(57)【要約】【課題】転舵シャフトのエンド当て時における衝撃吸収性能を向上させたダンパ装置及びステアリング装置を提供する。【解決手段】ダンパ装置５０は、軸部２１１及び大径部５１を備えるシャフト２１と、筒状に形成され、シャフト２１を軸線方向に相対移動可能に挿通し、大径部５１の端面に対して軸線方向に対向する規制面５２ｂを備えるハウジング５２と、軸部２１１に挿通され、大径部５１の端面と規制面５２ｂとの軸線方向の間に介装される衝撃吸収部材５３と、を備え、衝撃吸収部材５３は、大径部５１の端面と接触可能な円環部５３２を備える衝撃受部材５３ａと、円環部５３２の規制面５２ｂ側の面５３２ａと規制面５２ｂとの間に軸部２１１の周方向に相互に隙間を有してそれぞれ配置され、円環部５３２の規制面５２ｂ側の面５３２ａにそれぞれ固定される複数のゴム弾性体５３ｂと、を備える。【選択図】図６
2017078500.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸部及び大径部を備えるシャフトと、
筒状に形成され、前記シャフトを軸線方向に相対移動可能に挿通し、前記大径部の端面に対して前記軸線方向に対向する規制面を備えるハウジングと、
前記軸部に挿通され、前記大径部の端面と前記規制面との前記軸線方向の間に介装される衝撃吸収部材と、
を備えるダンパ装置であって、
前記衝撃吸収部材は、
前記大径部の端面と接触可能な円環部を備える衝撃受部材と、
前記円環部の前記規制面側の面と前記規制面との間に前記軸部の周方向に相互に隙間を有してそれぞれ配置され、前記円環部の前記規制面側の面にそれぞれ固定される複数のゴム弾性体と、
を備える、ダンパ装置。
【請求項２】
前記衝撃受部材は、前記ハウジングの内周面に対向する筒部、及び、前記筒部から径方向外方に延在し、前記規制面に対向し且つ前記大径部に接触可能な前記円環部としてのフランジ部を備え、
前記複数のゴム弾性体は、前記ハウジングの内周面、前記規制面、前記筒部の外周面及び前記フランジ部により形成される空間に配置され、
前記複数のゴム弾性体は、前記大径部が前記フランジ部に衝撃力を付与しない場合に、前記ハウジングの内周面との間及び前記筒部の外周面との間に隙間を介して配置される、請求項１に記載のダンパ装置。
【請求項３】
前記複数のゴム弾性体は、前記規制面及び前記フランジ部により軸線方向に押し付けられることにより、前記隙間を充填するように、前記ハウジングの内周面、前記規制面、前記筒部の外周面及び前記フランジ部、の全てに接触した状態に変形し、且つ、周方向に隣り合う前記ゴム弾性体に接触した状態に変形し、
前記衝撃受部材は、前記規制面に対して非接触状態を維持したまま、変形した前記ゴム弾性体によって前記ハウジングに対する相対移動を規制される、請求項２に記載のダンパ装置。
【請求項４】
前記複数のゴム弾性体のそれぞれは、各外周面において前記軸部の径方向外方に突設する凸部を備え、
前記ハウジングは、前記ハウジングの前記内周面に、それぞれの前記凸部に対応して形成されそれぞれの前記凸部を収容する複数の凹部を備える、請求項１−３の何れか一項に記載のダンパ装置。
【請求項５】
前記複数のゴム弾性体は、円弧状に形成され、周方向に等間隔に３個以上設けられる、請求項１−４の何れか一項に記載のダンパ装置。
【請求項６】
前記複数のゴム弾性体は、前記円環部との接触面積である受圧面積に対する、内周面、外周面及び隣り合う前記ゴム弾性体との対向面の表面積である自由面積の割合の上限値及び下限値が、１．５を含む所定の幅を有するよう設定される、請求項１−５の何れか一項に記載のダンパ装置。
【請求項７】
請求項１−６の何れか一項に記載のダンパ装置を備えるステアリング装置であって、
両端部がタイロッドを介して転舵輪に連結されると共に軸線方向に往復移動して前記転舵輪を転舵する転舵シャフトであり、前記タイロッドに揺動可能に連結される前記大径部を備える前記シャフトと、
前記転舵シャフトを収容する前記ハウジングと、
前記衝撃吸収部材と、
を備える、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、ダンパ装置、及びダンパ装置を用いたステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、タイロッドを介して転舵輪（タイヤ）に連結される転舵シャフトを軸線方向に往復移動させることにより、転舵輪の向きを変えるステアリング装置がある。転舵シャフトは、ハウジングに摺動可能に収容されている。そして、転舵シャフトが、その往復移動範囲の限界に達すると、転舵シャフトの端部に形成された大径部がハウジングに衝突し、転舵シャフトの移動範囲が物理的に規制される。具体的には、運転者によるステアリングホイールの操作に伴って、転舵シャフトを軸方向に移動させる力が（正）入力される。又は、転舵輪が縁石に乗り上げる等の作用により、転舵輪から転舵シャフトに対し、転舵シャフトを軸方向に移動させる過大な力が（逆）入力される。そして、正、逆の入力に伴って、転舵シャフトが軸線方向に移動し続けると、やがて大径部がハウジングに衝突し「エンド当て」が生じる。
【０００３】
