现有技术的交叉引用
本专利申请要求2016年10月7日提交的序列号为62/405,339的美国临时专利申请的优先权，其全部内容通过援引而在此纳入。
本公开涉及转向柱组件，特别是转向柱能量吸收系统。
背景技术：
转向柱的叠缩(collapsing，损毁)可吸收那种(若不被吸收则)可能传递到车辆操作员的能量。这类特征包括能量吸收装置，其可在车辆碰撞事件期间塑性变形以吸收操作员的动能。一些能量吸收装置具有的能量吸收性能是固定的，并不会基于操作员的身材大小、操作员相对于转向柱的位置、车辆速度或冲量而改变。
技术实现要素：
根据本公开的一个实施例，提供一种转向柱组件。该转向柱组件包括下套管(jacket，护套)、上套管、伸缩式(套叠式)致动器组件以及能量吸收系统。上套管至少部分地被接纳在下套管内。伸缩式致动器组件被设置为适于使所述上套管沿着转向柱轴线相对于所述下套管平移。伸缩式致动器组件包括限定第一路径的伸缩式驱动支架、以及可操作性地联接到所述伸缩式驱动支架的伸缩式致动器。所述能量吸收系统包括第一带条(strap，带子)，该第一带条具有：第一带条第一部，连接到所述上套管；以及第一带条第二部，其至少部分地延伸通过所述第一路径。
除了在此描述的一个或多个特征之外，第一路径包括：第一路径第一区段；第一路径第二区段；以及第一路径第三区段，其在第一路径第一区段与第一路径第二区段之间延伸，并且的第一路径第三区段被设置为与转向柱轴线呈非平行的关系。
除了在此描述的一个或多个特征之外，第一路径第一区段和第一路径第二区段被设置为平行于转向柱轴线。
除了在此描述的一个或多个特征之外，第一带条第一部被设置为平行于第一带条第二部但不与第一带条第二部共面。
除了在此描述的一个或多个特征之外，第一带条第一部被可操作地连接到设置在上套管上的带条保持件。
除了在此描述的一个或多个特征之外，带条保持件被设置为在上套管处于第一位置的同时，该带条保持件邻近伸缩式驱动支架。
除了在此描述的一个或多个特征之外，响应于转向柱叠缩事件，上套管从第一位置朝向第二位置移动，使得带条保持件移动远离伸缩式驱动支架，并且第一带条第二部相对于第一路径平移。
除了在此描述的一个或多个特征之外，能量吸收系统还包括：致动器，其能操作地连接到下套管和伸缩式驱动支架中的至少一者，致动器具有能在展开位置与收缩位置之间移动的销。
除了在此描述的一个或多个特征之外，第一带条的第一带条第二部限定一开口，该开口被设置为接纳所述销。
除了在此描述的一个或多个特征之外，响应于比一临界值小的转向柱叠缩事件载荷，销从展开位置朝向收缩位置移动。
除了在此描述的一个或多个特征之外，响应于比一临界值大的转向柱叠缩事件载荷，销沿着开口的内表面运行(ride，骑行)，且第二部相对于第一路径移动。
根据本公开的另一实施例，提供一种转向柱组件。该转向柱组件包括伸缩式致动器组件和能量吸收系统。该伸缩式致动器组件被配置成适于使上套管沿着转向柱轴线相对于下套管平移。该伸缩式致动器组件包括伸缩式驱动支架，该伸缩式驱动支架联接到上套管且限定第一路径。能量吸收系统包括第一带条和致动器。第一带条具有：第一带条第一部，其连接到设置在上套管上的带条保持件；以及第一带条第二部，其至少部分地延伸通过第一路径。致动器设置在上套管和伸缩式驱动支架的至少一者上，且具有可在展开位置与收缩位置之间移动的销。
除了在此描述的一个或多个特征之外，伸缩式驱动支架限定一槽口，当上套管处于第一位置时该槽口接纳带条保持件的至少一部分。
除了在此描述的一个或多个特征之外，第一路径包括：第一路径第一区段，设置为靠近槽口；第一路径第二区段，设置为与槽口相对；以及第一路径第三区段，在第一路径第一区段与第一路径第二区段之间延伸，且该第一路径第三区段被设置为与第一路径第一区段和第一路径第二区段呈非平行关系。
除了在此描述的一个或多个特征之外，伸缩式驱动支架限定与第一路径相隔开的第二路径。
除了在此描述的一个或多个特征之外，该第二路径被设置为平行于转向柱轴线。
除了在此描述的一个或多个特征之外，能量吸收系统还包括第二带条，该第二带条具有：第二带条第一部，连接到所述带条保持件；以及第二带条第二部，其至少部分地延伸通过所述第二路径。
