JP2022164998A - 回転制限装置およびステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】径方向寸法を小さく抑えられ、かつ、回転軸の回転方向にかかわらず、回転量を制限する部材に作用する荷重をほぼ等しくできる回転制限装置を提供する。【解決手段】外周面に螺旋溝３１を有する回転軸２８と、回転軸２８の外周面に沿って湾曲し、かつ、回転軸２８の外周面と対向する凹面部５５、および、凹面部５５から径方向外側に凹入し、かつ、回転軸２８の軸方向に関して螺旋溝３１が存在する範囲の全長にわたり備えられたガイド溝３３を有するガイド部材２９と、螺旋溝３１とガイド溝３３との間に配置された移動部材である玉３０とを備える。ガイド溝３３のうちで、回転軸２８の軸方向に関して螺旋溝３１の端部３２と同じ位置に存在する部分が、回転軸２８の軸方向に対して傾斜した方向に伸長している。【選択図】図７

Description

本発明は、回転部材の回転量を制限するための回転制限装置、および、ステアリング装置に関する。

回転部材を備えた各種機械装置において、回転部材の回転量を所定量以下に制限するために、回転制限装置を組み込む場合がある。

たとえば、特開２００７－１０６２４５号公報（特許文献１）および特開２０１４－２１０５２４号公報（特許文献２）には、ステアバイワイヤ方式のステアリング装置に組み込まれて、操舵部材の回転操作量を所定量以下に制限する、回転制限装置が記載されている。特に、特開２０１４－２１０５２４号公報に記載された回転制限装置は、特開２００７－１０６２４５号公報に記載された回転制限装置に比べて、少ない部品点数で構成でき、容易に組み立てられるという利点がある。

特開２０１４－２１０５２４号公報に記載された回転制限装置は、円板状の第１プレートと、円板状の第２プレートと、玉とを備える。第１プレートは、操舵部材に接続されて該操舵部材と一体に回転するステアリングシャフトに対し、同軸に固定されている。第２プレートは、ステアリングシャフトの軸方向に関して第１プレートと対向する位置に、第１プレートと同軸に配置され、使用時にも回転しない。第１プレートは、第２プレートに対向する側面に、径方向に伸長する直線状の第１転動路を有する。第２プレートは、第１プレートに対向する側面に、渦巻き状の第２転動路を有する。玉は、第１転動路と第２転動路との間に配置されている。なお、操舵部材が、中立回転位置、すなわち、自動車が直進走行している状態での回転位置にあるとき、玉は、第１転動路と第２転動路とのそれぞれの径方向中央部に位置している。

このような構成を有する回転制限装置では、操舵部材を中立回転位置から一方側に回転させると、玉は、第１転動路と第２転動路とのそれぞれに沿って転動しながら径方向内側に移動する。そして、玉が渦巻き状の第２転動路の径方向内側の端部に接触した時点で、操舵部材がそれ以上一方側に回転することが制限される。これに対して、操舵部材を中立回転位置から他方側に回転させると、玉は、第１転動路と第２転動路とのそれぞれに沿って転動しながら径方向外側に移動する。そして、玉が渦巻き状の第２転動路の径方向外側の端部に接触した時点で、操舵部材がそれ以上他方側に回転することが制限される。

特開２００７－１０６２４５号公報 特開２０１４－２１０５２４号公報

特開２０１４－２１０５２４号公報に記載された回転制限装置は、第１プレートおよび第２プレートが、ステアリングシャフトと同軸に配置された円板状の部材であるため、径方向寸法が嵩みやすい。したがって、径方向の設置スペースが限られている場合には、採用しにくい。

また、特開２０１４－２１０５２４号公報に記載された回転制限装置では、操舵部材を一方側に回転させて玉を第２転動路の径方向内側の端部に接触させる場合に、操舵部材を他方側に回転させて玉を第２転動路の径方向外側の端部に接触させる場合よりも、ステアリングシャフトの回転中心から玉の中心までの径方向距離が短くなる。このため、操舵部材を一方側に回転させて玉を第２転動路の径方向内側の端部に接触させる際の接触荷重が、操舵部材を他方側に回転させて玉を第２転動路の径方向外側の端部に接触させる際の接触荷重よりも大きくなり、運転者に違和感を与えるなどの不都合を生じる可能性がある。

本発明は、径方向寸法を小さく抑えられ、かつ、回転軸の回転方向にかかわらず、回転量を制限する部材に作用する荷重をほぼ等しくすることができる回転制限装置、および、該回転制限装置を備えたステアリング装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様の回転制限装置は、回転軸と、ガイド部材と、玉とを備える。
前記回転軸は、外周面に螺旋溝を有する。
前記ガイド部材は、前記回転軸の外周面に沿って湾曲し、かつ、前記回転軸の外周面と対向する凹面部、および、該凹面部から径方向外側に凹入し、かつ、前記回転軸の軸方向に関して前記螺旋溝が存在する範囲の全長にわたり備えられたガイド溝を有する。
前記玉は、前記螺旋溝と前記ガイド溝との間に配置され、前記ガイド部材に対する前記回転軸の回転に伴い、前記螺旋溝に沿って移動しながら、前記ガイド溝に沿って前記回転軸の軸方向に移動することが可能であり、かつ、前記螺旋溝の両側の端部のそれぞれと接触することが可能である。
前記ガイド溝のうちで、前記回転軸の軸方向に関して前記螺旋溝の端部と同じ位置に存在する部分が、前記回転軸の軸方向に対して傾斜した方向に伸長している。

本発明の一態様の回転制限装置では、前記回転軸の径方向に伸長する保持孔を有し、かつ、該保持孔の内側に前記ガイド部材を、前記回転軸の径方向に関する移動を可能に保持するケースと、前記ガイド部材を前記回転軸の径方向に関して内側に向けて付勢する、第１の弾性部材とを、さらに備える。

本発明の一態様の回転制限装置では、前記保持孔が、円筒状の内周面を有する円孔により構成されている。

本発明の一態様の回転制限装置では、前記螺旋溝の底部と前記ガイド溝の底部との間の径方向幅は、前記回転軸の軸方向に関して中央部から両側に向かうにしたがって小さくなっている。

本発明の一態様の回転制限装置では、前記螺旋溝の深さは、前記回転軸の軸方向に関して中央部から両側に向かうにしたがって浅くなっている。

本発明の一態様の回転制限装置では、前記ガイド溝の深さは、前記回転軸の軸方向に関して中央部から両側に向かうにしたがって浅くなっている。

本発明の一態様の回転制限装置では、前記第１の弾性部材の弾性係数よりも大きい弾性係数を有し、かつ、前記玉が前記螺旋溝の端部と接触する際に弾性変形する第２の弾性部材をさらに備える。

本発明の一態様の回転制限装置では、前記ガイド部材のうち、少なくとも前記玉と接触する部分が金属により構成されている。

本発明の一態様の回転制限装置では、前記ガイド部材のうち、前記玉と接触する部分を含む一部が金属により構成されており、かつ、残部が合成樹脂により構成されている。

本発明の一態様の回転制限装置では、前記螺旋溝および前記ガイド溝のそれぞれの断面形状が、ゴシックアーチ形状である。

本発明の一態様の回転制限装置では、前記移動部材が玉により構成されている。

本発明の一態様のステアリング装置は、操舵部材の回転量を所定量以下に制限する回転制限装置を備え、該回転制限装置が、本発明の回転制限装置である。

本発明によれば、径方向寸法を小さく抑えられ、かつ、回転軸の回転方向にかかわらず、回転量を制限する部材に作用する荷重をほぼ等しくすることができる回転制限装置、および、該回転制限装置を備えたステアリング装置を提供できる。

