JP6686574B2 - ダンパ装置およびステアリング装置 - Google Patents

Description

本発明は、ダンパ装置およびステアリング装置に関するものである。

ダンパ装置は、例えば車両のステアリング装置に適用される。ステアリング装置は、タイロッドを介して転舵輪に連結されるシャフトを軸線方向に往復移動させることにより、車両の転舵輪の向きを変える。シャフトが可動範囲の端部まで移動されると、ハウジングに対するシャフトの相対移動を物理的に規制する「エンド当て」が発生する。ダンパ装置は、特許文献１，２に示すように、軸線方向におけるシャフトとハウジングとの間に配置される衝撃吸収部材によって、エンド当てに伴って発生する衝撃を吸収する。

特開２０１２−３５７１３号公報 特開２０１５−１２８９８１号公報

ダンパ装置の衝撃吸収部材は、軸線方向の弾性を有する弾性体が用いられ、エンド当て後のシャフトの移動距離（ストローク）に応じた弾性力がシャフトに付与されるように構成される。ここで、シャフトに過大な軸力が入力された場合でもシャフトの移動を所定のストローク以下で規制するためには、弾性体のばね定数は大きい方が好ましい。しかしながら、弾性体のばね定数が高く設定されるほど衝撃の吸収性が低下し、エンド当てによりシャフトおよびステアリング装置の内部機構が急停止し、同内部機構に大荷重が加えられるおそれがある。

また、ステアリング装置には、転舵輪とタイヤハウスカバー等との干渉が発生しないように、最大転舵角に対応するシャフトの可動範囲が予め定められることがある。しかしながら、ダンパ装置における衝撃吸収部材の弾性体が経年劣化等すると、エンド当てが発生する軸線方向の位置が変動し、結果としてシャフトの可動範囲が拡がるおそれがある。そのため、ダンパ装置およびステアリング装置には、シャフトの可動範囲が維持されることが求められる。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、衝撃の吸収性を維持しつつ、シャフトの可動範囲を維持可能なダンパ装置およびステアリング装置を提供することを目的とする。

請求項１に係るダンパ装置は、軸部と、前記軸部より大径に形成された大径部とを有するシャフトと、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、前記大径部と軸線方向に対向する位置に規制部を形成されたハウジングと、前記大径部と前記規制部との間に配置され、前記ハウジングに対して前記シャフトが可動範囲の端部まで相対移動された場合に前記シャフトの相対移動を規制するとともに、当該規制に伴って発生する衝撃を吸収する衝撃吸収部材と、を備える。
前記衝撃吸収部材は、前記規制部に対して前記大径部が軸線方向の規定位置まで相対移動した場合に、前記大径部および前記規制部のうち一方の部材である一方部材と接触する衝撃受部材と、軸線方向の弾性を有するばねであって、前記大径部および前記規制部のうち他方の部材である他方部材と前記衝撃受部材との間に軸線方向に予め圧縮された状態で配置され、前記大径部が前記規定位置を超えて前記規制部側に相対移動した場合に前記衝撃受部材を介して前記一方部材を軸線方向に付勢する予圧縮ばねと、前記他方部材と前記衝撃受部材との間に配置され、ゴム材料また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、を備える。前記弾性体は、前記大径部が前記規定位置を超えて前記規制部側に相対移動した場合に変形し、前記シャフトの相対移動を規制するとともに衝撃を吸収する。

請求項６に係るステアリング装置は、本発明のダンパ装置と、両端部がタイロッドを介して転舵輪に連結されるととも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有する前記シャフトと、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。

請求項１に係る発明の構成によると、衝撃吸収部材を構成する予圧縮ばねは、所定荷重により予め圧縮された状態で配置され、衝撃受部材を一方部材側へ常に付勢した状態を維持される。これにより、ダンパ装置に付与される軸線方向の荷重が予圧縮ばねを圧縮する所定荷重よりも小さい場合には、衝撃受部材は、予圧縮ばねの弾性力によって軸線方向への変位が抑制される。これにより、エンド当てが発生する軸線方向の位置の変動が防止され、シャフトの可動範囲が適正に維持される。
また、衝撃吸収部材の予圧縮ばねは、シャフトの大径部が規定位置を超えて規制部側に相対移動した場合、即ち所定荷重よりも大きい荷重がダンパ装置に付与された場合には、衝撃受部材を介して一方部材を軸線方向に付勢する。このとき、エンド当て後のシャフトのストロークに応じた弾性力に加えて、予圧縮ばねが予め圧縮された長さに応じた弾性力をもって一方部材が付勢される。このような構成により、予圧縮ばねのばね定数、および予圧縮量を適宜調整して、衝撃の吸収性を維持しつつ、シャフトの移動を確実に規制することができる。

請求項６に係る発明の構成によると、ステアリング装置は、本発明のダンパ装置を備える。ステアリング装置には、転舵輪とタイヤハウスカバー等との干渉が発生しないように、シャフトの可動範囲が予め定められ、この可動範囲が経年により変動しないことが求められる。また、ステアリング装置の転舵シャフトには、転舵輪が縁石に衝突するなどして、過大な軸力が入力されることがあり、特にシャフトの移動を確実に規制することが求められる。よって、このようなステアリング装置に、転舵シャフトの可動範囲の維持が可能であり、衝撃の吸収性が高く且つ転舵シャフトの移動を規制可能な本発明のダンパ装置を適用することは特に有用である。

