WO2019187172A1 - 操舵装置 - Google Patents

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WO2019187172A1
WO2019187172A1 PCT/JP2018/015348 JP2018015348W WO2019187172A1 WO 2019187172 A1 WO2019187172 A1 WO 2019187172A1 JP 2018015348 W JP2018015348 W JP 2018015348W WO 2019187172 A1 WO2019187172 A1 WO 2019187172A1
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WO
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rack
ring
rack guide
housing
shaft
Prior art date
Application number
PCT/JP2018/015348
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
雅輝 岡本
恭平 福士
Original Assignee
株式会社ショーワ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Application filed by 株式会社ショーワ filed Critical 株式会社ショーワ
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D3/00—Steering gears
    • B62D3/02—Steering gears mechanical
    • B62D3/12—Steering gears mechanical of rack-and-pinion type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H19/00—Gearings comprising essentially only toothed gears or friction members and not capable of conveying indefinitely-continuing rotary motion
    • F16H19/02—Gearings comprising essentially only toothed gears or friction members and not capable of conveying indefinitely-continuing rotary motion for interconverting rotary or oscillating motion and reciprocating motion
    • F16H19/04—Gearings comprising essentially only toothed gears or friction members and not capable of conveying indefinitely-continuing rotary motion for interconverting rotary or oscillating motion and reciprocating motion comprising a rack

Definitions

  • the present invention relates to a steering device.
  • a rack guide mechanism that elastically presses the rack shaft toward the pinion gear in order to reduce rattle noise between the rack shaft and the rack guide is known (for example, see Patent Document 1).
  • the conventional rack guide mechanism employs a configuration in which a rack shaft is pressed against the pinion gear side using a coil spring or the like as a first elastic body, and a disc spring or the like is used as a second elastic body to suppress rattle noise.
  • a rack shaft is pressed against the pinion gear side using a coil spring or the like as a first elastic body
  • a disc spring or the like is used as a second elastic body to suppress rattle noise.
  • it is necessary to increase the spring rate of the disc spring or the like and improve the deterrence against movement such as the rack guide separating. As a result, there is a problem that the steering feeling of the steering wheel is lowered.
  • the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object of the present invention is to provide a steering device that can reduce rattle noise without giving excessive pressing force.
  • a steering apparatus is a steering apparatus including a pinion gear, a rack shaft formed with rack teeth meshing with the pinion gear, and a rack guide for pressing the rack shaft against the pinion gear.
  • a housing that houses the rack guide, a spring that is housed in the housing and biases the rack guide toward the rack shaft, and the rack guide is separated from the rack shaft with respect to the housing.
  • a first elastic body that biases in the direction; and a second elastic body that biases the rack guide toward the rack shaft with respect to the housing.
  • the rattle noise can be reduced without giving an excessive pressing force. Thereby, it is also possible to suppress a decrease in steering feeling of the steering wheel.
  • FIG. 3 is a partially enlarged view of FIG. 2 and shows a periphery of a protrusion formed on a rack guide. It is a figure for demonstrating an example of the load characteristic of the 1st O-ring which concerns on Embodiment 1 of this invention, and a 2nd O-ring. It is a figure which shows the other example of the load characteristic of the 1st O-ring which concerns on Embodiment 1 of this invention, and a 2nd O-ring.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 9. It is a schematic diagram which shows typically an example of schematic structure of the steering device which concerns on Embodiment 2 of this invention.
  • Embodiment 1 A steering apparatus according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS.
  • FIG. 1 is a schematic diagram schematically illustrating an example of a schematic configuration of a steering apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the steering apparatus 1 is a steering unit that receives a steering operation by a driver. 10, the steering part 20 which steers the wheel 400 according to the steering operation which the steering part 10 received, and the control part (not shown in FIG. 1) are provided.
  • the steering device 1 described below employs an electric power steering system (hereinafter referred to as EPS) that exerts an assist force with a motor, but this does not limit the present embodiment.
  • EPS electric power steering system
  • the torque transmission path between the steering section 10 and the steering section 20 can be mechanically connected or disconnected.
  • the steering unit 10 includes a steering member 102, a steering shaft 104, a first universal joint 106, and an intermediate shaft 108.
  • the steering member 102, the steering shaft 104, and the intermediate shaft 108 are They are connected so as to be able to transmit torque to each other.
  • “connected so that torque can be transmitted” means that the other member rotates so that one member rotates as one member rotates.
  • one member and the other member are integrated.
  • the other member is fixed directly or indirectly to one member, and one member and the other member are connected to each other via a joint member or the like. Including at least the case where
  • the upper end of the steering shaft 104 is fixed to the steering member 102 and rotates integrally with the steering member 102. Further, the lower end of the steering shaft 104 and the upper end of the intermediate shaft 108 are connected to each other via the first universal joint 106.
  • the “upper end” refers to the upstream end (that is, the input end) in the steering force transmission path corresponding to the driver's steering operation, and the “lower end” refers to the steering force. It refers to the downstream end (that is, the output end) in the transmission path (the same applies hereinafter).
  • an annular steering wheel is given as an example as shown in FIG. 1, but this is not a limitation of the present embodiment, and a steering operation by a driver can be accepted. Any other shape or mechanism may be used.
  • the steered portion 20 is configured to steer the wheels 400 according to the driver's steering operation received by the steering portion 10.
  • the steered portion 20 includes a second universal joint (universal joint) 202, a pinion shaft (input shaft) 204, a pinion gear (first pinion gear) 206, a rack shaft 208, a tie rod 210, and a knuckle arm. 212, a rack guide mechanism 214, and a turning force generator 220.
  • the intermediate shaft 108, the pinion shaft 204, and the pinion gear 206 are connected to each other so as to be able to transmit torque.
  • the turning force generation unit 220 is not an essential component. Moreover, you may provide the other pinion gear and rack guide mechanism which are demonstrated in 2nd Embodiment.
  • the pinion gear 206 is fixed to the lower end of the pinion shaft 204, and rotates integrally with the pinion shaft 204.
  • the lower end of the intermediate shaft 108 and the upper end of the pinion shaft 204 are connected to each other via the second universal joint 202.
  • the rack shaft 208 is configured to steer the wheel 400 according to the rotation of the pinion gear 206, and rack teeth (not shown) that mesh with the pinion gear 206 are formed on the rack shaft 208.
  • the pinion gear 206 is connected to the steering member 102 that is steered by the driver so that torque can be transmitted. Specifically, when the driver performs a steering operation via the steering member 102, the pinion gear 206 rotates and the rack shaft 208 is displaced along the axial direction of the rack shaft 208. As a result, the wheel 400 is steered via the tie rods 210 provided at both ends of the rack shaft 208 and the knuckle arms 212 connected to the tie rods 210.
  • the rack guide mechanism 214 is a mechanism for pressing the rack shaft 208 against the pinion gear 206 side.
  • the configuration in which the transmission of the steering force between the pinion shaft 204 and the rack shaft 208 is performed by the pinion gear 206 and the rack teeth is taken as an example, but this is not intended to limit the present embodiment. As long as the steering force between the pinion shaft 204 and the rack shaft 208 can be transmitted, other configurations may be used.
  • FIG. 2 shows an example of the configuration around the rack guide mechanism 214 according to the first embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view showing a cross section in which the extending direction of the rack shaft 208 is the normal direction.
  • the rack shaft 208 is pressed against the pinion gear 206 by the elastic force of the coil spring 226 by the rack guide mechanism 214.
  • the member that presses the rack shaft 208 against the pinion gear 206 with an elastic force is not limited to a coil spring, and any elastic body may be used.
  • the rack guide mechanism 214 includes a housing 222, a rack guide 224, a coil spring (spring) 226, and a cap 228.
  • the housing 222 has a cylindrical shape and houses the rack guide 224, the coil spring 226, and the cap 228.
  • An opening 222 a is formed in the housing 222 on the side opposite to the side facing the rack shaft 208 of the rack guide 224.
  • the rack guide 224 has a cylindrical shape and is a member that presses the rack shaft 208 against the pinion gear 206 side.
  • the rack guide 224 can be made of metal or resin.
  • the rack guide 224 is accommodated in the housing 222 in a state where the front end portion 224a in the pressing direction protrudes from the housing 222. Near the rear end (end surface) 224b in the pressing direction of the rack guide 224, an annular protrusion 225 formed so as to protrude from the outer peripheral surface of the rack guide 224 is provided.
  • the inner diameter of the hollow portion is gradually increased from the front portion 223a, the middle portion 223b, and the rear end portion 223c.
  • the front portion 223a has an inner diameter with which the rack guide 224 can slide inside.
