CN219215132U - 一种转向管柱总成、转向系统及车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种转向管柱总成、转向系统及车辆，该转向管柱总成包括第一壳体、转向芯轴和限位组件，转向芯轴贯穿第一壳体，第一壳体包括上盖、中盖和下盖，中盖设置在上盖和下盖之间；限位组件包括限位部、齿轮和齿条，限位部设置于上盖上，限位部包括第一限位端和第二限位端，第一限位端和第二限位端分别设置于所述转向芯轴的两侧；所述齿条设置于所述限位部上；所述齿轮位于所述上盖和所述中盖之间，且设置于所述转向芯轴上，所述齿轮与所述齿条啮合，所述转向芯轴转动带动所述齿轮转动，以驱动所述齿条在所述第一限位端和所述第二限位端之间移动。本实用新型的转向管柱总成通过将限位组件设置在转向芯轴上提高转向系统的舒适性。

Description

一种转向管柱总成、转向系统及车辆

技术领域

本实用新型涉及车辆技术领域，尤其涉及一种转向管柱总成、转向系统及车辆。

背景技术

在转向系统中，转向管柱是安装在方向盘与转向器之间的连接部件，转向管柱的输入端的转向轴连接方向盘，转向管柱的输出端的转向轴连接转向器，在转向时，通过操纵方向盘将扭矩经转向管柱传递至转向器以实现车辆转向。普通汽车转向系统的限位结构在转向器，管柱旋转轴本身可以在旋转方向无限旋转。转向器靠的是转向器球头端面与转向器壳体进行限位，限制整车状态下的车轮转角。

但是该转向系统存因为转向齿条力较大，在限位瞬间存在明显冲击，影响转向舒适性，而且影响转向系统零部件，甚至底盘系统的使用寿命。

实用新型内容

针对现有转向系统中的转向限位结构影响转向舒适性的问题，本实用新型提供了一种转向管柱总成、转向系统及车辆。

本实用新型提供了一种转向管柱总成，包括第一壳体、转向芯轴和限位组件，所述转向芯轴贯穿所述第一壳体，所述第一壳体包括上盖、中盖和下盖，所述中盖设置在所述上盖和所述下盖之间；

所述限位组件包括限位部、齿轮和齿条，所述限位部设置于所述上盖上，所述限位部包括第一限位端和第二限位端，所述第一限位端和所述第二限位端分别设置于所述转向芯轴的两侧；所述齿条设置于所述限位部上；所述齿轮位于所述上盖和所述中盖之间，且设置于所述转向芯轴上，所述齿轮与所述齿条啮合，所述转向芯轴转动带动所述齿轮转动，以驱动所述齿条在所述第一限位端和所述第二限位端之间移动。

可选地，所述限位部为设置在所述上盖上的限位槽。

可选地，所述转向芯轴包括上芯轴和下芯轴，所述上芯轴贯穿所述上盖和所述中盖，所述齿轮设置于所述上芯轴外周；所述下芯轴与所述上芯轴连接，所述下芯轴贯穿所述下盖，所述下芯轴远离所述上芯轴的一端用于与转向器总成连接。

可选地，所述转向管柱总成还包括扭矩转角传感器和驱动组件，所述扭矩转角传感器设置在所述中盖和所述下盖之间，分别连接所述上芯轴和所述下芯轴；所述扭矩转角传感器与所述驱动组件通信连接，所述驱动组件与所述下芯轴连接，用于驱动所述下芯轴转动。

可选地，所述驱动组件包括转向电机、涡轮和蜗杆，所述转向电机与所述扭矩转角传感器通信连接；所述涡轮设置在所述下芯轴外周，且位于所述下盖背离所述中盖的一侧，所述涡轮与所述蜗杆啮合；所述蜗杆与所述转向电机连接，所述转向电机用于驱动所述蜗杆转动，以带动所述涡轮和所述下芯轴转动。

可选地，所述转向管柱总成还包括第二壳体，所述第一壳体与所述第二壳体连接，所述涡轮位于所述下盖与所述第二壳体之间，所述蜗杆延伸至所述第二壳体内。

可选地，所述上盖、所述中盖和所述下盖的外周分别设置有多个第一连接部，所述第二壳体的外周设置有多个第二连接部，所述第一连接部和所述第二连接部上分别设置有连接孔，所述第一壳体通过螺栓穿过所述连接孔设置于所述第二壳体上。

可选地，所述上盖朝向所述中盖的一侧设置有第一容置腔；所述中盖朝向所述上盖的一侧设置有凸出部，所述凸出部设置于所述第一容置腔内，且与所述齿条抵触；所述中盖朝向所述下盖的一侧设置有第二容置腔，所述扭矩转角传感器设置于所述第二容置腔内。