図１は、本発明の実施の形態の第１例の回転制限装置を組み込んだステアリング装置を示す部分切断側面図である。 図２は、図１のＡ－Ａ断面図である。 図３は、図２のＢ－Ｂ断面図である。 図４は、図１のＣ部に相当する、本発明の実施の形態の第１例の回転制限装置の断面図である。 図５は、本発明の実施の形態の第１例の回転制限装置の分解斜視図である。 図６は、本発明の実施の形態の第１例の回転制限装置を、ケースを省略して軸方向から見た図である。 図７（ａ）は、本発明の実施の形態の第１例の回転制限装置を構成するガイド部材、回転軸、および玉を、回転軸の軸方向から見た図であり、図７（ｂ）は、ガイド部材および玉を、図７（ａ）の下方から見た図であり、図７（ｃ）は、回転軸および玉を、図７（ａ）の上方から見た図である。 図８は、本発明の実施の形態の第１例の回転制限装置を構成するガイド部材を、図７（ａ）の下方から見た斜視図である。 図９は、図７（ａ）のＤ－Ｄ断面図である。 図１０（ａ）および図１０（ｂ）は、比較例の構造に関する、図７（ａ）および図７（ｂ）に相当する図である。 図１１は、本発明の実施の形態の第２例に関する、図６に相当する図である。 図１２は、本発明の実施の形態の第２例に関する、図７（ｂ）に相当する図である。 図１３は、本発明の実施の形態の第２例に関する、図８に相当する図である。 図１４は、本発明の実施の形態の第３例に関する、図６に相当する図である。 図１５は、本発明の実施の形態の第３例に関する、図７（ｂ）に相当する図である。 図１６は、本発明の実施の形態の第３例に関する、図８に相当する図である。 図１７は、本発明の実施の形態の第４例に関する、図４に相当する図である。 図１８は、本発明の実施の形態の第４例の回転制限装置を、ケースを省略して示す分解斜視図である。 図１９は、本発明の実施の形態の第５例に関する、図４に相当する図である。 図２０は、本発明の実施の形態の第５例の回転制限装置を、ケースを省略して示す分解斜視図である。 図２１は、本発明の実施の形態の第６例に関する、図４に相当する図である。 図２２は、本発明の実施の形態の第７例に関する、図４に相当する図である。 図２３は、本発明の実施の形態の第８例に関する、螺旋溝およびガイド溝の断面形状を示す図である。 図２４は、本発明の実施の形態の第９例に関する、螺旋溝およびガイド溝の断面形状を示す図である。 図２５は、本発明の実施の形態の第１０例のステアリング装置を示す略側面図である。

［実施の形態の第１例］
本発明の実施の形態の第１例について、図１～図１０を用いて説明する。なお、本例を含めて、以下、本発明の一態様の回転制限装置について、該回転制限装置をステアリング装置に適用した場合を例に説明するが、回転制限装置の用途はステアリング装置には制限されず、各種の機械装置に対して広く適用可能である。

図１～図３は、本例のステアリング装置１を示している。ステアリング装置１は、操舵部材であるステアリングホイール２の回転量を所定量以下に制限する回転制限装置１０を備える。

より具体的には、本例のステアリング装置１は、ステアリングホイール２と、ステアリングシャフト３と、ステアリングコラム４と、電動アシスト装置５と、１対の自在継手６ａ、６ｂと、中間シャフト７と、ステアリングギヤユニット８と、１対のタイロッド９と、回転制限装置１０とを備える。

なお、ステアリング装置１に関して、前後方向は、ステアリング装置１が組み付けられた車両の前後方向をいい、前側は、図１の左側であり、後側は、図１の右側である。

ステアリングシャフト３は、車体に支持されたステアリングコラム４の内側に、回転自在に支持されている。ステアリングシャフト３の後側の端部には、ステアリングホイール２が支持固定されている。ステアリングシャフト３の前側の端部は、電動アシスト装置５と、後側の自在継手６ａと、中間シャフト７と、前側の自在継手６ｂとを介して、ステアリングギヤユニット８のピニオン軸１１に接続されている。このため、運転者がステアリングホイール２を回転させると、ステアリングホイール２の回転が、ステアリングギヤユニット８のピニオン軸１１に伝達される。ピニオン軸１１の回転は、ピニオン軸１１と噛合した図示しないラック軸の直線運動に変換され、１対のタイロッド９を押し引きする。この結果、１対の操舵輪にステアリングホイール２の回転操作量に応じた舵角が付与される。

本例のステアリング装置１では、ステアリングホイール２の前後位置を調節可能とするためのテレスコピック機構を備える。このために、ステアリングコラム４は、筒状のインナコラム１２の後側の端部に、筒状のアウタコラム１３の前側の端部を軸方向の相対変位を可能に外嵌することにより、全長を伸縮可能に構成されている。また、ステアリングシャフト３は、インナシャフト１４の後側の端部の外周面に、筒状のアウタシャフト１５の前側の端部の内周面をスプライン係合させることにより、インナシャフト１４とアウタシャフト１５との間でのトルク伝達を可能に、かつ、全長を伸縮可能に構成されている。アウタシャフト１５は、後側の端部をアウタコラム１３よりも後方に突出させた状態で、アウタコラム１３の内側に図示しない転がり軸受により回転のみを可能に支持されている。したがって、アウタシャフト１５の後側の端部に支持固定されたステアリングホイール２の前後位置を調節する際には、アウタシャフト１５とともにアウタコラム１３が、インナコラム１２およびインナシャフト１４に対して前後方向に変位することで、ステアリングシャフト３およびステアリングコラム４が伸縮する。

電動アシスト装置５は、ハウジング１６と、電動モータ１７と、トーションバー１８と、出力軸１９と、１対の玉軸受２０ａ、２０ｂと、ウォーム減速機２１と、トルクセンサ２２とを備える。

ハウジング１６は、インナコラム１２の前側の端部に結合固定されている。電動モータ１７は、ハウジング１６に支持固定されている。インナシャフト１４の前側の端部は、ハウジング１６の内側に挿入されている。インナシャフト１４の前側の端部は、トーションバー１８を介して、出力軸１９に連結されている。出力軸１９の前側の端部は、ハウジング１６の前端面から前側に突出している。出力軸１９の前側の端部には、後側の自在継手６ａが結合される。出力軸１９は、ハウジング１６の内側に、１対の玉軸受２０ａ、２０ｂにより回転のみを可能に支持されている。出力軸１９のうち、１対の玉軸受２０ａ、２０ｂにより支持された部分の間には、ウォーム減速機２１を構成するウォームホイール２３が外嵌固定されている。ウォームホイール２３の外周面に備えられたホイール歯２４には、ウォーム減速機２１を構成するウォーム２５の軸方向中間部外周面に備えられたウォーム歯２６が噛合している。ウォーム２５には、電動モータ１７の出力軸２７がトルク伝達可能に連結されている。

出力軸１９の後側の端部の周囲には、トルクセンサ２２が配置されている。トルクセンサ２２は、ステアリングホイール２の回転操作に伴うトーションバー１８の捩れ量に基づいて、ステアリングホイール２からステアリングシャフト３に加えられたトルクの方向および大きさを検出する。電動アシスト装置５は、トルクセンサ２２により検出したトルクに見合った電流で電動モータ１７を駆動する。そして、電動モータ１７により発生したアシストトルクを、ウォーム減速機２１を介して出力軸１９に付与することで、運転者がステアリングホイール２を回転操作するのに要する力を軽減する。

回転制限装置１０は、ステアリングシャフト３の前側部が位置する場所に設置されている。なお、本発明を実施する場合、回転制限装置１０は、ステアリングホイール２から１対の操舵輪までの間に存在する、いずれかの操舵力伝達軸上の任意の場所に設置することができる。すなわち、回転制限装置１０は、本例のように、トーションバー１８よりもステアリングホイール２に近い側に設置することもできるし、トーションバー１８よりも１対の操舵輪に近い側に設置することもできる。なお、本例の構造では、ステアリングシャフト３、出力軸１９、中間シャフト７、およびピニオン軸１１のそれぞれが、操舵力伝達軸に相当する。

回転制限装置１０は、図４および図５に示すように、回転軸２８と、ガイド部材２９と、移動部材である玉３０とを備える。

なお、回転制限装置１０に関する以下の説明中、軸方向、径方向、周方向は、特に断らない限り、回転軸２８の軸方向、径方向、周方向をいう。

回転軸２８は、回転操作されるステアリングホイール２とともに回転する部材であり、外周面に螺旋溝３１を有する。本例では、回転軸２８は、インナシャフト１４の前側部を構成しており、一般構造用圧延鋼材（ＳＳ材）、機械構造用炭素鋼鋼材（ＳＣ材）などの金属製である。ただし、本発明を実施する場合、回転軸２８の材質は、回転軸２８に必要な強度や剛性などの機械的特性を確保できる限り、特に限定されない。回転軸２８の外径は、螺旋溝３１から外れた部分で軸方向の全長にわたり一定である。

