本發(fā)明涉及一種轉(zhuǎn)向裝置。
背景技術(shù):
作為伴隨著方向盤的旋轉(zhuǎn)而賦予車輪轉(zhuǎn)向角的轉(zhuǎn)向裝置的支撐構(gòu)造,已知有一種轉(zhuǎn)向裝置支撐于前圍板(趾板)的構(gòu)造。例如,在專利文獻1中,轉(zhuǎn)向柱裝置在設(shè)置于前圍板的插通孔和位于比前圍板靠后方的固定部這兩部位固定于車身。另外,在專利文獻1中記載有:在駕駛員(操作者)碰撞方向盤的二次碰撞時,第一下夾套相對于第二下夾套相對移動,從而進行能量吸收。
現(xiàn)有技術(shù)文獻
專利文獻
專利文獻1:日本特開2006-182062號公報
技術(shù)實現(xiàn)要素:
發(fā)明所要解決的課題
另外,為了減輕碰撞事故的損害,優(yōu)選轉(zhuǎn)向裝置具備:針對車身碰撞的一次碰撞的能量吸收構(gòu)造;以及針對二次碰撞的能量吸收構(gòu)造。一次碰撞時,由于向前圍板施加向后方的碰撞負(fù)荷,因此向后方按壓轉(zhuǎn)向裝置的與前圍板的安裝部分。因此,為了吸收一次碰撞的能量,使用下柱(安裝于前圍板的柱)相對于中間柱(在前方側(cè)嵌合于下柱的柱)相對移動的構(gòu)造。另一方面,為了提高能量吸收能力,優(yōu)選一次碰撞時以及二次碰撞時的行程(柱的可移動量)較長。但是,在現(xiàn)有技術(shù)中,一次碰撞時的行程及二次碰撞時的行程由下柱與中間柱的相對移動而得到。因此,若使針對二次碰撞的行程增長,則針對一次碰撞的行程縮短相應(yīng)的量,存在針對一次碰撞的行程變得不足的可能性。
本發(fā)明鑒于上述課題而做成,其目的在于提供一種能夠同時提高一次碰撞時的能量吸收能力及二次碰撞時的能量吸收能力的轉(zhuǎn)向裝置。
用于解決課題的方案
為了實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明的轉(zhuǎn)向裝置具備:將與方向盤連結(jié)的輸入軸支撐為能夠旋轉(zhuǎn)的內(nèi)柱;向內(nèi)側(cè)插入上述內(nèi)柱的至少一部分的外柱;以及將與上述輸入軸連結(jié)的輸出軸支撐為能夠旋轉(zhuǎn),且支撐于前圍板的下柱,一次碰撞時,上述下柱向后方移動,二次碰撞時,上述內(nèi)柱及上述外柱相對移動。
由此,利用下柱的移動來吸收一次碰撞時的沖擊,且利用內(nèi)柱的移動來吸收二次碰撞時的沖擊。另外,即使增長二次碰撞時的內(nèi)柱的可移動量,一次碰撞時的下柱的可移動量也不縮短。因此,本發(fā)明的轉(zhuǎn)向裝置能夠同時提高一次碰撞時的能量吸收能力及二次碰撞時的能量吸收能力。
作為本發(fā)明的期望的方式,轉(zhuǎn)向裝置的特征在于,具備:設(shè)置于上述內(nèi)柱的第一孔;對上述內(nèi)柱的插入側(cè)的一端進行切槽而成的上述外柱的第一狹縫;固定于車身側(cè)部件且與保持力增加部件一同緊固并支撐上述外柱的外柱支架;支撐于上述保持力增加部件且開設(shè)有第二孔的內(nèi)柱支架;以及位于橫跨上述第一孔和上述第二孔的位置,且能夠脫離地連結(jié)上述內(nèi)柱及上述內(nèi)柱支架的安全銷,在上述外柱被緊固的狀態(tài)下,上述外柱的內(nèi)壁與上述內(nèi)柱的外壁相接,在對上述外柱的緊固被解除了的狀態(tài)下,能夠調(diào)整上述內(nèi)柱的伸縮位置。
在本發(fā)明的轉(zhuǎn)向裝置中,在一次碰撞時,當(dāng)向前圍板施加碰撞負(fù)荷時,下柱向后方移動。另外,二次碰撞時,當(dāng)向方向盤施加碰撞負(fù)荷時,碰撞負(fù)荷經(jīng)由輸入軸而傳向內(nèi)柱。另一方面,支撐于保持力增加部件的內(nèi)柱支架不移動。因此,由于向安全銷施加剪切力,因此,在碰撞負(fù)荷超過安全銷的容許剪切力的情況下,安全銷被切斷。當(dāng)安全銷被切斷時,內(nèi)柱與內(nèi)柱支架的連結(jié)被解除,因此,成為利用內(nèi)柱與外柱之間的摩擦力來支撐內(nèi)柱的狀態(tài)。由此,內(nèi)柱及外柱變得能夠相對移動。因此,在本發(fā)明的轉(zhuǎn)向裝置中,利用下柱向后方的移動而得到一次碰撞時的行程,而且利用內(nèi)柱向前方的移動而得到二次碰撞時的行程。即,二次碰撞時的能量吸收機構(gòu)在與一次碰撞時的能量吸收機構(gòu)不同的位置由不同的部件構(gòu)成。因此,本發(fā)明的轉(zhuǎn)向裝置能夠同時提高一次碰撞時的能量吸收能力及二次碰撞時的能量吸收能力。
作為本發(fā)明的期望的方式,優(yōu)選的是,上述外柱在與上述第一狹縫不同的位置具備作為沿著上述外柱的軸向的長孔的第二狹縫,在通過上述第二狹縫而露出的上述內(nèi)柱安裝限位件,上述限位件在二次碰撞后與上述第二狹縫的作為前方端部的內(nèi)壁的第二端部內(nèi)壁相接。
由此,由于二次碰撞時的行程被限制在預(yù)定值以下,因此,抑制二次碰撞時的內(nèi)柱向前方的過度移動。因此,保持二次碰撞后的方向盤的位置在預(yù)定的范圍內(nèi)。因此,轉(zhuǎn)向裝置能夠容易地進行二次碰撞后的方向盤的操作。
作為本發(fā)明的期望的方式,優(yōu)選的是,根據(jù)上述內(nèi)柱的伸縮位置的調(diào)整,上述內(nèi)柱支架與上述第一狹縫的作為前方端部的內(nèi)壁的第一端部內(nèi)壁相接,在上述內(nèi)柱支架與上述第一端部內(nèi)壁相接的狀態(tài)下,上述限位件位于遠離上述第二端部內(nèi)壁的位置。
由此,即使在內(nèi)柱的伸縮位置成為最前方的情況下,二次碰撞時,內(nèi)柱也能夠向前方移動。即,不管內(nèi)柱的伸縮位置如何,二次碰撞時,內(nèi)柱都能夠向前方移動。因此,不管內(nèi)柱的伸縮位置如何,轉(zhuǎn)向裝置都能夠提高二次碰撞時的能量吸收能力。
作為本發(fā)明的期望的方式,優(yōu)選的是,具備與上述外柱的前方側(cè)嵌合且與上述下柱的后方側(cè)嵌合的中間柱。
為了在一次碰撞時引導(dǎo)下柱,在下柱的前方嵌合的部件需要固定以上的長度。在轉(zhuǎn)向裝置中,中間柱引導(dǎo)下柱。由此,在轉(zhuǎn)向裝置中,外柱的軸向的長度變短,因此容易制造外柱。
作為本發(fā)明的期望的方式,優(yōu)選的是,上述下柱在與設(shè)置于上述前圍板的貫通孔對應(yīng)的位置具備作為環(huán)狀彈性部件的襯套。
由此,由于襯套能夠彈性變形,因此下柱能夠以前方端部為中心擺動。即,下柱能夠在襯套彈性變形的范圍內(nèi)向傾斜方向擺動。因此,轉(zhuǎn)向裝置能夠調(diào)整傾斜位置。
作為本發(fā)明的期望的方式,優(yōu)選的是,上述保持力增加部件為具有沿著上述外柱的軸向的長孔的板狀部件。
由此,保持力增加部件的制作所需要的加工減少。因此容易制造轉(zhuǎn)向裝置。
作為本發(fā)明的期望的方式,優(yōu)選的是,上述保持力增加部件配置于上述外柱的兩側(cè),上述內(nèi)柱支架與配置于上述外柱的兩側(cè)的各個上述保持力增加部件連結(jié)。
由此,在向內(nèi)柱支架施加了負(fù)荷時,內(nèi)柱支架承受來自外柱的兩側(cè)的緊固力。因此,安全銷被切斷時的內(nèi)柱支架的姿勢穩(wěn)定。因此,內(nèi)柱開始移動時的姿勢容易相對于軸向保持平直。因此內(nèi)柱容易相對于軸向平直地移動。
作為本發(fā)明的期望的方式,優(yōu)選的是,上述安全銷具備外銷以及內(nèi)銷,上述外銷是具備從一端貫通至另一端的導(dǎo)向孔的筒狀的部件,且貫通上述第一孔及上述第二孔,上述內(nèi)銷貫通上述導(dǎo)向孔,并向上述導(dǎo)向孔的徑向外側(cè)按壓上述導(dǎo)向孔的內(nèi)壁。
