用於可摺疊轉向柱組件的能量吸收裝置的製作方法

2023-06-03 03:15:31 2

專利名稱：用於可摺疊轉向柱組件的能量吸收裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及車輛的可摺疊轉向柱組件的能量吸收裝置。
背景技術：
轉向柱設置在車輛中用於支撐駕駛員使用的轉向盤。可調節的轉向柱設置以使 駕駛員能夠改變轉向盤的位置以提高車輪轉動和車輛轉向的安全性、舒適性和方便性。 傾斜運動和偏斜運動改變轉向盤的角位置。伸縮運動改變轉向盤沿著轉向柱的中心軸線 相對於儀器板的軸向位置，其中轉向盤從儀器板向外或向內運動。可調節的轉向柱包括 鎖以防止在轉向盤已經到期望位置之後的轉向盤運動。這種轉向柱也可摺疊以利於軸向 運動和在極限衝擊事件中的能量吸收和分散。這種能量吸收和分散可通過使用能量吸收 裝置(例如能量吸收帶)來實現。在可調節、可摺疊轉向柱中使用能量吸收帶需要成本效益好的裝置，該裝置在 限定的轉向柱的運動範圍上軸向約束轉向柱能量吸收帶，同時還保持較寬範圍的可調節 性，優選地保持數量儘可能多的調節位置，並且更優選地保持無限數量的調節位置。目 前的能量吸收帶設計通常將帶放置在固定位置以確保其發揮適當的作用。因此，可摺疊 柱構件必須保持相對其摺疊前或者行程前位置固定，或者能量吸收帶僅在柱構件的預定 位置接合。因此，期望提供一種可調節、可摺疊轉向柱，其在調節位置的寬範圍上具有改 進的可調節性和可操作性。

發明內容
在一個示例性實施例中，公開了可摺疊轉向柱組件。該組件包括構造用於安 裝到車輛上的柱安裝支架，該支架包括前部分和後部分，前部分包括一對間隔的臂，每 個臂具有內表面和相對的外表面，該內表面與另一臂的內表面相對。該組件還包括轉向 柱，其具有縱向軸線並且包括可滑動地設置在外管套內表面中的內管套，外管套的外表 面位於靠近間隔的臂的內表面處。該組件進一步包括穿過並且與間隔的臂和外管套聯接 的鎖定裝置，通過分別應用或釋放施加在臂、外部支架和內部支架的外表面上的預先設 定的夾持力，鎖定裝置可運動以鎖定或解鎖在外管套中的內管套的可滑動布置。而且進 一步地，該組件包括能量吸收裝置，其包括在其第一部分處固定在內管套上並且滑動地 設置在外管套中的能量吸收帶。在另一個實施例中，公開了可摺疊轉向柱組件。該組件包括構造用於安裝到車 輛上的柱安裝支架，該支架具有前部分和後部分，前部分包括一對間隔的臂，每個臂具有內表面和相對的外表面，該內表面與另一臂的內表面相對。該組件還包括轉向柱，其 具有縱向軸線並且包括可滑動地設置在外管套內表面中的內管套，外管套的外表面位於 靠近間隔的臂的內表面處。該組件進一步包括穿過並且與間隔的臂和外管套聯接的鎖定 裝置，通過分別應用或釋放施加在臂、外部支架和內部支架的外表面上的預先設定的夾 持力，鎖定裝置可移動地鎖定或解鎖在外管套中的內管套的可滑動布置。而且進一步， 該組件包括能量吸收裝置，其包括在其第一部分處固定在內管套上並且可滑動地設置在 外管套中的能量吸收帶，設置在內管套的砧(anvil)，該砧設置在靠近帶的第一部分處並 且構造成在外管套中摺疊內管套時用於與帶接合，設置在外管套上的鎖定構件，帶的第 二部分位於靠近鎖定構件處，鎖定構件可選擇性地接合以相對於外管套鎖定帶的第二部 分，和提供迫使鎖定構件與帶的第二部分接合的偏置力的偏置構件。本發明的上述特徵和優點以及其它的特點和優點將在下面結合附圖的本發明詳 述描述中變得非常明顯。本發明還提供了以下方案1. 一種可摺疊轉向柱組件，包括構造成用於安裝到車輛上的柱安裝支架，所述支架具有前部分和後部分，所述 前部分包括一對間隔的臂，每個臂具有內表面和相對的外表面，所述內表面與另一臂的 內表面相對；轉向柱，其具有縱向軸線並且包括可滑動地設置在外管套內表面中的內管套， 所述外管套的外表面定位在鄰近間隔臂的內表面處；鎖定裝置，其穿過並且聯接到間隔臂和外管套，所述鎖定裝置可移動以通過分 別應用或釋放施加在臂、外部支架和內部支架的外表面上的預先設定的夾持力而鎖定或 解鎖外管套中的內管套的可滑動布置；和能量吸收裝置，其包括在其第一部分處固定到內管套上並且可滑動地設置在外 管套中的能量吸收帶。