CN217778728U - 一种溃缩吸能机构及车辆 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种溃缩吸能机构及车辆，该溃缩吸能机构包括管柱转向轴、第一柱筒、第二柱筒、溃缩吸能体、第一连接体及第二连接体；第一柱筒套接于第二柱筒内且管柱转向轴套接于第一柱筒内，管柱转向轴及第一柱筒可沿轴向相对第二柱筒移动；溃缩吸能体的第一部分与第一柱筒通过第一紧固件连接，且溃缩吸能体的第一部分、第一柱筒及第二连接体三者通过一级溃缩销钉连接；溃缩吸能体的第二部分、第二连接体及第一连接体三者通过第二紧固件连接；第二紧固件可承受的剪切力阈值大于一级溃缩销钉可承受的剪切力阈值；在管柱转向轴经受轴向溃缩力时，第一连接体固定不动，一级溃缩销钉被切断，且溃缩吸能体的第一部分与第二部分相互撕裂分离。

Description

一种溃缩吸能机构及车辆

技术领域

本申请属于汽车防撞系统技术领域，具体地，本申请涉及一种溃缩吸能机构及车辆。

背景技术

随着人类生活水平的提高，人们对汽车驾驶的舒适性、智能性及安全性等各方面的要求也逐步提高。当汽车发生剧烈撞击时，车辆与驾驶员之间具有较大的速度差异，由于惯性，驾驶员会向前倾倒，这样驾驶员的胸部就会和方向盘发生猛烈的碰撞；为了尽量减小驾驶员所遭受的冲击力，在汽车设计中，将转向管柱设计为在经受撞击时发生溃缩的形式，以分散部分因撞击而由转向管柱传递到人体的冲击力。

现有技术中的转向管柱溃缩机构，一部分结构较为简单，但无法实现多段式溃缩吸能。另一部分虽然可以实现多段式溃缩吸能，但是其用于进行溃缩吸能的吸能部件的结构较为复杂；例如，需要设置多个尺寸存在差异的吸能段，并且与吸能部件相互作用的部件需要设置与上述多个尺寸存在差异的吸能段相配合的结构；从而导致溃缩机构存在结构较为复杂、集成度较低、装配工艺要求繁琐的缺点。有鉴于此，有必要提出一种结构较为简单、集成度较高、吸能效率较高的转向管柱溃缩机构。

实用新型内容

本申请实施例的一个目的是提供一种溃缩吸能机构及车辆的新技术方案。

根据本申请的第一方面，提供了一种溃缩吸能机构，所述溃缩吸能机构包括：

管柱转向轴、第一柱筒及第二柱筒，所述管柱转向轴被配置为与汽车的转向方向盘连接；所述第二柱筒被配置为与汽车的管梁连接；

所述第一柱筒套接于所述第二柱筒内且所述管柱转向轴套接于所述第一柱筒内，所述管柱转向轴及所述第一柱筒可一同沿所述管柱转向轴的轴向相对所述第二柱筒移动；

溃缩吸能体、第一连接体及第二连接体；

所述溃缩吸能体的第一部分与所述第一柱筒通过第一紧固件连接，且所述溃缩吸能体的第一部分、所述第一柱筒及所述第二连接体三者通过一级溃缩销钉连接；

所述溃缩吸能体的第二部分、所述第二连接体及所述第一连接体三者通过第二紧固件连接；所述第二紧固件可承受的剪切力阈值大于所述一级溃缩销钉可承受的剪切力阈值；

在所述管柱转向轴经受轴向溃缩力时，所述第一连接体固定不动，所述一级溃缩销钉被切断，且所述溃缩吸能体的第一部分与第二部分相互撕裂分离。

可选地，所述溃缩吸能体包括第一吸能片及第二吸能片，所述第二吸能片的一端与所述第一吸能片连接，所述第二吸能片的另一端与所述第一吸能片分离设置，所述第一吸能片与所述第二吸能片之间设置有间隙部；在所述管柱转向轴经受轴向溃缩力时，所述第一吸能片与所述第二吸能片相互撕裂分离。

