CN107000779B - 用于车辆转向柱组件的改进的能量吸收模块 - Google Patents

Abstract

一种用于转向柱组件的能量吸收模块子组件，包括：能量吸收设备；和与能量吸收设备组装在一起的保持器，保持器被配置为：i)在第一位置处安装到所述转向柱组件的柱壳体的至少一部分中；ii)将所述能量吸收设备至少部分地支撑性地承载在所述保持器内；以及iii)使得所述保持器能够响应于在所述转向柱组件的内柱管的撞击塌缩行程期间产生的负载而至少部分地变形，该负载迫使所述保持器沿向前的方向平移到第二位置，所述第二位置在车辆中相对于所述第一位置位于前方。

Description

用于车辆转向柱组件的改进的能量吸收模块

申请日的权益请求

本申请请求于2014年9月22日提交的美国申请第62/053,261号的申请日的权益，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

通常，本教导涉及改进的可塌缩(collapsible)转向柱组件和与其相关联的方法(例如，提供诸如在二次撞击中吸收能量的方法)。更具体地，本教导涉及用于在撞击时吸收能量的能量吸收模块。

背景技术

在车辆碰撞期间，通常存在两种撞击(impact，冲击)。在初次撞击中，车辆撞击另一个物体。在二次撞击中，车辆乘员撞击车辆的部件。例如，车辆操作者有时因惯性而撞击方向盘。为了帮助尽量保护驾驶员免受这种二次撞击，使用撞击吸收型转向柱已成为常见的做法。

撞击吸收型转向柱装置的结构使得当驾驶员受到二次撞击时，撞击能量在车辆的前向方向上作用于转向柱。转向柱或其部件可以从一个或多个固定点与车体分离，并(例如，在塌缩行程中)向前移动，从而撞击能量在塌缩行程的过程中被吸收。在来自二次撞击或其他撞击的塌缩行程期间，该组件的部件将纵向塌缩(例如，通常在正常操作中其在车辆内所占据的体积内；即通常其在车辆中的“占地面积”内)，但是通常不会相对于预定的固定点塌缩超过一定距离。

尽管努力对内部可塌缩的转向柱组件进行改善，但还存在对替代组件的需要，特别是那些组装简化的替代组件。在二次撞击期间还需要改进的或更大的能量吸收。

发明内容

本教导使用简单但美观的构造方案，通过该方案可以使用相对较少的部件来形成用于转向柱组件(例如，可塌缩转向柱组件)的能量吸收模块子组件，该组件尤其在撞击塌缩行程(例如二次撞击)期间表现出良好的能量吸收特性。

作为概述，一方面，本文的教导涉及用于转向柱组件的能量吸收模块子组件，包括：能量吸收设备；以及与能量吸收设备组装在一起的保持器，保持器被配置成：i)在第一位置处安装到转向柱组件的柱壳体的至少一部分中；ii)将能量吸收设备至少部分地支撑性地承载在保持器内；以及使得保持器能够响应于在转向柱组件的内柱管的撞击塌缩行程期间产生的负载而至少部分地变形，该负载迫使保持器沿向前方向平移到第二位置，该第二位置在车辆中相对于第一位置位于前方。保持器可以通过保持器的塑性变形和在向前方向上的平移而在内柱管的撞击塌缩行程期间吸收能量。能量吸收设备可以在内柱管的撞击塌缩行程期间通过塑性变形吸收能量，并且能量吸收设备的至少一部分能量吸收是由保持器已经到达第二位置之后发生的塑性变形引起的。

本文的教导还考虑了在转向柱组件中吸收能量的方法，所述方法包括使用能量吸收模块子组件。该方法可以包括通过能量吸收模块子组件的保持器和能量吸收设备的向前平移来吸收能量的步骤。该方法可以包括通过能量吸收设备塑性变形来吸收能量的步骤，能量吸收设备塑性变形是由于：i)所述能量吸收设备的前端被所述柱壳体的一部分限制向前移动；ii)所述能量吸收设备沿着朝向与所述保持器相关联的刚性构件的方向进行的卷绕(coil)；iii)所述能量吸收设备围绕所述刚性构件的拉动；iv)所述能量吸收设备的钩部分与改变所述转向柱组件的能量吸收的轴(例如，转矩传感器轴)的肩部或轴型面的锚固接合；或其任何组合。

因此，可以看出，可以实现独特的转向柱组件和能量吸收模块子组件(及相关联的方法)，提供了简化的组装并且使转向柱组件能够在二次撞击车辆碰撞期间吸收能量。

附图说明

图1是转向柱组件的侧截面图。

图2A是能量吸收模块的能量吸收设备的侧视图。

图2B是能量吸收模块的保持器的侧视图。

图3A、图3B和图3C示出了将刚性构件(例如销或其他细长构件)***图2B的保持器中的过程。

图4A和图4B示出了阻尼器在能量吸收模块中的安装。

图5是能量吸收模块的立体图。

图6A示出了将能量吸收模块安装到转向柱组件中的方法。

图6B是能量吸收模块的局部剖视图。

图6C是图1圈出部分的放大图，其示出了安装在转向柱组件中的能量吸收模块的侧截面图。

图6D是安装在转向柱组件中的能量吸收模块的侧视图。

图7A和图7B是能量吸收模块的能量吸收设备的立体图。

图8是能量吸收模块的能量吸收设备的放大侧视图。

图9是能量吸收模块的能量吸收设备的放大侧视图。

图10A、图10B、图10C和图10D是能量吸收模块的保持器的立体图。

图11A、图11B和图11C是组装的能量吸收模块的视图。

图11D是图11A至图11C的保持器的立体图。

图11E是图11A至图11C的能量吸收设备的立体图。

图12A是能量吸收模块的保持器的立体图。

图12B和图12C是图12A的保持器的视图，其中能量吸收设备已被安装。

图12D和图12E是包括阻尼器的组装的能量吸收模块的视图。

图13是包括阻尼器的组装的能量吸收模块的立体图。

图14A、图14B、图14C和图14D是包括阻尼器的组装的能量吸收模块的视图。

图15示出了包括与内柱管相关联的端盖的转向柱组件的一部分的侧视图。

图16A示出了与内柱管相关联的端盖。

图16B示出了图16A的端盖的放大图。

图17示出了端盖的立体图。

图18A、图18B、图18C、图18D、图18E、图18F和图18G示出了能量吸收模块在塌缩行程(诸如二次撞击)期间的变形。

具体实施方式

根据需要，本文公开了本教导的详细实施方案；然而，应当理解的是，所公开的实施方案仅仅是可以以各种和替代形式体现的示例性教导。附图不一定是按比例的；一些特征可能被夸大或最小化以显示特定部件的细节。因此，本文公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制性的，而是仅作为教导本领域技术人员以各种方式应用本发明的代表性基础。

通常，并且从下面的描述中可以理解的是，本教导涉及用于机动车辆的转向柱组件的能量吸收模块子组件。转向柱组件通常将包括内柱管、转向轴和柱壳体，其中，在转向柱组件中或在转向柱组件上安装有能量吸收模块子组件。用于转向柱组件的能量吸收模块子组件包括能量吸收设备和与能量吸收设备组装在一起的保持器。保持器可以被配置为：i)在第一位置处安装到转向柱组件的柱壳体的至少一部分中；ii)将能量吸收设备至少部分地支撑性地承载在保持器内；iii)使得保持器能够响应于在转向柱组件的内柱管的撞击塌缩行程期间产生的负载而至少部分地变形，该负载迫使保持器沿向前方向平移到第二位置，该第二位置在车辆中相对于第一位置位于前方；或i)至iii)的任何组合。保持器可以通过保持器的塑性变形和/或在向前方向上的平移而在内柱管的撞击塌缩行程期间吸收能量。能量吸收设备可以在内柱管的撞击塌缩行程期间通过塑性变形吸收能量。能量吸收设备的至少一部分能量吸收可以是由保持器已到达第二位置之后发生的塑性变形导致的。

转向柱组件通常可以包括例如经由转向轴与方向盘(未示出)可操作地连接的管。一个这样的管(在本文中称为内柱管)通常沿着管长度的至少一部分(如果不是全部)会具有中空腔，并且尺寸和构造被制定成容纳和支撑旋转轴(即转向轴)和可能的一个或多个轴承。轴和管都具有纵向轴线。当安装在车辆中时，轴和管(以及通常还有转向柱组件)各自的纵向轴线可以大致同轴对准、大致与车辆的纵向轴线平行地对准、或每种。轴和内管通常将由合适的金属诸如钢或铝制成。

内柱管可以是大致圆柱形的并且中空的。内柱管可以具有前端部分和后端部分以及纵向轴线。前端部分或后端部分中的任一个或两者可以包括支撑转向柱组件的轴(例如，用于旋转的转向轴，扭矩传感器轴或两者)的合适的轴承。

