CN107074267B - 冲击吸收式转向装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种冲击吸收式转向装置。能量吸收部件(35a)固定于内管柱(14a)的外周面，沿前后方向延伸而进入外管柱(13a)的狭缝(43)的内侧。在二次碰撞时，紧固杆(27a)与外管柱(13a)一起向前方位移，由此能量吸收部件(35a)一边从上下方向被紧固杆(27a)以及内管柱(14a)限制，一边被紧固杆(27a)压扁来产生冲击吸收载荷。

Description

冲击吸收式转向装置

技术领域

本发明涉及在发生碰撞事故时能够吸收从驾驶员的身体施加于转向盘的冲击能量、同时能够向转向盘的前方位移的冲击吸收式转向装置的改进。具体而言，通过提高发生碰撞事故时的能量吸收特性，来实现可取得驾驶员的充分保护的构造。

背景技术

汽车用转向装置如图14所示那样构成，将转向盘1的旋转传递至转向齿轮单元2的输入轴3，伴随输入轴3的旋转而推拉左右一对横拉杆4、4，从而对前车轮赋予转向角。转向盘1支撑地固定于转向轴5的后端部。在沿轴向插通有圆筒状的转向管柱6的状态下，转向轴5能够自由旋转地支撑于该转向管柱6。并且，转向轴5的前端部经由万向接头7而与中间轴8的后端部连接。中间轴8的前端部经由其它万向接头9而与输入轴3连接。

为了保护驾驶员，上述那样的汽车用转向装置需要是在发生碰撞事故时吸收冲击能量、同时使转向盘向前方位移的构造。即，在发生碰撞事故时，接着汽车与其它汽车等相撞的一次碰撞，产生驾驶员的身体与转向盘碰撞的二次碰撞。当发生该二次碰撞时，现今公知并且广泛实施缓和施加于驾驶员的身体的冲击来实现保护驾驶员的技术。例如专利文献1中记载如下：将对转向盘进行支撑的转向管柱支撑为，能够因伴随二次碰撞而朝前方的冲击载荷而相对于车体向前方脱落，并且在和转向管柱一起向前方位移的部分与车体之间，设置通过塑性变形来吸收冲击载荷的能量吸收部件。

图15～图18示出具备冲击吸收功能的汽车用转向装置的具体构造的一个例子。该现有的转向装置具备用于调节转向盘1(参照图14)的上下位置的倾斜机构以及用于调节前后位置的可伸缩机构。并且，该转向装置具备转向管柱6a、支撑托架1、设于转向管柱6a侧的左右一对被夹持壁部11、11、以及车体侧托架12。转向管柱6a构成为，通过使后侧的外管柱13的前部和前侧的内管柱14的后部以能够进行轴向的相对位移的方式嵌合，能够使全长伸缩。在转向管柱6a的内径侧，旋转自如地支撑有转向轴5a。关于转向轴5a，也构成为通过外轴和内轴的组合，能够使全长伸缩。

在转向管柱6a的前端部，结合固定有用于设置电动马达15(参照图14)、减速机等电动式助力转向装置的构成部件的壳体16。壳体16通过在上部插通于沿宽度方向(在组装于车辆的组装状态下，为该车辆的宽度方向)设置的支撑管17的未图示的螺栓，能够摆动位移地支撑于车体的一部分。在转向轴5a的后端部的比转向管柱6a更向后方突出的部分，固定转向盘1。并且，转向轴5a的前端部的比转向管柱6a更向前方突出的部分经由万向接头7而与中间轴8(参照图14)连结。

并且，支撑托架10相对于车体侧托架12结合支撑为能够因基于二次碰撞的冲击载荷而向前方位移(脱离)。支撑托架10通过利用焊接等将分别是钢板等具有足够的强度以及刚性的金属板制的顶板18和左右一对侧板19a、19b结合固定来形成。将顶板18的宽度方向两端部作为用于将支撑托架10结合支撑于车体侧托架12的结合板部20、20。在两结合板部20、20的宽度方向中央部，形成图18所示那样分别在两结合板部20、20的后端缘开口的切口21、21。在两切口21、21装配有密封容器22、22。

两密封容器22、22由合成树脂、铝系合金之类的软质金属等、相对于构成顶板18的金属板容易滑动的材料来制成。这样的两密封容器22、22在通常状态下不会从两切口21、21脱出，但在对支撑托架10施加了朝向前方的较大的冲击载荷的情况下，与两切口21、21之间的卡合部(例如，在顶板18与两密封容器22、22之间架设的固定销)断裂，从而从两切口21、21向后方脱出。在两密封容器22、22的中央部，设有供用于将支撑托架10结合支撑于车体侧托架12的螺栓或螺柱插通的通孔23、23。在将支撑托架10结合支撑于车体侧托架12时，将从下向上插通于两密封容器22、22的通孔23、23的螺栓与通过焊接等支撑固定于车体侧托架12的螺母24、24螺纹结合并进一步紧固。由于车体侧托架12预先固定于车体侧，所以通过螺栓的紧固，将支撑托架10相对于车体结合支撑为，能够仅在受到了朝向前方的较大的冲击载荷的情况下向前方脱落。此外，通过使固定于车体侧托架12的下表面的螺柱从上向下插通于两密封容器22、22的通孔23、23，且在螺柱的下端部螺纹结合螺母并进一步紧固，也能够将支撑托架10结合支撑于车体侧托架12。

