(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 109733459 A(43)申请公布日 2019.05.10
(21)申请号 201910188663.3(22)申请日 2019.03.13
(71)申请人 浙江万达汽车方向机股份有限公司
地址 311258 浙江省杭州市萧山区闻堰镇
湘山路28号(72)发明人 董正奇 孙定凯 周勇 汪耀 (74)专利代理机构 杭州求是专利事务所有限公
司 33200
代理人 郑海峰(51)Int.Cl.
B62D 1/19(2006.01)B62D 1/20(2006.01)
权利要求书1页 说明书4页 附图5页
CN 109733459 A(54)发明名称
一种实现二级溃缩结构的转向管柱及其方法
(57)摘要
本发明公开了一种实现二级溃缩结构的转向管柱及其方法。转向管柱包括调节结构、中间轴结构、转向轴结构三部分。本发明适用于汽车
角度、高度方向均解的转向机构。松开调节手柄，
除锁定，上柱管在下柱管内部上下滑动实现高度调节，整个柱管顺着支架的圆弧槽滑动，实现角度调节，锁紧调节手柄，角度、高度方向同时锁定。本发明使用方法简单，用户调节方便，采用整体式支架，简化组装步骤，提高生产效率，较好的保证溃缩力的稳定性，我们在上柱管上固定了一个尼龙限位块，通过调节限位块的小头尺寸便可实现理想的溃缩峰值，上柱管局部采用波纹管，转向上轴底部有拓展空间，较好的实现了二级溃缩结构，具有较高的安全性。
CN 109733459 A
权 利 要 求 书
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1.一种实现二级溃缩结构的转向管柱，其特征在于包括调节结构(1)、中间轴结构(2)和转向轴结构(3)；调节结构(1)包括整体式支架(11)、下柱管(12)、拉簧(13)、上柱管(14)、尼龙限位块(15)、锁紧螺柱(16)、锁紧块Ⅰ(17)、锁紧块Ⅱ(18)、调节手柄(19)、六角法兰面螺母(110)、限位板(111)；转向轴结构(3)包括转向上轴(31)、紧密定位圈(32)、锁止套(33)、上花键套筒(34)、转向下轴(35)。
下柱管(12)通过螺栓固定在整体式支架(11)上，整体式支架(11)与下柱管(12)两侧用拉簧(13)连接，上柱管(14)套接在下柱管(12)内，锁紧螺柱(16)穿过整体式支架(11)与下柱管(12)，尼龙限位块(15)固定在上柱管(14)上，锁紧块Ⅰ(17)、锁紧块Ⅱ(18)、调节手柄(19)依次固定在锁紧螺柱的一端，六角法兰面螺母(110)固定在锁紧螺柱(16)一端，限位板(111)套接在六角法兰面螺母(110)上并与调节手柄(19)固定；中间轴结构(2)通过万向节与转向轴结构(3)相连，紧密定位圈(32)固定在转向上轴(31)上，锁止套(33)穿过转向上轴(31)与紧密定位圈(32)配合固定，转向下轴(35)固定在上花键套筒(34)内，上花键套筒(34)与转向上轴(31)固定，转向轴结构(3)套装在上柱管(14)内；所述的转向上轴(31)底部开有圆柱孔(31-1)。
所述的尼龙限位块(15)包括安装固定头(15-1)、小头(15-2)、限位槽(15-3)；所述的小头(15-2)为限位槽(15-3)的一端向外且向上凸出的凸缘；固定头(15-1)位于限位槽(15-3)上远离小头(15-2)的另一端；固定头(15-1)上设有安装孔；尼龙限位块(15)的限位槽(15-3)位于锁紧螺柱(16)的下方且紧贴锁紧螺柱(16)；所述的尼龙限位块(15)通过螺钉穿过所述的固定头(15-1)上的安装孔固定在上柱管(14)上。
2.根据权利要求1所述的一种实现二级溃缩结构的转向管柱，其特征在于所述的上柱管(14)上设有波纹管结构(14-1)。
3.根据权利要求1所述的一种实现二级溃缩结构的转向管柱，其特征在于所述的中间轴采用尼龙涂覆结构，中间轴结构(2)上设有橡胶缓冲衬套(21)。
