CN106004981B - 转向装置 - Google Patents

Abstract

在伸缩锁定的解除时，经由联动机构(驱动部件以及连结轴)而与紧固轴的旋转联动的第二齿形成部件欲使其第二齿远离在管柱轴方向上排列的第一齿。此时，第二齿按照绕支承轴的中心轴线的圆弧轨迹旋转，另一方面，支承轴本身在设置于外套筒的长槽内沿管柱轴方向滑动。因此，啮合解除时的第二齿的移动轨迹为大致相对于管柱轴方向(第一齿排列的方向)正交的方向。

Description

转向装置

技术领域

本发明涉及一种转向装置。

背景技术

在日本特开2010-254204号公报的转向装置中，在随着调节杆的操作绕支承轴旋转的偏心凸轮的外周设置有波形凹凸部。通过将波形凹凸部按压于内管柱的上表面来实现伸缩锁定。

本申请发明人假定使绕支承轴旋转的第二齿相对于沿内管柱的轴向排列的第一齿啮合、啮合解除的情况。第二齿描绘以支承轴中心为中心的圆弧状的轨迹。因此，解除相对于第一齿的啮合时，第二齿向相对于第一齿的排列方向正交的方向倾斜的方向分离。因此，第二齿难以远离第一齿，存在无法容易地解除第二齿相对于第一齿的啮合的情况。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种能够容易地进行啮合的解除的转向装置。

本发明的一实施方式的转向装置的结构上的特征在于，具备：转向轴，其能够在管柱轴方向上伸缩；管柱套筒，其能够在上述管柱轴方向上伸缩，包括外套筒和内套筒，上述外套筒具有狭缝和隔着上述狭缝配置于该狭缝的两侧的一对被紧固部，上述内套筒嵌合于上述外套筒；紧固机构，其包括支承于上述一对被紧固部的紧固轴插通孔的紧固轴和旋转操作上述紧固轴的操作杆，所述紧固机构经由上述紧固轴紧固上述一对被紧固部，由此将上述内套筒保持在上述外套筒；以及齿式锁定机构，其在利用上述紧固机构实现的紧固时使第一齿与第二齿啮合，由此实现伸缩锁定，上述齿式锁定机构包括：第一齿形成部件，其在上述管柱轴方向上排列形成多个上述第一齿并与上述内套筒一体移动；支承轴，其在长槽中被支承为能够在上述管柱轴方向上滑动，上述长槽设置于上述外套筒或由上述外套筒支承的部件且所述长槽在上述管柱轴方向上延伸；第二齿形成部件，其形成上述第二齿并被上述支承轴支承为能够绕上述支承轴的中心轴线旋转；以及联动机构，其包括与所述紧固轴平行的连结轴和与所述紧固轴一体旋转的驱动部件，所述连结轴以能够旋转的方式将所述第二齿形成部件与所述驱动部件连结，所述联动机构使上述第二齿形成部件的旋转与上述紧固轴的旋转联动。

附图说明

根据以下参照附图对实施例进行的详细说明，本发明的上述以及更多的特点和优点变得更加清楚，在附图中，相同的附图标记表示相同的元素，其中：

图1是本发明的一实施方式的转向装置的示意性侧视图。

图2是转向装置的简要立体图。

图3是转向装置的剖视图，相当于沿图1的III-III线剖切的剖视图。

图4是齿式锁定机构的简要分解立体图。

图5(a)、图5(b)是齿式锁定机构的示意性侧视图。其中，图5(a)表示啮合状态，图5(b)表示啮合解除状态。

图6是本发明的其他实施方式的齿式锁定机构的示意性侧视图。

具体实施方式

在下文中，参照附图对本发明的实施方式详细地进行说明。图1是本发明的一实施方式所涉及的转向装置1的简要侧视图。参照图1，转向装置1具备转向轴3和转向机构5。在方向盘等转向操纵部件2连结着转向轴3的一端(轴向上端)。转向机构5经由中间轴4等与转向轴3连结。

