專利名稱：安全轉(zhuǎn)向管柱結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，尤其是涉及一種帶吸能結(jié)構(gòu)的安全轉(zhuǎn)向管柱結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
當汽車發(fā)生正面碰撞時，安裝在轉(zhuǎn)向管柱上端的方向盤要向后即向駕駛員胸部方向運動，同時駕駛員受慣性作用會沖向轉(zhuǎn)向盤，因此極易引起駕駛員和方向盤之間發(fā)生碰撞，從而對駕駛員造成人身傷害。為了減輕汽車正面碰撞時駕駛員受到的傷害，通常采用帶吸能結(jié)構(gòu)的安全轉(zhuǎn)向管柱結(jié)構(gòu)來安裝方向盤，這樣當駕駛員和方向盤發(fā)生碰撞的碰撞力量達到設(shè)定程度時，轉(zhuǎn)向管柱的吸能結(jié)構(gòu)就開始起作用，轉(zhuǎn)向管柱會發(fā)生沿其長度方向的潰縮，從而限定了駕駛員和方向盤之間的最大碰撞力于設(shè)定的安全范圍內(nèi)，從而減輕駕駛員受到的傷害程度。
申請?zhí)枮?00820098605. 9申請日為2008年6月20日，名稱為“一種汽車轉(zhuǎn)向系
統(tǒng)的吸能轉(zhuǎn)向管柱”的中國專利文件公開了一種帶吸能結(jié)構(gòu)的安全轉(zhuǎn)向管柱結(jié)構(gòu)，它由轉(zhuǎn)向柱安裝座套管、轉(zhuǎn)向軸、轉(zhuǎn)向柱安裝座組成，在上、下安裝座套管中還安裝有上簧座、下簧座、彈簧和橡膠套管，上簧座裝在上安裝座套管內(nèi)，其軸向定位通過上安裝座套管右端的收口結(jié)構(gòu)實現(xiàn)，下簧座裝在下安裝座套管內(nèi)，其軸向定位通過下安裝座套管左端的收口結(jié)構(gòu)實現(xiàn)，上簧座、下簧座之間設(shè)有彈簧，轉(zhuǎn)向下軸總成靠近橡膠軸承處開設(shè)一孔，橡膠套管套裝在該孔位置的轉(zhuǎn)向下軸外圓上。由于較普通吸能管柱在能量吸收上通過增加的彈簧、阻尼孔多吸收了彈簧的彈性勢能和阻尼小孔產(chǎn)生的耗散能，這樣就可以使作用于人體的碰撞能量減少，并保證彈簧壓縮后不回彈或緩慢回彈，避免回彈力對人員造成傷害。上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題是
I.由于需要在上下安裝座套管即通常所述的上下轉(zhuǎn)向管柱增設(shè)彈簧及其相應(yīng)的結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)向管柱的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造加工和安裝困難；此外受螺旋彈簧特性的制約，該技術(shù)并不能完全使壓縮后的彈簧不發(fā)生回彈，因此駕駛員依舊存在因彈簧的回彈而受到二次傷害的可能。2.吸能結(jié)構(gòu)工作后，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)復(fù)位困難，汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)失去了操作功能，因此觸發(fā)吸能結(jié)構(gòu)工作的剪斷銷切斷強度較高，降低了吸能結(jié)構(gòu)對駕駛員的保護作用，同時由于吸能結(jié)構(gòu)工作后轉(zhuǎn)向系統(tǒng)失去了操作功能，減少了一些情況下例如在人因稀少的地方撞到了路邊的障礙物等駕駛員的自救機會，也不利于降低道路清理疏通成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一個發(fā)明目的是要解決現(xiàn)有技術(shù)帶吸能結(jié)構(gòu)的安全轉(zhuǎn)向管柱結(jié)構(gòu)所存在的轉(zhuǎn)向管柱結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