一種汽車方向盤被動安全防護(hù)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種汽車方向盤安全防護(hù)裝置，是以偏轉(zhuǎn)、壓縮和變形緩沖等方式共同構(gòu)成，由圓型方向盤與柱狀轉(zhuǎn)向管柱共同組成。正面碰撞時，方向盤與人接觸，偏心自鎖器9通過旋轉(zhuǎn)下壓并楔緊彈性金屬板10吸收沖擊能量，同時調(diào)整盤面角度，增大方向盤與人體的接觸面積，減小撞擊壓強(qiáng)。撞擊產(chǎn)生的大部分能量傳遞到轉(zhuǎn)向管柱，轉(zhuǎn)向管柱的上轉(zhuǎn)動軸4壓縮吸能并向前偏轉(zhuǎn)。當(dāng)人體頭部因較大慣性向前運(yùn)動并與方向盤上緣接觸時，彈性盤緣7緩沖變形，降低頭部與頸部受傷的可能。最后球面墊11將沖擊能量傳遞到圓柱螺旋彈簧12，完成上轉(zhuǎn)動軸4的壓縮吸能過程。本實(shí)用新型安全可靠，易于制造與維護(hù)，可重復(fù)使用，能夠廣泛的應(yīng)用在一般乘用車輛中。
【專利說明】一種汽車方向盤被動安全防護(hù)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及汽車被動安全防護(hù)的一種方法，特別涉及具有偏轉(zhuǎn)、壓縮緩沖及緩沖變形等方式共同構(gòu)成的一種安全防護(hù)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會的飛速發(fā)展，汽車在人們生活中的日益普及，汽車安全性能的指標(biāo)越來越受到關(guān)注。在汽車正面碰撞時，無論是否配備氣囊，人體都會與方向盤發(fā)生直接或間接碰撞接觸。若方向盤剛度很大，這將會對人體造成嚴(yán)重傷害。目前，所使用較為成熟的方向盤防護(hù)機(jī)構(gòu)雖然能夠達(dá)到壓縮吸能的目的，但沒有很好的緩沖作用；方向盤對人體胸腹腔的傷害始終沒有一個很好的解決方案；轉(zhuǎn)向管柱只能軸向伸縮，不可以萬向偏轉(zhuǎn)，不能給人體因慣性向前位移而增加更多空間；現(xiàn)有轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)中，碰撞時方向盤直接對人體頭部與頸部的傷害這個問題并沒有得到有效解決。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明針對上述問題進(jìn)行設(shè)計，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、可重復(fù)使用的裝置，以保護(hù)駕駛?cè)藛T在危險狀況下的生命安全。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0005]汽車發(fā)生正面碰撞時，車輛由于一次碰撞而減速，人體受較大慣性力作用而繼續(xù)向前運(yùn)動。人體胸部首先會與方向盤下緣接觸，這時，方向盤會根據(jù)人體胸腹部接觸的位置調(diào)整角度，逐步使方向盤平面與駕駛員胸部平行，從而增大方向盤與胸部的接觸面積，減小撞擊壓強(qiáng)。方向盤會一邊調(diào)整角度一邊吸收與人體胸部撞擊時所產(chǎn)生的能量，停止在與胸部平行的位置時自我鎖定。與此同時，轉(zhuǎn)向管柱的上管柱會向前有一定的角度偏轉(zhuǎn)，以增加人體向前運(yùn)動的距離，上管柱與限位器的金屬支撐彈片接觸后，在此距離內(nèi)增加方向盤與人體接觸時間。在轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)阻力作用下，胸部產(chǎn)生慣性力逐漸減小，而人頭部還會以較大慣性力繼續(xù)向前運(yùn)動并與方向盤上緣接觸。方向盤上緣的彈性盤緣吸收與人頭部接觸時產(chǎn)生的撞擊能量，從而減小方向盤對人體頭部的傷害。最后，轉(zhuǎn)向管柱內(nèi)的緩沖器開始沿軸向緩沖并逐步吸收剩余的能量。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]圖1是本發(fā)明的主視圖和首I]視圖。其中，圖1-1是主視圖，圖1-2是A-A首I]視圖，圖1-3是B-B剖視圖，圖1-4是局部放大剖視A圖；
