伸縮式轉向柱組件的製作方法

2023-10-06 03:37:09

專利名稱：伸縮式轉向柱組件的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於車輛的伸縮式轉向柱組件，其具有在車輛的正常操作過程中施 加夾緊力以軸向約束伸縮部件的夾緊機構。更特別地，本申請涉及轉向柱組件，其能在 不必克服夾緊機構的軸向約束的情況下使夾緊力得以解除。
背景技術：
轉向柱設置在車輛中用於支撐駕駛員使用的方向盤。可調節轉向柱被設置成可 使駕駛員改變方向盤的位置以提高方向盤轉向和車輛駕駛的安全性、舒適性和方便性。 傾斜運動和斜移運動改變方向盤的角位置。伸縮運動相對儀器板改變方向盤沿轉向柱的 中心軸線的軸向位置，以使方向盤從儀器板向外或向內移動。可調節轉向柱包括鎖定裝 置以防止在方向盤已經確定期望位置後方向盤的運動。這種轉向柱同樣是伸縮式的以利 於軸向運動和在極端碰撞事件中的能量的吸收和分散。這種伸縮可以通過使用嵌套的上 或內柱套筒和下或外柱套筒來實現，上或內柱套筒靠近方向盤，下或外柱套筒遠離方向 盤，上或內柱管套筒和下或外柱套筒相對於彼此移動以利於轉向柱的伸縮。這種轉向柱 設計通常使用夾緊機構，其在車輛的正常操作過程中軸向約束轉向柱上套筒和轉向柱下 套筒。需要提供一種「釋放」在可調節轉向柱伸縮過程中將轉向柱內套筒軸向地約束 至轉向柱外套筒的夾緊機構的有效方式。相同基礎的柱機構的現有設計在轉向柱伸縮過 程中僅通過使夾緊機構的軸向約束失效來允許內套筒平移到外套筒中。因此，期望提供 並不需要這種約束的可替代設計。

發明內容
在本發明的一個示例性實施例中，披露了一種伸縮式轉向柱組件。該組件包括 設計用於安裝到車輛上的柱安裝支架，該支架包括前部和後部，前部包括一對間隔設置 的臂，每個臂包括內表面和相對設置的外表面，該內表面與另一臂的內表面相對設置。 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套筒的內表面中的內 套筒，外套筒的外表面設置在間隔設置的臂的內表面內。該組件進一步包括穿過並且連 接到間隔設置的臂和外套筒的鎖定裝置，通過相應地施加或釋放作用到臂的外表面、外 部支架和內部支架的預定夾緊力，鎖定裝置可移動以鎖定或解鎖內套筒在外套筒內的可 滑動設置；鎖定裝置、臂的內表面和外套筒的外表面在軸向上可移動一預定距離，同時 當將預定釋放力施加到暴露端時被鎖定以提供外部支架的外表面與臂的內表面的軸向分 離，以及釋放在內套筒和外套筒之間的預定夾緊力的施加，由此在施加預定的釋放力時允許內套筒收縮到外套筒內。方案1 一種伸縮式轉向柱組件，包括構造用於安裝到車輛的柱安裝支架，該支架包括前部和後部，前部包括一對間 隔設置的臂，每個臂具有內表面和相對設置的外表面，該內表面與另一個臂的內表面相 對設置；轉向柱，其具有縱向軸線並且包括可滑動地設置在外套筒的內表面內的內套 筒，外套筒的外表面鄰近間隔設置的臂的內表面定位；鎖定裝置，其穿過並且連接到間隔設置的臂和外套筒，通過相應地施加或釋放 作用到臂的外表面、外部套筒和內部套筒的預定夾緊力，鎖定裝置可移動以鎖定或解鎖 內套筒在外套筒內的可滑動設置；鎖定裝置、臂的內表面和外套筒的外表面在軸向上 可移動預定軸向距離，而當將預定釋放力施加到內套筒的暴露端時被鎖定以提供外部支 架的外表面與臂的內表面的軸向分離，並釋放在內套筒和外套筒之間的預定夾緊力的施 加，由此在施加預定釋放力時允許內套筒收縮到外套筒內。