专利名称：一种吸能式转向管柱的制作方法
一种吸能式转向管柱技术领域
本发明属汽车领域，特别涉及一种吸能式转向管柱。
背景技术
转向管柱是汽车转向系统的转向操纵机构的重要组成部分，它与其他机构一起改 变或恢复汽车的行驶方向。
随着消费者对汽车的碰撞安全要求增高，各主机厂在汽车设计时对被动安全技术 的要求也越来越高，基于碰撞中保护驾驶者的需求，目前普遍采用吸能式转向管柱，以保障 转向管柱在碰撞压缩时，方向盘向后位移量不得超过127mm，同时保证二次碰撞时，方向盘 对驾驶员胸部的碰撞力不超过11123N。
如图6所示，吸能式转向管柱包括上、下柱管1-2、1-8，上、下转向轴1-3、1-7，以及 上、下安装支架1-6、1_9。其中，上转向轴1-3与下转向轴1-7之间通过花键同轴安装，并通 过注塑销固定。上转向轴1-3通过上轴承1-1安装在上柱管1-3中。下转向轴1-7通过下 轴承1-10安装在下柱管1-8中。上安装支架1-6通过注塑销1-5固定安装着铸铝拉脱块 1-4，铸铝拉脱块1-4通过螺栓固定在仪表板横梁支架上。
当汽车发生碰撞时，驾驶者在自身惯性的作用下同方向盘撞击，撞击力传递到上 转向轴1-5，当作用力达到某个数值时，通过剪切断注塑销1-5，可以断开拉脱块1-4与上安 装支架1-6的连接，使转向管柱同车身脱开，随着作用力的增大，上、下转向轴1-3、1-7的注 塑销也被剪切断，此时通过上、下转向轴1-3、1_7之间的相对滑动的摩擦来消除部分撞击 力，通过上、下转向轴1-3、1_7之间的相对位移量来减少碰撞压缩时方向盘向后的位移量， 保证小于127mm的要求。
在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题
受目前吸能式转向管柱的结构限制，转向管柱主要是通过上、下柱管的压铆工艺 实现吸能，吸收碰撞能量主要依靠摩擦力消耗，消耗的能量有限，无法将溃缩力的控制在一 个较小的范围，无法保证转向柱管二次溃缩吸能，大部分的撞击能量还是被驾驶员自身吸 收，对驾驶员身体不能形成很好的保护。发明内容
为了克服现有技术中的吸能式转向管柱结构消耗的能量有限，无法保证转向柱管 二次溃缩吸能，使得大部分的撞击能量被驾驶员自身吸收，导致对驾驶员身体不能形成很 好的保护的问题，本发明实施例提供了一种吸能式转向管柱，能有效吸收能量，延长碰撞力 作用于人体的时间，保护驾驶者安全。所述技术方案如下
一种吸能式转向管柱，包括上、下柱管，上、下转向轴，以及上、下安装支架，其中， 上转向轴与下转向轴同轴安装并通过注塑销固定，上、下转向轴通过各自的轴承分别安装 在上、下柱管中，上、下柱管分别与上、下安装支架固定连接，上安装支架通过注塑销固定安 装着拉脱块，拉脱块通过螺栓固定在汽车仪表板的横梁支架上，所述转向管柱还包括一个分别设置在在所述上、下柱管中的阻尼装置，所述阻尼装置用于整体溃缩吸能。
具体地，所述阻尼装置包括分别设置在所述上、下柱管中的柔性的上、下阻尼环， 所述上、下阻尼环分别与所述上、下转向轴过盈配合，所述上、下阻尼环分别通过所述上、下 柱管的定位部轴向定位，所述上、下阻尼环中均设有常流孔，所述上、下阻尼环与所述上、下 柱管及所述上、下转向轴形成阻尼腔。
进一步地，为了达到逐级吸能，所述上、下阻尼环中均设阻尼孔，所述阻尼孔为上 小下大的孔。
进一步地，为了达到良好的吸能效果，所述上、下阻尼环中的所述常流孔及所述阻 尼孔为多个，并且分别沿所述上、下阻尼环的中心均布。
进一步地，为了达到更好的吸能效果，所述上阻尼环中的所述常流孔及所述阻尼 孔布置在不同的圆周上，并呈间隔规律设置。
进一步地，为了达到更好的吸能效果，所述下阻尼环中的所述常流孔及所述阻尼 孔布置在相同的圆周上，并呈间隔规律设置。
具体地，作为优选，所述上、下柱管的定位部为分别为设置在所述上、下柱管内部 的台阶。
具体地，作为优选，所述上、下柱管的定位部为分别为设置在所述上、下柱管中的缩径。
具体地，作为优选，所述上转向轴与下转向轴通过花键同轴安装。
