冲击吸收式转向装置 【技术领域】
本发明涉及一种搭载于车辆的冲击吸收式转向装置。背景技术 冲击吸收式转向装置为车辆发生碰撞事故时能够吸收驾驶员由于与转向盘的二 次碰撞而承受的冲击的装置。具体来讲, 例如在将支承转向轴的转向柱用托架安装于车身 侧时, 使能够以一定的载荷脱离的夹持体夹入其中 ( 例如参照专利文献 1)。二次碰撞的能 量在该夹持体脱离时被消弱。
并且, 例如还提出了形成转向柱的轴向长度能够收缩的构造的冲击吸收式转向装 置 ( 例如参照专利文献 2)。具体来讲, 转向柱为双层管构造, 通过在一方的圆筒管的外侧 重叠有另一方的圆筒管, 能够相对地滑动。并且, 针对转向轴, 也设为在截面呈横向长 ( 非 圆 ) 形状的轴的外侧重叠筒状体的双层构造, 并且在轴外面的槽嵌合有安装在筒状体上的 树脂制突起物。在这种冲击吸收式转向装置中, 二次碰撞的能量被树脂制突起物的剪切而 削弱。
在如上所述的现有的冲击吸收式转向装置中, 对使用夹持体的构造而言, 由于夹 持体内的螺栓的紧固扭矩、 螺栓位置的偏差而脱离载荷将变得不稳定。
另一方面, 在双层管结构的转向柱中, 若在二次碰撞时, 在与转向柱的轴向交叉的 方向上作用有力, 则与转向盘近的上侧的管变得不与下侧的管同轴, 因而妨碍滑动动作。
现有技术文献
专利文献 1 : 日本特开 2005-14832 号公报 ( 图 2)
专利文献 2 : 日本特开 2001-130421 号公报 ( 图 2、 图 3)
发明内容
本发明的目的在于提供一种以简单的构造进行稳定的动作的冲击吸收式转向装置。 本发明一方式的冲击吸收式转向装置, 其特征在于, 包括 : (a) 转向柱, 其用于支 承转向轴 ; 以及 (b) 托架, 其用于将所述转向柱安装于车身, 该托架具有以相对所述转向柱 的外周具有预定过盈量的方式沿轴向被压入的转向柱支承部, 在所述转向柱的轴向赋予二 次碰撞的冲击力时, 在所述转向柱和所述转向柱支承部之间产生摩擦同时使所述转向柱移 动。
在如上所述地构成的冲击吸收式转向装置中, 转向柱相对托架存在相对地压入的 关系, 与转向柱支承部总是压接。 在该状态下, 因二次碰撞而赋予向轴向按压转向柱的冲击 力时, 转向柱在与转向柱支承部之间产生较强的摩擦同时移动。 通过该摩擦, 二次碰撞的能 量被削弱。这种通过托架与转向柱的相互摩擦来削弱二次碰撞的能量的构造, 不需要转向 柱侧的特别的构造、 夹持体, 因此简单, 进行稳定的动作。
因此, 能够提供以简单的构造进行稳定的动作的冲击吸收式转向装置。
在上述冲击吸收式转向装置中, 也可以在转向柱支承部的内周侧形成有与转向柱 压接的部位, 该部位为将圆筒的圆周方向的一部分切开后的形状。
该构造通过切开形成的切口维持相应部位的弹性, 使压接状态稳定。 并且, 通过切 口的范围设计, 能够将碰撞吸收时的转向柱的移动行程设为所希望的值。
在上述冲击吸收式转向装置中, 优选的是, 转向柱为单层管构造, 转向轴为一根部 件。
在该构造中, 由于转向柱、 转向轴向轴向的移动没有障碍, 因此即使二次碰撞时在 与转向柱的轴向交叉的方向作用有力, 也能使冲击吸收动作可靠地进行。
在上述冲击吸收式转向装置中, 托架为上托架, 除该上托架外, 还具有将设在转向 柱的下方的外壳安装于车身的下托架, 该下托架具有利用机械强度比其他部位弱从而因二 次碰撞的冲击力而折弯的预定的部位。
该情况下, 通过下托架的折弯, 也能吸收二次碰撞的能量。 附图说明
图 1 为本发明的一实施方式的冲击吸收式转向装置的剖视图。图 2 为从 4 个方向观察作为单体的上托架的图。
图 3 为以单体表示下托架的立体图。
图 4 为从 3 个方向观察图 3 所示的下托架的图。
