CN203854710U - 用于车辆的转向管柱机构及具有其的车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种转向管柱机构及具有其的车辆。该转向管柱机构，包括：转向管柱；齿条，齿条沿转向管柱的轴向延伸且转向管柱可随齿条同步移动；齿轮，齿轮与齿条啮合；以及驱动电机，驱动电机通过减速机构驱动齿轮旋转，以使得齿条带动转向管柱沿轴向运动。本实用新型的转向管柱机构，通过驱动电机的正转、反转可以方便地实现转向管柱的伸缩功能。同时减速机构的设置一方面可以增加调节精度，另一方面还能增加驱动电机的输出扭矩，使得调节过程更加可靠、顺畅，防止出现卡滞现象等而无法实现调节。此外，根据本实用新型实施例的转向管柱机构体积较小，对整车布置需求的空间要求相对较小，易于布置。

Description

用于车辆的转向管柱机构及具有其的车辆

技术领域

本实用新型涉及汽车技术领域，尤其是涉及一种用于车辆的电动调节转向管柱及具有其的车辆。

背景技术

随着人们对汽车操纵舒适性及驾乘感的要求不断提高，世界各大汽车厂商不断在功能配置以及汽车操纵方面投入了大量的研究及创新。其中方向盘是驾驶员接触及使用最为频繁的汽车部件之一，转向系统是驾驶员使用最多的系统之一。方向盘相对驾驶员座椅的位置决定了驾驶员的驾驶姿态，其位置是否合适决定了驾驶员的驾驶舒适性。由于驾驶车辆人员的身高、体重等均不一致，为了尽可能的照顾不同的消费者，需要采用新技术来满足方向盘的伸缩调节。

目前实现方向盘伸缩调节功能的转向管柱技术有两类：一类为机械式调节转向管柱，通过机械锁止及驾驶员手动调节实现，成本相对较为低廉，但是该技术操纵舒适性差，不易精确控制方向盘的伸缩量，且操作费力。另一类为电动调节转向管柱，通过集成在转向管柱上的电动机驱动管柱伸缩，但是这种电动转向管柱结构复杂，体积大，成本高，调节精度不高。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。

为此，本实用新型的一个目的在于提出一种转向管柱机构，该转向管柱机构通过一个驱动电机以及齿轮齿条传动机构可以方便地实现转向管柱的伸缩功能，结构简单，调节可靠。

本实用新型的另一个目的在于提出一种具有上述转向管柱机构的车辆。

根据本实用新型实施例的转向管柱机构，包括：转向管柱；齿条，所述齿条沿所述转向管柱的轴向延伸且所述转向管柱可随所述齿条同步移动；齿轮，所述齿轮与所述齿条啮合；以及驱动电机，所述驱动电机通过减速机构驱动所述齿轮旋转，以使得所述齿条带动所述转向管柱沿所述轴向运动。

根据本实用新型实施例的转向管柱机构，通过驱动电机的正转、反转可以方便地实现转向管柱的伸缩功能。同时减速机构的设置一方面可以增加调节精度，另一方面还能增加驱动电机的输出扭矩，使得调节过程更加可靠、顺畅，防止出现卡滞现象等而无法实现调节。此外，根据本实用新型实施例的转向管柱机构体积较小，对整车布置需求的空间要求相对较小，易于布置。

另外，根据本实用新型实施例的转向管柱机构，还可以具有如下附加技术特征：

根据本实用新型的一些实施例，所述转向管柱机构还包括：内夹板，所述内夹板与所述转向管柱固定，所述内夹板包括：相对设置的第一板和第二板，所述齿条设在所述第一板和所述第二板中的至少一个上；以及第一连接板，所述第一连接板连接在所述第一板与所述第二板之间。

