CN1955054A - 汽车转向管柱 - Google Patents

Abstract

一种汽车转向管柱，其包括：包围转向轴的管柱托架，可转动地连接到管柱托架的倾斜托架，和被驾驶员用于施加必须的操作力用于转向管柱的倾斜操作的倾斜杠。所述倾斜杠包括：第一杠，它具有在倾斜托架一侧形成的驱动轴，可转动地连接到驱动轴的第一转动单元，和从第一转动单元伸出的连接件；和第二杠，它具有在倾斜托架另一侧形成并与驱动轴间隔预定距离的从动轴，和适于根据第一转动单元的转动进行转动的第二转动单元。所述倾斜杠，其包括适用于垂直转动的第一杠和当与第一杠的转动联锁时适用于水平转动的第二杠，能够防止比如在汽车发生碰撞的情况下转向管柱突然伸出。

Description

汽车转向管柱

技术领域

本发明涉及汽车转向管柱。更具体地，本发明涉及一种具有倾斜杠的汽车转向管柱，所述倾斜杠包括适用于垂直转动的第一杠，以及当与第一杠的转动联锁时适用于水平转动的第二杠，以便防止比如在汽车碰撞的情况中转向管柱突然伸出。

背景技术

如本领域中通常已知的，转向管柱包围用于将驾驶员操纵方向盘时产生的转向力传递给齿条-小齿轮机构的转向轴，并且支撑转向轴的转动。另外，转向管柱通过托架连接到汽车主体以固定转向轴的位置。

转向管柱包括一个悬空的装置和一个倾斜的装置，于是方向盘的突出程度和倾斜角度能按照驾驶员身体大小进行调整。

图1是表示传统的汽车转向管柱的底部透视图。图2是传统的汽车转向管柱的局部透视图，在其上面安装有倾斜杠。

如图1和2所示，传统的汽车转向管柱包括用于包围转向轴101的内部管103和外部管105；连接到外部管105外圆周表面中部的上部安装托架107；形成在外部管105上端的管柱托架109；通过倾斜铰轴111连接到管柱托架109外圆周表面的倾斜托架113；和被驾驶员用来施加转向管柱的倾斜操作所必须的操作力的倾斜杠115。

转向轴101具有连接到方向盘117的上端和连接到(没有画出的)齿条-小齿轮机构的下端，于是驾驶员操作方向盘117时产生的转向力被传递给齿条-小齿轮机构(没有画出)。

转向轴101包括靠近方向盘117的上部轴101a和与上部轴101a相反的下部轴101b。上下部轴101a和101b通过万向节(没有画出)彼此连接，因此当以预定角度使它们弯曲时，它们能将转向力传递给齿条-小齿轮机构(没有画出)。

内部管103为预定直径大小的圆柱形状并且包围下部轴101b。内部管103具有形成在它的外表面上靠近下端位置的下部安装托架119。下部安装托架119被紧固到汽车主体以将内部管103固定就位。外部管105为直径大于内部管103直径的圆柱形状，于是内外管103和105能够相对彼此进行滑动(即伸缩操作)。

上部安装托架107在外部管105外圆周表面的中部支撑外部管105，并且通过封壳(capsules)108固定到汽车主体，所述封壳连接到上部安装托架107的两端。

管柱托架109形成在外部管105的上端。倾斜托架113通过倾斜铰轴111连接到管柱托架109的两个侧表面。倾斜托架113的上端连接到转向轴101。倾斜铰轴111的轴心与万向节(没有画出)的轴心一致，于是当转向轴101转动预定角度时，倾斜托架113由于与之联锁也转动。因此，进行倾斜操作。

管柱托架109具有形成在其外周表面一侧的圆弧形状的固定齿轮201，于是固定齿轮201具有和倾斜铰轴111的一样的轴心，还具有和管柱托架109的外周表面可转动地连接的转动件205，转动件205和固定齿轮201的左右侧间隔预定距离。

转动件205具有从其一侧突出的导向台阶209以推动活动销207并向可动齿轮203施加转动力，以及具有一个从其外侧突出的转动力传递件211，以借助由倾斜杠115产生的转动力使转动件205转动。

倾斜托架113具有形成在一侧的可动齿轮203，该齿轮与齿轮铰轴202可转动地连接并与固定齿轮啮合。可动齿轮203具有形成在其侧表面的活动销207，于是当转动件205转动时，产生的转动力通过导向台阶209传递。结果，可动齿轮203转动并与固定齿轮201脱离啮合。

