JP2019093793A - 車両用ステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ナット部材を支持する転がり軸受の外輪をハウジングに対して弾性支持する弾性支持機構を備えたステアリング装置において、弾性支持機構を構成する一対の弾性構造体のばね定数を高くし、かつ弾性構造体の耐久性と周波数応答性を確保することが可能な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１は、ラックシャフト２と、電動モータ４２によって回転するナット部材５と、ラックシャフト２及びナット部材５にそれぞれ形成された螺旋状のねじ溝２１，５１を転動する複数のボール４３と、ナット部材５を収容するハウジング３と、外輪６１と内輪６２との間に複数の転動体６３が配置され、内輪６２がナット部材５に固定された転がり軸受６と、外輪６１の軸方向一側及び他側に配置された一対の弾性リング７０，７０からなる弾性支持機構７とを備える。弾性リング７０は、軸方向に並んで配置された皿ばね７１及びゴム部材７２を有する。【選択図】図３

Description

本発明は、車両の転舵輪を転舵させる車両用ステアリング装置に関する。

従来、車両の転舵輪を転舵させるラック軸と、ラック軸が挿通される挿通孔を有する筒状のナット部材と、ラック軸及びナット部材のそれぞれに設けられたねじ溝を転動する複数のボールと、ナット部材を収容するハウジングとを備え、ナット部材を電動モータで回転させることにより運転者のステアリング操作を補助する電動パワーステアリング装置が知られている。このような電動パワーステアリング装置には、ナット部材を支持する転がり軸受の外輪をハウジングに対して所定範囲で軸方向移動可能に弾性支持し、操舵感を向上させたものがある（例えば、特許文献１，２参照）。

特許文献１に記載の電動パワーステアリング装置は、転がり軸受の外輪を弾性支持する弾性体として、円環状の金属製プレートに支持された一対の皿ばねを有している。また、特許文献２に記載の電動パワーステアリング装置は、転がり軸受の外輪を弾性支持する弾性体として、樹脂からなる環状の保持体に保持されたゴム製の環状弾性体を有している。このような弾性支持構造により、例えば中立位置からのステアリングの操舵開始時にラック軸が軸方向に移動しやすくなり、良好な操舵感を得ることができる。また、ナット部材の軸方向の振動を抑制することにより、騒音の低減を図ることができる。

特開２０１４−２２７０４９号公報 特開２０１３−１１９３２２号公報

しかし、転がり軸受の外輪を支持する弾性体として皿ばねを用いた場合には、ばね定数を高くすると耐久性が低下してしまい、高いばね定数と耐久性との両立が困難であった。また、弾性体としてゴム製のものを用いた場合には、周波数応答性に課題がある場合があった。このように、特許文献１，２のものは、なお改善の余地を残すものとなっていた。

そこで、本発明は、ナット部材に内輪が固定された転がり軸受の外輪をハウジングに対して軸方向移動可能に支持する弾性支持機構を備えたステアリング装置において、弾性支持機構を構成する一対の弾性構造体のばね定数を高くし、かつ弾性構造体の耐久性と周波数応答性を確保することが可能なステアリング装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記の目的を達成するため、外周面に螺旋状のねじ溝が形成され、軸方向移動により転舵輪を転舵させる転舵軸と、前記転舵軸を挿通させる挿通孔の内周面に螺旋状のねじ溝が形成されたナット部材と、前記転舵軸及び前記ナット部材のそれぞれの前記ねじ溝を転動する複数のボールと、前記ナット部材を収容するハウジングと、前記ナット部材を前記ハウジングに対して回転させる電動モータと、内輪と外輪との間に複数の転動体が配置され、前記内輪が前記ナット部材に固定された転がり軸受と、前記転がり軸受と共に前記ハウジング内に収容され、前記外輪の軸方向一側及び他側に配置された一対の弾性構造体を有し、前記外輪を前記ハウジングに対して軸方向の所定範囲で移動可能に支持する弾性支持機構とを備え、前記弾性構造体は、軸方向に弾性変形可能な金属製ばね部材、及び前記金属製ばね部材と軸方向に並んで配置されたゴム部材を有する、車両用ステアリング装置を提供する。

