CN204137097U - 一种转向管柱溃缩吸能装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种转向管柱溃缩吸能装置，涉及汽车防撞保护技术领域，能够解决目前的溃缩吸能装置结构复杂、吸能效果差的问题。转向管柱溃缩吸能装置设置在车身的管梁与方向盘的转向管柱之间，包括：安装背板，固定设置在管梁上，并设有第一滑槽；上安装支架，位于安装背板与转向管柱之间，与转向管柱固定连接，上安装支架通过与第一滑槽匹配的固定件与安装背板连接；钢带，位于安装背板的背向管梁的侧面，钢带的上部与安装背板固定连接；撕裂带，呈开口向下的U型结构，包括平行的第一翻边和第二翻边，第二翻边与钢带固定连接，第一翻边与上安装支架固定连接。本实用新型的转向管柱溃缩吸能装置可以用于汽车转向系统。

Description

一种转向管柱溃缩吸能装置

技术领域

本实用新型涉及汽车防撞保护技术领域，尤其涉及一种转向管柱溃缩吸能装置。

背景技术

随着消费者对汽车的安全性和舒适性要求越来越高，期望所购买的汽车驾驶更加舒适、更加安全。其中一个较重要的安全要求是在汽车发生碰撞时，需要能够更好的降低驾驶员的头部或胸部冲击到方向盘所带来的伤害。为此，目前的大部分转向管柱总成设有溃缩吸能结构，在汽车发生碰撞后，驾驶员头部或胸部首先接触到方向盘，当转向盘受到碰撞力达到一定值时，转向管柱能顺利的产生位移，从而将转向盘提供的碰撞阻力限制在一定的峰值，降低对驾驶员的伤害。

转向管柱总成溃缩吸能结构五花八门，包括钢带撕裂吸能式、钢丝变形吸能式、波纹管变形吸能式等结构，但大部分结构较为复杂，导致生产制造难度大，成本高。另外，溃缩吸能结构中管柱的安装支架强度较差，管柱位移的导向性也不够好，从而影响溃缩吸能效果，不利于驾驶人员自身安全。

实用新型内容

本实用新型提供一种转向管柱溃缩吸能装置，能够解决目前的溃缩吸能装置结构复杂、吸能效果差的问题。

为达到上述目的，本实用新型的实施例采用如下技术方案：

一种转向管柱溃缩吸能装置，设置在车身的管梁与方向盘的转向管柱之间，所述转向管柱溃缩吸能装置包括：

安装背板，固定设置在所述管梁上，所述安装背板上沿所述转向管柱的轴向开设有两端封闭的第一滑槽；

上安装支架，位于所述安装背板与所述转向管柱之间，与所述转向管柱固定连接，所述上安装支架通过固定件与所述安装背板连接，其中，所述固定件的一端固定设置在所述上安装支架上，所述固定件的另一端固定设置在所述第一滑槽内，并可在所述上安装支架推力作用下沿所述第一滑槽滑动；

钢带，位于所述安装背板的背向所述管梁的侧面，所述钢带的上部与所述安装背板固定连接，所述钢带上沿所述转向管柱的轴向开设有条形孔；

撕裂带，弯折成开口向下的U型结构，包括平行的第一翻边、与所述钢带的所述条形孔形状相同的第二翻边，所述第二翻边设置在所述条形孔内且与所述钢带固定连接，所述第二翻边与所述钢带连接处的厚度小于所述钢带的厚度，所述第一翻边与所述上安装支架固定连接。

进一步地，所述第一滑槽和所述固定件均为两个，每个所述第一滑槽内设置一个所述固定件，两个所述第一滑槽沿所述转向管柱的轴线对称分布。

进一步地，所述第一滑槽包括相互连通的第一滑槽上段和第一滑槽下段，所述第一滑槽上段的长度等于所述第一滑槽下段的长度，所述第一滑槽下段的宽度大于所述第一滑槽上段的宽度且大于所述固定件的最大直径，所述固定件配合置于所述第一滑槽上段内。

