CN108407882A - 一种可溃缩式转向管柱与一种汽车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可溃缩式转向管柱，包括管柱外套筒，所述管柱外套筒的筒壁包括直筒部和球笼部，所述球笼部为沿所述管柱外套筒的周向分布的镂空结构。镂空的球笼部可以确保管柱外套筒的扭转刚度，可适当降低管柱外套筒的轴向强度，并且，可进一步吸收碰撞能量，实现管柱二次溃缩吸能的目的。当汽车发生碰撞时，通过现有的注塑剪切块结构可以实现第一阶段的能量吸收，当管柱外套筒下移至极限位置时，其球笼部在碰撞力作用下，可以进一步轴向溃缩并吸能，从而实现两段式吸能，延长碰撞力作用于人体的时间，保证驾驶员安全。本发明还公开了一种包括上述可溃缩式转向管柱的汽车。

Description

一种可溃缩式转向管柱与一种汽车

技术领域

本发明涉及汽车转向系统技术领域，尤其涉及一种可溃缩式转向管柱与一种汽车。

背景技术

汽车发生碰撞时，为吸收部分碰撞能量，一般在转向管柱安装支架上固定有注塑剪切块，参见图1和图2，现有技术中通过注塑工艺将注塑剪切块03与管柱安装支架01固连，管柱安装支架01与管柱外套筒02焊接在一起，注塑剪切块03中心开有长形孔，安装螺栓穿过长形孔，将管柱总成与仪表盘横梁支架连接。汽车碰撞时，注塑剪切块03保持固定，管柱安装支架01与管柱外套筒02相对注塑剪切块03下移，通过剪切因注塑工艺形成的注塑销04而吸收部分碰撞能量。此类设计属于单级式吸能结构，未充分发挥管柱溃缩时对碰撞能量的吸收潜能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新的可溃缩式转向管柱，它可以实现汽车发生碰撞时的两段式吸能，从而延长碰撞力作用于人体的时间，保证驾驶员的安全。本发明的另一个目的在于提供一种包括上述可溃缩式转向管柱的汽车。

为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种可溃缩式转向管柱，包括管柱外套筒，所述管柱外套筒的筒壁包括直筒部和球笼部，所述球笼部为沿所述管柱外套筒的周向分布的镂空结构。

优选地，在上述可溃缩式转向管柱中，所述球笼部的外径大于所述直筒部的外径。

优选地，在上述可溃缩式转向管柱中，所述球笼部包括沿所述管柱外套筒的周向均匀分布的多个弯折的支撑条，多个所述支撑条共同形成中部凸出的笼式结构。

优选地，在上述可溃缩式转向管柱中，所述球笼部位于所述管柱外套筒的上段。

优选地，在上述可溃缩式转向管柱中，所述球笼部与所述直筒部为一体式结构。

优选地，在上述可溃缩式转向管柱中，所述直筒部为圆筒形结构。

本发明提供的可溃缩式转向管柱，包括管柱外套筒，所述管柱外套筒的筒壁包括直筒部和球笼部，所述球笼部为沿所述管柱外套筒的周向分布的镂空结构。镂空的球笼部可以确保管柱外套筒的扭转刚度，可适当降低管柱外套筒的轴向强度，并且，可进一步吸收碰撞能量，实现管柱二次溃缩吸能的目的。当汽车发生碰撞时，通过现有的注塑剪切块结构可以实现第一阶段的能量吸收，当管柱外套筒下移至极限位置时，其球笼部在碰撞力作用下，可以进一步轴向溃缩并吸能，从而实现两段式吸能，延长碰撞力作用于人体的时间，保证驾驶员安全。

本发明还提供了一种包括上述可溃缩式转向管柱的汽车。该汽车产生的有益效果的推导过程与上述可溃缩式转向管柱带来的有益效果的推导过程大体类似，故本文不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中的注塑剪切块在转向管柱总成支架上的装配示意图；

图2为现有技术中的注塑剪切块的剖面图；

图3为本发明具体实施例中的管柱外套筒的结构示意图；

图4为本发明具体实施例中的管柱外套筒在转向管柱总成上的装配示意图。

图1至图4中：

01-管柱安装支架、02-管柱外套筒、03-注塑剪切块、04-注塑销；

1-管柱安装支架、2-管柱外套筒、3-注塑剪切块、4-芯轴、5-调节机构、6-管柱内套筒、21-球笼部、22-直筒部。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参照图3和图4，图3为本发明具体实施例中的管柱外套筒的结构示意图；图4为本发明具体实施例中的管柱外套筒在转向管柱总成上的装配示意图。

在一种具体实施例方案中，本发明提供了一种可溃缩式转向管柱，包括管柱外套筒2，管柱外套筒2的筒壁包括直筒部22和球笼部21，球笼部21为沿管柱外套筒2的周向分布的镂空结构。

