CN102167072A - 转向柱设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种转向柱设备，其包括安装架，该安装架包括从固定部悬挂的悬挂部。悬挂部包括：临近护套引导件且沿护套引导件延伸的第一壁，沿机动车宽度方向位于第一壁外侧定位的第二壁；以及，前侧壁和后侧壁，它们将第一壁和第二壁的前端相互连接和后端相互连接。从悬挂部突出的操作杆的操作能够将夹紧螺栓紧固，从而将护套连接并固定到安装架。

Description

转向柱设备

相关申请的交叉引用

本申请基于申请日为2010年2月26日的在先日本专利申请No.2010-042904并要求该日本专利申请的优先权；该日本专利申请的全部内容以引用的方式包括在本申请中。

技术领域

本发明涉及一种转向柱设备，其具有可旋转地支撑转向轴的护套(jacket)。

背景技术

公开号为2002-46623的未审查日本专利申请以及国际公开号为2005-525958的PCT申请的日文翻译公开文本中公开了转向柱设备的相关技术，其中每篇均包括一种可旋转地支撑转向轴的护套，配置用于引导护套的护套引导件，以及配置以通过将夹紧螺栓进行紧固而锁定该护套的锁定机构。

如图1所示，公开号为2002-46623的未审查日本专利申请中所公开的转向柱设备100包括转向轴101，转向轮(未示出)被固定到其上；可旋转地支撑转向轴101的护套102；从两侧支撑护套102的安装架103；穿过安装架103和护套102的夹紧螺栓104；以及，锁定机构105，其配置以通过将夹紧螺栓104进行紧固从而将护套102紧固并固定到安装架103上。

在上述结构中，当操作杆106沿锁定方向旋转时，通过锁定机构105的动作将螺栓104向图1中的左侧拖引，从而使安装架103从两个方向支撑护套102，并因而使护套102被锁定到安装架103上。这样，当操作杆106沿解锁方向旋转时，螺栓从被锁定机构105拖引的状态中释放，并向图1中的右侧移动，从而释放将护套102锁定到安装架103的状态。

如图2所示，在国际公开号为2005-525958的PCT申请的日文翻译公开文本所公开的转向柱设备110中，包括转向轴111，其沿轴向方向的上端固定有转向轮(未显示)；可旋转地支撑转向轴111的护套112；附接到护套112上的护套架113；设置在护套架113和安装架114之间的护套引导件115，其配置以引导护套架113；以及锁定机构117，其配置以通过将夹紧螺栓116进行紧固从而将护套引导件115紧固并固定到安装架114上。

在上述构造中，当未示出的操作杆沿锁定方向旋转时，通过锁定机构117的动作将螺栓116向图2中的下方拖引，从而使护套引导件115锁定到安装架114上。这样，当操作杆沿解锁方向旋转时，通过锁定机构117的锁定释放使螺栓116向图2中的上方移动，从而将护套引导件115锁定到安装架114的状态释放。

发明内容

公开号为2002-46623的未审查日本专利申请所述的技术采用通过安装架103从两个方向支撑护套102的结构。相应，护套102由安装架103支撑而具有高支撑刚度。然而，需要同时弯折安装架103来锁定护套102，因而需要在安装架103的弯折和刚度之间进行适当平衡。

国际公开号为2005-525958的PCT申请的日文翻译公开文本所述的技术采用了通过安装架114经由护套架113在一侧进行支撑的结构。相应地，安装架114无需弯折，但是需要保证具有足够的刚度。为了提升安装架114的剖面模数，在护套架113和安装架114之间提供了用于加固安装架114的刚架118。在这种情况下，从转向轴111的轴心到操作杆的偏移量被增大。相应地，如果由于车辆结构(构造)限制而无法改变操作杆位置或车辆安装位置，则难以使用这种技术。此外，螺栓116的长度增加会引起螺栓在解锁动作中的倾斜或抖动作响(rattle)。

还可以通过增加安装架本身的板厚而不是在护套架113和安装架114之间提供刚架118来提高安装架的剖面模数以保证安装架的刚度。然而，由于从转向轴轴心到操作杆的偏移量增加，这种结构也面临如上面所述的同样问题。

