CN104118470A - 转向装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种转向装置，能够大幅度减少半锁定产生的可能性。具备通过一对紧固部件将固定于车体的固定托架(18)的一对固定侧板和固定于上护套(可动护套)的柱托架(可动托架)的一对可动侧板紧固的紧固机构。在左侧的固定侧板(29L)，仅在倾斜槽(36L)的靠转向操纵部件(2)侧的第一缘部(36L1)(右侧的缘部)的一个位置设置固定齿列(81)。作为紧固部件的第二凸轮(40)具有紧固倾斜槽(36L)的第一缘部(36L1)(右侧的缘部)的第一紧固部(41)。在第一紧固部(41)设置与固定齿列(81)啮合的可动齿列(91)。

Description

转向装置
本申请主张于2013年4月24日提出的日本专利申请2013-091705号的优先权，并在此引用其全部内容。
技术领域
本发明涉及转向装置。
背景技术
为了实现使转向柱相对于车体主体倾斜规定的角度并以该状态将转向柱固定于车体的倾斜锁定，提出了具有使用齿的啮合来提高锁定保持力的构造的锁定机构的转向装置。例如参照日本特表2005－534574号公报。
在日本特表2005－534574号公报所公开的构造中，在车体支承部的U字形的薄板的一个侧面设置有铅垂方向的切口，在该切口的两侧安装有一对具有铅垂方向的卡止齿列的带齿条片。被夹紧机构的销保持的卡止元件的一对卡止齿列分别与带齿的条片的一对卡止齿列啮合。
然而，在使带齿的条片的一对卡止齿列与卡止元件的一对卡止齿列啮合时，可能产生齿的山部的顶部彼此处于相互接触的状态的半锁定。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种能够大幅度减少半锁定的产生的可能性的转向装置。
本发明的一实施方式的转向装置，具有：固定托架，其包括一对固定于车体的固定侧板且在各固定侧板形成有倾斜槽；转向柱，其将一端连结有转向操纵部件的转向轴支承为能够旋转并能够绕倾斜中心轴倾斜；可动托架，其包括一对固定于上述转向柱的可动侧板且在各可动侧板形成有插通槽；以及紧固机构，其包括插通上述倾斜槽和上述插通槽的紧固轴、和一对被支承于上述紧固轴并从外侧紧固各自所对应的固定侧板的紧固部件，该紧固机构通过将各固定侧板压接于对应的可动侧板而实现倾斜锁定，各紧固部件包括：第一紧固部，该第一紧固部将对应的固定侧板的倾斜槽的靠转向操纵部件侧的第一缘部紧固；和第二紧固部，该第二紧固部将对应的固定侧板的倾斜槽的与上述第一缘部相反侧的第二缘部紧固，上述紧固机构包括：固定齿列，该固定齿列仅在一对所述固定侧板中任一方的倾斜槽的第一缘部以与固定侧板一体或者分体的方式设置；和可动齿列，该可动齿列设置在对设有所述固定齿列的固定侧板进行紧固的紧固部件的第一紧固部，且与所述固定齿列啮合。
根据上述实施方式的转向装置，在任一方的固定侧板，仅在倾斜槽的靠转向操纵部件侧的第一缘部的一处设置固定齿列。因此，与现有的在沿切口(倾斜槽)的两缘部的两个位置设置固定齿列的情况比较，能够大幅度减少引起半锁定的可能性。另外，将固定齿列仅设置于倾斜槽的靠转向操纵部件侧的第一缘部，所以与将固定齿列仅设置在与转向操纵部件侧相反侧的缘部的情况比较，能够确保从倾斜中心轴到固定齿列的距离较长。即，能够确保绕倾斜中心轴的力矩的臂的长度较长。因此，相对于由转向操纵部件承受的负载产生的绕倾斜中心轴的力矩而言，能够减少用于产生对抗的力矩的固定齿列以及可动齿列的承受负载。
上述实施方式的转向装置可以构成为：上述紧固部件包括倾斜引导部，该倾斜引导部设置在上述第一紧固部与上述第二紧固部之间，上述倾斜引导部以在倾斜方向上能够移动且不能旋转的方式插通于对应的固定侧板的倾斜槽，在倾斜调节时沿对应的固定侧板的倾斜槽引导上述紧固轴。
根据上述实施方式的转向装置，紧固部件的两紧固部间的倾斜引导部以不能旋转的方式插通于倾斜槽，所以能够维持固定齿列与可动齿列的啮合从而能够实现高的锁定保持力。