根据本实用新型的一些实施例，所述第一板上形成有沿所述第一板的厚度方向贯通所述第一板的第一贯通槽，所述第二板上形成有沿所述第二板的厚度方向贯通所述第二板的第二贯通槽，所述第一贯通槽和所述第二贯通槽彼此正对；所述齿条进一步包括：第一齿条和第二齿条，所述第一齿条设在所述第一贯通槽内且所述第二齿条设在所述第二贯通槽内；以及所述齿轮进一步包括：第一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮与所述第一齿条啮合且所述第二齿轮与所述第二齿条啮合，其中所述驱动电机驱动所述第一齿轮和所述第二齿轮同步旋转。

根据本实用新型的一些实施例，所述转向管柱机构还包括：同步杆，所述第一齿轮和所述第二齿轮分别固定在所述同步杆上且彼此间隔开。

根据本实用新型的一些实施例，所述减速机构为蜗轮蜗杆减速机构，所述蜗轮蜗杆减速机构的蜗轮与所述同步杆同轴相连，所述蜗轮蜗杆减速机构的蜗杆与所述驱动电机的输出轴同轴相连。

根据本实用新型的一些实施例，所述转向管柱机构还包括：外夹板，所述外夹板包括：第三板、第四板和第二连接板，所述第三板和所述第四板相对设置，所述第二连接板连接在所述第三板与所述第四板之间，所述第三板和所述第四板分别位于所述第一板和所述第二板的外侧；以及所述同步杆贯穿所述第三板和所述第四板且由所述第三板和所述第四板支承。

根据本实用新型的一些实施例，所述同步杆与所述第三板之间以及所述同步杆与所述第四板之间分别设置有轴承。

根据本实用新型的一些实施例，所述转向管柱机构还包括：安装支架，所述安装支架适于固定至车体，所述外夹板与所述安装支架焊接固定，所述内夹板与所述转向管柱焊接固定。

根据本实用新型的一些实施例，所述转向管柱机构还包括：用于保护所述减速机构的保护罩，所述减速机构收纳在所述保护罩内。

根据本实用新型另一方面的实施例，提出了一种具有上述转向管柱机构的车辆。

附图说明

图1是根据本实用新型实施例的转向管柱机构的立体图；

图2是根据本实用新型实施例的转向管柱机构的爆炸图；

图3是驱动电机、同步杆和齿轮的立体图；

图4是内夹板的立体图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面参考图1-图4详细描述根据本实用新型实施例的转向管柱机构100，该转向管柱机构100可以用于机动车辆中。

根据本实用新型实施例的转向管柱机构100可以包括转向管柱1、齿条24、齿轮5、驱动电机63和减速机构6等部件。

转向管柱1可以采用现有转向管柱的构造，齿条24沿着转向管柱1的轴向延伸，即齿条24的长度方向与转向管柱1的长度方向（纵向）相同，齿条24可以是平齿条。转向管柱1可以随着齿条24同步移动，也就是说，在齿条24动作时，转向管柱1是随齿条24同步动作的，而在齿条24处于静止时，转向管柱1与齿条24也是处于相对静止状态的，该相对静止状态指的是转向管柱1不沿轴向动作。

齿轮5与齿条24啮合，从而齿轮5的旋转运动可以转换为齿条24的轴向运动，实现转向管柱1的伸缩功能。驱动电机63可以通过减速机构6驱动齿轮5旋转，以使得齿条24带动转向管柱1沿轴向运动。

例如，驱动电机63正转时，驱动电机63可以通过齿轮5驱动齿条24以及转向管柱1朝向驾驶员伸出（示意说明），对应地，驱动电机63反转时，驱动电机63可以通过齿轮5驱动齿条24以及转向管柱1朝远离驾驶员的方向收缩，即通过驱动电机63的正转与反转，可以方便地实现转向管柱1的伸缩功能。

而且，减速机构6的设置一方面可以增加调节精度，另一方面还能增加驱动电机63的输出扭矩，使得调节过程更加可靠、顺畅，防止出现卡滞现象等而无法实现调节。

此外，根据本实用新型实施例的转向管柱机构100体积较小，对整车布置需求的空间要求相对较小，易于布置。

在一个实施例中，参照图1和图2所示，转向管柱1与内夹板2固定，例如转向管柱1与内夹板2可以采用焊接的方式固定在一起。但是，本实用新型不限于此，转向管柱1与内夹板2当然也可以采用螺栓紧固或其它可以拆卸的方式固定连接。

