CN216374710U - 转向装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种转向装置，在与轴向交叉的方向上的载荷向方向盘输入的情况下能够进一步减少碰撞能量的吸收量相对于设计值的偏差。转向装置包括：输入轴，该输入轴呈筒状，沿轴向延伸；输出轴，该输出轴的树脂层嵌合于输入轴的内周；上柱，该上柱呈筒状，配置于输入轴的外周侧；下柱，该下柱呈筒状，嵌合于上柱，且将输出轴支承为能够旋转；柱支架，该柱支架支承上柱；以及顶板，该顶板以能够脱离的方式与柱支架连结，上柱具有供下柱压入的压入部，树脂层配置于在轴向上比压入部靠近方向盘的位置，顶板具有沿轴向延伸的长孔，柱支架具有向长孔***的引导销。

Description

转向装置

技术领域

本申请涉及一种转向装置。

背景技术

在车辆设有转向装置，作为用于将操作者(驾驶员)对方向盘的操作向车轮传递的装置。转向装置例如像专利文献1所示那样，包括：输入轴，该输入轴与方向盘连结，沿轴向延伸；输出轴，该输出轴与转向齿轮侧连接；中间轴，该中间轴形成为筒状，且在内周嵌合有输入轴的端部和输出轴的端部；上柱，其呈筒状，配置于输入轴的外周侧；以及下柱，其呈筒状，配置于中间轴的外周侧，将中间轴固定。在车辆发生碰撞时，有时发生操作者碰撞方向盘的二次碰撞。在该情况下，对方向盘输入载荷，输入轴和方向盘一起沿着轴向移动，输入轴的端部抵接于输出轴的端部，从而吸收碰撞能量。

在专利文献1中，由于中间轴固定于下柱的内周，因此，中间轴的安装刚性较高。因而，即使在与轴向交叉的方向上的载荷向方向盘输入的情况下，也能够抑制中间轴摆动，能够顺畅地进行输入轴的轴向的移动。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本实公平6－19418号公报

实用新型内容

实用新型要解决的问题

期望一种在与轴向交叉的方向上的载荷向方向盘输入的情况下能够进一步减少碰撞能量的吸收量相对于设计值的偏差的转向装置。

本申请是鉴于上述的课题而完成的，其目的在于提供一种在与轴向交叉的方向上的载荷向方向盘输入的情况下，能够进一步减少碰撞能量的吸收量相对于设计值的偏差的转向装置。

用于解决问题的方案

为了实现上述的目的，本申请的一技术方案的转向装置包括：输入轴，该输入轴与方向盘连结，沿轴向延伸；输出轴，该输出轴的局部嵌合于所述输入轴；上柱，该上柱呈筒状，配置于所述输入轴的外周侧，且将所述输入轴支承为能够旋转；下柱，该下柱呈筒状，嵌合于所述上柱，且将所述输出轴支承为能够旋转；柱支架，该柱支架支承所述上柱；以及顶板，该顶板以能够脱离的方式与所述柱支架连结，所述输入轴和所述输出轴中的一者为筒状，在所述输入轴和所述输出轴中的所述一者的内周面或另一者的外周面设有树脂层，所述上柱具有供所述下柱压入的压入部，所述树脂层配置于在轴向上比所述压入部靠近所述方向盘的位置，所述顶板具有沿轴向延伸的长孔，所述柱支架具有向所述长孔***的引导销。

根据以上的说明，本申请的转向装置在与轴向交叉的方向上的载荷向方向盘输入的情况下，能够进一步减少碰撞能量的吸收量相对于设计值的偏差。以下详细地进行说明。首先，作为前提，当向方向盘输入载荷时，该载荷从方向盘经由输入轴向上柱和下柱传递。因而，若在与轴向交叉的方向对方向盘输入载荷，并且该载荷中的轴向分量为预定载荷以上，则上柱相对于下柱向前方移动。在此，树脂层具有减少输出轴与输入轴之间的滑动阻力的作用，树脂层配置于在轴向上比压入部靠近方向盘的位置。因而，在向方向盘输入载荷并且输入轴相对于输出轴移动的情况下，输入轴不易沿径向移动。另外，由于柱支架支承上柱，因此，在上柱相对于下柱沿轴向移动时，上柱不易沿径向移动。由此，上柱相对于下柱的移动顺畅地进行。这样，即使在与轴向交叉的方向对方向盘输入载荷的情况下，上柱也不易相对于下柱沿径向移动，能够进一步减少因上柱的压入部与下柱之间的摩擦所导致的、二次碰撞的碰撞能量的吸收量相对于设计值的偏差。

