CN111376968A - 转向机构的溃缩吸能装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于转向机构的溃缩吸能装置，包括：安装支架，其能够通过可移除的紧固件与车身固定连接，安装支架包括沿其纵向中心轴线延伸的导向槽；吸能条，其由条形板件围成矩形，再折弯成卡子形，其包括长度较长的第一部分、与第一部分基本平行且长度较短的第二部分、以及连接第一部分和第二部分的弯曲的弯折部，其中第一部分的末端形成横向的凸起结构，另一端设有通孔，其中吸能条被构造成能够延伸穿过安装支架并固定在其上；固定螺栓，固定螺栓在安装支架的导向槽内滑动地延伸穿过安装支架的导向槽，穿过吸能条上的通孔，并固定到车辆转向机构的转向管柱上。

Description

转向机构的溃缩吸能装置

技术领域

本发明涉及乘用车领域中转向机构的溃缩吸能装置，尤其是涉及一种用于转向管柱的压溃和吸能装置。

背景技术

在乘用车工业领域中，车辆转向系统是用来改变或保持车辆行驶或倒退方向的一系列组件的组合，其中的一个重要的组件就是转向管柱。该转向管柱设置在车辆的方向盘和车身之间，其主要作用是将驾驶员施加到方向盘上的转向力传递到转向传动轴上进而传递到转向横拉杆上，从而改变车辆行驶方向。

同时，所述转向管柱也是车辆的一种重要的安全装置。当车辆发生剧烈的碰撞时，驾驶员、尤其是未系安全带的驾驶员可能会朝方向盘方向撞击，此时驾驶员的头部或胸部容易与方向盘发生碰撞，由此产生的力会使转向管柱向下溃缩。可溃缩式转向管柱是指在车辆发生碰撞时，转向管柱可按预先设计好的形式而溃缩变形。为了使遭到转向管柱冲击的驾驶者头部或胸部所承受的冲击力减小，有些汽车厂商把转向管柱设计成在撞击时因遭到外界挤压而发生二到三段的溃缩折叠，这样一旦发生正面撞击，转向管柱便会自动收缩进去，或者瞬间“折断”，从而拉开与驾驶人之间的距离，以增加生存空间，并可以分散一些因撞击由转向管柱传递到人体的冲击力。

另外，还有一种可伸缩式转向管柱，当发生正面撞击并且撞击力超过设计规定值时，转向柱会自动断开或脱开，使转向管柱与转向机构脱离，避免转向管柱因正面撞击而向后移动挤向驾驶人的前胸。

但是，现有技术中常见的溃缩吸能机构结构繁杂，吸能不充分，在溃缩行程内无法有效地吸收溃缩能量，并且吸能曲线调整范围小，设备占用空间大。

因此，如何提供一种既能满足充分吸能，又能使结构简单、占用空间小的溃缩吸能装置，是目前乘用车设计上的一个强烈需求。

发明内容

本发明的主要目的是通过提供一种转向机构的溃缩吸能装置，使得车辆在整个碰撞行程内，可以有效吸收溃缩能量，并且溃缩吸能装置成本较低、重量轻、结构简单。

为此，本发明提供一种用于转向机构的溃缩吸能装置，包括：

安装支架，所述安装支架能够通过可移除的紧固件与车身固定连接，所述安装支架包括沿其纵向中心轴线延伸的导向槽；

吸能条，所述吸能条由条形板件围成矩形，再折弯成卡子形，其包括长度较长的第一部分、与第一部分基本平行且长度较短的第二部分、以及连接第一部分和第二部分的弯曲的弯折部，其中第一部分的末端形成横向的凸起结构，另一端设有通孔，其中所述吸能条被构造成能够延伸穿过所述安装支架并固定在其上；

