であって、ピニオン軸８側を下側とし、操舵入力軸７側を上側とする。
（ピニオン軸の構成）
ピニオン軸８の下側には偶数枚のピニオン歯９が形成されている。ピニオン歯９は鍛造または転造により形成されており、切り上がり部９ｂはピニオン歯９を切削により形成した場合に比べて小さく形成されている。
ピニオン軸８の下側の先端には、ピニオン歯９の外径よりも小径の第１軸受挿入部８ａが形成されている。
ピニオン軸８のピニオン歯９よりも上側には、ピニオン歯９の外径よりも大径の第２軸受挿入部８ｂが形成されている。
ピニオン軸８の第２軸受挿入部８ｂよりも上側には、第２軸受挿入部８ｂよりも大径の第３軸受挿入部８ｃが形成されている。
ピニオン軸８の第３軸受挿入部８ｃよりも上側には、第３軸受挿入部８ｃよりも大径のフランジ部８ｄが形成されている。このフランジ部８ｄは、後述する第３軸受１６のインナレース１６ｃの外径とほぼ同径に形成されている。また第３軸受挿入部８ｃの外周側面上であって、フランジ部８ｄの下側側面から後述する第３軸受１６の軸方向厚さ分離れた位置付近に第３軸受挿入部８ｃよりも小径な凹溝状のリング係止部８ｉが形成されている。
ピニオン軸８のフランジ部８ｄよりも上側には、フランジ部８ｄよりも小径であって、第３軸受挿入部８ｃよりも大径のウォームホイール嵌合部８ｅが形成されている。
ピニオン軸８の上側先端には外筒係合部８ｆが形成されている。
ピニオン軸８の上側に開口した有底カップ状に中空部が形成され、開口部に操舵入力軸７のピニオン軸挿入部７ｅの形状に沿って形成された操舵入力軸挿入部８ｈが形成されている。
ピニオン軸の開口部の底部にはトーションバー嵌合部８ｇが形成されている。
（第１ハウジングの構成）
第１ハウジング６は上側が開口部、下側が底となった有底カップ状の中空のピニオン軸収容部４１を有し、底部には第１軸受保持部６ａが形成されている。
第１ハウジング６の第１軸受保持部６ａよりも上側には、第１軸受保持部６ａよりも大径のピニオン歯収容部６ｂが形成されている。このピニオン歯収容部６ｂは、ピニオン歯９の外径よりも大きく形成されている。
第１ハウジング６のピニオン歯収容部６ｂよりも上側には、ピニオン歯収容部６ｂよりも大径の第２軸受保持部６ｃが形成されている。
第１ハウジング６の第２軸受保持部６ｃよりも上側は、曲面状に拡径した後に、軸方向に垂直の段部６ｍが形成されている。この段部６ｍの内径は後述する第３軸受１６のアウタレース１６ａの内径とほぼ同径に形成され、外径はアウタレース１６ａの外径とほぼ同径に形成されている。
この段部６ｍに連続して、段部６ｍの外径と同径の第３軸受保持部６ｄが形成されている。
第１ハウジング６の第３軸受保持部６ｄよりも上側には、第３軸受保持部６ｄよりも大径の係止リング嵌合部６ｅが形成されている。
第１ハウジング６の上端には上側に凸状の第２ハウジング係合部６ｇが形成されている。この第２ハウジング係合部６ｇの外周側側面には、凹状のシール部材挿入部６ｈが形成されている。このシール部材挿入部６ｈにシール部材９４が挿入される。
第１ハウジング６には、ピニオン軸８の軸方向に対してねじれ方向に伸びて形成されたラック軸収容部６ｉが設けられている。ラック軸収容部６ｉとピニオン歯収容部６ｂが交わる位置において、ラック軸収容部６ｉとピニオン歯収容部６ｂとが連通している。
第１ハウジング６には、ラック軸収容部６ｉとピニオン歯収容部６ｂとが連通する位置において、ピニオン軸８の軸方向に対して垂直方向に押圧部収容部６ｊが形成されている。
第１ハウジング６には、ピニオン歯収容部６ｂ等から径方向に離れた位置にボルト挿入部６ｆが形成されている。
（ギヤボックスの組み付け）
第２ハウジングへの操舵入力軸７、トルクセンサ４等の組み付けは実施例１と同様であるため、以下では、第１ハウジング６へのピニオン軸８の組み付けについてのみ記載する。
ラジアル玉軸受である第３軸受１６をピニオン軸８の下側から挿入し、第３軸受挿入部８ｃに嵌合させる。このとき第３軸受１６の上側側面は、フランジ部８ｄの下側側面に当接する。またリング９６をピニオン軸８の下側から挿入し、リング係止部８ｉに係合させる。このリング９６の上側は第３軸受１６のインナレース１６ｃの内径よりも大径に形成されており、第３軸受１６はリング９６によって軸方向の移動が規制される。
ラジアルコロ軸受である第２軸受１５をピニオン軸８の下側から挿入し、第２軸受挿入部８ｂに嵌合させる。
ラジアルコロ軸受である第１軸受１４をピニオン軸８の下側から挿入し、第１軸受挿入部８ａに嵌合させる。
第１軸受１４、第２軸受１５、第３軸受１６を取り付けた状態のピニオン軸８を、第１ハウジング６の上側開口部から挿入する。ピニオン軸８を第１ハウジング６に挿入すると、第１軸受１４は第１軸受保持部６ａ、第２軸受１５は第２軸受保持部６ｃに、第３軸受１６は第３軸受保持部６ｄに保持される。このとき第３軸受１６の下側面は、段部６ｍに当接する。
ピニオン軸８を第１ハウジング６に挿入した後、係止リング８８を係止リング嵌合部６ｅに挿入して嵌合させる。このとき係止リング８８の下側面は第３軸受１６のアウタレース１６ａの上側面に当接する。そのため、段部６ｍと係止リング８８によってアウタレース１６ａを挟持し、第３軸受１６は軸方向移動を規制される。
その後、ピニオン軸８の上側からウォームホイール１９が挿入されウォームホイール嵌合部８ｅに嵌合される。ウォームホイール１９の下面側面は、フランジ部８ｄの上面側面に当接する。
次に、ラック軸１０近傍について説明する。
ラック軸１０を第１ハウジング６のラック軸収容部６ｉに挿入する。
