专利名称：转向柱的冲击吸收结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于吸收再碰撞的安装在汽车上的转向柱冲击吸收结构。
背景技术：
在汽车中，当乘客与方向盘碰撞(再碰撞)或者设置在方向盘内的气囊释放而施加预定值或更大的冲击力时，连接于车体的薄壁管转向柱(包括插入转向柱的转向轴)沿车辆的前方移动，由此缓和冲击载荷。
为了减轻冲击载荷，通过作为支持件的单向盒件(one way capsule)将转向柱以可移动的向下吊挂的方式连接于车体侧。
根据车辆的普通示例，如在公开号为5-31015的日本实用新型专利中公开的，如图6A所示，托架b连接于转向柱周围以沿直径方向向两侧延伸其双侧端部，单向盒件d连接于在托架b双端部上形成的支承座c。此外，通过将单向盒件d固定在设置于车体侧面的体侧托架f的连接面g上，将转向柱a以可移动的方式连接在车体侧面。根据该连接结构，当由设置在转向柱侧面上的方向盘h施加预定值或更大的冲击力时，如图6A中箭头P所示，支承座c由单向盒件d移动，同时使单向盒件d的主体部i留在连接面g上。通过该移动，转向柱a沿轴向与托架b一起位移，通过此时的位移，吸收了冲击能量。同时，单向盒件具有这样的结构，该结构使主体部i与沿车辆前后方向滑动的托架b支承座c相互接合，并通过树脂销(未示)将接合部分固定。当施加预定值或更大的冲击力，将树脂销剪切，托架b的支承座c滑离单向盒件d。要求单向盒件d仅通过施加的冲击力移动托架b而不受摩擦力和类似力的控制。因此，如图6A和6B所示，普通单向盒件d具有由托架b向上侧突出的台形部分，只有突出的上侧与体侧的托架f进行接触。即，只有单向盒件d的主体部i与体侧托架f进行接触，而防止其它部分与体侧托架f接触，由此避免体侧托架f和支承座c之间的接触，该接触是传播冲击吸收作用的因素。同时，为了通过移动转向柱a有效吸收冲击能量，最好当转向柱a上施加有冲击力时，转向柱a沿宽度方向移动。特别是，在转向柱a的周围靠近转向柱a的位置安装有各种装置。因此，最好转向柱a可不受这些装置的干涉而移动。
但是，移动支承座c，同时使主体部I留在体侧托架f处，因此，在主体部i和体侧托架f的连接面的位置之间的突出台形部分形成间隙α(图6B)。因此当转向柱a移动到使支承部c穿过主体部i时，如图6B所示，支承座c进入在体侧托架f和主体部i之间产生的间隙α内，通过施加在转向柱a上的沿上方的力作用，使转向柱a倾斜，如图6B中的双点划线所示。当产生倾斜时，转向柱沿不同于指定移动方向(沿轴向的直线移动方向)的方向移动，在移动过程中，转向柱与周围装置干涉，由此阻碍了移动。因此，带来这样的缺点，使设计相应的周围装置的自由度降低了。
发明内容
为了解决上述问题而设计了本发明，本发明的目的是提供一种用于转向柱的冲击吸收结构，该结构能移动转向柱而不改变其移动方向。
为了实现上述目的，根据本发明提供一种转向柱的冲击吸收结构，用于支承转向柱，以在对转向柱施加指向车体前方的冲击力时，使其向着车体前侧移动，包括转向柱连接面，形成在所述车体侧面并沿车辆的前后方向延伸；托架，设置在所述转向柱上；以及支持件，连接在转向柱连接面上并支承所述托架；其中当施加所述冲击力时，所述支持件使所述托架相对于转向柱连接面移向车辆的前侧，同时所述托架保持与所述转向柱连接面的间距；其中转向柱连接面包括连接于所述支持件的第一面和在所述第一面前侧上形成的第二面，当所述托架受所述冲击力作用而移向车辆前侧时，甚至在所述托架脱离支持件后，所述第二面也与所述托架形成接触；以及其中所述第二面比所述第一面突出。