[0007]圖2是本發(fā)明的外觀圖；
[0008]圖3是本發(fā)明的方向盤外觀圖。其中，圖3-1是方向盤外觀圖，圖3-2是局部放大剖視B圖；
[0009]圖4是裝置工作原理圖。其中，圖4-1是正常狀態(tài)視圖，圖4-2是工作狀態(tài)視圖。
[0010]《附圖中序號說明》[0011]I管柱，2限位法蘭，3金屬支撐彈片，4上轉(zhuǎn)動軸，5法蘭，6方向盤骨架，7彈性盤緣，8帶軸盤緣，9偏心自鎖器，10彈性金屬板，11球面墊，12圓柱螺旋彈簧，13下轉(zhuǎn)動軸，14彈性橡膠。
【具體實(shí)施方式】
[0012]參考附圖對本發(fā)明進(jìn)一步說明:如圖1、圖2所示，下端帶有鼓型齒輪的上轉(zhuǎn)動軸4，與帶有內(nèi)花鍵的管柱I安裝在一起。球面墊11與圓柱螺旋彈簧12分別裝在管柱I內(nèi)，下轉(zhuǎn)動軸13安裝在管柱I下端，圓柱螺旋彈簧12預(yù)壓緊并且通過碗形球面墊11沿軸線向上壓緊上轉(zhuǎn)動軸4 ;管柱I上端裝有限位法蘭2與金屬支撐彈片3，兩者共同對上轉(zhuǎn)動軸4有限位控制作用。上轉(zhuǎn)動軸4通過法蘭5與方向盤骨架6相連。在方向盤骨架6下端安裝有彈性金屬板10，彈性金屬板10上方裝有偏心自鎖器9。方向盤骨架6左右兩個輻條不但能正常駕駛時起到轉(zhuǎn)向作用外，還能繞輻條的軸線轉(zhuǎn)動一定的角度，該轉(zhuǎn)動動作是經(jīng)過梅花形彈性聯(lián)軸器傳遞到帶軸盤緣8上的。如圖1-3所示，梅花形彈性聯(lián)軸器分別由預(yù)壓緊的彈性橡膠14、帶軸盤緣8的轉(zhuǎn)軸和方向盤骨架6的套管組成。如圖3-2所示，偏心自鎖器9的輻條上端有方向盤盤緣，方向盤盤緣兩端突出有兩個鍵，而帶軸盤緣8尾端有鍵槽，故而偏心自鎖器9的鍵插入帶軸盤緣8的鍵槽，實(shí)現(xiàn)鍵在鍵槽內(nèi)滑動。兩個帶軸盤緣8由彈性盤緣7連接在一起,這樣，由彈性盤緣7、帶軸盤緣8、偏心自鎖器9,共同構(gòu)成方向盤的盤面。
[0013]整個裝置的工作過程，如圖4所示。在汽車發(fā)生正面碰撞時，車輛由于一次碰撞而減速，人體受較大慣性力作用而繼續(xù)向前運(yùn)動。裝置的工作過程大致可分為四個階段:
[0014]第一階段，人體胸腹部首先會與裝置中方向盤的偏心自鎖器9上的直邊方向盤盤緣接觸(該盤緣端面面積較大)。然后，偏心自鎖器9偏心輪開始轉(zhuǎn)動。由于偏心輪的半徑不斷增大，因此輻條轉(zhuǎn)動會引起鍵向鍵槽外滑動，偏心自鎖器9在轉(zhuǎn)動時會帶動帶軸盤緣8繞方向盤骨架6的輻條套管轉(zhuǎn)動，使得整個方向盤的盤面繞著輻條軸轉(zhuǎn)動。與此同時，由于帶軸盤緣8繞著方向盤骨架6的輻條套管轉(zhuǎn)動，方向盤骨架6的軸套管中凸出的鍵與帶軸盤緣8旋轉(zhuǎn)軸上的圓弧形槽共同壓縮放在槽內(nèi)的彈性橡膠14，因此彈性橡膠14產(chǎn)生反作用力，起到一級緩沖的作用。方向盤盤面因?yàn)樾馗共康膲喝攵饾u調(diào)整角度，以增加更大的接觸面積，從而減小胸部壓強(qiáng)。當(dāng)偏心自鎖器9偏心轉(zhuǎn)動時，由于偏心自鎖器9偏心輪的半徑不斷增大，偏心自鎖器9旋轉(zhuǎn)壓下并楔緊彈性金屬板10，使彈性金屬板10發(fā)生變形并吸收沖擊能量。在彈性橡膠14及偏心自鎖器9共同的反向作用力下，方向盤盤面逐漸停止轉(zhuǎn)動，偏心自鎖器9停止轉(zhuǎn)動并自鎖，其余的沖擊能量被傳入下一級緩沖機(jī)構(gòu)。
[0015]第二階段，上轉(zhuǎn)動軸4的沖擊力壓縮圓柱螺旋彈簧12，產(chǎn)生反彈力并緩沖運(yùn)動。上轉(zhuǎn)動軸4沿軸向脫離限位法蘭2之后便能夠自由偏轉(zhuǎn)，由于沖擊方向向前，上轉(zhuǎn)動軸4會以較大的速度向前偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)到一定角度時上轉(zhuǎn)動軸4接觸到安裝在限位法蘭2上的金屬支撐彈片3，金屬支撐彈片3逐漸變形并緩沖來自上轉(zhuǎn)動軸4的偏轉(zhuǎn)能量，達(dá)到二級緩沖。