方案2:如方案1中所述的伸縮式轉向柱組件，其中，外套筒的外表面包括靠近 外套筒的內端並且向內朝內端傾斜的多個第一有角度的表面，並且臂的內表面包括向內 朝支架的前部傾斜的多個互補的第二有角度的表面。方案3:如方案2中所述的伸縮式轉向柱組件，其中，第一有角度的表面具有參 照傾斜軸線測量的複合傾斜角，並且第二有角度的表面具有互補的複合傾斜角。方案4:如方案3中所述的伸縮式轉向柱組件，其中，第一有角度的表面具有 不變的複合傾斜角，其參照繞傾斜軸線的彎曲弧線的等分線沿該弧線的長度測量，並且 第二有角度的表面具有互補的複合傾斜角。方案5:如方案4中所述的伸縮式轉向柱組件，其中，第一有角度的表面之間的 寬度在沿著彎曲弧線的長度的任何點處都是不變的，當參照該點處的等分線測量時。方案6:如方案1中所述的伸縮式轉向柱組件，其中，當鎖定裝置被鎖定時，所 述多個第一有角度的表面與所述多個第二有角度的表面鄰接。方案7:如方案2中所述的伸縮式轉向柱組件，其中，第一有角度的表面具有相 對於縱向軸線大約5度的角θ。方案8:如方案1中所述的伸縮式轉向柱組件，其中，轉向柱在伸縮方向和傾斜 方向上是可以運動的。方案9:如方案8中所述的伸縮式轉向柱組件，其中，鎖定裝置構造用於在伸縮 方向和傾斜方向上鎖定或解鎖轉向柱的運動。方案10:如方案1中所述的伸縮式轉向柱組件，其中，鎖定裝置包括可旋轉螺 栓和連接到可旋轉螺栓的鎖定機構。方案11:如方案10中所述的伸縮式轉向柱組件，其中，鎖定機構包括凸輪從動 件機構或傾斜銷機構。方案12:如方案10中所述的伸縮式轉向柱組件，其中，鎖定機構具有相連的可 控的釋放機構。方案13:如方案12中所述的伸縮式轉向柱組件，其中，可控的釋放機構包括位 於外套筒中的多個槽，可旋轉螺栓設置在所述槽中。
方案14:如方案13中所述的伸縮式轉向柱組件，其中，所述多個槽大致平行於 縱向軸線延伸並且能使可旋轉螺栓移動預定軸向距離。方案15:如方案14中所述的伸縮式轉向柱組件，其中，所述預定軸向距離是大 約 2mm。方案16:如方案15中所述的伸縮式轉向柱組件，其中，所述組件進一步包括正 傾角鎖定機構。方案17:如方案16中所述的伸縮式轉向柱組件，其中，可控的釋放機構的釋放 接合正傾角鎖定機構。方案18:如方案17中所述的伸縮式轉向柱組件，其中，可控的釋放機構的釋 放以及正傾角鎖定機構的接合能實現外套筒可控地移動預定軸向距離。方案19:如方案18中所述的伸縮式轉向柱組件，其中，所述預定軸向距離是大 約 2mm。方案20:如方案1中所述的伸縮式轉向柱組件，其中，該組件固定到車輛上。以上提及的特點和優點以及本發明其它的特點和優點將在以下參照附圖的本發 明的詳述描述中非常容易地體現出來。


其它目的、特點、優點和細節，只通過舉例的方式地揭示在以下對實施例的詳 細描述中，所述詳細描述參照附圖，其中圖1是處於收縮前位置的伸縮式轉向柱組件的示例性實施例的左側透視圖；圖2是圖1中處於收縮前位置的伸縮式轉向柱沿截面2-2截取的截面圖；圖3是處於收縮後位置的圖2中的伸縮式轉向柱組件的截面圖；圖4是圖1中的伸縮式轉向柱組件的部分右側透視圖；圖5是圖4中的伸縮式轉向柱組件的外套筒和內套筒(及相關部件)的部分放大 的右側透視圖；圖6是圖1中的伸縮式轉向柱組件的仰視圖，處於收縮後位置，外套筒與柱安裝 支架的一對臂軸向間隔開；圖7是圖1中的伸縮式轉向柱組件的左側透視圖，示出內套筒可滑動地設置在移 除支架的外套筒中；圖8是伸縮式轉向柱組件的左側視圖，並且也用於描述捕獲機構和可控釋放機 構的替代實施例；圖9是在從圖8的截面9截取的設置穿過外套筒的銷的放大視圖，銷設置在收縮 前位置；圖10是從圖6的截面10截取的處於收縮後位置的與臂間隔設置的外套筒的放大 仰視圖；圖11是圖10中的相互接合的外套筒和臂處於收縮前位置的放大仰視圖；圖12是處於收縮前位置的正傾角鎖定機構的示例性實施例的側視圖；圖13是處於收縮後位置的圖12的的正傾角鎖定機構的側視圖；以及圖14是圖4中的外套筒和第一有角度的表面的側視圖。