在固定齿轮201与可动齿轮203脱离啮合后，使得倾斜托架113围绕倾斜铰轴111转动。在这种状态，驾驶员能执行倾斜操作，调整方向盘117的倾斜角度以符合他的身体要求。在结束倾斜操作后，固定齿轮和可动齿轮201和203再次锁在一起。

现在更详细地说明按照现有技术的倾斜杠的操作。

当驾驶员拉动倾斜杠115的手柄213时，它绕着杠铰轴215水平转动并推动转动件205的转动力传递件211。结果，转动件205顺时针转动，导向台阶209推动活动销207。可动齿轮203反时针转动并与固定齿轮201脱离啮合。于是，驾驶员能执行倾斜操作。

然而，具有上述结构的传统的转向管柱具有一个问题，即，因为倾斜杠115形成在转向管柱的下侧并且用于绕着杠铰轴215水平转动，比如在发生汽车碰撞时，驾驶员的膝盖会碰撞倾斜杠115并使之转动。这导致固定齿轮201和可动齿轮203彼此脱离啮合。

在这种情况下，转向轴101经历倾斜操作，方向盘117突然伸出。结果，方向盘117非常可能击中并伤害驾驶员。

发明内容

因此，做出本发明是为了解决上述现有技术中发生的问题，而且本发明的一个目的是提供一种倾斜杠，其包括适用于垂直转动的第一杠和当与第一杠联锁的转动时适用于水平转动的第二杠，以防止比如在汽车发生碰撞的情况下转向管柱突然伸出，以及提供一种具有这种倾斜杠的汽车转向管柱。

为了实现这个目的，提供的汽车转向管柱包括包围转向轴的管柱托架；转动地连接到管柱托架的倾斜托架；和被驾驶员用于施加必须的操作力用于转向管柱的倾斜操作的倾斜杠，所述倾斜杠包括具有在倾斜托架一侧形成的驱动轴的第一杠，转动地连接到驱动轴的第一转动单元，和从第一转动单元伸出的连接件，和具有在倾斜托架另一侧形成并与驱动轴间隔预定距离的从动轴的第二杠，和适用于按照第一转动单元的转动进行转动的第二转动单元。

附图说明

从下述结合附图的详细说明中，本发明的上述和其它目的，特征和优点将变得明显，其中：

图1是表示传统的汽车转向管柱的底部透视图；

图2是表示上面安装有倾斜杠的传统的汽车转向管柱的局部透视图；

图3是表示按照本发明第一实施例的汽车转向管柱用倾斜杠的局部分解透视图；

图4a是表示按照本发明第一实施例的汽车转向管柱用倾斜杠，当被安装在转向管柱上时的透视图；

图4b是表示按照本发明第一实施例的汽车转向管柱用倾斜杠，当被安装在转向管柱上时的侧视图；

图5a是表示按照本发明第一实施例的汽车转向管柱用倾斜杠，在驱动轴的轴向方向的视图；

图5b是表示按照本发明第一实施例的汽车转向管柱用倾斜杠，在从动轴的轴向方向的视图；和

图6是表示按照本发明第二实施例的汽车转向管柱用倾斜杠的组装过程的局部截面视图。

具体实施方式

下面，将参照附图说明本发明的优选实施例。在下述说明和附图中，同样的参照序号用于指示同样的或者类似的元件，并且对同样的或者类似的元件的重复说明予以省略。

图3是表示按照本发明第一实施例的汽车转向管柱用倾斜杠的局部分解透视图。图4a和4b分别表示按照本发明第一实施例的汽车转向管柱用倾斜杠，当被安装在转向管柱上时的透视图和侧视图。

如图3至4b所示，按照本发明第一实施例的汽车转向管柱用倾斜杠包括第一和第二杠310和320。第一杠310包括驱动轴301，连接到驱动轴301以与之一起转动的第一转动单元303，和从第一转动单元303伸出的连接件305。第二杠320包括与驱动轴301间隔预定距离的从动轴311，和连接到从动轴311以与第一转动单元303一起转动的第二转动单元313。

驱动轴301、第一转动单元303和连接件305组成第一杠310，现在将详细说明第一杠310。

当驾驶员为执行倾斜操作向倾斜杠施加操作力时，驱动轴301充当第一杠310的旋转中心。驱动轴301是直径为预定大小的圆柱形状并***进第一转动单元303的通孔308内。

