转向柱
阅读：610发布：2020-05-11
专利汇可以提供转向柱专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种 转向柱 (10)，该转向柱(10)包括：筒形构件(20)，该筒形构件(20)以允许 转向轴 (15)伸长及缩短的方式保持转向轴(15)；保持构件，该保持构件保持筒形构件；固定构件(40；40a)，该固定构件固定至 车身 (120)；联接构件(60)，该联接构件将固定构件与保持构件联接；以及 能量 吸收构件(50；50a；50b)，该能量吸收构件部分地固定至保持构件。当保持构件沿轴向方向向前移动 指定 距离时，联接构件使固定构件与保持构件断开联接。固定构件具有接合部分(45；46；49)，该接合部分布置成当保持构件沿轴向方向向前移动指定距离或更长时处于接合部分与能量吸收构件的被接合部分接合的 位置 。，下面是转向柱专利的具体信息内容。
1.一种转向柱(10)，所述转向柱(10)设置在车身(120)中，所述转向柱(10)的特征在于包括：
筒形构件(20)，所述筒形构件(20)以允许转向轴(15)在轴向方向上伸长及缩短的方式保持所述转向轴(15)；
保持构件(30)，所述保持构件(30)保持所述筒形构件(20)；
固定构件(40；40a)，所述固定构件(40；40a)固定至所述车身(120)；
联接构件(60)，所述联接构件(60)构造成将所述固定构件(40；40a)与所述保持构件(30)联接，并且所述联接构件(60)构造成当所述保持构件(30)沿所述轴向方向向前移动指定距离时使所述固定构件(40、40a)与所述保持构件(30)断开联接；以及能量吸收构件(50；50a；50b)，所述能量吸收构件(50；50a；50b)部分地固定至所述保持构件(30)，其中，
所述固定构件(40；40a)具有接合部分(45；46；49)，所述接合部分(45；46；49)布置成当在二次碰撞期间所述保持构件(30)沿所述轴向方向向前移动所述指定距离或更长时处于所述接合部分(45；46；49)与所述能量吸收构件(50；50a；50b)的被接合部分相接合的位置。
2.根据权利要求1所述的转向柱(10)，其特征在于，
所述接合部分(45；46；49)以从所述固定构件(40；40a)突出的方式设置，所述被接合部分是设置在所述能量吸收构件(50；50a；50b)中的开口(51)，所述接合部分(45；46；49)以延伸穿过所述开口(51)的方式布置，
所述开口(51)定尺寸成使得在所述开口(51)与所述接合部分(45；46；49)的在所述轴向方向上的后侧之间设置有间隙，并且
在所述接合部分(45；46；49)的从所述开口(51)暴露的部分上设置有头部(72)，所述头部具有当在所述接合部分(45；46；49)的突出方向上观察时比所述开口(51)大的部分，并且所述头部(72)在所述突出方向上与所述开口(51)的周边边缘分开布置。
3.根据权利要求2所述的转向柱(10)，其特征在于，
所述头部(72)是螺栓(70)的头部，所述螺栓(70)通过将所述固定构件(40；40a)与所述车身(120)紧固来将所述固定构件(40；40a)固定至所述车身(120)，
所述接合部分(45；46；49)具有通孔，所述通孔使所述螺栓(70)的轴部分(71)在所述突出方向上延伸穿过所述接合部分(45；46；49)，
所述能量吸收构件(50；50a；50b)呈板状形状，并且
所述接合部分(45；46；49)从所述固定构件(40；40a)起的突出长度大于所述能量吸收构件(50；50a；50b)中的所述开口(51)的所述周边边缘的厚度。
4.根据权利要求3所述的转向柱(10)，其特征在于，
所述接合部分(46)具有圆管构件(48)，
所述圆管构件(48)设置在附接孔(47)中，所述附接孔(47)设置在所述固定构件(40a)中，使得所述圆管构件(48)的在管轴向方向上的一部分从所述固定构件(40a)突出，并且所述螺栓(70)的所述轴部分(71)布置成在所述管轴向方向上延伸穿过所述圆管构件(48)。
5.根据权利要求2所述的转向柱(10)，其特征在于，
所述接合部分是阶梯形螺栓(70a)的台阶(73)，所述阶梯形螺栓(70a)通过将所述固定构件(40)与所述车身(120)紧固来将所述固定构件(40)固定至所述车身(120)，所述头部(72)是所述阶梯形螺栓(70a)的头部，
所述能量吸收构件(50)呈板状形状，并且
所述台阶(73)的在所述阶梯形螺栓(70a)的轴向方向上的厚度大于所述能量吸收构件(50)中的所述开口(51)的所述周边边缘的厚度。
6.根据权利要求2至5中的任一项所述的转向柱(10)，其特征在于，在所述能量吸收构件(50a)中的所述开口(51)的所述周边边缘上形成有朝向所述头部(72)或所述固定构件(40)突出的凸形部分(57)。
