伸縮轉(zhuǎn)向裝置用外柱和伸縮轉(zhuǎn)向裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及伸縮轉(zhuǎn)向裝置用外柱和伸縮轉(zhuǎn)向裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]作為用于向轉(zhuǎn)向輪(除了鏟車等特殊車輛，通常為前輪)賦予轉(zhuǎn)向角的轉(zhuǎn)向裝置，廣泛已知例如圖11所示的構(gòu)造。該轉(zhuǎn)向裝置在被車身I支承的圓筒狀的轉(zhuǎn)向柱2的內(nèi)徑側(cè)，能夠旋轉(zhuǎn)地支承轉(zhuǎn)向軸3。而且，在與轉(zhuǎn)向柱2的后端開口相比向后方突出的、轉(zhuǎn)向軸3的后端部分固定有方向盤4。使方向盤4旋轉(zhuǎn)時，該旋轉(zhuǎn)經(jīng)由轉(zhuǎn)向軸3、自由接頭5a、中間軸6、自由接頭5b，傳遞至轉(zhuǎn)向齒輪單元7的輸入軸8。輸入軸8旋轉(zhuǎn)時，配置在轉(zhuǎn)向齒輪單元7的兩側(cè)的一對橫拉桿9、9被推拉，向左右一對轉(zhuǎn)向輪賦予與方向盤4的操作量相應(yīng)的轉(zhuǎn)向角。
[0003]在這樣的轉(zhuǎn)向裝置中，以往已知用于根據(jù)駕駛者的體格、駕駛姿勢來調(diào)節(jié)方向盤4的前后位置的伸縮機構(gòu)。為了構(gòu)成這樣的伸縮機構(gòu)，轉(zhuǎn)向柱2被構(gòu)成為，將前側(cè)的內(nèi)柱10的后端部以能關(guān)于軸向相對位移地內(nèi)嵌在后側(cè)的外柱11的前端部，從而全長能呈望遠鏡狀地伸縮。另外，轉(zhuǎn)向軸3被構(gòu)成為，利用花鍵卡合等將相當(dāng)于外軸的外管12與內(nèi)軸13自由傳遞力矩、且自由伸縮地組合。
[0004]轉(zhuǎn)向柱2和轉(zhuǎn)向軸3被構(gòu)造為在碰撞事故時吸收沖擊能量，使方向盤4向前方位移。即，在碰撞事故時，接著汽車撞擊其他汽車等的一次碰撞，會產(chǎn)生駕駛員的身體碰撞方向盤4的二次碰撞。在該二次碰撞時，為了緩解施加給駕駛員身體的沖擊，保護駕駛員，需要將支承方向盤4的轉(zhuǎn)向軸3相對于車身I能夠由于伴隨二次碰撞的向前方的沖擊負荷而向前方位移地支承。因此，轉(zhuǎn)向柱2由于二次碰撞的沖擊負荷，通過外柱11使該轉(zhuǎn)向柱2的全長邊縮小邊向前方位移，轉(zhuǎn)向軸3通過外管12使該轉(zhuǎn)向軸3的全長邊縮小邊向前方位移。由此，防止對與方向盤4碰撞的駕駛員的身體施加大的沖擊。
[0005]圖示的例子還裝入有能調(diào)節(jié)方向盤4的上下位置的傾斜機構(gòu)。進一步，還裝入電動式助力轉(zhuǎn)向裝置，用于將電動馬達14作為輔助動力源來降低操作方向盤4所需的力。因此，在轉(zhuǎn)向柱2(內(nèi)柱10)的前端部結(jié)合固定有對構(gòu)成電動式助力轉(zhuǎn)向裝置的蝸桿減速器等進行收納的殼體15。進一步，將殼體15相對于車身I能以橫軸16為中心搖動位移地支承。另外，相對于在該車身I的其他位置支承的支承支架17，將固定設(shè)置在轉(zhuǎn)向柱2(外柱11)的一部分的柱側(cè)支架18能在前后方向和上下方向位移地支承。
[0006]在傾斜機構(gòu)、伸縮機構(gòu)的情況下，除了電動式以外，需要基于調(diào)節(jié)柄的操作，在能調(diào)節(jié)方向盤4的位置的狀態(tài)、與能保持在調(diào)節(jié)后的位置的狀態(tài)間切換。關(guān)于這樣的位置調(diào)節(jié)機構(gòu)的以往構(gòu)造的一個例子，除了上述圖11，使用圖12來進行說明。為了將外柱11的前端部的內(nèi)徑能彈性地擴大縮小，在外柱11的前端部到靠近中間部分的下表面設(shè)有在軸向長的槽19。另外，在從寬度方向兩側(cè)夾著該槽19的部分設(shè)有一對被夾持板部20、20。而且，在這兩個被夾持板部20、20的互相匹配的部分分別形成在外柱11的軸向長的前后方向長孔21、21。