JP2017078502A - ダンパ装置及びステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ダンパ装置の衝撃吸収部材に用いる部材のうち、直接に衝撃を受ける衝撃受部材の曲げ強さを効率的に高めることができる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）において、大径部（５１）の当接端面（５１ａ）と規制面（５２ｂ）との軸線方向（Ａ）の間に介装される衝撃吸収部材（５３）は、当接端面（５１ａ）に接触可能な円板状部（５３２）を備える衝撃受部材（５３ａ）と、規制面（５２ｂ）と円板状部（５３２）との間に配置される弾性体（５３ｂ）とを備え、円板状部（５３２）は、大径部（５１）が円板状部（５３２）に衝撃力を付与した場合に大径部（５１）と接触する内周側領域（ＩＮ）と、内周側領域（ＩＮ）より径方向外方に位置し大径部（５１）と接触しない外周側領域（ＯＵＴ）とを備え、外周側領域（ＯＵＴ）の厚みは、内周側領域と外周側領域の境界位置（Ｂ_１）の厚み（Ｔ_１）より薄く形成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、ダンパ装置、及びこのダンパ装置を用いたステアリング装置に関する。

車両のステアリング装置では、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。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。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、転舵シャフトを軸線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、転舵シャフトを軸線方向に移動させる過大な力が（逆）入力される。正、逆の入力に伴って、大径部がハウジングに衝突するまで転舵シャフトが軸線方向に移動すると、「エンド当て」が生じる。
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の衝撃を吸収する。係るダンパ装置としては、大径部の端面とハウジングとの軸線方向の間に、ハウジングに包囲された状態で介装される衝撃吸収部材を備えるものが知られている。

特許文献1のステアリング装置は、アキシャルジョイント（大径部）とハウジングとの間に介装されるストッパ手段（衝撃吸収部材）を備える。衝撃吸収部材は、大径部がハウジングに向けて衝突しようとする際に、大径部からの衝突を受けて弾性的追従材料（弾性部材）によって衝突衝撃を吸収する。衝撃吸収部材は、大径部に接触して衝突衝撃を受けるフランジ（衝撃受部材）を有する。

特許第４２５５８３２号公報

しかしながら、特許文献1のステアリング装置に係る衝撃吸収部材においては、Ｌ字状の衝撃受部材のフランジにアキシャルジョイント（大径部）が接触する。フランジとハウジングの規制面との間に介在される弾性部材が変形することにより、衝撃が吸収される。衝撃吸収力を大きくするためには、弾性部材の体積を大きくする必要がある。この場合、フランジの端面の内周側がアキシャルジョイント（大径部）に接触し、フランジの端面の外周側はアキシャルジョイント（大径部）に接触しない状態になる。このような場合において、弾性部材が圧縮変形することによって、フランジが弾性部材から受ける荷重によって曲げ変形するおそれがある。

本発明は、上記問題に鑑みてなされた発明であり、ダンパ装置の衝撃吸収部材に用いる部材のうち、直接に衝撃を受ける衝撃受部材の曲げ強さを効率的に高めることができる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。

本発明のダンパ装置は、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、前記大径部の端面に接触可能な円板状部を備える衝撃受部材と、前記規制面と前記円板状部との間に配置され、ゴム材料又はゴム状弾性を有する合成樹脂材料で成形される弾性体と、を備え、前記円板状部は、前記大径部が前記円板状部に衝撃力を付与した場合に前記大径部と接触する内周側領域と、前記内周側領域より径方向外方に位置し前記大径部と接触しない外周側領域と、を備え、前記外周側領域の厚みは、前記内周側領域と前記外周側領域の境界位置の厚みより、薄く形成されている。

また、本発明のステアリング装置は、本発明のダンパ装置を備え、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。

本発明のダンパ装置又はステアリング装置によれば、大径部が衝撃受部に衝撃力を付与した場合に、大径部と接触しない円板状部の外周側領域において、圧縮される弾性体の内圧が作用する。つまり、大径部に接触する内周側領域と接触しない外周側領域との境界位置を支持点として、円板状部の外側側領域に弾性体の内圧による曲げモーメンントが作用する。この場合に、内周側領域と外周側領域との境界位置は、曲げモーメントの支持点に対応する。よって、外周側領域の板状部の厚みを内周側領域と外周側領域の境界位置の厚みより薄く形成する、すなわち、境界位置の厚みを相対的に厚く形成することで、曲げモーメントの支持点に対応する位置の円板状部の剛性を高めることができる。例えば、円板状部の厚みを全面に亘って厚く形成する曲げ強度対策と比較すれば、必要最小限の方法で、効率的に円板状部を備える衝撃受部材の曲げ強さを高められる。

本明細書において「弾性体」は、一般的に定義される「ゴム状弾性」を発現する材料素材で成形された部材を示し、その限りにおいて限定されるものでない。弾性体としては、ゴム材料又はゴム状弾性を有する合成樹脂材料を好適に用いることができる。

