专利名称：转向装置的支撑结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种转向装置的支撑结构，通过仪表板横梁(instrument panel crossmember)将向车轮传送转向盘转向力的转向轴支撑在车身上。
背景技术：
一般而言，上述转向轴贯穿于沿车宽方向延伸的仪表板横梁的下方附近设置，且该转向轴通过转向管柱转动自由地予以支撑。
驾驶员就座于驾驶席时，该驾驶员(乘客)的膝部靠近转向轴，故要求采用在车辆发生碰撞时，使驾驶员的膝部不于转向轴产生干涉的结构。
一方面，在日本专利公开公报特开2003-40080号(专利文献1)中公开了一种在车辆发生碰撞时将乘客受到的影响抑制在规定值以下，以此确保乘客安全的转向轴锁止装置。
即，上述装置包括，收容通过钥匙进行转动操作的锁芯的筒状外套主体、具有从该外套主体向转向轴一侧突出设置的筒状引导部的锁止支撑部、在该锁止支撑部内沿着上述引导部予以设置，根据钥匙的转动操作可在与转向轴啮合的锁止位置和解除该啮合的解锁位置之间移动的锁止部件，其中上述锁止支撑部设置有将转向轴锁止装置固定在车身一侧的固定部，该固定部和上述外套主体与锁止支撑部的连接部之间设置有通过规定的冲击力诱发断裂的断裂诱发部，在车辆发生碰撞时锁止支撑部予以断裂，外套主体以该锁止支撑部为中心向上方转动，由此减轻施加在乘客膝部的负荷，从而将乘客受到的影响抑制在规定值及以下。
但是，上述专利文献1中，对在车辆发生碰撞时转向轴自身向上方的逃逸结构及技术思想并未做出任何公开。
发明内容
本发明的目的在于提供一种转向装置的支撑结构，可通过简单的结构确保乘客进行转向操作的操作性能，同时在车辆发生碰撞时可使转向轴向上方逃逸，从而在车辆发生碰撞时可防止乘客的膝部与转向轴产生干涉。
本发明的转向装置的支撑结构，包括通过沿车宽方向延伸的仪表板横梁而支撑在车身上、并向车轮传送转向盘(streering wheel)转向力(steering effort)的转向轴(steeringshaft)；固定在上述仪表板横梁上的第1托架；自由转动地支撑上述转向轴的转向管柱；固定在上述转向管柱上的第2托架；连接上述第1托架与第2托架的连接单元；上述连接单元，使上述第2托架，在车辆发生碰撞时，相对于上述第1托架沿转向轴的轴向产生相对移位，且伴随该相对移位而向上方产生相对移位。
采用上述结构，在通常状态下连接单元连接第1托架和第2托架，在车辆发生碰撞时允许第2托架向上述轴向产生相对移位，且伴随该相对移位而向上方产生相对移位，因此可在通常状态下确保乘客进行转向操作的操作性能，而在车辆发生碰撞时使转向轴向上方逃逸。其结果，在车辆发生碰撞时可以防止乘客的膝部与转向轴产生干涉。
在上述结构中，上述连接单元，可包括设置在第1托架和第2托架的任意一方，且其前侧相对于转向轴的轴向向上延伸的导槽，以及滑动可能地保持在该导槽中并连接两托架的连接部件，上述导槽设置有破损突起部，在通常状态下限制上述相对移位的产生，在车辆发生碰撞时通过上述连接部件而被破损(包括断裂、压曲、挠曲等)，以此允许上述相对移位的产生。
采用上述结构，在通常状态下可确保转向轴的支撑刚性，在车辆发生碰撞时可允许转向轴产生上述相对移位。即，当施加的负荷在规定负荷范围内时，破损突起部可切实地保持连接部件，当施加的负荷超过规定值时，连接部件可使破损突起部切实地被破损，从而允许上述相对移位产生。此外，由于导槽的前侧向上延伸，转向轴可以切实地向上方逃逸。
在上述结构中，上述破损突起部可从导槽的上缘保持连接部件。
采用上述结构，在车辆发生碰撞时位于导槽下缘的引导面不会产生变形，因此可以保护该引导面，并在车辆发生碰撞时确保连接部件平滑地进行移动。
在上述结构中，上述破损突起部，可包括从导槽的上下两侧保持上述连接部件的上部突起部和下部各突起部，且上部突起部和下部突起部的保持刚性互不相同。
采用上述结构，在通常状态下位于上下两侧的破损突起部可以切实地保持连接部件，而在车辆发生碰撞时连接部件首先使位于低刚性一侧的突起部产生变形破损，从而该连接部件可平滑地进行相对移位。
在上述结构中，上述第1和第2托架中形成有用于调节上述转向管柱的伸缩移动的伸缩调节槽(telescopic adjustment groove)，上述第1托架上所形成的伸缩调节槽的前部，向前延伸形成在车辆发生碰撞时对转向轴沿轴向以及向上方进行引导的引导槽。
采用上述结构，上述引导槽可兼作伸缩调节槽，从而在第1托架和第2托架上都形成有伸缩调节槽，因此可以相对于仪表板横梁稳定地支撑转向管柱及转向轴。
在上述结构中，上述第2托架设置有使转向轴以比第1托架的连接单元设置部更靠向车辆前方的倾斜支点为中心产生倾斜移位的倾斜调节槽。
采用上述结构，可使具有倾斜机构的转向装置确保上述效果。
在上述结构中，上述导槽从后侧到前侧呈连续的曲面形状。
采用上述结构，在车辆发生碰撞时连接部件可沿上述呈曲面形状的导槽平滑地进行移动。
在上述结构中，上述连接单元，使第2托架，在车辆发生碰撞时，相对于上述第1托架沿转向轴的轴向产生相对移位的初期，向上方的位移量为零或较小，并随着该相对移位的增大，上述向上方的位移量也逐渐增大。
采用上述结构，在通常状态下(非碰撞时)连接单元连接第1托架和第2托架，在车辆发生碰撞时允许第2托架沿转向轴的轴向产生相对移位，但该第2托架在产生相对移位的初期，其向上方的位移量为零或较小，并随着上述相对移位的增大，其向上方的位移量也逐渐增大。