另夕卜，在構(gòu)成支承支架17并從寬度方向兩側(cè)夾持兩個被夾持板部20、20的互相平行的一對支承板部22、22，以將橫軸16作為中心的部分圓弧狀，形成相當(dāng)于支架側(cè)通孔的上下方向長孔23、23。而且，在這些各長孔21、23插通桿狀部件即調(diào)節(jié)桿24。設(shè)在調(diào)節(jié)桿24的基端部(圖12的右端部)的頭部25僅能沿著該上下方向長孔23位移(阻止旋轉(zhuǎn)的狀態(tài))地，與在一個(圖12的右側(cè))支承板部22形成的上下方向長孔23卡合。與之相對，在擰入調(diào)節(jié)桿24的末端部(圖12的左端部)的螺母26與另一個(圖12的左側(cè))支承板部22的外側(cè)面之間，設(shè)有由驅(qū)動側(cè)凸輪27與被驅(qū)動側(cè)凸輪28構(gòu)成的凸輪裝置29。而且，能利用調(diào)節(jié)柄30將驅(qū)動側(cè)凸輪27旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。在調(diào)節(jié)柄30的外側(cè)面與螺母26之間設(shè)有推力軸承31，從而能順利轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)柄30，提高調(diào)節(jié)柄30的操作感。
[0007]在對方向盤4進行位置調(diào)節(jié)時，通過使調(diào)節(jié)柄30向預(yù)定方向(下方)轉(zhuǎn)動，從而將驅(qū)動側(cè)凸輪27旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，縮小凸輪裝置29的軸向尺寸。而且，將被驅(qū)動側(cè)凸輪28與頭部25的互相對置的內(nèi)側(cè)面彼此的間隔擴大，釋放兩個支承板部22、22壓住兩個被夾持板部20、20的力。同時，將在外柱11的前部內(nèi)嵌有內(nèi)柱1的后部的嵌合保持部分的內(nèi)徑彈性地擴大，使作用在這些外柱11的前部內(nèi)周面與內(nèi)柱10的后部外周面的抵接部的面壓下降。在該狀態(tài)下，在調(diào)節(jié)桿24在各長孔21、23的內(nèi)側(cè)能夠位移的范圍，能夠調(diào)節(jié)方向盤4的上下位置和前后位置。
[0008]在使方向盤4移動至期望位置后，使調(diào)節(jié)柄30向預(yù)定方向的反向(上方)轉(zhuǎn)動，擴大凸輪裝置29的軸向尺寸。由此，將被驅(qū)動側(cè)凸輪28與頭部25的互相對置的內(nèi)側(cè)面彼此的間隔縮小，利用兩個支承板部22、22強力壓住兩個被夾持板部20、20使其摩擦卡合。同時，將在外柱11的前部內(nèi)嵌有內(nèi)柱10的后部的部分的內(nèi)徑彈性地縮小，提高作用在這些外柱11的前部內(nèi)周面與內(nèi)柱10的后部外周面的抵接部的面壓。在該狀態(tài)下，方向盤4的上下位置和前后位置保持在調(diào)節(jié)后的位置。調(diào)節(jié)桿24的頭部25和被驅(qū)動側(cè)凸輪28相當(dāng)于一對按壓部。
[0009]順便提及，近年來，汽車的失竊增加，使汽車具有各種防盜裝置。作為其一種，廣泛實施只要不使用正規(guī)的鑰匙，就不能操作方向盤的轉(zhuǎn)向鎖定裝置。圖13示出專利文獻I所記載的轉(zhuǎn)向鎖定裝置的一個例子。轉(zhuǎn)向鎖定裝置32在轉(zhuǎn)向柱2a的一部分設(shè)有鎖定單元33。另夕卜，轉(zhuǎn)向鎖定裝置32在轉(zhuǎn)向軸3a的一部分，在與該鎖定單元33在軸向相關(guān)的相位一致的位置，外嵌固定有在周向的至少I個部位形成卡合凹部34的鍵鎖定環(huán)35。而且，使在工作時(鍵鎖定時)構(gòu)成鎖定單元33的鎖定銷36的末端部通過在轉(zhuǎn)向柱2a的軸向中間部形成的鎖定用透孔37，向該轉(zhuǎn)向柱2a的內(nèi)徑側(cè)位移。而且，通過使鎖定銷36的末端部與卡合凹部34卡合，從而轉(zhuǎn)向軸3a實際上不能旋轉(zhuǎn)。即，在點火開關(guān)為斷開，使卡合凹部34與鎖定銷36卡合的狀態(tài)下，以預(yù)定值以上的力(超過由鍵鎖定規(guī)制所規(guī)定的值的力)使方向盤4旋轉(zhuǎn)的情況下，轉(zhuǎn)向軸3a相對于鍵鎖定環(huán)35旋轉(zhuǎn)。但是，為了給轉(zhuǎn)向輪賦予期望的轉(zhuǎn)向角，以通常的駕駛姿勢來操作方向盤4程度的力不會使轉(zhuǎn)向軸3a旋轉(zhuǎn)。