在两侧板19a、19b，以从两侧夹持外管柱13的状态设有一对夹持板部25a、25b。在一对夹持板部25a、25b的相互匹配的位置，形成有上下方向长孔26、26。两上下方向长孔26、26是以支撑管17的中心轴为其中心的部分圆弧形。外管柱13通过插通于两上下方向长孔26、26的紧固杆27来支撑于两侧板19a、19b彼此之间。为此，在外管柱13的前部上方设有两被夹持壁部11、11，并在这些两被夹持壁部11、11形成有在外管柱13的轴向上较长的前后方向长孔28、28(参照示出本发明的实施方式的图2、图4)。外管柱13相对于支撑托架10通过插通于两上下方向长孔26、26以及两前后方向长孔28、28的紧固杆27而被支撑。因此，外管柱13能够以该紧固杆27在两上下方向长孔26、26内能够位移的范围，以插通于支撑管17的螺栓为中心地在上下方向上摆动位移，并且，能够以紧固杆27在两前后方向长孔28、28内能够位移的范围在前后方向(轴向)上位移。

紧固杆27在一端部(图16的右端部)固定设有朝外突出凸缘状的凸缘部29，并在另一端部设有由驱动侧凸轮30和被驱动侧凸轮31构成的凸轮装置32。其中的凸缘部29和被驱动侧凸轮31相当于权利要求书所记载的一对按压部。而且，通过利用调节杆33驱动其中的驱动侧凸轮30使之旋转，能够扩大、缩小被驱动侧凸轮31与凸缘部29的距离。当对转向盘1的位置进行调节时，通过使调节杆33向下方转动，能够扩大被驱动侧凸轮31与凸缘部29的距离。该状态下，以紧固杆27在两上下方向长孔26、26以及两前后方向长孔28、28内能够位移的范围，使外管柱13位移。而且，对转向盘1的位置进行调节，该转向盘1在旋转自如地支撑于外管柱13内的转向轴5a的后端部支撑固定。和外管柱13一起升降的部分的重量由平衡弹簧35支撑，该平衡弹簧35设置在紧固杆27与设于支撑托架10的卡定部34之间。因此，在转向盘1的位置调节时，驾驶员也不需要承担全部重量。

而且，在调节转向盘1的位置后，通过使调节杆33向上方转动，来缩小被驱动侧凸轮31与凸缘部29的距离。其结果，两夹持板部25a、25b的内侧面与两被夹持壁部11、11的外侧面强力地抵接(摩擦卡合)，从而转向盘1的上下位置被固定。并且，设有两被夹持壁部11、11的外管柱13的前端部的直径缩小，外管柱13的前端部内周面与内管柱14的后端部外周面强力地抵接(摩擦卡合)，从而转向管柱6a不能伸缩。其结果，转向盘1的前后位置被固定。

上述那样的汽车用转向装置中，在伴随碰撞事故而产生二次碰撞时，在两密封容器22、22残留在车体侧托架12的一侧的状态下，使支撑托架10向前方位移。即，伴随二次碰撞，从转向盘1经由转向轴5a、外管柱13、紧固杆27而对该支撑托架10施加朝向前方的较大的冲击载荷。而且，两密封容器22、22与两结合板部20、20之间的卡合部断裂，使两密封容器22、22从两切口21、21脱出，同时支撑托架10向前方位移。其结果，转向盘1也向前方位移，从而能够缓和对与该转向盘1碰撞的驾驶员的身体施加的冲击。

这样，从保护驾驶员的方面看，优选当伴随二次碰撞而使转向盘1向前方位移时，对从驾驶员的身体施加于该转向盘1的冲击能量进行吸收，同时使该转向盘1向前方位移。例如，在上述的图14～图18所示的构造中也相同，对两被夹持壁部11、11的外侧面与两夹持板部25a、25b的内侧面之间的抵接部作用的摩擦力、以及对外管柱13的前部内周面与内管柱14的后部外周面之间的抵接部作用的摩擦力成为使转向盘1向前方位移的阻力，从而有助于冲击能量的吸收。但是，基于摩擦力的能量吸收性能不稳定，这样的话难以实现驾驶员的充分保护。

因此，考虑例如如专利文献1所记载那样，将图19～图20所示那样的能量吸收部件36设于在二次碰撞时向前方位移的转向管柱6b与车体37之间。能量吸收部件36通过弯曲能够塑性变形的线材来形成，该能量吸收部件36设置在固定设置于转向管柱6b的上表面的支撑销38、与固定于车体侧的保持外壳39之间。若转向管柱6b伴随二次碰撞而向前方位移，则能量吸收部件36如图20的(A)→(B)所示那样伸长。从自驾驶员的身体施加于转向盘的冲击能量中吸收该伸长所需要的能量，从而缓和施加于该驾驶员的身体的冲击。

将上述的图19～图20所示那样的使用了能量吸收部件36的冲击吸收构造设置于上述的图14～图18所示那样的冲击吸收式转向装置，能够提高能量的吸收特性。然而，为了确保设计的自由度、同时获得低成本且更优异的性能，在以下方面期望改进。

首先，期望减少或者消除在二次碰撞时对构成转向管柱6a的外管柱13施加的摆动方向上的力矩。即，在将图19～图20所示的构造设置于转向装置的情况下，有时无论是否有无倾斜机构、可伸缩机构等转向盘的位置调节装置，能量吸收部件36和紧固杆27(参照图16)的设置位置都相对于外管柱13的中心轴在与外管柱13的中心轴垂直的方向上偏离。而且，若存在该偏离，则在二次碰撞时产生摆动方向上的力矩。即，在二次碰撞时，能量吸收部件36作为外管柱13向前方位移的阻力来发挥作用。其结果，对外管柱13施加以紧固杆27为支点且以能量吸收部件36作为输入部的力矩。因此，伴随二次碰撞的进行，外管柱13的前部外周面与内管柱14的后部内周面之间的嵌合部的摩擦状态变得不稳定，从而该嵌合部处的能量吸收性能变得不稳定。