因此，可以通过简单的结构确保乘客进行转向操作的操作性能，而且在车辆发生碰撞时乘客上身向前倾倒的动能(kinetic energy)较大，为使转向盘不产生摇动，可使转向轴尽可能地向轴向移动，以抑制施加于乘客的冲击力，然后使转向轴向上方逃逸，以此防止乘客的膝部与转向轴产生干涉。
在上述结构中，上述连接单元，包括设置在第1托架和第2托架的任意一方，且其前侧相对于转向轴的轴向向上延伸的导槽，以及滑动可能地保持在该导槽中并连接两托架的连接部件，上述导槽连续形成位于后侧的收紧部和位于前侧的疏松部。
采用上述结构，由于导槽的后侧形成为收紧部，因此可在产生上述相对移位的初期防止转向盘产生摇动，并且导槽的前侧形成为疏松部，所以即使车辆发生碰撞时部件产生变形，也可通过该疏松部使转向轴切实地向上方逃逸。
在上述结构中，上述疏松部越靠向前侧其槽宽越大。
采用上述结构，即使在车辆发生碰撞时部件产生变形，由于槽宽予以增大，可使转向轴更切实地向上方逃逸。
在上述结构中，上述收紧部与转向轴的轴向平行，上述疏松部使第2托架伴随其轴向相对移位的增大而增大其向上方的位移量。
采用上述结构，在车辆发生碰撞时，产生上述相对移位的初期，转向轴沿着与其轴向平行的收紧部向前方笔直移动，因此可以抑制转向盘产生摇动，以更切实地保护乘客，之后转向轴通过第2托架经疏松部向上方逃逸，由此可防止乘客的膝部与转向轴产生干涉。
在上述结构中，上述连接单元，包括设置在第1托架和第2托架的任意一方，且其前侧相对于转向轴的轴向向上延伸的导槽，以及滑动可能地保持在该导槽中并连接两托架的连接部件，上述导槽从后侧到前侧呈连续的曲面形状。
采用上述结构，在车辆发生碰撞时连接部件可沿上述呈曲面形状的导槽平滑地进行移动。
在上述结构中，上述第2托架相对于上述仪表板横梁在上下方向产生重叠，上述第2托架的重叠部的前部在与仪表板横梁发生碰撞时被破损。
采用上述结构，由于第2托架与仪表板横梁在上下方向产生重叠，因此仪表板横梁与转向轴可配置在适当的位置上，并且上述两者(仪表板横梁、转向轴)间的上下间距可尽量设定为较小尺寸，从而实现第2托架的小型化。
此外，在通常状态下(非碰撞时)连接单元连接第1托架和第2托架，并且设置在上述适当的位置，从而可确保乘客进行转向操作的操作性能。
而且，在车辆发生碰撞时，由于第2托架相对于第1托架沿转向轴的轴向产生相对移位并且向上方移位，而且上述第2托架的重叠部的前部与仪表板横梁产生碰撞而被破损，故第2托架可切实地进行移动，转向轴可切实地向轴向和上方逃逸，从而在车辆发生碰撞时可防止乘客的膝部与转向轴产生干涉。
换言之，可以缩短仪表板横梁和转向轴之间的上下间距，并在车辆发生碰撞时使转向轴切实地向轴向和上方进行移动。
在上述结构中，上述仪表板横梁或/和第1托架的仪表板横梁附近，可具备向第2托架一侧突出的突起部，该突起部在车辆发生碰撞时向下方押压上述重叠部的前部，使其产生变形。
采用上述结构，上述突起部可切实地向下方押压第2托架的重叠部的前部，并使其产生变形，从而在车辆发生碰撞时可确保第2托架切实地进行移动。
在上述结构中，上述第2托架形成有在其与仪表板横梁产生干涉时使重叠部的前部产生变形的变形诱发部。
上述变形诱发部，可设定为凹槽(bead)或切口(slit)等脆弱部。
采用上述结构，第2托架的变形诱发部可使该第2托架重叠部的前部更切实地产生变形。
图1是概略地表示本发明的转向装置的支撑结构的右视图。
图2是表示转向装置的支撑结构的左视图。
图3是图2的A-A线箭头方向的剖视图。
图4是表示转向轴的倾斜动作的示意图。
图5是表示转向轴的伸缩动作的示意图。
图6是表示导槽结构的放大侧视图。
图7是表示在车辆发生碰撞时转向轴的逃逸动作的示意图。
图8是表示导槽结构的其他实施例的放大侧视图。
图9是表示导槽结构的又一实施例的示意图。
图10是表示转向装置的支撑结构的又一实施例的侧视图。
图11是表示导槽结构的又一实施例的示意图。
图12是表示导槽结构的又一实施例的示意图。
图13是表示导槽结构的又一实施例的示意图。
图14是表示导槽结构的又一实施例的示意图。
图15是表示转向装置的支撑结构的又一实施例的侧视图。
图16是图15的A-A线箭头方向的剖视图。
图17是图16主要部分的分解立体图。
图18是表示转向轴的倾斜动作的示意图。
图19是表示转向轴的伸缩动作的示意图。
图20是表示导槽结构的放大侧视图。
图21是在车辆发生碰撞时转向轴的逃逸动作的示意图。
图22是表示在车辆发生碰撞时第2托架处于破损状态的剖视图。
图23是表示导槽结构的其他实施例的示意图。
图24是表示转向装置的支撑结构的又一实施例的分解立体图。
图25是表示转向装置的支撑结构的又一实施例的分解立体图。
具体实施例方式
以下根据附图对本发明的实施例进行详细说明。
实施例1图1表示转向装置的支撑结构的右视图，图2表示转向装置的支撑结构的主要部分的左视图。在车辆的发动机室1和车室2之间设之有在前后方向上分隔两者的下侧前围板3，在该下侧前围板3的下端连接设置有向后方大致沿水平方向延伸的底板4。
上述发动机室1内，搭载有发动机5，在闭合剖面结构中位于左右的装铰链支管柱(未图示)之间，横架有沿车宽方向延伸的仪表板横梁6，转向装置7支撑在该仪表板横梁6上。
