CN105936291B - 车辆转向柱 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种车辆转向柱。本发明的一实施例提供一种车辆转向柱，其包括：一上套管，所述上套管耦接至转向轴的外部，并具有一第一长孔，所述第一长孔轴向地形成在所述上套管的一侧表面；一下壳体，所述下壳体耦接至所述上套管的外周围表面，并具有一第二长孔，所述第二长孔轴向地形成在所述下壳体的一侧表面，与所述第一长孔相对应；一第一支撑组件，其支撑在所述上套管的内周围表面；以及一第二支撑组件，所述第二支撑组件的一侧耦接至一伸缩驱动单元，所述第二支撑组件的另一侧位于所述下壳体的外侧，并且所述第二支撑组件通过一穿过所述第一长孔和所述第二长孔的紧固组件而耦接至所述第一支撑组件。

Description

车辆转向柱

技术领域

本发明涉及一种车辆转向柱，尤其特别地，涉及一种车辆转向柱，其能够在车辆发生碰撞的情况下容易地调整转向柱的溃缩载荷(collapse load)，而且根据车辆类型将溃缩载荷调整为与碰撞特性(collision property)相匹配，从而改善碰撞性能，以及减少组件数量、缩短装配过程并且降低装配成本。

背景技术

通常，车辆转向柱包括伸缩功能和倾斜功能，驾驶员可以通过调整方向盘的突出程度和方向盘的倾斜角度，以与驾驶员的身高体型相匹配，从而有效地完成转向操作。

图1是现有技术的一车辆转向柱的透视图。

如图1所示，根据现有技术的一车辆转向柱包括：一转向轴101，其与车辆方向盘(图未示)连接；一转向柱壳体103，其围绕所述转向柱101；一滑动壳体105，其插入所述转向柱103以沿轴向滑动；一螺母固定部107，其形成在所述滑动壳体105的后端；一伸缩螺母117(telescope nut)，其耦接至所述螺母固定部107的外周围部，并在所述螺母固定部107的内周围表面形成内螺纹(female screw)；一伸缩电机111(telescope motor)设置在所述转向柱壳体103的一侧；一蜗杆轴113，其被所述伸缩电机111驱动；一伸缩螺丝109，其具有一蜗轮115和一外螺纹，所述蜗轮115形成在所述伸缩螺丝109的前端，并与所述蜗杆轴113啮合，所述外螺纹形成在所述伸缩螺丝109的后端，并插入至所述伸缩螺母117；以及一倾斜壳体133，其通过一倾斜电机131和一倾斜螺纹137而倾斜围绕一转轴135(hinge shaft)。

所述转向轴101的上端连接至方向盘(图中未示)，并且根据驾驶员对方向盘(图中未示)的操作而旋转，以将一转向力通过一位于所述转向轴下端的齿条齿轮机构(图中未示)传送至车轮(图中未示)。

所述转向轴101具有这样的结构：设置有上转向轴101a和下转向轴101b，两者为相对滑动，这样可以实现伸缩操作。

所述转向柱壳体103围绕所述转向柱101，并且通过分别形成在所述转向柱壳体103的上侧和下侧的上支架121和下支架123而固定在车体上，从而支撑所述转向轴101。

所述滑动壳体105围绕所述转向柱101，并且插入至所述转向柱壳体103的上端，这样可以相对于所述转向柱壳体103滑动。所述滑动壳体105为一圆柱体，并且所述滑动壳体105的后端耦接至所述螺母固定部107。

所述伸缩螺母117根据所述伸缩螺丝109的旋转而在轴向上前后移动，以实现伸缩操作。所述伸缩螺母117压配至所述螺母固定部107的外周围部，并且在所述转向柱壳体103的轴向上延伸。

同时，所述螺母固定部107包括：一连接销119(coupling pin)，其同时穿过所述伸缩螺母117和所述螺母固定部107。

即使所述连接销119穿过所述伸缩螺母117和所述螺母固定部107，但是由于所述连接销119不是完全固定于所述伸缩螺母117或所述螺母固定部107，因此，所述伸缩螺母117可以以一预定角度绕着所述连接销119旋转，而且也可以沿着所述连接销119上下移动一预定距离。

