转向装置的制作方法

专利名称：转向装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及转向装置，尤其是涉及通过外柱和内柱能够沿着轴向滑动地嵌合而进行转向盘的伸缩位置的调整的转向装置。
背景技术：
具有通过外柱和内柱能够沿着轴向滑动地嵌合而进行转向盘的伸缩位置的调整 的伸缩式的转向装置。另外，如日本特开2010 — 208588号公报所示，具有进行转向盘的伸缩位置和倾斜位置这两方的调整的倾斜·伸缩式的转向装置。在这种转向装置中，在伸缩位置的调整结束后，以如下的方式固定内柱，S卩，将具有狭缝的外柱缩径，然后用外柱的内周夹紧内柱的外周，以使得外柱不能在轴向上相对移动。另外，下部转向轴通过花键嵌合等能够伸缩移动地嵌合于在车体后方侧安装了转向盘的上部转向轴上，从而将转向盘的旋转传递给转向器，并改变车轮的转舵角。在将这样的转向装置安装在车体上之前、具体而言是在将车体安装托架安装在车体上之前的状态下，例如在转向装置的搬运时，或者在转向柱罩的组装时，会出现错误操作操作杆等而解除外柱对于内柱的伸缩固定的情况。如果在该状态下将转向盘向车体后方侧拉，则会出现外柱与车体安装托架同时从内柱脱落、从而转向轴的花键嵌合也脱落的情况。在电动式动力转向装置中，用扭杆将转向盘侧的输入轴和车轮侧的输出轴连结在一起，用转矩传感器检测该扭杆的转矩，从该检测结果检测作用于扭杆的转矩，并驱动电动机，向输出轴付与所需的转向辅助力。因此，必须使转向盘侧的上部转向轴的中立状态和车轮侧的下部转向轴的中立状态精确地保持一致，并使传递转向盘的旋转的上部转向轴的花键的相位和向车轮侧传递旋转的下部转向轴的花键的相位精确地保持一致而组装。因而，一旦转向轴的花键嵌合脱落，就发生下述的问题在使上部转向轴和下部转向轴的花键相位精确地保持一致而重新组装的作业上花费时间。专利文献I :特开2010 - 208588号公报。

实用新型内容本实用新型目的在于提供如下的转向装置，即，在将转向装置的车体安装托架安装在车体上之前的状态下，即便解除了外柱对于内柱的伸缩固定，内柱也不会从外柱脱落，使得上部转向轴和下部转向轴的花键嵌合不会脱落。通过以下方式解决上述问题。即，本实用新型是一种转向装置，具备内柱；外柱，能够沿着轴向相对移动地嵌合在所述内柱上；固定机构，用于固定所述外柱相对于所述内柱的相对位置；雌转向轴，能够转动地由所述内柱或外柱的任意一方轴支撑，在内周面上设置有雌花键；雄转向轴，能够转动地由所述内柱或外柱的任意另一方轴支撑，在外周面上设置有雄花键，该雄花键通过插入所述雌花键而与该雌花键嵌合，能够相对于所述雌转向轴沿着轴向移动并能够传递转矩；该转向装置能够调整安装在雌转向轴或雄转向轴上的转向盘的伸缩位置；该转向装置的特征在于在所述雌转向轴以及所述雄转向轴上设有防脱机构，该防脱机构用于以剩余有所述雌花键和所述雄花键的嵌合部分的状态防止该雌转向轴和该雄转向轴的轴向的脱落。另外，本实用新型的优选的方式是如下的转向装置，其特征在于所述防脱机构由沿着圆周方向形成在所述雄花键上的外周侧环状槽、嵌入所述外周侧环状槽内的能够弹性变形的环状部件、和与所述雌花键的轴向的一部分或所述雄花键插入侧的相反侧端部邻接地设置的扩径部构成；所述扩径部形成为大于所述雌花键的齿顶圆且宽度尺寸大于所述环状部件的宽度尺寸，设置在如下的位置上，即，在所述雌转向轴和所述雄转向轴的相对位置成为所述扩径部与所述外周侧环状槽沿着径向重叠的位置的状态下，剩余有所述雌花键和所述雄花键的嵌合部分；所述环状部件，在将所述雄花键插入所述雌花键之际通过与所述雌花键抵接而弹性变形而缩径，使所述雄花键相对于所述雌花键的轴向移动能够进行，同时在所述雌花键和所述雄花键的嵌合后、将所述转向装置安装到车体上之前的状态下，在所述雌转向轴和所述雄转向轴在轴向上向脱落方向相对移动之际，由所述扩径部从所述 缩径状态弹性复原而扩径，通过与所述雌花键抵接而防止所述雌转向轴和所述雄转向轴的轴向的脱落。另外，本实用新型的优选的方式是如下的转向装置，其特征在于在所述雄花键插入侧的所述雌花键的端部上设有倒角部，在所述雌转向轴的内周面部分、所述雄花键插入侧的相反侧的部分上，形成有直径大于所述雌花键的齿根圆的大直径部；所述雄花键的外周侧环状槽将底面形成在比所述雄花键的齿根圆更靠内径侧处；所述环状部件，在外径侧设有倒角部，外径尺寸形成得小于所述雄花键的齿顶面的直径且大于所述雄花键的齿根圆的直径，从所述雄转向轴的轴向观察，外周面位于设在所述雌转向轴的所述雌花键上的所述倒角部的径向的厚度范围内，所述雌转向轴与该雄转向轴同轴配置；在将所述雄花键插入所述雌花键之际，所述环状部件通过外径侧的所述倒角部与所述雌花键的倒角部滑动而弹性变形而缩径，并且能够沿着轴向在所述外径侧环状槽内移动；当所述环状部件位于所述雌转向轴的所述大直径部时，在所述环状部件的所述外周面和所述大直径部的内周面之间存在有间隙。另外，本实用新型的优选的方式是如下的转向装置，其特征在于在所述雌转向轴和所述雄转向轴在轴向上向脱落方向相对移动之际、在所述扩径部、所述环状部件抵接的所述雌花键的抵接部，形成为相对于所述雌转向轴的轴心垂直的面。