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1. (WO2019003370) VEHICLE STEERING DEVICE
Document

明 細 書

発明の名称 車両用ステアリング装置

技術分野

0001  

背景技術

0002   0003  

先行技術文献

特許文献

0004  

発明の概要

発明が解決しようとする課題

0005   0006  

課題を解決するための手段

0007   0008   0009   0010   0011  

発明の効果

0012   0013   0014  

図面の簡単な説明

0015  

発明を実施するための形態

0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061   0062   0063   0064   0065   0066   0067  

産業上の利用可能性

0068  

符号の説明

0069  

請求の範囲

1   2   3   4   5  

補正された請求の範囲(条約第19条)

1  *   2  *   3  *   4  *   5  *  

図面

1   2   3   4   5  

明 細 書

発明の名称 : 車両用ステアリング装置

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衝突緩和部材と、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(衝突緩和部材)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は、ラック軸の端部を挿通可能な環状のラバー製品から成る。ステアリングハンドルによる通常の操舵によって、転舵軸が車幅方向へ移動したときに、ストッパー(ボールジョイントのハウジング)はハウジングの端に当たる直前、つまりストロークエンドの直前に、弾性体に緩く突き当たる。このときに弾性体に作用する突き当たり荷重は、小さい。弾性体が弾性変形をすることによって、突き当たり荷重を吸収して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 : 実開平6-69061号公報(図5)

発明の概要

発明が解決しようとする課題

[0005]
 例えば、ステアリングハンドルによって操舵される車輪が道路の縁石に乗り上げた場合には、車輪から転舵軸へ軸方向の大きい衝撃荷重が作用する。この衝撃荷重は、転舵軸のストッパーから弾性体へ伝わる。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、極めて大きい。このため、弾性体が圧縮されて一定量だけ変形した後に、ストッパーはハウジングの端に当たり、軸方向への移動を停止する。ハウジングを含むステアリング装置の全体が受ける衝撃荷重は、大きい。ステアリング装置の耐久性を高める上で、衝撃荷重を低減することが好ましい。しかし、特許文献1で知られている弾性体によって、少なくとも所定の目標値まで衝撃荷重を低減させるには、弾性体の変形可能な変形量を大きくする必要がある。これでは、弾性体の大型化が避けられない。
[0006]
 本発明は、衝突緩和部材の小型化と、ステアリング装置が受ける衝撃荷重の低減化とを、両立させることができる技術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]
 本発明によれば、車両用ステアリング装置は、
 車幅方向へ移動可能な転舵軸と、
 前記転舵軸を収納するハウジングと、
 前記ハウジングから露出した前記転舵軸の軸端に設けられたストッパーと、
 前記ハウジングに設けられて、前記ストッパーの車幅方向への移動範囲を制限しており、前記ストッパーから入力した通常の操舵による突き当たり荷重を吸収する弾性領域と、前記ストッパーから入力して前記通常の操舵による突き当たり荷重よりも大きい衝撃荷重を吸収する塑性領域と、を有する衝突緩和部材と、を備えていることを特徴とする。
[0008]
 好ましくは、前記衝突緩和部材は、弾性変形と塑性変形の両方が可能な材料によって構成されている。
[0009]
 好ましくは、前記衝突緩和部材は、前記転舵軸を車幅方向へ移動可能に挿通している筒状の部材である。
[0010]
 好ましくは、前記衝突緩和部材の外周面を包囲して前記ハウジングに設けられた弾性体を、更に備え、前記弾性体の先端面は、前記ストッパーに車幅方向で対向している。
[0011]
 好ましくは、前記衝突緩和部材の先端面は、前記弾性体の先端面に対して車幅方向に同一、又は前記弾性体の先端面よりも前記ストッパーへ向かって車幅方向へ突出している。

