特許 6768181 車両用ステアリング装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6768181

(24)【登録日】2020年9月24日

(45)【発行日】2020年10月14日

(54)【発明の名称】車両用ステアリング装置

(51)【国際特許分類】

   B62D 3/12 20060101AFI20201005BHJP

   F16F 7/00 20060101ALI20201005BHJP

   F16H 19/04 20060101ALI20201005BHJP

【ＦＩ】

   B62D3/12 503Z

   F16F7/00 F

   F16F7/00 L

   F16H19/04 Z

【請求項の数】7

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2020-533161(P2020-533161)

(86)(22)【出願日】2020年6月16日

(86)【国際出願番号】JP2020023569

【審査請求日】2020年6月16日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000146010

【氏名又は名称】株式会社ショーワ

(74)【代理人】

【識別番号】100067356

【弁理士】

【氏名又は名称】下田 容一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100160004

【弁理士】

【氏名又は名称】下田 憲雅

(74)【代理人】

【識別番号】100120558

【弁理士】

【氏名又は名称】住吉 勝彦

(74)【代理人】

【識別番号】100148909

【弁理士】

【氏名又は名称】瀧澤 匡則

(74)【代理人】

【識別番号】100192533

【弁理士】

【氏名又は名称】奈良 如紘

(72)【発明者】

【氏名】榎本 聡司

【審査官】 神田 泰貴

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１９−１５５９８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１９−０４８４９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１９／０３１１００（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１８−０４３６５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１８２７１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１１２９６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 欧州特許出願公開第１１２２１４９（ＥＰ，Ａ１）

【文献】 特開平０８−１３３１０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０２０−１１７１７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１６１９４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−１３６０３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１７−０７７８７４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６２Ｄ ３／１２

Ｆ１６Ｆ ７／００

Ｆ１６Ｈ １９／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車幅方向へ移動可能な転舵軸と、
前記転舵軸の端に設けられたストッパーと、
前記転舵軸を収納することが可能に車幅方向に延びており、車幅方向の端の開口部を、径方向外側の外筒部と、径方向内側の内筒部と、前記外筒部の一端と前記内筒部の一端との間を閉鎖している環状で平坦な底面とによって、前記ストッパーに向いて開口した断面Ｕ字状且つ環状に構成されており、前記底面から前記内筒部の開放端までの長さが、前記底面から前記外筒部の開放端までの長さよりも短い、ハウジングと、
前記底面から前記内筒部の前記開放端までの長さと同等の長さを有しており前記開口部に嵌合されるとともに前記外筒部の内周面と前記底面とによって全面を支持され且つ前記内筒部の外周面との間には全周にわたって第１の空隙を有している環状の第１弾性部と、前記第１弾性部から前記ストッパーへ向かって延びるとともに前記外筒部の前記内周面との間には全周にわたって前記第１の空隙よりも大きい第２の空隙を有している環状の第２弾性部とからなり、前記転舵軸を車幅方向へ移動可能に挿通している環状の弾性を有している一体成形品からなる弾性体と、
を備えている車両用ステアリング装置。

【請求項2】

前記第２弾性部の外周面は、全周にわたって窪んでいる環状の第１溝を有している、請求項１に記載の車両用ステアリング装置。

【請求項3】

前記内筒部の前記外周面は、前記底面から前記内筒部の前記開放端へ向かって先細りとなるテーパ面であり、
前記内筒部の前記外周面と前記第１弾性部の内周面との間の、前記第１の空隙の大きさは一定である、請求項１又は請求項２に記載の車両用ステアリング装置。

【請求項4】

前記第２弾性部の内周面は、前記第１弾性部のテーパ面の延長線に沿った、テーパ面であるとともに、全周にわたって窪んだ環状の第２溝を有している、請求項３に記載の車両用ステアリング装置。

【請求項5】

前記第２弾性部の先端面のなかの、少なくとも前記ストッパーに接する部位には、環状の平板が設けられている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両用ステアリング装置。

【請求項6】

車幅方向へ移動可能な転舵軸と、
前記転舵軸の端に設けられたストッパーと、
前記転舵軸を収納することが可能に車幅方向に延びており、車幅方向の端の開口部を、径方向外側の外筒部と、径方向内側の内筒部と、前記外筒部の一端と前記内筒部の一端との間を閉鎖している環状で平坦な底面とによって、前記ストッパーに向いて開口した断面Ｕ字状且つ環状に構成されており、前記底面から前記内筒部の開放端までの長さが、前記底面から前記外筒部の開放端までの長さよりも短い、ハウジングと、
前記底面から前記内筒部の前記開放端までの長さと同等の長さを有しており前記開口部に嵌合されるとともに前記外筒部の内周面と前記底面とによって全面を支持され且つ前記内筒部の外周面との間には全周にわたって第１の空隙を有している環状の第１弾性部と、前記第１弾性部から前記ストッパーへ向かって延びるとともに前記外筒部の前記内周面との間には全周にわたって前記第１の空隙よりも大きい第２の空隙を有している環状の第２弾性部とからなり、前記転舵軸を車幅方向へ移動可能に挿通している環状の弾性を有している一体成形品からなる弾性体と、
を備え、
前記第２弾性部の外周面は、前記第１弾性部の外周面の先端から前記第２弾性部の先端面へ向かって全周にわたり曲線状に窪んでいる環状の第１溝を有し、
前記内筒部の前記外周面は、前記底面から前記内筒部の前記開放端へ向かって先細りとなるテーパ面であり、且つ、前記内筒部の前記開放端との間の縁が円弧状の面であり、
前記内筒部の前記外周面と前記第１弾性部の内周面との間の、前記第１の空隙の大きさは一定であり、
前記第２弾性部の内周面は、前記第１弾性部のテーパ面の延長線に沿った、テーパ面であるとともに、全周にわたって窪んだ環状の第２溝を有しており、
前記第１弾性部の内周面と前記第２弾性部の前記内周面との境界は、全周にわたって円弧状の面であり、
前記第２弾性部の前記先端面のなかの、少なくとも前記ストッパーに接する部位には、環状の平板が設けられている、車両用ステアリング装置。