螺旋溝３１は、玉３０の径方向内側部を係合させるための部位である。螺旋溝３１は、全体がひとつながりに形成された、１条ねじの溝のような形状、すなわち、３次元の曲線形状を有する。螺旋溝３１の深さは、軸方向に関する全範囲で一定である。なお、螺旋溝の深さは、後述するように玉３０が螺旋溝３１の端部３２に接触する際に、玉３０および螺旋溝３１の端部３２の強度を確保することができ、かつ、玉３０が螺旋溝３１から脱落しなければ、任意の深さとすることができる。

本例では、螺旋溝３１の伸長方向である螺旋方向に直交する仮想平面で切断した場合の螺旋溝３１の断面形状は、単一円弧形である。このような螺旋溝３１の断面形状の曲率半径は、玉３０の表面の曲率半径、すなわち玉３０の半径よりも、少しだけ大きい。

螺旋溝３１の端部３２は、図７（ａ）に示すような凹曲面、すなわち、螺旋溝３１の伸長方向に関して螺旋溝３１の中央部から離れる方向に向かうにしたがって径方向外側に向かう方向に傾斜した凹曲面により構成されている。ただし、螺旋溝３１の端部３２は、後述するように玉３０が螺旋溝３１の端部３２に接触する際に、玉３０および螺旋溝３１の端部３２の強度を確保することができ、かつ、玉３０が螺旋溝３１から脱落しなければ、任意の形状を有する面により構成することができる。たとえば、螺旋溝３１の端部３２は、切り上がり形状を有する面や、螺旋溝３１の伸長方向に対して直交する平面により構成することもできる。また、玉と螺旋溝の端部との衝突音を小さくするために、螺旋溝の端部を、たとえばポリアセタール（ＰＯＭ）やＭＣナイロンなどの合成樹脂により構成することもできる。

回転軸２８の外周面における螺旋溝３１の巻数は、凡そ、回転制限装置１０により制限されるステアリングホイール２の最大回転数に相当する数となる。ここで、ステアリングホイール２の最大回転数とは、ステアリングホイール２をいずれか一方の回転制限位置から他方の回転制限位置まで回転させたときの回転数である。図示の例（図５参照）では、螺旋溝３１の巻数は、凡そ２である。ただし、本発明を実施する場合、螺旋溝の巻数は、所望とするステアリングホイール２の最大回転数に合わせて、任意の巻数とすることができる。

なお、螺旋溝３１は、玉３０をガイドする機能を有していればよいため、過度に精度よく形成する必要はない。このような螺旋溝３１は、切削や転造などの適宜の加工方法で形成することができる。

ガイド部材２９は、回転軸２８の外周面に沿って湾曲し、かつ、回転軸２８の外周面と対向する凹面部５５、および、凹面部５５から径方向外側に凹入し、かつ、回転軸２８の軸方向に関して螺旋溝３１が存在する範囲の全長にわたり備えられた、ガイド溝３３を有する。

本例では、ガイド部材２９は、図４～図９に示すように、全体が、回転軸２８の径方向に伸長する略円柱状に構成されている。本例では、ガイド部材２９は、一般構造用圧延鋼材（ＳＳ材）、機械構造用炭素鋼鋼材（ＳＣ材）などの金属製である。ただし、本発明を実施する場合、ガイド部材２９の材質は、ガイド部材２９に必要とされる強度や剛性などの機械的特性を確保できる限り、特に限定されない。

ガイド部材２９は、回転軸２８の外周面と対向する径方向内側面（図４～図６、図７（ａ）、図９における下側面）に、凹面部５５を有する。凹面部５５は、図６および図７（ａ）に示すように、回転軸２８の外周面の曲率半径よりも少しだけ大きい曲率半径を有する部分円筒状の凹面により構成されており、回転軸２８の外周面に近接して配置されている。

ガイド部材２９は、凹面部５５から径方向外側に凹入するガイド溝３３を有する。ガイド溝３３は、径方向に関する玉３０の外側部を係合させ、かつ、ステアリングホイール２および回転軸２８が回転することに伴って玉３０が軸方向に移動するようにガイドするための部位である。ガイド溝３３は、回転軸２８の軸方向に関して螺旋溝３１が存在する範囲の全長にわたり備えられている。

また、ガイド溝３３のうちで、回転軸２８の軸方向に関して螺旋溝３１の端部３２と同じ位置に存在する部分、すなわち、玉３０が螺旋溝３１の端部３２に接触する際に該玉３０が配置される部分が、回転軸２８の軸方向に対して傾斜した方向に伸長している。特に、本例では、ガイド溝３３の全体が、回転軸２８の軸方向に対して傾斜した方向に伸長している。本例では、回転軸２８の軸方向に対してガイド溝３３が傾斜する方向は、螺旋溝３１のうちでガイド部材２９の凹面部５５と対向する部分が回転軸２８の軸方向に対して傾斜する方向と同じ方向である。換言すれば、径方向外側から見た場合に、回転軸２８の軸方向に対する螺旋溝３１の傾斜方向と、回転軸２８の軸方向に対するガイド溝３３の傾斜方向とを、互いに同じ方向にしている。ただし、本発明を実施する場合には、回転軸の軸方向に対してガイド溝が傾斜する方向を、螺旋溝のうちでガイド部材の凹面部と対向する部分が回転軸の軸方向に対して傾斜する方向と逆方向にすることもできる。換言すれば、径方向外側から見た場合に、回転軸の軸方向に対する螺旋溝の傾斜方向と、回転軸の軸方向に対するガイド溝の傾斜方向とを、互いに逆の方向にすることもできる。

すなわち、本例では、ガイド溝３３は、径方向内側から見た場合に、図７（ｂ）に示すように、凹面部５５を、ガイド部材２９の直径方向に横切るように形成されており、ガイド溝３３の両側の端部のそれぞれは、ガイド部材２９の外周面に開口している。なお、径方向内側から見た場合の、ガイド溝３３の形状、すなわち２次元形状は、単なる直線形状であるが、ガイド溝３３は、凹面部５５に沿うように形成されているため、ガイド溝３３全体の３次元形状は、凹面部５５に沿って湾曲している。

また、径方向内側から見た場合の、ガイド溝３３の伸長方向は、回転軸２８の軸方向に対して角度θ（０゜＜θ＜９０゜）だけ傾斜している。本発明を実施する場合に、角度θは、３０゜以上８０゜以下とすることが好ましく、５０゜以上８０゜以下とすることがより好ましい。本例では、ガイド溝３３の両側の端部のそれぞれが、螺旋溝３１の両側の端部３２のそれぞれと同じ軸方向位置に配置されている。

ガイド溝３３の深さは、ガイド溝の伸長方向の全範囲で一定である。なお、ガイド溝３３の深さは、後述するように玉３０が螺旋溝３１の端部３２に接触する際に、玉３０およびガイド溝３３の強度を確保することができ、かつ、玉３０がガイド溝３３から脱落しなければ、任意の深さとすることができる。

なお、本発明を実施する場合、ガイド溝の端部において、ガイド溝の底部の形状を、ガイド溝の端縁に向かうにしたがってガイド溝の深さが浅くなる方向に傾斜したテーパ形状または凹曲面形状とすることがきる。このような構成を採用すれば、玉３０が螺旋溝３１の端部３２に接触する際に、玉３０が螺旋溝３１の端縁に乗り上がりにくくすることができる。

本例では、ガイド溝３３の伸長方向に対して直交する仮想平面で切断した場合のガイド溝３３の断面形状は、単一円弧形である。このようなガイド溝３３の断面形状の曲率半径は、玉３０の表面の曲率半径よりも、少しだけ大きい。

本例では、ガイド部材２９は、外周面に、１対の係止溝３４を備える。１対の係止溝３４は、径方向に関して互いに離隔配置されており、それぞれがガイド部材２９の外周面の全周にわたり備えられている。

