CN102448795B - 转向装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及转向装置。在具备转向锁定装置和伸缩夹紧装置的转向装置中，在确保钥匙锁定时柱的强度的同时，确保伸缩夹紧时的夹紧力。在锁定销(66)出入的贯通孔(45)与用于缩小外柱(4)的内周面直径的狭缝(42)之间形成凸缘部(44)、肋(442)、肋(443)，增大了外柱(4)的强度。因此，能够确保外柱(4)相对于钥匙锁定时施加在锁定销(66)上的弯曲力矩的强度、和外柱(4)在缩小外柱(4)的内周面直径来进行伸缩夹紧时的强度这两者。

Description

转向装置
技术领域
本发明涉及转向装置，尤其涉及具有转向锁定装置的转向装置，在将点火钥匙转至锁定位置并从钥匙孔拔出后，为了防止汽车被盗，转向锁定装置锁定成转向盘不能转动。
背景技术
在具有转向锁定装置的转向装置中，将点火钥匙转至锁定位置并从钥匙孔拔出后，锁定销向转向轴的轴心侧突出。其结果，锁定销的前端与被压入转向轴外周的钥匙锁定环的钥匙锁定孔配合，使转向轴相对于外柱固定，从而阻止转向轴的旋转。
在现有的具备转向锁定装置的转向装置中，使用外柱之外的其他部件来构成容纳转向锁定装置的壳体，将壳体的配合凸部嵌合在形成于外柱上的贯通孔并定位后，使用螺栓将壳体安装在外柱的凸缘部。
另外，还具有一种具备上述转向锁定装置的转向装置，该转向装置为了将外柱可伸缩地夹紧在内柱上，在外柱上形成狭缝，来缩小外柱直径。
在同时具备上述转向锁定装置和伸缩夹紧装置的转向装置中，如果贯通孔和狭缝配置在外柱上接近位置，则外柱的强度降低。因此，在钥匙锁定时(锁定销与钥匙锁定孔配合的状态)，对转向盘施加大的旋转转矩，则通过施加在锁定销上的弯曲力矩，对外柱施加大的应力，存在外柱上产生龟裂的可能。
专利文献1所示的转向装置通过将厚度大的钢板制凸缘部焊接在钢管制柱上来增大柱与转向锁定装置的壳体的安装刚性。另外，使转向锁定装置的配合凸部与柱的贯通孔紧密嵌合，从而在凸缘部和贯通孔双方承受钥匙锁定时施加在锁定销上的弯曲力矩。但是，专利文献1所示的转向装置是适用于钢管制柱的装置，并没有记载关于用于提高同时具有贯通孔和狭缝的铝合金制柱强度的对策。
专利文献2所示转向装置为了确保同时具有贯通孔和狭缝的铝合金制柱的狭缝周边的强度，在狭缝的封闭端部的周缘形成有肋。但是，专利文献2所示的转向装置没有记载用于将转向锁定装置的壳体安装在柱上的凸缘部。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：特开2002-337663号公报
专利文献2：国际公开第WO2006/011378号小册子
发明内容
发明所要解决的课题
本发明的课题在于提供一种具备转向锁定装置和伸缩夹紧装置的转向装置，该转向装置在确保钥匙锁定时柱的强度的同时，确保伸缩夹紧时的夹紧力。
用于解决课题的方法
上述课题通过以下方案来解决。即，第一发明为一种转向装置，其特征在于，具备：内柱；外柱，该外柱为中空圆筒形状，外嵌在上述内柱上，能在轴向上相对上述内柱移动；转向轴，该转向轴能旋转地轴支承在上述外柱上，在车身后方侧能装配转向盘；转向锁定装置，该转向锁定装置安装在上述外柱上，使通过点火钥匙的操作进行动作的锁定销与上述转向轴配合而锁定成转向轴不能转动；狭缝，该狭缝在上述外柱上沿轴向形成为规定长度；夹紧装置，该夹紧装置使上述外柱直径缩小，能够夹紧上述内柱使其不能相对于上述外柱在轴向上相对移动；贯通孔，该贯通孔在上述外柱上形成为外柱圆周上的相位与上述狭缝不同，并形成为与上述锁定销的外周面之间具有间隙；凸缘部，该凸缘部在上述外柱上与上述狭缝和贯通孔之间的外周面形成为一体，从外柱的外周面向半径方向外侧突出，并形成有安装壳体的安装面，该壳体容纳上述转向锁定装置。