圖15-16為示出第一有角度的表面和第二有角度的表面構造成在轉向柱的傾斜位置 調節過程中在彼此之上滑動的示意圖。
具體實施例方式根據本發明的示例性實施例，提供了一種伸縮式轉向柱組件，其提供了解除夾 緊機構的夾緊壓力的有效方式，允許上轉向柱套筒縮到下套筒內，而不必克服夾緊機構 的軸向約束。參照附圖，其中，在一些視圖中，相同的數字表明相同或對應的部件，用於車 輛(例如各種已知的車輛結構(未示出))的伸縮式轉向柱組件20大致如圖1，4，6和8 中所示。參照圖1-3，伸縮式轉向柱組件20包括限定了縱向軸線L的轉向柱22。轉向 柱22包括內套筒24和外套筒26，當預定的軸向加壓的壓縮力施加到內套筒24上時，例 如當車輛碰撞和突然減速導致的駕駛員通過氣囊(未示出)和方向盤(未示出)壓靠在套 筒上時，內套筒24可滑動地設置在外套筒26內和/或沿縱向軸線L可收縮在外套筒26 內。如圖2所示，轉向柱22處於收縮前位置，在該位置，沒有施加預定的力。在圖3 中，轉向柱22處於收縮後位置，在該位置，已經施加預定的力。預定的力可以是任何適 合的力，包括大約2000N的力。可以理解，根據車輛生產商的設計需求，預定的力可以 比2000N更高或更低。進一步，內套筒24在收縮前位置和收縮後位置之間可以在外套筒 26中行進或移動大約IOOmm的預定距離d(圖3)。可以理解，根據車輛生產商的設計需 求，內套筒24在收縮前位置和收縮後位置之間可以移動多於IOOmm或少於100mm。例如，如圖1所示，轉向柱22還在伸縮方向23和傾斜(斜移)方向25上可以 調節。方向盤(未示出)與內套筒24連接用於允許駕駛員在車輛的室(未示出)內沿伸 縮方向23和傾斜方向25調節轉向柱22。更特別地，內套筒24的嵌套端29 (圖2)沿縱 向軸線L可滑動地設置在外套筒26中以允許在伸縮方向23上的調節，而內套筒24和外 套筒26沿橫向於豎直的弧形路徑一起移動以在傾斜方向25上移動。換句話說，當調節伸 縮方向23時，方向盤移動靠近和遠離駕駛員，而當調節傾斜方向25時，方向盤相對駕駛 員上下移動。典型地，方向盤在伸縮方向23和傾斜方向25上都可以調節。可以理解， 方向盤可以僅在伸縮方向23或僅在傾斜方向25上可以調節。參照圖1，4和5，伸縮式轉向柱組件20進一步包括固定到車輛並且連接於內套 筒24和外套筒26以支撐內套筒24和外套筒26的柱安裝支架28。支架28包括相對於 縱向軸線L彼此間隔設置的前部30和後部32。支架28的前部30包括向下延伸並且橫 向於縱向軸線L彼此間隔分開設置的一對對置的臂34。臂34位於外套筒26的側面，並 且更具體地，內套筒24和外套筒26設置在臂34之間並且可釋放地連接到臂34。可以 理解，支架28的前部30和後部32可以一體成形，或者通過任何適合的永久性連接(例 如各種焊接方式)或通過使用各種連接裝置(例如各種緊固件等)固定於彼此。可以進 一步理解，臂34可以與前部30—體成形，或者單獨成形並且通過任何適合的永久性連接 (例如各種焊接方式)或通過使用各種連接裝置(例如各種緊固件等)固定於前部。