CN103963822B - 一种转向管柱固定机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种转向管柱固定机构，包括凹板、中轴、夹紧装置和手柄，还包括第一调节弹簧和与所述中轴固连的定位轮，第一调节弹簧具有第一短端、直杆状的第一长端、及第一绕圈部，第一短端与凹板上的第一弹簧定位孔相配合；定位轮上设置有第一凹槽，第一长端与第一凹槽相配合。本发明转向管柱固定机构的第一调节弹簧的第一长端装配至定位轮上，在夹紧和松开转向管柱时，第一调节弹簧和定位轮的位置相对于中轴都固定不变，施加给手柄的力仅克服夹紧装置的滑动摩擦力，第一调节弹簧提供给中轴压紧力，既有效防止夹紧操作时产生卡滞感，又能防止手柄瞬间松开至手柄松极限位置，夹紧及松开转向管柱的过程中施力平顺，使用感好。

Description

一种转向管柱固定机构

技术领域

本发明涉及汽车转向管柱调节领域，特别涉及一种转向管柱固定机构。

背景技术

汽车转向管柱是将驾驶员操纵方向盘的动作传递至转向器的机构，转向管柱通过一固定机构进行夹紧及定位，其转向轴用于传递方向盘的扭矩。为了降低驾驶疲劳，需要将夹紧转向管柱的固定机构放松，通过改变转向管柱转向轴的倾角来调整方向盘的高度及角度，以使方向盘的位置适应不同身高的驾驶人员。

如图1所示，现有的固定机构包括手柄1′、凹板2′、挂簧板3′、拉伸弹簧4′、夹紧装置5′和中轴6′，其中，挂簧板3′与凹板2′固连，中轴6′贯通凹板2′的两端，手柄1′和夹紧装置5′相连并位于凹板2′的外侧，拉伸弹簧4′的一端挂设在挂簧板3′上，另一端挂设在凹板2′上，转向管柱自凹板2′中穿过，转向管柱的夹紧定位通过夹紧装置5′及中轴6′的配合驱使凹板2′变形来实现。当夹紧转向管柱时，操作人员施加给手柄1′的力要同时克服拉伸弹簧4′的拉伸力和夹紧装置5′的滑动摩擦力，达到手柄1′紧极限位置后，夹紧装置5′产生静摩擦力并且该静摩擦力大于拉伸弹簧4′的拉伸力，凹板2′变形，转向管柱被夹紧，位置固定；当放松转向管柱时，操作人员施加给手柄1′的力和拉伸弹簧4′的拉伸力一起克服夹紧装置5′的静摩擦力，凹板2′由变形状态恢复至正常状态，转向管柱位置可移动。

由于拉伸弹簧4′的拉伸力随着弹簧的拉伸长度的增大等比例增加，因此在夹紧转向管柱的过程中，操作人员施加给手柄1′的力同时克服夹紧装置5′的滑动摩擦力和拉伸弹簧4′的拉伸力而迅速增大，滑动摩擦力突然产生变化时，容易产生卡滞感；放松固定机构的过程中，当手柄1′自紧极限位置松动后，操作人员施加给手柄1′的力和拉伸弹簧4′的拉伸力之和远大于夹紧装置5′的滑动摩擦力，导致手柄1′瞬间松开至手柄松极限位置，使用感极其不顺。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种夹紧及松开转向管柱时施力平顺的转向管柱固定机构。

为解决上述技术问题，本发明提供的转向管柱固定机构，包括凹板、中轴、夹紧装置和手柄，所述中轴贯穿所述凹板的两端，所述夹紧装置位于所述凹板的外侧，所述手柄与所述夹紧装置相连，还包括第一调节弹簧和与所述中轴固连的定位轮，所述第一调节弹簧具有第一短端、直杆状的第一长端、及位于所述第一短端和第一长端之间的第一绕圈部，所述第一短端与所述凹板上的第一弹簧定位孔相配合；所述定位轮上设置有第一凹槽，所述定位轮和所述夹紧装置分别位于所述凹板的两外侧，所述第一长端与所述第一凹槽相配合。

优选地，所述凹板靠近所述定位轮的一侧上具有与所述定位轮的弧度相对应的镂空孔。

优选地，所述定位轮远离所述凹板的表面上依次设置有垫圈和锁紧螺母，所述垫圈和锁紧螺母套接在所述中轴上。

优选地，所述凹板上固连有第一弹簧定位支架，所述第一弹簧定位支架为弯板结构且具有第一竖直段和第一翻折段，第一弹簧定位孔所述开设于所述第一竖直段和第一翻折段上，且所述第一短端依次穿过两个所述第一弹簧定位孔。

