车辆用转向管柱装置和制造所述转向管柱装置的方法 【技术领域】
本发明涉及一种车辆用转向管柱装置和一种制造所述转向管柱装置的方法。
背景技术
在车辆发生碰撞时，惯性可导致驾驶员与转向盘发生二次碰撞。因此，为了保护驾驶员，一种冲击吸收/减振转向管柱装置已被广泛地使用。
在一冲击吸收转向管柱装置中，当驾驶员发生二次碰撞并且所述碰撞的冲击能量从车辆的后部向前部作用时，转向管柱与车身/车体脱开以便在坍塌的同时移动到车辆的前部，其间吸收冲击能量。
通常，转向管柱在两个位置即车辆后部中的一上部托架和车辆前部中的一下部托架处支承并固定在车身上。
转向管柱的车辆后部中的上部托架装有以上所述的冲击吸收转向管柱装置。还设置有一用于倾斜位置调节和伸缩位置调节的锁定机构等。
另一方面，车辆前部中的下部托架装有一用作倾斜移动的中心的支承销，以便在倾斜位置调节和伸缩位置调节操作时使转向管柱以倾斜方式移动。同时，这种结构还用于在上述二次碰撞时当转向管柱压溃/溃缩/毁坏(collapse)以移动到车辆前部时使转向管柱从下部托架平稳地脱开，以便在转向管柱没有落下的情况下将其安全地引导到车辆前部。还存在一种利用设在下部托架上的一细长孔调节一伸缩位置地方案。
顺便提及的是，以上所述的上部托架和下部托架通常是利用一个板冲压而成的，并且是经过多个步骤制造的。
然而，由于一坯件(blank)通常是用一个板制成的并且被重复性地多次弯曲，因此当需要一封闭断面时不可避免地需要多次弯曲坯件。当需要更大强度时还需要对齐地焊接边缘。
弯曲工序要求坯件的面积必须较大，因此需要比实际所需更大量的金属，并且碎片端部将被废弃。因此，为了最大限度地避免浪费，应对坯件的制备给予关注。
【发明内容】
考虑到上述情况，提出了本发明，本发明的一个目的在于提供一种车辆用转向管柱装置制造方法，其中减少了弯曲操作的数量和加工步骤的数量，最大限度地避免碎片材料的产生，并且减少或省去要焊接的部位。
为了实现上述目的，依照本发明的第一方面，提供了一种车辆用转向管柱制造方法，其中一转向管柱经由一托架支承和固定到车身上，所述制造方法包括以下步骤：
预先形成所述托架的多个分开部件，并且通过在装配时敛缝/填缝(caulking)而连接所述多个分开部件，从而装配所述托架。
在本发明第一方面所涉及的转向管柱制造方法中，所述分开部件优选包括：一体地包括平行于所述转向管柱的轴线延伸并且所述转向管柱从它们之间穿过的两个侧部、将所述侧部相互连接的一连接部以及从所述侧部的上端向外延伸的两个凸缘部的一主体部件(主体部)；以及一独立部件，如果与所述主体部件一体地形成，则所述单独部件会具有复杂的开发形状和装配步骤并具有一从所述侧部突出的形状；所述主体部件的所述凸缘部和所述分开部件设置有要相互接合的接合部；并且所述接合部被敛缝并被固定以构成所述托架。
如上所述，依照本发明，一托架(例如，上部托架)不是通过弯曲一个金属板构成的，而是通过预先制备多个分开部件，并通过敛缝已分别加工的接合部将这些多个分开部件相互连接而构成的。这样，可容易地执行加工，从而可减少弯曲操作的数量和加工步骤的数量，因此，可减少制造成本。
由于所述托架是用多个分开部件制成的，因此坯件的面积可较小，从而可将废碎片材料减小到最小。
而且，由于使用了敛缝工艺，不会产生在焊接时产生的气体，从而可保护环境。另外，由于不会出现诸如由焊接热引起的变形等影响，因此可稳定地制造托架。
而且，对于焊接步骤来说，需要控制焊接条件或执行检查以确认所述条件。然而，在敛缝步骤中，可清楚地判断部件是否已被敛缝(caulked)。因此，可避免不能从表面上判断的非连接问题。
依照本发明的第二方面，提供了一种车辆用转向管柱装置制造方法，其中一连接到一转向管柱上的管柱侧托架与一连接到车身上的车身侧托架进入压力接触以便被保持，其特征在于：