造加工和安裝困難，駕駛員存在因彈簧的回彈而受到二次傷害可能的技術(shù)問題，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、可以有效避免發(fā)生彈簧回彈傷害駕駛員的事件的安全轉(zhuǎn)向管柱結(jié)構(gòu)；本發(fā)明第二個發(fā)明目的是要解決現(xiàn)有技術(shù)帶吸能結(jié)構(gòu)的安全轉(zhuǎn)向管柱結(jié)構(gòu)觸發(fā)吸能結(jié)構(gòu)工作的剪斷銷切斷強度較高，降低了吸能結(jié)構(gòu)對駕駛員的保護性能，同時吸能結(jié)構(gòu)工作后轉(zhuǎn)向系統(tǒng)失去了操作功能，減少了一些情況下駕駛員的自救機會，也不利于降低道路清理疏通成本的技術(shù)問題，提供一種剪斷銷剪斷強度低、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)操作功能容易恢復(fù)因此對駕駛員保護作用好的一種安全轉(zhuǎn)向管柱結(jié)構(gòu)。為解決現(xiàn)有技術(shù)吸能型轉(zhuǎn)向管柱結(jié)構(gòu)所存在的轉(zhuǎn)向管柱的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造加工和安裝困難，駕駛員存在因彈簧的回彈而受到二次傷害可能的技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種安全轉(zhuǎn)向管柱結(jié)構(gòu)，包括轉(zhuǎn)向管柱總成，轉(zhuǎn)向管柱總成上安裝支架，轉(zhuǎn)向管柱總成下安裝支架，固定在車身上的安裝支架底座；轉(zhuǎn)向管柱總成包括上轉(zhuǎn)向管柱和滑動套置在上轉(zhuǎn)向管柱內(nèi)的下轉(zhuǎn)向管柱；轉(zhuǎn)向管柱總成上安裝支架的一端與上轉(zhuǎn)向管柱上端固連，轉(zhuǎn)向管柱總成上安裝支架的另一端通過一剪斷銷和安裝支架底座固連；此外它還包括有氣彈簧，所述氣彈簧包括氣彈簧壓力管和氣彈簧活塞桿，所述氣彈簧壓力管的上端與安裝支架底座相連；轉(zhuǎn)向管柱總成下安裝支架的一端和氣彈簧活塞桿的下端相連，轉(zhuǎn)向管柱總成下安裝支架的另一端和上轉(zhuǎn)向管柱的下端固連。本發(fā)明，當汽車碰撞導(dǎo)致駕駛員和方向盤出現(xiàn)碰撞，駕駛員和方向盤的碰撞力足夠大時，剪斷銷被切斷或與安裝支架底座脫離，導(dǎo)致轉(zhuǎn)向管柱總成上安裝支架和安裝支架底座分離，方向盤在人體慣性作用下帶著上轉(zhuǎn)向管柱及相應(yīng)的轉(zhuǎn)向軸向下移動，拉動氣彈 簧的活塞桿向下伸長。這樣，一方面剪斷銷限定了駕駛員和方向盤碰撞時受到的最大撞擊力，另一方面氣彈簧可以防止駕駛員因突然失去支撐而發(fā)生頭部撞向車身受傷的情況出現(xiàn)、并可使駕駛員所受撞擊力連續(xù)降低，氣彈簧可防止駕駛員因為彈簧回彈作用而受傷，因此本發(fā)明具有很高的安全防護作用。本發(fā)明采用的氣彈簧，例如隨意停氣彈簧，可以有效避免發(fā)生彈簧回彈傷害駕駛員的事件，且氣彈簧安裝在轉(zhuǎn)向管柱之外、轉(zhuǎn)向管柱和車身之間的原有空間位置，本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)簡單，不用改變轉(zhuǎn)向管柱的管徑等結(jié)構(gòu)要素，因此不會增加轉(zhuǎn)向管柱的制造加工和安裝難度，有利于降低安全轉(zhuǎn)向管柱結(jié)構(gòu)的制造成本，提高轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作可靠性。