转向装置的制作方法

文档序号:18332880发布日期:2019-08-03 12:51阅读:165来源:国知局
转向装置的制作方法

本发明涉及转向装置。



背景技术:

要求转向装置具备在驾驶员因车辆的碰撞而与方向盘碰撞的二次碰撞时吸收驾驶员的冲击的机构。例如,在日本特开2005-59668号公报中,公开了吸收二次碰撞时的冲击能量的冲击吸收装置。冲击吸收装置用于能够调节从驾驶员至方向盘的距离的伸缩式转向装置。冲击吸收装置配置在供转向轴插通且构成转向柱的伸缩移动部分的管与车体之间。具体而言,冲击吸收装置配置为夹设于支承和固定管的被支承部件与车体的增强件的安装部之间。在冲击吸收装置中,使用了金属制的u字状的带状部件即能量吸收板。在因二次碰撞而对转向柱施加有冲击时,被支承部件相对于增强件的安装部的固定被解除。由此,管和被支承部件一起向车辆的前方移动。能量吸收板随着管的移动来变形而吸收冲击能量。

近年来,研究了通过马达的驱动力动作的伸缩式转向装置。在这种转向装置中,为了与马达机械连接而能够移动,如日本特开2005-59668号公报那样,管未固定于被支承部件。在将日本特开2005-59668号公报的冲击吸收装置应用于马达驱动的伸缩式转向装置时,需要将转向柱的冲击传递至被支承部件的构造和与被支承部件一起移动管的构造。因此,该构造变得复杂。然而,为了成本减少和小型化等,要求将转向装置的构造简化。



技术实现要素:

本发明的目的之一在于提供一种马达驱动的转向装置,能够将车辆碰撞时的冲击吸收构造简化。

转向装置在结构上的特征在于,本发明的一个方式的转向装置通过马达的驱动力伸缩,上述转向装置包括:马达;可伸缩的转向轴;支承部件,其将上述转向轴支承为能够旋转,且与伸缩的上述转向轴一起移动;能量吸收部件,其与上述支承部件连接;和可动部件,其与上述能量吸收部件连接,且通过上述马达的驱动力移动,由此使上述支承部件移动,上述能量吸收部件具有将上述马达的驱动力从上述可动部件传递至上述支承部件且使上述支承部件移动的刚性,在二次碰撞时,上述能量吸收部件通过经由上述转向轴和上述支承部件承受的冲击力来变形而吸收冲击能量。

附图说明

通过以下参照附图对本发明的优选实施方式进行的详细描述,本发明的上述和其它特征及优点会变得更加清楚,其中,相同的附图标记表示相同的要素,其中,

图1是表示实施方式1的转向装置的外观的示意侧视图。

图2是图1的转向装置的通过转向轴的轴心的示意的剖面侧视图。

图3是图2的转向装置的示意立体图,是从转向轴的一个端部朝向另一个端部观察得到的图。

图4是在方向iv上观察图3的转向装置的与轴心垂直且切断转向轴和管的示意的剖面得到的示意的剖面立体图。

图5是从正面观察图4得到的示意的剖视图。

图6是在图3的转向装置中除去壳体得到的示意立体图。

图7是将图2的转向装置的能量吸收部件的周边放大得到的示意的剖面侧视图。

图8是表示图7的转向装置在产生二次碰撞时的状态的示意的剖面侧视图。

图9是与图7同样表示实施方式2的转向装置的示意的剖面侧视图。

图10是与图9同样表示实施方式3的转向装置的示意的剖面侧视图。

图11是与图10同样表示实施方式4的转向装置的示意的剖面侧视图。

具体实施方式

以下,参照附图说明实施方式的转向装置。此外,以下说明的实施方式表示包括的例子或者具体的例子。在以下的实施方式中所示的数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置位置和连接形态、步骤(工序)和步骤的顺序等是一个例子,主旨并非限定本发明。针对以下的实施方式中的构成要素中的、在表示最上位概念的独立权利要求中未被记载的构成要素,作为任意构成要素来说明。在以下的实施方式的说明中,存在使用如大致平行、大致正交那样的伴随有“大致”的表达的情况。例如,所谓大致平行,不仅是指完全平行,还指基本上平行,即,例如包含百分之几至百分之几十的程度的差异。针对其他伴随有“大致”的表达,也同样。各图是示意图,未必严格图示。并且,在各图中,对于实际相同的构成要素,标注相同的附图标记,存在省略或者简化重复说明的情况。

说明实施方式1的转向装置100。在本实施方式中,转向装置100搭载于汽车等车辆。转向装置100是电动式的伸缩式转向装置,能够通过马达的驱动力伸缩,由此调节从驾驶员至方向盘2的距离。

在图1中示出表示实施方式1的转向装置100的外观的示意侧视图。转向装置100具备转向轴11、管12、壳体13和固定台14。管12将转向轴11支承为能够旋转。壳体13将管12支承为能够在轴心方向滑动。固定台14将壳体13固定于车体的被安装部1。并且,转向装置100具备马达15、变换装置16和减速装置17。马达15使管12在轴心方向移动。变换装置16将马达15的旋转驱动力变换为直线方向的直线驱动力。减速装置17对马达15的旋转驱动力减速将其传递至变换装置16。另外,转向装置100还具备将变换装置16的直线驱动力传递至管12的可动部件18和能量吸收部件20(参见图2)。

