CN115593226B - 一种车辆仪表共轴式转向转接机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车辆仪表共轴式转向转接机构，包括方向盘、仪表盘、同轴转向组件和转向机构，所述方向盘和仪表盘均与所述同轴转向组件相连接，并且所述仪表盘设置于所述方向盘中部，所述同轴转向组件与所述转向机构传动连接；其特征在于：所述同轴转向组件包括转向支座，圆柱齿轮，主动齿轮，从动齿轮，仪表固定组件，大盖，轴承一，轴承二，惰轮轴。通过利用同轴转向组件，在不改变原工程车辆主体结构件不作变动的情况下，实现在方向盘中心安装固定不动的仪表，并且转接机构体积小巧，结构紧凑，适用于多种类型的车辆；另外在转向支座和转向轴的中心走线设置专用通道，能顺畅通过10根以上的仪表用线缆，进一步便于工作人员对仪表的设计。

Description

一种车辆仪表共轴式转向转接机构

技术领域

本发明涉及车辆仪表布置安装的技术领域，尤其涉及一种车辆仪表共轴式转向转接机构。

背景技术

传统的方向盘传动机构直接将方向盘与下方的转向轴进行配合，方向盘中心位置区域与方向盘一体化，保持与方向盘的同步转动，无法将方向盘与其中心区域进行分离转动。另外方向盘与下方转向轴的直接配合连接方式不便于在方向盘中心设置位置恒定的固定仪表，同时这种直接配合方式对于固定仪表盘的布线设置较为困难。

为了解决这一问题，车辆工程的技术人员进行大量研究，并提出了多种传动方式，例如：添加转向柱组件和模拟器、为方向盘添加单独的传动轴等，这些方法均需要添加大量外部组件，体积较大，无法应用在多种类型的车辆中，现需要一种能够实现方向盘相对固定仪表盘独立转动、便于固定仪表布线设置、转动效果传导稳定且小巧独立的转向组件，以便适用于多种场所。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述现有存在现有车辆仪表盘的安装问题，提出了本发明。

因此，本发明解决的技术问题是：仪表盘与方向盘安装在同一位置时，如果二者同轴会出现转动效果偏离的问题，或者添加新的传动轴，使仪表盘虽然固定在方向盘上，但是使用两种轴工作，但是安装方式较复杂。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种车辆仪表共轴式转向转接机构，包括方向盘、仪表盘、同轴转向组件和转向机构，所述方向盘和仪表盘均与所述同轴转向组件相连接，并且所述仪表盘设置于所述方向盘中部，所述同轴转向组件与所述转向机构传动连接；所述同轴转向组件包括转向支座、圆柱齿轮、主动齿轮、从动齿轮、仪表固定组件、大盖、轴承一、轴承二和惰轮轴；所述从动齿轮安装在转向支座的底部，所述从动齿轮的上方设置有所述仪表固定组件，所述仪表固定组件的外侧套置主动齿轮，所述主动齿轮和从动齿轮与所述圆柱齿轮相互啮合，所述圆柱齿轮通过所述惰轮轴安装在所述转向支座内，所述轴承一安装在所述转向支座内部并且套置所述从动齿轮，所述转向支座的顶部开口通过所述大盖封闭，所述大盖与主动齿轮之间装有所述轴承二，并且所述转向支座的底端还设有用于导线穿插的排线孔，所述仪表固定组件的侧壁设有供导线排布的排线槽。

作为本发明所述的车辆仪表共轴式转向转接机构的一种优选方案，其中：所述的主动齿轮的顶端的延伸部分设有轴向延伸的锯齿状槽口，所述方向盘包括所述连接盘，其中心设有通孔，通孔内圆周设有向中心延伸的凸块，所述凸块卡合至所述锯齿状槽口底部连接所述方向盘和主动齿轮。

作为本发明所述的车辆仪表共轴式转向转接机构的一种优选方案，其中：所述转向支座为顶端开口、底端开孔结构，所述从动齿轮为倒“凸”形结构，并且所述转向支座的底端开孔内径与所述从动齿轮的凸出部外径相匹配，所述转向支座的底端还设有向下延伸的凹腔部，所述从动齿轮向下延伸从所述凹腔部伸出。