所述蜗杆轴113受到所述伸缩电机111的驱动力而旋转以驱动所述伸缩螺丝109。

通过所述伸缩电机111和所述蜗杆轴113驱动所述伸缩螺丝109，以使所述伸缩螺母117和所述螺母固定部107前后移动。

当驾驶员操作一伸缩开关(图未示)时，伸缩电机被驱动运行，通过所述蜗杆轴113和所述蜗轮115传送所述伸缩电机的驱动力至所述伸缩螺丝109，用以旋转所述伸缩螺丝109，使得耦接至所述伸缩螺母117的所述滑动壳体105在所述转向轴方向上滑动，从而完成伸缩操作。

然而，如上文所述，根据现有技术中车辆转向柱存在的结构问题是：分别需要诸如耦接至上支架121的囊状物121a的一级冲击能量吸收组件以及诸如撕裂板(图中未示)的二级冲击能量吸收组件，同时，为了分别制造和装配所述冲击能量吸收组件而增加了组件数量及工序数量。

此外，在利用一撕裂槽的断裂以吸收冲击的方法中，形成一具有预定程度的槽，当所述撕裂板在所述囊状物首先吸收载荷后二次吸收载荷时，所述方法存在制造产品复杂的问题，并且会垂直地引起形变，所述形变因周围组件的干扰而产生一横向载荷偏差。

发明内容

因此，本发明已经考虑要解决现有技术中的上述问题，并且提供一种车辆转向柱，其能够在车辆发生碰撞的情况下容易地调整转向柱的溃缩载荷，而且根据车辆类型将溃缩载荷调整为与碰撞特性相匹配，从而改善碰撞性能，以及减少组件数量、缩短装配过程并且降低装配成本。

本发明的目的不限于此，本发明的其他未述目的可以被本领域技术人员通过下文的描述而清楚理解。

为此目的，本发明提供一车辆转向柱，其包括：一上套管，所述上套管耦接至一转向轴的外部并具有一第一长孔，所述第一长孔轴向地形成在所述上套管的一侧表面；一下壳体，所述下壳体耦接至所述上套管的外周围表面并具有一第二长孔，所述第二长孔轴向地形成在所述下壳体的一侧表面，与所述第一长孔相对应；一第一支撑组件，其支撑在所述上套管的内周围表面；以及一第二支撑组件，所述第二支撑组件的一侧耦接至一伸缩驱动单元，所述第二支撑组件的另一侧位于所述下壳体的外侧，并且所述第二支撑组件通过一穿过所述第一长孔和所述第二长孔的紧固组件而耦接至所述第一支撑组件。

如上所述，本发明所述的车辆转向柱能够在车辆发生碰撞的情况下容易地调整转向柱的溃缩载荷，而且根据车辆类型将溃缩载荷调整为与碰撞特性相匹配，从而改善碰撞性能，以及减少组件数量、缩短装配过程并且降低装配成本。

附图说明

结合参考以下的附图和详细说明将更好地理解本发明的上述和其他的目的、特性和优势，其中：

图1是现有技术的一车辆转向柱的透视图；

图2是根据本发明一实施例的车辆转向柱的透视图；

图3是图2所示的车辆转向柱的爆炸分解透视图；

图4是根据本发明所述实施例的车辆转向柱的一部分的爆炸分解透视图；

图5是根据本发明所述实施例的车辆转向柱的一部分的透视图；以及

图6是根据本发明所述实施例的车辆转向柱的剖视图。

图中的主要标号分别表示：

200、转向柱；201、转向轴；

203、安装支架；210、上套管；

211、第一长孔；213、耦接孔；

215、固定孔；220、下壳体；

221、第二长孔；230、第二支撑组件；

250、第一支撑组件；260、第三支撑组件；

270、弯折组件。

具体实施方式

以下，结合参考附图，将具体地描述本发明的具体实施例。在整个说明书中，尽管在不同的附图提供相同或相似的附图标记，但是它们表示相同或相似的组件。此外，在本发明的下文描述中，若并入本文的已知功能和配置的详细描述会使本发明的主题变得不清楚，则将其省略。

