CN101213124A - 动力调节倾斜-伸缩式转向管柱 - Google Patents

Abstract

此处公开的转向管柱装置包括容纳转向轴的内外筒组件、外套、固定装置和压缩支架，其中外套、固定装置和压缩支架通过横螺栓连接在一起。该装置还连接到用于把转向管柱装置固定在倾斜伸缩位置的锁定电机、使转向轴沿枢转轴线倾斜的倾斜电机和沿着伸缩轴线移动转向轴的伸缩电机。锁定电机、倾斜电机和伸缩电机中的每一个都可以用开关或存储器启动。

Description

动力调节倾斜-伸缩式转向管柱

交叉引用的相关申请

本申请基于并要求美国临时申请号为60/84,629，申请日为2005年5月25日，发明名称为“动力调节倾斜-伸缩式转向管柱”(“Power Adjust Tilt-TelescopeSteering Column”)的优先权，并在这里全文引入作为参考。

技术领域

本发明涉及一种用于汽车的倾斜-伸缩式转向管柱。

附图说明

虽然附加的权利要求详细列出了本发明的特征，然而本发明及其目标和优点可以通过下面的详细描述并结合附图更好地理解。其中：

附图1所示的是根据本发明的教导形成的倾斜-伸缩式转向管柱，其中管柱位于倾斜和伸缩的标准位置；

附图2所示的是附图1的转向管柱的右视图，其中管柱位于完全伸出的位置和标准的倾斜位置；

附图3所示的是附图1的转向管柱的右视图，其中管柱位于完全缩进的位置和标准的倾斜位置；

附图4所示的是附图1的转向管柱的右视图，其中管柱位于标准伸缩位置和完全向下倾斜的位置；

附图5所示的是附图1的转向管柱的右视图，其中管柱位于标准伸缩位置和完全向上倾斜的位置；

附图6所示的是附图1的转向管柱的左视图，其中管柱位于倾斜和伸缩的标准位置；

附图7所示的是附图1的转向管柱的左视图，其中管柱位于完全缩进的位置和标准的倾斜位置；

附图8所示的是附图1的转向管柱的左视图，其中管柱位于完全伸出的位置和标准的倾斜位置；

附图9所示的是附图1的转向管柱的左视图，其中管柱位于标准伸缩位置和完全向下倾斜的位置；

附图10所示的是附图1的转向管柱的左视图，其中管柱位于标准伸缩位置和完全向上倾斜的位置；

附图11所示的是附图1的转向管柱的仰视图，其中管柱位于完全缩进的位置和标准的倾斜位置；

附图12所示的是附图1的转向管柱的仰视图，其中转向管柱是露出的；和

附图13所示的是附图11的转向管柱的截面图，表示出转向管柱的内部结构和外部可见结构之间的关系。

具体实施方式

这里公开的转向管柱装置包括容纳转向轴的内外筒组件、外套、固定装置和压缩支架，其中外套、固定装置和压缩支架通过横螺栓连接。该装置还连接到用于把转向管柱装置固定在倾斜伸缩位置的锁定电机、使转向轴沿枢转轴线倾斜的倾斜电机和使转向轴沿伸缩轴线移动的伸缩电机。锁定电机、倾斜电机和伸缩电机中的每一个都可以用开关或存储器来启动。例如，连接在转向管柱10上的存储器可以基于在存储器中存储的计算机编码产生信号，上述计算机编码可以分析从使用者或者容纳转向管柱10的汽车的不同部件接收到的大量不同的信号。

下面关于实施例的描述仅仅是示例性的，而决不是要对于实施例的范围、应用或使用的限制。现在参考附图所示的汽车用的转向管柱10。在图1和13中可以清楚地看到，转向管柱10包括外套12、外筒14、内筒15、伸缩组件、倾斜组件以及控制倾斜和伸缩功能的三个电机32，34和36。