発明の効果

[0012]
 本発明では、ハウジングに設けられている衝突緩和部材は、転舵軸の軸端に設けられたストッパーの、車幅方向への移動範囲を制限している。通常の操舵によって、転舵軸が車幅方向へ移動限界まで移動ときには、ストッパーは衝突緩和部材に緩く突き当たる。このときに、通常の操舵による突き当たり荷重が、ストッパーから衝突緩和部材へ入力する。衝突緩和部材は、この通常の操舵による突き当たり荷重を、「弾性領域」によって吸収する。
[0013]
 一方、例えば、車輪が道路の縁石に乗り上げた場合には、車輪からストッパーへ軸方向の大きい衝撃荷重が作用する。この結果、転舵軸が車幅方向へ移動するので、ストッパーは衝突緩和部材に突き当たる。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、ストッパーから衝突緩和部材へ入力する。衝突緩和部材は、この大きい衝撃荷重を「塑性領域」によって吸収する。つまり、衝突緩和部材が塑性変形して衝撃荷重を吸収することによって、ステアリング装置が受ける衝撃荷重を低減することができる。しかも、衝突緩和部材は、大きい衝撃荷重を「弾性領域」によって吸収する場合に比べて、小型にすることができる。
[0014]
 このように、通常の操舵による突き当たり荷重を吸収することが可能な、小型の衝突緩和部材のままで、ステアリング装置が受ける衝撃荷重を大幅に低減することができる。従って、車両に対するステアリング装置の配置の自由度を増すとともに、ステアリング装置の耐久性を高めることができる。

図面の簡単な説明

[0015]
[図1] 本発明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とストッパーの断面図である。
[図3] 図2に示された衝突緩和部材の圧縮応力-歪み線図である。
[図4] 図2に示された緩和装置の衝撃荷重-衝撃時間の相関図である。
[図5] 図2に示された緩和装置の作用図である。

