(57)【要約】【課題】  左右トルク差を解消可能なインテグラル型のパワーステアリング装置を提供すること。【解決手段】  本発明のパワーステアリング装置では、ラック歯71とセクタギア8との噛合い点とセクタギア8の回転中心O1との距離をピッチ円半径としたとき、一方の圧力室の容積が増大する方向にピストンが移動するときのピッチ円半径r(大)，R(大)と、一方の圧力室の容積が減少する方向にピストンが移動するときのピッチ円半径r(小)，R(小)とを、ステアリングホイールの回転方向一方側への操舵操作に対するセクタギア8の出力トルクの大きさとステアリングホイールの回転方向他方側への操舵操作に対する出力トルクの大きさの差が減少するように互いに異なる半径に形成した。【選択図】      図３
2014184848.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属材料で筒状に形成されたハウジングと、
ステアリングホイールと接続される入力軸とトーションバーを介して接続され、前記ハウジング内に回転自在に設けられる出力軸と、
前記出力軸の回転軸を軸方向としたとき、前記ハウジング内に前記軸方向移動可能に設けられたピストンと、
前記ピストンに設けられ、前記ハウジング内部を、前記軸方向の一方側に設けられた第1圧力室と、前記軸方向の他方側に設けられた第2圧力室と、に隔成するシール部と、
前記ハウジングに設けられたロータリバルブ収容部と、
前記ロータリバルブ収容部に収容され、前記入力軸と前記出力軸との相対回転に伴い作動し、外部の液圧源から供給される作動液を選択的に前記第1圧力室と第2圧力室とに供給するロータリバルブと、
前記出力軸の回転運動を前記ピストンの前記軸方向の運動へ変換する第1減速機と、
前記ピストンの前記シール部よりも前記軸方向の前記一方側に形成され、前記第1圧力室内に配置されるラック歯と、前記ラック歯と噛合うように前記第1圧力室内に設けられ、前記ピストンの前記軸方向の運動を回転運動に変換することにより転舵輪に操舵力を伝達するセクタギアと、から構成される第2減速機と、を備え、
前記ラック歯と前記セクタギアとの噛合い点と前記セクタギアの回転中心との距離をピッチ円半径としたとき、
前記第2減速機は、前記第2圧力室の容積が増大する方向に前記ピストンが移動するときの前記ピッチ円半径である第1ピッチ円半径と、前記第2圧力室の容積が減少する方向に前記ピストンが移動するときの前記ピッチ円半径である第2ピッチ円半径とが、ステアリングホイールの回転方向一方側への操舵操作に対する前記セクタギアの出力トルクの大きさとステアリングホイールの回転方向他方側への操舵操作に対する前記出力トルクの大きさの差が減少するように互いに異なる半径に形成されることを特徴とするパワーステアリング装置。
【請求項２】
請求項１に記載のパワーステアリング装置において、
前記第1ピッチ円半径は、前記第2ピッチ円半径より大きくなるように形成されることを特徴とするパワーステアリング装置。
【請求項３】
請求項２に記載のパワーステアリング装置において、
前記ラック歯は、前記軸方向に並んだ複数の歯同士がほぼ同じ減速比を有するコンスタントギアレシオのラック歯であって、
前記セクタギアは、前記回転運動の回転中心を中心として円周方向に並んだ複数の歯を供え、
前記第1ピッチ円半径と前記第2ピッチ円半径との差は、前記セクタギアの前記複数の歯毎に歯先を挟んで前記円周方向両側に形成された1対の歯面同士のプロファイルが互いに異なるように形成されることで設けられることを特徴とするパワーステアリング装置。
【請求項４】
請求項２に記載のパワーステアリング装置において、
前記セクタギアは、前記回転運動の回転中心を中心として円周方向に並んだ複数の歯同士が異なる減速比を有するバリアブルギアレシオのセクタギアであって、
前記第1ピッチ円半径と前記第2ピッチ円半径との差は、前記セクタギアの前記複数の歯毎に歯先を挟んで前記円周方向両側に形成された1対の歯面同士のプロファイルが互いに異なるように形成されることで設けられることを特徴とするパワーステアリング装置。
【請求項５】
請求項１に記載のパワーステアリング装置において、
前記第1ピッチ半径と前記第2ピッチ円半径のうち、前記第1圧力室と前記第2圧力室のうち、容積が大きい側に作動液が供給されるときに前記ラック歯と前記セクタギアとが噛合う側のピッチ円半径が他方のピッチ円半径よりも大きくなるように形成されることを特徴とするパワーステアリング装置。
【請求項６】
金属材料で筒状に形成されたハウジングと、
ステアリングホイールと接続される入力軸とトーションバーを介して接続され、前記ハウジング内に回転自在に設けられる出力軸と、
前記出力軸の回転軸を軸方向としたとき、前記ハウジング内に前記軸方向移動可能に設けられたピストンと、
前記ピストンに設けられ、前記ハウジング内部を、前記軸方向の一方側に設けられた第1圧力室と、前記軸方向の他方側に設けられた第2圧力室と、に隔成するシール部と、
前記ハウジングに設けられたロータリバルブ収容部と、
前記ロータリバルブ収容部に収容され、前記入力軸と前記出力軸との相対回転に伴い作動し、外部の液圧源から供給される作動液を選択的に前記第1圧力室と第2圧力室とに供給するロータリバルブと、
前記出力軸の回転運動を前記ピストンの前記軸方向の運動へ変換する第1減速機と、
前記ピストンの前記シール部よりも前記軸方向の前記一方側に形成され、前記第1圧力室内に配置されるラック歯と、前記ラック歯と噛合うように前記第1圧力室内に設けられ、前記ピストンの前記軸方向の運動を回転運動に変換することにより転舵輪に操舵力を伝達するセクタギアと、から構成される第2減速機と、を備え、