【請求項7】

前記第２弾性部は、前記先端面から前記ストッパーへ向かって延びた延長部を有し、
前記平板の外周面は、前記延長部の中に埋設されている、請求項５又は請求項６に記載の車両用ステアリング装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、転舵軸（例えばラック軸）の軸端に設けられたストッパーと、このストッパーの衝突を緩和する弾性体と、を備えた車両用ステアリング装置に関する。

【背景技術】

【0002】

一般に多用されている車両用ステアリング装置には、ステアリングハンドルからの回転運動をラックアンドピニオンによってラック軸（転舵軸）の軸方向運動に変換する、いわゆるラックアンドピニオン式ステアリング装置がある。ラック軸は、車幅方向へ移動可能にハウジングに収納されている。ラック軸の軸端には、ストッパー（ラックエンド）が設けられている。ストッパーが、ハウジングの端に設けられた弾性体（緩衝部材）に緩く当たることにより、ラック軸及びストッパーの移動が規制される。この種の車両用ステアリング装置は、例えば許文献１によって知られている。

【0003】

特許文献１で知られている車両用ステアリング装置の弾性体（緩衝部材）は、低ばねレート部と高ばねレート部とからなり、１種類の弾性材料によって一体成型されている。低ばねレート部と高ばねレート部とは、共にラック軸を中心とした環状の構成であって、車幅方向に並んでいる。低ばねレート部は、高ばねレート部の先端面からストッパーへ向かって突出している。低ばねレート部の径方向の幅は、高ばねレート部の径方向の幅よりも小さい。低ばねレート部の受圧面積は、高ばねレート部の受圧面積よりも小さい。このため、低ばねレート部のバネレートは、高ばねレート部のバネレートよりも小さい。低ばねレート部は、高ばねレート部よりも優先して圧縮変形する。弾性体が、通常の操舵による小さい突き当たり荷重を受けた場合には、低ばねレート部が変形して、荷重を吸収する。弾性体が、大きい衝撃荷重を受けた場合には、低ばねレート部及び高ばねレート部が変形して、荷重を吸収する。従って、ステアリング装置が受ける荷重を、緩和することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第６２０９１１４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１で知られている弾性体は、低ばねレート部と高ばねレート部とが、車幅方向に一列に並んだ構成である。このため、ストッパーから弾性体へ加わる圧縮荷重に対する弾性体の圧縮変形量の特性、つまり荷重吸収特性は２段階の特性である。近年、車両用ステアリング装置の操舵フィーリングを、より高めることが求められている。そのためには、弾性体は、より一層きめ細かい荷重吸収特性を有することが好ましい。

【0006】

本発明は、より一層きめ細かい荷重吸収特性を有した弾性体を備える、車両用ステアリング装置を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明者は、鋭意検討の結果、ハウジングと弾性体との間に空隙を適宜設定することによって、より一層きめ細かい荷重吸収特性を有した弾性体を提供することが可能になることを知見した。本発明は、当該知見に基づいて完成させた。

【0008】

以下、本開示について説明する。
本開示の態様によれば、
車幅方向へ移動可能な転舵軸と、
前記転舵軸の端に設けられたストッパーと、
前記転舵軸を収納することが可能に車幅方向に延びており、車幅方向の端の開口部を、径方向外側の外筒部と、径方向内側の内筒部と、前記外筒部の一端と前記内筒部の一端との間を閉鎖している環状で平坦な底面とによって、前記ストッパーに向いて開口した断面Ｕ字状且つ環状に構成されており、前記底面から前記内筒部の開放端までの長さが、前記底面から前記外筒部の開放端までの長さよりも短い、ハウジングと、
前記底面から前記内筒部の前記開放端までの長さと同等の長さを有しており前記開口部に嵌合されるとともに前記外筒部の内周面と前記底面とによって全面を支持され且つ前記内筒部の外周面との間には全周にわたって第１の空隙を有している環状の第１弾性部と、前記第１弾性部から前記ストッパーへ向かって延びるとともに前記外筒部の前記内周面との間には全周にわたって前記第１の空隙よりも大きい第２の空隙を有している環状の第２弾性部とからなり、前記転舵軸を車幅方向へ移動可能に挿通している環状の弾性を有している一体成形品からなる弾性体と、
を備えている車両用ステアリング装置が提供される。

【発明の効果】

【0009】

本発明では、より一層きめ細かい荷重吸収特性を有した弾性体を備える、車両用ステアリング装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施例１による車両用ステアリング装置の模式図である。

【図2】図１に示された緩和装置の断面図である。

【図3】実施例１による車両用ステアリング装置のハウジングの開口部に設けられた弾性体の断面図である。

【図4】図３に示されたハウジングの開口部と弾性体の分解図である。

【図5】図３に示された弾性体の圧縮初期の作用図である。

【図6】図５に示された弾性体の圧縮中期の作用図である。

【図7】図６に示された弾性体の圧縮後期の作用図である。

【図8】図３に示された弾性体の圧縮荷重に対する圧縮量の特性を表した特性図である。

【図9】実施例２による車両用ステアリング装置のハウジングの開口部に設けられた弾性体の断面図である。

【図10】実施例３による車両用ステアリング装置のハウジングの開口部に設けられた弾性体の断面図である。

【図11】実施例４による車両用ステアリング装置のハウジングの開口部に設けられた弾性体の断面図である。

【図12】図１１に示されたハウジングの開口部と弾性体の分解図である。

【図13】図１１に示された弾性体の圧縮初期の作用図である。

【図14】図１３に示された弾性体の圧縮中期の作用図である。

【図15】図１４に示された弾性体の圧縮後期の作用図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、添付図に示した形態は本発明の一例であり、本発明は当該形態に限定されない。説明中、左右とは車両に乗車した乗員を基準として左右、前後とは車両の進行方向を基準として前後を指す。
＜実施例１＞

【0012】

図１〜図８を参照しつつ、実施例１の車両用ステアリング装置１０を説明する。

【0013】

図１に示されるように、車両用ステアリング装置１０は、車両のステアリングホイール２１から車輪２９，２９（操舵用車輪２９，２９）に至るステアリング系２０と、このステアリング系２０に補助トルクを付加する補助トルク機構４０と、左右（車幅方向両側）の緩和装置５０，５０と、から成る。