発明を実施するための形態

[0016]
 本発明を実施するための形態を添付図に基づいて以下に説明する。
[0017]
 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31,31(操舵用車輪31,31)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、から成る。
[0018]
 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28,28とナックル29,29とを介して連結された左右(車幅方向両側)の車輪31,31と、から成る。
[0019]
 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、車幅方向へ移動可能にハウジング32に収納されている。
[0020]
 このハウジング32は車幅方向に延びており、車幅方向に貫通した貫通孔32aと、車幅方向の両端に位置した開口部32b,32bを有している。この開口部32b,32bは、貫通孔32aに対して同心で、且つ貫通孔32aよりも大径の有底円形状の孔である。
[0021]
 転舵軸26は、ハウジング32の貫通孔32a内を車幅方向へ移動可能である。転舵軸26の両端は、ハウジング32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。
[0022]
 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28,28とを介して、左右の車輪31,31を操舵することができる。
[0023]
 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。
[0024]
 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31,31を転舵することができる。
[0025]
 車両用ステアリング装置10は、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。
[0026]
 図2に示されるように、緩和装置50は、ストッパー51と衝突緩和部材52と弾性体53とを含む。
[0027]
 ストッパー51は、ハウジング32から露出した転舵軸26の軸端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32の開口部32b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32の開口部32bに対向している。
[0028]
 衝突緩和部材52は、転舵軸26を車幅方向へ移動可能に挿通している筒状(円筒状)の部材であり、ハウジング32の開口部32bの中に設けられている。この衝突緩和部材52は、ストッパー51の車幅方向への移動範囲を制限する。衝突緩和部材52の第1の面52aは、開口部32bの底面32cに接している平坦面である。衝突緩和部材52の第2の面52b(先端面52b)は、ストッパー51の端面51aに対向した平坦面である。つまり、衝突緩和部材52の先端面52bは、ストッパー51に対して車幅方向に対向している。
[0029]
 衝突緩和部材52は、「弾性変形」と「塑性変形」の両方が可能な材料によって構成されている。例えば、衝突緩和部材52は樹脂材料や金属材料によって構成される。樹脂材料としては、例えばポリアミド(PA)樹脂、ポリフェニレンサルファイド(PPS)樹脂、ポリエーテルスルホン(PES)樹脂、ポリアミドイミド(PAI)樹脂、ポリエーテルイミド(PEI)樹脂、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)樹脂、ポリアセタール(POM)樹脂、ポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂、ポリプロピレン(PP)樹脂などがある。
[0030]
 弾性体53は、衝突緩和部材52の外周面52cを包囲して、ハウジング32の開口部32bの中に設けられている。この弾性体53は、例えばウレタン樹脂やラバー等の弾性材料から成る、円筒によって構成されている。弾性体53の第1の面53aは、開口部32bの底面32cに接している平坦面である。弾性体53の第2の面53b(先端面53b)は、ストッパー51の端面51aに対向した平坦面である。つまり、弾性体53の先端面53bは、ストッパー51に対して車幅方向に対向している。
[0031]
 弾性体53の先端面53bには、金属製の環状板54が固定されている。この先端面53bは、環状板54に覆われることによって、外部から保護されている。ストッパー51は、環状板54を介して弾性体53の先端面53bに突き当たる。なお、環状板54は必要に応じて設ければよい。
[0032]
 衝突緩和部材52の先端面52bは、弾性体53の先端面53bに対して車幅方向に同一面に設定されるか、又は、弾性体53の先端面53bよりもストッパー51へ向かって車幅方向へ突出している。
[0033]
 なお、弾性体53に環状板54が設けられた構成では、次のようになる。つまり、衝突緩和部材52の先端面52bは、環状板54の先端面54aに対して車幅方向に同一面に設定されるか、又は環状板54の先端面54aよりもストッパー51へ向かって、突出長さLeだけ車幅方向へ突出する。この突出長さLeは、衝突緩和部材52の歪み量が弾性領域の上限又は上限付近まで増加した場合に、ストッパー51の端面51aが、環状板54の先端面54aに突き当たる大きさに設定される。
[0034]
 ここで、衝突緩和部材52を樹脂材により構成した場合について、図3に基づき説明する。
[0035]
 図3は、樹脂材の圧縮応力-歪み線図であり、縦軸を樹脂材に生じる圧縮応力Pcとし、横軸を樹脂材の歪み量δとして、圧縮応力に対する歪み量の特性を表している。図3から明らかなように、樹脂材の特性は、弾性領域A1(弾性範囲A1)においては、原点から右肩上がりとなる実質的に直線状の特性である。このため、衝突緩和部材52(図2参照)は弾性変形をする。
[0036]
 樹脂材の特性は、弾性領域A1の上限Py、つまり変極点Py(上降伏点Py)に達すると、塑性領域A2に移行する。弾性領域A1を超えた塑性領域A2(塑性範囲A2)においては、圧縮応力は増大せずに歪み量が増大する特性、いわゆる塑性変形をする特性となる。塑性領域A2を超えると、歪み量δが過大になるので、樹脂材は破損又は破断する。
[0037]
