电子转向柱锁的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种电子转向柱锁，包括蜗轮、蜗杆和锁杆，所述蜗杆带动所述蜗轮转动，所述电子转向柱锁还包括凸轮；所述凸轮与所述蜗轮固定连接，所述蜗轮的圆心与所述凸轮的转动中心之间的连线沿水平方向；所述蜗轮带动所述凸轮一起转动时，所述凸轮带动所述锁杆上下移动实现解锁和上锁。本实用新型通过凸轮带动锁杆上下移动实现解锁和上锁，由于凸轮的轨迹特点，凸轮沿同一方向连续转动，即可实现锁杆解锁和上锁的不断切换，不需要蜗轮的换向，避免了换向异响。此外，凸轮的结构较双齿轮配合传动的结构简单，易于装配。
【专利说明】
电子转向柱锁
技术领域
[0001]本实用新型涉及电子转向柱领域，尤其涉及一种电子转向柱锁。
【背景技术】
[0002 ]现有的电子转向柱锁通常包括蜗杆、蜗轮、齿轮和锁杆，齿轮设置在蜗轮内并与蜗 轮同心，蜗轮的内齿面与齿轮啮合。蜗杆带动蜗轮在水平方向上转动，蜗轮带动齿轮转动， 齿轮带动锁杆上下移动，实现解锁和上锁的功能。
[0003] 由于该电子转向柱锁通过双齿轮配合传动，齿轮的成型和装配较复杂，并且上锁 和解锁切换时，蜗轮蜗杆需要换向，容易发生换向异响。
[0004] 因此，有必要设计一种结构简单、容易装配、无换向异响的电子转向柱锁。 【实用新型内容】
[0005] 本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结构简单、容易装配、无换 向异响的电子转向柱锁。
[0006] 本实用新型的技术方案提供一种电子转向柱锁，包括蜗轮、蜗杆和锁杆，所述蜗杆 带动所述蜗轮转动，
[0007] 所述电子转向柱锁还包括凸轮；
[0008] 所述凸轮与所述蜗轮固定连接，所述蜗轮的圆心与所述凸轮的转动中心之间的连 线沿水平方向；
[0009] 所述蜗轮带动所述凸轮一起转动时，所述凸轮带动所述锁杆上下移动实现解锁和 上锁。
[0010] 进一步地，所述凸轮与所述锁杆通过连接件连接，所述连接件始终与所述凸轮的 最高点接触。
[0011] 进一步地，所述连接件为矩形框，所述矩形框套设在所述凸轮外。
[0012] 进一步地，所述凸轮沿顺时针方向依次包括第一轮部、第二轮部、第三轮部和第四 轮部，所述第一轮部的半径为r，所述第三轮部的半径为R，r<R，所述第二轮部的半径从r逐 渐过渡到R，所述第四轮部的半径从R逐渐过渡到r，所述第一轮部和所述第三轮部的圆心角 为70°，所述第二轮部和所述第四轮部的圆心角为110°。
[0013] 进一步地，所述凸轮的直径为固定值。
[0014] 采用上述技术方案后，具有如下有益效果:本实用新型通过凸轮带动锁杆上下移 动实现解锁和上锁，由于凸轮的轨迹特点，凸轮沿同一方向连续转动，即可实现锁杆解锁和 上锁的不断切换，不需要蜗轮的换向，避免了换向异响。此外，凸轮的结构较双齿轮配合传 动的结构简单，易于装配。
【附图说明】
[0015] 图1是本实用新型一实施例中电子转向柱锁的结构示意图；
[0016] 图2是本实用新型一实施例中电子转向柱锁的侧向剖视图；
[0017] 图3是本实用新型一实施例中电子转向柱锁的凸轮结构解析的示意图；
[0018] 图4是本实用新型一实施例中电子转向柱锁的受力图；
[0019] 图5是本实用新型一实施例中电子转向柱锁在解锁过程中的推力与凸轮转动角度 的关系图。
[0020] 附图标记对照表：
[0021] 1-蜗轮 2-蜗杆 3-锁杆
[0022] 4-凸轮 5-连接件
[0023] a-第一轮部 b-第二轮部 C-第三轮部
[0024] d-第四轮部 0-转动中心
【具体实施方式】
