转向柱装置的制作方法

本发明涉及转向柱装置。

背景技术：

作为这种转向柱装置，具备：能够摆动地支撑于车体的下套管；能够在筒轴方向上移动地插入下套管内的上套管；对上套管相对于下套管进行锁定的锁定机构；以及用于吸收二次碰撞时的冲击能量的能量吸收机构。

在专利文献1所记载的转向柱装置中，在锁定机构进行锁定时，带齿滑块被凸轮按压而与设在转向柱管的齿条啮合。由此，在二次碰撞时，带齿滑块与转向柱管一起在轴向上移动，一端卡定于带齿滑块的作为能量吸收部件的金属带被拉伸而变形，从而吸收冲击能量。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特表平10－509395号公报

技术实现要素：

发明所要解决的课题

在专利文献1所记载的转向柱装置中，在产生了齿条以及带齿滑块的齿尖彼此接触的所谓半锁定状态的情况下，存在凸轮不能转动，同时进行的倾斜侧的锁定也不能进行的问题。

因此，本发明的目的在于提供一种转向柱装置，即使锁定部件和被锁定部件成为半锁定状态，也能够无障碍地进行操作轴的夹紧。

用于解决课题的方案

本发明的转向柱装置具备：下套管，其形成为筒形状，且能够摆动地支撑于车体；上套管，其形成为筒形状，且能够在筒轴方向上移动地插入到上述下套管内；锁定机构，其具有能够向锁定位置和锁定解除位置操作的操作杆，上述锁定位置是使上述上套管相对于上述下套管锁定的位置，上述锁定解除位置是使上述上套管能够在上述下套管的筒轴方向上移动的位置；以及能量吸收机构，其配置于上述下套管与上述上套管之间，通过能量吸收部件进行变形，从而吸收在筒轴方向上对上述上套管所施加的冲击能量。上述锁定机构具有：操作轴，其安装有上述操作杆，能够在上述锁定位置与上述锁定解除位置之间转动；锁定轴，其与上述操作轴平行地配置于上述操作轴的车辆前方侧；导轨，其配置于上述下套管的沿筒轴方向形成的狭缝内，一端部能够摆动地支撑于上述狭缝的前端部，并且另一端部配置于上述上套管与上述锁定轴之间；锁定部件，其具有卡定爪，且配置为能够沿上述导轨移动；被锁定部件，其在上述锁定部件对置的上述上套管的外周面，沿筒轴方向形成多个能够供上述锁定部件的卡定爪卡合的卡定凹部而成；凸轮部件，其配置于上述锁定轴上，且经由上述导轨向与上述被锁定部件卡合的方向按压上述锁定部件；加力部件，其向卡合方向对上述凸轮部件进行加力；以及链接部件，其配置于上述操作轴上，在使上述操作轴移动到上述锁定解除位置时，所述链接部件将上述凸轮部件设置成使上述锁定部件与上述被锁定部件的卡合分离的状态。就作为上述能量吸收部件发挥功能的金属线部件而言，一端的卡定部卡定于上述锁定部件，中间部的卷挂部卷挂于上述凸轮部件的外周，并且另一端部的折回部折回而形成为u字状。

发明的效果如下。

在本发明的转向柱装置中，由于将锁定部件配置在与操作杆的操作轴不同的锁定轴上，因此，即使锁定部件和被锁定部件成为半锁定状态，也能够无障碍地进行操作轴的夹紧。

由于在操作轴上仅配置有链接部件，因此还能够接近上套管地配置操作轴，还具有提高布局的自由度的效果。

通过将作为能量吸收部件发挥功能的金属线部件的一部分卷挂于锁定部件，从而在拉动金属线部件时，产生向被锁定部件按压锁定部件的方向的力矩，因此能够抑制卡合分离，并且即使在最初为半锁定状态的情况下，也能够向被锁定部件按压锁定部件而成为卡合状态。