该转向装置7，包括向车轮传送转向盘8的转向力的转向轴9(参照图2)，该转向轴9的转向力，通过上部万向节10、第2轴11和下部万向节12传送至位于发动机室1一侧的转向器部件(steering gear unit)13。
上述转向装置7，具有电动转向单元14，并在转向管柱罩15上设置有转向灯操纵杆16和锁芯17，另外在转向管柱罩15的上侧附近配置有仪表部18。
如图2所示，上述转向轴9，贯穿在仪表板横梁6的下方附近，沿车辆的前后方向呈前低后高状的倾斜配置，该转向轴9通过转向管柱19转动自由地予以支撑。
图3是图2的A-A线箭头方向的剖视图，转向装置的支撑结构如图2、图3所示。
即，在仪表板横梁6的下部固定有剖面呈门形的第1托架20，另外在转向管柱19上固定有剖面呈门形的内部托架21，在该内部托架21的外侧和第1托架20的内侧之间设置有剖面呈门形的外部托架22，由内部托架21和外部托架22构成第2托架。
上述内部托架21和外部托架22，在第1托架20上位于比仪表板横梁6更靠向后侧的位置，第1托架20的对应于外部托架22的部位形成有左右一对的导槽23，在导槽23的后侧端部设置有作为连接部件的螺杆24，连接位于第1托架20内侧的外部托架22和该第1托架20，在该螺杆24的顶端螺合有螺母25。此外，上述螺杆24可在车辆发生碰撞时相对于导槽23进行滑动。
此处，上述螺杆24，沿车宽方向延伸，位于外部托架22两侧片部之间的螺杆24的轴部安装有轴套26。
此外，上述外部托架22的对应于内部托架21的部位，形成有沿上下方向呈圆弧状延伸的左右一对倾斜调节槽27，在内部托架21上形成有沿车辆前后方向延伸的左右一对伸缩调节槽28。
位于外部托架22内侧的内部托架21，以及该外部托架22，通过位于各槽27、28内的螺杆29予以连接，在螺杆29的顶端螺合有螺母30。此外，在上述外部托架22的一侧的侧片部的外侧和螺杆29的头部内侧之间，设置有用于倾斜、伸缩调节的杆31。
另一方面，在第1托架20的比仪表板横梁6更靠向前侧的位置上，形成有沿车辆前后方向延伸的左右一对的伸缩调节槽32，该伸缩调节槽32的前部(前侧)延长形成在车辆发生碰撞时沿轴向和向上方引导转向轴9的引导槽33。
此外，上述转向管柱19，固定有延伸至第1托架20的各个槽32、33的管柱托架34，第1托架20和管柱托架34，通过位于伸缩调节槽32内且沿车宽方向延伸的倾斜支点轴35予以连接。该倾斜支点轴35，固定在管柱托架34上。
贯穿在上述倾斜调节槽27和伸缩调节槽28内部的螺杆29，在上述杆31被操作时，可相对于槽27、28的任意一方产生相对移动。
即，在图2所示的正常状态(通常的行驶状态)α下，降低螺杆29、螺母30的紧固力(松开螺杆29、螺母30)，使转向管柱19以倾斜支点轴35为中心产生倾斜，由此如图4的实线所示，螺杆29会沿着倾斜调节槽27产生移位，从而使转向轴9产生倾斜转动。
此外，在图2所示的正常状态α下，降低螺杆29、螺母30的紧固力(松开螺杆29、螺母30)，使转向管柱19进行伸缩，由此如图5的实线所示，内部托架21的槽28沿着螺杆29产生移位，同时与管柱托架34呈一体移动的倾斜支点轴35，沿着伸缩调节槽32产生移位，从而可在前后方向上调整转向轴9。
进而，上述导槽23，相对于转向轴9的轴向，呈前侧向上延伸的圆弧状，并从后侧到前侧呈连续的曲面形状，该导槽23与上述引导槽33形状相同。
此外，导槽23和上述螺杆24，构成连接第1托架20和第2托架(外部托架22、内部托架21)的连接单元，该连接单元在车辆发生碰撞时，使外部托架22，相对于第1托架20向转向轴9的轴向前方产生相对移位，且伴随该相对移位而向上方产生相对移位。
而且，图2所示的导槽23的详细结构，如图6所示，在该导槽23上设置有作为破损突起部的舌片36，在通常状态下(非碰撞时)限制第2托架(外部托架22、内部托架21)相对于第1托架20产生相对移位，即限制螺杆24产生相对移位，在车辆发生碰撞时可通过螺杆24而被破损，以允许上述相对移位的产生。
图6所示的实施例中，上述舌片36，从导槽23的上缘向下方突出设置，仅从导槽23的上侧保持位于导槽23的后侧端部的处于正常状态的螺杆24。
如此构成的转向装置的支撑结构，在车辆发生前面碰撞时，发动机5产生后退，且就座于驾驶席的乘客上身向前移动，而内置于转向盘8中的安全气囊予以展开，以接受乘客的上身，从而对转向轴9施加超过使该转向轴9向轴向前方移动的规定值的负荷。
该负荷，经转向轴9、转向管柱19、内部托架21和外部托架22，传送给作为连接部件的螺杆24，因此该螺杆24在上述负荷作用下使舌片36断裂，从而螺杆24沿着位于导槽23下侧的导面23a被导向车辆前方和上方。
在上述螺杆24向前方和上方移动的同时，倾斜支点轴35沿着引导槽33被导向车辆的前方和上方，因此转向轴9，如图7的实线所示，从图2所示的正常状态向车辆的前方和上方产生移动，从而在车辆发生碰撞时避免乘客的膝部与转向轴9产生干涉。
图1～图7所示实施例的转向装置的支撑结构，包括通过沿车宽方向延伸的仪表板横梁6支撑在车身上、向车轮传送转向盘8的转向力的转向轴9；固定在上述仪表板横梁6上的第1托架20；转动自由地支撑上述转向轴9的转向管柱19；固定在上述转向管柱19上的第2托架(上述托架21、22)；连接上述第1托架20和第2托架的连接单元；上述连接单元，在车辆发生碰撞时，使第2托架(上述托架21、22)相对于第1托架20沿转向轴9的轴向产生相对移位，且伴随该相对移位而向上方产生相对移位。