実施形態におけるダンパ装置を備えるステアリング装置の全体を示す概略図である。 図１におけるダンパ装置の構成を示す断面図である。 エンド当て前のダンパ装置を拡大して示す断面図である。 エンド当て後のダンパ装置を拡大して示す断面図である。 エンド当て後にダンパ装置に加えられる荷重と大径部のシャフトのストロークとの関係を示すグラフである。 実施形態の変形態様におけるユニット化されたダンパ装置の構成を拡大して示す断面図である。 実施形態の変形態様におけるストッパ部材のタイプが異なるダンパ装置の構成を拡大して示す断面図である。

以下、本発明のダンパ装置およびステアリング装置について、図面を参照しつつ説明する。本実施形態において、ダンパ装置が車両のステアリング装置に適用された態様を例示する。

＜実施形態＞
（ステアリング装置１０の構成）
ステアリング装置１０は、車両の転舵輪７０に連結される転舵シャフト２０を軸線方向Ａ（図１の左右方向）に往復移動させることにより、転舵輪７０の向きを変える。ステアリング装置１０は、図１に示すように、ステアリングホイール１１と、ステアリングシャフト１２と、ボールスタッド１３と、タイロッド１４と、ブーツ１５と、トルク検出装置１６と、転舵シャフト２０と、操舵補助機構３０と、ハウジング４０と、ダンパ装置５０とを備える。

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、車室内において回転可能に支持される。ステアリングシャフト１２は、運転者の操作によってステアリングホイール１１に加えられるトルクを転舵シャフト２０に伝達する。ステアリングシャフト１２の転舵シャフト２０側の端部には、ラックアンドピニオン機構を構成するピニオン１２ａが形成される。

転舵シャフト２０（本発明の「シャフト」に相当する）は、軸線方向Ａに延伸する軸部２１を有する。軸部２１は、軸線方向Ａに沿って直線的に往復移動可能にハウジング４０に支持される。軸部２１には、ラック２２が形成されている。ラック２２は、ステアリングシャフト１２のピニオン１２ａに噛合し、ピニオン１２ａとともにラックアンドピニオン機構を構成する。このラックアンドピニオン機構は、ステアリング装置１０の用途等に基づいて、ステアリングシャフト１２と転舵シャフト２０との間で伝達可能な最大軸力が設定されている。

また、軸部２１には、ラック２２とは異なる位置にボールねじ部２３が形成されている。ボールねじ部２３は、後述する操舵補助機構３０のナット３３とともにボールねじ機構を構成し、操舵補助機構３０により操舵補助力を伝達される。転舵シャフト２０は、軸部２１の両端部に大径部２４を有する。大径部２４は、軸部２１より大径に形成される。大径部２４は、ボールスタッド１３の一端を揺動可能に支持する。転舵シャフト２０は、後述するダンパ装置５０を構成する。

ボールスタッド１３は、転舵シャフト２０の大径部２４とともに、ボールジョイントを構成する。ボールスタッド１３の転舵輪７０側の端部には、タイロッド１４が連結されている。タイロッド１４の先端は、転舵輪７０が組み付けられたナックル（図示せず）に連結される。ブーツ１５は、軸線方向Ａに伸縮可能に形成される。ブーツ１５は、両端部をボールスタッド１３の他端付近およびハウジング４０の端部にそれぞれ固定され、内部の気密性を維持する。トルク検出装置１６は、ステアリングシャフト１２の捩れ量に基づいて、ステアリングシャフト１２に加えられているトルクを検出する。

操舵補助機構３０は、モータＭを駆動源として転舵シャフト２０に操舵補助力を付与する機構である。操舵補助機構３０は、ケース３１と、駆動力伝達機構３２と、ナット３３とを備える。ケース３１は、モータＭ、およびモータＭを駆動するための制御部ＥＣＵを収容する。制御部ＥＣＵは、トルク検出装置１６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。

駆動力伝達機構３２は、モータＭの出力軸に装着される駆動プーリ、転舵シャフト２０の外周側に配置される従動プーリ、および駆動プーリと従動プーリとに懸架される歯付きベルトにより構成される。駆動力伝達機構３２は、歯付きベルトを介して駆動プーリと従動プーリとの間で、モータＭが発生させる回転駆動力を伝達する。ナット３３は、複数のボールを介して転舵シャフト２０のボールねじ部２３に螺合され、転舵シャフト２０のボールねじ部２３とともにボールねじ機構を構成する。ナット３３は、駆動力伝達機構３２の従動プーリと一体的に回転するように固定されている。

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に対する操作に応じて変動するトルク検出装置１６の出力信号に基づいてモータＭの駆動を制御する。モータＭの出力軸から出力された駆動力は、駆動力伝達機構３２を介してナット３３に伝達される。そして、ボールねじ機構を構成するナット３３が回転することにより、複数のボールを介して転舵シャフト２０のボールねじ部２３が軸線方向Ａに移動される。これにより、軸線方向Ａの操舵補助力が転舵シャフト２０に伝達される。

ハウジング４０は、車両に固定される固定部材である。ハウジング４０は、筒状に形成され、転舵シャフト２０を軸線方向Ａに相対移動可能に挿通する。ハウジング４０は、大径部収容部４１と、規制部４２と、環状溝４３と、止め輪溝４４とを有する。大径部収容部４１は、円筒状に形成される。大径部収容部４１は、転舵シャフト２０が軸線方向Ａの規定位置Ｐｒまで移動された際に、転舵シャフト２０の大径部２４を内周側に収容する（図２を参照）。

規制部４２は、転舵シャフト２０の大径部２４と軸線方向Ａに対向する位置に形成される。規制部４２の内径は、大径部２４の外径よりも小径であり、軸部２１およびボールねじ部２３よりも大径である。規制部４２は、軸線方向Ａに大径部２４の端面２４ａと対向する規制面４２ａを有する。規制部４２の規制面４２ａは、大径部２４の端面２４ａとの間に後述するダンパ装置５０を構成する衝撃吸収部材６０を介在させて、転舵シャフト２０の可動範囲の端部を物理的に規定する。

