CN108216350A - 转向管柱用齿条齿轮组和转向管柱调节机构以及车辆 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种转向管柱用齿条齿轮组和转向管柱调节机构以及车辆，该齿条齿轮组包括齿条和与该齿条啮合的齿轮总成，所述齿条用于固定在管柱总成上，所述齿轮总成用于可转动地安装在穿过管柱夹紧支架的连接轴上，所述齿条沿所述管柱总成的轴向延伸并位于所述管柱夹紧支架的外侧，其中所述齿轮总成的一侧形成有与所述管柱夹紧支架弹性接触的弹性区。即，齿轮总成与齿条的连续啮合，降低了管柱总成的轴向调节噪音；弹性区与管柱夹紧支架的弹性接触，减小了接触面积，降低了管柱总成的径向调节噪音。除此之外，齿轮齿条的啮合，为管柱总成在锁止时，进一步增大了管柱总成的轴向锁定的保持力，以提高管柱总成的锁定的保持力。

Description

转向管柱用齿条齿轮组和转向管柱调节机构以及车辆

技术领域

本公开涉及汽车转向管柱调节领域，具体地，涉及一种转向管柱用齿条齿轮组和转向管柱调节机构以及车辆。

背景技术

随着驾驶员对驾驶过程中舒适度要求的提高，目前，很多方向盘都具有四向调节功能，此功能通过转向管柱上的结构实现。若结构设计不合理，驾驶员根据自身需求对方向盘进行调节时，会产生调节噪音，造成驾驶员感官上的不适；方向盘调节到合适位置，锁紧方向盘调节手柄，方向盘受到外力作用无法保持原有的方向盘调节位置。因此，如何在降低调节转向管柱产生的噪音的同时，保证转向管柱仍有较大的保持力是亟待解决的问题。

发明内容

本公开的目的是提供一种转向管柱用齿条齿轮组，该齿条齿轮组能够降低转向管柱的调节噪音，并且增大管柱总成锁定的保持力。

本公开的另一个目的是提供一种转向管柱调节机构，该调节机构包括本公开提供的齿条齿轮组。

本公开的再一个目的是提供一种车辆，包括转向管柱，并且还包括本公开提供的转向管柱调节机构。

为了实现上述目的，本公开提供一种转向管柱用齿条齿轮组，该齿条齿轮组包括齿条和与该齿条啮合的齿轮总成，所述齿条用于固定在管柱总成上，所述齿轮总成用于可转动地安装在穿过管柱夹紧支架的连接轴上，所述齿条沿所述管柱总成的轴向延伸并位于所述管柱夹紧支架的外侧，其中所述齿轮总成的一侧形成有与所述管柱夹紧支架弹性接触的弹性区。

可选地，所述齿轮总成包括齿轮本体和压台，所述齿轮本体的外周与所述齿条相啮合，所述压台设置在所述齿轮本体背离所述管柱夹紧支架的侧面，并且该压台具有径向凸出于所述齿轮本体的凸出部，该凸出部与所述齿条的侧面贴合，所述弹性区形成在所述齿轮本体朝向所述管柱夹紧支架的侧面上。

可选地，所述齿轮总成的侧面上形成有凹槽，所述凹槽内安装有朝向所述管柱夹紧支架延伸的弹性件以形成所述弹性区。

可选地，所述弹性件为压缩弹簧，该压缩弹簧一端抵顶所述凹槽的底壁，另一端凸出所述齿轮总成。

可选地，所述压缩弹簧凸出的一端安装有弹簧帽，所述弹簧帽可滑动地嵌入在所述凹槽并与该凹槽的侧壁贴合。

可选地，所述齿轮总成的周向上均匀布置形成有多个所述弹性区。

本公开还提供一种转向管柱调节机构，包括用于从外侧夹紧管柱总成的管柱夹紧支架，以及用于固定穿过所述管柱总成且可径向移动地穿过所述管柱夹紧支架的连接轴，所述管柱总成包括转向管柱和固定支架，所述固定支架可沿所述转向管柱的轴向方向滑动地连接到所述连接轴，所述连接轴位于所述管柱夹紧支架的两侧分别形成有锁紧机构和紧固机构，所述锁紧机构包括连接在所述连接轴上的调节手柄和将该调节手柄的转动转化为轴向力的传动机构，所述紧固机构包括连接在所述连接轴端部的紧固螺母，其中，所述紧固机构和所述管柱夹紧支架之间设置有上述公开的齿条齿轮组。