如图1和13所示，外筒(管)14和内筒(管)15是圆柱形的管。外筒14和内筒15同心。

内筒和外筒15，14通过滑块46连接在一起。位于内筒15和外筒14之间的滑块46允许内筒和外筒15，14之间的伸缩运动。特别是，内筒15可以轴向滑动地缩进外筒14中。滑块的使用在汽车工业中是常见的，并且滑块46可以通过本领域普通技术人员所公知的技术与内筒和外筒15，14相连接。滑块46可以由塑料或其它允许内筒和外筒15，14实现伸缩运动的材料制成。

另外，沿着内筒15轴线纵向延伸的转向轴30可以位于内外筒15，14中。最佳如图13所示，转向轴30可在一端通过轴承42与外筒14相连接，并在另一端连接到轴承48。转向轴30以可转动的方式安装在内外筒15，14中，以便于能相对内外筒15，14进行轴向和回转运动。这样的设置允许转向管柱10根据需要上下回转和伸出缩进。

转向轴30可在一端支撑转向盘(未示出)。这样的转向盘可通过本领域普通技术人员所公知的技术安装在转向轴30上。

转向轴30可以制成为具有第一(上)和第二(下)部分50，52。如图13所示，第一和第二部分50，52可通过转向轴滑块54连接在一起。转向轴滑块54可允许第一和第二部分50，52之间的伸缩动作。

参看图1，转向管柱10也可以包括外套12，外套12可形成包围内外筒15，14的护套。外套12可以构成转向管柱10的倾斜和伸缩组件的一部分。

在图1和图13中可以清楚地看到，外套12可以包括顶面11和具有槽缝开口20的相对的侧壁面16。在图1所示的实施例中，外套12可竖直地开槽以允许倾斜运动。

在图1、图12和图13中可以清楚地看到，转向管柱10还可以包括固定装置24，固定装置24可以构成倾斜伸缩组件的一部分。如图12所示，固定装置24可包括确定相对侧壁面的U形支架26，并且相对侧壁面可确定U形槽缝28。如图1和13所示，固寂静装置24也可支撑向外突出的突起38。在转向管柱30的一个实施例中，固定装置24可组装作为转向管柱10的一部分，以便于允许相对于转向轴30的轴向和回转运动。

参见图13，转向管柱10还可以包括构成伸缩组件一部分的压缩支架56。在图1中可以清楚地看到，压缩支架56可确定槽缝44。如图所示的实施例中，槽缝44可水平地位于压缩支架56中，以便允许内外筒15，14的伸缩形式的运动。压缩支架56可以由金属材料制成并可焊接于外筒14上。

另外，如图13所示，转向管柱10也可以包括倾斜枢轴58。倾斜枢轴58确定出转向管柱10的倾斜运动轴线。倾斜枢轴58还可以包括可焊接于外套12上的倾斜支架60。倾斜支架60也可以与上部安装支架48的侧面相连接。例如，可使用铆钉确保倾斜枢轴58和上部安装支架48的接合。

为了举例说明，实施例中的倾斜和伸缩组件的机械功能是通过把如图1和12所示的压缩支架56、固定装置24和外套12连接来实现的。压缩支架56、固定装置24和外套12通过横螺栓22连接在一起。横螺栓22插入由压缩支架56确定的槽缝44、在外套12上形成的槽缝20和在固定装置24相对侧壁上的U形槽缝28。这样的连接允许横螺栓22沿形成在外套12上的槽缝20的长度滑动，并且沿形成在压缩支架56上的槽缝44轴向滑动。如下所述，横螺栓22可通过锁定电机36而处于张紧，以保证转向管柱10达到所需的倾斜伸缩位置。

由压缩支架56、固定装置24和外套12组成的机械组件所允许的倾斜伸缩功能可以电启动。例如，在这里描述的实施例中，转向管柱10的倾斜和伸缩位置可通过开关或者存储器调节，这种调节可以通过下面将要描述的电机32，34和36来启动。

