WO2017086013A1 - パワーステアリング装置及びこれを備えるステアリング装置 - Google Patents

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WO2017086013A1
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shaft
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rack
power steering
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清水　哲郎
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Ｋｙｂ株式会社
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    • B62D1/16—Steering columns
    • B62D1/20—Connecting steering column to steering gear

Definitions

  • the present invention relates to a power steering device and a steering device including the same.
  • JP2014-184872A discloses a power steering device that is interposed between a steering shaft and a steering arm that is connected to left and right tie rods and transmits steering force to left and right wheels.
  • a steering mechanism that converts the rotation of the steering shaft of a power steering device into a steering force of a wheel
  • a rack and pinion mechanism or JP2014-184872A according to the specification of the vehicle on which the power steering device is mounted.
  • Such a link mechanism is adopted.
  • a power steering apparatus it is common to use components designed according to the type of steering mechanism.
  • the present invention aims to reduce the manufacturing cost of a power steering device.
  • a power steering device includes a steering shaft that rotates when a steering torque is input from a steering handle, an electric motor that applies a rotational torque that assists the steering torque to the steering shaft, and an electric motor.
  • a speed reduction part that decelerates the rotation of the steering wheel and transmits it to the steering shaft, and the steering shaft is connected to the pinion gear and a coupling part that selectively connects one of the pinion gear and the pitman arm of the steering mechanism so as not to be relatively rotatable.
  • a positioning portion that positions the pinion gear in the radial direction by abutting.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a steering apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the power steering apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the steering apparatus according to the embodiment of the present invention, and shows a case where a rack and pinion mechanism is provided as a steering mechanism.
  • FIG. 4 is an enlarged view of a portion A in FIG.
  • FIG. 5 is an enlarged view of a portion B in FIG.
  • FIG. 6 is a configuration diagram of a link mechanism of the steering device according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of the steering device according to the embodiment of the present invention, and shows a case where a link mechanism is provided as a steering mechanism.
  • FIG. 8 is an enlarged view of a portion C in FIG.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing a modified example of the output shaft in the power steering apparatus according to the embodiment of
  • the steering device 101 is a device that is mounted on a vehicle and converts the steering torque applied to the steering wheel 1 as a steering handle by the driver to steer the wheel 5.
  • the steering device 101 includes a steering mechanism 20 that steers the wheels 5, and a power steering device 100 that imparts a steering force that steers the wheels 5 to the steering mechanism 20.
  • the configuration of the steering mechanism 20 that steers the wheels 5 is determined according to the specifications of the vehicle. Specifically, depending on the specification of the vehicle or the like, it is determined whether the steering mechanism 20 of the steering device 101 mounted on the vehicle is the rack and pinion mechanism 20A or the link mechanism 20B.
  • the power steering device 100 is commonly used for both the steering device 101 including the rack and pinion mechanism 20A as the steering mechanism 20 and the steering device 101 including the link mechanism 20B as the steering mechanism 20.
  • the power steering device 100 is capable of imparting a turning force for turning the wheel 5 regardless of whether the turning mechanism 20 is the rack and pinion mechanism 20A or the link mechanism 20B.
  • the power steering apparatus 100 includes a steering shaft 2 that is rotated by a steering torque input from the steering wheel 1, a shaft case 6 that houses the steering shaft 2, and a rotation that assists the steering torque.
  • An electric motor 30 that applies torque to the steering shaft 2, and a speed reduction unit 40 that reduces the rotation of the electric motor 30 and transmits the rotation to the steering shaft 2.
  • the steering shaft 2 includes an input shaft 3 that transmits steering torque in conjunction with the steering wheel 1, an output shaft 10 that has a lower end that links to the steering mechanism 20, and a torsion bar 4 that connects the input shaft 3 and the output shaft 10. And having.
  • the configuration of the output shaft 10 will be specifically described later.
  • the steering shaft 2 is provided through the shaft case 6 as shown in FIG.
  • the shaft case 6 includes a first shaft case 7 that accommodates the input shaft 3, and a second shaft case 8 that accommodates the output shaft 10 and the speed reduction unit 40.
  • the first shaft case 7 rotatably supports the input shaft 3 of the steering shaft 2 via the first shaft bearing 9A, and rotatably supports the output shaft 10 via the second shaft bearing 9B. Further, the second shaft case 8 rotatably supports the output shaft 10 via the third shaft bearing 9C.
  • the shaft case 6 that accommodates the steering shaft 2 rotatably supports the steering shaft 2 at three points with the first, second, and third shaft bearings 9A, 9B, and 9C as support portions.
  • the first, second, and third shaft bearings A, 9B, and 9C are rolling bearings.
  • a vertical surface 8A formed perpendicular to the axial direction of the output shaft 10 and a cylindrical surface 8B connected to the vertical surface 8A are formed.
  • a rack case 50 that houses the pinion gear 21 is connected to the second shaft case 8.
  • dust and the like enter the shaft case 6 in the openings at both ends in the axial direction of the shaft case 6 through which the steering shaft 2 penetrates, that is, the respective openings of the first shaft case 7 and the second shaft case 8.
  • First and second dust seals 6A and 6B for preventing are provided, respectively.
  • the electric motor 30 is a power source for applying rotational torque to assist the steering of the steering wheel 1 by the driver.
  • the rotational torque output from the rotary shaft (not shown) of the electric motor 30 is based on the detected twist amount by detecting the twist amount of the torsion bar 4 twisted by the driver's operation of the steering wheel 1 with a torque sensor (not shown). Is calculated by a controller (not shown).
  • Rotational torque output by the electric motor 30 is decelerated by the deceleration unit 40 and transmitted to the output shaft 10 of the steering shaft 2 as an assist force.
  • the electric motor 30 is driven based on the detection result of the torque sensor that detects the steering torque input from the steering wheel 1, and the electric motor 30 imparts rotational torque to the steering mechanism 20 via the steering shaft 2. To do. Therefore, the steering of the steering wheel 1 by the driver is assisted by the electric motor 30.
  • the speed reduction unit 40 is a worm gear mechanism that reduces the rotation of the electric motor 30 and transmits it to the output shaft 10 as shown in FIG.
  • the speed reduction unit 40 includes a worm shaft 41 that rotates as the electric motor 30 rotates and a worm wheel 42 that meshes with the worm shaft 41.
  • the worm wheel 42 of the speed reduction part 40 is press-fitted into a press-fit part 12 of the output shaft 10 described later, and transmits the output of the speed reduction part 40 to the output shaft 10.
  • the output shaft 10 is formed with a large diameter portion 11 supported by the second shaft bearing 9 ⁇ / b> B and an outer diameter smaller than the large diameter portion 11, and a worm wheel 42 of the speed reduction portion 40 is press-fitted into the output shaft 10.