作为上述的转向装置的优选的技术方案，所述输入轴为筒状，在所述输出轴的外周面设有所述树脂层。这样，由于与方向盘连结的输入轴为筒状，因此，输入轴轻量，方向盘的操作力较小。

作为上述的转向装置的优选的技术方案，所述引导销配置于在轴向上比所述压入部靠近所述方向盘的位置。由此，本申请的转向装置通过引导销在长孔内沿轴向移动，从而发挥上柱相对于下柱移动时的导向的作用。因此，上柱相对于下柱的移动顺利地进行。

作为上述的转向装置的优选的技术方案，所述上柱固定于所述柱支架。由此，本申请的转向装置的部件件数变少，能够实现重量的减少。

实用新型的效果

本申请的转向装置在与轴向交叉的方向上的载荷向方向盘输入的情况下，能够进一步减少因上柱的压入部和下柱之间的摩擦所导致的、二次碰撞的碰撞能量的吸收量相对于设计值的偏差。

附图说明

图1是本实施方式的转向装置的立体图。

图2是图1的II－II线的剖视图。

图3是本实施方式的转向装置的立体图。

图4是本实施方式的转向装置的俯视图。

图5是本实施方式的转向装置的仰视图。

图6是图1的II－II线的剖视图，且是表示向转向柱输入载荷之前的状态的图。

图7是图1的II－II线的剖视图，且是表示向转向柱输入载荷之后的状态的图。

附图标记说明

10、顶板；12、平板部；20、转向轴；21、输入轴；22、输出轴；23、钥匙锁环；31、固定支架；40、安装部；41、安装板；47、引导销；49、脱离盒；50、转向柱；51、上柱；52、压入部；54、下柱；60、柱支架；61、62、凸缘部；100、转向装置；101、方向盘；103、万向接头；105、中间轴；107、万向接头；109、小齿轮轴；110、车身构件；120、轴承；121、中央开口部；122、123、长孔；130、轴承；222、树脂层；521、522、523、524、压紧部；Ax、旋转轴线。

具体实施方式

以下，参照附图详细地说明本实用新型。此外，本实用新型不受下述用于实施实用新型的方式(以下称作实施方式)限定。另外，下述实施方式的结构要素包括本领域技术人员容易想到的要素、实际相同的要素、所谓的均等的范围内的要素。并且，能够适当地组合在下述实施方式中公开的结构要素。

图1是本实施方式的转向装置的立体图。图2是图1的II－II线的剖视图。图3是本实施方式的转向装置的立体图。图4是本实施方式的转向装置的俯视图。图5是本实施方式的转向装置的仰视图。

(实施方式)

如图1～图5所示，转向装置100包括方向盘101、顶板10、转向轴20、固定支架31、转向柱50、柱支架60、万向接头103、中间轴105以及万向接头107。转向装置100与小齿轮轴109接合。

如图1～图5所示，转向轴20包括输入轴21和输出轴22。输入轴21和输出轴22沿轴向(Z方向)延伸。输入轴21和输出轴22由转向柱50支承。输入轴21为筒状，输出轴22为实心状。输入轴21的一端与方向盘101连结。另外，在输出轴22的后方(－Z方向)的端部221的外周面形成有树脂层222。输出轴22的树脂层222嵌合于输入轴21的内周。通过树脂层222，使得输出轴22和输入轴21之间的滑动阻力下降。输出轴22和输入轴21之间的嵌合能够应用例如花键嵌合和齿形嵌合等各种嵌合。这样，输入轴21的端部与输出轴22连结。输入轴21能够向输出轴22传递扭矩，且以能够沿轴向移动的方式与输出轴22连结。输出轴22与万向接头103连结。中间轴105的一端与万向接头103连结。中间轴105的另一端与万向接头107连结。万向接头107与小齿轮轴109连结。