第二发明为基于第一发明的转向装置，其特征在于，在上述凸缘部上形成有连接凸缘部与外柱的外周面并加固凸缘部的肋。
第三发明为基于第二发明的转向装置，其特征在于，上述肋延伸至上述狭缝的封闭端部附近，对狭缝的封闭端部附近进行加固。
第四发明为基于第二发明的转向装置，其特征在于，上述外柱的外周面上在上述狭缝的封闭端部附近形成有薄壁部，使得容易缩小外柱直径。
第五发明为基于第一发明的转向装置，其特征在于，仅由上述凸缘部承受使上述锁定销与转向轴配合时施加在锁定销上的弯曲力矩。
第六发明为基于第二发明的转向装置，其特征在于，仅由上述凸缘部承受使上述锁定销与转向轴配合时施加在锁定销上的弯曲力矩。
第七发明为基于第三发明的转向装置，其特征在于，仅由上述凸缘部承受使上述锁定销与转向轴配合时施加在锁定销上的弯曲力矩。
第八发明为基于第四发明的转向装置，其特征在于，仅由上述凸缘部承受使上述锁定销与转向轴配合时施加在锁定销上的弯曲力矩。
第九发明为基于第一至第八任一项发明的转向装置，其特征在于，上述外柱由铝合金或者镁合金形成。
本发明的效果如下。
本发明的转向装置具备：狭缝，该狭缝在外柱上沿轴向形成为规定长度；夹紧装置，该夹紧装置使外柱直径缩小，并能够夹紧内柱使其不能相对于外柱在轴向上相对移动；贯通孔，该贯通孔在外柱上形成为外柱圆周上的相位与狭缝不同，并形成为与锁定销的外周面之间具有间隙；以及凸缘部，该凸缘部在外柱上与上述狭缝和贯通孔之间的外周面形成为一体，从外柱的外周面向半径方向外侧突出，并形成有安装壳体的安装面，该壳体容纳转向锁定装置。
因此，能够确保外柱相对于钥匙锁定时施加在锁定销上的弯曲力矩的强度、和外柱在缩小外柱内周面直径来进行伸缩夹紧时的强度这两者。
附图说明
图1是表示将本发明实施例的转向装置101安装在车辆上的状态的整体立体图。
图2是从车身后方侧左上方观察本发明实施例的转向装置101的主要部分的立体图。
图3是表示从本发明实施例的转向装置101省略车身安装托架并从车身后方侧右上方观察的立体图。
图4表示将转向锁定装置安装在柱上之前的状态，是从车身后方侧右上方观察的立体图。
图5表示图4的柱单体，是从车身后方侧右上方观察的立体图。
图6表示柱单体，是凸缘部周边的放大俯视图。
图7表示图4的柱单体，是从车身后方侧右下方观察的立体图。
图8是从车身后方侧右下方观察图7柱单体中凸缘部周边的放大立体图。
图9表示图4的柱单体，是从车宽方向右侧观察的主视图。
图10表示图9的柱单体中凸缘部附近，是从车宽方向右侧观察的放大主视图。
图11是图10的A-A剖视图。
图12表示将转向锁定装置安装在柱上的状态，是图10的A-A剖视图。
图13表示将转向锁定装置安装在柱上的状态，是图10的B-B剖视图。
图14表示将转向锁定装置安装在柱上的状态，是图10的C-C剖视图。
图15是图13的P部放大剖视图。
具体实施方式
图1是表示将本发明实施例的转向装置101安装在车辆上的状态的整体立体图。转向装置101转动自如地轴支承转向轴102。转向轴102在其上端(车身后方侧)装配有转向盘103，在转向轴102的下端(车身前方侧)经由万向联轴器104连接有中间轴105。
