(57)【要約】【課題】予圧を小さくできるとともに、ピニオン軸に対するラック軸の移動量が大きくなった場合のラック軸に付与する力を大きくすることができるステアリング装置を提供する。【解決手段】ステアリング装置は、ピニオン軸と、ピニオンとラック・アンド・ピニオンを構成するラックが形成されたラック軸と、ラック軸に対してピニオン軸とは反対側の位置においてラック軸と接触する接触部材と、ラックをピニオンに押し付ける押付方向の力を接触部材に付与するコイルばねと、コイルばねの外側に配置されて、押付方向の力を接触部材に付与する、互いに形状が異なる複数の皿ばねと、コイルばねと複数の皿ばねとを接触部材と挟み込むとともに、接触部材との間の距離が、コイルばねと、複数の皿ばねの内の一の皿ばねとがばね力を生じるように、予め定められた所定距離に設定される設定部材と、を備える。【選択図】図５
2020083281.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピニオンが形成されたピニオン軸と、
前記ピニオンとラック・アンド・ピニオンを構成するラックが形成されたラック軸と、
前記ラック軸に対して前記ピニオン軸とは反対側の位置において前記ラック軸と接触する接触部材と、
前記ラックを前記ピニオンに押し付ける押付方向の力を前記接触部材に付与するコイルばねと、
前記コイルばねの外側に配置されて、前記押付方向の力を前記接触部材に付与する、互いに形状が異なる複数の皿ばねと、
前記コイルばねと前記複数の皿ばねとを前記接触部材と挟み込むとともに、前記接触部材との間の距離が、前記コイルばねと、前記複数の皿ばねの内の一の皿ばねとがばね力を生じるように、予め定められた所定距離に設定される設定部材と、
を備えるステアリング装置。
【請求項２】
前記複数の皿ばねは、自由高さが前記所定距離よりも大きい第１皿ばねと、自由高さが前記所定距離よりも小さい第２皿ばねとを有する
請求項１に記載のステアリング装置。
【請求項３】
前記第２皿ばねは、前記第１皿ばねの内側に配置されている
請求項２に記載のステアリング装置。
【請求項４】
皿ばねの自由高さを、外径から内径を減算した値を２で除した値にて除した値に対して逆正接を算出することにより得られる角度を前記皿ばねの傾斜角とした場合に、
前記複数の皿ばねは、第１皿ばねと、前記第１皿ばねよりも外径及び前記傾斜角が小さい第２皿ばねとを有し、前記第１皿ばねが前記接触部材と接触するように前記押付方向に並べて配置されている
請求項１に記載のステアリング装置。
【請求項５】
前記第１皿ばねの自由高さと前記第２皿ばねの板厚とを加算した大きさが前記所定距離よりも大きい
請求項４に記載のステアリング装置。
【請求項６】
前記複数の皿ばねは、前記接触部材と前記設定部材との間の距離が前記所定距離である場合には前記第１皿ばねのみがばね力を生じ、前記接触部材の前記設定部材側への移動量が予め定められた所定量を超えた場合には、前記第１皿ばねに加えて前記第２皿ばねもばね力を生じる
請求項２から５に記載のステアリング装置。
【請求項７】
ピニオンが形成されたピニオン軸と、
前記ピニオンとラック・アンド・ピニオンを構成するラックが形成されたラック軸と、
複数の弾性部材を有し、前記ラックを前記ピニオンに押し付ける押付方向の力を、前記ラック軸を前記ピニオン軸と噛み合うように組み付けた初期セット状態では、前記複数の弾性部材の内の一の弾性部材のみの弾性力にて与え、前記初期セット状態から、前記ラック軸が前記ピニオン軸から離れるように移動したときには、前記複数の弾性部材の内の少なくとも２以上の弾性部材の弾性力にて与える付与部と、
を備えるステアリング装置。
【請求項８】
前記付与部は、互いに形状が異なる第１皿ばねと第２皿ばねを有し、前記初期セット状態では前記第１皿ばねのみがばね力を生じ、前記ラック軸が前記ピニオン軸から離れるように移動したときには、前記第１皿ばねに加えて前記第２皿ばねもばね力を生じる
請求項７に記載のステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、アジャストスクリューのねじ込み加減により設定されたばね力でリテーナを介しラックをピニオンに押付けてこれらラック及びピニオン間に噛み合い予圧を与え、アジャストスクリュー及びリテーナの対向面間にラトル音防止用の弾性体を縮設したラックアンドピニオン型ステアリングギヤ装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開昭６３−０６５５６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ラックをピニオンに押付ける部材と、ラックとピニオンとの間の噛み合い予圧を調整するスクリュと、の間に配置された弾性部材の予圧が大きいと、ラックとピニオンとの間の摩擦力が大きくなり、運転者がステアリングホイールを回転させる力（操舵力）に抗する力が大きくなる。また、ピニオン軸に対するラック軸の移動量が大きくなった場合に、ラック軸に付与するための弾性部材の弾性力が小さいと、ラックがピニオンから離れ易くなり、ラックとピニオンとが一旦離れた後に再度接触する際に生じる音が大きくなる。
本発明は、予圧を小さくできるとともに、ピニオン軸に対するラック軸の移動量が大きくなった場合のラック軸に付与する力を大きくすることができる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】