前記ラック歯と前記セクタギアとの噛合い点と前記セクタギアの回転中心との距離をピッチ円半径としたとき、
前記第2減速機は、前記第2圧力室の容積が増大する方向に前記ピストンが移動するときの前記ピッチ円半径である第1ピッチ円半径と、前記第2圧力室の容積が減少する方向に前記ピストンが移動するときの前記ピッチ円半径である第2ピッチ円半径とが、ステアリングホイールの回転方向一方側への操舵操作に対する前記セクタギアの出力トルクの大きさとステアリングホイールの回転方向他方側への操舵操作に対する前記出力トルクの大きさの差が減少するように互いに異なる半径を有する歯面形状に形成されることを特徴とするパワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、パワーステアリング装置において、左右の操舵操作における操舵トルク差を解消する技術として特許文献１の技術が知られている。この公報には、電子制御によってアシストトルクを付与するにあたり、車両の操舵負荷の左右差を相殺する特性を与えることで左右トルク差を解消している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平１０−２７８８１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、電動式ではなく、ロータリバルブを備えた油圧式のパワーステアリング装置にあっては、上記のような電子制御によって左右トルク差を解消させることができないという問題が有った。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、左右トルク差を解消可能なインテグラル型のパワーステアリング装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明のパワーステアリング装置では、ラック歯とセクタギアとの噛合い点とセクタギアの回転中心との距離をピッチ円半径としたとき、一方の圧力室の容積が増大する方向にピストンが移動するときのピッチ円半径である第1ピッチ円半径と、第2圧力室の容積が減少する方向にピストンが移動するときのピッチ円半径である第2ピッチ円半径とを、ステアリングホイールの回転方向一方側への操舵操作に対するセクタギアの出力トルクの大きさとステアリングホイールの回転方向他方側への操舵操作に対する出力トルクの大きさの差が減少するように互いに異なる半径に形成した。
【発明の効果】
【０００６】
よって、ハウジング形状等によるステアリングホイールの回転方向毎の出力特性差を補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施例１のインテグラル型パワーステアリング装置の断面図である。
【図２】実施例１のセクタギアの拡大断面図である。
【図３】実施例1のパワーステアリング装置においてステアリングホイールの操舵角とピッチ円半径との関係を表すピッチ円半径特性図である。
【図４】実施例１の左操舵切り込み時にラック70が図4中右側に移動する状態を表す概略図である。
【図５】実施例１の左操舵後に切り戻しを行い、ラックが図5中左側に移動する状態を表す概略図である。
【図６】実施例１の右操舵切り込み時にラック70が図6中右側に移動する状態を表す概略図である。
【図７】実施例１の右操舵後に切り戻しを行い、ラックが図7中左側に移動する状態を表す概略図である。
【図８】実施例１のバリアブルギアレシオギアのギア特性を表す特性図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明のインテグラル型パワーステアリング装置を実現する形態を、図面に基づき説明する。
【０００９】
［実施例１］
まず、図1を用いて実施例１のインテグラル型パワーステアリング装置（以下、装置1という）の全体構成について説明する。図1は、車両に装着する前の装置1を、入力軸2の回転中心を通りセクタギア8の回転軸に垂直な平面で切った縦断面図である。以下、説明のため、入力軸2が延びる方向にｘ軸を設け、ステアリングホイールの側（図1の右側）を正方向とする。
【００１０】
装置1は、ハウジング10と、ステアリングホールに接続される入力軸（スタブシャフト）2と、ハウジング10に収容され、ハウジング10の筒状内部を第1圧力室16及び第2圧力室17に隔成するピストン7と、入力軸2とピストン7の間に設けられ、入力軸2の回転運動をピストン7の軸方向運動に変換する第1減速機（ボールねじ機構５）と、ピストン7の外周に設けられたラック70と、ラック70のラック歯71に噛合いラック70（ピストン7）の軸方向運動を回転運動に変換すると共に、第2圧力室17内に配置されるセクタギア8とから構成される第2減速機と、外部の油圧源から供給される作動油を選択的に第1圧力室16と第2圧力室17とに供給するコントロールバルブ6と、セクタギア8の回転方向運動をリンク機構を介して操舵輪に伝達する伝達機構（ピットマンアーム）と、必要な操舵角に達すると高圧側の圧力室を減圧（低圧側の圧力室を増圧）してピストン7のストローク（ｘ軸方向移動）を制限するストロークリミッタであるリミッタバルブ9と、から構成されている。尚、ラック70のラック歯71は、軸方向に並んだ複数の歯同士がほぼ同じ減速比を有するコンスタントギアレシオ（CGR）のラック歯である。
【００１１】
装置1はハウジング10内に収容されている。ハウジング10はアルミ等の金属材料で筒状に形成され、ピストン7及びセクタギア8を収容するステアリングハウジング11と、ステアリングハウジング11のｘ軸正方向側に設けられ、コントロールバルブ6を収容するバルブハウジング12と、バルブハウジング12のｘ軸正方向側の開口部を液密に封止するカバー13とから構成されている。