作為優(yōu)選，所述安裝支架底座包括與車身相固連的底座固定部、上安裝支架固定部、氣彈簧固定部；底座固定部、上安裝支架固定部和氣彈簧固定部均為一種U形元件，上安裝支架固定部U形的底部和底座固定部上端U形的底部背靠背固連，氣彈簧固定部U形的底部和底座固定部下端U形的底部背靠背固連；轉(zhuǎn)向管柱總成上安裝支架為與上安裝支架固定部適配的U形安裝支架，轉(zhuǎn)向管柱總成上安裝支架U形的兩個側(cè)壁通過剪斷銷和上安裝支架固定部U形的兩個側(cè)壁固連，上安裝支架固定部U形的底部和上轉(zhuǎn)向管柱固連；氣彈簧壓力管的上端和氣彈簧固定部U形的兩個側(cè)壁相連。本優(yōu)選方案，結(jié)構(gòu)簡單，制造安裝容易。作為優(yōu)選，以實現(xiàn)解決現(xiàn)有技術(shù)帶吸能結(jié)構(gòu)的安全轉(zhuǎn)向管柱結(jié)構(gòu)觸發(fā)吸能結(jié)構(gòu)工作的剪斷銷切斷強度較高，降低了吸能結(jié)構(gòu)對駕駛員的保護作用，同時吸能結(jié)構(gòu)工作后轉(zhuǎn)向系統(tǒng)失去了操作功能，減少了一些情況下駕駛員的自救機會，也不利于降低道路清理疏通成本的技術(shù)問題的發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)加以解決所述上安裝支架固定部U形的兩個側(cè)壁上相對設(shè)有與上轉(zhuǎn)向管柱軸線平行的長孔；相應(yīng)地，轉(zhuǎn)向管柱總成上安裝支架U形的兩個側(cè)壁上相對固定有兩根防脫定位銷，防脫定位銷的里端間隙配合地伸在上安裝支架固定部上對應(yīng)的長孔里；所述氣彈簧壓力管上端和氣彈簧固定部U形的兩個側(cè)壁固連，氣彈簧壓力管的軸線和上轉(zhuǎn)向管柱的軸線平行。采用本優(yōu)選方案，吸能結(jié)構(gòu)工作時，上轉(zhuǎn)向管柱沿其安裝軸線向下移動，碰撞后上轉(zhuǎn)向管柱容易反向拉回到初始位置，并由隨意停氣彈簧支撐在初始位置上，因此轉(zhuǎn)向系統(tǒng)操作功能容易恢復(fù)，這樣剪斷銷的切斷強度可以設(shè)計得比傳統(tǒng)強度低得多，從而大大提高吸能結(jié)構(gòu)對駕駛員的保護作用，以及車輛碰撞后駕駛員的自救機會，降低道路清理疏通成本。作為優(yōu)選，防脫定位銷的外端和轉(zhuǎn)向管柱總成上安裝支架U形的側(cè)壁螺紋連接。本優(yōu)選方案，結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便。作為優(yōu)選，氣彈簧活塞桿的下端與轉(zhuǎn)向管柱總成下安裝支架鉸接。本優(yōu)選方案，有利于氣彈簧壓力管和氣彈簧活塞桿順利滑動，結(jié)構(gòu)合理，便于氣彈簧活塞桿和轉(zhuǎn)向管柱總成下安裝支架的安裝連接。綜上所述，本發(fā)明帶來的有益效果是轉(zhuǎn)向管柱結(jié)構(gòu)簡單，制造加工和安裝難度低、可靠性高；觸發(fā)安全轉(zhuǎn)向管柱的吸能結(jié)構(gòu)工作的剪斷銷的切斷強度低、且不存在駕駛員因為吸能結(jié)構(gòu)中的彈簧回彈而受到傷害的可能、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)具有較高的復(fù)原可能性可以有效增加一些條件下駕駛員自救機會、降低道路清理疏通成本，因此本發(fā)明對駕駛員的安全保護作用高。


圖I是本發(fā)明的一種結(jié)構(gòu)示意 圖2是防脫定位銷安裝結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面通過實施例，并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步具體的說明。如圖I所示，本發(fā)明包括轉(zhuǎn)向管柱總成，轉(zhuǎn)向管柱總成上安裝支架3，轉(zhuǎn)向管柱總成下安裝支架4，固定在車身上的安裝支架底座5和氣彈簧6。轉(zhuǎn)向管柱總成包括上轉(zhuǎn)向管柱I和滑動套置在上轉(zhuǎn)向管柱I內(nèi)的下轉(zhuǎn)向管柱2，具體結(jié)構(gòu)因系公知技術(shù)在此不做贅述；氣彈簧6為隨意停氣彈簧,包括氣彈簧壓力管6. I和氣彈簧活塞桿6. 