另外，在描述本发明的组件时，可以使用术语，例如第一、第二、A、B、(a)、(b)等类似词。这些术语仅是为了将一结构组件与其他结构组件区别出来，并且一相应结构组件的属性、次序、顺序等不应受限于该术语。应当指出，当在说明书中描述一个组件与另一个组件“连接”“耦接”“接合”时，虽然说明第一个组件可以直接地与第二个组件“连接”“耦接”“接合”，一第三个组件也可能在第一个组件与第二组件之间“连接”“耦接”“接合”。

图2是根据本发明一实施例的车辆转向柱的透视图。图3是图2所示的转向柱的爆炸分解透视图。图4是根据本发明所述实施例的车辆转向柱的一部分的爆炸分解透视图。图5是根据本发明所述实施例的车辆转向柱的一部分的透视图。图6是根据本发明所述实施例的车辆转向柱的剖视图。

如图所示，根据本发明一实施例中的一种车辆转向柱200包括：一上套管210，其耦接至转向轴201的外部，且具有一第一长孔211，所述第一长孔211轴向地形成在所述上套管210的一侧表面；一下壳体220，其耦接至所述上套管210的外周围表面，且具有一第二长孔221，所述第二长孔221轴向地形成在所述下壳体220的一侧表面，与所述第一长孔211相对应；一第一支撑组件250，其支撑在所述上套管210的内周围表面；以及一第二支撑组件230，所述第二支撑组件230的一侧耦接至一伸缩驱动单元205，所述第二支撑组件230的另一侧位于所述下壳体220的外侧，并且通过一穿过所述第一长孔211和所述第二长孔221的紧固组件240而耦接至所述第一支撑组件250。

根据本发明所述实施例的车辆转向柱200为一电动转向柱200，其中，插入并耦接至所述下壳体220的所述上套管210可以沿轴向完成一伸缩动作(telescopic motion)，而且其具有一结构，在车辆发生碰撞的情况下，所述上套管210在朝着所述下壳体220溃缩(collapse)的同时吸收冲击能量。

所述上套管210耦接至所述转向轴201的外部，而且围绕所述转向柱201，其中所述转向柱201用以当驾驶员操作一方向盘时传送一转向力。所述上套管210插入至所述下壳体220，这样，在车辆发生碰撞的情况下，可以完成一溃缩操作，即朝着所述下壳体220滑动。所述上套管210所插入的所述下壳体220通过一安装支架203而固定于车身。

所述上套管210形成一中空形状，而且插入至所述下壳体220的内周围表面，以在溃缩操作过程中沿轴向滑入至所述下壳体220。

所述上套管210具有第一长孔211，其轴向地形成在所述上套管210的侧表面，这样，所述上套管210可以以所述第一长孔211的长度沿轴向(即溃缩方向)完成一溃缩动作。

所述下壳体220形成一中空形状。所述下壳体220具有一冲击能量吸收结构，这样，在车辆发生碰撞的情况下，其在完成溃缩动作的同时，能够吸收冲击能量。

亦即，所述下壳体220耦接至所述上套管210的外周围表面，而且围绕所述上套管210，其中所述上套管210插入至所述下壳体220。所述第二长孔221轴向地形成在所述上套管210所插入的所述下壳体220的一端部的侧表面，以与所述第一长孔211相对应，这样，所述第一支撑组件250和所述第二支撑组件230彼此耦接。

所述第二支撑组件230通过穿过所述第二长孔221的紧固组件240而耦接至所述下壳体220的侧表面。所述第二支撑组件230耦接至被一电机207所操控的伸缩驱动单元205，以在伸缩操作过程中沿轴向移动，这样，耦接至所述第一支撑组件250和所述第二支撑组件230的所述上套管210可以完成伸缩动作。

所述第二支撑组件230通过螺栓208牢固地耦接至所述伸缩驱动单元205，其中所述螺栓208穿过形成在所述第二支撑组件230的突出端部的紧固孔208a。

亦即，在伸缩操作过程中，耦接至所述第二支撑组件230的调整孔231的所述紧固组件240沿所述第二长孔221在轴向上滑动，这样，所述上套管210完成伸缩动作，而且当伸缩操作停止时，所述第一支撑组件250和所述第二支撑组件230被所述伸缩驱动单元205支撑，因此，所述第一支撑组件250和所述第二支撑组件230固定且不移动。

