CN110077453A - 汽车转向管柱的吸能装置和汽车 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种汽车转向管柱的吸能装置和汽车，属于汽车技术领域。该吸能装置包括安装板、拉脱块和吸能钢条，安装板包括安装板，安装板的中部设有管柱安装结构，安装板具有相对的第一侧边和第二侧边，安装板的第一侧边具有两个拉脱块安装槽，两个拉脱块安装槽分别位于管柱安装结构的两侧，每个拉脱块安装槽中分别安装有一个拉脱块，拉脱块与安装板通过安全销连接，拉脱块具有圆柱凸台和用于与仪表盘支架连接的固定结构，吸能钢条的一端绕在拉脱块的圆柱凸台上，吸能钢条的另一端向第二侧边延伸且与安装板连接，由于吸能钢条是绕在圆柱凸台上的，因此即使吸能钢条的长度较长，占据的空间较小，从而减小了吸能装置占据的空间。
Description
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，特别涉及一种汽车转向管柱的吸能装置和汽车。
背景技术
为提高汽车的被动安全性能，当前很多汽车的转向管柱都设置了吸能装置，当车辆正面遭到猛烈碰撞后，惯性使驾驶员与方向盘发生二次碰撞，此时吸能装置溃缩，吸收部分撞击能量，从而对驾驶员起到保护作用。
目前的吸能装置通常包括安装板、拉脱块和吸能钢带，拉脱块固定在车辆的仪表盘支架上，拉脱块通过安全销安装在安装板上，吸能钢带的边缘具有一缝隙，缝隙的一侧与拉脱块连接，缝隙的另一侧与安装板连接。在驾驶员与方向盘发生碰撞时，转向管柱推动安装板，使安装板与拉脱块分离，安装板发生移动，在安装板的移动过程中，吸能钢带沿着缝隙被撕裂，吸收撞击能量。
在安装板移动一段距离后，如果钢带被完全撕断，吸能装置就会失去继续吸收撞击能量的作用，因此吸能钢带要具有较长的长度，这使得吸能装置占据了较大的车内空间。
发明内容
本发明实施例提供了一种汽车转向管柱的吸能装置和汽车，能够减小吸能装置所占据的空间。所述技术方案如下：
本发明实施例提供了一种汽车转向管柱的吸能装置，包括安装板、两个拉脱块和两个吸能钢条，所述安装板的中部设有管柱安装结构，所述安装板具有相对的第一侧边和第二侧边，所述第一侧边具有两个拉脱块安装槽，所述两个拉脱块安装槽分别位于所述管柱安装结构的两侧，每个所述拉脱块安装槽中分别安装有一个所述拉脱块，所述拉脱块与所述安装板通过安全销连接，所述拉脱块具有圆柱凸台和用于与仪表盘支架连接的固定结构，所述吸能钢条与所述拉脱块一一对应，所述吸能钢条的一端绕设在相应的所述拉脱块的所述圆柱凸台上，所述吸能钢条的另一端向所述第二侧边延伸，所述吸能钢条的所述另一端与所述安装板连接。
可选地，所述安装板具有用于与所述吸能钢条的所述另一端连接的连接结构，所述连接结构与所述圆柱凸台位于所述安装板的同一侧，所述连接结构包括凸块或位于所述第二侧边的翻边。
可选地，所述连接结构具有插孔，所述吸能钢条位于所述插孔中，所述吸能钢条具有止挡结构。
可选地，所述止挡结构包括位于所述吸能钢条的所述另一端的挡杆。
可选地，所述止挡结构包括止挡螺母和位于所述吸能钢条的所述另一端的螺纹部，所述止挡螺母与所述螺纹部螺纹连接。
可选地，所述插孔中安装有柔性垫圈。
可选地，所述吸能钢条与所述连接结构焊接连接。
可选地，所述吸能钢条的所述另一端具有向所述安装板弯折的弯折部，所述弯折部与所述安装板连接。
可选地，还包括固定套，所述固定套套设在所述圆柱凸台上，所述吸能钢条绕设在所述固定套上。
