(57)【要約】【課題】転舵軸が傾斜してハウジングに接触したときに、転舵軸との接触箇所に生じるハウジングの応力集中を緩和することができるステアリング装置を提供すること。【解決手段】ハウジング１６の内周面には、円錐面５０，６０が設けられている。円錐面５０，６０は、第１の接触箇所Ｒ１および第２の接触箇所Ｒ２における全周に亘って設けられている。ハウジング１６のボールねじ機構３０側において、円錐面５０の挿通孔１６ｄの軸線ｍに対する傾斜角θＬは、傾斜角θ１以上であり且つ傾斜角θ３以下である。ハウジング１６のラックアンドピニオン機構１３側において、円錐面６０のラックシャフト１２の軸線ｍに対する傾斜角θＲは、傾斜角θ２以上であり且つ傾斜角θ４以下の範囲である。ラックシャフト１２が挿通孔１６ｄの軸線ｍに対して傾斜するとき、ラックシャフト１２は、円錐面５０，６０に対して面接触する。【選択図】図２
2019077250.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向に往復動することにより転舵輪を転舵させる転舵軸と、
前記転舵軸の外周面との間に隙間を有して当該転舵軸が往復動可能に挿入される挿通孔が設けられているハウジングとを備え、
前記転舵軸の前記外周面に対向する前記ハウジングの内周面のうち、前記挿通孔の軸線に対して前記転舵軸が傾斜したときに当該転舵軸が接触する接触箇所には、前記挿通孔の軸線に対して傾斜するとともに前記転舵軸の端部に向かうにつれて徐々に前記ハウジングの内周面が拡径される円錐面から成る傾斜面が設けられており、
前記傾斜面の傾斜角は、前記接触箇所における前記転舵軸の傾斜角と等しくされているステアリング装置。
【請求項２】
前記転舵軸が前記挿通孔の軸線に対し傾斜して前記接触箇所に接触し始めるときの当該転舵軸の傾斜角を最小傾斜角とし、
前記転舵軸が当該転舵軸の端部側に最大量移動して前記接触箇所に接触している状態において、前記転舵軸が傾斜して前記挿通孔内で往復動不能になるまで当該転舵軸が傾斜したときの当該転舵軸の傾斜角を最大傾斜角とするとき、
前記傾斜面の傾斜角は、前記最小傾斜角以上であり且つ前記最大傾斜角以下である
請求項１に記載のステアリング装置。
【請求項３】
前記最小傾斜角は、０．２°に設定され、
前記最大傾斜角は、２０°に設定される
請求項２に記載のステアリング装置。
【請求項４】
前記接触箇所は、前記転舵軸の一方の端部寄りの部分である第１の部分が接触する第１の接触箇所と、前記第１の部分よりも前記転舵軸の他方の端部寄りの部分である第２の部分が接触する第２の接触箇所とを含み、
前記傾斜面は、前記第１の接触箇所に設けられる第１の傾斜面と、前記第２の接触箇所に設けられる第２の傾斜面とを含み、
前記第１の傾斜面の傾斜角は、前記第１の部分が前記挿通孔の軸線に対して傾斜したときの傾斜角と等しく、前記第２の傾斜面の傾斜角は、前記第２の部分が前記挿通孔の軸線に対して傾斜したときの傾斜角と等しくされている
請求項１〜３のいずれか一項に記載のステアリング装置。
【請求項５】
前記最小傾斜角は、前記第１の部分が前記挿通孔の軸線に対し傾斜して前記第１の接触箇所に接触し始めるときの当該第１の部分の傾斜角である第１の最小傾斜角と、前記第２の部分が前記挿通孔の軸線に対し傾斜して前記第２の接触箇所に接触し始めるときの当該第２の部分の傾斜角である第２の最小傾斜角とを含み、
前記最大傾斜角は、前記第１の部分が前記転舵軸の前記一方の端部側に最大量移動して前記第１の接触箇所に接触している状態において、前記転舵軸が前記挿通孔内で往復動不能になるまで前記第１の部分が傾斜したときの当該第１の部分の傾斜角である第１の最大傾斜角と、前記第２の部分が前記転舵軸の前記他方の端部側に最大量移動して前記第２の接触箇所に接触している状態において、前記転舵軸が前記挿通孔内で往復動不能になるまで前記第２の部分が傾斜したときの当該第２の部分の傾斜角である第２の最大傾斜角とを含み、
前記第１の傾斜面の傾斜角は、前記第１の最小傾斜角以上であり且つ前記第１の最大傾斜角以下に設定されており、
前記第２の傾斜面の傾斜角は、前記第２の最小傾斜角以上であり且つ前記第２の最大傾斜角以下である
請求項２または請求項３を引用する請求項４に記載のステアリング装置。
【請求項６】
前記ハウジングには、前記第１の部分を往復動可能に支持する第１の支持部と、前記第２の支持部を往復動可能に支持する第２の支持部とが収容されており、