  • the taper part 15 and the serration part 14 the taper part 15 as a positioning part formed between the serration part 14, the small diameter part 13 and the axial direction of the serration part 14 and positioning the pinion gear 21 described later in the radial direction
  • the output shaft 10 a large diameter portion 11, a press-fit portion 12, a small diameter portion 13, and a serration portion 14 are provided in this order from the upper end toward the lower end. That is, the outer diameter of the large diameter portion 11 is the maximum outer diameter of the output shaft 10. As described above, the output shaft 10 is formed in a step shape in which the outer diameter decreases toward the tip (lower end).
  • a step 11 ⁇ / b> A is formed between the large diameter portion 11 and the press-fit portion 12.
  • the worm wheel 42 is press-fitted into the press-fitting portion 12 from the lower end side of the output shaft 10 until it contacts the step 11A. Thereby, the worm wheel 42 is positioned at a position where it engages with the worm shaft 41.
  • the tapered portion 15 is formed as a tapered surface that is inclined with respect to the central axis of the output shaft 10 such that the outer diameter increases toward the small diameter portion 13.
  • the abutting portion 16 is a plane formed perpendicular to the central axis of the output shaft 10. Between the contact portion 16 and the serration portion 14, a relief portion 17 formed with an outer diameter smaller than that of the serration portion 14 is provided.
  • a male thread portion 18 into which a nut 70 (see FIG. 3) for securing a component attached to the outer periphery of the output shaft 10 is screwed is located on the tip side (lower side in FIG. 2) from the serration portion 14. Is provided.
  • the steering apparatus 101 includes a rack and pinion mechanism 20A as the steering mechanism 20 will be described with reference to FIGS.
  • the rack and pinion mechanism 20 ⁇ / b> A includes a pinion gear 21 that is connected to the output shaft 10 and rotates as the output shaft 10 rotates, and a rack gear 22 ⁇ / b> A that meshes with the pinion gear 21.
  • the shaft 22 has a rack case 50 that houses the rack and pinion mechanism 20A.
  • the pinion gear 21 is coupled to the serration portion 14 of the output shaft 10 so as not to be relatively rotatable by serration coupling, and rotates as the output shaft 10 rotates.
  • the pinion gear 21 has a gear contact surface 21 ⁇ / b> A formed in a tapered surface shape corresponding to the tapered portion 15 of the output shaft 10, and contacts the tapered portion 15 between the tapered surfaces.
  • the radial gap between the taper portion 15 and the gear contact surface 21 ⁇ / b> A is formed smaller than the radial gap in the serration coupling between the serration portion 14 and the pinion gear 21.
  • the rack shaft 22 is urged toward the pinion gear 21 by a support mechanism 60 provided in the rack case 50 as shown in FIG.
  • the support mechanism 60 is interposed between the pressure pad 61 slidably contacting the rack shaft 22, the adjuster cover 62 screwed into the rack case 50, and the pressure pad 61 and the adjuster cover 62 in a compressed state toward the pinion gear 21.
  • a spring 63 for urging the pressure pad 61 By changing the screwing position of the adjuster cover 62, the set load of the spring 63 is adjusted, and the urging force to the rack shaft 22 is adjusted.
  • backlash between the rack shaft 22 and the pinion gear 21 is reduced, and rattling noise is generated when the pinion gear 21 rotates and the rack shaft 22 moves. Reduced.
  • the output shaft 10 rotates when steering torque input to the steering wheel 1 by operation of the driver is transmitted to the output shaft 10 via the input shaft 3 and the torsion bar 4.
  • the rack shaft 22 moves linearly.
  • the wheels 5 are steered via tie rods (not shown) or the like.
  • the rotation of the output shaft 10 is converted into a linear motion by the rack and pinion mechanism 20A, and the wheel 5 is steered.
  • the rack case 50 rotatably supports the output shaft 10 via a fourth shaft bearing 9D provided between the nut 70 and the pinion gear 21 in the axial direction.
  • the rack case 50 is in contact with the vertical surface 8A as the contact portion of the second shaft case 8 along the axial direction of the pinion gear 21 as shown in FIG.
  • the rack case 50 is fitted to the cylindrical surface 8B as a fitting portion of the second shaft case 8 with a gap in the radial direction of the pinion gear 21.
  • the radial gap between the rack case 50 and the cylindrical surface 8B of the second shaft case 8 is formed larger than the gap between the tapered portion 15 of the output shaft 10 and the gear contact surface 21A of the pinion gear 21.
  • a seal member 51 that is compressed in the axial direction of the pinion gear 21 and the output shaft 10 and is not compressed in the radial direction is provided between the rack case 50 and the vertical surface 8A of the second shaft case 8.
  • the seal member 51 prevents dust and the like from entering between the rack case 50 and the second shaft case 8.
  • the second shaft case 8 is provided so as to compress the seal member 51 together with the rack case 50 in the axial direction rather than in the radial direction, and a radial clearance is provided between the rack case 50 and the second shaft case 8.
  • the link mechanism 20 ⁇ / b> B includes a pitman arm 25 that is connected to the output shaft 10 and rotates as the output shaft 10 rotates, a tie rod 26 that is connected to the wheels 5, a pitman arm 25, and a tie rod. And a rod end 27 that connects the H.26 and the rod end 27.
  • the pitman arm 25 includes an output shaft hole 25A into which the serration portion 14 of the output shaft 10 is inserted and serrated and coupled, and a pair of connecting holes 25B spaced apart from the output shaft hole 25A and provided substantially parallel to the output shaft hole 25A. 25C.
  • the pitman arm 25 separates without contacting the tapered portion 15 and contacts the contact portion 16 in a state where the pitman arm 25 is serrated and coupled to the serration portion 14.
  • the pitman arm 25 does not require highly accurate positioning in the radial direction unlike the pinion gear 21 that requires meshing accuracy. For this reason, the pitman arm 25 may be separated from the tapered portion 15 without being in contact therewith.
  • a tapered contact surface is formed on the pitman arm 25 like the pinion gear 21 so that the tapered portion 15 and the contact surface come into contact with each other. You may comprise.
  • the rod end 27 is a ball joint that connects the tie rod 26 and the pitman arm 25.
  • One shaft 27A in the rod end 27 is inserted into and connected to one connection hole 25B of the pitman arm 25.
  • the other shaft 27 ⁇ / b> B at the rod end 27 is connected to one end of the tie rod 26.
  • the wheel 5 is connected to the other end of the tie rod 26 via a knuckle arm or the like (not shown).
  • FIG. 6 only the tie rod 26 and the rod end 27 connected to one wheel 5 are shown, and the tie rod connected to the other wheel 5 and the rod end connected to the other connection hole 25C of the pitman arm 25 are not shown. is doing.