環状溝４３および止め輪溝４４は、大径部収容部４１の内周面に形成されている。環状溝４３は、衝撃吸収部材６０の弾性体６２の外周面に形成された環状突起と嵌合する。止め輪溝４４は、衝撃吸収部材６０が大径部収容部４１の所定位置に配置された後に装着される止め輪５１と嵌合する。

ダンパ装置５０は、ハウジング４０に対して転舵シャフト２０が軸線方向Ａの規定位置Ｐｒまで移動されて転舵シャフト２０の相対移動を物理的に規制する「エンド当て」が発生した場合に、軸線方向Ａにおける転舵シャフト２０とハウジング４０との間に配置される衝撃吸収部材６０によって、エンド当てに伴って発生する衝撃を吸収する。詳細には、「エンド当て」は、転舵シャフト２０の大径部２４の端面２４ａが、ハウジング４０に設けられた衝撃吸収部材６０の衝撃受部材６１に接触する軸線方向Ａの規定位置Ｐｒまで移動された場合に発生する。ダンパ装置５０の詳細構成については後述する。

このような構成からなるステアリング装置１０によると、運転者によりステアリングホイール１１が操作されると、操作に伴うトルクによってステアリングシャフト１２が回転する。ステアリングシャフト１２の回転は、ピニオン１２ａおよびラック２２によって、転舵シャフト２０の直線運動に変換される。また、転舵シャフト２０には、ステアリングシャフト１２の捩れ量に応じた操舵補助力が操舵補助機構３０により付与される。これにより、軸線方向Ａに沿って転舵シャフト２０が移動し、ボールスタッド１３およびタイロッド１４を介して転舵輪７０が転舵される。

（ダンパ装置５０の詳細構成）
ダンパ装置５０の詳細構成について、図１−図４を参照して説明する。ダンパ装置５０は、転舵シャフト２０が可動範囲の端部まで移動されてエンド当てが発生した場合に、転舵シャフト２０の移動を規制するとともに、エンド当てに伴って発生する衝撃を吸収する。転舵シャフト２０の可動範囲は、転舵輪７０の最大転舵角に対応し、転舵輪７０がタイヤハウスカバー等に干渉しないように規定の範囲に収まるように予め設定される。エンド当ては、運転者による正常な操作が行われた正常操舵時の他に、転舵輪７０が障害物と衝突するなどした異常操舵時に、転舵シャフト２０が軸線方向Ａに移動されて発生する。上記の正常操舵時のエンド当てとは、車両が停止した状態で運転者がステアリングホイール１１を回す据え切り、および車両が低速走行中に運転者がステアリングホイール１１を回す操舵において発生するエンド当てをいう。

本実施形態において、ダンパ装置５０は、転舵シャフト２０の両端部の２カ所に配置されている。一対のダンパ装置５０は、同一構成であり、左右を反転して配置されている。以下では、一対のダンパ装置５０のうち一方側（図１の左側）のダンパ装置５０の詳細構成について説明する。ダンパ装置５０は、図２に示すように、ストッパ部材としての止め輪５１と、転舵シャフト２０と、ハウジング４０と、衝撃吸収部材６０とを備える。

転舵シャフト２０は、上記のように、軸部２１と、軸部２１より大径に形成された大径部２４とを有する。大径部２４は、本実施形態において、軸部２１とは別部材により形成され、軸部２１の端部にねじ止めされて一体的に固定される。ハウジング４０は、上記のように、転舵シャフト２０を軸線方向Ａに相対移動可能に挿通し、転舵シャフト２０の軸部２１を支持する。ハウジング４０には、大径部２４の端面２４ａと軸線方向Ａに対向する規制面４２ａを有する規制部４２が形成されている。規制面４２ａは、軸線方向Ａに直交する平面上に形成される。

衝撃吸収部材６０は、大径部２４と規制部４２との間に配置される。衝撃吸収部材６０は、ハウジング４０に対して転舵シャフト２０が可動範囲の端部まで相対移動された場合に、転舵シャフト２０の相対移動を規制するとともに、当該規制に伴って発生する衝撃を吸収する。本実施形態において、衝撃吸収部材６０は、固定部材であるハウジング４０に設けられ、ハウジング４０の止め輪溝４４に止め輪５１が嵌合することにより抜け止めされている。従って、本実施形態において、転舵シャフト２０の「大径部２４」が本発明の「一方部材」に相当し、ハウジング４０の規制部４２が本発明の「他方部材」に相当する。

衝撃吸収部材６０は、衝撃受部材６１と、弾性体６２と、予圧縮ばね６３とを備える。衝撃受部材６１は、規制部４２に対して大径部２４が軸線方向Ａの規定位置Ｐｒまで相対移動した場合に大径部２４と接触する。衝撃受部材６１は、大径部収容部４１の内周面に対向する円筒面を有する筒部６１ａ、および筒部６１ａの端部において径方向外方に延在して大径部２４に接触可能なフランジ部６１ｂを有する。衝撃受部材６１は、フランジ部６１ｂにおいて大径部２４から衝突による衝撃力を受ける。

弾性体６２は、規制部４２と衝撃受部材６１との間に配置される。弾性体６２は、ゴム材料また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６２の材料には、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（以下、「ＮＢＲ」）、クロロプレンゴム、ブチルゴム、エチレン‐プロピレンゴムの適用が好適である。また、弾性体６２の材料には、耐油性の観点からは、極性基を有するＮＢＲ、クロロプレンゴムの適用が好適である。