前記第１の部分の傾斜角は、当該第１の部分が前記第１の支持部を支点として前記挿通孔の軸線に対し傾斜して、前記第１の接触箇所に接触しているときの角度であり、
前記第２の部分の傾斜角は、当該第２の部分が前記第２の支持部を支点として前記挿通孔の軸線に対し傾斜して、前記第２の接触箇所に接触しているときの角度である
請求項５に記載のステアリング装置。
【請求項７】
前記ステアリング装置において、操舵輪と連動するピニオンシャフトのピニオン歯と前記転舵軸としてのラックシャフトのラック歯とが噛み合うことで構成されるラックアンドピニオン機構を備える場合には、
前記第１の支持部が前記転舵軸を往復動させる駆動機構であり、
前記第２の支持部が前記ラックアンドピニオン機構である
請求項６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ものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に記載されるようなステアリング装置が知られている。上記ステアリング装置では、ハウジングに設けられた挿通孔に転舵軸が往復動可能に収容されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１８９２１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記ステアリング装置では、転舵軸が転舵輪から入力される力によってハウジングの挿通孔の軸線に対して傾斜し、ハウジングに接触することがある。このように転舵軸がハウジングに接触すると、ハウジングの接触箇所に応力が集中し、ひいてはハウジングの耐久性を低下させるおそれがある。
【０００５】
本発明の目的は、転舵軸が傾斜してハウジングに接触したときに、転舵軸との接触箇所に生じるハウジングの応力集中を緩和することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
［１]上記目的を達成し得るステアリング装置は、軸方向に往復動することにより転舵輪を転舵させる転舵軸と、前記転舵軸の外周面との間に隙間を有して当該転舵軸が往復動可能に挿入される挿通孔が設けられているハウジングとを備えることを前提としている。前記転舵軸の前記外周面に対向する前記ハウジングの内周面のうち、前記挿通孔の軸線に対して前記転舵軸が傾斜したときに当該転舵軸が接触する接触箇所には、前記挿通孔の軸線に対して傾斜するとともに前記転舵軸の端部に向かうにつれて徐々に前記ハウジングの内周面が拡径される円錐面から成る傾斜面が設けられており、前記傾斜面の傾斜角は、前記接触箇所における前記転舵軸の傾斜角と等しくされている。
【０００７】
上記構成によれば、転舵軸がハウジングの挿通孔の軸線に対して傾斜してハウジングに接触したとしても、転舵軸は当該接触箇所に設けられている円錐面から成る傾斜面と面接触しやすい。そのため、転舵軸との接触箇所に生じるハウジングの応力集中を緩和することができる。
【０００８】
［２]上記［１]の構成を有するステアリング装置において、前記転舵軸が前記挿通孔の軸線に対し傾斜して前記接触箇所に接触し始めるときの当該転舵軸の傾斜角を最小傾斜角とし、前記転舵軸が当該転舵軸の端部側に最大量移動して前記接触箇所に接触している状態において、前記転舵軸が傾斜して前記挿通孔内で往復動不能になるまで当該転舵軸が傾斜したときの当該転舵軸の傾斜角を最大傾斜角とするとき、前記傾斜面の傾斜角は、前記最小傾斜角以上であり且つ前記最大傾斜角以下であることが好ましい。
【０００９】
この構成によれば、転舵軸の傾斜角が最小傾斜角以上且つ最大傾斜角以下の範囲のいずれかの傾斜角となったときに、転舵軸と傾斜面とを互いに面接触させることができる。そのため、転舵軸との接触箇所に生じるハウジングの応力集中を緩和することができる。
【００１０】
［３］上記［２］の構成を有するステアリング装置において、前記最小傾斜角は、０．２°に設定され、前記最大傾斜角は、２０°に設定されることが好ましい。
［４]上記［１]〜［３］の構成を有するステアリング装置において、前記接触箇所は、前記転舵軸の一方の端部寄りの部分である第１の部分が接触する第１の接触箇所と、前記第１の部分よりも前記転舵軸の他方の端部寄りの部分である第２の部分が接触する第２の接触箇所とを含み、前記傾斜面は、前記第１の接触箇所に設けられる第１の傾斜面と、前記第２の接触箇所に設けられる第２の傾斜面とを含み、前記第１の傾斜面の傾斜角は、前記第１の部分が前記挿通孔の軸線に対して傾斜したときの傾斜角と等しく、前記第２の傾斜面の傾斜角は、前記第２の部分が前記挿通孔の軸線に対して傾斜したときの傾斜角と等しいことが好ましい。
