CN104071208A - 转向设备 - Google Patents

Abstract

一种转向设备，包括与方向盘一体地旋转的转向柱、以使得转向柱能够旋转的方式经由轴承支撑转向柱的托架以及固定到车体的固定件；其中该托架包括锁定孔，并且正常状态在期间，所述固定件被锁定在包封所述锁定孔的边缘部分的下表面上，由此将所述托架锁定到固定件；该托架包括从锁定孔的相对侧部朝向所述方向盘延伸的一对引导部分，并且在二次碰撞期间，所述托架向前移动以从所述锁定孔拆离所述固定件，并且然后，在沿着轴向方向引导该一对引导部分时，所述固定件被锁定在该一对引导部分的下表面上。

Description

转向设备

技术领域

本发明涉及一种转向设备。

背景技术

在车辆的前向碰撞（一次碰撞）之后是其中驾驶员朝着方向盘碰撞的二次碰撞。已知这样一种结构：在这种二次碰撞期间，该结构移动方向盘并且转向柱向前移动，从而减小被从方向盘传递到驾驶员的冲击负载。

在这种配置中，当方向盘和转向柱向前移动时，由于转向柱等的重量，转向柱等可能落下到驾驶员的腿部上。因此，已经提出了一项技术，该项技术包括安装用于防止转向柱等的落下的新的专门构件（见专利文献1（日本专利公开JP-A-2011-195031）和专利文献2（日本专利公开JP-A-2011-207450））。

发明内容

然而，专利文献1和2包括用于防止落下的专门构件，从而增加了设备的构件数目。

因此，本发明的一个目的在于提供一种防止转向柱等在二次碰撞期间落下而不增加设备的构件数目的转向设备。

作为用于解决上述问题的装置，本发明的一个方面提供一种转向设备，包括：转向柱，该转向柱从由驾驶员操作的方向盘向前延伸并且与方向盘一体地旋转；托架，该托架以使得转向柱能够旋转的方式经由轴承支撑转向柱，该托架沿着轴向方向与所述转向柱具有预定的相对位置关系；以及被固定到车体的固定部分；其中，所述托架具有沿着上下方向穿过该托架并且在方向盘侧上开口的锁定孔；在正常状态期间，通过该锁定孔插入的所述固定部分被锁定在包封该锁定孔的所述托架的边缘部分的下表面上，由此所述托架被锁定在固定部分上；所述托架包括从锁定孔的相对侧朝向方向盘延伸的一对引导部分，并且在二次碰撞期间，该托架向前移动以从锁定孔拆离固定部分，并且然后，在所述固定部分沿着轴向方向引导该一对引导部分时，所述固定部分被锁定在该一对引导部分的下表面上。

根据这种配置，在二次碰撞期间，托架向前移动以从锁定孔拆离固定部分，并且然后，固定部分被锁定在该一对引导部分的下表面上。这防止了转向柱等落下。

进而，固定部分沿着轴向方向（前后方向）引导该一对引导部分，从而允许转向柱等容易地向前移动而不倾斜。因此，通过二次碰撞输入转向柱等的轴向冲击负载能够适当地被合适的冲击吸收结构吸收。作为对照，当转向柱等在倾斜时向前移动时，难以吸收冲击负载。

