CN102874298B - 一种吸能转向管柱 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种吸能转向管柱，包括上轴总成和下轴总成；其中上轴总成包括一上轴套管和将上轴套管固定在车架上的固定座；下轴总成包括一连接电机总成的固定法兰；在上轴套管和固定法兰之间设有一吸能弹簧；所述固定座通过剪切销固定在车架上；在所述上轴套管和固定法兰之间设有一卡接结构；所述卡接结构包括至少在上轴套管或固定法兰上的卡扣和至少在上轴套管或固定法兰上的卡槽；所述卡扣和卡槽成对并相互适配。当车辆发生碰撞时，上轴总成在冲击力作用下使上固定支架上的剪切销发生剪切断开，上轴总成溃缩并压缩吸能弹簧，使上轴总成通过所述卡接机构锁定在下轴总成上，防止上轴总成回弹而造成人员的二次伤害。

Description

一种吸能转向管柱

技术领域

本发明涉及一种汽车的转向机构，特别是涉及一种车辆转向机构中的吸能转向管柱结构。

背景技术

随着经济的发展，汽车为人们的日常生活生活提供了极大的便利。但同时，汽车在使用中由于操作不当而造成许多车辆交通事故，特别是车辆发生下面碰撞时，汽车的转向管柱会对驾驶员胸部造成严重伤害。为了避免这类风险的发生，人们设计出多种类型的吸能式转向管柱系统。公告号为CN101298254A的中国发明专利公开了一种汽车吸能转向管柱,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。该发明通过增加的弹簧、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,使作用于人体的碰撞能量减少,从而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。

但上述发明的技术方案中的弹簧仍回回弹，回弹力对人员造成伤害的隐患依然存在，特别当车辆产生碰撞时，使下安装座套管产生位移并影响橡胶套管对阻尼孔的关闭，难以避免转向管柱回弹对人员造成伤害。另外，由于该技术方案是通过增加一负压机构对弹簧的回弹进行抑制，其结构复杂，可靠性差。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种吸能转向管柱，其通过在上安装座套管和下安装座套管之间增加一卡接机构，使碰撞压缩后的弹簧即时锁定，防止转向管柱回弹造成人员的二次伤害。 

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种吸能转向管柱，包括上轴总成和下轴总成；其中上轴总成包括一上轴套管和将上轴套管固定在车架上的固定座；下轴总成包括一连接电机总成的固定法兰；在上轴套管和固定法兰之间设有一吸能弹簧；所述固定座通过剪切销固定在车架上；在所述上轴套管和固定法兰之间设有一卡接结构；所述卡接结构包括至少在上轴套管或固定法兰上的卡扣和至少在上轴套管或固定法兰上的卡槽；所述卡扣和卡槽成对并相互适配。当车辆发生碰撞时，上轴总成在冲击力作用下使上固定支架上的剪切销发生剪切断开，上轴总成溃缩并压缩吸能弹簧，使上轴总成通过所述卡接结构锁定在下轴总成上，防止上轴总成回弹而造成人员的二次伤害。

为了使上轴总成均匀可靠地锁定在下轴总成的固定法兰上，所述卡扣和卡槽至少为三对并呈周向均布。

作为本发明一种优选技术方案。所述卡扣设置在所述上轴套管上；所述固定法兰还设有一向上轴套管延伸的卡接盘，所述卡槽设置在所述卡接盘上的卡接槽部上。使卡接结构的布置更加合理。

具体地，所述卡槽至少包括一位于卡槽底部的承接面；所述卡扣包括一柄部和一头部；所述头部凸出于所述柄部，包括一卡接面和至少一导向面；所述承接面与卡接面在卡接后相互触接。使卡扣通过导向面与卡槽进行准确地卡接，并通过承接面与卡接面的相互触接进行锁定。

作为本发明进一步的优选技术方案。所述卡槽为从卡槽口部到卡槽底部向外倾斜的斜槽；所述卡扣的头部凸出于所述柄部的内侧；所述卡槽的倾斜角为5～10度。该结构的卡接结构，由于卡槽呈向外倾斜，使该卡槽在卡槽的外侧上边形成一凸角。当使卡扣和卡槽在锁定后，上轴套管在吸能弹簧的回弹力作用下回弹，使卡扣以所述凸角为支点进行转动，使卡扣与卡槽更加贴紧。从而防止卡扣在吸能弹簧的回弹力作用下从卡槽中脱出，使上轴总成更加可靠地卡接在固定法兰上。

作为本发明一种优选的技术方案，在固定法兰外周面上设有一限位面，所述限位面对应于所述卡槽的下开口并至少部分轴向投影在所述头部底面；所述限位面与所述卡槽底面的距离大于所述卡扣头部的高度1～5毫米。