【0014】

ステアリング系２０は、ステアリングホイール２１と、このステアリングホイール２１に連結されたステアリング軸２２と、このステアリング軸２２に自在軸継手２３によって連結された入力軸２４と、この入力軸２４に第１伝動機構２５によって連結された転舵軸２６と、この転舵軸２６の両端にボールジョイント２７，２７とタイロッド２８Ａ，２８Ａとナックル２８Ｂ，２８Ｂとを介して連結された左右（車幅方向両側）の車輪２９，２９と、から成る。

【0015】

第１伝動機構２５は、例えばラックアンドピニオン機構によって構成されている。転舵軸２６は、ハウジング３０の貫通孔３１内を車幅方向へ移動可能である。この転舵軸２６の両端は、ハウジング３０の車幅方向の両端から突出している。ボールジョイント２７，２７は、転舵軸２６の長手方向両端に設けられている。

【0016】

ハウジング３０は、転舵軸２６を収納することが可能に車幅方向に延びており、車幅方向に貫通した貫通孔３１と、車幅方向の両端に位置した開口部３２，３２を有している。この開口部３２，３２は、貫通孔３１に対して同心で、且つ貫通孔３１よりも大径の有底円形状の孔である。

【0017】

ステアリング系２０によれば、運転者がステアリングホイール２１を操舵することによって、操舵トルクにより第１伝動機構２５と転舵軸２６と左右のタイロッド２８Ａ，２８Ａとを介して、左右の車輪２９，２９を操舵することができる。

【0018】

補助トルク機構４０は、操舵トルクセンサ４１と制御部４２と電動モータ４３と第２伝動機構４４とから成る。操舵トルクセンサ４１は、ステアリングハンドル２１に加えられたステアリング系２０の操舵トルクを検出する。制御部４２は、操舵トルクセンサ４１のトルク検出信号に基づいて制御信号を発生する。電動モータ４３は、制御部４２の制御信号に基づき、前記操舵トルクに応じたモータトルク（補助トルク）を発生する。第２伝動機構４４は、電動モータ４３が発生した補助トルクを前記転舵軸２６に伝達するものであって、例えばベルト伝動機構４５とボールねじ４６とから成る。

【0019】

この車両用ステアリング装置１０によれば、運転者の操舵トルクに電動モータ４３の補助トルクを加えた複合トルクにより、転舵軸２６によって車輪２９，２９を転舵することができる。

【0020】

車両用ステアリング装置１０は、上述のように、左右（車幅方向両側）の緩和装置５０，５０を備えている。転舵軸２６がストロークエンドまで移動したときに発生する衝突荷重を、左右の緩和装置５０，５０によって緩和することができる。以下、左の緩和装置５０を代表して説明する。

【0021】

図２に示されるように、緩和装置５０は、ストッパー５１と弾性体５２とを含む。

【0022】

ストッパー５１は、ハウジング３０から露出した転舵軸２６の軸端２６ａ（端２６ａ）に設けられており、例えばボールジョイント２７のホルダ２７ａ（ジョイントハウジング２７ａともいう。）によって構成される。このホルダ２７ａは、ハウジング３０の開口部３２に対して進退可能である。ストッパー５１の端面５１ａは、転舵軸２６に対して直角な平坦面であり、ハウジング３０の開口部３２に対向している。

【0023】

図２及び図３に示されるように、ハウジング３０の車幅方向の端に有している開口部３２は、径方向外側の外筒部３３（第１筒部３３）と、径方向内側の内筒部３４（第２筒部３４）と、外筒部３３の一端と内筒部３４の一端との間を閉鎖している環状の底面３５（開口部３２の底面３５）とによって、ストッパー５１に向いて開口した断面Ｕ字状且つ環状に構成されている。

【0024】

外筒部３３の内周面３３ａ及び内筒部３４の外周面３４ａの形状は、互いに同心の真円状である。内筒部３４の外周面３４ａは、底面３５から内筒部３４の開放端３４ｂへ向かって先細りとなるテーパ面である。以下、内筒部３４の外周面３４ａのことを、「内筒部３４のテーパ面３４ａ」ということがある。内筒部３４のテーパ面３４ａの角度θ（テーパ角θ）は、任意に設定される。底面３５は、転舵軸２６に対して直角な平坦面であり、ストッパー５１の端面５１ａに対向している。底面３５から内筒部３４の開放端３４ｂ（開放した端面３４ｂ）までの長さＬ１は、底面３５から外筒部３３の開放端３３ｂ（開放した端面３３ｂ）までの長さＬ２よりも短い。

【0025】

図３及び図４に示されるように、外筒部３３の内周面３３ａと底面３５との角（コーナー）の形状は、円弧状である。内筒部３４の外周面３４ａと底面３５との角（コーナー）の形状は、円弧状である。内筒部３４の外周面３４ａと内筒部３４の開放端３４ｂとの角（コーナー）の形状は、円弧状である。

【0026】

弾性体５２は、ハウジング３０の開口部３２の中に設けられており、転舵軸２６を車幅方向へ移動可能に挿通している環状の部材である。この弾性体５２は、環状の第１弾性部６０と環状の第２弾性部７０とからなる、弾性を有した一体成形品によって構成されている。この弾性体５２は、例えばウレタン樹脂やラバー等の弾性材料から成る。

【0027】

第１弾性部６０は、開口部３２の底面３５から内筒部３４の開放端３４ｂまでの長さＬ１と同等の、長さＬ１を有しており、開口部３２に嵌合されている。第１弾性部６０の外周面６１は、外筒部３３の内周面３３ａによって、全面を支持されている。外筒部３３の内周面３３ａの直径Ｄ１に対して、第１弾性部６０の外周面６１の直径ｄ１は、同一または極く僅かに大きく設定されている。第１弾性部６０の底面６２は、開口部３２の底面３５によって全面を支持されている。

