转向操纵装置的制作方法

本申请主张于2016年8月10日提出的日本专利申请第2016-158064号和2017年1月6日提出的日本专利申请第2017-001003号的优先权，并在此引用包括说明书、附图和说明书摘要的全部内容。

本发明涉及转向操纵装置，详细地说涉及齿条和小齿轮式转向操纵装置。

背景技术：

为了改变车辆的行进方向而在汽车上设置了转向操纵装置。转向操纵装置例如有齿条和小齿轮式转向操纵装置。

齿条和小齿轮式转向操纵装置具备小齿轮轴和齿条轴。小齿轮轴具有小齿轮。小齿轮与设置于齿条轴的齿条啮合。齿条具有沿齿条轴的轴向排列的多个齿条齿。小齿轮轴连结有转向轴。转向轴连结有方向盘。齿条轴经由拉杆以及主销连结有车辆的转向轮。

齿条和小齿轮式转向操纵装置中，转向轴伴随着方向盘的旋转而旋转。若转向轴旋转，则小齿轮轴旋转。齿条轴伴随着小齿轮轴的旋转而滑动。由此，车辆的转向轮被转向操纵，车辆的行进方向变化。

齿条和小齿轮式转向操纵装置中，如日本特开2005-88702号公报记载的那样，存在使相对于小齿轮轴的旋转角度的齿条轴的移动距离(以下称为行程比)变化的情况。根据要求的特性适当地设定行程比。例如考虑在齿条中多个齿条齿排列的方向的中央部减小行程比，在多个齿条齿排列的方向的端部增大行程比。考虑在位于多个齿条齿排列的方向的中央部与端部之间的中间部，随着从中央部接近端部，增大行程比。在该情况下，在小齿轮与齿条的中央部啮合的状态下，即在几乎不操作方向盘的状态下，能够提高车辆的前进稳定性。

在齿条和小齿轮式转向操纵装置中，利用螺旋弹簧的作用力，将齿条轴按压于小齿轮轴。由此，使齿条与小齿轮啮合的状态稳定。

在小齿轮与齿条啮合时，小齿轮具有的小齿轮齿接触齿条齿的齿面。来自小齿轮的力沿垂直于齿条齿的齿面的方向作用。螺旋弹簧的作用力沿齿条齿的高度方向作用。螺旋弹簧的作用力作为妨碍小齿轮的旋转的阻力作用。为了使小齿轮旋转，使来自小齿轮的力中在螺旋弹簧的作用力的作用方向的分量的大小，与螺旋弹簧的作用力的大小相同即可。

来自小齿轮的力中在螺旋弹簧的作用力的作用方向的分量的大小相应于齿条齿的压力角而变化。因此，使来自小齿轮的力中在螺旋弹簧的作用力的作用方向的分量的大小与螺旋弹簧的作用力相同。为此，需要相应于齿条齿的压力角，改变来自小齿轮的力的大小。即小齿轮开始旋转时所需要的扭矩相应于齿条齿的压力角而变化。

齿条齿的压力角与行程比有关系。具体而言，行程比小时，齿条齿的压力角变小。行程比大时，齿条齿的压力角变大。

在如上述那样设定了行程比的情况下，构成齿条的多个齿条齿包括压力角不同的齿条齿。因此，由于小齿轮开始旋转时小齿轮相对于齿条的位置(多个齿条齿排列的方向上的位置)不同，小齿轮开始旋转时所需要的扭矩不同。其结果是，由于开始操作方向盘时的方向盘的位置(从初始位置起的旋转角度)不同，开始操作方向盘时需要的力(初始操作力)产生差异。