转向轴11的一个端部11aa与方向盘2连接,转向轴11的另一个端部11bb与转向操纵机构连接。将方向盘2的转向操纵传递至转向操纵机构的转向轴11由铁等金属等的具有扭转方向的刚性和强度的材料构成。转向轴11被插入圆筒状的管12。

管12是沿转向轴11的轴心a方向延伸的圆筒状部件,从外侧覆盖转向轴11的周围。管12将转向轴11支承为能够以轴心a为中心旋转。转向轴11在轴心a方向相对于管12固定。管12在轴心a方向与转向轴11一起移动。支承转向轴11的管12由铁等金属等的具有刚性和强度的材料构成。在本实施方式中,转向轴11和管12在轴心a上配置在同轴上,但不限定于此,彼此的轴心也可以偏移。管12不限定于圆筒状部件,只要是将转向轴11支承为能够以轴心a为中心旋转的支承部件即可。转向轴11只要在轴心a方向相对于管12固定即可。这里,管12是支承部件的一个例子。

这里,将轴心a方向定义为z轴方向,将z轴方向中的从端部11bb朝向端部11aa的方向定义为z轴正方向,将其相反方向定义为z轴负方向。z轴方向也是后述的转向轴11的伸缩方向。将与z轴垂直且从转向轴11朝向被安装部1的方向定义为x轴方向。将x轴方向中的从被安装部1朝向转向轴11的方向定义为x轴正方向,将其相反方向定义为x轴负方向。将与x轴方向和z轴方向垂直的方向定义为y轴方向。将y轴方向中的图1的纸面的深度方向定义为y轴正方向,将其相反方向定义为y轴负方向。

图2是表示图1的转向装置100的通过转向轴11的轴心a的示意的剖面侧视图。图2是在图1中朝向y轴负方向观察通过轴心a且与xz平面平行的剖面得到的剖视图,省略了固定台14的图示。如图1和图2所示,转向轴11包含圆筒状的上轴11a和下轴11b。上轴11a的一个端部构成端部11aa。上轴11a的另一个端部11ab被插入下轴11b的一个端部11ba内。下轴11b的另一个端部构成端部11bb。在端部11ab的外周面和端部11ba的内周面形成有花键。上轴11a和下轴11b花键嵌合。即,上轴11a无法相对于下轴11b以轴心a为中心旋转,但能够在轴心a方向滑动移动。也可以构成为端部11ba被插入端部11ab内。

上轴11a在端部11aa的附近,经由在管12的内周面固定的轴承31,通过管12支承为能够以轴心a为中心旋转。上轴11a经由轴承31在轴心a方向相对于管12固定。下轴11b在端部11bb的附近,经由在壳体13固定的轴承32,通过壳体13支承为能够以轴心a为中心旋转。下轴11b经由轴承32在轴心a方向相对于壳体13固定。轴承31和32的例子是滚动轴承。

上述那种上轴11a和下轴11b能够相对于管12和壳体13以轴心a为中心一体地旋转。上轴11a能够与管12一体地相对于下轴11b和壳体13在轴心a方向滑动。这种转向轴11能够伸缩,即,能够进行伸缩动作。管12与伸缩的转向轴11即进行伸缩动作的上轴11a一起移动。

固定台14固定于被安装部1,由此将壳体13固定于被安装部1,上述被安装部1位于相对于轴心a交叉的方向即x轴负方向。固定台14由铁、铝合金等金属和硬质树脂等具有刚性和强度的材料构成。在本实施方式中,为了小型化和轻型化,固定台14构成为框架状。壳体13具有筒状形状,在向z轴正方向和z轴负方向开口的内部空间13a内,收容转向轴11、管12和能量吸收部件20。壳体13从轴心a的侧方经由管12支承转向轴11。这种壳体13由铝合金等金属和硬质树脂等具有刚性和强度的材料构成。

如图2和图3所示,转向轴11通过内部空间13a从两个开口向壳体13的外部突出。管12通过壳体13的支承孔13b从内部空间13a向壳体13的外部延伸,该支承孔13b形成位置与转向轴11的端部11aa接近的开口。图3是图2的转向装置100的示意立体图,是从转向轴11的端部11aa朝向端部11bb观察得到的图。

如图2、图4和图5所示,在管12的x轴正方向上,在支承孔13b的内周面埋入有施力部件33。图4是在方向iv上观察图3的转向装置100的与轴心a垂直且切断转向轴11和管12的示意的剖面得到的示意的剖面立体图。图5是从正面观察图4得到的示意剖视图。

施力部件33配置在从支承孔13b的内周面向径向即x轴正方向延伸的侧方孔13c内。施力部件33将管12的外周面向朝向轴心a的方向按压,具体而言,朝向位于与施力部件33相反一侧的支承孔13b的内周面按压。由于管12被按压于支承孔13b的内周面,所以管12与支承孔13b的内周面之间的滑动阻力增加。这里,支承孔13b的内周面是被滑动面的一个例子。