  • a case for accommodating the pitman arm 25 like the rack case 50 is not provided.
  • a collar member 28 is provided between the nut 70 and the pitman arm 25 instead of the fourth shaft bearing 9 ⁇ / b> D of the rack and pinion mechanism 20.
  • the rotation of the output shaft 10 causes the pitman arm 25 to rotate about the output shaft 10, and the rod end 27 connected to a position away from the output shaft 10 as the pitman arm 25 rotates moves in an arc around the output shaft 10. .
  • the rotation of the output shaft 10 is transmitted as a linear motion to the tie rod 26 via the rod end 27.
  • the rotation of the output shaft 10 in the steering shaft 2 is converted into the turning force of the wheels 5 by the link mechanism 20B.
  • both the pinion gear 21 of the rack and pinion mechanism 20A and the pitman arm 25 of the link mechanism 20B can be serrated to the serration portion 14 of the output shaft 10, and either the pinion gear 21 or the pitman arm 25 can be connected.
  • One is selectively coupled according to vehicle specifications and the like.
  • the pinion gear 21 can be positioned with high accuracy in the radial direction by the tapered portion 15, the meshing accuracy between the pinion gear 21 and the rack gear of the rack shaft 22 is ensured, and the function of the rack and pinion mechanism 20 ⁇ / b> A as the steering mechanism 20 is impaired. There is nothing.
  • the power steering apparatus 100 can be applied to both the steering apparatus 101 including the rack and pinion mechanism 20A as the steering mechanism 20 and the steering apparatus 101 including the link mechanism 20B as the steering mechanism 20. Therefore, it is not necessary to change the configuration of the power steering apparatus 100 according to the type of the steering mechanism 20, and the manufacturing cost of the power steering apparatus 100 can be reduced.
  • the coupling portion of the output shaft 10 is the serration portion 14.
  • the pinion gear 21 and the pitman arm 25 are provided so as not to rotate relative to the output shaft 10 by being serrated to the serration portion 14.
  • the coupling part is not limited to the serration part 14 as long as the pinion gear 21 and the pitman arm 25 are coupled so as not to be relatively rotatable.
  • the coupling portion is a non-circular shaft portion formed in a cross-sectional shape other than a true circle such as a polygonal cross-section or an elliptical cross-section, and the cross-sectional shape in which the pinion gear 21 and the pitman arm 25 correspond to the cross-sectional shape of the non-circular shaft portion.
  • the non-circular shaft portion of the output shaft 10 is inserted into the hole portions of the pinion gear 21 and the pitman arm 25 so that they are coupled so as not to be relatively rotatable.
  • the coupling part may be a coupling shaft part in which a keyway is formed.
  • corresponding key grooves are also formed in the pinion gear 21 and the pitman arm 25, and the keys are inserted between the key groove of the coupling shaft portion and the key grooves of the pinion gear 21 and the pitman arm 25 so that they cannot be relatively rotated. Is done.
  • the positioning portion that positions the pinion gear 21 in the radial direction is the tapered portion 15.
  • the positioning portion may be an inlay portion 115 formed on the output shaft 10 as a convex portion that fits into the concave portion 121 formed on the pinion gear 21.
  • the radial gap between the spigot part 115 and the recess 121 is formed smaller than the radial gap in the serration coupling between the serration part 14 and the pinion gear 21.
  • a convex portion may be formed on the pinion gear 21 and a concave portion may be formed on the output shaft 10 as the spigot portion 115.
  • the output shaft 10 has the abutting portion 16 with which the pitman arm 25 abuts.
  • the contact portion 16 may not be formed on the output shaft 10.
  • the pitman arm 25 is also positioned in the radial direction by the tapered portion 15 similarly to the pinion gear 21.
  • the speed reduction unit 40 is a worm gear mechanism.
  • the speed reduction part 40 may have a plurality of gear mechanisms.
  • the speed reduction unit 40 includes a first speed reduction unit configured by a planetary gear mechanism and a second speed reduction unit configured by a worm gear mechanism, and reduces the rotation of the electric motor 30 by two speed reduction units. It may be transmitted to the steering shaft 2.
  • both the pinion gear 21 of the rack and pinion mechanism 20 ⁇ / b> A and the pitman arm 25 of the link mechanism 20 ⁇ / b> B can be serrated to the serration portion 14 of the output shaft 10, and either the pinion gear 21 or the pitman arm 25 can be connected.
  • One is selectively coupled according to vehicle specifications and the like.
  • the pinion gear 21 can be positioned with high accuracy in the radial direction by the tapered portion 15, the meshing accuracy between the pinion gear 21 and the rack gear 22 ⁇ / b> A of the rack shaft 22 is ensured, and the function of the rack and pinion mechanism 20 ⁇ / b> A as the steering mechanism 20 is ensured. There is no loss.
  • the steering apparatus 101 in which the steering mechanism 20 is a rack and pinion mechanism 20A and the steering apparatus 101 in which the steering mechanism 20 is a link mechanism 20B share each configuration of the power steering apparatus 100 including the steering shaft 2. be able to. Therefore, the manufacturing cost of the power steering device 100 can be reduced.
  • the steering shaft 2 is supported by the shaft case 6 via the first, second, and third shaft bearings 9A, 9B, and 9C. As described above, the steering shaft 2 is supported by the shaft case 6 by two or more support portions, so that the steering shaft 2 is in a stable state even before the power steering device 100 and the steering mechanism 20 are assembled. Supported by Therefore, the assembly operation of assembling the power steering device 100 and the steering mechanism 20 by coupling the pinion gear 21 or the pitman arm 25 to the output shaft 10 of the steering shaft 2 can be easily performed.
  • the second shaft case 8 of the shaft case 6 and the rack case 50 do not compress the seal member 51 in the radial direction but compress it in the axial direction.
  • a radial clearance is formed between the rack case 50 and the rack case 50. Therefore, it is possible to easily connect the rack case 50 and the second shaft case 8 while ensuring the meshing accuracy between the pinion gear 21 and the rack gear 22A.
  • a power steering device 100 that applies a steering force to steer a wheel to the steering mechanism 20 includes a steering shaft 2 that is rotated by a steering torque input from the steering wheel 1, and
  • the steering shaft 2 includes an electric motor 30 that applies a rotational torque to assist the steering torque to the steering shaft 2, and a speed reduction unit 40 that decelerates the rotation of the electric motor 30 and transmits the rotation to the steering shaft 2.
  • 20 rack and pinion mechanism 20A, link mechanism 20B
  • either one of pinion gear 21 or pitman arm 25 selectively serration-couples, and pinion gear 21 is brought into contact with pinion gear 21 to position pinion gear 21 in the radial direction.
  • Positioning part (ta Parts with 21, a spigot portion 115), the.