本例では、ガイド部材２９は、回転軸２８の外周面に対して反対側を向いた径方向外側面（図４、図５、図９における上側面）の中央部に、径方向内側に凹入する有底の凹孔３５を有し、かつ、径方向外側面のうちで凹孔３５の周囲部分に、径方向内側に凹入する円環状の凹部３６を全周にわたり有する。凹部３６の深さは、凹孔３５の深さよりも浅い。

玉３０は、螺旋溝３１とガイド溝３３との間に配置されている。より具体的には、玉３０は、螺旋溝３１に対して、螺旋溝３１に沿う転動を可能に係合、すなわち転がり接触し、かつ、ガイド溝３３に対して、ガイド溝３３に沿う移動を可能に係合、すなわち、転がり接触している。このような玉３０は、ガイド部材２９に対する回転軸２８の回転に伴い、螺旋溝３１に沿って移動、すなわち転動しながら、ガイド溝３３に沿って回転軸２８の軸方向に移動することが可能であり、かつ、螺旋溝３１の両側の端部３２のそれぞれと接触することが可能である。また、玉３０は、ステアリングホイール２が中立回転位置にあるとき、図４に示すように、螺旋溝３１およびガイド溝３３が存在する軸方向範囲の中央部に位置している。

なお、本例では、移動部材として玉を使用しているが、本発明を実施する場合には、移動部材として、玉以外の部材を用いることもできる。すなわち、移動部材は、ガイド部材に対する回転軸の回転に伴い、螺旋溝に沿って移動しながら、ガイド溝に沿って回転軸の軸方向に移動することが可能であり、かつ、前記螺旋溝の両側の端部のそれぞれと接触することが可能であればよい。

本例では、玉３０は、高炭素クロム軸受鋼鋼材（ＳＵＪ２）などの金属製又はセラミック製である。ただし、本発明を実施する場合、玉３０の材質は、玉３０に必要な強度や剛性などの機械的特性を確保できる限り、特に限定されない。なお、本例では、玉３０の表面と、その相手面である螺旋溝３１の表面およびガイド溝３３の表面とに、潤滑用のグリースが塗布されている。ただし、該グリースは省略することもできる。

また、本例では、玉３０が螺旋溝３１の端部３２に接触することに伴い、ガイド部材２９が玉３０に押されて径方向外側（図４における上側）に変位する場合を含めて、常に、ガイド部材２９の凹面部５５と、回転軸２８の外周面のうち螺旋溝３１から外れた部分との間隔が、玉３０の直径よりも小さくなるように規制されている。これにより、ガイド部材２９の凹面部５５と、回転軸２８の外周面のうち螺旋溝３１から外れた部分との間に、玉３０が侵入することを防止し、螺旋溝３１とガイド溝３３との間に玉３０が配置された状態が維持されるようにしている。

本例の回転制限装置１０は、ケース３７と、１対のＯリング３８と、キャップ３９と、第１の弾性部材であるコイルばね４０と、第２の弾性部材である皿ばね４１とを、さらに備える。

ケース３７は、回転軸２８の径方向に伸長する保持孔４２を有し、かつ、保持孔４２の内側にガイド部材２９を、回転軸２８の径方向、すなわち保持孔４２の伸長方向に関する移動を可能に保持している。

本例では、ケース３７は、全体をＴ字管状に構成されており、第１の筒部４３と、第２の筒部４４とを備える。本例では、ケース３７は、インナコラム１２の前側部を構成している。

第１の筒部４３は、円筒状に構成されており、径方向内側に回転軸２８が挿通されている。

第２の筒部４４は、第１の筒部４３の軸方向中間部の円周方向１箇所（図示の例では、上側部）から径方向外側に向けて伸長した円筒状に構成されている。第２の筒部４４の中心孔（内側空間）は、第１の筒部４３の中心孔（内側空間）と連通している。第２の筒部４４の中心孔は、径方向に関する内側部（図４における下側部）および中間部が保持孔４２により構成されており、径方向に関する外側部（図４における上側部）が雌ねじ孔４５により構成されている。また、本例では、保持孔４２は、円筒状の内周面を有する円孔により構成されている。

本例では、ガイド部材２９は、１対の係止溝３４のそれぞれにＯリング３８を係止した状態で、保持孔４２の内側に、回転軸２８の径方向に関する移動を可能に保持されている。このために、具体的には、ガイド部材２９は、保持孔４２の内側に隙間嵌めで内嵌されている。また、この状態で、Ｏリング３８は、係止溝３４の底面と保持孔４２の内周面との間で弾性的に圧縮されることにより、ガイド部材２９の外周面と保持孔４２の内周面との間をシールしている。これにより、ガイド部材２９の外周面と保持孔４２の内周面との間を通じて、玉３０と螺旋溝３１およびガイド溝３３との接触部を潤滑するグリースが外部空間に流出したり、外部空間から玉３０の設置部に塵芥などの異物が侵入したりすることを防止している。

なお、本発明を実施する場合、ガイド部材２９の外周面と保持孔４２の内周面との間をシールするＯリング３８の数を、１個または３個以上とすることもできる。ただし、Ｏリング３８の数を２個以上とすれば、これらのＯリング３８により、保持孔４２の内周面に対してガイド部材２９を、径方向に離隔した複数箇所で全周にわたり支持することができる。このため、保持孔４２の中心軸に対してガイド部材２９の中心軸が傾くことを抑制して、保持孔４２の内周面とガイド部材２９の外周面とが干渉することを抑制できる。

キャップ３９は、第２の筒部４４の中心孔の径方向外側（図４における上側）の端部開口を塞ぐための部材であり、円板状に構成されている。キャップ３９は、外周面に雄ねじ部４６を有し、かつ、径方向内側面（図４における下側面）の中央部に、径方向内側に向けて突出した円柱状の凸部４７を有する。凸部４７の外径は、ガイド部材２９の凹孔３５の内径よりも大きく、かつ、ガイド部材２９の凹部３６の内径よりも小さい。このようなキャップ３９は、雄ねじ部４６を第２の筒部４４の雌ねじ孔４５に螺合することによりケース３７に装着され、第２の筒部４４の中心孔の径方向外側の端部開口を塞いでいる。

なお、本例では、キャップ３９は、雄ねじ部４６を雌ねじ孔４５に螺合することによりケース３７に装着されているため、ケース３７に対して着脱可能である。このため、たとえば、メンテナンス時に、キャップ３９を取り外すことで、ケース３７内に配置された部品を交換したり、前記グリースを補充したりすることができる。なお、本発明を実施する場合、ケースに対するキャップの取付方法は、本例とは異なる方法、たとえば、ダブルナットを用いた螺合、接着（螺合部の接着を含む）、かしめ付けなどの方法を採用することもできる。ただし、いずれの方法を採用する場合も、玉３０が螺旋溝３１の端部３２に接触する際に加わる荷重を、キャップにより支承できるようにすることが必要である。

コイルばね４０は、自身の中心軸を径方向（図４における上下方向）に一致させた状態で、ガイド部材２９の凹孔３５の内側に配置されており、かつ、凹孔３５の底面とキャップ３９の凸部４７の径方向内側面との間で径方向に圧縮されている。これにより、コイルばね４０は、ガイド部材２９を径方向内側に向けて弾性的に付勢し、玉３０に予圧を付与している。

皿ばね４１は、コイルばね４０の周囲に、コイルばね４０と同軸に配置されており、かつ、径方向（図４における上下方向）に関して、ガイド部材２９の凹部３６の底面とキャップ３９の凸部４７の径方向内側面との間に配置されている。皿ばね４１は、コイルばね４０の弾性係数（ばね定数）ｋ１よりも大きい弾性係数（ばね定数）ｋ２を有する（ｋ２＞ｋ１）。

皿ばね４１は、玉３０が螺旋溝３１の端部３２に接触していない状態では、ガイド部材２９の凹部３６の底面とキャップ３９の凸部４７の径方向内側面との間で径方向（図４における上下方向）に圧縮されないが、玉３０が螺旋溝３１の端部３２に接触することに伴い、ガイド部材２９が玉３０に押されて径方向外側（図４における上側）に変位する際には、ガイド部材２９の凹部３６の底面とキャップ３９の凸部４７の径方向内側面との間で径方向に圧縮されて弾性変形するように、皿ばね４１自身の軸方向寸法が規制されている。

