CN111824239B - 一种用于车辆的可溃缩式的转向管柱系统及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于车辆的可溃缩式的转向管柱系统及车辆。该转向管柱系统包括：点爆装置以及能在点爆装置的点爆下爆炸的爆炸物；转向管柱，安装在方向盘和前围钣之间，转向管柱具有一用于放置点爆装置以及爆炸物的爆炸腔；碰撞传感器，用于在车辆发生碰撞的瞬间判断碰撞是否达到转向管柱的碰撞溃缩点；控制器，与碰撞传感器和点爆装置相连，用于在碰撞传感器检测到碰撞达到转向管柱的碰撞溃缩点后控制点爆装置点爆爆炸物，从而使转向管柱在驾驶员撞击到方向盘之前沿着远离方向盘的方向溃缩。本发明方案可使转向管柱在驾驶员撞击到方向盘之前开始溃缩，让出胸部到方向盘的空间，由此极大地减小了对驾驶员胸部的伤害，达到保护胸部的作用。

Description

一种用于车辆的可溃缩式的转向管柱系统及车辆

技术领域

本发明涉及车辆部件技术领域，尤其涉及一种用于车辆的可溃缩式的转向管柱系统及车辆。

背景技术

可溃缩式转向管柱是安装在汽车方向盘和前围板之间，传递方向盘传来的转矩，保证驾驶员的意图能正确地传递到转向机及转向轮，并且在车辆发生碰撞时，可溃缩式转向管柱可按预先设计而溃缩变形。

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溃缩折叠，可以分散一些因撞击由转向管柱传递到人体的冲击力。

目前，可溃缩式的转向管柱只有当管柱受到来自于方向盘的冲击力时管柱才会发生溃缩，因此，这样对驾驶员也会造成一定程度的伤害。

发明内容

本发明的一个目的是要解决现有技术中当发生正面碰撞时必须在驾驶员撞击到方向盘后转向管柱才发生溃缩导致驾驶员胸部受伤的技术问题。

本发明的另一个目的是要解决现有技术中转向管柱是在前围钣发生变形或者驾驶员撞击到方向盘后才发生溃缩而导致未在驾驶员受伤之前发生溃缩的技术问题。

特别地，本发明提供了一种用于车辆的可溃缩式的转向管柱系统，所述车辆包括方向盘和前围钣，所述转向管柱系统包括：

点爆装置以及能在所述点爆装置的点爆下爆炸的爆炸物；

转向管柱，安装在所述方向盘和所述前围钣之间，所述转向管柱具有一用于放置所述点爆装置以及所述爆炸物的爆炸腔；

碰撞传感器，用于在所述车辆发生碰撞的瞬间判断碰撞是否达到所述转向管柱的碰撞溃缩点；

控制器，与所述碰撞传感器和所述点爆装置相连，用于在所述碰撞传感器检测到所述碰撞达到所述转向管柱的碰撞溃缩点后控制所述点爆装置点爆所述爆炸物，从而使所述转向管柱在驾驶员撞击到所述方向盘之前沿着远离所述方向盘的方向溃缩。

可选地，所述转向管柱包括：

管柱本体；

套管，套设在所述管柱本体的外壁，并通过销钉与所述管柱本体相连接，所述销钉构造成能在所述爆炸物爆炸时被切断，以使所述管柱本体脱离与所述套管的连接；

固定件，所述固定件一端固定设置在所述前围钣上，另一端与所述管柱本体相配合，以在所述爆炸物爆炸时能使所述管柱本体在所述套管内沿着远离所述方向盘的方向溃缩。

可选地，所述管柱本体由形状基本上相同的活动件和所述固定件相互拼接组成；

所述活动件或所述固定件由第一部分和第二部分组成，所述第一部分为管柱状，所述第二部分为中空的且构造为沿其轴向方向剖切至少一半的半管柱状；

所述活动件和所述固定件的两个所述第二部分的部分剖切面相互贴合，并设置成在所述爆炸物爆炸时发生相对移动。

可选地，所述第一部分包括第一端和与所述第一端相对的第二端，所述第二端为在剖切形成所述第二部分时暴露出的一端；

所述第二部分包括位于所述第二部分一端的端盖以及位于所述端盖和所述第二端之间的周壁，所述端盖、所述第二端以及所述周壁一起形成一凹腔；

所述活动件和所述固定件的两个所述第二部分的部分剖切面相互贴合时，所述活动件和所述固定件的两个端盖分别放置在对方的所述凹腔内，且所述两个端盖之间具有第一预设距离，以使所述两个端盖与对应的所述活动件和所述固定件的周壁之间限定形成密闭的所述爆炸腔。