技术实现要素：

本发明的目的之一是在齿条和小齿轮式转向操纵装置中即使小齿轮与齿条的任何部分啮合都能使小齿轮开始旋转时所需要的扭矩恒定。

本发明的一实施方式的转向操纵装置的结构上的特征是具备齿条轴、小齿轮轴、齿条引导器、外壳、引导器塞、施力部件。齿条轴沿第一方向延伸。齿条轴上形成有齿条。齿条具有多个齿条齿。多个齿条齿沿第一方向排列。小齿轮轴沿第二方向延伸。第二方向是与第一方向交叉的方向。小齿轮轴具有小齿轮。小齿轮与齿条啮合。齿条引导器在第三方向与齿条轴接触。第三方向是与第一方向以及第二方向分别垂直的方向。外壳收纳齿条引导器。引导器塞在第三方向相对于齿条引导器配置在与齿条轴相反的一侧。引导器塞被固定于外壳。施力部件在第三方向配置于齿条引导器与引导器塞之间。施力部件对齿条引导器施加用于将齿条引导器按压于齿条轴的作用力。在齿条引导器与引导器塞之间，在第三方向形成有间隙。若间隙变小，则施力部件的作用力变大。齿条包括第一齿条、第二齿条、第三齿条、第四齿条、第五齿条。第一齿条形成于齿条中的第一方向的中央部分。第二齿条在第一方向上比第一齿条更靠一方侧。第二齿条形成于第一齿条旁边。第三齿条在第一方向比第二齿条更靠一方侧。第三齿条形成于第二齿条旁边。第四齿条在第一方向比第一齿条更靠另一方侧。第四齿条形成于第一齿条旁边。第五齿条在第一方向比第四齿条更靠另一方侧。第五齿条形成于第四齿条旁边。小齿轮轴配置为能够绕着沿第二方向延伸的中心轴线的周向旋转。若小齿轮轴在周向从一方朝另一方旋转，则齿条轴在第一方向从一端向另一端移动。若小齿轮轴在周向从另一方朝一方旋转，则齿条轴在第一方向从另一端朝一端移动。将相对于小齿轮轴在周向的旋转角度的齿条轴在第一方向的移动距离设为行程比。行程比在小齿轮相对于第三以及第五齿条中的某一齿条啮合时比小齿轮相对于第一齿条啮合时大。小齿轮在第二以及第四中的某一齿条上移动时，行程比变化。形成于齿条引导器与引导器塞之间的间隙在小齿轮相对于第三齿条以及第五齿条中的某一齿条啮合时比小齿轮相对于第一齿条啮合时小。小齿轮在第二以及第四中的某一齿条上移动时，形成于齿条引导器与引导器塞之间的间隙变化。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式的转向操纵装置的简要结构的剖视图。

图2是齿条轴的俯视图。

图3是表示构成第一齿条的齿条齿的剖视图。

图4是表示构成第五齿条的齿条齿的剖视图。

图5是表示小齿轮的旋转角度与行程比的关系的坐标图。

图6是表示来自小齿轮的力与来自螺旋弹簧的力的关系的说明图。

图7是表示形成于齿条引导器与引导器塞之间的间隙、和小齿轮的旋转角度的关系的坐标图。

图8是表示小齿轮的旋转角度、和小齿轮开始旋转时所需要的扭矩的关系的坐标图。

图9是表示构成第三齿条且在第一方向位于齿条轴的中心侧的齿条齿的剖视图。

图10是表示构成第三齿条且在第一方向位于齿条轴的端侧的齿条齿的剖视图。

图11是表示作为用于齿条轴的制造的模具的构成第三齿条的齿条齿的成型空腔的剖视图。

具体实施方式

通过以下参照附图对本发明的实施方式示例进行的详细描述，本发明的上述及其他特征和优点会变得更加清楚，其中，相同的附图标记表示相同的要素。

本发明的实施方式的转向操纵装置具备齿条轴、小齿轮轴、齿条引导器、外壳、引导器塞、施力部件。齿条轴沿第一方向延伸。齿条轴上形成有齿条。齿条具有多个齿条齿。多个齿条齿沿第一方向排列。小齿轮轴沿第二方向延伸。第二方向是与第一方向交叉的方向。小齿轮轴具有小齿轮。小齿轮与齿条啮合。齿条引导器在第三方向与齿条轴接触。第三方向是与第一方向以及第二方向分别垂直的方向。外壳收纳齿条引导器。引导器塞在第三方向相对于齿条引导器配置在与齿条轴相反的一侧。引导器塞被固定于外壳。施力部件在第三方向配置在齿条引导器与引导器塞之间。施力部件对齿条引导器施加用于将齿条引导器按压于齿条轴的作用力。在齿条引导器与引导器塞之间，沿第三方向形成有间隙。若间隙变小，则施力部件的作用力变大。齿条具有第一齿条、第二齿条、第三齿条、第四齿条、第五齿条。第一齿条形成于齿条中的第一方向的中央部分。第二齿条在第一方向比第一齿条靠向一方。第二齿条形成于第一齿条旁边。第三齿条在第一方向比第二齿条靠向一方。第三齿条形成于第二齿条旁边。第四齿条在第一方向比第一齿条靠向另一方。第四齿条形成于第一齿条旁边。第五齿条在第一方向比第四齿条靠向另一方。第五齿条形成于第四齿条旁边。小齿轮轴配置为能够绕沿第二方向延伸的中心轴线的周向旋转。若小齿轮轴沿周向从一方朝另一方旋转，则齿条轴沿第一方向从一端向另一端移动。若小齿轮轴沿周向从另一方朝一方旋转，则齿条轴沿第一方向从另一端朝一端移动。将相对于小齿轮轴的周向的旋转角度的齿条轴的第一方向的移动距离设为行程比。行程比在小齿轮相对于第三以及第五齿条中的某一齿条啮合时比小齿轮相对于第一齿条啮合时大。小齿轮在第二以及第四中的某一齿条上移动时，行程比变化。形成于齿条引导器与引导器塞之间的间隙在小齿轮相对于第三齿条以及第五齿条中的某一齿条啮合时比在小齿轮相对于第一齿条啮合时小。小齿轮在第二以及第四中的某一齿条上移动时，形成于齿条引导器与引导器塞之间的间隙变化。