  • the middle portion 223b accommodates the protrusion 225 of the rack guide 224.
  • the housing 222 regulates the movement of the protrusion 225 in the pressing direction by a step 222b between the front part 223a and the middle part 223b.
  • a recess 224c centered on the central axis of the rack guide 224 is formed on the side of the rack guide 224 in the pressing direction rear end 224b, and a coil spring 226 is housed in the recess 224c.
  • the cap (sealing member) 228 seals the opening 222 a of the housing 222.
  • the cap 228 holds the coil spring 226 so as not to drop out of the housing 222 while applying a force to the coil spring 226 so that the rack guide 224 is biased with respect to the rack shaft 208.
  • an O-ring (first elastic body) 251 and a second O-ring 252 (second elastic body) are arranged so as to sandwich the protrusion 225 from the front and rear in the pressing direction. .
  • the first O-ring 251 is provided between the protrusion 225 and the step 222 b in the housing 222.
  • the first O-ring 251 is disposed in a state where it is crushed by the protrusion 225 and the step 222b, that is, in a state where an elastic force is applied to the protrusion 225 and the step 222b. Therefore, the first O-ring 251 biases the rack guide 224 toward the housing 222 in a direction away from the rack shaft 208.
  • the second O-ring 252 is provided between the protrusion 225 and the cap 228.
  • the second O-ring 252 is disposed in a state where it is crushed by the protrusion 225 and the cap 228, that is, in a state where an elastic force is applied to the protrusion 225 and the cap 228. Therefore, the second O-ring 252 biases the rack guide 224 toward the rack 222 in the direction approaching the rack shaft 208.
  • the state in which the first O-ring 251 and the second O-ring 252 are crushed may be expressed as a state having a crushed allowance.
  • the state where there is no crushing margin means a state where the first O-ring 251 and the second O-ring 252 are not crushed.
  • the first O-ring 251 and the second O-ring 252 are provided between the protrusion 225 and the stepped surface 222b of the housing 222 and between the protrusion 225 and the cap 228, respectively.
  • the present embodiment is not limited to this.
  • each of the first O-ring 251 and the second O-ring 252 may be an elastic body and is not limited to its material.
  • the first O-ring 251 and the second O-ring 252 may be made of, for example, a urethane material, or may be made of rubber. Further, it is not necessarily an O-ring.
  • a metal spring such as a Sarah spring may be used instead of the first O-ring 251 and the second O-ring 252 disposed is not limited to the above example, and the first O-ring 251 places the rack guide 224 in the housing 222.
  • FIG. 3 is a partially enlarged view of FIG. 2 and shows a periphery of a protrusion 225 described later. As shown in FIG. 3, a gap g ⁇ b> 1 is formed between the rear end 224 b of the rack guide 224 and the cap 228 when the rack guide 224 is not separated from the pinion gear 206.
  • the gap g1 disappears when the rack guide 224 is separated from the pinion gear 206 by a predetermined distance or more.
  • the distance between the rear end 224b of the rack guide 224 opposite to the side facing the rack shaft 208 and the cap 228 is the rear end in the state where the rack guide 224 is separated from the rack shaft 208. It is determined that the portion 224b and the cap 228 are in contact with each other.
  • the rack shaft 208 is prevented from being separated from the pinion gear 206 and the contact area between the rack shaft 208 and the pinion gear 206 is suppressed excessively. .
  • an excessive increase in the surface pressure generated between the rack shaft 208 and the pinion gear 206 is suppressed, so that wear of the rack and pinion, deterioration of rattle noise, and tooth breakage are suppressed. For this reason, the durability of the rack guide mechanism 214 can be improved.
  • the first O-ring 251 and the second O-ring 252 are crushed by a predetermined amount or more, the first O-ring 251 and The second O-ring 252 is provided so as not to contact the inner surface 222 c of the housing 222 along the biasing direction of the rack guide 224.
  • the first O-ring 251 and the second O-ring 252 are supported on the outer peripheral portion of the rack guide 224, and a sufficient gap g2 is secured so as not to contact the inner surface 222c of the housing 222. .
  • FIG. 4 is a diagram showing load characteristics of the first O-ring 251 and the second O-ring 252.
  • FIG. 4A schematically shows the elastic force that the first O-ring 251 and the second O-ring 252 have in the balanced state of the rack guide mechanism 214.
  • the balanced state means a state in which the force that the rack shaft 208 applies to the rack guide 224 and the force that the coil spring 226 generates are balanced. Therefore, the balanced state may be expressed as a state in which both the force that the rack shaft 208 applies to the rack guide 224 and the force that the coil spring 226 generates are not considered.
  • the first O-ring 251 and the second O-ring 252 have a crushing margin, and therefore, a non-zero elastic force is generated.
  • This elastic force is expressed by an interval between “reference” and “preload” in FIG.
  • the elastic force (biasing force) by the first O-ring 251 and the elastic force (biasing force) of the second O-ring 252 are balanced with each other. ing.
  • FIG. 4B schematically shows the elastic force of the first O-ring 251 and the second O-ring 252 when the rack guide 224 is separated from the pinion gear 206. Is. As shown in FIG. 4B, when the rack guide 224 is separated from the pinion gear 206, the elastic force due to the first O-ring 251 decreases and the elastic force due to the second O-ring 252 increases. As a result, a force in a direction of pressing the rack guide 224 against the pinion gear 206 is generated as a resultant force of the first O-ring 251 and the second O-ring 252.
  • the horizontal axis indicates the displacement from the balance point of the rack guide 224
  • the vertical axis indicates the magnitude of the elastic force (load) of the first O-ring 251 and the second O-ring 252.
  • the elastic force of the first O-ring 251 and the second O-ring 252 is the same at the balance point (region A in FIG. 4C), but the rack guide 224
  • the elastic forces of the first O-ring 251 and the second O-ring 252 are different from each other in that the displacement of is not zero. For example, when the rack guide 224 is displaced away from the rack guide 224 (region B in FIG.
  • the elastic force due to the first O-ring 251 decreases and the elasticity due to the second O-ring 252 decreases. Power increases. As a result, as described above, a force in the direction of pressing the rack guide 224 against the pinion gear 206 is generated as a resultant force of the first O-ring 251 and the second O-ring 252.
  • the force in the direction of pressing the rack guide 224 against the pinion gear 206 is generated as a resultant force of the first O-ring 251 and the second O-ring 252, and thus the first O-ring 251 and the second O-ring 251 are generated.
  • a sufficient spring rate can be secured without causing the ring 252 to have an excessive spring rate in the elastic body alone. Accordingly, it is possible to improve deterrence against movement such as the rack guide 224 moving away, and to reduce rattle noise.
  • the O-ring 251 and the second O-ring 252 can ensure a sufficient spring rate without giving an excessive spring rate to the elastic body alone. Therefore, a restraining force against movement such as the rack guide 224 moving away from the pinion gear 206 is suppressed while suppressing a decrease in steering feeling of the steering wheel that may occur when the rack shaft 208 is pressed against the pinion gear 207 due to an excessive spring rate. It can improve and can reduce rattle noise.
  • the repulsive forces of two elastic bodies such as the O-ring 251 and the second O-ring 252 are configured to be balanced in the initial state.
  • an excessive pressing force against the rack shaft 208 is not generated. Therefore, since the frictional force between the rack shaft 208 and the pinion gear 207 and the frictional force between the rack guide 224 and the rack shaft 208 do not increase excessively, a decrease in steering feeling of the steering wheel is suppressed. I can do it.
  • the elastic force of the first O-ring 251 and the second O-ring 252 is not limited to the same configuration as in the first example.
  • the load characteristic of one elastic body of the first O-ring 251 and the second O-ring 252 larger than the load characteristic of the other elastic body, adjusting the crushing margin of each elastic body
  • the balance of the set load in the initial state may be ensured. Even if the set load in the initial state is not balanced, the repulsive forces of the two elastic bodies cancel each other, so the frictional force between the rack shaft 208 and the pinion gear 207, the rack guide 224, An excessive increase in the frictional force with the rack shaft 208 can be suppressed.
  • FIG. 5 shows a rack between the first O-ring 251 and the second O-ring 252 when the elastic force of the second O-ring 252 is set to be stronger than the elastic force of the first O-ring 251. It is a figure which shows the load characteristic with respect to the displacement of the axis
  • the elastic force (biasing force) by the first O-ring 251 and the elastic force (biasing force) by the second O-ring 252 are in a balanced state. Yes.
  • the rise of the load with respect to the displacement of the rack shaft 208 of the second O-ring 252 is larger than the rise of the load with respect to the displacement of the rack shaft 208 of the first O-ring 251.
