CN113677588B - 车辆转向柱 - Google Patents

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Abstract

本发明的实施例可以提供一种车辆转向柱，该车辆转向柱包括：中空状的上部管，转向轴装配于该上部管中；中间管，该中间管联接到该上部管的外周侧以便允许该上部管的轴向伸缩移动；下部管，该下部管联接到该中间管的外周侧以便允许该中间管的轴向伸缩移动；安装支架，该安装支架联接到该下部管的外周侧；伸缩连杆构件，该伸缩连杆构件的一端与设置在下部管处的伸缩马达和伸缩减速器联接，另一端联接到该上部管。

Description

车辆转向柱
技术领域
本实施例涉及一种车辆转向柱，更具体地，涉及这样一种车辆转向柱，该车辆转向柱可以在车辆碰撞的情况下在伸缩时增大伸缩距离并且吸收冲击，由此增强驾驶员的便利性和稳定性。
背景技术
车辆转向柱通常包括彼此插入和联接的下部管和上部管、用于将紧固力施加到下部管和上部管的距离支架和板支架、用于固定到车身的安装支架、用于锁定和解锁倾斜和伸缩的调节螺栓、以及用于倾斜和伸缩的倾斜马达和伸缩马达。
然而，如此构造的传统车辆转向柱由于其结构限制而具有有限的伸缩距离。
此外，在车辆碰撞的情况下吸收碰撞载荷的塌陷结构可能不适当地起作用，从而不能吸收碰撞能量。
特别地，最近正在进行的自主车辆的研究和开发活动已经导致对用于拉进或拉出转向柱以在自动驾驶模式下在驾驶员座椅处允许更多空间的结构的需求。作为响应，越来越需要通过允许方向盘存放在车辆内并向驾驶员座椅伸出来提高驾驶员的便利性和稳定性的研究和开发。
发明内容
技术问题
在上述背景技术中构思了本实施例，其目的在于提供一种车辆转向柱，该车辆转向柱可以通过在伸缩时增加伸缩距离来提高驾驶员的便利性，并且降低操作噪声和操作载荷，并且吸收车辆的碰撞能量。
本实施例的目的不限于前述内容，并且根据以下详细描述，其他目的对于本领域普通技术人员将是显而易见的。
技术方案
根据本实施例，可以提供一种车辆转向柱，所述车辆转向柱包括：中空的上部管，所述上部管具有放置在其内部的转向轴；中间管，所述中间管联接到所述上部管的外周以允许所述上部管轴向地伸缩；下部管，所述下部管联接到所述中间管的外周以允许所述中间管轴向地伸缩；安装支架，所述安装支架联接到所述下部管的外周；以及伸缩连杆构件，所述伸缩连杆构件具有与伸缩马达和设置在所述下部管中的伸缩减速器联接的第一端以及联接到所述上部管的第二端。
有利效果
如上所述，根据本实施例，当车辆转向柱执行伸缩时，可以通过增加伸缩距离来提高驾驶员的便利性，并且降低操作噪声和操作载荷，并且吸收车辆的碰撞能量。
附图说明
图1和图2是示出根据本实施例的车辆转向柱的立体图；
图3和图4是示出根据本实施例的车辆转向柱的一部分的分解立体图；
图5是示出根据本实施例的车辆转向柱的一部分的横截面图；
图6和图7是示出根据本实施例的车辆转向柱的一部分的分解立体图；
图8是示出根据本实施例的车辆转向柱的一部分的横截面图；
图9、图6和图7是示出根据本实施例的车辆转向柱的一部分的分解立体图；
图10是示出根据本实施例的车辆转向柱的一部分的横截面图；以及
图11是示出根据本实施例的车辆转向柱的伸缩状态的横截面图。
具体实施方式
在本公开的示例或实施例的以下描述中，将参考附图，在附图中，通过图示的方式示出了可以实现的特定示例或实施例，并且在附图中，即使当在彼此不同的附图中示出相同的附图标记和符号时，也可以使用相同的附图标记和符号来指示相同或相似的组件。此外，在本公开的示例或实施例的以下描述中，当确定对并入本文的公知功能和组件的详细描述可能使本公开的一些实施例中的主题不清楚时，将省略该描述。