本発明に係るステアリング装置によれば、ナット部材に内輪が固定された転がり軸受の外輪をハウジングに対して軸方向移動可能に支持する弾性支持機構のばね定数を高くし、かつ耐久性と周波数応答性を確保することが可能となる。

本発明の第１の実施の形態に係るステアリング装置を示す外観図である。 ステアリング装置のハウジング内の構造を模式的に示す模式図である。 操舵補助装置の要部の構成を示す断面図である。 図３の部分拡大図である。 図３の部分拡大図である。 弾性支持機構を示す斜視図である。 ステアリングホイールが中立位置から左方向に操舵された際の弾性支持機構の状態を示す説明図である。 ステアリングホイールが中立位置から右方向に操舵された際の弾性支持機構の状態を示す説明図である。 第２の実施の形態に係る弾性支持機構を構成する弾性構造体としての弾性リングを示す分解斜視図である。 第２の実施の形態に係る弾性支持機構を備えたステアリング装置の部分断面図である。 変形例に係る弾性リングを示す断面図である。

［第１の実施の形態］
本発明の第１の実施の形態について、図１乃至図８を参照して説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明を実施する上での好適な具体例として示すものであり、技術的に好ましい種々の技術的事項を具体的に例示している部分もあるが、本発明の技術的範囲は、この具体的態様に限定されるものではない。

（ステアリング装置の全体構成）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るステアリング装置を示す外観図である。図２は、ステアリング装置のハウジング内の構造を模式的に示す模式図である。図３は、操舵補助装置の要部の構成を示す断面図である。図４及び図５は、図３の部分拡大図である。図６は、弾性支持機構を示す斜視図である。

このステアリング装置１は、車両に搭載され、運転者の操舵操作に応じて転舵輪である左右の前輪１９，１９を転舵させる。図１では、ステアリング装置を車両の斜め前方から見た状態を示し、図面左側が車両の右側にあたり、図面右側が車両の左側にあたる。

ステアリング装置１は、運転者が操舵操作するステアリングホイール１０が連結されたステアリングシャフト１１と、ステアリングホイール１０の操舵操作によって車幅方向に移動する転舵軸としてのラックシャフト２と、ラックシャフト２を収容するハウジング３と、ステアリングホイール１０の操舵操作を補助する操舵補助力をラックシャフト２に付与する操舵補助装置４とを備えている。ハウジング３は、操舵補助装置４及びラックシャフト２の一部を収容している。

ステアリングシャフト１１は、ステアリングホイール１０が一端部に固定されたコラムシャフト１２と、コラムシャフト１２に自在継手１５１を介して連結されたインターミディエイトシャフト（中間シャフト）１３と、インターミディエイトシャフト１３に自在継手１５２を介して連結されたピニオンシャフト１４とを有している。自在継手１５１，１５２は、例えばカルダンジョイントからなる。

ピニオンシャフト１４には、その先端部にピニオン歯１４０（図２参照）が形成されている。ラックシャフト２には、軸方向の一部における外周面にピニオン歯１４０と噛み合うラック歯２０が形成されると共に、軸方向の他の一部における外周面に螺旋状のねじ溝２１（図３参照）が形成されている。ピニオンシャフト１４は、その一部がステアリングホイール１０に付与される操舵トルクによって捩じれる可撓性を備えたトーションバー１４１として構成されており、トーションバー１４１の捩じれ角がトルクセンサ４１によって検出される。トルクセンサ４１は、操舵トルクをトーションバー１４１の捩じれ角の大きさによって検出する。

ラックシャフト２は、左右のタイロッド１７，１７を含むリンク機構を介して左右の前輪１９，１９に連結されている。ラックシャフト２の両端部には、図２に示すように、ボールジョイント１６，１６を介して左右のタイロッド１７，１７の一端部がそれぞれ連結されている。ハウジング３とタイロッド１７，１７との間には、伸縮可能な蛇腹構造を有するベローズ１８，１８がそれぞれ設けられている。ラックシャフト２が軸方向に進退移動すると、左右のタイロッド１７，１７によって左右の前輪１９，１９がそれぞれ転向される。