かかる目的のもと完成させた本発明は、ピニオンが形成されたピニオン軸と、前記ピニオンとラック・アンド・ピニオンを構成するラックが形成されたラック軸と、前記ラック軸に対して前記ピニオン軸とは反対側の位置において前記ラック軸と接触する接触部材と、前記ラックを前記ピニオンに押し付ける押付方向の力を前記接触部材に付与するコイルばねと、前記コイルばねの外側に配置されて、前記押付方向の力を前記接触部材に付与する、互いに形状が異なる複数の皿ばねと、前記コイルばねと前記複数の皿ばねとを前記接触部材と挟み込むとともに、前記接触部材との間の距離が、前記コイルばねと、前記複数の皿ばねの内の一の皿ばねとがばね力を生じるように、予め定められた所定距離に設定される設定部材と、を備えるステアリング装置である。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、予圧を小さくできるとともに、ピニオン軸に対するラック軸の移動量が大きくなった場合のラック軸に付与する力を大きくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１の実施形態に係るステアリング装置の全体構成図である。
【図２】図１のII−II部の断面図であり、伝達機構部の断面図である。
【図３】図１のIII−III部の断面図であり、アシスト部の断面図である。
【図４】第１の実施形態に係るラックガイドの概略構成を説明するための図である。
【図５】図２のＶ部の拡大図である。
【図６】ガイド本体部のスクリュ側への移動量と、ガイド本体部に生じる荷重との関係を示す図である。
【図７】比較例１の構成の例を示す図である。
【図８】比較例２の構成の例を示す図である。
【図９】（ａ）は、第１皿ばね及び第２皿ばねの形状を示す図である。（ｂ）は、第２の実施形態に係るラックガイドの概略構成を示す図である。
【図１０】第３の実施形態に係るラックガイドの概略構成を示す図である。
【図１１】（ａ）は、第１皿ばね、第２皿ばね及び第３皿ばねの形状を示す図である。（ｂ）は、第４の実施形態に係るラックガイドの概略構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
＜第１の実施形態＞
図１は、第１の実施形態に係るステアリング装置１の全体構成図である。
図２は、図１のII−II部の断面図であり、伝達機構部１０の断面図である。
図３は、図１のIII−III部の断面図であり、アシスト部２０の断面図である。
図１に示すように、第１の実施形態に係る電動パワーステアリング装置（以下、「ステアリング装置」と称する場合もある。）１は、車両の進行方向を任意に変えるためのかじ取り装置である。ステアリング装置１は、いわゆるダブルピニオン型のパワーステアリング装置である。
【０００９】
ステアリング装置１は、転動輪としての左右の車輪（不図示）それぞれにナックルアーム（不図示）を介して連結されたタイロッド２と、タイロッド２に連結されたラック軸３とを備えている。また、ステアリング装置１は、車両に設けられたステアリングホイール（不図示）からの操舵力をラック軸３に伝達する伝達機構部１０を備えている。また、ステアリング装置１は、電動モータ２２を有し、電動モータ２２の駆動力を操舵補助力としてラック軸３に伝達してラック軸３の移動をアシストするアシスト部２０を備えている。
【００１０】
また、ステアリング装置１は、ラック軸３の外周面の一部の周囲を覆うとともに、ラック軸３を軸方向に移動可能に支持するハウジング４０を備えている。ハウジング４０は、軸方向に２つに分割された、伝達機構部１０側の第１ハウジング４１と、アシスト部２０側の第２ハウジング４２とを有している。
【００１１】
伝達機構部１０は、ラック軸３に形成されたラック３ａとともにラック・アンド・ピニオンを構成するピニオン１１ａが形成されたピニオン軸１１と、ステアリングホイール（不図示）からの操舵力が入力される入力軸１２とを有している。また、伝達機構部１０は、ピニオン軸１１と入力軸１２とに連結されるトーションバー１３と、トーションバー１３の捩れ量に基づいてステアリングホイールの操舵トルクを検出するトルクセンサ１４とを有している。
【００１２】
また、伝達機構部１０は、トルクセンサ１４の周囲を覆うセンサハウジング１５と、センサハウジング１５の開口部を覆うカバー１６とを有している。センサハウジング１５は、第１ハウジング４１にボルト（不図示）によって固定され、カバー１６は、センサハウジング１５にボルト（不図示）によって固定されている。
第１ハウジング４１及びセンサハウジング１５は、それぞれ、ピニオン軸１１を回転可能に支持する、軸受４１ａ、軸受１５ａを有している。カバー１６は、入力軸１２を回転可能に支持する軸受１６ａを有している。
【００１３】
また、伝達機構部１０は、第１ハウジング４１に設けられた円筒状のシリンダ部４１ｂに挿入されて、ラック軸３のラック３ａをピニオン軸１１のピニオン１１ａに押し付けるとともに、ラック軸３を摺動自在に支持するラックガイド５０を有している。
【００１４】
アシスト部２０は、図３に示すように、ラック軸３に形成されたラック３ｂとともにラック・アンド・ピニオンを構成するピニオン２１ａが形成されたピニオン軸２１を有している。また、アシスト部２０は、電動モータ２２（図１参照）と、ピニオン軸２１に保持されたウォームホイール２３と、電動モータ２２の回転駆動力をウォームホイール２３に伝達する伝達部２４とを備えている。