本文可使用诸如“第一”、“第二”、“A”、“B”、“(A)”或“(B)”等术语来描述本公开的要素。这些术语中的每一个不用于定义要素的本质、顺序、序列或数量等，而仅仅用于将相应的要素与其它要素区分开。当提到第一元件与第二元件“连接或联接”、“接触或重叠”等时，应解释为不仅第一元件可与第二元件“直接连接或联接”或“直接接触或重叠”，而且第三元件也可“插入”第一元件和第二元件之间，或第一元件和第二元件可经由第四元件彼此“连接或联接”、“接触或重叠”等。
图1和图2是示出根据本实施例的车辆转向柱的立体图。图3和图4是示出根据本实施例的车辆转向柱的一部分的分解立体图。图5是示出根据本实施例的车辆转向柱的一部分的横截面图。图6和图7是示出根据本实施例的车辆转向柱的一部分的分解立体图。图8是示出根据本实施例的车辆转向柱的一部分的横截面图。图9、图6和图7是示出根据本实施例的车辆转向柱的一部分的分解立体图。图10是示出根据本实施例的车辆转向柱的一部分的横截面图。图11是示出根据本实施例的车辆转向柱的伸缩状态的横截面图。
如图所示，根据本实施例，车辆转向柱100包括：中空的上部管110，该上部管110具有放置在其内部的转向轴101；中间管120，该中间管120联接到上部管110的外周以允许上部管110轴向地伸缩；下部管140，该下部管140联接到中间管120的外周以允许中间管120轴向地伸缩；安装支架130，该安装支架130联接到下部管140的外周；以及伸缩连杆构件150，该伸缩连杆构件150具有与伸缩马达152和设置在下部管140中的伸缩减速器170联接的第一端以及联接到上部管110的第二端。
此外，根据本实施例，车辆转向柱100还可包括倾斜连杆构件160，该倾斜连杆构件160具有与联接到下部管140的倾斜马达162连接的第一端和与安装支架130和下部管140能旋转地联接的第二端。
在本实施例中，在车辆转向柱100中，将转向轴101放置在内部的上部管110、中间管120和下部管140彼此轴向地插入以执行轴向伸缩运动。在上部管110和下部管140之间可以设置两个或更多个中间管120。
安装支架130联接到下部管140的外周，使得转向柱可以联接到车身。
伸缩连杆构件150的第一端联接到伸缩马达152和设置在下部管140中的伸缩减速器170，并且伸缩连杆构件150的第二端联接到上部管110，使得上部管110和中间管120可轴向地伸缩到下部管140的内部。
伸缩减速器170按照减速比转换马达152的驱动力并将其传递到滑动构件151。伸缩减速器170包括旋转构件178和滑动构件151，旋转构件178与伸缩马达152的轴154联接并进行旋转，滑动构件151在旋转构件178旋转时被轴向地拉进或拉出。
旋转构件178形成为中空形状。旋转构件178在其外周处具有外周齿轮部179并且在其内周处具有内周齿轮部177。外周齿轮部179与伸缩马达152的轴154联接。内周齿轮部177与滑动构件151接合。旋转构件178与伸缩马达152协同旋转以轴向地移动滑动构件151。
在旋转构件178中，外周齿轮部179和内周齿轮部177可以彼此一体地形成，或者外周齿轮部179可以单独地制造并且与内周齿轮部177联接。根据本实施例，附图示出了其中外周齿轮部179单独地制造并且与内周齿轮部177联接的示例。
滑动构件151形成为杆形以插入旋转构件178中。设置在外周处的螺纹部151a与旋转构件178的内周齿轮部177接合，使得当旋转构件178旋转时，滑动构件151在旋转构件178内被轴向地拉进或拉出，以移动上部管110和中间管120。
伸缩连杆构件150还包括连接构件157，滑动构件151能旋转地联接到连接构件157，并且连接构件157将滑动构件151的一端与上部管110联接。连接构件157具有与上部管110的第一端联接的环形主体153并具有固定端155，固定端155从主体153径向地突出并且滑动构件151的一端能旋转地联接到固定端155。