【００１１】
[５]上記[２]および上記［４］の構成または上記[３]および上記［４］の構成を有するステアリング装置において、前記最小傾斜角は、前記第１の部分が前記挿通孔の軸線に対し傾斜して前記第１の接触箇所に接触し始めるときの当該第１の部分の傾斜角である第１の最小傾斜角と、前記第２の部分が前記挿通孔の軸線に対し傾斜して前記第２の接触箇所に接触し始めるときの当該第２の部分の傾斜角である第２の最小傾斜角とを含み、前記最大傾斜角は、前記第１の部分が前記転舵軸の前記一方の端部側に最大量移動して前記第１の接触箇所に接触している状態において、前記転舵軸が前記挿通孔内で往復動不能になるまで前記第１の部分が傾斜したときの当該第１の部分の傾斜角である第１の最大傾斜角と、前記第２の部分が前記転舵軸の前記他方の端部側に最大量移動して前記第２の接触箇所に接触している状態において、前記転舵軸が前記挿通孔内で往復動不能になるまで前記第２の部分が傾斜したときの当該第２の部分の傾斜角である第２の最大傾斜角とを含み、前記第１の傾斜面の傾斜角は、前記第１の最小傾斜角以上であり且つ前記第１の最大傾斜角以下に設定されており、前記第２の傾斜面の傾斜角は、前記第２の最小傾斜角以上であり且つ前記第２の最大傾斜角以下であることが好ましい。
【００１２】
[６]上記[５]の構成を有するステアリング装置において、前記ハウジングには、前記第１の部分を往復動可能に支持する第１の支持部と、前記第２の支持部を往復動可能に支持する第２の支持部とが収容されており、前記第１の部分の傾斜角は、当該第１の部分が前記第１の支持部を支点として前記挿通孔の軸線に対し傾斜して前記第１の接触箇所に接触しているときの角度であり、前記第２の部分の傾斜角は、当該第２の部分が前記第２の支持部を支点として前記挿通孔の軸線に対し傾斜して前記第２の接触箇所に接触しているときの角度であることが好ましい。
【００１３】
上記構成によれば、転舵軸の一方の端部寄りの第１の部分、および他方の端部寄りの第２の部分における挿通孔の軸線に対する傾斜角を考慮して、ハウジングの第１の傾斜面および第２の傾斜面の傾斜角を設定している。そのため、転舵軸の第１の部分および第２の部分のそれぞれが挿通孔の軸線に対して傾斜する状態が異なる場合であっても、転舵軸と第１の傾斜面および第２の傾斜面とをより適切に面接触させることができる。
【００１４】
[７]上記[６]の構成を有するステアリング装置において、操舵輪と連動するピニオンシャフトのピニオン歯と前記転舵軸としてのラックシャフトのラック歯とが噛み合うことで構成されるラックアンドピニオン機構を備える場合には、前記第１の支持部が前記転舵軸を往復動させる駆動機構であり、前記第２の支持部が前記ラックアンドピニオン機構であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のステアリング装置によれば、転舵軸が傾斜してハウジングに接触したときに、転舵軸との接触箇所に生じるハウジングの応力集中を緩和することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】一実施形態におけるステアリング装置の概略構造図。
【図２】一実施形態のステアリング装置におけるハウジングの両端部の断面図。
【図３】一実施形態におけるラックシャフトの最小傾斜角を示した断面図。
【図４】一実施形態のラックシャフトにおけるボールねじ機構側の最大傾斜角を示した断面図。
【図５】一実施形態のラックシャフトにおけるラックアンドピニオン機構側の最大傾斜角を示した断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、ステアリング装置の一実施形態を電動パワーステアリング装置１（以後、「ＥＰＳ装置１」と呼称）に具体化して説明する。
図１に示すように、ＥＰＳ装置１は、運転者の操舵輪としてのステアリングホイール１０の操作に基づいて転舵輪１５を転舵させる操舵機構２と、運転者のステアリングホイール１０の操作を補助するアシスト機構３と、操舵機構２の一部分およびアシスト機構３の一部分を収容するハウジング１６とを備えている。