本发明的技术方案，有效地利用了卡接结构，克服了现有吸能转向管柱存在的一些缺陷。并更进一步巧妙地利用吸能弹簧的回弹力，使卡扣头部向内侧回转，使卡扣与卡槽的卡接结合更加紧密可靠，防止卡扣从卡槽中脱出。通过本发明的技术方案有效地防止上轴总成在溃缩后回弹，造成人员的二次伤害问题。

附图说明

图1为本发明实施例一的结构示意图。

图2为本发明实施例一的卡接结构示意图。

图3为本发明实施例一的卡接结构示意图。

图4为本发明实施例一的卡接结构局部剖面图。

图5为本发明实施例二的卡接结构局部剖面图。

其中，上轴总成1、上轴101、上轴套管102、上支架103、座架104、剪切销105、卡扣106、柄部1061、头部1062、卡接面1063、导向面1064、下轴总成2、下轴201、固定法兰202、限位面2021、固定孔部2022、卡接盘203、卡槽2031、承接面2032、凸角2033、卡槽部2034、吸能弹簧3。 

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。

具体实施方式

实施例一

参见图1，一种吸能转向管柱，包括上轴总成1和下轴总成2。其中上轴总成1包括一上轴101、套设在上轴101上的上轴套管102和将上轴套管102固定在车架上的固定座。固定座包括与上轴套管102固定的上支架103和与车架固定的座架104。上支架103与座架104采用聚氨脂剪切销105连接。下轴总成2包括一下轴201、与下轴201连接的电机总成（图上未示）和用于电机总成的固定法兰202。固定法兰202和上轴套管102分别套设在下轴201和上轴101上。

参见图2和图3，在固定法兰202设有周向均布的三个固定孔部2022。在该固定法兰202上设有向上轴套管101方向延伸的卡接盘203。在该卡接盘203周向均布有三个卡槽部2034。该三个卡槽部2034与三个固定孔部2022呈周向间隔均布。在卡接盘203和上轴套管102之间设有一吸能弹簧3，使上轴总成1能在克服剪切销105的剪切力和吸能弹簧3弹性力后向下轴总成2移动。

在上轴套管102与卡接盘203的相对端的圆周上均匀设有三个卡扣106。该卡扣106包括一柄部1061和一头部1062。该头部1062向卡扣106外侧凸出，设有一个卡接面1063和与该卡接面相邻的导向面1064。

在卡接盘203的三个卡接槽部2034上分别设有卡槽2031。该卡槽2031与上述卡扣106对应。卡槽2031径向宽度与卡扣106头部1062的径向厚度相等。三个卡槽2031的中心圆与三个卡扣106柄部1061的中心圆相等。卡槽2031贯穿卡接盘203至固定法兰202，在固定法兰202外周面上设有一限位面2021。该限位面2021对应于卡槽2031的下开口处，并与卡扣头部1062底面重叠。卡槽2031在卡接盘203的外侧底面为承接面2032。当卡扣106卡入卡槽2031中时，卡扣106的卡接面1063与卡槽2031的承接面2032在吸能弹簧3的作用下相互贴合。

参见图4，在本实施例中的卡槽2031为一直槽，其结构简单、加工方便。

当车辆碰撞时，上轴总成1在碰撞冲击力的作用下使连接上支架103与座架104的剪切销105发生断裂，使上轴总成1向下轴总成2方向溃缩，第一次吸收碰撞能量。由于在上轴套管102与卡接盘203之间的吸能弹簧3，上轴总成1在溃缩移动中通过吸能弹簧3进行二次吸能。设置在上轴套管102上的卡扣106在上轴总成1溃缩移动中卡入卡接盘203上的卡槽2031中。卡扣106先由导向面1064与卡槽2031外侧面上口沿接触，使卡扣106柄部1061发生弹性变形，使卡扣106在卡槽2031内侧面和外侧面的引导下滑入卡槽1031中。当卡扣106头部1062穿过卡槽2031底后，在弹性变形力作用下回弹，使卡扣106头部1062的卡接面1063卡入卡槽2031底上的承接面2032下，同时，由于限位面2021的存在，阻止了上轴总成1的继续前移。上轴总成1在吸能弹簧3的回弹力作用下回移，使卡接面1063与承接面2032接触压紧，完成上轴总成1与下轴总成2的卡接。上轴总成1不能在吸能弹簧3的回弹力作用下回弹，从而有效防止上轴总成1的回弹而造成人员的二次伤害。