具体地，作为优选，所述上、下阻尼环均采用橡胶制成。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是相比现有技术，本发明实施例 通过在上、下柱管中增加一个阻尼装置，通过阻尼装置实现在整个溃缩吸能，以降低碰撞峰 值力，当二次碰撞时，上转向轴总成和下转向轴总成之间相对滑动，下转向轴中的空气被压 缩，空气阻尼装置中溢出，实现在整个溃缩的有效吸能，延长碰撞力作用于人体的时间，保 护驾驶者安全。
图1是本发明实施例提供的吸能式转向管柱的整体结构剖视图2是本发明实施例提供的上阻尼环的主视图3是图2的A-A剖视图4是本发明实施例提供的下阻尼环的主视图5是图4的A-A剖视图6是现有技术的吸能转向管柱结构示意图。
图1-5中1上轴承，2上柱管，3上阻尼环，4上转向轴，5拉脱块，6第一注塑销，7 上安装支架，8下转向轴，9下柱管，10下阻尼环，11下安装支架，12下轴承，13第二注塑销， 14第一阻尼孔，14’第二阻尼孔，15第一常流孔，15’第二长流孔；
图6中1-1上轴承，1-2上柱管，1-3上转向轴，1-4铸铝拉脱块，1-5注塑销，1-6 上安装支架，1-7下转向轴，1-8下柱管，1-9下安装支架，1-10下轴承。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方 式作进一步地详细描述。
如图1所示，本发明实施例提供的一种吸能式转向管柱，包括上柱管2、下柱管9， 上转向轴4、下转向轴8，上安装支架7、下安装支架11，以及设置在上柱管2、下柱管9中的 阻尼装置。
其中，上转向轴4与下转向轴8同轴安装并通过第二注塑销13固定，上转向轴4 通过上轴承1安装在上柱管2中，下转向轴8通过下轴承12安装在下柱管9中。上柱管2 和下柱管9分别与上安装支架7和下安装支架11固定连接。上安装支架7通过第一注塑 销6固定安装着拉脱块5，拉脱块5通过螺栓固定在汽车仪表板的横梁支架上。
所述阻尼装置包括，分别设置在上柱管2和下柱管9中的柔性的上阻尼环3和下 阻尼环10。其中，上阻尼环3和下阻尼环10分别与上转向轴4和下转向轴8过盈配合，并 且分别通过上柱管2和下柱管9的定位部轴向定位。上阻尼环3和下阻尼环10中均设有 常流孔，即第一常流孔15 (可参见图幻和第二常流孔15 (可参见图幻。上阻尼环3、下阻 尼环10与上柱管2、下柱管9及上转向轴4、下转向轴8形成阻尼腔。
所述阻尼装置主要起两个作用，一是压缩空气流出时产生阻尼力，以便控制碰撞 时上下轴相对的滑移速度，以控制作用时间；二是柔性的阻尼环可以衰减柱管与转向轴的 振动。
本发明实施例通过增加一组阻尼装置，实现在整个溃缩吸能，以降低碰撞峰值力， 当二次碰撞时，上转向轴总成和下转向轴总成之间相对滑动，下转向轴中的空气被压缩，空 气从上、下阻尼环中的常流孔中溢出，实现在整个溃缩的有效吸能，延长碰撞力作用于人体 的时间，保护驾驶者安全。
进一步地，为了达到良好的逐级吸能的效果，如图3所示，所述上阻尼环3中设有 第一阻尼孔14，所述第一阻尼孔14为上小下大的孔。因此在能量很大的时候，第一阻尼孔 14即锥型孔局部有变形，可以最大程度吸能。
进一步地，为了达到良好的吸能效果，如图2所示，所述上阻尼环3中的所述第一 常流孔15及所述第一阻尼孔14均为多个，并且分别沿所述上阻尼环3的中心均布。
进一步地，为了达到更好的吸能效果，如图2所示(还可参见图幻，所述上阻尼环 3中的所述第一常流孔15及所述第一阻尼孔14布置在不同的圆周上，并呈间隔规律设置。
进一步地，为了达到良好的逐级吸能的效果，如图5所示，所述下阻尼环10中设第 二阻尼孔14’，所述第二阻尼孔14’为上小下大的孔。因此在能量很大的时候，第一阻尼孔 14即锥型孔局部有变形，可以最大程度吸能。
进一步地，为了达到良好的吸能效果，如图4所示，所述下阻尼环10中的所述第二 常流孔15及所述第二阻尼孔14’均为多个，并且分别沿所述下阻尼环10的中心均布。
进一步地，为了达到更好的吸能效果，如图4所示(还可参见图3)，所述下阻尼环10 中的所述第二常流孔15及所述第二阻尼孔14’布置在相同的圆周上，并呈间隔规律设置。
具体地，所述上柱管2及下柱管9的定位部为分别为设置在所述上柱管2及下柱 管9内部的台阶。具体实施时，还可以采用缩径及设置垫圈的结构。本例中，如图1所示， 所述上柱管2、下柱管9的定位部优选采用缩径结构，具有方便加工的特点。
