CN104002852A - 车辆用转向柱 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种车辆用转向柱，本发明的转向柱（10）包括：外管（100），容纳转向轴（P）；内管（200），引入到外管（100）中；主支架（300），设置于外管（100）且被固定在车身；伸缩支架（400），与外管（100）一体固定且形成有一对伸缩用长孔（410）；以及位置固定用螺栓（600），贯穿所述伸缩用长孔（410）而设置，所述转向柱的特征在于，在所述伸缩支架（400）上还形成能量吸收用长孔（420），该能量吸收用长孔从所述一对伸缩用长孔（410）中的至少一个延伸形成，且高度（h）小于所述位置固定用螺栓（600）的直径（D），以便在车辆冲击时通过与所述位置固定用螺栓的摩擦来吸收冲击能量。

Description

车辆用转向柱

技术领域

本发明涉及一种车辆用转向柱，更详细而言涉及一种能够适当地吸收发生车辆冲撞或追尾事故时所产生的冲击，从而减少给驾驶员带来的伤害的车辆用转向柱。

背景技术

车辆的转向装置是为了任意改变车辆的前进方向而进行转向的装置。这种转向装置包括：操作机构，其包括转向盘，转向轴及转向柱等，驾驶员为了改变车辆的前进方向而直接对转向盘进行转向操作，所述转向轴与该转向盘连接成一体旋转并向所述转向盘传递旋转力，所述转向柱用于将该转向轴安装在车身上；齿轮装置或动力缸，该齿轮装置使所述转向轴的旋转减速来加大操作力并且改变操作机构的运动方向来传递给连杆机构，所述动力缸由液压作动来辅助驾驶员的转向盘的操作力；及连杆机构，将这种齿轮装置或动力缸的运转传递给前轮，且为了准确支撑左右车轮的位置关系而由转向臂、拖拽臂、转向节臂及转向横拉杆等构成。

若安装有如上所述的转向装置的车辆发生冲撞或追尾事故，则驾驶员的上身直接撞到转向盘而受到严重伤害，为了减少这种驾驶员的伤害，提出了设置于转向轴或转向柱等上的各种缓冲装置或缓冲结构。

并且，现有的转向装置中，为了根据驾驶员的体型提供更方便的转向盘的操作环境，具备能够使转向轴向车身的前后方向倾斜规定角度的倾斜功能、或者能够将转向盘向驾驶员的身体侧拉过来或将其向下按压以远离身体侧的伸缩（telescopic）功能等。

在此，对于只具备倾斜功能的转向装置提出了如下缓冲装置或缓冲结构：囊状物，设置于将转向柱安装在车身的部位，在施加规定值以上的冲击时从车身脱离的同时吸收冲击；压入摩擦结构，将插入到内管的外管的规定部位拆下之后，与内管紧贴地折叠放入，从而在管之间的相对移动时产生摩擦来吸收冲击；或者成型杆（molding pin），设置于转向轴上，在转向轴受到冲击而轴向移动时破裂的同时吸收冲击。

而且，在同时具备倾斜功能与伸缩功能的转向装置中，缓冲装置和缓冲结构必须成为能够进行上部转向轴与下部转向轴之间的相对移动的结构，因此不能使用如上所述的成型杆，所以一般适用使用在施加规定值以上的冲击时从车身脱离的同时吸收冲击的囊状物的缓冲结构，其中，使用囊状物的缓冲结构公开于授权专利10-0798851中。

另一方面，图1中示出同时具备倾斜功能和伸缩功能的转向装置的一例，图2中示出用于具备倾斜功能与伸缩功能的构成部，图3中示出用于具备倾斜功能与伸缩功能的构成部的仰视图。

如图1至图3所示，现有同时具备倾斜功能与伸缩功能的转向装置的转向柱10包括容纳转向轴P的外管100，引入到外管100中的内管200，设置于外管100而固定在车身的主支架300，与外管100一体固定且形成有伸缩用长孔410的伸缩支架400，与主支架300一体形成且形成有倾斜用长孔510的倾斜支架500，穿过倾斜用长孔510和伸缩用长孔410而设置的位置固定用螺栓600，以及为了倾斜及伸缩功能而与设置于所述倾斜支架500上的各种齿轮装置（未图示）连接来限制使用及未使用倾斜功能和伸缩功能的状态的调整杆700。

