CN116767335A - 一种汽车转向管柱吸能装置及其应用的车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车转向管柱吸能装置及其应用的车辆，其中吸能装置包括有支架、与支架连接的安装板、与安装板滑动连接的拉脱块以及安装在支架上的转向管柱，在安装板边缘设有变形部，变形部被配置为在形变前可供拉脱块滑动进入至安装板的安装槽内，且形变后以限制拉脱块的滑出，以及吸能装置遭受冲击时变形部产生形变供拉脱块脱离安装板。本发明提供一种吸能装置，通过在安装板上增设变形部，用于取代现有技术中的注塑销。变形部形变后与拉脱块相抵，将拉脱块限制在安装槽内，起到固定的作用。当车辆发生撞击时，驾驶员的躯干在惯性作用下冲击方向盘。拉脱块冲击变形部使之形变至可供拉脱块滑动进出安装槽的状态。

Description

一种汽车转向管柱吸能装置及其应用的车辆

技术领域

本发明涉及车辆工程技术领域，更具体地说，涉及一种汽车转向管柱吸能装置及其应用的车辆。

背景技术

目前的汽车转向管柱大多配备了溃缩吸能结构，当车辆遭受强烈的正面碰撞时，驾驶员与方向盘会发生第二次碰撞。转向管柱的溃缩吸能结构被设计用来吸收第二次碰撞中的一部分冲击能量，这样可以在一定程度上保护驾驶员的安全。

国家强制法规GB11557已对该冲击力进行如下规定：

1、处于正常工况下的车辆以48 .3Km/h-53 .1Km/h的速度进行正面碰撞时，沿平行于车辆纵向中心轴线的水平方向所测量的车辆转向柱和转向轴顶端相对车内不受碰撞影响的某点的向后移动量不得大于127mm；沿垂直方向所测量的车辆转向柱和转向轴顶端相对车内不受碰撞影响的某点的向上移动量不大于127mm。

2、人体模块以24 .1Km/h-25 .3km/h的相对速度撞击转向操纵装置时，转向操纵装置作用在人体模块上的水平力不得超过11123N。

为达到该目标，汽车转向管柱采用溃缩吸能。目前最常见的转向管柱吸能装置包括支架、焊接在支架上的安装板以及通过注塑销安装在安装板上的拉脱块。当车辆发生撞击时，驾驶员的躯干在惯性作用下冲击方向盘。该冲击力通过方向盘轴依次传递到转向柱、安装板和拉脱块。注塑销吸收碰撞能量的同时将产生剪切断裂，令拉脱块能够安装板上分离出来。注塑销的成型对注塑设备、材料种类以及注塑工艺均提出了较高的要求。为此，需要研发一种摒弃注塑销结构的新的转向管柱吸能装置。

发明内容

本发明旨在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明提出了一种汽车转向管柱吸能装置。

本发明还提出了一种应用了上述一种汽车转向管柱吸能装置的车辆。

本发明所采取的技术方案是：提供一种汽车转向管柱吸能装置，包括有支架、与支架连接的安装板、与安装板滑动连接的拉脱块以及安装在支架上的转向管柱，在所述安装板边缘设有变形部，所述变形部被配置为在形变前可供所述拉脱块滑动进入至所述安装板的安装槽内，且形变后以限制所述拉脱块的滑出，以及吸能装置遭受冲击时所述变形部产生形变供拉脱块脱离安装板。

采用以上结构后，通过在安装板上增设变形部，用于取代现有技术中的注塑销。变形部形变后与拉脱块相抵，将拉脱块限制在安装槽内，起到固定的作用。当车辆发生撞击时，驾驶员的躯干在惯性作用下冲击方向盘。该冲击力通过方向盘轴依次传递到转向柱、安装板和拉脱块，拉脱块冲击变形部使之形变至可供拉脱块滑动进出安装槽的状态。上述结构制备工艺简单，在不同时拆卸下安装板和拉脱块的情况下也能完成维修，提高了维修的便利性。此外，拉脱块的冲击变形部在发生碰撞时能够吸收和分散冲击力，有效保护驾驶员的安全。因此，该结构设计能够有效减轻驾驶员在车辆撞击中所受到的冲击力，提高驾驶员的安全性。