附图说明

图1是本发明的实施方式的转向柱装置的侧剖视图。

图2是图1的主要部分放大图。

图3是表示锁定机构以及能量吸收机构的结构的分解立体图。

图4是凸轮部件的立体图。

图5是凸轮部件的侧视图。

图6是链接部件的立体图。

图7是链接部件的侧视图。

图8是表示操作轴处于锁定解除位置的状态的转向柱装置的主要部分放大剖视图。

图9是表示操作轴处于锁定位置的状态的转向柱装置的主要部分放大剖视图。

图10是本发明的其它实施方式的凸轮部件的立体图。

图11是本发明的其它实施方式的凸轮部件的侧视图。

图中：

1—转向柱装置，3—下套管，4—上套管，6—狭缝，8—操作轴，9—锁定轴，13—锁定机构，14—能量吸收机构，15—导轨，16—锁定部件，17—被锁定部件，18—凸轮部件，19—加力部件，20—链接部件，22—卡定爪，24—卡定凹部，29—金属线部件。

具体实施方式

以下，随着附图，对本发明的实施方式进行详细叙述。

图1至图9所示的本实施方式是手动式的转向柱装置1。

转向柱装置1具备：用于固定于车体的安装托架2；在车辆上下方向上能够摆动(能够调整倾斜位置)地支撑于安装托架2的下套管3；以及在车辆前后方向上能够移动(能够调整伸缩位置)地支撑于下套管3的上套管4。

转向柱装置1还具备：对安装托架2、下套管3以及上套管4进行紧固的锁定机构13；用于吸收二次碰撞时的冲击能量的能量吸收机构14；以及限定上套管4相对于下套管3的车辆前后方向的位置(伸缩位置)的调整范围的伸缩位置限制机构5。

安装托架2具备固定于车体的转向构件(未图示)的前侧固定部2a和后侧固定部2b。前侧固定部2a具备能够摆动地轴支承下套管3的轴支承部，后侧固定部2b具备从其左右侧缘部下垂的一对下垂部。在两下垂部开设有限定沿车辆上下方向(倾斜方向)的倾斜位置调整范围的倾斜长孔。倾斜长孔由以轴支承部为中心的圆弧状的长孔构成。

下套管3也称为外柱。该下套管3形成为筒形状，沿车辆前后方向配设于安装托架2的一对下垂部之间。下套管3的前端侧部分经由螺栓而轴支承于安装托架2的前侧固定部2a的轴支承部。由此，下套管3的后端侧在车辆上下方向上摆动。

另外，如图1、图2所示，在下套管3设有狭缝6，该狭缝6贯通管壁3a的下表面，并且从后端缘沿筒轴方向延伸。狭缝6的筒轴方向的尺寸设定为，延伸至在从下套管3的后端插入的上套管4向下套管3以吸收冲击后的最收缩的方式移动至前方的状态下的下套管3的与上套管4的前端对应的部位。

如图1、图2所示，在狭缝6的沿筒轴方向的两缘部，延伸设置有一对夹紧部7。两夹紧部7位于狭缝6的后端侧，沿车辆上下方向延伸设置于与安装托架2的下垂部对置的各部位。并且，在两夹紧部7，操作轴8能够绕各轴转动地贯通，并且与操作轴8平行地配置有锁定轴9。

在狭缝6的沿筒轴方向的两缘部的前端部分，向下方延伸设置有一对导轨支撑部10，在导轨支撑部10间架设有支撑销11。在支撑销11能够摆动地支撑后述的导轨15。在导轨支撑部10的后方，向下方延伸设置一对钩部(未图示)，在钩部间保持有后述的前侧限位件35。

上套管4也称为内柱。该上套管4形成为筒形状，能够在筒轴方向上移动地插入下套管3的筒内。在上套管4和下套管3的筒内轴支承有转向轴12。转向轴12由收纳于下套管3内的下轴12l、和收纳于上套管4内的上轴12u构成。通过用花键连结上轴12u和下轴12l，从而构成为，上轴12u和下轴12l绕轴一体地旋转，上轴12u相对于下轴12l能够在轴向上移动。