  • a resultant force obtained by subtracting the repulsive force of the first O-ring 251 from the repulsive force of the second O-ring 252 is generated as a force by which the rack guide 224 presses the rack shaft 208 against the pinion gear 206. Therefore, the rack shaft 208 can be stably pressed against the pinion gear 206.
  • the resultant force corresponding to the load change between the first O-ring 251 and the second O-ring 252 generated when the rack shaft 208 and the pinion gear 206 are separated from each other is
  • the elastic force of the O-ring 251 and the second O-ring 252 is greater than when the same setting is used. Therefore, a change in load with respect to the displacement of the rack shaft 208 can be increased, and it becomes easy to secure a spring rate for pressing the rack shaft 208 against the pinion gear 206 against the separation force.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a first modification of the arrangement positions of the first O-ring 251 and the second O-ring 252.
  • the first O-ring 251 and the second O-ring 252 are arranged on the outer periphery of the rack guide 224 so as to sandwich the protrusion 225 from the front and rear in the pressing direction.
  • the arrangement position is limited to the outer periphery of the rack guide 224. It is not a thing.
  • the rack guide 224 is provided with a wall portion 224 c that rises from the outer periphery of the rack guide 224.
  • the wall 224c may be expressed as an end surface of the flange formed on the rack guide 224 on the rack shaft 208 side.
  • a recess 227 is formed on the end surface of the rack guide 224 opposite to the rack shaft 208.
  • the concave portion 227 is an end surface of the rack guide 224 opposite to the rack shaft 208 and has a shape in which the inner peripheral portion of the rack guide 224 is cut away.
  • the first O-ring (first elastic body) 251 is provided between the wall portion 224c and the housing 222, and is disposed on the outer periphery of the rack guide 224.
  • the second O-ring (second elastic body) 252 is provided between the bottom surface 227 a of the recess 227 and the cap 228, and is disposed on the inner periphery of the rack guide 224.
  • the first O-ring 251 is disposed in a state in which it is crushed by the wall portion 224c and the housing 222, that is, in a state in which an elastic force is applied to the rack guide 224 and the housing 222. Therefore, the first O-ring 251 biases the rack guide 224 toward the housing 222 in a direction away from the rack shaft 208.
  • the second O-ring 252 is disposed in a state where it is crushed by the rack guide 224 and the cap 228, that is, in a state where an elastic force is applied to the rack guide 224 and the cap 228. Therefore, the second O-ring 252 biases the rack guide 224 toward the rack 222 in the direction approaching the rack shaft 208.
  • the first O-ring 251 is provided between the wall 224c and the housing 222, and the second O-ring 252 is provided between the bottom surface 227a of the recess 227 and the cap 228.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a second modification of the arrangement positions of the first O-ring 251 and the second O-ring 252.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a second modification of the arrangement positions of the first O-ring 251 and the second O-ring 252.
  • the rack guide 224 is provided with a wall portion 224 c that rises from the outer periphery of the rack guide 224.
  • the wall 224c may be expressed as an end surface of the flange formed on the rack guide 224 on the rack shaft 208 side.
  • a recess 229 is formed on the end surface of the cap 228 on the rack guide 224 side.
  • the first O-ring (first elastic body) 251 is provided between the wall portion 224 c and the housing 222, and is disposed on the outer periphery of the rack guide 224.
  • the second O-ring (second elastic body) 252 is provided between the bottom surface 229 a of the recess 229 and the end surface of the rack guide 224 opposite to the rack shaft 208.
  • the first O-ring 251 is disposed in a state in which it is crushed by the rack guide 224 and the housing 222, that is, in a state in which an elastic force is applied to the rack guide 224 and the housing 222. Therefore, the first O-ring 251 biases the rack guide 224 toward the housing 222 in a direction away from the rack shaft 208.
  • the second O-ring 252 is disposed in a state in which it is crushed by the cap 228 and the rack guide 224, that is, in a state in which an elastic force is applied to the cap 228 and the rack guide 224. Therefore, the second O-ring 252 biases the rack guide 224 toward the rack 222 in the direction approaching the rack shaft 208.
  • the first O-ring 251 is provided between the wall portion 224c and the housing 222, and the second O-ring 252 is provided on the bottom surface 229a of the recess 229 and the end surface of the rack guide 224 opposite to the rack shaft 208.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a third modification of the arrangement positions of the first O-ring 251 and the second O-ring 252.
  • the rack guide 224 is configured to slide with the inside of the front portion 223 a of the housing 222.
  • the rack guide mechanism 214 is not limited to this, and the protrusion 225 of the rack guide 224 slides inside the middle portion 223b of the housing 222, so that a gap g3 is formed between the rack guide 224 and the front portion 223a. May be.
  • the rack guide 224 has the gap g3 between the front portion 223a and the housing 222 that houses the protrusion 225 and the protrusion 225 in the configuration in which the protrusion 225 slides inside the middle portion 223b of the housing 222.
  • the middle part 223b is elongated in the pressing direction of the rack guide 224.
  • the projection 225 and the middle part 223b of the housing 222 that accommodates the projection 225 allow a sliding error around the sliding direction of the rack guide (an angular difference between the central axis of the rack guide and the sliding direction) in design.
  • the length may be a range.
  • the distance between the first O-ring 251 and the second O-ring 252 is larger than that illustrated in FIG. 3, and the first O-ring 251 has the rack shaft 208. It is arranged at a position close to.
  • the first O-ring 251 is provided between the protrusion 225 and the housing 222
  • the second O-ring 252 is provided between the protrusion 255 and the cap 228, and the first O-ring 251
  • positioned the 2nd O-ring 252 to the outer periphery of the rack guide 224 is shown.
  • the first O-ring 251 and the second O-ring 252 are not limited to this, and the first O-ring 251 is formed of the wall portion 224c of the rack guide 224 as shown in FIG.
  • a second O-ring 252 may be provided between the bottom surface 227a of the rack guide 224 recess 227 and the cap 228 (that is, FIG. 8 and FIG. 6 are combined).
  • the first O-ring 251 and the second O-ring 252 are the same as the first O-ring 251, the wall portion 224 c of the rack guide 224, and the housing 222, as shown in FIG.
  • the second O-ring 252 may be provided between the bottom surface 229a of the recess 229 of the cap 228 and the end surface of the rack guide 224 opposite to the rack shaft 208 (that is, 8 and FIG. 7 may be combined).
  • the first O-ring 251 and the second O-ring 252 are arranged so as to sandwich the protrusion 225 from the front and rear in the pressing direction, and thus the same as the rack guide mechanism 214 described in the first embodiment. An effect can be obtained.
  • FIG. 9 is a perspective view showing an example of the configuration around the turning force generator according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 10 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
  • the turning force generator 220 includes a motor (power generator) 300, a drive pulley 303, a driven pulley 304, a belt 305, a conversion mechanism 306, a first housing 401, a second A housing 402, a third housing 403, a fourth housing 404, and the like are provided.
  • the motor 300 has a motor main body 301 and an output shaft 302.
  • the drive pulley 303 is provided so as to rotate integrally with the output shaft 302.
  • the belt 305 is wound around a driving pulley 303 and a driven pulley 304, and torque can be transmitted from the driving pulley 303 to the driven pulley 304.
  • the driven pulley 304 is fixed to the nut 501. Therefore, torque transmitted from the drive pulley 303 to the driven pulley 304 is transmitted to the nut 501.
  • the conversion mechanism 306 is configured to convert the rotational motion of the driven pulley 304 into the linear motion of the rack shaft 208 in the axial direction.
  • a nut having an inner peripheral surface in which a spiral groove 308 is formed, which is formed on the outer peripheral surface of the rack shaft 208 and a nut 501 that is rotationally driven by the torque generated by the motor 300.
  • a plurality of rolling grooves arranged between the spiral groove 309 having the same pitch as the spiral groove 308 of the nut 501 and the spiral groove formed on the inner peripheral surface of the nut 501 and the spiral groove formed on the outer peripheral surface of the rack shaft 208.
  • a so-called ball screw mechanism constituted by a moving ball (not shown) is employed.
  • the specific configuration of the conversion mechanism 306 is not limited to the above example, and any other configuration may be used as long as the rotational motion of the driven pulley 304 is converted into the linear motion of the rack shaft 208 in the axial direction. Also good.
