CN217994536U - 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、溃缩摩擦体及连接体，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一同沿管柱转向轴的轴向相对第二柱筒移动；第一柱筒的侧壁开设有溃缩摩擦槽；溃缩摩擦体包括连接部及摩擦部，连接部与第一柱筒通过一级溃缩销钉连接，且摩擦部插接于溃缩摩擦槽中；连接体通过第一紧固件与连接部连接，第一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，一级溃缩销钉被切断，连接体及溃缩摩擦体固定不动，且第一柱筒相对溃缩摩擦体滑动。

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不仅普遍存在零部件较多、结构较为复杂、集成度较低、装配工艺要求繁琐的缺点，并且现有技术中的转向管柱溃缩机构的吸能效率较低。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；所述第一柱筒的侧壁开设有溃缩摩擦槽；

溃缩摩擦体，所述溃缩摩擦体包括连接部及摩擦部，所述连接部与所述第一柱筒通过一级溃缩销钉连接，且所述摩擦部插接于所述溃缩摩擦槽中；

连接体，所述连接体通过第一紧固件与所述连接部连接，所述第一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，所述一级溃缩销钉被切断，所述连接体及所述溃缩摩擦体固定不动，且所述第一柱筒相对所述溃缩摩擦体滑动。

可选地，所述溃缩摩擦槽沿所述轴向延伸设置。

可选地，所述溃缩摩擦槽与所述摩擦部过盈配合。

可选地，所述溃缩摩擦槽包括第一槽体及第二槽体，在所述管柱转向轴经受轴向溃缩力时，所述摩擦部从所述第一槽体进入所述第二槽体；所述第二槽体的长度大于所述第一槽体的长度；所述第一槽体与所述摩擦部具有第一过盈量，所述第二槽体与所述摩擦部具有第二过盈量，所述第二过盈量大于所述第一过盈量。

可选地，所述溃缩摩擦体的材质的硬度大于所述第一柱筒的材质的硬度。

可选地，所述摩擦部设置于所述连接部的侧部，所述摩擦部的一端与所述连接部相连，所述摩擦部的另一端弯折设置有导向面。

可选地，所述溃缩摩擦体还包括凸台部，所述凸台部设置在所述连接部的远离所述摩擦部的一侧；所述连接体开设有装配槽，所述凸台部插接于所述装配槽中。

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连接体连接；所述驱动组件可通过所述连接体带动所述溃缩摩擦体、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，所述第二柱筒的侧面开设有窗口部，所述溃缩摩擦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为图3中A处的放大示意图；

图5为本申请实施例提供的一种溃缩吸能机构中溃缩摩擦体的结构示意图一；

图6为本申请实施例提供的一种溃缩吸能机构中溃缩摩擦体的结构示意图二；

图7为本申请实施例提供的一种溃缩吸能机构中连接体的结构示意图。

1、管柱转向轴；2、第一柱筒；21、溃缩摩擦槽；211、第一槽体；212、第二槽体；22、第一连接孔；3、第二柱筒；31、窗口部；4、溃缩摩擦体；41、连接部；411、第二连接孔；412、第三连接孔；42、摩擦部；421、导向面；43、凸台部；5、连接体；51、装配槽；52、避让孔；53、第四连接孔；54、第五连接孔；6、一级溃缩销钉；7、第一紧固件；8、驱动电机；9、调节丝杆；10、花型螺钉；11、锁紧螺钉。

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7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；所述第一柱筒2的侧壁开设有溃缩摩擦槽21；还包括溃缩摩擦体4及连接体5，所述溃缩摩擦体4包括连接部41及摩擦部42，所述连接部41与所述第一柱筒2通过一级溃缩销钉6连接，且所述摩擦部42插接于所述溃缩摩擦槽21中；所述连接体5通过第一紧固件7与所述连接部41连接，所述第一紧固件7可承受的剪切力阈值大于所述一级溃缩销钉6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，所述一级溃缩销钉6被切断，所述连接体5及所述溃缩摩擦体4固定不动，且所述第一柱筒2相对所述溃缩摩擦体4滑动。

