CN116761752A - 转向装置 - Google Patents

Abstract

转向装置具备：转向轴，其沿着中心轴线延伸，且在轴向的一侧连结方向盘；筒状的转向柱，其配置于转向轴的外周侧且沿轴向延伸；以及齿轮箱，其配置于转向柱的轴向的另一侧，且固定于转向柱。转向柱包含在轴向的另一侧的端设置的固定构件，固定构件固定于齿轮箱，固定构件的轴向的一侧的外周面的外径随着朝向轴向的另一侧去而变大。

Description

转向装置

技术领域

本发明涉及一种转向装置。

背景技术

在专利文献1的转向装置中，具备：转向轴，其与方向盘连结且沿轴向延伸；以及转向柱，其借助轴承支承于转向轴的外周侧。转向柱的端部经由传感器壳体与齿轮箱连接。具体而言，转向柱的端部具有沿与轴向交叉的径向延伸的凸缘，该凸缘与传感器壳体连接。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特许第6402617号公报

发明内容

发明要解决的问题

另外，在车辆拐弯等时，存在由驾驶员在车辆的前后方向上对方向盘施加力的情况。在该情况下，力从方向盘经由转向轴传递至转向柱。因此，期望转向柱的刚度的进一步提高。

本发明是鉴于上述课题而做出的，其目的在于，提供一种能够实现转向柱的刚度的进一步提高的转向装置。

用于解决问题的方案

为了实现上述目的，本发明的一技术方案提供一种转向装置，其中，该转向装置具备：转向轴，其沿着中心轴线延伸，且在轴向的一侧连结方向盘；筒状的转向柱，其配置于所述转向轴的外周侧且沿轴向延伸；以及齿轮箱，其配置于所述转向柱的轴向的另一侧，且固定于所述转向柱，所述转向柱包含在轴向的另一侧的端设置的固定构件，所述固定构件固定于所述齿轮箱，所述固定构件的轴向的一侧的外周面的外径随着朝向轴向的另一侧去而变大。

在车辆拐弯等时，存在从驾驶员在车辆的前后方向上对于方向盘施加力的情况。在该情况下，例如弯曲、扭转的力从方向盘经由转向轴施加于转向柱的固定构件。在此，由于固定构件的轴向的一侧的外周面的外径随着朝向轴向的另一侧去而变大，因此，与朝向径向延伸的平坦面相比，刚度变高而抑制变形。因而，根据本发明，能够提供能实现转向柱的刚度的进一步提高的转向装置。

作为上述转向装置的期望的技术方案，所述固定构件的轴向的一侧的外周面在包含所述中心轴线的截面中是随着朝向轴向的另一侧去而倾斜地延伸的直线。因而，能够进一步抑制在扭转、弯曲的力施加于固定构件时固定构件发生变形的情况，能够实现转向柱的刚度的进一步提高。

作为上述转向装置的期望的技术方案，所述固定构件具备用于安装于所述齿轮箱的凸缘，在所述凸缘的径向内侧且是所述固定构件的轴向的另一侧，具有从所述中心轴线向径向外侧延伸的第1肋。弯曲、扭转的力施加于固定构件。因而，通过设置第1肋，从而固定构件的刚度变高，因此能够实现转向柱的刚度的进一步提高。

作为上述转向装置的期望的技术方案，在所述凸缘的径向内侧且是所述固定构件的轴向的另一侧，具有与所述第1肋交叉的第2肋。因而，通过设置第2肋，能够实现转向柱的刚度的进一步提高。

作为上述转向装置的期望的技术方案，所述转向柱包含：上柱；下柱，其配置于所述上柱的轴向的另一侧，该下柱的一部分嵌合于所述上柱；以及所述固定构件，其设于所述下柱的轴向的另一侧且固定于所述齿轮箱，所述固定构件具有从所述固定构件的轴向的一侧的外周面朝向轴向的一侧和径向外侧突出的加强肋，在所述上柱的轴向的另一侧的端部具有能够容纳所述加强肋的突出部。

通过加强肋，从而进一步提高包含圆板部的转向柱的刚度。另外，下柱在轴向的另一侧的端部具有能够容纳加强肋的突出部。因而，在二次碰撞时上柱相对于下柱向轴向的另一侧移动的时候，能够抑制上柱与加强肋之间的干扰。

