CN104691606A - 转向操纵装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供转向操纵装置，在方向盘的操作所引起的球关节机构抵接时驾驶员难以感到不协调。转向操纵装置(1)具备伴随着转向轴的旋转而在齿条壳体(5)内直线运动的齿条轴(4)、和安装于齿条轴(4)的端部的球窝接头(20)。另外，转向操纵装置(1)具备设置于齿条壳体(5)与球窝接头(20)之间的弹性体(30)、端板(40)、以及设置于齿条壳体(5)的凸部(5c)。在弹性体(30)因球窝接头(20)抵靠而压缩变形的情况下，通过端板(40)与凸部(5c)接触，来限制弹性体(30)的超过长度(L1)的压缩变形。而且，长度(L1)设定为比相对于反向输入所引起的轴向力(α2)的压缩余量的长度(L2)大。

Description

转向操纵装置

本申请主张享有2013年12月3日在日本提出的日本专利申请号为No.2013-250447和2014年5月9日在日本提出的日本专利申请号为No.2014-097839的优先权，该优先权文件所公开的内容，包括说明书、附图、以及摘要都通过援引包含于本发明。

技术领域

本发明涉及转向操纵装置。

背景技术

以往，作为将伴随着方向盘的操作而引起的转向操纵轴的旋转传递至转向机构而改变转向轮的方向的转向操纵装置，例如有日本专利第4696483号公报记载的转向操纵装置。在该日本专利第4696483号公报的转向操纵装置中，作为转向机构而采用了齿条小齿轮机构。该机构通过将转向操纵轴的旋转转换为与该转向操纵轴啮合的齿条轴的直线运动，来改变转向轮的方向。齿条轴能够滑动地收纳在壳体内。通常，若齿条轴到达其移动范围的极限，则产生该齿条轴的端部(齿条球关节机构)与壳体抵靠的所谓的球关节机构抵接，从而物理上限制齿条轴的移动范围。

这里所说的球关节机构抵接并不局限于伴随着驾驶员对方向盘的操作而引起的输入(正向输入)，也能够由于伴随着转向轮登上路缘石引起的输入(反向输入)而产生。通常，这样的反向输入产生比驾驶员对方向盘的操作时更大的冲击性的输入。因此，在日本专利第4696483号公报中，为了吸收上述反向输入这样较大的输入，而使弹性体介于上述壳体与上述齿条球关节机构之间。

然而，在日本专利第4696483号公报的转向操纵装置中，在因驾驶员的方向盘的操作而发生球关节机构抵接的情况下，因为上述齿条球关节机构经由上述弹性体与上述壳体抵靠，所以难以了解齿条球关节机构与壳体抵靠的转向角，从而也有伴随着球关节机构抵接而在方向盘的保持中感觉到不协调的驾驶员。

发明内容

本发明的目的之一是提供能够抑制驾驶员在方向盘的操作所带来的球关节机构抵接时感觉到不协调的转向操纵装置。

本发明的一个方式的转向操纵装置具备：

转向轴，该转向轴通过伴随着转向操纵轴的旋转在壳体内直线运动来改变转向轮的方向；

端部件，该端部件安装于转向轴的端部，伴随着转向轴的移动而相对于上述壳体接触或分离；

弹性体，该弹性体设置于壳体与端部件之间；以及

限制部，在弹性体因端部件抵靠而沿直线运动的方向压缩变形的情况下，该限制部限制弹性体的超过规定范围的压缩变形。

进而，在朝转向轴施加笫1输入的情况下，上述限制部限制超过上述规定范围的上述压缩变形，

上述规定范围设定为比当将与第1输入相比在短期内产生的第2输入朝转向轴施加的情况下压缩变形的范围大。

根据该结构，在向转向轴施加第1输入的情况下，限制弹性体的超过规定范围的压缩变形，并且在施加笫2输入的情况下，即使弹性体压缩变形也达不足上述规定范围。作为上述第1输入，例如能够假定为伴随着驾驶员的方向盘的操作而产生的输入亦即正向输入，作为第2输入，例如能够假定为伴随着转向轮登上路缘石而产生的输入亦即反向输入。于是，对于因正向输入而在长期内产生的球关节机构抵接，能够使限制部的限制起作用来进行应对。由此，在正向输入所引起的球关节机构抵接时，因为弹性体的压缩变形达到规定范围，而限制其以上的压缩变形，所以若在该状态下驾驶员以保持球关节机构抵接状态的方式持续施加力，则能够抑制方向盘的抖动。因此，能够在正向输入所引起的球关节机构抵接时抑制驾驶员感觉到不协调。

另外，对于因伴随着转向轮登上路缘石产生的反向输入而在短期内产生的球关节机构抵接，能够不使限制部的限制起作用来进行应对。由此，在反向输入所引起的球关节机构抵接时，在弹性体的压缩变形达到规定范围之前，因为能够抑制球关节机构抵接对转向操纵装置的负载，所以能够抑制该负载对转向操纵装置的影响。因此，能够在反向输入所引起的球关节机构抵接时，抑制转向操纵装置受到损伤等情况。

本发明的其他方式也可以构成为，在上述方式的转向操纵装置中，上述限制部相对于上述弹性体设置于径向的内周侧，通过在上述端部件抵靠于上述弹性体的情况下限制该端部件的移动，限制超过上述规定范围的上述压缩变形。