作为本发明所述的车辆仪表共轴式转向转接机构的一种优选方案，其中：所述从动齿轮与仪表固定组件内均为空心结构，且二者的中心保持一致。

作为本发明所述的车辆仪表共轴式转向转接机构的一种优选方案，其中：所述仪表固定组件包括仪表固定座和仪表固定法兰；所述主动齿轮套置在所述仪表固定座外侧，且所述仪表固定座的顶端延伸出所述主动齿轮，其中所述仪表固定座的顶端为与仪表固定法兰相配的圆锥结构，所述圆锥结构内设有固定块。

作为本发明所述的车辆仪表共轴式转向转接机构的一种优选方案，其中：所述圆柱齿轮至少为两个，若圆柱齿轮有两个，则齿轮呈直线排列；若圆柱齿轮有两个以上，则齿轮沿所述主动齿轮及从动齿轮共轴轴线圆周均匀分布。

作为本发明所述的车辆仪表共轴式转向转接机构的一种优选方案，其中：仪表固定座包括中心管体和盘座，所述盘座的直径大于所述中心管体直径；所述盘座的侧壁开设有放置所述圆柱齿轮的齿轮槽，并且所述齿轮槽的数量与所述圆柱齿轮的个数相匹配；所述盘座的侧壁及顶端面直至中心管体的侧壁还设有走线槽，所述走线槽的位置与所述排线孔位置相匹配。

作为本发明所述的车辆仪表共轴式转向转接机构的一种优选方案，其中：所述转向机构包括，转向管柱、转向轴、限位器和万向节，所述转向管柱的顶端设有限位器，并与转向支座的底部配合安装，所述转向轴设置在所述转向管柱内，其底端设有万向节。

作为本发明所述的车辆仪表共轴式转向转接机构的一种优选方案，其中：所述限位器的上端面设置有紧固圈，固定所述转向支座。

作为本发明所述的车辆仪表共轴式转向转接机构的一种优选方案，其中：所述紧固圈的边缘为楔面，所述转向支座凹腔部侧壁端的紧固螺钉的顶端为与所述紧固圈楔面相配合的圆锥形。

本发明的有益效果：本申请利用一种共轴式转向转接机构，在不改变原工程车辆主体结构件不作变动的情况下，实现在方向盘中心安装固定不动的仪表，并且转接机构体积小巧，结构紧凑，方便工程车辆仪表台的设计及加工，并且适用于多种类型的车辆；在转向支座和转向轴的中心走线设置专用通道，能顺畅通过10根以上的仪表用线缆，进一步便于工作人员对仪表的设计。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为本发明第一个实施例所述的一种车辆仪表共轴式转向转接机构的结构示意图；

图2为本发明第一个实施例所述的一种车辆仪表共轴式转向转接机构同轴转向组件的正剖面结构示意图；

图3为本发明第一个实施例所述的一种车辆仪表共轴式转向转接机构中传动结构示意图；

图4为本发明第一个实施例所述的一种车辆仪表共轴式转向转接机构中转向支座示意图；

图5为本发明第一个实施例所述的一种车辆仪表共轴式转向转接机构中仪表固定座示意图；

图6为本发明第一个实施例所述的一种车辆仪表共轴式转向转接机构的方向盘组件示意图；

图7为本发明第一个实施例所述的一种车辆仪表共轴式转向转接机构的转向管柱结构示意图；

图8为本发明第一个实施例所述的一种车辆仪表共轴式转向转接机构限位器的放大结构示意图。

附图各部件的标记如下：

1方向盘；1-1连接盘；1-1a凸块；1-2盘体；1-3支撑件；2仪表盘；3同轴转向组件；4转向机构；4-1转向管柱；4-2转向轴；4-3限位器；4-3a紧固圈；4-4万向节；5转向支座；5-1凹腔部；6圆柱齿轮；7主动齿轮；8从动齿轮；8-1锯齿状槽口；9仪表固定组件；9-1仪表固定座；9-1a固定块；9-11中心管体；9-12盘座；9-13齿轮槽；9-14走线槽；9-2仪表固定法兰；10大盖；11轴承一；12轴承二；13惰轮轴。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明，显然所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明的保护的范围。

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。

其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

同时在本发明的描述中，需要说明的是，术语中的“上、下、内和外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一、第二或第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本发明中除非另有明确的规定和限定，术语“安装、相连、连接”应做广义理解，例如：可以是固定连接、可拆卸连接或一体式连接；同样可以是机械连接、电连接或直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，也可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。本发明中，若非特指，所采用的原料和设备等均可从市场购得或是本领域常用的。下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。