如图2、图3所示，锁定机构13具有操作杆(未图示)、操作轴8、锁定轴9、导轨15、锁定部件16、被锁定部件17、凸轮部件18、加力部件19以及链接部件20。

操作轴8具备轴形状，沿车宽方向贯通安装托架2的两下垂部的倾斜长孔和下套管3的两夹紧部7，能够绕轴转动地支撑于夹紧部7。另外，锁定轴9与操作轴8同样，具备轴形状，沿车宽方向插通安装托架2的两下垂部的倾斜长孔和下套管3的两夹紧部7，而且压入一方夹紧部7，并且能够在轴向上移动地插通另一方夹紧部7。该锁定轴9在操作轴8的车辆前方侧且筒径方向外侧(在图示例中为车辆下方侧)与操作轴8平行地配置。

在操作轴8上配置有操作杆以及夹紧机构21。

如图3所示，导轨15由具备前壁部15a、后壁部15b以及一对侧壁部15c的部件构成，其前端经由支撑销11能够摆动地轴支承于在下套管3的外周所设的导轨支撑部10，后端侧夹持于锁定部件16与凸轮部件18之间。该情况下，成为凸轮部件18经由导轨15而向被锁定部件17按压锁定部件16的结构。通过做成这种结构，凸轮部件18的旋转方向的力(摩擦力)不会传到锁定部件16，仅径向的力传到锁定部件16。由此，在进行锁定操作时，上套管4能够在筒轴方向上不从偏离所希望的位置地固定。

如图3所示，锁定部件16在俯视下呈长方形的底板16a形成有多个卡定爪22、强制脱离部件卡定部16b以及金属线部件卡定部16c。另外，在锁定部件16与被锁定部件17之间配置有由板簧构成的弹簧部件23。

卡定爪22由形成于底板16a的后端部的大致三角形的爪构成。另外，如图2所示，多个卡定爪22以能够同时与被锁定部件17的多个卡定凹部24卡合的方式，在筒轴向上连续地形成多个，从而形成爪列。并且，如图2所示，锁定部件16的卡定爪22的剖面形状由锥形面22a和垂直面22b形成为锯齿状。

强制脱离部件卡定部16b是从底板16a的前端部的两侧面朝向宽度方向外侧延伸的一对凸部，与后述的强制脱离部件37卡合来支撑强制脱离部件37。

金属线部件卡定部16c是凹设于底板16a的上表面的凹部，与后述的金属线部件29的卡定部29a卡合来支撑金属线部件29。

如图3所示，被锁定部件17由在宽度方向上弯曲成圆弧状的带状板材(锁定板)构成，以沿筒轴方向配设于上套管4的外周面的状态固定。另外，在被锁定部件17，多个卡定凹部(卡定孔)24以被分隔带17a隔开的状态在长度方向上连续地开设，形成为梯子形状。并且，如图2所示，被锁定部件17的分隔带17a的剖面形状由锥形壁面24a和垂直壁面24b形成为锯齿形状。

如图3、图4、图5所示，凸轮部件18形成为圆筒形状，在轴向中央的外周面形成有向径向突出的从动凸轮25和杆部分18a。另外，在杆部分18a的前端部形成有卡合后述的加力部件19的加力部件卡合部18b，在从动凸轮25与加力部件卡合部18b之间形成有卡合突起18c。并且，在凸轮部件18的轴向两端部的外周面形成有后述的减径部30。

如图3所示，加力部件19由受扭螺旋弹簧(双扭簧)构成，架设于凸轮部件18的杆部分18a(加力部件卡合部18b)与下套管3(形成于夹紧部7的卡合部7a)之间。

如图3、图6、图7所示，链接部件20形成为圆筒形状，在轴向中央的外周面形成有向径向突出的驱动凸轮26以及辅助凸轮27。另外，链接部件20以与操作轴8一起绕轴转动的方式，插嵌有操作轴8。并且，在链接部件20的轴向两端部的外周面，形成有后述的后侧限位件28。

