转向用支架的支承装置以及转向装置的制造方法

本发明涉及用于固定于车身的转向用支架的支承装置以及转向装置。

背景技术：
在专利文献1和专利文献2中公开了一种脱离盒体(日文：離脱カプセル)的技术，即：在安装于车辆的转向柱被施加过大的负荷，转向柱被朝向车辆前方推压时，支承构造的一部分被切断，转向柱向车辆前方移动，从而保护驾驶员(操作者)不受方向盘的顶撞(二次碰撞)。专利文献1：日本实开昭63－19467号公报专利文献2：日本特开平7－81586号公报

技术实现要素：
对于专利文献1和专利文献2所述的技术，在减少使支承构造的一部分切断而使转向柱向车辆前方移动的脱离负荷的设定值来进一步保护体重较轻的操作者的情况下，有可能导致误动作。本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种即使减少使支承构造的一部分切断而使转向柱向车辆前方移动的脱离负荷的设定值也能够在通常使用中抑制误动作的转向用支架的支承装置以及转向装置。为了实现上述目的，本发明提供一种转向用支架的支承装置，其包括：转向用支架，其开设有支架侧第1孔和支架侧第2孔，用于支承转向柱；脱离盒体，其开设有脱离盒体侧第1孔和脱离盒体侧第2孔，用于固定车身侧构件和上述转向用支架；树脂构件，在所述转向用支架从所述脱离盒体脱离前的状态下，其位于横跨上述支架侧第1孔和上述脱离盒体侧第1孔的位置；安全销，在所述转向用支架从所述脱离盒体脱离前的状态下，其位于横跨上述支架侧第2孔和上述脱离盒体侧第2孔的位置；以及凸轮机构，其在一次碰撞所产生的惯性作用下，配重部以上述安全销为中心旋转，向车辆前方移动的同时，随此旋转将上述安全销自上述支架侧第2孔拔出。在因通常使用中的冲击而导致安装于车辆的转向柱被施加有负荷的情况下，在转向柱被朝向车辆前方推压时，树脂构件承受剪切力，但同样地安全销也被施加剪切力。因此，能够抑制树脂构件的断裂，能够抑制通常使用时的误动作。另一方面，在车辆发生了碰撞(一次碰撞)的情况下，凸轮机构将安全销拔出，从而能减少使支承构造的一部分被切断而使转向柱向车辆前方移动的脱离负荷的设定值，转向用支架的支承装置能够缓和对体重较轻的操作者的冲击。作为本发明的优选的技术方案，优选的是，上述凸轮机构包括：凸轮转子，其与上述安全销联动；以及凸轮定子，其固定于转向用支架或脱离盒体，与上述凸轮转子相对于上述凸轮定子相对旋转的旋转量相应地，上述安全销插入上述支架侧第2孔的插入长度发生变化。由此，凸轮机构能够与惯性作用下的旋转量相应地，向自支架侧第2孔拔出安全销的运动转换。作为本发明的优选的技术方案，优选的是，上述凸轮转子具有使重心从该凸轮转子的旋转中心向外侧移动的杆构件。由此，能够设定凸轮机构进行动作的动作负荷的设定值。作为本发明的优选的技术方案，优选的是，上述配重部位于上述杆构件的远离上述凸轮转子的一侧。由此，能够增大使重心从凸轮转子的旋转中心向外侧移动的移动量。作为本发明的优选的技术方案，优选的是，转向装置由上述转向用支架的支承装置支承。由此，对于转向装置，能够减少使支承构造的一部分切断而使转向柱向车辆前方移动的脱离负荷的设定值，从而进一步保护体重较轻的操作者。根据本发明，能够提供一种即使减少使支承构造的一部分切断而使转向柱向车辆前方移动的脱离负荷的设定值也能够在通常使用中抑制误动作的转向用支架的支承装置以及转向装置。附图说明图1是实施方式1的具备电动马达的电动动力转向装置的结构图。图2是示意性地表示转向柱的周围的侧视图。图3是示意性地表示用于将转向柱安装于车辆的转向用支架的支承装置的俯视图。图4是示意性地表示用于将转向柱安装于车辆的部分的立体图。