采用该结构，在通常状态下，上述连接单元连接第1托架20和第2托架(上述托架21、22)，在车辆发生碰撞时，允许第2托架(上述托架21、22)向上述轴向产生相对移位，且伴随该相对移位而向上方产生相对移位，因此可在通常状态下(参照图2)确保乘客进行转向操作的操作性能，而在车辆发生碰撞时，如图7的实线所示，使转向轴9向上方逃逸。其结果，在车辆发生碰撞时可以防止乘客的膝部与转向轴9产生干涉。
此外，上述连接单元，可包括设置在第1托架20和第2托架(上述托架21、22)的任意一方，且其前侧相对于转向轴9的轴向向上延伸的导槽23，以及滑动可能地保持在该导槽23中作为连接第1托架和第2托架的连接部件的螺杆24，上述导槽23设置有破损突起部(舌片36)，在通常状态下限制上述相对移位的产生，在车辆发生碰撞时通过连接部件(螺杆24)而被破坏(包括断裂、压曲、挠曲)，以此允许上述相对移位的产生。
采用上述结构，在通常状态下可确保转向轴9的支撑刚性，在车辆发生碰撞时可允许第2托架产生上述相对移位。
即，当施加的负荷在规定负荷范围内时，作为破损突起部的舌片36可切实地保持连接部件(螺杆24)，当施加规定值以上的负荷时，连接部件(螺杆24)可使作为破损突起部的舌片36被切实地破损，从而允许第2托架产生上述相对移位。此外，由于导槽23的前侧向上延伸，在车辆发生碰撞时可使转向轴9切实地向上方逃逸。
上述破损突起部(舌片36)，可从导槽23的上缘保持连接部件(螺杆24)。
采用该结构，在车辆发生碰撞时位于导槽23下缘的导面23a不会产生变形，因此可以保护该导面23a，并在车辆发生碰撞时确保连接部件(螺杆24)平滑地进行移动。
此外，在上述第1和第2托架(上述托架20、21)上可形成伸缩调节槽28、32，上述第1托架20上所形成的伸缩调节槽32的前部，向前延伸以形成在车辆发生碰撞时对转向轴9沿轴向和向上方进行引导的引导槽33。
采用该结构，上述引导槽33可兼作伸缩调节槽32，从而在第1托架和第2托架(上述托架21、22)上都形成有伸缩调节槽28、32，因此可以相对于仪表板横梁6稳定地支撑转向管柱19及转向轴9。
上述第2托架(托架22)，设置有使转向轴9以设置在比第1托架的连接单元设置部(正常时的螺杆24设置部)更靠向车辆前方的部位的倾斜支点轴35为中心产生倾斜移位的倾斜调节槽27。
采用该结构，可使具有倾斜机构的转向装置确保上述效果，即可在通常状态下确保乘客进行转向操作的操作性能，并在车辆发生碰撞时使转向轴9向上方逃逸。
图8是表示导槽结构的其他实施例的示意图。图8所示的实施例，除包括图6所示的结构外，在导槽23的下侧缘面的与舌片36相对的部位，形成有凹部37。
采用该结构，直到施加于作为连接部件的螺杆24的负荷超过规定值，舌片36都可切实地保持螺杆24，而在车辆发生碰撞时使施加于螺杆24的负荷超过规定值，则螺杆24可使舌片36断裂，且由于凹部37的存在使上述螺杆24平滑地进行移位。
采用图8所示的结构，其作用、效果与图1～图7所示的实施例基本相同。图8中与前图相同的部分赋予相同的符号，并省略该部分的详细说明。
图9是表示导槽结构的又一实施例的示意图。图9所示的实施例，是在导槽23的上侧缘面和下侧面向槽内，突出设置用作破损突起部的上部舌片38和下部舌片39，从导槽23的上下两侧保持作为连接部件的螺杆24，同时上述上部舌片38和下部舌片39的保持刚性互不相同。
图9(A)是表示导槽结构的放大侧视图，图9(B)及图9(C)是图9(A)的B-B线箭头方向的剖视图。
图9(B)所示的结构是，上部舌片38产生挠曲以构成容易变形的低刚性部，下部舌片39采用非挠曲结构。
图9(C)所示的结构是，上部舌片38采用薄壁结构以构成容易变形的低刚性部，下部舌片39采用与第1托架20的壁厚相同的结构。
在图9所示的实施例中，上述破损突起部，包括从导槽23的上下两侧保持连接部件(螺杆24)的上部突起部和下部各突起部(上部舌片38、下部舌片39)，上部突起部(舌片38)和下部突起部(舌片39)的保持刚性互不相同。
采用该结构，在通常状态下，位于导槽23的上下两侧的破损突起部(舌片38、39)可以切实地保持连接部件(螺杆24)，在车辆发生碰撞时，连接部件(螺杆24)首先使位于低刚性一侧的突起部(上部舌片38)产生挠曲变形或破损，从而使连接部件(螺杆24)平滑地进行相对移位。
另外，图9所示的实施例，亦可采用从导槽23的下缘保持螺杆24的下部舌片相对于上部舌片为低刚性的结构，以尽可能地导槽23的保护导面23a。
采用图9所示的结构，其作用、效果与之前的实施例基本相同。图9中与前图相同的部分赋予相同的符号，并省略该部分的详细说明。
图10是表示转向装置的支撑结构的又一实施例的示意图。图2～图7所示的实施例中，第2托架由外部托架22和内部托架21构成，而图10所示的该实施例中仅使用一个托架构成第2托架40。
在图10所示的实施例中，固定于仪表板横梁6下部的第1托架20，其导槽23的后侧部和引导槽33的后侧部，分别连续地一体形成沿前后方向延伸的伸缩调节槽28、32，固定于转向管柱19的第2托架40，形成有沿上下方向呈圆弧状延伸的倾斜调节槽27。
