CN106004982B

CN106004982B - 转向柱装置

Info

Publication number: CN106004982B
Application number: CN201610195493.8A
Authority: CN
Inventors: 上坂阳太
Original assignee: Fuji Kiko Co Ltd
Current assignee: Jettegtt Steering Column System
Priority date: 2015-03-31
Filing date: 2016-03-31
Publication date: 2018-12-28
Anticipated expiration: 2036-03-31
Also published as: EP3075627B1; CN106004982A; EP3075627A1; US20160288819A1; JP2016190526A; US10246119B2

Abstract

一种转向柱装置，该转向柱装置包括：圆筒形内套筒；圆筒形外套筒，内套筒可滑动地插入到所述外套筒中；和转向轴，该转向轴可旋转地支撑在内套筒和外套筒中。外套筒在包含外套筒的轴线的平面处分成模制的第一半构件和模制的第二半构件。根据该转向柱装置，在模制外套筒过程中，不需要在外套筒的内周表面上沿着轴向方向设定用于芯部的脱模斜度。

Description

转向柱装置

技术领域

本发明涉及一种转向柱装置，所述转向柱装置能够进行转向轮的伸缩调节和倾斜调节。

背景技术

日本专利申请公开2001-347953公开了一种用于车辆的转向装置，该转向装置具有内柱和外柱。内柱可旋转地支撑转向轴的一个端部，外柱可旋转地支撑转向轴的另一端部并且将内柱可滑动地装入其中。

在如日本专利申请公开2001-347953公开的传统转向装置中，通过铸造形成圆筒形外柱。在铸造圆筒形外柱的情况中，在外柱的内周表面上需要脱模斜度(draft)以将芯部拉出。另外，考虑到伸缩调节和碰撞中的冲击，优选地内柱与外柱互相配合的部分是圆筒形的，以在内柱和外柱之间确保恒定的间隙。

相应地，在铸造的外柱中，在铸造之后通过机加工切割内周表面的脱模斜度，使得至少配合有内柱的部分的内周表面具有沿着轴向方向恒定变化的内径。

发明内容

然而，在上述情况中，存在外柱的制造成本倾向较高的问题。

此外，存在切割外柱的内周表面会限制外柱的尺寸、外柱的每一部分的形状、布置在外柱内部的轴承的尺寸等的问题。

此外，通过这种切割，在外柱的内周表面中出现与内柱的滑动方向垂直相交的机加工轨迹或者外柱的表面粗糙度恶化的情况下，存在转向轮的伸缩调节的操作性能、滑动噪音、磨损等恶化的风险。

本发明的转向柱装置包括：

圆筒形内套筒；

圆筒形外套筒，内套筒可滑动地插入到所述外套筒中；和

转向轴，该转向轴可旋转地支撑在内套筒和外套筒中，

其中，外套筒在包含外套筒的轴线的平面处分成模制的第一半构件和模制的第二半构件。

通过该转向柱装置，在模制外套筒的过程中，不需要在外套筒的内周表面上沿着轴向方向设定用于芯部的脱模斜度。因此，使外套筒在内套筒插入的部分处具有恒定的内径便足够。这在外套筒的内周表面和内套筒的外周表面之间提供了恒定的间隙。

此外，在外套筒的内周表面上，可以沿着外套筒的周向方向形成在其中接收单独构件的第一沟槽或者使外套筒重量减轻的第二沟槽。

此外，在外套筒的内周表面上，可以形成第三沟槽，该第三沟槽接收限制内套筒相对于外套筒的轴向运动的构件。

发明的有利效果

根据本发明，不需要对模制的第一半构件和模制的第二半构件进行切割以在这些模制的半构件和内套筒的外周表面之间设定恒定的间隙。因此，由于省略了切割，能够实现成本的降低。此外，能够避免伴随切割产生的机加工痕迹的出现和表面粗糙度的恶化。因此，能够避免伸缩调节的操作性能、滑动噪音、磨损等的恶化。

此外，由于不需要对外套筒的内周表面进行切割，外套筒的尺寸、外套筒的每一部分的形状、布置在外套通内部的轴承的尺寸等均不受限制。

能够通过在外套筒的内周表面中设置在其中接收单独构件的第一沟槽而从径向方向将单独构件安装在第一沟槽中，所述单独构件例如是布置在外套筒内部的轴承。因此，由于第一沟槽还用作避免单独构件沿着轴向方向滑出的锁定结构，因此不需要单独地形成锁定结构或利用另一构件设置这种锁定。因此，能够相对地简化单独构件的安装过程。