  • the steering force can be assisted. Further, the rack guide 224 presses the rack shaft 208 against the pinion gear 206 by the rack guide mechanism 214. As a result, a torsional force around the axial direction is applied to the rack shaft 208 due to the rotationally driven nut 501, but the rack guide 224 has the elastic force of the coil spring 226 and the first O-ring. Since the rack shaft 208 is pressed against the pinion gear 206 by the resultant force of the load change of the 251 and the second O-ring 252, even if such a twisting force is applied, the rack shaft 208 is suppressed from being actually twisted. The Thereby, a comfortable steering feeling can be provided.
  • the controller 500 has at least a configuration for controlling the torque generated by the motor 300 in accordance with the steering operation by the driver.
  • the control unit 500 is disposed on the output shaft side of the motor 300 and is included in the motor main body 301.
  • control unit 500 may include an ECU (Engine Control Unit) for controlling the engine, a resolver sensor for detecting the rotation angle of the output shaft 302, and the like.
  • ECU Engine Control Unit
  • resolver sensor for detecting the rotation angle of the output shaft 302, and the like.
  • controller 500 may be arranged on the opposite side to the output side of the motor 300.
  • the first housing 401 accommodates a part of the rack shaft 208, a part of the conversion mechanism 306, and the driven pulley 304.
  • the second housing 402 is fixed to the first housing 401 and accommodates the output shaft 302 and the drive pulley 303.
  • the third housing 403 is fixed with respect to the first housing 401 and accommodates another part of the rack shaft 208.
  • the fourth housing 404 is attached to the second housing 402 so as to cover the end of the output shaft 302 opposite to the motor main body 301.
  • first housing 401, the second housing 402, and the third housing 403 may be integrally formed.
  • FIG. 11 is a schematic diagram schematically illustrating an example of a schematic configuration of the steering device according to the second embodiment of the present invention.
  • the steering device 1a includes a steering unit 20a illustrated in FIG. Instead of the turning force generator 220, a motor (power generator) 231, a pinion gear (second pinion gear) 234, and a rack guide mechanism 236 are provided. That is, the steered portion 20a of the steering device 1a has a dual pinion configuration.
  • the motor 231 generates torque according to the operation of the steering member 102.
  • the shaft 232 is interposed between the motor 231 and the pinion gear 234 and transmits torque from the motor 231 to the pinion gear 234.
  • a reduction gear or the like may be included between the motor 231 and the pinion gear 234.
  • the pinion gear 234 is connected to the motor 231 via the shaft 232, and is configured to be able to transmit torque from the motor 231 to the rack shaft 208.
  • the rack guide mechanism 236 includes a rack guide (second rack guide, not shown), and the rack guide presses the rack shaft 208 against the pinion gear 234.
  • the rack guide mechanism 236 has the same configuration as the rack guide mechanism 214 described with reference to FIGS.
  • Rack teeth that mesh with the pinion gear 234 are formed on the side surface of the rack shaft 208 on the pinion gear 234 side.
  • a groove portion (second groove, not shown) is formed along the axial direction of the rack shaft 208.
  • a recess is formed on the side surface of the rack guide on the rack shaft 208 side. The rack guide included in the rack guide mechanism 236 presses the rack shaft 208 against the pinion gear 234.

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Abstract

ピニオンギヤに対するラック軸の追従性がよい操舵装置を提供する。ラックガイド（２２４）を収容するハウジング（２２２）と、ハウジング（２２２）に収容され、ラックガイド（２２４）をラック軸（２０８）に向けて付勢するコイルばね（２２６）と、ラックガイド（２２４）を、ハウジング（２２２）に対して、ラック軸（２０８）から離れる向きに付勢する第１のＯリング（２５１）と、ラックガイド（２２４）を、ハウジング（２２２）に対して、ラック軸（２０８）に近づく向きに付勢する第２のＯリング（２５２）と、を備えている。

Description

操舵装置
　本発明は、操舵装置に関する。
　操舵装置において、ラック軸と、ラックガイドとの間のラトル音を低減するためにラック軸をピニオンギヤ側に弾性的に押し付けるラックガイド機構が知られている（例えば、特許文献１参照）。