进一步地，所述的转向管柱溃缩吸能装置还包括：

压块，位于所述安装背板与所述转向管柱之间，所述压块固定连接至所述安装背板上，所述钢带的上部与所述压块的远离所述安装背板的一侧固定连接，所述钢带的所述第一翻边位于邻近所述安装背板的一侧。

进一步地，所述钢带和所述压块均为两个，每个所述钢带的上部与一个所述压块固定连接，两个所述钢带以及两个所述压块之间均沿所述转向管柱的轴线对称分布。

进一步地，所述的转向管柱溃缩吸能装置还包括：

第一销孔，开设在所述第一滑槽上方的所述安装背板上；

连接件，固定连接至所述固定件，所述连接件上还固定设置有与所述第一销孔相匹配的剪切销钉，所述剪切销钉可在所述上安装支架推力作用下被剪切。

进一步地，所述第一销孔为两个，每个所述第一销孔位于同侧的所述第一滑槽的正上方。

进一步地，所述安装背板上沿所述转向管柱的轴向开设有两端封闭的第二滑槽，所述第二滑槽位于所述第一滑槽的底部；

所述第二滑槽内设有突起，以将所述第二滑槽分为第二滑槽上段和第二滑槽下段，所述转向管柱通过穿过所述第二滑槽上段的销轴与所述安装背板连接。

进一步地，所述转向管柱溃缩吸能装置还包括：

下安装支架，位于所述安装背板与所述转向管柱之间，与所述转向管柱固定连接，所述销轴固定设置在所述下安装支架上。

进一步地，所述第二滑槽为两个，两个所述第二滑槽沿所述转向管柱的轴线对称分布，两个所述第二滑槽的投影重合，所述销轴为一根且同时穿过两个所述第二滑槽上段。

本实用新型实施例提供的转向管柱溃缩吸能装置，包括有与安装背板固定连接的钢带，钢带上又设置有与上安装支架固定连接的撕裂带，当车辆碰撞且方向盘受力挤压时，方向盘可能带动转向管柱朝对挤压力相反的方向移动，同时上安装支架可以随着转向管柱一起移动，并在移动过程中拉动撕裂带，使得撕裂带沿着与钢带连接的连接处分离，从而实现溃缩吸能，为驾驶者提供缓冲，结构简单，吸能效果好；另外，转向管柱溃缩吸能装置还包括沿转向管柱的轴向开设有两端封闭的第一滑槽，上安装支架上的固定件设置在第一滑槽，在车辆发生碰撞且方向盘受力挤压时，原本固定设置的固定件可在安装支架推力作用下沿第一滑槽滑动，一方面起到溃缩吸能作用，另外，还能起到导向作用，能够增强了转向管柱溃缩吸能装置的导向性和平稳性，避免转向管柱在滑动过程中发生偏转或滑脱。

附图说明

图1是根据本实用新型一个实施例正常状态的转向管柱溃缩吸能装置的立体图；

图2是根据本实用新型一个实施例发生溃缩吸能以后的转向管柱溃缩吸能装置的立体图；

图3是根据本实用新型一个实施例的区别于图1和图2视角的转向管柱溃缩吸能装置的立体图；

图4是根据本实用新型一个实施例的区别于图1-图3视角的转向管柱溃缩吸能装置的立体图；

图5是固定件、连接件以及剪切销钉组成的部件的整体结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型实施例的转向管柱溃缩吸能装置进行详细描述。

图1是根据本实用新型一个实施例正常状态的转向管柱溃缩吸能装置的立体图。本实用新型的转向管柱溃缩吸能装置设置在车身的管梁(图中未示出)与方向盘的转向管柱100之间，在汽车发生碰撞且方向盘受到驾驶员碰撞力时，转向管柱100能在碰撞力达到一定峰值时顺利的产生位移，从而将碰撞阻力限制在一定范围内，降低对驾驶员的伤害。