【0028】

内筒部３４の外周面３４ａと第１弾性部６０の内周面６３との間には、全周にわたって第１の空隙８１を有している。この第１の空隙８１の大きさδ１は、ストッパー５１から弾性体５２へ圧縮荷重が作用したときの、弾性体５２全体の弾性変形量を勘案して設定される。この第１の空隙８１の大きさδ１は、一定（一様）であることが好ましい。

【0029】

第１弾性部６０の内周面６３は、内筒部３４の外周面３４ａに沿ったテーパ面である。つまり、第１弾性部６０の内周面６３は、第１弾性部６０の底面６２から先端６４へ向かって先細りとなるテーパ面である。以下、第１弾性部６０の内周面６３のことを、「第１弾性部６０のテーパ面６３」ということがある。第１弾性部６０のテーパ面６３に沿って延びる直線Ｌｘのことを、「テーパ面６３の延長線Ｌｘ」という。第１弾性部６０における、外周面６１と底面６２との角（コーナー）、及び、底面６２と内周面６３との角（コーナー）は、それぞれ面取りされている。

【0030】

第２弾性部７０は、第１弾性部６０の先端６４からストッパー５１へ向かって、連続して延びている。第２弾性部７０の外周面７１と外筒部３３の内周面３３ａとの間には、全周にわたって第２の空隙８２を有している。この第２の空隙８２の大きさδ２は、ストッパー５１から弾性体５２へ圧縮荷重が作用したときの、弾性体５２全体の弾性変形量を勘案して設定されており、第１の空隙８１の大きさδ１よりも大きい。

【0031】

より詳しく述べると、第２弾性部７０の外周面７１の先端７１ａの直径ｄ２は、第１弾性部６０の外周面６１の直径ｄ１よりも小さい。この外周面７１は、第１弾性部６０の外周面６１の先端６１ａから、第２弾性部７０の外周面７１の先端７１ａへ向かって先細りとなるテーパ面である。さらに、この外周面７１の輪郭は、基端７１ｂ（第１弾性部６０の先端６４）から先端７１ａにかけて、全体に曲線状である。

【0032】

第２弾性部７０の外周面７１は、図４に想像線によって示される環状の第１溝７２を有することが好ましい。この第１溝７２は、第１弾性部６０の外周面６１の先端６１ａから、第２弾性部７０の先端面７３へ向かって、全周にわたり曲線状に窪んでいる。

【0033】

第２弾性部７０の内周面７４は、第１弾性部６０のテーパ面６３（内筒部３４の外周面３４ａ）の延長線Ｌｘに沿った、テーパ面である。第２弾性部７０の内周面７４の先端７４ａは、第２弾性部７０の先端面７３と延長線Ｌｘとの交点Ｐｘに合致することが好ましい。この交点Ｐｘ（内周面７４の先端７４ａ）の直径ｄ４であり、内筒部３４の内周面３４ｃの直径Ｄ２よりも大きい。第２弾性部７０の長さはＬ３である。

【0034】

第２弾性部７０の内周面７４は、全周にわたって窪んだ環状の第２溝７５を有している。この第２溝７５は、第１弾性部６０の内周面６３の先端６３ａから、第２弾性部７０の先端面７３へ向かって、全周にわたり曲線状に窪んでいる。

【0035】

第１弾性部６０の内周面６３と第２弾性部７０の内周面７４との境界７６は、全周にわたって円弧状の面である。

【0036】

第２弾性部７０の先端面７３のなかの、少なくともストッパー５１に接する部位には、環状且つ平板状の平板９０（カラー９０）を設けることが、好ましい。この平板９０は、金属製である。この平板９０は、第２弾性部７０に対して、例えば一体成形、溶着、接着によって一体化されている。この平板９０の外周面９１は、第２弾性部７０から露出している。平板９０の外径ｄ５は、第２弾性部７０の外周面７１の先端７１ａの直径ｄ２と同一である。平板９０の孔径ｄ６は、第２弾性部７０の内周面７４の先端７４ａ（交点Ｐｘ）の直径ｄ４よりも小さく、内筒部３４の内周面３４ｃの直径Ｄ２と同じである。平板９０の板厚はＴｐである。

【0037】

ストッパー５１（図３参照）は、平板９０を介して第２弾性部７０の先端面７３に突き当たる。ストッパー５１から第２弾性部７０へ作用する圧縮荷重を、平板９０によって、第２弾性部７０の先端面７３に一様に分散することができる。しかも、第２弾性部７０の先端面７３は、この平板９０に覆われることによって、外部から保護される。

【0038】

次に、図３、図５〜図８を参照しつつ、弾性体５２の特性について説明する。

【0039】

今、図３に想像線によって示されるように、ストッパー５１は弾性体５２から離れた位置にある。このときには、ストッパー５１の端面５１ａが、平板９０を介して第２弾性部７０の先端面７３を押圧することによって、押圧する力ｆｃ、つまり圧縮荷重ｆｃの値は０である（ｆｃ＝０）。弾性体５２の圧縮量Ｓｔの値は０である（Ｓｔ＝０）。

【0040】

その後、ストッパー５１の端面５１ａが、平板９０を介して第２弾性部７０の先端面７３を押圧することによって、圧縮荷重ｆｃがストッパー５１の先端面７３から第２弾性部７０の先端面７３へ作用する。弾性体５２は、圧縮荷重ｆｃを受けて圧縮し始める。

【0041】

第１弾性部６０の外周面６１及び底面６２は、外筒部３３の内周面３３ａ及び開口部３２の底面３５によって、全面を支持されている。一方、第１弾性部６０の内周面６３の径方向の内側には、第１の空隙８１を有している。第２弾性部７０の外周面７１の径方向の外側には、第２の空隙８２を有している。このため、弾性体５２が全体的に圧縮変形し始めるとともに、第１弾性部６０の内周面６３が径方向の内側へ弾性変形し始め、第２弾性部７０の外周面７１が径方向の外側へ弾性変形し始める。それにつれて、圧縮荷重ｆｃに対する弾性体５２の圧縮量Ｓｔが徐々に増大する。