2.如方案1所述的轉向柱組件，其中，所述能量吸收裝置進一步包括設置在內管 套上的砧，所述砧設置在靠近帶的第一部分處並且構造成當內管套在外管套中摺疊時接合帶。3.如方案2所述的轉向柱組件，其中，所述能量吸收裝置進一步包括設置在外管 套上的鎖定構件，帶的第二部分位於靠近鎖定構件處，所述鎖定構件可選擇性地接合以 相對於外管套鎖定帶的第二部分。4.如方案3所述的轉向柱組件，其中，所述鎖定構件包括多個齒而且帶的第二部 分包括設置在靠近鎖定構件處的多個齒，其中，鎖定構件的齒與帶的齒的選擇性接合相 對於外管套鎖定帶的第二部分。5.如方案2所述的轉向柱組件，其中，所述能量吸收裝置進一步包括偏置構件和 聯接件，所述偏置構件提供迫使鎖定構件與帶的第二部分接合的偏置力，聯接件聯接到 鎖定裝置和鎖定構件並且構造成克服偏置力且結合內管套和外管套的解鎖而解鎖鎖定構 件和帶，以及結合內管套和外管套的鎖定而鎖定鎖定構件和帶。6.如方案5所述的轉向柱組件，其中，所述鎖定裝置包括可旋轉螺栓以鎖定和解 鎖轉向柱的運動。
7.如方案6所述的轉向柱組件，其中，所述偏置構件包括盤簧並且聯接件包括設 置在螺栓上的螺栓隨動件。8.如方案3所述的轉向柱組件，其中，所述帶具有第一部分和第二部分之間的U 形部分。9.如方案6所述的轉向柱組件，其中，所述轉向柱在伸縮方向和傾斜方向上可運動。10.如方案1所述的轉向柱組件，其中，所述鎖定裝置構造成鎖定或解鎖轉向柱 在伸縮方向和傾斜方向上的運動。11. 一種可摺疊轉向柱組件，包括構造成用於安裝到車輛上的柱安裝支架，所述支架具有前部分和後部分，所述 前部分包括一對間隔的臂，每個臂具有內表面和相對的外表面，所述內表面與另一臂的 內表面相對；轉向柱，其具有縱向軸線並且包括可滑動地設置在外管套內表面中的內管套， 所述外管套的外表面定位在鄰近間隔臂的內表面處；鎖定裝置，其穿過並且聯接到間隔臂和外管套，所述鎖定裝置可移動以通過分 別應用或釋放施加在臂、外部支架和內部支架的外表面上的預先設定的夾持力而鎖定或 解鎖外管套中的內管套的可滑動布置；和能量吸收裝置，其包括在其第一部分處固定到內管套上並且可滑動地設置在外 管套中的能量吸收帶，設置在內管套上的砧，所述砧設置在靠近帶的第一部分處並且構 造成當內管套在外管套中摺疊時接合帶，設置在內管套上的砧，所述砧設置在靠近帶的 第一部分處並且構造成當內管套在外管套中摺疊時接合帶，以及提供迫使鎖定構件與帶 的第二部分接合的偏置力的偏置構件。12.如方案11所述的轉向柱組件，進一步包括聯接件，所述偏置構件提供迫使鎖 定構件與帶的第二部分接合的偏置力，聯接件聯接到鎖定裝置和鎖定構件並且構造成克 服偏置力且結合內管套和外管套的解鎖而解鎖鎖定構件和帶，以及結合內管套和外管套 的鎖定而鎖定鎖定構件和帶。13.如方案12所述的轉向柱組件，其中，所述鎖定裝置包括可旋轉螺栓以鎖定和 解鎖轉向柱的運動。14.如方案13所述的轉向柱組件，其中，所述偏置構件包括盤簧並且聯接件包括 設置在螺栓上的螺栓隨動件。15.如方案14所述的轉向柱組件，其中，所述鎖定構件包括可旋轉的鎖定凸輪， 其具有朝向螺栓隨動件突出並且與接合所述螺栓隨動件的隨動件臂。16.如方案15所述的轉向柱組件，其中，所述螺栓隨動件具有徑向延伸的臂，其 中具有開口，所述開口具有側壁，並且隨動件臂在開口中延伸並且構造成接合側壁，並 且盤簧在一端附接到外管套上並且具有臂，所述臂延伸穿過開口並且在另一端附接到可 旋轉鎖定凸輪。17.如方案16所述的轉向柱組件，其中，所述可旋轉鎖定凸輪包括多個齒而且帶 的第二部分包括設置在靠近可旋轉鎖定凸輪處的多個齒，其中，鎖定構件的齒與帶的齒 可選擇性接合以相對於外管套鎖定帶的第二部分。
