碰撞吸能安装托架及其车辆转向管柱 技术领域 本发明涉及一种碰撞吸能安装托架及其车辆转向管柱， 尤其涉及一种无需独立的 倾斜部件， 即能倾斜并吸收车辆撞击时的碰撞能量， 以改善车辆遭逢碰撞时的安全性， 同时 减少零件数量与制造及组装的工序的碰撞吸能安装托架及其车辆转向管柱。
背景技术
如众所周知， 车辆转向系统是车辆驾驶者操控车辆方向的装置。车辆转向系统能 协助驾驶者， 改变车辆前轮的转向点， 而自由地改变车辆前轮的转动点， 以使驾驶者能随心 驾驭。
于此转向系统中， 驾驶者转动方型盘时所产生的转向力量是通过转向管柱的转向 轴传递至齿条及齿轮机构， 终以能改变车辆左前轮与右前轮的方向。
此外， 此类转向系统会使转向管柱具备更进一步的功能， 例如伸缩及 / 或倾斜的 功能， 以为驾驶者驾驭的便利考量， 其中倾斜装置是用以整方向盘固定角度， 而伸缩装置则 是以嵌进的两中空管， 使其于轴向伸展或缩进。同时， 伸缩装置亦具备当车辆发生碰撞时， 转向轴及转向管柱遭受冲击， 吸收碰撞能量的功能。
依据其是否具扩充功能与否， 转向装置可分类为一般无扩充功能转向管柱、 伸缩 式转向管柱以及倾斜式转向管柱。有时， 伸缩式转向装置亦可更须具备倾斜的功能。通过 前述扩充的功能， 驾驶者能配合自己的高度或体型， 调整方向盘的伸缩长度或倾斜角度， 让 自己能舒适且流畅地驾驶方向盘。
如附图 1 所示， 绘示一般车辆转向系统的示意图。在一般的车辆转向系统中， 转向 轴 130 的下端是连接至变速箱 180。由于因车辆的结构环境， 转向轴 130 是设计成在倾 斜一定角度的状态下， 连接至变速箱 180， 为能满足签述的环境， 转向轴 130 是通过万向联 轴， 并利用具有圆管 100 与轴杆 110 的中间轴 120 而连接。
中间轴 120 连接转向轴 130 的一端是连接至方向盘 170， 连接至变速箱 180 的 另一端则通过变速箱 180， 传送方向盘 170 所产生的转向力至车轮。
转向管柱 150 包括柱管 147， 上安装托架 160 以及下安装托架 165。柱管 147 可 包括外管 145 与内管 140。外管 145 设置在方向盘 170 的一侧， 内管 140 则设置在外管 145 内， 并且其直径小于外管 145 的直径， 当冲击发生时， 以使内管 140 能滑进外管 145 内。 外管 145 与内管 140 均为中空管， 以使转向轴 130 能平滑地转动。
防尘罩 105 固定于前围板 115， 并用以阻隔引擎室的噪音进入车厢内。
然而， 为能在现有一般的车辆转向系统中， 增加倾斜功能， 除前述的上安装托架以 及下安装托架， 并需再进一步制造并组装用以旋转及支撑转向管柱的独立的倾斜部件。
并且， 为能吸收当车辆碰撞发生时的碰撞能并保护驾驶者， 又必需另行制造并组 装一独立的碰撞吸能部件。发明内容 为了解决上述现有技术的问题， 本发明的主要目的在于提供一种碰撞吸能安装托 架及其车辆转向管柱， 无需独立的倾斜部件， 即能倾斜并吸收车辆撞击时的碰撞能量， 以改 善车辆遭逢碰撞时的安全性， 同时减少零件数量与制造及组装的工序。
为能实现前述目的， 本发明提供的碰撞吸能安装托架包括 ： 管柱托架， 管柱托架， 具有第一板及第二板， 所述第一板具有形成于其中央的一管柱穿孔， 转向管柱穿过所述管 柱穿孔， 所述第二板是通过彎折所述第一板的一端所形成， 具有形成于其中央的中间轴穿 孔， 中间轴穿过所述中间轴穿孔， 所述第二板具有补强板及连接板， 所述补强板是通过彎折 所述第二板的一端所形成， 所述连接板是通过彎折所述第二板的两端， 使其所述两端互向 所形成 ； 以及转轴托架， 具有支撑板及彎折的固定板， 所述支撑板可旋转地连接至所述连接 板的侧边， 所述固定板是用以固定所述支撑板至车体。
