CN106004979A - 一种转向管柱的四向调节机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种转向管柱的四向调节机构，包括上管柱、下管柱、导轨、锁紧螺母、调节手柄、活动凸轮、锁紧凸轮、手柄轴以及支撑支架，导轨固定在上管柱的外壁，其具有两个带有长孔的支架，支撑支架包括用于夹持支架的第一侧板和第二侧板，第一侧板和第二侧板上开设有调节槽，锁紧螺母、调节手柄、活动凸轮和锁紧凸轮设于支撑支架的第二侧板的外侧，且活动凸轮可在调节手柄的带动下转动，支撑支架的第一侧板和第二侧板之间设有缓冲限位块、弹簧和缓冲支撑块，缓冲限位块与锁紧凸轮连接，弹簧位于缓冲限位块和缓冲支撑块之间，手柄轴穿过支撑支架、导轨、缓冲支撑块、弹簧、缓冲限位块、锁紧凸轮、活动凸轮和调节手柄而与锁紧螺母相连。

Description

一种转向管柱的四向调节机构

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，且特别涉及一种转向管柱的四向调节机构。

背景技术

转向管柱是汽车转向系统的重要组成部分，是用于连接方向盘和转向器的转向机构。转向管柱通常具有调节系统，用于转向管柱的长度调节或倾斜度调节。然而在转向管柱进行长度调节时，转向管柱调节系统的各部件之间由于受到配合公差和制造公差的影响，会存在一些小间隙。由于这些小间隙并不影响转向管柱的基本性能和功能，因此这些小间隙容易被忽略。然而当调节系统处于可调节状态时，驾驶员对转向管柱长度的手动调节会使得各部件发生摩擦撞击，进而产生噪音，影响汽车的NVH性能(Noise、Vibration、Harshness，噪声、振动与声振粗糙度)，影响用户评价，给用户留下产品劣质的印象。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种能够降低调节过程噪音的转向管柱的四向调节机构。

为达上述优点，本发明提供一种转向管柱的四向调节机构，包括上管柱、下管柱、导轨、锁紧螺母、调节手柄、活动凸轮、锁紧凸轮、手柄轴以及支撑支架，其中所述导轨固定在所述上管柱的外壁上，其具有两个带有长孔的支架，所述支撑支架包括用于夹持所述支架的第一侧板和第二侧板，所述第一侧板和所述第二侧板上开设有用于调节转向管柱倾斜角度的调节槽，所述锁紧螺母、所述调节手柄、所述活动凸轮和所述锁紧凸轮设于所述支撑支架的所述第二侧板的外侧，且所述活动凸轮可在所述调节手柄的带动下转动，所述支撑支架的所述第一侧板和所述第二侧板之间设有缓冲限位块、弹簧和缓冲支撑块，所述缓冲限位块与所述锁紧凸轮连接，所述弹簧位于所述缓冲限位块和所述缓冲支撑块之间，所述手柄轴穿过所述支撑支架、所述导轨、所述缓冲支撑块、所述弹簧、所述缓冲限位块、所述锁紧凸轮、所述活动凸轮和所述调节手柄而与所述锁紧螺母相连。

进一步地，所述缓冲限位块包括抱箍部和本体部，所述抱箍部位于所述导轨的所述长孔内，所述本体部位于所述第二侧板的所述调节槽内。

进一步地，所述本体部是一中间镂空的板，所述锁紧凸轮具有一凸部，所述锁紧凸轮的凸部插入至所述抱箍部内，所述弹簧的一端与所述锁紧凸轮抵接，所述弹簧的另一端与所述缓冲支撑块抵接。

进一步地，所述缓冲限位块包括两个相对的所述抱箍部，所述抱箍部的横截面呈横置的“U”型，当锁紧凸轮的所述凸部插入所述抱箍部内时，所述抱箍部环抱所述锁紧凸轮的所述凸部。

进一步地，所述锁紧凸轮的靠近所述导轨的一侧设有啮合齿，所述导轨的靠近所述锁紧凸轮的一侧设有齿板，所述齿板设于靠近所述锁紧凸轮的长孔的内侧壁，当锁紧所述锁紧凸轮时，所述啮合齿与所述齿板啮合。

进一步地，所述缓冲支撑块包括抵接部、延伸部和底部，所述延伸部位于所述抵接部和所述底部之间，所述弹簧的一端套于所述抵接部外，与所述延伸部抵接，所述底部位于所述第一侧板的所述调节槽内，所述延伸部的靠近所述底部的一端位于所述导轨的对应长孔内。