优选地，所述夹紧装置包括由外向内依次套接在所述中轴上的凸轮和压块，所述凸轮与所述手柄和所述中轴固连，所述压块与所述凹板固连，所述凸轮驱动所述压块沿所述中轴的轴向运动。

更优选地，还包括第二调节弹簧，所述第二调节弹簧具有第二短端、直杆状的第二长端、及位于所述第二短端和第二长端之间的第二绕圈部，所述压块上设置有第二凹槽，所述第二短端与所述凹板上的第二弹簧定位孔相配合，所述第二长端与所述第二凹槽相配合。

更优选地，所述压块靠近所述凹板的一侧上设置有与所述凹板上的中轴安装孔相适配的突出结构。

更优选地，所述凹板上固连有第二弹簧定位支架，所述第二弹簧定位支架为弯板结构，所述第二弹簧定位支架具有第二竖直段和第二翻折段，第二弹簧定位孔开设于所述第二竖直段和第二翻折段上，所述第二短端依次穿过两个所述第二弹簧定位孔。

优选地，所述凹板的内侧还设置有套接在所述中轴上的辅助支撑支架，所述辅助支撑支架具有与转向管柱的外表面相适配的凹面。

本发明转向管柱固定机构的定位轮固连在中轴上，第一调节弹簧的第一长端经第一绕圈部的预压缩后装配至定位轮上，在夹紧和松开转向管柱时，第一调节弹簧和定位轮的位置相对于中轴都固定不变，施加给手柄的力仅克服夹紧装置的滑动摩擦力，第一调节弹簧的弹力能通过定位轮提供给中轴压紧力，既有效防止夹紧操作时产生卡滞感，又能防止手柄瞬间松开至手柄松极限位置，夹紧及松开转向管柱的过程中施力平顺，使用感好。

附图说明

图1为现有的转向管柱固定机构的结构示意图；

图2为本发明转向管柱固定机构实施例一的结构示意图；

图3为图2在另一视角上的结构示意图；

图4为本发明转向管柱固定机构实施例二的结构示意图；

图5为本发明转向管柱固定机构的手柄、夹紧装置及中轴实施例的结构示意图；

图6为图5在另一视角上的结构示意图；

图7为本发明转向管柱固定机构实施例的使用示意图。

图中标示如下：

手柄-1′，凹板-2′，挂簧板-3′，拉伸弹簧-4′，夹紧装置-5′，中轴-6′，手柄-1，凹板-2，镂空孔-21，中轴安装孔-22，第一弹簧定位孔-23，第二弹簧定位孔-24，中轴-3，夹紧装置-4，凸轮-41，第二凹槽-411，压块-42，突出结构-421，第一调节弹簧-5，第一短端-51，第一绕圈部-52，第一长端-53，定位轮-6，第一凹槽-61，垫圈-7，锁紧螺母-8，第一弹簧定位支架-9，第一竖直段-91，第一翻折段-92，第二调节弹簧-10，第二短端-101，第二绕圈部-102，第二长端-103，第二弹簧定位支架-11，第二竖直段-111，第二翻折段-112，辅助支撑支架-12，凹面-121，转向管柱-13。

具体实施方式

为使发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

如图2至图6所示，本发明提供的转向管柱固定机构，包括凹板2、中轴3、夹紧装置4和手柄1，所述中轴3贯穿所述凹板2的两端，所述夹紧装置4位于所述凹板2的外侧，其用于调节所述凹板2的变形程度，上述外侧是指凹板2远离转向管柱的一侧，所述手柄1与所述夹紧装置4相连；还包括第一调节弹簧5和定位轮6，所述第一调节弹簧5具有第一短端51、直杆状的第一长端53、及位于所述第一短端51和第一长端53之间的第一绕圈部52，第一绕圈部52是第一调节弹簧5的弹力释放部分，具体的圈数可根据实际需求选择，在实施例中具有两圈；所述定位轮6与所述中轴3固连，所述定位轮6上设置有第一凹槽61，第一凹槽61可在定位轮6的周向(即宽度方向)上设置，或是位于定位轮6表面上的局部凹陷；所述定位轮6和所述夹紧装置4分别位于所述凹板2的两外侧，即定位轮6和夹紧装置4不同侧，分别位于中轴3的两端，所述第一短端51与所述凹板2上的第一弹簧定位孔23相配合以将第一调节弹簧5定位在凹板2上，所述第一长端53与所述第一凹槽61相配合。

