CN102745225A

CN102745225A - 安全转向管柱结构

Info

Publication number: CN102745225A
Application number: CN2012100512439A
Authority: CN
Inventors: 廖慧红; 肖海涛; 祁洪娟; 丁勇; 吴成明; 刘卫国; 王纯; 赵福全
Original assignee: Zhejiang Geely Holding Group Co Ltd; Zhejiang Geely Automobile Research Institute Co Ltd
Current assignee: Zhejiang Geely Holding Group Co Ltd; Zhejiang Geely Automobile Research Institute Co Ltd
Priority date: 2012-03-01
Filing date: 2012-03-01
Publication date: 2012-10-24
Anticipated expiration: 2032-03-01
Also published as: CN102745225B

Abstract

安全转向管柱结构，涉及汽车转向系统，解决了现有安全转向管柱结构复杂，加工和安装困难，驾驶员存在因弹簧的回弹而受到二次伤害可能及方向盘回位困难的技术问题，公开了一种对驾驶员安全保护作用高的安全转向管柱结构。它包括转向管柱总成，转向管柱总成上安装支架，转向管柱总成下安装支架，固定在车身上的安装支架底座和随意停气弹簧；转向管柱总成上安装支架的一端通过剪断销和安装支架底座固连，两者之间还设有防脱定位销，转向管柱总成上安装支架的另一端和转向管柱总成上端固连；随意停气弹簧的压力管的上端与安装支架底座相连；转向管柱总成下安装支架一端和随意停气弹簧的活塞杆的下端相连，另一端和转向管柱总成下端固连。

Description

安全转向管柱结构

技术领域

本发明涉及汽车转向系统，尤其是涉及一种带吸能结构的安全转向管柱结构。

背景技术

当汽车发生正面碰撞时，安装在转向管柱上端的方向盘要向后即向驾驶员胸部方向运动，同时驾驶员受惯性作用会冲向转向盘，因此极易引起驾驶员和方向盘之间发生碰撞，从而对驾驶员造成人身伤害。为了减轻汽车正面碰撞时驾驶员受到的伤害，通常采用带吸能结构的安全转向管柱结构来安装方向盘，这样当驾驶员和方向盘发生碰撞的碰撞力量达到设定程度时，转向管柱的吸能结构就开始起作用，转向管柱会发生沿其长度方向的溃缩，从而限定了驾驶员和方向盘之间的最大碰撞力于设定的安全范围内，从而减轻驾驶员受到的伤害程度。

申请号为200820098605.9申请日为2008年6月20日，名称为“一种汽车转向系统的吸能转向管柱”的中国专利文件公开了一种带吸能结构的安全转向管柱结构，它由转向柱安装座套管、转向轴、转向柱安装座组成,在上、下安装座套管中还安装有上簧座、下簧座、弹簧和橡胶套管,上簧座装在上安装座套管内,其轴向定位通过上安装座套管右端的收口结构实现,下簧座装在下安装座套管内,其轴向定位通过下安装座套管左端的收口结构实现,上簧座、下簧座之间设有弹簧,转向下轴总成靠近橡胶轴承处开设一孔,橡胶套管套装在该孔位置的转向下轴外圆上。由于较普通吸能管柱在能量吸收上通过增加的弹簧、阻尼孔多吸收了弹簧的弹性势能和阻尼小孔产生的耗散能,这样就可以使作用于人体的碰撞能量减少,并保证弹簧压缩后不回弹或缓慢回弹,避免回弹力对人员造成伤害。

上述现有技术存在的问题是：

1.由于需要在上下安装座套管【即通常所述的上下转向管柱】增设弹簧及其相应的结构，转向管柱的结构复杂，制造加工和安装困难；此外受螺旋弹簧特性的制约，该技术并不能完全使压缩后的弹簧不发生回弹，因此驾驶员依旧存在因弹簧的回弹而受到二次伤害的可能。