また、弾性体６２は、本実施形態において、全体形状としては円筒状に形成され、外周面の端部に環状突起が形成されている。弾性体６２は、図２に示すように、環状突起がハウジング４０の環状溝４３に嵌合されて、ハウジング４０に装着される。弾性体６２の軸線方向Ａの長さは、図３に示すように、規制面４２ａと当該規制面４２ａに対向するフランジ部６１ｂの内面との間隔にほぼ等しく設定される。弾性体６２は、エンド当て前の状態、即ち衝撃受部材６１に大径部２４が接触していない無負荷状態では、ほとんど変形しておらず衝撃受部材６１に付勢力を付与していない。

予圧縮ばね６３は、軸線方向Ａの弾性を有するばねである。予圧縮ばね６３は、本実施形態において、金属材料で成形される。予圧縮ばね６３は、全体形状としては円筒状からなるコイルばねであって、衝撃受部材６１の筒部６１ａと同径に形成される。予圧縮ばね６３は、図３に示すように、規制部４２と衝撃受部材６１との間に軸線方向Ａに予め圧縮された状態で配置される。つまり、予圧縮ばね６３は、エンド当て前の状態では、規定の予圧縮荷重により圧縮されている。

換言すると、予圧縮ばね６３は、エンド当て前の状態では、上記の予圧縮荷重に等しい弾性力により衝撃受部材６１を軸線方向Ａに付勢している。このとき、衝撃受部材６１は、ハウジング４０の止め輪溝４４に嵌合する止め輪５１にフランジ部６１ｂの外周縁が接触し、軸線方向Ａの大径部２４側への移動を規制された状態にある。なお、規定の予圧縮荷重（セット荷重）は、本実施形態において、ステアリング装置１０のラックアンドピニオン機構（ラック２２、ピニオン１２ａ）と操舵補助機構３０により転舵シャフト２０が出力可能な最大軸力と、転舵輪７０の転舵に必要な最大軸力との差分以上の荷重に設定されている。

このような構成によると、運転者が転舵輪７０を転舵させるためにステアリングホイール１１を操作した場合に転舵シャフト２０が出力する軸力によっては、衝撃受部材６１は、予圧縮ばね６３の弾性力によって大径部２４側への移動を規制される。つまり、転舵シャフト２０の大径部２４は、転舵シャフト２０の軸力がセット荷重以下の場合では、規定位置Ｐｒを超えた規制部４２側への相対移動を規制される。これにより、正常操舵時のエンド当てに対しては、セット荷重によって規定される転舵シャフト２０の可動範囲、即ち転舵輪７０の最大転舵角が設定される。

また、予圧縮ばね６３は、図４に示すように、大径部２４が規定位置Ｐｒを超えて規制部４２側に相対移動した場合に、衝撃受部材６１を介して大径部２４を軸線方向Ａに付勢する。つまり、エンド当て後に衝撃受部材６１が規定の予圧縮荷重を超える軸力を大径部２４から付与された場合に、予圧縮ばね６３は、予圧縮荷重に等しい弾性力に加えて、エンド当て後の転舵シャフト２０の移動距離（ストローク）に応じた弾性力により、衝撃受部材６１を介して大径部２４を付勢する。

さらに、エンド当て後のストロークが発生した場合には、衝撃受部材６１が大径部２４と接触して受けた衝撃力が弾性体６２に伝達される。このように、弾性体６２は、大径部２４が規定位置Ｐｒを超えて規制部４２側に相対移動した場合に変形して、衝撃を吸収する。また、弾性体６２は、変形量に応じた弾性力を衝撃受部材６１に付与することによって、ハウジング４０に対する転舵シャフト２０の相対移動を規制する。

（ダンパ装置５０の動作）
ダンパ装置５０の動作について、図３−図５を参照して説明する。ここで、ダンパ装置５０における衝撃吸収部材６０の予圧縮ばね６３は、図５の一点鎖線に示すように、自然長から圧縮量に応じた弾性力を発現する特性を有する。この予圧縮ばね６３は、図３に示すように、規定の予圧縮荷重Ｌｓにて予め軸線方向Ａに圧縮された状態で配置されている。そのため、エンド当てにより衝撃受部材６１が受けた衝撃力が予圧縮荷重Ｌｓ以下の場合には、衝撃受部材６１は、軸線方向Ａに変位しない。

一方で、エンド当てにより衝撃受部材６１が受けた衝撃力が予圧縮荷重Ｌｓを超える場合には、衝撃受部材６１は、図４に示すように、衝撃力に応じて軸線方向Ａに変位する。ここで、衝撃吸収部材６０の弾性体６２は、初期状態において、図５の細実線に示すように、衝撃受部材６１のストロークに応じた弾性力を発現して、衝撃受部材６１を介して大径部２４を付勢する特性を有する。そのため、衝撃受部材６１がストロークした場合には、衝撃受部材６１は、弾性体６２の弾性力と予圧縮ばね６３の弾性力との合力（図５の太実線）により付勢される。

このような構成によると、例えば転舵輪７０が障害物と衝突するなどして転舵シャフト２０に過大な軸力Ｌｘが付与された場合に、ダンパ装置５０は、衝撃受部材６１が第一ストロークＳ１に達した時点で転舵シャフト２０の移動を停止させる。これにより転舵シャフト２０の移動が規制される。上記の第一ストロークＳ１は、仮に弾性体６２のみで転舵シャフト２０の移動を規制した場合における衝撃受部材６１の第二ストロークＳ２よりも短くなる。

ところで、ゴム材料または合成樹脂材料で成形される弾性体６２は、耐熱性などを考慮して種々の材料を選択し得るが、金属材料で成形される予圧縮ばね６３と比較する劣化しやすい。ここで、弾性体６２が劣化により変形し、初期と比較してばね定数が低下したとする（図５の細破線）。しかしながら、ダンパ装置５０は、このような状態において過大な軸力Ｌｘが付与されたとしても、劣化した弾性体６２の弾性力と予圧縮ばね６３の弾性力との合力（図５の太破線）により衝撃受部材６１を付勢し、衝撃受部材６１が第三ストロークＳ３に達した時点で転舵シャフト２０の移動を停止させることができる。

