CN102700600A - 一种汽车转向管柱吸能结构 - Google Patents
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Abstract
一种汽车转向管柱吸能结构，包括上管柱和下管柱，下管柱上端部套接在上管柱下端部，所述的上管柱内设置有上芯轴，下管柱内设置有下芯轴，上芯轴和下芯轴通过花键连接，且上芯轴与下芯轴连接部分通过注塑销固定在一起，所述的上芯轴的上段与上管柱的上段之间设置有轴承，下芯轴的下段与下管柱的下段设置有轴承，其特征在于：所述的下芯轴为两端直径大，中间直径小的柱状结构，在中间直径小的轴段沿周向和轴向设置有一组弹片，在下芯轴的两端大直径部分设置有与上芯轴相适配的花键槽。本发明可以满足不同碰撞力的布置要求，吸能效果好，同时可以实现碰撞溃缩后的转向功能。且结构简单，成本低，可广泛应用于汽车转向管柱领域。
Description
技术领域
本发明涉及一种汽车转向管柱，尤其涉及一种汽车转向管柱吸能结构。
背景技术
目前，现有的汽车转向管柱大多设置有缩溃吸能结构。当车辆正面受到猛烈碰撞后，由于惯性作用会造成驾驶员和方向盘发生二次碰撞，此时转向管柱的缩溃吸能结构能够吸收部分冲击能量，从而在一定程度上能够减轻对驾驶员的伤害。
现有的汽车转向管柱吸能结构一般采用注塑拉脱块或注塑销的形式。注塑拉脱块的形式是通过注塑销将拉脱块与转向管柱的上支架连接，拉脱块与仪表台横梁固连在一起。当发生碰撞时，在碰撞力的作用下，转向管柱与上支架一起向下移动，而拉脱块保持不动，从而使得注塑销被剪切断来吸收冲击能量。而采用注塑销的形式一般是在转向管柱上、下芯轴之间各打一通孔，通过注塑销安装在两通孔间来固定两芯轴。当受到碰撞时，上、下芯轴相对运动使得注塑销被剪切断来吸收冲击能量。
例如中国发明专利申请公开说明书CN200910117085.0就公开了一种吸能式汽车转向管柱，转向管柱的芯轴由上下两段组成，并采用花键连接，芯轴上段外安装有护管，芯轴下段外安装有管柱壳体，在管柱壳体上段内壁与护管下段外壁之间安装一个套管，并使套管轴向限位固定；护管的下端设有凸部，该凸部与套管上的导向槽配合，在导向槽的旁侧设有供导向槽张开的收缩槽，管柱壳体、套管、护管用销连接固定，销通过支撑护管使芯轴上段在正常情况下不会与芯轴下段发生相对滑动，在汽车发生碰撞销被剪短后，护管下端的凸部引导护管和芯轴上段沿导向槽向下运动，把冲击能量传给套管。该结构要求精度高，且溃缩力不好根据不同情况调整，同时导向槽的锥度控制不好，有无法溃缩的风险。
发明内容
本发明的目的是提供一种汽车转向管柱吸能结构，该结构不仅转向管柱吸能效果较好，同时可以实现转向管柱溃缩后还能继续转向。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种汽车转向管柱吸能结构，包括上管柱和下管柱，下管柱上端部套接在上管柱下端部，所述的上管柱内设置有上芯轴，下管柱内设置有下芯轴，上芯轴和下芯轴通过花键连接，且上芯轴与下芯轴连接部分通过注塑销固定在一起，所述的上芯轴的上段与上管柱的上段之间设置有轴承，下芯轴的下段与下管柱的下段设置有轴承，其特征在于：所述的下芯轴为两端直径大，中间直径小的柱状结构，在中间直径小的轴段沿周向和轴向设置有一组弹片，在下芯轴的两端大直径部分设置有与上芯轴相适配的花键槽。
为使撞击后受力均匀，所述的弹片沿下芯轴的周向均匀设置有4个。
为满足不同管柱对溃缩力的要求，所述的弹片沿下芯轴的轴向可以根据受力要求设置不同数量的弹片。
优选的，所述的弹片为金属弹片。
进一步的，所述的弹片通过焊接的方式固定在下芯轴上。
作为优选方案，所述弹片沿上管柱受力溃缩的方向倾斜布置。
本发明的有益效果：下芯轴上设置的弹片，当发生碰撞时，上管柱向下运动，弹片依次在压力作用下产生变形，以此来实现持续吸收冲击能量，减少冲击能量对驾驶员的伤害作用。当上管柱溃缩后，利用下芯轴下端大径上的花键槽与上芯轴的花键配合来实现转向。所述的弹片周向均匀布置，使弹片吸能更均匀，吸能效果更好；弹片结构简单，且可以根据不同溃缩力的要求增加和减少弹片的数量，更改成本低。焊接结构的金属弹片，工艺简单，焊接牢靠，弹片沿上管柱溃缩的方向倾斜布置，受力更合理，吸能效果更佳。