由此,通過外銷定位第一孔及第二孔,然后插入內(nèi)銷,從而組裝轉(zhuǎn)向裝置,因此能夠容易地進行組裝。
作為本發(fā)明的期望的方式,優(yōu)選的是,具備安裝于上述內(nèi)柱支架并在上述外柱的軸向上與上述第一狹縫的前方端部的內(nèi)壁對置的減震器。
由此,當(dāng)伸縮位置成為最前方時,減震器與第一端部內(nèi)壁相接。在減震器與第一端部內(nèi)壁相接的狀態(tài)下向內(nèi)柱施加力的情況下,向減震器施加來自與第一端部內(nèi)壁的反作用力。由此,減震器發(fā)生彈性變形,因此,消耗施加至減震器的力的一部分用于使減震器彈性變形。而且,比施加至減震器的力小的力向內(nèi)柱支架傳遞,大小與傳遞至內(nèi)柱支架的力大致相等的剪切力作用于安全銷。因此,作用于安全銷的剪切力變得比施加至內(nèi)柱上的力小。因此,轉(zhuǎn)向裝置能夠抑制進行伸縮調(diào)整時的安全銷的切斷,能夠保護脫離機構(gòu)。
發(fā)明效果
根據(jù)本發(fā)明,能夠提供一種能夠同時提高一次碰撞時的能量吸收能力及二次碰撞時的能量吸收能力的轉(zhuǎn)向裝置。
附圖說明
圖1是示意性地表示本實施方式的轉(zhuǎn)向裝置的周邊的圖。
圖2是本實施方式的轉(zhuǎn)向裝置的側(cè)視圖。
圖3是本實施方式的轉(zhuǎn)向裝置的剖視圖。
圖4是從車身下方側(cè)觀察本實施方式的轉(zhuǎn)向裝置的立體圖。
圖5是圖2的a-a剖視圖。
圖6是圖2的b-b剖視圖。
圖7是從車身前方側(cè)觀察本實施方式的限位件的周邊的立體圖。
圖8是圖2的c-c剖視圖。
圖9是放大表示圖3中的內(nèi)柱支架的周邊的圖。
圖10是圖9的d向視圖。
圖11是從車身上方側(cè)觀察本實施方式的內(nèi)柱支架的立體圖。
圖12是從車身下方側(cè)觀察本實施方式的內(nèi)柱支架的立體圖。
圖13是放大表示圖9中的安全銷的周邊的圖。
圖14是僅將圖13中的安全銷做成側(cè)視圖來表示的圖。
圖15是用于說明切斷后的安全銷的狀態(tài)的圖。
圖16是表示比較例中的轉(zhuǎn)向柱的位移量與為了使轉(zhuǎn)向柱移動而所需要的負(fù)荷的關(guān)系的曲線圖。
圖17是表示本實施方式中的轉(zhuǎn)向柱的位移量與為了使轉(zhuǎn)向柱移動而所需要的負(fù)荷的關(guān)系的圖。
圖18是表示比較例的轉(zhuǎn)向裝置的碰撞前的狀態(tài)的剖視圖。
圖19是表示比較例的轉(zhuǎn)向裝置的一次碰撞后的狀態(tài)的剖視圖。
圖20是表示比較例的轉(zhuǎn)向裝置的二次碰撞后的狀態(tài)的剖視圖。
圖21是表示本實施方式的轉(zhuǎn)向裝置的碰撞前的狀態(tài)的剖視圖。
圖22是表示本實施方式的轉(zhuǎn)向裝置的一次碰撞后的狀態(tài)的剖視圖。
圖23是表示本實施方式的轉(zhuǎn)向裝置的二次碰撞后的狀態(tài)的剖視圖。
具體實施方式
對于用于實施本發(fā)明的方式(實施方式),參照附圖,并且詳細(xì)地進行說明。本發(fā)明并不由以下的實施方式所記載的內(nèi)容限定。另外,以下所記載的所結(jié)構(gòu)單元包含本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠容易地想到的單元、實質(zhì)上相同的單元。進一步地,以下所記載的結(jié)構(gòu)單元能夠適當(dāng)進行組合。
(實施方式)
圖1是示意性地表示本實施方式的轉(zhuǎn)向裝置的周邊的圖。圖2是本實施方式的轉(zhuǎn)向裝置的側(cè)視圖。圖3是本實施方式的轉(zhuǎn)向裝置的剖視圖。圖4是從車身下方側(cè)觀察本實施方式的轉(zhuǎn)向裝置的立體圖。在以下的說明中,將轉(zhuǎn)向裝置100安裝于車身10的情況下的車身10的前方簡單地記載為前方,將轉(zhuǎn)向裝置100安裝于車身10的情況下的車身10的后方簡單地記載為后方。另外,將轉(zhuǎn)向裝置100安裝于車身10的情況下的車身10的上方簡單地記載為上方,將轉(zhuǎn)向裝置100安裝于車身10的情況下的車身10的下方簡單地記載為下方。在圖2中,圖中的左側(cè)為前方,圖中的右側(cè)為后方,圖中的上側(cè)為上方,圖中的下側(cè)為下方。
(轉(zhuǎn)向裝置)
如圖1所示,按照操作者施加的力傳遞的順序,轉(zhuǎn)向裝置100具備方向盤14、轉(zhuǎn)向軸15、萬向節(jié)16、下軸17、以及萬向節(jié)18,而且該轉(zhuǎn)向裝置100與小齒輪軸19接合。
轉(zhuǎn)向軸15包括輸入軸151和輸出軸152。輸入軸151的一方的端部與方向盤14連結(jié),另一方的端部與輸出軸152連結(jié)。例如,在輸入軸151的表面施加了樹脂涂層。由此,輸入軸151經(jīng)由樹脂與輸出軸152連結(jié)。輸出軸152的一方的端部與輸入軸151連結(jié),另一方的端部與萬向節(jié)16連結(jié)。在本實施方式中,輸入軸151及輸出軸152由機械構(gòu)造用碳鋼(sc材料)、機械構(gòu)造用碳鋼鋼管(stkm材料)或者冷軋鋼板(spcc材料)等一般的鋼材等形成。
下軸17的一方的端部與萬向節(jié)16連結(jié),另一方的端部與萬向節(jié)18連結(jié)。小齒輪軸19的一方的端部與萬向節(jié)18連結(jié)。
轉(zhuǎn)向裝置100具備支撐轉(zhuǎn)向軸15的轉(zhuǎn)向柱5。轉(zhuǎn)向柱5例如具備內(nèi)柱51、外柱54、中間柱55以及下柱58。從后方向前方,以內(nèi)柱51、外柱54、中間柱55、下柱58的順序配置。如圖2所示,內(nèi)柱51為支撐輸入軸151的筒狀部件。外柱54是向內(nèi)側(cè)插入內(nèi)柱51的至少一部分的筒狀部件。中間柱55是插入外柱54的內(nèi)側(cè)的筒狀部件,例如,通過過盈配合而與外柱54連結(jié)。中間柱55的前方端部與設(shè)置于外柱54的內(nèi)壁的臺階部543相接。下柱58為插入中間柱55的內(nèi)側(cè)的筒狀部件,通過設(shè)置于中間柱55的鉚接部551與中間柱55連結(jié)。例如,內(nèi)柱51、外柱54、中間柱55以及下柱58由機械構(gòu)造用碳鋼鋼管(stkm材料)或者壓鑄鋁合金(adc材料)等形成。
如圖3所示,內(nèi)柱51例如經(jīng)由軸承511及中間軸承512而支撐輸入軸151。軸承511例如為深溝球軸承,配置于內(nèi)柱51的后方端部。中間軸承512例如為被合成橡膠等覆蓋的滾針軸承或者合成樹脂制的襯套,且配置于內(nèi)柱51的前方端部。由此,內(nèi)柱51能夠?qū)⑤斎胼S151支撐為能夠以旋轉(zhuǎn)中心軸zr為中心旋轉(zhuǎn)。另外,在輸入軸151安裝有鑰匙鎖定軸環(huán)1511。例如,當(dāng)操作者拔出鑰匙時,銷從內(nèi)柱51向鑰匙鎖定軸環(huán)1511突出,銷與鑰匙鎖定軸環(huán)1511嵌合。由此,內(nèi)柱51和輸入軸151以不能相對旋轉(zhuǎn)的方式被固定,因此在拔出鑰匙的狀態(tài)下,不能操作方向盤14。
如圖3所示,下柱58例如經(jīng)由軸承581支撐輸出軸152。軸承581例如為深溝球軸承,且配置于下柱58的前方端部。由此,下柱58能夠?qū)⑤敵鲚S152支撐為能夠以旋轉(zhuǎn)中心軸zr為中心旋轉(zhuǎn)。另外,下柱58經(jīng)由襯套59安裝于前圍板11的貫通孔111。即,下柱58在與貫通孔111對應(yīng)的位置具備襯套59。前圍板11是隔開駕駛室和發(fā)送機艙的隔壁板,其包括趾板。襯套59例如為由合成樹脂等的彈性體形成的環(huán)狀部件。襯套59覆蓋下柱58的前方端部,且填補貫通孔111與下柱58的外壁之間的間隙。襯套59能夠彈性變形,因此下柱58能夠以前方端部為中心擺動。即,轉(zhuǎn)向柱5能夠在襯套59的彈性變形的范圍內(nèi)向傾斜方向擺動。