このとき、ステアリング装置では、エンド当て部にダンパ装置を用いて、エンド当て時における衝撃を吸収する技術が有る（特許文献１、２参照）。特許文献１，２のステアリング装置では、エンド部材（大径部）とハウジングとの間に介装される衝撃吸収部材を備える。衝撃吸収部材は、ダンパ装置を構成する緩衝部材であり、大径部に接触して衝突衝撃を受けるエンドプレート（衝撃受部材）と、弾性変形して衝撃を吸収する弾性体とを有する。衝撃受部材には、ハウジングの所定部位と当接して軸方向に移動するエンド部材を物理的に停止させる当接面が形成される。このように、衝撃吸収部材は、大径部からの衝突を受け、エンド部材がハウジングに向けて移動する際、弾性体の軸方向への弾性変形によって衝突衝撃を吸収する。その後、当接面がハウジングの所定部位と衝突し、エンド部材（転舵シャフト）を停止させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４２５５８３２号公報
【特許文献２】特開２０１４−１００９３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１、２の技術では、衝撃吸収部材の衝撃受部材が、ハウジングの所定部位に当接しエンド部材の移動を急激に停止させるため、ハウジングの所定部位が転舵シャフトのエンド部材によって大きな力を受けることとなる。また、この反作用として転舵シャフトも大きな力を受ける。これにより、転舵シャフト、若しくはハウジングに連結される部位のうち最も弱い最弱部位がダメージを受ける虞がある。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、転舵シャフトのエンド当て時における衝撃吸収性能を向上させたダンパ装置及びステアリング装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、請求項１に係るダンパ装置は、軸部及び大径部を備えるシャフトと、筒状に形成され、前記シャフトを軸線方向に相対移動可能に挿通し、前記大径部の端面に対して前記軸線方向に対向する規制面を備えるハウジングと、前記軸部に挿通され、前記大径部の端面と前記規制面との前記軸線方向の間に介装される衝撃吸収部材と、を備えるダンパ装置であって、前記衝撃吸収部材は、前記大径部の端面と接触可能な円環部を備える衝撃受部材と、前記円環部の前記規制面側の面と前記規制面との間に前記軸部の周方向に相互に隙間を有してそれぞれ配置され、前記円環部の前記規制面側の面にそれぞれ固定される複数のゴム弾性体と、を備える。
【０００８】
このように、複数のゴム弾性体が、円環部の規制面側の面とハウジングの規制面との間に、且つ軸部の周方向に相互間に隙間を有してそれぞれ配置される。このように、複数のゴム弾性体は、周囲に拡大可能な隙間を多く有している。このため、大径部の端面が衝撃受部材に衝突し、衝撃吸収部材を軸線方向に押圧し複数のゴム弾性体が軸線方向に圧縮されても、ゴム弾性体は隙間の有る方向に十分に弾性変形しながら衝撃を吸収することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態に係る電動パワーステアリング装置を示す概略図である。
【図２】ダンパ装置を説明するための図１の転舵シャフト軸端部の断面図である。
【図３】操舵補助機構を説明する断面図である。
【図４】ダンパ装置の衝撃吸収部材を規制面と当接する側からみた図である。
【図５】形状率と最大衝撃力との関係を表すグラフである。
【図６】本実施形態において、エンド当て直前における転舵シャフトの軸端部の衝撃吸収部材の状態を示す断面図である。
【図７】本実施形態において、エンド当て後における転舵シャフトの軸端部の衝撃吸収部材の状態を示す断面図である。
【図８】図７の状態における周方向で隣り合うゴム弾性体の状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明のダンパ装置、及び、本ダンパ装置を用いた本発明のステアリング装置の具体的な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、ステアリング装置の一例として、電動パワーステアリング装置について説明する。電動パワーステアリング装置は、操舵補助力によって操舵力を補助するステアリング装置である。なお、本発明のステアリング装置は、電動パワーステアリング装置の他に、後輪操舵装置、ステアバイワイヤ装置などに適用できる。
【００１１】
（１．電動パワーステアリング装置の構成）
図１に示すように、電動パワーステアリング装置Ｓは、操舵機構１０、転舵機構２０、操舵補助機構３０、トルク検出装置４０、及びダンパ装置５０を有する。操舵機構１０は、ステアリングホイール１１、及びステアリングシャフト１２を備える。ステアリングホイール１１は、ステアリングシャフト１２の端部に固定される。ステアリングシャフト１２は、転舵輪２６，２６を転舵するために、ステアリングホイール１１に加えられる操舵トルクを伝達する。ステアリングシャフト１２は、コラム軸１３、中間軸１４、及びピニオン軸１５を連結して構成される。ピニオン軸１５は、入力シャフト１５ａ、出力シャフト１５ｂ、及びトーションバー１５ｃを有する。入力シャフト１５ａの入力側部分には、中間軸１４の出力側部分が接続され、出力シャフト１５ｂの出力側部分には、ピニオン歯１５ｄが形成される。
【００１２】
転舵機構２０は、本発明に係る転舵シャフト２１（シャフトに相当）、及び略円筒状（筒状に相当）に形成されたハウジング２２を有する。ハウジング２２は、例えばアルミによって形成される。転舵シャフト２１は、軸線方向に沿って直線往復移動可能にハウジング２２に収容されて支持される。以下の説明において、この転舵シャフト２１の軸線方向に沿った方向を単に「Ａ軸方向（図１参照）」とも称する。ハウジング２２は、第１ハウジング２２ａと、第１ハウジング２２ａのＡ軸方向一端側（図１中、左側）に固定された第２ハウジング２２ｂとを備える。