在上述实施方式的转向装置可以成形为：设置有上述可动齿列的紧固部件的倾斜引导部具有在倾斜方向上的第一长度、和在与倾斜方向正交的方向上的第二长度，上述第一长度比上述第二长度长。
根据上述实施方式的转向装置，倾斜引导部在倾斜方向的长度即第一长度，比与倾斜方向正交的方向的长度即第二长度长，所以倾斜引导部克服由来自转向操纵部件的输入引起的高的力矩负载，从而能够通过固定齿列与可动齿列的啮合实现更高的锁定保持力。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式的转向装置的示意图，从左方观察示出了转向装置的简要结构。
图2是图1的转向装置的剖视图，相当于图1的沿II－II线的剖视图。
图3是紧固轴、第二凸轮(紧固部件)以及左侧的固定侧板的简要分解立体图。
图4是从里侧观察第二凸轮(紧固部件)的立体图。
图5是本发明的第二实施方式的转向装置的示意图，从右方观察示出了转向装置的简要结构。
图6是第二实施方式的紧固轴、第一夹装部件(紧固部件)以及右侧的固定侧板的简要分解立体图。
图7是从里侧观察第二实施方式的第一夹装部件(紧固部件)的立体图。
具体实施方式
通过以下参照附图对本发明的实施方式示例进行的详细描述，本发明的上述及其他特征和优点会变得更加清楚，其中，相同的附图标记表示相同的要素。
参照附图对本发明的实施方式进行说明。
图1是表示本发明的一实施方式的转向装置的简要结构的示意图。参照图1，转向装置1具备方向盘等转向操纵部件2、和随转向操纵部件2的转向操纵联动而使转向轮(未图示)转向的转向机构3。例如使用齿条和齿轮机构作为转向机构3。
转向操纵部件2与转向机构3经由转向轴4以及中间轴5等机械性地连结。转向操纵部件2的旋转经由转向轴4以及中间轴5等传递至转向机构3。传递到转向机构3的旋转变换为未图示的齿条轴的轴向直线运动。齿条轴沿轴向直线运动，由此使转向轮转向。
转向轴4具有例如通过花键嵌合、细齿嵌合而以能够相对滑动的方式嵌合的筒状的上轴6和下轴7。转向操纵部件2与上轴6的一端连结。转向轴4能够沿相当于其轴向的伸缩方向X1进行伸缩。转向轴4插通到筒状的转向柱8内，经由多个轴承9、10被转向柱8支承为能够旋转。
转向柱8具有以能够相对滑动的方式嵌合的外侧的筒状的上护套11(可动护套)和内侧的下护套12。对于转向柱8而言，作为可动护套的上护套11能够相对于下护套12沿轴向(伸缩方向X1)滑动并伸缩。上护套11经由轴承9将上轴6支承为能够旋转。另外，作为可动护套的上护套11经由轴承9以能够沿转向轴4的轴向(相当于伸缩方向X1)一同移动的方式与上轴6连结。
在下护套12的外周以能够一体移动的方式固定的下侧的可动托架13，在固定于车体14的下侧的固定托架15，经由倾斜中心轴16被支承为能够转动。由此，转向柱8以及转向轴4以倾斜中心轴16为支点而能够转动(能够倾斜)。
能够进行所谓的倾斜调整，即：使转向轴4以及转向柱8以倾斜中心轴16为支点而转动(倾斜)，从而调整转向操纵部件2的位置。另外，能够进行所谓的伸缩调整，即：使转向轴4以及转向柱8沿轴向(伸缩方向X1)伸缩，从而调整转向操纵部件2的位置。
在上护套11上固定有能够与上护套11一体移动的上侧的可动托架17(相当于距离托架)。另外，在车体14上固定有上侧的固定托架18。可动托架17与固定托架18由紧固机构19紧固并锁定，由此使转向柱8的位置相对于车体14固定，从而使转向操纵部件2的位置固定。紧固机构19具备能够供驾驶员手动进行旋转操作的操作杆20、和能够与操作杆20一体旋转并穿过固定托架18与可动托架17的紧固轴21。
图2是转向装置1的沿图1的II－II线的图解剖视图。参照图2，可动托架17在图2中是向上开放的槽形部件且左右对称。即，可动托架17包括相对置的左右一对可动侧板22L、22R、以及连结一对可动侧板22L、22R的一端(图2中的下端)之间的连结板23。
在各可动侧板22L、22R分别形成有沿伸缩方向X1(参照图1。图2中与纸面正交的方向)延伸的横向较长的作为插通槽的伸缩槽28L、28R。转向轴4以及转向柱8能够在伸缩槽28L、28R的较长方向(伸缩方向X1)的长度的范围内伸缩。各可动侧板22L、22R的另一端(图2中的上端)被固定于上护套11的外周面。