[0025] 下面结合附图来进一步说明本实用新型的【具体实施方式】。
[0026] 本实用新型中所述的"水平"和"垂直"是以图1中的方位为基准。图1中的横向为水 平方向，图1中的竖直方向为垂直方向。
[0027] 如图1-2所示，电子转向柱锁包括蜗轮1、蜗杆2和锁杆3,蜗杆2带动蜗轮1转动，电 子转向柱锁还包括凸轮4;凸轮4与蜗轮1固定连接，蜗轮1的圆心与凸轮4的转动中心之间的 连线沿水平方向；蜗轮1带动凸轮4 一起转动时，凸轮4带动锁杆3上下移动实现解锁和上锁。 [0028]其中，如图1所示，图1中0为凸轮4的转动中心，从图1的视角看转动中心0与蜗轮1 的圆心重合。如图2所示，图2中点画线L为蜗轮1的圆心和凸轮4的转动中心之间的连线。
[0029] 工作时，首先蜗杆2带动蜗轮1转动，蜗轮1带动凸轮4 一起转动，凸轮4再带动锁杆3 上下移动。凸轮4转动的过程中，由于凸轮4的轨迹特点，具体表现为凸轮4的半径从小变大， 再从大变小，使得凸轮4在转动的过程中，凸轮4的最高点反复的上升和下降，凸轮4也就带 动锁杆3反复的上升和下降。锁杆3上升时，实现解锁;下降时，实现上锁。这样凸轮4沿同一 方向连续转动的过程中，可以实现锁杆3解锁和上锁的不断切换，不需要蜗轮的换向，避免 了换向异响。此外，凸轮的结构较双齿轮配合传动的结构简单，易于装配。
[0030] 本实施例中，如图1所示，凸轮4与锁杆3通过连接件5连接，连接件5始终与凸轮4的 最高点F接触。具体地，连接件5为矩形框，矩形框套设在凸轮4外。
[0031] 其中，最高点F在凸轮4上是一个动态点，在图1所示的方位中，经过凸轮4的转动中 心0的垂直线与凸轮4边缘相交的上方点，即为凸轮的最高点F。随着凸轮4的转动，最高点F 沿凸轮4的边缘不断移动。
[0032] 凸轮4在转动的过程中，凸轮4的最高点F始终与矩形框的上边框接触。这样凸轮4 能够带动矩形框上下移动，矩形框再带动锁杆3上下移动。矩形框件将凸轮4框在其内，能够 保证与凸轮4之间的配合稳定性。
[0033] 较佳地，连接件5还可以为其他结构。例如:连接件5可以为水平杆，水平杆与凸轮 4的最高点F始终接触，水平杆向下延伸出一连接部与锁杆3连接。虽然不如矩形框的连接稳 定性好，但是只要能够保证始终与凸轮4的最高点F接触，能实现带动锁杆解锁和上锁的目 的，均属于本实用新型的保护范围。
[0034] 本实施例中，如图3所示，凸轮4沿顺时针方向依次包括第一轮部a、第二轮部b、第 三轮部C和第四轮部d，第一轮部a的半径为r，第三轮部C的半径为R，r<R，第二轮部b的半径 从r逐渐过渡到R，第四轮部d的半径从R逐渐过渡到r，第一轮部a和第三轮部c的圆心角为 70°，第二轮部b和第四轮部d的圆心角为110°。
[0035] 具体地，如图3所述，第一轮部a的凸轮边缘从D点到A点，第二轮部b的凸轮边缘从A 点到B点，第三轮部c的凸轮边缘从B点到C点，第四轮部d的凸轮边缘从C点到D点。
[0036] 当凸轮4沿逆时针方向转动时，当D点为最高点时，凸轮4继续转动，最高点从D点向 A点移动，此时连接部5始终与第一轮部a接触，由于第一轮部a的半径为r，此时锁杆3处于静 止状态，即锁杆3不会上下移动。
[0037] 当最高点从A点向B点移动时，此时连接部5始终与第二轮部b接触，由于第二轮部b 的半径从r逐渐过渡到R，因此凸轮4带动连接部5向上移动，连接部5带动锁杆3向上移动，实 现解锁。
[0038]当最高点从B点向C点移动时，此时连接部5与第三轮部c接触，由于第三轮部c的半 径为R，锁杆3再次处于静止状态。