可选地，所述固定支架沿所述转向管柱的轴向间隔布置有第一连接螺栓和第二连接螺栓，所述第一连接螺栓和第二连接螺栓分别位于所述管柱夹紧支架的两侧，所述齿条的两端分别通过螺母固定在所述第一连接螺栓和第二连接螺栓上以位于所述管柱夹紧支架的外侧。

可选地，所述传动机构包括相互啮合的第一凸轮和第二凸轮，所述第一凸轮固定连接在所述调节手柄上，并且通过抵顶所述第二凸轮以形成将所述连接轴锁定在所述管柱夹紧支架上的轴向锁止力，该轴向锁止力用于使得所述齿轮总成带动所述齿条朝向所述管柱夹紧支架移动。

本公开再提供一种车辆，包括转向管柱，还包括本公开提供的转向管柱调节机构。

本公开的技术效果是：齿条齿轮组的连续啮合，保证了调节力的均匀与顺畅，有效地降低了管柱总成的轴向调节噪音；同时弹性区与管柱夹紧支架接触，减小了相对滑动面，从而减少了管柱总成径向调节过程中摩擦声响。除此之外，齿条齿轮组通过自身特性，在管柱总成锁止时，使得齿条无法通过驱动齿轮总成旋转实现自身轴向移动，从而进一步提高管柱总成的轴向保持力，以此提高了管柱总成的锁定保持力。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是本公开提供的转向管柱调节机构的装配图。

图2是本公开提供的齿轮总成的结构图。

图3是齿轮总成的截面图。

附图标记说明

1齿条 2齿轮本体

21压台 3管柱夹紧支架

4连接轴 211凹槽

5压缩弹簧 51弹簧帽

6支撑轴承 7转向管柱

8固定支架 9调节手柄

10紧固螺母

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

如图1至图3所示，本公开提供一种转向管柱用齿条齿轮组、转向管柱调节机构以及车辆。其中，该调节机构包括用于从外侧夹紧管柱总成的管柱夹紧支架3，以及用于固定穿过管柱总成且可径向移动地穿过管柱夹紧支架3的连接轴4，管柱总成包括转向管柱7和固定支架8，固定支架8可沿转向管柱7的轴向方向滑动地连接到连接轴4，连接轴4位于管柱夹紧支架3的两侧分别形成有锁紧机构和紧固机构，锁紧机构包括连接在连接轴4上的调节手柄9和将该调节手柄9的转动转化为轴向力的传动机构，紧固机构包括连接在连接轴端部的紧固螺母10，其中，紧固机构和管柱夹紧支架3之间设置有本公开提供的齿条齿轮组。

其中，为了将齿条1安装到管柱总成上并能够与齿轮总成啮合，固定支架8沿转向管柱7的轴向间隔布置有第一连接螺栓和第二连接螺栓，第一连接螺栓和第二连接螺栓分别位于管柱夹紧支架3的两侧，齿条1的两端分别通过螺母固定在第一连接螺栓和第二连接螺栓上以位于管柱夹紧支架3的外侧。这样，齿条1既能够实现与管柱总成的连接，也能够实现与齿轮总成的啮合，并且通过螺栓和螺母的可拆卸配合，使得齿条1的拆装方便。在其他实施方式中，还可以为其他连接方式，对此本公开不作限制。

