CN114312969A - 转向管柱组件、转向管柱和车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及车辆转向管柱技术领域，公开一种转向管柱组件、转向管柱和车辆。转向管柱组件包括弹性件、套管和沿着轴向方向依次布置的第一芯轴和第二芯轴，其中，套管套装在第一芯轴上并和第一芯轴能够一起动作；弹性件的一端连接在套管上，弹性件的一端用于固定设置；其中，第一芯轴能够轴向移动以处于耦合位置和解耦位置，在耦合位置，第一芯轴和第二芯轴轴向连接以能够同步转动，在解耦位置，第一芯轴和第二芯轴轴向脱离，并且第一芯轴转动时弹性件能够向第一芯轴提供阻尼以提供转向模拟手感。该转向管柱组件结构简单，在装配形成转向管柱后能够实现转向管柱的耦合和解耦以通断转向扭矩的传递，并使得转向管柱具备游戏功能。

Description

转向管柱组件、转向管柱和车辆

技术领域

本发明涉及车辆转向管柱技术领域，具体地涉及一种转向管柱组件，一种转向管柱和一种车辆。

背景技术

车辆的转向管柱用于将车辆方向盘的转向力传递至车辆的转向系统，以控制车辆的行驶方向。

当今社会，车辆的应用越来越广泛，人们使用车辆的时间也越来越长。基于此，开发一套方便在车辆上使用的游戏装置会有着较大的经济价值。

发明内容

本发明的目的是提供一种转向管柱组件，该转向管柱组件结构简单，在装配形成转向管柱后能够实现转向管柱的耦合和解耦以通断转向扭矩的传递，并使得转向管柱具备游戏功能。

为了实现上述目的，本发明提供一种转向管柱组件，该转向管柱组件包括弹性件、套管和沿着轴向方向依次布置的第一芯轴和第二芯轴，其中，所述套管套装在所述第一芯轴上并和所述第一芯轴能够一起动作；所述弹性件的一端连接在所述套管上，所述弹性件的一端用于固定设置；其中，所述第一芯轴能够轴向移动以处于耦合位置和解耦位置，在所述耦合位置，所述第一芯轴和所述第二芯轴轴向连接以能够同步转动，在所述解耦位置，所述第一芯轴和所述第二芯轴轴向脱离，并且所述第一芯轴转动时所述弹性件能够向所述第一芯轴提供阻尼以提供转向模拟手感。

在该技术方案中，由于套管套装在第一芯轴上并和第一芯轴能够一起动作，也就是能够一起转动和轴向移动，而弹性件的一端连接在套管上，弹性件的另一端用于固定设置，也即是，弹性件的另一端可以通过多种方式来固定，这样，第一芯轴轴向移动到耦合位置时，第一芯轴和第二芯轴轴向连接以能够同步转动以将接收的方向盘的转向扭矩传递到转向器，第一芯轴轴向移动到解耦位置时，第一芯轴和第二芯轴轴向脱离，并且第一芯轴转动时弹性件能够向第一芯轴提供阻尼以提供转向模拟手感，以使得转向管柱在解耦位置可以具备游戏功能。因此，该转向管柱组件结构简单，在装配形成转向管柱后能够实现转向管柱的耦合和解耦以通断转向扭矩的传递，并使得转向管柱具备游戏功能。

进一步地，所述套管上设置有用于与驱动装置配合以使得所述套管能够转动并使得驱动装置能够驱动套管轴向移动的受力结构。

更进一步地，所述受力结构为套装在所述套管上的轴承，所述轴承的外圈用于和所述驱动装置连接。

进一步地，所述弹性件为扭簧，所述套管的一端形成有套管凸缘，所述扭簧的一端连接在所述套管凸缘上。

进一步地，所述转向管柱组件包括管柱壳体段，所述管柱壳体段包括壳体凸缘，所述弹性件为扭簧，所述扭簧的另一端固定连接在所述壳体凸缘上。

进一步地，所述套管和所述第一芯轴成型为一体件。

进一步地，所述转向管柱组件包括管柱壳体段，所述套管和所述弹性件位于所述管柱壳体段内，所述第一芯轴和所述第二芯轴分别伸入到所述管柱壳体段内。

另外，所述第一芯轴和所述第二芯轴中一者的端面上形成有十字形凹槽，所述第一芯轴和所述第二芯轴中另一者的端面上形成有十字形凸台，其中，所述第一芯轴能够轴向移动以使得所述十字形凸台配合在所述十字形凹槽内时处于所述耦合位置，并使得所述十字形凸台从所述十字形凹槽脱出时处于所述解耦位置。