转向柱组件的轴可以包括转向轴，该转向轴可以具有适于容纳方向盘(未示出)的后端部分。转向轴可以具有前端部分，转向轴的前端部分穿过轴承、钥匙锁定环(key lockcollar)或两者并且可以由其支撑。如所指出的，转向轴可至少部分地被内柱管支撑以便旋转，并且具有可以与内柱管的纵向轴线大致同轴对准的纵向轴线。转向柱组件的轴可以包括转矩传感器轴。转向柱组件的轴可以具有在塌缩行程(例如二次撞击)期间改变和/或帮助能量吸收的肩部或轴型面。例如，肩部可以在塌缩行程(例如二次撞击)期间为转向柱组件内的能量吸收设备提供接触区域。当能量吸收设备在塌缩行程(例如二次撞击)期间变形时，肩部可以用作能量吸收设备的止动件。能量吸收设备可能由于与肩部或轴型面的接触而进一步变形。

柱壳体可以安装在机动车辆内的安装位置(例如，永久固定的安装、枢转安装或两者)处。(例如，当杆在手动组装中处于期望位置中时)柱壳体以与内柱管成夹紧关系的方式至少部分地包围内柱管，以允许通过方向盘调节子组件进行转向轴倾斜调节。柱壳体可以包括细长的纵向定向的开口，该开口限定相对的内壁面，(例如，通过使用杆来驱动子组件的硬件，诸如凸轮固定件、凸轮移动元件和/或推力轴承)使得所述相对的内壁面被推向内柱管，以将内柱管夹紧到位。柱壳体可以是铸造结构(例如，含铝或钢的铸件)。柱壳体可以被专门设计成容纳如本文所公开的能量吸收模块子组件。在撞击塌缩行程(例如二次撞击)期间，柱壳体可以相对于安装定位保持在大致固定的位置。在撞击塌缩行程期间，夹紧(或以其他方式保持)柱壳体的侧壁的夹紧力(或将内柱管保持在柱壳体内的适当位置中的其他力)可保持夹紧或可以被释放，以允许内柱管相对于柱壳体进行平移。

能量吸收模块子组件可以安装在柱壳体内、安装在柱壳体上、或两者。能量吸收模块子组件可以包括能量吸收设备和支撑能量吸收设备的保持器。能量吸收模块子组件可以可选地包括阻尼器，该阻尼器用于在转向柱组件的撞击塌缩行程期间吸收能量、用于将能量吸收设备固定在保持器内、或两者。能量吸收模块子组件可以可选地包括端盖，所述端盖在转向柱组件的撞击塌缩行程期间提供阻尼。端盖可以单独使用或与阻尼器组合使用。

保持器可用于支撑、承载和/或容纳能量吸收设备。保持器可用于将能量吸收模块固定在转向柱组件内。保持器可用于在撞击塌缩行程(例如，二次碰撞)期间吸收能量。保持器可以具有第一端和第二端。第一端可以适于相对于第二端朝向车辆的前部而定位。制造保持器的过程可以没有模具滑块。保持器的元件(例如，侧向隔开的棘爪(detent)、压缩指状物、保持构件、预加载结构或其组合)可以由与合拢(shut off)角度的适当模具接合的模腔形成。

保持器可以包括与保持器的第一端邻接的承载件部分(例如，主体部分)。承载件部分可以包括一个或多个元件，所述一个或多个元件用于将能量吸收设备固定、支撑或固定并支撑在保持器内和/或将保持器固定、支撑或固定并支撑在转向柱组件内。承载件部分可以配置成支撑性地承载能量吸收设备。承载件部分可以包括一对大致相对的侧壁。一个或多个侧壁中可以包括适于容纳刚性构件的通孔开口(例如，位于相对侧壁上的相对的通孔)。承载件部分可以包括与每个侧壁中的通孔开口基本上并置的一个或多个预加载结构(例如，侧向隔开的向外突伸的压缩指状物)。预加载结构可以用于引导刚性构件***保持器中、将刚性构件固定在保持器内、减少或防止刚性构件在能量吸收模块子组件内的振动或用于上述作用的组合。大致相对的侧壁可以通过桥接件连接。桥接件可以用于为能量吸收设备提供附加的支撑，为保持器提供附加的结构和支撑，(例如在转向柱组件的内柱管的撞击塌缩行程中，在超过特定负载时，通过弯曲和/或与保持器分离)而提供附加的能量吸收，或用于上述作用的组合。承载件部分可以包括保持构件，该保持构件设置在大致相对的侧壁之间的定位中(例如，从桥接件延伸)。保持构件可以向能量吸收设备施加力，这可以用于防止能量吸收设备的振动，将能量吸收设备保持在保持器内的适当位置中，或防止能量吸收设备的振动并将能量吸收设备保持在保持器内的适当位置上。在桥接件在撞击塌缩行程期间超过阈值负载时发生分离情况(breakaway event)之后，桥接件可以是自由的，并且桥接件可以仅通过由能量吸收设备的部件(例如，第二弧形部分)和内柱管的前端困住或困在能量吸收设备的部件与内柱管的前端之间而受控。保持构件可以在分离之后阻止桥接件的转动并且控制松散件。

承载件部分可以包括纵向定向的压缩指状物，该压缩指状物朝着第一端延伸，用于向能量吸收构件施加压力。压缩指状物可以提供大致向下推向位于承载件部分内的能量吸收设备的至少一部分的力或推在该至少一部分上的力。这可以用于阻止能量吸收设备、能量吸收模块子组件或这两者移动和/或振动。压缩指状物可以用于帮助将能量吸收模块子组件安装到转向柱组件中(例如，直到能量吸收模块子组件卡扣配合到柱壳体内的其静止位置中)。保持器的承载件部分可以包括(即，一个或多个)附加的支撑件(例如，位于压缩指状物的基部处，位于压缩指状物的自由端处，位于压缩指状物的基部与压缩指状物的自由端之间，或其组合)，该支撑件从承载件部分的顶部位置向上突伸，以接触柱壳体，为保持器提供附加强度，使保持器在柱壳体内的振动最小化，阻止保持器在塌缩行程期间向上推的倾向，或用于上述作用的组合。

保持器可以具有固定部分，所述固定部分适于机械地配合(例如卡扣配合、摩擦配合、过盈配合、紧固或其他方式)在转向柱组件的柱壳体的一部分内的。在组装期间，固定部分可以有助于使保持器在柱壳体内对准。固定部分可以是自对准的。固定部分可以减少或消除对附加紧固件(例如，螺钉、销)的需要。固定部分可以承载在承载件部分上。固定部分可以与承载件部分一体地形成。固定部分可以包括一对侧向隔开的棘爪，所述棘爪铰接地连接于承载件部分(例如，连接在侧壁处)，以允许保持器卡扣配合到柱壳体中。侧向隔开的棘爪可以采取允许保持器机械地配合在柱壳体内的任何形状。侧向隔开的棘爪可以与保持器的侧壁具有成角度关系，其有助于在安装期间将保持器在柱壳体内对准。侧向隔开的棘爪的外表面可以形成一定的角度。角度α可以是由与侧向隔开的棘爪的外表面共面并从该外表面延伸的平面与延伸穿过外表面的端点的竖直平面(其可以平行于保持器的一个或多个侧壁，平行于薄突起，或两者)度量的角度。该角度可以为约2度以上，约5度以上，或约10度以上。该角度可以为约90度以下，约45度以下，或约25度以下(例如，约15.7度)。每个侧向隔开的棘爪的自由端可以包括薄突起。薄突起可以允许保持器卡入到位。薄突起可以与柱壳体的一部分接合。当薄突起被卡扣在适当位置中时，可以提供接合的声音反馈。该声音反馈可以来自与柱壳体接触的薄突起。薄突起还可以在撞击塌缩行程期间提供阻力。例如，(例如，由于薄突起与柱壳体的接合)薄突起可以阻止侧向隔开的棘爪展开并且不能支撑保持器的倾向。

保持器可以包括舌状部分，该舌状部分(例如，纵向地)延伸远离承载件部分并且可以配置成位于柱壳体与内柱管之间的空间中，以帮助阻止保持器从其安装位置脱位(dislocation，错位)。舌状部分可以相对于第一端朝向车辆的后部定位。舌状部分可以具有大致平坦的主体。舌状部分可以包括一个或多个曲部、轮廓、或成角度的部分等(例如，大致与内柱管的外径的轮廓匹配的形状)。舌状部分可以防止能量吸收模块子组件从转向柱组件内的其位置移开。舌状部分可以不能旋转越过(rotate past)柱管，从而将能量吸收模块子组件保持在适当的位置中(例如，即使另一固定元件(诸如侧向隔开的棘爪)以某种方式失效)。

