CN101503097B - 楔形臂正倾角锁 - Google Patents

Abstract

本发明涉及楔形臂正倾角锁。一种转向柱组件包含连接到安装托架的柱套，柱套能相对于安装托架绕枢转轴线可枢转地运动。楔形臂可枢转地连接到柱套和安装托架中的一个，并抵靠柱套和安装托架中的另一个楔接。在碰撞事件中，楔形臂抑制柱套相对于安装托架作枢转运动。在柱套相对安装托架位于不同的位置时，可变径向距离允许楔形臂装配在柱套和安装托架的部件之间。

Description

楔形臂正倾角锁

相关申请的交叉引用

本申请要求于2008年2月08日提交的美国临时专利申请第60/065030号的优先权，该申请在此以引用的方式并入本文。

技术领域

本发明总体上涉及车辆转向柱组件，更具体而言涉及可绕枢转轴线枢转运动的可调转向柱组件。

背景技术

可调转向柱组件通常在沿纵轴线的伸缩方向和绕倾斜(斜的)轴线的斜向中的一个方向或两个方向调整。为了满足在某些环境下的防撞要求，有必要在碰撞事件中(例如，撞击事故)防止转向柱组件向上移动或枢转到车辆仪表盘。换言之，在碰撞击事件的情况下有必要防止转向柱组件以倾斜方向运动。

目前，转向柱组件包括复杂且昂贵的锁定装置，以将转向柱组件锁定到位并且防止转向柱组件在倾斜方向的不希望运动。这些锁定装置通常包括小而复杂的部件，这些部件包括互锁齿，以机械锁定转向柱组件的位置。然而，该互锁齿在调整过程中会带来与齿峰接触相关的问题。此外，小型复杂部件使转向柱组件的安装复杂。

发明内容

本发明提供用于车辆的转向柱组件。转向柱组件包括安装托架。安装托架构造为附接到车辆。柱套沿纵轴线延伸。柱套可枢转地连接到安装托架，以用于柱套围绕枢转轴线相对于安装托架作枢转运动。锁定机构将安装托架与柱套互连。锁定机构可在释放位置和锁定位置之间运动。释放位置允许柱套相对于安装托架枢转运动。在正常操作期间，锁定位置使柱套相对于安装托架的位置固定。楔形臂与安装托架和柱套中的一个可枢转地连接。当锁定机构处于锁定位置时，楔形臂与安装托架和柱套中的另一个成楔接接合(wedgeengagement)，从而防止了在撞击事件时柱套的枢转运动。当锁定机构处于释放位置时，楔形臂从楔接接合释放，以允许枢转运动。

从而，本发明提供一种在撞击事件中防止柱套相对于安装托架枢转运动的楔形臂。楔形锁在可移动柱套与固定安装托架之间楔接。从而，在碰撞事件中，由于楔形臂在柱套和安装托架之间楔接，因而防止柱套相对于安装托架运动。因此，转向柱组件不必包含先前用于现有技术中来防止枢转运动的昂贵复杂的互锁有齿机构。

附图说明

通过参考结合附图进行的详细说明更好地理解本发明，本发明的其他益处也容易理解，在附图中：

图1为转向柱组件的侧视图；

图2为转向柱组件的俯视图；

图3为转向柱组件的放大局部透视图，示出了楔形臂；

图4为转向柱组件的放大局部侧视图，示出了楔形臂将转向柱组件锁定在上倾(rake up)位置；

图5为转向柱组件的放大局部侧视图，示出了楔形臂将转向柱组件锁定在下倾(rake down)位置；

图6为转向柱组件的放大局部侧视图，示出了楔形臂从楔接接合中脱离；

图7为转向柱组件的放大局部透视图，详细示出了楔形臂和轴头部上的锯齿。

具体实施方式

参考附图，其中相同的附图标记在这些视图中表示的相应的部分，转向柱组件总体上用20表示。参考图1和图2，转向柱组件20用于车辆，且绕枢转轴线22可枢转调节。转向柱组件20也可沿纵轴线24纵向伸缩调节。然而，在本发明的范围中，并不要求转向柱组件20是纵向可调的，即，可伸缩调节的。

转向柱组件20包括沿纵轴线24延伸的柱套26。柱套26在其中可旋转地支撑转向轴28。转向盘(未画出)安装到转向轴的上部端部，这是公知的。如图所示，柱套26包括上部套30和下部套32。然而，应当理解的是，柱套26能以不同于在此所示或所述的方式构造且仍落入权利要求的范围内。