对于这样的能量吸收性能的不稳定而言，若将能量吸收部件36和紧固杆27的每一个均设置于转向管柱6a、6b的上下方向上的相同的一侧，并缩小上述两部件36、27彼此之间所存在的与转向管柱6a、6b的中心轴垂直的方向上的偏离，则能够减少或者消除。在这样的情况下，如图19～图20所示，利用将能量吸收部件36设置于转向管柱6b与设于转向管柱6b的上侧的车体37之间的构造，无法缩小力矩，并且无法防止能量吸收性能变得不稳定。并且，在图19～图20所示的构造中，支撑销38以及保持外壳39作为用于设置能量吸收部件36的专用的部件而变得必要，并且部件大型化，从而无法避免成本变高。

并且，作为解决这样的能量吸收性能的不稳定的构造，至今公知有专利文献2～4所记载等的构造。例如，公开了在与外管柱13的中心轴接近的外管柱13的外周、或者外管柱13的附近设置能量吸收部件。专利文献2所记载的构造中，在管柱的管上沿轴向形成有多个肋部，利用与夹紧部件之间的摩擦力来吸收冲击。然而，在该构造中，因夹紧力的差别、肋部的高度尺寸的差别、夹紧部件及肋部的表面粗糙度的差别等，而难以抑制冲击吸收载荷的差别。

专利文献3所记载的构造中，在外管柱13a的狭缝43收纳能量吸收部件，利用伴随二次碰撞时的支撑托架10a的位移而产生的紧固杆的位移，使能量吸收部件塑性变形来吸收冲击吸收。并且，专利文献4所记载的构造中，在固定于转向管柱的升降托架19的空间内，与转向管柱的轴心平行地设置能量吸收部件，利用伴随二次碰撞时的支撑托架17的位移而产生的紧固杆的位移，使能量吸收部件塑性变形来吸收冲击。但是，在这些构造中，能量吸收部件大型化，从而无法避免成本变高。

专利文献5所记载的构造中，在后侧的内管柱固定限位部件，并且使设于限位部件的阻止位移用突部与固定于前侧的外管柱的螺栓对置。在从螺栓对阻止位移用突部施加规定值以上的载荷的情况下，使阻止位移用突部变形来吸收冲击。并且，专利文献6所记载的构造中，在后侧的内管柱设置有连结板(web)，并且在前侧的外管柱固定有紧固螺栓。连结板与紧固螺栓碰撞，来作为能量吸收部件发挥功能。在这些构造中，内管柱配置于后侧，外管柱配置于前侧。一般而言，内管柱以及外管柱中，在接近方向盘的一侧(后侧)的一方，设置构成方向盘锁定装置的锁定部件。专利文献5以及6所记载的构造中，当在后侧的内管柱设有锁定部件的情况下，需要缩短冲击吸收的行程，以便当内管柱伴随二次碰撞而向前侧移动时，锁定部件不与外管柱干涉，从而有不满足所希望的能量吸收的要求的可能性。因此，优选内管柱配置于前侧，外管柱配置于后侧。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开昭63-046972号公报

专利文献2：日本特开平10-29544号公报

专利文献3：日本专利第5293825号公报

专利文献4：日本实开平5-75057号公报

专利文献5：日本特开2005-75250号公报

专利文献6：国际公开第2015/104214号公报

发明内容

发明所要解决的课题

鉴于上述那样的状况，本发明是为了在有限的空间内实现获得低成本且更优异的性能的冲击吸收式转向装置的构造而完成的。

用于解决课题的方案

本发明的冲击吸收式转向装置具备：

内管柱，其以前后位置被限制了的状态配置于前侧；

外管柱，其外嵌于上述内管柱的后部，利用沿轴向设于作为与上述内管柱嵌合的嵌合部的前部的狭缝，能够扩大、缩小上述前部的直径；

转向轴，其将外轴和内轴以能够收缩全长的方式组合而成，旋转自如地支撑于由上述内管柱和上述外管柱构成的转向管柱的内径侧，并使后端部比上述外管柱的后端开口更向后方突出；

转向盘，其支撑于上述转向轴；

一对被夹持壁部，其设置在上述外管柱的前部且从左右两侧夹着上述狭缝的位置；

一对前后方向长孔，其形成于上述一对被夹持壁部的相互匹配的位置；

支撑托架，其是具有左右一对夹持板部以及相对于车体支撑上述一对夹持板部的安装板部的支撑托架，上述安装板部相对于车体支撑为能够基于在二次碰撞时受到的冲击载荷而向前方脱落；

一对上下方向长孔，其形成于上述一对夹持板部的与上述一对前后方向长孔匹配的部分；

紧固杆，其插通于上述一对前后方向长孔和上述一对上下方向长孔；

固定机构，其扩大、缩小设于上述紧固杆的两端部的一对按压部的间隔，并且在上述间隔的收缩时缩小上述外管柱的上述前部的上述直径，使上述外管柱的前部内周面与上述内管柱的后部外周面摩擦卡合；以及

能量吸收部件，其在二次碰撞时吸收从上述转向盘施加于上述外管柱的冲击能量，

上述能量吸收部件固定于上述内管柱的外周面，沿前后方向延伸而进入上述外管柱的上述狭缝的内侧，

在二次碰撞时，上述紧固杆与上述外管柱一起向前方位移，由此上述能量吸收部件一边从上下方向被上述紧固杆以及上述内管柱限制，一边被上述紧固杆压扁来产生冲击吸收载荷。

并且，优选在上述能量吸收部件的上表面设有切口。

并且，优选上述切口形成于上述能量吸收部件的上表面的左右方向中央。

并且，优选上述切口的左右方向宽度随着朝向前后方向而变化。

并且，优选上述切口的左右方向宽度随着朝向前侧而变小。

并且，优选在上述内管柱的外周面，形成有用于安装上述能量吸收部件的安装孔，上述能量吸收部件具有：导向部，其与上述安装孔卡合；以及钩部，其勾挂于上述内管柱的内表面，防止上述能量吸收部件从上述安装孔脱落。

