CN109789889A - 用于内部溃缩转向柱组件的能量吸收装置 - Google Patents

Abstract

一种能量吸收条带(40)具有大致长形的本体部分(46)、第一端(42)和在第一端(42)和大致长形的本体部分(46)之间的弯曲部分(44)，该弯曲部分在第一端(42)和大致长形的本体部分(46)之间形成一角度。能量吸收条带(40)适于被承载在转向柱组件(10)内，并且在超过阈值负载的撞击期间在柱管(20)的平移期间，通过塑性变形吸收能量。还考虑了包括能量吸收条带(40)的转向柱组件(10)。

Description

用于内部溃缩转向柱组件的能量吸收装置

技术领域

总的来说，本教导涉及改进的可溃缩转向柱组件和与其相关联的方法(例如，提供能量吸收的方法，诸如在二次撞击中)。更具体地，尽管具有使其可适于外部溃缩柱系统的方面，但是本教导主要针对内部溃缩倾斜和机动可伸缩地调节的转向柱系统。

背景技术

在机动车辆领域中，采用包括倾斜和伸缩功能的转向柱组件变得流行，这种组件也被称为“偏斜和伸展(rake and reach)”转向柱组件。使用马达来相对于车辆操作者平移转向盘也已经看到了增加的使用。

在车辆碰撞期间，通常存在两次撞击。在初次撞击中，车辆撞击另一个物体。在二次撞击中，车辆乘员撞击车辆的部件。例如，车辆操作者有时会由于惯性而撞击转向盘。为了保护驾驶员免受这种二次撞击，使用撞击吸收型转向柱已成为惯例。

撞击吸收型转向柱设备的结构是使得当驾驶员遭受二次撞击时，撞击能量在车辆的向前方向上作用在转向柱上。转向柱可以从与车身固定的一个或多个固定点分离并向前移动(例如，在溃缩行程中)，使得在溃缩行程的过程中吸收撞击能量。外部溃缩柱组件是整个柱将相对于其固定点平移的系统的示例。内部溃缩柱组件典型地将在组件的端部中的一个附近的一个或多个固定点处被固定在车辆内。在来自二次撞击的溃缩行程期间，组件的部件将纵向溃缩(例如，在正常操作中，通常在车辆内的其所占据的体积内；即，通常在其在车辆中的“足迹”内)，但通常不会相对于预定的固定点溃缩超过一定距离。因此，内部溃缩系统具有行程，但是将在一个或多个固定点处保持固定到车辆。

对于许多应用而言，转向柱组件包含倾斜和伸缩功能两者。对于这些，通常采用马达来执行每个功能。例如，可操作一个马达以大致沿向上或向下的竖直方向致动转向柱组件，以相对于车辆操作者调节转向盘的高度，从而执行倾斜功能。可以操作另一个马达以致动转向柱组件，以相对于车辆操作者调节转向盘的前/后位置。后者典型地通过伸缩管布置的平移来实现调节，通过所述伸缩管布置，与转向盘相关联的至少一个管相对于用于转向的轴平移。

为了改进现有的可溃缩转向柱组件(尤其是内部溃缩系统)，与典型的现有系统相比，希望可接受的解决方案包括与现有组件相比的一些或所有优点，诸如减轻重量、减少部件数量、减小“足迹”、至少约70mm(例如，约80至100mm或更大)的溃缩行程、或允许可调性和/或可变性的结构平台以允许使用普通部件来为不同车辆满足不同的性能规格，但在其他方面需要最少的硬件替代。

以下美国专利文献可能与本发明有关：5547221；5690362；5961146，6264239；6224104；5477744；7322610；7350816；6685225；7410190；和7258365，以及美国公布号为2013/0233117，所有这些专利都出于所有目的通过引用包含。欧洲申请No.EP 1555188A1也可以具有与本发明相关的教导，并且通过引用包含在本文。

发明内容

本教导利用简单但巧妙的构造方法，通过该构造方法可以采用相对较少的部件来实现可调节的转向柱组件(特别是内部溃缩组件)，该转向柱组件表现出良好的能量吸收特性，尤其是在二次撞击期间。