另一方面，本发明实施例还提供了一种汽车，包括吸能装置，所述吸能装置为如第一方面所述的汽车转向管柱的吸能装置。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：通过在安装板的第一侧边的边缘处设置拉脱块安装槽，使拉脱块可以安装在拉脱块安装槽中。通过在拉脱块上设置固定结构，使拉脱块可以固定到车辆的仪表盘支架上。通过安全销连接拉脱块和安装板，使得驾驶员未与方向盘发生碰撞时，安装板可以通过拉脱块安装在仪表盘支架上。在驾驶员与方向盘发生碰撞时，安全销断裂，拉脱块从拉脱块安装槽中脱出。通过设置吸能钢条，将吸能钢条的一端绕在拉脱块的圆柱凸台上，吸能钢条的另一端向第二侧边延伸且与安装板连接，这样在拉脱块从拉脱块安装槽中脱出后，安装板与拉脱块的间距逐渐增大，吸能钢条绕在圆柱凸台上的一端被逐渐拉直，吸能钢条拉直的过程中吸收撞击能量，由于吸能钢条是绕在圆柱凸台上的，因此即使吸能钢条的长度较长，占据的空间也较小，从而减小了吸能装置占据的空间。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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是本发明实施例提供的一种吸能装置的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的一种安装板的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的一种拉脱块的结构示意图；
图4是图1的仰视图；
图5是本发明实施例提供的一种吸能装置的局部结构示意图；
图6是本发明实施例提供的一种吸能钢条的结构示意图；
图7是本发明实施例提供的一种吸能钢条的结构示意图；
图8是本发明实施例提供的一种柔性垫圈的结构示意图；
图9是本发明实施例提供的另一种吸能装置的局部结构示意图；
图10是本发明实施例提供的另一种吸能装置的局部结构示意图；
图11是本发明实施例提供的一种固定套的结构示意图；
图12是本发明实施例提供的一种压溃力曲线示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
图1是本发明实施例提供的一种吸能装置的结构示意图。如图1所示，该吸能装置包括安装板20、两个拉脱块30和两个吸能钢条40。
图2是本发明实施例提供的一种安装板的结构示意图。如图2所示，安装板20的中部设有管柱安装结构212。安装板20具有相对的第一侧边a和第二侧边b。安装板20的第一侧边a具有两个拉脱块安装槽21a。两个拉脱块安装槽21a分别位于管柱安装结构212的两侧。
参照图1，每个拉脱块安装槽21a中分别安装有一个拉脱块30，拉脱块30与安装板20通过安全销31连接。
图3是本发明实施例提供的一种拉脱块的结构示意图。如图3所示，拉脱块30具有圆柱凸台312和用于与仪表盘支架连接的固定结构。
图4是图1的仰视图。如图4所示，吸能钢条40与拉脱块30一一对应，吸能钢条40的一端绕设在相应的拉脱块30的圆柱凸台312上，吸能钢条40的另一端向第二侧边b延伸，吸能钢条40的另一端与安装板20连接。
通过在安装板的第一侧边的边缘处设置拉脱块安装槽，使拉脱块可以安装在拉脱块安装槽中。通过在拉脱块上设置固定结构，使拉脱块可以固定到车辆的仪表盘支架上。通过安全销连接拉脱块和安装板，使得驾驶员未与方向盘发生碰撞时，安装板可以通过拉脱块安装在仪表盘支架上。在驾驶员与方向盘发生碰撞时，安全销断裂，拉脱块从拉脱块安装槽中脱出。通过设置吸能钢条，将吸能钢条的一端绕在拉脱块的圆柱凸台上，吸能钢条的另一端向第二侧边延伸且与安装板连接，这样在拉脱块从拉脱块安装槽中脱出后，安装板与拉脱块的间距逐渐增大，吸能钢条绕在圆柱凸台上的一端被逐渐拉直，吸能钢条拉直的过程中吸收撞击能量，由于吸能钢条是绕在圆柱凸台上的，因此即使吸能钢条的长度较长，占据的空间也较小，从而减小了吸能装置占据的空间。