在如上所述的构成中，为了伸缩调整而按下调整杆700使外管100沿着箭头A方向移动的情况下，所述外管100的移动被限定至所述伸缩用长孔410的两端部卡在位置固定用螺栓600上的位置为止。

但是，在构成为同时具备倾斜功能与伸缩功能的现有转向装置的情况下，用于倾斜功能与伸缩功能的构成部和车辆冲击时起到对转向柱的缓冲功能的构成部是单独构成的，因此会使用到过多的零部件，从而存在组装工序复杂，制造成本上升的问题。

并且，现有的利用囊状物的缓冲结构是在车辆冲击时瞬时吸收冲击载荷，因此无法完成为得到更大的冲击缓冲效果而所需的冲击载荷作用时间点的多阶段化，存在无法实现有效的冲击缓冲的问题。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明是为了解决如上所述的问题而提出的，其目的在于提供一种车辆用转向柱，其在伸缩支架上进一步形成从伸缩用长孔延伸形成的能量吸收用长孔，通过该能量吸收用长孔与位置固定用螺栓的摩擦来吸收车辆冲击时的能量，从而通过减少零部件数量来缩减组装工序，能够降低制造成本，并且通过将能量吸收用长孔构成为多段，能够完成冲击载荷作用时间点的多阶段化，从而实现有效的冲击缓冲。

（二）技术方案

用于实现上述目的的本发明的车辆用转向柱，包括：外管，容纳转向轴；内管，引入到外管中；主支架，设置于外管且被固定在车身；伸缩支架，与外管一体固定且形成有一对伸缩用长孔；以及位置固定用螺栓，贯穿所述伸缩用长孔而设置，所述转向柱的特征在于，在所述伸缩支架上还形成有能量吸收用长孔，该能量吸收用长孔从所述一对伸缩用长孔中的至少一个延伸形成，且高度小于所述位置固定用螺栓的直径，以便在车辆冲击时通过与所述位置固定用螺栓的摩擦来吸收冲击能量。

优选地，所述能量吸收用长孔形成为至少包含两个以上的部分长孔的多段结构，所述多段结构形成为随着远离所述伸缩用长孔其高度逐渐减小。

优选地，在所述能量吸收用长孔的导入部形成有限位部件，在所述转向轴上发生一定大小以上的冲击之前，所述限位部件防止所述位置固定用螺栓位于所述能量吸收用长孔中。

优选地，所述限位部件以能够破裂的薄壁形状形成，在所述转向轴上发生一定大小以上的冲击时，所述薄壁形状的限位部件能够引导所述位置固定用螺栓位于所述能量吸收用长孔中。

优选地，在所述限位部件上形成有破裂引导槽，在所述转向轴上发生一定大小以上的冲击时，该破裂引导槽引起所述限位部件的破裂。

优选地，所述能量吸收用长孔分别从所述一对伸缩用长孔延伸形成，并形成为一对，且形成为具有不同的长度。

（三）有益效果

根据如上所述的车辆用转向柱，其在伸缩支架上进一步形成从伸缩用长孔延伸形成的能量吸收用长孔，通过该能量吸收用长孔与位置固定用螺栓的摩擦来吸收车辆冲击时的能量，从而通过减少零部件数量来缩减组装工序，能够降低制造成本，并且通过将能量吸收用长孔构成为多段，能够完成冲击载荷作用时间点的多阶段化，从而能够实现有效的冲击缓冲。

