一种被动安全防伤汽车转向机构的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种被动安全防伤汽车转向机构，上转向轴的侧壁和下转向轴的侧壁上加工有对应的连接销孔，塑料销钉穿过连接销孔将上转向轴和下转向轴连接在一起；下转向轴内安装有常态下自然伸长的缓冲弹簧，常态下上转向轴的端面与缓冲弹簧不接触；上转向轴的端面与缓冲弹簧之间的下转向轴外侧壁上安装有贯通下转向轴侧壁的锁止机构，上转向轴的侧壁上加工有锁止孔。本实用新型最大的优点就是保证了转向轴有一定的垂直位移量，且在溃缩变形吸收碰撞能量的同时，又不失去转向能力，结构简单、制造容易，在现有技术的基础上极易实现。
【专利说明】一种被动安全防伤汽车转向机构
【技术领域】
[0001]本实用新型属于汽车零部件领域，涉及汽车方向盘，具体涉及一种被动安全防伤汽车转向机构。
【背景技术】
[0002]2011年5月国家颁布了最新版的(^811557-2011《防止转向机构对驾驶员的伤害》，代替了旧版的⑶11557-1998，新标准参照了欧洲标准町2，增加了转向轴垂直方向位移量的标准，对驾驶员的保护有了更加严格的要求。根据汽车发生交通事故和碰撞试验结果的分析表明，汽车正面碰撞时，方向盘、转向柱是使驾驶员受伤的主要元件，目前采用的被动安全防伤机构有万向传动装置、上下转轴脱开装置、联轴套管、弹性联轴器等，但都存在一定的缺点，在汽车发生碰撞后，万向传动装置有安全距离小，不能可靠保证吸收冲击能量；上下转轴脱开装置脱开时汽车容易失去转向，妨碍交通；联轴套管、弹性联轴器有成本较高，结构复杂、发生事故后失去转向等缺点。限于新的汽车安全法规及现有汽车被动安全技术的缺陷，开发出结构简单且安全性更高的被动安全技术，对现有技术进行改进，最大可能的提高驾驶员的安全性将是未来汽车事故安全发展的主要方向之一。
【发明内容】
[0003]针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于，提供一种带有缓冲作用，且事故发生后汽车仍能保持转向能力的汽车被动安全防伤转向机构。
[0004]为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案予以实现:
[0005]一种被动安全防伤汽车转向机构，包括一端固结在方向盘上的上转向轴，上转向轴套装在空心的下转向轴内；
[0006]上转向轴的侧壁和下转向轴的侧壁上加工有对应的连接销孔，塑料销钉穿过连接销孔将上转向轴和下转向轴连接在一起；
[0007]下转向轴内安装有常态下自然伸长的缓冲弹簧，常态下上转向轴的端面与缓冲弹簧不接触；
[0008]上转向轴的端面与缓冲弹簧之间的下转向轴外侧壁上安装有贯通下转向轴侧壁的锁止机构，上转向轴的侧壁上加工有锁止孔；当汽车发生事故，方向盘受力使得上转向轴剪断塑料销钉向下运动压缩缓冲弹簧，当锁止孔下降到锁止机构位置处时触发锁止机构，将上转向轴和下转向轴锁止。
[0009]本实用新型还具有如下区别技术特征:
[0010]所述的锁止机构包括固结在下转向轴外侧壁上的支座，支座上加工有支撑孔，支座上安装有一端穿过支撑孔伸入下转向轴内的锁止栓，支座内的锁止栓上套有回位弹簧，回位弹簧的一端顶在支座内壁上，回位弹簧的另一端顶在安装在锁止栓的卡槽内的卡簧上；
[0011]锁止栓伸入下转向轴内的端面为斜面，斜面上与锁止栓轴线呈钝角的一侧靠近上转向轴的端面，常态下回位弹簧将卡簧顶在下转向轴外侧壁上使得斜面上与锁止栓轴线呈钝角的一侧与下转向轴的内壁平齐。
[0012]所述的锁止栓上设置有限位键，所述的支座上加工有限位键槽，限位键沿着限位键槽方向移动使得斜面在受力时不产生旋转。
[0013]所述的上转向轴和下转向轴的套装部分均为方管状。
[0014]本实用新型与现有技术相比，具有如下技术效果:
[0015]本实用新型的转向机构，在汽车发生碰撞时，安装于上转向轴与下转向轴之间的缓冲弹簧可以对驾驶员起缓冲作用，减轻其碰撞，上转向轴向下移动至锁止孔轴线与锁止栓轴线重合时，锁止栓将上转向轴与下转向轴的相对移动锁止，有效的保护了驾驶员的安全。