ラック軸１０をラック軸収容部６ｉに挿入した後、押圧部材１１を押圧部収容部６ｊに挿入する。この押圧部材１１のラック軸１０側の面には、ラック軸１０のラック歯１０ａの背面の曲面に沿って当接面１１ａが形成され、この当接面１１ａをラック軸１０に当接させる。また押圧部材１１の当接面１１ａの反対側には、中空のスプリング挿入部１１ｂが形成され、このスプリング挿入部１１ｂにスプリング１３を挿入する。
次に、ストッパ１２を押圧部収容部６ｊに挿入する。このストッパ１２の押圧部材１１側には、中空のスプリング挿入部１２ａが形成され、このスプリング挿入部１２ａにスプリング１３を挿入する。またストッパ１２は係止部材９３により第１ハウジング６に係止される。
［作用］
ピニオン軸８は短くした方がピニオン軸８の曲げ剛性が高く、ピニオン歯９とラック歯１０ａの噛み合い状態が良好となるが、レイアウトの都合上ピニオン軸８を長くする必要がある。
例えば、実施例６のパワーステアリング装置１は、ピニオン軸８の軸方向とラック軸１０の軸方向がねじれの位置にある。また、ピニオンアシスト式のパワーステアリング装置１は、ピニオン軸８付近にモータ２１を設ける必要がある。しかし、モータ２１は比較的嵩張るため、モータ２１とラック軸１０を収容するハウジングとが干渉しないように、ピニオン軸８を長くしてピニオン歯９とラック歯１０ａとの噛み合い位置からモータ２１を離す必要がある。
そこで実施例６のパワーステアリング装置１では、ピニオン歯９を鍛造または転造により形成するようにした。
よって、ピニオン歯９の切り上がり部９ｂはピニオン歯９を切削により形成した場合にくらべて小さくすることが可能となる。そのため、第２軸受１５をピニオン歯に近づけることが可能となり、第１軸受２３と第２軸受１５との間を短くすることができる。したがって、ピニオン軸８の曲げ剛性を高くすることが可能となり、ピニオン歯９とラック歯１０ａの噛み合い状態を良好に保つことができる。
［効果］
以下に、実施例６のパワーステアリング装置１の効果を記載する。
（２４）ピニオン軸収容部４１を有する第１ハウジング６と、転舵輪４０に接続され、ラック歯１０ａを有するラック軸１０と、第１ハウジング６内に回転自在に設けられ、ラック軸１０に対して直行する位置からずれた状態でラック歯１０ａと噛み合うと共に鍛造または転造によって形成されるピニオン歯９を有するピニオン軸８と、ピニオン軸８と接続される操舵入力軸７と、操舵入力軸７、ピニオン軸８およびラック軸１０から構成される操舵機構に対して操舵アシスト力を付与するモータ２１と、ピニオン歯９に対して操舵入力軸７とは反対側に設けられ、第１ハウジング６に対してピニオン軸８を軸支する第１軸受２３と、ピニオン歯９に対して操舵入力軸７側であって、第１ハウジング６に対してピニオン軸８を軸支する第２軸受１６と、第２軸受１６に対し操舵入力軸７側に設けられ、第１ハウジング６に対してピニオン軸８を軸支する第３軸受１６と、を有し、第１ハウジング６またはピニオン軸８と第２軸受１５との間に形成され且つ対向する部材同士が相対回転する側の径方向隙間であって円周方向において最も小さい部分における径方向隙間は、第１ハウジング６またはピニオン軸８と第３軸受２３との間に形成され且つ対向する部材同士が相対回転する側の径方向隙間の周方向の何れかの部分よりも小さいようにした。
よって、ピニオン歯９の切り上がり部９ｂはピニオン歯９を切削により形成した場合にくらべて小さくすることが可能となる。そのため、第２軸受１５をピニオン歯に近づけることが可能となり、第１軸受２３と第２軸受１５との間を短くすることができる。したがって、ピニオン軸８の曲げ剛性を高くすることが可能となり、ピニオン歯９とラック歯１０ａの噛み合い状態を良好に保つことができる。
実施例７のパワーステアリング装置１の構成について説明する。実施例１乃至実施例６のパワーステアリング装置１と同じ構成については同一の符号を付して説明を省略する。
実施例１のパワーステアリング装置１ではピニオン歯９を切削により形成するようにしていたが、実施例３のパワーステアリング装置１ではピニオン歯９を鍛造または転造によって形成した。
［ギヤボックスの構成］
図１０はギヤボックス２９の部分断面図である。ギヤボックス２９は、ピニオン軸８、ラック軸１０等を収容する第１ハウジング６とウォームホイール１９、ウォームシャフト２０、操舵入力軸７、トルクセンサ４等を収容する第２ハウジング５とを有する。
以下の説明では、図４において操舵入力軸７、ピニオン軸８の軸方向であって、ピニオン軸８側を下側とし、操舵入力軸７側を上側とする。
（ピニオン軸の構成）
ピニオン軸８の下側には偶数枚のピニオン歯９が形成されている。ピニオン歯９は鍛造または転造により形成されており、切り上がり部９ｂはピニオン歯９を切削により形成した場合に比べて小さく形成されている。
ピニオン軸８のピニオン歯９よりも下側には、ピニオン歯９の外径よりも小径の第１軸受挿入部８ａが形成されている。
ピニオン軸８の第１軸受挿入部８ａよりも下側には、第１軸受挿入部８ａよりも小径のストッパ挿入部８ｊが形成されている。
ピニオン軸８のピニオン歯９よりも上側には、ピニオン歯９の外径よりも大径の第２軸受挿入部８ｂが形成されている。
ピニオン軸８の第２軸受挿入部８ｂよりも上側には、第２軸受挿入部８ｂよりも大径のフランジ部８ｄが形成されている。
ピニオン軸８のフランジ部８ｄよりも上側には、フランジ部８ｄよりも小径であって、第２軸受挿入部８ｂよりも大径のウォームホイール嵌合部８ｅが形成されている。
ピニオン軸８の上側先端には外筒係合部８ｆが形成されている。
ピニオン軸８の上端には、ピニオン軸８の上側に開口した有底カップ状に中空部が形成され、該中空部に操舵入力軸７のピニオン軸挿入部７ｅの形状に沿って形成された操舵入力軸挿入部８ｈが形成されている。
