CN101341345A - 紧固工具以及转向装置 - Google Patents

Abstract

一种用于将两个构件(5，6)连接在一起的紧固工具(1)，包括环状主体(3)，沿该环状主体的圆周方向间隔地设置的多个脊部(4)，和形成在所述脊部上的多个凹陷(10)。结果，当所述两个构件相对于彼此移动时，可以向所述两个构件施加稳定的摩擦阻力。此外，在包括用于吸收冲击能量的能量吸收机构(28)的转向设备，可以在能量吸收机构(28)中采用紧固工具(1)。

Description

紧固工具以及转向装置

技术领域

本发明涉及用于将多个机械元件连接在一起的紧固件。尤其，本发明涉及用于转向设备的能量吸收机构(EA机构)的紧固件。

背景技术

传统地，公差环(tolerance ring)用于电力转向设备的扭矩限制机构中(例如，参考专利文献No.1)。电力转向设备检测通过转动检测的方向盘产生的方向盘扭矩，并且根据这样被检测的方向盘扭矩来驱动转向辅助电机。转向辅助电机的旋转力经由蜗杆和蜗轮传递至转向轴。扭矩限制器设置在转向轴和蜗轮之间。设置该扭矩限制机构，以防止转向辅助电机由施加至该转向轴的过大扭矩产生的故障，例如，当车轮行驶在路缘上时。扭矩限制机构具有公差环。

图17是常规的公差环201的前视图。图18是沿图17中的线XVIII-XVIII所截取的公差环201的剖视图。

公差环201使得径向向外突出且轴向延伸的多个突出部分204整体地形成在金属环状主体203上，该主体203具有以规则的间隔在圆周方向上的分裂沟槽(split groove)。

图19是安装在转向轴205和蜗轮206之间的常规的公差环201的剖视图。图20是安装在转向轴205和蜗轮206之间的常规的公差环201的纵剖视图。

公差环20的内圆周配合在转向轴25的外圆周上，并且蜗轮206的内圆周配合在公差环201的外圆周上。通过施加径向力至转向轴205和蜗轮206，该径向力对应于公差环201的径向变形量，在公差环201的内圆周和转向轴205的外圆周之间产生摩擦阻力，并且在公差环201的外圆周和蜗轮的内圆周之间产生摩擦阻力。由于这些摩擦阻力，扭矩可在转向轴205和蜗轮206之间传递，并且设置限制扭矩以便对应于摩擦阻力，由此实现扭矩限制机构的作用。

在上述的常规技术中，为了稳定负载，在公差环201和转向轴25以及蜗轮206之间施加油脂。该油脂也保持在空间207中，该空间207在公差环201的突出部分204之间轴向延伸。当转向轴205和蜗轮206相对地旋转时，由于旋转方向和在其中保持油脂的空间207延伸的方向以直角彼此相交，保持在空间207中的油脂被提供至公差环201的突出部分204和转向轴205以及蜗轮206之间的接触表面，由此负载被稳定。

此外，公差环用于汽车转向轴的能量吸收机构(例如，参考专利文献No.2)。能量吸收机构为以便当机动车辆与障碍物相碰撞时，允许转向轴被轴向地缩短。能量吸收机构由内金属管和外金属管组成。该两个金属管都以伸缩的方式在其一个端部处彼此配合在其中或配合在其上。公差环布置在两个金属管的一个端部之间。公差环具有沿径向剖开的波浪形横截面轮廓。当多个突出部分安装在两个金属管之间时，该突出部分沿圆周方向设置以便沿轴向延伸并与两个金属管压力接触，公差环沿径向产生作用力，并且当两个金属管沿轴向相对移动时，产生负载。通过采用类似上述的结构，当机动车辆与障碍物相碰撞时，公差环允许两个金属管相对于彼此地滑动，同时沿轴向产生负载，以便允许转向轴沿轴向缩短。

专利文献No.1：JP-A-09-020256

专利文献No.2：JP-A-09-002293

发明内容

发明要解决的问题

即使当公差环用于常规的能量吸收机构中时，为了稳定负载，油脂被施加在公差环和金属管之间。然而，当金属管相对彼此地轴向移动时，在组装时施加的油脂从公差环的突出部分和两个金属管之间的接触表面中刮出。此时，油脂也被保持在空间中，该空间沿轴向在公差环的突出部分之间延伸。然而，由于空间延伸的方向和两个金属管相对彼此地移动的方向平行，在该空间中的油脂不被提供至突出部分和金属管的接触表面。因此，接触面的润滑状态变得不稳定，负载也不稳定，并且可能出现产生粘滑的情况。