7.根据权利要求2至5中的任一项所述的转向柱(10)，其特征在于，
所述能量吸收构件(50b)包括具有所述开口(51)的环形部分(52)，
所述环形部分(52)具有朝向所述头部(72)或所述固定构件(40)突出的弯曲的或弯折的形状。
转向柱
技术领域
[0001] 本发明涉及转向柱。
背景技术
[0002] 对于转向柱，需要一种吸收在二次碰撞期间来自驾驶员的冲击的机构，在二次碰撞中，驾驶员由于车辆的碰撞而与方向盘碰撞。例如，在日本专利申请公报No.2015-9685(JP 2015-9685A)中，公开了一种包括吸收构件的转向装置，该吸收构件吸收在二次碰撞期间的冲击能量。该转向装置包括上支架、与上支架一体地移动的接合部分、固定部分和吸收构件。固定部分通过螺栓固定至车身，并且因此固定部分在车身中的相对位置在二次碰撞之前和二次碰撞之后是固定的。吸收构件包括：被固定部分，该被固定部分固定至固定部分；被接合部分，该被接合部分与接合部分相对；联接部分，该联接部分将被固定部分与被接合部分联接；以及空行部分。空行部分使被接合部分以与接合部分保持指定的空行距离的方式布置。在二次碰撞期间，上支架沿指定的移动方向移动。当联接部分通过接合部分与被接合部分的接合而变形时，吸收构件吸收二次碰撞中的能量。
[0003] 在上述转向装置中，处于可与固定部分(囊状部)分开状态的上支架通过螺栓与囊状部一起紧固至车身。囊状部和上支架通过树脂销进一步彼此联接。在这种结构中，上支架在二次碰撞发生时移动。因此，树脂销破裂，并且上支架与囊状部分开。然后，移动的上支架的接合部分与吸收构件接合。以这种方式，吸收构件吸收由二次碰撞产生的冲击能量。
[0004] 然而，如在上述结构中那样，在二次碰撞期间通过冲击与车身断开固定并且移动的构件(移动构件)与吸收构件接合的结构中，移动构件的被接合部分和吸收构件的被接合部分相对于车身移动。由于这个原因，例如，难以在二次碰撞期间获得移动构件与吸收构件之间的稳定接合状态。
发明内容
[0005] 本发明提供了一种转向柱，该转向柱能够通过简单的构型执行适当的冲击吸收操作。
[0006] 根据本发明的一个方面的转向柱是设置在车身中的转向柱。该转向柱包括筒形构件、保持构件、固定构件、联接构件和能量吸收构件。筒形构件以允许转向轴在轴向方向上向前伸长及缩短的方式保持转向轴。保持构件保持筒形构件。固定构件固定至车身。联接构件构造成将固定构件与保持构件联接。联接构件构造成当保持构件沿轴向方向向前移动指定距离时使固定构件与保持构件断开联接。能量吸收构件部分地固定至保持构件。固定构件具有接合部分，该接合部分布置成在二次碰撞期间保持构件沿轴向方向向前移动指定距离或更长的情况下处于接合部分与能量吸收构件的被接合部分接合的位置。
[0007] 在转向柱中，接合部分可以以从固定构件突出的方式设置。被接合部分可以是设置在能量吸收构件中的开口。接合部分可以以延伸穿过开口的方式布置。开口可以定尺寸成使得在开口与接合部分的在轴向方向上的后侧之间设置有间隙。在接合部分的从开口暴露的部分上可以设置有头部，头部具有当在接合部分的突出方向上观察时比开口大的部分，并且头部可以在突出方向上与开口的周边边缘分开布置。
[0008] 在转向柱中，头部可以是螺栓的头部，该螺栓通过将固定构件与车身紧固来将固定构件固定至车身。接合部分可以具有通孔，该通孔使螺栓的轴部分在突出方向上延伸穿过接合部分。能量吸收构件可以呈板状形状。接合部分从固定构件起的突出长度可以大于能量吸收构件中的开口的周边边缘的厚度。
[0009] 在转向柱中，接合部分可以包括圆管构件。圆管构件可以设置在附接孔中，该附接孔设置在固定构件中，使得圆管构件的在管轴向方向上的一部分从固定构件突出。螺栓的轴部分可以布置成在管轴向方向上延伸穿过圆管构件。
[0010] 在转向柱中，接合部分可以是阶梯形螺栓的台阶，该阶梯形螺栓通过将固定构件与车身紧固来将固定构件固定至车身。头部可以是阶梯形螺栓的头部。能量吸收构件可以呈板状形状。台阶的在阶梯形螺栓的轴向方向上的厚度可以大于能量吸收构件中的开口的周边边缘的厚度。
[0011] 在转向柱中，在能量吸收构件中的开口的周边边缘上可以形成有朝向头部或固定构件突出的凸形部分。
[0012] 在转向柱中，能量吸收构件可以包括具有开口的环形部分。环形部分可以具有朝向头部或固定构件突出的弯曲的或弯折的形状。
[0014] 下面将参照附图对本发明的示例性实施方式的特征、优点以及技术和工业意义进行描述，在附图中相似的附图标记代表相似的元件，并且在附图中：
[0015] 图1是根据一个实施方式的转向柱的外观的立体图；
[0016] 图2是根据该实施方式的转向柱的分解立体图；
[0017] 图3是根据该实施方式的能量吸收构件的外观的立体图；
