CN212243538U - 转向装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型获得在紧急情况时可靠地发挥冲击吸收功能的转向装置。车辆的转向装置(S)具备：供方向盘(2)安装的轴(3)、以轴旋转自如的方式内置轴的内管(4)、外嵌于内管的外管(5)、内置外管并使外管能够沿着轴的轴芯方向(X1)往复移动的第1外壳(H)、设置于外管的输入部(6)、设置于第1外壳并对输入部起作用而使输入部沿着轴芯方向往复移动的螺纹部件(7)、以及内置于在第1外壳安装的第2外壳(h)并使螺纹部件旋转的蜗轮蜗杆副和马达(M)，在第2外壳上设置，当在车辆作用冲击而使其他物体与第2外壳碰撞时，脆弱部(W)维持蜗轮蜗杆副的安装状态并且使第2外壳损伤。

Description

转向装置

技术领域

本实用新型涉及一种转向装置，其具有能够与驾驶员的体型对应地伸缩，而在紧急情况时吸收驾驶员受到的冲击的功能。

背景技术

以往，作为这样的转向装置，例如存在以下的专利文献1(参照〔0031〕～〔0038〕段以及图1、图2等)所记载的技术。

在该转向装置中，与方向盘一体地组装的外管相对于在车体固定的固定管进行伸缩。在该伸缩时，设置于固定管的马达和蜗轮蜗杆副形成的旋转驱动经由螺纹部件传递至在外管固定的螺母部件。换句话说，与螺纹部件的旋转对应，与螺纹部件螺纹配合的螺母部件的位置变化，由此来决定方向盘的轴向位置。

在外管的内部经由压接环内插有内管。另外，在内管以旋转自如的方式内装有在一端保持方向盘的方向盘轴。由此，通常，外管与内管、方向盘轴一体地伸缩。

在该转向装置中，假设，在车辆与其他物体接触，使驾驶员与方向盘接触的情况下，会对方向盘轴-内管-外管作用压入力。此时，经由螺母部件，压入螺纹轴。其结果，在螺纹轴作用有欲使螺纹轴旋转的外力。在螺纹轴连接有蜗轮和蜗杆。蜗轮蜗杆副的反向螺纹效率(日文：逆ネジ効率)通常较大，蜗杆因来自蜗轮的输入而旋转的情况较少。因此，螺纹轴的旋转被限制，从而外管的移动被阻止。

其结果，接受来自驾驶员的外力的方向盘轴和内管克服嵌合力而进入外管的内部，从而吸收作用于驾驶员的冲击。

专利文献1：日本特开2009－298229号公报

在上述的专利文献1的转向装置中，为了发挥冲击吸收功能，需要蜗轮蜗杆副等的安装状态稳固，且能够可靠地对抗外管欲被压入的力。但是，因转向装置的设置环境不同，存在该蜗轮蜗杆副等因与车室内的其他物体的干涉而损伤的可能性。

例如，存在收纳马达的外壳设置为从固定管向规定方向突出的状态的情况。换句话说，为了在车室中的驾驶员的脚部附近调整与其他物体件的配置关系，且使转向装置的安装变得容易，而将外壳设定为规定方向。但是，存在在该设置位置的附近还配置有制动踏板等，在制动踏板中具有在碰撞时等向特定方向退避的功能的情况。

特别是，在马达外壳的设置位置与制动踏板的退避移动轨迹干涉的情况下，存在制动踏板在紧急情况时与马达的外壳碰撞，而使外壳破损这种情况。若外壳破损，则存在与此相伴配置的蜗杆、蜗轮也一同破损之担忧。

若蜗杆等破损，则在对上述的外管等作用压入力时，可能不发挥蜗轮蜗杆副的反向螺纹效果，而产生螺纹轴容易旋转的情况。其结果，存在外管无法获得来自固定管的反作用力，而供内管和方向盘轴强势地压入，从而无法发挥驾驶员的冲击吸收功能的可能性。

实用新型内容

如上，现有的转向装置存在各种应该改善的点，一直以来，要求即使在紧急情况时也能够可靠地发挥冲击吸收功能的转向装置。

(特征结构)

本实用新型的转向装置的特征结构在于，具备：

供方向盘安装的轴、

该轴旋转自如的方式内置该轴的内管、

外嵌于该内管的外管、

内置上述外管并使上述外管能够沿着上述轴的轴芯方向往复移动的第1外壳、

设置于上述外管的输入部、

设置于上述第1外壳并对上述输入部起作用而使上述输入部沿着上述轴芯方向往复移动的螺纹部件、以及

内置于在上述第1外壳安装的第2外壳并使上述螺纹部件旋转的蜗轮蜗杆副和驱动上述蜗轮蜗杆副的马达，

以当在上述车辆作用有冲击，使设置于上述车辆的其他物体与上述第2外壳碰撞时，维持将上述蜗轮蜗杆副安装于上述第1外壳的状态，并且令上述第2外壳损伤的方式，在上述第2外壳上设置脆弱部。

