CN101468658B

CN101468658B - 汽车用倾斜和缩进式转向管柱

Info

Publication number: CN101468658B
Application number: CN2007103085054A
Authority: CN
Inventors: 董嶎桦
Original assignee: Shanghai Hyundai Mobis Automotive Parts Co Ltd
Current assignee: Shanghai Hyundai Mobis Automotive Parts Co Ltd
Priority date: 2007-12-29
Filing date: 2007-12-29
Publication date: 2012-05-30
Anticipated expiration: 2027-12-29
Also published as: CN101468658A

Abstract

本发明涉及一种汽车用倾斜和缩进式转向管柱，本发明包括通过操作杆来工作的凸轮对应的一面形成凸轮的固定板；连接到倾斜螺钉，再连接到固定板上形成的凸轮，连接到操作杆通过操作杆转动的凸轮和操作杆；使操作杆在倾斜螺钉上紧贴凸轮的滚针轴承；连接到倾斜螺钉压住滚针轴承的螺母；各安装到方向盘的上方管柱和万向接头侧的下方管柱轴以及上方管柱轴的球轴承组成。在管柱的刚性方面比传统的管柱发挥更优异的性能，在NVH方面也能具有更好的性能，而且可以在上方管柱轴侧增加一个球轴承来提高管柱的刚性，所以通过增强轴支撑部来确保刚性，且倾斜螺钉的轴贯通外胎内侧，距离托架和外胎形成一体，使外胎一起执行距离托架功能。

Description

汽车用倾斜和缩进式转向管柱

技术领域

本发明涉及一种汽车转向装置倾斜和缩进式转向管柱，具体而言，为了延长驾驶员的可视距离，变更转向管柱结构的管柱，加强轴的支撑部，提高刚性，显著缩短倾斜螺钉和两个管柱轴之间的距离，使其结构更加简单，制作容易，具有圆(Round)形态的插入管柱(insert block)和管柱壳体在拧紧时，各个面相互紧贴，不仅在管柱的横向、垂直方向形成高刚性，而且可以在上方管柱轴侧增加一个球轴承来提高刚性，管柱的结构而言，倾斜螺钉的轴不是位于外胎外侧，而是贯通外胎内侧，通过这些结构可以显著缩短倾斜螺钉和两个管柱轴之间距离。

背景技术

一般来说，汽车的转向管柱是将方向盘的操作力传递给转向齿轮的轴，上方连接着方向盘，下方连接着转向齿轮。

即，转向管柱和轴是连接方向盘和转向齿轮的轴，连接转向齿轮的方法有，直接连接到转向齿轮的方式和中间借助柔性接头连接的方式。

借助柔性接头的方式而言，可以在一定程度上向接头的方向弯曲，有效减少来自路面的冲击传到方向盘。

转向轴是将方向盘的转动传递给转向齿轮的蜗杆(worm)的轴，通过蜗杆和花键连接到资材接头，并且为了连接转向齿轮和转向轴时减少误差，吸收来自路面的冲击，以免传递到方向盘，与方向盘轴之间通过柔性体连接，为了容易转向，转向轴保持35～50度的倾斜度，而且可以根据驾驶员的要求调整倾斜度。

即，转向管柱是含有转向轴的通常的管(tube)，受到冲击时向轴方向弯曲，发生冲撞事故时减轻驾驶员受伤程度的器具，在冲撞过程中车体破损时，减轻转向装置向驾驶员方向弹出致使驾驶员受伤的程度，同时减轻驾驶员由于惯性碰撞时产生的冲击。

另外，倾斜管柱是驾驶员改变汽车行驶方向的转向装置的组成部件，使驾驶员的驾驶更加便利，确保上下车时的宽敞空间的功能部件。

下方倾斜管柱是上端安装方向盘，下端连接着IMS，(INTERMEDIATE)轴，具有按驾驶员的意愿改变汽车行驶方向的基本的转向功能，并且为了在车辆冲撞事故中保护驾驶员，具有吸收冲撞能量的结构。

并且，通过倾斜操作杆的动作，向驾驶员的上下方向，变更方向盘的位置，给驾驶员提供便利。

下方倾斜管柱(LOWER TILT COLUMN)的特点而言，采用方向盘可以上下调整的倾斜机制(TILT MECHANISM)，在管柱的下方(LOWER)部具有方向盘上下调整(TILTING)时，管柱可以起到支点(PIVOT)作用的铰链鼻(HINGE)结构，并且驾驶途中发生冲撞时为了保护驾驶员的安全，具有管柱吸收冲撞能量塌陷的COLLAPSE以及ENERGYABSORBING结构。

另外，传统的电动倾斜和缩进式转向管柱(POWER TILT& TELESCOPICSTEERING COLUMN)作为汽车系统中的转向技术领域之一，为了满足汽车需求者的多样化的要求而制作，由转向管柱的电气、电子化系统构成。