如图12所示，固定装置24的向外突出的突起38可以支撑电机32，34之间的连接。特别是，向外突出的突起38可以与倾斜电机32相连接。在一个实施例中，如图4-5，9-10所示，倾斜电机32用于将U形支架26向上或向下倾斜。优选地，倾斜的范围为从标准位置开始的+/-4度。锁定电机36可用于在调节转向管柱10的倾斜伸缩位置之前解锁转向管柱10和在此调节之后锁定转向管柱10。

如图6和7所示，锁定电机36可用于旋转连接在锁定壳62上的柔性缆。锁定壳可容纳一由连接在柔性缆一端的蜗轮驱动的旋转凸轮。此凸轮当旋转时可以使平移支架12偏斜，从而将平移支架12压在压缩支架56上，以锁定转向管柱10并防止转向管柱10的任何倾斜或伸缩。

参照图12来详细描述转向管柱10的伸缩功能。在图12中，伸缩机构40可与伸缩电机34相连接，此电机可以为电动机。当伸缩电机34被适当赋能时，伸缩机构40可以反抗横螺栓22，以沿着转向管柱10的轴线伸缩外筒14和转向轴30的上部50。优选地，转向管柱10可以从其标准位置伸缩达到+/-25毫米的范围。

在图1-5和11-13中示出了转向管柱10的枢转(倾斜)运动。在图1、12和13中，外套12通过横螺栓22与固定装置24相连接。如图12所示，固定装置24包括一在相对侧壁上确定U形槽缝28的U形支架26。为了组装外套12和固定装置24，将固定装置24的U形槽缝28设置于外套12的槽缝开口20的上面。如图12所示，横螺栓22可穿过槽缝开口20和U形槽缝28。另外，如图12所示，U形支架26还可以支撑如前面所描述的可设置在固定装置24相对侧面上的向外突出的突起38。

以上的描述概括给出了转向管柱10的倾斜和伸缩功能。附图1-13给出了转向管柱10的倾斜和伸缩特征的详细描述。总之，文字描述和附图给出了转向管柱10的新颖特征。

然而，本领域的普通技人员应该意识到特定的变型也在本发明的教导范围之内。由于可以有应用本发明原理的多种可能的实施例，应该意识到根据附图在本文描述的实施例仅仅是示例性质的并不是用来限定发明的范围。因此，上面描述的转向管柱装置包括所有在随后的权利要求和其等同替代方式范围内的实施方式。

Claims (20)

1.一种转向管柱装置，包括：

沿着转向管柱装置伸缩轴线设置的外筒；

位于外筒内的轴向放置的内筒；

位于内筒内的转向轴；

容纳内筒和外筒的外套，外套包括带有槽缝开口的外套侧壁面；

沿外套侧壁面布置的固定装置，固定装置具有支架，该支架具有与转向管柱装置伸缩轴线垂直的倾斜运动槽缝；

与外套相连接的压缩支架，该压缩支架具有与转向管柱装置伸缩轴线对准的伸缩运动槽缝；

利用外套的槽缝开口、固定装置的倾斜运动槽缝和压缩支架的伸缩运动槽缝将外套、固定装置和压缩支架连接在一起的横螺栓。

2.根据权利要求1所述的转向管柱装置，还包括在倾斜伸缩位置固定转向管柱装置的锁定电机。

3.根据权利要求1所述的转向管柱装置，其特征在于：固定装置与倾斜电机相连接，倾斜电机用于沿枢转轴线倾斜转向轴。

4.根据权利要求1所述的转向管柱装置，其特征在于：横螺栓通过伸缩机构与伸缩电机相连接，以便于响应伸缩电机的信号使得转向轴沿着伸缩轴线运动。

5.根据权利要求1所述的转向管柱装置，其特征在于：转向轴与汽车的转向盘相连接。

6.根据权利要求1所述的转向管柱装置，其特征在于：转向轴通过轴承与外筒相连接。

7.根据权利要求1所述的转向管柱装置，其特征在于：转向轴还包括：第一部分；第二部分；和连接第一部分和第二部分的转向轴滑块，其中转向轴滑块允许沿着伸缩轴线在第一部分和第二部分之间的运动。

