轉向柱裝置的製作方法

2023-05-30 02:35:41

本發明涉及能夠進行伸縮操作的轉向柱裝置。

背景技術：

以往的轉向柱裝置具備固定於車體的車體安裝託架、從該車體安裝託架向下方延伸的一對側壁、以及配置於這一對側壁彼此之間的轉向柱。

在專利文獻1的轉向柱中，具備固定於車體側的外柱、在外柱內能夠在軸向(車輛前後方向)上移動地配設的內柱、以及將內柱緊固於外柱的緊固機構。內柱通過將設置在內柱上的限制部件抵接於設置在緊固機構的操作軸上的鎖定部件來限定移動範圍(伸縮位置調整範圍)。

然後，在車輛碰撞時，限制部件受設定值以上的負載，通過與鎖定部件卡合的鎖定板使限制部件斷裂，由於該斷裂，內柱能夠超過伸縮的移動範圍而向前方移動。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：wo2012/000593a1

技術實現要素：

發明所要解決的課題

然而，在專利文獻1中，由於使限制部件在內柱收縮的中途斷裂，因此存在如下問題：在車輛碰撞時吸收衝擊能量的中途，衝擊吸收負載急劇增大。

因此，本申請發明考慮上述事情，目的在於提供一種轉向柱裝置，抑制衝擊吸收負載在吸收衝擊能量的中途急劇增大。

用於解決課題的方案

本發明的轉向柱裝置具備：外柱，其具有筒形狀，且沿車輛前後方向配設；內柱，其能夠在筒軸方向上移動地插入上述外柱內而能夠進行伸縮操作；限制部件，其貫通上述外柱的下部的筒壁而設為能夠在該筒壁的厚度方向上出沒，利用限位部限制上述內柱的伸縮的收縮側的前端位置；以及負載吸收金屬線，其一端能夠與上述限制部件卡合，另一端支撐於上述內柱側，並且在對上述內柱朝向車輛前方施加了設定值以上的負載時，上述另一端與上述內柱一起向車輛前方移動而變形，由此吸收上述負載。通常時，上述限制部件的限位部配置為突出至比外柱的筒壁的內周面更靠內周側，在對上述內柱朝向車輛前方施加設定值以上的負載而上述負載吸收金屬線變形時，通過該負載吸收金屬線，上述限制部件的限位部能夠移動至比外柱的筒壁的內周面更靠外周側。

發明的效果如下。

根據本發明的轉向柱裝置，在車輛碰撞時，在內柱向車輛前方移動時，限制部件的限位部下降至比外柱的筒壁的內周面更靠外周側。因此，內柱的前端不碰到限制部件的限位部，能夠移動至比該限位部更靠前方側，因此能夠抑制衝擊吸收負載在吸收衝擊能量的中途急劇增大。

附圖說明

圖1是從車輛左側觀察本發明的第一實施方式的轉向柱裝置的側視圖。

圖2是圖1的縱剖視圖。

圖3是放大了圖2中的外柱以及內柱的主要部分的剖視圖。

圖4是從下側觀察圖3的仰視圖。

圖5是表示第一實施方式的限制部件的立體圖。

圖6是表示第一實施方式的限制部件的動作的左側視圖，圖6(a)表示車輛碰撞前的狀態，圖6(b)表示車輛剛碰撞之後的狀態，圖6(c)表示車輛碰撞的後半期的狀態。

圖7是放大了第二實施方式的外柱以及內柱的主要部分的剖視圖。

圖8是從下側觀察圖7的仰視圖。

圖9是表示第二實施方式的限制部件的立體圖。

圖10表示圖9的限制部件，圖10(a)是從車輛前側觀察限制部件的主視圖，圖10(b)是從車輛左側觀察限制部件的側視圖，圖10(c)是從車輛上側觀察限制部件的俯視圖。

圖11是表示第二實施方式的限制部件的動作的左側視圖，圖11(a)表示車輛碰撞前的狀態，圖11(b)表示車輛剛碰撞之後的狀態，圖11(c)表示車輛碰撞的後半期的狀態。