上述转向操纵装置中，施力部件的作用力对应于形成于齿条引导器与引导器塞之间的间隙的大小而变化。具体而言，若间隙变小，则作用力变大。

小齿轮相对于第三以及第五齿条中的某一齿条啮合时的间隙比小齿轮相对于第一齿条啮合时的间隙小。即施力部件的作用力在小齿轮相对于第三以及第五齿条中的某一齿条啮合时，比小齿轮相对于第一齿条啮合时大。

小齿轮相对于第三以及第五齿条中的某一齿条啮合时的行程比，比小齿轮相对于第一齿条啮合时的行程比大。即构成第一齿条的齿条齿的压力角比构成第三以及第五齿条的齿条齿的压力角小。

齿条齿的压力角影响在小齿轮开始旋转时所需要的扭矩。这是因为为了使来自小齿轮的力中施力部件的作用力的作用方向的分量的大小与施力部件的作用力的大小相同，需要根据齿条齿的压力角调整来自小齿轮的力。例如在施力部件的作用力相同的情况下，若齿条齿的压力角变小，则需要增大来自小齿轮的力。

上述转向操纵装置中，小齿轮相对于第一齿条啮合时，即齿条齿的压力角小时，施力部件的作用力变小。使来自小齿轮的力中施力部件的作用力的作用方向的分量的大小与施力部件的作用力的大小相同，所以能够减小来自小齿轮的力。即，能够减小在小齿轮开始旋转时所需要的扭矩。

上述转向操纵装置中，小齿轮相对于第三以及第五齿条中的某一齿条啮合时，即齿条齿的压力角大时，施力部件的作用力变大。使来自小齿轮的力中施力部件的作用力的作用方向的分量的大小与施力部件的作用力的大小相同，所以能够增大来自小齿轮的力。即能够增大在小齿轮开始旋转时所需要的扭矩。其结果是，适当设定齿条齿的压力角和施力部件的作用力的大小，由此能够使小齿轮从与第三以及第五齿条中的某一齿条啮合的状态开始旋转时所需要的扭矩，与小齿轮从与第一齿条啮合的状态开始旋转时所需要的扭矩大致相同。或者能够将小齿轮从与第三以及第五齿条中的某一齿条啮合的状态开始旋转时所需要的扭矩、和小齿轮从与第一齿条啮合的状态开始旋转时所需要的扭矩的差减小到驾驶员无法识别出差异的程度。

上述转向操纵装置中，小齿轮相对于第二以及第四齿条中的某一齿条啮合时，行程比对应于小齿轮与齿条啮合的位置而变化。即齿条齿的压力角变化。伴随于此，施力部件的作用力的大小也变化。因此，根据小齿轮与齿条啮合的位置，适当设定施力部件的作用力的大小。由此，能够使小齿轮从与第二以及第四齿条中的某一齿条啮合的状态开始旋转时所需要的扭矩，与小齿轮从与第一、第三以及第五齿条中的某一齿条啮合的状态开始旋转时所需要的扭矩相同。或者能够将小齿轮从与第二以及第四齿条中的某一齿条啮合的状态开始旋转时所需要的扭矩、和小齿轮从与第一、第三以及第五齿条中的某一齿条啮合的状态开始旋转时所需要的扭矩的差减小到驾驶员无法识别出差异的程度。

即，上述转向操纵装置中，无论小齿轮与齿条啮合的位置如何，都能够使小齿轮开始旋转时所需要的扭矩大致相同。

此外，小齿轮开始旋转时所需要的扭矩是指在具备辅助驾驶员对方向盘的旋转操作的动力转向机构的情况下，动力转向机构动作前的扭矩。

小齿轮在齿条上移动时的行程比的变化率例如用相对于小齿轮轴的周向的旋转角度的、齿条轴的第一方向的移动距离的绝对值表示。小齿轮在第一、第三以及第五齿条上的某一个移动时，行程比的变化率也可以是零。即小齿轮在第一、第三以及第五齿条上的某一个移动时，行程比也可以恒定。小齿轮在齿条上移动时的行程比的变化率优选为小齿轮在第二以及第四齿条上的某一个移动时比小齿轮在第一、第三以及第五齿条上的某一个移动时的大。

