CN101987632A - 转向管柱调节机构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种转向管柱调节机构，包括与转向管柱连接且可支撑转向管柱相对车身旋转并与车身连接的支撑机构，其中，所述调节机构还包括驱动转向管柱旋转的动力装置、以及与车身连接且支撑所述动力装置的安装盒；所述动力装置包括电机、与电机传动连接的蜗杆、与蜗杆啮合的蜗轮、与蜗轮同轴连接的齿轮、以及与齿轮啮合且与转向管柱固定连接的齿条。与现有的转向管柱调节机构相比，本发明的转向管柱设置成相对车身可旋转的结构，当需将方向盘给驾驶者让位或调整方向盘的适合位置时，动力装置操作转向管柱，使得转向管柱旋转一定的角度满足需求。本发明具有结构简单、实用性好的特点。
Description
【技术领域】
本发明涉及车辆转向领域，更具体地涉及到一种转向管柱的调节机构。
【背景技术】
汽车行驶方向的改变是由驾驶员通过操纵转向系统来改变转向轮(一般是前轮)的偏转角度实现的，转向系统不仅可以改变汽车的行驶方向，使其按驾驶员规定的方向行驶，而且还可以克服由于路面侧向干扰使车轮自行产生的转向，恢复汽车原来的行使方向。汽车转向系统一般由转向操纵机构、转向器、转向传动机构三部分组成，转向操纵机构包括方向盘、转向轴等部件，转向轴下端的蜗杆与扇形齿轮构成转向器，转向器是一个减速增距机构，经转向器放大的力矩传给转向传动机构，转向传动机构与转向节铰接，将转向器输出的运动和动力传递给转向车轮，使之偏转，以实现汽车的转向。
方向盘通过转向轴与转向器连接，转向管柱套设于转向轴且支撑着方向盘，转向管柱对转向轴进行定位；当需调节车辆行驶方向时，通过方向盘将力传递给转向器、转向传动机构，转向传动机构将转向器输出的运动和动力传递给转向车轮，实现车辆的转向；方向盘作为驾驶者直接操作接触的部件，其空间位置的设置直接影响驾驶者的舒适感，在现有常用的车型中，方向盘的空间位置基本处于驾驶者所坐座椅的上方，这样的结构设置使得驾驶者上下车的过程中极其不便，尤其是一些小型的轿车，影响了驾驶者的驾驶舒适度。
为了解决上述的技术缺陷，公开号为CN201224429的中国专利公开了一种车用可调节转向管柱，通过调节转向管柱实现对方向盘空间位置的调节，其包括设置在外壳内部的转向轴1’，与所述的转向轴1’相连有传动轴，在外壳上相对称设置有左锁紧手轮2’、右锁紧手轮3’，所述的左锁紧手轮2’与一固定于外壳的总成支架4’相配合控制转向轴1’相对于外壳的前后摆动，所述的右锁紧手轮3’与转向轴1’自身相配合控制转向轴1’相对于外壳的上下移动，如图6所示；但这种对转向管柱调节的结构设置不便于驾驶者的操作，且经过多次调节后两个锁紧手轮容易磨损，致使调节功能失效。
【发明内容】
本发明所要解决的技术问题是针对现有转向管柱的空间位置的设置影响驾驶者上下车的技术缺陷，提供一种空间位置可调节的转向管柱，使得驾驶者方便地依不同需求而变换不同的空间位置。
为了解决上述的技术问题，本发明提供一种转向管柱调节机构，包括与转向管柱连接且可支撑转向管柱相对车身旋转并与车身连接的支撑机构，其中，所述调节机构还包括驱动转向管柱旋转的动力装置、以及与车身连接且支撑所述动力装置的安装盒；所述动力装置包括电机、与电机传动连接的蜗杆、与蜗杆啮合的蜗轮、与蜗轮同轴连接的齿轮、以及与齿轮啮合且与转向管柱固定连接的齿条。
与现有的转向管柱调节机构相比，本发明的转向管柱设置成相对车身可旋转的结构，当需将方向盘给驾驶者让位或调整方向盘的适合位置时，动力装置操作转向管柱，使得转向管柱旋转一定的角度满足需求。本发明具有结构简单、实用性好的特点。
【附图说明】
图1是本发明转向管柱调节机构的部分结构示意图；
图2是本发明转向管柱调节机构另一角度的部分结构示意图；
图3是图2的部分剖视图；
图4是图2的左视图；
图5是本发明转向管柱调节机构的动力装置的结构示意图；
图6是现有技术转向管柱的结构示意图；