能量吸收机构14为了使冲击吸收用的金属线部件29以减径的方式弯曲变形(塑性变形)，而具备减径部30和辅助轴31。

减径部30具备剖面半圆形状，与锁定部件16一体地设置在位于从动凸轮25的两侧的部位。另外，圆筒形状的减径部30配置成旋转中心相对于锁定部件16的旋转中心向筒径向内侧偏置(偏移)。并且，在减径部30的两侧设有一对导向壁部32，具备剖面半圆形状且对金属线部件29的移动进行导向。

如图1、图2所示，辅助轴31配置成，在两端插入支撑于支撑孔的状态下，与操作轴8以及锁定轴9平行。辅助轴31配置成，筒轴方向的位置相对于锁定轴9偏移，且在与金属线部件29之间隔开间隔。

如图3所示，金属线部件29在多个部位折弯线条材而形成。具体而言，金属线部件29的一端的卡定部29a卡定于锁定部件16的金属线部件卡定部16c，中间部的卷挂部29b卷挂于凸轮部件18的外周(减径部30)，并且另一端部的折回部29c折回，在侧面观察时形成为u字状。另外，该金属线部件29配置成，对卡定部29a和卷挂部29b中卡定部29a侧的卷绕开始位置(卷挂外径的位置)进行连结的部分29d与上套管4的移动方向平行。

配设于前方的金属线部件29的折回部29c的前端部分配置于后述的前侧限位件35的金属线部件保持部35e。由此，折回部29c沿筒轴方向配设，并且保持于前侧限位件35的金属线部件保持部35e。并且，金属线部件29作为能量吸收部件发挥功能，该能量吸收部件在伴随二次碰撞而上套管4移动时，一边通过减径部30减径，一边弯曲变形(塑性变形)，从而吸收冲击能量。

图1、图2所示的伸缩位置限制机构5具备与被锁定部件17卡合而限制上套管4的伸缩范围的伸缩前端侧限位件和伸缩后端侧限位件。在被锁定部件17的两侧面形成有向下方下垂的凸缘，并且凸缘的前端部分较高地形成，从而形成前侧端面17b和后侧端面17c。

伸缩前端侧限位件由被锁定部件17的前侧端面17b和前侧限位件35构成，伸缩后端侧限位件由被锁定部件17的后侧端面17c和后侧限位件28构成。

如图6、图7所示，后侧限位件28具备凸形状，与链接部件20一体地设定为在位于驱动凸轮26的两侧的部位与被锁定部件17的后侧端面17c对置。后侧限位件28和后侧端面17c在宽度方向(锁定轴9的轴向)上相对于凸轮部件18的减径部30偏置，后侧端面17c不会与凸轮部件18碰撞，能够与后侧限位件28卡合。

前侧限位件35具备：成为底壁部的主体部35a；以及从主体部35a的车宽方向两端朝向上方起立的互相平行的一对脚部35b。在两脚部35b的外侧面的中央位置设有朝向车宽方向突出的圆柱形状的突出部35c。

一对脚部35b的外侧面彼此的间隔比下套管3的一对钩部的内表面彼此间的间隔稍小。因此，前侧限位件35能够以一对脚部35b的外侧面与一对钩部的内表面分别面对面的状态插入设置于一对钩部彼此间。另外，一对脚部35b的后方侧端面35f设定为与被锁定部件17的前侧端面17b对置。

利用这种伸缩位置限制机构5，在为了进行伸缩位置调整而使上套管4向筒轴方向后方移动时，被锁定部件17的后侧端面17c与链接部件20的后侧限位件28抵接，从而伸缩位置调整范围的后端侧被限定。另外，在使上套管4向筒轴方向前方移动时，安装于上套管4的被锁定部件17的前侧端面17b与前侧限位件35的后方侧端面35f抵接，从而伸缩位置调整范围的前端侧被限定。

