CN102837724B - 一种汽车转向管柱溃缩防脱落机构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及汽车转向管柱技术领域，具体地说是一种汽车转向管柱溃缩防脱落机构，其特征在于：所述的吸能钢带的头部向上弯折并设有铆钉孔；所述的溃缩支架为在槽口向下的U形板的左、右两侧板的底部分别设有向外翻折的翼板，左、右两个翼板分别呈前高后低的阶梯状，翼板的后边缘设有向后方开口的“n”形缺口，对应铆钉孔处的U形板的顶板上沿前后向设有长槽孔。本发明同现有技术相比，零部件减少，结构简单，转向管柱在实现溃缩的同时也能避免掉落，加强转向管柱的频率和刚度；同时吸能钢带﹑调节支架与溃缩支架贴合面间有0.5毫米的间隙，减小了接触面间的摩擦，便于转向管柱溃缩。
Description
技术领域
本发明涉及汽车转向管柱技术领域，具体地说是一种汽车转向管柱溃缩防脱落机构。
背景技术
随着汽车工业的发展以及人们对汽车驾驶舒适性和安全性要求的提高，具有角度调节功能的溃缩吸能转向系统已逐步应用。在汽车发生剧烈的撞击时，驾驶者往往会因为强烈的停止作用而向前倾，人体的胸部会和方向盘发生碰撞，为了使遭到转向管柱冲击的驾驶者胸部所承受的冲击力减小，有些汽车把转向管柱设计成在撞击时因遭到外界挤压而发生二到三段的溃缩的形式，以分散一些因撞击由转向管柱传递到人体的冲击力。
目前国内的有些可溃缩转向管柱在转向管柱上还设有调节支架、钢带保持架、吸能钢带、滑脱块，参见图15，其中调节支架和滑脱块注塑连接，该调节支架固定在汽车横梁支架上，调节支架的中间向下凹陷，该凹陷处用来安置转向管柱，从而将转向管柱通过汽车横梁支架固定在汽车横梁上，同时通过调节手柄来实现转向管柱的角度调节功能；滑脱块通过螺栓连接在汽车横梁支架上，在溃缩时滑脱块不动，但滑脱块与调节支架的注塑连接被破坏，使调节支架脱落；吸能钢带一端通过螺栓与滑脱块一起安装在汽车横梁支架上，在溃缩时通过变形来吸能，吸能钢带另一端从钢带保持架中穿过，在转向管柱发生溃缩时，钢带保持架起到导向的作用。这种结构设计较简单，但是只实现了转向管柱的溃缩功能，并无防脱落功能，在溃缩时转向管柱会掉落对驾驶员进一步伤害，该可溃缩转向管柱的频率和刚度都不高，只适用于低端车型。
因此，作为汽车安全很重要的系统之一，在汽车发生正面碰撞时，转向管柱不仅需要通过发生溃缩来吸收冲击力，而且还需要在溃缩的同时防脱落，较大程度的减少转向系统对驾驶员的伤害。针对上述情况，目前国内又出现了可溃缩防脱转向管柱，参见图16，包括溃缩支架、吸能钢带、钢带保持架、调节支架、安装支架、铆钉等。其中，溃缩支架固定在汽车横梁上，同时溃缩支架上设有三条溃缩用长槽孔和钢带保持架孔，三个铆钉的底部分别穿过溃缩支架上的三条长槽孔后连接安装支架，且安装支架的底部焊接调节支架，而调节支架上也设有相应的钢带保持架孔并设有角度调节装置，转向管柱设于调节支架内，吸能钢带的一端穿过钢带保持架后依次穿过调节支架上的钢带保持架孔及安装支架后固定于溃缩支架上的钢带保持架孔内，这种结构在转向管柱溃缩时，溃缩支架保持不动，而包括调节支架、钢带保持架、安装支架、调节机构在内的上管柱总成则沿长槽孔移动，在溃缩时钢带保持架及长槽孔起到导向作用，吸能钢带起到吸能作用。虽然这种结构设计实现了转向管柱的溃缩防脱落功能，但零部件较多、占用空间大，且结构工艺复杂，质量重，成本高。
发明内容