转向机构5是与转向操纵部件2的转向操纵联动而对转向轮(未图示)进行转向的诸如齿轮齿条机构。转向操纵部件2的旋转经由转向轴3以及中间轴4等传递至转向机构5。传递至转向机构5的旋转转换为未图示的齿条轴的轴向移动。由此，转向轮被转向。

转向轴3例如具有通过花键嵌合、细齿嵌合而嵌合为能够相对滑动的筒状的上轴3U和下轴3L。转向操纵部件2连结于上轴3U的一端。转向轴3在管柱轴方向X上能够伸缩。转向装置1具备将转向轴3支承为能够旋转的中空管柱套筒6。管柱套筒6具备上套筒7和下套筒8。上套筒7是筒状的内套筒。下套筒8是与上套筒7嵌合的筒状的外套筒。

转向轴3插通于管柱套筒6内，经由多个轴承9、10被管柱套筒6支承为能够旋转。上套筒7经由轴承9以在管柱轴方向X上能够一同移动的方式连结于上轴3U。下套筒8经由轴承10将下轴3L支承为能够旋转。上套筒7相对于下套筒8在管柱轴方向X上移动。由此，管柱套筒6能够与转向轴3一起在管柱轴方向X上伸缩。

转向装置1具备固定托架14、倾斜中心轴15、管柱托架16。固定托架14固定于车身13。倾斜中心轴15被固定托架14支承。管柱托架16固定于下套筒8的外周，被倾斜中心轴15支承为能够旋转。管柱套筒6以及转向轴3能够以作为倾斜中心轴15的中心轴线的倾斜中心CC为支点而沿倾斜方向Y转动(倾斜)。

通过使转向轴3以及管柱套筒6绕倾斜中心CC转动(倾斜)能够调整转向操纵部件2的位置(所谓的倾斜调整)。通过使转向轴3以及管柱套筒6在管柱轴方向X上伸缩，能够调整转向操纵部件2的位置(所谓的伸缩调整)。

转向装置1具备托架17和紧固机构18。托架17包括固定于车身13的安装板24。紧固机构18通过对一体地设置于下套筒8的管柱轴方向X上的上部的一对被紧固部19进行紧固来实现倾斜锁定以及伸缩锁定。如图1以及转向装置1的简要立体图图2所示，紧固机构18包括紧固轴21和操作杆20。紧固轴21插通于托架17的倾斜用长孔23，对一对被紧固部19进行紧固。操作杆20是旋转操作紧固轴21的操作部件。紧固轴21的中心轴线C1相当于操作杆20的旋转中心。

如图2所示，下套筒8包括从管柱轴方向X的上端向下方延伸的狭缝26。一对被紧固部19配置于狭缝26的两侧。夹紧一对被紧固部19，由此下套筒8能够弹性地缩径。图3是沿着图1的III-III线的剖视图。如图3所示，托架17具备安装板24和一对侧板22。安装板24安装于车身13。一对侧板22从安装板24的两端向倾斜方向Y的下方延伸。

下套筒8形成有在管柱轴方向X上延伸的引导槽27。在引导槽27嵌合有固定于上套筒7的被引导突起28。引导槽27边经由被引导突起28对上套筒7的轴向移动进行引导，边对上套筒7相对于下套筒8的旋转进行限制。引导槽27的管柱轴方向X的端部(未图示)与被引导突起28抵接。由此，能够防止上套筒7从下套筒8的脱落。

下套筒8的一对被紧固部19配置于一对侧板22之间，呈分别沿着对应的侧板22的内侧面22a的板状。各侧板22的内侧面22a与各自对应的被紧固部19的外侧面19a对置。在下套筒8的各被紧固部19形成有由供紧固轴21插通的圆孔构成的第一插通孔29。紧固轴21、下套筒8、上套筒7以及转向轴3倾斜调整时在倾斜方向Y上一体地移动。

紧固轴21由插通托架17的两侧板22的倾斜用长孔23以及下套筒8的两被紧固部19的第一插通孔29的螺栓构成。设置于紧固轴21的一端的大径的头部21a被固定为能够与操作杆20一体旋转。紧固机构18夹装在紧固轴21的头部21a与一方的侧板22之间。紧固机构18还具备力转换机构30，该力转换机构30将操作杆20的操作扭矩转换为紧固轴21的轴力(用于紧固一对侧板22的紧固力)。