并且，优选上述能量吸收部件一体地形成上述导向部以及上述钩部。

并且，优选上述能量吸收部件设置面呈圆弧形状，以此来设置于上述内管柱的外周面。

并且，优选在上述外管柱的前端，设有供上述能量吸收部件在其内侧插通的桥接件，伴随二次碰撞而向前方位移的上述外管柱的上述桥接件一边对上述能量吸收部件进行导向一边使上述能量吸收部件位移。

并且，优选在上述能量吸收部件与上述紧固杆之间沿前后方向设有间隙，以便上述支撑托架的上述安装板部基于在二次碰撞时受到的冲击载荷而向前方脱落时的载荷与上述能量吸收部件被上述紧固杆压扁时的载荷不重叠。

优选上述能量吸收部件由黄铜构成。

发明的效果

根据如上述那样构成的本发明的冲击吸收式转向装置，在有限的空间内获得低成本且更优异的性能。

首先，能量吸收部件以进入外管柱的狭缝的内侧、且配置于紧固杆与内管柱之间的方式固定于内管柱的外周面。由此，在外管柱的轴向上能够相互串联配置，从而能够防止或者减少在二次碰撞时对外管柱施加的摆动方向上的力矩。而且，通过一边使外管柱的前部与内管柱的后部嵌合的嵌合部滑动，一边利用紧固杆使能量吸收部件塑性变形，能够稳定地进行二次碰撞时的冲击能量的吸收。因此，能够不阻碍设计的自由度地提高冲击吸收性能。

并且，为了吸收二次碰撞时的冲击能量，不仅利用外管柱的前部与内管柱的后部嵌合的嵌合部的摩擦阻力，还利用能量吸收部件的塑性变形，从而能够使吸收冲击能量的性能稳定且容易，并且也能够容易进行吸收性能的调整。另外，通过将能量吸收部件卡扣固定于内管柱的安装孔，不需要为了设置能量吸收部件而使用复杂的固定方法。因此，能够抑制伴随设置能量吸收部件而产生的成本上升。

附图说明

图1是以从侧面观察的状态示出本发明的实施方式的侧视图。

图2是图1的A-A剖视图。

图3是以从上方观察的状态示出本发明的实施方式的俯视图。

图4是切掉支撑托架的一部分而以从上方观察的状态示出用于调节外管柱的前后位置以及上下位置的机构部分的分解立体图。

图5是图1的B-B剖视图。

图6是示出能量吸收部件和内管柱的分解立体图。

图7是图5的局部放大图。

图8是示出能量吸收部件的上方立体图。

图9的(a)是示出能量吸收部件的详细结构的俯视图，(b)是其侧视图，(c)是其仰视图。

图10是示出能量吸收部件和内管柱的侧视图。

图11是示出能量吸收部件的变形例的俯视图。

图12的(a)是示出能量吸收部件的实施例的俯视图，(b)是从后侧观察的图。

图13是示出紧固杆的行程量与吸收载荷的关系的线图。

图14是示出至今公知的转向装置的一个例子的局部切断侧视图。

图15是以从前上方观察的状态示出现有的冲击吸收式转向装置的一个例子的立体图。

图16是现有的冲击吸收式转向装置的一个例子的剖视图。

图17是省略车体侧托架来示出现有的冲击吸收式转向装置的一个例子的图，且是与图15相同的图。

图18是以从后下方观察支撑托架的状态示出现有的冲击吸收式转向装置的一个例子的立体图。

图19的(A)是设置有至今公知的能量吸收部件的转向管柱的局部侧视图，(B)是(A)的c-c剖视图。

图20的(A)是通常时的状态下的图19的(A)的d-d剖视图，(B)是产生二次碰撞后的状态下的图19的(A)的d-d剖视图。

具体实施方式

根据图1～图9对本发明的实施方式的一个例子进行说明。本例的冲击吸收式转向装置具备：内管柱14a；外管柱13a；转向轴5b；一对被夹持壁部11a、11a；分别为第一通孔的一对前后方向长孔28、28；支撑托架10a；分别为第二通孔的一对上下方向长孔26a、26b；紧固杆27a；以及能量吸收部件36a。

内管柱14a以被限制了前后位置的状态、即、即使在二次碰撞时也不会向前方位移的状态配置于比外管柱13a更靠前侧的位置。具体而言，内管柱14a的前端部结合固定于收纳有构成电动式助力转向装置40的减速机等构成部件的壳体41的后端部。壳体41例如通过铝合金的压铸成形来制成，在后壁部形成有用于使转向轴5b的前端部插通的通孔。而且，在该通孔的周缘部，朝向后方突出形成有圆筒壁部。内管柱14a的前端部过盈配合地外嵌于上述圆筒壁部，并且前端缘抵接于后壁部等，由此内管柱14a的前端部相对于壳体41结合固定。内管柱14a整体呈圆管状，并在外周面中的中央部分的上表面形成有在轴向上较长的安装孔52，来用于安装能量吸收部件36a。

外管柱13a例如通过铝合金的压铸成形来一体地制成。而且，外管柱13a的前部外嵌于内管柱14a的后部。而且，外管柱13a以及内管柱14a构成能够伸缩的转向管柱6c。本例的情况下，使外管柱13a的内周面与内管柱14a的外周面抵接。并且，该状态下，能够进行外管柱13a相对于内管柱14a的前后位置的调节以及固定。为此，在外管柱13a中的作为与内管柱14a嵌合的嵌合部的前部沿轴向设有狭缝43，能够使该前部的直径弹性地扩大、缩小。外管柱13a的能够使直径扩大、缩小的前部外嵌于内管柱14a的后部，并能够基于相对于内管柱14a的轴向的位移来调节前后位置。

