專利名稱：轉(zhuǎn)向裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及沖擊能量吸收式轉(zhuǎn)向裝置，當(dāng)發(fā)生撞車或類似事故時，該轉(zhuǎn)向裝置吸收由駕駛員施加在轉(zhuǎn)向件如方向盤上的的沖擊能量。
背景技術(shù)：
沖擊能量吸收式轉(zhuǎn)向裝置包括上外套，用于旋轉(zhuǎn)支承轉(zhuǎn)向軸，具有通過減摩軸承與方向盤相連的上部；下外套，插入上外套中從而沿軸向相對移動，并且安裝于車體；以及第一和第二沖擊能量吸收突起，沿軸向彼此分離并且均由上外套下部伸出，從而與下外套內(nèi)圓周表面接觸。
當(dāng)發(fā)生前方撞車或類似事故時，由二次撞擊引起的沖擊能量施加在方向盤上，通過減磨軸承傳遞到上外套，使得上外套相對于下外套沿軸向移動。當(dāng)上外套移動時，通過沖擊能量吸收突起與下外套之間產(chǎn)生的摩擦阻力吸收沖擊能量。
但是，由于二次撞擊產(chǎn)生的沖擊能量沿傾斜于轉(zhuǎn)向軸的方向施加在方向盤上，因此在支承轉(zhuǎn)向軸的上外套上產(chǎn)生彎矩。彎矩引起上外套關(guān)于下外套傾斜，使得上外套下端與下外套的外圓周表面接觸，下外套上端與上外套內(nèi)圓周表面接觸，由此在這兩個接觸部分上施加因摩擦阻力產(chǎn)生的載荷。因此上外套的移動阻力增大，而且還增大了施加在駕駛員身上的載荷。
通過延長第一沖擊能量吸收突起和第二沖擊能量吸收突起之間的距離，可以減小施加在駕駛員身上的載荷，從而減小由于施加在兩接觸部分上的摩擦阻力而引起的上述載荷。但是，由于上外套的移動量即能量吸收行程不可避免地由車輛的結(jié)構(gòu)設(shè)計決定，因此不能延長兩沖擊能量吸收突起之間的距離。
公開號為JP10076958(1998)的日本專利申請中公開的沖擊能量吸收式轉(zhuǎn)向裝置是另一種眾所周知的轉(zhuǎn)向裝置，其中下外套通過兩沖擊能量吸收環(huán)與旋轉(zhuǎn)支承轉(zhuǎn)向盤的上外套接合，轉(zhuǎn)向軸的上部與方向盤連接，沖擊能量吸收環(huán)由合成樹脂制成，彼此沿軸向分離設(shè)置，從而可沿軸向相對移動。
JP10076958中公開的轉(zhuǎn)向裝置在沖擊能量吸收環(huán)圓周表面與上外套和下外套的圓周表面接觸的狀態(tài)下吸收沖擊能量。因此，與具有沖擊能量吸收突起的轉(zhuǎn)向裝置相比較，可以減小因摩擦阻力產(chǎn)生的載荷，并減小了上外套的移動阻力。但是，由于上外套承受與通常轉(zhuǎn)向中轉(zhuǎn)向力對應(yīng)的彎矩以及沖擊能量吸收中的彎矩，所以在沖擊能量吸收環(huán)上施加很大的載荷。因此，需要提高沖擊能量吸收環(huán)的耐久力。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問題而設(shè)計了本發(fā)明，本發(fā)明的主要目的是提供一種轉(zhuǎn)向裝置，能夠減小通常轉(zhuǎn)向中施加到?jīng)_擊能量吸收環(huán)上的載荷，減小沖擊能量吸收中由于摩擦阻力引起的載荷。
