CN105365877A

CN105365877A - 转向装置

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Publication number: CN105365877A
Application number: CN201510474557.3A
Authority: CN
Inventors: 石村匠史
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2014-08-19
Filing date: 2015-08-05
Publication date: 2016-03-02
Anticipated expiration: 2035-08-05
Also published as: JP2016043703A; EP2987700A1; CN105365877B; US9381935B2; US20160052537A1; JP6344606B2; EP2987700B1

Abstract

本发明提供一种转向装置，在所述转向装置中，在由施力部件(80)施力的限制部件(70)处于通过外管(12)的第一开口(51)而***至内管(11)的第二开口(52)的***位置的状态下，限制内管(11)的旋转。在二次碰撞时，在内管(11)移动而使得转向柱(8)收缩时，第二开口(52)的驱动边缘部(55)克服施力部件(80)地，将限制部件(70)向从第二开口(52)退避的位置驱动。

Description

转向装置

技术领域

本发明涉及转向装置。

背景技术

以往公知有由具有外柱与内柱的管柱构成的转向装置。例如参照日本特开2012－162152号公报。在该转向装置中，内柱相对于外柱能够相对移动。内柱相对于外柱配置于上侧。该转向装置构成为，利用包括螺栓轴在内的紧固工具来紧固外柱的一对紧固片，从而使外柱的抱持主体部直径缩小，由此进行锁定以使得内柱相对于外柱不移动。

通常，在上侧的内柱安装有钥匙锁定装置。钥匙锁定装置是用于在拔出点火钥匙的状态下限制转向操纵部件的旋转的装置。

钥匙锁定装置包括与点火钥匙的***拔出对应地朝向转向轴的中心轴进出/退避的突起部，通过将突起部***设置于转向轴的卡合槽，从而限制转向轴的旋转。另外，伴随着转向轴的旋转限制，也限制与转向轴的端部连接的转向操纵部件的旋转。

但是，若对内柱施加过大的转矩负载，则内柱旋转，使得上述突起部与卡合槽的卡合被解除，从而有可能解除转向轴的旋转限制。存在阻碍钥匙锁定装置的功能而导致车辆被盗的担心。

为了防止发生这种情况，需要限制内柱相对于外柱的旋转。但是，若无胡乱设置旋转限制机构，则会阻碍二次碰撞时的转向柱收缩动作，有可能给二次碰撞时的能量吸收性能带来负面影响。

发明内容

本发明的一个目的在于，提供一种具有不会给二次碰撞时的转向柱的收缩带来负面影响的旋转限制机构的转向装置。

作为本发明的一方式的转向装置具备：转向操纵部件；转向轴，其在一端连结有上述转向操纵部件；转向柱，其以包括彼此能够沿轴向相对滑动地嵌合的外管以及内管的方式支承上述转向轴，并在二次碰撞时收缩；以及旋转限制机构，其限制上述内管的旋转。

上述外管包括第一开口。上述内管包括第二开口。上述第二开口包括：沿周向对置的一对旋转被限制边缘部；以及与上述一对旋转被限制边缘部交叉的驱动边缘部。上述旋转限制机构包括：在二次碰撞时相对于上述外管的位置无变化的支轴；以能够相对旋转的方式支承于上述支轴的外周，并在通过上述第一开口而***至上述第二开口的***位置与从上述第二开口退避的退避位置之间位移的限制部件；以及将上述限制部件向上述***位置施力的施力部件。上述限制部件包括：在上述***位置与对应的旋转被限制边缘部卡合从而限制两管的相对旋转的旋转限制部；以及在二次碰撞时与上述驱动边缘部卡合的被驱动部，上述驱动边缘部构成为，在二次碰撞时，经由上述被驱动部而将上述限制部件向上述退避位置驱动。

