CN101519083A - 车用碰撞能量吸收转向柱 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种连接至一转向轴的车用碰撞能量吸收转向柱，该转向柱包括有：可变形的用以吸收汽车碰撞载荷的拉线、一圆柱状中空外套管、一在其内圆周表面上具有组装凹槽的圆柱状中空内套管，以及一间隔支架。间隔支架是被制作成一个中空管状元件，具有一位于其一端的外套管接头及一位于其相对端的内套管接头。间隔支架具有一对固定凸缘，这一对固定凸缘被设计成两个形成于管状元件的外圆周表面上的间隔开的相对面板，用来收容拉线。通过这种方式，间隔支架可以在碰撞发生时通过使拉线变形而沿着轴向方向缩叠。
Description
【技术领域】
本发明是有关于一种车用转向柱，特别是有关于一种车用碰撞能量吸收转向柱，能够在与意外的汽车碰撞载荷相同的方向上缩叠以迅速吸收碰撞能量，通过使用一冲击吸收拉线以简化结构、减少生产成本及组装步骤。此外，本发明车用碰撞能量吸收转向柱能够避免邻近元件之间的干涉，以及由此产生的不平衡碰撞载荷。
【背景技术】
通常，转向柱是被构造成套置于一个能够将驾驶员对方向盘的转动传递至齿条-齿轮传动机构的转向轴上，而且转向柱通过一个组装于汽车底盘上的固定支架固定转向轴的位置，因此转向柱能够支撑转向轴的转动。
为了防止驾驶员由于撞击转向盘而遭受严重伤害，转向柱现在配备了一种碰撞能量吸收机构，这种机构提供了一种能够缩叠转向柱和转向轴的特别功能，以应对意外的汽车碰撞。这种设计是基于在汽车碰撞时正在操作的驾驶员的上身会由于惯性而撞击汽车内部的转向盘的事实。当驾驶员撞击转向盘时，下面的转向柱和转向轴会退让并套叠以有助于减少对驾驶员的冲击。然而，依据驾驶员与汽车之间的状况，驾驶员对转向盘的撞击力也不相同。例如，撞击力是与车速成比例地增高或降低。此外，驾驶员是否有系紧安全带、安全气囊是否被触发均将影响对转向盘的撞击力。为了处理好这种情况，已经研究出一种配备有撕裂杆的转向系统。
图1是传统的碰撞能量吸收转向柱100的简化侧面图。如图所示，传统转向柱100包括一转向轴102，具有一连接至转向盘(未图示)的上端及一连接至齿条-齿轮传动机构(未图示)的下端；一套置于转向轴102上的内套管110；一套置于内套管110上的外套管120；一上支架130，用来当其借助一座架140而被固定至车身104时支撑外套管120的外围表面；以及一撕裂杆170，具有一通过固定装置150固定至座架140上的末端及一通过固定装置160固定至上支架130的相对末端。
具有这种类型的转向柱100，一旦发生汽车碰撞，驾驶员的上身会撞击转向盘并在同样的方向使其缩叠，借此上支架130就能够随同外套管120沿着回缩的方向从车身104的座架140上移走。具体来讲，在接受到碰撞影响时，上支架130从座架140上分离并脱离车身104。因此，转向柱100会沿着撞击及回缩的方向移动并缩叠起来。
此外，当转向柱100回缩而将上支架130相对于被固定的座架140向下移走时，撕裂杆140将会遭受到座架140与上支架130的对向力(即作用力和反作用力)。
因此，形成于撕裂杆140上的撕裂纹会随着上支架130的移走而断开，以吸收冲击力。例如，安装在上支架130上的固定装置160会使得撕裂杆140变形，以吸收碰撞能量。
然而，由于这种通过座架或撕裂杆来吸收碰撞载荷的方法在执行倾斜操作时通常会导致碰撞吸收相对于回缩方向成一定角度，而很容易产生难以吸收碰撞能量的困难。进一步而言，使用大量的零件还会增加传统转向柱的组装工序及其制造成本。传统转向柱还具有邻近元件之间的干涉及由此产生的不平衡碰撞载荷等常见问题。
【发明内容】
本发明的主要目的在于提供一种车用碰撞能量吸收转向柱，在汽车碰撞中其缩叠方向与碰撞载荷吸收方向一致，以促进碰撞能量的吸收，该车用碰撞能量吸收转向柱采用了一种简单的拉线变形以吸收冲击，因此能够有效减少生产成本及工序，还减少了邻近元件之间的干涉，以及由此产生的不平衡碰撞载荷。