总的来说，本教导利用转向柱布置，其中包括适于附接到机动车辆结构(例如，车辆横梁(a cross car beam)、仪表板或两者)的壳体(典型地由可以铸造的金属制成，诸如铝)。可移置的内管构造成接收转向轴。诸如电动马达的伸缩致动器装置(其可以是伸缩马达组件的一部分)通过一个或多个驱动构件(例如，杆)以允许内管由车辆操作者在前或后方向上选择性地致动的方式可操作地附接到壳体和内管。组件还使得其允许柱管使用一个或多个能量吸收装置元件以受控的方式向前平移到壳体中，所述元件可以基于特定的车辆应用来选择，并且可以设计成用于改变或调整期望的响应(例如，在溃缩行程期间分离和/或塑性变形的时间)。在二次撞击事件期间，车辆操作者的撞击力因此通过转向轴传递到柱管。来自撞击的附加能量被一个或多个能量吸收元件吸收，所述一个或多个能量吸收元件相对于伸缩马达组件和柱管、壳体或两者就位(例如，可操作地位于它们之间)。一个或多个能量吸收装置元件被构造(例如，作为能够塑性变形的大致薄的条带)并且选择材料(例如，普通碳钢、与一种或多种其他金属合金化的钢、或一些其他钢或金属)使得它们塑性变形以吸收撞击能量。这种塑性变形可以在没有伸长的情况下变形；因此，条带可以折叠在其自身上并受到约束，使得它或者被拉动到结构(例如，引导结构)的边缘周围或被柱管向前推动而引起变形。一个或多个能量吸收装置元件的能量吸收发生为来自负载的能量主要通过能量吸收装置元件的变形(包括塑性变形)吸收。

在不希望受以下限制的情况下，在一个方面中，本文的教导利用独特的能量吸收条带和限定转向柱组件的部件的组合。本教导考虑了能量吸收条带。能量吸收条带可包括大致长形的本体部分。能量吸收条带可包括第一端。大致长形的本体部分可包括在第一端和大致长形的本体部分之间的弯曲部分，该弯曲部分在第一端和大致长形的本体部分之间形成一角度。能量吸收条带可以适于承载在转向柱组件内，并且在超过阈值负载的撞击期间(例如，在溃缩行程期间)在柱管的平移期间通过塑性变形吸收能量。能量吸收装置可以包括在第一端处的T形，第一端可以适于与柱管(例如，柱管的凹口或开口)或转向柱组件的板止动件接合。能量吸收条带可以处于大致展开的状态(例如，未形成U形)。在第一端和大致长形的第一部分之间形成的角度可以是约90度±约10度。能量吸收条带可以适于在撞击期间在柱管的平移期间折叠在自身上。能量吸收条带可以是金属条带。

本教导还设想了一种可调节的转向柱组件。可调节的转向柱组件可包括柱管和转向轴，转向轴由柱管至少部分地支撑以便旋转并具有纵向轴线。转向柱组件可进一步包括伸缩马达子组件，其适于在大致沿着纵向轴线的前或后方向上选择性地驱动转向轴、柱管或两者。转向柱组件还可包括能量吸收条带，如本文所讨论的。在超过阈值负载的撞击期间，由于柱管的平移(例如，在向前方向上)，能量吸收条带可以变形。伸缩马达子组件在撞击期间可保持大致固定。例如，在撞击和/或溃缩行程期间，仅柱管和/或转向轴和能量吸收装置可以移动。转向柱组件可进一步包括倾斜子组件，该倾斜子组件可适于选择性地升高或降低转向轴、柱管或两者。能量吸收条带的第一端可以接收在柱管内。能量吸收条带的第一端的T形可以与柱管的凹口接合，以将能量吸收条的第一端保持在柱管内。能量吸收条带的变形可以由引导结构引导，能量吸收条带在撞击期间围绕引导结构缠绕。引导结构可以由提供一致的摩擦系数的材料和/或具有在能量吸收条带围绕引导结构缠绕时不会断裂(但是可以屈服)的足够的抗压强度的材料形成。能量吸收条带的长形的本体部分可位于柱管内。第一端可以延伸出柱管并且可以固定到组件内的板止动件。板止动件可以附接到柱管。在撞击期间，板止动件可以剪切柱管。能量吸收条带的第一端可以保持固定到板止动件，这可以使长形的本体部分变形。