柱套26连接到安装托架34。安装托架34构造成附接到车辆。由此，安装托架34将转向柱组件20安装到车辆上。如图所示，安装托架34限定一对凸缘36，凸缘36沿着柱套26的相对侧横向于纵轴线24向下延伸。该对凸缘36中的每个限定沿纵轴线24延伸的第一伸缩槽38，以允许柱套26相对于安装托架34沿纵向调节。应当理解的是，安装托架34能以不同于在此所示或所述的方式构造且仍落入权利要求的范围内。

紧固件40延伸通过每个第一伸缩槽38与柱套26接合，将柱套26与安装托架34可枢转地连接。每个紧固件40沿枢转轴线22对准并限定枢转轴线22，柱套26围绕枢转轴线22枢转。因此，柱套26可相对安装托架34围绕枢转轴线22枢转运动。

在柱套26沿伸缩方向运动时，紧固件40在第一伸缩槽38中可移动，即，在柱套26沿伸缩方向运动时，紧固件40可随柱套26一起运动。第一伸缩槽38的长度限制了伸缩运动的极限。应当理解的是，柱套26与安装托架34连接并限定枢转轴线22能以不同于在此所示或所述的方式进行，且仍落入权利要求的范围内。

压缩托架42，通常称为倾斜托架，固定地安装到柱套26并且将柱套26和安装托架34互连。压缩托架42包括一对侧壁44，所述侧壁44沿柱套26的相对侧横向于纵轴线24向上延伸。该对侧壁24中的每个限定横向延伸的斜槽46，例如，大致垂直于纵轴线24，以允许柱套26相对于安装托架34围绕枢转轴线22作枢转运动或调整。应当理解的是，压缩托架42能以不同于在此所示或所述的方式构造且仍落入权利要求的范围内。

安装托架34还限定一对第二伸缩槽48，第二伸缩槽48沿纵轴线24延伸且与压缩托架42的斜槽46相邻布置。轴50，通常指倾斜螺栓，横向于纵轴线24延伸通过压缩托架42和安装托架34。轴50是可旋转的，以使下文所述的锁定机构52在锁定和释放位置之间运动。然而，应当理解的是，不需是可旋转的轴50也落入权利要求的范围内。轴50延伸通过该对第二伸缩槽48和斜槽46。当压缩托架42绕枢转轴线22枢转时，轴50在斜槽46内移动，即，当柱套26和压缩托架42在柱套26倾斜调节期间运动时，轴50在斜槽46中的位置发生变化。因此，在柱套26枢转运动时，轴50相对于安装托架34保持位置固定。然而，应当理解的是，在柱套26伸缩调节时，轴50可以随柱套26一起移动。

锁定机构52将安装托架34与柱套26互连。锁定机构52可在释放和锁定位置之间运动。释放位置允许柱套26相对安装托架34枢转运动。在正常操作期间，锁定位置使柱套26相对于安装托架34的位置固定。更具体地，锁定机构52在处于锁定位置时将压缩托架42压靠安装托架34，而在处于释放位置时将压缩托架42从安装托架34释放。为此，锁定机构52保持柱套26(从而转向盘)相对安装托架34的希望位置。然而，应当理解的是，在撞击事件中，例如车辆相撞，锁定机构52不能通过车辆驾驶员撞击转向盘来提供足够的夹紧力来抵抗施加到转向柱组件20的突发和剧烈的向上力。

把手54可枢转地连接到安装托架34和柱套26中的一个。把手连接到锁定机构52，以便使锁定机构54在释放和锁定位置之间运动。如果轴50是可旋转的，那么把手54安装到轴50上以转动轴50。锁定机构52连接到轴50，通过把手54围绕轴50旋转致动锁定机构52，这是公知的。应当理解的是，本领域中公知有多种锁定机构52。锁定机构52通常包括凸轮和连接到轴50的凸轮从动件以提供夹紧力。因此，本发明的锁定机构52可含有能够将压缩托架42和安装托架34夹持在一起的任何合适装置，以固定柱套26相对于安装托架34的位置，这是公知的。

参照图3-6，楔形臂56可枢转地连接到安装托架34和柱套26中的一个。如图3-5所示，当锁定机构52处于锁定位置时，楔形臂56与安装托架34和柱套26中的另一个成楔接接合。楔接接合防止柱套26在撞击事件中以大致向上方向枢转运动。如图6所示，当锁定机构52处于释放位置时，楔形臂56从楔接接合释放，以允许枢转运动。