除了在此描述的一个或多个特征之外，第二带条第二部限定一开口，该开口被设置为接纳所述销。
除了在此描述的一个或多个特征之外，响应于比一临界值大的转向柱叠缩事件载荷，上套管朝向第二位置移动且销沿着开口的内表面运行，并且第一带条第二部相对于第一路径移动，而第二带条第二部相对于第二路径移动。
除了在此描述的一个或多个特征之外，随着上套管朝向第二位置移动，带条保持件与槽口相隔开。
这些和其它的优点和特征将通过以下结合附图的描述而变得更加显而易见。
附图说明
在此特别指出了被认为是本公开的主题，在随附于说明书的权利要求书中被清楚地声明。本公开的前述和其它特征和优点从以下结合附图的详细描述中是显而易见的，在附图中：
图1是处于展开位置的转向柱组件的立体图；
图2是能量吸收系统和转向柱组件的一部分的分解视图；
图3是处于第一位置的能量吸收系统和转向柱组件的一部分的视图；
图4是处于第二位置的能量吸收系统和转向柱组件的一部分的视图；
图5是具有致动器的能量吸收系统和转向柱组件的一部分的分解视图；
图6是处于第一位置的能量吸收系统和转向柱组件的一部分以及处于展开位置的致动器的销的视图；
图7是处于第二位置的能量吸收系统和转向柱组件的一部分以及处于展开位置的致动器的销的视图；
图8是处于第一位置的能量吸收系统和转向柱组件的一部分以及处于收缩位置的致动器的销的视图；
图9是处于第二位置的能量吸收系统和转向柱组件的一部分以及处于收缩位置的致动器的销的视图；
图10至图14是具有开口的多个带条的视图，所述开口被布置为用以接纳致动器的一部分；
图15是具有致动器的能量吸收系统和转向柱组件的一部分的分解视图；
图16是处于第一位置的能量吸收系统和转向柱组件的一部分以及处于展开位置的致动器的销的视图；以及
图17是处于第二位置的能量吸收系统和转向柱组件的一部分以及处于收缩位置的致动器的销的视图。
具体实施方式
现在参照附图，其中将参照多个特定的实施例来描述(而不限制)本公开，应理解的是，所描述的这些实施例仅是示例性的，而本发明可以多种替代的形式来具体实现。附图未必是按比例绘制的，一些特征被放大或缩小以显示特定部件的细节。因此，本文所披露的具体结构和功能性细节不应解释为限制性的，而仅是作为一种有代表性的基础来教授本领域技术人员以各种不同方式来应用本公开。
参照图1，其示出了处于展开位置的转向柱组件10。转向柱组件10沿着转向柱轴线12延伸。转向柱组件10是伸缩式转向柱组件，其能被以可伸缩方式调节，且其沿着转向柱轴线12可叠缩(collapsible，可塌缩，可损毁)。
转向柱组件10包括下套管20、上套管22、伸缩式致动器组件24以及能量吸收系统26。
下套管20沿着转向柱轴线12延伸。下套管20限定一内孔，该内孔可滑动地或可伸缩地接纳上套管22的至少一部分。下套管20通过安装支架30而可操作性地连接到车辆结构。
在整个说明书中，术语“附接”、“连接”、“联接”、“安装”应被解释为一结构部件或元件以一定方式直接地、或者通过至少一个介入结构元件间接地连接到或接触另一元件，或者与另一结构元件整体形成。因此，应领会的是，可利用至少一个使下套管20或上套管22与安装支架30彼此相互连接的结构元件，将下套管20或上套管22以多种方式连接到安装支架30。
转向轴可延伸穿过下套管20和上套管22，且可被可操作性地连接到转向致动器34。转向致动器34通常称为“方向盘致动器”或“操纵盘(handwheel，手轮)致动器”。转向致动器34被配置为安装到下套管20的一端的机电致动器。转向致动器34取代了转向轴与转向齿轮之间的直接机械连接，其借助电子或虚拟连接而可操作性地连接到车轮。转向致动器34被配置为能够表达转向轴和/或与该转向轴连接的方向盘的位置，以使该位置作为到转向齿轮的转向输入，该转向齿轮被可操作性地连接到车轮以使车轮枢转。
上套管22沿着转向柱轴线12纵向延伸。上套管22至少部分地被接纳在下套管20的内孔中。下套管20和/或上套管22沿着转向柱轴线12相对于彼此可延伸、可收缩或可叠缩。
伸缩式致动器组件24被设置为能将上套管22沿着转向柱轴线12相对于下套管20平移。伸缩式致动器组件24包括伸缩式驱动支架40、伸缩式致动器42以及驱动构件44。