根据上述方式的转向装置，在由施力部件施力的限制部件处于通过外管的第一开口而***至内管的第二开口的***位置的状态下，限制部件的旋转限制部与第二开口的旋转被限制边缘部卡合，从而限制内管的旋转。由此，能够确保转向柱的旋转方向的刚性，即使对内管作用转矩负载，内管也不会旋转。

另外，在二次碰撞时，在内管与外管相对滑动而使得转向柱收缩时，第二开口的驱动边缘部将限制部件向从第二开口退避的退避位置驱动。因此，旋转限制机构不会给二次碰撞时的转向柱的收缩带来负面影响。

在上述方式的转向装置中，也可以构成为上述外管是被车体支承的下管，上述内管是上管，上述支轴被上述车体支承。

根据上述方式的转向装置，在二次碰撞时，相对于被车体支承的作为外管的下管以及支轴，作为内管的上管可动。

上述方式的转向装置也可以构成为还包括锁定装置。

上述锁定装置也可以构成为，包括：包括倾斜用长槽并支承于车体的第一侧板；包括插通槽并固定于上述外管的第二侧板；插通上述倾斜用长槽以及插通槽的作为上述支轴的紧固轴；以及与上述紧固轴一体旋转的操作杆。

上述锁定装置也可以构成为，通过在将上述转向操纵部件相对于车体调整至任意的倾斜位置后，操作上述操作杆，从而将上述第一侧板紧固于上述第二侧板，由此将上述转向操纵部件的倾斜位置固定。

根据上述方式的转向装置，在将转向操纵部件相对于车体调整至任意的倾斜位置后对转向操纵部件位置进行固定的锁定装置所包括的紧固轴兼作支承限制部件的支轴，因此能够简化构造。

在上述方式的转向装置中，也可以构成为，上述被驱动部是相对于上述内管的轴向倾斜的凸轮面。

根据上述方式的转向装置，在二次碰撞时，沿轴向移动的内管的第二开口的驱动边缘部经由相对于该轴向倾斜的作为被驱动部的凸轮面，将限制部件向退避位置驱动。

在上述方式的转向装置中，也可以构成为，上述第二开口包括与上述驱动边缘部对置的拔脱被限制边缘部，上述限制部件包括与上述拔脱被限制边缘部卡合，从而限制上述内管从上述外管的拔脱的拔脱限制部。

根据上述方式的转向装置，在平常时或者二次碰撞后，限制部件的拔脱限制部与第二开口的拔脱被限制边缘部卡合，从而限制内管从外管的拔脱。

附图说明

通过以下参照附图对实施方式进行描述，本发明的上述及其它特征和优点会变得更加清楚，其中，对相同的元件标注相同的标记，其中，

图1是本发明的一实施方式的转向装置的示意剖视图，其表示转向装置的概略结构。

图2是转向装置的主要部分的剖视图，其相当于沿着图1的II－II线的剖视图。

图3A是外管的概略图。

图3B是内管的概略图。

图4是转向装置的主要部分的剖视图，其相当于放大了图2的一部分的剖视图。

图5是转向柱以及旋转限制机构的概略剖视图，其表示平常时的状态。

图6A是转向柱以及旋转限制机构的概略剖视图，其表示二次碰撞时的初始状态。

图6B是转向柱以及旋转限制机构的概略剖视图，其表示二次碰撞时的中途的状态。

图7是旋转限制机构的限制部件以及施力部件的概略立体图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的各实施方式进行说明。

图1是示意地表示本发明的一实施方式的转向装置的概略结构的剖视图。转向装置1具备：方向盘等转向操纵部件2；在轴向X的一端连结转向操纵部件2的转向轴3；以及经由中间轴4等与转向轴3连结的转向机构5。

转向机构5是与转向操纵部件2的转向操纵连动地使转向轮(未图示)转向的例如齿轮齿条机构。转向操纵部件2的旋转经由转向轴3以及中间轴4等而传递至转向机构5。传递至转向机构5的旋转转换为未图示的齿条轴的轴向移动。由此，使转向轮转向。