下面具体描述内夹板2。结合图2和图4所示，内夹板2可以包括第一板21、第二板22和第一连接板23，第一板21和第二板22相对设置，第一板21和第二板22可以是平行的，第一连接板23连接在第一板21和第二板22之间，例如第一连接板23连接在第一板21的底沿与第二板22的底沿之间，从而使得第一板21、第二板22和第一连接板23构成一截面为大体“U”形的结构，齿条24可以固定在第一板21和第二板22的任意一个上，或者齿条24可以同时固定在第一板21和第二板22上。

具体而言，第一板21上形成有沿第一板21的厚度方向贯通第一板21的第一贯通槽251，第一贯通槽251可以是长条形贯通槽，其沿着转向管柱1的轴向延伸。类似地，第二板22上形成有沿第二板22的厚度方向贯通第二板22的第二贯通槽252，第二贯通槽252可以是长条形贯通槽，并且沿转向管柱1的轴向延伸，第一贯通槽251和第二贯通槽252彼此正对。

进一步，如图4所示，齿条24进一步包括第一齿条241和第二齿条242，齿轮5进一步包括第一齿轮51和第二齿轮52（如图2和图3所示），第一齿条241可以设在第一贯通槽251内例如设在第一贯通槽251的底壁上，第二齿条242可以设在第二贯通槽252内例如设在第二贯通槽252的底壁上。第一齿轮51与第一齿条241啮合且第二齿轮52与第二齿条242啮合。

由此，驱动电机63只需驱动第一齿轮51和第二齿轮52同步旋转即可实现内夹板2的轴向移动。可以理解的是，第一齿轮51与第二齿轮52实现同步旋转的方式可以有很多种，作为其中一个可选的实施方式，第一齿轮51和第二齿轮52的同步旋转可以通过同步杆54来实现。换言之，如图2和图3所示，第一齿轮51和第二齿轮52分别固定在同步杆54上且彼此间隔开，驱动电机63通过减速机构6驱动同步杆54旋转。

通过设置同步杆54结构，可以方便地实现第一齿轮51和第二齿轮52的同步旋转，而且由于设置同步杆54的缘故，内夹板2的轴向动作也显得更加平顺。

在其中一个实施例中，如图1和图3所示，减速机构6是蜗轮蜗杆减速机构，蜗轮蜗杆减速机构6的蜗轮61与同步杆54同轴相连，蜗轮蜗杆减速机构6的蜗杆62与驱动电机63的输出轴同轴相连。蜗轮蜗杆减速机构6体积小，且减速效果明显，传动可靠。

但是，应当理解的是，减速机构6并不限于蜗轮蜗杆形式，例如减速机构6还可以是齿轮式减速机构等。

作为一种可选的实施方式，减速机构6可以是多级减速机构，例如减速机构6具有两个减速比，从而第一齿轮51和第二齿轮52可以均具有两个不同的输入速度，实现对转向管柱1伸缩速度的调节。例如，快速调节和慢速调节。

根据本实用新型的一些实施例，如图1-图2所示，转向管柱机构100进一步可以包括外夹板3和安装支架4，安装支架4适于固定至车体，外夹板3固定在安装支架4上，例如可以采用焊接的方式固定。

如图2所示，外夹板3可以包括第三板31、第四板32和第二连接板33，第三板31和第四板32相对设置，第三板31和第四板32可以彼此平行，第二连接板33连接在第三板31与第四板32之间，例如第二连接板33连接在第三板31的顶沿与第四板32的顶沿之间，这样第三板31、第四板32和第二连接板33的截面构成一大体倒“U”形结构。第三板31和第四板32分别位于第一板21和第二板22的外侧，即外夹板3夹设在内夹板2外侧，内夹板2与转向管柱1相对于外夹板3和安装支架4可以轴向移动。