而且，该一对引导部分是从锁定孔的方向盘侧开口的相对侧朝向方向盘延伸的托架的一部分。这防止了设备的构件数目增加。

此外，该转向设备可以具有如下结构，其中，该一对引导部分的轴向长度大于在二次碰撞期间转向柱在其中移动的长度。

在这种配置中，该一对引导部分的轴向长度大于转向柱能够在二次碰撞期间移动的长度。这防止了托架从固定部分滑落。

此外，该转向设备可以具有如下结构，其中，托架包括将该一对引导部分的方向盘侧连结到一起的连结部分。

在这种配置中，将该一对引导部分的方向盘侧连结到一起的连结部分用作固定部分的止挡器。这防止了托架从固定部分滑落。

此外，该转向设备可以具有如下结构，其中，该一对引导部分之间的距离朝着所述方向盘逐渐减小。

在这种配置中，在该固定部分和该一对引导部分之间施加了增大的摩擦作用力，从而允许沿着轴向方向输入道转向柱等的冲击负载被适当地衰减。

本发明提供一种在二次碰撞期间防止转向柱等落下而不增加设备的构件数目的转向设备。

附图说明

图1是示出根据本实施例的处于正常状态下的转向设备的平面视图；

图2是示出根据本实施例的处于二次碰撞状态下的转向设备的平面视图；

图3是示出根据本实施例的处于正常状态下的转向设备的平面截面视图；

图4是示出根据本实施例的处于二次碰撞状态下的转向设备的平面截面视图；

图5是从右前侧观察的根据本实施例的转向设备的透视图，该视图示出正常状态；

图6是从右前侧观察的根据本实施例的转向设备的透视图，该视图示出二次碰撞状态；

图7A和图7B是在正常状态期间根据本实施例的托架和固定件的图，其中图7A是平面视图，而图7B是沿着图7A中的线X1-X1截取的截面视图（垂直截面视图）；

图8A至图8C是沿着图7A中的线X2-X2截取的截面视图，其中图8A示出提取出的托架，图8B示出提取出的固定件，并且图8C示出根据一种变型的、提取出的固定件；

图9A和图9B是在二次碰撞期间根据本实施例的托架和固定件的图，其中图9A是平面视图，而图9B是沿着图9A中的线X3-X3截取的截面视图；

图10是示出根据本实施例的转向设备的效果的图；

图11是在正常状态期间根据一种变型的转向设备的放大平面视图；并且

图12是在正常状态期间根据一种变型的转向设备的放大平面视图。

具体实施方式

将参考图1到图10描述本发明的实施例。

<<转向设备的结构>>

转向设备1是一种助力式电力转向设备。

转向设备1包括转向柱11（上轴）、输入轴12、扭力杆13和输出轴14。转向柱11从由驾驶员操作的方向盘（在图中没有示出）向前延伸并且适于与方向盘一体地旋转。即，方向盘被固定到转向柱11的后端。转向柱11的前端和输入轴12的后端被锯齿状突起等（见图3）连结到一起。扭力杆13经由沿着设备的径向方向延伸的销而被固定到输入轴12和输出轴14中的每一个。扭力杆13在输入轴12和输出轴14之间扭曲。然而，该实施例不限于使用销的固定方法，并且可以基于例如滚花压配合而使用任何其它固定方法。

转向柱11经由轴承21由外部管道22以可旋转的方式支撑。轴承21被外部挤压装配到转向柱11上并且被固定于转向柱11，并且轴承21被内部挤压装配在外部管道22上并且被固定于外部管道22。转向柱11和外部管道22沿着设备的轴向方向（前后方向）具有预定的相对位置关系。然而，固定方法不限于此。例如，轴承21可以以在轴承21和转向柱11之间形成有间隙的方式装配在转向柱11上，并且经由夹子等固定到转向柱11。

输入轴12的前端经由轴承31由后外罩42以可旋转的方式支撑。输出轴14经由轴承32由前外罩41以可旋转的方式支撑。涡轮50被固定到输出轴14。该涡轮50包括固定到输出轴14的内芯金属51和固定到内芯金属51的齿轮齿52。齿轮齿52与由产生辅助作用力的电动机53所旋转的蜗杆（在图中没有示出）相啮合。

保护ss输入轴12的筒形盖体43被固定到后外罩42的后侧。输出轴14的前端经由万向接头而被连接到小齿轮轴，并且小齿轮轴经由齿条和小齿轮机构而被连接到齿条轴。

转向设备1包括托架60（上托架）和允许该托架60被固定到车体的固定件70（固定部分）。

<托架>

托架60允许外部管道22（转向设备1的后上侧部，上部）被固定到车体，并且托架60经由适配器23被固定到外部管道22。因此，托架60沿着轴向方向与转向柱11具有预定的相对位置关系。在二次碰撞期间，转向柱11、外部管道22和托架60一体地向前移动（见图4）。

然而，托架60可以不包括适配器23并且可以被直接地固定到外部管道22。

托架60包括：在轴向视图中呈倒U形（沿着前后方向观察）并且被固定到适配器23的基础部分61；分别从基础部分61的左下端和右下端沿着车辆宽度方向向外延伸的一对凸缘部分62；和从每一个凸缘部分62朝向方向盘延伸、并位于凸缘部分62的后部处的一对引导部分63。即，托架60是一体模制板状构件，并且包括基础部分61、该一对凸缘部分62和该四个引导部分63。