8.根据权利要求1所述的转向管柱装置，其特征在于：转向轴可以从标准倾斜位置倾斜+/-4度的范围。

9.根据权利要求1所述的转向管柱装置，其特征在于：转向轴可以从标准伸缩位置伸缩+/-25毫米的范围。

10.根据权利要求2所述的转向管柱装置，其特征在于：锁定电机可采用开关和存储器中的至少一个来操作。

11.根据权利要求1所述的转向管柱装置，其特征在于：内筒可以在外筒内轴向滑动。

12.根据权利要求2所述的转向管柱装置，还包括：连接在锁定电机上的柔性缆；由连接到柔性缆上的蜗轮驱动的凸轮，其中，凸轮可将平移支架挤压到压缩支架上；并且其中，锁定电机还可通过旋转柔性缆使得平移支架压到压缩支架上以锁定转向管柱装置，从而把转向管柱装置固定在倾斜-伸缩位置。

13.一种转向管柱装置，包括：

具有沿转向管柱装置的伸缩轴线布置的内筒和外筒的筒组件；

位于筒组件内的转向轴；

容纳筒组件的外套，外套包括带有槽缝开口的侧壁面；

沿侧壁面布置的固定装置，固定装置具有支架，该支架具有与伸缩轴线垂直的倾斜运动槽缝；

与外套相连接的压缩支架，该压缩支架具有与伸缩轴线对准的伸缩运动槽缝；以及

利用外套的槽缝开口、固定装置的倾斜运动槽缝和压缩支架的伸缩运动槽缝来把外套、固定装置和压缩支架连接在一起的横螺栓，横螺栓连接到锁定电机。

14.根据权利要求13所述的转向管柱装置，其特征在于：固定装置与倾斜电机相连接，倾斜电机用于使转向管柱沿枢转轴线倾斜，横螺栓通过伸缩机构与伸缩电机相连接，以便于响应来自伸缩电机的信号使得转向管柱沿着伸缩轴线运动。

15.根据权利要求14所述的转向管柱装置，其特征在于：利用开关和存储器中的至少一个来操作锁定电机、倾斜电机和伸缩电机的每一个。

16.根据权利要求14所述的转向管柱装置，其特征在于：转向轴与汽车的转向盘相连接。

17.根据权利要求14所述的转向管柱装置，其特征在于：锁定电机还适于在启动倾斜电机和伸缩电机中任一个之前将转向组件从倾斜-伸缩位置解锁。

18.一种控制转向管柱装置倾斜伸缩位置的方法，该装置包括位于内筒和外筒组件中的转向轴、倾斜电机、伸缩电机和锁定电机，该方法包括：

锁定电机收到解锁信号；

响应解锁信号，向容纳内筒和外筒组件的外套提供赋能信号，从而将内筒和外筒组件从外套解锁；

伸缩电机收到伸缩信号；

响应伸缩信号，向与压缩支架连接的横螺栓提供赋能信号，以使得转向轴沿着转向管柱装置的伸缩轴线伸缩；

倾斜电机收到倾斜信号；

响应倾斜信号，向沿外套布置的固定装置提供赋能信号，以使得转向管柱装置沿倾斜运动轴线倾斜。

19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于：锁定电机、伸缩电机和倾斜电机中的每一个通过自动开关分别收到解锁信号、伸缩信号和倾斜信号。

20.根据权利要求18所述的方法，还包括：

锁定电机收到锁定信号；以及

响应锁定信号，旋转柔性缆以使得平移支架挤压在压缩支架上，以锁定转向管柱装置。

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