因此，如果上述伸缩马达152操作，则滑动构件151与上部管110一起轴向地移动，执行伸缩运动以使中间管120与其一起轴向地移动。
下部管140具有碰撞载荷吸收部，当伸缩减速器170的滑动壳体171在车辆碰撞的情况下轴向地移动时，该碰撞载荷吸收部吸收碰撞载荷。
碰撞载荷吸收部包括下壳体141和弯曲板180。在车辆碰撞时与上部管110和中间管120一起轴向滑动的滑动壳体171被支撑并联接到下壳体141的内部。当滑动壳体171滑动时，弯曲板180塑性变形以吸收碰撞载荷。
下壳体141大致形成为供滑动壳体171插入的矩形盒，并且形成在下部管140的外周表面上。下壳体141具有轴向封闭的第一端和轴向敞开的第二端，第一端具有连通孔145。滑动壳体171被支撑并联接到下壳体141的两个相对的内侧。
弯曲板180的第一端181b放置在下壳体141的敞开的第二端上，弯曲板180的第二端181a穿过下壳体141的连通孔145朝第二端弯曲，并且被固定到支撑在安装凹部142上的滑动壳体171。在车辆碰撞的情况下，滑动壳体171与弯曲板180的第二端181a一起轴向地滑动，使弯曲板180塑性变形。
弯曲板180的第二端181a和滑动壳体171的第一侧具有固定孔183和175，并且由装配到固定孔183和175中的固定构件103固定。然而，不限于此，弯曲板180的第二端181a可以通过熔合或焊接固定到滑动壳体171。
用于引导滑动壳体171的滑动的引导构件190可以设置在下壳体141的两个相对内侧表面和滑动壳体171的两个相对侧表面之间。
在下壳体141的第一端中，在两个相对侧形成有供引导构件190穿过的插入孔147。与插入孔147相对应的引导槽143和173轴向地形成在下壳体141的两个相对内侧表面和滑动壳体171的两个相对侧表面中。
因此，当在车辆碰撞的情况下轴向地移动时，滑动壳体171沿着引导构件190移动而不偏转或脱离到一侧。
此外，由于引导构件190的弯曲部分191位于弯曲板180的弯曲部分181c和下壳体141的第一端之间，所以当滑动壳体171滑动时，弯曲板180在被支撑在引导构件190上的同时弯曲。
因此，当滑动壳体171滑动时，弯曲板180塑性变形并且平滑地移动。
同时，在下部管140的内周表面和中间管120的外周表面之间设置有第一载荷支撑构件200，该第一载荷支撑构件200支撑中间管120的轴向缩回或抽出，从而在伸缩时调节操作载荷。
这里，沿周向彼此间隔开的两个或更多个第一载荷支撑构件200可以设置在下部管140的内周表面和中间管120的外周表面之间。
第一载荷支撑构件200包括固定到下部管140的内周表面的壳体201并包括旋转支撑构件207，该旋转支撑构件207能旋转地联接到壳体201并且在被支撑在中间管120上的同时旋转。
第一载荷支撑构件200还可以包括开口的环形壳体支撑构件210，该壳体支撑构件210联接到下部管140的内周表面，同时轴向地支撑壳体201。
形成为大致矩形形状的壳体201具有：安装有旋转支撑构件207的安置凹部203；内周槽205，由下部管140的安装部148弹性支撑的弹性环209装配到该内周槽205中；以及用于防止弹性环209脱离的突起。
第一导轨127轴向地设置在中间管120的外周表面上，旋转支撑构件207安置在第一导轨127上以被旋转地支撑。
因此，在伸缩时，中间管120被拉入或拉出下部管140，同时旋转支撑构件207被旋转地支撑在第一导轨127上。
此外，中间管120设置有轴向切割的中间缝隙129，并且下部管140设置有中间引导部149，该中间引导部149插入中间缝隙129中以限制中间管120的轴向行进距离。
中间引导部149形成为螺栓形状，联接到设置在下部管140中的支撑孔149a，并由中间缝隙129支撑。