可选地，所述第一吸能片具有相背设置的第一侧面及第二侧面，所述第一侧面与所述第一柱筒的侧壁贴合设置，所述第二侧面与所述第二吸能片的一端连接，所述间隙部设置于所述第二侧面与所述第二吸能片之间。

可选地，所述第二侧面开设有第一导向槽及第二导向槽，所述第一导向槽与所述第二导向槽相对设置，且所述第一导向槽及所述第二导向槽均沿所述轴向延伸设置；所述第二吸能片连接在与所述第一导向槽及所述第二导向槽相对应的位置处。

可选地，所述溃缩吸能体的材质为超低碳钢。

可选地，所述第二连接体朝向所述溃缩吸能体的侧面为弧形面。

可选地，所述溃缩吸能机构还包括驱动组件，所述驱动组件包括固定部及可沿所述轴向移动的动力输出部，所述固定部连接在所述第二柱筒上，所述动力输出部与所述第一连接体连接；所述驱动组件可通过所述第一连接体带动所述第二连接体、所述溃缩吸能体、所述第一柱筒及所述管柱转向轴相对所述第二柱筒沿所述轴向移动。

可选地，所述驱动组件包括驱动电机及调节丝杆，所述驱动电机连接在所述第二柱筒上，所述调节丝杆与所述第一连接体连接；所述驱动电机驱动所述调节丝杆沿所述轴向移动。

可选地，所述第一连接体包括第一片体和第二片体，所述第一片体与所述第二片体之间弯折连接；所述溃缩吸能体的第二部分、所述第二连接体及所述第一片体通过第二紧固件连接；所述动力输出部与所述第二片体连接。

可选地，所述第二柱筒的侧面开设有窗口部，所述溃缩吸能体的位置与所述窗口部的位置相对应。

根据本申请的第二方面，提供了一种车辆，所述汽车包括如第一方面所述的溃缩吸能机构。

本申请实施例的一个技术效果在于：

本申请实施例提供的溃缩吸能机构在车辆发生碰撞时能够提供多级式的溃缩吸能过程，吸能效率较高且吸能过程稳定，避免驾驶员遭受较大的冲击力，从而提高了车辆的安全性能。并且，在本申请实施例提供的溃缩吸能机构中，包含的部件较少、装配关系简单，制造成本较低。

通过以下参照附图对本申请的示例性实施例的详细描述，本申请的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本申请的实施例，并且连同其说明一起用于解释本申请的原理。

图1为本申请实施例提供的一种溃缩吸能机构的整体结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种溃缩吸能机构的分解结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种溃缩吸能机构中第一柱筒的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种溃缩吸能机构中溃缩吸能体的结构示意图一；

图5为本申请实施例提供的一种溃缩吸能机构中溃缩吸能体的结构示意图二；

图6为图5中A处的放大示意图；

图7为本申请实施例提供的一种溃缩吸能机构中第二连接体的结构示意图一；

图8为本申请实施例提供的一种溃缩吸能机构中第二连接体的结构示意图二。

附图标记说明：

1、管柱转向轴；2、第一柱筒；21、第一连接孔；22、第二连接孔；3、第二柱筒；31、窗口部；4、溃缩吸能体；41、第一吸能片；411、第三连接孔；412、第四连接孔；42、第二吸能片；421、第五连接孔；43、间隙部；44、第一导向槽；45、第二导向槽；5、第一连接体；51、第一片体；52、第二片体；6、第二连接体；61、第六连接孔；62、第七连接孔；63、弧形面；7、第二紧固件；8、一级溃缩销钉；9、调节丝杆；10、驱动电机；11、第一紧固件；12、花型螺钉。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本申请的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