本実施形態のステアリング装置を示す概略図である。 本実施形態のダンパ装置を示す断面図である。 図２の衝撃受部材及び大径部の配置関係を径方向に沿って示す図である。 図３のＸ−Ｘ線断面であって、衝撃受部材及び大径部の配置関係を軸線方向に沿って示す図である。 「エンド当て」前後のダンパ装置を説明する断面図である。

以下、本発明のダンパ装置について、この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基づいて、図面を参照しつつ説明する。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、後輪操舵装置、ステアバイワイヤ装置などに適用できる。図１において、ステアリング装置ＳＴは、操舵機構１０、転舵機構２０、及びダンパ装置５０を有する。

（１．ステアリング装置の構成）
図１に示したとおり、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。

転舵機構２０は、転舵シャフト２１、及び略円筒状に形成されたハウジング２２を有する。転舵シャフト２１は、軸線方向Ａ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。ハウジング２２は、第１ハウジング２２ａと、第１ハウジング２２ａの図１中、軸線方向Ａの左側に固定された第２ハウジング２２ｂとを備える。

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。第１ハウジング２２ａには、ラックアンドピニオン機構２３が収容される。

転舵シャフト２１は、軸部２１１の両端部に大径部５１，５１を有する。大径部５１，５１は、転舵シャフト２１の両端の軸部２１１が拡径されて形成される。大径部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が組み付けられたナックルに連結される。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、この軸線方向Ａに沿った移動がタイロッド２４，２４を介してナックル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。

ハウジング２２の両端部には、後述する衝撃吸収部材５３，５３が設けられる。衝撃吸収部材５３，５３は、第１ハウジング２２ａの一方側端部と第２ハウジング２２ｂの他方側端部に形成される大径部用ハウジング５２，５２に収容され、その規制面５２ｂ，５２ｂに装着される（図２参照）。衝撃吸収部材５３，５３は、転舵シャフト２１の直線移動を停止するための大径部５１，５１と対向するように、大径部５１，５１と規制面５２ｂ，５２ｂとの間に介装される。そして、転舵シャフト２１が軸線方向Ａに移動し、転舵輪２６，２６が最大操舵角に達した場合、大径部５１が、衝撃吸収部材５３に衝突する「エンド当て」が生じる。衝撃吸収部材５３は、このときの衝突の衝撃を吸収する。

（２．ダンパ装置）
上述したダンパ装置５０について、図２を用いて更に説明する。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２６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、大径部５１が大径部用ハウジング５２の規制面５２ｂに衝突しようとする際の衝撃を、衝撃吸収部材５３によって衝撃吸収するための装置である。図２に示すとおり、ダンパ装置５０は、大径部５１を備える転舵シャフト２１と、大径部用ハウジング５２と、衝撃吸収部材５３とを備える。

なお、実施形態のダンパ装置５０は、ステアリング装置ＳＴの軸線方向Ａの左右両側２カ所において装着されている。以下の説明において、図１中、軸線方向Ａに沿った右側を「一方」側、左側を「他方」側とし、特に断りが無ければ、２カ所に装着されるダンパ装置５０のうち他方側のダンパ装置５０の構成について、主に説明する。

転舵シャフト２１は、軸部２１１及び該軸部２１１と接続する大径部５１を備える。転舵シャフト２１は、軸線方向Ａに沿った一方側においてラック歯２１ａが形成された軸部２１１を接続すると共に、他方側において、大径部５１を介してボールスタッド２７の軸部２７１を連結する。

大径部５１は、自身の軸線方向Ａの一方側端部５１１において転舵シャフト２１と接続し、大径部５１の一方側端部５１１が、転舵シャフト２１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２１２には、軸線方向Ａの他方側に開口する雌ねじ部２１３が形成されている。大径部５１の一方側端部５１１には、転舵シャフト２１の雌ねじ部２１３と螺合する雄ねじ部５１ｂが形成される。雄ねじ部５１ｂは、軸線方向Ａに沿って一方側に突出する。雄ねじ部５１ｂと雌ねじ部２１３との螺合により、転舵シャフト２１に対して大径部５１の他方側にボールスタッド２７を連結可能になる。

また、雄ねじ部５１ｂの根元には、転舵シャフト２１の端面２１２、すなわち軸部２１１の終端が当接する大径部の当接端面５１ａが形成される。当接端面５１ａは、雄ねじ部５１ｂの根元から径方向に形成される。当接端面５１ａは、転舵シャフト２１の終端面に相当し、いわゆるラックエンドとなる。当接端面５１ａは、衝撃吸収部材５３の他方側の端面に配置する衝撃受部材５３ａに接触し、その円板状部５３２に係止可能に形成される。また、衝撃吸収部材５３は、一方側端部においてハウジングの規制面５２ｂに装着される。よって当接端面５１ａが円板状部５３２に係止することで、衝撃吸収部材５３を介して、転舵シャフト２１の直線往復移動が規制される。