(效果)

蜗轮蜗杆副的反向螺纹效率较高，因此,当在车辆作用冲击而压入轴时，蜗轮蜗杆副的旋转被阻止，从而轴的压入被限制。由此，能够良好地发挥在外管与内管之间通常设置的冲击吸收功能。

因此，设置本结构的脆弱部，由此即便在车辆作用冲击，使车辆内的其他物体暂时与第2外壳碰撞的情况下，也能够维持蜗轮蜗杆副与螺纹部件的啮合状态。因此，能够获得不损坏冲击吸收功能且紧急情况时的安全性较高的转向装置。

另外，在设置本结构的脆弱部时，无需较大地变更转向装置的现有构造。因此，向大部分的转向装置的应用较容易。

(特征结构)

在本结构的转向装置中，作为上述脆弱部，能够预先在上述第2外壳中的收纳上述马达的部位与保持上述蜗轮蜗杆副的部位之间形成薄壁部。

(效果)

如上形成薄壁部，由此能够更加可靠地引导该部位上的损伤产生。这样的薄壁部的形成例如通过调整铸造第2外壳的金属模具而是容易的，另外通过在形成第2外壳后仅对该部位进行研磨加工也是容易的。因此，能够高效地获得发挥预期的功能的第2外壳。

(特征结构)

在本结构的转向装置中，优选在包含上述其他物体与上述第2外壳抵接的一侧的面的区域形成上述薄壁部。

(效果)

如本结构那样，预先在其他物体抵接这一侧形成薄壁部，由此能够在作用冲击力时产生应力集中。因此，能够进一步提高蜗轮蜗杆副的保护效果。

(特征结构)

在本结构的转向装置中，能够将上述脆弱部构成为在上述第2外壳中的、收纳上述马达的部位与保持上述蜗轮蜗杆副的部位之间设置的细径部。

(效果)

如本结构那样，若预先设置细径部，则在其他物体与第2外壳的局部抵接时，冲击力容易集中于该细径部。因此，第2外壳在该细径部损伤的概率增加，从而使蜗轮蜗杆副可靠地保留在第1外壳这一侧。

(特征结构)

在本结构的转向装置中，优选针对构成上述蜗轮蜗杆副的蜗杆，在上述第2外壳上设置限制部，当在上述车辆作用冲击而压入上述轴，使上述蜗杆通过来自上述螺纹部件的输入而欲进行旋转并旋进的情况下，上述限制部与上述蜗杆的旋进方向的端部抵接。

(效果)

蜗轮蜗杆副由蜗杆与蜗轮构成，通常，蜗杆因来自蜗轮的作用而旋转的可能性较少。但是，在瞬时作用有较大的外力的情况下，可能产生蜗杆少许旋转的情况。因此，在本结构中，在蜗杆因来自蜗轮的外力而旋进这一侧的端部设置限制部。由此，尽量减少在蜗杆产生的旋转，而提高蜗轮蜗杆副带来的螺纹部件的卡止效果。

附图说明

图1是表示第1实施方式的转向装置的结构的立体图。

图2是表示第1实施方式的转向装置的主要部分的结构的说明图。

图3是表示第1实施方式的转向装置的主要部分的结构的分解立体图。

图4是表示第1实施方式的蜗杆的限制部的结构的说明图。

图5是表示第2实施方式的转向装置的主要部分的结构的说明图。

附图标记的说明

2…方向盘；3…轴；4…内管；5…外管；6…输入部；7…螺纹部件；8…蜗轮蜗杆副；81…蜗杆；B…限制部；H…第1外壳；h…第2外壳；M…马达；S…转向装置；W…脆弱部；W1…薄壁部；W2…细径部；X1…轴芯方向。

具体实施方式

〔第1实施方式〕

(整体概要)

图1～图3表示本实用新型的第1实施方式的转向装置S。本实施方式的转向装置S在车辆的碰撞时等情况下适当地发挥冲击吸收功能，而能够保护乘客。具体而言，在碰撞时，即便在车室内的制动踏板1等与转向装置S的局部碰撞了的情况下，也保护构成驱动机构的齿轮等的安装状态，而保证可靠地发挥内管4的滑动功能等。