如图1所示，本实用新型转向管柱溃缩吸能装置可以包括安装背板200。安装背板200的远离方向盘的一端(即图示中的底部)通过螺栓或者焊接等方式固定设置在管梁上。

按照本实用新型，在安装背板200上沿转向管柱100的轴向开设有两端封闭的第一滑槽201，第一滑槽201设在安装背板200上相对靠近方向盘的位置。第一滑槽201可以包括两个，两个第一滑槽201沿转向管柱100的轴线对称分布。每个第一滑槽201可以包括相互连通的第一滑槽上段和第一滑槽下段。其中，第一滑槽上段的长度等于第一滑槽下段的长度，而第一滑槽上段的宽度小于第一滑槽下段的宽度。在第一滑槽上段与第一滑槽下段连接处设置为圆滑过渡连接，使得连接处基本上呈八字型。

按照本实用新型，在安装背板200上沿转向管柱100的轴向还可以开设有两端封闭的第二滑槽203，第二滑槽203位于第一滑槽201的底部。同样，第二滑槽203可以包括两个，两个第二滑槽203沿转向管柱100的轴线对称分布。两个第二滑槽203的投影重合，具体可以将用于设置第二滑槽203的安装背板200的相应位置处弯折或者其他方式设置两个弯板，两个弯板相对且均与安装背板200的板面垂直，每个弯板上开设一个第二滑槽203。每个第二滑槽203可以包括宽度相等的第二滑槽上段和第二滑槽下段，第二滑槽上段的长度可以小于与第二滑槽下段长度。并且，在第二滑槽上段与第二滑槽下段之间连接处设有突起204，以使得此处的第二滑槽203的宽度小于其他部分的宽度。

可以理解，上述安装背板200可以是除图中所示的其他多种适合的形状，能够满足与管梁固定且设置第一滑槽201和第二滑槽203即可。另外，第一滑槽201和第二滑槽203也可以是其他数量。

图3是根据本实用新型一个实施例的区别于图1和图2视角的转向管柱溃缩吸能装置的立体图。特别如图1和图3中所示，本实用新型转向管柱溃缩吸能装置还可以包括上安装支架300。上安装支架300位于安装背板200与转向管柱100之间。上安装支架300的靠近转向管柱100的一侧与转向管柱100固定连接，可以是直接焊接或者采用一些辅助件进行连接。上安装支架300可以多种适合的形状，本实施例中，上安装支架300为近似U型结构，通过U型开口套装在转向管柱100上并进行固定。另外。在上安装支架300的周边还可以设有冲压翻边，以增加上安装支架300的强度，防止溃缩过程中上安装支架300变形影响吸能效果。

按照本实用新型，在上安装支架300上还可以设有固定件400，固定件400的一端固定设置在上安装支架300上，固定件400的另一端固定设置在上述第一滑槽201的第一滑槽上段内，从而使得上安装支架300通过固定件400与安装背板200连接。在车辆发生碰撞且方向盘受力挤压且压力达到预定值时，原本固定设置的固定件400可以在上安装支架300推力作用下沿第一滑槽上段向下滑动，一方面起到溃缩吸能作用，另外，还能起到导向作用，能够增强了转向管柱溃缩吸能装置的导向性和平稳性，避免转向管柱100在滑动过程中发生偏转或滑脱。

可以理解，固定件400可以为多种适合的部件，固定件400是设置在第一滑槽上段配合使用，所以固定件400设置在第一滑槽上段内相匹配的部分其截面形状可以是圆形或者矩形，并且可以是中空的，中空部分可以通过设置铆钉或者螺栓等来实现固定功能。并且为了保证固定件400起到固定作用，固定件400上处于第一滑槽上段之外的部分的直径应该要大于处于第一滑槽上段内的部分的直径，当然，固定件400上处于第一滑槽上段之外的部分的形状可以为多种适合的形状。另外，固定件400的固定力大小也是可以根据使用需要进行设定，当方向盘受到的压力大于该固定力时才会固定件400才会滑动。