大径部５１の一方側端部５１１には、軸部２１１の雌ねじ部２１３に雄ねじ部５１ｂを螺合する際に、一方側端部５１１を回動する工具を係合させるための、二面幅が形成される。よって、大径部５１の外周縁部５１ｅの形状は非真円形に形成される。図３に示すように、円板状部５３２に当接する当接端面５１ａの外周縁部５１ｅの形状は、半径Ｒ_１の円に二面幅に対応する一対の直線部５１ｃが形成されており、平行配置する直線部５１ｃ間の対向距離が２×Ｒ_２である。

大径部５１は、他方側の端部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（図１参照）。ボールスタッド２７の他方側にはその軸部２７１が形成される。この軸部２７１の他方側端部と、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が軸線方向Ａ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。当接端面５１ａが規制面５２ｂに装着された衝撃吸収部材５３に係止するまで、転舵輪２６が転舵される。

大径部用ハウジング５２は、筒状に形成され、転舵シャフト２１を軸線方向Ａに相対移動可能に挿通し、大径部５１の当接端面５１ａに対して軸線方向Ａに対向する規制面５２ｂを備える。具体的には、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の一方及び他方側の端部に接続されるハウジング２２の一部分であり、軸線方向Ａ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、軸線方向Ａに沿って他方側に開口し、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。規制面５２ｂは、規制面５２ｂに装着された衝撃吸収部材５３に転舵シャフト２１の終端となる当接端面５１ａを当接させ、その直線移動範囲を物理的に規制する面である。

また、大径部用ハウジングの内周面５２ｃの一部分であって、規制面５２ｂから立設する底方の角部には、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環状凹溝５２ｄが形成される。弾性体の環状凸部５３６と嵌合することにより、衝撃吸収部材５３を規制面５２ｂに装着するための凹部である。

（３．衝撃吸収部材）
衝撃吸収部材５３は、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との軸線方向Ａの間に介装される。衝撃吸収部材５３は、大径部５１の当接端面５１ａに接触可能な円板状部５３２を備える衝撃受部材５３ａと、規制面５２ｂと円板状部５３２との間に配置される弾性体５３ｂと、を備える。衝撃吸収部材５３は、弾性体５３ｂの貫通孔に衝撃受部材５３ａの筒部５３１を挿入した、略円環柱状の全体形状をなし、弾性体５３ｂの他方側端面５３３ａを衝撃受部材５３ａに接着して一体化される。衝撃吸収部材５３は、衝撃受部材５３ａの他方側の被当接端面５３２ａが大径部５１の当接端面５１ａと対向配置するように、ハウジング５２の規制面５２ｂに装着される。衝撃吸収部材５３は、「エンド当て」時の衝突衝撃を吸収する部材である。

衝撃受部材５３ａは、軸線方向Ａに沿った断面視が略Ｌ字をなしており、Ｌ字の入隅部が円弧凹状をなし、Ｌ字の出隅部が直角状をなす。筒部５３１は、Ｌ字の軸線方向Ａに沿った１辺をなし、円板状部５３２は、軸線方向Ａと垂直に径方向に沿った他の１辺をなす。図４に示すように、衝撃受部材５３ａのＬ字の入隅部の円弧凹状の曲率半径は「ｒ」である。曲率半径ｒは、後述する円板状部５３２の内端位置５３２ｅから径方向外方の境界位置Ｂ_１に至るまでの長さよりも少し大きく形成されている。衝撃受部材５３ａは、円板状部５３２において大径部５１の当接端面５１ａから当接ないし衝突による衝撃力を受け、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材である。

筒部５３１は、内周面５３１ａにおいて軸線方向Ａに沿ってほぼストレート状であり、外周面５３１ｂにおいて一方側の端部５３１ｃではストレート状であり、他方側の端部において径方向外方に向けて円弧凹状をなして円板状部５３２に連続形成される。筒部５３１の内周面５３１ａは、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を形成する。筒部５３１の外周面５３１ｂは、弾性体５３ｂの内周面５３４を緩挿可能な外径に形成される。軸線方向Ａに沿った筒部５３１の長さは、衝撃吸収部材５３の後述する変位Ｘに対応して形成される。筒部５３１は、弾性体５３ｂの内周面５３４の圧縮変形時のたわみを、軸線方向Ａに沿うように規制するための部位であり、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。

円板状部５３２は、筒部５３１から径方向外方に延在する略円環板状をなし、大径部５１の当接端面５１ａと軸線方向Ａに沿って同軸上に配置される。円板状部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形成される。円板状部５３２は、円環板の他方側の表面（端面）が大径部５１の当接端面５１ａに接触可能な、一様な平面状の被当接端面５３２ａをなす。被当接端面５３２ａの裏面５３２ｂは、筒部の外周面５３１ｂから連続して曲面状に形成された径方向内方側の面と、平面状に形成された径方向外方側の面とを、径方向に沿って有する。