[0018] 图4是根据该实施方式的固定构件的外观的立体图；
[0019] 图5是根据该实施方式的固定构件及其周围的结构的横截面图；
[0020] 图6是固定构件及其周围的结构在正常时间期间的视图；
[0021] 图7是固定构件及其周围的结构紧接着在二次碰撞之后的视图；
[0022] 图8是固定构件及其周围的结构在能量吸收构件开始变形之后的视图；
[0024] 图10是根据该实施方式的第二修改实施方式的固定构件及其周围的结构的视图；
[0025] 图11是示出根据该实施方式的第三修改实施方式的能量吸收构件的特性的视图；以及
[0026] 图12是示出根据该实施方式的第四修改实施方式的能量吸收构件的特性的视图。
具体实施方式
[0027] 在下文中将参照附图对实施方式及其修改实施方式进行具体描述。注意，下面将描述的实施方式和修改实施方式各自示出了综合的或具体的示例。在下面实施方式和修改实施方式中描述的数值、形状、材料、组成元件、组成元件的布置位置和联接状态、步骤、步骤的顺序仅仅是示例，并且因此并不旨在限制本发明。另外，在下面实施方式和修改实施方式中描述的组成元件中，在具有最高概念的独立权利要求中未描述的组成元件将作为可选的组成元件被描述。
[0028] 附图中的每个附图是示意图，其中，组成元件被适当地夸大、省略或调整比率以用于说明本发明，并且因此附图中所示的组成元件的形状、位置关系以及比率可以与组成元件的实际形状、实际位置关系以及实际比率不同。此外，存在下述情况：其中，指示相对方向和姿势的表述比如平行和正交用在下面描述的实施方式和权利要求中。然而，这些表述中的每个表述还包括不与由该表述指示的相对方向或姿势严格对应的相对方向或姿势。例如，两个方向彼此平行的表述不仅意味着两个方向彼此完全平行，而且意味着两个方向彼此基本上平行，也就是说，例如也包括几个百分点的差异。
[0029] 实施方式
[0030] 首先将参照图1和图2对根据实施方式的转向柱10的整体构型进行描述。图1是根据该实施方式的转向柱10的外观的立体图。图2是根据该实施方式的转向柱10的分解立体图。
[0031] 在图1中，转向轴15的近似形状和近似布置位置由虚线指示。在图2中，转向轴15未示出。图1中的单点划线表示转向轴15的旋转轴线A(虚拟轴线)。在该实施方式中，旋转轴线A与Z轴平行。在下文中，当简单地描述“轴向方向”时，该“轴向方向”是指与旋转轴线A平行的方向(该实施方式中的Z轴方向)。另外，“轴向方向上的向前方向”是指与旋转轴线A平行并且朝向车辆的前侧(Z轴的正侧)延伸的方向。“轴向方向上的向后方向”是指与旋转轴线A平行并且朝向车辆的后侧(Z轴的负侧)延伸的方向。
[0032] 根据该实施方式的转向柱10是安装在诸如汽车之类的车辆上的装置，并且是保持转向轴15的装置，该转向轴15在未示出的方向盘被操作时旋转。转向柱10保持转向轴15，使得例如转向轴15的轴向长度和竖向倾斜可以通过驾驶员的操作来调节。也就是说，通过转向柱10，可以调节方向盘的位置和姿势(下文中简称为“位置调节”)。
[0033] 转向轴15包括例如上轴和下轴。上轴布置在下轴的向后方向(在方向盘侧)。上轴和下轴彼此花键配合。当上轴相对于下轴沿轴向方向滑动时，转向轴15沿轴向方向被伸长或缩短。也就是说，转向轴15具有可伸缩结构。
[0034] 具有正如描述的转向轴15的转向柱10具体包括：筒形构件20，该筒形构件20以允许转向轴15被伸长或缩短的方式保持转向轴15；保持构件30，该保持构件30保持筒形构件20；以及固定构件40，该固定构件40固定至车身。固定构件40和保持构件30通过联接构件60彼此联接。
[0035] 在该实施方式中，筒形构件20具有外管21和内管22。保持构件30具有位于筒形构件20侧的保持支架31和位于车身侧的固定支架32。
[0037] 外管21是沿轴向方向固定转向轴15的上轴并且以允许转向轴15的上轴旋转的方式对转向轴15的上轴进行支承的构件。内管22是沿轴向方向固定转向轴15的下轴并且以允许转向轴15的下轴旋转的方式对转向轴15的下轴进行支承的构件。外管21以沿轴向方向可移动的方式附接至内管22。也就是说，当外管21相对于内管22沿轴向方向移动时，转向轴15的上轴相对于下轴沿轴向方向移动。以这种方式，整个转向轴15沿轴向方向被伸长或缩短。
[0038] 保持支架31例如通过焊接固定至外管21。保持支架31以能够相对于位于车身侧的固定支架32移动并改变保持支架31的姿势的方式附接。
