CN103935392A - 方向机伸缩锁紧机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及方向机调节锁紧机构，为解决现有调节锁紧机构体积庞大、占据空间大的缺点，本发明提供方向机伸缩锁紧机构，包括方向机管柱、方向机管柱内绕轴心转动的轴套，在轴套内部设轴向滑动但不可相对转动的连接轴，在轴套内、连接轴下方设轴向移动但相对不转动的锁定轴，连接轴上端用于连接方向盘，连接轴内设有调节轴，调节轴顶端为用于转动调节轴的调节端，调节轴上部和下部分别通过螺纹与连接轴、锁定轴连接；上部螺纹与下部螺纹两者的螺距不等，或螺纹螺旋方向相反；连接轴底端与锁定轴顶端设错位导向斜面。本发明将锁紧部分设置在方向机管柱内，不占据外部空间，结构紧凑。

Description

方向机伸缩锁紧机构

技术领域

本发明涉及一种机动设备转向用的方向机，尤其涉及一种方向机伸缩锁紧机构。

背景技术

通常工程机械驾驶室方向机一般都是采用固定式或侧面轴承手柄压紧式上下调节；例如中国专利CN200520003802.4公开了一种汽车转向管柱，其包括方向机安装构件、伸缩总成、转向轴及附件、安装托架和支架，伸缩总成包括通过花键活动连接的上轴和下轴套以及波纹防尘护套，伸缩总成的上轴和下轴套与转向轴和方向机安装构件均通过万向节活动连接，转向轴上套有与之径向活动连接的套管，套管外设有与之固定连接的支架，安装托架与车身固定连接，在所述的安装托架上上、下分别设有一个横向槽口和一个纵向槽口，支架上与安装托架上横向槽口对应位置设有一个纵向槽口，支架下导向轴穿过安装托架下的纵向槽口并与支架固定连接，导向螺栓穿过安装托架上的横向槽口和支架上的纵向槽口，导向螺栓的一端设有带螺孔的锁紧手柄。这种方向机就是通过方向机侧面的锁紧手柄对方向机的伸缩调节进行锁定，这种从侧面锁紧的方式造成方向机上下伸缩机构体积较大占用空间影响驾驶员进出驾驶室。人机操纵舒适性不佳。

发明内容

本发明的目的在于针对现有方向机伸缩调节锁紧机构体积庞大、占据驾驶内部空间的缺点而提供一种结构紧凑、不占据驾驶室内部空间的方向机伸缩锁紧机构。

本发明的技术方案是这样实现的：构造一种方向机伸缩锁紧机构，其特征在于包括方向机管柱、转动安装于方向机管柱内绕轴心转动的轴套，在轴套的上部设有在轴套内部可沿轴向滑动但相对轴套不可相对转动的连接轴，在轴套内、连接轴的下方设置有可轴向移动但相对轴套不转动的锁定轴，连接轴的上端用于与方向盘固定连接，连接轴内设有调节轴，调节轴顶端为用于转动调节轴的调节端，调节轴上部通过上端螺纹与连接轴螺纹连接，调节轴下部通过下部螺纹与锁定轴螺纹连接；上部螺纹与下部螺纹两者螺距不等，或者上部螺纹与下部螺纹两者的螺纹螺旋方向相反；连接轴底端与锁定轴顶端设有当连接轴与锁定轴接触后使连接轴与锁定轴之间产生轴心错位移动的错位导向斜面。在本发明中，通过转动调节轴实现该方向机伸缩锁紧机构锁紧或解锁，由于调节轴上的上部螺纹与下部螺纹的螺距不等或由于螺旋方向相反，所以当向左或向右转动调节轴时，调节轴相对连接轴上下移动的同时锁定轴会相对连接轴向下或向上移动，由于连接轴底端与锁定轴顶端设有当连接轴与锁定轴接触后使连接轴与锁定轴产生轴心错位移动的错位导向斜面，因此当锁定轴向上移动与连接轴的下端接触后，锁定轴相对连接轴沿错位导向斜面发生错位移动，在轴套内等效于锁定轴和连接轴的径向尺寸增大，从而使得锁定轴和连接轴的侧面与轴套的内壁发生挤压产生静摩擦而锁紧，使连接轴和锁定轴与轴套之间不能发生轴向的移动。当反向转动调节轴时，锁定轴向下移动，锁定轴与连接轴脱离直接接触后，锁定轴与连接轴的错位移动消除， 锁定轴和连接轴的侧面与轴套的内壁不发生挤压使连接轴和锁定轴与轴套之间不产生静摩擦而解锁紧，连接轴与轴套可轴向移动而调节方向盘的高度。