ピニオン軸の開口部の底部にはトーションバー嵌合部８ｇが形成されている。
（第１ハウジングの構成）
第１ハウジング６は上側と下側に開口部を有するピニオン軸収容部４１を有し、下側開口部には第１軸受保持部６ａが形成されている。
第１ハウジング６の第１軸受保持部６ａよりも上側には、第１軸受保持部６ａよりも小径のピニオン歯収容部６ｂが形成されている。このピニオン歯収容部６ｂは、ピニオン歯９の外径よりも大きく形成されている。
第１ハウジング６のピニオン歯収容部６ｂよりも上側には、ピニオン歯収容部６ｂよりも大径の第２軸受保持部６ｃが形成されている。
第１ハウジング６の上端には上側に凸状の第２ハウジング係合部６ｇが形成されている。この第２ハウジング係合部６ｇの外周側側面には、凹状のシール部材挿入部６ｈが形成されている。このシール部材挿入部６ｈにシール部材９４が挿入される。
第１ハウジング６には、ピニオン軸８の軸方向に対してねじれ方向に伸びて形成されたラック軸収容部６ｉが設けられている。ラック軸収容部６ｉとピニオン歯収容部６ｂが交わる位置において、ラック軸収容部６ｉとピニオン歯収容部６ｂとが連通している。
第１ハウジング６には、ラック軸収容部６ｉとピニオン歯収容部６ｂとが連通する位置において、ピニオン軸８の軸方向に対して垂直方向に押圧部収容部６ｊが形成されている。
第１ハウジング６には、ピニオン歯収容部６ｂ等から径方向に離れた位置にボルト挿入部６ｆが形成されている。
（ギヤボックスの組み付け）
第２ハウジングへの操舵入力軸７、トルクセンサ４等の組み付けは実施例１と同様であるため、以下では、第１ハウジング６へのピニオン軸８の組み付けについてのみ記載する。
ラジアルコロ軸受である第２軸受１５をピニオン軸８の下側から挿入し、第２軸受挿入部８ｂに嵌合させる。
また、ピニオン軸８の上側からウォームホイール１９を挿入し、ウォームホイール嵌合部８ｅに嵌合させる。ウォームホイール１９の下面側面は、フランジ部８ｄの上面側面に当接する。
第２軸受１５、ウォームホイール１９が取り付けられた状態のピニオン軸８を、第１ハウジング６の上側開口部から挿入する。ピニオン軸８を第１ハウジング６に挿入すると、第２軸受１５は第２軸受保持部６ｃにより保持される。
ピニオン軸８を第１ハウジング６に挿入した後に、ラジアル玉軸受である第１軸受２３を第１ハウジング６の下側の開口部から挿入し、第１軸受挿入部８ａに嵌合させる。このとき第１軸受２３は、第１ハウジング６の第１軸受保持部６ａに保持される。また第１軸受２３のアウタレース２３ａの上面は第１軸受保持部６ａとピニオン歯収容部６ｂとの間の段部６ｋと、インナレース２３ｃの上面はピニオン歯９の下側端面９ｃと当接する。
第１軸受２３をピニオン軸８に挿入した後に、ストッパ８９をピニオン軸８の先端に第１ハウジング６の下側開口部から挿入し、ピニオン軸８のストッパ挿入部８ｊに嵌合させる。このストッパ８９の外径は、第１軸受２３のインナレース２３ｃの外径とほぼ同径に形成され、ピニオン歯９の下側端面９ｃとの間で第１軸受２３を挟持する。
ストッパ８９をピニオン軸８に挿入した後に、封止部材９８を第１ハウジング６の下側開口部に挿入する。この封止部材９８は係止部材９９によって第１ハウジング６に係止される。封止部材９８の上側の面は第１軸受２３のアウタレース２３ａに当接し、第１ハウジング６の段部６ｋとの間で第１軸受２３を挟持する。
次に、ラック軸１０近傍について説明する。
ラック軸１０を第１ハウジング６のラック軸収容部６ｉに挿入する。
ラック軸１０をラック軸収容部６ｉに挿入した後、押圧部材１１を押圧部収容部６ｊに挿入する。この押圧部材１１のラック軸１０側の面には、ラック軸１０のラック歯１０ａの背面の曲面に沿って当接面１１ａが形成され、この当接面１１ａをラック軸１０に当接する。また押圧部材１１の当接面１１ａの反対側には、中空のスプリング挿入部１１ｂが形成され、このスプリング挿入部１１ｂにスプリング１３を挿入する。
次に、ストッパ１２を押圧部収容部６ｊに挿入する。このストッパ１２の押圧部材１１側には、中空のスプリング挿入部１２ａが形成され、このスプリング挿入部１２ａにスプリング１３を挿入する。またストッパ１２は係止部材９３により第１ハウジング６に係止される。
［作用］
ピニオン軸８は短くした方がピニオン軸８の曲げ剛性が高く、ピニオン歯９とラック歯１０ａの噛み合い状態が良好となるが、レイアウトの都合上ピニオン軸８を長くする必要がある。
例えば、実施例７のパワーステアリング装置１は、ピニオン軸８の軸方向とラック軸１０の軸方向がねじれの位置にある。また、ピニオンアシスト式のパワーステアリング装置１は、ピニオン軸８付近にモータ２１を設ける必要がある。しかし、モータ２１は比較的嵩張るため、モータ２１とラック軸１０を収容するハウジングとが干渉しないように、ピニオン軸８を長くしてピニオン歯９とラック歯１０ａとの噛み合い位置からモータ２１を離す必要がある。
そこで実施例７のパワーステアリング装置１では、ピニオン歯９を鍛造または転造により形成するようにした。
よって、ピニオン歯９の切り上がり部９ｂはピニオン歯９を切削により形成した場合にくらべて小さくすることが可能となる。そのため、第２軸受１５をピニオン歯に近づけることが可能となり、第１軸受２３と第２軸受１５との間を短くすることができる。したがって、ピニオン軸８の曲げ剛性を高くすることが可能となり、ピニオン歯９とラック歯１０ａの噛み合い状態を良好に保つことができる。
［効果］
以下に、実施例７のパワーステアリング装置１の効果を記載する。