参照图1～8，本发明提出了一种车辆仪表共轴式转向转接机构，主要解决仪表盘与方向盘共轴问题。

具体地，参照图1，该机构包括方向盘1、仪表盘2、同轴转向组件3和转向机构4，方向盘1和仪表盘2均与同轴转向组件3相连接，并且仪表盘2设置于方向盘1中部，同轴转向组件3与转向机构4传动连接。

同轴转向组件3包括连接方向盘1的主动齿轮7、安装仪表盘2的仪表固定组件9以及转向支座5、圆柱齿轮6、从动齿轮8、大盖10、轴承一11、轴承二12和惰轮轴13；参照图2～4，转向支座5为顶端开口、底端开孔结构，从动齿轮8为倒“凸”形结构，转向支座5的底端开孔内径与从动齿轮8的凸出部位外径相匹配，从动齿轮8向下延伸从转向支座5的底端开孔伸出，并且位于转向支座5内的从动齿轮8外缘面设有齿部，将从动齿轮8安装在转向支座5的底部，从动齿轮8可在转向支座5内运动，可选的是，转向支座5的底端还设有向下延伸的凹腔部5-1，从动齿轮8向下延伸从凹腔部5-1伸出，实现安装过程；在所述从动齿轮8的上方设置有仪表固定组件9，仪表固定组件9的外侧套置有主动齿轮7，主动齿轮7的底端外缘面设有齿部，主动齿轮7和从动齿轮8的侧端齿部与圆柱齿轮6相互啮合，另外圆柱齿轮6通过惰轮轴13安装在转向支座5内，可选的是，惰轮轴支承固定惰轮轴13的上端，惰惰轮轴13的下端固定在转向支座5上，并且在惰轮轴支承与大盖10之间布置垫圈，用于保护支撑件；大盖10用于封闭转向支座5的顶部开口，在大盖10与主动齿轮7之间装有轴承二12，另外通过在转向支座5底端开孔部的侧壁设置键槽，容纳轴承一11，并且轴承一11的内圈套置在从动齿轮8的向下延伸部上，将轴承一11安装在转向支座5内部并且套置从动齿轮8，并且所述转向支座5的底端还设有用于导线穿插的排线孔，所述仪表固定组件9的侧壁设有供导线排布的排线槽。

可选的是，所述仪表固定组件9包括仪表固定座9-1和仪表固定法兰9-2，参照图2，主动齿轮7套置在仪表固定座9-1外侧，二者均为空心结构且中心保持一致，仪表固定座9-1的顶端延伸出从动齿轮8，并且仪表固定座9-1的外侧壁与主动齿轮7的外侧壁之间设有一定间距的间隙，当主动齿轮7随方向盘转动时，仪表固定座9-1固定不动，仪表固定座9-1的顶端为与仪表固定法兰9-2相配的圆锥结构，通过圆锥结构与仪表固定法兰9-2相互固定，所述圆锥结构内设有固定块9-1a。

进一步的是，参照图2，仪表固定座9-1顶端的圆锥结构侧面设置水平螺纹，与仪表固定法兰9-2相互固定，固定块9-1a的侧面设置有规定深度的孔，通过紧固螺钉固定在所述仪表固定座9-1上，另外固定块9-1a中部设置多个竖向螺纹孔，用于固定仪表固定法兰9-2，仪表固定法兰9-2用于安装仪表盘2。

可选的是，圆柱齿轮6的数量至少为两个，若圆柱齿轮6有两个时，则齿轮呈直线排列；若圆柱齿轮6有两个以上时，则齿轮沿主动齿轮7及从动齿轮8的共轴轴线圆周均匀分布，使各齿轮受力均匀，不易产生偏磨等不良现象。

可选的是，参照图5，仪表固定座9-1由中心管体9-11和位于中心管体9-11底部的盘座9-12构成，盘座9-12的直径大于中心管体9-11直径，盘座9-12的侧壁开设有放置从动齿轮8的齿轮槽9-13，并且齿轮槽9-13的数量与从动齿轮8的个数相匹配，便于从动齿轮8在仪表固定座9-1上转动，盘座9-12的侧壁及顶端面直至中心管体9-11的侧壁还设有走线槽9-14，走线槽9-14的位置与排线孔位置相匹配，形成中心走线的专用通道，以便顺畅通过10根以上的仪表用线缆。