鉴于上述情况提出本发明，并且本发明的目的是紧固件和设置有该紧固件的转向设备，该紧固件可稳定在两个构件相对彼此地轴向移动时产生的负载并且防止粘滑。

解决问题的方法

为了解决上述问题，根据本发明，提供如下的结构。

(1)一种用于将两个构件连接在一起的紧固件(fastener)，包括：

环状主体；

沿所述环状主体的圆周方向间隔地设置在所述环状主体上的多个突出部分；和

设置在所述突出部分上的凹陷部分。

(2)如(1)所述的紧固件，其中，

所述紧固件以如下状态安装在所述两个构件之间，即使得所述紧固件与所述两个构件压力接触以便同轴地连接所述两个构件，以及

当所述两个构件沿轴向相对彼此移动时，所述紧固件作为用于产生预定负载的负载限制机构。

(3)如(1)所述的紧固件，其中，

所述多个突出部分(projection)沿所述环状主体的轴向延伸，以及

分裂沟槽设置在所述环状主体中。

(4)如(1)所述的紧固件，其中，

所述凹陷部分的圆周边缘限定与所述两个构件中的一个构件相接触的接触部分。

(5)一种转向设备包括：

用于吸收冲击能量的能量吸收机构，

其中，如(1)所述的紧固件用作所述能量吸收机构。

(6)一种电气伸缩调节的转向设备包括：

转向柱，该转向柱具有外柱和内柱，该外柱和内柱相连接以便自由地延伸和收缩，并且适合于旋转地支承方向盘安装在其上的转向轴；和

电气致动器，该电气致动器在一个端部处安装在所述外柱上并且在另一个端部处安装在所述内柱上，以便允许所述外柱和所述内柱的延伸和收缩，其中，

所述电气致动器包括：

如(1)所述的紧固件；和

收缩部分，该收缩部分适合于当输入冲击负载时通过收缩吸收冲击能量以及同时沿轴向产生负载。

(7)如(6)所述的电气伸缩调节的转向设备，其中，

所述电气致动器包括杆，该杆平行于所述内柱的中心轴线设置，并且在该杆和所述内柱之间具有预定的偏移量，同时该杆适合于由电机所驱动。

(8)如(7)所述的电气伸缩调节的转向设备，其中，

所述杆包括：

内杆，该内杆构成所述两个构件中的一个构件；

外杆，该外杆构成所述两个构件中的另一个构件，所述内杆经由预定的间隙插入该外杆内以便相对移动；以及

所述紧固件配合地插入在所述内杆和所述外杆之间的间隙中，以便当施加二次冲击负载时允许所述内杆和所述外杆的延伸或收缩以及同时施加预定的负载。

(9)如(7)所述的电气伸缩调节的转向设备，其中，

所述杆的一端螺纹连接(screw)至内螺纹，该内螺纹形成在连接至所述电机的蜗杆减速机构的蜗轮的内圆周表面上，以及

所述杆的另一端配合地插入连接构件内，该连接构件固定至所述外柱和所述内柱中的任何一个，以便当施加二次冲击负载时相对移动以及同时施加预定的负载。

(10)一种电气伸缩调节的转向设备包括：

转向柱，该转向柱具有外柱和内柱，该外柱和内柱相连接以便自由地延伸和收缩，并且适合于旋转地支承方向盘安装在其上的转向轴；和

电气致动器，该电气致动器在一个端部处安装在所述外柱上并且在另一个端部处安装在所述内柱上，以便允许所述外柱和所述内柱的延伸和收缩，其中，

所述电气致动器具有收缩部分，该收缩部分当输入冲击负载时适合于通过收缩吸收冲击能量以及同时沿轴向产生负载，以及

固体润滑剂的涂层形成在所述电气致动器的收缩部分上。

(11)如(10)所述的电气伸缩调节的转向设备，其中，

所述电气致动器包括：

杆，该杆平行于所述内柱的中心轴线设置，并且在该杆和所述内柱之间具有预定的偏移量，同时该杆适合于由电机所驱动。

(12)如(11)所述的电气伸缩调节的转向设备，其中，

所述杆包括：

内杆；

外杆，所述内杆经由预定间隙插入该外杆内以便相对移动；和

能量吸收构件，该能量吸收构件配合地插入在所述内杆和所述外杆之间的间隙中，并且在其内圆周表面上具有波浪形的不规则，以便当施加二次冲击负载时允许所述内杆和所述外杆的延伸或收缩以及同时施加预定的负载，以及

其中，固体润滑剂的薄膜形成在所述内杆和所述外杆中的至少一个的滑动表面上。

(13)如(11)所述的电气伸缩调节的转向设备，其中，

所述杆的一端螺纹连接至内螺纹，该内螺纹形成在连接至所述电机的蜗杆减速机构的蜗轮的内圆周表面上，

所述杆的另一端配合地插入连接构件内，该连接构件固定至所述外柱和所述内柱中的任何一个，以便当施加二次冲击负载时相对移动以及同时施加预定的负载，以及

固体润滑剂的薄膜形成在与所述杆的连接构件的滑动接触部分上。

根据本发明的紧固件，该紧固件包括环状主体，沿圆周方向间隔地设置在环状主体上的多个突出部分和设置在突出部分上的凹陷部分，油脂可保持在该凹陷部分中。因此，当两个构件相对彼此地轴向移动时，防止油脂被刮出，以便稳定所产生的负载，从而能够防止粘滑。