主要功能是根据驾驶员的体型和驾驶习惯选择适当的方向盘位置为目的，通过按钮操作驱动电动机，起到倾斜和缩进式功能的转向管柱。

上述传统电动系统的特点是通过简单的按钮操作可以执行倾斜和缩进式功能，通过电子控制单元(ECU)确保上下车时的最大的空间以及恢复原位的功能，但倾斜和缩进式支撑结构，如图1和图2所示，在外胎(Outer Tube)21与内胎(Inner Tube)22的交叠(over lap)区间，通过凸轮23和螺钉24的锁闭动作，将外胎21拧紧到内胎22，形成缩进式支撑力。即，内胎22侧形成长孔形态的切口(slit)，向该部分拧紧外胎21。

这种切口形态的结构而言，由于缝隙等问题无法确保外胎和内胎之间充分的刚性，在冲撞性能、NVH方面也很难具有良好的性能。

并且，传统的缩进式转向管柱采取内外钢管的交叠结构，为了确保支撑力和冲撞时的破坏性荷载，两个钢管之间额外插入塑胶管。该结构中，将外胎切开成长孔状，在操作杆的解开和锁闭时容易锁闭和解开外胎的结构，所以外胎上形成的长孔和管(TUBE)之间插入的塑胶衬套(Plastic Bush)可能导致结构性缝隙，这种缝隙将会降低管柱整体的刚性和NVH性能。

并且，传统的倾斜和缩进式管柱中，在方向盘的上方管柱和万向接头(U/Joint)的下方管柱轴，各具有一个轴承支撑结构，但轴承的磨损利害，降低刚性。

传统的转向管柱中，锁闭操作杆时与倾斜托架形成摩擦支撑面的距离托架(Distance bracket)位于外胎下方，结果，管柱轴和倾斜螺钉之间形成30～35mm左右的轴间距。

但，该间距太大，致使车辆冲撞后管柱塌陷时发生的倾斜托架的旋转扭矩变大(F*R，R增加)。

因此，倾斜托架的转动无法圆满承担管柱上的冲突机制，所以有必要缩短轴间距。

发明内容

本发明旨在于为了解决上述问题变更转向管柱结构的管柱结构，具体而言，通过改善转向管柱的结构，确保管柱的必备条件刚性以及NVH特性，提高冲撞性能。

本发明的附加目的是管柱结构中加强轴的支撑部，增强刚性，另一个附加目的是明显缩短倾斜螺钉和两个管柱轴之间的距离。

作为解决上述课题的手段，所述倾斜和缩进式转向管柱的内部插入曲轴的外胎插入的铝质管柱壳体；插入到外胎内部，两个各用倾斜螺钉固定的插入管柱(insert block)；连接到管柱壳体的外上侧，固定管柱壳体的倾斜托架；连接到管柱壳体的一端上侧的刚性加固用固定架；安装到倾斜托架上方的金属板(plate)以及使用塑胶导轨的冲击吸收装置；连接到固定在插入管柱(insert block)的倾斜螺钉上通过操作杆来工作的凸轮对应的一面形成凸轮的固定板；连接到倾斜螺钉，再连接到固定板上形成的凸轮，连接到操作杆通过操作杆转动的凸轮和操作杆；使操作杆在倾斜螺钉上紧贴凸轮的滚针轴承；连接到倾斜螺钉压住滚针轴承的螺母；各安装到方向盘的上方管柱和万向接头侧的下方管柱轴以及上方管柱轴的球轴承组成。

作为本发明的附加手段，可以在上方管柱轴方向增加球轴承，加强管柱的刚性。

如上所述，本发明结构简单，制作容易，具有圆(Round)形态的插入管柱(insert block)和管柱壳体的形状，拧紧时各个面相互紧贴，在管柱的横向、垂直方向形成高刚性。