图 5(a) 为为了与图 5(b) 对比而表示图 1 的一部分的剖视图, 图 5(b) 为表示吸收 二次碰撞的冲击后的状态的一个例子的剖视图。 具体实施方式
图 1 为本发明的一实施方式的冲击吸收式转向装置的剖视图。在图中, 冲击吸收 式转向装置 1 将转向柱 2 及外壳 3 构成为为外侧壳体。安装在转向柱 2 上的上托架 4 和安 装在外壳 3 上的下托架 5 分别用螺栓 ( 未图示 ) 固定在车身 6 上。在实际的安装姿势中, 以图的右方成为上且左方成为下的方式倾斜地进行安装。并且, 在图的右方连接有转向盘 ( 未图示 ), 在左方安装有小齿轮轴 ( 未图示 )。
转向柱 2 主要呈圆筒状, 其具有只有左端附近成阶段性地向径向外方凸起的形 状。其中, 在以下说明中, 转向柱 2 的外径是指安装有上托架 4 的圆筒状部分的外径 D。在 转向柱 2 的内部, 经由滚动轴承 7 旋转自如地支承有第一转向轴 8。第一转向轴 8 经由扭力 杆 9 与第二转向轴 10 连接。扭力杆 9 的右端固定在第一转向轴 8 上, 其左端固定在第二转 向轴 10 上。
第二转向轴 10 被安装在外壳 3 的两个滚动轴承 11、 12 旋转自如地支承。在固定 于第二转向轴 10 的外周上的蜗轮 13 啮合有通过马达 14 驱动的蜗轮蜗杆副 15。扭矩传感 器 16 与第一转向轴 8 及第二转向轴 10 的双方外周面相向地进行设置, 通过两个传动轴 8, 10 的旋转位移差, 检测转向扭矩。根据由扭矩传感器 16 检测的转向扭矩驱动马达 14, 由此 能够赋予第二转向轴 10 所需的转向辅助力。
图 2 为用单体表示上托架 4 的图, 图 2(a) ~图 2(d) 分别为从图 1 的上方、 左方、 下方、 正面观察上托架 4 的图。在图 2 中, 上托架 4 例如是将钢板进行冲压加工而形成的,该上托架 4 以一体方式具有外插于转向柱 2 的转向柱支承部 4a 和用于通过螺栓固定到车 身 6( 图 1) 的安装部 4b。
在转向柱支承部 4a 的中央形成有使转向柱 2 通过的孔 4c。该孔 4c 的内径 d 形成 得比转向柱 2 的外径 D( 图 1) 稍小。并且, 在转向柱支承部 4a 的内周侧 ( 孔 4c 的周围 ) 沿转向柱 2 的轴向形成有较短的圆筒状的压接部 ( 与转向柱 2 压接的部位 )4d。其中, 压接 部 4d 不是完整的圆筒, 而是呈将圆周方向的一部分进行切开的形状。 切开而形成的切口 4e 向压接部 4d 的径向外方扩展地形成。由此, 在孔 4c 上还包含切口 4e 的开口整体构成使如 圆的一部分凸起的图示的形状。切口 4e 在从孔 4c 的中心观察时形成在角度 θ( 例如 70 度 ) 的范围内。通过该切口 4e 维持压接部 4d 的弹性, 能够得到稳定的压接状态。并且, 通 过切口的范围设计, 能够将吸收冲击时的转向柱 2 的移动行程实现为所希望的值。
在安装部 4b 上形成有两个螺栓孔 4f。安装部 4b 除具有用于将上托架 4 安装到车 身的部分等本身功能之外, 还具有赋予转向柱支承部 4a 向转向柱 2 的轴向 ( 以下, 称为转 向柱轴向 ) 的力时, 抑制转向柱支承部 4a 整体的挠曲的功能。并且, 如图 2(c) 所示, 转向 柱支承部 4a, 在从端面观察时以梯形状实施弯曲加工, 由此成为提高针对向转向柱轴向的 力的机械强度的构造。
如上所述地构成的上托架 4, 通过将转向柱支承部 4a 从图 1 的右方压入转向柱 2 而被安装。即, 上托架 4 相对转向柱 2 的外周以具有预定过盈量 (D-d) 的方式沿转向柱轴 向进行压入, 从而被安装到转向柱 2 上。由于转向柱 2 相对上托架 4 存在相对地压入的关 系, 因此与转向柱支承部 4a 总是压接。