此外，根据本发明的转向设备，由于该紧固件用作吸收冲击能量的能量吸收机构或收缩部分，能够在碰撞时形成稳定的能量吸收负载。

附图说明

[图1]图1是本发明的紧固件的前视图。

[图2]图2是沿图1中的线II-II截取的紧固件的剖视图。

[图3]图3是安装在轴构件和空心圆柱形构件之间的本发明的紧固件的横剖视图。

[图4]图4是安装在轴构件和空心圆柱形构件之间的本发明的紧固件的纵剖视图。

[图5]图5是安装在轴构件和空心圆柱形构件之间的根据本发明的第二实施例的紧固件的横剖视图。

[图6]图6是示出利用根据本发明的紧固件的电气伸缩柱的示意图。

[图7]图7是示出整体结构的示意图，该整体结构表示根据本发明的转向设备装备在车辆上的状态。

[图8]图8是排除方向盘的转向柱设备的侧视图。

[图9]图9是沿图8中的线IX-IX截取的剖视图。

[图10]图10是沿图9中的线X-X截取的剖视图。

[图11]图11是转向柱设备的主要部分的纵剖视图。

[图12]图12是沿图11中的线XII-XII截取的剖视图。

[图13]图13是沿图11中的线XIII-XIII截取的剖视图。

[图14]图14是类似于图11的纵剖视图，其表示当转向柱设备收缩时产生的状态。

[图15]图15是表示本发明的另一个实施例的侧视图，其中该实施例的主要部分以剖视图示出。

[图16]图16是表示本发明的又一实施例的纵剖视图。

[图17]图17是常规的公差环的前视图。

[图18]图18是沿图17中的线XIII-XIII截取的公差环的剖视图。

[图19]图19是安装在转向轴和蜗轮之间的公差环的剖视图。

[图20]图20是安装在转向轴和蜗轮之间的常规的公差环的纵剖视图。

附图标记

1，162紧固件；2分裂沟槽；3金属环状主体；4突出部分；4a圆周边缘；5轴构件；6空心圆柱形构件；7空间；10凹陷部分；20电气伸缩柱；21，113方向盘；22，111转向轴；23轴承；24，112转向柱；25支承体；26驱动轴；26a外螺纹部分(male screw portion)；27，155电机(motor)；28能量吸收机构；29，156蜗杆；30，154蜗轮；30a内螺纹部分；110转向柱设备；111a外轴；111b内轴；112a外柱；112b内柱；114，116万向接头；115中间轴；117转向齿轮；118横拉杆(tie rob)；119转向车轮；121车身侧构件；122下支架；124上支架；130倾斜机构；150伸缩机构；151齿轮箱；157连接板；158连接杆；158a外杆；158b内杆；158d，158h固体润滑剂膜；158f小直径杆部；158g大直径杆部；161销；X相对移动方向；Y相对旋转方向

具体实施方式

在下文中，将参考附图根据优选实施例描述本发明。然而，将在以下实施例中描述的构成部件的尺寸、材料、形状和相对位置不将本发明的范围限制于此，除非另外特殊地描述。

(第一实施例)

图1是根据本发明的紧固件1的前视图。图2是沿图1中的线II-II截取的紧固件1的剖视图。

紧固件1为使得多个突出部分4整体地形成在金属环状主体3上，该突出部分4径向向外突出且轴向延伸，该金属环状主体3沿圆周方向以规则的间隔具有分裂沟槽2。凹陷部分10设置在突出部分4的顶部上，以便轴向地延伸。凹陷部分10由圆周边缘4a所围绕。

图3是安装在轴构件5和空心圆柱形构件6之间的根据本发明的紧固件1的剖视图。图4是安装在轴构件5和空心圆柱形构件6之间的紧固件1的纵剖视图。

当紧固件1安装在轴构件5和空心圆柱形构件6之间时，油脂被施加至设置在突出部分4上的凹陷部分10。紧固件1的内圆周配合在轴构件5的外圆周上，并且空心圆柱形构件6的内圆周配合在紧固件1的外圆周上。当上述情况发生时，紧固件1沿径向弹性地变形，以便使对应于变形量的径向力作用在轴构件5和空心圆柱形构件6上。通过这种结构，在紧固件1的内圆周和轴构件5的外圆周之间产生摩擦阻力，并且在紧固件1的外圆周和空心圆柱形构件6的内圆周之间产生摩擦阻力。轴构件5和空心圆柱形构件6通过这些摩擦阻力固定至紧固件1。

另一方面，当大于这些摩擦阻力的外力施加至轴构件5和空心圆柱形构件6时，根据外力的方向，轴构件5和空心圆柱形构件6沿图3所示的箭头Y所表示的方向相对于彼此旋转，或者沿图4所示的箭头X所表示的方向相对于彼此移动。也就是说，紧固件1用作扭矩限制机构或负载限制机构。

凹陷部分10通过紧密地固定至空心圆柱形构件6的内圆周的凹陷部分10的圆周边缘4a而构成封闭空间，因此提高油脂的保持效果。图1表示适合于接触空心圆柱形构件6的内圆周的圆周边缘4a的接触表面，如阴影线所示。圆周边缘4a可与空心圆柱形构件6的内圆周线性接触。此外，圆周边缘4a不必直接地接触空心圆柱形构件6的内圆周，并且因此，紧密地粘附至空心圆柱形构件6的内圆周的紧密粘附部分可设置在具有圆周边缘4a的圆周边缘部分上。

当轴构件5和空心圆柱形构件6沿图4中的箭头X所表示的方向相对于彼此移动时，保持在凹陷部分10中的油脂被提供至接触表面(圆周边缘4a)。

替换地，此外，当轴构件5和空心圆柱形构件6沿图3中的箭头Y所表示的方向相对于彼此旋转时，保持在凹陷部分10中的油脂被提供至接触表面(圆周边缘4a)。

通过类似上述情况地提供油脂，轴构件5和空心圆柱形构件6的相对移动或相对旋转中的负载被稳定。

根据该实施例，由于凹陷部分10设置在沿紧固件1的轴向延伸的突出部分4上，故油脂保持在凹陷部分中。尤其，在凹陷部分10的圆周边缘4a紧密地粘附至空心圆柱形构件6的内圆周的情况下，油脂可以以确定的方式保持在凹陷部分10中。因此，即使轴构件5和空心圆柱形构件6沿轴向相对于彼此移动，在组装时施加至突出部分4的油脂也不从突出部分4中刮出(scrape 0ut)，由此将保持在凹陷部分10中的油脂提供至接触表面。通过以上述方式提供油脂，允许油脂始终停留在紧固件1的突出部分4和空心圆柱形构件6之间的接触表面上，由此稳定该负载并且决不产生粘滑。