另外，本实用新型的优选的方式是如下的转向装置，其特征在于所述扩径部形成在如下的位置上，即从所述环状部件与所述雌转向轴相对的移动范围向伸缩调整位置变长侧偏移的位置，所述移动范围与将所述转向装置组装在车体上之后的状态下的所述转向盘的伸缩位置的调整范围相对应。另外，本实用新型的优选的方式是如下的转向装置，其特征在于在所述扩径部设置在所述雌花键的轴向的一部分上的情况下，所述雌花键的部分，即比该扩径部更靠雄花键插入侧的相反侧处的部分，将雄花键插入侧的端部形成为倾斜部，该倾斜部向雄花键插入侧的相反侧接近所述雌转向轴的轴心的方向倾斜。另外，本实用新型的优选的方式是如下的转向装置，其特征在于所述环状部件具有与所述雌花键抵接的环状的大直径部，和通过所述大直径部与所述雌花键抵接而弹性变形的弹性变形部。另外，本实用新型的优选的方式是如下的转向装置，其特征在于所述环状部件以位于插入所述雌花键侧的相反侧的方向，将所述大直径部配置在所述外周环状槽内。另外，本实用新型的优选的方式是如下的转向装置，其特征在于所述弹性变形部形成为圆锥螺旋状。另外，本实用新型的优选的方式是如下的轴向装置，其特征在于所述弹性变形部是形成在所述大直径部上的多个突起部。实用新型的效果本实用新型的转向装置在雌转向轴以及雄转向轴上设有防脱机构，该防脱机构用于以剩余有雌花键和雄花键的嵌合部分剩余的状态防止该雌转向轴和该雄转向轴的轴向的脱落。因而，根据本实用新型，能够提供如下的转向装置，S卩，在将转向装置的车体安装托架安装在车体上之前的状态下，即便解除了外柱对于内柱的伸缩固定，内柱也不会从外柱脱落，使得上部转向轴和下部转向轴的花键嵌合不会脱落。

图I是展示将本实用新型的实施方式的转向装置101安装在车辆上的状态的整体立体图。图2是从车体后方侧观察本实用新型的实施方式的转向装置101的主要部分的立体图。图3是展示本实用新型的实施方式的雌转向轴和雄转向轴的嵌合状态的纵剖图。图4是图3的4 — 4剖视图。图5A、图5B展示了图4的防脱部件，图5A是防脱部件的正视图，图5B是图5A的5B — 5B剖视图。图6A、图6B展示了防脱部件的变形例，图6A是防脱部件的正视图，图6B是图6A的6B - 6B剖视图。图7A是展示图3的雄转向轴的主要部分的正视图，图7B是展示图3的雌转向轴的主要部分的纵剖图。图8是展示本实用新型的第二实施方式的雌转向轴和雄转向轴的嵌合状态的纵剖图。图9是展示图8的雌转向轴的主要部分的纵剖图。图IOA是展示组装有第一实施方式中的防脱部件的状态下的雄转向轴的主要部分的正视图，图IOB是图IOA的防脱部件附近部分的放大图，展示了正在组装雄转向轴和雌转向轴的状态，图IOC是图IOA的防脱部件附近部分的放大图，展示了防脱部件变形后的状态，图IOD是展示雄转向轴和雌转向轴组装完了的状态的正视图。图IlA是展示组装有第一实施方式的变形例中的防脱部件的状态下的雄转向轴的主要部分的正视图，图IlB是图IlA的防脱部件附近部分的放大图，展示了正在组装雄转向轴和雌转向轴的状态，图IlC是图IlA的防脱部件附近部分的放大图，展示了防脱部件变形后的状态，图IlD是展示雄转向轴和雌转向轴组装完了的状态的正视图。
具体实施方式
以下，根据附图说明本实用新型的第一实施方式以及第二实施方式。首先，定义本说明书中的转向装置的方向。在本说明书中，只要没有特别地标明，转向装置的方向设为与安装在车体上的状态下的该车体的前后、左右、上下方向是相同的。对于左右方向，也称为车宽方向。在图I中，在沿着通常的方向读取图中的标号的状态下观察纸面，纸面左斜下方向是车体前方侧，纸面右斜上方向是车体后方侧，纸面左斜上方向是车宽方向右侧，纸面右斜下方向是车宽方向左侧。在图2中，在沿着通常的方向读取图中的标号的状态下观察纸面，纸面左斜上方向是车体前方侧，纸面右斜下方向是车体后方侧，纸面右斜上方向是车宽方向右侧，纸面左斜下方向是车宽方向左侧。在图3、5B、6B、7A、7B、8、 9、10A 10D、11A 11D中，在沿着通常的方向读取图中的标号的状态下观察纸面，纸面左方是车体前方侧，纸面右方是车体后方侧，纸面背向是车宽方向右侧，纸面身前方向是车宽方向左侧。在图4中，在沿着通常的方向读取图中的标号的状态下观察纸面，纸面背向是车体前方侧，纸面身前方向是车体后方侧，纸面右方是车宽方向右侧，纸面左方是车宽方向左侧。在图5A、6A中，在沿着通常的方向读取图中的标号的状态下观察纸面，纸面身前方向是车体前方侧，纸面背向是车体后方侧，纸面左方是车宽方向右侧，纸面右方是车宽方向左侧。在以下的各实施方式中，说明将本实用新型适用于倾斜·伸缩式的转向装置的例子，所述倾斜·伸缩式的转向装置调节转向盘的上下方向位置即倾斜调整位置，和前后方向位置即伸缩调整位置这两方的位置。(第一实施方式)图I是表示将本实用新型的第一实施方式的转向装置101安装在车辆上的状态的整体立体图。在转向装置101上，旋转自如地轴支撑有转向轴102。在转向轴102上，在其车体后方侧的上端安装有转向盘103，在转向轴102的车体前方侧的下端，经由万向联轴器104连结有中间轴105。在中间轴105上，在其下端连结有万向联轴器106，在万向联轴器106上连结有由齿条齿轮机构等构成的转向器组件107。当驾驶员旋转操作转向盘103时，其旋转力经由转向轴102、万向联轴器104、中间轴105、万向联轴器106传递给转向器组件107，并经由齿条齿轮机构使转向横拉杆108移动，改变车轮的转舵角。