在伸缩调节转向轴9时，可通过使螺杆24和倾斜支点轴35沿着伸缩调节槽28、32进行移动，从而在前后方向上调整转向轴9。在倾斜调节转向轴9时，可使第2托架40的倾斜调节槽27，以倾斜支点轴35为中心沿着螺杆24产生移位，从而使转向轴9沿上下方向产生倾斜移动。
此外，在车辆发生碰撞时，通过螺杆24和倾斜支点轴35沿着导槽23和引导槽33进行移动，可使转向轴9向其轴向前方和上方予以引导，因此在车辆发生碰撞时转向轴9可向上方逃逸，由此可防止乘客的膝部与转向轴9产生干涉。另外，图10中与前图相同的部分赋予相同的符号，省略该部分的详细说明，图10所示的导槽23中也可设置上述的舌片36或舌片38、39。
上述各实施例中，滑动可能地保持作为连接部件的螺杆24的导槽23，从后侧到前侧呈连续的曲面形状，从而在车辆发生碰撞时，可使上述连接部件沿着上述曲面形状的导槽23平滑地进行移动。
图11是表示导槽结构的其他实施例的示意图。在该实施例中，导槽23呈圆弧状，使螺杆24向转向轴的轴向前方产生的相对移位，并同时向上方产生相对移位。并且螺杆24在产生相对移位的初期，其向上方的位移量较小，且向上方的位移量随着相对位移的增大而增大。
此外，上述圆弧状的导槽23，其后侧为收紧部(tight)23T，其前侧为疏松部(loose)23L，且两者相连续以构成曲面形状。此处，上述收紧部23T，引导上述螺杆24，使该螺杆24可向前方移动，同时在上下方向上不产生位置偏移。
另外，上述引导槽33，与图11所示的导槽23的形状大致相同。
在图11所示的实施例中，上述连接单元，包括设置在第1托架和第2托架(托架21、22)的任意一方，且其前侧相对于转向轴9的轴向向上延伸的导槽23，以及滑动可能地保持在该导槽23中并连接第1托架和第2托架的连接部件(螺杆24)，上述导槽23连续形成位于后侧的收紧部23T和位于前侧的疏松部23L。
采用该结构，由于导槽23的后侧形成为收紧部23T，因此可在产生上述相对移位的初期防止转向盘8产生摇动，并且导槽23的前侧形成为疏松部23L，即使在车辆发生碰撞时部件产生变形，也可通过该疏松部23L使转向轴9切实地向上方逃逸。
此外，上述疏松部23L越靠向前侧其槽宽越大。
导槽23，采用槽宽越靠向前侧越大的结构，即使在车辆发生碰撞时部件产生变形，由于槽宽予以增大，可使转向轴9更切实地向上方逃逸。
此外，在上述实施例中，由于滑动可能地保持连接部件(螺杆24)的导槽23，从后侧到前侧呈连续的曲面形状，所以在车辆发生碰撞时可使上述连接部件沿着上述呈曲面形状的导槽23平滑地进行移动。
采用图11所示的实施例，其作用、效果与先前的实施例基本相同。图11中与前图相同的部分赋予相同的符号，并省略该部分的详细说明。
图12是表示导槽结构的又一实施例的示意图。在该实施例中，导槽23大致呈圆弧状，使螺杆24，在向转向轴的轴向前方产生相对移位的同时又向上方产生移位。该螺杆24，在产生相对移位的初期，其向上方的位移量为零，且该向上方的位移量随着上述相对移位的增大而逐渐增大。
此外，上述大致呈圆弧状的导槽23，连续形成位于后侧的收紧部23T和位于前侧的疏松部23L，且该疏松部23L越靠向前侧其槽宽越大。
而且，上述收紧部23T与转向轴9的轴向平行，即与图12所示的平行线PL完全平行。由此，上述收紧部23T构成导槽23的平行部，槽宽逐渐增大的疏松部23L构成导槽23的前部。另外，上述引导槽33与图12所示的导槽23的形状大致相同。
换言之，在图12所示的实施例中，上述收紧部23T与转向轴9的轴向完全平行，上述疏松部23L使第2托架(托架21、22)伴随其轴向相对移位的增大而增大其向上方的位移量。
采用该结构，在车辆发生碰撞时、产生上述相对移位的初期、转向轴9沿着与其轴向完全平行的收紧部23T(即平行部)向前方笔直移动，因此可以抑制转向盘8产生摇动，从而通过安全气囊可更切实地保护乘客，之后转向轴9通过第2托架(外部托架22、内部托架21)经疏松部23L向上方逃逸，由此可防止乘客的膝部与转向轴9产生干涉。
图12所示的实施例，其作用、效果与先前的实施例基本相同。图12中与前图相同的部分赋予相同的符号，并省略该部分的详细说明。
图13是表示导槽结构的又一实施例的示意图。在该实施例中，导槽23呈细长的三角形状，使螺杆24，在向转向轴的轴向前方产生相对移位的同时又向上方产生移位。该螺杆24，在产生相对移位的初期，其向上方的位移量较小，且该向上方的位移量随着螺杆24的上述相对位移的增大而逐渐增大。
由此，导槽23下侧的直线平面状导面23a，其后侧部靠近转向轴9，前侧部向上方延伸而离开转向轴9。
此外，上述大致呈细长三角形状的导槽23，连续形成位于后侧的收紧部23T和位于前侧的疏松部23L，且该疏松部23L越靠向前侧且槽宽越大。
而且，该导槽23内，形成有与该导槽23构成一体的上下一对的舌片36、36。该对舌片36、36，从导槽23的上下两侧保持位于导槽23的后侧端部的处于正常状态(通常行驶状态)的螺杆24。在此，可使上述舌片36、36的上下任意一方向槽外侧产生折曲或进行薄壁处理，由此使上述舌片36、36相对于螺杆24的保持刚性互不相同，从而在车辆发生碰撞时，使位于低刚性一侧的舌片36首先产生断裂或挠曲。另外，上述引导槽33与图13所示的导槽23的形状大致相同。