如图1所示，本实施方式的转向装置S具备供方向盘2安装的轴3、将该轴3内置为旋转自如的内管4、外嵌于该内管4的外管5。虽省略详细的图示，但轴3在内管4的内部被轴承保持在同一轴芯上。

在通常时，外管5以与内管4成为一体的状态外嵌于内管4。但是，在碰撞时等，若恒定值以上的压入力经由方向盘2作用于轴3，则在设置于内管4与外管5之间的滑动部产生恒定的摩擦力等，并且内管4沿轴芯方向X1滑动。由此，吸收乘客与方向盘2碰撞时的冲击。

外管5设置为能够在构成转向装置S整体的第1外壳H的内部滑动移动。跨第1外壳H与外管5地设置有伸缩机构，能够与乘客的体型等对应地调节方向盘2的位置。

如图1、图3所示，在外管5的筒状的侧面上设置有向外管5输入滑动移动的驱动力的输入部6。在输入部6内装有具备内螺纹部的螺母部件6a。在该螺母部件6a上，螺纹配合有被马达M驱动的螺纹部件7。

马达M内装于第2外壳h，该第2外壳h安装于第1外壳H。第2外壳h具备收容马达M的马达收容部hm和内装与马达M的驱动轴连接的蜗轮蜗杆副8(即、蜗杆81和与该蜗杆81啮合的蜗轮82)的齿轮收容部h8。其中，在蜗轮82上连接有上述螺纹部件7。

由蜗轮82和蜗杆81构成的蜗轮蜗杆副8的反向螺纹效率较高。因此，当在车辆上作用冲击而压入内管4时，蜗轮蜗杆副8不旋转，而限制内管4的压入。换句话说，适当地维持蜗杆81和蜗轮82的安装状态，由此外管5能够从第1外壳H获得反作用力。其结果，受到来自驾驶员的压入力的内管4相对于外管5在恒定摩擦力下进行滑动移动。

(脆弱部)

因此，在本实施方式的转向装置S中，以即便假设在第2外壳h损伤的情况下，也至少使蜗杆81和蜗轮82的安装状态不受影响的方式，在第2外壳h形成脆弱部W。

作为该脆弱部W，例如预先形成使部件的壁厚变薄的薄壁部W1。如图2和图3所示，将第2外壳h中的、内装有马达M的马达收容部hm与内装有蜗杆81和蜗轮82的齿轮收容部h8之间的筒状部T的壁厚形成为较薄。在图2中，仅将筒状部T中的、供制动踏板1等其他物体抵接这一侧的半圈设为薄壁部W1。换句话说，该部位的壁厚D1构成为比相反一侧的壁厚D2薄。

此外，在图2的例子中，与该薄壁部W1邻接的蜗杆收容部h81的外径小于筒状部T的外径。各个部位的强度基于各自的剖面形状而发挥，但在本结构中，需要使外径较大的筒状部T优先破损。因此，若将蜗杆收容部h81的壁厚设为D3，则优选D1预先构成为比D3充分薄。

该筒状部T是马达M的驱动轴与蜗杆81连接的部位。虽省略图示，但例如在蜗杆81的端部预先形成截面形状为D形、跑道形的凹部，对它插入与它具有相同的截面形状的马达M的驱动轴。由此，即便在第2外壳h因该脆弱部W而破损的情况下，蜗杆81与马达M也能够容易分离。

如上形成薄壁部W1，由此能够更加可靠地引导来自该部位的损伤产生。薄壁部W1的形成例如通过调整铸造第2外壳h的金属模具而是容易的，另外通过在形成第2外壳h后仅对该部位进行研磨加工也是容易的。因此，能够高效地获得发挥预期的功能的第2外壳h。

(马达收容部)

如图3所示，马达收容部hm由经由筒状部T而与齿轮收容部h8一体化的基部hm1和安装于该基部hm1的壳体部hm2构成。基部hm1与壳体部hm2使用多根固定螺钉9等被紧固。

(齿轮收容部)

一方的齿轮收容部h8具备与马达M的驱动轴的轴芯X3同轴芯状地内装蜗杆81的蜗杆收容部h81和内装与蜗杆81啮合的蜗轮82的蜗轮收容部h82。蜗杆81的两端部在蜗轮收容部h82被轴承10形成两端支承。蜗杆81和二个轴承10例如如图3所示以预先组装的状态从基部hm1的底面这一侧插入蜗杆收容部h81。

如图3所示，蜗轮82在从蜗轮收容部h82取下盖部h83的状态下安装。在蜗轮82例如一体地安装有蜗轮轴82a。该蜗轮轴82a的两端也在蜗轮收容部h82被轴承10形成两端保持。虽省略图示，但在盖部h83的底部形成保持一个轴承10的托座。另一个轴承10被形成于蜗轮收容部h82的托座保持。