图2是根据本实用新型一个实施例发生溃缩吸能以后的转向管柱溃缩吸能装置的立体图。按照本实用新型，由于第一滑槽下段的宽度大于所述第一滑槽上段的宽度且大于固定件的最大直径，所以当固定件400在安装支架推力作用下沿第一滑槽上段向下滑动且滑动到第一滑槽下段时，固定件400可以是如图2中所示的跟随转向管柱100在从第一滑槽下段滑出，脱离第一滑槽下段。这样的结构可以防止固定件400滑动到第一滑槽下段底部与安装背板200碰撞，从而影响溃缩吸能效果。进一步，为了更便于固定件400与第一滑槽下段脱离，可以将安装背板200进行弯折，使得安装背板200呈三段布置。其中，第一滑槽上段位于第一段，第一滑槽下段位于第二段，安装背板200的其他部分为第三段，第一段与第三段不在同一平面但均与水平面平行。第二段与第一段具有夹角，以使得第一滑槽上段与第一滑槽下段具有夹角，夹角大小可以根据需要选择适合的角度。这样的结构既不影响固定件沿第一滑槽上段滑动，又能够使得固定件400沿第一滑槽上段方向滑出时直接滑出第一滑槽下段。

如图2所示，在第一滑槽上方的安装背板200上还可以开设第一销孔202。第一销孔202为两个，每个第一滑槽201上方对应一个第一销孔202，并且此时第一销孔202可以位于第一滑槽正上方。图5是固定件、连接件以及剪切销钉组成的部件的整体结构示意图，如图5所示，本实用新型的转向管柱溃缩吸能装置还可以包括连接件800。连接件800固定连接至固定件400，每个固定件400上对应一个连接件800，在每个连接件800上还固定设置有与对应的第一销孔202相匹配的剪切销钉700，剪切销钉700可在上安装支架300推力作用下被剪切。剪切销钉700可选自多种材料，比如铜、塑料或者尼龙等，本实施例中为较容易被剪切的尼龙销钉。当汽车发生碰撞且方向盘受到驾驶员碰撞力时，转向管柱100将力传递至上安装支架300从而使得剪切销钉700受力，当碰撞力达到一个预定值时，剪切销钉700将被剪切，实现初步的溃缩吸能，剪切销钉700完成同时上述的固定件400可能会被推动并沿第一滑槽上段滑动以实现溃缩吸能。剪切销钉700的设置一方面可以保证车辆未发生碰撞时的转向管柱溃缩吸能装置的整体稳定性，另一方面，当碰撞发生后剪切销钉700能够起到溃缩吸能的作用，加强吸能效果，进一步保证驾驶员安全。

特别如图3和图4所示，本实用新型转向管柱溃缩吸能装置还可以包括钢带和撕裂带。钢带500位于安装背板200的背向管梁的侧面，钢带500的上部与安装背板200固定连接，在钢带500上沿转向管柱100的轴向开设有条形孔。还可以包括撕裂带501，是弯折成开口向下的U型结构。撕裂带501包括平行的第一翻边、与钢带500的条形孔形状相同的第二翻边，第二翻边设置在条形孔内且与钢带500固定连接，第二翻边与钢带500连接处的厚度小于钢带500的厚度，而第一翻边是与上安装支架300固定连接。当车辆碰撞且方向盘受力挤压时，方向盘可能带动转向管柱100朝对挤压力相反的方向移动，同时上安装支架300可以随着转向管柱100一起移动，并在移动过程中拉动撕裂带501，使得撕裂带501沿着与钢带500连接的连接处分离，从而实现溃缩吸能，为驾驶者提供缓冲，结构简单，并且具有更好的吸能效果。