本發(fā)明的轉(zhuǎn)向裝置是這樣構(gòu)成的，第二外套通過沿軸向彼此分離設(shè)置以便沿軸向移動的兩沖擊能量吸收環(huán)與第一外套接合，第一外套旋轉(zhuǎn)支承轉(zhuǎn)向軸，轉(zhuǎn)向軸的一端與轉(zhuǎn)向件連接。在該轉(zhuǎn)向裝置中，第一外套和第二外套之一具有第一和第二沖擊能量吸收突起，第一和第二沖擊能量吸收突起以沿軸向彼此分離的方式從沖擊能量吸收環(huán)之間的位置伸出，并接觸第一外套和第二外套中另一外套的圓周表面。
在沖擊能量吸收環(huán)的圓周表面與第一外套和第二外套的圓周表面接觸以及沖擊能量吸收突起與第一外套或第二外套的圓周表面接觸的狀態(tài)下，轉(zhuǎn)向裝置能夠吸收由二次撞擊引起的沖擊能量，由此減小在沖擊能量吸收中由于摩擦阻力引起的載荷。此外，由于能夠使通常的轉(zhuǎn)向中施加在第一外套上的彎矩分配在沖擊能量吸收環(huán)和沖擊能量吸收突起上，因此，可以減小在通常轉(zhuǎn)向中施加在沖擊能量吸收環(huán)上的載荷，并且提高沖擊能量吸收環(huán)的耐久力。
本發(fā)明的轉(zhuǎn)向裝置包括沿圓周方向彼此分離設(shè)置的多個第一沖擊能量吸收突起；以及沿圓周方向彼此分離設(shè)置的多個第二沖擊能量吸收突起。此外，沖擊能量吸收環(huán)中之一具有環(huán)部，與第一外套或第二外套的端面接觸；以及與環(huán)部一起連續(xù)設(shè)置的多個板片，沿圓周方向以對應(yīng)沖擊能量吸收突起的間隔彼此分離。
在該轉(zhuǎn)向裝置中，沖擊能量吸收環(huán)的板片之間的空間能夠作為不接觸沖擊能量吸收突起的非接觸通道。因此，可以在兩沖擊能量吸收環(huán)接合第一或第二外套的圓周表面或固定于其上的狀態(tài)下，將第一外套插入第二外套，而不會被沖擊能量吸收環(huán)所阻擋，由此方便了裝配操作。
在本發(fā)明的轉(zhuǎn)向裝置中，環(huán)部上不設(shè)置板片的部分的外徑可以等于或小于其端部接觸環(huán)部的第二外套的外徑。
此外，在本發(fā)明的轉(zhuǎn)向裝置中，環(huán)部上不設(shè)有板片的部分的內(nèi)徑可以等于或大于其端面與環(huán)部接觸的第一外套的內(nèi)徑。
該轉(zhuǎn)向裝置能更可靠地消除沖擊能量吸收環(huán)在第一外套插入第二外套中的阻擋作用，由此方便了裝配操作。
在本發(fā)明的轉(zhuǎn)向裝置中，板片具有的長度使得板片經(jīng)過第一和第二沖擊能量吸收突起之一的軸向位置。
該轉(zhuǎn)向裝置中的第一外套和第二外套之間的接觸面積增大，使該轉(zhuǎn)向裝置能夠更好地吸收沖擊能量，并減小沖擊能量吸收中由于摩擦阻力引起的載荷。
在本發(fā)明的轉(zhuǎn)向裝置中，不具有環(huán)部和板片的沖擊能量吸收環(huán)可具有設(shè)置在第一外套和第二外套之間的環(huán)部；邊緣部，與所述環(huán)部端部連接，以便向外或向內(nèi)伸出而與第一外套和第二外套之一的端面接觸；以及由所述環(huán)部上與邊緣部相對的端部伸出的多個板片，沿圓周方向以對應(yīng)沖擊能量吸收突起的間隔彼此分離。
轉(zhuǎn)向裝置中第一外套和第二外套之間的接觸面積增大，能夠更好地吸收沖擊能量，并減小沖擊能量吸收中由于摩擦阻力而形成的載荷。
從下面參照附圖的詳細說明中，會更全面了解本發(fā)明的上述和其他目的與特征。
附圖簡要說明