进一步地，所述延伸部为管状，所述抵接部由所述延伸部一端的内壁沿轴向向外凸出成圆柱状，所述底部为凸设于所述延伸部的另一端的长方体状凸块。

进一步地，所述锁紧螺母和所述调节手柄之间设有平面轴承。

进一步地，所述调节手柄的中心孔内壁设有凹槽，所述活动凸轮的靠近所述调节手柄的一侧对应所述凹槽设有凸台，所述凸台插入所述凹槽内，使所述活动凸轮可随所述调节手柄转动。

进一步地，所述缓冲限位块和所述缓冲支撑块是由尼龙制成。

通过本发明的转向管柱的四向调节机构，能降低调节过程中的噪音。

附图说明

图1为本发明转向管柱的四向调节机构的装配示意图。

图2为本发明的一实施例的转向管柱的四向调节机构的从一个角度看的立体分解示意图。

图3为本发明转向管柱的四向调节机构的从另一个角度看的立体分解示意图。

图4为本发明转向管柱的四向调节机构的剖视示意图。

图5为本发明中的活动凸轮、锁紧凸轮及缓冲限位块的立体示意图。

图6为本发明中锁紧凸轮的立体示意图。

图7为本发明中缓冲限位块的立体示意图。

图8为本发明中缓冲支撑块的立体示意图。

具体实施方式

以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1-4所示，本发明转向管柱的四向调节机构包括上管柱1、下管柱2、导轨3、锁紧螺母4、平面轴承5、调节手柄6、活动凸轮7、锁紧凸轮8、缓冲限位块9、弹簧10、缓冲支撑块11、手柄轴12以及支撑支架13。

上管柱1和下柱管2均为圆筒状管件，下柱管2通过一旋转轴(图未示)安装到仪表板横梁上，上管柱1套设于下管柱2外，且可相对于下管柱2上下运动。上管柱1的内径稍大于下管柱2的外径，以便于在进行长度调节上下移动上管柱1。

导轨3具有两个带有长孔311的支架31，长孔311沿转向管柱的长度方向延伸。导轨3焊接固定在上管柱1的外壁上，且位于上管柱1的朝向地面的一侧。支架31的靠近锁紧凸轮8的一侧设有齿板32，齿板32设于靠近锁紧凸轮8的长孔311的内侧壁。

支撑支架13为U形金属部件，包括用于夹持支架31的第一侧板131和第二侧板132，第一侧板131和第二侧板132上开设有倾斜延伸的调节槽33，调节槽33的延伸方向与转向管柱的轴向之间形成一小于90度的夹角，用于转向管柱的角度调节。支撑支架13通过螺栓固定到仪表板横梁的适当位置。

请一并参阅图5，调节手柄6的中心孔内壁设有凹槽61，使调节手柄6的中心孔为非圆形。活动凸轮7的靠近调节手柄6的一侧对应凹槽61设有凸台71，凸台71可插入至凹槽61内而使活动凸轮7可随调节手柄6转动。活动凸轮7的靠近锁紧凸轮8的一侧设有凸斜面72，锁紧凸轮8的靠近活动凸轮7的一侧设有凹斜面82，活动凸轮7的凸斜面72可在锁紧凸轮8的凹斜面82上滑动。请一并参阅图6，锁紧凸轮8的靠近缓冲限位块9的一侧设有沿轴向向外凸伸的凸部81，在本实施例中，锁紧凸轮8上设有两个凸部81，这两个凸部81位于锁紧凸轮8的中心孔的两侧，且相互分离。这两个凸部81的横截面为圆环弧状，即该凸部81是其所在的圆环的一部分。锁紧凸轮8在凸部81之间设有啮合齿811，啮合齿811位于凸部81的根部，且靠近锁紧凸轮8的凹斜面82。当锁紧锁紧凸轮8时，锁紧凸轮8的啮合齿811可与齿板32啮合，这样可以提高系统保持力。

请一并参阅图7，缓冲限位块9包括抱箍部91和本体部92，本体部92是一中间镂空的板，抱箍部91由本体部92沿缓冲限位块9的轴向向外延伸形成，锁紧凸轮8的凸部81可插入抱箍部91内而与缓冲限位块9连接。抱箍部91的横截面呈横置的“U”型，当锁紧凸轮8的凸部81插入缓冲限位块9内时，抱箍部91环抱锁紧凸轮8的凸部81，且其位于“U”型底部的区域与锁紧凸轮8的凸部81相贴合。当本发明转向管柱的四向调节机构组装好后，抱箍部91位于导轨3的长孔311内，本体部92位于第二侧板132的调节槽33内。