此外，能够通过在外套筒的内周表面中设置用于使重量减轻的第二沟槽而使外套筒的截面模量较高。因此，能够使外套筒的刚度较高。

此外，能够通过在外套筒的内周表面中设置接收构件的第三沟槽而从径向方向将限制内套筒相对于外套筒的轴向运动的构件安装在第三沟槽中。因此，由于第三沟槽也用作避免构件沿着轴向方向滑出的锁定结构，因此不需要单独地形成锁定结构或利用另一构件设置这种锁定。因此，能够相对地简化内套筒的安装过程。

附图说明

图1是示出了根据本发明的转向柱装置的第一实施例的俯视图。

图2是示出了根据本发明的转向柱装置的第一实施例的前视图。

图3是沿着图2的线3-3获取的截面图。

图4是示出了根据本发明的转向柱装置的第一实施例的纵向截面图。

图5是示出了根据本发明的转向柱装置的第二实施例的俯视图。

图6是示出了根据本发明的转向柱装置的第二实施例的前视图。

图7是示出了根据本发明的转向柱装置的第二实施例的纵向截面图。

具体实施方式

在下文中，基于附图，详细地说明了本发明的实施例。参照图1至图4，是对本发明的第一实施例的转向柱装置1的说明。

转向柱装置1安装在例如汽车的车辆上并且能够利用单杆操作进行转向轮2的伸缩调节(前后方向)和倾斜调节(上下方向)。如图1和图2所示，转向柱装置1总体上包括转向轮2在此安装的转向轴3、可旋转地支撑转向轴3的套筒4、将套筒4的中心支撑在汽车本体侧上的托架5、在伸缩调节和/或倾斜调节之后的状态下固定套筒4的锁定机构6。

转向轴3包括与轮(未示出)连接的下轴3a和与转向轮2连接的上轴3b。此外，如图4所示，转向轴3通过轴承7、8可旋转地支撑在套筒4中。下轴3a和上轴3b互相连接，使得下轴和上轴的相对旋转受限并且使得下轴和上轴能够沿着轴向方向相对运动。也就是说，转向轴3整体上是伸缩的。

套筒4包括圆筒形内套筒9和圆筒形外套筒10。内套筒9的一个端部可滑动地插入并且配合到外套筒10的一个端部中。也就是说，套筒4整体上是可伸缩的。内套筒9例如由铝合金制成，并且通过铸造制造为单个构件。外套筒10例如由铝合金制成，并且通过结合模制的第一半构件31和模制的第二半构件32形成。套筒4通过套筒侧托架11支撑在汽车本体侧，所述套筒侧托架一体地形成在外套筒10的另一端部处。

如图3所示，托架5包括固定在汽车本体(未示出)上的基部12和与基本12垂直相交的一对夹板13，并且托架的形状整体上呈U形。一对夹板13通过互相面对来夹持外套筒10与内套筒9配合的部分并且配备有锁定机构6。

在锁定机构6中，穿过一对夹板13和外套筒10的锁定螺栓15通过转动操作杆14而转动，因此能够紧固一对夹板13或松开所述紧固。也就是说，紧固一对夹板13能够利用摩擦而将内套筒9固定至外套筒10，所述摩擦在紧固外套筒10与内套筒9配合的部分时产生。此外，通过释放对一对夹板13的紧固来释放对外套筒10与内套筒9配合的部分的紧固，因此使得能够进行套筒4的伸缩调节和倾斜调节。

图2和图3中的附图标记16表示用于倾斜调节的倾斜孔。倾斜孔贯通一对夹板13形成，并且锁定螺栓15穿过所述倾斜孔。此外，图4中的附图标记17表示锁定构件，该锁定构件随着操作杆14的旋转而摆动。锁定构件17能够机械地限制内套筒9沿着轴向方向的运动，这是因为当通过转动操作杆14以紧固一对夹板13而将内套筒9固定至外套筒10时，锁定构件的尖端与固定在内套筒9上的板构件18的孔19中的一个接合。孔19呈复数地形成在板构件18中并且沿着外套筒10的轴向方向布置。板构件18从裂缝20暴露至外部，所述裂缝从外套筒10的一个端部形成至另一端部侧。此外，能够使板构件18与锁定构件17接合。附图标记21表示伸缩止动件，该伸缩止动件形成在板构件18上并且设定了在转向轮2的伸缩调节中车辆向后侧的限制位置。图4中的附图标记22表示伸缩止动件，该伸缩止动件形成在板构件18上并且设定了在转向轮2的伸缩调节中车辆向前侧的限制位置。两个伸缩止动件21和22均能够在抵靠锁定螺栓15时限制内套筒9的滑动运动。