所述第一支撑组件250支撑在所述上套管210的内周围表面，而且所述第一支撑组件250通过所述紧固组件240耦接至所述第二支撑组件230，其中所述第二支撑组件230耦接至所述下壳体220的外侧，这样，在车辆发生碰撞的情况下，当所述上套管210沿轴向溃缩至所述下壳体220时，冲击能量被一支撑力所吸收，该支撑力用以使所述第一支撑组件250压靠所述上套管210。

用以使所述第一支撑组件250压靠所述上套管210的支撑力是根据所述紧固组件240的接合长度(engagement length)而做调整，其中所述紧固组件240螺纹连接或压配至所述第一支撑组件250的一通孔251，也就是说，所述支撑力是根据所述紧固组件240插入至所述通孔251的长度而做调整。

亦即，当所述紧固组件240的接合长度增加，同时所述第一支撑组件250与所述上套管210的内周围表面接触时，用以使所述第一支撑组件250压靠所述上套管210的支撑力也增加，在这种情况下，所述上套管210溃缩至所述下壳体220是根据所述支撑力和用以使所述上套管210沿轴向溃缩的力中哪一个力较大而决定的。

因此，第一支撑件的支撑力可以根据车辆的类型而被设定为与车辆的碰撞特性相匹配。

同时，所述转向柱200可以进一步包括：一第三支撑组件260，其耦接至所述上套管210，以在车辆发生碰撞的情况下，所述第三支撑组件260与所述上套管210一起沿轴向溃缩；以及一弯折组件270(bending member)，其沿轴向穿过所述第一支撑组件250和所述第三支撑组件260，而且所述弯折组件270的一端弯折以围绕所述第一支撑组件250，并且该端固定于所述第三支撑组件260。

所述第三支撑组件260耦接至所述上套管210的一端部的内侧，以在车辆发生碰撞的情况下，所述第三支撑组件260沿轴向与所述上套管210一起溃缩。当所述第三支撑组件260沿轴向拉动(draw)被所述第一支撑组件250所支撑的所述弯折组件270时，所述弯折组件270的弯折部273a通过塑性变形而变直，从而吸收冲击能量。

所述弯折组件270大体上包括：一固定部271、一第一延伸部273以及一第二延伸部275，这样，当所述第三支撑组件260与所述上套管210一起溃缩且所述弯折组件270固定于所述第三支撑组件260时，所述弯折部273a塑性变形并被所述第一支撑组件250所支撑。

所述弯折组件270的所述固定部271为一平板状，该平板状螺纹连接或压配至所述第三支撑组件260和所述上套管210，并且在所述固定部271上具有一通孔271a。

进一步而言，所述弯折组件270包括：所述第一延伸部273和所述第二延伸部275，所述第一延伸部273从所述固定部271在宽度方向上的相对端部轴向地延伸，所述第二延伸部275从所述第一延伸部273弯折，这样，所述第二延伸部275可以与所述固定部271平行。

所述第三支撑组件260具有一插入槽265，所述插入槽265形成在所述第三支撑组件260的侧表面，这样，所述弯折组件270的固定部271沿轴向插入至所述插入槽265。一紧固孔261与所述插入槽265和所述固定部271的通孔271a相连通，并且所述紧固孔261通过穿过所述紧固孔261的一紧固组件235而耦接至所述上套管210的耦接孔213。

所述第一支撑组件250具有一插入孔255，所述插入孔255贯穿所述第一支撑组件250的侧表面。所述弯折组件270的第二延伸部275轴向地插入所述插入孔255并由所述插入孔255支撑。所述第三支撑组件260具有一支撑孔269，所述支撑孔269贯穿所述第三支撑组件260的侧表面，而且所述支撑孔269轴向地与所述第一支撑组件250的插入孔255相连通。所述弯折组件270的第二延伸部275轴向地插入所述支撑孔269并由所述支撑孔269支撑。

因此，当所述第三支撑组件260与所述上套管210沿轴向一起溃缩时，所述弯折组件270可以塑性变形且同时被述第一支撑组件250和所述第三支撑组件260支撑而不分离。

另外，所述第三支撑组件260具有一突出部263，所述突出部263从所述第三支撑组件260朝外侧突出。所述突出部263牢固地插入至所述上套管210的固定孔215，用以设置所述第三支撑组件260的装配位置。