圖12是表示第三實施方式的限制部件的動作的左側視圖，圖12(a)表示車輛碰撞前的狀態，圖12(b)表示車輛剛碰撞之後的狀態，圖12(c)表示車輛碰撞的後半期的狀態。

圖13是表示第四實施方式的限制部件的動作的左側視圖，表示車輛碰撞前的狀態。

圖14是表示第四實施方式的限制部件的動作的左側視圖，圖14(a)是圖13的主要部分的放大圖，圖14(b)表示車輛碰撞後半期的狀態。

圖中：

1—轉向柱裝置，7—外柱，9—內柱，11、111、311—限制部件，13—負載吸收金屬線，21—筒壁，31—限位部，45—一端，49—另一端，59—內周面，126—傾斜面，243—屈曲部，313—上方部，315—下方部，319—限位部。

具體實施方式

以下，基於附圖對本發明的一實施方式進行說明。此外，在附圖中，車輛前方用fr表示，車輛後方用rr表示。

(第一實施方式)

如圖1～圖4所示，第一實施方式的轉向柱裝置1是手動式的轉向柱裝置1。轉向柱裝置1具備：用於固定於車體的安裝託架2；能夠在車輛上下方向上擺動(能夠調整傾斜位置)地支撐於安裝託架2的外柱7；以及能夠在車輛前後方向上移動(能夠調整伸縮位置)地支撐於外柱7的內柱9。

轉向柱裝置1還具備：對安裝託架2、外柱7以及內柱9進行緊固的鎖定機構60；用於吸收二次碰撞時的衝擊能量的能量吸收機構61；以及限定內柱9相對於外柱7的車輛前後方向的位置(伸縮位置)的調整範圍的伸縮位置限制機構62。

內柱9能夠在筒軸方向上移動地插入外柱7內而構成為能夠進行伸縮操作。具體而言，在鎖定時，利用鎖定部件68鎖定(固定)內柱9相對於外柱7的前後位置。在非鎖定時，下押操作杆15來解除鎖定，能夠改變內柱9相對於外柱7的前後位置。並且，在內柱9的前後位置成為適當的位置時，通過上推操作杆15進行鎖定從而固定內柱9相對於外柱7的前後位置。

安裝託架2具備固定於車體的轉向構件(未圖示)的前側固定部3和後側固定部5。前側固定部3具備能夠擺動地軸支承外柱7的軸支承部17，後側固定部5具備從其左右側緣部下垂的一對下垂部。在兩下垂部開設有傾斜長孔，該傾斜長孔限定沿車輛上下方向(傾斜方向)的傾斜位置調整範圍。傾斜長孔由以軸支承部為中心的圓弧狀的長孔構成。

外柱7形成為筒形狀，沿車輛前後方向配設於安裝託架2的一對下垂部之間。外柱7的前端側部分經由螺栓而軸支承於安裝託架2的前側固定部3的軸支承部17。由此，外柱7的後端側在車輛上下方向上擺動。

另外，如圖1、圖2所示，在外柱7設有狹縫55，該狹縫55貫通筒壁21的下表面，並且從後端緣沿筒軸方向延伸。狹縫55的筒軸方向的尺寸設定為延伸至在從外柱7的後端插入的內柱9向外柱7以吸收衝擊後的最收縮的方式移動至前方的狀態下的外柱7的與內柱9的前端對應的部位。

如圖2所示，在狹縫55的沿筒軸方向的兩緣部延伸設置有一對夾緊部63。兩夾緊部63位於狹縫55的後端側，沿車輛上下方向延伸設置於與後側固定部5的下垂部對置的各部位。並且，操作軸64能夠繞軸轉動地貫通兩夾緊部63。

在狹縫55的沿筒軸方向的兩緣部的前端部分，向下方延伸設置有一對導軌支撐部65，在導軌支撐部65間架設有支撐銷66。在支撐銷66能夠擺動地支撐後述的導軌67。在導軌支撐部65的後方，向下方延伸設置有一對限位部31，在限位部間保持有後述的限制部件11。