2,具體結(jié)構(gòu)因系公知技術(shù)在此不做贅述；所述安裝支架底座5包括與車身相固連的底座固定部5. I、上安裝支架固定部5. 2、氣彈簧固定部5. 3 ;底座固定部5. I、上安裝支架固定部5. 2和氣彈簧固定部5. 3均為一種U形元件，上安裝支架固定部5. 2U形的底部和底座固定部5. I上端U形的底部背靠背即指兩個U形的底部的外表面靠貼在一起固連，氣彈簧固定部5. 3U形的底部和底座固定部5. I下端U形的底部背靠背固連，且這三個U形元件的U形的對稱平面共面；轉(zhuǎn)向管柱總成上安裝支架3為與上安裝支架固定部5. 2適配的U形安裝支架，轉(zhuǎn)向管柱總成上安裝支架3U形的兩個側(cè)壁通過一剪斷銷9和上安裝支架固定部5. 2U形的兩個側(cè)壁固連，具體固連接結(jié)構(gòu)因系公知技術(shù)在此不做贅述；所述上安裝支架固定部5. 2U形的兩個側(cè)壁上還相對設(shè)有與上轉(zhuǎn)向管柱I軸線平行的長孔5. 2. I ;相應(yīng)地，轉(zhuǎn)向管柱總成上安裝支架3U形的兩個側(cè)壁上相對固定有兩根防脫定位銷7，如圖2所示，防脫定位銷7的里端間隙配合地伸在上安裝支架固定部5. 2上對應(yīng)的長孔5. 2. I里，防脫定位銷7的外端和轉(zhuǎn)向管柱總成上安裝支架3U形的側(cè)壁螺紋連接；上安裝支架固定部5. 2U形的底部和上轉(zhuǎn)向管柱I固連，具體固連結(jié)構(gòu)因系公知技術(shù)在此不做贅述；所述氣彈簧壓力管6. I的上端插置在氣彈簧固定部5. 3U形的兩側(cè)壁之間并與氣彈簧固定部5. 3焊連在一起從而與安裝支架底座5相連在一起，且氣彈簧壓力管6. I的軸線即氣彈簧活塞桿6. 2的軸線和上轉(zhuǎn)向管柱I的軸線平行；轉(zhuǎn)向管柱總成下安裝支架4為一種U形元件，其U形的兩個側(cè)壁的自由端與上轉(zhuǎn)向管柱I的下端之間設(shè)有一個固定圓環(huán)10，固定圓環(huán)10和上轉(zhuǎn)向管柱I的下端焊連在一起，轉(zhuǎn)向管柱總成下安裝支架4U形的兩個側(cè)壁的自由端和固定圓環(huán)10焊連在一起,從而使轉(zhuǎn)向管柱總成下安裝支架4和上轉(zhuǎn)向管柱I的下端固連在一起；所述氣彈簧活塞桿6. 2的下端通過固定在轉(zhuǎn)向管柱總成下安裝支架4U形底部一端的銷軸8和轉(zhuǎn)向管柱總成下安裝支架4鉸接相連。權(quán)利要求
1.一種安全轉(zhuǎn)向管柱結(jié)構(gòu)，包括轉(zhuǎn)向管柱總成、轉(zhuǎn)向管柱總成上安裝支架(3)、轉(zhuǎn)向管柱總成下安裝支架(4)、以及固定在車身上的安裝支架底座(5);轉(zhuǎn)向管柱總成包括上轉(zhuǎn)向管柱(I)和滑動套置在上轉(zhuǎn)向管柱(I)內(nèi)的下轉(zhuǎn)向管柱(2);轉(zhuǎn)向管柱總成上安裝支架(3)的一端與上轉(zhuǎn)向管柱(I)上端固連，轉(zhuǎn)向管柱總成上安裝支架(3)的另一端通過一剪斷銷(9)和安裝支架底座(5)固連，其特征是它還包括有氣彈簧(6)，所述氣彈簧(6)包括氣彈簧壓力管(6. I)和氣彈簧活塞桿(6. 2)，所述氣彈簧壓力管(6. I)的上端與安裝支架底座(5)相連；轉(zhuǎn)向管柱總成下安裝支架(4)的一端和氣彈簧活塞桿(6. 2)的下端相連，轉(zhuǎn)向管柱總成下安裝支架(4)的另一端和上轉(zhuǎn)向管柱(I)的下端固連。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的安全轉(zhuǎn)向管柱結(jié)構(gòu)，其特征是所述安裝支架底座(5)包括與車身相固連的底座固定部(5. I)、上安裝支架固定部(5. 2)、氣彈簧固定部(5. 3);底座固定部(5. I)、上安裝支架固定部(5. 2)和氣彈簧固定部(5. 3)均為一種U形元件。