同樣參照圖1和6，每個臂34包括相對於縱向軸線L彼此徑向間隔離開的內表 面36和外表面38，每個臂34的內表面36面向外套筒26。伸縮式轉向柱組件20進一步包括附接於外套筒26和一個臂34的偏壓部件40，和附接於外套筒26和另一個臂34的另 一個偏壓部件40，以偏壓轉向柱22並且阻止在柱位置的調節過程中柱和方向盤疏忽地落 到駕駛員的腿上。偏壓部件40可以包括盤簧。參照圖1、2和6，外套筒26包括相對於縱向軸線L彼此間隔設置的內端42和 外端44，內套筒24可滑動地設置在外套筒26的內端42內。當處於收縮前位置時，外套 筒26的內端42接合支架28的前部30的臂34。更特別地，外套筒26的內端42包括相 對於縱向軸線L在徑向上彼此間隔設置的一對側部46，當處於收縮前位置時，每個側部 46與相應的臂34鄰接。在圖5和圖7中，每個側部46均包括半圓柱狀凸緣48，該凸緣大致朝向另一個 延伸並且其共同限定了位於其間的間隙50。這種結構允許外套筒26的內端42伸縮或彎 曲以選擇性地阻止內套筒24的運動。將凸緣48構造成與內套筒24互補並大致與其相 配。換句話說，凸緣48鄰接內套筒24。可以理解，凸緣48可以與側部46—體成形， 或者作為單獨部件成形並且通過任何適合的永久性連接(例如各種焊接方式)或通過使用 各種連接裝置(例如各種緊固件等)固定於側部。參照圖1、4、8和9，外套筒26的外端44樞轉連接於支架28的後部32，以使得 轉向柱22可以相對於支架28橫向於縱向軸線L樞轉，並且因此允許沿傾斜方向25的傾 斜運動。更特別地，限定了橫向於縱向軸線L的傾斜軸線T的一對相對設置的銷58 (圖 5和9)通過在對置的襯套59內同中心的設置樞轉地連接到支架28，襯套59因此構造成 圍繞傾斜軸線T同心設置地設置在支架28內，例如通過將襯套59和銷58設置在柱安裝 支架28的後部32中相對的凹部(未示出)中，其使襯套59和銷58與傾斜軸線T軸向對 齊並且與支架28和外套筒26的下端44接合，以使轉向柱和內套筒24以及外套筒26可 以繞傾斜軸線T樞轉以沿傾斜方向25調節轉向柱22和方向盤。在圖1、4和5中，伸縮式轉向柱組件20進一步包括可選擇性結合的鎖定裝置 60，其與外套筒26和支架28連接以選擇性地允許駕駛員通過解開鎖定裝置60、在伸縮方 向23和傾斜方向25上將轉向柱和方向盤移動到預定的位置並且然後再重新接合鎖定裝置 而在這些方向上調節方向盤。更特別地，鎖定裝置60連接到外套筒26的上端42和支架 28的臂34上，以選擇性地允許內套筒24和外套筒26的調節。鎖定裝置60包括設置為 穿過外套筒26的上端42和支架28的臂34的螺栓62。螺栓62限定了橫向於縱向軸線L 並且與縱向軸線L間隔設置的樞軸軸線P，樞軸軸線P還與傾斜軸線T間隔設置並且大致 與其平行。螺栓62可選擇性地繞這裡描述的樞軸軸線P旋轉。鎖定裝置60可包括任何適合的鎖定機構，例如，已知的凸輪從動件機構(未示 出)或傾斜銷機構64，其與螺栓62相連用於選擇性地沿樞軸軸線P對臂34、外套筒26 和內套筒24施加預定的向內定向的夾緊壓力或力F，以選擇性地在伸縮方向23上相對於 外套筒26鎖定內套筒24和在傾斜方向25上鎖定轉向柱22的角位移，由此阻止轉向柱22 和方向盤的進一步調節。可以理解，可以使用本領域普通技術人員已知的其它適合的鎖 定裝置用於代替凸輪從動件機構或傾斜銷64來選擇性地阻止方向盤的調節。可以採用任 何適合的夾緊力，包括大約4000N的夾緊力。可以理解，根據車輛生產商的設計需求， 夾緊力可以比4000N更高或更低。