固定托架18包括相对置的左右一对固定侧板29L、29R、连结一对固定侧板29L、29R的一端(图2中的上端)之间的连结板30、固定于连结板30的上表面的板状的安装支架31、以及从一对固定侧板29L、29R的缘部分别朝向外侧以正交状延伸配置的一对加强用的延伸配置板32。一对固定侧板29L、29R和连结板30构成图2中向下开放的槽形部。转向轴4、转向柱8以及可动托架17在图2中配置于固定托架18的一对固定侧板29L、29R之间。
固定托架18经由一对与安装支架31连结的安装体33而固定于车体14。各安装体33和安装支架31分别贯通安装支架31，由冲击吸收时能够断裂的合成树脂制的销34连结。各安装体33被固定螺钉35固定于车体14。
另外，固定托架18的各固定侧板29L、29R的内侧面29Lb、29Rb与可动托架17的对应的可动侧板22L、22R的外侧面22La、22Ra对置。在各固定侧板29L、29R上分别形成有沿图2的上下方向(相当于图1的倾斜方向Y1)延伸的纵向较长的倾斜槽36L、36R。紧固机构19的紧固轴21插通于一对伸缩槽28L、28R以及一对倾斜槽36L、36R。
紧固机构19夹持固定托架18，通过该固定托架18锁定可动托架17，并且按压下护套12来实现相对于上护套11而锁定下护套12的功能。
具体而言，紧固机构19具备能够与上述操作杆20一起绕中心轴线C1一体旋转且插通倾斜槽36L、36R以及伸缩槽28L、28R的上述紧固轴21；与形成于紧固轴21的一端部的螺纹部旋合的螺母37；与紧固轴21的轴部21b的外周嵌合并用于紧固两侧板29L、22L、29R、22R的第一凸轮38以及作为紧固部件的第二凸轮40；以及用于向倾斜方向Y1的上方按压第一紧固部件60、第二紧固部件70、螺母37、下护套12的推顶凸轮50等。第一凸轮38和第二凸轮40(紧固部件)构成凸轮机构CM。
推顶凸轮50是与套筒51一起由单一材料一体形成的偏心凸轮，上述套筒51例如使用细齿嵌合以能够一体旋转的方式与紧固轴21的轴部20b嵌合。推顶凸轮50实现的功能是，在紧固机构19进行锁定时，通过上护套11的开口52来将下护套12朝倾斜方向Y1的上方按压于上护套11的内周。
在凸轮机构CM的第一凸轮38以及第二凸轮40的相互的对置面形成有多个相互啮合的凸轮突起(未图示)。第一凸轮38以及第二凸轮40以接近紧固轴21的头部21a的方式配置。第一凸轮38以及操作杆20以能够一体旋转且不能相对于紧固轴21沿轴向移动的方式与紧固轴21的头部21a连结。
操作杆20侧(左侧)的固定侧板29L包括(左侧的)倾斜槽36L的靠转向操纵部件2侧(右侧)的第一缘部36L1、和与第一缘部36L1相反的一侧(左侧)的第二缘部36L2。如图1以及后述的图3所示，仅在操作杆20侧(左侧)的固定侧板29L的倾斜槽36L的第一缘部36L1(右侧的缘部)，具有由多个沿倾斜方向Y1排列的固定齿80构成的固定齿列81。第二缘部36L2(左侧的缘部)形成为平坦面。
图3是紧固轴21、第二凸轮40(紧固部件)以及左侧的固定侧板29L的分解立体图。图4是从里侧观察第二凸轮40(紧固部件)的立体图。参照图3以及图4，作为紧固部件的第二凸轮40具有供紧固轴21插通的插通孔40h，并以能够相对旋转的方式与紧固轴21的轴部21b的外周嵌合。
参照图3，第二凸轮40具备将左侧的固定侧板29L的外侧面29La的倾斜槽36L的第一缘部36L1(右侧的缘部)紧固的第一紧固部41、将左侧的固定侧板29L的外侧面29La的倾斜槽36L的第二缘部36L2(左侧的缘部)紧固的第二紧固部42、设置在第一紧固部41与第二紧固部42之间并插入到倾斜槽36L内的倾斜引导部43、以及从倾斜引导部43延伸设置并插入(左侧的)伸缩槽28L内的伸缩引导部44。