上面描述的外套筒10在包括外套筒10的轴线的平面处被分成模制的第一半构件31和模制的第二半构件32(所述模制的第一半构件和模制的第二半构件在图1中分别定位在上方和下方而在图3中分别定位在右侧和左侧)。如图4所示，第一实施例的外套筒10通过利用沿着外套筒10的轴向方向的一个端部的顶部位置处的一个螺栓33和另一端部的顶部和底部位置处的两个螺栓33将模制的第一半构件31和模制的第二半构件32固定在彼此上而形成为一个整体。如图3所示，模制的第一半构件31和模制的第二半构件32中的每一个在用于接收内套筒9的区段中都具有接近弓形的形状并且通过铸造分别形成。

模制的第一半构件31和模制的第二半构件32设定成使得内套筒9插入位置处的内侧表面34的曲率沿着轴向方向为预定的恒定值。也就是说，外套筒10形成为使得内套筒9插入位置处的内侧表面34具有圆形截面，并且使得内侧表面34的内径沿着外套筒10的轴向方向为预定的恒定直径。外套筒10的内侧表面34的内径被设定成使得在一对夹板13的紧固被释放的情况下在内套筒9的外侧表面和外套筒10的内侧表面34之间具有预定的恒定间隙。

如图4所示，模制的第一半构件31的内侧表面具有沿着外套筒10的周向方向形成的接收轴承的半环形沟槽35。此外，尽管未在图4中示出，但是模制的第二半构件32的内侧表面也具有接收轴承的半环形沟槽35。此外，通过结合模制的第一半构件31和模制的第二半构件32的这两个接收轴承的半环形沟槽35形成接收轴承的环形沟槽(第一沟槽)36。第一沟槽36在其中接收作为单独构件的轴承7，所述轴承可旋转地支撑转向轴3的另一端部，也就是下轴3a的另一端部。

如图3所示，在期望位置处，第一半构件31或第二半构件32的内侧表面沿着外套筒10的周向方向具有第二沟槽37。第二沟槽37使外套筒10的重量减轻。在图3中，第二沟槽37沿着周向方向形成在第一半构件31或第二半构件32的三个位置处。本实施例的第二沟槽37形成为沿着外套筒10的轴向方向延伸预定的长度。此外，能够使用第二沟槽37作为润滑脂接收部。能够适当地改变形成在第一半构件31和第二半构件32中的第二沟槽的位置和数量。

在第一实施例的这种转向柱装置1中，在铸造外套筒10时不需要在外套筒10的内周表面上沿着轴向方向设定用于芯部的脱模斜度，这是因为外套筒10由两个半构件31和32组成。因此，使外套筒10在内套筒9插入的部分处具有恒定的内径便足够。这在外套筒10的内周表面和内套筒9的外周表面之间提供了恒定的间隙。也就是说，不需要对模制的第一半构件31和模制的第二半构件32进行切割以在这些模制的半构件31、32和内套筒9的外周表面之间设定恒定的间隙。因此，由于省略了切割，能够实现成本的降低。此外，能够避免伴随切割产生的机加工痕迹的出现和表面粗糙度的恶化。因此，能够避免伸缩调节的操作性能、滑动噪音、磨损等的恶化。

此外，由于不需要对外套筒10的内周表面进行切割，外套筒10的尺寸、外套筒10的每一部分的形状、布置在外套筒10内部的轴承7的尺寸等均不受限制。因此，能够增强外套筒10的设计灵活性。

此外，因为外套筒10由两个半构件31和32组成，所以能够从径向方向将轴承7安装到形成在内周侧的第一沟槽36中。也就是说，能够事先在外套筒10的内周表面上形成两个接收轴承的半环形沟槽35。通过结合这些半环形沟槽35而形成的第一环形沟槽36还用作锁定结构，该锁定结构避免单独构件(例如轴承7)沿着轴向方向滑出。因此，不需要单独地形成锁定结构或利用另一构件来设置这种锁定。因此，能够相对地简化单独构件(例如轴承7)的安装过程。

此外，由于由两个半构件31和32组成，能够在外套筒10的内周表面的期望位置处沿着周向方向形成第二沟槽37，该第二沟槽使重量减轻。因此，能够使外套筒10的刚度较高。原因在于，在具有相同的轮廓尺寸的情况下，相较于通过在外套筒10的外周表面上形成用于使重量减轻的沟槽使外套筒10具有的截面模量，通过在外套筒10的内周表面上形成用于使重量减轻的沟槽能够使外套筒10具有更大的截面模量。