【００１３】
また、ピニオン軸１５は、第１ハウジング２２ａ内において回転可能に支持される。転舵シャフト２１には、ラック歯２１ａが形成され、ラック歯２１ａ及びピニオン歯１５ｄは、互いに噛合されて、ラックアンドピニオン機構２３を構成する。
【００１４】
図１、図２に示すように、転舵シャフト２１は、両端部に大径部５１，５１を有する。大径部５１，５１は、転舵シャフト２１の両端が拡径されて形成される。なお、図２においては、図１における左方の大径部５１のみ図示し、右方の大径部５１は図示省略する。図２に示すように、大径部５１（５１）には、ボールスタッド２７が収容されており、ボールジョイントを形成する。ボールスタッド２７（２７）の両端部には、タイロッド２４（２４）（図１参照）が連結され、タイロッド２４（２４）の先端は、転舵輪２６が組み付けられた図示しないナックルに連結される。
【００１５】
これにより、ステアリングホイール１１が操舵されると、その操舵トルクがステアリングシャフト１２に伝達され、ピニオン軸１５が回転される。ピニオン軸１５の回転は、ピニオン歯１５ｄ及びラック歯２１ａによって、転舵シャフト２１の直線往復移動に変換される。そして、このＡ軸方向に沿った移動がタイロッド２４（２４）を介してナックル（図略）に伝達されることにより、転舵輪２６，２６が転舵され、車両の進行方向が変更される。なお、符号２５は、ハウジング２２の内部を含む転舵機構２０の収容空間の気密性を保つためのブーツである。
【００１６】
操舵補助機構３０は、トルク検出装置４０の出力に基づいて制御されるモータＭを駆動源として操舵機構１０に操舵補助力を付与する機構である。図３に示すとおり、操舵補助機構３０は、操舵補助装置用ハウジング２２ｃ、膨出部２２ｄ、電装装置用ハウジング３１、電装装置ＭＣＵ、モータＭの出力シャフト３２、ボールねじ機構３３、及びベルト伝達機構３５を備える。操舵補助機構３０は、モータＭの回転トルクを、ベルト伝達機構３５を介してボールねじ機構３３に伝達し、ボールねじ機構３３によって回転トルクを転舵シャフト２１の直線往復動の移動力に変換することで操舵機構１０に操舵補助力を付与する。つまり、本実施形態の電動パワーステアリング装置Ｓは、所謂、ラックパラレル型の装置として構成される。
【００１７】
操舵補助機構３０の大部分（転舵シャフトに装着される部分）は、第１ハウジング２２ａと第２ハウジング２２ｂとの接合部であって、拡径された大径円筒状に形成されるハウジング２２の一部分をなす操舵補助装置用ハウジング２２ｃ内に配置され、収容される。操舵補助装置用ハウジング２２ｃの下側には、膨出した筒状をなす膨出部２２ｄが設けられる。膨出部２２ｄには、操舵補助機構３０において、転舵シャフト２１と離間して平行配置される装置が収容、配置される。操舵補助装置用ハウジング２２ｃと膨出部２２ｄは連続する１つの収容空間をなす。この膨出部２２ｄの端面には、電装装置ＭＣＵを内装する電装装置用ハウジング３１が取付けられる。膨出部２２ｄと電装装置用ハウジング３１とは所定の貫通孔を介して連通する。
【００１８】
モータＭを含む電装装置ＭＣＵは、転舵シャフト２１と離間して電装装置用ハウジング３１内に収容される。モータＭの出力シャフト３２が転舵シャフト２１のＡ軸方向と平行をなし、膨出部２２ｄ内に延びるよう配置される。出力シャフト３２は、モータＭの出力シャフトであり、操舵補助力を伝達する。駆動プーリ３６は、出力シャフト３２の外周面のうちＡ軸方向において電装装置用ハウジング３１の外部に配置され、膨出部２２ｄ内に収容される。電装装置ＭＣＵは、モータＭ、及びモータＭを駆動するための制御部ＥＣＵ等を備える。
【００１９】
ボールねじ機構３３は、ボールねじ部２１ｂと、ボールねじナット３３ａ（ナットに相当）と、を備える。ボールねじ部２１ｂは、図１に示す転舵シャフト２１の外周のうちＡ軸方向に沿った一定範囲に亘って形成される（図１中、左側）。ボールねじナット３３ａは、ボールねじ部２１ｂに沿って配列される複数のボール３３ｂを介して転舵シャフト２１のボールねじ部２１ｂに螺合される。
【００２０】
ベルト伝達機構３５は、前述した駆動プーリ３６、歯付きベルト３５ａ、及び従動プーリ３４によって構成される。駆動プーリ３６、及び従動プーリ３４は、それぞれ外歯を備える歯付きのプーリである。ベルト伝達機構３５は、歯付きベルト３５ａを介して駆動プーリ３６と従動プーリ３４との間で、モータＭが発生させる駆動力（回転駆動力又は回転トルク）を伝達する機構である。駆動プーリ３６は、モータＭの出力シャフト３２との間で、回転トルク（回転駆動力）の伝達を行なう。
【００２１】
歯付きの従動プーリ３４は、ボールねじナット３３ａの外周に、ボールねじナット３３ａと一体回転可能に固定される。歯付きベルト３５ａは、内歯を内周側に複数有する円環状のゴムベルトであり、従動プーリ３４の外周と駆動プーリ３２ａの外周との間に、各外周に設けられた各歯と噛合した状態で掛け渡され、歯付きの駆動プーリ３２ａの回転を歯付きの従動プーリ３４に滑りなく伝達する。歯付きベルト３５ａはゴムベルトであり、電動パワーステアリング装置Ｓの最弱部位である。
【００２２】