また、本実施形態において、予圧縮ばね６３に対する予圧縮荷重Ｌｓは、予圧縮ばね６３のばね定数、および予圧縮ばね６３が組み付けられた初期状態の軸線方向Ａの長さによって管理される。具体的には、ハウジング４０における規制部４２の規制面４２ａから止め輪溝４４の一方側（図３の左側）の溝側面までの軸線方向Ａの距離Ｌ１と、止め輪５の厚みと衝撃受部材６１の軸線方向Ａの長さとの和に相当する距離Ｌ２との差分（Ｌ１−Ｌ２）の長さまで予圧縮ばね６３が圧縮された場合に規定の予圧縮荷重Ｌｓとなるように、ばね定数や衝撃受部材６１の長さ、止め輪溝４４の位置などが設定されている。

ここで、転舵シャフト２０に過大な軸力Ｌｘが入力された場合でも転舵シャフト２０の移動を所定のストローク以下で規制するためには、弾性体６２や予圧縮ばね６３のばね定数を大きくすることが好ましい。しかしながら、弾性体６２や予圧縮ばね６３のばね定数が高く設定されるほど衝撃の吸収性が低下し、エンド当てにより転舵シャフト２０およびステアリング装置１０の内部機構が急停止し、同内部機構に大荷重が加えられるおそれがある。また、予圧縮ばね６３のばね定数が高く設定されるほど圧縮量に対する弾性力が強くなり、組み付け時の長さによる予圧縮荷重Ｌｓの管理が難しくなるおそれがある。

これに対して、本実施形態においては、図５に示すように、予圧縮ばね６３のばね定数を弾性体６２のばね定数よりも小さく設定し、予圧縮荷重Ｌｓの管理性の向上を図っている。また、予圧縮ばね６３を予め圧縮した状態で組み付けることにより、転舵シャフト２０への入力が予圧縮荷重Ｌｓ（セット荷重）以下では衝撃受部材６１がストロークしないようにし、転舵シャフト２０の可動範囲を設定している。さらに、転舵シャフト２０に過大な軸力Ｌｘが入力された場合には、第一ストロークＳ１以上の移動距離をもって転舵シャフト２０の移動を停止させ、衝撃を吸収しつつ転舵シャフト２０の移動を規制する。

＜実施形態の変形態様＞
（衝撃吸収部材６０のユニット化）
実施形態において、ダンパ装置５０の衝撃吸収部材６０は、ハウジング４０の大径部収容部４１に衝撃受部材６１、弾性体６２、および予圧縮ばね６３をそれぞれ配置し、予圧縮ばね６３が所定の長さとなるように衝撃受部材６１を押し込んだ状態で止め輪５１を止め輪溝４４に嵌合させて組み付けられる。これに対して、衝撃受部材６１と弾性体６２と予圧縮ばね６３と止め輪５１は、ユニット化されて、ハウジング４０の大径部収容部４１に配置される構成としてもよい。

具体的には、ダンパ装置１５０の衝撃吸収部材１６０は、図６に示すように、本体部１６４と、止め輪５１と、衝撃受部材６１と、弾性体６２と、予圧縮ばね６３とを備える。本体部１６４は、ハウジング１４０の円筒状の内面に嵌合する筒状部１６４ａと、予圧縮ばね６３の軸線方向Ａの一端を支持する支持部１６４ｂとを有する。また、止め輪５１は、筒状部１６４ａの内周面に形成された環状の止め輪溝に固定される。これにより、止め輪５１は、衝撃受部材６１の大径部２４側への移動を規制する。

上記の本体部１６４、衝撃受部材６１、弾性体６２、予圧縮ばね６３、および止め輪５１は、支持部１６４ｂと衝撃受部材６１との間で予圧縮ばね６３が予め圧縮された状態を維持し、規制部４２に対して着脱可能に配置されるユニットを構成する。このようにユニット化された衝撃吸収部材１６０は、本体部１６４がハウジング１４０における規制部４２の規制面４２ａに接触する位置に配置される。

そして、衝撃吸収部材１６０は、例えばハウジング１４０の内周面に形成された雌ねじ部１４５に、外周に雄ねじが形成された固定部材１４６を締結されて、ハウジング１４０の内部に固定される。その他に、衝撃吸収部材１６０は、例えばハウジング１４０の内周面に本体部１６４の外周面が圧入されることによって固定されてもよいし、本体部１６４の外周面の一部に雌ねじ部１４５に締結可能な雄ねじを形成し、これらの締結によって固定されてもよい。

（衝撃吸収部材６０、１６０のタイプ）
実施形態および変形態様において、衝撃吸収部材６０，１６０は、衝撃受部材６１が受ける衝撃力に応じて変形し、衝撃を吸収しつつ、転舵シャフト２０の移動を規制するタイプを採用する。これに対して、衝撃吸収部材６０，１６０は、衝撃吸収部材６０のストロークに応じて体積が変動する収容室に弾性体６２を配置することによって、高い移動規制力を得る体積圧縮タイプとしてもよい。