管柱安装结构212可以包括相对布置的两块夹板2121，两块夹板2121沿第一侧边a间隔布置，吸能装置在安装时，汽车转向管柱10位于两块夹板2121之间，且与两块夹板2121相连。对于不同的车辆，由于品牌或车型的不同，管柱安装结构212也可能会不同，图2所示的管柱安装结构212仅为示例。
拉脱块安装槽21a可以呈梯形，梯形的较长的底边与第一侧边a重合，这样在车辆发生碰撞时，拉脱块30可以顺利从拉脱块安装槽21a中脱出。
在其他实施例中，拉脱块安装槽21a也可以呈三角形。
如图3所示，拉脱块30可以具有安装板卡槽30b，安装板20位于安装板卡槽30b中。可以方便拉脱块30嵌到拉脱块安装槽21a中，并且能够在垂直安装板20的方向上对拉脱块30提供支撑，使得在车辆未发生碰撞时，拉脱块30安装地更牢固。
示例性地，拉脱块30可以包括拉脱块本体311、第一凸缘312和第二凸缘313。拉脱块本体311呈柱状，拉脱块本体311的横截面的形状与拉脱块安装槽21a的形状相同，第一凸缘312和第二凸缘313位于拉脱块本体311的侧壁上，第一凸缘312和第二凸缘313沿拉脱块本体311的母线相互间隔，第一凸缘312、第二凸缘313以及拉脱块本体311的侧壁围成安装板卡槽30b。
第一凸缘312和第二凸缘313可以具有销孔，安全销31位于销孔中。安全销31可以采用注塑的方式形成。
安装板20可以具有销钉槽21b，销钉槽21b位于拉脱块安装槽21a的侧壁上，在安装拉脱块30时，安全销31位于销钉槽21b内。
在本发明的另一种实现方式中，安装板20也可以具有销孔，在安装拉脱块30时，第一凸缘312和第二凸缘313上的销孔与安装板20的销孔对齐。
圆柱凸台312可以位于拉脱块本体311一端的端面上，圆柱凸台312的轴线垂直于拉脱块本体311的端面。固定结构可以包括固定孔30a，固定孔30a贯穿圆柱凸台312和拉脱块本体311。在安装吸能装置时，可以将螺栓插入固定孔30a中，通过螺栓将拉脱块30固定到汽车的仪表盘支架上。固定孔30a的截面可以为腰圆，可以便于安装，这里腰圆是指过圆心将一个圆平分成两个半圆弧且相互反向平移，再通过两根等长平行线将两个半圆弧的端点连接而形成的封闭图形。
可选地，安装板20可以具有用于与吸能钢条40的另一端连接的连接结构，连接结构与圆柱凸台312位于安装板20的同一侧，连接结构可以包括凸块或位于第二侧边b的翻边。
如图4所示，安装板20的第二侧边b处可以具有翻边211，吸能钢条40连接在翻边211上。翻边211不仅能提高安装板20的稳定性，而且直接利用翻边211连接吸能钢条40，不需要额外设置其他结构连接吸能钢条40。示例性地，吸能钢条40可以与翻边211焊接连接。
图5是本发明实施例提供的一种吸能装置的局部结构示意图。如图5所示，翻边211可以具有插孔211a。吸能钢条40也可以位于插孔211a中，吸能钢条40具有止挡结构。通过在翻边211上设置插孔211a，将吸能钢条40插入插孔211a中，止挡结构可以防止吸能钢条40从插孔211a脱出，避免安装板20完全脱离仪表盘支架而掉落伤及驾驶员的腿部。结构简单，方便吸能钢条40的安装。，
图6是本发明实施例提供的一种吸能钢条的结构示意图。如图6所示，止挡结构可以包括位于吸能钢条40的位于插孔211a的一端的挡杆61。通过设置挡杆61，在拉脱块30与安装板20分离后，通过挡杆61就能避免吸能钢条40从插孔211a中脱出。挡杆61制作简单，有利于降低生产成本。
