专利名称：转向装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及冲击能量吸收式转向装置，当发生撞车或类似事故时，该转向装置吸收由驾驶员施加在转向件如方向盘上的的冲击能量。
背景技术：
冲击能量吸收式转向装置包括上外套，用于旋转支承转向轴，具有通过减摩轴承与方向盘相连的上部；下外套，插入上外套中从而沿轴向相对移动，并且安装于车体；以及第一和第二冲击能量吸收突起，沿轴向彼此分离并且均由上外套下部伸出，从而与下外套内圆周表面接触。
当发生前方撞车或类似事故时，由二次撞击引起的冲击能量施加在方向盘上，通过减磨轴承传递到上外套，使得上外套相对于下外套沿轴向移动。当上外套移动时，通过冲击能量吸收突起与下外套之间产生的摩擦阻力吸收冲击能量。
但是，由于二次撞击产生的冲击能量沿倾斜于转向轴的方向施加在方向盘上，因此在支承转向轴的上外套上产生弯矩。弯矩引起上外套关于下外套倾斜，使得上外套下端与下外套的外圆周表面接触，下外套上端与上外套内圆周表面接触，由此在这两个接触部分上施加因摩擦阻力产生的载荷。因此上外套的移动阻力增大，而且还增大了施加在驾驶员身上的载荷。
通过延长第一冲击能量吸收突起和第二冲击能量吸收突起之间的距离，可以减小施加在驾驶员身上的载荷，从而减小由于施加在两接触部分上的摩擦阻力而引起的上述载荷。但是，由于上外套的移动量即能量吸收行程不可避免地由车辆的结构设计决定，因此不能延长两冲击能量吸收突起之间的距离。
公开号为JP10076958(1998)的日本专利申请中公开的冲击能量吸收式转向装置是另一种众所周知的转向装置，其中下外套通过两冲击能量吸收环与旋转支承转向盘的上外套接合，转向轴的上部与方向盘连接，冲击能量吸收环由合成树脂制成，彼此沿轴向分离设置，从而可沿轴向相对移动。
JP10076958中公开的转向装置在冲击能量吸收环圆周表面与上外套和下外套的圆周表面接触的状态下吸收冲击能量。因此，与具有冲击能量吸收突起的转向装置相比较，可以减小因摩擦阻力产生的载荷，并减小了上外套的移动阻力。但是，由于上外套承受与通常转向中转向力对应的弯矩以及冲击能量吸收中的弯矩，所以在冲击能量吸收环上施加很大的载荷。因此，需要提高冲击能量吸收环的耐久力。
发明内容
为解决上述问题而设计了本发明，本发明的主要目的是提供一种转向装置，能够减小通常转向中施加到冲击能量吸收环上的载荷，减小冲击能量吸收中由于摩擦阻力引起的载荷。
本发明的转向装置是这样构成的，第二外套通过沿轴向彼此分离设置以便沿轴向移动的两冲击能量吸收环与第一外套接合，第一外套旋转支承转向轴，转向轴的一端与转向件连接。在该转向装置中，第一外套和第二外套之一具有第一和第二冲击能量吸收突起，第一和第二冲击能量吸收突起以沿轴向彼此分离的方式从冲击能量吸收环之间的位置伸出，并接触第一外套和第二外套中另一外套的圆周表面。
在冲击能量吸收环的圆周表面与第一外套和第二外套的圆周表面接触以及冲击能量吸收突起与第一外套或第二外套的圆周表面接触的状态下，转向装置能够吸收由二次撞击引起的冲击能量，由此减小在冲击能量吸收中由于摩擦阻力引起的载荷。此外，由于能够使通常的转向中施加在第一外套上的弯矩分配在冲击能量吸收环和冲击能量吸收突起上，因此，可以减小在通常转向中施加在冲击能量吸收环上的载荷，并且提高冲击能量吸收环的耐久力。
本发明的转向装置包括沿圆周方向彼此分离设置的多个第一冲击能量吸收突起；以及沿圆周方向彼此分离设置的多个第二冲击能量吸收突起。此外，冲击能量吸收环中之一具有环部，与第一外套或第二外套的端面接触；以及与环部一起连续设置的多个板片，沿圆周方向以对应冲击能量吸收突起的间隔彼此分离。
在该转向装置中，冲击能量吸收环的板片之间的空间能够作为不接触冲击能量吸收突起的非接触通道。因此，可以在两冲击能量吸收环接合第一或第二外套的圆周表面或固定于其上的状态下，将第一外套插入第二外套，而不会被冲击能量吸收环所阻挡，由此方便了装配操作。
在本发明的转向装置中，环部上不设置板片的部分的外径可以等于或小于其端部接触环部的第二外套的外径。
