吸收冲击效应的转向装置

摘要

本发明揭示一种吸收冲击效应的转向装置。在一实施例中，该转向装置包括一支撑支架，用以支撑一外套管，以固定该外套管于一车辆的一底盘；以及一平板支架，具有一侧边以及另一侧边，该一侧边为开放式，该另一侧边与该支撑支架组装在一起，该平板支架环绕该外套管；其中该平板支架以固定方式组装于支撑支架，至少一凸块设置于该支撑支架的一导引件的一内侧边，至少一沟槽设置于该平板支架的两侧边的每一端部，使得该至少一沟槽对应于该至少一凸块。本发明的凸块紧密啮合于该沟槽并且固定于其中，当冲击能量施加于转向柱时，因撞击产生的负载将由该沟槽与该凸块之间的相对移动所吸收。因此，将可有效降低制造成本，并且简化制造流程的复杂度。

权利要求

1.一种吸收冲击效应的转向装置，包括：

一支撑支架，用以支撑一外套管，以固定该外套管于一车辆的一底盘；以及一平板支架，具有一侧边以及另一侧边，该一侧边为开放式，该另一侧边与该支撑支架组装在一起，该支撑支架环绕该外套管；其特征在于：该平板支架以固定方式组装于支撑支架，该支撑支架的导引内侧边上设置有至少一凸块，与该至少一凸块对应的，在该平板支架的两侧边的每一端部设置有至少一沟槽，其中该凸块的宽度大于该沟槽的宽度，所述至少一凸块设置至少一第一模造沟槽，所述第一模造沟槽伸入贯穿该凸块，所述至少一沟槽设置至少一第二模造沟槽，且所述第二模造沟槽对应于所述第一模造沟槽，一模造件伸入至所述第一模造沟槽以及所述第二模造沟槽。

2.根据权利要求1所述的转向装置，其特征在于：该凸块设置一外观形状，该外观形状为连续形成一均匀宽度以及一预定长度，且该均匀宽度逐渐缩小。

3.根据权利要求1所述的转向装置，其特征在于：该沟槽的宽度小于该平板支架的宽度，且该沟槽的长度大于或是等于该支撑支架的该凸块的长度。

4.根据权利要求1所述的转向装置，其特征在于：该第一模造沟槽以及该第二模造沟槽为孔洞形状。

5.根据权利要求1所述的转向装置，其特征在于：该第一模造沟槽以及该第二模造沟槽为槽缝形状。

6.根据权利要求1所述的转向装置，其特征在于：该第二模造沟槽到达该平板支架的一凸角部的内部。

说明书

【技术领域】

本发明有关于一种吸收冲击效应的转向装置(impact absorption steeringapparatus)，且特别是有关于一种具有沟槽(groove)或是凸块(protuberance)的吸收冲击效应的转向装置，该沟槽或是该凸块设置于支撑支架以及平板支架，以取代现有技术利用囊状物以及撕裂板来吸收转向柱(steering column)的冲击效应的装置，本发明的凸块紧密啮合于该沟槽并且固定于其中，当冲击能量施加于转向柱时，因撞击产生的负载将由该沟槽与该该凸块之间的相对移动所吸收。因此，将可有效降低制造成本，并且简化制造流程的复杂度，藉以降低制造成本以及简化制造流程。

【背景技术】

习惯上，转向柱(steering column)是为一种环绕以及支撑一转向轴(steering shaft)的装置，该转向轴用以将驾驶者操作一方向盘(steering wheel)产生的旋转力量传送至一齿条/小齿轮(rack-pinion)机构，且该转向柱通过一支架固定于车辆的底盘，以使该转向轴固定于一特定位置。

当车辆碰撞到一物体时，驾驶者的上半身撞击方向盘，因而导致受伤。为了避免此种状况，通常使用具有吸收冲击效应的转向柱，该转向柱具有崩塌(collapse)的功能，允许转向柱以及转向轴沿着其轴方向收缩，特别是在驾驶期间发生撞击事故时，驾驶者因为惯性之故，以致于上半身撞击而顶住方向盘。因此当驾驶者的上半身顶住方向盘，位于车辆上半部的转向柱以及转向轴将会收缩，以减少冲击效果施加于驾驶者身上。