挡杆61与吸能钢条40可以是一体成型结构，例如通过弯折钢条，形成挡杆61和吸能钢条40。挡杆61与吸能钢条40也可以是分体结构，例如挡杆61可以是一段钢条，通过焊接与吸能钢条40相连。
图7是本发明实施例提供的一种吸能钢条的结构示意图。如图7所示，止挡结构可以包括止挡螺母62和位于吸能钢条40的位于插孔211a中的一端的螺纹部，止挡螺母62与螺纹部螺纹连接。通过止挡螺母62进行止挡，同样可以在拉脱块30与安装板20分离后，避免吸能钢条40从插孔211a中脱出。此外，吸能钢条40在安装后，可以拧动止挡螺母62，使止挡螺母62与翻边211保持相贴，这样在拉脱块30与安装板20分离后，吸能钢条40会立刻开始吸收撞击能量。
可选地，插孔211a中可以安装有柔性垫圈2111。由于吸能钢条40插入到插孔211a中后，吸能钢条40与插孔211a的孔壁之间会存在一定的间隙，在车辆行驶过程中，由于车身震动，吸能钢条40与孔壁可能会发生碰撞，从而产生噪音，因此通过柔性垫圈2111可以避免吸能钢条40与孔壁的直接接触，降低产生的噪音。
图8是本发明实施例提供的一种柔性垫圈的结构示意图。如图8所示，柔性垫圈2111的外壁上可以具有环形槽2111a，通过环形槽2111a卡在插孔211a中，避免柔性垫圈2111脱落。示例性地，柔性垫圈2111可以是橡胶圈。
可选地，吸能钢条40也可以与翻边211焊接连接，采用焊接方式连接更便于制作。
图9是本发明实施例提供的另一种吸能装置的局部结构示意图。如图9所示，安装板20上具有凸块70，吸能钢条40可以与凸块70连接。例如凸块70上可以具有插孔，吸能钢条40位于插孔中，吸能钢条40可以具有止挡结构，该止挡结构可以参照前述的止挡结构。此外，吸能钢条40也可以与凸块70焊接。
图10是本发明实施例提供的另一种吸能装置的局部结构示意图。如图10所示，吸能钢条40的另一端具有向安装板20弯折的弯折部41，弯折部41与安装板20连接。这样不需要在安装板20上设置凸台等连接结构，制作更简单。
可选地，安装板20上可以具有插孔41a，弯折部41位于插孔41a中，弯折部41可以具有止挡结构，该止挡结构可以参照前述的止挡结构。连接方式简单，而且止挡结构可以避免吸能钢条40与安装板20分离。当然，弯折部41也可以与安装板20焊接，以进一步简化工艺过程。
图11是本发明实施例提供的一种固定套的结构示意图。如图11所示，该吸能装置还可以包括固定套50。固定套50可以套设在圆柱凸台312上，吸能钢条40绕设在固定套50上。通过设置固定套50，在安装板20与拉脱块30分离后，吸能钢条40受拉过程中，固定套50可以绕着圆柱凸台312旋转，使吸能钢条40顺利被拉直，避免吸能钢条40与圆柱凸台312之间摩擦力过大而无法拉直。
固定套50与圆柱凸台312可以为过盈配合，以避免固定套50松动产生噪音。示例性地，固定套50的内壁可以具有若干个凸起51，凸起51压紧在圆柱凸台312的外壁上，使固定套50与圆柱凸台312形成过盈配合。
吸能钢条40与固定套50可以为过盈配合，以避免吸能钢条40与固定套50之间松动产生噪音。
图12是本发明实施例提供的一种压溃力曲线示意图，图中示出了本发明实施例所提供的吸能装置的压溃力曲线n以及一种现有的吸能装置的压溃力曲线m进行对比，纵坐标表示压溃力，单位为N，横坐标表示转向管柱10的位移，单位为mm。如图10所示，在转向管柱10的位移达到6mm左右时，压溃力达到峰值，在转向管柱10的位移达到10mm以后，压溃力基本维持在1600N左右，相比现有的吸能装置，压溃力更平稳，驾驶员受到的伤害更小。
通过改变吸能钢条40的材质和直径可以改变压溃力的峰值以及压溃力维持稳定时的大小，可以通过模拟测试确定出合适的吸能钢条40的材质和直径。