（２５）ピニオン軸収容部４１を有する第１ハウジング６と、転舵輪４０に接続され、ラック歯１０ａを有するラック軸１０と、第１ハウジング６内に回転自在に設けられ、ラック軸１０に対して直行する位置からずれた状態でラック歯１０ａと噛み合うと共に鍛造または転造によって形成されるピニオン歯９を有するピニオン軸８と、ピニオン軸８と接続される操舵入力軸７と、操舵入力軸７、ピニオン軸８およびラック軸１０から構成される操舵機構に対して操舵アシスト力を付与するモータ２１と、ピニオン歯９に対して操舵入力軸７とは反対側に設けられ、第１ハウジング６に対してピニオン軸８を軸支する第１軸受２３と、ピニオン歯９に対して操舵入力軸７側であって、第１ハウジング６に対してピニオン軸８を軸支する第２軸受１６と、第２軸受１６に対し操舵入力軸７側に設けられ、第１ハウジング６に対してピニオン軸８を軸支する第３軸受１６と、を有し、第１ハウジング６またはピニオン軸８と第２軸受１５との間に形成され且つ対向する部材同士が相対回転する側の径方向隙間であって円周方向において最も小さい部分における径方向隙間は、第１ハウジング６またはピニオン軸８と第３軸受２３との間に形成され且つ対向する部材同士が相対回転する側の径方向隙間の周方向の何れかの部分よりも小さいようにした。
よって、ピニオン歯９の切り上がり部９ｂはピニオン歯９を切削により形成した場合にくらべて小さくすることが可能となる。そのため、第２軸受１５をピニオン歯に近づけることが可能となり、第１軸受２３と第２軸受１５との間を短くすることができる。したがって、ピニオン軸８の曲げ剛性を高くすることが可能となり、ピニオン歯９とラック歯１０ａの噛み合い状態を良好に保つことができる。
実施例８のパワーステアリング装置１の構成について説明する。
［パワーステアリング装置の概要］
図１１は、ステアバイワイヤのパワーステアリング装置１のシステム構成図である。
パワーステアリング装置１は、ドライバが操舵を行うステアリングホイール３０と、ステアリングホイール３０から操舵力が入力されるステアリングシャフト３１と、ドライバの操舵トルクを検出するトルクセンサ３と、回転方向の力を車幅方向の力に変換するラックアンドピニオン部２７およびドライバの操舵トルクに応じて転舵トルクを出力するパワーアシストユニット２８を備えたギヤボックス２９とを有する。
ラックアンドピニオン部２７は、ピニオン軸８の下側に形成したピニオン歯９と、ラック軸１０に形成したラック歯１０ａとが、ラック軸１０の軸方向に対してピニオン軸８の軸方向がねじれ方向に噛み合っている。
パワーアシストユニット２８は、ピニオン軸８の回転位置を検出するレゾルバ２と、ピニオン軸８と一体に回転するウォームホイール１９と、モータ２１の出力軸に固定されウォームホイール１９と噛み合うウォームシャフト２０とを有する。トルクセンサ３が検出したトルクと、レゾルバ２が検出したピニオン軸８の回転位置をECU２２に入力し、ECU２２は入力したトルク情報と回転位置情報によってモータ２１の出力トルクを制御している。
ドライバによりステアリングホイール３０に入力された操舵トルクに応じて、モータ２１により転舵トルクを発生させる。発生させた転舵トルクは、ウォームシャフト２０、ウォームホイール１９の順にピニオン軸８に伝達される。ピニオン軸８に伝達されたドライバの操舵力およびモータ２１のアシストトルクは、ピニオン軸８、ラック軸１０、ラックエンド３５、自在継手３６、タイロッド３７、タイロッドエンド３８、ナックルアーム３９を介して転舵輪４０に伝達される。
［ギヤボックスの構成］
図１２はギヤボックス２９の部分断面図である。ギヤボックス２９は、ピニオン軸８、ラック軸１０等を収容する第１ハウジング６とウォームホイール１９、ウォームシャフト２０を収容する第２ハウジング５とを有する。
以下の説明では、図１２においてピニオン軸８の軸方向であって、第１ハウジング６側を下側とし、第２ハウジング５側を上側とする。
（ピニオン軸の構成）
ピニオン軸８の下側にはピニオン歯９が形成されている。ピニオン歯９は切削により形成されており、根本側に切り上がり部９ａが形成されている。
ピニオン軸８の下側の先端には、ピニオン歯９の外径よりも小径の第１軸受挿入部８ａが形成されている。
ピニオン軸８のピニオン歯９よりも上側には、ピニオン歯９の外径よりも大径の第２軸受挿入部８ｂが形成されている。
ピニオン軸８の第２軸受挿入部８ｂよりも上側には、第２軸受挿入部８ｂよりも大径の第３軸受挿入部８ｃが形成されている。
ピニオン軸８の第３軸受挿入部８ｃよりも上側には、第３軸受挿入部８ｃよりも大径のフランジ部８ｄが形成されている。このフランジ部８ｄは、後述する第３軸受１６のインナレース１６ｃの外径とほぼ同径に形成されている。また第３軸受挿入部８ｃの外周側面上であって、フランジ部８ｄの下側側面から後述する第３軸受１６の軸方向厚さ分離れた位置付近に第３軸受挿入部８ｃよりも小径な凹溝状のリング係止部８ｉが形成されている。
ピニオン軸８のフランジ部８ｄよりも上側には、フランジ部８ｄよりも小径であって、第３軸受挿入部８ｃよりも大径のウォームホイール嵌合部８ｅが形成されている。
ピニオン軸８の上側先端には外筒係合部８ｆが形成されている。
（第１ハウジングの構成）
第１ハウジング６は上側が開口部、下側が底となった有底カップ状の中空のピニオン軸収容部４１を有し、底部には第１軸受保持部６ａが形成されている。
第１ハウジング６の第１軸受保持部６ａよりも上側には、第１軸受保持部６ａよりも大径のピニオン歯収容部６ｂが形成されている。このピニオン歯収容部６ｂは、ピニオン歯９の外径よりも大きく形成されている。
第１ハウジング６のピニオン歯収容部６ｂよりも上側には、ピニオン歯収容部６ｂよりも大径の第２軸受保持部６ｃが形成されている。