另一方面，本实用新型还提供一种转向系统，包括转向器总成和如上任意一项所述的转向管柱总成，所述转向管柱总成与所述转向器总成连接。

另一方面，本实用新型还提供一种车辆，包括如上所述的转向系统。

在本实用新型中，通过在转向芯轴上设置齿轮，在上盖内设置限位部，限制齿条在第一移动限位端和第二限位端之间移动，实现转向系统的限位。同时，齿轮和齿条设置在上盖和中盖之间，齿轮设置在转向芯轴上，转向芯轴的旋转力仅为驾驶员手力，旋转力矩小，转向系统限位时产生的限位冲击小，对转向舒适性影响、转向系统零部件及底盘系统的使用寿命影响降低，提高了转向系统的舒适性及使用寿命。另一方面，通过对齿轮和齿条的参数进行设计，即可实现各车型对转向系统旋转角度的不同需求，提高了转向系统的通用化应用。

附图说明

图1是本实用新型一实施例提供的一种转向管柱总成的结构示意图；

图2是本实用新型一实施例提供的一种转向管柱总成的爆炸示意图；

图3是本实用新型一实施例提供的一种转向管柱总成的限位组件的结构示意图；

图4是本实用新型一实施例提供的一种转向管柱总成的上芯轴的结构示意图；

图5是本实用新型一实施例提供的一种转向系统的结构示意图。

说明书附图中的附图标记如下：

1、转向管柱总成；11、上盖；111、第一连接部；112、连接孔；12、中盖；121、凸出部；13、下盖；14、上芯轴；15、下芯轴；16、扭矩转角传感器；171、转向电机；172、涡轮；173、蜗杆；18、第二壳体；181、第二连接部；

21、限位部；211、第一限位端；212、第二限位端；22、齿轮；23、齿条；

3、转向器总成。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

为了说明本实用新型的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

如图1-图4所示，本实用新型的一实施例的一种转向管柱总成1，包括第一壳体、转向芯轴和限位组件，所述转向芯轴贯穿所述第一壳体，所述第一壳体包括上盖11、中盖12和下盖13，所述中盖12设置在所述上盖11和所述下盖13之间。

所述限位组件包括限位部21、齿轮22和齿条23，所述限位部21设置于所述上盖11上，所述限位部21包括第一限位端211和第二限位端212，所述第一限位端211和所述第二限位端212分别设置于所述转向芯轴的两侧。所述齿条23设置于所述限位部21上。所述齿轮22位于所述上盖11和所述中盖12之间，且设置于所述转向芯轴上，所述齿轮22与所述齿条23啮合，所述转向芯轴转动带动所述齿轮22转动，以驱动所述齿条23在所述第一限位端211和所述第二限位端212之间移动。

本实用新型的转向管柱总成1的限位组件的工作原理为：通过方向盘旋转带动转向芯轴旋转，转向芯轴带动齿轮22转动，齿轮22驱动齿条23沿限位部21移动，齿条23移至第一限位端211或第二限位端212时，转向芯轴达到最大旋转角，从而实现转向管柱的最大旋转角度控制。

本实用新型实施例的转向管柱总成1通过在转向芯轴上设置齿轮22，在上盖11内设置限位部21，限制齿条23在第一限位端211和第二限位端212之间移动，实现转向系统的限位。同时，齿轮22和齿条23设置在上盖11和中盖12之间，齿轮22设置在转向芯轴上，转向芯轴的旋转力仅为驾驶员手力，旋转力矩小，转向系统限位时产生的限位冲击小，对转向舒适性影响、转向系统零部件及底盘系统的使用寿命影响降低，提高了转向系统的舒适性及使用寿命。另一方面，通过对齿轮22和齿条23的参数进行设计，即可实现各车型对转向系统旋转角度的不同需求，提高了转向系统的通用化应用。

如图3所示，在本实用新型的一些实施例中，所述限位部21为设置在所述上盖11上的限位槽。

如图2所示，在本实用新型的一些实施例中，所述转向芯轴包括上芯轴14和下芯轴15，所述上芯轴14贯穿所述上盖11和所述中盖12，所述齿轮22设置于所述上芯轴14外周。具体地，齿轮22通过过盈压装在上芯轴14上。所述下芯轴15与所述上芯轴14连接，所述下芯轴15贯穿所述下盖13，所述下芯轴15远离所述上芯轴14的一端用于与转向器总成3连接。

如图2所示，在本实用新型的一些实施例中，所述转向管柱总成1还包括扭矩转角传感器16和驱动组件，所述扭矩转角传感器16设置在所述中盖12和所述下盖13之间，分别连接所述上芯轴14和所述下芯轴15。所述扭矩转角传感器16与所述驱动组件通信连接，所述驱动组件与所述下芯轴15连接，用于驱动所述下芯轴15转动。

如图2所示，在本实用新型的一些实施例中，所述驱动组件包括转向电机171、涡轮172和蜗杆173，所述转向电机171与所述扭矩转角传感器16通信连接。所述涡轮172设置在所述下芯轴15外周，且位于所述下盖13背离所述中盖12的一侧，所述涡轮172与所述蜗杆173啮合。所述蜗杆173与所述转向电机171连接，所述转向电机171用于驱动所述蜗杆173转动，以带动所述涡轮172和所述下芯轴15转动。