上記の構成により、操舵補助機構３０は、ステアリングホイール１１の回転操作に応じてモータＭを駆動し、出力シャフト３２を回転させる。出力シャフト３２が回転することにより、伝達トルクが駆動プーリ３６に伝達され、駆動プーリ３６が回転する。また、駆動プーリ３６の回転は、歯付きベルト３５ａを介して従動プーリ３４に伝達される。従動プーリ３４が回転することにより、従動プーリ３４に一体的に設けられるボールねじナット３３ａが回転する。そして、ボールねじナット３３ａが回転することにより、ボール３３ｂを介して転舵シャフト２１の軸線方向への操舵補助力が転舵シャフト２１に伝達される。
【００２３】
トルク検出装置４０は、ピニオン軸１５の周囲にあるハウジング２２の取付開口部２２ｅに固定される。トルク検出装置４０は、トーションバー１５ｃの捩れ量を検出し、捩れ量に応じた信号を制御部ＥＣＵに出力する。ここでいう、トーションバー１５ｃとは、入力シャフト１５ａのトルクと出力シャフト１５ｂのトルクとの差に応じて捩れる特性を有する部材である。制御部ＥＣＵは、トルク検出装置４０の出力信号に基づいて、操舵補助トルクを決定し、モータＭの出力を制御する。なお、制御部ＥＣＵは、予め記憶された中立情報及び走行状態に基づく学習制御によりステアリングセンタを決定する。なお、中立情報は、ステアリングセンタに対応するモータＭが有する角度センサの位置（電気角）情報であり、車両組立時に測定され、制御部ＥＣＵ内の不揮発性メモリに記憶される。
【００２４】
（２．ダンパ装置）
ダンパ装置５０について説明する。本実施形態において、ダンパ装置５０は、４輪の車両において、前輪側の電動パワーステアリング装置ＳのＡ軸方向の左右両側２カ所に装着される。ダンパ装置５０は、運転者の操舵に伴う正入力、又は車両の外部から転舵輪を介して逆入力が転舵シャフト２１に入力されるのに伴って、転舵シャフト２１が備える大径部５１がハウジングの規制面５２ｂに衝突する際の衝撃を吸収するための装置である。
【００２５】
図２に示すとおり、ダンパ装置５０は、上述した転舵シャフト２１（シャフトに相当）と、大径部用ハウジング５２，５２（ハウジング２２）と、衝撃吸収部材５３，５３と、を備える。なお、図２の状態は、図１の状態とは異なり、大径部５１が、Ａ軸方向において衝撃吸収部材５３に当接した状態を示している。衝撃吸収部材５３，５３は、転舵シャフト２１の直線移動を停止させるため、大径部用ハウジング５２，５２内の空間にそれぞれ収容され、転舵シャフト２１の大径部５１，５１と、大径部用ハウジング５２，５２の各規制面５２ｂ、５２ｂとの間にそれぞれ介装される。そして、転舵シャフト２１が、例えば、Ａ軸方向で図１、図２の右方向に移動し、転舵輪２６が最大操舵角に達した場合に、大径部５１が、衝撃吸収部材５３に衝突する（図２参照）。衝撃吸収部材５３は、このとき生じる衝突の衝撃を吸収する。なお、以下の説明において、特に断りが無ければ、２カ所に装着されるダンパ装置５０のうち、図１中で操舵補助機構３０に隣接する側（図１において左側）のダンパ装置５０の構成について、主に説明する。
【００２６】
転舵シャフト２１の大径部５１は、転舵シャフト２１側の端部５１１において転舵シャフト２１と接続するとともに、転舵シャフト２１の端部の軸部２１１よりも大径に形成される。転舵シャフト２１の軸部２１１の端面には、大径部５１側に向かって開口するめねじ部２１３が形成される。また、端部５１１には、転舵シャフト２１のめねじ部２１３と螺合するおねじ部５１ｂが形成される。おねじ部５１ｂは、転舵シャフト２１側に突出される。おねじ部５１ｂがめねじ部２１３に螺合されることにより、大径部５１を介して転舵シャフト２１とボールスタッド２７とを連結する。
【００２７】
また、おねじ部５１ｂの根元には、転舵シャフト２１の端面、すなわち終端が当接する大径部５１の当接端面５１ａ（大径部の端面に相当）が形成される。当接端面５１ａは、おねじ部５１ｂの根元から径方向外方に向かって形成される。本実施形態では、当接端面５１ａが転舵シャフト２１の終端に相当する、いわゆるラックエンドになり、衝撃吸収部材５３が装着されない状態では、当接端面５１ａが規制面５２ｂに当接可能となり、転舵シャフト２１が直線往復移動する際のストッパを担う。
【００２８】
大径部５１は、転舵シャフト２１側とは反対側の端部５１２において、ボールスタッド２７を連結し、ボールスタッド２７、タイロッド２４、及びナックルを介して転舵輪２６を連結する。つまり、大径部５１は、端部５１２側においてボールスタッド２７を収容するソケットである。自身の大径部５１側の先端がボール形状をなすボールスタッド２７は、緩衝材２７ｃを介して、ボール部２７ｂを収容部５１ｃに回動自在に収容される。ボールスタッド２７の大径部５１と反対側の部分はロッド状に形成され、このロッドの端部と、転舵輪２６を連結するナックルとが、タイロッド２４を介して連結される。これにより、転舵シャフト２１がＡ軸方向に直線移動することによって、大径部５１に装着されるボール部２７ｂを回動中心としてタイロッド２４が揺動される。そして、当接端面５１ａが衝撃吸収部材５３に当接し、移動を規制されるまで、ナックルに連結する転舵輪２６が転舵される。つまり、正入力される。
【００２９】
大径部用ハウジング５２は、第１及び第２の各ハウジング２２ａ，２２ｂの端部に接続されるハウジング２２の一部分であり、Ａ軸方向に沿って転舵輪２６が配置される側に開口する略有底円筒状に形成される。大径部用ハウジング５２の内部には、転舵シャフト２１の軸部２１１を挿通状態で収容するシャフト収容部５２ｅと、Ａ軸方向に開口し、軸部２１１及び大径部５１を収容可能な大径部収容部５２ａが形成される。大径部収容部５２ａは内径がほぼ一定に維持されるように形成されており、その底壁を形成する底面が、大径部５１の当接端面５１ａと対向する規制面５２ｂを形成する。