实施例二

本实施例除卡扣106和卡槽2031的结构和布置不同外，其余均与实施例一相同。

参见图5，在本实施例中，卡槽2031为一向外倾斜的斜槽。卡扣106的头部1062朝内侧凸出。卡槽2031的倾斜角度为5度。卡槽2031的上口与卡扣106的头部1062对齐。由于卡槽2031呈向外倾斜，卡槽2031的上口外侧边形成一个凸角2033，卡槽的承接面2032为卡槽2031的内侧底面。本实施例的卡接结构可以防止吸能弹簧3回弹力过大时或转向管柱遭受侧向撞击时，卡扣106从卡槽2031中脱出。

车辆在发生碰撞时，上轴总成1在撞击力作用下，使剪切销105断裂并压缩吸能弹簧3进行溃缩，卡扣106从卡槽2031上口处插入并沿卡槽2031作弹性变形下移。当卡扣106头部1062到达卡槽2031下口时，卡扣106头部1062在卡扣1064柄部的变形回弹力作用下向卡槽2031内侧回弹并使卡扣106的卡接面1063卡入卡槽2031的承接面2032下，同时，由于限位面2021的存在，阻止了上轴总成1的继续前移。上轴总成1在吸能弹簧3回弹力作用下开始回移。此时，由于卡扣106的柄部1061在卡扣106卡入卡槽2031后与卡槽2031的凸角2033相抵，形成一个卡扣106的回转支点。卡扣106在吸能弹簧3的回弹力作用下，以该凸角2033为支点发生回转，使卡扣106的头部压向卡槽的内侧，使卡扣106与卡槽2031的连接更加牢固。因此，本实施例的卡接结构可更加可靠地防止上轴总成1的回弹而造成人员的二次伤害。

上述实施例是为了更清楚地理解本发明，并不作为对本发明权利的一种限制，在不脱离本发明宗旨的前提下，可以有各种各样的变化，所有这些对所述领域技术人员显而易见的修改将包括在本权利要求的范围之内。

Claims (7)

1.一种吸能转向管柱，包括上轴总成（1）和下轴总成（2）；其中上轴总成（1）包括一上轴套管（102）和将上轴套管（102）固定在车架上的固定座；下轴总成（2）包括一连接电机总成的固定法兰（202）；其特征在于：在上轴套管（102）和固定法兰（202）之间套设有一吸能弹簧（3）；所述上轴套管（102）和固定法兰（202）之间设有一卡接结构；且该卡接结构设于吸能弹簧（3）的两端，所述卡接结构包括至少在上轴套管（102）或固定法兰（202）上的卡扣（106）和至少在上轴套管（102）或固定法兰（202）上的卡槽（2031）；所述卡扣（106）和卡槽（2031）成对并相互适配。

2.根据权利要求1所述的转向管柱，其特征在于：所述卡扣（106）和卡槽（2031）至少为三对并呈周向均布。

3.根据权利要求1或2所述的转向管柱，其特征在于：所述卡扣（106）设置在所述上轴套管（102）上；所述固定法兰（202）还设有一向上轴套管（102）延伸的卡接盘（203），所述卡槽（2031）设置在所述卡接盘（203）上的卡接槽部（2034）上。

4.根据权利要求1或2所述的转向管柱，其特征在于：所述卡槽（2031）至少包括一位于卡槽（2031）底部的承接面（2032）；所述卡扣（106）包括一柄部（1061）和一头部（1062）；所述头部（1062）凸出于所述柄部（1061），包括一卡接面（1063）和至少一导向面（1064）；所述承接面（2032）与卡接面（1063）在卡接后相互触接。

5.根据权利要求3所述的转向管柱，其特征在于：所述卡槽（2031）至少包括一位于卡槽（2031）底部的承接面（2032）；所述卡扣（106）包括一柄部（1061）和一头部（1062）；所述头部（1062）凸出于所述柄部（1061），包括一卡接面（1063）和至少一导向面（1064）；所述承接面（2032）与卡接面（1063）在卡接后相互触接。

6.根据权利要求4所述的转向管柱，其特征在于：所述卡槽（2031）为从卡槽（2031）口部到卡槽（2031）底部向外倾斜的斜槽；所述卡扣（106）的头部（1062）凸出于所述柄部（1061）的内侧；所述卡槽（2031）的倾斜角为5～10度。

7.根据权利要求4所述的转向管柱，其特征在于：在固定法兰（202）外周面上设有一限位面（2021），所述限位面（2021）对应于所述卡槽（2031）的下开口并至少部分轴向投影在所述头部（1062）底面；所述限位面（2021）与所述卡槽（2031）底面的距离大于所述卡扣头部（1062）的高度1～5毫米。