进一步地，所述十字形凹槽位于所述第一芯轴和所述第二芯轴中一者的端面内以形成围绕所述十字形凹槽的整个周向的凹槽侧壁。

进一步地，所述第一芯轴为上段芯轴，所述第二芯轴为中段芯轴。

另外，本申请提供一种转向管柱，该转向管柱包括驱动装置和以上任意所述的转向管柱组件，其中，所述第一芯轴和所述第二芯轴能够转动地设置；所述驱动装置能够驱动所述套管轴向移动。

这样，如上所述的，该转向管柱能够实现转向扭矩传递的通断，并在解耦位置，转向管柱可以具备游戏功能，以提升车辆的娱乐性。

最后，本申请提供一种车辆，所述车辆设置有以上所述的转向管柱。这样，如上所述的，该车辆的娱乐性和整体品质得到有效提升。

附图说明

图1是本发明具体实施方式提供的一种转向管柱的剖视结构示意图，其中，显示了本发明具体实施方式提供的一种转向管柱组件；

图2是图1的局部结构放大示意图；

图3是本发明具体实施方式提供的一种转向管柱的结构示意图；

图4是图3的转向管柱的部分结构示意图，显示了十字形凸台和十字形凹槽的结构；

图5是本发明具体实施方式提供的一种转向管柱组件中，十字形凸台的一种结构示意图；

图6是本发明具体实施方式提供的一种转向管柱组件中，十字形凹槽的一种结构示意图。

附图标记说明

1-第一芯轴，2-第二芯轴，3-弹性件，4-套管，5-驱动装置，6-轴承，7-套管凸缘，8-管柱壳体段，9-壳体凸缘，10-十字形凹槽，11-十字形凸台，12-凹槽侧壁。

具体实施方式

以下结合附图对本发明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发明，并不用于限制本发明。

参考图1和图2以及图4，本发明提供的转向管柱组件包括弹性件3、套管4和沿着轴向方向依次布置的第一芯轴1和第二芯轴2，其中，套管4套装在第一芯轴1上并和第一芯轴1能够一起动作；弹性件3的一端连接在套管4上，弹性件3的另一端用于固定设置，也即是，弹性件3的另一端可以悬空，在装配到转向管柱上后，弹性件3的另一端固定连接在转向管柱的固定结构上，或者，弹性件3的另一端也可以固定连接在下文所述的转向管柱组件包括的管柱壳体段8上；其中，第一芯轴1能够轴向移动以处于耦合位置和解耦位置，在耦合位置，第一芯轴1和第二芯轴2轴向连接以能够同步转动，在解耦位置，第一芯轴1和第二芯轴2轴向脱离，并且第一芯轴1转动时弹性件3能够向第一芯轴1提供阻尼以提供转向模拟手感。

由于套管套装在第一芯轴上并和第一芯轴能够一起动作，也就是能够一起转动和轴向移动，而弹性件的一端连接在套管上，弹性件的另一端用于固定设置，也即是，弹性件的另一端可以通过多种方式来固定，这样，第一芯轴轴向移动到耦合位置时，第一芯轴和第二芯轴轴向连接以能够同步转动以将接收的方向盘的转向扭矩传递到转向器，第一芯轴轴向移动到解耦位置时，第一芯轴和第二芯轴轴向脱离，并且第一芯轴转动时弹性件能够向第一芯轴提供阻尼以提供转向模拟手感，以使得转向管柱在解耦位置可以具备游戏功能。因此，该转向管柱组件结构简单，在装配形成转向管柱后能够实现转向管柱的耦合和解耦以通断转向扭矩的传递，并使得转向管柱具备游戏功能。

另外，一种实施例中，第一芯轴1从套管4的伸出的外漏轴段上可以设置有用于与能够驱动套管轴向移动的驱动装置5能够转动地配合的受力结构。这样，在驱动装置5的驱动下，第一芯轴1可以轴向移动。

或者，另一种实施例中，为了带动第一芯轴1轴向移动，参考图2，套管4上设置有用于与驱动装置5配合以使得套管4能够转动并使得驱动装置5能够驱动套管轴向移动的受力结构。在实际使用中，通过套管4上的受力结构与驱动装置5之间的配合，这样，套管4可以相对于驱动装置5转动，驱动装置5可以驱动套管4轴向移动以带动第一芯轴1轴向移动。

当然，受力结构可以具有多种结构形式，例如，受力结构可以为套管4上的环形凸起，该环形凸起的一部分可以伸入到驱动装置5的驱动块的驱动槽内，这样，套管4转动时环形凸起的一部分始终位于驱动槽内，而驱动装置5的驱动块沿着转向管柱的轴向移动时，将可以带动套管4和第一芯轴1轴向移动。