なお、本発明を実施する場合には、第１の弾性部材（本例では、コイルばね４０）および第２の弾性部材（本例では、皿ばね４１）の両方を省略したり、第１の弾性部材および第２の弾性部材のうち、第２の弾性部材のみを省略したりすることができる。第１の弾性部材および第２の弾性部材の両方を省略する場合には、回転軸の径方向に関するガイド部材の変位を阻止しておくことができる。

上述のような構成を有する本例のステアリング装置１では、ステアリングホイール２を中立回転位置から回転操作することにより、回転軸２８をステアリングホイール２とともに回転させると、玉３０は、螺旋溝３１に沿って転動しながら、ガイド溝３３に沿って軸方向に移動、より具体的には、ガイド溝３３の伸長方向に移動する。ここで、玉３０がガイド溝３３に沿って移動する向きは、ステアリングホイール２が一方側に回転する場合と他方側に回転する場合とで、互いに逆向きになる。

そして、玉３０がガイド溝３３の端部まで移動して、図７（ａ）に仮想線（二点鎖線）で示すように、玉３０が螺旋溝３１の端部３２に接触すると、それ以上、玉３０が螺旋溝３１に沿って移動できなくなる。このため、ステアリングホイール２が、それ以上一方側または他方側に回転することを制限される。なお、本例では、玉３０は、ステアリングホイール２が中立回転位置にあるとき、図４に示すように、螺旋溝３１が存在する軸方向範囲の中央部に位置している。このため、ステアリングホイール２が中立回転位置から一方側に回転する場合と他方側に回転する場合とで、ステアリングホイール２の回転制限量は互いに同じになり、具体的には、前記最大回転数の１／２となる。

以上のようなステアリング装置１に組み込まれた、本例の回転制限装置１０によれば、径方向寸法を小さく抑えられ、かつ、回転軸２８の回転方向にかかわらず、回転量を制限する部材に作用する荷重をほぼ等しくすることができる。

すなわち、本例の回転制限装置１０では、玉３０の係合箇所が、回転軸２８の外周面に備えられた螺旋溝３１、および、ガイド部材２９の径方向内側面に備えられたガイド溝３３であるため、回転制限装置１０の径方向寸法を小さく抑えられる。したがって、径方向の設置スペースが限られている場合でも、回転制限装置１０を設置しやすい。

また、ステアリングホイール２を一方側に回転操作して玉３０を螺旋溝３１の一方側の端部３２に接触させた場合における、回転軸２８の回転中心から玉３０の中心までの径方向距離と、ステアリングホイール２を他方側に回転操作して玉３０を螺旋溝３１の他方側の端部３２に接触させた場合における、回転軸２８の回転中心から玉３０の中心までの径方向距離とを、実質的に、すなわち、製造上不可避な誤差を除き、同じ大きさにすることができる。このため、玉３０が螺旋溝３１の一方側の端部３２に接触する際の接触荷重と、玉３０が螺旋溝３１の他方側の端部３２に接触する際の接触荷重とを、ほぼ等しくすることができる。したがって、ステアリングホイール２を回転操作する運転者に違和感を与えるなどの不都合が生じることを防止できる。

また、本例の構造では、ガイド溝３３のうちで、回転軸２８の軸方向に関して螺旋溝３１の端部３２と同じ位置に存在する部分が、回転軸２８の軸方向に対して傾斜した方向に伸長している。このため、玉３０が螺旋溝３１の端部３２に接触する際に生じる、ガイド部材２９を回転させようとする力を小さく抑えられる。

すなわち、本例の構造では、図７（ａ）に示すように、玉３０が螺旋溝３１の端部３２に接触すると、図７（ｂ）の紙面内、すなわち、ガイド部材２９の中心軸に対して直交する仮想平面内において、ガイド溝３３のうちで回転軸２８の軸方向に関して螺旋溝３１の端部３２と同じ位置に存在する部分に、玉３０から荷重Ｆが作用する。この荷重Ｆの方向は、図７（ｂ）の紙面内において、回転軸２８の軸方向に直交する方向となる。本例の構造では、このような荷重Ｆの方向は、図７（ｂ）の紙面内において、ガイド部材２９の中心軸と荷重Ｆの作用点とを結ぶ直線に直交する方向（＝矢印ｆの方向）に対して、角度θだけ傾いている。このため、この荷重Ｆのうち、ガイド部材２９を回転させようとする荷重成分ｆの大きさは、Ｆ・ｃｏｓθとなる。前述したように、角度θは、０゜＜θ＜９０゜であるので、ガイド部材２９を回転させようとする荷重成分ｆ（＝Ｆ・ｃｏｓθ）の大きさは、荷重Ｆの大きさよりも小さくなる。

この点について、言い方を変えて説明する。たとえば、本例のように、螺旋溝３１が右ねじのように形成されている場合に、運転者がステアリングホイール２を左に回すことで、玉３０が螺旋溝３１の端部３２に接触したときを考える。このとき、玉３０はガイド部材２９を押すが、玉３０がガイド部材２９を押す力は、ガイド部材２９を径方向外側から見た場合に、ガイド部材２９を反時計回りに回転させるように作用し、その大きさはＦとなる。ここで、本例のように、ガイド溝３３を角度θだけ傾けると、前記力Ｆのうち、ガイド部材２９の中心軸を中心とする円の接線方向の分力がＦ・ｃｏｓθになり、換言すれば、ガイド部材２９を反時計回りに回転させようとする力が、Ｆ（１－ｃｏｓθ）の分だけ小さくなる。したがって、ガイド部材２９の回り止め効果を得られる。

なお、本例の構造とは異なるが、径方向外側から見た場合に、回転軸の軸方向に対する螺旋溝の傾斜方向と、回転軸の軸方向に対するガイド溝の傾斜方向とを、互いに逆の方向にする場合も、上述したような効果、すなわち、玉が螺旋溝の端部に接触する際に、玉がガイド部材を回転させようとする荷重成分ｆの大きさが、荷重Ｆの大きさよりも小さくなるという効果を得られる。ただし、本発明を実施する場合には、本例のように、径方向外側から見た場合に、回転軸の軸方向に対する螺旋溝の傾斜方向と、回転軸の軸方向に対するガイド溝の傾斜方向とを、互いに同じ方向にするのが好ましい。ただし、この場合、ガイド溝の傾斜角度は、螺旋溝の傾斜角度と同じでなくてもよい。

一方、図１０（ａ）および図１０（ｂ）は、本例の構造に対する、比較例の構造を示している。この比較例の構造では、ガイド部材２９ｚの径方向内側面に備えられたガイド溝３３ｚの全体が、回転軸２８の軸方向に伸長している。この比較例の構造でも、図１０（ａ）に示すように、玉３０が螺旋溝３１の端部３２に接触すると、図１０（ｂ）の紙面内、すなわち、ガイド部材２９ｚの中心軸に対して直交する仮想平面内において、ガイド溝３３ｚのうちで回転軸２８の軸方向に関して螺旋溝３１の端部３２と同じ位置に存在する部分に、玉３０から荷重Ｆが作用する。そして、この荷重Ｆの向きは、図１０（ｂ）の紙面内において、回転軸２８の軸方向に対して直交する向きとなる。ただし、比較例の構造では、このような荷重Ｆの方向は、図１０（ｂ）の紙面内において、ガイド部材２９ｚの中心軸と荷重Ｆの作用点とを結ぶ直線に直交する方向（＝矢印ｆｚの方向）と一致している。このため、この荷重Ｆのうち、ガイド部材２９ｚを回転させようとする荷重成分ｆｚの大きさは、荷重Ｆの大きさと等しくなる。

したがって、本例の構造では、比較例の構造に比べて、玉３０が螺旋溝３１の端部３２に接触する際に生じる、ガイド部材２９を回転させようとする力を小さく抑えられる。したがって、たとえば、ステアリングホイール２を回転制限位置まで勢い良く回転させることにより、玉３０が螺旋溝３１の端部３２に勢い良く接触した場合でも、玉３０がガイド部材２９を回転させようとする力を小さく抑えて、ガイド部材２９が回転することを有効に防止できる。このため、ガイド部材２９が回転してステアリングホイール２の回転制限量が大きくなることを有効に防止できる。