第１ハウジング６の第２軸受保持部６ｃよりも上側は、滑らかに拡径した後に軸方向に垂直の段部６ｍが形成されている。この段部６ｍの内径は後述する第３軸受１６のアウタレース１６ａの内径とほぼ同径に形成され、外径はアウタレース１６ａの外径とほぼ同径に形成されている。
この段部６ｍに連続して、段部６ｍの外径と同径の第３軸受保持部６ｄが形成されている。
第１ハウジング６の第３軸受保持部６ｄよりも上側には、第３軸受保持部６ｄよりも大径の係止リング嵌合部６ｅが形成されている。
第１ハウジング６の上端には上側に凸状の第２ハウジング係合部６ｇが形成されている。
第１ハウジング６には、ピニオン軸８の軸方向に対してねじれ方向に伸びて形成されたラック軸収容部６ｉが設けられている。ラック軸収容部６ｉとピニオン歯収容部６ｂが交わる位置において、ラック軸収容部６ｉとピニオン歯収容部６ｂとが連通している。
第１ハウジング６には、ラック軸収容部６ｉとピニオン歯収容部６ｂとが連通する位置において、ピニオン軸８の軸方向に対して垂直方向に押圧部収容部６ｊが形成されている。
第１ハウジング６には、ピニオン歯収容部６ｂ等から径方向に離れた位置にボルト挿入部６ｆが形成されている。
（第２ハウジングの構成）
第２ハウジング５は下側が開口した有底カップ状に形成されており、第２ハウジング５の下側開口部には、第１ハウジング６の第２ハウジング係合部６ｇの外周とほぼ同径の内周面を有する第１ハウジング係合部５ｈが形成されている。
第２ハウジング５の第１ハウジング係合部５ｈの上側に、第１ハウジング係合部５ｈよりも小径のウォームホイール収容部５ａが形成されている。このウォームホイール収容部５ａは、ウォームホイール１９よりも大径に形成されている。
第２ハウジング５には、ウォームホイール収容部５ａの軸方向に対して垂直方向にウォームシャフト収容部５ｂが形成されている。このウォームシャフト収容部５ｂは、ウォームシャフト２０よりも大径に形成されている。
第２ハウジングの上側の底部には、レゾルバ固定部５ｉとボルト挿入部５ｊが形成されている。
第２ハウジング５には、第１ハウジング６と第２ハウジング５とを組み合わせたときに、第１ハウジング６のボルト挿入部６ｆと連通する位置にボルト挿入部５ｇが形成されている。
（レゾルバの構成）
レゾルバ２は、固定子２ａ、回転子２ｂ、固定子コイル２ｃ、回転子コイル２ｄを有する。固定子２ａは第２ハウジング５のレゾルバ固定部５ｉに設置され、ボルト８７によって第２ハウジングに固定されている。固定子コイル２ｃは、第２ハウジング５に対して相対回転しないように固定子２ａに取り付けられている。回転子２ｂは、ピニオン軸８に取り付けられた係合部材２ｅを介してピニオン軸８に固定されている。回転子コイル２ｄは、ピニオン軸８に対して相対回転しないように回転子２ｂに固定されている。
固定子コイル２ｃに電流が印加され、これにより磁束が発生する。発生した磁束により、磁気回路を構成する回転子コイル２ｄには電圧が励起されて電流が生じる。ピニオン軸８が回転すると、回転位置毎に回転子コイル２ｄの電圧が変化する。この電圧情報は、ECU２２に送信される。
（ギヤボックスの組み付け）
ラジアル玉軸受である第３軸受１６をピニオン軸８の下側から挿入し、第３軸受挿入部８ｃに嵌合させる。このとき第３軸受１６の上側側面は、フランジ部８ｄの下側側面に当接する。またリング９６をピニオン軸８の下側から挿入し、リング係止部８ｉに係合させる。このリング９６の上側は第３軸受１６のインナレース１６ｃの内径よりも大径に形成されており、第３軸受１６はリング９６によって軸方向の移動が規制される。
ラジアルコロ軸受である第２軸受１５をピニオン軸８の下側から挿入し、第２軸受挿入部８ｂに嵌合させる。
ラジアルコロ軸受である第１軸受１４をピニオン軸８の下側から挿入し、第１軸受挿入部８ａに嵌合させる。
第１軸受１４、第２軸受１５、第３軸受１６を取り付けた状態のピニオン軸８を、第１ハウジング６の上側開口部から挿入する。ピニオン軸８を第１ハウジング６に挿入すると、第１軸受１４は第１軸受保持部６ａ、第２軸受１５は第２軸受保持部６ｃに、第３軸受１６は第３軸受保持部６ｄに保持される。このとき第３軸受１６の下側面は、段部６ｍに当接する。
ピニオン軸８を第１ハウジング６に挿入した後、係止リング８８を係止リング嵌合部６ｅに挿入して嵌合させる。このとき係止リング８８の下側面は第３軸受１６のアウタレース１６ａの上側面に当接する。そのため、段部６ｍと係止リング８８によってアウタレース１６ａを挟持し、第３軸受１６は軸方向移動を規制される。
その後、ピニオン軸８の上側からウォームホイール１９が挿入されウォームホイール嵌合部８ｅに嵌合される。ウォームホイール１９の下面側面は、フランジ部８ｄの上面側面に当接する。
次に、ラック軸１０近傍について説明する。
ラック軸１０を第１ハウジング６のラック軸収容部６ｉに挿入する。
ラック軸１０をラック軸収容部６ｉに挿入した後、第１押圧部材４２を押圧部収容部６ｊに挿入する。この第１押圧部材４２の外周面には、凹溝状の２列のシール部材挿入部４２ａが形成され、このシール部材挿入部４２ａにシール部材８６が挿入される。
また第１押圧部材４２のラック軸１０側の面には、ラック軸１０のラック歯１０ａの背面の曲面に沿って当接面４２ｂが形成される。また第１押圧部材４２の当接面１１ａの反対側には中空部４２ｃが形成され、当接面４２ｂと中空部４２ｃとを貫通する貫通孔４２ｄが形成される。
中空部４２ｃには、第２押圧部材４３を挿入する。この第２押圧部材４３は、軸部材４３ａとラジアル玉軸受である第５軸受４３ｂとから構成されている。第２押圧部材４３軸部材４３ａに第５軸受４３ｂを挿入した状態で第２押圧部材４３を中空部４２ｃに挿入し、軸部材４３ａは中空部４２ｃの底部で係止され、第５軸受４３ｂは貫通孔４２ｄに挿入される。