具体地，作为优选，所述上转向轴4与下转向轴8通过花键同轴安装，具有传动平 稳的优点。
具体地，作为优选，所述上阻尼环3、下阻尼环10均采用橡胶制成。
具体地，作为优选，所述上柱管2、下柱管9分别与所述上安装支架7、下安装支架 11之间的固定连接均为焊接，故具有方便加工的优点。
二次碰撞时人体在惯性的作用下冲向方向盘，此时转向管柱的吸能非常重要，此 种情况下的本发明实施例的吸能过程如下参见图1，人体同方向盘发生接触方向盘产生 弹性变形吸收部分能量，当人体和方向盘的作用力达到剪断拉脱块5处的第一注塑销6时， 同仪表板横梁相连的拉脱块5与上安装支架7分离，这样方向盘和转向管柱完成第一次碰 撞吸能，随着轴向力的增加，转向轴处的第二注塑销13被剪断，完成二次缓冲吸能，这样整 个转向管柱下移，这时上安装支架7和上柱管2 —同向下移动，阻尼装置形成的阻尼腔中的 空气被压缩，一部分通过第一常流孔15、第二常流孔15’和第一阻尼孔14、第二阻尼孔14’ 排出，保证转向柱管的轴向移动，同时由于上阻尼环3和下阻尼环10中环形均布的第一阻 尼孔14、第二阻尼孔14’的存在，大部分的碰撞能量被耗散，这样保证管柱溃缩的同时吸 能，减少了驾驶员受到的伤害。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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。
权利要求
1.一种吸能式转向管柱，包括上、下柱管，上、下转向轴，以及上、下安装支架，其中，上 转向轴与下转向轴同轴安装并通过注塑销固定，上、下转向轴通过各自的轴承分别安装在 上、下柱管中，上、下柱管分别与上、下安装支架固定连接，上安装支架通过注塑销固定安装 着拉脱块，拉脱块通过螺栓固定在汽车仪表板的横梁支架上，其特征在于，所述转向管柱还 包括一个分别设置在在所述上、下柱管中的阻尼装置，所述阻尼装置用于整体溃缩吸能。
2.如权利要求1所述的转向管柱，其特征在于，所述阻尼装置包括分别设置在所述上、 下柱管中的柔性的上、下阻尼环，所述上、下阻尼环分别与所述上、下转向轴过盈配合，所述 上、下阻尼环分别通过所述上、下柱管的定位部轴向定位，所述上、下阻尼环中均设有常流 孔，所述上、下阻尼环与所述上、下柱管及所述上、下转向轴形成阻尼腔。
3.如权利要求2所述的转向管柱，其特征在于，所述上、下阻尼环中均设阻尼孔，所述 阻尼孔为上小下大的孔。
4.如权利要求3所述的转向管柱，其特征在于，所述上、下阻尼环中的所述常流孔及所 述阻尼孔为多个，并且分别沿所述上、下阻尼环的中心均布。
5.如权利要求4所述的转向管柱，其特征在于，所述上阻尼环中的所述常流孔及所述 阻尼孔布置在不同的圆周上，并呈间隔规律设置。
6.如权利要求4或5所述的转向管柱，其特征在于，所述下阻尼环中的所述常流孔及所 述阻尼孔布置在相同的圆周上，并呈间隔规律设置。
7.如权利要求2所述的转向管柱，其特征在于，所述上、下柱管的定位部为分别为设置 在所述上、下柱管内部的台阶。
8.如权利要求2所述的转向管柱，其特征在于，所述上、下柱管的定位部为分别为设置 在所述上、下柱管中的缩径。
9.如权利要求2所述的转向管柱，其特征在于，所述上转向轴与下转向轴通过花键同 轴安装。
10.如权利要求2所述的转向管柱，其特征在于，所述上、下阻尼环均采用橡胶制成。
全文摘要
本发明公开了一种吸能式转向管柱，属于汽车领域。所述转向管柱包括上、下柱管，上、下转向轴，上、下安装支架，以及一个阻尼装置，所述阻尼装置使所述转向管柱的二次溃缩吸能以降低碰撞峰值力，当二次碰撞时，上转向轴总成和下转向轴总成之间相对滑动，下转向轴中的空气被压缩，空气从上下阻尼环中的常流孔中溢出，实现在整个溃缩的有效吸能，延长碰撞力作用于人体的时间，保护驾驶者安全。
文档编号B62D1/19GK102030029SQ20101056868
公开日2011年4月27日 申请日期2010年11月26日 优先权日2010年11月26日
发明者路小明 申请人:奇瑞汽车股份有限公司