CN112208620A - 一种柔性转向盘 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种柔性转向盘，包括转向盘骨架，所述转向盘骨架是由PP塑料和玻璃纤维复合注塑成型，在转向盘骨架内中部预埋有金属支架板，在金属支架板的中心孔下端连接有花键套；所述转向盘骨架对应转向盘的3、9点位置对称设有弧形外轮缘部；在转向盘骨架的轮缘外面设有环形内发泡本体，内发泡本体是由EVA泡沫注塑而成，并将转向盘骨架的外轮缘部包裹在内；在内发泡本体的外面设有外发泡本体，外发泡本体将内发泡本体和转向盘骨架的辐条包裹在内。该转向盘不仅能够减轻该转向盘的重量，保证该转向盘的拉伸强度和弯曲强度；而且能够提高该转向盘的柔软性，从而有效降低车辆碰撞时转向盘对司乘人员的伤害。
Description
技术领域
本发明涉及转向盘领域，特别涉及一种柔性转向盘。
背景技术
随着时代的进步，车辆的高速发展，越来越多的高新科技被用于车辆中，这使得车辆不仅仅是作为交通工具，而且也承担了越来越多的涉及到安全性，轻量化，环保化的要求。在车辆长足的发展过程中，对于在车辆发生事故时，转向系统对司乘人员造成的伤害，人们已经研制出一系列的解决方案，来最大限度的降低在车辆发生碰撞的事故中转向系统对司乘人员造成的伤害，也相继出台了一系列的法规和强制标准来对车辆进行强制要求。虽然上述措施已能很好的降低车辆碰撞中转向系统对司乘人员造成的伤害，但在实际情况中，必不可免的会发生转向系统在车辆发生碰撞时，对人体造成伤害；其中最直接和最主要的，也是最常见的就是转向盘在碰撞中造成对人体的伤害。
现有转向盘骨架绝大多数均采用镁铝合金材料的骨架，虽然镁铝合金骨架较钢骨架具有重量相对较轻，在防腐上不易生锈等优点，但也存在着刚度强、重量较大、成本高等缺点。在转向盘结构上，骨架基本上采用刚性较强的三辐条或者四辐条的设计且为全轮缘结构。上述结构，虽然可增加产品的强度，但通过碰撞分析及碰撞实例表明，骨架强度越高，在车辆碰撞过程中越会对司乘人员造成更大的伤害，因此现有转向盘结构很难降低对对司乘人员的伤害。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种重量轻、环保，能够最大限度地降低车辆碰撞中转向系统对司乘人员造成的伤害的柔性转向盘。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种柔性转向盘，包括转向盘骨架，其特殊之处是：所述转向盘骨架是由 PP塑料和玻璃纤维复合注塑成型，在转向盘骨架内中部预埋有金属支架板，在金属支架板的中心孔下端连接有花键套；所述转向盘骨架对应转向盘的3、9 点位置对称设有弧形外轮缘部，用于降低车辆碰撞时对司乘人员的伤害；
在转向盘骨架的轮缘外面设有环形内发泡本体，内发泡本体是由EVA泡沫注塑而成，并将转向盘骨架的外轮缘部包裹在内，用于提高该转向盘的柔软性；
在内发泡本体的外面设有外发泡本体，外发泡本体将内发泡本体和转向盘骨架的辐条包裹在内，用于保证耐磨性能。
作为进一步优选，所述转向盘骨架中玻璃纤维的质量百分比含量为10～ 30％，用于提高转向盘骨架的拉伸强度和弯曲强度。
作为进一步优选，所述转向盘骨架的外轮缘部两端的直线距离L为 160-170mm，且外轮缘部两端向下弯曲并与转向盘骨架上垂直于花键套轴线的平面夹角α为8-10度，以便于车辆碰撞时转向盘产生变形吸能，降低对乘员的伤害。