转向轴3具有例如通过花键嵌合、细齿嵌合而能够相对滑动地嵌合的筒状的上轴6与下轴7。转向操纵部件2与上轴6的一端连结。另外，转向轴3能够沿轴向X伸缩。

转向装置1具备将转向轴3支承为能够旋转的中空的转向柱8。转向轴3插通在转向柱8内，并经由多个轴承9、10而被转向柱8支承为能够旋转。

转向柱8具有能够相对滑动地嵌合的作为上管的内管11和作为下管的外管12。转向柱8能够沿轴向X伸缩。内管11经由轴承9将上轴6支承为能够旋转。另外，内管11经由轴承9，以能够沿转向轴3的轴向X一起移动的方式与上轴6连结。

转向装置1具备：固定于车体13的固定托架14；被固定托架14支承的倾斜中心轴15；以及固定于外管12的外周并被倾斜中心轴15支承为能够旋转的管柱托架16。转向柱8以及转向轴3能够以倾斜中心轴15的中心轴线亦即倾斜中心CC为支点而沿倾斜方向Y转动(倾斜)。

转向装置1构成为，具有通过使转向轴3以及转向柱8绕倾斜中心CC转动(倾斜)，从而沿倾斜方向Y调整转向操纵部件2的倾斜位置的倾斜调整机构。

本实施方式的转向装置1不具备使转向轴3以及转向柱8沿轴向X移动或者伸缩，从而调整转向操纵部件2的轴向位置的伸缩调整功能。转向装置1具备在二次碰撞时使转向柱8与转向轴3一起沿轴向X收缩从而吸收冲击的功能。

转向装置1具备：固定于车体13的第一托架17；固定于转向柱8的内管11的第二托架18(相当于定距托架)；以及锁定装置19。利用锁定装置19来锁定两个托架17、18的相对位置，从而使转向柱8的位置相对于车体13固定，从而固定转向操纵部件2的位置。

第一托架17包括作为紧固对象的一对第一侧板20(在图1中仅示出了一方的第一侧板20)。在第一侧板20分别形成有沿倾斜方向Y延伸的作为第一插通槽的倾斜用长槽21。第二托架18包括作为紧固对象的一对第二侧板22(在图1中仅示出了一方的第二侧板22)。在各第二侧板22形成有第二插通槽23(参照图2)。

如图1所示，锁定装置19具备：作为紧固对象的第一侧板20以及第二侧板22；将第一侧板20的倾斜用长槽21(第一插通槽)以及第二侧板22的第二插通槽23插通的紧固轴24；以及能够与紧固轴24一体旋转并供驾驶员进行旋转操作的操作杆25。紧固轴24的中心轴线C1相当于操作杆25的旋转中心。朝向围绕旋转中心(紧固轴24的中心轴线C1)的锁定方向Z1及其相反方向亦即锁定解除方向Z2来操作操作杆25。

如图2所示，第一托架17具备：支承于车体13的安装板26；沿着安装板26固定的顶板27；以及从顶板27的两端向倾斜方向Y的下方延伸的前述一对第一侧板20。顶板27与第一侧板20整体形成槽形。

第二托架18具备：与第一托架17的一对第一侧板20分别对置的前述一对第二侧板22；以及将一对第二侧板22的倾斜方向Y的下端之间连结的连结板28。第二托架18整体形成槽形。

紧固轴24由将第一托架17的两个第一侧板20的倾斜用长槽21贯通以及将第二托架18的两个第二侧板22的第二插通槽23贯通的螺栓构成。设置于紧固轴24的轴部24a的一端的头部29能够与操作杆25一体旋转地被固定。在设置于紧固轴24的轴部24a的另一端的螺纹部24b螺纹卡合有螺母30。

锁定装置19具备随着操作杆25的旋转操作而将操作杆25的操作力矩转换为紧固轴24的轴力的力转换机构31。力转换机构31作为如下紧固机构来发挥功能：随着操作杆25朝向锁定方向Z1的旋转操作，将各第一侧板20分别紧固于对应的第二侧板22，从而将倾斜调整后的转向柱8的倾斜位置锁定(以后称为倾斜锁定)。