18.如方案11所述的轉向柱組件，其中，所述組件附接到車輛上。


其它的目的、特徵、優點和細節，僅通過舉例的方式在以下對實施例的詳細描 述中顯示，該詳細描述參照附圖，其中圖1是處於摺疊前位置的可摺疊轉向柱組件的能量吸收裝置的示例性實施例的 左側透視圖；圖2是在柱的摺疊前位置中沿截面2-2剖開的圖1的能量吸收裝置和可摺疊轉向 柱組件的截面圖，其中能量吸收裝置處於鎖定位置；圖3是在摺疊後位置中的圖2的能量吸收裝置和可摺疊轉向柱組件的截面圖，其 中能量吸收裝置處於鎖定位置；圖4是圖1的能量吸收裝置、內管套和外管套的組件的部分右側透視圖，其中能 量吸收裝置處於鎖定位置；圖5是圖4的組件的部分放大左側透視圖，其中能量吸收裝置處於鎖定位置；圖6是圖4的組件的放大左側透視圖，其中能量吸收裝置處於解鎖位置；以及圖7是圖4的鎖定構件，偏置構件和連接機構的分解視圖。
具體實施例方式根據示例性實施例，提供了一種可調節、可摺疊轉向柱，其提供了能量吸收裝 置，該裝置包括能量吸收帶，該能量吸收帶構造用於當柱被調節時與轉向柱的一個可折 疊構件一起行進，並且可被接合以便在其任何調節過的位置在可摺疊構件的摺疊過程中 提供能量吸收。參照附圖，在所有附圖中，相同的附圖標記表示相同或對應的部件，顯示了車 輛(未示出)的可摺疊轉向柱組件12的能量吸收裝置10的示例性實施例。參照圖1-3，可摺疊轉向柱組件12包括轉向柱14，其限定了縱向軸線「L」。 轉向柱14包括內管套16和外管套18，當預先設定的軸向壓縮摺疊力施加在內管套16的 近端30時(例如當車輛發生碰撞時)，內管套16在外管套18內沿著縱向軸線L可滑動 地設置和/或可摺疊。如圖2所示，所示轉向柱14處於摺疊前位置，在該位置，沒有施 加預先設定的力。如圖3所示，所示轉向柱14處於摺疊後位置，在該位置，施加了預先 設定的力。預先設定的力可以是任何適合的軸向壓縮摺疊力，包括大約2000N的力。可 以理解，預先設定的力取決於車輛生產商的設計需求，可以比2000N更高或更低。進一 步，內管套16在摺疊前位置和摺疊後位置之間可行程或行進預先設定的100毫米的行程 距離「d」。可以理解，取決於車輛生產商的設計需求，內管套16在摺疊前位置和摺疊 後位置之間可行進大於或小於100毫米。例如，如圖1中所示，轉向柱14還在伸縮方向23和傾斜(偏斜)方向25上可 調節。轉向盤(未示出)聯接到內管套16用於允許駕駛員在車輛車廂(未示出)中在伸 縮方向23和傾斜方向25上調節轉向柱14。更特別地，內管套16沿縱向軸線「L」可 滑動地設置在外管套18中以允許在伸縮方向23上調節並且內管套16和外管套18—起在 垂直於縱向軸線「L」的方向中運動，以在傾斜方向25上進行移動。換句話說，當調節伸縮方向23時，轉向盤移動靠近和遠離駕駛員，並且當調節傾斜方向25時，轉向盤移動 相對駕駛員向上和向下運動。典型地，轉向盤在伸縮方向23和傾斜方向25上都是可調 的。可以理解，轉向盤可以僅在伸縮方向23或僅在傾斜方向25上可調。參照圖1，可摺疊轉向柱組件12進一步包括固定在車輛上並且聯接到內管套16 和外管套18以支撐內管套16和外管套18的柱安裝支架20。支架20包括相對縱向軸線 L彼此間隔的前部分22和後部分24。支架20的前部分22包括向下延伸並且在垂直於縱 向軸線L的方向中彼此間隔的一對相對臂26。臂26設置在外管套18的側面，並且更特 別地，內管套16和外管套18設置在臂26之間並且可釋放地聯接到臂26。可以理解，前 部分22和後部分24可與支架20 —體成形或通過任何適合的永久性接合點(例如各種焊 接)，或通過使用各種接合裝置(例如各種類型的緊固件等)相互固定。可以進一步理 解，臂26可與前部分22—體成形或單獨成形並且通過任何適合的永久性接合點(例如各 種焊接)，或通過使用各種緊固件等固定到前部分22上。