固定螺栓，所述固定螺栓能够在所述安装支架的导向槽内滑动地延伸穿过所述安装支架的导向槽，穿过所述吸能条上的通孔，并固定到车辆转向机构的转向管柱上。

优选地，所述安装支架还包括：

平滑的半圆形部，所述平滑的半圆形部设置在所述安装支架的顶端中央并且被构造成与所述吸能条的弯折部的形状相符；

相对于所述安装支架的导向槽垂直延伸的横向开口，所述横向开口的中间设有横向延伸的中间凸起横条，

其中，所述吸能条能够从所述横条下方穿过。

优选地，所述吸能条的凸起结构的高度大于所述横向开口的中间凸起横条的高度。

优选地，所述横向开口的中间凸起横条的高度被构造成能够被调整，以实现对碰撞吸能曲线的局部调整。

优选地，所述横向开口及其中间凸起横条通过冲压工艺一体形成在所述安装支架上。

优选地，所述吸能条的弯折部和凸起结构之间限定纵向区域。

优选地，所述吸能条在所述纵向区域上设置多个不同的宽度。

优选地，所述导向槽的长度被设定成能够调整所述溃缩吸能装置的溃缩长度。

优选地，所述吸能条的材料能够根据所述溃缩吸能装置的溃缩力大小选择。

优选地，所述吸能条的厚度和宽度被设定成能够调整所述溃缩吸能装置的溃缩力。

优选地，所述安装支架的平滑的半圆形部通过钣金工艺形成。

优选地，所述安装支架的平滑的半圆形部的半径为3mm或更多。

优选地，所述安装支架的横截面呈几字型。

优选地，所述安装支架在其上半部的横向两侧具有翼部。

优选地，所述安装支架的翼部上设置能够将所述安装支架安装到所述车身上的安装孔。

优选地，所述固定螺栓的杆部具有大直径部分和小直径部分，所述大直径部分被构造成能够在所述安装支架的导向槽内滑动，并且所述小直径部分被构造成穿过所述吸能条的通孔，从而将所述吸能条固定到转向机构的转向管柱。

通过本发明的溃缩吸能装置，可以实现如下优点：

本发明的溃缩吸能装置的压溃吸能曲线调整范围大，通过调整安装支架的突起槽和吸能条的宽度、厚度、材料，可以方便实现不同压溃吸能曲线的调整，满足不同车型要求。

本发明的溃缩吸能装置的形状和安装支架完全贴合，节省空间。

本发明的溃缩吸能装置能够在吸能的同时，具有导向作用，不需要额外增加压溃导向装置。

本发明的溃缩吸能装置具有成本低廉的优点。

附图说明

为了更好地理解本发明的上述及其他目的、特征、优点和功能，可以参考附图中所示的优选实施方式。附图中相同的附图标记指代相同的部件。本领域技术人员应该理解，附图旨在示意性地阐明本发明的优选实施方式，对本发明的范围没有任何限制作用，图中各个部件并非按比例绘制。

图1是根据本发明的溃缩吸能装置组装在一起的透视图。

图2是根据本发明的溃缩吸能装置的安装支架的透视图。

图3是根据本发明的溃缩吸能装置的吸能条的透视图。

图4是根据本发明的溃缩吸能装置的固定螺栓的透视图。

具体实施方式

现在参考附图，详细描述本发明的具体实施方式。这里所描述的仅仅是根据本发明的优选实施方式，本领域技术人员可以在所述优选实施方式的基础上想到能够实现本发明的其他方式，所述其他方式同样落入本发明的范围。在以下的具体描述中，方向性的术语，例如“左”、“右”、“上”、“下”、“内”、“外”等，参考附图中描述的方向使用。本发明的实施例的部件可被置于多种不同的方向，方向性的术语是用于示例的目的而非限制性的。

如图1的根据本发明的溃缩吸能装置15的透视图所示，本发明的溃缩吸能装置10包括安装支架1、吸能条2和固定螺栓3。安装支架1设有固定孔，安装支架1能够通过可移除的紧固件(未示出，例如普通螺栓)与车身连接，安装支架1包括沿其纵向中心轴线延伸的导向槽。吸能条2的较长一侧插入穿过安装支架1的中间凸起横条6(下面描述)，固定螺栓3能够在安装支架1的导向槽(下面描述)内滑动地延伸穿过安装支架1的导向槽4，穿过吸能条2的通孔(下面描述)，并固定到转向机构的转向管柱上，由此使得吸能条2的另一侧固定也固定到转向管柱上。在转向管柱碰撞压溃过程中，转向管柱带动固定螺栓3向下移动，拉动吸能条2，吸能条2向下移动产生变形，达到吸能缓冲效果。安装支架1的导向槽(下面描述)，可起到导向作用。

如图2的根据本发明的溃缩吸能装置15的安装支架1的透视图所示，安装支架1包括导向槽4、平滑圆形部5、相对于安装支架1的导向4槽垂直延伸的横向开口和中间凸起横条6。吸能条2能够从中间凸起横条6下方穿过。安装支架1的横截面呈几字型。安装支架1在其几字型截面的宽度方向上的两侧具有翼部7。安装支架1的翼部7上设置能够将安装支架1安装到车身的安装孔8。

