一种碰撞吸能结构及具有其的转向管柱和车辆的制作方法

本实用新型涉及汽车安全领域，尤其涉及一种碰撞吸能结构及具有其的转向管柱和车辆。

背景技术：

汽车安全一直是汽车研发重点关注的领域，许多国家及全球性机构都出台相应的法规和标准来指导及规范汽车企业生产，促进汽车安全技术的持续发展，并开发出多种用于避免或减少乘员伤害的安全技术。

目前转向管柱溃缩吸能结构多为镶块式吸能、钢带撕裂式吸能等结构。镶块式吸能结构，溃缩时管柱本体与镶块脱离，方向盘与管柱整体落向驾驶员腿部，不利于驾驶员受到撞击后的缓冲，严重时可能会影响驾驶员的人身安全。钢带撕裂式吸能结构，其实是镶块吸能结构的改良版，发生溃缩时，支架容易出现翻转，导致溃缩力不稳定，前段溃缩力大，后段溃缩力急剧衰减，甚至无法吸能，不能有效地保护驾驶员安全。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型提供一种碰撞吸能结构及具有其的转向管柱和车辆，以有效地保护驾驶员安全。

本实用新型提供一种碰撞吸能结构，用于吸收来自传力件的碰撞能量，包括：连接主体，具有第一固定部以固定传力件；第一剪切件，设置于连接主体上，与外接固定装置连接，并具有第二固定部；第二剪切件，将第一剪切件固定于连接主体上，并与第一剪切件可分离连接；以及弹性件，过盈缠绕于第一剪切件的第二固定部上，并在第一剪切件和第二剪切件分离时，收紧于第二固定部，以吸收来自传力件的碰撞能量并防止传力件脱落。

在一实施方式中，弹性件末端弯折形成弯折部；连接主体上设置有卡抵槽，卡抵槽设置于连接主体的壁部，以使弯折部突出连接主体，并在弹性件收紧时，使弯折部卡抵于连接主体。

在一实施方式中，卡抵槽上设置有导向结构，导向结构具有导引面和夹持面；弯折部由导引面导入卡抵槽，并由夹持面固定。

在一实施方式中，导向结构包括设置于卡抵槽壁部上的导向套。

在一实施方式中，弹性件为弹性金属丝。

在一实施方式中，第二固定部表面设置有金属丝衬套，弹性件缠绕于金属丝衬套上，并且金属丝衬套的周壁上还设置有凸起结构。

在一实施方式中，凸起结构包括到个半圆柱形凸起，以调节弹性件的变形力。

在一实施方式中，传力件是转向管柱，第一剪切件是镶块，第二剪切件是注塑销。

本实用新型另提供一种转向管柱，其具有上述任意一种碰撞吸能结构。

本实用新型还提供一种车辆，所述车辆具有上述任意一种转向管柱。

本实用新型能实现吸能保护的作用，有效地保护驾驶员安全。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1是本实用新型较佳实施例的立体结构示意图。

图2是本实用新型较佳实施例的另一的立体结构示意图。

图3是本实用新型较佳实施例的立体结构的分解结构示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本实用新型进行详细描述。需要说明的是，以下描述中的术语“左”、“右”、“上”、“下”，仅是为了便于理解和描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，因为不能理解为对本实用新型的限制。

请参阅图1。本实用新型提供的一种碰撞吸能结构200，用于吸收来自传力件的碰撞能量。在本实用新型一较佳实施例中，碰撞吸能结构200包括连接主体20、第一剪切件42、第二剪切件44和弹性件60。

详细而言，请参阅图2，连接主体20具有第一固定部22以固定传力件(图未示)。第一剪切件42设置于连接主体20上，与外接固定装置连接，并具有第二固定部422。连接主体20连接传力件和第一剪切件42，传递碰撞力。第二剪切件44将第一剪切件42固定于连接主体20上，并与第一剪切件42可分离连接。例如，在传力件为汽车的转向管柱时，第一剪切件42将连接主体20固定于车身，此时第一剪切件42可以为镶块，第二剪切件44可以为注塑销，连接主体20用作管柱支架，镶块通过注塑销固定在连接主体20上，并通过螺栓紧固在车身上。弹性件60，缠绕于第二剪切件44的第二固定部422上，当第一剪切件42和第二剪切件44分离时，弹性件60收紧于第二固定部422，以吸收来自传力件的碰撞能量。

更详细而言，在本较佳实施例中，弹性件60过盈缠绕于第二剪切件44的第二固定部422上，能够被收紧。弹性件60收紧于第二固定部422时，不仅能吸收来自传力件的碰撞能量，还能防止传力件脱落。在本较佳实施例中，弹性件60为一条弹性金属丝，优选为弹性钢丝，该弹性钢丝具有预定的粗度、刚度和强度，以在第一剪切件42和第二剪切件44分离时，能支撑连接主体20，进而支撑传力件，本实施例中为汽车的转向管柱，防止其脱落。