第二导轨111轴向地形成在上部管110的外周表面上，并且插入第二导轨111中并由其支撑的中间支撑部126设置在中间管120的内周表面上。
因此，在伸缩过程中，上部管110被轴向地拉进或拉出而不会偏转到一侧。
此外，在中间管120的内周表面和上部管110的外周表面之间设置有第二载荷支撑构件220，该第二载荷支撑构件支撑上部管110的轴向缩回或抽出，从而在伸缩时调节操作载荷。
这里，第二载荷支撑构件220包括：衬套223，其联接到中间管120并且在其内侧形成有通孔223a；和止动螺栓227，该止动螺栓227具有装配到通孔223a中并支撑在上部管110的外周表面上的突起支撑部227a、以及在突起支撑部227a上直径扩大并支撑在衬套223的顶部上的主体部227b。
第二载荷支撑构件220还可以包括：衬套壳体221，其装配到在中间管120中形成的外周孔125中并且装配在衬套223上；以及弹性构件225，其弹性地支撑并联接在主体部227b和衬套223之间。
此外，在上部管110的外周表面中轴向地形成有上部缝隙113，并且突起支撑部227a插入上部缝隙113中以限制上部管110的轴向行进距离。
参见图11描述转向柱的伸缩。图11的顶部的转向柱表示为具有伸出量最大的状态，图11的底部的转向柱表示为具有缩进量最大的状态。
当转向柱的总长度从图11的顶部向底部减小时，执行缩进运动。在这种情况下，首先在下部管被固定的情况下拉入中间管，如果中间管被完全拉入，则上部管开始拉入，增加转向柱的伸缩距离。
如上所述，根据本实施例，当车辆转向柱执行伸缩时，可以通过增加伸缩距离来提高驾驶员的便利性，降低操作噪声和操作载荷，并且吸收车辆的碰撞能量。
尽管以上描述了所有部件被组合为一个或组合地操作，但是本公开的实施例不限于此。这些部件中的一个或多个可以选择性地组合和操作，只要其落入实施例的目的的范围内。
以上描述是为了使本领域技术人员能够实现和使用本公开的技术思想而给出的，并且是在特定应用及其要求的上下文中提供的。对所描述的实施例的各种修改、添加和替换对于本领域技术人员将是显而易见的，并且在不脱离本公开的精神和范围的情况下，本文所定义的一般原理可以应用于其它实施例和应用。以上描述和附图仅出于说明性目的提供了本公开的技术思想的示例。即，所公开的实施例旨在说明本公开的技术思想的范围。因此，本公开的范围不限于所示的实施例，而是与符合权利要求的最宽范围一致。本公开的保护范围应基于所附权利要求来解释，并且其等同物范围内的所有技术思想应被解释为包括在本公开的范围内。
相关申请的交叉引用
根据美国法典第35卷119节(a)款，本申请要求分别于2019年3月14日和2020年3月10日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请10-2019-0029555和10-2020-0029779的优先权，其公开内容通过引用整体并入本文。

Claims (15)

1.一种车辆转向柱，所述车辆转向柱包括：
中空的上部管，所述上部管具有放置在其内部的转向轴；
中间管，所述中间管联接到所述上部管的外周以允许所述上部管轴向地伸缩；
下部管，所述下部管联接到所述中间管的外周以允许所述中间管轴向地伸缩；
安装支架，所述安装支架联接到所述下部管的外周；以及
伸缩连杆构件，所述伸缩连杆构件具有与伸缩马达和设置在所述下部管中的伸缩减速器联接的第一端以及联接到所述上部管的第二端，
其中，所述下部管具有碰撞载荷吸收部，当所述伸缩减速器的滑动壳体在车辆碰撞的情况下轴向地移动时，所述碰撞载荷吸收部吸收碰撞载荷，
其中，所述碰撞载荷吸收部包括：
下壳体，所述下壳体形成在所述下部管的外周表面上，具有设置有连通孔的轴向第一端和轴向敞开的第二端，并且轴向地滑动，所述滑动壳体支撑在所述下壳体的两个相对的内侧上；以及
弯曲板，所述弯曲板具有布置在所述下壳体的敞开的第二端上的第一端和弯曲穿过所述连通孔并且被固定到所述滑动壳体的第二端，