参照图1至图8所示，根据本申请的一个实施例，提供了一种溃缩吸能机构，所述溃缩吸能机构包括管柱转向轴1、第一柱筒2及第二柱筒3，所述管柱转向轴1被配置为与汽车的转向方向盘连接；所述第二柱筒3被配置为与汽车的管梁连接；所述第一柱筒2套接于所述第二柱筒3内且所述管柱转向轴1套接于所述第一柱筒2内，所述管柱转向轴1及所述第一柱筒2可一同沿所述管柱转向轴1的轴向相对所述第二柱筒3移动；还包括溃缩吸能体4、第一连接体5及第二连接体6；所述溃缩吸能体4的第一部分与所述第一柱筒2通过第一紧固件11连接，且所述溃缩吸能体4的第一部分、所述第一柱筒2及所述第二连接体6三者通过一级溃缩销钉8连接；所述溃缩吸能体4的第二部分、所述第二连接体6及所述第一连接体5三者通过第二紧固件7连接；所述第二紧固件7可承受的剪切力阈值大于所述一级溃缩销钉8可承受的剪切力阈值；在所述管柱转向轴1经受轴向溃缩力时，所述第一连接体5固定不动，所述一级溃缩销钉8被切断，且所述溃缩吸能体4的第一部分与第二部分相互撕裂分离。

在本申请实施例提供的溃缩吸能机构中，管柱转向轴1、第一柱筒2及第二柱筒3依次同轴套接；管柱转向轴1通过轴承配合的方式装配在第一柱筒2内，第一柱筒2连同管柱转向轴1一起套接在第二柱筒3内，并且第一柱筒2连同管柱转向轴1一起可沿管柱转向轴1的轴向在第二柱筒3内移动。其中，管柱转向轴1与汽车的转向方向盘连接，而第二柱筒3与汽车的管梁连接。

溃缩吸能体4的第一部分通过第一紧固件11连接在第一柱筒2的外侧壁上，第一紧固件11例如可以是铆钉；并且，溃缩吸能体4的第一部分、第一柱筒2及第二连接体6三者还通过一级溃缩销钉8进行连接；此外，溃缩吸能体4的第二部分、第二连接体6及第一连接体5三者还通过第二紧固件7进行连接，第二紧固件7例如可以是连接钉。其中，第二紧固件7可承受的剪切力阈值大于一级溃缩销钉8可承受的剪切力阈值。

当发生碰撞溃缩时，管柱转向轴1经受轴向溃缩力，此时第一连接体5保持固定不动，因此，第一连接体5连同第二连接体6使溃缩吸能体4的第二部分保持固定不动；而由于一级溃缩销钉8被切断，因此溃缩吸能体4的第一部分、第一柱筒2及第二连接体6三者之间的连接被切断，从而溃缩吸能体4的第一部分只与第一柱筒2保持连接关系，于是溃缩吸能体4的第一部分连同第一柱筒2在管柱转向轴1所经受的轴向溃缩力的作用下相对溃缩吸能体4的第二部分发生轴向移动，从而溃缩吸能体4的第一部分相对溃缩吸能体4的第二部分之间由于发生轴向相对移动而被撕裂至相互分离。在上述过程中，一级溃缩销钉8被切断实现了一级溃缩吸能，该一级溃缩吸能可以吸收碰撞产生的大部分能量；而溃缩吸能体4的第一部分与第二部分的相互撕裂分离实现了二级溃缩吸能，该二级溃缩吸能又可以吸收碰撞产生的能量。

综上所示，当车辆发生碰撞时，本申请实施例提供的溃缩吸能机构能够提供多级式的溃缩吸能过程，吸能效率较高且吸能过程稳定，避免驾驶员遭受较大的冲击力，从而提高了车辆的安全性能。并且，在本申请实施例提供的溃缩吸能机构中，通过一级溃缩销钉8即实现一级溃缩吸能，通过溃缩吸能体4即实现二级溃缩吸能，该溃缩吸能机构包含的部件较少、装配关系简单，制造成本较低。