参照图1至图9以及图15至图17，伸缩式驱动支架40联接到上套管22。在至少一个实施例中，伸缩式驱动支架40经由安装构件46联接到上套管22，该安装构件46限定多个开口，这些开口的尺寸被设置为适于接纳紧固件，以将多种不同的部件联接到上套管22。伸缩式驱动支架40和/或安装构件46可至少部分地延伸穿过由下套管20限定的一长形开口，以使伸缩式驱动支架40能够接合下套管20。
伸缩式驱动支架40在第一端50与第二端52之间相对于转向柱轴线12轴向延伸。伸缩式驱动支架40在第一侧54与第二侧56之间相对于转向柱轴线12周向延伸。伸缩式驱动支架40包括一对臂58，这对臂分别从第一侧54和第二侧56相对于转向柱轴线12径向延伸。
伸缩式驱动支架40限定槽口60和延伸部62。槽口60从第一端50朝向第二端52延伸，并且设置在第一侧54与第二侧56之间。在至少一个实施例中，槽口60延伸进入伸缩式驱动支架40的设置在槽口60与延伸部62之间的凹入区域或者朝向该凹入区域延伸。延伸部62与槽口60相对地设置，并且延伸远离第二端52。延伸部62被设置为适于接纳紧固件以将伸缩式驱动支架40至少部分地联接到上套管22。
紧固件可以是剪切铆钉，其可响应于施加到上套管22的、大于一临界值的载荷而将伸缩式驱动支架40与上套管22分离。剪切铆钉的分离，以及最终的伸缩式驱动支架40与上套管22分离使得上套管22能相对于伸缩式驱动支架40和下套管20平移。
参照图1至图9，伸缩式驱动支架40限定第一路径70。参照图15至图17，伸缩式驱动支架40限定第一路径70和第二路径72。
参照图3、图4、图6至图9、图16和图17，第一路径70在伸缩式驱动支架40的第一端50与第二端52之间延伸。第一路径70被构造为长形的槽或开口，其在第一端50与第二端52之间横跨伸缩式驱动支架40延伸。
第一路径70可具有大体s形、z形、弯角形(chicaneshape)或大体上非直线形状。第一路径70包括第一路径第一区段80、第一路径第二区段82和第一路径第三区段84。
第一路径第一区段80设置为靠近第一端50和槽口60。第一路径第一区段80从槽口60的一端向第二端52延伸。第一路径第一区段80设置为大体平行于转向柱轴线12。
第一路径第二区段82设置为靠近第二端52且朝向第一端50延伸。第一路径第二区段82延伸穿过延伸部62的至少一部分，但并不完全贯穿延伸部62。第一路径第二区段82设置为大体平行于转向柱轴线12，且设置为大体平行于第一路径第一区段80。在至少一个实施例中，第一路径第一区段80和第一路径第二区段82设置为基本上彼此平行，但彼此不共面。
第一路径第三区段84在第一路径第一区段80与第一路径第二区段82之间延伸。第一路径第三区段84设置成与转向柱轴线12为非平行关系，且设置为与第一路径第一区段80和第一路径第二区段82为非平行关系。在转向柱叠缩事件期间，随着上套管22沿着转向柱轴线12滑动穿过下套管20，第一路径70的这些区段的设置迫使可能被接纳或者延伸穿过第一路径70的能量吸收带条改变形状，且将摩擦力施加到能量吸收带条，这导致产生吸收能量的载荷。
如图2和图5所示，可设置盖76。盖76被可操作性地连接到伸缩式驱动支架40，且设置在第一路径70上方。盖76被设置为将能量吸收带条保持在第一路径70内。
参照图15至图17，第一路径70在第一端50与第二端52之间延伸。第一路径70被设置成更为靠近第一侧54而不是第二侧56。
第二路径72与第一路径70相隔开。第二路径72在伸缩式驱动支架40的第一端50与第二端52之间延伸。第二路径72被构造为长形的槽或开口，其在第一端50与第二端52之间横跨伸缩式驱动支架40延伸。第二路径72被设置成更为靠近第二侧56而不是第一侧54。第二路径72设置为大体平行于转向柱轴线12，且设置为大体平行于第一路径第一区段80和第一路径第三区段84。
如图15中所示，盖76被可操作性地连接到伸缩式驱动支架40，且设置在第一路径70和第二路径72上方。盖76被设置为适于将一能量吸收带条保持在第一路径70和第二路径72的至少一者内。