  • the serration unit 14 can couple both the pinion gear 21 of the rack and pinion mechanism 20A and the pitman arm 25 of the link mechanism 20B to the steering shaft 2.
  • the steering shaft 2 is provided with positioning portions (tapered portion 21 and spigot portion 115), the pinion gear 21 that needs to be positioned in the radial direction with relatively high accuracy in order to ensure the meshing accuracy with the rack gear 22A. It can be positioned in the radial direction with high accuracy. Therefore, the steering shaft 2 of the power steering apparatus 100 can be made common even if any of the rack and pinion mechanism 20A and the link mechanism 20B is used as the steering mechanism 20. Therefore, the manufacturing cost of the power steering device 100 can be reduced.
  • the power steering apparatus 100 further includes a shaft case 6 that accommodates the steering shaft 2 and supports the steering shaft 2 by two or more support portions.
  • the shaft case 6 supports the steering shaft 2 by two or more support portions, so that the steering shaft 2 is supported in a stable state. Therefore, the power steering device 100 and the steering mechanism 20 (the rack and pinion mechanism 20A and the link mechanism 20B) can be easily assembled.
  • the rack case 50 that houses the pinion gear 21 is in contact with the vertical surface 8A that contacts the pinion gear 21 from the axial direction, and the rack case 50.
  • the shaft case 6 forms a radial gap between the rack case 50 and the rack case 50, the rack case 50 and the shaft case 6 can be easily connected while securing the meshing accuracy of the pinion gear 21. Therefore, the power steering device 100 and the steering mechanism 20 can be easily assembled.
  • the steering shaft 2 further includes a contact portion 16 that contacts the pitman arm 25 when the pitman arm 25 is coupled to the serration portion 14.
  • the pitman arm 25 that does not require highly accurate positioning in the radial direction, such as the pinion gear 21, is coupled to the steering shaft 2, the pitman arm 25 has a positioning portion (taper portion 21, inlay portion 115. ), But can be brought into contact with the contact portion.
  • the positioning portion is the tapered portion 15 that contacts either the pinion gear 21 or the pitman arm 25 with a tapered surface.
  • the positioning portion may be an inlay portion 115 that is fitted to either the pinion gear 21 or the pitman arm 25.
  • the steering device 101 has one of a rack and pinion mechanism 20A and a link mechanism 20B as the steering mechanism 20 for steering the wheels 5, and a rack and pinion mechanism 20A and a link mechanism for turning the wheels 5. Power steering apparatus 100 applied to either one of 20B.

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Abstract

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

Description

パワーステアリング装置及びこれを備えるステアリング装置
　本発明は、パワーステアリング装置及びこれを備えるステアリング装置に関するものである。
　ＪＰ２０１４－１８４８７２Ａには、操舵軸と、左右のタイロッドに連結され左右の車輪に操舵力を伝達するステアリングアームと、の間に介装されるパワーステアリング装置が開示されている。
　一般に、パワーステアリング装置のステアリングシャフトの回転を車輪の転舵力に変換する転舵機構としては、パワーステアリング装置が搭載される車両の仕様等に応じて、ラックアンドピニオン機構やＪＰ２０１４－１８４８７２Ａに開示されるようなリンク機構が採用される。また、パワーステアリング装置では、転舵機構の種類に応じて設計された部品を使用するのが一般的である。
　しかしながら、転舵機構の種類によって部品が異なると、部品点数の増加によりパワーステアリング装置の設計や製造のコストが増加する。
　本発明は、パワーステアリング装置の製造コストを低減させることを目的とする。