[0039] 更具体地，如图2中所示，当螺栓61的梢部被旋拧至螺母62时，固定支架32附接至保持支架31，其中，螺栓61沿侧向方向(X轴方向)延伸穿过保持支架31的长形孔31a和固定支架32的长形孔35。另外，在螺栓61的头部侧布置有杆或旋转凸轮，该杆或旋转凸轮未示出。例如，当处于降低状态的杆被抬高时，固定支架32进入使保持支架31在侧向方向上收紧的状态。也就是说，保持支架31进入保持支架31的位置被固定的状态(锁定状态)。此外，当杆在保持支架31的锁定状态下降低时，固定支架32使保持支架31松开。因此，保持支架31可以移动。更具体地，保持支架31的长形孔31a沿轴向方向延长。因此，保持支架31可以沿轴向方向移动。更具体地，外管21可以与保持支架31一起沿轴向方向移动。以这种方式，转向轴15被伸长或缩短。也就是说，在轴向方向上附接至转向轴15的后端的方向盘的纵向位置被改变(所谓的“伸缩调节”)。
[0040] 固定支架32的长形孔35沿竖向方向延长。因此，保持支架31的竖向倾斜(在Y-Z平面中的倾斜)可以被改变。更具体地，筒形构件20的倾斜与保持支架31一起改变，并且因此转向轴15的倾斜也被改变。因此，在轴向方向上附接至转向轴15的后端的方向盘的角度和竖向位置被改变(所谓的“倾斜调节”)。
[0041] 如上所述，根据该实施方式的转向柱10是能够对方向盘的竖向(倾斜)位置和纵向(伸缩)位置进行调节的装置。
[0042] 转向柱10经由固定构件40固定至车身，该转向柱10包括执行方向盘的如上所述的倾斜位置调节和伸缩位置调节的机构。如图2中所示，固定构件40是由金属制成并且具有通孔41的构件，螺栓70的轴部分71穿过该通孔41。插入穿过通孔41的螺栓70穿透车身的一部分并且被旋拧至螺母。以这种方式，固定构件40固定至车身。
[0043] 另外，如图1和图2中所示，固定构件40附接至固定支架32并且通过联接构件60联接至固定支架32。联接构件60中的每个联接构件是例如由树脂制成的销(树脂销)。联接构件60中的每个联接构件布置成处于穿透销孔42和销孔33的状态，销孔42和销孔33竖向对准并且分别设置在固定构件40和固定支架32中。在该实施方式中，转向柱10具有位于左右的一对固定构件40，并且两个固定构件40中的每个固定构件通过三个联接构件60联接至固定支架32。也就是说，在该实施方式中，两个固定构件40通过总共六个联接构件60联接至固定支架32。这六个联接构件60中的每个联接构件都具有能够承受由转向柱10的正常操作比如方向盘的位置调节而产生的载荷的强度。
[0044] 当二次碰撞发生时，这六个联接构件60通过冲击能量使固定支架32(保持构件30)与固定构件40断开联接。因此，保持构件30沿轴向方向向前移动而不被固定构件40限制。在这种运动期间，与保持构件30一起移动的能量吸收构件50与固定构件40接合，并且能量吸收构件50结合保持构件30的运动而变形。以这种方式，冲击能量被吸收。也就是说，转向柱10通过利用联接构件60的断开联接(在该实施方式中是联接构件60的剪切)和能量吸收构件50的变形来执行在二次碰撞期间的冲击吸收操作。
[0045] 在下文中将参照图1和图2以及图3至图8对转向柱10的与冲击吸收操作等相关的构型进行描述，其中，图1和图2已经在上面提到。
[0046] 图3是根据该实施方式的能量吸收构件50的外观的立体图。图4是根据该实施方式的固定构件40的外观的立体图。更具体地，图3是在倾斜向下观察能量吸收构件50时的立体图。图4是在倾斜向上观察固定构件40时的立体图。图5是根据该实施方式的固定构件40及其周围的结构的横截面图。更具体地，图5示出了在Y-Z平面中沿图1中的线V-V截取的横截面。
[0047] 根据该实施方式的能量吸收构件50是由金属制成的构件，并且如图3中所示，该能量吸收构件50具有：环形部分52，该环形部分52具有开口51；以及被固定部分53，该被固定部分53作为固定至保持构件30的部分。在该实施方式中，被固定部分53例如通过焊接固定至设置在保持构件30中的固定支架32。在环形部分52与被固定部分53之间设置有狭缝55a和薄部分55b。
[0048] 根据该实施方式的固定构件40是由上述金属制成的构件，并且如图4和图5中所示，该固定构件40具有通孔41，螺栓70的轴部分71穿过该通孔41。固定构件40还在固定构件40的位于螺栓70的头部72侧的表面(Y轴的负侧的表面)上设置有接合部分45，该接合部分
45与能量吸收构件50接合。
45与能量吸收构件50接合。
[0049] 在该实施方式中，如图4和图5中所示，接合部分45以从固定构件40突出的方式设置，并且如图5中所示，接合部分45布置成处于穿透能量吸收构件50的开口51的状态。也就是说，在该实施方式中，能量吸收构件50的开口51是与固定构件40的接合部分45接合的被接合部分的示例。
[0050] 固定构件40设置有滑动凹槽43，固定支架32部分地插入该滑动凹槽43中。如图1和图2中所示，通过使用滑动凹槽43，固定构件40附接至固定支架32。此外，固定构件40和固定支架32通过三个联接构件60彼此联接。更具体地，如图5中所示，联接构件60中的每个联接构件布置成处于穿透固定构件40的一部分和固定支架32的一部分的状态。
