CN106218702A - 转向管柱可调锁紧限位装置 - Google Patents

Abstract

一种转向管柱可调锁紧限位装置，它有效地解决了现有凸轮锁紧机构凸轮开裂、易碎会导致方向盘下落等问题。其技术要点是：锁紧限位机构由上、下端紧固螺栓、限位板、紧固垫、扭簧、防松螺母和双头锁紧螺母组成；紧固垫组装在柱管下端的长腰型槽口两侧，通过下端紧固螺栓、垫圈及锁紧螺母将柱管与支架总成连接后锁紧；通过上端紧固螺栓将柱管支架总成及限位板用双头锁紧螺母拧紧，挂簧轴插入支架总成两侧的孔内用开口销固定，拉簧两端分别固定在挂簧轴和柱管的挂钩上。其结构简单，设计合理，调整操作方便，具有制件少、零件加工方便、生产成本低、性能可靠等优点，很容易满足驾驶人员对适应性和舒适性的要求，使用安全可靠、寿命长、适用范围广。

Description

转向管柱可调锁紧限位装置

技术领域

本发明涉及一种对固定汽车方向盘转向管柱的可调倾角装置，特别是一种进行手动调整的无级倾角及升降的转向管柱可调锁紧限位装置。它主要应用于重型卡车，同时也适用于其它种类的汽车车型。

技术背景

目前，常见的方向盘可调倾角装置分为自动式与手动调整式两种。自动式有电动和气动调整两种方式，分别由电机及气缸控制，其结构复杂、价格昂贵，所以目前汽车方向盘可变倾角机构多采用手动调整式倾角结构。手动调整式又分为无级与有级两种倾角结构，有级倾角结构。例如，本申请人的专利公告号为CN201545046U的“棘爪式可调倾角装置”，就是有级倾角结构，其技术方案是：采用安装在转动支架体上的棘爪的凹槽和固定支架体上的定位销定位锁紧，对汽车转向管柱的角度适当调整后进行定位锁紧。该装置较好地解决了现有可调倾角装置相关件较多且精度要求高、加工工艺复杂、制造成本高的问题。它的优点是调节方便，定位准确。但是该结构相对比较复杂，对零件棘爪的加工精度要求较高，齿形结构加工效率低，角度调整还具有极限性，不同身高的驾驶人员对固定的高度很难适应，感觉不舒适。尤其是容易造成长途行车的疲劳驾驶，产生交通事故的隐患，已逐渐被无级倾角结构所取代。无级倾角结构可分为凸轮锁紧式和螺母锁紧式两种结构。例如，本申请人的公告号为CN201538354U的“转向管柱凸轮锁紧装置”，采用的是凸轮锁紧式无级倾角结构，解决了现有汽车转向管柱受其可调倾角装置结构限制不能无级变位的问题，可以适用于不同身高的驾驶员。尽管该装置实现了无级变位的功能，但是其结构较复杂，凸轮的材料为粉末冶金，成型工艺复杂，且表面硬度高，对热处理要求较高，装配受力后易出现凸轮开裂、易碎，导致方向盘下落，性能不够稳定；凸轮结构由于自身结构所限，手柄操控时手感不好。因此，现有汽车转向管柱亟待进一步改进。

发明内容

本发明的目的是提供一种转向管柱可调锁紧限位装置，它有效地解决了现有凸轮锁紧机构凸轮开裂、易碎会导致方向盘下落等问题，其结构简单，设计合理，调整操作方便，具有制件少、零件加工方便、生产成本低、性能可靠等优点，很容易满足驾驶人员对适应性和舒适性的要求，使用安全可靠、寿命长、适用范围广。

本发明所采用的技术方案是：该转向管柱可调锁紧限位装置包括连接在一起的柱管、支架总成、手柄以及锁紧限位机构，其技术要点是：所述锁紧限位机构由上端紧固螺栓、下端紧固螺栓、带有弯边和凸台的限位板、紧固垫、扭簧、防松螺母和外周为棱柱形的双头锁紧螺母组成；聚甲醛注塑成的紧固垫组装在压铸铝合金制成的柱管下端的长腰型槽口两侧，通过下端紧固螺栓、垫圈及锁紧螺母将柱管与支架总成连接后锁紧固定，利用下端紧固螺栓的限位台肩和紧固垫确保柱管与支架总成锁紧；通过上端紧固螺栓插入同一轴线的柱管上端的长腰型孔、支架总成上的弧形槽口及限位板的通孔，利用外周为棱柱形的双头锁紧螺母连接后拧紧固定，使限位板的凸台组装在支架总成的弧形槽内，在双头锁紧螺母外周套装扭簧，再把手柄端部冲孔压台所成锥面与双头锁紧螺母的锥面配合连接，用手柄锁紧螺栓锁紧固牢；挂簧轴插入支架总成两侧的孔内用开口销固定，拉簧两端分别固定在挂簧轴和柱管的挂钩上。