【００３０】
また、大径部収容部５２ａの内周面５２ｃであって、規制面５２ｂから軸線方向に立設する底側の角部には、規制面５２ｂと面一状をなすように、径方向外方に向けて凹設される凹部５２ｄが形成されている。凹部５２ｄは、内周面５２ｃにおいて、軸線周りの周方向に等間隔で４箇所設けられている（図２には２箇所のみ図示してある）。なお、この、４箇所の凹部５２ｄは、後述する衝撃吸収部材５３の４個のゴム弾性体５３ｂにそれぞれ一つずつ形成される合計４箇所の凸部５３６がそれぞれ収容されるよう形成される。つまり、凹部５２ｄは、ゴム弾性体５３ｂの凸部５３６と嵌合して、衝撃吸収部材５３の配置をＡ軸方向に位置決めするための凹部である。なお、凸部５３６が収容可能であり、且つ凸部５３６が収容された状態で、衝撃吸収部材５３をＡ軸方向に位置決め可能であれば、凹部５２ｄの形状は問わない。
【００３１】
前述したように、衝撃吸収部材５３は、転舵シャフト２１の軸部２１１を挿通し、大径部５１の当接端面５１ａと大径部用ハウジング５２の規制面５２ｂとのＡ軸方向の間に介装され、「エンド当て」時の衝突衝撃を吸収する部材である。衝撃吸収部材５３は、Ａ軸方向に沿った断面視がＬ字をなす鉄製の衝撃受部材５３ａと、４個（複数に相当）のゴム弾性体５３ｂとを備えている。図２に示すように、衝撃受部材５３ａは、大径部用ハウジング５２（ハウジング）の内周面５２ｃに対向する筒部５３１を備える。また、衝撃受部材５３ａは、筒部５３１から径方向外方に延在し、規制面５２ｂに対向し、且つ大径部５１の当接端面５１ａと接触可能な円環部としてのフランジ部５３２を備える。衝撃受部材５３ａは、フランジ部５３２において大径部５１の当接端面５１ａによる当接ないし衝突による衝撃力を受け、ゴム弾性体５３ｂに圧縮力を加えながら衝撃を伝えて減衰させる部位である。
【００３２】
筒部５３１は、ほぼストレート状の円筒形状をなす。筒部５３１の内周面５３１ａは、衝撃吸収部材５３として大径部用ハウジング５２に取付けられた状態で、軸部２１１を挿通するための貫通孔として形成される。Ａ軸方向に沿った筒部５３１の高さｈ（図６参照）は、後述する衝撃吸収部材５３の圧縮代Ｘに対応して形成される。詳細には、大径部用ハウジング５２に配置された衝撃吸収部材５３が備えるゴム弾性体５３ｂの無変形状態において、筒部５３１の端面５３１ｃと規制面５２ｂとのＡ軸方向の間隔Ｄが、圧縮代Ｘよりも大きくなるよう、筒部５３１の高さｈが調整される。筒部５３１は、ゴム弾性体５３ｂの特に内周面５３４の内径方向への弾性変形を規制する機能も備え、ゴム弾性体５３ｂが、筒部５３１を超えて径方向内方にはみ出し変形するのを防止する。
【００３３】
フランジ部５３２は、筒部５３１から径方向外方に延在する、ほぼ均一な厚みの円環板状をなす。フランジ部５３２の外径は、大径部用ハウジング５２の内周面５２ｃの内径よりも僅かに小さく（０．１〜０．３ｍｍ程度の隙間を有するように）形成される。
【００３４】
大径部５１がフランジ部５３２に衝撃力を付与しない場合、４個のゴム弾性体５３ｂは、大径部用ハウジング５２（ハウジング）の内周面５２ｃ、大径部用ハウジング５２の規制面５２ｂ、筒部５３１の外周面５３１ｂ及びフランジ部５３２によって形成される空間に配置される。そして、４個のゴム弾性体５３ｂは、図２、図４，図６に示すように、大径部用ハウジング５２の内周面５２ｃとの間、及び筒部５３１の外周面５３１ｂとの間に所定の隙間を介して配置される。また、４個のゴム弾性体５３ｂは、軸線周りにおいて、それぞれ軸線に直交する断面が円弧状に形成され、周方向に等間隔に設けられる。このとき、４個のゴム弾性体５３ｂは、図４に示すように、周方向で隣接するゴム弾性体５３ｂ同士の間にも相互に所定の隙間を有して配置される。そして、４個のゴム弾性体５３ｂは、このようにフランジ部５３２（円環部）の規制面５２ｂ側の面５３２ａと規制面５２ｂとの間に配置された状態で、端面が面５３２ａにそれぞれ加硫接着されて固定される。
【００３５】
４個のゴム弾性体５３ｂは、大径部５１がフランジ部５３２に衝撃力を付与しない場合において、フランジ部５３２（円環部）との接触面積（接着面積）である受圧面積ＳＲに対する、大径部用ハウジング５２の内周面５２ｃ、筒部５３１の外周面５３１ｂ及び隣り合うゴム弾性体５３ｂとの各対向面の各表面積である自由面積ＳＦの割合（ＳＦ／ＳＲ）、即ち、形状率が、１．５を含む所定の幅αを有する範囲に設定される。つまり、大径部用ハウジング５２の内周面５２ｃと対向する４個のゴム弾性体５３ｂの表面積をＳＦ１、筒部５３１の外周面５３１ｂと対向する４個のゴム弾性体５３ｂの表面積をＳＦ２、隣り合うゴム弾性体５３ｂと対向する４個のゴム弾性体５３ｂの表面積をＳＦ３とすると、式（１）である（（ＳＦ１＋ＳＦ２＋ＳＦ３）／ＳＲ）で演算される形状率の上限値及び下限値が、製品毎のバラツキを考慮し、１．５を含む所定の幅αを有するようゴム弾性体５３ｂの寸法及び公差が設定される。なお、所定の幅αは任意に設定すればよい。
【００３６】