所述管柱侧托架是由分开部件构成的，所述分开部件包括：由与所述转向管柱的一下部直接接触并固定到所述下部上的一管柱支承部和与所述管柱支承部一体地形成并与所述车身侧托架的两个侧板部的内表面压力接触的两个侧板部构成的一主体部，以及独立于所述主体部形成用于将所述主体部的所述侧板部相互接合的一配合板部；并且
通过在装配时敛缝使所述主体部和所述配合板部相互连接，从而装配所述管柱侧托架。
依照本发明的第三方面，提供了一种车辆用转向管柱装置，它包括一连接到车身上并通过使一连接到转向管柱上的管柱侧托架与两个侧板部进入压力接触而保持所述管柱侧托架的车身侧托架，其中所述两个侧板部平行于所述转向管柱的轴线延伸并且所述转向管柱位于所述两个侧板部之间，其特征在于：
所述管柱侧托架包括：由与所述转向管柱的一下部直接接触并固定到所述下部上的一管柱支承部和与所述管柱支承部一体地形成并与所述车身侧托架的两个侧板部的内表面压力接触的两个侧板部构成的一主体部，以及独立于所述主体部形成用于将所述主体部的所述侧板部相互接合的一配合板部；并且
通过敛缝使所述主体部和所述配合板部相互连接。
【附图说明】
图1是本发明一个实施例所涉及的冲击吸收转向管柱装置的侧视图；
图2是沿图1中的线A-A剖开的截面图；
图3是车身侧上部托架的侧视图；
图4A是车身侧上部托架的主体的侧视图，图4B是作为车身侧上部托架的凸缘的一部分的切口部的平面图，图4C是车身侧上部托架的突出部的侧视图，以及图4D是车身侧上部托架的突出部的底视图；
图5是本发明第二实施例所涉及的倾斜伸缩型冲击吸收转向管柱装置的侧视图；
图6是示出车身侧上部托架(倾斜托架tilt bracket)从图5中的转向管柱装置脱开的状态的侧视图；
图7是沿图5中的线A-A剖开的截面图；
图8是示出只是转向管柱和管柱侧上部托架(间隔托架distancebracket)从图5中的转向管柱装置脱开的状态的截面图；
图9A是管柱侧上部托架的侧视图，图9B是管柱侧上部托架的一凸缘的平面图，以及图9C是管柱侧上部托架的底视图；以及
图10A是管柱侧上部托架的局部放大侧视图，以及图10B是管柱侧上部托架的局部放大底视图。
【具体实施方式】
下文中将参照附图说明本发明的一实施例所涉及的一冲击吸收转向管柱装置。
图1是本发明一个实施例所涉及的一冲击吸收转向管柱装置的侧视图，图2是沿图1中的线A-A剖开的截面图，以及图3是一车身侧上部托架的侧视图。图4A是车身侧上部托架的主体的侧视图，图4B是车身侧上部托架的一凸缘的一切口部的平面图，图4C是车身侧上部托架的一突出部的侧视图，以及图4D是车身侧上部托架的突出部的底视图。
如图1所示，一转向轴2可转动地支承在转向管柱1中，并且一转向盘3连接到转向轴2的上端。
转向管柱1在两个部位即车辆后部中的一上部托架和车辆前部中的一下部托架处支承和固定在车身上。
车辆后部中的上部托架包括一固定于车身的车身侧上部托架4(倾斜托架)以及一固定于转向管柱1的管柱侧上部托架5(图2中的间隔托架)，并且两个上部托架4和5相互压力接触。
车身侧上部托架4包括向下延伸的U形主体部4a，转向管柱1位于该U形主体部中；以及分别从主体部4a的两侧部4b、4b处向外延伸的凸缘部4c、4c，并且车身侧上部托架4在凸缘部4c、4c处利用螺栓103固定在车身的一结构部件102上。管柱侧上部托架5包括一固定到管柱1的一下部上的管柱支承部5a，从管柱支承部5a向下延伸以便与车身侧上部托架4的两侧部进入压力接触的两侧部，以及一用于将两侧部接合在一起的底部。
车身侧上部托架4的两侧部4b、4b分别设置有用于倾斜调节的细长孔6、6。另一方面，管柱侧上部托架5的两侧部5b、5b分别设置有圆孔7、7(图2)。一倾斜敛缝螺栓8穿过用于倾斜调节的细长孔6、6和圆孔7、7。一倾斜操纵杆9通过一敛缝螺母9b经由一调节螺母9a连接到倾斜敛缝螺栓8的一个端部。这些部件构成一倾斜锁定机构。应该注意的是，为了能够进行转向管柱1的一伸缩位置的调节，可取代圆孔7、7使用细长孔。