在本实施方式中，传动机构可以为凸轮传动机构，具体地包括固定在该调节手柄9上的第一凸轮以及与该第一凸轮啮合的第二凸轮，第一凸轮和第二凸轮具有锁止位置和解锁位置。

其中，当在锁止位置时，在本实施方式中，调节手柄9可以向上转动，此时第一凸轮的凸起和第二凸轮的凸起相互抵顶，从而使得第一凸轮能够与调节手柄9、连接轴4一起向左略微移动，即此时，第一凸轮抵顶第二凸轮，这样能够产生将连接轴4锁定在管柱夹紧支架3上的轴向锁止力，带动紧固螺母10朝向齿条齿轮组施压，具体地可通过下述中的本公开提供的齿条齿轮组实现。即在锁紧位置，由连接轴4穿过的管柱总成被锁定在管柱夹紧支架3上而处于不可调节的状态；

当在解锁位置时，调节手柄9向下转动松开，此时，调节手柄9带动第一凸轮绕连接轴4的轴线向下转动，从而使得其与第二凸轮的啮合状态发生改变，即，第一凸轮上的凸起将落入第二凸轮的凹槽中，从而使得两个凸轮之间的抵顶被解除。此时调节手柄9、连接轴4和第一凸轮将能够沿着轴向方向向右略微移动，此时上述的轴向锁止力也将消除，紧固螺母10则不再对齿形片组施压，从而能够使得连接轴4在管柱夹紧支架3上可以滑动，以实现转向管柱7位置的调节。

为了降低转向管柱7调节时产生的噪音以及增大转向管柱7被锁定时的保持力，在本实施方式中，如图1所示，在紧固螺母10与管柱夹紧支架3之间可以设置本公开提供的齿条齿轮组。该齿条齿轮组包括齿条1和与该齿条1啮合的齿轮总成，齿条1用于固定在管柱总成上，齿轮总成用于可转动地安装在穿过管柱夹紧支架3的连接轴4上，齿条1沿管柱总成的轴向延伸并位于管柱夹紧支架3的外侧，其中齿轮总成的一侧形成有与管柱夹紧支架3弹性接触的弹性区。

在解锁位置时，转向管柱7可以进行轴向或径向调节，从而实现对于方向盘的调节。当转向管柱7进行轴向调节时，此时，固定支架8可以带动转向管柱7相对管柱夹紧支架3沿轴向方向移动。此时，与管柱总成的固定支架8固连的齿条1也会沿轴向移动。这样，齿条1便可以通过与齿轮总成的连续啮合，驱动齿轮总成绕连接轴4的轴线旋转，从而实现齿条1沿转向管柱7的轴向方向的移动。这样，齿轮齿条连续啮合，既保证了调节力的均匀与顺畅，也有效地降低了转向管柱7的轴向调节噪音。

当转向管柱7需要进行径向调节时，管柱总成相对管柱夹紧支架3沿径向方向移动，此时，与固定支架8固连的齿条1，以及与齿条1啮合的齿轮总成，也相对管柱夹紧支架3滑动(管柱夹紧支架3上开设有沿径向延伸的长槽孔)，滑动的过程中，由于齿轮总成与管柱夹紧支架3时通过弹性区弹性接触，因此，减小了滑动过程中的接触面积，从而降低了转向管柱7的径向调节过程中摩擦声响。

即，在解锁位置，齿轮总成与管柱夹紧支架3始终通过弹性区接触，减小相对的滑动接触面，降低调节噪音。并且，弹性接触可以弥补各零件间增大的间隙，从而消除了由零件间隙造成的调节手柄9的调节晃动和调节噪音。需要说明的是，上述中的轴向或径向分别指转向管柱7的轴向或径向。

另外，当方向盘调节完毕，需要锁止管柱总成时，也即在锁止位置时，锁紧调节手柄9时，齿轮总成与第一凸轮间的间隙变小，在第一凸轮压向管柱夹紧支架3的同时，齿轮总成需克服弹性区的弹力压向管柱夹紧支架3。与此同时，齿轮总成则可以起到压块的作用，同时也将齿条1压向了管柱夹紧支架3。一方面，管柱夹紧支架3在轴向锁止力的作用下夹紧管柱总成，在它们之间形成了夹紧力；另一方面，齿轮总成、齿条1压紧管柱夹紧支架3外端面，也形成了较大的摩擦力；上述的夹紧力和摩擦力共同作用形成作用于转向管柱7的保持力。此时，由于提供了足够的转向管柱保持力，即便作用外力于方向盘，也无法对方向盘进行调节。