なお、式（１）に示す形状率は、所望の衝撃吸収特性を備えるようゴム弾性体の形状を決定する際に用いられる公知の指標である。参考として、形状率と最大衝撃力との関係を示す公知のグラフを示す（図５）。なお、図５のグラフにおいて、横軸は、形状率である。また、縦軸は、評価を行なうゴム弾性体に、例えば５００ｋＮを想定した衝撃を与えたときに、実際に検出される最大衝撃力を示している。図５のグラフからわかるように、形状率が大きいほど、ゴム弾性体は、良好な衝撃吸収特性を有する。しかしながら、形状率が大きすぎると、変形や破壊も発生しやすくなる。そこで、発明者は、実験を繰り返し、形状率の上下限値が、１．５を含む所定の幅αの範囲となるときに、変形若しくは破壊に対する耐久性を確保し、且つ良好な衝撃吸収特性を得られることを見出し、上記のように設定したものである。
【００３７】
また、４個のゴム弾性体５３ｂは、前述したように、外周面の規制面５２ｂ側端部において軸部２１１の径方向外方に突設する凸部５３６を備える（図２、図４参照）。これにより、凸部５３６は、前述した大径部用ハウジング５２の内周面５２ｃにおいて、凸部５３６に対応してそれぞれ形成された４個の凹部５２ｄに圧入（収容）され、衝撃吸収部材５３の軸方向における位置が固定（規制）される。
【００３８】
（３．作用）
ダンパ装置５０は、大径部５１が、フランジ部５３２に衝撃力を付与した場合、図６に示す状態を起点として、４個のゴム弾性体５３ｂが、規制面５２ｂ及びフランジ部５３２に挟さまれ軸線方向に押圧（圧縮）される。このため、４個のゴム弾性体５３ｂは、それぞれ周囲に設けられた初期の隙間空間を充填するように、大径部用ハウジング５２（ハウジング２２）の内周面５２ｃ、規制面５２ｂ、筒部５３１の外周面５３１ｂ及び前記フランジ部５３２の全てに接触しながら変形する。また、同時に、周方向で隣り合うゴム弾性体５３ｂに接触しながら変形する（いずれも図略）。
【００３９】
そして、最終的には、４個のゴム弾性体５３ｂは、図７、図８に示すように、大径部用ハウジング５２の内周面５２ｃ、ハウジングの規制面５２ｂ、筒部５３１の外周面５３１ｂ、Ａ軸方向にＸだけ変位した後のフランジ部５３２及び周方向で隣り合うゴム弾性体５３ｂの対向面全面に接触した状態となるよう圧縮変形する。つまり、図７、図８に示したように、圧縮変形後の４個のゴム弾性体５３ｂは、Ａ軸方向にＸだけ変位した圧縮後の空間の内部で充満状態となる。
【００４０】
これにより、大径部５１がフランジ部５３２に付与した衝撃力は、４個のゴム弾性体５３ｂによって良好に吸収される。なお、ゴム弾性体５３ｂは、非圧縮性流体であるので、Ａ軸方向に、これ以上変位はしない。このため、衝撃受部材５３ａの筒部５３１は、規制面５２ｂと当接することなく、規制面５２ｂに対して非接触状態を維持したまま、変形したゴム弾性体５３ｂによって大径部用ハウジング５２（ハウジング）に対する相対移動を規制する。このため、筒部５３１の端面５３１ｃが、規制面５２ｂに衝突することによって、大きな衝撃力が発生し、発生した衝撃力によって転舵シャフト２１及び大径部用ハウジング５２に連結される部分のうち最弱部位が衝撃を受けダメージを受ける虞はない。
【００４１】
（４．実施形態による効果）
上記実施形態によれば、ダンパ装置５０は、軸部及び大径部を備える転舵シャフト２１（シャフト）と、筒状に形成され、転舵シャフト２１（シャフト）を軸線方向に相対移動可能に挿通し、大径部５１の当接端面５１ａ（端面）に対して軸線方向に対向する規制面５２ｂを備える大径部用ハウジング５２（ハウジング２２）と、軸部２１１に挿通され、大径部５１の当接端面５１ａと規制面５２ｂとの軸線方向の間に介装される衝撃吸収部材５３と、を備える。そして、衝撃吸収部材５３は、大径部５１の当接端面５１ａ（端面）と接触可能な円環部を備える衝撃受部材５３ａと、円環部の規制面５２ｂ側の面と規制面５２ｂとの間に軸部２１１の周方向に相互に隙間を有してそれぞれ配置され、円環部の規制面５２ｂ側の面にそれぞれ固定される４個（複数）のゴム弾性体５３ｂと、を備える。
【００４２】
このように、４個（複数）のゴム弾性体５３ｂが、円環部の規制面５２ｂ側の面と大径部用ハウジング５２の規制面５２ｂとの間に、軸部２１１の周方向に相互に隙間を有してそれぞれ配置される。このため、大径部５１の当接端面５１ａが衝撃受部材５３ａに衝突し、衝撃吸収部材５３を軸線方向に押圧し４個（複数）のゴム弾性体５３ｂが軸線方向に圧縮されても、ゴム弾性体５３ｂは、周囲に拡大可能な隙間を多く有しているので、自在に圧縮変形し良好に衝撃を吸収することができる。
【００４３】
また、上記実施形態によれば、ダンパ装置５０の衝撃受部材５３ａは、大径部用ハウジング５２（ハウジング２２）の内周面に対向する筒部５３１、及び、筒部５３１から径方向外方に延在し、規制面５２ｂに対向し、且つ大径部５１に接触可能な円環部としてのフランジ部５３２を備える。そして、４個（複数）のゴム弾性体５３ｂは、大径部用ハウジング５２の内周面５２ｃ、規制面５２ｂ、筒部５３１の外周面５３１ｂ及びフランジ部５３２により形成される空間に配置され、４個（複数）のゴム弾性体５３ｂは、大径部５１がフランジ部５３２に衝撃力を付与しない場合に、大径部用ハウジング５２の内周面との間及び筒部５３１の外周面との間に隙間を介して配置される。これにより、４個（複数）のゴム弾性体５３ｂが、軸線方向に圧縮され、軸線を中心として外径方向内方に拡大しようとしても、筒部５３１に遮られ、転舵シャフト２１（シャフト）の軸部２１１には当接しない。よって、ゴム弾性体５３ｂの耐久性が向上する。
【００４４】
