CN112278064A - 转向柱装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种转向柱装置，其能够通过能量吸收机构防止能量吸收后的上管相对于下管的旋转。转向柱装置(1)具备：下管(12)，其安装于车身；上管(13)，其相对于下管(12)能够沿车身前后方向移动地设置；以及筒形状的止动器(14)，其介于下管(12)与上管(13)之间。另外，转向柱装置(1)具备配置于下管(12)与上管(13)之间的能量吸收机构(20)。能量吸收机构(20)具有：长孔(43)，其设于下管(12)；限制部(46)，其设于止动器(14)，且配置于长孔(43)内；以及限制突起(51)，其设于上管(13)，位于比限制部(46)靠车身后方，且配置于长孔(43)内。

Description

转向柱装置
技术领域
本发明涉及一种转向柱装置。
背景技术
转向柱装置具备：固定于车身，且具有一对侧壁部的车身安装支架；以及在一对侧壁部之间沿着车身前后方向配设的转向柱(参照专利文献1)。车身安装支架的一对侧壁部将转向柱支撑为能够沿倾斜方向及伸缩方向移动。转向柱构成为具有支撑方向盘的上管和以覆盖上管的外周的方式设置的下管。另外，在下管与上管之间设有能量吸收机构。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2017－30476号公报
发明内容
发明所要解决的课题
在专利文献1的转向柱装置中，能够利用能量吸收机构的限制突起防止通常时的上管相对于下管的旋转。但是，在专利文献1的转向柱装置中，能量吸收机构不具有能量吸收后的上管相对于下管的旋转防止功能。
因此，本发明的目的在于提供一种转向柱装置，能够利用能量吸收机构防止能量吸收后的上管相对于下管的旋转。
用于解决课题的方案
本发明的一方案的转向柱装置具备：下管，其安装于车身；上管，其相对于下管能够沿车身前后方向移动地设置；以及筒形状的止动器，其介于下管与上管之间。另外，转向柱装置具备配置于下管与上管之间的能量吸收机构。能量吸收机构具有：长孔，其在下管沿着车身前后方向设置；限制部，其设于止动器，且配置于长孔内；以及限制突起，其设于上管，位于比限制部靠车身后方，并配置于长孔内。就限制部而言，在上管朝向车身前方受到冲击负载时，被限制突起挤压，且因限制突起而断裂。
发明效果
根据本发明的一方案的转向柱装置，能够利用能量吸收机构防止能量吸收后上管相对于下管的旋转。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式的转向柱装置的概略立体图。
图2是表示本发明的实施方式的转向柱装置的概略分解立体图。
图3是能量吸收机构的概略侧视剖视图。
图4是能量吸收机构的概略立体图，表示通常时的状态。
图5是能量吸收机构的概略立体图，表示能量吸收后的状态。
图中：
1—转向柱装置，12—下管，13—上管，14—止动器，20—能量吸收机构，43—长孔(伸缩长孔)，45—大宽度部，46—限制部，51—限制突起。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行详述。
此外，在附图中，箭头FR表示车身前后方向中的车身前方侧，箭头RR表示车身前后方向中的车身后方侧。
图1所示的本实施方式的转向柱装置1是手动式的。另外，如图1所示，转向柱装置1具备：固定于车身的车身安装支架2；以及能够沿车身上下方向摆动(能够调整倾斜位置)地支撑于车身安装支架2的转向柱3。
如图2所示，车身安装支架2构成为具有装配支架4和调整支架5。装配支架4具备固定于车身的顶面(未图示)的固定部6。调整支架5具有与装配支架4的连结部7和从连结部7垂下的一对侧壁部8、8，且形成为倒U字状。在各侧壁部8开设有规定沿着车身上下方向(倾斜方向)的倾斜位置调整范围的长孔(倾斜长孔)11。倾斜长孔11由以未图示的轴支承承接部为中心的圆弧状的长孔构成。
转向柱3主要由配设于一对侧壁部8、8之间的下管12和相对于下管12可沿车身前后方向移动(可调整伸缩位置)地支撑的上管13构成。在转向柱3设有将车身安装支架2、下管12以及上管13一体紧固的锁定机构10。
下管12在前端侧部分具备轴支承承接部(未图示)，通过将轴支承承接部支承于车身，从而下管12的后端侧部分沿车身上下方向摆动。另外，下管12为金属制，形成为筒形状，且在其筒内方配设有形成为筒状的合成树脂制的止动器14。该止动器14也称为伸缩导向件，在本实施方式中形成为下部开放的截面为C字状。另外，在止动器14的后端侧部分形成有用于相对于下管12的定位的凸缘部(凸边部)15。