从本文的教导中可以收集，因此可以实现独特的组件(和相关联的方法)，其使得转向柱组件能够在二次撞击车辆碰撞期间吸收能量，其中柱的内部溃缩处于显著地较小的包装封套中，同时还提供可调节的驾驶位置。

附图说明

图1图示了根据本教导的转向柱组件的侧视图。

图2图示了位于根据本教导的转向柱组件内的能量吸收装置。

图3图示了根据本教导的能量吸收装置和柱管的放大视图。

图4图示了转向柱组件内的能量吸收装置的组件。

具体实施方式

根据需要，本文公开了本教导的详细实施例；然而，要理解，所公开的实施例仅仅是可以以各种形式和可替代形式呈现的教导的示例。图不一定按照比例；一些特征可能被放大或最小化或甚至省略，以示出特定部件的细节。因此，本文公开的具体结构和功能细节不要被解释为限制，而仅仅作为用于教导本领域技术人员以各种方式采用本发明的代表性基础。

总的来说，本文的教导针对可溃缩转向柱组件的部件的独特组合，并且更具体地针对用于具有机动伸缩功能的车辆的内部溃缩转向柱组件。通过使用本文的教导，可以实现约70mm或更大，约80mm或更大，或约100mm或更大的完全溃缩行程。鉴于设计的相对简单性，与许多其他系统相比，这些组件还使得减重的系统成为可能。例如，本文的教导考虑将在车辆内安装的功能和柱壳的适应倾斜用单个部件集成，从而减少部件的数量并且还提供整体减小的“足迹”。本文的教导还提供了结构平台，该结构平台允许使用普通部件来满足不同车辆的不同性能规格，但在其他方面需要最少的硬件替代。也就是说，类似组件可以在一系列车辆中使用，并且可以单独调整(例如，通过选择合适的能量吸收装置来满足特定车辆的独特要求)。

现在更多地关注本文的组件的细节，它们通常将包括例如经由转向轴与转向盘可操作地连接的管。一种这样的管，在本文中称为柱管，典型地沿着管的长度的至少一部分(如果不是全部)具有中空腔，并且可以定尺寸和构造成接收和支撑可旋转轴，即转向轴和可能的一个或多个轴承。轴和管都具有纵向轴线。当安装在车辆中时，每个轴和管的纵向轴线可以大致同轴对齐，大致平行于车辆的纵向轴线对齐，或者每个。轴和柱管典型地由合适的金属制成，诸如钢或铝。

支架结构可用于接收转向轴的至少一部分且可用于将转向柱组件安装在机动车辆内。支架结构可包括单个整体结构，或在组件中组装在一起以限定支架结构的多个部件。支架可以是铸件结构(例如，由铸造铸件制成的结构)、锻造结构(例如，通过锻造金属块制成的结构)、机加工结构、固结结构(例如，通过烧结和/或压制粉末金属物质的步骤制成的结构)或它们的任何组合。例如，一种方法是铸造支架结构以形成铝合金铸件。支架结构可以被配置成用于将在车辆内安装的功能和组件的相对于车辆操作者的适应倾斜功能集成。

支架结构可包括多个挡边。支架结构可以包括一个或多个开口，紧固件可以穿过所述开口以将支架附接到车辆。支架结构可以包括一个或多个凸起，诸如用于附接到车辆。支架结构可以包括上表面，该上表面的至少一部分适于抵靠其所附接的机动车辆结构。例如，为了附接到要设置在顶部支架上方的大致平坦的车辆横梁(cross vehicle beam)、仪表板或两者，支架结构可包括大致平坦的上表面。当然，如附图所见的，大致平坦的上表面可包括至少部分地由存在的挡边限定的一个或多个凹处。支架结构还可包括远离支架的下表面突出的套环部分。套环部分可以限定为包括完全封闭或至少部分封闭的结构，柱管可以抵靠所述结构。支架结构可包括一个或多个(例如，一对)枢轴连接臂。例如，至少一对臂可以朝向顶部支架的前端设置。臂可包括延伸超过上表面的前端的部分。臂可包括一个或多个开口，用于接收穿透臂并进入柱壳的紧固件。支架结构还可包括壳体结构、凸缘结构或两者，用于接收机动倾斜子组件、伸缩马达子组件、能量吸收装置或它们的任何组合。套环部分可以具有不对称结构，诸如本文描绘为类似于大写字母“D”的结构，其内接收机动倾斜子组件的一个或多个部件(例如，诸如杆的驱动构件)。它也可以是“u”形或其他构造。