また、上記実施形態によれば、ダンパ装置５０において、４個（複数）のゴム弾性体５３ｂは、規制面５２ｂ及びフランジ部５３２により軸線方向に押し付けられることにより、隙間を充填するように、大径部用ハウジング５２（ハウジング２２）の内周面５２ｃ、規制面５２ｂ、筒部５３１の外周面５３１ｂ及びフランジ部５３２の全てに接触した状態に変形する。また、４個（複数）のゴム弾性体５３ｂは、周方向に隣り合うゴム弾性体５３ｂに接触した状態に変形する。このため、ゴム弾性体５３ｂは隙間に満充填されるので、衝撃受部材５３ａは、これ以上軸線方向へは移動できなくなる。従って、衝撃受部材５３ａは、規制面５２ｂに対して非接触状態を維持したまま、変形したゴム弾性体５３ｂによって大径部用ハウジング５２（ハウジング２２）に対する相対移動を規制される。
【００４５】
このように、ダンパ装置５０に係る衝撃受部材５３ａは、規制面５２ｂに対して非接触状態を維持したまま、変形したゴム弾性体５３ｂによって大径部用ハウジング５２に対する相対移動を規制する。よって、従来技術において衝撃受部材がハウジングに衝突することでハウジングに対する衝撃吸収部材の相対移動を規制する構成に対し、ゴム弾性体５３ｂが大径部用ハウジング５２と大径部５１との間に介在して作用し続ける構成となるため、衝撃吸収力が優れている。このため、筒部５３１の端面５３１ｃが規制面５２ｂに衝突することによって、大きな衝撃力が生じ、生じた衝撃力によって転舵シャフト２１、若しくは大径部用ハウジング５２（ハウジング２２）に連結される部位のうち最弱部位にダメージを及ぼす虞はない。
【００４６】
また、上記実施形態によれば、ダンパ装置５０において、４個（複数）のゴム弾性体５３ｂのそれぞれは、各外周面において軸部２１１の径方向外方に突設する凸部５３６を備える。また、大径部用ハウジング５２（ハウジング２２）は、大径部用ハウジング５２の内周面５２ｃに、各凸部５３６に対応して形成され、それぞれの凸部５３６を収容する４個（複数）の凹部５２ｄを備える。これにより、簡易にダンパ装置５０の軸線方向への移動を規制できる。
【００４７】
また、上記実施形態によれば、ダンパ装置５０において、４個（複数）のゴム弾性体５３ｂは、円弧状に形成され、周方向に等間隔に４個（３個以上）設けられる。これにより、周方向に隣接するゴム弾性体５３ｂの間で、相互に対向する対向面の面積を十分確保できる。これにより、大径部５１がフランジ部５３２に衝撃力を付与し、ゴム弾性体５３ｂが軸線方向に圧縮変形された場合、ゴム弾性体５３ｂは、径方向外方及び径方向内方だけでなく、周方向に向かっても変形が可能となるので、衝撃吸収に対して好適である。
【００４８】
また、上記実施形態によれば、ダンパ装置５０において、４個（複数）のゴム弾性体５３ｂは、円環部であるフランジ部５３２との接触面積である受圧面積ＳＲに対する、大径部用ハウジング５２の内周面、筒部５３１の外周面５３１ｂ及び隣り合うゴム弾性体５３ｂとの各対向面の表面積である自由面積ＳＦの割合、即ち形状率の上下限値が、１．５を含む所定の幅αを有するよう設定される。これにより、ダンパ装置５０は、製造しやすく、耐久性を備え、且つ、良好な衝撃吸収特性を備える。
【００４９】
また、上記実施形態によれば、ステアリング装置Ｓのダンパ装置５０は、両端部が、タイロッド２４，２４を介して転舵輪２６，２６に連結される。また、ダンパ装置５０は、軸線方向に往復移動して、転舵輪２６，２６を転舵し、タイロッド２４に揺動可能に連結される大径部５１，５１を備える転舵シャフト２１と、転舵シャフト２１を収容するハウジング２２と、衝撃吸収部材５３と、を備える。そして、大径部５１がフランジ部５３２に衝撃力を付与した場合に、衝撃受部材５３ａは、規制面５２ｂに対して非接触状態を維持している。つまり、衝撃受部材５３ａは、変形し、隙間に充満するゴム弾性体５３ｂによって、大径部用ハウジング５２に対し相対移動することを規制される。よって、衝撃受部材がハウジングに衝突することでハウジングに対する衝撃吸収部材の相対移動を規制する従来構成に対して、ゴム弾性体５３ｂがハウジングと大径部５１との間に介在し且つ衝撃吸収に対して作用し続けることが可能となる。このため、ダンパ装置５０は衝撃吸収能力が優れており耐久性の要求度が高い自動車用のステアリング装置Ｓとして好適である。
【００５０】
また、上記実施形態によれば、ダンパ装置５０を備えるステアリング装置Ｓが、転舵シャフト２１と離間してハウジング２２に取り付けられ、出力シャフト３２がハウジング２２内に延びるモータＭと、転舵シャフト２１の外周面に形成されるボールねじ部２１ｂ、及びボールねじ部２１ｂに複数のボールを介して螺合するナット３３ａを備えるボールねじ機構３３と、出力シャフト３２に一体回転可能に設けられる歯付きの駆動プーリ３６、ナット３３ａに一体に設けられる歯付きの従動プーリ３４、及び駆動プーリ３６と従動プーリ３４との間で駆動力を伝達する歯付きベルト３５ａを備えるベルト伝達機構３５と、を備える。
【００５１】
このように、本実施形態においては、ステアリング装置Ｓが、操舵補助力によって操舵力を補助するタイプの電動パワーステアリング装置である。このため、例えば、転舵輪２６、２６が、縁石等に乗り上げたとすると、転舵輪２６は縁石から最大舵角方向（舵角エンド方向）に向かう力を受け、その力に応じて転舵シャフト２１が、直線移動される。つまり、転舵輪２６，２６から転舵シャフト２１に対し、転舵シャフト２１を軸線方向に移動させる過大な力が逆入力される場合がある。このため、ボールねじ部２１ｂに螺合するボールねじナット３３ａが、ボールねじ部２１ｂから回転力を付与され、従動プーリ３４を、所定の方向に回転させる。従動プーリ３４は、歯付きベルト３５ａを介して駆動プーリ３２ａ、及びモータＭの出力シャフト３２に回転力を付与する。
