CN107628100B - 转向管柱、转向***以及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种转向管柱、转向***以及车辆。其中，转向管柱包括：输入轴，用于与转向装置连接并同步转动；管柱组件，套设在输入轴外侧，管柱组件与输入轴之间相对转动地设置，且管柱组件与输入轴在轴向方向上相对位置不变；管柱支架，固定设置，管柱支架上设置有吸能结构，紧固件横穿管柱组件和管柱支架以将管柱组件连接在管柱支架上，紧固件与管柱支架上的吸能结构抵接配合，当输入轴受力并通过紧固件使吸能结构发生变形时，输入轴及管柱组件会向下移动。应用本发明的技术方案能够有效地解决现有技术中的转向管柱的通用性差的问题。

Description

转向管柱、转向***以及车辆

技术领域

本发明涉及交通工具领域，具体而言，涉及一种转向管柱、转向***以及车辆。

背景技术

目前，为了保证驾驶者的驾驶安全，车辆的转向***一般会包括方向盘、与方向盘连接的转向管柱以及转向器。不同平台的汽车需要满足不同的溃缩要求，由于现有的转向管柱的溃缩结构较为复杂，因此需要根据不同的要求设计不同的转向管柱，这使得通用性差，生产成本高。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种转向管柱、转向***以及车辆，以解决现有技术中的转向管柱的通用性差的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种转向管柱，包括：输入轴，用于与转向装置连接并同步转动；管柱组件，套设在输入轴外侧，管柱组件与输入轴之间相对转动地设置，且管柱组件与输入轴在轴向方向上相对位置不变；管柱支架，固定设置，管柱支架上设置有吸能结构，紧固件横穿管柱组件和管柱支架以将管柱组件连接在管柱支架上，紧固件与管柱支架上的吸能结构抵接配合，当输入轴受力并通过紧固件使吸能结构发生变形时，输入轴及管柱组件会向下移动。

进一步地，吸能结构为多个吸能齿。

进一步地，管柱支架上设置有安装孔，安装孔为长孔，长孔的延伸方向与管柱组件的延伸方向一致，多个吸能齿沿管柱组件的延伸方向间隔设置在安装孔的孔壁上。

进一步地，多个吸能齿对称地设置在安装孔的孔壁上。

进一步地，安装孔包括靠近转向装置的第一端以及远离转向装置的第二端，吸能齿向着安装孔的第二端延伸。

进一步地，安装孔包括靠近转向装置的第一端以及远离转向装置的第二端，当输入轴受到的碰撞力未达到预定值时，紧固件位于安装孔的第一端并与多个吸能齿中靠近转向装置的吸能齿配合。

进一步地，吸能齿的中心线与安装孔的长度方向的中心线之间的角度在30度到60度之间。

进一步地，转向管柱还包括：导向结构，设置在管柱组件与管柱支架之间用以引导管柱组件在预定方向上移动。

进一步地，管柱支架上设置有安装孔，安装孔为长孔，长孔的延伸方向与管柱组件的轴线方向一致，管柱支架包括相对设置的两个第一支架板以及连接在两个第一支架板之间的第二支架板，安装孔为两个，两个安装孔分别设置在两个第一支架板上。

进一步地，两个第一支架板上各具有一个容纳凹槽，两个容纳凹槽对应设置，两个安装孔分别设置在两个容纳凹槽的槽底上，导向结构为导向镶块，导向镶块容纳在容纳凹槽内，紧固件从外至内横穿管柱支架、导向镶块以及管柱组件，导向镶块的侧壁与容纳凹槽的凹槽侧壁配合以引导管柱组件在预定方向上移动。

进一步地，管柱组件包括管柱本体以及与管柱本体固定连接的方通，输入轴位于管柱本体的内部，紧固件从外至内横穿管柱支架、导向镶块以及方通。

进一步地，导向镶块的侧壁与容纳凹槽的凹槽侧壁之间为间隙配合，导向镶块的顶壁与方通的方通侧壁之间为贴合配合，导向镶块的底壁与容纳凹槽的槽底之间为贴合配合。

根据本发明的另一方面，提供了一种转向***，包括：方向盘，产生转向动作；转向器，根据转向动作转向；转向管柱，转向管柱为上述的转向管柱，转向管柱连接方向盘与转向器以使转向动作传递至转向器。