【００１２】
入力軸2は、カバー13にボールベアリング130を介して回転自在に軸支されている。入力軸2のｘ軸負方向側の端部には中空部20が形成されており、この中空部20にトーションバー3のｘ軸正方向側の端部が挿入されている。入力軸2のｘ軸負方向側の外周は、略円筒状に形成されたロータ60の内周に挿入されている。入力軸2、トーションバー3、及びロータ60はピン30によって固定され、一体に回転するようになっている。入力軸2には、トーションバー3を介してねじ軸4が接続されている。ねじ軸4のｘ軸正方向側には、ねじ軸4と一体にバルブボディ61が形成されている。バルブボディ61は、バルブハウジング12にボールベアリング120を介して回転自在に軸支されている。バルブボディ61内には中空のロータ収容部610が形成されており、ロータ収容部610にはロータ60が回転自在に収容されている。ねじ軸4には、ロータ収容部610と連通して、中空のトーションバー収容部40が形成されており、トーションバー収容部40にはトーションバー3が収容されている。入力軸2のｘ軸負方向端の外周は、トーションバー収容部40のｘ軸正方向端の内周に挿入され、ベアリング41によって回転自在に軸支されている。トーションバー3のｘ軸負方向側の端部はねじ軸4のｘ軸負方向側の端部とピン31によって固定されている。
【００１３】
ねじ軸4には、ボールねじ機構5を介してピストン7がｘ軸方向移動可能に設けられている。ピストン7は、ステアリングハウジング11内に形成された円筒状のシリンダ部14内に収容されている。シリンダ部14のｘ軸正方向側端は開口しているが、ｘ軸負方向側端は底部140によって閉塞されている。セクタギア8は、ステアリングハウジング11内であってシリンダ部14と直交する方向に形成されたギア室15に収容されている。セクタギア8には、ピットマンアームが接続されている。ピストン7の外周には、ピストンシール70aが装着されている。ピストンシール70aにより、シリンダ部14が第１圧力室16と第２圧力室17とに隔成されてパワーシリンダを構成している。シリンダ部14のピストンシール70aよりｘ軸負方向側が第１圧力室16となり、シリンダ部14のピストンシール70aよりｘ軸正方向側及びギア室15が第２圧力室17となっている。
【００１４】
コントロールバルブ6は、ロータ60とバルブボディ61を有している。ロータ60の外周には、ｘ軸方向に延びる切替溝600が複数所定の間隔で設けられている。ロータ60の外周に対向するバルブボディ61のロータ収容部610の内周には、ｘ軸方向に延びる第1軸方向溝611と第2軸方向溝612が複数所定の間隔で形成されている。バルブボディ61の外周に対向するバルブハウジング12の内周面には、周方向に延びる吸入側周方向溝121と第１圧力室側周方向溝122とがｘ軸方向に互いに離間して形成されている。
【００１５】
バルブボディ61には、第１軸方向溝611と第１圧力室側周方向溝122とを連通する第1油路613、第2軸方向溝612と第2圧力室１７と連通する第2油路614、及びバルブボディ61の内周と外周とを連通する第3油路615が形成されている。バルブハウジング12には、外部のオイルポンプと接続する吸入ポート123と、吸入ポート123と吸入側周方向溝121とを連通する第4油路124と、第１圧力室側周方向溝122に接続する第5油路125が形成されている。ステアリングハウジング１１には、第5油路125と第1圧力室16とを連通する第6油路126が形成されている。ロータ60の切替溝600、バルブボディ61の第1軸方向溝611、第2軸方向溝612は、入力軸2（ロータ60）とバルブボディ61との相対回転によって、オイルポンプからの作動油の供給先を第1圧力室16または第2圧力室17との間で切り替えるコントロールバルブ6を形成している。
【００１６】
尚、ピストン7には、第1圧力室16と第2圧力室17とを連通するように設けられた連通路が設けられ、この連通路上には、第1ブリーディング弁21が設けられている。この第1ブリーディング弁21は、連通路の途中に設けられた球状の弁体、この弁体の両側に形成された弁座、更に弁体を両側から付勢する1対のスプリングから構成されている。エンジンオフ時や直進走行時等では、第1圧力室16と第2圧力室17との差圧が発生しないため、1対のスプリングにより弁体が両側の弁座から浮いた状態となり、第1圧力室16と第2圧力室17とは連通状態となる。装置1は、入力軸2が鉛直方向上側に向くように車両に搭載されるため、第1圧力室16内に溜まったエアは、第1ブリーディングバルブ21を介して第2圧力室17側に排出される。
【００１７】
一方、バルブハウジング21には、第2圧力室17と排出ポートとを連通する連通路が設けられ、この連通路上には、第1ブリーディング弁21と同じ構造を有する第2ブリーディング弁22が設けられている。よって、第2圧力室17と排出ポートとの間に差圧が発生しない状態では、第2圧力室17に溜まったエアや、第1ブリーディング弁21を介して第2圧力室に排出されたエアが、第2ブリーディング弁および排出ポートを介してリザーバタンクに排出される。
【００１８】
第1ブリーディング弁21および第2ブリーディング弁22は、連通路の両側の室同士の間に差圧が発生した場合には、弁体が弁座に着座し、連通路の連通を遮断するため、第1圧力室16および第2圧力室17の圧力を適切に保持することができる。
尚、第2ブリーディング弁22は、必要に応じて省略することができる。
【００１９】