【0042】

圧縮荷重ｆｃが増大するにつれて、第１の空隙８１及び第２の空隙８２は減少する。第１の空隙８１の大きさδ１は、第２の空隙８２の大きさδ２よりも小さい。このため、弾性体５２が全体的に圧縮変形を続行するとともに、第１弾性部６０の内周面６３が内筒部３４の外周面３４ａに接して、支持される（図５参照）。このときの圧縮荷重ｆｃの値はｆｃ１であり、弾性体５２の圧縮量Ｓｔの値はＳｔ１である。弾性体５２の圧縮量Ｓｔの値が０からｆｃ１までの圧縮範囲Ａ１のことを、「第１圧縮範囲Ａ１」という。

【0043】

この第１圧縮範囲Ａ１では、弾性体５２は、転舵軸２６の軸方向へ変形する圧縮量Ｓｔの単位量当たりの圧縮荷重ｆｃの比率が、徐々に増大する第１荷重特性（低バネレート特性）を発揮する。つまり、この第１圧縮範囲Ａ１では、第１の空隙８１及び第２の空隙８２を有しているので、弾性体５２は弾性変形し易い傾向がある。第１荷重特性、つまり第１圧縮範囲Ａ１の大きさは、特に第１の空隙８１の大きさδ１によって、定まる。

【0044】

圧縮荷重ｆｃが更に増大するにつれて、第２の空隙８２は更に減少する。このため、弾性体５２が全体的に圧縮変形を続行するとともに、第２弾性部７０の外周面７１が外筒部３３の内周面３３ａに接して、支持される（図６参照）。このときの圧縮荷重ｆｃの値はｆｃ２であり、弾性体５２の圧縮量Ｓｔの値はＳｔ２である。弾性体５２の圧縮量Ｓｔの値がｆｃ１からｆｃ２までの圧縮範囲Ａ２のことを、「第２圧縮範囲Ａ２」という。

【0045】

この第２圧縮範囲Ａ２では、弾性体５２は、転舵軸２６の軸方向へ変形する圧縮量Ｓｔの単位量当たりの圧縮荷重ｆｃの比率が、前記第１荷重特性に比べて増大する、第２荷重特性（中バネレート特性）を発揮する傾向がある。第２荷重特性、つまり第２圧縮範囲Ａ２の大きさは、特に第２の空隙８２の大きさδ２によって、定まる。

【0046】

圧縮荷重ｆｃが更に増大するにつれて、第２弾性部７０の内周面７４が径方向の内側へ向かって膨出するとともに、第２弾性部７０の一部が第２の空隙８２からストッパー５１へ向かって膨出する（図７参照）。つまり、弾性体５２の圧縮変形は限界に達する。このときの圧縮荷重ｆｃの値はｆｃ３であり、弾性体５２の圧縮量Ｓｔの値はＳｔ３である。弾性体５２の圧縮量Ｓｔの値がｆｃ２からｆｃ３までの圧縮範囲Ａ３のことを、「第３圧縮範囲Ａ３」という。

【0047】

この第３圧縮範囲Ａ３では、弾性体５２は、転舵軸２６の軸方向へ変形する圧縮量Ｓｔの単位量当たりの圧縮荷重ｆｃの比率が、前記第２荷重特性に比べて急激に増大する、第３荷重特性（高バネレート特性）を発揮する傾向がある。

【0048】

以上に説明した、圧縮荷重ｆｃと圧縮量Ｓｔの特性を図８にまとめる。図８は、縦軸を弾性体５２に入力する圧縮荷重ｆｃとし、横軸を弾性体５２の圧縮量Ｓｔとして、圧縮荷重ｆｃに対する圧縮量Ｓｔの特性を表した特性図である。この特性図に表した特性曲線によれば、次のことが判る。

【0049】

第１圧縮範囲Ａ１では、第１の空隙８１及び第２の空隙８２の影響を受けるので、弾性体５２は変形し易い。第２圧縮範囲Ａ２では、第１の空隙８１の影響を受けず、第２の空隙８２のみの影響を受けるので、弾性体５２は第１圧縮範囲Ａ１のときに比べて変形し難い。第３圧縮範囲Ａ３では、第１の空隙８１及び第２の空隙８２の影響を受けないので、弾性体５２は第２圧縮範囲Ａ２のときに比べて、急激に変形し難くなる。このように、第１の空隙８１の大きさδ１及び第２の空隙８２の大きさδ２を適宜設定することによって、各圧縮範囲Ａ１〜Ａ３を最適なように設定することができる。

【0050】

次に、図３、図５〜図８を参照しつつ、緩和装置５０の作用を説明する。

【0051】

今、図３に想像線によって示されるように、ストッパー５１は弾性体５２から離れた位置にある。その後、ステアリングホイール２１（図１参照）の操舵、及び／又は、電動モータ４３の駆動による、いわゆる通常の操舵によって、転舵軸２６は車幅中央方向へ移動する。転舵軸２６が車幅中央方向へ移動限界（ストロークエンド）まで移動すると、ストッパー５１の端面５１ａは、平板９０を介して第２弾性部７０の先端面７３に緩く突き当たる。このときに、通常の操舵による突き当たり荷重が、ストッパー５１の端面５１ａから第２弾性部７０の先端面７３へ入力する。この結果、弾性体５２は、この通常の操舵による突き当たり荷重（圧縮荷重）を弾性変形によって吸収する。その後、転舵軸２６が車幅外方へ移動すると、ストッパー５１の端面５１ａは平板９０から離反する。この結果、弾性体５２は自己の弾性によって元の位置に復帰する。

【0052】

また、図３に想像線によって示されるように、ストッパー５１が弾性体５２から離れているときに、例えば、車輪３１（図１参照）が道路の縁石に乗り上げた場合には、車輪３１からストッパー５１へ軸方向の大きい衝撃荷重が作用する。この結果、ストッパー５１の端面５１ａは、平板９０を介して第２弾性部７０の先端面７３に突き当たる。このときの衝撃荷重は、通常の操舵による突き当たり荷重よりも大きい。この衝撃荷重は、ストッパー５１の端面５１ａから第２弾性部７０の先端面７３へ入力する。そのときには、図５〜図７に示されるように、弾性体５２は大きく変形して衝撃荷重を吸収する。この結果、ステアリング装置１０が受ける衝撃荷重を低減することができる。

