CN105818853B - 转向装置 - Google Patents

Abstract

本发明的转向装置具备：固定托架（3），外柱（1），臂部（2），转向管柱（6），具有上侧轴（8）和下侧轴（7）的转向轴（A），以及紧固件（4），其中，所述上侧轴（8）转动自如地装设在转向管柱（6）中，所述下侧轴（7）通过万向联轴节与上侧轴（8）连结，并且外螺纹轴（71）和内螺纹轴（72）伸缩自如地嵌合，臂部（2）具有朝向外柱（1）的轴向前方侧并且轴向外方的双股状的腕状部（21），和形成在两腕状部（21）之间并且从腕状部（21）的上端缘向上方突出的第1连结部（22）、从腕状部（21）的下端缘向下方突出的第2连结部（23），第2连结部（23）与第1连结部（22）相比，从两腕状部（21）突出的量大。

Description

转向装置

技术领域

本发明涉及转向装置，具备转向柱的倾斜、伸缩调整机构，向汽车车体上的组装性良好，并且能够提高装置整体的刚性。

背景技术

一般来说，存在各种具备倾斜、伸缩调整机构的转向装置。作为这种转向装置的一般的装置，存在由装设在车体一侧的固定托架，支撑转向轴旋转自如的内柱，支撑内柱能够沿轴向滑动的转向支撑体，以及通过紧固固定托架而经由前述转向支撑体紧固前述内柱的紧固组件构成的构造（参照图6A、图6B）。

图6A-6D表示以往的转向装置，在构成倾斜、伸缩调整机构的转向装置中，具有位于车体前方侧并与操舵装置相连的下侧轴a，位于车体后方侧并装设方向盘的上侧轴b，以及连结两轴的万向联轴节c。而且，在图6A中，上侧轴b具备花键等形成的伸缩机构，通过使该上侧轴b在前后方向（轴向）上伸缩而进行伸缩调整。

上侧轴b经由轴承沿轴的圆周方向旋转自如地收纳在内柱中。在伸缩调整时，仅上侧轴b进行伸缩，下侧轴a不进行伸缩。因此，下侧轴a以及万向联轴节c能够维持大致不动状态（参照图6A）。

如上所述，专利文献1中公开了下述的转向装置：上侧轴具备伸缩机构，并具备能够进行伸缩调整的倾斜、伸缩机构的转向装置。在专利文献1中，在车体前方侧形成有为了倾斜调整而起到使外柱上下方向摆动的作用的双股腕状部。在构成双股腕状部的两个腕状片之间形成有连结部d。在该连结部d上形成有圆形的贯通孔，用于装设轴支撑上侧轴b的轴承。

也就是说，是仅内柱和上侧轴b相对于外柱伸缩移动的构造，连结上侧轴b和下侧轴a的万向联轴节c在伸缩调整时位置不变动。因此，在伸缩调整时，万向联轴节不会与前述连结部d产生干涉。因此，能够不考虑下侧轴a的动作地在双股腕状部的两腕状片之间设置连结部d，能够提高双股腕状部的刚性。

【专利文献1】：日本国特开2010－254290号公报，

【专利文献2】：日本国特开2005－335491号公报。

此外，如图6B所示，存在转向轴的下侧轴为下侧轴经由花键机构在轴向上进行伸缩的结构，上侧轴为在轴向上不进行伸缩的结构的转向装置。

在这种情况下，若进行伸缩调整，则由于下侧轴a进行伸缩，图6B的（α）部的万向联轴节c也从调整前的位置移动规定的距离L（参照图6C、图6D）。万向联轴节c在外柱的双股腕状部的两腕状片之间沿轴向较大地移动。因此，在假设在双股腕状部的两腕状片之间设置前述那样的连结部d的情况下，通过倾斜、伸缩调整时的下侧轴的移动动作，下侧轴a以及万向联轴节c与连结部d相互干涉，妨碍了移动动作。

此外，在专利文献2中，为上万向联轴节追随着内柱的伸缩式的调整而移动的规格。而且，形成有轴尖部的双股腕状的部分为从抱持内柱的部分的上端伸出的构造，因此，为不存在前述连结部d的构造。因此，在专利文献2中，最初在双股腕状的部分刚性较弱。

发明内容

为此，本发明的目的（要解决的技术问题）是在具备倾斜、伸缩调整机构的转向装置中，尤其适于具备位于车体前方侧的下侧轴进行伸缩的伸缩机构的装置，并且能够提高外柱的刚性。