小齿轮在齿条上移动时的间隙的变化率例如用相对于小齿轮轴的周向的旋转角度的间隙的变化量的绝对值表示。小齿轮在第一、第三以及第五齿条上的某一个移动时，间隙的变化率也可以是零。即小齿轮在第一、第三以及第五齿条上的某一个移动时，间隙也可以恒定。小齿轮在齿条上移动时的间隙的变化率优选为小齿轮在第二以及第四齿条上的某一个移动时比小齿轮在第一、第三以及第五齿条上的某一个移动时的大。

形成于齿条引导器与引导器塞之间的间隙的大小例如可以通过齿条齿的高度调整，也可以通过齿条轴中形成有齿条齿的部分的厚度调整。

施力部件只要根据形成于齿条引导器与引导器塞之间的间隙的大小使作用力变化，则没有特别限定。施力部件例如可以是螺旋弹簧，也可以是碟形弹簧。

根据要求的转向特性适当设定第一～第五齿条的长度(第一方向上的长度)。第二齿条的长度优选为与第四齿条的长度相同。第三齿条的长度优选为与第五齿条的长度相同。

根据要求的转向特性适当设定第一～第五齿条的行程比。第三齿条的行程比优选为与第五齿条的行程比相同。第二齿条的行程比的变化率优选为与第四齿条的行程比的变化率相同。

上述转向操纵装置中，在第三以及第五齿条的每一个中，位于比在第一方向位于齿条轴的中心侧的齿条齿更靠端侧的齿条齿的变位量以及压力角更大。在该情况下，第三以及第五齿条的每一个中，无论小齿轮的位置如何，都能够使形成于齿条引导器与引导器塞之间的间隙的大小大致恒定。其理由如下。

齿条轴例如通过锻造来制造。在通过锻造制造齿条轴的情况下，第三以及第五齿条的每一个中，在齿条轴的长度方向(第一方向)比齿条轴的中心侧更靠端侧的齿条的成型材料向在制造齿条轴时使用的模具所形成的齿条齿的成型空腔的填充率降低。因此，第三以及第五齿条的每一个中，在齿条轴的长度方向(第一方向)比齿条轴的中心侧的齿条齿更靠端侧的齿条齿变小。其结果是，第三以及第五齿条的每一个中，相比于在齿条轴的长度方向(第一方向)位于齿条轴的中心侧的齿条齿与小齿轮啮合时形成于齿条引导器与引导器塞之间的间隙而言，在齿条轴的长度方向(第一方向)位于齿条轴的端侧的齿条齿与小齿轮啮合时形成于齿条引导器与引导器塞之间的间隙更大。

因此，在通过锻造制造齿条轴的情况下，用于在通过锻造制造齿条轴的模具中的分别与第三以及第五齿条对应的部分，使用于形成在齿条轴的长度方向(第一方向)上位于齿条轴的端侧的齿条齿的成型空腔，比用于形成在齿条轴的长度方向(第一方向)上位于齿条轴的中心侧的齿条齿的成型空腔大。以使在齿条轴的长度方向(第一方向)位于比齿条轴的中心侧更靠端侧的齿条齿的压力角以及变位量变大的方式，设计齿条齿的成型空腔。

若使用这样的模具，则成型材料向用于形成在齿条轴的长度方向(第一方向)位于齿条轴的端侧的齿条齿的成型空腔的填充率，比成型材料向用于形成在齿条轴的长度方向(第一方向)位于齿条轴的中心侧的齿条齿的成型空腔的填充率低。由此，以使在齿条轴的长度方向(第一方向)位于齿条轴的中心侧的齿条齿与小齿轮啮合时形成于齿条引导器与引导器塞之间的间隙的大小、和在齿条轴的长度方向(第一方向)位于齿条轴的端侧的齿条齿与小齿轮啮合时形成于齿条引导器与引导器塞之间的间隙的大小大致恒定的方式，形成齿条齿。因此，小齿轮与第三以及第五齿条中的某一齿条啮合时，无论小齿轮的位置如何，都能够使形成于齿条引导器与引导器塞之间的间隙的大小大致恒定。