圖1是本發(fā)明轉(zhuǎn)向裝置結(jié)構(gòu)的橫截面圖；圖2是本發(fā)明轉(zhuǎn)向裝置第一外套和第二外套接合部分的放大橫截面圖；圖3是沿圖2中線III-III的橫截面圖；圖4是本發(fā)明轉(zhuǎn)向裝置的第一沖擊能量吸收環(huán)結(jié)構(gòu)的透視圖；圖5是本發(fā)明轉(zhuǎn)向裝置的第二沖擊能量吸收環(huán)結(jié)構(gòu)的透視圖；圖6是本發(fā)明轉(zhuǎn)向裝置第二沖擊能量吸收環(huán)的另一結(jié)構(gòu)的透視圖；具體實施方式
下面參照顯示本發(fā)明實施例的視圖對本發(fā)明進行詳細說明。
圖1是本發(fā)明轉(zhuǎn)向裝置結(jié)構(gòu)的橫截面圖。
轉(zhuǎn)向裝置包括第一軸1，其一端部連接用于轉(zhuǎn)向的方向盤A(轉(zhuǎn)向件)；圓柱形第一外套3，圍繞第一軸1并通過球軸承2旋轉(zhuǎn)支承第一軸1；第二軸4，與第一軸1的另一端部接合，以便沿軸向相對移動；第二外套5，圍繞第二軸4，其端部與第一外套3的另一端部接合；由合成樹脂制成的第一和第二沖擊能量吸收環(huán)6和7，與第一外套3和第二外套5的接合部B接合并固定在接合部B處，并沿軸向呈彼此分離；第一和第二沖擊能量吸收突起8和9，與第一外套3成一體而從沖擊能量吸收環(huán)6和7之間的位置伸出；扭矩傳感器10，設(shè)置在第二軸4和第二外套5的另一端側(cè)；支承件11，用于支承扭矩傳感器10。第一軸1和第二軸4組成轉(zhuǎn)向軸。
第一軸1呈圓柱形。第一軸1的端部通過球軸承2旋轉(zhuǎn)支承在第一外套3端部的內(nèi)圓周面上，而第一軸1的另一端部與桿形第二軸4的端部接合，從而不能相對移動但可沿軸向移動。由合成樹脂制成的沖擊能量吸收件12設(shè)置在接合部上，由二次撞擊引起的沖擊能量破壞沖擊能量吸收件2，從而使其與沖擊能量吸收環(huán)6和7以及沖擊能量吸收突起8和9一起吸收沖擊能量。
第二軸4通過傳感器支承圓柱14和軸承15旋轉(zhuǎn)支承在支承件11，傳感器支承圓柱14通過接合銷13與第二軸4的另一端部相連，軸承15與傳感器支承圓柱14接合。扭力桿16插入傳感器支承圓柱14內(nèi)而得以在轉(zhuǎn)向輪上施加的扭力矩作用下進行扭轉(zhuǎn)，扭力桿16的端部通過接合銷13與第二軸4的另一端部連接。扭力桿16的另一端部通過接合銷18與傳動軸17連接。
第一外套3的內(nèi)徑大于第二外套5的外徑。沖擊能量吸收環(huán)6和7與第一外套3另一端部3a(見圖2)的內(nèi)圓周表面和第二外套5一個端部5a(見圖2)的外圓周表面之間的接合部相接合，使得第一外套3能夠經(jīng)沖擊能量吸收環(huán)6和7相對于第二外套5進行軸向移動。
扭矩傳感器10根據(jù)由扭力桿16扭轉(zhuǎn)引起的第二軸4和傳動軸17的相對轉(zhuǎn)動位移量，檢測施加在方向輪A上的轉(zhuǎn)向扭矩。根據(jù)由扭矩傳感器10或類似裝置檢測的扭矩，以受控方式帶動轉(zhuǎn)向助力馬達19。馬達19安裝在支承件11的外部，從而將馬達19的轉(zhuǎn)動通過減速齒輪機構(gòu)20傳遞給傳動軸17。傳動軸17通過萬向節(jié)與齒條-齒輪副轉(zhuǎn)向機構(gòu)相連。
圖2是第一外套結(jié)合部的橫截面放大視圖，圖3是沿圖2中線III-III的橫截面圖，圖4是第一沖擊能量吸收環(huán)結(jié)構(gòu)的透視圖，圖5是第二沖擊能量吸收環(huán)結(jié)構(gòu)的透視圖。