【００１５】
また、アシスト部２０は、ウォームホイール２３の周囲を覆うウォームハウジング２５と、ウォームハウジング２５の開口部を覆うカバー２６とを有している。ウォームハウジング２５は、第２ハウジング４２にボルト（不図示）によって固定され、カバー２６は、ウォームハウジング２５にボルト（不図示）によって固定されている。
第２ハウジング４２及びウォームハウジング２５は、それぞれ、ピニオン軸２１を回転可能に支持する、軸受４２ａ、軸受２５ａを有している。
また、アシスト部２０は、第２ハウジング４２に設けられた円筒状のシリンダ部４２ｂに挿入されて、ラック軸３のラック３ｂをピニオン軸２１のピニオン２１ａに押し付けるとともに、ラック軸３を摺動自在に支持するラックガイド６０を有している。
【００１６】
（ラックガイドの構成・機能）
次に、伝達機構部１０に設けられるラックガイド５０と、アシスト部２０に設けられるラックガイド６０とについて詳しく説明する。なお、本実施形態のステアリング装置１において、ラックガイド５０とラックガイド６０とは、基本構成が同じである。そこで、以下では、ラックガイド５０とラックガイド６０とをまとめて「ラックガイド１００」と称する場合がある。また、以下に、ラックガイド１００について、ラックガイド５０を代表例として説明する。
【００１７】
図４は、第１の実施形態に係るラックガイド１００の概略構成を説明するための図である。
図５は、図２のＶ部の拡大図である。
ラックガイド１００は、図４に示すように、ガイド本体部１１０と、ガイド本体部１１０とラック軸３との間に設けられるシート部材１２０とを備えている。また、ラックガイド１００は、ガイド本体部１１０をラック軸３に向けて押すコイルばね１３０と、ガイド本体部１１０をラック軸３に向けて押す皿ばね群１４０とを備えている。また、ラックガイド１００は、ガイド本体部１１０をラック軸３側に押し込むスクリュ１５０と、ガイド本体部１１０の外周に設けられるゴムリング１６０とを備えている。
【００１８】
ガイド本体部１１０は、第１ハウジング４１のシリンダ部４１ｂ（図２参照）の内側に挿入される。ここで、シリンダ部４１ｂは、ラック軸３の軸方向と交差する方向に円筒の中心軸が向くように形成されている。したがって、ガイド本体部１１０は、ラック軸３の軸方向と交差する方向に移動可能に設けられる。以下、ガイド本体部１１０が移動する方向を「交差方向」と称する場合がある。そして、ガイド本体部１１０は、図４に示すように、収容部１１１、支持部１１２、溝部１１３及び受け部１１４を備える。
【００１９】
収容部１１１は、円筒形状を有する部位であり、内側にコイルばね１３０が配置される空間が形成されている。円筒形状の収容部１１１の円筒中心軸におけるラック軸３側の端部に支持部１１２が設けられている。収容部１１１は、支持部１１２によって、円筒中心軸における一方側の端部であるラック軸３側の端部が閉じて、他方側の端部であるスクリュ１５０側の端部が開口する。
収容部１１１の内側における一方側の端部から他方側の端部までの長さは、外力を受けていない状態でのコイルばね１３０の伸縮方向の長さよりも短く設定されている。また、収容部１１１は、コイルばね１３０の直径よりも大きい内径を有している。これにより、収容部１１１は、内側にコイルばね１３０を収容する。
【００２０】
支持部１１２は、ラック軸３の外周に沿うように形成された円弧状の部分である。支持部１１２は、図４に示すように、ラック軸３の軸方向と直交する方向における一方側と他方側とにそれぞれ設けられ、ラック軸３側に向けて突出する第１突出部１１２ａ及び第２突出部１１２ｂを有する。そして、支持部１１２は、第１突出部１１２ａと第２突出部１１２ｂとによって、ラック軸３を軸方向に直交する方向から挟み込む。
また、支持部１１２には、シート部材１２０が取り付けられる。そして、支持部１１２は、シート部材１２０を介して、ラック軸３を支持する。
【００２１】
溝部１１３は、ガイド本体部１１０の外周に設けられる。溝部１１３は、環状の溝を形成する。そして、溝部１１３は、ゴムリング１６０を保持する。
受け部１１４は、ガイド本体部１１０のうち支持部１１２が設けられる側とは反対側の端部に形成されている。受け部１１４は、平坦面を有する。そして、受け部１１４は、ラックガイド１００を組み付ける際には、皿ばね群１４０の位置合わせを行い、ラックガイド１００が組み付けられた後には、皿ばね群１４０を支持する。
【００２２】
シート部材１２０は、図４に示すように、ガイド本体部１１０の支持部１１２に沿った形状を有している。すなわち、シート部材１２０は、ラック軸３の外周に沿うように形成されている。そして、シート部材１２０は、支持部１１２に取り付けられる。シート部材１２０には、ラック軸３と支持部１１２とが直接接触する場合と比較して、ラック軸３との間の摩擦が小さくなる材料を用いている。
【００２３】
スクリュ１５０は、図４に示すように、円柱形状を有し、外周に雄ねじ１５１が形成されている。スクリュ１５０の雄ねじ１５１は、シリンダ部４１ｂの内側に形成された雌ねじ４１ｃ（図５参照）に締め付けられる。スクリュ１５０をシリンダ部４１ｂに締め付けることによって、ラック軸３に対するガイド本体部１１０の押し込み量を調整することができる。また、スクリュ１５０がシリンダ部４１ｂに締め付けられることにより、スクリュ１５０は、ガイド本体部１１０、シート部材１２０、コイルばね１３０及びゴムリング１６０をシリンダ部４１ｂの内側に保持する（図５参照）。スクリュ１５０には、コイルばね１３０及び皿ばね群１４０に接触する接触面１５２が形成されている。