上述转向操纵装置中，齿条齿的变位量是齿条的基准线的位移量(齿条齿突出的方向上的位移量)。齿条的基准线是通过齿条齿与小齿轮齿的切点且与同小齿轮齿相切的齿条齿的刀尖或者形成于该齿条齿旁边的齿底平行的直线。齿条的基准线是与小齿轮的基准圆相切的直线。

上述转向操纵装置中，齿条齿的压力角是齿条齿的齿面与垂直于齿条的基准线的直线所成的角度。

以下参照附图来说明本发明的实施方式。对图中相同或者相当的部分标注同一符号，不重复其说明。

图1是表示本发明的实施方式的转向操纵装置10的简要结构的剖视图。转向操纵装置10具备齿条轴12、小齿轮轴14、齿条引导器16、外壳18、引导器塞20、作为施力部件的螺旋弹簧22。

此外，以下的说明中，将齿条轴12延伸的方向设为第一方向，小齿轮轴14延伸的方向设为第二方向，与第一方向以及第二方向分别垂直的方向设为第三方向。

参照图2，说明齿条轴12。图2是齿条轴12的俯视图。

齿条轴12含有齿条121。齿条121具有多个齿条齿122。多个齿条齿122沿第一方向排列。

齿条121包括第一齿条1211、第二齿条1212、第三齿条1213、第四齿条1214、第五齿条1215。以下对上述各齿条进行说明。

第一齿条1211在齿条121中形成于第一方向的中央部。第一齿条1211由多个齿条齿122中的在第一方向相邻的若干齿条齿122构成。

第二齿条1212在第一方向上比第一齿条1211靠右侧(一端侧)。第二齿条1212形成于第一齿条1211的旁边。第二齿条1212由多个齿条齿122中的在第一方向相邻的若干齿条齿122构成。

第三齿条1213在第一方向比第二齿条1212更靠右侧(一端侧)。第三齿条1213形成于第二齿条1212旁边。第三齿条1213由多个齿条齿122中在第一方向相邻的若干齿条齿122构成。

第四齿条1214在第一方向比第一齿条1211更靠左侧(另一端侧)。第四齿条1214形成于第一齿条1211旁边。第四齿条1214由多个齿条齿122中在第一方向相邻的若干齿条齿122构成。

第五齿条1215在第一方向比第四齿条1214更靠左侧(另一端侧)。第五齿条1215形成于第四齿条1214旁边。第五齿条1215由多个齿条齿122中在第一方向相邻的若干齿条齿122构成。

参照图3以及图4，说明齿条齿122。图3是表示构成第一齿条1211的齿条齿122的剖视图。图4是表示构成第三以及第五齿条1213、1215的齿条齿122的剖视图。

齿条齿122具有一对齿面1221、1221。一对齿面1221、1221分别相对于沿齿条齿122的高度方向延伸的基准面ss倾斜。齿面1221相对于基准面ss的倾斜角度为压力角。

参照图3以及图4，构成第一齿条1211的齿条齿122的压力角θ1比构成第三以及第五齿条1213、1215的齿条齿122的压力角θ2小。即，构成第一齿条1211的齿条齿122的间距比构成第三以及第五齿条1213、1215的齿条齿122的间距小。

再参照图1来说明。小齿轮轴14配置为能够在绕着沿第二方向延伸的中心轴线14l的周向旋转。小齿轮轴14经由转向轴等安装有方向盘。方向盘的旋转操作经由转向轴等传递至小齿轮轴14。

小齿轮轴14具有小齿轮141。如图3以及图4所示，小齿轮141具有小齿轮齿1411。小齿轮齿1411在小齿轮141的轴向呈螺旋状延伸。即小齿轮141是螺旋小齿轮。

小齿轮141与齿条121啮合。在该状态下，如图3以及图4所示，小齿轮齿1411进入两个齿条齿122之间。即小齿轮齿1411在两个齿条齿122中位于右侧的齿条齿122所具有的左侧的齿面1221、与左侧的齿条齿122所具有的右侧的齿面1221之间。小齿轮齿1411与上述齿面1221的至少一方相切。

再参照图1来说明。小齿轮轴14的一端部收纳于外壳18。外壳18具有筒部181。筒部181具有在第三方向延伸的圆筒形状。筒部181收纳有齿条引导器16。

齿条引导器16整体具有在第三方向延伸的圆柱形状。齿条引导器16的左端面形成有凹部161。凹部161具有与齿条轴12对应的形状。齿条引导器16在第三方向与齿条轴12接触。在该状态下，齿条轴12进入齿条引导器16的凹部161。即齿条轴12与凹部161的内表面相切。