2.吸能结构工作后，转向系统复位困难，汽车转向系统失去了操作功能，因此触发吸能结构工作的剪断销切断强度较高，降低了吸能结构对驾驶员的保护作用，同时由于吸能结构工作后转向系统失去了操作功能，减少了一些情况下【例如在人因稀少的地方撞到了路边的障碍物等】驾驶员的自救机会，也不利于降低道路清理疏通成本。

发明内容

本发明的第一个发明目的是要解决现有技术带吸能结构的安全转向管柱结构所存在的转向管柱结构复杂，制造加工和安装困难，驾驶员存在因弹簧的回弹而受到二次伤害可能的技术问题，提供一种结构简单、可以有效避免发生弹簧回弹伤害驾驶员的事件的安全转向管柱结构；本发明第二个发明目的是要解决现有技术带吸能结构的安全转向管柱结构触发吸能结构工作的剪断销切断强度较高，降低了吸能结构对驾驶员的保护性能，同时吸能结构工作后转向系统失去了操作功能，减少了一些情况下驾驶员的自救机会，也不利于降低道路清理疏通成本的技术问题，提供一种剪断销剪断强度低、转向系统操作功能容易恢复因此对驾驶员保护作用好的一种安全转向管柱结构。

为解决现有技术吸能型转向管柱结构所存在的转向管柱的结构复杂，制造加工和安装困难，驾驶员存在因弹簧的回弹而受到二次伤害可能的技术问题，本发明采用的技术方案是：一种安全转向管柱结构，包括转向管柱总成，转向管柱总成上安装支架，转向管柱总成下安装支架，固定在车身上的安装支架底座；转向管柱总成包括上转向管柱和滑动套置在上转向管柱内的下转向管柱；转向管柱总成上安装支架的一端与上转向管柱上端固连，转向管柱总成上安装支架的另一端通过一剪断销和安装支架底座固连；此外它还包括有气弹簧，所述气弹簧包括气弹簧压力管和气弹簧活塞杆，所述气弹簧压力管的上端与安装支架底座相连；转向管柱总成下安装支架的一端和气弹簧活塞杆的下端相连，转向管柱总成下安装支架的另一端和上转向管柱的下端固连。

本发明，当汽车碰撞导致驾驶员和方向盘出现碰撞，驾驶员和方向盘的碰撞力足够大时，剪断销被切断或与安装支架底座脱离，导致转向管柱总成上安装支架和安装支架底座分离，方向盘在人体惯性作用下带着上转向管柱及相应的转向轴向下移动，拉动气弹簧的活塞杆向下伸长。这样，一方面剪断销限定了驾驶员和方向盘碰撞时受到的最大撞击力，另一方面气弹簧可以防止驾驶员因突然失去支撑而发生头部撞向车身受伤的情况出现、并可使驾驶员所受撞击力连续降低，气弹簧可防止驾驶员因为弹簧回弹作用而受伤，因此本发明具有很高的安全防护作用。本发明采用的气弹簧，例如随意停气弹簧，可以有效避免发生弹簧回弹伤害驾驶员的事件，且气弹簧安装在转向管柱之外、转向管柱和车身之间的原有空间位置，本发明整体结构简单，不用改变转向管柱的管径等结构要素，因此不会增加转向管柱的制造加工和安装难度，有利于降低安全转向管柱结构的制造成本，提高转向系统的工作可靠性。

作为优选，所述安装支架底座包括与车身相固连的底座固定部、上安装支架固定部、气弹簧固定部；底座固定部、上安装支架固定部和气弹簧固定部均为一种U形元件，上安装支架固定部U形的底部和底座固定部上端U形的底部背靠背固连，气弹簧固定部U形的底部和底座固定部下端U形的底部背靠背固连；转向管柱总成上安装支架为与上安装支架固定部适配的U形安装支架，转向管柱总成上安装支架U形的两个侧壁通过剪断销和上安装支架固定部U形的两个侧壁固连，上安装支架固定部U形的底部和上转向管柱固连；气弹簧压力管的上端和气弹簧固定部U形的两个侧壁相连。本优选方案，结构简单，制造安装容易。