导向槽4沿着安装支架1的中心纵向轴线延伸，导向槽4在压溃过程起到导向作用，通过调整导向槽的长度可以调整溃缩吸能装置的溃缩长度。

平滑圆形部5设置在所述安装支架1的顶端中央并且被构造成与所述吸能条2的弯折部11的形状相符。安装支架1的平滑圆形部5通过钣金工艺形成，并且安装支架1的平滑圆形部的半径优选为3mm或更多，通过圆弧过渡，可以保证吸能机构碰撞溃缩后变形的稳定性，防止溃缩曲线不稳定、异常溃缩力过大或者无法溃缩现象的出现，由此克服常规溃缩机构容易出现局部溃缩力波动过大、溃缩不稳定等现象。

中间凸起横条6被构造成能够垂直于安装支架1的平面并相对于安装支架1的中心纵向轴线镜像地成型在平滑圆形部5附近。中间凸起横条6通过冲压工艺一体形成在安装支架1上。吸能条2(下面描述)能够从中间凸起横条6中穿过。

图3示出了根据本发明的溃缩吸能装置15的吸能条2的透视图。吸能条2由条形板件围成矩形，再折弯成卡子形，其包括长度较长的第一部分、与第一部分基本平行且长度较短的第二部分、以及连接第一部分和第二部分的弯曲的弯折部，其中第一部分的末端形成横向的凸起结构9，另一端设有通孔10，其中所述吸能条被构造成能够延伸穿过所述安装支架并固定在其上。吸能条2被构造成能够延伸穿过中间凸起横条6，并且吸能条2的折弯部11与安装支架1的平滑圆形部5配合。吸能条2的凸起结构9的高度大于安装支架1的中间凸起横条6的高度。在溃缩过程中，随着吸能条2的具有通孔10的一端由于溃缩而与转向机构的转向管柱(未示出)一起向下运动时，吸能条2的凸起结构9向上运动，并最终与安装支架1的中间凸起横条6接触，而达到防止溃缩条2脱离主体结构的作用。固定螺栓3能够穿过吸能条2的通孔10，从而将吸能条2固定到转向机构的转向管柱(未示出)。

进一步地，如图3所示，吸能条2的折弯部11和凸起结构9之间限定纵向区域A。吸能条2可以在纵向区域A上设置多个不同的宽度，以实现不同的溃缩力调整。吸能条2的材料能够根据溃缩吸能装置15的溃缩力大小选择。另外，吸能条2的厚度和宽度被构造成能够调整溃缩吸能装置15的溃缩力，以改善溃缩曲线。吸能条2的折弯部11被圆弧化处理，从而与安装支架1的平滑圆形部5的形状匹配，优选地以3mm的半径进行圆弧化处理，以实现溃缩时变形的稳定性。

图4示出根据本发明的溃缩吸能装置15的固定螺栓的透视图。其中螺栓3的杆部被构造成阶梯形状。阶梯形状的大直径部分被插入穿过安装支架1的导向槽4，且小直径部分穿过吸能条2的通孔10紧固到转向机构的转向管柱(未示出)。

在本发明中，由安装支架1、吸能条2、固定螺栓3构成的溃缩吸能装置10在溃缩过程中进行如下操作，由于安装支架1设有固定孔，安装支架1通过螺栓和车身连接，吸能条2较长一侧插入穿过安装支架1的中间凸起横条6的下方，另一侧通过固定螺栓3固定在转向管柱和安装支架1，并将安装支架1和转向管柱固定到一起。转向管柱碰撞压溃过程中，转向管柱带动固定螺栓3向下移动，拉动吸能条2向上运动，吸能条2产生变形，达到吸能缓冲效果，同时安装支架1的导向槽4可起到导向作用。

通过本发明的溃缩吸能装置，可以实现如下优点：

本发明的溃缩吸能装置的压溃吸能曲线调整范围大，通过调整安装支架的突起槽和吸能条的宽度、厚度、材料，可以方便实现不同压溃吸能曲线的调整，满足不同车型要求。

本发明的溃缩吸能装置的形状和安装支架完全贴合，节省空间。

本发明的溃缩吸能装置能够在吸能的同时，具有导向作用，不需要额外增加压溃导向装置。

本发明的溃缩吸能装置具有成本低廉的优点。

本发明的多种实施方式的以上描述出于描述的目的提供给相关领域的一个普通技术人员。不意图将本发明排他或局限于单个公开的实施方式。如上所述，以上教导的领域中的普通技术人员将明白本发明的多种替代和变型。因此，虽然具体描述了一些替代实施方式，本领域普通技术人员将明白或相对容易地开发其他实施方式。本发明旨在包括这里描述的本发明的所有替代、改型和变型，以及落入以上描述的本发明的精神和范围内的其他实施方式。