[0016]上转向轴与下转向轴的配合部分设计成了方管的形式，在汽车发生碰撞后保证了汽车的转向能力，能有效的避免二次事故，提高驾驶安全，还可避免妨碍交通。
[0017]本实用新型最大的优点就是保证了转向轴有一定的垂直位移量，且在溃缩变形吸收碰撞能量的同时，又不失去转向能力，结构简单、制造容易，在现有技术的基础上极易实现。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1是本实用新型的拆分结构示意图。
[0019]图2是本实用新型处于常态时的剖视结构示意图。
[0020]图3是本实用新型处于压缩锁止状态时的剖视结构示意图。
[0021]图4是锁止机构的结构示意图。
[0022]图5是锁止栓结构示意图。
[0023]图6是支座正面结构示意图。
[0024]图中各个标号的含义为:1-方向盘，2-上转向轴，3-下转向轴，(4-1^(4-2^(4-3)和(4-4)均为连接销孔，(5-1)和(5-2)均为塑料销钉，6-缓冲弹簧，7-锁止机构，(7-1)-支座，(7-2)-支撑孔，(7-3)-锁止栓，(7-4)-回位弹簧，(7-5)-卡槽，(7-6)-卡簧，(7-7)-斜面，(7-8)-限位键，(7-9)-限位键槽，8-锁止孔。
[0025]以下结合附图对本实用新型的具体内容作进一步详细解释说明。
【具体实施方式】
[0026]以下给出本实用新型的具体实施例，需要说明的是本实用新型并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本实用新型的保护范围。
[0027]实施例:
[0028]遵从上述技术方案，如图1至图6所示，本实施例给出一种被动安全防伤汽车转向机构，包括一端固结在方向盘1上的上转向轴2，上转向轴2套装在空心的下转向轴3内；
[0029]上转向轴2的侧壁和下转向轴3的侧壁上加工有对应的连接销孔4-1、4-2、4-3和4-4，塑料销钉5-1和5-2穿过连接销孔4将上转向轴2和下转向轴3连接在一起；
[0030]下转向轴3内安装有常态下自然伸长的缓冲弹簧6，常态下上转向轴2的端面与缓冲弹簧6不接触；
[0031]上转向轴2的端面与缓冲弹簧6之间的下转向轴3外侧壁上安装有贯通下转向轴3侧壁的锁止机构7，上转向轴2的侧壁上加工有锁止孔8 ；当汽车发生事故，方向盘1受力使得上转向轴2剪断塑料销钉5-1和5-2向下运动压缩缓冲弹簧6，当锁止孔8下降到锁止机构7位置处时触发锁止机构7，将上转向轴2和下转向轴3锁止。
[0032]锁止机构7包括固结在下转向轴3外侧壁上的支座7-1，支座7-1上加工有支撑孔7-2，支座7-1上安装有一端穿过支撑孔7-2伸入下转向轴3内的锁止栓7-3，支座7-1内的锁止栓7-3上套有回位弹簧7-4，回位弹簧7-4的一端顶在支座7-1内壁上，回位弹簧7-4的另一端顶在安装在锁止栓7-3的卡槽7-5内的卡簧7-6上；
[0033]锁止栓7-3伸入下转向轴3内的端面为斜面7-7，斜面7-7上与锁止栓7-3轴线呈钝角的一侧靠近上转向轴2的端面，常态下回位弹簧7-4将卡簧7-6顶在下转向轴3外侧壁上使得斜面7-7上与锁止栓7-3轴线呈钝角的一侧与下转向轴3的内壁平齐。
[0034]锁止栓7-3上设置有限位键7-8，支座7-1上加工有限位键槽7-9，限位键7-8沿着限位键槽7-9方向移动使得斜面7-7在受力时不产生旋转。
[0035]上转向轴2和下转向轴3的套装部分均为方管状，在汽车发生碰撞后保证了汽车的转向能力，能有效的避免二次事故，提高驾驶安全，还可避免妨碍交通。
[0036]塑料销钉5-1和5-2采用材料制成，即增强增韧聚丙烯材料制成，使得在常态下连接上转向轴2和下转向轴3，保证正常的转向工作。当车辆遇到碰撞事故时，方向盘1受到的冲击力的作用时，塑料销钉5-1和5-2能够被剪断，使得上转向轴2下降。
[0037]本实用新型的工作过程如下所述:
[0038]本实用新型在使用过程中，上转向轴2与车架用转动副连接，下转向轴3下端部用键槽与万向节相连。如图2所示，汽车碰撞前，即方向盘1和上转向轴2处于正常工作位置时，上转向轴2上的连接销孔4-1和4-2分别与下转向轴3上的连接销孔4-3和4-4重合，其间分别用塑料销钉5-1和5-2连接，下转向轴3内部位于上转向轴2端部下面的缓冲弹簧6处于自然伸长状态，锁止栓7-3上的斜面7-7面朝向上转向轴2的端部，并位于缓冲弹簧6的上面，回位弹簧7-4保证锁止栓7-3始终压紧在下转向轴3的外壁上。
[0039]汽车发生碰撞后，由于驾驶员向前缓冲而作用于方向盘1上的力的作用，塑料销钉5-1和5-2被剪断，如图3所示，上转向轴2向下移动，其端部与锁止栓7-3上的斜面7-7首先接触并给斜面7-7施加压力，在外力及驾驶员惯性力的作用下，使得锁止栓7-3收缩，回位弹簧7-4被压缩，上转向轴2推开锁止栓7-3继续向下移动，并与缓冲弹簧6接触，在缓冲弹簧6的作用下减轻了驾驶员由于碰撞引起的受伤程度，当上转向轴2向下移动到使得上转向轴上2的锁止孔8的轴线和锁止栓7-3的轴线重合时，在回位弹簧7-4回弹力的作用下，锁止栓7-3及时插入锁止孔8中，上转向轴2与下转向轴3之间的相对运动即被锁止，同时由于上转向轴2与下转向轴3的配合部分采用方管连接，保证了在转向轴溃缩变形吸收碰撞能量的同时，又不失去转向能力。本实用新型再配以安全气囊能极大的减轻事故中驾驶员的受伤程度。
【权利要求】
1.一种被动安全防伤汽车转向机构，包括一端固结在方向盘(I)上的上转向轴(2)，上转向轴(2)套装在空心的下转向轴(3)内，其特征在于: 上转向轴⑵的侧壁和下转向轴⑶的侧壁上加工有对应的连接销孔(4-1、4-2、4-3和4-4)，塑料销钉(5-1和5-2)穿过连接销孔(4-1、4-2、4-3和4_4)将上转向轴(2)和下转向轴(3)连接在一起； 下转向轴⑶内安装有常态下自然伸长的缓冲弹簧(6)，常态下上转向轴⑵的端面与缓冲弹簧(6)不接触； 上转向轴⑵的端面与缓冲弹簧(6)之间的下转向轴(3)外侧壁上安装有贯通下转向轴(3)侧壁的锁止机构(7)，上转向轴(2)的侧壁上加工有锁止孔(8);当汽车发生事故，方向盘(I)受力使得上转向轴(2)剪断塑料销钉(5-1和5-2)向下运动压缩缓冲弹簧(6)，当锁止孔(8)下降到锁止机构(7)位置处时触发锁止机构(7)，将上转向轴(2)和下转向轴(3)锁止。
2.如权利要求1所述的转向机构，其特征在于:所述的锁止机构(7)包括固结在下转向轴(3)外侧壁上的支座(7-1)，支座(7-1)上加工有支撑孔(7-2)，支座(7-1)上安装有一端穿过支撑孔(7-2)伸入下转向轴(3)内的锁止栓(7-3)，支座(7-1)内的锁止栓(7-3)上套有回位弹簧(7-4)，回位弹簧(7-4)的一端顶在支座(7-1)内壁上，回位弹簧(7-4)的另一端顶在安装在锁止栓(7-3)的卡槽(7-5)内的卡簧(7-6)上； 锁止栓(7-3)伸入下转向轴(3)内的端面为斜面(7-7)，斜面(7-7)上与锁止栓(7_3)轴线呈钝角的一侧靠近上转向轴(2)的端面，常态下回位弹簧(7-4)将卡簧(7-6)顶在下转向轴(3)外侧壁上使得斜面(7-7)上与锁止栓(7-3)轴线呈钝角的一侧与下转向轴(3)的内壁平齐。
3.如权利要求2所述的转向机构，其特征在于:所述的锁止栓(7-3)上设置有限位键(7-8)，所述的支座(7-1)上加工有限位键槽(7-9)，限位键(7-8)沿着限位键槽(7_9)方向移动使得斜面(7-7)在受力时不产生旋转。
4.如权利要求1至3任一权利要求所述的转向机构，其特征在于:所述的上转向轴(2)和下转向轴(3)的套装部分均为方管状。
【文档编号】B62D1/19GK204161437SQ201420643323
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年10月30日 优先权日:2014年10月30日
【发明者】古玉锋, 马建勋, 刘攀, 关称心 申请人:长安大学