通过变更施力部件33的按压力,滑动阻力变化。这样,施力部件33为了控制滑动阻力而设置。在本实施方式中,施力部件33的按压方向是与轴心a大致垂直且朝向轴心a的方向,但不限定于此,只要是能够将管12按压于支承孔13b的内周面的方向即可。施力部件33具有抵接部件33b、弹簧33a和弹簧座部件33c。抵接部件33b与管12面接触。弹簧33a朝向管12按压抵接部件33b。弹簧座部件33c与抵接部件33b一起夹持弹簧33a。弹簧座部件33c与侧方孔13c的内周面卡合并被固定。在本实施方式中,弹簧33a是占有容积较小的盘簧,但也可以是螺旋弹簧等其他弹簧。

如图3所示,在壳体13的外侧,马达15和减速装置17固定于壳体。变换装置16的带螺纹轴16a从减速装置17延伸。带螺纹轴16a是在外周面形成有外螺纹的直线状的棒状部件,以相对于壳体13在xyz轴方向不移动的方式位置被固定。马达15的未图示的旋转轴和带螺纹轴16a并列配置,从减速装置17向相同方向延伸,具体而言,向z轴正方向延伸。这种减速装置17、马达15和带螺纹轴16a的结构有助于节省空间。减速装置17包括与马达15的旋转轴一体旋转的齿轮、配置在带螺纹轴16a的端部且与带螺纹轴16a一体旋转的齿轮和与这些齿轮进行齿轮卡合的齿轮。减速装置17降低旋转速度且增加旋转驱动力,并将马达15的旋转驱动力传递至带螺纹轴16a。通过来自减速装置17的旋转驱动力,带螺纹轴16a在以其轴心为中心的螺纹旋转的方向旋转。通过变更马达15的旋转方向,带螺纹轴16a改变旋转方向。在本实施方式中,马达15是电动马达,但也可以是压力马达等其他马达。

变换装置16不仅具有带螺纹轴16a,而且具有带螺孔部件16b。带螺孔部件16b具有与带螺纹轴16a的外螺纹螺纹接合且贯通带螺孔部件16b的内螺孔16ba。与带螺纹轴16a螺纹接合的带螺孔部件16b通过带螺纹轴16a旋转,在带螺纹轴16a上沿轴心方向例如沿z轴方向直线移动。带螺孔部件16b与带螺纹轴16a的旋转方向相应地在带螺纹轴16a上进退。这种变换装置16将马达15的旋转驱动力变换为使带螺孔部件16b直线移动的直线的驱动力。带螺纹轴16a和带螺孔部件16b的构成材料不特别限定,但在本实施方式中,带螺纹轴16a由铁等金属等具有刚性和强度的材料构成。另外,带螺孔部件16b由铁、铝合金等金属和树脂等材料构成。

如图3和图6所示,可动部件18连结带螺孔部件16b和能量吸收部件20。此外,图6是在图3的转向装置100中除去壳体13得到的示意立体图。可动部件18从带螺孔部件16b通过壳体13的侧方的开口13d向内部空间13a内延伸。可动部件18固定于带螺孔部件16b和能量吸收部件20。可动部件18在构成一个端部的平板部18a与能量吸收部件20连接。这种可动部件18和与带螺纹轴16a的旋转方向相应地进行进退的带螺孔部件16b一体移动,将通过变换装置16变换得到的直线的驱动力传递至能量吸收部件20。即,可动部件18通过马达15的驱动力移动,由此如后述那样使与能量吸收部件20连接的管12移动。可动部件18由铁、铝合金等金属等具有刚性和强度的材料构成。

如图2、图6和图7所示,能量吸收部件20与可动部件18和管12连接。能量吸收部件20一体地具有第一固定部20a、第二固定部20b和连结部20c。第一固定部20a固定于可动部件18的平板部18a。第二固定部20b固定于管12。连结部20c连结第一固定部20a和第二固定部20b。图7是放大图2的转向装置100的能量吸收部件20的周边得到的示意的剖面侧视图。在本实施方式中,能量吸收部件20由铁等进行塑性变形的金属制的带状的板状部件构成。然而,不限定于此,能量吸收部件20也可以由棒状部件、管状部件、u字型等槽状部件或者其他异形部件等其他部件构成。矩形平板状的第一固定部20a在x轴负方向上即在从管12向侧方离开的方向上位于与矩形平板状的第二固定部20b对置的位置。板状的连结部20c与第一固定部20a和第二固定部20b的对置的端部分别连结为一体,以向z轴负方向突出的方式弯曲为凸状。这种能量吸收部件20具有与将带状的板状部件弯曲为u字状由此获得的部件相同的结构,由一个连续的部件构成。

第一固定部20a和第二固定部20b以彼此的长边方向沿着z轴方向的方式,即,以沿着管12的伸缩移动方向的方式配置。在本实施方式中,连结部20c相对于第一固定部20a和第二固定部20b位于z轴负方向,即,位于管12的收缩移动的方向d2,但也可以位于z轴正方向。伸缩移动方向是对转向轴11进行伸缩的管12的移动方向。收缩移动的方向d2是对转向轴11进行收缩的管12的移动方向。

