CN102259660A - 转向机构上抑制抖动的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种汽车转向机构，尤其是涉及一种转向机构上抑制抖动的装置。转向机构包括转向柱管，所述的转向柱管通过上支架固定于车身上，所述的上支架包括位于转向柱管两侧对称设置的“L”形的固定架和位于两个固定架之间的固定体，所述的上支架上设置有调频支架和用于固定调频支架的锁止机构，所述的调频支架可沿转向柱管的外圆周上下滑动，所述的调频支架宽度两侧与固定体间隙配合。本发明无需增加减震器便具有对整个转向装置的模态频率进行调节以避开外界激励源频率、进而抑制方向盘抖动、便于生产和装配的有益效果。

Description

转向机构上抑制抖动的装置

技术领域

 本发明涉及一种汽车转向机构，尤其是涉及一种用于转向机构上的抑制抖动的装置。

背景技术

当汽车在行驶过程中，车身会受到多种激励源的作用，如：轮胎不平衡的动态力、路面激励、发动机等等，而车身会把激励源产生的振动传递到方向盘上，而方向盘作为转向系统振动中最为敏感的部件，会导致方向盘产生较为严重的振动。由于方向盘是驾驶员直接接触的部位，因此方向盘的抖动对驾驶的安全性和舒适性非常重要。转向机构的模态频率与外界激励源的频率相同产生共振是造成方向盘抖动的重要原因，因此解决转向机构共振对抑制方向盘的抖动起着关键作用。现有的解决方向盘振动的方法是在方向盘内部安装减震器，采用这种方式不仅增加了方向盘自身重量，而且增加了生产成本。而现有的一些具有调节装置的转向机构均是为了改变方向盘的上下位置而设置，当使用者为了方向盘使用的舒适性而调整好方向盘位置时，改变了转向机构的模态频率，如果此时转向机构的模态频率与外界激励源频率相同时，造成转向机构产生振动，影响汽车驾驶的安全性。

如中国专利公开号为：CN101900179A，于2010年12月1日公开的一种汽车减震器，汽车减震器安装在方向盘的内部，包括质量块及垂直设置在其下方的橡胶柱，橡胶柱用于支撑质量块，质量块与橡胶柱固定连接在一起，并使得汽车减震器的切向固有频率与汽车方向盘怠速振动频率相近，以形成共振。虽然该专利能够使减震器的固有频率与方向盘怠速振动频率相近，减小方向盘抖动，但是该专利增大了方向盘自身重量，而且只能保证低频率的动力减震。

发明内容

本发明主要是针对在方向盘内增加减震器会增大方向盘自身重量、增加成本等问题，提供一种无需增加减震器便可对整个转向机构的模态频率进行调节以避开外界激励源频率、进而抑制抖动的转向机构上抑制抖动的装置。

本发明的目的主要是通过下述方案得以实现的：一种转向机构上抑制抖动的装置，转向机构包括转向柱管，所述的转向柱管通过上支架固定于车身上，所述的上支架包括位于转向柱管两侧对称设置的“L”形的固定架和位于两个固定架之间的固定体，所述的上支架上设置有调频支架和用于固定调频支架的锁止机构，所述的调频支架的一侧面是一个与转向柱管外圆周面相配合的圆弧面，所述的调频支架可沿转向柱管的外圆周上下滑动，所述的调频支架上带有圆弧面的一侧面中部设置有一个能够容纳固定体的空腔，所述的调频支架宽度两侧与固定体间隙配合。对称设置在固定体两侧的固定架保证在汽车振动时固定体的受力平衡，振动传递均匀。在汽车调试时，调试人员可以通过改变转向机构的模态频率来避免与外界激励源的振动频率相同所产生共振的共振现象。其中上支架到方向盘的距离为L、修改前转向机构的模态频率为f、修改前后转向机构的模态频率改变量为Δf、修改前后方向盘到上支架的距离改变量为ΔL，根据公式Δf=-f×ΔL/L改变上支架到方向盘的距离来调整转向机构的模态频率。上支架上设置调频支架和用于固定调频支架的锁止机构。调频支架的一个侧面是与转向柱管外圆周面相配合的圆弧面，使调频支架可沿转向柱管外圆周面上下滑动，调频支架上带有圆弧面的一侧面的中部向内凹陷形成一个空腔，由于空腔的宽度两侧与固定体间隙配合，将调频支架套设在固定体外侧，通过上下滑动调频支架的位置来调整上支架向转向柱管传递振动的位置，进而改变L的大小，使转向机构的模态频率与测试得出的外界激励源的振动频率数值相异，避免转向机构产生共振，并通过锁止机构固定调频支架的位置，从而起到调频的作用。