然而，该方向盘与驾驶者之间碰撞产生撞击而传送至方向盘的撞击能量是依据驾驶者以及车辆的状态而定。举例来说，当车辆高速行驶时，将产生较大的撞击能量，而当车辆以低速行驶时，产生较小的撞击能量。进一步地，施加于方向盘的撞击能量大小依据各种条件而定，例如驾驶者身上的安全带的磨损程度以及安全气囊的作用而定。现有技术中发展出一种具有撕裂板的转向装置来解决上述问题。

图1是为现有的吸收冲击效应的车辆转向柱的侧视图。该吸收冲击效应的转向柱100包括转向轴102、内套管110、外套管120、支撑支架(mountingbracket)130、撕裂板(tearing plate)170以及平板支架(plate bracket)180。转向轴102具有连接于方向盘(未图示)的上端部以及连接于齿条/小齿轮机构(未图示)的下端部。内套管110环绕该转向轴102，该外套管120环绕于该内套管110之外。该支撑支架130支撑该外套管120的周围表面，并且通过囊状物140与车辆的底盘104组装在一起。该撕裂板170的一端利用一固定装置固定于囊状物140，另一端利用一固定件150固定于该支撑支架130。平板支架180围绕于该外套管120，一侧边为开放式，另一侧边与该支撑支架130组装在一起。

当驾驶者的上半身因为车辆撞击而碰撞该方向盘时，转向柱100沿着一方向(亦即撞击能量的传递方向或是崩塌方向)收缩，该撞击力道施加于该方向盘上。然后，支撑支架130沿着由固定于该底盘104的囊状物140的方向移动至该外套管120而靠在一起。

亦即当发生碰撞时，支撑支架130由该囊状物140脱离出来，并且轻易地从该底盘104脱落，并且沿着撞击能量传递的崩塌方向移动，其中该转向柱100沿着该方向收缩。

此外，转向柱100收缩，以允许支撑支架130与该囊状物140产生相对运动，使得支撑支架130向下运动，该撕裂板170接收来自囊状物140以及支撑支架130的外力作用，作用力的方向相反，使得支撑支架130的固定件160改变该撕裂板170的形状，以吸收冲击效应所产生的能量。

上述现有的吸收冲击效应的转向柱利用一囊状物140以及撕裂板170，当崩塌时吸收冲击能量。因此制造成本较高，制造流程较复杂，制造时间过长。

【发明内容】

本发明的吸收冲击效应的转向装置的主要目的在于解决上述问题，主要以一沟槽或是一凸块设置于支撑支架以及平板支架，以取代现有技术利用囊状物以及撕裂板来吸收转向柱的冲击效应的装置，本发明的凸块紧密啮合于该沟槽并且固定于其中，当冲击能量施加于转向柱时，因撞击产生的负载会由该沟槽与该凸块之间的相对移动所吸收。

在一实施例中，该转向装置包括一支撑支架，用以支撑一外套管，以固定该外套管于一车辆的一底盘；以及一平板支架，具有一侧边以及另一侧边，该侧边为开放式，该另一侧边与该支撑支架组装在一起，该支撑支架环绕该外套管；其中该平板支架以固定方式组装于支撑支架，该支撑支架的导引内侧边上设置有至少一凸块，与该至少一凸块对应的，该平板支架的两侧边的每一端部设置有至少一沟槽，其中该凸块的宽度大于该沟槽的宽度，所述至少一凸块设置至少一第一模造沟槽，所述第一模造沟槽伸入贯穿该凸块，所述至少一沟槽设置至少一第二模造沟槽，且所述第二模造沟槽对应于所述第一模造沟槽，一模造件伸入至所述第一模造沟槽以及所述第二模造沟槽。该凸块设置一外观形状，该外观形状为连续形成一均匀宽度以及一预定长度，且该均匀宽度逐渐缩小。在另一实施例中，该转向装置包括一支撑支架，用以支撑一外套管，以固定该外套管于一车辆的一底盘；以及一平板支架，具有一侧边以及另一侧边，该侧边为开放式，该另一侧边与该支撑支架组装在一起，该支撑支架环绕该外套管；该平板支架以固定方式组装于支撑支架，该平板支架的两侧边的每一端部设置有至少一凸块，与该至少一凸块对应的，该支撑支架的导引内侧边上设置有至少一沟槽。该沟槽的宽度小于该凸块的宽度。该沟槽设置一外观形状，该外观形状是为连续形成一均匀宽度以及一预定长度，该均匀宽度逐渐变大。此外，在本发明的吸收冲击效应的转向装置中，至少一凸块设置于该支撑支架的一导引件的一内侧边，至少一沟槽设置于该平板支架的两侧边的每一端部，使得该至少一沟槽对应于该至少一凸块。本发明的吸收冲击效应的转向装置还包括至少一第一模造沟槽以及一第二模造沟槽，该第一模造沟槽伸入贯穿该凸块，该第二模造沟槽设置于该沟槽，且该第二模造沟槽对应于该第一模造沟槽，一模造件伸入至该第一模造沟槽以及该第二模造沟槽。

