CN209972562U - 用于车辆转向管柱的整体式溃缩结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于车辆转向管柱的整体式溃缩结构，其包括同轴地布置的、可相对于彼此转动的外套管(3)和转向轴(4)，其中，所述转向轴(4)通过轴承(6)支承在所述外套管(3)的内壁上，在所述外套管(3)的内壁和所述转向轴(4)之间形成空腔(7)，其中，在所述外套管(3)的外圆周上沿周向构造有第一凸起部(2)，并且在所述第一凸起部(2)的区域中布满贯通的孔眼(8)。

Description

用于车辆转向管柱的整体式溃缩结构

技术领域

本实用新型涉及一种用于汽车工业领域中的车辆转向***的转向管柱的整体式溃缩结构。

背景技术

车辆转向***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。其中一个重要的组件是转向管柱，所述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。所述转向管柱主要包括同轴地布置的外套管和转向轴。其中，所述外套管紧固在车身上；所述转向轴穿过所述外套管且可转动地支承在所述外套管的内壁上，所述转向轴的一端与方向盘相连，而另一端通过万向节与转向传动轴相连。

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，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。目前已知的转向管柱、尤其是转向管柱的外套管通常由同轴布置的、不可相对转动的内管和外管构成，其中外管在外侧至少部分地包围所述内管，在转向管柱发生溃缩时，外套管的外管与内管之间的相互摩擦和相互挤压变形将产生溃缩力，进而起到吸收碰撞能量的作用。

但是，这种类型的溃缩结构至少要构造成两段式的结构，其结构复杂且制造成本较高。另外对于不同的车型来说需要不同的溃缩力，前述溃缩结构所能提供的溃缩力一般在2000N到5000N之间，调节范围小，而且溃缩进行的方向不容易得到控制，结构组件可能发生断裂性破坏而对驾驶员造成二次伤害。

实用新型内容

针对上述现有溃缩结构的缺点，本实用新型的目的在于提供一种用于车辆转向管柱的整体式溃缩结构。该整体式溃缩结构避免了转向管柱、尤其是外套管的分段式设计，减少了部件数量、节省了成本，并且通过特定的结构能够调节溃缩力的大小以及引导溃缩沿期望的方向进行。

该目的根据本实用新型由一种用于车辆转向管柱的整体式溃缩结构来实现。该整体式溃缩结构包括同轴地布置的、可相对于彼此转动的外套管和转向轴，其中，所述转向轴通过轴承支承在所述外套管的内壁上，在所述外套管的内壁和所述转向轴之间形成空腔。

根据本实用新型的特别之处在于，所述外套管的一部分被构造成向外凸起的第一凸起部，并且在所述第一凸起部的区域中布满贯通的孔眼。特别优选地，所述转向轴的、与所述第一凸起部相对应的部位被构造成向外凸起的第二凸起部，并且在所述第二凸起部的区域中布满贯通的孔眼。

在根据本实用新型的优选的实施方式中，在所述外套管和转向轴上均设有布满贯通的孔眼的凸起部。当配设有根据本实用新型的这种整体式溃缩结构的车辆发生碰撞时，方向盘受到冲击而向下作用转向管柱的转向轴和外套管。由于在所述外套管和转向轴的凸起部的区域中布满若干孔眼，所以其屈服强度小于周围未布设孔眼的区域的屈服强度，于是在凸起部的区域处首先发生溃缩。由于所述凸起部的向四周凸起的形状，其材料向两侧流动，从而使得外套管和转向轴的处于凸起部上方的区段向下塌陷到凸起部中，进而伴随溃缩的进行而进一步塌陷到外套管和转向轴的处于凸起部下方的区段中，直至所述凸起部完全溃缩。在该过程中，外套管和转向轴的变形会产生溃缩力，进而吸收碰撞能量。根据本实用新型通过在转向管柱的外套管和转向轴上的凸起部的区域中设置孔眼使得在该区域中的溃缩过程更容易地进行，并且由于凸起部的形状能够使溃缩沿着预期的方向更稳定地进行，避免了转向管柱的破坏性断裂。

根据一种优选的技术方案，所述第一凸起部和所述第二凸起部具有圆弧形或者椭圆弧形的形状。该形状便于加工，而且从两端向中间***的形状能够促使材料从两端向***的方向流动，从而使得溃缩沿转向管柱的轴向进行，避免在其他不期望的位置和方向上发生弯折和断裂。