可选地，所述固定件的所述第二端与所述活动件的所述端盖之间具有第二预设距离，以在所述爆炸物爆炸时使得所述活动件和所述固定件发生相对移动。

可选地，所述套管的长度设置成至少能全部覆盖所述固定件和/或所述活动件暴露出的所述凹腔。

可选地，所述管柱本体具有所述爆炸腔，所述爆炸腔设置在所述管柱本体靠近所述方向盘的一端；

所述固定件一端设置在所述爆炸腔内，并在所述爆炸物爆炸时保持固定状态，以使所述爆炸腔内的气体推动所述管柱本体向远离所述方向盘的方向移动。

可选地，所述固定件一端的形状构造成板状，并设置成与所述管柱本体的径向方向平行；

优选地，所述板状构造成圆形板；

可选地，所述套管的长度设置成至少能全部覆盖在所述管柱本体向远离所述方向盘的方向移动后所述管柱本体上的所述爆炸腔。

可选地，所述活动件和/或所述固定件的所述第二端处设置有第一锁止件，所述第一锁止件设置成在所述活动件相对所述固定件移动时所述活动件的所述端盖能卡扣所述第一锁止件，以防止所述转向管柱向靠近所述方向盘的方向移动；

可选地，所述管柱本体上设置有第二锁止件，所述第二锁止件设置成在所述管柱本体相对所述固定件移动时所述固定件一端能卡扣所述第二锁止件，以防止所述转向管柱向靠近所述方向盘的方向移动。

特别地，本发明还提供了一种车辆，包括前述的用于车辆的可溃缩式的转向管柱系统。

根据本发明的方案，由于是在发生碰撞的瞬间就可以采集到碰撞数据，从而使转向管柱在驾驶员撞击到方向盘之前就开始溃缩，让出胸部到方向盘的空间，使空间更大，由此极大地减小了对驾驶员胸部的伤害，达到保护胸部的作用。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本发明一个实施例的用于车辆的可溃缩式的转向管柱系统的示意性结构框图；

图2是根据本发明一个实施例的转向管柱的示意性立体图；

图3是根据本发明一个实施例的转向管柱的示意性分解图；

图4是根据本发明第一个实施例的活动件的示意性立体图；

图5是根据本发明第二个实施例的去除套管后的转向管柱的示意性结构图。

具体实施方式

图1示出了根据本发明一个实施例的用于车辆的可溃缩式的转向管柱系统的示意性结构框图。如图1所示，该转向管柱系统1包括点爆装置10、爆炸物20、转向管柱30、碰撞传感器40和控制器50。爆炸物20能在点爆装置10的点爆下爆炸。转向管柱30安装在方向盘和前围钣之间，转向管柱30具有一用于放置点爆装置10以及爆炸物20的爆炸腔314。碰撞传感器40用于在车辆发生碰撞的瞬间判断碰撞是否达到转向管柱30的碰撞溃缩点。控制器50与碰撞传感器40和点爆装置10相连，用于在碰撞传感器40检测到碰撞达到转向管柱30的碰撞溃缩点后控制点爆装置10点爆爆炸物20，从而使转向管柱30在驾驶员撞击到方向盘之前沿着远离方向盘的方向溃缩。其中，爆炸物20可以是火药。碰撞传感器40可以是现有技术中可以检测出碰撞数据的传感器，例如可以为加速度传感器。控制器50例如可以为车辆自带的电子控制单元(ECU)。

根据本发明的方案，由于是在发生碰撞的瞬间就可以采集到碰撞数据，从而使转向管柱30在驾驶员撞击到方向盘之前就开始溃缩，让出胸部到方向盘的空间，使空间更大，由此极大地减小了对驾驶员胸部的伤害，达到保护胸部的作用。

图2示出了根据本发明一个实施例的转向管柱的示意性立体图。图3示出了根据本发明一个实施例的转向管柱的示意性分解图。如图2和图3所示，该转向管柱30包括管柱本体31、套管32和固定件33。套管32套设在管柱本体31的外壁，并通过销钉321与管柱本体31相连接，销钉321构造成能在爆炸物20爆炸时被切断，以使管柱本体31脱离与套管32的连接。固定件33一端固定设置在前围钣上，另一端与管柱本体31相配合，以在爆炸物20爆炸时能使管柱本体31在套管32内沿着远离方向盘的方向溃缩。该管柱本体31由形状基本上相同的活动件311和固定件33相互拼接组成。