本教导考虑采用至少一个伸缩马达子组件，该伸缩马达子组件适于在大致沿着转向轴的纵向轴线的前或后方向上选择性地驱动转向轴(通过杆或其他驱动构件)。伸缩马达子组件可包括电动马达，该电动马达具有可操作地驱动驱动构件的马达轴(例如，在其长度的至少一部分上具有螺纹或具有齿轮齿的杆)。轴可以通过使用一个或多个齿轮来驱动驱动构件。它可以通过螺纹螺母驱动驱动构件。马达轴可以具有大致平行于转向轴和/或柱管的纵向轴线定向的纵向轴线。马达轴可以具有大致横向于转向轴和/或柱管的纵向轴线定向的纵向轴线。伸缩马达子组件可以是这样的，即它包括壳体，马达至少部分地位于所述壳体内。壳体可以包括一个或多个平坦表面，所述一个或多个平坦表面适于滑动地支承抵靠另一表面(例如，支架、柱壳的凸缘或一些其他安装结构)，其他表面可以是柱壳的一部分，或者与柱壳可操作地连接。这种平坦表面可以是用于将伸缩马达子组件固定到整个组件的安装结构的一部分。

本教导进一步考虑采用至少一个适于选择性地升高或降低转向轴的倾斜子组件。可选的倾斜子组件可以是手动致动的，机动的或两者。倾斜子组件可以附接(例如，在沿支架结构的长度的第一安装位置处)到支架结构。倾斜子组件可以至少部分地包含在柱壳内。

如所指出的，柱壳与顶部支架枢轴地联接(例如，在顶部支架和柱壳两者的前端处)并且适于允许转向轴调节(例如，倾斜调节、伸缩调节或两者，诸如通过倾斜子组件、伸缩马达子组件或两者)。柱壳可以是铸件结构(例如，由铸造铸件制成的结构)、锻造结构(例如，通过锻造金属块制成的结构)、机加工结构、固结结构(例如，通过烧结和/或压制粉末金属物质的步骤制成的结构)或它们的任何组合。一种方法是铸造柱壳以形成铝合金铸件。柱壳可包括一个或多个挡边。柱壳可以包括一结构(例如，沿着壳体的侧部，使得该结构相对于壳体的纵向轴线大致径向向外突出)，本文的教导的能量吸收装置可以固定在所述结构上，或者本文教导的能量吸收装置可以定位于所述结构中。例如，柱壳可以是大致长形的。它可以具有大体上圆柱形构造。它可以具有这样的下部，该下部在柱壳长度的至少一部分上具有侧向突出的凸缘。凸缘可以从柱壳的两侧突出。凸缘可以侧向向外突出到延伸超出其所突出的壁的最外延伸范围的位置。柱壳可以在下部具有一个或多个开口，例如槽，用于暴露柱管，使得柱管可以与与伸缩马达子组件相关联的驱动构件连接(例如，经由合适的支架)并随其纵向平移。因为柱壳可枢轴地连接到支架结构(例如，在组件的前端处)，所以在二次碰撞的情况下，柱壳将保持大致固定在其正常操作位置。

本教导考虑进一步采用伸缩马达子组件安装结构，该结构在正常操作期间联接到柱壳、伸缩马达子组件和内柱管。伸缩马达子组件安装结构可以至少部分地与用于马达的壳体集成，所述马达形成伸缩马达子组件安装结构的一部分。伸缩马达子组件安装结构可包括这样的上部，该上部具有与柱壳的底表面相对的一个或多个平坦表面。例如，伸缩马达子组件安装结构可以至少部分地与伸缩马达子组件集成(例如，作为马达壳体的一部分)。

作为说明，伸缩马达子组件安装结构可以与一个或多个螺栓一起使用，用于相对于柱壳固定伸缩马达子组件。

伸缩马达子组件操作以相对于车辆操作者在向前或向后方向上平移转向盘。它将采用合适的驱动构件，诸如杆，驱动构件可以操作地连接转向轴，诸如通过与柱管连接。例如，合适的支架或板止动件可将驱动构件(或位于其上的螺纹螺母)连接到柱管。柱壳可以具有一个或多个槽或接收支架的其他切口(例如，柱壳的底部中的纵向槽可以暴露柱管)。驱动构件可以是长形的。例如，它可以是杆。它可以具有螺纹。它可以具有齿。它可以具有一些其它结构，用于啮合接合与伸缩马达子组件的马达相关联的齿轮或其它驱动机构。驱动构件可包括用于限制纵向行程量的合适机构。例如，它可以包括内螺纹螺母，该内螺纹螺母螺纹地且可调节地安装在驱动构件(例如，驱动杆)的螺纹部分上，该螺纹部分提供可调节的止动件以限制构件的线性移动。