该沟槽的宽度小于该平板支架的宽度，且该沟槽的长度大于或是等于该支撑支架的该凸块的长度。该第一模造沟槽以及该第二模造沟槽为孔洞形状。该第一模造沟槽以及该第二模造沟槽为槽缝形状。该第二模造沟槽到达该平板支架的一凸角部的内部。该第二模造沟槽贯穿该平板支架的该凸角部。

为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合所附图形，作详细说明如下：

【附图说明】

图1是现有的吸收冲击效应的车辆转向柱的侧视图。

图2a是依据本发明实施例中一部分组件的透视图，其中一支撑支架以及一平板支架互相组装在一起。

图2b是依据本发明第一、第二以及第三实施例中一结构剖示图，其中一支撑支架以及一平板支架互相组装在一起。

图3a是依据本发明第一以及第二实施例中该平板支架所形成的第一沟槽的透视图。

图3b是依据本发明第三实施例中该平板支架所形成的第二沟槽的透视图。

图3c是依据本发明第一实施例中该支撑支架的内表面所形成的第一凸块的透视图。

图3d是依据本发明第二实施例中该支撑支架的内表面所形成的第二凸块的透视图。

图4a是依据本发明第四以及第五实施例中一结构剖示图，其中一支撑支架以及一平板支架互相组装在一起。

图4b是依据本发明第四以及第五实施例中该平板支架所形成的第三凸块的透视图。

图4c是依据本发明第四实施例中该支撑支架的内表面所形成的第三沟槽的透视图。

图4d是依据本发明第五实施例中该支撑支架的内表面所形成的第四沟槽的透视图。

图5a是依据本发明实施例中一组件的爆炸透视图，其中该支撑支架所形成的第一模造沟槽以及该平板支架所形成第二模造沟槽互相组装在一起。

图5b是依据本发明第六实施例中一结构的剖视图，其中该支撑支架与该平板支架互相组装在一起。

图6是依据本发明第七实施例中一组件的爆炸透视图，其中该支撑支架所形成的第一模造沟槽以及该平板支架所形成第三模造沟槽互相组装在一起。

【具体实施方式】

本所述的实施例是配合参考所附的图形，下列的描述以及图形中，相同的标号以及图形用于表示相同或是类似的组件，有关于相同或是类似组件的重复性描述将予以省略。

参考图2a以及图2b，图2a是依据本发明实施例中一部分组件的透视图，其中一支撑支架以及一平板支架互相组装在一起；图2b是依据本发明第一、第二以及第三实施例中一结构剖示图，其中一支撑支架以及一平板支架互相组装在一起。如图2a以及图2b所示，第一实施例包括第一支撑支架(mountingbracket)220、第一平板支架(plate bracket)210、若干个第一凸块(protuberance)260以及若干第一沟槽270。该第一支撑支架220支撑外套管120，以固定该外套管120至车辆的底盘。该第一支撑支架210环绕该外套管120，且具有一开放式侧边，而另一侧边与该第一支撑支架220组装在一起。每一第一凸块260是设置于该第一支撑支架220的每一导引件230的内表面。每一第一沟槽270设置于该第一平板支架210的两侧端，使得该第一沟槽270对应于该第一凸块260。