此外,轉(zhuǎn)向裝置100也可以不必具有中間柱55。例如,只要中間柱55與外柱54形成為一體即可。即,只要以補償中間柱55的長度的方式較長地形成外柱54即可。在這樣的情況下,下柱58嵌合于外柱54的前方側(cè)。
轉(zhuǎn)向裝置100具備外柱支架52,固定于車身側(cè)部件13而支撐外柱54。外柱支架52例如由冷軋鋼板(spcc材料)等一般的鋼材等形成。外柱支架52具備:固定于車身側(cè)部件13的安裝板部522;以及一體形成于安裝板部522的框狀支撐部521。如圖4所示,外柱支架52的安裝板部522具有安裝孔522h,且使用安裝孔522h及螺栓等固定部件而固定于車身側(cè)部件13。外柱支架52的框狀支撐部521配置于外柱54的兩側(cè),緊固外柱54。另外,在框狀支撐部521設(shè)置有作為在車身10的上下方向上較長的長孔的傾斜調(diào)整孔521h。
圖5是圖2的a-a剖視圖。如圖5所示,外柱54具有兩個桿貫通部31、第一狹縫541、以及第二狹縫542。桿貫通部31例如為從內(nèi)柱51的外壁向下方突出的部件,具有作為圓孔的桿貫通孔31h。兩個桿貫通部31具有的各自的桿貫通孔31h隔著第一狹縫541而對置。另外,桿貫通部31的一部分與框狀支撐部521對置。桿33貫通兩個桿貫通孔31h,并且貫通框狀支撐部521的傾斜調(diào)整孔521h,與操作桿53連結(jié)。
第一狹縫541是在外柱54中的內(nèi)柱51的插入側(cè)的一端進行切槽而成的長孔。第一狹縫541設(shè)于兩個桿貫通部31之間的位置。外柱54由于具有第一狹縫541,因此一旦被緊固,則內(nèi)徑減小。由此,在外柱54被緊固的狀態(tài)下,在外柱54覆蓋內(nèi)柱51的部分,外柱54的內(nèi)壁和內(nèi)柱51的外壁接觸。因此,在外柱54與內(nèi)柱51之間產(chǎn)生摩擦力。例如,在本實施方式中,在內(nèi)柱51的外壁實施了涂層,該涂層是用于降低與外柱54的摩擦的由低摩擦材料形成的涂層。
如圖5所示,為了使對轉(zhuǎn)向柱5的緊固保持力牢固,轉(zhuǎn)向裝置100具有第一伸縮摩擦板21和第二伸縮摩擦板22作為保持力增加部件。例如,第一伸縮摩擦板21及第二伸縮摩擦板22由冷軋鋼板(spcc材料)等一般的鋼材等形成。第一伸縮摩擦板21為具有伸縮調(diào)整孔21h的板狀部件,該伸縮調(diào)整孔21h是以旋轉(zhuǎn)中心軸zr方向為長度方向的長孔。第一伸縮摩擦板21例如配置于外柱54的兩側(cè)。更具體而言,第一伸縮摩擦板21兩個兩個重疊地配置于框狀支撐部521與桿貫通部31之間的位置。第二伸縮摩擦板22例如為將板材彎曲而形成的部件,從旋轉(zhuǎn)中心軸zr方向觀察,為大致u字形狀。第二伸縮摩擦板22包含:配置于兩個第一伸縮摩擦板21之間的兩個摩擦部221;連結(jié)兩個摩擦部221的連結(jié)部222;以及設(shè)置于連結(jié)部222的屈曲部223。
摩擦部221具有作為圓孔的桿貫通孔22h。桿33貫通伸縮調(diào)整孔21h及桿貫通孔22h。由于連結(jié)部222連結(jié)兩個摩擦部221而成為一體,因此將摩擦部221配置于兩個第一伸縮摩擦板21之間的作業(yè)變得容易。另外,連結(jié)部222具有屈曲部223,從而能夠保持彎曲的狀態(tài)。由此,即使在外柱支架52的緊固狀態(tài)發(fā)生變化而使兩個摩擦部221彼此的距離發(fā)生了變化的情況下,連結(jié)部222也難以拉拽摩擦部221。因此,因摩擦部221被連結(jié)部222拉伸而在摩擦部221與第一伸縮摩擦板21之間產(chǎn)生間隙的可能性降低。
此外,第一伸縮摩擦板21也可以不必配置于框狀支撐部521與桿貫通部31之間的位置。例如,第一伸縮摩擦板21也可以配置于框狀支撐部521的外側(cè)。即,第一伸縮摩擦板21也可以隔著框狀支撐部521而配置于與桿貫通部31相反的一側(cè)。
此外,在本實施方式中,作為用于使對轉(zhuǎn)向柱5的緊固保持力牢固的保持力增加部件,使用了伸縮摩擦板(第一伸縮摩擦板21及第二伸縮摩擦板22),但是例如也可以使用齒輪嚙合式等公知的方案。
當(dāng)緊固框狀支撐部521時,第一伸縮摩擦板21及第二伸縮摩擦板22的摩擦部221被框狀支撐部521向外柱54的桿貫通部31擠壓。由此,在框狀支撐部521與第一伸縮摩擦板21之間、第一伸縮摩擦板21與第二伸縮摩擦板22的摩擦部221之間、以及第一伸縮摩擦板21與桿貫通部31之間分別產(chǎn)生摩擦力。因此,與沒有第一伸縮摩擦板21及第二伸縮摩擦板22的情況相比,產(chǎn)生摩擦力的面增加??驙钪尾?21通過第一伸縮摩擦板21及第二伸縮摩擦板22,能夠更牢固地緊固外柱54。
當(dāng)操作桿53被旋轉(zhuǎn)時,對框狀支撐部521的緊固力松動,框狀支撐部521與外柱54之間的摩擦力消失或者減小。由此,能夠進行外柱54的傾斜位置的調(diào)整。在本實施方式中,如圖2所示,轉(zhuǎn)向裝置100具備第一彈簧56和第二彈簧57。第一彈簧56及第二彈簧57例如為盤簧。第一彈簧56的一端安裝于安裝板部522,第一彈簧56的另一端安裝于外柱54。第一彈簧56輔助傾斜調(diào)整時的轉(zhuǎn)向柱5的上下移動,并且抑制轉(zhuǎn)向柱5的掉下。第二彈簧57的一端安裝于安裝板部522,第二彈簧57的另一端安裝于操作桿53。第二彈簧57經(jīng)由操作桿53向桿33施加預(yù)壓。具體而言,第二彈簧57向桿33施加與傾斜調(diào)整孔521h的長度方向交叉的方向的預(yù)壓。由此,抑制傾斜調(diào)整時的桿33的晃動。
另外,使操作桿53被旋轉(zhuǎn)時,對框狀支撐部521的緊固力松動,外柱54的第一狹縫541的寬度增大。由此,因為外柱54緊固內(nèi)柱51的力消失,所以內(nèi)柱51滑動時的摩擦力消失。由此,操作者在旋轉(zhuǎn)操作桿53后,經(jīng)由方向盤14推拉內(nèi)柱51,從而能夠調(diào)整伸縮位置。
圖6是圖2的b-b剖視圖。圖7是從車身前方側(cè)觀察本實施方式的限位件的周邊的立體圖。如圖6及圖7所示,轉(zhuǎn)向裝置100具備限位件7。限位件7安裝于內(nèi)柱51的在第二狹縫542露出的位置。
限位件7例如具備螺栓71、擋板72、墊圈73、襯墊74以及導(dǎo)電板75。擋板72為具備圓筒狀的突起部的金屬制的板狀部件。擋板72的圓筒狀的突起部從內(nèi)柱51的內(nèi)側(cè)嵌入貫通孔,該貫通孔設(shè)置于內(nèi)柱51中的在第二狹縫542露出的位置。擋板72在圓筒狀的突起部的內(nèi)壁具有內(nèi)螺紋。螺栓71與擋板72的內(nèi)螺紋緊固。墊圈73配置于螺栓71的螺栓頭部與擋板72之間。墊圈73的底面為沿著內(nèi)柱51的外壁的形狀的形狀。由此,螺栓71的姿勢穩(wěn)定。襯墊74是用于填補第二狹縫542的內(nèi)壁與螺栓71的間隙以及第二狹縫542的內(nèi)壁與擋板72的間隙的部件。襯墊74例如為具備貫通孔的樹脂制部件。螺栓71及擋板72配置于襯墊74的貫通孔的內(nèi)側(cè)。導(dǎo)電板75例如為金屬制的板狀部件。導(dǎo)電板75例如被螺栓71的頭部和襯墊74夾持而固定,而且與外柱54相接。由此,內(nèi)柱51經(jīng)由擋板72、螺栓71以及導(dǎo)電板75而成為與外柱54導(dǎo)電的狀態(tài)。在本實施方式中,在例如為了喇叭而進行車身接地的情況下,需要從輸入軸151向車身10側(cè)流通電流。但是,由于輸入軸151經(jīng)由樹脂涂層而與輸出軸152連結(jié),因此電流不能從輸入軸151流向輸出軸152。另外,由于在內(nèi)柱51的外壁實施了由低摩擦材形成的涂層,因此電流不能從內(nèi)柱51的外壁流向外柱54。因此,在本實施方式中,限位件7負(fù)責(zé)使從輸入軸151傳遞到內(nèi)柱51的電流流向外柱54的功能。