并且，本发明可以在上方管柱轴侧增加一个球轴承，提高管柱刚性。

并且，本发明的管柱而言，倾斜螺钉的轴不是位于外胎外侧，而是贯通外胎内侧，通过这种结构，可以显著缩短倾斜螺钉和两个管柱轴之间距离的有用的发明。

附图说明

图1为显示传统转向管柱的整体立体图；

图2为显示传统管柱的关键部位放大立体图；

图3为显示本发明安装状态的整体立体图；

图4为显示本发明安装状态的整体侧截面图；

图5为本发明关键部位分解图；

图6为显示本发明组装状态关键部位的分解图。

具体实施方式

如图5所述，内部插入曲轴(Crank shaft)的外胎2插入的铝质管柱壳体1、插入到外胎2内部，两个各用倾斜螺钉3、4固定的插入管柱(insert block)5、连接到管柱壳体1的外上侧，固定管柱壳体1的倾斜托架6、如图3和图4所述，连接到管柱壳体1的一端上侧的刚性加固用固定架7、安装到倾斜托架6上方的金属板(plate)8以及使用塑胶导轨9的冲击吸收装置、连接到固定在插入管柱(insert block)5的倾斜螺钉3上通过连接在上述倾斜托架(6)一侧的操作杆10的来工作的凸轮11对应的一面形成凸轮12的固定板13、连接到倾斜螺钉3，再连接到固定板13上形成的凸轮12，连接到操作杆10通过操作杆10转动的凸轮11和操作杆10、使操作杆10在倾斜螺钉3上紧贴凸轮11的滚针轴承14、连接到倾斜螺钉3压住滚针轴承14的螺母15、各安装到方向盘(Wheel)的上方管柱和万向接头侧的下方管柱轴以及上方管柱轴的球轴承16组成。

下面详细说明本发明的具体实施方式。

本发明在转向管柱结构上，代替内胎采用铝质的管柱壳体1变更了管柱结构，需要锁闭管柱时，通过倾斜螺钉3、4和插入管柱(insert block)5作用，拧紧位于中间的管柱壳体1、外胎2和倾斜托架6进行固定。

即，操纵操作杆10时，连接在操作杆10的凸轮11开始转动，形成在固定板13一侧的凸轮12和连接在操作杆10的凸轮11转动并重叠。

如上所述，凸轮11和固定板13的凸轮12重叠时，凸轮11和固定板13的间隔拉大，所以凸轮11拉紧固定在插入管柱(insert block)5的倾斜螺钉3，致使固定板13紧密坚固地固定到倾斜托架6。

即，管柱壳体1的反方向连接倾斜螺钉4来固定的状态下，凸轮11通过安装在背面倾斜螺钉3的操作杆10转动，凸轮11和凸轮12所处的固定板13相互重叠，拉长间距。

另外，凸轮11和固定板13上形成的凸轮12倾斜，通过操作杆10的操作凸轮11容易在倾斜的凸轮12上转动，可以很容易调整凸轮11和形成凸轮12的固定板13之间的间隔。

如图6所示，在上述状态下松开操作杆10时，凸轮11旋转脱离固定板13上形成的凸轮12，因此，凸轮11和固定板13之间的间隔拉近，对倾斜螺钉3的拉力消失，实现倾斜和缩进式调整。

本发明具有圆(round)形态的插入管柱(insert block)和管柱壳体的形状结构，拧紧时各个面相互紧贴，在管柱的横向和垂直形成高刚性。

由此可见，本发明的优点是锁闭操作杆时形成无缝一体型结构，在管柱的刚性方面比传统的管柱发挥更优越的性能，在NVH方面也可以发挥较好的性能。

并且，本发明的管柱结构上，在轴支撑方面，也可以在上方管柱轴增加一个球轴承，提高管柱的刚性。

本发明的管柱而言，倾斜螺钉的轴不是位于外胎外侧，而是贯通外胎内侧，通过这种结构，可以显著缩短倾斜螺钉和两个管柱轴之间的距离。

如上所述，轴间距离越长，使用本发明的管柱，就可以最大限度地抑制冲撞时托架的转动，实现管柱顺利塌陷。

Claims

1.一种汽车用倾斜和缩进式转向管柱，其特征在于，所述倾斜和缩进式转向管柱的内部设有曲轴的外胎(2)插入的铝质管柱壳体(1)；插入到外胎(2)内部，两个各用倾斜螺钉(3，4)固定的插入管柱(5)；连接到管柱壳体(1)的外上侧，固定管柱壳体(1)的倾斜托架(6)；连接到管柱壳体(1)的一端上侧的刚性加固用固定架(7)；安装到倾斜托架(6)上方的金属板(8)以及使用塑胶导轨(9)的冲击吸收装置；固定板(13)，所述固定板(13)上形成有连接到固定在插入管柱(5)的倾斜螺钉(3)上，通过操作杆(10)来工作的相对应的凸轮(11)和凸轮(12)；连接到倾斜螺钉(3)，再连接到固定板(13)上形成的凸轮(12)，连接到操作杆(10)通过操作杆(10)转动的凸轮(11)和操作杆(10)；使操作杆(10)在倾斜螺钉(3)上紧贴凸轮(11)的滚针轴承(14)；连接到倾斜螺钉(3)压住滚针轴承(14)的螺母(15)；球轴承(16)，所述球轴承(16)安装在方向盘的上方管柱和万向接头侧的下方管柱轴以及上方管柱轴。

2.根据权利要求1所述的汽车用倾斜和缩进式转向管柱，其特征在于，所述倾斜螺钉的轴贯通外胎内侧连接。