作为进一步优选，在金属支架板上连接有多个骨架触点柱，骨架触点柱上端突出转向盘骨架，用于实现喇叭的电联接。
作为进一步优选，所述金属支架板为左右对称图形，在金属支架板上对应该转向盘的2、5、7、10点位置对称设有四个连接孔，所述骨架触点柱为四个且分别通过螺纹连接在连接孔内。
作为进一步优选，在金属支架板上对称设有二个螺纹孔，用于拆卸该转向盘时旋入拆卸工具。
作为进一步优选，在转向盘骨架上卡装有U型卡簧，用于实现该转向盘和安全气囊的装配。
作为进一步优选，所述转向盘骨架的辐条为中间镂空的双辐条结构。
作为进一步优选，在内发泡本体的外轮缘上、下端面上分别设有环形沟槽，用于确保内、外发泡本体连接牢固，防止外发泡本体发生空转。
作为进一步优选，在内发泡本体的外轮缘内侧对应转向盘的6点位置设有向转向盘骨架中部方向突出的连接部，用于提高内、外发泡本体的连接强度。
作为进一步优选，所述外发泡本体是由聚醚多元醇和异氰酸酯混合注塑而成，且厚度为4-6mm；以降低醛类和苯类的含量。
本发明的有益效果为：
1、由于所述转向盘骨架是由PP塑料和玻璃纤维复合注塑成型，转向盘骨架对应转向盘的3、9点位置对称设有弧形外轮缘部，不仅能够减轻该转向盘的重量，保证该转向盘的拉伸强度和弯曲强度；而且通过在转向盘骨架的轮缘外面设有由EVA泡沫注塑而成的环形内发泡本体，并将转向盘骨架的外轮缘部包裹在内，能够提高该转向盘的柔软性，从而有效降低车辆碰撞时转向盘对司乘人员的伤害。
2、由于在内发泡本体的外面设有外发泡本体，外发泡本体将内发泡本体和转向盘骨架的辐条包裹在内，不仅能够保证耐磨性能，减轻转向盘重量；而且能够减少外发泡本体的用料量，从而减少聚醚多元醇+异氰酸酯材料的使用量，使得醛类和苯类的含量大大降低，有利于环保，使得该柔性转向盘与传统转向盘相比在质量上更轻，在耐腐蚀、耐湿热、耐盐雾等方面更加优异。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1的A-A剖视图；
图3是图1的左视图；
图4是图1的立体结构图；
图5是图1中去掉外发泡本体的结构示意图；
图6是图5的左视图；
图7是图5的立体结构图；
图8是图5中去掉内发泡本体的结构示意图；
图9是图8的左视图；
图10是图8的立体结构图；
图11是本发明金属支架板的结构示意图。
图中：外发泡本体1，花键套2，金属支架板3，螺纹孔301，U型卡簧4，折弯部401，骨架触点柱5，转向盘骨架6，外轮缘部601，辐条602，锥套603，凸柱604，内发泡本体7，环形沟槽701，连接部702，U型凹槽703，尼龙套8。
具体实施方式
实施例1
如图1-图11所示，本发明涉及的一种柔性转向盘，包括转向盘骨架6，所述转向盘骨架6是由PP塑料和玻璃纤维复合注塑成型，其中玻璃纤维的长度为 0.4-0.6mm、质量百分比含量为10～30％，其余为PP塑料，用于提高转向盘骨架6的拉伸强度和弯曲强度，使拉伸强度可达到65-90Mpa，弯曲强度达到 70-120Mpa。所述转向盘骨架6的辐条602为中间镂空的双辐条结构且对称布置在两侧对应转向盘的3、9点位置，转向盘骨架6的辐条602宽度为36-45mm、厚度为6-9mm，并由内至外宽度和厚度逐渐变小。转向盘骨架6对应转向盘的3、 9点位置对称设有弧形外轮缘部601，外轮缘部601的横截面为槽口向下的空心 U型，用于连接内发泡本体7，并降低车辆碰撞时对司乘人员的伤害。