图2是从车体后方侧观察本实用新型的第一实施方式的转向装置101的主要部分的立体图。图3是表示本实用新型的第一实施方式的雌转向轴和雄转向轴的嵌合状态的纵剖图。图4是图3的4 一 4剖视图。图5A、图5B展示了图4的防脱部件，图5A是防脱部件的正视图，图5B是图5A的5B - 5B剖视图。图7A是展示图3的雄转向轴的主要部分的正视图，图7B是展示图3的雌转向轴的主要部分的纵剖图。如图2所示，本实用新型的第一实施方式的转向装置101由车体安装托架2、作为下柱的内柱3、作为电动辅助机构的转向辅助部31、作为上柱的外柱4等构成。在内柱3的车体前方侧部分，通过压入固定有作为电动辅助机构的转向辅助部31的右端。转向辅助部31由电动机311、减速齿轮箱部312、输出轴313等构成。转向辅助部31，通过将一体地形成在转向辅助部31的车体前方端的托架314经由未图示的倾斜中心轴安装在未图示的车体上，被支撑得能够调整倾斜位置。由于是这种结构，因此内柱3经由托架314以自由调整倾斜位置的方式支撑在车体上。如图2、图3所示，在内柱3的外周面32上，以能够调整伸缩位置的方式，即以能够沿着内柱3的中心轴线平行地滑动的方式外嵌有外柱4的内周面41。在外柱4上，能够转动地轴支撑有雌转向轴5，在雌转向轴5的车体后方侧(图3的右侧)端部上，固定有转向盘103 (参照图I)。在外柱4的车体下方侧部分上，形成有从外柱4的外周面42向内周面41贯通的未图示的狭缝。在内柱3上，能够转动地轴支撑有雄转向轴6，雄转向轴6与雌转向轴5花键嵌合在一起。因而，无论外柱4的伸缩位置在哪里，都将雌转向轴5的旋转传递给雄转向轴6。转向辅助部31检测作用于雄转向轴6的转矩，驱动电动机311，然后用所需的转向辅助力使输出轴313旋转。该输出轴313的旋转经由万向联轴器104、中间轴105、万向联轴器106，传递给转向器组件107，并改变车轮的转舵角。车体安装托架2以在二次碰撞时能够向车体前方侧进行纵弯曲移动的方式安装在车体上，用一对侧板22、22从车宽方向的左右两侧夹持外柱4的车体前方侧部分。再者，所谓的纵弯曲移动，说的是在二次碰撞时，在经由设在转向柱、托架等上的能量吸收机构吸收二次碰撞的能量的同时向车体前方侧移动的情况。转向盘103的倾斜位置以及伸缩位置的调整，通过转动操作操作杆21而进行。当向车体安装托架2的一对侧板22、22彼此接近的方向转动操作操作杆21时，侧板22、22夹紧外柱4的外周面42。这样一来，外柱4被侧板22、22从左右方向固定，转向盘103被定位在倾斜调整位置。同时，由于侧板22、22的夹紧，外柱4的内周面41缩径，并用外柱4的内周面41夹紧内柱3的外周面32。由此，内柱3被外柱4的内周面41固定，转向盘103被定位在伸缩调整位置。伸缩固定以及倾斜固定的解除通过向相反方向转动操作操作杆21而进行。在向相反方向转动操作操作杆21而进行伸缩松开以及倾斜松开之后，调整转向盘103的上下方向位置即倾斜位置和前后方向位置即伸缩位置这两方的位置。调整之后，如上述那样向侧板22、22彼此接近的方向转动操作操作杆21，将转向盘103定位在倾斜调整位置以及伸缩调整位置。如图3所示，雄转向轴6和雌转向轴5以如下的方式花键配合在一起，即，形成在雄转向轴6的车体后方侧部分的外周上的雄花键61，内嵌在形成在雌转向轴5的车体前方侧部分的内周上的雌花键51上。如后述，雌花键51由车体前方侧的雌花键511和车体后方侧的雌花键512构成。另外，如图7B所示，在车体前方侧的雌花键511的车体前方端上形成有倒角56。倒角56既可以是C倒角，也可以是R倒角。如图3、图7A所示，在雄转向轴6的雄花键61的车体后方端附近、换言之是向雌转向轴5插入的插入侧的端部附近的外周面上，形成有矩形剖面的外周环状槽62。外周环状槽62的槽底621形成得比雄花键61的齿根圆更靠近内径侧。在该外周环状槽62内，嵌入组装有图5A以及图5B所示的防脱部件7。防脱部件7将由可弹性变形的弹簧钢构成的剖面为矩形的线材成形为螺旋状，整体的形状形成为环状。详细地说，形成为由第一个圈71、和直径大于第一个圈71的第二个圈72构成的圈数为两圈的圆锥状的螺旋弹簧，换言之，形成为两圈的圆锥螺旋形状。如图5B所示，在线材的各棱线部，形成有倒角722。倒角722既可以是C倒角，也可以是R倒角。在此，如图5B所示那样定义防脱部件7的各尺寸。即，在防脱部件7的自由状态下，将第一个圈71的内周面711的内径尺寸设为环内径al，将第二个圈72的外周面721的外径尺寸设为环外径Al。另外，将组装后的状态下的防脱部件7的车体前后方向的尺寸设为环宽WA，将构成防脱部件7的线材的车体上下方向的尺寸设为环厚TA。另外，如图7A以及图7B所示那样定义雄转向轴6以及雌转向轴5的规定部分的尺寸。首先对于雄转向轴6，将外周环状槽62的槽底621的直径尺寸设为外周环状槽底直径dl，将雄花键61的齿根圆直径设为雄花键小直径d2，将雄花键61的齿顶圆直径设为雄花键大直径d3，将外周环状槽62的车体前后方向的尺寸设为外周环状槽宽W。外周环状槽宽W形成为大于防脱部件7的环宽WA的尺寸。