本发明的其他方式也可以构成为，在上述方式的转向操纵装置中，上述转向操纵装置还包括组装弹性体和限制部而形成的组装体，在壳体与端部件之间沿轴向重叠设置多个组装体。

一般地，弹性体体现如下趋势，即，伴随着某一程度的压缩变形而慢慢变得难以压缩，并且对输入的吸收率变低，从而压缩变形所需要的输入变大。另一方面，在伴随着上述某一程度的压缩变形之前，体现为有利于确保对输入的吸收率、压缩变形所需要的输入也变小的趋势。因此，如上述那样，容易适用于如下状况，即，在沿轴向重叠设置多个组装体的情况下，用多个弹性体整体的压缩变形来承接各输入，用各个组装体的各弹性体对输入的吸收率的确保有利。因此，与设置一个组装体的情况相比，能够扩大可承受的输入的范围，能够提高转向操纵装置的适用情况的自由度。

本发明的其他方式也可以构成为，在上述方式的转向操纵装置中，

上述限制部相对于上述弹性体设置于径向的外周侧，通过在端部件抵靠于弹性体的情况下限制该端部件的移动，限制超过上述规定范围的上述压缩变形。根据本方式，具有能够容易确保承接端部件的抵靠的面积较大的优点。

本发明的其他方式优选构成为，在上述方式的转向操纵装置中，

在弹性体的与端部件对置的一侧安装有弹性模量比该弹性体的弹性模量高、且与该弹性体相比朝径向的外周侧扩径的端承接部，

限制部包括形成于壳体的内周的凸部，

在凸部形成有抵接面，当压缩变形达到上述规定范围的极限时端承接部能够与该抵接面接触。

根据该结构，在球关节机构抵接时，首先端承接部承接端部件的抵靠，并且这样的端部件的输入经由端承接部而使弹性体压缩变形。特别是，在正向输入所引起的球关节机构抵接时，若弹性体压缩变形至规定范围，则壳体的内周、即凸部的抵接面承接端承接部，从而限制该压缩变形。此时，如弹性体和抵接面那样，因为能够用更多的面积承接端承接部，所以在该端承接部中应力不会集中于有限的一部分，能够实现其分散均匀化。因此，即使在球关节机构抵接时承接端部件的抵靠，也能够抑制端承接部的变形等的产生。

本发明的其他方式优选构成为，在上述方式的转向操纵装置中，在壳体的内周形成有供弹性体嵌入并固定的槽。根据该结构，因为能够将弹性体固定于壳体，所以能够抑制球关节机构抵接时的弹性体的跳起等。由此，能够使限制部的设定有效地起作用。因此，能够有效地抑制驾驶员在伴随着方向盘的操作而产生的球关节机构抵接时感觉到不协调，并且能够抑制在伴随着转向轮登上路缘石而产生的球关节机构抵接时端承接部的变形等的产生。

附图说明

从以下的参照附图对具体实施方式进行的说明能够清楚本发明的上述的和进一步的目的、特征和优点，其中，对相同或相似的要素标注相同或相似的标号，其中：

图1是示出转向操纵装置的概要结构的图。

图2是示出笫1实施方式的齿条轴的轴端部的概要结构的图。

图3是示出轴向力与压缩余量的关系的图。

图4A是示出第1实施方式中球关节机构抵接前的齿条轴的轴端部的图。

图4B是示出第1实施方式中基于正向输入的球关节机构抵接时的齿条轴的轴端部的图。

图4C是示出第1实施方式中基于反向输入的球关节机构抵接时的齿条轴的轴端部的图。

图5是示出笫2实施方式的齿条轴的轴端部的概要结构的图。

图6是第2实施方式的由弹性体和端板构成的组装体的剖视图。

图7是示出第3实施方式的齿条轴的轴端部的概要结构的图。

图8是第3实施方式的由弹性体和端板构成的组装体的剖视图。

图9A是示出第3实施方式中球关节机构抵接前的齿条轴的轴端部的图。

图9B是示出第3实施方式中基于正向输入的球关节机构抵接时的齿条轴的轴端部的图。

图9C是示出第3实施方式中基于反向输入的球关节机构抵接时的齿条轴的轴端部的图。

图10是示出其他实施方式的齿条轴的轴端部的概要结构的图。

具体实施方式

以下，对本发明的笫1实施方式的转向操纵装置进行说明。

如图1所示，转向操纵装置1具备由驾驶员操作的方向盘2、和固定方向盘2的转向操纵轴3。另外，转向操纵装置1具备作为与转向操纵轴3的旋转对应地往复运动的转向轴的齿条轴4、和作为供齿条轴4能够往复运动地插通的大致圆筒状的壳体的齿条壳体5。齿条轴沿其轴向直线运动。转向操纵轴3通过从方向盘2侧依次连结转向柱轴6、中间轴7、小齿轮轴8而构成。

齿条轴4和小齿轮轴8在齿条壳体5内以规定的交叉角配置，并且形成于齿条轴4的齿条齿4a与形成于小齿轮轴8的小齿轮齿8a啮合，从而构成齿条小齿轮机构9。另外，在齿条轴4的两端，经由球窝接头20分别能够自由转动地连结转向横拉杆10。在上述转向横拉杆10的前端分别连结转向轮11。

因此，在转向操纵装置1中，伴随着驾驶员的转向操作产生的转向操纵轴3的旋转被齿条小齿轮机构9转换为齿条轴4的轴向移动。像这样转换后的轴向移动经由与其两端连结的球窝接头20而传递至转向横拉杆10，从而驱动转向横拉杆10。通过该转向横拉杆10的驱动来变更转向轮11的转向角，进而变更车辆的行进方向。

另外，对于转向操纵装置1而言，将与齿条轴4平行配置的马达12作为驱动源，并具有对由方向盘2、转向操纵轴3、齿条轴4构成的转向操纵机构13施加辅助力的转向操纵力辅助装置14。转向操纵力辅助装置14具备传递机构18，该传递机构18由以下部件构成：与该马达12连结的驱动带轮15；与该驱动带轮15平行配置并且与齿条轴4连结的从动带轮16；连结上述带轮15、16的带齿的带17。带17是带齿的带。在齿条轴4与从动带轮16之间夹装有滚珠丝杠机构19。经由该传递机构18，马达12的旋转被传递至齿条轴4。