返回参照图1，伸缩式致动器42与伸缩式驱动支架40相隔开，且设置在下套管20上。伸缩式致动器42通过驱动构件44可驱动地连接到伸缩式驱动支架40。驱动构件44从伸缩式致动器42延伸，且至少部分地延伸穿过顶丝螺母(jackscrewnut)90，该顶丝螺母固定到伸缩式驱动支架40的一对臂58。伸缩式致动器42可将运动施加到驱动构件44，且该运动通过顶丝螺母转化为直线运动，使得上套管22相对于下套管20沿着转向柱轴线12平移。
能量吸收系统26在下套管20与上套管22之间延伸，且可操作性地连接到下套管20和上套管22。能量吸收系统26设有至少一个牵拉式能量吸收带条，该能量吸收带条设置为适于在转向柱叠缩事件期间吸收动能，在所述转向柱叠缩事件中，上套管22从展开位置或第一位置朝向收缩/叠缩位置或第二位置移动或行进。
参照图1至图4，能量吸收系统26包括第一带条100和带条保持件102。
参照图2至图4，第一带条100包括第一带条第一部110、第一带条第二部112和第一带条延伸部114。第一带条第一部110通过带条保持件102连接到上套管22。第一带条第二部112至少部分地延伸通过第一路径70。第一带条第一部110设置为基本上平行于第一带条第二部112，但是不与第一带条第二部112共面。第一带条第一部110和第一带条第二部112设置为基本上平行于转向柱轴线12。
第一带条延伸部114在第一带条第一部110与第一带条第二部112之间延伸。第一带条延伸部114设置为与第一带条第一部110和第一带条第二部112呈非平行且非垂直的关系。第一带条延伸部114设置为与转向柱轴线12呈非平行且非垂直的关系。
带条保持器102设置在上套管22上。带条保持器102包括第一安装构件120，该第一安装构件设置为将第一带条第一部110固定或连接到带条保持件102。在至少一个实施例中，第一带条第一部110的一部分围绕第一安装构件(其被构造为杆柱)120设置。
带条保持件102被设置为在上套管22处于第一位置的同时，带条保持件102邻近伸缩式驱动支架40。如图3中所示，当上套管22处于第一位置的同时带条保持件102至少部分地被接纳在伸缩式驱动支架40的槽口60内。如图4中所示，响应于转向柱叠缩事件，上套管22从第一位置向第二位置移动，使得带条保持件102移动远离伸缩式驱动支架，由此牵拉第一带条100，使得第一带条第二部112和第一带条延伸部114的至少一者相对于第一路径70平移，从而随着上套管22穿过下套管20朝向第二位置滑动而产生一载荷，该载荷有助于能量吸收系统26吸收能量。
参照图5至图9，能量吸收系统26包括第一带条100、带条保持件102以及致动器104。第一带条100限定位于第一带条第二部112中的开口130。开口130可以是长形开口，其沿着第一带条第二部112的长度延伸。开口130可具有内表面132，该内表面沿着第一带条第二部112的长度延伸。
致动器104被可操作性地连接到下套管20和伸缩式驱动支架40中的至少一者。致动器104包括销140，该销可相对于致动器本体142(其接纳销140)而在展开位置与收缩位置之间移动。
如图6和图7中所示，响应于比临界载荷大的转向柱叠缩载荷，致动器104的销140处于所述展开位置并且被接纳在第一带条100的开口130内。如图8和图9中所示，响应于比临界载荷小的转向柱叠缩事件载荷，致动器104的销140从展开位置朝向收缩位置移动，使得销140与第一带条100的开口130相隔开，而不被接纳在该开口130内。
致动器104可包括施压构件，该施压构件设置在由致动器本体142限定的腔内，致动器本体142设置为将销140压向展开位置。致动器施压构件可以是线性弹簧或者类似物。致动器104可包括被可操作性地连接到销140的螺线管或可缩回销机构。
在至少一个实施例中，致动器104可以是烟火式致动器，该烟火致动器包括设置在致动器本体142所限定的腔室中的烟火装料(pyrotechniccharge)。该烟火装料产生燃烧气体，这些燃烧气体有助于使销140从展开位置朝向收缩位置移动。