接下来，对于雌转向轴5，将雌花键51的齿根圆直径设为雌花键大直径D2，将雌花键51的齿顶圆直径设为雌花键小直径D3。另外，将车体后方侧部分的后述的退让孔54的 径设为雌转向轴内径Dl。再者，从车体前方侧沿着轴向观察雌转向轴5，雌花键51的倒角56形成为雌花键大直径D2和雌花键小直径D3的差的厚度。即，倒角56，与雌转向轴5的轴向正交的方向的尺寸、即径向的厚度尺寸形成为与雌花键大直径D2和雌花键小直径D3的差相等的尺寸。在防脱部件7的自由状态下，环内径al形成为比外周环状槽底直径dl稍小的直径。另外，在将防脱部件7组装在外周环状槽62内的状态下，环外径Al形成为小于雄花键大直径d3并且大于雄花键小直径d2的尺寸。换言之，从轴向观察，防脱部件7的外周面71位于雄花键61的齿高的范围内。进而，将环外径Al形成为，在将防脱部件7组装在外周环状槽62内的状态下，大于雌花键小直径D3，并小于雌花键大直径D2。换言之，从轴向观察，组装在外周环状槽62内的防脱部件7的第二个圈72的外周面721位于同轴配置的雌转向轴5的倒角56的厚度的范围内。如图3、图7B所示，在雌转向轴5的车体前方端附近部分、即雄转向轴6的插入侧的端部附近部分的内周面上，形成有内周环状槽52。内周环状槽52是没有设置雌花键51的部分。换言之，雌花键51由车体前方侧的雌花键511和车体后方侧的雌花键512构成，车体前方侧的雌花键511和车体后方侧的雌花键512之间成为内周环状槽52。再者，车体前方侧的雌花键511和车体后方侧的雌花键512形成为同相位。车体前方侧的雌花键511的车体后方端形成为相对于雌转向轴5的轴心垂直地形成的垂直面。车体后方侧的雌花键512的车体前方端形成为向车体后方侧接近轴心的方向倾斜的倾斜面522。另外，车体后方侧的雌花键512的车体后方端形成为向车体前方侧接近轴心的方向倾斜的倾斜面53。内周环状槽52的槽底的直径形成为与雌花键大直径D2相同。内周环状槽52的车体前方端，换言之，雄转向轴6的插入侧形成为由车体前方侧的雌花键511的车体后方端的垂直面构成的肩部521。另外，内周环状槽52的车体后方端，换言之，雄转向轴6的反插入侧形成为车体后方侧的雌花键512的车体前方端的倾斜面522。另外，如图3、图7B所示，在雌转向轴5上，在比车体后方侧的雌花键512更靠车体后方侧部分的内周面上，形成有大于雌花键大直径D2的退让孔54。由于退让孔54的轴向的长度形成为比外柱4和内柱3之间的伸缩移动距离稍长，因此防脱部件7能够在退让孔54内与雄转向轴6 —起顺利地伸缩移动。另外，由于退让孔54的直径即雌转向轴内径Dl形成为大于防脱部件7的环外径Al的尺寸，因此在退让孔54和防脱部件7之间形成有间隙。因此，在伸缩移动时，退让孔54和防脱部件7不会接触。结果，防脱部件7不会成为伸缩移动时的滑动阻力，进而不会产生滑动造成的异响。当将内柱3的外周面32嵌合在外柱4的内周面41上而将雄转向轴6插入雌转向轴5时，防脱部件7的外周面721与雌花键51的齿顶接触而弹性变形而缩径，因此能够将雄转向轴6插入雌转向轴5。以下，详细地说明将雄转向轴6插入雌转向轴5时的防脱部件7的这一弹性变形。图IOA是展示组装有第一实施方式中的防脱部件7的状态下的雄转向轴6的主要部分的正视图，图IOB是图IOA的防脱部件7附近部分的放大图，展示了正在组装雄转向轴6和雌转向轴5的状态，图IOC是图IOA的防脱部件7附近部分的放大图，展示了防脱部件7变形后的状态，图IOD是展示组装完雄转向轴6和雌转向轴5的状态的正视图。如图IOA所示，在将防脱部件7组装在外周环状槽62内的状态下，第一个圈71的外周面位于比雄花键61的齿根更靠内径侧处，第二个圈72的外周面721位于比雄花键61的齿根更靠外径侧而比齿顶更靠内径侧处。另外，防脱部件7被配置成第一个圈71在车体后方侧而第二个圈72在车体前方侧。通过沿着这一方向配置防脱部件7，雄转向轴6和雌转向轴5的组装性变得良好。由于防脱部件7的环内径al (参照图5B)形成得比外周环状槽底直径dl (参照图7A)稍小，因此防脱部件7能够夹紧外周环状槽62而毫不松动地安装。从该状态使雄转向轴6的车体后方端和雌转向轴5的车体前方端在轴向上相对，并使雄转向轴6和雌转向轴5向彼此接近的方向移动而使雄花键61和雌花键51逐渐嵌合。这样一来，雌花键51的车体前方端和防脱部件7的第二个圈72的外径侧部分抵接。进而，当使雄花键61和雌花键51逐渐嵌合时，如图IOB所示，防脱部件7被雌花键51按压，从而整体移动到外周环状槽62的车体前方端。在雌花键51的车体前方端上形成有倒角56，在防脱部件7的第二个圈72的外径侧部分上也形成有倒角722。因此，当使雄花键61和雌花键51进一步嵌合时，倒角56和倒角722相互滑动。然后，如图IOC所示，第二个圈72通过从雌花键51的倒角56顺利地相对移动到齿顶部分而弹性变形并缩径。同时防脱部件7整体弹性变形而向车体前后方向伸长。这时由于防脱部件7位于外周环状槽62的车体前方端，不能向车体前方侧延伸，因此便向车体后方侧延伸。结果，如图IOC所示，第一个圈71便向车体后方侧移动。这样，外周环状槽宽W (参照图7A)形成为比防脱部件7的环宽WA (参照图5B)大得多的尺寸，以使得防脱部件7能够向车体前后方向延伸。