当该实施例在轴构件5和空心圆柱形构件6沿图4的箭头X所表示的轴向相对于彼此移动时用作负载限制机构时，该实施例特别有效。在该实施例在轴构件5和空心圆柱形构件6沿图3的箭头Y所表示的旋转方向相对于彼此移动时用于扭矩限制机构的情况下，由于除了在空间7施加油脂之外将油脂施加至凹陷部分10，故可以进一步获得稳定的负载，由此防止粘滑。应注意的是，由于可以通过仅将油脂施加至凹陷部分10而不将油脂施加至空间7来稳定负载，故提供可以减少油脂的施加量的优点。

应注意的是，虽然在第一实施例中，设置在紧固件1的突出部分4上的凹陷部分10被描述为以薄的拉长形状沿轴向延伸，但是本发明不限制于此。多个凹陷部分10可设置在突出部分4上。此外，多个圆形凹陷部分可沿轴向设置在突出部分4上。此外，虽然凹陷部分优选地完全由圆周边缘所围绕，但是凹陷部分不必如此完全地被围绕，并且因此，可局部地切除圆周边缘。

此外，虽然在第一实施例中，紧固件1的突出部分4平行于环状主体3的轴向延伸，但是本发明不限制于此。突出部分4可相对于轴向倾斜。

此外，虽然在第一实施例中，仅仅存在由多个突出部分4构成的突出部分(projection)的组，该突出部分4以规则的间隔沿圆周方向设置，以便径向向外地突出以及沿轴向延伸，但是本发明不限制于此。在本发明中，多个突出部分的两个组或更多组可沿轴向平行地布置。

(第二实施例)

虽然在第一实施例中，示出了示例，在该示例中紧固件1的突出部分4从金属环状主体3径向向外地突出，但是本发明不限制于此，并且因此，如图5所示，可使突出部分4从金属环状主体3径向向内突出。也就是说，突出部分4可与轴构件5的外圆周相接合，并且金属环状主体3可与空心圆柱形构件6的内圆周相接合。凹陷部分10设置在突出部分4上，以便使凹陷部分10的圆周边缘紧密地粘附至轴构件5，由此，油脂可以以确定方式保持在由轴构件5的外圆周和凹陷部分10封闭的空间中。

(第三实施例)

图6是表示利用本发明的紧固件1的电气伸缩柱的示意图。

该电气伸缩柱20由方向盘21、方向盘21固定至其上的转向轴22、经由轴承23旋转地支承转向轴22的转向柱24、固定至转向柱24的支承体25、用于沿箭头X所示的方向移动支承体25的驱动轴26、用于驱动该驱动轴26的电机27、和使支承体25和驱动轴26相连接的能量吸收机构(EA机构)28所构成。该EA机构28具有第一实施例或第二实施例所示的紧固件1。

电气伸缩柱20通过由电机27驱动的驱动轴26使转向柱24延伸和收缩。

当电机27旋转时，蜗轮30经由蜗杆29而旋转。内螺纹部分30a设置在蜗轮30上。内螺纹部分30a与设置在驱动轴26上的外螺纹部分26a相啮合，由此当蜗轮30旋转时，驱动轴26沿箭头X所示的方向移动。驱动轴经由紧固件1连接至支承体25。驱动轴26通过利用紧固件1的摩擦阻力而固定至支承体25。当驱动轴沿箭头X所示的方向移动时，方向盘21经由固定至支承体25的转向柱24沿箭头X所示的方向移动。

当向其中输入冲击负载时，该EA机构28通过沿箭头X所示的轴向滑动的紧固件1吸收该冲击。由于存在油脂储藏处(凹陷部分)，故当紧固件1沿轴向滑动时，油脂从油脂储藏处提供至接触表面，由此稳定该负载。进一步描述EA机构28的功能，当大于紧固件1的摩擦阻力的较大的外力作用在方向盘21上时，支承体25和驱动轴26沿图6的箭头X所示的方向相对于彼此移动。当上述情况发生时，保持在紧固件1的突出部分4上的凹陷部分10中的油脂提供至与支承体25的内圆周接触的接触表面或与驱动轴的外表面接触的接触表面，由此稳定支承体25和驱动轴26之间的相对移动的负载。此外，可防止粘滑的产生。

通过在转向设备的EA机构中利用实施例的紧固件，可在碰撞时产生稳定的EA负载。

(第四实施例)

图7是表示根据本发明的电气伸缩调节的转向设备被组装至其上的车辆的整体结构的示意图。图8是表示根据本发明的电气伸缩调节的转向设备的第四实施例的整体结构的示意图。图9是沿图8中的线IX-IX截取的剖视图。图10是沿图9中的线X-X截取的剖视图。图11是本发明的主要部分的剖视图。图12是沿图11中的线XII-XII截取的剖视图。图13是沿图11中的线XIII-XIII截取的剖视图。图14是表示收缩状态的与图11相似的剖视图。

在图7中，转向柱设备110具有转向柱112，该转向柱112旋转地支承转向轴111。方向盘113在转向轴111的后端处安装在该转向轴111上。中间轴115经由万向接头114连接至转向轴111的前端。由齿条和小齿轮机构等构成的转向齿轮117经由万向接头116在中间轴115的前端处连接至该中间轴115。转向齿轮117的输出轴经由横拉杆118连接至转向车轮119。

然后，当驾驶员转动方向盘113时，该方向盘113的旋转力经由转向轴111、万向接头114、中间轴115和万向接头116传递至转向齿轮117，并且旋转运动在齿条和小齿轮机构中被转换成沿车辆的横向的线性运动，从而经由横拉杆118转动转向车轮119。