衝撃受部材５３ａが大径部５１と当接する面、すなわち円板状部５３２の被当接端面５３２ａを表面とすると、衝撃受部材５３ａを裏面側から見て、仮に筒部５３１がストレート状に形成され、円板状部５３２が平板状に形成されるとした場合に、筒部に対して円板状部が径方向に拡径し、垂直に延在する付け根となる直角入隅の径方向位置を、円板状部の内端位置５３２ｅとする（図４参照）。円板状部の裏面５３２ｂには、軸線方向Ａに沿って一方側に延長される内端位置５３２ｅに接して径方向外方側の平面と連続する曲率半径ｒの円弧凹状面部５３２ｒが形成される。よって、円板状部５３２は、内端位置５３２ｅを起点に径方向外方側に「ｒ」を超えない円弧凹状面部５３２ｒの領域内では、径方向外方に向けて徐々に円板状部５３２の板厚が薄くなるように形成される。

次に、弾性体５３ｂについて説明する。以下の弾性体の説明において、特に断りが無ければ、無変形状態の弾性体５３ｂについて説明する。弾性体５３ｂは、外周面５３５の軸線方向Ａの中央部においてくびれた凹部５３５ｃが形成された略鼓筒状の本体部５３ｃに、軸線方向Ａの一方側端部においてフランジ状の環状凸部５３６が径方向外方に凸設された全体形状を形成する。弾性体５３ｂの本体部５３ｃは、環状凸部５３６を規制面５２ｂから径方向外方に延在されたハウジングの環状凹溝５２ｄに嵌合させ、且つハウジングの内周面５２ｃに対して径方向に隙間Ｓ_１を介した状態で、大径部用ハウジングの内周面５２ｃ、規制面５２ｂ、筒部の外周面５３１ｂ及び円板状部５３２により形成される初期空間Ｓ_０内に配置される。

弾性体５３ｂの他方側端面５３３ａは、円板状部の裏面５３２ｂの全面に亘って接着される。他方側端面５３３ａは、裏面５３２ｂの円弧凹状面部５３２ｒ、及び円弧凹状面部５３２ｒより径方向外方側の一様に平面な裏面に沿った端面をなす。弾性体の他方側端面５３３ａと円板状部の裏面５３２ｂとの接着方法は、ゴム材料ならば、加硫接着できる。

弾性体５３ｂの外周面５３５は、軸線方向Ａに沿った外周面５３５の外径が他方側の角部５３５ａ及び一方側の隅部５３５ｂにおいて大きく形成され、中央部に向けて最小になるように漸次に縮径される、鼓状をなす。軸線方向Ａの中央部において最もくびれた凹部５３５ｃが形成される。弾性体の外周面５３５と外周面５３５に対向するハウジングの内周面５２ｃとの間には、隙間Ｓ_１が形成される。

また、弾性体５３ｂの内周面５３４は、僅かな隙間を開けて筒部５３１に緩挿される。つまり、弾性体５３ｂの内周面５３４は、筒部５３１の外周面５３１ｂに接着されない。また、弾性体５３ｂの内周面５３４のうち規制面５２ｂに配置する側の角部には、規制面５２ｂに向かって拡径する拡径部５３４ａが形成される。拡径部５３４ａは、筒部５３１の端部５３１ｃより少しだけ円板状部５３２側の位置から規制面５２ｂに向かって拡径するように傾斜形成される。これにより、圧縮変形時の本体部５３ｃが開口部５３ｄにおいて咬み込まれないようにできる。

本発明に係る弾性体は、ゴム状弾性を発現するように成形された部材であれば特に限定されないが、架橋ゴム、熱硬化性又は熱可塑性の合成樹脂系エラストマー等の材料を用いて成形できる。架橋ゴムとしては、天然ゴム，ブタジエンゴム，イソプレンゴム，クロロプレンゴム，スチレン‐ブタジエンゴム，アクリロニトリル‐ブタジエンゴム（以下、ＮＢＲとも記す）等のジエン系ゴム及びこれらの不飽和結合部分に水素が添加されたゴム等を、熱硬化性合成樹脂系エラストマーとしては、エチレン‐プロピレンゴム等のオレフィン系ゴム、ブチルゴム，アクリルゴム，ウレタンゴム，シリコンゴム，フッ素ゴム等を、熱可塑性合成樹脂系エラストマーとしては、スチレン系，オレフィン系，ポリエステル系，ポリウレタン系，ポリアミド系，塩化ビニル系等のエラストマーを例示できる。
本実施形態では、ステアリング装置ＳＴの大径部用ハウジング５２に装着する衝撃吸収部材５３に用いる弾性体５３ｂとしては、耐熱性、耐寒性、耐候性の観点から、ＮＢＲ、クロロプレンゴム、ブチルゴム、エチレン‐プロピレンゴム等を、更に耐油性の観点から、極性基を有するＮＢＲ、クロロプレンゴム等を好適に用いることができる。