作为优选，所述的固定体为中空结构，所述的固定体上平行于转向柱管的一端为弧形，固定体弧形的一端套设于转向柱管外侧，固定体上平行于转向柱管的另一端的两个侧面上均设置有第一安装孔，所述的两个固定架上均设置有第二安装孔。固定体为中空结构，一端为弧形并套设于转向柱管外侧，便于限制固定转向柱管；固定体的另一端的两个侧面上均设置第一安装孔，与固定架上的第二安装孔位于同一轴线上，可通过螺栓依次穿过第二安装孔和第一安装孔加以固定。

作为优选，所述的调频支架上与转向柱管平行的两个侧壁上均设置有与转向柱管平行的导向槽。调频支架上与转向柱管平行的两个侧壁上开设有导向槽，且导向槽与转向柱管平行，不仅可以采用螺栓依次穿过固定架上的第二安装孔、导向槽和固定体上的第二安装孔将调频支架固定于上支架上，而且可以通过导向槽与螺栓的滑动连接调节调频支架的上下位置达到改变L的数值大小的要求。

作为优选，所述的调频支架的空腔长度为固定体长度的1.2-2倍。固定体设置在调频支架的空腔内部，为保证调频支架的上下调节范围，所以调频支架的空腔长度为固定体长度的1.2-2倍。

作为优选，所述的调频支架圆弧面的两侧边缘设置有斜面。外界激励源通过调频支架将振动传递给转向柱管，调频支架的圆弧面与转向柱管之间直接接触，在调频支架的两侧边缘设置斜面，采用倒角的方式避免调频支架的圆弧面的应力集中。

作为优选，锁止机构包括锁止螺栓和与锁止螺栓相配合的锁止螺母。锁止机构包括锁止螺栓和锁止螺母，通过锁止螺栓和锁止螺母的螺纹连接固定调频支架的位置，便于调频支架的调整和固定。

作为优选，所述的锁止螺栓穿设于固定架上的第二安装孔和调频支架上的导向槽以及固定体上的第一安装孔内，所述的锁止螺栓与导向槽为滑动连接。锁止螺栓依次穿过固定架上的第二安装孔、调频支架上的导向槽和固定体上的第一安装孔内，通过锁止螺栓与导向槽的相对滑动调节调频支架的位置，并通过锁止螺母将固定架、调频支架和固定体固定连接在一起。

作为优选，所述的上支架的固定体远离转向柱管的端面上设置有若干固定孔，所述的调频支架上与圆弧面相对的一侧面上设置有安装槽，所述安装槽与所述的固定孔相配。调频支架通过位于两侧的锁止机构固定在上支架上，为了避免调频支架前后晃动，在固定体远离转向柱管的端面上设置固定孔，调频支架上与圆弧面相对的一侧面上设置安装槽，安装槽与固定孔的位置相对应，通过固定螺栓将调频支架的前端面固定在固定体的前端面上，避免调频支架晃动。

因此，本发明的转向机构上抑制抖动的装置具备下述优点：1、在上支架上设置调频支架和用于固定调频支架的锁止机构，且调频支架与转向柱管滑动连接，通过上下滑动调频支架的位置改变转向机构中上支架向转向柱管传递外界激励源振动的位置，进而改变整个转向机构的模态频率，使转向机构的模态频率与外界激励源的振动频率相异，避免转向机构产生共振造成方向盘抖动的现象，并通过锁止机构加以固定；2、调频支架的一侧设置与转向柱管外圆周面相配合的圆弧面，保证调频支架与转向柱管滑动连接，调频支架内部设置能够容纳固定体的空腔，将调频支架套在固定体外侧，使调频支架在上支架的固定体外侧相对转向柱管滑动，进而改变调频支架的位置；3、调频支架的两侧设置导向槽、上支架的固定架上设置第二安装孔、固定体上设置第一安装孔，锁止螺栓依次穿过第二安装孔、导向槽和第一安装孔，并通过锁止螺母固定，通过锁止螺栓与导向槽之间的滑动调整调频支架的位置；4、调频支架的空腔长度为固定体长度的1.2-2倍，保证了调频支架的上下调整范围；5、调频支架的圆弧面与两侧平行于转向柱管的侧面通过斜面过渡连接，避免调频支架向转向柱管传递振动时圆弧面上的应力过于集中。