所述转向盘骨架6的外轮缘部601两端的直线距离L为160-170mm，且外轮缘部601两端向下弯曲并与转向盘骨架6上垂直于花键套2轴线的平面夹角α为8-10度，以便于车辆碰撞时转向盘能够向远离乘员方向产生变形吸能，降低对乘员的伤害。
在转向盘骨架6内中部预埋有金属支架板3，金属支架板3的厚度为 1.5-2.5mm，在金属支架板3的中心孔下端通过螺纹连接有花键套2，用于连接转向柱。在金属支架板3上连接有多个骨架触点柱5，用于实现喇叭的电联接。
所述金属支架板3为左右对称图形，在金属支架板3上对应该转向盘的2、 5、7、10点位置对称设有四个连接孔，本实施例中所述骨架触点柱5为四个且分别通过螺纹连接在连接孔内。在转向盘骨架6上对应每个连接孔处分别设有一体的锥套603，所述骨架触点柱5分别穿过对应的锥套603且上端突出转向盘骨架6。在金属支架板3上对称设有二个螺纹孔301，用于拆卸该转向盘时旋入拆卸工具。
在转向盘骨架6上面卡装有一个U型卡簧4，U型卡簧4两侧和底部分别卡在转向盘骨架6上，用于实现该转向盘和安全气囊的装配。在U型卡簧4上对应转向盘的3、6、9点位置分别套设有尼龙套8，用于避免该转向盘与安全气囊在按压实现喇叭功能时，U型卡簧4和安全气囊卡钩产生撞击时发出的异响问题。在U型卡簧4两侧的卡臂上对称设有二个折弯部401，折弯部401均向U 型卡簧4内弯折且拐角处分别卡在对称设置于转向盘骨架6中部两侧的凸柱 604上，以便通过力的传导作用，实现在转向盘的6点位置进行一点拆卸安全气囊的功能，这样不仅避免了因拆卸安全气囊孔多造成外观不良的缺陷，而且实现了拆卸方便。
在转向盘骨架6的轮缘外面设有环形内发泡本体7，内发泡本体7是由EVA 泡沫注塑而成，并将转向盘骨架6的外轮缘部601包裹在内，用于提高该转向盘的柔软性。在内发泡本体7的外轮缘上、下端面上分别设有环形沟槽701，用于确保内、外发泡本体连接牢固，防止外发泡本体发生空转。
在内发泡本体7的外面设有外发泡本体1，外发泡本体1将内发泡本体7 和转向盘骨架6的辐条602包裹在内，用于保证耐磨性能并安装多功能按键。所述外发泡本体1是由聚醚多元醇和异氰酸酯按照质量比为1.25：1的比例混合注塑而成，且外发泡本体1外轮缘壁厚度为4-6mm；以降低醛类和苯类的含量。
在内发泡本体7的外轮缘内侧对应转向盘的6点位置设有向转向盘骨架6 中部方向突出的连接部702，在连接部702上面设有U型凹槽703，所述连接部被外发泡本体1包裹在内，用于提高内、外发泡本体的连接强度。
由于所述转向盘骨架6是由PP塑料和玻璃纤维复合注塑成型，转向盘骨架 6对应转向盘的3、9点位置对称设有弧形外轮缘部，而在6、12点位置无轮缘设计，不仅能够减轻该转向盘的重量，保证该转向盘的拉伸强度和弯曲强度；而且通过在转向盘骨架6的轮缘外面设有由EVA泡沫注塑而成的环形内发泡本体7，并将转向盘骨架的外轮缘部包裹在内，能够提高该转向盘的柔软性，从而有效降低车辆碰撞时转向盘对司乘人员的伤害。
实施例2
如图1-图11所示，本发明涉及的一种柔性转向盘，包括转向盘骨架6，所述转向盘骨架6是由PP塑料和玻璃纤维复合注塑成型，其中玻璃纤维的长度为 0.4-0.6mm、质量百分比含量为10％，其余为PP塑料，用于提高转向盘骨架6 的拉伸强度和弯曲强度。本实施例其它结构同实施例1，本实施例不再赘述。
实施例3
如图1-图11所示，本发明涉及的一种柔性转向盘，包括转向盘骨架6，所述转向盘骨架6是由PP塑料和玻璃纤维复合注塑成型，其中玻璃纤维的长度为 0.4-0.6mm、质量百分比含量为30％，其余为PP塑料，用于提高转向盘骨架6 的拉伸强度和弯曲强度。本实施例其它结构同实施例1，本实施例不再赘述。