为达成上述目的，本发明采用如下技术方案：一种连接至一转向轴的车用碰撞能量吸收转向柱，该转向柱包括有：一圆柱状中空外套管、一圆柱状中空内套管、一间隔支架及至少一U型拉线，其中该圆柱状中空内套管具有至少一位于其内圆周表面上的组装凹槽；该间隔支架被制作成一个中空圆柱体，该中空圆柱体具有一沿着该转向轴的轴向方向被部分切断的圆周面；该间隔支架具有一固定地插入该外套管中的末端、一固定地收容该内套管的相对端，以及一对位于该中空圆柱体的外圆周表面上并相互间隔开的固定凸缘，每一固定凸缘均具有一夹持孔及一具有一导引槽的导引部；该至少一U型拉线具有两端，其中一端是固定在该内套管的组装凹槽上，另一端是自被切断的圆周面处伸出、穿过位于轴向方向上的该夹持孔并落入该导引槽中，借此该至少一拉线会随着汽车碰撞产生的碰撞载荷而沿轴向方向变形以缓冲汽车碰撞。
相较于现有技术，本发明车用碰撞能量吸收转向柱的缩叠方向与碰撞载荷吸收一致，以促进碰撞能量的吸收。通过简单的拉线变形可以吸收冲击能量，并有效地减少生产成本及工序，同样也减少了邻近元件之间的干涉，以及由此产生的不平衡碰撞载荷。
本发明的上述及其它目的、特征和优点将从以下的详细描述中并结合附图得到进一步的了解。
【附图说明】
图1是依据传统技术的车用碰撞能量吸收转向柱的简化侧面图。
图2是依据本发明一实施例的车用碰撞能量吸收转向柱的局部立体示意图。
图3是依据本发明一实施例的车用碰撞能量吸收转向柱的间隔支架的立体示意图。
图4是依据本发明一实施例的固定在车用碰撞能量吸收转向柱的内套管上的拉线的立体结构示意图。
【具体实施方式】
下面将参考附图对本发明的一较佳实施例做说明。在以下描述中，出现在不同附图中的相同元件将以相同数字做标示。
进一步来讲，在本发明的以下描述中，若对所采用的现有功能和结构进行详细描述而会造成本发明的主题不清楚时，便将省略对现有功能和结构的详细描述。
图2是依据本发明一实施例的车用碰撞能量吸收转向柱的局部立体示意图；图3是依据本发明一实施例的车用碰撞能量吸收转向柱的间隔支架的立体示意图；以及图4是依据本发明一实施例的固定在车用碰撞能量吸收转向柱的内套管上的拉线的立体结构示意图。
如图2至图4所示，依据本发明一实施例的车用碰撞能量吸收转向柱200包括有：一中空外套管220及一中空内套管230，其中该中空外套管220能够与一间隔支架250一起沿着转向轴102缩叠以回应汽车碰撞事件；该中空内套管230具有一形成于其内表面上的组装凹槽410以固定拉线270。间隔支架250是一中空管状元件，具有一位于其一末端的外套管接头350及一位于其另一末端的内套管接头310，该外套管接头350用来固定地插入外套管220的一端，该内套管接头310用来固定地收容内套管230。间隔支架250具有一对固定凸缘360，这一对固定凸缘360被设计为两个形成于管状元件的外圆周表面上且间隔开的相对面板，因此固定在内套管230上的拉线270是被连接至固定凸缘360，在碰撞发生时，间隔支架250会沿着转向轴102回缩而致使拉线270变形。每一拉线270均具有一固定至内套管230的末端及一固定至间隔支架250的末端，因此拉线270能够屈服于汽车的碰撞力以吸收碰撞载荷。
间隔支架250是由一固定在一组装托架240上的板支架260支撑，而组装托架240则固定至车身。在碰撞时，间隔支架250会与外套管220一起沿着转向轴102缩叠，当相对于固定的内套管230缩叠时，转向柱组件会使得拉线270变形以吸收碰撞能量。
间隔支架250是被构造成一个开放的中空管状元件，具有一沿轴向切断的圆周面。间隔支架250能够在其外套管接头350处固定地插入外套管220中，而在其内套管接头310处固定地收容内套管230。
在间隔支架250的圆周表面上，固定凸缘360是被构造成一对间隔开的相对面板，拉线270连接在这一对面板上。若发生汽车碰撞，拉线270可以发生变形而允许转向柱200沿着转向轴102的轴向方向缩叠。
更具体而言，在靠近内套管接头310的每一固定凸缘360的末梢处(朝向缩叠方向)均具有一对半圆形的导引板320，在每一对导引板320的相对侧壁之间均形成有一具有截面为圆形轮廓的中央导引槽340。在转向轴102的轴向方向上，每一导引槽340的上端均形成有一沿固定凸缘360的长度方向延伸的夹持孔330。