中间轴105在其下端连接有万向联轴器106，万向联轴器106上连接由齿轮齿条副机构等构成的转向设备107。
驾驶员对转向盘103进行旋转操作时，其旋转力经由转向轴102、万向联轴器104、中间轴105、万向联轴器106传递到转向设备107，通过由齿轮齿条副机构使转向横拉杆108移动，从而能够改变车轮的操纵角度。
图2是从车身后方侧左上方观察本发明实施例的转向装置101的主要部分的立体图。图3是表示从本发明实施例的转向装置101省略车身安装托架并从车身后方侧右上方观察的立体图。图4表示将转向锁定装置安装在柱上之前的状态，是从车身后方侧右上方观察的立体图。图5表示图4的柱单体，是从车身后方侧右上方观察的立体图。
图6表示柱单体，是凸缘部周边的放大俯视图。图7表示图4的柱单体，是从车身后方侧右下方观察的立体图。图8是从车身后方侧右下方观察图7柱单体中凸缘部周边的放大立体图。图9表示图4的柱单体，是从车宽方向右侧观察的主视图。图10表示图9的柱单体中凸缘部附近，是从车宽方向右侧观察的放大主视图。
图11是图10的A-A剖视图。图12表示将转向锁定装置安装在柱上的状态，是图10的A-A剖视图。图13表示将转向锁定装置安装在柱上的状态，是图10的B-B剖视图。图14表示将转向锁定装置安装在柱上的状态，是图10的C-C剖视图。图15是图13的P部放大剖视图。
如图2所示，本发明实施例的转向装置101由车身安装托架102、内柱(下柱)3、外柱(上柱)4等构成。车身安装托架102经由小盒23固定在未图示的车身上。
中空圆筒状外柱4的内周面能够调整伸缩位置(与内柱3的中心轴线平行地滑动)地外嵌在圆筒状内柱3的车身后方侧(图2中右侧)的外周面。外柱4的材质为铝合金，通过压铸等铸造成型。上部转向轴102A能够转动地被外柱4轴支承，转向盘103(参照图1)固定在上部转向轴102A的车身后方侧端部。
在内柱3的车身前方侧安装有用于赋予辅助转矩的助推装置(操纵辅助部)5。在助推装置5的齿轮箱51上固定有电动机52，齿轮箱51的涡杆与结合在该电动机52的未图示旋转轴上的涡轮啮合。
用转矩传感器检测从转向盘103向上部转向轴102A施加的转矩的方向和大小。根据该转矩传感器的检测值，驱动电动机52，通过由涡轮和蜗杆构成的减速机构，在预定方向上以预定大小产生辅助转矩。
齿轮箱51的车身前方侧端部以未图示的倾斜中心轴为支点，能够调整倾斜位置地轴支承在车身上。在外柱4的车身上方侧的车宽度方向的左右两侧，形成有向车身上方侧突出的夹紧部件41、41。如图2至图15所示，夹紧部件41、41的外侧面411、411能够倾斜滑动以及伸缩滑动地被车身安装托架2的左右侧板24、24夹持。
夹紧部件41、41上形成有在外柱4的轴向较长的伸缩调整用长槽412、412。另外，在车身安装托架2的左右侧板24、24上形成有在车身上下方向较长的倾斜调整用长槽25、25。倾斜调整用长槽25、25和伸缩调整用长槽412、412中插入有圆棒状的紧固杆21。
若对装配在紧固杆21端部的操作杆22进行摇动操作，则凸轮锁定机构26动作，车身安装托架2的左右侧板24、24被紧固。其结果，外柱4的左右夹紧部件41、41被强有力地紧固在车身安装托架2的左右侧板24、24上。
