CN110536825B - 转向装置 - Google Patents

Abstract

转向装置具有转向柱、柱支架、定距支架、杆和弹性构件。转向柱支承与方向盘相连结的输入轴。柱支架具有长孔，且支承转向柱。定距支架具有：两个纵板，它们设于转向柱的外周面，且沿着柱支架设置；及横板，其将两个纵板连结起来。杆贯穿长孔和纵板。弹性构件位于横板与杆之间，将杆朝向转向柱推压。

Description

转向装置

技术领域

本发明涉及一种转向装置。

背景技术

车辆中具有转向装置，该转向装置能够伴随着方向盘的旋转，对车轮赋予舵角。公知有一种能够调整方向盘的位置的转向装置。例如，专利文献1中描述了如下的转向装置：通过旋转操作杆，将柱支架的紧固解除，能够进行位置调整。专利文献1所述的转向装置具有施力构件，该施力构件安装在内柱的、从外柱的狭缝处暴露出来的部分。施力构件将杆向径向外侧推。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2015/114991号

发明内容

发明要解决的问题

当柱支架的紧固被解除时，施加于杆的负荷会变小或变没。因此，在使方向盘动作时，有时会产生晃动。专利文献1所述的施力构件即是为了抑制晃动所设置的。然而，在外柱不具有狭缝的情况下，较难装配施力构件。

本发明即是鉴于上述问题而做成的，其目的在于，提供一种转向装置，采用该转向装置，能够抑制在调整方向盘的位置时的晃动，并且，能够容易安装用于抑制晃动的构件。

用于解决问题的方案

为了达到上述目的，本发明的一技术方案的转向装置具有：转向柱，其支承与方向盘相连结的输入轴；柱支架，其具有长孔，且支承所述转向柱；定距支架，其具有两个纵板以及将两个所述纵板连结起来的横板，所述两个纵板设于所述转向柱的外周面，且沿着所述柱支架设置；杆，其贯穿所述长孔和所述纵板；及弹性构件，其位于所述横板与所述杆之间，将所述杆朝向所述转向柱推压。

由此，杆被按压于设于纵板的孔的内壁。因此，能够抑制转向柱移动时的晃动。而且，即使转向柱不具有狭缝，也能够将弹性构件安装于杆。因而，采用本发明的一技术方案的转向装置，能够抑制在调整方向盘的位置时的晃动，并且，能够容易安装用于抑制晃动的构件。

基于上述转向装置的技术方案，理想的是，所述弹性构件具有朝向所述横板呈凸状的凹部，所述杆嵌于所述凹部。由此，能够抑制弹性构件从杆脱落。

基于上述转向装置的技术方案，理想的是，所述弹性构件具有位于所述杆的车辆前方侧或车辆后方侧的凸部，所述杆与所述凸部相接触。由此，在将弹性构件向杆安装时容易定位。

基于上述转向装置的技术方案，理想的是，所述弹性构件为板簧。由此，容易制造弹性构件。

基于上述转向装置的技术方案，理想的是，自所述弹性构件至一个所述纵板的距离等于自所述弹性构件至另一个所述纵板的距离。由此，这两个纵板与杆之间都不易产生间隙。因此，能够更容易抑制在调整方向盘的位置时的晃动。

发明的效果

采用本发明，能够提供一种转向装置，采用该转向装置，能够抑制在调整方向盘的位置时的晃动，并且，能够容易安装用于抑制晃动的构件。

附图说明

图1是本实施方式的转向装置的示意图。

图2是本实施方式的转向装置的立体图。

图3是本实施方式的转向装置的侧视图。

图4是图3中的A－A剖视图。

图5是图4中的B－B剖视图。

图6是图4中的C－C剖视图。

图7是图4中的D－D剖视图。

图8是将图7中的杆的周围部分放大来表示的剖视图。

图9是向转向装置安装之前的弹性构件的立体图。

图10是安装于转向装置的状态下的弹性构件的剖视图。

具体实施方式

下面，参照附图，详细地说明本发明。另外，本发明不被下述的、用于实施发明的方式(下面称为实施方式)所限定。而且，下述实施方式的结构要素中包含本领域技术人员能够容易想到的内容及与之实质上相同的内容，即所谓的等同的范围的内容。而且，下述实施方式中公开的结构要素能够适当地进行组合。