限位件7安裝于內(nèi)柱51,且在進行伸縮調(diào)整時,能夠以與第二狹縫542的內(nèi)壁對置的狀態(tài)滑動。由于襯墊74為樹脂制,因此限位件7相對于第二狹縫542順暢地滑動。限位件7通過在調(diào)整伸縮位置時與第二狹縫542的作為后方端部的第三端部內(nèi)壁542b相接,從而限制伸縮位置的調(diào)整范圍。另外,通過使襯墊74與第二狹縫542的內(nèi)壁相接,從而限位件7抑制內(nèi)柱51的以旋轉(zhuǎn)中心軸zr為中心的旋轉(zhuǎn)。
圖8是圖2的c-c剖視圖。圖9是放大表示圖3中的內(nèi)柱支架的周邊的圖。圖10是圖9的d向視圖。圖11是從車身上方側(cè)觀察本實施方式的內(nèi)柱支架的立體圖。圖12是從車身下方側(cè)觀察本實施方式的內(nèi)柱支架的立體圖。轉(zhuǎn)向裝置100例如具備由鋁合金或者鋼材等金屬形成的內(nèi)柱支架4。
如圖9所示,內(nèi)柱支架4例如配置于內(nèi)柱51的下方。如圖11及圖12所示,內(nèi)柱支架4例如包括臂部41、插進部42、首部44以及腳部43。如圖10所示,臂部41是對在外柱54的兩側(cè)對置的兩組第一伸縮摩擦板21進行連接的桿狀的部分。插進部42設(shè)置于臂部41的兩端,為插進設(shè)置于第一伸縮摩擦板21的孔的部分。插進部42形成為比臂部41細(xì)。首部44是從臂部41的一部分向與臂部41的長度方向正交的方向突出的部分。腳部43為設(shè)置于首部44的與臂部41相反的一側(cè)的端部的板狀的部分,且與內(nèi)柱51接觸。如圖12所示,腳部43的內(nèi)柱側(cè)表面431形成為沿著內(nèi)柱51的外壁的形狀的形狀。腳部43例如在與內(nèi)柱51對置的表面的相反側(cè)的表面具備兩個圓形的凹部45。
另外,臂部41具備彎曲部46,該彎曲部46在首部44與第一伸縮摩擦板21之間的位置向靠近內(nèi)柱51的方向彎曲。臂部41具備兩個彎曲部46,兩個彎曲部46配置于隔著首部44的兩側(cè)。由此,與臂部41沒有彎曲部46的情況相比,插進部42的位置變得接近內(nèi)柱51。另外,臂部41具備向與內(nèi)柱51的軸向正交的方向突出的肋47。肋47例如形成為在沿臂部41的長度方向的方向上較長。另外,如圖12所示,肋47從臂部41的下方側(cè)表面突出,且配置于臂部41的前方端部。通過在臂部41設(shè)置肋47,從而提高臂部41的剛性。
另外,如圖9所示,內(nèi)柱支架4具備切槽部49和貫通孔49h。切槽部49是在內(nèi)柱支架4的前方端部形成于與內(nèi)柱51對置的表面的切槽。貫通孔49h在內(nèi)柱51的徑向上貫通臂部41。在切槽部49設(shè)置減震器9。
如圖10所示,內(nèi)柱支架4與配置于外柱54的兩側(cè)的第一伸縮摩擦板21連結(jié)。內(nèi)柱支架4通過使插進部42插進設(shè)置于第一伸縮摩擦板21的孔,從而支撐于第一伸縮摩擦板21。另外,配置于外柱54的兩側(cè)的第一伸縮摩擦板21隔著內(nèi)柱支架4的臂部41而對置。另外,內(nèi)柱支架4通過腳部43與內(nèi)柱51連結(jié)。
為了能夠脫離地連結(jié)內(nèi)柱支架4與內(nèi)柱51,如圖9所示,在內(nèi)柱51開設(shè)有第一孔51h,在腳部43的凹部45的底面開始有第二孔43h。第一孔51h和第二孔43h連通。例如在本實施方式中,第一孔51h及第二孔43h分別設(shè)置有兩個,內(nèi)周完全相同。通過向橫跨第一孔51h和第二孔43h的位置插入安全銷8,從而能夠脫離地連結(jié)內(nèi)柱支架4和內(nèi)柱51。另外,第一孔51h及第二孔43h配置于如下位置:相距配置于外柱54的兩側(cè)的各個第一伸縮摩擦板21的距離相等。
另外,內(nèi)柱支架4配置成,至少一部分與外柱54的第一狹縫541相嵌。具體而言,內(nèi)柱支架4的腳部43以與第一狹縫541的內(nèi)壁對置的方式相嵌。
內(nèi)柱支架4安裝于內(nèi)柱51,在進行伸縮調(diào)整時,能夠以與第一狹縫541的內(nèi)壁對置的狀態(tài)滑動。內(nèi)柱支架4通過在調(diào)整伸縮位置時與第一狹縫541的作為前方端部的內(nèi)壁的第一端部內(nèi)壁541f相接,從而限制伸縮位置的調(diào)整范圍。另外,如圖3所示,從限位件7到第二狹縫542的前方的第二端部內(nèi)壁542f的距離比從內(nèi)柱支架4到第一端部內(nèi)壁541f的距離長。由此,在內(nèi)柱支架4從內(nèi)柱51脫離后,確保內(nèi)柱51向前方的移動量(行程量)為預(yù)定量以上。因此,在本實施方式中,伸縮位置的前方的界限被內(nèi)柱支架4及第一端部內(nèi)壁541f限制,伸縮位置的后方的界限被限位件7及第三端部內(nèi)壁542b限制。
圖13是放大表示圖9中的安全銷的周邊的圖。圖14是僅將圖13中的安全銷做成側(cè)視圖來表示的圖。在本實施方式中,安全銷8具備外銷81和內(nèi)銷82。外銷81及內(nèi)銷82例如由聚縮醛等樹脂形成。
如圖13所示,外銷81是貫通第一孔51h及第二孔43h的筒狀的部件。外銷81例如具備主體部811、防脫部812、外凸緣部813以及導(dǎo)向孔81h。主體部811是圓筒狀,且貫通第一孔51h及第二孔43h。防脫部812設(shè)置于主體部811的一端,位于內(nèi)柱51的內(nèi)側(cè)。防脫部812是圓筒狀,且具有比第一孔51h的內(nèi)周及第二孔43h的內(nèi)周大的外周。由此,由于防脫部812與內(nèi)柱51的內(nèi)壁相接,因此,外銷81難以從第一孔51h及第二孔43h脫落。外凸緣部813設(shè)置于主體部811的另一端,在內(nèi)柱51的徑向上位于比第二孔43h靠外側(cè)。外凸緣部813例如為圓盤狀,具有比第一孔51h的內(nèi)周及第二孔43h的內(nèi)周大的外周。由此,由于外凸緣部813與凹部45的底面相接,因此外銷81難以從第一孔51h及第二孔43h脫落。導(dǎo)向孔81h是從外凸緣部813貫通至防脫部812的貫通孔。
在本實施方式中,外銷81通過壓入而插入第一孔51h及第二孔43h。通過向第一孔51h及第二孔43h插入外銷81,從而定位第一孔51h及第二孔43h。例如,防脫部812從第二孔43h側(cè)插入第一孔51h及第二孔43h。防脫部812形成為,與主體部811相反的一側(cè)的端部81e的外周比第一孔51h的內(nèi)周及第二孔43h的內(nèi)周小。由此,防脫部812變得容易插入第二孔43h。
此外,外銷81也可以從第一孔51h側(cè)插入第一孔51h及第二孔43h。另外,也可以在主體部811的外壁設(shè)置肋等,在此基礎(chǔ)上壓入外銷81。
如圖14所示,外銷81具備一個切口81s,該切口81s從防脫部812朝向外凸緣部813而設(shè)置。當(dāng)向第二孔43h插入防脫部812時,外銷81的周向上的切口81s的寬度ds變小,從而防脫部812的外周變小。由此,防脫部812容易通過第一孔51h及第二孔43h。在以下的說明中,外銷81的周向上的切口81s的寬度ds簡單地記載為切口81s的寬度ds。