本发明的目的是为克服现有技术的不足，通过结构改造来减少零部件，并在汽车横梁与转向管柱的短距离空间实现客户要求的溃缩距离，同时加强转向管柱的频率和刚度。
为实现上述目的，设计一种汽车转向管柱溃缩防脱落机构，包括转向管柱、溃缩支架、吸能钢带、调节支架、角度调节装置，其特征在于：所述的吸能钢带的头部向上弯折并设有铆钉孔；所述的溃缩支架为在槽口向下的U形板的左、右两侧板的底部分别设有向外翻折的翼板，左、右两个翼板分别呈前高后低的阶梯状，翼板的后边缘设有向后方开口的“n”形缺口，对应铆钉孔处的U形板的顶板上沿前后向设有长槽孔；所述的调节支架采用槽口向下的另一U形板，另一U形板顶部的水平板上的后部沿左右向设有间隙槽将水平板分隔成前、后水平板，对应长槽孔处的前水平板上设有钢带铆钉孔，且后水平板向下凹陷，前水平板与后水平板在水平面上的落差形成落差间隙，另一U形板的左、右两个侧板之间设有角度调节装置，另一U形板的左、右两个侧板的下半部分别向后延伸形成延伸板，左、右两个延伸板的顶部分别向左、右两侧翻折形成翻边，转向管柱从另一U形板的U形槽内穿过，且转向管柱位于角度调节装置的上方；溃缩支架的U形板的前侧底部嵌套在调节支架的水平板上，铆钉的杆部依次穿过吸能钢带的头部的铆钉孔、溃缩支架的长槽孔后固定于调节支架的钢带铆钉孔内，吸能钢带的弯折处绕过溃缩支架的前侧边及调节支架的前水平板的前侧边，吸能钢带的尾端穿过前水平板与后水平板之间的落差间隙，另一铆钉的底部穿过“n”形缺口后固定于调节支架的翻边上。
吸能钢带的头部的宽度大于吸能钢带其余部位的宽度，所述的铆钉孔沿吸能钢带的头部的左右向至少设两个。
调节支架的两个翻边的高度低于调节支架的后水平板。
所述的溃缩支架的前侧面位于同一垂直面上，溃缩支架的U形板的顶板的后侧长于翼板的后侧，U形板的左、右侧板的后侧边呈弧形。
溃缩支架上位于阶梯状高层的左、右翼板的前部分别设左横梁安装孔和右横梁安装孔；所述左横梁安装孔和右横梁安装孔分别采用圆孔，或者左横梁安装孔和右横梁安装孔分别采用圆孔和腰形孔。
一圆柱的外壁的轴向侧焊接在溃缩支架的顶板的前侧边上。
所述的调节支架的左、右侧板上分别设有弧形的角度调节槽；所述的角度调节装置的两轴端分别穿过调节支架的左、右侧板上的角度调节槽，且角度调节装置的一轴端上设有调节手柄；延伸板底部后侧设有一垂直于延伸板的扭簧臂固定板，在扭簧臂固定板上方的延伸板的后侧边上还设有扭簧臂卡边，扭簧臂卡边与延伸板在垂直面上设有夹角；所述的调节支架的左、右两块延伸板上还分别设有加强筋。
在溃缩支架上的“n”形缺口的前端和长槽孔的前端分别设有凸台。
所述的凸台高出溃缩支架的表面0.5mm。
所述的溃缩支架上的长槽孔的两端呈半圆形。
本发明同现有技术相比，零部件减少，结构简单，铆钉将吸能钢带、溃缩支架与调节支架铆接在一起，使汽车在发生碰撞时，转向管柱在实现溃缩的同时也能避免掉落，从而不会对驾驶员造成伤害；另外，固定于调节支架的翻边上的另一铆钉在汽车未发生碰撞时，另一铆钉的头部卡接住溃缩支架的尾部，其设计意图是为了加强转向管柱的频率和刚度；同时吸能钢带﹑调节支架与溃缩支架贴合面间有0.5毫米的间隙，减小了接触面间的摩擦，便于转向管柱溃缩。
附图说明
图1为本发明的分解示意图。
图2为本发明中溃缩支架的主视图。
图3为图2的右视图。
图4为图2的俯视图。
图5为本发明中调节支架的俯视图。
图6为本发明中调节支架的右视图。
图7为本发明中调节支架的后视图。
图8为本发明中溃缩支架与调节支架组合后的结构示意图。
图9为图8的右视图。