在本发明中所述的方向机伸缩锁紧机构，连接轴通过轴承可转动安装于方向机管柱内。

在本发明中所述的方向机伸缩锁紧机构，错位导向斜面包括外凸锥面和内凹锥面，外凸锥面和内凹锥面中其中之一为偏心锥面，外凸锥面设置在锁定轴顶端、内凹锥面设置在连接轴底端；或外凸锥面设置在连接轴底端、内凹锥面设置在锁定轴顶端。进一步地外凸锥面为偏心锥面，内凹锥面为中心对称的锥面。偏心的外凸锥面伸入到中心对称的内凹锥面中相互接触时，偏心的外凸锥面仅有一侧的面与中心对称的内凹锥面产生接触，偏心的外凸锥面其他的侧面与中心对称的内凹锥面之间具有间隙；外凸锥面可以设置在锁定轴顶端、内凹锥面设置在连接轴底端；或者外凸锥面设置在连接轴底端、内凹锥面设置在锁定轴顶端。例如锁定轴的顶端为一个向上凸出的偏心锥，其侧面为偏心锥面，该偏心锥的中心偏离与锁定轴下部的轴心，内凹锥面是位于连接轴的底端面、即连接轴的底断面向上凹陷，形成一个内凹的锥面，该锥面关于中心对称，外凸锥面与内凹锥面接触时外凸锥面仅有一侧的面与内凹锥面接触，该接触的面为错位导向斜面，起导向作用使连接轴和锁定轴产生轴心错位偏心移动。上述外凸锥面为偏心的圆锥面，内凹锥面为中心对称的圆锥面。

在本发明中所述的方向机伸缩锁紧机构中，错位导向斜面还可以是设置在连接轴底端与锁定轴顶端相互配合的斜切面，即连接轴底端与锁定轴顶端均为斜切面。该两个斜切面的倾角相同，连接轴底端与锁定轴顶端接触时该两个斜切面贴合而起到导向作用，使连接轴和锁定轴产生错位偏心移动。

在本发明中所述的方向机伸缩锁紧机构中，错位导向斜面是包括外凸锥面和斜切面，外凸锥面设置在锁定轴顶端、斜切面设置在连接轴底端或外凸锥面设置在连接轴底端、斜切面设置在锁定轴顶端。斜切面为一平面，该平面与该平面所在部件（锁定轴或连接轴）的轴心成一定夹角。外凸锥面可以使多楞锥的侧面或圆锥的侧面。

在本发明中所述的方向机伸缩锁紧机构，连接轴的上部具有用于与轴套顶部接触限位的台肩。

在本发明中所述的方向机伸缩锁紧机构，调节轴的上部具有用于与连接轴顶部接触限位的台肩。

在本发明中所述的方向机伸缩锁紧机构中，上部螺纹的螺距大于下部螺纹的螺距。

在本发明中所述的方向机伸缩锁紧机构，锁定轴和连接轴两者与轴套均为花键连接。花键连接使得锁定轴和连接轴各自都能相对轴套在轴向方向移动，同时又不能产生彼此之间的相对转动。

本发明与现有技术相比具有的有益效果：本发明中方向机伸缩锁紧机构的锁紧部分设置在方向机管柱内,通过旋转顶部外露的调节轴,实现连接轴与轴套之间是否锁紧或松脱,当连接轴和锁定轴与轴套松脱时连接轴可相对轴套沿轴向滑动而实现方向机方向盘高度的调节,以适应不同身高的驾驶员舒适地操作，本发明将锁紧部分设置在方向机管柱内，不占据外部空间，结构紧凑。

