JP2018096410A - ダンパ装置及びステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】保持プレートの形状変更を伴うことなく、弾性体の弾性変形時に簡易形状のハウジングに対するその保持プレートの干渉を回避することが可能なダンパ装置及びステアリング装置を提供する。【解決手段】ダンパ装置は、大径部材と、大径部材に対する対向面が段差の無い平面であるストッパ部を有するハウジングと、衝撃吸収部材と、を備える。衝撃吸収部材は、弾性体と、円筒部及びフランジ部を有する保持プレートと、弾性体とストッパ部との間に配置された環状のリングプレートと、を有する。リングプレートは、ストッパ部が接触し得る、ストッパ部の内径に比して大きくかつ円筒部の外径に比して大きな内径を有する第１プレート部と、第１プレート部に対して弾性体側の軸方向に隣接して配置され、弾性体が接触し得る、第１プレート部の内径に比して大きな内径を有する第２プレート部と、を有する。【選択図】図５

Description

本発明は、ダンパ装置及びステアリング装置に関する。

従来、ダンパ装置を備えたステアリング装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。このダンパ装置は、シャフトに装着されるラックエンドと、ハウジングと、衝撃吸収部材と、を備えている。シャフトは、転舵輪を転舵させるためのステアリング装置を構成する車幅方向に延在する転舵シャフトであって、軸方向に移動し得る軸部材である。ラックエンドは、シャフトの端部に装着され、シャフトの外径に比して大きな外径を有する大径部材である。ハウジングは、シャフトを軸方向に移動可能に保持する筒状の部材である。ハウジングは、ラックエンドの軸方向端面に対して軸方向に対向するストッパ部を有している。ストッパ部は、ラックエンドの軸方向端面が当接し得る当接部であって、シャフトの軸方向への移動範囲ひいては転舵輪の転舵範囲を機械的に規制する規制部である。衝撃吸収部材は、ラックエンドとハウジングのストッパ部との間に配置されており、ラックエンドがストッパ部に当接する際の衝撃を吸収する。

衝撃吸収部材は、弾性体と、エンドプレートと、を有している。弾性体は、円環状に形成されている。弾性体は、軸方向に撓むことが可能な弾性を有しており、例えばゴムや合成樹脂などの弾性材料により構成されている。エンドプレートは、軸方向に延びる円筒部と、円筒部の軸方向一端部から径方向外方に延在し、ラックエンドの軸方向端面が接触し得るフランジ部と、を有する円環部材である。円筒部は、外周面側にて弾性体を保持する。また、フランジ部は、軸方向端面側にて弾性体を保持する。エンドプレートは、例えば金属材料により構成されている。

車両運転者のステアリング操作が最大限まで行われ、或いは、転舵輪が縁石などに乗り上げることなどに起因して転舵輪からシャフトへそのシャフトを軸方向に移動させる過大な力が入力されると、ラックエンドとハウジングとが当接するおそれがある。これに対して、上記の構造によれば、ラックエンドとハウジングとが接触する前にエンドプレートのフランジ部とハウジングのストッパ部との間で弾性体を挟持することができるので、その弾性体の圧縮変形によりステアリング系に加わる衝撃を吸収することができる。

特開２０１６−０９７８４０号公報

ところで、衝撃吸収部材の弾性体をエンドプレートのフランジ部とハウジングのストッパ部との間で圧縮変形させるためには、エンドプレートをラックエンドによりハウジングに接近する軸方向に押圧して変位させることが必要であると共に、更に、その弾性体の圧縮変形量を十分に確保するためには、エンドプレートの最大変位時にエンドプレートの円筒部の軸方向先端がハウジングのストッパ部に干渉するのを回避することが必要である。しかしながら、上記の特許文献１記載のダンパ装置やステアリング装置では、ハウジングが、エンドプレートの円筒部に対して軸方向に対向する形状を有するように形成されているので、エンドプレートが最大変位したときにその円筒部の先端がハウジングに干渉するおそれがある。

そこで、ハウジングへのエンドプレートの干渉を回避させるうえでは、ハウジングの内径側に段差（すなわち、エンドプレートに対して軸方向に隣接する端部に内径が比較的大きな座繰り部としての逃がし部）を設け、ハウジングの、エンドプレートの円筒部の先端に対して軸方向に対向する面をそのエンドプレートから遠ざけることが考えられる。しかしながら、かかる構造では、ハウジングを段差を有するように座繰り加工することが要求されるので、ハウジング加工に手間がかかり、加工コストが高い。

また、ハウジングへのエンドプレートの干渉を回避させるうえでは、衝撃吸収部材のエンドプレートのフランジ部の初期位置を維持したままその円筒部の軸方向長さを短くすることが考えられる。しかしながら、かかる構造では、円筒部の軸方向長さの短縮に起因して、そのエンドプレートに保持される弾性体の容積が変わることでダンパ性能が低下し、或いは、エンドプレートに保持される弾性体が圧縮変形時にシャフト側へ逃げ易くなることで弾性体がシャフトに干渉するなどの不都合が生じ得る。

本発明は、エンドプレートの形状変更を伴うことなく、弾性体の弾性変形時に簡易形状のハウジングに対するそのエンドプレートの干渉を回避することが可能な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。

本発明に係るダンパ装置は、軸方向に移動し得るシャフトに装着され、前記シャフトの外径に比して大きな外径を有する大径部材と、前記シャフトを軸方向に移動可能に保持すると共に、前記大径部材の軸方向端面に対して軸方向に対向する対向面が段差の無い平面であるストッパ部を有する筒状のハウジングと、前記大径部材と前記ストッパ部との間に配置され、前記大径部材の軸方向端面が前記ストッパ部に当接する際の衝撃を吸収する衝撃吸収部材と、を備え、前記衝撃吸収部材は、軸方向への弾性を有する弾性体と、軸方向に延びる円筒部、及び、前記円筒部の軸方向一端部から径方向外方に延在し、前記大径部材の軸方向端面が接触し得るフランジ部を有し、前記弾性体を前記円筒部及び前記フランジ部により保持する保持プレートと、前記弾性体と前記ストッパ部との間に配置され、前記フランジ部との間で前記弾性体を挟持し得る環状のリングプレートと、を有し、前記リングプレートは、前記ストッパ部が接触し得る、前記ストッパ部の内径に比して大きくかつ前記円筒部の外径に比して大きな内径を有する第１プレート部と、前記第１プレート部に対して前記弾性体側の軸方向に隣接して配置され、前記弾性体が接触し得る、前記第１プレート部の内径に比して大きな内径を有する第２プレート部と、を有する。