承载件部分、固定部分、舌状部分或任何组合可以一体地形成。保持器可以是由任何材料形成的一体模制的主体(例如，模制的塑料主体)。

保持器可以包括承载件主体中的一个或多个开口，用于容纳和承载刚性构件(例如销，诸如滚针轴承元件，或其他细长构件)。刚性构件可以提供用于引导能量吸收设备的塑性变形的表面。刚性构件可以具有比能量吸收设备的抗屈强度高的抗屈强度。保持器可以包括一个或多个预加载结构，该预加载结构适于将预加载力施加在由保持器承载的刚性构件上，以帮助将刚性构件固定在期望的操作位置中。预加载结构可以包括一个或多个(例如，相对的一对)侧向柔性指状物，所述侧向柔性指状物充分地成角度，使得相对的侧向指状物屈曲以允许刚性构件被装载到保持器中的开口中。侧向柔性指状物的固有弹性可以对刚性构件施加预加载力，以帮助将刚性构件固定就位。一个或多个预加载结构可以可选地包括用于阻止刚性构件的横向移动的一个或多个壁。

能量吸收模块子组件包括能量吸收设备。能量吸收设备可以用于向转向柱组件提供能量吸收，特别是在撞击塌缩行程(例如二次撞击)期间。能量吸收设备可以由金属、金属合金、塑料或能够产生所需结果的任何材料等构成。能量吸收设备可以由线、板或其他形状形成。能量吸收设备的横截面可以通常是矩形的，通常是圆形的，或者通常是多边形的。在能量吸收设备的整个长度上横截面可以保持恒定。在能量吸收设备的整个长度上横截面可以变化。能量吸收设备可以使用能够制造所需形状的能量吸收设备的任何机器或工艺(例如，四滑机(four slide machine)、转移模具(transfer die，冲压用自动模))来形成或制造。例如，制造方法可以为通过冲压工艺。可能需要避免设备侧面上的承载件位置，因为这可能产生应力梯级，该应力梯级可能导致在撞击塌缩行程(例如二次撞击)期间设备的过早失效。因此，期望在制造期间使用部件的端部来承载部件。能量吸收设备的第一端、第二端或两者可以包括毛刺(burr)或其他成形部分(例如，根据所使用的形成方法和/或机械设备)。能量吸收设备的第一端、第二端或两者可以具有形成的凹部，毛刺容纳在凹部中。以这种方式，毛刺可以不干涉撞击塌缩行程(例如，能量吸收设备可以在前端与壳体或保持器接触，或者能量吸收设备可以在后端与扭矩传感器轴接触)。通过选择冲压模具方向可以避免毛刺与扭矩传感器轴的接触。然而，在能量吸收设备的相对端处，模具方向的选择移除了一个毛刺，可以通过使用所形成的凹部技术来补偿另一个。能量吸收设备可以弯曲、模制、铸造或以其他方式成形，以执行期望的功能，实现期望的能量吸收，装配在能量吸收模块子组件的保持器内，或实现这些功能的组合(例如，具有一个或多个大致平面的部分、弯曲部、曲部、成角度的部分(例如，朝向或远离另一部分成角度)、弧形部分等或其组合)。能量吸收设备可以具有用以帮助将能量吸收设备固定在保持器内一个或多个特征。例如，能量吸收设备可以包括容座，保持器的保持构件可以被容纳在容座中，以帮助用保持器固定能量吸收设备。保持构件可以与限定能量吸收设备的容座的壁或表面接合。在撞击塌缩行程期间桥接件从保持器分离之后，能量吸收设备的容座可以有助于保持桥接件的对准。能量吸收设备可以具有一个或多个曲部，以大致包围刚性构件。能量吸收设备可以具有一个或多个突起(例如，形成t形形状)以将能量吸收设备固定在保持器内(例如，固定在相对侧壁上的一个或多个切口处)。

能量吸收设备可以包括具有第一端和第二端的大致蛇形构件的构造。能量吸收设备可以包括一个或多个弯曲的、有角度的、弧形的和/或圆形的部分，以提供大致蛇形形状。大致蛇形构件可以包括第一大致平坦部分，该第一大致平坦部分过渡到具有第一半径的第一大致弧形部分。之后能量吸收设备可以过渡到第二大致弧形部分，该第二大致弧形部分具有第二半径并且大致面向与第一大致弧形部分相对的方向，用于限定大致蛇形构件。能量吸收设备可以具有位于第一大致弧形部分与第二大致弧形部分之间(并且连接第一大致弧形部分和第二大致弧形部分)的第二大致平坦部分。第二大致平坦部分可以大致平行于第一大致平坦部分。第二大致平坦部分可以与第一大致平坦部分成一定角度(例如，形成小于90度、小于45度、小于25度或甚至小于10度的角度)。容座部分可以从第二大致弧形部分的相对侧延伸。容座部分可以包括用于容纳、接合和/或支撑保持器的保持构件的容座。第一大致弧形部分的第一半径和第二大致弧形部分的第二半径可以大致相同。能量吸收设备可以在每个半径处具有选定的宽度和/或厚度(例如，宽度、厚度或其他几何形状可以沿着能量吸收设备的长度而变化)，使得一个半径具有在另一半径之前(或通常不同于另一半径)变形的偏向。第一半径可以被预选为不同于第二半径，使得在第一半径和第二半径的位置处发生的变形率彼此不同。这可以允许选择性地控制大致蛇形构件的变形。能量吸收设备的第一端和第二端可以相对于彼此倾斜。

蛇形构件的第二端可以是大致蛇形构件的向外突伸的钩部分的末端。钩部分可以例如从容座部分延伸。钩可以与转向柱组件的另一元件(例如，扭矩传感器轴的肩部或沿着扭矩传感器轴的型面的部分)接合或大致接触，这可以提供附加的能量吸收。例如，钩可以用作锚。当桥接件在撞击塌缩行程期间变形时，钩部分可以向下转动。在撞击塌缩行程期间，钩部分可以与轴的型面接触，沿轴的型面拖曳或卡在其(例如，侧面或肩部)上并且可以有助于吸收能量。

转向柱组件的轴，诸如扭矩传感器轴，可以具有能够(例如，在塌缩行程期间)与蛇形构件的第二端接合或接触的形状。扭矩传感器轴的型面可以具有大致平坦并/或大致平行于扭矩传感器轴的纵向轴线的一个或多个部分。扭矩传感器轴可以具有一个或多个肩部(例如，直径比相邻区域大的区域)，用于与第二端接合。扭矩传感器轴可以沿着其长度具有变化的直径。例如，扭矩传感器轴可以具有渐缩部分，形成大致圆锥形或截头圆锥形的形状。较大的直径可以大致朝向轴的前部(例如朝向车辆的前方而向前)定位。较大的直径可以大致向后定位。轴的侧面轮廓可以包括相对于轴的纵向轴线大致成角度或倾斜的部分。扭矩传感器轴可以沿着轴的长度具有独特的型面(例如，直径增大，直径减小或两者)。扭矩传感器轴可以具有用于接触或容纳蛇形构件的第二端的一个或多个凹处或袋状物。扭矩传感器轴可以具有用于接触蛇形构件的第二端的一个或多个峰、突起或凸块。

可替代地，蛇形构件的第二端可以从具有第三半径的第三大致弧形部分延伸。第三大致弧形部分可以大致面向与第一大致弧形部分相同的方向。第三大致弧形部分可以位于蛇形构件的具有用于容纳、接合和/或支撑保持器的保持构件的容座的部分与蛇形构件的第二端之间和/或可以连接蛇形构件的该部分与蛇形构件的第二端。能量吸收设备的从第三大致弧形部分延伸到末端(即第二端)的部分可以是第三大致平坦部分。该第三大致平坦部分可以大致平行于第一大致平坦部分、第二大致平坦部分或两者。第三半径可以与第一半径、第二半径或两者大致相同。第三半径可以不同于第一半径、第二半径或两者。还可以设想，上面论述的钩部分可以从第三大致弧形部分或第三大致平坦部分延伸。在塌缩行程(例如二次撞击)期间，设想第二端可以接触轴(诸如扭矩传感器轴)的型面(例如，侧面或肩部)，这可以有助于吸收能量。可以通过卷绕(coil)第三大致平坦部分(例如，通过第三弧形部分纵向平移)来实现能量吸收。