图5是表示实施方式1的转向用支架的支承装置的脱离前的状态的截面示意图。图6是示意性地表示实施方式1的惯性作用体的立体图。图7是表示实施方式1的转向用支架的支承装置的拔出安全销的状态的截面示意图。图8是表示实施方式1的转向用支架的支承装置的脱离后的状态的截面示意图。图9是表示实施方式2的转向用支架的支承装置的脱离前的状态的截面示意图。图10是表示实施方式2的转向用支架的支承装置的拔出安全销的状态的截面示意图。图11是表示实施方式3的转向用支架的支承装置的脱离前的状态的截面示意图。图12是表示实施方式4的转向用支架的支承装置的脱离前的状态的截面示意图。图13是示意性地表示用于将转向柱安装于车辆的转向用支架的支承装置的俯视图。图14是示意性地表示用于将转向柱安装于车辆的部分的立体图。图15是示意性地表示用于将实施方式5的转向柱安装于车辆的部分的立体图。图16是表示实施方式5的转向用支架的支承装置的脱离前的状态的截面示意图。图17是示意性地表示实施方式5的凸轮机构的凸轮转子的凸部的立体图。图18是表示实施方式5的转向用支架的支承装置的拔出安全销的状态的截面示意图。图19是表示实施方式5的转向用支架的支承装置的脱离后的状态的截面示意图。图20是表示实施方式6的转向用支架的支承装置的脱离前的状态的截面示意图。图21是表示实施方式7的转向用支架的支承装置的脱离前的状态的截面示意图。图22是实施方式7的转向用支架的支承装置的垫圈的示意图。附图标记说明10、支承装置11、脱离盒体11h、脱离盒体安装孔11J、脱离盒体侧第2孔12h、树脂注射孔(脱离盒体侧第1孔)12P、树脂构件12Pk、12Pkk、树脂片13、13D、安全销13A、凸轮机构13B、安全销主体13CF、凸轮定子13CM、凸轮转子13FB、凸部13L、杆构件13P、头部13PT、销顶端13Q、凸部13S、中空部13T、钩部13TF、钩部13W、配重部13w、垫圈15、惯性作用体15B、基部15F、爪部15G、配重部15H、孔15M、狭缝15Q、表面15U、滑动接触面21、车身侧构件22、螺栓23、螺母50、转向柱51、外柱52、转向用支架53、倾斜杆54、内柱59、脱离盒体支承部59h、树脂注射孔(支架侧第1孔)59I、11I、支架侧第2孔70、电动马达80、电动动力转向装置81、方向盘82、转向轴82a、输入轴82b、输出轴83、转向力辅助机构84、万向接头85、下轴86、万向接头87、小齿轮轴88、转向齿轮88a、小齿轮88b、齿条89、转向横拉杆90、ECU91a、扭矩传感器91b、车速传感器92、减速装置98、点火开关99、电源装置具体实施方式参照附图详细地说明用于实施本发明的方式(实施方式)。本发明并非由以下的实施方式所记载的内容限定。并且，以下所记载的结构要素包括本领域技术人员能够容易地想到的结构要素、实质上相同的结构要素。而且，以下所述的结构要素能够适当地组合。实施方式1图1是实施方式1的具备电动马达的电动动力转向装置的结构图。图2是示意性地表示转向柱的周围的侧视图。图3是示意性地表示用于将转向柱安装于车辆的转向用支架的支承装置的俯视图。图4是示意性地表示用于将转向柱安装于车辆的部分的立体图。图5是表示实施方式1的转向用支架的支承装置的脱离前的状态的截面示意图。图5是沿着图3中的A－A方向看到的截面图。利用图1～图5说明电动动力转向装置80的概要。在以下的说明中，将电动动力转向装置80安装于车辆的情况下的车辆的前方简记作前方，将电动动力转向装置80安装于车辆的情况下的车辆的后方简记作后方。