此外,外銷81可以具備多個切口81s。在切口81s為多個的情況下,優(yōu)選多個切口81s在外銷81的周向上等間隔地配置。
在外銷81貫通第一孔51h及第二孔43h前的狀態(tài)下,主體部811的外周比第一孔51h的內(nèi)周及第二孔43h的內(nèi)周大。而且,在外銷81正在貫通第一孔51h及第二孔43h的狀態(tài)下,主體部811發(fā)生彈性變形,從而主體部811的外周變得與第一孔51h的內(nèi)周及第二孔43h的內(nèi)周相等。由此,主體部811推壓第一孔51h的內(nèi)壁及第二孔43h的內(nèi)壁。因此,難以產(chǎn)生主體部811與第一孔51h的內(nèi)壁之間的間隙以及主體部811與第二孔43h的內(nèi)壁之間的間隙。由此,抑制了外銷81的晃動。
內(nèi)銷82是插入外銷81的導(dǎo)向孔81h的部件。內(nèi)銷82例如具備胴體部821、突出部822、內(nèi)凸緣部823以及導(dǎo)向部824。
胴體部821是圓柱狀,貫通導(dǎo)向孔81h。胴體部821具備大徑部8211和小徑部8212。大徑部8211例如是圓柱狀,具有與導(dǎo)向孔81h的內(nèi)周相等的外周。小徑部8212設(shè)置于橫跨第一孔51h及第二孔43h的位置。小徑部8212例如呈與大徑部8211同心的旋轉(zhuǎn)體的形狀。小徑部8212的外周比大徑部8211的外周小。小徑部8212例如通過在周向的全周切去胴體部821的一部分而形成。即,小徑部8212是使胴體部821的表面沿周向凹陷而成的槽。小徑部8212的表面的底部例如是曲面狀。即,在以包含旋轉(zhuǎn)中心軸zr的平面將內(nèi)銷82切斷的剖面(圖13所示的剖面)中,小徑部8212的表面描繪圓弧。更具體而言,小徑部8212的表面描繪半圓。例如,在圖13所示的剖面中,通過小徑部8212中的外周最小的部分的直線l1位于內(nèi)柱51的外壁的延長線上、即腳部43的內(nèi)柱側(cè)表面431的延長線上。
突出部822設(shè)置于胴體部821的內(nèi)柱51的內(nèi)部側(cè)的端部。即,突出部822配置于為內(nèi)柱51的內(nèi)部且為導(dǎo)向孔81h的外部的位置。突出部822具有比導(dǎo)向孔81h的內(nèi)周大的外周。由此,由于突出部822與導(dǎo)向孔81h的一端的緣相接,因此內(nèi)銷82難以從外銷81脫落。
內(nèi)凸緣部823例如是與胴體部821同心的圓盤狀,且設(shè)置于胴體部821中的與突出部822相反的一側(cè)的端部。內(nèi)凸緣部823配置于為凹部45的內(nèi)部且為導(dǎo)向孔81h的外部的位置。內(nèi)凸緣部823的外周比導(dǎo)向孔81h的內(nèi)周大。由此,由于內(nèi)凸緣部823與導(dǎo)向孔81h的另一端的緣相接,因此內(nèi)銷82難以從外銷81脫落。
導(dǎo)向部824例如是與胴體部821同心的圓柱狀,且設(shè)置于突出部822中的與胴體部821相反的一側(cè)的端部。即,在胴體部821與導(dǎo)向部824之間配置有突出部822。導(dǎo)向部824的外周比胴體部821的外周小。另外,如圖13所示,從外銷81的端部81e到導(dǎo)向部824的前端的距離l1比從端部81e到輸入軸151的距離l2小。
此外,導(dǎo)向孔81h也可以在端部具備擴大了內(nèi)周的臺階部。在該情況下,突出部822與臺階部的緣相接,因此內(nèi)銷82難以從導(dǎo)向孔81h的端部突出。
在本實施方式中,內(nèi)銷82從導(dǎo)向部824側(cè)插入導(dǎo)向孔81h。首先,導(dǎo)向部824從外凸緣部813側(cè)插入導(dǎo)向孔81h。導(dǎo)向部824的外周比胴體部821的外周小,因此在導(dǎo)向部824與導(dǎo)向孔81h的內(nèi)壁之間產(chǎn)生間隙。由此,導(dǎo)向部824能夠容易地進入導(dǎo)向孔81h內(nèi)。然后,例如突出部822與導(dǎo)向孔81h的緣相接后,對于內(nèi)銷82施加壓力,內(nèi)銷82被推入導(dǎo)向孔81h。即,內(nèi)銷82被壓入導(dǎo)向孔81h。在導(dǎo)向部824提前被插入導(dǎo)向孔81h內(nèi)的狀態(tài)下,向?qū)蚩?1h推入內(nèi)銷82。
在向?qū)蚩?1h推入內(nèi)銷82時,存在內(nèi)銷82的中心軸相對于導(dǎo)向孔81h的中心軸傾斜的可能性。即,存在內(nèi)銷82倒下的可能性。但是,在本實施方式中,即使在假如內(nèi)銷82倒下的情況下,導(dǎo)向部824的緣8241也與導(dǎo)向孔81h的內(nèi)壁接觸。由此,內(nèi)銷82的中心軸與導(dǎo)向孔81h的中心軸形成的角度、即內(nèi)銷82倒下的角度被限制在預(yù)定的角度以下。由此,向?qū)蚩?1h內(nèi)推入時的內(nèi)銷82的姿勢容易穩(wěn)定。
此外,優(yōu)選在導(dǎo)向部824的緣8241實施倒角。倒角例如可以是以剖面形狀成為直線狀的方式切出的倒角(c倒角),也可以是以剖面形狀成為曲線狀的方式切出的倒角(r倒角)。由此,在向?qū)蚩?1h插入內(nèi)銷82時,導(dǎo)向部824變得容易進入導(dǎo)向孔81h。
在向?qū)蚩?1h插入內(nèi)銷82前的狀態(tài)下,大徑部8211的外周比導(dǎo)向孔81h的內(nèi)周大。而且,在胴體部821正在貫通導(dǎo)向孔81h的狀態(tài)下,大徑部8211發(fā)生彈性變形,從而大徑部8211的外周變得與導(dǎo)向孔81h的內(nèi)周相等。由此,大徑部8211向徑向外側(cè)推壓導(dǎo)向孔81h的內(nèi)壁。因此,難以產(chǎn)生胴體部821與導(dǎo)向孔81h的內(nèi)壁之間的間隙。由此,抑制了內(nèi)銷82的晃動。
大徑部8211向徑向外側(cè)推壓導(dǎo)向孔81h的內(nèi)壁,從而對外銷81作用擴大切口81s的寬度ds的力。由此,在外銷81與第一孔51h的內(nèi)壁及第二孔43h的內(nèi)壁之間產(chǎn)生的摩擦力變大。進一步地,由于防脫部812上的切口81s的寬度ds變大,因此防脫部812的外周變大。因此,外銷81和內(nèi)銷82成為一體的安全銷8固定于橫跨第一孔51h及第二孔43h的位置而連結(jié)內(nèi)柱51及內(nèi)柱支架4。
在通過外銷81對第一孔51h及第二孔43h進行定位之后,將內(nèi)銷82插入而組裝轉(zhuǎn)向裝置100,因此能夠容易地進行組裝。
另外,如圖13所示,距離l1比距離l2小,因此內(nèi)銷82的導(dǎo)向部824難以與輸入軸151接觸。由此,抑制因輸入軸151與導(dǎo)向部824的接觸而導(dǎo)致的輸入軸151的旋轉(zhuǎn)阻力的增加。
另外,本實施方式的轉(zhuǎn)向裝置100在第一孔51h及第二孔43h使用安全銷8,從而與向第一孔51h及第二孔43h填充樹脂部件的情況相比,不需要用于填充樹脂部件的裝置及用于接受樹脂部件的部件。因此,本實施方式的轉(zhuǎn)向裝置100能夠容易地進行組裝。
此外,如圖13所示,優(yōu)選凹部45的深度d1為安全銷8的從第二孔43h突出的部分的長度d2以上。由此,安全銷8不會比內(nèi)柱支架4的表面突出。因此,降低安全銷8因外力而破損的可能性。