可替代地，蛇形构件的第一端可以具有斜坡形状，而不是从第一端向第一弧形部分过渡的单一平坦部分。例如，大致平行于内柱管的纵向轴线的小型大致平坦部分从第一端朝向第一弧形部分延伸(例如，在第一端和第一弧形部分之间)。小型大致平坦部分通常可以搁置在柱壳体的前向袋状物内(例如，在柱壳体的一部分上)。该大致平坦部分可以连接于角部。角部可以与小型大致平坦部分形成一定角度。角部可以从小型大致平坦部分向内柱管延伸，形成约120°以下、约110°以下、约100°以下的角度。角部可以从小型大致平坦部分向内柱管延伸，形成约65°以上、约75°以上或约80°以上的角度。例如，角部可以形成约90°的角度，使得角部大致垂直于内柱管的纵向轴线，大致垂直于大致平坦部分，或两者。然后角部的相对端可以过渡到斜坡部分。然后斜坡部分可以过渡到第一弧形部分。随着斜坡部分向后延伸，斜坡部分可以大致向上(例如，远离内柱管)成角度。斜坡部分可以形成约2°以上、约5°以上或约10°以上的角度，其中，该角度是在大致平行于内柱壳体的纵向轴线延伸的平面与大致沿斜坡部分的表面延伸的平面之间测量的。斜坡部分可以形成约45°以下、约30°以下或约15°以下的角度。因此，形状可能表现为锯齿形状。可以设想，可以存在刚性构件(例如，通常位于第一弧形部分内或第一弧形部分附近)。能量吸收模块子组件中可以不存在刚性构件。在存在刚性主体的情况下，在撞击塌缩行程(例如二次撞击)期间，并且在卷绕部(第一弧形部分)已经到达刚性构件之后，斜坡将在保持器与刚性构件之间被拉动，导致能量吸收的增加。在不存在刚性主体的情况下，在撞击塌缩行程(例如二次撞击)期间，卷绕部(第一弧形部分)将沿斜坡纵向平移，逐渐减小第一弧形部分的半径；导致更大的能量吸收。进一步设想，在没有刚性构件的情况下，突起或成角度的背衬可以从保持器延伸以进一步支撑能量吸收设备，并进一步形成能量吸收轮廓(例如，该突起可以具有斜坡形状，该突起与能量吸收设备可以具有间隙或可以不具有间隙)。突起或成角度的背衬可以具有与形成斜坡形状的部分大致相似的形状。

上面关于能量吸收设备(例如，蛇形构件)描述的任何特征的任何组合被视为在本文教导的范围内。例如，能量吸收设备可以包括钩部分。能量吸收设备可以包括第三半径。能量吸收设备可以包括沿着第一部分的斜坡形状(例如，在第一端与第一半径之间)。能量吸收设备可以包括一个或多个突起(例如，形成大致t形的构件)。能量吸收设备可以包括这些特征的任何组合，或者不包括这些特征。

能量吸收模块子组件可以可选地包括阻尼器。例如当转向柱组件的内柱管在柱壳体内向前缩进(telescope)时，阻尼器可用于提供附加的能量吸收特性。阻尼器可以由适于提供附加的能量吸收特性的任何材料形成。阻尼器可以由聚合材料、橡胶或其他柔性材料形成。阻尼器通常可以是具有开口的结构，该开口用于容纳能量吸收设备的一部分、保持器的保持构件或两者。阻尼器可以相对于保持器的舌状部分的平面定位在大致垂直的位置中。阻尼器可以相对于保持器的舌状部分的平面定位在大致平行的位置中。阻尼器可以相对于保持器的舌状部分的平面以任何角度定位。

保持器可以适于安装到在其中具有前向袋状物的柱壳体中。保持器可以被配置成通过将保持器的前端和能量吸收设备的第一端引入前向袋状物中并将保持器在前向袋状物内向前推动来安装。因此，与保持器相关联的舌状部分(即，自由端)将在柱壳体内向后延伸。固定部分也可以有助于将能量吸收模块子组件固定就位。例如，在柱壳体内可以存在开口，并且固定部分可以与限定柱壳体中的开口的表面接合，以提供保持器在柱壳体中的附加固定(例如，通过卡扣配合、自动定心或两者)。

转向柱组件可以可选地包括提供附加能量吸收的端盖。端盖可用于钝化内柱管的前端(例如，当在诸如二次撞击的塌缩行程期间内柱管向前平移时)，这可有助于提供进一步的阻尼。端盖可以有助于保护可选的阻尼器(例如，通过减少阻尼器被切断或变得错位的可能性)，增加可选阻尼器的性能，或两者。端盖可以单独使用或者与能量吸收模块子组件的可选阻尼器组合使用。端盖可以包括与转向柱组件的内柱管相关联的大致圆柱形主体或环。例如，端盖可以定位在内柱管上或者至少部分定位于内柱管内(例如，主体或环的至少一部分位于内柱管的内径内)。端盖可以包括一个或多个能量吸收元件或接触构件(例如，一个或多个缓冲器、弹簧构件、指状物或其组合)。能量吸收元件可以用于接触转向柱组件的一部分，诸如能量吸收模块子组件的一部分(例如，能量吸收模块子组件的可选阻尼器，能量吸收模块子组件的桥接件的一部分，保持器或能量吸收设备的其他部分，或转向柱组件内的另一区域，诸如柱壳体)，以提供附加的阻尼或能量吸收。在发生塌缩行程(例如，二次撞击)之前，能量吸收元件或接触构件可以不与转向柱组件的该部分(例如，能量吸收模块子组件的一部分)接触，塌缩行程的发生导致内柱管向前平移，从而使能量吸收元件或接触构件接触转向柱组件的该部分。

如所提到的，端盖可以具有大致圆柱形的主体部分，或者端盖的至少一部分可以大致为环的形状。大致圆柱形的主体部分可以为封闭的(例如，形成完整的圆形、椭圆形或其他连续形状)。大致圆柱形的主体部分可以具有一个或多个间隙(例如，使得形状不完全闭合，诸如为C形)。形成端盖的主体部分或环可以具有内径和外径。内径可以为足够的尺寸，使得当端盖安装在转向柱组件内时，在塌缩行程(例如二次撞击)期间，或在这两种情况下，转向柱组件的元件(例如，能量吸收模块子组件的至少一部分)可以适配或容纳在内柱管和端盖的内径内。当端盖安装或定位在转向柱组件内时，主体部分或环的外径可接触内柱管的内径的至少一部分。端盖的主体部分或环的外形可以大致与端盖的至少一部分定位于其中的内柱管的内表面或截面的形状匹配(例如，以允许将端盖定位并固定在内柱管上或内柱管中)。

端盖可以具有从该端盖延伸的一个或多个翼部。翼部可以大致面向后(例如，一个或多个翼部的自由端大致朝向方向盘延伸)。翼部可以有助于减少端盖在内柱管内的振动或发出声响。翼部可以帮助将端盖固定在内柱管内。例如，翼部通常可以弯曲和/或弹性变形，以允许端盖被装载到内柱管的前开口中。翼部的固有弹性可以对内柱管的内径或内表面施加预加载力，以帮助将端盖固定到位。在组装过程中，翼部可以引导端盖进入内柱管中。

端盖可以通过一个或多个附接方法或附接元件固定于内柱管和/或固定在内柱管内。优选地，将端盖***至内柱管和将端盖固定于内柱管将不会导致内柱管的外径变形，因为内柱管的外径的任何缺陷(或偏离正常)都可能影响柱组件的其他性能特征，诸如来自于对内柱管的夹紧产生的缩进力和能量吸收。端盖可以经由一种或多种粘合剂、铆固工艺、压入配合或其组合而附接于内柱管。端盖可以具有允许端盖卡扣配合在内柱管内的一个或多个特征。例如，端盖环的外表面或外径可以具有一个或多个突起、肩部、翼部、弹性构件、***区域、凹陷、开口等或其组合。突起、肩部、***区域、翼部、弹性构件等可以与内柱管中的开口或袋状物接合(例如，以允许端盖的至少一部分卡入内柱管并通过端盖的该部分与内柱管中的开口或袋状物的接合而固定)。可替代地或另外地，端盖的至少一部分中的凹陷或开口可以(例如，沿着内柱管的内径或内表面)与内柱管的突起接合。端盖中的开口可以大致与内柱管中的开口对准以容纳紧固件，例如螺钉、销、卡扣、夹具、衬套、铆钉等或其组合。端盖可以具有允许与内柱管内的现有紧固件接合的一个或多个特征。例如，端盖可以具有允许与现有紧固件或铆钉卡扣配合(例如，围绕现有紧固件或铆钉)的一个或多个叉形构件。例如，端盖可以具有带有两个叉头的叉形构件，其中紧固件的一部分被容纳并保持在两个叉头之间。叉头通常可以相对于彼此成角度或者具有允许叉头卡在紧固件周围并阻止从内柱管拉出端盖的形状(例如，叉头之间和/或由叉头限定的形状)。