具体的には、衝撃吸収部材６０は、体積圧縮タイプの場合に、ハウジング４０の内周面、当該内周面に径方向に対向する衝撃受部材６１の筒部６１ａの外周面、規制部４２の規制面４２ａ、および当該規制面４２ａに軸線方向Ａに対向するフランジ部６１ｂの内面によって所定の機密性を有する収容室を形成する。この収容室は、衝撃受部材６１のストロークに応じて体積が増減する。このような収容室に弾性体６２を配置すると、非圧縮性の弾性体の体積付近まで収容室の体積が減少するに従って、衝撃受部材６１に高い付勢力が加えられる。上記の付勢力が移動規制力となり、衝撃を吸収しつつ転舵シャフト２０の移動を規制することができる。

また、実施形態および変形態様において、衝撃吸収部材６０，１６０の弾性体６２は、ゴム材料またはゴム状弾性を有する合成樹脂材料で成形されるものとした。これに対して、弾性体６２は、軸線方向Ａの弾性を有するのであれば種々の材料により成形され得る。例えば、弾性体６２は、予圧縮ばね６３と同様に金属材料により成形されたコイルばねとしてもよい。

また、衝撃吸収部材６０は、想定する過大な軸力Ｌｘに対して予圧縮ばね６３の弾性力により対応することが可能である場合には、弾性体６２を有しない構成としてもよい。また、予圧縮ばね６３は、軸線方向Ａの弾性を有し、予め圧縮した状態で組み付け可能であれば、種々の態様を採用し得る。例えば、予圧縮ばね６３としては、金属材料で成形されたものであれば、実施形態にて例示したコイルばねの他に、皿ばねなどを採用し得る。また、金属材料の他にゴム材料等によって成形されたものとしてもよい。

（衝撃吸収部材６０の位置）
実施形態および変形態様において、衝撃吸収部材６０，１６０は、固定部材であるハウジング４０，１４０に設けられる構成とした。これに対して、衝撃吸収部材６０，１６０は、移動部材である転舵シャフト２０に設けられる構成としてもよい。このような構成によると、衝撃吸収部材６０，１６０は、転舵シャフト２０の大径部２４に軸線方向Ａに隣接して配置される。

そして、衝撃受部材６１は、規制部４２に対して大径部２４が軸線方向Ａの規定位置Ｐｒまで相対移動してエンド当てが発生した場合に、ハウジング４０の規制部４２に接触する。このような構成においては、予圧縮ばね６３は、大径部２４の端面２４ａと衝撃受部材６１との間に軸線方向Ａに予め圧縮された状態で配置される。つまり、上記のような構成において、転舵シャフト２０の「大径部２４」が本発明の「他方部材」に相当し、ハウジング４０の規制部４２が本発明の「一方部材」に相当する。

（ストッパ部材のタイプ）
実施形態および変形態様において、ダンパ装置５０，１５０は、ストッパ部材として止め輪溝４４に嵌合されるタイプの止め輪５１を備える構成とした。これに対して、衝撃受部材６１の大径部２４側への移動を規制可能であれば種々の態様を採用し得る。例えば、図７に示すように、ダンパ装置２５０は、ハウジング４０の内周面に圧入されることによって固定されるタイプのリング部材２５２を備える。リング部材２５２が軸線方向Ａの所定の位置まで圧入されると、当該リング部材２５２の端面に衝撃受部材６１が接触して、衝撃受部材６１の大径部２４側への移動が規制される。その他に、ストッパ部材としては、例えばリング状の固定部材がハウジング４０にねじ締結されるタイプを採用してもよい。

（ダンパ装置について）
実施形態および変形態様において、ダンパ装置５０，１５０は、車両のステアリング装置１０に適用された態様を例示した。これに対して、ダンパ装置５０，１５０は、シャフトと当該シャフトを軸線方向に相対移動可能に挿通するハウジングを備え、エンド当てが発生し得る装置であれば、当該装置に適用され得る。このような構成において、予圧縮ばね６３の組み付け時の予圧縮荷重は、例えばシャフトに付与される最大軸力などによって適宜設定される。

＜実施形態および変形態様の構成による効果＞
ダンパ装置５０，１５０は、軸部２１と、軸部２１より大径に形成された大径部２４とを有するシャフト（転舵シャフト２０）と、筒状に形成され、シャフト（転舵シャフト２０）を軸線方向Ａに相対移動可能に挿通し、大径部２４と軸線方向Ａに対向する位置に規制部４２を形成されたハウジング４０と、大径部２４と規制部４２との間に配置され、ハウジング４０に対してシャフト（転舵シャフト２０）が可動範囲の端部まで相対移動された場合にシャフト（転舵シャフト２０）の相対移動を規制するとともに、当該規制に伴って発生する衝撃を吸収する衝撃吸収部材６０，１６０と、を備える。
衝撃吸収部材６０，１６０は、規制部４２に対して大径部２４が軸線方向Ａの規定位置まで相対移動した場合に、大径部２４および規制部４２のうち一方の部材である一方部材と接触する衝撃受部材６１と、軸線方向Ａの弾性を有するばねであって、大径部２４および規制部４２のうち他方の部材である他方部材と衝撃受部材６１との間に軸線方向Ａに予め圧縮された状態で配置され、大径部２４が規定位置を超えて規制部４２側に相対移動した場合に衝撃受部材６１を介して一方部材を軸線方向Ａに付勢する予圧縮ばね６３と、を備える。