本发明实施例还提供了一种汽车，该汽车包括吸能装置。该吸能装置为如前所述的汽车转向管柱的吸能装置。
通过在安装板的第一侧边的边缘处设置拉脱块安装槽，使拉脱块可以安装在拉脱块安装槽中。通过在拉脱块上设置固定结构，使拉脱块可以固定到车辆的仪表盘支架上。通过安全销连接拉脱块和安装板，使得驾驶员未与方向盘发生碰撞时，安装板可以通过拉脱块安装在仪表盘支架上。在驾驶员与方向盘发生碰撞时，安全销断裂，拉脱块从拉脱块安装槽中脱出。通过设置吸能钢条，将吸能钢条的一端绕在拉脱块的圆柱凸台上，吸能钢条的另一端向第二侧边延伸且与安装板连接，这样在拉脱块从拉脱块安装槽中脱出后，安装板与拉脱块的间距逐渐增大，吸能钢条绕在圆柱凸台上的一端被逐渐拉直，吸能钢条拉直的过程中吸收撞击能量，由于吸能钢条是绕在圆柱凸台上的，因此即使吸能钢条的长度较长，占据的空间也较小，从而减小了吸能装置占据的空间。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种汽车转向管柱的吸能装置，其特征在于，包括安装板(20)、两个拉脱块(30)和两个吸能钢条(40)，所述安装板(20)的中部设有管柱安装结构(212)，所述安装板(20)具有相对的第一侧边(a)和第二侧边(b)，所述第一侧边(a)具有两个拉脱块安装槽(21a)，所述两个拉脱块安装槽(21a)分别位于所述管柱安装结构(212)的两侧，每个所述拉脱块安装槽(21a)中分别安装有一个所述拉脱块(30)，所述拉脱块(30)与所述安装板(20)通过安全销(31)连接，所述拉脱块(30)具有圆柱凸台(312)和用于与仪表盘支架连接的固定结构，所述吸能钢条(40)与所述拉脱块(30)一一对应，所述吸能钢条(40)的一端绕设在相应的所述拉脱块(30)的所述圆柱凸台(312)上，所述吸能钢条(40)的另一端向所述第二侧边(b)延伸，所述吸能钢条(40)的所述另一端与所述安装板(20)连接。
2.根据权利要求1所述的吸能装置，其特征在于，所述安装板(20)具有用于与所述吸能钢条(40)的所述另一端连接的连接结构，所述连接结构与所述圆柱凸台(312)位于所述安装板(20)的同一侧，所述连接结构包括凸块(70)或位于所述第二侧边(b)的翻边(211)。
3.根据权利要求2所述的吸能装置，其特征在于，所述连接结构具有插孔(211a)，所述吸能钢条(40)位于所述插孔(211a)中，所述吸能钢条(40)具有止挡结构。
4.根据权利要求3所述的吸能装置，其特征在于，所述止挡结构包括位于所述吸能钢条(40)的所述另一端的挡杆(61)。
5.根据权利要求3所述的吸能装置，其特征在于，所述止挡结构包括止挡螺母(62)和位于所述吸能钢条(40)的所述另一端的螺纹部，所述止挡螺母(62)与所述螺纹部螺纹连接。
6.根据权利要求3所述的吸能装置，其特征在于，所述插孔(211a)中安装有柔性垫圈(2111)。
7.根据权利要求2所述的吸能装置，其特征在于，所述吸能钢条(40)与所述连接结构焊接连接。
8.根据权利要求1所述的吸能装置，其特征在于，所述吸能钢条(40)的所述另一端具有向所述安装板(20)弯折的弯折部(41)，所述弯折部(41)与所述安装板(20)连接。
9.根据权利要求1～8任一项所述的吸能装置，其特征在于，还包括固定套(50)，所述固定套(50)套设在所述圆柱凸台(312)上，所述吸能钢条(40)绕设在所述固定套(50)上。
10.一种汽车，其特征在于，包括吸能装置，所述吸能装置为如权利要求1～9任一项所述的汽车转向管柱的吸能装置。
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