（４．作用説明）
本実施形態に係るダンパ装置５０は、大径部５１が円板状部５３２に衝撃力を付与した場合に、円板状部５３２が、大径部５１と接触する内周側領域ＩＮと、内周側領域ＩＮより径方向外方に位置し大径部５１と接触しない外周側領域ＯＵＴと、を備え、外周側領域ＯＵＴの厚みが、内周側領域ＩＮと外周側領域ＯＵＴの境界位置Ｂ_１の厚みより、薄く形成される特徴構成を有している。この構成により、衝撃吸収部材５３が衝撃を受けて圧縮変形する際に、弾性体５３ｂによる内圧上昇に対して、円板状部５３２が抗する作用を有するものであり、以下説明する。

図３は、主に、大径部５１の当接端面５１ａと、円板状部５３２の被当接端面５３２ａとの径方向配置を説明する図であり、衝撃吸収部材５３をＹ方向（図２参照）から見た配置を示す。図４は図３のＸ−Ｘ線断面図であり、主に円板状部５３２の径方向位置に応じた厚みを説明するための図である。なお、図３、４共に、各部材の配置及び作用位置等を示す図であるため、転舵シャフトやハウジング及びハッチング等の図示を省略する。

図示のとおり、大径部の当接端面５１ａの外周縁部５１ｅの形状は、二面幅をなす一対の直線部５１ｃを有する非真円形であり、太線Ｅで示すとおりである。外周縁部５１ｅは、半径Ｒ_１の外接円よりも径方向内方に配置し、且つ半径Ｒ_２の内接円よりも径方向外方に配置する。

大径部５１が円板状部５３２に衝撃力を付与する場合には、真円周に沿った外周縁部５１ｅに対応する当接端面５１ａの部分と被当接端面５３２ａとが当接して、境界位置Ｂ_１を境に、当接端面５１ａに当接する内側の内周側領域ＩＮと、当接端面５１ａに当接しない外側の外周側領域ＯＵＴが形成される。境界位置Ｂ_１は、半径Ｒ_１の外接円の径方向位置Ｐ_１に沿って一部分で重なり合い、太線Ｅ（外周縁部５１ｅ）に外接する。

また、直線部５１ｃに沿った外周縁部５１ｅに対応する当接端面５１ａの部分と被当接端面５３２ａとが当接して、直線状の境界位置Ｂ_２を境に、当接端面５１ａに当接する内周側領域ＩＮと、当接端面５１ａに当接しない外周側領域ＯＵＴが形成される。境界位置Ｂ_２は、半径Ｒ_２の内接円に内接される。境界位置Ｂ_２は、真円周部分よりも狭い幅の内周側領域ＩＮと、真円周部分よりも広い幅の外周側領域ＯＵＴを区分けする。図３に示すように、外周縁部５１ｅの全周は、境界位置Ｂ_１→Ｂ_２→Ｂ_１→Ｂ_２が連続して形成され、外接円に沿った径方向位置Ｐ_１より径方向内方であって、内接円に沿った径方向位置Ｐ_２より径方向外方の領域内に配置される。太線Ｅを境界に、径方向外方が外周側領域ＯＵＴに、径方向内方が内周側領域ＩＮに区分けされる。

円板状部の裏面５３２ｂには、曲率半径ｒの円弧凹状面部５３２ｒが形成される。曲率半径ｒは、円板状部５３２の内端位置５３２ｅから径方向外方の境界位置Ｂ_１に至るまでの長さよりも大きく形成されている。よって、内端位置５３２ｅを起点に、更に「ｒ」だけ径方向外方に向けた領域であって、境界位置Ｂ_１を通過した外周側領域ＯＵＴに至る範囲の領域内では、径方向外方に向かうに従って、円弧凹状面部５３２ｒに対応する円板状部５３２の厚みが徐々に薄くなっている（図３に「Ｈ」領域として径方向に沿った太い矢印で示した）。よって、境界位置Ｂ_１よりも径方向外方の外周側領域ＯＵＴにおける円板状部５３２厚みＴ_０は、外周縁部５１ｅに対応する全周の境界位置Ｂ_１，Ｂ_２のうち半径Ｒ_１の外接円の径方向位置Ｐ_１における最薄の厚みＴ_１よりも薄くなっている。また、外周側領域ＯＵＴより径方向内方の境界位置Ｂ_１〜Ｂ_２全周を包含する領域内での円板状部５３２厚みは、外接円に沿った径方向位置Ｐ_１における厚みが最薄になり、内接円に沿った径方向位置Ｐ_２における厚みが最厚となる。つまり、境界位置Ｂ_１〜Ｂ_２の円板状部５３２の厚みは、境界位置Ｂ_２における内接円に沿った径方向位置Ｐ_２の厚みＴ_２より、境界位置Ｂ_１における外接円に沿った径方向位置Ｐ_１の厚みＴ_１方が薄く形成される。