【００２４】
ゴムリング１６０は、円環形状を有する部材であり、ガイド本体部１１０の外周に形成されている溝部１１３に取り付けられる。また、ゴムリング１６０の幅は、溝部１１３に取り付けられた状態で、ガイド本体部１１０の外周面から突出するように設定されており、ガイド本体部１１０がシリンダ部４１ｂに組み付けられた状態で、ガイド本体部１１０の外周とシリンダ部４１ｂの内周との間の隙間をシールする。
【００２５】
以下、皿ばね群１４０について詳述する。
ここで、ガイド本体部１１０の受け部１１４とスクリュ１５０との間に弾性部材（第１の実施形態においては皿ばね群１４０）を設ける場合の効果は以下の通りである。
ラック軸３がピニオン軸１１とは反対側に移動するようにラック軸３に力が作用した場合に、弾性部材は、ガイド本体部１１０がスクリュ１５０側に移動し難くなるような弾性力を生じる。そして、これにより、ラック軸３に過大な力が作用したとしても、ラック軸３がピニオン軸１１と離れる方向に移動し難くなる。その結果、ラック軸３がピニオン軸１１とは反対側に移動した後に、再度ピニオン軸１１の方へ移動してラック軸３とピニオン軸１１とが接触する際に生じる音が抑制される。
【００２６】
一方で、ガイド本体部１１０の受け部１１４とスクリュ１５０との間に設けられた弾性部材が、ガイド本体部１１０が、スクリュ１５０によってシリンダ部４１ｂに支持された初期セット状態（図２参照）で、弾性力を生じている場合には、その弾性力の分、ラック軸３のラック３ａとピニオン軸１１のピニオン１１ａとの間の摩擦力が大きくなる。その結果、弾性部材の弾性力の分、運転者がステアリングホイールを回転させる力（操舵力）に抗する力が大きくなる。
【００２７】
以上の事項に鑑みると、ガイド本体部１１０の受け部１１４とスクリュ１５０との間に設けられた弾性部材の特性としては、弾性率（例えば弾性部材がばねである場合にはばね定数）は大きい方が好ましい一方で、初期セット状態での弾性力は小さい方が好ましい。そのため、第１の実施形態に係るラックガイド１００においては、以下のように構成された皿ばね群１４０を設けている。
【００２８】
皿ばね群１４０は、複数の皿ばねにて構成されている。第１の実施形態においては、皿ばね群１４０は、大きさが異なる２個の皿ばねである、大きい方の第１皿ばね１４１と、小さい方の第２皿ばね１４２と、から構成されている。
第１皿ばね１４１の内径ｄ１及び第２皿ばね１４２の内径ｄ２は、コイルばね１３０の外径よりも大きく、第１皿ばね１４１及び第２皿ばね１４２は、コイルばね１３０の外側に配置されている。
第１皿ばね１４１の自由高さＨ１は、第２皿ばね１４２の自由高さＨ２よりも大きい。また、第１皿ばね１４１の外径Ｄ１は、第２皿ばね１４２の外径Ｄ２よりも大きい。そして、第２皿ばね１４２は、図５に示すように、第１皿ばね１４１における内面上に載せられた状態で、ガイド本体部１１０とスクリュ１５０との間に配置されている。つまり、皿ばね群１４０は、形状が異なる２つの第１皿ばね１４１と第２皿ばね１４２とが同じ向きに重ねられた状態で、ガイド本体部１１０とスクリュ１５０との間に配置されている。
【００２９】
そして、第１の実施形態に係る皿ばね群１４０においては、第２皿ばね１４２が第１皿ばね１４１の上に配置された状態で、かつ、外力を受けていない状態で、交差方向に、第２皿ばね１４２が第１皿ばね１４１よりも突出しないように、第１皿ばね１４１及び第２皿ばね１４２の形状が設定されている。つまり、第１皿ばね１４１の一方側の端部から第１皿ばね１４１の他方側の端部までの交差方向の大きさ（自由高さＨ１）が、第１皿ばね１４１の一方側の端部から第２皿ばね１４２の他方側の端部までの交差方向の大きさＨ１２よりも大きくなるように設定されている。
【００３０】
また、ガイド本体部１１０がシリンダ部４１ｂに取り付けられ、スクリュ１５０によってガイド本体部１１０がシリンダ部４１ｂに支持された初期セット状態（図５参照）で、第１皿ばね１４１は撓むが、第２皿ばね１４２は撓まず、フリーな状態となるように、第１皿ばね１４１及び第２皿ばね１４２の形状、及び、スクリュ１５０のシリンダ部４１ｂに対する締め込み量が設定されている。つまり、初期セット状態で、第１皿ばね１４１にはばね力が生じるが、第２皿ばね１４２にはばね力が生じない状態となるように、第１皿ばね１４１及び第２皿ばね１４２の形状、及び、スクリュ１５０のシリンダ部４１ｂに対する締め込み量が設定されている。言い換えれば、ガイド本体部１１０の受け部１１４と、スクリュ１５０の接触面１５２との間の距離が、初期セット状態で、予め定められた所定距離となるように設定される。そして、初期セット状態で、ガイド本体部１１０に、コイルばね１３０と第１皿ばね１４１とのばね力が与えられることで、ピニオン軸１１のピニオン１１ａとラック軸３のラック３ａとに予め定められた噛み合い圧力（以下、「予圧」と称する場合がある。）が与えられる。
【００３１】