當(dāng)向方向盤14施加碰撞負(fù)荷時,碰撞負(fù)荷經(jīng)由輸入軸151傳遞至內(nèi)柱51,從而使內(nèi)柱51向前方移動。另一方面,支撐于第一伸縮摩擦板21的內(nèi)柱支架4不移動。因此,由于向安全銷8施加剪切力,因此,在碰撞負(fù)荷超過安全銷8的容許剪切力的情況下,安全銷8被切斷。若安全銷8被切斷,則內(nèi)柱51與內(nèi)柱支架4的連結(jié)被解除。若內(nèi)柱51與內(nèi)柱支架4的連結(jié)被解除了,則內(nèi)柱51成為在軸向上被產(chǎn)生于內(nèi)柱51與外柱54之間的摩擦力支撐的狀態(tài)。由此,在操作者與方向盤14碰撞而施加碰撞負(fù)荷的情況下,在施加了碰撞負(fù)荷之后,用于使內(nèi)柱51移動的力降低,并吸收沖擊。
另外,即使安全銷8被切斷,外柱54仍保持被固定于車身側(cè)部件13的外柱支架52支撐。另外,內(nèi)柱51保持被外柱54支撐。因此,即使安全銷8被切斷,轉(zhuǎn)向柱5也不會落下。
圖15是用于說明切斷后的安全銷的狀態(tài)的圖。如圖15所示,安全銷8在切斷面bk被切斷。切斷面bk產(chǎn)生于安全銷8中的橫跨第一孔51h及第二孔43h的部分。在圖15所示的剖面中,切斷面bk位于內(nèi)柱51的外壁的延長線上、即腳部43的內(nèi)柱側(cè)表面431的延長線上。
安全銷8的容許剪切力取決于切斷面bk的剖面積。小徑部8212的外周比大徑部8211的外周小,因此,在向內(nèi)銷82施加了剪切力時,發(fā)生應(yīng)力集中,在小徑部8212容易發(fā)生龜裂。由此,內(nèi)銷82容易在小徑部8212被切斷。即,內(nèi)銷82上的切斷面bk容易落在小徑部8212內(nèi)。由此,內(nèi)銷82上的切斷面bk的面積難以產(chǎn)生偏差。因此,安全銷8的容許剪切力穩(wěn)定。
另外,如上所述,小徑部8212的表面的底部為曲面狀,因此,與小徑部8212的表面的底部為尖的形狀的情況相比,容易加工。因此,能夠提高本實施方式的小徑部8212的加工精度。
另外,如圖14所示,優(yōu)選從外凸緣部813到切口81s的前端81sb的距離d3比從外凸緣部813到內(nèi)柱51的外壁的距離d4大。由此,切斷安全銷8時的切斷面bk不包含切口81s。由此,切斷面bk上的主體部811的剖面沒有切口81s的量的缺損部分,因此抑制安全銷8的容許剪切力的偏差。
另外,在安全銷8被切斷后,期望內(nèi)柱51相對于軸向平直地移動。這是因為,在內(nèi)柱51移動的方向為相對于外柱54的軸向形成角度的方向的情況下,以下可能性增高:內(nèi)柱51的移動被阻礙;或者內(nèi)柱51與外柱54之間產(chǎn)生的摩擦力大于預(yù)定值。
在本實施方式中,如圖10所示,內(nèi)柱支架4與配置于外柱54的兩側(cè)的第一伸縮摩擦板21接合。由此,在向內(nèi)柱支架4施加了軸向負(fù)荷時,內(nèi)柱支架4承受來自外柱54的兩側(cè)的緊固力。因此,安全銷8被切斷時的內(nèi)柱支架4的姿勢穩(wěn)定。因此,內(nèi)柱51開始移動時的姿勢容易相對于軸向保持平直。由此,內(nèi)柱51容易相對于軸向平直地移動。
另外,如圖9所示,第一孔51h及第二孔43h分別在軸向上不同的位置設(shè)置有兩個。因此,在軸向上不同的位置配置有兩個安全銷8。假設(shè),在分別設(shè)置一個第一孔51h及第二孔43h的情況下,即在配置一個安全銷8的情況下,存在內(nèi)柱支架4以安全銷8為中心旋轉(zhuǎn)的可能性。與之相對,在本實施方式中,通過在軸向上不同的位置配置兩個安全銷8,從而抑制內(nèi)柱支架4的旋轉(zhuǎn)。由此,安全銷8被切斷時的內(nèi)柱支架4的姿勢更穩(wěn)定。
另外,第一孔51h及第二孔43h配置于如下位置:相距在隔著內(nèi)柱支架4的兩側(cè)對置的第一伸縮摩擦板21的距離相等。由此,在向內(nèi)柱支架4施加了軸向負(fù)荷時,內(nèi)柱支架4更均勻地承受來自外柱54的兩側(cè)的緊固力,因此安全銷8被切斷時的內(nèi)柱支架4的姿勢穩(wěn)定。因此,內(nèi)柱51開始移動時的姿勢更容易相對于軸向保持平直。由此,內(nèi)柱51更容易相對于軸向平直地移動。
另外,即使在假設(shè)內(nèi)柱支架4不能均勻地承受來自外柱54的兩側(cè)的緊固力的情況下,由于限位件7嵌于第二狹縫542,因此也在第二狹縫542的長度方向即軸向上引導(dǎo)內(nèi)柱51。因此,安全銷8被切斷時的內(nèi)柱支架4的姿勢穩(wěn)定。
此外,安全銷8的容許剪切力能夠通過變更第一孔51h及第二孔43h的個數(shù)、第一孔51h及第二孔43h的剖面積、以及安全銷8的材料來調(diào)節(jié)。例如,第一孔51h及第二孔43h的個數(shù)分別可以為一個,也可以為三個以上。另外,安全銷8例如可以由含有有色金屬的金屬、或者橡膠等形成。
此外,安全銷8也可以不必由上述的外銷81及內(nèi)銷82構(gòu)成。例如,安全銷8也可以通過使填充于橫跨第一孔51h及第二孔43h的位置的樹脂等凝固而形成。
圖16是表示比較例中的轉(zhuǎn)向柱的位移量與為了使轉(zhuǎn)向柱移動而所需要的負(fù)荷的關(guān)系的曲線圖。圖17是表示本實施方式中的轉(zhuǎn)向柱的位移量與為了使轉(zhuǎn)向柱移動而所需要的負(fù)荷的關(guān)系的圖。在圖16及圖17中,橫軸是轉(zhuǎn)向柱向前方的位移量,縱軸是為了使轉(zhuǎn)向柱向前方移動而所需要的負(fù)荷。
比較例是如專利文獻1所記載的技術(shù),外柱能夠脫離地安裝于車身的情況下的例子。在比較例中,外柱配置于比內(nèi)柱靠后方,當(dāng)向外柱施加碰撞負(fù)荷時,桿與設(shè)置于外柱的伸縮調(diào)整孔的端部接觸,從而負(fù)荷傳至作為支架與車身側(cè)部件的接合部件的盒(capsale)。圖16所示的力f2c表示盒的容許剪切力。
在比較例中,外柱在軸向上被因支架的緊固而產(chǎn)生于外柱與內(nèi)柱之間的摩擦力支撐。圖16所示的力f1c表示支撐外柱的該摩擦力。力f1c比力f2c小。為了使外柱不會因在通常使用中施加的負(fù)荷而移動,力f1c需要保持預(yù)定值以上。
在比較例中,若向外柱施加力f2c以上的負(fù)荷,則盒被切斷,外柱從車身脫離。然后,外柱一邊利用與內(nèi)柱的摩擦力吸收沖擊,一邊在軸向上移動。但是,如上所述,由于力f1c保持預(yù)定值以上,因此難以使外柱的移動順滑而更容易保護操作者免受二次碰撞。
另一方面,在本實施方式中,內(nèi)柱51在軸向上被第一摩擦力和第二摩擦力支撐,上述第一摩擦力因外柱支架52的緊固而產(chǎn)生于內(nèi)柱51與外柱54之間,上述第二摩擦力產(chǎn)生于第一伸縮摩擦板21與接觸第一伸縮摩擦板21的部件(外柱支架52、第二伸縮摩擦板22以及外柱54)之間。圖17所示的力f1表示第一摩擦力,力f3表示第一摩擦力與第二摩擦力的和。另外,圖17所示的力f2表示安全銷8的容許剪切力。力f2比力f3小且比力f1大。
在本實施方式中,若向內(nèi)柱51施加力f2以上的負(fù)荷,則安全銷8被切斷,內(nèi)柱51從內(nèi)柱支架4脫離。由此,由于內(nèi)柱51與第一伸縮摩擦板21的連結(jié)被解除,因此上述的第二摩擦力不作用于內(nèi)柱51。因此,在安全銷8被切斷之后,內(nèi)柱51一邊利用上述的第一摩擦力吸收沖擊,一邊在軸向上移動。本實施方式的轉(zhuǎn)向裝置100若將第一摩擦力設(shè)定得較小,則能夠使內(nèi)柱51的移動順滑而更容易保護操作者免受二次碰撞。
在本實施方式中,即使假設(shè)使縮小第一摩擦力的設(shè)定值,在用于在軸向上支撐內(nèi)柱51的力中,第二摩擦力也能夠補充將第一摩擦力縮小的量。因此,本實施方式的轉(zhuǎn)向裝置100通過調(diào)節(jié)第一摩擦力的設(shè)定值和第二摩擦力的設(shè)定值,從而能夠抑制內(nèi)柱51因早通常使用中施加的負(fù)荷而移動,而且能夠更容易保護操作者免受二次碰撞。