軸部材４３ａは、付勢部材４４を介してスプリング１３によってラック軸１０側に付勢される。
次に、ストッパ１２を押圧部収容部６ｊに挿入する。このストッパ１２の押圧部材１１側には中空のスプリング挿入部１２ａが形成され、このスプリング挿入部１２ａにスプリング１３を挿入する。またストッパ１２は係止部材９３により第１ハウジング６に係止される。
これによりラック軸１０に作用する小さな力は第２押圧部材４３の第５軸受４３ｂによって受け、大きな力は第１押圧部材４２の当接面４２ｂによって受けるようにしている。
ウォームシャフト収容部５ｂにウォームシャフト２０を挿入し、ウォームシャフト２０とウォームホイール１９を噛み合わす。
第１ハウジング６と第２ハウジング５が組み合わされた後に、ボルト挿入部６ｆおよびボルト挿入部５ｇにボルト９２を挿入して、第１ハウジング６と第２ハウジング５とが固定される。
［軸受の構成］
図３は第１軸受１４、第２軸受１５、第３軸受１６の軸方向断面図および周方向断面図である。
第３軸受１６は、図３（ａ）に示すように、アウタレース１６ａ、ボール１６ｂ、インナレース１６ｃから構成されている。インナレース１６ｃの内周にピニオン軸８の第３軸受挿入部８ｃが嵌合される。またアウタレース１６ａの外周は第１ハウジング６の第３軸受保持部６ｄに保持されている。そのため、アウタレース１６ａは第１ハウジング６に対して相対回転せず、インナレース１６ｃはピニオン軸８に対して相対回転しないようになっている。ボール１６ｂはゲージによって周方向にほぼ等間隔に並べられて、アウタレース１６ａおよびインナレース１６ｃに対してボール１６ｂの公転方向の回転としてはゲージとともに相対回転する。第３軸受１６は、ラジアル玉軸受であるがスラスト荷重も受けることができる。
第２軸受１５は、図３（ｂ）に示すように、アウタレース１５ａ、コロ１５ｂから構成されている。アウタレース１５ａの内周側にコロ１５ｂが周方向にほぼ等間隔に並べられ、回動可能に支持されている。周上に並んだコロ１５ｂの内側にピニオン軸８の第２軸受挿入部８ｂが挿入されている。またアウタレース１５ａの外周は、第１ハウジング６の第２軸受保持部６ｃに保持されている。そのため、アウタレース１５ａは第１ハウジング６に対して相対回転しないようになっている。コロ１５ｂはアウタレース１５ａに支持されているため、コロ１５ｂの公転方向の回転としては第１ハウジング６に対して相対回転しないようになっている。
第１軸受１４は、図３（ｃ）に示すように、アウタレース１４ａ、コロ１４ｂから構成されている。アウタレース１４ａの内周側にコロ１４ｂが周方向にほぼ等間隔に並べられ、回動可能に支持されている。周上に並んだアウタレース１４ａの内側にピニオン軸８の第１軸受挿入部８ａが挿入されている。この第１軸受１４の外径は、第２軸受１５の外径よりも小さく形成されている。またアウタレース１４ａの外周は、第１ハウジング６の第１軸受保持部６ａに保持されている。そのため、アウタレース１４ａは第１ハウジング６に対して相対回転しないようになっている。コロ１４ｂはアウタレース１４ａに支持されているため、コロ１４ｂの公転方向の回転としては第１ハウジング６に対して相対回転しないようになっている。
ここで第１軸受１４、第２軸受１５、第３軸受１６のうちピニオン歯９に近い、第１軸受１４と第２軸受１５によってピニオン軸８を支持するためには、第３軸受１６の径方向隙間よりも、第１軸受１４、第２軸受１５の径方向隙間が小さい必要がある。そのためには、第１軸受１４、第２軸受１５、第３軸受１６の径方向隙間を設定した範囲に設計する必要がある。第１軸受１４、第２軸受１５、第３軸受１６の径方向隙間とは、第１ハウジング６またはピニオン軸８と相対回転する部材（以下、相対回転部材）と、相対回転部材に対向する部材（以下、対向部材）との径方向隙間のことを示す。
第３軸受１６において、第１ハウジング６に対する相対回転部材はボール１６ｂ、インナレース１６ｃであり、ピニオン軸８に対する相対回転部材はボール１６ｂ、アウタレース１６ａである。第３軸受１６において、ボール１６ｂに対する対向部材はアウタレース１６ａ、インナレース１６ｃであり、アウタレース１６ａとインナレース１６ｃに対する対向部材はボール１６ｂである。
すなわち、第３軸受１６の径方向隙間とは、アウタレース１６ａとボール１６ｂとの径方向隙間、インナレース１６ｃとボール１６ｂとの径方向隙間のことを示す。ここでアウタレース１６ａとボール１６ｂとの径方向隙間およびインナレース１６ｃとボール１６ｂとの径方向隙間のうち、円周方向において最も小さい部分の径方向隙間の大きさをAとする。
第２軸受１５において、第１ハウジング６に対する相対回転部材はピニオン軸８であり、ピニオン軸８に対する相対回転部材はコロ１５ｂである。第２軸受１５において、ピニオン軸８に対する対向部材はコロ１５ｂであり、コロ１５ｂに対する対向部材はピニオン軸８である。
すなわち、第２軸受１５の径方向隙間とは、コロ１５ｂとピニオン軸８との径方向隙間のことを示す。ここでコロ１５ｂとピニオン軸８との径方向隙間であって、円周方向において最も小さい部分の径方向隙間の大きさをBとする。
第１軸受１４において、第１ハウジング６に対する相対回転部材はピニオン軸８であり、ピニオン軸８に対する相対回転部材はコロ１４ｂである。第１軸受１４において、ピニオン軸８に対する対向部材はコロ１４ｂであり、コロ１４ｂに対する対向部材はピニオン軸８である。