如图4所示，为了将倾斜槽36L的第一缘部36L1的固定齿列81紧固，在第一紧固部41设置有可动齿列91，该可动齿列91由与固定齿列81的固定齿80啮合的少数(例如3齿)的可动齿90构成。第二紧固部42以与第二缘部36L2一致的方式形成为平坦面。
倾斜引导部43实现的功能是，在紧固机构19的紧固被解除的状态下进行倾斜调节时，引导紧固轴21在倾斜槽36L内朝倾斜方向Y1移动。倾斜引导部43在倾斜方向Y1上的长度即第一长度L1，比倾斜引导部43在与倾斜方向Y1正交的方向Y2上的长度即第二长度L2长(L1＞L2)。
参照图2，伸缩引导部44实现的功能是，在紧固机构19的紧固被解除的状态下进行伸缩调节时，引导紧固轴21在(左侧的)伸缩槽28L内朝伸缩方向X1(图2中与纸面正交的方向。参照图1)移动。
在与紧固轴21的一端部旋合的螺母37和固定托架18的另一方的固定侧板29之间夹装有第一夹装部件60和第二夹装部件70。
第一夹装部件60具备：具有沿固定托架18的右侧的固定侧板29R的外侧面29Ra紧固右侧的固定侧板29R的紧固面61a的紧固部61、在固定托架18的右侧的固定侧板29R的倾斜槽36R以能够沿倾斜方向Y1滑动的方式嵌合并在倾斜调节时引导紧固轴21倾斜移动的倾斜引导部62、以及在可动托架17的右侧的可动侧板22R的伸缩槽28R以能够沿伸缩方向X1(与图2的纸面正交的方向)滑动的方式插入并在伸缩调节时引导紧固轴21伸缩移动的伸缩引导部63。
虽然没有图示，但倾斜引导部62在与右侧的固定侧板29R的纵向较长的倾斜槽36R嵌合的部分形成两面宽度等，从而通过倾斜槽36R限制其旋转。
第二夹装部件70具备夹装在第一夹装部件60的紧固部61与螺母37之间的止推垫圈71、和夹装在止推垫圈71与第一夹装部件60的紧固部61之间的推力用的滚针轴承72。通过包括滚针轴承72的第二夹装部件70的动作，螺母37能够与紧固轴21一起顺畅地旋转。
若紧固轴21伴随着操作杆20的旋转操作而旋转，则第一凸轮38使第二凸轮40(紧固部件)朝向固定托架18的左侧的固定侧板29L侧移动。由此，第二凸轮40的各紧固部41、42和第一夹装部件60的紧固部61从外侧夹持并紧固固定托架18的一对固定侧板29L、29R。其结果是，固定托架18的一对固定侧板29L、29R夹持可动托架17的对应的可动侧板22L、22R，一对固定侧板29L、29R与对应的可动侧板22L、22R压接。第二凸轮40(紧固部件)的第一紧固部41的可动齿列91的各可动齿90与对应的左侧的固定侧板29L的倾斜槽36L的第一缘部36L1(右侧的缘部)的固定齿列81的对应的固定齿80啮合。由此，利用固定托架18紧固可动托架17从而实现牢固的锁定。
下护套12具备金属管47、和与金属管47的外周嵌合的树脂管48。在树脂管48上以在其周向Z1隔开间隔的方式形成有多个凸部49。虽然没有图示，但多个凸部49在树脂管48的轴向以隔开间隔的方式形成于多个位置。此外，也可以取消树脂管48而使凸部49形成于金属管47的外周。
根据本实施方式，在一方的固定侧板29L(左侧的固定侧板)，仅在倾斜槽36L的靠转向操纵部件2侧的第一缘部36L1(右侧的缘部)的一个位置设置固定齿列81。与现有的在沿切口(倾斜槽)的两缘部的两个位置设置固定齿列的情况比较，能够大幅度减少半锁定形成的可能性。
将固定齿列81仅设置于倾斜槽36L的靠转向操纵部件2侧的第一缘部36L1(左侧的缘部)，所以与将固定齿列81仅配置在与转向操纵部件2侧相反的一侧的第二缘部36L2(右侧的缘部)的情况比较，能够确保从倾斜中心轴16到固定齿列81的距离较长。即，能够确保绕倾斜中心轴16的力矩的臂的长度较长。因此，相对于由转向操纵部件2承受的负载产生的绕倾斜中心轴16的力矩而言，能够减少用于产生对抗的力矩的固定齿列81以及可动齿列91的承受负载。
第二凸轮40(紧固部件)的第一紧固部41与第二紧固部42之间的倾斜引导部43以不能旋转的方式插通倾斜槽36L，所以能够维持固定齿列81与可动齿列91的啮合从而实现高的锁定保持力。