为此，发明者为了解决上述课题重复进行了锐意的研究，其结果，通过使本发明的第1技术方案为下述的转向装置而解决了上述课题，具备：在宽度方向两侧具有固定侧部的固定托架，摆动自如地装设在该固定托架上的外柱，臂部，转向管柱，具有上侧轴和下侧轴的转向轴，以及紧固件，其中，所述上侧轴转动自如地装设在该转向管柱中，所述下侧轴通过万向联轴节与该上侧轴连结，并且外螺纹轴和内螺纹轴伸缩自如地嵌合，前述臂部具有朝向前述外柱的轴向前方侧并且轴向外方伸出的双股状的腕状部，和形成在该两腕状部之间并且从该腕状部的上端缘向上方突出的第1连结部、从前述腕状部的下端缘向下方突出的第2连结部，该第2连结部与前述第1连结部相比，从前述两腕状部突出的量大。

通过使本发明的第2技术方案为下述的转向装置而解决了上述课题，在第1技术方案1中，前述第1连结部形成为向上方突出的圆弧状，前述第2连结部形成为向下方突出的圆弧状，前述第2连结部与前述第1连结部相比，曲率半径小。

通过使本发明的第3技术方案为下述的转向装置而解决了上述课题，在第1或第2技术方案中，前述第1连结部和前述第2连结部形成在前述两腕状部的前方侧端部位置。

通过使本发明的第4技术方案为下述的转向装置而解决了上述课题，在第1或第2技术方案中，前述第1连结部和前述第2连结部的前后方向上的位置错开。

通过使本发明的第5技术方案为下述的转向装置而解决了上述课题，在第1或第2技术方案中，前述第2连结部与前述第1连结部相比，前后方向寸法较小地形成。

在本发明中，通过外螺纹轴与内螺纹轴嵌合的结构，在具备转向轴、转向轴具有在轴向上进行伸缩的下侧轴，在轴向上不进行伸缩的上侧轴，和连接下侧轴和上侧轴的万向联轴节的转向装置中，通过伸缩调整，下侧轴在轴向上进行伸缩。因此，下侧轴的后方侧端部，上侧轴的前方侧端部，以及万向联轴节不仅在前后方向上，在上下方向上也较大地移动。

在本发明中，形成在臂部的两腕状部的第1连结部和第2连结部分别向两腕状部的上下方向突出，并且第2连结部与第1连结部相比，从两腕状部突出的量大。因此，下侧轴的后方侧端部，上侧轴的前方侧端部，以及万向联轴节能够不接触地通过前述第1连结部与第2连结部之间，能够防止相互干涉。此外，由于第1连结部与第2连结部相比，相对的突出量小，所以能够减小臂部的上方侧的空间，使转向装置向车体上的组装性良好。进而，在第1连结部和第2连结部上必要的刚性不同，但通过制成与各自的刚性相适应的形状，谋求了轻量化。

附图说明

图1A是本发明的侧视图，图1B是图1A的（α）部放大剖视图，图1C是图1A的Y1－Y1向视放大图，图1D是图1A的Y2－Y2向视放大剖视图；

图2是图1A的X1－X1向视图；

图3A是一体构成的外柱和双股腕状部的立体图，图3B是图3A的Y3－Y3向视放大图，图3C是具备别的实施方式的第1连结部以及第2连结部的外柱的放大剖视图；

图4A至图4C是表示本发明中的伸缩调整的动作的要部纵剖侧视图；

图5是第1连结部和第2连结部形成在了两腕状部的前方侧端部位置的实施方式的要部侧视图；

图6A是作为现有技术的具备上侧轴进行伸缩的倾斜、伸缩功能的转向装置的纵剖侧视图，图6B是具备下侧轴侧进行伸缩的倾斜、伸缩功能的转向装置的纵剖侧视图，图6C、图6D是表示图6B的（α）部处的动作的放大图。

附图标记说明

1：外柱，2：臂部，21：腕状部，22：第1连结部，23：第2连结部，3：固定托架，4：紧固件，6：转向管柱，A：转向轴，7：下侧轴，71：外螺纹轴， 72：内螺纹轴，8：上侧轴，9：万向联轴节。