すなわち、第１軸受１４の径方向隙間とは、コロ１４ｂとピニオン軸８との径方向隙間のことを示す。ここでコロ１４ｂとピニオン軸８との径方向隙間であって、円周方向において最も小さい部分の径方向隙間の大きさをCとする。
このとき、第１軸受１４、第２軸受１５、第３軸受１６は、各径方向隙間の大きさが「A≧B」、「A≧C」となるように形成されている。すなわち、ピニオン軸８のラジアル方向の荷重を常に第１軸受１４と第２軸受１５によって受けている。
［作用］
ピニオン軸８は短くした方がピニオン軸８の曲げ剛性が高く、ピニオン歯９とラック歯１０ａの噛み合い状態が良好となるが、レイアウトの都合上ピニオン軸８を長くする必要がある。
例えば、実施例８のパワーステアリング装置１は、ピニオン軸８の軸方向とラック軸１０の軸方向がねじれの位置にある。また、ピニオンアシスト式のパワーステアリング装置１は、ピニオン軸８付近にモータ２１を設ける必要がある。しかし、モータ２１は比較的嵩張るため、モータ２１とラック軸１０を収容するハウジングとが干渉しないように、ピニオン軸８を長くしてピニオン歯９とラック歯１０ａとの噛み合い位置からモータ２１を離す必要がある。
そこで実施例８のパワーステアリング装置１では、ピニオン歯９に対して操舵入力軸７とは反対側、すなわちピニオン歯９よりも下側に、第１ハウジング６に対してピニオン軸８を支持する第１軸受１４を設けた。また、ピニオン歯９に対して操舵入力軸７側、すなわちピニオン歯９よりも上側に、第１ハウジング６に対してピニオン軸８を支持するラジアルコロ軸受である第２軸受１５を設けた。また、第２軸受１５に対して操舵入力軸７側、すなわち第２軸受１５の上側に、第１ハウジング６に対してピニオン軸８を支持する第３軸受１６を設けた。
さらに、第２軸受１５のコロ１５ｂとピニオン軸８との径方向隙間であって、円周方向において最も小さい部分の径方向隙間の大きさをBは、アウタレース１６ａとボール１６ｂとの径方向隙間およびインナレース１６ｃとボール１６ｂとの径方向隙間のうち、円周方向において最も小さい部分の径方向隙間の大きさをAよりも小さいようにした。
そのため、ラック軸１０側からの力の入力やモータ２１側からの力の入力に対して、ピニオン歯９に近い第１軸受１４、第２軸受１５が荷重を受けることとなる。したがって、ピニオン軸８の曲げ剛性を高くすることができ、ピニオン歯９とラック歯１０ａの噛み合い状態を良好に保つことができる。
［効果］
以下に、実施例８のパワーステアリング装置１の効果を記載する。
（２６）ピニオン軸収容部４１を有する第１ハウジング６と、車両の転舵輪４０に接続されるラック歯１０ａを有するラック軸１０と、第１ハウジング６内に回転自在に設けられ、ラック軸１０に対して直行する位置からずれた状態でラック歯１０ａと噛み合うピニオン歯９を有するピニオン軸８と、ピニオン軸８およびラック軸１０から構成される操舵機構に対して操舵アシスト力を付与するモータ２１と、ピニオン歯９の下側に設けられ、第１ハウジング６に対してピニオン軸８を軸支する第１軸受１４と、ピニオン歯９に対して上側に設けられ、第１ハウジング６に対してピニオン軸８を軸支し、コロ軸受によって構成される第２軸受１５と、第２軸受１５に対して操舵入力軸７側に設けられ、第１ハウジング６に対してピニオン軸８を軸支する第３軸受１６と、を有し、第１ハウジング６またはピニオン軸８と第２軸受１５との間に形成され且つ対向する部材同士が相対回転する側の径方向隙間であって円周方向において最も小さい部分における径方向隙間は、第１ハウジング６またはピニオン軸８と第３軸受１６との間に形成され且つ対向する部材同士が相対回転する側の径方向隙間の周方向の何れかの部分よりも小さいようにした。
第２軸受１５とピニオン軸８との径方向隙間のうち最も小さい部分（大きさB）は、第３軸受１６のボール１６ｂとインナレース１６ｃとの径方向隙間のうち最も小さい部分（大きさA）よりも小さく設定されている。そのため、ラック軸１０側からの力の入力やモータ２１側からの力の入力に対して、ピニオン歯９に近い第１軸受１４、第２軸受１５が荷重を受けることとなる。したがって、ピニオン軸８の曲げ剛性を高くすることができ、ピニオン歯９とラック歯１０ａの噛み合い状態を良好に保つことができる。
（他の実施例）
実施例１から実施例７のパワーステアリング装置１では、ピニオンアシスト式のパワーステアリング装置について説明したが、図１３に示すようにコラムアシスト式のパワーステアリング装置に用いても良い。
また実施例１から実施例８のパワーステアリング装置１では、第２軸受１５にラジアルコロ軸受を用いたが、滑り軸受を用いても良い。
実施例１のパワーステアリング装置のシステム構成図である。 実施例１のギヤボックスの部分断面図である。 実施例１の軸受の軸方向断面図および周方向断面図である。 実施例２のギヤボックスの部分断面図である。 実施例３のギヤボックスの部分断面図である。 実施例３の軸受の軸方向断面図および周方向断面図である。 実施例４のギヤボックスの部分断面図である。 実施例５のギヤボックスの部分断面図である。 実施例６のギヤボックスの部分断面図である。 実施例７のギヤボックスの部分断面図である。 実施例８のパワーステアリング装置のシステム構成図である。 実施例８のギヤボックスの部分断面図である。 他の実施例のパワーステアリング装置のシステム構成図である。
符号の説明
１ パワーステアリング装置
６ 第１ハウジング
７ 操舵入力軸
８ ピニオン軸
９ ピニオン歯
１０ ラック軸
１０ａ ラック歯
１４、２３ 第１軸受
１５ 第２軸受
１６ 第３軸受
２１ モータ（アクチュエータ）
４０ 転舵輪
４１ ピニオン軸収容部

Claims (13)