此外，在由单独部件构成盖部h83的情况下，在蜗轮收容部h82形成有开口部E，从而担心蜗轮收容部h82的强度降低。如图3所示，该开口部E具有沿着蜗轮轴82a的轴芯方向X2的第1缘部E1和与它垂直的第2缘部E2。在对马达收容部hm作用有外力的情况下，存在该外力的一部分被传递至齿轮收容部h8，从而第1缘部E1与第2缘部E2间的交叉部成为应力集中部的可能性。在该情况下，除了脆弱部W的破损，齿轮收容部h8也变形，从而存在蜗轮蜗杆副8的安装状态受损的可能性。

因此，如图3所示，在第1缘部E1与第2缘部E2间的交叉部设置弧形部E3，来缓和弧形部E3处的应力集中。因此，在盖部h83以能够避免该弧形部E3的方式设置向弧形部E3内侧插入的嵌入部E4。

与蜗杆81相同，蜗轮轴82a的两端部中的与螺纹部件7连接这一侧的端部的形状例如形成为D形、跑道形。该端部插入具有与设置于螺纹部件7这一侧相同的孔部的连接部7a。通过这些结构，将来自马达M的驱动力传递至螺纹部件7。

例如如图2所示，本实施方式的薄壁部W1形成于筒状部T的约半圈部分。该部位例如是包含作为其他物体的制动踏板1在紧急情况时从箭头的方向与第2外壳h抵接这一侧的面的区域。在与制动踏板1碰撞时，马达收容部hm欲以该薄壁部W1为中心弯曲，在该薄壁部W1产生拉伸应力。因此，预先使该部位的壁厚变薄，由此能够引起从该部位起的损伤或者破裂。其结果，防止安装有蜗杆81和蜗轮82的齿轮收容部h8的损伤。

该薄壁部W1能够通过对第2外壳h进行铸造成型的金属模具的调节等而获得。另外，在通过铸造或者切削加工形成第2外壳h后，进一步进行切削加工，由此也能够形成。如上，预先在制动踏板1等其他物体抵接这一侧形成薄壁部W1，由此能够在作用冲击力时产生应力集中，从而能够使损伤部仅限于马达收容部hm。因此，进一步提高蜗轮蜗杆副8的保护效果。另外，若为本结构，则也无需大幅变更现有的转向装置S的构造，而能够获得抑制成本提高的效果。

(蜗杆的限制部)

对于由蜗杆81与蜗轮82构成的蜗轮蜗杆副8而言，由于反向螺纹效率，所以，通常，蜗杆81因来自蜗轮82的作用而旋转的可能性较小。但是，在瞬时作用有较大的外力的情况下，可能产生蜗杆81旋转少许这种情况。因此，在本结构中，构成为在蜗杆81因来自蜗轮82的外力而旋进这一侧的端部设置限制部B，在产生冲击时等情况残留于第2外壳h的蜗杆81因外管5的压入力而留在蜗杆收容部h81。限制蜗杆81的端部，由此阻止蜗杆81的沿着轴芯方向X3的移动和旋转。

具体而言，首先，如图4所示，蜗杆81的两端部中的与马达M相反一侧的端部构成为被蜗杆收容部h81的内表面限制。相应地，在外管5的压入时，以蜗轮82的齿向使蜗杆81向与马达M相反一侧移动的方向旋转的方式设定螺纹部件7的螺距方向(日文：ピッチ方向)。

换句话说，针对螺纹部件7的螺距，需要在压入外管5时，使蜗轮82向将蜗杆81向蜗杆收容部h81的底部h81a这一侧按压的方向旋转。在图1所示的转向装置S的情况下，由左旋螺纹构成螺纹部件7。换句话说，在经由螺纹部件7将螺母部件6a向蜗轮蜗杆副8这一侧压入时，具有左螺距的螺纹部件7在从蜗杆81这侧观察螺纹部件7时向逆时针方向旋转。由此，能够使蜗杆81朝向蜗杆收容部h81的底部h81a移动。

蜗杆81的限制部B例如如图4所示，能够取得各种构造。图4的(a)是通过蜗杆收容部h81的底部h81a承接蜗杆81端部的构造。此外，以可靠地限制蜗杆81向轴芯方向X3的移动，并且在通常时不使蜗杆81的旋转驱动产生过大的阻力的方式，例如将底部h81a设为旋入构造，若能够任意地决定相对于蜗杆收容部h81的安装位置，则较为便利。

