CN108327778A - 一种转向管柱 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种转向管柱，其中包括，下端与转向器传动连接的第一轴、上端与方向盘传动连接的第二轴和用于连接第一轴的上端与第二轴的下端的连接衬套；连接衬套与第一轴的上端同轴连接；连接衬套的内臂上设有内花键部，连接衬套的外周上设有条形缝隙，形成一个横截面为C字形的结构；连接衬套的外周上设有若干对连接耳，每对连接耳均位于条形缝隙的两侧且通过螺栓连接；第二轴的下端设有连接部，连接部的外周由部分圆柱面和平面围成，部分圆柱面上设有与内花键部配合的外花键部；连接部部分插设在连接衬套内。本发明能够提高转向系统在碰撞时的溃缩量，且不会在怠速时发生振动。

Description

一种转向管柱

技术领域

本发明涉及汽车零部件技术领域，特别是一种转向管柱。

背景技术

转向系统是汽车行驶时提供转向力，从安全性设计考虑，发生前部碰撞的时候，防止前围板的挤压，为了增大驾驶员的存活空间，转向管柱都设计了压溃式转向管柱，起到碰撞吸能作用。

现有技术中，转向管柱设计为空心结构，一般由上轴、下轴及轴管组合而成，结构复杂，而且为了满足管柱本身的结构强度，粗度一般相对实心管粗2-2.5倍。此外，由于结构复杂，部分零件模态较低，容易在怠速产生振动。转向器受力挤压，直接通过转向器总成、转向轴带万向节总成传递到转向管柱总成，转向管柱设计为可压缩结构，由注塑机构、管柱总成、上轴等三大件组合而成，管柱总成是固定在车身上不动的，其他两结构可在管柱总成内部窜动，外力足够大时进行溃缩吸能，但溃缩长度有限，不利于在碰撞发生时保障驾驶员生存空间。

现有技术中存在以下缺陷：

(1)、怠速时容易产生振动；

(2)、碰撞产生时，转向系统的溃缩长度有限，不利于保障驾驶员生存空间。

如何克服上述缺陷，是本领域技术人员亟待解决的重要问题之一。

发明内容

本发明的目的是提供一种转向管柱，以解决现有技术中的不足，它能够的车辆前部发生碰撞时防止前围板的挤压，能够保证在碰撞时依然能够有较大的驾驶舱空间。

本发明提出了一种转向管柱，其中包括，下端与转向器传动连接的第一轴、上端与方向盘传动连接的第二轴和用于连接所述第一轴与所述第二轴的连接衬套；

所述连接衬套与所述第一轴的上端同轴连接；所述连接衬套内设有内花键部，所述连接衬套的外周上设有条形缝隙，形成一个横截面为C字形的结构；所述连接衬套的外周上设有若干对连接耳，每对所述连接耳均位于所述条形缝隙的两侧且通过螺栓连接；

所述第二轴的下端设有连接部，所述连接部的外周由部分圆柱面和平面围成，所述部分圆柱面上设有与所述内花键部配合的外花键部；所述连接部插设在所述连接衬套内。

如上所述的转向管柱，其中，优选的是，所述连接部的下端还设有限位台。

如上所述的转向管柱，其中，优选的是，所述连接耳的数量为四个，且两个为一对设置在所述连接衬套的外周的两端处。

如上所述的转向管柱，其中，优选的是，还包括导向架，所述第二轴穿过所述导向架，所述导向架固定设置在车身地板上。

如上所述的转向管柱，其中，优选的是，还包括连接盘和转向柱；

所述第二轴的上端设有V形架，所述V形架通过螺栓与所述连接盘传动连接；

所述连接盘上同轴设有导向杆，所述导向杆的一端与所述第二轴连接。

如上所述的转向管柱，其中，优选的是，所述连接盘与所述转向柱通过万向传动装置连接；

所述万向传动装置包括第一万向节叉、十字轴和第二万向节叉，所述第一万向节叉的一端与所述导向杆连接，另一端通过十字轴与所述第二万向节叉连接，所述第二万向节叉远离所述十字轴的一端与所述转向柱传动连接。