与能量吸收部件20邻接地设置有阻止部件21。阻止部件21一体地具有夹设部21a和卡合部21b。夹设部21a夹设于第二固定部20b和管12之间。卡合部21b与可动部件18的平板部18a卡合。夹设部21a具有弯曲面21aa和平坦面21ab。弯曲面21aa以仿照管12的外周面的形状的方式弯曲。平坦面21ab位于弯曲面21aa的相反侧。夹设部21a以与管12的外周面面接触的方式配置有弯曲面21aa,在平坦面21ab上面接触地配置有第二固定部20b。夹设部21a使得第二固定部20b能够稳定配置在管12的外周面上。夹设部21a具有从弯曲面21aa突出的突起部21ac。突起部21ac被插入贯通管12的周壁的第一卡合孔12a并被嵌合。

卡合部21b相对于夹设部21a在z轴正方向配置。卡合部21b被插入贯通管12的周壁的第二卡合孔12b并且进行嵌合。卡合部21b一体地具有在x轴负方向上即在从第二固定部20b朝向第一固定部20a的方向上突出的卡合突起部21ba。在本实施方式中,卡合突起部21ba的yz平面方向的剖面也可以比卡合部21b的其他部位的yz平面方向的剖面小。即,卡合突起部21ba的剪切阻力比卡合部21b的其他部位的剪切阻力低。卡合突起部21ba相对于平板部18a和第一固定部20a位于z轴正方向,即,位于管12的伸长移动的方向d1,并与平板部18a的边缘卡合。具体而言,如图6所示,卡合突起部21ba与在平板部18a的z轴正方向的边缘形成的凹部18aa卡合。凹部18aa向z轴负方向凹陷,与卡合突起部21ba在至少一个以上位置进行线接触或者面接触。管12的伸长移动的方向d1是对转向轴11进行伸长的管12的移动方向。这种卡合部21b抑制可动部件18相对于管12在方向d1移动。

阻止部件21由具有比管12和可动部件18低的强度的材料构成。阻止部件21的构成材料的例子是树脂等。树脂可以是硬质树脂,也可以不是硬质树脂。夹设部21a与卡合部21b形成为一体并且构成一个部件,但也可以是不同部件。此时,也可以仅卡合部21b由比管12和可动部件18低的强度的材料构成。

阻止部件21的夹设部21a与能量吸收部件20的第二固定部20b一起通过螺钉等第二固定部件23固定于管12。第二固定部件23贯通夹设部21a和第二固定部20b。在本实施方式中,两个第二固定部件23在z轴方向并列配置。通过将夹设部21a的突起部21ac和卡合部21b分别插入第一卡合孔12a和第二卡合孔12b而将阻止部件21相对于管12定位。突起部21ac和卡合部21b抑制阻止部件21在沿着管12的外周面的方向上的位移,提高阻止部件21相对于管12的固定强度。通过配置两个以上的第二固定部件23,能够阻止能量吸收部件20在管12的外周面上以第二固定部件23为中心转动,能够保持能量吸收部件20相对于管12的位置和方向。优选第二固定部件23的数量即夹设部21a和第二固定部20b的固定位置的数量为两个以上,但也可以为一个。两个以上的第二固定部件23排列的方向也不限定于z轴方向。

能量吸收部件20的第一固定部20a与可动部件18的平板部18a通过贯通它们中的至少一方的螺纹等第一固定部件22相互固定。在本实施方式中,两个第一固定部件22在z轴方向排列配置。通过配置两个以上的第一固定部件22,能够阻止在第一固定部20a与平板部18a之间以第一固定部件22为中心相对转动,能够在能量吸收部件20和可动部件18之间保持相互的位置和方向。优选第一固定部件22的数量即第一固定部20a的固定位置的数量为两个以上,但也可以为一个。两个以上的第一固定部件22排列的方向也不限定于z轴方向。平板部18a位于第一固定部20a与第二固定部20b之间。在上述那种能量吸收部件20中,第一固定部20a相对于第二固定部20b向z轴正方向移动那种变形通过与可动部件18卡合的阻止部件21的卡合部21b被阻止。

在与第一固定部20a对置的壳体13的壁部固定有按压部件24。具体而言,按压部件24固定于关闭壳体13的上述壁部的开口的盖板。按压部件24与第一固定部20a接触,具体而言,进行面接触,来抑制第一固定部20a向x轴负方向即向从第二固定部20b离开的方向的位移。

在上述结构中,在马达15旋转驱动而使带螺纹轴16a向图6所示的顺时针方向即方向r1旋转时,带螺孔部件16b和可动部件18向z轴正方向即向对转向轴11进行伸长的方向d1移动。这种可动部件18的平板部18a对能量吸收部件20的第一固定部20a和阻止部件21的卡合部21b施加方向d1的力。管12经由能量吸收部件20和阻止部件21承受方向d1的力,向方向d1滑动。此时,管12和转向轴11的上轴11a一起向方向d1移动,对转向轴11进行伸长。

为了使可动部件18的移动与管12的移动连动,能量吸收部件20具有将马达15的驱动力从可动部件18传递至管12且使管12移动的刚性。具体而言,优选在通过马达15的驱动力调整从驾驶员至方向盘2的距离的伸缩位置调整时,使管12移动时,在能量吸收部件20不产生变形。特别是在能量吸收部件20中,因按压部件24和管12,第一固定部20a和第二固定部20b向相互离开方向的位移受到限制。因此,容易产生连结部20c的变形。如果在连结部20c产生变形,例如,能量吸收部件20的第一固定部20a能够相对于第二固定部20b在z轴方向位移。因此,优选在连结部20c不产生变形。