4.根据权利要求1所述的一种实现二级溃缩结构的转向管柱，其特征在于所述的转向轴结构(3)采用尼龙涂覆结构。
5.根据权利要求1所述的一种实现二级溃缩结构的转向管柱，其特征在于所述的整体式支架(11)包括安装支架(11-1)、下支架(11-2)、中支架(11-3)，三部分结构一体成型，中支架(11-3)上设有圆弧槽(11-3-1)，锁紧螺柱(16)穿过圆弧槽(11-3-1)。
6.一种如权利要求1所述的实现二级溃缩结构的转向管柱的工作方法，其特征在于包括以下步骤：
1)松开调节手柄(19)，上下滑动上柱管(14)，将其调整到合适的高度；
2)上柱管(13)与下柱管(12)顺着支架的圆弧槽(11-3-1)滑动将转向管柱调整到合适的角度；
3)锁紧调节手柄(19)，将调整后的柱管角度与高度固定；4)当汽车发生意外导致驾驶员身体前倾撞击方向盘时，整体式支架(11)结构保持稳定，首先上柱管(14)克服下柱管(12)对上柱管(14)的夹紧力下移，同时会切断尼龙限位块，实现第一级溃缩；
5)当管柱第一级溃缩达到极限时，开始第二级溃缩，上管柱中的波纹管结构发生变形，吸收能量，同时转向下轴(35)嵌入转向上轴(31)的底部圆柱孔(31-1)实现二级溃缩。
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说 明 书
一种实现二级溃缩结构的转向管柱及其方法
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技术领域
[0001]本发明涉及一种实现二级溃缩结构的转向管柱，对于所有的汽车转向系统普遍适用。
背景技术
[0002]车辆配备转向管柱是为了方便驾驶员，转向管柱另外具有伸缩或倾斜功能。伸缩装置是允许转向管柱轴向伸缩的装置，并且倾斜装置是调节转向管柱角度的装置。现阶段所有的管柱的结构都为上柱管大，下柱管小的结构，支架采用组装式结构，这样增加了转向管柱整体结构的组装复杂，增加了生产成本，同时溃缩力难以得到稳定的保证；管柱的高度调节实现结构复杂，且不易控制精度；现有装备使用时的振动明显，不利于结构稳定，用户体验差。
发明内容
[0003]本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种实现二级溃缩结构的转向管柱及其使用方法。
[0004]本发明实现二级溃缩结构的转向管柱包括调节结构、中间轴结构和转向轴结构；调节结构包括整体式支架、下柱管、拉簧、上柱管、尼龙限位块、锁紧螺柱、锁紧块Ⅰ、锁紧块Ⅱ、调节手柄、六角法兰面螺母、限位板；转向轴结构包括转向上轴、紧密定位圈、锁止套、上花键套筒、转向下轴；
[0005]下柱管通过螺栓固定在整体式支架上，整体式支架与下柱管两侧用拉簧连接，上柱管套接在下柱管内，锁紧螺柱穿过整体式支架与下柱管，尼龙限位块固定在上柱管上，锁紧块Ⅰ、锁紧块Ⅱ、调节手柄依次固定在锁紧螺柱的一端，六角法兰面螺母固定在锁紧螺柱一端，限位板套接在六角法兰面螺母上并与调节手柄固定；中间轴结构通过万向节与转向轴结构相连，紧密定位圈固定在转向上轴上，锁止套穿过转向上轴与紧密定位圈配合固定，转向下轴固定在上花键套筒内，上花键套筒与转向上轴固定，转向轴结构套装在上柱管内；所述的转向上轴底部开有圆柱孔；
[0006]所述的尼龙限位块包括安装固定头、小头、限位槽；所述的小头为限位槽的一端向外且向上凸出的凸缘；固定头位于限位槽上远离小头的另一端；固定头上设有安装孔；尼龙限位块的限位槽位于锁紧螺柱的下方且紧贴锁紧螺柱；所述的尼龙限位块通过螺钉穿过所述的固定头上的安装孔固定在上柱管上。
[0007]所述的一种实现二级溃缩结构的转向管柱，其特征在与所述的上柱管包括波纹管结构，使得转向管柱内在二级溃缩是溃缩吸能。
[0008]所述的一种实现二级溃缩结构的转向管柱，其特征在与所述的转向上轴底部开有圆柱孔，圆柱孔用于在二级溃缩的时候容纳转向下轴。[0009]所述的中间轴结构包括橡胶缓冲衬套，实现减震降噪。中间轴用于传递扭矩，实现汽车转向。