详细而言，请再次参阅图1，在本较佳实施例中，弹性件60末端弯折形成弯折部62。连接主体20上设置有卡抵槽28，卡抵槽28设置于连接主体20的壁部，以使弯折部62突出连接主体20，并在弹性件60收紧时，使弯折部62卡抵于连接主体20。在另一实施例中，弹性件60的末端连接于车身，在第一剪切件42和第二剪切件44分离时，通过来自车身的牵引力，被拉紧。

继续参阅图1，详细而言，在本较佳实施例中，卡抵槽28上设置有导向结构27，导向结构具有导引面272和夹持面274。弯折部62由导引面272导入卡抵槽28，并由夹持面274固定。更详细而言，导向结构27还包括设置于卡抵槽28壁部上的导向套282，在本实施例中，导向套282为橡胶件。

详细而言，请参阅图3，在本较佳实施例中，第二固定部422表面设置有金属丝衬套262，弹性件60过盈缠绕于金属丝衬套262上，并且金属丝衬套262的周壁上，例如圆周方向上，还设置有凸起结构263。金属丝衬套262采用塑料材质，以与弹性件60，在本实施例中优选为弹性钢丝，具有一定的摩擦系数。凸起结构263的凸起特征起到辅助控制钢丝变形力的作用，其数量直接影响钢丝变形力的大小。在本较佳实施例中，凸起结构263包括15到20个半圆柱形凸起，以调节弹性件60的变形力。

换言之，弹性件60卷起部分与金属丝衬套262过盈配合，另一端卡于导向套282中。

详细而言，在本较佳实施例中，碰撞吸能结构200能瞬时吸收的最大能量，可以通过改变注塑销的直径来设定。碰撞吸能结构200能持续吸收的最大能量，可以通过改变弹性件60的直径来设定，即，弹性件60为主要吸能部件，其外径大小需要根据需求进行匹配。例如，当传力件是车辆的转向管柱、第一剪切件42是镶块、第二剪切件44是注塑销时，镶块和注塑销之间的可分离力的大小，通过调节注塑销的直径实现。换言之，请参阅图2，在车辆发生碰撞时，方向盘受到驾驶员头部或胸部撞击，经过转向管柱本体传到具有管柱支架的连接主体20上，当支架受力大于注塑销可承受的最大剪切力时，注塑销发生剪切而断开，支架与镶块产生相对滑移，弹性件60随支架移动，发生拉伸变形，其变形力即为溃缩阻力。此处，溃缩阻力的峰值即可以通过调整注塑销直径或材质来调整，注塑销主要提供溃缩初始力，其外径大小需要根据需求预先设定。溃缩阻力的保持力可通过改变钢丝直径或材质来调整，可操作性好。

请参阅图1、图2和图3，在上述溃缩过程中，注塑销与镶块发生分离，弹性件60的卷起部分沿镶块上的凸起结构263收紧，末端弯折部62卡抵于连接主体20的壁部。由于镶块连接车身，而弹性件60的卷起部固定于与镶块的金属丝衬套262上，所以溃缩时，甚至第一剪切件42和第二剪切件44分离时，连接主体20与镶块仍连接在一起(图未示)，弹性件60仍然在连接主体20表面下部的预定空间内，沿导向套282和金属丝衬套262预先设定的方向收紧，连接主体20不容易发生翻转，转向管柱也不会脱落而掉到驾驶员腿部，对驾驶员造成伤害，能很好地实现吸能保护作用。

本实用新型另提供一种转向管柱，转向管柱具有上述任意一种碰撞吸能结构200。

本实用新型还提供一种车辆，其具有上述任意一种转向管柱。

综上所述，本实用新型在碰撞吸能结构中采用弹性钢丝的变形产生溃缩阻力，通过在第一剪切件上设置金属丝衬套固定弹性钢丝，并设置导向结构进行导向，导引钢丝的移动方向，导向性好，不仅能提供持续的溃缩阻力，还可以防止管柱脱落，很好地实现吸能保护的作用，并且结构简单，性能可靠、装配性好。本实用新型同时也能通过调节弹性钢丝的直径和材质调节溃缩阻力。本实用新型可通过调节注塑销和钢丝的直径获得所需的溃缩阻力，满足不同车型的设计需求。本实用新型可通过控制金属丝衬套的凸起特征数量，对溃缩阻力进行微调，提高控制精确度。本实用新型简化了溃缩结构，降低了成本，同时也保证了吸能效果，有效地保护了驾驶员安全。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。