根据本发明的一个实施例，所述变形部包括可供所述拉脱块滑动进入的第一变形片，所述第一变形片的厚度小于所述安装板的厚度；第一变形片与安装板之间的厚度差为变形片提供部分的形变空间。

根据本发明的一个实施例，所述变形部还包括与所述第一变形片对应设置的第二变形片，所述第一变形片与所述第二变形片的厚度之和小于所述安装板的厚度，且第一变形片的自由端与所述第二变形片自由端朝相互远离的方向形变。

根据本发明的一个实施例，远离所述第一变形片自由端的另一端与所述安装板的结合处表面设有变形槽，和/或远离所述第二变形片自由端的另一端与所述安装板的结合处表面设有变形槽；变形槽的设置，用于引导第一变形片和/或第二变形片的形变位置，提高变形片在量产时的统一性。

根据本发明的一个实施例，所述支架的两侧均通过空心圆柱铆钉与所述安装板铆接，每个所述安装板上均安装有所述拉脱块；通过空心圆柱铆钉铆接能够降低支架与安装板之间的抗剪切能力，拉脱块与安装板共同构成一级吸能装置，安装板与支架共同构成二级吸能装置。

根据本发明的一个实施例，所述安装板上的铆接孔包括与所述空心圆柱铆钉适配的通孔以及与所述通孔连接为一体的通槽，且所述通槽被配置为沿平行于转向管柱轴向宽度逐渐递减，所述支架上的铆接孔为与所述所述空心圆柱铆钉适配的孔；通槽的设置，能够引导空心圆柱铆钉的对应部位向中心轴挤压形变，以使安装板与支架之间产生相对于位移后，安装板依旧能够留存在支架上。

根据本发明的一个实施例，所述支架上的铆接孔包括与所述空心圆柱铆钉适配的通孔以及与所述通孔连接为一体的通槽，且所述通槽被配置为沿平行于所述转向管柱轴向宽度逐渐递减，所述安装板上的铆接孔为与所述所述空心圆柱铆钉适配的孔；同理通槽的设置，能够引导空心圆柱铆钉的对应部位向中心轴挤压形变，以使安装板与支架之间产生相对于位移后，安装板依旧能够留存在支架上。

根据本发明的一个实施例，所述变形部沿平行于所述转向管柱轴向设置。

根据本发明的一个实施例，所述拉脱块的两侧设有导向槽，且所述导向槽与所述变形部接触的一侧设有用于引导变形部形变的结构。

一种车辆，包括上述任一所述的汽车转向管柱吸能装置。

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的介绍，显而易见的，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为本发明实施例中吸能装置的立体图；

图2为图1中A处的局部放大图；

图3为本发明实施例中吸能装置的结构示意图；

图4为图3中B处的局部放大图；

图5为本发明实施例中安装板的立体图；

图6为本发明实施例中拉脱块的立体图。

图中标号说明：

1、支架；2、安装板；3、拉脱块；4、转向管柱；5、空心圆柱铆钉；

21、第一变形片；22、第二变形片；23、变形槽；24、安装槽；25、铆接孔；

25a、通孔；25b、通槽；

31、导向槽。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

如图1-6所示，在本实施例中公开了一种汽车转向管柱4吸能装置，包括有支架1、与支架1连接的安装板2、与安装板2滑动连接的拉脱块3以及安装在支架1上的转向管柱4，在所述安装板2边缘设有变形部，所述变形部被配置为在形变前可供所述拉脱块3滑动进入至所述安装板2的安装槽24内，且形变后以限制所述拉脱块3的滑出，以及吸能装置遭受冲击时所述变形部产生形变供拉脱块3脱离安装板2。

进一步地，在本实施例中，所述变形部沿平行于所述转向管柱4轴向设置，变形部为由安装板2边缘向外延伸形成，变形部的材质与安装板2的材质相同。在其他实施例中，变形部的材质与安装板2的材质不同，且变形部通过拼接的方式与安装板2连接。