[0010]在將上述這樣的轉(zhuǎn)向鎖定裝置32裝入轉(zhuǎn)向裝置的情況下，在轉(zhuǎn)向柱2a的外徑側(cè)設(shè)有鎖定單元33，在該轉(zhuǎn)向柱2a的內(nèi)徑側(cè)設(shè)有鍵鎖定環(huán)35。所以，將該鍵鎖定環(huán)35能旋轉(zhuǎn)地配置在轉(zhuǎn)向柱2a的內(nèi)徑側(cè)，并且不會使鎖定銷36的行程過大，使該鎖定銷36與鍵鎖定環(huán)35可靠地卡合脫離。因此，轉(zhuǎn)向裝置中至少裝入轉(zhuǎn)向鎖定裝置32的部分的轉(zhuǎn)向柱2a的外徑需要小，內(nèi)徑需要增大(將該部分的轉(zhuǎn)向柱2a的厚度變薄)。
[0011]圖14示出專利文獻2所公開的外柱11a。外柱Ila由鋁類合金或者鎂類合金等輕合金制成，由鑄造一體形成。外柱Ila在軸向端部(圖14的左端部)設(shè)有用于將圓筒狀的內(nèi)柱10(參照圖11)的端部能在軸向相對位移地內(nèi)嵌的嵌合保持部分38。另外，外柱Ila在軸向中間部設(shè)有用于裝入轉(zhuǎn)向鎖定裝置32(參照圖13)的鎖定用透孔37a。在這樣的外柱Ila的情況下，有可能產(chǎn)生下面的問題。即，在使通過鎖定用透孔37a將向外柱Ila的內(nèi)徑側(cè)突出的鎖定銷36與鍵鎖定環(huán)35的卡合凹部34(參照圖13)卡合的狀態(tài)下，在欲以大的力使方向盤4旋轉(zhuǎn)的情況下，在鎖定用透孔37a的周緣部會施加過大的力。因此，鎖定用透孔37a的周緣部有可能變形。與之相對，還考慮增大外柱Ila的壁厚、由鐵類材料制造，但轉(zhuǎn)向柱整體的重量會增大。
[0012]鑒于這樣的情況，作為將中空圓管狀的轉(zhuǎn)向柱的一部分的厚度變薄，確保該轉(zhuǎn)向柱的強度，實現(xiàn)轉(zhuǎn)向柱及其制造方法的技術(shù)，有日本特愿2012-547204公開的發(fā)明。通過圖15?圖17A、B、C來說明該已有發(fā)明。在該已有發(fā)明構(gòu)造的情況下，外柱11b將鋁類合金或者鎂類合金等輕合金制的主體部分39;碳鋼、其他鐵類合金等鐵類材料制的圓筒狀部件40在軸向結(jié)合而構(gòu)成。即，對該圓筒狀部件40的前端部(組裝在車身的狀態(tài)下的車身的前后方向前側(cè)的端部、圖15?圖17A、B、C的左端部)實施拉深加工，從而使圓筒狀部件40的前端面的內(nèi)徑小于如下部分的內(nèi)徑:該部分在該圓筒狀部件40中，位于形成主體部分39的后端面(組裝在車身的狀態(tài)下的車身的前后方向后側(cè)的端面、圖15?圖17A、B、C的右端面)的部分{在后述鑄造時，模具41的內(nèi)側(cè)端面(圖17A、B、C的左側(cè)面)所位于的部分}的內(nèi)徑側(cè)。另外，通過在圓筒狀部件40的前端部的外周面的多個部位(圖示的例子中為4個部位)實施沖壓加工，從而設(shè)有凹部42、42。而且，將圓筒狀部件40的靠前端部分，如圖17A所示，插通在模具41的端面43開口的插入孔44，使該靠前端部分在該模具41內(nèi)突出。
[0〇13]而且，將芯子45的末端部46插通在圓筒狀部件40的前端部，使設(shè)在該芯子45的末端部46與基端部47之間的臺階面48抵碰在圓筒狀部件40的前端面。而且，在該狀態(tài)下，通過將鋁類合金或者鎂類合金等輕合金的熔融金屬送入模具41內(nèi)，從而將主體部分39成形。此時，通過使熔融金屬的一部分進入圓筒狀部件40的凹部42、42，在主體部分39的后端部內(nèi)周面形成凸部49、49。而且，如圖17A至圖17B所示，在