附图说明

附图1是本发明的一种结构示意图；

附图2是本发明的一种分解示意图；

附图3是附图1中A-A的剖视图；

附图4是调频支架的一种结构示意图。

图示说明：1、方向盘，2、转向轴，3、转向柱管，4、下支架，5、调频支架，5-1、圆弧面，5-2、导向槽，5-3、斜面，6、锁止机构，6-1、锁止螺栓，6-2、锁止螺母，7、上支架，7-1、固定架，7-2、固定体，8、第一安装孔，9、第二安装孔，10、固定孔，11、安装槽。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

如图1、2所示，一种转向机构上抑制抖动的装置，转向机构包括方向盘1、固定在方向盘1下方的转向轴2、套设在转向轴2外侧的转向柱管3、用于将转向柱管3固定在车身上的上支架6和下支架4。上支架7包括两个“L”形的固定架7-1和固定体7-2，两个“L”形的固定架7-1对称的位于转向柱管3的两侧并相对设置，保证汽车在振动时转向柱管3受力平衡、振动传递均匀。固定体7-2是中空结构，固定体7-2的一端是一个与转向柱管3的外圆周面相配合的弧面并套设在转向柱管3的外侧，固定体7-2的另一端位于两个固定架7-1之间。两个“L”形的固定架7-1竖直壁上均开设有第二安装孔9，固定体7-2位于两个固定架之间的一端的两侧壁上开设有第一安装孔8，第一安装孔8和第二安装孔9位于同一轴线上。固定体7-2位于两个固定架之间的一端的端面上开设有两个固定孔10，两个固定孔10与转向柱管3平行设置。固定体7-2位于两个固定架7-1之间的一端外侧套有调频支架5和用于锁紧调频支架5的锁止机构6。如图4所示，调频支架5的一侧面是与转向柱管3外圆周面相配合的圆弧面5-1，带有圆弧面5-1的一侧面的中部向内凹陷形成一个能够容纳固定体7-2的空腔，空腔的宽度两侧与固定体7-2间隙配合，空腔的长度约为固定体长度的1.2倍，以保证调频支架5上下调整位置时的移动范围。调频支架5通过空腔罩在固定体7-2的外侧，并通过圆弧面5-1沿转向柱管3外圆周面上下滑动。调频支架5与转向柱管3平行的两个侧面上均开设有导向槽5-2，导向槽5-2与转向柱管3平行设置且位置与第一安装孔8和第二安装孔9相对应。调频支架5的圆弧面5-1与两个带有导向槽5-2的侧面通过斜面5-3过渡连接，避免调频支架5的圆弧面5-1的边缘应力集中。调频支架5上与圆弧面5-1相对的端面上开设有安装槽11，安装槽11的位置与固定体7-2上的两个固定孔10相对应，为了保证调频支架5上下调整的移动范围，使安装槽11的长度大于导向槽5-2的长度。如图3所示，锁止机构6包括锁止螺栓6-1和锁止螺母6-2，锁止螺栓6-1的一端依次穿过固定架7-1上的第二安装孔9、调频支架5上的导向槽5-2和固定体7-2上的第一安装孔8内部，并通过锁止螺母6-2将两个固定架7-1、调频支架5和固定体7-2锁紧固定在一起。

当汽车受到外界激励源发生振动时，振动通过上支架7和下支架4传递给转向柱管3，转向柱管3将振动传递给方向盘1。为了避免转向机构的模态频率与外界激励源的振动频率相同从而产生的共振现象，在汽车进行后期调试的过程中，上支架到方向盘的距离为L、修改前转向机构的模态频率为f、修改前后方向盘到上支架的距离改变量为ΔL、修改前转向机构的模态频率的改变量为Δf，调试人员可以根据公式Δf=-f×ΔL/L改变L的数值大小进而改变整个转向机构的模态频率，使转向机构的模态频率与测算出的外界激励源的振动频率相异。调频支架5与转向柱管3直接接触，调试人员可以通过改变调频支架5的上下位置来调节L的大小。