或者，受力结构为套装在套管4上的轴承6，轴承6的外圈用于和驱动装置5连接。这样，在实际使用中，轴承6的外圈可以和驱动装置5的驱动块连接，这样，通过轴承6的内圈，套管4可以相对于驱动块转动，而驱动块沿着转向管柱的轴向移动时将带动轴承6和套管4以及第一芯轴1一起轴向移动。

另外，在该转向管柱组件中，弹性件3可以具有多种结构，例如，弹性件3可以为弹性筒，例如橡胶筒。或者，弹性件3可以为多个拉簧，多个拉簧周向间隔布置。或者，参考图1和图2，弹性件3为扭簧，套管4的一端形成有套管凸缘7，扭簧的一端连接在套管凸缘7上。这样，套管4转动时，扭簧被扭曲以提供阻尼。而在解耦位置，扭簧提供的阻尼可以向套管4通过转向模拟手感。

另外，一种实施例中，参考图1和图2，转向管柱组件包括管柱壳体段8，管柱壳体段8包括壳体凸缘9，弹性件3为扭簧，扭簧的另一端固定连接在壳体凸缘9上。这样，扭簧的两端分别固定连接，套管4转动时，扭簧被扭曲以提供阻尼。而在解耦位置，扭簧提供的阻尼可以向套管4通过转向模拟手感。

另外，套管4和第一芯轴1可以为单独的部件，例如，套管4可以调整在第一芯轴1上。或者，可选择的实施例中，套管4和第一芯轴1成型为一体件，从而可以省略套管4和第一芯轴1的装配步骤。当然，在加工时，可以在第一芯轴1的外周面上加工形成套管凸缘7。当然，可以将一环形件焊接在第一芯轴1的外表面上以作为套管凸缘7。

另外，参考图1和图2，转向管柱组件包括管柱壳体段8，套管4和弹性件3位于管柱壳体段8内，第一芯轴1和第二芯轴2分别伸入到管柱壳体段8内。这样，通过管柱壳体段8的防护，可以对套管4和弹性件3例如扭簧形成良好的防护。当然管柱壳体段8上是形成有开口的，以便于套管4或第一芯轴1的从套管4上伸出的轴段接收外部驱动力以轴向移动。

另外，第一芯轴1和第二芯轴2可以分别通过两者之间各自的齿盘的啮合来耦合，或者各自齿盘的轴向分离来解耦。或者，第一芯轴1和第二芯轴2套装设置并通过两者之间各自的齿槽段的啮合和轴向脱离以耦合和解耦。例如，第一芯轴1插装在第二芯轴2内的轴向延伸腔内，第一芯轴1的外周面上形成有外齿槽圈，轴向延伸腔的内周面上形成有内齿槽圈，外齿槽圈和内齿槽圈可以啮合以使得第一芯轴1和第二芯轴2连接以同步转动，外齿槽圈和内齿槽圈可以轴向脱离以使得第一芯轴1能够相对于第二芯轴2空转以处于解耦位置。

或者，参考图3-图6，一种实施例中，第一芯轴1和第二芯轴2中一者的端面上形成有十字形凹槽10，第一芯轴1和第二芯轴2中另一者的端面上形成有十字形凸台11，其中，第一芯轴1能够轴向移动以使得十字形凸台11配合在十字形凹槽10内时处于耦合位置，并使得十字形凸台11从十字形凹槽10脱出时处于解耦位置。这样，第一芯轴1移动到耦合位置，十字形凸台11配合在十字形凹槽10内，使得第一芯轴1和第二芯轴2能够同步转动。第一芯轴1移动到解耦位置，十字形凸台11和十字形凹槽10脱离，使得第一芯轴1能够相对于第二芯轴2空转。

另外，一种实施例中，十字形凹槽10可以径向向外延伸到外周面上，例如，第二芯轴2上形成有十字形凹槽10时，十字形凹槽10可以延伸到第二芯轴2的外周面上。或者，其他实施例中，参考图6，十字形凹槽10位于第一芯轴1和第二芯轴2中一者的端面内以形成围绕十字形凹槽10的整个周向的凹槽侧壁12。这样，在耦合位置，十字形凸台11将容纳在十字形凹槽10内并通过凹槽侧壁12限位，这样，可以有效地提升第一芯轴1和第二芯轴2中一者的端面的结构强度，使得在耦合位置，第一芯轴1和第二芯轴2同步转动时能够更平稳地传递转向扭矩。