图1、图2所示脱离构造使前侧限位件35从限制位置脱离，因此，如图3所示，具备强制脱离部件37。

强制脱离部件37由方棒状的部件构成，沿筒轴方向配设于导轨15的下表面。另外，强制脱离部件37在后端部分具备嵌合钩37a，在前端部分具备楔部37b。

嵌合钩37a具有弹性，由对置配置的一对钩爪构成，该嵌合钩37a挠曲变形而将锁定部件16的强制脱离部件卡定部16b嵌入。

楔部37b具有形成于下表面的前端的倾斜部38。楔部37b设定为，下表面与上表面之间的厚后随着从后端侧朝向前端侧而逐渐变薄。也就是，倾斜部38向使前侧限位件35从限制位置朝向下方脱离的脱离方向倾斜。

在前侧限位件35的主体部35a的与楔部37b对置的部位也形成有楔承受面35d。楔承受面35d设定为下表面与上表面之间的厚度随着从筒轴方向后方朝向前方而逐渐便后的倾斜面。也就是，楔承受面35d向使前侧限位件35从限制位置朝向下方脱离的脱离方向倾斜。

并且，强制脱离部件37的楔部37b配置于前侧限位件35的两脚部35b间。也就是，强制脱离部件37通过后端部支撑于锁定部件16、前端侧支撑于前侧限位件35的楔承受面35d上，从而沿导轨15的下表面配设。此外，还存在如下情况，即、在上套管4处于前端侧位置的状态下，在冲击作用时，上套管4与锁定部件16以及强制脱离部件37一起向前方移动，但在强制脱离部件37使前侧限位件35脱离前，被锁定部件17的前侧端面17b抵接于后方侧端面35f。该情况下，突出部35c断裂，从而前侧限位件35脱离。

以下，对本实施方式的锁定机构13的操作顺序进行说明。

为了将上套管4固定于所希望的位置，按照以下的顺序来进行。在图8所示的上套管4与下套管3的紧固被解除的状态下，使上套管4向所希望的位置向倾斜方向(车辆上下方向)和伸缩方向(车辆前后方向)移动。在使上套管4移动到所希望的位置的状态下，以向紧固方向摆动的方式对操作杆进行操作。通过以向紧固方向摆动的方式对操作杆进行操作，从而操作轴8绕轴向紧固方向转动。

由此，夹紧机构21工作，安装托架2的下垂部和夹紧部7压接，下套管3保持在任意的倾斜位置。此时，通过一对夹紧部7间变窄，从而下套管3缩径，上套管4被保持在任意的伸缩位置。

另外，通过操作轴8向紧固方向转动，从而操作轴8上的链接部件20旋转，并且伴随链接部件20的旋转，锁定轴9上的凸轮部件18利用加力部件19的作用力进行旋转，从动凸轮25经由导轨15向被锁定部件17按压锁定部件16。通过向被锁定部件17按压锁定部件16，从而锁定部件16的卡定爪22插入被锁定部件17的任一个卡定凹部24。所插入的卡定爪22的前端卡合于对彼此相邻的卡定凹部24的彼此间进行隔开的分隔带17a。

另外，为了从图9所示的状态进行上套管4的位置调整，将上套管4与下套管3的紧固解除。为此，首先，以向紧固解除方向摆动的方式对操作杆进行操作。通过以向紧固解除方向摆动的方式对操作杆进行操作，从而操作轴8绕轴向紧固解除方向转动。

由此，夹紧机构21的夹紧被解除，安装托架2的下垂部与夹紧部7的压接被消除，下套管3相对于安装托架2能够在倾斜方向(车辆上下方向)上移动。并且，通过一对夹紧部7之间扩宽，从而下套管3扩径，上套管4能够在伸缩方向(车辆前后方向)上移动。

另外，通过操作轴8向紧固解除方向转动，从而操作轴8上的链接部件20旋转，并且伴随链接部件20的旋转，锁定轴9上的凸轮部件18也克服加力部件19的作用力而旋转，从动凸轮25向离开上套管4的外周面的方向移动。并且，通过配置于锁定部件16与被锁定部件17之间的弹簧部件23的弹性力，锁定部件16的卡定爪22离开被锁定部件17的卡定凹部24，锁定被解除。