この構成によれば、リングプレートの第１プレート部がハウジングのストッパ部の内径に比して大きくかつ保持プレートの円筒部の外径に比して大きな内径を有すると共に、第２プレート部がその第１プレート部の内径に比して大きな内径を有するので、弾性体の弾性変形により保持プレートが軸方向に変位しても、その保持プレートの円筒部の軸方向先端がリングプレートに干渉することは回避される。また、ハウジングのストッパ部における大径部材に対して軸方向に対向する対向面が段差の無い平面であると共に、そのハウジングとリングプレートの第１プレート部とで、保持プレートとハウジングとの干渉を回避するための座繰り部が設けられるので、弾性体の弾性変形時に簡易形状のハウジングに対する保持プレートの干渉を回避することができる。更に、このようにハウジングに対する保持プレートの干渉を回避するうえで、その保持プレートの形状変更及び配置変更を行うことは不要である。

また、本発明に係るステアリング装置は、上記のダンパ装置を備え、前記シャフトは、両端部がタイロッドを介して転舵輪に連結される転舵シャフトである。この構成によれば、上記のダンパ装置をステアリング装置に適用することができる。

本発明の一実施形態に係るダンパ装置を備えるステアリング装置の構成図である。 本実施形態のステアリング装置の要部の断面図である。 本実施形態のダンパ装置の断面図である。 本実施形態のダンパ装置が備える衝撃吸収部材の、一部をカットした状態での斜視図である。 本実施形態のダンパ装置が備える衝撃吸収部材の衝撃吸収前の断面図である。 本実施形態のダンパ装置が備える衝撃吸収部材の衝撃吸収時の断面図である。

（１．ステアリング装置２２の構成）
ステアリング装置の構成について、図１及び図２を参照して説明する。ステアリング装置２２は、操舵トルクを電動モータによるアシストトルクにより補助することが可能な車両の電動パワーステアリング装置である。

ステアリング装置２２は、ダンパ装置２０を備えていると共に、操舵機構２４と、転舵機構２６と、操舵補助装置２８と、を備えている。ステアリング装置２２は、転舵シャフトをその転舵シャフトの軸方向Ａに沿って移動させることにより、その転舵シャフトの両端それぞれに連結されている転舵輪を転舵させる装置である。

操舵機構２４は、ステアリングホイール３０と、ステアリングシャフト３２と、を有している。ステアリングホイール３０は、車両運転者による操作可能に車室内に配設されており、回転可能に支持されている。ステアリングホイール３０は、車両運転者の回転操作により回転する。ステアリングホイール３０には、ステアリングシャフト３２の一端部が連結されている。ステアリングシャフト３２は、車体に固定されたハウジング３４に回転可能に保持されている。ステアリングシャフト３２は、ステアリングホイール３０の回転に伴って回転する。ステアリングシャフト３２の他端部には、ラックアンドピニオン機構を構成するピニオン３６が形成されている。

転舵機構２６は、上記ピニオン３６と共にラックアンドピニオン機構を構成するラック３８が形成された転舵シャフト４０を有している。ラック３８は、転舵シャフト４０の何れか一端に偏った位置に設けられている。ステアリングシャフト３２のピニオン３６と転舵シャフト４０のラック３８とは、互いに噛合している。ステアリングシャフト３２は、車両運転者の回転操作によってステアリングホイール３０に加わったトルクを転舵シャフト４０に伝達する。転舵シャフト４０は、車幅方向に延在している。転舵シャフト４０は、ステアリングシャフト３２の回転に伴ってその軸方向Ａすなわち車幅方向に移動する。すなわち、ステアリングシャフト３２の回転は、ラックアンドピニオン機構により転舵シャフト４０の軸方向Ａへの直線移動に変換される。

転舵シャフト４０の両端部には、ボールジョイント４２を介してタイロッド４４が揺動可能に連結されている。タイロッド４４には、ナックルアーム４６を介して転舵輪４８が連結されている。転舵輪４８は、転舵シャフト４０の軸方向Ａへの移動により転舵される。この転舵輪４８の転舵により車両は左右に操舵される。

操舵補助装置２８は、電動モータを駆動源として車両運転者がステアリングホイール３０を回転操作するときの操舵トルクを補助する装置である。操舵補助装置２８は、ボールネジ機構５０と、電動モータ５２と、駆動力伝達機構５４と、を有している。操舵補助装置２８は、電動モータ５２の発生した回転トルクを、駆動力伝達機構５４を介してボールネジ機構５０に伝達すると共に、そのボールネジ機構５０によって転舵シャフト４０を軸方向Ａに直線移動させる力に変換することで、転舵機構２６に転舵輪４８の転舵を補助する補助力を付与する。ステアリング装置２２は、いわゆるラックパラレル型のステアリング装置である。

ボールネジ機構５０は、ボールネジ部５６と、ボールネジナット５８と、を有する。ボールネジ部５６は、転舵シャフト４０の外周面に螺旋状に複数回巻かれて形成された外周溝である。ボールネジ部５６は、転舵シャフト４０の、ラック３８とは異なる位置に設けられており、ラック３８が設けられた一端部とは反対側の他端部に偏った位置に設けられている。ボールネジナット５８は、筒状に形成されており、転舵シャフト４０と同軸に配置されている。ボールネジナット５８は、その内周面に螺旋状に複数回巻かれて形成された内周溝を有している。