內柱9形成為筒形狀，能夠在筒軸方向上移動地插入外柱7的筒內。在內柱9和外柱7的筒內，軸支承有轉向軸10。轉向軸10由收納於外柱7內的下軸10l和收納於內柱9內的上軸10u構成。通過用花鍵連結上軸10u和下軸10l，從而構成為，上軸10u和下軸10l繞軸一體地旋轉，上軸10u相對於下軸10l能夠在軸向上移動。

如圖2、圖3所示，鎖定機構60具有操作杆15、操作軸64、導軌67、鎖定部件68、被鎖定部件69以及凸輪部件57。

操作軸64具備軸形狀，沿車寬方向貫通安裝託架2的兩下垂部的傾斜長孔和外柱7的兩夾緊部63，能夠繞軸轉動地支撐於夾緊部63。

在操作軸64上配置有操作杆15。

導軌67的前端經由支撐銷66能夠擺動地軸支承於在外柱7的外周所設的導軌支撐部65，後端側夾持於鎖定部件68與凸輪部件57之間。該情況下，成為凸輪部件57經由導軌67而向被鎖定部件69按壓鎖定部件68的結構。通過做成這種結構，凸輪部件57的旋轉方向的力(摩擦力)不會傳到鎖定部件68，僅徑向的力傳到鎖定部件68。由此，在進行鎖定操作時，內柱9能夠在筒軸方向上不從偏離所希望的位置地固定。

如圖3所示，鎖定部件68形成有與被鎖定部件69卡合的爪列，並且形成有金屬線部件卡定部70。另外，在鎖定部件68與被鎖定部件69之間，配置有由板簧構成的彈簧部件71。

金屬線部件卡定部70是凹設於鎖定部件68的上表面的凹部，支撐負載吸收金屬線13的另一端49。

如圖3所示，被鎖定部件69以沿筒軸方向配設於內柱9的外周面的狀態固定。另外，在被鎖定部件69，以隔開的狀態在長度方向上連續開設而形成有多個卡定凹部(卡定孔)。

如圖2、圖3所示，凸輪部件57形成為圓筒形狀，在軸向中央的外周面形成有沿徑向突出的從動凸輪部。並且，在凸輪部件57的軸向兩端部的外周面形成有減徑部，負載吸收金屬線13通過該減徑部而減徑。

還如圖5所示，上述限制部件11貫通外柱7的下部的筒壁21而設為能夠在該筒壁21的厚度方向上出沒，限制內柱9的伸縮的收縮側的前端位置，並且配設為能夠從外柱7脫離。具體而言，由以下部件一體地構成：在車寬方向上延伸的下側保持部23；從下側保持部23的車寬方向的中央部向上方延伸的連結部25；經由連結部25而與下側保持部23連結的上側保持部27；設於上側保持部27的上方的上側延伸設置部29；以及形成於該上側延伸設置部29的前端的限位部31。並且，該限位部31保持於外柱7的下部的筒壁21。另外，在下側保持部23的左右兩側的上表面形成有平面狀的金屬線押壓面26，限位部31的車輛後方側構成為抵接面33。該抵接面33限制內柱9的伸縮的收縮側的前端位置。即、在進行伸縮調整時，內柱9的前端的下部與抵接面33抵接的前後位置成為伸縮的收縮側的最前側的位置。並且，在下側保持部23的連結部25的左右兩側，形成有一對供負載吸收金屬線13插通的金屬線插通部35。此外，在下側保持部23的前表面的左右兩側以及後表面的左右兩側，設有共計四個在上下方向上延伸的三稜柱的突起37。

