CN203651873U - 转向管柱的溃缩吸能结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种转向管柱的溃缩吸能结构，包括内齿轮、花键、上轴和下轴；其中，所述的花键由第一半开式花键和第二半开式花键构成；第一半开式花键具有第一半开式塑性结构和第一半开式刚性结构；第二半开式花键具有第二半开式刚性结构和第二半开式塑性结构；第一半开式花键和第二半开式花键外侧与内齿轮啮合，第一半开式花键和第二半开式花键内侧与上轴啮合；下轴与第一半开式花键刚性连接。本实用新型所述的溃缩吸能结构简单可靠，并且能依靠塑性变形和两个半开式花键的相对运动吸收外界碰撞能量，具有持续吸收冲击能量的特性，从而能够显著减少冲击能量对驾驶员的损伤，保护驾驶员的安全健康。
Description
技术领域
本实用新型属于汽车转向系统的技术领域，更具体的说，本实用新型涉及一种转向管柱的溃缩吸能结构。
背景技术
在汽车发生剧烈的撞击时，驾驶者往往会因为汽车惯性而向前倾，人体的胸部会和方向盘发生碰撞，为了减小转向管柱对驾驶员胸部冲击力，保证驾驶员安全；并尽可能的使汽车发生碰撞后，转向系统不失灵；需要在汽车转向管柱上设置有溃缩吸能结构。而现有的吸能转向管柱通常采用悬挂点脱落或内部结构压馈方式来实现吸能，缺点是吸能过程不连续，即对于驾驶员撞击能量的吸收过程不连续，而且只能靠材料的塑性变形或者花键的相对运动来吸收外界碰撞的能量，很难避免驾驶员与方向盘二次碰撞的发生。
实用新型内容
为了解决现有技术存在的上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种转向管柱的溃缩吸能结构。
本实用新型所述的转向管柱的溃缩吸能结构，其特征在于：包括内齿轮、花键、上轴和下轴；其中，所述的花键由具有沿轴向倾斜开口的第一半开式花键和具有沿轴向倾斜开口的第二半开式花键构成；所述第一半开式花键的一端具有第一半开式塑性结构，所述第一半开式花键的另一端具有第一半开式刚性结构；所述第二半开式花键的一端具有第二半开式刚性结构，所述第二半开式花键的另一端具有第二半开式塑性结构；所述第一半开式花键和第二半开式花键沿轴向倾斜开口拼接后所述第一半开式塑性结构与第二半开式刚性结构相对设置，所述第一半开式刚性结构与第二半开式塑性结构相对设置；所述第一半开式花键和第二半开式花键外侧与内齿轮啮合，所述第一半开式花键和第二半开式花键内侧与上轴啮合；下轴与第一半开式花键刚性连接。
本实用新型所述的溃缩吸能结构应用在转向系统转向管柱上轴与下轴连接处，所述内齿轮外侧依靠滚动轴承连接转向壳体。在轴向花键靠下轴刚性连接以及上轴端面约束维持稳定。在径向花键与内齿轮、上轴配合保持稳定。因此不管断开式花键是否沿轴向移动均能实现力的传动。在汽车正常行驶时，上轴的旋转带动两侧花键运动，保证汽车行驶时完成正常的转向，当汽车发生碰撞，该溃缩吸能结构能够持续吸收冲击能量。
本实用新型所述的转向管柱的溃缩吸能结构与现有技术相比具有以下有益效果：
本实用新型所述的溃缩吸能结构简单可靠，并且能依靠塑性变形和两个半开式花键的相对运动吸收外界碰撞能量，具有持续吸收冲击能量的特性，从而能够显著减少冲击能量对驾驶员的损伤，保护驾驶员的安全健康。
附图说明
图1为实施例1所述的第一半开式花键和第二半开式花键的结构示意图；
图2为实施例1所述的花键与内齿轮以及上轴啮合的结构示意图；
图3为实施例1所述的转向管柱的溃缩吸能结构的半剖结构示意图；
图4为实施例1所述的溃缩吸能结构与转向壳体连接的结构示意图。
具体实施方式
以下将结合实施例和附图对本实用新型所述的转向管柱的溃缩吸能结构做进一步的详细说明。
实施例1
如图1-图3所示，本实施例所述的转向管柱的溃缩吸能结构，包括内齿轮10、花键20、上轴30和下轴40；其中，所述的花键20由具有沿轴向倾斜开口的第一半开式花键21和具有沿轴向倾斜开口的第二半开式花键22构成；所述第一半开式花键21的一端具有第一半开式塑性结构22，所述第一半开式花键的另一端具有第一半开式刚性结构23；所述第二半开式花键26的一端具有第二半开式刚性结构27，所述第二半开式花键26的另一端具有第二半开式塑性结构28；所述第一半开式花键21和第二半开式花键26沿轴向倾斜开口拼接后所述第一半开式塑性结构22与第二半开式刚性结构28相对设置，所述第一半开式刚性结构23与第二半开式塑性结构27相对设置；所述第一半开式花键21和第二半开式花键26外侧与内齿轮10啮合，所述第一半开式花键21和第二半开式花键26内侧与上轴30啮合；下轴40与第一半开式花键21刚性连接。
如图4所示，所述的溃缩吸能结构应用在转向系统转向管柱上轴与下轴连接处，所述内齿轮外侧依靠滚动轴承50连接转向壳体60。在轴向花键靠下轴刚性连接以及上轴端面约束维持稳定。在径向花键与内齿轮、上轴配合保持稳定。因此不管断开式花键是否沿轴向移动均能实现力的传动。在汽车正常行驶时，上轴的旋转带动两侧花键运动，保证汽车行驶时完成正常的转向，当汽车发生碰撞，该溃缩吸能结构将产生以下四种运动：
(1)半开式塑性结构受两侧传动轴轴向力发生塑性压缩吸收该方向能量。
(2)由于采用断开式花键，当受到轴向力时，两侧花键背离斜口方向沿内齿轮轴向滑动，仍可吸收部分能量。
(3)断开式花键会沿转向上轴发生相对滑动，吸收碰撞能量。
(4)汽车正常行驶时，断开式花键的倾斜开口处的摩擦力能够抑制两侧传动轴沿轴向移动，保证正常驾驶，当汽车碰撞时力矩传递方向垂直于内齿轮时(即上轴径向方向受力)，其断开式花键会沿其切口方向产生滑动，亦吸收部分能量。
以上四种方式同时吸能，则尽可能最大程度上保持了车内驾驶员的安全。
对于本领域的普通技术人员而言，具体实施例只是结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种转向管柱的溃缩吸能结构，其特征在于：包括内齿轮、花键、上轴和下轴；其中，所述的花键由具有沿轴向倾斜开口的第一半开式花键和具有沿轴向倾斜开口的第二半开式花键构成；所述第一半开式花键的一端具有第一半开式塑性结构，所述第一半开式花键的另一端具有第一半开式刚性结构；所述第二半开式花键的一端具有第二半开式刚性结构，所述第二半开式花键的另一端具有第二半开式塑性结构；所述第一半开式花键和第二半开式花键沿轴向倾斜开口拼接后所述第一半开式塑性结构与第二半开式刚性结构相对设置，所述第一半开式刚性结构与第二半开式塑性结构相对设置；所述第一半开式花键和第二半开式花键外侧与内齿轮啮合，所述第一半开式花键和第二半开式花键内侧与上轴啮合；下轴与第一半开式花键刚性连接。
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