可摺疊轉向柱組件12進一步包括附接在外管套18和一個臂26上的偏置構件 28，以及附接在外管套18和另一個臂26上的另一偏置構件28，用於阻止在調節過程中轉 向盤出人意料地向下落向駕駛員的支腳。偏置構件28可包括盤簧。如圖2和圖3所示，內管套16包括近端30和遠端32，其中轉向盤(未示出)聯 接在近端30上。外管套18包括相對縱向軸線L彼此間隔的第一端34和第二端36，其 中內管套16的遠端32可滑動地設置在外管套18的第一端34中。外管套18的第二端36 聯接到支架20的後部分24，使得轉向柱14可相對支架20在傾斜方向25上垂直於縱向軸 線L方向樞轉。參照圖4和圖5，外管套18的第一端34包括底部38，其具有在垂直於縱向軸線 L的方向中彼此間隔並且從底部38向上延伸的一對支腳40。可以理解，底部38和支腳 40可與外管套18 —體成形或通過任何適合的永久性接合點(例如各種焊接)或通過使用 各種接合裝置(例如各種類型的緊固件等)相互固定。底部38和支腳40將在下面結合 能量吸收裝置10進一步討論。外管套18的第一端34進一步包括相對縱向軸線L彼此間隔並且相對縱向軸線L 與支腳40間隔的一對側部分42。每個側部分42包括法蘭44，其大致朝另一個延伸以限 定法蘭44之間的間隔46，從而允許外管套18的第一端34屈曲或彎曲以選擇性地阻止內 管套16的運動。法蘭44構造成與內管套16互補。換句話說，法蘭44周向地鄰接內管 套16。可以理解，法蘭44可與側部分42 —體成形或通過任何適合的永久性接合點(例 如各種焊接)，或通過使用各種接合裝置(例如各種類型的緊固件等)相互固定。參照圖1-7，可摺疊轉向柱組件12進一步包括可選擇性接合的鎖定裝置56，其 聯接到外管套18和支架20，用於選擇性地允許駕駛員在伸縮方向23和傾斜方向25上調 節轉向盤。更特別地，鎖定裝置56聯接到外管套18的第一端34和支架20的臂26，用 於選擇性地允許內管套16和外管套18的調節。鎖定裝置56包括穿過外管套18的第一 端34和支架20的臂26設置的傾斜螺栓58。螺栓58限定了垂直於縱向軸線「L」並且 與縱向軸線「L」徑向間隔的樞轉軸線「P」，其中螺栓58可繞樞轉軸「P」旋轉。螺 栓58包括螺栓隨動件60，其構造成聯接到螺栓58以便其可與螺栓一致旋轉。螺栓隨動 件60具有徑向遠離樞轉軸線「P」延伸的臂62。在圖6中，臂包括在其遠端的開口 63，該開口 63具有用作將在此進一步描述的凸輪表面的側壁65。螺栓隨動件60固定到螺栓 58上以便螺栓58的旋轉帶動螺栓隨動件60旋轉。可以理解，螺栓58，螺栓隨動件60 和臂62可相互一體成形，或通過任何適合的永久性接合點(例如各種焊接)，或通過使用 各種接合裝置(例如各種類型的緊固件等)相互固定。鎖定裝置56可包括任何適合的鎖定機構，例如，凸輪隨動件機構(未示出)或 傾斜銷機構64，其聯接到螺栓58用於選擇性地對支架20和/或臂26以及外管套18和內 管套16沿著樞轉軸線「P」施加指向內的預先設定的夾持壓力或力「F」，用於選擇性 地相對外管套18在伸縮方向23上鎖定內管套16和在傾斜方向25上鎖定轉向柱14的角 位置，從而防止轉向盤的進一步調節。可以理解，本領域普通技術人員已知的其它適合 的鎖定裝置也可用於選擇性地阻止轉向盤的調節，以代替凸輪隨動件機構或傾斜銷機構 64。施加在支架20和/或臂26，外管套18和內管套16上的夾持力，可以大約是4000N。 可以理解，夾持力取決於車輛生產商的設計需求，可以比4000N更高或更低。鎖定裝置56進一步包括安裝在螺栓58上的杆66用於允許駕駛員選擇性地調節 轉向盤。杆66可繞樞轉軸線「P」在用於阻止調節轉向盤的鎖定位置和用於允許調節轉 向盤的解鎖位置之間旋轉。當杆66處於鎖定位置時，夾持力施加到支架20和/或臂26 以及外管套18和內管套16上，用於阻止轉向盤的調節。換句話說，支架20和/或臂26 被夾持並被擠壓在一起，這就夾持和擠壓外管套18，其進而夾持和擠壓內管套16，因此 阻止在伸縮方向23和傾斜方向25上的調節。