CN113978542B - 一种溃缩吸能与调节锁止一体化的转向管柱结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种溃缩吸能与调节锁止一体化的转向管柱结构，包括转向管柱壳体、转向管柱支架以及调节锁紧手柄，转向管柱壳体中设有转向管柱本体，转向管柱本体包括设于前部的转向管柱主轴外管，调节锁紧手柄通过转轴和凸轮压板组件固定在转向管柱壳体上，凸轮压板组件与转向管柱壳体之间设有吸能条和回位弹簧，凸轮压板组件的压板上下层通过销轴链接。与现有技术相比，本发明具有结构简单可靠，提高吸能结构的适应范围和灵活性，提高行车过程中整车的安全性以及吸能条的使用寿命等优点。
Description
技术领域
本发明涉及汽车转向结构技术领域，尤其是涉及一种溃缩吸能与调节锁止一体化的转向管柱结构。
背景技术
随着汽车工业的发展，人们对汽车安全性越来越关注，好的汽车安全技术被人们认可，也是未来汽车的发展趋势。吸能结构是汽车机械转向管柱的一部分，机械转向管柱为汽车转向系统重要的零部件，机械转向管柱的功能主要为驾驶车辆的过程中传递转向扭矩、方向盘位置调节，以及车辆以外发生碰撞时管柱吸能作用。
现市面上传统的吸能结构，通常采用金属撕裂板形式加塑料销钉固定在支架上结构、压板摩擦加销钉固定在支架上结构，以及钢丝吸能加塑料固定在支架上结构。撕裂板形式每次调节吸能力值的大小，都需更改冲压槽的深度来实现，修改模的成本高，并且不利于产品的通用化，并且管柱调节时，冲击到末端，容易将限位销冲断；压板摩擦结构在车辆使用过程容易松动，导致吸能力值不稳定；钢丝吸能加塑料固定在支架上结构能通过调整钢丝的直径大小来实现吸能力的优化，但管柱调节时，冲击到末端，容易将限位销冲断。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的改模成本高、冲击到末端容易将限位销冲断、吸能力值不稳定的缺陷而提供一种溃缩吸能与调节锁止一体化的转向管柱结构。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种溃缩吸能与调节锁止一体化的转向管柱结构，包括转向管柱壳体、转向管柱支架、调节锁紧手柄和凸轮压板组件，所述转向管柱壳体中设有转向管柱本体，所述转向管柱本体包括设于前部的转向管柱主轴外管，所述调节锁紧手柄通过转轴和凸轮压板组件固定在转向管柱壳体上，所述凸轮压板组件与转向管柱壳体之间设有吸能条和回位弹簧，凸轮压板组件的压板上下层通过销轴链接。
所述转向管柱主轴外管在调节锁紧手柄的同侧设有固定齿板，所述固定齿板与凸轮压板组件相互连接。
所述凸轮压板组件包括依次连接的链接轴、凸轮本体、配合补偿弹性件、固定压块、固定销轴和齿板压块。
进一步地，所述齿板压块和固定齿板上均设有多个连续的齿状凸起，所述凸轮压板组件通过齿板压块与固定齿板啮合。
所述转向管柱本体处于轴向调节锁紧状态时凸轮压板组件中的齿板压块与固定齿板之间压紧吸合，所述吸能条位于两个齿板压块之间。
所述凸轮压板组件中的两层压板，通过销轴链接，保证了溃缩初始的稳定性及可靠性。
进一步地，所述转向管柱本体处于轴向调节锁紧状态，当出现车辆意外碰撞，大力冲击方向盘的情况时，齿板压块与固定齿板在带动吸能条拉直的过程中，起到吸能的作用。
所述转向管柱本体处于轴向调节工作状态时凸轮压板组件中的齿板压块与固定齿板分离。
进一步地，所述转向管柱本体处于轴向调节工作状态，吸能结构轴向无自由度限制，转向管柱本体在行程内可以自由调节，确保吸能结构在管柱轴向调节过程不受冲击力，从而保证不会冲击断裂。
所述固定齿板和齿板压块上均设有多个固定孔，多个所述固定销轴通过卡合在所述固定孔中将固定齿板与齿板压块连接。
所述调节锁紧手柄包括手柄板和顶杆，所述顶杆在连接时压落在凸轮压板组件中凸轮本体的凹槽处。
所述转向管柱壳体在调节锁紧手柄的对侧设有平面轴承和锁紧螺母，所述平面轴承和锁紧螺母均固定在穿过转向管柱壳体的转轴上。
