一种转向管柱总成及车辆的制作方法

1.本发明涉及汽车转向系统技术领域，具体涉及一种转向管柱总成及车辆。


背景技术：

2.转向柱是汽车转向系统的一个承启方向盘和转向器的重要零件。该零部件承担着支撑方向盘，向转向器传递转向力矩等功能的同时，还有溃缩吸能、调节方向盘位置的功能，以达到保护驾驶员，以及便于驾驶员驾驶时，选取方向盘的位置。
3.如图1所示，现有汽车转向柱总成，主要包括上柱筒总成、下柱筒总成、转向支撑总成、上安装支架总成和调节锁紧机构。其中，方向盘装配于上柱筒上，通过调节上柱筒的位置，以实现调节方向盘的位置，从而满足驾驶者的不同驾驶姿态。
4.转向柱的溃缩功能，一般通过上安装支架总成的两个拉脱块剪切吸能，同时配合撕裂带导向来实现。具体为：上柱筒总成通过调节锁紧机构与上安装支架总成相连，上安装支架总成通过两颗螺母和一根螺栓安装到转向支撑上。当碰撞发生时，方向盘受到的冲击力传递到上柱筒总成上，然后通过调节锁紧机构传递到上安装支架总成上，上安装支架总成上的注塑块因承受冲击力而被破坏，使固定于转向支撑上的拉脱块发生分离，上柱筒总成、上安装支架总成和调节锁紧机构等一起向下滑落，在滑落过程中，撕裂带不断被撕开吸收冲击能量，同时约束上柱筒总成等的滑落方向，使它们不会突然掉落而伤害驾驶者，从而达到保护驾驶者的目的。但该转向柱采用的拉脱块配合撕裂带实现溃缩吸能的方式，存在结构复杂和溃缩力不易调整的问题。
5.转向柱的方向调节包括前后方向和上下方向，一般通过调节锁紧机构来控制，具体为在上安装支架总成和上柱筒总成上设置滑槽，两者装配后，通过调节锁紧机构锁紧在一起。但存在如下缺陷：1)由于上安装支架总成、上柱筒总成和调节锁紧机构等部件均为钢质材料，在调节方向的过程中，金属面之间摩擦产生相对运动，从而导致异响和卡滞问题；2)上安装支架总成，在冲压制造时易发生回弹，导致其u型卡槽的两侧钣金不能完全平行，在松开调节锁紧机构的手柄后，u型卡槽钣金的回弹，易造成摩擦面之间接触不均匀，进而导致调节卡滞和异响；3)滑槽通过冲压工艺形成，易产生毛刺、切面粗糙等缺陷，进而造成调节卡滞和异响，从而降低方向盘调节的品质感。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种转向管柱总成及车辆，以解决现有转向柱总成的吸能结构存在结构复杂的问题，还可以解决溃缩力不易调整，以及在调节过程中，存在卡滞和异响的问题。
7.为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
8.一种转向管柱总成，包括上转向柱、环抱支架和上安装支架；
9.所述环抱支架套设在所述上转向柱上，所述上安装支架通过调节机构与所述环抱支架相连；
10.上转向柱通过环抱支架对其的抱紧力，实现溃缩吸能。
11.优选的，所述环抱支架上形成有与所述上转向柱相配的环向卡槽，环向卡槽的内侧壁上间隔形成有凹槽，通过凹槽调整上转向柱的溃缩力；
12.所述凹槽之间形成有凸起，上转向柱上形成有与所述凸起相配的安装孔，凸起卡入安装孔中，实现上转向柱与环抱支架的装配，且凸起亦可调整上转向柱的溃缩力；
13.所述环抱支架上还形成有第一滑槽，用于与调节机构相连。
14.优选的，所述环抱支架上的凸起为点状的球型构造。
15.优选的，所述上安装支架上形成有夹持环抱支架的夹持部和用于与转向支撑相连的安装部；
16.夹持部上形成有与调节机构相连的第二滑槽。
17.优选的，所述夹持部包括两个，环抱支架夹设在两个夹持部之间，两个夹持部的两侧均形成有所述的安装部；
18.所述夹持部与所述安装部之间还形成有加强筋。
19.优选的，所述环抱支架和上安装支架均采用树脂制成。
20.优选的，所述环抱支架和上安装支架均为一体成型。
21.优选的，还包括下转向柱，其上端插接在所述上转向柱中，下端通过固定支架与所述转向支撑相连。