根据本发明的另一方面，提供了一种车辆，包括：车身；转向***，转向***为上述的转向***，转向***的转向管柱的管柱支架固定设置在车身上。

应用本发明的技术方案，转向管柱包括固定设置的管柱支架，管柱支架上设置有吸能结构，紧固件横穿管柱组件和管柱支架以将管柱组件连接在管柱支架上，紧固件与管柱支架上的吸能结构配合。当输入轴受到轴向方向的碰撞力时，输入轴带动管柱组件一起沿轴向方向移动。由于紧固件穿设在管柱组件上，因此，当管柱组件沿轴向移动时紧固件也会沿管柱组件的轴向移动，在移动的过程中，紧固件与管柱支架上的吸能结构配合，吸能结构发生变形以吸收碰撞产生的能量。在上述结构中，决定吸收多少能量的吸能结构设置在管柱支架上，因此，针对不同平台的汽车，可以设计不同的管柱支架，而不用重新去设计结构复杂的转向管柱。故上述结构的通用性较强，且生产成本大大降低，解决了现有技术中的转向管柱的通用性差的问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的转向管柱的实施例的主视结构示意图；

图2示出了图1的转向管柱的A处的放大结构示意图；

图3示出了图2的转向管柱的B-B向的剖视结构示意图；

图4示出了图1的转向管柱的局部放大结构示意图；以及

图5示出了根据本发明的转向***的局部结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、输入轴；20、管柱组件；21、管柱本体；22、方通；221、方通侧壁；30、管柱支架；31、吸能齿；32、第二支架板；33、第一支架板；331、槽底；3311、安装孔；3311a、第一端；3311b、第二端；332、凹槽侧壁；34、安装板；40、紧固件；50、导向结构；60、方向盘。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1和图2所示，本实施例的转向管柱包括：输入轴10、管柱组件20以及管柱支架30。其中，输入轴10用于与转向装置连接并同步转动。管柱组件20套设在输入轴10外侧，管柱组件20与输入轴10之间相对转动地设置，且管柱组件20与输入轴10在轴向方向上相对位置不变。管柱支架30固定设置，管柱支架30上设置有吸能结构，紧固件40横穿管柱组件20和管柱支架30以将管柱组件20连接在管柱支架30上，紧固件40与管柱支架30上的吸能结构抵接配合，当输入轴10受力并通过紧固件40使吸能结构发生变形时，输入轴10及管柱组件20会向下移动。

应用本实施例的技术方案，转向管柱包括固定设置的管柱支架30，管柱支架30上设置有吸能结构，紧固件40横穿管柱组件20和管柱支架30以将管柱组件20连接在管柱支架30上，紧固件40与管柱支架30上的吸能结构配合。当输入轴10受到轴向方向的碰撞力时，输入轴10带动管柱组件20一起沿轴向方向移动。由于紧固件40穿设在管柱组件20上，因此，当管柱组件20沿轴向移动时紧固件40也会沿管柱组件20的轴向移动，在移动的过程中，紧固件40与管柱支架30上的吸能结构配合，吸能结构发生变形以吸收碰撞产生的能量。在上述结构中，决定吸收多少能量的吸能结构设置在管柱支架30上，因此，针对不同平台的汽车，可以设计不同的管柱支架30，而不用重新去设计结构复杂的转向管柱。故上述结构的通用性较强，且生产成本大大降低，解决了现有技术中的转向管柱的通用性差的问题。

如图1、图2和图4所示，在本实施例中，吸能结构为多个吸能齿31。上述结构简单，吸能效果好。具体地，当输入轴10受到轴向方向的碰撞力时，输入轴10带动管柱组件20一起沿轴向方向移动。由于紧固件40横穿管柱支架30和管柱组件20，因此，当管柱组件20沿轴向移动时紧固件40也会沿管柱组件20的轴向移动，在移动的过程中，紧固件40与管柱支架30上的吸能齿31配合以吸收能量，当碰撞能量大于第一个吸能齿31所能够吸收的能量时，紧固件40将会与下一个吸能齿31配合，直至碰撞能量被吸收殆尽。