　本発明のある態様によれば、パワーステアリング装置であって、操舵ハンドルから操舵トルクが入力されて回転するステアリングシャフトと、操舵トルクを補助する回転トルクをステアリングシャフトに付与する電動モータと、電動モータの回転を減速してステアリングシャフトに伝達する減速部と、を備え、ステアリングシャフトは、転舵機構のピニオンギヤ及びピットマンアームのいずれか一方が選択的に相対回転不能に結合する結合部と、ピニオンギヤに当接することによりピニオンギヤを径方向に位置決めする位置決め部と、を有する。
図１は、本発明の実施形態に係るステアリング装置の構成図である。 図２は、本発明の実施形態に係るパワーステアリング装置の断面図である。 図３は、本発明の実施形態に係るステアリング装置の断面図であって、ラックアンドピニオン機構を転舵機構として備える場合を示す。 図４は、図３におけるＡ部の拡大図である。 図５は、図３におけるＢ部の拡大図である。 図６は、本発明の実施形態に係るステアリング装置のリンク機構の構成図である。 図７は、本発明の実施形態に係るステアリング装置の断面図であって、リンク機構を転舵機構として備える場合を示す。 図８は、図７におけるＣ部の拡大図である。 図９は、本発明の実施形態に係るパワーステアリング装置における出力軸の変形例を示す断面図である。
　以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係るパワーステアリング装置１００及びこれを備えるステアリング装置１０１について説明する。
　ステアリング装置１０１は、車両に搭載され、ドライバが操舵ハンドルとしてのステアリングホイール１に加える操舵トルクを変換して車輪５を転舵する装置である。
　図１に示すように、ステアリング装置１０１は、車輪５を転舵する転舵機構２０と、車輪５を転舵する転舵力を転舵機構２０に付与するパワーステアリング装置１００と、を備える。
　ステアリング装置１０１では、車輪５を転舵する転舵機構２０の構成は、車両の仕様等に応じて決められる。具体的には、車両の仕様等に応じて、その車両に搭載されるステアリング装置１０１の転舵機構２０をラックアンドピニオン機構２０Ａにするか、リンク機構２０Ｂにするかが決められる。
　パワーステアリング装置１００は、転舵機構２０としてラックアンドピニオン機構２０Ａを備えるステアリング装置１０１と、転舵機構２０としてリンク機構２０Ｂを備えるステアリング装置１０１と、の両方に共通使用される。言い換えれば、パワーステアリング装置１００は、転舵機構２０がラックアンドピニオン機構２０Ａとリンク機構２０Ｂのいずれの場合であっても、車輪５を転舵する転舵力を付与可能なものである。
　まず、図１及び図２を参照して、パワーステアリング装置１００の全体構成について説明する。
　パワーステアリング装置１００は、図１及び図２に示すように、ステアリングホイール１から入力される操舵トルクによって回転するステアリングシャフト２と、ステアリングシャフト２を収容するシャフトケース６と、操舵トルクを補助する回転トルクをステアリングシャフト２に付与する電動モータ３０と、電動モータ３０の回転を減速してステアリングシャフト２に伝達する減速部４０と、を備える。
　ステアリングシャフト２は、ステアリングホイール１に連係して操舵トルクが伝達される入力軸３と、下端が転舵機構２０に連係する出力軸１０と、入力軸３と出力軸１０を連結するトーションバー４と、を有する。出力軸１０の構成については、後に具体的に説明する。
　ステアリングシャフト２は、図２に示すように、シャフトケース６を貫通して設けられる。シャフトケース６は、入力軸３を収容する第１シャフトケース７と、出力軸１０及び減速部４０を収容する第２シャフトケース８と、を有する。
　第１シャフトケース７は、第１シャフト軸受９Ａを介してステアリングシャフト２の入力軸３を回転自在に支持すると共に第２シャフト軸受９Ｂを介して出力軸１０を回転自在に支持する。また、第２シャフトケース８は、第３シャフト軸受９Ｃを介して出力軸１０を回転自在に支持する。このように、ステアリングシャフト２を収容するシャフトケース６は、第１、第２、第３シャフト軸受９Ａ，９Ｂ，９Ｃを支持部として３点でステアリングシャフト２を回転自在に支持する。第１、第２、第３シャフト軸受Ａ，９Ｂ，９Ｃは、転がり軸受である。
　第２シャフトケース８の外周には、出力軸１０の軸方向に垂直に形成される垂直面８Ａと、垂直面８Ａに接続する円筒面８Ｂと、が形成される。後述するようにステアリング装置１０１がラックアンドピニオン機構２０Ａを転舵機構２０として備える場合では、第２シャフトケース８には、ピニオンギヤ２１を収容するラックケース５０が連結される。
　また、ステアリングシャフト２が貫通するシャフトケース６の軸方向両端の開口部、つまり第１シャフトケース７と第２シャフトケース８のそれぞれの開口部には、シャフトケース６内へのダスト等の浸入を防止する第１，第２ダストシール６Ａ，６Ｂがそれぞれ設けられる。
　電動モータ３０は、ドライバによるステアリングホイール１の操舵を補助する回転トルクを付与するための動力源である。電動モータ３０が回転軸（図示省略）から出力する回転トルクは、ドライバのステアリングホイール１の操作によってねじれるトーションバー４のねじれ量をトルクセンサ（図示省略）により検出し、検出されたねじれ量に基づいてコントローラ（図示省略）により演算される。
　電動モータ３０が出力する回転トルクは、減速部４０によって減速されてステアリングシャフト２の出力軸１０にアシスト力として伝達される。このように、ステアリングホイール１から入力される操舵トルクを検出するトルクセンサの検出結果に基づいて電動モータ３０が駆動され、電動モータ３０はステアリングシャフト２を介して転舵機構２０に回転トルクを付与する。よって、電動モータ３０によりドライバによるステアリングホイール１の操舵が補助される。
　減速部４０は、図１に示すように、電動モータ３０の回転を減速して出力軸１０に伝達するウォームギヤ機構である。減速部４０は、電動モータ３０の回転に伴い回転するウォーム軸４１と、ウォーム軸４１と噛み合うウォームホイール４２と、を有する。減速部４０のウォームホイール４２は、後述する出力軸１０の圧入部１２に圧入されて減速部４０の出力を出力軸１０に伝達する。
　電動モータ３０が駆動してウォーム軸４１が回転すると、ウォームホイール４２は、ウォーム軸４１の歯数とウォームホイール４２の歯数とに応じた減速比により減速されて回転する。よって、電動モータ３０の回転は、ウォーム軸４１の歯数とウォームホイール４２の歯数とに応じた減速比により減速されて出力軸１０に伝達される。このように、ステアリング装置１０１では、電動モータ３０の回転を減速部４０によって減速することにより、操舵トルクをアシストするより大きなアシスト力を出力軸１０に付与することができる。
　次に、出力軸１０の構成について具体的に説明する。
　出力軸１０は、図２に示すように、第２シャフト軸受９Ｂによって支持される大径部１１と、大径部１１よりも外径が小さく形成され減速部４０のウォームホイール４２が圧入される圧入部１２と、圧入部１２よりも外径が小さく形成され第３シャフト軸受９Ｃによって支持される小径部１３と、小径部１３よりも外径が小さく外周にセレーションが形成される結合部としてのセレーション部１４と、小径部１３とセレーション部１４との軸方向の間に形成され後述するピニオンギヤ２１を径方向に位置決めする位置決め部としてのテーパ部１５と、テーパ部１５とセレーション部１４との間に形成されリンク機構２０Ｂの後述するピットマンアーム２５に当接する当接部１６と、を有する。
　出力軸１０では、上端から下端に向かって大径部１１、圧入部１２、小径部１３、セレーション部１４の順に設けられる。つまり、大径部１１の外径が、出力軸１０の最大外径である。このように、出力軸１０は、先端（下端）に向かうにつれ外径が減少する階段状に形成される。
　大径部１１と圧入部１２との間には、段差１１Ａが形成される。ウォームホイール４２は、出力軸１０の下端側から段差１１Ａに当接するまで圧入部１２に圧入される。これにより、ウォームホイール４２は、ウォーム軸４１と噛み合う位置に位置決めされる。