力转换机构31包括：被紧固轴24的轴部24a的外周支承并与操作杆25一体旋转的第一凸轮32；以及被紧固轴24的轴部24a支承并被倾斜用长槽21限制旋转的第二凸轮33。第二凸轮33作为将一方的第一侧板20紧固于对应的第二侧板22的一方的紧固部件而发挥功能。

第一凸轮32以能够一体旋转的方式与操作杆25连结，并被限制相对于紧固轴24的轴向K的移动。操作杆25被限制相对于紧固轴24的头部29的旋转。第一凸轮32具备：环状板34；以及从环状板34沿轴向延伸并能够一体旋转地插通于操作杆25的插通孔的凸缘35。

第二凸轮33具备：与第一凸轮32的环状板34对置的环状板36；以及从环状板36的中心孔的周围沿轴向延伸的凸缘37。凸缘37插通于第一侧板20的倾斜用长槽21而被限制旋转，从而限制第二凸轮33围绕中心轴线C1的旋转。凸缘37允许紧固轴24的旋转。

锁定装置19具备：将另一方的第一侧板20紧固于对应的第二侧板22的另一方的紧固部件38；前述螺母30；以及夹持在另一方的紧固部件38与螺母30之间的夹持部件39。

另一方的紧固部件38具备：与另一方的第一侧板20对置的环状板40；以及从环状板40的中心孔的周围沿轴向延伸的凸缘41。凸缘41***于第一托架17的另一方的第一侧板20的倾斜用长槽21而被限制旋转，从而限制另一方的紧固部件38围绕中心轴线C1的旋转。凸缘41允许紧固轴24的旋转。

在紧固轴24的头部29与一方的第一侧板20之间，夹持有操作杆25、第一凸轮32、以及作为一方的紧固部件的第二凸轮33。在螺母30与第一托架17的另一方的第一侧板20之间，夹持有另一方的紧固部件38与夹持部件39。第一凸轮32、第二凸轮33(一方的紧固部件)、另一方的紧固部件38以及夹持部件39被紧固轴24的外周支承。第二凸轮33(一方的紧固部件)以及另一方的紧固部件38被支承为能够沿紧固轴24的轴向K移动。

夹持部件39具备：夹持在螺母30与紧固部件38之间的垫片42；以及夹持在垫片42与紧固部件38的环状板40之间的滚针轴承43。

随着操作杆25的旋转，第一凸轮32相对于第二凸轮33(一方的紧固部件)旋转，从而使第二凸轮33沿紧固轴24的轴向K移动，由此在第二凸轮33的环状板36与另一方的紧固部件38的环状板40之间，夹持并紧固第一托架17的两个第一侧板20。

由此，使第一托架17的各第一侧板20与第二托架18的对应的第二侧板22压接，从而实现倾斜锁定。

如图3A所示，外管12包括例如呈矩形形状的第一开口51。如图3B所示，内管11包括例如呈矩形形状的第二开口52。第二开口52包括：沿内管11的周向P对置的一对旋转被限制边缘部53、54；与一对旋转被限制边缘部53、54交叉的驱动边缘部55；以及在轴向X与驱动边缘部55对置的拔脱被限制边缘部56。

如图5所示，内管11与外管12经由树脂销90而以规定的保持力连结。树脂销90以贯通各管11、12的径向的插通孔的方式配置在插通孔内。在内管11向轴向下方X2移动的二次碰撞时，树脂销90因剪断而被分割为两个分割体90a、90b(参照图6A)。

如图2以及图4所示，转向装置1具备限制内管11的旋转的旋转限制机构60。

旋转限制机构60包括：构成在二次碰撞时相对于外管12的位置无变化的作为支承部件的支轴的紧固轴24；被紧固轴24支承为能够相对旋转的限制部件70；以及对限制部件70施力的例如由扭转弹簧构成的施力部件80。