如图1、图2和图4所示，在本实施例中，管柱支架30上设置有安装孔3311，安装孔3311为长孔，长孔的延伸方向与管柱组件20的延伸方向一致，多个吸能齿31沿管柱组件20的延伸方向间隔设置在安装孔3311的孔壁上。具体地紧固件40穿过安装孔3311后与多个吸能齿31配合。上述结构简单，易于实现。此外，由于长孔的延伸方向与管柱组件20的延伸方向一致，因此多个吸能齿31也沿管柱组件20的延伸方向排布，上述结构使得吸能效果更佳。需要说明的是，在本实施例中，紧固件40与安装孔3311的连接端设置有止挡头，以防止紧固件40从安装孔3311内脱出，从而保证转向管柱始终具有溃缩吸能的作用，进而保证人身安全。

如图1、图2和图4所示，在本实施例中，多个吸能齿31对称地设置在安装孔3311的孔壁上。具体地，当碰撞能量小于第一个吸能齿31所能够吸收的能量时，或未发生碰撞时，紧固件40与相对设置的第一对吸能齿31配合。当碰撞能量大于第一对吸能齿31所能够吸收的能量时，紧固件40将会与下一对吸能齿31配合，以此类推，直至碰撞能量被吸收殆尽为止。由于紧固件40会与成对的吸能齿31(两排吸能齿31)配合，因此相对于单排吸能齿31而言，两排吸能齿31吸收的能量大大高于单排吸能齿31所吸收的能量。故上述结构能够提高吸能效果。

如图1、图2和图4所示，在本实施例中，安装孔3311包括靠近转向装置的第一端3311a以及远离转向装置的第二端3311b，吸能齿31向着安装孔3311的第二端3311b延伸。上述结构使得吸能效果佳。具体地，如图4所示，图4示出了图1的转向管柱的局部放大图，图中的吸能齿31为未挤压变形前的吸能齿的状态，图中的吸能齿31’为挤压变形后的吸能齿的状态。当碰撞能量大于第一对吸能齿31所能够吸收的能量时，吸能齿31被紧固件40压迫逐渐向安装孔3311的孔壁移动，直至移动至图中的吸能齿31’位置为止。接着，紧固件40将会在吸能齿31’的导向下向下移动并与第二对吸能齿31配合，以此类推，直至碰撞能量被吸收殆尽为止。

如图1、图2和图4所示，在本实施例中，安装孔3311包括靠近转向装置的第一端3311a以及远离转向装置的第二端3311b，当输入轴10受到的碰撞力未达到预定值时，紧固件40位于安装孔3311的第一端3311a并与多个吸能齿31中靠近转向装置的吸能齿31配合。上述结构简单，在满足溃缩吸能要求的情况下，使得安装孔3311的长度尽量短，同时，为保证溃缩空间及吸能要求安装孔3311的长度可以根据实际需求进行调整。

如图1、图2和图4所示，在本实施例中，吸能齿31的中心线与安装孔3311的长度方向的中心线之间的角度α在30度到60度之间。上述结构使得吸能效果较佳。

由于在实际碰撞时，来自外界的碰撞力不可能与管柱组件20的轴向方向完全相同，当垂直于管柱组件20的轴线的分力较大时，紧固件40很有可能偏离管柱组件20的轴线，导致吸能结构的吸能效果差。为了解决上述问题，如图1至图3所示，在本实施例中，转向管柱还包括：导向结构50，设置在管柱组件20与管柱支架30之间用以引导管柱组件20在预定方向上移动。上述结构使得管柱组件20能够始终沿预定方向(管柱组件20的轴向方向)移动，从而改善了吸能效果。

如图1至图4所示，在本实施例中，管柱支架30上设置有安装孔3311，安装孔3311为长孔，长孔的延伸方向与管柱组件20的轴线方向一致，管柱支架30包括相对设置的两个第一支架板33以及连接在两个第一支架板33之间的第二支架板32，安装孔3311为两个，两个安装孔3311分别设置在两个第一支架板33上。上述结构使得紧固件40的两端均与安装孔3311上的吸能齿31配合从而使得吸能效果更佳。