操舵補助装置４は、トルクセンサ４１と、電動モータ４２と、ラックシャフト２の外周面に形成されたねじ溝２１に複数のボール４３を介して螺合する円筒状のナット部材５と、ナット部材５をハウジング３に対して回転可能に支持する転がり軸受６と、転がり軸受６を軸方向に弾性支持する弾性支持機構７と、電動モータ４２の回転力をナット部材５に伝達する合成ゴムからなるベルト４４とを有している。ナット部材５は、ラックシャフト２を挿通させる挿通孔５０を有し、この挿通孔５０の内周面に螺旋状のねじ溝５１が形成されている。複数のボール４３は、ナット部材５の回転に伴い、ラックシャフト２のねじ溝２１及びナット部材５のねじ溝５１によって形成される転動路４０を転動する。

電動モータ４２は、図２に示すように、固定子及び回転子を有する駆動部４２１と、駆動部４２１の固定子にモータ電流を供給する制御部４２２とを有している。制御部４２２は、トルクセンサ４１によって検出された操舵トルクや車速に応じたモータ電流を駆動部４２１に供給する。駆動部４２１は、制御部４２２から供給されるモータ電流によってトルクを発生し、ベルト４４を介してナット部材５をハウジング３に対して回転させる。

ハウジング３は、ラックシャフト２を収容する筒状のラックシャフト収容部３１と、ピニオンシャフト１４を収容するピニオンシャフト収容部３２と、ナット部材５を転がり軸受６及び弾性支持機構７と共に収容するナット部材収容部３３とを有している。ラックシャフト収容部３１は、軸方向の両端部に取付部３１１，３１２を有し、取付部３１１，３１２が車体の取付対象であるステアリングメンバ（図示せず）にボルトによって固定される。

ハウジング３は、図３に示すように、第１部材３０１と第２部材３０２とが軸方向に組み合わされ、ナット部材収容部３３が第１部材３０１と第２部材３０２の結合によって構成されている。ナット部材収容部３３よりも車両右側（図面左側）のラックシャフト収容部３１は第１部材３０１によって構成され、ナット部材収容部３３よりも車両左側（図面右側）のラックシャフト収容部３１は第２部材３０２によって構成されている。電動モータ４２は、ボルト３０３によって第２部材３０２に固定されている。

ナット部材５には、転動路４０の２箇所に開口する環流路５２が形成されている。ナット部材５が回転すると、複数のボール４３が転動路４０及び環流路５２を循環する。また、ナット部材５は、ベルト４４が掛け回された従動プーリ部５３を有している。ベルト４４は、電動モータ４２のシャフト４２０と一体に回転する駆動プーリ４２３と従動プーリ部５３との間に掛け回され、電動モータ４２の回転力をナット部材５に伝達する。従動プーリ部５３は駆動プーリ４２３よりも大径であり、電動モータ４２の回転力がベルト４４によって減速されて従動プーリ部５３に伝達される。

本実施の形態では、転がり軸受６が複列の転動体列を有する複列玉軸受である。転がり軸受６は、外輪６１及び内輪６２と、外輪６１と内輪６２との間に配置された複数の転動体６３と、複数の転動体６３を保持する第１及び第２の保持器６４，６５とを有している。ただし、転がり軸受６として、単列の玉軸受を用いてもよい。

外輪６１は、ハウジング３におけるナット部材収容部３３の内面に対向する外周面６１ａと、外周面６１ａに対して垂直な両側面６１ｂ，６１ｃと、一方列の複数の転動体６３が転動する第１の外輪軌道面６１ｄと、他方列の複数の転動体６３が転動する第２の外輪軌道面６１ｅとを有している。側面６１ｂは、外輪６１における車両右側の軸方向端面であり、側面６１ｃは、外輪６１における車両左側の軸方向端面である。側面６１ｂ側における一方列の複数の転動体６３は第１の保持器６４に等間隔に保持され、側面６１ｃ側における他方列の複数の転動体６３は第２の保持器６５に等間隔に保持されている。

内輪６２は、ナット部材５の外周面５ａに対向する内周面６２ａと、内周面６２ａに対して垂直な両側面６２ｂ，６２ｃと、一方列の複数の転動体６３が転動する第１の内輪軌道面６２ｄと、他方列の複数の転動体６３が転動する第２の内輪軌道面６２ｅとを有している。また、内輪６２は、軸方向に並列する第１の内輪部材６２１及び第２の内輪部材６２２からなり、第１の内輪部材６２１に第１の内輪軌道面６２ｄが形成され、第２の内輪部材６２２に第２の内輪軌道面６２ｅが形成されている。