如上所述的转向管柱，其中，优选的是，所述转向柱上设有支架，所述支架与仪表台管梁固定安装，所述仪表台管梁固定安装在车身前围板上。

如上所述的转向管柱，其中，优选的是，所述转向柱的外周上安装块，所述安装块上设有条形孔，所述支架通过穿过所述条形孔的螺栓与所述安装块连接。

如上所述的转向管柱，其中，优选的是，所述连接盘上设有多个沿所述连接盘中心线呈圆周阵列的盲孔。

如上所述的转向管柱，其中，优选的是，所述第二轴的上端为筒状结构；

所述导向杆沿从上到下的方向依次包括导向部、渐变部和安装部；所述导向部的直径小于所述安装部的直径，所述渐变部的直径沿从所述导向部到所述安装部的直径逐渐变大；

所述安装部插设在所述第二轴的上端，所述导向部穿过所述连接盘。

与现有技术相比，本发明通过在第一轴的上端设置连接衬套，通过连接衬套与第二轴的下端连接。由于连接衬套的外周上设有条形缝隙，连接衬套套设在第二轴的连接部上，通过螺栓将设置在连接衬套外周上的连接耳连接。当碰撞发生时，能够保证连接衬套与第二轴之间在轴向方向上发生相对移动。能够在碰撞发生时，减小方向盘的移动，有利于在碰撞发生时驾驶室内能够保证较大的生存空间。此外，由于连接衬套与第二轴的外径相差不大，结构简单，不会在怠速时产生较大的振动。

附图说明

图1是本发明整体结构的轴测图；

图2是本发明的第一轴与第二轴的安装结构示意图；

图3是本发明提出的连接部的结构示意图；

图4是本发明提出的连接部的剖视图；

图5是连接衬套与连接部安装时的剖视图；

图6是连接衬套与连接部安装时的局部结构示意图；

图7是图1的局部放大图；

图8是图7在另一视角下的轴测图；

图9是图8的剖视图；

图10是连接盘的正视图。

附图标记说明：

1-转向器，2-第一轴，3-方向盘，4-第二轴，5-连接衬套，6-内花键部，7-连接耳，8-条形缝隙，9-连接部，10-外花键部，11-限位台，12-导向架，13-连接盘，14-转向柱，15-V形架，16-导向杆，17-万向传动装置，18-第一万向节叉，19-十字轴，20-第二万向节叉，21-支架，22-仪表台管梁，23-条形孔，24-盲孔，25-导向部，26-渐变部，27-安装部，28-安装块。

具体实施方式

下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

本发明的实施例：如图1所示，图1是本发明整体结构的轴测图。本发明具体实施方式提出了一种转向管柱，其中，包括：下端与转向器1传动连接的第一轴2、上端与方向盘3传动连接的第二轴4和用于连接所述第一轴2的上端与所述第二轴4下端的连接衬套5；

请参照图2，图2是本发明的第一轴与第二轴的安装结构示意图。所述连接衬套5与所述第一轴2的上端同轴连接；所述连接衬套5内设有内花键部6，所述连接衬套5的外周上设有条形缝隙8，形成一个横截面为C字形的结构；所述连接衬套5的外周上设有若干对连接耳7，每对所述连接耳7均位于所述条形缝隙8的两侧且通过螺栓连接；

请参照图3至图6，图3是本发明提出的连接部的结构示意图，图4是本发明提出的连接部的剖视图，图5是连接衬套与连接部安装时的剖视图；图6是连接衬套与连接部安装时的局部结构示意图。所述第二轴4的下端设有连接部9，所述连接部9的外周由部分圆柱面和平面围成，所述部分圆柱面上设有与所述内花键部6配合的外花键部10；所述连接部9部分插设在所述连接衬套5内。

具体实施时，当车辆的前部受到较为严重的撞击时，底盘悬架变形，就会导致第一轴2向上窜动，由于连接衬套5与第二轴4的下端通过花键连接，连接衬套5与第二轴4之间可产生轴向移动。第一轴2在向上窜动时，会带动连接衬套5沿轴向向上移动，并与第二轴4之间发生相对滑动。能够减小第二轴4向上的移动量，有利于减小方向盘的位移量，从而保证在碰撞发生时驾驶室的空间不会大幅减小，有利于提高驾驶人员在碰撞事故发生时的生存空间。通过在所述连接衬套5内设有内花键部6，所述连接衬套5的外周上设有条形缝隙8，形成一个横截面为C字形的结构；所述连接衬套5的外周上设有若干对连接耳7，每对所述连接耳7均位于所述条形缝隙8的两侧且通过螺栓连接；有利于通过调节连接耳7之间的连接量，对第二轴4与连接衬套5之间的夹紧力，便于调节内花键部6与外花键部10之间的摩擦力，能够对第二轴4与连接衬套5的吸能作用进行调节。在所述第二轴4的下端设有连接部9，所述连接部9的外周由部分圆柱面和平面围成，具体实施时，所述连接部9的截面为D字形结构，且所述平面正对所述条形缝隙。所述部分圆柱面上设有与所述内花键部6配合的外花键部10；所述连接部9部分插设在所述连接衬套5内。如此，通过在连接衬套5与所述平面配合处形成调节空间，通过调节调节连接耳7之间的拧紧度来实现对连接部9与连接衬套5之间的松紧度进行调整。此外，由于连接衬套5与第二轴4之间的管粗相差不大，能够避免怠速时产生振动。