大径部５１によって衝撃受部材５３ａに衝撃力が付与される際には、衝撃受部材５３ａを介して弾性体５３ｂが圧縮され、圧縮された弾性体５３ｂによる内圧Ｑが（図４参照）、円板状部５３２に対して、内端位置５３２ｅから径方向外方に向けて外周面５３２ｄに至るまでの領域（図３に濃淡のドットを付した領域）に作用する。また、大径部５１の外周縁部５１ｅに対応する境界位置Ｂ_１〜Ｂ_２より外側の外周側領域ＯＵＴ（図３に濃いドットで示した領域）は、円板状部５３２の曲げを妨げる当接端面５１ａと当接（接触）しない。よって、外周側領域ＯＵＴでは、弾性体５３ｂの内圧Ｑが片持ちはり状に作用し、境界位置Ｂ_１，Ｂ_２を支持点として、弾性体５３ｂの圧縮方向とは反対方向に円板状部５３２を曲げる曲げモーメントＭが作用する。曲げモーメントＭは、自由端である円板状部の外周面５３２ｄから、所定位置までの径方向に沿った長さに比例して大きくなり、支持点である境界位置Ｂ_１，Ｂ_２（外周縁部５１ｅに対応する太線Ｅ）で最大となる。更に、境界位置Ｂ_１，Ｂ_２のうち、大径部５１の直線部５１ｃに対応する境界位置Ｂ_２に沿い、且つ、内接円と接する径方向位置Ｐ_２において最も大きく作用する。

上述したとおり、内接円の径方向位置Ｐ_２に対応する円板状部５３２の厚みＴ_２は、境界位置Ｂ_１，Ｂ_２全周を包含する領域内で最厚となっており、断面係数が大きく、曲げ強さが高められている。また、円板状部５３２の厚みは、内端位置５３２ｅから円弧凹状面部５３２ｒに沿って徐々に薄くなっており、径方向に沿って急変しないので、この間の曲げモーメントＭによる応力が集中的に作用するのを妨げている。

なお、本実施形態では、円板状部５３２の裏面５３２ｂに円弧凹状面部５３２ｒが形成されている例を示したが、本発明は、円弧凹状面の形態に限定されない。円板状部の厚みが、円板状部の径方向内端から内周側領域と外周側領域の境界位置を超える径方向位置に至る範囲において、径方向外方に行くほど徐々に薄くなるように形成されていれば、円弧に限定されるものでない。また、大径部が工具を係合させるための二面幅を有する非真円である例について説明したが、二面幅に限定されるものでない。例えば、工具を係合させるための形状であれば、他に六角形状のものがある。また、衝撃受部材が筒部を有さない構成であっても構わず、同様の効果を得る。

また、本実施形態に係るダンパ装置５０は、大径部５１の衝突により所定長だけ圧縮され、剛性が高まり硬化した弾性体５３ｂの体積によって、衝撃受部材５３ａのハウジング５２に対する相対移動を規制可能な衝撃吸収部材５３を用いる。衝撃受部材５３ａ及び大径部用ハウジング５２によって形成される圧縮空間Ｓ_Ｘ内に充満状態に圧縮され、介在する弾性体５３ｂのゴム状弾性特性によって、金属同士の両者が衝突するのを妨げ、衝撃伝達抑制効果を得る衝撃吸収部材５３を用いる。以下簡単に説明する。

例えば図５の上段に示したような衝撃吸収部材５３が大径部用ハウジング５２内に配置される無変形状態において、弾性体５３ｂの本体部５３ｃは、大径部用ハウジング５２の内周面５２ｃ、ハウジング５２の規制面５２ｂ、筒部５３１の外周面５３１ｂ及び円板状部５３２により形成される初期空間Ｓ_０の内部に配置される。また、この状態において、弾性体５３ｂ、筒部５３１、ハウジングの内周面５２ｃは、それぞれ転舵シャフト２１の中心軸線Ｃに対して、同心円状に配置される。また、ハウジングの規制面５２ｂ、円板状部５３２は、それぞれ転舵シャフト２１の中心軸線Ｃと垂直方向に沿って平行配置される。また、衝撃力を受ける前の無変形状態では、筒部５３１の端部５３１ｃの端面と規制面５２ｂとの間には、軸線方向Ａに沿って、圧縮代（圧縮変位）Ｘより大きい間隔Ｄの開口部５３ｄが形成されている。

大径部５１が円板状部５３２に衝撃力を付与しない場合に、弾性体５３ｂの本体部５３ｃは、ハウジングの内周面５２ｃとの間に隙間Ｓ_１を介して配置される。また、本体部５３ｃは、仮に筒部５３１の端部５３１ｃが規制面５２ｂに当接するように延在するとした際の架空の筒部の外周面との間に、隙間Ｓ_２を介して配置される。弾性体５３ｂは、自身の本体部５３ｃの体積と、隙間Ｓ_１、Ｓ_２が中心軸線Ｃを回転軸とした回転体の体積との和である初期空間Ｓ_０の内部に配置される。