ボールネジ部５６の外周溝とボールネジナット５８の内周溝とは、径方向に対向配置されており、両溝間で複数の転動ボール６０が転動する転動路６２を形成する。この転動路６２内には、複数の転動ボール６０が転動可能に配列されている。ボールネジ部５６の外周溝とボールネジナット５８の内周溝とは、複数の転動ボール６０を介して螺合している。転動ボール６０は、ボールネジナット５８に設けられるデフレクタ（図示せず）により無限循環される。

転舵シャフト４０は、軸方向Ａへ移動可能にハウジング３４に挿通されてそのハウジング３４に保持されている。ハウジング３４は、筒状に形成されている。ハウジング３４は、小径部６４と、大径部６６と、を有している。小径部６４は、転舵シャフト４０の外径に比して僅かに大きな内径を有している。小径部６４には、ステアリングシャフト３２が挿通されるステアリングシャフト挿通部６８が連結されている。大径部６６は、小径部６４の内径に比して大きな内径を有している。大径部６６には、ボールネジ機構５０が収容されると共に、駆動力伝達機構５４が収容される。

ハウジング３４の大径部６６とボールネジ機構５０のボールネジナット５８との間には、軸受部６９が介在している。すなわち、ボールネジナット５８は、軸受部６９を介してハウジング３４の大径部６６に回転可能に支持されている。軸受部６９は、ボールベアリングなどにより構成され、例えば複列アンギュラ玉軸受である。

尚、ハウジング３４は、第１ハウジング３４ａと第２ハウジング３４ｂとに転舵シャフト４０の軸方向へ接離可能に構成されていてよい。このハウジング３４の接離部分は、大径部６６である。すなわち、ハウジング３４は、大径部６６において軸方向へ接離可能である。これは、大径部６６にボールネジ機構５０と駆動力伝達機構５４とを収容するためである。第１ハウジング３４ａは、ステアリングシャフト挿通部６８を含むと共に、大径部６６の一部を含む。また、第２ハウジング３４ｂは、大径部６６の残り部分を含む。ハウジング３４の第１ハウジング３４ａと第２ハウジング３４ｂとは、互いに嵌合される。この嵌合は、大径部６６にボールネジ機構５０と駆動力伝達機構５４とが収容された後に行われる。

操舵補助装置２８は、また、トルクセンサ７０と、電子制御ユニット（以下、ＥＣＵと称す。）７２と、を有している。トルクセンサ７０は、ステアリングシャフト３２に配設されている。トルクセンサ７０は、ステアリングシャフト３２の捩れ量に応じた信号を出力する。ＥＣＵ７２及び電動モータ５２は、ハウジング３４の大径部６６近傍に固定されるケース７４に収容されている。ＥＣＵ７２と電動モータ５２とは、ケース７４内において隣接して配設されている。電動モータ５２は、その出力軸が転舵シャフト４０の軸方向Ａに対して平行となるように配置されている。トルクセンサ７０は、電源線及び信号線を纏めたワイヤハーネス７６を介してＥＣＵ７２に電気的に接続されている。トルクセンサ７０の出力信号は、ＥＣＵ７２に供給される。

ＥＣＵ７２は、トルクセンサ７０から入力される信号に基づいてステアリングホイール３０に加わるトルクを検出すると共に、その検出トルクに基づいて電動モータ５２によるアシストトルクを設定して電動モータ５２の出力を制御する。電動モータ５２は、ＥＣＵ７２からの指令に従ってアシストトルクを発生する。電動モータ５２により発生されたアシストトルクは、駆動力伝達機構５４に伝達される。

駆動力伝達機構５４は、入力側が電動モータ５２の出力軸に接続されていると共に、出力側がボールネジナット５８の外周側に接続された構造を有している。具体的には、駆動力伝達機構５４は、駆動プーリ７８と、ベルト８０と、従動プーリ８２と、を有する。駆動プーリ７８は、電動モータ５２の出力軸が挿通される貫通孔を有し、その電動モータ５２の出力軸に連結されている。従動プーリ８２は、ボールネジ機構５０のボールネジナット５８が挿通される貫通孔を有し、そのボールネジナット５８に連結されている。駆動プーリ７８及び従動プーリ８２はそれぞれ、外歯を有する歯付きプーリである。ベルト８０は、内歯を有する歯付きベルトであって、環状のゴム部材である。ベルト８０は、駆動プーリ７８の外歯及び従動プーリ８２の外歯に噛合している。

駆動力伝達機構５４は、駆動プーリ７８と従動プーリ８２との間でベルト８０を介して電動モータ５２の発生する回転トルクを伝達するベルト伝達機構である。ベルト８０は、駆動プーリ７８の回転を従動プーリ８２へ滑りなく伝達する。電動モータ５２から駆動力伝達機構５４にアシストトルクが伝達されると、従動プーリ８２と一体化されたボールネジナット５８が回転駆動されて、複数の転動ボール６０を介して転舵シャフト４０が軸方向Ａに移動される。

上記のステアリング装置２２において、ステアリングホイール３０が操作されると、その操舵トルクがステアリングシャフト３２に伝達され、ピニオン３６とラック３８とからなるラックアンドピニオン機構を介して転舵シャフト４０が軸方向Ａに移動される。また、ステアリングシャフト３２に伝達された操舵トルクは、トルクセンサ７０を用いてＥＣＵ７２に検出される。ＥＣＵ７２は、操舵トルク及び電動モータ５２の回転位置などに基づいて電動モータ５２の出力制御を行う。電動モータ５２は、ＥＣＵ７２からの指令に従ってアシストトルクを発生する。このアシストトルクは、駆動力伝達機構５４及びボールネジ機構５０を介して転舵シャフト４０を軸方向に移動させる駆動力に変換される。

転舵シャフト４０が軸方向に移動されると、ボールジョイント４２、タイロッド４４、及びナックルアーム４６を介して転舵輪４８の向きが変更される。従って、かかるステアリング装置２２によれば、ステアリングシャフト３２への操舵トルクに応じた電動モータ５２によるアシストトルクを転舵シャフト４０の軸方向移動に付与することができるので、運転者がステアリングホイール３０を操作する際の操舵力を軽減することができる。