端盖包括与转向柱组件的一部分(例如能量吸收模块子组件的一部分)接触的一个或多个接触构件。接触构件可以用作能量吸收元件。这些元件可以在转向柱组件内提供附加的阻尼，尤其是在塌缩行程(例如二次撞击)期间。这些元件可以在内柱管与能量吸收模块子组件之间提供附加的接触面积。例如，在塌缩行程期间，内柱管可以向前平移并且接触构件可以与阻尼器或与能量吸收模块子组件的其他元件接触，从而(在正常的伸缩操作期间)提供附加的阻尼并(在二次撞击期间)最终导致能量吸收设备变形和/或使桥接件与保持器的其余部分分离。这些元件可以为可选的阻尼器提供保护。能量吸收元件或接触构件可以是一个或多个缓冲器、一个或多个弹簧指状物、一个或多个可以提供附加阻尼的其他元件或其组合的形式。

端盖的一个或多个接触构件可以包括相对于内柱管大致面向前的一个或多个缓冲器。一个或多个缓冲器可以从端盖的主体部分或环延伸，并且可以延伸超过内柱管的前端(例如，以用作内柱管与转向柱组件的元件(诸如能量吸收模块子组件)(例如，可选的阻尼器、保持器的桥接件或两者)之间的接触区域。例如，缓冲器可以具有用作与能量吸收模块子组件的接触点的正面。缓冲器(例如，正面的至少一部分)可以例如是有纹理的或有粘性的，以阻止缓冲器与能量吸收模块子组件(例如，可选的阻尼器，桥接件或两者)之间的滑动。正面通常可以成角度以帮助对可选阻尼器的保持和/或位置维护。该角度可以通过从缓冲器的边缘(例如，底部边缘)竖直延伸的平面和沿着缓冲器的该面延伸的平面来度量。该角度可以是约0.5度以上，约5度以上，或约10度以上。该角度可以为约80度以下，约45度以下，或约20度以下。缓冲器可以至少部分地由金属材料或金属合金形成。缓冲器可以至少部分地由聚合材料、橡胶材料、塑料材料、表现出弹性变形的材料或其组合形成。为了提供粘性或纹理，可以在缓冲器的至少一部分上放置一个或多个附加材料层。为了提供粘性或纹理，可以在缓冲器的至少一部分上进行一种或多种处理。纹理或粘性可以为用于形成缓冲器的材料的特性。可以在制作缓冲器期间(例如在成型期间)提供纹理或粘性。缓冲器通常可以是实心体。缓冲器通常可以是中空的。

端盖的一个或多个接触构件可以包括一个或多个弹簧指状物。一个或多个指状物可以连接于端盖的主体部分或环和/或从端盖的主体部分或环延伸并且终止于自由端。一个或多个指状物可以延伸超过内柱管的前端(例如，以用作内柱管与转向柱组件的元件(诸如能量吸收模块子组件)(例如，可选的阻尼器、保持器的桥接件或两者)之间的接触区域。一个或多个指状物可以减少或消除对能量吸收模块子组件内的可选阻尼器的需要，因为其在内柱管与能量吸收模块子组件(例如，保持器的桥接件或一部分)之间提供了足够的接触和阻尼。一个或多个指状物可以具有大致U形形状，大致V形形状，大致卵形形状或其他形状，从而当在转向柱组件的元件(例如，能量吸收模块子组件的一部分)与一个或多个指状物的接触区域之间形成接触时提供弹簧效应。一个或多个指状物可以与端盖的主体部分或环一体形成。一个或多个指状物可以(例如通过冲压)单独形成并附接于端盖。接触构件可以是例如两个弹簧指状物。在安装状态下，在塌缩行程(例如，二次撞击)期间，或两者，两个弹簧指状物可以位于能量吸收设备、桥接件和/或保持器的其他部分的相对两侧。

端盖可以通过多种材料和方法形成。端盖的至少一部分可以是金属材料或金属合金。端盖的至少一部分可以由固体金属或合金来加工、冷成形、压铸或其组合。端盖的至少一部分可以由塑料或其他聚合材料形成。例如，端盖的至少一部分可以通过注射成型形成。端盖可以是单个的一体形成的部件。例如，主体部分或环、一个或多个接触构件(诸如缓冲器)和/或一个或多个翼部可以例如通过模制形成为单一件。端盖可以由组装成形成完整端盖的多个分立的件形成。例如，可以形成接触构件(例如弹簧指状物)的***件或冲压件，并将其分别附接于端盖的主体部分或环。分立的件可以由不同的材料形成。例如，端盖的主体部分或环可以由塑料材料形成，而弹簧指状物通过金属冲压形成。可以例如通过包覆成型(overmolding，二次注塑)来附接冲压件，以制造成品端盖。分立的件可以由相同的材料形成。分立的件可以通过任何附接方法来附接，将承受(例如，在塌缩行程期间)施加在端盖上的任何力。附接方法可以包括但不限于包覆成型技术、粘合剂、机械紧固件、焊接、熔接、卡扣配合、压入配合、铆接等或其组合。

尽管本文中的公开内容描述了能量吸收元件附接于端盖的主体部分或环或者与端盖的主体部分或环一体形成，但是可以设想，能量吸收元件可以单独(例如，通过一个或多个紧固件、粘合剂或诸如提供卡扣配合的其他附接元件)附接于内柱管。

在发生车辆碰撞事件期间，内柱管可以利用所施加的夹紧负载向前平移，直到内柱管到达能量吸收模块子组件的一部分(例如，可选的阻尼器或桥接件)。保持器的桥接件(单独或在支撑阻尼器的同时)阻止内柱管的进一步移动。随着碰撞负载增加，可选的阻尼器可以压缩和/或被推动清开。内柱管的继续向前平移可以导致桥接件弯曲并最终与保持器的主体分离。内柱管的向前平移可以导致能量吸收设备向前移动(例如，没有变形)，因此能量吸收设备的第一端可以接触柱壳体。能量吸收设备的移动可以为约0.5mm以上，约1mm以上，或约2mm以上。移动可以为约6mm以下，约5mm以下，或约4mm以下(例如，约3mm)。当能量吸收设备的第一端与柱壳体接触时，能量吸收设备可以以自由卷绕的方式开始变形(例如在第一弧形部分处的变形)。这可以允许桥接件的更一致分离，并且可以允许来自能量吸收设备的能量吸收正好在发生分离事件之后开始。能量吸收设备可以开始停靠在刚性构件上。然后能量吸收设备可以开始围绕刚性构件被拉动。内柱管可以最终停靠在壳体中的碰撞止动件上。

在碰撞期间，保持器可以用作压缩弹簧并且为刚性构件(例如，诸如滚针轴承元件的销或其他细长构件)提供缓冲。在能量吸收设备的第一弧形部分与刚性构件接触之后，负载可能开始增加。随着刚性构件获得更高的施加负载，保持器可以向刚性构件提供反作用负载。该力可以导致保持器压缩和/或弹性变形。在撞击期间销可以与柱壳体接触，这可以为刚性构件提供附加的支撑和/或阻止保持器、刚性构件、能量吸收设备的第一弧形部分或其组合的移动。

现在转到附图，图1大致示出了具有前端22和后端24的转向柱组件20。转向柱组件20包括支撑在内柱管30内的轴26(例如转矩传感器轴、转向轴或两者)。柱壳体32支撑转向柱组件20的许多元件，包括轴26、内柱管30和能量吸收模块子组件40。

图2A和图2B示出了能量吸收模块子组件40(组装好的子组件例如参见图5)的元件，包括待***保持器60(参见图2B)中的能量吸收设备42。图2A示出了具有大致蛇形形状的能量吸收设备42的侧视图，该能量吸收设备具有第一端44和第二端46。能量吸收设备42包括第一大致平坦部分48，该第一大致平坦部分过渡到具有第一半径的第一弧形部分50，然后过渡到具有第二半径的第二弧形部分52。第一弧形部分50和第二弧形部分52大致面向相反的方向。能量吸收设备42的第二端46包括大致向外突伸的钩部分56的末端。能量吸收设备42还包括容座58，保持器的保持构件(参见图2B)可以被容纳在容座中。

图2B示出了保持器60的侧视图。保持器60包括位于前端的与附加支撑件68相邻的压缩指状物66。保持器60包括桥接件70，该桥接件连接保持器的两个相对的侧壁(例如，在图5中更清楚地示出)。保持构件72从桥接件70延伸，其与能量吸收设备的容座58(参见图2A)接合或被能量吸收设备的容座58容纳。相对的侧壁64各自包括用于容纳刚性构件的通孔开口78(参见图3A至图3C)。在后端处，保持器包括舌状部分76，该舌状部分用于在转向柱组件中提供附加的稳定性和强度。