作为一种优选方式，请参照图3，所述连接部9的下端还设有限位台11。具体地，所述限位台11设置在所述连接部9远离所述第二轴4的一端，且所述限位台11位于所述连接部9远离所述第二轴4的一端。如此，由于设置了限位台11，能够保证用于连接所述连接耳7的螺栓抵靠在所述平面处。具体实施时，所述连接部9可由带花键的轴沿中心线方向部分削去即可。如此，由于是直接削去部分柱面，而不是直接设置用于容纳螺栓的槽或孔，能够使得连接部9上的最小直径较大，有利于提高连接部9所能够承受的最大扭矩提高，使结构的强度及可靠性大大提高。

作为一种优选方式，请参照图2、图5和图6，所述连接耳7的数量为四个，且两个为一对设置在所述连接衬套5的外周的两端处。具体地，所述平面在所述连接部9的轴线上的长度大于所述连接衬套5的长度。如此，可保证所述连接衬套5与所述连接部9之间在碰撞发生时能够发生相对滑动。

作为一种优选方式，请参照图1，还进一步包括导向架12，所述第二轴4穿过所述导向架12，所述导向架12固定设置在车身地板上。具体地，所述导向架12与第二轴4之间设有间隙，也可以将导向架12与第二轴4之间通过轴承连接。

作为一种优选方式，请参照图7至图10；图7是图1的局部放大图；图8是图7在另一视角下的轴测图；图9是图8的剖视图；图10是连接盘的正视图。还进一步包括连接盘13和转向柱14；所述第二轴4的上端设有V形架15，所述V形架15通过螺栓与所述连接盘13传动连接；所述连接盘13上同轴设有导向杆16，所述导向杆16的一端与所述第二轴4连接。具体地，所述V形架15可以是由两个斜杆构成，也可以是由多个斜杆的一端连接，另一端向外倾斜形成。安装时，V形架15的小端与第二轴4的上端连接，开口端与连接盘13连接，且连接点呈圆周阵列分布。在碰撞发生时，V形架15发生形变，有利于吸收一部分碰撞能量，能够减小方向盘在碰撞时产生较大的位移。进一步地，所述连接盘13与所述转向柱14通过万向传动装置17连接；所述万向传动装置17包括第一万向节叉18、十字轴19和第二万向节叉20，所述第一万向节叉18的一端与所述导向杆16连接，另一端通过十字轴19与所述第二万向节叉20连接，所述第二万向节叉20远离所述十字轴19的一端与所述转向柱14传动连接。如此，能够保证将方向盘上的扭矩传递到转向器上。

作为一种优选方式，请参照图1，所述转向柱14上设有支架21，所述支架21与仪表台管梁22固定安装，所述仪表台管梁22固定安装在车身前围板上。进一步地，所述转向柱14的外周上安装块28，所述安装块28上设有条形孔23，所述支架21通过穿过所述条形孔23的螺栓与所述安装块28连接。具体实施时，所述条形孔23的长轴方向沿所述转向柱14的轴线方向倾斜设置。如此，在碰撞发生时，车身前围会向后发生变形，此时，支架21随着车身前围向后移动，支架21沿条形孔23的长轴方向发生相对滑动。如此，方向盘不会由于车身前围的变形而与支架21同步移动，有利于减小方向盘在碰撞时产生的移动量，有利于保障在碰撞产生时驾驶室内保留足够的生存空间。

作为一种优选方式，请参照图10，所述连接盘13上设有多个沿所述连接盘13中心线呈圆周阵列的盲孔24。如此，能够减小连接盘13的强度，有利于在碰撞发生时产生变形，进一步吸收碰撞产生的能量。