ナット部材５は、外径が異なる大径部５０１と小径部５０２とを一体に有し、大径部５０１の一端部に従動プーリ部５３が形成されている。大径部５０１と小径部５０２との間には、段差面５ｂが形成されている。小径部５０２の一端部における外周面には、リングナット５００が螺合する雄ねじ部５４が形成されている。リングナット５００は、止め輪５５によって緩み止めされており、段差面５ｂとの間に内輪６２を軸方向に締めつけて固定している。

ハウジング３のナット部材収容部３３には、その内面に環状凹部３３０が形成されている。環状凹部３３０は、その底面３３０ａが第１部材３０１の内周面によって形成され、軸方向の両側面３３０ｂ，３３０ｃが第１部材３０１に形成された段差面及び第２部材３０２の軸方向端面によって形成されている。環状凹部３３０には、外輪６１が収容されている。環状凹部３３０の底面３３０ａは、ラックシャフト２の軸方向に対して平行な面であり、ハウジング３におけるナット部材収容部３３の内面の一部である。外輪６１の外径は、環状凹部３３０の底面３３０ａの内径よりも僅かに小さい寸法である。この構成により、転がり軸受６は、外輪６１の外周面６１ａが環状凹部３３０の底面３３０ａを摺動することで、ハウジング３に対して軸方向に移動可能である。

弾性支持機構７は、一対の弾性リング７０，７０を有し、外輪６１をハウジング３に対して軸方向の所定範囲で移動可能に支持している。弾性リング７０は、本発明の弾性構造体の一態様である。一対の弾性リング７０，７０は、環状凹部３３０に収容され、外輪６１の軸方向一側及び他側に軸方向に圧縮された状態で配置されている。より具体的には、一方の弾性リング７０が外輪６１の一方の側面６１ｂと環状凹部３３０の一方の側面３３０ｂとの間に配置され、他方の弾性リング７０が外輪６１の他方の側面６１ｃと環状凹部３３０の他方の側面３３０ｃとの間に配置されている。

弾性リング７０は、図４乃至図６に示すように、軸方向に弾性変形可能な金属製ばね部材としての皿ばね７１、皿ばね７１と軸方向に並んで配置されたゴム部材７２、及びゴム部材７２が接合された環状のプレート７３を有している。ゴム部材７２は、皿ばね７１における外輪６１側とは反対側の面に接し、皿ばね７１とプレート７３との間に配置されている。

皿ばね７１は、ばね鋼や炭素鋼等の金属からなり、外径側の端部が外輪６１の側面６１ｂ，６１ｃに当接している。本実施の形態では、皿ばね７１が、部分円錐形状の本体部７１１と、本体部７１１の外径側の端部から軸方向に対して垂直に延びる円環板状の当接部７１２とを一体に有し、当接部７１２が外輪６１の側面６１ｂ，６１ｃに接している。また、皿ばね７１は、その復元力により、本体部７１１の内径側の端部がプレート７３に弾接している。プレート７３は、ステンレス等の平板状の金属からなる。

ゴム部材７２は、合成ゴムからなる環状の部材である。ゴム部材７２の素材としては、ＮＢＲ（ニトリルゴム）やＨＮＢＲ（水素化ニトリルゴム）を特に好適に用いることができる。ゴム部材７２は、皿ばね７１及びプレート７３に加硫接着により接合されており、弾性リング７０が一部品として構成されている。

一対の弾性リング７０，７０のうち、一方の弾性リング７０は、皿ばね７１の一方の側面７１ａが外輪６１の側面６１ｂに対向し、他方の側面７１ｂにゴム部材７２に接合されると共に、プレート７３の一方の側面７３ａが環状凹部３３０の側面３３０ｂに対向し、他方の側面７３ｂにゴム部材７２に接合されている。また、他方の弾性リング７０は、皿ばね７１の一方の側面７１ａが外輪６１の側面６１ｃに対向し、他方の側面７１ｂにゴム部材７２が接合されると共に、プレート７３の一方の側面７３ａが環状凹部３３０の側面３３０ｃに対向し、他方の側面７３ｂにゴム部材７２が接合されている。