鎖定裝置60進一步包括安裝在螺栓62上的用於允許駕駛員選擇性地接合和釋放鎖定裝置60從而調節轉向柱22和方向盤位置的操縱杆66。操縱杆66可以繞樞軸軸線P 在阻止方向盤調節的鎖定位置和允許方向盤調節的解鎖位置之間旋轉。當操縱杆66位於 鎖定位置時，夾緊力F施加到支架28和/或臂34、外套筒26和內套筒24上，以阻止方 向盤的調節。換句話說，支架28和/或臂34被夾緊並被擠壓在一起，這就夾緊和擠壓 在外套筒26上，進而夾緊和擠壓在內套筒24上，因此阻止了在伸縮方向和傾斜方向上的 調節。在第一凸緣48之間具有間隙50允許外套筒26的上端42伸縮或彎曲以便使第一 凸緣48可朝向彼此移動以及使第二凸緣52 (圖7)朝向彼此移動以擠壓內套筒24，以阻 止在伸縮方向和傾斜方向上的調節。當操縱杆66位於解鎖位置時，在支架28和/或臂 34、外套筒26和內套筒24上的夾緊力F減小或消除以允許方向盤在伸縮方向23和傾斜 方向25上調節。伸縮式轉向柱組件20進一步包括可控的釋放機構68，以允許內套筒24不必克服 鎖定裝置60的軸向約束而收縮在外套筒26內。由於可控的釋放機構68的配置，該伸縮 式轉向柱組件20消除了對如本領域普通技術人員已知的支架28以具有釋放管殼和/或剪 切銷的需要。如圖6、10和11所示，可控的釋放機構68進一步包括設置在外套筒26的 上端42上的多個第一有角度的表面76和設置在臂34上的多個第二有角度的表面78。更 特別地，其中一個第一有角度的表面76設置在外套筒26的上端42的一個側部46上，而 另一個第一有角度的表面76設置在外套筒26的上端42的另一個側部46上。此外，一 個第二有角度的表面78設置在一個臂34的內表面36上，而另一個第二有角度的表面78 設置在另一個臂34的內表面36上。每個第一有角度的表面76和第二有角度的表面78 大致是平坦的平面結構並且每個都限定了相對於縱向軸線L的有角度的結構，第一有角 度的表面76的有角度的結構與相鄰的第二有角度的表面78的有角度的結構互補，這將在 下面進一步討論。典型地，如圖10和11中所示，有角度的結構是相對較淺的角度Θ， 例如大約5度。可以理解，有角度的結構可以比5度更大或更小。參照圖11，當轉向柱22處於收縮前位置時，第一有角度的表面76與相應的第二 有角度的表面78鄰接並且在其間提供摩擦接合。如圖6和10所示，當轉向柱22處於收 縮後位置時，第一有角度的表面76與相應的第二有角度的表面78軸向間隔開或者分離， 因此消除了支架28和外套筒26之間的摩擦接合，這同樣減小或消除了施加在外套筒26 上的夾緊力F，並因此允許內套筒24收縮到外套筒26內。因此，伸縮式轉向柱組件20 提供了消除施加在內套筒24和外套筒26上的夾緊力F以允許內套筒24不必克服鎖定裝 置60的軸向約束而收縮在外套筒26內的有效方法，該方法將在下面組件20的操作中進 一步討論。參照圖14-16，第一有角度的表面76和第二有角度的表面78構造成在轉向柱的 傾斜位置調節過程中在彼此之上滑動。為了利於表面在彼此之上的平滑運動並且防止粘 合或壓力，以及確保匹配的接合以保證轉向柱22的鎖定，第一有角度的表面76和第二 有角度的表面78具有互補的配合錐形。當調節傾斜位置時，轉向柱繞傾斜軸線T樞轉。 如圖14所示，為了利於這種運動，第一有角度的表面76可以具有複合錐角Θ，其沿著繞 傾斜軸線的彎曲的弧線83的等分線81測量時是不變的，該傾斜軸線從這些表面的上部向 下部延展穿過這些表面的長度1。