请一并参阅图8，缓冲支撑块11包括抵接部111、延伸部112和底部113。其中，延伸部112为管状，且其中部切掉一部分侧壁之后剩余两个相对的圆环弧部，在本发明的其它实施例中，其中部的侧壁也可以不用切除。抵接部111由延伸部112一端的内壁沿轴向向外凸出成圆柱状，底部113为一体形成于延伸部112另一端的长方体状凸块。当本发明转向管柱的四向调节机构组装好后，延伸部112位于导轨3的两个支架31之间，且延伸部112的所述另一端位于导轨3的长孔311内，底部113位于第一侧板131的调节槽33内。缓冲限位块9和缓冲支撑块11均由非金属材料，例如尼龙制成。

弹簧10位于缓冲限位块9和缓冲支撑块11之间，弹簧10的一端与锁紧凸轮8抵接，弹簧10的另一端套于缓冲支撑块11的抵接部111外，与缓冲支撑块11的延伸部112抵接。

组装时，先将缓冲支撑块11、弹簧10和缓冲限位块9套设在一起，将其置于导轨3的支架31之间，然后将手柄轴12依次穿过支撑支架13的第一侧板131、导轨3的右侧支架31、缓冲支撑块11、弹簧10、缓冲限位块9、导轨3的左侧支架31、支撑支架13的第二侧板132、锁紧凸轮8、活动凸轮7、调节手柄6和平面轴承5后，通过锁紧螺母4锁紧。

下面就本发明的转向管柱的四向调节机构的工作原理进行详细描述。

当需要夹紧转向管柱时，沿一个方向例如顺时针方向转动调节手柄6，使其带动活动凸轮7转动，活动凸轮7上的凸斜面72在锁紧凸轮8上的凹斜面82上滑动，逐渐压紧锁紧凸轮8，推动锁紧凸轮8向右移动而压紧缓冲限位块9，同时，弹簧10被压缩，缓冲限位块9和缓冲支撑块11之间的距离减小。在锁紧凸轮8向右移动的过程中，啮合齿811也与导轨3上的齿板32压紧啮合，支架13的第一侧板131和第二侧板132被向内压紧而夹紧上管柱1的导轨3。

当需要松开转向管柱时，沿相反方向转动调节手柄6，使其带动活动凸轮7反向转动，活动凸轮7上的凸斜面72在锁紧凸轮8的凹斜面82上反向滑动，活动凸轮7逐渐远离锁紧凸轮8，被压缩的弹簧10逐渐恢复自由状态，并给锁紧凸轮8施加一反作用力，锁紧凸轮8逐渐向左移动，

啮合齿811与导轨3上的齿板32逐渐分离，支架13的第一侧板131和第二侧板132也向外弹开，松开转向管柱。

综上，通过弹簧10的作用，在夹紧转向管柱时可增加轴向力，提高转向管柱的横向刚性；在松开转向管柱时，弹簧10也可提供一定轴向支撑力，消除了元件之间的间隙，同时在弹簧10的作用下，也保证了调节力的稳定，提高了调节平顺性。

在对转向管柱进行角度调节时，沿松开方向即逆时针方向转动调节手柄6，松开锁紧凸轮8，然后使上管柱1和下管柱2绕旋转轴转动，缓冲限位块9的本体部92和缓冲支撑块11的底部113在支撑支架13的调节槽33中滑动，由于缓冲限位块9及缓冲支撑块11是尼龙材料制成，可以消除滑动异音。当转动到所需角度时，再沿相反方向转动调节手柄6，锁紧锁紧凸轮8即可。

在对转向管柱进行伸缩调节时，同样地，先沿松开方向转动调节手柄6，松开锁紧凸轮8，然后向上拉动上管柱1，此时缓冲限位块9的抱箍部91和缓冲支撑块11的延伸部112右端在长孔311里面向下滑动，尼龙材料制成的缓冲限位块9和缓冲支撑块11与导轨3的长孔311接触可以消除滑动异音，当达到所需长度时，再沿相反方向转动调节手柄6，拧紧锁紧凸轮8。