リミッタバルブ9は、第１圧力室16の容積が減少する方向（ｘ軸負方向）で第1所定位置までピストン7が移動するとき、第2圧力室17内の圧力を第1圧力室16側に排出する第１バルブ9aと、第2圧力室17の容積が減少する方向（ｘ軸正方向）で第2所定位置までピストン7が移動するとき、第1圧力室16内の圧力を第2圧力室17側に排出する第2バルブ9bとを有している。ステアリングハウジング11には、第1圧力室16に向かって第1バルブ9aが装着され、第2圧力室17（ギヤ室15）に向かって第2バルブ9bが装着されている。第1バルブ9aと第2バルブ9bとはステアリングハウジング11内に形成された第7油路18によって接続されている。図1は、装置1が車両に装着される前（バルブ本体91ないしピン95の位置が調整される前）の状態における第1バルブ9a及び第2バルブ9bを示す。
【００２０】
（ステアリングアシスト機能）
ステアリングホイールをピストン7が第１圧力室16の側（ｘ軸負方向側）に移動するように操舵すると、コントロールバルブ6により第2圧力室17に作動油が供給される。すなわち、オイルポンプから吐出された作動油は、吸入ポート123→第4油路124→第1軸方向溝611→第3油路615→切替溝600→第2軸方向溝612→第2油路614を通過して第2圧力室17に供給される。第2圧力室17内の圧力が上昇し、この圧力によりピストン7を第1圧力室16側に移動させるアシスト力が作用するため、ドライバはステアリングホイールを軽い力で操舵することができる。
【００２１】
一方、ステアリングホイールをピストン7が第2圧力室17の側（ｘ軸正方向側）に移動するように操舵すると、コントロールバルブ6により第1圧力室16に作動油が供給される。すなわち、オイルポンプから吐出された作動油は、吸入ポート123→第4油路124→第1軸方向溝611→第3油路615→切替溝600→第1軸方向溝611→第1油路613→第1圧力室側周方向溝122→第5油路125→第6油路126を通過して第1圧力室16に供給される。第1圧力室16内の圧力が上昇し、この圧力によりピストン7を第2圧力室17側に移動させるアシスト力が作用するため、ドライバはステアリングホイールを軽い力で操舵することができる。
【００２２】
（セクタギアの構成について）
次に、実施例１のセクタギア8の構成の詳細について説明する。上記構成により左右操舵時にアシストトルクを付与するにあたり、左右の操舵時に同じアシストトルクを付与していたとしても、実際の操舵時には若干左右にトルク差が生じることが判明した。実施例１の場合、第1圧力室16は、ラック70やセクタギア8が収装される第2圧力室17よりも液圧室の容積が小さく、液圧剛性が高い。一方、第2圧力室17側には、ラック70やセクタギア8が収容されるため、ハウジング容積が第1圧力室16側に対して相対的に大きくなる。その結果、圧力によるハウジングの膨張変形の影響度または圧力室からの作動液の漏れ量が大きくなる可能性があり、液圧剛性の低下によって操舵トルクの左右差を招くおそれがある。
そこで、この左右トルク差を解消すべく、セクタギア8の歯面形状を工夫し、これにより左右トルク差の解消を図り、かつ、可変ギア比（バリアブルギアレシオ）を備えることで、ステアリングギア比を変更することとした。以下、セクタギア8の歯面形状について説明する。
【００２３】
図2は実施例１のセクタギアの拡大断面図である。セクタギア8は、ピットマンアームの連結点であって回転運動の回転中心となる中心O1を有する。そして、中心O1を有する円周の円周方向に並び、ラック70のラック歯71と噛み合う複数の3つの歯（以下、３つの歯を個別に表記するときは歯ａ，歯ｂ，歯ｃと記載する。）を有する。更に、この円周方向に並んだ複数の歯同士が異なる減速比を有するバリアブルギアレシオを備えている。この歯は、ラック歯71と噛み合ってセクタギア8を回動させる際、ラック70の移動量に対するセクタギア8の回動量の比であるステアリングギア比が、右操舵時と左操作時とで異なるように形成されている（図８参照）。
【００２４】
ここで、図２の左側の歯を歯ａ、中央の歯を歯ｂ、右側の歯を歯ｃとする。歯ａ及び歯ｃは、それぞれ左右の歯面において異なる形状に形成され、歯ｂは左右対称形状に形成されている。ステアリングホイールが中立位置の状態では、ラック歯71とセクタギア8とは歯ｂの歯面略中央に位置する中立位置b1及びb2に噛み合い点を有する。
【００２５】
ステアリングホイールを右側に操舵すると、ラック70が図１中の左側に進み、ラック歯71とセクタギア8とは、操舵開始時は歯ｂの歯面b(1)に噛み合い点を有し、この噛み合い点は歯面b(1)上を図2中右側下方に向けて移動する（以下、この移動状態を(1)状態と記載する。）。その後、更に右側に操舵することで歯ｃの歯面c(2)との間に噛み合い点が移動し、この噛み合い点は歯面c(2)上を図2中右側下方に向けて移動する（以下、この移動状態を(2)状態と記載する。）。ここで、歯ｃの歯面c(2)に噛み合い点が移動する角度が所定角度として設定されており、歯ｂと当接しているときとは異なる出力特性が設定されている。歯面c(2)は歯丈方向中間部よりも歯先側に形成されており、詳細については後述する。
【００２６】
ステアリングホイールを右側に切り込んだ状態から、今度は中立位置に向けて切り戻しを行うと、歯ｃの歯面c(2-1)との間に噛み合い点が移動する。そして、歯面c(2-1)上を噛み合い点が移動（以下、この移動状態を(2-1)状態と記載する。）した後、歯ｂの歯面b(1-1)に噛み合い点が移動し、その後中立位置b2まで移動（以下、この移動状態を(1-1)状態と記載する。）する。
【００２７】