本例の構造では、ガイド溝３３の端部（回転軸２８の軸方向に関して螺旋溝３１の端部３２と同じ位置に存在する部分）が回転軸２８の軸方向に対してθだけ傾斜した方向に伸長しているため、玉３０が螺旋溝３１の端部３２に接触する際に生じる、玉３０からガイド部材２９に作用する荷重のうち、ガイド部材２９の軸方向の分力（図７（ａ）における上向きの分力）も、比較例の構造に比べて小さく抑えることができる。

また、本例の構造では、コイルばね４０により、ガイド部材２９を径方向内側に向けて弾性的に付勢することで、玉３０に予圧を付与している。このため、ステアリングホイール２を回転操作する際に、玉３０ががたつくことを抑えられる。したがって、玉３０のがたつきに基づく振動が、ステアリングホイール２に伝わり、運転者に違和感を与えるといった不都合を防止できる。

また、本例の構造では、玉３０に付与された予圧に基づいて、回転軸２８、すなわち、ステアリングホイール２に、適度な回転抵抗を生じさせることができる。このため、運転者の操舵感を向上させることができる。

また、本例の構造では、玉３０が螺旋溝３１の端部３２に接触することに伴い、ガイド部材２９が玉３０に押されて径方向外側（図４における上側）に変位する際には、ガイド部材２９の凹孔３５の底面とキャップ３９の凸部４７の径方向内側面との間で、コイルばね４０が径方向（図４における上下方向）にさらに圧縮される。このため、玉３０が螺旋溝３１の端部３２に衝突する際の衝撃および打音を、コイルばね４０の弾力によって低減することができる。

また、本例の構造では、玉３０が螺旋溝３１の端部３２に接触することに伴い、ガイド部材２９が玉３０に押されて径方向外側（図４における上側）に変位する際には、ガイド部材２９の凹部３６の底面とキャップ３９の凸部４７の径方向内側面との間で、皿ばね４１が径方向（図４における上下方向）に圧縮されて弾性変形する。このため、玉３０が螺旋溝３１の端部３２に衝突する際の衝撃および打音を、コイルばね４０の弾力だけでなく、皿ばね４１の弾力によっても、低減することができる。すなわち、本例の構造では、玉３０が螺旋溝３１の端部３２に衝突する際の衝撃および打音の低減効果を、皿ばね４１によって向上させることができる。

なお、コイルばね４０の弾性係数ｋ１を大きくしすぎると、玉３０の動き、すなわち、ステアリングホイール２の回転操作が過度に重くなったり滑らかに行われなくなったりする。このため、本例の構造では、コイルばね４０の弾性係数ｋ１を、皿ばね４１の弾性係数ｋ２よりも小さくしている（ｋ１＜ｋ２）。

［実施の形態の第２例］
本発明の実施の形態の第２例について、図１１～図１３を用いて説明する。

本例の構造では、ガイド部材２９ａのガイド溝３３ａは、図１２に示すように、それぞれが回転軸２８の軸方向に関して螺旋溝３１の端部３２（図７（ａ）参照）と同じ位置に存在する部分である、ガイド溝３３ａの両側の端部に、傾斜部４８を有する。傾斜部４８のそれぞれは、回転軸２８の軸方向に対して角度θ（０゜＜θ＜９０゜）だけ傾斜した方向に伸長している。

また、ガイド溝３３ａは、該ガイド溝３３ａの中間部に、非傾斜部４９を有する。非傾斜部４９は、回転軸２８の軸方向に対して傾斜しておらず、回転軸２８の軸方向に伸長している。

また、ガイド溝３３ａは、傾斜部４８のそれぞれと非傾斜部４９との端部同士を滑らかに接続する、１対の接続部５０を有する。接続部５０のそれぞれを径方向内側から見た形状は、図１２に示すように、扇形状である。

本例の場合も、ガイド溝３３ａのうちで、回転軸２８の軸方向に関して螺旋溝３１の端部３２と同じ位置に存在する部分である傾斜部４８が、回転軸２８の軸方向に対して傾斜した方向に伸長している。このため、玉３０が螺旋溝３１の端部３２に接触する際に生じる、ガイド部材２９を回転させようとする力を小さく抑えられる。
その他の構成及び作用効果は、実施の形態の第１例と同じである。

［実施の形態の第３例］
本発明の実施の形態の第３例について、図１４～図１６を用いて説明する。

本例の構造では、ガイド部材２９ｂのガイド溝３３ｂの径方向内側から見た形状は、図１５に示すような、蛇行形状である。すなわち、本例の構造では、ガイド溝３３ｂは、それぞれが回転軸２８の軸方向に関して螺旋溝３１の端部３２（図７（ａ）参照）と同じ位置に存在する部分である、ガイド溝３３ｂの両側の端部に、傾斜部４８ａを有する。傾斜部４８ａのそれぞれは、回転軸２８の軸方向に対して角度θ（０゜＜θ＜９０゜）だけ傾斜した方向に伸長している。

また、ガイド溝３３ｂは、該ガイド溝３３ｂの中間部に、逆傾斜部５１を有する。逆傾斜部５１は、回転軸２８の軸方向に対して、傾斜部４８ａと逆方向に傾斜した方向に伸長している。

また、ガイド溝３３ａは、傾斜部４８のそれぞれと非傾斜部４９との端部同士を滑らかに接続する、１対の接続部５０ａを有する。接続部５０ａのそれぞれを径方向内側から見た形状は、図１５に示すように、略扇形状である。

本例の場合も、ガイド溝３３ｂのうちで、回転軸２８の軸方向に関して螺旋溝３１の端部３２と同じ位置に存在する部分である傾斜部４８ａが、回転軸２８の軸方向に対して傾斜した方向に伸長している。このため、玉３０が螺旋溝３１の端部３２に接触する際に生じる、ガイド部材２９ｂを回転させようとする力を小さく抑えられる。

特に、本例の構造では、玉３０が螺旋溝３１の端部３２に接触する際に生じる、ガイド部材２９ｂを回転させようとする力（荷重成分ｆ（＝Ｆ・ｃｏｓθ）、図７（ｂ）参照）を小さく抑えるために、傾斜部４８ａのそれぞれの傾斜の角度θ（０゜＜θ＜９０゜）を大きくし、かつ、傾斜部４８ａに対する玉３０の係合状態を安定させるために、傾斜部４８ａのそれぞれの長さを長くする構成を、実現しやすい。

すなわち、傾斜部４８ａのそれぞれの傾斜の角度θ（０゜＜θ＜９０゜）を大きくし、かつ、傾斜部４８ａのそれぞれの長さを長くすると、図１５に示すように、径方向内側から見た場合に、双方の傾斜部４８ａの互いに近い側の端部が、回転軸２８の軸方向に対して直交する方向（図１５における左右方向）オフセットして配置される。このため、ガイド溝の中間部を、回転軸２８の軸方向に伸長する非傾斜部により構成すると、この非傾斜部を介して、双方の傾斜部４８ａの互いに近い側の端部を接続することが難しくなる。

これに対して、本例の構造では、ガイド溝３３ｂの中間部を、回転軸２８の軸方向に対して、傾斜部４８ａと逆方向に傾斜した逆傾斜部５１により構成している。このため、この逆傾斜部５１を介して、双方の傾斜部４８ａの互いに近い側の端部を接続することが容易となる。
その他の構成及び作用効果は、実施の形態の第１例と同じである。

［実施の形態の第４例］
本発明の実施の形態の第４例について、図１７および図１８を用いて説明する。

本例の構造では、ガイド部材２９ｃのうち、少なくとも玉３０と接触する部分が金属により構成されている。具体的には、ガイド部材２９ｃのうち、玉３０と接触する部分であるガイド溝３３を含む一部が金属により構成されており、かつ、残部が合成樹脂により構成されている。より具体的には、ガイド部材２９ｃは、前記一部に相当するガイド溝３３の表層部が、金属製の金属部５２により構成されており、残部が合成樹脂製の樹脂部５３により構成されている。