在一个具体的例子中，例如，第二紧固件7可承受的剪切力阈值为5000牛顿，而一级溃缩销钉8可承受的剪切力阈值为3000牛顿。

参照图4、图5所示，在一个实施例中，所述溃缩吸能体4包括第一吸能片41及第二吸能片42，所述第二吸能片42的一端与所述第一吸能片41连接，所述第二吸能片42的另一端与所述第一吸能片41分离设置，所述第一吸能片41与所述第二吸能片42之间设置有间隙部43；在所述管柱转向轴1经受轴向溃缩力时，所述第一吸能片41与所述第二吸能片42相互撕裂分离。

在该具体的例子中，溃缩吸能体4包括第一吸能片41和第二吸能片42，第一吸能片41即溃缩吸能体4的第一部分，第二吸能片42即溃缩吸能体4的第二部分。在二级溃缩吸能过程中，具体是第一吸能片41与第二吸能片42相互撕裂分离。其中，参照图5所示，第二吸能片42弯折设置，以使第二吸能片42仅在一个端部与第一吸能片41连接，第二吸能片42的其余部分均与第一吸能片41分离设置，从而使第二吸能片42与第一吸能片41之间具有间隙部43。这样的连接形式有利于使第一吸能片41与第二吸能片42在发生碰撞溃缩时被撕裂而发生相互分离。

参照图3-图5所示，进一步地，在第一柱筒2的侧壁开设有用于连接第一紧固件11的第一连接孔21，以及用于连接一级溃缩销钉8的第二连接孔22；在第一吸能片41上开设有用于连接第一紧固件11的第三连接孔411，以及用于连接一级溃缩销钉8的第四连接孔412；第二吸能片42上开设有用于连接第二紧固件7的第五连接孔421。

在一个实施例中，所述第一吸能片41具有相背设置的第一侧面及第二侧面，所述第一侧面与所述第一柱筒2的侧壁贴合设置，所述第二侧面与所述第二吸能片42的一端连接，所述间隙部43设置于所述第二侧面与所述第二吸能片42之间。

在该具体的例子中，第一吸能片41设置为适配第一柱筒2的侧壁的弧形形状，从而可以让第一吸能片41的第一侧面与第一柱筒2的侧壁紧密贴合设置，提高第一吸能片41与第一柱筒2连接的稳定性。而第二吸能片42连接在第一吸能片41的背离第一柱筒2的一侧。

参照图6所示，在一个实施例中，所述第二侧面开设有第一导向槽44及第二导向槽45，所述第一导向槽44与所述第二导向槽45相对设置，且所述第一导向槽44及所述第二导向槽45均沿所述轴向延伸设置；所述第二吸能片42连接在与所述第一导向槽44及所述第二导向槽45相对应的位置处。

在该具体的例子中，当发生碰撞溃缩并进入到上述二级溃缩吸能过程中时，第一吸能片41连同第一柱筒2在管柱转向轴1所经受的轴向溃缩力的作用下相对第二吸能片42发生轴向移动，从而第一吸能片41与第二吸能片42被撕裂而相互分离，在第一吸能片41相对第二吸能片42发生轴向移动的过程中，第一导向槽44与第二导向槽45对该轴向移动起到了导向作用从而可以对撕裂方向进行控制，使撕裂方向保持为所述轴向方向。可选地，还可以通过对导向槽的深度进行设计去实现不同的二级溃缩力值。

在一个实施例中，所述溃缩吸能体4的材质为超低碳钢。

在该具体的例子中，采用超低碳钢制成的溃缩吸能体4由于具备非常良好的伸展性，因此可以达到较为稳定的撕裂力值，进一步确保提高溃缩吸能效率。

参照图8所示，在一个实施例中，所述第二连接体6朝向所述溃缩吸能体4的侧面为弧形面63。

在该具体的例子中，如上所述，第一吸能片41设置为适配第一柱筒2的侧壁的弧形形状，因此，为了更好地适配第一吸能片41的形状，以及避让第二吸能片42，将第二连接体6朝向溃缩吸能体4的侧面设置为弧形面63。