ゴム部材７２は、皿ばね７１の側面７１ｂ、プレート７３の側面７３ｂ、及び環状凹部３３０の底面３３０ａに囲まれ、かつ部分円錐形状の本体部７１１に対して径方向外側の領域Ｒに配置されている。この領域Ｒは、ステアリングホイール１０が中立位置にあるとき、その一部が空間となっており、弾性リング７０が軸方向に圧縮された際、ゴム部材７２が弾性変形してこの空間に入り込む。

本実施の形態では、図４及び図５に示すように、ゴム部材７２の外周面７２ａが凹面状に湾曲しており、この外周面７２ａと環状凹部３３０の底面３３０ａとの間に第１空間Ｓ_１が形成されている。また、ゴム部材７２の内周面７２ｂと、皿ばね７１の側面７１ｂ及びプレート７３の側面７３ｂとの間に、三角形状の第２空間Ｓ_２が形成されている。第１空間Ｓ_１及び第２空間Ｓ_２は、弾性リング７０の全周にわたって形成されている。

弾性リング７０は、皿ばね７１の本体部７１１及びゴム部材７２の復元力により、皿ばね７１の当接部７１２が外輪６１を軸方向に押圧している。ステアリングホイール１０が中立位置にあるとき、一対の弾性リング７０の軸方向の厚さは同じであり、外輪６１が双方の弾性リング７０からの押圧力を受けて環状凹部３３０内における軸方向の中央に位置している。

図７は、ステアリングホイール１０が中立位置から左方向に操舵された際の弾性支持機構７の状態を示す説明図である。図８は、ステアリングホイール１０が中立位置から右方向に操舵された際の弾性支持機構７の状態を示す説明図である。以下、一対の弾性リング７０のうち、外輪６１の一方の側面６１ｂと環状凹部３３０の一方の側面３３０ｂとの間に配置された車両右側の弾性リング７０を第１弾性リング７０Ａとし、外輪の他方の側面６２ｃと環状凹部３３０の他方の側面３３０ｃとの間に配置された車両左側の弾性リング７０を第２弾性リング７０Ｂとして説明する。

ステアリングホイール１０が中立位置から左方向に操舵されたとき、ラックシャフト２は車幅方向に沿って車両右側に軸方向移動し、ナット部材５及び転がり軸受６がラックシャフト２から同方向への移動力を受ける。これにより、図７に示すように、第１弾性リング７０Ａが軸方向に圧縮され、第２弾性リング７０Ｂが軸方向に伸長する。外輪６１は、第１弾性リング７０Ａ及び第２弾性リング７０Ｂが変形する軸方向の所定範囲でハウジング３に対して軸方向移動可能である。

この際、第１弾性リング７０Ａは、ゴム部材７２の変形によって第１空間Ｓ_１及び第２空間Ｓ_２の容積が小さくなり、ゴム部材７２の外周面７２ａが環状凹部３３０の底面３３０ａに接触し、ゴム部材７２の径方向外方への膨出が環状凹部３３０の底面３３０ａによって規制される。図７では、ゴム部材７２の外周面７２ａの全体が環状凹部３３０の底面３３０ａに接触した状態を示している。一方、第２弾性リング７０Ｂは、皿ばね７１の変形によってゴム部材７２が軸方向に伸長し、第１空間Ｓ_１及び第２空間Ｓ_２の容積が大きくなる。

なお、この状態でも、第２弾性リング７０Ｂにおける皿ばね７１の当接部７１２と外輪６１の側面６１ｃとの接触状態が維持され、外輪６１が第１弾性リング７０Ａ及び第２弾性リング７０Ｂに挟まれる。外輪６１は、皿ばね７１との接触部において受ける摩擦力により、ハウジング３に対する回転が規制される。

