CN101992800A

CN101992800A - 转向柱

Info

Publication number: CN101992800A
Application number: CN2010102594326A
Authority: CN
Inventors: 渡部睦
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2009-08-21
Filing date: 2010-08-19
Publication date: 2011-03-30
Also published as: US20110041643A1; JP2011042262A; EP2287063B1; EP2287063A2; EP2287063A3

Abstract

本发明提供一种转向柱，具有伸缩机构、冲击吸收机构。该转向柱具有在内部收容转向轴(8)的内管(6)，和被外壳(1)保持并且与内管(6)连结的外管(3)。在此，在外管(3)的基端部的外周面形成有突出部(3a)后，通过使该突出部(3a)与张紧衬套(4a)接触来限制外管(3)沿着箭头a1所示的方向的移动，防止外管(3)从外壳(1)脱离。

Description

转向柱

本申请请求2009年8月21日申请的日本专利申请号2009-191933号的优先权的权利，在本申请中援引其日本专利申请的说明书、附图以及摘要的全部内容。

技术领域

本发明具备伸缩机构和冲击吸收机构的车辆转向柱。

背景技术

以往，作为这种转向柱，例如有日本特开2007-168569号公报中记载的转向柱。在图7中示出该转向柱的局部截面构造。该转向柱具有支承于车体的外壳1，并且外壳1在其内部借助轴承2a、2b以能够滑动的方式支承圆筒状的外管3。

在外壳1上配设有由蝶形弹簧等构成的张紧衬套4a、4b，且该张紧衬套4a、4b挤压外管3的外周面。外管3与未图示的致动器连结，通过致动器的驱动沿着箭头a1所示的方向移动。在外管3的内部经由衬套5配设有圆筒状的内管6。

在内管6的内部经由轴承7配设有转向轴8，且转向轴8能够以图中的轴线m为中心进行旋转。另外，转向轴8由在前端部连结有转向盘(未图示)的上部轴8a、和在基端部连结有操舵机构(未图示)的下部轴8b构成。上部轴8a的基端部和下部轴8b通过花键结合。上部轴8a能够相对于下部轴8b沿箭头a1所示的方向做相对移动。

在由这样的构造构成的转向柱中，当利用上述致动器使外管3沿着箭头a1所示的方向移动时，内管6与外管3成为一体而沿着箭头a1所示的方向移动。伴随着内管6的移动，上部轴8a相对于下部轴8b沿着箭头a1所示的方向做相对移动，转向轴8沿着箭头a1所示的方向延伸。在像这样转向轴8沿着箭头a1所示的方向延伸后，如果利用上述致动器使外管3沿着箭头a2所示的方向移动，则转向轴8沿着箭头a2所示的方向收缩。通过像这样使转向轴8收缩，由此构成了能够调整转向盘的轴向的位置的伸缩机构。

此外，当车辆碰撞到障碍物时，该转向柱会按照以下的方式动作。首先，当碰撞使得超过内管6和金属制衬套5之间的静摩擦力的力施加于外管3时，外管3和衬套5会克服摩擦力而相对于内管6沿着箭头a1所示的方向做相对移动。即，外壳1相对于转向轴8相对移动。通过像这样外壳1相对于转向轴8相对移动，能够吸收从外壳1传递至转向轴8的冲击能量，抑制了转向柱或转向盘被压出至车室内。此外，通过转向轴8相对于外壳1相对移动来吸收碰撞时向车辆前方移动的乘客碰撞转向盘或转向柱等时的冲击能量。即，在该转向柱中，利用外管3、内管6、金属制衬套5等构成冲击吸收机构。

然而，在具有上述的伸缩机构的转向柱中，通常设置有用于防止外管3从外壳1脱离的防脱构造。图8是针对具有这样的防脱构造的转向柱的一例示出其截面构造的图。

在同图8所示的转向柱中，在内管6的前端部组装有圆筒状的帽部9，并且在帽部9的基端部以向外侧突出的形态形成有挡块9a。另外，在该转向柱中，通过将内管6的基端部插入到外管3的内部并对它们进行铆接，各管3、6相互连结。在外壳1的前端部配设有圆筒状的防脱部件10，该防脱部件10具有比外壳1的内径小的内径，外管3被插入到该防脱部件10的内部。而且，防脱部件10利用螺栓11组装到外壳1上。此外，虽然未予图示，但外管3从基端部到前端部具有外径大的部分和外径小的部分，在外管3的外周面，在外径大的部分和外径小的部分的边界处形成有台阶部。

在由这样的构造构成的转向柱中，如果外管3沿着箭头a1所示的方向移动，则在外管3的外周面形成的台阶部与防脱部件10的基端部侧的端面接触，限制外管3沿着箭头a1所示的方向移动。而且，通过像这样限制外管3的移动，来防止外管3从外壳1脱离。