此外，外围部件P，诸如随后将描述的用于驱动电气倾斜机构130和电气伸缩机构150的组合开关、柱盖等，设置在转向柱112的面向车辆后面的后部上。

如图11所示，转向柱设备110以预定的角度θ倾斜地布置，以便相对于车辆的水平方向朝向其后端向上地升高。该转向柱设备110由外轴111a和内轴111b构成，在该外轴111a处方向盘113安装在转向轴111上，如图11所示，该内轴111b通过花键(spline)连接或锯齿连接与外轴111a滑动地接合。

此外，如图8和11所示，转向柱112由外柱112a和滑动地保持在外柱112a上的内柱112b构成，并且转向轴111的外轴111a由滚动轴承112c，112d旋转地支承，该滚动轴承112c，112d在内柱112b的前端部和后端部处设置在该内柱112b的内圆周表面上。

作为外柱112a的万向接头114侧的后端(图8中的左端)被支承为以便由下支架122上的枢轴销123自由地、垂直地摆动，该下支架122安装在车身侧构件121上，并且作为外柱112a的方向盘113侧的前端(图8中的右端)被支承为以便在上支架123上自由地、垂直地移动，该上支架123安装在车身侧构件121上。

如图9所示，上支架124通过安装板部分124b、导向板部分124c和124d、底板部分124e而形成为方形框架形状，该安装板部分124b具有膨胀部分124a，该膨胀部分124a在中心部分向上膨胀以便安装在车身侧构件121上；该导向板部分124c和124d从位于安装板部分124b的膨胀部分124a的左侧和右侧的位置向下延伸；该底板部分124e连接在导向板124c和124d的下端部之间。

此外，将外柱112a插入导向空间124f内，该导向空间124f由安装板部分124b、导向板部分124c和124d和底板部分124e所围绕。如图9清楚地所示，外柱112a具有水平地凸出的凸出部分，导向板部分112d，112f形成在其端部处，该端部分别具有导向面112f，该导向面112f分别紧密地面对导向板部分124c和124d。

此外，导向板部分112e保持为以便由电气倾斜机构130垂直地移动。如图9所示，电气倾斜机构130具有螺旋轴135，该螺旋轴135沿导向板部分124d垂直地延伸。螺旋轴135由(1)滚动轴承133和(2)滚动轴承134旋转地支承，该滚动轴承133由保持构件132固定地布置在基本方形的框架形齿轮箱131内，该齿轮箱131整体地形成在上支架124的导向板部分124d的下端部处；该滚动轴承134设置在上支架124的安装板部分124b的下表面上。

蜗轮136在位于齿轮箱131内的滚动轴承133附近的位置处安装在螺旋轴135上，蜗杆137与蜗轮137相啮合。如图10所示，该蜗杆137由设置在齿轮箱131内的滚动轴承138和139旋转地保持，并且蜗杆137的一端经由联接器148联接至电机140的输出轴140a，该电机140固定至安装板部分124g，该安装板部分124g形成在上支架124的导向板部分124d上。

此外，覆盖螺旋轴135的圆柱形覆盖体(covering body)141设置在齿轮箱131中的通孔131a内，该螺旋轴135穿通该通孔131a，并且凸缘(lip)142由具有大弹性的诸如聚氨酯的合成树脂制成，并且适合于与螺旋轴135的外圆周表面滑动地接触，该凸缘142设置在圆柱形覆盖体141的远端处。相似地，适合于与螺旋轴135的外圆周表面滑动地接触的凸缘143也设置在滚动轴承134的下端面上。

此外，由具有方形横截面的螺母保持器144所保持的螺母145被螺纹连接在螺旋轴135的凸缘142和143之间的螺旋轴135上。通过使螺母保持器144与垂直延伸的导向沟槽146的内部相接合，限制螺母保持器144在螺旋轴135上绕其轴向中心的旋转运动，该导向沟槽146形成在上支架124的导向板部分124d上。螺母保持器44由顺时针或逆时针旋转的螺旋轴135垂直地移动。形成在螺母保持器144上以便从螺母保持器144突出的接合销147与细长孔124h相接合，该细长孔124h形成在外柱112a的远端内，以便沿外柱112a的轴向延伸。

因此，通过利用电机149顺时针或逆时针地旋转蜗杆137，驱动螺旋轴135顺时针或逆时针地旋转，由此垂直地移动螺母保持器144，并且绕枢轴销123垂直地摆动外柱112a，从而能够展示出倾斜功能。

此外，如图11所示，用作电气致动器的电气伸缩机构150设置在转向柱112的外柱112a和内柱112b之间。

如图11所示，该电气伸缩机构150具有齿轮箱151，该齿轮箱151固定至转向柱112的外柱112a的方向盘113侧。蜗轮154由滚动轴承152和153旋转地支承在齿轮箱151中，该滚动轴承152和153布置为在彼此面对的同时沿转向柱112的轴向彼此间隔开预定距离。该蜗轮154形成为圆柱形形状，该圆柱形形状具有中心的大直径外圆周表面和小直径外圆周表面，该小直径外圆周表面形成在蜗轮154的两个端侧处以便在其间保持大直径圆周表面，在这里滚动轴承152和153外部地配合，并且斜齿轮154a形成在大直径外圆周表面上，而内螺纹154b形成在蜗轮154的内圆周表面上。

此外，如图12所示，连接至安装在齿轮箱151中的电机155的输出轴的蜗杆156与蜗轮154的斜齿轮154a相啮合，蜗轮154和蜗杆156构成蜗杆减速机构。此外，后面将描述的连接杆158和蜗轮154的内螺纹154b构成线性运动机构。

另一方面，连接板157以与齿轮箱151相同的方向延伸并且布置为与外柱112a的端面相隔特定距离，该连接板157在更靠近方向盘113的位置处安装在转向柱112的内柱112b上。连接杆158平行于转向柱112的中心轴线设置在连接板157和齿轮箱151之间，并且同时保持预定的偏移量L。