转向轴5b通过使在构成后半部的外轴44的前半部内周面形成的凹花键齿、与在构成前半部的内轴45的后半部外周面形成的凸花键齿花键卡合，来使全长能够伸缩地组合而成。而且，在凸花键齿和凹花键齿中的至少一个齿的表面，形成有聚酰胺树脂(尼龙)，聚四氟乙烯树脂(PTFE)、聚甲醛树脂等摩擦系数较低的合成树脂制的涂层。因此，外轴44和内轴45组合为能够传递转矩且以较轻的力就能够伸缩。这样的转向轴5b能够自由旋转地支撑于转向管柱6c的内径侧。具体而言，利用单列深沟球型轴承那样的能够支撑径向载荷以及轴向载荷的滚动轴承，将外轴44的靠近中间部后端的部分以仅能够自由旋转的方式支撑于外管柱13a的后端部的内径侧。因此，外轴44伴随外管柱13a的轴向移动而移动，从而转向轴5b伸缩。

两被夹持壁部11a、11a和外管柱13a一体地设于外管柱13a的前部的上表面的从左右两侧夹着狭缝43的位置。而且，在两被夹持壁部11a、11a的相互匹配的位置，分别沿外管柱13a的轴向形成有两前后方向长孔28、28。

支撑托架10a具有左右一对夹持板部25c、25d以及安装板部46。两夹持板部25c、25d以及安装板部46分别通过对碳钢板等具有足够的强度以及刚性的金属板实施冲压加工来制成，并相互通过焊接等而卡合固定，从而构成支撑托架10a。两夹持板部25c、25d从左右两侧对设于外管柱13a的上表面的两被夹持壁部11a、11a进行夹持。并且，安装板部46经由两被夹持壁部11a、11a相对于车体支撑外管柱13a，并且在二次碰撞时允许外管柱13a向前方位移。因此，与上述的图10～图14所示的现有的构造相同，在分别形成于安装板部46的左右两端部的一对切口21a、21a分别设置有密封容器22a、22a，并且密封容器22a、22a设为能够基于在二次碰撞时施加的冲击载荷而脱落。

并且，两上下方向长孔26a、26b是以设于壳体41的前上方部分的支撑管17a的中心轴作为其中心的局部圆弧状，且形成于两夹持板部25c、25d中的与两前后方向长孔28、28的长度方向上的一部分匹配的部分。而且，紧固杆27a在两前后方向长孔28、28和两上下方向长孔26a、26b插通。在紧固杆27a的靠近中间部前端的部分(图2、图4的靠右部分)，从紧固杆27a的靠近中央位置起依次外嵌有伸缩间隔物48、复位弹簧65、倾斜间隔物47、多片式板片70、垫圈49、以及推力轴承50。而且，利用螺纹固定于紧固杆27a的前端部的螺母51，来防止这些各部件从紧固杆27a脱出。并且，螺母51在螺纹固定于必要部位后，通过使任一部分填缝变形，来实现防止松动。

另一方面，在紧固杆27a的靠近中间部基端的部分(图2、图4的靠左部分)，从紧固杆27a的靠近中央位置起依次外嵌有伸缩间隔物48、复位弹簧65、倾斜间隔物47a、以及多片式板片70。另外，在紧固杆27a的基端部侧，设有由驱动侧凸轮30a和被驱动侧凸轮31a构成的凸轮装置32a。本例的情况下，被驱动侧凸轮31a和螺母51相当于权利要求书所记载的一对按压部。凸轮装置32a利用调节杆33a对驱动侧凸轮30a进行旋转驱动，从而能够扩大、缩小被驱动侧凸轮31a与螺母51的距离。被驱动侧凸轮31a以能够进行沿该上下方向长孔26b的位移(升降)、且被阻止旋转的状态从夹持板部25d的外侧面侧卡合于上下方向长孔26b。当对转向盘1的位置进行调节时，通过使调节杆33a向下方转动，来扩大被驱动侧凸轮31a与螺母51的距离。该距离扩大的结果，两夹持板部25c、25d的内侧面与包括两被夹持壁部11a、11a在内的外管柱13a的左右两侧面的抵接压力降低或者丧失。同时，外管柱13a的前部的直径弹性地扩大，从而该外管柱13a的前部内周面与内管柱14a的后部外周面的抵接压力降低。

因此，该状态下，以紧固杆27a在两上下方向长孔26a、26b以及两前后方向长孔28、28内能够位移的范围使外管柱13a位移。而且，对转向盘1的位置、即前后方向位置和上下方向位置中的至少一方进行调节，该转向盘1在能够自由旋转地支撑在外管柱13a内的外轴44的后端部支撑固定。在进行该调节作业的期间，和外管柱13一起升降的部分的重量由分别是拉伸弹簧的平衡弹簧35a支撑，该平衡弹簧35a设于壳体41与构成支撑托架10a的安装板部46之间。因此，在进行转向盘1的位置的调节时，驾驶员也不需要承担全部重量。在使该转向盘1移动至所希望的位置后，使调节杆33a向上方转动，来缩小被驱动侧凸轮31a与螺母51的距离。其结果，两夹持板部25c、25d的内侧面与外管柱13a的左右两侧面的抵接压力、以及该外管柱13a的前部内周面与内管柱14a的后部外周面的抵接压力变高，从而外管柱13a的位置被固定于所希望的位置。

此时，通过在外管柱13a的前方端设置桥接件42，来使两夹持板部25c、25d的前端部不会过度挠曲。即，由于狭缝43处于前端敞开的状态，所以与接近狭缝43的基点的两夹持板部25c、25d的后端侧相比，远离狭缝43的基点的前端部更容易挠曲。而且，在两前后方向长孔28、28的前端和后端处，两夹持板部25c、25d的反作用力不同。其结果，因转向盘1的前后方向位置不同而调节杆33a的操作力产生差异。通过设置关闭狭缝43的前端的桥接件42，能够缩小该调节杆33a的操作力所产生的差异。