附图说明

图1是本发明专利的实施例中方向机伸缩锁紧机构的主视图；

图2是本发明专利的实施例中的套轴的视图；

图3是本发明专利的实施例中的连接轴视图；

图4是本发明专利的实施例中的调节轴视图；

图5是本发明专利的实施例中的锁定轴的视图；

图6是本发明专利的实施例中的锁定轴的剖视图。

图中零部件名称及序号：

调节轴1、轴承2、连接轴3、锁定轴4、轴套5、方向机管柱6。

具体实施方式

下面结合附图说明具体实施方案。

如图1至图6所示， 在方向机伸缩锁紧机构中，包括方向机管柱6，方向机管柱6起到固定支撑方向机的作用，在方向机管柱6内通过轴承2安装有轴套5，轴套5在轴承2的支撑下可绕其轴心转动。在轴套5的下部用于连接转向器，轴套5的顶部插入有连接轴3，连接轴3的顶部用于与方向盘固定连接，连接轴3的上部设有台肩，用于与轴套5的顶部接触以便对连接轴3的最低位置进行定位，连接轴3与轴套5通过花键连接，连接轴3与轴套5一同绕其轴心作圆周转动，并且连接轴3在非锁紧状态下可相对轴套5作轴向移动。在连接轴3内安装有调节轴1，调节轴1的上部为扭动部，可在使用工具时使调节轴1相对连接轴3转动，调节轴1的上部设有台肩，用于与连接轴3的顶部接触限位。在轴套5的内部、连接轴3的下部设置有锁定轴4，锁定轴4通过花键与轴套5连接，锁定轴4在方向机伸缩机构非锁紧状态下可在轴套5内作轴向移动。调节轴1的下端轴向穿过连接轴3至连接轴3的下方与锁定轴4连接。锁定轴4设有内螺纹，通过内螺纹与调节轴1的下端连接，调节轴1与连接轴也是通过连接轴3内的内螺纹连接，调节轴下部与锁定轴连接的下部螺纹和与连接轴3连接的上部螺纹的螺距不等；或者下部螺纹与上部螺纹的螺旋方向相反；当在调节轴1的顶部转动其扭动部时调节轴1转动，调节轴1相对连接轴作轴向移动，锁定轴也相对连接轴作轴向移动。在锁定轴4的顶部为向上凸出的锥部，该锥部的侧面构成锁定轴4上的外凸锥面，但该锥部为偏心圆锥，该偏心圆锥的中心线与锁定轴4下部的轴线相交，该偏心圆锥可以是由中心对称的圆锥加工而成即在中心对称圆锥的一侧多切除材料而成。连接轴的底面是向上凹陷的圆锥面，该圆锥面构成连接轴上的内凹圆锥面，该内凹圆锥面为中心对称。当锁定轴4与连接轴3发生直接接触时，锁定轴顶部的偏心圆锥伸入到连接轴底端的内凹圆锥面内，但由于锁定轴顶部为偏心圆锥，锁定轴4与连接轴3发生直接接触时锁定轴偏心圆锥只有一侧的锥面与连接轴内凹圆锥面接触，偏心锥的其他侧面不会内凹锥面接触，锁定轴4与连接轴3接触的面构成锁定轴4与连接轴3之间错位移动的导向面。

本实施中方向机伸缩锁紧机构的锁紧与解锁作用如下：当使用外部工具通过扭动部转动调节轴1时，调节轴1带动锁定轴4上移，使得锁定轴4与连接轴3接触并发生错位，相当于锁定轴4和连接轴3的径向尺寸增大，锁定轴4和连接轴3的侧面与轴套5发生挤压产生静摩擦而卡死，使连接轴3、锁定轴4不能相对轴套5作轴向移动。当使用外部工具反向转动调节轴1时，调节轴1使锁定轴4下移，使得锁定轴4与连接轴3脱离直接接触，锁定轴4和连接轴3的错位作用消除，使连接轴3、锁定轴4的侧面与轴套5的内孔侧面的挤压作用也即消除，锁定轴4和连接轴3与轴套5之间的静摩擦锁定作用也消除，锁定轴4和连接轴3可相对轴套5作轴向移动，实现方向机高度的调整，以适应不同身高操作员的舒适操作，调整后再反向转动调节轴1使连接轴3和锁定轴4与轴套5锁定。