本发明转向管柱固定机构的定位轮6固连在中轴3上，第一调节弹簧5的第一短端51通过第一弹簧定位孔23固定在凹板2上，第一长端53经第一绕圈部52的预压缩后装配至定位轮6的第一凹槽61上，第一调节弹簧5和定位轮6的位置相对于中轴3都固定不变。在夹紧转向管柱时，施加给手柄1的力克服夹紧装置4的滑动摩擦力，同时第一调节弹簧5的弹力通过第一长端53传递至定位轮6和中轴3，给中轴3提供垂直于其轴向方向上的压紧力，在夹紧转向管柱的过程中，可有效防止因夹紧装置4的滑动摩擦力突然变化产生的卡滞感；在松开转向管柱时，手柄1自紧极限位置松动后，由于第一调节弹簧5提供给中轴3垂直于其轴向方向上的压紧力，可防止手柄1瞬间松开至松极限位置，在手柄1的紧极限位置和松极限位置间有缓冲过程，这样在夹紧及松开转向管柱的过程中操作人员施力平顺，转向管柱固定机构的使用感好。

为了使凹板2的变形更加容易，减少操作人员施加给手柄的力，所述凹板2靠近所述定位轮3的一侧上具有与所述定位轮6的弧度相对应的镂空孔21，镂空孔21的大小根据实际需求选择，通常可与定位轮6的半边轮廓相对应。

上述定位轮6与中轴3的固连方式可采用焊接或螺纹连接的方式实现，为了方便定位轮6的拆装，所述定位轮6远离所述凹板2的表面上依次设置有垫圈7和锁紧螺母8，所述垫圈7和锁紧螺母8套接在所述中轴3上。

为了方便将第一调节弹簧5的第一短端51安装在凹板2上，并使第一调节弹簧5的弹力更平顺地传递至定位轮6，所述凹板2上固连有第一弹簧定位支架9，所述第一弹簧定位支架9为弯板结构且具有第一竖直段91和第一翻折段92，所述第一竖直段91和第一翻折段92上都设置有第一弹簧定位孔23，所述第一短端51依次穿过两个所述第一弹簧定位孔23，上述固连可通过焊接或一体成型实现，第一弹簧定位支架9可通过第一竖直段91或第一翻折段92与凹板2固连。

在本发明中，夹紧装置4用于调节凹板2的变形程度，只要是能实现提供给凹板2与夹紧装置4接触的一侧以沿中轴3的轴向方向的力即可，例如，通过相互啮合的凸轮和棘轮实现挤压凹板2邻近夹紧装置4的一侧，优选地，所述夹紧装置4包括由外向内依次套接在所述中轴3上的凸轮41和压块42，所述凸轮41与所述手柄1和所述中轴3固连，所述压块42与所述凹板2固连，所述凸轮41驱动所述压块42沿所述中轴3的轴向运动，上述外方向是指远离凹板2的方向，上述内方向是指靠近凹板2的方向。这种结构的夹紧装置4结构简单，传力快速无损失，操作人员施加给手柄1的力带动凸轮41旋转，凸轮41挤压驱动压块42沿中轴3的轴向运动，压块42带动凹板2与压块42固连的一侧一起运动，从而实现凹板2变形或恢复以夹紧或松开转向管柱的目的。

为了提供更好的使用感，本发明的转向管柱固定机构还可包括第二调节弹簧10，所述第二调节弹簧10具有第二短端101、直杆状的第二长端103、及位于所述第二短端101和第二长端103之间的第二绕圈部102，所述压块42上设置有第二凹槽411，第二凹槽411可在压块42的周向(即宽度方向)上设置，或是位于压块42表面上的局部凹陷，所述第二短端101与所述凹板2上的第二弹簧定位孔24相配合，所述第二长端103与所述第二凹槽411相配合。安装时，第二调节弹簧10的第二短端101通过第二弹簧定位孔24固定在凹板2上，第二长端103经第二绕圈部102的预压缩后装配至压块42的第二凹槽411上，本领域技术人员应当清楚，第二调节弹簧10的形状可与第一调节弹簧5相同或不同。

具有第二调节弹簧10的转向管柱固定机构在使用时，第二调节弹簧10和压块42一起朝向定位轮6的方向运动，第二调节弹簧10既提供给中轴3垂直于其轴向方向上的弹力，还能提供给压块42沿中轴3轴向方向上的弹力。在夹紧转向管柱时，第二调节弹簧10的弹力通过第二长端103传递至压块42和中轴3，第一调节弹簧5和第二调节弹簧10都给中轴3提供垂直于其轴向方向上的压紧力，同时，第二调节弹簧10的第二长端103随着压块42产生沿中轴3轴向方向上的位移，这样，第二弹簧10还提供给中轴3沿其轴向方向的弹力，从而更好地防止因凸轮41和压块42之间的滑动摩擦力突然变化产生的卡滞感；在松开转向管柱时，手柄1自紧极限位置松动后，第一调节弹簧5提供给中轴3垂直于其轴向方向上压紧力，第二调节弹簧10提供给中轴3垂直于其轴向方向上的压紧力及沿其轴向方向的弹力，可更好地防止手柄1瞬间松开至松极限位置，提供给操作人员更好地使用手感。