同様に、ステアリングホイールを左側に操舵すると、ラック70が図１中の右側に進み、ラック歯71とセクタギア8とは、操舵開始時は歯ｂの歯面b(3)に噛み合い点を有し、この噛み合い点は歯面b(3)上を図2中左側下方に向けて移動する（以下、この移動状態を(3)状態と記載する。）。その後、更に左側に操舵することで歯ａの歯面a(4)との間に噛み合い点が移動し、この噛み合い点は歯面a(4)上を図2中左側下方に向けて移動する（以下、この移動状態を(4)と記載する。）。ここで、歯ａの歯面a(4)に噛み合い点が移動する角度が所定角度として設定されており、歯ｂと当接しているときとは異なる出力特性が設定されている。歯面a(4)は歯丈方向中間部よりも歯先側に形成されており、詳細については後述する。
ステアリングホイールを左側に切り込んだ状態から、今度は中立位置に向けて切り戻しを行うと、歯ａの歯面a(4-1)との間に噛み合い点が移動する。そして、歯面a(4-1)上を噛み合い点が移動（以下、この移動状態を(4-1)状態と記載する。）した後、歯ｂの歯面b(3-1)に噛み合い点が移動し、その後中立位置b1まで移動（以下、この移動状態を(3-1)状態と記載する。）する。
【００２８】
ここで、セクタギア8の回転中心O1と噛み合い点とを結ぶ距離をピッチ円半径PCRと定義する。ピッチ円半径が大きいとは、回転中心O1と噛み合い点との距離が大きいことを意味し、レバー比が大きくなるため、ラック70からセクタギア8に対して同じ力が作用してもピットマンアームを回動するトルクが増大することを意味する。
【００２９】
図3は実施例1のパワーステアリング装置においてステアリングホイールの操舵角とピッチ円半径との関係を表すピッチ円半径特性図である。作動角の中央付近は歯ｂによって達成される領域であり、歯ｂの歯面は左右対称形状であり、ピッチ円半径も左右で対称形状とされている。また、(1)状態と(1-1)状態とは同じピッチ円半径PCRに設定され、(3)状態と(3-1)状態とも同じピッチ円半径PCRに設定されている。図3には、歯ｂに加えて歯ａ及び歯ｃにおけるピッチ円半径も記載されており、このピッチ円半径の設定については後述する。
【００３０】
図4〜7は、左右操舵時のある操舵角における切り込み時及び切り戻し時の液圧室の液圧関係及び力の作用する方向を表す概略説明図である。図4は左操舵切り込み時にラック70が図4中右側に移動する状態を表す。第1液圧室16が高圧室となり、第2液圧室17が低圧室となっているため、噛み合い点は歯ａの歯面a(4)である。このとき、液圧剛性の高い第1液圧室16に高圧が導入されており、さほど大きなピッチ円半径は必要なく、ピッチ円半径はr(小)として設定されている。この図４の状態を(i)状態と定義する。
【００３１】
図5は左操舵後に切り戻しを行い、ラック70が図5中左側に移動する状態を表す。第1液圧室16が低圧室となり、第2液圧室17が高圧室となっているため、噛み合い点は歯ａの歯面a(4-1)である。このとき、液圧剛性の低い第2液圧室17に高圧が導入されているため、大きなピッチ円半径を必要とし、ピッチ円半径はr(大)（＞r(小)）に設定されている。この図5の状態を(ii)状態と定義する。
【００３２】
図6は右操舵切り込み時にラック70が図6中左側に移動する状態を表す。第1液圧室16が低圧室となり、第2液圧室17が高圧室となっているため、噛み合い点は歯ｃの歯面c(2)である。このとき、液圧剛性の低い第2液圧室17に高圧が導入されており、左操舵切り込み時よりも大きなピッチ円半径を必要とするため、ピッチ円半径はR(大)として設定されている。この図6の状態を(iii)状態と定義する。
【００３３】
図7は右操舵後に切り戻しを行い、ラック70が図7中右側に移動する状態を表す。第1液圧室16が高圧室となり、第2液圧室17が低圧室となっているため、噛み合い点は歯ａの歯面c(2-1)である。このとき、液圧剛性の高い第1液圧室16に高圧が導入されているため、さほど大きなピッチ円半径を必要としないため、ピッチ円半径はR(小)（＜R(大)）に設定されている。この図7の状態を(iv)状態と定義する。
【００３４】
図3に戻って歯ａ及び歯ｃのピッチ円半径の設定について説明する。中立位置から左操舵を開始すると、(3)状態を経て(4)状態へと移行する。図4の(i)状態は(4)状態のある角度における状態を表している。左操舵時は液圧剛性の高い第1液圧室16に高圧が導入される制御であるため、右操舵時に比べてレバー比を小さくする必要がある。よって、右操舵時のピッチ円半径R(小)，R(大)よりも小さなピッチ円半径r(小)，(大)が設定されている。
次に、左操舵切り込み時から中立位置に戻す操舵を行うと、(4−1)状態を経て、(3−1)状態へと移行する。図5の(ii)状態は(4−1)状態のある角度における状態を表している。左操舵後の切り戻し時は、容積の大きな第2液圧室17が高圧室となっているため、レバー比を大きくする必要がある。よって、(i)状態のピッチ円半径r(小)よりも大きなピッチ円半径r(大)が設定されている。
【００３５】
中立状態から右操舵を開始すると、(1)状態を経て(2)状態へと移行する。図6の(iii)状態は(2)状態のある角度における状態を表している。右操舵時は液圧剛性の低い第2液圧室17に高圧が導入される制御であるため、左操舵時に比べてレバー比を大きくする必要がある。よって、左操舵時のピッチ円半径r(小)，R(大)よりも大きなピッチ円半径R(小)，R(大)が設定されている。
次に、右操舵切り込み時から中立位置に戻す操舵を行うと、(2−1)状態を経て、(1−1)状態へと移行する。図7の(iv)状態は(2−1)状態のある角度における状態を表している。右操舵後の切り戻し時は、液圧剛性の高い第1液圧室16が高圧室となっているため、レバー比を大きくする必要が無い。よって、(iii)状態のピッチ円半径R（大）よりも小さなピッチ円半径R(小)が設定されている。