为能实现本发明的另一目的， 本发明提供的转向管柱包括 ： 转向轴， 连接至方向盘 ； 前述的碰撞吸能安装托架 ； 柱管， 所述转向轴可旋转地安装在所述柱管中， 并且所述碰撞吸能 安装托架连接至所述柱管 ； 以及上安装托架， 连接至所述柱管， 用以固定转向管柱至所述车体。
为能实现本发明的又一目的， 本发明提供的碰撞吸能安装托架包括 ： 第一板， 具有 形成于其中央的一管柱穿孔， 转向管柱穿过所述管柱穿孔 ； 第二板， 通过彎折所述第一板的 一端所形成， 具有形成于其中央的中间轴穿孔， 中间轴穿过所述中间轴穿孔 ； 以及转轴板， 具有连接件及支撑件， 所述连接件是通过彎折所述第二板的一端所形成， 所述支撑件是通 过彎折所述连接件， 使其两端互向所形成。
为能实现本发明的又一目的， 本发明提供的车辆的转向管柱包括 ： 转向轴， 连接至 方向盘 ； 前述的碰撞吸能安装托架 ； 柱管， 所述转向轴可旋转地安装在所述柱管中， 并且所 述碰撞吸能安装托架连接至所述柱管 ； 以及上安装托架， 连接至所述柱管， 用以固定转向管 柱至所述车体。
依据本发明， 转向管柱的安装托架无需独立的倾斜部件， 即能倾斜并吸收车辆撞 击时的碰撞能量， 以改善车辆抗碰撞与抗撞擊的安全性， 同时减少零件数量与制造及组装 的工序。
附图说明
为能明确地阐释本发明前述目的、 特征及优点， 下面结合附图对本发明的具体实 施方式做详细说明 : 附图 1 是表示一般车辆转向系统的示意图 ； 附图 2 是表示本发明一实施例的碰撞吸能安装托架的透视图 ； 附图 3 与附图 4 是表示本发明实施例的的碰撞吸能安装托架的前视图与平面视图 ； 附图 5 是表示具有本发明实施例的碰撞吸能安装托架的转向管柱的侧视图 ； 附图 6 是表示本发明另一实施例的碰撞吸能安装托架的透视图 ； 附图 7 是表示本发明另一实施例的碰撞吸能安装托架的转轴管与襯套的透视图 ； 附图 8 与附图 9 是表示本发明另一实施例的的碰撞吸能安装托架的前视图与平面视 图； 以及 附图 10 是表示具有本发明另一实施例的碰撞吸能安装托架的转向管柱的侧视图。具体实施方式
以下， 将配合参照附图， 对本发明的实施例进行说明。后续说明中， 相同元件既便 于不同附图中， 仍会指定相同之标号。并且， 本发明的后续说明中， 将省略涉及的习知功能 与特征， 以避免与本发明之标的混肴。
此外， 在本发明描述元件时， 虽使用例如 ： 第一、 第二、 A、 B、 (a)、 (b) 或其他相似之 用语及标号。 此些用语皆非用以定义对应元件的本质、 次序或排列， 而仅用于与其他元件区 别。请注意于通篇说明书中， 描述一元件 “结合” 、 “连接” 、 “接合” 至另一元件 , 第一元件虽 可能直接 “结合” 、 “连接” 、 “接合” 至第二元件， 然亦表示可能存在第三元件 “结合” 、 “连接” 、 “接合” 于第一、 第二元件之间。
附图 2 是表示本发明一实施例的碰撞吸能安装托架的透视图。附图 3 与附图 4 是 表示本发明实施例的的碰撞吸能安装托架的前视图与平面视图。附图 5 是表示具有本发明 实施例的碰撞吸能安装托架的转向管柱的侧视图。