发明的效果

根据本发明，能够提供实现转向柱的刚度的进一步提高的转向装置。

附图说明

图1是第1实施方式的转向装置的示意性的侧视图。

图2是表示图1的局部的立体图。

图3是从-X方向朝向+X方向观察图2的下柱和固定构件时的主视图。

图4是图3的IV-IV线处的剖视图。

图5是从-X方向朝向+X方向观察固定构件时的主视图。

图6是图5的VI-VI线处的剖视图。

图7是第2实施方式的固定构件的立体图。

图8是第2实施方式的固定构件的立体图。

图9是从+X方向朝向-X方向观察第2实施方式的固定构件时的后视图。

图10是第3实施方式的固定构件的立体图。

图11是从-Z方向朝向+Z方向仰视第3实施方式的固定构件的周边部的立体图，示出在二次碰撞时上柱向+X方向移动后的状态。

图12是从-X方向朝向+X方向观察图11的状态下的下柱、上柱和固定构件时的主视图。

图13是图12的XIII-XIII线处的剖视图。

图14是图13的XIV-XIV线处的剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图并详细说明本发明。另外，本发明并不被下述用于实施发明的方式(以下，称作实施方式)限定。此外，在下述实施方式的构成要素中，包含本领域的技术人员容易想到的要素、实质上相同的要素、所谓的等同范围的要素。并且，下述实施方式所公开的构成要素能够适当组合。另外，在以下的说明中，使用XYZ正交坐标系。X轴与转向轴的轴线平行。Y轴与搭载有转向装置的车辆的车宽方向平行。Z轴相对于X轴和Y轴这两者垂直。与X轴平行的方向被记为X方向，与Y轴平行的方向被记为Y方向，与Z轴平行的方向被记为Z方向。将X方向中的朝向车辆的前方去的方向设为+X方向，将朝向后方去的方向设为-X方向。将操作者朝向+X方向时的右方向设为+Y方向，将左方向设为-Y方向。将Z方向中的朝向上方去的方向设为+Z方向，将朝向下方去的方向设为-Z方向。另外，将X方向称作“轴向”，将-X方向侧称作“轴向的一侧”，将+X方向侧称作“轴向的另一侧”。

[第1实施方式]

图1是第1实施方式的转向装置的示意性的侧视图。

首先，说明转向装置1的基本的结构。如图1所示，转向装置1具备方向盘2、转向轴3、转向柱4、齿轮箱5、倾斜支架6、紧固机构7和马达50。

如图1所示，方向盘2与转向轴3的-X方向的端部连结。而且，在驾驶员操作方向盘2时，转向轴3以中心轴线Ax为中心旋转，转向轴3被施加操作扭矩。

在转向柱4的+X方向(轴向的另一侧)的端部设有齿轮箱5。在齿轮箱5组装有马达50。马达50是ECU(Electronic Control Unit)一体型马达。因而，本实施方式的转向装置1是利用马达50辅助驾驶员的操作的电动助力转向装置。

转向轴3具备上轴31和下轴32。上轴31和下轴32是圆筒轴。在上轴31的-X方向的端部安装方向盘2。换言之，在转向轴3的轴向的一侧连结方向盘2。上轴31的+X方向的端部外嵌于下轴32。另外，上轴31的+X方向的端部和下轴32的-X方向的端部花键嵌合。因此，上轴31能够相对于下轴32沿X方向滑动。

如图1所示，转向柱4是沿X方向(轴向)延伸并配置在转向轴3的外周侧的外筒。转向柱4具备上柱41、下柱42和固定构件8。上柱41是靠近方向盘2配置的柱。下柱42是相对于上柱41配置在+X方向并与方向盘2隔开间隔的柱。上柱41和下柱42是筒状，上柱41的+X方向的端部嵌合于下柱42的-X方向的端部。并且，在二次碰撞时，上柱41能够相对于下柱42向+X方向移动。下柱42的+X方向的端部经由固定构件8固定于齿轮箱5。在后面详细叙述固定构件8。

在转向柱4的外周侧设有倾斜支架6。在倾斜支架6设有紧固机构7。紧固机构7具备操作杆71和支承操作杆71的端部的紧固轴72。通过操作杆71的操作，从而允许或限制上柱41的Z方向上的移动，并固定方向盘2的Z方向上的位置。如此，本实施方式的转向装置1具备倾斜功能。此外，倾斜支架6固定于车身构件70。另外，倾斜弹簧61例如是扭转盘簧。倾斜弹簧61对转向柱4施加朝上(+Z方向)的力。由此，即使在通过操作杆71的旋转的操作而解除了倾斜位置的固定的情况下，转向柱4也不易朝下(-Z方向)落下。枢轴支架62固定于车身侧构件，并将转向柱4支承为能够绕摆动中心轴300摆动。由此，转向柱4被支承为能够沿倾斜方向摆动。