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。

溃缩摩擦体4的连接部41通过一级溃缩销钉6连接在第一柱筒2的外侧壁上；并且，溃缩摩擦体4的摩擦部42插接在第一柱筒2上开设的溃缩摩擦槽21中。此外，连接体5通过第一紧固件7与溃缩摩擦体4的连接部41连接，第一紧固件7例如可以是连接钉。其中，第一紧固件7可承受的剪切力阈值大于一级溃缩销钉6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，此时一级溃缩销钉6被切断，并且连接体5固定不动，因此，连接体5连同溃缩摩擦体4一起均保持固定不动；而由于一级溃缩销钉6被切断，因此溃缩摩擦体4的连接部41与第一柱筒2之间的连接被切断，从而溃缩摩擦体4只有其摩擦部42与第一柱筒2保持插接关系，于是第一柱筒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摩擦体4发生滑移运动，从而使摩擦部42在溃缩摩擦槽21内发生相对滑动；更加具体地，摩擦部42保持固定不动的状态，溃缩摩擦槽21相对摩擦部42进行滑移运动。在上述过程中，一级溃缩销钉6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；而溃缩摩擦槽21相对摩擦部42的滑移运动所产生的摩擦作用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，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，第一紧固件7可承受的剪切力阈值为5000牛顿，而一级溃缩销钉6可承受的剪切力阈值为3000牛顿。

在一个实施例中，所述溃缩摩擦槽21沿所述轴向延伸设置。

在该具体的例子中，使溃缩摩擦槽21沿管柱转向轴1的轴向延伸设置，这样就可以将二级溃缩吸能过程中的滑移摩擦方向控制为管柱转向轴1的轴向，即，摩擦部42在溃缩摩擦槽21内沿管柱转向轴1的轴向发生相对滑动。

在一个实施例中，所述溃缩摩擦槽21与所述摩擦部42过盈配合。

在该具体的例子中，溃缩摩擦槽21与摩擦部42为过盈配合可以确保在二级溃缩吸能过程中，溃缩摩擦槽21相对摩擦部42的滑移运动没有间隙，从而提高二级溃缩吸能的稳定性。

参照图2、图3所示，在一个实施例中，所述溃缩摩擦槽21包括第一槽体211及第二槽体212，在所述管柱转向轴1经受轴向溃缩力时，所述摩擦部42从所述第一槽体211进入所述第二槽体212；所述第二槽体212的长度大于所述第一槽体211的长度；所述第一槽体211与所述摩擦部42具有第一过盈量，所述第二槽体212与所述摩擦部42具有第二过盈量，所述第二过盈量大于所述第一过盈量。

在该具体的例子中，当管柱转向轴1经受轴向溃缩力时，摩擦部42从第一槽体211进入到第二槽体212，即滑移运动的方向为从第一槽体211到第二槽体212的方向；在该滑移运动的过程中，摩擦部42与溃缩摩擦槽21之间的过盈量有一个增加的变化，过盈量的增加可以使溃缩摩擦槽21与摩擦部42之间的摩擦作用增强，从而进一步提高二级溃缩吸能过程的吸能效率。进一步地，第二槽体212的长度远远大于第一槽体211的长度，例如，第二槽体212的长度是第一槽体211的长度的10倍以上；其实，第一槽体211是与摩擦部42配合安装的装配区，当管柱转向轴1经受轴向溃缩力时，摩擦部42瞬间就会从第一槽体211进入到第二槽体212，第二槽体212是实现二级溃缩吸能的吸能区域。

在一个实施例中，所述溃缩摩擦体4的材质的硬度大于所述第一柱筒2的材质的硬度。

在该具体的例子中，溃缩摩擦体4所采用的材质的硬度相较第一柱筒2所采用的材质的硬度更硬一些，这样可以确保在溃缩摩擦体4的摩擦部42与溃缩摩擦槽21之间为过盈配合的同时不影响摩擦部42与溃缩摩擦槽21之间的相对滑移运动。

更加具体地，第二过盈量大于第一过盈量的实现方式例如可以是将第二槽体212的宽度设置为小于第一槽体211的宽度；即第二槽体212的宽度相较第一槽体211的宽度要窄一些。

参照图5、图6所示，在一个实施例中，所述摩擦部42设置于所述连接部41的侧部，所述摩擦部42的一端与所述连接部41相连，所述摩擦部42的另一端弯折设置有导向面421。

在该具体的例子中，摩擦部42上设置的导向面421可以在摩擦部42插接进入到溃缩摩擦槽21时起到导向的作用，使摩擦部42与溃缩摩擦槽21之间的装配更加便于操作。

参照图5、图6所示，在一个实施例中，所述溃缩摩擦体4还包括凸台部43，所述凸台部43设置在所述连接部41的远离所述摩擦部42的一侧；所述连接体5开设有装配槽51，所述凸台部43插接于所述装配槽51中。