拉线270形成有平行直线段，能够固定地插入导引槽340和夹持孔330。因此，当拉线270接收到汽车碰撞载荷时，拉线270的直线段能够在导引槽340中弯曲以允许转向柱200在转向轴102的轴向方向缩叠。
本发明的冲击吸收是在与外、内套管220、230的缩叠方向相同的方向上进行，这个事实将有利于提高吸收碰撞能量的效率。
此外，间隔支架250具有孔隙370，孔隙370是形成于轴向切边和具有固定凸缘360的外圆周表面之间。因此，当间隔支架250(参见图3所示)与内套管230(参见图4所示)组装时，预先固定在内套管230上的拉线270就可以穿过孔隙370进入间隔支架250上的固定位置。
请参照图4所示，拉线270包括有：一对能够插入夹持孔330中的平行直线段、一对弯曲并保持在导引槽340中的冲击吸收段430，以及一对与冲击吸收段430形成一体的固定段420。固定段420是在内套管230的上方折弯而固定在位于内套管230的内圆周表面上的组装凹槽410内。
例如，每一拉线270均形成有两个弯头，其中一弯头是位于冲击吸收段430，另一弯头是位于固定段420。固定段420可以被折弯以夹紧内套管230的外圆周表面及组装凹槽410，而在组装凹槽410内，固定段420可以被焊接在内套管230上。
因此，当拉线270被固定至内套管230的组装凹槽410内时，拉线270将准备吸收汽车的碰撞冲击。这种碰撞冲击将作用于位于转向轴102的轴向上的间隔支架250，使得间隔支架250的导引板320推压固定在导引槽340中的拉线270的冲击吸收段430，而导引槽340则迫使冲击吸收段430伸直。
在本发明的附图及说明中，关于拉线形状、对应的夹持孔、导引槽、导引板及组装槽都被描述及解释为成对的结构，但并不能以此限制本发明，单个的或其它的拉线形状也可以实现本发明的目的。
关于由本发明构造的车用碰撞能量吸收转向柱200，一旦发生汽车碰撞，碰撞载荷的吸收方向是与转向柱200的缩叠方向一致，以促进碰撞能量的吸收。通过简单的拉线变形可以吸收冲击能量，并有效地减少生产成本及工序，同时也减少了邻近元件之间的干涉，以及由此产生的不平衡碰撞载荷。
尽管以上仅为了说明性的目的而描述本发明示例性的实施例，但是熟悉本领域的技术人员应能理解，在不背离本发明的精神和范围内的各种修改、增添和等同替换都是可能的。因此，本发明示例性的实施例不能用来局限本发明，亦即本发明的权利范围不能局限于以上实施范例，而应依据所附权利要求及其等同替换来确定。
Claims (3)
1.一种车用碰撞能量吸收转向柱，其连接至一转向轴，其特征在于：该转向柱包括有：一圆柱状中空外套管、一圆柱状中空内套管、一间隔支架及至少一U型拉线，其中该圆柱状中空内套管具有至少一位于其内圆周表面上的组装凹槽；该间隔支架被制作成一个中空圆柱体，该中空圆柱体具有一沿着该转向轴的轴向方向被部分切断的圆周面；该间隔支架具有一固定地插入该外套管中的末端、一固定地收容该内套管的相对端，以及一对位于该中空圆柱体的外圆周表面上并相互间隔开的固定凸缘，每一固定凸缘均具有一夹持孔及一具有一导引槽的导引部；该至少一U型拉线具有两端，其中一端是固定在该内套管的组装凹槽上，另一端是自被切断的圆周面处伸出、穿过位于轴向方向上的该夹持孔并落入该导引槽中，借此该至少一拉线会随着汽车碰撞产生的碰撞载荷而沿轴向方向变形以缓冲汽车碰撞。
2.如权利要求1所述的车用碰撞能量吸收转向柱，其特征在于：每一导引部均呈平面半圆形状，该导引槽是沿着该导引部的中心形成并具有截面为圆形的轮廓。
3.如权利要求1所述的车用碰撞能量吸收转向柱，其特征在于：该至少一拉线包括有一插入该夹持孔中的直线段、一自该直线段延伸并弯折而保持于该导引槽中的冲击吸收段，以及一与该冲击吸收段形成一体的固定段；其中该固定段是在该内套管的上方弯折，并沿一直线长度延伸而固定在位于该内套管的内圆周表面上的组装凹槽内。
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