在以下的说明中，使用XYZ正交坐标系。X轴与搭载有转向装置100的车辆的车宽方向平行。Z轴与转向轴20的长度方向平行(与旋转轴线Ax平行)。Y轴相对于X轴和Z轴这两者垂直。沿着X轴的方向被记载为X方向，沿着Y轴的方向被记载为Y方向，沿着Z轴的方向被记载为Z方向。将Z方向中的朝向车辆的前方的方向设为+Z方向，将朝向车辆的后方的方向设为－Z方向。将操作者面向+Z方向的情况下的右方设为+X方向，将操作者面向+Z方向的情况下的左方设为－X方向。将Y方向中的朝向上方的方向设为+Y方向，将朝向下方的方向设为－Y方向。

转向柱50为支承转向轴20的构件。转向轴20包括输入轴21和输出轴22。转向轴20的输入轴21和输出轴22能够以旋转轴线Ax为中心进行旋转。旋转轴线Ax为，以相对于输入轴21的长度方向正交的平面剖切输入轴21的情况下的经过各剖面的重心的直线。输入轴21与方向盘101连结并在轴向即Z方向上延伸。输入轴21为中空的筒状。如图2所示，在输入轴21安装有钥匙锁环23。例如，当操作者拔出钥匙时，销从上柱51朝向钥匙锁环23突出，销嵌合于钥匙锁环23。由此，上柱51和输入轴21以无法相对旋转的方式固定，因此，在拔出钥匙的状态下，无法进行方向盘101的操作。

如图2所示，转向柱50包括上柱51和下柱54。上柱51为大致圆筒状的构件。上柱51配置于下柱54的后方(－Z方向)。上柱51借助轴承120支承输入轴21。下柱54为大致圆筒状的构件。下柱54借助轴承130支承输出轴22。下柱54的局部嵌入上柱51的内侧。下柱54的局部与上柱51的内壁接触。换言之，在上柱51的前方(+Z方向)的端部形成有压入部52。压入部52例如是使上柱51的端部向径向内侧塑性变形而成的压紧部。具体而言，如图3所示，压入部52具有使上柱51的－Y方向的内壁朝向旋转轴线Ax(朝向径向内侧)凹陷而成的压紧部521、522。另外，如图4所示，压入部52具有使上柱51的+Y方向的内壁朝向旋转轴线Ax凹陷而成的压紧部523、524。在上柱51的压入部52与下柱54之间产生摩擦。在通常的使用状态下，通过上柱51与下柱54之间的摩擦，来限制上柱51和下柱54的相对移动。另一方面，在较大的载荷作用于上柱51时(二次碰撞时等)，上柱51和下柱54一边克服摩擦一边相对地移动，由此吸收碰撞能量。树脂层222在轴向(Z方向)上位于比压入部52靠后方(－Z方向)的位置。换言之，树脂层222在轴向(Z方向)上配置于比压入部52靠近方向盘101的位置。

顶板10为用于支承转向柱50的构件。顶板10配置于转向柱50的+Y方向的位置。顶板10固定于车身构件110(参照图2)。车身构件110例如是设于车辆的转向支承构件。顶板10包括固定部11和平板部12。固定部11和平板部12一体地成形。固定部11为板状的构件。固定部11配置为，在从Y方向观察时与上柱51重叠。固定部11利用螺栓固定于车身构件110。

平板部12为板状的构件。平板部12的X方向上的宽度与固定部11的X方向上的宽度大致相等。平板部12包括中央开口部121和两个长孔122、123。中央开口部121配置于平板部12的中央。中央开口部121在从Y方向观察时为矩形形状。长孔122、123配置于中央开口部121的X方向的两侧。长孔122相对于中央开口部121配置于靠+X方向的位置。长孔122沿着Z方向较长地延伸。长孔123相对于中央开口部121配置于靠－X方向的位置。长孔123沿着Z方向较长地延伸。