在本实施例中，锁定轴3顶部的外凸锥面结构可与连接轴底部的内凹锥面结构互换，及在锁定轴顶端设向下凹陷的内凹锥面和在连接轴底部设向下外凸的外凸锥面。另外锁定轴3顶部和连接轴底部设置相互配合的斜切面，当锁定轴3顶部和连接轴底部接触时，锁定轴3顶部的斜切面和连接轴底部斜切面相互贴合，斜切面构成锁定轴3和连接轴产生错位移动的导向面。在本实施例中，错位导向斜面是由外凸锥面和斜切面组成，例如外凸锥面设置在锁定轴顶端、斜切面设置在连接轴底端或外凸锥面设置在连接轴底端、斜切面设置在锁定轴顶端。

Claims (10)

1. 一种方向机伸缩锁紧机构，其特征在于包括方向机管柱(6)、转动安装于方向机管柱(6)内绕轴心转动的轴套(5)，在轴套(5)的上部设有在轴套内部可沿轴向滑动但相对轴套(5)不可相对转动的连接轴(3)，在轴套(5)内、连接轴(3)的下方设置有可轴向移动但相对轴套不转动的锁定轴(4)，所述连接轴(3)的上端用于与方向盘固定连接，所述连接轴(3)的内设有调节轴(1)，所述调节轴(1)顶端为用于转动调节轴(1)的调节端，所述调节轴(1)上部通过上端螺纹与连接轴螺纹连接，所述调节轴(1)下部通过下部螺纹与锁定轴(4)螺纹连接；所述上部螺纹与下部螺纹两者螺距不相同，或者上部螺纹与下部螺纹两者的螺纹螺旋方向相反；所述连接轴(3)的底端与锁定轴(4)顶端设有在连接轴(3)与锁定轴(4)接触后使连接轴(3)与锁定轴(4)之间产生轴心错位移动的错位导向斜面。

2.根据权利要求1所述的方向机伸缩锁紧机构，其特征在于连接轴(3)通过轴承可转动安装于所述方向机管柱内。

3. 根据权利要求1所述的方向机伸缩锁紧机构，其特征在于所述错位导向斜面包括外凸锥面和内凹锥面，所述外凸锥面和内凹锥面中其中之一为偏心锥面；所述外凸锥面设置在锁定轴(4)顶端、内凹锥面设置在连接轴(3)底端或所述外凸锥面设置在连接轴(3)底端、内凹锥面设置在锁定轴(4)顶端。

4.根据权利要求3所述的方向机伸缩锁紧机构，其特征在于所述外凸锥面为偏心圆锥面，所述内凹锥面为中心对称的圆锥面。

5.根据权利要求1所述的方向机伸缩锁紧机构，其特征在于所述错位导向斜面是设置在连接轴(3)底端与锁定轴(4)顶端相互配合的斜切面。

6.根据权利要求1所述的方向机伸缩锁紧机构，其特征在于所述错位导向斜面是包括外凸锥面和斜切面，所述外凸锥面设置在锁定轴(4)顶端、斜切面设置在连接轴(3)底端或所述外凸锥面设置在连接轴(3)底端、斜切面设置在锁定轴(4)顶端。

7.根据权利要求1所述的方向机伸缩锁紧机构，其特征在于所述连接轴的上部具有用于与轴套顶部接触限位的台肩。

8.根据权利要求1所述的方向机伸缩锁紧机构，其特征在于所述调节轴的上部具有用于与连接轴顶部接触限位的台肩。

9.根据权利要求1所述的方向机伸缩锁紧机构，其特征在于所述上部螺纹的螺距大于下部螺纹的螺距。

10.根据权利要求1至9任一项所述的方向机伸缩锁紧机构，其特征在于所述锁定轴(4)和连接轴(3)两者与轴套(5)均为花键连接。