吸能转向管柱、转向系统和轻客车的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种吸能转向管柱、转向系统和轻客车，该吸能转向管柱包括依次连接的上管柱（3）、中管柱（13）和下管柱（14）以及套设在下管柱（14）外侧的管柱底座（16），上管柱（3）和中管柱（13）固定连接，中管柱（13）和下管柱（14）通过用于在碰撞情况下解体以使中管柱（13）和下管柱（14）相对滑动的第一连接结构连接；内轴包括依次连接的上轴（25）、中间轴（23）和下轴（21），上轴（25）和中间轴（23）通过铰接方式连接，中间轴（23）和下轴（21）通过用于在碰撞情况下解体以使中间轴（23）和下轴（21）能够相对滑动的第二连接结构连接。该吸能转向管柱能够吸收车辆碰撞时的冲击能量，以缓冲碰撞作用力，防止对人体造成严重伤害。
【专利说明】吸能转向管柱、转向系统和轻客车
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及车辆【技术领域】，具体地，涉及一种吸能转向管柱、转向系统和轻客车。
【背景技术】
[0002]目前，汽车的碰撞安全要求越来越高，汽车设计时的被动安全技术要求也越来越高，国家在相关方面也制定了相关标准规定，见标准GB11557。
[0003]现有轻客车上的转向管柱由外管柱和位于外管柱内的内轴组成，内轴和外管柱均为刚性一体形成结构，当车辆发生碰撞时，驾驶者在自身惯性作用下同方向盘撞击，撞击力传递到转向管柱总成，由于转向管柱上没有吸能结构，因此对驾驶员身体造成严重伤害。
[0004]因此，急需解决现有的风景轻客车无吸能转向管柱的问题。
实用新型内容
[0005]本实用新型的目的是提供一种吸能转向管柱，该吸能转向管柱能够吸收车辆碰撞时的冲击能量，以缓冲碰撞作用力，防止对人体造成严重伤害。
[0006]为了实现上述目的，本实用新型提供一种吸能转向管柱，包括外管柱和位于所述外管柱内的内轴，所述外管柱包括依次连接的上管柱、中管柱和下管柱以及套设在所述下管柱外侧的管柱底座，所述上管柱和中管柱固定连接，所述中管柱和下管柱通过用于在碰撞情况下解体以使所述中管柱和下管柱相对滑动的第一连接结构连接；所述内轴包括依次连接的上轴、中间轴和下轴，所述上轴和中间轴通过铰接方式连接，所述中间轴和下轴通过用于在碰撞情况下解体以使所述中间轴和下轴能够相对滑动的第二连接结构连接。
[0007]优选地，所述中管柱的外壁上形成有多个凹槽，所述下管柱中朝向所述中管柱的一侧上形成有与每个所述凹槽一一对应设置的多个凸起，每个所述凸起分别与一个所述凹槽卡和连接以形成所述第一连接结构。
[0008]优选地，所述下轴与所述中间轴的连接处设有胶套，所述胶套套设在所述中间轴的底部，所述胶套上有第一销孔，所述中间轴的底部和所述下轴的顶部分别设有与所述胶套上的第一销孔相对应的第二销孔和第三销孔，所述中间轴和下轴通过穿过第一销孔、第二销孔和第三销孔的销轴固定连接以形成所述第二连接结构。
[0009]优选地，所述胶套挤压在所述中间轴和下轴之间。
[0010]优选地，所述外管柱还包括用于与车身连接的固定支架，所述中管柱外壁上设有安装部，所述安装部通过连接件与所述固定支架固定连接。
[0011 ] 优选地，所述连接件为注塑销，所述安装部上设有第一连接孔，所述固定支架上设有与所述第一连接孔相对应的第二连接孔，所述注塑销穿过所述第一连接孔和所述第二连接孔。
[0012]优选地，所述中管柱和下管柱出现相对滑动的剪切力为2000N-2900N，所述中间轴和下轴出现相对滑动的剪切力为1000N-2200N，所述注塑销断开的剪切力为900N-1500N。[0013]优选地,所述吸能转向管柱还包括点火座总成,所述点火座总成与所述中管柱的外壁固定连接。