另外，基本U形涂布板10、10和在发生二次碰撞时用于吸收冲击能量的冲击吸收板11、11在车身侧上部托架4的凸缘4c、4c处利用螺栓103固定于车身。
每个冲击吸收板11、11在其底端部11a处通过螺栓103固定于车身，并且经由车身侧上部托架4的基本U形突出部4d延伸到车辆的前部。在冲击吸收板11、11在一圆弧部11b处被弯曲并折回之后，冲击吸收板11、11经由突出部4d延伸到车辆的后部。
在二次碰撞时，朝向车辆前部的冲击能量使得涂布板10分开，并且车身侧上部托架4与转向管柱1一起朝向车辆前部移动。
此时，虽然冲击吸收板11由于其底端部11a通过螺栓103固定在车身上而保持在车身侧上，但是圆弧部11b等在移动到车辆前部的车身侧上部托架4的基本U形突出部4b的内部经受塑性变形(拉伸)。冲击吸收板11的这种塑性变形(拉伸)使其可吸收二次碰撞时的冲击能量。这些部件构成一冲击吸收机构。
车辆前部中的下部托架包括：固定于转向管柱1的一管柱侧下部托架12和与该管柱侧下部托架12进入压力接触并固定于车身的一车身侧下部托架13。
管柱侧下部托架12形成有一沿轴向延伸的轴向细长孔14，并且一支承销15穿过管柱侧下部托架12的轴向细长孔14和车身侧下部托架13。支承销15被敛缝以防止脱落。当转向管柱1被布置成可进行伸缩调节时，转向管柱沿细长孔14被引导。
如图3和图4A到4D所示，在第一实施例中，通过多个分开部件预先构成车身侧上部托架4，所述分开部件包括一主体部件(主体部)4a和一独立于该主体部件形成为一不同部件的突出部4d。在装配时，通过敛缝将所述多个分开部件(主体部件4a和突出部4d)连接在一起以构成车身侧上部托架4。
更具体地说，如图4A到4D所示，车身侧上部托架4的主体部件4a一体地包括转向管柱1在它们之间延伸的两侧部4b、4b；一体地形成有一用于将两侧部连接在一起的连接部的一U形部；以及从U形部朝向管柱侧延伸以便安装在车身上的凸缘部4c、4c。凸缘部4c、4c在车辆前部中设置有用于敛缝的凹槽21、21。作为独立部件的突出部4d一体地包括一侧板部4e和一底板部4f，所述侧板部4e被布置成在如稍后所述的装配在主体部件4a中的状态下与侧部4b平行，所述底板部4f在侧板部4e和侧部4b之间延伸。一用于敛缝的突起22被形成在侧板部4e的一上部中以便配合在凸缘部4c、4c的敛缝凹槽21、21中。主体部件4a形成有一插入孔23，并且一插入突起24形成在突出部4d的底板部4f上以便与插入孔相对应。用于突出部4d的敛缝的突起22在插入突起24与插入孔23相接合时与敛缝凹槽21进入接合以使得主体部件和独立部件被敛缝并连接在一起，从而构成车身侧上部托架4。
如上所述，依照本实施例，车身侧上部托架4不是通过弯曲一个金属板构成的，而是通过预先制备多个分开部件(主体部件4a和突出部4d)，并且通过使用已分别加工的接合部而进行敛缝将这些分开部件相互连接而构成的。因此，可容易地执行加工，从而可减少弯曲操作的数量和加工步骤的数量，因此，可减少制造成本。
由于上部托架4是用多个分开部件(主体部件4a和突出部4d)形成的，因此每个坯件的面积可较小，从而可尽可能地减少废碎片材料。
而且，由于使用了敛缝步骤，因此在焊接期间不会产生气体，从而不会对环境产生不利影响并且不会出现由焊接中产生的热量引起的变形，并且不会产生其它不利影响。因此可稳定地制造出所述装置。
而且，对于焊接步骤来说，需要控制焊接条件或执行检查以确认所述条件。然而，在敛缝步骤中，可清楚地判断所述部件是否已被敛缝。因此，可避免不能从表面上判断的非连接问题。
图5是本发明第二实施例所涉及的一倾斜伸缩型冲击吸收转向管柱装置的侧视图。
图6是示出车身侧上部托架(倾斜托架)从图5中的转向管柱装置脱开的状态的侧视图。
图7是沿图5中的线A-A剖开的截面图。