而且，在转向操纵力辅助装置14中，马达12的旋转经由传递机构18被传递至滚珠丝杠机构19，通过滚珠丝杠机构19被转换为齿条轴4的往复运动，由此对转向操纵机构13施加辅助力。换句话说，本实施方式的转向操纵装置1作为所谓的齿条并行型电动助力转向操纵装置起作用。

接下来，对齿条轴4的轴端部的结构进行说明。

如图2所示，在齿条壳体5的内部形成：收纳齿条轴4的齿条收纳部5a；和在成为往复运动方向的轴向开口，并且能够收纳齿条轴4和球窝接头20的接头收纳部5b。在这些收纳部5a、5b之间，以从齿条壳体5的内周朝向内部的方式形成凸部5c。在该凸部5c旁边形成有槽5d，槽5d的内径比该凸部5c的内径大。另外，在凸部5c的端面中位于槽5d的相反的一侧的端面形成抵接面5e。该抵接面5e位于凸部5c与接头收纳部5b之间，通过凸部5c与接头收纳部5b的内径差来形成。

而且，在齿条轴4的轴端部形成供球窝接头20安装的安装部4b。安装部4b在齿条轴4的轴向开口。

这里，对球窝接头20进行说明。球窝接头20具备：其前端形成为球形状的球头销21；和形成转动自由地收纳该球头销21的前端的收纳部22a的承窝(socket)22。球头销21经由缓冲件23而收纳于承窝22。在承窝22的收纳部22a的另一端侧形成与齿条轴4的安装部4b螺合的螺纹部22b。螺纹部22b从收纳部22a的另一端侧沿轴向突出。而且，螺纹部22b通过与齿条轴4的安装部4b螺合而将承窝22固定于该齿条轴4。由此，该球窝接头20与齿条轴连结。

另外，在承窝22的螺纹部22b的根部，形成与齿条轴4的轴前端、即末端抵接的端部22c。端部22c从螺纹部22b的根部沿径向形成。在本实施方式中，端部22c与齿条轴4的末端抵靠，成为所谓的齿条球关节机构。即，具有端部22c的球窝接头20(承窝22)相当于端部件。

另外在接头收纳部5b，设置由橡胶等树脂材料构成的弹性体30、和由弹性模量比该弹性体30的弹性模量高的铁等金属构成的端板40。在弹性体30和端板40插通齿条轴4。

弹性体30形成为环状，具备在轴向上外径维持为一定的主体部31和凸缘状的嵌合部32。主体部31的轴向的长度被设定为，在弹性体30未压缩变形的情况下，该主体部31的前端部31a与抵接面5e之间为长度L1。另外，主体部31的外径被设定为在弹性体30未压缩变形的情况下比凸部5c的内径小。另外，嵌合部32以与槽5d嵌合的方式设定其外径，并通过与上述槽5d的嵌合来将弹性体30固定于齿条壳体5。

端板40形成为圆板状，通过粘合剂等固定部件来固定安装于弹性体30的前端部31a，并且以能够与该弹性体30一体移动的方式安装。另外，端板40的外径设定为比接头收纳部5b的内径稍小，另一方面，设定为比凸部5c的内径大。即，端板40构成为通过向齿条收纳部5a侧移动，能够使其弹性体30侧的端面与抵接面5e抵接。

另外，在端板40中，在面对球窝接头20的端部22c的端面，形成有能够与该端部22c抵接的承接部40a。在端板40中，在与该承接部40a相反的一侧的端面，形成有能够与齿条壳体5的抵接面5e抵接的抵接部40b。而且，端板40配置为，基于在弹性体30未压缩变形的情况下弹性体30的前端部31a与抵接面5e之间的长度为L1，而端板40的抵接部40b与抵接面5e之间为长度L1。

在转向操纵装置1中，存在在齿条轴4往复运动时球窝接头20的端部22c与端板40抵靠，进而该端板40被向弹性体30侧按压的情况。此时由于从齿条轴4向端板40施加的轴向力，弹性体30沿轴向压缩变形。之后，在转向操纵装置1中，齿条轴4和球窝接头20的动能被弹性体30的压缩变形吸收，从而齿条轴4停止移动。即，组装有端板40和弹性体30的部件也可以说是冲击吸收部件、或者冲击输入吸收部件。弹性体30继续变形，端板40的抵接部40b与齿条壳体5的抵接面5e接触的状态为球关节机构抵接状态。

关于上述的球关节机构抵接，考虑如下情况：在施加伴随着驾驶员的转向操纵操作而产生的第1输入(以下，称作正向输入)的情况下从齿条轴4向端板40施加轴向力的状况；和在施加伴随着转向轮11登上路缘石等而产生的第2输入(以下，称作反向输入)的情况下从齿条轴4向端板40施加轴向力的状况。

本实施方式中假定的正向输入和反向输入例如从材料试验学的观点来看能够基于载荷(脉冲)的持续时间t来分类。即，本实施方式中假定的正向输入是基于上述的持续时间t而被分类为静载荷的载荷。静载荷例如为10⁴秒＜t。另一方面，本实施方式中假定的反向输入是基于上述的持续时间t而被分类为冲击载荷的载荷。冲击载荷例如为10^-6秒＜t＜1秒。即，在本实施方式中，第2输入(冲击)即反向输入相对于被分类为静载荷的第1输入(冲击)即正向输入，载荷的持续时间短。

接下来，对在本实施方式中齿条轴4给弹性体30带来的轴向力与压缩变形的范围、即轴向的压缩余量进行说明。图3示出从齿条轴4对弹性体30施加的轴向力和压缩余量(mm)的关系。用点划线示出正向输入的情况，用实线示出反向输入的情况。与反向输入相比在正向输入中，相对于相同的轴向力示出更大的压缩余量，换句话说使弹性体30较大地压缩变形。