【００１８】
操舵機構２は、ステアリングホイール１０、ステアリングホイール１０と一体回転するステアリングシャフト１１、およびステアリングシャフト１１に連動し、軸線ｍに沿って往復動する転舵軸としてのラックシャフト１２を備えている。ラックシャフト１２の外周面にはラック歯１２ａ（図１中の右側）およびねじ溝１２ｂ（図１中の左側）が設けられている。
【００１９】
ステアリングシャフト１１は、ステアリングホイール１０と連結されたコラムシャフト１１ａ、コラムシャフト１１ａの下端部に連結されたインターミディエイトシャフト１１ｂ、およびインターミディエイトシャフト１１ｂの下端部に連結されたピニオンシャフト１１ｃを有している。ピニオンシャフト１１ｃの下端部には、ピニオン歯１１ｄが設けられている。
【００２０】
ピニオンシャフト１１ｃのピニオン歯１１ｄとラックシャフト１２のラック歯１２ａとが噛み合うことによりラックアンドピニオン機構１３が形成されている。したがって、ステアリングシャフト１１の回転運動は、ラックアンドピニオン機構１３を介してラックシャフト１２の軸方向（図１の左右方向）の往復動に変換される。ラックシャフト１２の往復動がラックシャフト１２の両端部にそれぞれ連結されたタイロッド１４を介して左右の転舵輪１５にそれぞれ伝達されることにより、転舵輪１５の転舵角が変更される。なお、タイロッド１４は、ラックシャフト１２の軸線ｍに対して角度が付いた状態で取り付けられている。
【００２１】
アシスト機構３は、ラックシャフト１２の周囲に設けられている。アシスト機構３は、アシスト力の発生源であるモータ２０と、ラックシャフト１２の一方の端部寄りの部分である第１の部分１２ｃの周囲に一体的に取り付けられるとともにラックシャフト１２を往復動可能に支持する駆動機構としてのボールねじ機構３０と、モータ２０の回転軸２１の回転力をボールねじ機構３０に伝達するベルト式の減速機構４０とを有している。アシスト機構３は、モータ２０の回転軸２１の回転力を減速機構４０およびボールねじ機構３０を介して、ラックシャフト１２を軸方向に往復動させる力に変換する。このラックシャフト１２に付与される軸線ｍに沿った力がアシスト力となり、運転者のステアリングホイール１０の操作を補助する。なお、ラックシャフト１２を支持するボールねじ機構３０は、後述する第１の支持部ＳＬの一例である。
【００２２】
ラックシャフト１２、ボールねじ機構３０、減速機構４０、およびピニオンシャフト１１ｃの一部分は、ハウジング１６に収容されている。ハウジング１６は、減速機構４０の付近で軸方向に分割された第１ハウジング１６ａおよび第２ハウジング１６ｂを連結することにより構成されている。第１ハウジング１６ａおよび第２ハウジング１６ｂの連結部分は、ラックシャフト１２の軸線ｍに沿う方向に対して交わる方向へ突出している。第２ハウジング１６ｂの外壁（図中の右側壁）には、貫通孔２３が設けられている。モータ２０の回転軸２１は、貫通孔２３を通じて第２ハウジング１６ｂの内部に伸びている。モータ２０は、第２ハウジング１６ｂに対してボルト２２により固定されている。回転軸２１は、ラックシャフト１２に対して平行である。
【００２３】
ラックシャフト１２は、ハウジング１６の一端から他端にまで延びる挿通孔１６ｄに対して隙間を有して収容される。このとき、ラックシャフト１２の軸線ｍと挿通孔１６ｄの軸線とは一致している。ラックシャフト１２は、ハウジング１６の内部を軸線ｍに沿って往復動可能である。また、ラックシャフト１２は、第１の部分１２ｃよりもその他方の端部寄りの部分である第２の部分１２ｄを、その軸方向に往復動可能なようにラックアンドピニオン機構１３により支持されている。なお、ラックアンドピニオン機構１３は、後述する第２の支持部ＳＲの一例である。
【００２４】
ラックシャフト１２の両端には、インナーボールジョイント（以下、「ＩＢＪ」という）１８がそれぞれ設けられている。ＩＢＪ１８は、タイロッド１４とソケット部１８ａを有している。ＩＢＪ１８は、タイロッド１４の先端に設けられたボール部を回動、屈曲自在にソケット部１８ａの内部に収容することで形成されている。ＩＢＪ１８は、ハウジング１６の両端部に設けられる円筒穴状の拡径部１６ｃに出入り可能に設けられている。すなわち、ＩＢＪ１８のソケット部１８ａの外径は、ハウジング１６の拡径部１６ｃの内径と比較して小さく設定されている。また、ハウジング１６の両端部において、拡径部１６ｃの内径は、挿通孔１６ｄの内径よりも大きく設定されている。ハウジング１６の両端部における拡径部１６ｃと挿通孔１６ｄとの境界部分には、段差部が形成されている。ラックシャフト１２の軸方向の移動は、ＩＢＪ１８のソケット部１８ａの端面がハウジング１６の段差部に突き当たることによって生じる端当てによって制限される。