力转换机构30包括旋转凸轮31和一方的紧固部件32。旋转凸轮31被连结为能够与操作杆20一体旋转。旋转凸轮31相对于紧固轴21在紧固轴21的中心轴方向即紧固轴方向J上的移动被限制。一方的紧固部件32是相对于旋转凸轮31凸轮卡合而紧固一方的侧板22的非旋转凸轮。紧固机构18还具备螺母33、另一方的紧固部件34以及夹装部件35。螺母33与紧固轴21的另一端的螺纹部21b旋合。另一方的紧固部件34紧固另一方的侧板22。夹装部件35夹装在另一方的紧固部件34与螺母33之间。夹装部件35包括垫片36和滚针轴承37。

在螺母33与托架17的另一方的侧板22之间夹装有另一方的紧固部件34和夹装部件35。旋转凸轮31、一方的紧固部件32(非旋转凸轮)、另一方的紧固部件34以及夹装部件35被紧固轴21的外周支承。一方的紧固部件32(非旋转凸轮)以及另一方的紧固部件34具有紧固各自对应的侧板22的紧固板部32a、34a和与各自对应的倾斜用长孔23嵌合的突起部32b、34b。通过各突起部32b、34b与对应的倾斜用长孔23的嵌合能够限制各紧固部件32、34的旋转。

一方的紧固部件32(非旋转凸轮)以及另一方的紧固部件34被紧固轴21支承为能够在紧固轴方向J上移动。伴随着操作杆20向锁定方向的旋转，旋转凸轮31相对于一方的紧固部件32(非旋转凸轮)旋转。由此，一方的紧固部件32在紧固轴方向J上移动，从而托架17的一对侧板22被夹紧、紧固在两紧固部件32、34(的紧固板部32a、34a)之间。

由此，托架17的各侧板22对下套筒8的对应的被紧固部19进行紧固。其结果是，下套筒8的倾斜方向Y上的移动被限制，实现倾斜锁定。两被紧固部19被紧固，从而下套筒8弹性地缩径，紧固上套筒7。由此，上套筒7的管柱轴方向X上的移动被限制，实现伸缩锁定。像这样，紧固机构18通过两套筒7、8之间的摩擦实现伸缩锁定。

如图4所示，转向装置1为了二次碰撞时伸缩方向的初始约束的稳定(换言之，为了在二次碰撞的初始保持上套筒7的伸缩位置)，还具备齿式锁定机构TL，该齿式锁定机构TL在利用紧固机构18进行紧固时使齿彼此啮合。参照图4以及示意性侧视图图5(a)，齿式锁定机构TL具备第一齿形成部件40、支承轴50、第二齿形成部件60以及联动机构70。第一齿形成部件40形成有第一齿41，与上套筒7在管柱轴方向X上一体移动。支承轴50被下套筒8的在管柱轴方向X上延伸的长槽38支承。第二齿形成部件60形成第二齿65，被支承轴50支承为能够绕支承轴50的中心轴线C2旋转。联动机构70使第二齿形成部件60的旋转与紧固轴21的旋转联动。

如图4所示，第一齿形成部件40使用在管柱轴方向X上延伸得较长的板材形成，通过焊接等固定于上套筒7的外周面。第一齿形成部件40在表面40a形成有在管柱轴方向X上延伸的凹槽42。凹槽42具有一对内壁面，该一对内壁面在管柱轴方向X上延伸并在紧固轴方向J上相互对置。在上述一对内壁面分别形成有包括在管柱轴方向X上排列的多个第一齿41的一对第一齿列41L。

一对第一齿列41L的第一齿41的齿顶彼此在紧固轴方向J上对置。第一齿41的齿线方向D(相当于齿宽方向)以与管柱轴方向X以及紧固轴方向J双方正交的方式在凹槽42的深度方向上延伸。第一齿形成部件40也可以被未图示的螺栓等固定于上套筒7的外周面。第一齿形成部件40也可以与上套筒7由单一材料一体地形成。