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的安全轉(zhuǎn)向管柱結(jié)構(gòu)，其特征是上安裝支架固定部(5.2)U形的底部和底座固定部(5. I)上端U形的底部背靠背固連，氣彈簧固定部(5. 3)U形的底部和底座固定部(5. I)下端U形的底部背靠背固連。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的安全轉(zhuǎn)向管柱結(jié)構(gòu)，其特征是轉(zhuǎn)向管柱總成上安裝支架(3)為與上安裝支架固定部(5. 2)適配的U形安裝支架，轉(zhuǎn)向管柱總成上安裝支架(3)U形的兩個側(cè)壁通過剪斷銷(9)和上安裝支架固定部(5. 2)U形的兩個側(cè)壁固連，上安裝支架固定部(5. 2) U形的底部和上轉(zhuǎn)向管柱(I)固連。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的安全轉(zhuǎn)向管柱結(jié)構(gòu)，其特征是氣彈簧壓力管(6.I)的上端和氣彈簧固定部(5. 3) U形的兩個側(cè)壁相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的安全轉(zhuǎn)向管柱結(jié)構(gòu)，其特征是所述上安裝支架固定部(5.2)U形的兩個側(cè)壁上相對設(shè)有與上轉(zhuǎn)向管柱(I)軸線平行的長孔(5. 2. I);相應(yīng)地，轉(zhuǎn)向管柱總成上安裝支架(3) U形的兩個側(cè)壁上相對固定有兩根防脫定位銷(7)，防脫定位銷(7)的里端間隙配合地伸在上安裝支架固定部(5. 2)上對應(yīng)的長孔(5. 2. I)里；相應(yīng)地所述氣彈簧壓力管(6. I)上端和氣彈簧固定部(5. 3)U形的兩個側(cè)壁固連，氣彈簧壓力管(6. I)的軸線和上轉(zhuǎn)向管柱(I)的軸線平行。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的安全轉(zhuǎn)向管柱結(jié)構(gòu),其特征是防脫定位銷(7)的外端和轉(zhuǎn)向管柱總成上安裝支架(3) U形的側(cè)壁螺紋連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求I至7中任一項所述的安全轉(zhuǎn)向管柱結(jié)構(gòu)，其特征是氣彈簧活塞桿(6. 2)的下端與轉(zhuǎn)向管柱總成下安裝支架(4)鉸接。
全文摘要
安全轉(zhuǎn)向管柱結(jié)構(gòu)，涉及汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有安全轉(zhuǎn)向管柱結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工和安裝困難，駕駛員存在因彈簧的回彈而受到二次傷害可能及方向盤回位困難的技術(shù)問題，公開了一種對駕駛員安全保護作用高的安全轉(zhuǎn)向管柱結(jié)構(gòu)。它包括轉(zhuǎn)向管柱總成，轉(zhuǎn)向管柱總成上安裝支架，轉(zhuǎn)向管柱總成下安裝支架，固定在車身上的安裝支架底座和隨意停氣彈簧；轉(zhuǎn)向管柱總成上安裝支架的一端通過剪斷銷和安裝支架底座固連，兩者之間還設(shè)有防脫定位銷，轉(zhuǎn)向管柱總成上安裝支架的另一端和轉(zhuǎn)向管柱總成上端固連；隨意停氣彈簧的壓力管的上端與安裝支架底座相連；轉(zhuǎn)向管柱總成下安裝支架一端和隨意停氣彈簧的活塞桿的下端相連，另一端和轉(zhuǎn)向管柱總成下端固連。
文檔編號B62D1/19GK102745225SQ20121005124
公開日2012年10月24日 申請日期2012年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月1日
發(fā)明者丁勇, 劉衛(wèi)國, 吳成明, 廖慧紅, 王純, 祁洪娟, 肖海濤, 趙福全 申請人:浙江吉利控股集團有限公司, 浙江吉利汽車研究院有限公司