そして、大径部５１が円板状部５３２に衝撃力を付与した場合に、本体部５３ｃは、規制面５２ｂ及び円板状部５３２によって軸線方向Ａに押し付けられることにより、隙間Ｓ_１，Ｓ_２が占めていた空間を充填するように圧縮変形する。図５の下段に示すように、最終的には、本体部５３ｃは、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、筒部の外周面５３１ｂ及び軸線方向ＡにＸだけ変位した後の円板状部５３２の全てに接触した状態に圧縮変形する。この際、開口部５３ｄが閉口する。つまり、圧縮変形後の本体部５３ｃは、軸線方向ＡにＸだけ変位した圧縮変形後の圧縮空間Ｓ_Ｘの内部に充満状態で配置される。圧縮変形後の本体部５３ｃの体積は、弾性体５３ｂがゴム状弾性を有することから非圧縮性流体の特性を有し、本体部５３ｃの体積と等しい。

圧縮空間Ｓ_Ｘ内に充満する本体部５３ｃは、圧縮変形するための残余の空間を有さず飽和している。また、大径部用ハウジング５２と衝撃受部材５３ａとで形成される、基本的に外部と連通する間隙を有さない圧縮空間Ｓ_Ｘ内に密着状態で内接しており、圧縮変形するための圧縮空間Ｓ_Ｘ外部への逃げ場を有さない。また、所定の変位Ｘだけ圧縮することで、ゴム状弾性を抑制し、剛性を高めて硬化した状態で圧縮することができる。弾性体５３ｂは、圧縮空間Ｓ_Ｘ内において、充満された状態で円板状部５３２と規制面５２ｂとの間で介在し続け、衝撃力を受けた衝撃吸収部材５３が変位Ｘ以上に軸線方向Ａに変位するのを妨げる。衝撃吸収部材５３の衝撃受部材５３ａは、その端部５３１ｃが規制面５２ｂに対して衝突しない非接触状態の配置を維持しており、大径部用ハウジング５２に対する相対移動を規制される。金属同士の両者が衝突するのを回避できる。

このように、所定の変位Ｘだけ圧縮させて剛性を高めた弾性体が充満状態で圧縮空間Ｓ_Ｘ内に配されている状態では、弾性体が円板状部５３２に及ぼす内圧Ｑが一層大きくなる傾向がある。円板状部５３２の外周側領域ＯＵＴの曲げ強さを大きくする必要性が高まる。よって、本実施形態によるダンパ装置５０によって、円板状部５３２の曲げ強さ対策を行うことが好ましい。

（５．実施形態の効果）
上記実施形態によれば、衝撃吸収部材５３は、大径部５１の当接端面５１ａに接触可能な円板状部５３２を備える衝撃受部材５３ａと、規制面５２ｂと円板状部５３２との間に配置され、ゴム材料又はゴム状弾性を有する合成樹脂材料で成形される弾性体５３ｂと、を備え、円板状部５３２は、大径部５１が円板状部５３２に衝撃力を付与した場合に大径部５１と接触する内周側領域ＩＮと、内周側領域ＩＮより径方向外方に位置し大径部５１と接触しない外周側領域ＯＵＴと、を備え、外周側領域ＯＵＴの厚みは、内周側領域ＩＮと外周側領域ＯＵＴの境界位置Ｂ_１，Ｂ_２の厚みより、薄く形成されている。

よって、大径部５１が円板状部５３２に衝撃力を付与した場合に、大径部５１と接触しない外周側領域ＯＵＴにおいて圧縮される弾性体５３ｂの内圧Ｑによって、大径部５１の外周縁部５１ｅに対応する境界位置Ｂ_１，Ｂ_２（図３中太線Ｅで示す）を支持点として円板状部５３２が折れ曲がる曲げモーメントＭが作用する際に、この支持点に沿った断面係数を大きくできる。曲げ強さ対策が必要な部位に応じて効率的に曲げ強度を高められる。

また、上記実施形態によれば、大径部５１と円板状部５３２とは、軸線方向Ａに同軸上に配置されており、円板状部５３２に接触する大径部５１の外周縁部の形状は、非真円形に形成されており、円板状部５３２の内周側領域ＩＮと外周側領域ＯＵＴの境界位置Ｂ_１，Ｂ_２は、大径部５１の外周縁部５１ｅの形状に対応して非真円形をなし、境界位置Ｂ_１，Ｂ_２の厚みは、境界位置Ｂ_２における内接円の径方向位置Ｐ_２よりも、境界位置Ｂ_１における外接円の径方向位置Ｐ_１の方が薄く形成される。よって、円板状部５３２が真円でない場合に、内圧Ｑを有する弾性体５３ｂによる曲げモーメントＭが大きい部位に対して、的確に応じて断面係数を大きくできる。よって、的確な曲げ強度対策を行える。