【００３６】
すなわち、a(4)やc(2)の歯面プロファイルは、a(4-1)やc(2-1)から構成される歯面プロファイルと異なる形としている。このとき、ラック70のラック歯71はギア比一定に形成されているため、ステアリングギア比を変更する際に、ラック70を成形する際の調整が不要であり、ラック歯を容易に成形できる。
【００３７】
図8は実施例１のバリアブルギアレシオギアのギア特性を表す特性図である。上述のように、操舵角に応じてピッチ円半径を設定し、かつバリアブルギアレシオギアとして設定するにあたっては、大きなピッチ円半径となるほど、より多くセクタギア8を回転させる必要がある。よって、図８に示すように、操舵角に対するバリアブルギアレシオを右操舵ほど大きくなるように設定している。これにより、ステアリングホイールの操作量に対する操向輪の操舵量は左右のどちらに操舵しても同じ関係を維持する。
【００３８】
また、歯ａや歯ｃに異なるピッチ円半径が形成される領域は、ラック歯71またはセクタギア8の歯面形状を切削加工により形成する切削工程および研磨を行う研磨工程の両工程においてラック歯71またはセクタギア8を加工することにより形成される。切削工程において前記領域を形成することにより、より大きな出力特性差の補正をすることができる。更に研磨工程においても前記領域を形成することにより、より精密な出力特性差の補正をすることができる。
【００３９】
［実施例１の効果］
以下、実施例１の装置１が奏する効果を列挙する。
(1)金属材料で筒状に形成されたハウジング10と、ステアリングホイールと接続される入力軸2とトーションバー3を介して接続され、ハウジング10内に回転自在に設けられるトーションバー収容部40（出力軸）と、トーションバー収容部40の回転軸を軸方向としたとき、ハウジング11内に軸方向移動可能に設けられたピストン7と、ピストン7に設けられ、ハウジング11内部を、軸方向の一方側に設けられた第1圧力室16と、軸方向の他方側に設けられた第2圧力室17と、に隔成するピストンシール70a（シール部）と、ハウジング10に設けられたバルブハウジング12（ロータリバルブ収容部）と、バルブハウジング12に収容され、入力軸2とトーションバー収容部40との相対回転に伴い作動し、外部の液圧源から供給される作動液を選択的に前記第1圧力室16と第2圧力室17とに供給するロータ60（ロータリバルブ）と、トーションバー収容部40の回転運動をピストン7の軸方向の運動へ変換するボールねじ機構5（第1減速機）と、ピストン7のピストンシール70aよりも軸方向の一方側に形成され、第2圧力室内に配置されるラック歯71と、ラック歯71と噛合うように第2圧力室17内に設けられ、ピストン7の軸方向の運動を回転運動に変換することにより転舵輪に操舵力を伝達するセクタギア8と、から構成される第2減速機と、を備え、ラック歯71とセクタギア8との噛合い点とセクタギア8の回転中心O1との距離をピッチ円半径PCRとしたとき、第2減速機は、第2圧力室17の容積が増大する方向にピストン7が移動するときのピッチ円半径r(大)，R(大)（第1ピッチ円半径）と、第2圧力室17の容積が減少する方向にピストン7が移動するときのピッチ円半径r(小)，R（小）（第2ピッチ円半径）とが、ステアリングホイールの回転方向一方側への操舵操作に対するセクタギア8の出力トルクの大きさとステアリングホイールの回転方向他方側への操舵操作に対する出力トルクの大きさの差が減少するように互いに異なる半径に形成される。
よって、ハウジング形状等によるステアリングホイールの回転方向毎の出力特性差を補正することができる。
【００４０】
(2)上記(1)に記載のパワーステアリング装置において、ピッチ円半径r(大)，R(大)は、ピッチ円半径r(小)，R（小）より大きくなるように形成される。
すなわち、第2圧力室17側には、ラック70やセクタギア8が収容されるため、ハウジング容積が第1圧力室16側に対して相対的に大きくなる。その結果、圧力によるハウジング10の膨張変形の影響度または圧力室からの作動液の漏れ量が大きくなる可能性があるが、上記(2)の大小関係により、これら課題を解決できる。
【００４１】
(3)上記(2)に記載のパワーステアリング装置において、ラック歯71は、軸方向に並んだ複数の歯同士がほぼ同じ減速比を有するコンスタントギアレシオのラック歯であって、セクタギア8は、回転運動の回転中心O1を中心として円周方向に並んだ複数の歯ａ，ｂ，ｃを供え、r(大)，R(大)とr(小)，R（小）との差は、セクタギア8の複数の歯毎に歯先を挟んで円周方向両側に形成された1対の歯面同士のプロファイルが互いに異なるように形成されることで設けられる。
ラック歯71側はコンスタント歯で構成されているため、ラック側のピッチ円半径の調整を行う必要が無く、ラック70の形成が容易となる。
【００４２】
(4)上記(2)に記載のパワーステアリング装置において、セクタギア8は、回転運動の回転中心O1を中心として円周方向に並んだ複数の歯ａ，ｂ，ｃ同士が異なる減速比を有するバリアブルギアレシオのセクタギアであって、r(大)，R(大)とr(小)，R（小）との差は、セクタギア8の複数の歯毎に歯先を挟んで円周方向両側に形成された1対の歯面同士のプロファイルが互いに異なるように形成されることで設けられる。
すなわち、セクタギア8は、バリアブルギアレシオギアであるため、プロファイル形成にはコンピュータ位置制御による歯の研磨作業が必要となる。このセクタギア8にピッチ円半径調整分を盛り込むことで、バリアブルギアレシオ形成工程とピッチ円半径調整工程とを同時に行うことができる。