另外，作为本例的特征部分的能量吸收部件36a在外管柱13a的狭缝43内从紧固杆27a的轴向中间部起朝向电动式助力转向装置40的壳体41的后端面延伸。能量吸收部件36a例如由非铁金属、合成树脂等构成，具有所希望的(适于吸收冲击能量的)强度以及刚性。作为非铁金属，例如可以举出轻金属、贵金属、贱金属、合金等，具体而言可以举出黄铜或铝、镁、钛等。作为合成树脂，可以举出聚酰胺树脂(尼龙)、聚四氟乙烯树脂(PTFE)、聚甲醛树脂(POM)等摩擦系数较低的合成树脂。

并且，能量吸收部件36a如图8～图9所示地一体地形成有在吸收能量时能够塑性变形的吸收部55、以及与内管柱14a的安装孔52卡合的导向部54、钩部53。即，能量吸收部件36a整体一体地形成。能量吸收部件36a的导向部54与设于内管柱14a的外周面中的中央部分的上表面的安装孔52卡合。并且，导向部54沿管柱轴向较长地形成，以便在吸收二次碰撞的能量时，不会相对于内管柱14a在圆周方向以及轴向上变形、脱落。并且，钩部53构成为，在卡合于内管柱14a的安装孔52后，钩部53的前端勾挂于内管柱14a的内表面，从而能量吸收部件36不会从安装孔52脱落。其中，若能够防止脱落，则也能够变更钩部53的方向、形状。这样，能量吸收部件36a相对于内管柱14a以被限制了状态被固定，以便在通常时当然不会相对位移，在二次碰撞时也不会相对位移。并且，如图1以及图6所示，在内管柱14a的外周面中的后侧端部的上表面，设有在前后方向上与能量吸收部件36a对置的限位部57。限位部57在前后方向上与能量吸收部件36a抵接，或者在前后方向上与能量吸收部件36a经由微小的距离而对置。利用限位部57，来防止能量吸收部件36a相对于内管柱14a向前方相对位移。并且，能量吸收部件36a的设置面呈圆弧形状，以此来设置于内管柱14a的外周面。

并且，在能量吸收部件36a的上表面的吸收部55形成有切口56。本例的情况下，通过设置切口56，能够调整吸收部55的宽度，从而能够调整能量吸收量。另外，通过将切口56配置于左右方向中央，即通过相对于左右方向中央形成为对称，从而在吸收部55被紧固杆27a压扁时，能量吸收部件36a能够保持平衡以便不会从圆筒形状的内管柱14a脱落。切口56的左右方向宽度尺寸也能够根据所需要的能量吸收性能而随着朝向前后方向适当地变化。例如，本例的切口56设置在从能量吸收部件36a的上表面的后端部至中央部附近。而且，切口56具有：设于能量吸收部件36a的后端部、且左右方向宽度恒定的第一恒定宽度部56a；与第一恒定宽度部56a连接、且随着朝向前侧而左右方向宽度变小的第一前端尖细部56b；与第一前端尖细部56b连接、且左右方向宽度恒定的第二恒定宽度部56c；以及与第二恒定宽度部56c连接、且随着朝向前侧而左右方向宽度变小的第二前端尖细部56d。这样，若将切口56的左右方向宽度尺寸设为随着朝向前侧而变小，则能够增大伴随二次碰撞的进行而吸收的冲击能量，从而作为冲击吸收式转向装置获得优选的性能。

此外，切口56的形状并不限定于上述的形状，能够根据所希望的能量吸收性能而应用任意的形状。例如，切口56也可以如图11所示地形成为从能量吸收部件36a的后端部遍及至前端部。该例中也相同，切口56配置于能量吸收部件36a的上表面的左右方向中央，即相对于左右方向中央形成为对称。并且，该切口56的左右方向宽度尺寸随着朝向前侧而变小。更具体而言，切口56具有：设于能量吸收部件36的后端部、且左右方向宽度恒定的第一恒定宽度部56a；与第一恒定宽度部56a连接、且随着朝向前侧而左右方向宽度变小的第一前端尖细部56b；以及与第一前端尖细部56b连接并延伸至能量吸收部件36的前端部、且左右方向宽度恒定的第二恒定宽度部56c。切口56在应用了图11所示的形状的情况下，也能够起到与应用图8所示的形状的情况相同的效果。

具有上述那样的结构的能量吸收部件36a如上述那样地固定于内管柱14a的外周面并沿前后方向延伸，而进入构成可伸缩机构的外管柱13a的狭缝43的内侧。在从左右夹着狭缝43的位置配置两被夹持壁部11a、11a，并在两被夹持壁部11a、11a配置插通于两前后方向长孔28、28的紧固杆27a。该状态下，如图7以及图10所示，能量吸收部件36a的上表面的吸收部55配置于比紧固杆27a的轴的底部更高的位置。由此，能量吸收部件36a与紧固杆27a以规定的交叠量A在上下方向上重叠。吸收部55的高度尺寸也能够根据所需要的能量吸收性能而适当地变化。例如，若升高吸收部55的高度尺寸，则能够增大伴随二次碰撞而吸收的冲击能量，若降低，则能够缩小伴随二次碰撞而吸收的冲击能量。并且，也可以通过使吸收部55的高度尺寸处于比紧固杆27a的轴的底部更低的位置，来不进行冲击能量的吸收。通过在能量吸收部件36a的轴向上局部地应用该特性，例如考虑密封容器22a、22a从两切口21、21脱出时的载荷，也能够调整为伴随二次碰撞而吸收的冲击能量不会超过需要地变高。

并且，如图10所示，在能量吸收部件36a与紧固杆27a之间沿前后方向设置间隙C。该间隙C被设定为，支撑托架的10a的安装板部46基于在二次碰撞时受到的冲击载荷而向前方脱落时的载荷(密封容器22a的脱离载荷)与能量吸收部件36a被紧固杆27a压扁时的载荷不重叠。由此，防止在二次碰撞初始对驾驶员赋予过大的载荷。