在外柱4的车身上方侧，形成有从外柱4的外周面连通至内周面的狭缝42。狭缝42形成于夹紧部件41、41之间，并且在外柱4的轴向较长。若车身安装托架2的左右侧板24、24被紧固，则狭缝42的车宽度方向的间隔缩小，外柱4的内周面直径缩小，强有力地紧固内柱3的外周面。因此，在期待的倾斜位置以及伸缩位置，外柱4被夹紧在车身安装托架2上。
中空圆筒状的外柱4在车身后方侧的车宽度方向的左右两侧一体地形成有一对凸缘部43、44。凸缘部43、44在外柱4外周的相对位置上形成为向半径方向外侧突出。在凸缘部43、44上分别形成有螺栓孔431、441。如图3、图6所示，螺栓孔431形成在从车身后方侧观察为左侧的凸缘部43的车身前方侧(图3、图6中的右侧)的端部附近，螺栓孔441形成在从车身后方侧观察为右侧的凸缘部44的车身后方侧(图3、图6中的左侧)的端部附近。
另外，如图3、图6所示，在左侧凸缘部43上，凸缘状的肋432和433与凸缘部43形成为一体，连接凸缘部43和外柱4的外周面，加固凸缘部43。一方的肋432形成在左侧凸缘部43的车身后方侧(图3、图6中的左侧)，另一方的肋433形成在左侧凸缘部43的车身前方侧(图3、图6中的右侧)。另外，在右侧凸缘部44上，凸缘状的肋442和443与凸缘部43形成为一体，连接凸缘部44和外柱4的外周面，加固凸缘部44。一方的肋442形成在右侧凸缘部44的车身前方侧(图3、图6中的右侧)，另一方的肋443在肋442的车身前方侧与肋442形成为一体。
关于肋432、433、442、443在与外柱4的轴向正交方向的厚度，形成为越靠近外柱4的中心侧越厚。车身前方侧的肋433、443相比车身后方侧的肋432、442更向外柱4中心侧延伸。其结果，肋433、443延伸至狭缝42的车身后方侧的封闭端部421附近，使伸缩夹紧时应力集中的狭缝42的封闭端部421的强度增大。
另外，在狭缝42的平行部422的车宽度方向外侧，并且在平行部422与封闭端部421的连接部附近，在外柱4的外周面上形成有薄壁部434、444。通过形成薄壁部434、444，在伸缩夹紧时，用于缩小狭缝42的平行部422的槽宽度的力不用太大，因此，能够容易强有力地紧固内柱3的外周面，增大伸缩夹紧力。
如图4以及图11至图15所示，在凸缘部43、肋432、433的车身下方侧的安装面435以及凸缘部44、肋442、443的车身下方侧的安装面445上安装有转向锁定装置6的壳体61。安装面435以及安装面445形成为与外柱4的轴向平行。在铝合金制壳体61的上部形成圆弧状凹面62，在圆弧状凹面62的车宽度方向两端形成有平坦的紧固面63、63。在紧固面63、63上分别形成有内螺纹64、64。内螺纹64、64形成在与凸缘部43、44的螺栓孔431、441匹配的位置。
将未图示的点火钥匙转至锁定位置并从钥匙孔拔出后，椭圆形的锁定销66从形成在圆弧状凹面62右侧面的椭圆形配合凸部65突出。配合凸部65形成为从圆弧状凹面62向外柱4的外周面突出。钥匙锁定环67被压入上部转向轴102A的外周，突出的锁定销66的前端与钥匙锁定环67的钥匙锁定孔671配合而锁定成转向盘103不能转动。
在外柱4的右侧面上形成有贯通孔45。贯通孔45形成为与锁定销66外周面之间具有稍微间隙的大小的椭圆形。贯通孔45在外柱4的圆周上的相位形成为与狭缝42偏差90度。另外，在外柱4的右侧面上形成有有底的引导槽46。引导槽46形成为与外柱4的轴向平行地从椭圆形贯通孔45附近延伸至外柱4的车身后方端(图4中的左侧)。在引导槽46的车身上下方向的宽度(槽宽)W1(参照图12)形成为稍大于转向锁定装置6的配合凸部65的车身上下方向的宽度W2。