金属部５２は、鋼材などの金属により部分筒状に構成されており、径方向内側面に、ガイド溝３３を有する。

樹脂部５３は、径方向内側面に、保持凹部５４を有する。保持凹部５４の表面は、金属部５２の径方向外側面と合致する形状を有する。金属部５２と樹脂部５３とは、金属部５２の径方向外側面と樹脂部５３の保持凹部５４の表面とを、融着、接着、圧入嵌合などすることにより、互いに結合固定されている。

以上のような本例の構造では、ガイド部材２９ｃのうち、ガイド溝３３の表面を含む一部が金属により構成されており、残部が合成樹脂により構成されているため、ガイド溝３３の強度および耐久性の確保と、ガイド部材２９ｃの重量の軽減とを両立させることができる。
その他の構成および作用効果は、実施の形態の第１例と同じである。

［実施の形態の第５例］
本発明の実施の形態の第５例について、図１９および図２０を用いて説明する。

本例の構造では、ガイド部材２９ｄは、外周面が、係止溝を有さない円筒面により構成されている。本例の構造では、ガイド部材２９ｄの外周面と保持孔４２の内周面との間にＯリングは組み付けられていない。その代わりに、本例の構造では、ガイド部材２９ｄの外周面を、保持孔４２の内周面に対し、保持孔４２の径方向に関するがたつきがない隙間嵌め、または、保持孔４２の内側でガイド部材２９ｄが径方向（図１９における上下方向）に移動することを阻害しない程度の軽圧入により内嵌している。これにより、ガイド部材２９ｄの外周面と保持孔４２の内周面との間のシール性を確保している。

以上のような本例の構造では、ガイド部材２９ｄの外周面と保持孔４２の内周面との間に組み付けるＯリングを省略しているため、部品点数を削減できる。また、ガイド部材２９ｄを構成する樹脂部５３ａの外周面にＯリングを係止するための係止溝が備えられていないため、樹脂部５３ａの成形コストを抑えられる。
その他の構成および作用効果は、実施の形態の第４例と同じである。

［実施の形態の第６例］
本発明の実施の形態の第６例について、図２１を用いて説明する。

本例の構造では、回転軸２８ａの螺旋溝３１ａの底部とガイド部材２９のガイド溝３３の底部との間の径方向幅が、回転軸２８ａの軸方向に関して中央部から両側に向かうにしたがって小さくなっている。このような構成を採用するために、本例では、螺旋溝３１ａの深さが、回転軸２８ａの軸方向に関して中央部から両側に向かうにしたがって浅くなっている。

以上のような構成を有する本例の構造では、ステアリングホイール２（図１参照）を中立回転位置から回転操作することにより、玉３０をガイド溝３３の中央部から端部に向けて移動させると、玉３０には、コイルばね４０の弾力に基づいて、螺旋溝３１ａの底部から、ガイド溝３３の中央部に戻される方向の成分を持った押し付け力が作用する。このため、このような成分を持った押し付け力によって、ステアリングホイール２が中立回転位置に戻りやすくなる。
その他の構成及び作用効果は、実施の形態の第１例と同じである。

［実施の形態の第７例］
本発明の実施の形態の第７例について、図２２を用いて説明する。

本例の構造も、回転軸２８の螺旋溝３１の底部とガイド部材２９ｅのガイド溝３３ｃの底部との間の径方向幅が、回転軸２８の軸方向に関して中央部から両側に向かうにしたがって小さくなっている。このような構成を採用するために、本例では、ガイド溝３３ｃの深さが、回転軸２８の軸方向に関して中央部から両側に向かうにしたがって浅くなっている。

以上のような構成を有する本例の構造では、ステアリングホイール２（図１参照）を中立回転位置から回転操作することにより、玉３０をガイド溝３３ｃの中央部から端部に向けて移動させると、玉３０には、コイルばね４０の弾力に基づいて、ガイド溝３３ｃの底部から、ガイド溝３３ｃの中央部に戻される方向の成分を持った押し付け力が作用する。このため、このような成分を持った押し付け力によって、ステアリングホイール２が中立回転位置に戻りやすくなる。
その他の構成及び作用効果は、実施の形態の第１例と同じである。

［実施の形態の第８例］
本発明の実施の形態の第８例について、図２３を用いて説明する。

本例の構造では、螺旋溝３１Ａの伸長方向である螺旋方向に直交する仮想平面で切断した場合の螺旋溝３１Ａの断面形状、および、ガイド溝３３Ａの伸長方向に直交する仮想平面で切断した場合のガイド溝３３Ａの断面形状として、図示のようなＶ字形状の断面形状を採用している。このような螺旋溝３１Ａおよびガイド溝３３Ａでは、玉３０は、溝表面に対して、溝幅方向に離隔した２箇所（２つのＰ部）で接触する。このため、それぞれの接触部での面圧を小さく抑えられ、その分、螺旋溝３１Ａ、ガイド溝３３Ａ、および玉３０の耐久性を向上させることができる。
その他の構成及び作用効果は、実施の形態の第１例と同じである。

［実施の形態の第９例］
本発明の実施の形態の第９例について、図２４を用いて説明する。

本例の構造では、螺旋溝３１Ｂの伸長方向である螺旋方向に直交する仮想平面で切断した場合の螺旋溝３１Ｂの断面形状、および、ガイド溝３３Ｂの伸長方向に直交する仮想平面で切断した場合のガイド溝３３Ｂの断面形状として、図示のようなゴシックアーチ形状の断面形状を採用している。すなわち、この断面形状は、曲率中心Ｏ_a、Ｏ_bが異なる位置に存在する２つの円弧を略Ｖ字形に組み合わせてなる。これら２つの円弧のそれぞれの曲率半径ｒは、互いに等しく、かつ、玉３０の表面の曲率半径よりも大きい。このような螺旋溝３１Ｂおよびガイド溝３３Ｂでも、玉３０は、溝表面に対して、軸方向に離隔した２箇所（２つのＱ部）で接触する。また、これらの２箇所（２つのＱ部）のそれぞれの接触面積は、図２３（ａ）における２箇所（２つのＰ部）のそれぞれの接触面積よりも大きい。したがって、螺旋溝３１Ｂ、ガイド溝３３Ｂ、および玉３０の耐久性を、さらに向上させることができる。本発明を実施する場合には、回転制限装置の耐久性を確保する観点から、螺旋溝およびガイド溝のそれぞれの断面形状を、ゴシックアーチ形状とすることが最も好ましい。
その他の構成及び作用効果は、実施の形態の第１例と同じである。

［実施の形態の第１０例］
本発明の実施の形態の第１０例について、図２５を用いて説明する。

本例は、ステアバイワイヤ方式のステアリング装置１ａに対して、ステアリングホイール２の回転量を所定量以下に制限する回転制限装置１０（実施の形態の第１例に関する、図４～図１０参照）を適用した例である。なお、本発明の回転制限装置は、ステアリングホイールと１対の操舵輪とが機械的に接続されたステアリング装置に比べて、ステアバイワイヤ方式のステアリング装置に対して、より好適に適用することができる。

本例のステアリング装置１ａは、ステアリングホイール２を有する操舵装置５６と、図示しない１対の操舵輪に舵角を付与するための転舵装置５７とを備え、操舵装置５６と転舵装置５７とが電気的に接続されている。自動車の運転時には、ステアリングホイール２の回転操作量が、操舵装置５６を構成する図示しないセンサにより検出され、該センサの出力信号に基づいて、転舵装置５７を構成するアクチュエータが駆動されることにより、１対の操舵輪に舵角が付与される。

操舵装置５６は、ステアリングホイール２および前記センサの他、ステアリングシャフト５８と、ステアリングコラム５９と、図示しないロック機構と、反力付与装置６０と、回転制限装置１０とを備える。

ステアリングホイール２は、ステアリングシャフト５８の後端部に支持固定されている。ステアリングシャフト５８は、車体に支持されたステアリングコラム５９の内側に回転可能に支持されている。