[0014]本实用新型还提供一种转向系统，所述转向系统包括转向盘、转向器和根据本实用新型所述的吸能转向管柱，所述吸能转向管柱的上轴与所述转向盘连接，所述吸能转向管柱的下轴采用铰接方式与所述转向器连接。
[0015]本实用新型还提供一种轻客车，所述轻客车包括车身、与车身连接的仪表板横梁和根据本实用新型所述的转向系统，所述转向系统的吸能转向管柱的固定支架与所述仪表板横梁连接，所述管柱底座与车身地板固定连接。
[0016]本实用新型提供的吸能转向管柱，由多个部件组装而成，与现有技术中转向管柱的内轴和外管柱均为一体结构不同。本实用新型的吸能转向管柱的外管柱包括依次连接的上管柱、中管柱和下管柱以及套设在所述下管柱外侧的管柱底座，其中，中管柱和下管柱通过第一连接结构连接；内轴包括依次连接的上轴、中间轴和下轴，其中，中间轴和下轴通过第二连接结构连接。当车辆发生碰撞时，第一连接结构和第二连接结构能够解体，以使所述中管柱和下管柱、所述中间轴和下轴分别相对滑动，通过这两处的滑动摩擦来吸收大部分的冲击能量，以缓冲碰撞作用力，防止对人体造成严重伤害。
[0017]本实用新型的其他特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的【具体实施方式】一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中:
[0019]图1是本实用新型实施方式的吸能转向管柱的结构示意图；
[0020]图2是图1中吸能转向管柱的外管柱的分解示意图；
[0021]图3是图2中吸能转向管柱的内轴的分解示意图；
[0022]图4图3中圈A处的放大图；
[0023]图5是外管柱的局部放大示意图；
[0024]图6是本实用新型实施方式的吸能转向管柱的安装图。
[0025]附图标记说明
[0026]I 轴用弹性挡圈 2 第一轴承3 上管柱
[0027]4 垫圈5 弹簧6 第二轴承
[0028]7 第一螺栓8 第一连接孔9 第二连接孔
[0029]10 点火座总成 11 连接件12 固定支架
[0030]12a螺纹孔13 中管柱13a安装部
[0031]14 下管柱15 铁壳硫化橡胶组合16 管柱底座
[0032]17 夹紧装置21 下轴21a第三销孔
[0033]22 胶套22a第一销孔23 间轴
[0034]23a第 二销孔24 万向节25 上轴
[0035]A 车身B 转向盘
【具体实施方式】[0036]以下结合附图对本实用新型的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
[0037]在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是指参考附图所示的上、下、顶、底；“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外。“前、后”是指车辆行驶方向的前、后。
[0038]根据本实用新型的一个方面，提供一种吸能转向管柱，参见图1-图3，该吸能转向管柱包括外管柱和位于所述外管柱内的内轴，所述外管柱包括依次连接的上管柱3、中管柱13和下管柱14以及套设在所述下管柱14外侧的管柱底座16，所述上管柱3和中管柱13固定连接(例如通过多个第一螺栓7连接)，所述中管柱13和下管柱14通过用于在碰撞情况下解体以使所述中管柱13和下管柱14相对滑动的第一连接结构连接；所述内轴包括依次连接的上轴25、中间轴23和下轴21，所述上轴25和中间轴23通过铰接方式连接，所述中间轴23和下轴21通过用于在碰撞情况下解体以使所述中间轴23和下轴21能够相对滑动的第二连接结构连接。