需要说明的是，如图3所示，在本实施例中，管柱支架30还包括与第一支架板33连接的安装板34，安装板34向外延伸，管柱支架30通过安装板固定设置在外部设备上。

如图2和图3所示，在本实施例中，两个第一支架板33上各具有一个容纳凹槽，两个容纳凹槽对应设置，两个安装孔3311分别设置在两个容纳凹槽的槽底331上，导向结构50为导向镶块，导向镶块容纳在容纳凹槽内，容纳凹槽的凹槽侧壁332向着管柱组件20的轴线方向延伸，紧固件40从外至内横穿管柱支架30、导向镶块以及管柱组件20，导向镶块的侧壁与凹槽侧壁332配合以引导管柱组件20在预定方向上移动。具体地，如图2所示，当输入轴10受到轴向方向的碰撞力时，输入轴10带动管柱组件20一起沿轴向方向移动。由于紧固件40与管柱组件20固定连接，因此，当管柱组件20沿轴向移动时紧固件40也会沿管柱组件20的轴向移动。由于紧固件40穿设在导向镶块上，因此当紧固件40沿轴向移动时，导向镶块也会随之移动。又由于导向镶块的侧壁与容纳凹槽的凹槽侧壁332配合，凹槽侧壁332的延伸方向与管柱组件20的轴线方向一致，因此一旦紧固件40偏离预定方向时，凹槽侧壁332就会阻挡导向镶块，使得紧固件40能够沿预定方向移动，从而改善了吸能效果。

需要说明的是，在本实施例中，上述容纳凹槽冲制成型。当然，本领域技术人员应当知道，容纳凹槽的成型不限于此，还可以通过车铣等工艺成型。

如图1至图3所示，在本实施例中，管柱组件20包括管柱本体21以及与管柱本体21固定连接的方通22，输入轴10位于管柱本体21的内部，紧固件40从外至内横穿管柱支架30、导向镶块以及方通22。通常管柱本体21与输入轴10通过轴承连接，当输入轴10受到轴向向下的力时，管柱本体21随输入轴一同向下运动。又由于方通22与管柱本体21固定连接，因此，方通22也会向下运动。由于紧固件40从外至内横穿管柱支架30、导向镶块以及方通22，因此，紧固件40会随方通22一同向下运动，并同时与管柱支架30上的吸能齿31配合以实现吸能的目的。在上述结构中，由于紧固件40穿设在方通22中而不是穿设在管柱本体21上，因此紧固件不会与管柱本体21内的输入轴10发生干涉。此外，上述结构简单，易于装配。

在本实施例中，导向镶块的侧壁与容纳凹槽的凹槽侧壁332之间为间隙配合，导向镶块的顶壁与方通22的方通侧壁221之间为贴合配合，导向镶块的底壁与容纳凹槽的槽底331之间为贴合配合。上述结构简单，易于装配。

如图5所示，本申请还提供了一种转向***，根据本申请的转向***的实施例包括：方向盘60、转向器以及转向管柱。其中，方向盘60产生转向动作。转向器根据转向动作转向。转向管柱为上述的转向管柱，转向管柱连接方向盘60与转向器以使转向动作传递至转向器，上述的转向装置形成方向盘。由于上述转向管柱具有通用性强的优点，因此具有其的转向***也具有上述优点。

本申请还提供了一种车辆，根据本申请的车辆(图中未示出)的实施例包括：车身以及转向***。转向***为上述的转向***，转向***的转向管柱的管柱支架固定设置在车身上。优选地，管柱支架固定在横梁仪表板上。由于上述转向***具有通用性强的优点，因此具有其的车辆也具有上述优点。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种转向管柱，其特征在于，包括：

输入轴(10)，用于与转向装置连接并同步转动；

管柱组件(20)，套设在所述输入轴(10)外侧，所述管柱组件(20)与所述输入轴(10)之间相对转动地设置，且所述管柱组件(20)与所述输入轴(10)在轴向方向上相对位置不变；