以下，对本实施方式的作用效果进行说明。

(1)本实施方式的转向柱装置1具备：下套管3，其形成筒形状，且能够摆动地支撑于车体；上套管4，其形成为筒形状，且能够在筒轴方向上移动地插入到下套管3内；锁定机构13，其具有能够向锁定位置和锁定解除位置操作的操作杆，上述锁定位置是使上套管4相对于下套管3锁定的位置，上述锁定解除位置是使上套管4能够在下套管3的筒轴方向上移动的位置；以及能量吸收机构14，其配置于下套管3与上套管4之间，通过能量吸收部件进行变形，从而吸收在筒轴方向对上套管4所施加的冲击能量。锁定机构13具有：操作轴8，其安装有操作杆，能够在锁定位置与锁定解除位置之间转动；锁定轴9，其在操作轴8的车辆前方侧与操作轴8平行地配置；导轨15，其配置于下套管3的沿筒轴方向形成的狭缝6内，一端部能够摆动地支撑于狭缝6的前端部，并且另一端部配置于上套管4与锁定轴9之间；锁定部件16，其具有卡定爪22，且配置为能够沿导轨15移动；被锁定部件17，其在锁定部件16对置的上套管4的外周面，沿筒轴方向形成多个能够供锁定部件16的卡定爪22卡合的卡定凹部24而成；凸轮部件18，其配置于锁定轴9上，且经由导轨15向与被锁定部件17卡合的方向按压锁定部件16；加力部件19，其向卡合方向对凸轮部件18进行加力；以及链接部件20，其配置于操作轴8上，在使操作轴8移动到锁定解除位置时，链接部件20将凸轮部件18设置成使锁定部件16与被锁定部件17的卡合分离的状态。就作为能量吸收部件发挥功能的金属线部件29而言，一端的卡定部29a卡定于锁定部件16，中间部的卷挂部29b卷挂于凸轮部件18的外周，并且另一端部的折回部29c折回而形成为u字状。

在本实施方式的转向柱装置1中，由于将锁定部件16配置在与操作杆的操作轴8不同的锁定轴9上，因此即使锁定部件16和被锁定部件17成为半锁定状态，也能够无障碍地进行操作轴8的夹紧。

由于在操作轴8上仅配置有链接部件20，因此也能够接近上套管4地配置操作轴8，还具有提高布局的自由度的效果。

通过将作为能量吸收部件发挥功能的金属线部件29的一部分卷挂于锁定部件16，从而在拉动了金属线部件29时，产生向被锁定部件17按压锁定部件16的方向的力矩，因此能够抑制卡合分离，并且即使在最初为半锁定状态的情况下，也能够向锁定部件17按压锁定部件16而成为卡合状态。

(2)金属线部件29配置为，对卡定部29a和卷挂部29b的卷绕开始的位置进行连结的部分29d与上套管4的移动方向平行。

在二次碰撞时，在锁定部件16与上套管4一起在轴向上移动而拉动了金属线部件29时，不作用向导轨15按压锁定部件16的方向的力矩，因此能够抑制因该力矩而引起的锁定部件16与被锁定部件17的卡合分离或者导轨15的变形。

(3)锁定部件16的卡定爪22的剖面形状由锥形面22a和垂直面22b形成为锯齿状，被锁定部件17的卡定凹部24的剖面形状由锥形壁面24a和垂直壁面24b形成为锯齿状。

即使锁定部件16和被锁定部件17为半锁定状态，在冲击能量吸收时，在锁定部件16移动时，凸轮部件18也向使卡合变得牢固的方向相对移动，因此卡合不会分离，能够使冲击能量吸收性能稳定。

(其它实施方式)

如图10、图11所示，就其它实施方式的凸轮部件18a而言，减径部30a形成为剖面圆形状，一对导向壁部32a形成为剖面圆形状。另外，从动凸轮25a的形状与图4、图5所示的形状稍微不同，但在功能上没有特别差异。

另外，以上述的实施方式为例对本发明的转向柱装置进行了说明，但并不限于该实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内，能够采用各种其它实施方式。