图3A、图3B和图3C示出了将刚性构件90(例如，销或其他细长构件)安装到能量吸收模块子组件40中的方法。在能量吸收设备42***保持器60(参见图2A和图2B)中之后，刚性构件90的端部***到保持器60的侧壁64中的通孔开口78中。保持器60包括与每个通孔开口78并置的预加载结构86，在附图中被示出为相对于相对的侧壁成角度的侧向柔性指状物。预加载结构86有助于引导刚性构件90穿过通孔开口78。随着刚性构件90被推动穿过通孔开口78，预加载结构86可以弯曲以允许刚性构件90穿过保持器60到达保持器60的相对壁64上的通孔开口78中。如图3C中的能量吸收模块子组件的局部剖视图所示，当刚性构件90固定在保持器的相对壁64中的通孔开口78之间时，预加载结构86将刚性构件90保持就位并且还有助于防止刚性构件相对于能量吸收设备42振动。能量吸收模块子组件40还包括附加支撑件68、包括用于容纳保持器的保持构件72的容座58的能量吸收设备42、以及用于吸收附加能量的阻尼器92。

图4A和图4B示出了可选的阻尼器92的安装。阻尼器92包括用于容纳能量吸收设备42的钩部分56的开口，并且在安装状态下，阻尼器92滑动或以其他方式定位到保持器的保持构件72。保持构件72具有允许阻尼器92卡扣并保持就位的倒钩端部74。

图5是组装的能量吸收模块子组件40的立体图。子组件包括具有相对的侧壁64的保持器60、从保持器的顶部延伸的附加支撑件68、从保持器的底部延伸的桥接件70、以及在一端处的压缩指状物66和在另一端处的舌状部分76。相对的侧壁64包括用于容纳刚性构件90的通孔开口78。刚性构件90进一步由预加载结构86支撑。子组件可以在来自包括从保持器60成角度延伸的侧向隔开的棘爪82的固定部分的帮助下被安装到转向柱组件中(参见图6A至图6D)。子组件包括能量吸收设备42(图中可见钩部分)和可选的阻尼器92。

图6A、图6B、图6C和图6D示出了将能量吸收模块子组件40安装到转向柱组件20中。能量吸收模块子组件40以压缩指状物66在前的方式以一定角度***柱壳体32的袋状物34中。能量吸收模块子组件40包括与柱壳体32的区域接触并用作倾斜点的主***94。通过向上推动舌状部分76来实现二次对准，因此第二***96A可以装配在柱壳体的捕获点100内。侧向隔开的棘爪82的基部形成第二***96A的第一部分。侧向隔开的棘爪82的对称顺应性提供了定心力。能量吸收模块子组件40的侧面64形成第二***96B的另一部分。第二***96B是一组牢固的侧向行进止动件。最后的定位面是在保持器的中间顶部与壳体袋状物的大致中央区域之间形成的接触。在该点形成接触并且在保持器60的附加支撑件68与柱壳体32之间形成接触后，继续稍微转动(例如围绕第三***98摇动)能量吸收模块子组件40，直到保持器已经在壳体止动件或衬垫102处形成接触。侧向隔开的棘爪82的端部确实地清开柱壳体32的捕获点100并向外弹出(例如，卡入到位)。给出接合的声音反馈，所述声音反馈由侧向隔开的棘爪82的端部上的薄突起84与柱壳体的侧面接触而产生。从侧向隔开的棘爪82的各外表面延伸的平面与从侧向隔开的棘爪82的外侧尖端向下和/或平行于薄突起84延伸的平面形成角度α。保持器60释放并且相对于侧向隔开的棘爪82的端部回转。安装之后的反向转动是由压缩指状物66向保持器60内的能量吸收设备42施加负载导致的。

图7A和图7B示出了具有蛇形形状的能量吸收设备42。能量吸收设备42包括第一端44和第二端46。在第一端44处是第一大致平坦部分48，第一大致平坦部分过渡到第一弧形部分50。能量吸收设备42包括第二大致平坦部分54，该第二大致平坦部分从第一弧形部分50过渡到第二弧形部分52。第一弧形部分50和第二弧形部分52面向大致相反的方向以提供蛇形形状。第二弧形部分52过渡到能量吸收设备42的第二端46。第二端46终止于钩部分56。第二弧形部分52与钩部分56之间的区域包括用于容纳保持构件的容座58(参见图8D)。

图8示出了位于柱壳体32内的能量吸收设备42。能量吸收设备42包括第一端44和第二端46。第一大致平坦部分48从第一端44延伸并过渡到第一弧形部分50。能量吸收设备42包括连接第一弧形部分50和第二弧形部分52的第二大致平坦部分54。第一弧形部分50和第二弧形部分52沿大致相反的方向定向以提供蛇形形状的一部分。第二弧形部分52过渡到第三弧形部分62，其间定位有用于容纳保持构件72的容座58。第三弧形部分62大致沿与第一弧形部分50相同的方向定向。能量吸收设备42终止于从第三弧形部分62延伸的第二端46。在转向柱组件内，第二端46与轴26(例如，扭矩传感器轴)的肩部28隔开延迟距离D。在撞击塌缩行程(例如，二次撞击)期间，能量吸收设备42可以变形并最终接触轴上的肩部。

图9示出了位于柱壳体32内的能量吸收设备42。能量吸收设备42被容纳在保持器60内。能量吸收设备42包括第一端44和第二端46。第一大致平坦部分48从第一端44延伸。角部49从第一大致平坦部分48的相对侧延伸(大致朝向轴26延伸)，该角部大致垂直于第一大致平坦部分。斜坡部分51从角部49延伸，然后过渡到第一弧形部分50。第一弧形部分50可以通过第二大致平坦部分54连接于第二弧形部分52。图中不存在刚性构件，不过可以设想刚性构件90可以大致邻近第一弧形部分50的内部定位。保持器60包括成角度的背衬61，该背衬大致匹配角部49与斜坡部分51之间所形成的形状，不过设想可以省略该成角度的背衬61(例如，替代地，其是大致平坦的轮廓)。

图10A、图10B、图10C和图10D示出了保持器60的不同角度的视图。如所示的，保持器60在一端处包括压缩指状物66且在相对端处包括舌状部分76。附加支撑件68从保持器的顶部延伸，并且桥接件70从保持器的底部延伸，连接保持器的相对的侧壁64。保持构件72从桥接件延伸。相对的侧壁64包括用于容纳刚性构件90(参见图3A至图3C)的相对的通孔开口78，并且用于为刚性构件提供附加支撑的预加载结构86与相对的通孔开口78并置。保持器还包括与保持器60铰接地连接的侧向隔开的棘爪82。侧向隔开的棘爪82在各个自由端处包括薄突起84。

图11A、图11B、图11C、图11D和图11E示出了保持器60和能量吸收设备42的视图。图11A至图11C示出了组装的能量吸收模块子组件40。能量吸收模块子组件40包括：保持器60，该保持器具有桥接件70(具有潜在的分离位置114)；切口104，用于容纳能量吸收设备42的一部分；和紧固突起108，用于将能量吸收模块子组件40固定在转向柱组件(未示出)内。图11D示出了保持器60的视图，并且图11E示出了具有大致t形的区域106的能量吸收设备42，该大致t形的区域用于装配在切口104内以将能量吸收设备42固定在能量吸收模块子组件40内。在撞击塌缩行程(例如，二次撞击)时，如果力超过阈值量，则桥接件70将与保持器60分离。

图12A、图12B、图12C、图12D和图12E示出了能量吸收模块子组件40的部件和组件。图12A示出了保持器60，该保持器包括桥接件70(和潜在的分离位置114)和用于将保持器60固定在转向柱组件(未示出)内的固定部分80。图12B和图12C示出了容纳在保持器60内的能量吸收设备42。在撞击塌缩行程(例如，二次撞击)期间，桥接件70可被迫从保持器60分离。能量吸收设备42具有大致围绕桥接件70定位的弧形部分112。夹具110被定位在保持器60的端部处以将能量吸收设备42保持在适当的位置上。图12D和图12E包括大致围绕桥接件70的一部分和能量吸收设备的弧形部分112定位的阻尼器92。

图13示出了能量吸收模块子组件40。子组件40包括保持器60，所述保持器具有舌状部分76、相对的侧壁64、桥接件70和附加支撑件68。保持器60包括从保持器60的侧壁64延伸的一对侧向隔开的棘爪82。能量吸收设备42固定在保持器60内，并且，与舌状部分大致平行定向的阻尼器92固定能量吸收设备42且减小能量吸收模块子组件40内的振动。