管柱支架(30)，固定设置，所述管柱支架(30)上设置有吸能结构，紧固件(40)横穿所述管柱组件(20)和所述管柱支架(30)以将所述管柱组件(20)连接在所述管柱支架(30)上，所述紧固件(40)与所述管柱支架(30)上的吸能结构抵接配合，当所述输入轴(10)受力并通过紧固件(40)使吸能结构发生变形时，所述输入轴(10)及所述管柱组件(20)会向下移动，所述转向管柱还包括：

导向结构(50)，设置在所述管柱组件(20)与所述管柱支架(30)之间用以引导所述管柱组件(20)在预定方向上移动，以防止所述紧固件(40)偏离所述管柱组件(20)的轴线，所述吸能结构为多个吸能齿(31)，所述管柱支架(30)上设置有安装孔(3311)，所述安装孔(3311)为长孔，所述长孔的延伸方向与所述管柱组件(20)的延伸方向一致，多个所述吸能齿(31)沿所述管柱组件(20)的延伸方向间隔设置在所述安装孔(3311)的孔壁上。

2.根据权利要求1所述的转向管柱，其特征在于，多个所述吸能齿(31)对称地设置在所述安装孔(3311)的孔壁上。

3.根据权利要求1所述的转向管柱，其特征在于，所述安装孔(3311)包括靠近所述转向装置的第一端(3311a)以及远离所述转向装置的第二端(3311b)，所述吸能齿(31)向着所述安装孔(3311)的第二端(3311b)延伸。

4.根据权利要求1所述的转向管柱，其特征在于，所述安装孔(3311)包括靠近所述转向装置的第一端(3311a)以及远离所述转向装置的第二端(3311b)，当所述输入轴(10)受到的碰撞力未达到预定值时，所述紧固件(40)位于所述安装孔(3311)的第一端(3311a)并与多个所述吸能齿(31)中靠近所述转向装置的吸能齿(31)配合。

5.根据权利要求1所述的转向管柱，其特征在于，所述吸能齿(31)的中心线与所述安装孔(3311)的长度方向的中心线之间的角度在30度到60度之间。

6.根据权利要求1所述的转向管柱，其特征在于，所述管柱支架(30)包括相对设置的两个第一支架板(33)以及连接在两个第一支架板(33)之间的第二支架板(32)，所述安装孔(3311)为两个，两个所述安装孔(3311)分别设置在两个所述第一支架板(33)上。

7.根据权利要求6所述的转向管柱，其特征在于，两个所述第一支架板(33)上各具有一个容纳凹槽，两个所述容纳凹槽对应设置，两个所述安装孔(3311)分别设置在两个所述容纳凹槽的槽底(331)上，所述导向结构(50)为导向镶块，所述导向镶块容纳在所述容纳凹槽内，所述紧固件(40)从外至内横穿所述管柱支架(30)、所述导向镶块以及所述管柱组件(20)，所述导向镶块的侧壁与所述容纳凹槽的凹槽侧壁(332)配合以引导所述管柱组件(20)在预定方向上移动。

8.根据权利要求7所述的转向管柱，其特征在于，所述管柱组件(20)包括管柱本体(21)以及与所述管柱本体(21)固定连接的方通(22)，所述输入轴(10)位于所述管柱本体(21)的内部，所述紧固件(40)从外至内横穿所述管柱支架(30)、所述导向镶块以及所述方通(22)。

9.根据权利要求8所述的转向管柱，其特征在于，所述导向镶块的侧壁与所述容纳凹槽的凹槽侧壁(332)之间为间隙配合，所述导向镶块的顶壁与所述方通(22)的方通侧壁(221)之间为贴合配合，所述导向镶块的底壁与所述容纳凹槽的槽底(331)之间为贴合配合。

10.一种转向***，其特征在于，包括：

方向盘(60)，产生转向动作；

转向器，根据所述转向动作转向；

转向管柱，所述转向管柱为权利要求1至9中任一项所述的转向管柱，所述转向管柱连接所述方向盘(60)与所述转向器以使所述转向动作传递至所述转向器。

11.一种车辆，其特征在于，包括：

车身；

转向***，所述转向***为权利要求10所述的转向***，所述转向***的转向管柱的管柱支架(30)固定设置在所述车身上。

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