[0016]第三階段，人的胸部產(chǎn)生慣性力逐漸減小，但頭部還會以較大慣性力繼續(xù)向前運(yùn)動。人體頭部在與彈性盤緣7接觸時，由于彈性盤緣7會吸收人頭部接觸時產(chǎn)生的沖擊能量并發(fā)生變形，因此能最大限度的保護(hù)人體的頭部不受到嚴(yán)重傷害。
[0017]第四階段，在限位法蘭2與上轉(zhuǎn)動軸4鼓型齒輪齒形的雙重限制下，不斷偏轉(zhuǎn)的上轉(zhuǎn)動軸4在向下壓縮的過程中，停止偏轉(zhuǎn)并逐漸回正。同時，球面墊11將剩余的較大沖擊能量傳遞給圓柱螺旋彈簧12，被下轉(zhuǎn)動軸13固定在管柱I內(nèi)的圓柱螺旋彈簧12逐漸壓縮緩沖并吸收能量，最終第三級緩沖機(jī)構(gòu)吸收最后的沖擊能量。
【權(quán)利要求】
1.一種汽車方向盤被動安全防護(hù)裝置，其特征在于裝置中上轉(zhuǎn)動軸(4)與管柱(1)安裝在一起；球面墊(11)裝在管柱(1)內(nèi)并與上轉(zhuǎn)動軸(4)下端面接合；圓柱螺旋彈簧(12)卡入下轉(zhuǎn)動軸(13)的彈簧座后，與轉(zhuǎn)動軸(13)由管柱(1)下端安裝；管柱(1)上端裝有限位法蘭(2)與金屬支撐彈片(3);上轉(zhuǎn)動軸(4)通過法蘭(5)與方向盤骨架(6)相連；在方向盤骨架(6)下端板安裝有彈性金屬板(10)，彈性金屬板(10)上方裝有偏心自鎖器(9)；方向盤骨架(6)左右兩個輻條都是由預(yù)壓緊的彈性橡膠(14)、帶軸盤緣(8)的轉(zhuǎn)軸和方向盤骨架(6)的套管組成；偏心自鎖器(9)的輻條上端有方向盤盤緣，兩個帶軸盤緣(8)由彈性盤緣(7)連接在一起，這樣，彈性盤緣(7)、帶軸盤緣⑶和偏心自鎖器(9)共同構(gòu)成方向盤的盤面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車方向盤被動安全防護(hù)裝置，其特征是上轉(zhuǎn)動軸(4)的下端帶有鼓型齒輪，鼓型齒輪在帶有內(nèi)花鍵的管柱(1)內(nèi)既可以上下移動又可以轉(zhuǎn)動角度；管柱(1)上端裝的限位法蘭(2)與金屬支撐彈片(3)，共同對上轉(zhuǎn)動軸(4)有轉(zhuǎn)角限位作用。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車方向盤被動安全防護(hù)裝置，其特征是帶軸盤緣(8)繞著方向盤骨架出)的輻條轉(zhuǎn)動，方向盤骨架出)的輻條套管中凸出的鍵與帶軸盤緣(8)旋轉(zhuǎn)軸上的圓弧形槽共同壓縮槽內(nèi)的彈性橡膠(14)，彈性橡膠(14)產(chǎn)生反作用力。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車方向盤被動安全防護(hù)裝置，其特征是在人體頭部在與彈性盤緣(X)接觸時,彈性盤緣(X)會吸收人頭部接觸時產(chǎn)生的沖擊能量并發(fā)生變形。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車方向盤被動安全防護(hù)裝置，其特征是偏心自鎖器(9)的輻條上端的方向盤盤緣兩端突出有兩個鍵，而帶軸盤緣(8)尾端有鍵槽，故而偏心自鎖器(9)的鍵插入帶軸盤緣⑶的鍵楷，實(shí)現(xiàn)鍵在鍵槽內(nèi)滑動；偏心自鎖器(9)在轉(zhuǎn)動時會帶動帶軸盤緣(8)繞方向盤骨架(6)的輻條套管轉(zhuǎn)動，使得整個方向盤盤面繞著軸轉(zhuǎn)動。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求5所述的汽車方向盤被動安全防護(hù)裝置，其特征是當(dāng)偏心自鎖器(9)偏心轉(zhuǎn)動時，由于偏心自鎖器(9)偏心輪的半徑不斷增大，偏心自鎖器(9)旋轉(zhuǎn)壓下并楔緊彈性金屬板(10)，使彈性金屬板(10)發(fā)生變形，最后偏心自鎖器(9)停止轉(zhuǎn)動并自鎖。
【文檔編號】B62D1/19GK203713951SQ201320381845
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2013年6月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月28日
【發(fā)明者】師育博 申請人:師育博