引导器塞20是在第三方向具有厚度的圆板。引导器塞20以插入筒部181的状态固定于筒部181。形成于引导器塞20的外周面的螺纹牙与形成于筒部181的内周面的螺纹槽啮合。

引导器塞20在第三方向相对于齿条引导器16配置在与齿条轴12相反的一侧。在齿条引导器16与引导器塞20之间，沿第三方向形成有间隙s1。间隙s1是从齿条引导器16的右端面163到引导器塞20的左端面201的距离。

这里，齿条引导器16的右端面163是在垂直于第三方向的方向扩展的平面。引导器塞20的左端面201是在垂直于第三方向的方向扩展的平面。即，齿条引导器16的右端面163与引导器塞20的左端面201平行。

螺旋弹簧22在第三方向配置于齿条引导器16与引导器塞20之间。具体而言，螺旋弹簧22进入在齿条引导器16的右端面163开口的凹部162内。凹部162包括内周面1621和端面1622。内周面1621是沿第三方向延伸的筒状面。端面1622与内周面1621的左端连接。端面1622是在垂直于第三方向的方向扩展的平面。端面1622与引导器塞20的左端面201平行。

螺旋弹簧22沿第三方向与端面1622相切。螺旋弹簧22在第三方向与左端面201相切。即螺旋弹簧22在第三方向配置于端面1622与左端面201之间。此时，螺旋弹簧22在第三方向被压缩。螺旋弹簧22对齿条引导器16施加用于将齿条引导器16按压于齿条轴12的作用力。螺旋弹簧22的作用力相应于间隙s1的大小而变化。具体而言，若间隙s1变小，则螺旋弹簧22在第三方向被压缩。由此，螺旋弹簧22的作用力变大。

在转向操纵装置10中，若小齿轮轴14沿周向从一方朝另一方旋转，则齿条轴12沿第一方向从一端向另一端移动。若小齿轮轴14沿周向从另一方朝一方旋转，则齿条轴12沿第一方向从另一端朝一端移动。

参照图5，说明行程比。图5是表示小齿轮轴14的周向的旋转角度与行程比的关系的坐标图。这里，行程比是相对于小齿轮轴14在周向的旋转角度的齿条轴12在第一方向的移动距离。

转向操纵装置10中，小齿轮141相对于第三以及第五齿条1213、1215啮合时的行程比大于小齿轮141相对于第一齿条1211啮合时的行程比。小齿轮141在第二以及第四中的某一齿条1212、1214上移动时，行程比变化。具体而言，小齿轮141在第二齿条1212上向第三齿条1213移动时、和小齿轮141在第四齿条1214上向第五齿条1215移动时，行程比递增。

这里，小齿轮141与齿条121啮合时，如图6所示，小齿轮141具有的小齿轮齿1411与齿条齿122的齿面1221相切。来自小齿轮齿1411的力f1沿垂直于齿面1221的方向作用。螺旋弹簧22的作用力f2沿齿条齿122的高度方向(第三方向)作用。螺旋弹簧22的作用力f2作为妨碍小齿轮141的旋转的阻力而作用。为了使小齿轮141旋转，来自小齿轮141的力f1中，使螺旋弹簧22的作用力f2作用的方向的分量f11的大小，与螺旋弹簧的作用力f2的大小相同即可。此外，来自小齿轮1411的力f1中，与螺旋弹簧22的作用力f2作用的方向垂直的方向的分量f12是用于使齿条轴12沿第一方向移动的力。

来自小齿轮141的力f1中，螺旋弹簧22的作用力f2作用的方向的分量f11的大小相应于齿条齿122的压力角而变化。因此，来自小齿轮141的力f1中，为了使螺旋弹簧22的作用力f2作用的方向的分量f11的大小，与螺旋弹簧22的作用力f2相同，需要根据齿条齿122的压力角，改变来自小齿轮141的力的大小。即根据齿条齿122的压力角，使小齿轮141开始旋转时所需要的扭矩变化。

齿条齿122的压力角与行程比有关系。具体而言，行程比小时，如图3所示，齿条齿122的压力角变小。行程比大时，如图4所示，齿条齿122的压力角变大。

如图5所示，在行程比被设定的情况下，构成齿条121的多个齿条齿122包括压力角不同的齿条齿。因此，由于小齿轮141开始旋转时小齿轮141相对于齿条121的位置(第一方向上的位置)不同，小齿轮141开始旋转时所需要的扭矩不同。其结果是，由于开始操作方向盘时的方向盘的位置(从初始位置起的旋转角度)不同，开始操作方向盘时所需要的力(初始操作力)产生差异。