而且，在下管12及止动器14的筒内方沿筒轴向插入有形成为筒形状的金属制的上管13。由此，上管13相对于下管12可沿筒轴向移动地被支撑，并且在下管12与上管13之间介有止动器14。
此外，在下管12的前端侧部分安装有环状的套盖16，在上管13的后端侧部分安装有转向柱轴承17及转向锁定支架18。
另外，在下管12的外周安装有间隔支架21。下管12通过将间隔支架21夹持于一对侧壁部8、8之间而保持于任意的倾斜位置。
间隔支架21构成为具有沿车身上下方向延设的一对滑动接触壁22、22。另外，各滑动接触壁22的上缘部固定于下管12的外周。而且，在各滑动接触壁22设有圆孔23，该圆孔23供后述的操作轴32插通。
在下管12、止动器14以及上管13的筒内方轴支承有转向柱轴24。
转向柱轴24由容纳于下管12内的中间轴24IMD和容纳于上管13内的上轴24UPR构成。中间轴24IMD和上轴24UPR通过花键连结。由此，构成为，中间轴24IMD和上轴24UPR绕轴一体旋转，且在轴向上，上轴24UPR相对于中间轴24IMD能够移动。
此外，在中间轴24IMD与上轴24UPR之间介有轴套25，在上轴24UPR的后端侧部分安装有键锁轴环26。
锁定机构10具备操作杆31、操作轴(倾斜螺栓)32、固定凸轮33、旋转凸轮34、螺母35以及杆限位器36。
操作轴32沿着车身宽度方向贯通一对侧壁部8、8的倾斜长孔11和一对滑动接触壁22、22的圆孔23，并且被支撑为绕轴转动自如。另外，就操作轴32而言，其一端侧端部由一端侧的侧壁部8及滑动接触壁22支撑。操作轴32的另一端侧端部在贯通另一端侧的侧壁部8及滑动接触壁22之后与螺母35螺纹结合，操作杆31、固定凸轮33以及旋转凸轮34被夹在螺母35与另一端侧的侧壁部8及滑动接触壁22之间。
固定凸轮33形成为其中心部分被操作轴32贯通的形状，且固定凸轮面面向操作杆31侧配置。另外，固定凸轮33配置为，固定凸轮面的背面侧嵌入倾斜长孔11内，不能绕操作轴32旋转，而且能够在倾斜长孔11内移动。在固定凸轮33的固定凸轮面沿其周向交替地形成有山部和谷部。
旋转凸轮34形成为其中心部分被操作轴32贯通的形状，且配置为旋转凸轮面面向固定凸轮33的固定凸轮面。另外，旋转凸轮34以与贯通的操作轴32一起绕操作轴32与操作杆31一体旋转的方式一体形成于操作杆31。在旋转凸轮34的旋转凸轮面沿其周向交替地形成有山部和谷部。
杆限位器36限制操作轴32与操作杆31的相对旋转。
在杆限位器36的一方侧端部形成有与操作轴32(螺母35)卡合的操作轴侧卡合部(第一卡合部)37，在杆限位器36的另一方侧端部形成有与操作杆31卡合的操作杆侧卡合部(第二卡合部)38。
杆限位器36的操作轴侧卡合部37由将螺母35可嵌合的两个六角孔互相错开90°相位重合而成的孔构成。通过使操作轴侧卡合部37相对于螺母35每旋转30°便嵌合，使杆限位器36相对于操作轴32(螺母35)卡合(固定)。
杆限位器36的操作杆侧卡合部38由以操作轴32为中心的圆弧状的长孔构成。通过使锁定螺栓41贯通操作杆侧卡合部38与设于操作杆31的螺纹孔42螺纹结合，能够使杆限位器36相对于操作杆31卡合(固定)。
另外，在转向柱装置1中，用于二次碰撞时的能量吸收的能量吸收机构20(参照图3及图4)配置于下管12与上管13之间。
图3及图4所示的能量吸收机构20也称为EA(Energy Absorption)负载发生单元。
如图3及图4所示，在下管12沿着车身前后方向设为长孔(伸缩长孔)43，在止动器14设有具有与长孔43大致相同的宽度的狭缝44。长孔43具有设于长孔43的车身前后方向的中途的大宽度部45。限制部46一体地形成于止动器14的前端侧部分，且配置于长孔43的大宽度部45内。为了在上管13朝向车身前方接受冲击负载时，后述的限制突起51被挤压至限制部46，且使限制部46因限制突起51而断裂，在该限制部46设有缺口部47。另一方面，后端侧限制部48一体地形成于止动器14的后端侧部分，且配置于长孔43内。
另一方面，在上管13的外周设有金属制的限制突起51，该限制突起51位于比限制部46靠车身后方，且配置于长孔43内。限制突起51例如由烧结金属粉末而成形的烧结部件构成。限制突起51具有配置于长孔43内且在吸收能量时相对于限制部46挤压的突起主体部52和从突起主体部52的上部向车身前方突出的突出部53。
通常时，随着上管13相对于下管12的移动，限制突起51在限制部46与后端侧限制部48之间在长孔43内沿着车身前后方向移动。因此，能量吸收机构20的限制突起51具有规定沿着车身前后方向(伸缩方向)的伸缩位置调整范围的功能。
此外，在下管12的内周设有限制能量吸收后的上管13相对于下管12的移动的限位器54(参照图2)。