连接杆158由外杆158a和内杆158b构成，该外杆158a在其一端处安装在连接板157的下端，该内杆158b与外杆158a的另一端滑动地接合，并且使在外杆158a和内杆158b之间的连接部分为收缩部分。

紧固件1设置在外杆158a和内杆158b之间的连接部分中，该紧固件1适合于当在正常驾驶期间施加诸如由驾驶员施加的人力时，限制外杆158a利和内杆158b之间的相对移动，但是在二次碰撞时，当冲击负载经由方向盘113、内柱112b和连接板157传递至外杆158a时，允许外杆158a和内杆158b之间的相对运动。

该紧固件1具有与第一或第二实施例相似的横截面形状，并且具有薄板簧(thin leaf spring)材料被形成为环形的结构，并且允许在外杆158a和内杆158b之间的相对移动的破坏负载被设置为例如大约2kN或更多。此外，例如，诸如二硫化钼基或氟基树脂的固体润滑剂的薄膜158d形成在与紧固件1滑动接触的内杆158b的外圆周表面上。

此外，在内杆158b的面向外杆158a的侧面的相对侧处，外螺纹158c形成在内杆158b上，并且外螺纹158c螺纹连接在旋转地支承在齿轮箱151中的蜗轮154上的内螺纹154b上，由此连接杆158设置为平行于转向柱112的轴向。

因此，通过顺时针或逆时针地旋转该电机155，经由蜗杆156顺时针或逆时针地驱动该蜗轮154。与此相关，内杆158b沿转向柱112的轴向前进和后退，由此驱动内柱112b沿内柱112b的轴向延伸或收缩，从而能够使其展示出伸缩功能。

接下来，将描述第四实施例的操作。

由于驾驶员现在试图倾斜地调节转向柱设备110的转向柱112，故驾驶员沿向上倾斜的方向(或向下倾斜的方向)操作用于倾斜机构的组合开关，该组合开关设置为外围部件P的一部分，该外围部件P设置在面向图7中所示车辆的后面的转向柱112的后部中，电气倾斜机构130的电机140被驱动为例如顺时针(或逆时针)旋转。

响应于此，通过驱动经由被蜗杆137驱动的蜗轮136逆时针(或顺时针)地旋转螺旋轴135，当在图9中观察时，螺母145向上(或向下)移动，由此，由于形成在螺母保持器144上的接合销147与形成在转向柱112的外柱112a中的细长孔124h相接合，外柱112a绕枢转销123向上(向下)旋转，以便可实现向上倾斜(或向下倾斜)调节。

此外，由于驾驶员现在试图执行转向柱设备110的转向柱112的伸缩调节，驾驶员沿延伸方向(或收缩方向)操作用于伸缩机构的组合开关，该组合开关设置为外围部件P的部分，该外围部件P设置在面向图7中所示车辆的后面的转向柱112的后部中，电气伸缩机构150的电机150被驱动为例如顺时针(或逆时针)旋转。

通过上述操作，经由蜗杆156驱动蜗轮154顺时针(或逆时针)旋转，由此连接杆158的内杆158b移动至方向盘113侧(或方向盘113的相对侧)，并且外杆158a经由紧固件1移动至方向盘113侧(或方向盘113的相对侧)。

因此，内柱112b经由连接板157从外柱112a抽出(或者内柱112b插入外柱112a内)，并且转向柱112被延伸(或收缩)，以便实现伸缩调节。

当上述情况发生时，与内柱112b的移动相关，转向轴111的外轴111a相对于内轴111b移动。

采用这种方式，可通过利用电气伸缩机构150延伸或收缩转向柱112实现伸缩调节，然而，当连接杆158由电机155移动时，紧固件1确定地防止外杆158a和内杆158b之间的延伸或收缩，以便外杆158a和内杆158b成为一体，以沿车辆的纵向向前或向后移动连接板157，从而能够沿车辆的纵向向前或向后移动内柱112b。

然而，当冲击负载F由于二次碰撞而沿车辆的水平方向施加至方向盘113，以便向前(在图11中所观察的左侧)推动方向盘113时，首先，该冲击负载F被分成朝向柱轴指向的分力Fx和沿与柱轴成直角的方向指向的分力Fy。然后，通过朝向柱轴指向的分力Fx，向着图11中观察的柱轴的左侧推动内柱112b和外轴111a，并且响应于此，经由连接板157向左侧移动连接杆158的外杆158a，由此朝向柱轴指向的分力Fx传递至紧固件1。然后，当朝向柱轴指向的分力Fx达到所设定的破坏负载时，紧固件1允许外杆158a和内杆158b之间的相对移动，由此内杆158b插入外杆158a内。从而能够确保预定的破坏冲击，如图14所示。

当冲击负载被施加至方向盘113，以便以上述方式向着车辆的前面移动方向盘113，直到朝向柱轴指向的分力Fx达到破坏负载时，转向柱112的外柱112a和内柱112b之间的滑动阻力较小，同时通过紧固件1在连接杆158的外杆158a和内杆158b之间维持无滑动状态。

然而，传递至紧固件1的位置的朝着柱轴指向的分力Fx变得等于或大于破坏负载，由于通过紧固件1允许外杆158a和内杆158b之间的相对移动，内杆158b逐渐地插入外杆158a内，由此连接杆158收缩。当上述情况发生时，由于内杆158b插入外杆158a内，同时通过紧固件1将预定负载施加至内杆158b，能够吸收冲击能量。当上述情况发生时，由于固体润滑剂的薄膜158d形成在与紧固件1滑动接触的内杆158b的外圆周表面上，在内杆158b插入外杆158a内的过程中，该固体润滑剂的薄膜158d始终存在于紧固件1和内杆158b之间的接触表面上，从而能够实现紧固件1和内杆158b之间的良好的润滑。由于此，当紧固件1和内杆158b相对于彼此移动时，负载被稳定，并且可防止产生粘滑，从而能够以稳定的方式实现吸收冲击能量。