进一步地，在本实施例中，转向管柱4穿设在支架1上，方向盘轴可滑动地安装在转向管柱4内。在支架1的两侧分别安装有一个安装板2，每个安装板2上均设有安装槽24。结合图6所示，拉脱块3的两侧设有导向槽31，两个导向槽31槽底之间的宽度与安装槽24的槽内宽度适配。导向槽31夹持安装槽24的边缘。

进一步地，结合图1-2所示，图中为变形部形变后的结构示意图。结合图3-4所示，图中为变形部形变前的结构示意图，同理，也可以将其视为吸能装置遭受冲击时变形部产生形变后的结构示意图。

具体地，所述变形部包括可供所述拉脱块3滑动进入的第一变形片21，所述第一变形片21的厚度小于所述安装板2的厚度，所述变形部还包括与所述第一变形片21对应设置的第二变形片22，所述第一变形片21与所述第二变形片22的厚度之和小于所述安装板2的厚度，且第一变形片21的自由端与所述第二变形片22自由端朝相互远离的方向形变。

进一步地，在本实施例中，第一变形片21形变后呈横置的人字形结构。第一变形片21和第二变形片22朝相互远离的方向形变，以使变形部呈现扩张状态。扩张后的变形部与拉脱块3边缘相抵，以将拉脱块3限制在安装槽24内。由于变形部的比较薄，遭受撞击时拉脱块3能够挤压变形部，使其缩回至可供所述拉脱块3滑出的状态。

具体地，结合图2和图4所示，远离所述第一变形片21自由端的另一端与所述安装板2的结合处表面设有变形槽23，远离所述第二变形片22自由端的另一端与所述安装板2的结合处表面设有变形槽23。

进一步地，在本实施例中，变形槽23为第一变形片21与安装板2的结合处表面，用硬度大于安装板2的刻刀在安装板2面刻画形成，用于增加第一变形片21将变形槽23作为形变截止位置的几率。对应地，当拉脱块3置入安装槽24后，拉脱块3的边缘与变形槽23齐平。

具体地，结合图3-5所示，所述支架1的两侧均通过空心圆柱铆钉5与所述安装板2铆接，每个所述安装板2上均安装有所述拉脱块3，所述安装板2上的铆接孔25包括与所述空心圆柱铆钉5适配的通孔25a以及与所述通孔25a连接为一体的通槽25b，且所述通槽25b被配置为沿平行于转向管柱4轴向宽度逐渐递减，所述支架1上的铆接孔25为与所述所述空心圆柱铆钉5适配的孔。

进一步地，在本实施例中，安装板2的安装步骤如下：将安装板2上的通孔25a与支架1上的孔对准，上述两个孔径大小与空心圆柱铆钉5的柱体适配。空心圆柱铆钉5铆压形变后，其形变的端部与支架1紧抵。当车辆发生撞击时，驾驶员的躯干在惯性作用下冲击方向盘。该冲击力通过方向盘轴依次传递到转向柱、安装板2和拉脱块3。变形部吸收碰撞能量的同时将产生形变断裂，令拉脱块3能够安装板2上分离出来。其为本吸能装置的以及一级吸能，即第一次吸能。分离后的转向管柱4继续在惯性作用下行进，当安装板2遇阻时，其与支架1产生相对运动。此时空心圆柱铆钉5对应通槽25b位置，在通槽25b侧壁的引导下逐渐朝中心塌缩形变。即空心圆柱铆钉5吸收碰撞能量的同时将产生形变，其为本吸能装置的以及二级吸能，即第二次吸能。

具体地，在另一实施例中，所述支架1上的铆接孔25包括与所述空心圆柱铆钉5适配的通孔25a以及与所述通孔25a连接为一体的通槽25b，且所述通槽25b被配置为沿平行于所述转向管柱4轴向宽度逐渐递减，所述安装板2上的铆接孔25为与所述所述空心圆柱铆钉5适配的孔；同理通槽25b的设置，能够引导空心圆柱铆钉5的对应部位向中心轴挤压形变，以使安装板2与支架1之间产生相对于位移后，安装板2依旧能够留存在支架1上。