当安装到本教导的整个组件中时，伸缩马达子组件可包括用于附接到能量吸收装置的合适结构，用于能量吸收装置的支架，柱壳或它们的任何组合。

本教导还设想采用至少一个可塑性变形的能量吸收装置元件(例如，条带或弯曲板)，其适于位于转向柱组件内(例如，附接到柱管或固定在柱管附近)并在正常操作期间固定就位到柱壳，用于将转向柱组件保持在操作位置。能量吸收装置可具有自由端。自由端可具有大致变薄部分和/或T形。例如在变薄部分处的自由端可以接收在柱管的凹口内，其中T形延伸到柱管中(例如，在柱管和转向轴之间)。能量吸收装置可以是长形的金属构件。能量吸收装置可具有至少一个相对平坦的表面(例如，长形的本体部分)。能量吸收装置可以具有连结长形的本体部分和自由端(例如，具有T形的端部)的弯曲部分。弯曲部分可以使在自由端和长形的本体部分之间形成一角度。角度可以是约70度或更大，约80度或更大，或约85度或更大。角度可以是约110度或更小，约100度或更小，或约95度或更小。例如，自由端和长形的本体部分可以形成约90度的角度。能量吸收装置可以是金属条带。可选地，条带可沿其长度的至少一部分具有长形槽。例如，可以采用槽来接收紧固件、柄脚或一些其它结构，以将条带固定在组件中。在变形之前，能量吸收条带可以处于大致展开的状态(例如，条带没有任何在U形中彼此大致平行的部分)。第一端可以仅缠绕长形的本体部分长度的约20％或更少。具有大致展开或最小缠绕状态的条带可能是有利的，因为在制造期间，在金属条带中形成环可能是困难的，例如，需要额外的资源或机械，或者可能削弱能量吸收条带。

能量吸收装置的尺寸可以设计为横截面宽度比其高度或厚度更宽(例如，它可以具有至少约1.5：1、约3：1、约5：1、约10：1、约20：1、约30：1或更高的宽度与厚度的比率)。能量吸收装置元件沿其长度可具有大致连续的形状、厚度和/或横截面轮廓。能量吸收装置元件沿其长度可具有变化的形状、厚度和/或横截面轮廓。它可以具有球形自由端(例如，代替T形或者除了T形之外)。它可以具有这样的自由端，该自由端具有能够固定在柱管或板止动件内的任何形状，因此在超过阈值负载的撞击期间(例如，在溃缩行程期间)它不会被移除。能量吸收装置元件可包括包含或邻接自由端的部分，该自由端沿其长度的主要部分(例如，约50％或更大，约65％或更大)，或约80％或更大)具有大致连续的形状和/或横截面轮廓。能量吸收装置可包括附接端部分，该附接端部分与大致连续的形状和/或横截面轮廓部分在形状上不同。能量吸收装置元件可具有约0.2mm或更大，约0.5mm或更大或约0.8mm或更大的厚度。能量吸收装置元件可具有约5mm或更小，约4mm或更小，或约3mm或更小的厚度。能量吸收装置可以由钢制成(例如，普通碳钢(诸如SAE 1008、1010或其他)，包括除铁之外的金属的钢的合金，或其他)。