[0051] 当二次碰撞发生时，在将具有与接合部分45接合的开口51的环形部分52与固定至固定支架32的被固定部分53彼此分开的方向上的外力被施加至能量吸收构件50。因此，能量吸收构件50的薄部分55b破裂并变形，以将狭缝55a与薄部分55b之间的第一部分56a和位于狭缝55a和薄部分55b中的每一者的外侧的第二部分56b向外打开。如刚才所述，当能量吸收构件50变形时，能量吸收构件50吸收在二次碰撞期间的冲击能量。
[0052] 在该实施方式中，头部72布置在接合部分45的从开口51暴露的部分上，头部72具有当从接合部分45的突出方向(正Y轴方向)观察时比开口51大的部分。因为这种头部72被开口51的周边边缘卡住，因此防止了开口51与接合部分45断开接合。
[0053] 在该实施方式中，通孔41设置在接合部分45中。也就是说，接合部分45具有通孔41，该通孔41使螺栓70的轴部分71在接合部分45的突出方向上延伸穿过接合部分45。因此，螺栓70的头部72具有防止开口51与接合部分45断开接合的功能。
[0054] 另外，在接合部分45的突出方向上，头部72与能量吸收构件50中的开口51的周边边缘分开布置。也就是说，在固定构件40通过螺栓70固定至车身的情况下，螺栓70的头部72处于不压着开口51的周边边缘的状态。此外，如图5中所示，能量吸收构件50的开口51的尺寸设置成在接合部分45的在轴向方向上(在负Z轴方向上)的后部处的具有距离D的间隙(在下文中称为“间隙D”)。也就是说，开口51定尺寸成使得间隙D设置在开口51与接合部分45的在轴向方向上的后侧之间，该接合部分45布置成延伸穿过开口51。因此，在能量吸收构件50的开口51沿轴向方向(正Z轴方向)向前移动与间隙D相对应的距离之后，能量吸收构件50的开口51与接合部45接合。
[0055] 如上所述，在穿透能量吸收构件50的状态下将固定构件40紧固至车身的螺栓70在沿螺栓70的轴向方向(与Y轴方向平行的方向，并且在下文中称为“螺栓轴线方向”)不压着能量吸收构件50的状态下将固定构件40固定至车身。此外，能量吸收构件50的开口51设置成使得开口51在相对于固定至车身的固定构件40沿轴向方向(正Z轴方向)向前移动指定距离之后与接合部分45接合。
[0056] 现在将参照图6至图8对由固定构件40、保持构件30(固定支架32)和能量吸收构件50实现的冲击吸收操作的细节进行描述。
[0057] 图6是固定构件40及其周围的结构在正常时间期间的视图。图7是固定构件40及其周围的结构紧接着在二次碰撞之后的视图。图8是固定构件40及其周围的结构在能量吸收构件50开始变形之后的视图。
[0058] 注意，图6至图8中的每一者均以简单的横截面示出了固定构件40及其周围的结构，并且横截面的位置与图5中所示的横截面的位置相同。另外，图6至图8中的每一者仅示出了固定构件40的组成元件和与固定构件40相关的组成元件，并且因此未示出其他组成元件。关于图6至图8的这些补充说明也适用于下面将描述的图9和图10。
[0059] 如图6中所示，在根据该实施方式的转向柱10中，将固定构件40固定至车身120的螺栓70的轴部分71布置成处于穿透固定构件40的通孔41和能量吸收构件50的开口51的状态。注意，车身120是例如汽车车架的安装有转向柱10的部分。通孔41设置在接合部分45中，轴部分71穿过该通孔41，该接合部分45以从固定构件40突出的方式设置，并且接合部分45的突出长度大于能量吸收构件50中的开口51(环状部分52)的周边边缘的厚度。因此，螺栓70的头部72处于在螺栓轴线方向上压着接合部分45并且与能量吸收构件50中的开口51(环形部分52)的周边边缘分开的状态。也就是说，在螺栓70的头部72与环形部分52之间设置有具有距离G的间隙(在下文中称为“间隙G”)。另外，开口51定尺寸成使得间隙D设置在开口51与接合部分45之间，并且间隙D在轴向方向上位于接合部分45的后部处，其中，接合部分45以穿透的方式布置在开口51中。
[0060] 当在上述状态下二次碰撞发生时，外管21(参见图1和图2)在轴向方向上被向前压推。因此，保持构件30(保持支架31和固定支架32)试图沿轴向方向向前移动。此时，作为树脂销并且将固定构件40与固定支架32联接的联接构件60开始被剪切。另外，在联接构件60的剪切开始时，间隙D在轴向方向上存在于接合部分45的后部处。因此，开口51沿轴向方向向前移动而不与接合部分45接合。此外，因为距离G存在于螺栓70的头部72与开口51的周边边缘之间，所以具有开口51的环形部分52沿轴向方向向前移动而不接收螺栓70的紧固力。也就是说，开口51移动指定距离D而基本上不接收来自其他元件中的任何元件的阻力，并且然后与接合部分45接合，如图7中所示。