用所述手柄锁紧螺栓将手柄端部锥面与双头锁紧螺母的锥面锁紧时，手柄头部的弯边侧面与限位板的弯边侧面之间设置预留间隙，限位板的凸台组装在支架总成的弧形槽内，凸台与弧形槽保留有在变倾角时起到导向作用的配合间隙，限位板的弯边侧面在手柄转到最底端锁紧时起到限位作用。

本发明具有的优点及积极效果是：由于本发明采用下端紧固螺栓、垫圈及锁紧螺母将柱管与支架总成连接后锁紧固定，而且仅仅利用聚甲醛注塑成的紧固垫组装在压铸铝合金制成的柱管下端的长腰型槽口两侧，就能够利用下端紧固螺栓的限位台肩和紧固垫确保柱管与支架总成锁紧后，在柱管与支架总成之间取得自由滑动无阻，消除配合间隙和摩擦产生的异音的积极技术效果；通过上端紧固螺栓插入同一轴线的柱管上端的长腰型孔、支架总成上的弧形槽口及限位板的通孔，利用外周为棱柱形的双头锁紧螺母连接后拧紧固定，使限位板的凸台组装在支架总成的弧形槽内，充分利用外周为棱柱形的双头锁紧螺母内的双头螺旋结构紧凑、扳动很小行程即可满足手柄的松开与锁紧的特点及限位板的凸台和弯边具有的独特限位功能的特点，所以其结构简单，设计合理，调整操作方便，具有制件少、零件加工方便、生产成本低、性能可靠等优点。另外，扭簧在手柄松开后防止手柄在重力作用下自然下垂，保证手柄在松开位置；由于手柄与双头锁紧螺母为锥面配合，锁紧更可靠，拉簧在手柄松开后，防止在重力的作用下方向盘自由落下及向上调整方向盘时更省力，所以很容易满足驾驶人员对适应性和舒适性的要求，使用安全可靠、寿命长、适用范围广。因此，本发明有效地解决了现有凸轮锁紧机构凸轮开裂、易碎会导致方向盘下落等问题。

在满足操作力要求的前提下，为了使用一段时间后手柄仍可向下进行锁紧来满足锁紧限位要求，以增加其使用寿命，还可以在手柄端部锥面与双头锁紧螺母的锥面锁紧时，手柄头部的弯边侧面与限位板的弯边侧面之间设置一定的预留间隙，限位板的凸台组装在支架总成的弧形槽内，凸台与弧形槽也可以保留有在变倾角时起到导向作用的配合间隙，以便进一步提高手动可调锁紧限位装置的稳定性。

附图说明

以下结合附图对本专利作进一步描述。

图1是本发明的一种结构示意图；

图2是图1沿A－A线的剖视图；

图3是图1的俯视图；

图4是图3沿B－B线的剖视图；

图5是图3沿C－C线的剖视图；

图6是图1中限位板的一种结构示意图。

图中序号说明：1柱管、2限位板、3手柄锁紧螺栓、4支架总成、5手柄、6扭簧、7紧固垫（2个）、8下端紧固螺栓、9垫圈、10防松螺母、11上端紧固螺栓、12、双头锁紧螺母、13挂簧轴、14拉簧、15开口销。

具体实施方式

根据图1～6详细说明本发明的具体结构，该转向管柱可调锁紧限位装置是在凸轮锁紧的结构基础上改进的。它包括连接在一起的柱管1、支架总成4、手柄5以及锁紧限位机构等零部件。其中锁紧限位机构是由上端紧固螺栓11、下端紧固螺栓8、带有弯边和凸台的限位板2、紧固垫7、扭簧6、防松螺母10和外周为棱柱形的双头锁紧螺母12等件组成的。