接下来，参照图5至图7，是对本发明的第二实施例中的转向柱装置41的说明。相同的附图标记表示与第一实施例的转向柱1的部件相同的部件，并且省略了重复的说明。

第二实施例的转向柱装置41的结构与第一实施例的转向柱装置1的结构大致相同。如图7所示，接收限制构件的沟槽(半沟槽)43形成在第一半构件31的内侧表面上，该内侧表面也是外套筒10的内周表面。此外，尽管未在图7中示出，模制的第二半构件32的内部也具有另一接收限制构件的沟槽(另一半沟槽)43。因此，通过结合模制的第一半构件31和第二半构件32的这些接收限制构件的半沟槽43而形成在周向方向上连续的接收限制构件的沟槽(第三沟槽)44。第三沟槽44接收伸缩止动件(限制构件)42，该伸缩止动件设定了在伸缩调节中车辆向后侧的限制位置。第三沟槽44具有与外部不直接连通的结构，这是因为第三沟槽的沿着外套筒10的轴向方向的两个端部均没有到达外套筒10的端面。因此，外来物质难以从外部进入到第三沟槽44中，因此伸缩止动件42难以将外来物质咬合到第三沟槽44中。

伸缩止动件42安装在内套筒9的另一端部侧上，并且是不同于内套筒9的构件。替代地，可以通过切割和升高使内套筒9的另一端部侧的一部分从外周侧突出，并且能够替代用于伸缩止动件42的突出部分。

此外，图5至图7中的附图标记45表示隆起部分，该隆起部分相对地突出到外部，以保证在第三沟槽44的设定位置中的壁厚。

在这种第二实施例中，能够从径向方向将待布置在外套筒10内部的伸缩止动件42安装在第三沟槽44中。因此，当抵靠外套筒的隆起部分45的内壁44a时，伸缩止动件42避免内套筒9沿着轴向方向从外套筒10滑出。也就是说，因为第三沟槽44还用作避免内套筒9沿着轴向方向滑出的锁定结构，因此不需要单独地形成锁定结构或利用另一构件设置这种锁定。因此，能够相对地简化内套筒9的安装过程。

在第二实施例中，能够获得与上文描述的第一实施例相同的效果。

尽管上文是对本发明的优选实施例的描述，但是应理解的是，本发明不局限于本文所示和所述的特定实施例，而是可以在不偏离由后文权利要求限定的本发明的范围的情况下进行多种改变和修改。

此外，尽管在上文描述的每个实施例中，外套筒10具有在包含外套筒10的轴线的平面处左右分成两个半体的结构，但是外套筒可以具有在图3中在包含外套筒10的轴线的平面处上下分成两个半体的结构。

此外，上文描述的每个实施例的外套筒10由金属制成。然而，可以使用树脂、纤维增强塑料(FRP)等作为材料。

在上文描述的每个实施例的外套筒10中，模制的第一半构件31和模制的第二半构件32通过螺栓33成为一体。然而，模制的第一半构件31和模制的第二半构件32可以通过使用粘合剂而非螺栓33成为一体。

在上文描述的每个实施例的外套筒10中，外套筒10的在外套筒10与内套筒9配合位置处的部分的内周表面的横截面形状为圆形。然而，内周表面的横截面形状不局限于圆形，能够使其形成为多边形、例如八边形。在内周表面的横截面形状为除圆形之外的另一形状的情况下，能够在不使用另一构件或另一结构的情况下避免外套筒10和内套筒9之间的相对旋转。

本申请基于在先日本专利申请No.2015-070750(于2015年3月31日提交)。日本专利申请No.2015-070750的全部内容通过援引并入本文。

Claims

1.一种转向柱装置，所述转向柱装置包括：

圆筒形的内套筒；

圆筒形的外套筒，所述内套筒可滑动地插入到所述外套筒中；和

转向轴，所述转向轴被可旋转地支撑在所述内套筒和所述外套筒中，

其中，所述外套筒在包含所述外套筒的轴线的平面处分成模制的第一半构件和模制的第二半构件；以及

其中，所述外套筒包括在所述外套筒的内周表面上的第三沟槽，所述第三沟槽接收限制所述内套筒相对于所述外套筒的轴向运动的限制构件，所述限制构件设定了在所述内套筒的轴向运动中车辆向后侧的限制位置并且设置在所述内套筒上。

2.根据权利要求1所述的转向柱装置，其中，所述外套筒包括在所述外套筒的内周表面上的沿着所述外套筒的周向方向的第一沟槽，所述第一沟槽在其中接收构件。

3.根据权利要求2所述的转向柱装置，其中，被接收在所述第一沟槽中的所述构件是在所述外套筒中支撑所述转向轴的轴承。

4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的转向柱装置，其中，所述外套筒包括在所述外套筒的内周表面上的第二沟槽，所述第二沟槽沿着所述外套筒的轴向方向延伸并且使所述外套筒的重量减轻。

5.根据权利要求1至3中的任意一项所述的转向柱装置，其中，所述外套筒包括在所述外套筒的内周表面上的多个第二沟槽，所述多个第二沟槽沿着所述外套筒的周向方向间隔布置，每个第二沟槽沿着所述外套筒的轴向方向延伸并且使所述外套筒的重量减轻。