电动动力转向装置电动动力转向装置80按由驾驶员(操作者)施加的力传递的顺序依次包括方向盘81、转向轴82、转向力辅助机构83、万向接头84、下轴85、万向接头86、小齿轮轴87、转向齿轮88和转向横拉杆89。并且，电动动力转向装置80还包括ECU(ElectronicControlUnit，电子控制单元)90和扭矩传感器91a。车速传感器91b设于车辆，利用CAN(ControllerAreaNetwork，控制器局域网)通信将车速信号V输入ECU90。转向轴82包括输入轴82a和输出轴82b。输入轴82a的一端部连结于方向盘81，另一端部经由扭矩传感器91a连结于转向力辅助机构83。输出轴82b的一端部连结于转向力辅助机构83，另一端部连结于万向接头84。在本实施方式中，输入轴82a和输出轴82b由铁等磁性材料形成。下轴85的一端部连结于万向接头84，另一端部连结于万向接头86。小齿轮轴87的一端部连结于万向接头86，另一端部连结于转向齿轮88。转向齿轮88包括小齿轮88a和齿条88b。小齿轮88a连结于小齿轮轴87。齿条88b与小齿轮88a相啮合。转向齿轮88构成为齿轮齿条副的形式。转向齿轮88利用齿条88b将传递至小齿轮88a的旋转运动转换成直线运动。转向横拉杆89连结于齿条88b。转向力辅助机构83包括减速装置92和电动马达(马达)70。其中，对于电动马达70，例示了所谓的无刷马达来进行说明，但也可以是具备电刷(滑动子)和换向器(整流子)的电动马达。减速装置92与输出轴82b连结。电动马达70与减速装置92连结，并且是用于产生辅助转向扭矩的电动机。另外，电动动力转向装置80的转向柱包括转向轴82、扭矩传感器91a和减速装置92。电动马达70用于对转向柱的输出轴82b施加辅助转向扭矩。即，本实施方式的电动动力转向装置80是转向柱辅助方式。如图2所示，电动动力转向装置80具有作为用于支承ECU90和电动马达70等各部件的机构的转向柱50以及被称作上安装支架的转向用支架52。转向柱50以输入轴82a旋转自如的方式支承该输入轴82a。转向柱50是由设置在与减速装置92的连结部的外柱51和内柱54构成的双重管构造，能够吸收其发生溃缩(collapse)时的冲击能量来确保规定的溃缩冲程。转向用支架52配置在外柱51的铅垂方向上侧。转向用支架52安装于车身，并用于支承外柱51。转向用支架52包括安装板部52b、与安装板部52b一体地形成的框状支承部52a以及用于支承外柱51的倾斜机构。转向用支架52的安装板部52b包括比外柱51向外侧展开的脱离盒体支承部59。倾斜机构形成于框状支承部52a。转向用支架52固定于图5所示的用于支承于车身侧构件21的转向用支架的支承装置10(以下，称作支承装置10)。通过使倾斜机构的倾斜杆53转动，解除支承状态。通过该操作，能够在上下方向上调整转向柱50的倾斜位置。图1所示的扭矩传感器91a检测驾驶员的经由方向盘81传递至输入轴82a的转向力作为转向扭矩。车速传感器91b检测搭载有电动动力转向装置80的车辆的行驶速度(车速)。ECU90与电动马达70、扭矩传感器91a、车速传感器91b电连接。控制单元：ECUECU90控制电动马达70的动作。并且，ECU90分别自扭矩传感器91a和车速传感器91b取得信号。即，ECU90自扭矩传感器91a取得转向扭矩T，并且，自车速传感器91b取得车辆的车速信号V。在点火开关98接通的状态下，自电源装置(例如车载电池)99向ECU90供给电力。ECU90基于转向扭矩T和车速信号V计算辅助指令的辅助转向指令值。并且，ECU90基于其算出的辅助转向指令值调节向电动马达70供给的电力值X。ECU90从电动马达70取得感应电压的信息或者后述的旋转变压器等的转子的旋转的信息作为动作信息Y。