另一方面，通过冲击负载F的沿与柱轴成直角的方向定向的分力Fy，使内柱112b和外轴111a略微向上地偏斜，并且刚性地连接至内柱112b的连接板157也与内柱112b一起移动，同时保持与内柱112b成直角地定位。因此，虽然经由连接板157在连接杆158的外杆158a和内杆158b之间形成捕获(prizing)，但是由于固体润滑剂薄膜158d形成在内杆158b上，抑制了由于该捕获的润滑状态的改变，由此可确保稳定的相对移动，同时可确保施加预定的负载，从而能够以稳定的方式实现吸收冲击能量。

应注意的是，虽然在实施例中，描述了其中固体润滑剂的薄膜158d形成在连接杆158的内杆158b上的情况，但是本发明不限制于此，并且因此，固体润滑剂薄膜可形成在外杆158a的内圆周表面上，或者固体润滑剂薄膜可形成在外杆158a的内圆周表面和内杆158b的外圆周表面上。此外，固体润滑剂薄膜层面(lay)形成在紧固件1的内圆周表面或外圆周表面上。可选地，固体润滑剂薄膜可形成在紧固件1的内圆周表面或外圆周表面中的至少一个上，而不在连接杆158侧上设置薄膜。

此外，虽然在实施例中，描述了转向柱112的外柱112a固定至车身侧构件121的情况，但是本发明不限制于此，并且因此，内柱112b可通过下支架122和上支架124安装在车身侧构件121上，而方向盘113可安装在外柱112a侧上。

此外，虽然在实施例中，描述了连接杆158的外杆158a直接连接至连接板157的情况，但是本发明不限制于此，并且因此，连接杆的外杆158a和连接板157可经由枢轴销而连接在一起。当上述情况发生时，可以以确定的方式防止弯曲力矩影响连接杆158，该弯曲力矩产生在连接板157中，以便当朝向柱轴定向的分力Fx施加至内柱112时，对连接杆158施加捕获，由此当朝向柱轴定向的分力Fx变得等于或大于破坏负载时，可进一步地稳定连接杆158的外杆158a和内杆158b之间的相对移动，从而能够更好地实现吸收冲击能量。

此外，虽然在上述实施例中，描述了外杆158a和内杆158b通过紧固件1连接在一起的情况，该紧固件形成为具有波浪形横截面的环形，但是本发明不局限于如上所述地构造的紧固件1，并且因此，任意的结构可应用于紧固件1，只要当传递等于或大于设定的破坏负载的冲击负载时，该结构能够使外杆158a和内杆158b相对于彼此移动。紧固件1可由图17至20所示的常规的公差环所替代。

例如，如示出转向设备的侧视图的图15所示，由合成树脂制成的销161可压力配合在连接杆158的外杆158a和内杆158b之间的连接部分中，以便穿透外杆和内杆，该销161可被失效，以便当朝向柱轴定向的分力Fx由于二次碰撞负载而变得等于或大于破坏负载时，破坏该连接轴158。固体润滑剂的薄膜158d可形成在与外杆158a滑动接触的连接杆158的内杆158b的外圆周表面上。此外，在这种情况下，当朝向柱轴定向的分力Fx变得等于或大于破坏负载，并且内杆158b插入外杆158a的内部时，允许润滑薄膜158b确定地存在于外杆158a和内杆158bm之间，由此可确保稳定的相对移动，同时施加预定的负载，从而能够更好地实现吸收冲击能量。此外，固体润滑剂的薄膜可形成在外杆158a的内圆周表面上，或者可形成在外杆158a的内圆周表面和内杆158b的外圆周表面这二者上。

此外，虽然在实施例中，描述了由外杆158a和内杆158b构成的接触部分形成在连接杆158上的情况，但是本发明不限制于此。例如，如表示转向设备的剖视图的图16所示，连接板157通过安装部分157a、中间部分157b和支承部分157c形成为曲柄形状，该安装部分157a从内柱112b向下延伸，该中间部分157b平行于转向柱112的中心轴线从安装部分157a的下端延伸至车辆的前部，该支承部分157c从中间部分157b的前端向下延伸，连接杆158所穿过的通孔157d形成在支承部分157c中，并且具有与上述紧固件1的相同结构的紧固件162设置在通孔157内，然后由锁定螺母163固定。另一方面，连接杆158构造为使得小直径杆部分158f和大直径杆部分158g彼此整体地形成，外螺纹形成在小直径杆部分158f上以便螺纹连接到在蜗轮154的内螺纹154b中，并且使大直径杆部分158f穿过连接板157中的通孔157d。此外，在这种情况下，固体润滑剂的薄膜158h形成在与连接板157的通孔157d滑动接触的连接杆158的大直径杆部分158f的外圆周表面上。

然后，传递至连接板157的二次冲击负载产生的朝向柱轴定向的分力Fx变得等于或大于破坏负载，紧固件162允许连接杆158和连接板157之间的相对移动，由此，连接杆158的大直径杆部分158g插入连接板157的通孔157d内，因此允许连接板157移动至车辆的前部。当上述情况发生时，由于固体润滑剂的薄膜158h始终存在于紧固件162和连接杆158的大直径杆部分158f之间，故可顺利地移动连接板157同时施加预定的负载，从而能够实现稳定的能量吸收。