在图13所示的实施例中，上述导槽23，连续形成位于后侧的收紧部23T和位于前侧的疏松部23L，因此可在螺杆24产生上述轴向相对移位的初期通过收紧部23T来防止转向盘8产生摇动。另外，由于导槽23的前侧部形成为疏松部23L，所以即使在车辆发生碰撞时部件差生变形，也可通过该疏松部23L使转向轴9切实地向上方逃逸。
此外，由于上述疏松部23L越靠向前侧其槽宽越大，所以即使在车辆发生碰撞时部件产生变形，也可使转向轴9更切实地向上方逃逸。
图13所示的实施例，其作用、效果也与先前的实施例基本相同。图13中与前图相同的部分赋予相同的符号，并省略该部分的详细说明。
图14是表示导槽结构的又一实施例的示意图。在该实施例中，导槽23的后侧部的收紧部23T长于图13所示的实施例的收紧部。由此可在车辆发生碰撞时的初始阶段有效地抑制转向轴9产生摇动。
即，在图14所示的实施例中，导槽23，使螺杆24，在向转向轴的轴向前方产生相对移位的同时又向上方产生移位。该螺杆24，在产生相对移位的初期，其向上方的位移量较小，且该向上方的位移量随着上述相对位移的增大而逐渐增大。由此，导槽23下侧的直线平面状导面23a，其后侧部靠近转向轴9，前侧部向上方延伸而离开转向轴9。
此外，上述导槽23，连续形成位于后侧的收紧部23T和位于前侧的疏松部23L，且该疏松部23L越靠向前侧槽宽越大。另外，上述引导槽33与图14所示的导槽23的形状大致相同。
在图14所示的实施例中，由于上述导槽23连续形成位于后侧的收紧部23T和位于前侧的疏松部23L，因此与图14所示的实施例相同，可在螺杆24产生上述轴向相对移位的初期，通过收紧部23T来防止转向盘8产生摇动。另外，由于导槽23的前侧部形成为疏松部23L，所以即使在车辆发生碰撞时部件产生变形，也可通过该疏松部23L使转向轴9切实地向上方逃逸。
此外，由于上述疏松部23L越靠向前侧其槽宽越大，所以即使在车辆发生碰撞时部件产生变形，也可使转向轴9更切实地向上方逃逸。
图14所示的实施例，其作用、效果与先前的实施例基本相同。图14中与前图相同的部分赋予相同的符号，并省略该部分的详细说明。
图15～图22所示的实施例，其中在固定于仪表板横梁6的第1托架20的仪表板横梁的附近，设置有向外部托架22的上片部22a一侧突出的突起部42。
该突起部42，通过第1托架20，经压力加工(press working)折曲呈门状，并与上述第1托架20形成一体。在正常状态(通常行驶状态)下，该突起部42的对应于外部托架22的上片部22a的后侧部，呈顶端较尖锐的三角锥状。在车辆发生碰撞时，通过该突起部42，使外部托架22的重叠部22b的前部被破损，并向下方押压变形。
以下对上述转向装置的支撑结构的作用进行详述。
在车辆发生前面碰撞后，发动机5产生后退，且就座于驾驶席的乘客上身向前移动，而内置于转向盘8中的安全气囊单元AB的安全气囊予以展开，以接受乘客的上身，从而对转向轴9施加超过使该转向轴9向轴向前方移动的规定值的负荷。
该负荷，经转向轴9、转向管柱19、内部托架21和外部托架22，传送给作为连接部件的螺杆24，因此该螺杆24在上述负荷的作用下使舌片36断裂，从而螺杆24沿着位于导槽23下侧的导面23a向前方移动。该导槽23的后侧部与转向轴9的轴线大致平行，使螺杆24，在向前方产生相对移位的初期，其向上方的位移量较小，并且该螺杆24的向上方的位移量随着螺杆24的向前方的移动增大而逐渐增大。
因此，在车辆发生碰撞时，即在舌片36刚断裂之后，乘客上身向前倾倒的动能较大(相对移位产生初期)时，为使转向盘8不产生上下移动，可使转向轴9尽可能地向轴向前方移动，从而通过展开的安全气囊切实地保护乘客。之后，在乘客受安全气囊保护的状态下，如图21所示，使转向轴9向上方逃逸。
上述螺杆24，与外部托架22、内部托架21、螺杆29、转向管柱19、转向轴9一起，呈一体移动。外部托架22，如图21所示，向仪表板横梁6靠近时，其上片部22a的重叠部22b的前部，如图22所示，通过突起部42被破损，并向下方产生押压变形。由此可避免外部托架22和仪表板横梁6产生干涉，从而使该托架22向转向轴向轴向前方以及上方切实地产生移动。由此，可切实地防止乘客的膝部与转向轴9产生干涉。
另外，在上述螺杆24向前方和上方产生移动的同时，倾斜支点轴35沿着引导槽33被导向车辆的前方和上方，因此转向轴9，如图21的实线所示，从图15所示的正常状态向车辆的前方和上方产生移动。
图15～图22所示的实施例，包括固定于仪表板横梁6的第1托架20；固定在可自由转动地支撑上述转向轴9的转向管柱19上的第2托架(外部托架22、内部托架21)；连接上述第1托架20和第2托架(托架21、22)的连接单元(导槽23、螺杆24)；该连接单元(导槽23、螺杆24)，在车辆发生碰撞时，使第2托架(托架21、22)，相对于第1托架20沿转向轴9向轴向前方产生相对移位，且伴随该相对移位而向上方产生移位。另外，上述第2托架(外部托架22)，相对于仪表板横梁6在上下方向产生重叠，且上述第2托架的重叠部22b的前部在与仪表板横梁6发生碰撞时被破损。
采用该结构，第2托架(外部托架22)与仪表板横梁6在上下方向上产生重叠，因此仪表板横梁6与转向轴9可配置在适当的位置上，并且上述两者(仪表板横梁6、转向轴9)间的上下间距L(参照图15)可尽量设定为较小尺寸，从而可实现第2托架(托架21、22)的小型化。