其中，所述弯曲板的第二端和所述滑动壳体的第一侧具有固定孔，并且由装配到所述固定孔中的固定构件固定，
其中，在所述下壳体的两个相对内侧表面和所述滑动壳体的两个相对侧表面之间设置有引导所述滑动壳体的滑动的引导构件，并且
其中，在所述下壳体的第一端中，在远离所述连通孔的两个相对侧形成有供所述引导构件穿过的插入孔，并且其中，在所述下壳体的所述两个相对内侧表面和所述滑动壳体的所述两个相对侧表面上形成有与所述插入孔相对应的引导槽。
2.根据权利要求1所述的车辆转向柱，其中，所述伸缩减速器包括：
旋转构件，所述旋转构件具有在其外周处的外周齿轮部和在内周处的内周齿轮部，并且所述旋转构件与所述伸缩马达协同旋转，所述外周齿轮部与所述伸缩马达的轴联接；以及
滑动构件，所述滑动构件具有设置在其外周处的螺纹部，所述螺纹部联接到所述旋转构件的所述内周齿轮部，以在所述旋转构件旋转时被轴向地拉进或拉出。
3.根据权利要求2所述的车辆转向柱，其中，所述伸缩连杆构件还包括连接构件，所述连接构件将所述滑动构件的一端与所述上部管联接，所述滑动构件能旋转地联接到所述连接构件。
4.根据权利要求1所述的车辆转向柱，其中，所述引导构件位于所述弯曲板的弯曲部分和所述下壳体的第一端之间，并且其中，当所述滑动壳体滑动时，所述弯曲板由所述引导构件支撑。
5.根据权利要求1所述的车辆转向柱，其中，在所述下部管的内周表面和所述中间管的外周表面之间设置有第一载荷支撑构件，以支撑所述中间管的轴向缩回或抽出。
6.根据权利要求5所述的车辆转向柱，其中，两个或更多个第一载荷支撑构件设置在所述下部管的内周表面和所述中间管的外周表面之间，并且沿周向彼此间隔开。
7.根据权利要求6所述的车辆转向柱，其中，所述第一载荷支撑构件包括：
壳体，所述壳体被固定到所述下部管的内周表面；以及
旋转支撑构件，所述旋转支撑构件能旋转地联接到所述壳体并且在被支撑在所述中间管上的同时旋转。
8.根据权利要求7所述的车辆转向柱，其中，所述第一载荷支撑构件还包括开口的环形壳体支撑构件，所述壳体支撑构件轴向地支撑所述壳体并且联接到所述下部管的内周表面。
9.根据权利要求7所述的车辆转向柱，其中，第一导轨轴向地设置在所述中间管的外周表面上，所述旋转支撑构件被安置并且旋转地支撑在所述第一导轨上。
10.根据权利要求1所述的车辆转向柱，其中，所述中间管具有轴向切割的中间缝隙，并且所述下部管具有插入所述中间缝隙中的中间引导部，以限制所述中间管的轴向行进距离。
11.根据权利要求1所述的车辆转向柱，其中，第二导轨轴向地形成在所述上部管的外周表面上，并且中间支撑部设置在所述中间管的内周表面上以插入并支撑在所述第二导轨上。
12.根据权利要求1所述的车辆转向柱，其中，在所述中间管的内周表面和所述上部管的外周表面之间设置有第二载荷支撑构件，以支撑所述上部管的轴向缩回或抽出。
13.根据权利要求12所述的车辆转向柱，其中，所述第二载荷支撑构件包括：
衬套，所述衬套联接到所述中间管并且在所述衬套的内侧设置有通孔；以及
止动螺栓，所述止动螺栓具有装配到所述通孔中并支撑在所述上部管的外周表面上的突起支撑部、以及从所述突起支撑部直径扩大并支撑在所述衬套的上侧的主体部。
14.根据权利要求13所述的车辆转向柱，其中，所述第二载荷支撑构件包括：
衬套壳体，所述衬套壳体装配到在所述中间管中形成的外周孔中并且装配在所述衬套上；以及
弹性构件，所述弹性构件弹性地支撑并且联接在所述主体部和所述衬套之间。
15.根据权利要求14所述的车辆转向柱，其中，在所述上部管的外周表面中轴向地形成有上部缝隙，并且其中，所述突起支撑部插入所述上部缝隙中以限制所述上部管的轴向行进距离。
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