如附图中所示， 本发明实施例中的碰撞吸能安装托架 200 包括 ： 管柱托架 205， 具 有第一板 220 及第二板 210， 第一板 220 具有形成于其中央的一管柱穿孔 223， 转向管柱穿 过管柱穿孔 223， 第二板 210 是通过彎折第一板 220 的一端所形成， 具有形成于其中央的中 间轴穿孔 215， 中间轴穿过中间轴穿孔 215， 第二板 210 亦具有补强板 219 及连接板 217， 补 强板 219 是通过彎折第二板 210 的一端所形成， 连接板 217 是通过彎折第二板 210， 使其两 端互向所形成 ； 以及转轴托架 230， 具有支撑板 233 及彎折的固定板 235， 支撑板 233 是樞接 至连接板 217 的侧边， 固定板 235 是用以固接定至车体。 本发明实施例中的碰撞吸能安装托架 200 能对转向管柱， 实以倾斜之操作， 以使 一般的转向管柱能倾斜并吸收车辆的碰撞能量。
本发明实施例中的碰撞吸能安装托架 200 一般包括管柱托架 205 以及转轴托架 230。管柱托架 205 用于安装转向管柱， 用以支撑转向管柱。转轴托架 230 则樞接至管柱托 架 205， 可使管柱托架 205 倾斜并固定转向管柱至车体。
管柱托架 205 包括第一板 220 及第二板 210。第一板 220 连接至转向管柱， 且具 有形成于其中央的管柱穿孔 223， 转向管柱则穿过管柱穿孔 223。第二板 210 是通过彎折第 一板 220 的一端所形成， 且具有形成于其中央的中间轴穿孔 215， 中间轴则穿过中间轴穿孔 215。
第一板 220 与第二板 210 是被彎折成具有一预定的角度， 以使管柱穿孔 223 能与 中间轴穿孔 215 相通。并且， 转向管柱与中间轴的连接， 是通过延伸穿过穿孔 223 与 215 的 万向联轴， 连接于转向管柱的下侧， 以相互连接， 而为驱动以转向。
并且， 连接至转向管柱的第一板 220 在管柱穿孔 223 旁， 具有管柱连接孔 225。通 过螺丝或螺栓， 连接转向管柱。
第二板 210 具有补强板 219 及连接板 217。补强板 219 具有彎折的一端。连接板 217 是通过彎折补强板 219 的两端， 使其两端平行互向所形成， 用以使第二板 210 能樞接至 于后详述的转轴托架 230， 并为其所支撑， 以实施倾斜的操作。
当车辆遭受外界碰撞或冲击时， 被彎折成具有一预定的角度的第一板 220 与第二 板 210 能吸收碰撞能量， 以便使连接至转向管柱的第一板 220 承受对车辆前侧， 即对第二板
210 发生的外力， 而通过转轴托架 230 连接至车体的第二板 210 承受对车辆后侧， 即对第一 板 220 发生的外力， 亦即， 产生折叠第一板 220 与第二板 210 的范性形变。
再者， 连接至管柱托架 205 的转轴托架 230 具有支撑板 233。支撑板 233 是紧密 连接至连接板 217 相互分离的两侧， 因而转轴托架 230 能樞接至连接板 217。
连接板 217 与支撑板 233 是通过转轴构件 250， 例如 ： 能允许转动的鉚釘、 轴销、 螺栓或其他类似构件相互连接， 能通过转轴托架 230， 以使连接至转向管柱的管柱托架 205 倾斜。
每个支撑板 233 皆具有固定板 235 及强化肋 239， 固定板 235 是被彎折成垂直于自 支撑板 233 的表面加宽宽度的方向， 并且固定于车体。强化肋 239 是连接固定板 235 于支 撑板 233 的边角。
固定板 235 具有车体固定孔 237， 用于通过螺丝或螺栓， 连接至车体。
因此， 转轴托架 230 固定于车体， 以支撑转向管柱的负荷， 连接于转向管柱的管柱 托架 205 以转轴構件 250 为樞軸， 因此转向管柱能够倾斜。
并且， 转轴托架 230 可通过连接板 243 与其间具有固定距离的强化肋 239 为一体 成形。一体成形转轴托架 230 具备强化的强度， 且可减少组装工序。 第二板 210 的第二补强板 219 具有座板 240， 当转向管柱组装时， 座板 240 是安裝 在车体的孔洞中并为孔洞所支撑， 以使转向管柱能轻易地组装于车体。