在使管12向方向d1移动时,在管12与壳体13之间,在支承孔13b等产生静摩擦力或者动摩擦力。这些力作为滑动阻力作用于管12。若卡合部21b的卡合突起部21ba的剪切阻力与能量吸收部件20的连结部20c的抗弯力的合力为管12的滑动阻力以上,则在连结部20c不产生变形。因此,连结部20c构成为具有从管12的滑动阻力减去卡合部21b的卡合突起部21ba的剪切阻力得到的力以上的抗弯力,即,具有弯曲刚性。连结部20c的抗弯力随着连结部20c形成的弯曲的直径变小而变大,随着连结部20c的部件厚度变大而变大。例如,连结部20c的抗弯力也可以基于弯曲的直径的大小来控制。

在马达15旋转驱动而使带螺纹轴16a向图6所示的逆时针方向即方向r2旋转时,带螺孔部件16b和可动部件18向z轴负方向即向对转向轴11进行收缩的方向d2移动。这种可动部件18的平板部18a对能量吸收部件20的第一固定部20a施加方向d2的力。管12经由能量吸收部件20承受方向d2的力,向方向d2滑动。此时,管12和转向轴11的上轴11a一起向方向d2移动,对转向轴11进行收缩。

优选在伸缩位置调整时,为了使可动部件18的移动与管12的移动连动,在能量吸收部件20特别是在连结部20c不产生变形。在使管12向方向d2移动时,在管12与壳体13之间产生的静摩擦力或者动摩擦力作为滑动阻力作用于管12。若连结部20c的抗弯力为管12的滑动阻力以上,则在连结部20c不产生变形。因此,连结部20c构成为具有管12的滑动阻力以上的抗弯力,即,具有弯曲刚性。即,连结部20c具有能量吸收部件20能够克服滑动阻力在管12移动的刚性。

具有上述那样的弯曲刚性的能量吸收部件20和通过马达15的旋转驱动力向方向d1移动的可动部件18连动,由此转向轴11能够伸长。能量吸收部件20和通过马达15的旋转驱动力向方向d2移动的可动部件18连动,由此转向轴11能够收缩。

接下来,说明转向装置100在产生二次碰撞时的动作。参照图1、图2和图7,如果搭载转向装置100的车辆碰撞,存在产生车辆的驾驶员与方向盘2碰撞的二次碰撞的情况。此时,方向d2的冲击力经由方向盘2作用于转向轴11。该冲击力作用于管12使其向方向d2移动。由此,阻止部件21的卡合突起部21ba从可动部件18的平板部18a受到方向d1的剪切力。能量吸收部件20的连结部20c受到使第二固定部20b相对于第一固定部20a向方向d2移动那样的弯曲力。

卡合突起部21ba的剪切阻力和连结部20c的抗弯力的合力被预先设定为比上述那种冲击力小。例如,卡合突起部21ba构成为具有因由该冲击力引起的方向d1的剪切力而断裂的强度。因此,如图8所示,卡合突起部21ba通过冲击力断裂,以解除阻止能量吸收部件20的变形。之后,连结部20c因冲击力以第二固定部20b相对于第一固定部20a向方向d2移动的方式塑性变形。图8是表示图7的转向装置100在产生二次碰撞时的状态的示意的剖面侧视图。此时,连结部20c的弯曲部分在能量吸收部件20上朝向第二固定部20b移动。即,能量吸收部件20的变形以从第一固定部件22至弯曲部分的距离变长、从第二固定部件23至弯曲部分的距离变短的方式发展。随着这种能量吸收部件20的变形发展,管12向方向d2移动。能量吸收部件20在塑性变形时吸收冲击能量。这样,能量吸收部件20和二次碰撞时的管12的移动连动地变形。由此,能量吸收部件20使方向盘2向方向d2移动,并且吸收施加于方向盘2的冲击能量。由此,能量吸收部件20减少且衰减驾驶员从方向盘2受到的冲击。

如上所述,实施方式1的转向装置100通过马达15的驱动力伸缩。转向装置100具备马达15、可伸缩的转向轴11、管12、能量吸收部件20和可动部件18。管12是将转向轴11支承为能够旋转且和伸缩的转向轴11一起移动的支承部件。能量吸收部件20与管12连接。可动部件18与能量吸收部件20连接且通过马达15的驱动力移动,由此使管12移动。能量吸收部件20具有将马达15的驱动力从可动部件18传递至管12且使管12移动的刚性。能量吸收部件20在二次碰撞时因经由转向轴11和管12受到的冲击力而变形,吸收冲击能量。

基于上述结构,能量吸收部件20连结可动部件18和管12,构成将马达15的驱动力传递至管12的构造的一部分。另外,在二次碰撞时,能量吸收部件20通过变形吸收经由管12受到的冲击能量,即,吸收从驾驶员向转向轴11和管12施加的冲击。这样,为了(通过马达15的驱动力调整从驾驶员至方向盘2的距离)伸缩位置调整时的转向轴11的伸缩而移动管12的构成要素还用作衰减向管12施加的冲击的构成要素。因此,针对用于管12的移动和衰减向管12的冲击的构造,部件个数减少,变得简易。因此,针对转向装置100,能够简化二次碰撞时的冲击吸收构造。