楔形臂56包含固定点58，固定点58将楔形臂56可枢转地连接到安装托架34和柱套26中的一个。如图所示，固定点58将楔形臂56与压缩托架42互连。具体地，销钉60将楔形臂56和压缩托架42在固定点58处互连。然而，应当理解的是，楔形臂56可以采用在此未示出或描述的其他方式可旋转地连接到安装托架34和柱套26中的一个。

楔形臂还可以包括接触边缘62。接触边缘62从固定点58间隔开径向距离64。接触边缘62抵靠安装托架34和柱套26的另一个楔接。换言之，楔形臂56连接到柱套26和安装托架34中的一个，并且楔形臂56的接触边缘62抵靠柱套26和安装托架34中的另一个楔接。如图所示，接触边缘62抵靠安装托架34楔接。

接触边缘62从固定点58间隔开的径向距离64沿接触边缘62的长度是可变的。楔形臂56的可变径向距离64对应于柱套26和安装托架34之间的不同相对位置。因此，楔形臂56包括第一边缘66和第二边缘68。第一边缘66限定第一径向距离70。第二边缘68围绕固定点58从第一边缘66隔开一定角度且限定第二径向距离72。第二径向距离72与第一径向距离70不同。接触边缘62距固定点58的径向距离64在第一径向距离70和第二径向距离72之间变化。如图所示，接触边缘62限定在第一边缘66和第二边缘68的远端之间延伸的平滑弓形形状。

由于楔形臂56安装于压缩托架42上，在绕枢转轴线22斜向调节柱套26时，楔形臂56随柱套26和压缩托架42一起运动。因此，由于在斜向运动时轴50不随柱套26和压缩托架42一起运动，固定点58和轴50之间的距离响应于在倾斜方向调节柱套26而变化。如此，为了保持楔形臂56和轴50头部74的接合，楔形臂56具有可变径向距离64。楔形臂56的可变径向距离64允许在柱套26相对于安装托架34枢转运动的全范围内保持楔接接合。

弹簧76连接到楔形臂56和把手54。在把手54旋转到锁定位置时，弹簧76提供了偏压力，使楔形臂54运动成与安装托架34接合，即，弹簧76将楔形臂56拉动成与安装托架34处于对接关系。当把手54位于释放位置时，弹簧76释放偏压力，允许楔形臂56围绕销钉60旋转，远离安装托架34以允许柱套26枢转运动。把手54配置成在旋转到释放位置期间接合楔形臂56，以推压楔形臂56并允许楔形臂56旋转脱离楔接接合。

如图所示，轴50包含了头部74。头部74穿过把手54向外延伸。如上所述，楔形臂56通过销钉60可旋转地安装在压缩托架42上并与安装托架34接合。具体地，楔形臂56抵靠轴50楔接，更具体地，楔形臂56抵靠轴50的头部74楔接。轴50的头部74与安装托架34连接并为防止相对于安装托架34大致垂直移动而在位置上固定。应当理解的是，除了如图所示的头部74之外，楔形臂56可以替换地抵靠安装托架34的其他部分楔接。

楔形臂56的接触边缘62和/或轴50以及轴50的头部74可以包括光面精整。或者，参考图7，楔形臂56的接触边缘62和/或轴50以及轴50的头部74可机加工成包括锯齿78或脊部以互相啮合。锯齿78减小了轴50或轴50的头部74与楔形臂56接触边缘62之间的潜在滑移。因此，应当理解的是，接触边缘62可以包括锯齿78以啮合轴50，和/或轴50可包括锯齿78以啮合楔形臂56。

操作时，柱套26和由此压缩托架42置于希望的位置，把手54移动到锁定位置，以固定柱套26的位置。当把手54移动到锁定位置时，弹簧76将楔形臂56的接触边缘62牵拉成与轴50的头部74对接接合，由此使楔形臂56楔接在销钉60和轴50之间。楔形臂56的可变径向距离64适应于柱套26枢转运动范围内的所有位置，即，在柱套26的位置沿斜向调节时，楔形臂56对轴50的相对位置也发生变化，以便总是与轴50的头部74接触。在撞击事件中，由于轴50被限制不能相对于柱套26垂直运动，楔形臂56防止了柱套26在枢转方向上的不希望向上横向运动，即，轴50被防止以横向于纵轴线24的方向向上运动。这是因为楔形臂56与压缩托架42连接并抵靠轴50的头部74楔接。