作为优选，以实现解决现有技术带吸能结构的安全转向管柱结构触发吸能结构工作的剪断销切断强度较高，降低了吸能结构对驾驶员的保护作用，同时吸能结构工作后转向系统失去了操作功能，减少了一些情况下驾驶员的自救机会，也不利于降低道路清理疏通成本的技术问题的发明目的，本发明采用以下技术加以解决：所述上安装支架固定部U形的两个侧壁上相对设有与上转向管柱轴线平行的长孔；相应地，转向管柱总成上安装支架U形的两个侧壁上相对固定有两根防脱定位销，防脱定位销的里端间隙配合地伸在上安装支架固定部上对应的长孔里；所述气弹簧压力管上端和气弹簧固定部U形的两个侧壁固连，气弹簧压力管的轴线和上转向管柱的轴线平行。采用本优选方案，吸能结构工作时，上转向管柱沿其安装轴线向下移动，碰撞后上转向管柱容易反向拉回到初始位置，并由随意停气弹簧支撑在初始位置上，因此转向系统操作功能容易恢复，这样剪断销的切断强度可以设计得比传统强度低得多，从而大大提高吸能结构对驾驶员的保护作用，以及车辆碰撞后驾驶员的自救机会，降低道路清理疏通成本。

作为优选，防脱定位销的外端和转向管柱总成上安装支架U形的侧壁螺纹连接。本优选方案，结构简单，安装方便。

作为优选，气弹簧活塞杆的下端与转向管柱总成下安装支架铰接。本优选方案，有利于气弹簧压力管和气弹簧活塞杆顺利滑动，结构合理，便于气弹簧活塞杆和转向管柱总成下安装支架的安装连接。

综上所述，本发明带来的有益效果是：转向管柱结构简单，制造加工和安装难度低、可靠性高；触发安全转向管柱的吸能结构工作的剪断销的切断强度低、且不存在驾驶员因为吸能结构中的弹簧回弹而受到伤害的可能、转向系统具有较高的复原可能性可以有效增加一些条件下驾驶员自救机会、降低道路清理疏通成本，因此本发明对驾驶员的安全保护作用高。

附图说明

图1是本发明的一种结构示意图；

图2是防脱定位销安装结构示意图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

如图1所示，本发明包括转向管柱总成，转向管柱总成上安装支架3，转向管柱总成下安装支架4，固定在车身上的安装支架底座5和气弹簧6。转向管柱总成包括上转向管柱1和滑动套置在上转向管柱1内的下转向管柱2，具体结构因系公知技术在此不做赘述；气弹簧6为随意停气弹簧，包括气弹簧压力管6.1和气弹簧活塞杆6.2，具体结构因系公知技术在此不做赘述；所述安装支架底座5包括与车身相固连的底座固定部5.1、上安装支架固定部5.2、气弹簧固定部5.3；底座固定部5.1、上安装支架固定部5.2和气弹簧固定部5.3均为一种U形元件，上安装支架固定部5.2U形的底部和底座固定部5.1上端U形的底部背靠背【即指两个U形的底部的外表面靠贴在一起】固连，气弹簧固定部5.3U形的底部和底座固定部5.1下端U形的底部背靠背固连，且这三个U形元件的U形的对称平面共面；转向管柱总成上安装支架3为与上安装支架固定部5.2适配的U形安装支架，转向管柱总成上安装支架3U形的两个侧壁通过一剪断销9和上安装支架固定部5.2U形的两个侧壁固连，具体固连接结构因系公知技术在此不做赘述；所述上安装支架固定部5.2U形的两个侧壁上还相对设有与上转向管柱1轴线平行的长孔5.2.1；相应地，转向管柱总成上安装支架3U形的两个侧壁上相对固定有两根防脱定位销7，如图2所示，防脱定位销7的里端间隙配合地伸在上安装支架固定部5.2上对应的长孔5.2.1里，防脱定位销7的外端和转向管柱总成上安装支架3U形的侧壁螺纹连接；上安装支架固定部5.2U形的底部和上转向管柱1固连，具体固连结构因系公知技术在此不做赘述；所述气弹簧压力管6.1的上端插置在气弹簧固定部5.3U形的两侧壁之间并与气弹簧固定部5.3焊连在一起从而与安装支架底座5相连在一起，且气弹簧压力管6.1的轴线【即气弹簧活塞杆6.2的轴线】和上转向管柱1的轴线平行；转向管柱总成下安装支架4为一种U形元件，其U形的两个侧壁的自由端与上转向管柱1的下端之间设有一个固定圆环10，固定圆环10和上转向管柱1的下端焊连在一起，转向管柱总成下安装支架4U形的两个侧壁的自由端和固定圆环10焊连在一起，从而使转向管柱总成下安装支架4和上转向管柱1的下端固连在一起；所述气弹簧活塞杆6.2的下端通过固定在转向管柱总成下安装支架4U形底部一端的销轴8和转向管柱总成下安装支架4铰接相连。