所述第一支撑组件250具有一阶状部253，所述阶状部253从所述第一支撑组件250朝所述上套管210的内周围表面突出，而且所述第一延伸部273座接(seated)在所述阶状部253上，这样，耦接所述弯折组件270的第一延伸部273并使所述第一延伸部273围绕所述第一支撑组件250，借此，所述弯折组件270在轴向溃缩过程中可以被所述第一支撑组件250牢固地支撑。

所述第一支撑组件250具有一弯曲部259(curved portion)，所述弯折组件270的弯折部273a座接在所述弯曲部259上，这样，当所述弯折部273a塑性变形且变直时，所述弯折组件270的弯折部273a可以平滑地滑动而不被卡住，因此，在轴向溃缩过程中，能够实现冲击能量吸收量的少量变化。

进一步而言，突出部257形成在所述第一支撑组件250与所述第三支撑组件260相互接触的侧表面中的其中一侧表面，所述突出部257所插入的凹槽267形成在相互接触的侧表面中的相对另一侧表面，这样，所述第一支撑组件250和所述第三支撑组件260可以沿轴向彼此耦接。在图4中，绘示了所述突出部257形成在所述第一支撑组件250上而所述凹槽267形成在所述第三支撑组件260的例子。

因此，与所述弯折组件270耦接并组装的所述第一支撑组件250及所述第三支撑组件260可以作为一单独组件而被装配至所述上套管210，因此，可以以简单且容易的方式完成装配过程，而且也可以防止组件的丢失或未被装配。

如上所述，所述第一支撑组件250和所述第三支撑组件260耦接至所述上套管210和所述第二支撑组件230，而且所述弯折组件270耦接至所述第一支撑组件250和所述第三支撑组件260，这样，在车辆发生碰撞且所述上套管210溃缩的情况下，所述第一支撑组件250通过所述第一长孔211的长度而溃缩的同时，所述第一支撑组件250被所述上套管210的内周围表面支撑，以吸收冲击能量。与此同时，所述弯折组件270塑性变形，以提升溃缩载荷，进而可以吸收更多的冲击能量。

进一步而言，若根据碰撞特性或车辆载荷而改变所述弯折组件270的厚度或材质，那么可以根据车辆类型将碰撞性能改善为与碰撞特性相匹配，而不用改良单独组件。

另外，若所述弯折组件270的第一延伸部273为较长，这样，在溃缩动作进行到一定程度之后，所述弯折部273a与所述第一支撑组件250的弯曲部259相接触，在所述第一支撑组件250被支撑在所述上套管210的内周围表面上的溃缩动作完成之后，所述弯曲部270吸收冲击能量，因此，根据车辆类型将溃缩荷载调整为与碰撞特性相匹配。

根据本发明上述的结构及其形状，其能够在车辆发生碰撞的情况下容易地调整转向柱的溃缩载荷，而且根据车辆类型将溃缩载荷调整为与碰撞特性相匹配，从而改善碰撞性能，以及减少组件数量、缩短装配过程并且降低装配成本。

甚至如上文所述，本发明的实施例中所有组件是以单个单元结合而成，或是以单个单元结合地进行操作，本发明的实施例不仅仅限于此。在不脱离本发明的范围情况下，在所有结构组件中，至少两个组件可以选择性结合和操作。

此外，术语，例如“包括”、“构成”、“具有”意味着一个或多个相应组件存在，除非它们被明确地描述为相反意思。它应该被理解为包括一个或多个组件在内。包含技术、科学或其他方面的所有术语所达成一致的意思与本领域的技术人员通常所理解的意思是相同的，除非它有别的定义。通常一个在字典中有所定义的术语要根据上下文的相关描述来进行解释，而不应该理想化，或者超出本意来进行解释，除非在本发明中有明确的定义。

尽管本发明的优选实施例已经说明了用途，但是本领域的技术人员在不脱离本发明的范围和发明的精神的情况下能够理解不同的修改、补充和替代，这些修改、补充和替代也应视为本发明的保护范围。因此，在本发明中所披露的实施例意在说明本发明的技术思想的范围，并且该些实施例并不限定本发明的范围。本发明的范围要根据附属的权利要求，例如所有的技术想法包括等同于本发明的权利要求范围，来进行解释。