部件附图标记列表：

溃缩吸能装置15；

安装支架1；

吸能条2；

固定螺栓3；

导向槽4；

平滑圆形部5；

中间凸起横条6；

翼部7；

安装孔8；

凸起结构9；

通孔10；

折弯部11；

大直径部分12；小直径部分13。

Claims (16)

1.一种用于转向机构的溃缩吸能装置，包括：

安装支架，所述安装支架能够通过可移除的紧固件与车身固定连接，所述安装支架包括沿其纵向中心轴线延伸的导向槽；

吸能条，所述吸能条由条形板件围成矩形，再折弯成卡子形，其包括长度较长的第一部分、与第一部分基本平行且长度较短的第二部分、以及连接第一部分和第二部分的弯曲的弯折部，其中第一部分的末端形成横向的凸起结构，另一端设有通孔，其中所述吸能条被构造成能够延伸穿过所述安装支架并固定在其上；

固定螺栓，所述固定螺栓能够在所述安装支架的导向槽内滑动地延伸穿过所述安装支架的导向槽，穿过所述吸能条上的通孔，并固定到车辆转向机构的转向管柱上。

2.根据权利要求1所述的溃缩吸能装置，其特征在于，所述安装支架还包括：

平滑的半圆形部，所述平滑的半圆形部设置在所述安装支架的顶端中央并且被构造成与所述吸能条的弯折部的形状相符；

相对于所述安装支架的导向槽垂直延伸的横向开口，所述横向开口的中间设有横向延伸的中间凸起横条，

其中，所述吸能条能够从所述中间凸起下方穿过。

3.根据权利要求2所述的溃缩吸能装置，其特征在于，所述吸能条的凸起结构的高度大于所述横向开口的中间凸起横条的高度。

4.根据权利要求2所述的溃缩吸能装置，其特征在于，所述横向开口的中间凸起横条的高度被构造成能够被调整，以实现对碰撞吸能曲线的局部调整。

5.根据权利要求2所述的溃缩吸能装置，其特征在于，所述横向开口及其中间凸起横条通过冲压工艺一体形成在所述安装支架上。

6.根据权利要求1所述的溃缩吸能装置，其特征在于，所述吸能条的弯折部和凸起结构之间限定纵向区域。

7.根据权利要求6所述的溃缩吸能装置，其特征在于，所述吸能条在所述纵向区域上设置多个不同的宽度。

8.根据权利要求1所述的溃缩吸能装置，其特征在于，所述导向槽的长度被设定成能够调整所述溃缩吸能装置的溃缩长度。

9.根据权利要求1所述的溃缩吸能装置，其特征在于，所述吸能条的材料能够根据所述溃缩吸能装置的溃缩力大小选择。

10.根据权利要求1所述的溃缩吸能装置，其特征在于，所述吸能条的厚度和宽度被设定成能够调整所述溃缩吸能装置的溃缩力。

11.根据权利要求1所述的溃缩吸能装置，其特征在于，所述安装支架的平滑的半圆形部通过钣金工艺形成。

12.根据权利要求1所述的溃缩吸能装置，其特征在于，所述安装支架的平滑的半圆形部的半径为3mm或更多。

13.根据权利要求1所述的溃缩吸能装置，其特征在于，所述安装支架的横截面呈几字型。

14.根据权利要求13所述的溃缩吸能装置，其特征在于，所述安装支架在其上半部的横向两侧具有翼部。

15.根据权利要求14所述的溃缩吸能装置，其特征在于，所述安装支架的翼部上设置能够将所述安装支架安装到所述车身上的安装孔。

16.根据权利要求1所述的溃缩吸能装置，其特征在于，所述固定螺栓的杆部具有大直径部分和小直径部分，所述大直径部分被构造成能够在所述安装支架的导向槽内滑动，并且所述小直径部分被构造成穿过所述吸能条的通孔，从而将所述吸能条固定到转向机构的转向管柱。

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