そして、ラック軸３に対して過大な荷重がかかってラック軸３がシリンダ部４１ｂ側に移動し、ガイド本体部１１０がスクリュ１５０側に移動した場合には、第１皿ばね１４１の撓み量が大きくなる。第１皿ばね１４１の撓み量が大きくなるのに従って、スクリュ１５０の接触面１５２が、第２皿ばね１４２の他方側の端部に接触し始める。その後、ガイド本体部１１０のスクリュ１５０側への移動量が大きくなるのに従って、第１皿ばね１４１及び第２皿ばね１４２の撓み量が大きくなる。
【００３２】
上述したように、第１の実施形態に係るラックガイド１００は、ラック３ａをピニオン１１ａに押し付ける押付方向の力を、初期セット状態では、複数の弾性部材の一例としての、第１皿ばね１４１及び第２皿ばね１４２の内の一の弾性部材の一例としての第１皿ばね１４１のみの弾性力（ばね力）にて与える。そして、ラック軸３に対して過大な荷重がかかり、初期セット状態から、ラック軸３がシリンダ部４１ｂ側に移動したことに起因して、ガイド本体部１１０がピニオン軸１１とは反対側に移動した場合には、皿ばね群１４０の内の少なくとも２以上の弾性部材の一例としての第１皿ばね１４１及び第２皿ばね１４２の弾性力（ばね力）にて押付方向の力を与える。
【００３３】
図６は、ガイド本体部１１０のスクリュ１５０側への移動量と、ガイド本体部１１０に生じる荷重との関係を示す図である。
図７は、比較例１の構成の例を示す図である。
図８は、比較例２の構成の例を示す図である。
図６においては、ガイド本体部１１０の受け部１１４とスクリュ１５０の接触面１５２との間の交差方向の大きさが第１皿ばね１４１の自由高さＨ１と同じであるときをガイド本体部１１０の移動量が０としている。また、図６においては、コイルばね１３０のばね力を考慮せずに０としている。
【００３４】
図６においては、上述した実施の形態の構成である皿ばね群１４０である場合の関係を実線で示している。また、図７に示すように、皿ばね群１４０に代えて第１皿ばね１４１のみを設けた構成（以下、「比較例１の構成」と称する場合がある。）の関係を破線で示している。また、図８に示すように、皿ばね群１４０に代えて第１皿ばね１４１を２枚重ねて配置した構成（以下、「比較例２の構成」と称する場合がある。）の関係を二点鎖線で示している。
【００３５】
図６に実線で示した、第１の実施形態の構成における移動量と荷重との関係と、破線で示した比較例１の構成における移動量と荷重との関係を比較する。
第１の実施形態の構成においては、初期セット状態では、第１皿ばね１４１にのみばね力が生じ、第１皿ばね１４１の撓み量が予め定められた所定量（初期セット状態でのスクリュ１５０の接触面１５２と第２皿ばね１４２の他方側の端部との間の距離）を超えたら、第２皿ばね１４２にもばね力が生じ、以降、ガイド本体部１１０の移動量が大きくなるのに応じて、第１皿ばね１４１及び第２皿ばね１４２のばね力が大きくなっていく。
【００３６】
ゆえに、第１皿ばね１４１の撓み量が所定量を超える前までは、第１の実施形態の構成における移動量と荷重との関係は、比較例１の構成における関係と同じである。一方、スクリュ１５０が第２皿ばね１４２にも接触した後においては、第１皿ばね１４１のばね力に第２皿ばね１４２のばね力が加わることから、第１の実施形態の構成における荷重の方が、比較例１の構成における荷重よりも大きくなる。
【００３７】
上述したことは、言い換えれば、第１皿ばね１４１の撓み量が所定量を超える前までは、第１の実施形態の構成における皿ばね群１４０がガイド本体部１１０を押す力は、比較例１の構成において第１皿ばね１４１がガイド本体部１１０を押す力と同じである。一方、スクリュ１５０が第２皿ばね１４２にも接触した後においては、第１の実施形態の構成における皿ばね群１４０がガイド本体部１１０を押す力は、比較例１の構成において第１皿ばね１４１がガイド本体部１１０を押す力よりも大きくなる。
【００３８】
それゆえ、ラック軸３に対して過大な荷重がかかってラック軸３がピニオン軸１１とは反対側に移動しようとしたとしても、第１の実施形態の構成の方が、比較例１の構成よりも移動し難くなる。その結果、第１の実施形態の構成によれば、ラック軸３がピニオン軸１１と離れ難くなり、離れた後、再度ラック軸３とピニオン軸１１とが接触する際に生じる音が抑制される。
一方、初期セット状態を含む第１皿ばね１４１の撓み量が所定量を超える前までの状態においては、第１の実施形態の構成における皿ばね群１４０がガイド本体部１１０を押す力は、比較例１の構成において第１皿ばね１４１がガイド本体部１１０を押す力と同じである。それゆえ、ステアリングホイールを介してピニオン軸１１を回転させる力（操舵力）に抗する力を同じにすることができる。
【００３９】
図６に実線で示した、第１の実施形態の構成における移動量と荷重との関係と、二点鎖線で示した比較例２の構成における移動量と荷重との関係を比較する。
比較例２の構成においては、並列に重ねられた２枚の第１皿ばね１４１の撓み量は同じであることから、ガイド本体部１１０とスクリュ１５０との間の隙間が同じである場合には、第１の実施形態の構成の皿ばね群１４０に生じる荷重の方が、比較例２の構成における２枚の第１皿ばね１４１に生じる合計ばね力よりも小さくなる。それゆえ、初期セット状態においては、比較例２の構成において２枚の第１皿ばね１４１がガイド本体部１１０を押す力は、第１の実施形態の構成における皿ばね群１４０がガイド本体部１１０を押す力よりも大きくなる。その結果、比較例２の構成における予圧は、本実施形態の構成における予圧よりも大きくなるので、比較例２の構成における、操舵力に抗する力は、第１の実施形態の構成における、操舵力に抗する力よりも大きくなる。