　テーパ部１５は、小径部１３に向かうにつれ外径が大きくなるように出力軸１０の中心軸に対して傾斜するテーパ面として形成される。
　当接部１６は、出力軸１０の中心軸に垂直に形成される平面である。当接部１６とセレーション部１４との間には、セレーション部１４よりも小さい外径で形成される逃がし部１７が設けられる。
　出力軸１０において、セレーション部１４よりも先端側（図２中下方側）には、出力軸１０の外周に取り付けられる部品の抜け止めをするナット７０（図３参照）が螺合する雄ねじ部１８が設けられる。
　次に、図３から図５を参照して、ステアリング装置１０１が転舵機構２０としてラックアンドピニオン機構２０Ａを備える場合について説明する。
　ラックアンドピニオン機構２０Ａは、図３に示すように、出力軸１０に連結され出力軸１０の回転に伴って回転するピニオンギヤ２１と、ピニオンギヤ２１に噛み合うラックギヤ２２Ａを有し車輪５を転舵するラック軸２２と、ラックアンドピニオン機構２０Ａを収容するラックケース５０と、を有する。
　ピニオンギヤ２１は、出力軸１０のセレーション部１４にセレーション結合によって相対回転不能に結合され、出力軸１０の回転に伴って回転する。ピニオンギヤ２１は、図４に示すように、出力軸１０のテーパ部１５に対応したテーパ面状に形成されるギヤ接触面２１Ａを有し、テーパ部１５とテーパ面どうしで接触する。テーパ部１５とギヤ接触面２１Ａとの間の径方向の隙間は、セレーション部１４とピニオンギヤ２１とのセレーション結合における径方向隙間（がた）よりも小さく形成される。これにより、ピニオンギヤ２１は、出力軸１０のテーパ部１５によって径方向に高い精度で位置決めされ、ラック軸２２のラックギヤ２２Ａとの噛み合い精度が確保される。
　ラック軸２２は、図３に示すように、ラックケース５０に設けられる支持機構６０によってピニオンギヤ２１に向けて付勢される。支持機構６０は、ラック軸２２に摺接するプレッシャパッド６１と、ラックケース５０に螺合するアジャスタカバー６２と、プレッシャパッド６１とアジャスタカバー６２との間に圧縮状態で介装されピニオンギヤ２１に向けてプレッシャパッド６１を付勢するスプリング６３と、を有する。アジャスタカバー６２の螺合位置を変更することにより、スプリング６３のセット荷重が調整されて、ラック軸２２への付勢力が調整される。ラック軸２２がピニオンギヤ２１に向けて付勢されることにより、ラック軸２２とピニオンギヤ２１との間のバックラッシュが低減され、ピニオンギヤ２１が回転してラック軸２２が移動する際の歯打ち音が低減される。
　出力軸１０は、ドライバの操作によってステアリングホイール１に入力される操舵トルクが入力軸３及びトーションバー４を介して出力軸１０に伝達されることにより、回転する。ラック軸２２のラックギヤ２２Ａに噛み合うピニオンギヤ２１が出力軸１０の回転に伴って回転することにより、ラック軸２２が直線運動する。ラック軸２２が直線運動することにより、タイロッド（図示省略）等を介して車輪５が転舵される。このように、出力軸１０の回転がラックアンドピニオン機構２０Ａによって直線運動に変換されて、車輪５が転舵される。
　ラックケース５０は、ナット７０とピニオンギヤ２１との軸方向の間に設けられる第４シャフト軸受９Ｄを介して出力軸１０を回転自在に支持する。
　ラックケース５０は、図５に示すように、ピニオンギヤ２１の軸方向に沿って第２シャフトケース８の接触部としての垂直面８Ａに接触する。また、ラックケース５０は、ピニオンギヤ２１の径方向に隙間を持って第２シャフトケース８の嵌合部としての円筒面８Ｂに嵌合する。ラックケース５０と第２シャフトケース８の円筒面８Ｂとの間の径方向隙間は、出力軸１０のテーパ部１５とピニオンギヤ２１のギヤ接触面２１Ａとの間の隙間よりも大きく形成される。
　ラックケース５０と第２シャフトケース８の垂直面８Ａとの間には、ピニオンギヤ２１及び出力軸１０の軸方向に圧縮され径方向には圧縮されないシール部材５１が設けられる。シール部材５１によって、ラックケース５０と第２シャフトケース８との間を通じたダスト等の浸入が防止される。
　ここで、ラックケース５０と第２シャフトケース８との間に径方向に圧縮されるシール部材５１が設けられて、両者の間に径方向隙間がない場合には、ラックケース５０と第２シャフトケース８との径方向の相対位置を調整することができない。このため、ピニオンギヤ２１とラックギヤ２２Ａとの噛み合い精度を確保しつつラックケース５０と第２シャフトケース８とを適切な位置で連結することが困難となる。
　これに対し、ステアリング装置１０１では、第２シャフトケース８は、ラックケース５０と共にシール部材５１を径方向ではなく軸方向に圧縮するように設けられて、ラックケース５０との間には径方向隙間を形成する。よって、ラックケース５０と第２シャフトケース８との径方向の相対位置を調整することにより、ピニオンギヤ２１とラックギヤ２２Ａとの噛み合い精度を確保しつつラックケース５０と第２シャフトケース８とを容易に連結することができる。言い換えれば、ラックケース５０と第２シャフトケース８とを連結するために、ピニオンギヤ２１とラックギヤ２２Ａとの噛み合い精度が悪化することを防止することができる。
　次に、図６から図８を参照して、ステアリング装置１０１が転舵機構２０としてリンク機構２０Ｂを備える場合について説明する。
　リンク機構２０Ｂは、図６及び図７に示すように出力軸１０に連結され出力軸１０の回転に伴って回転するピットマンアーム２５と、車輪５に連結されるタイロッド２６と、ピットマンアーム２５とタイロッド２６とを連結するロッドエンド２７と、を有する。
　ピットマンアーム２５は、出力軸１０のセレーション部１４が挿入されてセレーション結合される出力軸孔２５Ａと、出力軸孔２５Ａから離間すると共に出力軸孔２５Ａと略平行に設けられる一対の連結孔２５Ｂ，２５Ｃと、を有する。
　ピットマンアーム２５は、図８示すように、セレーション部１４にセレーション結合された状態では、テーパ部１５には当接せずに離間し、当接部１６に当接する。ピットマンアーム２５は、噛み合い精度が必要なピニオンギヤ２１のような径方向への高い精度の位置決めを必要としない。このため、ピットマンアーム２５は、テーパ部１５には当接せず離間していてもよい。なお、ピットマンアーム２５を径方向に高い精度で位置決めする必要がある場合には、ピニオンギヤ２１のようにピットマンアーム２５にテーパ状の接触面を形成し、テーパ部１５と接触面とが接触するように構成してもよい。
　ロッドエンド２７は、タイロッド２６とピットマンアーム２５とを連結するボールジョイントである。ロッドエンド２７における一方の軸２７Ａは、ピットマンアーム２５の一方の連結孔２５Ｂに挿入されて連結される。ロッドエンド２７における他方の軸２７Ｂは、タイロッド２６の一方の端部に連結される。タイロッド２６の他方の端部には、ナックルアーム等（図示省略）を介して車輪５が連結される。図６では、一方の車輪５と連結するタイロッド２６及びロッドエンド２７のみを図示し、他方の車輪５と連結するタイロッド及びピットマンアーム２５の他方の連結孔２５Ｃに連結されるロッドエンドは図示を省略している。
　一般に、転舵機構２０がリンク機構２０Ｂである場合には、ラックケース５０のようなピットマンアーム２５を収容するケースは設けられない。ナット７０とピットマンアーム２５との間には、図７に示すように、ラックアンドピニオン機構２０の第４シャフト軸受９Ｄに代えて、カラー部材２８が設けられる。
　出力軸１０の回転によりピットマンアーム２５は出力軸１０を中心に回転し、ピットマンアーム２５の回転に伴い出力軸１０から離れた位置に連結されるロッドエンド２７は出力軸１０を中心に円弧運動する。これにより、出力軸１０の回転はロッドエンド２７を介してタイロッド２６に直線運動として伝達される。このように、リンク機構２０Ｂによってステアリングシャフト２における出力軸１０の回転が車輪５の転舵力に変換される。