[0039]其中，第一连接结构能够将中管柱13与下管柱14连接，并在碰撞时能够使中管柱13和下管柱14分离以使中管柱13和下管柱14发生相对滑动，从而通过中管柱13和下管柱14滑动过程中的摩擦吸收大部分的碰撞能量。第二连接结构能够将中间轴23与下轴21连接，并在碰撞时能够使得中间轴23与下轴21分离以使中间轴23与下轴21发生相对滑动，从而通过中间轴23与下轴21滑动过程中的摩擦吸收大部分的碰撞能量。
[0040]本实用新型提供的吸能转向管柱，由多个部件组装而成，与现有技术中转向管柱的内轴和外管柱均为一体结构不同。本实用新型的吸能转向管柱的外管柱包括依次连接的上管柱3、中管柱13和下管柱14以及套设在所述下管柱14外侧的管柱底座16，其中，中管柱13和下管柱14通过第一连接结构连接；内轴包括依次连接的上轴25、中间轴23和下轴21，其中，中间轴23和下轴21通过第二连接结构连接。当车辆发生碰撞时，第一连接结构和第二连接结构能够解体，以使所述中管柱13和下管柱14、所述中间轴23和下轴21分别相对滑动，通过这两处的滑动摩擦来吸收大部分的冲击能量，以缓冲碰撞作用力，防止对人体造成严重伤害。
[0041]具体地，参见图1，上轴25大部分安装在上管柱3内，该上轴25的外壁与上管柱3的内壁之间设有第一轴承2和第二轴承6，以使内轴25可相对上管柱3转动，第一轴承2和第二轴承6分别通过两侧的轴用弹性挡圈I定位，第二轴承6靠近所述第二轴承2的一端设有弹簧5，弹簧5的两端分别连接垫圈4。优选第一轴承2和第二轴承6均为向心轴承。中间轴23安装在中管柱13内，中间轴23 —端通过万向节24与上轴25连接，另一端通过铁壳硫化橡胶组合15与所述下管柱14连接，该中间轴23可转动。管柱底座16为圆筒形，该圆筒形的管柱底座16沿其长度方向具有间隙，通过加紧装置17能够将该间隙缩小，以使圆筒形管柱底座16紧紧地将下管柱14夹紧。
[0042]其中，中管柱13与下管柱14可以采用插入式结构连接。具体为，所述中管柱13的外壁上形成有多个凹槽，所述下管柱14中朝向所述中管柱13的一侧上形成有与每个所述凹槽一一对应设置的多个凸起，每个所述凸起分别与一个所述凹槽卡和连接以形成所述第一连接结构。装配时，凹槽和凸起之间的卡和力要保证中管柱13和下管柱14之间的连接力达到相应的力值规定，以保障此管柱的可靠性能。碰撞时，当中管柱13和下管柱14之间的剪切力超过一定值时，中管柱13和下管柱14相对滑动。
[0043]其中，中间轴23与下轴21通过胶套22固定连接。具体地，参见图4，所述下轴21与所述中间轴23的连接处设有胶套22，所述胶套22套设在所述中间轴23的底部，所述胶套22上有第一销孔22a，所述中间轴23的底部和所述下轴21的顶部分别设有与所述胶套22上的第一销孔22a相对应的第二销孔23a和第三销孔21a，所述中间轴23和下轴21通过穿过第一销孔22a、第二销孔23a和第三销孔21a的销轴固定连接以形成所述第二连接结构。该第二连接结构安全可靠，能够满足吸能转向管柱的使用可靠性要求，同时，当车辆发生碰撞时，当销轴和胶套22承受的剪切力达到胶套22和销轴均断开的最小值，中间轴23和下轴21发生相对滑动，也能满足碰撞时使中间轴23和下轴21相对滑动的要求。可选地，所述胶套22为注塑胶套。
[0044]优选地，所述胶套22挤压在所述中间轴23和下轴21之间，以使所述中间轴23和下轴21以过盈配合的方式连接，保证中间轴23和下轴21的连接强度。
[0045]进一步地，参见图2和图5，所述外管柱还包括用于与车身A连接的固定支架12，所述中管柱13外壁上设有安装部13a，所述安装部13a通过连接件11与所述固定支架12固定连接。
[0046]具体地，所述连接件11为注塑销，所述安装部13a上设有第一连接孔8，所述固定支架12上设有与所述第一连接孔8相对应的第二连接孔9，所述注塑销穿过所述第一连接孔8和所述第二连接孔9。
