CN102514612A - 一种转向管柱上支架的固定结构 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的是提出一种转向管柱上支架的固定结构，在为转向管柱上支架提供可靠固定的同时，使转向管柱上支架能够在驾驶员与方向盘撞击时顺利溃缩吸能，以避免或减少对驾驶员的伤害。本发明的转向管柱上支架的固定结构包括上支架、仪表台横梁、上镶块和下镶块，所述上支架的顶板设置有开口朝向汽车后方的通槽，所述上镶块的顶面设置有与通槽形状相配的凸块，所述凸块卡入通槽内；所述上支架的顶板夹设于下镶块与上镶块之间，所述下镶块、顶板和上镶块利用两个位于通槽两侧的塑料销钉联接为一体；所述仪表台横梁和上镶块具有相对应的通孔，所述仪表台横梁和上镶块利用穿过通孔的螺栓固定连接。
Description
技术领域
本发明属于汽车制造技术领域，特别涉及到一种转向管柱上支架的固定结构。。
背景技术
为提高汽车的被动安全性能，当前很多汽车的转向管柱都设置了溃缩吸能结构，当车辆正面遭到猛烈碰撞后，惯性使驾驶员与方向盘发生二次碰撞，此时转向管柱溃缩机构能够吸收部分撞击能量，从而对驾驶员起到保护作用。
常用的转向管柱溃缩吸能结构由转向管柱的柱管、转向轴、转向管柱支架三部分组成。其中，转向管柱的柱管由上柱管和下柱管组成，转向轴由上半轴和下半轴组成，转向管柱支架由上支架和下支架组成。转向轴安装在转向管柱的柱管内，转向管柱上支架焊接在转向管柱上柱管上，下支架焊接在转向管柱下柱管上。转向管柱上柱管与下柱管通过突起的点或筋过盈配合，两者在正常使用状态下不发生相对滑动；转向轴上半轴与下半轴通过花键连接，并通过横穿过的塑料销钉固定，保证正常转向时二者不发生相对滑动；转向管柱上支架上安装有镶块，镶块通过塑料销钉与上支架联接，并通过螺栓固定在车身仪表台横梁上。
转向管柱上支架上的镶块，通过注塑工艺将塑料销钉压铸在镶块和上支架之间，使二者无间隙联接，为了保证较好的可靠性要求同时兼顾碰撞时镶块能够顺利从上支架上脱落，一般一个镶块使用四个注塑销钉将其与上支架联接在一起。注塑工艺受压力、温度、湿度等环境因素影响较大，四个销钉的结构很难精确控制当镶块从上支架脱落时注塑销钉所要求的剪切力数值。从转向管柱溃缩吸能曲线上看，注塑销钉断裂的瞬间曲线成局部波峰，之后吸能力迅速下降，即镶块注塑销钉断裂时方向盘所需要的冲击力最大。一根转向管柱有两个镶块，共八个塑料销钉需要剪断，受制于注塑工艺自身局限性，塑料销钉断裂时的剪切力范围较大，不能固定一个较精确的转向管柱开始溃缩时所需的冲击力数值，不利于被动安全系统的匹配。
发明内容
本发明的目的是提出一种转向管柱上支架的固定结构，在为转向管柱上支架提供可靠固定的同时，使转向管柱上支架能够在驾驶员与方向盘撞击时顺利溃缩吸能，以避免或减少对驾驶员的伤害。
本发明的转向管柱上支架的固定结构包括上支架、仪表台横梁、上镶块和下镶块，所述上支架的顶板设置有开口朝向汽车后方的通槽，所述上镶块的顶面设置有与通槽形状相配的凸块，所述凸块卡入通槽内；所述上支架的顶板夹设于下镶块与上镶块之间，所述下镶块、顶板和上镶块利用两个位于通槽两侧的塑料销钉联接为一体；所述仪表台横梁和上镶块具有相对应的通孔，所述仪表台横梁和上镶块利用穿过通孔的螺栓固定连接。