除此之外，在本实施方式中，除了夹紧力和摩擦力这两种力来提供转向管柱锁定的保持力以外，还同时利用了齿条齿轮组自身的特性。齿轮总成压向管柱夹紧支架3时，齿轮总成被紧固螺母10夹紧，此时，齿轮总成无法绕自身轴线旋转，使得齿条1无法通过驱动齿轮总成旋转实现沿转向管柱7的轴向移动，从而进一步提高了转向管柱7的轴向锁定的保持力。

具体地，在本实施方式中，齿轮总成包括齿轮本体2和压台21，齿轮本体2的外周与齿条1相啮合，压台21设置在齿轮本体2背离管柱夹紧支架3的侧面，并且该压台21具有径向凸出于齿轮本体2的凸出部，该凸出部与齿条1的侧面贴合，弹性区形成在齿轮本体2朝向管柱夹紧支架3的侧面上。即，在调节过程中，弹性区与管柱夹紧支架3处于弹性接触，减小接触面积，从而能够降低调节时的摩擦噪音；尤其进行轴向调节时，齿条1带动齿轮本体2转动，这样，齿条1便可以通过与齿轮本体2的连续啮合，驱动齿轮本体2绕连接轴4的轴线旋转，齿条齿轮的连续啮合，保证了调节力的均匀与顺畅，进一步降低转向管柱7轴向调节的噪音。

同时为了保证齿轮总成与连接轴4之间的顺畅滑动，在本实施方式中，还可以在齿轮总成与连接轴4之间设置支撑轴承6。

而为了保证转向管柱7的锁紧，压台21在锁止位置可以同时压向齿轮本体2和齿条1，使得齿轮总成和齿条1能够压向管柱夹紧支架3，提供较大的摩擦力和夹紧力。

在本实施方式中，如图3所示，齿轮总成的侧面上形成有凹槽211，凹槽211内安装有朝向管柱夹紧支架3延伸的弹性件以形成弹性区。为了保证连接的可靠性，在本实施方式中，齿轮总成的周向上均匀布置形成有多个弹性区。

进一步地，弹性件为压缩弹簧5，该压缩弹簧5一端抵顶凹槽211的底壁，另一端凸出齿轮总成。

即，进行转向管柱7的调节时，调节手柄9处于松开状态，此时齿轮总成的侧面中的压缩弹簧5从凹槽211中凸出，通过压缩弹簧5与管柱夹紧支架3接触。有效地减小了齿轮本体2与管柱夹紧支架3之间的相对滑动面，从而减少了调节过程中摩擦声响。其中，压缩弹簧5一直处于预紧状态，能够在调节手柄9向下转动松开调节机构的过程中，减小各个零件间的间隙。

在进行轴向调节时，为了减小压缩弹簧5与管柱夹紧支架3的摩擦接触，在本实施方式中，压缩弹簧5凸出的一端安装有弹簧帽51，弹簧帽51可滑动地嵌入在凹槽211并与该凹槽211的侧壁贴合。弹簧帽51在齿轮本体2旋转的过程中起到润滑的作用，减小了与管柱夹紧支架3的摩擦，保证齿轮总成的顺畅旋转。

综上，本公开提供一种转向管柱用齿条齿轮组、转向管柱调节机构以及车辆。在传动机构处于解锁位置，管柱总成可以进行轴向或径向的调节，为了消除轴向调节的噪音，可以通过齿条齿轮组的连续啮合，驱动齿轮总成调节绕手柄的轴线顺畅旋转，保证了调节力的均匀与顺畅，有效的降低了调节噪音；为了消除径向调节的噪音，可以通过弹性区与管柱夹紧支架3的弹性接触，减小接触面积，从而减少了径向调节过程中摩擦声响。同时齿条齿轮组还能够提供较大的锁定管柱的保持力。除此之外，弹性区还可以减小各零件间的配合间隙。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (10)