（２．ダンパ装置２０の構成）
ダンパ装置２０について、図３−図６を参照して説明する。転舵機構２６の転舵シャフト４０には、大径部材８４が装着されている。大径部材８４は、転舵シャフト４０の軸方向両端部それぞれに設けられており、転舵シャフト４０と同軸に連結されている。大径部材８４は、転舵シャフト４０の外径に比して大きな外径を有している。転舵シャフト４０の軸方向端部には、軸方向に向けて開口する凹部８６が形成されている。凹部８６は、内面に雌ネジが形成された雌ネジ部である。大径部材８４の軸方向端部には、軸方向に向けて突出する凸部８８が形成されている。凸部８８は、外面に雄ネジが形成された雄ネジ部である。大径部材８４は、凸部８８が転舵シャフト４０の凹部８６に螺合されることにより、転舵シャフト４０と連結される。

大径部材８４の軸方向両端部にはそれぞれ、軸方向に向けて開口する開口部９０が形成されている。開口部９０は、凸部８８が設けられた軸方向端部とは反対側の軸方向端部に設けられた略球状の孔である。開口部９０は、その孔中心が転舵シャフト４０の軸中心Ｃに一致するように配置されている。開口部９０には、ボールジョイント４２を構成するボールスタッド９２のボール先端が収容されている。ボールスタッド９２は、そのボール先端が開口部９０に緩衝材９４を介して収容されつつ回動自在である。

ハウジング３４の軸方向両端部にはそれぞれ、大径部材８４を収容する大径収容部９６が形成されている。大径収容部９６は、大径部材８４の外径に比して大きな径を有するように形成されている。ハウジング３４は、ストッパ部９８を有している。ストッパ部９８は、ハウジング３４の円筒内面から径方向内方に延びており、円環状に形成されている。ストッパ部９８は、大径収容部９６を形成するための壁部材である。ストッパ部９８の軸中心には、転舵シャフト４０が貫通する貫通孔が設けられている。ストッパ部９８は、転舵シャフト４０の外径に比して大きな内径を有している。ストッパ部９８は、大径部材８４の軸方向端面８４ａに対して軸方向に対向するストッパ面（すなわち対向面）９８ａを有している。ストッパ面９８ａは、段差の無い平面であって、ストッパ部９８は、段差の無い平面壁である。

ダンパ装置２０は、転舵シャフト４０の軸方向移動に伴って大径部材８４の軸方向端面８４ａがハウジング３４のストッパ部９８のストッパ面９８ａに当接する際の衝撃を吸収するための装置であって、その衝撃吸収により駆動力伝達機構５４のベルト８０の歯とびなどを防止する装置である。ダンパ装置２０は、大径部材８４と、ハウジング３４と、衝撃吸収部材１００と、を備えている。衝撃吸収部材１００は、弾性体１０２と、保持プレート１０４と、リングプレート１０６と、を有している。

弾性体１０２は、所定の径方向厚さを有する略円筒形状に形成された部材である。弾性体１０２は、軸方向Ａへの弾性を有している。弾性体１０２は、弾性を有する材料であれば、架橋ゴム、熱硬化性又は熱可塑性を有する合成樹脂系エラストマー等の材料を用いて成形されている。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などがある。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、フッ素ゴムなどがある。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がある。尚、弾性体１０２の耐熱性、耐寒性、耐候性の観点からは、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、ブチルゴム、エチレン−プロピレンゴムなどを用いることが好適であり、また、弾性体の耐油性の観点からは、極性基を有するアクリロニトリル−ブタジエンゴム、クロロプレンゴムなどを用いることが好適である。

保持プレート１０４は、弾性体１０２を保持するプレート部材であって、略円筒形状に形成された部材である。保持プレート１０４は、鉄などの金属により成形されている。保持プレート１０４は、軸方向Ａに延びる円筒部１１０と、円筒部１１０の軸方向一端部から径方向外方に延在するフランジ部１１２と、を有し、円筒部１１０とフランジ部１１２とが一体となって断面Ｌ字状に形成されている。保持プレート１０４は、円筒部１１０及びフランジ部１１２により弾性体１０２を保持する。

円筒部１１０は、その内周面が転舵シャフト４０の外周面に対向し、その転舵シャフト４０が挿通される貫通孔が形成されている部位である。円筒部１１０は、弾性体１０２の内径と略同じかつハウジング３４のストッパ部９８の内径と略同じ外径を有していると共に、転舵シャフト４０の外径に比して大きな内径を有している。円筒部１１０の軸方向先端と、ハウジング３４のストッパ部９８とは、互いに軸方向に対向している。

フランジ部１１２は、円筒部１１０の軸方向端部のうちハウジング３４のストッパ部９８から遠い側の軸方向端部に設けられている。フランジ部１１２は、そのフランジ面が大径部材８４の軸方向端面８４ａに対向しており、その大径部材８４の軸方向端面８４ａが接触し得る部位である。フランジ部１１２と大径部材８４の軸方向端面８４ａとは、転舵シャフト４０の軸方向Ａへの通常移動域では図５に示す如く互いに接触せずに離間しており、転舵シャフト４０の軸方向Ａへの移動量が所定量に達した場合に互いに接触する。フランジ部１１２は、ハウジング３４の内径と略同じ或いはその内径に比して僅かに小さな外径を有している。フランジ部１１２の径方向幅は、弾性体１０２の径方向幅に略一致している。

弾性体１０２は、保持プレート１０４の円筒部１１０及びフランジ部１１２に接着されて、保持プレート１０４に一体化されている。保持プレート１０４は、フランジ部１１２において大径部材８４の軸方向端面８４ａが接触して軸方向Ａに押圧されることにより衝撃力を受けて、弾性体１０２にフランジ部１１２とハウジング３４のストッパ部９８との挟持による圧縮力を加えながら衝撃を伝達する。