实施方式

图1是本实施方式的转向装置的示意图。图2是本实施方式的转向装置的立体图。如图1所示，按照由操作者赋予的力进行传递的顺序来看，转向装置80依次具有方向盘81、转向轴82、转向力辅助机构83、万向节84、中间轴85和万向节86，且与小齿轮轴87相接合。下面的说明中，将搭载有转向装置80的车辆中的前方简记作前方，将车辆中的后方简记作后方，将车辆的车辆宽度方向(与将右前轮和左前轮连结起来的直线平行的方向)简记作车辆宽度方向。

如图1所示，转向轴82具有输入轴82a和输出轴82b。输入轴82a的一端部与方向盘81相连结，输入轴82a的另一端部与输出轴82b相连结。而且，输出轴82b的一端部与输入轴82a相连结，输出轴82b的另一端部与万向节84相连结。

如图1所示，中间轴85将万向节84和万向节86连结起来。中间轴85的一端部与万向节84相连结，中间轴85的另一端部与万向节86相连结。小齿轮轴87的一端部与万向节86相连结，小齿轮轴87的另一端部与转向齿轮88相连结。转向轴82的旋转经由中间轴85传递给小齿轮轴87。

如图1所示，转向齿轮88具有小齿轮88a和齿条88b。小齿轮88a与小齿轮轴87相连结。齿条88b与小齿轮88a相啮合。转向齿轮88借助齿条88b将被传递给小齿轮88a的旋转运动转换成直线行进运动。齿条88b与拉杆89相连结。通过齿条88b移动，从而车轮的角度发生变化。

如图1所示，转向力辅助机构83具有减速装置92和电动马达93。减速装置92例如为蜗杆减速装置。由电动马达93产生的扭矩经由减速装置92的内部的蜗杆传递给蜗轮，使蜗轮旋转。减速装置92利用蜗杆和蜗轮来使由电动马达93产生的扭矩增加。而且，减速装置92向输出轴82b赋予辅助转向扭矩。即，转向装置80为柱辅助式。

如图1所示，转向装置80具有ECU(Electronic Control Unit)90、扭矩传感器94和车速传感器95。电动马达93、扭矩传感器94和车速传感器95与ECU90电连接。扭矩传感器94通过CAN(Controller Area Network)通信，向ECU90输出被传递给输入轴82a的转向扭矩。车速传感器95能够检测搭载有转向装置80的车体的行驶速度(车速)。车速传感器95设于车体，能通过CAN通信向ECU90输出车速。

ECU90能控制电动马达93。ECU90分别从扭矩传感器94和车速传感器95获取信号。在点火开关98开启的状态下，从电源装置99(例如车载电池)向ECU90供电。ECU90基于转向扭矩和车速来算出辅助转向指令值。ECU90基于辅助转向指令值，来调节供向电动马达93的电力值。ECU90从电动马达93获取感应电压的信息，或获取从设于电动马达93的解析器等输出的信息。通过ECU90控制电动马达93，从而操作方向盘81所需的力变小。

图3是本实施方式的转向装置的侧视图。图4是图3中的A－A剖视图。图5是图4中的B－B剖视图。图6是图4中的C－C剖视图。图7是图4中的D－D剖视图。图8是将图7中的杆的周围部分放大来表示的剖视图。图9是向转向装置安装之前的弹性构件的立体图。图10是安装于转向装置的状态下的弹性构件的剖视图。

如图3和图4所示，转向装置80具有转向柱5、柱支架4、定距支架(日文：ディスタンスブラケット)6、紧固机构3和弹性构件2。

转向柱5是支承输入轴82a和输出轴82b的构件。输入轴82a和输出轴82b能够以旋转轴线Z为中心旋转。旋转轴线Z是经过使用与输入轴82a所延伸的方向正交的平面将输入轴82a剖切的情况下的各截面的重心的直线。如图3所示，转向柱5借助图3所示的枢轴支架55和柱支架4安装于车体。枢轴支架55以转向柱5能够沿上下方向摆动的方式支承该转向柱5。上下方向的意思是指：同与旋转轴线Z平行的方向以及车辆宽度方向这两个方向都正交的方向。