【0053】

以上の説明をまとめると、次の通りである。
図１〜図４に示されるように、車両用ステアリング装置１０は、
車幅方向へ移動可能な転舵軸２６と、
前記転舵軸２６の端２６ａに設けられたストッパー５１と、
前記転舵軸２６を収納することが可能に車幅方向に延びており、車幅方向の端の開口部３２を、径方向外側の外筒部３３と、径方向内側の内筒部３４と、前記外筒部３３の一端と前記内筒部３４の一端との間を閉鎖している環状で平坦な底面３５とによって、前記ストッパー５１に向いて開口した断面Ｕ字状且つ環状に構成されており、前記底面３５から前記内筒部３４の開放端３４ｂまでの長さＬ１が、前記底面３５から前記外筒部３３の開放端３３ｂまでの長さＬ２よりも短い、ハウジング３０と、
前記底面３５から前記内筒部３４の前記開放端３４ｂまでの長さＬ１と同等の長さＬ１を有しており前記開口部３２に嵌合されるとともに前記外筒部３３の内周面３３ａと前記底面３５とによって全面を支持され且つ前記内筒部３４の外周面３４ａとの間には全周にわたって第１の空隙８１を有している環状の第１弾性部６０と、前記第１弾性部６０から前記ストッパー５１へ向かって延びるとともに前記外筒部３３の前記内周面３３ａとの間には全周にわたって前記第１の空隙８１よりも大きい第２の空隙８２を有している環状の第２弾性部７０とからなり、前記転舵軸２６を車幅方向へ移動可能に挿通している環状の弾性を有している一体成形品からなる弾性体５２と、を備えている。

【0054】

このように、第１弾性部６０は、外筒部３３の内周面３３ａと開口部３２の底面３５とによって弾性変形を規制されるとともに、内筒部３４の外周面３４ａとの間に第１の空隙８１を有することによって、径内方への弾性変形をある程度許容されている。第２弾性部７０は、外筒部３３の内周面３３ａとの間に第２の空隙８２を有することによって、径外方への弾性変形をある程度許容されている。このため、第１の空隙８１の大きさδ１及び第２の空隙８２の大きさδ２を適宜設定することによって、弾性体５２の荷重特性（バネレート特性）を最適化することができる。従って、より一層きめ細かい荷重吸収特性を有した弾性体５２を備える、車両用ステアリング装置１０を提供することができる。

【0055】

さらには、図３及び図４に示されるように、前記第２弾性部７０の外周面７１は、全周にわたって窪んでいる環状の第１溝７２を有している。このため、第２弾性部７０の弾性変形が、より容易である。

【0056】

さらには、図３及び図４に示されるように、前記内筒部３４の前記外周面３４ａは、前記底面３５から前記内筒部３４の前記開放端３４ｂへ向かって先細りとなるテーパ面３４ａであり、
前記内筒部３４の前記外周面３４ａと前記第１弾性部６０の内周面６３との間の、前記第１の空隙８１の大きさδ１は一定である。
このため、第１弾性部６０の内周面６３から内筒部３４の外周面３４ａへ作用する荷重を緩和することができる。

【0057】

さらには、図３及び図４に示されるように、前記第２弾性部７０の内周面７４は、前記第１弾性部６０のテーパ面６３の延長線Ｌｘに沿った、テーパ面であるとともに、全周にわたって窪んだ環状の第２溝８２を有している。このため、第２弾性部７０の弾性変形が、より容易である。

【0058】

さらには、図３及び図４に示されるように、前記第２弾性部７０の先端面７３のなかの、少なくとも前記ストッパー５１に接する部位には、環状の平板９０が設けられている。このため、第２弾性部７０の先端面７３に対して、圧縮荷重を一様に入力することができる。弾性体５２によって、効率よく圧縮荷重を吸収することができる。

【0059】

さらに言い換えると、図１〜図３に示されるように、車両用ステアリング装置１０は、
車幅方向へ移動可能な転舵軸２６と、
前記転舵軸２６の端２６ａに設けられたストッパー５１と、
前記転舵軸２６を収納することが可能に車幅方向に延びており、車幅方向の端の開口部３２を、径方向外側の外筒部３３と、径方向内側の内筒部３４と、前記外筒部３３の一端と前記内筒部３４の一端との間を閉鎖している環状で平坦な底面３５とによって、前記ストッパー５１に向いて開口した断面Ｕ字状且つ環状に構成されており、前記底面３５から前記内筒部３４の開放端３４ｂまでの長さＬ１が、前記底面３５から前記外筒部３３の開放端３３ｂまでの長さＬ２よりも短い、ハウジング３０と、
前記底面３５から前記内筒部３４の前記開放端３４ｂまでの長さＬ１と同等の長さＬ１を有しており前記開口部３２に嵌合されるとともに前記外筒部３３の内周面３３ａと前記底面３５とによって全面を支持され且つ前記内筒部３４の外周面３４ａとの間には全周にわたって第１の空隙８１を有している環状の第１弾性部６０と、前記第１弾性部６０から前記ストッパー５１へ向かって延びるとともに前記外筒部３３の前記内周面３３ａとの間には全周にわたって前記第１の空隙８１よりも大きい第２の空隙８２を有している環状の第２弾性部７０とからなり、前記転舵軸２６を車幅方向へ移動可能に挿通している環状の弾性を有している一体成形品からなる弾性体５２と、
を備え、
前記第２弾性部７０の外周面７１は、前記第１弾性部６０の外周面６１の先端６１ａから前記第２弾性部７０の先端面７３へ向かって全周にわたり曲線状に窪んでいる環状の第１溝７２を有し、
前記内筒部３４の前記外周面３４ａは、前記底面３５から前記内筒部３４の前記開放端３４ｂへ向かって先細りとなるテーパ面であり、且つ、前記内筒部３４の前記開放端３４ｂとの間の縁が円弧状の面であり、
前記内筒部３４の前記外周面３４ａと前記第１弾性部６０の内周面６３との間の、前記第１の空隙８１の大きさδ１は一定であり、
前記第２弾性部７０の内周面７４は、前記第１弾性部６０のテーパ面６３の延長線Ｌｘに沿った、テーパ面であるとともに、全周にわたって窪んだ環状の第２溝８２を有しており、
前記第１弾性部６０の内周面６３と前記第２弾性部７０の前記内周面７４との境界７６は、全周にわたって円弧状の面であり、
前記第２弾性部７０の前記先端面７３のなかの、少なくとも前記ストッパー５１に接する部位には、環状の平板９０が設けられている。