图10为图8所示的A-A剖视图。
图11为本发明的立体结构示意图。
图12为本发明的侧视图。
图13为本发明的俯视图。
图14为本发明固定于横梁中的结构示意图。
图15为现有的可溃缩转向管柱的结构示意图。
图16为现有的可溃缩防脱转向管柱的结构示意图。
具体实施方式
现结合附图对本发明作进一步地说明。
实施例1
参见图1，本发明包括转向管柱、溃缩支架、吸能钢带、调节支架、角度调节装置，其中吸能钢带4的头部向上弯折并设有至少一个铆钉孔4-2。本例中吸能钢带的头部的宽度大于吸能钢带其余部位的宽度，这样便于将铆钉4-1沿吸能钢带的头部的左右向设两个，这样可保证溃缩时转向管柱的直线运动，防止只有一个铆钉4-1时吸能钢带可能产生的旋转运动，提高吸能钢带移动时的稳定性及增加拉力。
参见图2～图4，所述的溃缩支架3为在槽口向下的U形板的左、右两侧板的底部分别设有向左、右两侧翻折的翼板3-7，左、右两个翼板3-7分别呈前高后低的阶梯状，本发明中以转向管柱连接方向盘的一端作为前方，溃缩支架3上位于阶梯状高层的左、右翼板3-7的前部分别设左横梁安装孔3-5和右横梁安装孔3-6。所述的左横梁安装孔3-5和右横梁安装孔3-6分别采用圆孔，或者左横梁安装孔3-5和右横梁安装孔3-6分别采用圆孔和腰形孔，这种圆孔和腰形孔的组合是为了消除零部件之间累积公差而设计的。左、右翼板3-7的后边缘还分别设有向后方开口的“n”形缺口3-2，这种开口设计是用于溃缩的；对应铆钉孔4-2处的U形板的顶板上沿前后向设有长槽孔3-1，长槽孔3-1的两端呈半圆形；在溃缩支架3上的“n”形缺口3-2的前端和长槽孔3-1的前端分别设有高出溃缩支架的表面0.5mm的凸台3-8，这个凸台3-8的位置也即铆钉的初始安装位置，这样当溃缩发生后，铆钉4-1会滑下凸台3-8，铆钉4-1带着吸能钢带4及调节支架2沿溃缩支架3的长槽孔3-1滑动，此时吸能钢带4﹑调节支架2与溃缩支架3贴合面间有分别有0.5mm的间隙，减小了接触面间的摩擦，便于转向管柱溃缩。
所述的溃缩支架3的前侧面位于同一垂直面上，且一圆柱3-4的外壁的轴向侧焊接在溃缩支架3的顶板的前侧边上，这样吸能钢带4能从圆滑的圆柱3-4外表面滑过，减少了吸能钢带4运动时的摩擦阻力，便于吸能钢带4的吸能变形。另外，溃缩支架3的U形板的顶板的后侧长于左、右翼板3-7的后侧，其顶板长度受溃缩距离大小的影响，溃缩距离越大，则溃缩支架的长槽孔3-1越长，而开槽越长，需要的顶板长度越大；溃缩支架3的左、右翼板3-7的后侧端面位置取决于转向管柱1与汽车横梁间的空间大小。U形板的左、右侧板的后侧边呈弧形是为了减重。这样溃缩支架3的顶板的长度能保证溃缩支架3和转向管柱1之间连接的强度，同时U形板的左、右侧板与调节支架2的左、右侧板间是间隙配合，从而当转向管柱1发生溃缩时，能减少两者之间的摩擦力。
参见图5～图7，所述的调节支架2采用槽口向下的另一U形板， 另一U形板顶部的水平板上的后部沿左右向设有间隙槽2-6将水平板分隔成前、后水平板，对应长槽孔3-1处的前水平板2-1上设有钢带铆钉孔2-4，且后水平板2-2向下凹陷，前水平板2-1与后水平板2-2在水平面上的落差形成落差间隙2-7，另一U形板的左、右两个侧板之间设有角度调节装置5用于调节转向管柱的角度，另一U形板的左、右两个侧板的下半部分别向后延伸形成延伸板2-8，左、右两个延伸板2-8的顶部分别向外翻折形成翻边2-3，调节支架2的左、右两个翻边2-3上对应“n”形缺口3-2处分别设有另一铆钉孔2-5。转向管柱1从调节支架2的另一U形板的U形槽内穿过，转向管柱1位于角度调节装置5的上方。