图14A、图14B、图14C和图14D示出了能量吸收模块子组件40。子组件40包括保持器60，所述保持器具有舌状部分76、相对的侧壁64、桥接件70和附加支撑件68。在撞击塌缩行程(例如二次撞击)期间，桥接件70可能被迫从保持器60分离。保持器60包括从保持器60的侧壁64延伸的一对侧向隔开的棘爪82。保持器60在相对侧壁64的每个中包括相对的通孔开口78以容纳刚性构件90(例如，销或其他细长构件)。刚性构件90还由预加载结构86支撑，所述预加载结构从相对的侧壁64延伸并与通孔开口78并置。能量吸收设备42固定在保持器60内，并且，与舌状部分76大致垂直定向的阻尼器92固定能量吸收设备42且减少能量吸收模块子组件40内的振动。

图15、图16A、图16B和图17示出了转向柱组件内的可选的端盖120，该端盖用于在***内提供附加阻尼。

图15是固定在转向柱组件20的柱壳体32内的能量吸收模块子组件40的侧视图。转向柱组件20包括固定于内柱管30的端部的端盖120。端盖120包括固定在内柱管30内的主体部分或环122。端盖120包括接触构件126(示出为缓冲器)。在塌缩行程期间，当内柱管30在柱壳体32内向前平移时，接触构件126将接触阻尼器92。

图16A示出了内柱管30，该内柱管被部分切除以示出位于其中的端盖120。图16B是内柱管30内的端盖120的放大图。端盖120包括主体部分或环122，所述主体部分或环位于内柱管30内且包括用于与内柱管30的袋状物140接合以提供端盖120与内柱管30的卡扣附接的一个或多个特征。端盖120包括一个或多个翼部124，该翼部提供端盖在内柱管内的附加固定和稳定性。端盖120包括接触构件126，这里示出为缓冲器128。缓冲器128具有成角度的正面，示出为角度β，其中，该角度是由从缓冲器的边缘(例如，底部边缘)竖直延伸的平面和沿着缓冲器的正面延伸的平面度量的。

图17示出了端盖120的立体图。端盖120包括主体部分或环122和一个或多个翼部124。端盖120还包括接触构件126，示出为以大致U形形状从主体部分或环122延伸的两个弹簧指状物130。端盖120还包括附接构件132，其中，该附接构件适于与内柱管(未示出)内的现有铆钉或其他紧固件接合以将端盖120固定在内柱管内和/或阻止端盖120从内柱管拉出。

可选的端盖120不限于如图所示的端盖。例如，端盖可以包括主体部分或环122、一个或多个翼部124、一个或多个接触构件126(其可以是一个或多个缓冲器128，一个或多个弹簧指状物130或两者)和一个或多个附接构件132中的任何一个、任意组合或全部。

图18A至图18G示出了在撞击塌缩行程(例如二次撞击)期间能量吸收模块子组件40在转向柱组件的柱壳体32内的能量吸收。为了清楚起见，转向柱组件的内柱管未示出。能量吸收模块子组件40的结构的更详细的图例如参见图10A至图10D。为了清楚起见，未示出与内柱管相关联的可选的阻尼器和/或端盖，不过具有阻尼器和端盖之一或两者也落在本教导的范围内。能量吸收模块子组件40包括容纳能量吸收设备42的保持器60并搁置在柱壳体32内。能量吸收模块包括连接保持器的两个壁的桥接件(例如参见图10A至图10D)。能量吸收设备42由保持器、刚性构件90(例如，销)和从桥接件延伸的保持构件72支撑。阻尼器92位于能量吸收设备42上并由保持构件72保持就位。图18A示出了在撞击之前的能量吸收模块子组件40。在撞击塌缩行程期间，内柱管相对于车辆被迫向前，直到该内柱管到达阻尼器92。保持器60的支撑阻尼器92的桥接件70可以弯曲而阻止进一步的移动。能量吸收设备42稍微向前平移，而不变形(图18B)，然后停靠在柱壳体32上(图18C)。然后能量吸收设备42开始变形，首先通过自由卷绕，其中第一大致弧形部分50朝向刚性构件90移动(图18C)。能量吸收设备继续行进直到其停留在刚性构件90上(图18D)。当碰撞负载增加得超过阈值负载时，阻尼器92被压缩且负载增加至桥接件70从保持器整体分离的点，并且负载被传递至能量吸收设备42(图18D)。然后，随着转向柱组件被进一步压缩，能量吸收设备42围绕刚性构件90被拉动(图14E和图14F)。由于能量吸收设备42与刚性构件90之间的相互作用的摩擦增加而增大能量吸收。最后，内柱管停留在柱壳体32内(图14G)。

尽管上面描述了示例性实施方案，但这些实施方案并不旨在描述本发明的所有可能形式。相反，说明书中使用的词语是描述性的词语而非限制性的，并且应当理解的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以进行各种改变。另外，可以将各种实现实施方案的特征组合以形成本发明的其他实施方案。

可以理解，可以采用上述教导中的变型。例如，代替卡扣配合设计，或者除了卡扣配合设计之外，还可以使用诸如螺钉的其他紧固方法将保持器附接于柱壳体。也可以通过改变能量吸收设备的厚度、宽度或长度来调节能量吸收。可以改变刚性构件的直径或可以完全去除刚性构件。通过改变保持器上的桥接件的尺寸、截面或材料等的特征，可以改变桥接件的分离力。可以改变与桥接件相邻的表面(例如，以改变步骤)来影响分离特性。可以添加凹槽以进一步控制分离事件所发生的位置和负载。

本文叙述的任何数值包括以一个单位增加的从下限值到上限值的所有值，假定在任何较低值与任何较高值之间存在至少2个单位的间隔。例如，如果记载组分的量或过程变量(例如温度、压力、时间等)的值为例如1至90，优选为20至80，更优选为30至70，则意指在本说明书中明确列举了诸如15至85、22至68、43至51、30至32等的值。对于小于1的值，根据需要将一个单位视为0.0001、0.001、0.01或0.1。这些仅仅是特定意图的实例，并且列出的最低值与最高值之间的数值的所有可能的组合应被视为以类似的方式明确记载在本申请中。

除非另有说明，否则所有范围都包括两个端点以及端点之间的所有数字。与范围相关的“约”或“近似”的使用适用于范围的两端。因此，“约20至30”旨在涵盖“约20至约30”，至少包括指定的端点。

出于所有目的，包括专利申请和公开在内的所有文件和参考文献的公开内容通过引用并入。用于描述组合的术语“基本上由...组成”应包括所认定的元件、组成部分、部件或步骤以及不会对组合的基本特征和新颖特征产生实质影响的其他元件、成分、部件或步骤。本文使用术语“包括”或“包含”来描述元件、组成部分、部件或步骤的组合也考虑了基本上由或恰好由这些元件、组成部分、部件或步骤组成的实施方案。

可以由单一的集成元件、组成部分、部件或步骤来提供多个元件、组成部分、部件或步骤。可替代地，单一的集成元件、组成部分、部件或步骤可以被分成单独的多个元件、组成部分、部件或步骤。描述元件、组成部分、部件或步骤的“一”或“一个”的披露并不旨在排除附加的元件、组成部分、部件或步骤。

附图中所示的元件的相对位置关系是本文教导的一部分，即使没有用言辞描述。此外，附图中所示的几何形状(但并非旨在限制)也在本教导的范围内，即使没有用言辞描述。

Claims (32)

1.一种用于转向柱组件的能量吸收模块子组件，包括：

a.能量吸收设备；

b.与所述能量吸收设备组装在一起的保持器，所述保持器被配置成：

i.在第一位置处安装到所述转向柱组件的柱壳体的至少一部分中；

ii.将所述能量吸收设备至少部分地支撑性地承载在所述保持器内；以及

iii.使得所述保持器能够响应于在所述转向柱组件的内柱管的撞击塌缩行程期间产生的负载而至少部分地变形，所述负载迫使所述保持器沿向前方向平移到第二位置，所述第二位置在车辆中相对于所述第一位置位于前方；

其中，所述保持器通过所述保持器的塑性变形和沿所述向前方向的平移而在所述内柱管的撞击塌缩行程期间吸收能量；并且

其中，所述能量吸收设备在所述内柱管的撞击塌缩行程期间通过塑性变形吸收能量，并且所述能量吸收设备的至少一部分能量吸收是由所述保持器已经到达所述第二位置之后发生的塑性变形引起的。

2.根据权利要求1所述的能量吸收模块子组件，其中，所述能量吸收设备包括具有第一端和第二端的大致蛇形构件的构造。

3.根据权利要求2所述的能量吸收模块子组件，其中，所述大致蛇形构件包括从所述第一端朝向具有第一半径的第一弧形部分延伸的第一大致平坦部分，并且之后过渡到具有第二半径且大致面向与所述第一弧形部分相反的方向的第二弧形部分，以限定所述大致蛇形构件。