此外，在本发明的转向装置中，环部上不设有板片的部分的内径可以等于或大于其端面与环部接触的第一外套的内径。
该转向装置能更可靠地消除冲击能量吸收环在第一外套插入第二外套中的阻挡作用，由此方便了装配操作。
在本发明的转向装置中，板片具有的长度使得板片经过第一和第二冲击能量吸收突起之一的轴向位置。
该转向装置中的第一外套和第二外套之间的接触面积增大，使该转向装置能够更好地吸收冲击能量，并减小冲击能量吸收中由于摩擦阻力引起的载荷。
在本发明的转向装置中，不具有环部和板片的冲击能量吸收环可具有设置在第一外套和第二外套之间的环部；边缘部，与所述环部端部连接，以便向外或向内伸出而与第一外套和第二外套之一的端面接触；以及由所述环部上与边缘部相对的端部伸出的多个板片，沿圆周方向以对应冲击能量吸收突起的间隔彼此分离。
转向装置中第一外套和第二外套之间的接触面积增大，能够更好地吸收冲击能量，并减小冲击能量吸收中由于摩擦阻力而形成的载荷。
从下面参照附图的详细说明中，会更全面了解本发明的上述和其他目的与特征。
附图简要说明
图1是本发明转向装置结构的横截面图；图2是本发明转向装置第一外套和第二外套接合部分的放大横截面图；图3是沿图2中线III-III的横截面图；图4是本发明转向装置的第一冲击能量吸收环结构的透视图；图5是本发明转向装置的第二冲击能量吸收环结构的透视图；图6是本发明转向装置第二冲击能量吸收环的另一结构的透视图；具体实施方式
下面参照显示本发明实施例的视图对本发明进行详细说明。
图1是本发明转向装置结构的横截面图。
转向装置包括第一轴1，其一端部连接用于转向的方向盘A(转向件)；圆柱形第一外套3，围绕第一轴1并通过球轴承2旋转支承第一轴1；第二轴4，与第一轴1的另一端部接合，以便沿轴向相对移动；第二外套5，围绕第二轴4，其端部与第一外套3的另一端部接合；由合成树脂制成的第一和第二冲击能量吸收环6和7，与第一外套3和第二外套5的接合部B接合并固定在接合部B处，并沿轴向呈彼此分离；第一和第二冲击能量吸收突起8和9，与第一外套3成一体而从冲击能量吸收环6和7之间的位置伸出；扭矩传感器10，设置在第二轴4和第二外套5的另一端侧；支承件11，用于支承扭矩传感器10。第一轴1和第二轴4组成转向轴。
第一轴1呈圆柱形。第一轴1的端部通过球轴承2旋转支承在第一外套3端部的内圆周面上，而第一轴1的另一端部与杆形第二轴4的端部接合，从而不能相对移动但可沿轴向移动。由合成树脂制成的冲击能量吸收件12设置在接合部上，由二次撞击引起的冲击能量破坏冲击能量吸收件2，从而使其与冲击能量吸收环6和7以及冲击能量吸收突起8和9一起吸收冲击能量。
第二轴4通过传感器支承圆柱14和轴承15旋转支承在支承件11，传感器支承圆柱14通过接合销13与第二轴4的另一端部相连，轴承15与传感器支承圆柱14接合。扭力杆16插入传感器支承圆柱14内而得以在转向轮上施加的扭力矩作用下进行扭转，扭力杆16的端部通过接合销13与第二轴4的另一端部连接。扭力杆16的另一端部通过接合销18与传动轴17连接。
第一外套3的内径大于第二外套5的外径。冲击能量吸收环6和7与第一外套3另一端部3a(见图2)的内圆周表面和第二外套5一个端部5a(见图2)的外圆周表面之间的接合部相接合，使得第一外套3能够经冲击能量吸收环6和7相对于第二外套5进行轴向移动。
扭矩传感器10根据由扭力杆16扭转引起的第二轴4和传动轴17的相对转动位移量，检测施加在方向轮A上的转向扭矩。根据由扭矩传感器10或类似装置检测的扭矩，以受控方式带动转向助力马达19。马达19安装在支承件11的外部，从而将马达19的转动通过减速齿轮机构20传递给传动轴17。传动轴17通过万向节与齿条-齿轮副转向机构相连。
图2是第一外套结合部的横截面放大视图，图3是沿图2中线III-III的横截面图，图4是第一冲击能量吸收环结构的透视图，图5是第二冲击能量吸收环结构的透视图。