第一和第二沖擊能量吸收突起8和9各自由四個突起組成，四個突起均位于沖擊能量吸收環(huán)6和7附近并且彼此沿圓周方向分離。第一和第二沖擊能量吸收突起8和9沿軸向設(shè)置而彼此分離，并且沿彼此一致的圓周位置設(shè)置。應(yīng)該指出的是，通過用安裝在液壓缸活塞桿上的成型工具沿徑向向內(nèi)沖壓而形成第一和第二沖擊能量吸收突起8和9。需要指出的是，不特別限定第一和第二沖擊能量吸收突起8和9的數(shù)量和形狀。
第一沖擊能量吸收環(huán)6具有與第二外套5端面接觸的環(huán)部6a；和由環(huán)部6a外圓周部連續(xù)形成的四個板片6b，四個板片6b設(shè)置成沿圓周方向彼此分離。沿圓周方向設(shè)置板片6b而使其以對應(yīng)第一和第二沖擊能量吸收突起8和9的一定間隔彼此隔開。環(huán)部6a上不設(shè)置板片6b的部分的外徑等于或小于第二外套5另一端部的外徑。環(huán)部6a的板件6b之間的空間定義為非接觸通道6c，其不接觸第一和第二沖擊能量吸收突起8和9。需要指出的是，不特別限定第一沖擊能量吸收環(huán)6的形狀和板片的數(shù)量。
第二沖擊能量吸收環(huán)7具有與第一外套3另一端部3a的內(nèi)圓周表面接觸并固定在該內(nèi)圓周表面上的環(huán)部7a；和與環(huán)部7a一起連續(xù)形成并向外伸出的邊緣部7b，從而使邊緣部7b與第一外套3的另一端面接觸。
需要指出的是，得以安裝在車體上的安裝架21(見圖1)以可拆方式安裝在第一外套3的另一端部上。安裝架21包括沖擊能量吸收件(圖中未示出)，通過在沖擊能量的作用下沿軸向擠壓第一外套3時使其受到破壞，而使其與沖擊能量吸收環(huán)6和7、第一和第二沖擊能量吸收突起8和9和沖擊能量吸收件12一起吸收沖擊能量。
關(guān)于上述構(gòu)造的轉(zhuǎn)向裝置，在第一沖擊能量吸收環(huán)6的板片6b與第二外套5一個端部5a的外圓周表面接合以及第二沖擊能量吸收環(huán)7與第一外套3另一端部3a的內(nèi)圓周表面接合的狀態(tài)下，通過沿軸向擠壓第一外套3，而使第一外套3和第二外套5經(jīng)沖擊能量吸收環(huán)6和7以及第一和第二沖擊能量吸收突起8和9彼此接合。由于形成該接合，第一沖擊能量吸收環(huán)6與第一外套3的內(nèi)圓周表面形成接觸，而第二沖擊能量吸收環(huán)6與第二外套5外圓周表面形成接觸，第一和第二沖擊能量吸收突起8和9與第二外套5的外圓周表面形成接觸，由此在相應(yīng)接觸部產(chǎn)生摩擦力。
第一沖擊能量吸收環(huán)6具有非接觸通道6c。因此，當(dāng)使第一外套3與第二外套5接合時，能夠在使第二沖擊能量吸收突起9定位以便對應(yīng)非接觸通道6c后，通過沿軸向擠壓第一外套3，從而能夠?qū)⒌谝缓偷诙_擊能量吸收突起8和9插入非接觸通道6c。因此，能夠通過第一沖擊能量吸收環(huán)6順利地插入第一和第二沖擊能量吸收突起8和9，而不被第一沖擊能量吸收環(huán)6所阻擋，并能夠?qū)⒌谝缓偷诙_擊能量吸收突起8和9設(shè)置在第一和第二沖擊能量吸收環(huán)6和7之間。
當(dāng)在車輛發(fā)生前方撞車或類似事故而使駕駛員與方向盤A沖撞時產(chǎn)生沖擊能量，該沖擊能量通過第一軸1、球軸承2和第一外套3作用在沖擊能量吸收環(huán)6和7以及沖擊能量吸收突起8和9上。因此，第一外套3與沖擊能量吸收環(huán)7一起相對于第二外套5沿軸向移動，同時利用沖擊能量吸收環(huán)6和7以及沖擊能量吸收突起8和9吸收沖擊能量。此外，沖擊能量通過第一軸1作用在沖擊能量吸收件12上而破壞沖擊能量吸收件12，由此使第一軸1移動。