此外，在通常状态下(非碰撞时)，连接单元(导槽23、螺杆24)连接第1托架和第2托架(托架21、22)，并且设置在上述适当的位置，从而可确保乘客进行转向操作的操作性能。
而且，在车辆发生碰撞时，由于第2托架(托架21、22)可相对于第1托架20沿转向轴9的轴向产生相对移位并向上方产生移位，并且第2托架(外部托架22)的重叠部22b的前部与仪表板横梁6产生碰撞而被破损，所以第2托架(托架21、22)可切实地产生移动，从而使转向轴9切实地向轴向和上方产生移动，从而在车辆发生碰撞时可防止乘客的膝部与转向轴9产生干涉。
换言之，可以缩短仪表板横梁6和转向轴9之间的上下间距L，并在车辆发生碰撞时可使转向轴9切实地向轴向和上方产生移动。
上述第1托架20的仪表板横梁附近，具备向第2托架(托架21、22)一侧突出的突起部42，该突起部在车辆发生碰撞时向下方押压上述重叠部22b的前部，使其产生变形。
采用该结构，上述突起部42可切实地向下方押压第2托架(外部托架22)的重叠部22b的前部，并使其产生变形，从而在车辆发生碰撞时可确保第2托架(托架21、22)切实地进行移动。
另外，如上述实施例所示，上述突起部42，在第1托架20的加压成形加工时与该第1托架20一体成形，从而可缩短加工工时和较少部件个数。另外，除上述突起部42与第1托架20一体形成的结构外，还可以通过焊接等将大致呈三角锥状的刚性块所构成的突起部42连接固定在第1托架20的规定部位上而形成一体。
此外，在图16等所示的实施例中，在第1托架20的车宽方向中央部位形成有1个突起部42。除此之外，也可在该第1托架上沿车宽方向有间隔地形成多个突起部、例如形成2个突起部42、42。
图23是表示转向装置的支撑结构的其他实施例的示意图。图15～图22所示的实施例中，在第1托架20的仪表板横梁附近设置有向第2托架一侧突出的突起部42，在图23所示的实施例中，可在仪表板横梁6上直接设置与外部托架22的上片部22a相对的突起部42。
图23所示的突起部42，为后侧部大致呈顶端较尖锐的三角锥状的刚性块，可通过焊接以及其他的方式连接固定在仪表板横梁6上。
在图23所示的实施例中，上述仪表板横梁6，设置有向第2托架(外部托架22)一侧突出的突起部42，该突起部42在车辆发生碰撞时向下方押压上述重叠部22b的前部，使其产生变形。
因此，上述突起部42，可切实地向下方押压第2托架(外部托架22)的重叠部22b的前部，并使其产生变形，从而在车辆发生碰撞时可确保第2托架(托架21、22)切实地产生移动。
图23所示的实施例，其作用、效果与先前的实施例基本相同。图23中与前图相同的部分赋予相同的符号，并省略该部分的详细说明。
另外，除图23所示的结构外，也可以采用直接固定于仪表板横梁6的突起部42，和设置于第1托架20的仪表板横梁附近的突起部42，在车宽方向上相隔一定距离而予以设置的结构。
图24是表示转向装置支撑结构的又一实施例的示意图。构成第1托架上部的外部托架22的上片部22a呈扁平状，且该外部托架22上间断地形成缝隙43(脆弱部)，作为外部托架22与仪表板横梁6产生干涉时使重叠部22b的前部容易产生变形的变形诱发部(或变形促进部)。
上述缝隙43，间断地形成在该外部托架22的侧片部22c和上片部22a上的，比用于螺杆24(参照图24)贯穿外部托架22的螺杆穿孔39更位于前侧的部位，以此促进位于缝隙43的形成部位的前侧部位的变形。
采用该结构，在车辆发生碰撞时，第2托架相对于第1托架20沿转向轴9向轴向前方和上方产生移动，外部托架22的前部与突起部42相撞，从而位于缝隙43前侧的部位，通过上述突起部42而被破损，并向下方予以押压而产生变形。
此外，通过上述缝隙43的间断形成的结构，在通常状态下可确保外部托架22的刚性，即转向支撑刚性。
由此，在图24所示的实施例中，上述第2托架(外部托架22)上可间断地形成缝隙43，以作为第2托架与仪表板横梁6产生干涉时使重叠部22b的前部产生变形的变形诱发部。
采用该结构，第2托架(外部托架22)的变形诱发部(缝隙43)可使该第2托架的重叠部22b的前部更切实地产生变形。
图24所示的实施例，其作用、效果与先前的实施例基本相同。图24中与前图相同的部分赋予相同的符号，并省略该部分的详细说明。
图25是表示转向装置的支撑结构的又一实施例的示意图。在构成第2托架上部的外部托架22上形成有凹槽44、45，作为第2托架与仪表板横梁6产生干涉时使重叠部22b的前部容易产生变形的变形诱发部。
上述凹槽44、45，比螺杆穿孔39更位于前侧，且分别形成于外部托架22的侧片部22c和上片部22a，所以凹槽44、45的形成部位以及其前侧的部位的变形可予以促进。
形成于外部托架22侧片部22c的凹槽44，沿上下方向延伸，并向该托架22的内侧凹陷，形成于外部托架22上片部22a的凹槽45，沿车宽方向延伸，并向该托架22的内侧凹陷。由于各凹槽44、45，向托架22的内侧凹陷，所以外部托架22相对于第1托架20的相对移位不会受到任何障碍，在通常状态下可确保转向支撑刚性，在车辆发生碰撞时可通过上述凹槽44、45(脆弱部)使重叠部22b的前部容易产生变形。