附图说明

图1是表示同时具备倾斜功能与伸缩功能的转向装置的一例的图。

图2是表示用于倾斜功能与伸缩功能的构成部的图。

图3是图2所示的用于倾斜功能与伸缩功能的构成部的仰视图。

图4是表示在本发明实施例的车辆用转向柱中所适用的能量吸收用长孔的一实施例的图。

图5是表示在本发明实施例的车辆用转向柱中所适用的能量吸收用长孔的另一实施例的图。

图6是表示在本发明实施例的车辆用转向柱中所适用的能量吸收用长孔的导入部设置有限位部件的情况的图。

图7是表示在本发明实施例的车辆用转向柱中适用的能量吸收用长孔的导入部设置的限位部件上形成有破裂引导槽的情况的图。

图8是表示在本发明实施例的车辆用转向柱上形成有一对能量吸收用长孔的情况下任一能量吸收用长孔的图。

图9是表示在本发明实施例的车辆用转向柱上形成有一对能量吸收用长孔的情况下，以与图8所示的能量吸收用长孔不同的长度形成的另一能量吸收用长孔的图。

附图标记说明

100：外管          200：内管

300：主支架        400：伸缩支架

410：伸缩用长孔    420：能量吸收用长孔

430：限位部件      600：位置固定用螺栓

具体实施方式

通过结合附图进行的以下的详细说明及优选实施例，可以更加明确本发明的目的、特定的优点及新的特征。在对本发明进行说明时，当判断为对相关公知技术的具体说明有可能对本发明的宗旨产生不必要混淆的情况下，将省略其详细说明。并且，为了明确和方便说明，图中所示的线厚度及构成要素的大小等可放大表示。并且，所使用的术语为考虑本发明的功能而定义的术语，其有可能根据使用者、操作人员的意图或惯例而有所不同。因此，应以本说明书的整体内容为基础对这些术语下定义。

以下，参照附图，对本发明的优选实施例进行详细说明。

图4是表示在本发明实施例的车辆用转向柱中所适用的能量吸收用长孔的一实施例的图，图5是表示在本发明实施例的车辆用转向柱中所适用的能量吸收用长孔的另一实施例的图，图6是表示在本发明实施例的车辆用转向柱中所适用的能量吸收用长孔的导入部设置有限位部件的情况的图，图7是表示在本发明实施例的车辆用转向柱中所适用的能量吸收用长孔的导入部设置的限位部件上形成有破裂引导槽的情况的图，图8是表示在本发明实施例的车辆用转向柱上形成有一对能量吸收用长孔的情况下任一能量吸收用长孔的图，图9是表示在本发明实施例的车辆用转向柱上形成有一对能量吸收用长孔的情况下，以与图8所示的能量吸收用长孔不同的长度形成的另一能量吸收用长孔的图。

参考图4至图9，并局部参考前面说明的图1至图3，本发明实施例的车辆用转向柱与图1至图3所示的转向柱10整体结构相同，具体特征部存在差异。即，包括容纳转向轴P的外管100，引入到外管100中的内管200，设置于外管100且固定在车身的主支架300，与外管100一体固定且形成有一对伸缩用长孔410的伸缩支架400，以及贯穿所述伸缩用长孔410而设置的位置固定用螺栓600。并且，还可以包括与主支架300一体形成且形成有一对倾斜用长孔510的倾斜支架500，此时，所述一对倾斜用长孔510形成于能够通过所述位置固定用螺栓600贯穿的位置，所述位置固定用螺栓600贯穿所述一对伸缩用长孔410。

在此，所述伸缩支架400和倾斜支架500及位置固定用螺栓600是为了伸缩及倾斜功能而设置的构成，其中，如前面参考图1至图3所说明的内容，倾斜功能是在为了伸缩调整而按下调整杆700使外管100沿着箭头A方向移动的情况下，在所述伸缩用长孔410的两端卡在所述位置固定用螺栓600的位置为止的范围内自由设定所述外管100的位置，从而实现按照驾驶员的身体条件设定与所述外管100连接的转向轴P及转向盘的位置的功能。