在法蘭44之間的間隔46允許外管套18的 第一端34屈曲或彎曲，以便法蘭44朝向彼此運動以擠壓內管套16從而阻止在伸縮方向 23和傾斜方向25上的調節。當杆66處於解鎖位置時，支架20和/或臂26、外管套18 和內管套16上的夾持力「F」減小或去除，以允許轉向盤在伸縮方向23和傾斜方向25 上的調節。可摺疊轉向柱組件12進一步包括釋放機構68以用於當達到預先設定的力時，允 許內管套16在外管套18中摺疊以便能量吸收裝置10吸收能量。釋放機構68可以是本 領域普通技術人員已知的任何適合的釋放機構以當碰撞過程中達到預先設定的力時允許 內管套16摺疊。在附圖中所示的實施例並如圖4所示，釋放機構包括外管套18的錐形 表面69，其與支架20 (未示出)的互補錐形表面(未示出)接合。鎖定裝置56在鎖定位置和解鎖位置之間的運動還分別導致能量吸收裝置10聯接 和不聯接。換句話說，鎖定裝置56和能量吸收裝置10相互配合以便當杆66處於鎖定位 置時，鎖定裝置56和能量吸收裝置10都處於鎖定位置，反之亦然。螺栓56和能量吸收 裝置10如何相互配合的細節將在下面進行描述。參照圖2和圖3，能量吸收裝置10包括固定在外管套18上並且與內管套16聯接 的能量吸收帶70，以便當內管套16在外管套18中摺疊時，帶70被內管套16拉出用於吸 收能量。更特別地，帶70固定在外管套18的第二端36上並且隨著能量吸收帶70被內 管套16拉出以吸收能量，帶70產生變形。參照圖2-7，帶70包括相互間隔的第一部分72和第二部分74，其中，第一部分 72固定在內管套16的遠端32上。第二部分74設置在附接到內管套16的遠端32上的砧 或心軸73周圍，並且可釋放地聯接到外管套18的第一端34，如此處所述。第二部分74 具有用於可釋放地將第二部分74聯接到外管套18上的多個齒76。帶70進一步包括設置在第一部分72和第二部分74之間的砧或心軸73周圍的大致U型部分78。典型地，第 一部分72和第二部分74與U型部分78 —體成形。可以理解，第一部分72和第二部分 74與U型部分78可單獨成形並且通過任何適合的接合點或接合方法接合，包括焊接，使 用緊固件等。能量吸收裝置10進一步包括可選擇性接合的可旋轉的鎖定構件105，其樞轉聯 接至支腳40、螺栓隨動件60和螺栓58上。在一個示例性實施例中，鎖定構件105可包 括樞轉聯接到支腳40和螺栓隨動件60上的可旋轉鎖定凸輪104。在一個示例性實施例 中，鎖定構件105可包括可旋轉鎖定凸輪，其樞轉聯接到支腳40和螺栓隨動件60上。參 照圖2-7，鎖定凸輪104顯示為處於鎖定位置，其與帶70接合以用於阻止內管套16(與 鎖定裝置56 —起)在伸縮方向23上的調節並阻止帶70在伸縮方向23上的運動。換句 話說，當鎖定凸輪104位於鎖定位置時，帶70固定在內管套16和外管套18之間。參照 圖6，當內管套16在圖1中的伸縮方向23上進行調節時，鎖定凸輪104顯示為處於與帶 70間隔的解鎖位置以用於允許帶70沿著縱向軸線「L」的運動。換句話說，當位於解鎖 位置時，當內管套16在伸縮方向23上進行調節時，帶70和內管套16—起或同時運動， 在變形之前，砧或心軸73總是相對帶70處於相同位置，優選靠近帶70，更優選地，與 帶70相接觸。不像現有技術中等到內管套16在外管套18中摺疊預先設定的距離後才激 活能量吸收裝置10那樣，一旦內管套16開始在外管套18中摺疊，當在伸縮方向上調節 時，帶70、內管套16、砧或心軸73 —起運動以允許能量吸收裝置10吸收能量。換句話 說，能量吸收裝置10設計用於在內管套16的任何伸縮位置吸收能量而不是首先等待內管 套16摺疊預先設定的距離。如圖7所示，鎖定凸輪104包括其一端81上的延伸超過外管套18的支腳40的 尾部80。尾部80還包括在遠端81上的垂直於縱向軸線「L」延伸的彈簧槽83。鎖定 凸輪104還包括突出的凸輪隨動件臂85。