以下将结合附图和实施例，对本发明进行较为详细的说明。
附图说明
图1为转向管柱吸能装置缩溃前的结构示意图。
图2为转向管柱吸能装置缩溃后的结构示意图。
图3为下芯轴的三维图。
图4为上芯轴的局部三维图。
具体实施方式
如图1至4所示，一种汽车转向管柱吸能结构，包括上管柱1和下管柱2，下管柱2上端部套接在上管柱1下端部内，所述的上管柱1内设置有上芯轴3，下管柱2内设置有下芯轴4，上芯轴3和下芯轴4通过花键连接，且上芯轴3与下芯轴4连接部分通过注塑销5固定在一起，所述上芯轴3的上段与上管柱1的上段之间设置有轴承，下芯轴4的下段与下管柱2的下段设置有轴承，所述的下芯轴4为两端直径大，中间直径小的柱状结构，在中间直径小的轴段沿周向和轴向设置有一组弹片6，所述的弹片6周向高出下芯轴4的两端大直径部分；在下芯轴4的两端大直径部分设置有与上芯轴3相适配的花键槽7。当车辆正常行驶时，上芯轴3和下芯轴4通过花键配合用于传递方向盘的扭矩和控制车轮转向。当车辆发生正面强烈碰撞时，上芯轴3和下芯轴4中间的注塑销5被碰撞力剪切断，此时上芯轴3和上管柱1在碰撞力的作用下向下运动，当上芯轴3运动到与最上层的弹片6接触时，弹片6在碰撞力作用下被压缩逐渐发生变形，弹片6在变形的过程中会阻碍上芯轴3向下运动同时吸收一部分能量；同理，下一层的弹片6在变形时仍会阻碍上芯轴3向下运动同时吸收一部分能量，经过多层弹片6的缓冲，上芯轴3、上管柱1向下运动的速度被大大减慢，冲击能量被弹片6有效吸收，从而确保了驾驶员的安全。当上管柱1与上芯轴3一起缩溃后，上芯轴3上的花键与下芯轴4下端大径上的花键槽7配合，从而实现转向。所述的弹片6可以实现对撞击力的持续吸收，吸能效果好，下芯轴4两端大径部分的花键槽7，可以实现碰撞溃缩后的转向功能。
所述的弹片6为金属弹片，通过焊接的方式固定在下芯轴4中间直径小的轴段上。弹片6沿下芯轴的周向均匀布置有4个，弹片6沿下芯轴4轴向布置的数量可以根据碰撞力以及缩溃距离的大小来调整；所述弹片6沿上管柱1受力溃缩的方向倾斜布置。所述的弹片6结构简单，且可以根据不同溃缩力的要求增加和减少弹片6的数量，更改成本低。焊接结构的金属弹片，工艺简单，焊接牢靠，弹片6沿上管柱溃缩的方向倾斜布置，受力更合理，吸能效果更佳。
以上描述的仅为本发明的基本原理和主要特征。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制。上述事例和说明书中的描述只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进。凡是利用弹片的变形（压缩或拉伸）来进行管柱吸能的，都属于本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种汽车转向管柱吸能结构，包括上管柱和下管柱，下管柱上端部套接在上管柱下端部，所述的上管柱内设置有上芯轴，下管柱内设置有下芯轴，上芯轴和下芯轴通过花键连接，且上芯轴与下芯轴连接部分通过注塑销固定在一起，所述的上芯轴的上段与上管柱的上段之间设置有轴承，下芯轴的下段与下管柱的下段设置有轴承，其特征在于：所述的下芯轴为两端直径大，中间直径小的柱状结构，在中间直径小的轴段沿周向和轴向设置有一组弹片，在下芯轴的两端大直径部分设置有与上芯轴相适配的花键槽。
2.如权利要求1所述的汽车转向管柱吸能结构，其特征在于：所述的弹片沿下芯轴的周向均匀设置有4个。
3.如权利要求1所述的汽车转向管柱吸能结构，其特征在于：所述的弹片沿下芯轴的轴向可以根据受力要求设置不同数量的弹片。
4.如权利要求1至3任意一项所述的汽车转向管柱吸能结构，其特征在于：所述的弹片为金属弹片。
5.如权利要求4所述的汽车转向管柱吸能结构，其特征在于：所述的弹片通过焊接的方式固定在下芯轴上。
6.如权利要求1所述的汽车转向管柱吸能结构，其特征在于：所述弹片沿上管柱受力溃缩的方向倾斜布置。
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