如图3所示，转向柱5具有外柱51和内柱54。外柱51为大致圆筒状构件。外柱51配置在内柱54的后方。外柱51借助轴承支承输入轴82a。内柱54为大致圆筒状构件。内柱54的一部分位于外柱51的内部。内柱54的一部分与外柱51的内壁接触，在外柱51与内柱54之间产生有摩擦力。在内柱54与外柱51之间产生的摩擦力的大小设定为：在通常的使用状态下，不允许内柱54和外柱51进行相对移动。另一方面，在内柱54与外柱51之间产生的摩擦力的大小设定为：在二次碰撞时，能够允许内柱54和外柱51进行相对移动。

柱支架4是支承转向柱5的构件。如图4所示，柱支架4具有上板41、安装板42、侧板44和侧板45，上板41配置在外柱51的上方。

如图4所示，安装板42与上板41形成为一体，其配置在上板41的两侧。安装板42借助可脱离胶囊形构件49与固定于车体的车体侧构件100相连结。安装板42和可脱离胶囊形构件49例如借助通过树脂注射形成的树脂构件连结在一起。可脱离胶囊形构件49例如使用压铸用铝合金(ADC材料(Aluminum alloy Die Casting))等常见的轻质合金来形成。可脱离胶囊形构件49例如借助螺栓等固定于车体侧构件100。在二次碰撞时，对转向柱5作用向前的力，从而安装板42相对于可脱离胶囊形构件49向前方移动，促使树脂构件断裂。由此，利用可脱离胶囊形构件49进行的支承被解除，外柱51和柱支架4脱离车体。之后，借助外柱51与内柱54之间的摩擦力来吸收冲击。

侧板44和侧板45都固定于上板41。侧板44和侧板45都从上板41朝向下方延伸。侧板44和侧板45都是与车辆宽度方向垂直的板。转向柱5位于侧板44与侧板45之间。侧板44具有长孔44a，侧板45具有长孔45a。长孔44a和长孔45a均沿着大致上下方向延伸。

如图4所示，定距支架6固定在外柱51的外周面。定距支架6位于外柱51的上侧。定距支架6具有纵板61、纵板62和横板64。

纵板61和纵板62都固定在外柱51的外周面。纵板61从外柱51向上方延伸，且是沿着侧板44设置。纵板61具有圆孔61a。纵板62是与纵板61平行的板，其与纵板61相对。纵板62具有圆孔62a。横板64是将纵板61和纵板62连结起来的板，其与外柱51的外周面相对。纵板61、纵板62和横板64形成为一体。如图4所示，用与旋转轴线Z垂直的平面将定距支架6剖切后得到的截面形状呈大致字母U状。

紧固机构3是用于对利用柱支架4将定距支架6紧固的力进行调节的装置。如图4所示，紧固机构3具有杆30、倾斜止挡件(日文：チルトストッパ)37、固定凸轮31、倾斜止挡件38、分隔件35、可动凸轮32、螺母34、推力轴承33和扳杆39。

杆30在一端具有头部301，在另一端具有螺杆部302。杆30贯穿长孔44a、圆孔61a、圆孔62a和长孔45a。头部301位于侧板44侧，螺杆部302位于侧板45侧。头部301的座面与侧板44相接触。头部301具有突出部301a。如图4和图5所示，突出部301a位于长孔44a中，且与长孔44a的内壁相对。当杆30旋转时，突出部301a与长孔44a的内壁相接触。突出部301a限制杆30的旋转。

倾斜止挡件37安装于杆30，其位于长孔44a中。如图4和图5所示，倾斜止挡件37从上下方向上夹着突出部301a。倾斜止挡件37例如是用合成树脂形成的。

固定凸轮31为大致圆盘状构件，具有突出部31a。如图4和图6所示，突出部31a位于长孔45a中，其与长孔45a的内壁相对。当固定凸轮31旋转时，突出部31a与长孔45a的内壁相接触。突出部31a限制固定凸轮31的旋转。固定凸轮31不与扳杆39的旋转相连动。