在該移動中，當(dāng)受撞擊后使第一外套3移動時，沖擊能量吸收環(huán)6和7之間的軸向距離首先延長。接著，在沖擊能量吸收環(huán)6和7(其間的軸向距離已經(jīng)延長)的外圓周表面與第一外套3和第二外套5接觸的狀態(tài)下，吸收沖擊能量，由此減小由于施加在接合部上的摩擦阻力而形成的載荷，并減小第一外套3的移動阻力。此外，由于第一和第二沖擊能量吸收突起8和9設(shè)置在沖擊能量吸收環(huán)6和7之間，通常轉(zhuǎn)向中施加在第一外套3的彎矩能夠平均地施加在沖擊能量吸收環(huán)6和7以及沖擊能量吸收突起8和9上。因此，可以減小通常的轉(zhuǎn)向中施加在沖擊能量吸收環(huán)6和7上的載荷，提高了沖擊能量吸收環(huán)6和7的耐久力。
圖6是第二沖擊能量吸收環(huán)另一種結(jié)構(gòu)的透視圖。
為了提高上述實施例中沖擊能量吸收環(huán)6和7的沖擊能量吸收突起的效果，而不改變接合部的長度和沖擊能量吸收突起8和9之間的距離，將第一沖擊能量吸收環(huán)6的板片6b設(shè)置成具有使板片6b穿過第一沖擊能量吸收突起8軸向位置的長度，即具有這樣的長度，使得板片6b末端位于比第一沖擊能量吸收突起8更靠近第二沖擊能量吸收環(huán)7的位置，多個板片7c由第二沖擊能量吸收環(huán)7的環(huán)部7a末端伸出，它們與邊緣部7b相對，并沿圓周方向以對應(yīng)第二沖擊能量吸收突起9的間隔彼此分離，從而增大第一外套3和第二外套5之間的接觸面積。在此情況下，僅將第一和第二沖擊能量吸收環(huán)6和7之一構(gòu)造成用于增大接觸面積。
此外，盡管上述實施例采用了被制成彼此呈分離部件的第一和第二沖擊能量吸收環(huán)6和7，但是第一和第二沖擊能量吸收環(huán)6和7可以通過待破壞的連接件彼此連接，第一外套3與第二外套5接合時產(chǎn)生的擠壓力會破壞該連接件。此外，以這樣一種方式構(gòu)造第一和第二沖擊能量吸收環(huán)6和7，即在此方式下，即使第一外套3與第二外套5接合并且連接件吸收沖擊能量時受到破壞后，第一和第二沖擊能量吸收環(huán)6和7也與連接件連成一體。
此外，盡管上述實施例采用了設(shè)置在第一外套3上的沖擊能量吸收突起8和9，但是沖擊能量吸收突起8和9可以設(shè)置在第二外套5的接合部。在此情況下，第二沖擊能量吸收環(huán)7具有環(huán)部和多個板片，其中環(huán)部與第一外套3另一端面接觸，板片與環(huán)部連接并沿圓周以對應(yīng)第二沖擊能量吸收突起9的間隔彼此分離，使得將環(huán)部的板片之間的空間作為不與第二沖擊能量吸收突起9接觸的非接觸通道。
權(quán)利要求
1.一種轉(zhuǎn)向裝置，包括轉(zhuǎn)向軸(1)，其端部與轉(zhuǎn)向件(A)連接；第一外套(3)，用于旋轉(zhuǎn)支承轉(zhuǎn)向軸(1)；以及第二外套(5)，通過沿軸向彼此分離的兩沖擊能量吸收環(huán)(6、7)與第一外套(3)接合，從而沿軸向相對移動，其特征在于，第一外套(3)和第二外套(5)之一具有第一和第二沖擊能量吸收突起(8、9)，第一和第二沖擊能量吸收突起(8、9)以沿軸向彼此分離的方式從沖擊能量吸收環(huán)(6、7)之間的位置伸出，并接觸第一外套(3)和第二外套(5)中另一個的圓周面。