图 3 为以单体表示下托架 5 的立体图。并且, 图 4(a)、 图 4(b)、 图 4(c) 为从 3 个 方向观察图 3 所示的下托架 5 的图。在图 3、 图 4 中, 下托架 5 例如是将钢板进行冲压加工 而形成的, 其以一体方式具有固定于外壳 3( 图 1) 的外壳支承部 5a、 用于通过螺栓固定到车 身 6( 图 1) 的安装部 5b 以及处于这些部分中间的连接部 5c。
在外壳支承部 5a 上形成有使第二转向轴 10 插通的孔 5d 以及两个用于向外壳 3 固定的螺栓孔 5e。在安装部 5b 上形成有两个螺栓孔 5f。通过开设该螺栓孔 5f, 能以在车 身侧上临时放置螺栓之后将其插入下托架 5 的方式进行安装。
并且, 到处实施用于使下托架 5 的机械强度提高的加工, 例如, 从安装部 5b 到连接 部 5c, 形成有用于提高强度的凹部 5g。并且, 还在安装部 5b 的边缘部 5b1、 连接部 5c 的边 缘部 5c1, 实施弯曲加工。通过这种加工, 安装部 5b、 连接部 5c 很难变形。并且, 固定到外 壳 3 上的外壳支承部 5a 也很难变形。
另一方面, 在图 3 中, 外壳支承部 5a 和连接部 5c 的边界部位、 安装部 5b 和连接部 5c 的边界部位, 其强度要比其他部位弱。因此, 在用双点划线表示的假想折线 L1、 L2 处变 得容易弯折。
图 5(a) 为为了与图 5(b) 对比而表示图 1 的一部分的剖视图 ; 图 5(b) 为表示吸收 二次碰撞的冲击后的状态的一个例子的剖视图。其中, 为了较容易地观察出冲击吸收前后 的变化, 图 5(b) 夸大表示了转向柱 2 的移动行程。
首先, 在如上所述地构成的冲击吸收式转向装置 1 如图 1 所示被可靠地安装在车 身 6 的状态下, 发生车辆的碰撞事故时, 由于驾驶员的二次碰撞, 被赋予将转向柱 2 以及外 壳 3 向轴向 ( 图 5 的左方 ) 按压的冲击力。由此, 在上托架 4 侧, 与转向柱支承部 4a 的压接部 4d 压接着的转向柱 2, 在与转向柱支承部 4a( 压接部 4d) 之间产生较强的摩擦的同时 移动 ( 图 5(b))。通过该摩擦, 削弱二次碰撞的能量。
这种用上托架 4 和转向柱 2 的相互摩擦来削弱二次碰撞的能量的构造, 由于无需 转向柱侧的特别的构造、 夹持体, 因而简单, 由此进行稳定的动作。 因此, 能够提供以简单的 构造进行稳定的动作的冲击吸收式转向装置 1。
并且, 与使用夹持体的构造不同, 在冲击吸收动作之后上托架 4 还会支承转向柱 2, 因此转向柱 2 不会落下。从而, 能够在碰撞事故时与事故发生前相同地确保驾驶员座空 间。
另一方面, 下托架 5 成在图 3 的假想折线 L1 处突出地弯折, 而在假想折线 L2 处凹 陷地弯折的状态, 从而变成图 5(b) 所示的形态。因此, 通过这种下托架 5 的折弯, 也能吸收 二次碰撞的能量。
并且, 如图 1 所示, 转向柱 2 为单层管结构, 且第一转向轴 8 为在中途没有连接头 的一根部件。 因此, 由于转向柱 2、 第一转向轴 8 向轴向的移动没有障碍, 因此即使在二次碰 撞时在与转向柱 2 的轴向交叉的方向作用有力, 也能使冲击吸收动作可靠地进行。
此外, 在上述实施方式中, 图 1 中的转向柱 2 除左端附近之外基本上呈圆筒状, 但 是考虑到上托架 4 压入的便利性, 可以只将上托架 4 的附近以及从该位置朝向右方的预定 范围设成外径 D, 而比其还靠右的右方则设为比 D 小的值。该预定的范围, 只要是针对吸收 冲击时的转向柱 2 的移动行程而言为充分的范围即可。