倾斜止挡件38安装于杆30，其位于长孔45a中。如图4和图6，倾斜止挡件38从上下方向上夹着突出部31a。倾斜止挡件38例如是用合成树脂形成的。

分隔件35是安装于杆30的、呈大致圆筒状的构件。可动凸轮32是位于与固定凸轮31相邻的位置的、呈大致圆盘状的构件。可动凸轮32隔着分隔件35安装于杆30。分隔件35能够抑制可动凸轮32的晃动，并且，能够容易使可动凸轮32的中心对准杆30的中心。可动凸轮32与扳杆39相连结。可动凸轮32和扳杆39能够相对于杆30旋转。

螺母34被拧紧在杆30的螺杆部302。推力轴承33位于可动凸轮32与螺母34之间。推力轴承33隔着分隔件35安装于杆30。可动凸轮32能够利用推力轴承33的作用，相对于螺母34旋转。

当扳杆39旋转时，由于突出部31a与长孔45a的内壁相接触，因而固定凸轮31不旋转，而另一方面，可动凸轮32进行旋转。例如，在固定凸轮31的、与可动凸轮32相对的表面设有沿着周向的倾斜面。由此，可动凸轮32登上固定凸轮31的倾斜面，从而从可动凸轮32至固定凸轮31的距离发生变化。另外，周向的意思是指以杆30的中心线为中心的圆的切线方向，下面的内容中也以同样的意思来使用。杆30的中心线是与杆30的长度方向平行且经过杆30的重心的直线。

当扳杆39旋转使得可动凸轮32远离固定凸轮31时，杆30的头部301按压于侧板44，并且，固定凸轮31按压于侧板45。由此，头部301与侧板44之间的摩擦力以及固定凸轮31与侧板45之间的摩擦力变大。因此，杆30变得无法在长孔44a和长孔45a中移动，转向柱5的位置被固定。另一方面，当扳杆39旋转使得可动凸轮32靠近固定凸轮31时，头部301与侧板44之间的摩擦力以及固定凸轮31与侧板45之间的摩擦力变小或变没。由此，杆30变得能够在长孔44a和长孔45a中移动，从而能够调整转向柱5的位置。伴随着转向柱5的位置的变化，方向盘81的位置发生变化。

当转向柱5从杆30处于长孔44a和长孔45a的中央附近的状态起沿上下方向以某种程度移动时，就会使倾斜止挡件37与长孔44a的端部相接触，使倾斜止挡件38与长孔45a的端部相接触。通过设有倾斜止挡件37和倾斜止挡件38，从而能够缓和冲击。而且，倾斜止挡件37和倾斜止挡件38能使转向柱5在上下方向上的移动变顺畅。

如图7所示，弹性构件2位于杆30与定距支架6的横板64之间。弹性构件2例如为板簧。弹性构件2例如使用SK5、S50CM、S55CM、S60CM、S65CM等弹簧用抛光特殊钢带、或SUS301、SUS304、SUS631等弹簧用不锈钢钢带来形成。弹性构件2将杆30朝向转向柱5推压。例如，弹性构件2推压着杆30中的、位于纵板61与纵板62之间的部分的车辆宽度方向中央处。即，自弹性构件2至纵板61的距离等于自弹性构件2至纵板62的距离。

如图8～图10所示，弹性构件2具有第一臂部21、弯曲部23、凹部25、凸部27和第二臂部29。第一臂部21、弯曲部23、凹部25、凸部27和第二臂部29形成为一体。

如图8所示，第一臂部21与横板64相接触。例如，第一臂部21与设于横板64的***部641相接触。***部641向杆30侧突出。第一臂部21与横板64大致平行。弯曲部23与第一臂部21相连。弯曲部23从第一臂部21的前方端部朝向杆30弯曲。凹部25与弯曲部23相连。凹部25具有朝向横板64呈凸状的形状。杆30嵌于凹部25。凹部25以沿着杆30的方式弯曲。凸部27与凹部25相连。凸部27具有朝向转向柱呈凸状的形状。凸部27位于杆30的后方侧，且与杆30相接触。第二臂部29与凸部27相连。第二臂部29从凸部27的后方端部朝向后方延伸。