柱支架60通过焊接等固定于上柱51。换言之，柱支架60支承上柱51。如图3和图5所示，柱支架60包括设于+X方向的端部的凸缘部61和设于－X方向的端部的凸缘部62、将凸缘部61、62彼此连结的连结部63、以及安装部40。

如图1和图3所示，安装部40包括安装板41、引导销47、脱离盒49以及树脂构件(未图示)。脱离盒49由例如压铸用铝合金(ADC材料(Aluminum alloy Die Casting))等轻量合金形成。引导销47、脱离盒49以及树脂构件固定于安装板41。即，安装板41利用树脂构件与脱离盒49连结。在二次碰撞时等情况下，+Z方向的载荷作用于转向柱50，从而安装板41相对于脱离盒49移动，树脂构件被切断。由此，除脱离盒49之外的柱支架60和上柱51从顶板10(车身构件110)脱离。这样，顶板10和柱支架60以能够脱离的方式连结。

在此，如图1、图3～图5所示，引导销47分别向顶板10的长孔122、123中***。因而，在柱支架60和上柱51相对于顶板10相对地移动时，引导销47发挥引导(导向)的作用，从而柱支架60和上柱51沿轴向(Z方向)顺畅地移动。此外，如图2所示，引导销47配置于在轴向上比压入部52靠－Z方向的位置。引导销47配置于在轴向上比压入部52靠近方向盘101的位置。

固定支架31例如通过进行压制并且进行弯折加工而成形。固定支架31相对于顶板10配置于前方(+Z方向)。固定支架31配置为，在从Y方向观察时，与下柱54重叠。固定支架31固定于未图示的车身构件。

接着，对车辆碰撞时的碰撞能量的吸收进行说明。图6是图1的II－II线的剖视图，且是表示向转向柱输入载荷之前的状态的图。图7是图1的II－II线的剖视图，且是表示向转向柱输入载荷之后的状态的图。首先，作为前提，当向方向盘101输入载荷时，该载荷从方向盘101经由输入轴21向上柱51和下柱54传递。因而，若在与轴向交叉的方向对方向盘101输入载荷，并且该载荷中的轴向分量为预定载荷以上，则上柱51相对于下柱54向前方(+Z方向)移动。

如图6所示，在车辆碰撞前的通常状态下，通过上柱51的压入部52和下柱54之间的摩擦，来限制上柱51和下柱54之间的轴向移动。

接下来，在车辆发生碰撞并且发生操作者碰撞到方向盘101的二次碰撞的情况下，如图7所示，在与轴向(Z方向)交叉的方向(例如朝向斜上方的方向)对方向盘101输入载荷F。而且，当载荷F中的轴向分量(+Z方向分量)为预定载荷以上时，上柱51相对于下柱54向前方(+Z方向)移动。该预定载荷为上柱51的压入部52与下柱54之间的摩擦力以及安装部40的树脂构件的抗剪强度的总计值。

即，当载荷F中的轴向分量(+Z方向分量)为预定载荷以上时，除脱离盒49之外的柱支架60从顶板10脱离，上柱51相对于下柱54向前方(+Z方向)移动。

在此，树脂层222配置于在轴向(Z方向)上比压入部52靠近方向盘101的位置。因此，在比压入部52靠载荷输入侧的位置，输入轴21不易在径向移动，上柱51相对于下柱54在轴向上的移动顺畅地进行。

并且，引导销47配置于在轴向上比压入部52靠近方向盘101的位置。因此，在比压入部52靠载荷输入侧的位置，输入轴21不易在X方向(径向)移动，上柱51相对于下柱54的移动顺畅地进行。

这样，一边使上柱51的压入部52与下柱54的外周产生摩擦，一边使上柱51沿轴向移动，从而二次碰撞的碰撞能量被吸收。

如以上说明的那样，转向装置100包括：输入轴21，该输入轴21呈筒状，沿轴向延伸；输出轴22，在该输出轴22的外周面设置的树脂层222嵌合于输入轴21的内周；上柱51，该上柱51呈筒状，将输入轴21支承为能够旋转；下柱54，该下柱54呈筒状，嵌合于上柱51；柱支架60，该柱支架60支承上柱51；以及顶板10，该顶板10与柱支架60以能够脱离的方式连结，上柱51具有供下柱54压入的压入部52，树脂层222配置于在轴向上比压入部52靠近方向盘101的位置，顶板10具有沿轴向延伸的长孔122、123，柱支架60具有向长孔122、123***的引导销47。