另一方面，在具有这样的防脱部件10的转向柱中，例如当向外壳1和外管3施加冲击载荷时，内管6在外管3的内部相对移动，从而吸收冲击能量。如果上述防脱部件10的箭头a1所示的方向上的端面10b与挡块9a接触，则外壳1沿着箭头a1所示的方向的移动被抑制。因此，在该转向柱中，冲击吸收时的收缩量(以后记作E/A冲程量)Ls1被设定为恒定值。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种即使在设置有伸缩机构、冲击吸收机构的情况下，也能够确保冲击吸收时所需要的E/A冲程量，并能够实现小型化的转向柱。

为了解决上述课题，技术方案1的发明提供一种转向柱，该转向柱具有：内管，其在内部收纳作为车辆的转向盘的旋转轴的转向轴，并且与该转向轴成为一体而沿着该轴的轴向移动；外管，其被支承于车体的外壳保持为能够沿着所述轴向移动，并且与所述内管连结。所述转向柱具备：伸缩机构，所述各管在维持连结状态不变的状态下与所述转向轴成为一体而沿着所述轴向移动，从而使所述转向盘在所述轴向上的位置能够变动；和冲击吸收机构，当超过所述各管的连结力的力施加于所述转向轴或所述外壳时，所述各管的连结被解除而沿着所述轴向收缩规定量，从而吸收冲击能量。所述转向柱在所述外壳的内周面和所述外管的外周面相对的部分具有移动限制构造，该移动限制构造用于限制所述外管沿着所述轴向的移动。

根据该结构，由于能够利用移动限制构造限制外管沿着轴向的移动，所以利用该移动限制构造能够防止外管从外壳脱离。而且，如果设置这样的移动限制构造，则能够在该转向柱的构造要素中省略上述防脱部件，因此能够将转向柱的轴向上的长度缩短与省略的防脱部件对应的量。

在上述方式中，亦可使移动限制构造构成为包括：以向所述外壳和所述外管之间的间隙突出的形状设置在所述外管的外周面的突出部、和以向所述间隙突出的形状设置在所述外壳的内周面的突出部，通过所述外管的突出部与所述外壳的突出部接触来限制所述外管的沿着所述轴向的移动。根据这样的结构，仅凭在外管和外壳上分别设置突出部就能够容易地实现上述方式功能。

在上述方式的转向柱中，所述外壳具有挤压部件，该挤压部件以从所述外壳的内周面突出并且与所述外管的外周面接触的形状配设，并挤压所述外管的外周面，所述挤压部件被使用作为所述外壳的突出部。

在转向柱中，通常在外壳上设置有用于挤压外管的外周面的挤压部件，通过像这样利用挤压部件挤压外管的外周面来提高转向柱的刚性。另外，根据上述构成所述，如果将该挤压部件兼用作外壳的突出部，则不需要在外壳上设置新的突出部，能够实现转向柱构造的简化和成本的降低。

另外，所述外管是圆筒状的部件，并且在其外周面上沿着所述轴向并列设置有形成圆筒外缘的曲面部和被切成平面状的平面部，所述外管的突出部由在所述曲面部和所述平面部之间形成的台阶部分形成。

根据该结构，由于仅凭在外管的外周面形成平面部就能够设置上述外管的突出部，所以能够容易地形成外管的突出部。

本发明的上述以及其它的特征和优点能够通过参照附图的以下对实施方式的说明变得明确，对于相同或相当的要素标注相同或相似的符号。

附图说明

图1是本发明一个实施方式的截面图。

图2是该实施方式的外管的立体构造图。

图3是表示该实施方式的动作例的截面图。

图4是其他实施方式的截面图。

图5是其他实施方式的外管的立体构造图。

图6是其他实施方式的截面图。

图7是现有的转向柱的截面图。

图8是现有的转向柱的其他例子的截面图。

符号说明

m...轴线；Ls1、Ls2...E/A冲程量；1...外壳；1a...前端面；1b...槽；2a、2b、7...轴承；3...外管；3a、3e、3f...突出部；3b、3d...平面部；3c...曲面部；4a、4b...张紧衬套；5...金属制衬套；6...内管；8...转向轴；8a...上部轴；8b...下部轴；9...帽部；9a...挡块；10...防脱部件；10b...端面；11...螺栓。