本发明的目的在于提供一种转向柱，其包括安装护套，该护套使足够的刚度得到保证且允许减小从转向轴轴心到操作杆的偏移量。

本发明的一个方面涉及一种转向柱设备，其包括：转向轴，其具有沿所述转向轴轴向的上端，该上端用于固定转向轮；护套，其配置用于可旋转地支撑所述转向轴；安装架，其包括固定部和悬挂部，所述固定部具有板状形状并被固定到机动车车体，所述悬挂部从所述固定部悬挂；护套引导件，其设置在所述护套和所述安装架之间并配置用于引导所述护套；以及夹紧螺栓，其具有穿过所述护套、所述安装架及所述护套引导件的轴；其中，所述悬挂部包括从所述固定部悬挂的第一壁，其临近所述护套引导件定位，并且沿着所述护套引导件延伸；在跨过所述第一壁与所述护套相对的侧上从所述固定部悬挂的第二壁，其沿着所述第一壁延伸；以及从所述固定部悬挂的连接部分，其使所述第一壁和第二壁的前端和后端中的至少任意一组相互连接；所述固定部包括环绕部分，其由所述第一壁、第二壁和所述连接部分环绕；并且，对从所述悬挂部突出的操作杆进行操作能够致动所述夹紧螺栓在压力接触状态和非压力接触状态之间的切换，其中，在所述压力接触状态下所述护套和所述安装架彼此压力接触，在所述非压力接触状态下所述护套和所述安装架彼此不相压力接触。

根据该方案，所述安装架的所述悬挂部通过所述固定部固定到所述机动车车体，并且，形成在所述固定部上的所述环绕部分由所述第一壁、第二壁和连接部所环绕。因而，能够增加所述安装架的剖面模数并有有效地保证安装架的刚度。此外，由于一个空间形成在由所述第一壁、第二壁和连接部分环绕而成的悬挂部的内部，因此能够将操作杆的一端在悬挂部的内部连接到夹紧螺栓。通过这种方式，能够抑制从转向轴的轴心到操作杆的偏移量。因此，在即使存在机动车结构限制的情况下，如不允许操作杆位置和机动车安装位置改变的情况下，可以采用该方案。此外，由于夹紧螺栓相对较短，能够防止螺栓在解锁动作中倾斜或嘎嘎作响。

安装架可以具有至少两个附接部分，其沿机动车的宽度方向分别形成在所述固定部上，用于将所述安装架附接到所述机动车车体，以及所述附接部分中的一个定位于所述环绕部分上。

根据这种构造，当安装架附接到机动车车体上时，安装架在分别位于沿机动车宽度方向的左侧和右侧的两个位置固定到机动车车体。此外，悬挂部的上部被固定到机动车车体。因此，在安装架被附接到机动车车体的情况下，能够提高安装架的刚度，或者，特别是有效地提高悬挂部的刚度。

所述第一壁和所述护套引导件中的一个可以包括一对第一突起，它们分别设置在沿平行于所述转向轴轴线方向的第一方向上，并且它们沿着垂直于所述转向轴轴线方向的第二方向延伸，所述第一壁和所述护套引导件中的另一个包括一对第二突起，它们分别沿所述第二方向设置并分别沿所述第一方向延伸，以及所述一对第一突起中的每一个在所述压力接触状态下接触所述一对第二突起中的每一个。

根据这种构造，成对的第一突起与成对的第二突起在总共四个位置相互接触，其中成对的第一突起从悬挂部的第一壁朝护套引导件突出，成对的第二凸起沿着护套的侧向方向从两端朝悬挂部突出。因而，能够将护套引导件稳固地锁定到安装架上，并提高转向轴的锁定强度。

所述转向柱，可以进一步包括锁定机构，其定位在由所述第一壁、第二壁和所述连接部分环绕的所述悬挂部的内部，并且其配置用于由所述操作杆所旋转且通过所述夹紧螺栓将所述护套锁定到所述安装架；其中，所述悬挂部在该悬挂部的下侧具有杆插入孔，以便通过所述插入孔可旋转地布置所述操作杆。