另外，在引导槽46上，比椭圆形贯通孔45靠车身前方侧形成封闭端部(参照图4)462，外柱4的车身后方端敞开。在配合凸部65的前端形成有圆弧状的凹面(与底面461相对的面)651。引导槽46的底面461的外径(参照图12)R1形成为比圆弧状凹面651的内径R2稍小。
如图4所示，将转向锁定装置6的配合凸部65插入引导槽46的车身后方端，使转向锁定装置6沿着引导槽46向车身前方侧滑动来进行组装。如图3所示，配合凸部65的车身前方端抵接引导槽46的封闭端部462后，转向锁定装置6的壳体61的内螺纹64、64定位在与凸缘部43、44的螺栓孔431、441匹配的位置上。另外，转向锁定装置6的锁定销66定位在与钥匙锁定环67的钥匙锁定孔671匹配的位置上。
该状态下，将螺栓68、68插入螺栓孔431、441，将螺栓68、68旋入内螺纹64、64并紧固，将壳体61安装在外柱4上。这样一来，转向锁定装置6的壳体61的紧固面63、63紧密结合在凸缘部43、肋432、433的车身下方侧的安装面435以及凸缘部44、肋442、443的车身下方侧的安装面445上。
此时，如图12所示，在引导槽46的侧面463、463与配合凸部65的侧面(参照图12)652、652之间，在车身上下方向上形成少许间隙β1、β2。另外，在锁定销66的外周面与外柱4的贯通孔45之间也形成少许间隙。
钥匙锁定时(锁定销66与钥匙锁定孔671配合的状态)，若对转向盘103施加大的旋转转矩，则在锁定销66上施加弯曲力矩。另外，若紧固螺栓68、68，则对转向锁定装置6的壳体61作用向车身上方的紧固力。
但是，由于在锁定销66的外周面与贯通孔45之间以及引导槽46与配合凸部65之间在车身上下方向上形成有少许间隙，因此，贯通孔45不承受力，仅由凸缘部43、肋432、433以及凸缘部44、肋442、443承受力。配合凸部65未嵌合在贯通孔45中。由于贯通孔45的大小只要为截面积小于配合凸部65的锁定销66出入的程度即可，因此贯通孔45的面积不用太大，能够使外柱4的强度增加。
如图7、图8、图10、图13、图15所示，在右侧的凸缘部44的安装面445上，在螺栓孔441的附近形成有避让部47、48。避让部47、48形成为比安装面445凹陷β3(参照图13、图15)。一方的避让部47形成在螺栓孔441的车身后方侧(图8中的左侧)，另一方的避让部48形成在螺栓孔441的车身前方侧(图8中的右侧)。避让部47、48形成为从凸缘部44的车宽度方向的外侧面446延伸至凸缘部44的根部(凸缘部44与外柱4外周面的连接部)。
在避让部47、48上，在避让部47、48与外柱4的外周面的连接部形成有角R部471、481。由于避让部47、48形成为比安装面445凹陷β3，因此，避让部47、48的角R部471、481的半径R1(参照图15)能够形成为比安装面445的角R部447的半径R2大。因此，能够避免与转向锁定装置6的紧固面63的车宽度方向的内端的角部631的干扰。
另外，在钥匙锁定时，若在转向盘103上施加大的旋转转矩，对锁定销66上施加弯曲力矩，则在螺栓孔441附近的凸缘部44的根部上作用大的应力。但是，通过使角R部471、481的半径R1形成得较大，从而能够缓和作用在角R部471、481上的应力。