上述压块42与凹板2的固连方式可通过焊接或螺纹连接实现，为了方便压块42的拆装，所述压块42靠近所述凹板2的一侧上设置有与所述凹板2上的中轴安装孔22相适配的突出结构421，中轴安装孔22和突出结构421的形状可根据实际需求设置，例如，突出结构421为矩形块，中轴安装孔22为矩形孔，且该矩形孔与矩形块等宽，矩形孔的长比矩形块的长要更长，突出结构421可在中轴安装孔22内上下移动。

为了方便将第二调节弹簧10安装在凹板2上，并使第二调节弹簧10的弹力更平顺地传递至压块42，所述凹板2上固连有第二弹簧定位支架11，所述第二弹簧定位支架11为弯板结构，所述第二弹簧定位支架11具有第二竖直段111和第二翻折段112，所述第二竖直段111和第二翻折段112上都设置有第二弹簧定位孔24，所述第二短端101依次穿过两个所述第二弹簧定位孔24，上述固连可通过焊接或一体成型实现，第二弹簧定位支架11可通过第二竖直段111或第二翻折段112与凹板2固连。

如图4和图7所示，为了提供给转向管柱13以更好地支撑，所述凹板2的内侧还设置有套接在所述中轴3上的辅助支撑支架12，所述辅助支撑支架12具有与转向管柱13的外表面相适配的凹面121，这样，转向管柱13抵靠在凹面121上，在夹紧和松开的过程中更加平稳。

虽然本发明是结合以上实施例进行描述的，但本发明并不被限定于上述实施例，而只受所附权利要求的限定，本领域普通技术人员能够容易地对其进行修改和变化，但并不离开本发明的实质构思和范围。

Claims (9)

1.一种转向管柱固定机构，包括凹板、中轴、夹紧装置和手柄，所述中轴贯穿所述凹板的两端，所述夹紧装置位于所述凹板的外侧，所述手柄与所述夹紧装置相连，其特征在于，还包括第一调节弹簧和与所述中轴固连的定位轮，所述第一调节弹簧具有第一短端、直杆状的第一长端、及位于所述第一短端和第一长端之间的第一绕圈部，所述第一短端与所述凹板上的第一弹簧定位孔相配合；所述定位轮上设置有第一凹槽，所述定位轮和所述夹紧装置分别位于所述凹板的两外侧，所述第一长端与所述第一凹槽相配合。

2.根据权利要求1所述的转向管柱固定机构，其特征在于，所述凹板靠近所述定位轮的一侧上具有与所述定位轮的弧度相对应的镂空孔。

3.根据权利要求1所述的转向管柱固定机构，其特征在于，所述定位轮远离所述凹板的表面上依次设置有垫圈和锁紧螺母，所述垫圈和锁紧螺母套接在所述中轴上。

4.根据权利要求1所述的转向管柱固定机构，其特征在于，所述凹板上固连有第一弹簧定位支架，所述第一弹簧定位支架为弯板结构且具有第一竖直段和第一翻折段，所述第一弹簧定位孔开设于所述第一竖直段和第一翻折段上，且所述第一短端依次穿过两个所述第一弹簧定位孔。

5.根据权利要求1所述的转向管柱固定机构，其特征在于，所述夹紧装置包括由外向内依次套接在所述中轴上的凸轮和压块，所述凸轮与所述手柄和所述中轴固连，所述压块与所述凹板固连，所述凸轮驱动所述压块沿所述中轴的轴向运动。

6.根据权利要求5所述的转向管柱固定机构，其特征在于，还包括第二调节弹簧，所述第二调节弹簧具有第二短端、直杆状的第二长端、及位于所述第二短端和第二长端之间的第二绕圈部，所述压块上设置有第二凹槽，所述第二短端与所述凹板上的第二弹簧定位孔相配合，所述第二长端与所述第二凹槽相配合。

7.根据权利要求5所述的转向管柱固定机构，其特征在于，所述压块靠近所述凹板的一侧上设置有与所述凹板上的中轴安装孔相适配的突出结构。

8.根据权利要求6所述的转向管柱固定机构，其特征在于，所述凹板上固连有第二弹簧定位支架，所述第二弹簧定位支架为弯板结构，所述第二弹簧定位支架具有第二竖直段和第二翻折段，第二弹簧定位孔开设于所述第二竖直段和第二翻折段上，所述第二短端依次穿过两个所述第二弹簧定位孔。

9.根据权利要求1所述的转向管柱固定机构，其特征在于，所述凹板的内侧还设置有套接在所述中轴上的辅助支撑支架，所述辅助支撑支架具有与转向管柱的外表面相适配的凹面。