综上，通过本发明的转向管柱的四向调节机构，能提高转向管柱的横向刚度和调节过程的平顺性，且能降低调节过程及末端噪音。

另外，在本实施例中，转向管柱的四向调节机构包括平面轴承5和齿板32，但在其他实施例中，其也可以不包括平面轴承5和齿板32。此外，本实施例中的缓冲限位块9和缓冲支撑块11的形状并不用于限定本发明，只要缓冲限位块9和缓冲支撑块11可在调节槽33内上下滑动，且可在导轨3的长孔311内相对于长孔311前后滑动，其形状不受限定。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种转向管柱的四向调节机构，包括上管柱(1)、下管柱(2)、导轨(3)、锁紧螺母(4)、调节手柄(6)、活动凸轮(7)、锁紧凸轮(8)、手柄轴(12)以及支撑支架(13)，其中所述导轨(3)固定在所述上管柱(1)的外壁上，其具有两个带有长孔(311)的支架(31)，所述支撑支架(13)包括用于夹持所述支架(31)的第一侧板(131)和第二侧板(132)，所述第一侧板(131)和所述第二侧板(132)上开设有用于调节转向管柱倾斜角度的调节槽(33)，所述锁紧螺母(4)、所述调节手柄(6)、所述活动凸轮(7)和所述锁紧凸轮(8)设于所述支撑支架(13)的所述第二侧板(132)的外侧，且所述活动凸轮(7)可在所述调节手柄(6)的带动下转动，其特征在于，所述支撑支架(13)的所述第一侧板(131)和所述第二侧板(132)之间设有缓冲限位块(9)、弹簧(10)和缓冲支撑块(11)，所述缓冲限位块(9)与所述锁紧凸轮(8)连接，所述弹簧(10)位于所述缓冲限位块(9)和所述缓冲支撑块(11)之间，所述手柄轴(12)穿过所述支撑支架(13)、所述导轨(3)、所述缓冲支撑块(11)、所述弹簧(10)、所述缓冲限位块(9)、所述锁紧凸轮(8)、所述活动凸轮(7)和所述调节手柄(6)而与所述锁紧螺母(4)相连。

2.如权利要求1所述的转向管柱的四向调节机构，其特征在于，所述缓冲限位块(9)包括抱箍部(91)和本体部(92)，所述抱箍部(91)位于所述导轨(3)的所述长孔(311)内，所述本体部(92)位于所述第二侧板(132)的所述调节槽(33)内。

3.如权利要求2所述的转向管柱的四向调节机构，其特征在于，所述本体部(92)是一中间镂空的板，所述锁紧凸轮(8)具有一凸部(81)，所述锁紧凸轮(8)的凸部(81)插入至所述抱箍部(91)内，所述弹簧(10)的一端与所述锁紧凸轮(8)抵接，所述弹簧(10)的另一端与所述缓冲支撑块(11)抵接。

4.如权利要求3所述的转向管柱的四向调节机构，其特征在于，所述缓冲限位块(9)包括两个相对的所述抱箍部(91)，所述抱箍部(91)的横截面呈横置的“U”型，当锁紧凸轮(8)的所述凸部(81)插入所述抱箍部(91)内时，所述抱箍部(91)环抱所述锁紧凸轮(8)的所述凸部(81)。

5.如权利要求1所述的转向管柱的四向调节机构，其特征在于，所述锁紧凸轮(8)的靠近所述导轨(3)的一侧设有啮合齿(811)，所述导轨(3)的靠近所述锁紧凸轮(8)的一侧设有齿板(32)，所述齿板(32)设于靠近所述锁紧凸轮(8)的长孔(311)的内侧壁，当锁紧所述锁紧凸轮(8)时，所述啮合齿(811)与所述齿板(32)啮合。

6.如权利要求1所述的转向管柱的四向调节机构，其特征在于，所述缓冲支撑块(11)包括抵接部(111)、延伸部(112)和底部(113)，所述延伸部(113)位于所述抵接部(111)和所述底部(113)之间，所述弹簧(10)的一端套于所述抵接部(111)外，与所述延伸部(112)抵接，所述底部(113)位于所述第一侧板(131)的所述调节槽(33)内，所述延伸部(112)的靠近所述底部(113)的一端位于所述导轨(3)的对应长孔(311)内。

7.如权利要求6所述的转向管柱的四向调节机构，其特征在于，所述延伸部(112)为管状，所述抵接部(111)由所述延伸部(112)一端的内壁沿轴向向外凸出成圆柱状，所述底部(113)为凸设于所述延伸部(112)的另一端的长方体状凸块。

8.如权利要求1所述的转向管柱的四向调节机构，其特征在于，所述锁紧螺母(4)和所述调节手柄(6)之间设有平面轴承(5)。

9.如权利要求1所述的转向管柱的四向调节机构，其特征在于，所述调节手柄(6)的中心孔内壁设有凹槽(61)，所述活动凸轮(7)的靠近所述调节手柄(6)的一侧对应所述凹槽(61)设有凸台(71)，所述凸台(71)插入所述凹槽(61)内，使所述活动凸轮(7)可随所述调节手柄(6)转动。

10.如权利要求1所述的转向管柱的四向调节机构，其特征在于，所述缓冲限位块(9)和所述缓冲支撑块(11)是由尼龙制成。