结合图2和图3所示，同步杆54贯穿第三板31和第四板32且由第三板31和第四板32支承，例如同步杆54与第三板31以及第四板32之间可以设置轴承53结构来进行支承，对应地，第三板31和第四板32上可以设置用于安装轴承53的轴承圆孔。从而保证同步杆54相对外夹板3只能旋转而不能发生轴向移动，增加调节的可靠性。

为了保护减速机构6，作为一种可选的实施方式，如图1和图2所示，转向管柱机构100还包括用于保护减速机构6的保护罩64，减速机构6收纳在保护罩64内，由保护罩64对其进行保护，保护罩64可以固定在驱动电机63的壳体上，当然也可以固定至车体。

此外，根据本实用新型的实施例进一步提供了包括如上所述的转向管柱机构100的车辆。应当理解的是，根据本实用新型实施例的车辆的其它构成例如行驶系统、动力系统、制动系统等均已为现有技术且为本领域的普通技术人员所熟知，因此对习知结构的详细说明此处进行省略。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种用于车辆的转向管柱机构，其特征在于，包括：

转向管柱；

齿条，所述齿条沿所述转向管柱的轴向延伸且所述转向管柱可随所述齿条同步移动；齿轮，所述齿轮与所述齿条啮合；以及

驱动电机，所述驱动电机通过减速机构驱动所述齿轮旋转，以使得所述齿条带动所述转向管柱沿所述轴向运动。

2.根据权利要求1所述的用于车辆的转向管柱机构，其特征在于，还包括：

内夹板，所述内夹板与所述转向管柱固定，所述内夹板包括：

相对设置的第一板和第二板，所述齿条设在所述第一板和所述第二板中的至少一个上；以及

第一连接板，所述第一连接板连接在所述第一板与所述第二板之间。

3.根据权利要求2所述的用于车辆的转向管柱机构，其特征在于，

所述第一板上形成有沿所述第一板的厚度方向贯通所述第一板的第一贯通槽，所述第二板上形成有沿所述第二板的厚度方向贯通所述第二板的第二贯通槽，所述第一贯通槽和所述第二贯通槽彼此正对；

所述齿条进一步包括：第一齿条和第二齿条，所述第一齿条设在所述第一贯通槽内且所述第二齿条设在所述第二贯通槽内；以及

所述齿轮进一步包括：第一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮与所述第一齿条啮合且所述第二齿轮与所述第二齿条啮合，其中所述驱动电机驱动所述第一齿轮和所述第二齿轮同步旋转。

4.根据权利要求3所述的用于车辆的转向管柱机构，其特征在于，还包括：同步杆，所述第一齿轮和所述第二齿轮分别固定在所述同步杆上且彼此间隔开。

5.根据权利要求4所述的用于车辆的转向管柱机构，其特征在于，所述减速机构为蜗轮蜗杆减速机构，所述蜗轮蜗杆减速机构的蜗轮与所述同步杆同轴相连，所述蜗轮蜗杆减速机构的蜗杆与所述驱动电机的输出轴同轴相连。

6.根据权利要求4所述的用于车辆的转向管柱机构，其特征在于，还包括：

外夹板，所述外夹板包括：第三板、第四板和第二连接板，所述第三板和所述第四板相对设置，所述第二连接板连接在所述第三板与所述第四板之间，所述第三板和所述第四板分别位于所述第一板和所述第二板的外侧；以及

所述同步杆贯穿所述第三板和所述第四板且由所述第三板和所述第四板支承。

7.根据权利要求6所述的用于车辆的转向管柱机构，其特征在于，所述同步杆与所述第三板之间以及所述同步杆与所述第四板之间分别设置有轴承。

8.根据权利要求6所述的用于车辆的转向管柱机构，其特征在于，还包括：

安装支架，所述安装支架适于固定至车体，所述外夹板与所述安装支架焊接固定，所述内夹板与所述转向管柱焊接固定。

9.根据权利要求1所述的用于车辆的转向管柱机构，其特征在于，还包括：用于保护所述减速机构的保护罩，所述减速机构收纳在所述保护罩内。

10.一种车辆，其特征在于，包括根据权利要求1-9中任一项所述的用于车辆的转向管柱机构。