このような構成によると、衝撃吸収部材６０，１６０を構成する予圧縮ばね６３は、予圧縮荷重Ｌｓにより予め圧縮された状態で配置され、衝撃受部材６１を一方部材（実施形態の大径部２４）側へ常に付勢した状態を維持される。これにより、ダンパ装置５０，１５０に付与される軸線方向Ａの荷重が予圧縮ばね６３を圧縮する予圧縮荷重Ｌｓよりも小さい場合には、衝撃受部材６１は、予圧縮ばね６３の弾性力によって軸線方向Ａへの変位が抑制される。これにより、正常操舵時のエンド当てに対してはエンド当てが発生する軸線方向Ａの位置の変動が防止され、転舵シャフト２０の可動範囲が適正に維持される。
また、衝撃吸収部材６０，１６０の予圧縮ばね６３は、転舵シャフト２０の大径部２４が規定位置を超えて規制部４２側に相対移動した場合、即ち異常操舵時のエンド当てにより予圧縮荷重Ｌｓよりも大きい荷重がダンパ装置５０，１５０に付与された場合には、衝撃受部材６１を介して一方部材を軸線方向Ａに付勢する。このとき、エンド当て後の転舵シャフト２０のストロークに応じた弾性力に加えて、予圧縮ばね６３が予め圧縮された長さに応じた弾性力をもって一方部材が付勢される。このような構成により、予圧縮ばね６３のばね定数、および予圧縮量を適宜調整して、衝撃の吸収性を維持しつつ、転舵シャフト２０の移動を確実に規制することができる。

また、衝撃吸収部材６０，１６０は、他方部材と衝撃受部材６１との間に配置され、ゴム材料また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６２をさらに備える。弾性体６２は、大径部２４が規定位置を超えて規制部４２側に相対移動した場合に変形し、シャフト（転舵シャフト２０）の相対移動を規制するとともに衝撃を吸収する。
このような構成によると、ダンパ装置５０，１５０は、予圧縮ばね６３の弾性力に加えて、エンド当て後の転舵シャフト２０のストロークにより変形する弾性体６２の弾性力によって、転舵シャフト２０の相対移動を規制するとともに衝撃を吸収することができる。また、ダンパ装置５０，１５０が異なる２つの弾性部材（予圧縮ばね６３、弾性体６２）を備えることから、予圧縮ばね６３の主機能を転舵シャフト２０の可動範囲の維持とし、弾性体６２の主機能を転舵シャフト２０の移動規制および衝撃吸収とすることができる。これにより、それぞれのばね定数等を主機能に応じて設定することで、弾性体６２により好適に移動規制および衝撃吸収が可能となる。また、ゴム材料また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６２が経年劣化等しても、予圧縮ばね６３により衝撃受部材６１を一方部材（実施形態の大径部２４）側へ常に付勢した状態となるので、転舵シャフト２０の可動範囲が好適に維持される。

また、予圧縮ばね６３は、金属材料で成形される。
このような構成によると、予圧縮ばね６３が金属材料で成形されるので、予圧縮ばね６３がゴム材料等で成形された構成と比較して、予圧縮ばね６３の耐環境性が向上し、衝撃受部材６１が予圧縮荷重Ｌｓにより第一部材側へ常に付勢された状態を維持できる。これにより、ダンパ装置５０，１５０における転舵シャフト２０の可動範囲が維持され、ダンパ装置５０，１５０およびステアリング装置の動作をより安定化させることができる。

また、衝撃吸収部材６０，１６０は、ハウジング４０に設けられる。衝撃受部材６１は、規制部４２に対して大径部２４が規定位置まで相対移動した場合に一方部材である大径部２４に接触する。予圧縮ばね６３は、他方部材である規制部４２と衝撃受部材６１との間に配置される。
このような構成によると、衝撃吸収部材６０，１６０は、固定部材であるハウジング４０に設けられる。これにより、移動部材である転舵シャフト２０が軽量となり、エンド当てにより発生する衝撃を低減し、転舵シャフト２０の動作性を向上できる。

また、ダンパ装置５０は、ハウジング４０に固定され、衝撃受部材６１の一方部材側への移動を規制するストッパ部材（止め輪５１）をさらに備える。
このような構成によると、止め輪５１に規制された状態の衝撃受部材６１と規制部４２との距離（Ｌ１−Ｌ２）を一定にすることができる。これにより、規制部４２および衝撃受部材６１との間に予圧縮ばね６３を規定の予圧縮荷重Ｌｓにより圧縮された状態で配置できる。よって、転舵シャフト２０の軸力が予圧縮荷重Ｌｓ以下となる正常操舵時のエンド当てに対しては、転舵シャフト２０の相対移動が規制され、転舵シャフト２０の可動範囲を適正に維持できる。

また、実施形態の変形態様において、衝撃吸収部材１６０は、筒状部１６４ａ、および予圧縮ばね６３の軸線方向Ａの一端を支持する支持部１６４ｂを有する本体部１６４と、筒状部１６４ａに固定され、衝撃受部材６１の一方部材側への移動を規制するストッパ部材（止め輪５１）と、をさらに備える。本体部１６４、衝撃受部材６１、予圧縮ばね６３、およびストッパ部材（止め輪５１）は、支持部１６４ｂと衝撃受部材６１との間で予圧縮ばね６３が圧縮された状態を維持し、他方部材に対して着脱可能に配置されるユニットを構成する。
このような構成によると、衝撃吸収部材１６０は、予圧縮ばね６３が予め圧縮された状態を維持するユニットを備える。これにより、ユニットでの搬送が可能となり、当該ユニットを規制部４２と大径部２４との間に配置することにより予圧縮ばね６３を適正な荷重により圧縮した状態で配置することができる。よって、ダンパ装置１５０の組み付け性が向上し、製造コストを削減できる。