保持プレート１０４の円筒部１１０は、弾性体１０２が無変形状態にあるときにその円筒部１１０の軸方向他端とハウジング３４のストッパ部９８のストッパ面９８ａとが所定間隔Ｄを空けるように形成配置されている。この所定間隔Ｄは、弾性体１０２が想定される最大圧縮力で軸方向Ａに圧縮変形した際の最大圧縮代Ｘよりも大きくなるように設定されている。円筒部１１０は、弾性体１０２の径方向内方への弾性変形を規制して、その弾性体１０２が転舵シャフト４０に干渉するのを防止する機能を有している。

弾性体１０２は、保持プレート１０４の円筒部１１０の軸方向他端よりもその軸方向他方へ向けて突出しており、転舵シャフト４０側に露出している。弾性体１０２の軸方向他端部の内径側には、テーパ状の拡径部１１４が形成されている。拡径部１１４は、弾性体１０２が軸方向Ａに圧縮変形した際に保持プレート１０４の円筒部１１０の軸方向他端とハウジング３４のストッパ部９８のストッパ面９８ａとの間から径方向内方へはみ出さないようにするために設けられている。

弾性体１０２は、弾性体１０２本体の外周面から径方向外方に向けて突出する凸部１１６を有している。凸部１１６は、弾性体１０２の軸方向他端部に設けられている。凸部１１６は、弾性体１０２の外周面において円環状に形成され、或いは、周方向に等間隔で複数配置されている。ハウジング３４の大径収容部９６には、弾性体１０２の凸部１１６が収容される凹部１１８が形成されている。弾性体１０２の凸部１１６とハウジング３４の凹部１１８とは、両者の嵌合により弾性体１０２ひいては保持プレート１０４を軸方向において位置決めする機能を有している。

ハウジング３４の大径収容部９６の内周面は、弾性体１０２本体の外径に略一致する内径を有する第１内周面１１９−１と、弾性体１０２の凸部１１６の外径に略一致する内径を有する第２内周面１１９−２と、を有する。第２内周面１１９−２の内径は、第１内周面１１９−１の内径に比して大きい。

尚、凸部１１６は、弾性体１０２が軸方向Ａに圧縮変形した際に過大な力がハウジング３４の凹部１１８に作用しないように、テーパ状に形成されていてよい。この際、弾性体１０２は、リングプレート１０６の後述する第２プレート部１２４の径方向外面に接する部位から軸方向Ａに対して傾斜するように形成されてもよく、また、ハウジング３４の凹部１１８に嵌る部位のみ軸方向Ａに対して傾斜するように形成されてもよい。

また、弾性体１０２の軸方向他端部には、軸方向に向けて開口する開口溝１２０が形成されている。開口溝１２０は、弾性体１０２の軸方向端面において円環状に形成された溝である。開口溝１２０は、拡径部１１４と凸部１１６との間の略径方向中間に配置されている。すなわち、弾性体１０２の凸部１１６は、開口溝１２０の径方向外方に位置している。

リングプレート１０６は、弾性体１０２とハウジング３４のストッパ部９８との軸方向間に配置される、略円環状に形成されるプレート部材である。リングプレート１０６は、鉄などの金属により成形されている。尚、リングプレート１０６は、弾性体１０２に接着されて固定されていてよい。この場合、弾性体１０２がゴム材料で成形されていれば、リングプレート１０６と弾性体１０２とは加硫接着されていてよい。また、リングプレート１０６は、弾性体１０２と共にインサート成形されていてよい。リングプレート１０６は、ハウジング３４のストッパ部９８に支持されながら、保持プレート１０４のフランジ部１１２との間で弾性体１０２を挟持し得る環状部材である。

リングプレート１０６は、その軸方向長さが、弾性体１０２の無変形状態における保持プレート１０４の円筒部１１０の軸方向他端とハウジング３４のストッパ部９８のストッパ面９８ａとの所定間隔Ｄに比して大きくなるように形成されている。尚、リングプレート１０６は、その軸方向長さが、その弾性体１０２の無変形状態における所定間隔Ｄに比して小さいが、弾性体１０２が軸方向Ａに圧縮変形したときにおける間隔に比して大きくなるように形成されていてよい。

リングプレート１０６は、第１プレート部１２２と、第２プレート部１２４と、を有している。第１プレート部１２２は、ハウジング３４のストッパ部９８に対して軸方向に隣接して配置された、そのストッパ部９８のストッパ面９８ａが接触し得る環状プレートである。第２プレート部１２４は、第１プレート部１２２に対して弾性体１０２側の軸方向に隣接して配置されている。第２プレート部１２４は、弾性体１０２に対して軸方向に隣接して配置された、その弾性体１０２が接触し得る環状プレートである。第１プレート部１２２と第２プレート部１２４とは、一体で成形された一体部材である。このため、リングプレート１０６の部品点数が削減されると共に、リングプレート１０６の組み付け性が向上する。

第１プレート部１２２は、ハウジング３４の大径収容部９６の第１内周面１１９−１の内径と同じ或いは僅かに小さな外径を有している。第１プレート部１２２の外周面とハウジング３４の第１内周面１１９−１の内周面とは、互いにほとんど隙間なく対向している。この第１プレート部１２２の外径は、弾性体１０２本体の外径と略同じである。第１内周面１１９−１は、第１プレート部１２２の径方向への移動を規制する機能を有する。

第１プレート部１２２は、ハウジング３４のストッパ部９８の内径に比して大きな内径を有している。この第１プレート部１２２の内径は、保持プレート１０４の円筒部１１０の外径に比して大きい。このため、弾性体１０２の圧縮変形により保持プレート１０４が軸方向Ａに変位しても、その保持プレート１０４の円筒部１１０の軸方向先端が第１プレート部１２２に干渉することは回避される。

第１プレート部１２２は、軸方向Ａに所定厚さを有している。この第１プレート部１２２の軸方向Ａへの所定厚さは、弾性体１０２が最大圧縮代Ｘだけ変形したときにも保持プレート１０４の円筒部１１０の軸方向先端がハウジング３４のストッパ部９８に干渉することが回避されるように設定されている。