【００２５】
次に、ハウジング１６の両端部の構造を詳細に説明する。
図２に示すように、ハウジング１６の内周面には、その両端部から順に、拡径部１６ｃ、段差面１６ｅ、および傾斜面としての円錐面５０，６０が設けられている。段差面１６ｅは、円環状をなしている。段差面１６ｅの内径は、ＩＢＪ１８のソケット部１８ａの外径よりも小さく設定されている。そのため、ＩＢＪ１８のソケット部１８ａが段差面１６ｅに突き当たることによってラックシャフト１２の移動が規制される。円錐面５０，６０は、挿通孔１６ｄと段差面１６ｅとの境界部分における全周に亘って設けられている。円錐面５０，６０は、ハウジング１６の両端部に向かうにつれてラックシャフト１２の軸線ｍから徐々に離間している。第１の傾斜面としての円錐面５０は、ハウジング１６のボールねじ機構３０側に設けられている。円錐面５０は、ラックシャフト１２の一方の端部（図２中の左側）に向かうにつれて徐々にハウジング１６の内周面が拡径され、挿通孔１６ｄおよび段差面１６ｅに連続するように設けられている。第２の傾斜面としての円錐面６０は、ハウジング１６のラックアンドピニオン機構１３側に設けられている。円錐面６０は、ラックシャフト１２の他方の端部（図２中の右側）に向かうにつれて徐々にハウジング１６の内周面が拡径され、挿通孔１６ｄおよび段差面１６ｅに連続するように設けられている。なお、ハウジング１６の内周面において、ラックシャフト１２の第１の部分１２ｃに対応する部分のうち挿通孔１６ｄと段差面１６ｅとの境界部分は、第１の接触箇所Ｒ１の一例である。また、ラックシャフト１２の第２の部分１２ｄに対応する部分のうち挿通孔１６ｄと段差面１６ｅとの境界部分は、第２の接触箇所Ｒ２の一例である。
【００２６】
上記のように構成されたＥＰＳ装置１を車両に搭載した場合、車両走行時に転舵輪１５が路面の凸部、例えば縁石等に乗り上げるとき、ラックシャフト１２には、ラックシャフト１２が挿通孔１６ｄの軸線ｍに対して交わる方向に荷重が生じる。このため、ラックシャフト１２は、ラックシャフト１２自身の曲げ変形、ボールねじ機構３０の変形、およびラックアンドピニオン機構１３のピニオン歯１１ｄとラック歯１２ａとが噛み合う部分の変形により、軸線ｍに対して傾斜することがある。
【００２７】
すなわち、図３に示すように、ラックシャフト１２は、第１の支持部ＳＬとしてのボールねじ機構３０を支点としてその第１の部分１２ｃが、同図の２点鎖線で示すように、ハウジング１６の内周面における第１の接触箇所Ｒ１に接触するまで傾斜することがある。また、ラックシャフト１２は、第２の支持部ＳＲとしてのラックアンドピニオン機構１３を支点としてその第２の部分１２ｄが、同図の２点鎖線で示すように、ハウジング１６の内周面における第２の接触箇所Ｒ２に接触するまで傾斜することがある。
【００２８】
また、図４および図５に示すように、ラックシャフト１２は、その第１の部分１２ｃが一方の端部側まで最大量移動したとき、第１の接触箇所Ｒ１に接触している状態で、図４の２点鎖線で示すように、ハウジング１６の拡径部１６ｃの径方向外側まで傾斜することがある。また、ラックシャフト１２は、その第２の部分１２ｄが他方の端部側まで最大量移動したとき、第２の接触箇所Ｒ２に接触している状態で、図５の２点鎖線で示すように、ハウジング１６の拡径部１６ｃの径方向外側まで傾斜することがある。
【００２９】
ハウジング１６の円錐面５０，６０が割愛された場合を考えると、上記したようにラックシャフト１２が軸線ｍに対して傾斜することにより、ラックシャフト１２の第１の部分１２ｃおよび第２の部分１２ｄは、ハウジング１６の第１の接触箇所Ｒ１および第２の接触箇所Ｒ２にそれぞれ形成される角部に線接触する。その結果、ラックシャフト１２とハウジング１６との線接触する部分に応力が集中し、ハウジング１６がその応力集中に耐えられない場合がある。そのため、円錐面５０，６０は、ラックシャフト１２が挿通孔１６ｄの軸線ｍに対して傾斜してハウジング１６に接触することによるハウジング１６の応力集中の影響を考慮し、ラックシャフト１２がハウジング１６の内周面に当接しても、ハウジング１６の応力集中を緩和できる観点で設定されている。