另一方面，执行所述伸缩及倾斜功能的构成的详细结构及操作是本领域技术人员能够容易理解并实施的内容，为了避免使本发明的核心变得模糊，因此省略。

另一方面，本发明实施例的车辆用转向柱，其特征在于，在如上的现有的转向柱10中附加如下技术特征。

即，参考图2至图4，本发明实施例的车辆用转向柱，其特征在于，在所述伸缩支架400上还形成能量吸收用长孔420，该能量吸收用长孔从所述一对伸缩用长孔410中的至少一个延伸形成，且高度小于所述位置固定用螺栓600的直径D，以便在车辆冲击时通过与所述位置固定用螺栓的摩擦来吸收冲击能量。

因此，如图4所示，在车辆冲击时，所述伸缩支架400向箭头C方向移动的情况下，所述位置固定用螺栓600位于所述伸缩用长孔410的内部，车辆冲击后经过一段时间，则会位于所述伸缩用长孔410的左端部，之后位于所述能量吸收用长孔420的内部，此时，所述位置固定用螺栓600的直径D大于所述能量吸收用长孔420的高度h，因此所述位置固定用螺栓600在所述能量吸收用长孔420的内部移动的情况下，在所述位置固定用螺栓600的外周面与所述能量吸收用长孔420的内表面之间发生摩擦的同时吸收冲击。

并且，进行如上过程时，由于所述位置固定用螺栓600与所述能量吸收用长孔420之间的大小差异而导致所述伸缩支架400扩张变形，为了如上的所述伸缩支架400的适当的变形，与金属材料相比，所述伸缩支架400优选由塑料等能够弹性变形的材料构成。

另一方面，参考图5，所述能量吸收用长孔420形成为至少包含两个以上部分长孔421、422的多段结构，所述多段结构形成为随着远离所述伸缩用长孔410其高度h逐渐减小，如图5所示的实施例的情况为形成有两个部分长孔421、422的情况，此时，与所述伸缩用长孔410邻接的部分长孔421的高度h形成为大于位于外侧的部分长孔422的高度h。

因此，在车辆冲击时，在所述伸缩支架400向图4所示的箭头C方向移动的情况下，所述位置固定用螺栓600位于所述伸缩用长孔410的内部，在车辆冲击后经过一段时间，则会位于所述伸缩用长孔410的左端部，之后位于所述能量吸收用长孔420中部分长孔421的内部，车辆冲击后再经过一段时间，则会位于大小比所述部分长孔421更小的部分长孔422的内部。

此时，所述位置固定用螺栓600的直径D大于所述能量吸收用长孔420中部分长孔421的高度h，因此位置固定用螺栓600在所述部分长孔421的内部移动的情况下，所述位置固定用螺栓600的外周面与所述部分长孔421的内表面之间发生摩擦的同时吸收冲击。随后，若冲击过程进一步进行，则所述位置固定用螺栓600会在所述部分长孔422的内部移动，这种情况下由于所述部分长孔422的大小小于所述部分长孔421的大小，因此发生更大的摩擦的同时吸收冲击。

如上所述，当能量吸收用长孔420构成为至少包含两个部分长孔421、422的多段结构的情况下，能够以多阶段吸收冲击，因此能够使冲击载荷作用时间点多阶段化，这种冲击载荷作用时间点的多阶段化有助于实现更有效的冲击缓冲。

并且，在实现冲击载荷作用时间点的多阶段化的情况下，通过调整安全气囊作动时间点与多阶段化的冲击荷载作用时间点，能够更有效地实现冲击缓冲。

另一方面，参考图6及图7，优选在所述能量吸收用长孔420的导入部420a上还形成限位部件430，在所述转向轴P上发生一定大小以上的车辆冲击之前，所述限位部件防止所述位置固定用螺栓600位于所述能量吸收用长孔420中。

设置如上限位部件430的原因在于，即使不发生车辆冲击，在执行伸缩功能期间过大的力起作用的情况下，防止所述位置固定用螺栓600有可能位于所述能量吸收用长孔420中的误作动。

即，在执行伸缩功能的过程中，如图6所示，在使所述伸缩支架400向箭头C方向移动的情况下，所述位置固定用螺栓600位于所述伸缩用长孔410的内部，即使所述伸缩支架400被施加更大的力而到达所述能量吸收用长孔420附近，也能够通过所述限位部件430来防止所述位置固定用螺栓600位于所述能量吸收用长孔420的内部。