【００４０】
以上説明したように、第１の実施形態に係るステアリング装置１は、ピニオン１１ａが形成されたピニオン軸１１と、ピニオン１１ａとラック・アンド・ピニオンを構成するラック３ａが形成されたラック軸３と、を備えている。また、ステアリング装置１は、ラック軸３に対してピニオン軸１１とは反対側の位置においてラック軸３と接触する接触部材の一例としての、ガイド本体部１１０とシート部材１２０とから構成される部材と、ラック３ａをピニオン１１ａに押し付ける押付方向の一例としての交差方向の力をガイド本体部１１０に付与するコイルばね１３０と、を備えている。また、ステアリング装置１は、コイルばね１３０の外側に配置されて、交差方向の力をガイド本体部１１０に付与する、互いに形状が異なる複数の皿ばねの一例としての第１皿ばね１４１及び第２皿ばね１４２を備えている。また、ステアリング装置１は、コイルばね１３０と、第１皿ばね１４１及び第２皿ばね１４２とをガイド本体部１１０と挟み込むとともに、ガイド本体部１１０との間の距離が、コイルばね１３０と、第１皿ばね１４１及び第２皿ばね１４２の内の一の皿ばねである第１皿ばね１４１とがばね力を生じるように、予め定められた所定距離に設定される設定部材の一例としてのスクリュ１５０と、を備えている。
【００４１】
この第１の実施形態に係るステアリング装置１によれば、ガイド本体部１１０とスクリュ１５０との間に第１皿ばね１４１及び第２皿ばね１４２が配置されているので、例えば、第１皿ばね１４１のみが配置された構成（上述した比較例１の構成）よりもピニオン軸１１に対するラック軸３の移動量が大きくなった場合のラック軸３に付与する力を大きくすることができる。また、ステアリング装置１によれば、スクリュ１５０が所定距離に設定されている場合には、コイルばね１３０と第１皿ばね１４１とがばね力を生じるので、例えば、第１皿ばね１４１を２枚重ねて配置した構成（比較例２の構成）よりも予圧を小さくできる。その結果、ラック軸３に過大な力が作用していない場合の、操舵力に抗する力を小さくすることができる。
【００４２】
＜第２の実施形態＞
図９（ａ）は、第１皿ばね２４１及び第２皿ばね２４２の形状を示す図である。図９（ｂ）は、第２の実施形態に係るラックガイド２００の概略構成を示す図である。
第２の実施形態に係るラックガイド２００は、第１の実施形態に係るラックガイド１００に対して、皿ばね群１４０に相当する皿ばね群２４０の構成が異なる。以下、ラックガイド１００と異なる点について説明する。ラックガイド２００とラックガイド１００とで、同じ形状、機能を有する部位については同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００４３】
第２の実施形態に係る皿ばね群２４０は、第１皿ばね２４１と、第１皿ばね２４１よりも外径が小さい第２皿ばね２４２とを有している。また、皿ばねの自由高さＨを、外径Ｄから内径ｄを減算した値を２で除した値にて除した値に対して逆正接を算出することにより得られる角度を皿ばねの傾斜角θ（＝arctan（Ｈ／（Ｄ−ｄ）／２））とした場合、第１皿ばね２４１の傾斜角θ１は、第２皿ばね２４２の傾斜角θ２よりも大きい。そして、図９に示すように、第１皿ばね２４１がスクリュ１５０の接触面１５２と接触するように交差方向に並べて配置されている。
【００４４】
そして、初期セット状態で、第１皿ばね２４１は撓むが、第２皿ばね２４２における他方側の面は第１皿ばね２４１における一方側の面に接触せず、第２皿ばね２４２は撓まない状態となるように、第１皿ばね２４１及び第２皿ばね２４２の形状、及び、スクリュ１５０のシリンダ部４１ｂに対する締め込み量が設定されている。つまり、初期セット状態で、第１皿ばね２４１にはばね力が生じるが、第２皿ばね２４２にはばね力が生じない状態となるように、第１皿ばね２４１及び第２皿ばね２４２の形状、及び、スクリュ１５０のシリンダ部４１ｂに対する締め込み量が設定されている。言い換えれば、ガイド本体部１１０の受け部１１４と、スクリュ１５０の接触面１５２との間の距離が、初期セット状態で、予め定められた所定距離となるように設定される。そして、初期セット状態で、ガイド本体部１１０に、コイルばね１３０と第１皿ばね２４１とのばね力が与えられることで、ピニオン軸１１のピニオン１１ａとラック軸３のラック３ａとに予圧が与えられる。
【００４５】
そして、ラック軸３に対して過大な荷重がかかってラック軸３がシリンダ部４１ｂ側に移動し、ガイド本体部１１０がスクリュ１５０側に移動した場合には、第１皿ばね２４１の撓み量が大きくなる。第１皿ばね２４１の撓み量が大きくなるのに従って、第１皿ばね２４１における一方側の面が第２皿ばね２４２における他方側の面に接触し始める。その後、ガイド本体部１１０のスクリュ１５０側への移動量が大きくなるのに従って、第１皿ばね２４１及び第２皿ばね２４２の撓み量が大きくなる。
【００４６】
この第２の実施形態に係るラックガイド２００によれば、ガイド本体部１１０とスクリュ１５０との間に第１皿ばね２４１及び第２皿ばね２４２が配置されているので、例えば、上述した比較例１の構成よりもピニオン軸１１に対するラック軸３の移動量が大きくなった場合のラック軸３に付与する力を大きくすることができる。また、ラックガイド２００によれば、スクリュ１５０が所定距離に設定されている場合には、コイルばね１３０と第１皿ばね２４１とがばね力を生じるので、例えば、比較例２の構成よりも予圧を小さくできる。その結果、ラック軸３に過大な力が作用していない場合の、操舵力に抗する力を小さくすることができる。
