能量吸收膝垫的制作方法

本公开总体上涉及车辆膝垫。

背景技术：

一种膝垫是车辆中的仪表板的下部部分。膝垫通常由填垫结构制成，以在车辆撞击期间在乘员的膝盖撞击膝垫时吸收能量。膝枕通常定位成距座椅足够远以为乘员提供足够的腿部空间，但是，膝枕也定位成足够近以在撞击期间提供保护。在发生车辆撞击的情况下，膝垫可以防止“潜滑”，即当乘员从座椅上滑下来时，这可能降低诸如安全带和安全气囊等其他安全特征的有效性。

技术实现要素：

一种总成包括具有面板的前控制台。所述总成包括相对于所述前控制台固定的扭杆。所述总成包括固定到所述扭杆的齿轮。所述总成包括齿条，所述齿条包括与所述齿轮啮合的齿，所述齿条朝向所述面板延伸。

所述齿轮与所述扭杆可以是整体的。

所述总成可以包括固定到所述扭杆的板。

所述总成可以包括具有孔的板，所述扭杆在所述孔内。

所述总成可以包括与所述齿轮相对地与所述齿条邻接的支架。

所述前控制台可以包括横梁，所述扭杆由所述横梁支撑。

所述横梁与所述扭杆可以彼此平行地伸长。

所述齿条可以从所述横梁横向地伸长。

所述总成可以包括具有第一板和带有孔的第二板的托架，所述扭杆固定到所述第一板并延伸穿过所述第二板的所述孔。

所述总成可以包括固定到所述第二板并与所述齿条邻接的支架。

所述托架与所述支架可以是整体的。

所述第二板可以在所述齿轮与所述第一板之间。

所述前控制台可以包括横梁，所述托架固定到所述横梁。

所述齿条可以延伸到固定到所述面板的远端。

所述总成可以包括第二面板、相对于所述前控制台固定的第二扭杆、固定到所述第二扭杆的第二齿轮以及包括与所述第二齿轮啮合的齿的第二齿条，所述第二齿条朝向所述第二面板延伸。

所述面板与所述第二面板可以是整体的。

所述总成可以包括在所述齿条与所述第二齿条之间的转向柱。

所述面板可以包括a级表面。

所述齿条可以沿着车辆纵向轴线伸长。

所述扭杆可以在固定到所述前控制台的第一端与没有固定到所述前控制台的第二端之间伸长。

附图说明

图1是车辆乘客舱的透视图。

图2是车辆乘客舱的剖开透视图，其示出了能量吸收总成。

图3是车辆乘客舱和能量吸收总成的俯视图。

图4是能量吸收总成的部件的透视图。

图5是能量吸收总成的部件的透视图。

具体实施方式

参考附图，其中相同的附图标记贯穿若干视图表示相同的零件，用于控制车辆22的乘员的运动学的总成20包括具有面板26的前控制台24。总成20包括相对于前控制台24固定的扭杆28。总成20包括固定到扭杆28的齿轮30。总成20包括齿条32。齿条32包括与齿轮30啮合的齿34。齿条32朝向面板26延伸。

诸如当物体在车辆碰撞期间撞击面板26时，施加到面板26的力f(在图3和图4中示出)会传递到齿条32。齿条32被力f推动以相对于扭杆28移动。推动齿条32的力f经由齿条32与齿轮30的啮合传递到扭杆28，从而对扭杆28施加扭矩t。扭矩t致使扭杆28扭转。扭杆28的扭转吸收例如来自物体撞击面板26的能量。总成20可以包括成组布置的一个以上扭杆28、齿轮30和齿条32。在这样的示例中，齿条32可以朝着面板26延伸，而在其他示例中，总成可以包括一个以上面板26，其中齿条32中的至少一者分别朝着面板26延伸。

车辆22可以是任何类型的载客或商用汽车，诸如小汽车、卡车、运动型多用途车、跨界车、货车、小型货车、出租车、公共汽车等。车辆22限定车辆纵向轴线a1，即，在车辆22的前部与后部之间延伸。车辆22限定车辆横向轴线a2，即在车辆22的左侧与右侧之间延伸。车辆纵向轴线a1与车辆横向轴线a2彼此垂直。本文中使用的前部、后部、左侧和右侧以及相对方向(例如，向前、向后、向上、向下等)可以是相对于车辆22的乘员的取向而言的。本文中使用的前部、后部、左侧和右侧以及相对方向可以是相对于用于操作车辆22的控件(例如，方向盘等)的取向而言的。当车辆的车轮彼此平行时，本文中使用的前部、后部、左侧和右侧以及相对方向可以是相对于车辆22的架势方向而言的。