また、ステアリング装置１０は、本発明のダンパ装置５０，１５０と、両端部がタイロッドを介して転舵輪に連結されるとともに軸線方向Ａに往復移動して転舵輪を転舵する転舵シャフト２０であり、タイロッド１４に揺動可能に連結される大径部２４を有するシャフト（転舵シャフト２０）と、転舵シャフト２０を収容するハウジング４０と、衝撃吸収部材６０，１６０と、を備える。
ステアリング装置１０には、転舵輪とタイヤハウスカバー等との干渉が発生しないように、転舵シャフト２０の可動範囲が予め定められ、この可動範囲が経年により変動しないことが求められる。また、ステアリング装置１０の転舵シャフト２０には、転舵輪が縁石に衝突するなどして、過大な軸力Ｌｘが入力されることがあり、特に転舵シャフト２０の移動を確実に規制することが求められる。よって、このようなステアリング装置１０に、転舵シャフト２０の可動範囲の維持が可能であり、衝撃の吸収性が高く且つ転舵シャフト２０の移動を規制可能な本発明のダンパ装置５０，１５０を適用することは特に有用である。

また、転舵シャフト２０には、ステアリングホイール１１に対する操作を伝達されるラックアンドピニオン機構（ラック２２、ピニオン１２ａ）が設けられる。予圧縮ばね６３は、ステアリング装置１０の転舵シャフト２０が出力可能な最大軸力と、転舵輪の転舵に必要な最大軸力との差分以上の荷重により予め圧縮されている。
このような構成によると、予圧縮ばね６３が予め圧縮される際に加えられる予圧縮荷重Ｌｓは、ラックアンドピニオン機構と操舵補助機構により転舵シャフトが出力可能な最大軸力と、転舵輪の転舵に必要な最大軸力との差分以上の荷重に設定される。つまり、運転者が転舵輪を転舵させるためにステアリングホイール１１を操作した場合に転舵シャフト２０に入力される軸力（セット荷重）によっては、衝撃受部材６１は、予圧縮ばね６３の弾性力によって他方部材（実施形態の規制部４２）側への移動を規制される。よって、セット荷重によっては、転舵シャフト２０の大径部２４は、規定位置を超えた規制部４２側への相対移動を規制される。これにより、セット荷重によって規定される転舵シャフト２０の可動範囲が好適に設定することが可能となる。

１０：ステアリング装置、 １１：ステアリングホイール、 １２：ステアリングシャフト、 １４：タイロッド、 ２０：転舵シャフト（シャフト）、 ２１：軸部、 ２４：大径部（一方部材、他方部材）、 ４０：ハウジング、 ４２：規制部（他方部材、一方部材）、 ５０，１５０：ダンパ装置、 ５１：止め輪（ストッパ部材）、 ６０，１６０：衝撃吸収部材、 ６１：衝撃受部材、 ６２：弾性体、 ６３：予圧縮ばね、 １６４：本体部、 １６４ａ：筒状部、 １６４ｂ：支持部、 ７０：転舵輪、 Ａ：軸線方向、 Ｐｒ：規定位置、 Ｌｓ：予圧縮荷重、 Ｌｘ：過大な軸力

Claims (7)

1. 軸部と、前記軸部より大径に形成された大径部とを有するシャフトと、
   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、前記大径部と軸線方向に対向する位置に規制部を形成されたハウジングと、
   前記大径部と前記規制部との間に配置され、前記ハウジングに対して前記シャフトが可動範囲の端部まで相対移動された場合に前記シャフトの相対移動を規制するとともに、当該規制に伴って発生する衝撃を吸収する衝撃吸収部材と、
   を備えるダンパ装置であって、
   前記衝撃吸収部材は、
   前記規制部に対して前記大径部が軸線方向の規定位置まで相対移動した場合に、前記大径部および前記規制部のうち一方の部材である一方部材と接触する衝撃受部材と、
   軸線方向の弾性を有するばねであって、前記大径部および前記規制部のうち他方の部材である他方部材と前記衝撃受部材との間に軸線方向に予め圧縮された状態で配置され、前記大径部が前記規定位置を超えて前記規制部側に相対移動した場合に前記衝撃受部材を介して前記一方部材を軸線方向に付勢する予圧縮ばねと、
   前記他方部材と前記衝撃受部材との間に配置され、ゴム材料また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、
   前記弾性体は、前記大径部が前記規定位置を超えて前記規制部側に相対移動した場合に変形し、前記シャフトの相対移動を規制するとともに衝撃を吸収するダンパ装置。
2. 前記予圧縮ばねは、金属材料で成形される、請求項１に記載のダンパ装置。
3. 前記衝撃吸収部材は、前記ハウジングに設けられ、
   前記衝撃受部材は、前記規制部に対して前記大径部が前記規定位置まで相対移動した場合に前記一方部材である前記大径部に接触し、
   前記予圧縮ばねは、前記他方部材である前記規制部と前記衝撃受部材との間に配置される、請求項１または２に記載のダンパ装置。
4. 前記ダンパ装置は、前記ハウジングに固定され、前記衝撃受部材の前記一方部材側への移動を規制するストッパ部材をさらに備える、請求項３に記載のダンパ装置。
5. 前記衝撃吸収部材は、
   筒状部、および前記予圧縮ばねの軸線方向の一端を支持する支持部を有する本体部と、
   前記筒状部に固定され、前記衝撃受部材の前記一方部材側への移動を規制するストッパ部材と、
   をさらに備え、
   前記本体部、前記衝撃受部材、前記予圧縮ばね、および前記ストッパ部材は、前記支持部と前記衝撃受部材との間で前記予圧縮ばねが圧縮された状態を維持し、前記他方部材に対して着脱可能に配置されるユニットを構成する、請求項１−４の何れか一項に記載のダンパ装置。
6. 請求項１−５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とも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有する前記シャフトと、
   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。
7. 前記転舵シャフトには、ステアリングホイールに対する操作を伝達されるラックアンドピニオン機構が設けられ、
   前記予圧縮ばねは、前記ステアリング装置の前記転舵シャフトが出力可能な最大軸力と、前記転舵輪の転舵に必要な最大軸力との差分以上の荷重により予め圧縮されている、請求項６に記載のステアリング装置。

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