【００３０】
以下、ハウジング１６の応力集中が生じるときにおけるラックシャフト１２の挿通孔１６ｄの軸線ｍに対する傾斜角の範囲、および円錐面５０，６０の設定方法について具体的に説明する。
【００３１】
まずは、ハウジング１６の応力集中が生じるときにおけるラックシャフト１２の挿通孔１６ｄの軸線ｍに対する傾斜角の範囲について説明する。
図３に示すように、ハウジング１６のボールねじ機構３０側の端部において、第１の支持部ＳＬから段差面１６ｅまでの長さを距離Ｌ１、ラックシャフト１２の外周面と、ハウジング１６の円錐面５０および段差面１６ｅの境界部分との間の隙間を隙間Ｔ１とする。転舵輪１５に入力される荷重によりラックシャフト１２の第１の部分１２ｃがハウジング１６の第１の接触箇所Ｒ１に当接し始めるまでに、ラックシャフト１２は、次式（１）により求められる傾斜角θ１分だけ、軸線ｍに対して傾く。
【００３２】
θ１＝Ａｒｃｔａｎ（Ｔ１／Ｌ１）…（１）
このラックシャフト１２の第１の部分１２ｃがハウジング１６の第１の接触箇所Ｒ１に当接し始める傾斜角θ１が、ハウジング１６のボールねじ機構３０側の端部におけるラックシャフト１２の第１の最小傾斜角の一例である。
【００３３】
ハウジング１６のラックアンドピニオン機構１３側の端部において、第２の支持部ＳＲから段差面１６ｅまでの長さを距離Ｌ２とする。ラックシャフト１２の外周面と、ハウジング１６の円錐面６０および段差面１６ｅの境界部分との間の隙間を隙間Ｔ２とする。転舵輪１５に入力される荷重によりラックシャフト１２の第２の部分１２ｄがハウジング１６の第２の接触箇所Ｒ２に当接し始めるまでに、ラックシャフト１２は、次式（２）で計算される傾斜角θ２だけ、軸線ｍに対して傾く。
【００３４】
θ２＝Ａｒｃｔａｎ（Ｔ２／Ｌ２）…（２）
このラックシャフト１２の第２の部分１２ｄがハウジング１６の第２の接触箇所Ｒ２に当接し始める傾斜角θ２が、ハウジング１６のラックアンドピニオン機構１３側の端部におけるラックシャフト１２の第２の最小傾斜角の一例である。
【００３５】
次に、ラックシャフト１２をその一方の端部側または他方の端部側に最大量移動させた場合を考える。
図４に示すように、ラックシャフト１２の第１の部分１２ｃを一方の端部側まで最大量移動させた状態で、ラックシャフト１２の一方の端部側に設けられている転舵輪１５から入力される荷重によりラックシャフト１２が傾斜するとき、ラックシャフト１２は、挿通孔１６ｄの軸線ｍに直交する方向に傾き量Ａｄ１ｍａｘ分だけ変位することが考えられる。このとき、ラックシャフト１２の第１の部分１２ｃは、第１の接触箇所Ｒ１に接触した状態になる。この傾き量Ａｄ１ｍａｘは、車両走行時に実験的に検証された最大値である。ラックシャフト１２に荷重が作用しなくなったとき、ラックシャフト１２は、その軸線ｍが曲がるように塑性変形した状態に維持される。すなわち、傾き量Ａｄ１ｍａｘのうち幾分かがラックシャフト１２に残留変位として残る。この残留変位によりラックシャフト１２の一方の端部は、軸線ｍに直交する方向において、ハウジング１６の拡径部１６ｃよりも径方向外側に位置する。このとき、ラックシャフト１２は、挿通孔１６ｄ内で往復動不能となる。そのため、傾き量Ａｄ１ｍａｘは、ラックシャフト１２を一方の端部に最大量移動させた状態から、ラックアンドピニオン機構１３側に最大量移動させようとしても、ラックシャフト１２が、挿通孔１６ｄ内をラックアンドピニオン機構１３側へ向かって移動不能となる値といえる。
【００３６】
ハウジング１６の段差面１６ｅからラックシャフト１２の一方の端部までの長さを長さＬ３とする。この長さＬ３は、ラックシャフト１２がその軸方向において最大で移動するラックストローク量である。転舵輪１５に入力される荷重によりラックシャフト１２は、次式（３）で計算される傾斜角θ３だけ、軸線ｍに対して傾く。
【００３７】
θ３＝Ａｒｃｔａｎ（Ａｄ１ｍａｘ／（Ｌ１＋Ｌ３））…（３）
このラックシャフト１２がボールねじ機構３０側からラックアンドピニオン機構１３側に移動不能となるときの傾斜角θ３は、ハウジング１６のボールねじ機構３０側におけるラックシャフト１２の第１の最大傾斜角の一例である。
【００３８】