参照图7所示，进一步地，第二连接体6上开设有用于连接一级溃缩销钉8的第六连接孔61，以及用于连接第二紧固件7的第七连接孔62。

参照图1、图2所示，在一个实施例中，所述溃缩吸能机构还包括驱动组件，所述驱动组件包括固定部及可沿所述轴向移动的动力输出部，所述固定部连接在所述第二柱筒3上，所述动力输出部与所述第一连接体5连接；所述驱动组件可通过所述第一连接体5带动所述第二连接体6、所述溃缩吸能体4、所述第一柱筒2及所述管柱转向轴1相对所述第二柱筒3沿所述轴向移动。

在该具体的例子中，在没有发生碰撞溃缩而进行正常的动力传输时，驱动组件的动力输出部带动第一连接体5、进而带动第二连接体6、溃缩吸能体4、第一柱筒2及管柱转向轴1相对第二柱筒3沿所述轴向移动，从而实现带动车辆的转向方向盘做轴向调节运动。

参照图1、图2所示，在一个实施例中，所述驱动组件包括驱动电机10及调节丝杆9，所述驱动电机10连接在所述第二柱筒3上，所述调节丝杆9与所述第一连接体5连接；所述驱动电机10驱动所述调节丝杆9沿所述轴向移动。

在该具体的例子中，驱动电机10连接在第二柱筒3上保持不动，驱动电机10驱动调节丝杆9做轴向平移运动；可以理解的是，调节丝杆9的轴向方向与管柱转向轴1的轴向方向相互平行。进一步地，当发生碰撞溃缩时，驱动电机10的自锁力大于溃缩力，溃缩力值稳定、波动较小，因此与调节丝杆9相连的第一连接体5在发生碰撞溃缩时可以保持固定不动的状态。

参照图1所示，在一个实施例中，所述第一连接体5包括第一片体51和第二片体52，所述第一片体51与所述第二片体52之间弯折连接；所述溃缩吸能体4的第二部分、所述第二连接体6及所述第一片体51通过第二紧固件7连接；所述动力输出部与所述第二片体52连接。

在该具体的例子中，第一连接体5中的第一片体51与第二片体52之间弯折连接，例如呈直角弯折连接，这样第一连接体5呈截面为L型的形状。其中，第一片体51开设有用于连接第二紧固件7的连接孔，而第二片体52与调节丝杆9连接，例如，可以通过花型螺钉12连接。

参照图1、图2所示，在一个实施例中，所述第二柱筒3的侧面开设有窗口部31，所述溃缩吸能体4的位置与所述窗口部31的位置相对应。

在该具体的例子中，溃缩吸能体4、第一连接体5及第二连接体6经由窗口部31暴露在第二柱筒3的外部，从而方便对溃缩吸能体4、第一连接体5及第二连接体6进行装配。

根据本申请的另一个实施例，提供了一种车辆，所述汽车包括如上所述的溃缩吸能机构。

虽然已经通过例子对本申请的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本申请的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本申请的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本申请的范围由所附权利要求来限定。

Claims (11)

1.一种溃缩吸能机构，其特征在于，所述溃缩吸能机构包括：

管柱转向轴(1)、第一柱筒(2)及第二柱筒(3)，所述管柱转向轴(1)被配置为与汽车的转向方向盘连接；所述第二柱筒(3)被配置为与汽车的管梁连接；

所述第一柱筒(2)套接于所述第二柱筒(3)内且所述管柱转向轴(1)套接于所述第一柱筒(2)内，所述管柱转向轴(1)及所述第一柱筒(2)可一同沿所述管柱转向轴(1)的轴向相对所述第二柱筒(3)移动；