[0039] 当最高点从C点移动到D点时，此时连接部5与第四轮部d接触，由于第四轮部d的半 径从R逐渐过渡到r，因此凸轮4带动连接部5向下移动，连接部带动锁杆3也向下移动，实现 上锁。
[0040] 其中，连接部5在于第一轮部a和第三轮部c接触的过程中，均是静止状态，该状态 用于吸收掉电机的余量行程，为下一次的操作做好准备。
[0041] 较佳地，第一轮部a、第二轮部b、第三轮部c和第四轮部d的圆心角也可以为其他数 值。圆心角的数值与锁杆的解锁和上锁行程长度有关。
[0042]如图4所示，F涡为蜗杆对蜗轮的推力;F摩为凸轮和推杆的摩擦力;F推为推杆对凸 轮的反向推力;Rb为蜗轮的半径;Ra为凸轮的瞬时半径（即旋转到夹角β时的转动中心0同最 高点的距离）；夹角β为沿转动中心〇的垂直线与Ra之间的夹角。
[0043]根据力矩平衡：
[0044] F祸*Rb=F推*Ra*sin(P)+F摩*Ra*cos(P); (β>0时适用，β = 0时，F推=0)
[0045]由于F摩=y*F推;其中μ为摩擦系数；
[0046] 因此：F 推=F 祸 *Rb/(Ra*sin(P)+Ra*y*cos(P))
[0047] 设定凸轮的r = 8;R=12;
[0048] 分析解锁行程：
[0049] 设凸轮转过的角度为Θ，其中角度Θ是以图3中E点为起点，在E点时θ = 〇;则Θ同各行 程，解锁状态的关系如下面的表1:
[0051]表 1
[0052]在解锁行程中，转角Θ变化，引起β值变化，变化情况如下面的表2:
[0056] 表2
[0057] 如图5所示，结合表2可以看出，F推在初期较大，后期较小。由于F推与解锁力的大 小相同，可以推出初期解锁力较大，后期解锁力较小。从机械力学特性来讲，跟解锁特性要 求非常匹配。
[0058]本实用新型另一实施例中，凸轮4的直径为固定值。即在第二轮部b与第四轮部d之 间经过转动中心0的连线的长度不变，例如:连线在第二轮部b上不断变长，在第四轮部d上 不断变短，并且变化量相等。这种设计保证了凸轮4始终与矩形框的上下边框接触，保证了 凸轮4与矩形框之间的配合稳定性。
[0059]以上所述的仅是本实用新型的原理和较佳的实施例。应当指出，对于本领域的普 通技术人员来说，在本实用新型原理的基础上，还可以做出若干其它变型，也应视为本实用 新型的保护范围。
【主权项】
1. 一种电子转向柱锁，包括蜗轮、蜗杆和锁杆，所述蜗杆带动所述蜗轮转动，其特征在 于， 所述电子转向柱锁还包括凸轮； 所述凸轮与所述蜗轮固定连接，所述蜗轮的圆心与所述凸轮的转动中心之间的连线沿 水平方向； 所述蜗轮带动所述凸轮一起转动时，所述凸轮带动所述锁杆上下移动实现解锁和上 锁。2. 根据权利要求1所述的电子转向柱锁，其特征在于，所述凸轮与所述锁杆通过连接件 连接，所述连接件始终与所述凸轮的最高点接触。3. 根据权利要求2所述的电子转向柱锁，其特征在于，所述连接件为矩形框，所述矩形 框套设在所述凸轮外。4. 根据权利要求3所述的电子转向柱锁，其特征在于，所述凸轮沿顺时针方向依次包括 第一轮部、第二轮部、第三轮部和第四轮部，所述第一轮部的半径为r，所述第三轮部的半径 为R，r<R，所述第二轮部的半径从r逐渐过渡到R，所述第四轮部的半径从R逐渐过渡到r，所 述第一轮部和所述第三轮部的圆心角为70°，所述第二轮部和所述第四轮部的圆心角为 110。。5. 根据权利要求3所述的电子转向柱锁，其特征在于，所述凸轮的直径为固定值。
【文档编号】B60R25/0215GK205440274SQ201521107655
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2015年12月24日
【发明人】邹明平, 覃仁泽
【申请人】东风汽车有限公司