 以上の説明から明らかなように、衝突緩和部材52は、弾性領域A1と塑性領域A2の両方の特性を有する。
[0038]
 なお、衝突緩和部材52として採用することが可能な金属材料のなかには、アルミニウム合金、銅合金、オーステナイト系ステンレス鋼のように、明確な降伏点が存在しない材料があり、弾性領域から、なだらかに塑性変形をする特性を有することが知られている。
[0039]
 本発明者は、衝突緩和部材として用いることが可能な構成の、次の5つのサンプルSp1~Sp5を準備し、この各サンプルSp1~Sp5に対して軸方向から衝撃荷重(圧縮荷重)を加える実験を実施した。そして、各サンプルSp1~Sp5の衝撃荷重と衝撃時間のデータの推移を比較した。但し、各サンプルSp1~Sp5に衝撃荷重を加える入力条件は、全て同一とした。
[0040]
 サンプルSp1~Sp4はラバーによって構成されている。第5サンプルSp5は樹脂材によって構成されている。
[0041]
  第1サンプルSp1は、外径が最も小径で、全長も最も短い。
  第2サンプルSp2は、第1サンプルSp1に対して、外径を1.2倍とし、全長を1.5倍とした。
  第3サンプルSp3は、第1サンプルSp1に対して、外径を1.2倍とし、全長を2.1倍とした。
  第4サンプルSp4は、実質的に、2つの第1サンプルSp1を直列に配列し且つ一体化した構成である。この第4サンプルSp4は、第1サンプルSp1に対して、外径を1.2倍とした。
  第5サンプルSp5は、第1サンプルSp1と概ね同等の大きさである。
[0042]
 各サンプルSp1~Sp5のデータの比較結果は、図4に示される通りであった。図4は、衝撃荷重-衝撃時間の相関図であり、縦軸を衝撃荷重fcとし、横軸を衝撃時間tcとして、衝撃時間と衝撃荷重の推移を表している。
  第1サンプルSp1のデータは、細い実線によって表されている。
  第2サンプルSp2のデータは、細い破線によって表されている。
  第3サンプルSp3のデータは、細い一点鎖線によって表されている。
  第4サンプルSp4のデータは、細い二点鎖線によって表されている。
  第5サンプルSp5のデータは、太い実線によって表されている。
[0043]
 これによると、ラバー製品である4つのサンプルSp1~Sp4を比較すると、小型であるほど衝撃荷重fcの最大値が大きく、大型になるほど衝撃荷重fcの最大値が小さくなることが判った。以上の結果から、衝撃荷重fcの最大値を、所望の目標値まで低減させるためには、大型の衝突緩和部材52(図2参照)を採用する必要がある。大型の衝突緩和部材52であれば、圧縮方向の弾性変形量が大きくなり、衝撃荷重fcを低減することができる。しかし、衝突緩和部材52の小型化と、ステアリング装置10(図1参照)が受ける衝撃荷重の低減化とを、両立させることはできない。
[0044]
 そこで、本発明者が着目したのは、「衝撃荷重fcの入力条件が一定であれば、衝撃エネルギーの総量は変わらない。それならば、第1及び第2サンプルSp1,Sp2の特性において、衝撃荷重fcの最大値付近のゾーンZ1を、衝撃時間tcの初期の方にシフトすればよい。」ということである。そして、本発明者は、衝突緩和部材52の材料を見直すことによって、衝撃エネルギーを2段階に分けて吸収するという、知見に至った。具体的には、先ず、衝撃荷重fcの入力初期t1(第1段階t1)には、極く短時間で衝撃荷重fcを急上昇させる。そのためには、より剛性の高い材料を選定すればよい。その後の第2段階t3に、衝撃荷重fcの上昇を鈍化させる。そのためには、衝撃荷重fcによって高剛性の材料を降伏させることによって、材料の剛性を無くすればよい。
[0045]
 そこで、弾性変形と塑性変形の両方が可能な材料を選定した。その1つが樹脂材であった。この樹脂材の圧縮応力-歪み特性は、上記図3を参照して説明した通りである。
[0046]
 上述のように、第5サンプルSp5は、樹脂材によって構成されている。この第5サンプルSp5の特性は、図4に太い実線によって示されるように、先ず、衝撃荷重fcの入力初期t1(第1段階t1)には、ラバー製品である4つのサンプルSp1~Sp4に比べて、極く短時間で衝撃荷重fcが急上昇する。第1段階t1の特性は、図3に示される弾性領域A1に対応している。第1段階t1の完了時点t2は、図3に示される上降伏点Pyに対応している。この完了時点t2における第5サンプルSp5の衝撃荷重fcの最大値は、第1及び第2サンプルSp1,Sp2の衝撃荷重fcの最大値に対して、大幅に低下している。第1段階t1の完了時点t2の後の第2段階t3には、衝撃荷重fcの上昇が鈍化する。つまり、第2段階t3における第5サンプルSp5の特性は、平坦な特性に変わる。第2段階t3の特性は、図3に示される塑性領域A2に対応している。
[0047]
 このようにした結果、第1及び第2サンプルSp1,Sp2の特性における、衝撃荷重fcの最大値付近のゾーンZ1を、第5サンプルSp5の特性における、衝撃荷重fcのゾーンZ2のように、衝撃時間tcの初期の方にシフトすることができる。従って、衝撃エネルギーを2段階に分けて吸収することができる。しかも、第5サンプルSp5は、ラバー製品である4つのサンプルSp1~Sp4に比べて小型化を達成することができる。
[0048]
 次に、図5を参照しつつ緩和装置50の作用を説明する。
[0049]
 今、図5(a)に想像線によって示されるように、ストッパー51は衝突緩和部材52の先端面52b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。図5(a)に実線によって示されるように、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は衝突緩和部材52の先端面52b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から衝突緩和部材52の先端面52bへ入力する。この結果、図5(b)に示されるように、衝突緩和部材52は、この通常の操舵による突き当たり荷重を弾性変形によって、つまり弾性領域によって吸収する。
[0050]
 その後、転舵軸26が車幅外方へ移動すると、図5(a)に想像線によって示されるように、ストッパー51の端面51aは衝突緩和部材52の先端面52bから離反する。この結果、衝突緩和部材52の先端面52bは、自己の弾性によって元の位置に復帰する。
[0051]