进一步地，在另一实施例中，安装板2的安装步骤如下：将支架1上的通孔25a与安装板2上的孔对准，上述两个孔径大小与空心圆柱铆钉5的柱体适配。空心圆柱铆钉5铆压形变后，其形变的端部与支架1紧抵。当车辆发生撞击时，驾驶员的躯干在惯性作用下冲击方向盘。该冲击力通过方向盘轴依次传递到转向柱、安装板2和拉脱块3。变形部吸收碰撞能量的同时将产生形变断裂，令拉脱块3能够安装板2上分离出来。其为本吸能装置的以及一级吸能，即第一次吸能。分离后的转向管柱4继续在惯性作用下行进，当安装板2遇阻时，其与支架1产生相对运动。此时空心圆柱铆钉5对应通槽25b位置，在通槽25b侧壁的引导下逐渐朝中心塌缩形变。即空心圆柱铆钉5吸收碰撞能量的同时将产生形变，其为本吸能装置的以及二级吸能，即第二次吸能。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”“纵向”“横向”“长度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”“轴向”“径向”“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个、三个等，除非另有明确具体的限定。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种汽车转向管柱吸能装置，其特征在于：包括有支架、与支架连接的安装板、与安装板滑动连接的拉脱块以及安装在支架上的转向管柱，在所述安装板边缘设有变形部，所述变形部被配置为在形变前可供所述拉脱块滑动进入至所述安装板的安装槽内，且形变后以限制所述拉脱块的滑出，以及吸能装置遭受冲击时所述变形部产生形变供拉脱块脱离安装板。

2.根据权利要求1所述的一种汽车转向管柱吸能装置，其特征在于：所述变形部包括置在所述拉脱块两侧的第一变形片，所述第一变形片的厚度小于所述安装板的厚度。

3.根据权利要求2所述的一种汽车转向管柱吸能装置，其特征在于：所述变形部还包括与所述第一变形片对应设置的第二变形片，所述第一变形片与所述第二变形片的厚度之和小于所述安装板的厚度，且第一变形片的自由端与所述第二变形片自由端朝相互远离的方向形变。

4.根据权利要求3所述的一种汽车转向管柱吸能装置，其特征在于：远离所述第一变形片自由端的另一端与所述安装板的结合处表面设有变形槽，和/或远离所述第二变形片自由端的另一端与所述安装板的结合处表面设有变形槽。

5.根据权利要求1所述的一种汽车转向管柱吸能装置，其特征在于：所述支架的两侧均通过空心圆柱铆钉与所述安装板铆接，每个所述安装板上均安装有所述拉脱块。

6.根据权利要求5所述的一种汽车转向管柱吸能装置，其特征在于：所述安装板上的铆接孔包括与所述空心圆柱铆钉适配的通孔以及与所述通孔连接为一体的通槽，且所述通槽被配置为沿平行于转向管柱轴向宽度逐渐递减，所述支架上的铆接孔为与所述所述空心圆柱铆钉适配的孔。

7.根据权利要求5所述的一种汽车转向管柱吸能装置，其特征在于：所述支架上的铆接孔包括与所述空心圆柱铆钉适配的通孔以及与所述通孔连接为一体的通槽，且所述通槽被配置为沿平行于所述转向管柱轴向宽度逐渐递减，所述安装板上的铆接孔为与所述所述空心圆柱铆钉适配的孔。

8.根据权利要求1所述的一种汽车转向管柱吸能装置，其特征在于：所述变形部沿平行于所述转向管柱轴向设置。

9.根据权利要求1所述的一种汽车转向管柱吸能装置，其特征在于：所述拉脱块的两侧设有导向槽，且所述导向槽与所述变形部接触的一侧设有用于引导变形部形变的结构。

10.一种车辆，其特征在于：包括权利要求1-9任一所述的汽车转向管柱吸能装置。