【００４７】
＜第３の実施形態＞
図１０は、第３の実施形態に係るラックガイド３００の概略構成を示す図である。
第３の実施形態に係るラックガイド３００は、第１の実施形態に係るラックガイド１００に対して、皿ばね群１４０に相当する皿ばね群３４０の構成が異なる。以下、ラックガイド１００と異なる点について説明する。ラックガイド３００とラックガイド１００とで、同じ形状、機能を有する部位については同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００４８】
第１の実施形態に係るラックガイド１００においては、２枚の皿ばねを有しているが、皿ばねの枚数は特に限定されない。第３の実施形態に係る皿ばね群３４０は、互いに形状が異なる３枚の皿ばねを有している態様である。ただし、４枚以上であっても良い。
皿ばね群３４０は、最も外径及び自由高さが大きい第１皿ばね３４１と、最も外径及び自由高さが小さい第２皿ばね３４２と、第１皿ばね３４１と第２皿ばね３４２との間の大きさである第３皿ばね３４３と、から構成されている。そして、図１０に示すように、第２皿ばね３４２は、第３皿ばね３４３における内面上に載せられた状態で、第３皿ばね３４３は、第１皿ばね３４１における内面上に載せられた状態で、ガイド本体部１１０とスクリュ１５０との間に配置されている。つまり、皿ばね群３４０は、形状が異なる３つの第１皿ばね３４１、第２皿ばね３４２及び第３皿ばね３４３が同じ向きに重ねられた状態で、ガイド本体部１１０とスクリュ１５０との間に配置されている。
【００４９】
そして、第３の実施形態に係る皿ばね群３４０においては、第３皿ばね３４３が第１皿ばね３４１の上に配置された状態で、かつ、外力を受けていない状態で、交差方向に、第３皿ばね３４３が第１皿ばね３４１よりも突出しないように、第１皿ばね３４１及び第３皿ばね３４３の形状が設定されている。つまり、第１皿ばね３４１の自由高さが、第１皿ばね３４１の一方側の端部から第３皿ばね３４３の他方側の端部までの交差方向の大きさよりも大きくなるように設定されている。また、第２皿ばね３４２が第３皿ばね３４３の上に配置された状態で、かつ、外力を受けていない状態で、交差方向に、第２皿ばね３４２が第３皿ばね３４３よりも突出しないように、第２皿ばね３４２及び第３皿ばね３４３の形状が設定されている。つまり、第１皿ばね３４１の自由高さが、第１皿ばね３４１の一方側の端部から第２皿ばね３４２の他方側の端部までの交差方向の大きさよりも大きくなるように設定されている。
【００５０】
また、初期セット状態で、第１皿ばね３４１は撓むが、第２皿ばね３４２及び第３皿ばね３４３は撓まず、フリーな状態となるように、第１皿ばね３４１、第２皿ばね３４２及び第３皿ばね３４３の形状、及び、スクリュ１５０のシリンダ部４１ｂに対する締め込み量が設定されている。つまり、初期セット状態で、第１皿ばね３４１にはばね力が生じるが、第２皿ばね３４２及び第３皿ばね３４３にはばね力が生じない状態となるように、第１皿ばね３４１、第２皿ばね３４２及び第３皿ばね３４３の形状、及び、スクリュ１５０のシリンダ部４１ｂに対する締め込み量が設定されている。言い換えれば、ガイド本体部１１０の受け部１１４と、スクリュ１５０の接触面１５２との間の距離が、初期セット状態で、予め定められた所定距離となるように設定される。そして、初期セット状態で、ガイド本体部１１０に、コイルばね１３０と第１皿ばね３４１とのばね力が与えられることで、ピニオン軸１１のピニオン１１ａとラック軸３のラック３ａとに予圧が与えられる。
【００５１】
そして、ラック軸３に対して過大な荷重がかかってラック軸３がシリンダ部４１ｂ側に移動し、ガイド本体部１１０がスクリュ１５０側に移動した場合には、第１皿ばね３４１の撓み量が大きくなる。第１皿ばね３４１の撓み量が大きくなるのに従って、スクリュ１５０の接触面１５２が、第３皿ばね３４３の他方側の端部に接触する。その後、ガイド本体部１１０のスクリュ１５０側への移動量が大きくなるのに従って、第１皿ばね３４１及び第３皿ばね３４３の撓み量が大きくなる。第１皿ばね３４１及び第３皿ばね３４３の撓み量が大きくなるのに従って、スクリュ１５０の接触面１５２が、第２皿ばね３４２の他方側の端部に接触する。その後、ガイド本体部１１０のスクリュ１５０側への移動量が大きくなるのに従って、第１皿ばね３４１、第２皿ばね３４２及び第３皿ばね３４３の撓み量が大きくなる。
【００５２】
この第３の実施形態に係るラックガイド３００によれば、ガイド本体部１１０とスクリュ１５０との間に第１皿ばね３４１、第２皿ばね３４２及び第３皿ばね３４３が配置されているので、例えば、上述した比較例１の構成よりもピニオン軸１１に対するラック軸３の移動量が大きくなった場合のラック軸３に付与する力を大きくすることができる。また、ラックガイド３００によれば、スクリュ１５０が所定距離に設定されている場合には、コイルばね１３０と第１皿ばね３４１とがばね力を生じるので、例えば、比較例２の構成よりも予圧を小さくできる。その結果、ラック軸３に過大な力が作用していない場合の、操舵力に抗する力を小さくすることができる。