在实施方式1的转向装置100中,能量吸收部件20和二次碰撞时的管12的移动连动地变形。基于上述结构,能量吸收部件20在二次碰撞时使转向轴11的前端的方向盘2向从驾驶员离开的方向移动,并且吸收冲击能量。因此,转向装置100能够有效地减少驾驶员与方向盘2碰撞而受的损伤。

实施方式1的转向装置100具备阻止能量吸收部件20变形的阻止部件21。阻止部件21构成为,在二次碰撞时,通过经由转向轴11和管12受到的冲击力断裂,以解除阻止。基于上述结构,在阻止部件21断裂后,能量吸收部件20变形。通过设置阻止部件,能够控制能量吸收部件20开始变形即开始冲击能量的吸收和管12的移动的冲击力。并且,在阻止部件21断裂后,即便受到比断裂时的冲击力小的力,能量吸收部件20也变形。因此,能量吸收部件20能够抑制给予与方向盘2碰撞的驾驶员的反作用力,并且吸收冲击能量。阻止部件21在断裂时吸收二次碰撞的冲击能量。

实施方式1的转向装置100具备壳体13和施力部件33。壳体13将管12支承为能够滑动。施力部件33朝向壳体13的被滑动面按压管12。能量吸收部件20具有克服管12相对于壳体13的滑动阻力使管12移动的刚性。基于上述结构,能量吸收部件20和可动部件18的动作连动,由此能够使管12移动。因此,转向装置100能够顺畅地进行转向轴11的伸缩动作。

在实施方式1的转向装置100中,能量吸收部件20具有第一固定部20a、第二固定部20b和连结部20c。第一固定部20a固定于可动部件18。第二固定部20b固定于管12。连结部20c连结第一固定部20a和第二固定部20b且在二次碰撞时变形。第一固定部20a和第二固定部20b分别在至少两个位置固定。基于上述结构,能够抑制第一固定部20a和可动部件18以第一固定部20a和可动部件18的固定部分为中心相对转动。能够抑制第二固定部20b和管12以第二固定部20b和管12的固定部分为中心相对转动。因此,通过马达15驱动的可动部件18的动作和驱动力经由能量吸收部件20高效地传递至管12。因此,转向装置100能够通过马达15高效地进行转向轴11的伸缩动作。并且,能够抑制第一固定部20a和第二固定部20b与可动部件18和管12的相对旋转。由此,能量吸收部件20能够抑制在二次碰撞时吸收的冲击能量的变动(偏差),即,能够抑制冲击能量的吸收能力的变动。此外,在实施方式1中,第一固定部20a和第二固定部20b分别在至少两个位置被固定。然而,也可以为第一固定部20a和第二固定部20b中的至少一方在至少两个位置被固定。通过这种结构,能量吸收部件20也能抑制在二次碰撞时冲击能量的吸收能力的变动。

在实施方式1的转向装置100中,能量吸收部件20是板状部件。能量吸收部件20具有第一固定部20a、第二固定部20b和连结部20c。第一固定部20a固定于可动部件18。第二固定部20b位于与第一固定部20a对置的位置,且固定于管12。连结部20c连结第一固定部20a和第二固定部20b且在二次碰撞时变形。基于上述结构,具有相互对置的第一固定部20a和第二固定部20b的能量吸收部件20能够减少能量吸收部件20占据的空间。因此,可动部件18、能量吸收部件20和管12间的连结构造能够小型化。

说明实施方式2的转向装置。在实施方式2的转向装置中,能量吸收部件的结构与实施方式1不同。以下,以与实施方式1的不同点为中心说明,省略说明与实施方式1的相同点。例如,与图7相同,图9表示实施方式2的转向装置。

如图9所示,实施方式2的转向装置在可动部件18的平板部18a与阻止部件221的夹设部221a之间具备能量吸收部件220。能量吸收部件220与阻止部件221的卡合部221b邻接。能量吸收部件220具有矩形板状形状,由金属等进行塑性变形的材料构成。能量吸收部件220在其长边方向即z轴方向的中途位置具有细腰部220a。能量吸收部件220在细腰部220a的剖面积比能量吸收部件220在位于细腰部220a以外的剖面积小。在本实施方式中,细腰部220a由从能量吸收部件220位于与夹设部221a相反一侧的表面凹陷的凹部构成。凹部具有朝向夹设部221a逐渐变细的锥形。此外,凹部的形状不限定于上述,也可以为任意形状。并且,细腰部220a的结构不限定于基于凹部的结构,只要构成为能量吸收部件220的剖面积比周围小即可。

细腰部220a构成为,若在z轴方向受到超过规定力的拉力,则塑性变形,由此伸长或者断裂,若受到规定力以下的拉力,则在z轴方向仍不变形。上述规定力的例子是管12和壳体13间的滑动阻力。

第一固定部件22在比细腰部220a更靠z轴正方向的位置,即,在细腰部220a与阻止部件221的卡合部221b之间连接平板部18a和能量吸收部件220。第二固定部件23在比细腰部220a更靠z轴负方向的位置,即,在关于细腰部220a位于与卡合部221b相反一侧的位置连接能量吸收部件220和管12的周壁。在图9的例子中,第一固定部件22和第二固定部件23的数量分别为一个,但也可以为两个以上。