[0047]参见图2和图5，本实施方式中，安装部12a的四周分别设有四个第一连接孔8，所述固定支架12的四周设有四个第二连接孔9，该固定支架12的中部设有螺纹孔12a，当固定支架12与中管柱13的安装部13a固定连接后，再通过穿过该螺纹孔12a的第二螺栓将该吸能转向管柱与车身A上的仪表板横梁固定安装。当车辆碰撞时，注塑销折断，安装部13a与固定支架12分离，固定支架12由于通过第二螺栓与车身A上的仪表板横梁固定连接，因此，固定支架12停留在车身A上。
[0048]优选地，安装部13a的数量为两个，两个安装部13a沿中管柱13的外周对称分布，两个安装部13a分别通过两个固定支架12与车身A固定连接，这种两点固定连接的方式，方便安装与拆卸，并且方便碰撞后对该管柱进行维修。
[0049]优选地，所述中管柱13和下管柱14出现相对滑动的剪切力为2000N-2900N，所述中间轴23和下轴21出现相对滑动的剪切力为1000N-2200N，所述注塑销断开的剪切力为900N-1500N。当碰撞时，中管柱13和下管柱14之间的剪切力处于2000N-2900N范围时，中管柱13和下管柱14能够相对滑动以吸收碰撞能量，从而保证驾驶员的人身安全，同理，中间轴23和下轴21满足上述范围时，也能够使中间轴23和下轴21出现相对滑动以吸收碰撞能量，以保证驾驶员的人身安全。当注塑销承受的剪切力为900N-1500N范围时，注塑销折断，吸能转向管柱与车身A分离，缓冲部分碰撞作用力。
[0050]进一步地,所述吸能转向管柱还包括点火座总成10,所述点火座总成10与所述中管柱13的外壁固定连接。点火座总成10用于启动和锁止车辆。
[0051]其中，本实用新型中的上管柱3、中管柱13、下管柱14、管柱底座16、上轴25、中间轴23、下轴21等部分可以是一体焊接而成，也可以是一体铸造而成。
[0052]参见图6，本实用新型还提供一种转向系统，所述转向系统包括转向盘B、转向器和根据本实用新型所述的吸能转向管柱，所述吸能转向管柱的上轴25与所述转向盘B连接，所述吸能转向管柱的下轴21采用铰接方式与所述转向器连接。
[0053]参见图6，本实用新型还提供一种轻客车，所述轻客车包括车身A、与车身A连接的仪表板横梁和根据本实用新型所述的转向系统，所述转向系统的吸能转向管柱的固定支架12与所述仪表板横梁连接，所述管柱底座16与车身A地板固定连接。
[0054]本实用新型的转向吸能管柱的具体工作情况如下:
[0055]当车辆发生碰撞时，连接件11 (如注塑销)受到剪切力折断，导致该吸能转向管柱与车身A脱开；中管柱13和下管柱14受到轴向力后，第一连接结构的机械部分失效，使得中管柱13和下管柱14可以实现相对滑动；并且，中间轴23和下轴21通过胶套22连接的部位，受到轴向力作用，销轴折断，第二连接结构的机械部分失效，中间轴23和下轴21实现相对滑动。碰撞中的冲击能量通过在这三处结构得到吸收，减小了该吸能转向管柱向上和向后的位移量，缓冲了碰撞中对驾驶员的作用力，使得转向管柱及转向盘B的位移量满足标准要求，达到减轻对驾驶员伤害的目的。该吸能转向管柱填补了轻客车无吸能管柱的技术空白，适宜在风景轻客车上应用。
[0056]以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。
[0057]另外需要说明的是，在上述【具体实施方式】中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。
[0058]此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。
【权利要求】