<托架-凸缘部分>

每一个凸缘部分62包括沿着上下方向穿过凸缘部分62并且在后侧（方向盘侧）（见图7A和图7B与图9A和图9B）上开口的锁定孔62a。锁定孔62a是这样的孔：固定件70从该锁定孔62a的后部通过该锁定孔62a插入。在正常状态中，插入的固定件70被沿着车辆宽度方向锁定在包封所述锁定孔62a的边缘部分62b的下表面62c上。因此，固定件70沿着上下方向锁定凸缘部分62。

进而，锁定孔62a在平面视图中基本类似三角形地成形，该三角形的顶点在其前侧上，锁定孔62a的宽度向后逐渐地增加。

<托架-引导部分>

该一对引导部分63是从锁定孔62a的后侧开口的相对的侧部62d向后延伸的细长板状部分。在二次碰撞期间，在引导部分63被固定件70沿着轴向方向引导时，引导部分63被从锁定孔62a拆离的固定件70锁定。

引导部分63的轴向长度L1被设定为大于转向柱11在二次碰撞期间所移动的长度。更具体地，引导部分63的轴向长度L1被设定为大于转向柱11在二次碰撞期间所移动的最大长度L2（见图1和图3）。这防止了引导部分63从固定件70滑落。根据本实施例的转向柱11所移动的最大长度L2是从在正常状态期间外部管道22的前端到在二次碰撞期间外部管道22向其碰撞的后外罩42的台阶部分的距离（见图1到图4）。

<固定件>

固定件70是一薄板状构件，其在平面视图中类似矩形地成形，并且包括在固定件70的中心形成的安装孔70a。安装孔70a是将固定件70联结到车体（转向弹簧吊架等）的螺栓通过其插入（在图中没有示出）的孔。即，在正常状态期间和在二次碰撞期间，防止了被如此螺栓固定到车体的固定件70移动。

固定件70在前后截面视图中（在轴向截面视图中）（见图8B）是基本横向地取向的H形。固定件70包括：位于其沿着上下方向的中心的被插入部分71；在被插入部分71的下面形成从而沿着横向方向延长的第一锁定部分72；和在被插入部分71之上形成从而沿着横向方向延长的第二锁定部分73。

<固定件-被插入部分>

被插入部分71从锁定孔62a的后部通过锁定孔62a插入。被插入部分71在平面视图中基本类似三角形地成形，该三角形的顶点在其前侧上，并且类似锁定孔62a那样，被插入部分71的宽度向后逐渐地增加。

<固定件-第一固定部分>

第一锁定部分72在正常状态（见图7B）期间被锁定在凸缘部分62的下表面62c上，并且在二次碰撞（见图9B）的情形中被锁定在引导部分63的下表面63a上并且与该引导部分63的下表面63a滑动接触，以沿着前后方向引导引导部分63。因此，第一锁定部分72被锁定在下表面62c和下表面63a上，以从下面支撑托架60（转向柱11等）以防止托架60落下。

<固定件-第二固定部分>

第二锁定部分73在正常状态（见图7B）期间被锁定在凸缘部分62的上表面62e上，并且在二次碰撞（见图9B）期间被锁定在引导部分63的上表面63b上并且与该引导部分63的上表面63b滑动接触。因此，第二锁定部分73被锁定在上表面62e和上表面63b上以防止托架60向上移动。

即，第一锁定部分72和第二锁定部分73沿着上下方向夹紧凸缘部分62和引导部分63。因此，在正常状态（见图7B）期间和在二次碰撞（见图9B）期间，托架60均被沿着上下方向调整。

此外，在第二锁定部分73中形成四个通孔73a（见图8B）。设置四个树脂销81（树脂凸块），从而在如在图7A和图7B中所示的正常状态期间穿过固定件70的第二锁定部分73和凸缘部分62。该四个销81沿着轴向方向定位固定件70和托架60。

可替代地，如在图8C中所示，还可以在第一锁定部分72中形成四个通孔72a，从而销81穿过第二锁定部分73、凸缘部分62和第一锁定部分72。销81的数目、直径和材料和用于固定销81的方法可以被适当地改变。