本例のステアリング装置１ａは、ステアリングホイール２の高さ位置の調節を可能とするための、首振り式のチルト機構を備える。このために、ステアリングコラム５９は、前側に配置された筒状の前側コラム６１と、後側に配置された筒状の後側コラム６２と、前側コラム６１の後端部と後側コラム６２の前端部とを揺動可能に連結する車幅方向の揺動軸６３とを有する。すなわち、後側コラム６２は、前側コラム６１に対し、車幅方向の揺動軸６３を中心とする揺動可能である。前側コラム６１は、自身の軸方向を前後方向に一致させることにより水平に配置され、かつ、図示しない支持ブラケットなどを用いて車体に支持固定されている。本例のステアリング装置１ａでは、このように前側コラム６１が水平方向に配置されているため、運転席の足元空間を上下方向に関して広く確保することができる。ただし、前側コラム６１は、前側に向かうほど下側に向かう方向に傾斜した状態で配置することもできる。

ステアリングシャフト５８は、前側に配置された前側シャフト６４と、後側に配置された後側シャフト６５と、前側シャフト６４の後端部と後側シャフト６５の前端部とを揺動可能にかつトルク伝達可能に連結した自在継手６６とを有する。前側シャフト６４は、前側コラム６１の内側に、図示しない転がり軸受により回転可能に支持されている。後側シャフト６５は、後側コラム６２の内側に、図示しない転がり軸受により回転可能に支持されている。自在継手６６の揺動中心は、揺動軸６３の中心軸線上に位置している。このため、前側コラム６１に対する後側コラム６２の揺動と、前側シャフト６４に対する後側シャフト６５の揺動とを、互いに同期して円滑に行える。

ステアリングホイール２は、後側シャフト６５の後端部に支持固定されている。ステアリングホイール２は、前側コラム６１に対して後側コラム６２が揺動変位できる範囲で、その高さ位置を調節可能である。また、前記ロック機構により、前側コラム６１に対する後側コラム６２の揺動変位を可能として、ステアリングホイール２の高さ位置の調節を可能とする状態と、前側コラム６１に対する後側コラム６２の揺動変位を不能として、ステアリングホイール２の高さ位置を調節後の位置に保持する状態とを、切り換え可能としている。

反力付与装置６０は、前側コラム６１の前端部に支持されている。反力付与装置６０は、動力源となる電動モータと減速機とを有しており、運転者によるステアリングホイール２の回転操作に伴って、電動モータを駆動する。電動モータのトルクは、減速機により増大されてから、前側シャフト６４に対し、ステアリングホイール２の回転操作方向と逆方向のトルクである、逆トルクとして伝達される。これにより、該逆トルクに基づく操作反力が、ステアリングホイール２に付与される。なお、ステアリングホイール２に付与される操作反力の大きさは、基本的には、前記センサにより取得した、ステアリングホイール２の回転操作量やステアリングホイール２からステアリングシャフト５８に入力されるトルクなどに応じて決定される。

本例では、回転制限装置１０（図４～図１０参照）が備える回転軸２８は、前側シャフト６４の軸方向中間部を構成している。回転制限装置１０が備えるケース３７は、前側コラム６１の軸方向中間部を構成している。本例のステアリング装置１ａにおいても、このような回転制限装置１０により、ステアリングホイール２の回転量を所定量以下に制限することができる。

本発明は、上述した各実施の形態の構成を、矛盾が生じない範囲で、適宜組み合わせて実施することができる。たとえば、実施の形態の第２例～第９例の回転制限装置も、ステアバイワイヤ方式のステアリング装置に対して適用することができる。

１、１ａ ステアリング装置
２ ステアリングホイール
３ ステアリングシャフト
４ ステアリングコラム
５ 電動アシスト装置
６ａ、６ｂ 自在継手
７ 中間シャフト
８ ステアリングギヤユニット
９ タイロッド
１０ 回転制限装置
１１ ピニオン軸
１２ インナコラム
１３ アウタコラム
１４ インナシャフト
１５ アウタシャフト
１６ ハウジング
１７ 電動モータ
１８ トーションバー
１９ 出力軸
２０ａ、２０ｂ 玉軸受
２１ ウォーム減速機
２２ トルクセンサ
２３ ウォームホイール
２４ ホイール歯
２５ ウォーム
２６ ウォーム歯
２７ 出力軸
２８、２８ａ 回転軸
２９、２９ａ、２９ｂ、２９ｃ、２９ｄ、２９ｅ、２９ｚ ガイド部材
３０ 玉
３１、３１ａ、３１Ａ、３１Ｂ 螺旋溝
３２ 端部
３３、３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｚ、３３Ａ、３３Ｂ ガイド溝
３４ 係止溝
３５ 凹孔
３６ 凹部
３７ ケース
３８ Ｏリング
３９ キャップ
４０ コイルばね
４１ 皿ばね
４２ 保持孔
４３ 第１の筒部
４４ 第２の筒部
４５ 雌ねじ孔
４６ 雄ねじ部
４７ 凸部
４８、４８ａ 傾斜部
４９ 非傾斜部
５０、５０ａ 接続部
５１ 逆傾斜部
５２ 金属部
５３、５３ａ 樹脂部
５４ 保持凹部
５５ 凹面部
５６ 操舵装置
５７ 転舵装置
５８ ステアリングシャフト
５９ ステアリングコラム
６０ 反力付与装置
６１ 前側コラム
６２ 後側コラム
６３ 揺動軸
６４ 前側シャフト
６５ 後側シャフト
６６ 自在継手

Claims (12)

1. 外周面に螺旋溝を有する回転軸と、
   前記回転軸の外周面に沿って湾曲し、かつ、前記回転軸の外周面と対向する凹面部、および、該凹面部から径方向外側に凹入し、かつ、前記回転軸の軸方向に関して前記螺旋溝が存在する範囲の全長にわたり備えられたガイド溝を有する、ガイド部材と、
   前記螺旋溝と前記ガイド溝との間に配置され、前記ガイド部材に対する前記回転軸の回転に伴い、前記螺旋溝に沿って移動しながら、前記ガイド溝に沿って前記回転軸の軸方向に移動することが可能であり、かつ、前記螺旋溝の両側の端部のそれぞれと接触することが可能である、移動部材と、を備え、
   前記ガイド溝のうちで、前記回転軸の軸方向に関して前記螺旋溝の端部と同じ位置に存在する部分が、前記回転軸の軸方向に対して傾斜した方向に伸長している、
   回転制限装置。
2. 前記回転軸の径方向に伸長する保持孔を有し、かつ、該保持孔の内側に前記ガイド部材を、前記回転軸の径方向に関する移動を可能に保持するケースと、
   前記ガイド部材を前記回転軸の径方向に関して内側に向けて付勢する、第１の弾性部材とを、さらに備える、
   請求項１に記載の回転制限装置。
3. 前記保持孔が、円筒状の内周面を有する円孔により構成されている、
   請求項２に記載の回転制限装置。
4. 前記螺旋溝の底部と前記ガイド溝の底部との間の径方向幅は、前記回転軸の軸方向に関して中央部から両側に向かうにしたがって小さくなっている、
   請求項２または３に記載の回転制限装置。
5. 前記螺旋溝の深さは、前記回転軸の軸方向に関して中央部から両側に向かうにしたがって浅くなっている、
   請求項４に記載の回転制限装置。
6. 前記ガイド溝の深さは、前記回転軸の軸方向に関して中央部から両側に向かうにしたがって浅くなっている、
   請求項４または５に記載の回転制限装置。
7. 前記第１の弾性部材の弾性係数よりも大きい弾性係数を有し、かつ、前記移動部材が前記螺旋溝の端部と接触する際に弾性変形する第２の弾性部材をさらに備える、
   請求項２～６のうちのいずれかに記載の回転制限装置。
8. 前記ガイド部材のうち、少なくとも前記移動部材と接触する部分が金属により構成されている、
   請求項１～７のうちのいずれかに記載の回転制限装置。
9. 前記ガイド部材のうち、前記移動部材と接触する部分を含む一部が金属により構成されており、かつ、残部が合成樹脂により構成されている、
   請求項８に記載の回転制限装置。
10. 前記螺旋溝および前記ガイド溝のそれぞれの断面形状が、ゴシックアーチ形状である、
    請求項１～９のうちのいずれかに記載の回転制限装置。
11. 前記移動部材が玉により構成されている、
    請求項１～１０のうちのいずれかに記載の回転制限装置。
12. 操舵部材の回転量を所定量以下に制限する回転制限装置を備え、該回転制限装置が、請求項１～１１のうちのいずれかに記載の回転制限装置である、ステアリング装置。

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