因此，通过由第一面和第二面实现的导向操作，转向柱以相同姿态移动直到最初的平连接面为止，转向柱在移离支持件时，不受支持件和连接面之间的间距影响而且不受移动中无益摩擦力的影响，因此滑动的柱沿着轴向而不改变其方向。因此，转向柱的移动不受周围装置的阻碍，并且由移动实现了足够的冲击吸收作用。
还有，根据本发明，由于第二面从第一面突出大致与距离(T)相同的量，托架移动到前侧而不会改变其方向。
此外，根据本发明，提供转向柱的冲击吸收结构，其中所述转向柱连接面包括连接第一面和第二面的斜面。因此由支持件移动的托架可以由斜面导向沿连接面移动。
此外，根据本发明，提供转向柱的冲击吸收结构，其中在带形件每端上形成所述托架，所述托架包括横向延伸的呈板形的支承座；以及其中每个支承座分别通过所述支持件由每个转向柱连接面支承。因此转向柱可以移动而不改变姿态，并且可以减少部件数。
附图简要说明
图1是转向柱冲击吸收结构的立体图；图2是表示支承上侧的连接部结构的分解立体图；图3是沿图2中A-A线的位于上侧的连接部的横截面图；图4A、4B和4C是再次撞击发生时支承上侧的连接部的动作横截面图；图5是表示本发明第二实施例的主要部分的横截面图；图6A和6B是表示通过普通单向盒件和吸收冲击中的动作将转向柱与车体侧面连接的连接结构的侧视图。
优选实施例详述下面参照图1至4C所示的第一实施例说明本发明。图1是安装在汽车上的转向柱的冲击吸收结构示意图，图中的标号1表示转向柱。
转向柱1呈倾斜姿态，特别是呈这样的姿态设置在驾驶员座位(未示)前方，即在朝向车辆后侧的其端部指向上侧而位于朝向车辆前侧的其端部指向下侧。转向轴2旋转装配在转向柱1内部而与其成一体。此外，方向盘3连接在由转向柱1上端伸出的转向轴2端部，由转向柱1下端伸出的转向轴2端部(未示)连接伸至转向机构(未示)的万向接头4(部分示出)。转向柱1的上侧端部固定于设置在车体(未示)的体侧上的安装部，例如，通过采用具有构成支持件的上侧托架5和单向盒件件6并位于上侧的连接部7，将一对体侧托架8与车体宽度方向平行设置。此外，转向柱1的下侧端部由安装于车体(未示)上的体侧安装部包围，例如通过采用由单个螺栓(未示)和车体侧托架12构成的连接部13，将一对体侧托架14沿车体宽度方向平行设置。此外，两体侧托架8和14分别具有在其下面的沿车辆前方和后方(对应转向柱连接面)延伸的连接面8a和14a。在上侧的连接部7上，采用当由方向盘3施加预定值或更大的冲击力时移动转向柱1并同时由体侧托架8与上侧托架5连接的结构。此外，在下侧的连接部13上，具有当由方向盘3施加预定值或更大的冲击力时移动转向柱1同时由车体侧托架12的狭槽(未示)与螺栓(未示)连接的结构。通过连接部7和13，当施加预定值或更大的冲击力时，整个转向柱1沿轴向位移。其中，本发明适用于上侧的连接部7。
图2和3给出了上侧连接部7的结构。详细说明上侧连接部7，如图2所示，上侧托架5由带形件构成，该带形件在转向柱1下部由直径方向附着以包围转向柱。带形件的两端侧具有一对支承座5a、5a，这对支承座呈板形，沿侧方向的直径方向由两侧延伸。此外，各自的支承座5a、5a具有呈矩形的槽口16(只显示了一侧)，该槽口向车辆的后侧开口，这些部分具有单向盒件连接部单向盒件6的主体部17呈矩形板，如图2所示。