具体地，上芯轴14转动时，扭矩转角传感器16检测到上芯轴14扭矩转角信号，传递至转向电机171，转向电机171通过涡轮172蜗杆173驱动下芯轴15转动，下芯轴15与转向器总成3连接，通过转向器总成3驱动车轮转动，实现汽车转向。

如图2所示，在本实用新型的一些实施例中，所述转向管柱总成1还包括第二壳体18，所述第一壳体与所述第二壳体18连接，所述涡轮172位于所述下盖13与所述第二壳体18之间，所述蜗杆173延伸至所述第二壳体18内。

如图2和图3所示，在本实用新型的一些实施例中，所述上盖11、所述中盖12和所述下盖13的外周分别设置有多个第一连接部111，所述第二壳体18的外周设置有多个第二连接部181，所述第一连接部111和所述第二连接部181上分别设置有连接孔112，所述第一壳体通过螺栓穿过所述连接孔112设置于所述第二壳体18上。

如图2所示，在本实用新型的一些实施例中，所述上盖11朝向所述中盖12的一侧设置有第一容置腔(图中未显示)。所述中盖12朝向所述上盖11的一侧设置有凸出部121，所述凸出部121设置于所述第一容置腔内，且与所述齿条23抵触。所述中盖12朝向所述下盖13的一侧设置有第二容置腔(图中未显示)，所述扭矩转角传感器16设置于所述第二容置腔内。

如图5所示，本实用新型一实施例还提供一种转向系统，包括转向器总成3和如上任意一项实施例所述的转向管柱总成1，所述转向管柱总成1与所述转向器总成3连接。

另一方面，本实用新型一实施例还提供一种车辆，包括如上所述的转向系统。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种转向管柱总成，其特征在于，包括第一壳体、转向芯轴和限位组件，所述转向芯轴贯穿所述第一壳体，所述第一壳体包括上盖、中盖和下盖，所述中盖设置在所述上盖和所述下盖之间；

所述限位组件包括限位部、齿轮和齿条，所述限位部设置于所述上盖上，所述限位部包括第一限位端和第二限位端，所述第一限位端和所述第二限位端分别设置于所述转向芯轴的两侧；所述齿条设置于所述限位部上；所述齿轮位于所述上盖和所述中盖之间，且设置于所述转向芯轴上，所述齿轮与所述齿条啮合，所述转向芯轴转动带动所述齿轮转动，以驱动所述齿条在所述第一限位端和所述第二限位端之间移动。

2.根据权利要求1所述的转向管柱总成，其特征在于，所述限位部为设置在所述上盖上的限位槽。

3.根据权利要求1所述的转向管柱总成，其特征在于，所述转向芯轴包括上芯轴和下芯轴，所述上芯轴贯穿所述上盖和所述中盖，所述齿轮设置于所述上芯轴外周；所述下芯轴与所述上芯轴连接，所述下芯轴贯穿所述下盖，所述下芯轴远离所述上芯轴的一端用于与转向器总成连接。

4.根据权利要求3所述的转向管柱总成，其特征在于，所述转向管柱总成还包括扭矩转角传感器和驱动组件，所述扭矩转角传感器设置在所述中盖和所述下盖之间，分别连接所述上芯轴和所述下芯轴；所述扭矩转角传感器与所述驱动组件通信连接，所述驱动组件与所述下芯轴连接，用于驱动所述下芯轴转动。

5.根据权利要求4所述的转向管柱总成，其特征在于，所述驱动组件包括转向电机、涡轮和蜗杆，所述转向电机与所述扭矩转角传感器通信连接；所述涡轮设置在所述下芯轴外周，且位于所述下盖背离所述中盖的一侧，所述涡轮与所述蜗杆啮合；所述蜗杆与所述转向电机连接，所述转向电机用于驱动所述蜗杆转动，以带动所述涡轮和所述下芯轴转动。

6.根据权利要求5所述的转向管柱总成，其特征在于，所述转向管柱总成还包括第二壳体，所述第一壳体与所述第二壳体连接，所述涡轮位于所述下盖与所述第二壳体之间，所述蜗杆延伸至所述第二壳体内。

7.根据权利要求6所述的转向管柱总成，其特征在于，所述上盖、所述中盖和所述下盖的外周分别设置有多个第一连接部，所述第二壳体的外周设置有多个第二连接部，所述第一连接部和所述第二连接部上分别设置有连接孔，所述第一壳体通过螺栓穿过所述连接孔设置于所述第二壳体上。

8.根据权利要求4所述的转向管柱总成，其特征在于，所述上盖朝向所述中盖的一侧设置有第一容置腔；所述中盖朝向所述上盖的一侧设置有凸出部，所述凸出部设置于所述第一容置腔内，且与所述齿条抵触；所述中盖朝向所述下盖的一侧设置有第二容置腔，所述扭矩转角传感器设置于所述第二容置腔内。

9.一种转向系统，其特征在于，包括转向器总成和权利要求1-8中任意一项所述的转向管柱总成，所述转向管柱总成与所述转向器总成连接。

10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求9所述的转向系统。

Images