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所述的一种实现二级溃缩结构的转向管柱，其特征在于所述的整体式支架(包括
安装支架、下支架、中支架，三部分结构一体，中支架包括圆弧槽。锁紧螺柱穿过圆弧槽，圆弧槽很好的限制了转向管柱的角度调节路径与行程。
[0011]所述的实现二级溃缩结构的转向管柱的使用方法，其特征在于包括以下步骤：[0012]1)松开调节手柄，上下滑动上柱管，将其调整到合适的高度；
[0013]2)上柱管与下柱管顺着支架的圆弧槽滑动将转向管柱调整到合适的角度；[0014]3)锁紧调节手柄，将调整后的柱管角度与高度固定；[0015]4)当汽车发生意外时，驾驶员身体前倾撞击方向盘时，整体式支架结构保持稳定，首先上柱管克服下柱管对上柱管的夹紧力下移，同时会切断尼龙限位块，实现第一级溃缩；[0016]5)当管柱第一级溃缩达到极限了，开始第二级溃缩，上管柱中的波纹管结构发生变形，同时转向下轴嵌入转向上轴的底部圆柱孔实现二级溃缩。[0017]本发明采用整体式支架，并且支架上取消了溃缩需要用到的特征(开槽、注塑等)，使支架不再影响溃缩，更可以提高管柱的稳定性、可靠性，同时，可以简化装配；下柱管采用压铸铝结构，管径较大，使上柱管装在下柱管内，再结合整体式支架，可以使管柱溃缩时，仅仅上柱管及转向上轴在运动，简单来说，溃缩力基本等于保持力，在零件尺寸一致性良好的情况下，足以保证溃缩力的稳定性；本发明在上柱管上固定了一个尼龙限位块，简简单单就可以实现高度行程的限位，同时，也能轻易的调整高度行程的范围。限位块前端小头在溃缩时破坏、断裂，进而产生溃缩峰值，调整小头尺寸，可以轻易得到想要的峰值，并且溃缩峰值的稳定性也能得到保证；在转向管柱发生溃缩时会有两级溃缩过程充分吸能，减情对驾驶员的伤害，碰撞发生时，先是上柱管通过克服下管柱对上管柱的夹紧力，实现第一级溃缩(该过程摩擦力会吸收能量，同时溃缩过程会切断尼龙限位块的凸缘，也能够吸收能量)，第一级溃缩的溃缩力保持恒定，等于夹紧力；当第一级溃缩达到极限了，开始第二级溃缩，上管柱的局部波纹管结构发生变形，吸收能量，进一步溃缩，转向下轴深入转向上轴的底部拓展空间，实现第二级溃缩，进一步增加溃缩行程；转向轴采用尼龙涂覆结构，满足四向调节的滑移要求；中间轴采用尼龙涂覆结构，同时使用了橡胶缓冲衬套，双重减震降噪。附图说明
[0018]图1为本发明一种实现二级溃缩结构的转向管柱的示意图；
[0019]图2为本发明一种实现二级溃缩结构的转向管柱的调节结构的示意图；[0020]图3为本发明一种实现二级溃缩结构的转向管柱的辅助示意图；[0021]图4为本发明一种实现二级溃缩结构的转向管柱的转向轴示意图；
[0022]图5为本发明一种实现二级溃缩结构的转向管柱的转向柱溃缩极限示意图[0023]图6为本发明一种实现二级溃缩结构的转向管柱的中间轴示意图；[0024]图7为本发明一种实现二级溃缩结构的转向管柱的整体式支架示意图；[0025]图8为本发明一种实现二级溃缩结构的转向管柱的尼龙限位块示意图；[0026]图中，整体式支架11、下柱管12、拉簧13、上柱管14、波纹管结构14-1、尼龙限位块15、锁紧螺柱16、锁紧块Ⅰ17、锁紧块Ⅱ18、调节手柄19、六角法兰面螺母110、限位板111、转向上轴31、圆柱孔31-1、紧密定位圈32、锁止套33、上花键套筒34、转向下轴35、橡胶缓冲衬套21、安装支架11-1、下支架11-2、中支架11-3、包括圆弧槽11-3-1、固定头15-1、小头15-2、
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限位槽15-3。
具体实施方式