在一个方面中，能量吸收装置元件可以使得能量吸收装置的第一端(例如，其可以具有T形、大致球形形状或抵抗拉出的其他形状)设置在柱管的至少一部分内或承载在柱管的至少一部分上。柱管可包括凹口或其他开口，用于接收能量吸收装置的一部分(例如，第一端的一部分)。例如，它可以是使得在撞击(例如，二次撞击)期间在柱管平移时，能量吸收条带从第一端开始折叠在自身上(例如，大致形成U形)。可以经由位于柱管和第一端连结的区域处或附近的引导结构来控制变形。引导结构可以接收能量吸收条带的至少一部分(例如，第一端可以插入穿过引导结构和柱管两者)，并且在溃缩行程时，能量吸收条带可以围绕引导结构被拉动。因此，引导结构可以为能量吸收条的变形提供受控的半径。引导结构可以由具有足够抗压强度的材料制成(例如，使得当能量吸收条带围绕所述结构缠绕时它不会断裂)。例如，引导结构可以由迭尔林(Delrin)形成，因为它可以屈服但不会断裂和/或可以提供一致的摩擦系数。引导结构可以由板止动件(例如，由钢制成)支持和/或支撑。

在另一方面中，能量吸收装置元件(例如，能量吸收条带)的长形的本体部分可设置在柱管内，并且能量吸收条带的第一端可延伸出柱管并附接到板止动件。板止动件可以固定到柱管(例如，经由一个或多个紧固件，诸如铆钉)，并且可以连结到伸缩子组件的螺纹螺母，以允许在大致前后方向上调节柱管。在溃缩行程期间，板止动件可以剪断柱管。能量吸收条带可以在第一端处保持连接到板止动件，并且当柱管推在条带上时，使能量吸收条带的长形的本体变形，从而使能量吸收条带围绕柱管边缘缠绕、展开或变形。

在所述的任何一种构造中，伸缩马达壳体保持固定，从而允许柱在小的包装封套中内部溃缩，因为只有柱管和能量吸收条带在溃缩行程期间移动。

在二次撞击期间，在达到预定负载时，能量吸收装置元件可以最初平移、弹性变形，并且在达到预定负载之后将开始塑性变形(例如，在压缩力或拉力下)。这种塑性变形被设想成基本上有助于从二次撞击吸收能量。能量吸收装置元件可沿其长度在一个或多个位置处紧固到具有组件的另一结构(例如，固定到柱管、柱壳、伸缩马达子组件，或其他)。

本文的教导还考虑了制造和/或安装所描述的组件的方法。因此，所描述的元件可以以实现所描述的组件的方式被组装。本教导设想提供如本文所描述的组件，用于安装到机动车辆中。例如，本教导包括将支架结构附接到车辆横梁(cross-vehicle beam)、仪表板或两者。这种附接可以用于将所描述的支架结构定位在车辆横梁和/或仪表板的上方或下方。本教导设想提供在机动车辆中安装(例如，通过附接到车辆横梁、仪表板或两者)根据本教导的组件。

本教导还考虑了所描述的组件的操作方法。例如，本教导设想提供一种组件，该组件包括适于至少部分地容纳在柱管内的可塑性变形的能量吸收装置。在到转向轴的撞击负载超过预定撞击负载的情况下，能量吸收装置将塑性屈服并吸收由于撞击负载的能量，其中伸缩马达子组件保持与柱壳连接。

现在参考图，图1-4图示了根据本教导的用于车辆的电动伸展和偏斜转向柱组件的结构和操作的示例。组件具有倾斜调节特征和伸缩调节特征。对于每个这样的特征，都有相关联的马达。然而，可以省略其中一个马达(例如，可以在没有马达的情况下手动实现倾斜调节)。

图1图示了具有前端12和后端14的示例性转向柱组件10。转向柱组件10包括支撑柱管20和转向轴24的柱壳16。转向轴24适于支撑转向盘(未示出)并且允许在转向盘旋转时旋转。柱管20安装成在柱壳16内进行线性伸缩移动。这种伸缩移动通过伸缩子组件30实现。支架结构22有助于将转向柱组件10安装在车辆内。支架结构22还可以至少部分地支撑倾斜调节子组件，允许转向轴24、柱管20、柱壳16或它们的组合的倾斜调节。

图2图示了根据本教导的能量吸收条带40和伸缩子组件30。为了提供能量吸收条带的视图，省略了柱壳。转向柱组件包括伸缩子组件30，该伸缩子组件30包括示出为螺纹杆的驱动构件34。驱动构件34由诸如电动马达的致动器装置32驱动，致动器装置32可容纳在柱壳或附接到柱壳的另一结构内。螺纹螺母36可沿着驱动构件34以大致线性的方式移动。板止动件38或其他结构(这里为了清楚起见而省略，但见图4)可以连结螺纹螺母和柱管20，使得当螺母36沿着驱动构件34平移时，柱管20也沿前或后方向平移，从而提供对转向柱组件的伸缩调节。能量吸收条带40经由可选的引导结构48固定到柱壳20，并且适于在柱管20在溃缩行程期间(诸如在二次撞击时)向前平移时通过变形来吸收能量。

