专利名称：用于在驾驶员与方向盘碰撞时保护驾驶员的防伤机构的制作方法
技术领域：
本实用新型是关于一种汽车发生碰撞时的防伤机构。
背景技术：
为达到国家有关安全标准方面的规定“汽车以48km/h的速度正面与其他物体碰撞试验中，转向管柱和转向轴的后移量不得大于127mm。在台架试验中，用于人体模型躯干以6.7m/s的速度碰撞转向盘时，其轴向力不得超过11350N”，大部分转向系内设计并安装有能防止或减轻驾驶员受伤的机构。汽车上大多数应用的防伤机构在各类汽车书籍和手册上均有介绍，如现在广泛使用的人民出版社的《汽车工程手册》设计篇中就对转向系中防伤机构有较为全面的收集和介绍。
现有防伤机构设置于转向轴上，因此该转向轴必须分成两段，这样就增加了制造和安装的难度和成本；另外这些防伤机构大多数只能防止汽车发生碰撞时方向盘不向后移，不能防止由于某种原因驾驶员相对方向盘移动时可能发生的碰撞危险。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一结构简单、制造容易且能有效防止驾驶员相对方向盘移动时与方向盘发生碰撞危险的防伤机构。
本实用新型的目的是这样实现的该用于在驾驶员与方向盘碰撞时保护驾驶员的防伤机构，包括用以与汽车管柱固接的管柱安装座、变形件及用以将管柱安装座固定在汽车车身上的第一紧固件，变形件包括基体及自该基体一侧缘弯折延伸且可受力时发生变形的过渡壁，该基体与管柱安装座通过第二紧固件固接，该过渡壁与第一紧固件弹性接触，且第一紧固件位于过渡壁相对第一紧固件运动时的运动轨迹上。
所述的管柱安装座上固定有两个变形件，该两变形件之间形成一倒置Y型缩口通道，第一紧固件位于该倒置Y型缩口通道的喇叭状开口中并与该两变形件弹性接触。
所述的管柱安装座具有两个，其固定安装在管柱两侧，各个管柱安装座上均固定有两个变形件。
所述的变形件还包括自基体另两侧缘一体弯折延伸且相互平行的第一、第二侧壁，管柱安装座具有两个侧壁及连接该两侧壁底端并固定在车身上的底壁，两个变形件分别固定在两侧壁上，且变形件的第一、第二侧壁夹住侧壁。
所述的管柱安装座的侧壁具有面向车身的第一表面，其底壁具有用以与车身固接的第二表面，第一表面位于第二表面的上方，且变形件的第一、第二侧壁的厚度小于或等于第一、第二表面间的高度差。
所述的管柱安装座的两侧壁和底壁之间形成一U型安装槽，第一紧固件的端部置于该U型安装槽中。
所述的变形件的第一、第二侧壁上均设有条形安装孔，管柱安装座对应该条形安装孔位置设有螺纹安装孔，该条形安装孔的长度大于螺纹安装孔的直径，该第二紧固件与螺纹安装孔螺纹配合且其头端置于条形安装孔中。
所述的第一紧固件的底端伸出管柱安装座的第一表面，并位于汽车车身表面的上方。
与现有技术相比，本实用新型具有如下优点1)由于防伤机构可安装于管柱与车身的连接处，而不是现有的安装于传动轴上，所以简化了机构，且该防伤机构仅包括管柱安装座、变形件和紧固件，所以结构极其简单，成本低廉，制造容易，变形件发生破坏后更换也非常方便；2)通过变形件的设置，使变形件在受到第一紧固件的挤压力时会发生变形而产生位移，所以可以有效防止驾驶员相对方向盘移动时与方向盘发生碰撞而造成伤害的危险。
图1至图3是本实用新型的三视图。
图4是图1中A所指处的局部放大图。
图5是图3中B所指处的局部放大图。
图6及图7分别是本实用新型的变形件的两个视图。
图8是变形件的立体图。
图9及图10是管柱安装座的两个视图。