[0061] 更具体地，在联接构件60上的剪切载荷超过峰值之后，开口51与接合部分45接合。也就是说，指定距离D的值，以及联接构件60的形状、尺寸、材料等以满足这种条件的方式来确定。因此，当在二次碰撞期间保持构件30移动时，首先剪切联接构件60所需的剪切载荷被施加至保持构件30，并且然后，引起能量吸收构件50变形的载荷被施加至保持构件30。因此，用于在二次碰撞期间冲击吸收的峰值载荷基本上等于使联接构件60(在该实施方式中为六个树脂销)断开联接的载荷。
[0062] 注意，例如，表述“联接构件60断开联接”不仅仅意味着在联接构件60布置成处于如该实施方式中那样被剪切的状态的情况下联接构件60被完全剪切。例如，在如树脂销那样的联接构件60变形至剪切载荷超过峰值的范围的情况下，联接构件60可以基本上使固定构件40与保持构件30(固定支架32)断开联接。另外，能量吸收构件50的开口51可以在通过联接构件60断开联接的时间点之后的时刻处与固定构件40的接合部分45接合。因此，在固定支架32的使联接构件60断开联接所需的移动距离设定为L的情况下，图6中所示的距离D可以是D≥L。
[0063] 在如图7中所示开口51与接合部分45接合之后，固定支架32沿轴向方向向前移动。因此，如树脂销那样的联接构件60被完全剪切，并且能量吸收构件50被改变为如图8中所示。以这种方式，能量吸收构件50吸收由二次碰撞产生的冲击能量。注意，在开口51与接合部分45接合之前，如树脂销那样的联接构件60可以被完全剪切。
[0064] 如到目前为止所描述的，根据该实施方式的转向柱10包括：筒形构件20，该筒形构件20以允许转向轴15沿轴向方向伸长及缩短的方式保持转向轴15；保持构件30，该保持构件30保持筒形构件20；固定构件40，该固定构件40固定至车身120；联接构件60，该联接构件60将固定构件40与保持构件30联接；以及能量吸收构件50。当保持构件30沿轴向方向向前移动指定距离时，通过联接构件60的断开联接发生。能量吸收构件50部分地固定至保持构件30。固定构件40具有接合部分45，该接合部分45布置成在二次碰撞期间保持构件30沿轴向方向向前移动指定距离或更长的情况下处于接合部分45与作为能量吸收构件50的被接合部分的开口51接合的位置。
[0065] 通过这种构型，当保持构件30沿轴向方向向前移动指定距离时，通过联接构件60的断开联接发生。然后，在向前的时间点处，能量吸收构件50的被接合部分(在该实施方式中为开口51)与固定构件40接合。因此，通过联接构件60的断开联接时刻与能量吸收构件50的变形的开始时刻之间的时间间隔产生，并且因此在冲击吸收操作期间的峰值载荷变得相对较小。另外，在冲击吸收操作中，能量吸收构件50与固定至车身120的固定构件40的接合部分45接合。也就是说，能量吸收构件50的在二次碰撞之后经受接合的部分不会相对于车身120移动。因此，这种接合状态是稳定的。此外，在冲击吸收操作中，能量吸收构件50的该部分预先固定至保持构件30，该保持构件30在相对于车身120移动时引起能量吸收构件50变形。由于这个原因，保持构件30和能量吸收构件50的该部分可以例如通过使用诸如焊接之类的特定连接方法而彼此牢固地连接。因此，例如，能量吸收构件50在二次碰撞期间如设计那样(如估计的那样)变形的可能性增加。如上所述，根据该实施方式的转向柱10可以通过简单的构型执行适当的冲击吸收操作。
[0066] 在该实施方式中，接合部分45以从固定构件40突出的方式设置。被接合部分与开口51相对应，该开口51设置在能量吸收构件50中，并且接合部分45以穿透的方式布置在该开口51中，并且开口51的尺寸形成为使得间隙D在轴向方向上设置在接合部分45的后部。头部72布置在接合部分45的从开口51暴露的部分上。头部72具有当在接合部分45的突出方向上观察时比开口51大的部分，并且头部72在突出方向上与开口51的周边边缘分开布置。
[0067] 通过这种构型，冲击吸收操作以接合部分45被能量吸收件50的开口51卡住这种简单的构型执行，其中，接合部分45以从固定构件40突出的方式设置。另外，由于设置了头部72，在正常时间期间和在冲击吸收操作期间，防止了能量吸收构件50的开口51与接合部分
45断开接合。这使冲击吸收操作稳定。
45断开接合。这使冲击吸收操作稳定。
[0068] 在该实施方式中，头部72是螺栓70的头部72，螺栓70将固定构件40与车身120彼此紧固，以将固定构件40固定至车身120。接合部分45具有通孔41，该通孔41使螺栓70的轴部分71在突出方向上延伸穿过接合部分45。接合部分45的从固定构件40起的突出长度大于板状能量吸收构件50中的开口51的周边边缘的厚度。