采用该结构，在车辆发生碰撞时，第2托架相对于第1托架20沿转向轴9向轴向前方和上方产生移动，外部托架22的前部与突起部42相撞，从而凹槽44、45的形成部位以及位于其前侧的部位，通过上述突起部42而被破损，并向下方予以押压而产生变形。
这样，在图25所示的实施例中，可在上述第2托架(参照外部托架22)上形成凹槽44、45，以作为与仪表板横梁6产生干涉时使重叠部22b的前部产生变形的变形诱发部。
采用该结构，第2托架(外部托架22)的变形诱发部(凹槽44、45)可使该第2托架的重叠部22b的前部更切实地产生变形。
图25所示的实施例，其作用、效果与先前的实施例基本相同。图25中与前图相同的部分赋予相同的符号，并省略该部分的详细说明。
权利要求
1.一种转向装置的支撑结构，包括通过沿车宽方向延伸的仪表板横梁而支撑在车身上、并向车轮传送转向盘转向力的转向轴，其特征在于包括，固定在上述仪表板横梁上的第1托架；自由转动地支撑上述转向轴的转向管柱；固定在上述转向管柱上的第2托架；连接上述第1托架与第2托架的连接单元；上述连接单元，使上述第2托架，在车辆发生碰撞时，相对于上述第1托架沿转向轴的轴向产生相对移位，且伴随该相对移位而向上方产生相对移位。
2.根据权利要求1所述的转向装置的支撑结构，其中上述连接单元，包括设置在上述第1托架和第2托架的任意一方，且其前侧相对于转向轴的轴向向上延伸的导槽，以及滑动可能地保持在该导槽中并连接上述两托架的连接部件；上述导槽，设置有破损突起部，通常状态下限制上述相对移位的产生，在车辆发生碰撞时通过上述连接部件而被破损，以此允许上述相对移位的产生。
3.根据权利要求2所述的转向装置的支撑结构，其中上述破损突起部，从上述导槽的上侧保持上述连接部件。
4.根据权利要求2所述的转向装置的支撑结构，其中上述破损突起部，包括分别从导槽的上下两侧保持上述连接部件的上部突起部和下部突起部，上述上部突起部和下部突起部的保持刚性互不相同。
5.根据权利要求1所述的转向装置的支撑结构，其中上述第1和第2托架，形成有用于调节上述转向管柱的伸缩移动的伸缩调节槽，上述第1托架上所形成的伸缩调节槽的前部，向前延伸形成在车辆发生碰撞时对转向轴沿轴向以及向上方进行引导的引导槽。
6.根据权利要求1所述的转向装置的支撑结构，其中上述第2托架，设置有使上述转向轴以比第1托架的连接单元设置部更位于车辆前方的倾斜支点为中心产生倾斜移位的倾斜调节槽。
7.根据权利要求2所述的转向装置的支撑结构，其中上述导槽，从后侧到前侧呈连续的曲面形状。
8.根据权利要求1所述的转向装置的支撑结构，其中上述连接单元，使上述第2托架，在车辆发生碰撞时，相对于上述第1托架沿转向轴的轴向产生相对移位的初期，向上方的位移量为零或较小，并随着上述相对移位的增大，上述向上方的位移量也逐渐增大。
9.根据权利要求8所述的转向装置的支撑结构，其中上述连接单元，包括设置在上述第1托架和第2托架的任意一方，且其前侧相对于转向轴的轴向向上延伸的导槽，以及滑动可能地保持在该导槽中并连接上述两托架的连接部件，上述导槽，连续形成位于后侧的收紧部和位于前侧的疏松部。
10.根据权利要求9所述的转向装置的支撑结构，其中上述疏松部，越靠向前侧槽宽越大。
11.根据权利要求9所述的转向装置的支撑结构，其中上述收紧部，与上述转向轴的轴向平行，上述疏松部，使上述第2托架，伴随其轴向相对移位的增大，而增大其向上方的位移量。
12.根据权利要求8所述的转向装置的支撑结构，其中上述连接单元，包括设置在上述第1托架和第2托架的任意一方，且其前侧相对于转向轴的轴向向上延伸的导槽，以及滑动可能地保持在该导槽中并连接上述两托架的连接部件，上述导槽，从后侧到前侧呈连续的曲面形状。
13.根据权利要求1所述的转向装置的支撑结构，其中上述第2托架，相对于上述仪表板横梁，在上下方向产生重叠，上述第2托架的重叠部的前部，在与上述仪表板横梁发生碰撞时被破损。
14.根据权利要求13所述的转向装置的支撑结构，其中上述仪表板横梁或/和上述第1托架的仪表板横梁附近，具备向上述第2托架一侧突出的突起部，该突起部，在车辆发生碰撞时，向下方押压上述重叠部的前部，使其产生变形。
15.根据权利要求13所述的转向装置的支撑结构，其中上述第2托架，形成有在其与仪表板横梁产生干涉时，使上述重叠部的前部产生变形的变形诱发部。
全文摘要
本发明的转向装置的支撑结构，包括通过沿车宽方向延伸的仪表板横梁(6)而支撑在车身上、并向车轮传送转向盘的转向力的转向轴(9)；固定于仪表板横梁(6)的第1托架(20)；转动自由地支撑转向轴(9)的转向管柱(19)；固定于转向管柱(19)的第2托架(21、22)；连接第1托架(20)与第2托架(21、22)的连接单元(23、24)；该连接单元(23、24)，使第2托架(21、22)，在车辆发生碰撞时相对于第1托架(20)沿转向轴(9)的轴向产生相对移位，且伴随该相对移位而向上方产生相对移位。采用本发明，可通过简单的结构确保乘客进行转向操作的操作性能，同时在车辆发生碰撞时可使转向轴向上方逃逸，从而在车辆发生碰撞时可防止乘客的膝部与转向轴产生干涉。
文档编号B62D1/19GK1824561SQ200610009099
公开日2006年8月30日 申请日期2006年2月17日 优先权日2005年2月21日
发明者安原完治, 牧野耕树, 荻野恒, 松冈俊弘, 小原清人 申请人:马自达汽车株式会社