支承轴50的一对端部51被下套筒8的对应的长槽38支承为能够滑动。支承轴50处于相对于紧固轴21平行的状态，能够在管柱轴方向X上移动。如图4以及图5(a)所示，第二齿形成部件60具备基部62、一对臂63、连结孔64以及第二齿65。基部62具有供支承轴50的轴向中间部52嵌合为能够一体旋转的嵌合孔61。一对臂63从基部62分支为两股状并在支承轴50的径向上延伸。连结孔64设置于各臂63的前端部。第二齿65分别形成于各臂63。

在对应的臂63的第一齿形成部件40侧的面上，在对应的臂63的延伸方向上排列多个第二齿65而形成一对第二齿列65L。如图4所示，一对第二齿列65L彼此的第二齿65的齿顶相互朝向相反方向的外侧。各第二齿列65L的第二齿65能够与对应的第一齿列41L的第一齿41从齿线方向D啮合。

一对第一齿列41L配置于紧固轴方向J的两侧，齿线方向D相对于管柱轴方向X以及紧固轴方向J正交。由此，能够抑制二次碰撞时在第二齿65与第一齿41之间产生跳齿。如图4以及图5(a)所示，联动机构70包括驱动部件80和连结轴90。驱动部件80与紧固轴21一体旋转。连结轴90将第二齿形成部件60与驱动部件80连结为能够旋转并与紧固轴21平行。

驱动部件80具备基部82、臂83以及连结孔84。基部82具有供紧固轴21的外周的花键部21c花键嵌合为能够一体旋转的嵌合孔81(花键孔)。臂83从基部82在紧固轴21的径向上延伸。连结孔84设置于臂83的前端部。驱动部件80的臂83配置于第二齿形成部件60的一对臂63之间。连结轴90插通于第二齿形成部件60的一对臂63的连结孔64和驱动部件80的臂83的连结孔84。

驱动部件80的臂83的连结孔84供连结轴90的对应的部分嵌合。第二齿形成部件60的一对臂63的连结孔64设置有径向游隙地供连结轴90的对应的部分插通。具体而言，连结孔64的直径设定为比连结轴90的直径大规定量。若向锁定方向旋转操作操作杆20，则紧固轴21与驱动部件80一起从图5(b)所示的状态向图5(a)所示的状态绕逆时针旋转。经由连结轴90与驱动部件80连结的第二齿形成部件60以支承轴50的中心轴线C2为中心绕顺时针旋转。由此，第二齿65相对于第一齿41从齿线方向D啮合[参照图5(a)]。由此，实现基于齿式锁定机构的缩锁定。

此时，第二齿形成部件60的自重作用于使第二齿65与第一齿41卡合的方向上。虽未图示，但在第二齿形成部件60或与第二齿形成部件60联动的部件(例如驱动部件80)可以设置有一直向使第二齿形成部件60与第一齿41卡合的方向施力的施力部件。例如，在图5(a)中，可以设置对第二齿形成部件60绕中心轴线C2旋转施力的施力部件、或对驱动部件80绕中心轴线C1旋转施力的施力部件。

相反地，若向锁定解除方向旋转操作操作杆20，则驱动部件80与紧固轴21一起从图5(a)所示的状态向图5(b)所示的状态绕顺时针旋转。经由连结轴90与驱动部件80连结的第二齿形成部件60以支承轴50的中心轴线C2为中心绕逆时针旋转。由此，第二齿65沿齿线方向D远离第一齿41，啮合被解除(参照图5(b))。由此，基于齿式锁定机构的伸缩锁定被解除。

根据本实施方式，在从图5(a)所示的齿式锁定机构的啮合状态(伸缩锁定状态)解除啮合(解除伸缩锁定)时，经由联动机构70而与紧固轴21的旋转联动旋转的第二齿形成部件60欲使第二齿65远离在管柱轴方向X上排列的第一齿41。此时，如图5(b)所示，第二齿65按照绕支承轴50的中心轴线C2的圆弧轨迹旋转，另一方面，支承轴50本身在设置于下套筒8的长槽38内向管柱轴方向X的紧固轴21侧(图5(b)中右方)滑动。