如图4所示，倾斜引导部43沿倾斜方向Y1的长度即第一长度L1，比沿与倾斜方向Y1正交的方向Y2的长度即第二长度L2长(L1＞L2)，所以倾斜引导部43克服由来自转向操纵部件2的输入引起的高的力矩负载，从而使固定齿列81与可动齿列91的啮合，由此能够实现更高的锁定保持力。
图5、图6以及图7示出了本发明的第二实施方式。在图1、图3以及图4的第一实施方式的转向装置1中，将固定齿列81设置于左侧的固定侧板29L的倾斜槽36L的第一缘部36L1(右侧的缘部)，与之对应地在第二凸轮40设置可动齿列91。
与此相对，在第二实施方式的转向装置100中，虽然没有图示，但取消了固定托架118的左侧的固定侧板29L的固定齿列81以及第二凸轮40(紧固部件)的可动齿列91。另外，如图5以及图6所示，仅在右侧的固定侧板29R的倾斜槽36R的第一缘部36R1(左侧的缘部)设置固定齿列181，在第一夹装部件160设置可动齿列191。
即，如图6以及图7所示，第一夹装部件160具备将右侧的固定侧板29R的外侧面29Ra的倾斜槽36R的第一缘部36R1(左侧的缘部)紧固的第一紧固部161、将右侧的固定侧板29R的外侧面29Ra的倾斜槽36R的第二缘部36R2(右侧的缘部)紧固的第二紧固部162、设置在第一紧固部161与第二紧固部162之间并插入到倾斜槽36R内的倾斜引导部163、以及从倾斜引导部163延伸配置并插入(右侧的)伸缩槽28R内的伸缩引导部164。
在第一紧固部161，以将倾斜槽36R的第一缘部36R1的固定齿列181紧固的方式设置有可动齿列191，该可动齿列191由与固定齿列181的固定齿180啮合的少数(例如3个齿)可动齿190构成。第二紧固部162以与第二缘部36R2一致的方式形成为平坦面。
倾斜引导部163实现的功能是，在紧固机构19的紧固被解除的状态下进行倾斜调节时，引导紧固轴21在倾斜槽36R内朝倾斜方向Y1移动。倾斜引导部163在倾斜方向Y1上的长度即第一长度L10，比倾斜引导部163在与倾斜方向Y1正交的方向Y2上的长度即第二长度L20长(L10＞L20)。
伸缩引导部164实现的功能是，在紧固机构19的紧固被解除的状态下进行伸缩调节时，引导紧固轴21在(右侧的)伸缩槽28R内朝伸缩方向X1移动。
在该第二实施方式中，与第一实施方式相同，能够大幅度减少半锁定产生的可能性。另外，能够减少固定齿列181以及可动齿列191的承受负载。

Claims (3)

1.一种转向装置，其特征在于，具有：
固定托架，其包括一对固定于车体的固定侧板且在各固定侧板形成有倾斜槽；
转向柱，其将一端连结有转向操纵部件的转向轴支承为能够旋转、且能够绕倾斜中心轴倾斜；
可动托架，其包括一对固定于所述转向柱的可动侧板且在各可动侧板形成有插通槽；以及
紧固机构，其包括插通所述倾斜槽和所述插通槽的紧固轴、和一对被支承于所述紧固轴并从外侧紧固各自所对应的固定侧板的紧固部件，该紧固机构通过将各固定侧板压接于对应的可动侧板而实现倾斜锁定，
各紧固部件包括：第一紧固部，该第一紧固部将对应的固定侧板的倾斜槽的靠转向操纵部件侧的第一缘部紧固；和第二紧固部，该第二紧固部将对应的固定侧板的倾斜槽的与所述第一缘部相反侧的第二缘部紧固，
所述紧固机构包括：固定齿列，该固定齿列仅在一对所述固定侧板中任一方的倾斜槽的第一缘部以与固定侧板一体或者分体的方式设置；和可动齿列，该可动齿列设置在对设有所述固定齿列的固定侧板进行紧固的紧固部件的第一紧固部，且与所述固定齿列啮合。
2.根据权利要求1所述的转向装置，其特征在于，
所述紧固部件包括倾斜引导部，该倾斜引导部设置在所述第一紧固部与所述第二紧固部之间，
所述倾斜引导部以在倾斜方向上能够移动且不能旋转的方式插通于对应的固定侧板的倾斜槽，在倾斜调节时沿对应的固定侧板的倾斜槽引导所述紧固轴。
3.根据权利要求2所述的转向装置，其特征在于，
设置有所述可动齿列的紧固部件的倾斜引导部具有在倾斜方向上的第一长度、和在与倾斜方向正交的方向上的第二长度，所述第一长度比所述第二长度长。
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