一方、ステアリングホイール１０が中立位置から右方向に操舵されたときには、図８に示すように、第１弾性リング７０Ａが軸方向に伸長し、第２弾性リング７０Ｂが軸方向に圧縮される。この際、第２弾性リング７０Ｂは、ゴム部材７２の変形によって第１空間Ｓ_１及び第２空間Ｓ_２の容積が小さくなり、ゴム部材７２の外周面７２ａが環状凹部３３０の底面３３０ａに接触し、ゴム部材７２の径方向外方への膨出が環状凹部３３０の底面３３０ａによって規制される。第１弾性リング７０Ａは、皿ばね７１の当接部７１２と外輪６１の側面６１ｂとの接触状態を維持しながらゴム部材７２が軸方向に伸長し、第１空間Ｓ_１及び第２空間Ｓ_２の容積が大きくなる。

このように、ステアリングホイール１０が中立位置から左方向又は右方向に操舵される操舵初期段階において、ステアリングシャフト１１のピニオンシャフト１４の回転によってラックシャフト２に軸方向の移動力が付与されたとき、操舵補助装置４が操舵補助力を発生する前に、第１弾性リング７０Ａ及び第２弾性リング７０Ｂの弾性変形によってラックシャフト２がナット部材５及び転がり軸受６と共に軸方向に移動する。これにより、操舵初期段階におけるラックシャフト２の軸方向移動がボールねじ部４０によって妨げられることがなく、良好な操舵感を得ることができる。

なお、弾性リング７０の軸方向の圧縮量と発生する弾発力との関係は、弾性リング７０の自然状態（押圧力を受けない状態）における第１空間Ｓ_１及び第２空間Ｓ_２の大きさによって調整することが可能である。すなわち、弾性リング７０を軸方向に圧縮したとき、弾性リング７０が発生する弾発力は、第１空間Ｓ_１及び第２空間Ｓ_２が詰まると急激に大きくなる。このため、自然状態における第１空間Ｓ_１及び第２空間Ｓ_２を小さくすれば弾発力の立ち上がりが速くなり、第１空間Ｓ_１及び第２空間Ｓ_２を大きくすれば弾発力の立ち上がりが遅くなる。したがって、車両適合性を考慮して、容易に最適な特性に調整することが可能である。

（第１の実施の形態の作用及び効果）
以上説明した第１の実施の形態によれば、皿ばね７１及びゴム部材７２が軸方向に並んで弾性リング７０を構成しているので、弾性支持機構７のばね定数を高くして良好な操舵感を得ることができると共に、周波数応答性を確保してナット部材の振動を抑制し、騒音の低減を図ることができる。つまり、ゴム部材７２により弾性リング７０のばね定数を高くすることができ、皿ばね７１により周波数応答性を確保することが可能となる。また、例えば一般的な皿ばね単体で弾性リング７０と同等のばね定数を得ようとした場合に必要な皿ばねの厚みよりも皿ばね７１の厚みを薄くすることが可能となり、弾性リング７０のストローク（軸方向の厚みの変化量）を大きくすることができると共に、皿ばね７１の疲労劣化が進みにくくなるので耐久性が向上する。

また、弾性リング７０が軸方向に圧縮されたとき、ゴム部材７２の外周面７２ａが環状凹部３３０の底面３３０ａに接触してゴム部材７２の径方向外方への膨出が規制されるので、この構成によっても弾性リング７０のばね定数を高くすることができると共に、ゴム部材７２の過度な変形が抑制され、耐久性がさらに向上する。

また、弾性リング７０がプレート７３を有し、皿ばね７１とプレート７３との間にゴム部材７２が配置されているので、ゴム部材７２を周方向に均等に圧縮することができる。またさらに、ゴム部材７２が皿ばね７１及びプレート７３に接合されているので、弾性リング７０を一部品として構成することができ、組み付けが容易となる。

また、弾性リング７０は、皿ばね７１が当接部７１２を有していることにより、皿ばね７１と外輪６１との接触面積が十分に確保されて皿ばね７１と外輪６１との接触部における面圧が過大とならず、また皿ばね７１の外径側の端部が外輪６１の外周側の面取部Ｃに入り込まないので、皿ばね７１が円滑に軸方向に変形可能である。

［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について、図９及び図１０を参照して説明する。本実施の形態は、弾性支持機構８の構成が第１の実施の形態に係る弾性支持機構７と異なる他は、第１の実施の形態と同様に構成されている。以下、本実施の形態について、弾性支持機構８の構成を中心に説明する。また、図１０において、第１の実施の形態において説明したものと共通する構成要素については、図３等に付したものと同一の符号を付して重複した説明を省略する。