之后，使雄花键61和雌花键51进一步嵌合，如图IOD所示，将雄转向轴6和雌转向轴5组装在一起。当将雄转向轴6插入了雌转向轴5、防脱部件7到达退让孔54时，防脱部件7的第二个圈72弹性复原而扩径，同时防脱部件7整体弹性复原而沿着车体前后方向收缩。结果，防脱部件7的环外径Al (参照图5B)成为与图IOA所示的状态相同的状态。在该状态下，雄转向轴6花键嵌合在雌转向轴5上从而能够进行伸缩移动，防脱部件7能够在退让孔54内与雄转向轴6 —起进行伸缩移动。由于防脱部件7的内周面711如上述那样夹紧雄转向轴6的外周环状槽62的槽底621，因此防脱部件被毫不松动地安装在外周环状槽62内，在运转操作中不会产生异响。[0064]在将转向装置组装在车体上之后的通常的状态下，在从防脱部件7位于退让孔54的范围内的状态开始进行伸缩位置的调整之际，在将外柱4向车体后方侧拉伸而进行伸缩移动、防脱部件7的外周面721与车体后方侧的雌花键512的车体后方端的倾斜面53抵接时，由于在防脱部件7的第二个圈72的外周面721上形成有倒角722，另外，第二个圈72由倾斜面53导向，所以防脱部件7顺利地缩径。因而，能够在使防脱部件7的外周面721与车体后方侧的雌花键512的齿顶接触的同时，将外柱4进一步向车体后方侧拉伸，使其伸缩移动。再者，组装到车体上之后的通常状态下的转向盘103 (参照图I)的伸缩位置的调整范围，设定为防脱部件7从退让孔54的规定位置移动到车体后方侧的雌花键512的车体前方端附近的位置为止的范围。S卩，在雄转向轴6的雄花键61与雌转向轴5的雌花键51的嵌合的部分的长度为最长时，即转向轴为最短时，防脱部件7位于退让孔54的规定位置。另外，在雄花键61与雌花键51的嵌合的部分的长度为最短时，即转向轴为最长时，防脱部件7位于车体后方侧的雌花键512的车体前方端附近。由于是这样的结构，因此内周环状 槽52形成在从防脱部件7与雌转向轴5相对的移动范围向伸缩调整位置变长侧偏移的位置上，所述移动范围与转向盘103的伸缩位置调整范围相对应。即，在通常的伸缩位置的调整范围内，防脱部件7不会位于内周环状槽52内。换言之，在雄转向轴6与雌转向轴5的嵌合的部分的长度比通常的调整范围最短时更短的嵌合状态时，防脱部件7位于内周环状槽52内。在将具有这种转向轴的结构的转向装置101安装到车体上之前、具体而言是将车体安装托架2安装到车体上之前的状态下，例如在搬运时、未图示的转向柱罩的组装时等，存在误操作操作杆21、相对于外柱4解除内柱3的伸缩固定以及倾斜固定的情况。在本实施方式中，在这种情况下，当雄转向轴6从雌转向轴5向脱落方向相对移动时，防脱部件7进入雌花键51的车体前方端附近的内周环状槽52内而扩径。于是，防脱部件7的第二个圈72与内周环状槽52的车体前方端的肩部521抵接。这时，与肩部521抵接的第二个圈72的抵接部分是第二个圈72的车体前方侧的端面。由于肩部521是车体前方侧的雌花键511的车体后方端相对于雌转向轴5的轴心垂直地形成的垂直面，因此即便防脱部件7的第二个圈72与肩部521抵接也不能缩径。因此，雄转向轴6不能进一步从雌转向轴5向脱落方向移动。结果，能够可靠地防止雄转向轴6从雌转向轴5脱落。即，能够可靠地防止内柱3从外柱4脱落。另外，在该状态下，比外周环状槽62更靠车体前方侧部分的雄花键61与车体前方侧的雌花键511嵌合在一起。另外，比外周环状槽62更靠车体后方侧部分的雄花键61与车体后方侧的雌花键512嵌合在一起。这样，保持了雄花键61的相位和雌花键51的相位。综上所述，通过防脱部件7的作为大直径部分的第二个圈72与肩部521抵接，防止雄转向轴6从雌转向轴5脱落。即，防脱部件7的大直径的第二个圈72构成防止雄转向轴6从雌转向轴5脱落的防脱部，包括第一个圈71在内的整体构成在雄转向轴6和雌转向轴5的组装时弹性变形的弹性变形部。当从防脱部件7进入到雌花键51的内周环状槽52内而扩径的状态向车体前方侧推外柱4而使其伸缩移动时，防脱部件7的外周面721被内周环状槽52的车体后方端的倾斜面522导向而顺利地缩径。因而，能够在使防脱部件7的外周面721与车体后方侧的雌花键512的齿顶接触的同时，进一步向车体前方侧推外柱4，而使其继续伸缩移动。这样，能够防止雄转向轴6从雌转向轴5脱落，进而通过通常的伸缩移动使雌转向轴5以及雄转向轴6复原到原来的状态。在本实施方式中，由于只要通过通常的组装步骤将雄转向轴6组装到雌转向轴5上，就能够可靠地防止雄转向轴6从雌转向轴5脱落，因此组装操作容易，所以优选。另外，由于脱落防止结构是外柱4以及内柱3的内部的结构，因此给转向装置的外部形状、车体侧造成的影响较小，能够适用于多种转向装置。再者，在本实施方式中，防脱部件7也可以由金属线构成。由于金属线剖面是圆形，因此不需要实施倒角加工，能够削减工序数以及制造成本。(变形例) 接下来，说明第一实施方式的变形例。变形例与第一实施方式相比，防脱部件的形态不同，其他的结构是相同的。因此，在以下的说明中，以与第一实施方式不同的结构为中心进行说明，重复说明有时省略。另外，对于同一部件标以同一标号，并沿用在第一实施方式中采用的图进行说明。图6A、图6B展示了防脱部件的变形例，图6A是防脱部件的变形例的正视图，图6B是图6A的6B - 6B剖视图。