第一支撑支架220支撑外套管120，以固定外套管120于底盘。固定沟槽240设置于侧翼件245，该侧翼件245位于该第一支撑支架220的两侧，该第一支撑支架220以垂直方式设置，使得一组装件可延伸至该固定沟槽240。

第一支撑支架220的座体件225为”U”型，具有导引件230，并且以纵向方式形成于两侧，该座体件225整合于该侧翼件245且该侧翼件245位于该导引件230的端部。

第一凸块260纵向形成于导引件230的内表面，以便啮合于该第一沟槽270，该第一沟槽270设置于第一平板支架210的两端部。

如图所示，虽然第一凸块260的长度小于每一侧翼件245的宽度，然而依据撞击产生负载所需要的吸震量，第一凸块260的长度亦可大于每一侧翼件245的宽度。

第一平板支架210的环绕该外套管120，且具有一开放式侧边，且另一侧边与该第一支撑支架220组装在一起。

在一实施例中，第一平板支架210与该第一支撑支架220组装的方式为该第一沟槽270与该第一凸块260紧配合(forcibly engaged)互相组装在一起。

斜形延伸孔(tilt elongated holes)250设置于第一平板支架210，以允许转向柱(如图1所示)以斜向方式操作，且每一第一沟槽270设置于第一平板支架210的两侧，以对应于该第一支撑支架220的每一凸块260。

由于该第一支撑支架220的每一凸块260与该第一平板支架210的每一第一沟槽270互相紧密啮合，因此当第一平板支架210沿着每一导引件230崩塌时，第一平板支架210将会吸收因碰撞产生的负载。

参考图3a、图3b、图3c以及图3d，图3a是依据本发明第一以及第二实施例中该平板支架210所形成的第一沟槽的透视图；图3b是依据本发明第三实施例中该平板支架210所形成的第二沟槽的透视图；图3c是依据本发明第一实施例中该支撑支架220的内表面所形成的第一凸块的透视图；以及图3d是依据本发明第二实施例中该支撑支架220的内表面所形成的第二凸块的透视图。如图3a、图3b、图3c以及图3c所示，第一沟槽270或是第二沟槽320设置于第一平板支架210，第一凸块260或是第二凸块310设置于第一支撑支架220。

第一沟槽270设置于第一平板支架210两侧边的每一端，当第一支撑支架210崩塌，第一平板支架210吸收因为崩塌产生的负载，而沿着第一支撑支架220的导引件230移动。因此在一较佳实施例中，该第一沟槽270具有两个开口端，以便于沿着第一凸块260或是第二凸块310移动(例如该第一沟槽270的长度等于该第一平板支架210的宽度)。

在一实施例中，第一凸块260或是第二凸块310紧密配合于该第一沟槽270，使得第一沟槽270的宽度小于第一凸块260的最大宽度以及小于第二凸块310的宽度。

在本发明第一实施例中，第一凸块260具有一均匀宽度以及一预定深度，该第一凸块260为连续性的构型，且宽度逐渐缩小。另一实施例中，第一凸块260的宽度由一端至另一端逐渐缩小，不具有连续性，且具有均匀的宽度以及预定深度。

上述第一凸块260的均匀宽度大于该第一沟槽270的宽度，以便啮合于该第一沟槽270。

在上述实施例的第一凸块260中，当转向柱崩塌时，因撞击产生的负载被第一沟槽270与第一凸块260之间的摩擦所吸收，且具有均匀宽度的第一凸块260沿着第一沟槽270移动。之后，当第一沟槽270脱离具有均匀宽度的第一凸块260时，第一沟槽270可自由地移动，使得转向柱的崩塌很平顺地完成。

在较佳实施例中，该第一凸块260的长度的选用是依据碰撞产生的负载来决定，以吸收转向柱崩塌产生的负载，其中该第一凸块260以连续方式形成而具有均匀的宽度以及一预定深度。