根据这种结构，锁定机构配置用于使用夹紧螺栓将护套锁定到安装架上，并且其被罩在由第一壁、第二壁和连接部分围绕的悬挂部内部；并且操作杆被允许从形成在悬挂部下侧的杆插入孔向外伸出。通过这种方式，能够将操作杆设置在从转向轴的轴心偏移量相对较短的位置。

所述第二壁可在与所述锁定机构相对的区域上具有开口并具有环绕所述开口的加强肋。

根据这种构造，第二壁包括与锁定机构相对的开口。因而，能够通过这个开口组装锁定机构。同时，通过采用加强肋来加强围绕第二壁的开口的部分，能够有效地抑制悬挂部的刚度降低。

附图说明

图1为现有技术的转向柱设备的剖视图；

图2为现有技术的另一转向柱设备的剖视图；

图3为根据本发明实施例的转向柱设备的主视图；

图4为沿图3中IV-IV线条所取的剖视图；

图5为根据本发明所述实施例的转向柱设备的透视图；

图6为根据本发明所述实施例的转向柱设备的安装架的透视图；

图7为根据本发明所述实施例的转向柱设备的分解透视图；

图8为根据本发明所述实施例的转向柱设备的护套引导件的透视图；

图9为根据本发明第二实施例的转向柱设备的安装架的透视图。

具体实施方式

下面，参考附图对本发明的实施例进行说明。

如图3至8所示，该实施例的转向柱设备1包括转向轴2，其沿轴向的上端固定转向轮(未示出)；可旋转地支撑转向轴2的护套3；护套引导件4，其作为固定部件配置以引导护套3；具有固定部5和悬挂部6的安装架7，固定部5具有基本为板状的形状且被固定到机动车的主体(未示出)上，悬挂部6具有盒状形状且从固定部5被悬挂；以及锁定机构8，其被配置以将护套3锁定到安装架7上。

护套引导件4沿转向轴2和护套3的轴向延伸。通过设置到电力转向单元200的侧冲(tilt)轴300，由机动车主体支撑护套引导件4纵向的下端。护套引导件4的下端被形成为非圆形管。同时，护套引导件4的上端被基本形成为一侧开口的C形。通过这种方式，护套引导件4以及护套3作为整体可绕着侧冲轴旋转。在护套引导件4内部的上端和下端，形成有沿转向轴2和护套3的轴向延伸且突出成锥形的引导面44和49。安装长孔45和46形成在引导面44和49上。由金属或树脂做成且具有与安装长孔45和46基本相同的形状的片部件47和48被安装以接合到安装长孔45和46中。片部件47和48被允许在下文将说明的护套架80的引导面84和85上滑动。护套引导件4包括成对的上突起41和下突起41，其沿转向引导件2和护套3的轴向延伸并且从沿护套引导件4侧向(图3的垂直方向)的两端向悬挂部6突出。在锁定动作中，成对的前后突起41和42(第二突起)被允许在总共四个位置上与悬挂部6(在下文中将说明)的成对的纵长凸起66和67相接触。

安装架7包括通过铝压铸而一体成形的固定部5和悬挂部6，固定部具有基本板状的形状，悬挂部基本为盒状。

固定部5具有附接孔(附接部)60和60a，它们分别位于沿机动车宽度方向的左侧和右侧以跨过护套3，并且它们通过附接螺栓(未显示)的使用被附接到机动车车体上。附接孔60中的一个位于固定部5的环绕部分51上，该环绕部分由第一壁61、第二壁62、前侧壁63和后侧壁64(下文将说明)所围绕。

通过使用第一壁61、第二壁62、前侧壁63(连接部分)和后侧壁64(连接部分)将悬挂部6基本形成为盒状。第一壁61临近护套引导件4定位，并且沿护套引导件4从固定部5悬挂。第二壁62定位在第一壁61的沿机动车的宽度方向的外侧，并且沿第一壁61从固定部5悬挂。前侧壁(连接部分)63从固定部5悬挂，并将第一壁61和第二壁62的前端相互连接。后侧壁(连接部分)64从固定部5悬挂，并将第一壁61和第二壁62的后端相互连接