参照图6，方向盘1通过连接盘1-1与主动齿轮7实现转动连接，在主动齿轮7的顶端延伸部分设有轴向延伸的锯齿状槽口8-1，在连接盘1-1的中心设有通孔，通孔内圆周设有向中心延伸的凸块1-1a，凸块1-1a与锯齿状槽口8-1底部卡合连接，实现方向盘1与主动齿轮7的连接，在连接盘1-1的上端面通过螺母盖合固定；进一步的是，方向盘1除连接盘1-1以外还包括盘体1-2和支撑件1-3，并且盘体1-2的直径大于连接盘1-1直径，盘体1-2与连接盘1-1之间通过支撑件1-3连接。

转向机构4通过转向轴4-2底端的万向节4-4和限位器4-3圆锥面与从动齿轮8相啮合并与转向支座5配合固定，转向机构4包括转向管柱4-1、转向轴4-2、限位器4-3和万向节4-4，限位器4-3安装在转向管柱4-1的顶端，限位器4-3与转向支座5底部配合安装，转向轴4-2设置在转向管柱4-1内，其底端设有万向节4-4；进一步的是，参照图7可以看出限位器4-3的直径要大于转向管柱4-1的外径，通过在限位器4-3的边缘对称安装沿径向延伸卡块，以及在转向支座5底部的凹腔部安装卡合口，将限位器4-3与转向支座5底部配合安装。

可选的是，从动齿轮8的空心结构内设置有键槽，仪表固定座9-1的空心结构内有设有紧固螺母，转向轴4-2的顶端延伸至从动齿轮8的空心结构与键槽相互配合并通过上述紧固螺母进行固定，将仪表固定座9-1安装转向机构4上。

可选的是，参照图8，在限位器4-3的上端面设置有紧固圈4-3a，固定转向支座5；进一步可选的是，紧固圈4-3a的边缘为楔面，转向支座5凹腔部侧壁端的紧固螺钉的顶端为与紧固圈4-3a楔面相配合的圆锥形，在安装总成时，轴向已经无法增加紧固件，进行轴上固定，只能从侧面装紧固件，圆锥形结构能够改变加力方向，使得最终产生的力是轴向的，起到总成轴向固定的作用。

根据上述的车辆仪表共轴式转向转接机构，关于方向盘1和仪表盘2的安装以及转接机构的工作原理如下所示：方向盘1与主动齿轮7与通过凸块1-1a与锯齿状槽口8-1底部卡合实现传动连接，主动齿轮7与轴承二12相连接，通过在连接盘1-1的上端面使用螺母进行盖合固定，将其压紧在轴承二12内圈上，这几个部件组成一个旋转体，当方向盘1转动时，主动齿轮7跟随方向盘1一起转动，从而带动与主动齿轮7啮合的圆柱齿轮6，圆柱齿轮6在惰轮轴13上转动，惰轮轴13的下端固定在转向支座5上，上端通过惰轮轴支承固定，并且在惰轮轴支承与大盖10之间布置垫圈，垫圈由大盖10通过螺栓与转向支座5固定成一个整体；主动齿轮7跟随方向盘1运动，圆柱齿轮6在仪表固定座9-1内的齿轮槽9-13上转动，从动齿轮8由转向支座5下部的轴承一1形成转动副支撑转动，圆柱齿轮6、主动齿轮7和从动齿轮8相互配合；另外，从动齿轮8的轴向运动从动齿轮8的止口传递到轴承一11，再传递到转向支座5的止口，然后传递到限位器4-3，再由转向轴4-2返回到从动齿轮8，由螺母锁止，使得其轴向完全定位，主动齿轮7由固定方向盘1的螺母进行轴向定位，各个齿轮的轴向均进行定位，且仪表固定座9-1通过盘座9-12压紧固定在转向支座5内，主动齿轮7与仪表固定座9-1之间设置存在间隙，因此方向盘1的转向运动不会对仪表产生影响，本发明的转接机构，无需添加外部组件，并且转向结构与固定座之间结构紧凑，体积小巧，且不改变主体结构和外接方式，适用于多种车辆。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种车辆仪表共轴式转向转接机构，其特征在于：包括，

方向盘(1)、仪表盘(2)、同轴转向组件(3)和转向机构(4)，所述方向盘(1)和仪表盘(2)均与所述同轴转向组件(3)相连接，并且所述仪表盘(2)设置于所述方向盘(1)中部，所述同轴转向组件(3)与所述转向机构(4)传动连接；其特征在于：所述同轴转向组件(3)包括转向支座(5)、圆柱齿轮(6)、主动齿轮(7)、从动齿轮(8)、仪表固定组件(9)、大盖(10)、轴承一(11)、轴承二(12)和惰轮轴(13)；