另外,在通常使用中,在對操作桿53進行操作,然后進行伸縮調(diào)整時,當(dāng)內(nèi)柱支架4與第一端部內(nèi)壁541f相接時,在安全銷8作用剪切力。因此,在伸縮調(diào)整時向內(nèi)柱51施加的力過大的情況下,存在因伸縮調(diào)整而切斷安全銷8的可能性。因此,本實施方式的轉(zhuǎn)向裝置100如上所述地具備減震器9。如圖9所示,減震器9例如由合成橡膠形成,且安裝于內(nèi)柱支架4的前方端部。更具體而言,減震器9貫通內(nèi)柱支架4的貫通孔49h,從而固定于內(nèi)柱支架4。
在對操作桿53進行操作,然后進行伸縮調(diào)整時,當(dāng)伸縮位置成為最前方時,減震器9與第一端部內(nèi)壁541f相接。在減震器9與第一端部內(nèi)壁541f相接的狀態(tài)下,在向內(nèi)柱51施加力的情況下,向減震器9施加來自第一端部內(nèi)壁541f的反作用力。由此,減震器9發(fā)生彈性變形,因此,消耗施加至減震器9的力的一部分用于使減震器9彈性變形。而且,比施加至減震器9的力小的力向內(nèi)柱支架4傳遞,大小與傳遞至內(nèi)柱支架4的力大致相等的剪切力作用于安全銷8。因此,作用于安全銷8的剪切力變得比施加至內(nèi)柱51的力小。因此,本實施方式的轉(zhuǎn)向裝置100能夠抑制進行伸縮調(diào)整時的安全銷8的切斷,保護脫離機構(gòu)。
圖18是表示比較例的轉(zhuǎn)向裝置的碰撞前的狀態(tài)的剖視圖。圖19是表示比較例的轉(zhuǎn)向裝置的一次碰撞后的狀態(tài)的剖視圖。圖20是表示比較例的轉(zhuǎn)向裝置的二次碰撞后的狀態(tài)的剖視圖。在比較例的轉(zhuǎn)向裝置100c中,車身側(cè)部件13和外柱支架52通過盒等能夠脫離地連結(jié)。另外,在轉(zhuǎn)向裝置100c中,未設(shè)置上述的內(nèi)柱支架4,二次碰撞時,內(nèi)柱51相對于外柱54不滑動。在轉(zhuǎn)向裝置100c中,一次碰撞時的行程及二次碰撞時的行程由下柱58與中間柱55的相對移動而得到。例如,如圖18所示,碰撞前的從中間柱55的前方端部55f到襯套59的距離等于距離s1c及距離s2c的和,上述距離s1c等于一次碰撞時的行程,上述距離s2c等于二次碰撞時的行程。
如圖19所示,在一次碰撞時,向前圍板11施加碰撞負(fù)荷c1。由于碰撞負(fù)荷c1,下柱58一邊抵抗鉚接部551的摩擦,一邊向后方移動。具體而言,下柱58向后方移動距離s1c。由此,吸收一次碰撞的沖擊。但是,在一次碰撞后的中間柱55的前方端部55f與襯套59之間需要預(yù)定的空間,以使得能夠在二次碰撞時使下柱58和中間柱55相對移動。更具體而言,一次碰撞后的從中間柱55的前方端部55f到襯套59的距離需要比距離s2c大。因此,一次碰撞時的行程被限制為固定以下。
如圖20所示,在二次碰撞時,向輸入軸151施加碰撞負(fù)荷c2。由于碰撞負(fù)荷c2,作為車身側(cè)部件13與外柱支架52的連結(jié)部件的盒被切斷,轉(zhuǎn)向柱5從車身側(cè)部件13脫離。而且,內(nèi)柱51、外柱54以及中間柱55成為一體,一邊抵抗鉚接部551的摩擦,一邊向前方移動,直至中間柱55的前方端部55f與襯套59相接。即,內(nèi)柱51、外柱54以及中間柱55向前方移動距離s2c。由此,吸收二次碰撞的沖擊。
圖21是表示本實施方式的轉(zhuǎn)向裝置的碰撞前的狀態(tài)的剖視圖。圖22是表示本實施方式的轉(zhuǎn)向裝置的一次碰撞后的狀態(tài)的剖視圖。圖23是表示本實施方式的轉(zhuǎn)向裝置的二次碰撞后的狀態(tài)的剖視圖。相對于上述的比較例,在本實施方式的轉(zhuǎn)向裝置100中,一次碰撞時的行程由下柱58與中間柱55的相對移動而得到,二次碰撞時的行程由內(nèi)柱51與外柱54的相對移動而得到。如圖21所示,碰撞前的從中間柱55的前方端部55f到襯套59的距離是距離s1,等于一次碰撞時的行程。
在圖21~圖23中,內(nèi)柱51的伸縮位置成為最前方。在本實施方式的轉(zhuǎn)向裝置100中,在內(nèi)柱51的伸縮位置為最前方的狀態(tài)下,在限位件7與第二端部內(nèi)壁542f之間設(shè)置有預(yù)定的空間。更具體而言,在內(nèi)柱51的伸縮位置為最前方的狀態(tài)下,限位件7位于與第二端部內(nèi)壁542f相隔了距離s2的位置,該距離s2等于二次碰撞時的行程。距離s2為比較例中的距離s2c以上的距離。
如圖22所示,在一次碰撞時,向前圍板11施加碰撞負(fù)荷c1。由于碰撞負(fù)荷c1,下柱58一邊抵抗鉚接部551的摩擦,一邊向后方移動,直至中間柱55的前方端部55f與襯套59相接。即,下柱58向后方移動距離s1。由此,吸收一次碰撞的沖擊。在本實施方式的轉(zhuǎn)向裝置100中,不需要如上述的比較例那樣在中間柱55的前方端部55f與襯套59之間設(shè)置預(yù)定的空間。因此,轉(zhuǎn)向裝置100相較于比較例,能夠增大一次碰撞時的行程。因此,距離s1成為比比較例的距離s1c大的距離。
如圖23所示,在二次碰撞時,向輸入軸151施加碰撞負(fù)荷c2。由于碰撞負(fù)荷c2,安全銷8被切斷,內(nèi)柱51從內(nèi)柱支架4脫離。由于在限位件7與第二端部內(nèi)壁542f之間設(shè)置有預(yù)定的空間,因此內(nèi)柱51能夠一邊抵抗在與外柱54之間產(chǎn)生的摩擦力(上述的第一摩擦力),一邊向前方移動。內(nèi)柱51移動至限位件7與第二端部內(nèi)壁542f相接。即,內(nèi)柱51向前方移動距離s2。另外,由于距離s2為比較例中的距離s2c以上,因此轉(zhuǎn)向裝置100的二次碰撞時的行程與比較例相等或為比較例以上。因此,在二次碰撞時,無論內(nèi)柱51的伸縮位置如何,內(nèi)柱51都能夠向前方移動,因此吸收二次碰撞的沖擊。
如以上所說明地,本實施方式的轉(zhuǎn)向裝置100具備內(nèi)柱51、外柱54以及下柱58。內(nèi)柱51是將與方向盤14連結(jié)的輸入軸151支撐為能夠旋轉(zhuǎn)的筒狀的部件。外柱54是向內(nèi)側(cè)插入內(nèi)柱51的至少一部分的筒狀的部件。下柱58是將與輸入軸151連結(jié)的輸出軸152支撐為能夠旋轉(zhuǎn),且支撐于前圍板11的筒狀的部件。一次碰撞時,下柱58向后方移動,二次碰撞時,內(nèi)柱51及外柱54相對移動。
由此,利用下柱58的移動,吸收一次碰撞時的沖擊,而且利用內(nèi)柱51的移動,吸收二次碰撞時的沖擊。另外,即使增長二次碰撞時的內(nèi)柱51的可移動量,一次碰撞時的下柱58的可移動量也不會縮短。因此,本實施方式的轉(zhuǎn)向裝置100能夠同時提高一次碰撞時的能量吸收能力及二次碰撞時的能量吸收能力。
更具體而言,本實施方式的轉(zhuǎn)向裝置100具備內(nèi)柱51、外柱54、下柱58、外柱支架52、內(nèi)柱支架4以及安全銷8。內(nèi)柱51是將與方向盤14連結(jié)的輸入軸151支撐為能夠旋轉(zhuǎn),且開設(shè)有第一孔51h的筒狀的部件。外柱54是向內(nèi)側(cè)插入內(nèi)柱51的至少一部分的筒狀,且具有對內(nèi)柱51的插入側(cè)的一端進行切槽而成的第一狹縫541。下柱58是將與輸入軸151連結(jié)的輸出軸152支撐為能夠旋轉(zhuǎn),且支撐于前圍板11的筒狀的部件。外柱支架52固定于車身側(cè)部件13,且與保持力增加部件(第一伸縮摩擦板21)一同緊固并支撐外柱54。內(nèi)柱支架4支撐于保持力增加部件(第一伸縮摩擦板21),且開設(shè)有第二孔43h。安全銷8位于橫跨第一孔51h和第二孔43h的位置,且能夠脫離地連結(jié)內(nèi)柱51及內(nèi)柱支架4。在外柱54被緊固的狀態(tài)下,外柱54的內(nèi)壁與內(nèi)柱51的外壁相接,在接觸了對外柱54的緊固的狀態(tài)下,能夠調(diào)整內(nèi)柱51的伸縮位置。