图3图示了能量吸收条带40的放大视图。能量吸收条带40包括具有变薄部分和T形的第一端42。能量吸收条带包括弯曲部分44，该弯曲部分44将能量吸收条带40的长形的本体46与第一端42连结。能量吸收条带40的第一端42接收在柱管20中的凹口18内，并且T形部分延伸到柱管中。在能量吸收条带40的任何变形之前，在第一端42和长形的本体46之间形成的角度为约90度±约10度。在溃缩行程期间，其中柱管在达到阈值负载时向前平移，柱管向前推动能量吸收条带，使能量吸收条带弯曲或折叠在它自身上以形成大致U形。引导结构48可以位于柱管的凹口18处或附近，并且可以用于在溃缩行程期间引导能量吸收条带40的变形。引导结构48可以包括接收能量吸收条带40的一部分的开口，并且能量吸收条带通常可以行进穿过引导结构(例如，被拉过)并且在能量吸收条带在吸收能量时变形期间折叠在引导结构上。本组件的好处是即使在溃缩行程期间，伸缩子组件也可以保持固定在组件内。

图4图示了转向柱组件10内的能量吸收条带40的另一种构造。组件10具有前端12和后端14。伸缩子组件30包括驱动构件34，该驱动构件34由诸如电动马达的致动器装置32驱动，这使螺纹螺母36沿着驱动构件34的长度平移。板止动件38将螺纹螺母36连结到柱管20，从而允许柱管20在通过伸缩子组件30伸缩调节期间前后平移。板止动件38经由铆钉50附接到柱管20，但是其他附接方法也是可能的。能量吸收条带40设置在柱管20内(例如，在柱管和转向轴24之间)。能量吸收条带40具有延伸出柱管20的第一端42(例如，形成约90度±约10度的角度)并且第一端附接到板止动件38或者与板止动件38接合并且被抓持就位。在溃缩行程期间，铆钉50剪切并且柱管20向前朝向转向柱组件的前端12平移。伸缩子组件30，特别是伸缩致动器装置，诸如电动马达，能够保持固定，同时能量吸收条带40在被柱管20推动时被迫变形。能量吸收条带的第一端42保持由板止动件38抓持，并且由于柱管20推在能量吸收条带上，能量吸收条带40被迫变形，使得能量吸收条带40折叠到它自身上。

如从上面看出的，转向柱组件的溃缩在不依赖于摩擦作为主要的能量吸收模式的情况下是可能的。更确切地说，本文的教导主要依赖于塑性变形以吸收来自二次撞击的能量。因此，与依赖于塑性变形相比，依赖于摩擦可能最多是偶然的。能量吸收可以基本上不依赖于摩擦。转向柱组件的溃缩在不依赖于丝线作为能量吸收装置的形式的情况下是可能的。能量吸收装置可以是非丝线的结构。进一步地，尽管能量吸收是由于本文所描述的能量吸收装置的塑性变形，但是这种塑性变形可以是在没有能量吸收装置的任何永久伸长的情况下发生的变形。

虽然以上描述了示例性实施例，但并不意味着这些实施例描述了本发明的所有可能形式。更确切地说，说明书中使用的词语是描述性词语而不是限制性词语，并且应当理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以进行各种改变。另外，可以组合各种实现实施例的特征以形成本发明的其他实施例。

本文所记载的任何数值包括以一个单位为增量从较低值到较高值的所有值，条件是在任何较低值和任何较高值之间存在至少2个单位的分隔。作为示例，如果说明了组件的总量或过程变量的值，诸如例如温度、压力、时间等，例如是1-90，优选地20-80，更优选地，30-70，意味着在本说明书中明确列举了诸如15-85、22-68、43-51、30-32等值。对于小于1的值，视情况将一个单位视为0.0001、0.001、0.01或0.1。这些仅是具体意指的示例，所列举的最低值和最高值之间的数值的所有可能组合应被认为在本申请中以类似方式明确陈述。