在上述结构中，上镶块的凸块与上支架的通槽配合，使得转向管柱的上支架与上镶块互相卡紧，而上镶块通过螺栓与仪表台横梁固定连接，这样就可以避免转向管柱与仪表台横梁在正常工作时发生相对移动；在发生碰撞而导致驾驶员与方向盘相撞时，驾驶员通过方向盘给转向管柱的上支架一个向前、向下的撞击力，转向管柱的上支架相对于车身仪表台横梁向车辆前部移动，此时联接上镶块、上支架顶板与下镶块的塑料销钉受到冲击力而被剪断，使上镶块与上支架顶板、下镶块之间产生相对运动，上镶块的凸块脱离上支架的通槽，下镶块与转向管柱上支架一起向车辆前部移动，避免转向管柱对驾驶员造成伤害。
进一步地，所述塑料销钉由上部和下部两段不同直径的钉体构成，这样在两段不同直径的钉体的交界处容易产生应力集中，在受到冲击时容易断裂，保证能够顺利实现溃缩吸能。
进一步地，所述通槽有两个，并设置于上支架的顶板的两端，以保证对转向管柱的平衡固定，而且这样整套系统只有4个塑料销钉，总成的剪断力较易于控制。
进一步地，所述通槽的开口呈V形，以方便在方向盘受到驾驶员撞击而导致塑料销钉断裂时，上镶块的凸块能够顺利脱离上支架的通槽。
进一步地，所述通槽的底部及凸块的端部均为矩形，所述下镶块设置有与所述凸块端部配合的矩形开口。在固定下镶块与上镶块、转向管柱上支架顶板时，下镶块的矩形开口与凸块的端部相配合，有利于对下镶块进行定位，使下镶块、上镶块、转向管柱上支架顶板的销钉孔对齐，从而便于安装塑料销钉。
进一步地，所述仪表台横梁所设的通孔为圆孔，所述上镶块所设的通孔为沿汽车长度方向延伸的条形孔，这样有利于微调上镶块的位置，以防止仪表台横梁与上镶块之间因装配或工艺误差而导致两者错位，无法安装。
进一步地，所述上镶块和凸块为一体结构，可以压铸成型，以提高两者之间的配合精度，并且减少安装工序。
本发明的转向管柱上支架的固定结构通过设置通槽与凸块配合的定位结构，以及使用较少的塑料销钉进行固定，使得转向管柱上支架能够与仪表台横梁可靠固定，并使得使转向管柱上支架能够在驾驶员与方向盘撞击时顺利溃缩吸能，以避免或减少对驾驶员的伤害。
附图说明
图1是本发明的转向管柱上支架的固定结构的装配图。
图2是本发明的转向管柱上支架的固定结构的发生溃缩吸能时的状态图。
图3是本发明的转向管柱上支架的固定结构中上镶块与下镶块的结构及配合图。
图4是图3的侧向视图。
图5是本发明的转向管柱上支架的固定结构中上支架的结构图。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施实例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理等作进一步的详细说明。
实施例1：
如图所示（为方便表示结构原理，图中均未画出仪表台横梁），本实施例的转向管柱上支架的固定结构包括上支架1、仪表台横梁、上镶块2和下镶块3，上支架的顶板11的两端设置有开口朝向汽车后方的通槽12，上镶块2的顶面设置有与通槽12形状相配的凸块21，凸块21卡入通槽12内且两者为无间隙配合；上支架的顶板11夹设于上镶块2与下镶块3之间，下镶块3、顶板11和上镶块2利用两个位于通槽12两侧的塑料销钉4联接为一体，塑料销钉4在装配时由注塑设备压铸产生，能够保证塑料冷却后，上镶块2、下镶块3和转向管柱上支架1三者为无间隙配合；仪表台横梁和上镶块2具有相对应的通孔，仪表台横梁和上镶块2利用穿过通孔的螺栓5固定连接。
如图4所示，塑料销钉4由上部和下部两段不同直径的钉体构成，这样在两段不同直径的钉体的交界处容易产生应力集中，在受到冲击时容易断裂，保证能够顺利实现溃缩吸能。