上述負載吸收金屬線13在側面觀察時以j字狀彎曲。具體而言，由以下部件一體地形成：在車輛前後方向上延伸並且與外柱7大致平行地以直線狀延伸的左右一對主體部41；在主體部41的車輛前方側的前端沿與外柱7交叉的方向上朝向外側折彎的在俯視時形成為l字狀的折彎部43(一端45)；從主體部41的車輛後方側的後端朝向上方彎曲的在側面觀察時形成為u字狀的彎曲部47；以及從彎曲部47朝向車輛前方側延伸並且前端在車寬方向上形成為一體的另一端49。此外，在鎖定時，負載吸收金屬線13的另一端49經由鎖定部件19固定於內柱9。另外，在外柱7的下部設有向下方突出的金屬線保持部51，在金屬線保持部51以能夠收納負載吸收金屬線13的折彎部43的方式形成有車輛後方側開口的切口53。並且，如圖4所示，在外柱7的下部，沿前後方向形成有長方形的狹縫55。並且，如圖3所示，在外柱7的下部，凸輪部件57向下方突出。在該凸輪部件57的下側配設有上述負載吸收金屬線13。在車輛碰撞時，當內柱9與鎖定部件19以及負載吸收金屬線13的另一端49一起向前方移動時，上述負載吸收金屬線13的彎曲部47卷繞於凸輪部件57的外周面，之後，負載吸收金屬線13的彎曲部47以及主體部41通過凸輪部件57的外周面的減徑部進行減徑而變形，由此能夠吸收衝擊能量。

接下來，使用圖6，對車輛碰撞時的限制部件11的動作進行說明。

如圖6(a)所示，在車輛通常行駛時，限制部件11的限位部31配置為突出至比外柱7的筒壁21的內周面59更靠內周側(圖6的上側)。圖5所示的三稜柱的突起37咬入外柱7的下部的金屬線保持部51，因此限制部件11保持於金屬線保持部51，不會因自重而脫離。另外，負載吸收金屬線13的折彎部43收納於金屬線保持部51的切口53。

如圖6(b)所示，若在車輛碰撞時對內柱9朝向車輛前方施加設定值以上的負載，則如在圖3中所說明地，內柱9與鎖定部件19以及負載吸收金屬線13的另一端49一起向前方移動。於是，負載吸收金屬線13的主體部41以凸輪部件57為支點，在側面觀察時向逆時針方向旋轉，以使得折彎部43下降。另外，同時，負載吸收金屬線13的折彎部43若金屬線保持部51的切口53拔出而向後方移動，則一邊向下方按下限制部件11的金屬線押壓面26，一邊在金屬線押壓面26上滑動。由此，如圖6(b)、(c)所示，限制部件11從外柱7的金屬線保持部51脫離。

以下，對第一實施方式的作用效果進行說明。

(1)第一實施方式的轉向柱裝置1具備：外柱7，其具有筒形狀，且沿車輛前後方向配設；內柱9，其能夠在筒軸方向上移動地插入外柱7內而能夠進行伸縮操作；限制部件11，其貫通外柱7的下部的筒壁21而設為能夠在該筒壁21的厚度方向上出沒，利用限位部31限制上述內柱9的伸縮的收縮側的前端位置；以及負載吸收金屬線13，其一端45能夠與上述限制部件11卡合，另一端49支撐於上述內柱9側，並且在對上述內柱9朝向車輛前方施加了設定值以上的負載時，上述另一端49與上述內柱9一起向車輛前方移動而變形，由此吸收上述負載。

通常時，上述限制部件11的限位部31配置為突出至比外柱7的筒壁21的內周面59更靠內周側，在對上述內柱9朝向車輛前方施加設定值以上的負載而上述負載吸收金屬線13變形時，通過該負載吸收金屬線13，上述限制部件11的限位部31位於比外柱7的筒壁21的內周面59更靠外周側。

因此，在車輛碰撞時，在內柱9向車輛前方移動時，限制部件11的限位部31下降到比外柱7的筒壁21的內周面59更靠下側(外周側)。因此，內柱9的前端不會碰到限制部件11的限位部31，能夠移動至比限位部31更靠前方側，因此能夠抑制衝擊吸收負載在吸收衝擊能量的中途急劇增大。

(2)在供負載吸收金屬線13的一端45卡合的限制部件11設有金屬線押壓面26。

因此，在對內柱9朝向車輛前方施加設定值以上的負載而上述負載吸收金屬線13的一端45向車輛後方移動時，該負載吸收金屬線13的一端45能夠向下方按壓限制部件11的金屬線押壓面26。因此，能夠強制地使限制部件11從外柱7的金屬線保持部51脫離，因此能夠進一步抑制衝擊吸收負載在吸收衝擊能量的中途急劇增大。

(第二實施方式)