本发明实施例中的碰撞吸能安装托架 200 是连接至转向轴 130、 柱管 147 以及上 安装托架 160。转向轴 130 是连接于方向盘 170（如附图 1 所示） 。转向轴 130 插入并旋 转的柱管 147 亦连接至碰撞吸能安装托架 200。 上安装托架 160 连接于柱管 147， 且固定转 向管柱于车体， 以配置车辆的转向管柱。
附图 6 是表示本发明另一实施例的碰撞吸能安装托架的透视图。附图 7 是表示本 发明另一实施例的碰撞吸能安装托架的转轴管与襯套的透视图。附图 8 与附图 9 是表示本 发明另一实施例的的碰撞吸能安装托架的前视图与平面视图。附图 10 是表示具有本发明 另一实施例的碰撞吸能安装托架的转向管柱的侧视图。
如附图中所示， 本发明实施例中的碰撞吸能安装托架 600 包括 ： 第一板 220， 具有 形成于其中央的一管柱穿孔 223， 转向管柱穿过管柱穿孔 223， 第二板 210， 通过彎折第一板 220 的一端所形成， 具有形成于其中央的中间轴穿孔 215， 中间轴穿过中间轴穿孔 215， 以及 转轴板 630 具有连接件 637 及支撑件 639， 连接件 637 是通过彎折第二板 210 的一端所形 成， 支撑件 639 是通过彎折连接件 637， 使其两端互向所形成。
本发明实施例中的碰撞吸能安装托架 600 能对转向管柱， 实以倾斜之操作， 以使 一般的转向管柱能倾斜并吸收车辆 620 的碰撞能量。
碰撞吸能安装托架 600 能通过彎折第一板 220、 第二板 210 及转轴板 630 而大致 上一体成形， 并且可旋转地连接至车体 620。
第一板 220 具有管柱穿孔 223 及管柱连接孔。管柱穿孔 223 形成于其中央的管柱 穿孔 223， 转向管柱则穿过管柱穿孔 223。通过彎折第一板 220 的一端所形成的第二板 210 具有形成于其中央的中间轴穿孔 215， 中间轴则穿过中间轴穿孔 215。通过彎折第二板 210 的一端所形成的转轴板 630 则可旋转地连接至车体 620。
第一板 220 与第二板 210 是被彎折成约 20 度至 70 度角， 以使管柱穿孔 223 能与
中间轴穿孔 215 相通， 并且转向管柱与中间轴的连接， 是通过穿过第一板 220 与第二板 210 的万向联轴， 连接于下侧。
连接至转向管柱的第一板 220 具有管柱连接孔 225， 以使转向管柱能通过螺丝或 螺栓， 连接于管柱穿孔 223 旁。
第二板 210 具有中间轴穿孔 215， 并且具有强化凸沿 213， 强化凸沿 213 是通过彎 折所述第二板 210 的两端， 呈相对第二板 210 的表面具有一预定的角度所形成， 以强化组装 于车体 620 的安装托架 600 的强度。
当车辆遭受外界碰撞或冲击时， 被彎折成具有一预定的角度的第一板 220 与第二 板 210 能吸收碰撞能量， 以便使连接至转向管柱的第一板 220 承受对车辆前侧， 即对第二板 210 发生的外力， 而通过转轴板 630 连接至车体 620 的第二板 210 承受对车辆后侧， 即对第 一板 220 发生的外力， 亦即， 产生折叠第一板 220 与第二板 210 的范性形变。
转轴板 630 是通过彎折第二板 210 的一端所形成， 并且连接至车体 620， 以使转向 管柱能倾斜。
转轴板 630 具有连接件 637 及支撑件 639， 连接件 637 是通过彎折第二板 210 的一 端所形成， 支撑件 639 是通过彎折连接件 637， 使其两端互向所形成。支撑件 639 具有转轴 孔 635， 转向管柱以一倾斜轴的方向穿过转轴孔 635， 以使转轴板 630 通过通过转轴构件， 可旋转地连接至车体 620。 转轴板 630 的连接件 637 是通过朝第一板 220， 彎折第一板 220 的一端成约 10 度 至 50 度角所形成， 通过彎折连接件 637 所形成的支撑件 639 是用以使其两端在倾斜轴的方 向互向。