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。在以下的说明中，作为表示方向的措辞存在前后方向，前方侧，后方侧以及宽度方向。前后方向是指以汽车的车体为基准的前后方向。而且，前方侧以及后方侧是在将本发明的转向装置装设在了汽车上的状态下，将汽车的前轮一侧作为前方侧，将方向盘（steering wheel）一侧作为后方侧。宽度方向是与前后方向正交的左右方向。此外，也有将转向装置的前后方向称为轴向的情况。

本发明的主要的结构如图1A-1D所示，由外柱1，臂部2，固定托架3，紧固件4，下托架5，转向管柱6，以及转向轴A构成。该转向轴A由下侧轴7，上侧轴8，以及万向联轴节9构成。

外柱1由抱持主体部11和紧固部12构成（参照图1A-1D至图3A-3C）。前述抱持主体部11形成为大致圆筒状，具体地说，具有其内部形成为中空形状的抱持内周面部11a。在前述抱持主体部11的直径方向下部一侧，从该抱持主体部11的轴向的前方侧朝向后方侧形成有在宽度方向上不连续的分离的狭缝部11b。通过在前述狭缝部11b的宽度方向两侧对置的缘部分相互接近，前述抱持内周面部11a的直径减小，能够经由紧固件4紧固、锁止（固定）收纳在前述抱持主体部11内地装设的转向管柱6（参照图1D）。

在前述外柱1的下部一体地形成有紧固部12、12（参照图1B、图1D、图3A-3C等）。两紧固部12、12为左右对称的形状，分别一体地形成在前述狭缝部11b的宽度方向两侧端的位置，具体地说，是从前述狭缝部11b的宽度方向两端或者其附近大致下垂状地形成的厚壁板状的部分。

紧固部12、12由后述的固定托架3的两固定侧部31、31夹持，并且通过紧固件4进行紧固以及紧固解除（参照图1D）。在前述两紧固部12、12上，沿着与前述外柱1的轴向正交的方向并且相对于抱持主体部11的水平直径方向平行的方向形成有紧固用贯通孔12a、12a（参照图3A）。

在前述抱持主体部11的前后方向的前方侧形成有臂部2（参照图1B、图1C、图2、图3A-3C）。臂部2由两根腕状部21、21构成，配置成两腕状部21、21在大致水平面上为双股状，在两腕状部21、21的靠近前方侧端的位置，在两腕状部21、21之间成为大致桥状地形成有第1连结部22以及第2连结部23。第1连结部22以及第2连结部23的详细结构后述。

固定托架3由形成在宽度方向两侧的固定侧部31、31和安装顶部32构成。在两固定侧部31、31上形成有在大致上下方向或者纵向上为长孔的调整孔33、33（参照图1A、图1D）。固定托架3的安装顶部32通过螺栓等固定在车内的规定位置，转向装置与固定托架3一同装设在车体上。紧固件4由螺栓轴41，锁止杆部42，紧固凸轮43，以及螺母44构成（参照图1D）。

前述臂部2的两腕状部21、21在位于比前述固定托架3靠车体前方侧的部位由下托架5连结。下托架5呈大致门形状，由下垂板状部51、51和连结板52构成（参照图1C）。两下垂板状部51、51轴支撑前述臂部2的两腕状部21、21向上下方向摆动自如，通过使外柱A与臂部2一同摆动，进行倾斜调整。

转向轴A由下侧轴7，上侧轴8，以及万向联轴节9构成，下侧轴7和上侧轴8由万向联轴节9连结（参照图1A、图1B、图2）。转向轴是下侧轴7位于前方侧、上侧轴8位于后方侧的结构。该上侧轴8经由轴承轴支撑而旋转自如地收容在转向管柱6的内方侧。

在上侧轴8的车体前方侧具备万向联轴节9，上侧轴8和下侧轴7经由该万向联轴节9连结。下侧轴7是在轴向上进行伸缩的构造，上侧轴8是在轴向上不进行伸缩的构造（参照图1A、图1B、图2以及图4A-4C等）。

下侧轴7具有外螺纹轴71和内螺纹轴72（参照图1A、图1B、图2），其伸缩构造由前述外螺纹轴71和前述内螺纹轴72构成。外螺纹轴71具有外花键，内螺纹轴72具有内花键。而且，外螺纹轴71和内螺纹轴72是前述外花键和内花键彼此相互滑动自如地嵌合连接。

通过外螺纹轴71和内螺纹轴72在轴向上的相互的滑动动作，下侧轴7在轴向上进行伸缩，通过该伸缩，上侧轴8与转向管柱6一同在外柱A内沿前后方向移动，进行伸缩调整。伸缩调整中的轴向的伸缩仅由下侧轴7进行，上侧轴8不能够进行轴向的伸缩，长度不会变化，仅简单地沿轴向往返移动。