以下，使用圖7～圖11對第二實施方式進行說明，對於與上述的第一實施方式相同的結構，標註同一符號並省略說明。

在第二實施方式的限制部件中，下側保持部的金屬線押壓面形成於傾斜面。

如圖7～圖10所示，第二實施方式的限制部件111由以下部件一體地構成：在車寬方向上延伸的下側保持部23；在下側保持部23的車寬方向的中央部向上方延伸的連結部25；經由連結部25而與下側保持部23連結的上側保持部27；設於上側保持部27上的上側延伸設置部29；以及形成於該上側延伸設置部29的前端的限位部31。另外，下側保持部23的左右兩側的上表面形成有傾斜面126的金屬線押壓面120，上述傾斜面126在對外柱7的筒軸方向在側面觀察時，隨著趨向後方而朝向斜上方。限位部31的車輛後方側構成有抵接面33。

接下來，使用圖11，對車輛碰撞時的限制部件111的動作進行說明。

如圖11(a)所示，在車輛通常行駛時，限制部件111的限位部31配置為突出至比外柱7的筒壁21的內周面59更靠內周側(圖11的上側)。限制部件111的三稜柱的突起37咬入外柱7的下部的金屬線保持部51，因此限制部件111保持於金屬線保持部51，不會因自重而脫離。另外，負載吸收金屬線13的折彎部43(一端45)收納於金屬線保持部51的切口53。

如圖11(b)所示，若在車輛碰撞時對內柱9朝向車輛前方施加設定值以上的負載，則內柱9與鎖定部件68以及負載吸收金屬線13的另一端49一起向前方移動。於是，負載吸收金屬線13的主體部41以凸輪部件57為支點，在側面觀察時向逆時針方向旋轉，以使得折彎部43下降。另外，同時，負載吸收金屬線13的折彎部43從金屬線保持部51的切口53拔出而向後方移動，一邊向下方按下限制部件111的金屬線押壓面120一邊在金屬線押壓面120上滑動。在此，第二實施方式的金屬線押壓面120形成於傾斜面126，該傾斜面126在側面觀察時隨著趨向後方而朝向斜上方。因此，若負載吸收金屬線13的折彎部43向車輛後方移動，則相比第一實施方式的情況，限制部件111向下方移動得更多，如圖11(b)、(c)所示，限制部件111從外柱的金屬線保持部51脫離。

以下，對第二實施方式的作用效果進行說明。

在供負載吸收金屬線13的一端卡合的限制部件111設置有傾斜面126，該傾斜面126在對於外柱7的筒軸方向在側面觀察時，隨著趨向後方而朝向斜上方。

因此，在對內柱9朝向車輛前方施加設定值以上的負載而負載吸收金屬線13的一端向車輛後方移動時，該負載吸收金屬線13的折彎部43(一端45)向下方按壓限制部件111的傾斜面126。因此，負載吸收金屬線13的折彎部43能夠向下方更多地按下限制部件111。

(第三實施方式)

以下，使用圖12對第三實施方式進行說明，對於與上述的第一以及第二實施方式相同的結構，標註同一符號並省略說明。

在第三實施方式的負載吸收金屬線中，在側面觀察時，一端45(前端)屈曲成「へ」字狀。

具體而言，如圖12(a)所示，在負載吸收金屬線13的一端45設由屈曲部243，在側面觀察時，該屈曲部243形成為「へ」字狀。也就是，負載吸收金屬線13的前端部包括在側面觀察時以直線狀延伸的主體部41和以隨著從主體部41的前端趨向前方而朝向斜下方的方式折彎的屈曲部243。另外，在第三實施方式中，限制部件11使用與第一實施方式相同的部件。

接著，使用圖12對車輛碰撞時的限制部件11的動作進行說明。

如圖12(a)所示，在車輛通常行駛時，限制部件11的限位部31配置為突出至比外柱7的筒壁21的內周面59更靠內周側(圖12的上側)。限制部件11的三稜柱的突起37咬入外柱7的下部的金屬線保持部51，因此限制部件11保持於金屬線保持部51，不會因自重而脫離。