具体的，当第一凸块260的长度越大时，在转向柱崩塌时，可以吸收碰撞产生的负载越大，其中该第一凸块260以连续方式形成而具有均匀的宽度以及一预定深度。

依据本发明的第三实施例，在第一平板支架210的两端部设置第二沟槽320，其中第二沟槽320的宽度小于第一平板支架210的宽度，图第3b所示。

较佳实施例中，啮合于第二沟槽320的凸块的形状相同于第二凸块310的形状，如图3c所示。

通过第二沟槽320与第二凸块310之间的运作，以吸收冲击效应，如下所述。在正常使用情况下，第二凸块310紧密啮合于第二沟槽320，而当冲击效应施加于该转向柱，该第二凸块310脱离该第二沟槽320，使得冲击效应被吸收。

参考图4a，其是依据本发明第四以及第五实施例中一结构剖示图，其中一支撑支架以及一平板支架互相组装在一起。每一第三沟槽440设置于一第二支撑支架410，每一第三凸块设置于第二平板支架420。其中，除了具有第三沟槽440以及第三凸块430的外，第二支撑支架410与第二平板支架420相较于第一支撑支架220与第一平板支架210分别具有相同的结构。

参考图4b、图4c以及图4d，图4b是依据本发明第四以及第五实施例中该平板支架所形成第三凸块的透视图；图4c是依据本发明第四实施例中该支撑支架的内表面所形成的第三沟槽的透视图；图4d是依据本发明第五实施例中该支撑支架的内表面所形成的第四沟槽的透视图。如图4b、图4c以及图4d所示，第三凸块430设置于该第二平板支架420的两侧，每一第三沟槽440或是每一第四沟槽450是设置于第二支撑支架410的导引件230，使得每一沟槽对应于每一第三凸块430。

设置于第二平板支架420的侧边的每一端的第三凸块430是紧密啮合于第二支撑支架410的第三沟槽440或是第四沟槽450，当转向柱崩塌时，第三凸块430沿着第三沟槽440或是第四沟槽450移动，使得第三凸块430吸收碰撞产生的负载。较佳实施例中，第三凸块430的宽度大于第三沟槽440的最小宽度或是第四沟槽450的最小宽度。亦即，为了吸收碰撞产生的负载，第三沟槽440的最小宽度或是第四沟槽450的最小宽度必须小于该第三凸块430的宽度。

在本发明的第三实施例中，设置于第二支撑支架410的第三沟槽440具有一均匀宽度以及一预定深度，该第三沟槽440为连续性的构型，且宽度逐渐增加。当第三凸块430沿着具有均匀宽度的第三沟槽440移动时，此种形状设计使得第三凸块430可吸收碰撞产生的负载。之后第三凸块430脱离具有均匀宽度的第三沟槽440，使得第三凸块430自由地移动，使得转向柱的崩塌很平顺地完成。

此外，如本发明的第五实施例所述，第四沟槽450的宽度由一端至另一端均匀形成。当转向柱崩塌时，第三凸块430吸收碰撞产生的负载，且沿着第四沟槽450移动。

在较佳实施例中，为了使第三凸块430转向柱崩塌而吸收崩塌负载时可以平顺地脱离与第三沟槽440或是第四沟槽450的啮合状态，第三沟槽440以及第四沟槽450的深度逐渐地由一边缩减至另一边。

在本发明的实施例中，第一沟槽270、第二沟槽320、第三沟槽440以及第一凸块260、第二凸块310以及第三凸块430的每个剖面形状为半圆形，但并不受限于此种形状。亦即这些沟槽的形状也可为矩形、梯形等形状，且每个凸块的形状也可对应配合于这些沟槽。

参考图5a以及图5b，图5a是依据本发明实施例中一组件的爆炸透视图，其中该支撑支架所形成的第一模造沟槽以及该平板支架所形成的第二模造沟槽互相组装在一起；图5b依据本发明第六实施例中一结构的剖视图，其中该支撑支架与该平板支架互相组装在一起。