在图3中轴向力α1是假定为由正向输入产生的最大的轴向力。轴向力α1由转向操纵力辅助装置14的马达12的输出、减速比等导出。另外，轴向力α2是假定为由反向输入产生的轴向力中的、假定为在除去反向输入后车辆也能够维持通常的行驶状态的最大的轴向力。此外，该轴向力α2在本实施方式的转向操纵装置1中，作为产生不能维持可以说是本装置中通过齿的啮合的各种连结部位中最弱部位的从动带轮16与带17之间的啮合的、所谓爬齿的最小的轴向力被导出。

而且，如上述那样，弹性体30的前端部31a与抵接面5e的距离、即端板40的抵接部40b与抵接面5e的距离是弹性体30由于上述球关节机构抵接而沿轴向压缩变形的压缩余量的极限值。这样的弹性体30的压缩变形的压缩余量的极限设定为比相对于因反向输入所引起的轴向力α2的压缩余量的长度L2大的长度L1。此外，在本实施方式中，将压缩余量为长度L1时的轴向力设为β。轴向力β为正向输入所引起的最大的轴向力α1的50％以下。另外，该长度L1是在本实施方式采用的弹性体30压缩变形时，相对于各输入能够确保足够的吸收率的长度，被设定为不需要为了使弹性体30压缩变形而施加异常大的正向输入。

详细而言，弹性体30的压缩变形的范围被设定为即使由于反向输入产生轴向力α2而使弹性体30压缩变形，端板40的抵接部40b也不与抵接面5e、即齿条壳体5接触。进而，弹性体30的压缩变形的范围被设定为若由于正向输入产生β以上(且不足α1)的轴向力而使弹性体30压缩变形，则端板40的抵接部40b与抵接面5e、即齿条壳体5接触。

这里，关于正向输入或者反向输入所引起的球关节机构抵接时的齿条轴4的轴端部，以弹性体30和端板40为中心进行说明。如图4A所示，在球关节机构抵接前，承窝22的端部22c与端板40的承接部40a分离，从而弹性体30未压缩变形。即，端板40的抵接部40b与齿条壳体5的凸部5c的抵接面5e分离，它们之间的距离维持为长度L1。

接着，如图4B所示，在端部22c与承接部40a抵靠之后，随着正向输入所引起的轴向力的增加，弹性体30进行压缩变形，若正向输入所引起的轴向力进一步变大而达到轴向力β，则伴随着弹性体30进行长度L1那么多的压缩变形，产生球关节机构抵接。此外，因为弹性体30受到压缩轴向力而沿径向扩大，所以该弹性体30与齿条壳体5的凸部5c之间缩短。

当上述的球关节机构抵接时，端部22c与承接部40a抵接，并且端板40的抵接部40b与齿条壳体5的凸部5c的抵接面5e在齿条轴4的往复运动方向上抵接，从而限制端板40的移动。由此，承窝22和齿条轴4的移动被抵接面5e限制。此外，在正向输入所引起的轴向力维持为轴向力β以上的情况下，维持齿条轴4的移动被限制的球关节机构抵接的状态。在本实施方式中，承接部40a或者具有该承接部40a的端板40作为受压部起作用，抵接面5e或者具有该抵接面5e的凸部5c(齿条壳体5)作为限制部起作用。

另一方面，如图4C所示，在端部22c与承接部40a抵靠之后，随着反向输入所引起的轴向力的增加，弹性体30进行压缩变形，此时，与该反向输入所引起的轴向力的大小对应，伴随着弹性体30在长度L2的范围内压缩变形，产生球关节机构抵接。此外，因为弹性体30受到压缩轴向力而也沿径向扩大，所以该弹性体30与齿条壳体5的凸部5c之间缩短。

在上述的球关节机构抵接时，端部22c与承接部40a抵接，并且抵接部40b与抵接面5e分离。由此，承窝22和齿条轴4的移动因弹性体30的压缩变形而被限制。此外，在该球关节机构抵接时，轴向力由于反向输入而达到轴向力α2，伴随着弹性体30的长度L2那么多的压缩变形，抵接部40b与抵接面5e之间也至少分离长度L3＝L1-L2。

接下来，对转向操纵装置1的作用进行说明。

在向齿条轴4施加正向输入的情况下，限制弹性体30沿轴向的超过长度L1的压缩变形，并且在施加反向输入的情况下，即使弹性体30压缩变形也如上述那样不会影响到限制压缩变形。

如图4B所示，对于如伴随着驾驶员的转向操作而引起的正向输入那样载荷的持续时间比较长的球关节机构抵接，能够使抵接面5e(齿条壳体5的凸部5c)的限制起作用来进行应对。由此，在伴随着驾驶员的转向操作而产生的球关节机构抵接时，弹性体30的压缩变形量达到长度L1，限制在此之上的压缩变形。因此，若在该状态下驾驶员以保持球关节机构抵接的方式继续施加力，则能够抑制方向盘2的抖动。

如图4C所示，对于如伴随着转向轮11登上路缘石而引起的反向输入那样载荷的持续时间比较短的球关节机构抵接，能够不使齿条壳体5的抵接面5e的限制作用就能够进行应对。由此，在伴随着转向轮11登上路缘石而引起的球关节机构抵接时，因为在弹性体30的压缩变形量达到长度L1之前，能够吸收反向输入，所以能够抑制该反向输入对转向操纵装置1造成的影响。