Claims (12)

1.一种车辆转向柱，其特征在于，包括：

一上套管，所述上套管耦接至一转向轴的外部并具有一第一长孔，所述第一长孔轴向地形成在所述上套管的一侧表面；

一下壳体，所述下壳体耦接至所述上套管的外周围表面并具有一第二长孔，所述第二长孔轴向地形成在所述下壳体的一侧表面，与所述第一长孔相对应；

一第一支撑组件，支撑在所述上套管的内周围表面；以及

一第二支撑组件，所述第二支撑组件的一侧耦接至一伸缩驱动单元，所述第二支撑组件的另一侧位于所述下壳体的外侧，并且所述第二支撑组件通过一穿过所述第一长孔和所述第二长孔的紧固组件而耦接至所述第一支撑组件。

2.根据权利要求1所述的车辆转向柱，其特征在于，所述紧固组件螺纹连接或压配至所述第一支撑组件的一通孔；在车辆发生碰撞的情况下，根据所述紧固组件的接合长度调整用以使所述第一支撑组件压靠所述上套管的支撑力。

3.根据权利要求2所述的车辆转向柱，其特征在于，所述车辆转向柱进一步包括：

一第三支撑组件，所述第三支撑组件耦接至所述上套管，以在车辆发生碰撞的情况下，与所述上套管一起沿轴向溃缩；以及

一弯折组件，所述弯折组件沿轴向贯穿所述第一支撑组件和所述第三支撑组件，其中所述弯折组件的一端弯折并固定于所述第三支撑组件，用以围绕所述第一支撑组件；并且，所述弯折组件在所述上套管和所述第三支撑组件溃缩过程中塑性变形且变笔直。

4.根据权利要求3所述的车辆转向柱，其特征在于，所述弯折组件包括一固定部，所述固定部螺纹连接或压配至所述第三支撑组件和所述上套管，而且在所述固定部上形成一通孔。

5.根据权利要求4所述的车辆转向柱，其特征在于，所述弯折组件进一步包括：一第一延伸部和一第二延伸部，所述第一延伸部从所述固定部的端部轴向地延伸，所述端部在宽度方向上彼此相对；所述第二延伸部从所述第一延伸部弯折，以至所述第二延伸部与所述固定部平行。

6.根据权利要求5所述的车辆转向柱，其特征在于，所述第三支撑组件具有：一插入槽和一紧固孔，所述固定部沿轴向插入至所述插入槽；所述紧固孔与所述插入槽和所述固定部的通孔相连通。

7.根据权利要求5所述的车辆转向柱，其特征在于，所述第一支撑组件具有一插入孔，其中所述第二延伸部轴向地插入所述插入孔并由所述插入孔支撑。

8.根据权利要求7所述的车辆转向柱，其特征在于，所述第三支撑组件具有一支撑孔，所述支撑孔轴向地与所述插入孔相连通，其中所述第二延伸部轴向地插入所述支撑孔并由所述支撑孔支撑。

9.根据权利要求5所述的车辆转向柱，其特征在于，所述第三支撑组件具有一突出部，所述突出部从所述第三支撑组件朝外侧突出，所述突出部牢固地插入至所述上套管的固定孔。

10.根据权利要求5所述的车辆转向柱，其特征在于，所述第一支撑组件具有一阶状部，所述阶状部从所述第一支撑组件朝所述上套管的内周围表面突出，而且所述第一延伸部座接在所述阶状部上，用以使所述第一延伸部耦接并围绕所述第一支撑组件。

11.根据权利要求5所述的车辆转向柱，其特征在于，所述第一支撑组件具有一弯曲部，所述弯折组件的弯折部座接在所述第一支撑组件的弯曲部。

12.根据权利要求5所述的车辆转向柱，其特征在于，在所述第一支撑组件和所述第三支撑组件相互接触的侧表面中的其中一侧表面上形成一突出部，在所述第一支撑组件和所述第三支撑组件相互接触的侧表面中的另一侧表面上形成一凹槽，所述突出部插入所述凹槽，以至所述第一支撑组件和所述第三支撑组件沿轴向彼此耦接。