限制部件70在图5所示的通过第一开口51而***于第二开口52的***位置、与图6B所示的从第二开口52退避的退避位置之间位移。施力部件80将限制部件70向图5所示的***位置施力。

如图4、图5以及图7所示，限制部件70具备：具有基端部71a以及前端部71b的臂71；以及与臂71的基端部71a一体连结的凸缘72。凸缘72以能够相对旋转的方式与紧固轴24的外周(轴部24a的外周24c)嵌合。

如图5所示，在限制部件70处于***位置时，臂71的前端部71b***于第二开口52内。如图4所示，限制部件70包括一对旋转限制部73、74，它们在***位置与对应的旋转被限制边缘部53、54卡合，从而限制内管11的旋转。如图7所示，旋转限制部73、74配置于臂71的前端部71b。

限制部件70包括被驱动部75，其在二次碰撞时，如图6A所示地与第二开口52的驱动边缘部55卡合。被驱动部75由相对于轴向X倾斜的凸轮面构成。如图7所示，被驱动部75配置于臂71的前端部71b。内管11的第二开口52的驱动边缘部55构成为，在二次碰撞时，如图6A所示地经由被驱动部75而将限制部件70向退避位置(参照图6B)驱动。

如图5所示，限制部件70包括拔脱限制部76，其与内管11的第二开口52的拔脱被限制边缘部56卡合，从而限制内管11从外管12的拔脱。如图7所示，拔脱限制部76配置于臂71的前端部71b。限制部件70的凸缘72包括向臂71的基端部71a的两侧突出的一对突出部72a、72b。

如图7所示，施力部件80具备：分别卷绕于凸缘72的一对突出部72a、72b的外周的线圈部81、82；以及将各线圈部81、82的一端81a、82a之间连结并与臂71的中间部71c卡合的施力部83。

施力部件80具备延伸配置部84、85，它们分别从各线圈部81、82的另一端81b、82b延伸配置，并且它们的延伸配置端86如图5所示地被第二托架18的连结板28支撑。

如图5所示，施力部件80通过施力部83而绕紧固轴24的中心轴线C1(图5中的顺时针方向)对限制部件70旋转施力，从而将限制部件70向***位置施力。

根据本实施方式，在由施力部件80施力的限制部件70如图5所示处于通过外管12的第一开口51而***至内管11的第二开口52的***位置的状态下，如图4所示，限制部件70的旋转限制部73、74与第二开口52的旋转被限制边缘部53、54卡合，从而限制内管11的旋转。由此，能够确保转向柱8的旋转方向的刚性。

内管11具有与第二开口52不同的开口(未图示)，在上述不同的开口设置有钥匙锁定装置(未图示)。钥匙锁定装置具有突起部，若拔出点火钥匙，则该突起部沿转向轴3的中心轴方向进入，若***点火钥匙，则该突起部从转向轴3的中心轴方向退避。

在转向轴3设置有具有卡合槽的钥匙锁定环。通过拔出点火钥匙使得上述突起部进出而与上述卡合槽卡合，从而限制转向轴3的旋转、即也限制转向操纵部件2的旋转，由此成为钥匙锁定状态。但是，即使处于钥匙锁定状态，有时也会从外部对内管11施加过大的转矩负载，而使得内管11旋转，上述突起部与上述卡合槽的卡合脱离，从而导致钥匙锁定状态被解除。但是，根据本实施方式，能够更加可靠地限制内管11的旋转，从而确保转向柱8的旋转方向的刚性。由于旋转被限制，从而不会解除钥匙锁定状态，由此能够防止随着转向锁定用钥匙锁定装置的功能阻碍而出现的车辆被盗的产生。