另外，在球关节机构抵接时，首先端板40承接球窝接头20的碰撞，并且这一球窝接头20的输入经由端板40使弹性体30压缩变形。特别是，在伴随着驾驶员的转向操作而产生的球关节机构抵接时，若弹性体30压缩变形至长度L1，则齿条壳体5的抵接面5e承接端板40，从而限制上述的压缩变形。此时，受到来自端板40的轴向力的面是弹性体30和抵接面5e，因为用更大的面积来承接，所以在该端板40中应力不会集中于有限的一部分，从而实现应力的分散均匀化。

另外，因为能够将弹性体30固定于齿条壳体5，所以抑制球关节机构抵接时的弹性体30的跳起等。由此，能够使抵接面5e的设定、即限制弹性体30的压缩变形的结构有效地作用。

根据本实施方式，能够得到以下所示的效果。

1)在伴随着驾驶员的转向操作而产生的正向输入所引起的球关节机构抵接时，若驾驶员以保持球关节机构抵接的方式继续施加力，则能够抑制方向盘2的抖动，因此，在伴随着转向操作而产生的球关节机构抵接时，能够抑制驾驶员感觉到不协调。

2)在伴随着转向轮11登上路缘石而产生的反向输入所引起的球关节机构抵接时，因为限制弹性体30的压缩变形的构造没有动作，所以能够在伴随着登上路缘石而产生的球关节机构抵接时抑制转向操纵装置1受到损伤的情况。

3)在本实施方式中，利用对于端板40在径向外侧限制移动，由此限制该弹性体30的压缩变形的方法，具有容易确保用于弹性体30的压缩变形的限制的端板40的区域的面积较大的优点。

4)在伴随着驾驶员的转向操作而产生的球关节机构抵接时，因为应力并没有集中于端板40中有限的一部分，能够实现其分散均匀化，所以在球关节机构抵接时即使承接端部件的抵靠也能够抑制端板40的变形等情况产生。

5)因为球关节机构抵接时的弹性体30的跳起等被抑制，能够使限制弹性体30的压缩变形的结构有效地作用，所以当伴随着驾驶员的转向操作的球关节机构抵接时，能够有效地抑制驾驶员感到不协调。

接下来，对本发明的第2实施方式的转向操纵装置进行说明。此外，本实施方式与上述第1实施方式的主要不同点仅是与弹性体30和端板40相关的结构。因此，对于与已经说明的实施方式相同结构或者相同控制内容等标注相同的附图标记，并省略其重复的说明。

如图5和图6所示，齿条壳体5的接头收纳部5b形成为内径沿轴向维持为一定，并且在其一部分朝向齿条壳体5的外部形成有槽5d，槽5d的内径比接头收纳部5b的内径大。另外，在齿条收纳部5a与接头收纳部5b之间，通过齿条收纳部5a与接头收纳部5b的内径差而形成有抵接面5f。

本实施方式中的弹性体30的主体部31的外径被设定为比齿条壳体5的接头收纳部5b的内径稍小。并且，主体部31的内径被设定为比齿条轴4的外径大。即，在主体部31的内部形成有比齿条轴4的外径大、且比齿条壳体5的齿条收纳部5a的内径小的插通孔33。另外，弹性体30的嵌合部32由于其齿条收纳部5a侧的角部被倒角，所以该弹性体30容易安装于齿条壳体5。此外，在槽5d形成有成为齿条轴4所产生的轴向力的释放空间的缝隙。

另外，在弹性体30的插通孔33安装有端板40。本实施方式的端板40具备供齿条轴4插通的圆板状的板部41、和筒状的限制部42。该限制部42同轴地安装于该板部41的一面。该板部41和限制部42都是由弹性模量比弹性体30的弹性模量高的铁等金属构成。在弹性体30的前端部31a，通过粘合剂等固定部件安装板部41和限制部42。在本实施方式中，组装弹性体30、板部41、限制部42而成的部件、即组装体50也可以说是冲击(输入)吸收部件。

另外，板部41的外径设定为比齿条壳体5的接头收纳部5b的内径稍小，并且板部41的内径设定为比齿条轴4的外径稍大。即，在板部41的球窝接头20侧端面，形成在球关节机构抵接时能够与端部22c抵接的承接部41a。

另外，限制部42的外径被设定为与弹性体30的插通孔33的内径几乎相同的直径，并且限制部42的内径被设定为比齿条壳体5的齿条收纳部5a的内径大。即，在限制部42的齿条收纳部5a侧的端面，形成在球关节机构抵接时能够与齿条壳体5的抵接面5f抵接的抵接部42a。

另外，本实施方式的弹性体30的主体部31的轴向的长度被设定为，在该弹性体30未压缩变形的情况下，限制部42的抵接部42a与抵接面5f的距离为长度L1。即，端板40的限制部42的轴向的长度被设定为，在弹性体30未压缩变形的情况下，该端板40的抵接部42a与抵接面5f的距离为长度L1。

而且，如上述那样，限制部42的抵接部42a与抵接面5f的距离为弹性体30由于上述球关节机构抵接而沿轴向压缩变形的范围。详细而言，弹性体30的压缩变形的范围被设定为，即使由于反向输入产生轴向力α2而使弹性体30压缩变形，限制部42的抵接部42a也不与抵接面5f、即齿条壳体5接触。进而，弹性体30的压缩变形的范围被设定为，若由于正向输入产生β以上(并且不足α1)的轴向力而使弹性体30压缩变形，则限制部42的抵接部42a与抵接面5f、即齿条壳体5接触。

因此，在正向输入所引起的球关节机构抵接时，端部22c与承接部41a抵靠，并且抵接部42a和抵接面5f沿齿条轴4的往复运动方向抵接。由此，承窝22和齿条轴4的移动被抵接面5f限制，其移动范围达到极限。在本实施方式中，板部41的承接部41a或者端板40作为端承接部起作用。