第一和第二冲击能量吸收突起8和9各自由四个突起组成，四个突起均位于冲击能量吸收环6和7附近并且彼此沿圆周方向分离。第一和第二冲击能量吸收突起8和9沿轴向设置而彼此分离，并且沿彼此一致的圆周位置设置。应该指出的是，通过用安装在液压缸活塞杆上的成型工具沿径向向内冲压而形成第一和第二冲击能量吸收突起8和9。需要指出的是，不特别限定第一和第二冲击能量吸收突起8和9的数量和形状。
第一冲击能量吸收环6具有与第二外套5端面接触的环部6a；和由环部6a外圆周部连续形成的四个板片6b，四个板片6b设置成沿圆周方向彼此分离。沿圆周方向设置板片6b而使其以对应第一和第二冲击能量吸收突起8和9的一定间隔彼此隔开。环部6a上不设置板片6b的部分的外径等于或小于第二外套5另一端部的外径。环部6a的板件6b之间的空间定义为非接触通道6c，其不接触第一和第二冲击能量吸收突起8和9。需要指出的是，不特别限定第一冲击能量吸收环6的形状和板片的数量。
第二冲击能量吸收环7具有与第一外套3另一端部3a的内圆周表面接触并固定在该内圆周表面上的环部7a；和与环部7a一起连续形成并向外伸出的边缘部7b，从而使边缘部7b与第一外套3的另一端面接触。
需要指出的是，得以安装在车体上的安装架21(见图1)以可拆方式安装在第一外套3的另一端部上。安装架21包括冲击能量吸收件(图中未示出)，通过在冲击能量的作用下沿轴向挤压第一外套3时使其受到破坏，而使其与冲击能量吸收环6和7、第一和第二冲击能量吸收突起8和9和冲击能量吸收件12一起吸收冲击能量。
关于上述构造的转向装置，在第一冲击能量吸收环6的板片6b与第二外套5一个端部5a的外圆周表面接合以及第二冲击能量吸收环7与第一外套3另一端部3a的内圆周表面接合的状态下，通过沿轴向挤压第一外套3，而使第一外套3和第二外套5经冲击能量吸收环6和7以及第一和第二冲击能量吸收突起8和9彼此接合。由于形成该接合，第一冲击能量吸收环6与第一外套3的内圆周表面形成接触，而第二冲击能量吸收环6与第二外套5外圆周表面形成接触，第一和第二冲击能量吸收突起8和9与第二外套5的外圆周表面形成接触，由此在相应接触部产生摩擦力。
第一冲击能量吸收环6具有非接触通道6c。因此，当使第一外套3与第二外套5接合时，能够在使第二冲击能量吸收突起9定位以便对应非接触通道6c后，通过沿轴向挤压第一外套3，从而能够将第一和第二冲击能量吸收突起8和9插入非接触通道6c。因此，能够通过第一冲击能量吸收环6顺利地插入第一和第二冲击能量吸收突起8和9，而不被第一冲击能量吸收环6所阻挡，并能够将第一和第二冲击能量吸收突起8和9设置在第一和第二冲击能量吸收环6和7之间。
当在车辆发生前方撞车或类似事故而使驾驶员与方向盘A冲撞时产生冲击能量，该冲击能量通过第一轴1、球轴承2和第一外套3作用在冲击能量吸收环6和7以及冲击能量吸收突起8和9上。因此，第一外套3与冲击能量吸收环7一起相对于第二外套5沿轴向移动，同时利用冲击能量吸收环6和7以及冲击能量吸收突起8和9吸收冲击能量。此外，冲击能量通过第一轴1作用在冲击能量吸收件12上而破坏冲击能量吸收件12，由此使第一轴1移动。
在该移动中，当受撞击后使第一外套3移动时，冲击能量吸收环6和7之间的轴向距离首先延长。接着，在冲击能量吸收环6和7(其间的轴向距离已经延长)的外圆周表面与第一外套3和第二外套5接触的状态下，吸收冲击能量，由此减小由于施加在接合部上的摩擦阻力而形成的载荷，并减小第一外套3的移动阻力。此外，由于第一和第二冲击能量吸收突起8和9设置在冲击能量吸收环6和7之间，通常转向中施加在第一外套3的弯矩能够平均地施加在冲击能量吸收环6和7以及冲击能量吸收突起8和9上。因此，可以减小通常的转向中施加在冲击能量吸收环6和7上的载荷，提高了冲击能量吸收环6和7的耐久力。
图6是第二冲击能量吸收环另一种结构的透视图。
为了提高上述实施例中冲击能量吸收环6和7的冲击能量吸收突起的效果，而不改变接合部的长度和冲击能量吸收突起8和9之间的距离，将第一冲击能量吸收环6的板片6b设置成具有使板片6b穿过第一冲击能量吸收突起8轴向位置的长度，即具有这样的长度，使得板片6b末端位于比第一冲击能量吸收突起8更靠近第二冲击能量吸收环7的位置，多个板片7c由第二冲击能量吸收环7的环部7a末端伸出，它们与边缘部7b相对，并沿圆周方向以对应第二冲击能量吸收突起9的间隔彼此分离，从而增大第一外套3和第二外套5之间的接触面积。在此情况下，仅将第一和第二冲击能量吸收环6和7之一构造成用于增大接触面积。