具体实施方式

以下附图对本发明的一个实施方式进行说明。

图1表示本实施方式的转向柱的截面构造，参照该图1对该转向柱的构造进行说明。另外，该图1所示的转向柱在用于实现伸缩动作和冲击吸收动作的结构方面也与先前的图8中例示的转向柱基本相同。即，该图1所示的转向柱，也是通过利用未图示的致动器使外管3沿着图中的箭头a1、a2所示的方向移动，能够使转向轴8沿着箭头a1、a2所示的方向伸缩，这样的伸缩动作也基本与先前的参照图7和图8叙述的伸缩动作相同。此外，例如假设在车辆碰撞到某种障碍物等，冲击载荷施加于外壳1和致动器3的情况下，通过解除各管3、6的连结，能够吸收冲击能量。这样的冲击动作也基本上与先前的参照图7和图8叙述的动作相同。

但是，在该转向柱中，采用如下构造，当各管3、6的连结被解除时，通过外壳1的前端面1a与挡块9a接触来限制外壳1沿着图1的箭头a1所示的方向的移动。即，在该转向柱中，外壳1和外管3的相对的位置关系为图中的位置关系时，冲击吸收时的收缩量(E/A冲程量)被设定为图中的Ls2所示的长度。而且，该E/A冲程量Ls2被设定为与先前的图8所示的E/A冲程量Ls1相同的长度。

如该图1所示，在该转向柱中，外管3的大致整体收纳在外壳1的内部，并且外管3的外周面的中央部被两个张紧衬套4a、4b挤压。而且，在外管3的基端部的外周面形成有向外管3与外壳1之间的间隙突出的突出部3a。

接着，参照图2对外管3的构造进行更为具体的说明。

如该图2所示，该外管3是圆筒状的部件，在其外周面形成有从前端部到基端部被切成平面状的平面部3b，而将形成圆筒外缘的曲面部3c原封不动地残留在基端部侧。即，平面部3b和曲面部3c沿着轴线m的方向并列设置。而且，利用在这些平面部3b和曲面部3c之间形成的台阶部分形成上述突出部3a。这样，如果利用在这些平面部3b和曲面部3c之间形成的台阶部分形成突出部3a，则基本上仅凭在外管3的外周面形成平面部3b就能够设置出突出部3a，因此能够容易地形成突出部3a。

在此，平面部3b是被上述张紧衬套4a、4b挤压的部分，像这样通过将被张紧衬套4a、4b挤压的部分形成为平面状，能够增大外管3的受压面积。由此，能够使从张紧衬套4a、4b作用于外管3的力增加，因此转向柱的刚性得到增加。另一方面，在外管3伴随着伸缩动作而沿着箭头a1所示的方向移动时，上述突出部3a起到限制外管3沿着箭头a1所示的方向移动的部分的作用。

另外，在本实施方式中，由于外管3的外径被设定为与先前的图1所示的轴承2a、2b的内径大致相同或较之稍小的尺寸，所以在该轴承2a、2b的内周面与平面部3b之间形成有少许间隙。

接着，参照图3对外管3沿着箭头a1所示的方向移动时的转向柱的动作例进行说明。

如该图3所示，当外管3沿着箭头a1所示的方向移动时，突出部3a通过与轴承2a之间的间隙而与张紧衬套4a的端面接触，成为图3中示出的位置关系。突出部3a与张紧衬套4a的端面接触，由此限制外管3沿着箭头a1所示的方向的移动。在本实施方式中，限制外管3沿着箭头a1所示的方向移动的移动限制构造由外管3的突出部3a和张紧衬套4a构成，利用该移动限制构造防止外管3从外壳1脱离。

而且，如果设置这样的移动限制构造，例如能够省略掉现有技术中含有的的防脱部件，因此能够将转向柱的轴向上的长度缩短与防脱部件的长度对应的量。

此外，在本实施方式中，由于能够省略防脱部件，并且能够省略用于将上述的防脱部件组装到外壳上的螺栓，所以能够削减部件个数。由此，能够是实现转向柱的轻量化及其成本的降低。

进而，在本实施方式中，由于挪用张紧衬套4a作为限制突出部3a的移动的部件，所以不需要在外壳1上设置新的限制突出部3a的移动的部件。因此，能够实现转向柱的构造的简化和成本的降低。

如上所述，根据本实施方式涉及的转向柱，能够得到以下效果。

(1)在外管3上形成有突出部3a，并且通过使该突出部3a与张紧衬套4a接触来限制外管3沿着箭头a1所示的方向的移动。由此，由于能够省略上述的防脱部件，所以即使在设置有伸缩机构和冲击吸收机构的情况下，也能够确保冲击吸收时所需要的E/A冲程量，并且能够实现小型化。此外，由于也能够削减部件个数，所以能够实现转向柱的轻量化及其成本的降低。