对于具有上述那样的结构且在紧固杆27a与内管柱14a之间组装的能量吸收部件36a而言，伴随二次碰撞的进行而使吸收部55塑性变形。即，紧固杆27a伴随二次碰撞而和外管柱13a一起向前方位移，与此相对，内管柱14a以及能量吸收部件36a停止于该状态下的位置。因此，能量吸收部件36a沉入紧固杆27a与内管柱14a之间，一边从上下方向被紧固杆27a以及内管柱14a限制，一边利用紧固杆27a来缓缓压扁吸收部55。此时，基于能量吸收部件36a的塑性变形，对从转向盘1经由外轴44以及外管柱13a而传递至紧固杆27a的冲击能量进行吸收。在这种情况下，切口56配置于能量吸收部件36a的左右方向中心部，设置面呈半径R的圆弧形状以此来设置于内管柱14a的外周面，从而不会从圆筒状的内管柱14a脱落，能够稳定地进行基于吸收部55的塑性变形的能量吸收。

并且，在本例的构造的情况下，能量吸收部件36a固定于内管柱14a，沿前后方向延伸而进入构成可伸缩机构的外管柱13a的狭缝43的内侧。并且，能量吸收部件36a一体地形成有钩部53、导向部54，吸收部55以及切口56。由此，在本例的构造的情况下，为了配置能量吸收部件36a，不需要特别的部件就能够在有限的空间内配置，并实现冲击吸收性能的提高。另外，利用基于这些吸收部55的塑性变形的能量吸收，并通过缩小在该塑性变形时产生的摩擦力，能够稳定地进行能量吸收。

并且，能量吸收部件36a配置于构成可伸缩机构的外管柱13a的狭缝43的内侧。因此，为了避免能量吸收部件36a与设于外管柱13a的前方端的桥接件42干涉，配置为能量吸收部件36a在桥接件42的内侧(内管柱14a侧)插通。

由此，伴随二次碰撞而向前方位移的外管柱13a的桥接件42一边对能量吸收部件36a进行导向一边使之位移，由此能量吸收部件36a不会在圆筒状的内管柱14a上沿圆周方向脱落。由此，能够稳定地进行基于吸收部55的塑性变形的能量吸收。

并且，在二次碰撞时，能量吸收部件36a从上下方向被紧固杆27a以及内管柱14a限制。另外，能量吸收部件36a利用钩部53以及导向部54而相对于内管柱14a固定为无法相对移动。并且，利用内管柱14a的限位部57，来防止能量吸收部件36a相对于内管柱14a向前方相对位移。这样，能够抑制能量吸收部件36的位移，从而能够实现稳定的能量吸收。

并且，与专利文献5以及6不同，内管柱14a配置于前侧，外管柱13a配置于后侧，从而能够延长冲击吸收的行程，进而能够满足所希望的能量吸收的要求。

(实施例)

为了调查能量吸收部件36a的材质对能量吸收载荷产生的影响，变更能量吸收部件36a的材质并解析了使紧固杆27a接触能量吸收部件36a而压扁的长度(行程量)与吸收载荷的关系。

解析所使用的能量吸收部件36a具有与图8以及图9所示的结构相同的结构，各部分的尺寸如图12所示那样。并且，能量吸收部件36a与紧固杆27a的在上下方向上的交叠量A(参照图10)为1mm。此处，为了使能量吸收部件36a与紧固杆27a相互顺利地接触，紧固杆27a在比其中心更靠下侧处与能量吸收部件36a交叠。并且，作为能量吸收部件36a的材质，使用了日本工业标准JIS K 6899-1：2006中POM-GF25所示的合成树脂、日本工业标准JISH 40002014中A5052所示的铝、以及日本工业标准JIS H 3100 2012中C2600所示的黄铜这三种。这三种的材料的特性在表1中示出。

[表1]

图13示出解析结果。对于任一材料，趋势均一致，即：随着行程量增加、即随着切口56的左右方向宽度变小，吸收载荷变大。对于吸收载荷而言，黄铜最大，铝次之，合成树脂最小。认为因材料不同而吸收载荷存在差异是基于拉伸强度以及伸长率等的形变能量的差异所导致的。POM-GF25的拉伸强度较小从而形变能量较小，但黄铜的拉伸强度较大从而形变能量较大。因此，在需要更大的吸收载荷的情况下，作为能量吸收部件36a的材料，优选采用黄铜。并且，作为能量吸收部件36a的材料，能够适当地使用与黄铜相比拉伸强度、伸长率同等的其它材料。

产业上的可利用性

在上述的实施方式中，对将本发明应用于具备用于调节转向盘的前后位置的可伸缩机构、以及用于调节上下位置的倾斜机构双方的机构的构造的情况进行了说明。但是，关于应用本发明的冲击吸收式转向装置，也能够利用仅具备可伸缩机构和倾斜机构中任一个机构的构造来实施。另外，也能够利用既不具备可伸缩机构也不具备倾斜机构、即不具备转向盘的位置调节装置的构造来实施。例如，在利用仅具备可伸缩机构的构造来实施的情况下，根据图示的实施方式，将形成于夹持板部25c、25d的通孔设为仅能够插通紧固杆27a的简单的圆孔，来代替上下方向长孔26a、26b。并且，在利用仅具备倾斜机构的构造来实施的情况下，根据图示的实施方式，将形成于两被夹持壁部11a、11a的孔设为仅能够插通紧固杆27a的简单的圆孔，来代替前后方向长孔28、28。另外，在利用不具备位置调节装置的构造来实施的情况下，将上下方向长孔26a、26b、前后方向长孔28、28的每一个都设为简单的圆孔。在利用这样的不具备位置调节装置的构造来实施的情况下，也能够将紧固杆设为螺栓，将一对按压部设为该螺栓的头部、以及螺纹结合于该螺栓的螺母。该情况下，该螺母亦是一个按压部，并且也是固定机构。