另一方面，在反向输入所引起的球关节机构抵接时，端部22c与承接部41a抵接，并且限制部42的抵接部42a与抵接面5f分离。由此，承窝22和齿条轴4的移动速度因弹性体30的压缩变形而减速，最终该移动停止。此外，在该球关节机构抵接时，轴向力因反向输入而达到轴向力α2，伴随着弹性体30的长度L2那么多的压缩变形，限制部42的抵接部42a与抵接面5f之间也至少分离长度L3(L1-L2)。如以上说明那样，根据本实施方式，能够起到上述笫1实施方式的效果1)、2)、5)。

接下来，对本发明的第3实施方式的转向操纵装置进行说明。此外，本实施方式与上述第1实施方式的主要的不同点仅是与弹性体30和端板40相关的结构。因此，对于与已经说明的实施方式相同的结构或者相同的控制内容等标注相同的附图标记，并省略其重复的说明。

如图7和图8所示，在齿条收纳部5a与球窝接头20之间，交替地设置有由橡胶等树脂材料构成的多个(在本实施方式中为2个)弹性体60、70、以及由弹性模量比各弹性体60、70的弹性模量高的铁等金属构成的多个(在本实施方式中为2个)端板80、90。即，在齿条收纳部5a与球窝接头20之间，沿轴向重叠设置组装弹性体60与端板80而成的组装体100、和组装弹性体70与端板90而成的组装体101，由此交替配置上述金属和上述树脂材料。像这样沿轴向重叠设置有多个组装体100、101的部件也可以说是交替配置有上述金属和上述树脂材料的冲击(输入)吸收部件。此外，在弹性体60、70和端板80、90插通齿条轴4。弹性体60、70由相同的材料形成，端板80、90由相同的金属材料形成。

本实施方式的各弹性体60、70形成为环状，并分别具备外径沿轴向维持为一定的主体部61、71。另外，各弹性体60、70中的靠齿条轴4配置的弹性体70具备凸缘状的嵌合部72。各主体部61、71的外径被设定为在各弹性体60、70未压缩变形的情况下，比接头收纳部5b的内径小，并且各主体部61、71的内径被设定为比齿条轴4的外径大。即，在各主体部61、71的内部形成比齿条轴4的外径大、且比齿条收纳部5a的内径小的插通孔63、73。

在插通孔63安装端板80，并且在插通孔73安装端板90。本实施方式的各端板80、90具有供齿条轴4插通的圆板状的板部81、91、和筒状的限制部82、92。该限制部82、92同轴地安装于该板部81、91的一面。上述各板部81、91和各限制部82、92都由弹性模量比弹性体30的弹性模量高的铁等金属构成。

各板部81、91的外径被设定为比接头收纳部5b的内径稍小，并且各板部81、91的内径被设定为比齿条轴4的外径稍大。在板部81的球窝接头20侧形成有在球关节机构抵接时能够与端部22c抵接的承接部81a。在板部91的弹性体60侧形成有能够安装该弹性体60的安装部91a。

而且，通过在弹性体60的前端部61a利用粘合剂等固定部件安装板部81和限制部82而组装成组装体100。另外，通过在弹性体70的前端部71a利用粘合剂等固定装置安装板部91和限制部92而组装成组装体101。进而，通过在安装于弹性体70的板部91的安装部91a利用粘合剂等固定部件安装弹性体60，一体地组装多个组装体100、101。

另外，各限制部82、92的外径被设定为与分别插通的各弹性体60、70的各插通孔63、73的内径几乎相同的直径，并且各限制部82、92的内径被设定为比齿条收纳部5a的内径大。即，在限制部92的齿条收纳部5a侧的端面形成有在球关节机构抵接时能够与齿条壳体5的抵接面5f抵接的抵接部92a。另外，在限制部82的齿条收纳部5a侧的端面形成有在球关节机构抵接时能够与板部91的安装部91a抵接的抵接部82a。

另外，本实施方式的弹性体60的主体部61的轴向的长度被设定为，在弹性体60未压缩变形的情况下限制部82的抵接部82a与安装部91a之间为长度La。另外，弹性体70的主体部71的轴向的长度被设定为，在弹性体70未压缩变形的情况下限制部92的抵接部92a与抵接面5f之间为长度Lb。在本实施方式中，长度La和长度Lb是相同的长度，被设定为长度L1的一半(1/2)。即，各限制部82、92的轴向的长度被设定为，在各弹性体60、70未压缩变形的情况下限制部82的抵接部82a与安装部91a的距离、同限制部92的抵接部92a与抵接面5f的距离的合计为长度L1。

而且，如上述那样，限制部82的抵接部82a与安装部91a的距离成为弹性体60由于上述球关节机构抵接而沿轴向压缩变形的范围。另外，限制部92的抵接部92a与抵接面5f的距离成为弹性体70由于上述球关节机构抵接而沿轴向压缩变形的范围。

对于本实施方式的各弹性体60、70，在图3中示出从齿条轴4向弹性体施加的轴向力与压缩余量(mm)的关系。用点划线示出正向输入的情况，用实线示出反向输入的情况。而且，在各弹性体60、70由相同的材料构成、且各端板80、90为相同的材料的本实施方式中，相对于相同的轴向力，各弹性体60、70压缩变形量为第1实施方式的弹性体30的1/2。

更详细而言，各弹性体60、70的压缩变形的范围被设定为，即使由于反向输入产生轴向力α2而使各弹性体60、70压缩变形，各端板80、90的抵接部82a、92a也不与其他部件接触。即，被设定为上述抵接部82a不与安装部91a接触，并且上述抵接部92a不与抵接面5f接触。

并且，各弹性体60、70的压缩变形的范围被设定为如下规定范围，即，若由于正向输入产生β以上(并且不足α1)的轴向力而使各弹性体60、70压缩变形，则各端板80、90的抵接部82a、92a能够与其他部件接触的规定范围。即，被设定为在端板80中抵接部82a能够与端板90(安装部91a)抵接，在端板90中抵接部92a与齿条壳体5(抵接面5f)接触。