在本實施方式的轉(zhuǎn)向裝置100中,在一次碰撞時,當(dāng)向前圍板11施加碰撞負(fù)荷時,下柱58向后方移動。另外,在二次碰撞時,當(dāng)向方向盤14施加碰撞負(fù)荷時,碰撞負(fù)荷經(jīng)由輸入軸151而傳至內(nèi)柱51。另一方面,支撐于第一伸縮摩擦板21的內(nèi)柱支架4不移動。因此,由于向安全銷8施加剪切力,因此,在碰撞負(fù)荷超過安全銷8的容許剪切力的情況,安全銷8被切斷。當(dāng)安全銷8被切斷時,內(nèi)柱51與內(nèi)柱支架4的連結(jié)被解除,因此成為利用內(nèi)柱51與外柱54之間的摩擦力來支撐內(nèi)柱51的狀態(tài)。由此,內(nèi)柱51及外柱54變得能夠相對移動。因此,在轉(zhuǎn)向裝置100中,利用下柱58向后方的移動而得到一次碰撞時的行程,而且利用內(nèi)柱51向前方的移動而得到二次碰撞時的行程。即,二次碰撞時的能量吸收機構(gòu)在與一次碰撞時的能量吸收機構(gòu)不同的位置由不同的部件構(gòu)成。因此,本實施方式的轉(zhuǎn)向裝置100能夠同時提高一次碰撞時的能量吸收能力及二次碰撞時的能量吸收能力。
進一步地,即使安全銷被切斷,外柱54仍保持被外柱支架52支撐,該外柱支架52固定于車身側(cè)部件13。另外,內(nèi)柱51保持被外柱54支撐。因此,即使安全銷8被切斷,轉(zhuǎn)向柱5也不會落下。因此,本實施方式的轉(zhuǎn)向裝置100即使降低使轉(zhuǎn)向柱5向前方移動的脫離負(fù)荷的設(shè)定值(安全銷8的容許剪切力),也能夠抑制因誤操作而導(dǎo)致的轉(zhuǎn)向柱5的落下。
在本實施方式的轉(zhuǎn)向裝置100中,外柱54在與第一狹縫541不同的位置具備作為沿著外柱54的軸向的長孔的第二狹縫542。在通過第二狹縫542而露出的內(nèi)柱51安裝限位件7。限位件7在二次碰撞后與第二狹縫542的前方的第二端部內(nèi)壁542f相接。
由此,由于二次碰撞時的行程被限制在預(yù)定值以下,因此,抑制二次碰撞時的內(nèi)柱51向前方的過度移動。因此,保持二次碰撞后的方向盤14的位置在預(yù)定的范圍內(nèi)。因此,轉(zhuǎn)向裝置100能夠容易地進行二次碰撞后的方向盤14的操作。
在本實施方式的轉(zhuǎn)向裝置100中,根據(jù)伸縮位置的調(diào)整,內(nèi)柱支架4與第一狹縫541的作為前方端部的內(nèi)壁的第一端部內(nèi)壁541f相接。在內(nèi)柱支架4與第一端部內(nèi)壁541f相接的狀態(tài)下,限位件7位于遠離第二端部內(nèi)壁542f的位置。
由此,即使在內(nèi)柱51的伸縮位置成為最前方的情況下,二次碰撞時,內(nèi)柱51也能夠向前方移動。即,不管內(nèi)柱51的伸縮位置如何,二次碰撞時,內(nèi)柱51都能夠向前方移動。因此,不管內(nèi)柱51的伸縮位置如何,轉(zhuǎn)向裝置100都能夠提高二次碰撞時的能量吸收能力。
本實施方式的轉(zhuǎn)向裝置100具備中間柱55,該中間柱55嵌合于外柱54的前方側(cè),而且嵌合于下柱58的后方側(cè)。
為了在一次碰撞時引導(dǎo)下柱58,在下柱58的前方嵌合的部件需要固定以上的長度。在轉(zhuǎn)向裝置100中,中間柱55引導(dǎo)下柱58。由此,在轉(zhuǎn)向裝置100中,外柱54的軸向的長度變短,因此容易制造外柱54。
在本實施方式的轉(zhuǎn)向裝置100中,下柱58在與設(shè)置于前圍板11的貫通孔111對應(yīng)的位置具備作為環(huán)狀的彈性部件的襯套59。
由此,由于襯套59能夠彈性變形,因此下柱58能夠以前方端部為中心擺動。即,下柱58能夠在襯套59彈性變形的范圍內(nèi)向傾斜方向擺動。由此,轉(zhuǎn)向裝置100能夠調(diào)整傾斜位置。
在本實施方式的轉(zhuǎn)向裝置100中,保持力增加部件(第一伸縮摩擦板21)為具有沿著外柱54的軸向的長孔(伸縮調(diào)整孔21h)的板狀部件。
由此,保持力增加部件的制作所需要的加工減少。因此,更容易制造轉(zhuǎn)向裝置100。
在本實施方式的轉(zhuǎn)向裝置100中,保持力增加部件(第一伸縮摩擦板21)配置于外柱54的兩側(cè)。內(nèi)柱支架4與配置于外柱54的兩側(cè)的各個保持力增加部件(第一伸縮摩擦板21)連結(jié)。
由此,在向內(nèi)柱支架4施加了負(fù)荷時,內(nèi)柱支架4承受來自外柱54的兩側(cè)的緊固力。因此,安全銷8被切斷時的內(nèi)柱支架4的姿勢穩(wěn)定。因此,內(nèi)柱51開始移動時的姿勢容易相對于軸向保持平直。因此,內(nèi)柱51容易相對于軸向平直移動。
在本實施方式的轉(zhuǎn)向裝置100中,安全銷具備外銷81以及內(nèi)銷82,上述外銷81是具備從一端貫通至另一端的導(dǎo)向孔81h的筒狀的部件,且貫通第一孔51h及第二孔43h,上述內(nèi)銷82貫通導(dǎo)向孔81h,并向?qū)蚩?1h的徑向外側(cè)按壓導(dǎo)向孔81h的內(nèi)壁。
由此,通過外銷81定位第一孔51h及第二孔43h,然后插入內(nèi)銷82,從而組裝轉(zhuǎn)向裝置100,因此能夠容易地進行組裝。
本實施方式的轉(zhuǎn)向裝置100具備減震器9,該減震器9安裝于內(nèi)柱支架4,在外柱54的軸向上與作為第一狹縫541的前方端部的內(nèi)壁的第一端部內(nèi)壁541f對置。
由此,當(dāng)伸縮位置成為最前方時,減震器9與第一端部內(nèi)壁541f相接。在減震器9與第一端部內(nèi)壁541f相接的狀態(tài)下向內(nèi)柱51施加力的情況下,向減震器9施加來自第一端部內(nèi)壁541f的反作用力。由此,由于減震器9發(fā)生彈性變形,因此消耗施加至減震器9的力的一部分用于使減震器9彈性變形。而且,比施加至減震器9的力小的力向內(nèi)柱支架4傳遞,大小與傳遞至內(nèi)柱支架4的力大致相等的剪切力作用于安全銷8。因此,作用于安全銷8的剪切力變得比施加于內(nèi)柱51的力小。因此,轉(zhuǎn)向裝置100能夠抑制進行伸縮調(diào)整時的安全銷8的切斷,能夠保護脫離機構(gòu)。
符號說明
10—車身,11—前圍板,111—貫通孔,13—車身側(cè)部件,14—方向盤,15—轉(zhuǎn)向軸,151—輸入軸,152—輸出軸,16—萬向節(jié),17—下軸,18—萬向節(jié),19—小齒輪軸,100—轉(zhuǎn)向裝置,21—第一伸縮摩擦板(保持力增加部件),22—第二伸縮摩擦板,31—桿貫通部,33—桿,4—內(nèi)柱支架,43h—第二孔,5—轉(zhuǎn)向柱,51—內(nèi)柱,51h—第一孔,52—外柱支架,53—操作桿,54—外柱,541—第一狹縫,541f—第一端部內(nèi)壁,542—第二狹縫,542f—第二端部內(nèi)壁,542b—第三端部內(nèi)壁,55—中間柱,551—鉚接部,55f—前方端部,58—下柱,59—襯套,7—限位件,8—安全銷,81—外銷,82—內(nèi)銷,9—減震器,bk—切斷面,c1、c2—碰撞負(fù)荷,zr—旋轉(zhuǎn)中心軸。