第２プレート部１２４は、弾性体１０２の開口溝１２０の大きさに合致する大きさを有しており、その開口溝１２０の径方向幅と略同じ径方向幅を有していると共に、その開口溝１２０の軸方向幅と略同じ軸方向厚さを有している。第２プレート部１２４の軸方向Ａへの軸方向厚さは、凸部１１６及び拡径部１１４の応力変形を抑えて保護するのに必要な大きさであって、かつ、リングプレート１０６全体の軸方向長さが弾性体１０２の無変形状態における上記所定間隔Ｄに比して大きくなるのに必要な大きさに設定されている。第２プレート部１２４は、弾性体１０２の開口溝１２０に嵌合される。第２プレート部１２４は、弾性体１０２の凸部１１６を介してハウジング３４の大径収容部９６の凹部１１８に径方向で対向する。

第２プレート部１２４は、第１プレート部１２２の外径に比して小さくかつハウジング３４の大径収容部９６の第２内周面１１９−２の内径に比して小さな外径を有している。第２プレート部１２４の外周面とハウジング３４の第１内周面１１９−１の内周面とは、互いに隙間空間を空けて対向している。この隙間空間には、凸部１１６を含む弾性体１０２が収容される。この第２プレート部１２４の外径は、弾性体１０２の外径に比して小さい。第２内周面１１９−２は、第２プレート部１２４との間に凸部１１６を含む弾性体１０２を収容する空間を形成する。第２プレート部１２４は、第１プレート部１２２の内径に比して大きな内径を有している。

リングプレート１０６は、その外周側において第１プレート部１２２と第２プレート部１２４とにより段差が形成されると共に、その内周側において第１プレート部１２２と第２プレート部１２４とにより段差が形成された部材である。第２プレート部１２４の径方向外方には、弾性体１０２の凸部１１６及びその凸部１１６に連続する部位が配置されている。第２プレート部１２４の径方向内方には、弾性体１０２の拡径部１１４が配置されている。

上記構造を有するダンパ装置２０においては、転舵シャフト４０の軸方向Ａへの移動量が所定量に達すると、まず、その転舵シャフト４０の軸方向端部に装着された大径部材８４の軸方向端面８４ａが衝撃吸収部材１００の保持プレート１０４のフランジ部１１２に接触して、その後、大径部材８４から保持プレート１０４のフランジ部１１２へ大きな衝撃力が付与される。

上記の衝撃力がフランジ部１１２に付与されると、保持プレート１０４がハウジング３４のストッパ部９８に近づく軸方向Ａへ押圧されて移動する。この際、弾性体１０２は、その軸方向Ａへ押圧されて、ストッパ部９８に保持されているリングプレート１０６と保持プレート１０４のフランジ部１１２とにより挟持されつつ、逃げ場を求めて隙間空間を埋めるように径方向内方や径方向外方へ向けて変形する。

そして、最終的には、弾性体１０２は、図６に示す如く、ハウジング３４の大径収容部９６、保持プレート１０４の円筒部１１０及びフランジ部１１２、並びにリングプレート１０６により囲まれる空間内でそれらの接触面を全方位へ押圧しながら圧縮変形し、保持プレート１０４のフランジ部１１２が軸方向Ａに最大圧縮代Ｘだけ変位した後の上記空間内で充満された状態となる。このため、大径部材８４から衝撃吸収部材１００の保持プレート１０４に付与された衝撃力は、弾性体１０２の弾性変形の作用により吸収される。

弾性体１０２は、上記空間内で充満された状態では、軸方向Ａにおける弾性率が急激に高まる。弾性体１０２が無変形状態にあるとき、保持プレート１０４の円筒部１１０の軸方向他端とハウジング３４のストッパ部９８のストッパ面９８ａとは、上記最大圧縮代Ｘよりも大きい所定間隔Ｄを空けて配置されている。このため、弾性体１０２の弾性変形及び衝撃吸収部材１００による衝撃吸収を、保持プレート１０４の円筒部１１０がハウジング３４のストッパ部９８と干渉することなくそのストッパ部９８に対して非接触状態を維持したまま、実現することができる。

また、弾性体１０２の内部に発生する応力は、主に弾性体１０２の本体で発生して、ハウジング３４の大径収容部９６、保持プレート１０４の円筒部１１０及びフランジ部１１２、並びにリングプレート１０６に付与される。一方、弾性体１０２の凸部１１６は、開口溝１２０の径方向外方に配置されているので、弾性体１０２の本体内で上昇した応力はリングプレート１０６の第２プレート部１２４に遮られてその凸部１１６に伝わり難い。このため、弾性体１０２の凸部１１６の応力はあまり大きくならないので、その凸部１１６が破壊されるのを抑えることができ、弾性体１０２の耐久性を向上させることができる。

また、弾性体１０２の拡径部１１４は、開口溝１２０の径方向内方に配置されているので、弾性体１０２の本体内で上昇した応力はリングプレート１０６の第２プレート部１２４に遮られてその拡径部１１４に伝わり難い。このため、弾性体１０２の拡径部１１４の応力はあまり大きくならず、弾性体１０２の肉片の移動がリングプレート１０６に遮られるので、弾性体１０２の一部が保持プレート１０４とハウジング３４のストッパ部９８との間から径方向内方へはみ出すのを防止することができ、その間に噛み込まれるのを回避することができる。

また、衝撃吸収部材１００のリングプレート１０６は、弾性体１０２に対して軸方向に隣接して配置され、その開口溝１２０に嵌ってその弾性体１０２が接触する第２プレート部１２４と、ハウジング３４のストッパ部９８に対して軸方向に隣接して配置され、そのストッパ部９８のストッパ面９８ａが接触する第１プレート部１２２と、を有している。そして、第１プレート部１２２の内径は、第２プレート部１２４の内径に比して小さいが、ハウジング３４のストッパ部９８の内径に比して大きい。このため、弾性体１０２が弾性変形する過程で、保持プレート１０４の円筒部１１０がハウジング３４のストッパ部９８と干渉することは回避されると共に、その円筒部１１０がリングプレート１０６と干渉することは回避される。