参见图8～图13，溃缩支架3的U形板的前侧底部嵌套在调节支架2的水平板上，铆钉4-1的杆部依次穿过吸能钢带的头部的铆钉孔4-2、溃缩支架3的长槽孔3-1后固定于调节支架2的钢带铆钉孔2-4内，吸能钢带4的弯折处绕过溃缩支架3的前侧边的圆柱3-4及调节支架2的前水平板的前侧边，吸能钢带4的尾端穿过前水平板2-1与后水平板2-2之间的落差间隙2-7，这样后水平板2-2能给吸能钢带4起到一定的承托力，另一铆钉3-3的底部穿过“n”形缺口3-2后固定于调节支架2的翻边2-3上的另一铆钉孔2-5内。
调节支架2的两个翻边2-3的高度低于调节支架的后水平板2-2，且翻边2-3的高度由溃缩支架的左、右翼板3-7后部的下表面的高度决定。这样在汽车未发生碰撞时，溃缩支架与调节支架之间既通过铆钉4-1将两者上部的中间位置进行连接，又能通过另一铆钉3-3将两者下部的两侧进行定位，形成近似三角形或等边梯形的稳固关系，加强了转向管柱的固有频率和刚度。
所述的调节支架2的左、右侧板上分别设有弧形的角度调节槽2-9，所述的角度调节装置5的两轴端分别穿过调节支架2的左、右侧板上的角度调节槽2-9，且角度调节装置5的一轴端上还设有调节手柄5-1；延伸板2-8底部后侧设有一垂直于延伸板2-8的扭簧臂固定板2-12，在扭簧臂固定板2-12上方的延伸板2-8的后侧边上还设有扭簧臂卡边2-11，扭簧臂卡边2-11与延伸板2-8在垂直面上设有夹角，扭簧5-2的一臂的外端连接在角度调节装置5的凸轮上，扭簧5-2的另一臂的一端固定在扭簧臂固定板2-12上，且扭簧5-2的另一臂卡在扭簧臂卡边2-11与延伸板2-8之间的夹角内对扭簧5-2起一个稳固作用。另外在调节支架2的延伸板2-8上还设有加强筋2-10。如要调节转向管柱1的角度时，可松开调节手柄5-1，使调节支架2的左、右侧壁与角度调节装置之间留有间隙，从而方便驾驶员调节转向管柱1的角度，调节完后再锁住调节手柄5-1。
参见图14，在安装于汽车横梁7上时，可将一端固定于汽车横梁7上的左、右两个横梁安装支架6底端分别与溃缩支架3上的左横梁安装孔3-5和右横梁安装孔3-6通过螺栓连接。因此，溃缩支架3连同调节支架2使转向管柱1固定于汽车横梁7上，转向管柱1溃缩时，调节支架2带动吸能钢带4沿溃缩支架3上的长槽孔3-1滑动，而溃缩支架3则固定于汽车横梁7上保持不动。又由于溃缩支架3的左、右两个翼板3-7分别呈前高后底的阶梯状，而且调节支架2上的翻边2-3位置也较低，因此调节支架2在溃缩时其上的另一铆钉3-3与上方的横梁安装支架6的底平面之间是有间隙的，不会产生干涉。
Claims (10)
1.一种汽车转向管柱溃缩防脱落机构，包括转向管柱、溃缩支架、吸能钢带、调节支架、角度调节装置，其特征在于：所述的吸能钢带（4）的头部向上弯折并设有铆钉孔（4-2）；所述的溃缩支架（3）为在槽口向下的U形板的左、右两侧板的底部分别设有向外翻折的翼板（3-7），左、右两个翼板（3-7）分别呈前高后低的阶梯状，翼板（3-7）的后边缘设有向后方开口的“n”形缺口（3-2），对应铆钉孔（4-2）处的U形板的顶板上沿前后向设有长槽孔（3-1）；所述的调节支架（2）采用槽口向下的另一U形板，另一U形板顶部的水平板上的后部沿左右向设有间隙槽（2-6）将水平板分隔成前、后水平板，对应长槽孔（3-1）处的前水平板（2-1）上设有钢带铆钉孔（2-4