虽然所述转向柱组件20已经描述成具有被限制竖直移动的轴50，其中楔形臂56与柱套26连接以用于在枢转运动期间与其作竖直运动，应当理解的是，该配置可以颠倒。因而，楔形臂56与安装托架34可旋转地连接并且被限制相对与柱套26竖直移动，且轴50在柱套26枢转运动时可随柱套26一起运动。换言之，固定点58可将楔形臂56与安装托架34互连，楔形臂56抵靠压缩托架42楔接。

本发明以示意说明的方式进行描述，应该理解的是，此处所用术语本质上仅为词的说明而非限制。现在对本领域技术人员来说显而易见的是，根据上述教导，本发明的许多改进和更改是可行的。因此，应当理解的是，本发明可以在所附权利要求书的范围内实施，除非另外具体描述，在权利要求书中，附图标记仅为了方便描述而非任何形式的限制。

Claims (15)

1.一种用于车辆的转向柱组件，所述组件包括：

构造成附接到车辆上的安装托架；

柱套，所述柱套沿纵轴线延伸并可枢转地连接到所述安装托架，以用于围绕枢转轴线相对于所述安装托架作枢转运动，所述柱套包括压缩托架；

锁定机构，所述锁定机构将所述安装托架和所述柱套互连，且能在释放位置和锁定位置之间运动，所述释放位置允许所述柱套相对于所述安装托架作所述枢转运动，在正常操作期间，所述锁定位置使所述柱套相对于所述安装托架的位置固定；

楔形臂，所述楔形臂可枢转地连接到所述安装托架和所述柱套中的一个，并在所述锁定机构处于所述锁定位置时抵靠所述安装托架和所述柱套中的另一个成楔接接合，以防止所述柱套在碰撞事件中以大致向上的方向作所述枢转运动，且当所述锁定机构处于释放位置时，从所述楔接接合释放以允许所述枢转运动，其中，所述楔形臂包括固定点和接触边缘，所述固定点将所述楔形臂可枢转地连接到所述安装托架和所述柱套中的一个，所述接触边缘从所述固定点间隔开一定径向距离，以抵靠所述安装托架和所述柱套中的另一个楔接；和

轴，所述轴横向于所述纵轴线延伸通过所述压缩托架和所述安装托架，所述接触边缘与所述轴接触。

2.根据权利要求1所述的组件，其中，所述径向距离沿所述接触边缘是可变的，以对应于所述柱套和所述安装托架之间的不同相对位置。

3.根据权利要求2所述的组件，其中，所述楔形臂包括第一边缘和第二边缘，所述第一边缘限定第一径向距离，所述第二边缘围绕所述固定点从所述第一边缘隔开一定角度并限定与所述第一径向距离不同的第二径向距离，所述接触边缘的所述径向距离能在所述第一径向距离和所述第二径向距离之间变化。

4.根据权利要求3所述的组件，其中，所述接触边缘限定弓形形状。

5.根据权利要求1所述的组件，其中，所述固定点将所述楔形臂与所述压缩托架互连。

6.根据权利要求5所述的组件，还包括将所述楔形臂和所述压缩托架在所述固定点处互连的销钉。

7.根据权利要求1所述的组件，其中，所述轴是可旋转的，以使所述锁定机构在所述锁定位置和所述释放位置之间运动。

8.根据权利要求7所述的组件，其中，所述锁定机构与所述轴连接，在处于所述锁定位置时，将所述压缩托架压靠所述安装托架，在处于所述释放位置时，将所述压缩托架从所述安装托架释放。

9.根据权利要求1所述的组件，还包括把手，所述把手可枢转地连接到所述安装托架和所述柱套中的一个。

10.根据权利要求9所述的组件，还包括弹簧，所述弹簧连接到所述楔形臂和所述把手，以便将所述楔形臂向所述把手偏压。

11.根据权利要求10所述的组件，其中，所述楔形臂抵靠所述轴楔接。

12.根据权利要求11所述的组件，其中，所述轴包括头部。

13.根据权利要求12所述的组件，其中，所述楔形臂抵靠所述头部楔接。

14.根据权利要求11所述的组件，其中，所述接触边缘包括锯齿以啮合所述轴。

15.根据权利要求11所述的组件，其中，所述轴包括锯齿以啮合所述楔形臂。

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