弹性构件2例如从杆30的后方侧安装于杆30。在把持着第一臂部21和第二臂部29的状态下，将弯曲部23从后方侧向杆30与横板64之间***。当弯曲部23碰触到杆30时，弯曲部23在来自杆30的反作用力的作用下发生变形。当弹性构件2继续向前方移动时，杆30嵌于凹部25并且杆30与凸部27相接触。通过杆30嵌于凹部25，从而能够抑制弹性构件2从杆30脱落。而且，由于弹性构件2具有凸部27，因而在将弹性构件2向杆30安装时容易定位。

当弹性构件2被安装于杆30与横板64之间时，相对于未对弹性构件2施加负荷的状态(图9所示的状态)而言，弯曲部23发生变形。如图9所示，弹性构件2向杆30安装之前的、第一臂部21的后方端部与第二臂部29的后方端部之间的距离为距离D1。如图10所示，弹性构件2安装于杆30的状态下的、第一臂部21的后方端部与第二臂部29的后方端部之间的距离为距离D2。距离D2小于距离D1。在弯曲部23产生弹力。因此，凹部25对杆30进行推压。如图10所示，对杆30施加力F。力F是朝向下方的力和朝向前方的力的合力。力F的方向相对于上下方向存有角度。

当利用紧固机构3进行的紧固被解除时，施加于杆30的负荷会变小或变没。假设在未设有弹性构件2的情况下，在杆30与长孔44a之间、杆30与长孔45a之间、杆30与圆孔61a之间以及杆30与圆孔62a之间都会产生间隙。另一方面，因扳杆39的重量的作用，会对杆30的、靠扳杆39侧的部分施加朝下的力。当在这样的状态下使转向柱5沿上下方向移动时，会导致杆30产生晃动。因此，存在因杆30的头部301与侧板44之间的摩擦导致产生振动的可能性。该现象被称为粘滑。

相对于此，本实施方式中，由弹性构件2将杆30朝向转向柱5推压。由此，杆30被按压于图4所示的圆孔61a和圆孔62a的内壁。因此，杆30与圆孔61a的内壁之间的间隙以及杆30与圆孔62a的内壁之间的间隙消失。因而，能够抑制在转向柱5沿上下方向移动时的晃动。即，能够抑制粘滑。其结果，能够使转向柱5的动作变顺畅。

而且，当杆30被按压于圆孔61a和圆孔62a的内壁时，会在杆30与圆孔61a的内壁之间以及杆30与圆孔62a的内壁之间产生摩擦。利用对杆30所产生的摩擦，能使杆30变得不易旋转。其结果，能够抑制因杆30的旋转导致的振动。

另外，转向柱5中，也可以是，外柱51不是位于内柱54的后方。也可以是，外柱51位于内柱54的前方。即使在该情况下，在二次碰撞时，也能够利用外柱51与内柱54之间的摩擦力吸收冲击。

另外，也可以是，弹性构件2并非一定是板簧。弹性构件2只要是至少与杆30和横板64都相接触且能够将杆30向朝向转向柱5的方向推压的构件即可。例如，弹性构件2也可以是螺旋弹簧等。

另外，弹性构件2中，弯曲部23和凸部27的、相对于杆30的位置不限于上述位置。也可以是，例如，弯曲部23位于比杆30靠后方的位置，凸部27位于比杆30靠前方的位置。在该情况下，将弹性构件2从杆30的前方侧向杆30与横板64之间***。

另外，也可以是，由弹性构件2对杆30作用的力F的方向并非一定是图10所示的方向。力F只要至少包含从横板64朝向转向柱5的力即可。例如，力F的方向相对于上下方向所呈的角度也可以是0°，也可以大于图10所示的角度。