如图5a以及图5b所示，至少一第一模造沟槽(molding groove)510设置于凸块260，而且至少一第二模造沟槽520设置于第一沟槽270。在该支撑支架220以及该平板支架210互相紧密地组装在一起的状态下，一模造件540以模造方式设置于该第一模造沟槽510与该第二模造沟槽520中。

凸块260依据该支撑支架220的导引件230的纵方向设置于该导引件230，且该凸块260的形状凸出于该支撑支架220的一内侧。

该凸块260的剖面形状为矩形，但并不限于此，例如也可为半圆形。

较佳实施例中，该第一模造沟槽510延伸至该凸块260中。

第一模造沟槽510以贯穿凸块260并且沿凸块260的纵方向排列的方式设置于该凸块260的内侧。

如图5a所示，虽为两个第一模造沟槽510，但不限于此。因此，第一模造沟槽510的数量例如是一个或是两个以上，主要是依据固定凸块260与该第一沟槽270所需要的力量而定。

依据所形成的第一模造沟槽510的数量，以决定第二模造沟槽520的数量以及第三模造沟槽610(如图6所示)设置于第一平板支架210的数量。

此外，该第一模造沟槽510例如是孔洞形状(hole-shape)或是槽缝(slot)形状。

在一实施例中，沿着凸块260的内侧面设置一槽缝，其中该槽缝的宽度小于凸块260的宽度；并且沿着第一沟槽270的内侧面形成另一槽缝，使得模造件可设置于其中，该另一槽缝对应于该槽缝且为凹陷形状，该凹陷形状的宽度小于该第一沟槽270的宽度。

第一沟槽270设置于平板支架210两侧的每一端，当该平板支架210组装于该支撑支架220时，使该第二模造沟槽520的设置方式对应于该第一模造沟槽510。

在一实施例中，该第二模造沟槽520到达该平板支架210的凸角部(cornerpart)530的内部，并且伸入贯穿该凸角部530。

在一实施例中，该第二模造沟槽520贯穿该平板支架210的凸角部530，当模造件540以模造方式形成时，该模造件540伸入其中。相较于模造件仅仅到达凸角部530且模造件也会增加的方式，该模造件540伸入贯穿该凸角部530的方式可提高吸收因碰撞产生的负载。

参考图6，其是依据本发明第七实施例中一组件的爆炸透视图，其中该支撑支架所形成的第一模造沟槽以及该平板支架所形成第三模造沟槽互相组装在一起。如图6所示，第二沟槽320的长度小于第一平板支架210的宽度，其中该第二沟槽320的长度对应于该支撑支架220的凸块260的长度。当该第一平板支架210与该支撑支架220组装在一起时，第三模造沟槽610对应于该第一模造沟槽510。

如本发明所述的吸收冲击效应的转向装置，利用一凸块设置于平板支架210以及一导引件230设置于支撑支架220。因此，当形成一模造沟槽，利用一模造件伸入贯穿该凸块以及该模造沟槽。

在一较佳实施例中，模造件540的材料包括强化塑料，但并限于此种材料。

在一实施例中，当使用模造方式将一材料置入该模造沟槽，以增加凸块260、第一沟槽270以及第二沟槽320之间所吸收的负载时，该材料例如是环氧(epoxy)材料或是聚碳酸酯树脂(polycarbonate)。

综上所述，本发明利用分别设置于支撑支架以及平板支架的沟槽以及凸块，以取代现有技术利用囊状物以及撕裂板来吸收转向柱的冲击效应的装置，本发明的凸块紧密啮合于该沟槽并且固定于其中，当冲击能量施加于转向柱时，因撞击产生的负载将由该沟槽与该凸块之间的相对移动所吸收。因此，将可有效降低制造成本，并且简化制造流程的复杂度。

依据上述，在一凸块设置至少一模造沟槽，其中该模造沟槽位于支撑支架的导引件的内侧。并且在一沟槽形成至少一模造沟槽，该模造沟槽位于该平板支架两侧的每一端。相较于凸块紧密啮合于沟槽的方式，上述以沟槽对应于凸块并且利用一模造件以模造方式设置于每个模造沟槽的方式，将使得撞击产生的负载的吸收量可以增加。

虽然本发明已用较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。