具体实施方式请参阅图1至图10，本实用新型用于在驾驶员与方向盘碰撞时保护驾驶员的防伤机构包括管柱安装座4、U型变形件5、安装座固定螺栓螺母3、8及变形件固定螺栓6。
请结合参阅图9及图10，管柱安装座4具有两个，其对称固定安装于管柱2两侧，该安装方式可采用现有的焊接方式。管柱安装座4为带U型安装槽41的长方形钢板，其包括两平行的侧壁42及连接该两侧壁42的底壁43，U型安装槽41即形成于该底壁43和两侧壁42之间，该侧壁42较薄，底壁43较厚，该侧壁42面向车身的第一表面421和底壁43面向车身的第二表面431之间存在高度差。该管柱安装座4安装时，底壁43的第二表面431安装在汽车的车身1上，侧壁42的第一表面421与车身1表面11平行并位于车身1表面上方一定高度，侧壁42与方向盘7接近，且U型安装槽41的开口朝向方向盘7，该U型安装槽41的长度根据碰撞吸能大小或缓冲长度而定。另外，两侧壁42上均设有两个螺纹安装孔422。
请结合参阅图6至图8，U型变形件5为铝片，其为三面弯折的槽形结构。该U型变形件5包括基体51、过渡壁52及相互平行的第一、第二侧壁53、54。过渡壁52在受到挤压力时会产生变形和位移，其自该基体51的一横向侧缘一体弯折延伸，该过渡壁52的高度和弯折角度均较小。第一、第二侧壁53、54分别自该基体51的两纵向侧缘一体弯折延伸，该弯折角度接近90度，使该变形件5形成U型截面，且该第一、第二侧壁53、54的长度略小于管柱安装座4的U型安装槽41的长度。另外，该第一、第二侧壁53、54均设有两个条形安装孔531，用以与管柱安装座4的U型安装槽的螺纹孔配合，且该条形安装孔531的长度大于螺纹安装孔421的直径，其用以防止因过渡壁52的制造误差和与螺栓3的安装误差而使变形件5无法完全对应上而设置的，条形安装孔531的长度可根据最大误差范围而定。本实施方式中，过渡壁的高度和弯折角度，及条形安装孔531与基体51之间的距离都影响该防伤机构的最大碰撞力。
变形件固定螺栓6为标准全螺纹螺栓，共有4个，其用以把变形件5牢固的安装在管柱安装座4上，且该螺栓6旋紧后，螺栓6面向车身的下端面需位于车身1表面上方而不能触及车身1表面11，但必须超过管柱安装座4侧壁42的第一表面421一定长度。
安装座固定螺栓螺母3、8也为汽车用标准螺栓螺母，螺栓3的螺纹的外径需小于管柱安装座的U型安装槽41半圆部分的直径，具体大小须与变形件5、管柱安装座4的U型安装槽41配合；螺母8须有一部分旋紧于变形件5上，螺栓的预紧力大小也影响最大碰撞力。
该防伤机构的安装过程如下管柱安装座4与管柱2安装好后，安装座固定螺栓3从车身插入安装座4的U型安装槽41中，且螺母8待拧紧；两个U型变形件5从U型安装槽41的开口处插入并分别包住管柱安装座4的两侧壁42，此时变形件5的基体51需要离U型安装槽的内侧有一定的距离以保证变形件5有变形的空间，另外插入时变形件5的过渡壁52需指向安装座固定螺栓3，使过渡壁52压紧螺栓3，此时两变形件5的两基体51与两过渡壁形成倒置的Y型缩口通道9，固定螺栓3即置于该Y型缩口通道9的喇叭形开口中；然后分别固定变形件5和旋紧安装座螺母8，安装结束。