这里，关于本实施方式中的正向输入或者反向输入所引起的球关节机构抵接时的齿条轴4的轴端部，以各弹性体60、70和各端板80、90为中心进行说明。如图9A所示，在球关节机构抵接前，端部22c与承接部81a分离，各弹性体60、70未压缩变形。即，抵接部82a与安装部91a分离，它们之间的距离维持为La。另外，抵接部92a与抵接面5f分离，它们之间的距离维持为Lb。因此，抵接部82a与安装部91a的距离、同抵接部92a与抵接面5f的距离的合计值维持为长度L1。

接着，如图9B所示，在端部22c与承接部81a抵靠之后，伴随着正向输入所引起的轴向力的增加，弹性体60和弹性体70一起进行压缩变形。而且，若该正向输入所引起的轴向力进一步变高而达到轴向力β，则伴随着弹性体60进行长度La那么多的压缩变形、弹性体70进行长度Lb那么多的压缩变形、各弹性体60、70合计进行长度L1那么多的压缩变形，产生球关节机构抵接。此外，因为各弹性体60、70受到压缩轴向力而也沿径向扩大，所以各弹性体60、70与接头收纳部5b之间缩小。

在该球关节机构抵接时，端部22c与端板80的承接部81a抵接，并且抵接部82a与端板90的安装部91a、且抵接部92a与抵接面5f在齿条轴4的往复运动方向上抵接，从而限制端板80、90的移动。由此，在承窝22、即齿条轴4的移动被抵接面5f限制的本实施方式中，承接部81a或者具有该承接部81a的端板80作为受压部起作用。

另一方面，如图9C所示，在端部22c与承接部81a抵靠之后，伴随着反向输入所引起的轴向力的增加，各弹性体60、70进行压缩变形。而且，与该反向输入所引起的轴向力的大小对应，伴随着弹性体60在长度L2的1/2范围内进行压缩变形、以及弹性体70在长度L2的1/2范围内进行压缩变形，产生球关节机构抵接。此外，各弹性体60、70受到压缩轴向力而也沿径向扩大，从而各弹性体60、70与接头收纳部5b之间缩小。

在该球关节机构抵接时，端部22c与承接部81a抵接，并且抵接部82a与安装部91a、且抵接部92a与抵接面5f分离。由此，承窝22和齿条轴4的移动速度因各弹性体60、70的压缩变形而减速，最终该移动停止。此外，在该球关节机构抵接时，即使因反向输入而轴向力达到轴向力α2，且伴随着弹性体60、70进行长度L2/2那么多的压缩变形，抵接部82a与安装部91a之间也至少分离长度Lc(＝La-L2/2)，并且抵接部92a与抵接面5f之间也至少分离长度Ld(＝Lb-L2/2)。

接下来，对本实施方式的转向操纵装置1的作用进行说明。一般地，弹性体体现如下趋势，即，伴随着某一程度的压缩变形而缓缓变得难以压缩，并且对输入负载的吸收率变低，从而压缩变形所需要的输入负载变大。另一方面，体现如下趋势：在上述某一程度的压缩变形以下的区域内，容易确保对输入负载的吸收率，压缩变形所需要的输入也变小。

而且，如本实施方式那样，在将多个组装体100、101沿轴向重叠的情况下，通过各弹性体60、70双方的压缩变形来承接齿条轴4所产生的轴向力，容易利用各弹性体60、70来确保对输入负载的吸收率。具体而言，在本实施方式中，在伴随着各弹性体60、70整体进行长度L1那么多的压缩变形时，在各弹性体60、70中分别仅各进行长度L1的一半的压缩变形，与设置1个组装体的情况相比，使用弹性体的压缩变形小的区域。

如以上说明那样，根据本实施方式，除了上述第1实施方式的效果1)、2)、5)相当的效果之外，还能够起到以下所示的效果。

6)通过沿轴向重叠设置多个组装体100、101，与设置1个组装体1的情况相比，容易确保对输入负载的吸收率。在伴随着在各弹性体60、70整体进行长度L1那么多的压缩变形时，各弹性体60、70中分别仅各进行长度L1的一半的压缩变形，与设置1个组装体的情况相比，使用弹性体的压缩变形小、容易确保对输入负载的吸收率的区域。

7)在伴随着驾驶员所引起的转向操作而产生的球关节机构抵接时，通过沿轴向重叠设置多个组装体100、101，能够使用各弹性体60、70的特别是开始的收缩。由此，容易使用体现压缩变形所需要的输入也变小的趋势的范围。因而，容易使驾驶员保持球关节机构抵接状态时所需要的力变小，有助于实现与驾驶员无关地容易保持球关节机构抵接状态的转向操纵装置1。

此外，也能够以将上述各实施方式适当地变更的以下的方式来实施。若弹性体固定于齿条壳体5，则也可以不形成槽5d。在该情况下，例如，也可以用粘合剂等将弹性体30固定于齿条壳体5。另外，也可以通过分别在齿条壳体5形成与嵌合部32相当的部位、在弹性体形成与槽5d相当的部位，来将弹性体固定于齿条壳体5。

也可以在齿条壳体5非连续地设置多个槽5d。例如，也可以沿凸部5c的周向等间隔地设置多个(例如，4个)槽5d。

作为弹性体30或者各弹性体60、70整体的压缩变形量的极限的L1也可以在比相对于反向输入所引起的轴向力α2的压缩变形量L2大的范围内变更。

在转向操纵机构的运动转换机构和转向操纵力辅助装置的组合中，只要将各自的各种连结部位中最弱部位处产生爬齿等异常的最小的轴向力与轴向力α2、α2对应的长度作为L2，设置作为弹性体30或者各弹性体60、70整体的压缩变形量的极限的L1即可。