车辆22包括乘客舱36。乘客舱36包括一个或多个座椅38。座椅38示出为桶型座椅，但座椅38可以是其他类型的。座椅38可以面向前控制台24。换句话说，座椅38的座椅底部可以从座椅38的座椅靠背朝向前控制台24延伸。

前控制台24设置在乘客舱36的前端并且面向座椅38。前控制台24可以沿着车辆横向轴线a2伸长。例如，前控制台24可以是包括一个或多个仪表(诸如计量表、显示器等)的仪表板。前控制台24可以包括车辆控件，诸如方向盘、触摸屏界面、按钮、旋钮、开关等。

前控制台24可以包括转向柱40。转向柱40支撑方向盘。转向柱40将方向盘的旋转转换成车辆22的转向齿条的移动。转向柱40可以包括将方向盘连接到转向齿条的轴。

前控制台24可以包括横梁42(在图2和图3中示出)。横梁42可以在前控制台24的面板26下方和/或后面延伸。横梁42可以是车辆22的框架的一部分，或者可以连接到车辆22的框架。横梁42可以为车辆22提供侧向结构支撑。横梁42可以侧向地，即沿着车辆横向轴线a2延伸完全跨过乘客舱36。其他部件，诸如面板26、车辆控件、安全气囊等可以由横梁42支撑。横梁42可以具有例如横截面为矩形或正方形的管状形状。横梁42可以是钢、铝等。

面板26覆盖前控制台24的内部部件。例如，面板26可以隐藏前控制台24的横梁42、安全气囊等以防乘客舱36的乘员看到。面板26可以由例如塑料(诸如聚丙烯)形成。面板26可以设置在齿条32与座椅38之间。面板26可以面向座椅38。面板26可以位于从座椅38中的一者的车辆前向方向上。座椅38可以面向面板26。面板26可以位于从座椅38中的一者的乘员的膝盖的车辆前向方向上，假设乘员大致为50％的拟人测试装置的大小。面板26可以包括a级表面，即，专门制造以具有高质量、完成后的无瑕疵的美学外观的表面。a级表面可以面向座椅38。面板26可以位于转向柱40的相对侧上。换句话说，转向柱40可以沿着车辆横向轴线a2在一个面板26与另一面板26之间。面板26可以是整体式的，即，一件式单元，没有任何紧固件、接头、焊接件、粘合剂等将面板26彼此固定。

前控制台24可以包括一个或多个托架44。每个托架44可以支撑一个扭杆28。每个托架44可以包括基座46(在图4和图5中示出)。每个托架44可以具有从基座46横向地延伸的第一板48和第二板50。例如，第一板48和第二板50可以从基座46垂直地延伸。第一板48和第二板50可以彼此间隔开。第二板50可以具有孔52(在图5中示出)。孔52的大小可以被设置为接纳扭杆28。例如，孔52的直径可以大于扭杆28的直径。基座46、第一板48与第二板50可以是整体的。托架44可以是金属或任何其他合适的材料。每个托架44可以固定到横梁42。例如，基座46可以例如经由焊接件、紧固件等固定到横梁42。形容词“第一”和“第二”在本文档全文中用作标识符，而非意图表示重要性或顺序。

扭杆28弹性地和/或塑性地变形以例如在施加力后吸收能量。扭杆28可以是具有圆形横截面的杆。扭杆28可以在第一端54与第二端56之间伸长。扭杆28可以沿着车辆横向轴线a2伸长。扭杆28与横梁42可以彼此平行地伸长。扭杆28相对于前控制台24固定。扭杆28可以由横梁42支撑。例如，第一端54可以固定到前控制台24，例如，扭杆28的第一端54可以经由焊接件、紧固件等固定到托架44的第一板48。扭杆28可以在第二板50的孔52内。例如，扭杆28可以从第一板48延伸穿过第二板50的孔52。扭杆28的第二端56可以不固定到前控制台24。例如，第二端56可以不固定到托架44。作为另一示例，例如当扭杆28响应于力f的施加而扭转时，第二端56可以在第二板50的孔52内旋转。扭杆28的第二端56可以延伸远离第一板48超出第二板50。

齿轮30将例如来自齿条32的力f转换成例如施加到扭杆28的扭矩t。齿轮30包括齿58。齿轮30固定到扭杆28。例如，齿轮30可以经由焊接件、紧固件等固定到扭杆28。作为另一示例，齿轮30与扭杆28可以是整体的。齿轮30可以固定到扭杆28的第二端56。齿轮30可以在第一板48与第二板50之间的间距之外。换句话说，第二板50可以在齿轮30与第一板48之间。