図５に示すように、ラックシャフト１２の第２の部分１２ｄを他方の端部にまで最大量移動させた状態で、ラックシャフト１２の他方の端部側に設けられている転舵輪１５から入力される荷重によりラックシャフト１２が傾斜するとき、ラックシャフト１２は、挿通孔１６ｄの軸線ｍに直交する方向に傾き量Ａｄ２ｍａｘ分だけ変位することが考えられる。このとき、ラックシャフト１２の第２の部分１２ｄは、第２の接触箇所Ｒ２に接触した状態になる。この傾き量Ａｄ２ｍａｘは、車両走行時に実験的に検証された最大値である。ラックシャフト１２の端部に荷重が作用しなくなったとき、ラックシャフト１２は、その軸線ｍが曲がるように塑性変形した状態に維持される。すなわち、傾き量Ａｄ２ｍａｘのうち幾分かがラックシャフト１２の残留変位として残る。この残留変位によりラックシャフト１２の他方の端部は、軸線ｍに直交する方向において、ハウジング１６の拡径部１６ｃよりも径方向外側に位置する。このとき、ラックシャフト１２は、挿通孔１６ｄ内で往復動不能となる。そのため、傾き量Ａｄ２ｍａｘは、ラックシャフト１２を他方の端部に最大量移動させた状態から、ボールねじ機構３０側に最大量移動させようとしても、ラックシャフト１２が挿通孔１６ｄ内をボールねじ機構３０側へ向かって移動不能となる値といえる。
【００３９】
ハウジング１６の段差面１６ｅからラックシャフト１２の他方の端部までの長さは、ハウジング１６の段差面１６ｅからラックシャフト１２のボールねじ機構３０側の端部までの長さＬ３と同じである。転舵輪１５に入力される荷重によりラックシャフト１２は、次式（４）で計算される傾斜角θ４だけ、軸線ｍに対して傾く。
【００４０】
θ４＝Ａｒｃｔａｎ（Ａｄ２ｍａｘ／（Ｌ２＋Ｌ３））…（４）
このラックシャフト１２がラックアンドピニオン機構１３側からボールねじ機構３０側に移動不能となるときの傾斜角θ４は、ハウジング１６のラックアンドピニオン機構１３側におけるラックシャフト１２の第２の最大傾斜角の一例である。
【００４１】
上記したように、ハウジング１６の応力集中が生じるときのラックシャフト１２の軸線ｍに対する傾斜角の範囲は、ラックシャフト１２の第１の部分１２ｃであれば、傾斜角θ１以上であり且つ傾斜角θ３以下となる。また、ラックシャフト１２の第２の部分１２ｄであれば、傾斜角θ２以上であり且つ傾斜角θ４以下となる。なお、上記した隙間Ｔ１，Ｔ２は、微小な値である。そのため、ラックシャフト１２が隙間Ｔ１，Ｔ２が埋まるように傾斜したとき、ラックシャフト１２の外周面は、ラックシャフト１２の軸線ｍに対して一定の割合の傾斜角を有する平面であると見ることができる。
【００４２】
次に、円錐面５０，６０の設定方法について説明しつつ、本実施の形態におけるＥＰＳ装置１の作用効果を説明する。
図２に示すように、ハウジング１６のボールねじ機構３０側において、円錐面５０の挿通孔１６ｄの軸線ｍに対する傾斜角θＬは、傾斜角θ１以上であり且つ傾斜角θ３以下に設定されている。ハウジング１６のラックアンドピニオン機構１３側において、円錐面６０の挿通孔１６ｄの軸線ｍに対する傾斜角θＲは、傾斜角θ２以上であり且つ傾斜角θ４以下に設定されている。本実施の形態では、傾斜角θ１，θ２は、０．２°となり、傾斜角θ３，θ４は、２０°となる。
【００４３】
傾斜角θＬ，θＲがこのように設定されていることにより、転舵輪１５から入力される荷重によりラックシャフト１２の傾斜角θＬが傾斜角θ１以上であり且つ傾斜角θ３以下の範囲のいずれか、ラックシャフト１２の傾斜角θＲが傾斜角θ２以上であり且つ傾斜角θ４以下の範囲のいずれかとなったとき、ラックシャフト１２と円錐面５０，６０とを互いに面接触させることができる。したがって、ラックシャフト１２との接触箇所である第１の接触箇所Ｒ１および第２の接触箇所Ｒ２に生じるハウジング１６の応力集中を緩和することができる。
【００４４】
また、転舵輪１５に入力される荷重の方向によっては、ラックシャフト１２は軸線ｍに対してあらゆる方向に傾斜することが考えられる。円錐面５０，６０は、第１の接触箇所Ｒ１および第２の接触箇所Ｒ２における全周に亘って設けられているため、転舵輪１５に入力される荷重の方向に応じてラックシャフト１２の傾斜する方向が変化してもラックシャフト１２と円錐面５０，６０とを面接触させることができる。したがって、ラックシャフト１２との接触箇所である第１の接触箇所Ｒ１および第２の接触箇所Ｒ２に生じるハウジング１６の応力集中をより緩和できる。
【００４５】