[0027]如图1所示，转向管柱包括调节结构1、中间轴结构2、转向轴结构3，[0028]如图2所示，调节结构1包括整体式支架11、下柱管12、拉簧13、上柱管14、波纹管结构14-1、尼龙限位块15、锁紧螺柱16、锁紧块Ⅰ17、锁紧块Ⅱ18、调节手柄19、六角法兰面螺母110、限位板111，上柱管14套接在下柱管12内，锁紧螺柱16穿过整体式支架11的中支架11-3、下柱管以及调节手柄19上的装配孔，尼龙限位块15固定在上柱管14上，使得尼龙限位块15处于下柱管12的中间并且位于锁紧螺柱下方，用及其简单的方式实现了柱管结构高度行程的限位，更能轻易的实现那调节高度的行程范围，在调节手柄19与中支架11-3近调节手柄19之间装有锁紧块Ⅰ17与锁紧块Ⅱ18，很好的防止了锁紧螺柱16在使用过程中自动松开现象提升了柱管的使用安全性，然后用六角法兰面螺母110将锁紧螺柱16锁紧，限位板11的两端分别于在调节手柄19和六角法兰面螺母110固定，实现调节手柄19和六角法兰面螺母110之间的相对固定；通过调节手柄19就能轻松的实现柱管在高度上的调节。[0029]如图3所示，调节手柄19松开六角法兰面螺母110，上柱管13与下柱管12就能顺着中支架11-3的圆弧槽11-3-1滑动将转向管柱调整到合适的角度；整体式支架11的中支架11-3与下柱管12在两侧添加了拉簧13，起到了很好的吸收能量的目的，达到了一定的减震效果，增强了整体结构的稳定性。
[0030]如图4所示转向轴结构3包括转向上轴31、圆柱孔31-1、紧密定位圈32、锁止套33、上花键套筒34、转向下轴35；紧密定位圈32固定在转向上轴31上，锁止套33穿过转向上轴31与紧密定位圈32配合固定，转向下轴35固定在上花键套筒34内，上花键套筒34与转向上轴31固定，转向轴3套装在上柱管14内。转向轴采用了尼龙覆涂结构使得转向轴更好的满足了四向调节的滑移要求。[0031]如图5所示，当转向轴到达溃缩极限时转向下轴35会嵌入转向上轴31的底部圆柱孔31-1。
[0032]如图6所示，中间轴结构2包括橡胶缓冲衬套21，花键套筒22套接在管套叉23内，橡胶缓冲衬套21位于花键套筒22与管套叉23之间，很好的起到了减震降噪的效果；[0033]如7所示，整体式支架11包括安装支架11-1、下支架11-2、中支架11-3，各支架间通过焊接固定，使得三部分结构成为一个整体，同时在支架上取消了溃缩需要用到的特征(如开槽、注塑等)，使支架不再影响溃缩，提高了管柱的稳定性、可靠性，与此同时，简化了装配流程。
[0034]如图8所示，所述的尼龙限位块15包括安装固定头15-1、小头15-2、限位槽15-3；所述的小头15-2为限位槽15-3的一端向外且向上凸出的凸缘；固定头15-1位于限位槽15-3上远离小头15-2的另一端；固定头15-1上设有安装孔；尼龙限位块15的限位槽15-3位于锁紧螺柱16的下方且紧贴锁紧螺柱16；所述的尼龙限位块15通过螺钉穿过所述的固定头15-1上的安装孔固定在上柱管14上。可以通过调节小头15-2尺寸这一简便的方式来达到想要的溃缩力峰值，通过调整限位槽15-3的宽度，可以轻松实现柱管高度行程的调节。[0035]一种实现二级溃缩结构的转向管柱的使用方法，其特征在于包括以下步骤：[0036]1)松开调节手柄19，上下滑动上柱管14，将其调整到合适的高度；
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2)上柱管13与下柱管12顺着支架的圆弧槽11-3-1滑动将转向管柱调整到合适的
角度；
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3)锁紧调节手柄19，将调整后的柱管角度与高度固定；
[0039]4)当汽车发生意外时，驾驶员身体前倾撞击方向盘时，整体式支架11结构保持稳定，首先上柱管14克服下柱管12对上柱管14的夹紧力下移，同时会切断尼龙限位块，实现第一级溃缩；
[0040]5)当管柱第一级溃缩达到极限了，开始第二级溃缩，上管柱中的波纹管结构发生变形，同时转向下轴35嵌入转向上轴31的底部圆柱孔31-1实现二级溃缩。
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