  1. ピニオン軸収容部を有するハウジングと、
    車両の転舵輪に接続されるラック歯を有するラック軸と、
    前記ハウジング内に回転自在に設けられ、前記ラック軸に対して直行する位置からずれた状態で前記ラック歯と噛み合うピニオン歯を有するピニオン軸と、
    前記ピニオン軸と接続される操舵入力軸と、
    前記操舵入力軸、前記ピニオン軸および前記ラック軸から構成される操舵機構に対して操舵アシスト力を付与するアクチュエータと、
    前記ピニオン歯に対して前記操舵入力軸とは反対側に設けられ、前記ハウジングに対して前記ピニオン軸を軸支する第１軸受と、
    前記ピニオン歯に対して前記操舵入力軸側に設けられ、前記ハウジングに対して前記ピニオン軸を軸支し、コロ軸受または滑り軸受によって構成される第２軸受と、
    前記第２軸受に対して前記操舵入力軸側に設けられ、前記ハウジングに対して前記ピニオン軸を軸支する第３軸受と、
    を有し、
    前記ハウジングまたは前記ピニオン軸と前記第２軸受との間に形成され且つ対向する部材同士が相対回転する側の径方向隙間であって円周方向において最も小さい部分における径方向隙間は、前記ハウジングまたは前記ピニオン軸と前記第３軸受との間に形成され且つ対向する部材同士が相対回転する側の径方向隙間の周方向の何れかの部分よりも小さいことを特徴とするパワーステアリング装置。
  2. 請求項１に記載のパワーステアリング装置において、
    前記ハウジングは、単一のブロック内に前記第１，第２および第３軸受を保持する第１，第２および第３軸受保持部を有することを特徴とするパワーステアリング装置。
  3. 請求項２に記載のパワーステアリング装置において、
    前記ハウジングは、前記操舵入力軸側に開口部を有し、
    前記第２軸受保持部の内径は、前記第１軸受保持部の内径よりも大きく形成され、
    前記第３軸受保持部の内径は、前記第２軸受保持部の内径よりも大きく形成されることを特徴とするパワーステアリング装置。
  4. 請求項３に記載のパワーステアリング装置において、
    前記第１軸受はコロ軸受または滑り軸受によって構成されることを特徴とするパワーステアリング装置。
  5. 請求項１に記載のパワーステアリング装置において、
    前記第３軸受はスラスト軸受であることを特徴とするパワーステアリング装置。
  6. 請求項１に記載のパワーステアリング装置において、
    前記第１，第２および第３軸受は、前記ピニオン軸に前記第１軸受側から挿入されることを特徴とするパワーステアリング装置。
  7. 請求項６に記載のパワーステアリング装置において、
    前記ピニオン軸に設けられたウォームホイールと、
    前記アクチュエータから前記ウォームホイールに操舵アシスト力を伝達するウォームシャフトと、
    を更に備え、
    前記ウォームホイールは、前記操舵入力軸側から前記ピニオン軸に挿入されることを特徴とするパワーステアリング装置。
  8. 請求項１に記載のパワーステアリング装置において、
    前記第１軸受はコロ軸受または滑り軸受によって構成されることを特徴とするパワーステアリング装置。
  9. 請求項１に記載のパワーステアリング装置において、
    前記第１および第２軸受は常時ラジアル荷重を受けることを特徴とするパワーステアリング装置。
  10. 請求項１に記載のパワーステアリング装置において、
    前記ハウジングまたは前記ピニオン軸と前記第２軸受との間に形成され且つ対向する部材同士が相対回転する側の径方向隙間であって円周方向において最も小さい部分は、前記ピニオン軸とこのピニオン軸と対向する部材同士が常時接触するように組み付けられることを特徴とするパワーステアリング装置。
  11. ピニオン軸収容部を有するハウジングと、
    転舵輪に接続され、ラック歯を有するラック軸と、
    前記ハウジング内に回転自在に設けられ、前記ラック軸に対して直交する位置からずれた状態で前記ラック歯と噛み合うと共に鍛造または転造によって形成されるピニオン歯を有するピニオン軸と、
    前記ピニオン軸と接続される操舵入力軸と、
    前記操舵入力軸、前記ピニオン軸および前記ラック軸から構成される操舵機構に対して操舵アシスト力を付与するアクチュエータと、
    前記ピニオン歯に対して前記操舵入力軸とは反対側に設けられ、前記ハウジングに対して前記ピニオン軸を軸支する第１軸受と、
    前記ピニオン歯に対して前記操舵入力軸側であって、前記ハウジングに対して前記ピニオン軸を軸支する第２軸受と、
    前記第２軸受に対し前記操舵入力軸側に設けられ、前記ハウジングに対して前記ピニオン軸を軸支する第３軸受と、
    を有し、
    前記ハウジングまたは前記ピニオン軸と前記第２軸受との間に形成され且つ対向する部材同士が相対回転する側の径方向隙間であって円周方向において最も小さい部分における径方向隙間は、前記ハウジングまたは前記ピニオン軸と前記第３軸受との間に形成され且つ対向する部材同士が相対回転する側の径方向隙間の周方向の何れかの部分よりも小さいことを特徴とするパワーステアリング装置。
  12. 請求項１１に記載のパワーステアリング装置において、
    前記第１軸受はスラスト軸受であることを特徴とするパワーステアリング装置。
  13. 請求項１１に記載のパワーステアリング装置において、
    前記ピニオン歯は周方向において偶数枚設けられることを特徴とするパワーステアリング装置。
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