例如，沿著第一等分線77從軸線A向下以例如大約2 度的角度穿過表面76的複合錐角θ與沿著第二等分線79從水平軸線向下以例如大約10度的角度穿過表面76的複合錐角相同，或沿其它類似構造的等分線，其中，軸線A與縱 向軸線L平行並且穿過傾斜軸線T的中心並且與其成直角，所述水平軸線與縱向軸線L平 行並且穿過傾斜軸線T的中心並且與其成直角。進一步地，沿著沿穿過長度1的彎曲的 弧線的各等分線的任何交點，第一有角度的表面76在外套筒26的兩側上表面76之間具 有寬度W，該寬度如圖15和16所示是相同的，例如在沿著彎曲的弧線83的點85和87 處，其中Wl和W2相等。第二有角度的表面78的複合錐角可選擇為全部地與第一有角 度的表面76的複合錐角互補，包括沿著它們的長度並且穿過它們的寬度。第一和第二復 合錐角76、78可以是任何適合的角度，包括大約5度的角度。相對於預定的必須施加到內套筒24的暴露端27的預定軸向釋放力來控制這種釋 放，以便導致本文所述的軸向分離。釋放還在以下方面得到控制通過使用捕獲機構69 來捕獲已經通過應用預定的軸向釋放力而得到釋放的外套筒26來控制第一有角度的表面 76和第二有角度的表面78的軸向分離的最大量。在一個示例性實施例中，可控的釋放機 構68的捕獲機構69 (圖12和13)還包括正傾角鎖定機構86，該鎖定機構86被選擇成不 僅提供正傾角鎖定，其而且可以被設計用於提供限制外套筒26的軸向運動，如本文所描 述的。可選擇地，參照圖8，在另一個示例性實施例中，釋放機構68限定了包括在外套 筒26的上端42和下端44的每個中具有多個槽70的捕獲機構69。每個槽70大致平行 於縱向軸線L延伸並且延伸預定距離，並且相對於縱向軸線L與其它槽間隔設置。螺栓 62設置為穿過上端42的槽70，並且銷58設置為穿過下端44的槽70。槽70包括彼此 間隔設置的下端部分74和上端部分72。當處於圖8所示的收縮前位置時，銷58和螺栓 62設置在相應的槽70的下端部分74中。當處於收縮後位置時，銷58和螺栓62設置在 相應的槽70的上端部分72中。通過選擇銷58和螺栓62的尺寸，以及槽的預定長度， 銷和螺栓可能移動的最大軸向距離da可以被預定。如圖2、5和7所示，可選擇性地，伸縮式轉向柱組件20可包括能量吸收裝置 80。能量吸收裝置80可以是本領域普通技術人員熟知的任何適合的能量吸收裝置。例 如能量吸收裝置80可以包括帶82和與螺栓62和操縱杆66相連以可選擇地接合帶82的 鎖定凸輪84。帶82固定在內套筒24上以便當內套筒24收縮到外套筒26內時，帶82可 以與內套筒24 —起被拉動並因此變形以吸收能量。此外，如圖1、12和13所示，伸縮式轉向柱組件20可選擇性地包括正傾角鎖定 機構86。正傾角鎖定機構86可以是本領域普通技術人員熟知的任何適合的正傾角鎖定 機構。例如，正傾角鎖定機構86可包括合併到至少一個臂34中的一體形成的支撐部件 88，或可替換地包括與至少一個臂(未示出)的外表面鄰接的單獨的支撐部件。支撐部件 88限定了開口 90，螺栓62穿過開口 90設置。開口 90包括設置在開口 90—側上的多個 齒92。正傾角鎖定機構86進一步包括具有許多齒96的棘爪94，螺栓62穿過棘爪94設 置。棘爪94固定到外套筒26的一個側部46上以便棘爪94與外套筒26—起運動。如 圖12所示，棘爪94的齒96面對開口 90的齒92，並且在鎖定裝置60的脫離結合和解鎖 以及在傾斜方向25上調節轉向柱22和方向盤的過程中與開口 90的齒92間隔開。