除非另有说明，否则所有范围包括端点和端点之间的所有数字。结合范围使用的“约”或“近似”适用于范围的两端。因此，“约20至30”旨在涵盖“约20至约30”，包括至少指定的端点。

所有文章和参考文献，包括专利申请和出版物，的公开出于所有目的通过引用包含在此。用于描述组合的术语“基本上由......组成”应包括所认定的元件、要素、部件或步骤，以及不会实质上影响组合的基本特征和新颖特征的其他元素、要素、部件或步骤。使用术语“包含”或“包括”来描述本文的元件、要素、部件或步骤的组合还考虑了基本上由元件、要素、部件或步骤组成或甚至由元件、要素、部件或步骤组成的实施例。

多个元件、要素、组件或步骤可由单个整合的元件、要素、部件或步骤提供。或者，单个整合的元件、要素、部件或步骤可以分成单独的多个元件、要素、部件或步骤。描述元件、要素、部件或步骤的“一”或“一个”的公开内容并非旨在排除其他元件、要素、部件或步骤。

即使没有用言辞描述，附图中描绘的元件的相对位置关系也是本文教导的一部分。

Claims (15)

1.一种能量吸收条带，包括：

a.大致长形的本体部分；

b.第一端；以及

c.在所述第一端和所述大致长形的本体部分之间的弯曲部分，

所述弯曲部分在所述第一端和所述大致长形的本体部分之间形成一角度；

其中所述能量吸收条带适于被承载在转向柱组件内，并且在超过阈值负载的撞击期间在柱管的平移期间，通过塑性变形吸收能量。

2.根据权利要求1所述的能量吸收条带，其中所述能量吸收装置在所述第一端处具有T形，所述第一端适于与转向柱组件的柱管或板止动件接合。

3.根据权利要求1或2所述的能量吸收条带，其中所述能量吸收条带处于大致展开的状态。

4.根据前述权利要求中任一项所述的能量吸收条带，其中所述第一端与所述大致长形的第一部分之间的角度为约90度±约10度。

5.根据前述权利要求中任一项所述的能量吸收条带，其中所述能量吸收条带适于在撞击期间在柱管的平移期间折叠在自身上。

6.根据前述权利要求中任一项所述的能量吸收条带，其中所述能量吸收条带是金属条带。

7.一种转向柱组件，包括：

a.柱管；

b.转向轴，所述转向轴至少部分地由所述柱管支撑以便旋转并具有纵向轴线；以及

c.伸缩马达子组件，所述伸缩马达子组件适于在大致沿着所述纵向轴线的前或后方向上选择性地驱动所述转向轴、所述柱管或两者；以及

d.前述权利要求中任一项所述的能量吸收条带，

其中所述能量吸收条带适于在超过阈值负载的撞击期间，由于所述柱管的平移而变形；并且其中所述伸缩马达子组件在撞击期间保持大致固定。

8.根据权利要求7所述的转向柱组件，进一步包括倾斜子组件，所述倾斜子组件适于选择性地升高或降低所述转向轴、所述柱管或两者。

9.根据权利要求7或8所述的转向柱组件，其中所述能量吸收条带的所述第一端接收在所述柱管内。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的转向柱组件，其中所述第一端的T形与所述柱管的凹口接合，以将所述能量吸收条带的所述第一端保持在所述柱管内。

11.根据权利要求7至10中任一项所述的转向柱组件，其中所述能量吸收条带的变形由引导结构引导，所述能量吸收条带在撞击期间围绕所述引导结构缠绕。

12.根据权利要求11所述的转向柱组件，其中所述引导结构由提供一致的摩擦系数的材料和/或具有在所述能量吸收条带围绕所述引导结构缠绕时不会断裂的足够的抗压强度的材料形成。

13.根据权利要求7至12中任一项所述的转向柱组件，其中所述能量吸收条带的所述长形的本体部分位于所述柱管内，并且所述第一端延伸出所述柱管并且固定到所述组件内的板止动件。

14.根据权利要求13所述的转向柱组件，其中所述板止动件附接到所述柱管，并且其中在撞击期间，所述板止动件剪切所述柱管并且所述能量吸收条带的所述第一端保持固定到所述板止动件，使所述长形的本体部分变形。

15.一种使用前述权利要求中任一项所述的能量吸收条带在转向柱组件内吸收能量的方法。