22.优选的，所述调节机构包括调节手柄、凸轮轴和垫片；
23.调节螺栓依次穿过所述调节手柄、凸轮轴、上安装支架、环抱支架和垫片后，通过螺母固定。
24.本发明提供了一种车辆，包括本发明所述的转向管柱总成。
25.本发明的有益效果：
26.1)本发明的转向管柱总成，通过在上转向柱上套设环抱支架，在车辆发生碰撞过程中，通过环抱支架对上转向柱的抱紧力缓冲来自上转向柱的冲击力，从而实现溃缩吸能，且具有结构简单的优点，解决了现有转向柱总成的吸能结构存在结构复杂的问题；
27.2)通过在环抱支架的环向卡槽的内侧壁间隔形成凹槽，当上转向柱受到撞击时，通过凹槽的变形量来调整上转向柱的溃缩力的大小，从而实现碰撞吸能，大大降低了传递给调节机构和上安装支架的冲击力，有效保护了驾乘人员的安全；
28.3)通过在凹槽之间设置凸起，并在上转向柱上设置相卡接的安装孔，进一步保证了上转向柱和环抱支架装配的稳固性；
29.4)通过在上安装支架设置两个夹持部，通过两个夹持部夹住环抱支架，使得来自环抱支架的溃缩力，进一步通过两个夹持部进行分散，进一步有效保证了驾乘人员的安全，且进一步保证了装配的稳固性，同时在夹持部和安装部之间设置加强筋，提高了上安装支架本身的强度；
30.5)通过将环抱支架和上安装支架均采用树脂制成，使得调节机构两侧均为树脂材料的部件，不会产生钢板冲压等工艺留下的毛刺和回弹变形等问题，在调节方向过程中，调节机构与环抱支架和上安装支架之间的摩擦力小、摩擦均匀，硬度低于钢板材质，从而有效降低了调节异响和卡滞问题的发生，提升了方向盘调节的品质感，在汽车转向技术领域，具有推广实用价值。
附图说明
31.图1为现有汽车转向柱总成的结构示意图；
32.图2为本发明的结构示意图；
33.图3为图2的爆炸图；
34.图4为上转向柱的结构示意图；
35.图5为环抱支架的结构示意图；
36.图6为图5的俯视图；
37.图7为本发明与转向支撑和下转向柱连接的结构示意图；
38.图8为转向管柱总成的溃缩吸能过程的结构示意图。
39.其中，01
‑
上柱筒总成，02
‑
下柱筒总成，03
‑
转向支撑总成，04
‑
上安装支架总成，05
‑
调节锁紧机构。
[0040]1‑
上转向柱，101
‑
安装孔；2
‑
环抱支架，201
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环向卡槽，202
‑
凹槽，203
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凸起，204
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第一滑槽；3
‑
上安装支架，301
‑
夹持部，302
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安装部，303
‑
第二滑槽，304
‑
加强筋；4
‑
调节机构，401
‑
调节手柄，402
‑
凸轮轴，403
‑
垫片；5
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转向支撑；6
‑
螺栓；7
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螺母；8
‑
下转向柱，801
‑
固定支架。
具体实施方式
[0041]
以下将参照附图和优选实施例来说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书中所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。
[0042]
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
[0043]