主体部17的各自端面具有在其整个周围之上延伸的槽18。主体部17由车辆后侧通过槽18和各自槽口26的边缘部的组合而滑动装配在槽口16上。通过该配合，主体部17的上侧由呈台形的支承座5a伸出。此外，在槽18双侧的各自凸缘部和槽口16的边缘部彼此重叠，通过多个可剪切销件连接，如穿过这三部分的树脂销19和单向盒件6与各自支承板5a、5a成一体，关于支承板5a、5a沿向后的方向移动。
特别是，组成一种结构，其中设置树脂销19以产生剪切，由此当由支承座5a沿车辆的前方施加预定值冲击力时脱开支承座5a和单向盒件6之间的连接，当由固定单向盒件6上部的状态向转向柱1施加预定值或更大冲击力时，由支承座5a中滑动拔出单向盒件6。
此外，通过由下侧拧入的螺栓件即拧入螺母22(螺纹部，仅在图3中示出)的螺栓23将各自主体部17固定到各自转向柱连接面8a、8a，螺母22通过穿过设置在主体部17中心的通孔20和设置在各自转向柱连接面8a、8a的螺栓孔21而连接螺栓孔21的后面。即，上侧托架5由转向柱连接面8a支承，上侧托架5和转向柱连接面8a之间插入主体部17(主体部17的上部)。通过这样的支承机构，当由转向柱1施加指向车辆前方的预定值或更大的冲击力时，通过由单向盒件6移动上侧托架5同时使单向盒件6靠在转向柱连接面8a上而使转向柱1沿轴向移动，。
此外，提出在包括连接单向盒件6的部分的转向柱连接面8a上平滑移动转向柱1的设计。下面说明该设计，根据各自转向柱连接面8a，如图2和3所示，转向柱连接面8a具有连接于单向盒件6的第一面26和位于第一面26的车体前侧的第二面25。即使在冲击作用下通过沿车辆前方移动上侧托架5而脱离与单向盒件6的接合后，第二面与上侧托架5也进行接触。第二面25延伸并超出第一面一主体部17厚度T的量，主体部17夹在转向柱连接面8a和支承座5a之间。通过第一面26，使支承座5a由与转向柱连接面8a相同的高度移动。
此外，由第一面26设置向着转向柱连接面8a前侧的导向路径，该导向路径是使支承座5a得以由单向盒件6支承直到支承座5a完全穿过单向盒件6为止的部分。导向路径由第一面26。第二面25和斜面25a构成，如图3所示。斜面25a成锥形倾斜而向着转向柱连接面8a前侧延伸。此外，如图3中的双点划线所示，斜面的前端持续延伸具有最初高度的一部分转向柱连接面8a，在与支承座6a前端附近一致的位置，即与其正好由单向盒件6的主体部17移动后的前端附近一致的位置。通过形成的第二面25，支承座5a可以继续只与单向盒件6接触，直到支承座5a完全移离单向盒件6为止。
即，通过第一面26和第二面25，移离单向盒件6的支承座5a向上向着前侧的转向柱连接面8a移动而不承受无益的摩擦，即转向柱1沿轴向移动。
对操作进行说明，假定由图1中箭头符号P所示的再碰撞将超过预定值的冲击力施加在方向盘3上。此时，在上侧的连接部7上，通过传递到转向柱1的冲击力，剪切连接单向盒件6和上侧托架5的树脂销。在下侧的连接部13上，将螺栓(未示)由车辆侧托架12的狭槽中抽出。接着，转向柱1由体侧托架8和车体侧托架12移动同时连接于上侧托架5和螺栓(未示)，并且沿车辆的前方位移。图4A至4C显示了上侧连接部7的动作。
如图4A所示，对动作进行说明，上侧托架5的支承座5a的支承部具有与转向柱连接面8a相同的高度。支承座5a前侧上的连接面部分弯曲并低于体侧托架8。因此，在剪切树脂销19后，上侧托架5的支承座5a由处于体侧托架8上的单向盒件6抽出而不具有间隙，同时保持与转向柱8a接触，如图4B所示。此外，在支承座5a上，直到完全由单向盒件6抽出，继续位移同时保持该姿态，仅由单向盒件6的滑动接触进行导向而不与其它部件接触。