第一壁61包括长孔65以及成对的上下突起66、67(第一突起)。长孔65沿转向轴2的侧冲方向延伸，并且允许轴82a(下文将说明)的插入。成对的上下突起66、67沿机动车的前后方向定位于长孔65的两侧，并在机动车的垂直方向上延伸，并且向护套引导件4突出。成对的上下突起中的一个66以及前侧壁63具有公共面，其与护套引导件4正交。类似的，成对的上下突起中的另一个67以及后侧壁64也具有公共面，其同样与护套引导件4正交。因而，通过采用成对的纵长突起66、67在第一壁61的右端和左端均形成了台阶。

第二壁62包括与锁定机构8相对的开口68，以及围绕开口68设置的加强肋69。杆插入孔70形成在悬挂部6的下侧，其中能够可旋转地插入操作杆83(下文将说明)。

前侧壁63和后侧壁64形成为平表面。

锁定机构8包括护套架80，其被焊接到护套3上以沿护套3的轴向延伸；滑动板81，其在护套架80朝向护套3的一侧附接到护套架80；形成在护套架80上的脱离凹槽80a；形成为长孔的板切口81a，其用于伸缩运动并形成在滑动板81上；具有轴82a的夹紧螺栓82，轴82a被可旋转地支撑在护套引导件4的轴孔43中；以及，用于移动夹紧螺栓82的操作杆83。通过操作杆83旋转运动的方式将夹紧螺栓82紧固，并经由护套引导件4和护套架80，从而使锁定机构8将护套3紧固并固定到安装架7上。沿护套3的轴向延伸的锥形引导面84和85形成在护套架80的上端和下端。引导面84和85平行于设置在护套引导件4的引导面44和49上的片部件47和48，从而使引导面84和85能够在片部件47和48上滑动。

在这种结构中，当机动车驾驶员沿锁定方向旋转操作杆83从而将夹紧螺栓82紧固时，夹紧螺栓82的头部82b沿远离护套3的方向(图4中的左侧方向)移动，并且到达与滑动板81的压力接触。而且，护套架80的引导面84和85与位于护套引导件4的引导面44和49上的片部件47和48压力接触，从而使护套架80被紧固并固定到护套引导件4和安装架7，并且，由此调节护套3在垂直方向(侧冲方向)或者轴向方向(伸缩方向)的运动。

当通过沿解锁方向旋转操作杆83来放松夹紧螺栓82时，夹紧螺栓82的头部82b朝护套3移动(图4中的右侧)，从而将护套架80的紧固及固定释放。因此，护套3能够沿垂直方向和水平方向移动。通过这种方式，能够调整转向轴2的侧冲位置和伸缩位置。

滑动板81通过凸缘81b被安装进入护套架80的脱离凹槽80a，并通过位于脱离凹槽80a上的闩锁80b来调节滑动板81的运动。因此，在通常情况下，护套3沿伸缩方向的移动被限定在板切口81a的长孔范围内。如果驾驶员撞到转向轮，并且沿轴向的冲击力被施加到转向轴2上(第二冲击的情况)，设置于脱离凹槽80a的闩锁80b发生变形，并且从滑动板81脱离，从而允许护套3和护套架80进一步沿伸缩方向移动。

根据这种实施例，安装架7的悬挂部6不仅包括临近护套引导件4定位的第一壁61，其还包括沿机动车宽度方向定位于第一壁61外侧的、沿第一壁61延伸的第二壁62，将第一壁61和第二壁62的前端相互连接的前侧壁64，以及将第一壁61和第二壁62的后端相互连接的后侧壁63。因此，悬挂部基本形成为盒状。通过这种方式，能够增加安装架7的剖面模数，并且保证安装架7具有足够的刚度。

根据这实施例，锁定机构8被罩在基本具有盒状形状的悬挂部6中，并且操作杆83被允许从操作杆插入孔70中向外突出，该插入孔形成在悬挂部6的下端。通过这种方式，能够将操作杆83定位在离转向轴2的轴心偏移量较短的位置，也就是，抑制从转向轴2的轴心到操作杆83的偏移量。因而，即使在具有机动车结构限制的情况下，如不允许操作杆位置和机动车安装位置改变的情况下，同样可以采用转向柱1。此外，由于夹紧螺栓82相对较短，因此能够防止其在解锁动作中倾斜或嘎嘎作响。