图2是表示图1的局部的立体图。如图2所示，齿轮箱5具备板51、主体部52和腿部53。主体部52在内部容纳多个齿轮。腿部53设于主体部52的Y方向的外侧(侧方)，且沿+X方向延伸。板51将主体部52的-X方向的开口密封。即，板51以被夹在固定构件8与主体部52之间的状态借助沿着绕中心轴线Ax的周向的3处的螺栓54固定于固定构件8和主体部52。

图3是从-X方向朝向+X方向观察图2的下柱和固定构件时的主视图。图4是图3的IV-IV线处的剖视图。图5是从-X方向朝向+X方向观察固定构件时的主视图。图6是图5的VI-VI线处的剖视图。

如图2、图3和图4所示，下柱42是具有沿着绕中心轴线Ax的周向的圆筒形状的圆筒构件。下柱42的+X方向的端部42a嵌合于固定构件8的筒状部81的外周侧。

如图2～图6所示，固定构件8具备筒状部81、圆板部82和凸缘83。固定构件8具有沿着绕中心轴线Ax的周向的圆环形状。

筒状部81具有小径部811、倾斜部812和大径部813。小径部811在筒状部81中位于-X方向。倾斜部812的外周面的外径随着朝向+X方向去而变大。大径部813在筒状部81中位于+X方向。大径部813的外径大于小径部811的外径。下柱42嵌合于小径部811。

圆板部82具有朝向以中心轴线Ax为中心的径向的外侧延伸的圆环形状。具体而言，圆板部82的-X方向的面具有从筒状部81的+X方向的端814朝向径向外侧延伸至端821的倾斜面822和从端821延伸至端823的圆筒面824。倾斜面822具有圆锥面的局部的形状。如此，固定构件8的轴向的一侧的外周面即倾斜面822的外径随着朝向轴向的另一侧去而变大。换言之，固定构件8的倾斜面822在包含中心轴线Ax的截面中是随着朝向轴向的另一侧去而倾斜地延伸的直线。此外，如图4和图6所示，圆板部82的+X方向的面具有倾斜面822的相反侧的正交面825和圆筒面824的相反侧的圆筒面826。

凸缘83沿着绕中心轴线Ax的方向呈圆环状延伸。另外，如图3和图5所示，凸缘83具有向径向外侧突出的突起部831、832、833。突起部831、832、833沿着以中心轴线Ax为中心的周向等间隔地设有3处。在突起部831、832、833设有通孔831H、832H、833H。如所述那样，图2所示的螺栓54能够插入于通孔831H、832H、833H。突起部831、832、833借助螺栓54固定于图1所示的齿轮箱5的板51。即，凸缘83安装于齿轮箱5。

如以上说明那样，第1实施方式的转向装置1具备：筒状的转向柱4，其配置于转向轴3的外周侧且沿轴向延伸；以及齿轮箱5，其配置于转向柱4的轴向的另一侧且固定于转向柱4。转向柱4包含在轴向的另一侧的端设置的固定构件8，固定构件8固定于齿轮箱5，固定构件8的轴向的一侧的外周面即倾斜面822的外径随着朝向轴向的另一侧去而变大。

在车辆拐弯等时，存在自驾驶员在车辆的前后方向上对方向盘2施加力的情况。在该情况下，例如弯曲、扭转的力从方向盘2经由转向轴3施加于转向柱4的固定构件8。在此，由于固定构件8的轴向的一侧的外周面即倾斜面822的外径随着朝向轴向的另一侧去而变大，因此，与朝向径向延伸的平坦面相比，刚度变高。因而，能够抑制在扭转、弯曲的力施加于固定构件8的情况下固定构件8发生变形的情况，并且，能够实现转向柱4整体的刚度提高。

固定构件8的倾斜面822在包含中心轴线Ax的截面中是随着朝向轴向的另一侧去而倾斜地延伸的直线。即，倾斜面822具有圆台的侧面的形状。因而，固定构件8的刚度变得更高，能够进一步抑制在扭转、弯曲的力施加于固定构件8时固定构件8发生变形的情况。

[第2实施方式]

接下来，说明第2实施方式。此外，对于与第1实施方式相同构造的部位，标注相同的附图标记并省略说明。图7是第2实施方式的固定构件的立体图。图8是第2实施方式的固定构件的立体图。图9是从+X方向朝向-X方向观察第2实施方式的固定构件时的后视图。

在第2实施方式中，在固定构件的背面侧设有肋这点上与第1实施方式不同。以下进行详细叙述。

如图7和图8所示，第2实施方式的固定构件8A的-X方向的面(表面侧的面)与第1实施方式的固定构件8同样地具有圆锥面。但是，如图9所示，在第2实施方式的固定构件8A的+X方向侧(背面侧)设有多个肋100。肋100设于凸缘83的径向内侧且是固定构件8A的轴向的另一侧。