接下来，对本实施方式的转向柱装置1的操作步骤进行说明。
为了将上管13固定于所希望的位置，首先，使上管13向倾斜方向(车身上下方向)和伸缩方向(车身前后方向)移动到所希望的位置，并对操作杆31向上方进行摆动操作。通过对操作杆31向上方进行摆动操作，操作轴32绕轴向紧固方向转动。
通过操作轴32向紧固方向转动，固定凸轮33的山部和旋转凸轮34的山部重叠，轴向尺寸扩大。由此，操作轴32被撑紧，间隔支架21的滑动接触壁22被夹持于一对侧壁部8、8之间，上管13保持在任意的位置。
另外，为了进行上管13的位置调整，解除下管12及上管13相对于车身安装支架2的紧固。为此，首先，对操作杆31向下方进行摆动操作。通过对操作杆31向下方进行摆动操作，操作轴32绕轴向紧固解除方向转动。
通过操作轴32向紧固解除方向转动，固定凸轮33的山部和旋转凸轮34的谷部重叠，轴向尺寸缩小。由此，操作轴32松动，一对侧壁部8、8之间的间隔扩大，侧壁部8与间隔支架21的滑动接触壁22的压接消除，上管13能够相对于车身安装支架2向倾斜方向和伸缩方向移动。
接下来，对转向柱装置1的二次碰撞时的作用进行说明。
二次碰撞时，当由于从驾驶员施加于方向盘的冲击负载而使上管13沿着轴向向前方移动时，由于该移动，设于上管13的外周的限制突起51被挤压至设于止动器14的限制部46。此时，限制部46从限制突起51受到预定以上的剪切力，限制部46的一部分断裂而从止动器14分离。如图5所示，从止动器14分离的限制部46与上管13一起向前方移动。通过该限制部46从止动器14的断裂，可吸收二次碰撞时的能量。
另外，当上管13沿着轴向向前方移动时，通过与止动器14的滑动阻力，也可吸收二次碰撞时的能量。由此，通过限制部46的断裂及上管13相对于止动器14的滑动阻力，可有效地吸收较大的能量。
以下，对本实施方式的作用效果进行说明。
(1)转向柱装置1具备：安装于车身的下管12；以及相对于下管12可沿车身前后方向移动地设置的上管13。另外，转向柱装置1具备：介于下管12与上管13之间的筒形状的止动器14；以及配置于下管12与上管13之间的能量吸收机构20。能量吸收机构20具有：在下管12沿着车身前后方向设置的长孔43；以及设于止动器14，且配置于长孔43内的限制部46。另外，能量吸收机构20具有限制突起51，该限制突起51设于上管13，位于比限制部46靠车身后方，且配置于长孔43内。就限制部46而言，在上管13朝向车身前方受到冲击负载时，被限制突起51挤压，且因限制突起51而断裂。
根据本实施方式的转向柱装置1，能够利用能量吸收机构20的限制突起51防止能量吸收后的上管13相对于下管12的旋转。
(2)长孔43具有设于长孔43的车身前后方向的中途的大宽度部45，限制部46一体形成于止动器14，且配置于长孔43的大宽度部45内。
通过将作为转向柱装置1的基本结构的长孔(伸缩长孔)43、限制突起51等用作能量吸收机构20的结构要素，能够减少能量吸收机构20的零件数量。
(3)构成限制部46的材料是树脂，构成限制突起51的材料是金属。
因此，限制部46通过限制突起51比较容易断裂，能够抑制产生的EA负载变得过大。另外，无需金属彼此的尺寸精度，能够由树脂容易地成形限制部46，因此制造容易，且能够降低加工成本。
另外，本发明的转向柱装置以上述的实施方式为例进行了说明，但不限于该实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内能够采用各种其它实施方式。

Claims (3)

1.一种转向柱装置，其特征在于，具备：
下管，其安装于车身；
上管，其相对于上述下管能够沿车身前后方向移动地设置；
筒形状的止动器，其介于上述下管与上述上管之间；以及
能量吸收机构，其配置于上述下管与上述上管之间，
上述能量吸收机构具有：
长孔，其在上述下管沿着车身前后方向设置；
限制部，其设于上述止动器，且配置于上述长孔内；以及
限制突起，其设于上述上管，位于比上述限制部靠车身后方，且配置于上述长孔内，
就上述限制部而言，在上述上管朝向车身前方受到冲击负载时，被上述限制突起挤压，且因上述限制突起而断裂。
2.根据权利要求1所述的转向柱装置，其特征在于，
上述长孔具有设于上述长孔的车身前后方向的中途的大宽度部，
上述限制部一体形成于上述止动器，其配置于上述长孔的上述大宽度部内。
3.根据权利要求1或2所述的转向柱装置，其特征在于，
构成上述限制部的材料是树脂，构成上述限制突起的材料是金属。
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