【００４３】
(5)上記(4)に記載のパワーステアリング装置において、r(大)，R(大)とr(小)，R（小）との差は、セクタギア8の複数の歯ａ，ｂ，ｃの1対の歯面のうち、歯丈方向中間部よりも歯先側において1対の歯面同士のプロファイルが互いに異なるように形成されることで設けられる。
すなわち、歯面の歯丈方向中間部は、ハンドル中立付近であり、歯先側は、操舵角が所定角以上のときである。このような操舵角が所定角以上のとき、操舵方向毎の出力特性差が大きく出るため、歯先側で調整を行うことにより、出力特性差に応じた調整を行うことができる。
【００４４】
(6)上記(2)に記載のパワーステアリング装置において、r(大)，R(大)とr(小)，R（小）との差は、ステアリングホイールが中立位置から時計周り方向および反時計周り方向に所定角度以上回転したとき、ラック歯71とセクタギア8が噛合う領域においてr(大)，R(大)がr(小)，R（小）よりも大きくなるように形成される。
よって、操舵角が所定角以上のとき、操舵方向毎の出力特性差が大きく出るため、この出力特性差に応じた調整を行うことができる。
【００４５】
(7)上記(6)に記載のパワーステアリング装置において、r(大)，R(大)がr(小)，R（小）よりも大きくなるように形成される領域は、ステアリングホイールの中立位置から時計周り方向に操舵操作したときと、反時計周り方向に操舵操作したときで、同じ角度範囲に形成される。
よって、ステアリングホイールの回転方向毎の出力特性差の均一化を図ることができる。
【００４６】
(8)上記(2)に記載のパワーステアリング装置において、r(大)，R(大)がr(小)，R（小）よりも大きくなるように形成される領域は、ラック歯71またはセクタギア8の歯面形状を切削加工により形成する切削工程および研磨を行う研磨工程の両工程においてラック歯71またはセクタギア8を加工することにより形成される。
すなわち、切削工程において前記領域を形成することにより、より大きな出力特性差の補正をすることができる。更に研磨工程においても前記領域を形成することにより、より精密な出力特性差の補正をすることができる。
【００４７】
(9)上記(1)に記載のパワーステアリング装置において、r(大)，R(大)とr(小)，R（小）のうち、第1圧力室16と第2圧力室17のうち、容積が大きい側に作動液が供給されるときにラック歯71とセクタギア8とが噛合う側のピッチ円半径が他方のピッチ円半径よりも大きくなるように形成される。
すなわち、容積が大きい側の圧力室である第2圧力室17は、圧力によるハウジングの膨張変形の影響度または圧力室からの作動液の漏れ量が大きくなる可能性がある。そこで、容積が大きい側に作動液が供給される場合のピッチ円半径を大きくすることで、この課題を解決することができる。
【００４８】
(10)上記(9)に記載のパワーステアリング装置において、ラック歯71は、軸方向に並んだ複数の歯同士がほぼ同じ減速比を有するコンスタントギアレシオのラック歯であって、セクタギア8は、回転運動の回転中心O1を中心として円周方向に並んだ複数の歯ａ，ｂ，ｃを供え、r(大)，R(大)とr(小)，R（小）との差は、セクタギア8の複数の歯毎に歯先を挟んで円周方向両側に形成された1対の歯面同士のプロファイルが互いに異なるように形成されることで設けられる。
ラック歯71側はコンスタント歯で構成されているため、ラック側のピッチ円半径の調整を行う必要が無く、ラック70の形成が容易となる。
【００４９】
(11)上記(9)に記載のパワーステアリング装置において、セクタギア8は、回転運動の回転中心O1を中心として円周方向に並んだ複数の歯ａ，ｂ，ｃ同士が異なる減速比を有するバリアブルギアレシオのセクタギアであって、r(大)，R(大)とr(小)，R（小）との差は、セクタギア8の複数の歯毎に歯先を挟んで円周方向両側に形成された1対の歯面同士のプロファイルが互いに異なるように形成されることで設けられる。
すなわち、セクタギア8は、バリアブルギアレシオギアであるため、プロファイル形成にはコンピュータ位置制御による歯の研磨作業が必要となる。このセクタギア8にピッチ円半径調整分を盛り込むことで、バリアブルギアレシオ形成工程とピッチ円半径調整工程とを同時に行うことができる。
【００５０】
(12)上記(9)に記載のパワーステアリング装置において、r(大)，R(大)とr(小)，R（小）との差は、セクタギア8の複数の歯ａ，ｂ，ｃの1対の歯面のうち、歯丈方向中間部よりも歯先側において1対の歯面同士のプロファイルが互いに異なるように形成されることで設けられる。
すなわち、歯面の歯丈方向中間部は、ハンドル中立付近であり、歯先側は、操舵角が所定角以上のときである。このような操舵角が所定角以上のとき、操舵方向毎の出力特性差が大きく出るため、歯先側で調整を行うことにより、出力特性差に応じた調整を行うことができる。
【００５１】
(13)上記(9)に記載のパワーステアリング装置において、r(大)，R(大)とr(小)，R（小）との差は、ステアリングホイールが中立位置から時計周り方向および反時計周り方向に所定角度以上回転したとき、ラック歯71とセクタギア8が噛合う領域においてr(大)，R(大)がr(小)，R（小）よりも大きくなるように形成される。
よって、操舵角が所定角以上のとき、操舵方向毎の出力特性差が大きく出るため、この出力特性差に応じた調整を行うことができる。
【００５２】
(14)上記(13)に記載のパワーステアリング装置において、r(大)，R(大)がr(小)，R（小）よりも大きくなるように形成される領域は、ステアリングホイールの中立位置から時計周り方向に操舵操作したときと、反時計周り方向に操舵操作したときで、同じ角度範囲に形成される。