鎖定凸輪104進一步包括底部平面82，其限定 了具有偏心凸輪外形構造，該構造具有構造用於選擇性地並且鎖定地與帶70的齒76接合 的多個齒84。更特別地，當鎖定凸輪104的齒84與帶70的齒76接合時，帶在鎖定凸輪 104和外管套18的底部38之間勒緊或夾緊。可以理解，尾部80、齒84和突出的凸輪隨 動件臂85可與鎖定凸輪104 —體成形，或單獨成形並且通過任何適合的接合點或接合方 法接合，包括焊接，使用緊固件等。還參照圖2和3，能量吸收裝置10還包括穿過支腳40上的一對孔41和鎖定凸輪 104上的孔105的用於將鎖定凸輪104連接到外管套18上的棒86。棒86限定了凸輪軸 線C，其垂直於縱向軸線「L」並且還與樞轉軸線P間隔並大致平行，鎖定凸輪104可繞 凸輪軸線「C」旋轉。凸輪隨動件臂85向外突出並且從鎖定凸輪104朝螺栓隨動件60 的臂62垂直於縱向軸線「L」並且構造用於當傾斜螺栓56旋轉以鎖定和解鎖轉向柱14 時位於開口 63內並且與側壁65接合用作凸輪表面，如此處所描述的。螺栓隨動件60、 臂62和凸輪隨動件臂85包括螺栓56和鎖定凸輪104之間的機械聯接件87，其機械聯接 連接這些構件並且構造用於將螺栓56的旋轉轉變為產生鎖定凸輪104的旋轉。因此，如 此處所描述的，螺栓56為轉向柱14提供解鎖和調節的旋轉還提供了鎖定凸輪104和能量 吸收裝置10的旋轉和解鎖，關於對上述構件的鎖定，反之亦然。參照圖1-7，尤其是圖6和7，能量吸收裝置10還包括偏置構件94。偏置構件94提供了朝向帶70連續偏置鎖定凸輪104的彈簧偏置。更特別地，偏置構件94提供了 朝向帶70的齒76連續偏置鎖定凸輪104的齒84的彈簧偏置，以便將凸輪偏置向能量吸 收裝置10的鎖定位置。機械聯接件87可通過適當旋轉螺栓56而用於提供克服偏置構件 94的偏置力的力，以便迫使鎖定凸輪遠離帶並且帶的齒76變為與鎖定凸輪104的齒84脫 離以提供能量吸收裝置10(圖6)的解鎖位置。螺栓56的反轉對轉向柱14的鎖定將導致 機械聯接件87運動以便其不再相互作用以提供足以克服偏置構件94的偏置的力，以便能 量吸收裝置10返回到鎖定位置(圖2-5)。鎖定裝置56通過聯接件87與能量吸收裝置 10聯接並可與其配合。偏置構件94可包括具有構造用於附接在外管套18上的管套端96的盤簧95，(例 如通過第一鉤子97)，和構造用於固定在鎖定凸輪104上的凸輪端98，例如通過第二鉤子 99。凸輪端98構造用於布置在彈簧槽83中並且第二鉤子99可以是在鎖定凸輪104的側 壁102中的孔或槽101。第一鉤子97還可以與外管套18的適合的特徵接合，例如凹槽 103 (圖 6)。可以容易地理解，提供此處描述功能的鎖定構件105、聯接件87和偏置構件94 可具有任何適合的形式，並且可包括任何適合的部件組合，包括用於提供此處描述的更 多或更少的部件。例如，可以設計鎖定構件105的許多不同構造，包括具有凸輪外形或 形狀和那些不具有上述外形或形狀但具有延伸臂形狀的構造。偏置構件94可以包括任何 適合類型和形狀的盤簧或其它可構造用於朝向帶70偏置鎖定構件105的彈性構件。類似 地，任何適合形式的聯接件可用於將螺栓56聯接到能量吸收裝置10上。僅僅為了說明，鎖定裝置56從解鎖位置運動至鎖定位置以用於阻止轉向盤的調 節的例子將在下面進行討論以說明與能量吸收裝置10配合的鎖定裝置56。當杆66旋轉進入解鎖位置時，支架20和/或臂26，外管套18和內管套16之間 的夾持力減小或消除，從而允許轉向柱14在伸縮和/或傾斜方向上被調節。另外，當轉 向盤在伸縮方向上被調節時，鎖定凸輪104的齒84與帶70的齒76脫離以便帶70與內管 套16自由地運動。換句話說，由於帶70被固定在內管套16的端32上，當內管套16在 伸縮方向23上進行調節時，帶70和內管套16—起或同時運動。當內管套16在伸縮方 向23上進行調節時，帶70和內管套16可一起運動是非常有利的，因為只要內管套16響 應極限衝擊事件，例如碰撞，而開始在外管套18中摺疊，其能使帶變形並且吸收能量。 