转向操纵装置10中，如图7所示，形成于齿条引导器16与引导器塞20之间的间隙s1在小齿轮141相对于第三以及第五齿条1213、1215中的某一齿条啮合时比小齿轮141相对于第一齿条1211啮合时更小。小齿轮141在第二以及第四中的某一齿条1212、1214上移动时，间隙s1变化。具体而言，小齿轮141在第二齿条1212上向第三齿条1213移动时、和小齿轮141在第四齿条1214上向第五齿条1215移动时，间隙s1递减。

这样的间隙s1的变化例如可以通过使齿条齿122的高度不同、使齿条轴12中形成有齿条齿122的部分的厚度不同等来实现。

转向操纵装置10中，螺旋弹簧22的作用力相应于间隙s1的大小而变化。具体而言，若间隙s1变小，则作用力变大。

小齿轮141相对于第三以及第五齿条1213、1215中的某一齿条啮合时的间隙s1比小齿轮141相对于第一齿条1211啮合时的间隙s1小。即，螺旋弹簧22的作用力在小齿轮141相对于第一齿条1211啮合时比小齿轮141相对于第三以及第五齿条1213、1215中的某一齿条啮合时更大。

小齿轮141相对于第三以及第五齿条1213、1215中的某一齿条啮合时的行程比，比小齿轮141相对于第一齿条121啮合时的行程比大。即构成第一齿条1211的齿条齿122的压力角比构成第三以及第五齿条1213、1215的齿条齿122的压力角小。

齿条齿122的压力角影响在小齿轮141开始旋转时所需要的扭矩。这是因为为了使来自小齿轮141的力f1中螺旋弹簧22的作用力f2作用的方向的分量f11的大小，与螺旋弹簧22的作用力f2的大小相同，需要根据齿条齿122的压力角，调整来自小齿轮141的力f1。

在转向操纵装置10中，在小齿轮141相对于第一齿条1211啮合时，即齿条齿122的压力角小时，螺旋弹簧22的作用力f2变小。使来自小齿轮141的力f1中螺旋弹簧22的作用力f2作用的方向的分量f11的大小，与螺旋弹簧22的作用力f2的大小相同。由此，能够减小来自小齿轮141的力f1。即能够减小在小齿轮141开始旋转时所需要的扭矩。

在转向操纵装置10中，在小齿轮141相对于第三以及第五齿条1213、1215中的某一齿条啮合时，即齿条齿122的压力角大时，螺旋弹簧22的作用力f2变大。使来自小齿轮141的力f1中螺旋弹簧22的作用力f2作用的方向的分量f11的大小，与螺旋弹簧22的作用力f2的大小相同。由此，能够增大来自小齿轮141的力f1。即能够增大在小齿轮141开始旋转时所需要的扭矩。其结果是，适当设定齿条齿122的压力角和螺旋弹簧22的作用力f2的大小。由此，能够使小齿轮141从与第三以及第五齿条1213、1215中的某一齿条啮合的状态开始旋转时所需要的扭矩，与小齿轮141从与第一齿条1211啮合的状态开始旋转时所需要的扭矩大致相同。

转向操纵装置10中，在小齿轮141相对于第二以及第四齿条1212、1214中的某一齿条啮合时，行程比相应于小齿轮141与齿条121啮合的位置而变化。即齿条齿122的压力角变化。伴随于此，螺旋弹簧22的作用力f2的大小也变化。因此，根据小齿轮141与齿条121啮合的位置，适当设定螺旋弹簧22的作用力f2的大小。由此，能够使小齿轮141从与第二以及第四齿条1212、1214中的某一齿条啮合的状态开始旋转时所需要的扭矩，与小齿轮141从与第一、第三以及第五齿条1211、1213、1215中的某一齿条啮合的状态开始旋转时所需要的扭矩大致相同。

即转向操纵装置10中，如图8所示，无论小齿轮141与齿条121啮合的位置如何，都能够使小齿轮141开始旋转时所需要的扭矩大致恒定。

在转向操纵装置10中，在第三齿条1213中，与在第一方向位于齿条轴12的中心侧(图2中的左侧，即另一端侧)的齿条齿122相比，位于右端侧(一端侧)的齿条齿122的变位量以及压力角更大。另外，在转向操纵装置10中，在第五齿条1215中，与在第一方向位于齿条轴12的中心侧(图2中的右侧，即一端侧)的齿条齿122相比，位于左端侧(另一端侧)的齿条齿122的变位量以及压力角更大。