【0060】

次に、図９を参照しつつ実施例２の車両用ステアリング装置１０Ａを説明する。
＜実施例２＞

【0061】

図９は、実施例２による車両用ステアリング装置１０Ａのハウジング３０の開口部３２に設けられた弾性体５２Ａの断面構成を示し、上記図３に対応させて表している。

【0062】

図９に示される車両用ステアリング装置１０Ａは、次の２つの構成を変更したことを特徴とし、その他の基本的な構成については、上記図１〜図７に示される上記車両用ステアリング装置１０と共通する。上記車両用ステアリング装置１０と共通する部分については、符号を流用すると共に、詳細な説明を省略する。

【0063】

第１の変更点は、上記図３に示される実施例１の内筒部３４の外周面３４ａを、図９に示される内筒部３４Ａの外周面３４Ａａに変更したことである。実施例２の外周面３４Ａａは、テーパ面ではなく、外筒部３３の内周面３３ａに対して平行なストレート面である。

【0064】

第２の変更点は、上記図３に示される実施例１の弾性体５２を、弾性体５２Ａに変更したことである。実施例２の弾性体５２Ａでは、第１弾性部６０の内周面６３Ａは、内筒部３４Ａの外周面３４Ａａに対して平行なストレート面である。内筒部３４Ａの外周面３４Ａａと第１弾性部６０の内周面６３Ａとの間には、上記実施例１と同様に、大きさδ１の第１の空隙８１を有している。実施例２の第２弾性部７０の内周面７４Ａは、第１弾性部６０の内周面６３Ａに沿ったストレート面であり、上記実施例１の第２溝７５（図３参照）を有していない。

【0065】

次に、図１０を参照しつつ実施例３の車両用ステアリング装置１０Ｂを説明する。
＜実施例３＞

【0066】

図１０は、実施例３による車両用ステアリング装置１０Ｂのハウジング３０の開口部３２に設けられた弾性体５２Ｂの断面構成を示し、上記図３に対応させて表している。

【0067】

図１０に示される車両用ステアリング装置１０Ｂは、上記図３に示される実施例１の弾性体５２を、弾性体５２Ｂに変更したことを特徴とし、その他の基本的な構成については、上記図１〜図７に示される上記車両用ステアリング装置１０と共通する。上記車両用ステアリング装置１０と共通する部分については、符号を流用すると共に、詳細な説明を省略する。

【0068】

実施例３の弾性体５２Ｂは、第２弾性部７０の外周面７１に、上記実施例１の第１溝７２（図３参照）を有していない。また、実施例３の弾性体５２Ｂでは、第２弾性部７０の内周面７４Ｂは、第２弾性部７０の外周面７１に対して平行なストレート面であり、上記実施例１の第２溝７５（図３参照）を有していない。

【0069】

次に、図１１〜図１５を参照しつつ実施例４の車両用ステアリング装置１０Ｃを説明する。
＜実施例４＞

【0070】

図１１は、実施例４による車両用ステアリング装置１０Ｃのハウジング３０の開口部３２に設けられた弾性体５２Ｃの断面構成を示し、上記図３に対応させて表している。図１２は、図１１に示されたハウジング３０の開口部３２と弾性体５２Ｃの分解した構成を示し、上記図４に対応させて表している。

【0071】

図１１及び図１２に示される車両用ステアリング装置１０Ｃは、上記図３〜図４に示される実施例１の弾性体５２を、弾性体５２Ｃに変更したことを特徴とし、その他の基本的な構成については、上記図１〜図７に示される上記車両用ステアリング装置１０と共通する。上記車両用ステアリング装置１０と共通する部分については、符号を流用すると共に、詳細な説明を省略する。

【0072】

実施例４の弾性体５２Ｃは、第２弾性部７０が、先端面７３からストッパー５１へ向かって延びた（膨出した）、環状の延長部７７を有する。この延長部７７の形状は、第２弾性部７０に対して同心の真円状である。平板９０の外周面９１は、延長部７７の中に埋設されている。この平板９０は、第２弾性部７０の先端面７３及び延長部７７に対して、例えば一体成形、溶着、接着によって一体化されている。

【0073】

このように、平板９０の外周面９１は、延長部７７の中に埋設されている。このため、平板９０は、第２弾性部７０の先端面７３に一体化されるとともに、延長部７７にも一体化されている。従って、第２弾性部７０の先端面７３に対する、平板９０の剥離を、より一層確実に防ぐことができる。

【0074】

第２弾性部７０の外周面７１の先端７１ａの直径ｄ２Ｃは、平板９０の外径ｄ５よりも大きい。また、この外周面７１の先端７１ａの直径ｄ２Ｃは、上記図３〜図４に示される実施例１の先端７１ａの直径ｄ２よりも大きい（ｄ２Ｃ＞ｄ２＝ｄ５）。

【0075】

第２弾性部７０の外周面７１と外筒部３３の内周面３３ａとの間には、全周にわたって第２の空隙８２を有している。この第２の空隙８２の大きさδ２Ｃは、ストッパー５１から弾性体５２へ圧縮荷重が作用したときの、弾性体５２全体の弾性変形量を勘案して設定されており、第１の空隙８１の大きさδ１よりも大きい。さらに、この第２の空隙８２の大きさδ２Ｃは、上記図３〜図４に示される実施例１の第２の空隙８２の大きさδ２よりも、小さく設定してもよい（δ２Ｃ＜δ２）。