转向轴的下侧轴7的后方侧端部和上侧轴8的前方侧端部、万向联轴节9配置成在前述臂部2的第1连结部22和第2连结部23所在的部位及其附近通过第1连结部22和第2连结部23之间。而且，通过伸缩调整，下侧轴7的后方侧端部和上侧轴8的前方侧端部、万向联轴节9在第1连结部22与第2连结部23之间移动（参照图4A-4C）。

臂部2的第1连结部22是从两腕状部21、21的上端缘21a、21a向上方突出地形成的（参照图1C、图3A-3C、图4A-4C等）。第2连结部23是从两腕状部21、21的下缘21b、21b向下方突出地形成的。第1连结部22以及第2连结部23成为各自的宽度方向中央部位在上下方向上最远离两腕状部21、21的位置。

前述第1连结部22在臂部2的宽度方向并且两腕状部21、21的上方形成为大致弧状。具体地说，第1连结22在两腕状部21、21的上方作为凸状的拱状形成。同样，第2连结部23在臂部2的宽度方向并且两腕状部21、21的下方形成为大致弧状，具体地说，在两腕状部21、21的下方作为朝下的凸状的拱状形成。

此外，第2连结部23与第1连结部22相比，从两腕状部21、21突出的量大。也就是说，从第2连结部23的内表面到两腕状部21、21的下端缘21b的距离Hb比从第1连结部22的内表面到两腕状部21、21的上端缘21a的距离Ha大（参照图3B）。即、Hb>Ha。

此外，第1连结部22以及第2连结部23分别形成为圆弧状，第1连结部22的内周面的曲率半径Ra比第2连结部23的内周面的曲率半径Rb大（参照图3B）。即、Ra>Rb。

在此，曲率半径Ra和曲率半径Rb各自的中心位置不是同一位置，而成为在上下方向上错开的不同的位置。这样，第2连结部23与第1连结部22相比，相对于两腕状部21、21更大地突出。也就是说，由第2连结部23包围的部分的空隙形成为比由第1连结部22包围的部分的空隙大。

根据这种结构，即使伸缩调整时的下侧轴7的后方侧端部和上侧轴8的前方侧端部、万向联轴节9在第1连结部22以及第2连结部23之间沿前后方向移动，也不会与第1连结部22以及第2连结部23相接触，相互不产生干涉（参照图4A-4C）。另外，图4A、图4B、图4C中所记载的假想线是以图4A中的万向联轴节9的位置为基准的基准线P。图4B以及图4C的万向联轴节9沿轴向的移动量以前述基准线P为基准。

尤其是，通过进一步增大由第2连结部23包围的部分的空隙，能够可靠地防止臂部2的下方侧、即比第2连结部23容易配置的下侧轴7的后方侧端部和上侧轴8的前方侧端部、万向联轴节9与第2连结部23的接触（参照图4A-4C）。

此外，第2连结部23的轴向上的长度Lb形成为比第1连结部22的前后方向上的长度La短（参照图1B）。即、Lb<La。

由于第1连结部22在装设在车体上并且摆动自如地轴支撑臂部2的两腕状部21、21摆动自如的前述下托架5的车体安装部附近施加力，所以向臂部2施加的应力增大。

因此，通过减小第2连结部23的前后方向上的长度Lb，能够提高臂部2的两腕状部21、21的刚性，提高相对于向臂部2施加的应力的耐性，并且轻量化也能够实现。此外，通过第1连结部22与第2连结部23相比，前后方向长度较大地形成，能够通过两腕状部21、21进一步具有刚性。

但是，第1连结部22无需一定形成为其前后方向上的长度长，此外，在向第2连结部23施加的应力大的情况下，也有与第1连结部相比加长第2连结部的前后方向长度的情况。具体地说，向第2连结部23施加的应力大的情况是与前述下托架5的枢支连结部的位置靠近第2连结部23一侧的情况等。

第1连结部22以及第2连结部23如前所述是其形状为圆弧状，但无需一定形成为圆弧形状，也可以是多边形，在为多边形的情况下，例如有梯形等或者方形的情况（参照图3C）。在第1连结部22以及第2连结部23形成为方形或者梯形的情况下，通过与圆弧形状相同地加长施加应力一侧的前后方向长度，能够提高刚性。