　以上のように、出力軸１０のセレーション部１４には、ラックアンドピニオン機構２０Ａのピニオンギヤ２１及びリンク機構２０Ｂのピットマンアーム２５の両方がセレーション結合可能であって、ピニオンギヤ２１及びピットマンアーム２５のいずれか一方が車両の仕様等に応じて選択的に結合される。また、テーパ部１５によってピニオンギヤ２１を径方向に高い精度で位置決めできるため、ピニオンギヤ２１とラック軸２２のラックギヤとの噛み合い精度が確保され、転舵機構２０としてのラックアンドピニオン機構２０Ａの機能を損なうことがない。よって、パワーステアリング装置１００は、転舵機構２０としてラックアンドピニオン機構２０Ａを備えるステアリング装置１０１と、転舵機構２０としてリンク機構２０Ｂを備えるステアリング装置１０１と、の両方に適用できる。したがって、転舵機構２０の種類に合わせてパワーステアリング装置１００の構成を変更する必要がなく、パワーステアリング装置１００の製造コストを低減することができる。
　次に、図９を参照して、上記実施形態の変形例について、説明する。
　上記実施形態では、出力軸１０の結合部は、セレーション部１４である。ピニオンギヤ２１及びピットマンアーム２５は、セレーション部１４にセレーション結合されることによって出力軸１０に対して相対回転不能に設けられる。これに代えて、結合部は、ピニオンギヤ２１及びピットマンアーム２５が相対回転不能に結合するものであれば、セレーション部１４に限らず、その他の構造であってもよい。例えば、結合部は、多角形断面や楕円形断面など真円形以外の断面形状に形成される非円形軸部であり、ピニオンギヤ２１及びピットマンアーム２５が非円形軸部の断面形状に対応する断面形状の孔部を有するものでもよい。この場合には、出力軸１０の非円形軸部がピニオンギヤ２１及びピットマンアーム２５の孔部に挿入されることで、両者が相対回転不能に結合される。また、結合部は、キー溝が形成される結合軸部であってもよい。この場合には、ピニオンギヤ２１及びピットマンアーム２５にも対応するキー溝を形成し、結合軸部のキー溝とピニオンギヤ２１及びピットマンアーム２５のキー溝とにわたって差し込まれるキーによって両者が相対回転不能に結合される。
　また、上記実施形態では、ピニオンギヤ２１を径方向に位置決めする位置決め部は、テーパ部１５である。これに対し、図９に示すように、位置決め部は、ピニオンギヤ２１に形成される凹部１２１に嵌合する凸部として出力軸１０に形成されるインロー部１１５であってもよい。この場合であっても、インロー部１１５と凹部１２１との間の径方向隙間は、セレーション部１４とピニオンギヤ２１とのセレーション結合における径方向隙間よりも小さく形成される。なお、ピニオンギヤ２１に凸部が形成され、出力軸１０にインロー部１１５として凹部が形成されてもよい。
　また、上記実施形態では、出力軸１０は、ピットマンアーム２５が当接する当接部１６を有する。これに対し、出力軸１０には、当接部１６が形成されなくてもよい。この場合には、ピットマンアーム２５もピニオンギヤ２１と同様にテーパ部１５によって径方向に位置決めされる。
　また、上記実施形態では、減速部４０は、ウォームギヤ機構である。これに対し、減速部４０は、複数のギヤ機構を有するものでもよい。例えば、減速部４０は、遊星歯車機構によって構成される第１減速部と、ウォームギヤ機構によって構成される第２減速部と、を有し、２つの減速部によって電動モータ３０の回転を減速してステアリングシャフト２に伝達してもよい。
　以上の実施形態によれば以下の効果を奏する。
　パワーステアリング装置１００では、出力軸１０のセレーション部１４には、ラックアンドピニオン機構２０Ａのピニオンギヤ２１及びリンク機構２０Ｂのピットマンアーム２５の両方がセレーション結合可能であり、ピニオンギヤ２１及びピットマンアーム２５のいずれか一方が車両の仕様等に応じて選択的に結合される。また、テーパ部１５によってピニオンギヤ２１を径方向に高い精度で位置決めできるため、ピニオンギヤ２１とラック軸２２のラックギヤ２２Ａとの噛み合い精度が確保され、転舵機構２０としてのラックアンドピニオン機構２０Ａの機能を損なうことがない。よって、転舵機構２０がラックアンドピニオン機構２０Ａであるステアリング装置１０１と転舵機構２０がリンク機構２０Ｂであるステアリング装置１０１とで、ステアリングシャフト２を含むパワーステアリング装置１００の各構成を共通化することができる。したがって、パワーステアリング装置１００の製造コストを低減することができる。
　また、ステアリングシャフト２は、第１、第２、第３シャフト軸受９Ａ，９Ｂ，９Ｃを介してシャフトケース６に支持される。このように、ステアリングシャフト２が２箇所以上の支持部によってシャフトケース６に支持されることにより、パワーステアリング装置１００と転舵機構２０とを組み立てる前であっても、ステアリングシャフト２が安定した状態で支持される。よって、ステアリングシャフト２の出力軸１０にピニオンギヤ２１又はピットマンアーム２５を結合してパワーステアリング装置１００と転舵機構２０とを組み立てる組立作業を容易に行うことができる。
　また、転舵機構２０がラックアンドピニオン機構２０Ａである場合において、シャフトケース６の第２シャフトケース８は、ラックケース５０と共にシール部材５１を径方向には圧縮せず軸方向に圧縮するように設けられて、ラックケース５０との間で径方向隙間を形成する。よって、ピニオンギヤ２１とラックギヤ２２Ａとの噛み合い精度を確保しつつラックケース５０と第２シャフトケース８とを容易に連結することができる。
　以下、本発明の実施形態の構成、作用、及び効果をまとめて説明する。
　転舵機構２０（ラックアンドピニオン機構２０Ａ、リンク機構２０Ｂ）に車輪を転舵する転舵力を付与するパワーステアリング装置１００は、ステアリングホイール１から操舵トルクが入力されて回転するステアリングシャフト２と、操舵トルクを補助する回転トルクをステアリングシャフト２に付与する電動モータ３０と、電動モータ３０の回転を減速してステアリングシャフト２に伝達する減速部４０と、を備え、ステアリングシャフト２は、転舵機構２０（ラックアンドピニオン機構２０Ａ、リンク機構２０Ｂ）のピニオンギヤ２１及びピットマンアーム２５のいずれか一方が選択的にセレーション結合するセレーション部１４と、ピニオンギヤ２１に当接することによりピニオンギヤ２１を径方向に位置決めする位置決め部（テーパ部２１、インロー部１１５）と、を有する。
　この構成では、セレーション部１４によって、ラックアンドピニオン機構２０Ａのピニオンギヤ２１とリンク機構２０Ｂのピットマンアーム２５との両方をステアリングシャフト２に結合することができる。また、ステアリングシャフト２に位置決め部（テーパ部２１、インロー部１１５）が設けられることにより、ラックギヤ２２Ａとの噛み合い精度を確保するために比較的高精度で径方向に位置決めする必要があるピニオンギヤ２１を高精度で径方向に位置決めすることができる。よって、ラックアンドピニオン機構２０Ａとリンク機構２０Ｂとのいずれが転舵機構２０として使用されても、パワーステアリング装置１００のステアリングシャフト２を共通化することができる。したがって、パワーステアリング装置１００の製造コストを低減させることができる。
　また、パワーステアリング装置１００は、ステアリングシャフト２を収容し２以上の支持部によってステアリングシャフト２を支持するシャフトケース６をさらに備える。
　この構成では、シャフトケース６が２以上の支持部によってステアリングシャフト２を支持することにより、ステアリングシャフト２は安定した状態で支持される。したがって、パワーステアリング装置１００と転舵機構２０（ラックアンドピニオン機構２０Ａ、リンク機構２０Ｂ）の組み立てを容易に行うことができる。
　また、パワーステアリング装置１００では、シャフトケース６が、セレーション部１４にピニオンギヤ２１が結合される場合にピニオンギヤ２１を収容するラックケース５０がピニオンギヤ２１の軸方向から接触する垂直面８Ａと、ラックケース５０がピニオンギヤ２１の径方向に隙間を持って嵌合する円筒面８Ｂと、を有する。