這與現有設計形成對比，其中，帶和內管套不能一起移動，這通常需要內管套的摺疊進 行至足以靠近這些構件之間的任何預先設定的分離距離，因此直到內管套16在外管套18 內摺疊到預先設定的距離後，延遲了能量吸收裝置10的激活，或減小了其吸收能量的能 力。當杆66繞樞轉軸「P」從鎖定位置旋轉至解鎖位置時，螺栓58、螺栓隨動件60 和臂62在第一方向上繞樞轉軸線「P」旋轉。隨著臂62旋轉，側壁65與突出的臂85 接合，包括這些元件的聯接件87提供作用於鎖定凸輪104上以克服偏置構件94的向下偏 置的提升力，因此導致鎖定凸輪104充分提升以使鎖定凸輪的齒84變得與帶70的齒76 分離，因此解鎖能量吸收裝置10。當杆66繞樞轉軸線「P」從解鎖位置反轉至鎖定位置時，螺栓58、螺栓隨動件 60和臂62在第二方向上繞樞轉軸線「P」旋轉。隨著臂62反旋轉，側壁65與突出的臂85分離，包括這些元件的聯接件87不再提供作用於鎖定凸輪104上以克服偏置構件94 的向下偏置的提升力。因此，偏置構件94的向下偏置迫使鎖定凸輪的齒84與帶70的齒 76接合，因此鎖定能量吸收裝置10。鎖定凸輪104的齒84與帶70的齒76接合，以便帶70的第二部分74在圖2和3 所示的鎖定凸輪104和外管套18的底部38之間勒緊或夾緊。當杆66處於鎖定位置時， 帶70的第二部分74相對外管套18固定並且帶70的第一部分72相對內管套16固定，以 便當內管套16在外管套18中摺疊時，第一部分72與內管套16 —起移動並且帶70被拉 出或變形以吸收能量。參照圖2和3，僅僅為了說明，將在下面討論響應於近端30上的極限衝擊事件， 例如可發生碰撞，而從摺疊前位置運動到摺疊後位置的轉向柱14的例子以說明在能量吸 收裝置10吸收能量時在外管套18中摺疊的內管套16。圖2示出了處於摺疊前位置的轉 向柱14並且圖3示出了處於摺疊後位置的轉向柱14。當鎖定裝置56處於鎖定位置以阻止轉向盤的調節時，能量吸收裝置10還處於鎖 定位置。更特別地關於能量吸收裝置10，鎖定凸輪104的齒84與帶70的齒76接合。 當鎖定凸輪104處於鎖定位置時，帶70固定在內管套16和外管套18之間。當預先設定 的力施加到內管套16上時，內管套16在外管套18中摺疊。只要內管套16開始在外管 套18中摺疊，能量吸收裝置10就開始吸收能量。隨著內管套16行進穿過外管套18，帶 70隨內管套16被拉出，因此吸收與施加到近端上的力相關的能量。更特別地，吸收能量 的同時，隨著帶70在內管套16和外管套18之間被拉出，帶70的第一部分72變形並且 變為比帶70的第二部分74更長。第一部分72的拉出導致第二部分74拉出，由於鎖定 凸輪104的偏心凸輪構造，這允許帶70的齒76進一步與鎖定凸輪104的齒84接合。更 特別地，第二部分74的拉出導致鎖定凸輪104進一步繞凸輪軸線C旋轉，這允許鎖定凸 輪104的更多齒84與帶70的更多齒76接合，並且因此增大夾持或勒緊鎖定凸輪104和 底部38之間的帶70的力。可以理解，杆66繞樞轉軸線「P」的更多旋轉以鎖定裝置允 許螺栓隨動件60的更多旋轉並且允許臂62將其與突出的臂85脫離接觸，這導致偏置構 件94增大施加在繞凸輪軸線「C」的鎖定凸輪104上的力，這轉而導致鎖定凸輪104的 更多齒84與帶70的齒76接合以在更大程度上夾持或勒緊鎖定凸輪104和底部38之間的 帶70。儘管本發明參考示例性實施例進行了描述，本領域普通技術人員可以理解，在 不脫離本發明範圍的前提下，可以進行不同的改變和對其元件進行等同替換。此外，在 不脫離本發明實質範圍的前提下，可以對本發明的教導進行很多改進以適應特殊情形或 特殊材料。因此，可以想像，本發明並不局限於公開的作為執行本發明的最好方式的特 別實施例，本發明包括落入本發明保護範圍的所有實施例。
權利要求