根据这种实施例，当安装架7附接到机动车车体上时，安装架7在沿机动车宽度方向上的各自左侧和右侧，被固定到机动车车体的两个位置。此外，悬挂部6的上部被固定到机动车车体。因此，能够提高安装架7的刚度，或者，特别是在安装架7附接到机动车车体上的状态下，可靠地提高悬挂部6的刚度。

根据这种实施例，在锁定动作时，成对的上下突起66、67总共在四个位置与成对的前突起和后突起41、42交错(proactively)接触，其中上下突起66、67从悬挂部6的第一壁61向护套引导件4突出，且成对的前突起41和后突起42从护套引导件4沿短方向的各端部向悬挂部6突出。因而，能够将护套引导件4稳固地锁定到安装架7，并提高转向轴2的锁定强度。此外，从护套引导件4施加到上下突起中的一个66上的负载，能够被前侧壁63接收，该前侧壁位于与护套引导件4相垂直的公共面上。类似的，从护套引导件4施加到上下突起中的另一个67上的负载，能够被后侧壁64接收，该后侧壁位于与护套引导件4相垂直的公共面上。因而，能够通过采用前侧壁63和后侧壁64来稳固地支撑第一壁61，并且，从而进一步提高安装架7的刚度。

根据这种实施例，悬挂部6的第二壁62包括与锁定机构8相对的开口68。因而，能够通过开口68来组装锁定机构8。同时，通过采用加强肋69来加强围绕第二壁62的开口68的部分，能够抑制悬挂部6的刚度降低。

还形成在护套3上的通孔3a和3b，以便于夹紧螺栓82的附接，从而使夹紧螺栓82在附接到护套架82侧时能够穿过通孔3a和3b。由于通过铝压铸成形，引导面44和49的锥形面可能不形成为护套架80的锥形引导面84和85的平行面。然而，通过在护套引导件4的引导面44和49上适当地提供并调整片部件47和47，能够通过片部件47和48允许护套引导件4不变地在与引导面84和85平行的面上滑动，并且从而稳定锁定动作中的紧固力。

现在，参照附图说明本发明的第二实施例。

图9为根据本发明第二实施例的转向柱设备1A的安装架的透视图。该实施例中与上文所述的第一实施例类似的其它特征的说明将省略。但是，第二实施例的安装架9的固定部90具有与第一实施例的安装架7的固定部不同的结构。然而，第二实施例中基本为盒状的悬挂部的构造类似于第一实施例的情况。

固定部90基本形成为板状，并且其具有沿机动车宽度方向定位在左右两个位置的附接孔(附接部分)91和91a。一个附接孔91定位在固定部90的环绕部分92上，该环绕部分由第一壁61、第二壁62、前侧壁63及后侧壁64围成。虽然在第一实施例中附接孔60和60a跨过护套3，但在本实施例中固定部90形成为使得另一个附接孔91a定位在悬挂部6的上方与护套3相对的一侧。

这种实施例在例如但无法保证附接到机动车上时护套上方空间的情况下是有效的。

第一和第二实施例例示了安装架包括通过铝压铸而一体成形的固定部5、90以及悬挂部6的情形。然而，本发明不限于这种结构。例如，可以将固定部连接到悬挂部，且两者单独提供。此外，还可以通过焊接钢板等来形成安装架，而不采用铝压铸。

第一和第二实施例的护套以两部分形式形成，即，护套3和护套架80。替代地，可以将护套3和护套架80一体成形。

第一和第二实施例例示了在沿机动车宽度方向位于左侧和右侧上的两个位置将安装架7附接到机动车的情形。然而，本发明不限于这种结构，安装架7可以在沿机动车前后方向上的两个位置附接到机动车车体。此外，在适当情况，还能够增加或减少用于将安装架7附接到机动车车体的位置数量。