本发明属于汽车用转向管柱总成的一部分，在转向管柱生产过程中，具有相应的装配工艺。如图3和图4所示，本方案主要是对转向管柱外套筒2进一步优化，即，在管柱外套筒2的上半段，设计成镂空结构的球笼部21，该结构可通过机加工成型。该球笼部21一方面可确保管柱外套筒2的扭转刚度，另一方面可适当降低管柱外套筒2的轴向强度，且轴向强度大小主要取决于球笼部21的最大外圆周直径，因此，控制较为灵活。同时，球笼部21的溃缩可进一步吸收碰撞能量，实现管柱二次溃缩吸能的目的。

请参照图4，本方案中的管柱外套筒在转向管柱总成的具体装配结构如下，管柱外套筒2与芯轴4通过轴承连接，且在一定外力作用下，管柱外套筒2可相对管柱内套筒6沿轴向滑动。芯轴4通过轴承与管柱内套筒6连接。管柱外套筒2与管柱内套筒6之间通过塑料衬套连接。注塑剪切块3与管柱安装支架1的连接关系与现有技术相同，即，通过注塑工艺形成注塑销以实现固连。调节机构5通过焊接工艺分别和管柱外套筒2与管柱安装支架1固连，调节机构5是一个棘轮调节锁紧机构，用于管柱的上下(高度)的调节。

本发明的工作过程如下：

当发生碰撞时，在碰撞溃缩第一阶段，注塑剪切块3和管柱内套筒6保持固定，管柱安装支架1、调节机构5、芯轴4与管柱外套筒2相对注塑剪切块3与管柱内套筒7下移，通过剪切因注塑工艺形成的注塑销而吸收部分碰撞能量；在碰撞溃缩第二阶段，管柱外套筒2已经到达极限位置，球笼部21在碰撞力作用下，进一步沿轴向方向溃缩并进一步吸能，从而实现碰撞过程中的两段式吸能，延长碰撞力作用于人体的时间，保护驾驶员安全。图4中的箭头表示作用力的施力方向。

为了保证管柱外套筒2的扭转刚度和轴向强度满足设计要求，本方案优选将球笼部21的外径设计为大于直筒部22的外径。如图3所示，球笼部21的中部沿径向向外凸出，并且大于直筒部22的外径，如此可以保证管柱外套筒2具有足够大的扭转刚度和轴向强度。

需要说明的是，本方案中的球笼部21可以设计为多种结构形式，例如球形球笼、锥形球笼、菱形球笼等，优选地，本方案中的球笼部21包括沿管柱外套筒2的周向均匀分布的多个弯折的支撑条，多个支撑条共同形成中部凸出的笼式结构，如图3所示。这些支撑条可以通过机加工或焊接方式形成，多个支撑条之间的空隙使得该段结构成为镂空结构。当然，本方案还可以将镂空结构设计为由多个孔洞、空隙或孔洞与空隙组合的结构，这些结构均能够保证管柱外套筒2的进一步溃缩功能。

需要说明的是，本方案中的球笼部21可以设计于管柱外套筒2的多个部位，如上半段、中段或下半段等，为了方便其他零部件的安装布置，优选地，本方案中在管柱外套筒2的上段设计有球笼部21，如图3所示。

优选地，本方案中的球笼部21与直筒部22为一体式结构，如通过一体注塑工艺形成的注塑件，或者一体铸造金属成型件等。如此可以进一步保证管柱外套筒2的整体刚度和强度。

优选地，本方案中的直筒部22为圆筒形结构，当然，本领域技术人员还可以将直筒部22设计为截面形状为方形、椭圆形等其他形状的筒状结构，本文不再赘述。

本发明还提供了一种包括上述可溃缩式转向管柱的汽车。该汽车产生的有益效果的推导过程与上述可溃缩式转向管柱带来的有益效果的推导过程大体类似，故本文不再赘述。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种可溃缩式转向管柱，包括管柱外套筒(2)，其特征在于，所述管柱外套筒(2)的筒壁包括直筒部(22)和球笼部(21)，所述球笼部(21)为沿所述管柱外套筒(2)的周向分布的镂空结构。

2.根据权利要求1所述的可溃缩式转向管柱，其特征在于，所述球笼部(21)的外径大于所述直筒部(22)的外径。

3.根据权利要求1所述的可溃缩式转向管柱，其特征在于，所述球笼部(21)包括沿所述管柱外套筒(2)的周向均匀分布的多个弯折的支撑条，多个所述支撑条共同形成中部凸出的笼式结构。

4.根据权利要求1所述的可溃缩式转向管柱，其特征在于，所述球笼部(21)位于所述管柱外套筒(2)的上段。

5.根据权利要求1所述的可溃缩式转向管柱，其特征在于，所述球笼部(21)与所述直筒部(22)为一体式结构。

6.根据权利要求1所述的可溃缩式转向管柱，其特征在于，所述直筒部(22)为圆筒形结构。

7.一种汽车，其特征在于，包括如权利要求1至6中任一项所述的可溃缩式转向管柱。