图8是示出只是转向管柱和管柱侧上部托架(间隔托架)从图5中的转向管柱装置脱开的状态的截面图。
图9A是管柱侧上部托架的侧视图，图9B是管柱侧上部托架的一凸缘的平面图，以及图9C是管柱侧上部托架的一底视图。
图10A是管柱侧上部托架的局部放大侧视图，以及图10B是管柱侧上部托架的局部放大底视图。
如图5所示，转向轴2由转向管柱1支承以便可转动，并且转向盘3连接到转向轴2的一上端。
转向管柱1在两个部位即车辆后部中的上部托架和车辆前部中的下部托架处支承和固定在车身上。
车辆后部中的上部托架包括固定于车身的车身侧上部托架4(倾斜托架)以及固定于转向管柱1的管柱侧上部托架5(图6中的间隔托架)，并且两个上部托架4和5相互压力接触。
车身侧上部托架4包括向下延伸的U形主体部4a，一转向管柱1位于该U形主体部中；以及从侧板部4b、4b向外延伸的凸缘部4c、4c，并且车身侧上部托架4在凸缘部4c、4c处利用螺栓103固定到一结构部件102上。
管柱侧上部托架5包括一与转向管柱1的一下部直接接触并固定到该下部上的管柱支承部5a；从管柱支承部5a向下延伸以便与车身侧上部托架4的两侧板部4b、4b进入压力接触的两侧板部5b、5b；以及一用于将两侧板部接合在一起的底部5c。
车身侧上部托架4的两侧板部4b、4b分别形成有用于倾斜调节的细长孔 6、6。另一方面，管柱侧上部托架5的两侧板部5b、5b形成有用于伸缩调节的细长孔7、7(图6)。一倾斜敛缝螺栓8穿过用于倾斜调节的细长孔6、6和用于伸缩调节的细长孔7、7，并且一倾斜操纵杆9通过一敛缝螺母9b经由一调节螺母9a连接到倾斜敛缝螺栓8的一个端部。这些部件构成一用于倾斜/伸缩调节的夹紧机构。
另外，基本U形涂布板10、10和在发生二次碰撞时用于吸收冲击能量的冲击吸收板11、11在车身侧上部托架4的凸缘4c、4c处利用螺栓103固定于车身102。
每个冲击吸收板11、11在其底端部11a处通过螺栓103固定于车身，并且经由车身侧上部托架4的基本U形突出部4d延伸到车辆的前部。在冲击吸收板11、11在一圆弧部11b处被弯曲并折回之后，冲击吸收板11、11经由突出部4d延伸到车辆的后部。
在二次碰撞时，朝向车辆前部的冲击能量使得涂布板10、10分开，并且车身侧上部托架4与转向管柱1一起朝向车辆前部移动。
此时，虽然冲击吸收板11、11由于其底端部11a、11a利用螺栓103固定于车身而保持在车身侧上，但是圆弧部11b等在移动到车辆前部的车身侧上部托架4的基本U形突出部4b的内部经受塑性变形(拉伸)。冲击吸收板11、11的这种塑性变形(拉伸)使其可吸收二次碰撞时的冲击能量。这些部件构成一冲击吸收机构。
车辆前部中的下部托架包括：一固定于转向管柱1的管柱侧下部托架12和一与管柱侧下部托架12进入压力接触并固定于车身的车身侧下部托架13。
管柱侧下部托架12形成有一沿轴向延伸的轴向细长孔14，并且一支承销15穿过管柱侧下部托架12的轴向细长孔14和车身侧下部托架13。支承销15通过敛缝被固定。
如图8和图10A和10B所示，在本实施例中，通过多个分开部件(包括一用于构成一管柱支承部的具有基本M形截面的主体部5a和一用于构成底部的配合板部5c)。在装配时，通过敛缝将所述多个分开部件(具有基本M形截面的主体部5a和配合板部5c)连接在一起以构成管柱侧上部托架5。
更具体地说，如图9A到9C所示，管柱侧上部托架5由主体部和独立于主体部形成的配合板部5c构成。该主体部包括一与转向管柱1的一下部直接接触并固定到该下部上的管柱支承部5a，以及与管柱支承部5a一体地向下延伸以便与车身侧上部托架4的两侧板部4b、4b的内表面进入压力接触的两侧板部5b、5b。在本发明中，管柱侧上部托架5的底部形成为独立于该主体部形成的配合板部5c。