根据《防止汽车转向机构对驾驶员伤害的规定》(GB11557)中的要求，经CAE仿真分析，在半身假人和头型物冲击的条件下，传统转向盘骨架在假人冲击下，最大应力值为12000N，超过法规标准要求的11123N的要求；骨架所受头型物最大减速度为150g，大于法规标准要求的最大加速度标准值120g。而由于该柔性转向盘的转向盘骨架对应转向盘的3、9点位置对称设有弧形外轮缘部，而在6-12点位置采用无轮缘设计，该柔性转向盘在3-9点位置最大应力值小于传统转向盘的最大应力值，在6和12点位置弯曲最大应力值远小于传统转向盘的6和12点位置弯曲最大应力值；该柔性转向盘对半身假人冲击水平力和骨架所受头型物的最大减速度值均小于标准要求。因此该柔性转向盘均满足法规标准要求，在车辆发生碰撞时能够有效降低转向盘对司乘人员的伤害。数据详见下表1。
表1
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种柔性转向盘，包括转向盘骨架，其特征是：所述转向盘骨架是由PP塑料和玻璃纤维复合注塑成型，在转向盘骨架内中部预埋有金属支架板，在金属支架板的中心孔下端连接有花键套；所述转向盘骨架对应转向盘的3、9点位置对称设有弧形外轮缘部，用于降低车辆碰撞时对司乘人员的伤害；
在转向盘骨架的轮缘外面设有环形内发泡本体，内发泡本体是由EVA泡沫注塑而成，并将转向盘骨架的外轮缘部包裹在内，用于提高该转向盘的柔软性；
在内发泡本体的外面设有外发泡本体，外发泡本体将内发泡本体和转向盘骨架的辐条包裹在内，用于保证耐磨性能。
2.根据权利要求1所述的一种柔性转向盘，其特征是：所述转向盘骨架中玻璃纤维的质量百分比含量为10～30％，用于提高转向盘骨架的拉伸强度和弯曲强度。
3.根据权利要求1或2所述的一种柔性转向盘，其特征是：所述转向盘骨架的外轮缘部两端的直线距离L为160-170mm，且外轮缘部两端向下弯曲并与转向盘骨架上垂直于花键套轴线的平面夹角α为8-10度，以便于车辆碰撞时转向盘向远离乘员方向产生变形吸能，降低对乘员的伤害。
4.根据权利要求1所述的一种柔性转向盘，其特征是：在金属支架板上连接有多个骨架触点柱，骨架触点柱上端突出转向盘骨架，用于实现喇叭的电联接。
5.根据权利要求1或4所述的一种柔性转向盘，其特征是：所述金属支架板为左右对称图形，在金属支架板上对应该转向盘的2、5、7、10点位置对称设有四个连接孔，所述骨架触点柱为四个且分别通过螺纹连接在连接孔内。
6.根据权利要求5所述的一种柔性转向盘，其特征是：在金属支架板上对称设有二个螺纹孔，用于拆卸该转向盘时旋入拆卸工具。
7.根据权利要求3所述的一种柔性转向盘，其特征是：在转向盘骨架上卡装有U型卡簧，用于实现该转向盘和安全气囊的装配。
8.根据权利要求1或7所述的一种柔性转向盘，其特征是：所述转向盘骨架的辐条为中间镂空的双辐条结构。
9.根据权利要求1所述的一种柔性转向盘，其特征是：在内发泡本体的外轮缘上、下端面上分别设有环形沟槽，用于确保内、外发泡本体连接牢固，防止外发泡本体发生空转。
10.根据权利要求1或9所述的一种柔性转向盘，其特征是：在内发泡本体的外轮缘内侧对应转向盘的6点位置设有向转向盘骨架中部方向突出的连接部，用于提高内、外发泡本体的连接强度。
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