另外，在该转向管柱组件，第一芯轴1可以为上段芯轴，第二芯轴2为中段芯轴，该中段芯轴可以根据实际需求来通过一定的结构连接转向管柱的下段芯轴。或者，在其他实施例中，第一芯轴1可以为上段芯轴，第二芯轴2可以为下段芯轴。或者，在其他实施例中，第一芯轴1可以为中段芯轴，第二芯轴2可以为下段芯轴。

另外，本申请提供一种转向管柱，参考图1和图3，该转向管柱包括驱动装置5和以上任意所述的转向管柱组件，其中，第一芯轴1和第二芯轴2能够转动地设置；驱动装置5能够驱动套管4轴向移动，例如通过上述的轴承6。这样，如上所述的，该转向管柱能够实现转向扭矩传递的通断，并在解耦位置，转向管柱可以具备游戏功能，以提升车辆的娱乐性。

最后，本申请提供一种车辆，所述车辆设置有以上所述的转向管柱。这样，如上所述的，该车辆的娱乐性和整体品质得到有效提升。

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

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，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

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

Claims (12)

1.一种转向管柱组件，其特征在于，包括弹性件(3)、套管(4)和沿着轴向方向依次布置的第一芯轴(1)和第二芯轴(2)，其中，

所述套管(4)套装在所述第一芯轴(1)上并和所述第一芯轴(1)能够一起动作；

所述弹性件(3)的一端连接在所述套管(4)上，所述弹性件(3)的另一端用于固定设置；

其中，所述第一芯轴(1)能够轴向移动以处于耦合位置和解耦位置，在所述耦合位置，所述第一芯轴(1)和所述第二芯轴(2)轴向连接以能够同步转动，在所述解耦位置，所述第一芯轴(1)和所述第二芯轴(2)轴向脱离，并且所述第一芯轴(1)转动时所述弹性件(3)能够向所述第一芯轴(1)提供阻尼以提供转向模拟手感。

2.根据权利要求1所述的转向管柱组件，其特征在于，所述套管(4)上设置有用于与驱动装置(5)配合以使得所述套管(4)能够转动并使得驱动装置(5)能够驱动套管轴向移动的受力结构。

3.根据权利要求2所述的转向管柱组件，其特征在于，所述受力结构为套装在所述套管(4)上的轴承(6)，所述轴承(6)的外圈用于和所述驱动装置(5)连接。

4.根据权利要求1所述的转向管柱组件，其特征在于，所述弹性件(3)为扭簧，所述套管(4)的一端形成有套管凸缘(7)，所述扭簧的一端连接在所述套管凸缘(7)上。

5.根据权利要求1所述的转向管柱组件，其特征在于，所述转向管柱组件包括管柱壳体段(8)，所述管柱壳体段(8)包括壳体凸缘(9)，所述弹性件(3)为扭簧，所述扭簧的另一端固定连接在所述壳体凸缘(9)上。

6.根据权利要求1所述的转向管柱组件，其特征在于，所述套管(4)和所述第一芯轴(1)成型为一体件。

7.根据权利要求1所述的转向管柱组件，其特征在于，所述转向管柱组件包括管柱壳体段(8)，所述套管(4)和所述弹性件(3)位于所述管柱壳体段(8)内，所述第一芯轴(1)和所述第二芯轴(2)分别伸入到所述管柱壳体段(8)内。

8.根据权利要求1-7中任意一项所述的转向管柱组件，其特征在于，所述第一芯轴(1)和所述第二芯轴(2)中一者的端面上形成有十字形凹槽(10)，所述第一芯轴(1)和所述第二芯轴(2)中另一者的端面上形成有十字形凸台(11)，其中，

所述第一芯轴(1)能够轴向移动以使得所述十字形凸台(11)配合在所述十字形凹槽(10)内时处于所述耦合位置，并使得所述十字形凸台(11)从所述十字形凹槽(10)脱出时处于所述解耦位置。

9.根据权利要求8所述的转向管柱组件，其特征在于，所述十字形凹槽(10)位于所述第一芯轴(1)和所述第二芯轴(2)中一者的端面内以形成围绕所述十字形凹槽(10)的整个周向的凹槽侧壁(12)。

10.根据权利要求1所述的转向管柱组件，其特征在于，所述第一芯轴(1)为上段芯轴，所述第二芯轴(2)为中段芯轴。

11.一种转向管柱，其特征在于，包括驱动装置(5)和权利要求1-10中任意一项所述的转向管柱组件，其中，

所述第一芯轴(1)和所述第二芯轴(2)能够转动地设置；

所述驱动装置(5)能够驱动所述套管(4)轴向移动。

12.一种车辆，其特征在于，所述车辆设置有权利要求11所述的转向管柱。

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