在笫1实施方式中，也可以在齿条壳体5非连续地设置多个凸部5c，例如，沿接头收纳部5b的周向等间隔地设置多个凸部5c，例如，设置4个凸部5c。

在第1实施方式中，齿条壳体5也可以不具备限制部的功能，例如，也可以不形成凸部5c。在该情况下，只要将在第2实施方式中举例示出的限制部相同的筒状的限制部位从端板40的周缘向弹性体30侧形成即可。在上述结构中，与第2实施方式相同，通过齿条收纳部5a与接头收纳部5b的内径差而形成的壁面作为抵接面起作用。

在第2和第实施方式中，也可以在板部非连续地设置多个弹性体，例如，沿该板部41的周向等间隔地环状地设置多个(例如，4个)弹性体30。

在第2和第3实施方式中，也可以省略板部。另外，板部和限制部也可以是一体的部件。

在第3实施方式中，也可以追加组装体，将3个以上的组装体沿轴向重叠。

在第3实施方式中，如图10所示，能够使各组装体100、101的各弹性体60、70的轴向的长度不同。在该情况下，优选将靠近球窝接头20的弹性体60的轴向的长度设定为比弹性体70的轴向的长度长。

在第3实施方式中，也能够使各弹性体60、70的材料不同，例如，也可以将靠近球窝接头20的弹性体60的材料设为弹性模量比弹性体70的弹性模量高的材料。在该情况下，虽然将各弹性体60、70的轴向的长度设定为相同的长度，但是能够作为与图10所示的结构等效的结构而实现。

弹性体也可以用螺旋弹簧等不具有粘性的弹性部件等构成。转向操纵装置1也可以是其他形式的电动动力转向操纵装置，另外也可以是液压式动力转向操纵装置，也可以是不具备动力转向机构的单一的转向操纵装置。

弹性体也可以固定于承窝22的端部22c。另外，也可以不固定弹性体，而能够进行沿齿条轴4的滑动。

在各实施方式中，若具有与被称为正向输入、反向输入的种类没有关系、而在球关节机构抵接时用于限制弹性体的压缩变形的限制部的结构，则至少能够起到上述效果1)。即，能够通过如下技术思想来实现，一种转向操纵装置，其特征在于，具备：转向轴，该转向轴通过伴随着转向操纵轴的旋转在壳体内直线运动来改变转向轮的方向；端部件，该端部件安装于上述转向轴的端部，伴随着上述转向轴的移动而相对于上述壳体接触或分离；弹性体，该弹性体设置于上述壳体与上述端部件之间；以及限制部，在上述弹性体因上述端部件抵靠而沿上述直线运动方向压缩变形的情况下，该限制部限制上述弹性体的超过规定范围的压缩变形。

根据该结构，在弹性体因端部件抵靠而沿直线运动方向压缩变形的情况下，限制弹性体的超过规定范围的压缩变形。作为这样的端部件的抵靠，例如，能够假定伴随着驾驶员的方向盘的操作而产生的抵靠。于是，对于伴随着驾驶员的方向盘的操作而产生的球关节机构抵接，能够使限制部的限制起作用来进行应对。由此，在伴随着驾驶员的方向盘的操作而产生的球关节机构抵接时，因为弹性体的压缩变形达到规定范围，限制在此之上的压缩变形，所以若在该状态下驾驶员以保持球关节机构抵接状态的方式持续施加力，则能够抑制方向盘的抖动。因而，能够抑制驾驶员在伴随着方向盘的操作而产生的球关节机构抵接时感到不协调。

Claims (6)

1.一种转向操纵装置，

所述转向操纵装置包括：

转向轴，该转向轴通过伴随着转向操纵轴的旋转在壳体内直线运动来改变转向轮的方向；

端部件，该端部件安装于所述转向轴的端部，伴随着所述转向轴的移动而相对于所述壳体接触或分离；

弹性体，该弹性体设置于所述壳体与所述端部件之间；以及

限制部，在所述弹性体因所述端部件抵靠而沿所述直线运动的方向压缩变形的情况下，该限制部限制所述弹性体的超过规定范围的压缩变形，

其中，

在朝所述转向轴施加第1输入的情况下，所述限制部限制超过所述规定范围的所述压缩变形，

所述规定范围设定为比当将与第1输入相比在短期内产生的第2输入朝所述转向轴施加的情况下压缩变形的范围大。

2.根据权利要求1所述的转向操纵装置，其中，

所述限制部相对于所述弹性体设置于径向的内周侧，通过在所述端部件抵靠于所述弹性体的情况下限制该端部件的移动，限制超过所述规定范围的所述压缩变形。

3.根据权利要求2所述的转向操纵装置，其中，

所述转向操纵装置还包括组装所述弹性体和所述限制部而形成的组装体，其中，

在所述壳体与所述端部件之间沿轴向重叠设置多个所述组装体。

4.根据权利要求1所述的转向操纵装置，其中，

所述限制部相对于所述弹性体设置于径向的外周侧，通过在所述端部件抵靠于所述弹性体的情况下限制该端部件的移动，限制超过所述规定范围的所述压缩变形。

5.根据权利要求4所述的转向操纵装置，其中，

在所述弹性体的与所述端部件对置的一侧安装有弹性模量比所述弹性体的弹性模量高、且与所述弹性体相比朝径向的外周侧扩径的端承接部，

所述限制部包括形成于所述壳体的内周的凸部，

在所述凸部形成有抵接面，当所述压缩变形达到所述规定范围的极限时所述端承接部能够与该抵接面接触。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的转向操纵装置，其中，

在所述壳体的内周形成有供所述弹性体嵌入并固定的槽。