如图9所示，肋100包含环状肋110、第1肋120、130、140、第2肋150、160、170和环状肋180。

环状肋110是设于中央部且以中心轴线Ax为中心的圆环状的肋。环状肋180是设于外周缘且以中心轴线Ax为中心的圆环状的肋。第1肋120、130、140从环状肋110朝向径向外侧呈放射状延伸到环状肋180。第1肋120、130、140是将环状肋110和环状肋180连结起来的直线状的肋。第1肋120沿着将中心轴线Ax和通孔831H连结起来的直线延伸。第1肋130沿着将中心轴线Ax和通孔833H连结起来的直线延伸。第1肋140沿着将中心轴线Ax和通孔832H连结起来的直线延伸。换言之，第1肋120从环状肋110的+Z方向的部位111延伸到环状肋180的部位181。第1肋130从环状肋110的+Y方向且-Z方向的部位112延伸到环状肋180的部位182。第1肋140从环状肋110的-Y方向且-Z方向的部位113延伸到环状肋180的部位183。

第2肋150、160、170以分别相对于第1肋120、130、140正交(交叉)的方式延伸。此外，在实施方式中，第1肋和第2肋正交，但在本发明中，只要交叉即可。第2肋150与第1肋120正交(交叉)。第2肋160与第1肋130正交(交叉)。第2肋170与第1肋140正交(交叉)。换言之，第2肋150沿着将环状肋180的部位184和部位185连结起来的直线延伸，且与第1肋120正交(交叉)。第2肋160沿着将环状肋180的部位186和部位187连结起来的直线延伸，且与第1肋130正交(交叉)。第2肋170沿着将环状肋180的部位188和部位189连结起来的直线延伸，且与第1肋140正交(交叉)。

此外，图7所示的力P是驾驶员使方向盘2沿顺时针方向旋转时施加于突起部833的沿着周向的力。力Q是以突起部833为支点施加于凸缘83的突起部831与突起部832之间的中间部的力。力Q朝向作为固定构件8远离齿轮箱5的方向的-X方向。力R是沿以将突起部831与突起部832之间的中间部和突起部833连结起来的双点划线为中心轴线400旋转的方向作用的力。

如以上说明那样，第2实施方式的固定构件8A具有用于安装于齿轮箱5的凸缘83，在凸缘83的径向内侧且是固定构件8A的轴向的另一侧(后方侧)，具有从中心轴线Ax向径向外侧延伸的第1肋120、130、140。

如在第1实施方式中说明的那样，弯曲、扭转的力施加于固定构件8A。因而，通过设置第1肋120、130、140，从而固定构件8A的刚度变高。例如，在图7所示的力P或力Q施加于固定构件8A的情况下，能够通过第1肋120、130、140来进一步抑制变形。如此，能够进一步抑制在扭转、弯曲的力施加于固定构件8A时固定构件8A发生变形的情况。

固定构件8A不仅具有第1肋120、130、140，而且具有第2肋150、160、170，因此，与仅具有第1肋120、130、140的情况相比，刚度进一步提高。例如，在图7所示的力R施加于固定构件8A的情况下，能够通过第2肋150、160、170来进一步抑制变形。如此，能够进一步抑制在扭转、弯曲的力施加于固定构件8A时固定构件8A发生变形的情况。

[第3实施方式]

接下来，说明第3实施方式。此外，对于与第1实施方式或第2实施方式相同构造的部位，标注相同的附图标记并省略说明。图10是第3实施方式的固定构件的立体图。图11是从-Z方向朝向+Z方向仰视第3实施方式的固定构件周边部的立体图，示出二次碰撞时上柱向+X方向移动后的状态。图12是从-X方向朝向+X方向观察图11的状态下的下柱、上柱和固定构件时的主视图。图13是图12的XIII-XIII线处的剖视图。图14是图13的XIV-XIV线处的剖视图。

在第3实施方式中，在固定构件的表面侧(-X方向侧)设有加强肋这点上与第1实施方式不同。以下进行详细叙述。

在第3实施方式的固定构件8B中，在表面侧(轴向的一侧、-X方向侧)具有加强肋200。加强肋200在从侧方观察时具有三角形形状。加强肋200从倾斜面822向-X方向突出。加强肋200固定于筒状部81。对于加强肋200的高度，加强肋200的位于筒状部81的大径部813侧的端201的高度最高，加强肋200的位于径向外侧的端202的高度最低。因而，加强肋200的上表面210随着从大径部813侧的端201朝向径向外侧去而变低。