另一方面，在设置所述限位部件430时所述限位部件430的刚性过高的情况下，即使实际发生车辆冲击，所述位置固定用螺栓600也有可能不处于所述能量吸收用长孔420中。为此，所述限位部件430优选以在所述转向轴P上发生一定大小以上的车辆冲击时能够引导所述位置固定用螺栓600位于所述能量吸收用长孔420中的薄壁形状形成，更优选地，如图7所示，能够在所述限位部件430上形成破裂引导槽431，所述破裂引导槽431在所述转向轴P上发生一定大小以上的车辆冲击时引起所述限位部件430的破裂。

另一方面，以上说明的能量吸收用长孔420的情况为从形成在所述伸缩支架400上的一对伸缩用长孔410中的至少一个延伸形成的情况，相当于在一对伸缩用长孔410均延伸形成同一形状的能量吸收用长孔420的情况。

但是，与如上实施例不同，在能量吸收用长孔420从所述一对伸缩用长孔410分别延伸形成而形成一对的情况下，能够形成为具有不同的长度。即，能够使从图8所示的一对伸缩用长孔410中的其中一个延伸形成的能量吸收用长孔420的长度L1和从图9所示的其余伸缩用长孔410延伸形成的能量吸收用长孔420的长度L2不同。

如此将一对能量吸收用长孔420形成为长度互不相同的情况下，能够得到与前面参考图5说明的伸缩用长孔410构成为多段结构的情况类似的效果。

根据如上所述的本发明实施例的车辆用转向柱，其在伸缩支架上还形成从伸缩用长孔延伸形成的能量吸收用长孔，通过该能量吸收用长孔与位置固定用螺栓的摩擦来吸收车辆冲击时的能量，从而通过减少零部件数量来缩减组装工序，能够降低制造成本，并且通过将能量吸收用长孔构成为多段，能够完成冲击载荷作用时间点的多阶段化，从而实现有效的冲击缓冲。

以上，对本发明的特定实施例进行图示及说明，但本发明的技术领域的技术人员应该理解，只要在不脱离上述技术方案中记载的本发明的思想及领域的范围内可以对本发明实施各种修改及变更。

Claims (6)

1.一种车辆用转向柱，包括：外管，容纳转向轴；内管，引入到外管中；主支架，设置于外管且被固定在车身；伸缩支架，与外管一体固定且形成有一对伸缩用长孔；以及位置固定用螺栓，贯穿所述伸缩用长孔而设置，所述转向柱的特征在于，

在所述伸缩支架上还形成能量吸收用长孔，该能量吸收用长孔从所述一对伸缩用长孔中的至少一个延伸形成，且高度小于所述位置固定用螺栓的直径，以便在车辆冲击时通过与所述位置固定用螺栓的摩擦来吸收冲击能量。

2.根据权利要求1所述的车辆用转向柱，其特征在于，所述能量吸收用长孔形成为至少包含两个以上部分长孔的多段结构，所述多段结构形成为随着远离所述伸缩用长孔其高度逐渐减小。

3.根据权利要求1或2所述的车辆用转向柱，其特征在于，在所述能量吸收用长孔的导入部形成限位部件，在所述转向轴上发生一定大小以上的冲击之前，所述限位部件防止所述位置固定用螺栓位于所述能量吸收用长孔中。

4.根据权利要求3所述的车辆用转向柱，其特征在于，所述限位部件以能够破裂的薄壁形状形成，在所述转向轴上发生一定大小以上的冲击时，所述薄壁形状的限位部件能够引导所述位置固定用螺栓位于所述能量吸收用长孔中。

5.根据权利要求4所述的车辆用转向柱，其特征在于，在所述限位部件上形成有破裂引导槽，在所述转向轴上发生一定大小以上的冲击时，所述破裂引导槽引起所述限位部件的破裂。

6.根据权利要求1所述的车辆用转向柱，其特征在于，所述能量吸收用长孔分别从所述一对伸缩用长孔延伸形成，并形成为一对，且具有不同的长度。