此外，尽管上述实施例采用了被制成彼此呈分离部件的第一和第二冲击能量吸收环6和7，但是第一和第二冲击能量吸收环6和7可以通过待破坏的连接件彼此连接，第一外套3与第二外套5接合时产生的挤压力会破坏该连接件。此外，以这样一种方式构造第一和第二冲击能量吸收环6和7，即在此方式下，即使第一外套3与第二外套5接合并且连接件吸收冲击能量时受到破坏后，第一和第二冲击能量吸收环6和7也与连接件连成一体。
此外，尽管上述实施例采用了设置在第一外套3上的冲击能量吸收突起8和9，但是冲击能量吸收突起8和9可以设置在第二外套5的接合部。在此情况下，第二冲击能量吸收环7具有环部和多个板片，其中环部与第一外套3另一端面接触，板片与环部连接并沿圆周以对应第二冲击能量吸收突起9的间隔彼此分离，使得将环部的板片之间的空间作为不与第二冲击能量吸收突起9接触的非接触通道。
权利要求
1.一种转向装置，包括转向轴(1)，其端部与转向件(A)连接；第一外套(3)，用于旋转支承转向轴(1)；以及第二外套(5)，通过沿轴向彼此分离的两冲击能量吸收环(6、7)与第一外套(3)接合，从而沿轴向相对移动，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冲击能量吸收突起(8、9)，第一和第二冲击能量吸收突起(8、9)以沿轴向彼此分离的方式从冲击能量吸收环(6、7)之间的位置伸出，并接触第一外套(3)和第二外套(5)中另一个的圆周面。
2.如权利要求1所述的转向装置，其特征在于还包括沿圆周方向彼此分离设置的多个第一冲击能量吸收突起(8)；以及沿圆周方向彼此分离设置的多个第二冲击能量吸收突起(9)，其中冲击能量吸收环(6、7)具有环部(6a)，与第一外套(3)和第二外套(5)之一的端面接触；以及与环部(6a)一起连续形成的多个板片(6b)，沿圆周方向以对应冲击能量吸收突起(8、9)的间隔彼此分离。
3.如权利要求2所述的转向装置，其特征在于环部(6a)上不设置板片的部分的外径等于或小于其端面与环部(6a)接触的第二外套(5)的外径。
4.如权利要求2所述的转向装置，其特征在于环部(6a)上不设置板片的部分的内径等于或大于其端面与环部(6a)接触的第一外套(3)的内径。
5.如权利要求2所述的转向装置，其特征在于板片(6b)具有的长度使板片(6b)经过第一和第二冲击能量吸收突起(8、9)之一的轴向位置。
6.如权利要求2所述的转向装置，其特征在于不具有环部(6a)和板片(6b)的冲击能量吸收环(7)具有设置在第一外套(3)和第二外套(5)之间的环部(7a)；边缘部(7b)，与所述环部(7a)端部连接以便向外或向内伸出而与第一外套(3)和第二外套(5)接触；以及多个板片(7c)，从所述环部(7a)与边缘部(7b)相对的端部伸出，沿圆周方向以对应冲击能量吸收突起(8、9)的间隔彼此分离。
全文摘要
第一外套3或第二外套5具有第一和第二冲击能量吸收突起8和9，其中第一外套旋转支承转向轴，其端部连接方向盘，第二外套5通过沿轴向分离以便沿轴向相对移动的两冲击能量吸收环6和7与第一外套3接合，第一和第二冲击能量吸收突起8和9沿轴向分离并冲击能量吸收环6和7之间的位置伸出，从而与第一外套3和第二外套5中另一个的圆周表面接触。因此，冲击能量吸收突起8和9能够减小通常的转向中施加在冲击能量吸收环6和7上的载荷，而冲击能量吸收环6和7能够减小由冲击能量吸收中的摩擦阻力所产生的载荷。
文档编号B62D1/19GK1504371SQ20031011516
公开日2004年6月16日 申请日期2003年11月25日 优先权日2002年11月28日
发明者金目茂孝, 青田健一, 竹田泰典, 木下里志, 一, 典, 志 申请人:光洋精工株式会社, 富士机工株式会社