齿条32例如经由齿轮30将力f从面板26传递到扭杆28。齿条32可以是细长的线性梁。齿条32可以从横梁42横向地伸长。例如，齿条32可以垂直于横梁42。作为另一示例，齿条32可以沿着车辆纵向轴线a1伸长。齿条32从扭杆28朝向面板26延伸。例如，齿条32可以延伸到固定到面板26的远端60。远端60可以经由紧固件、粘合剂等固定到面板26。齿条32包括齿34。齿34可以沿着齿条32的伸长。齿条32的齿34与齿轮30的齿58啮合，例如以在它们之间传递力f和运动。

总成20可以包括支架62，支架62相对于齿轮30支撑齿条32，例如以将齿条32的齿34维持与齿轮30的齿58啮合。支架62可以与齿轮30相对地与齿条32邻接。换句话说，齿条32可以与支架62邻接，并且处于齿轮30与支架62之间。支架62可以从托架44的第二板50延伸，例如，远离第一板48。支架62可以固定到托架44的第二板50。例如，支架62可以经由焊接件、紧固件等固定到托架44的第二板50。作为另一示例，托架44的第二板50与支架62可以是整体的。

扭杆28、齿轮30和齿条32可以定位成从多个面板26吸收能量。例如，一个扭杆28、齿轮30、齿条32等可以定位成从面板26中的一者吸收能量，而另一扭杆28、齿轮30、齿条32等可以定位成从面板26中的另一者吸收能量。作为另一示例，转向柱40可以例如沿着车辆横向轴线a2在一个扭杆28、齿轮30、齿条32等与另一扭杆28、齿轮30、齿条32等之间。

在正面撞击的情况下，座椅38的乘员相对于车辆22的其余部分具有向前的动量。乘员的向前运动可能受到约束系统，诸如安全带或安全气囊(未示出)的限制。乘员的膝盖可能撞击面板26中的每一者，例如，一个膝盖撞击在转向柱40的每一侧上。当膝盖将面板26向前推动时，齿条32被推向车辆22的前部。来自齿条32的力f经由齿条32的齿34与齿轮30的齿58的啮合而传递到扭杆28。力f作为扭矩t施加到扭杆28，致使扭杆28扭转，从而吸收来自膝盖与面板26之间的撞击的能量。

已经以说明性方式描述了本公开，并且应当理解，已经使用的术语旨在本质上是描述性用词而不是限制性用词。鉴于以上教导，本公开的许多修改和变化是可能的，并且本公开可以不同于具体描述的其他方式来实践。

根据本发明，提供一种总成，所述总成具有：前控制台，所述前控制台具有面板；扭杆，所述扭杆相对于所述前控制台固定；齿轮，所述齿轮固定到所述扭杆；以及齿条，所述齿条包括与所述齿轮啮合的齿，所述齿条朝向所述面板延伸。

根据一个实施例，所述齿轮与所述扭杆是整体的。

根据一个实施例，本发明的特征还在于固定到所述扭杆的板。

根据一个实施例，本发明的特征还在于具有孔的板，所述扭杆在所述孔内。

根据一个实施例，本发明的特征还在于与所述齿轮相对地与所述齿条邻接的支架。

根据一个实施例，所述前控制台包括横梁，所述扭杆由所述横梁支撑。

根据一个实施例，所述横梁与所述扭杆彼此平行地伸长。

根据一个实施例，所述齿条从所述横梁横向地伸长。

根据一个实施例，本发明的特征还在于具有第一板和带有孔的第二板的托架，所述扭杆固定到所述第一板并延伸穿过所述第二板的所述孔。

根据一个实施例，本发明的特征还在于固定到所述第二板并与所述齿条邻接的支架。

根据一个实施例，所述托架与所述支架是整体的。

根据一个实施例，所述第二板在所述齿轮与所述第一板之间。

根据一个实施例，所述前控制台包括横梁，所述托架固定到所述横梁。

根据一个实施例，所述托架延伸到固定到所述面板的远端。

根据一个实施例，本发明的特征还在于第二面板、相对于所述前控制台固定的第二扭杆、固定到所述第二扭杆的第二齿轮以及包括与所述第二齿轮啮合的齿的第二齿条，所述第二齿条朝向所述第二面板延伸。

根据一个实施例，所述面板与所述第二面板是整体的。

根据一个实施例，本发明的特征还在于所述齿条与所述第二齿条之间的转向柱。

根据一个实施例，所述面板包括a级表面。

根据一个实施例，所述齿条沿着车辆纵向轴线伸长。

根据一个实施例，所述扭杆在固定到所述前控制台的第一端与没有固定到所述前控制台的第二端之间伸长。