当从单向盒件6中抽出支承座5a后，如图4C所示，沿行进方向的支承座5a端部最靠近第二面25的斜面25a前端部，并进入由斜面25a导向的状态。即，将支承座5a导入形成最初的平驾驶连接面8a的位置，由单向盒件6连续引导一直移动，在完全与单向盒件6分离后仅由斜面25a导向，并沿转向柱连接面8a的平面向着车辆前侧移动。此时，尽管转向柱1上施加有力，该力根据施加于其上的冲击力P方向沿上方向倾斜，但是移离单向盒件6的支承座5a继续以与通过第一面26和第二面25由单向盒件6向着最初的平转向柱连接面8a移动时相同的姿态移动，而不受移动中的无益摩擦影响。因此，转向柱1在其轴向位移而不改变移动方向，由此吸收了冲击能量。因此，即使当周围装置靠近转向柱1时，转向柱1也继续移动而不改变移动方向，因此转向柱1不与周围装置干涉。
因此，要求的移动操作总能得到保证，并且可以获得通过足够的移动而具有冲击吸收作用。特别是，通过第二面25仅在单向盒件6上施加冲击力，因此可以通过要求的冲击力值实现该移动，可以极可靠地保证冲击吸收。此外，由于仅在这样的部分形成第二面25，该部分位于后单向盒件6刚移动后靠近托架端部附近的位置，因此可以方便地形成第二面25。
图5显示了本发明的第二实施例。根据该实施例，第二面25不象在第一实施例中由基本整个位于其上的斜面构成，而是仅为与最初的转向柱连接面8a交叉的前端部，它由斜面部25a构成，其它部分由平面25b形成，平面25b具有由第一面26限定的与连接有单向盒件6的位置相同的高度。而且根据采用第二面25的结构，获得与第一实施例相同的效果。
本发明不限于上述实施例，而可以以各种不背离本发明精神的方式进行变化。
例如，尽管在上述实施例中采用了连接转向柱侧部的连接结构，但是本发明并不限于此。而是本发明还可适用于支承转向柱下侧的结构或支承转向柱上侧和下侧的结构。
权利要求
1.一种转向柱的冲击吸收结构，用于支承转向柱，以在对转向柱施加指向车体前方的冲击力时，使其向着车体前侧移动，包括转向柱连接面，形成在所述车体侧面并沿车辆的前后方向延伸；托架，设置在所述转向柱上；以及支持件，连接在转向柱连接面上并支承所述托架；其中当施加所述冲击力时，所述支持件使所述托架相对于转向柱连接面移向车辆的前侧，同时所述托架保持与所述转向柱连接面的间距；其中转向柱连接面包括连接于所述支持件的第一面和在所述第一面前侧上形成的第二面，当所述托架受所述冲击力作用而移向车辆前侧时，甚至在所述托架脱离支持件后，所述第二面也与所述托架形成接触；以及其中所述第二面比所述第一面突出。
2.如权利要求1所述的转向柱的冲击吸收结构，其特征在于，所述第二面从所述第一面突出大致与所述距离相同的量。
3.如权利要求1所述的转向柱的冲击吸收结构，其特征在于，所述转向柱连接面包括连接所述第一面和所述第二面的斜面。
4.如权利要求1所述的转向柱的冲击吸收结构，其特征在于，在带形件每端上形成所述托架，所述托架包括横向延伸的呈板形的支承座；以及其中每个支承座分别通过所述支持件由每个转向柱连接面支承。
全文摘要
在转向柱的冲击吸收结构中，转向柱具有连接有支持件的第一面和在第一面前侧上形成的第二面。当托架受冲击力作用而移向车辆前侧时，甚至在托架脱离支持件后，第二面也与托架形成接触。第二面比第一面突出。
文档编号B60R21/05GK1401528SQ0212866
公开日2003年3月12日 申请日期2002年8月9日 优先权日2001年8月9日
发明者志田敏康, 天野刚志, 横田义则, 近藤真一 申请人:三菱自动车工业株式会社, 三菱自动车工程株式会社