尚、弾性体１０２の弾性変形時に保持プレート１０４の円筒部１１０の干渉を回避するうえでは、リングプレート１０６の第１プレート部１２２の部位をハウジング３４の一部としてハウジング３４と一体化し、ハウジング３４の形状をストッパ部９８のストッパ面９８ａに段差を設けた形状とする構造が考えられる。しかし、かかる構造では、ハウジング３４を段差を有するように座繰り加工することが要求されるので、ハウジング加工に手間がかかり、加工コストが高い。

これに対して、本実施形態において、ハウジング３４のストッパ部９８は段差の無い平面壁であって、そのストッパ面９８ａは段差の無い平面である。また、リングプレート１０６は、その第１プレート部１２２の内径がハウジング３４のストッパ部９８の内径に比して大きくなるように形成されている。このため、ハウジング３４を加工するうえで段差が設けられるように座繰り加工することは不要であるので、ハウジング３４の形状を特にストッパ部９８にて段差の無い簡易形状とすることができ、ハウジング３４の加工工数の削減及びその加工コストの削減を図ることができる。

また、弾性体１０２の弾性変形時に保持プレート１０４の円筒部１１０をハウジング３４のストッパ部９８やリングプレート１０６の第１プレート部１２２と干渉させないためには、保持プレート１０４のフランジ部１１２の初期配置位置を維持したままその円筒部１１０の軸方向長さを短くする構造、或いは、保持プレート１０４の初期配置位置をストッパ部９８側からより離れた位置とする構造が考えられる。しかし、かかる構造では、保持プレート１０４に保持される弾性体１０２の容積が変わることでダンパ性能が低下し、或いは、保持プレート１０４に保持される弾性体１０２が圧縮変形時に転舵シャフト４０側へ逃げ易くなることでその転舵シャフト４０に干渉するなどの不都合が生じ得る。

これに対して、本実施形態において、リングプレート１０６は、上述の如く、その第１プレート部１２２の内径がハウジング３４のストッパ部９８の内径に比して大きくなるように形成されている。すなわち、リングプレート１０６の第１プレート部１２２とハウジング３４のストッパ部９８とで、保持プレート１０４の円筒部１１０の軸方向他端の干渉を回避するための座繰り部が設けられる。このため、保持プレート１０４のフランジ部１１２の初期配置位置を維持したままその円筒部１１０の軸方向長さを短くすることは不要であると共に、保持プレート１０４の初期配置位置をストッパ部９８側からより離れた位置とすることは不要である。

更に、リングプレート１０６は、第２プレート部１２４の内径が第１プレート部１２２の内径に比して大きく、両プレート部１２２，１２４により段差が形成された部材である。弾性体１０２の拡径部１１４は第２プレート部１２４の径方向内側に嵌合しており、上記の段差にはその拡径部１１４が配置されている。このため、第２プレート部１２４の内径が第１プレート部１２２の内径と同じである段差の無い対比構造に比べて、弾性体１０２の容積を確保することができると共に、弾性体１０２の弾性変形時における逃げ場を確保することができる。

従って、本実施形態によれば、保持プレート１０４の形状変更及び配置変更を伴うことなく、弾性体１０２の弾性変形時にストッパ部９８のストッパ面９８ａを段差の無い平面とした簡易形状のハウジング３４に対してその保持プレート１０４の円筒部１１０が干渉するのを回避することができる。

以上、説明したことから明らかなように、ダンパ装置２０は、軸方向に移動し得る転舵シャフト４０に装着され、転舵シャフト４０の外径に比して大きな外径を有する大径部材８４と、転舵シャフト４０を軸方向に移動可能に保持すると共に、大径部材８４の軸方向端面８４ａに対して軸方向に対向する対向面が段差の無い平面であるストッパ部９８を有する筒状のハウジング３４と、大径部材８４とストッパ部９８との間に配置され、大径部材８４の軸方向端面８４ａがストッパ部９８に当接する際の衝撃を吸収する衝撃吸収部材１００と、を備える。衝撃吸収部材１００は、軸方向への弾性を有する弾性体１０２と、軸方向に延びる円筒部１１０、及び、円筒部１１０の軸方向一端部から径方向外方に延在し、大径部材８４の軸方向端面８４ａが接触し得るフランジ部１１２を有し、弾性体１０２を円筒部１１０及びフランジ部１１２により保持する保持プレート１０４と、弾性体１０２とストッパ部９８との間に配置され、フランジ部１１２との間で弾性体１０２を挟持し得る環状のリングプレート１０６と、を有する。リングプレート１０６は、ストッパ部９８が接触し得る、ストッパ部９８の内径に比して大きくかつ円筒部１１０の外径に比して大きな内径を有する第１プレート部１２２と、第１プレート部１２２に対して弾性体１０２側の軸方向に隣接して配置され、弾性体１０２が接触し得る、第１プレート部１２２の内径に比して大きな内径を有する第２プレート部１２４と、を有する。

この構成によれば、リングプレート１０６の第１プレート部１２２がハウジング３４のストッパ部９８の内径に比して大きくかつ保持プレート１０４の円筒部１１０の外径に比して大きな内径を有すると共に、第２プレート部１２４がその第１プレート部１２２の内径に比して大きな内径を有するので、弾性体１０２の弾性変形により保持プレート１０４が軸方向Ａに変位しても、その保持プレート１０４の円筒部１１０の軸方向先端がリングプレート１０６に干渉することは回避される。また、ハウジング３４のストッパ部９８における大径部材８４に対して軸方向に対向する対向面が段差の無い平面であると共に、そのハウジング３４とリングプレート１０６の第１プレート部１２２とで、保持プレート１０４とハウジング３４との干渉を回避するための座繰り部が設けられるので、弾性体１０２の弾性変形時に簡易形状のハウジング３４に対する保持プレート１０４の干渉を回避することができる。更に、このようにハウジング３４に対する保持プレート１０４の干渉を回避するうえで、その保持プレート１０４の形状変更及び配置変更を行うことは不要である。