よって、ステアリングホイールの回転方向毎の出力特性差の均一化を図ることができる。
【００５３】
(15)上記(9)に記載のパワーステアリング装置において、r(大)，R(大)がr(小)，R（小）よりも大きくなるように形成される領域は、ラック歯71またはセクタギア8の歯面形状を切削加工により形成する切削工程および研磨を行う研磨工程の両工程においてラック歯71またはセクタギア8を加工することにより形成される。
すなわち、切削工程において前記領域を形成することにより、より大きな出力特性差の補正をすることができる。更に研磨工程においても前記領域を形成することにより、より精密な出力特性差の補正をすることができる。
【００５４】
(16) 金属材料で筒状に形成されたハウジング10と、ステアリングホイールと接続される入力軸2とトーションバー3を介して接続され、ハウジング10内に回転自在に設けられるトーションバー収容部40（出力軸）と、トーションバー収容部40の回転軸を軸方向としたとき、ハウジング11内に軸方向移動可能に設けられたピストン7と、ピストン7に設けられ、ハウジング11内部を、軸方向の一方側に設けられた第1圧力室16と、軸方向の他方側に設けられた第2圧力室17と、に隔成するピストンシール70a（シール部）と、ハウジング10に設けられたバルブハウジング12（ロータリバルブ収容部）と、バルブハウジング12に収容され、入力軸2とトーションバー収容部40との相対回転に伴い作動し、外部の液圧源から供給される作動液を選択的に前記第1圧力室16と第2圧力室17とに供給するロータ60（ロータリバルブ）と、トーションバー収容部40の回転運動をピストン7の軸方向の運動へ変換するボールねじ機構5（第1減速機）と、ピストン7のピストンシール70aよりも軸方向の一方側に形成され、第2圧力室内に配置されるラック歯71と、ラック歯71と噛合うように第2圧力室17内に設けられ、ピストン7の軸方向の運動を回転運動に変換することにより転舵輪に操舵力を伝達するセクタギア8と、から構成される第2減速機と、を備え、ラック歯71とセクタギア8との噛合い点とセクタギア8の回転中心O1との距離をピッチ円半径PCRとしたとき、第2減速機は、第2圧力室17の容積が増大する方向にピストン7が移動するときのピッチ円半径r(大)，R(大)（第1ピッチ円半径）と、第2圧力室17の容積が減少する方向にピストン7が移動するときのピッチ円半径r(小)，R（小）（第2ピッチ円半径）とが、ステアリングホイールの回転方向一方側への操舵操作に対するセクタギア8の出力トルクの大きさとステアリングホイールの回転方向他方側への操舵操作に対する出力トルクの大きさの差が減少するように互いに異なる半径を有する歯面形状に形成される。
よって、ハウジング形状等によるステアリングホイールの回転方向毎の出力特性差を補正することができる。
【００５５】
(17)上記(16)に記載のパワーステアリング装置において、r(大)，R(大)とr(小)，R（小）との差は、ステアリングホイールが中立位置から時計周り方向および反時計周り方向に所定角度以上回転したとき、ラック歯71とセクタギア8が噛合う領域においてr(大)，R(大)がr(小)，R（小）よりも大きくなるように形成される。
よって、操舵角が所定角以上のとき、操舵方向毎の出力特性差が大きく出るため、この出力特性差に応じた調整を行うことができる。
【００５６】
(18)上記(16)に記載のパワーステアリング装置において、r(大)，R(大)がr(小)，R（小）よりも大きくなるように形成される領域は、ステアリングホイールの中立位置から時計周り方向に操舵操作したときと、反時計周り方向に操舵操作したときで、同じ角度範囲に形成される。
よって、ステアリングホイールの回転方向毎の出力特性差の均一化を図ることができる。
【００５７】
(19)上記(16)に記載のパワーステアリング装置において、r(大)，R(大)がr(小)，R（小）よりも大きくなるように形成される領域は、ラック歯71またはセクタギア8の歯面形状を切削加工により形成する切削工程および研磨を行う研磨工程の両工程においてラック歯71またはセクタギア8を加工することにより形成される。
すなわち、切削工程において前記領域を形成することにより、より大きな出力特性差の補正をすることができる。更に研磨工程においても前記領域を形成することにより、より精密な出力特性差の補正をすることができる。
【符号の説明】
【００５８】
2      入力軸
5      ボールねじ機構（第１減速機）
6      コントロールバルブ
7      ピストン
70    ラック（第２減速機）
8      セクタギア（第２減速機）
10    ハウジング
11    ステアリングハウジング
12    バルブハウジング（ロータリバルブ収容部）
16    第１圧力室
17    第２圧力室
60    ロータ（ロータリバルブ）
70a    ピストンシール（シール部）
【図１】
2014184848.tif 000003
【図２】
2014184848.tif 000004
【図３】
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【図４】
2014184848.tif 000006
【図５】
2014184848.tif 000007
【図６】
2014184848.tif 000008
【図７】
2014184848.tif 000009
【図８】
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