1.一种转向管柱用齿条齿轮组，其特征在于，该齿条齿轮组包括齿条(1)和与该齿条(1)啮合的齿轮总成，所述齿条(1)用于固定在管柱总成上，所述齿轮总成用于可转动地安装在穿过管柱夹紧支架(3)的连接轴(4)上，所述齿条(1)沿所述管柱总成的轴向延伸并位于所述管柱夹紧支架(3)的外侧，其中所述齿轮总成的一侧形成有与所述管柱夹紧支架(3)弹性接触的弹性区。

2.根据权利要求1所述的齿条齿轮组，其特征在于，所述齿轮总成包括齿轮本体(2)和压台(21)，所述齿轮本体(2)的外周与所述齿条(1)相啮合，所述压台(21)设置在所述齿轮本体(2)背离所述管柱夹紧支架(3)的侧面，并且该压台(21)具有径向凸出于所述齿轮本体(2)的凸出部，该凸出部与所述齿条(1)的侧面贴合，所述弹性区形成在所述齿轮本体(2)朝向所述管柱夹紧支架(3)的侧面上。

3.根据权利要求1所述的齿条齿轮组，其特征在于，所述齿轮总成的侧面上形成有凹槽(211)，所述凹槽(211)内安装有朝向所述管柱夹紧支架(3)延伸的弹性件以形成所述弹性区。

4.根据权利要求3所述的齿条齿轮组，其特征在于，所述弹性件为压缩弹簧(5)，该压缩弹簧(5)一端抵顶所述凹槽(211)的底壁，另一端凸出所述齿轮总成。

5.根据权利要求4所述的齿条齿轮组，其特征在于，所述压缩弹簧(5)凸出的一端安装有弹簧帽(51)，所述弹簧帽(51)可滑动地嵌入在所述凹槽(211)并与该凹槽(211)的侧壁贴合。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的齿条齿轮组，其特征在于，所述齿轮总成的周向上均匀布置形成有多个所述弹性区。

7.一种转向管柱调节机构，包括用于从外侧夹紧管柱总成的管柱夹紧支架(3)，以及用于固定穿过所述管柱总成且可径向移动地穿过所述管柱夹紧支架(3)的连接轴(4)，所述管柱总成包括转向管柱(7)和固定支架(8)，所述固定支架(8)可沿所述转向管柱(7)的轴向方向滑动地连接到所述连接轴(4)，所述连接轴(4)位于所述管柱夹紧支架(3)的两侧分别形成有锁紧机构和紧固机构，所述锁紧机构包括连接在所述连接轴(4)上的调节手柄(9)和将该调节手柄(9)的转动转化为轴向力的传动机构，所述紧固机构包括连接在所述连接轴(4)端部的紧固螺母(10)，其特征在于，所述紧固机构和所述管柱夹紧支架(3)之间设置有根据权利要求1-6中任意一项所述的齿条齿轮组。

8.根据权利要求7所述的转向管柱调节机构，其特征在于，所述固定支架(8)沿所述转向管柱(7)的轴向间隔布置有第一连接螺栓和第二连接螺栓，所述第一连接螺栓和第二连接螺栓分别位于所述管柱夹紧支架(3)的两侧，所述齿条(1)的两端分别通过螺母固定在所述第一连接螺栓和第二连接螺栓上以位于所述管柱夹紧支架(3)的外侧。

9.根据权利要求7所述的转向管柱调节机构，其特征在于，所述传动机构包括相互啮合的第一凸轮和第二凸轮，所述第一凸轮固定连接在所述调节手柄(9)上，并且通过抵顶所述第二凸轮以形成将所述连接轴(4)锁定在所述管柱夹紧支架(3)上的轴向锁止力，该轴向锁止力用于使得所述齿轮总成带动所述齿条(1)朝向所述管柱夹紧支架(3)移动。

10.一种车辆，包括转向管柱，其特征在于，还包括根据权利要求7-9中任意一项所述的转向管柱调节机构。