第一和第二实施例例示了将杆插入孔70形成在悬挂部6的下侧的情形，其中操作杆83可旋转地插入杆插入孔70中。然而，本发明不限于此种结构。杆插入孔可以形成在悬挂部6的后侧而不是下侧。可选择地，杆插入孔可以形成在从悬挂部的下侧到后侧的区域。

第一和第二实施例例示了提供前侧壁63和后侧壁64的情形，前侧壁63使悬挂部6的壁61和62的前端相互连接，后侧壁63使悬挂部6的壁61和62的后端相互连接。然而，本发明不限于此种结构。还可以提供设置成用于使前端相互连接和后端相互连接的连接部，并在悬挂部的前侧和后侧形成开口。

第一和第二实施例例示了将悬挂部6形成为基本为盒子的形状的情形，该形状为具有从固定部5或90开始的基本相等的悬挂尺寸(hanging dimensions)的平行六面体形状。然而，本发明不限于此。只要形状能够保证足够的刚度，根据悬挂部6所要安装进入的机动车内部的空间形状而分别设置第二壁62、前侧壁63和后侧壁64从固定部5或90的悬挂尺寸，悬挂部6可以采用基本盒状之外的其它任意形状。

虽然通过特定实施例对本发明做出说明，需要理解，本发明不限于这些实施例，且可进行多种变化而不脱离本发明的范围。

Claims (5)

1.一种转向柱设备，其包括：

转向轴，其具有沿所述转向轴轴向的上端，该上端用于固定转向轮；

护套，其配置用于可旋转地支撑所述转向轴；

安装架，其包括固定部和悬挂部，所述固定部具有板状形状并被固定到机动车车体，所述悬挂部从所述固定部悬挂；

护套引导件，其设置在所述护套和所述安装架之间并配置用于引导所述护套；以及

夹紧螺栓，其具有穿过所述护套、所述安装架及所述护套引导件的轴；

其中，所述悬挂部包括

从所述固定部悬挂的第一壁，其临近所述护套引导件，并且沿着所述护套引导件延伸；

在跨过所述第一壁与所述护套相对的侧上从所述固定部悬挂的第二壁，其沿着所述第一壁延伸；以及

从所述固定部悬挂的连接部分，其使所述第一壁和第二壁的前端和后端中的至少任意一组相互连接；

所述固定部包括环绕部分，其由所述第一壁、第二壁和所述连接部分环绕；并且

对从所述悬挂部突出的操作杆进行操作能够致动所述夹紧螺栓在压力接触状态和非压力接触状态之间的切换，其中，在所述压力接触状态下所述护套和所述安装架彼此压力接触，在所述非压力接触状态下所述护套和所述安装架彼此不压力接触。

2.根据权利要求1所述的转向柱，其中：

所述安装架具有至少两个附接部分，它们沿机动车的宽度方向分别形成在所述固定部上，用于将所述安装架附接到所述机动车车体，以及

所述附接部分中的一个定位于所述环绕部分上。

3.根据权利要求1所述的转向柱，其中：

所述第一壁和所述护套引导件中的一个包括一对第一突起，它们分别设置在沿平行于所述转向轴轴向的第一方向上并且沿着垂直于所述转向轴轴向的第二方向延伸，

所述第一壁和所述护套引导件中的另一个包括一对第二突起，它们分别沿所述第二方向设置并沿所述第一方向延伸，以及

在所述压力接触状态下所述一对第一突起中的每一个接触所述一对第二突起中的每一个。

4.根据权利要求1所述的转向柱，进一步包括：

锁定机构，其定位在由所述第一壁、第二壁和所述连接部分环绕的所述悬挂部的内部，并且配置用于由所述操作杆所旋转且通过所述夹紧螺栓将所述护套锁定到所述安装架；

其中，所述悬挂部在该悬挂部的下侧具有杆插入孔，以便通过所述杆插入孔可旋转地布置所述操作杆。

5.根据权利要求4所述的转向柱，其中所述第二壁包括：

开口，其位于在所述第二壁的与所述锁定机构相对的区域上；以及

环绕所述开口的加强肋。

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