所述转轴、调节锁紧手柄、凸轮压板组件、回位弹簧、转向管柱支架、转向管柱壳体、平面轴承、锁紧螺母和转向管柱主轴外管之间刚性链接。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1.本发明通过在转向管柱壳体上设置吸能条作为吸能结构，在每次需要调节吸能力值的大小时，只需根据吸能力值目标，更换吸能条的规格(钢丝直径大小)，有效解决了现有技术中需要更改金属撕裂板的冲压槽的深度来实现导致的高成本的问题，提高了吸能结构的适应范围和灵活性。
2.本发明将吸能结构集成到转向管柱壳体上，使得管柱调节状态不受限制，有效的解决方向盘轴向调节大力冲击的工况下，固定销被冲断的风险，提高了行车过程中整车的安全性以及吸能条的使用寿命。
3.本发明中凸轮压板组件中的两层压板，通过销轴链接，管柱溃缩初始的稳定性及使用过程中可靠性，每次需要调节溃缩初始值时，只需根据溃缩初始峰值力目标，更换销轴的规格(销轴直径大小)。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明凸轮压板组件的结构示意图；
图3为本发明吸能结构的示意图；
图4为本发明轴向调节锁紧状态的关联件约束示意图；
图5为本发明轴向调节锁紧状态的产品状态示意图；
图6为本发明轴向调节工作状态的关联件约束示意图；
图7为本发明轴向调节工作状态的产品状态示意图；
图8为本发明溃缩及吸能的示意图。
附图标记：
1-转轴；2-调节锁紧手柄；3-凸轮压板组件；4-回位弹簧；5-吸能条；6-转向管柱支架；7-转向管柱壳体；8-平面轴承；9-锁紧螺母；10-转向管柱主轴外管；11-固定齿板；12-转向管柱本体；13-手柄板；14-齿板压块；15-固定销轴；16-固定压快；17-配合补偿弹性件；18-凸轮本体；19-链接轴。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
如图1所示，一种溃缩吸能与调节锁止一体化的转向管柱结构，包括转向管柱壳体7、转向管柱支架6以及调节锁紧手柄2，转向管柱壳体7中设有转向管柱本体12，转向管柱本体12包括设于前部的转向管柱主轴外管10，调节锁紧手柄2通过转轴1和凸轮压板组件3固定在转向管柱壳体7上，凸轮压板组件3与转向管柱壳体7之间设有吸能条5和回位弹簧4，凸轮压板组件3的压板上下层通过固定销轴15链接。
转向管柱主轴外管10在调节锁紧手柄2的同侧设有固定齿板11，固定齿板11与凸轮压板组件3相互连接。
如图2所示，凸轮压板组件3包括依次连接的链接轴19、凸轮本体18、配合补偿弹性件17、固定压块16、固定销轴15和齿板压块14。
齿板压块14和固定齿板11上均设有多个连续的齿状凸起，凸轮压板组件3通过齿板压块14与固定齿板11啮合。
如图4和图5所示，转向管柱本体12处于轴向调节锁紧状态时凸轮压板组件3中的齿板压块14与固定齿板11之间压紧吸合，吸能条5位于两个齿板压块14之间。
转向管柱本体12处于轴向调节锁紧状态，当出现车辆意外碰撞，大力冲击方向盘的情况时，齿板压块14与固定齿板11在带动吸能条5拉直的过程中，起到吸能的作用。
具体实施时，顺时针旋转调节锁紧手柄2，调节锁紧手柄2的顶杆压住凸轮压板组件3的凸轮峰值处，凸轮压板组件3与固定齿板11咬合。
如图6和图7所示，转向管柱本体12处于轴向调节工作状态时凸轮压板组件3中的齿板压块14与固定齿板11分离。
转向管柱本体12处于轴向调节工作状态，吸能结构轴向无自由度限制，转向管柱本体12在行程内可以自由调节，确保吸能结构在管柱轴向调节过程不受冲击力，从而保证不会冲击断裂。
具体实施时，逆时针旋转调节锁紧手柄2，调节锁紧手柄2的顶杆压落到凸轮压板组件3的凸轮凹槽处，回位弹簧4及转向管柱壳体7、转向管柱支架6张开，推动凸轮压板组件3，使凸轮压板组件3与固定齿板11分开。
固定齿板11和齿板压块14上均设有多个固定孔，多个固定销轴15通过卡合在固定孔中将固定齿板11与齿板压块14连接，本实施例中，固定销轴15的数量为3个，呈三角形分布在固定齿板11和齿板压块14上。
调节锁紧手柄2包括手柄板13和顶杆，调节锁紧手柄2的顶杆在连接时压落在凸轮压板组件3中凸轮本体18的凹槽处。
转向管柱壳体7在调节锁紧手柄2的对侧设有平面轴承8和锁紧螺母9，平面轴承8和锁紧螺母9均固定在穿过转向管柱壳体7的转轴1上。