如圖12(b)所示，若在車輛碰撞時對內柱9朝向車輛前方施加設定值以上的負載，則內柱9與鎖定部件68以及負載吸收金屬線13的另一端一起向前方移動。於是，負載吸收金屬線13的主體部41以凸輪部件57為支點，在側面觀察時向逆時針方向旋轉，以使得屈曲部243下降。另外，同時，在側面觀察時，負載吸收金屬線13的屈曲部243折彎成「へ」字狀，因此若負載吸收金屬線13向後方移動，則屈曲部243的前端的下側一邊向下方按下限制部件11的金屬線插通部35的底面，一邊在金屬線插通部35的底面上朝向後方滑動。因此，如圖12(b)、(c)所示，限制部件11從外柱7的金屬線保持部51脫離。

以下，對第三實施方式的作用效果進行說明。

(1)在負載吸收金屬線13的一端45設有屈曲部243，在側面觀察時，該屈曲部243形成為「へ」字狀。

因此，在對內柱9朝向車輛前方施加設定值以上的負載而負載吸收金屬線13的一端45向車輛後方移動時，負載吸收金屬線13的一端45的屈曲部243向下方按壓限制部件11。這樣，負載吸收金屬線13的一端45的屈曲部243能夠向下方更多地按下限制部件11。

(第四實施方式)

接著，使用圖13、14對第四實施方式進行說明，對於與上述的第一～第三實施方式相同的結構，標註同一符號並省略說明。

如圖13、14所示，第四實施方式的限制部件311具備：能夠在上下方向上移動的上方部313；以及能夠轉動地軸支承，朝向下側按下上方部313的下方部315。

上述上方部313由設於下側的卡定部317和設於卡定部317的上側的限位部319構成。通常時，限位部319突出至比上述外柱7的筒壁21的內周面59更靠內周側(圖13、14的上側)。在限位部319突出至比筒壁21更靠內周側時，限位部319限制內柱9的伸縮的收縮側的前端位置。另外，如後文所述，卡定部317碰到下方部315而被向下側按下。

上述下方部315是在側面觀察時由朝向前方延伸的前側腳部321以及從前側腳部321的後端向下方延伸的下側腳部323屈曲成l字狀的部件，中途部分經由轉動軸部325而能夠轉動地軸支承於外柱7。另外，在下側腳部323的下端形成有朝向上方凹入的金屬線用勾掛部327，負載吸收金屬線13的一端45插入該金屬線用勾掛部327而卡定。

接著，使用圖14，對車輛碰撞時的限制部件311的動作進行說明。

如圖14(a)所示，在車輛通常行駛時，限位部319突出至比上述外柱7的筒壁21的內周面59更靠內周側(圖13、14的上側)。

如在車輛碰撞時對內柱9朝向車輛前方施加設定值以上的負載，則內柱9與鎖定部件68以及負載吸收金屬線13的另一端49一起向前方移動。於是，負載吸收金屬線13的主體部41以凸輪部件57為支點，在側面觀察時向逆時針方向旋轉，以使得前端(一端45)下降，負載吸收金屬線13向後方移動。

負載吸收金屬線13的前端(一端45)卡定於限制部件311的下方部315的金屬線用勾掛部327，因此，若負載吸收金屬線13向後方移動，則下方部315以轉動軸部325為中心繞逆時針旋轉。

由此，如圖14(b)所示，下方部315的前側腳部321朝向下側按下上方部313的卡定部317，因此限位部319移動到比外柱7的筒壁21的內周面59更靠外周側(圖13、14的下側)。

以下，對第四實施方式的作用效果進行說明。

限制部件311具備上方部313和下方部315，上述上方部313在上端設有突出至比外柱7的筒壁21更靠內周側的限位部319，上述下方部315卡定負載吸收金屬線13的一端45，並構成為能夠轉動。

在對內柱9朝向車輛前方施加設定值以上的負載而負載吸收金屬線13的一端45向車輛後方移動時，下方部315以轉動軸部325為中心轉動而向下側按下上方部313。這樣，負載吸收金屬線13的一端45能夠向下方更多地按下限制部件311的限位部319。

此外，本發明並不限定於上述的實施方式，能夠進行各種變更等。