　この構成では、シャフトケース６がラックケース５０との間で径方向隙間を形成するため、ピニオンギヤ２１の噛み合い精度を確保しつつラックケース５０とシャフトケース６とを容易に連結することができる。したがって、パワーステアリング装置１００と転舵機構２０との組み立てを容易に行うことができる。
　また、パワーステアリング装置１００では、ステアリングシャフト２が、セレーション部１４にピットマンアーム２５が結合される場合にピットマンアーム２５に当接する当接部１６をさらに有する。
　この構成では、ピニオンギヤ２１のように径方向への高い精度の位置決めを必要としないピットマンアーム２５がステアリングシャフト２に結合される場合には、ピットマンアーム２５は位置決め部（テーパ部２１、インロー部１１５）に当接せず当接部に当接させることができる。
　また、パワーステアリング装置１００では、位置決め部が、ピニオンギヤ２１及びピットマンアーム２５のいずれか一方とテーパ面で接触するテーパ部１５である。
　また、パワーステアリング装置１００では、位置決め部が、ピニオンギヤ２１及びピットマンアーム２５のいずれか一方に嵌合するインロー部１１５でもよい。
　ステアリング装置１０１は、車輪５を転舵する転舵機構２０としてのラックアンドピニオン機構２０Ａ及びリンク機構２０Ｂのいずれか一方と、車輪５を転舵する転舵力をラックアンドピニオン機構２０Ａ及びリンク機構２０Ｂのいずれか一方に付与するパワーステアリング装置１００と、を備える。
　以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
　本願は２０１５年１１月１８日に日本国特許庁に出願された特願２０１５－２２５５７７に基づく優先権を主張し、この出願の全ての内容は参照により本明細書に組み込まれる。

Claims (7)

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

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114312971A (zh) * 2020-09-30 2022-04-12 比亚迪股份有限公司 转向器通断装置、转向器、转向系统和车辆

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN212921687U (zh) * 2020-04-15 2021-04-09 赛格威科技有限公司 全地形车的转向机构及全地形车
CN113858901A (zh) * 2021-09-28 2021-12-31 郑州宇通重工有限公司 一种转向提升系统及特种车辆

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60151177A (ja) * 1983-12-16 1985-08-09 オートモビル　シトロエン 自動車の電気モータアシストステアリング装置
JPH04212673A (ja) * 1990-02-06 1992-08-04 Aisin Seiki Co Ltd 車両のステアリング装置
JP2006224718A (ja) * 2005-02-15 2006-08-31 Toyota Motor Corp 車両用のステアリングギヤボックス
JP2008201180A (ja) * 2007-02-16 2008-09-04 Honda Motor Co Ltd ステアリングシャフト連結構造
JP2009001243A (ja) * 2007-06-25 2009-01-08 Nsk Ltd 電動パワーステアリング装置
US20140305731A1 (en) * 2013-04-15 2014-10-16 Mando Corporation Reducer and electric power steering apparatus having the same

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4574648A (en) * 1984-01-13 1986-03-11 Debello Robert J Pinion gear retainer assembly for a starter motor of an internal combustion engine
JPH0634910Y2 (ja) * 1988-09-09 1994-09-14 マツダ株式会社 プラネタリーギヤ組付装置
JP2963584B2 (ja) * 1992-08-31 1999-10-18 豊田工機株式会社 操舵装置
JP2007038728A (ja) * 2005-08-01 2007-02-15 Hino Motors Ltd ステアリングリンケージ構造
FR2904595B1 (fr) * 2006-08-02 2008-10-17 Renault Sas Dispositif de liaison pour systeme de direction.
JP2008074367A (ja) * 2006-09-25 2008-04-03 Jtekt Corp 車両用操舵装置
JP5217861B2 (ja) * 2008-10-01 2013-06-19 株式会社ジェイテクト 連結構造およびステアリング装置
NO330173B1 (no) * 2009-05-11 2011-02-28 Marine Puller Patent As Inntrekksanordning for slepeline
CN102167078B (zh) * 2011-03-17 2013-05-08 宁波豪迈机械有限公司 电动叉车用转向系统
CN103906670B (zh) * 2012-10-29 2017-06-30 日本精工株式会社 电动式动力转向装置
JP5864466B2 (ja) * 2013-03-22 2016-02-17 日立オートモティブシステムズステアリング株式会社 回転検出装置およびパワーステアリング装置
JP2017007407A (ja) * 2015-06-17 2017-01-12 Ｋｙｂ株式会社 ステアリング装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60151177A (ja) * 1983-12-16 1985-08-09 オートモビル　シトロエン 自動車の電気モータアシストステアリング装置
JPH04212673A (ja) * 1990-02-06 1992-08-04 Aisin Seiki Co Ltd 車両のステアリング装置
JP2006224718A (ja) * 2005-02-15 2006-08-31 Toyota Motor Corp 車両用のステアリングギヤボックス
JP2008201180A (ja) * 2007-02-16 2008-09-04 Honda Motor Co Ltd ステアリングシャフト連結構造
JP2009001243A (ja) * 2007-06-25 2009-01-08 Nsk Ltd 電動パワーステアリング装置
US20140305731A1 (en) * 2013-04-15 2014-10-16 Mando Corporation Reducer and electric power steering apparatus having the same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114312971A (zh) * 2020-09-30 2022-04-12 比亚迪股份有限公司 转向器通断装置、转向器、转向系统和车辆

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