驱动轴301具有形成在一端的螺纹302，于是在驱动轴301穿过第一转动单元303之后，螺母307与螺纹302配合连接。在连接螺母307之前，为了增加驱动轴301的连接力，可以***一个垫圈309。驱动轴301的另一端连同轴承306一起插进驱动轴外壳304，该外壳从转向管柱的一侧突出预定长度。

由于驱动轴301与第一转动单元303刚性地连接，同时可旋转地插进驱动轴外壳304，驱动轴301与第一转动单元303一起旋转。

第一转动单元303是具有预定厚度的圆盘形状。第一转动单元303具有在其中心形成的通孔308，驱动轴301插进该通孔内。第一转动单元303具有从其外圆周突出的为预定形状的压缩台阶315，以与压缩槽317接合并且向第二转动单元313传递转动力，该压缩槽形成在第二转动单元313的外周上。

当驾驶员给第一杠310施加转动力用于倾斜操作时，第一转动单元303绕着驱动轴301顺时针旋转并且将转动力传递给第二转动单元313。

连接件305从第一转动单元303伸向驾驶员，于是他能更容易地转动第一转动单元303。连接件305包括从第一转动单元303垂直伸出的第一连接件305a和从第一连接件305a的侧表面水平伸出的第二连接件305b。

第二连接件305b具有在其上面形成的手柄213，该手柄具有平滑的表面，因此当驾驶员用手抓住它时，它不会伤害驾驶员的手。手柄213优选地具有平板的形状，因为它通常接收来自上方或者下方的力。手柄213优选地由具有一定程度弹性的天然或者合成橡胶制成，于是例如在汽车发生碰撞的情况下驾驶员的膝盖撞击手柄213时，对驾驶员的伤害能降到最小。

拉伸弹簧319设置在驱动轴外壳304的外周表面与第二连接件305b的上表面之间。

当驾驶员施加力量给第一杠310用于倾斜操作时，第一转动单元303顺时针转动，拉伸弹簧319增加长度。当在结束倾斜操作后驾驶员想将第一杠310返回到初始位置时，拉伸弹簧319发挥恢复力，促进第一杠310返回。

如果必须，第二连接件305b可以具有在其上表面形成的具有一定长度的弹簧支撑，以便支撑拉伸弹簧。如果需要的话，拉伸弹簧319可以用不同类型的弹性件进行替换。

当驱动轴301和第一转动单元303已磨损时，它们之间的连接变弱。这可能导致第一杠310下垂。按照本发明，拉伸弹簧319的恢复力避免了这种下垂。

现在详细地说明组成第二杠320的从动轴311和第二转动单元313。

从动轴311充当第二转动单元313的转动中心并且具有预定直径的圆筒形状，转动力是从第一转动单元303传递给第二转动单元313的。从动轴311与驱动轴301间隔预定距离，并且沿着垂直于驱动轴301的轴向方向***进倾斜托架113。从动轴311的端部***进第二转动单元313的通孔308内。而且如果必须，可以与轴承一起***。

从动轴311具有在其一端形成的螺纹302，象驱动轴301的情况那样，于是通过垫圈309和螺母307能将它刚性地连接到第二转动单元313。由此，从动轴311与第二转动单元313一起转动。

第二转动单元313为具有预定厚度的加长板的形状。第二转动单元313接收来自第一转动单元303的转动力并绕着从动轴311转动。结果，固定齿轮和可动齿轮(没有画出)彼此脱离啮合，于是驾驶员能够执行倾斜操作。

第二转动单元313可以具有在其一侧形成的压缩槽317以与第一转动单元303的压缩台阶315配合，于是来自第一转动单元303的转动力能更有效地传递给第二转动单元313。

按照本发明第一实施例的汽车转向管柱用的倾斜杠具有上述结构，现在参照附图5a和5b更详细地说明它的操作。

图5a和5b分别表示按照本发明第一实施例的汽车转向管柱用倾斜杠在驱动轴的轴向方向和从动轴的轴向方向的视图。

如图5a和5b所示，驾驶员向第一杠310的手柄213施加向下的力用于倾斜操作。第一转动单元303绕着驱动轴301顺时针转动预定距离。压缩台阶315与第二转动单元313的压缩槽317配合并且将转动力传递给第二转动单元313，于是第二转动单元绕着从动轴311反时针转动。第二转动单元313的转动最终导致固定齿轮和可动齿轮(没有画出)彼此脱离啮合，于是驾驶员能够执行倾斜操作。