【００５３】
＜第４の実施形態＞
図１１（ａ）は、第１皿ばね４４１、第２皿ばね４４２及び第３皿ばね４４３の形状を示す図である。図１１（ｂ）は、第４の実施形態に係るラックガイド４００の概略構成を示す図である。
第４の実施形態に係るラックガイド４００は、第２の実施形態に係るラックガイド２００に対して、皿ばね群２４０に相当する皿ばね群４４０の構成が異なる。以下、ラックガイド２００と異なる点について説明する。ラックガイド４００とラックガイド２００とで、同じ形状、機能を有する部位については同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００５４】
第１の実施形態に係るラックガイド１００においては、２枚の皿ばねを有しているが、皿ばねの枚数は特に限定されない。第４の実施形態に係る皿ばね群４４０は、互いに形状が異なる３枚の皿ばねを有する態様である。ただし、４枚以上であっても良い。
皿ばね群４４０は、最も外径が大きい第１皿ばね４４１と、最も外径が小さい第２皿ばね４４２と、外径の大きさが第１皿ばね４４１と第２皿ばね４４２との中間である第３皿ばね４４３とを有している。また、第１皿ばね４４１の傾斜角θ１が、第２皿ばね４４２の傾斜角θ２及び第３皿ばね４４３の傾斜角θ３よりも大きく、第３皿ばね４４３の傾斜角θ３が、第２皿ばね４４２の傾斜角θ２よりも大きい。そして、図１１に示すように、第１皿ばね４４１がスクリュ１５０の接触面１５２と接触し、第１皿ばね４４１よりも一方側に第３皿ばね４４３が位置し、第３皿ばね４４３よりも一方側に第２皿ばね４４２が位置するように交差方向に並べて配置されている。
【００５５】
そして、初期セット状態で、第１皿ばね４４１は撓むが、第３皿ばね４４３における他方側の面は第１皿ばね４４１における一方側の面に接触せず、第３皿ばね４４３は撓まない状態となるように、また、第２皿ばね４４２における他方側の面は第３皿ばね４４３における一方側の面に接触せず、第２皿ばね４４２は撓まない状態となるように、第１皿ばね４４１、第２皿ばね４４２及び第３皿ばね４４３の形状、及び、スクリュ１５０のシリンダ部４１ｂに対する締め込み量が設定されている。つまり、初期セット状態で、第１皿ばね４４１にはばね力が生じるが、第２皿ばね４４２及び第３皿ばね４４３にはばね力が生じない状態となるように、第１皿ばね２４１、第２皿ばね４４２及び第３皿ばね４４３の形状、及び、スクリュ１５０のシリンダ部４１ｂに対する締め込み量が設定されている。言い換えれば、ガイド本体部１１０の受け部１１４と、スクリュ１５０の接触面１５２との間の距離が、初期セット状態で、予め定められた所定距離となるように設定される。そして、初期セット状態で、ガイド本体部１１０に、コイルばね１３０と第１皿ばね４４１とのばね力が与えられることで、ピニオン軸１１のピニオン１１ａとラック軸３のラック３ａとに予圧が与えられる。
【００５６】
そして、ラック軸３に対して過大な荷重がかかってラック軸３がシリンダ部４１ｂ側に移動し、ガイド本体部１１０がスクリュ１５０側に移動した場合には、第１皿ばね４４１の撓み量が大きくなる。第１皿ばね４４１の撓み量が大きくなるのに従って、第１皿ばね４４１における一方側の面が第３皿ばね４４３における他方側の面に接触し始める。その後、ガイド本体部１１０のスクリュ１５０側への移動量が大きくなるのに従って、第１皿ばね４４１及び第３皿ばね４４３の撓み量が大きくなる。また、第１皿ばね４４１及び第３皿ばね４４３の撓み量が大きくなるのに従って、第３皿ばね４４３における一方側の面が第２皿ばね４４２における他方側の面に接触し始める。その後、ガイド本体部１１０のスクリュ１５０側への移動量が大きくなるのに従って、第１皿ばね４４１、第２皿ばね４４２及び第３皿ばね４４３の撓み量が大きくなる。
【００５７】
この第４の実施形態に係るラックガイド４００によれば、ガイド本体部１１０とスクリュ１５０との間に第１皿ばね４４１、第２皿ばね４４２及び第３皿ばね４４３が配置されているので、例えば、上述した比較例１の構成よりもピニオン軸１１に対するラック軸３の移動量が大きくなった場合のラック軸３に付与する力を大きくすることができる。また、ラックガイド４００によれば、スクリュ１５０が所定距離に設定されている場合には、コイルばね１３０と第１皿ばね４４１とがばね力を生じるので、例えば、比較例２の構成よりも予圧を小さくできる。その結果、ラック軸３に過大な力が作用していない場合の、操舵力に抗する力を小さくすることができる。
【符号の説明】
【００５８】
１…ステアリング装置、３…ラック軸、１０…伝達機構部、１１，２１…ピニオン軸、２０…アシスト部、５０，６０，１００…ラックガイド、１１０…ガイド本体部、１４０，２４０，３４０，４４０…皿ばね群、１４１，２４１，３４１，４４１…第１皿ばね、１４２，２４２，３４２，４４２…第２皿ばね、３４３，４４３…第３皿ばね、１５０…スクリュ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2020083281.tif 000010
【図９】
2020083281.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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