図９は、本実施の形態に係る弾性支持機構８を構成する弾性構造体としての弾性リング８０を示す分解斜視図である。図１０は、この弾性支持機構８を備えたステアリング装置１の部分断面図である。弾性支持機構８は、図１０に示す一対の弾性リング８０によって構成され、これら一対の弾性リング８０が外輪６１を軸方向に挟んでいる。

弾性リング８０は、軸方向に弾性変形可能な金属製ばね部材としてのウェーブワッシャ８１、ウェーブワッシャ８１と軸方向に並んで配置されたゴム部材８２、及びゴム部材８２が接合された環状のプレート８３を有している。ウェーブワッシャ８１は、外輪６１の側面６１ｂ，６１ｃに当接する複数の山部８１１と、複数の山部８１１の間に設けられた複数の谷部８１２とを有し、複数の山部８１１と谷部８１２とが周方向に交互に連なっている。本実施の形態では、ウェーブワッシャ８１が３つの山部８１１と３つの谷部８１２とを有し、山部８１１と谷部８１２とが等間隔（６０°ごと）に設けられている。

また、本実施の形態では、弾性リング８０がウェーブワッシャ８１の山部８１１と同数（３つ）のゴム部材８２を有している。これらのゴム部材８２は、山部８１１における外輪６１側の側面８１１ａとは反対側の側面８１１ｂに接して配置されている。ウェーブワッシャ８１の谷部８１２は、プレート８３に当接している。プレート８３は、ウェーブワッシャ８１の谷部８１２が当接する円環板状の本体部８３１と、本体部８３１の内径側の端部から軸方向に沿って外輪６１側に突出した環状の突部８３２とを一体に有する金属製の部材である。

一対の弾性リング８０，８０のうち、一方の弾性リング８０は、ウェーブワッシャ８１の山部８１１における一方の側面８１１ａが外輪６１の側面６１ｂに接触し、山部８１１における他方の側面８１１ｂにゴム部材７２が接合されていると共に、プレート８３の本体部８３１における一方の側面８３１ａが環状凹部３３０の側面３３０ｂに接触し、他方の側面８３１ｂに複数のゴム部材８２が接合されている。また、他方の弾性リング８０は、ウェーブワッシャ８１の山部８１１における一方の側面８１１ａが外輪６１の側面６１ｃに接触し、山部８１１における他方の側面８１１ｂにゴム部材７２が接合されていると共に、プレート８３の本体部８３１における一方の側面８３１ａが環状凹部３３０の側面３３０ｃに接触し、他方の側面８３１ｂに複数のゴム部材８２が接合されている。

それぞれのゴム部材８２は、ウェーブワッシャ８１及びプレート８３の周方向に延在する円弧状である。また、ゴム部材８２は、プレート８３の本体部８３１における側面８３１ｂからの高さが周方向の中央部において最も高く、この最も高い部分である頂部が山部８１１に接している。

ゴム部材８２は、外周面８２ａ及び内周面８２ｂが凹面状に湾曲しており、外周面８２ａと環状凹部３３０の底面３３０ａとの間に第１空間Ｓ_１が形成され、内周面８２ｂとプレート８３における突部８３２の外周面８３２ａとの間に第２空間Ｓ_２が形成されている。弾性リング８０が軸方向に圧縮されたとき、第１空間Ｓ_１及び第２空間Ｓ_２の容積が小さくなり、ゴム部材８２の径方向外方への膨出が環状凹部３３０の底面３３０ａによって規制される。また、ゴム部材８２の径方向内方への膨出は、プレート８３における突部８３２の外周面８３２ａによって規制される。

本実施の形態によっても、第１の実施の形態と同様の作用及び効果が得られる。また、第１の実施の形態に比較して、金属製ばね部材としてウェーブワッシャ８１を用いることにより、弾性リング８０のストロークを大きくすることが可能となる。

（付記）
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明したが、これらの実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。