阻止部件221的卡合部221b以卡合突起部221ba插入管12的第二卡合孔12b的状态配置。即,卡合部221b在x轴方向上与实施方式1的卡合部21b反向配置。并且,卡合部221b和夹设部221a分离。卡合部221b通过和平板部18a的边缘卡合或者和平板部18a嵌合等而被固定。

在上述那样的转向装置中,在可动部件18通过马达15向方向d1移动时,卡合部221b和能量吸收部件220分别受到由管12和壳体13间的滑动阻力引起的方向d1的按压力和拉力,并且和可动部件18连动,使管12向方向d1移动。在可动部件18通过马达15向方向d2移动时,能量吸收部件220受到由管12和壳体13间的滑动阻力引起的方向d2的按压力,并且和可动部件18连动,使管12向方向d2移动。在二次碰撞时,因作用于管12的方向d2的冲击力,卡合部221b的卡合突起部221ba断裂,并且经由第二固定部件23受到方向d2的拉力的能量吸收部件220在细腰部220a伸长或者断裂。在伸长或者断裂时进行塑性变形的能量吸收部件220使管12向方向d2移动,并且吸收冲击能量。这样,在实施方式2的转向装置中,也能获得与实施方式1相同的效果。

说明实施方式3的转向装置。在实施方式3的转向装置中,能量吸收部件的结构与实施方式2不同。以下,以与实施方式1和2的不同点为中心说明,省略说明与实施方式1或2的相同点。例如,与图9相同,图10表示实施方式3的转向装置。

如图10所示,实施方式3的转向装置的能量吸收部件320具有第一固定部320a、第二固定部320b和连结部320c。第一固定部320a与阻止部件221的卡合部221b邻接。第一固定部320a通过第一固定部件22与可动部件18的平板部18a连接。第二固定部320b位于从卡合部221b向z轴负方向离开的位置。第二固定部320b通过第二固定部件23与管12的周壁连接。连结部320c在z轴方向上位于第一固定部320a与第二固定部320b之间,连结第一固定部320a和第二固定部320b。第一固定部320a、连结部320c和第二固定部320b在z轴方向排列。在本实施方式中,连结部320c是在z轴方向可伸缩的波纹管,具体而言,是金属制的波纹管。连结部320c构成为,若在z轴方向受到超过规定力的按压力或者拉力,则收缩或者伸长,若受到规定力以下的按压力和拉力,则在z轴方向仍不变形。上述规定力的例子是管12和壳体13间的滑动阻力。在图10的例子中,第一固定部件22和第二固定部件23的数量分别为一个,但也可以为两个以上。

在上述那样的转向装置中,在可动部件18向方向d1移动时,卡合部221b和能量吸收部件320分别受到由管12和壳体13间的滑动阻力引起的方向d1的按压力和拉力,并且和可动部件18连动,使管12向方向d1移动。在可动部件18向方向d2移动时,能量吸收部件320受到由管12和壳体13间的滑动阻力引起的方向d2的按压力,并且和可动部件18连动,使管12向方向d2移动。在二次碰撞时,因作用于管12的方向d2的冲击力,卡合部221b的卡合突起部221ba断裂。并且,受到方向d2的拉力的能量吸收部件320在连结部320c伸长。在伸长时进行塑性变形的连结部320c使管12向方向d2移动,并且吸收冲击能量。

也可以第一固定部320a仅与管12的周壁连接,第二固定部320b仅与可动部件18的平板部18a连接。此时,阻止部件也可以和实施方式1相同。在这种结构中,在可动部件18向方向d1移动时,卡合部221b和能量吸收部件320受到由管12和壳体13间的滑动阻力引起的方向d1的按压力,并且和可动部件18连动,使管12向方向d1移动。在可动部件18向方向d2移动时,能量吸收部件320受到由管12和壳体13间的滑动阻力引起的方向d2的拉力,并且和可动部件18连动,使管12向方向d2移动。在二次碰撞时,因作用于管12的方向d2的冲击力,卡合部221b的卡合突起部221ba断裂。并且,受到方向d2的按压力的能量吸收部件320在连结部320c收缩。在收缩时进行塑性变形的连结部320c使管12向方向d2移动,并且吸收冲击能量。这样,在实施方式3的转向装置中,也能获得与实施方式1相同的效果。

说明实施方式4的转向装置。在实施方式4的转向装置中,能量吸收部件的结构与实施方式3不同。以下,以与实施方式1~3的不同点为中心说明,省略说明与实施方式1~3的相同点。例如,与图10相同,图11表示实施方式4的转向装置。