变形例的防脱部件8是将由可弹性变形的弹簧钢构成的剖面为矩形的线材成形为切去了圆形的一部分的大致环状的C形状而形成的。在成形为C形状的C形状部80的内周面81上，沿着圆周方向以相等的间隔形成有向轴心突出的七个突起82。七个突起82中的一个与C形状部80的缺口部相对，其余的突起82以C形状部80的轴心为中心两个相对成对，形成三组这样的对。各突起82形成为，从与轴心正交的方向观察，以从内周面81站起来的方式向同一方向弯折规定的角度α。在此，以图6Α以及图6Β所示那样定义防脱部件8的各尺寸。即，将C形状部80的外周面83的外径尺寸设为环外径BI，将相对的突起82、82的顶端之间的距离设为环内径bl。另外，将组装了防脱部件8的状态下的车体前后方向的尺寸设为环宽WB，将构成C形状部80的线材的车体上下方向的尺寸设为环厚TB。再者，外周环状槽宽W (参照图7A)形成为大于环宽WB的尺寸。在防脱部件8的自由状态下，突起82的突出端形成为向比外周环状槽62的槽底621更靠内径侧处突出。另外，在将防脱部件8嵌入组装到雄转向轴6的外周环状槽62内的状态下，环外径BI形成为小于雄花键大直径d3并且大于雄花键小直径d2的尺寸。换言之，从轴向观察，防脱部件8的外周面83位于雄花键61的齿高的范围内。进而，环外径BI形成为，在将防脱部件8组装到外周环状槽62内的状态下，大于雌花键小直径D3并且小于雌花键大直径D2。换言之，沿着轴向观察，组装到外周环状槽62内的防脱部件8的外周面83位于同轴配置的雌转向轴5的倒角56的径向的厚度的范围内。由于突起82弯折了角度α，因此使得突起82的弹性变形较容易，并且防脱部件8的C形状部80能够顺利地扩径以及缩径。以下，说明将雄转向轴6插入雌转向轴5之际的防脱部件8的这一弹性变形。图IlA是表示组装有第一实施方式的变形例中的防脱部件8的状态的雄转向轴6的主要部分的正视图，图IlB是图IlA的防脱部件8附近部分的放大图，展示了正在组装雄转向轴6和雌转向轴5的状态，图IlC是图IlA的防脱部件8附近部分的放大图，展示了防脱部件8变形后的状态，图IlD是展示雄转向轴6和雌转向轴5组装完了的状态的正视图。如图IlA所示，在将防脱部件8组装到外周环状槽62内的状态下，外周面83位于比雄花键61的齿顶更靠内径侧处。防脱部件8配置成，各突起82的顶端侧在车体后方侧，C形状部80在车体前方侧。通过沿着该方向配置防脱部件8，雄转向轴6和雌转向轴5的组装性变得良好。由于防脱部件8形成得在自由状态下突起82的突出端向比外周环状槽62的槽底621更靠内径侧处突出，因此防脱部件8的环内径bl (参照图6A)形成得比外周环状槽底直径dl (参照图7A)稍小。因此，防脱部件8是各突起82夹紧外周环状槽62而毫无松动地安装。从该状态使雄转向轴6的车体后方端和雌转向轴5的车体前方端在轴向上相对，并使雄转向轴6和雌转向轴5向彼此接近的方向移动而使两者逐渐嵌合。即，使雄花键61和雌花键51逐渐嵌合。于是，如图IlB所示，雌花键51的车体前方端与防脱部件8的C形状部80抵接。由于在雌花键51的车体前方端上形成有倒角56，在C形状部80的外周面83上也形成有倒角831，因此当使雄花键61和雌花键51进一步嵌合时，倒角56和倒角831相互滑动。然后，如图IlC所示，C形状部80，通过从雌花键51的倒角部56向齿顶侧顺利地相对移动，缺口部的间隔变窄而缩径。同时各突起82以向平行于外周环状槽62的槽底621的方向倒下的方式弹性变形。这样，外周环状槽宽W (参照图7A)形成为比防脱部件8的环宽WB (参照图6B)大得多的尺寸，以使得防脱部件8的C形状部80能够沿着车体前后方向移动。之后，使雄花键61和雌花键51进一步嵌合，如图IlD所示，将雄转向轴6和雌转向轴5组装在一起。再者，也有下述情况，由雌花键51推防脱部件8，在整体移动到外周环状槽62的车体前方端之后再进行上述缩径以及弹性变形。在将雄转向轴6插入了雌转向轴5、防脱部件8到达退让孔54时，防脱部件8的C形状部80弹性复原而扩径，防脱部件8的环外径BI成为与图IlA所示的状态相同的状态。这样一来，雄转向轴6花键嵌合在雌转向轴5上从而能够进行伸缩移动，并且防脱部件8能够在退让孔54内与雄转向轴6 —起进行伸缩移动。由于防脱部件8的突起82的突出端如上述那样夹紧雄转向轴6的外周环状槽62的槽底621，因此被毫不松动地安装在外周环状槽62内，在运转操作中不会产生异响。另外，突起82的角度α可以根据转向装置的种类形成为便于雄转向轴6和雌转向轴5组装的角度。其他的效果与第一实施方式相同。在本变形例中也一样，在将转向装置101安装到车体上之前，在误操作操作杆21，而相对于外柱4解除了内柱3的伸缩固定以及倾斜固定的情况下，能够防止雄转向轴6从雌转向轴5脱落。当雄转向轴6从雌转向轴5向脱落的方向相对移动时，防脱部件8的C形状部80进入到雌花键51的内周环状槽52内而弹性复原并扩径。于是，防脱部件8的C形状部80与内周环状槽52的车体前方端的肩部521抵接。这时，与肩部521抵接的C形状部80的抵接部分是C形状部80的车体前方侧的端面。由于肩部521是车体前方侧的雌花键511的车体后方端相对于雌转向轴5的轴心垂直地形成的垂直面，因此即便防脱部件8的C形状部80与肩部521抵接也不能缩径。