如图2至图7所示，一种转向管柱总成，包括上转向柱1、环抱支架2和上安装支架3；
[0044]
环抱支架2套设在上转向柱1上，上安装支架3通过调节机构4与环抱支架2相连；
[0045]
上转向柱1通过环抱支架2对其的抱紧力，实现溃缩吸能。
[0046]
通过在上转向柱上套设环抱支架，在车辆发生碰撞过程中，通过环抱支架对上转向柱的抱紧力缓冲来自上转向柱的冲击力，从而实现溃缩吸能，且具有结构简单的优点。解决了现有转向柱总成的吸能结构存在结构复杂的问题。
[0047]
环抱支架2上形成有与上转向柱1相配的环向卡槽201，环向卡槽201的内侧壁上间隔形成有凹槽202，通过凹槽202调整上转向柱1的溃缩力；
[0048]
凹槽202之间形成有凸起203，上转向柱1上形成有与凸起203相配的安装孔101，凸起203卡入安装孔101中，实现上转向柱1与环抱支架2的装配，且凸起203亦可调整上转向柱1的溃缩力；
[0049]
环抱支架2上还形成有第一滑槽204，用于与调节机构4相连。
[0050]
通过在环抱支架的环向卡槽的内侧壁间隔形成凹槽，当上转向柱受到撞击时，通
过凹槽的变形量来调整上转向柱的溃缩力的大小，从而实现碰撞吸能，大大降低了传递给调节机构和上安装支架的冲击力，有效保护了驾乘人员的安全。
[0051]
其中，可通过调整环抱支架的凹槽数量，来调节上转向柱与环抱支架之间的接触面积，进而有效调整两者之间的接触面摩擦力。
[0052]
通过在凹槽之间设置凸起，并在上转向柱上设置相卡接的安装孔，进一步保证了上转向柱和环抱支架装配的稳固性，同时，当上转向柱受到撞击时，上转向柱剪切环抱支架上的凸起，凸起所承受的剪切力和上转向柱与环抱支架之间的摩擦力之和为转向柱的溃缩力，从而可通过调整凸起的大小和数量来调节转向柱溃缩力的大小。
[0053]
其中，还可以通过调整球状凸起的直径，来有效调节溃缩力的峰值，进而根据整车需求提供满足不同溃缩力要求的环抱支架。
[0054]
本实施例中，环向卡槽的内侧壁上间隔形成的凹槽为沿内侧壁的轴向均匀设置的凹槽，第一滑槽为条形滑槽，便于调节机构调节方向。
[0055]
环抱支架2上的凸起203为点状的球型构造。
[0056]
通过将凸起设为点状的球型构造，当上转向柱受到撞击时，球状凸起为上转向柱在溃缩过程中提供导向作用。
[0057]
上安装支架3上形成有夹持环抱支架2的夹持部301和用于与转向支撑5相连的安装部302；
[0058]
夹持部301上形成有与调节机构4相连的第二滑槽303。
[0059]
本实施例中，两个夹持部的开口方向与环抱支架的环向卡槽的开口方向相对设置，第二滑槽以为条形滑槽，便于调节机构调节方向。上安装支架与转向支撑通过螺栓连接。
[0060]
夹持部301包括两个，环抱支架2夹设在两个夹持部301之间，两个夹持部301的两侧均形成有的安装部302；
[0061]
夹持部301与安装部302之间还形成有加强筋304。
[0062]
通过在上安装支架设置两个夹持部，通过两个夹持部夹住环抱支架，使得来自环抱支架的溃缩力，进一步通过两个夹持部进行分散，进一步有效保证了驾乘人员的安全，且进一步保证了装配的稳固性，同时在夹持部和安装部之间设置加强筋，提高了上安装支架本身的强度。
[0063]
环抱支架2和上安装支架3均采用树脂制成。
[0064]
通过将环抱支架和上安装支架均采用树脂制成，使得调节机构两侧均为树脂材料的部件，不会产生钢板冲压等工艺留下的毛刺和回弹变形等问题，在调节方向过程中，调节机构与环抱支架和上安装支架之间的摩擦力小、摩擦均匀，且硬度低于钢板材质，从而有效降低了调节异响和卡滞问题的发生，提升了方向盘调节的品质感。
[0065]
本实施例中，环抱支架和上安装支架均采用尼龙66材料制成。
[0066]
环抱支架2和上安装支架3均为一体成型。
[0067]