【0076】

より詳しく述べると、第２弾性部７０の外周面７１の先端７１ａの直径ｄ２Ｃは、第１弾性部６０の外周面６１の直径ｄ１よりも小さい。第２弾性部７０の外周面７１は、環状の第１溝７２を有している。この第１溝７２は、第１弾性部６０の外周面６１の先端６１ａから、第２弾性部７０の先端面７３へ向かって、全周にわたり曲線状に窪んでいる。この第１溝７２の、最も窪んでいる部位の直径ｄ３（図１２参照）は、第２弾性部７０の外周面７１の先端７１ａの直径ｄ２Ｃよりも小さい。

【0077】

このように、第２弾性部７０の外周面７１は、全周にわたって窪んでいる環状の第１溝７２を有している。このため、第２弾性部７０の弾性変形が、より容易である。

【0078】

次に、図１１、図１３〜図１５を参照しつつ、弾性体５２Ｃの特性について説明する。なお、弾性体５２Ｃの特性は、上記図３、図５〜図８に示される実施例１の弾性体５２の特性と同様なので、概要のみを説明する。

【0079】

図１１に示されるように、ストッパー５１の端面５１ａが、平板９０を介して第２弾性部７０の先端面７３を押圧することによって、圧縮荷重ｆｃ（図示せず）がストッパー５１の先端面７３から第２弾性部７０の先端面７３へ作用する。圧縮荷重ｆｃが増大するにつれて、第１の空隙８１及び第２の空隙８２は減少する。弾性体５２が全体的に圧縮変形を続行するとともに、第１弾性部６０の内周面６３が内筒部３４の外周面３４ａに接して、支持される（図１３参照）。この図１３に示される状態では、上記図５に示される実施例１と同様に、第１荷重特性（低バネレート特性）を発揮する。

【0080】

圧縮荷重ｆｃが更に増大するにつれて、第２の空隙８２は更に減少する。このため、弾性体５２が全体的に圧縮変形を続行するとともに、第２弾性部７０の外周面７１が外筒部３３の内周面３３ａに接して、支持される（図１４参照）。この図１４に示される状態では、上記図６に示される実施例１と同様に、第２荷重特性（中バネレート特性）を発揮する傾向がある。

【0081】

圧縮荷重ｆｃが更に増大するにつれて、第２弾性部７０の内周面７４が径方向の内側へ向かって膨出するとともに、第２弾性部７０の延長部７７がストッパー５１へ向かって膨出する（図１５参照）。つまり、弾性体５２の圧縮変形は限界に達する。この図１５に示される状態では、上記図７に示される実施例１と同様に、第３荷重特性（高バネレート特性）を発揮する傾向がある。

【0082】

実施例４の車両用ステアリング装置１０Ｃは、上記図１〜図８に示される実施例１の車両用ステアリング装置１０と同様に作用、効果を発揮する。

【0083】

なお、本発明による車両用ステアリング装置１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃは、本発明の作用及び効果を奏する限りにおいて、実施例に限定されるものではない。

【0084】

例えば、本発明では、車両用ステアリング装置１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃは、ステアリング系２０のみを備えた構成であればよく、補助トルク機構４０を備えない、いわゆるマニュアル式ステアリング装置であってもよい。

【0085】

また、車両用ステアリング装置１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃは、ステアリングホイール２１と転舵軸２６との間を機械的に分離し、ステアリングホイール２１の操舵量に従って転舵用アクチュエータ（図示せず）が転舵用動力を発生し、この転舵用動力を転舵軸２６へ伝える方式の、いわゆる、ステア バイ ワイヤ（steer-by-wire）式ステアリング装置であってもよい。

【0086】

また、車両用ステアリング装置１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃは、任意のいずれか２つ以上を適宜組み合わせた構成であってもよい。

【産業上の利用可能性】

【0087】

本発明の車両用ステアリング装置１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃは、自動車に搭載するのに好適である。

【符号の説明】

【0088】

１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ 車両用ステアリング装置
２６ 転舵軸
２６ａ 転舵軸の軸端（端）
３０ ハウジング
３２ 開口部
３３ 外筒部（第１筒部）
３３ａ 外筒部の内周面
３３ｂ 外筒部の開放端（外筒部の開放した端面）
３４ 内筒部（第２筒部）
３４ａ 内筒部の外周面（内筒部のテーパ面）
３４ｂ 内筒部の開放端（内筒部の開放した端面）
３４ｃ 内筒部の内周面
５０ 緩和装置
５１ ストッパー
５２，５２Ａ，５２Ｂ 弾性体
６０ 第１弾性部
６１ 第１弾性部の外周面
６１ａ 第１弾性部の外周面の先端
６２ 第１弾性部の底面
６３ 第１弾性部の内周面（テーパ面）
６３ａ 第１弾性部の内周面の先端
６４ 第１弾性部の先端
７０ 第２弾性部
７１ 第２弾性部の外周面
７２ 第１溝
７３ 第２弾性部の先端面
７４ 第２弾性部の内周面
７４ａ 第２弾性部の内周面の先端
７５ 第２溝
７７ 延長部
８１ 第１の空隙
８２ 第２の空隙
９０ 平板
Ｌ１ 底面から内筒部の開放端までの長さ
Ｌ２ 底面から外筒部の開放端までの長さ
δ１ 第１の空隙の大きさ
δ２，δ２Ｃ 第２の空隙の大きさ

【要約】

車両用ステアリング装置(10)は転舵軸(26)と、前記転舵軸(26)を収納するハウジング(30)と、前記転舵軸(26)の軸端(26a)に設けられたストッパー(51)と、環状の弾性体(52)とを備える。前記ハウジング(30)の、車幅方向の端の開口部(32)は、外筒部(33)と内筒部(34)と底面(35)とにより、前記ストッパー(51)に向いて開口した断面Ｕ字状且つ環状に構成されている。前記弾性体(52)は、それぞれ環状の第１弾性部(60)及び第２弾性部(70)からなる。前記第１弾性部(60)は、前記外筒部(33)の内周面(33a)と前記底面(35)とにより支持され、前記内筒部(34)の外周面(34a)との間に第１の空隙(81)を有する。前記第２弾性部(70)は、前記第１弾性部(60)から前記ストッパー(51)へ向かって延び、前記外筒部(33)の前記内周面(33a)との間に前記第１の空隙(81)よりも大きい第２の空隙(82)を有する。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】