销140响应于比临界载荷大的转向柱叠缩事件载荷而保持在展开位置。随着在第一带条第二部112相对于销140移动的同时上套管22从第一位置朝向第二位置移动，以及随着第一带条100相对于第一路径70平移，如图6和图7中所示，销140沿着开口130的内表面132运行。
销140可以尺寸过大到使得销140的直径大于开口130的宽度。在这样的设置中，销140可充当扩张器，使得销140与开口130的内表面132之间的摩擦接合引起开口130变形、展开或者被扩宽，以提供额外的、与上套管22的行进(方向)相反的载荷。
销140被设置为能响应于比临界载荷小的转向柱叠缩事件载荷而从展开位置朝向收缩位置移动。这使得能够主要由平移通过第一路径70的第一带条第二部112产生该载荷，而不会由销140产生一额外载荷。
参照图15至图17，能量吸收系统26包括第一带条100、带条保持件102、致动器104以及第二带条106。
第二带条106包括第二带条第一部150和第二带条第二部152。第二带条第一部150通过带条保持件102连接到上套管22。第二带条第二部152至少部分地延伸通过第二路径72。第二带条第一部150被设置为基本上平行于第二带条第二部152，且与第二带条第二部152共面。第二带条第二部152限定开口130。
带条保持件102包括与第一安装构件120相隔开的第二安装构件160。第二安装构件160被设置为适于将第二带条第一部150固定或连接到带条保持件102。在至少一个实施例中，第二带条第一部150的一部分围绕第二安装构件160(其被构造为杆柱)设置。
致动器104被可操作性地连接到下套管20和伸缩式驱动支架40中的至少一者。如图16中所示，响应于比临界载荷大的转向柱叠缩载荷，致动器104的销140处于展开位置并且被接纳在第二带条106的开口130内。随着在第二带条第二部152相对于销140移动的同时上套管22从第一位置朝向第二位置移动，以及随着第二带条106相对于第二路径72平移，销140沿着开口130的内表面132运行。与第一和第二带条单独被牵拉通过它们各自的路径相比，当第二带条106在第二路径72内平移的同时在第二带条106的开口130内平移的销140与被牵拉通过第一路径70的第一带条100的结合提供增加的载荷以供吸收能量。
如图17中所示，响应于比临界载荷小的转向柱叠缩事件载荷，致动器104的销140从展开位置朝向收缩位置移动，使得销140与第二带条106的开口130相隔开并且不被接纳在开口130内。
在转向柱叠缩事件期间，随着上套管22从第一位置朝向第二位置移动，第一带条100和/或第二带条106的开口130可被改变，使得能量吸收系统26可提供可变阻力载荷。这些改变可在图10至图14中示出。
如图10中所示，开口130可以是大体长形的开口，其具有基本上恒定的横截面宽度。
如图11中所示，开口130可以是大体长形的开口，其具有基本上恒定的横截面宽度，且可包括设置为靠近开口130一端的横肋或分离特征部(breakawayfeature)170。在上套管22处于第一位置的同时销140可被设置在开口130的该端与分离特征部170之间。
如图12中所示，开口130可以是渐缩形槽。开口130可呈渐缩形，使得开口130的宽度从开口130的近端朝向开口130的远端逐渐变小。该渐缩形开口接近开口130近端的宽度大于接近开口130远端的宽度。
如图13中所示，开口130的内表面132内衬有摩擦材料180。摩擦材料180可以是加入到开口130的内表面132的橡胶、塑料或者类似物。摩擦材料180可被按压，扣合或者包覆模制到开口130的内表面132的至少一部分上。
如图14中所示，开口130的内表面132限定或设有可提供渐增的阻力或阻碍的拉链状构造或锯齿构造。
虽然仅结合有限数量的实施例对本公开进行了详细的描述，但应容易理解的是，本公开并不受限于所披露的这些实施例。相反，本公开能够被修改为包含此处未描述但与已描述的本公开的范围相称的任何数量的变型、改型、替代或者等同设置。另外，尽管已经描述了本公开的多个实施例，但应理解的是，本公开的多个方案可仅包括所描述的实施例的某一些或者多个实施例的结合。因此，本公开不应被视为受前文的描述所限制。