当需要调整调频支架5的位置时，旋松锁止螺母6-1，由于调频支架5通过圆弧面5-1与转向柱管3为滑动连接、锁止螺栓6-1穿过导向槽5-2并与导向槽5-2滑动连接，使调频支架5沿转向柱管3上下滑动，调整好调频支架5的位置时锁紧锁止螺母6-2将调频支架5固定在两个固定架7-1之间，从而改变L的数值大小，进而改变整个转向机构的模态频率。为了避免汽车振动时造成调频支架5晃动，将调频支架5与固定体7-2通过安装槽11和固定孔10螺栓连接固定在一起，使调频支架5更加牢固的固定在上支架7上。调频支架5可以根据使用需要调节位置，在不需要调频支架5的情况下也可以将调频支架5拆卸下来。而一些具有调节装置的转向机构均是为了改变方向盘的上下位置而设置，当使用者为了方向盘使用的舒适性而调整好方向盘位置时，改变了转向机构的模态频率，如果此时转向机构的模态频率与外界激励源频率相同时，造成转向机构产生振动，影响汽车驾驶的安全性。

Claims (8)

1. 一种转向机构上抑制抖动的装置，其特征在于，转向机构包括转向柱管，所述的转向柱管通过上支架（7）固定于车身上，所述的上支架（7）包括位于转向柱管（3）两侧对称设置的“L”形的固定架（7-1）和位于两个固定架（7-1）之间的固定体（7-2），所述的上支架上设置有调频支架（5）和用于固定调频支架（5）的锁止机构（6），所述的调频支架（5）的一侧面是一个与转向柱管（3）外圆周面相配合的圆弧面（5-1），所述的调频支架（5）可沿转向柱管（3）的外圆周上下滑动，所述的调频支架上带有圆弧面（5-1）的一侧面中部设置有一个能够容纳固定体（7-2）的空腔，所述的调频支架（5）宽度两侧与固定体（7-2）间隙配合。

2.根据权利要求1所述的转向机构上抑制抖动的装置，其特征在于，所述的固定体（7-2）为中空结构，所述的固定体（7-2）上平行于转向柱管的一端为弧形，固定体（7-2）弧形的一端套设于转向柱管（3）外侧，固定体（7-2）上平行于转向柱管的另一端的两个侧面上均设置有第一安装孔（8），所述的两个固定架（7-1）上均设置有第二安装孔（9）。

3.根据权利要求1或2所述的转向机构上抑制抖动的装置，其特征在于，所述的调频支架（5）上与转向柱管（3）平行的两个侧壁上均设置有与转向柱管（3）平行的导向槽（5-2）。

4.根据权利要求1或2所述的转向机构上抑制抖动的装置，其特征在于，所述的调频支架（5）的空腔长度为固定体（7-2）长度的1.2-2倍。

5.根据权利要求1或2所述的转向机构上抑制抖动的装置，其特征在于，所述的调频支架（5）的圆弧面（5-1）的两侧边缘设置有斜面（5-3）。

6.根据权利要求1或2所述的转向机构上抑制抖动的装置，其特征在于，锁止机构（6）包括锁止螺栓（6-1）和与锁止螺栓相配合的锁止螺母（6-2）。

7.根据权利要求6所述的转向机构上抑制抖动的装置，其特征在于，所述的锁止螺栓（6-1）穿设于固定架（7-1）上的第二安装孔（9）和调频支架（5）上的导向槽（5-2）以及固定体（7-2）上的第一安装孔（8）内，所述的锁止螺栓（6-1）与导向槽（5-2）为滑动连接。

8.根据权利要求1或2所述的转向机构上抑制抖动的装置，其特征在于，所述的上支架的固定体（7-2）远离转向柱管（3）的端面上设置有若干固定孔（10），所述的调频支架（5）上与圆弧面（5-1）相对的一侧面上设置有安装槽（11），所述安装槽（11）与所述的固定孔（10）相配。

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