(2)使用张紧衬套4a作为限制突出部3a的移动的部件。由此，不需要在外壳1上设置新的限制突出部3a的移动的部件，因此能够实现转向柱的构造的简化和成本的降低。

(3)在外管3的外周面形成有平面部3b，并且利用在该平面部3b和曲面部3c之间形成的台阶部分形成突出部3a。由此，能够仅凭在外管3的外周面形成平面部3b就能够设置突出部3a，因此能够容易地形成突出部3a。

另外，上述实施方式也能够通过对其进行适当变更后的下述方式来实施。

·在上述实施方式中，将转向柱的轴向上的长度缩短与省略的防脱部件对应的量。取而代之，例如图4所示，也可以采用仅省略防脱部件这样的构造。如果采用这种构造，则能够得到如下效果，不缩短转向柱的轴向上的长度，而能够使上述E/A冲程量Ls2比上述E/A冲程量Ls1长。

·在上述实施方式中，利用在外管3的外周面形成的平面部3b和曲面部3c之间的台阶部分形成突出部3a。取而代之，例如图5所示，也可以在外管3的外周面从前端部向基端部形成平面部3d，并且在该平面部3d上形成突出部3e。

·在上述实施方式中，通过使突出部3a与作为挤压部件的张紧衬套4a接触来限制外管3的移动，但取而代之，例如也可以通过调整突出部3a的突出量、使突出部3a与轴承2a接触来限制外管3的移动。此外，例如也可以以位于在张紧衬套4a和4b之间的方式在外管3的中央部的外周面形成突出部后，通过使该突出部与张紧衬套4b接触来限制外管3的移动。另外，例如也可以在外壳1的内壁面形成新的突出部，利用该新形成的突出部来限制突出部3a的移动。另外，作为在外壳1的内壁面形成新的突出部的方法，例如能够采用对外壳1的内壁面进行加工而形成突出部，或者在外壳1的内壁面埋入螺栓等适当的方法。总之，上述移动限制构造由以向外壳1和外管3之间的间隙突出的方式设置在外管3的外周面的突出部，和以向同间隙突出的方式设置在外壳1的内壁面的突出部构成，通过使外管3的突出部与外壳1的突出部接触来限制外管3沿着箭头a1所示的方向的移动。

·在上述实施方式中，通过使设置在外管的外周面的突出部与设置在外壳1的内壁面的突出部接触来限制外管3的移动。取而代之，例如图6所示，在外壳1的内壁面形成槽1b后，在外管3的外周面形成插入该槽1b的突出部3f。而且，也可以通过使突出部3f与该槽1b的箭头a1所示的方向的内壁面接触，限制外管3沿着箭头a1所示的方向移动。总之，只要是在外壳1的内壁面和外管3的外壁面相对的部分设置有限制外管3沿着轴线m的方向移动的移动限制构造即可。

(附注)

接着，追加根据上述实施方式及其变形例而能够掌握的技术思想。

(i)一种转向柱，其特征在于，上述外壳的突出部是通过对上述外壳的内周面进行加工而形成的。根据该结构，由于能够容易地形成外壳的突出部。

Claims

1.一种转向柱，其特征在于，具备：

内管，其在内部收纳作为车辆的转向盘的旋转轴的转向轴，并且与该转向轴成为一体而沿着该轴的轴向移动；

外管，其被支承于车体的外壳保持为能够沿着所述轴向移动，并且与所述内管连结；

伸缩机构，所述各管在维持连结状态不变的状态下与所述转向轴成为一体而沿着所述轴向移动，从而使所述转向盘在所述轴向上的位置能够变动；和

冲击吸收机构，当超过所述各管的连结力的力施加于所述转向轴或所述外壳时，所述各管的连结被解除而沿着所述轴向收缩规定量，从而吸收冲击能量，

所述转向柱在所述外壳的内周面和所述外管的外周面相对的部分具有移动限制构造，该移动限制构造用于限制所述外管沿着所述轴向的移动。

2.根据权利要求1所述的转向柱，其特征在于：

所述移动限制构造包括：以向所述外壳和所述外管之间的间隙突出的形状设置在所述外管的外周面的突出部、和以向所述间隙突出的形状设置在所述外壳的内周面的突出部，通过所述外管的突出部与所述外壳的突出部接触来限制所述外管的沿着所述轴向的移动。

3.根据权利要求2所述的转向柱，其特征在于：

所述外壳具有挤压部件，该挤压部件以从所述外壳的内周面突出并且与所述外管的外周面接触的形状配设，并挤压所述外管的外周面，所述挤压部件构成所述外壳的突出部。

4.根据权利要求3所述的转向柱，其特征在于：

所述外管是圆筒状的部件，并且在其外周面上沿着所述轴向并列设置有形成圆筒外缘的曲面部和被切成平面状的平面部，所述外管的突出部由在所述曲面部和所述平面部之间形成的台阶部分形成。