作为一种优选方式，请参照图7至图9，所述第二轴4的上端为筒状结构；所述导向杆16沿从上到下的方向依次包括导向部25、渐变部26和安装部27；所述导向部25的直径小于所述安装部27的直径，所述渐变部26的直径沿从所述导向部25到所述安装部27的直径逐渐变大；所述安装部27插设在所述第二轴4的上端，所述导向部25穿过所述连接盘13。具体实施时，当碰撞发生时，车架前端受到碰撞后向后发生变形，此时，第一轴2向上窜动，经连接衬套5与第二轴4的连接部9之间相对滑动并吸振后，仍会存在一定程度的上移。此时，导向杆16受力向上窜动，渐变部26也向上移动，由于渐变部26的直径沿从上到下的方向逐渐变小，在导向杆16向上移动的过程中，连接盘13上的通孔被逐渐撑大，直到连接盘13发生变形。如此，能够进一步减小方向盘的窜动量，增加驾驶员的生存空间。

以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种转向管柱，其特征在于，包括：下端与转向器(1)传动连接的第一轴(2)、上端与方向盘(3)传动连接的第二轴(4)和用于连接所述第一轴(2)与所述第二轴(4)的连接衬套(5)；

所述连接衬套(5)与所述第一轴(2)的上端同轴连接；所述连接衬套(5)内设有内花键部(6)，所述连接衬套(5)的外周上设有条形缝隙(8)，形成一个横截面为C字形的结构；所述连接衬套(5)的外周上设有若干对连接耳(7)，每对所述连接耳(7)均位于所述条形缝隙(8)的两侧且通过螺栓连接；

所述第二轴(4)的下端设有连接部(9)，所述连接部(9)的外周由部分圆柱面和平面围成，所述部分圆柱面上设有与所述内花键部(6)配合的外花键部(10)；所述连接部(9)插设在所述连接衬套(5)内。

2.根据权利要求1所述的转向管柱，其特征在于，所述连接部(9)的下端还设有限位台(11)。

3.根据权利要求1所述的转向管柱，其特征在于，所述连接耳(7)的数量为四个，且两个为一对设置在所述连接衬套(5)的外周的两端处。

4.根据权利要求1所述的转向管柱，其特征在于，还包括导向架(12)，所述第二轴(4)穿过所述导向架(12)，所述导向架(12)固定设置在车身地板上。

5.根据权利要求1所述的转向管柱，其特征在于，还包括连接盘(13)和转向柱(14)；

所述第二轴(4)的上端设有V形架(15)，所述V形架(15)通过螺栓与所述连接盘(13)传动连接；

所述连接盘(13)上同轴设有导向杆(16)，所述导向杆(16)的一端与所述第二轴(4)连接。

6.根据权利要求5所述的转向管柱，其特征在于，所述连接盘(13)与所述转向柱(14)通过万向传动装置(17)连接；

所述万向传动装置(17)包括第一万向节叉(18)、十字轴(19)和第二万向节叉(20)，所述第一万向节叉(18)的一端与所述导向杆(16)连接，另一端通过十字轴(19)与所述第二万向节叉(20)连接，所述第二万向节叉(20)远离所述十字轴(19)的一端与所述转向柱(14)传动连接。

7.根据权利要求6所述的转向管柱，其特征在于，所述转向柱(14)上设有支架(21)，所述支架(21)与仪表台管梁(22)固定安装，所述仪表台管梁(22)固定安装在车身前围板上。

8.根据权利要求7所述的转向管柱，其特征在于，所述转向柱(14)的外周上安装块(28)，所述安装块(28)上设有条形孔(23)，所述支架(21)通过穿过所述条形孔(23)的螺栓与所述安装块(28)连接。

9.根据权利要求5所述的转向管柱，其特征在于，所述连接盘(13)上设有多个沿所述连接盘(13)中心线呈圆周阵列的盲孔(24)。

10.根据权利要求5所述的转向管柱，其特征在于，所述第二轴(4)的上端为筒状结构；

所述导向杆(16)沿从上到下的方向依次包括导向部(25)、渐变部(26)和安装部(27)；所述导向部(25)的直径小于所述安装部(27)的直径，所述渐变部(26)的直径沿从所述导向部(25)到所述安装部(27)的直径逐渐变大；

所述安装部(27)插设在所述第二轴(4)的上端，所述导向部(25)穿过所述连接盘(13)。