在二次碰撞时，如图6B所示，当内管11向轴向下方X2移动而使得转向柱8收缩时，第二开口52的驱动边缘部55克服施力部件80的阻力，将限制部件70向从第二开口52退避的退避位置(参照图6B)驱动。因此，旋转限制机构60不会给二次碰撞时的转向柱8的收缩带来负面影响。其结果是，能够发挥稳定的冲击吸收性能。

在二次碰撞时，相对于被车体13支承的作为外管12的下管以及支轴(紧固轴24)，作为内管11的上管滑动移动。

实现倾斜锁定的锁定装置19所包括的紧固轴24兼作支承限制部件70的支轴，因此能够简化构造。

在二次碰撞时，向轴向下方X2移动的内管11的第二开口52的驱动边缘部55如图6A所示经由相对于轴向X倾斜的作为被驱动部75的凸轮面，将限制部件70向退避位置(参照图6B)驱动。

在平常时或者二次碰撞后，限制部件70的拔脱限制部76与第二开口52的拔脱被限制边缘部56卡合，从而限制内管11从外管12的朝向轴向上方X1的拔脱。

本发明并不限定于上述实施方式，例如，也可以相对于紧固轴24另外设置支承限制部件70的支轴(未图示)。

作为施力部件80，也可以代替扭转弹簧地，使用夹持在限制部件70的臂71的中间部71c与连结板28之间的螺旋压缩弹簧等压缩弹簧(未图示)。

本申请主张于2014年8月19日提出的日本专利申请2014－166758号的优先权，并在此引用包括说明书、附图以及说明书摘要的全部内容。

Claims

1.一种转向装置，其具备：

转向操纵部件；

转向轴，其在一端连结有所述转向操纵部件；

转向柱，其包括彼此能够相对滑动地嵌合的外管以及内管，并且支承所述转向轴，所述转向柱在二次碰撞时收缩；以及

旋转限制机构，其限制所述内管的旋转，其中，

所述外管包括第一开口，

所述内管包括第二开口，所述第二开口包括：沿周向对置的一对旋转被限制边缘部；以及与所述一对旋转被限制边缘部交叉的驱动边缘部，

所述旋转限制机构包括：在二次碰撞时相对于所述外管的位置无变化的支轴；以能够相对旋转的方式支承于所述支轴的外周，并在通过所述第一开口而***至所述第二开口的***位置与从所述第二开口退避的退避位置之间位移的限制部件；以及将所述限制部件向所述***位置施力的施力部件，

所述限制部件包括：在所述***位置与对应的旋转被限制边缘部卡合从而限制外管以及内管的相对旋转的旋转限制部；以及在二次碰撞时与所述驱动边缘部卡合的被驱动部，

在二次碰撞时，所述驱动边缘部经由所述被驱动部将所述限制部件向所述退避位置驱动。

2.根据权利要求1所述的转向装置，其特征在于，

所述外管是被车体支承的下管，所述内管是上管，

所述支轴被所述车体支承。

3.根据权利要求2所述的转向装置，其特征在于，

还包括锁定装置，

所述锁定装置包括：

包括倾斜用长槽并支承于车体的第一侧板；

包括插通槽并固定于所述外管的第二侧板；

插通所述第一侧板的所述倾斜用长槽以及所述第二侧板的所述插通槽的作为所述支轴的紧固轴；以及

与所述紧固轴一体旋转的操作杆，

所述锁定装置构成为，在将所述转向操纵部件相对于车体调整至任意的倾斜位置后，操作所述操作杆，从而将所述第一侧板紧固于所述第二侧板，由此将所述转向操纵部件的倾斜位置固定。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的转向装置，其特征在于，

所述被驱动部是相对于所述内管的轴向倾斜的凸轮面。

5.根据权利要求1～3中任一项所述的转向装置，其特征在于，

所述第二开口包括与所述驱动边缘部对置的拔脱被限制边缘部，

所述限制部件包括：通过与所述拔脱被限制边缘部卡合，从而限制所述内管从所述外管的拔脱的拔脱限制部。