另外，在锁定销66出入的贯通孔45与用于缩小外柱4内周面直径的狭缝42之间形成凸缘部44、肋442、肋443，增大了外柱4的强度。因此，能够确保外柱4相对于钥匙锁定时施加在锁定销66上的弯曲力矩的强度、和外柱4在缩小外柱4的内周面直径来进行伸缩夹紧时的强度这两者。
在上述实施例中，在右侧凸缘部44的安装面445的螺栓孔441附近形成有避让部47、48，但也可以在左侧的凸缘部43的安装面435的螺栓孔431附近形成避让部。另外，还可以在右侧螺栓孔441附近和左侧螺栓孔431附近同时形成避让部。并且，在上述实施例中，外柱由铝合金形成，但也可以由镁合金或树脂来形成。
图中：
101-转向装置，102-转向轴，102A-上部转向轴，103-转向盘，104-万向联轴器，105-中间轴，106-万向联轴器，107-转向设备，108-转向横拉杆，2-车身安装托架，21-紧固杆，22-操作杆，23-小盒，24-侧板，25-倾斜调整用长槽，26-凸轮锁定机构，3-内柱(下柱)，4-外柱(上柱)，41-夹紧部件，411-外侧面，412-伸缩调整用长槽，42-狭缝，421-封闭端部，422-平行部，43-凸缘部，431-螺栓孔，432、433-肋，434-薄壁部，435-安装面，44-凸缘部，441-螺栓孔，442、443-肋，444-薄壁部，445-安装面，446-车宽方向外侧面，447-角R部，45-贯通孔，46-引导槽，461-底面，462-封闭端部，463-侧面，47、48-避让部，471、481-角R部，5-助推装置(操纵辅助部)，51-齿轮箱，52-电动机，6-转向锁定装置，61-壳体，62-圆弧状凹面，63-紧固面，631-角部，64-内螺纹，65-配合凸部，651-圆弧状凹面，652-侧面，66-锁定销，67-钥匙锁定环，671-钥匙锁定孔，68-螺栓。

Claims (2)

1.一种转向装置，其特征在于，具备：
内柱；
外柱，该外柱为中空圆筒形状，外嵌在上述内柱上，能在轴向上相对上述内柱移动；
转向轴，该转向轴能旋转地轴支承在上述外柱上，在车身后方侧能装配转向盘；
转向锁定装置，该转向锁定装置安装在上述外柱上，使通过点火钥匙的操作进行动作的锁定销与上述转向轴配合而锁定成转向轴不能转动；
狭缝，该狭缝在上述外柱上沿轴向形成为规定长度；
夹紧装置，该夹紧装置使上述外柱直径缩小，能够夹紧上述内柱使其不能相对于上述外柱在轴向上相对移动；
贯通孔，该贯通孔在上述外柱上形成为外柱圆周上的相位与上述狭缝不同，并形成为与上述锁定销的外周面之间具有间隙；以及
凸缘部，该凸缘部在上述外柱上与上述狭缝和贯通孔之间的外周面形成为一体，从外柱的外周面向半径方向外侧突出，并形成有安装壳体的安装面，该壳体容纳上述转向锁定装置，
在上述凸缘部上形成有连接凸缘部与外柱的外周面并加固凸缘部的肋，
上述肋延伸至上述狭缝的封闭端部附近，对狭缝的封闭端部附近进行加固，
在上述外柱的外周面上，在上述狭缝的封闭端部附近形成有薄壁部，使得容易缩小外柱直径，
仅由上述凸缘部承受使上述锁定销与转向轴配合时施加在锁定销上的弯曲力矩，
上述凸缘部包括左侧凸缘部和右侧凸缘部；
在右侧的凸缘部的安装面上形成有避让部，且上述避让部为比上述安装面低的凹陷；
在上述避让部上，在避让部与外柱的外周面的连接部形成有角部，且上述避让部的角部的半径R1大于安装面的角部的半径R2。
2.根据权利要求1所述的转向装置，其特征在于，
上述外柱由铝合金或者镁合金形成。
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