通过将环抱支架和上安装支架均设为注塑一体成型结构，不仅保证了环抱支架和上安装支架本身的结构强度，同时还方便了装配。
[0068]
还包括下转向柱8，其上端插接在上转向柱1中，下端通过固定支架801与转向支撑5相连。
[0069]
调节机构4包括调节手柄401、凸轮轴402和垫片403；
[0070]
调节螺栓6依次穿过调节手柄401、凸轮轴402、上安装支架3、环抱支架2和垫片403后，通过螺母7固定。
[0071]
本实施例中的转向管柱总成，通过取消了现有转向柱上的安装支架总成的拉脱块和撕裂带，并将上安装支架的材质由钢材更改为树脂材料(尼龙66)，同时取消上转向柱总成上的钢质焊接支架，将其更改为独立部件的环抱支架，且环抱支架采用树脂材料(尼龙66)环抱上转向柱，然后通过调节机构连接环抱支架和上安装支架。使得调节机构两侧均为树脂材料部件，不会产生钢板冲压等工艺留下的毛刺、粗糙、回弹变形等问题，部件之间摩擦均匀，树脂材料硬度较钢材低，有效降低了调节过程异响、卡滞等问题的发生。
[0072]
在实际操作过程中，在进行方向盘前后位置的调节时，上转向柱、环抱支架和调节机构在上安装支架的滑槽中前后滑动，同理，在进行方向盘上下位置的调节时，上转向柱和环抱支架，在上下方向滑动，调节机构和上安装支架保持静止。两种调节过程中，上安装支架和环抱支架的摩擦均为面接触，因上安装支架和环抱支架均采用树脂材料，具有无毛刺、回弹变形小、切面粗糙低等优点，使得相互之间的摩擦均匀、卡滞力小，调节过程安静、顺滑，从而提升了方向盘调节的品质感和客户的满意度。
[0073]
本实施例中的转向管柱总成的溃缩吸能过程，如图8所示，箭头方向为来自方向盘的冲击力方向，具体为：当碰撞发生时，方向盘受到的冲击力传递到上转向柱上，上转向柱与环抱支架之间的接触面摩擦力和球状凸起与上转向柱的安装孔之间剪切力的合力用来平衡该冲击力。当冲击力超过上转向柱与环抱支架之间的接触面摩擦力和球状凸起与上转向柱的安装孔之间剪切力的合力时，上转向柱将相对于环抱支架和下转向柱沿轴向向下移动，树脂材质的球状凸起，将被钢质的上转向柱的安装孔剪切掉，剪切完成后的溃缩力主要靠上转向柱与环抱支架之间的接触摩擦力提供，直至上转向柱完全完成溃缩。在溃缩过程中，上转向柱在环抱支架中定向沿轴向向下滑动，有效的保证了上转向柱溃缩方向的可控性。
[0074]
本实施例还提供了一种车辆，包括本实施例中的转向管柱总成。
[0075]
本发明提供的转向管柱总成及车辆，首先，通过在上转向柱上套设环抱支架，在车辆发生碰撞过程中，通过环抱支架对上转向柱的抱紧力缓冲来自上转向柱的冲击力，从而实现溃缩吸能，且具有结构简单的优点，解决了现有转向柱总成的吸能结构存在结构复杂的问题；其次，通过在环抱支架的环向卡槽的内侧壁间隔形成凹槽，当上转向柱受到撞击时，通过凹槽的变形量来调整上转向柱的溃缩力的大小，从而实现碰撞吸能，大大降低了传递给调节机构和上安装支架的冲击力，有效保护了驾乘人员的安全；其三，通过在凹槽之间设置凸起，并在上转向柱上设置相卡接的安装孔，进一步保证了上转向柱和环抱支架装配的稳固性；其四，通过在上安装支架设置两个夹持部，通过两个夹持部夹住环抱支架，使得来自环抱支架的溃缩力，进一步通过两个夹持部进行分散，进一步有效保证了驾乘人员的安全，且进一步保证了装配的稳固性，同时在夹持部和安装部之间设置加强筋，提高了上安装支架本身的强度；最后，通过将环抱支架和上安装支架均采用树脂制成，使得调节机构两侧均为树脂材料的部件，不会产生钢板冲压等工艺留下的毛刺和回弹变形等问题，在调节方向过程中，调节机构与环抱支架和上安装支架之间的摩擦力小、摩擦均匀，硬度低于钢板材质，从而有效降低了调节异响和卡滞问题的发生，提升了方向盘调节的品质感，在汽车转
向技术领域，具有推广实用价值。
[0076]
以上实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。