1.一种吸能转向管柱，包括外管柱和位于所述外管柱内的内轴，其特征在于， 所述外管柱包括依次连接的上管柱(3)、中管柱(13)和下管柱(14)以及套设在所述下管柱(14)外侧的管柱底座(16)，所述上管柱(3)和中管柱(13)固定连接，所述中管柱(13)和下管柱(14 )通过用于在碰撞情况下解体以使所述中管柱(13 )和下管柱(14 )相对滑动的第一连接结构连接； 所述内轴包括依次连接的上轴(25 )、中间轴(23 )和下轴(21)，所述上轴(25 )和中间轴(23)通过铰接方式连接，所述中间轴(23)和下轴(21)通过用于在碰撞情况下解体以使所述中间轴(23 )和下轴(21)能够相对滑动的第二连接结构连接。
2.根据权利要求1所述的吸能转向管柱，其特征在于，所述中管柱(13)的外壁上形成有多个凹槽，所述下管柱(14)中朝向所述中管柱(13)的一侧上形成有与每个所述凹槽一一对应设置的多个凸起，每个所述凸起分别与一个所述凹槽卡和连接以形成所述第一连接结构。
3.根据权利要求1所述的吸能转向管柱，其特征在于，所述下轴(21)与所述中间轴(23 )的连接处设有胶套(22 )，所述胶套(22 )套设在所述中间轴(23 )的底部，所述胶套(22 )上有第一销孔(22a)，所述中间轴(23)的底部和所述下轴(21)的顶部分别设有与所述胶套(22)上的第一销孔(22a)相对应的第二销孔(23a)和第三销孔(21a)，所述中间轴(23)和下轴(21)通过穿过第一销孔(22a)、第二销孔(23a)和第三销孔(21a)的销轴固定连接以形成所述第二连接结构。
4.根据权利要求3所述的吸能转向管柱，其特征在于，所述胶套(22)挤压在所述中间轴(23)和下轴(21)之间。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的吸能转向管柱，其特征在于，所述外管柱还包括用于与车身(A)连接的固定支架(12)，所述中管柱(13)外壁上设有安装部(13a)，所述安装部(13a)通过连接件(11)与所述固定支架(12)固定连接。
6.根据权利要求5所述的吸能转向管柱，其特征在于，所述连接件(11)为注塑销，所述安装部(13a)上设有第一连接孔(8)，所述固定支架(12)上设有与所述第一连接孔(8)相对应的第二连接孔(9)，所述注塑销穿过所述第一连接孔(8)和所述第二连接孔(9)。
7.根据权利要求6所述的吸能转向管柱，其特征在于，所述中管柱(13)和下管柱(14)出现相对滑动的剪切力为2000N-2900N，所述中间轴(23 )和下轴(21)出现相对滑动的剪切力为1000N-2200N，所述注塑销断开的剪切力为900N-1500N。
8.根据权利要求1所述的吸能转向管柱，其特征在于，所述吸能转向管柱还包括点火座总成(10)，所述点火座总成(10)与所述中管柱(13)的外壁固定连接。
9.一种转向系统，其特征在于，所述转向系统包括转向盘(B)、转向器和根据权利要求1-8中任意一项所述的吸能转向管柱，所述吸能转向管柱的上轴(25)与所述转向盘(B)连接，所述吸能转向管柱的下轴(21)采用铰接方式与所述转向器连接。
10.一种轻客车，其特征在于，所述轻客车包括车身(A)、与车身连接的仪表板横梁和根据权利要求9所述的转向系统，所述转向系统的吸能转向管柱的固定支架(12)与所述仪表板横梁连接，所述管柱底座(16)与车身(A)地板固定连接。
【文档编号】B62D1/19GK203651870SQ201320828073
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2013年12月15日 优先权日:2013年12月15日
【发明者】吕金涛, 刘光明, 李楝 申请人:北汽福田汽车股份有限公司