【００５２】
この後、転舵シャフト２１のさらなる軸線方向への移動によって、転舵シャフト２１の端部に設けられた大径部５１が、ダンパ装置５０の衝撃吸収部材５３のフランジ部５３２に当接する。このとき、例えば従来技術のように、衝撃吸収部材５３の衝撃受部材５３ａの筒部５３１の当接面が、本実施形態の大径部用ハウジング５２の規制面５２ｂに衝突すると、転舵シャフト２１の移動は急激に停止してしまう。そして、駆動プーリ３２ａ、及びモータＭの出力シャフト３２の回転は、停止されず慣性により継続される。このため、従動プーリ３４と駆動プーリ３２ａとの間に掛け渡された歯付きベルト３５ａの掛け渡し部分のうち、一方の掛け渡し部分の張力が過大に上昇するとともに、他方の掛け渡し部分の張力が緩むこととなる。これに伴い、例えば、駆動プーリ３２ａの外歯と歯付きベルト３５ａのうち緩んだ他方の掛け渡し側の内歯との噛み合いの歯数が減少（歯浮き）し、内歯と駆動プーリ３２ａの外歯との掛かりがはずれやすくなり、歯飛びが生じる虞が有る。
【００５３】
しかしながら、本発明では、ダンパ装置５０の衝撃吸収部材５３では、適切な形状率で形成された４個（複数）のゴム弾性体５３ｂが、規制面５２ｂ及びフランジ部５３２により軸線方向に押し付けられる。これにより、ゴム弾性体５３ｂが、隙間を充填するように、大径部用ハウジング５２（ハウジング２２）の内周面５２ｃ、規制面５２ｂ、筒部５３１の外周面５３１ｂ及びフランジ部５３２の全てに全面で接触した状態となるよう変形する。また、ゴム弾性体５３ｂが、周方向に隣り合うゴム弾性体５３ｂに全面で接触した状態となるよう変形する。そして、衝撃受部材５３ａは、規制面５２ｂに対して非接触状態を維持したまま、変形したゴム弾性体５３ｂによって大径部用ハウジング５２（ハウジング２２）に対する相対移動を規制される。これにより、衝撃吸収部材５３の衝撃受部材５３ａの筒部５３１の端面５３１ｃが、大径部用ハウジング５２の規制面５２ｂに衝突し、転舵シャフト２１の移動が急激に停止することはない。よって、歯付きベルト３５ａの歯飛びは発生せず歯付きベルト３５ａの耐久性が向上する。また、制御部ＥＣＵに記憶された中立情報がステアリングセンタに対応する位置からずれることを抑制することができる。
【００５４】
なお、上記実施形態においては、複数のゴム弾性体５３ｂを４個とした。しかし、この態様には限らない。ゴム弾性体５３ｂの数は、３個以上であればいくつであってもよい。
また、上記実施形態では、衝撃受部材５３ａが筒部５３１を有していたがこの態様には限らない。衝撃受部材５３ａは、筒部５３１を有していなくてもよい。これによって、４個のゴム弾性体５３ｂが軸線方向に圧縮変形し、軸線を中心として径方向外方に拡大変形した場合、軸部２１１の外周面と接触する虞はあるが、このときにおいても、衝撃の吸収効果については相応に得られる。
【００５５】
また、上記実施形態では、４個のゴム弾性体５３ｂのそれぞれは、各外周面において軸部２１１の径方向外方に突設する凸部５３６を一つずつ備えた。しかし、この態様には限らず、ゴム弾性体５３ｂの各外周面にそれぞれ２個を超える凸部５３６を設けてもよい。また、４個のゴム弾性体５３ｂのうち少なくとも一つのゴム弾性体５３ｂの外周面に凸部５３６を一個以上設けるだけでもよい。これによっても、本発明に係る十分な効果は期待できる。さらには、凸部５３６を設けなくてもよく、これによっても、本発明に係る効果は相応に得られる。
【００５６】
また、上記実施形態では、４個のゴム弾性体５３ｂは、それぞれ軸線と直交する断面が円弧状になるよう形成された。しかしこの態様には限らず、本発明と同様、周囲に隙間を有していれば、角柱、円柱等の形状で形成されてもよい。
【００５７】
また、上記実施形態では、４個のゴム弾性体５３ｂは、形状率が１．５を含み、形状率の上下限値の幅が所定の幅αを有するよう設定された。しかし、この態様には限らず、形状率の上下限値の幅αの中には、１．５を含んでいなくてもよい。これによっても、本発明に係る効果は相応に得られる。
【符号の説明】
【００５８】
１０・・・操舵機構、  ２０・・・転舵機構、  ２２・・・ハウジング、  ２４・・・タイロッド、  ２６・・・転舵輪、  ２７・・・ボールスタッド、  ５０・・・ダンパ装置、  ５１・・・大径部、  ５１ａ・・・当接端面(端面)、  ５２・・・大径部用ハウジング（ハウジング）、  ５２ａ・・・大径部収容部、  ５２ｂ・・・規制面、  ５２ｃ・・・内周面、  ５２ｄ・・・凹部、  ５２ｅ・・・シャフト収容部、  ５３・・・衝撃吸収部材、  ５３ｂ・・・ゴム弾性体、  ２１１・・・軸部、  ２１３・・・めねじ部、  ５３１・・・筒部、  ５３２・・・フランジ部（円環部）、  ５３６・・・凸部、  Ｄ・・・間隔、  Ｓ・・・電動パワーステアリング装置（ステアリング装置）、  ＳＦ・・・自由面積、  ＳＲ・・・受圧面積、  Ｘ・・・圧縮代。
【図１】
2017078500.tif 000003
【図２】
2017078500.tif 000004
【図３】
2017078500.tif 000005
【図４】
2017078500.tif 000006
【図５】
2017078500.tif 000007
【図６】
2017078500.tif 000008
【図７】
2017078500.tif 000009
【図８】
2017078500.tif 000010