如从图9A到9C中看到的，主体部的两侧板部5b、5b的下端设置有敛缝凹槽121、121，而配合板部5c的两端设置有用于敛缝的突起122。应该注意的是，在这种情况中，形成有四个敛缝部121、122，但敛缝部的数量不局限于此，而是如必要的话可增加或减少。例如，如果伸缩调节量较大，则管柱侧上部托架5(间隔托架)难免会较长，因此其敛缝部121、122的数量会较大。
另外，在图10A中，设在主体5a的侧板部5b、5b的下端处的敛缝凹槽121形成有切口部，每个切口部是颠倒的梯形形状，以使得当配合板5c的突起122被填进时该主体不会脱离。而且，还设置有诸如H和J之类的间隔，以便即使配合板5c在敛缝步骤之后伸出也不会产生问题。而且，还设置有一间隔I以使得更难于脱离。
另外，在图10B中，管柱侧上部托架5(间隔托架)的截面仅凹进一间隔L的深度。在这种布置下，以这样一种方式设定一间隔K，即，当进行敛缝时使得配合板5c的敛缝突起122的尖端不会从侧板部5b的一摩擦表面处伸出。而且，将敛缝突起122形成为具有一较宽的上端以便在敛缝后不会被拉出。
如上所述，在本实施例中，管柱侧上部托架5是由多个分开部件(包括一具有基本M形截面的主体部5a和一配合板部5c)构成的。在装配时，通过敛缝将所述多个分开部件(具有基本M形截面的主体部5a和配合板部5c)连接在一起以构成管柱侧上部托架5。
更具体地说，管柱侧上部托架5不是通过弯曲一个金属板构成的，而是通过预先制备两个分开部件(具有基本M形截面的主体部5a和配合板部5c)，并且通过敛缝进已分别加工的接合部中将这些分开部件(具有基本M形截面的主体部5a和配合板部5c)相互连接而构成的。因此，可容易地执行加工，从而可减少弯曲操作的数量和加工步骤的数量，因此，可减少制造成本。
由于使用了两个板(具有基本M形截面的主体部5a和配合板部5c)，当一接触压力从夹紧机构施加在管柱侧上部托架5的主体的两侧板部5b的外表面(摩擦表面)上时，如图8所示，它们可能很难弯曲并且抗弯刚度或保持性能可相当高。
而且，托架5是用多个分开部件制成的，因此坯件的面积可较小，从而可将废碎片材料减少到最小。
由于不会产生诸如由焊接热引起的变形、由局部热效应引起的生锈、包括溅射物和材料流的尘土之类的问题，因此可稳定地制造出管柱侧上部托架5。
而且，由于使用了敛缝步骤，因此不会产生在焊接时产生的气体，因此可保护环境。
而且，对于焊接步骤来说，需要控制焊接条件或执行检查以确认所述条件。然而，在敛缝步骤中，可清楚地判断部件是否已被敛缝。因此，可避免不能从表面上判断的非连接问题。
应该注意的是，本发明不局限于上述实施例，而是可以各种方式进行改变。
如上述两个实施例所述的，依照本发明，车身侧上部托架或管柱侧托架是由多个分开部件构成的，并且在装配时，通过敛缝将所述多个分开部件连接在一起以构成车身侧上部托架或管柱侧托架。
更具体地说，车身侧上部托架或管柱侧托架不是通过弯曲一个金属板构成的，而是通过预先制备所述多个分开部件，并且通过敛缝进已分别加工的接合部中将这些分开部件相互连接而构成的。因此，可容易地执行加工，从而可减少弯曲操作的数量和加工步骤的数量，因此，可减少制造成本。
由于使用了多个板，当一接触压力从夹紧机构施加在车身侧上部托架或管柱侧托架的外表面(摩擦表面)上时，它们可能很难弯曲并且抗弯刚度或保持性能可相当高。
而且，车身侧上部托架或管柱侧托架是用多个分开部件制成的，因此坯件的面积可较小，从而可将废碎片材料减少到最小。
由于不会产生诸如由于焊接热引起的变形、由局部热效应引起的生锈、包括溅射物和物料流的尘土之类的问题，因此可稳定地制造车身侧上部托架或管柱侧托架。
而且，由于使用了敛缝步骤，因此不会产生在焊接时产生的气体，因此可保护环境。
而且，对于焊接步骤来说，需要控制焊接条件或执行检查以确认所述条件。然而，在敛缝步骤中，可清楚地判断部件是否已被敛缝。因此，可避免不能从表面上判断的非连接问题。