[0069] 如刚才所述，在该实施方式中，固定构件40通过螺栓70固定至车身120，该螺栓70延伸穿过设置在固定构件40的接合部分45中的通孔41。也就是说，将固定构件40牢固地固定至车身120的螺栓70用于接合部分45与能量吸收构件50的接合。因此，例如，提高了接合强度。另外，因为接合部分45的突出长度大于开口51(环形部分52)的周边边缘的厚度，所以螺栓70的紧固力基本上不会施加至能量吸收构件50。也就是说，螺栓70的紧固力不会阻碍通过联接构件60的断开联接(即，保持构件30的运动)。因此，例如，在如该实施方式中树脂销用作联接构件60的情况下，树脂销仅需要具有下述强度：例如树脂销能够承受在方向盘的位置调节时的载荷。因此，可以减小在冲击吸收操作期间的峰值载荷。
[0070] 到目前为止，已经对根据该实施方式的转向柱10进行了描述。然而，转向柱10可包括与图1至图4中所示的模式不同的模式的固定构件和能量吸收构件。在下文中将以固定构件和能量吸收构件的修改实施方式中的与上述实施方式不同的点为中心进行描述。
[0071] 第一修改实施方式
[0072] 图9是根据该实施方式的第一修改实施方式的固定构件40a及其周围的结构的视图。关于根据图9中所示的该修改实施方式的固定构件40a，当制造为与固定构件40a分开的构件附接至固定构件40a时，形成接合部分46。更具体地，接合部分46由圆管构件48形成，该圆管构件48附接至设置在固定构件40a中的附接孔47，使得圆管构件48的在管轴向方向上的一部分从固定构件40a突出。螺栓70的轴部分71以在管轴向方向上延伸穿过圆管构件48的方式布置。也就是说，固定构件40a中的通孔41的使轴部分71穿透的部分由圆管构件48形成。
[0073] 通过这种构型，形成呈突出形状的接合部分46的圆管构件48布置为金属固定构件40a中的独立构件。因此，例如，当固定构件40a与根据上述实施方式的一体地包括呈突出形状的接合部分45的固定构件40相比时，固定构件40a可以容易地制造。另外，接合部分46从固定构件40a起的突出长度可以通过改变圆管构件48在管轴向方向上的长度来改变。因此，例如，当能量吸收构件50中的开口51的周边边缘的厚度改变时，接合部分46的突出长度可以容易地改变。
[0074] 第二修改实施方式
[0075] 图10是根据该实施方式的第二修改实施方式的固定构件40b及其周围的结构的视图。根据图10中所示的该修改实施方式的固定构件40b通过阶梯形螺栓70a固定至车身120，并且阶梯形螺栓70a的作为与固定构件40b的分隔构件的台阶73设置为接合部分49。
[0076] 也就是说，在该修改实施方式中，接合部分49是阶梯形螺栓70a的台阶73，该阶梯形螺栓70a将固定构件40b与车身120彼此紧固，以将固定构件40b固定至车身120。换句话说，设置在接合部分49的从开口51暴露的部分中并且具有比开口51大的部分的头部72是阶梯形螺栓70a的头部72。另外，台阶73的在螺栓轴线方向上的厚度大于板状能量吸收构件50中的开口51的周边边缘的厚度。
[0077] 通过这种构型，不需要用以在金属固定构件40b中设置呈突出形状的接合部分的处理，并且固定构件40b的能量吸收构件50侧的表面可以是平坦的。另外，因为阶梯形螺栓70a的台阶73用作接合部分49，所以图10中的间隙D的距离可以通过更换阶梯形螺栓70a(通过改变成具有不同尺寸的台阶73的其他阶梯形螺栓70a)来改变。由于这个原因，例如，通过联接构件60的断开联接时刻与能量吸收构件50的变形的开始时刻之间的时间间隔量可以通过更换阶梯形螺栓70a来调节。
[0078] 第三修改实施方式
[0079] 图11是示出根据该实施方式的第三修改实施方式的能量吸收构件50a的特性的视图。注意，图11示出了固定构件40及其周围在穿过螺栓70的轴线的X-Y平面中的横截面。
[0080] 在该修改实施方式中，固定构件40的接合部分45布置成处于穿透能量吸收构件50a的开口51的状态，并且开口51的周边边缘位于螺栓70的头部72与固定构件40之间。关于这种构型，该修改实施方式与上述实施方式相同。
[0081] 同时，在该修改实施方式中，能量吸收构件50a中的开口51的周边边缘形成有朝向头部72突出的凸形部分57。在这一点上，该修改实施方式与上述实施方式不同。
[0082] 如刚才所述，在该修改实施方式中，具有开口51的环形部分52构造成具有与螺栓70的头部72与固定构件40之间的间隙(图6中的间隙G)相配的厚度，并且具有与螺栓70的头部72点接触的凸形部分57。