 また、図5(a)に想像線によって示されるように、ストッパー51が衝突緩和部材52の先端面52b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、図5(a)に実線によって示されるように、ストッパー51の端面51aは衝突緩和部材52の先端面52b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から衝突緩和部材52の先端面52bへ入力する。
[0052]
 図5(c)に示されるように、衝突緩和部材52は衝撃荷重により、環状板54の先端面54aの位置、又はこの位置付近まで大きく弾性変形する。さらに衝突緩和部材52は、弾性領域の上限を超えて塑性領域に入る。この塑性領域では、圧縮応力が増大することなく歪み量が増大する特性、いわゆる塑性変形をする。
[0053]
 しかも、図5(c)に示されるように、衝突緩和部材52の歪み量が弾性領域の上限又は上限付近まで増加すると、ストッパー51の端面51aは、衝突緩和部材52の先端面52bの他に、環状板54の先端面54aにも突き当たる。このため、塑性領域では、衝撃荷重は、ストッパー51の端面51aから、環状板54の先端面54aにも入力する。弾性体53は弾性変形をすることによって、衝撃荷重を吸収する。つまり、図5(d)に示されるように、衝突緩和部材52が圧縮方向へ塑性変形をするときには、衝突緩和部材52と弾性体53が同時に圧縮変形をする。この結果、衝突緩和部材52の圧縮変形量を抑制して、衝突緩和部材52の破損又は破断を防止することができる。
[0054]
 以上の説明をまとめると、次の通りである。
 図1及び図2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を収納するハウジング32と、
 前記ハウジング32から露出した転舵軸26の軸端26aに設けられたストッパー51と、
 前記ハウジング32に設けられて、前記ストッパー51の車幅方向への移動範囲を制限しており、前記ストッパー51から入力した通常の操舵による突き当たり荷重を吸収する弾性領域と、ストッパー51から入力して通常の操舵による突き当たり荷重よりも大きい衝撃荷重を吸収する塑性領域と、を有する衝突緩和部材52と、を備えている。
[0055]
 通常の操舵によって、転舵軸26が車幅方向へ移動限界まで移動ときには、ストッパー51は衝突緩和部材52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から衝突緩和部材52へ入力する。衝突緩和部材52は、この通常の操舵による突き当たり荷重を、「弾性領域」によって吸収する。
[0056]
 一方、例えば、車輪31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、転舵軸26が車幅方向へ移動するので、ストッパー51は衝突緩和部材52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から衝突緩和部材52へ入力する。衝突緩和部材52は、この大きい衝撃荷重を「塑性領域」によって吸収する。つまり、衝突緩和部材52が塑性変形して衝撃荷重を吸収することによって、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。しかも、衝突緩和部材52は、大きい衝撃荷重を「弾性領域」によって吸収する場合に比べて、小型にすることができる。
[0057]
 このように、通常の操舵による突き当たり荷重を吸収することが可能な、小型の衝突緩和部材52のままで、車両用ステアリング装置10が受ける衝撃荷重を、大幅に低減することができる。従って、車両に対する車両用ステアリング装置10の配置の自由度を増すことができるとともに、車両用ステアリング装置10の耐久性と操縦性を高めることができる。
[0058]
 例えば、第1及び第2伝動機構25,44や電動モータ43に作用する急激な負荷を抑制することができる。しかも、ステアリング系20の操舵トルクの急増を抑制できるので、操縦安定性を確保できる。制御部42が電動モータ43を制御する応答性も、十分に確保することができる。
[0059]
 さらには、衝突緩和部材52は、弾性変形と塑性変形の両方が可能な材料によって構成されている。このため、弾性領域と塑性領域という、互いに異なる特性を、を1つの部材によって構成することが容易である。
[0060]
 さらには、衝突緩和部材52は、転舵軸26を車幅方向へ移動可能に挿通している筒状の部材である。このため、転舵軸26の軸端26aに設けられたストッパー51から入力した荷重を、筒状の衝突緩和部材52の全周にわたって効率よく受けることができる。
[0061]
 さらには、車両用ステアリング装置10は、衝突緩和部材52の外周面52cを包囲してハウジング32に設けられた弾性体53を、更に備えている。この弾性体53の先端面53bは、ストッパー51に車幅方向で対向している。このため、衝突緩和部材52が塑性変形をするときには、衝突緩和部材52と弾性体53が同時に圧縮変形をする。この結果、衝突緩和部材52の圧縮変形量を抑制して、衝突緩和部材52の破損又は破断を防止することができる。
[0062]
 さらには、衝突緩和部材52の先端面52bは、弾性体53の先端面53b(環状板54が有る場合には、その先端面54a)に対して車幅方向に同一、又は弾性体53の先端面53bよりもストッパー51へ向かって車幅方向へ突出している。
[0063]
 衝突緩和部材52の先端面52bが、弾性体53の先端面53b(環状板54の先端面54a)に対して、車幅方向に同一である場合には、衝突緩和部材52と弾性体53は、ストッパー51から衝撃荷重を受けて同時に圧縮変形をする。弾性体53は、衝突緩和部材52に弾性領域と塑性領域の両方において、衝突緩和部材52の圧縮変形特性に影響を及ぼすことができる。
[0064]
 一方、衝突緩和部材52の先端面52bが、弾性体53の先端面53b(環状板54の先端面54a)よりも車幅方向に突出している場合には、突出している分だけ、ストッパー51は衝突緩和部材52を先に圧縮変形させる。弾性体53は、衝突緩和部材52の塑性領域において、衝突緩和部材52の圧縮変形特性に影響を及ぼすことができる。
[0065]
 なお、本発明による車両用ステアリング装置10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。
[0066]
 例えば、本発明では、車両用ステアリング装置10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。
[0067]
 また、車両用ステアリング装置10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。