），且后水平板（2-2）向下凹陷，前水平板（2-1）与后水平板（2-2）在水平面上的落差形成落差间隙（2-7），另一U形板的左、右两个侧板之间设有角度调节装置（5），另一U形板的左、右两个侧板的下半部分别向后延伸形成延伸板（2-8），左、右两个延伸板（2-8）的顶部分别向左、右两侧翻折形成翻边（2-3），转向管柱（1）从另一U形板的U形槽内穿过，且转向管柱（1）位于角度调节装置（5）的上方；溃缩支架（3）的U形板的前侧底部嵌套在调节支架（2）的水平板上，铆钉（4-1）的杆部依次穿过吸能钢带的头部的铆钉孔（4-2）、溃缩支架（3）的长槽孔（3-1）后固定于调节支架（2）的钢带铆钉孔（2-4）内，吸能钢带（4）的弯折处绕过溃缩支架（3）的前侧边及调节支架（2）的前水平板（2-1）的前侧边，吸能钢带（4）的尾端穿过前水平板（2-1）与后水平板（2-2）之间的落差间隙（2-7），另一铆钉（3-3）的底部穿过“n”形缺口（3-2）后固定于调节支架（2）的翻边（2-3）上。
2.如权利要求1所述的一种汽车转向管柱溃缩防脱落机构，其特征在于：吸能钢带的头部的宽度大于吸能钢带其余部位的宽度，所述的铆钉孔（4-2）沿吸能钢带的头部的左右向至少设两个。
3.如权利要求1所述的一种汽车转向管柱溃缩防脱落机构，其特征在于：调节支架（2）的两个翻边（2-3）的高度低于调节支架的后水平板（2-2）。
4.如权利要求1所述的一种汽车转向管柱溃缩防脱落机构，其特征在于：所述的溃缩支架（3）的前侧面位于同一垂直面上，溃缩支架（3）的U形板的顶板的后侧长于翼板（3-7）的后侧，U形板的左、右侧板的后侧边呈弧形。
5.如权利要求1所述的一种汽车转向管柱溃缩防脱落机构，其特征在于：溃缩支架（3）上位于阶梯状高层的左、右翼板（3-7）的前部分别设左横梁安装孔（3-5）和右横梁安装孔（3-6）；所述左横梁安装孔（3-5）和右横梁安装孔（3-6）分别采用圆孔，或者左横梁安装孔（3-5）和右横梁安装孔（3-6）分别采用圆孔和腰形孔。
6.如权利要求1所述的一种汽车转向管柱溃缩防脱落机构，其特征在于：一圆柱（3-4）的外壁的轴向侧焊接在溃缩支架（3）的顶板的前侧边上。
7.如权利要求1所述的一种汽车转向管柱溃缩防脱落机构，其特征在于：所述的调节支架（2）的左、右侧板上分别设有弧形的角度调节槽（2-9）；所述的角度调节装置（5）的两轴端分别穿过调节支架（2）的左、右侧板上的角度调节槽（2-9），且角度调节装置（5）的一轴端上设有调节手柄（5-1）；延伸板（2-8）底部后侧设有一垂直于延伸板（2-8）的扭簧臂固定板（2-12），在扭簧臂固定板（2-12）上方的延伸板（2-8）的后侧边上还设有扭簧臂卡边（2-11），扭簧臂卡边（2-11）与延伸板（2-8）在垂直面上设有夹角；所述的调节支架（2）的左、右两块延伸板（2-8）上还分别设有加强筋（2-10）。
8.如权利要求1所述的一种汽车转向管柱溃缩防脱落机构，其特征在于：在溃缩支架（3）上的“n”形缺口（3-2）的前端和长槽孔（3-1）的前端分别设有凸台（3-8）。
9.如权利要求8所述的一种汽车转向管柱溃缩防脱落机构，其特征在于：所述的凸台（3-8）高出溃缩支架的表面0.5mm。
10.如权利要求1所述的一种汽车转向管柱溃缩防脱落机构，其特征在于：所述的溃缩支架上的长槽孔（3-1）的两端呈半圆形。
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