在该具体的例子中，摩擦部42设置在连接部41的一侧，凸台部43设置在连接部41的另一侧；摩擦部42用于与第一柱筒2连接，凸台部43用于与连接体5连接。连接体5与溃缩摩擦体4之间除了通过第一紧固件7进行连接，还通过凸台部43与装配槽51的插接关系进行连接，这样可以进一步提高溃缩摩擦体4与连接体5连接的稳定性，从而在发生碰撞溃缩时，溃缩摩擦体4与连接体5不会相互分离。

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连接体5连接；所述驱动组件可通过所述连接体5带动所述溃缩摩擦体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连接体5、进而带动溃缩摩擦体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8及调节丝杆9，所述驱动电机8连接在所述第二柱筒3上，所述调节丝杆9与所述连接体5连接；所述驱动电机8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8连接在第二柱筒3上保持不动，驱动电机8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8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相连的连接体5在发生碰撞溃缩时可以保持固定不动的状态。

进一步地，调节丝杆9与连接体5例如可以通过花型螺钉10连接。驱动电机8例如可以通过锁紧螺钉11安装在第二柱筒3上。

参照图3-图7所示，进一步地，在第一柱筒2的侧壁开设有用于连接一级溃缩销钉6的第一连接孔22；在溃缩摩擦体4的连接部41上开设有用于连接一级溃缩销钉6的第二连接孔411以及用于连接第一紧固件7的第三连接孔412。连接体5上开设有用于避让一级溃缩销钉6的避让孔52、用于连接第一紧固件7的第四连接孔53，以及用于连接花型螺钉10的第五连接孔54。避让孔52的设置可以避免装配时一级溃缩销钉6与连接体5之间发生相互干涉。

在一个实施例中，所述第二柱筒3的侧面开设有窗口部31，所述溃缩摩擦体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，溃缩摩擦体4及连接体5经由窗口部31暴露在第二柱筒3的外部，从而方便对溃缩摩擦体4及连接体5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；所述第一柱筒(2)的侧壁开设有溃缩摩擦槽(21)；

溃缩摩擦体(4)，所述溃缩摩擦体(4)包括连接部(41)及摩擦部(42)，所述连接部(41)与所述第一柱筒(2)通过一级溃缩销钉(6)连接，且所述摩擦部(42)插接于所述溃缩摩擦槽(21)中；

连接体(5)，所述连接体(5)通过第一紧固件(7)与所述连接部(41)连接，所述第一紧固件(7)可承受的剪切力阈值大于所述一级溃缩销钉(6)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，所述一级溃缩销钉(6)被切断，所述连接体(5)及所述溃缩摩擦体(4)固定不动，且所述第一柱筒(2)相对所述溃缩摩擦体(4)滑动。

2.根据权利要求1所述的溃缩吸能机构，其特征在于，所述溃缩摩擦槽(21)沿所述轴向延伸设置。

3.根据权利要求1所述的溃缩吸能机构，其特征在于，所述溃缩摩擦槽(21)与所述摩擦部(42)过盈配合。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的溃缩吸能机构，其特征在于，所述溃缩摩擦槽(21)包括第一槽体(211)及第二槽体(212)，在所述管柱转向轴(1)经受轴向溃缩力时，所述摩擦部(42)从所述第一槽体(211)进入所述第二槽体(212)；所述第二槽体(212)的长度大于所述第一槽体(211)的长度；所述第一槽体(211)与所述摩擦部(42)具有第一过盈量，所述第二槽体(212)与所述摩擦部(42)具有第二过盈量，所述第二过盈量大于所述第一过盈量。

5.根据权利要求1所述的溃缩吸能机构，其特征在于，所述溃缩摩擦体(4)的材质的硬度大于所述第一柱筒(2)的材质的硬度。

6.根据权利要求1所述的溃缩吸能机构，其特征在于，所述摩擦部(42)设置于所述连接部(41)的侧部，所述摩擦部(42)的一端与所述连接部(41)相连，所述摩擦部(42)的另一端弯折设置有导向面(421)。

7.根据权利要求1或6所述的溃缩吸能机构，其特征在于，所述溃缩摩擦体(4)还包括凸台部(43)，所述凸台部(43)设置在所述连接部(41)的远离所述摩擦部(42)的一侧；所述连接体(5)开设有装配槽(51)，所述凸台部(43)插接于所述装配槽(51)中。

8.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连接体(5)连接；所述驱动组件可通过所述连接体(5)带动所述溃缩摩擦体(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。

9.根据权利要求8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(8)及调节丝杆(9)，所述驱动电机(8)连接在所述第二柱筒(3)上，所述调节丝杆(9)与所述连接体(5)连接；所述驱动电机(8)驱动所述调节丝杆(9)沿所述轴向移动。

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)，所述溃缩摩擦体(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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