实际上，转向装置上的转向轴的安装状态不仅在前后方向上倾斜，在左右方向上也倾斜。具体地说，上侧轴8仅在前后方向上倾斜，但下侧轴7在上下方向以及左右方向上倾斜，与未图示的操舵装置的齿条、齿轮机构相连。

即使在这种状态下，在臂部2上的第1连结部22以及第2连结部23，在伸缩调整时，下侧轴7，上侧轴8以及万向联轴节9也不会产生干涉，能够进行顺畅的倾斜、伸缩操作以及方向盘操作（参照图4A-4C）。

臂部2的第1连结部22以及第2连结部23也有形成在两腕状部21、21的车体前方侧端部的情况。也就是说，第1连结部22和第2连结部23在两腕状部21、21的车体前方侧端部形成在大致同一位置（参照图5）。这样一来，成为第1连结部22，第2连结部23，和轴支撑臂部2的下托架5的位置集中在大致同一位置的结构，消除了两腕状部21、21的宽度方向上的相互的变形或者挠曲，能够提高转向柱整体的刚性。因此，通过提高转向柱的倾斜、伸缩的位置的固定时的刚性，抑制其晃动，转向的操作感觉提高。

臂部2的第1连结部22以及第2连结部23也有将前后方向的位置相互错开地形成在两腕状部21、21上的情况。具体地说，第2连结部23位于比第1连结部22靠车体前方侧。这样一来，能够进一步防止第1连结部22以及第2连结部23与下侧轴7以及万向联轴节9相互产生干涉，能够进行自由的布局。

在第2实施方式中，通过第1连结部形成为向两腕状部的上方突出的圆弧状，第2连结部形成为向前述两腕状部的下方突出的圆弧状，第1连结部以及第2连结部相对于两腕状部在上下形成为拱状，力学上的强度加强，能够具有牢固的构造。

进而，通过第2连结部为曲率半径比前述第1连结部的曲率半径小的圆弧状，能够使第1连结部向上方的突出量少，此外，能够使第2连结部向下方的突出量大。在第3实施方式中，通过第1连结部和第2连结部形成在前述两腕状部的前方侧端部位置，能够在两腕状部的前方侧将第1连结部和第2连结部配置在大致同一部位，通过第1连结部和第2连结部形成在臂部的车体前方侧端部，能够进一步提高臂部的刚性，为牢固的构造。

在第4实施方式中，通过将第1连结部与第2连结部的前后方向的位置错开，能够进一步防止与万向联轴节以及下侧轴的干涉。在第5实施方式中，通过第2连结部与第1连结部相比，前后方向尺寸较小地形成，第2连结部能够减轻重量，实现装置整体的轻量化。

Claims (5)

1.一种转向装置，其特征在于，具备：在宽度方向两侧具有固定侧部的固定托架，摆动自如地装设在该固定托架上的外柱，臂部，转向管柱，具有上侧轴和下侧轴的转向轴，以及紧固件，其中，所述上侧轴转动自如地装设在该转向管柱中，所述下侧轴通过万向联轴节与该上侧轴连结，并且外螺纹轴和内螺纹轴伸缩自如地嵌合，前述臂部具有朝向前述外柱的轴向前方侧并且轴向外方伸出的双股状的腕状部，和形成在该两腕状部之间并且从该腕状部的上端缘向上方突出的第1连结部、从前述腕状部的下端缘向下方突出的第2连结部，该第2连结部与前述第1连结部相比，从前述两腕状部突出的量大，

从前述第2连结部的内表面到两前述腕状部的前述下端缘的距离比从前述第1连结部的内表面到两前述腕状部的前述上端缘的距离大，前述万向联轴节配置为不接触地通过前述第1连结部与前述第2连结部之间。

2.如权利要求1所述的转向装置，其特征在于，

前述第1连结部形成为向上方突出的圆弧状，前述第2连结部形成为向下方突出的圆弧状，前述第2连结部与前述第1连结部相比，曲率半径小。

3.如权利要求1或2所述的转向装置，其特征在于，

前述第1连结部和前述第2连结部形成在前述两腕状部的前方侧端部位置。

4.如权利要求1或2所述的转向装置，其特征在于，

前述第1连结部和前述第2连结部的前后方向上的位置错开。

5.如权利要求1或2所述的转向装置，其特征在于，

前述第2连结部与前述第1连结部相比，前后方向寸法较小地形成。