参照图9以及图10，说明齿条齿122的变位量。图9是表示构成第三齿条1213且在第一方向位于齿条轴12的中心侧(图2中的左侧，即另一端侧)的齿条齿122的剖视图。图10是表示构成第三齿条1213且在第一方向位于齿条轴12的右端侧(一端侧)的齿条齿122的剖视图。

如图9以及图10所示，齿条齿122的基准线122l是通过齿条齿122与小齿轮齿1411的切点且与该齿条齿122的齿顶或者形成于该齿条齿122旁边的齿底平行的直线。基准线122l是与小齿轮141的基准圆141l相切的直线。

参照图9以及图10，在第三齿条1213中，在第一方向位于齿条轴12的中心侧(图2中的左侧，即另一端侧)的齿条齿122的从基准线122l到齿底1222的距离d1，比在第一方向位于齿条轴12的右端侧(一端侧)的齿条齿122的从基准线122l到齿底1222的距离d2大。即，在第三齿条1213中，在第一方向位于齿条轴12的中心侧(图2中的左侧，即另一端侧)的齿条齿122的基准线122l比在第一方向位于齿条轴12的右端侧(一端侧)的齿条齿122的基准线122l远离齿底1222。将这样的基准线122l的位移量(齿条齿122突出的方向上的位移量，即距离d1与距离d2的差的绝对值)定义为齿条齿122的变位量。

参照图9以及图10，说明齿条齿122的压力角θ。在第三齿条1213中，在第一方向位于齿条轴12的中心侧(图2中的左侧，即另一端侧)的齿条齿122的压力角θ3比在第一方向位于齿条轴12的右端侧(一端侧)的齿条齿122的压力角θ4小。

如上述那样，在转向操纵装置10中，第三以及第五齿条1213、1215的每一个中，在第一方向位于端侧的齿条齿122的变位量以及压力角比位于齿条轴12的中心侧的齿条齿122的大。在该情况下，第三以及第五齿条1213、1215的每一个中，无论小齿轮141的位置如何，都能够使间隙s1的大小大致恒定。其理由如下。

齿条轴12例如通过锻造来制造。在通过锻造制造齿条轴12的情况下，使用如图11所示那样的模具30。图11是表示在用于齿条轴12的制造的模具30中构成第三齿条1213的齿条齿122的成型空腔301的剖视图。此外，图11中用单点划线示出了作为目标的齿条齿122的形状。

在通过锻造制造齿条轴12的情况下，第三齿条1213中，在第一方向齿条轴12的右端侧(一端侧)的成型材料向成型空腔301的填充率比齿条轴12的中心侧(图2中的左侧，即另一端侧)降低。因此，第三齿条1213中，在第一方向齿条轴12的右端侧(一端侧)的齿条齿122比齿条轴12的中心侧(图2中的左侧，即另一端侧)的齿条齿122变小。其结果是，第三齿条1213中，在第一方向位于齿条轴12的右端侧(一端侧)的齿条齿122与小齿轮141啮合时的间隙s1，比在第一方向位于齿条轴12的中心侧(图2中的左侧，即另一端侧)的齿条齿122与小齿轮141啮合时的间隙s1大。

因此，在模具30中与第三齿条1213对应的部分，用于形成在第一方向位于齿条轴12的右端侧(一端侧)的齿条齿122的成型空腔301比用于形成在第一方向位于齿条轴12的中心侧(图2中的左侧，即另一端侧)的齿条齿122的成型空腔301变大。以使在第一方向位于比齿条轴12的中心侧更靠端侧的齿条齿122的压力角θ以及变位量变大的方式，设计成型空腔301。

若使用这样的模具30，则成型材料向用于形成在第一方向位于齿条轴12的端侧的齿条齿122的成型空腔301的填充率，比成型材料向用于形成在第一方向位于齿条轴12的中心侧的齿条齿12的成型空腔301的填充率降低。由此，以使在第一方向位于齿条轴12的中心侧的齿条齿122与小齿轮141啮合时的间隙s1的大小、与在第一方向位于齿条轴12的端侧的齿条齿122与小齿轮141啮合时的间隙s1的大小大致相等的方式，形成齿条齿122。因此，小齿轮141与第三以及第五齿条1213、1215中的某一齿条啮合时，无论小齿轮141的位置如何，都能够使间隙s1的大小大致恒定。

以上详述了本发明的实施方式，这些终归是例示，本发明不受上述实施方式的任何限定。

在本发明的实施方式的转向操纵装置中，无论小齿轮与齿条的哪部分啮合，都能够使小齿轮开始旋转时所需要的扭矩恒定。