如图11所示,实施方式4的转向装置的能量吸收部件420具有第一固定部420a、第二固定部420b和连结部420c。第一固定部420a和阻止部件21的卡合部21b邻接。本实施方式的阻止部件21的结构和实施方式1相同。第一固定部420a通过第二固定部件23与管12的周壁连接。位于从卡合部21b向z轴负方向离开的位置的第二固定部420b通过第一固定部件22与可动部件18的平板部18a连接。连结部420c在z轴方向上位于第一固定部420a与第二固定部420b之间,连结第一固定部420a和第二固定部420b。在本实施方式中,连结部420c具有包含多个空洞的结构,例如具有蜂窝构造。连结部420c具有沿z轴方向延伸的多个隔壁,在多个隔壁之间具有沿z轴方向延伸的多个六棱柱状空洞。多个六棱柱状空洞经由隔壁邻接。多个空洞的形状不限定于六棱柱。例如,连结部420c也可以具有格子状的隔壁,具有邻接的多个四棱柱状的空洞。连结部420c的构成材料可以是金属,也可以是树脂。连结部420c构成为,若在z轴方向受到超过规定力的按压力,则在z轴方向压坏,若受到规定力以下的按压力,则在z轴方向仍不变形。上述规定力的例子是管12和壳体13间的滑动阻力。在图11的例子中,第一固定部件22和第二固定部件23的数量分别为一个,但也可以为两个以上。

在上述那样的转向装置中,在可动部件18向方向d1移动时,卡合部21b和能量吸收部件420受到由管12和壳体13间的滑动阻力引起的方向d1的按压力,并且和可动部件18连动,使管12向方向d1移动。在可动部件18向方向d2移动时,能量吸收部件420受到由管12和壳体13间的滑动阻力引起的方向d2的拉力,并且和可动部件18连动,使管12向方向d2移动。在二次碰撞时,因作用于管12的方向d2的冲击力,卡合部21b的卡合突起部21ba断裂。并且,受到方向d2的按压力的能量吸收部件420在连结部420c压坏。在压坏时进行塑性变形的连结部420c使管12向方向d2移动,并且吸收冲击能量。这样,在实施方式4的转向装置中,也能获得与实施方式1相同的效果。

以上,基于实施方式说明了本发明的一个以上方式的转向装置,但本发明不限定于实施方式。除非脱离本发明的主旨,否则本领域技术人员想到的对本实施方式实施各种变形得到的方式、组合不同实施方式中的构成要素而构建的方式也应包含在本发明的一个以上方式的范围内。

在实施方式的转向装置的变换装置16中,带螺纹轴16a与减速装置17连接,带螺孔部件16b与可动部件18连接,但不限定于此。例如,也可以为带螺纹轴16a与可动部件18连接,和可动部件18一体移动,带螺孔部件16b与减速装置17连接,通过马达15旋转。此时,马达15使带螺孔部件16b旋转,由此带螺纹轴16a和可动部件18一起相对于带螺孔部件16b在轴心方向进退。由此,管12向方向d1或者d2移动。

另外,实施方式的转向装置的变换装置16由带螺纹轴16a和带螺孔部件16b构成,但不限定于此。只要变换装置具有将旋转运动变换为直线运动的结构即可。例如,变换装置也可以是由相互齿轮卡合的齿条和小齿轮构成的齿轮齿条(rack·and·pinion)构造。也可以在带螺纹轴16a和带螺孔部件16b的螺纹卡合部应用减少旋转阻力的滚珠丝杠。

在实施方式的转向装置中,阻止部件的卡合部具有一个卡合突起部,但也可以具有两个以上的卡合突起部。此时,两个以上的卡合突起部可以沿方向d1或者d2以串联方式配置,也可以相对于方向d1或者d2并列配置。针对以串联方式配置的两个以上的卡合突起部,在二次碰撞时,能够通过能量吸收部件阶段性地衰减冲击能量。并列配置的两个以上的卡合突起部提高卡合突起部的断裂强度,能够调节使卡合突起部断裂的冲击能量。

在实施方式的转向装置中,能量吸收部件具有通过使实施方式1那样的弯曲部分变形来吸收冲击能量的结构、通过实施方式2那样的伸长或者断裂来吸收冲击能量的结构、通过实施方式3那样的伸长或者收缩来吸收冲击能量的结构或者通过实施方式4那样的压坏来吸收冲击能量的结构。只要能量吸收部件的结构具有上述那样的结构,不限定于在实施方式中例示出的结构,也可以为任意结构。

在实施方式1的转向装置100中,能量吸收部件20的连结部20c弯曲,但不限定于此。例如,连结部20c可以为直线的平板状,也可以屈曲。连结部20c连结第一固定部20a和第二固定部20b在x轴方向上对置的端部,但也可以连结其他端部彼此。能量吸收部件的形状在实施方式1中为u字形状,但例如也可以为z字形状。能量吸收部件20具有一个连结部20c,但也可以具有两个以上的连结部。例如,能量吸收部件也可以具有连结第一固定部和第二固定部彼此的两端的两个连结部。此时,能量吸收部件的形状为长圆形。上述那样的能量吸收部件均能通过连结部的变形来吸收冲击能量。

在实施方式的转向装置中,管12为圆筒状,但不限定于此。例如,管12的剖面形状也可以为任意形状。例如,管12的剖面形状也可以为多边形、椭圆形、长圆形和具有两面宽度的圆或者椭圆形等。另外,管12可以不是遍及整周从外侧覆盖转向轴11的外周的筒状形状,也可以是部分覆盖转向轴11的外周的形状。

本发明的转向装置对通过马达驱动伸缩的转向装置有用。

基于本发明的转向装置,车辆碰撞时的冲击吸收构造变得简易。

相关申请的交叉引用

本申请主张于2018年1月25日提出的日本专利申请2018-010436号的优先权,并在此引用包括其说明书、附图和摘要在内的全部内容。

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