産業上の利用可能性

[0068]
 本発明の車両用ステアリング装置10は、自動車に搭載するのに好適である。

符号の説明

[0069]
 10  車両用ステアリング装置
 26  転舵軸
 26a 転舵軸の軸端
 32  ハウジング
 51  ストッパー
 52  衝突緩和部材
 52b 先端面
 52c 衝突緩和部材52の外周面
 53  弾性体
 53b 先端面

請求の範囲

[請求項1]
 車幅方向へ移動可能な転舵軸と、
 前記転舵軸を収納するハウジングと、
 前記ハウジングから露出した前記転舵軸の軸端に設けられたストッパーと、
 前記ハウジングに設けられて、前記ストッパーの車幅方向への移動範囲を制限しており、前記ストッパーから入力した通常の操舵による突き当たり荷重を吸収する弾性領域と、前記ストッパーから入力して前記通常の操舵による突き当たり荷重よりも大きい衝撃荷重を吸収する塑性領域と、を有する衝突緩和部材と、を備えていることを特徴とする車両用ステアリング装置。
[請求項2]
 前記衝突緩和部材は、弾性変形と塑性変形の両方が可能な材料によって構成されている請求項1記載の車両用ステアリング装置。
[請求項3]
 前記衝突緩和部材は、前記転舵軸を車幅方向へ移動可能に挿通している筒状の部材である、請求項1又は2記載の車両用ステアリング装置。
[請求項4]
 前記衝突緩和部材の外周面を包囲して前記ハウジングに設けられた弾性体を、更に備え、
 前記弾性体の先端面は、前記ストッパーに車幅方向で対向している、
請求項1乃至3のいずれか1項記載の車両用ステアリング装置。
[請求項5]
 前記衝突緩和部材の先端面は、前記弾性体の先端面に対して車幅方向に同一、又は前記弾性体の先端面よりも前記ストッパーへ向かって車幅方向へ突出している、
請求項4記載の車両用ステアリング装置。

補正された請求の範囲(条約第19条)
[ 2017年11月7日 ( 07.11.2017 )  国際事務局受理 ]

[1]
[補正後] 車幅方向へ移動可能な転舵軸と、
 前記転舵軸を収納するハウジングと、
 前記ハウジングから露出した前記転舵軸の軸端に設けられたストッパーと、
 前記ハウジングに設けられて、前記ストッパーの車幅方向への移動範囲を制限しており、圧縮応力に対する歪み量の特性を表す圧縮応力-歪み線図において、前記ストッパーから入力した通常の操舵による突き当たり荷重を吸収する弾性領域と、前記ストッパーから入力して前記通常の操舵による突き当たり荷重よりも大きい衝撃荷重を吸収する塑性領域と、を有する特性の衝突緩和部材と、
 前記衝突緩和部材の外周面を包囲して前記ハウジングに設けられた弾性体と、を備え、
 前記弾性体の先端面は、前記ストッパーに車幅方向で対向しており、
 前記衝突緩和部材の先端面は、前記弾性体の先端面よりも前記ストッパーへ向かって車幅方向へ突出している、ことを特徴とする車両用ステアリング装置。
[2]
[削除]
[3]
[補正後] 前記衝突緩和部材は、前記転舵軸を車幅方向へ移動可能に挿通している筒状の部材である、請求項1記載の車両用ステアリング装置。
[4]
[削除]
[5]
[削除]

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]

[ 図 4]

[ 図 5]