1.一種可摺疊轉向柱組件，包括構造成用於安裝到車輛上的柱安裝支架，所述支架具有前部分和後部分，所述前部 分包括一對間隔的臂，每個臂具有內表面和相對的外表面，所述內表面與另一臂的內表 面相對；轉向柱，其具有縱向軸線並且包括可滑動地設置在外管套內表面中的內管套，所述 外管套的外表面定位在鄰近間隔臂的內表面處；鎖定裝置，其穿過並且聯接到間隔臂和外管套，所述鎖定裝置可移動以通過分別應 用或釋放施加在臂、外部支架和內部支架的外表面上的預先設定的夾持力而鎖定或解鎖 外管套中的內管套的可滑動布置；和能量吸收裝置，其包括在其第一部分處固定到內管套上並且可滑動地設置在外管套 中的能量吸收帶。
2.如權利要求1所述的轉向柱組件，其中，所述能量吸收裝置進一步包括設置在內管 套上的砧，所述砧設置在靠近帶的第一部分處並且構造成當內管套在外管套中摺疊時接合帶。
3.如權利要求2所述的轉向柱組件，其中，所述能量吸收裝置進一步包括設置在外管 套上的鎖定構件，帶的第二部分位於靠近鎖定構件處，所述鎖定構件可選擇性地接合以 相對於外管套鎖定帶的第二部分。
4.如權利要求3所述的轉向柱組件，其中，所述鎖定構件包括多個齒而且帶的第二部 分包括設置在靠近鎖定構件處的多個齒，其中，鎖定構件的齒與帶的齒的選擇性接合相 對於外管套鎖定帶的第二部分。
5.如權利要求2所述的轉向柱組件，其中，所述能量吸收裝置進一步包括偏置構件和 聯接件，所述偏置構件提供迫使鎖定構件與帶的第二部分接合的偏置力，聯接件聯接到 鎖定裝置和鎖定構件並且構造成克服偏置力且結合內管套和外管套的解鎖而解鎖鎖定構 件和帶，以及結合內管套和外管套的鎖定而鎖定鎖定構件和帶。
6.如權利要求5所述的轉向柱組件，其中，所述鎖定裝置包括可旋轉螺栓以鎖定和解 鎖轉向柱的運動。
7.如權利要求6所述的轉向柱組件，其中，所述偏置構件包括盤簧並且聯接件包括設 置在螺栓上的螺栓隨動件。
8.如權利要求3所述的轉向柱組件，其中，所述帶具有第一部分和第二部分之間的U 形部分。
9.如權利要求6所述的轉向柱組件，其中，所述轉向柱在伸縮方向和傾斜方向上可運動。
10.—種可摺疊轉向柱組件，包括構造成用於安裝到車輛上的柱安裝支架，所述支架具有前部分和後部分，所述前部 分包括一對間隔的臂，每個臂具有內表面和相對的外表面，所述內表面與另一臂的內表 面相對；轉向柱，其具有縱向軸線並且包括可滑動地設置在外管套內表面中的內管套，所述 外管套的外表面定位在鄰近間隔臂的內表面處；鎖定裝置，其穿過並且聯接到間隔臂和外管套，所述鎖定裝置可移動以通過分別應用或釋放施加在臂、外部支架和內部支架的外表面上的預先設定的夾持力而鎖定或解鎖 外管套中的內管套的可滑動布置；和能量吸收裝置，其包括在其第一部分處固定到內管套上並且可滑動地設置在外管套 中的能量吸收帶，設置在內管套上的砧，所述砧設置在靠近帶的第一部分處並且構造成 當內管套在外管套中摺疊時接合帶，設置在內管套上的砧，所述砧設置在靠近帶的第一 部分處並且構造成當內管套在外管套中摺疊時接合帶，以及提供迫使鎖定構件與帶的第 二部分接合的偏置力的偏置構件。
全文摘要
本發明涉及用於可摺疊轉向柱組件的能量吸收裝置。具體地，可摺疊轉向柱組件，包括構造成用於安裝到車輛上的安裝支架，所述支架具有前部分和後部分，所述前部分包括一對間隔的臂，每個臂具有內表面和相對的外表面，所述內表面與另一臂的內表面相對。組件還包括轉向柱，其具有縱向軸線並且包括可滑動地設置在間隔壁之間外管套內表面中的內管套。組件還包括鎖定裝置，其穿過並且聯接到間隔臂和外管套，所述鎖定裝置可移動以鎖定或解鎖外管套中的內管套的可滑動布置。而且，組件還包括能量吸收裝置，其包括在其第一部分處固定到內管套上並且可滑動地設置在外管套中的能量吸收帶。
文檔編號B62D1/19GK102009684SQ20101025089
公開日2011年4月13日 申請日期2010年5月28日 優先權日2009年5月29日
發明者A·C·休伯, J·R·裡奇維 申請人:通用汽車環球科技運作公司