日本国公開実用新案全文明細書「実全昭６２－２０２４７１」（１９８７年１２月２４日公開）
　従来のラックガイド機構では、第１の弾性体としてのコイルばね等を用いてラック軸をピニオンギヤ側に押し付けると共に、ラトル音抑制のため、第２の弾性体として皿バネ等を用いる構成が採用されているが、ラトル音を効果的に抑制するためには皿バネ等のばねレートを増大させ、ラックガイドが離反するなどの移動に対する抑止力を向上させる必要があった。これにより、ハンドルの操舵フィーリングが低下するという問題があった。
　本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、過度な押し付け力を持たせることなく、ラトル音を低減することができる操舵装置を提供することを目的とする。
　かかる目的のもと、本発明に係る操舵装置は、ピニオンギヤと、前記ピニオンギヤに噛み合うラック歯が形成されたラック軸と、前記ラック軸を前記ピニオンギヤに押し付けるためのラックガイドとを備えた操舵装置であって、前記ラックガイドを収容するハウジングと、前記ハウジングに収容され、前記ラックガイドを前記ラック軸に向けて付勢するバネと、前記ラックガイドを、前記ハウジングに対して、前記ラック軸から離れる向きに付勢する第１の弾性体と、前記ラックガイドを、前記ハウジングに対して、前記ラック軸に近づく向きに付勢する第２の弾性体と、を備えている。
　本発明によれば、過度な押し付け力を持たせることなく、ラトル音を低減することができる。また、それにより、ハンドルの操舵フィーリングの低下を抑制することもできる。
本発明の実施形態１に係る操舵装置の概略構成の一例を模式的に示す模式図である。 本発明の実施形態１に係るラックガイド機構周辺の構成の一例を示す断面図である。 図２の部分拡大図であり、ラックガイドに形成された突起の周囲を示す図である。 本発明の実施形態１に係る第１のＯリング、および第２のＯリングの荷重特性の一例を説明するための図である。 本発明の実施形態１に係る第１のＯリング、および第２のＯリングの荷重特性の他の例を示す図である。 本発明の変形例１に係る第１のＯリング、および第２のＯリングの配置構成を示す部分拡大図である。 本発明の変形例２に係る第１のＯリング、および第２のＯリングの配置構成を示す部分拡大図である。 本発明の変形例３に係る第１のＯリング、および第２のＯリングの配置構成を示す部分拡大図である。 本発明の実施形態１に係る転舵力発生部周辺の構成の一例を示す斜視図である。 図９におけるＡ－Ａ線矢視断面図である。 本発明の実施形態２に係る操舵装置の概略構成の一例を模式的に示す模式図である。
　〔実施形態１〕
　本発明の実施形態１に係る操舵装置について、図１～７を参照して説明する。
　図１は、本発明の実施形態１に係る操舵装置の概略構成の一例を模式的に示す模式図である、図１に示すように、操舵装置１は、運転者による操舵操作を受け付ける操舵部１０、操舵部１０が受け付けた操舵操作に応じて車輪４００を転舵する転舵部２０、及び制御部（図１において不図示）を備えている。
　なお、以下に説明する操舵装置１では、モータでアシスト力を発揮させる電動パワーステアリングシステム（以下、ＥＰＳという）を採用しているが、これは本実施形態を限定するものではなく、（１）操舵部１０と転舵部２０との間のトルク伝達経路を機械的に接続又は遮断することが可能であり、（２）前記トルク伝達経路が遮断された状態において、操舵部１０が受け付けた操舵操作に応じて車輪４００の転舵角を電気的に制御するステアバイワイヤ方式を採用してもよい。
　（操舵部１０）
　図１に示すように、操舵部１０は、操舵部材１０２、ステアリングシャフト１０４、第１の自在継手１０６、及び中間シャフト１０８を備えており、操舵部材１０２、ステアリングシャフト１０４、及び中間シャフト１０８は、互いにトルク伝達可能に接続されている。ここで、「トルク伝達可能に接続」とは、一方の部材の回転に伴い他方の部材の回転が生じるように接続されていることを指し、例えば、一方の部材と他方の部材とが一体的に成形されている場合、一方の部材に対して他方の部材が直接的又は間接的に固定されている場合、及び、一方の部材と他方の部材とが継手部材等を介して連動するよう接続されている場合を少なくとも含む。
　本実施形態においては、ステアリングシャフト１０４の上端は、操舵部材１０２に固定され、操舵部材１０２と一体的に回転する。また、ステアリングシャフト１０４の下端と、中間シャフト１０８の上端とは、第１の自在継手１０６を介して互いに連動するように接続されている。
　なお、「上端」とは、運転者の操舵操作に応じた操舵力の伝達経路において上流側の端部（すなわち、入力側の端部）のことを指し、「下端」とは、操舵力の伝達経路において下流側の端部（すなわち、出力側の端部）のことを指す（以下同様）。
　また、操舵部材１０２の例として、図１に示すように、円環状のステアリングホイールを例に挙げたが、これは本実施形態を限定するものではなく、運転者による操舵操作を受け付けることができるものであれば他の形状や機構を有するものであってもよい。
　（転舵部２０）
　転舵部２０は、操舵部１０が受け付けた運転者の操舵操作に応じて、車輪４００を転舵させるための構成である。
　図１に示すように、転舵部２０は、第２の自在継手（自在継手）２０２、ピニオンシャフト（入力軸）２０４、ピニオンギヤ（第１のピニオンギヤ）２０６、ラック軸２０８、タイロッド２１０、ナックルアーム２１２、ラックガイド機構２１４、及び転舵力発生部２２０を備えている。中間シャフト１０８、ピニオンシャフト２０４、及びピニオンギヤ２０６は、互いにトルク伝達可能に接続されている。
　なお、転舵部２０において、転舵力発生部２２０は必須の構成ではない。また、第２の実施形態にて説明する、他のピニオンギヤ、ラックガイド機構を備えていてもよい。
　本実施形態では、ピニオンギヤ２０６は、ピニオンシャフト２０４の下端に固定され、ピニオンシャフト２０４と一体的に回転する。中間シャフト１０８の下端とピニオンシャフト２０４の上端とは、第２の自在継手２０２を介して互いに連動するように接続されている。
　ラック軸２０８は、ピニオンギヤ２０６の回転に応じて車輪４００を転舵させるための構成であり、ラック軸２０８には、ピニオンギヤ２０６に噛み合うラック歯（図示せず）が形成されている。
　上記のように構成された操舵装置１では、ピニオンギヤ２０６が、運転者が操舵操作する操舵部材１０２に対してトルク伝達可能に接続されている。詳細には、運転者が操舵部材１０２を介した操舵操作を行うと、ピニオンギヤ２０６が回転し、ラック軸２０８の軸方向に沿って、ラック軸２０８が変位する。これにより、ラック軸２０８の両端に設けられたタイロッド２１０、及び、タイロッド２１０に連結されたナックルアーム２１２を介して、車輪４００が転舵される。
　ラックガイド機構２１４は、ラック軸２０８をピニオンギヤ２０６側に押し付けるための機構である。
　なお、図１に示す例では、ピニオンシャフト２０４とラック軸２０８との間の操舵力の伝達をピニオンギヤ２０６及びラック歯によって行う構成を例に挙げたが、これは本実施形態を限定するものではなく、ピニオンシャフト２０４とラック軸２０８との間の操舵力を伝達できるものであれば、他の構成であってもよい。
　（ラックガイド機構２１４）
　図２は、本発明の実施形態１に係るラックガイド機構２１４周辺の構成の一例を示すものであり、ラック軸２０８の延伸方向が法線方向となる断面による断面図である。
　図２に示すように、ラック軸２０８は、ラックガイド機構２１４により、ピニオンギヤ２０６に対してコイルばね２２６の弾性力によって押し付けられている。なお、ラック軸２０８をピニオンギヤ２０６に対して弾性力によって押し付ける部材は、コイルばねに限られるものではなく、いかなる弾性体が用いられてもよい。
　ラックガイド機構２１４は、ハウジング２２２、ラックガイド２２４、コイルばね（バネ）２２６、及びキャップ２２８を備えている。ハウジング２２２は、円筒状を呈しており、ラックガイド２２４、コイルばね２２６、及び、キャップ２２８を収容する。ハウジング２２２には、ラックガイド２２４のラック軸２０８と対向する側とは反対側において、開口２２２ａが形成されている。
　ラックガイド２２４は、その外形が円柱状を呈しており、ラック軸２０８をピニオンギヤ２０６側に押し付ける部材である。ラックガイド２２４は、金属製や樹脂製とすることができる。
　ラックガイド２２４は、押し付け方向前端部２２４ａがハウジング２２２から突出した状態でハウジング２２２に収容される。ラックガイド２２４の押し付け方向後端部（端面）２２４ｂ付近には、ラックガイド２２４の外周面から突出するように形成された環状の突起２２５が設けられている。
　ハウジング２２２は、中空部の内径が前部２２３ａ、中部２２３ｂ、後端部２２３ｃと段階的に大きくなっている。前部２２３ａは、ラックガイド２２４が内部を摺動可能な内径を有している。中部２２３ｂは、ラックガイド２２４の突起２２５が収容されている。ハウジング２２２は、前部２２３ａと、中部２２３ｂとの段差２２２ｂによって、突起２２５の押し付け方向への移動を規制する。
　ラックガイド２２４の押し付け方向後端部２２４ｂ側には、ラックガイド２２４の中心軸を中心とする凹み部２２４ｃが形成されており、当該凹み部２２４ｃにコイルばね２２６が収められている。キャップ（封止部材）２２８は、ハウジング２２２の開口２２２ａを封止する。また、キャップ２２８は、ラックガイド２２４がラック軸２０８に対して付勢されるように、コイルばね２２６に対して力を印加しつつ、コイルばね２２６をハウジング２２２から脱落しないように保持する。