本申请基于在2014年11月10日申请的日本专利申请2014-227837，在此引用其内容作为参照。

符号的说明

1—转向盘，2—转向齿轮单元，3—输入轴，4—横拉杆，5、5a、5b—转向轴，6、6a、6b、6c—转向管柱，7—万向接头，8—中间轴，9—万向接头，10、10a—支撑托架，11、11a—被夹持壁部，12—车体侧托架，13、13a—外管柱，14、14a—内管柱，15—电动马达，16—壳体，17、17a—支撑管，18—顶板，19a、19b—侧板，20—结合板部，21、21a—切口，22、22a—密封容器，23—通孔，25a、25b、25c、25d—夹持板部，26、26a、26b—上下方向长孔，27、27a—紧固杆，28—前后方向长孔，29—凸缘部，30、30a—驱动侧凸轮，31、31a—被驱动侧凸轮，32、32a—凸轮装置，33、33a—调节杆，34—卡定部，35、35a—平衡弹簧，36、36a—能量吸收部件，37—车体，38—支撑销，39—保持外壳，40—电动式助力转向装置，41—壳体，42—桥接件，43—狭缝，44—外轴，45—内轴，46—安装板部，47、47a—倾斜间隔物，48—伸缩间隔物，49—垫圈，50—推力轴承，51—螺母，52—安装孔，53—钩部，54—导向部，55—吸收部，56—切口，56a—第一恒定宽度部，56b—第一前端尖细部，56c—第二恒定宽度部，56d—第二前端尖细部，57—限位部，60—间隔物，65—复位弹簧，70—多片式板片。

Claims (13)

1.一种冲击吸收式转向装置，具备：

内管柱，其以前后位置被限制了的状态配置于前侧；

外管柱，其外嵌于上述内管柱的后部，利用沿轴向设于作为与上述内管柱嵌合的嵌合部的前部的狭缝，能够扩大、缩小上述前部的直径；

转向轴，其将外轴和内轴以能够收缩全长的方式组合而成，旋转自如地支撑于由上述内管柱和上述外管柱构成的转向管柱的内径侧，并使后端部比上述外管柱的后端开口更向后方突出；

转向盘，其支撑于上述转向轴；

一对被夹持壁部，其设置在上述外管柱的前部且从左右两侧夹着上述狭缝的位置；

一对前后方向长孔，其形成于上述一对被夹持壁部的相互匹配的位置；

支撑托架，其是具有左右一对夹持板部以及相对于车体支撑上述一对夹持板部的安装板部的支撑托架，上述安装板部相对于车体支撑为能够基于在二次碰撞时受到的冲击载荷而向前方脱落；

一对上下方向长孔，其形成于上述一对夹持板部的与上述一对前后方向长孔匹配的部分；

紧固杆，其插通于上述一对前后方向长孔和上述一对上下方向长孔；

固定机构，其扩大、缩小设于上述紧固杆的两端部的一对按压部的间隔，并且在上述间隔的收缩时缩小上述外管柱的上述前部的上述直径，使上述外管柱的前部内周面与上述内管柱的后部外周面摩擦卡合；以及

能量吸收部件，其在二次碰撞时吸收从上述转向盘施加于上述外管柱的冲击能量，

上述冲击吸收式转向装置的特征在于，

上述能量吸收部件固定于上述内管柱的外周面，沿前后方向延伸而进入上述外管柱的上述狭缝的内侧，

在二次碰撞时，上述紧固杆与上述外管柱一起向前方位移，由此上述能量吸收部件一边从上下方向被上述紧固杆以及上述内管柱限制，一边被上述紧固杆压扁来产生冲击吸收载荷。

2.根据权利要求1所述的冲击吸收式转向装置，其特征在于，

上述能量吸收部件在上表面设有切口。

3.根据权利要求2所述的冲击吸收式转向装置，其特征在于，

上述切口形成于上述能量吸收部件的上表面的左右方向中央。

4.根据权利要求2所述的冲击吸收式转向装置，其特征在于，

上述切口的左右方向宽度随着朝向前后方向而变化。

5.根据权利要求3所述的冲击吸收式转向装置，其特征在于，

上述切口的左右方向宽度随着朝向前后方向而变化。

6.根据权利要求4所述的冲击吸收式转向装置，其特征在于，

上述切口的左右方向宽度随着朝向前侧而变小。

7.根据权利要求5所述的冲击吸收式转向装置，其特征在于，

上述切口的左右方向宽度随着朝向前侧而变小。

8.根据权利要求1～7任一项中所述的冲击吸收式转向装置，其特征在于，

在上述内管柱的外周面，形成有用于安装上述能量吸收部件的安装孔，

上述能量吸收部件具有：导向部，其与上述安装孔卡合；以及钩部，其勾挂于上述内管柱的内表面，防止上述能量吸收部件从上述安装孔脱落。

9.根据权利要求8所述的冲击吸收式转向装置，其特征在于，

上述能量吸收部件一体地形成上述导向部以及上述钩部。

10.根据权利要求1～7任一项中所述的冲击吸收式转向装置，其特征在于，

上述能量吸收部件的设置面呈圆弧形状，以此来设置于上述内管柱的外周面。

11.根据权利要求1～7任一项中所述的冲击吸收式转向装置，其特征在于，

在上述外管柱的前端，设有供上述能量吸收部件在其内侧插通的桥接件，

伴随二次碰撞而向前方位移的上述外管柱的上述桥接件一边对上述能量吸收部件进行导向一边使上述能量吸收部件位移。

12.根据权利要求1～7任一项中所述的冲击吸收式转向装置，其特征在于，

在上述能量吸收部件与上述紧固杆之间沿前后方向设有间隙，以便上述支撑托架的上述安装板部基于在二次碰撞时受到的冲击载荷而向前方脱落时的载荷与上述能量吸收部件被上述紧固杆压扁时的载荷不重叠。

13.根据权利要求1～7任一项中所述的冲击吸收式转向装置，其特征在于，

上述能量吸收部件由黄铜构成。