また、上記実施形態によれば、円板状部５３２の厚みは、円板状部５３２の径方向の内端位置５３２ｅから、外周側領域ＯＵＴとの境界位置Ｂ_１、Ｂ_２を超える範囲において、径方向外方に行くほど徐々に薄くなるように形成される。よって、円板状部５３２の厚みが徐々に異なり急激に変化することが無いので、急変することに起因して急変部位に集中的に応力が作用することを回避できる。

また、上記実施形態によれば、衝撃受部材５３ａは、ハウジングの内周面５２ｃ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に対向する円板状部５３２を有しており、弾性体５３ｂは、ハウジングの内周面５２ｃ、規制面５２ｂ、筒部の外周面５３１ｂ及び円板状部５３２により形成される初期空間Ｓ_０に配置され、大径部５１が円板状部５３２に衝撃力を付与しない場合に、弾性体５３ｂは、ハウジングの内周面５２ｃ及び筒部の外周面５３１ｂの間に隙間Ｓ_１，Ｓ_２を介して配置され、大径部５１が円板状部５３２に衝撃力を付与した場合に、弾性体５３ｂは、隙間Ｓ_１，Ｓ_２を充填するように、規制面５２ｂ、円板状部５３２、ハウジングの内周面５２ｃ及び筒部の外周面５３１ｂの全てに接触した状態に圧縮変形し、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される。よって、弾性体５３ｂが充満状態で圧縮空間Ｓ_Ｘ内に配されており、円板状部５３２に及ぼす内圧Ｑがより大きくなる場合であっても、効果的に、円板状部５３２の曲げ強さを大きくできる。

また、上記実施形態によれば、上記の実施形態の何れかのダンパ装置５０を備えるステアリング装置ＳＴであって、両端部がタイロッド２４を介して転舵輪２６に連結されると共に軸線方向Ａに往復移動して転舵輪２６を転舵する転舵シャフト２１であり、タイロッド２４に揺動可能に連結される大径部５１を備える転舵シャフト２１と、転舵シャフト２１を収容する大径部用ハウジング５２と、衝撃吸収部材５３と、を備える。よって、上述したダンパ装置の効果を有するステアリング装置ＳＴを得ることができる。

ＳＴ…ステアリング装置、Ｓ_０…初期空間、Ｓ_ｘ…圧縮空間、Ｓ_１、Ｓ_２…隙間、ＩＮ…内周側領域、ＯＵＴ…外周側領域、Ｂ_１，Ｂ_２…境界位置、２１…転舵シャフト（シャフト）、５０…ダンパ装置、５１…大径部、５１ａ…当接端面、５１ｅ…外周縁部、５２…大径部用ハウジング（ハウジング）、５２ｂ…規制面、５２ｃ…（ハウジングの）内周面、５３…衝撃吸収部材、５３ａ…衝撃受部材、５３２…円板状部、５３２ｅ…内端位置（径方向内端）、５３ｂ…弾性体

Claims (5)

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、
   前記大径部の端面に接触可能な円板状部を備える衝撃受部材と、
   前記規制面と前記円板状部との間に配置され、ゴム材料又はゴム状弾性を有する合成樹脂材料で成形される弾性体と、
   を備え、
   前記円板状部は、前記大径部が前記円板状部に衝撃力を付与した場合に前記大径部と接触する内周側領域と、前記内周側領域より径方向外方に位置し前記大径部と接触しない外周側領域と、を備え、
   前記外周側領域の厚みは、前記内周側領域と前記外周側領域の境界位置の厚みより、薄く形成されている、ダンパ装置。
2. 前記大径部と前記円板状部とは、軸線方向に同軸上に配置されており、
   前記円板状部に接触する前記大径部の外周縁部の形状は、非真円形に形成されており、
   前記円板状部の前記内周側領域と前記外周側領域の境界位置は、前記大径部の外周縁部の形状に対応して非真円形をなし、
   前記境界位置の厚みは、前記境界位置における内接円の径方向位置より前記境界位置における外接円の径方向位置の方が薄く形成される、請求項１に記載のダンパ装置。
3. 前記円板状部の厚みは、前記円板状部の径方向内端から前記内周側領域と前記外周側領域の境界位置を超える径方向位置に至る範囲において、径方向外方に行くほど徐々に薄くなるように形成される、請求項１又は２に記載のダンパ装置。
4. 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、前記規制面に対向する前記円板状部を有しており、
   前記弾性体は、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円板状部により形成される空間に配置され、
   前記大径部が前記円板状部に衝撃力を付与しない場合に、
   前記弾性体は、前記ハウジングの内周面及び前記筒部の外周面の少なくとも一方との間に隙間を介して配置され、
   前記大径部が前記円板状部に衝撃力を付与した場合に、
   前記弾性体は、前記隙間を充填するように、前記規制面、前記円板状部、前記ハウジングの内周面及び前記筒部の外周面の全てに接触した状態に圧縮変形し、
   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１‐３の何れか一項に記載のダンパ装置。
5. 請求項１‐４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。

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