支撑件 639 互向的两端具有转轴孔 635， 且安装托架 600 连接至穿过转轴孔 635 通过连接構件作为倾斜轴的车体 620。
于此， 连接構件具有固定支撑件 639 两侧的螺栓及螺帽， 且当转向管柱倾斜时， 螺 栓则作为倾斜轴。
强化元件 633 是通过以预定角度彎折支撑件的一端所形成， 且当转向管柱倾斜 时， 其强化转轴板 630 的强度。
中空管状转轴管 650 连接至支撑件 639 的转轴孔 635， 且以通过穿过转轴管 650 的连接構件， 连接至车体 620。襯套 640 是连接在转轴孔 635 与转轴管 652 之间。
每个襯套 640 均具套体 647、 大直径部分 647 以及鋸齒 643。套体 647 插入转轴孔 635， 大直径部分 647 自套体 647 扩张， 具有放大的直径以避免襯套 640 自转轴孔 635 分离。 当压合转轴管 650 时， 鋸齒 643 则减少压力。
同样地， 当转轴管 650 通过襯套 640 的方式， 连接至转轴孔 635 时， 襯套 640 作为 在转轴孔 635 中旋转时的倾斜轴。安装托架 600 通过具有螺栓及螺帽的连接構件， 连接至 车体 620。
每个襯套 640 皆具有自内周边至外周边沿轴向切断的裂口 649， 因此当襯套 640 连 接于转轴孔 635 内时， 襯套 640 能因其对环绕方向的弹性力， 稳固地连接于转轴孔 635 中。
由于相对热度所需的耐磨性、 低摩擦性、 预设弯曲力、 强度、 低膨胀系数等要求， 襯套 640 可以工业塑化材料， 例如 ： 聚甲醛 (polyacetal ； POM)、 聚酰胺 (polyamide ； PA)、 聚 碳 酸 酯 (polycarbonate ； PC)、 聚 酰 亚 胺 (polyimide ； PI) 以 及 聚 对 苯 二 甲 酸 丁 二 酯
(polybutylene terephthalate ； PBT) 来进行制造。
同时， 车辆转向管驻保括前述碰撞吸能安装托架， 转向轴 130、 柱管 147 以及上安 装托架 160。转向轴 130 是连接于方向盘 170（如附图 1 所示） 。转向轴 130 插入并旋转 的柱管 147 亦连接至碰撞吸能安装托架 600。 上安装托架 160 连接于柱管 147， 且固定转向 管柱于车体。
依据本发明具有前述结构与形态的碰撞吸能安装托架， 无需独立的倾斜部件即能 倾斜， 并且能倾斜并吸收车辆撞击时的碰撞能量， 以改善车辆抗碰撞与抗撞擊的安全性， 同 时减少零件数量与制造及组装的工序。
上述本发明实施例中， 各元件的连接或运作虽以单一元件为例进行阐述， 然本发 明并非以次为限。亦即， 各元件亦能以一个或多个的元件的形态方式进行连接或运作。
此外， 在通篇说明书及后续的请求项当中所提及的 “包括” 和 “包含” 系为一开放 式的用语， 故应解释成 “包含但不限定于” 。所引用的许多技术性与科技的词汇来指称特定 组件， 所属领域中具有通常知识者应可理解。 若说明书中未明确定义所述用语， 通常使用的 術語定義可依字典阐释的意义， 建构并等同其上下文中的相關描述， 无应受限于字典内典 范或过度制式化的意涵。
以上所述仅是本发明的优选实施方式， 应当指出， 对于本技术领域的普通技术人 员， 在不脱离本发明原理的前提下， 还可以做出若干改进和润饰， 这些改进和润饰也应视为 本发明的保护范围。