因此，啮合解除时的第二齿65的移动轨迹为大致相对于管柱轴方向X(第一齿41排列的方向)正交的方向(图5(b)中空心箭头所示。相当于第一齿41的齿线方向D)。因此，容易进行第二齿65从第一齿41的啮合的解除。第二齿形成部件60的一对臂63的连结孔64设置有径向游隙地供连结轴90的对应的部分插通。因此，啮合解除时，利用第二齿形成部件60的一对臂63的连结孔64与连结轴90的径向游隙，允许支承轴50以及第二齿形成部件60在管柱轴方向X上移动。能够尽量容易地进行上述啮合的解除。

本发明并不限定于上述实施方式，例如支承支承轴50的长槽38可以设置在支承于下套筒8的部件(未图示)。第二齿形成部件60的连结孔64与连结轴90嵌合，在驱动部件80的连结孔84与连结轴90之间可以设置有径向游隙。第一齿41、第二齿65的齿线方向D是与紧固轴方向J平行的方向，第一齿41可以相对于第二齿在齿高方向上啮合或解除啮合。第二齿65也可以在各臂63设置一个。

紧固机构18、狭缝26、齿式锁定机构TL可以相对于上套筒7配置于倾斜方向Y的下方。连结轴90可以相对于紧固轴21配置于管柱轴方向X的上侧。支承轴50可以相对于连结轴90配置于管柱轴方向X的上侧。可以如图6所示，第二齿形成部件60的第二齿列65L侧视为倾斜状，第二齿65的齿线65a的长度DL(相当于齿宽)越趋向第二齿形成部件60的前端侧(支承轴50侧的相反侧)越长。在该情况下，在第二齿列65L的多个第二齿65远离第一齿41而解除啮合时，从支承轴50侧的第二齿65开始依次远离而解除啮合。由此，容易分离，分离性能提高。相反地，啮合时，从第二齿列65L中上述前端侧的第二齿65开始依次与对应的第一齿41啮合。由此，容易啮合，啮合性能提高。

转向装置1并不局限于手动式，也可以是将电动马达的动力赋予转向轴3来辅助转向操纵的电动助力转向装置。此外，本发明在本发明的权利要求记载的范围内能够实施各种变更。

本申请主张于2015年3月31日提出的日本专利申请第2015-072427号的优先权，并在此引用包括说明书、附图和说明书摘要的全部内容。

Claims (2)

1.一种转向装置，其具备：

转向轴，其能够在管柱轴方向上伸缩；

管柱套筒，其能够在所述管柱轴方向上伸缩，包括外套筒和内套筒，所述外套筒具有狭缝和隔着所述狭缝配置于所述狭缝的两侧的一对被紧固部，所述内套筒嵌合于所述外套筒；

紧固机构，其包括支承于所述一对被紧固部的紧固轴插通孔的紧固轴和旋转操作所述紧固轴的操作杆，所述紧固机构经由所述紧固轴紧固所述一对被紧固部，由此将所述内套筒保持在所述外套筒；以及

齿式锁定机构，其在利用所述紧固机构实现的紧固时使第一齿与第二齿啮合，由此实现伸缩锁定，其中，

所述齿式锁定机构包括：

第一齿形成部件，其在所述管柱轴方向上排列形成多个所述第一齿并与所述内套筒一体移动；

支承轴，其在长槽中被支承为能够在所述管柱轴方向上滑动，所述长槽设置于所述外套筒或由所述外套筒支承的部件且所述长槽在所述管柱轴方向上延伸；

第二齿形成部件，其形成所述第二齿并被所述支承轴支承为能够绕所述支承轴的中心轴线旋转；以及

联动机构，其包括与所述紧固轴平行的连结轴和与所述紧固轴一体旋转的驱动部件，所述连结轴以能够旋转的方式将所述第二齿形成部件与所述驱动部件连结，所述联动机构使所述第二齿形成部件的旋转与所述紧固轴的旋转联动。

2.根据权利要求1所述的转向装置，其中，

所述第二齿形成部件以及所述驱动部件包括供所述连结轴插通连结的连结孔，

在所述第二齿形成部件以及所述驱动部件中的任一方的连结孔与所述连结轴之间设置有径向的游隙。