另外，图11～图14示出在二次碰撞时上柱41向+X方向移动至固定构件8B后的状态。即，在车辆的二次碰撞时，力自驾驶员朝向车辆的前方施加于方向盘2。在该情况下，力从方向盘2经由转向轴3向上柱41传递。通常情况下，上柱41嵌合于下柱42，但当传递至上柱41的力大于上柱41与下柱42之间的嵌合力时，上柱41在下柱42的外周侧滑动移动。如此，在车辆的二次碰撞时，如图13所示，存在上柱41的前端位于固定构件8B的附近的情况。如图11～图14所示，在上柱41的下方(-Z方向)设有向下方突出的突出部410。突出部410在与中心轴线Ax正交的截面中具有U字形状。突出部410具备沿Z方向延伸的左右一对的第1板部411和第2板部412、以及将第1板部411的下端和第2板部412的下端连结起来的连结板413。由第1板部411、第2板部412和连结板413围起来的凹部414具有比加强肋200的最大高度(即，筒状部81的大径部813侧的端201处的高度)大的高度。

此外，如图12和图13所示，在上柱41的-X方向的端部的外周面设有向径向外侧突出的3个突起415。在突起415形成有沿板厚方向贯通的通孔415H。

如以上说明那样，第3实施方式的固定构件8B具有从固定构件8B的轴向的一侧的外周面朝向轴向的一侧和径向外侧突出的加强肋200，在上柱41的轴向的另一侧的端部具有能够容纳加强肋200的突出部410。

通过加强肋200，从而提高圆板部82的刚度。另外，上柱41在轴向的另一侧的端部具有能够容纳加强肋200的突出部410。因而，在二次碰撞时上柱41相对于下柱42向前方移动的时候，能够抑制上柱41与加强肋200之间的干扰。

附图标记说明

1、转向装置；2、方向盘；3、转向轴；4、转向柱；5、齿轮箱；6、倾斜支架；7、紧固机构；8、8A、8B、固定构件；31、上轴；32、下轴；41、上柱；42、下柱；42a、端部；50、马达；51、板；52、主体部；53、腿部；54、螺栓；61、倾斜弹簧；62、枢轴支架；70、车身构件；71、操作杆；72、紧固轴；81、筒状部；82、圆板部；83、凸缘；100、肋；110、环状肋；120、130、140、第1肋；150、160、170、第2肋；180、环状肋；200、加强肋；201、202、端；210、上表面；300、摆动中心轴；400、中心轴线；410、突出部；411、第1板部；412、第2板部；413、连结板；414、凹部；415H、通孔；811、小径部；812、倾斜部；813、大径部；814、端；821、端；822、倾斜面；823、端；824、圆筒面；825、正交面；826、圆筒面；831、832、833、突起部；831H、832H、833H、通孔；Ax、中心轴线。

Claims (5)

1.一种转向装置，其中，

该转向装置具备：

转向轴，其沿着中心轴线延伸，且在轴向的一侧连结方向盘；

筒状的转向柱，其配置于所述转向轴的外周侧且沿轴向延伸；以及

齿轮箱，其配置于所述转向柱的轴向的另一侧，且固定于所述转向柱，

所述转向柱包含在轴向的另一侧的端设置的固定构件，所述固定构件固定于所述齿轮箱，所述固定构件的轴向的一侧的外周面的外径随着朝向轴向的另一侧去而变大。

2.根据权利要求1所述的转向装置，其中，

所述固定构件的轴向的一侧的外周面在包含所述中心轴线的截面中是随着朝向轴向的另一侧去而倾斜地延伸的直线。

3.根据权利要求1或2所述的转向装置，其中，

所述固定构件具备用于安装于所述齿轮箱的凸缘，

在所述凸缘的径向内侧且是所述固定构件的轴向的另一侧，具有从所述中心轴线向径向外侧延伸的第1肋。

4.根据权利要求3所述的转向装置，其中，

在所述凸缘的径向内侧且是所述固定构件的轴向的另一侧，具有与所述第1肋交叉的第2肋。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的转向装置，其中，

所述转向柱包含：

上柱；

下柱，其配置于所述上柱的轴向的另一侧，该下柱的一部分嵌合于所述上柱；以及

所述固定构件，其设于所述下柱的轴向的另一侧且固定于所述齿轮箱，

所述固定构件具有从所述固定构件的轴向的一侧的外周面朝向轴向的一侧和径向外侧突出的加强肋，

在所述上柱的轴向的另一侧的端部具有能够容纳所述加强肋的突出部。