【具体实施方式】
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明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发明，并不用于限定本发明。
汽车行驶方向的改变是由驾驶员通过操纵转向系统来改变转向轮的偏转角度实现的，转向系统一般由转向操纵机构、转向器、转向传动机构三部分组成，转向操纵机构包括方向盘、转向管柱2、转向轴1等部件，转向管柱2套设于转向轴1且支撑着方向盘，转向管柱2对转向轴1进行定位；转向轴1下端的蜗杆与扇形齿轮构成转向器，转向器是一个减速增距机构，经转向器放大的力矩传给转向传动机构，转向传动机构与转向节铰接，将转向器输出的运动和动力传递给转向车轮，使之偏转，以实现汽车的转向。
如图1-5所示，本发明的转向管柱调节机构包括与方向盘连接的转向轴1、套设于转向轴1的转向管柱2，其中，所述调节机构还包括与转向管柱2连接且可支撑转向管柱2相对车身旋转并与车身连接的支撑机构3、驱动转向管柱2旋转的动力装置4、以及与车身连接且支撑所述动力装置4的安装盒5；所述动力装置4包括电机41、与电机41传动连接的蜗杆42、与蜗杆42啮合的蜗轮43、与蜗轮43同轴连接的齿轮44、以及与齿轮44啮合且与转向管柱2固定连接的齿条45。
所述转向轴1的一端与方向盘连接，另一端与转向器相连接；所述转向管柱2套设于转向轴1；在转向管柱2靠近方向盘的一端，转向管柱2通过一轴承13对转向轴1进行定位，转向轴1可相对转向管柱2转动；在转向管柱2靠近转向器的一端，转向管柱2通过一管柱衬套14对转向轴1进行对位；当动力装置4驱动转向管柱2转动时，转向管柱2带动转向轴1绕支撑机构3旋转，实现对方向盘的空间调节。
作为本发明的一种实施例，所述支撑机构3包括∩形板31，所述∩形板31的两侧壁沿转向管柱2的径向与转向管柱2固定连接，所述∩形板31的两侧壁分别通过销轴33与车身可旋转连接；动力装置4驱动转向管柱2转动，转向管柱2带动转向轴1绕销轴33旋转，实现对方向盘的空间调节。
作为本发明的一种改进，所述支撑机构3还包括架设于∩形板31的∩形架32，所述∩形架32的两侧壁通过所述销轴33与所述∩形板31可旋转连接；所述∩形架32的顶部与车身固定连接，所述转向管柱2、∩形板31通过销轴33相对∩形架32转动。
本发明的齿条45具有齿的端面为弧形的齿轮结构，优选为取一完整齿轮的一部分，在齿条45与齿轮44啮合驱动转向管柱2旋转时，齿条45伴随转向管柱2绕∩形架32转动会形成一定的弧线，如果齿条45不设置成带弧形的齿轮结构，齿条45与齿轮44啮合会产生干涉。另外，在齿条45上设有通孔451，减轻齿条45的重量。
连接蜗轮43和齿轮44的连接轴46可旋转地支撑在安装盒5上，在安装盒5的底部设有与安装盒5一侧壁共同支撑蜗杆42旋转的托架40。
所述调节机构还包括可相对移动地套设于转向管柱2的∏形板6，所述∏形板6的两侧壁分别与安装盒5连接，∏形板6的顶部与车身固定连接，所述安装盒5通过所述∏形板6与车身固定连接，所述转向管柱2可在∏形板6与安装盒5形成的通孔中移动，不至于影响转向管柱相对车身旋转。
作为本发明的一种改进，所述调节机构还包括控制系统，所述控制系统包括控制单元、与控制单元电连接且感应转向管柱2位置的位置传感器；所述电机41与控制单元电连接；位置传感器将位置信号传递给控制单元，控制单元处理位置信号后控制电机41的动作。控制系统还包括与控制单元电连接的PCB控制电路、以及与PCB控制电路电连接的控制按键，PCB控制电路将控制按键的按键信号处理后传递给控制单元，本发明的控制单元优选为ECU，控制按键含有顺时针和逆时针两个按键。
本发明的工作原理及工作过程如下：