同样如图3和图4所示，钢带500被弯折呈三段，第一段与第三段平行，第二段与第一段和第三段均垂直，第三段相对于第一段更靠近转向管柱100，并且上述撕裂带501的第一翻边与第二段垂直。钢带500通过第一段与压块600固定连接。本实用新型的转向管柱溃缩吸能装置还可以包括压块600，压块600位于安装背板200与转向管柱100之间，固定设置在安装背板200上。压块600可以为两个，均沿转向管柱100的轴线对称分布，每个钢带500的上部通过螺栓或者焊接等方式与一个压块600的远离安装背板200的一侧固定连接。上安装支架300的一部分是位于安装背板200与钢带500之间，并且此部分上安装支架300可以设置有与压块600形状相匹配的U型缺口，压块600可以位于该U型缺口内，撕裂带501的第一翻边相对于第二翻边更靠近安装背板200，第一翻边与相应位置处的上安装支架300固定连接。设置压块600可以使得钢带500与安装背板200之间具有一定的间隙，方便上安装支架300的设置，也使得上安装支架300更容易拉动撕裂带501移动，并且上安装支架300的U型缺口与压块600的配合方式可以使得整体结构更紧凑。可以理解，压块可以为多种适合的形状。

特别如图3和图4所示，本实用新型转向管柱溃缩吸能装置还可以包括下安装支架900。下安装支架900位于安装背板200与转向管柱100之间。下安装支架900的靠近转向管柱100的一侧与转向管柱100固定连接，可以是直接焊接或者采用一些辅助件进行连接。下安装支架900可以多种适合的形状，本实施例中，下安装支架900为近似U型结构，通过U型开口套装在转向管柱100上并进行固定。在下安装支架900上固定设置有一根销轴110，销轴110两端能够同时穿过两个第二滑槽上段，下安装支架900通过该销轴110与安装背板200连接。

可以理解，两个第二滑槽203也可以是类似于第一滑槽201的布置方式或者其他适合方式。相应地，销轴110的数量和设置方式也可以做相应的变化。进一步，在下安装支架900上用于安装销轴110的位置也可以设置相应的滑槽，设置滑槽的目的是使得销轴110有一定的空行程，不至于在上述具有剪切销钉700、固定件400以及钢带500的部位发生溃缩时立即发生溃缩，而是在之后才进行，使得本实用新型的转向管柱溃缩吸能装置能够分级进行溃缩吸能，进一步提升吸能效果，保证驾驶员安全。

本实用新型的转向管柱溃缩吸能装置在装配时，可以先通过销轴110将安装背板200与下安装支架900连接。然后将钢带500与压块600紧固并安装在上安装支架300的U型缺口处，再通过固定件400连接安装背板200与上安装支架300，最后通过螺栓将安装背板200固定安装到管梁上，完成安装。

本实用新型的转向管柱溃缩吸能装置，在转向管柱100受到一定撞击力时，固定在安装背板200与上安装支架300之间的尼龙销会被剪断，固定件400沿主轴受力方向下移，到安装背板200上端第一滑槽201的八字型开槽大径处脱离。在固定件400脱离后，安装背板200、压块600及上安装支架300的连接点断开，压块600从上安装支架300的U型缺口处分离，并连同转向管柱100沿主轴受力方向进行平移，从而实现溃缩特性。同时由于钢带500与压块600固定在安装背板200上，所以相对于车身保持静止状态，但是上安装支架300在受力过程中是一直运动，从而带动撕裂带501沿着与钢带500的连接处撕裂，实现吸能。当溃缩距离达到下极限位置时，如继续受力，销轴110会冲击安装背板200上第二滑槽203内的突起204，实现吸能。通过上述多个步骤共同作用，实现车辆碰撞时管柱的溃缩吸能功能，优化溃缩曲线，更好的保护驾驶员。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种转向管柱溃缩吸能装置，设置在车身的管梁与方向盘的转向管柱之间，其特征在于，所述转向管柱溃缩吸能装置包括： 