另外，如图4的(b)所示，也能够构成为通过蜗杆收容部h81的底部h81a承接支承蜗杆81端部的轴承10。若为本结构，则容易将底部h81a与轴承10的抵接面积确保得较大。因此，能够缓和在产生了冲击时在底部h81a产生的应力集中的程度，从而蜗杆收容部h81本身也不易破损。

除此之外，在蜗杆81的端部或者轴承10与底部h81a之间配置各种形状的金属制造的板簧部件、橡胶部件等，在它与底部h81a之间具有缓冲功能，由此也能够提高蜗杆收容部h81的损伤防止效果。

〔第2实施方式〕

如图5所示，作为脆弱部W，也能够形成第2外壳h中的、在马达收容部hm与蜗杆收容部h81之间的筒状部T的外径本身构成为较细的细径部W2。该细径部W2是指其外周的轮廓的截面积小于与其邻接的马达收容部hm或者蜗杆收容部h81的轮廓的截面积的部位。

形成这样的细径部W2，由此当在箭头的方向作用外力而在第2外壳h产生了弯曲力时，必然能够在细径部W2集中弯曲力。与邻接的蜗杆收容部h81的壁厚D3相比，细径部W2的壁厚D1例如越薄越好。但是，轮廓的截面积较小，由此假设即使具有比邻接的马达收容部hm等壁厚厚的壁厚，应力集中的程度变小的可能性也增高。因此，容易引导该部位的破损。

此外，在构成这样的细径部W2的情况下，因轮廓的形状带来的影响变少。因此，例如若为圆筒状的轮廓，则不限定其他物体碰撞的方向，因此第2外壳h向第1外壳H安装的姿势的限制变小。另外，在对该细径部W2进行切削加工的情况下，若为圆筒形状，则加工极其容易。

〔其他的实施方式〕

作为在第2外壳h形成脆弱部W的方法，例如也能够构成为马达收容部hm的安装部位因冲击而破损。为此，例如，如图3所示，预先在用于将马达收容部hm安装于基部hm1的固定螺钉9的局部设置缩颈部91。

该缩颈部91优选预先构成为在紧固固定螺钉9的状态下，缩颈部91到达基部hm1与马达收容部hm之边界位置、即安装面F的位置。当在马达收容部hm上作用有外力时，马达收容部hm中特别是作用有外力这一侧的表面附近的部位，欲从基部hm1分离，或者马达收容部hm的整体欲沿着相对于基部hm1而言的安装面F相对移动。因此，在该位置预先设置缩颈部91，由此向缩颈部91集中拉伸力或者剪断力，从而固定螺钉9容易破裂。若为本结构，则几乎不变更现有的转向装置S的结构，而能够发挥蜗轮蜗杆副8的保护功能。

【工业上的利用可能性】

本实用新型的转向装置能够广泛应用于使用马达和蜗轮蜗杆副发挥伸缩功能的转向装置。

Claims (5)

1.一种车辆的转向装置，其特征在于，具备：

供方向盘安装的轴、

以该轴旋转自如的方式内置该轴的内管、

外嵌于该内管的外管、

以使所述外管能够沿着所述轴的轴芯方向往复移动的方式内置所述外管的第1外壳、

设置于所述外管的输入部、

设置于所述第1外壳并对所述输入部起作用而使所述输入部沿着所述轴芯方向往复移动的螺纹部件、以及

内置于在所述第1外壳安装的第2外壳并使所述螺纹部件旋转的蜗轮蜗杆副和驱动所述蜗轮蜗杆副的马达，

以当在所述车辆作用有冲击，使设置于所述车辆的其他物体与所述第2外壳碰撞时，维持将所述蜗轮蜗杆副安装于所述第1外壳的状态，并且所述第2外壳损伤的方式，在所述第2外壳设置脆弱部。

2.根据权利要求1所述的转向装置，其特征在于，

所述脆弱部是设置于所述第2外壳中的、收纳所述马达的部位与保持所述蜗轮蜗杆副的部位之间的薄壁部。

3.根据权利要求2所述的转向装置，其特征在于，

所述薄壁部形成于包含所述其他物体与所述第2外壳抵接这一侧的面的区域。

4.根据权利要求1所述的转向装置，其特征在于，

所述脆弱部是设置于所述第2外壳中的、收纳所述马达的部位与保持所述蜗轮蜗杆副的部位之间的细径部。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的转向装置，其特征在于，

针对构成所述蜗轮蜗杆副的蜗杆，在所述第2外壳上设置限制部，当在所述车辆作用冲击而压入所述轴，使所述蜗杆因来自所述螺纹部件的输入而欲进行旋转并旋进的情况下，所述限制部与所述蜗杆的旋进方向的端部抵接。

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