　ラックガイド２２４の外周には、突起２２５を押し付け方向の前後から挟むようにＯリング（第１の弾性体）２５１と、第２のＯリング２５２（第２の弾性体）とが配置されている。第１のＯリング２５１は、突起２２５と、ハウジング２２２における段差２２２ｂとの間に設けられている。第１のＯリング２５１は、突起２２５と段差２２２ｂとによって潰された状態、即ち、突起２２５と段差２２２ｂとに対して弾性力を印加する状態で配置される。したがって、第１のＯリング２５１は、ラックガイド２２４を、ハウジング２２２に対して、ラック軸２０８から離れる向きに付勢することになる。
　第２のＯリング２５２は、突起２２５と、キャップ２２８との間に設けられている。第２のＯリング２５２は、突起２２５とキャップ２２８とによって潰された状態、即ち、突起２２５とキャップ２２８とに対して弾性力を印加する状態で配置される。したがって、第２のＯリング２５２は、ラックガイド２２４を、ハウジング２２２に対して、ラック軸２０８に近づく向きに付勢する。
　なお、第１のＯリング２５１及び第２のＯリング２５２が潰された状態のことを潰し代を持った状態と表現することもある。逆の言い方をすれば、潰し代がない状態とは、第１のＯリング２５１及び第２のＯリング２５２が潰されていない状態のことを指す。
　なお、本実施形態では、突起２２５と、ハウジング２２２の段差面２２２ｂとの間、および、突起２２５と、キャップ２２８との間にそれぞれ第１のＯリング２５１、および、第２のＯリング２５２を配置する構成としたが、本実施形態はこれに限られるものではない。
　まず、第１のＯリング２５１、および、第２のＯリング２５２は、それぞれ弾性体であればよく、その材質に限定されるものではない。第１のＯリング２５１、および、第２のＯリング２５２は、例えばウレタン材料から形成されたものであっても良いし、ゴムを用いたものであっても良い。また、必ずしもＯリングである必要はない。例えば、第１のＯリング２５１、および、第２のＯリング２５２の代わりに、サラバネ等の金属ばねを用いてもよい。また、第１のＯリング２５１、および、第２のＯリング２５２が配置される場所は、上述の例に限られるものではなく、第１のＯリング２５１は、ラックガイド２２４を、ハウジング２２２に対して、ラック軸２０８から離れる向きに付勢するよう、ハウジング２２２内に配置されていればよい。また、第２のＯリング２５２は、ラックガイド２２４を、ハウジング２２２に対して、ラック軸２０８に近づく向きに付勢するようハウジング２２２内に配置されていればよい。
　図３は、図２の部分拡大図であり、後述する突起２２５の周囲を示す図である。図３に示すように、ラックガイド２２４の後端部２２４ｂと、キャップ２２８との間には、ラックガイド２２４がピニオンギヤ２０６から離反しない状態において、隙間ｇ１が生じるように構成されている。
　一方で、この隙間ｇ１は、ラックガイド２２４がピニオンギヤ２０６から所定の距離以上離反した状態において消失する。換言すれば、ラックガイド２２４のラック軸２０８に対向する側とは反対側の後端部２２４ｂと、キャップ２２８との間の距離は、ラックガイド２２４がラック軸２０８から離反した状態において、後端部２２４ｂとキャップ２２８とが接触するように定められている。
　このように、ラック軸２０８の移動時には、ラックガイド２２４の後端がキャップ２２８に当接することにより、必要以上にラックガイド２２４が移動しないようにキャップ２２８によって制限をかけることができる。よって、第１のＯリング２５１、および第２のＯリング２５２に過度な潰し代を生じさせることがない。このため、第１のＯリング２５１、および第２のＯリング２５２の劣化を抑制することができるので、ラックガイド機構２１４の耐久性を向上させることができる。
　また、必要以上にラックガイド２２４が移動しないようにキャップ２２８によって制限をかけることにより、ラック軸２０８がピニオンギヤ２０６から離反しラック軸２０８とピニオンギヤ２０６との接触面積が過度に減少するのを抑制する。これにより、ラック軸２０８とピニオンギヤ２０６との間に生じる面圧の過度な上昇が抑制されるので、ラック及びピニオンの摩耗、それによるラトル音の悪化、及び歯折れなどが抑制される。このため、ラックガイド機構２１４の耐久性を向上させることができる。
　また、ラック軸２０８とピニオンギヤ２０６とが離反した状態において、第１のＯリング２５１、および第２のＯリング２５２が所定以上潰れた状態になった場合においても、第１のＯリング２５１、および第２のＯリング２５２は、ハウジング２２２の、ラックガイド２２４の付勢方向に沿った内面２２２ｃに接触しないように設けられている。このように、第１のＯリング２５１、および第２のＯリング２５２は、ラックガイド２２４の外周部に支持され、ハウジング２２２の内面２２２ｃには接触しないように十分に隙間ｇ２が確保されている。
　よって、第１のＯリング２５１、および第２のＯリング２５２が潰れた際にラックガイド２２４の動径方向に摺動抵抗が生じることが無く、また、それによるヒステリシスロスも発生しない。よって、ラックガイド２２４のラック軸２０８に対する追従性を向上することができる。また、ラック軸２０８と、ラックガイド２２４との間に速度差が生じにくいため、ラトル音等のノイズの発生を低減することができる。
　（Ｏリングの荷重特性例１）
　以下、図４を参照して、第１のＯリング２５１、および第２のＯリング２５２の荷重特性例について説明する。
　図４は、第１のＯリング２５１、および第２のＯリング２５２の荷重特性を示す図である。より具体的には、図４（ａ）は、ラックガイド機構２１４のつり合い状態において、第１のＯリング２５１、および第２のＯリング２５２が有する弾性力を模式的に示したものである。ここで、つり合い状態とは、ラック軸２０８がラックガイド２２４に与える力と、コイルばね２２６が生じる力とが釣り合った状態のことを言う。したがって、つり合い状態とは、ラック軸２０８がラックガイド２２４に与える力と、コイルばね２２６が生じる力との双方を考慮しない状態と表現してもよい。
　ラックガイド機構２１４のつり合い状態であっても、上述したように、第１のＯリング２５１、および第２のＯリング２５２は潰し代を有するため、ゼロでない弾性力を発生させている。この弾性力を、図４の（ａ）では、「基準」と「プリロード」との間の間隔で表現している。図４（ａ）に示すように、ラックガイド機構２１４のつり合い状態では、第１のＯリング２５１による弾性力（付勢力）と第２のＯリング２５２の弾性力（付勢力）とは互いに釣り合っている。
　図４（ｂ）は、図４（ａ）は、ピニオンギヤ２０６からラックガイド２２４が離反した状態において、第１のＯリング２５１、および第２のＯリング２５２が有する弾性力を模式的に示したものである。図４（ｂ）に示すように、ピニオンギヤ２０６からラックガイド２２４が離反した状態において、第１のＯリング２５１による弾性力は減少し、第２のＯリング２５２による弾性力は増加する。その結果として、ラックガイド２２４をピニオンギヤ２０６に押し付ける向きの力が、第１のＯリング２５１、および第２のＯリング２５２の合力として発生する。
　図４の（ｃ）は、横軸がラックガイド２２４のつり合い点からの変位を示し、縦軸が、第１のＯリング２５１、および第２のＯリング２５２が有する弾性力（荷重）の大きさを示すグラフである。図４（ｃ）に示すように、つり合い点において、第１のＯリング２５１、および第２のＯリング２５２の弾性力は同じである（図４（ｃ）の領域Ａ）が、ラックガイド２２４の変位がゼロでない点において、第１のＯリング２５１、および第２のＯリング２５２の弾性力は互いに異なる。例えば、ラックガイド２２４が、ラックガイド２２４から離反する向きに変位した場合（図４（ｃ）の領域Ｂ）、第１のＯリング２５１による弾性力は減少し、第２のＯリング２５２による弾性力は増加する。その結果、上述したように、ラックガイド２２４をピニオンギヤ２０６に押し付ける向きの力が、第１のＯリング２５１、および第２のＯリング２５２の合力として発生する。
　このように、ラックガイド２２４をピニオンギヤ２０６に押し付ける向きの力が、第１のＯリング２５１、および第２のＯリング２５２の合力として発生するので、第１のＯリング２５１、および第２のＯリング２５２に過度なばねレートを弾性体単体に持たせることなく、十分なばねレートを確保することが出来る。これにより、ラックガイド２２４が離反するなどの移動に対する抑止力を向上することができ、ラトル音を低減することが出来る。
　また、Ｏリング２５１、および第２のＯリング２５２によって、過度なばねレートを弾性体単体に持たせることなく、十分なばねレートを確保することができる。よって、過度なばねレートによって、ラック軸２０８をピニオンギヤ２０７側に押し付けた場合におこりうるハンドルの操舵フィーリングの低下を抑制しつつ、ピニオンギヤ２０６からラックガイド２２４が離反するなどの移動に対する抑止力を向上することができ、ラトル音を低減することができる。
　また、Ｏリング２５１、および第２のＯリング２５２といった二つの弾性体の反発力を初期状態ではつり合うように構成している。これにより、初期状態において、ラック軸２０８への過度な押し付け力が発生することがない。よって、ラック軸２０８とピニオンギヤ２０７との間の摩擦力や、ラックガイド２２４とラック軸２０８との間の摩擦力が過度に増加することがないため、ハンドルの操舵フィーリングの低下を抑制することが出来る。