[0083] 也就是说，具有开口51的环形部分52以几乎不接收螺栓70的紧固力的方式布置，并且环形部分52在螺栓轴线方向上的运动被凸形部分57限制。因此，在开口51与接合部分45接合时，螺栓70的头部72基本上不阻碍环形部分52在轴向方向上(在正Z轴方向上)的向前运动，并且因此抑制了环形部分52的震颤。以这种方式，例如，可以抑制由环形部分52的震颤产生的异常噪音、环形部分52的损坏等，而不会使冲击吸收操作的稳定性降低。
[0084] 注意，尽管在该修改实施方式中两个凸形部分57形成在开口51的周边边缘上，但是可以形成至少一个凸形部分57。另外，环形部分52中的凸形部分57的背侧形成有凹形部分。然而，可以不形成这种凹形部分。也就是说，环形部分52中的凸形部分57的背侧可以呈平坦形状。此外，凸形部分57可以形成在环形部分52的固定构件40侧的表面上。也就是说，凸形部分57可以设置为在开口51的周边边缘上朝向固定构件40的突出部分。另外，在这种情况下，具有开口51的环形部分52可以以几乎不接收螺栓70的紧固力的方式布置，并且环形部分52在螺栓轴线方向上的运动被凸形部分57限制。
[0085] 第四修改实施方式
[0086] 图12是示出根据该实施方式的第四修改实施方式的能量吸收构件50b的特性的视图。为了阐明能量吸收构件50b与螺栓70之间的结构关系，图12仅示出了能量吸收构件50b和螺栓70。另外，能量吸收构件50b以与图5中相同的位置处的横截面形状示出，并且螺栓70以螺栓70与能量吸收构件50b分开的状态的侧视图示出。
[0087] 在该修改实施方式中，能量吸收构件50b中的具有开口51的环形部分52具有朝向头部72突出的弯曲的形状。因此，在固定构件40的接合部分45布置成处于穿透开口51并且固定构件40通过螺栓70固定至车身120(例如，参见图6)的情况下，弯曲成朝向头部72突出的环形部分52与螺栓70的头部72线接触或点接触。
[0088] 也就是说，具有开口51的环形部分52可以以几乎不接收螺栓70的紧固力的方式布置，并且环形部分52的小区域与头部72和固定构件40中的每一者接触。以这种方式，环形部分52在螺栓轴线方向上的运动可以被限制。因此，在开口51与接合部分45接合时，螺栓70的头部72基本上不阻碍环形部分52沿轴向方向(沿正Z轴方向)的向前运动，并且因此抑制了环形部分52的震颤。以这种方式，例如，可以抑制由环形部分52的震颤产生的异常噪音、环形部分52的损坏等，而不会使冲击吸收操作的稳定性降低。
[0089] 注意，环形部分52可以弯折成朝向头部72突出。以这种方式，环形部分52与头部72的接触面积进一步减小。另外，环形部分52可以弯曲或弯折成朝向固定构件40突出。也就是说，环形部分52可以沿与图12中所示的方向相反的方向弯曲或弯折。另外，在这种情况下，具有开口51的环形部分52可以以几乎不接收螺栓70的紧固力的方式布置。此外，由于环形部分52与头部72和固定构件40两者的接触，环形部分52在螺栓轴线方向上的运动被抑制。
[0090] 其他实施方式
[0091] 到目前为止，已经基于实施方式及其修改实施方式对根据本发明的转向柱进行了描述。然而，本发明不限于上述实施方式和修改实施方式。由本领域技术人员构思并对上述实施方式和修改实施方式进行的各种修改、以及通过将上述多个组成元件组合而构造的多个方面也包括在本发明的范围内，除非背离本发明的主旨。
[0092] 例如，在根据该实施方式的转向柱10中，外管21和内管22各自呈筒形形状。然而，这些外管21和内管22中的每一者的形状不限于筒形形状。例如，外管21和内管22中的每一者的与轴向方向正交的横截面形状可以是多边形、椭圆形、长圆形等。
[0093] 在该实施方式中，能量吸收构件50是板状金属构件。然而，设置在转向柱10中的能量吸收构件的形状和类型不受特别限制。例如，可以采用形成为手风琴形状的波状金属板或金属管作为设置在转向柱10中的能量吸收构件。
[0094] 联接构件60可以是除树脂销之外的构件。例如，联接构件60可以由树脂环形构件或金属环形构件形成，该树脂环形构件或金属环形构件将固定构件40与固定支架32联接。
[0095] 固定构件40与能量吸收构件50之间的接合结构不受特别限制。例如，当设置在能量吸收构件50中的突出部与固定构件40的一部分接合时，可以使能量吸收构件50的变形开始。
[0096] 例如，螺栓70的头部72可以用作以从固定构件40突出的方式设置的接合部分。在这种情况下，例如，在螺栓70的头部72中设置有螺钉孔，并且具有比头部72大的头部的另一螺栓被旋拧至螺钉孔。以这种方式，另一螺栓可以用于防止能量吸收构件50的开口51与接合部分(头部72)断开接合。
[0097] 根据本发明的转向柱可以用作设置在诸如汽车之类的车辆中并且能够调节方向盘位置的转向柱。
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