在倾斜操作结束以后，驾驶员反时针转动第一杠并且将固定齿轮和可动齿轮(没有画出)锁在一起。来自拉伸弹簧(没有画出)的恢复力促进第一杠310的转动。

比如在汽车发生碰撞的情况下，即使当驾驶员的膝盖撞击第一杠310的第二连接件305b的表面或者撞击手柄213的底表面并且向第一杠310施加向上的力时，固定齿轮和可动齿轮(没有画出)保持锁在一起。这防止方向盘突然伸出并且将对驾驶员的伤害降到最低。

图6是表示按照本发明第二实施例的汽车转向管柱用倾斜杠的组装过程的局部截面图。

如图6所示，当第一转动单元303被连接到倾斜托架113用于有效的操作时，按照本发明第二实施例的汽车转向管柱用倾斜杠使用一个铰接螺栓601而不是象在第一实施例中使用的驱动轴。

具体地，从倾斜托架113的一侧突出而形成铰接外壳603，在铰接外壳603的内侧上形成铰接孔605，而且铰接螺栓601被用于连接第一转动单元303。

在铰接螺栓601的头部607和螺纹部分609之间形成具有平滑表面的直线部分611，该部分的长度L稍微大于第一转动单元303的厚度W。铰接螺栓601的直线部分611的***表面与第一转动单元303的通孔308的内周表面平滑接触，用于第一转动单元303的适当转动。

这样的结构可以应用于第二转动单元。

按照本发明第二实施例的汽车转向管柱用倾斜杠的其它结构和功能与第一实施例的那些相同，因此使用一样的参照序号指示一样的元件，重复的说明在此予以省略。

如上所述，按照本发明的汽车转向管柱用倾斜杠是具有优点的，因为，由于它包括适用于垂直转动的第一杠和与第一杠的转动联锁时适用于水平转动的第二杠，它能防止比如在汽车发生碰撞时转向管柱突然伸出。

虽然出于示意性的目的已经说明了本发明的优选实施例，那些本领域的技术人员会意识到各种可能的修改，添加和替换，而没有脱离在相应权利要求中公开的本发明的范围和精神。

Claims (11)

1.一种汽车转向管柱，它包括：

包围转向轴的管柱托架；

可转动地连接到管柱托架的倾斜托架；和

倾斜杠，其被驾驶员使用以施加用于转向管柱的倾斜操作所必须的操作力，所述倾斜杠包括：

第一杠，其具有在倾斜托架的一侧形成的驱动轴，可转动地连接到驱动轴的第一转动单元，和从第一转动单元伸出的连接件，和

第二杠，其具有在倾斜托架的另一侧形成并与驱动轴间隔预定距离的从动轴，和适用于根据第一转动单元的转动进行转动的第二转动单元。

2.如权利要求1所述的汽车转向管柱，其中第一转动单元具有从第一转动单元的一侧伸出的采用预定形状的压缩台阶。

3.如权利要求2所述的汽车转向管柱，其中第二转动单元具有在第二转动单元的一侧形成的压缩槽，其与压缩台阶配合。

4.如权利要求1所述的汽车转向管柱，其中驱动轴的轴向方向垂直于从动轴的轴向方向。

5.如权利要求1所述的汽车转向管柱，其中驱动轴被容纳在驱动轴外壳内。

6.如权利要求5所述的汽车转向管柱，其中轴承设置在驱动轴的外周表面和驱动轴外壳的内周表面之间。

7.如权利要求6所述的汽车转向管柱，其中所述连接件包括伸向第一转动单元下侧的第一连接件和从第一连接件的侧表面伸出的第二连接件，并且在驱动轴外壳和第二连接件之间设置弹性件。

8.如权利要求7所述的汽车转向管柱，其中第二连接件具有形成在其上表面上的弹簧支撑，所述弹簧支撑突出预定长度以***拉伸弹簧。

9.如权利要求8所述的汽车转向管柱，其中第一和第二连接件彼此垂直。

10.如权利要求1所述的汽车转向管柱，其中第一转动单元具有在其上形成的通孔，并且驱动轴通过所述通孔与第一转动单元连接。

11.如权利要求10所述的汽车转向管柱，其中在所述通孔的内周表面和驱动轴的外周表面之间设有轴承。

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