　また、上述のように、第１のＯリング２５１と第２のＯリング２５２との合力によってラックガイド２２４に与える力を発生させるので、第１のＯリング２５１及び第２のＯリング２５２にヒステリシスロスがある場合でも、当該ヒステリシスロスの影響を受けづらい。これは、第１のＯリング２５１及び第２のＯリング２５２の一方が潰れの状態であれば、他方は復元の状態にあるためである。
　（Ｏリングの荷重特性例２）
　以下、図５を参照して、第１のＯリング２５１、および第２のＯリング２５２の荷重特性の他の例について説明する。
　第１のＯリング２５１と、第２のＯリング２５２との弾性力は、第１の例のように、同一に設定されている構成に限られるものではない。例えば、第１のＯリング２５１、および第２のＯリング２５２の一方の弾性体の荷重特性を他方の弾性体の荷重特性よりも大きくして、それぞれの弾性体の潰し代を調整することによって、初期状態におけるセット荷重のつり合いを確保してもよい。また、初期状態におけるセット荷重がつり合っていない構成であっても、二つの弾性体の反発力が互いに打消し合うため、ラック軸２０８とピニオンギヤ２０７との間の摩擦力や、ラックガイド２２４とラック軸２０８との間の摩擦力が過度に増加するのを抑制することができる。
　図５は、第２のＯリング２５２の弾性力が第１のＯリング２５１の弾性力よりも強く設定されている場合の、第１のＯリング２５１と、第２のＯリング２５２とのラック軸２０８の変位に対する荷重特性を示す図である。
　図４（ａ）に示すように、初期状態では、第１のＯリング２５１による弾性力（付勢力）と、第２のＯリング２５２による弾性力（付勢力）とが互いにつり合い状態となっている。
　図５に示すように、第２のＯリング２５２のラック軸２０８の変位に対する荷重の立ち上がりは、第１のＯリング２５１のラック軸２０８の変位に対する荷重の立ち上がりよりも大きくなる。そして、第２のＯリング２５２の反発力から、第１のＯリング２５１の反発力を差し引いた分の合力が、ラックガイド２２４がラック軸２０８をピニオンギヤ２０６に対して押し付ける力として発生する。よって、ラック軸２０８をピニオンギヤ２０６に対して安定して押し付けることができる。
　また、図５に示す荷重特性を採用することによって、ラック軸２０８とピニオンギヤ２０６との離反時に生じる第１のＯリング２５１と、第２のＯリング２５２との荷重変化分の合力は、第１のＯリング２５１と、第２のＯリング２５２との弾性力を同一設定とした場合よりも大きくなる。これにより、ラック軸２０８の変位に対する荷重の変化を大きくすることができ、離反力に対向してラック軸２０８をピニオンギヤ２０６に対して押し付けるばねレートの確保が容易となる。
　〔変形例１〕
　図６は、第１のＯリング２５１と、第２のＯリング２５２との配置位置の変形例１を示す図である。図２及び図３で示した例では、第１のＯリング２５１と、第２のＯリング２５２とは、突起２２５を押し付け方向の前後から挟むようにラックガイド２２４の外周に配置されている。しかしながら、第１のＯリング２５１と、第２のＯリング２５２とは、突起２２５を押し付け方向の前後から挟むように配置されていれば、その配置位置は、ラックガイド２２４の外周に限定されるものではない。
　図６に示すように、ラックガイド２２４には、当該ラックガイド２２４の外周から立ち上がる壁部２２４ｃが設けられている。壁部２２４ｃは、ラックガイド２２４に形成されたフランジのラック軸２０８側の端面と表現してもよい。また、ラックガイド２２４のラック軸２０８とは反対側の端面には凹部２２７が形成されている。凹部２２７は、ラックガイド２２４のラック軸２０８とは反対側の端面であって、ラックガイド２２４の内周部を切り欠いた形状を成している。
　第１のＯリング（第１の弾性体）２５１は、壁部２２４ｃとハウジング２２２との間に設けられており、ラックガイド２２４の外周に配置されている。第２のＯリング（第２の弾性体）２５２は、凹部２２７の底面２２７ａとキャップ２２８との間に設けられており、ラックガイド２２４の内周に配置されている。
　第１のＯリング２５１は、壁部２２４ｃとハウジング２２２とによって潰された状態、即ち、ラックガイド２２４とハウジング２２２とに対して弾性力を印加する状態で配置される。したがって、第１のＯリング２５１は、ラックガイド２２４を、ハウジング２２２に対して、ラック軸２０８から離れる向きに付勢することになる。
　第２のＯリング２５２は、ラックガイド２２４とキャップ２２８とによって潰された状態、即ち、ラックガイド２２４とキャップ２２８とに対して弾性力を印加する状態で配置される。したがって、第２のＯリング２５２は、ラックガイド２２４を、ハウジング２２２に対して、ラック軸２０８に近づく向きに付勢する。
　このように、第１のＯリング２５１を壁部２２４ｃとハウジング２２２との間に設け、第２のＯリング２５２を凹部２２７の底面２２７ａとキャップ２２８との間に設けることで、実施形態１で説明したラックガイド機構２１４と同様の効果を得ることができる。
　〔変形例２〕
　図７は、第１のＯリング２５１と、第２のＯリング２５２との配置位置の変形例２を示す図である。
　図７に示すように、ラックガイド２２４には、当該ラックガイド２２４の外周から立ち上がる壁部２２４ｃが設けられている。壁部２２４ｃは、ラックガイド２２４に形成されたフランジのラック軸２０８側の端面と表現してもよい。また、キャップ２２８のラックガイド２２４側の端面には凹部２２９が形成されている。第１のＯリング（第１の弾性体）２５１は、壁部２２４ｃとハウジング２２２との間に設けられており、ラックガイド２２４の外周に配置されている。第２のＯリング（第２の弾性体）２５２は、凹部２２９の底面２２９ａと、ラックガイド２２４のラック軸２０８とは反対側の端面との間に設けられている。
　第１のＯリング２５１は、ラックガイド２２４とハウジング２２２とによって潰された状態、即ち、ラックガイド２２４とハウジング２２２とに対して弾性力を印加する状態で配置される。したがって、第１のＯリング２５１は、ラックガイド２２４を、ハウジング２２２に対して、ラック軸２０８から離れる向きに付勢することになる。
　第２のＯリング２５２は、キャップ２２８とラックガイド２２４とによって潰された状態、即ち、キャップ２２８とラックガイド２２４とに対して弾性力を印加する状態で配置される。したがって、第２のＯリング２５２は、ラックガイド２２４を、ハウジング２２２に対して、ラック軸２０８に近づく向きに付勢する。
　このように、第１のＯリング２５１を壁部２２４ｃとハウジング２２２との間に設け、第２のＯリング２５２を凹部２２９の底面２２９ａと、ラックガイド２２４のラック軸２０８とは反対側の端面との間に設けることで、実施形態１で説明したラックガイド機構２１４と同様の効果を得ることができる。
　〔変形例３〕
　図８は、第１のＯリング２５１と、第２のＯリング２５２との配置位置の変形例３を示す図である。図２及び図３で示した例では、ラックガイド２２４は、ハウジング２２２の前部２２３ａの内部と摺動する構成であった。ラックガイド機構２１４は、これに限らず、ラックガイド２２４の突起２２５が、ハウジング２２２の中部２２３ｂの内部と摺動し、ラックガイド２２４と前部２２３ａとの間に隙間ｇ３が生じるよう構成されていてもよい。
　このように、ラックガイド２２４は、前部２２３ａとの間に隙間ｇ３を有し、突起２２５がハウジング２２２の中部２２３ｂの内部と摺動する構成において、突起２２５、及び突起２２５を収容するハウジング２２２の中部２２３ｂをラックガイド２２４の押し付け方向に長くする。突起２２５、及び突起２２５を収容するハウジング２２２の中部２２３ｂは、ラックガイドの摺動方向周りの摺動誤差（ラックガイドの中心軸と、摺動方向との角度差）が、設計上許容される範囲となるような長さとすればよい。このように本例の構成では、第１のＯリング２５１と、第２のＯリング２５２との間の距離が図３に例示した構成よりも大きく、第１のＯリング２５１が、ラック軸２０８に近い位置に配置される。
　この構成によれば、ラックガイド２２４と、ハウジング２２２の前部２２３ａとの間に隙間ｇ３を持たせつつ、ラックガイド２２４のラック軸２０８に対する追従性を向上することができる。また、ラック軸２０８と、ラックガイド２２４との間に速度差が生じにくいため、ラトル音等のノイズの発生を低減することができる。
　なお、図８では、第１のＯリング２５１を突起２２５とハウジング２２２との間に設け、第２のＯリング２５２を、突起２５５とキャップ２２８との間に設け、第１のＯリング２５１、及び第２のＯリング２５２をラックガイド２２４の外周に配置した例を示している。第１のＯリング２５１と第２のＯリング２５２とは、これに限らず、変形例１に図６を用いて示したように、第１のＯリング２５１が、ラックガイド２２４の壁部２２４ｃとハウジング２２２との間に設けられ、第２のＯリング２５２が、ラックガイド２２４凹部２２７の底面２２７ａとキャップ２２８との間に設けられていてもよい（即ち、図８と図６とを組み合わせた構成としてもよい）。また、第１のＯリング２５１と第２のＯリング２５２とは、変形例２に図７を用いて示したように、第１のＯリング２５１が、ラックガイド２２４の壁部２２４ｃとハウジング２２２との間に設けられ、第２のＯリング２５２が、キャップ２２８の凹部２２９の底面２２９ａと、ラックガイド２２４のラック軸２０８とは反対側の端面との間に設けられていてもよい（即ち、図８と図７とを組み合わせた構成としてもよい）。
　このように、第１のＯリング２５１と、第２のＯリング２５２とを、突起２２５を押し付け方向の前後から挟むように配置することで、実施形態１で説明したラックガイド機構２１４と同様の効果を得ることができる。
　（転舵力発生部２２０）