另外，定距支架6也可以配置在转向柱5的下方。在该情况下，变为：弹性构件2对杆30朝向上方推压。

如上面说明的那样，转向装置80具有转向柱5、柱支架4、定距支架6、杆30和弹性构件2。转向柱5支承与方向盘81相连结的输入轴82a。柱支架4具有长孔44a和长孔45a，且支承转向柱5。定距支架6具有：两个纵板(纵板61和纵板62)，它们设于转向柱5的外周面，且沿着柱支架4设置；及横板64，其将两个纵板(纵板61和纵板62)连结起来。杆30贯穿长孔44a、长孔45a、纵板61和纵板62。弹性构件2位于横板64与杆30之间，其将杆30朝向转向柱5推压。

由此，杆30被按压于设于纵板61的圆孔61a的内壁以及设于纵板62的圆孔62a的内壁。因此，能够抑制在转向柱5移动时的晃动。而且，即使转向柱5不具有狭缝，也能够将弹性构件2安装于杆30。因而，采用转向装置80，能够抑制在调整方向盘81的位置时的晃动，并且，能够容易安装用于抑制晃动的构件。

而且，转向装置80中，弹性构件2具有朝向横板64呈凸状的凹部25。杆30嵌于凹部25。由此，能够抑制弹性构件2从杆30脱落。

而且，转向装置80中，弹性构件2具有位于杆30的前方侧或后方侧的凸部27。杆30与凸部27相接触。由此，在将弹性构件2向杆30安装时容易定位。

而且，转向装置80中，弹性构件2为板簧。由此，容易制造弹性构件2。

而且，转向装置80中，自弹性构件2至一个纵板(纵板61)的距离等于自弹性构件2至另一个纵板(纵板62)的距离。由此，这两个纵板(纵板61和纵板62)与杆30之间都不易产生间隙。因此，能够更容易抑制在调整方向盘81的位置时的晃动。

附图标记说明

100、车体侧构件；2、弹性构件；21、第一臂部；23、弯曲部；25、凹部；27、凸部；29、第二臂部；3、紧固机构；30、杆；301、头部；301a、突出部；302、螺杆部；31、固定凸轮；31a、突出部；32、可动凸轮；33、推力轴承；34、螺母；35、分隔件；37、38、倾斜止挡件；39、扳杆；4、柱支架；41、上板；42、安装板；44、45、侧板；44a、45a、长孔；49、可脱离胶囊形构件；5、转向柱；51、外柱；54、内柱；55、枢轴支架；6、定距支架；61、62、纵板；61a、62a、圆孔；64、横板；80、转向装置；81、方向盘；82、转向轴；82a、输入轴；82b、输出轴；83、转向力辅助机构；84、万向节；85、中间轴；86、万向节；87、小齿轮轴；88、转向齿轮；88a、小齿轮；88b、齿条；89、拉杆；90、ECU；92、减速装置；93、电动马达；94、扭矩传感器；95、车速传感器；98、点火开关；99、电源装置；F、力；Z、旋转轴线。

Claims (3)

1.一种转向装置，其中，

该转向装置具有：

转向柱，其支承与方向盘相连结的输入轴；

柱支架，其具有长孔，且支承所述转向柱；

定距支架，其具有两个纵板以及将两个所述纵板连结起来的横板，所述两个纵板设于所述转向柱的外周面，且沿着所述柱支架设置；

杆，其贯穿所述长孔和所述纵板；及

弹性构件，其位于所述横板与所述杆之间且与所述横板相接触，将所述杆朝向所述转向柱推压，

所述弹性构件具有：第一臂部，其与所述横板相接触；弯曲部，其自所述第一臂部的端部朝向所述杆弯曲地延伸；凹部，其与所述弯曲部的端部相连，且朝向所述横板呈凸状；凸部，其与所述凹部相连；以及第二臂部，其与所述凸部相连且沿所述第一臂部延伸，

所述凸部位于所述杆的车辆前方侧或车辆后方侧，

所述杆嵌于所述凹部且与所述凸部相接触。

2.根据权利要求1所述的转向装置，其中，

所述弹性构件为板簧。

3.根据权利要求1或2所述的转向装置，其中，

自所述弹性构件至一个所述纵板的距离等于自所述弹性构件至另一个所述纵板的距离。

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