因此，雄转向轴6不能进一步从雌转向轴5向脱落的方向移动。结果，能够可靠地防止雄转向轴6从雌转向轴5脱落。即，能够可靠地防止内柱3从外柱4脱落。另外，在该状态下，比外周环状槽62更靠车体前方侧部分的雄花键61与车体前方侧的雌花键511嵌合在一起。另外，比外周环状槽62更靠车体后方侧部分的雄花键61与车体后方侧的雌花键512嵌合在一起。这样，保持了雄花键61的相位和雌花键51的相位。综上所述，通过防脱部件8的C形状部80与肩部521抵接，防止雄转向轴6从雌转向轴5脱落。S卩，防脱部件8的作为大直径部分的大致环状的C形状部80构成防止雄转向轴6从雌转向轴5脱落的防脱部，形成在C形状部80的内径侧的各突起82构成在雄转向轴6和雌转向轴5组装时弹性变形的弹性变形部。 当从防脱部件8的C形状部80进入到雌花键51的内周环状槽52内而扩径的状态向车体前方侧推外柱4而使其伸缩移动时，C形状部80的外周面83被内周环状槽52的车体后方端的倾斜面522导向，从而C形状部80顺利地缩径。因而，能够在使C形状部80的外周面83与车体后方侧的雌花键512的齿顶接触的同时，进一步向车体前方侧推外柱4，从而使其继续伸缩移动。这样，在本变形例中，也能够防止雄转向轴6从雌转向轴5脱落，进而通过通常的伸缩移动使雌转向轴5以及雄转向轴6复原到原来的状态。其他的效果与第一实施方式相同。(第二实施方式)接下来，说明第二实施方式。图8是表示本实用新型的第二实施方式的雌转向轴和雄转向轴的嵌合状态的纵剖图。图9是展示图8的雌转向轴的主要部分的纵剖图。在以下的说明中，以与上述第一实施方式不同的结构为中心进行说明，重复说明有时省略。另外，对于同一部件标以同一标号，沿用在第一实施方式采用的图进行说明。第二实施方式是第一实施方式的变形例，是改变了雌转向轴5的形状的例子。在第二实施方式中，由于雄转向轴6以及防脱部件7与第一实施方式相同，因此省略雄转向轴6以及防脱部件7的详细的说明。S卩，在雄花键61的车体后方端附近的外周环状槽62内组装有螺旋状的防脱部件7。另外，在第二实施方式中，如图9所示，与第一实施方式不同，在雌转向轴5的雌花键51的车体前方端附近，即在雄转向轴6的插入侧的端部附近的内周面上，没有形成内周环状槽52。在雌转向轴5上，在比雌花键51更靠车体后方侧部分的内周面上，形成有直径大于雌花键51的齿根圆直径即雌花键大直径D2的退让孔54。由于退让孔54的轴向的长度形成得比外柱4和内柱3之间的伸缩移动距离稍长，因此防脱部件7能够在退让孔54内与雄转向轴6 —起顺利地伸缩移动。另外，在雌花键51的车体后方端即雄转向轴6的反插入侧端，形成有连接雌花键51和退让孔54的肩部55。肩部55是使雌花键51的车体后方端相对于雌转向轴5的轴心垂直而形成的垂直面。与第一实施方式同样，当将内柱3的外周面32嵌合在外柱4的内周面41上、将雄转向轴6插入雌转向轴5时，由于防脱部件7的第二个圈72的外周面721与雌花键51的倒角56以及齿顶接触而弹性变形而缩径，因此能够将雄转向轴6插入雌转向轴5。当将雄转向轴6插入了雌转向轴5、防脱部件7移动到退让孔54时，防脱部件7的第二个圈72的外周面721弹性复原而扩径，防脱部件7的外周面721的外径尺寸即环A外径Al (参照图5B)成为与图IOA所示的状态相同的状态。在该状态下，雄转向轴6花键嵌合在雌转向轴5上从而能够进行伸缩移动，防脱部件7能够在退让孔54内和雄转向轴6 —起进行伸缩移动。在将车体安装托架2安装到车体上之前的状态下，存在误操作操作杆21、相对于外柱4解除内柱3的伸缩固定以及倾斜固定的情况。在这样的情况下，在雄转向轴6要从雌转向轴5脱落时，防脱部件7与雌花键51的车体后方端即雄花键61的反插入侧的肩部55抵接。由于肩部55是雌花键51的车体后方端相对于雌转向轴5的轴心垂直地形成的垂直面，因此防脱部件7的第二个圈72在与肩部55抵接后不会缩径。因此，雄转向轴6不能进一步从雌转向轴5向脱落方向移动。结果，能够可靠地防止雄转向轴6从雌转向轴5脱落。即，能够可靠地防止内柱3从外柱4脱落。另外，在该状态下，比外周环状槽62更靠车体前方侧部分的雄花键61与雌花键51嵌合在一起。这样，保持了雄花键61的相位和雌花键51的相位。再者，肩部55形成在与转向盘103的伸缩位置调整范围相对应的防脱部件7的与雌转向轴5相对的移动范围的范围外。即，在车体安装后的通常的伸缩位置的调整范围内，防脱部件7不会与肩部55抵接。其他的结构以及效果与第一实施方式相同。再者，在第二实施方式中，也可以用防脱部件8代替防脱部件7，效果是相同的。在上述各实施方式中，说明了雄转向轴6以及雌转向轴5花键嵌合的花键轴的例子，但本实用新型不限于花键轴，只要是细齿轴等能够传递转矩的非圆形的轴即可。另外，在上述各实施方式中，说明了适用于将雌转向轴5轴支撑于外柱4、将雄转向轴6轴支撑于内柱3的转向装置的例子，但也可以适用于将雌转向轴5轴支撑于内柱3、将雄转向轴6轴支撑于外柱4的转向装置。另外，在上述各实施方式中，说明了将本实用新型适用于能够进行倾斜位置调整和伸缩位置调整这两方的倾斜·伸缩式的转向装置的情况，但也可以将本实用新型适用于只能进行伸缩位置调整的伸缩式的转向装置。另外，为了防止在防脱部件7以及防脱部件8和雌花键51的滑动时，即在伸缩移动时，由防脱部件7以及防脱部件8和雌花键51的滑动所产生的异响，也可以在防脱部件7以及防脱部件8上实施电镀。电镀具有降低摩擦系数的效果，另外能够以较低的成本对钢材进行加工。另外，也可以在防脱部件7以及防脱部件8上涂覆低摩擦剂，也可以涂布润滑月旨。这些都具有降低防脱部件7以及防脱部件8的摩擦系数的效果，与实施了电镀的情况同样，能够防止由防脱部件7以及防脱部件8和雌花键51的滑动所产生的异响。