如圖 13所示，當內套筒24、外套筒26移動到收縮後位置時，棘爪94與螺栓62—起沿縱向軸 線L移動並且棘爪94的齒96與開口 90的齒92接合以阻止轉向柱22在傾斜方向上的不 期望的角運動。正傾角鎖定機構86還可包括可控的釋放機構68，尤其是捕獲機構69。機構的部件(包括支撐部件88、棘爪94和其各自的齒92、齒96)的間距和尺寸可以用於 控制外套筒26在從支架28釋放時可移動的最大軸向距離d(圖12)。僅僅為了說明，下面將討論從收縮前位置移動到收縮後的位置的轉向柱22的實 施例以說明組件的工作方式，尤其是內套筒24不必克服鎖定裝置60的軸向約束而收縮到 外套筒26內。參照圖2和11，轉向柱22處於收縮前位置。當處於收縮前位置時，外套筒26 的上端42接合支架28的臂34的內表面36。更具體地，臂34的第二有角度的表面78鄰 接外套筒26的側部46的相應的第一有角度的表面76以在其間提供摩擦接合(鎖定)和 可控的釋放機構68。在圖12和13所示的實施例中，正傾角鎖定機構86的棘爪94的齒 96與支撐部件88的開口 90的齒92間隔開並且提供捕獲機構。參照圖3和圖10，示出了轉向柱22處於收縮後位置。當預定的力施加到內套 筒24的暴露端27上時，外套筒26和支架28的臂34之間的摩擦力，或外套筒釋放力被 克服，而不必克服內套筒24和外套筒26之間的摩擦內套筒釋放力。當力達到約2000N 時，外套筒26可以從支架28中釋放。可以理解，當達到大於或小於2000N的力時，外 套筒26同樣可以從支架28釋放。內套筒24和外套筒26之間的摩擦力和/或帶82的摩擦力和/或夾緊力允許內 套筒24和外套筒26沿縱向軸線L 一起移動預定的距離。換句話說，內套筒24和外套筒 26作為一個單元移動以便在內套筒24和外套筒26沿縱向軸線L移動預定距離的過程中 內套筒24不在外套筒26內收縮。例如，內套筒24和外套筒26 —起移動的預定距離可 以是大約2mm。可以理解，預定距離取決於車輛生產商的設計需求，可以比2mm更大 或更小。由於還提供了捕獲機構69的正傾角鎖定機構86的各部件的布置，外套筒26可 以沿著縱向軸線L移動預定距離da。如圖13所示，棘爪94隨外套筒26移動預定距離並 且棘爪94的齒96與開口 90的齒92接合以阻止轉向柱22在傾斜方向上的不期望的角運動。當內套筒24和外套筒26移動預定軸向距離d時，第一有角度的表面76和第二 有角度的表面78彼此形成間隔(如圖10所示)，並且施加到外套筒26上的用以允許內套 筒24在外套筒26中收縮的夾緊力F被減少或消除。換句話說，內套筒24和外套筒26 相對於支架28和鎖定裝置60移動，並且一旦外套筒26移動預定軸向距離d而且第一有 角度的表面76和第二有角度的表面78彼此間隔開，因為施加在內套筒24和外套筒26上 的夾緊力F被克服，內套筒24就將在外套筒26中收縮。由於外套筒26的第二有角度的 表面78與支架28的第一有角度的表面76形成間隔分開，同時徑向移動遠離被施加軸向 約束的樞軸軸線P，因此內套筒24和外套筒26不必克服鎖定裝置60的軸向約束。當達到預定的內套筒釋放力時，內套筒24在外套筒26中收縮。例如，預定的 內套筒釋放力可以從大約1090N到大約1500N。可以理解，預定的釋放力取決於車輛生 產商的設計需求，可以小於1000N或大於1500N。同樣如圖3所示，當內套筒24在外套筒26中收縮時，能量吸收裝置80被拉長 並且因此吸收能量。更具體地，當內套筒24移動通過外套筒26時，帶82與內套筒24 一起被拉動並且變形(拉長)以吸收能量。