图4示出了根据本发明第一个实施例的活动件311的示意性立体图。其中，固定件33与活动件311的形状相同。如图4所示，该活动件311由第一部分312和第二部分313组成。第一部分312和第二部分313可以为一体成型。第一部分312为管柱状，第二部分313为中空的且构造为沿其轴向方向剖切至少一半的半管柱状。也就是说，活动件311或固定件33整体为管柱状，第二部分313是从活动件311或固定件33的靠近中间的部位向内剖切至至少一半，再沿着活动件311或固定件33的轴向方向剖切至活动件311或固定件33的端部而形成，活动件311或固定件33的另一部分则是第一部分312。

第一部分312包括第一端3121和与第一端3121相对的第二端3122，第二端3122为在剖切形成第二部分313时暴露出的一端。第二部分313包括位于第二部分313一端的端盖3131以及位于端盖3131和第二端3122之间的周壁3132，该端盖3131、第二端3122以及周壁3132一起形成一凹腔3133。

活动件311的第二部分313以及固定件33的第二部分313轴向方向的剖切面相互贴合时，活动件311和固定件33的两个端盖3131分别放置在对方的凹腔3133内，且两个端盖3131之间具有第一预设距离，以使两个端盖3131与对应的活动件311和固定件33的周壁3132之间限定形成密闭的爆炸腔314。活动件311和固定件33设置成在爆炸物20爆炸时能够发生相对移动。固定件33的第二端3122与活动件311的端盖3131之间具有第二预设距离，以在爆炸物20爆炸时使得活动件311和固定件33能够发生相对移动。第一预设距离设置成能够在爆炸物20爆炸时使活动件311相对固定件33移动至使方向盘与驾驶员胸部之间的距离增大至足够的距离，从而降低对驾驶员胸部的伤害。第二预设距离设置成大于或等于在爆炸物20爆炸时活动件311的行程，以保证活动件311顺利移动。

可以理解的是，在爆炸物20爆炸时，套管32是固定不动的。此时，套管32起着导向作用，可以使活动件311沿着套管32导向的方向移动。套管32上可以设置两个销钉321，其中一个销钉321使套管32与活动件311相连接，另一个销钉321使套管32与固定件33相连接。在爆炸物20爆炸时，与活动件311相连接的销钉321必须设置成能够被切断，而与固定件33相连接的销钉321可以被切断，也可以不被切断。销钉321的数量并不限于两个，还可以设置为一个、三个、四个或更多个。不管销钉321的数量为几个，必须有至少一个销钉321是与活动件311相连的，并且与活动件311相连的销钉321也必须是能够被切断的。由此，在爆炸物20爆炸时活动件311可以顺利地移动。套管32的长度设置成至少能全部覆盖固定件33和活动件311暴露出的凹腔3133，以保持密闭的同时保证美观。

活动件311和/或固定件33的第二端3122处设置有第一锁止件34。第一锁止件34设置成在活动件311相对固定件33移动时活动件311的端盖3131能卡扣在固定件33的第一锁止件34上，固定件33的端盖3131能卡扣在活动件311的第一锁止件34上，以锁止转向管柱30，并防止转向管柱30向靠近方向盘的方向移动。

第二个实施例与第一个实施例的区别在于，第一个实施例中，固定件33为管柱本体31的一个组成部分，而第二个实施例中，固定件33并不作为管柱本体31的一个组成部分，而是固定在车辆上，与管柱本体31相互配合的板状件。

图5示出了根据本发明第二个实施例的去除套管后的转向管柱的示意性结构图，并且已剖开爆炸腔部分。如图5所示，管柱本体31整体上为管柱状。在管柱本体31靠近方向盘的一端具有爆炸腔314，该爆炸腔314为基本上封闭的爆炸腔314。固定件33一端的形状为板状，优选为与爆炸腔314相配合的圆板状。该固定件33设置成与管柱本体31的径向方向平行。固定件33一端设置在该爆炸腔314内，并将爆炸腔314分隔为两个空间。两个空间分别是第一空间3141和第二空间3142。其中，第一空间3141靠近方向盘，第二空间3142相对第一空间3141远离方向盘。爆炸物20放置在第二空间3142，在爆炸物20爆炸时，固定件33是固定不动的，管柱本体31相对固定件33向远离方向盘的方向移动。