聚甲醛注塑成的紧固垫7组装在压铸铝合金制成的柱管1下端的长腰型槽口两侧，通过下端紧固螺栓8、垫圈9及锁紧螺母12将柱管1与支架总成4连接后锁紧固定。利用下端紧固螺栓8的限位台肩和紧固垫7确保柱管1与支架总成4锁紧，并使柱管1与支架总成4之间可自由滑动。其中的紧固垫7起到消除支架总成4与柱管1之间的配合间隙及二者间摩擦产生的异响作用。同一轴线的柱管1上端的长腰型孔、支架总成4上的弧形槽口及限位板2的通孔对准后，通过上端紧固螺栓11插入，利用外周为棱柱形的双头锁紧螺母12进行连接后拧紧固定，使限位板2的凸台组装在支架总成4的弧形槽内。在双头锁紧螺母12外周套装扭簧6，再把手柄5端部冲孔压台所成锥面与双头锁紧螺母12的锥面配合连接，用手柄锁紧螺栓3锁紧固牢。用手柄锁紧螺栓3将手柄5端部锥面与双头锁紧螺母12的锥面锁紧时，手柄5头部的弯边侧面与限位板2的弯边侧面之间设置预留间隙，限位板2的凸台组装在支架总成4的弧形槽内。限位板2的凸台与支架总成4上的弧形槽保留有配合间隙，一般设置为0.2~0.3mm，在变倾角时起到导向作用，限位板2的弯边侧面在手柄5转到最底端锁紧时起到限位作用。采用双头锁紧螺母12将柱管、支架总成及限位板2固定在一起，双头锁紧螺母12的双螺旋结构，扳动很小行程即可满足手柄5的松开与锁紧。套在双头锁紧螺母12上的扭簧6的作用，是在手柄5松开后防止手柄5在重力作用下自然下垂，保证手柄5在松开位置。手柄5端部冲孔压台所成锥面与双头锁紧螺母12的锥面配合，并用手柄锁紧螺栓3将手柄5锁紧在双头锁紧螺母12的锥面上时，锥面配合角度选择为40º保证锁紧更可靠。锁紧时手柄5头部的弯边侧面与限位板2的弯边侧面之间留有一定的预留间隙，在满足操作力要求的前提下，在使用一段时间，后手柄5仍可向下进行锁紧来满足锁紧要求，大大增加了该装置的使用寿命。

挂簧轴13插入支架总成4两侧的孔内用开口销15固定，再装上拉簧14，拉簧14的两端固定在挂簧轴13和柱管1的挂钩上。挂簧轴13起到固定支架总成4的作用，增强支架总成4的刚度，同时固定拉簧14。拉簧14起到的作用是在手柄5松开后，防止在重力的作用下方向盘自由落下及向上调整方向盘时更省力。手柄5通过手柄锁紧螺栓3固定后与双头锁紧螺母12联接成为一体，旋转手柄5即可实现该装置的锁紧与松开。

该装置双头锁紧螺母12采用锥面双螺旋结构，通过旋转手柄5使机构实现夹紧或松开，实现倾角变换和上下伸缩功能。通过增加扭簧6使手柄5松开后，保证在松开位置不至于下落，使结构更合理，操作更方便，极大的提高了手动可调锁紧限位装置的稳定性和使用寿命。

Claims (2)

1.一种转向管柱可调锁紧限位装置，包括连接在一起的柱管、支架总成、手柄以及锁紧限位机构，其特征在于：所述锁紧限位机构由上端紧固螺栓、下端紧固螺栓、限位板、紧固垫、扭簧、防松螺母和外周为棱柱形的双头锁紧螺母组成；聚甲醛注塑成的紧固垫组装在压铸铝合金制成的柱管下端的长腰型槽口两侧，通过下端紧固螺栓、垫圈及锁紧螺母将柱管与支架总成连接后锁紧固定，利用下端紧固螺栓的限位台肩和紧固垫确保柱管与支架总成锁紧；通过上端紧固螺栓插入同一轴线的柱管上端的长腰型孔、支架总成上的弧形槽口及限位板的通孔，利用外周为棱柱形的双头锁紧螺母连接后拧紧固定，使限位板的凸台组装在支架总成的弧形槽内，在双头锁紧螺母外周套装扭簧，再把手柄端部冲孔压台所成锥面与双头锁紧螺母的锥面配合连接，用手柄锁紧螺栓锁紧固牢；挂簧轴插入支架总成两侧的孔内用开口销固定，拉簧两端分别固定在挂簧轴和柱管的挂钩上。

2.根据权利要求1所述的转向管柱可调锁紧限位装置，其特征在于：用所述手柄锁紧螺栓将手柄端部锥面与双头锁紧螺母的锥面锁紧时，手柄头部的弯边侧面与限位板的弯边侧面之间设置预留间隙，限位板的凸台组装在支架总成的弧形槽内，凸台与弧形槽保留有在变倾角时起到导向作用的配合间隙，限位板的弯边侧面在手柄转到最底端锁紧时起到限位作用。