在驾驶者进入驾驶室之前，动力装置4驱使转向管柱2处于远离座椅的最远位置处，给驾驶者让出最大的进出空间进入驾驶室；给控制系统通电后，ECU将预设定的信号传递给电机41，电机41带动蜗杆42转动，再通过蜗轮43、齿轮44将运动传递给齿条45，齿条45再带动转向管柱2旋转运动，当转向管柱2运动到预设定的位置时，位置传感器将感应的位置信号传递给ECU，ECU控制电机41断电，调节过程停止，调节机构通过蜗轮43、蜗杆42实现自锁。当驾驶者需离开驾驶室时，ECU控制电机41反转，使转向管柱2旋转到远离座椅的最远位置处。另外，为了满足方向盘不同角度的操作需求，当需要微调转向管柱2的角度时，操作控制按键，控制按键信号通过PCB控制电路分析传递给ECU，ECU控制电机41转动；当达到需求的角度时，松开控制按键，电机停止工作，调节机构进入锁止状态。
另外，当转向管柱2调节到驾驶者要求的理想位置时，可以通过ECU储存此位置的信号为ECU的预设定信号，当下次再驾驶的时候，ECU自动控制转向管柱2调节到理想位置。
作为本发明的具体实施例，转向管柱2可分为外管柱21和内管柱22，内管柱22套设于转向轴1且与支撑机构3相连接；外管柱21一端套设于内管柱22，另一端通过轴承13套设于转向轴1；其中，齿条45穿过外管柱21与内管柱22固定连接；转向轴1分为花键轴11和花键轴套12，花键轴11一端与方向盘连接，另一端与花键轴套12花键连接，而花键轴套12的另一端与转向器连接。
与现有的转向管柱调节机构相比，本发明的转向管柱2设置成相对车身可旋转的结构，当需将方向盘给驾驶者让位或调整方向盘的适合位置时，动力装置4操作转向管柱2，使得转向管柱2旋转一定的角度满足需求。本发明具有结构简单、实用性好的特点。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种转向管柱调节机构，包括与转向管柱连接且可支撑转向管柱相对车身旋转并与车身连接的支撑机构，其特征在于：所述调节机构还包括驱动转向管柱旋转的动力装置、以及与车身连接且支撑所述动力装置的安装盒；所述动力装置包括电机、与电机传动连接的蜗杆、与蜗杆啮合的蜗轮、与蜗轮同轴连接的齿轮、以及与齿轮啮合且与转向管柱固定连接的齿条。
2.按照权利要求1所述的转向管柱调节机构，其特征在于：所述支撑机构包括∩形板，所述∩形板的两侧壁沿转向管柱的径向与转向管柱固定连接，所述∩形板的两侧壁分别通过一销轴与车身可旋转连接。
3.按照权利要求2所述的转向管柱调节机构，其特征在于：所述支撑机构还包括架设于∩形板的∩形架，所述∩形架的两侧壁通过所述销轴与所述∩形板可旋转连接；所述∩形架的顶部与车身固定连接。
4.按照权利要求1所述的转向管柱调节机构，其特征在于：所述齿条具有齿的端面为弧形的齿轮结构。
5.按照权利要求4所述的转向管柱调节机构，其特征在于：在蜗轮与齿轮之间设有连接蜗轮和齿轮且可旋转地支撑在安装盒上的连接轴。
6.按照权利要求5所述的转向管柱调节机构，其特征在于：在安装盒的底部设有与安装盒一侧壁共同支撑蜗杆旋转的托架。
7.按照权利要求6所述的转向管柱调节机构，其特征在于：所述调节机构还包括可相对移动地套设于转向管柱的∏形板，所述∏形板的两侧壁分别与安装盒连接，∏形板的顶部与车身固定连接，所述安装盒通过所述∏形板与车身固定连接。
8.按照权利要求1-7任一项所述的转向管柱调节机构，其特征在于：所述调节机构还包括控制系统，所述控制系统包括控制单元、与控制单元电连接且感应转向管柱位置的位置传感器；所述电机与控制单元电连接；位置传感器将位置信号传递给控制单元，控制单元处理位置信号后控制电机的动作。
9.按照权利要求8所述的转向管柱调节机构，其特征在于：所述控制系统还包括与控制单元电连接的PCB控制电路、以及与PCB控制电路电连接的控制按键，PCB控制电路将控制按键的按键信号处理后传递给控制单元。
10.按照权利要求9所述的转向管柱调节机构，其特征在于：所述控制单元为ECU。
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