2.如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于還包括沿圓周方向彼此分離設(shè)置的多個第一沖擊能量吸收突起(8)；以及沿圓周方向彼此分離設(shè)置的多個第二沖擊能量吸收突起(9)，其中沖擊能量吸收環(huán)(6、7)具有環(huán)部(6a)，與第一外套(3)和第二外套(5)之一的端面接觸；以及與環(huán)部(6a)一起連續(xù)形成的多個板片(6b)，沿圓周方向以對應(yīng)沖擊能量吸收突起(8、9)的間隔彼此分離。
3.如權(quán)利要求2所述的轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于環(huán)部(6a)上不設(shè)置板片的部分的外徑等于或小于其端面與環(huán)部(6a)接觸的第二外套(5)的外徑。
4.如權(quán)利要求2所述的轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于環(huán)部(6a)上不設(shè)置板片的部分的內(nèi)徑等于或大于其端面與環(huán)部(6a)接觸的第一外套(3)的內(nèi)徑。
5.如權(quán)利要求2所述的轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于板片(6b)具有的長度使板片(6b)經(jīng)過第一和第二沖擊能量吸收突起(8、9)之一的軸向位置。
6.如權(quán)利要求2所述的轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于不具有環(huán)部(6a)和板片(6b)的沖擊能量吸收環(huán)(7)具有設(shè)置在第一外套(3)和第二外套(5)之間的環(huán)部(7a)；邊緣部(7b)，與所述環(huán)部(7a)端部連接以便向外或向內(nèi)伸出而與第一外套(3)和第二外套(5)接觸；以及多個板片(7c)，從所述環(huán)部(7a)與邊緣部(7b)相對的端部伸出，沿圓周方向以對應(yīng)沖擊能量吸收突起(8、9)的間隔彼此分離。
全文摘要
第一外套3或第二外套5具有第一和第二沖擊能量吸收突起8和9，其中第一外套旋轉(zhuǎn)支承轉(zhuǎn)向軸，其端部連接方向盤，第二外套5通過沿軸向分離以便沿軸向相對移動的兩沖擊能量吸收環(huán)6和7與第一外套3接合，第一和第二沖擊能量吸收突起8和9沿軸向分離并沖擊能量吸收環(huán)6和7之間的位置伸出，從而與第一外套3和第二外套5中另一個的圓周表面接觸。因此，沖擊能量吸收突起8和9能夠減小通常的轉(zhuǎn)向中施加在沖擊能量吸收環(huán)6和7上的載荷，而沖擊能量吸收環(huán)6和7能夠減小由沖擊能量吸收中的摩擦阻力所產(chǎn)生的載荷。
文檔編號B62D1/19GK1504371SQ20031011516
公開日2004年6月16日 申請日期2003年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月28日
發(fā)明者金目茂孝, 青田健一, 竹田泰典, 木下里志, 一, 典, 志 申請人:光洋精工株式會社, 富士機工株式會社