Claims

1.一种安全转向管柱结构，包括：转向管柱总成、转向管柱总成上安装支架（3）、转向管柱总成下安装支架（4）、以及固定在车身上的安装支架底座（5）；转向管柱总成包括上转向管柱（1）和滑动套置在上转向管柱（1）内的下转向管柱（2）；转向管柱总成上安装支架（3）的一端与上转向管柱（1）上端固连，转向管柱总成上安装支架（3）的另一端通过一剪断销（9）和安装支架底座（5）固连，其特征是：它还包括有气弹簧（6），所述气弹簧（6）包括气弹簧压力管（6.1）和气弹簧活塞杆（6.2），所述气弹簧压力管（6.1）的上端与安装支架底座（5）相连；转向管柱总成下安装支架（4）的一端和气弹簧活塞杆（6.2）的下端相连，转向管柱总成下安装支架（4）的另一端和上转向管柱（1）的下端固连。

2.根据权利要求1所述的安全转向管柱结构，其特征是：所述安装支架底座（5）包括与车身相固连的底座固定部（5.1）、上安装支架固定部（5.2）、气弹簧固定部（5.3）；底座固定部（5.1）、上安装支架固定部（5.2）和气弹簧固定部（5.3）均为一种U形元件。

3.根据权利要求2所述的安全转向管柱结构，其特征是：上安装支架固定部（5.2）U形的底部和底座固定部（5.1）上端U形的底部背靠背固连，气弹簧固定部（5.3）U形的底部和底座固定部（5.1）下端U形的底部背靠背固连。

4.根据权利要求2所述的安全转向管柱结构，其特征是：转向管柱总成上安装支架（3）为与上安装支架固定部（5.2）适配的U形安装支架，转向管柱总成上安装支架（3）U形的两个侧壁通过剪断销（9）和上安装支架固定部（5.2）U形的两个侧壁固连，上安装支架固定部（5.2）U形的底部和上转向管柱（1）固连。

5.根据权利要求2所述的安全转向管柱结构，其特征是：气弹簧压力管（6.1）的上端和气弹簧固定部（5.3）U形的两个侧壁相连。

6.根据权利要求4所述的安全转向管柱结构，其特征是：所述上安装支架固定部（5.2）U形的两个侧壁上相对设有与上转向管柱（1）轴线平行的长孔（5.2.1）；相应地，转向管柱总成上安装支架（3）U形的两个侧壁上相对固定有两根防脱定位销（7），防脱定位销（7）的里端间隙配合地伸在上安装支架固定部（5.2）上对应的长孔（5.2.1）里；相应地所述气弹簧压力管（6.1）上端和气弹簧固定部（5.3）U形的两个侧壁固连，气弹簧压力管（6.1）的轴线和上转向管柱（1）的轴线平行。

7.根据权利要求6所述的安全转向管柱结构，其特征是：防脱定位销（7）的外端和转向管柱总成上安装支架（3）U形的侧壁螺纹连接。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的安全转向管柱结构，其特征是：气弹簧活塞杆（6.2）的下端与转向管柱总成下安装支架（4）铰接。