ダンパ装置２０において、第１プレート部１２２と第２プレート部１２４とは、一体部材である。この構成によれば、リングプレート１０６の部品点数を削減すると共に、リングプレート１０６の組み付け性を向上させることができる。

ダンパ装置２０において、第２プレート部１２４の外径は、第１プレート部１２２の外径に比して小さい。この構成によれば、第２プレート部１２４の径方向外側に弾性体１０２を配置する空間を形成することができる。

ダンパ装置２０において、弾性体１０２は、径方向外方に向けて突出する凸部１１６を有し、ハウジング３４の内周面は、第１プレート部１２２の外周面に対向し、第１プレート部１２２の径方向移動を規制する第１内周面１１９−１と、第２プレート部１２４の外周面に対向し、第２プレート部１２４との間に凸部１１６を収容する空間を形成する第２内周面１１９−２と、を有する。この構成によれば、ハウジング３４の第１内周面１１９−１により第１プレート部１２２の径方向移動を規制することができると共に、ハウジング３４の第２内周面１１９−２と第２プレート部１２４との間に形成される空間に弾性体１０２の凸部１１６を収容することができるので、弾性体１０２の軸方向Ａへの抜け止めを確保することができると共に、衝撃吸収部材１００の衝撃吸収機能を向上させることができる。

ダンパ装置２０は、ステアリング装置２２に設けられ、転舵シャフト４０は、両端部がタイロッド４４を介して転舵輪４８に連結される。この構成によれば、ステアリング装置２２の転舵シャフト４０の軸方向Ａへの移動に伴って、衝撃吸収部材１００の保持プレート１０４の円筒部１１０の軸方向先端がリングプレート１０６に干渉することは回避される。すなわち、衝撃吸収能力に優れたダンパ装置２０を、高い耐久性が要求される自動車などのステアリングに適用することができる。

ところで、上記の実施形態においては、リングプレート１０６の第１プレート部１２２と第２プレート部１２４とが一体で成形された一体部材である。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、リングプレート１０６の第１プレート部１２２と第２プレート部１２４とが別体で成形された別体部材であってもよい。かかる変形形態の構造においては、第１プレート部１２２と第２プレート部１２４とを別々に組み付けることができると共に、上記実施形態と略同様の効果を得ることができる。

また、上記の実施形態においては、リングプレート１０６の第１プレート部１２２の外径がハウジング３４の大径収容部９６の第１内周面１１９−１の内径と同じ或いは僅かに小さい。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、第１プレート部１２２の外径がハウジング３４の大径収容部９６の第１内周面１１９−１の内径に比して小さくてもよい。かかる変形形態では、凸部１１６の寸法を維持しつつ、上記実施形態と略同様の効果を得ることができる。

また、上記の実施形態においては、リングプレート１０６の第２プレート部１２４の外径が第１プレート部１２２の外径に比して小さい。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、第１プレート部１２２の外径を第２プレート部１２４の外径と同じとしてもよい。かかる変形形態でも、上記実施形態と略同様の効果を得ることができる。

尚、本発明は、上述した実施形態や変形例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更を施すことが可能である。

２０：ダンパ装置、２２：ステアリング装置、３４：ハウジング、４０：転舵シャフト、４４：タイロッド、４８：転舵輪、８４：大径部材、８４ａ：軸方向端面、９８：ストッパ部、１００：衝撃吸収部材、１０２：弾性体、１０４：保持プレート、１０６：リングプレート、１１０：円筒部、１１２：フランジ部、１１４：拡径部、１１６：凸部、１１８：凹部、１１９−１：第１内周面、１１９−２：第２内周面、１２０：開口溝、１２２：第１プレート部、１２４：第２プレート部。

Claims (6)

1. 軸方向に移動し得るシャフトに装着され、前記シャフトの外径に比して大きな外径を有する大径部材と、
   前記シャフトを軸方向に移動可能に保持すると共に、前記大径部材の軸方向端面に対して軸方向に対向する対向面が段差の無い平面であるストッパ部を有する筒状のハウジングと、
   前記大径部材と前記ストッパ部との間に配置され、前記大径部材の軸方向端面が前記ストッパ部に当接する際の衝撃を吸収する衝撃吸収部材と、
   を備え、
   前記衝撃吸収部材は、
   軸方向への弾性を有する弾性体と、
   軸方向に延びる円筒部、及び、前記円筒部の軸方向一端部から径方向外方に延在し、前記大径部材の軸方向端面が接触し得るフランジ部を有し、前記弾性体を前記円筒部及び前記フランジ部により保持する保持プレートと、
   前記弾性体と前記ストッパ部との間に配置され、前記フランジ部との間で前記弾性体を挟持し得る環状のリングプレートと、
   を有し、
   前記リングプレートは、
   前記ストッパ部が接触し得る、前記ストッパ部の内径に比して大きくかつ前記円筒部の外径に比して大きな内径を有する第１プレート部と、
   前記第１プレート部に対して前記弾性体側の軸方向に隣接して配置され、前記弾性体が接触し得る、前記第１プレート部の内径に比して大きな内径を有する第２プレート部と、
   を有する、ダンパ装置。
2. 前記第１プレート部と前記第２プレート部とは、一体部材である、請求項１に記載のダンパ装置。
3. 前記第１プレート部と前記第２プレート部とは、別体部材である、請求項１に記載のダンパ装置。
4. 前記第２プレート部の外径は、前記第１プレート部の外径に比して小さい、請求項１乃至３の何れか一項に記載のダンパ装置。
5. 前記弾性体は、径方向外方に向けて突出する凸部を有し、
   前記ハウジングの内周面は、
   前記第１プレート部の外周面に対向し、前記第１プレート部の径方向移動を規制する第１内周面と、
   前記第２プレート部の外周面に対向し、前記第２プレート部との間に前記凸部を収容する空間を形成する第２内周面と、
   を有する、請求項４に記載のダンパ装置。
6. 請求項１乃至５の何れか一項に記載のダンパ装置を備え、
   前記シャフトは、両端部がタイロッドを介して転舵輪に連結される転舵シャフトである、ステアリング装置。

Images