该防伤机构的工作原理如下，当发生碰撞且碰撞力达到一定大小时，管柱2连同管柱安装座4在碰撞力的作用下相对车身1(也即相当固定螺栓3)产生相对运动趋势，管柱安装座4首先克服螺母8的预紧力，然后两变形件形成的Y形缩口通道9与连接车身的螺栓3发生挤压变形，而使过渡壁52产生位移，同时吸收能量，吸能大小为碰撞力与位移之积。由此可知碰撞力大小取决于Y形缩口通道相对于螺栓3的大小、变形件的厚度、变形件5U基体与管柱安装座内侧的距离(即变形件在安装座上的安装位置)和螺母8预紧力的大小，合适选择碰撞力大小和变形位移可有效保护发生碰撞时的驾驶员。
权利要求1.一种用于在驾驶员与方向盘碰撞时保护驾驶员的防伤机构，其特征在于包括用以与汽车管柱固接的管柱安装座、变形件及用以将管柱安装座固定在汽车车身上的第一紧固件，变形件包括基体及自该基体一侧缘弯折延伸且可受力时发生变形的过渡壁，该基体与管柱安装座通过第二紧固件固接，该过渡壁与第一紧固件弹性接触，且第一紧固件位于过渡壁相对第一紧固件运动时的运动轨迹上。
2.如权利要求1所述的用于在驾驶员与方向盘碰撞时保护驾驶员的防伤机构，其特征在于所述的管柱安装座上固定有两个变形件，该两变形件之间形成一倒置Y型缩口通道，第一紧固件位于该倒置Y型缩口通道的喇叭状开口中并与该两变形件弹性接触。
3.如权利要求2所述的用于在驾驶员与方向盘碰撞时保护驾驶员的防伤机构，其特征在于所述的管柱安装座具有两个，其固定安装在管柱两侧，各个管柱安装座上均固定有两个变形件。
4.如权利要求2或3所述的用于在驾驶员与方向盘碰撞时保护驾驶员的防伤机构，其特征在于所述的变形件还包括自基体另两侧缘一体弯折延伸且相互平行的第一、第二侧壁，管柱安装座具有两个侧壁及连接该两侧壁底端并固定在车身上的底壁，两个变形件分别固定在两侧壁上，且变形件的第一、第二侧壁夹住侧壁。
5.如权利要求4所述的用于在驾驶员与方向盘碰撞时保护驾驶员的防伤机构，其特征在于所述的管柱安装座的侧壁具有面向车身的第一表面，其底壁具有用以与车身固接的第二表面，第一表面位于第二表面的上方，且变形件的第一、第二侧壁的厚度小于或等于第一、第二表面间的高度差。
6.如权利要求4所述的用于在驾驶员与方向盘碰撞时保护驾驶员的防伤机构，其特征在于所述的管柱安装座的两侧壁和底壁之间形成一U型安装槽，第一紧固件的端部置于该U型安装槽中。
7.如权利要求4所述的用于在驾驶员与方向盘碰撞时保护驾驶员的防伤机构，其特征在于所述的变形件的第一、第二侧壁上均设有条形安装孔，管柱安装座对应该条形安装孔位置设有螺纹安装孔，该条形安装孔的长度大于螺纹安装孔的直径，该第二紧固件与螺纹安装孔螺纹配合且其头端置于条形安装孔中。
8.如权利要求4所述的用于在驾驶员与方向盘碰撞时保护驾驶员的防伤机构，其特征在于所述的第一紧固件的底端伸出管柱安装座的第一表面，并位于汽车车身表面的上方。
专利摘要本实用新型用于在驾驶员与方向盘碰撞时保护驾驶员的防伤机构，包括用以与汽车管柱固接的管柱安装座、变形件及用以将管柱安装座固定在汽车车身上的第一紧固件，变形件包括基体及自该基体一侧缘弯折延伸且可受力时发生变形的过渡壁，该基体与管柱安装座通过第二紧固件固接，该过渡壁与第一紧固件弹性接触，且第一紧固件位于过渡壁相对第一紧固件运动时的运动轨迹上。。由于防伤机构可安装于管柱与车身的连接处，而不是现有的安装于传动轴上，所以简化了机构，且该防伤机构仅包括管柱安装座、变形件和紧固件，所以结构极其简单，成本低廉，制造容易，变形件发生破坏后更换也非常方便。
文档编号B62D1/19GK2823082SQ200520035620
公开日2006年10月4日 申请日期2005年9月23日 优先权日2005年9月23日
发明者杨焕凤 申请人:比亚迪股份有限公司