さらに、ハウジング１６の両端部において、円錐面５０，６０の傾斜角θＬ，θＲは、ラックシャフト１２の第１の部分１２ｃおよび第２の部分１２ｄの傾斜角の範囲に応じてそれぞれ設定されている。そのため、ラックシャフト１２の第１の部分１２ｃおよび第２の部分１２ｄのそれぞれが挿通孔１６ｄの軸線ｍに対し傾斜した状態が異なる場合であっても、ラックシャフト１２と円錐面５０，６０とをより適切に面接触させることができる。
【００４６】
なお、本実施の形態は、技術的に矛盾が生じない範囲で以下のように変更してもよい。
・本実施の形態において、円錐面５０，６０は、ハウジング１６の挿通孔１６ｄと段差面１６ｅとの境界部分における全周に亘って設けられているが、これに限らない。例えば、ハウジング１６の耐久性の低い部分に対応する部分にだけ、円錐面を設けるようにしてもよい。車両走行時に転舵輪１５に入力される荷重によってラックシャフト１２が傾斜して接触する頻度が多い部分に円錐面を設けるようにしてもよい。
【００４７】
・本実施の形態において、ラックアンドピニオン機構１３により第２の支持部ＳＲが形成されていたが、これに限らない。例えば、ラックアンドピニオン機構１３と、ラックシャフト１２のラックアンドピニオン機構１３側の端部との間に、ラックシャフト１２の軸線ｍに対する傾斜を抑制する円環状のラックブッシュを設け、そのラックブッシュを第２の支持部ＳＲとしてもよい。その場合、式（２），（４）に基づいて傾斜角θ２，θ４を計算し、円錐面６０をラックシャフト１２のラックアンドピニオン機構１３側における傾斜角θＲに対応して変更する。また、ボールねじ機構３０を第１の支持部ＳＬとしていたが、同様に、ボールねじ機構３０と、ラックシャフト１２のボールねじ機構３０側の端部との間にラックブッシュを設けて、そのラックブッシュを第１の支持部ＳＬに設定してもよい。
【００４８】
・また、本実施の形態において、円錐面５０，６０は、ハウジング１６の拡径部１６ｃと段差面１６ｅとの境界部分に設けられていたが、これに限らない。例えば、ラックシャフト１２が本実施形態における第１の接触箇所Ｒ１および第２の接触箇所Ｒ２よりもさらにハウジング１６の中央部側で接触すると考えると、第１の支持部ＳＬおよび第２の支持部ＳＲからハウジング１６の段差面１６ｅに至るまでを第１の接触箇所Ｒ１および第２の接触箇所Ｒ２とし、当該第１の接触箇所Ｒ１および第２の接触箇所Ｒ２に円錐面を設けてもよい。
【００４９】
・本実施の形態によれば、ラックシャフト１２における第１の部分１２ｃおよび第２の部分１２ｄの挿通孔１６ｄの軸線ｍに対する傾斜角を考慮して、円錐面５０，６０の傾斜角θＬ，θＲを設定していたが、これに限らない。例えば、ラックシャフト１２の第１の部分１２ｃだけの傾斜角を考慮して円錐面の傾斜角を設定してもよい。また、例えば、ラックシャフト１２の第２の部分１２ｄだけの傾斜角を考慮して円錐面の傾斜角を設定してもよい。
【００５０】
・第１の接触箇所Ｒ１および第２の接触箇所Ｒ２のうち、一方の接触箇所にのみ、円錐面を設けるようにしてもよい。
・本実施の形態において、ハウジング１６の第１の接触箇所Ｒ１および第２の接触箇所Ｒ２に円錐面５０，６０がそれぞれ設けられていたが、例えば、第１の接触箇所Ｒ１には、円錐面５０を設け、第２の接触箇所Ｒ２には、上記変形例の円錐面を設けてもよい。
【００５１】
・本実施の形態のステアリング装置をＥＰＳ装置１に具体化して説明していたが、これに限らない。例えば、ステアバイワイヤ式のステアリング装置に具体化してもよい。また、ステアバイワイヤ式のステアリング装置に限らず、マニュアルステアリング装置等の他のステアリング装置に具体化してもよい。
【符号の説明】
【００５２】
１…ＥＰＳ装置、１１ｄ…ピニオン歯、１２…ラックシャフト、１２ａ…ラック歯、１２ｃ…第１の部分、１２ｄ…第２の部分、１３…ラックアンドピニオン機構、１５…転舵輪、１６…ハウジング、１６ｄ…挿通孔、３０…ボールねじ機構、５０，６０…円錐面、Ｔ１，Ｔ２…隙間、ｍ…軸線、θ１，θ２，θ３，θ４…（ラックシャフト１２の）傾斜角、θＬ，θＲ…（円錐面の）傾斜角、ＳＬ…第１の支持部、ＳＲ…第２の支持部、Ｒ１…第１の接触箇所、Ｒ２…第２の接触箇所。
【図１】
2019077250.tif 000003
【図２】
2019077250.tif 000004
【図３】
2019077250.tif 000005
【図４】
2019077250.tif 000006
【図５】
2019077250.tif 000007