所述从动齿轮(8)安装在转向支座(5)的底部，所述从动齿轮(8)的上方设置有所述仪表固定组件(9)，所述仪表固定组件(9)的外侧套置主动齿轮(7)，所述主动齿轮(7)和从动齿轮(8)与所述圆柱齿轮(6)相互啮合，所述圆柱齿轮(6)通过所述惰轮轴(13)安装在所述转向支座(5)内，所述轴承一(11)安装在所述转向支座(5)内部并且套置所述从动齿轮(8)，所述转向支座(5)的顶部开口通过所述大盖(10)封闭，所述大盖(10)与主动齿轮(7)之间装有所述轴承二(12)，并且所述转向支座(5)的底端还设有用于导线穿插的排线孔，所述仪表固定组件(9)的侧壁设有供导线排布的排线槽；

所述转向机构(4)包括，转向管柱(4-1)、转向轴(4-2)、限位器(4-3)和万向节(4-4)，所述转向管柱(4-1)的顶端设有限位器(4-3)，并与转向支座(5)的底部配合安装，所述转向轴(4-2)设置在所述转向管柱(4-1)内，其底端设有万向节(4-4)；

所述从动齿轮(8)与仪表固定组件(9)内均为空心结构，且二者的中心保持一致；在从动齿轮(8)的空心结构内设置有键槽，仪表固定组件(9)的空心结构内有设有紧固螺母，转向轴(4-2)延伸至从动齿轮(8)的空心结构与键槽相互配合并通过上述紧固螺母进行固定，将仪表固定组件(9)安装在转向机构(4)上；

所述圆柱齿轮(6)至少为两个，若圆柱齿轮(6)有两个，则齿轮呈直线排列；若圆柱齿轮(6)有三个及以上，则齿轮沿所述主动齿轮(7)及从动齿轮(8)共轴轴线圆周均匀分布。

2.如权利要求1所述的车辆仪表共轴式转向转接机构，其特征在于：所述的主动齿轮(7)的顶端的延伸部分设有轴向延伸的锯齿状槽口(8-1)，所述方向盘(1)包括连接盘(1-1)，其中心设有通孔，通孔内圆周设有向中心延伸的凸块(1-1a)，所述凸块(1-1a)卡合至所述锯齿状槽口(8-1)底部连接所述方向盘(1)和主动齿轮(7)。

3.如权利要求1或2所述的车辆仪表共轴式转向转接机构，其特征在于：所述转向支座(5)为顶端开口、底端开孔结构，所述从动齿轮(8)为倒“凸”形结构，并且所述转向支座(5)的底端开孔内径与所述从动齿轮(8)的凸出部位外径相匹配，所述转向支座(5)的底端还设有向下延伸的凹腔部(5-1)，所述从动齿轮(8)向下延伸从所述凹腔部(5-1)伸出。

4.如权利要求3所述的车辆仪表共轴式转向转接机构，其特征在于：所述仪表固定组件(9)包括仪表固定座(9-1)和仪表固定法兰(9-2)；

所述主动齿轮(7)套置在所述仪表固定座(9-1)外侧，且所述仪表固定座(9-1)的顶端延伸出所述主动齿轮(7)，其中所述仪表固定座(9-1)的顶端为与仪表固定法兰(9-2)相配的圆锥结构，所述圆锥结构内设有固定块(9-1a)。

5.如权利要求4所述的车辆仪表共轴式转向转接机构，其特征在于：所述仪表固定座(9-1)包括，

中心管体(9-11)和盘座(9-12)，所述盘座(9-12)的直径大于所述中心管体(9-11)直径，所述盘座(9-12)的侧壁开设有放置所述圆柱齿轮(6)的齿轮槽(9-13)，并且所述齿轮槽(9-13)的数量与所述圆柱齿轮(6)的个数相匹配；所述盘座(9-12)的侧壁及顶端面直至中心管体(9-11)的侧壁还设有走线槽(9-14)，所述走线槽(9-14)的位置与所述排线孔位置相匹配。

6.如权利要求5所述的车辆仪表共轴式转向转接机构，其特征在于：所述限位器(4-3)的上端面设置有紧固圈(4-3a)，固定所述转向支座(5)。

7.如权利要求6所述的车辆仪表共轴式转向转接机构，其特征在于：所述紧固圈(4-3a)的边缘为楔面，所述转向支座(5)凹腔部侧壁端的紧固螺钉的顶端为与所述紧固圈(4-3a)楔面相配合的圆锥形。