由此，在与轴向交叉的方向上的载荷向方向盘101输入的情况下，能够减少碰撞能量的吸收量相对于设计值的偏差。以下详细地进行说明。如在图7中说明的那样，若在与轴向(Z方向)交叉的方向(例如朝向斜上方的方向)对方向盘101输入载荷F，并且该载荷F中的轴向分量(+Z方向分量)为预定载荷以上，则上柱51相对于下柱54向前方(+Z方向)移动。即，当载荷F中的轴向分量(+Z方向分量)为预定载荷以上时，上柱51相对于下柱54向前方(+Z方向)移动。

在此，树脂层222配置于在轴向(Z方向)上比压入部52靠近方向盘101的位置。因而，在比压入部52靠载荷输入侧的位置，输入轴21不易沿径向移动，上柱51相对于下柱54的移动顺畅地进行。

这样，根据本实施方式，即使在与轴向(Z方向)交叉的方向上对方向盘101输入载荷F的情况下，也能够进一步减少因上柱51的压入部52和下柱54之间的摩擦所导致的、二次碰撞的碰撞能量的吸收量相对于设计值的偏差。此外，由于与方向盘101连结的输入轴21为筒状，因此，输入轴21轻量，方向盘101的操作力较小。

另外，引导销47配置于在轴向上比压入部52靠近方向盘101的位置。因而，引导销47在长孔122、123内沿轴向移动，由此上柱51相对于下柱54的移动顺畅地进行，能够减少因上柱51的压入部52和下柱54之间的摩擦所导致的、二次碰撞的碰撞能量的吸收量相对于设计值的偏差。

并且，由于上柱51固定于柱支架60，因此，在转向装置100中，不需要方向盘101的位置调节机构所需要的部件。转向装置100的部件件数减少，能够实现重量的减少。

此外，本申请并不限于上述的实施方式，而是能够采用各种形态。例如，在实施方式中，输入轴21为筒状，输出轴22为实心状，但也可以是，输入轴21为实心状，输出轴22为筒状。在该情况下，输入轴21的端部嵌合于输出轴22的内周面。

另外，在实施方式中，在输出轴22的端部221的外周面形成有树脂层222，但也可以在筒状的输入轴21的内周面设置树脂层222。

并且，在输入轴21为实心状，输出轴22为筒状的情况下，既可以在输入轴21的外周面设置树脂层222，也可以在输出轴22的内周面设置树脂层222。

Claims (5)

1.一种转向装置，其特征在于，

该转向装置包括：

输入轴，该输入轴与方向盘连结，沿轴向延伸；

输出轴，该输出轴的局部嵌合于所述输入轴；

上柱，该上柱呈筒状，配置于所述输入轴的外周侧，且将所述输入轴支承为能够旋转；

下柱，该下柱呈筒状，嵌合于所述上柱，且将所述输出轴支承为能够旋转；

柱支架，该柱支架支承所述上柱；以及

顶板，该顶板以能够脱离的方式与所述柱支架连结，

所述输入轴和所述输出轴中的一者为筒状，

在所述输入轴和所述输出轴中的所述一者的内周面或另一者的外周面设有树脂层，

所述上柱具有供所述下柱压入的压入部，

所述树脂层配置于在轴向上比所述压入部靠近所述方向盘的位置，

所述顶板具有沿轴向延伸的长孔，

所述柱支架具有向所述长孔***的引导销。

2.根据权利要求1所述的转向装置，其特征在于，

所述输入轴为筒状，

在所述输出轴的外周面设有所述树脂层。

3.根据权利要求1或2所述的转向装置，其特征在于，

所述引导销配置于在轴向上比所述压入部靠近所述方向盘的位置。

4.根据权利要求1或2所述的转向装置，其特征在于，

所述上柱固定于所述柱支架。

5.根据权利要求3所述的转向装置，其特征在于，

所述上柱固定于所述柱支架。

Images