<转向设备的效果>

上述转向设备1呈现以下效果。

<在正常状态期间>

第一锁定部分72和第二锁定部分73夹紧凸缘部分62，因此即便转向设备1由于车辆的行驶而上下振动，也沿着上下方向约束凸缘部分62（托架60）。

<在二次碰撞期间>

在二次碰撞期间，即，在车辆的前向碰撞（一次碰撞）之后，当驾驶员朝着方向盘碰撞（二次碰撞）时，输入到方向盘、转向柱11、外部管道22和托架60的向前负载增加，以变形树脂销81（见图10中的片段S1）。

随后，当向前负载达到预定值时，销81断裂（见图10中的断裂点S2）并且固定件70被从锁定孔62a拆离。方向盘、转向柱11、外部管道22和托架60一体地向前滑动，即，空程（run idly）（见图10中的片段S3）。

在此情形中，在固定件70被从锁定孔62a拆离之后，在与下表面63a滑动接触时（见图9B），固定件70的第一锁定部分72支撑引导部分63的下表面63a，因此防止方向盘、转向柱11、外部管道22和托架60落下。这继而防止驾驶员的腿部受到方向盘等的伤害。

进而，转向柱11等向前滑动而不会倾斜，因此防止输入转向柱11等的向前二次碰撞负载在滑动期间改变（见图10中的片段S4）。因此，二次碰撞负载能够适当地被合适的冲击吸收结构吸收。

<其它效果>

该一对引导部分63是托架60的一个部分而非独立于托架60构件或者独立的专门构件。这防止了转向设备1的构件数目和用于转向设备1的组装步骤数目的可能的增加。

<<变型>>

已经描述了本发明实施例。然而，本发明不限于该实施例。例如，实施例可以如下地改变。

如在图11中所示，托架60可以包括将该一对引导部分63的后侧（方向盘侧）连结到一起的连结部分64。在这种配置中，连结部分64邻靠固定件70并且用作止挡器。这防止了托架60被从固定件70分离。

如在图12中所示，每一个引导部分63的引导表面63c可以倾斜，以便具有朝着后侧逐渐减小的引导宽度，从而该一对引导部分63之间的距离可以朝着方向盘逐渐减小。在这种配置中，在二次碰撞期间，如果托架60向前移动，则在固定件70和该一对引导部分63之间施加的摩擦作用力增加，以允许由于二次碰撞而被输入托架60的负载被适当地衰减。

在上述实施例中，转向设备1例如是助力式的。可替代地，转向设备1可以例如是不具有在齿轮助力式或者齿条助力式系统中包括的助力功能的人工转向柱。

Claims (5)

1.一种转向设备，包括：

转向柱，该转向柱从由驾驶员操作的方向盘向前延伸并且与所述方向盘一体地旋转；

托架，该托架以使得所述转向柱能够旋转的方式经由轴承支撑所述转向柱；所述托架沿着轴向方向与所述转向柱具有一相对位置关系；和

固定部分，该固定部分被固定到车体，

其中，所述托架具有沿着上下方向穿过所述托架并且在方向盘侧上开口的锁定孔，

在正常状态期间，通过所述锁定孔插入的所述固定部分被锁定在包封所述锁定孔的所述托架的边缘部分的下表面上，由此将所述托架锁定到所述固定部分，其中

所述托架包括从所述锁定孔的相对侧朝向所述方向盘延伸的一对引导部分，并且

在二次碰撞期间，所述托架向前移动以从所述锁定孔拆离所述固定部分，并且然后，在所述固定部分沿着轴向方向引导所述一对引导部分时，所述固定部分被锁定在所述一对引导部分的下表面上。

2.根据权利要求1所述的转向设备，

其中所述一对引导部分的轴向长度大于在二次碰撞期间所述转向柱移动的长度。

3.根据权利要求1所述的转向设备，

其中所述托架包括将所述一对引导部分的方向盘侧连结到一起的连结部分。

4.根据权利要求2所述的转向设备，

其中所述托架包括将所述一对引导部分的方向盘侧连结到一起的连结部分。

5.根据权利要求1到4中任何一项所述的转向设备，

其中，所述一对引导部分之间的距离朝着所述方向盘逐渐减小。