转轴1、调节锁紧手柄2、凸轮压板组件3、回位弹簧4、转向管柱支架6、转向管柱壳体7、平面轴承8、锁紧螺母9和转向管柱主轴外管10之间刚性链接。
具体实施时，如图3和图8所示，在车辆碰撞时：车辆快速减速，驾驶员撞击方向盘，当撞击力大于齿板压块14与调节锁紧手柄2的固定销轴15的承受力时，固定销轴15断裂，然后固定齿板11带动齿板压块14一起移动，齿板压板14移动受到吸能条5限制，只能逐渐拉直吸能条5，从而吸能条5在管柱溃缩的过程中起到吸能作用，吸收驾驶员产生的动能，起到减少驾驶员受到超大力冲击的作用。吸能力值的大小可以通过更改吸能条(钢丝)的规格实现。
此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，所取名称可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明结构所做的举例说明。凡依据本发明构思的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本发明的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实例做各种各样的修改或补充或采用类似的方法，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种溃缩吸能与调节锁止一体化的转向管柱结构，其特征在于，包括转向管柱壳体（7）、转向管柱支架（6）、调节锁紧手柄（2）和凸轮压板组件（3），所述转向管柱壳体（7）中设有转向管柱本体（12），所述转向管柱本体（12）包括设于前部的转向管柱主轴外管（10），所述调节锁紧手柄（2）通过转轴（1）和凸轮压板组件（3）固定在转向管柱壳体（7）上，所述凸轮压板组件（3）与转向管柱壳体（7）之间设有吸能条（5）和回位弹簧（4），所述凸轮压板组件（3）的压板上下层通过销轴链接；
所述转向管柱主轴外管（10）在调节锁紧手柄（2）的同侧设有固定齿板（11），所述固定齿板（11）与凸轮压板组件（3）相互连接；
所述凸轮压板组件（3）包括依次连接的链接轴（19）、凸轮本体（18）、配合补偿弹性件（17）、固定压块（16）、固定销轴（15）和齿板压块（14），所述齿板压块设置齿的一侧中间设有一凹槽；
所述齿板压块（14）和固定齿板（11）上均设有多个连续的齿状凸起，所述凸轮压板组件（3）通过齿板压块（14）与固定齿板（11）啮合。
2.根据权利要求1所述的一种溃缩吸能与调节锁止一体化的转向管柱结构，其特征在于，所述转向管柱本体（12）处于轴向调节锁紧状态时凸轮压板组件（3）中的齿板压块（14）与固定齿板（11）之间压紧吸合，所述吸能条（5）位于齿板压块（14）内。
3.根据权利要求1所述的一种溃缩吸能与调节锁止一体化的转向管柱结构，其特征在于，所述转向管柱本体（12）处于轴向调节工作状态时凸轮压板组件（3）中的齿板压块（14）与固定齿板（11）分离。
4.根据权利要求1所述的一种溃缩吸能与调节锁止一体化的转向管柱结构，其特征在于，所述固定齿板（11）和齿板压块（14）上均设有多个固定孔，多个所述固定销轴（15）通过卡合在所述固定孔中将固定齿板（11）与齿板压块（14）连接。
5.根据权利要求1所述的一种溃缩吸能与调节锁止一体化的转向管柱结构，其特征在于，所述调节锁紧手柄（2）的顶杆在连接时压落在凸轮压板组件（3）中凸轮本体（18）的凹槽处。
6.根据权利要求1所述的一种溃缩吸能与调节锁止一体化的转向管柱结构，其特征在于，所述转向管柱壳体（7）在调节锁紧手柄（2）的对侧设有平面轴承（8）和锁紧螺母（9），所述平面轴承（8）和锁紧螺母（9）均固定在穿过转向管柱壳体（7）的转轴（1）上。
7.根据权利要求1所述的一种溃缩吸能与调节锁止一体化的转向管柱结构，其特征在于，所述转轴（1）、调节锁紧手柄（2）、凸轮压板组件（3）、回位弹簧（4）、转向管柱支架（6）、转向管柱壳体（7）、平面轴承（8）、锁紧螺母（9）和转向管柱主轴外管（10）之间刚性链接。
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