权利要求1.一种转向装置，具备 内柱； 外柱，能够沿着轴向相对移动地嵌合在所述内柱上； 固定机构，用于固定所述外柱相对于所述内柱的相对位置； 雌转向轴，能够转动地由所述内柱或外柱的任意一方轴支撑，在内周面上设置有雌花键； 雄转向轴，能够转动地由所述内柱或外柱的任意另一方轴支撑，在外周面上设置有雄花键，该雄花键通过插入所述雌花键而与该雌花键嵌合，能够相对于所述雌转向轴沿着轴向移动并能够传递转矩； 该转向装置能够调整安装在雌转向轴或雄转向轴上的转向盘的伸缩位置； 该转向装置的特征在于 在所述雌转向轴以及所述雄转向轴上设有防脱机构，该防脱机构用于以剩余有所述雌花键和所述雄花键的嵌合部分剩余的状态防止该雌转向轴和该雄转向轴的轴向的脱落。
2.如权利要求I所述的转向装置，其特征在于 所述防脱机构由沿着圆周方向形成在所述雄花键上的外周侧环状槽、嵌入所述外周侧环状槽内的能够弹性变形的环状部件、和与所述雌花键的轴向的一部分或所述雄花键插入侧的相反侧端部邻接地设置的扩径部构成； 所述扩径部形成为大于所述雌花键的齿顶圆且宽度尺寸大于所述环状部件的宽度尺寸，设置在如下的位置上，即，在所述雌转向轴和所述雄转向轴的相对位置成为所述扩径部与所述外周侧环状槽沿着径向重叠的位置的状态下，剩余有所述雌花键和所述雄花键的嵌合部分； 所述环状部件，在将所述雄花键插入所述雌花键之际通过与所述雌花键抵接而弹性变形而缩径，使所述雄花键相对于所述雌花键的轴向移动能够进行，同时在所述雌花键和所述雄花键的嵌合后、将所述转向装置安装到车体上之前的状态下，在所述雌转向轴和所述雄转向轴在轴向上向脱落方向相对移动之际，由所述扩径部从所述缩径状态弹性复原而扩径，通过与所述雌花键抵接而防止所述雌转向轴和所述雄转向轴的轴向的脱落。
3.如权利要求2所述的转向装置，其特征在于 在所述雄花键插入侧的所述雌花键的端部上设有倒角部，在所述雌转向轴的内周面部分、所述雄花键插入侧的相反侧的部分上，形成有直径大于所述雌花键的齿根圆的大直径部;所述雄花键的外周侧环状槽将底面形成在比所述雄花键的齿根圆更靠内径侧处；所述环状部件，在外径侧设有倒角部，外径尺寸形成得小于所述雄花键的齿顶面的直径且大于所述雄花键的齿根圆的直径，从所述雄转向轴的轴向观察，外周面位于设在所述雌转向轴的所述雌花键上的所述倒角部的径向的厚度范围内，所述雌转向轴与该雄转向轴同轴配置； 在将所述雄花键插入所述雌花键之际，所述环状部件通过外径侧的所述倒角部与所述雌花键的倒角部滑动而弹性变形而缩径，并且能够沿着轴向在所述外径侧环状槽内移动；当所述环状部件位于所述雌转向轴的所述大直径部时，在所述环状部件的所述外周面和所述大直径部的内周面之间存在有间隙。
4.如权利要求2或3所述的转向装置，其特征在于在所述雌转向轴和所述雄转向轴在轴向上向脱落方向相对移动之际、在所述扩径部、所述环状部件抵接的所述雌花键的抵接部，形成为相对于所述雌转向轴的轴心垂直的面。
5.如权利要求4所述的转向装置，其特征在于所述扩径部形成在从所述环状部件与所述雌转向轴相对的移动范围向伸缩调整位置变长侧偏移的位置上，所述移动范围与将所述转向装置组装在车体上之后的状态下的所述转向盘的伸缩位置的调整范围相对应。
6.如权利要求5所述的转向装置，其特征在于在所述扩径部设置在所述雌花键的轴向的一部分上的情况下，所述雌花键的部分，即比该扩径部更靠雄花键插入侧的相反侧处的部分，将雄花键插入侧的端部形成为倾斜部，该倾斜部向雄花键插入侧的相反侧接近所述雌转向轴的轴心的方向倾斜。
7.如权利要求2或3所述的转向装置，其特征在于所述环状部件具有与所述雌花键抵接的环状的大直径部，和通过所述大直径部与所述雌花键抵接而弹性变形的弹性变形部。
8.如权利要求7所述的转向装置，其特征在于所述环状部件以位于插入所述雌花键侧的相反侧的方向，将所述大直径部配置在所述外周环状槽内。
9.如权利要求8所述的转向装置，其特征在于所述弹性变形部形成为圆锥螺旋状。
10.如权利要求8所述的转向装置，其特征在于所述弹性变形部是形成在所述大直径部上的多个突起部。
专利摘要一种转向装置，在将车体安装托架(2)安装在车体上之前的状态下，存在相对于外柱(4)解除了内柱(3)的伸缩固定以及倾斜固定的情况。在雄转向轴(6)要从雌转向轴(5)脱落时，防脱部件(7)进入雌花键(51)的车体前方端附近的内周环状槽(52)。于是，防脱部件(7)与内周环状槽(52)车体前方端的肩部(521)抵接，因此能够可靠地防止雄转向轴(6)从雌转向轴(5)脱落。
文档编号B62D1/185GK202641815SQ201220252348
公开日2013年1月2日 申请日期2012年5月30日 优先权日2011年5月30日
发明者佐久间悠一 申请人:日本精工株式会社