4.根据权利要求3所述的能量吸收模块子组件，其中，所述第一半径被预选为不同于所述第二半径，使得在所述第一半径的位置处和所述第二半径的位置处发生的变形率彼此不同，并且使得所述大致蛇形构件的变形能够被选择性地控制。

5.根据权利要求1所述的能量吸收模块子组件，其中，所述能量吸收设备包括具有第一端和第二端的大致蛇形构件的构造，并且其中，所述第二端是所述大致蛇形构件的向外突伸的钩部分的末端。

6.根据权利要求1所述的能量吸收模块子组件，其中，所述保持器包括保持构件，并且所述能量吸收设备包括容座，所述保持构件能够容纳在所述容座中以帮助用所述保持器固定所述能量吸收设备。

7.根据权利要求1所述的能量吸收模块子组件，其中，所述保持器具有固定部分，所述固定部分适于机械地配合在所述转向柱组件的所述柱壳体的一部分内。

8.根据权利要求7所述的能量吸收模块子组件，其中，所述固定部分适于卡扣配合、摩擦配合、过盈配合或者紧固在所述转向柱组件的所述柱壳体的一部分内。

9.根据权利要求7所述的能量吸收模块子组件，其中，所述保持器具有承载件部分和舌状部分，所述承载件部分被配置成支撑性地承载所述能量吸收设备，所述舌状部分远离所述承载件部分延伸并且被配置为位于所述柱壳体与所述内柱管之间的空间中，以帮助阻止所述保持器从其安装位置脱位。

10.根据权利要求9所述的能量吸收模块子组件，其中，所述舌状部分远离所述承载件部分纵向地延伸。

11.根据权利要求9所述的能量吸收模块子组件，其中，所述承载件部分、固定部分和舌状部分是一体形成的。

12.根据权利要求1所述的能量吸收模块子组件，其中，所述保持器适于安装到所述柱壳体中，所述柱壳体中限定有前向袋状物，并且所述保持器被配置成通过将所述保持器的前端和所述能量吸收设备的第一端引入到所述前向袋状物中并且向前且朝向所述前向袋状物推动所述保持器来安装，使得与所述保持器相关联的舌状部分在所述柱壳体的一位置中与所述柱壳体的至少一部分基本相对，所述内柱管将被纵向地且可伸缩地***该位置中。

13.根据权利要求1所述的能量吸收模块子组件，其中，所述保持器还承载刚性构件，所述刚性构件提供用于引导所述能量吸收设备的塑性变形的表面。

14.根据权利要求13所述的能量吸收模块子组件，其中，所述刚性构件是销。

15.根据权利要求13所述的能量吸收模块子组件，其中，所述刚性构件具有的抗屈强度高于所述能量吸收设备的抗屈强度。

16.根据权利要求1所述的能量吸收模块子组件，其中，所述保持器包括一个或多个预加载结构，所述一个或多个预加载结构适于在由所述保持器承载的刚性构件上施加预加载力，以帮助将所述刚性构件固定在期望的操作位置上。

17.根据权利要求16所述的能量吸收模块子组件，其中，所述一个或多个预加载结构包括一对相对的侧向柔性指状物，所述一对相对的侧向柔性指状物充分地成角度，使得在所述刚性构件被加载时，所述相对的侧向柔性指状物弯曲以允许加载，并且所述相对的侧向柔性指状物的固有弹性逆着所述刚性构件施加预加载力以帮助将所述刚性构件固定就位。

18.根据权利要求17所述的能量吸收模块子组件，其中，所述一个或多个预加载结构还包括用于阻止所述刚性构件的横向移动的一个或多个壁。

19.根据权利要求1所述的能量吸收模块子组件，其中，所述保持器是一体模制的塑料体。

20.根据权利要求1所述的能量吸收模块子组件，其中，所述保持器具有第一端和第二端，其中，所述第一端适于相对于所述第二端朝向车辆的前部定位，其中，所述保持器包括邻接所述第一端的承载件部分，所述承载件部分包括：

a.一对大致相对的侧壁和邻接所述一对大致相对的侧壁的桥接件，每个所述侧壁中具有适于容纳刚性构件的通孔开口，并且每个所述侧壁还具有与每个侧壁中的所述通孔开口基本并置的一对侧向隔开的向外突伸的压缩指状物；

b.纵向定向的压缩指状物，所述纵向定向的压缩指状物朝向所述保持器的第一端延伸以向能量吸收构件施加压力；和

c.保持构件，所述保持构件设置在所述大致相对的侧壁之间的位置中并从所述桥接件延伸；

固定部分，所述固定部分被承载在所述承载件部分上并且包括一对侧向隔开的棘爪，所述棘爪铰接地连接于所述承载件部分以允许将所述保持器卡扣配合到所述柱壳体中；以及

舌状部分，所述舌状部分邻接所述保持器的第二端并且相对于所述保持器的第一端朝向车辆的后部定位；

其中，所述承载件部分、所述固定部分和所述舌状部分一体地形成为单一体。

21.根据权利要求20所述的能量吸收模块子组件，其中，在侧壁处所述棘爪铰接地连接于所述承载件部分。

22.根据权利要求20所述的能量吸收模块子组件，其中，所述保持器承载所述能量吸收设备，所述能量吸收设备包括大致蛇形构件的构造，所述大致蛇形构件包括由所述保持器的纵向定向的压缩指状物接合的第一前向端部，过渡到具有第一半径的第一弧形部分，并且之后过渡到具有第二半径且大致面向与所述第一弧形部分相反的方向的第二弧形部分，以限定所述大致蛇形构件；

其中，所述第一半径被预选为不同于所述第二半径，使得在所述第一半径的位置处和所述第二半径的位置处发生的变形率彼此不同，并且使得所述大致蛇形构件的变形能够被选择性地控制；

其中，所述大致蛇形构件包括第一端和第二端；

其中，所述大致蛇形构件包括容座；并且

其中，所述保持构件容纳在所述容座中。

23.根据权利要求22所述的能量吸收模块子组件，其中，所述大致蛇形构件还限定有具有第三半径的第三弧形部分，并且之后过渡到所述大致蛇形构件的所述第二端，其中，所述第三半径大致面向与所述第一弧形部分相同的方向。

24.根据权利要求22或权利要求23所述的能量吸收模块子组件，其中，所述大致蛇形构件的第二端是所述大致蛇形构件的向外突伸的钩部分的末端。

25.根据权利要求22至23中任一项所述的能量吸收模块子组件，其中，所述刚性构件通过所述保持器的所述承载件部分的侧壁的每个通孔开口被定位成处于预加载状态，并且在安装所述大致蛇形构件时，所述刚性构件位于限定所述大致蛇形构件的所述第一弧形部分的相对表面之间。

26.一种转向柱组件，包括：

a.柱壳体；

b.内柱管，所述内柱管适于相对于所述柱壳体纵向平移；以及

c.根据权利要求1至25中任一项所述的能量吸收模块子组件。

27.根据权利要求26所述的转向柱组件，其中，所述内柱管包括固定于该内 柱管的端盖，其中，所述端盖包括：

a.主体部分，所述主体部分适于至少部分地固定在所述内柱管的前端上或所述内柱管的前端内；

b.一个或多个接触构件，所述一个或多个接触构件被固定于所述主体部分并从所述主体部分向前延伸，其中，所述一个或多个接触构件适于在所述内柱管的纵向平移期间接触所述能量吸收模块子组件的一部分。

28.根据权利要求27所述的转向柱组件，其中，所述一个或多个接触构件包括缓冲器、一个或多个弹簧指状物或这两者。

29.一种在转向柱组件中吸收能量的方法，所述方法包括使用权利要求1至25中任一项所述的能量吸收模块子组件或权利要求26至28中任一项所述的转向柱组件。

30.根据权利要求29所述的方法，其中，所述方法包括：

a.通过所述能量吸收模块子组件的所述保持器和所述能量吸收设备的向前平移来吸收能量的步骤；

b.通过所述能量吸收设备塑性变形来吸收能量的步骤，所述能量吸收设备塑性变形是由于以下而发生的：

i.所述能量吸收设备的前端被所述柱壳体的一部分限制以防向前移动；

ii.所述能量吸收设备沿着朝向与所述保持器相关联的刚性构件的方向进行卷绕；

iii.围绕所述刚性构件拉动所述能量吸收设备；

iv.所述能量吸收设备的钩部分在改变所述转向柱组件的能量吸收的轴的肩部或轴型面上锚固接合。

31.根据权利要求30所述的方法，其中，所述能量吸收设备的钩部分在改变所述转向柱组件的能量吸收的转矩传感器轴的肩部或轴型面上锚固接合。

32.根据权利要求30所述的方法，其中，在通过所述向前平移来吸收能量的步骤期间，所述保持器的桥接件与所述保持器分离。

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