また、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施することが可能である。例えば、第１の実施の形態では、皿ばね７１の外径側の端部が外輪６１の側面６１ｂ，６１ｃに当接するように一対の弾性リング７０，７０を環状凹部３３０内に配置した場合について説明したが、弾性リング７０の左右を入れ替え、プレート７３の側面７３ａが外輪６１の側面６１ｂ，６１ｃに当接するように一対の弾性リング７０，７０を配置してもよい。この場合、皿ばね７１の外径側の端部は環状凹部３３０の側面３３０ｂ，３３０ｃに当接する。

また、第１の実施の形態では、皿ばね７１が、部分円錐形状の本体部７１１と円環板状の当接部７１２とを一体に有する場合について説明したが、皿ばね７１の全体を部分円錐形状としてもよい。この変形例を図１１に示す。図１１に示すように、皿ばね７１は、ステアリングホイール１０が中立位置にあるとき、その外径側の端部が面取部Ｃよりも内径側で外輪６１の側面６１ｂに当接する。すなわち、皿ばね７１は、少なくとも一部が部分円錐形状に形成されていればよい。なお、図１１では、一対の弾性リング７０，７０のうち一方の弾性リング７０を図示しているが、他方の弾性リング７０も同様に構成することができる。

１…ステアリング装置 １９，１９…前輪（転舵輪）
２…ラックシャフト（転舵軸） ２１…ねじ溝
３…ハウジング ３３０ａ…底面（ハウジングの内面）
４３…ボール ４２…電動モータ
５…ナット部材 ５０…挿通孔
５１…ねじ溝 ６…転がり軸受
６１…外輪 ６１ａ…外周面
６１ｂ，６１ｃ…側面 ６２…内輪
６３…転動体 ７…弾性支持機構
７０…弾性リング（弾性構造体） ７１…皿ばね（金属製ばね部材）
７２…ゴム部材 ７３…プレート
８０…弾性リング（弾性構造体） ８１…ウェーブワッシャ（金属製ばね部材）
８１１…山部 ８１２…谷部
８２…ゴム部材 ８３…プレート

Claims (6)

1. 外周面に螺旋状のねじ溝が形成され、軸方向移動により転舵輪を転舵させる転舵軸と、
   前記転舵軸を挿通させる挿通孔の内周面に螺旋状のねじ溝が形成されたナット部材と、
   前記転舵軸及び前記ナット部材のそれぞれの前記ねじ溝を転動する複数のボールと、
   前記ナット部材を収容するハウジングと、
   前記ナット部材を前記ハウジングに対して回転させる電動モータと、
   内輪と外輪との間に複数の転動体が配置され、前記内輪が前記ナット部材に固定された転がり軸受と、
   前記転がり軸受と共に前記ハウジング内に収容され、前記外輪の軸方向一側及び他側に配置された一対の弾性構造体を有し、前記外輪を前記ハウジングに対して軸方向の所定範囲で移動可能に支持する弾性支持機構と、を備え、
   前記弾性構造体は、軸方向に弾性変形可能な金属製ばね部材、及び前記金属製ばね部材と軸方向に並んで配置されたゴム部材を有する、
   車両用ステアリング装置。
2. 前記金属製ばね部材は、少なくとも一部が部分円錐状に形成された皿ばねであり、
   前記ゴム部材は、前記皿ばねの前記外輪とは反対側の面に接して配置されている、
   請求項１に記載の車両用ステアリング装置。
3. 前記金属製のばね部材は、前記外輪の側面に当接する複数の山部と、前記複数の山部の間に設けられた複数の谷部とを有し、前記複数の山部と谷部とが周方向に交互に連なるウェーブワッシャであり、
   前記ゴム部材は、前記山部における前記外輪とは反対側の面に接して配置されている、
   請求項２に記載の車両用ステアリング装置。
4. 前記金属製ばねが軸方向に圧縮されたとき、前記ゴム部材の径方向外方への膨出が前記ハウジングの内面によって規制される、
   請求項２又は３に記載の車両用ステアリング装置。
5. 前記弾性構造体は、前記ゴム部材が接合された環状のプレートを有し、前記金属製ばね部材と前記プレートとの間に前記ゴム部材が配置されている、
   請求項１乃至４の何れか１項に記載の車両用ステアリング装置。
6. 前記ゴム部材は、前記金属製ばね部材及び前記プレートに接合されている、
   請求項５に記載の車両用ステアリング装置。

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