根据另一种优选的技术方案，所述第一凸起部设置在所述外套管的中间部位处，并且所述第二凸起部设置在所述转向轴的中间部位处。可以根据期望溃缩首先发生的位置来设置所述外套管和转向轴上的凸起部。

此外优选地，布置在所述第一凸起部和所述第二凸起部的区域中的各个贯通的孔眼以多排的形式沿着转向管柱的轴向取向地依次排列。沿转向管柱的轴向排列孔眼可使溃缩沿转向管柱的轴向发展，即引导溃缩沿期望的方向进行。

根据本实用新型的另一种优选的技术方案，所述第二凸起部的曲率小于所述第一凸起部的曲率。所述转向轴的方向盘端与方向盘连接，当方向盘受到冲击时，转向轴首先发生溃缩，然后方向盘压靠到外套管上使外套管发生溃缩。因此，第一凸起部的曲率大于第二凸起部的曲率能够使外套管的溃缩得比转向轴快，从而最终实现外套管和转向轴的同步溃缩。

根据本实用新型的另一种优选的技术方案，布置在所述第二凸起部的区域中的孔眼与布置在所述第一凸起部的区域中的孔眼相比具有相同的形状、相同的排列取向和相同的数量。这种彼此相对应的构造使得外套管和转向轴的溃缩更好地同步进行。

根据本实用新型优选地，各个所述孔眼为圆孔。当然，也可以根据需要将孔眼构造为椭圆孔或者长孔等合理形状，这都落入本实用新型的保护范围。

此外，各个所述孔眼能够具有相同的直径或者各个所述孔眼能够具有不同的直径。通常来说，位于所述第一凸起部或第二凸起部中间区域中的孔眼的直径大于位于两端区域中的孔眼的直径，并且布置在所述第二凸起部的区域中的孔眼比布置在所述第一凸起部的区域中的孔眼更小。对于不同凸起部来说，由于外套管的直径大于转向轴的直径，因此布设外套管上的孔眼略大于布设在转向轴上的孔眼，而对于同一凸起部来说，凸起部中间区域的直径大于两端区域的直径，因此布设在中间区域中的孔眼略大于布设两端区域上的孔眼。

根据本实用新型特别优选地，能够根据实际需要在外套管和/或转向轴上设置不同排数的孔眼，其中对于每排孔眼来说也能够具体不同的孔眼数量。总的来说，通过改变凸起部和/或孔眼的形状以及改变孔眼的数量和布置方式能够改变外套管和转向轴的溃缩力，不同的凸起部形状、不同的孔眼形状以及不同的孔眼数量能够提供多种溃缩力，适用于不同的车型和不同的碰撞工况。

附图说明

以下根据附图对本实用新型的实施方式进行详细阐述，其中：

图1示出了根据现有技术的转向管柱在车辆上的布置方式的示意图；

图2示出了根据本实用新型的整体式溃缩结构的一种实施方式的平面示意图；

图3示出了根据本实用新型的整体式溃缩结构的在图2中所示的实施方式的沿轴向的横截面图。

具体实施方式

下面结合说明书附图，进一步对本实用新型的优选的实施例进行详细描述，以下的描述为示例性的，并非对本实用新型的限制，任何的其他类似情形也都落入本实用新型的保护范围之中。

在以下的具体描述中，方向性的术语，例如“左”、“右”、“上”、“下”、“前”、“后”、等，参考附图中描述的方向使用。本实用新型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。

图1示出了转向管柱1在车辆上的布置方式的示意图。其中，所述转向管柱1包括同轴地设置外套管3和转向轴4。所述转向管柱通过外套管固定在车身10上，所述转向轴4穿过外套管3设置，并且能够相对于所述外套管3转动。所述转向轴4在方向盘端5能够与方向盘连接。

图2示出了转向管柱1的根据本实用新型的整体式溃缩结构的一种实施方式的平面示意图。从该示意图中可以看出，所述外套管3的一部分被构造成向外凸起的第一凸起部2，并且在所述第一凸起部2 的区域中布满贯通的孔眼8。

图3示出了转向管柱1的根据本实用新型的整体式溃缩结构的在图2中所示的实施方式的沿轴向的横截面图。从该横截面图中可以看出，所述转向轴4通过轴承6、比如像圆锥辊子轴承、推力球轴承或滚针轴承等支承在所述外套管3的内壁上。所述转向轴4的、与所述第一凸起部2相对应的部位被构造成向外凸起的第二凸起部9，并且在所述第二凸起部9的区域中布满贯通的孔眼8。其中，所述第二凸起部9的曲率小于所述第一凸起部2的曲率。布置在所述第二凸起部 9的区域中的孔眼与布置在所述第一凸起部2的区域中的孔眼相比具有相同的形状、相同的排列取向和相同的数量，但布置在所述第二凸起部2的区域中的孔眼比布置在所述第一凸起部9的区域中的孔眼更小。