通槽12的开口呈V形，以方便在方向盘受到驾驶员撞击而导致塑料销钉4断裂时，上镶块的凸块21能够顺利脱离上支架的通槽12。
通槽12的底部及凸块21的端部均为矩形，下镶块3设置有与所述凸块21端部配合的矩形开口31。在固定下镶块3与上镶块2、转向管柱上支架顶板11时，下镶块3的矩形开口31与凸块21的端部相配合，有利于对下镶块3进行定位，使下镶块3、上镶块2、转向管柱上支架顶板11的销钉孔对齐，从而便于安装塑料销钉4。
仪表台横梁所设的通孔为圆孔，上镶块2所设的通孔22为沿汽车长度方向延伸的条形孔，这样有利于微调上镶块2的位置，以防止仪表台横梁与上镶块2之间因装配或工艺误差而导致两者错位，无法安装。
上镶块2和凸块21为一体结构，可以压铸成型，以提高两者之间的配合精度，并且减少安装工序。
在上述结构中，上镶块的凸块21与上支架的通槽12配合，使得转向管柱的上支架1与上镶块2互相卡紧，而上镶块2通过螺栓5与仪表台横梁固定连接，这样就可以避免转向管柱与仪表台横梁在正常工作时发生相对移动；在发生碰撞而导致驾驶员与方向盘相撞时，驾驶员通过方向盘给转向管柱的上支架1一个向前、向下的撞击力，转向管柱的上支架1相对于车身仪表台横梁向车辆前部移动，此时联接上镶块2、上支架顶板11与下镶块3的塑料销钉4受到冲击力而被剪断，使上镶块2与上支架顶板11、下镶块3之间产生相对运动，上镶块的凸块21脱离上支架的通槽12，下镶块3与转向管柱上支架1一起向车辆前部移动，避免转向管柱对驾驶员造成伤害。
在上述结构中，只采用了四个塑料销钉4，总成的剪断力较易于控制，保证了转向管柱溃缩时具有较好的一致性。
Claims (7)
1. 一种转向管柱上支架的固定结构，其特征在于包括上支架、仪表台横梁、上镶块和下镶块，所述上支架的顶板设置有开口朝向汽车后方的通槽，所述上镶块的顶面设置有与通槽形状相配的凸块，所述凸块卡入通槽内；所述上支架的顶板夹设于下镶块与上镶块之间，所述下镶块、顶板和上镶块利用两个位于通槽两侧的塑料销钉联接为一体；所述仪表台横梁和上镶块具有相对应的通孔，所述仪表台横梁和上镶块利用穿过通孔的螺栓固定连接。
2.根据权利要求1所述的转向管柱上支架的固定结构，其特征在于所述塑料销钉由上部和下部两段不同直径的钉体构成。
3.根据权利要求1或2所述的转向管柱上支架的固定结构，其特征在于所述通槽有两个，并设置于上支架的顶板的两端。
4.根据权利要求1或2所述的转向管柱上支架的固定结构，其特征在于所述通槽的开口呈V形。
5.根据权利要求4所述的转向管柱上支架的固定结构，其特征在于所述通槽的底部及凸块的端部均为矩形，所述下镶块设置有与所述凸块端部配合的矩形开口。
6.根据权利要求1或2所述的转向管柱上支架的固定结构，其特征在于所述仪表台横梁所设的通孔为圆孔，所述上镶块所设的通孔为沿汽车长度方向延伸的条形孔。
7.根据权利要求1或2所述的转向管柱上支架的固定结构，其特征在于所述上镶块和凸块为一体结构。
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| CN105283368A (zh) * | 2013-11-20 | 2016-01-27 | 日本精工株式会社 | 转向用支架的支承装置以及转向装置 |
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2011
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