溃缩吸能体(4)、第一连接体(5)及第二连接体(6)；

所述溃缩吸能体(4)的第一部分与所述第一柱筒(2)通过第一紧固件连接，且所述溃缩吸能体(4)的第一部分、所述第一柱筒(2)及所述第二连接体(6)三者通过一级溃缩销钉(8)连接；

所述溃缩吸能体(4)的第二部分、所述第二连接体(6)及所述第一连接体(5)三者通过第二紧固件(7)连接；所述第二紧固件(7)可承受的剪切力阈值大于所述一级溃缩销钉(8)可承受的剪切力阈值；

在所述管柱转向轴(1)经受轴向溃缩力时，所述第一连接体(5)固定不动，所述一级溃缩销钉(8)被切断，且所述溃缩吸能体(4)的第一部分与第二部分相互撕裂分离。

2.根据权利要求1所述的溃缩吸能机构，其特征在于，所述溃缩吸能体(4)包括第一吸能片(41)及第二吸能片(42)，所述第二吸能片(42)的一端与所述第一吸能片(41)连接，所述第二吸能片(42)的另一端与所述第一吸能片(41)分离设置，所述第一吸能片(41)与所述第二吸能片(42)之间设置有间隙部(43)；在所述管柱转向轴(1)经受轴向溃缩力时，所述第一吸能片(41)与所述第二吸能片(42)相互撕裂分离。

3.根据权利要求2所述的溃缩吸能机构，其特征在于，所述第一吸能片(41)具有相背设置的第一侧面及第二侧面，所述第一侧面与所述第一柱筒(2)的侧壁贴合设置，所述第二侧面与所述第二吸能片(42)的一端连接，所述间隙部(43)设置于所述第二侧面与所述第二吸能片(42)之间。

4.根据权利要求3所述的溃缩吸能机构，其特征在于，所述第二侧面开设有第一导向槽(44)及第二导向槽(45)，所述第一导向槽(44)与所述第二导向槽(45)相对设置，且所述第一导向槽(44)及所述第二导向槽(45)均沿所述轴向延伸设置；所述第二吸能片(42)连接在与所述第一导向槽(44)及所述第二导向槽(45)相对应的位置处。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的溃缩吸能机构，其特征在于，所述溃缩吸能体(4)的材质为超低碳钢。

6.根据权利要求1所述的溃缩吸能机构，其特征在于，所述第二连接体(6)朝向所述溃缩吸能体(4)的侧面为弧形面。

7.根据权利要求1所述的溃缩吸能机构，其特征在于，所述溃缩吸能机构还包括驱动组件，所述驱动组件包括固定部及可沿所述轴向移动的动力输出部，所述固定部连接在所述第二柱筒(3)上，所述动力输出部与所述第一连接体(5)连接；所述驱动组件可通过所述第一连接体(5)带动所述第二连接体(6)、所述溃缩吸能体(4)、所述第一柱筒(2)及所述管柱转向轴(1)相对所述第二柱筒(3)沿所述轴向移动。

8.根据权利要求7所述的溃缩吸能机构，其特征在于，所述驱动组件包括驱动电机(10)及调节丝杆(9)，所述驱动电机(10)连接在所述第二柱筒(3)上，所述调节丝杆(9)与所述第一连接体(5)连接；所述驱动电机(10)驱动所述调节丝杆(9)沿所述轴向移动。

9.根据权利要求7所述的溃缩吸能机构，其特征在于，所述第一连接体(5)包括第一片体(51)和第二片体(52)，所述第一片体(51)与所述第二片体(52)之间弯折连接；所述溃缩吸能体(4)的第二部分、所述第二连接体(6)及所述第一片体(51)通过第二紧固件(7)连接；所述动力输出部与所述第二片体(52)连接。

10.根据权利要求1所述的溃缩吸能机构，其特征在于，所述第二柱筒(3)的侧面开设有窗口部(31)，所述溃缩吸能体(4)的位置与所述窗口部(31)的位置相对应。

11.一种车辆，其特征在于，所述汽车包括如权利要求1-10中任一项所述的溃缩吸能机构。

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