转向者(驾驶员)输入到方向盘81的转向力经由输入轴82a传递至转向力辅助机构83的减速装置92。此时，ECU90自扭矩传感器91a取得输入到输入轴82a的转向扭矩T，并且，自车速传感器91b取得车速信号V。并且，ECU90控制电动马达70的动作。电动马达70产生的辅助转向扭矩传递至减速装置92。经由输出轴82b输出的转向扭矩(包括辅助转向扭矩)经由万向接头84传递至下轴85，进而经由万向接头86传递至小齿轮轴87。传递至小齿轮轴87的转向力经由转向齿轮88传递至转向横拉杆89，而使转向轮转动。支承装置图3、图4和图5所示的脱离盒体11是通过对铝进行压铸成型而形成的。该脱离盒体11设有利用图5所示的螺栓22、螺母23将脱离盒体11固定于车身侧构件21用的脱离盒体安装孔11h(参照图3、图4)。并且，脱离盒体11具有与设于转向用支架52的脱离盒体支承部59的树脂注射孔59h(支架侧第1孔)连通的三个树脂注射孔12h(脱离盒体侧第1孔)，在脱离前的状态下，在横跨树脂注射孔59h和树脂注射孔12h的位置具有树脂构件12P。注入到脱离盒体11的树脂注射孔12h的树脂构件12P是在二次碰撞时受到剪切力而断裂用的机械保险(日文：メカニカルヒューズ)。使树脂构件12P断裂的脱离负荷依赖于树脂构件12P的材质和剪切面的截面积。为了实现即使减少使树脂构件12P的一部分切断而使转向柱向车辆前方移动的脱离负荷的设定值也能够在通常使用中耐得住例如伸缩操作的冲击，在实施方式1中，在脱离前的状态下，安全销13位于横跨支架侧第2孔59I和脱离盒体侧第2孔11J的位置。其中，通常使用也包括受到运转时的加速减速所引起的惯性或冲击的状态。在因通常使用中的例如伸缩操作的冲击而导致安装于车辆的转向柱被施加有负荷的情况下，在转向柱被朝向车辆前方推压时，树脂构件12P承受剪切力，但同样地安全销13也被施加剪切力。因此，能够抑制树脂构件12P的断裂，能够抑制通常使用时的误动作。安全销13既可以是与树脂构件12P同样的树脂，也可以是金属制。在安全销13由树脂形成的情况下，在安全销13在短时间内被施加后述的惯性作用体的动作都跟不上的相当大的负荷的情况下，安全销13与树脂构件12P同时断裂，能够使转向用支架52自固定于车身侧构件21的脱离盒体11脱离。如图5所示，安全销13包括：圆筒的安全销主体13B；头部13P，其设于安全销主体13B的一端，其直径大于安全销主体13B的直径；以及钩部13T，其设于安全销主体13B的另一端，定位于脱离盒体支承部59的支架侧第2孔59I的边缘。钩部13T是这样的构造：具有大于安全销主体13B的直径的直径，与头部13P相比，厚度较小，易坏。安全销13利用头部13P和脱离盒体11的表面来夹持并固定惯性作用体15。图6是示意性地表示实施方式1的惯性作用体的立体图。如图5和图6所示，惯性作用体15呈所谓的起钉器的头部那样的形状。惯性作用体15包括基部15B以及利用狭缝15M将基部15B的一部分分割成两岔而成的爪部15F、15F。爪部15F、15F以随着朝向基部15B去而与脱离盒体11的表面之间的距离增大的方式形成为倾斜面或曲面。由此，惯性作用体15在惯性作用下能够向自支架侧第2孔59I拔出安全销13的运动转换。安全销13贯穿狭缝15M，头部13P与爪部15F的表面15Q接触。结果，如上所述，安全销13利用头部13P和脱离盒体11的表面来夹持惯性作用体15，惯性作用体15的滑动接触面15U与脱离盒体11紧密接触。因此，在惯性作用体15的滑动接触面15U与脱离盒体11之间产生摩擦力，能够设定为在比较弱的冲击时能够抑制惯性作用体15移动。如图6所示，在惯性作用体15中，使...