安装背板，固定设置在所述管梁上，所述安装背板上沿所述转向管柱的轴向开设有两端封闭的第一滑槽； 

上安装支架，位于所述安装背板与所述转向管柱之间，与所述转向管柱固定连接，所述上安装支架通过固定件与所述安装背板连接，其中，所述固定件的一端固定设置在所述上安装支架上，所述固定件的另一端固定设置在所述第一滑槽内，并可在所述上安装支架推力作用下沿所述第一滑槽滑动； 

钢带，位于所述安装背板的背向所述管梁的侧面，所述钢带的上部与所述安装背板固定连接，所述钢带上沿所述转向管柱的轴向开设有条形孔； 

撕裂带，弯折成开口向下的U型结构，包括平行的第一翻边、与所述钢带的所述条形孔形状相同的第二翻边，所述第二翻边设置在所述条形孔内且与所述钢带固定连接，所述第二翻边与所述钢带连接处的厚度小于所述钢带的厚度，所述第一翻边与所述上安装支架固定连接。 

2.根据权利要求1所述的转向管柱溃缩吸能装置，其特征在于，所述第一滑槽和所述固定件均为两个，每个所述第一滑槽内设置一个所述固定件，两个所述第一滑槽沿所述转向管柱的轴线对称分布。 

3.根据权利要求1所述的转向管柱溃缩吸能装置，其特征在于，所述第一滑槽包括相互连通的第一滑槽上段和第一滑槽下段，所述第一滑槽上段的长度等于所述第一滑槽下段的长度，所述第一滑槽下段的宽度大于所述第一滑槽上段的宽度且大于所述固定件的最大直径，所述固定件配合置于所述第一滑槽上段内。 

4.根据权利要求1所述的转向管柱溃缩吸能装置，其特征在于，所述的转向管柱溃缩吸能装置还包括： 

压块，位于所述安装背板与所述转向管柱之间，所述压块固定连接至所述安装背板上，所述钢带的上部与所述压块的远离所述安装背板的一侧固定 连接，所述钢带的所述第一翻边位于邻近所述安装背板的一侧。 

5.根据权利要求4所述的转向管柱溃缩吸能装置，其特征在于，所述钢带和所述压块均为两个，每个所述钢带的上部与一个所述压块固定连接，两个所述钢带以及两个所述压块之间均沿所述转向管柱的轴线对称分布。 

6.根据权利要求1所述的转向管柱溃缩吸能装置，其特征在于，所述的转向管柱溃缩吸能装置还包括： 

第一销孔，开设在所述第一滑槽上方的所述安装背板上； 

连接件，固定连接至所述固定件，所述连接件上还固定设置有与所述第一销孔相匹配的剪切销钉，所述剪切销钉可在所述上安装支架推力作用下被剪切。 

7.根据权利要求6所述的转向管柱溃缩吸能装置，其特征在于，所述第一销孔为两个，每个所述第一销孔位于同侧的所述第一滑槽的正上方。 

8.根据权利要求1所述的转向管柱溃缩吸能装置，其特征在于，所述安装背板上沿所述转向管柱的轴向开设有两端封闭的第二滑槽，所述第二滑槽位于所述第一滑槽的底部； 

所述第二滑槽内设有突起，以将所述第二滑槽分为第二滑槽上段和第二滑槽下段，所述转向管柱通过穿过所述第二滑槽上段的销轴与所述安装背板连接。 

9.根据权利要求8所述的转向管柱溃缩吸能装置，其特征在于，所述转向管柱溃缩吸能装置还包括： 

下安装支架，位于所述安装背板与所述转向管柱之间，与所述转向管柱固定连接，所述销轴固定设置在所述下安装支架上。 

10.根据权利要求9所述的转向管柱溃缩吸能装置，其特征在于，所述第二滑槽为两个，两个所述第二滑槽沿所述转向管柱的轴线对称分布，两个所述第二滑槽的投影重合，所述销轴为一根且同时穿过两个所述第二滑槽上段。