套管32的长度设置成至少能完全覆盖在管柱本体31向远离方向盘的方向移动后管柱本体31上的爆炸腔314。套管32的长度可以与管柱本体31的长度保持一致，也可以小于管柱本体31的长度。但是，当套管32的长度小于管柱本体31的长度时，至少要能够完全覆盖移动后的管柱本体31上的爆炸腔314。例如可以是套管32的长度可以同时覆盖管柱本体31移动前后的爆炸腔314。此时，套管32上可以开设有用于使固定件33穿出的间隙孔。又如套管32的长度不能覆盖管柱本体31移动前的爆炸腔314，但是可以覆盖移动后的爆炸腔314。此时，套管32上可以不用开设用于使固定件33穿出的间隙孔。

如图5所示，在该实施例中，管柱本体31上设置有第二锁止件35，该第二锁止件35设置在第一空间3141内，并在管柱本体31相对固定件33移动时固定件33一端能卡扣第二锁止件35，以锁止转向管柱30，从而防止转向管柱30向靠近方向盘的方向移动。

特别地，本发明还提供了一种车辆，该车辆包括前述的转向管柱系统。此处转向管柱系统与前述特征一致，此处不再一一赘述。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (8)

1.一种用于车辆的可溃缩式的转向管柱系统，其特征在于，包括：

点爆装置以及能在所述点爆装置的点爆下爆炸的爆炸物；

转向管柱，安装在所述车辆的方向盘和前围钣之间，所述转向管柱具有一用于放置所述点爆装置以及所述爆炸物的爆炸腔；

碰撞传感器，用于在所述车辆发生碰撞的瞬间判断碰撞是否达到所述转向管柱的碰撞溃缩点；

控制器，与所述碰撞传感器和所述点爆装置相连，用于在所述碰撞传感器检测到所述碰撞达到所述转向管柱的碰撞溃缩点后控制所述点爆装置点爆所述爆炸物，使所述转向管柱在驾驶员撞击到所述方向盘之前沿着远离所述方向盘的方向溃缩；

所述转向管柱包括管柱本体和固定件，所述管柱本体为一体式构造结构，所述管柱本体具有所述爆炸腔，所述爆炸腔设置在所述管柱本体靠近所述方向盘的一端；

所述固定件一端设置在所述爆炸腔内，并将所述爆炸腔分隔为两个空间，所述两个空间分别为第一空间和第二空间，所述第一空间相对于所述第二空间更靠近所述方向盘，所述爆炸物放置在所述第二空间，所述固定件在所述爆炸物爆炸时固定不动，以使所述管柱本体相对所述固定件向远离所述方向盘的方向移动。

2.根据权利要求1所述的转向管柱系统，其特征在于，所述转向管柱包括：

套管，套设在所述管柱本体的外壁，并通过销钉与所述管柱本体相连接，所述销钉构造成能在所述爆炸物爆炸时被切断，以使所述管柱本体脱离与所述套管的连接；

所述固定件在所述爆炸物爆炸时能使所述管柱本体在所述套管内沿着远离所述方向盘的方向溃缩。

3.根据权利要求2所述的转向管柱系统，其特征在于，所述固定件一端的形状构造成板状，并设置成与所述管柱本体的径向方向平行。

4.根据权利要求3所述的转向管柱系统，其特征在于，所述板状构造成圆形板。

5.根据权利要求4所述的转向管柱系统，其特征在于，所述套管的长度设置成至少能全部覆盖在所述管柱本体向远离所述方向盘的方向移动后所述管柱本体上的所述爆炸腔。

6.根据权利要求3-5中任一项所述的转向管柱系统，其特征在于，所述活动件和/或所述固定件的所述第二端处设置有第一锁止件，所述第一锁止件设置成在所述活动件相对所述固定件移动时所述活动件的所述端盖能卡扣所述第一锁止件，以防止所述转向管柱向靠近所述方向盘的方向移动。

7.根据权利要求6所述的转向管柱系统，其特征在于，所述管柱本体上设置有第二锁止件，所述第二锁止件设置成在所述管柱本体相对所述固定件移动时所述固定件一端能卡扣所述第二锁止件，以防止所述转向管柱向靠近所述方向盘的方向移动。

8.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1-7中任一项所述的用于车辆的可溃缩式的转向管柱系统。

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