儘管發明是通過示例性實施例進行了描述，但是本領域普通技術人員可以理 解，在不脫離本發明實質的前提下，可以進行不同的改變和對部件進行等同替換。此 外，在不脫離本發明實質的前提下，可以根據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，本發明並不局限於揭示的作為實現本發明的最好方式 的特定實施例，本發明包括落入本發明保護範圍的所有實施例。
權利要求
1.一種伸縮式轉向柱組件，包括構造用於安裝到車輛的柱安裝支架，該支架包括前部和後部，前部包括一對間隔設 置的臂，每個臂具有內表面和相對設置的外表面，該內表面與另一個臂的內表面相對設 置；轉向柱，其具有縱向軸線並且包括可滑動地設置在外套筒的內表面內的內套筒，外 套筒的外表面鄰近間隔設置的臂的內表面定位；鎖定裝置，其穿過並且連接到間隔設置的臂和外套筒，通過相應地施加或釋放作用 到臂的外表面、外部套筒和內部套筒的預定夾緊力，鎖定裝置可移動以鎖定或解鎖內套 筒在外套筒內的可滑動設置；鎖定裝置、臂的內表面和外套筒的外表面在軸向上可移動 預定軸向距離，而當將預定釋放力施加到內套筒的暴露端時被鎖定以提供外部支架的外 表面與臂的內表面的軸向分離，並釋放在內套筒和外套筒之間的預定夾緊力的施加，由 此在施加預定釋放力時允許內套筒收縮到外套筒內。
2.如權利要求1中所述的伸縮式轉向柱組件，其中，外套筒的外表面包括靠近外套筒 的內端並且向內朝內端傾斜的多個第一有角度的表面，並且臂的內表面包括向內朝支架 的前部傾斜的多個互補的第二有角度的表面。
3.如權利要求2中所述的伸縮式轉向柱組件，其中，第一有角度的表面具有參照傾斜 軸線測量的複合傾斜角，並且第二有角度的表面具有互補的複合傾斜角。
4.如權利要求3中所述的伸縮式轉向柱組件，其中，第一有角度的表面具有不變的復 合傾斜角，其參照繞傾斜軸線的彎曲弧線的等分線沿該弧線的長度測量，並且第二有角 度的表面具有互補的複合傾斜角。
5.如權利要求4中所述的伸縮式轉向柱組件，其中，第一有角度的表面之間的寬度在 沿著彎曲弧線的長度的任何點處都是不變的，當參照該點處的等分線測量時。
6.如權利要求1中所述的伸縮式轉向柱組件，其中，當鎖定裝置被鎖定時，所述多個 第一有角度的表面與所述多個第二有角度的表面鄰接。
7.如權利要求2中所述的伸縮式轉向柱組件，其中，第一有角度的表面具有相對於縱 向軸線大約5度的角θ。
8.如權利要求1中所述的伸縮式轉向柱組件，其中，轉向柱在伸縮方向和傾斜方向上 是可以運動的。
9.如權利要求8中所述的伸縮式轉向柱組件，其中，鎖定裝置構造用於在伸縮方向和 傾斜方向上鎖定或解鎖轉向柱的運動。
10.如權利要求1中所述的伸縮式轉向柱組件，其中，鎖定裝置包括可旋轉螺栓和連 接到可旋轉螺栓的鎖定機構。
全文摘要
伸縮式轉向柱組件包括支架，該支架包括前部和後部，前部包括一對間隔設置的臂，每個臂包括內表面和相對設置的外表面，該內表面與另一臂的內表面相對設置；轉向柱，其具有縱向軸線並且包括可滑動地設置在外套筒的內表面中的內套筒，外套筒的外表面定位在間隔設置的兩臂的內表面；鎖定裝置，其穿過並且連接到間隔設置的臂和外套筒，通過相應地應用或釋放施加在臂的外表面、外部支架和內部支架上的預定夾緊力，鎖定裝置可移動以鎖定或解鎖內套筒在外套筒內的可滑動設置。
文檔編號B62D1/19GK102009683SQ20101025088
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J·R·裡奇維, M·R·塞利加 申請人:通用汽車環球科技運作公司