　図９は本発明の実施形態１に係る転舵力発生部周辺の構成の一例を示す斜視図であり、図１０は図９おけるＡ－Ａ線矢視断面図である。
　図９及び図１０に示すように、転舵力発生部２２０は、モータ（動力発生部）３００、駆動プーリ３０３、従動プーリ３０４、ベルト３０５、変換機構３０６、第１のハウジング４０１、第２のハウジング４０２、第３のハウジング４０３、及び第４のハウジング４０４等を備えて構成されている。
　モータ３００は、モータ本体３０１及び出力軸３０２を有している。駆動プーリ３０３は、出力軸３０２と一体的に回転するように設けられている。ベルト３０５は、駆動プーリ３０３と従動プーリ３０４とに巻き掛けられており、駆動プーリ３０３から従動プーリ３０４にトルクを伝達可能となっている。
　従動プーリ３０４は、ナット５０１に固定されている。したがって、駆動プーリ３０３から従動プーリ３０４に伝達されたトルクは、ナット５０１に伝達される。
　変換機構３０６は、従動プーリ３０４の回転運動をラック軸２０８の軸方向の直線運動に変換するための構成である。図１０に例示した変換機構３０６では、螺旋溝３０８が形成された内周面を有するナットであって、モータ３００が発生させるトルクによって回転駆動されるナット５０１と、ラック軸２０８の外周面に形成され、ナット５０１の螺旋溝３０８と同じピッチを有する螺旋溝３０９と、ナット５０１の内周面の螺旋溝とラック軸２０８の外周面に形成された螺旋溝との間に配置された複数の転動用ボール（不図示）とによって構成される所謂ボールねじ機構が採用されている。
　ただし、変換機構３０６の具体的構成は上記の例に限定されるものではなく、従動プーリ３０４の回転運動をラック軸２０８の軸方向の直線運動に変換するものであれば他の構成であってもよい。
　上記の構成によれば、転舵力をアシストすることができる。また、ラックガイド２２４は、ラックガイド機構２１４によって、ラック軸２０８をピニオンギヤ２０６に押し付ける。これにより、回転駆動されるナット５０１に起因して、ラック軸２０８には軸方向のまわりの捩れ力が印加されるが、ラックガイド２２４は、コイルばね２２６の弾性力と、第１のＯリング２５１及び第２のＯリング２５２の荷重変化分の合力とによって、ラック軸２０８をピニオンギヤ２０６に押し付けるので、そのような捩れ力が印加されても、ラック軸２０８が実際に捩れることが抑制される。これにより、快適な操舵感を提供することができる。
　（制御部）
　制御部５００は、運転者による操舵操作に応じて、モータ３００が発生させるトルクを制御するための構成を少なくとも有している。図９に示す例では、制御部５００は、モータ３００の出力軸側に配置されており、モータ本体３０１に含まれる。
　また、制御部５００は、エンジンを制御するためのＥＣＵ（Ｅｎｇｉｎｅ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｕｎｉｔ）、及び、出力軸３０２の回転角を検出するためのレゾルバセンサー等を備えていてもよい。
　なお、制御部５００がモータ３００の出力側と反対側に配置される構成としてもよい。
　（ハウジング）
　第１のハウジング４０１は、図１０に示すように、ラック軸２０８の一部、変換機構３０６の一部、及び従動プーリ３０４を収容する。
　第２のハウジング４０２は、図１０に示すように、第１のハウジング４０１に対して固定されており、出力軸３０２及び駆動プーリ３０３を収容する。
　第３のハウジング４０３は、第１のハウジング４０１に対して固定されており、ラック軸２０８の他の一部を収容する。第４のハウジング４０４は、モータ本体３０１とは反対側の出力軸３０２の端部を覆うようにして、第２のハウジング４０２に取り付けられるものである。
　なお、第１のハウジング４０１、第２のハウジング４０２、及び第３のハウジング４０３の少なくとも一部は、一体的に形成されたものであってもよい。
　〔実施形態２〕
　本発明の実施形態２に係る操舵装置について、図６を参照して説明する。
　図１１は、本発明の実施形態２に係る操舵装置の概略構成の一例を模式的に示す模式図である、図１１に示すように、操舵装置１ａは、転舵部２０ａにおいて、図１の転舵力発生部２２０の代わりに、モータ（動力発生部）２３１、ピニオンギヤ（第２のピニオンギヤ）２３４、及び、ラックガイド機構２３６を備えている。すなわち、操舵装置１ａの転舵部２０ａは、デュアルピニオンの構成を有する。
　モータ２３１は、操舵部材１０２の動作に応じてトルクを発生させる。シャフト２３２は、モータ２３１と、ピニオンギヤ２３４との間に介設され、モータ２３１によるトルクをピニオンギヤ２３４に伝達する。モータ２３１と、ピニオンギヤ２３４との間には、減速装置等が含まれていてもよい。ピニオンギヤ２３４は、モータ２３１にシャフト２３２を介して接続され、モータ２３１によるトルクをラック軸２０８に伝達可能に構成されている。ラックガイド機構２３６は、ラックガイド（第２のラックガイド、図示せず）を備えており、当該ラックガイドは、ラック軸２０８をピニオンギヤ２３４に押し付ける。ラックガイド機構２３６は、図２～図８を用いて説明したラックガイド機構２１４と同様の構成を有する。
　ラック軸２０８の、ピニオンギヤ２３４側の側面には、ピニオンギヤ２３４に噛み合うラック歯が形成されている。ラック軸２０８の、ラックガイド側の側面には、ラック軸２０８の軸方向に沿った溝部（第２の溝、図示せず）が形成されている。また、ラックガイドの、ラック軸２０８側の側面には、凹部（図示せず）が形成されている。そして、ラックガイド機構２３６の備えるラックガイドは、ラック軸２０８をピニオンギヤ２３４に押し付ける。
　〔適用可能な装置構成〕
　上記に説明した構成は、コラムアシスト、ピニオンアシスト、デュアルピニオンアシスト、ラックアシスト、アシスト無し、ラック・アンド・ピニオン機構を用いた操舵装置全般に適用可能である。
　また、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
１、１ａ　操舵装置
２０６、２３４　ピニオンギヤ
２０８　ラック軸
２１４、２３６　ラックガイド機構
２２２　ハウジング
２２２ａ　開口
２２４　ラックガイド
２２５　突起
２２６　コイルばね（バネ）
２２８　キャップ
２５１　第１のＯリング（第１の弾性体）
２５２　第２のＯリング（第２の弾性体）
ｇ１、ｇ２　隙間

Claims (9)

  1. 　ピニオンギヤと、前記ピニオンギヤに噛み合うラック歯が形成されたラック軸と、前記ラック軸を前記ピニオンギヤに押し付けるためのラックガイドとを備えた操舵装置であって、
    　前記ラックガイドを収容するハウジングと、
    　前記ハウジングに収容され、前記ラックガイドを前記ラック軸に向けて付勢するバネと、
    　前記ラックガイドを、前記ハウジングに対して、前記ラック軸から離れる向きに付勢する第１の弾性体と、
    　前記ラックガイドを、前記ハウジングに対して、前記ラック軸に近づく向きに付勢する第２の弾性体と、
    を備えていることを特徴とする操舵装置。
  2. 　前記バネによる付勢力を考慮しない状態において、前記第１の弾性体による付勢力と前記第２の弾性体による付勢力とが互いに釣り合っている
    ことを特徴とする請求項１に記載の操舵装置。
  3. 　前記ラックガイドの前記ラック軸とは反対側において、前記ハウジングに開口が形成されており、
    　当該操舵装置は、前記開口を封止する封止部材を更に備えている、
    ことを特徴とする請求項１又は２に記載の操舵装置。
  4. 　前記ラックガイドには突起が形成されており、
    　前記第１の弾性体は、前記突起と前記ハウジングとの間に設けられており、
    　前記第２の弾性体は、前記突起と前記封止部材との間に設けられている
    ことを特徴とする請求項３に記載の操舵装置。
  5. 　前記ラックガイドの前記ラック軸とは反対側の端面と前記封止部材との距離は、前記ラックガイドが前記ラック軸から離反した状態において、前記端面と前記封止部材が接触するよう定められている
    ことを特徴とする請求項４に記載の操舵装置。
  6. 　前記ラックガイドには、当該ラックガイドの外周から立ち上がる壁部が形成されており、
    　前記ラックガイドの前記ラック軸とは反対側の端面には凹部が形成されており、
    　前記第１の弾性体は、前記壁部と前記ハウジングとの間に設けられており、
    　前記第２の弾性体は、前記凹部の底面と前記封止部材との間に設けられている
    ことを特徴とする請求項３に記載の操舵装置。
  7. 　前記ラックガイドには、当該ラックガイドの外周から立ち上がる壁部が形成されており、
    　前記封止部材の前記ラックガイド側の端面には凹部が形成されており、
    　前記第１の弾性体は、前記壁部と前記ハウジングとの間に設けられており、
    　前記第２の弾性体は、前記凹部の底面と、前記ラックガイドの前記ラック軸とは反対側の端面との間に設けられている
    ことを特徴とする請求項３に記載の操舵装置。
  8. 　前記第２の弾性体の弾性力は、前記第１の弾性体の弾性力以上である
    ことを特徴とする請求項１から７の何れか１項に記載の操舵装置。
  9. 　前記第１の弾性体及び前記第２の弾性体は、Ｏリングであり、当該２つのＯリングは、何れも、前記ハウジングの、前記ラックガイドの付勢方向に沿った内面に接触しないよう設けられている
    ことを特徴とする請求項１から８の何れか１項に記載の操舵装置。
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