此外，虽然在实施例中，描述了包括电气倾斜机构130的情况，但是本发明不限制于此，并且因此，仅仅电气伸缩机构150可具有被省略的电气倾斜机构130。

本发明不限于上述实施例，而是可以以多种形式实现，而不脱离特征主题。因此，迄今为止所描述的实施例在每个方面构成本发明的简单的说明，并且由此，本发明将不应被限制解释。本发明的范围由本发明的权利要求所限定，并且决不由说明书的内容所限制。此外，属于本发明的权利要求的相同的范围的改进和改变将落在本发明的范围。

本专利申请基于2006年4月27日提交的日本专利申请(No.P.2006-122827)和2006年7月24日提交的日本专利申请(No.P.2006-200907)，并且其全部内容在此作为参考并入。

Claims (13)

1.一种用于将两个构件连接在一起的紧固件，包括：

环状主体；

多个突出部分，所述多个突出部分沿所述环状主体的圆周方向间隔地设置在所述环状主体上；和

设置在所述突出部分上的凹陷部分。

2.如权利要求1所述的紧固件，其中，

所述紧固件以如下状态安装在所述两个构件之间，即，使得所述紧固件与所述两个构件压力接触以便同轴地连接所述两个构件，以及

当所述两个构件沿轴向相对于彼此移动时，所述紧固件作为用于产生预定负载的负载限制机构。

3.如权利要求1所述的紧固件，其中，

所述多个突出部分沿所述环状主体的轴向延伸，以及

分裂沟槽设置在所述环状主体中。

4.如权利要求1所述的紧固件，其中，

所述凹陷部分的圆周边缘限定与所述两个构件中的一个构件相接触的接触部分。

5.一种转向设备，包括：

用于吸收冲击能量的能量吸收机构，

其中，如权利要求1所述的紧固件用作所述能量吸收机构。

6.一种电气伸缩调节转向设备，包括：

转向柱，该转向柱具有外柱和内柱，该外柱和内柱相连接以便自由地延伸和收缩，并且适合于旋转地支承方向盘安装在其上的转向轴；和

电气致动器，该电气致动器在一个端部处安装在所述外柱上，并且在另一个端部处安装在所述内柱上，以便允许所述外柱和所述内柱的延伸和收缩，其中，

所述电气致动器包括：

如权利要求1所述的紧固件；和

收缩部分，该收缩部分适合于当输入冲击负载时，通过收缩而吸收冲击能量，同时沿轴向产生负载。

7.如权利要求6所述的电气伸缩调节转向设备，其中，

所述电气致动器包括杆，该杆平行于所述内柱的中心轴线设置，并且在该杆和所述内柱之间具有预定的偏移量，同时该杆适合于由电机所驱动。

8.如权利要求7所述的电气伸缩调节转向设备，其中，

所述杆包括：

内杆，该内杆构成所述两个构件中的一个构件；

外杆，该外杆构成所述两个构件中的另一个构件，所述内杆经由预定的间隙插入该外杆内以便相对地移动；以及

所述紧固件配合地插入在所述内杆和所述外杆之间的间隙中，以便当施加二次冲击负载时，允许所述内杆和所述外杆的延伸或收缩，同时施加预定的负载。

9.如权利要求7所述的电气伸缩调节转向设备，其中，

所述杆的一端螺纹连接至内螺纹，该内螺纹形成在连接至所述电机的蜗杆减速机构的蜗轮的内圆周表面上，以及

所述杆的另一端配合地插入连接构件内，该连接构件固定至所述外柱和所述内柱中的任何一个，以便当施加二次冲击负载时相对地移动，同时施加预定的负载。

10.一种电气伸缩调节转向设备，包括：

转向柱，该转向柱具有外柱和内柱，该外柱和内柱相连接，以便自由地延伸和收缩，并且适合于旋转地支承方向盘安装在其上的转向轴；和

电气致动器，该电气致动器在一个端部处安装在所述外柱上，并且在另一个端部处安装在所述内柱上，以便允许所述外柱和所述内柱的延伸和收缩，其中，

所述电气致动器具有收缩部分，当输入冲击负载时，该收缩部分适合于通过收缩来吸收冲击能量，同时沿轴向产生负载，以及

固体润滑剂的涂层形成在所述电气致动器的收缩部分上。

11.如权利要求10所述的电气伸缩调节转向设备，其中，

所述电气致动器包括：

杆，该杆平行于所述内柱的中心轴线设置，并且在该杆和所述内柱之间具有预定的偏移量，同时该杆适合于由电机所驱动。

12.如权利要求11所述的电气伸缩调节转向设备，其中，

所述杆包括：

内杆；

外杆，所述内杆经由预定间隙插入该外杆内以便相对移动；和

能量吸收构件，该能量吸收构件配合地插入在所述内杆和所述外杆之间的间隙中，并且在其内圆周表面上具有波浪形的不规则，以便当施加二次冲击负载时，允许所述内杆和所述外杆的延伸或收缩，同时施加预定的负载，以及

其中，固体润滑剂的薄膜形成在所述内杆和所述外杆中的至少个的滑动表面上。

13.如权利要求11所述的电气伸缩调节转向设备，其中，

所述杆的一端螺纹连接至内螺纹，该内螺纹形成在连接至所述电机的蜗杆减速机构的蜗轮的内圆周表面上，

所述杆的另一端配合地插入连接构件内，该连接构件固定至所述外柱和所述内柱中的任何一个，以便当施加二次冲击负载时相对移动，同时施加预定的负载，以及

固体润滑剂的薄膜形成在与所述杆的连接构件的滑动接触部分上。

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