当配设有根据本实用新型的整体式溃缩结构的车辆发生碰撞时，方向盘受到冲击而通过方向盘端5向下作用转向管柱1的转向轴4和外套管3。由于在所述外套管3和转向轴4的凸起部的区域中布满若干孔眼，所以其屈服强度小于周围未布设孔眼的区域的屈服强度，于是在凸起部的区域处首先发生溃缩。由于所述凸起部的向四周凸起的形状，其材料向两侧流动，从而使得外套管3和转向轴4的处于凸起部上方的区段向下塌陷到凸起部中，进而伴随溃缩的进行而进一步塌陷到外套管和转向轴的处于凸起部下方的区段中，直至所述凸起部完全溃缩。在该过程中，外套管3和转向轴4的变形会产生溃缩力，进而吸收碰撞能量。

以上参照附图具体描述了本实用新型的最佳实施方式。本领域技术人员应该理解，附图及其对应描述仅仅为了解释本实用新型的目的，在此基础上，本领域技术人员可以作出其他的变型、替换或改进。这些变型、替换或改进落入本实用新型的保护范围。

附图标记列表：

1 转向管柱

2 第一凸起部

3 外套管

4 转向轴

5 方向盘端

6 轴承

7 空腔

8 孔眼

9 第二凸起部

10 车身

Claims (11)

1.一种用于车辆转向管柱的整体式溃缩结构，所述整体式溃缩结构包括同轴地布置的、可相对于彼此转动的外套管(3)和转向轴(4)，其中，所述转向轴(4)通过轴承(6)支承在所述外套管(3)的内壁上，由此在所述外套管(3)的内壁和所述转向轴(4)之间形成空腔(7)，

其特征在于，所述外套管(3)的一部分被构造成向外凸起的第一凸起部(2)，并且在所述第一凸起部(2)的区域中布满贯通的孔眼(8)。

2.按照权利要求1所述的整体式溃缩结构，其特征在于，所述转向轴(4)的、与所述第一凸起部(2)相对应的部位被构造成向外凸起的第二凸起部(9)，并且在所述第二凸起部(9)的区域中布满贯通的孔眼(8)。

3.按照权利要求2所述的整体式溃缩结构，其特征在于，所述第一凸起部(2)和所述第二凸起部(9)具有圆弧形或者椭圆弧形的形状。

4.按照权利要求2所述的整体式溃缩结构，其特征在于，所述第一凸起部(2)设置在所述外套管(3)的中间部位处，并且所述第二凸起部(9)设置在所述转向轴(4)的中间部位处。

5.按照权利要求2至4中任一项所述的整体式溃缩结构，其特征在于，布置在所述第一凸起部(2)和所述第二凸起部(9)的区域中的各个贯通的孔眼(8)以多排的形式沿着转向管柱的轴向取向地依次排列。

6.按照权利要求3或4所述的整体式溃缩结构，其特征在于，所述第二凸起部(9)的曲率小于所述第一凸起部(2)的曲率。

7.按照权利要求1至4中任一项所述的整体式溃缩结构，其特征在于，各个所述孔眼(8)为圆孔。

8.按照权利要求7所述的整体式溃缩结构，其特征在于，各个所述孔眼(8)具有相同的直径。

9.按照权利要求7所述的整体式溃缩结构，其特征在于，各个所述孔眼(8)具有不同的直径，其中位于所述第一凸起部(2)或第二凸起部(9)中间区域中的孔眼的直径大于位于两端区域中的孔眼的直径，并且布置在所述第二凸起部(9)的区域中的孔眼比布置在所述第一凸起部(2)的区域中的孔眼更小。

10.按照权利要求1至4中任一项所述的整体式溃缩结构，其特征在于，能够设有不同排数的孔眼(8)，其中每排孔眼能够具有不同的孔眼数量。

11.按照权利要求2至4中任一项所述的整体式溃缩结构，其特征在于，布置在所述第二凸起部(9)的区域中的孔眼与布置在所述第一凸起部(2)的区域中的孔眼相比具有相同的形状、相同的排列取向和相同的数量。

Images